JP2007212237A - 等速自在継手のボール欠品有無検出装置と検出方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】等速自在継手のボールの欠品有無を正確かつ低コストに検出すること。
【解決手段】外方部材２５の内側にエアー供給管２ａによってエアーを供給する。ケージの外側開口から吹き出すエアーの流量をエアー流量計１９で検出し、その流量が所定値よりも低い場合にボール欠品と判定する。
【選択図】図１
【解決手段】外方部材２５の内側にエアー供給管２ａによってエアーを供給する。ケージの外側開口から吹き出すエアーの流量をエアー流量計１９で検出し、その流量が所定値よりも低い場合にボール欠品と判定する。
【選択図】図１
Description
本発明は、継手内に供給したエアーがケージの外側開口から吹き出す際の流量によってボールの欠品の有無を検出するようにした装置と方法に関する。
等速自在継手の外方部材に対して、内方部材、ボールおよびケージの組立体を組み付けたサブアッシー状態で、ボールの組み込み不良（ボール欠品）の有無を検査する工程がある。従来のボール欠品検査方法は、外方部材に蛍光灯を覆い被せる一方、外方部材の内部に光量センサーを挿入し、外方部材と内方部材との間の隙間から漏れて差し込む光の量を光量センサーで測定してその光量の大きさによってボール欠品の有無を判別するものであった。
従来のボール欠品検出方法は、外方部材と内方部材との間に組み込まれる６個ないし８個のボールのうち１個でも組み込み不良があった場合、そこから洩れる光を検出する方式である。このため、蛍光灯の使用時間に伴いその光量が自然低下すると、ボールの組込み不良があってもボール欠品なしと判定してしまうという問題があった。また、蛍光灯の寿命が比較的短く頻繁に交換する必要があり、蛍光灯の交換費用と交換のための作業工数がかかっていた。
本発明は、等速自在継手のボールの欠品有無を正確かつ低コストに検出することを目的とする。
前記課題を解決するため、請求項１に係る本発明は、内球面に複数のトラック溝を形成した外方部材と、外球面に前記外方部材のトラック溝と対をなす複数のトラック溝を形成した内方部材と、前記外方部材のトラック溝と内方部材のトラック溝との間に介在してトルクを伝達する複数のボールと、前記外方部材の内球面と内方部材の外球面との間に介在してボールを保持するケージとを備えた等速自在継手のボールの欠品有無を検出する検出装置において、前記外方部材の内側にエアーを供給するエアー供給管と、前記ケージの外側開口から吹き出すエアーの流量を検出するエアー流量計とを備えたことを特徴とする。
この発明は、エアー供給管によって外方部材の内側に供給したエアーがケージの外側開口から吹き出す際の流量に着目している。ボールの欠品がある場合はそこからエアーが漏れるため、その分だけケージの外側開口から吹き出すエアー流量が低下する。この流量の低下をエアー流量計で検出してボール欠品を検出するのである。
請求項２に係る発明は、請求項１の発明において、前記ケージの外側開口を蓋板で覆うとともに、この蓋板の内側のエアーを前記エアー流量計に導入するようにしたものである。
ケージの外側開口を開放したままでも、エアー流量計に至る排気管の入口を例えばエアー供給管の出口付近に配置することによってボール欠品の有無を検出可能である。しかし、ケージの外側開口を蓋板で閉塞しておけば継手内部にエアー溜まりを形成することができるので、エアー流量計に至る排気管の入口を前記エアー溜まりの任意の部位に配置することができるとともに、ボール欠品位置以外からのエアー漏れをなくして検出精度を高めることができる。またエアーの排気ロスがなくなるためエアー供給源のエネルギーを節約できる。
請求項３に係る発明は、請求項２の発明において、前記蓋板に内筒と外筒を備えた二重管を連結し、前記内筒によって前記エアー供給管を構成するとともに、前記内筒と外筒との間を通して蓋板の内側のエアーを前記エアー流量計に導入するようにしたものである。
このようにエアーの供給と排気を二重管により行うことで装置を簡略化することができる。
請求項４に係る発明は、内球面に複数のトラック溝を形成した外方部材と、外球面に前記外方部材のトラック溝と対をなす複数のトラック溝を形成した内方部材と、前記外方部材のトラック溝と内方部材のトラック溝との間に介在してトルクを伝達する複数のボールと、前記外方部材の内球面と内方部材の外球面との間に介在してボールを保持するケージとを備えた等速自在継手のボールの欠品有無を検出する検出方法において、前記外方部材の内側にエアーを供給する一方、前記ケージの外側開口から吹き出すエアーの流量をエアー流量計で検出し、前記エアーの流量が所定値よりも大きいか否かによって前記ボールの欠品有無を検出するようにしたものである。
ボール欠品がない状態でのケージの外側開口から吹き出すエアー流量は、継手の型式毎にほぼ一定となる。またボール欠品が１個の場合は当該エアー流量よりも少なくなるが、その流量もほぼ一定となる。これら２つの流量の間にしきい値を設定することにより、ボールの欠品有無を高精度に検出することができる。
本発明は前述の如く、外方部材の内側に供給したエアーがケージの外側開口から吹き出す際のエアー流量によってボール欠品有無を検出するようにしたので、従来の蛍光灯の光量によるボール欠品有無検出に比べて、光量低下によるボール欠品見逃しといった誤作動のおそれがなく、不測にエアー供給管の詰まり等が発生した場合でもボール欠品有りと判定するため不良品をパスさせることがない。しかもエアー供給システムは既存のものを利用可能であるから新規の設備投資が僅かで済み、装置部品の劣化の心配等もないので維持費が極めて少なくて済む。
以下、本発明の実施の形態を図に基づき説明する。図１（Ａ）（Ｂ）は本発明に係るボール欠品有無検出装置１を示す。装置１は内筒２ａと外筒２ｂからなる縦型の二重管２を有し、この二重管２の内筒２ａが支柱３の上腕部３ａで上下動可能に支持され、外筒２ｂが下腕部３ｂで上下動可能に支持される。外筒２ｂから突き出た内筒２ａの上端部に側方に張り出したブラケット４が固定され、このブラケット４の下面に近接センサ５が取り付けられる。支柱３の上腕部３ａにロッドが上向きに固定され、このロッド６の上端に近接センサ５が当接する。これにより、二重管２の重量が上腕部３ａを介して支柱３に支持される。支柱３は昇降シリンダ８によって昇降されるようになっている。
二重管２の内筒２ａはエアー供給管となるもので、その上端にエアーチューブ７が接続される。また、二重管２の下端外周には、図２に拡大図示するように、二重管２の半径方向に延在した円板状の蓋板１０と、この蓋板１０のボスを兼用し前記外筒２ｂに連結されたスリーブ１１が固定される。蓋板１０はボール欠品を検査する等速自在継手１２のケージ１３の外側開口を閉塞可能な直径とする。なお、蓋板１０に代えて図３のように内部に所定容積のエアー溜まりを有するカップ状の蓋体１４をケージ１３の外側開口に被せてもよい。また、エアーの供給については流量検出側とエアー供給側を入れ替えても良い。
蓋板１０の代わりに内方部材２６の内径入口に嵌合するテ―パノズルを使用し、このテーパノズルの先端開口から二重管２の内筒２ａの先端を継手内に突出させてもよい。この場合、内筒２ａから出たエアーはテーパノズルの先端開口隙間から後述のエアー流量計を通して排気される。等速自在継手の型式によって、蓋板方式又はテーパノズル方式のいずれか適切な方を選択すればよい。
スリーブ１１と支柱３の下腕部３ｂとの間に圧縮ばね１５が配設される。常時はこの圧縮ばね１５の附勢力が近接センサ５を介してロッド６に作用する。圧縮ばね１５の周囲は下腕部３ｂから下方に延在する円筒カバー１６で覆われる。スリーブ１１の上部外周は円筒カバー１６の内周面に摺動自在に嵌合される。
スリーブ１１の上端には外筒２ｂが連結され、この連結部分に隣接して連結環１７が配設される。連結環１７は外筒２ｂの下端部に当接し、かつ、内筒２ａとスリーブ１１との間の隙間を閉塞する。
スリーブ１１の側面に排気口１８が形成され、この排気口１８にエアー流量計１９が接続される。排気口１８は二重管２のスリーブ１１と内筒２ａとの間の空間に連通される。
ボール欠品有無検出装置１は以上のように構成され、この装置１を使って等速自在継手１２のボール欠品有無が以下のように検出される。図１のサブアッセンブリ状態の等速自在継手１２は、軸部２５ａとカップ状部２５ｂからなる外方部材２５がカップ状部２５ｂの開口を上にして示される。この等速自在継手１２は通常の固定式等速自在継手であって、内球面２５ｃに複数のトラック溝２５ｄを形成した外方部材２５と、外球面２６ｃに外方部材２５のトラック溝２５ｄと対をなす複数のトラック溝２６ｄを形成した内方部材２６と、外方部材のトラック溝２５ｄと内方部材２６のトラック溝２６ｄとの間に介在してトルクを伝達する複数のボール２７と、外方部材２５の内球面２５ｃと内方部材２６の外球面２６ｃとの間に介在してボール２７を保持するケージ１３とを備える。
等速自在継手１２は縦置き状態で連続的にボール欠品有無検出装置まで搬送される。蓋板１０の下方まで搬送された等速自在継手１２はそこで一旦停止し、続いて昇降シリンダ８によって装置１全体が図１の高さまで下降される。これにより、蓋板１０の下面がケージ１３に当接する。装置１の下降端の検出信号を受けて一定圧のエアーが内筒２ａの上端に自動的に供給される。内筒２ａに供給されたエアーは内筒２ａの下端から外方部材２５の内部に吹き出し、ケージ１３と蓋板１０で囲まれた領域を経由し、排気口１８からエアー流量計１９を通って外部に排気される。
この際、外方部材２５と内方部材２６のトラック溝２５ｄ、２６ｄ相互間に配設される６個または８個のボール２７のいずれか一つでも欠けていると、このボール欠品部分を通して外方部材２５の内部のエアーが外部に漏れ出るため、その分だけエアー流量計１９の流量は少なくなる。図４はボール欠品なしの継手とボール欠品１個の継手を検査した時のエアー流量計１９の流量を示す。横軸は検査した継手の個体番号（合計１００個）を示し、縦軸はエアー流量（リッター／分）を示す。使用した継手は型番「ＥＵＪ１０９」の固定式等速自在継手である。図４から分かるように、ボール欠品なしの継手では約３．１〜３．４リッタ／分の流量であったのに対し、ボール欠品１個の継手では約２．４〜２．８リッタ／分の流量であった。ボール欠品２個では２．０リッタ／分以下の流量となることは確実である。したがって、これら二つの流量の中間の例えば２．９５リッタ／分をしきい値として設定すれば、ボール欠品の有無を確実に判定することができる。
カップ状部２５ａの底部から内筒２ａの下側先端までの距離をボール外径−２ｍｍとし、カップ状部２５ｂ内にボールが落下していた場合には、そのボールによって圧縮ばね１５に抗して内筒２ａが押し上げられる。内筒２ａが押し上げられると近接センサ５がロッド６から離間し、この離間をセンサーにて検出した近接センサ５からの信号によってカップ状部２５ａ内部にボールが落下していることを検出し、エアー流量検出をしないで、異常として測定を中止する。
継手のボール欠品有無の検出を終了すると、装置１をシリンダによって上方に引き上げることで継手１２のケージ１３を蓋板１０から離間させる。その後継手１２を水平方向に搬送し、ボール欠品有りの継手１２は下流側のＮＧ排出レーンに排出されボール欠品無しの継手１２はそのまま下流側のＯＫワーク整列台に搬送される。
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載した技術的思想に基づき種々の変形が可能である。例えば、前記実施形態では固定式等速自在継手のボール欠品有無検出について説明したが、本発明はこれに限らず摺動式等速自在継手などあらゆる型式の等速自在継手のボール欠品有無検出に適用可能である。
１ ボール欠品有無検出装置
２ 二重管
２ａ 内筒
２ｂ 外筒
３ 支柱
３ａ 上腕部
３ｂ 下腕部
４ ブラケット
５ 近接センサ
６ ロッド
７ エアーチューブ
８ 昇降シリンダ
１０ 蓋板
１１ スリーブ
１２ 等速自在継手
１３ ケージ
１４ 蓋体
１６ 円筒カバー
１７ 連結環
１８ 排気口
１９ エアー流量計
２５ 外方部材
２５ａ 軸部
２５ｂ カップ状部
２５ｃ 内球面
２５ｄ トラック溝
２６ 内方部材
２６ｃ 外球面
２６ｄ トラック溝
２７ ボール
２ 二重管
２ａ 内筒
２ｂ 外筒
３ 支柱
３ａ 上腕部
３ｂ 下腕部
４ ブラケット
５ 近接センサ
６ ロッド
７ エアーチューブ
８ 昇降シリンダ
１０ 蓋板
１１ スリーブ
１２ 等速自在継手
１３ ケージ
１４ 蓋体
１６ 円筒カバー
１７ 連結環
１８ 排気口
１９ エアー流量計
２５ 外方部材
２５ａ 軸部
２５ｂ カップ状部
２５ｃ 内球面
２５ｄ トラック溝
２６ 内方部材
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２６ｄ トラック溝
２７ ボール
Claims (4)
- 内球面に複数のトラック溝を形成した外方部材と、外球面に前記外方部材のトラック溝と対をなす複数のトラック溝を形成した内方部材と、前記外方部材のトラック溝と内方部材のトラック溝との間に介在してトルクを伝達する複数のボールと、前記外方部材の内球面と内方部材の外球面との間に介在してボールを保持するケージとを備えた等速自在継手のボールの欠品有無を検出する検出装置において、前記外方部材の内側にエアーを供給するエアー供給管と、前記ケージの外側開口から吹き出すエアーの流量を検出するエアー流量計とを備えた等速自在継手のボール欠品有無検出装置。
- 前記ケージの外側開口を蓋板で覆うとともに、この蓋板の内側のエアーを前記エアー流量計に導入するようにした請求項１の等速自在継手のボール欠品有無検出装置。
- 前記蓋板に内筒と外筒を備えた二重管を連結し、前記内筒によって前記エアー供給管を構成するとともに、前記内筒と外筒との間を通して蓋板の内側のエアーを前記エアー流量計に導入するようにした請求項２の等速自在継手のボール欠品有無検出装置。
- 内球面に複数のトラック溝を形成した外方部材と、外球面に前記外方部材のトラック溝と対をなす複数のトラック溝を形成した内方部材と、前記外方部材のトラック溝と内方部材のトラック溝との間に介在してトルクを伝達する複数のボールと、前記外方部材の内球面と内方部材の外球面との間に介在してボールを保持するケージとを備えた等速自在継手のボールの欠品有無を検出する検出方法において、前記外方部材の内側にエアーを供給する一方、前記ケージの外側開口から吹き出すエアーの流量をエアー流量計で検出し、前記エアーの流量が所定値よりも大きいか否かによって前記ボールの欠品有無を検出するようにした等速自在継手のボール欠品有無検出方法。
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