JP2019090800A - プラネタリギア機構の捩れ剛性計測方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】プラネタリギア機構の各噛み合い部の相対回転を切り分けて計測することができるプラネタリギア機構の捩れ剛性計測方法を提供すること。【解決手段】プラネタリギア機構1の捩れ剛性計測方法は、サンギア10、キャリア20、ピニオンギア30およびリングギア40を備え、ピニオンギア30が、サンギア10の周りを公転できるようにキャリア20に支持され、かつサンギア10およびリングギア40と噛み合うプラネタリギア機構1の捩れ剛性計測方法であり、サンギア10、キャリア20およびリングギア40のうちの一つを、回転角の測定対象を選択してトルク負荷装置と接続し、測定対象以外の残り二つおよびピニオンギア30のうちの二つを固定した状態で回転角を計測し、回転固定機構は、回転子と、固定子と、回転位置調整部材と、固定部材とを備え、回転子または固定子の円筒面と回転位置調整部材とにテーパ面が設けられている。【選択図】図1
Description
本発明は、プラネタリギア機構の捩れ剛性計測方法に関する。
特許文献1には、キャリアを支持するキャリア支持治具と、キャリアに作用する荷重を算出するコントローラと、を備え、当該コントローラによって、駆動モータと負荷モータとを、リングギアとサンギアとが同期するように駆動し、「歪量と荷重の相関」に基づいて、キャリアに作用する荷重を算出するプラネタリギア機構の動特性測定方法が開示されている。
しかしながら、特許文献1で開示された方法では、プラネタリギア機構の各噛み合い部の相対回転(例えばピニオンギアおよびサンギアの相対回転と、ピニオンギアおよびリングギアの相対回転)を切り分けて計測することができないという問題があった。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、プラネタリギア機構の各噛み合い部の相対回転を切り分けて計測することができるプラネタリギア機構の捩れ剛性計測方法を提供することを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るプラネタリギア機構の捩れ剛性計測方法は、サンギア、キャリア、ピニオンギアおよびリングギアを備え、前記ピニオンギアが、前記サンギアの周りを公転できるように前記キャリアに支持され、かつ前記サンギアおよび前記リングギアと噛み合うプラネタリギア機構の捩れ剛性計測方法において、前記サンギア、前記キャリアおよび前記リングギアのうちの一つを、回転角の測定対象を選択してトルク負荷装置と接続し、測定対象以外の残り二つおよび前記ピニオンギアのうちの二つを固定した状態で回転角を計測し、前記サンギアおよびキャリアの回転を固定する回転固定機構は、固定対象と一体回転する円筒状の回転子と、ケースに固定された円筒状の固定子と、回転位置調整部材と、前記回転位置調整部材を前記プラネタリギア機構の軸方向に固定する固定部材と、を備え、前記回転子または前記固定子の円筒面と、前記回転位置調整部材とに、互いに接触するテーパ面が設けられていることを特徴とする。
これにより、本発明に係るプラネタリギア機構の捩れ剛性計測方法は、サンギア、キャリア、ピニオンギアおよびリングギアのうち、固定した二つの部材にトルクが掛からない状態で回転角を計測することにより、プラネタリギア機構の各噛み合い部の相対回転を切り分けて計測することができる。また、本発明に係るプラネタリギア機構の捩れ剛性計測方法は、回転固定機構を用いることにより、回転子をテーパ面によって位置決めすることができるため、固定対象を適正な位置で位置決めすることができる。
本発明に係るプラネタリギア機構の捩れ剛性計測方法によれば、プラネタリギア機構の各噛み合い部の相対回転を切り分けて計測することができる。また、本発明に係るプラネタリギア機構の捩れ剛性計測方法によれば、回転固定機構を用いることにより、計測ターゲットとギャップセンサとの干渉や計測範囲からの外れを抑制することができる。
本発明の実施形態に係るプラネタリギア機構の捩れ剛性計測方法について、図面を参照しながら説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
本実施形態で用いるプラネタリギア機構1は、図1に示すように、サンギア10と、キャリア20と、ピニオンギア30と、リングギア40と、MGシャフト61と、ケース70と、玉軸受81,82,83と、を備えている。
サンギア10、キャリア20およびリングギア40は、同軸に配置されており、玉軸受81,82,83によって、それぞれ回転自在に支持されている。サンギア10には、後記するように、ターゲットプレート140が設けられている。キャリア20は、キャリア部21と、シャフト部22と、を有している。
ここで、一般的なピニオンギア30は、例えば図2に示すように、サンギア10の周りを公転し、かつ歯31がピニオンシャフト32および軸受ころ33によって自転できるように、キャリア20のキャリア部21に支持されている。また、ピニオンギア30の歯31は、サンギア10の歯11およびリングギア40の内歯41とそれぞれ噛み合っている。
一方、本実施形態では、図1に示すように、ピニオンギア30の内周には、図2に示したピニオンシャフト32および軸受ころ33の代わりに、第一固定治具91、第二固定治具92,93、第三固定治具94,95および締結ねじ96が挿入されている。これにより、ピニオンギア30は、キャリア20のキャリア部21に対して固定された状態となっている。
第一固定治具91は、筒状に形成されている。第一固定治具91の外周は、ピニオンギア30の内周に嵌合されている。また、第一固定治具91の内周は、両端から軸方向中心に向かって径の小さくなるテーパ状に形成されている。
第二固定治具92,93は、それぞれ筒状に形成されている。第二固定治具92,93の外周の一端は、キャリア20のピニオンギア取付孔21a,21bにそれぞれ嵌合されている。また、第二固定治具92,93の外周の他端は、先端に向かって径の小さくなるテーパ状に形成されている。また、第二固定治具92,93の内周には、先端に向かって径の小さくなるテーパ孔が設けられている。
第三固定治具94,95は、それぞれ筒状に形成されている。第三固定治具94,95の外周は、第二固定治具92,93の内周のテーパ孔に対応するテーパ状に形成されている。また、第三固定治具94,95の内周には、締結ねじ96が挿入されており、当該締結ねじ96によって互いに引き合うように固定されている。
この締結ねじ96が締め込まれることにより、第三固定治具94,95の外径が拡がり、第三固定治具94,95の拡径に伴って第二固定治具92,93の外径が拡がり、第二固定治具92,93の拡径に伴って第一固定治具91の外径が拡がる。これにより、第三固定治具94,95と第二固定治具92,93との間、第二固定治具92,93と第一固定治具91との間、第二固定治具92,93とピニオンギア取付孔21a,21bとの間、および、第一固定治具91とピニオンギア30との間が締り嵌めの状態となる。
キャリア20のシャフト部22は、第一固定治具101、第二固定治具102および第三固定治具103によって、ケース70に固定されている。第一固定治具101は、内周がシャフト部22に嵌合されており、テーパ状の外周が第二固定治具102のテーパ状の内周に嵌合されている。また、第一固定治具101は、締結ねじ104によって第二固定治具102に固定されている。この締結ねじ104が締め込まれることにより、第一固定治具101とシャフト部22との間、第一固定治具101と第二固定治具102との間、および、第二固定治具102と第三固定治具103との間が締り嵌めの状態となる。
第二固定治具102は、テーパ状の内周が第一固定治具101のテーパ状の外周に嵌合されており、外周が第三固定治具103の内周に嵌合されている。
第三固定治具103は、内周が第二固定治具102の外周に嵌合されている。また、第三固定治具103は、締結ねじ105によってケース70に固定されている。
MGシャフト61は、図示しないトルク負荷装置と接続されている。MGシャフト61の内周には、締結ねじ62が挿入されている。この締結ねじ62が締め込まれることにより、MGシャフト61とサンギア10との間が締り嵌めの状態となる。
(リングギアの回転角計測手段)
リングギア40の回転角計測手段について、図3を参照しながら説明する。リングギア40には、回転方向に対して直角な面43,44,45,46ができるように切欠きが形成されている。そして、これらの面43,44,45,46に対して検出面が向かい合うように、平板状のギャップセンサ111,112,113,114がケース70に取り付けられている。また、ギャップセンサ111,112,113,114の他にも、図1に示すように、リングギア40のスラスト面に対して検出面が向かい合うように、平板状のギャップセンサ115,116がケース70に取り付けられている。これらギャップセンサ115,116は、同図に示すように縦方向に配置されている。また、同図では図示を省略したが、ケース70には、ギャップセンサ115,116と直交する方向にも、二つのギャップセンサが取り付けられている。
リングギア40の回転角計測手段について、図3を参照しながら説明する。リングギア40には、回転方向に対して直角な面43,44,45,46ができるように切欠きが形成されている。そして、これらの面43,44,45,46に対して検出面が向かい合うように、平板状のギャップセンサ111,112,113,114がケース70に取り付けられている。また、ギャップセンサ111,112,113,114の他にも、図1に示すように、リングギア40のスラスト面に対して検出面が向かい合うように、平板状のギャップセンサ115,116がケース70に取り付けられている。これらギャップセンサ115,116は、同図に示すように縦方向に配置されている。また、同図では図示を省略したが、ケース70には、ギャップセンサ115,116と直交する方向にも、二つのギャップセンサが取り付けられている。
(キャリアの回転角計測手段)
キャリア20の回転角計測手段について、図4を参照しながら説明する。キャリア20には、回転方向に対して直角な面23,24,25,26ができるように切欠きが形成されている。そして、これらの面23,24,25,26に対して検出面が向かい合うように、平板状のギャップセンサ117,118,119,120がリングギア40に取り付けられている。また、ギャップセンサ117,118,119,120の他にも、図1に示すように、キャリア20のスラスト面に対して検出面が向かい合うように、平板状のギャップセンサ121,122が、支柱47,48を介してリングギア40に取り付けられている。これらギャップセンサ121,122は、同図に示すように縦方向に配置されている。また、同図では図示を省略したが、リングギア40には、ギャップセンサ121,122と直交する方向にも、二つのギャップセンサが取り付けられている。
キャリア20の回転角計測手段について、図4を参照しながら説明する。キャリア20には、回転方向に対して直角な面23,24,25,26ができるように切欠きが形成されている。そして、これらの面23,24,25,26に対して検出面が向かい合うように、平板状のギャップセンサ117,118,119,120がリングギア40に取り付けられている。また、ギャップセンサ117,118,119,120の他にも、図1に示すように、キャリア20のスラスト面に対して検出面が向かい合うように、平板状のギャップセンサ121,122が、支柱47,48を介してリングギア40に取り付けられている。これらギャップセンサ121,122は、同図に示すように縦方向に配置されている。また、同図では図示を省略したが、リングギア40には、ギャップセンサ121,122と直交する方向にも、二つのギャップセンサが取り付けられている。
(ピニオンギアの回転角計測手段)
ピニオンギア30の回転角計測手段について、図5および図6を参照しながら説明する。ピニオンギア30には、計測ターゲット123,124が取り付けられている。そして、計測ターゲット123,124のピニオンギア30に対する回転方向面123a,124aと径方向面123b,124bに対して、検出面が向かい合うように、平板状のギャップセンサ125,126,127,128が、支持部材129,130を介して、キャリア20に取り付けられている。また、ギャップセンサ125,126,127,128の他にも、図6に示すように、計測ターゲット123,124におけるピニオンギア30のスラスト面に相当する面に対して検出面が向かい合うように、平板状のギャップセンサ131がキャリア20に取り付けられている。また、同図では図示を省略したが、キャリア20には、ギャップセンサ131の奥側にも、ギャップセンサが取り付けられている。
ピニオンギア30の回転角計測手段について、図5および図6を参照しながら説明する。ピニオンギア30には、計測ターゲット123,124が取り付けられている。そして、計測ターゲット123,124のピニオンギア30に対する回転方向面123a,124aと径方向面123b,124bに対して、検出面が向かい合うように、平板状のギャップセンサ125,126,127,128が、支持部材129,130を介して、キャリア20に取り付けられている。また、ギャップセンサ125,126,127,128の他にも、図6に示すように、計測ターゲット123,124におけるピニオンギア30のスラスト面に相当する面に対して検出面が向かい合うように、平板状のギャップセンサ131がキャリア20に取り付けられている。また、同図では図示を省略したが、キャリア20には、ギャップセンサ131の奥側にも、ギャップセンサが取り付けられている。
(サンギアの回転角計測手段)
サンギア10の回転角計測手段について、図7を参照しながら説明する。サンギア10には、回転軸に対して直交する方向に延びる板状のターゲットプレート140が取り付けられている。ターゲットプレート140には、回転方向に対して直角な面141,142,143,144ができるように切欠きが形成されている。そして、これらの面141,142,143,144に対して検出面が向かい合うように、平板状のギャップセンサ132,133,134,135がケース70に取り付けられている。また、図示は省略したが、ギャップセンサ132,133,134,135の他にも、ターゲットプレート140の軸方向面145に対して検出面が向かい合うように、複数の平板状のギャップセンサがケース70に取り付けられている。
サンギア10の回転角計測手段について、図7を参照しながら説明する。サンギア10には、回転軸に対して直交する方向に延びる板状のターゲットプレート140が取り付けられている。ターゲットプレート140には、回転方向に対して直角な面141,142,143,144ができるように切欠きが形成されている。そして、これらの面141,142,143,144に対して検出面が向かい合うように、平板状のギャップセンサ132,133,134,135がケース70に取り付けられている。また、図示は省略したが、ギャップセンサ132,133,134,135の他にも、ターゲットプレート140の軸方向面145に対して検出面が向かい合うように、複数の平板状のギャップセンサがケース70に取り付けられている。
ここで、図8は、はすば角αのはすば歯車151の側面と、噛み合い相手のはすば歯車152における噛み合っている歯の断面と、を示す図であり、図9は、圧力角θのはすば歯車153,154の噛み合いを示す図である。図8に示すように、はすば歯車151,152の噛み合い位置は、スラスト方向にxだけ移動すると、回転方向にxtanαだけ移動する。また、図9に示すように、はすば歯車153,154の噛み合い位置は、ラジアル方向にyだけ移動すると、回転方向にytanθだけ移動する。このことから、プラネタリギア機構1の各ギアの捩れ剛性を計測する際に、各ギアのスラスト方向およびラジアル方向の動きも計測して、回転角計測値を補正する必要があることがわかる。
(リングギアの回転角等の計測方法)
リングギア40の回転角およびラジアル方向の移動を計測する方法について、図3を参照しながら説明する。リングギア40の回転角は、「(ギャップセンサ111の出力とギャップセンサ113の出力との差)/2」、または「(ギャップセンサ112の出力とギャップセンサ114の出力との差)/2」、により計測することができる。
リングギア40の回転角およびラジアル方向の移動を計測する方法について、図3を参照しながら説明する。リングギア40の回転角は、「(ギャップセンサ111の出力とギャップセンサ113の出力との差)/2」、または「(ギャップセンサ112の出力とギャップセンサ114の出力との差)/2」、により計測することができる。
リングギア40のラジアル水平方向の移動は、「(ギャップセンサ111の出力とギャップセンサ113の出力との和)/2」により計測することができる。また、リングギア40のラジアル鉛直方向の移動は、「(ギャップセンサ112の出力とギャップセンサ114の出力との和)/2」により計測することができる。
リングギア40のスラスト方向の移動は、「ギャップセンサ115,116の出力の平均」により計測することができる。なお、リングギア40のスラスト方向の移動だけではなく、傾きも考慮する場合、図1に示したギャップセンサ115の出力とギャップセンサ116の出力との差から、鉛直方向の傾きを、ギャップセンサ115,116と直交する方向に配置された図示しない二つのギャップセンサの出力の差から、水平方向の傾きを計測することができる。
(キャリアの回転角等の計測方法)
キャリア20の回転角およびラジアル方向の移動を計測する方法について、図4を参照しながら説明する。キャリア20の回転角は、「(ギャップセンサ117の出力とギャップセンサ119の出力との差)/2」、または「(ギャップセンサ118の出力とギャップセンサ120の出力との差)/2」、により計測することができる。
キャリア20の回転角およびラジアル方向の移動を計測する方法について、図4を参照しながら説明する。キャリア20の回転角は、「(ギャップセンサ117の出力とギャップセンサ119の出力との差)/2」、または「(ギャップセンサ118の出力とギャップセンサ120の出力との差)/2」、により計測することができる。
キャリア20のラジアル水平方向の移動は、「(ギャップセンサ117の出力とギャップセンサ119の出力との和)/2」により計測することができる。また、キャリア20のラジアル鉛直方向の移動は、「(ギャップセンサ118の出力とギャップセンサ120の出力との和)/2」により計測することができる。
キャリア20のスラスト方向の移動は、「ギャップセンサ121,122の出力の平均」により計測することができる。なお、キャリア20のスラスト方向の移動だけではなく、傾きも考慮する場合、図1に示したギャップセンサ121の出力とギャップセンサ122の出力との差から、鉛直方向の傾きを、ギャップセンサ121,122と直交する方向に配置された図示しない二つのギャップセンサの出力の差から、水平方向の傾きを計測することができる。
(ピニオンギアの回転角等の計測方法)
ピニオンギア30の回転角およびラジアル方向の移動を計測する方法について、図5および図6を参照しながら説明する。ピニオンギア30の回転角(自転)は、「(ギャップセンサ126の出力とギャップセンサ127の出力との差)/2」により計測することができる。
ピニオンギア30の回転角およびラジアル方向の移動を計測する方法について、図5および図6を参照しながら説明する。ピニオンギア30の回転角(自転)は、「(ギャップセンサ126の出力とギャップセンサ127の出力との差)/2」により計測することができる。
ピニオンギア30のラジアル水平方向の移動(公転移動)は、「(ギャップセンサ125の出力とギャップセンサ126の出力との差とギャップセンサ127の出力とギャップセンサ128の出力との差との平均)/sin45°」により計測することができる。また、ピニオンギア30のラジアル鉛直方向の移動は、「(ギャップセンサ125〜128の出力の平均)/sin45°」により計測することができる。また、ピニオンギア30のスラスト方向の移動は、図6のギャップセンサ131の出力により計測することができる。
(サンギアの回転角等の計測方法)
サンギア10の回転角およびラジアル方向の移動を計測する方法について、図7を参照しながら説明する。サンギア10の回転角は、「(ギャップセンサ132の出力とギャップセンサ134の出力との差)/2」、または「(ギャップセンサ133の出力とギャップセンサ135の出力との差)/2」、により計測することができる。
サンギア10の回転角およびラジアル方向の移動を計測する方法について、図7を参照しながら説明する。サンギア10の回転角は、「(ギャップセンサ132の出力とギャップセンサ134の出力との差)/2」、または「(ギャップセンサ133の出力とギャップセンサ135の出力との差)/2」、により計測することができる。
サンギア10のラジアル水平方向の移動は、「(ギャップセンサ132の出力とギャップセンサ134の出力との和)/2」により計測することができる。また、サンギア10のラジアル鉛直方向の移動は、「(ギャップセンサ133の出力とギャップセンサ135の出力との和)/2」により計測することができる。
サンギア10のスラスト方向の移動は、「軸方向面145に対して検出面が向かい合うように設けられたギャップセンサの出力の平均」により計測することができる。また、サンギア10の傾きは、前記したリングギア40およびキャリア20と同様の方法で計測することができる。
(捩れ剛性計測方法)
以下、ピニオンギア30をキャリア20に固定して(図1参照)、ピニオンギア30とサンギア10の噛み合い部の捩れ剛性(回転角)を計測する方法について、図10および図11を参照しながら説明する。
以下、ピニオンギア30をキャリア20に固定して(図1参照)、ピニオンギア30とサンギア10の噛み合い部の捩れ剛性(回転角)を計測する方法について、図10および図11を参照しながら説明する。
図10において、ばね記号S10はサンギア10の部品剛性を、ばね記号S20はキャリア20の部品剛性を、ばね記号S30はピニオンギア30の部品剛性を、ばね記号S40はリングギア40の部品剛性を、平行線内のばね記号a,bは各ギアの噛み合い部の捩れ剛性(以下、「歯対剛性」という)を、カギ記号は各ギアの噛み合い部または軸受内のすべり摩擦やガタによる剛性を示している。
サンギア10とピニオンギア30の歯対剛性を切り出す方法について、図11を参照しながら説明する。ここでは、ピニオンギア30をキャリア20に固定した状態で、サンギア10にトルク負荷装置を接続し、サンギア10にトルクを入力する。これにより、同図の実線部にはトルクが作用し、破線部にはトルクは作用しない状態となる。そして、ケース70に取り付けたギャップセンサ132〜135(図7参照)により、ケース70から見たサンギア10の回転角(図11の<1>参照)を計測する。
同様に、リングギア40から見たキャリア20の回転角(図11の<2>参照)と、キャリア20から見たピニオンギア30の回転角(同図の<3>参照)と、ケース70から見たリングギア40の回転角(同図の<4>参照)と、をそれぞれ計測する。次に、それぞれの計測値<1>〜<4>を、前記した各ギアのラジアル水平方向、ラジアル鉛直方向およびスラスト方向の移動と、ギア比とで補正する(補正後の計測値を<1>’〜<4>’とする)。そして、サンギア10とピニオンギア30の歯対剛性は、「<1>’−<4>’−<2>’−<3>’」によって求めることができる。
続いて、ピニオンギア30とリングギア40の歯対剛性を切り出す方法について、図12を参照しながら説明する。ここでは、ピニオンギア30をキャリア20に固定した状態で、図示しないカウンタギアを介してリングギア40にトルク負荷装置を接続し、リングギア40にトルクを入力する。これにより、同図の実線部にはトルクが作用し、破線部にはトルクは作用しない状態となる。そして、リングギア40から見たキャリア20の回転角(図12の<2>参照)と、キャリア20から見たピニオンギア30の回転角(図12の<3>参照)と、をそれぞれ計測する。次に、それぞれの計測値<2>、<3>を、前記した各ギアのラジアル水平方向、ラジアル鉛直方向およびスラスト方向の移動と、ギア比とで補正する(補正後の計測値を<2>’、<3>’とする)。そして、ピニオンギア30とリングギア40の歯対剛性は、「<2>’+<3>’」によって求めることができる。
以上のように、本実施形態に係るプラネタリギア機構1の捩れ剛性計測方法では、サンギア10、キャリア20およびリングギア40のうちの一つを、回転角の測定対象を選択してトルク負荷装置と接続し、測定対象以外の残り二つおよびピニオンギア30のうちの二つを固定した状態で回転角を計測することにより、図13に示すように、部品剛性、歯対剛性およびガタの影響を切り分けて計測することができる。
表1〜表3に、入力軸および固定軸の選択パターンに対する部品剛性、歯対剛性、ガタの影響の計算方法を示す。なお、表中の≪1≫〜≪4≫は、それぞれケース70から見たリングギア40の回転角(図10の≪2≫参照)、ケース70から見たサンギア10の回転角(同図の≪1≫参照)、リングギア40から見たキャリア20の回転角(同図の≪3≫参照)、キャリア20から見たピニオンギア30の回転角(同図の≪4≫参照)であり、かつ、前記した各ギアのラジアル水平方向、ラジアル鉛直方向およびスラスト方向の移動と、ギア比とで補正した後の値である。
このように、本実施の形態に係るプラネタリギア機構1の捩れ剛性計測方法によれば、サンギア10、キャリア20、ピニオンギア30およびリングギア40のうち、固定した二つの部材にトルクが掛からない状態で回転角を計測することにより、プラネタリギア機構1の各噛み合い部の相対回転を切り分けて計測することができる。
(回転固定機構)
ここで、前記したプラネタリギア機構1の捩れ剛性計測方法では、各要素(サンギア10、キャリア20、ピニオンギア30およびリングギア40)の動きをギャップセンサによって計測しているが、プラネタリギア機構1に装着可能な大きさのギャップセンサは、通常は計測範囲が1mm程度しかない。そのため、軸固定の際は、計測ターゲットがギャップセンサと干渉したり、あるいは離れ過ぎて計測範囲から外れないように、固定する際の角度を微調整しつつ、かつ固定位置がずれないように、計測ターゲットを強固に固定する必要がある。以下、本実施形態に係るプラネタリギア機構1の捩れ剛性計測方法において、各要素(サンギア10、キャリア20、ピニオンギア30およびリングギア40)の回転を固定する回転固定機構160の構成について、図14を参照しながら説明する。
ここで、前記したプラネタリギア機構1の捩れ剛性計測方法では、各要素(サンギア10、キャリア20、ピニオンギア30およびリングギア40)の動きをギャップセンサによって計測しているが、プラネタリギア機構1に装着可能な大きさのギャップセンサは、通常は計測範囲が1mm程度しかない。そのため、軸固定の際は、計測ターゲットがギャップセンサと干渉したり、あるいは離れ過ぎて計測範囲から外れないように、固定する際の角度を微調整しつつ、かつ固定位置がずれないように、計測ターゲットを強固に固定する必要がある。以下、本実施形態に係るプラネタリギア機構1の捩れ剛性計測方法において、各要素(サンギア10、キャリア20、ピニオンギア30およびリングギア40)の回転を固定する回転固定機構160の構成について、図14を参照しながら説明する。
回転固定機構160は、例えばキャリア20のシャフト部22の回転を固定する固定治具であり、固定子161と、回転子162と、回転位置調整部材163と、固定部材164と、を備えている。
固定子161は、略円筒状に形成されており、ケース70に固定されている。固定子161の内周面には、一対の段差部1611,1612が設けられている。段差部1611,1612は、固定子161の軸中心に対して、回転対称の位置に形成されている。また、段差部1611,1612は、固定子161の内周面から固定子161の径方向内側(軸中心)に向かって突出するように形成されている。また、段差部1611,1612は、プラネタリギア機構1の軸方向であって、固定子161から固定部材164へと向かう方向に幅が狭くなるテーパを有している。
回転子162は、略円筒状に形成されており、固定対象(ここではキャリア20)と一体回転する。回転子162のその外周面には、一対の段差部1621,1622が設けられている。段差部1621,1622は、回転子162の軸中心に対して、回転対称の位置に形成されている。また、段差部1621,1622は、回転子162の外周面から回転子162の径方向外側に向かって突出するように形成されている。また、段差部1621,1622は、軸方向であって、回転子162から固定部材164へと向かう方向に幅が狭くなるテーパを有している。また、回転子162は、中心部にメススプライン1623が設けられている。このメススプライン1623には、シャフト部22のオススプラインが挿入される。このように、シャフト部22は、当該シャフト部22のオススプラインが回転子162のメススプライン1623にスプライン嵌合されることにより、固定子161に固定される。
回転位置調整部材163は、円筒を軸方向に四つに切り分けた形状からなる部材片163a,163b,163c,163dから構成されている。回転位置調整部材163の部材片163a,163b,163c,163dは、固定子161側および回転子162側が、段差部1611,1612,1621,1622と同じ角度のテーパで形成されており、段差部1611,1612,1621,1622の間に形成される谷の部分(図14のA,B参照)にテーパ面同士で接触するように挿入される。
固定部材164は、回転位置調整部材163をプラネタリギア機構1の軸方向に固定するためのものである。固定部材164は、両端に通し孔1641が形成された、四つの棒状の部材片164a,164b,164c,164dから構成されている。固定部材164の部材片164a,164b,164c,164dは、回転位置調整部材163の部材片163a,163b,163c,163dの外側端面1631を押した状態で、通し孔1641を介して、固定子161のねじ穴1613にそれぞれねじ止めされる。
以下、回転固定機構160の動作について説明する。例えば、固定子161にねじ止めされている固定部材164の部材片164a,164cを増し締めすると、回転位置調整部材163の部材片163a,163cが押される。これにより、回転子162の外周面の段差部1621,1622のテーパ面が押されて回転子162が右回転する。また、回転位置調整部材163の部材片163b,163dは、回転子162の外周面の段差部1621,1622のテーパ面および固定子161の内周面の段差部1611,1612によって押し出される。
反対に、固定子161にねじ止めされている固定部材164の部材片164b,164dを増し締めすると、回転位置調整部材163の部材片163b,163dが押される。これにより、回転子162の外周面の段差部1621,1622のテーパ面が押されて回転子162が左回転する。また、回転位置調整部材163の部材片163a,163cは、回転子162の外周面の段差部1621,1622のテーパ面および固定子161の内周面の段差部1611,1612によって押し出される。
以上の動作により、回転子162の回転位置、すなわちシャフト部22を介したキャリア20の回転位置を微調整することができる。この微調整が完了した時点で、押し出された側の回転位置調整部材163の部材片を押さえる固定部材164の部材片を固定子161のねじ穴1613にねじ止めすることにより、回転位置をずらすことなく、キャリア20を強固に固定することができる。
(回転固定機構の変形例1,2)
図14に示した回転固定機構160では、固定子161の段差部1611,1612および回転子162の段差部1621,1622がともにテーパを有していたが、例えば図15および図16に示す回転固定機構160A,160Bのように、固定子と回転子のいずれかの段差部にテーパを設けてもよい。
図14に示した回転固定機構160では、固定子161の段差部1611,1612および回転子162の段差部1621,1622がともにテーパを有していたが、例えば図15および図16に示す回転固定機構160A,160Bのように、固定子と回転子のいずれかの段差部にテーパを設けてもよい。
変形例1に係る回転固定機構160Aは、図15に示すように、固定子161Aおよび回転位置調整部材163A以外の構成は前記した回転固定機構160と同様である。固定子161Aの段差部1611A,1612Aは、テーパを有しておらず、軸方向に平行に形成されている。また、回転位置調整部材163Aの部材片163Aa,163Ab,163Ac,163Adは、固定子161A側が軸方向に平行に形成されており、回転子162側が段差部1621,1622と同じ角度のテーパで形成されている。
変形例2に係る回転固定機構160Bは、図16に示すように、回転子162Bおよび回転位置調整部材163B以外の構成は前記した回転固定機構160と同様である。回転子162Bの段差部1621B,1622Bは、テーパを有しておらず、軸方向に平行に形成されている。また、回転位置調整部材163Bの部材片163Ba,163Bb,163Bc,163Bdは、回転子162B側が軸方向に平行に形成されており、固定子161側が段差部1611,1612と同じ角度のテーパで形成されている。
(回転固定機構の変形例3)
図14に示した回転固定機構160では、固定部材164を構成する四つの部材片164a,164b,164c,164dによって、回転位置調整部材163を構成する四つの部材片163a,163b,163c,163dをそれぞれ押す構成であったが、例えば図17に示す回転固定機構160Cのように、二つの固定部材165,166を用いて部材片163a,163b,163c,163dを押してもよい。この場合、例えば固定部材165によって、回転子162の段差部1621,1622の一方側(紙面下側)のテーパ面に接触する回転位置調整部材163の部材片163b,163dを押し、例えば固定部材166によって、回転子162の段差部1621,1622の他方側(紙面上側)のテーパ面に接触する回転位置調整部材163の部材片163a,163cを押す。
図14に示した回転固定機構160では、固定部材164を構成する四つの部材片164a,164b,164c,164dによって、回転位置調整部材163を構成する四つの部材片163a,163b,163c,163dをそれぞれ押す構成であったが、例えば図17に示す回転固定機構160Cのように、二つの固定部材165,166を用いて部材片163a,163b,163c,163dを押してもよい。この場合、例えば固定部材165によって、回転子162の段差部1621,1622の一方側(紙面下側)のテーパ面に接触する回転位置調整部材163の部材片163b,163dを押し、例えば固定部材166によって、回転子162の段差部1621,1622の他方側(紙面上側)のテーパ面に接触する回転位置調整部材163の部材片163a,163cを押す。
(回転固定機構の変形例4)
図14に示した回転固定機構160では、固定部材164を固定子161のねじ穴1613にねじ止めしていたが、例えば図18に示す回転固定機構160Dのように、シャフト部22Aにねじ穴22Aaを形成し、締結ねじ169を用いて固定部材167をシャフト部22Aにねじ止めしてもよい。
図14に示した回転固定機構160では、固定部材164を固定子161のねじ穴1613にねじ止めしていたが、例えば図18に示す回転固定機構160Dのように、シャフト部22Aにねじ穴22Aaを形成し、締結ねじ169を用いて固定部材167をシャフト部22Aにねじ止めしてもよい。
この場合、例えば固定部材167によって、回転子162の段差部1621,1622の一方側(紙面下側)のテーパ面に接触する回転位置調整部材163の部材片163b,163dを押し、例えば固定部材168によって、回転子162の段差部1621,1622の他方側(紙面上側)のテーパ面に接触する回転位置調整部材163の部材片163a,163cを押す。またその際、固定部材167に形成された通し孔1671を、固定子161Dに形成された棒状の突出部1614に挿通する。
以上のように、回転固定機構160,160A,160B,160C,160Dでは、回転子または固定子の円筒面と、回転位置調整部材とに、互いに接触するテーパ面が設けられている。これにより、回転子をテーパ面によって位置決めすることができるため、固定対象を適正な位置で位置決めすることができる。そのため、計測ターゲットとギャップセンサとの干渉や計測範囲からの外れを抑制することができる。
以上、本発明に係るプラネタリギア機構の捩れ剛性計測方法について、発明を実施するための形態により具体的に説明したが、本発明の趣旨はこれらの記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて広く解釈されなければならない。また、これらの記載に基づいて種々変更、改変等したものも本発明の趣旨に含まれることはいうまでもない。
1 プラネタリギア機構
10 サンギア
11 歯
20 キャリア
21 キャリア部
21a,21b ピニオンギア取付孔
22,22A シャフト部
22Aa ねじ穴
23,24,25,26 面
30 ピニオンギア
31 歯
32 ピニオンシャフト
33 軸受ころ
40 リングギア
41 内歯
43,44,45,46 面
47,48 支柱
61 MGシャフト
62 締結ねじ
70 ケース
81,82,83 玉軸受
91 第一固定治具
92,93 第二固定治具
94,95 第三固定治具
96 締結ねじ
101 第一固定治具
102 第二固定治具
103 第三固定治具
104,105 締結ねじ
111,112,113,114,115,116,117,118,119,120,121,122,125,126,127,128,131,132,133,134,135 ギャップセンサ
123,124 計測ターゲット
123a,124a 回転方向面
123b,124b 径方向面
129,130 支持部材
140 ターゲットプレート
141,142,143,144 面
145 軸方向面
151,152,153,154 はすば歯車
160,160A,160B,160C,160D 回転固定機構
161,161A,161D 固定子
1611,1612,1611A,1612A 段差部
1613 ねじ穴
1614 突出部
162,162B 回転子
1621,1622,1621B,1622B 段差部
1623 メススプライン
163,163A,163B 回転位置調整部材
163a,163b,163c,163d,163Aa,163Ab,163Ac,163Ad,163Ba,163Bb,163Bc,163Bd 部材片
1631 外側端面
164,165,166,167,168 固定部材
164a,164b,164c,164d 部材片
1641,1671 通し孔
169 締結ねじ
10 サンギア
11 歯
20 キャリア
21 キャリア部
21a,21b ピニオンギア取付孔
22,22A シャフト部
22Aa ねじ穴
23,24,25,26 面
30 ピニオンギア
31 歯
32 ピニオンシャフト
33 軸受ころ
40 リングギア
41 内歯
43,44,45,46 面
47,48 支柱
61 MGシャフト
62 締結ねじ
70 ケース
81,82,83 玉軸受
91 第一固定治具
92,93 第二固定治具
94,95 第三固定治具
96 締結ねじ
101 第一固定治具
102 第二固定治具
103 第三固定治具
104,105 締結ねじ
111,112,113,114,115,116,117,118,119,120,121,122,125,126,127,128,131,132,133,134,135 ギャップセンサ
123,124 計測ターゲット
123a,124a 回転方向面
123b,124b 径方向面
129,130 支持部材
140 ターゲットプレート
141,142,143,144 面
145 軸方向面
151,152,153,154 はすば歯車
160,160A,160B,160C,160D 回転固定機構
161,161A,161D 固定子
1611,1612,1611A,1612A 段差部
1613 ねじ穴
1614 突出部
162,162B 回転子
1621,1622,1621B,1622B 段差部
1623 メススプライン
163,163A,163B 回転位置調整部材
163a,163b,163c,163d,163Aa,163Ab,163Ac,163Ad,163Ba,163Bb,163Bc,163Bd 部材片
1631 外側端面
164,165,166,167,168 固定部材
164a,164b,164c,164d 部材片
1641,1671 通し孔
169 締結ねじ
Claims (1)
- サンギア、キャリア、ピニオンギアおよびリングギアを備え、前記ピニオンギアが、前記サンギアの周りを公転できるように前記キャリアに支持され、かつ前記サンギアおよび前記リングギアと噛み合うプラネタリギア機構の捩れ剛性計測方法において、
前記サンギア、前記キャリアおよび前記リングギアのうちの一つを、回転角の測定対象を選択してトルク負荷装置と接続し、測定対象以外の残り二つおよび前記ピニオンギアのうちの二つを固定した状態で回転角を計測し、
前記サンギアおよびキャリアの回転を固定する回転固定機構は、
固定対象と一体回転する円筒状の回転子と、
ケースに固定された円筒状の固定子と、
回転位置調整部材と、
前記回転位置調整部材を前記プラネタリギア機構の軸方向に固定する固定部材と、
を備え、
前記回転子または前記固定子の円筒面と、前記回転位置調整部材とに、互いに接触するテーパ面が設けられていることを特徴とするプラネタリギア機構の捩れ剛性計測方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017218495 | 2017-11-13 | ||
JP2017218495 | 2017-11-13 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019090800A true JP2019090800A (ja) | 2019-06-13 |
Family
ID=66836288
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018209568A Pending JP2019090800A (ja) | 2017-11-13 | 2018-11-07 | プラネタリギア機構の捩れ剛性計測方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2019090800A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112362206A (zh) * | 2020-09-30 | 2021-02-12 | 盛瑞传动股份有限公司 | 应用于行星排啮合的启动力矩检测设备及其检测方法 |
-
2018
- 2018-11-07 JP JP2018209568A patent/JP2019090800A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112362206A (zh) * | 2020-09-30 | 2021-02-12 | 盛瑞传动股份有限公司 | 应用于行星排啮合的启动力矩检测设备及其检测方法 |
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RD01 | Notification of change of attorney |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20181128 |