JP2020085539A - Joint inspection method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、回転軸部材に連結されたジョイントの検査方法に関する。 The present invention relates to an inspection method for a joint connected to a rotary shaft member.
従来から、例えば、下記特許文献1に開示されたジョイントの検査方法が知られている。この従来の検査方法においては、正規に組み立てられた等速ジョイントが回転軸部材の両端に連結されて構成されたドライブシャフトに対して回転駆動力を付与し、所定の時間が経過した後、回転を停止させる。従来の検査方法においては、この回転停止直後における回転軸部材の回転トルク値の減少量を計測しておく。同様にして、従来の検査方法においては、片方又は双方が誤って組み立てられた等速ジョイントが回転軸部材に連結されて構成されたドライブシャフトにおける回転トルク値の減少量も計測する。
Conventionally, for example, a joint inspection method disclosed in
そして、従来の検査方法においては、製品として組み立てられたドライブシャフトに対して回転駆動力を付与し、所定の時間が経過した後に回転を停止させて回転トルク値の減少量を計測する。これにより、従来の計測方法では、計測された減少量と、上述のように予め計測された減少量とを比較することにより、製品として組み立てられたドライブシャフトの組み立て状態について良否判定するようになっている。 Then, in the conventional inspection method, a rotational driving force is applied to the drive shaft assembled as a product, the rotation is stopped after a predetermined time has elapsed, and the reduction amount of the rotational torque value is measured. Thus, in the conventional measuring method, the measured reduction amount is compared with the reduction amount measured in advance as described above, so that the quality of the assembled state of the drive shaft assembled as a product can be determined. ing.
ところで、回転軸部材にジョイントが連結された製品においては、ジョイントに設定されるクリアランスが適切に確保されており、回転を効率よく伝達可能であるか否かを、生産された全数について検査することが望ましい。この場合、生産性を向上させるためには、検査に要する時間(所謂、サイクルタイム)を短くすることが極めて有効である。 By the way, in the product in which the joint is connected to the rotary shaft member, the clearance set in the joint is properly secured, and it is necessary to inspect whether or not the rotation can be transmitted efficiently, with respect to all the produced products. Is desirable. In this case, in order to improve productivity, it is extremely effective to shorten the time required for the inspection (so-called cycle time).
この点について、上記従来の検査方法では、製品に回転駆動力を付与して所定の時間が経過するまで回転させた後に回転を停止させ、その後、回転トルク値の減少量を計測する必要がある。その結果、検査に要する時間が長くなる可能性がある。従って、検査に要する時間を短くして、ジョイントのクリアランスの良否を検査できる検査方法が望まれる。 In this regard, in the above-described conventional inspection method, it is necessary to apply a rotational driving force to the product, rotate the product until a predetermined time has elapsed, and then stop the rotation, and then measure the amount of decrease in the rotational torque value. .. As a result, the time required for the inspection may increase. Therefore, an inspection method capable of inspecting the quality of the joint clearance by shortening the time required for the inspection is desired.
本発明は、上記課題を解決するためのなされたものであり、その目的は、検査に要する時間の短縮が可能なジョイントの検査方法を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide a joint inspection method capable of reducing the time required for the inspection.
本発明に係るジョイントの検査方法は、回転軸部材の端部に設けられて回転軸部材を保持すると共に回転軸部材に回転を伝達するジョイントにおける回転方向のクリアランスの良否を検査するジョイントの検査方法であって、回転軸部材及びジョイントからなる回転軸ユニットの一端を回転不能に固定した状態で回転軸ユニットの他端と共にジョイントを正回転及び逆回転により所定の規定トルクとなるまで回転したときの全回転量を計測する全回転量計測工程と、正回転における回転軸部材及び逆回転における回転軸部材の捩れによる捩れ回転量を取得する捩れ回転量取得工程と、全回転量計測工程において計測した全回転量から捩れ回転量取得工程において取得した捩れ回転量を減じて、ジョイントのクリアランスを算出するクリアランス算出工程と、クリアランス算出工程において算出したクリアランスと予め設定された基準クリアランスとを比較して、クリアランスの良否を判定する良否判定工程と、を含む。 The joint inspection method according to the present invention is a joint inspection method which is provided at an end portion of a rotary shaft member, holds the rotary shaft member, and inspects whether or not a clearance in a rotational direction is good in a joint that transmits rotation to the rotary shaft member. When the joint is rotated together with the other end of the rotary shaft unit by the normal rotation and the reverse rotation until a predetermined specified torque is achieved, with one end of the rotary shaft unit including the rotary shaft member and the joint fixed in a non-rotatable state. Measured in the total rotation amount measurement process of measuring the total rotation amount, the twist rotation amount acquisition process of acquiring the twist rotation amount due to the twist of the rotation shaft member in the forward rotation and the rotation shaft member in the reverse rotation, and the total rotation amount measurement process. By subtracting the twist rotation amount acquired in the twist rotation amount acquisition step from the total rotation amount, a clearance calculation step of calculating the clearance of the joint, and comparing the clearance calculated in the clearance calculation step with a preset reference clearance, A pass/fail determination step of determining whether the clearance is good or bad.
これによれば、本発明のジョイントの検査方法は、全回転量計測工程において、回転軸ユニットの一端を回転不能に固定した状態で所定の規定トルクとなるまで回転軸ユニットの他端を正回転及び逆回転させる、換言すれば、回転軸ユニットを構成する回転軸部材を規定トルクによって捩るのみである。このため、本発明のジョイントの検査方法は、上記従来の検査方法のように、回転軸部材及びジョイント(回転軸ユニット)を一体に継続して回転させる場合に比べて、時間を短縮することができる。 According to this, in the joint inspection method of the present invention, in the total rotation amount measuring step, the other end of the rotary shaft unit is normally rotated until a predetermined specified torque is obtained with one end of the rotary shaft unit fixed in a non-rotatable state. And reversely rotating, in other words, the rotating shaft member that constitutes the rotating shaft unit is only twisted by the specified torque. Therefore, the joint inspection method of the present invention can shorten the time compared to the case where the rotary shaft member and the joint (rotary shaft unit) are continuously rotated integrally as in the conventional inspection method. it can.
又、本発明のジョイントの検査方法は、捩れ回転量取得工程において、回転軸部材の捩れ回転量を取得することができる。更に、本発明のジョイントの検査方法は、クリアランス算出工程において、全回転量計測工程にて計測された全回転量から正回転及び逆回転させたときの捩れ回転量を減じることによりクリアランスを算出することができる。 Further, in the joint inspection method of the present invention, the torsional rotation amount of the rotary shaft member can be acquired in the torsional rotation amount acquisition step. Further, in the joint inspection method of the present invention, in the clearance calculation step, the clearance is calculated by subtracting the twist rotation amount when the normal rotation and the reverse rotation are performed from the total rotation amount measured in the total rotation amount measurement step. be able to.
これにより、本発明のジョイントの検査方法は、全回転量計測工程において回転軸ユニットの全回転量を計測することのみでジョイントのクリアランスを算出することができ、良否判定工程においてクリアランスの良否を判定することができる。従って、本発明のジョイントの検査方法は、上記従来の検査方法のように、時間をかけて回転軸部材及びジョイント(回転軸ユニット)を回転駆動させ、その後、時間の経過と共に減少する回転トルク値の減少量を計測する場合に比べて、大幅に計測に要する時間を短縮することができる。 Thus, the joint inspection method of the present invention can calculate the clearance of the joint only by measuring the total rotation amount of the rotary shaft unit in the total rotation amount measurement step, and determines the quality of the clearance in the quality determination step. can do. Therefore, the joint inspection method of the present invention, like the conventional inspection method described above, rotationally drives the rotary shaft member and the joint (rotary shaft unit) over time, and then decreases the rotational torque value with the passage of time. It is possible to significantly reduce the time required for measurement as compared with the case of measuring the amount of decrease.
(1.検査装置10の概要)
本発明のジョイントの検査方法の一実施形態について図面を参照しながら説明する。本実施形態に係るジョイントの検査方法を実施するための検査装置10は、図1に示すように、保持部11、モータ12、変位量センサ13及び制御部14を備えている。
(1. Overview of inspection device 10)
An embodiment of the joint inspection method of the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, the
保持部11は、回転不能に固定されており、本実施形態において検査対象である後述の回転軸ユニットとしてのドライブシャフト100の一端を回転不能に保持する。モータ12は、後述するように制御部14の制御によって供給される電流に応じたトルクを発生し、ドライブシャフト100の他端を回転させる(より詳しくは、後述するように捩る)。変位量センサ13は、モータ12からドライブシャフト100の他端に入力されたトルクにより生じたドライブシャフト100の回転方向に沿った変位量、即ち、回転量を検出して出力する。ここで、変位量センサ13が出力する回転量は、ドライブシャフト100の回転角度に対応する。
The
制御部14は、図示を省略するCPU、ROM、RAM、インターフェース等を有するマイクロコンピュータであり、検査装置10の作動を統括して制御する。制御部14は、モータ12及び変位量センサ13と電気的に接続されている。これにより、制御部14は、駆動回路(図示省略)の作動を制御することにより、モータ12に電流を供給して回転駆動させる。又、制御部14は、変位量センサ13によって検出された回転量(角度)を表す信号を入力して、後述する検査プログラムを実行する。
The
(2.ジョイントの概要)
回転軸ユニットとしてのドライブシャフト100は、車両に搭載されるものであり、例えば、一側が車輪に連結されていて入力されたエンジンの駆動力を車輪に伝達し、他端が車両のデファレンシャルを介してエンジンに連結されていてエンジンの駆動力を入力するものである。ドライブシャフト100は、図2に詳細に示すように、回転軸部材としてのシャフト部材110と、シャフト部材110の両端部に連結されたジョイントしての等速ジョイント120及び等速ジョイント130と、を備えている。
(2. Outline of joint)
The
シャフト部材110は、例えば、中実丸棒状であり、車両への仕様や搭載要件に応じて、長さ及び直径が設定されるものである。等速ジョイント120は、ジョイント中心固定式ボール型等速ジョイント(ツェッパ形等速ジョイント)であり、ドライブシャフト100のアウトボードジョイントである。等速ジョイント120は、図2に示すように、複数の外輪ボール溝121を有する外輪122と、複数の内輪ボール溝123を有する内輪124と、複数のボール125と、保持器126と、軸部127と、を備えている。尚、ツェッパ形等速ジョイントの構造自体は周知であると共に本発明に直接関係しないため、以下に簡単に説明しておく。
The
外輪ボール溝121は、外輪122の内周面にて、外輪122の軸線方向に延びるように形成されている。外輪ボール溝121は、略円弧凹状に形成されている。内輪ボール溝123は、内輪124の外周面にて、内輪124の軸線方向に延びるように形成されている。内輪ボール溝123は、略円弧凹状に形成されている。
The outer ring ball groove 121 is formed on the inner peripheral surface of the
ボール125は、外輪122の外輪ボール溝121と、外輪ボール溝121に対向する内輪124の内輪ボール溝123と、によって挟まれるように配置されている。そして、ボール125は、外輪ボール溝121及び内輪ボール溝123に対して、転動自在で周方向に係合している。従って、ボール125は、外輪122と内輪124との間でトルクを伝達する。ここで、ボール125と外輪ボール溝121及び内輪ボール溝123との間には、クリアランスが設けられるようになっている。保持器126は、環状に形成されている。軸部127は、車輪に連結される。
The ball 125 is arranged so as to be sandwiched by the outer ring ball groove 121 of the
等速ジョイント130は、例えば、トリポート型等速ジョイントであり、ドライブシャフト100のインボードジョイントである。等速ジョイント130は、尚、トリポート型等速ジョイントの構造自体は周知であると共に本発明に直接関係しないため、以下に簡単に説明しておく。
The constant velocity joint 130 is, for example, a tripod type constant velocity joint, and is an inboard joint of the
等速ジョイント130は、図2に示すように、アウタ部材131と、シャフト部材110に連結されたインナ部材132と、を有している。アウタ部材131は、有底円筒状のカップ状部133と、カップ状部133の一端部に突出形成された軸部134と、を有している。ここで、軸部134は車両のデファレンシャルに連結される。
The constant velocity joint 130, as shown in FIG. 2, includes an
カップ状部133の内壁には、図示を省略するトラック溝が形成されており、トラック溝にはインナ部材132を構成するトラニオン135が挿入されて組み付けられる。これにより、トラニオン135は、連結されたシャフト部材110と共にトラック溝に沿って相対移動可能となり、且つ、トラック溝即ちアウタ部材131を介して軸部134の回転をシャフト部材110に伝達する。ここで、トラニオン135とトラック溝との間には、転動部材(ローラ等)が設けられると共に、クリアランスが設けられるようになっている。
A track groove (not shown) is formed on the inner wall of the cup-shaped
(3.検査方法)
制御部14(より詳しくは、CPU)は、図3にフローチャートを示す検査プログラムの実行をステップS10にて開始する。制御部14は、続くステップS11にて、等速ジョイント130を介してドライブシャフト100に入力されるトルクが規定トルクTとなるようにモータ12を駆動させて、回転軸ユニットであるドライブシャフト100を正回転させる。
(3. Inspection method)
The control unit 14 (more specifically, the CPU) starts execution of the inspection program whose flowchart is shown in FIG. 3 in step S10. In the subsequent step S11, the
この場合、制御部14は、図4に示すように、予め設定されている電流とトルクとの関係を表す電流―トルクマップに基づき、規定トルクTに対応する電流Iをモータ12に供給する。これにより、モータ12は、制御部14によるトルク制御なしで、ドライブシャフト100を規定トルクTとなるまで正回転させる。そして、制御部14は、変位量センサ13によって検出された変位量を表す信号を入力し、この信号によって表される、規定トルクTとなるまで正回転させたときのドライブシャフト100の回転量(角度)をRAMに一時的に記憶する。制御部14は、ドライブシャフト100を規定トルクTとなるまで正回転させると、ステップS12に進む。
In this case, the
ステップS12においては、制御部14は、変位量センサ13から入力された回転量(角度)を基準回転量に設定する。即ち、制御部14は、図5に示すように、ドライブシャフト100が規定トルクTとなるまで正回転した点P1を、今回の検査における回転量(角度)の基準回転量(例えば、「0」)として設定する。このように、正回転により規定トルクTとなったときの回転量(角度)を基準回転量として設定すると、制御部14はステップS13に進む。
In step S12, the
ステップS13においては、制御部14は、ドライブシャフト100に入力されるトルクが前記ステップS11にて入力した規定トルクTと絶対値が同一で符号が反転した負の規定トルクTとなるようにモータ12を駆動させて、ドライブシャフト100を逆回転させる。この場合も、前記ステップS11と同様に、制御部14は、電流―トルクマップに基づき、負の規定トルクTに対応して正回転のときの電流Iと絶対値が同一で符号が反転した電流Iをモータ12に供給する。
In step S13, the
これにより、モータ12は、ドライブシャフト100を、負の規定トルクTとなるまで逆回転させる。そして、制御部14は、変位量センサ13によって検出された変位量を表す信号を入力し、この信号によって表される、負の規定トルクTとなるまで逆回転させたときのドライブシャフト100の回転量(角度)をRAMに一時的に記憶する。制御部14は、ドライブシャフト100を負の規定トルクTとなるまで逆回転させると、ステップS14に進む。
As a result, the
ステップS14においては、制御部14は、前記ステップS12にて設定した基準回転量に基づいて、ドライブシャフト100に入力するトルクを規定トルクTから負の規定トルクTまで変化させたときの全回転量(角度変化量)Cを計測(算出)する。具体的に、制御部14は、図5に示すように、規定トルクTに対応する点P1における基準回転量(角度)と負の規定トルクTに対応する点P2における回転量(角度)との差分を全回転量(角度変化量)Cとして計測(算出)する。このように全回転量(角度変化量)Cを計測(算出)すると、制御部14はステップS15に進む。
In step S14, the
ステップS15においては、制御部14は、図5に示すように、前記ステップS11にてドライブシャフト100を規定トルクTとなるように正回転させた場合にシャフト部材110に生じた捩れ回転量(捩れ角度)Aを算出して取得する。又、制御部14は、前記ステップS13にてドライブシャフト100を負の規定トルクTとなるように逆回転させた場合にシャフト部材110に生じた捩れ回転量(捩れ角度)Bを算出して取得する。
In step S15, the
規定トルクT又は負の規定トルクTが入力されると、ドライブシャフト100を構成するシャフト部材110は捩れ変形を生じる。この捩れ変形の大きさ即ち捩れ角度(回転量)は、シャフト部材110に入力されるトルクと比例関係にある。そして、この比例関係における比例係数は、シャフト部材110の特性としての捩れ剛性と、シャフト部材110の長さを用いて予め設定することができる。
When the specified torque T or the negative specified torque T is input, the
捩れ剛性は、捩れ定数(断面捩れモーメント)とせん断弾性係数(横弾性係数)との乗算により求めることができる。捩れ定数はシャフト部材110の直径を用いて求めることができ、せん断弾性係数はシャフト部材110を形成する材料によって決定されるものである。従って、捩れ剛性は、ドライブシャフト100を構成するシャフト部材110の仕様、換言すれば、製品ごとの固有値とすることができる。又、シャフト部材110の長さについても、製品ごとの固有値とすることができる。これにより、捩れ角度(回転角)とシャフト部材110に入力されるトルクとの比例関係は、製品ごとに固有値として予め設定可能な捩れ領域における傾きK(比例係数)を用いて表すことができる。
The torsional rigidity can be obtained by multiplying the torsional constant (torsion moment of area) and the shear elastic modulus (lateral elastic modulus). The twist constant can be obtained by using the diameter of the
このことに基づき、制御部14は、規定トルクTが入力された場合におけるシャフト部材110の捩れ回転量(捩れ角度)Aを、上述した傾きK(比例係数)を用いて算出する。具体的に、制御部14は、図5に示すように、傾きK(比例係数)を用いて点P1を通る直線により、入力されたトルクが除荷された状態である「0」のときの点Paを求め、点P1における回転量(角度)と算出された点Paにおける回転量(角度)との差分を捩れ回転量(捩れ角度)Aとして算出して取得する。
Based on this, the
同様に、制御部14は、負の規定トルクTが入力された場合におけるシャフト部材110の捩れ回転量(捩れ角度)Bを、上述した傾きK(比例係数)を用いて算出する。具体的に、制御部14は、図5に示すように、傾きK(比例係数)を用いて点P2を通る直線により、入力されたトルクが除荷された「0」のときの点Pbを求め、点P2における回転量(角度)と算出された点Paとの差分を捩れ回転量(捩れ角度)Bとして算出して取得する。そして、制御部14は、捩れ回転量(捩れ角度)A,Bを算出して取得すると、ステップS16に進む。
Similarly, the
ステップS16においては、制御部14は、前記ステップS14にて計測(算出)した全回転量(角度変化量)Cと、前記ステップS15にて取得した捩れ回転量(捩れ角度)A,Bと、を用いて、等速ジョイント120,130の合算されたクリアランスDを算出する。即ち、制御部14は、全回転量(角度変化量)Cから捩れ回転量(捩れ角度)A,Bを減じることにより、クリアランスD(=C−A−B)を算出する。そして、制御部14は、クリアランスDを算出すると、ステップS17に進む。
In step S16, the
ステップS17においては、制御部14は、前記ステップS16にて算出したクリアランスDと製品としてのドライブシャフト100の良品又は不良品を判別するために予め設定された基準クリアランスD1とを比較する。即ち、制御部14は、クリアランスDが基準クリアランスD1以下であれば、「Yes」と判定してステップS18に進む。一方、クリアランスDが基準クリアランスD1よりも大きければ、制御部14は「No」と判定してステップS19に進む。
In step S17, the
ステップS18においては、制御部14は、前記ステップS17における判定処理に基づき、ドライブシャフト100を良品と判定する。この場合、制御部14は、図示を省略する表示装置(表示ディスプレイやランプ等)に検査したドライブシャフト100が良品であることを表示する。尚、このように良品と判定されたドライブシャフト100は、後工程(例えば、車両の組み立て工程)に送られる。制御部14は、良品を判定すると、ステップS20に進み、検査プログラムの実行を終了する。
In step S18, the
ステップS19においては、制御部14は、前記ステップS17における判定処理に基づき、ドライブシャフト100を不良品と判定する。この場合、制御部14は、表示装置に検査したドライブシャフト100が不良品であることを表示する。尚、このように不良品と判定されたドライブシャフト100は、後工程(例えば、車両の組み立て工程)に送られることはなく、ドライブシャフト100の製造ラインから隔離される。制御部14は、不良品を判定すると、ステップS20に進み、検査プログラムの実行を収容する。
In step S19, the
以上の説明からも理解できるように、上記実施形態のジョイントの検査方法は、回転軸部材であるシャフト部材110の端部に設けられてシャフト部材110を保持すると共にシャフト部材110に回転を伝達するジョイントとしての等速ジョイント120,130における回転方向のクリアランスDの良否を検査するジョイントの検査方法であって、シャフト部材110及び等速ジョイント120,130からなる回転軸ユニットとしてのドライブシャフト100の一端を回転不能に固定した状態でドライブシャフト100の他端を正回転及び逆回転により所定の規定トルクT及び負の規定トルクTとなるまで回転したときの全回転量Cを計測する全回転量計測工程(検査プログラムにおけるステップS11、ステップS12、ステップS13及びステップS14)と、正回転におけるシャフト部材110及び逆回転におけるシャフト部材110の捩れによる捩れ回転量A及び捩れ回転量Bを、シャフト部材110の捩れ特性に基づいて算出する捩れ回転量取得工程(検査プログラムにおけるステップS15)と、全回転量計測工程(ステップS11,S12,S13,S14)において計測した全回転量Cから捩れ回転量取得工程(ステップS15)において取得した捩れ回転量A,Bを減じて、等速ジョイント120,130のクリアランスDを算出するクリアランス算出工程(検査プログラムにおけるステップS16)と、クリアランス算出工程(ステップS16)において算出したクリアランスDと予め設定された基準クリアランスD1とを比較して、クリアランスDの良否を判定する良否判定工程(検査プログラムにおけるステップS17、ステップS18及びステップS19)と、を含む。
As can be understood from the above description, in the joint inspection method according to the above-described embodiment, the joint is provided at the end of the
これによれば、本実施形態のジョイントの検査方法は、全回転量計測工程(ステップS11,S12,S13,S14)において、ドライブシャフト100の一端を回転不能に固定した状態で所定の規定トルクTとなるまでドライブシャフト100の他端を正回転及び逆回転させる、換言すれば、シャフト部材110を規定トルクT及び負の規定トルクTによって捩るのみである。このため、本実施形態のジョイントの検査方法は、上記従来の検査方法のように、ドライブシャフト100を継続して回転させる場合に比べて、時間を短縮することができる。
According to this, in the joint inspection method of the present embodiment, in the total rotation amount measuring step (steps S11, S12, S13, S14), the predetermined prescribed torque T is fixed while one end of the
又、本実施形態のジョイントの検査方法は、捩れ回転量取得工程(ステップS15)において、シャフト部材110に固有の捩れ特性に基づいて規定トルクT及び負の規定トルクTが入力されたときの捩れ回転量A,Bを算出して取得することができる。更に、本実施形態のジョイントの検査方法は、クリアランス算出工程(ステップS16)において、全回転量計測工程(ステップS11,S12,S13,S14)にて計測された全回転量Cから正回転及び逆回転させたときの捩れ回転量A,Bを減じることによりクリアランスD(=C−A−B)を算出することができる。
Further, the joint inspection method of the present embodiment is such that, in the torsional rotation amount acquisition step (step S15), the torsion when the specified torque T and the negative specified torque T are input based on the torsional characteristics peculiar to the
これにより、本実施形態のジョイントの検査方法は、全回転量計測工程(ステップS11,S12,S13,S14)においてドライブシャフト100の全回転量Cを計測することのみで、等速ジョイント120,130のクリアランスDを算出することができ、良否判定工程(ステップS17,S18,S19)においてクリアランスDの良否を判定することができる。従って、本実施形態のジョイントの検査方法は、上記従来の検査方法のように、時間をかけてドライブシャフト100を回転駆動させ、その後、時間の経過と共に減少する回転トルク値の減少量を計測する場合に比べて、大幅に計測に要する時間、即ち、サイクルタイムを短縮することができる。
As a result, the joint inspection method of the present embodiment only measures the total rotation amount C of the
この場合、捩れ回転量取得工程(ステップS15)は、シャフト部材110の回転量に対するシャフト部材110に入力したトルクの関係を表していてシャフト部材110の捩れ領域における傾きKを捩れ特性として定数化しておき、傾きKを用いて、規定トルクT及び負の規定トルクTを入力した状態から規定トルクT及び負の規定トルクTを除荷した場合におけるシャフト部材110の捩れ回転量A,Bを算出する。この場合、傾きKは、シャフト部材110の直径及びシャフト部材110の長さに基づいて決定される。
In this case, the twist rotation amount acquisition step (step S15) represents the relationship between the rotation amount of the
これによれば、捩れ特性である捩れ領域における傾きKは、シャフト部材110の直径及び長さ、即ち、製品としてのドライブシャフト100ごとに決定されている仕様に応じて、固有値として定数化しておくことができ、制御部14は、捩れ回転量A,Bの算出に用いることができる。これにより、制御部14は、製品であるドライブシャフト100に応じて定数化された傾きKを設定することのみで捩れ回転量A,Bを算出することができるため、例えば、検査時に傾きKを算出するための演算量を減らすことができ、その結果、検査に要する時間を短縮することができる。
According to this, the inclination K in the twist region, which is the twist characteristic, is made constant as an eigenvalue in accordance with the diameter and length of the
又、これらの場合、全回転量計測工程(ステップS12)は、正回転及び逆回転のうちの一方である正回転で規定トルクTとなるまでドライブシャフト100を回転させた状態を基準回転量とし、正回転及び逆回転のうちの他方である逆回転で負の規定トルクTとなるまでドライブシャフト100を回転させて全回転量Cを計測する。これによれば、制御部14は、逆回転で負の規定トルクTとなるまでドライブシャフト100を回転させた回転量(角度)を全回転量Cとすることができ、計測に要する時間を短縮し、ひいては、検査に要する時間を短縮することができる。
Further, in these cases, in the total rotation amount measuring step (step S12), the state in which the
更に、これらの場合、全回転量計測工程(ステップS11,S13)は、予め設定された電流とトルクとの関係に基づいて、規定トルクTに対応する電流Iが供給されて回転駆動するモータ12によりドライブシャフト100の他端を回転させる。これによれば、制御部14は、モータ12のトルクを規定トルクTとなるように逐次制御する必要がなく、速やかにモータ12を回転駆動させることができるため、計測に要する時間を短縮することができる。
Further, in these cases, in the total rotation amount measuring step (steps S11 and S13), the
(4.第一変形例)
上記実施形態においては、制御部14は、前記ステップS11及び前記ステップS13にて、規定トルクT及び負の規定トルクTに対応する電流を供給することによってモータ12が規定トルクT及び負の規定トルクTをドライブシャフト100に入力するものとして、即ち、フィードフォワード制御的にモータ12を駆動させるようにした。
(4. First modification)
In the above embodiment, the
この場合、図1にて一点鎖線により示すように、検査装置10がドライブシャフト100に入力されたトルクを検出するロードセル15を備えている場合には、規定トルクTに対応する電流によってモータ12が駆動し、規定トルクTを付与した後(モータ12が停止したとき)にドライブシャフト100に入力されたトルクが規定トルクTであることを監視することも可能である。この場合、ロードセル15による監視結果は制御部14にフィードバックされることはなく、例えば、モータ12に設けられている各種制御装置にフィードバックされる。これにより、モータ12は、自律的に、ドライブシャフト100に規定トルクTを入力することができる。
In this case, as shown by the one-dot chain line in FIG. 1, when the
(5.第二変形例)
上記実施形態においては、制御部14は、検査プログラムの実行により、前記ステップS11にてドライブシャフト100を規定トルクTとなるまで正回転させ、前記ステップS12にて基準回転量(即ち、点P1)を設定するようにした。そして、制御部14は、前記ステップS13にてドライブシャフト100を負の規定トルクTとなるまで逆回転させ、前記ステップS14にて基準回転量に基づいて全回転量Cを計測するようにした。
(5. Second modification)
In the above embodiment, the
しかしながら、全回転量Cの計測については、正回転及び逆回転のうちの一方としてステップS11にてドライブシャフト100を負の規定トルクTとなるまで逆回転させてステップS12にて逆回転させたときの回転量(即ち、点P2)を基準回転量として設定し、ステップS13にて正回転及び逆回転のうちの他方としてドライブシャフト100を規定トルクTとなるまで正回転させてステップS14にて基準回転量に基づいて全回転量Cを計測するようにしても良い。この場合においても、全回転量Cを計測することができるため、上記実施形態と同様の効果が得られる。
However, the total rotation amount C is measured as one of forward rotation and reverse rotation when the
(6.第三変形例)
上記実施形態及び上記第一及び第二変形例においては、制御部14は、上記検査プログラムの前記ステップS12を実行して基準回転量を設定するようにした。これに代えて、上記検査プログラムの前記ステップS12を省略することも可能である。この場合、制御部14は、上記検査プログラムにおける前記ステップS14の実行により、例えば、規定トルクTまでドライブシャフト100を正回転させたときの点P1の回転量(角度)の絶対値と、負の規定トルクTまでドライブシャフト100を逆回転させたときの点P2の回転量(角度)の絶対値と、の和を全回転量Cとして計測(算出)する。従って、この場合においても、上記実施形態と同様の効果が得られる。
(6. Third modified example)
In the embodiment and the first and second modified examples, the
本発明の実施にあたっては、上記実施形態及び上記各変形例に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。 In carrying out the present invention, the present invention is not limited to the above-described embodiments and the respective modified examples, and various modifications can be made without departing from the object of the present invention.
例えば、上記実施形態及び上記各変形例においては、制御部14は、上記検査プログラムの前記ステップS15を実行して回転軸部材の捩れ回転量(捩れ角度)A,Bを算出して取得するようにした。これに代えて、回転軸部材の捩れ回転量(捩れ角度)A,Bを事前に測定して記憶しておき、制御部14は、上記検査プログラムの前記ステップS15の実行に際して、予め記憶された回転軸部材の捩れ回転量(捩れ角度)A,Bを読み込んで取得するようにすることも可能である。この場合においても、上記実施形態及び上記各変形例と同様の効果が得られる。
For example, in the above-described embodiment and each modification, the
又、上記実施形態及び上記各変形例においては、ジョイントの検査方法を回転軸部材であるシャフト部材110の両端部に等速ジョイント120,130が連結されたドライブシャフト100に適用するようにした。これに代えて、例えば、回転軸部材の一端にのみジョイントが連結された回転軸ユニットにジョイントの検査方法を適用することも可能である。この場合、回転軸部材のジョイントが連結されていない側の端部は、保持部11によって回転不能に固定される。
Further, in the above-described embodiment and each modification, the joint inspection method is applied to the
又、上記実施形態及び上記各変形例では、ドライブシャフト100におけるシャフト部材110の端部に連結されたツェッパ形の等速ジョイント120及びトリポート型の等速ジョイント130を検査対象とするようにした。しかしながら、回転軸ユニットに設けられるジョイントとしては、上述の等速ジョイントに限られず、例えば、軸線方向に沿って伸縮可能なダブルオフセットジョイントや、非等速ジョイントであるユニバーサルジョイント等を検査対象とすることも可能である。
Further, in the above-described embodiment and the respective modified examples, the Rzeppa type constant velocity joint 120 and the tripod type constant velocity joint 130 connected to the end portion of the
特に、ユニバーサルジョイントのような非等速ジョイントについても、上記実施形態及び上記各変形例と同様に、回転軸ユニットを規定トルクT及び負の規定トルクTとなるまで正回転及び逆回転させることにより、全回転量Cを計測することができる。そして、回転軸部材の特性である捩れ剛性に起因して設定可能な捩れ領域における傾きを定数化することにより、回転軸部材の捩れ回転量(捩れ角度)A,Bを算出して取得したり、予め測定した回転軸部材の捩れ回転量(捩れ角度)A,Bを読み込んで取得したりすることができる。従って、非等速ジョイントにおいても、上記実施形態及び上記各変形例と同様の効果が期待できる。 In particular, for a non-constant velocity joint such as a universal joint, as in the above-described embodiment and modifications, the rotary shaft unit is rotated forward and backward until the specified torque T and the specified negative torque T are achieved. , The total amount of rotation C can be measured. Then, the torsional rotation amounts (twisting angles) A and B of the rotary shaft member are calculated and acquired by making the inclination in the twistable region that can be set due to the torsional rigidity, which is a characteristic of the rotary shaft member, constant. , It is possible to read and acquire the amount of twist rotation (twist angle) A and B of the rotary shaft member measured in advance. Therefore, also in the non-constant velocity joint, the same effects as those of the above-described embodiment and each of the modified examples can be expected.
10…検査装置、11…保持部、12…モータ、13…変位量センサ、14…制御部、15…ロードセル、100…ドライブシャフト、110…シャフト部材(回転軸部材)、120…等速ジョイント(ジョイント)、121…外輪ボール溝、122…外輪、123…内輪ボール溝、124…内輪、125…ボール、126…保持器、127…軸部、130…等速ジョイント(ジョイント)、131…アウタ部材、132…インナ部材、133…カップ状部、134…軸部、135…トラニオン、A…捩れ回転量、B…捩れ回転量、C…全回転量、D…クリアランス、D1…基準クリアランス、I…電流、P1…点、P2…点、Pa…点、Pb…点、T…規定トルク 10... Inspection device, 11... Holding part, 12... Motor, 13... Displacement amount sensor, 14... Control part, 15... Load cell, 100... Drive shaft, 110... Shaft member (rotating shaft member), 120... Constant velocity joint ( Joint), 121... Outer ring ball groove, 122... Outer ring, 123... Inner ring ball groove, 124... Inner ring, 125... Ball, 126... Retainer, 127... Shaft part, 130... Constant velocity joint (joint), 131... Outer member , 132... Inner member, 133... Cup-shaped part, 134... Shaft part, 135... Trunnion, A... Twist rotation amount, B... Twist rotation amount, C... Total rotation amount, D... Clearance, D1... Reference clearance, I... Current, P1...Point, P2...Point, Pa...Point, Pb...Point, T...Specific torque
Claims (8)
前記回転軸部材及び前記ジョイントからなる回転軸ユニットの一端を回転不能に固定した状態で前記回転軸ユニットの他端を正回転及び逆回転により所定の規定トルクとなるまで回転したときの全回転量を計測する全回転量計測工程と、
前記正回転における前記回転軸部材及び前記逆回転における前記回転軸部材の捩れによる捩れ回転量を取得する捩れ回転量取得工程と、
前記全回転量計測工程において計測した前記全回転量から前記捩れ回転量取得工程において取得した前記捩れ回転量を減じて、前記ジョイントの前記クリアランスを算出するクリアランス算出工程と、
前記クリアランス算出工程において算出した前記クリアランスと予め設定された基準クリアランスとを比較して、前記クリアランスの良否を判定する良否判定工程と、を含む、ジョイントの検査方法。 A joint inspection method for inspecting the quality of a clearance in a rotational direction in a joint which is provided at an end portion of a rotary shaft member, holds the rotary shaft member, and transmits rotation to the rotary shaft member,
Total amount of rotation when one end of the rotary shaft unit including the rotary shaft member and the joint is non-rotatably fixed and the other end of the rotary shaft unit is rotated by forward rotation and reverse rotation until a predetermined specified torque is reached. Total rotation amount measurement process to measure
A twist rotation amount acquisition step of acquiring a twist rotation amount due to twist of the rotation shaft member in the normal rotation and the rotation shaft member in the reverse rotation;
A clearance calculation step of calculating the clearance of the joint by subtracting the twist rotation amount acquired in the twist rotation amount acquisition step from the total rotation amount measured in the total rotation amount measurement step,
A method of inspecting a joint, comprising: a quality determining step of comparing the clearance calculated in the clearance calculating step with a preset reference clearance to determine quality of the clearance.
前記捩れ回転量を、前記回転軸部材の捩れ特性に基づいて算出して取得する、請求項1に記載のジョイントの検査方法。 The twist rotation amount acquisition step,
The joint inspection method according to claim 1, wherein the twist rotation amount is calculated and acquired based on a twist characteristic of the rotary shaft member.
前記回転軸部材の回転量に対する前記回転軸部材に入力したトルクの関係を表していて前記回転軸部材の捩れ領域における傾きを前記捩れ特性として定数化しておき、
前記傾きを用いて、前記規定トルクを入力した状態から前記規定トルクを除荷した場合における前記回転軸部材の前記捩れ回転量を算出して取得する、請求項2に記載のジョイントの検査方法。 The twist rotation amount acquisition step,
The relationship between the amount of rotation of the rotary shaft member and the torque input to the rotary shaft member is expressed, and the inclination in the twist region of the rotary shaft member is made constant as the twist characteristic,
The joint inspection method according to claim 2, wherein the tilt rotation amount of the rotary shaft member when the prescribed torque is unloaded from the state in which the prescribed torque is input is calculated and acquired using the inclination.
前記回転軸部材の直径及び前記回転軸部材の長さに基づいて決定される、請求項3に記載のジョイントの検査方法。 The inclination is
The joint inspection method according to claim 3, which is determined based on a diameter of the rotary shaft member and a length of the rotary shaft member.
前記正回転及び前記逆回転のうちの一方に前記規定トルクとなるまで前記回転軸ユニットを回転させた状態を基準回転量とし、前記正回転及び前記逆回転のうちの他方に前記規定トルクとなるまで前記回転軸ユニットを回転させて前記全回転量を計測する、請求項1乃至請求項4のうちの何れか一項に記載のジョイントの検査方法。 The total rotation amount measurement step,
A state in which the rotary shaft unit is rotated until one of the forward rotation and the reverse rotation reaches the specified torque is set as a reference rotation amount, and the other of the forward rotation and the reverse rotation becomes the specified torque. The joint inspection method according to any one of claims 1 to 4, wherein the rotating shaft unit is rotated up to and the total amount of rotation is measured.
予め設定された電流とトルクとの関係に基づいて、前記規定トルクに対応する前記電流が供給されて回転駆動するモータにより前記回転軸ユニットの他端を回転させる、請求項1乃至請求項5のうちの何れか一項に記載のジョイントの検査方法。 The total rotation amount measurement step,
6. The other end of the rotary shaft unit is rotated by a motor that is rotationally driven by being supplied with the current corresponding to the specified torque, based on a preset relationship between the current and the torque. The joint inspection method according to any one of the above.
前記モータが前記電流に応じて前記規定トルクを前記回転軸部材及び前記ジョイントに入力して停止したときに、前記回転軸部材及び前記ジョイントに前記規定トルクが入力されたか否かを判定する、請求項6に記載のジョイントの検査方法。 The total rotation amount measurement step,
When the motor inputs the specified torque to the rotary shaft member and the joint according to the current and stops, it is determined whether the specified torque is input to the rotary shaft member and the joint. Item 7. The joint inspection method according to Item 6.
前記回転軸部材の両端部に連結された等速ジョイントである、請求項1乃至請求項7のうちの何れか一項に記載のジョイントの検査方法。 The joint is
The joint inspection method according to any one of claims 1 to 7, which is a constant velocity joint connected to both ends of the rotary shaft member.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2024079932A1 (en) * | 2022-10-12 | 2024-04-18 | 三菱重工機械システム株式会社 | Conveyance device, detection device, and phase shift determination method |
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