JP3458698B2 - ボールスプラインのボール外径選択方法 - Google Patents
ボールスプラインのボール外径選択方法Info
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- JP3458698B2 JP3458698B2 JP06875598A JP6875598A JP3458698B2 JP 3458698 B2 JP3458698 B2 JP 3458698B2 JP 06875598 A JP06875598 A JP 06875598A JP 6875598 A JP6875598 A JP 6875598A JP 3458698 B2 JP3458698 B2 JP 3458698B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ボールスプライン
のボール外径選択方法の改良に関するものである。
のボール外径選択方法の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】軸と回転部材とを回転方向で結合する一
方、軸方向へ相対変位可能に支持するボールスプライン
は、生産時にスプライン溝等の加工誤差によってボール
とスプライン溝間のクリアランスであるガタ量にバラツ
キが生じる場合がある。
方、軸方向へ相対変位可能に支持するボールスプライン
は、生産時にスプライン溝等の加工誤差によってボール
とスプライン溝間のクリアランスであるガタ量にバラツ
キが生じる場合がある。
【０００３】従来からこれに対処すべく、製品に介装さ
れるボールより外径の小さい基準ボールを用意し、ボー
ルスプラインを組み立てる前に内外の各スプライン溝の
間に基準ボールを介装した状態で、内側のスプライン溝
に対して外側のスプライン溝がボールスプラインの略周
方向に変位する距離であるガタ量を測定するものがあ
り、測定されたガタ量に応じて実際に組み付けられるボ
ールの径を決定するようになっていた。
れるボールより外径の小さい基準ボールを用意し、ボー
ルスプラインを組み立てる前に内外の各スプライン溝の
間に基準ボールを介装した状態で、内側のスプライン溝
に対して外側のスプライン溝がボールスプラインの略周
方向に変位する距離であるガタ量を測定するものがあ
り、測定されたガタ量に応じて実際に組み付けられるボ
ールの径を決定するようになっていた。
【０００４】上記のようなボールスプラインを用いるも
のとしては、図１０に示すように、車両に搭載されるＶ
ベルト式無段変速機を構成する可変プーリがあり、固定
プーリ５１の回転軸５６には複数のボールスプライン４
０を介して可動プーリ５４が回転方向で結合する一方、
軸方向にのみ変位可能に支持され、油圧力などに応じて
可動プーリ５４が固定プーリ５１との溝幅を変更しなが
ら、Ｖベルト５２を挟持してトルクの伝達を行ってお
り、このボールスプライン４０のガタ量を測定して挿入
するボールの外径を設定するものである。
のとしては、図１０に示すように、車両に搭載されるＶ
ベルト式無段変速機を構成する可変プーリがあり、固定
プーリ５１の回転軸５６には複数のボールスプライン４
０を介して可動プーリ５４が回転方向で結合する一方、
軸方向にのみ変位可能に支持され、油圧力などに応じて
可動プーリ５４が固定プーリ５１との溝幅を変更しなが
ら、Ｖベルト５２を挟持してトルクの伝達を行ってお
り、このボールスプライン４０のガタ量を測定して挿入
するボールの外径を設定するものである。
【０００５】すなわち、図８に示すように、マグネスケ
ールなどの変位センサで構成された第一のゲージ１１と
第二のゲージ１２は、可動プーリ５４を所定のトルクで
正逆両方向に回転させたとき、回転軸５６の中心からボ
ールスプライン４０の中心を通る延長線上の第一、第二
の測定点Ｐ1、Ｐ2において、ボールスプライン４０の略
周方向への変位量Ａ１、Ａ２を、各ボールスプライン４
０についてそれぞれ測定する。なお、この例では、軸回
りに１２０度間隔でボールスプラインを配置した場合を
示している。
ールなどの変位センサで構成された第一のゲージ１１と
第二のゲージ１２は、可動プーリ５４を所定のトルクで
正逆両方向に回転させたとき、回転軸５６の中心からボ
ールスプライン４０の中心を通る延長線上の第一、第二
の測定点Ｐ1、Ｐ2において、ボールスプライン４０の略
周方向への変位量Ａ１、Ａ２を、各ボールスプライン４
０についてそれぞれ測定する。なお、この例では、軸回
りに１２０度間隔でボールスプラインを配置した場合を
示している。
【０００６】そして、第一、第二の測定点Ｐ1、Ｐ2は、
回転軸５６に形成したスプライン溝４１及び可動プーリ
５４の内周に形成したスプライン溝４２と交差する交差
中心線Ｂc上に配置され、回転軸５６の軸Ｏ40から半径
方向に異なる距離Ｒ１とＲ１＋Ｒ２の位置にそれぞれ配
置され、各第一、第二の測定点Ｐ1、Ｐ2は、可動プーリ
５４の同一半径方向に並んで配置され、第一の測定点Ｐ
１が測定点Ｐ２よりも所定距離Ｒ２だけ外周側に配置さ
れる。
回転軸５６に形成したスプライン溝４１及び可動プーリ
５４の内周に形成したスプライン溝４２と交差する交差
中心線Ｂc上に配置され、回転軸５６の軸Ｏ40から半径
方向に異なる距離Ｒ１とＲ１＋Ｒ２の位置にそれぞれ配
置され、各第一、第二の測定点Ｐ1、Ｐ2は、可動プーリ
５４の同一半径方向に並んで配置され、第一の測定点Ｐ
１が測定点Ｐ２よりも所定距離Ｒ２だけ外周側に配置さ
れる。
【０００７】そして、第一のゲージ１１と第二のゲージ
１２によって測定される第一、第二の測定点Ｐ1、Ｐ2に
おける変位量Ａ１、Ａ２に基づき、ボールスプライン４
０に生じるガタ量Ａ０を次式で算出する。
１２によって測定される第一、第二の測定点Ｐ1、Ｐ2に
おける変位量Ａ１、Ａ２に基づき、ボールスプライン４
０に生じるガタ量Ａ０を次式で算出する。
【０００８】
Ａ０＝[Ａ１(Ｒ２−Ｒ０)−Ａ２(Ｒ１−Ｒ０)]／(Ｒ２−Ｒ１) ………（１）
ただし、交差中心線Ｂc上における回転軸５６の軸Ｏ40
からボールスプライン４０までの距離をＲ０とする。
からボールスプライン４０までの距離をＲ０とする。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のボールスプラインのボール外径選択方法にあって
は、第一、第二の測定点Ｐ1、Ｐ2が、可動プーリ５４の
同一半径方向に並んで配置されているため、図９に示す
ように、例えば、測定値Ａ１がある正の誤差を持つ値Ａ
１’として得られた場合、ガタ量の算出値Ａ０’は、実
際のガタ量Ａ０より大幅に大きくなり、ガタ量Ａ０の測
定誤差が拡大するため、正確にボールの外径を選択でき
ないという問題点がある。
来のボールスプラインのボール外径選択方法にあって
は、第一、第二の測定点Ｐ1、Ｐ2が、可動プーリ５４の
同一半径方向に並んで配置されているため、図９に示す
ように、例えば、測定値Ａ１がある正の誤差を持つ値Ａ
１’として得られた場合、ガタ量の算出値Ａ０’は、実
際のガタ量Ａ０より大幅に大きくなり、ガタ量Ａ０の測
定誤差が拡大するため、正確にボールの外径を選択でき
ないという問題点がある。
【００１０】また、ガタ量に基づいて外径を決定したボ
ールを、スプライン溝４１、４２へ所定の圧力で挿入す
ることで、ボール４３に予めプリロードを与え、回転方
向でガタなく回転軸５６と可動プーリ５４を結合すると
ともに、可動プーリ５４の軸方向への変位を可能にして
いるが、スプライン溝４１、４２の形状に誤差がある場
合では、ボール４３とスプライン４１、４２の当接位置
がずれてしまい、各ボールスプライン４０へボール４３
を挿入する押圧力がばらついて、プリロードが均一に与
えられず、安定した品質を得るのが難しいという問題が
あった。
ールを、スプライン溝４１、４２へ所定の圧力で挿入す
ることで、ボール４３に予めプリロードを与え、回転方
向でガタなく回転軸５６と可動プーリ５４を結合すると
ともに、可動プーリ５４の軸方向への変位を可能にして
いるが、スプライン溝４１、４２の形状に誤差がある場
合では、ボール４３とスプライン４１、４２の当接位置
がずれてしまい、各ボールスプライン４０へボール４３
を挿入する押圧力がばらついて、プリロードが均一に与
えられず、安定した品質を得るのが難しいという問題が
あった。
【００１１】そこで本発明は、上記の問題点を鑑みてな
されたものであり、ボールスプラインのガタ量の測定精
度を高めるとともに、正確にプリロードを設定すること
を目的とする。
されたものであり、ボールスプラインのガタ量の測定精
度を高めるとともに、正確にプリロードを設定すること
を目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】第１の発明は、軸と回転
部材とを連結する内外のスプライン溝の間に、基準ボー
ルを介装した状態で内外のスプライン溝が軸の周方向に
発生するガタ量を測定し、このガタ量に基づいて前記ス
プライン溝に収装するボール外径を決定するボールスプ
ラインのボール外径選択方法において、前記軸の中心か
らスプラインを通って直径方向に延ばした直線上に、軸
の中心から異なる距離Ｒ１とＲ２だけ離れ、かつ、軸を
挟んだ両側の所定の位置で前記ガタ量をそれぞれ測定す
る工程と、これらガタ量に基づいてボールの外径を推定
する工程と、前記外径の推定値に基づいてボールとスプ
ライン溝との間隙を補正する補正量を求める工程と、前
記外径の推定値にこの補正量を加えたものをボールの外
径として決定する工程を含む。
部材とを連結する内外のスプライン溝の間に、基準ボー
ルを介装した状態で内外のスプライン溝が軸の周方向に
発生するガタ量を測定し、このガタ量に基づいて前記ス
プライン溝に収装するボール外径を決定するボールスプ
ラインのボール外径選択方法において、前記軸の中心か
らスプラインを通って直径方向に延ばした直線上に、軸
の中心から異なる距離Ｒ１とＲ２だけ離れ、かつ、軸を
挟んだ両側の所定の位置で前記ガタ量をそれぞれ測定す
る工程と、これらガタ量に基づいてボールの外径を推定
する工程と、前記外径の推定値に基づいてボールとスプ
ライン溝との間隙を補正する補正量を求める工程と、前
記外径の推定値にこの補正量を加えたものをボールの外
径として決定する工程を含む。
【００１３】また、第２の発明は、前記第１の発明にお
いて、前記外径の推定は、ボールとスプライン溝の接触
角を所定値に仮定して行い、前記補正量は、実際のボー
ルとスプライン溝の接触角が前記所定値に近づくように
設定される。
いて、前記外径の推定は、ボールとスプライン溝の接触
角を所定値に仮定して行い、前記補正量は、実際のボー
ルとスプライン溝の接触角が前記所定値に近づくように
設定される。
【００１４】また、第３の発明は、前記第１または第２
の発明において、前記補正量は、予め設定したマップま
たは関数によって、外径の推定値から補正量を演算す
る。
の発明において、前記補正量は、予め設定したマップま
たは関数によって、外径の推定値から補正量を演算す
る。
【００１５】また、第４の発明は、前記第１ないし第３
の発明のいずれか一つにおいて、前記外径の推定は、ス
プライン溝の断面が直線で形成されたと仮定して行う。
の発明のいずれか一つにおいて、前記外径の推定は、ス
プライン溝の断面が直線で形成されたと仮定して行う。
【００１６】
【発明の効果】第１の発明は、スプライン溝の間に基準
ボールを介装するとともに、軸の中心から異なる距離Ｒ
１とＲ２だけ離れ、かつ、軸を挟んだ両側で測定したガ
タ量は、前記従来例に比してガタ量が含む誤差を小さく
抑えることができ、ガタ量に基づくボール外径の推定値
の精度を向上できる。さらに、外径の推定値には、実際
のボールとスプライン溝の接触状態、例えば、ボールと
スプライン溝の接触角が含まれていないため、依然とし
てボールとスプライン溝との間隙が生じる場合があるの
で、外径の推定値に基づいてこの間隙を解消する補正量
を求めて外径の推定値に加算したものをボールの外径と
してボールを選択することで、ボールを組み付けた後の
ボールスプラインのプリロードを正確に設定することが
でき、プリロードの再調整などの工程を不要にして、ボ
ールスプラインの組立工程を簡易にすることができ、品
質の向上と生産性の向上を両立させることができるので
ある。
ボールを介装するとともに、軸の中心から異なる距離Ｒ
１とＲ２だけ離れ、かつ、軸を挟んだ両側で測定したガ
タ量は、前記従来例に比してガタ量が含む誤差を小さく
抑えることができ、ガタ量に基づくボール外径の推定値
の精度を向上できる。さらに、外径の推定値には、実際
のボールとスプライン溝の接触状態、例えば、ボールと
スプライン溝の接触角が含まれていないため、依然とし
てボールとスプライン溝との間隙が生じる場合があるの
で、外径の推定値に基づいてこの間隙を解消する補正量
を求めて外径の推定値に加算したものをボールの外径と
してボールを選択することで、ボールを組み付けた後の
ボールスプラインのプリロードを正確に設定することが
でき、プリロードの再調整などの工程を不要にして、ボ
ールスプラインの組立工程を簡易にすることができ、品
質の向上と生産性の向上を両立させることができるので
ある。
【００１７】また、第２の発明は、外径の推定では、ボ
ールとスプライン溝の接触角を所定値であると仮定する
ことで、演算を容易に行うことができ、また補正量は、
外径の推定値だけでは実際のボールとスプライン溝との
接触角が所定値にならない場合があるため、所定値に近
づくような補正量を設定することで、決定した外径のボ
ールは、スプライン溝との間に間隙を生じることがなく
なって、ボールを組み付けた後のボールスプラインのプ
リロードのばらつきを防止することができる。
ールとスプライン溝の接触角を所定値であると仮定する
ことで、演算を容易に行うことができ、また補正量は、
外径の推定値だけでは実際のボールとスプライン溝との
接触角が所定値にならない場合があるため、所定値に近
づくような補正量を設定することで、決定した外径のボ
ールは、スプライン溝との間に間隙を生じることがなく
なって、ボールを組み付けた後のボールスプラインのプ
リロードのばらつきを防止することができる。
【００１８】また、第３の発明は、予め設定したマップ
または関数によって、外径の推定値から補正量を演算す
ることで、ボール外径推定値の補正を容易かつ迅速に行
うことができる。
または関数によって、外径の推定値から補正量を演算す
ることで、ボール外径推定値の補正を容易かつ迅速に行
うことができる。
【００１９】また、第４の発明は、外径の推定は、スプ
ライン溝が直線で形成されたと仮定することで、実際の
スプライン溝の断面が曲線などで形成されている場合で
あっても、簡素化したモデルによって容易かつ迅速に推
定演算を行うことができ、補正量によって実際のスプラ
イン溝の形状に応じたボール外径を得ることができ、演
算を簡易にしながらも、演算したボール外径の精度を確
保することができる。
ライン溝が直線で形成されたと仮定することで、実際の
スプライン溝の断面が曲線などで形成されている場合で
あっても、簡素化したモデルによって容易かつ迅速に推
定演算を行うことができ、補正量によって実際のスプラ
イン溝の形状に応じたボール外径を得ることができ、演
算を簡易にしながらも、演算したボール外径の精度を確
保することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。
図面に基づいて説明する。
【００２１】車両に搭載されるＶベルト式の無段変速機
は、前記図１０に示したように、可動プーリ５４は、固
定プーリ５１の回転軸５６との間に設けたボールスプラ
イン４０を介して回転方向で結合する一方、軸方向へ変
位可能に支持されており、ボールスプライン４０は、回
転軸５６の外周面に形成された複数のスプライン溝４１
と、可動プーリ５４の内周面に形成された同数のスプラ
イン溝４２と、これらスプライン溝４１、４２の間に介
装される複数のボール４３とから構成される。
は、前記図１０に示したように、可動プーリ５４は、固
定プーリ５１の回転軸５６との間に設けたボールスプラ
イン４０を介して回転方向で結合する一方、軸方向へ変
位可能に支持されており、ボールスプライン４０は、回
転軸５６の外周面に形成された複数のスプライン溝４１
と、可動プーリ５４の内周面に形成された同数のスプラ
イン溝４２と、これらスプライン溝４１、４２の間に介
装される複数のボール４３とから構成される。
【００２２】各スプライン溝４１、４２は、回転軸５６
のボールスプライン４０の略周方向について均等な間隔
をもって配置され、例えば、図１に示すように、軸回り
に１２０度間隔で設けられる。
のボールスプライン４０の略周方向について均等な間隔
をもって配置され、例えば、図１に示すように、軸回り
に１２０度間隔で設けられる。
【００２３】ボールスプライン４０は、各ボール４３と
内外のスプライン溝４１、４２の隙間であるガタ量を有
し、このガタ量が大きすぎても小さすぎてもその耐久性
を低下させる原因になるため、生産時には製品毎にガタ
量を精密に管理する必要がある。
内外のスプライン溝４１、４２の隙間であるガタ量を有
し、このガタ量が大きすぎても小さすぎてもその耐久性
を低下させる原因になるため、生産時には製品毎にガタ
量を精密に管理する必要がある。
【００２４】本発明はこれに対処すべく、製品を組み立
てる前に実際に介装されるボール４３より外径の小さい
基準ボール１０を用意し、ボールスプライン４０の組み
立て前に、内外の各スプライン溝４１、４２の間に基準
ボールを介装した状態で、内側のスプライン溝４１に対
して外側のスプライン溝４２が変位する距離であるガタ
量Ａ０を測定する。
てる前に実際に介装されるボール４３より外径の小さい
基準ボール１０を用意し、ボールスプライン４０の組み
立て前に、内外の各スプライン溝４１、４２の間に基準
ボールを介装した状態で、内側のスプライン溝４１に対
して外側のスプライン溝４２が変位する距離であるガタ
量Ａ０を測定する。
【００２５】なお、基準ボール１０の外径をｄ0とし、
ボール４３の外径ｄの設計値ｄ１とすると、 ｄ0≦ｄ１ に設定され、例えば、ｄ１＝6.000mmとすると、ｄ0＝5.
980mm等に設定される。
ボール４３の外径ｄの設計値ｄ１とすると、 ｄ0≦ｄ１ に設定され、例えば、ｄ１＝6.000mmとすると、ｄ0＝5.
980mm等に設定される。
【００２６】ここで、図２に示すように、内外のスプラ
イン溝４１、４２の断面を直角三角形状と仮定した場
合、基準ボール１０を挟んで内外のスプライン溝４１、
４２が変位できる距離の最大値をガタ量Ａ０と定義す
る。
イン溝４１、４２の断面を直角三角形状と仮定した場
合、基準ボール１０を挟んで内外のスプライン溝４１、
４２が変位できる距離の最大値をガタ量Ａ０と定義す
る。
【００２７】図１は、ガタ量Ａ０を測定するガタ測定装
置の一例を示す。
置の一例を示す。
【００２８】マグネスケール等の変位センサで構成され
た第一のゲージ１１と第二のゲージ１２は、内外のスプ
ライン溝４１、４２の間に複数個の基準ボール１０を介
装した状態で、可動プーリ５４を所定のトルクで正逆両
方向へそれぞれ回転させて、第一及び第二の測定点
Ｐ1、Ｐ2における可動プーリ５４と回転軸５６のほぼ周
方向の相対変位量Ａ１とＡ２をそれぞれ測定する。
た第一のゲージ１１と第二のゲージ１２は、内外のスプ
ライン溝４１、４２の間に複数個の基準ボール１０を介
装した状態で、可動プーリ５４を所定のトルクで正逆両
方向へそれぞれ回転させて、第一及び第二の測定点
Ｐ1、Ｐ2における可動プーリ５４と回転軸５６のほぼ周
方向の相対変位量Ａ１とＡ２をそれぞれ測定する。
【００２９】なお、内外のスプライン溝４１、４２の間
に複数個の基準ボール１０を介装する際、各基準ボール
１０を１本の軸を介して数珠状に連結した状態で内外の
スプライン溝４１、４２の間に挿入し、作業性を改善す
るようになっている。
に複数個の基準ボール１０を介装する際、各基準ボール
１０を１本の軸を介して数珠状に連結した状態で内外の
スプライン溝４１、４２の間に挿入し、作業性を改善す
るようになっている。
【００３０】ここで、各ボールスプライン４０の中心を
通って回転軸５６の直径方向に延びる３本の交差中心線
Ｂcが設定され、第一、第二の測定点Ｐ1、Ｐ2は各交差
中心線Ｂc上に回転軸５６の軸Ｏ40から異なる距離Ｒ１
とＲ２＋Ｒ１の位置にそれぞれ設定される。すなわち、
第一、第二の測定点Ｐ1、Ｐ2は、ボールスプライン４０
の中心を通る３ちの直径の延長線上にそれぞれ設けられ
るとともに、第一測定点Ｐ1と第二測定点Ｐ2は、回転軸
５６の軸Ｏ40を挟んで対向するように配置される。
通って回転軸５６の直径方向に延びる３本の交差中心線
Ｂcが設定され、第一、第二の測定点Ｐ1、Ｐ2は各交差
中心線Ｂc上に回転軸５６の軸Ｏ40から異なる距離Ｒ１
とＲ２＋Ｒ１の位置にそれぞれ設定される。すなわち、
第一、第二の測定点Ｐ1、Ｐ2は、ボールスプライン４０
の中心を通る３ちの直径の延長線上にそれぞれ設けられ
るとともに、第一測定点Ｐ1と第二測定点Ｐ2は、回転軸
５６の軸Ｏ40を挟んで対向するように配置される。
【００３１】第一、第二の測定点Ｐ1、Ｐ2が検出した変
位量Ａ１とＡ２に基づいて、内外のスプライン溝４１、
４２が回転軸５６の略周方向に変位する距離であるガタ
量Ａ０を次式より算出する。
位量Ａ１とＡ２に基づいて、内外のスプライン溝４１、
４２が回転軸５６の略周方向に変位する距離であるガタ
量Ａ０を次式より算出する。
【００３２】
Ａ０＝[Ａ２(Ｒ０＋Ｒ１)−Ａ１(Ｒ２−Ｒ０)]／(Ｒ１＋Ｒ２) ………（２）
第一のゲージ１１と第二のゲージ１２を、回転軸５６の
軸Ｏ40を挟んで対向するように、同一の交差中心線Ｂc
上に配置することによって、図３に示すように、例え
ば、測定値Ａ１がある正の誤差を持つＡ１’として得ら
れた場合、ガタ量の算出値Ａ０’は実際の値Ａ０より小
さくなり、ガタ量Ａ０の誤差を小さく抑えられる。
軸Ｏ40を挟んで対向するように、同一の交差中心線Ｂc
上に配置することによって、図３に示すように、例え
ば、測定値Ａ１がある正の誤差を持つＡ１’として得ら
れた場合、ガタ量の算出値Ａ０’は実際の値Ａ０より小
さくなり、ガタ量Ａ０の誤差を小さく抑えられる。
【００３３】次に、３組の第一のゲージ１１と第二のゲ
ージ１２の測定値に基づいて算出された無負荷時のガタ
量Ａ０の３つの値のうち最も大きい値をガタ量Ａ０と
し、無負荷時のボール４３の外径ｄ’（以下、無負荷時
外径という）を、本願出願人が提案した特願平９−３０
２９２７号と同様にして、次式により推定する。
ージ１２の測定値に基づいて算出された無負荷時のガタ
量Ａ０の３つの値のうち最も大きい値をガタ量Ａ０と
し、無負荷時のボール４３の外径ｄ’（以下、無負荷時
外径という）を、本願出願人が提案した特願平９−３０
２９２７号と同様にして、次式により推定する。
【００３４】
ｄ’＝ｄ0＋ｃｏｓ４５°×Ａ０／２ ………（３）
ここで、上記（３）式で推定したボール４３の無負荷時
外径ｄ’は、図２に示したように、スプライン溝４１、
４２がＶ字状の溝で構成されたと仮定して、かつ、プリ
ロードを与えていない基準ボール１０が、Ｖ字状断面の
スプライン溝に４５°の接触角θで当接した場合の推定
値である。なお、接触角θは駆動軸５６の軸線Ｏ40から
スプライン溝４１、４２の中心を通る交差中心線Ｂc
と、ボールの中心Ｏからボール４３の外周がスプライン
溝４１、４２と接触する点へ延ばした直線との角度を示
す。
外径ｄ’は、図２に示したように、スプライン溝４１、
４２がＶ字状の溝で構成されたと仮定して、かつ、プリ
ロードを与えていない基準ボール１０が、Ｖ字状断面の
スプライン溝に４５°の接触角θで当接した場合の推定
値である。なお、接触角θは駆動軸５６の軸線Ｏ40から
スプライン溝４１、４２の中心を通る交差中心線Ｂc
と、ボールの中心Ｏからボール４３の外周がスプライン
溝４１、４２と接触する点へ延ばした直線との角度を示
す。
【００３５】すなわち、スプライン溝４１、４２の実際
の断面形状は、図４、図５に示すように、２つの円弧を
主体に構成されており、交差中心線Ｂcに対して対称に
配置された中心Ｏｓ、Ｏｓから所定の半径Ｒｂの円弧で
形成され、ボール４３の無負荷時外径ｄ’が設計値ｄ１
のときに、ボール４３とスプライン溝４１、４２の接触
位置は、図中Ｔ１、Ｔ２となって、接触角θが４５°と
なるよう設定される。
の断面形状は、図４、図５に示すように、２つの円弧を
主体に構成されており、交差中心線Ｂcに対して対称に
配置された中心Ｏｓ、Ｏｓから所定の半径Ｒｂの円弧で
形成され、ボール４３の無負荷時外径ｄ’が設計値ｄ１
のときに、ボール４３とスプライン溝４１、４２の接触
位置は、図中Ｔ１、Ｔ２となって、接触角θが４５°と
なるよう設定される。
【００３６】なお、スプライン溝４１、４２の底部では
所定の半径の円弧等によって半径Ｒｂの２つの円弧が接
続されている。
所定の半径の円弧等によって半径Ｒｂの２つの円弧が接
続されている。
【００３７】しかしながら、スプライン溝４１、４２の
円弧の半径Ｒｂにも、製造上の寸法公差があるため、図
６に示すように、ボール４３の外径ｄが設計値ｄ１と仮
定してｄ１＝6.000mm、半径Ｒｂの設計値を3.105mmとし
た場合には、半径Ｒｂ、外径ｄがともに設計値のときに
のみボール４３とスプライン溝４１、４２はＡ点で接触
して接触角θ＝４５°となるが、寸法公差などによって
半径Ｒｂが小さくなると、接触位置は図中Ｅ点となって
接触角θが増大し、逆に、半径Ｒｂが大きくなるにした
がって、接触位置は図中Ｂ、Ｃ、Ｄ点となって接触角θ
が減少するため、上記（３）式で求めた接触角θが４５
度と仮定した無負荷時外径ｄ’では、スプライン溝４
１、４２とボール４３の間に隙間が発生し、前記したよ
うに、ボールスプライン４０へボール４３を挿入する際
の押圧力がばらついて、プリロードが不均一になってし
まう場合があり、スプライン溝４１、４２の誤差に伴う
接触角θの変動を補正しなければならない。
円弧の半径Ｒｂにも、製造上の寸法公差があるため、図
６に示すように、ボール４３の外径ｄが設計値ｄ１と仮
定してｄ１＝6.000mm、半径Ｒｂの設計値を3.105mmとし
た場合には、半径Ｒｂ、外径ｄがともに設計値のときに
のみボール４３とスプライン溝４１、４２はＡ点で接触
して接触角θ＝４５°となるが、寸法公差などによって
半径Ｒｂが小さくなると、接触位置は図中Ｅ点となって
接触角θが増大し、逆に、半径Ｒｂが大きくなるにした
がって、接触位置は図中Ｂ、Ｃ、Ｄ点となって接触角θ
が減少するため、上記（３）式で求めた接触角θが４５
度と仮定した無負荷時外径ｄ’では、スプライン溝４
１、４２とボール４３の間に隙間が発生し、前記したよ
うに、ボールスプライン４０へボール４３を挿入する際
の押圧力がばらついて、プリロードが不均一になってし
まう場合があり、スプライン溝４１、４２の誤差に伴う
接触角θの変動を補正しなければならない。
【００３８】そこで、図７に示すように、接触角θの変
動による上記隙間を補正する補正量Ｈを予めマップまた
は関数として設定しておき、上記（３式）で求めた無負
荷時外径ｄ’に基づいて、補正量Ｈを求めて、次式によ
り、ボール４３の外径ｄを求める。
動による上記隙間を補正する補正量Ｈを予めマップまた
は関数として設定しておき、上記（３式）で求めた無負
荷時外径ｄ’に基づいて、補正量Ｈを求めて、次式によ
り、ボール４３の外径ｄを求める。
【００３９】ｄ＝ｄ’＋Ｃ＋Ｈ ………（４）
ただし、Ｃは定数で、プリロードを得るための所定の締
め代である。
め代である。
【００４０】なお、図７のマップは、実験などに基づい
て設定したものである。
て設定したものである。
【００４１】こうして、上記ガタ量の演算及び補正を行
うことで、プーリの組み立て時には、予め外径の異なる
ボール４３を多種用意しておき、そのなかから上記
（４）式で算出された外径ｄに近い外径を有するボール
４３を選択し、ボールスプライン４０に組み付けること
により、前記従来例のようなガタ量の誤差を抑制して、
製品毎にガタ量Ａ０を精密に管理でき、さらに、スプラ
イン溝４１、４２へ各ボール４３を挿入する際には、各
ボール４３をその摺動抵抗に抗して挿入するのに必要な
荷重のばらつきを抑制することができ、ボール４３を収
装したボールスプライン４０のプリロードの設定を正確
に行うことができ、プリロードの再調整などの工程を不
要にして、ボールライン４０の組立工程を簡易にするこ
とができ、品質の向上と生産性の向上を両立させること
ができるのである。
うことで、プーリの組み立て時には、予め外径の異なる
ボール４３を多種用意しておき、そのなかから上記
（４）式で算出された外径ｄに近い外径を有するボール
４３を選択し、ボールスプライン４０に組み付けること
により、前記従来例のようなガタ量の誤差を抑制して、
製品毎にガタ量Ａ０を精密に管理でき、さらに、スプラ
イン溝４１、４２へ各ボール４３を挿入する際には、各
ボール４３をその摺動抵抗に抗して挿入するのに必要な
荷重のばらつきを抑制することができ、ボール４３を収
装したボールスプライン４０のプリロードの設定を正確
に行うことができ、プリロードの再調整などの工程を不
要にして、ボールライン４０の組立工程を簡易にするこ
とができ、品質の向上と生産性の向上を両立させること
ができるのである。
【００４２】なお、図７のマップを、無負荷時外径ｄ’
に応じた補正量のマップまたは関数としたが、ガタ量Ａ
０に応じたマップまたは関数とすることができる。
に応じた補正量のマップまたは関数としたが、ガタ量Ａ
０に応じたマップまたは関数とすることができる。
【図１】本発明の一実施形態を示すガタ量測定装置の概
念図。
念図。
【図２】同じくボールスプラインのモデル図。
【図３】同じくガタ量の測定誤差を示す線図。
【図４】駆動軸側のスプライン溝とボールの関係を示す
断面図。
断面図。
【図５】可動プーリ側のスプライン溝とボールの関係を
示す断面図。
示す断面図。
【図６】スプライン溝の半径の誤差と基準ボールの接触
位置の関係を示す概念図。
位置の関係を示す概念図。
【図７】無負荷時外径と補正量の関係を示すマップ。
【図８】従来例を示し、ガタ量測定装置の概念図。
【図９】同じくガタ量の測定誤差を示す線図。
【図１０】Ｖベルト式無段変速機のプーリを示す断面
図。
図。
１０ 基準ボール
４０ ボールスプライン
４１ スプライン溝
４２ スプライン溝
４３ ボール
５１ 固定プーリ
５４ 可動プーリ
５６ 回転軸
Ｂｃ 交差中心線
Ｐ1 第一測定点
Ｐ2 第二測定点
Claims (4)
- 【請求項１】 軸と回転部材とを連結する内外のスプラ
イン溝の間に、基準ボールを介装した状態で内外のスプ
ライン溝が軸の周方向に発生するガタ量を測定し、この
ガタ量に基づいて前記スプライン溝に収装するボール外
径を決定するボールスプラインのボール外径選択方法に
おいて、 前記軸の中心からスプラインを通って直径方向に延ばし
た直線上に、軸の中心から異なる距離Ｒ１とＲ２だけ離
れ、かつ、軸を挟んだ所定の位置で前記ガタ量をそれぞ
れ測定する工程と、 これらガタ量に基づいてボールの外径を推定する工程
と、 前記外径の推定値に基づいてボールとスプライン溝との
間隙を補正する補正量を求める工程と、 前記外径の推定値にこの補正量を加えたものをボールの
外径として決定する工程を含むことを特徴とするボール
スプラインのボール外径選択方法。 - 【請求項２】 前記外径の推定は、ボールとスプライン
溝の接触角を所定値に仮定して行い、前記補正量は、実
際のボールとスプライン溝の接触角が前記所定値に近づ
くように設定されることを特徴とする請求項１に記載の
ボールスプラインのボール外径選択方法。 - 【請求項３】 前記補正量は、予め設定したマップまた
は関数によって、外径の推定値から補正量を演算するこ
とを特徴とする請求項１または２に記載のボールスプラ
インのボール外径選択方法。 - 【請求項４】 前記外径の推定は、スプライン溝の断面
が直線で形成されたと仮定して行うことを特徴とする請
求項１から請求項３のいずれか一つに記載のボールスプ
ラインのボール外径選択方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06875598A JP3458698B2 (ja) | 1998-03-18 | 1998-03-18 | ボールスプラインのボール外径選択方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06875598A JP3458698B2 (ja) | 1998-03-18 | 1998-03-18 | ボールスプラインのボール外径選択方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11264704A JPH11264704A (ja) | 1999-09-28 |
| JP3458698B2 true JP3458698B2 (ja) | 2003-10-20 |
Family
ID=13382900
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06875598A Expired - Fee Related JP3458698B2 (ja) | 1998-03-18 | 1998-03-18 | ボールスプラインのボール外径選択方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3458698B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100705697B1 (ko) * | 2004-12-23 | 2007-04-10 | 주식회사 포스코 | 모듈러 건축물의 보와 기둥 접합 구조 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005344743A (ja) * | 2004-05-31 | 2005-12-15 | Toyota Motor Corp | ベルト式無段変速機 |
| JP4717715B2 (ja) * | 2006-05-19 | 2011-07-06 | 富士重工業株式会社 | スプライン嵌合部品の製造方法 |
-
1998
- 1998-03-18 JP JP06875598A patent/JP3458698B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100705697B1 (ko) * | 2004-12-23 | 2007-04-10 | 주식회사 포스코 | 모듈러 건축물의 보와 기둥 접합 구조 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11264704A (ja) | 1999-09-28 |
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