JP3679540B2 - ベベルギア機構の寸法測定方法およびその装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、自動車のトランスファ装置やディファレンシャル装置のベベルギア機構に設けられ円錐ころ軸受のバックラッシュを調整するためのバックラッシュシムを選択するために、円錐ころ軸受のインナレースの端面とベベルギア機構のケーシングとの寸法を正確に測定するための方法およびその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車のトランスファ装置やディファレンシャル装置に組み込まれるベベルギア機構には、２つの噛合するベベルギアの軸部に円錐ころ軸受が装着されている。この場合、それぞれのベベルギアのバックラッシュを調節するために、円錐ころ軸受とベベルギアとの間に適当な厚さのバックラッシュシムを装着している。このバックラッシュシムに必要とされる厚さを測定するために、従来、ケーシングの空間部の中心から円錐ころ軸受のインナレースの端面までの寸法を測定し、また、ベベルギア機構を構成する一方のベベルギアと他方のベベルギアとを噛合させ、一方のベベルギア中心から他方のベベルギアの軸方向の基準点までの寸法を測定し、それぞれの寸法から計算により求められる厚さのシムを選択してベベルギア機構に組み付ける方法が広く知られている。
【０００３】
この場合、前記円錐ころ軸受には軸線方向の加重が作用し、ベベルギアが回転すると、この加重によって円錐ころ軸受のころとインナレースおよびアウタレースとが馴染んで軸受の軸方向の長さが変化する。このため、ケーシングの空間部の中心から円錐ころ軸受のインナレースの端面までの寸法を寸法測定装置で測定する必要がある。この測定に際しては、前記寸法測定装置を構成するフレームの一端側に設けられた支持部にケーシングを装着し、前記フレームの他方側に設けられたリニアアクチュエータにより前記ケーシング内部の円錐ころ軸受のインナレースに押圧部材を係合させ、前記リニアアクチュエータにより円錐ころ軸受に所定の加重をかけながら押圧部材を回転駆動源により回転させることによりインナレースを回転させ、ころとインナレースおよびアウタレースとを馴染ませる。その後、前記押圧部材の変位量を測定することにより前記ケーシングの空間部の中心からインナレースの端面までの寸法を測定する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の従来のベベルギア機構の寸法測定方法では、フレームに設けられた支持部が押圧部材の加重により撓曲し、このため、ケーシングの空間部の中心からインナレースの端面までの寸法に誤差が発生する懸念があり、正確な寸法の測定が困難となる。このため、支持部の強度を向上させるべく該支持部の構造を大きくすると、小さなベベルギア機構のケーシングにはこの測定装置を用いることができない。
【０００５】
また、測定装置に円錐ころ軸受の軸加重検知器を設け、押圧部材から円錐ころ軸受にかかる加重を所定の値以下となるようにリニアアクチュエータを制御する方法があるが、フレームに円錐ころ軸受の軸線方向以外の力が印加され、フレームが変形しても、軸加重検知器ではこのようなフレームの変形等を検知することができず、結果的に正確な寸法測定ができないという問題がある。
【０００６】
本発明は前記の課題を解決すべくなされたものであって、小さなベベルギア機構でもその寸法を測定することができ、寸法誤差を減少させることが可能なベベルギア機構の寸法測定方法およびその装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本発明は、ベベルギア機構のケーシングを、測定装置のフレームに設けられた中央支持部に装着する工程と、
前記フレームの一端側に設けられた第１のリニアアクチュエータを付勢して支持部材を前記中央支持部から所定間隔離間した位置に変位させる工程と、
前記フレームの他端側に設けられた第２のリニアアクチュエータを付勢して押圧部材を前記ケーシング内部の円錐ころ軸受のインナレースに係合させる工程と、
前記第２のリニアアクチュエータのさらなる付勢作用下に前記中央支持部を撓曲させ、該中央支持部を前記支持部材に当接させる工程と、
前記第２のリニアアクチュエータに設けられた回転駆動源を付勢して前記押圧部材を回転させ、前記インナレースを回転させる工程と、
前記中央支持部に設けられた歪み測定手段によって該中央支持部の歪みを測定する工程と、
を有することを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、ベベルギア機構が装着される中央支持部を若干撓曲させて保持し、円錐ころ軸受を回転させてころとインナレースおよびアウタレースとを馴染ませると、円錐ころ軸受はわずかに縮み、前記中央支持部の撓曲度合が変化する。この変化を歪み測定手段により測定することにより、円錐ころ軸受の寸法が検知され、ケーシングの空間部の中心からインナレースの端面までの寸法を求めることができる。
【０００９】
また、本発明は、フレームと、
前記フレームの一端側に設けられた第１のリニアアクチュエータと、
前記第１のリニアアクチュエータに設けられ、該第１のリニアアクチュエータによって前記フレームの他端側に向かって変位可能な支持部材と、
前記フレームに設けられ、ベベルギア機構のケーシングが装着される中央支持部と、
前記中央支持部に設けられた歪み測定手段と、
前記フレームの他端側に設けられた第２のリニアアクチュエータと、
前記第２のリニアアクチュエータに設けられ、該第２のリニアアクチュエータによって前記フレームの一端側に向かって変位可能で且つ前記ケーシング内部の円錐ころ軸受のインナレースに係合自在な押圧部材と、
前記第２のリニアアクチュエータに設けられ、前記押圧部材を回転させる回転駆動手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、ベベルギア機構のケーシングが中央支持部に装着され、第１のリニアアクチュエータが付勢されて支持部材が前記中央支持部から所定間隔離間した位置に変位される。次に、第２のリニアアクチュエータが付勢されて押圧部材が前記ケーシング内部の円錐ころ軸受のインナレースに係合される。前記第２のリニアアクチュエータのさらなる付勢作用下に押圧部材は中央支持部を押圧し、該中央支持部を前記支持部材に当接させる。次いで、回転駆動源が付勢されて前記押圧部材が回転し、円錐ころ軸受のインナレースが回転する。このため、円錐ころ軸受のころとインナレースおよびアウタレースが馴染み、該円錐ころ軸受がわずかに軸線方向に縮む。従って、撓曲している前記中央支持部がわずかに第２のリニアアクチュエータの方向に戻る。このときの中央支持部の撓曲度合を歪み測定手段で測定すると、前記円錐ころ軸受の縮んだ寸法が検知され、ケーシングの空間部の中心からインナレースの端面までの寸法を求めることができる。
【００１１】
この場合、前記第１のリニアアクチュエータの押圧力が前記第２のリニアアクチュエータの押圧力より大きく構成されると、前記第２のリニアアクチュエータの付勢作用下に中央支持部を撓曲させて前記支持部材に当接させる際、該支持部材が押圧されて変位することがなく、正確に測定が遂行され、好適である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明に係るベベルギア機構の寸法測定方法について、それを実施する装置との関係において、好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【００１３】
図１において、参照符号１０は、本実施の形態に係るベベルギア機構の寸法測定装置を示す。この寸法測定装置１０は脚部材１２によって立設された枠体１４を備え、該枠体１４には支持部材１６、およびこの支持部材１６から立設された支柱１７を介して長尺に形成されたフレーム１８が垂直方向に延在して固着される。該フレーム１８の下部には水平方向に延在して下部支持部２０が形成され、該下部支持部２０には、図２に示すように、垂直方向に延在する孔部２２が画成される。前記下部支持部２０の下方には取付部材２４ａ、２４ｂを介して垂直方向に延在して第１のリニアアクチュエータであるシリンダ２６が固着され、該シリンダ２６のピストンロッド２８の先端には円柱形状に形成された支持部材３０が固着される。該支持部材３０の下部にはフランジ部３２が形成され、該フランジ部３２が前記下部支持部２０の下面に当接することにより、前記支持部材３０の上方への変位範囲が規制される。前記支持部材３０の上端部には該支持部材３０の直径よりも小なる支承部３６が形成される。
【００１４】
前記フレーム１８には前記下部支持部２０の上方に水平方向に延在して中央支持部４０が形成され、該中央支持部４０の根部には歪みゲージ（歪み測定手段）４２が固着される。前記中央支持部４０には垂直方向に延在する孔部４４が画成され、該孔部４４を形成する壁部には軸受４６ａ、４６ｂが設けられる。該軸受４６ａ、４６ｂの内部には係合部材４８が回転自在に支持され、該係合部材４８の上部は前記中央支持部４０の上方に突出している。前記係合部材４８の上面には凹部５０が画成され、後述するように、押圧部材７２の一部がこの凹部５０に係合する。前記係合部材４８の上部は後述するトランスファ装置１１０の円錐ころ軸受１４６に係合自在である。
【００１５】
前記フレーム１８の上部には、図１に示すように、水平方向に延在して上部支持部５４が形成され、該上部支持部５４の上部には垂直方向に延在して第２のリニアアクチュエータであるシリンダ５６が固着される。前記シリンダ５６の押圧力は前記シリンダ２６の押圧力より小さく構成されている。前記シリンダ５６のピストンロッド５８は前記上部支持部５４に画成された図示しない孔部を貫通して下方に延在し、該ピストンロッド５８の下端部には回転駆動源であるモータ６０が設けられる。前記モータ６０の側面には摺動部材６２ａ、６２ｂが設けられ、該摺動部材６２ａ、６２ｂは前記フレーム１８に垂直方向に延在して固着されたレール部材６４に摺動可能である。前記モータ６０の回転軸６６の端部には、図２に示すように、複数の段部６８ａ〜６８ｃを介してロッド７０が連結され、該ロッド７０の下部は押圧部材７２の孔部７４に摺動自在に挿入される。該押圧部材７２の上部には段部７６が形成され、該段部７６にはコイルスプリング７８の一端部が着座し、該コイルスプリング７８の他端部は前記段部６８ｃに着座する。このため、前記押圧部材７２は下方に向かって常時付勢されている。前記押圧部材７２の下部には突部８０が形成され、該突部８０は前記係合部材４８の凹部５０に係合自在である。
【００１６】
前記枠体１４には、図１に示すように、前記フレーム１８に隣接してテーブル８４が固着され、該テーブル８４の側部には水平方向に延在してシリンダ８６が固着される。前記テーブル８４の上部には水平方向に延在してレール部材８８が固着され、該レール部材８８には摺動部材９０が変位自在に設けられる。前記摺動部材９０は保持部材９２を介して前記シリンダ８６のピストンロッド９４に固着され、従って、該シリンダ８６が付勢されると、前記摺動部材９０は前記レール部材８８を水平方向に変位する。前記摺動部材９０には後述するトランスファ装置１１０が載置位置決めされる位置決め冶具９６が設けられる。前記位置決め冶具９６はトランスファ装置１１０が載置される水平板９８と、該水平板９８に対して直交する垂直板１００を備え、該垂直板１００には略Ｌ字状に形成された取付部材１０２を介してトランスファ装置１１０を保持するピン部材１０４が固着される。
【００１７】
本実施の形態に係るベベルギア機構の寸法測定装置１０は以上のように構成されるものであり、次に本実施の形態に使用されるベベルギア機構であるトランスファ装置１１０について、図３を参照して説明する。
【００１８】
このトランスファ装置１１０は略Ｌ字状に形成された中空のケーシング１１２を備え、該ケーシング１１２には孔部１１４ａ〜１１４ｄが画成され、２つの孔部１１４ａ、１１４ｂは蓋部材１１６、１１８によって閉蓋される。前記ケーシング１１２の空間部１１９には第１のベベルギア１２０がころ軸受１２２、円錐ころ軸受１２４によって回転自在に支持される。前記第１のベベルギア１２０は入力軸１２６と、該入力軸１２６の一端部に固着されたリング状の傘歯車１２８から構成される。該入力軸１２６の他端部には歯車１３０が形成され、該歯車１３０は前記ケーシング１１２の孔部１１４ｃから外方に突出する。前記入力軸１２６の外周に形成された段部１２６ａと前記傘歯車１２８との間隙にはシム１３２が設けられる。前記傘歯車１２８は円錐ころ軸受１３４によって前記ケーシング１１２に回転自在に支持され、該円錐ころ軸受１３４と前記ケーシング１１２との間にはシム１３６が設けられる。
【００１９】
前記ケーシング１１２の内部には前記入力軸１２６と直交して第２のベベルギア１４０が設けられ、該第２のベベルギア１４０は出力軸を構成する長尺な軸部１４２と、該軸部１４２の一端部に形成された傘歯車１４４とからなり、該傘歯車１４４は前記傘歯車１２８に噛合する。前記第２のベベルギア１４０は円錐ころ軸受１４６、１４８によって回転自在に支持される。
【００２０】
一方の円錐ころ軸受１４６について説明すると、該円錐ころ軸受１４６はリング状のインナレース１５２を有し、該インナレース１５２の外周はテーパ状に形成され、複数の円柱形状のころ１５４が転動自在に係合する。前記円錐ころ軸受１４６にはガイド部材１５６が設けられ、該ガイド部材１５６に画成された孔部１５７には前記ころ１５４が挿入され、それぞれのころ１５４が互いに所定角度ずつ偏位して位置決めされる。前記円錐ころ軸受１４６には前記複数のころ１５４の外側にアウタレース１５８が係合し、従って、前記インナレース１５２は前記アウタレース１５８に対して回転自在である。前記円錐ころ軸受１４６と前記傘歯車１４４との間にはリング状に形成されたバックラッシュシム１５０が設けられ、また、アウタレース１５８は前記空間部１１９を形成する壁部に形成された段部１５９に係合する。該段部１５９から前記空間部１１９の中心までの寸法ｌ1 は既知である。
【００２１】
前記軸部１４２の端部は前記孔部１１４ｄから突出して前記第２のベベルギア１４０と図示しない車軸等とを接続するためのコンパニオンフランジ１６０が固着される。該コンパニオンフランジ１６０と前記孔部１１４ｄを形成する壁部との間にはオイルシール１６２が設けられ、該オイルシール１６２は前記トランスファ装置１１０内に導入された潤滑油等が該トランスファ装置１１０から漏洩することを防止している。
【００２２】
なお、図３に示すトランスファ装置１１０は完成した状態を示しているが、本実施の形態に係るベベルギア機構の寸法測定方法では、ケーシング１１２に円錐ころ軸受１４６だけが装着された状態で測定される。
【００２３】
本実施の形態で使用されるトランスファ装置１１０は以上のように構成されるものであり、次に、本実施の形態に係るベベルギア機構の寸法測定方法について説明する。
【００２４】
先ず、図１に示すように、トランスファ装置１１０が位置決め冶具９６に載置位置決めされる。次に、シリンダ８６が付勢され、ピストンロッド９４がフレーム１８側に変位する。このため、位置決め冶具９６が変位し、トランスファ装置１１０の孔部１１４ａには、図２に示すように、中央支持部４０が進入する。そして、係合部材４８の上部は円錐ころ軸受１４６のインナレース１５２に係合する。
【００２５】
次に、シリンダ２６が付勢され、支持部材３０が上昇して支承部３６がトランスファ装置１１０の孔部１１４ｂから進入する。該支承部３６の端部は中央支持部４０の下部から所定間隔離間した位置で停止される。
【００２６】
次いで、シリンダ５６が付勢され、モータ６０および押圧部材７２が下降して該押圧部材７２はトランスファ装置１１０の孔部１１４ｄから進入し、押圧部材７２の突部８０が係合部材４８の凹部５０に係合する。
【００２７】
さらにシリンダ５６が付勢され続けると、コイルスプリング７８が縮むと共に、中央支持部４０は押圧部材７２に押圧されて、図２中、点線で示すように撓曲する。このため、中央支持部４０の下部は支持部材３０の支承部３６に当接する。このとき、シリンダ２６の押圧力はシリンダ５６の押圧力より強いため、支持部材３０が中央支持部４０に押圧されてこのときの位置から下方に変位することがない。そして、シリンダ５６の付勢が停止される。
【００２８】
次に、モータ６０が付勢されて押圧部材７２が回転すると、係合部材４８が回転し、係合部材４８に係合している円錐ころ軸受１４６のインナレース１５２も回転する。このため、ころ１５４とインナレース１５２およびアウタレース１５８が馴染み、円錐ころ軸受１４６はその軸線方向にわずかに縮む。このように円錐ころ軸受１４６が縮むと、若干撓曲していた中央支持部４０はその撓曲状態がわずかに戻ることになる。このときの中央支持部４０の撓曲度合、すなわち、歪みの大きさを歪みゲージ４２で測定する。この歪みの大きさは円錐ころ軸受１４６の縮んだ寸法に対応している。従って、歪みの大きさから円錐ころ軸受１４６の縮んだ寸法が検知される。
【００２９】
以上のようにして円錐ころ軸受１４６の縮んだ寸法が求められると、このときの円錐ころ軸受１４６の軸線方向の寸法ｌ2 がわかる。従って、図３に示すように、トランスファ装置１１０のケーシング１１２の空間部１１９中央から円錐ころ軸受１４６のアウタレース１５８の段部１５９までの寸法ｌ1 は既知であるため、空間部１１９中央から円錐ころ軸受１４６のインナレース１５２の端面までの寸法ｌ3 を計算によって求めることができる。
【００３０】
【発明の効果】
本発明に係るベベルギア機構の寸法測定方法およびその装置によれば、以下のような効果ならびに利点が得られる。
【００３１】
ベベルギア機構を中央支持部によって支持し、該中央支持部が撓曲することによってベベルギア機構の寸法を測定するため、中央支持部の強度を大きくする必要がなく、中央支持部を小さく構成することができ、小さなベベルギア機構の寸法を測定することができる。また、中央支持部が撓曲することを利用して寸法を測定するため、従来技術のように支持部が撓曲して寸法誤差が発生する懸念がなく、寸法誤差を減少させて精度の高い測定を行うことが可能となる。
【００３２】
さらに、第２のリニアアクチュエータより押圧力の大きな第１のリニアアクチュエータによって中央支持部を支持するため、第２のリニアアクチュエータの付勢作用下に中央支持部を撓曲させて支持部材に当接させる際、該支持部材が押圧されて変位することがなく、一層正確に測定が遂行される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るベベルギア機構の寸法測定装置を示す概略側面図である。
【図２】図１の寸法測定装置の概略拡大一部断面図である。
【図３】本実施の形態に使用されるトランスファ装置の概略縦断面図である。
【符号の説明】
１０…寸法測定装置 １８…フレーム
２０…下部支持部 ２６、５６、８６…シリンダ
３０…支持部材 ４０…中央支持部
４２…歪みゲージ ５４…上部支持部
６０…モータ ７２…押圧部材
１１０…トランスファ装置 １１２…ケーシング
１１９…空間部 １２０、１４０…ベベルギア
１４６…円錐ころ軸受 １５０…バックラッシュシム
１５２…インナレース １５８…アウタレース
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、自動車のトランスファ装置やディファレンシャル装置のベベルギア機構に設けられ円錐ころ軸受のバックラッシュを調整するためのバックラッシュシムを選択するために、円錐ころ軸受のインナレースの端面とベベルギア機構のケーシングとの寸法を正確に測定するための方法およびその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車のトランスファ装置やディファレンシャル装置に組み込まれるベベルギア機構には、２つの噛合するベベルギアの軸部に円錐ころ軸受が装着されている。この場合、それぞれのベベルギアのバックラッシュを調節するために、円錐ころ軸受とベベルギアとの間に適当な厚さのバックラッシュシムを装着している。このバックラッシュシムに必要とされる厚さを測定するために、従来、ケーシングの空間部の中心から円錐ころ軸受のインナレースの端面までの寸法を測定し、また、ベベルギア機構を構成する一方のベベルギアと他方のベベルギアとを噛合させ、一方のベベルギア中心から他方のベベルギアの軸方向の基準点までの寸法を測定し、それぞれの寸法から計算により求められる厚さのシムを選択してベベルギア機構に組み付ける方法が広く知られている。
【０００３】
この場合、前記円錐ころ軸受には軸線方向の加重が作用し、ベベルギアが回転すると、この加重によって円錐ころ軸受のころとインナレースおよびアウタレースとが馴染んで軸受の軸方向の長さが変化する。このため、ケーシングの空間部の中心から円錐ころ軸受のインナレースの端面までの寸法を寸法測定装置で測定する必要がある。この測定に際しては、前記寸法測定装置を構成するフレームの一端側に設けられた支持部にケーシングを装着し、前記フレームの他方側に設けられたリニアアクチュエータにより前記ケーシング内部の円錐ころ軸受のインナレースに押圧部材を係合させ、前記リニアアクチュエータにより円錐ころ軸受に所定の加重をかけながら押圧部材を回転駆動源により回転させることによりインナレースを回転させ、ころとインナレースおよびアウタレースとを馴染ませる。その後、前記押圧部材の変位量を測定することにより前記ケーシングの空間部の中心からインナレースの端面までの寸法を測定する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の従来のベベルギア機構の寸法測定方法では、フレームに設けられた支持部が押圧部材の加重により撓曲し、このため、ケーシングの空間部の中心からインナレースの端面までの寸法に誤差が発生する懸念があり、正確な寸法の測定が困難となる。このため、支持部の強度を向上させるべく該支持部の構造を大きくすると、小さなベベルギア機構のケーシングにはこの測定装置を用いることができない。
【０００５】
また、測定装置に円錐ころ軸受の軸加重検知器を設け、押圧部材から円錐ころ軸受にかかる加重を所定の値以下となるようにリニアアクチュエータを制御する方法があるが、フレームに円錐ころ軸受の軸線方向以外の力が印加され、フレームが変形しても、軸加重検知器ではこのようなフレームの変形等を検知することができず、結果的に正確な寸法測定ができないという問題がある。
【０００６】
本発明は前記の課題を解決すべくなされたものであって、小さなベベルギア機構でもその寸法を測定することができ、寸法誤差を減少させることが可能なベベルギア機構の寸法測定方法およびその装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本発明は、ベベルギア機構のケーシングを、測定装置のフレームに設けられた中央支持部に装着する工程と、
前記フレームの一端側に設けられた第１のリニアアクチュエータを付勢して支持部材を前記中央支持部から所定間隔離間した位置に変位させる工程と、
前記フレームの他端側に設けられた第２のリニアアクチュエータを付勢して押圧部材を前記ケーシング内部の円錐ころ軸受のインナレースに係合させる工程と、
前記第２のリニアアクチュエータのさらなる付勢作用下に前記中央支持部を撓曲させ、該中央支持部を前記支持部材に当接させる工程と、
前記第２のリニアアクチュエータに設けられた回転駆動源を付勢して前記押圧部材を回転させ、前記インナレースを回転させる工程と、
前記中央支持部に設けられた歪み測定手段によって該中央支持部の歪みを測定する工程と、
を有することを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、ベベルギア機構が装着される中央支持部を若干撓曲させて保持し、円錐ころ軸受を回転させてころとインナレースおよびアウタレースとを馴染ませると、円錐ころ軸受はわずかに縮み、前記中央支持部の撓曲度合が変化する。この変化を歪み測定手段により測定することにより、円錐ころ軸受の寸法が検知され、ケーシングの空間部の中心からインナレースの端面までの寸法を求めることができる。
【０００９】
また、本発明は、フレームと、
前記フレームの一端側に設けられた第１のリニアアクチュエータと、
前記第１のリニアアクチュエータに設けられ、該第１のリニアアクチュエータによって前記フレームの他端側に向かって変位可能な支持部材と、
前記フレームに設けられ、ベベルギア機構のケーシングが装着される中央支持部と、
前記中央支持部に設けられた歪み測定手段と、
前記フレームの他端側に設けられた第２のリニアアクチュエータと、
前記第２のリニアアクチュエータに設けられ、該第２のリニアアクチュエータによって前記フレームの一端側に向かって変位可能で且つ前記ケーシング内部の円錐ころ軸受のインナレースに係合自在な押圧部材と、
前記第２のリニアアクチュエータに設けられ、前記押圧部材を回転させる回転駆動手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、ベベルギア機構のケーシングが中央支持部に装着され、第１のリニアアクチュエータが付勢されて支持部材が前記中央支持部から所定間隔離間した位置に変位される。次に、第２のリニアアクチュエータが付勢されて押圧部材が前記ケーシング内部の円錐ころ軸受のインナレースに係合される。前記第２のリニアアクチュエータのさらなる付勢作用下に押圧部材は中央支持部を押圧し、該中央支持部を前記支持部材に当接させる。次いで、回転駆動源が付勢されて前記押圧部材が回転し、円錐ころ軸受のインナレースが回転する。このため、円錐ころ軸受のころとインナレースおよびアウタレースが馴染み、該円錐ころ軸受がわずかに軸線方向に縮む。従って、撓曲している前記中央支持部がわずかに第２のリニアアクチュエータの方向に戻る。このときの中央支持部の撓曲度合を歪み測定手段で測定すると、前記円錐ころ軸受の縮んだ寸法が検知され、ケーシングの空間部の中心からインナレースの端面までの寸法を求めることができる。
【００１１】
この場合、前記第１のリニアアクチュエータの押圧力が前記第２のリニアアクチュエータの押圧力より大きく構成されると、前記第２のリニアアクチュエータの付勢作用下に中央支持部を撓曲させて前記支持部材に当接させる際、該支持部材が押圧されて変位することがなく、正確に測定が遂行され、好適である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明に係るベベルギア機構の寸法測定方法について、それを実施する装置との関係において、好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【００１３】
図１において、参照符号１０は、本実施の形態に係るベベルギア機構の寸法測定装置を示す。この寸法測定装置１０は脚部材１２によって立設された枠体１４を備え、該枠体１４には支持部材１６、およびこの支持部材１６から立設された支柱１７を介して長尺に形成されたフレーム１８が垂直方向に延在して固着される。該フレーム１８の下部には水平方向に延在して下部支持部２０が形成され、該下部支持部２０には、図２に示すように、垂直方向に延在する孔部２２が画成される。前記下部支持部２０の下方には取付部材２４ａ、２４ｂを介して垂直方向に延在して第１のリニアアクチュエータであるシリンダ２６が固着され、該シリンダ２６のピストンロッド２８の先端には円柱形状に形成された支持部材３０が固着される。該支持部材３０の下部にはフランジ部３２が形成され、該フランジ部３２が前記下部支持部２０の下面に当接することにより、前記支持部材３０の上方への変位範囲が規制される。前記支持部材３０の上端部には該支持部材３０の直径よりも小なる支承部３６が形成される。
【００１４】
前記フレーム１８には前記下部支持部２０の上方に水平方向に延在して中央支持部４０が形成され、該中央支持部４０の根部には歪みゲージ（歪み測定手段）４２が固着される。前記中央支持部４０には垂直方向に延在する孔部４４が画成され、該孔部４４を形成する壁部には軸受４６ａ、４６ｂが設けられる。該軸受４６ａ、４６ｂの内部には係合部材４８が回転自在に支持され、該係合部材４８の上部は前記中央支持部４０の上方に突出している。前記係合部材４８の上面には凹部５０が画成され、後述するように、押圧部材７２の一部がこの凹部５０に係合する。前記係合部材４８の上部は後述するトランスファ装置１１０の円錐ころ軸受１４６に係合自在である。
【００１５】
前記フレーム１８の上部には、図１に示すように、水平方向に延在して上部支持部５４が形成され、該上部支持部５４の上部には垂直方向に延在して第２のリニアアクチュエータであるシリンダ５６が固着される。前記シリンダ５６の押圧力は前記シリンダ２６の押圧力より小さく構成されている。前記シリンダ５６のピストンロッド５８は前記上部支持部５４に画成された図示しない孔部を貫通して下方に延在し、該ピストンロッド５８の下端部には回転駆動源であるモータ６０が設けられる。前記モータ６０の側面には摺動部材６２ａ、６２ｂが設けられ、該摺動部材６２ａ、６２ｂは前記フレーム１８に垂直方向に延在して固着されたレール部材６４に摺動可能である。前記モータ６０の回転軸６６の端部には、図２に示すように、複数の段部６８ａ〜６８ｃを介してロッド７０が連結され、該ロッド７０の下部は押圧部材７２の孔部７４に摺動自在に挿入される。該押圧部材７２の上部には段部７６が形成され、該段部７６にはコイルスプリング７８の一端部が着座し、該コイルスプリング７８の他端部は前記段部６８ｃに着座する。このため、前記押圧部材７２は下方に向かって常時付勢されている。前記押圧部材７２の下部には突部８０が形成され、該突部８０は前記係合部材４８の凹部５０に係合自在である。
【００１６】
前記枠体１４には、図１に示すように、前記フレーム１８に隣接してテーブル８４が固着され、該テーブル８４の側部には水平方向に延在してシリンダ８６が固着される。前記テーブル８４の上部には水平方向に延在してレール部材８８が固着され、該レール部材８８には摺動部材９０が変位自在に設けられる。前記摺動部材９０は保持部材９２を介して前記シリンダ８６のピストンロッド９４に固着され、従って、該シリンダ８６が付勢されると、前記摺動部材９０は前記レール部材８８を水平方向に変位する。前記摺動部材９０には後述するトランスファ装置１１０が載置位置決めされる位置決め冶具９６が設けられる。前記位置決め冶具９６はトランスファ装置１１０が載置される水平板９８と、該水平板９８に対して直交する垂直板１００を備え、該垂直板１００には略Ｌ字状に形成された取付部材１０２を介してトランスファ装置１１０を保持するピン部材１０４が固着される。
【００１７】
本実施の形態に係るベベルギア機構の寸法測定装置１０は以上のように構成されるものであり、次に本実施の形態に使用されるベベルギア機構であるトランスファ装置１１０について、図３を参照して説明する。
【００１８】
このトランスファ装置１１０は略Ｌ字状に形成された中空のケーシング１１２を備え、該ケーシング１１２には孔部１１４ａ〜１１４ｄが画成され、２つの孔部１１４ａ、１１４ｂは蓋部材１１６、１１８によって閉蓋される。前記ケーシング１１２の空間部１１９には第１のベベルギア１２０がころ軸受１２２、円錐ころ軸受１２４によって回転自在に支持される。前記第１のベベルギア１２０は入力軸１２６と、該入力軸１２６の一端部に固着されたリング状の傘歯車１２８から構成される。該入力軸１２６の他端部には歯車１３０が形成され、該歯車１３０は前記ケーシング１１２の孔部１１４ｃから外方に突出する。前記入力軸１２６の外周に形成された段部１２６ａと前記傘歯車１２８との間隙にはシム１３２が設けられる。前記傘歯車１２８は円錐ころ軸受１３４によって前記ケーシング１１２に回転自在に支持され、該円錐ころ軸受１３４と前記ケーシング１１２との間にはシム１３６が設けられる。
【００１９】
前記ケーシング１１２の内部には前記入力軸１２６と直交して第２のベベルギア１４０が設けられ、該第２のベベルギア１４０は出力軸を構成する長尺な軸部１４２と、該軸部１４２の一端部に形成された傘歯車１４４とからなり、該傘歯車１４４は前記傘歯車１２８に噛合する。前記第２のベベルギア１４０は円錐ころ軸受１４６、１４８によって回転自在に支持される。
【００２０】
一方の円錐ころ軸受１４６について説明すると、該円錐ころ軸受１４６はリング状のインナレース１５２を有し、該インナレース１５２の外周はテーパ状に形成され、複数の円柱形状のころ１５４が転動自在に係合する。前記円錐ころ軸受１４６にはガイド部材１５６が設けられ、該ガイド部材１５６に画成された孔部１５７には前記ころ１５４が挿入され、それぞれのころ１５４が互いに所定角度ずつ偏位して位置決めされる。前記円錐ころ軸受１４６には前記複数のころ１５４の外側にアウタレース１５８が係合し、従って、前記インナレース１５２は前記アウタレース１５８に対して回転自在である。前記円錐ころ軸受１４６と前記傘歯車１４４との間にはリング状に形成されたバックラッシュシム１５０が設けられ、また、アウタレース１５８は前記空間部１１９を形成する壁部に形成された段部１５９に係合する。該段部１５９から前記空間部１１９の中心までの寸法ｌ1 は既知である。
【００２１】
前記軸部１４２の端部は前記孔部１１４ｄから突出して前記第２のベベルギア１４０と図示しない車軸等とを接続するためのコンパニオンフランジ１６０が固着される。該コンパニオンフランジ１６０と前記孔部１１４ｄを形成する壁部との間にはオイルシール１６２が設けられ、該オイルシール１６２は前記トランスファ装置１１０内に導入された潤滑油等が該トランスファ装置１１０から漏洩することを防止している。
【００２２】
なお、図３に示すトランスファ装置１１０は完成した状態を示しているが、本実施の形態に係るベベルギア機構の寸法測定方法では、ケーシング１１２に円錐ころ軸受１４６だけが装着された状態で測定される。
【００２３】
本実施の形態で使用されるトランスファ装置１１０は以上のように構成されるものであり、次に、本実施の形態に係るベベルギア機構の寸法測定方法について説明する。
【００２４】
先ず、図１に示すように、トランスファ装置１１０が位置決め冶具９６に載置位置決めされる。次に、シリンダ８６が付勢され、ピストンロッド９４がフレーム１８側に変位する。このため、位置決め冶具９６が変位し、トランスファ装置１１０の孔部１１４ａには、図２に示すように、中央支持部４０が進入する。そして、係合部材４８の上部は円錐ころ軸受１４６のインナレース１５２に係合する。
【００２５】
次に、シリンダ２６が付勢され、支持部材３０が上昇して支承部３６がトランスファ装置１１０の孔部１１４ｂから進入する。該支承部３６の端部は中央支持部４０の下部から所定間隔離間した位置で停止される。
【００２６】
次いで、シリンダ５６が付勢され、モータ６０および押圧部材７２が下降して該押圧部材７２はトランスファ装置１１０の孔部１１４ｄから進入し、押圧部材７２の突部８０が係合部材４８の凹部５０に係合する。
【００２７】
さらにシリンダ５６が付勢され続けると、コイルスプリング７８が縮むと共に、中央支持部４０は押圧部材７２に押圧されて、図２中、点線で示すように撓曲する。このため、中央支持部４０の下部は支持部材３０の支承部３６に当接する。このとき、シリンダ２６の押圧力はシリンダ５６の押圧力より強いため、支持部材３０が中央支持部４０に押圧されてこのときの位置から下方に変位することがない。そして、シリンダ５６の付勢が停止される。
【００２８】
次に、モータ６０が付勢されて押圧部材７２が回転すると、係合部材４８が回転し、係合部材４８に係合している円錐ころ軸受１４６のインナレース１５２も回転する。このため、ころ１５４とインナレース１５２およびアウタレース１５８が馴染み、円錐ころ軸受１４６はその軸線方向にわずかに縮む。このように円錐ころ軸受１４６が縮むと、若干撓曲していた中央支持部４０はその撓曲状態がわずかに戻ることになる。このときの中央支持部４０の撓曲度合、すなわち、歪みの大きさを歪みゲージ４２で測定する。この歪みの大きさは円錐ころ軸受１４６の縮んだ寸法に対応している。従って、歪みの大きさから円錐ころ軸受１４６の縮んだ寸法が検知される。
【００２９】
以上のようにして円錐ころ軸受１４６の縮んだ寸法が求められると、このときの円錐ころ軸受１４６の軸線方向の寸法ｌ2 がわかる。従って、図３に示すように、トランスファ装置１１０のケーシング１１２の空間部１１９中央から円錐ころ軸受１４６のアウタレース１５８の段部１５９までの寸法ｌ1 は既知であるため、空間部１１９中央から円錐ころ軸受１４６のインナレース１５２の端面までの寸法ｌ3 を計算によって求めることができる。
【００３０】
【発明の効果】
本発明に係るベベルギア機構の寸法測定方法およびその装置によれば、以下のような効果ならびに利点が得られる。
【００３１】
ベベルギア機構を中央支持部によって支持し、該中央支持部が撓曲することによってベベルギア機構の寸法を測定するため、中央支持部の強度を大きくする必要がなく、中央支持部を小さく構成することができ、小さなベベルギア機構の寸法を測定することができる。また、中央支持部が撓曲することを利用して寸法を測定するため、従来技術のように支持部が撓曲して寸法誤差が発生する懸念がなく、寸法誤差を減少させて精度の高い測定を行うことが可能となる。
【００３２】
さらに、第２のリニアアクチュエータより押圧力の大きな第１のリニアアクチュエータによって中央支持部を支持するため、第２のリニアアクチュエータの付勢作用下に中央支持部を撓曲させて支持部材に当接させる際、該支持部材が押圧されて変位することがなく、一層正確に測定が遂行される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るベベルギア機構の寸法測定装置を示す概略側面図である。
【図２】図１の寸法測定装置の概略拡大一部断面図である。
【図３】本実施の形態に使用されるトランスファ装置の概略縦断面図である。
【符号の説明】
１０…寸法測定装置 １８…フレーム
２０…下部支持部 ２６、５６、８６…シリンダ
３０…支持部材 ４０…中央支持部
４２…歪みゲージ ５４…上部支持部
６０…モータ ７２…押圧部材
１１０…トランスファ装置 １１２…ケーシング
１１９…空間部 １２０、１４０…ベベルギア
１４６…円錐ころ軸受 １５０…バックラッシュシム
１５２…インナレース １５８…アウタレース
Claims (3)
- ベベルギア機構のケーシングを、測定装置のフレームに設けられた中央支持部に装着する工程と、
前記フレームの一端側に設けられた第１のリニアアクチュエータを付勢して支持部材を前記中央支持部から所定間隔離間した位置に変位させる工程と、
前記フレームの他端側に設けられた第２のリニアアクチュエータを付勢して押圧部材を前記ケーシング内部の円錐ころ軸受のインナレースに係合させる工程と、
前記第２のリニアアクチュエータのさらなる付勢作用下に前記中央支持部を撓曲させ、該中央支持部を前記支持部材に当接させる工程と、
前記第２のリニアアクチュエータに設けられた回転駆動源を付勢して前記押圧部材を回転させ、前記インナレースを回転させる工程と、
前記中央支持部に設けられた歪み測定手段によって該中央支持部の歪みを測定する工程と、
を有することを特徴とするベベルギア機構の寸法測定方法。 - フレームと、
前記フレームの一端側に設けられた第１のリニアアクチュエータと、
前記第１のリニアアクチュエータに設けられ、該第１のリニアアクチュエータによって前記フレームの他端側に向かって変位可能な支持部材と、
前記フレームに設けられ、ベベルギア機構のケーシングが装着される中央支持部と、
前記中央支持部に設けられた歪み測定手段と、
前記フレームの他端側に設けられた第２のリニアアクチュエータと、
前記第２のリニアアクチュエータに設けられ、該第２のリニアアクチュエータによって前記フレームの一端側に向かって変位可能で且つ前記ケーシング内部の円錐ころ軸受のインナレースに係合自在な押圧部材と、
前記第２のリニアアクチュエータに設けられ、前記押圧部材を回転させる回転駆動手段と、
を備えることを特徴とするベベルギア機構の寸法測定装置。 - 請求項２記載のベベルギア機構の寸法測定装置において、
前記第１のリニアアクチュエータの押圧力は前記第２のリニアアクチュエータの押圧力より大きく構成されることを特徴とするベベルギア機構の寸法測定装置。
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