JPH061187B2 - スプラグの形状測定方法および装置 - Google Patents

スプラグの形状測定方法および装置

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JPH061187B2
JPH061187B2 JP1027960A JP2796089A JPH061187B2 JP H061187 B2 JPH061187 B2 JP H061187B2 JP 1027960 A JP1027960 A JP 1027960A JP 2796089 A JP2796089 A JP 2796089A JP H061187 B2 JPH061187 B2 JP H061187B2
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哲明 沼田
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D41/00Freewheels or freewheel clutches
    • F16D41/06Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface
    • F16D41/069Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface the intermediate members wedging by pivoting or rocking, e.g. sprags
    • F16D41/07Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface the intermediate members wedging by pivoting or rocking, e.g. sprags between two cylindrical surfaces

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、一方向クラッチの内,外輪間に多数個嵌装さ
れ、両輪の周面に噛合して回転トルクを一方向回転に対
してのみ伝達するスプラグの形状測定方法および装置に
関する。
〈従来の技術〉 一方向クラッチのスプラグは、内外輪間に噛合して回転
トルクを伝達する最も重要な部品の一つであり、種々の
曲率の曲線を組み合わせてなるスプラグのカム面の加工
精度は、一方向クラッチの性能に大きく影響する。従っ
て、加工されたスプラグのカム面形状をいかに正確に測
定するかが、不良品を排除する製品検査において非常に
重要になる。
従来、かかるスプラグのカム面形状の測定は、スプラグ
を拡大投影器に載せ、画面に写映像をスケールで読み取
ったり、触針の先端をカム面に沿って相対囲繞させて行
なわれている。
〈発明が解決しようとする課題〉 ところが、上記前者の形状測定方法は、単にカムの表面
の外形の投影像を測定できるだけで、カムの厚さ方向の
母線におけるカム面形状を測定できないため、スプラグ
が内,外輪間に噛合してクラッチとして働く場合の実際
の外形を測定したことにならないという欠点がある。ま
た、上記後者の形状測定方法は、1回の測定でカムの仮
想的切断平面におけるカム面形状しか測定できないた
め、カム面形状を全体的に把握するにはさらに2〜3回
の測定が必要になるという欠点がある。さらに、上記い
ずれの形状測定方法でも、スプラグが実際に働く場合に
重要な特性値となるストラト角(接触角)とスプラグ高
さの関係が正確に直ちに把握できないという問題があ
る。
そこで、本発明の目的は、新規かつ能率的な手法によっ
てスプラグのストラト角とスプラグ高さの関係が正確か
つ直ちに把握でき、製造されたスプラグの本質ともいう
べきクラッチ機能の良否が直ちに判定できるスプラグの
形状測定方法およびこの測定のための装置を提供するこ
とである。
〈課題を解決するための手段〉 上記目的を達成するため、本発明のスプラグの形状測定
方法は、第1図に例示するように、台上に滑動自在に載
置した第1平板2とこの第1平板2の上方にこれと平行
に昇降自在に配置した第2平板3との間にスプラグ4を
挟み、上記第2平板3に一定荷重Pをかけてスプラグ4
を第1平板2に押し付けるとともに、この第1平板2を
滑動させながら、この第1平板2に滑動方向に作用する
力とこの第1平板2と第2平板3との間隔を同時に測定
して、スプラグ高さとストラト角の関係を求める。
なお、上記形状測定方法で、測定された上記滑動方向に
作用する力と上記一定荷重の商の逆正接関数によりスト
ラト角を求めて、スプラグ高さHに対するストラト角α
の変化曲線を得ることもできる。また、得られた上記変
化曲線を予め与えられた基準曲線と比較して、スプラグ
形状の良否を判定することもできる。
一方、本発明のスプラグ形状測定装置は、基台と、この
基台上に滑動自在に載置された滑動台と、上記基台の側
方に立設された支持柱と、下端面が上記滑動台の上面と
平行をなすとともに、上記滑動台の上方に位置するよう
に上記支持柱に昇降自在に支承され、スプラグを滑動台
との間に挟んで荷重をかける昇降部材と、この昇降部材
の変位を測定する変位センサと、上記滑動台を水平方向
に往復動させる送り機構と、この送り機構と上記滑動台
の連結部に介設された荷重センサを備える。
〈作用〉 第2平板3に一定荷重Pをかけてスプラグ4を第1平板
2に押し付けたとき、スプラグ4の上部カム面と第2平
板3の接点とスプラグ4の下部カム面と第1平板2の接
点を結ぶ直線が、荷重方向即ち第2平板3の下降方向と
なす角がスラスト角αである。従って、第2平板3から
スプラグに作用する押し付け荷重Pは、上記直線方向の
力P/cosαと第2平板3の面方向の力Ptanαに分解で
き、これら分力につり合う反力が第1平板2の接点から
スプラグ4に作用する。よって、この反作用として第1
平板2の滑動方向にPtanαの力が作用し、この力Ptan
αが第1,第2平板2,3間の間隔即ちスプラグ高さH
と同時に測定される。つまり、測定された力と上記一定
荷重の商(Ptanα/P=tanα)が、そのスプラグ高さ
Hにおけるストラト角αの正接関数に他ならない。
なお、上記直線方向の分力は、一直線上にあって互いに
大きさが等しく方向が反対なので均衡し、上下の接点か
らスプラグ4に作用する平板面方向の分力は、夫々その
接点に生じる摩擦力と均衡するので、スプラグが転倒す
ることはない。
従って、上記商の逆正接関数を求めれば、スプラグ高さ
Hに対するストラト角αの変化曲線が得られ、この変化
曲線を予め与えられた基準曲線と比較すれば、スプラグ
形状の良否をスプラグの本質たるクラッチ機能に即して
判定することができる。
一方、スプラグの形状測定装置において、滑動台と昇降
部材の間にスプラグを挟んで昇降部材側から一定荷重P
をかけ、滑動台を送り機構により水平方向に徐々に滑動
させる。このとき、滑動台に上述のように滑動方向にP
tanαの力が作用し、この力Ptanαが送り機構と滑動台
の連結部に介設された荷重センサで検出され、測定され
る。また、滑動台と昇降部材間に挟まれたスプラグの高
さHは、昇降部材の変位を測定する変位センサで測定さ
れる。従って、測定された力Ptanαと一定荷重Pの商
の逆正接関数から、そのスプラグ高さHとストラト角α
の関係が求められる。
〈実施例〉 以下、本発明を図示の実施例により詳細に説明する。
第1図は、本発明のスプラグの形状測定方法の原理を例
示する概略図である。この測定方法は、エアスライド1
上に滑動自在に載置した第1平板2と、この第1平板2
の上方にこれと平行に昇降自在に配置した第2平板3と
の間にスプラグ4を挟み、第2平板3に鉛直方向に一定
荷重Pをかけてスプラグ4を第1平板2に押し付ける。
そして、第1平板2を水平方向に左右する滑動させなが
ら、この第1平板に滑動方向に作用する力を荷重センサ
5で検出して測定し、同時に第2平板3の変位を変位セ
ンサ6で検出して、第1平板2と第2平板3との間隔即
ちスプラグ高Hを測定するものである。
第1図中に示すように、スプラグ4の上部カム面4aと
第2平板3の接点Aとスプラグ4の下部カム面4bと第
1平板2の接点Bを結ぶ直線ABが、荷重方向即ち鉛直
方向となす角がスプラグ4のストラト角(接触角)αで
ある。従って、第2平板3の接点Aからスプラグ4に作
用する鉛直方向の押し付け力Pは、図示の如く直線AB
方向の分力P/cosαと水平方向の分力Ptanαに分解で
きる。一方、第1平板2の接点Bからスプラグ4には、
上記押し付け力に対抗する反力Pが上方に作用し、この
反力Pは、直線AB方向の分力P/cosαと水平方向の
分力Ptanαに分解できる。そして、直線AB方向の分
力P/cosαは、一直線上にあって互いに大きさが等し
く方向が反対なので均衡し、接点A,Bの水平方向の分
力Ptanαは、夫々その接点に生じる摩擦力と均衡する
ので、モーメントでスプラグ4が転倒することはない。
かくて、スプラグ4へ作用する水平分力の反作用として
第1平板2に矢印Cの如く水平方向にPtanαの力が作
用し、この力Ptanαが荷重センサ5を介して測定され
る。また、このときのスプラグ高さHが上述の如く変位
センサ6を介して測定される。つまり、測定された力P
tanαと上記一定荷重Pの商tanαが、そのスプラグ高さ
Hにおけるストラト角αの正接関数に他ならない。
第2図は、上記商の逆正接関数から得たストラト角αを
縦軸に、そのときのスプラグ高さHを横軸にプロットし
て描いたストラト角の変化曲線である。図中の曲線Fが
第1平板2を第1図中右方へスプラグ噛合方向に滑動さ
せたときの測定結果を示し、曲線Rがこれと逆方向に滑
動させたときの測定結果を示している。両曲線F,Rは
略一致し、この図からスプラグが実際に一方向クラッチ
として働く場合に重要な特性値となるストラト角αとス
プラグ高さHの関係が正確かつ直ちに把握できる。従っ
て、この形状測定方法をスプラグの製品検査等に用い、
各スプラグについて得られた第2図のストラト角の変化
曲線を、予め与えられた基準曲線Sと比較してゾーン管
理すれば、確実かつ能率的に不良品をチェックすること
ができ、従来の拡大投影器や触針による測定では不可能
であった能率的でしかもスプラグの本質たるクラッチ機
能に即した形状測定が実現でき、スプラグの品質管理に
大きく貢献する。また、上記実施例では、第1平板2を
左右に往復動させるだけで、噛合方向およびこれと逆方
向に回動する場合のα−H曲線が容易に得られるという
利点がある。なお、第2図の曲線の右端の極大点近傍
が、噛合点に相当する。
第3図は、本発明のスプラグの形状測定装置の一実施例
を示している。同図において、11はベースプレート、
12はベースプレート11上に固定した基台、13はこ
の基台12の上面のエアスライドに滑動自在に載置した
滑動台、14は上記基台12の一側のベースプレート1
1に立設した支持柱、15はこの支持柱14の上端のラ
ジアル軸受ハウジング14aに上記滑動台13の上方に
位置させて昇降自在に支承した重量Pの昇降シャフト、
16は上記ラジアル軸受ハウジング14aの下端に固定
され、スピンドル16aの先端を昇降シャフト15の水
平バー15aに当接させて昇降シャフト15の変位を測
定する変位センサとしてのダイヤルゲージである。
また、17は上記基台12の他側のベースプレート11
上に水平に支承され、モータ18によって回転駆動され
るねじ軸、19はこのねじ軸に螺合してベースプレート
11に案内されて摺動する送りナット、20はこの送り
ナット19の上面に固定されるとともに上記滑動台13
にタイロッド21で連結され、滑動台13を水平方向に
徐々に往復動させ、かつ滑動台13に滑動方向に作用す
る力を検出,測定する荷重センサである。
上記滑動台13の上面および昇降シャフト15の下端面
は、水平な鏡面に仕上げられており、両面の間にスプラ
グ4が挟まれる。また、滑動台13には、上記スプラグ
4をタイロッド21の方向に揃えて台中央に位置決めす
る台座22が設けられている。
上記構成の形状測定装置を用いて、次のようにスプラグ
4の形状測定が行なわれる。
第3図に示すように、滑動台13の上面と昇降シャフト
15の下端面の間にスプラグ4を挟んで上方から昇降シ
ャフト15の自重Pをかけ、滑動台13をタイロッド2
1を介して図中左右に徐々に滑動させる。このとき、滑
動台13に第1図で述べたようにPtanαの力が作用
し、この力Ptanαを荷重センサ20で検出,測定す
る。また、ダイヤルゲージ16の指針を読み取って昇降
シャフト15の変位を求め、これによってそのときのス
プラグ高さHを得る。従って、測定された力Ptanαと
昇降シャフト15の自重Pの商の逆正接関数から、その
スプラグ高さHにおけるスラスト角αが求まり、第2図
のようなスプラグ高さに対するスラスト角の変化曲線を
得ることができる。また、得られた変化曲線を予め与え
られた基準曲線と比較して、スプラグ形状の良否を判定
することもできる。上記実施例では、昇降シャフト15
をラジアル軸受で支承し、滑動台13をエアスライドで
滑動自在に保持し、この滑動台13を送りねじ機構で往
復動させているので、測定に伴う可動部の抵抗が小さ
く、円滑な測定動作が可能になって、正確な測定値が得
られる。
なお、本発明が上記実施例に限られないのはいうまでも
ない。
〈発明の効果〉 以上の説明で明らかなように、本発明のスプラグの形状
測定方法は、台上に滑動自在に載置した第1平板とこの
第1平板の上方にこれと平行に昇降自在に配置した第2
平板との間にスプラグを挟み、上記第2平板に一定荷重
Pをかけてスプラグを第1平板に押し付けるとともに、
この第1平板を滑動させながら、この第1平板に滑動方
向に作用する力Ptanαとこの第1平板と第2平板との
間隔Hを同時に測定して、スプラグ高さHとストラト角
αの関係を求めるので、スプラグが実際に一方向クラッ
チとして働く場合に重要な特性値となる上記スプラグ高
さHとストラト角の関係が正確かつ直ちに把握できて、
製品検査を確実かつ能率的に行なえ、スプラグの品質管
理に大きく貢献する。また、本発明のスプラグ形状測定
装置は、基台上に滑動自在に載置された滑動台と、この
基台の側方に立設した支持柱に、上記滑動台の上方に位
置させて昇降自在に支承した昇降部材と、この昇降部材
の変位を測定する変位センサと、昇降部材との間にスプ
ラグを挟んだ滑動台を水平方向に往復動させる送り機構
と、この送り機構と滑動台の連結部に介設された荷重セ
ンサを備えているので、簡素な構成でもって上述の形状
測定方法を容易に実施できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のスプラグの形状測定方法の原理を例示
する概略図、第2図は上記測定方法によって得られたス
プラグ高さに対するストラト角の変化曲線を示す図、第
3図は本発明のスプラグの形状測定装置の一実施例を示
す図である。 1…エアスライド、2…第1平板、 3…第2平板、4…スプラグ、5…荷重センサ、 6…変位センサ、12…基台、13…滑動台、 14…支持柱、14a…ラジアル軸受ハウジング、 15…昇降シャフト、16…ダイヤルゲージ、 19…送りナット、20…荷重センサ、 21……タイロッド、α……ストラト角、 H…スプラグ高さ。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】台上に滑動自在に載置した第1平板とこの
    第1平板の上方にこれと平行に昇降自在に配置した第2
    平板との間にスプラグを挟み、上記第2平板に一定荷重
    をかけてスプラグを第1平板に押し付けるとともに、こ
    の第1平板を滑動させながら、この第1平板に滑動方向
    に作用する力とこの第1平板と第2平板との間隔を同時
    に測定して、スプラグ高さとストラト角の関係を求める
    スプラグの形状測定方法。
  2. 【請求項2】請求項1に記載のスプラグの形状測定方法
    において、測定された上記滑動方向に作用する力と上記
    一定荷重の商の逆正接関数によりストラト角を求めて、
    スプラグ高さに対するストラト角の変化曲線を得るスプ
    ラグの形状測定方法。
  3. 【請求項3】請求項2に記載のスプラグの形状測定方法
    において、得られた上記変化曲線を予め与えられた基準
    曲線と比較して、スプラグ形状の良否を判定するスプラ
    グの形状測定方法。
  4. 【請求項4】基台と、この基台上に滑動自在に載置され
    た滑動台と、上記基台の側方に立設された支持柱と、下
    端面が上記滑動台の上面と平行をなすとともに、上記滑
    動台の上方に位置するように上記支持柱に昇降自在に支
    承され、スプラグを滑動台との間に挟んで荷重をかける
    昇降部材と、この昇降部材の変位を測定する変位センサ
    と、上記滑動台を水平方向に往復動させる送り機構と、
    この送り機構と上記滑動台の連結部に介設された荷重セ
    ンサを備えたスプラグの形状測定装置。
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