JPS6175231A - 組立結合軸の結合良否検定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野」 この発明は１例えば車両のファイナルドライブ側にアセ
ンブリされたドライブシャフトのような組立結合軸の結
合良否決定装置に関する。

（従来の技術」 例えば前掲のドライブシャフトは、ファイナルドライブ
側にスプライン結合とサークリップによる抜止結合とに
よってアセンブリされるが、そのアセンブリ時、サーク
リップによる抜止結合が完全かどうかの結合良否を検定
する必要がある。

そのため、従来は例えば第４図に示すような結合良否検
定装置が用いられていた。

この装置は１図示しないクランパによってファイナルド
ライブ側１を固定した状態で、この被結合側としてのフ
ァイナルドライブ側１にスプライン結合とサークリップ
２による抜止結合したドライブシャフト乙の結合良否を
検定するようになつており１次の各部からなる。

すなわち、ドライブシャフト乙の一端を取り付けるクラ
ンパ４と、このクランパ４を一端に取り付けたシ１張捧
５と、この引張棒５の他端に形成したフランジ部５ａに
取り付けたロードセル６と、引張棒Ｓを引張ブロック７
ａに設けた貫通孔に挿通して、矢示Ａ１．Ａ２方向にス
ライドするスライドベース７と、このスライドベース７
を矢示Ａ　ｌ　ｒ　Ａ　２方向にスライド駆動する油圧
シリンダ８と、この油圧シリンダ８に供給する油圧ｔＡ
Ｓからの油圧の切り換えを行なう油圧バルブ１０と。

ロードセル６の出力を増幅するアンプ１１と、このアン
プ１１の出力に基づいてドライブシャフト乙の結合良否
を判定する判定器１２等とからなり。

次のように作用する。

先ず、スライドベース７が矢示Ａ１方向にスライドする
ように、油圧バルブ１０を切り換える。

すると、スライドベース７が矢示Ａ１方向にスライドす
るため、その張引ブロック７ａがロードセル６を介して
引張棒５のフランジ部５ａを矢示Ａ１方向に押し、それ
によって引張棒５にクランパ４によって取り付けられた
ドライブシャフト３か矢示Ａ１方向に引っ張られる。

ここで、サークリップ２による抜止結合が完全であれば
、ドライブシャフト３は例えば第５図（イ）に示すよう
にガタ分に相当する微量な移動距離ｄ、たけ引っ張られ
て停止し、この時のロードセル６の出力を示すアンプ１
１からの圧力信号ＰＬは同図（イ）に示すように、一旦
急上昇した後低下しながら所定時間後ＰＬ、で安定する
。

また、サークリップ２による抜止結合が不安全であれば
、ドライブシャフト３は引っ張られるとファイナルドラ
イブ側１から脱落して、例えば第５図（ロ）に示すよう
にスライドベース７の移動端までの移動距離ｄ２引っ張
られて停止する。

そして、この時の圧力信号ＰＬは同図（ロ）に示すよう
に、やはり一旦急上昇した後低下しながら所定時間後Ｐ
Ｌ、より顕著に低いＰＬ２で略安定する。

そこで１判定器１２では、検定開始時点から圧力信号Ｐ
Ｌか安定する時間ｔ１だけ経過した時点、　で、圧力信
号ＰＬと図示のような判定基準値ＰＬｘとを比較して、
ＰＬがＰＬｌでＰ　Ｌ　＞　Ｐ　ｘなら結合良なる判定
を行ない、又ＰＬがＰＬ２でＰ　Ｌ　＜　Ｐ　ｘなら結
合不良なる判定を行なうようにして、ドライブシャフト
３の結合良否の検定を行なうようにしている。

なお、ロードセルＳ、アンプ１１．及び判定器１２の代
りに、油圧シリンダ８への油圧供給油路中に所定の圧力
で作動する圧力スイッチを設けて。

この圧力スイッチのオン・オフによってドライブシャフ
ト乙の結合良否を検定する場合もある。

〔発明が解決しようとする問題点Ｊ しかしながら、このような従来の装置ではドライブシャ
フト３を油圧シリンダ８の駆動力で直接引っ張るように
しているばかりか、その引張状態をロードセル６又は圧
力スイッチで検出しているため１次のような問題があっ
た。

すなわち、油圧シリンダ８のみによる駆動仕様では、引
っ張り開始時にドライブシャフト３に大きなショックを
与えてしまうため、引張力が適切でないとサークリップ
２を破損してしまう二とがあるばかりか、比較的小さな
引張力による検定を必要とする組立結合軸の検定ができ
ないと云う問題もあった。

また、引張力及び移動距離の調整ができないため、検定
しようとするドライブシャフト３に合せてそれ等を一旦
決定してしまうと、他の組立結合軸の検定が行なえなく
なるなど汎用性に乏しい問題もあった。

さらに、ロードセル６又は圧力スイッチでの検出では、
検出値が安定するまでの時間ｔ１が通常１〜２秒程度と
比較的長いため、それたけ検定のサイクルタイムが長く
なる問題もあった。

この発明は、上記各問題の解決を図ろうとするものであ
る。

〔問題点を解決するための手段Ｊ そこで、この発明による組立結合軸の結合良否検定装置
は、被結合側を固定した組立結合軸を取り付けてその軸
方向にサーボモータの駆動力によつて移動する移動部を
備尺た移動機構と、この移動機構のサーボモータを与え
られた移動指令に基づいて駆動制御する位置決めサーボ
装置と、この位置決めサーボ装置のサーボアンプから移
動機構のサーボモータに流れる電流を所要値に制限する
電流制限器と１位置決めサーボ装置のサーボアンプから
サーボモータに流れる電流を検出する電流検出器と１組
立結合軸を引っ張る方向に移動機構の移動部を所要距離
移動させるための移動指令を位置決めサーボ装置に与え
た時の電流検出器の検出値に基づいて組立結合軸の結合
良否を判定する判定器とによって構成している。

〔作　用Ｊ このように構成すると１位置決めサーボ族ぼに与える移
動指令と、電流制限器によるサーボモータへの電流制限
値とによって、引張力及び移動距離を任意に可変できる
ようになるばかりか、その移動距離を任意に設定できる
こととサーボモータに流れる電流を検出する電流検出器
の作用と相俟って検定に要する時間を短かくできる。

し実　施　例」 以下、この発明の実施例を図面の第１図乃至第３図を参
照しながら説明する。

第１図は、この発明の一実施例を示す構成図である。

同図において、１３は移動機構であり、出力軸にパルス
ジェネレータ１４を取り付けたＤＣサーボモータ（以下
「モータ」と略称する）１５と。

このモータ１Ｓにより図示しない減速機を介して回転駆
動されるボールネジＩＳと１図示しないクランパによっ
て固定した被結合側としてのファイナルドライブ側１に
スプライン結合とサークＩＪツブ２による抜止結合した
ドライブシャフト乙の軸方向である矢示Ｂｌ＋８２方向
にボールネジ１日の作用によってスライド移動され、ド
ライブシャフト３の一端を取り付けるクランパ１７ａを
備えた移動部としてのスライドベース１７とによって構
成している。

１８は位置決めサーボ装置であり、移動指令出力部１Ｂ
、偏差レジスタ（カウンタ）２０．Ｄ／Ａコンバータ２
１．速度差動アンプ２２．Ｆ／Ｖコンバータ２３．速度
アンプ２４．電流制限回路２５、電Ａ差動アンプ２６．
サーボアンプ（モータ駆動アンプ）２７．電流検出用シ
ャント抵抗２８、及び現在位置レジスタ（カウンタ）２
９等によって構成され、移動機構１３のモータ１Ｓを与
えられた移動指令に基づいて駆動制御するようになって
いる。

移動指令出力部ＩＳは、スタートスイッチ３０がオンす
ると起動して１例えば第２図に示すようなドライブシャ
フト３をファイナルドライブ側１に正常にアセンブリし
た位置からそのドライブシャフト６を引張方向である矢
示Ｂ１方向に予め定めた距離ｄ３移動させるための移動
指令（詳しくはパルス信号でその総パルス数か距離ｄ３
に対応している）ＳＭを出力する。

但し、この移動指令ＳＶＩの出力仕様は、一定のパルス
レートで出力するのではなく、最初はゆっくりで（パル
ス周期を長く）、徐々に速＜に＜ルス周期を短＜）シて
いく所謂ソフトスタート仕様とする。

なお、この移動指令ＳＨの出力総パルスは外部から自由
に設定できるものとし、又そのパルス数はサークリップ
２による抜止結合が完全でないことを判断できる最小の
距離に対応する数値に設定するものとする。

また、この移動指令出力部１日は、現在位置レジスタ２
日の検出値ＳＮによって、スライドベース１７の移動位
置、すなわちドライブシャフト３の引張量を認識してい
る。

偏差レジスタ（カウンタ）２０は、移動指令出力部１Ｓ
からの移動指令ＳＸのパルス数と、モータ１５の出力軸
に取り付けたパルスジェネレータ１４からのフィードバ
ック信号ＦＰのパルス数との偏差量（たまり量）ＤＳを
作り出す。

なお、この偏差レジスタ２０の許容最大偏差量は、ドラ
イブシャフト３の抜止結合が完全で、第２図に示すよう
にドライブシャフト３をガタ分ｄ１だけしか引っ張るこ
とができない時に溜まる偏差量ＤＳを勘案して定めてい
る。

Ｄ／Ａコンバータ２１は、偏差レジスタ２０からのデジ
タルの偏差量ＤＳをアナロタの速度指令信号Ｓｖに変換
する。

速度偏差アンプ２２は、Ｄ／Ａコンバータ２１からの速
度指令信号Ｓｖと、パルスジェネレータ１４からのフィ
ードバック信号ＦＰをＦ／Ｖコンバータ２３でＦ／Ｖ変
換して得た実速度信号Ｓυとの偏差に応じた差動信号Δ
Ｓを出力する。

速度アンプ２４は、速度差動アンプ２２からの差動信号
ΔＳに応じた速度電流信号Ｉｖを出力する。

電流制限器としての電流制限回路２５は、電流検出器と
しての電流検出用シャント抵抗２８によって検出したサ
ーボアンプからモータ１５に流れる駆動電流■に応じた
電流ｉが予め外部より設定した制限値ｉ　ｍａｘ以下で
あれば、その検出電流ｉをゲインに＝１でそのまま電流
フィードバック信号ｉとして電流差動アンプ２６に出力
し、ｉがｉ　ｖａａｘを越えたら、ゲインＫを「ｌ」か
ら無限大又はハンチング現象を考慮した場合は充分に太
きな値に切り換えて、検出電流ｌを無限大又は充分に大
きな電流フィードバック信号ｉとして電流差動アンプ２
６に出力する。

電流差動アンプ２６は、速度アンプ２４からの速度電流
信号１ｖと電流制限回路２５から電流フィードバック信
号ｉとの偏差に応じた差動信号Δ■を出力する。

サーボアンプ２７は、電流差動アンプ２６から・の差動
信号Δ■に応じた駆動電流Ｉを電流検出用シャント抵抗
２８を介してモータ１５に流す。

現在位置レジスタ（カウンタ）２９は、パルスジェネレ
ータ１４かものフィードバック信号ＦＰをモータ１５の
回転方向に応じてアップ又はダウンカウントすることに
よってスライドベース１７の移動位置を検出している。

次に、３１は電流検出アンプであり、電流検出用シャン
ト抵抗２８によって検出した電流ｉに応じた電圧信号Ｖ
ｘを出力する。

３２は判定器であり、スタートスイッチ３０に連動して
オンするスイッチ３３によって起動するタイマリレー３
４の常開接点３４ａが、スタートスイッチ３３のオン後
時間ｔｘ経過した時点で閉じると作動して、電流検出ア
ンプ３１からの電圧信号Ｖｘと、可変抵抗器３Ｓによっ
て予め設定した基準値Ｖｒとを比較し、ｖｘ＞ｖ「の時
はドライブシャフト３のアセンブリが結合良であると判
定し、Ｖ　ｘ　＜　Ｖ　ｒの時は結合不良と判定する。

ここで、タイマリレー３４のタイムアツプ時間ｔｚは１
例えばスライドベース１７が距離ｄ３移動するのに要す
る時間以上の時間とし、基準値Ｖｒは次のように設定す
る。

すなわち、ドライブシャフト３がファイナルドライブ側
１にサークリップ２によって完全に抜止結合されていれ
ば、ドライブシャフト３は第３図（イ）に示すようにガ
タ分ｄｔ　　（第２図参照）だけ移動して停止してしま
うため、電流検出用シャント抵抗２８による検出電流ｉ
は図示のように制限値ｉ　ｒａａｘに制限（この理由は
後述する）され続ける一方、抜止結合が不完全の場合は
ドライブシャフト３は若干の抵抗を示しながら指令どお
り第３図（ロ）に示すように距離ｄｚ（第２図参照）移
動して停止するため、検出電流ｉは図示のようにｉ　ｍ
ａｘまで上昇した後変動しながらゼロに落ちる。

したがって、基準値Ｖｒをｉ　ｒｎａｘとゼロの中間の
所定電流値に対応する電流検出アンプ３１の出力に設定
すれば、上記判定を行なうことができる。

次に、上記のように構成した実施例の作用を説明する。

先ず、ファイナルドライブ側１にドライブシャフト３を
アセンブリした状態でファイナルドライブ側１を図示し
ないクランパによって固定すると共に、ドライブシャフ
ト乙の一端を移動機構１′５におけるスライドベース１
７にこのスライドベース１７に備えたクランパ１７ａに
利用して取り付ける。

゛その後、スタートスイッチ３０をオンして位置決めサ
ーボ装置１８における移動指令畠力部１日に起動をかけ
ると共に、スイッチ３０に連動するスイッチ３３のオン
によってタイマリレー３４も起動する。

移動指令出力部ＩＳは起動かかかると、スライドベース
１７を第２図に示す矢示Ｂ１方向に距離ｄ３移動させる
ための移動指令ＳＭをソフトスタート出力仕様で出力す
る。

これによって、その移動指令ＳＭを受ける偏差レジスタ
２０からサーボアンプ２７までの各部の作用により、モ
ータ１５がゆつ（り回転し始めるため、ドライブシャフ
ト乙の引っ張り開始時のショックが殆どない。

ここで、ドライブシャフト乙のアセンブリが完全ならば
、モータ１５の回転によるスライドベース１７の矢示Ｂ
１方向への移動に伴ってドライブシャフト３が引っ張ら
れてガタ分ｄｔ　　（第２図）だけ移動すると、もうそ
こでスライドベース１７は停止してしまう（第３図参照
）。

そして、この場合、スライドベース１７は未だ距離ｄ３
移動していないため、移動指令出力部ＩＳが移動指令Ｓ
Ｖｉを出力し続けて偏差レジスタ２０の偏差量ＤＳが増
加すると共に駆動電流Ｉも増加し、それによってスライ
ドベース１７をさらに矢示Ｂ１方向に動かそうとする駆
動力（モータトルク）が増大する。

そして、サーボアンプ２７の駆動電流Ｉが増加して、電
流検出用シャフト抵抗２８が検出している電流ｉが制限
値ｉ　ｍａｘを越尺ると、電流制限回路２５の作用によ
り電流フィードバック信号ｉが無限大又はそれに近い充
分大きな値になるため。

電流差動アンプ２６及びサーボアンプ２７の作用により
駆動電流■は急激に減少するようになり。

又駆動電流ｒが小さくなって電流検出用シャント抵抗２
８による検出電流ｉが制限値ｉ　ｍａｘ以下に落ちてく
れば、そのｉ　ｍａｘがｆｆｉ流フィードバック信号ｉ
としてフィードバックされるようになり。

それによって結果的に駆動電流■は検出電流ｉがｉ　ｍ
ａｘと等しく（第３図（イ）参照）なる値に制限され続
ける。

したがって、ドライブシャフト６はその駆動電ＡＩに対
応する引張力（検定可能で且つサークリップ２による結
合を破壊しない程度の力）で引っ張られ続ける。

そして、タイマリレー６４が起動時点から第３図（イ）
に示す時間ｔｘ後ツタイムアップて、常開接点３４ａが
閉じた時点でも上記状態は維持されているため、この時
点で作動する判定器３２によって、Ｖ　ｘ　）　Ｖ　ｒ
でドライブシャフト乙のアセンブリが結合良であると云
う判定がなされる。

一方、ドライブシャフト３のアセンブリが不完全である
と、ドライブシャフト３はガタ分ｄ皿移動した後もスラ
イドベース１７によって引っ張られ続けて、遂には指令
どおり距離ｄ３移動して停止する。

そのため、判定器３４が上記のタイミングで作動した時
点では、検出電流ｉは第６図（ロ）に示すようにゼロに
なっているため、判定器３４はＶ　ｘ　（Ｖ　ｒでドラ
イブシャフト乙のアセンブリが結合不良であると云う判
定を行なう。

このようにして、ファイナルドライブ側１にサークリッ
プ２によって抜止結合されたドライブシャフト乙の結合
良否の検定を行なうことができる。

そして、上記実施例によれば、ドライブシャフト３の引
つ張りを行なうスライドベース１７の移動距離を示す移
動指令ＳＮ及び引張力の最大値を決定する制限値ｉ　ｌ
１ａｘを被検物に合せて任意に設定できるので、比較的
小さな引張力による検定を必要とするものから、大きな
引張力による検定を必要とするものまで如何なる組立結
合軸の検定をも正確に実施でき、非常に汎用性に富むよ
うになる。

また、移動距離を従来より可成り短かく取ることができ
るため、電流検知による判定仕様と相俟って一回の検定
時間の短縮を計れる。

なお、上記実施例では、電流検出器として電流検出用シ
ャント抵抗２８を用いた例に就て述べたが、これに限る
ものではなく１例えばカレントランスを用いることもで
きる。

また、上記実施例では、電流制限器として電流フィード
バック信号のケインＫをに＝１からに＝■に切り換える
仕様の回路を用いた例に就で述べたが、やはりこれに限
るものではなく１例えばサーボアンプ２７にその駆動電
流Ｉを所要値以下にクランプする回路を設けて構成して
も良い。

さらに、上記実施例では、ファイナルドライブ側１とド
ライブシャフト３とのサークリップ２を利用したアセン
ブリよりなる組立結合軸を例に採って説明したが、どの
ような組立結合軸の検定をも行ない得ることは云うまで
もない。

さらにまた、上記実施例におけるスライドベース１７は
、矢示Ｂｌ＋８２方向の所要位置に位置決め制御出来る
と共に、その推力又は引張力も調整出来るため、サーク
リップ２をドライブシャフト乙に挿着する装置と併用し
て１本装置をドライブシャフト３をファイナルドライブ
側１ヘアセンブリする装置としても利用できることは勿
論である。

〔発明の効果〕

以上述へたように、この発明によれば組立結合軸の結合
良否を検定する際の引張力及び移動距離を任意に設定で
きるようにすると共に、引張力を与えるサーボモータに
流れる電流によって結合良否を判定するようにしたので
、比較的小さな引張力による検定を必要とする組立結合
軸から大きな引張力による検定を必要とする組立結合軸
まで多種類の組立結合軸の結合良否の検定を正確且つ迅
速に行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例を示す構成図。 第２図及び第３図は、夫々第１図の作用説明に供するフ
ァイナルドライブ側１の断面図及びスライドベース１７
の移動の異なる状態と検出電流ｌの異なる状態を各々示
す線図。 第４図は、従来装置の一例に示す構成図、第５図は、第
４図の作用説明に供する線図である。 １３・・移動機溝　　　　１５・・サーボモータ１７・
・・スライドベース（移動部１ １８・位置決めサーボ装置 ２５・・・電流制限回路 ２８・・・電流検出用シャント抵抗（電流演出器）３２
・・判定器 （イ） ５図 （ロ） 時間ｔ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　被結合側を固定した組立結合軸を取り付けてその軸
   方向にサーボモータの駆動力によつて移動する移動部を
   備えた移動機構と、 この移動機構のサーボモータを与えられた移動指令に基
   づいて駆動制御する位置決めサーボ装置と、 この位置決めサーボ装置のサーボアンプから前記移動機
   構のサーボモータに流れる電流を所要値に制限する電流
   制限器と、 前記位置決めサーボ装置のサーボアンプから前記移動機
   構のサーボモータに流れる電流を検出する電流検出器と
   、 前記組立結合軸を引つ張る方向に前記移動機構の移動部
   を所要距離移動させるための移動指令を前記位置決めサ
   ーボ装置に与えた時の前記電流検出器の検出値に基づい
   て前記組立結合軸の結合良否を判定する判定器とによつ
   て構成したことを特徴とする組立結合軸の結合良否検定
   装置。