(57)【要約】【課題】フックスジョイントの折り曲げトルクとジョイントガタの両方を直接に測定可能なフックスジョイントの特性測定装置を実現する。【解決手段】本開示の一形態に係るフックスジョイントの特性測定装置は、第１のクランプ部２２を有し、第１のクランプ部２２によって一方のヨークをクランプした状態で、フックスジョイント１３を少なくとも９０°回転させることが可能な第１のクランプ機構２と、第２のクランプ部３２を有し、第２のクランプ部３２によって他方のヨークをクランプした状態、又は第２のクランプ部３２の一方のクランプアームが他方のヨークに接触し、且つ第２のクランプ部３２の他方のクランプアームが他方のヨークに接触していない状態のいずれの状態でも、他方のヨークに水平方向の力を付与することが可能な第２のクランプ機構３と、を備える。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対のヨークと、十字状のスパイダと、を有するフックスジョイントの特性測定装置であって、
一方のヨークをクランプ可能な第１のクランプ部を有し、前記第１のクランプ部によって前記一方のヨークをクランプした状態で、上下方向に延在する軸を中心に、前記フックスジョイントを少なくとも９０°回転させることが可能な第１のクランプ機構と、
他方のヨークをクランプ可能な第２のクランプ部を有し、前記第２のクランプ部によって前記他方のヨークをクランプした状態、又は前記第２のクランプ部の一方のクランプアームが前記他方のヨークに接触し、且つ前記第２のクランプ部の他方のクランプアームが前記他方のヨークに接触していない状態のいずれの状態でも、前記他方のヨークに水平方向の力を付与することが可能な第２のクランプ機構と、
を備える、フックスジョイントの特性測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、フックスジョイントの特性測定装置に関し、例えば、一対のヨークと、十字状のスパイダと、を有するフックスジョイントの特性測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１のフックスジョイントの折り曲げトルク調整装置は、フックスジョイントにおける一方のヨークを固定しつつ、他方のヨークを揺動させることで、折り曲げトルクを測定する構成とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１−２２９１２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本出願人は、以下の課題を見出した。例えば、商用車系のプロペラシャフトのフックスジョイントは、製品特性として折り曲げトルク及びジョイントガタ（スパイダとカップとの隙間）が要求される。しかしながら、特許文献１のフックスジョイントの折り曲げトルク調整装置は、フックジョイントの折り曲げトルクを測定することはできるが、ジョインガタを直接に測定することができる構成とされていない。
【０００５】
本開示は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、フックスジョイントの折り曲げトルクとジョイントガタの両方を直接に測定可能なフックスジョイントの特性測定装置を実現する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の一態様に係るフックスジョイントの特性測定装置は、一対のヨークと、十字状のスパイダと、を有するフックスジョイントの特性測定装置であって、
一方のヨークをクランプ可能な第１のクランプ部を有し、前記第１のクランプ部によって前記一方のヨークをクランプした状態で、上下方向に延在する軸を中心に、前記フックスジョイントを少なくとも９０°回転させることが可能な第１のクランプ機構と、
他方のヨークをクランプ可能な第２のクランプ部を有し、前記第２のクランプ部によって前記他方のヨークをクランプした状態、又は前記第２のクランプ部の一方のクランプアームが前記他方のヨークに接触し、且つ前記第２のクランプ部の他方のクランプアームが前記他方のヨークに接触していない状態のいずれの状態でも、前記他方のヨークに水平方向の力を付与することが可能な第２のクランプ機構と、
を備える。
【発明の効果】
【０００７】
本開示によれば、フックスジョイントの折り曲げトルクとジョイントガタの両方を直接に測定可能なフックスジョイントの特性測定装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】一般的なプロペラシャフトを模式的に示す斜視図である。
【図２】一般的なフックスジョイントを模式的に示す斜視図である。
【図３】一般的なフックスジョイントを模式的に示す分解図である。
【図４】フックジョイントのジョイントガタを説明するための図である。
【図５】実施の形態のフックスジョイントの特性測定装置にフックスジョイントのフランジヨークをクランプした状態を示す斜視図である。
【図６】実施の形態のフックスジョイントの特性測定装置にフックスジョイントのフランジヨークをクランプした状態を示す正面図である。
【図７】実施の形態のフックスジョイントの特性測定装置を用いてフックスジョイントの一方の側の折り曲げトルクを測定する様子を示す斜視図である。
【図８】実施の形態のフックスジョイントの特性測定装置を用いてフックスジョイントの一方の側の折り曲げトルクを測定する様子を示す正面図であり、（ａ）は、ジョイントヨークをＹ軸−側に揺動させた状態を示し、（ｂ）は、ジョイントヨークをＹ軸＋側に揺動させた状態を示している。
【図９】実施の形態のフックスジョイントの特性測定装置を用いてフックスジョイントの一方の側のジョイントガタを測定する様子を示す斜視図である。
【図１０】実施の形態のフックスジョイントの特性測定装置を用いてフックスジョイントの一方の側のジョイントガタを測定する様子を示す正面図である。
【図１１】実施の形態のフックスジョイントの特性測定装置を用いてフックスジョイントの他方の側の折り曲げトルク及びジョイントガタを測定する様子を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本開示を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。但し、本開示が以下の実施の形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。
【００１０】
本実施の形態のフックスジョイントの特性測定装置（以下、単に特性測定装置と省略する場合がある。）の構成を説明する。先ず、特性測定装置で製品特性として折り曲げトルク及びジョイントガタが測定されるフックスジョイントの構成を簡単に説明する。
【００１１】
図１は、一般的なプロペラシャフトを模式的に示す斜視図である。図２は、一般的なフックスジョイントを模式的に示す斜視図である。図３は、一般的なフックスジョイントを模式的に示す分解図である。図４は、フックジョイントのジョイントガタを説明するための図である。
【００１２】
プロペラシャフト１０は、例えば、図１に示すように、フロントチューブ１１とリアチューブ１２とがフックスジョイント１３によって連結された構成である。フックスジョイント１３は、図２及び図３に示すように、スパイダ１４、カップ１５、スナップリング１６、ジョイントヨーク１７及びフランジヨーク１８を備えている。
【００１３】
スパイダ１４は、第１の回転軸１４ａと第２の回転軸１４ｂとが略直交するように十字状に一体化された構成である。カップ１５は、有底円筒状であり、当該カップ１５の内部に、スパイダ１４の第１の回転軸１４ａ及び第２の回転軸１４ｂの各々の端部が嵌め込まれている。
【００１４】
スナップリング１６は、カップ１５の外周側面に形成された溝部１５ａに嵌め込まれている。ジョイントヨーク１７は、円筒部１７ａ及び一対の支持部１７ｂを備えている。円筒部１７ａには、例えば、フロントチューブ１１又はリアチューブ１２の一方が摩擦圧接固定される。
【００１５】
一対の支持部１７ｂは、円筒部１７ａにおけるフロントチューブ１１又はリアチューブ１２の一方が摩擦圧接固定される側に対して逆側に突出しており、各々の支持部１７ｂの先端部に形成された貫通孔１７ｃに第１の回転軸１４ａの端部がカップ１５を介して挿入されている。
【００１６】
フランジヨーク１８は、フランジ部１８ａ及び一対の支持部１８ｂを備えている。フランジ部１８ａには、例えば、フロントチューブ１１又はリアチューブ１２の他方がボルト接合される。
【００１７】
一対の支持部１８ｂは、フランジ部１８ａにおけるフロントチューブ１１又はリアチューブ１２の他方がボルト接合される側に対して逆側に突出しており、各々の支持部１８ｂの先端部に形成された貫通孔１８ｃに第２の回転軸１４ｂの端部がカップ１５を介して挿入されている。
【００１８】
このようなフックスジョイント１３においては、図４に示すように、スパイダ１４の端部とカップ１５の内側底面との間に隙間Ｔが生じるが、当該隙間Ｔが、フックスジョイント１３の特性の一種であるジョイントガタである。
【００１９】
また、スパイダ１４の第１の回転軸１４ａを中心にフランジヨーク１８に対してジョイントヨーク１７が揺動する際に必要なトルク、及びスパイダ１４の第２の回転軸１４ｂを中心にフランジヨーク１８に対してジョイントヨーク１７が揺動する際に必要なトルクが、フックスジョイント１３の特性の一種である折り曲げトルクである。
【００２０】
次に、本実施の形態の特性測定装置の構成を説明する。図５は、本実施の形態の特性測定装置にフックスジョイントのフランジヨークをクランプした状態を示す斜視図である。図６は、本実施の形態の特性測定装置にフックスジョイントのフランジヨークをクランプした状態を示す正面図である。ここで、以下の説明では、説明を明確にするために、三次元（ＸＹＺ）座標系を用いて説明する。なお、Ｚ軸＋側が上側であり、Ｚ−側が下側である。
【００２１】
特性測定装置１は、図５及び図６に示すように、第１のクランプ機構２及び第２のクランプ機構３を備えている。第１のクランプ機構２は、ステージ２１及び複数のクランプ部２２を備えている。ステージ２１は、当該ステージ２１のＺ軸＋側の面がＸＹ平面と略平行に配置されており、Ｚ軸を中心に回転する。
【００２２】
クランプ部２２は、ステージ２１のＺ軸＋側の面に載置されたフックスジョイント１３におけるフランジヨーク１８のフランジ部１８ａをクランプ可能な構成とされている。例えば、クランプ部２２は、クランプアーム２２ａがＺ軸方向に移動可能にステージ２１に設けられており、例えば、フランジヨーク１８のフランジ部１８ａが略矩形状の場合、当該フランジ部１８ａの四隅をクランプできるように配置されている。
【００２３】
第２のクランプ機構３は、ベース部３１及びクランプ部３２を備えている。クランプ部３２は、第１のクランプアーム３２ａ及び第２のクランプアーム３２ｂを備えており、ベース部３１から第１のクランプアーム３２ａ及び第２のクランプアーム３２ｂがＸ軸＋側に突出している。第１のクランプアーム３２ａと第２のクランプアーム３２ｂとは、Ｙ軸方向に開閉可能であり、第１のクランプアーム３２ａと第２のクランプアーム３２ｂとが閉じた状態でジョイントヨーク１７をクランプ可能な構成とされている。
【００２４】
このような第２のクランプ機構３は、Ｙ軸方向に移動可能な構成とされている。このとき、特性測定装置１は、第１のクランプアーム３２ａ及び第２のクランプアーム３２ｂに作用する荷重を測定するロードセル（図示を省略）を備えている。また、特性測定装置１は、第２のクランプ機構３のＹ軸方向の変位を測定する変位センサを備えている。
【００２５】
次に、本実施の形態の特性測定装置１を用いてフックスジョイント１３の折り曲げトルク及びジョイントガタを測定する流れを説明する。図７は、本実施の形態の特性測定装置を用いてフックスジョイントの一方の側の折り曲げトルクを測定する様子を示す斜視図である。図８は、本実施の形態の特性測定装置を用いてフックスジョイントの一方の側の折り曲げトルクを測定する様子を示す正面図であり、（ａ）は、ジョイントヨークをＹ軸−側に揺動させた状態を示し、（ｂ）は、ジョイントヨークをＹ軸＋側に揺動させた状態を示している。図９は、本実施の形態の特性測定装置を用いてフックスジョイントの一方の側のジョイントガタを測定する様子を示す斜視図である。図１０は、本実施の形態の特性測定装置を用いてフックスジョイントの一方の側のジョイントガタを測定する様子を示す正面図である。図１１は、本実施の形態の特性測定装置を用いてフックスジョイントの他方の側の折り曲げトルク及びジョイントガタを測定する様子を示す斜視図である。
【００２６】
先ず、図５及び図６に示すように、第１のクランプ機構２のステージ２１のＺ軸＋側の面にフックスジョイント１３におけるフランジヨーク１８のフランジ部１８ａを載置し、当該フランジ部１８ａを第１のクランプ機構２のクランプ部２２によってクランプする。このとき、スパイダ１４の第１の回転軸１４ａはＹ軸方向に配置され、スパイダ１４の第２の回転軸１４ｂはＸ軸方向に配置される。つまり、スパイダ１４は、略水平に配置される。
【００２７】
次に、図７及び図８（ａ）に示すように、第２のクランプ機構３の第１のクランプアーム３２ａと第２のクランプアーム３２ｂとをＹ軸方向に開いた状態で、第１のクランプアーム３２ａのＹ軸−側の面をフックスジョイント１３におけるジョイントヨーク１７の円筒部１７ａのＺ軸＋側の端部に接触させ、第２のクランプ機構３をＹ軸−側に移動させる。このとき、第２のクランプアーム３２ｂは、フックスジョイント１３におけるジョイントヨーク１７の円筒部１７ａと非接触状態である。
【００２８】
これにより、Ｘ軸＋側から見て、ジョイントヨーク１７は、スパイダ１４の第２の回転軸１４ｂを中心にフランジヨーク１８に対して反時計回りに揺動する。特性測定装置１は、ジョイントヨーク１７をフランジヨーク１８に対して揺動させた際に第１のクランプアーム３２ａに作用する荷重（反力）をロードセルによって測定し、測定結果及び第２の回転軸１４ｂの中心と第１のクランプアーム３２ａとの距離に基づいて、スパイダ１４の第２の回転軸１４ｂを中心にジョイントヨーク１７がフランジヨーク１８に対して反時計回りに揺動する際の折り曲げトルクを計測する。
【００２９】
次に、第２のクランプ機構３の第１のクランプアーム３２ａと第２のクランプアーム３２ｂとをＹ軸方向に開いた状態で、第２のクランプアーム３２ｂのＹ軸＋側の面をフックスジョイント１３におけるジョイントヨーク１７の円筒部１７ａのＺ軸＋側の端部に接触させ、第２のクランプ機構３をＹ軸＋側に移動させる。このとき、第１のクランプアーム３２ａは、フックスジョイント１３におけるジョイントヨーク１７の円筒部１７ａと非接触状態である。
【００３０】
これにより、図８（ｂ）に示すように、Ｘ軸＋側から見て、ジョイントヨーク１７は、スパイダ１４の第２の回転軸１４ｂを中心にフランジヨーク１８に対して時計回りに揺動する。特性測定装置１は、ジョイントヨーク１７をフランジヨーク１８に対して揺動させた際に第２のクランプアーム３２ｂに作用する反力をロードセルによって測定し、測定結果及び第２の回転軸１４ｂの中心と第２のクランプアーム３２ｂとの距離に基づいて、スパイダ１４の第２の回転軸１４ｂを中心にジョイントヨーク１７がフランジヨーク１８に対して時計回りに揺動する際の折り曲げトルクを計測する。
【００３１】
その結果、特性測定装置１は、スパイダ１４の第２の回転軸１４ｂを中心としてジョイントヨーク１７がフランジヨーク１８に対して揺動する際の折り曲げトルクを測定することができる。このとき、特性測定装置１は、第２のクランプ機構３をＹ軸−側に移動させる際の距離及び速度と、第２のクランプ機構３をＹ軸＋側に移動させる際の距離及び速度と、を略等しく第２のクランプ機構３を移動させるとよい。これにより、折り曲げトルクの測定バラツキを抑制することができる。
【００３２】
次に、図９及び図１０に示すように、再び、スパイダ１４を略水平に配置した状態で、第２のクランプ機構３の第１のクランプアーム３２ａと第２のクランプアーム３２ｂとで、フックスジョイント１３におけるジョイントヨーク１７の円筒部１７ａをクランプし、例えば、第２のクランプ機構３をＹ軸−側に移動させる。
【００３３】
このとき、フランジヨーク１８は第１のクランプ機構２にクランプされているので、スパイダ１４における第１の回転軸１４ａのＹ軸−側の端部とカップ１５の内側底面との隙間の部分において、ジョイントヨーク１７がフランジヨーク１８に対してＹ軸−側に移動する。そして、スパイダ１４における第１の回転軸１４ａのＹ軸−側の端部がカップ１５の内側底面に接触すると、第１のクランプアーム３２ａに作用する荷重が急激に上昇する。
【００３４】
そのため、特性測定装置１は、ロードセルによって測定する荷重が予め設定された閾値以上になると、第２のクランプ機構３のＹ軸−側への移動を終了させ、その際の変位センサの検出結果に基づいて、スパイダ１４における第１の回転軸１４ａのＹ軸−側の端部とカップ１５の内側底面との隙間であるジョイントガタを測定する。
【００３５】
その後、再び、スパイダ１４を略水平に配置した状態で、第２のクランプ機構３をＹ軸＋側に移動させ、変位センサの検出結果に基づいて、スパイダ１４における第１の回転軸１４ａのＹ軸＋側の端部とカップ１５の内側底面との隙間であるジョイントガタを測定する。その結果、特性測定装置１は、スパイダ１４における第１の回転軸１４ａの端部とカップ１５の内側底面との隙間であるジョイントガタを測定することができる。
【００３６】
次に、第２のクランプ機構３によるジョイントヨーク１７のクランプを解除して、図１１に示すように、第１のクランプ機構２のステージ２１をＺ軸回りに９０°回転させて、上述の工程を繰り返すと、特性測定装置１は、スパイダ１４の第１の回転軸１４ａを中心としてジョイントヨーク１７がフランジヨーク１８に対して揺動する際の折り曲げトルク、及びスパイダ１４の第２の回転軸１４ｂの端部とカップ１５との隙間であるジョイントガタを測定することができる。
【００３７】
このように本実施の形態の特性測定装置１は、ジョイントヨーク１７をＹ軸方向に移動させたり、ジョイントヨーク１７をフランジヨーク１８に対してＸ軸回りに揺動させたり、することができる。そのため、フックスジョイント１３の折り曲げトルクだけでなく、フックスジョイント１３のジョイントガタも直接に測定することができる。これにより、フックスジョイント１３の特性である折り曲げトルク及びジョイントガタの測定精度を向上させることができ、フックスジョイント１３の生産性を向上させることができる。
【００３８】
本開示は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
【００３９】
上記実施の形態では、フックスジョイント１３の折り曲げトルクを測定した後に、フックスジョイント１３のジョイントガタを測定しているが、逆の順番でもよい。また、上記実施の形態では、スパイダ１４の第２の回転軸１４ｂを中心としてジョイントヨーク１７がフランジヨーク１８に対して揺動する際の折り曲げトルク、及びスパイダ１４の第１の回転軸１４ａの端部とカップ１５との隙間であるジョイントガタを測定した後に、スパイダ１４の第１の回転軸１４ａを中心としてジョイントヨーク１７がフランジヨーク１８に対して揺動する際の折り曲げトルク、及びスパイダ１４の第２の回転軸１４ｂの端部とカップ１５との隙間であるジョイントガタを測定しているが、逆の順番でもよい。さらに、スパイダ１４における第１の回転軸１４ａのＹ軸−側の端部とカップ１５の内側底面との隙間であるジョイントガタを測定した後に、スパイダ１４における第１の回転軸１４ａのＹ軸＋側の端部とカップ１５の内側底面との隙間であるジョイントガタを測定しているが、逆の順番でもよい。
【００４０】
上記実施の形態では、第１のクランプ機構２がフランジヨーク１８をクランプしているが、第１のクランプ機構２がジョイントヨーク１７をクランプしてもよい。
【００４１】
上記実施の形態では、プロペラシャフト１０に用いられるフックスジョイント１３の特性を測定しているが、他の部材に適用されているフックスジョイントであってもよい。
【符号の説明】
【００４２】
１  特性測定装置
２  第１のクランプ機構、２１  ステージ、２２  クランプ部、２２ａ  クランプアーム
３  第２のクランプ機構、３１  ベース部、３２  クランプ部、３２ａ  第１のクランプアーム、３２ｂ  第２のクランプアーム
１０  プロペラシャフト
１１  フロントチューブ
１２  リアチューブ
１３  フックスジョイント
１４  スパイダ、１４ａ  第１の回転軸、１４ｂ  第２の回転軸
１５  カップ、１５ａ  溝部
１６  スナップリング
１７  ジョイントヨーク、１７ａ  円筒部、１７ｂ  支持部、１７ｃ  貫通孔
１８  フランジヨーク、１８ａ  フランジ部、１８ｂ  支持部、１８ｃ  貫通孔
【図１】
2020169662.tif 000003
【図２】
2020169662.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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