(57)【要約】      （修正有）【課題】ピンなどの、曲線を有する断面形状を備えた棒状部材周面の頂点位置を簡単な構成で測定することができる頂点位置測定方法を提供する。【解決手段】少なくとも一部に曲線を有する断面形状を備えた棒状部材を載置可能な載置面及び当該載置面と直交する縦面を備えており且つ第１のトルクメータが連結された下治具の前記載置面に、前記頂点を鉛直上方向に向けるとともに側端を前記縦面に当接させた状態で棒状部材を載置し、前記頂点に当接可能な当接面を備えており且つ第２のトルクメータが連結された上治具の当該当接面を、棒状部材の頂点に当接させ、前記棒状部材の頂点に接線力を付与し、第１のトルクメータの値Ｔ１、第２のトルクメータの値Ｔ２、第１の回転中心から第２の回転中心までの水平距離Ｌ、及び第２の回転中心から前記頂点までの水平距離Ｌ２を用いて、前記頂点の位置として、第１の回転中心から当該頂点までの水平距離Ｌ１を求める。【選択図】図２
2014044158.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一部に曲線を有する断面形状を備えた棒状部材における前記曲線の部分の頂点の位置を測定する方法であって、
前記棒状部材を載置可能な載置面及び当該載置面と直交する縦面を備えており且つ第１のトルクメータが連結された下治具の前記載置面に、前記頂点を鉛直上方向に向けるとともに側端を前記縦面に当接させた状態で棒状部材を載置し、
前記頂点に当接可能な当接面を備えており且つ第２のトルクメータが連結された上治具の当該当接面を、下治具の載置面に載置された棒状部材の頂点に当接させ、
前記上治具に接続されたモータを駆動させて当該上治具を第２のトルクメータの回転中心回りに回動させることで前記棒状部材の頂点に接線力を付与し、
第１のトルクメータのトルク値Ｔ１、第２のトルクメータのトルク値Ｔ２、第１のトルクメータの回転中心から第２のトルクメータの回転中心までの水平距離Ｌ、及び第２のトルクメータの回転中心から前記頂点までの水平距離Ｌ２を用いて、前記頂点の位置として、第１のトルクメータの回転中心から当該頂点までの水平距離Ｌ１を求める
ことを特徴とする棒状部材周面の頂点位置測定方法。
【請求項２】
前記棒状部材の断面形状が、曲率が異なる複数の曲線を有する、請求項１に記載の棒状部材周面の頂点位置測定方法。
【請求項３】
前記曲線がインボリュート曲線である、請求項１又は２に記載の棒状部材周面の頂点位置測定方法。
【請求項４】
前記棒状部材が、無段変速機の動力伝達要素を構成するピン又はストリップである、請求項１〜３のいずれか一項に記載の棒状部材周面の頂点位置測定方法。
【請求項５】
前記水平距離Ｌ１を求めるに際し、前記棒状部材、上治具及び下治具の質量によるトルクを用いる請求項１〜４のいずれか一項に記載の棒状部材周面の頂点位置測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は棒状部材周面の頂点位置測定方法に関する。さらに詳しくは、無段変速機の動力伝達要素を構成するピン又はストリップなどの、少なくとも一部に曲線を有する断面形状を備えた棒状部材における前記曲線の部分の頂点の位置を測定する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の無段変速機（ＣＶＴ）として、例えば、エンジン側に設けられたインプットプーリと、駆動輪側に設けられたアウトプットプーリと、両プーリ間に掛け渡された無端状の動力伝達チェーンとを備えたものがある。この動力伝達チェーン（動力伝達要素）は、通常、一対のピン孔を有するリンクプレートと、ピン孔に一方が固定され他方が転がり可能に挿通された複数のピン及びストリップとからなり、当該ピン及びストリップが相対的に転がり接触することにより屈曲可能とされている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
かかる動力伝達チェーンでは、ピンの端部がプーリに入るときの騒音を低減させるために、当該ピンの断面（軸方向ないし長手方向に直交する断面）の外周形状にインボリュート曲線を含むピンが使用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−３１４７２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記ピンは、断面円形の棒鋼を、所定の内面形状に加工された型の中を通すことで製造（引抜加工）することができるが、設計通りの断面形状を有するピンであるか否かを正確に測定することは困難であった。
【０００６】
すなわち、ピンにおけるインボリュート曲線は大きな曲率になっているので、通常のダイヤルゲージでは、例えば１０μｍ程度の精度で当該インボリュート曲線の頂点（ピンの頂点であり、ストリップと接触する点）の位置を求めることはできなかった。この頂点の位置を求めることで、ピンが設計通りの仕様で作製されているかをチェックすることが可能であり、引抜加工後における戻りなどによって所定の断面形状ではなくなったピンを不良品として除くことができる。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、ピンなどの、曲線を有する断面形状を備えた棒状部材周面の頂点位置を簡単な構成で測定することができる頂点位置測定方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）本発明の棒状部材周面の頂点位置測定方法（以下、単に「頂点位置測定方法」ともいう）は、少なくとも一部に曲線を有する断面形状を備えた棒状部材における前記曲線の部分の頂点の位置を測定する方法であって、
前記棒状部材を載置可能な載置面及び当該載置面と直交する縦面を備えており且つ第１のトルクメータが連結された下治具の前記載置面に、前記頂点を鉛直上方向に向けるとともに側端を前記縦面に当接させた状態で棒状部材を載置し、
前記頂点に当接可能な当接面を備えており且つ第２のトルクメータが連結された上治具の当該当接面を、下治具の載置面に載置された棒状部材の頂点に当接させ、
前記上治具に接続されたモータを駆動させて当該上治具を第２のトルクメータの回転中心回りに回動させることで前記棒状部材の頂点に接線力を付与し、
第１のトルクメータのトルク値Ｔ１、第２のトルクメータのトルク値Ｔ２、第１のトルクメータの回転中心から第２のトルクメータの回転中心までの水平距離Ｌ、及び第２のトルクメータの回転中心から前記頂点までの水平距離Ｌ２を用いて、前記頂点の位置として、第１のトルクメータの回転中心から当該頂点までの水平距離Ｌ１を求める
ことを特徴としている。
【０００９】
本発明の頂点位置測定方法では、棒状部材の頂点に上治具を当接させて当該棒状部材に接線力を付与し、両トルクメータのトルク値Ｔ１、Ｔ２と、第１のトルクメータの回転中心から第２のトルクメータの回転中心までの水平距離Ｌと、第２のトルクメータの回転中心から前記頂点までの水平距離Ｌ２とを用いて、前記頂点の位置として、第１のトルクメータの回転中心から当該頂点までの水平距離Ｌ１を求めている。したがって、棒状部材の頂点と治具とを接触させる簡単な構成により、当該頂点の位置を測定することができる。
【００１０】
（２）前記（１）の頂点位置測定方法において、前記棒状部材の断面形状が、曲率が異なる複数の曲線を有するものであってもよい。
【００１１】
（３）前記（１）又は（２）の頂点位置測定方法において、前記曲線がインボリュート曲線であってもよい。
【００１２】
（４）前記（１）〜（３）の頂点位置測定方法において、前記棒状部材が、無段変速機の動力伝達要素を構成するピン又はストリップであってもよい。
【００１３】
（５）前記水平距離Ｌ１を求めるに際し、前記棒状部材、上治具及び下治具の質量によるトルクを用いてもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の頂点位置測定方法によれば、ピンなどの、曲線を有する断面形状を備えた棒状部材の頂点位置を簡単な構成で測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の頂点位置測定方法の適用例であるピンを含む、無段変速機の動力伝達チェーンの説明図である。
【図２】本発明の頂点位置測定方法の一実施形態を実施する装置例の説明図である。
【図３】図２のＡ方向矢視説明図である。
【図４】本発明の頂点位置測定方法の他の実施形態を実施する装置例の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、添付図面を参照しつつ、本発明の頂点位置測定方法の実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明の頂点位置測定方法の適用例であるピン３を含む、無段変速機の動力伝達チェーン１の説明図である。
【００１７】
動力伝達チェーン１は、エンジン側に接続された入力軸に一体回転可能に取り付けられたインプットプーリ（図示せず）と、駆動輪側に接続された出力軸に一体回転可能に取り付けられたアウトプットプーリ（図示せず）との間に掛け渡される。
【００１８】
動力伝達チェーン１は、チェーン構成部材としての複数の金属（炭素鋼など）製のリンクプレート２と、このリンクプレート２を相互に連結するための複数の金属（軸受鋼など）製ピン３と、これらピン３よりも若干短いストリップ４とから構成されている。なお、図１では、動力伝達チェーン１の幅方向中央部の記載を一部省略している。
【００１９】
リンクプレート２は、外形線がなだらかな曲線形状であり、１枚につきピン孔２ａが２つずつ設けられており、全て実質的に同一の外形となるように形成されている。このリンクプレート２を連結するピン３は、ピン孔２ａの内周面に沿う側面を有する棒状部材であり、全て実質的に同一形状に形成されている。ストリップ４は、ピン３よりも若干短く形成された、ピン孔２ａの内周面に沿う側面を有する棒状部材であり、全て実質的に同一形状に形成されている。そして、重ね合わせて配置された複数のリンクプレート２のピン孔２ａ内にピン３とストリップ４とが挿通され、リンクプレート２が屈曲自在に連結されている。
【００２０】
前述したピン３及びストリップ４の軸方向ないし長手方向に垂直な断面の外形は、図２又は図４に示されるように、曲率が異なる複数の曲線からなるインボリュート曲線を含んでいる。本発明は、このインボリュート曲線を上にしてピン３又はストリップ４を平面上に載置したときに、当該ピン３又はストリップ４の最も高い点（頂点。ピンの場合、対応するストリップとこの頂点で接触する）の位置を求めるものである。
【００２１】
〔第１実施形態〕
図２は、本発明の頂点位置測定方法の一実施形態（第１実施形態）を実施する装置例の説明図である。この測定装置Ｍは、棒状部材であるピン３が載置される下治具１０と、ピン３に対して接線力（荷重）を負荷する上治具２０とで主に構成されている。
【００２２】
下治具１０は、断面Ｌ字状の部材からなり、ピン３が載置される載置面１１ａを有する横材１１と、この横材１１と直交しており、前記載置面１１ａと直交する縦面１２ａを有する縦材１２とを備えている。ピン３は、当該ピン３の最も高い点である頂点が上になるように、かつ、ピン３の側端が前記縦面１２ａと当接するように、載置面１１ａ上に載置される。下治具１０の横材１１の下方には、当該下治具１０が水平であるか否かを確認するための一対のダイヤルゲージ１３ａ、１３ｂが配設されている。
【００２３】
下治具１０は、その縦材１２の上端部付近において軸支されており、軸１４廻りに回動可能に構成されている。軸１４には、図３に示されるように、トルクメータ１５が接続されており、当該軸１４に作用するトルク値を測定することができる。
【００２４】
一方、上治具２０は、前記横材１１と対向して配設される横材２１を備えており、この横材２１の一端（縦材１２から遠いほうの端部）には、下方に突出する軸支部２２が形成されている。上治具２０は、軸支部２２を挿通する軸２３により回動可能にされている。前記軸２３にも、下治具１０の軸１４と同様に、トルクメータ（図示せず）が接続されている。また、上治具１０には、トルクメータよりも横材２１寄りの軸２３に回転力を与える駆動手段であるモータと、このモータの回転力を軸２３に伝達するホイールギヤなどの伝達機構とが設けられている。
【００２５】
上治具２０の横材２１の下面は、ピン３の頂点と当接可能な当接面２１ａとされている。前記軸２３の軸心は、当接面２１ａを含む平面内に位置するように位置決めされている。下治具１０と上治具２０は、下治具１０の軸１４の軸心と、上治具２０の軸２３の軸心とが同一の水平面上に位置し且つ互いに平行になるように位置決めされている。
【００２６】
頂点位置の測定に先立って、マイクロメーター、ダイヤルゲージ等により、ピン３の最大高さを測定しておく。また、下治具１０の軸１４の軸心と上治具２０の軸２３の軸心とを含む平面と、上治具２０の当接面２１ａとが一致するように、換言すれば、横材２１が水平状態になるようにダイヤルゲージ２４ａ、２４ｂを用いて、横材２１の姿勢が調節される。
【００２７】
そして、ピン３の側端を下治具１０の縦面１２ａに当接させた状態で当該ピン３を下治具１０の載置面１１ａ上に載置し、ついでピン３と載置面１１ａとの間に、前記最大高さと、載置面１１ａと当接面２１ａとの間の距離との差に相当する厚さのシム３０を挿入し、ピン３の頂点が横材２１の当接面２１ａに当接するようにピン３の上下方向の位置を調整する。その際、ダイヤルゲージ１３ａ、１３ｂにより下治具１０が水平であることを確認しつつ調整作業を進める。
【００２８】
ついで、前記モータを駆動させて軸２３に所定のトルクＴ２を与える。また、このときのトルクメータ１５のトルクＴ１を測定する。
今、下治具１０の回転中心（軸１４の軸心）からピン３の頂点までの水平距離をＬ１とし、上治具２０の回転中心（軸２３の軸心）からピン３の頂点までの水平距離をＬ２とし、上治具２０によりピン３に付与される接線力（荷重）をＦとすると、次の式（１）〜（３）が成立する。
Ｔ１＝Ｆ（接線力）×Ｌ１    ・・・・・・（１）
Ｔ２＝Ｆ（反力）×Ｌ２    ・・・・・・（２）
Ｌ＝Ｌ１＋Ｌ２    ・・・・・・（３）
ここで、Ｔ１、Ｔ２及びＬは既知の値である。
【００２９】
式（１）及び（２）より、
Ｆ＝Ｔ１／Ｌ１＝Ｔ２／Ｌ２    ・・・・・・（４）
が導かれ、また、式（３）より
Ｌ２＝Ｌ−Ｌ１    ・・・・・・（５）
である。式（４）及び（５）より、
Ｔ２／（Ｌ２−Ｌ１）＝Ｔ１／Ｌ１
Ｔ２×Ｌ１＝Ｔ１×（Ｌ−Ｌ１）
となり、これを変形すると、求めたいＬ１は、
Ｌ１＝Ｔ１×Ｌ／（Ｔ１＋Ｔ２）
となる。
【００３０】
なお、本実施形態では、力の釣り合い式において、ピン３や下治具１０及び上治具２０の質量の影響を無視している。正確な頂点位置を測定するためには、後述する第２実施形態のように、これらの質量を考慮する必要があるが、前記トルクＴ１及びＴ２の値をある程度大きく設定することで、実用上、ピン３などの質量の影響を無視しても一定の精度を確保することができる。質量系を無視する第１実施形態の場合、計算が簡略化されるという利点がある。
【００３１】
〔第２実施形態〕
本実施形態では、ピン３、シム３０、下治具１０及び上治具２０の質量の影響を考慮して、当該ピン３の頂点の位置を求めている。
上治具２０の質量をＭｕとし、上治具２０の重心位置をＬｕとし、下治具１０、シム３０及びピン３の質量をＭｄとし、下治具１０、シム３０及びピン３の重心位置をＬｄとし、これら治具、シム及びピンの質量系を考慮して力の釣り合い式を求めた以外は、第１実施形態と同様にしてピン３の頂点位置を求めた。なお、前記Ｍｕ、Ｌｕ、Ｍｄ及びＬｄは、予め測定可能な既知の値である。
【００３２】
第１実施形態と同様にして、トルクＴ１及びＴ２について、以下の式（６）〜（８）が成立する。
Ｔ１＝Ｆ（接線力）×Ｌ１−Ｍｄ×ｇ×Ｌｄ    ・・・・・・（６）
Ｔ２＝Ｆ（反力）×Ｌ２＋Ｍｕ×ｇ×Ｌｕ    ・・・・・・（７）
Ｌ＝Ｌ１＋Ｌ２    ・・・・・・（８）
ここで、Ｔ１、Ｔ２、Ｌ、Ｍｕ、Ｌｕ、Ｍｄ及びＬｄは既知の値である。
式（６）及び（７）より、
Ｆ＝（Ｔ１＋Ｍｄ×ｇ×Ｌｄ）／Ｌ１＝（Ｔ２−Ｍｕ×ｇ×Ｌｕ）／Ｌ２    ・・・・・・（９）
が導かれ、また、式（８）より
Ｌ２＝Ｌ−Ｌ１    ・・・・・・（１０）
である。式（９）及び（１０）より、
Ｆ＝（Ｔ２−Ｍｕ×ｇ×Ｌｕ）／Ｌ２＝（Ｔ１＋Ｍｄ×ｇ×Ｌｄ）／Ｌ１・・・・・・（１１）
となる。ここで、Ｍｄ×ｇ×Ｌｄ＝Ａ、Ｍｕ×ｇ×Ｌｕ＝Ｂとおくと、式（１１）は
Ｌ１＝Ｌ（Ｔ１＋Ｂ）／（Ｔ１＋Ｔ２−Ａ＋Ｂ）
となり、ＬＩを求めることができる。
【００３３】
なお、第１実施形態では、水平距離Ｌ１が
Ｌ１＝Ｔ１×Ｌ／（Ｔ１＋Ｔ２）    ・・・・・・（１２）
と表され、第２実施形態では、
Ｌ１＝Ｌ（Ｔ１＋Ｂ）／（Ｔ１＋Ｔ２−Ａ＋Ｂ）    ・・・・・・（１３）
と表される。
ここで、（１３）を変形すると、式（１４）になる。
【００３４】
【数１】
2014044158.tif 000003
【００３５】
式（１４）において、ＬＢ／（Ｔ１＋Ｔ２）、及び（−Ａ＋Ｂ）／（Ｔ１＋Ｔ２）がそれぞれ略「０」になれば（≒０）、式（１２）で式（１３）を代用することができる、すなわち治具などの質量を無視してピンの頂点位置を測定できることになる。
測定誤差を±０．１％として、以下の式（１５）、（１６）より、上下の治具のトルクの合計（Ｔ１＋Ｔ２）が、治具の質量×重心位置の１００倍以上であれば、式（１２）で式（１３）を代用できることが分かる。
【００３６】
【数２】
2014044158.tif 000004
【符号の説明】
【００３７】
１：動力伝達チェーン、２：リンクプレート、３：ピン、４：ストリップ、１０：下治具、１１：横材、１１ａ：載置面、１２：縦材、１２ａ：縦面、１３ａ、１３ｂ：ダイヤルゲージ、１５：トルクメータ、２０：上治具、２１：横材、２１ａ：当接面、２４ａ、２４ｂ：ダイヤルゲージ、Ｍ：測定装置
【図１】
2014044158.tif 000005
【図２】
2014044158.tif 000006
【図３】
2014044158.tif 000007
【図４】
2014044158.tif 000008