专利名称：端面花键的形状测定用的基准设定工具、使用其的形状测定装置以及方法
技术领域：
本发明涉及基准设定工具、以及使用该基准设定工具的形状测定装置以及方法，该基准设定工具为了对形成于车辆用轮毂单元的端面花键的被动齿(花键齿)的形状进行测定而被使用。
背景技术：
为了将汽车的车轮旋转自如地支承于悬架装置而使用轮毂单元。另外，作为轮毂单元，众所周知有如下轮毂单元在供驱动轮安装的毂轮的轴向内侧(车辆内侧)的端面形成端面花键，该端面花键具有与形成于等速万向节的外圈的驱动齿啮合的被动齿(花键齿)(例如，参照日本特表2008 - 536737号公报、日本特开2008 — 174178号公报)。在该轮毂 单元中，汽车的驱动轴的旋转动力从等速万向节经由被动齿而传递到毂轮。上述那样的端面花键中的各个被动齿，为了与等速万向节的驱动齿适当地啮合，而对齿面尺寸、排列齿距、相对于旋转中心的同轴度等各种尺寸要求规定的精度。因此，在制造轮毂单元之后，进行检查工序，也就是使用三维测定装置等来测定被动齿的各种尺寸，确认是否得到规定的精度。端面花键的被动齿通常将与等速万向节的驱动齿的啮合中的节面(P i t chsurface)设定为基准面(例如，在图2中由双点划线α表示的假想面；以下，称为“设计基准面”)而设计形状。然而，由于该设计基准面只是假想面，因此无法在检查工序中对实际产品的被动齿的形状测定过程中使用该设计基准面。因此，虽然以往通过将毂轮的凸缘面、车轮嵌合面等加工面作为临时的基准面来测定花键齿的各种尺寸，但这样的话测定误差变大，难以稳定地进行正确的尺寸测定。
发明内容
本发明的目的之一在于，提供一种能够为了测定被动齿的形状而设定适当的基准的端面花键的形状测定用的基准设定工具、以及端面花键的形状测定装置以及方法。为了对形成于车辆用轮毂单元的轴向的端面且与等速万向节的驱动齿啮合的被动齿的形状进行测定而被使用的、本发明的端面花键的形状测定用的基准设定工具的结构上的特征是，具有基准齿，该基准齿形成为模仿上述等速万向节的驱动齿的形状而排列成圆环状；以及基准面，该基准面与该基准齿具有规定的关系，并且为了在使上述基准齿与上述被动齿啮合的状态下设定该被动齿的形状测定的基准位置而使用。
本发明的其他特征和优点将结合附图以及具体实施方式
予以明确，其中数字表示构成元件，其中图I是示出本发明的实施方式中的车辆用轮毂单元的剖视图。
图2是图I所示的车辆用轮毂单元的铆接部的放大剖视图。图3是表示设定图2所示的铆接部端部的被动齿的测定基准位置的样子的车辆用轮毂单元的剖面说明图。图4是基准设定工具的立体图。图5是测定装置的立体图。图6是表示利用了基准设定工具的尺寸测定的样子的车辆用轮毂单元的剖面说明图。图7是表示利用了基准设定工具的尺寸测定的样子的车辆用轮毂单元的剖面说明图。
具体实施例方式以下，参照附图对本发明的实施方式进行详细的说明。图I是示出本发明的实施方式中的车辆用轮毂单元的剖视图，图2是该车辆用轮毂单元的铆接部的放大剖视图。车辆用轮毂单元I将汽车的车轮旋转自如地支承于悬架装置。车辆用轮毂单元I具备毂轮3、内圈构成部件4、外圈5、以及多个滚动体6。上述毂轮3具有圆筒状的轮毂轴
2。上述内圈构成部件4铆接固定于上述轮毂轴2的车辆内侧的端部(图I中的右侧端部)。上述外圈5配设于上述轮毂轴2的径向外侧。上述滚动体6滚动自如地配设于上述外圈5的内周面的外圈轨道5a、5b、与上述轮毂轴2以及内圈构成部件4的外周面的内圈轨道2a、4a之间。多个滚动体6沿周向以规定的间隔被保持器20保持。另外，在形成于外圈5与毂轮3之间的环状空间，设置有从轴向两端密封该环状空间的密封部件21。在上述毂轮3的车辆外侧端部(在图I中为左侧端部)形成有凸缘部7。在该凸缘部7形成供未图示的螺栓嵌合的孔7a，轮胎的车轮、制动器圆盘等利用螺栓而被安装。在外圈5的外周面形成有固定凸缘8，该固定凸缘8用于将轮毂单元I安装于在车辆的悬架装置支承的车身侧部件(未图示)。轮毂轴2 —体地具有大径部9和小径部11。上述大径部9形成于凸缘部7侧。上述小径部11的直径小于上述大径部9且经由台阶部10而与该大径部9连续地形成。在大径部9的外周面形成有与外圈5的外圈轨道5a对应的内圈轨道2a。内圈构成部件4在嵌入到轮毂轴2的小径部11的外周面之后，小径部11的端部被凿紧，而固定于台阶部10与小径部11的被凿紧的部分(铆接部)12之间。驱动轴31的驱动力经由等速万向节30而被传递到轮毂单元I。图示的等速万向节30是球笼式等速万向节。上述等速万向节30具备内圈32、外圈33、多个球34、以及保持器35。上述内圈32与驱动轴31的一端一体地连结。上述外圈33配设于上述内圈32的外侦U。上述球34配设于内圈32与外圈33之间。上述保持器35保持上述多个球34。等速万向节30的外圈33具备大致碗形状的外圈筒部33a和外圈轴部33b。上述外圈轴部33b从上述外圈筒部33a的端面的中心部突出地设置。在上述外圈轴部33b沿轴向形成有孔部36。在上述孔部36的内周面形成有内螺纹。带头紧固螺栓38的外螺纹37与上述孔部36的内螺纹螺合，轮毂单元I与等速万向节30通过该带头紧固螺栓38而被连接。
如图2所示，在轮毂轴2的车辆内侧的轴向端部的铆接部12的端面，形成有具有多个被动齿(花键齿)13的端面花键15。多个被动齿13在绕着轮毂单元I的轴心O (参照图I)排列为圆环状的状态下，以该轴心O为中心而形成为放射状。另外,在与上述铆接部12对置的外圈筒部33a的端面，多个驱动齿14在绕着外圈33的轴心排列为圆环状的状态下，以该轴心为中心而形成为放射状。而且，通过被动齿13与驱动齿14的啮合，驱动轴31的旋转驱动力经由等速万向节30而被传递到轮毂单元I。此外，在图2中，在被动齿13与外圈筒部33a的驱动齿14的啮合部16标注斜线。另外，图2中，在被动齿13的齿顶与齿底标注附图标记13c、13b，在驱动齿14的齿顶与齿底标注附图标记14c、14b。被动齿13的数量为例如37个，驱动齿14形成为与被动齿13数目相同。在被动齿13与驱动齿14的啮合位置设定有节面(节线)α。被动齿13以及驱动齿14的齿面、齿根等的尺寸以节面α为基准而设计，例如利用模型锻造而被成形。 形成有端面花键15的轮毂单元I，在制造之后实施检查工序，进行被动齿13的齿面形状、齿根、齿距等各种尺寸的测定，检查这些尺寸是否满足规定的精度。虽然端面花键15的被动齿13在设计上以节面α (参照图2)为基准面而设定齿面形状等尺寸，但由于该基准面α (以下，称为“设计基准面”)只是假想的面，因此不能在检查工序以该设计基准面α为基准而进行尺寸测定。因此，在本实施方式中，为了设定代替设计基准面α的适当的基准面(测定基准面)，使用接下来说明的基准设定工具50。图3是表示设定图2所示的被动齿的测定基准面的样子的车辆用轮毂单元的剖面说明图。图4是基准设定工具50的立体图。基准设定工具50由圆环状的块形成,在其中心轴线β方向的一端面(图3中的基准设定工具50的下表面)形成有多个基准齿53。该基准齿53是模仿等速万向节30的驱动齿14的形状而形成的，以与该驱动齿14完全相同的形状形成为满足规定的精度的尺寸。因此，在该基准齿53也设定如图2所示那样的假想的设计基准面α，按照以该设计基准面α为基准的正确的尺寸形成基准齿53。另外，多个基准齿53以相对于中心轴线β而满足规定的精度的同轴度被排列为圆环状。另外，在基准设定工具50的中心轴线β上形成有孔55。基准设定工具50的中心轴线β方向的另一端面(图3中的基准设定工具50的上表面)形成为平坦的面。该另一端面是以规定的精度与中心轴线β正交的面，并形成为以规定的精度与基准齿53的设计基准面α平行。该基准设定工具50的另一端面构成在被动齿13的尺寸测定中使用的第一基准面51。另外，基准设定工具50的外周面52形成为以中心轴线β为中心的圆筒面。另外，基准设定工具50的外周面52以相对于中心轴线β而满足规定的精度的同轴度、真圆度形成。该基准设定工具50的外周面52构成在被动齿13的尺寸测定使用的第二基准面。在对轮毂单元I的端面花键15的被动齿13进行尺寸测定时，在使基准设定工具50的基准齿53与该被动齿13啮合的状态下，将轮毂单元I设置于三维测定机(本发明的测定部)60。如图5所示，该三维测定机60具有平台61、门形框架62、滑块64、升降轴65、以及探测器67。在该探测器67的前端设置有球状的测头68。上述门形框架62被设为沿上述平台61的前后方向(Y方向)移动自如。上述滑块64被设为沿着上述门形框架62的水平横梁63而在左右方向(X方向)移动自如。上述升降轴65在上述滑块64设为沿着上下方向(z方向)升降自如。上述探测器67经由支架66而安装于上述升降轴65的下端。三维测定机60使探测器67沿三维方向(XYZ方向)移动的同时，使测头68依次与工件W的测定部位抵接，测定抵接点处的坐标值。通过运算该坐标值能够求得工件W的各种尺寸。该三维测定机60能够使用现有的公知的市售产品。在本实施方式中，如图3所示，作为工件W，将安装了基准设定工具50的轮毂单元I安装于平台61上。使探测器67的测头68分别与基准设定工具50的第一基准面51和第二基准面52抵接，分别测量该第一基准面51以及第二基准面52的坐标。将第一基准面51以及第二基准面52分别设定为测定被动齿13的尺寸时的测定基准面(测定基准位置)A、B。接着，从平台61上的轮毂单元I卸下基准设定工具50，使探测器67的测头68与端面花键15的被动齿13抵接，从而测量被动齿13的齿面、齿根、齿距等各种尺寸。此时，测头68相对于被动齿13的抵接点的坐标为，以由第一基准面51以及第二基准面52设定 的测定基准面A、B为基准的坐标。基准设定工具50的第一基准面51与基准齿53中的设计基准面α (参照图2)平行，并隔开规定的间隔形成。因此，通过使基准设定工具50的基准齿53与轮毂单元I的被动齿13啮合，能够将被动齿13的设计基准面α保持原状态地置换为沿Z方向移动规定间隔的第一基准面51。因此，将该第一基准面51作为测定基准面�。ü圆舛ɑ济鍭为基准来测定被动齿13的形状能够实现更正确的测定，能够正确地检查被动齿13的各种尺寸是否满足规定的精度。另外，通过将第二基准面52设为测定基准面B，能够求得基准齿53的中心轴线β(参照图4)的位置(坐标)。通过使基准齿53与被动齿13啮合，该中心轴线β相当于被动齿13中的设计上的中心轴线，因此通过测量各个被动齿13相对于该中心轴线β的尺寸，能够正确地求得各个被动齿13相对于假想的中心轴线的同轴度等。以上的测定是对端面花键15的全部的被动齿13进行的，并且是花费一定程度的时间而进行的详细的测定。因此，不是针对全部的产品进行，而是作为从相同型号的产品中抽取一部分来进行的抽取检查是能够恰当地实施的。而且，针对全部的产品而进行的全数检查，能够利用接下来说明的测定方法使用基准设定工具50而简易地进行。图6以及图7是示出将基准设定工具作为测定对象的测定方法的车辆用轮毂单元的剖面说明图。该图6以及图7所示的测定方法，不是如上述的测定方法那样直接地测定各被动齿13的尺寸，而是将与该被动齿13啮合的基准设定工具50本身作为测定对象。为了使轮毂单元I的端面花键15高精度地组装于等速万向节30的驱动齿14，而设定有几个保证项目。作为该保证项目，有例如使毂轮3旋转时的被动齿13相对于外圈5的轴心O方向的跳动量、被动齿13相对于毂轮3的轴心O的同轴度(径向的跳动量)、以及被动齿13相对于毂轮3的凸缘面7的高度的跳动量等。而且，为了针对这些保证项目进行检查，能够实施图6以及图7所示的测定方法。首先，如图6所示，在使基准设定工具50与轮毂单元I的端面花键15啮合的状态下，将基准设定工具50固定于轮毂单元I。在本实施方式中，利用由螺栓72连结的一对夹持板70、71夹住毂轮3与基准设定工具50。然后，将轮毂单元I的外圈5固定于固定部件74。然后，在使度盘式指示器等测定仪器75、76与基准设定工具50的第一基准面51和第二基准面52抵接的状态下，使毂轮3绕轴心O旋转一圈。由此基准设定工具50也随着毂轮3旋转一圈，从而能够利用测定仪器75、76来测量第一基准面51以及第二基准面52的跳动量。第一基准面51的跳动量相当于被动齿13相对于外圈5的轴心O方向的跳动量(基准面α的跳动量)。另外，第二基准面52的跳动量相当于毂轮3相对于旋转中心(轴心O)的径向的跳动量(同轴度)。另外，如图7所示，将固定基准设定工具50的轮毂单元I的毂轮3的凸缘7载置于旋转基座77上。然后，使块规78对准将从凸缘7到被动齿13的设计上的基准面α为止的高度与基准设定工具50的高度(从基准齿53的设计基准面α到第一基准面51为止的间隔)的尺寸相加的尺寸，并载置于旋转基座77上。然后，利用度盘式指示器等测定仪器 79，将使旋转基座77绕轴心O旋转一圈时的基准设定工具50的第一基准面51的高度的变化与块规78的高度作比较，测定置换为第一基准面51的被动齿13的设计基准面α的跳动。因此，在图6以及图7所示的测定方法中，即使不直接测定被动齿13，而是通过测定基准设定工具50的第一基准面51以及第二基准面52也能够对指定的保证项目进行检查。本发明并不局限于上述实施方式，能够在权利要求书所记载的发明的范围内进行适当的变更。例如，虽然上述实施方式的基准设定工具50具备第一基准面51和第二基准面52两个基准面，但也可以是只有任一个。另外，只要基准面与基准齿53具有规定的关系，也可以是上述的第一、第二基准面51、52以外的基准面。根据本发明，为了测定被动齿的形状而设定适当的基准，从而能够实施正确的测定。
权利要求
1.一种端面花键(15)的形状测定用的基准设定工具(50)，该基准设定工具(50)为了对形成于车辆用轮毂单元(I)的轴向的端面、且与等速万向节(30)的驱动齿(14)啮合的被动齿(13)的形状进行测定而使用， 所述基准设定工具(50)的特征在于， 具有 基准齿(53)，该基准齿(53)形成为模仿所述等速万向节的驱动齿的形状而排列为圆环状； 基准面(51、52)，该基准面(51、52)与上述基准齿具有规定的关系，并且为了在使所述基准齿与所述被动齿啮合的状态下设定该被动齿的形状测定的基准位置而使用。
2.根据权利要求I所述的端面花键(15)的形状测定用的基准设定工具，其特征在于， 所述基准设定工具的所述基准面包含与所述基准齿的排列中心轴线正交的第一基准面(51)。
3.根据权利要求I或2所述的端面花键(15)的形状测定用的基准设定工具，其特征在于， 所述基准设定工具的所述基准面包含由以所述基准齿的排列中心轴线为中心的圆筒面构成的第二基准面(52)。
4.根据权利要求I所述的端面花键的形状测定用的基准设定工具，其特征在于， 所述基准面作为在使所述被动齿与所述等速万向节的驱动齿啮合的状态下供测定仪器测定形状的被测定面而利用。
5.根据权利要求2所述的端面花键的形状测定用的基准设定工具，其特征在于， 所述基准面作为在使所述被动齿与所述等速万向节的驱动齿啮合的状态下供测定仪器测定形状的被测定面而利用。
6.一种端面花键(15)的形状测定装置，该端面花键(15)的形状测定装置对形成于车辆用轮毂单元(I)的轴向端面、且与等速万向节(30)的驱动齿(14)啮合的被动齿(13)的形状进行测定， 该端面花键(15)的形状测定装置的特征在于， 具备 权利要求I或2所述的基准设定工具；以及 测定部，该测定部在使所述基准设定工具的所述基准齿与所述车辆用轮毂单元的被动齿啮合的状态下，使用所述基准面来设定测定基准位置(A、B)，并以该测定基准位置为基准来测定所述被动齿的形状。
7.一种端面花键(15)的形状测定方法，该端面花键(15)的形状测定方法对形成于车辆用轮毂单元(I)的轴向端面、且与等速万向节(30)的驱动齿(14)啮合的被动齿(13)的形状进行测定， 该端面花键(15)的形状测定方法的特征在于， 包括 使权利要求I或2所述的基准设定工具的基准齿与所述车辆用轮毂单元的被动齿啮合的工序； 使用所述基准设定工具的基准面来设定测定基准位置(A、B)的工序；以及从所述车辆用轮毂单元卸下所述基准设定工具，并以所述测定基准位置为基准来测定所述被动齿的形状的工序。
8.一种端面花键(15)的形状测定方法，该端面花键(15)的形状测定方法对形成于车辆用轮毂单元(I)的轴向端面、且与等速万向节(30)的驱动齿(14)啮合的被动齿(13)的形状进行测定， 该端面花键(15)的形状测定方法的特征在于， 包括 使权利要求4所述的基准设定工具的基准齿与所述车辆用轮毂单元的被动齿啮合的工序；以及 使所述被动齿绕所述车辆用轮毂单元的轴心旋转，并测定所述基准设定工具的基准面的形状的工序。
9.一种端面花键(15)的形状测定方法，该端面花键(15)的形状测定方法对形成于车辆用轮毂单元(I)的轴向端面、且与等速万向节(30)的驱动齿(14)啮合的被动齿(13)的形状进行测定， 该端面花键(15)的形状测定方法的特征在于， 包括 使权利要求5所述的基准设定工具的基准齿与所述车辆用轮毂单元的被动齿啮合的工序；以及 使所述被动齿绕所述车辆用轮毂单元的轴心旋转，并测定所述基准设定工具的基准面的形状的工序。
全文摘要
本发明提供端面花键(15)的形状测定用的基准设定工具(50)，该基准设定工具(50)为了对形成于车辆用轮毂单元(1)的轴向的端面，且与等速万向节(30)的驱动齿(14)啮合的被动齿(13)的形状进行测定而被使用。该基准设定工具(50)具有基准齿(53)，该基准齿(53)形成为模仿等速万向节(30)的驱动齿(14)的形状而排列成圆环状；以及基准面(51、52)，该基准面(51、52)与该基准齿(53)具有规定的关系，并且为了在使该基准齿(53)与上述被动齿(13)啮合的状态下设定该被动齿(13)的形状测定的基准位置而被使用。
文档编号G01B21/24GK102967286SQ20121032019
公开日2013年3月13日 申请日期2012年8月31日 优先权日2011年8月31日
发明者河本将司 申请人:株式会社捷太格特
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
