(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載されて該車両の駆動力源から入力された回転を歯車機構を介して出力する動力伝達装置の噛合伝達誤差を、該動力伝達装置の入力部材の回転と出力部材の回転とに基づいて測定する車両用動力伝達装置の噛合伝達誤差測定装置であって、
前記噛合伝達誤差の測定中に、前記動力伝達装置を加温して該動力伝達装置を予め定められた測定温度に維持する恒温装置を含み、
前記恒温装置は、
前記車両用動力伝達装置内の潤滑油を外部へ取り出して再び該車両用動力伝達装置内へ戻す外部循環路と、
該外部循環路に介挿されて該外部循環路内の潤滑油を一方向へ送り出すオイルポンプと、
該外部循環路に設けられ、該外部循環路を流通する潤滑油を空気冷却するラジエータと、
該ラジエータと直列に設けられ、前記潤滑油が予め定められた温度を超えると開いて該ラジエータを流通する潤滑油量を増加させる温度開閉弁と、
前記ラジエータおよび温度開閉弁と並列に設けられ、前記潤滑油が予め定められた温度を下回ると該潤滑油を加熱する電気ヒータと
を、含むことを特徴とする車両用動力伝達装置の噛合伝達誤差測定装置。
【請求項２】
測定用駆動源の回転を前記動力伝達装置の入力部材に伝達する回転入力軸と、該動力伝達装置の出力部材に連結された回転出力軸と、該回転入力軸の回転を検出する入力側ロータリエンコーダと、該回転出力軸の回転を検出する出力側ロータリエンコーダとを、含み、
前記入力側ロータリエンコーダは断熱材を介して前記入力軸に連結され、前記出力側ロータリエンコーダは断熱材を介して前記出力軸に連結されていることを特徴とする請求項１の車両用動力伝達装置の噛合伝達誤差測定装置。
【請求項３】
前記入力側ロータリエンコーダのロータは、前記回転入力軸に同心に連結された、該回転入力軸よりも低熱膨張率を有するセラミックス製のアダプタを介して該回転入力軸に連結され、
前記出力側ロータリエンコーダのロータは、前記回転出力軸に同心に連結された、該回転出力軸よりも低熱膨張率を有するセラミックス製のアダプタを介して該回転出力軸に連結されていることを特徴とする請求項２の車両用動力伝達装置の噛合伝達誤差測定装置。
【請求項４】
前記入力側ロータリエンコーダのロータは、前記回転入力軸に同心に連結されたアダプタおよび断熱板材を介して該回転入力軸に連結され、
前記出力側ロータリエンコーダのロータは、前記回転出力軸に同心に連結されたアダプタおよび断熱板材を介して該回転出力軸に連結されていることを特徴とする請求項２の車両用動力伝達装置の噛合伝達誤差測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用動力伝達装置の噛合伝達誤差測定装置に関し、特に、車両用動力伝達装置の実動温度における噛合伝達誤差を高い精度で測定できる装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
動力伝達のために互いに噛み合って回転する一対の歯車を含む車両用動力伝達装置では、歯面の形状誤差や歯のたわみなどによって噛合伝達誤差を生じ、動力伝達性能に影響を与えたり振動が発生したりする。かかる噛合伝達誤差を検出するために、互いに噛み合う一対の第１歯車および第２歯車に所定の噛合荷重を付与した状態で回転させ、それら第１歯車および第２歯車の回転角をそれぞれロータリエンコーダによって測定することにより、その回転角のずれを検出する車両用動力伝達装置の噛合伝達誤差測定装置が提案されている。
【０００３】
たとえば、特許文献１および特許文献２に開示されている噛合伝達誤差測定装置においては、車両の終減速機において、そのドライブピニオンに連結された入力側モータによって速度制御した回転を与え、従動側であるサイドギヤに連結された出力側モータによってトルク制御した負荷トルクを与えながらロータリエンコーダで入力側および出力側それぞれの回転角を検出し相互の位相差を演算することで噛合伝達誤差を測定している。この噛合伝達誤差の測定では、一般に、測定機振動の影響を回避するため、極低速回転下で実施される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１４５１９７号公報
【特許文献２】特開平０６−０７４８６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記従来の噛合伝達誤差測定装置は、常温下において車両用動力伝達装置を構成する歯車機構の噛合伝達誤差を測定していたが、たとえば８０℃程度の実働温度を大きく下まわる温度であって、しかもその温度がばらつく温度環境での測定であるため、歯車機構の構成部品が熱膨張した実動状態における歯車のミスアライメントを考慮できていなかった。このため、噛合伝達誤差の測定値の精度が得られず、伝達誤差の評価が正確とは言い難いものであった。
【０００６】
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、車両用動力伝達装置の実動温度における噛合伝達誤差を高い精度で測定することができる車両用動力伝達装置の噛合伝達誤差測定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための、本発明の要旨とするところは、(a) 車両に搭載されてその車両の駆動力源から入力された回転を歯車機構を介して出力する動力伝達装置の噛合伝達誤差を、その動力伝達装置の入力部材の回転と出力部材の回転とに基づいて測定する車両用動力伝達装置の噛合伝達誤差測定装置であって、(b) 前記噛合伝達誤差の測定中に、前記動力伝達装置を加温してその動力伝達装置を予め定められた測定温度に維持する恒温装置を含み、前記恒温装置は、(c) 前記車両用動力伝達装置内の潤滑油を外部へ取り出して再びその車両用動力伝達装置内へ戻す外部循環路と、(d) その外部循環路に介挿されてその外部循環路内の潤滑油を一方向へ送り出すオイルポンプと、(e) その外部循環路に設けられ、その外部循環路を流通する潤滑油を空気冷却するラジエータと、(f) そのラジエータと直列に設けられ、前記潤滑油が予め定められた温度を超えると開いてそのラジエータを流通する潤滑油量を増加させる温度開閉弁と、(g) 前記ラジエータおよび温度開閉弁と並列に設けられ、前記潤滑油が予め定められた温度を下回るとその潤滑油を加熱する電気ヒータとを、含むことにある。
【発明の効果】
【０００８】
このように構成された本発明の噛合伝達誤差測定装置によれば、恒温装置により、噛合伝達誤差の測定中に車両用動力伝達装置が加温されてその動力伝達装置が予め定められた測定温度に維持されるので、その測定温度を車両用動力伝達装置の実働温度とすることにより、車両用動力伝達装置の実動温度における噛合伝達誤差を高い精度で測定することができ、車両用動力伝達装置の噛合伝達誤差を正確に評価することが可能となる。また、このようにすれば、車両用動力伝達装置内の潤滑油が予め定められた測定温度に維持されることから、車両用動力伝達装置内の歯車機構全体の温度が均一となるので、噛合伝達誤差を高い精度で測定することができ、車両用動力伝達装置の噛合伝達誤差を正確に評価することが可能となる。
【００１０】
また、好適には、噛合伝達誤差測定装置は、(h) 測定用駆動源の回転を前記動力伝達装置の入力部材に伝達する回転入力軸と、(i) その動力伝達装置の出力部材に連結された回転出力軸と、その回転入力軸の回転を検出する入力側ロータリエンコーダと、(j）その回転出力軸の回転を検出する出力側ロータリエンコーダとを、含み、(k）前記入力側ロータリエンコーダは断熱材を介して前記入力軸に連結され、前記出力側ロータリエンコーダは断熱材を介して前記出力軸に連結されていることを特徴とする。このようにすれば、高い精度で測定するための精密な機器であるロータリエンコーダが車両用動力伝達装置から断熱されるので、噛合伝達誤差を高い精度で測定することができ、車両用動力伝達装置の噛合伝達誤差を正確に評価することが可能となる。
【００１１】
また、好適には、(l) 前記入力側ロータリエンコーダのロータは、前記回転入力軸に同心に連結された、その回転入力軸よりも低熱膨張率を有するセラミックス製のアダプタを介してその回転入力軸に連結され、(m) 前記出力側ロータリエンコーダのロータは、前記回転出力軸に同心に連結された、その回転出力軸よりも低熱膨張率を有するセラミックス製のアダプタを介してその回転出力軸に連結されていることを特徴とする。このようにすれば、高い精度で測定するための精密な機器であるロータリエンコーダが車両用動力伝達装置から断熱されるので、噛合伝達誤差を高い精度で測定することができ、車両用動力伝達装置の噛合伝達誤差を正確に評価することが可能となる。
【００１２】
また、好適には、(n) 前記入力側ロータリエンコーダのロータは、前記回転入力軸に同心に連結されたアダプタおよび断熱板材を介してその回転入力軸に連結され、(o) 前記出力側ロータリエンコーダのロータは、前記回転出力軸に同心に連結されたアダプタおよび断熱板材を介してその回転出力軸に連結されていることを特徴とする。このようにすれば、高い精度で測定するための精密な機器であるロータリエンコーダが車両用動力伝達装置から断熱されるので、噛合伝達誤差を高い精度で測定することができ、車両用動力伝達装置の噛合伝達誤差を正確に評価することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明が適用された噛合伝達誤差測定装置の構成を説明する概略図である。
【図２】図１の恒温装置の構成を説明する概略図である。
【図３】図１のロータリエンコーダの取付け構造を説明する概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。
【実施例１】
【００１５】
図１は本発明が適用された、車両用動力伝達装置の噛合伝達誤差測定装置１０の構成を説明する概略図である。図１の噛合伝達誤差測定装置１０には、車両用動力伝達装置としてトランスアクスル１２が噛合伝達誤差の測定のために固定されている。このトランスアクスル１２内には、歯車機構が収容されている。たとえば、トランスアクスル１２内には、複数組の遊星歯車装置から構成され、複数の摩擦係合装置がそれら遊星歯車装置の回転要素のいずれかを相互に或いはケースに連結することで複数の変速段を択一的に達成させる遊星歯車式自動変速機、互いに平行な軸にそれぞれ設けられた変速比が相違する複数対の常時噛合歯車による動力伝達が、同期噛合装置によって択一的に選択される平行軸式変速機、或いは、有効径が可変の一対の可変プーリに伝動ベルトが捲き掛けられたベルト式無段変速機のいずれかから構成された変速機１４と、その変速機１４の出力トルクを左右一対の駆動輪へ伝達するための差動歯車装置( 終減速機) １６とが収容されている。
【００１６】
噛合伝達誤差測定装置１０は、トランスアクスル１２の入力部材を回転させるための測定用駆動源として機能する入力側電動機２０および入力側減速機２２と、トランスアクスル１２の一対の出力部材に回転負荷すなわち負荷トルクを付与するための第１出力側電動機( 発電機）２４および第１出力側減速機２６、第２出力側電動機( 発電機）２８および第２出力側減速機３０とを備えている。
【００１７】
上記トランスアクスル１２の入力部材すなわち変速機１４の入力軸( インプットシャフト）と入力側減速機２２との間は、ベルト式伝動機３１、入力側トルクメータ３２および入力側ロータリエンコーダ３４を介して、トーションバー( 捩ればね) としても機能するように比較的細い鋼ロッドから構成された回転入力軸３６により連結されている。回転入力軸３６は、噛合伝達誤差の測定時に、測定用駆動源として機能する入力側電動機２０および入力側減速機２２からの回転をトランスアクスル１２の入力部材に入力させるためのものである。また、上記トランスアクスル１２の出力部材すなわち差動歯車装置１６の一対のサイドギヤの一方と第１出力側減速機２６との間は、第１出力側トルクメータ３８および第１出力側ロータリエンコーダ４０を介して、トーションバーとしても機能するように比較的細い鋼ロッドから構成された第１回転出力軸４２により連結され、差動歯車装置１６の一対のサイドギヤの他方と第２出力側減速機３０との間は、第２出力側トルクメータ４４および第２出力側ロータリエンコーダ４６を介して、トーションバーとしても機能するように比較的細い鋼ロッドから構成された第２回転出力軸４８により連結されている。
【００１８】
噛合伝達誤差測定装置１０は、噛合伝達誤差の測定中にトランスアクスル１２を加温してそのトランスアクスル１２を予め定められた測定温度に維持するための恒温装置５０を備えている。図２は、恒温装置５０の一例を示している。図２において、恒温装置５０は、トランスアクスル１２内の潤滑油を外部へ取り出して再びそのトランスアクスル１２内へ戻す外部循環路５２と、その外部循環路５２に介挿されてその外部循環路５２内の潤滑油を一方向へ送り出すオイルポンプ５４と、その外部循環路５２に設けられ、その外部循環路５２を流通する潤滑油を空気冷却するラジエータ５６と、そのラジエータ５６と直列に設けられ、ラジエータ５６および外部循環路５２内の潤滑油が予め定められた目標温度を超えると開いてそのラジエータ５６を流通する潤滑油量を増加させる流量制御弁である温度開閉弁( サーモスタット) ５８と、ラジエータ５６および温度開閉弁５８と並列に設けられ、上記潤滑油が予め定められた温度を下回るとその潤滑油を加熱するための電気ヒータ６０と、外部循環路５２に設けられた温度センサ６２からの潤滑油温度が予め設定された目標温度となるように電気ヒータ６０を制御する温度制御装置６４とを、備えている。これにより、外部循環路５２内の潤滑油温度が上記目標温度を超えようとするとラジエータ５６により冷却され、外部循環路５２内の潤滑油温度が上記目標温度を下回ろうとすると電気ヒータ６０により加熱されることにより、トランスアクスル１２内および外部循環路５２内の潤滑油が上記目標温度付近に一定に維持される。この目標温度は、噛合伝達誤差の測定中では測定温度となる。この測定温度は、たとえば８０℃程度のトランスアクスル１２の実動温度に設定される。
【００１９】
入力側ロータリエンコーダ３４、第１出力側ロータリエンコーダ４０、第２出力側ロータリエンコーダ４６は、同様に高い分解能を有する精密機器から構成されているため、その測定精度を維持するためには、たとえば５０℃以下でしか用いることはできないが、軸のねじれの影響を少なくするためにトランスアクスル１２に接近した位置に設けられる。そして、それら入力側ロータリエンコーダ３４、第１出力側ロータリエンコーダ４０、第２出力側ロータリエンコーダ４６は、トランスアクスル１２から熱伝導する熱が遮断されるように、同様の断熱構造により装着されている。たとえば入力側ロータリエンコーダ３４を用いて例示すると、図３に示すように、トランスアクスル１２側の回転入力軸３６ａの軸端部には、鋼製の回転入力軸３６ａの１／１０以下の比較的低い熱伝導率を有するジルコニアセラミックス製の連結フランジ７０が固定されているとともに、入力側トルクメータ３２側の回転入力軸３６ｂの軸端部には、テーパ状外周面７２ｔを有するボス部材７２が固定されており、ボルト７４によってそのボス部材７２には連結フランジ７０が断熱シート７６を介して同心に固定されている。入力側ロータリエンコーダ３４のロータ３４ｒには、テーパ状内周面３４ｔが形成されており、そのテーパ状内周面３４ｔに上記テーパ状外周面７２ｔが圧入により嵌め着けられている。上記連結フランジ７０は、入力側ロータリエンコーダ３４のロータ３４ｒとトランスアクスル１２側の回転入力軸３６ａとを連結するためのアダプタとして機能している。また、上記連結フランジ７０および断熱シート７６は、トランスアクスル１２側の熱が入力側ロータリエンコーダ３４へ伝導されることを阻止する断熱材として機能している。これにより、トランスアクスル１２側の回転入力軸３６ａの軸端とボス部材７２との間には空間が形成され、専ら熱伝導率が低い連結フランジ７０を介してトランスアクスル１２側の熱が入力側ロータリエンコーダ３４へ伝導されるようになっている。
【００２０】
上記のように構成された噛合伝達誤差測定装置１０は、電子制御装置８０によって制御されるようになっている。恒温装置５０によってトランスアクスル１２が所定の実働温度に維持されている状態で、電子制御装置８０は、入力側電動機２０を用いてトランスアクスル１２の入力部材を所定の低速回転で回転駆動させると同時に、第１出力側電動機２４および第２出力側電動機２８を用いてトランスアクスル１２の出力部材に対して、噛合伝達誤差測定に必要な負荷トルクを付与する。トランスアクスル１２の実働トルク伝達状態の噛合伝達誤差測定を行う場合には、その実働トルクを発生させるように設定された負荷トルクを付与する。このとき、トランスアクスル１２の入力部材への入力トルクは入力側トルクメータ３２により検出され、トランスアクスル１２の出力部材からの出力トルクは第１出力側トルクメータ３８および第２出力側トルクメータ４４により検出されるので、電子制御装置８０は、検出されたトルクが予め定められた試験条件と一致するように、入力側電動機２０、第１出力側電動機２４および第２出力側電動機２８を制御する。
【００２１】
上記のトランスアクスル１２の入力部材および出力部材の回転中において、電子制御装置８０は、入力側ロータリエンコーダ３４により検出された回転数( 回転角) と、第１出力側ロータリエンコーダ４０および第２出力側ロータリエンコーダ４６により検出された回転数( 回転角) とから、必要に応じてその時のトランスアクスル１２の変速比γを用いて回転数を一致させた後で、それぞれの回転角の位相のずれから噛合伝達誤差を算出する。
【００２２】
上述のように、本実施例の噛合伝達誤差測定装置１０によれば、恒温装置５０により、噛合伝達誤差の測定中にトランスアクスル１２が加温されてそのトランスアクスル１２が予め定められた測定温度に維持されるので、その測定温度をトランスアクスル１２の実働温度に設定することにより、トランスアクスル１２の実動温度における噛合伝達誤差を高い精度で測定することができ、トランスアクスル１２の噛合伝達誤差を正確に評価することが可能となる。
【００２３】
また、本実施例の噛合伝達誤差測定装置１０において、恒温装置５０は、トランスアクスル１２内の潤滑油を外部へ取り出して再びそのトランスアクスル１２内へ戻す外部循環路５２と、その外部循環路５２に介挿されてその外部循環路５２内の潤滑油を一方向へ送り出すオイルポンプ５４と、その外部循環路５２に設けられ、その外部循環路５２を流通する潤滑油を空気冷却するラジエータ５６と、そのラジエータ５６と直列に設けられ、潤滑油が予め定められた温度を超えると開いてそのラジエータ５６を流通する潤滑油量を増加させる温度開閉弁５８と、そのラジエータ５６および温度開閉弁５８と並列に設けられ、潤滑油が予め定められた温度を下回るとその潤滑油を加熱するための電気ヒータ６０とを、備えることから、トランスアクスル１２内の潤滑油が予め定められた測定温度に維持されるので、トランスアクスル１２内の歯車機構全体の温度が均一となるので、噛合伝達誤差を高い精度で測定することができ、トランスアクスル１２の噛合伝達誤差を正確に評価することが可能となる。
【００２４】
また、本実施例の噛合伝達誤差測定装置１０は、測定用駆動源である入力側電動機２０の回転をトランスアクスル１２の入力部材に伝達する回転入力軸３６と、その動力伝達装置の出力部材に連結された第１回転出力軸４２、第２回転出力軸４８と、その回転入力軸３６の回転を検出する入力側ロータリエンコーダ３４と、それら第１回転出力軸４２および第２回転出力軸４８の回転を検出する第１出力側ロータリエンコーダ４０、第２出力側ロータリエンコーダ４６とを、含み、入力側ロータリエンコーダ３４は断熱材( 連結フランジ７０および／または断熱シート７６) を介してトランスアクスル１２側の回転入力軸３６ａに連結され、第１出力側ロータリエンコーダ４０および第２出力側ロータリエンコーダ４６も同様に断熱材を介して第１回転出力軸４２および第２回転出力軸４８に連結されていることから、高い精度で測定するための精密な機器である入力側ロータリエンコーダ３４、第１出力側ロータリエンコーダ４０および第２出力側ロータリエンコーダ４６がトランスアクスル１２の実働温度による熱から断熱されるので、噛合伝達誤差を高い精度で測定することができ、トランスアクスル１２の噛合伝達誤差を正確に評価することが可能となる。
【００２５】
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。
【００２６】
たとえば、前述の噛合伝達誤差測定装置１０の図３において、実働温度のトランスアクスル１２から入力側ロータリエンコーダ３４への熱伝導を抑制するために、比較的低熱伝導率のジルコニアセラミックス製の連結フランジ７０および断熱シート７６が用いられていたが、それらのうちの一方が断熱性を有していてもよい。たとえば、比較的低熱伝導率のジルコニアセラミックス製の連結フランジ７０が用いられる場合は、断熱シート７６が必ずしも用いられなくてもよいし、断熱シート７６が用いられる場合は、金属製の連結フランジ７０が用いられてもよい。
【００２７】
また、前述の噛合伝達誤差測定装置１０において、前輪駆動方式車両に用いられるトランスアクスル１２の噛合伝達誤差が測定されていたが、それに替えて、後輪駆動方式車両に用いられる変速機たとえば自動変速機、手動変速機、無段変速機や、後輪用の差動歯車装置、或いは、ドライブピニオンとそれに噛み合うリングギヤから成るギヤ対が用いられてもよい。また、それら変速機に備えられる歯車機構は、平歯車、傘歯車、ハイポイドギヤなど他の態様の歯車であってもよい。
【００２８】
また、前述の噛合伝達誤差測定装置１０において、入力側電動機２０と入力側減速機２２、第１出力側電動機２４と第１出力側減速機２６、第２出力側電動機２８と第２出力側減速機３０は、相互に分離されているが、一体型になっているものであってもよいし、第１出力側電動機２４および第２出力側電動機２８は電磁式のブレーキであってもよい。
【００２９】
なお、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。
【符号の説明】
【００３０】
１０：噛合伝達誤差測定装置
１２：トランスアクスル( 車両用動力伝達装置)
２０：入力側電動機( 測定用駆動源)
３４：入力側ロータリエンコーダ( ロータリエンコーダ)
３６：回転入力軸
４０：第１出力側ロータリエンコーダ( ロータリエンコーダ)
４２：第１回転出力軸
４６：第２出力側ロータリエンコーダ( ロータリエンコーダ)
４８：第２回転出力軸
５０：恒温装置
５２：外部循環路
５４：オイルポンプ
５６：ラジエータ
５８：温度開閉弁
６０：電気ヒータ
７０：連結フランジ( 断熱材、アダプタ)
７６：断熱シート( 断熱材)
【図１】
0005549621.tif 000002
【図２】
0005549621.tif 000003
【図３】
0005549621.tif 000004