(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
デフケース内に、一対のサイドギア、一対のピニオンギアおよびピニオンメートシャフトが組み付けられたディファレンシャルギアの組立品質を検査する方法において、
前記サイドギアを回転させたときの回転抵抗に基づいて、前記サイドギアと前記ピニオンメートシャフトとの隙間寸法を測定する前記サイドギアの位相位置を決定し、
当該位相位置において前記サイドギアと前記ピニオンメートシャフトとの隙間寸法を測定し、これを評価値とすることを特徴とするディファレンシャルギアの検査方法。
【請求項２】
少なくとも前記回転抵抗が最大となるサイドギヤの位相位置および最小となるサイドギヤの位相位置において前記サイドギヤと前記ピニオンギヤとの隙間寸法を測定することを特徴とする請求項１記載のディファレンシャルギヤの検査方法。
【請求項３】
前記一方のサイドギヤと前記ピニオンメートシャフトとの隙間寸法および前記他方のサイドギヤと前記ピニオンメートシャフトとの隙間寸法を測定し、これらを評価値とすることを特徴とする請求項１又は２記載のディファレンシャルギヤの検査方法。
【請求項４】
窓部を有するデフケース内に、一対のサイドギア、一対のピニオンギアおよびピニオンメートシャフトが組み付けられたディファレンシャルギアの組立品質を検査する装置において、
前記サイドギアを回転させたときの回転抵抗を測定し、当該回転抵抗に基づいて、前記サイドギアと前記ピニオンメートシャフトとの隙間寸法を測定する前記サイドギアの位相位置を決定するフリクション測定器と、
前記窓部を介して前記サイドギアと前記ピニオンメートシャフトとの隙間に一定圧力で挿入移動可能な楔形測定子と、
前記回転抵抗に基づいて決定された前記サイドギアの位相位置で、前記楔形測定子の移動寸法を検出する変位計と、を有することを特徴とするディファレンシャルギアの検査装置。
【請求項５】
前記フリクション測定器は、前記回転抵抗が最大となる前記サイドギアの位相位置、及び、前記回転抵抗が最小となる前記サイドギアの位相位置を決定し、
前記変位計は、前記回転抵抗が最大となる前記サイドギアの位相位置、及び、前記回転抵抗が最小となる前記サイドギアの位相位置で、前記楔形測定子の移動寸法をそれぞれ検出することを特徴とする請求項４記載のディファレンシャルギアの検査装置。
【請求項６】
前記楔形測定子は、前記一方のサイドギアと前記ピニオンメートシャフトとの隙間に対して挿入移動可能な第１の楔形測定子と、
前記他方のサイドギアと前記ピニオンメートシャフトとの隙間に対して挿入移動可能な第２の楔形測定子と、を含むことを特徴とする請求項４又は５記載のディファレンシャルギアの検査装置。
【請求項７】
前記楔形測定子を、前記サイドギアの軸方向にスライド自在とするスライド機構をさらに有することを特徴とする請求項４〜６の何れかに記載のディファレンシャルギアの検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディファレンシャルケース（以下、デフケースともいう）内に一対のサイドギヤ，一対のピニオンギヤ及びピニオンメートシャフトを組み付けた後の組立品質を検査する方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のディファレンシャル装置（差動装置）は、たとえば特開平６−２５４，７３２号公報や特開平９−７４３６７号公報に開示された方法により組み立てられるが、組立後の品質、特にサイドギヤおよびピニオンギヤのクリアランスが適切であるかどうかを検査する必要がある。
【０００３】
従来では、作業者がサイドギヤおよびピニオンギヤを手で触ったときの感触と、これらのギヤを回転させたときの回転抵抗（フリクション）を測定することで組立品質の検査を行っていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、こうした従来の検査方法では、作業者の触感やフリクションといったものでギヤのクリアランスを評価していたので、クリアランス測定に大きなばらつきが生じ、デフケースやサイドギヤ、ピニオンギヤの加工精度へフィードバックすることができないといった問題があった。
【０００５】
また、クリアランスに応じてスラストワッシャの厚さを選定するが、この選定も作業者の経験に依存することが少なくなく、選定を誤ると再組付けを行う必要があり、そのぶんだけ生産性が低下するという問題もあった。
【０００６】
本発明は、サイドギヤおよびピニオンギヤのデフケースへの組立品質を定量的に測定し評価できる検査方法および装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
（１）上記目的を達成するために、請求項１記載のディファレンシャルギヤの検査方法は、デフケース内に、一対のサイドギア、一対のピニオンギアおよびピニオンメートシャフトが組み付けられたディファレンシャルギアの組立品質を検査する方法において、前記サイドギアを回転させたときの回転抵抗に基づいて、前記サイドギアと前記ピニオンメートシャフトとの隙間寸法を測定する前記サイドギアの位相位置を決定し、当該位相位置において前記サイドギアと前記ピニオンメートシャフトとの隙間寸法を測定し、これを評価値とすることを特徴とする。
【０００８】
ディファレンシャルギヤを構成するサイドギヤとピニオンギヤとの噛み合いクリアランスは、その構造上サイドギヤとピニオンメートシャフトとの隙間寸法に相関する。本発明ではかかる観点から、これらサイドギヤとピニオンメートシャフトとの隙間寸法を測定し、これを評価値とするので、ディファレンシャルギヤのクリアランスを定量化することができ、デフケース、サイドギヤおよびピニオンギヤ等の加工精度にフィードバックすることができる。
【０００９】
また、クリアランスを定量化することにより、サイドギヤやピニオンギヤのスラストワッシャの厚さを定量的に選定することができ、選定ミスによる再組付けを防止することができる。
【００１０】
さらに、サイドギヤの回転抵抗が大きい位相位置はサイドギヤとピニオンメートシャフトとの隙間寸法が小さいと考えられる位置であり、逆にサイドギヤの回転抵抗が小さい位相位置はサイドギヤとピニオンメートシャフトとの隙間寸法が大きいと考えられる位置である。したがって、これら２つの位相位置でサイドギヤとピニオンメートシャフトとの隙間寸法を測定することで、ギヤの噛み合いにばらつきがあってもこれを考慮した評価値を得ることができ、ディファレンシャルギヤのクリアランス検査の信頼性が向上する。
【００１１】
（２）特に、請求項２記載のディファレンシャルギヤの検査方法のように、少なくとも前記回転抵抗が最大となるサイドギヤの位相位置および最小となるサイドギヤの位相位置において前記サイドギヤと前記ピニオンギヤとの隙間寸法を測定することがより好ましい。最も悪条件の状態でクリアランス評価することで、検査の信頼性がより向上することになる。
【００１２】
（３）上記発明において、サイドギヤとピニオンメートシャフトとの隙間は上下の少なくとも何れか一方で良いが、請求項３記載のディファレンシャルギヤの検査方法では、前記一方のサイドギヤと前記ピニオンメートシャフトとの隙間寸法および前記他方のサイドギヤと前記ピニオンメートシャフトとの隙間寸法を評価値とすることを特徴とする。
【００１３】
上下それぞれの隙間寸法を測定し、これらを評価値とすることで、デフケース、サイドギヤおよびピニオンギヤ等の加工精度のばらつきによる位置精度の偏りを吸収することができ、より高精度の測定および評価が可能となる。このときの評価値としては、たとえば２つの測定値の平均値を用いることが好ましい。
【００１４】
（４）上記目的を達成するために、請求項４記載のディファレンシャルギヤの検査装置は、窓部を有するデフケース内に、一対のサイドギア、一対のピニオンギアおよびピニオンメートシャフトが組み付けられたディファレンシャルギアの組立品質を検査する装置において、前記サイドギアを回転させたときの回転抵抗を測定し、当該回転抵抗に基づいて、前記サイドギアと前記ピニオンメートシャフトとの隙間寸法を測定する前記サイドギアの位相位置を決定するフリクション測定器と、前記窓部を介して前記サイドギアと前記ピニオンメートシャフトとの隙間に一定圧力で挿入移動可能な楔形測定子と、前記回転抵抗に基づいて決定された前記サイドギアの位相位置で、前記楔形測定子の移動寸法を検出する変位計と、を有することを特徴とする。
【００１５】
上述したように、ディファレンシャルギヤを構成するサイドギヤとピニオンギヤとの噛み合いクリアランスは、その構造上サイドギヤとピニオンメートシャフトとの隙間寸法に相関する。本発明ではかかる観点から、これらサイドギヤとピニオンメートシャフトとの隙間に楔形測定子を挿入し、その移動寸法を変位計で検出することで隙間寸法を特定してこれを評価値とする。これにより、ディファレンシャルギヤのクリアランスを定量化することができ、デフケース、サイドギヤおよびピニオンギヤ等の加工精度にフィードバックすることができる。
【００１６】
また、クリアランスを定量化することにより、サイドギヤやピニオンギヤのスラストワッシャの厚さを定量的に選定することができ、選定ミスによる再組付けを防止することができる。
【００１７】
特に本発明では、楔形測定子を一定圧力で挿入するだけで簡単に隙間測定ができるので安価な検査装置を構築でき、保全性にも優れている。
【００１８】
さらに、サイドギヤの回転抵抗が大きい位相位置はサイドギヤとピニオンメートシャフトとの隙間寸法が小さいと考えられる位置であり、逆にサイドギヤの回転抵抗が小さい位相位置はサイドギヤとピニオンメートシャフトとの隙間寸法が大きいと考えられる位置である。したがって、これら２つの位相位置でサイドギヤとピニオンメートシャフトとの隙間寸法を測定することで、ギヤの噛み合いにばらつきがあってもこれを考慮した評価値を得ることができ、ディファレンシャルギヤのクリアランス検査の信頼性が向上する。
（５）特に、請求項５記載のディファレンシャルギアの検査装置のように、前記フリクション測定器は、前記回転抵抗が最大となる前記サイドギアの位相位置、及び、前記回転抵抗が最小となる前記サイドギアの位相位置を決定し、前記変位計は、前記回転抵抗が最大となる前記サイドギアの位相位置、及び、前記回転抵抗が最小となる前記サイドギアの位相位置で、前記楔形測定子の移動寸法をそれぞれ検出することがより好ましい。最も悪条件の状態でクリアランス評価することで、検査の信頼性がより向上することになる。
【００１９】
（６）上記発明において、楔形測定子を挿入するサイドギヤとピニオンメートシャフトとの隙間は上下の少なくとも何れか一方で良いが、請求項６記載のディファレンシャルギヤの検査装置では、前記楔形測定子は、前記一方のサイドギヤと前記ピニオンメートシャフトとの隙間に対して挿入移動可能な第１の楔形測定子と、前記他方のサイドギヤと前記ピニオンメートシャフトとの隙間に対して挿入移動可能な第２の楔形測定子とを含むことを特徴とする。
【００２０】
上下それぞれの隙間寸法を独立して測定し、これらを評価値とすることで、デフケース、サイドギヤおよびピニオンギヤ等の加工精度のばらつきによる位置精度の偏りを吸収することができ、より高精度の測定および評価が可能となる。このときの評価値としては、たとえば２つの測定値の平均値を用いることが好ましい。
【００２１】
（７）上記発明においては特に限定されないが、請求項７記載のディファレンシャルギヤの検査装置では、前記楔形測定子を、前記サイドギヤの軸方向にスライド自在とするスライド機構をさらに有することを特徴とする。
【００２２】
この請求項７記載の発明では、楔形測定子をサイドギヤの軸方向にスライド自在とするスライド機構を有するので、ピニオンメートシャフトと楔形測定子とのサイドギヤ軸方向の相対位置がずれていても、スライド機構により楔形測定子がずれた方向に移動しこれを吸収することができる。これにより、正確な隙間寸法を測定することができる。
【００２３】
【発明の効果】
請求項１および４記載の発明によれば、ディファレンシャルギヤのクリアランスを定量化することができ、デフケース、サイドギヤおよびピニオンギヤ等の加工精度にフィードバックすることができる。
【００２４】
また、クリアランスを定量化することにより、サイドギヤやピニオンギヤのスラストワッシャの厚さを定量的に選定することができ、選定ミスによる再組付けを防止することができる。
【００２５】
さらに、ギヤの噛み合いにばらつきがあってもこれを考慮した評価値を得ることができ、ディファレンシャルギヤのクリアランス検査の信頼性が向上する。
【００２６】
これに加えて請求項４記載の発明によれば、楔形測定子を一定圧力で挿入するだけで簡単に隙間測定ができるので安価な検査装置を構築でき、保全性にも優れている。
【００２７】
また、請求項３および６記載の発明によれば、デフケース、サイドギヤおよびピニオンギヤ等の加工精度のばらつきによる位置精度の偏りを吸収することができ、より高精度の測定および評価が可能となる。
【００２８】
請求項７記載の発明によれば、ピニオンメートシャフトと楔形測定子とのサイドギヤ軸方向の相対位置がずれていても、スライド機構により楔形測定子がずれた方向に移動しこれを吸収することができるので、より正確な隙間寸法を測定することができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
まず、本実施形態の検査対象となるディファレンシャルギヤの構造について説明する。図１は本実施形態の検査対象となるディファレンシャルギヤを示す分解斜視図、図２は図１のＡ−Ａ線に沿う断面図、図３は図２のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【００３０】
本実施形態の検査対象となるディファレンシャルギヤＤは、主として、デフケースＤ１、一対のサイドギヤＤ３，Ｄ３、一対のピニオンギヤＤ４，Ｄ４及びピニオンメートシャフトＤ５から構成されており、その他にサイドギヤＤ３及びピニオンギヤＤ４とデフケースＤ１との間に介装されるスラストワッシャＤ６を有している。
【００３１】
図２及び図３に示すように、デフケースＤ１には、その対面する位置に一対の窓部Ｄ２，Ｄ２が形成され、この窓部Ｄ２からサイドギヤＤ３、ピニオンギヤＤ４及びスラストワッシャＤ６が挿入されて、デフケースＤ１内への組み付けが行われる。また、このデフケースＤ１には、左右の車輪軸がそれぞれ接続される通孔Ｄ１１，Ｄ１１が形成され、この通孔Ｄ１１にサイドギヤＤ３がそれぞれ装着される。さらに、これら一対のサイドギヤＤ３，Ｄ３に噛み合うように、一対のピニオンギヤＤ４，Ｄ４がデフケースＤ１内に設けられ、デフケースＤ１を貫通して設けられたピニオンメートシャフトＤ５で互いに連結されている。なお、図２における「Ｄ１２」は、デフケースＤ１に開設されたピニオンメートシャフト通孔である。
【００３２】
こうして組み立てられたディファレンシャルギヤＤは、本発明のディファレンシャルギヤの検査装置を用い、本発明のディファレンシャルギヤの検査方法により組立品質が評価される。
図４は本発明のディファレンシャルギヤの検査装置の実施形態を示す正面図、図５は同じく平面図であり、図４および図５の左右方向をＸ軸方向、図４の上下方向（図５では紙面に垂直な方向）をＺ軸方向とする。
【００３３】
まず、本実施形態の検査装置１は、図外の駆動装置によりＸ軸方向に進退移動移動可能なＸ軸スライドベース１１を有し、このＸ軸スライドベース１１にリニアガイド１２を介してＺ軸方向に移動可能なＺ軸スライドベース１３が設けられている。このＺ軸スライドベース１３は、引っ張りバネ１４によって常にＺ軸下方向にバネ付勢されており、下死点は図外のストッパによって位置出しされている。
【００３４】
Ｚ軸スライドベース１３には、上下２つの流体圧シリンダ１５がそれぞれ独立して固定されており、それぞれのロッド先端に測定子１７が装着されている。この流体圧シリンダ１５は一定圧力で測定子１７を前進させるようになっている。
【００３５】
また、Ｚ軸スライドベース１３には、それぞれの測定子１７を案内するためのガイドプレート１６が固定されており、このそれぞれのガイドプレート１６に変位センサ１８が固定されている。この変位センサ１８は、流体圧シリンダ１５の駆動による測定子１７の進退移動量を検出するセンサであり、流体圧シリンダ１５のロッド先端に取り付けられたプレート１９との距離を測定する。
【００３６】
それぞれの測定子１７は、その先端がサイドギヤＤ３とピニオンメートシャフトＤ５との隙間にそれぞれ挿入され、ピニオンメートシャフトＤ５との当たり面が楔形とされている。
【００３７】
これにより、サイドギヤＤ３とピニオンメートシャフトＤ５との隙間が大きいとそれに相関して測定子１７の前進移動量が大きくなり、逆にサイドギヤＤ３とピニオンメートシャフトＤ５との隙間が小さいとそれに相関して測定子１７の前進移動量も小さくなる。
【００３８】
したがって、サイドギヤＤ３とピニオンメートシャフトＤ５との隙間寸法が既知であるときの測定子１７の前進移動量を求めておけば、サイドギヤＤ３とピニオンメートシャフトＤ５との隙間寸法の絶対値を求めることができる。
【００３９】
次に動作を説明する。
まず、組立を終了した被検査物であるディファレンシャルギヤＤを検査装置の側部に設置された治具２０上にセットする。このディファレンシャルギヤＤに対して、上下のサイドギヤＤ３のセレーション部にフリクション測定用ヘッド（図示を省略する。）を嵌合させる。このフリクション測定器はサイドギヤＤ３を回転させたときの回転抵抗を測定するもので、この装置を用いて少なくともサイドギヤＤ３を一回転させ、そのときに回転抵抗が最大となるサイドギヤＤ３の位相位置および回転抵抗が最小となるサイドギヤＤ３の位相位置を判別し記憶する。
【００４０】
次に、回転抵抗が最大となるサイドギヤＤ３の位相位置に当該サイドギヤＤ３を回転させ、さらにここでフリクション測定器の測定用ヘッドを用いて当該サイドギヤＤ３，Ｄ３をその上下から加圧する。これにより、サイドギヤＤ３とピニオンギヤＤ４との隙間はより最小となり、最も厳しい条件となる。
【００４１】
この状態で、検査装置１の流体圧シリンダ１５を駆動して、それぞれの測定子１７をデフケースＤ１の窓部Ｄ２を介してサイドギヤＤ３とピニオンメートシャフトＤ５との隙間にそれぞれ挿入する。このときの測定子１７の加圧力は少なくとも一つの測定サイクルにおいて一定に管理される。
【００４２】
そして、変位センサ１８からの出力値を読み取り、この値をクリアランス値Ｓｍｉｎ  に変換したのち、このクリアランス値Ｓｍｉｎ  と予め測定されていた合格品の基準クリアランス値とを比較して、合否の判定を行う。
【００４３】
次いで、測定子１７を一旦デフケースＤ１から後退させ、フリクション測定器を用いて回転抵抗が最小となるサイドギヤＤ３の位相位置に当該サイドギヤＤ３を回転させる。ここでフリクション測定用ヘッドは開放しておく。これにより、サイドギヤＤ３とピニオンギヤＤ４との隙間はより最大となり、最も厳しい条件となる。
【００４４】
この状態で、検査装置１の流体圧シリンダ１５を再び駆動して、それぞれの測定子１７をデフケースＤ１の窓部Ｄ２を介してサイドギヤＤ３とピニオンメートシャフトＤ５との隙間にそれぞれ挿入する。このときの測定子１７の加圧力も少なくとも一つの測定サイクルにおいて一定に管理される。
【００４５】
そして、変位センサ１８からの出力値を読み取り、この値をクリアランス値Ｓｍａｘ  に変換したのち、このクリアランス値Ｓｍａｘ  と予め測定されていた合格品の基準クリアランス値とを比較して、合否の判定を行う。
【００４６】
以上のようにして、回転抵抗が最大の時および最小の時の両方でクリアランス値Ｓｍｉｎ  ，Ｓｍａｘを測定し、これを基準値と比較することでディファレンシャルギヤＤの良否判定とする。このとき、一回の測定で上下二つの測定子１７，１７によりクリアランス値が得られるが、これを平均することでサイドギヤＤ３、ピニオンギヤＤ４およびデフケースＤ１の加工精度のばらつきや偏りを吸収し、精度良い評価値を得ることができる。
【００４７】
また、本実施形態のＺ軸スライドベース１３は、Ｚ軸方向に移動可能とされているので、ディファレンシャルギヤＤの治具へのセット位置や、サイドギヤＤ３およびピニオンメートシャフトＤ５の加工精度にばらつきがあっても、引っ張りバネ１４に抗して追従することができ、これらのばらつきを自動的に吸収することができる。
【００４８】
なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
【図面の簡単な説明】
【図１】ディファレンシャルギヤを示す分解斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図３】図２のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図４】本発明のディファレンシャルギヤの検査装置の実施形態を示す正面図である。
【図５】図１の平面図である。
【符号の説明】
Ｄ…ディファレンシャルギヤ
Ｄ１…デフケース
Ｄ２…窓部
Ｄ３…サイドギヤ
Ｄ４…ピニオンギヤ
Ｄ５…ピニオンメートシャフト
１…検査装置
１５…流体圧シリンダ
１７…測定子
１８…変位センサ
【図１】
0003632476.tif 000002
【図２】
0003632476.tif 000003
【図３】
0003632476.tif 000004
【図４】
0003632476.tif 000005
【図５】
0003632476.tif 000006