(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
傘歯車の歯当り評価方法であって、
少なくとも正規歯車での基準となる配置誤差が零となるポイントとしての噛合伝達誤差の最小部を求め、
次に測定歯車においてＰＭＤ方向もしくはＧＭＤ方向の何れか一方の方向に対する複数位置で噛合伝達誤差を測定し、
この測定された測定歯車の噛合伝達誤差と上記基準とを比較して歯当り位置を評価する
傘歯車の歯当り評価方法。
【請求項２】
上記正規歯車でのＰＭＤと噛合伝達誤差との関係による歯当り位置を予め求めておく
請求項１記載の傘歯車の歯当り評価方法。
【請求項３】
傘歯車の歯当り評価装置であって、
少なくとも正規歯車での基準となる配置誤差が零となるポイントとしての噛合伝達誤差の最小部を求める基準設定手段と、
測定歯車においてＰＭＤ方向もしくはＧＭＤ方向の何れか一方の方向に対する複数位置で噛合伝達誤差を測定する測定手段と、
上記測定された測定歯車の噛合伝達誤差と上記基準とを比較して歯当り位置を評価する評価手段とを備えた
傘歯車の歯当り評価装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えばディファレンシャルギヤのピニオンギヤとリングギヤ（ベベルギヤ）との歯当りを評価するような傘歯車の歯当り評価方法およびその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、図５、図６に示すようにベベルギヤ５１とピニオンギヤ５２とを噛合せた場合、ＰＭＤ（ピニオン・マウント・ディスタンス）においてピニオンギヤ５２が水平マイナス方向（Ｈ−方向）に近づくと、歯当りに沈みが生じ、ピニオンギヤ５２が水平プラス方向（Ｈ＋方向）に遠ざかると、歯当りに浮きが生ずる。同様にＧＭＤ（ギヤ・マウント・ディスタンス）においてピニオンギヤ５２が垂直プラス方向（Ｖ＋方向）に近づいたり或は垂直マイナス方向（Ｖ−方向）に遠ざかると、歯当りの浮き沈みが生じ、図７に図示の便宜上ハッチングを施して示す噛合伝達誤差が最小の部位においてギヤノイズが最小となり、図７に矢印で示す何れの方向に歯当り位置としての噛合接触痕（ハッチング部参照）がずれてもギヤノイズが大となることが知られている。
【０００３】
ところで、従来、上述のベベルギヤ５１とピニオンギヤ５２とのセット化された歯当りを評価するには、これら両ギヤ５１，５２が予め一体的に組合わされたものを回転させながら、作業者の目視により評価が実行されていた関係上、正確な評価が不可能で、判定誤差等が多発する問題点があった。
一方、特開平６−２２９８８０号公報に記載の如きかみ合い式歯車回転誤差検出装置が既に発明されているが、この装置は単に歯車伝達誤差を検出するものに過ぎず、歯当りの評価を行なうことは不可能である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、傘歯車とピニオンギヤとを噛合せて、噛合せ位置の変更により歯当りを変化させ、その時の噛合伝達誤差を計測した場合、噛合伝達誤差の最小値は歯型に関係なく歯当り浮き沈みが零（スケア）の状態を示すことに着目し、少なくとも正規歯車（マスタギヤ）での基準となる噛合伝達誤差の最小部（配置誤差が零となるポイント）を求め（実際に正規歯車を用いて求める場合と、基準値をデータとして予め求める場合の双方を含む）、次に測定歯車においてＰＭＤ方向もしくはＧＭＤ方向の何れか一方の方向に対する複数位置で噛合伝達誤差を測定（実測）し、測定された測定歯車の噛合伝達誤差と上記基準とを比較して歯当り位置を評価することで、作業者の目視評価によることなく、歯当りを定性的に評価することができる傘歯車の歯当り評価方法の提供を目的とする。
【０００５】
この発明の一実施態様は、上述の正規歯車でのＰＭＤと噛合伝達誤差との関係による歯当り位置（基準となる歯当り位置）を予め求めておくことで、測定歯車の歯当りを定性的に、かつより一層正確に評価することができる傘歯車の歯当り評価方法の提供を目的とする。
【０００６】
この発明はまた、少なくとも正規歯車での基準となる配置誤差が零となるポイントとしての噛合伝達誤差の最小部を求める基準設定手段（実際に正規歯車を用いて設定する場合と、基準値をデータとして予め設定する場合との双方を含む）と、測定歯車においてＰＭＤ方向もしくはＧＭＤ方向の何れか一方の方向に対する複数位置で噛合伝達誤差を測定する測定手段と、この測定された測定歯車の噛合伝達誤差と上記基準とを比較して歯当り位置の善し悪しを評価する評価手段とを備えることで、作業車の目視評価によることなく、歯当りを定性的に評価することができる傘歯車の歯当り評価装置の提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明による傘歯車の歯当り評価方法は、少なくとも正規歯車での基準となる噛合伝達誤差の最小部を求め、次に測定歯車においてＰＭＤ方向もしくはＧＭＤ方向の何れか一方の方向に対する複数位置で噛合伝達誤差を測定し、この測定された測定歯車の噛合伝達誤差と上記基準とを比較して歯当り位置を評価するものである。
【０００８】
この発明の一実施態様においては、上記正規歯車でのＰＭＤと噛合伝達誤差との関係による歯当り位置を予め求めておくものである。
【０００９】
この発明による傘歯車の歯当り評価装置は、少なくとも正規歯車での基準となる噛合伝達誤差の最小部を求める基準設定手段と、測定歯車においてＰＭＤ方向もしくはＧＭＤ方向の何れか一方の方向に対する複数位置で噛合伝達誤差を測定する測定手段と、上記測定された測定歯車の噛合伝達誤差と上記基準とを比較して歯当り位置を評価する評価手段とを備えたものである。
【００１０】
【発明の作用及び効果】
この発明の傘歯車の歯当り評価方法によれば、まず少なくとも正規歯車での基準となる噛合伝達誤差の最小部（配置誤差が零となるポイント）が求められ、次に測定歯車においてＰＭＤ方向もしくはＧＭＤ方向の何れかの一方の方向に対する複数位置で噛合伝達誤差を測定し、この測定された測定歯車の噛合伝達誤差と上述の基準とが比較されて測定歯車の歯当り位置を評価するので従来方法のような作業者の目視評価によることなく、歯当りを定性的に評価することができる効果がある。
【００１１】
この発明の一実施態様によれば、予め正規歯車でのＰＭＤと噛合伝達誤差との関係による歯当り位置（基準となる歯当り位置）を求めるので、噛合伝達誤差の最小値（例えばＨ＝０となるポイント）のみを求めておく方法と比較して、測定歯車の歯当りを定性的に、かつより一層正確に評価することができる効果がある。
【００１２】
この発明の傘歯車の歯当り評価装置によれば、上述の基準設定手段は少なくとも正規歯車での基準となる噛合伝達誤差の最小部を求め、測定手段は測定歯車においてＰＭＤ方向もしくはＧＭＤ方向の何れか一方の方向に対する複数位置で噛合伝達誤差を測定し、評価手段は上述の測定手段にて測定された測定歯車の噛合伝達誤差と上述の基準設定手段で設定された基準とを比較して測定歯車の歯当り位置の善し悪しを評価する。
この結果、従来のような作業者の目視評価によることなく、歯当りを定性的に評価することができる効果がある。
【００１３】
【実施例】
この発明の一実施例を以下図面に基づいて詳述する。
本発明の傘歯車の歯当り評価方法の説明に先立って、まず傘歯車の歯当り評価装置の構成を図１、図２に基づいて説明する。
【００１４】
図１は傘歯車の歯当り評価装置を示す平面図で、ベース１上に２本の平行なガイドレール２，２を介してＰＭＤ方向へ移動すべく構成している。具体的にはサーボモータ４の回転軸にスクリュ５を連結し、スライダ３のネジ孔にスクリュ５を螺合することで、サーボモータ４の回転時にスライダ３をＰＭＤ方向へ移動するように構成すると共に、移動量をリニアスケール６で検出すべく構成している。
【００１５】
上述のスライダ３上には縦方向のガイド７，７でＧＭＤ方向に移動可能に支持されたギヤアーバコラム８を設け、このギヤアーバコラム８をＶ軸送り手段としてのサーボモータ９でＧＭＤ方向へ移動すべく構成している。具体的にはサーボモータ９の回転軸にスクリュ１０を連結し、ギヤアーバコラム８のネジ孔にスクリュ１０を螺合することで、サーボモータ９の回転時にギヤアーバコラム８をＧＭＤ方向へ移動するように構成している。
上述のギヤアーバコラム８は図１、図２に示すように、モータ１１、動力伝達機構１２、ロータリエンコーダ１３、回転軸１４、ギヤ取付部１５を備え、このギヤ取付部１５に傘歯車としてのベベルギヤ１６を取付ける。
【００１６】
一方、先の２本のガイドレール２，２と直交するようにベース１上に別の２本の平行なガイドレール１７，１７を取付け、これら各ガイドレール１７，１７上にピニオンアーバコラム１８を設けている。このピニオンアーバコラム１８は図１、図２に示すようにモータ１９、動力伝達機構２０、ロータリエンコーダ２１、ピニオンギヤ取付部２２を備え、このギヤ取付部２２にピニオンギヤ２３を取付ける。上述のガイドレール１７，１７はピニオンギヤ２３をベベルギヤ１６に噛合させる時、ピニオンアーバコラム１８を案内する。
【００１７】
次に図２を参照して傘歯車の歯当り評価装置の制御回路の構成について説明する。
モータ制御部２４はモータ１１，１９、サーボモータ４，９を駆動制御するが、ピニオン駆動用のモータ１９は加速時に駆動用として作用し、減速時にブレーキ用として作用する。また負荷付勢用のモータ１１は加速時に制動用として作用し、減速時に駆動用として作用する。
【００１８】
ロータリエンコーダ１３，２１は噛合伝達誤差を得るために必要なパルス信号を次段の補正部２５に出力する。
上述の補正部２５は増幅器２６，２７、逓倍部２８．２９、歯数比補正部３０，３１を備え、ピニオンギヤ２３側のロータリエンコーダ２１出力は増幅器２６で増幅された後に、逓倍部２８で逓倍処理され、次の歯数比補正部３０でベベルギヤ１６の歯数Ｚ２の逆数つまり（１／Ｚ２）が乗算される。
【００１９】
ベベルギヤ１６側のロータリエンコーダ１３出力は増幅器２７で増幅された後に、逓倍部２９で逓倍処理され、次の歯数比補正部３１でピニオンギヤ２３の歯数Ｚ１の逆数つまり（１／Ｚ１）が乗算される。
このようにして、パルスが揃えられた信号は位相差演算部３２に入力され、この位相差演算部３２にてピニオン回転角とベベルギヤ回転角との位相差が演算される。
【００２０】
上述の位相差演算部３２の次段にはＦＦＴアナライザ３３（ファースト・フーリエ・トランスファ・アナライザ）が接続され、このＦＦＴアナライザ３３ではモータ１９が一定回転しないことに起因して生ずる歯合一次成分をフーリエ変換して、ピニオン回転角に対するベベルギヤ回転角の特性を直線化すべく構成し、このＦＦＴアナライザ３３の出力段に噛合伝達誤差に相当する信号を得る。この噛合伝達誤差の信号はＣＰＵ３４に入力される。
【００２１】
一方、ピニオンギヤ２３の軸の近傍には加速度検出器３５を配置し、その出力を増幅器３６を介してＦＦＴアナライザ３３と打痕演算部３７に出力すべく構成している。
上述のＣＰＵ３４は噛合伝達誤差の信号入力に基づいてプロッタ３８（plotter 、直線グラフ、図形を描く装置）、プリンタ３９を駆動制御すると共に、インタフェース４０を介してモータ制御部２４、Ｈ軸位置表示部４１、回転数表示部４２、トルク表示部４３を駆動制御する。
【００２２】
ここで、上述のＣＰＵ３４は正規歯車（図１、図２のベベルギヤ１６として正規歯車を使用）での基準となる噛合伝達誤差の最小部（図３に示す配置誤差Ｈ＝０のポイント参照）を含む正規歯車でのＰＭＤと噛合伝達誤差との関係による歯当り位置（図３の曲線ａ参照）を予め求めておく基準設定手段を兼ねる。
【００２３】
また図２に示す各要素１３，２１，２５〜３３は、測定歯車（図１、図２のベベルギヤ１６として正規歯車に代えて測定歯車を使用）においてＰＭＤ方向に対する複数の位置で噛合伝達誤差（図３の曲線ｂ、ｃ参照）を測定する測定手段４４を構成する。
【００２４】
さらに上述のＣＰＵ３４は、測定手段４４で測定された測定歯車の噛合伝達誤差（図３の曲線ｂ，ｃ参照）と、上述の基準（図３の曲線ａ参照）とを比較して歯当り位置を評価する評価手段を兼ねる。
次に傘歯車の歯当り評価方法について説明する。
【００２５】
図４に示す第１の工程Ｓ１で、正規歯車でのＰＭＤと噛合伝達誤差との関係による歯当り位置を求める。
すなわち、ギヤ取付部１５にベベルギヤ１６として正規歯車を取付け、この正規歯車にピニオンギヤ２３を噛合させ、モータ１９を駆動してピニオンギヤ２３を回転させると共に、モータ１１をブレーキング作動させて正規歯車に負荷を付勢しつつ測定手段４４にてＰＭＤ方向に対する複数の位置で噛合伝達誤差を実測して図３に示す曲線ａを得る。
【００２６】
ベベルギヤ１６として用いる正規歯車をＰＭＤ方向に移動させるには前述のサーボモータ４を使用する。上述の曲線ａを得る際には当然、正規歯車での基準となる噛合伝達誤差の最小部（Ｈ＝０）をも求めることができる。ここで、Ｈ＝０のポイントはＣＰＵ３４が３次曲線を近似化処理することで求めることができる。
なお、正規歯車を取付けて実測する方法に代えて、曲線ａに相当する基準データ（理論値）を予めＣＰＵ３４に入力し、ＲＡＭ等の記憶手段に記憶させておいてもよい。
【００２７】
次に図４に示す第２の工程Ｓ２で、測定歯車においてＰＭＤ方向に対する複数の位置で噛合伝達誤差を測定する。
すなわち、先の正規歯車を取外した後に、ギヤ取付部１５にベベルギヤ１６として測定歯車を取付け、正規歯車取付け時の実測方法と同様の方法により測定手段４４にてＰＭＤ方向に対する複数の位置で噛合伝達誤差を実測して図３に示す曲線ｂまたは曲線ｃを得る。
【００２８】
次に図４に示す第３の工程Ｓ３で、測定された測定歯車のＰＭＤ方向に対する噛合伝達誤差の特性（図３の曲線ｂ，ｃ参照）と、正規歯車のＰＭＤ方向に対する噛合伝達誤差の特性（図３の曲線ａ参照）とをＣＰＵ３４で比較して、歯当り位置の善し悪しを評価する。
【００２９】
図３において曲線ｂは正規歯車の曲線ａに対してＨ−方向へずれているので沈み状態にあり、曲線ｃは曲線ａに対してＨ＋方向へずれているので浮き状態にあると評価される。
而して図３においてずれ量が小さい場合にはラップセッティング修正が実行され、ずれ量が大きい場合には歯切セッティング修正が実行され、ずれ量が許容範囲内になって、ギヤノイズが最小もしくは零となるとＯＫ品として使用に供される。
【００３０】
以上要するに、上記実施例の傘歯車の歯当り評価方法によれば、まず少なくとも正規歯車での基準となる噛合伝達誤差の最小部（図３のＨ＝０のポイント参照）が求められ、次に測定歯車においてＰＭＤ方向に対する複数の位置で噛合伝達誤差（図３の曲線ｂ，ｃ参照）を測定し、この測定された測定歯車の噛合伝達誤差（図３の曲線ｂ，ｃ参照）と上述の基準（図３のＨ＝０のポイント参照）とが比較されて、ずれ量の大小により測定歯車の歯当り位置を評価するので従来方法のような作業者の目視評価によることなく、歯当りを定性的に評価することができる効果がある。
【００３１】
また、予め正規歯車でのＰＭＤと噛合伝達誤差との関係（図３の曲線ａ参照）による歯当り位置（基準となる歯当り位置）を求めるので、噛合伝達誤差の最小値（例えばＨ＝０となるポイント）のみを求めておく方法と比較して、測定歯車の歯当りを定性的に、かつより一層正確に評価することができる効果がある。
【００３２】
さらに上記実施例の傘歯車の歯当り評価装置によれば、上述の基準設定手段（ＣＰＵ３４参照）は少なくとも正規歯車での基準となる噛合伝達誤差の最小部（図３のＨ＝０のポイント参照）を求め、測定手段４４は測定歯車においてＰＭＤ方向もしくはＧＭＤ方向の何れか一方の方向に対する複数の位置で噛合伝達誤差（図３の曲線ｂ，ｃ参照）を測定し、評価手段（ＣＰＵ３４参照）は上述の測定手段４４にて測定された測定歯車の噛合伝達誤差（図３の曲線ｂ，ｃ参照）と上述の基準設定手段（ＣＰＵ３４参照）で設定された基準（図３のＨ＝０のポイント参照）とをずれ量の大小により比較して測定歯車の歯当り位置の善し悪しを評価する。
【００３３】
この結果、従来のような作業者の目視評価によることなく、歯当りを定性的に評価することができる効果がある。
なお、上記実施例においては正規歯車および測定歯車をＰＭＤ方向（Ｈ方向）に移動して歯当りを評価したが、サーボモータ９により正規歯車および測定歯車をＧＭＤ方向（Ｖ方向）に移動して評価すべく成してもよい。
【００３４】
この発明の構成と、上述の実施例との対応において、
この発明の基準設定手段は、実施例のＣＰＵ３４に対応し、
以下同様に、
測定手段は、各回路要素１３，２１，２５〜３３から成る測定手段４４に対応し、
評価手段は、ＣＰＵ３４に対応し、
傘歯車は、ベベルギヤ１６に対応し、
正規歯車での基準となる噛合伝達誤差の最小部は、配置誤作Ｈ＝０のポイントに対応するも、
この発明は、上述の実施例の構成のみに限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の傘歯車の歯当り評価方法に用いる評価装置の平面図。
【図２】同評価装置の制御回路ブロック図。
【図３】各傘歯車におけるＰＭＤに対する噛合伝達誤差の測定結果を示す説明図。
【図４】本発明の傘歯車の歯当り評価方法を示す工程図。
【図５】ピニオン、マウント、ディスタンスの説明図。
【図６】ギヤ、マウント、ディスタンスの説明図。
【図７】噛合接触痕の説明図。
【符号の説明】
１６…ベベルギヤ
３４…ＣＰＵ（基準設定手段、評価手段）
４４…測定手段
【図１】
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【図２】
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【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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