(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
噛合する歯車を有する歯車装置の歯当り状態を検出する歯当り検出装置において、
前記歯車の一方の軸を回転駆動する駆動手段と、
前記駆動手段が前記歯車の一方の軸を駆動する回転速度よりも高速で前記歯車の他方の軸を回転させて回転負荷を与えるモータと、その回転負荷の大きさを連続的に変更するブレーキとからなる負荷印加手段と、
前記歯車が回転して噛合する前に、前記歯車の歯の部分にコンパウンドを塗布するコンパウンド供給手段と、
前記歯車が噛合したあとの前記歯車の歯の部分を撮像する画像処理手段と、
前記駆動手段、前記負荷印加手段、前記コンパウンド供給手段、並びに前記画像処理手段を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする歯当り検出装置。
【請求項２】
噛合する歯車を有する歯車装置の歯当り状態を検出する歯当り検出装置の歯当り検出方法において、
前記歯車の一方の軸を回転駆動する駆動工程と、
モータにより前記駆動工程における前記歯車の一方の軸を駆動する回転速度よりも高速で前記歯車の他方の軸を回転させて回転負荷を与えると共に、ブレーキによりその回転負荷の大きさを連続的に変更する負荷印加工程と、
前記歯車が回転して噛合する前に、前記歯車の歯の部分にコンパウンドを塗布するコンパウンド供給工程と、
前記歯車が噛合したあとの前記歯車の歯の部分を撮像する画像処理工程とを備えたことを特徴とする歯当り検出方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、歯車装置の歯当り状態を検出する歯当り検出装置及びその検出方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、歯車装置の歯当りの状態の確認は、作業者の目視により行われていた。このため客観的な歯当り状態の把握は困難であったが、近年では画像処理技術を応用した検出方法が提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来例において、歯車装置の歯当りの検出は無負荷で行われていたため、厳密には実際の使用における歯当りの検出とはなっていなかった。
【０００４】
そこで本発明は、歯車装置の負荷時の歯当り状態の検出が可能な歯当り検出装置及びその検出方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の歯当り検出装置は以下の特徴を有する。
即ち、噛合する歯車を有する歯車装置の歯当り状態を検出する歯当り検出装置において、
前記歯車の一方の軸を回転駆動する駆動手段と、
前記駆動手段が前記歯車の一方の軸を駆動する回転速度よりも高速で前記歯車の他方の軸を回転させて回転負荷を与えるモータと、その回転負荷の大きさを連続的に変更するブレーキとからなる負荷印加手段と、
前記歯車が回転して噛合する前に、前記歯車の歯の部分にコンパウンドを塗布するコンパウンド供給手段と、
前記歯車が噛合したあとの前記歯車の歯の部分を撮像する画像処理手段と、
前記駆動手段、前記負荷印加手段、前記コンパウンド供給手段、並びに前記画像処理手段を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。
これにより、歯車に負荷が印加されたことによる歯当りの変化を検出する。
【０００７】
また、前記負荷印加手段は、前記歯車に負荷を与えるモータ及びブレーキからなることにより、実際の使用状況に即した歯当り状態を検出する。
【０００８】
更に、前記モータは、前記駆動手段が前記歯車の一方の軸を駆動する回転速度よりも高速で前記歯車の他方の軸を回転させることができることにより、例えば自動車におけるエンジンブレーキの状態を再現する。
【０００９】
更に、前記歯車が回転して噛合する前に、前記歯車の歯の部分にコンパウンドを塗布するコンパウンド供給手段を備え、前記画像処理手段は前記歯車が噛合したあとの前記歯車の歯の部分を撮像することにより、コンパウンドがはげ落ちた部分の形を歯車の歯当りの形状として捉える。
【００１０】
同目的を達成するため、本発明の歯当り検出装置の歯当り検出方法は以下の特徴を有する。
【００１１】
即ち、噛合する歯車を有する歯車装置の歯当り状態を検出する歯当り検出装置の歯当り検出方法において、
前記歯車の一方の軸を回転駆動する駆動工程と、
モータにより前記駆動工程における前記歯車の一方の軸を駆動する回転速度よりも高速で前記歯車の他方の軸を回転させて回転負荷を与えると共に、ブレーキによりその回転負荷の大きさを連続的に変更する負荷印加工程と、
前記歯車が回転して噛合する前に、前記歯車の歯の部分にコンパウンドを塗布するコンパウンド供給工程と、
前記歯車が噛合したあとの前記歯車の歯の部分を撮像する画像処理工程とを備えたことを特徴とする。
これにより、歯車に負荷が印加されたことによる歯当りの変化を検出する。
【００１３】
更に、前記歯車が回転して噛合する前に、前記歯車の歯の部分にコンパウンドを塗布するコンパウンド供給工程を備え、前記画像処理工程は前記歯車が噛合したあとの前記歯車の歯の部分を撮像することにより、コンパウンドがはげ落ちた部分の形を歯車の歯当りの形状として捉える。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態として歯車装置の一種であるディファレンシャルギヤに本発明を適用した歯当り検出装置を図面を参照して詳細に説明する。
【００１５】
図１は、本発明の一実施形態としての歯当り検出装置の構成図である。
【００１６】
図中、１はプログラムに従って画像処理装置５の制御や駆動ユニット２０、負荷ユニット３０及び４０を制御するＣＰＵである。２は、ＣＲＴ等のモニタ、３は、前述のプログラムや検査データ等を記憶するハードディスク等の記憶装置である。尚、使用されるプログラムは不図示のＲＯＭ等のメモリを利用して記憶してもよい。４は、検査データの一覧や歯当り状態の印刷を行なうプリンタである。５は、画像処理装置、６は、画像処理装置５用のモニタ、７は、歯当り状態を撮像するストロボ光源とシャッター機構を備えたＣＣＤカメラ、８は、ギヤにコンパウンドを塗布するコンパウンド塗布機である。９は、各検出部からの入力データを入力する負荷入力ユニット、１０は、各駆動部にＣＰＵ１からの指令を出力する駆動負荷コントローラ、１１は、歯当りの状態を検出されるディファレンシャルギヤである。２４は、歯当り装置の非常停止、回転軸の固定を行なうハンドブレーキである。
駆動ユニット２０は、ディファレンシャルギヤ１１の駆動側の軸、即ち実際の使用時にエンジンなどの駆動源により駆動される軸に接続されており、２１のモータがギヤボックス２２を介して備えられている。また、駆動側の軸の回転を検出するためのエンコーダ２３が備えられている。
負荷ユニット３０は、ディファレンシャルギヤ１１の従動側の軸、即ち実際の使用時に車輪等が取り付けられる軸に接続されており、３１のモータがギヤボックス３２、ディスクブレーキ３３を介して備えられている。また、従動側の軸のトルクを検出する平均トルク計３４、変動トルク計３５と従動側の軸のトルクを検出するためのエンコーダ３６が備えられている。
負荷ユニット４０は、ディファレンシャルギヤ１１のもう一方の従動側の軸に備えられており、構成は負荷ユニット３０と同様なので説明を省略する。
【００１７】
上述の歯当り検出装置の構成においてディファレンシャルギヤ１１を駆動ユニット２０のモータ２１により駆動し、負荷ユニット３０及び４０のモータ３１及び４１、ディスクブレーキ３３及び４３を制御することによって負荷を連続的に変化させる。また、逆に負荷ユニット３０及び４０のモータ３１及び４１の回転に対して、駆動ユニット２０のモータ２１を制御することによって負荷を連続的に変化させることも可能である。これは実際の使用におけるエンジンブレーキの再現にあたる。
【００１８】
次に、歯当り検出装置の構造を図２及び図３を参照して説明する。
【００１９】
図２は、本発明の一実施形態としての歯当り検出装置のディファレンシャルギヤ１１の斜視図である。
【００２０】
図中、ディファレンシャルギヤ１１は、台座１６に固定されている。ＣＣＤカメラ７とコンパウンド塗布機８は、支柱１５に固定されており、ディファレンシャルギヤ１１のケースの背面の一部が図２に示すようにカットされているのでリングギヤ１３に向かって位置している。ここでカット部分は、ディファレンシャルギヤ１１のケースの剛性に影響を与えない位置及び形とすることは言うまでもない。
【００２１】
図３は、本発明の一実施形態としての歯当り検出装置の概略構造を示す図である。
【００２２】
図中、ディファレンシャルギヤ１１は一部を断面で示している。１２はドライブピニオン、１３はリングギヤである。ＣＣＤカメラ７は、リングギヤ１３の歯を撮像する。また、コンパウンド塗布機８は、リングギヤ１３の歯のうちＣＣＤカメラ７が撮像している部分とは位置が異なる部分にコンパウンドを塗布する。
【００２３】
リングギヤ１３に塗布されたコンパウンドは、ドライブピニオン１２が有する歯と噛み合うことにより歯が当たる部分のみが削り取られる。この削り取られた部分を、ＣＣＤカメラ７で撮像する。ここでコンパウンド塗布機８によるコンパウンドの塗布及びＣＣＤカメラ７の画像の取り込みは、ＣＰＵ１によりタイミングを制御されている。
【００２４】
図４は、本発明の一実施形態としての歯当り状態を示す図であり、ＣＣＤカメラ７により撮像された画像である。図中の黒く塗りつぶされた部分が歯の当たる部分を示しており、この塗りつぶし部分に一般的な画像処理を施し、負荷変動による大きさ（例えば、縦横の長さ）の変化を記録することにより歯当りの変化を検出する。
【００２５】
図５は、本発明の一実施形態としての歯当り検出装置の処理を示すフローチャートである。
【００２６】
図中、ステップＳ１においてＣＣＤカメラ７のシャッタースピードやコンパウンド塗布機８のコンパウンドの塗布量等の初期設定を行ない、ステップＳ２で駆動負荷ユニット９を介して駆動ユニット２０を駆動することにより、ディファレンシャルギヤ１１の無負荷運転を開始する。次に、エンコーダ２３，３６，４６から得られる各軸の回転状況に基づいてコンパウンドの塗布とＣＣＤカメラ７の撮像とを制御する（ステップＳ２〜Ｓ３）。次に、撮像した画像データから歯当り形状の抽出を行い、その抽出した画像から歯の当たる状態を客観的に表わす形状値（例えば、縦横の長さ）を算出する（ステップＳ５〜Ｓ６）。ステップＳ７では所定の回数撮像したかを判断し、所定の回数になるまでステップＳ３に戻る。所定の回数の撮像を終了した場合、ステップＳ８において負荷運転を行なうか、または負荷運転中であれば負荷の変更を行なうかを判断する。そしてステップＳ９で駆動ユニット２０、負荷ユニット３０及び４０を制御し、予め作成して記憶装置３に記憶してある実際の使用状況に即した負荷データに基づいてディファレンシャルギヤ１１に負荷を加え、ステップＳ３以降の処理を行なう。以上の処理を行なうことにより連続的に負荷変動による歯当りの状態変化が検出できる。尚、３つのモータの正転／逆転により実車における前進／後進も再現できることは言うまでもない。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、歯車装置の負荷時の歯当り状態の検出が可能な歯当り検出装置及びその検出方法の提供が実現する。実際の使用状況に即した状況で歯車装置の歯当りの検出が行なえることにより、歯車装置の振動の防止、剛性の解析が短時間で行なえるようになり、設計工数の削減も可能となる。
【００２８】
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の一実施形態としての歯当り検出装置の構成図である。
【図２】図２は、本発明の一実施形態としての歯当り検出装置のディファレンシャルギヤ１１の斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態としての歯当り検出装置の概略構造を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態としての歯当り状態を示す図である。
【図５】本発明の一実施形態としての歯当り検出装置の処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１  ＣＰＵ
２  モニタ
３  記憶装置
４  プリンタ
５  画像処理装置
６  モニタ
７  ＣＣＤカメラ
８  コンパウンド塗布機
９  負荷入力ユニット
１０  駆動負荷コントローラ
１１  ディファレンシャルギヤ
１２  ドライブピニオン
１３  リングギア
１５  支柱
１６  台座
２０  駆動ユニット
２１  モータ
２２  ギヤボックス
２３  エンコーダ
２４  ハンドブレーキ
３０，４０  負荷ユニット
３１，４１  モータ
３２，４２  ギヤボックス
３３，４３  ディスクブレーキ
３４，４４  平均トルク計
３５，４５  変動トルク計
３６，４６  エンコーダ
【図１】
0003561902.tif 000002
【図２】
0003561902.tif 000003
【図３】
0003561902.tif 000004
【図４】
0003561902.tif 000005
【図５】
0003561902.tif 000006