(57)【要約】【課題】  装置の駆動系の共振周波数を歯車の共振周波数に比して小さくして、駆動系の影響を受けることなく歯車の挙動を的確に試験することができる。【解決手段】  入力軸２に装着された第１歯車と出力軸４に装着された第２歯車の挙動を試験する歯車試験装置１において、入力軸２を駆動する油冷モータ１８と、出力軸４を駆動する油冷モータ１８と、を備え、入力軸２及び油冷モータ１８の間と出力軸４及び油冷モータ１８の間に、ダイヤフラムカップリング１１及びトルク計測器１３をそれぞれ介在させた。【選択図】図１
2006052988.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力軸に装着された第１歯車と出力軸に装着された第２歯車の挙動を試験する歯車試験装置において、
前記入力軸を駆動する第１駆動装置と、
前記出力軸を駆動する第２駆動装置と、を備え、
前記入力軸及び前記第１駆動装置の間と前記出力軸及び前記第２駆動装置の間に、ダイヤフラムカップリング及びトルク計測器をそれぞれ介在させたことを特徴とする歯車試験装置。
【請求項２】
前記入力軸から前記第１駆動装置に向かって前記ダイヤフラムカップリング、前記トルク計測器の順に配置し、
前記出力軸から前記第２駆動装置に向かって前記ダイヤフラムカップリング、前記トルク計測器の順に配置したことを特徴とする請求項１に記載の歯車試験装置。
【請求項３】
前記第１駆動装置から前記第１歯車及び前記第２歯車を介して前記第２駆動装置までの１次ねじり共振周波数が、前記第１歯車と前記第２歯車の撓みによる共振周波数の１００分の１以下となるようにしたことを特徴とする請求項１または２に記載の歯車試験装置。
【請求項４】
前記第１駆動装置から前記第１歯車までの曲げ共振周波数と、前記第２駆動装置から前記第２歯車までの曲げ共振周波数が、予め設定された前記入力軸の設定実用回転数に対応する周波数帯域の範囲外となるようにしたことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の歯車試験装置。
【請求項５】
前記入力軸と前記第１駆動装置の間と前記出力軸と前記第２駆動装置の間に、それぞれフライホイールを介在させたことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の歯車試験装置。
【請求項６】
前記第１歯車及び前記第２歯車の軸方向一端側にて前記入力軸及び前記出力軸を軸支する一端側軸支台と、
前記第１歯車及び前記第２歯車の軸方向他端側にて前記入力軸及び前記出力軸を軸支する他端側軸支台と、を備え、
前記一端側軸支台と前記他端側軸支台の少なくとも一方における前記入力軸と前記出力軸の相対位置を変更して、前記第１歯車と前記第２歯車の噛合状態を調整する調整機構を設けたことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の歯車試験装置。
【請求項７】
前記一端側軸支台及び前記他端側軸支台は、前記入力軸の支持部と前記出力軸の支持部とでそれぞれ分割構成され、
前記調整機構は各支持部の底部に配される板状の高さ調整シムを有し、この高さ調整シムを変更することにより前記入力軸及び前記出力軸の相対高さが調整されることを特徴とする請求項６に記載の歯車試験装置。
【請求項８】
前記一端側軸支台及び前記他端側軸支台は、前記入力軸の支持部と前記出力軸の支持部とにそれぞれ分割構成され、
前記調整機構は各支持部の間に介在する板状の軸間調整シムを有し、この軸間調整シムを変更することにより前記入力軸と前記出力軸の距離が調整されることを特徴とする請求項６または７に記載の歯車試験装置。
【請求項９】
前記第１駆動装置、前記一端側軸支台、前記他端側軸支台及び前記第２駆動装置は、一の基台に支持されることを特徴とする請求項６から８のいずれか一項に記載の歯車試験装置。
【請求項１０】
前記入力軸と前記第１駆動装置の間と前記出力軸と前記第２駆動装置の間に、前記基台側に固定される軸受をそれぞれ介在させたことを特徴とする請求項９に記載の歯車試験装置。
【請求項１１】
前記軸受を、前記トルク計測器と前記第１駆動装置の間と前記トルク計測器と前記第２駆動装置の間にそれぞれ配したことを特徴とする請求項１０に記載の歯車試験装置。
【請求項１２】
前記第１駆動装置及び前記第２駆動装置は油冷モータであることを特徴とする請求項１から１１のいずれか一項に記載の歯車試験装置。
【請求項１３】
前記第１駆動装置及び前記第２駆動装置を覆う遮音部を設けたことを特徴とする請求項１２に記載の歯車試験装置。
【請求項１４】
前記第１駆動装置及び前記第２駆動装置の固定部に、振動伝達を抑制する防振機構を設けたことを特徴とする請求項１２または１３に記載の歯車試験装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力軸に装着された第１歯車と出力軸に装着された第２歯車の挙動を試験する歯車試験装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から車両、各種装置等の動力伝達には歯車等が用いられ、設計時等の歯車の評価のために歯車試験装置により歯車の挙動が試験される。歯車試験装置は、入力軸に装着される第１歯車と出力軸に装着される第２歯車の噛合状態が、入力軸と出力軸の相対位置を調整することにより変更されるように構成されている。
【０００３】
この種の歯車試験装置として、入力軸及び出力軸がそれぞれモータの回転軸に直接的に連結され、モータと入力軸が固定された第１スライドベースと、モータと出力軸が固定された第２スライドベースをそれぞれ移動させることにより、入力軸と出力軸の相対位置を調整するものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。そして、入力軸と出力軸の回転数をロータリエンコーダにより検出して噛合伝達誤差の測定を行ったり、マイクロホンにより歯車のうなり音を測定する。
【特許文献１】特開２００１−２１５１７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記歯車試験装置では、モータと入力軸及び出力軸が直接連結され、装置の駆動系が全体として剛体であることからねじり及び曲げの共振周波数が比較的高くなる。これにより、第１歯車と第２歯車の撓みによる共振周波数と駆動系の共振周波数が接近して、装置全体で共振して装置が故障するおそれがある。また、装置が故障せずとも、歯車の共振周波数付近では挙動を的確に試験することができないという問題点があった。
【０００５】
本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、装置の駆動系の共振周波数を歯車の共振周波数に比して小さくして、駆動系の影響を受けることなく歯車の挙動を的確に試験することのできる歯車試験装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、入力軸に装着された第１歯車と出力軸に装着された第２歯車の挙動を試験する歯車試験装置において、前記入力軸を駆動する第１駆動装置と、前記出力軸を駆動する第２駆動装置と、を備え、前記入力軸及び前記第１駆動装置の間と前記出力軸及び前記第２駆動装置の間に、ダイヤフラムカップリング及びトルク計測器をそれぞれ介在させたことを特徴とする。
【０００７】
請求項１に記載の発明によれば、軸方向に伸縮するダイヤフラムカップリングを介在させることにより、駆動系の全体としての曲げ剛性及びねじり剛性が格段に低下して共振周波数が低下する。これにより、剛体である歯車の共振周波数に比して駆動系の共振周波数が格段に小さくなり、歯車の挙動を試験する際に駆動系による影響を小さくすることができる。
また、ダイヤフラムカップリングにより、駆動系の軸方向に関するミスアライメントが吸収されるので、駆動系を構成する部品等の配置に関して高い精度が要求されることはない。
また、トルク計測器により、入力軸側と出力軸側のトルクをそれぞれ計測することができる。このトルク計測器を用いて駆動系の共振周波数を調整することもできる。
【０００８】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の歯車試験装置において、前記入力軸から前記第１駆動装置に向かって前記ダイヤフラムカップリング、前記トルク計測器の順に配置し、前記出力軸から前記第２駆動装置に向かって前記ダイヤフラムカップリング、前記トルク計測器の順に配置したことを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１の作用に加え、ダイヤフラムカップリングを入力軸及び出力軸とトルク計測器との間に配したことにより、入力軸、第１歯車、出力軸及び第２歯車等がトルク計測器と直接的に連結されて、トルク計測器とともに共振することはない。これにより、より的確に歯車の挙動を試験することができる。
【００１０】
請求項３に記載の発明では、請求項１または２に記載の歯車試験装置において、前記第１駆動装置から前記第１歯車及び前記第２歯車を介して前記第２駆動装置までの１次ねじり共振周波数が、前記第１歯車と前記第２歯車の撓みによる共振周波数の１００分の１以下となるようにしたことを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１または２の作用に加え、第１駆動装置から第２駆動装置までの１次ねじり共振周波数を、第１歯車と第２歯車の撓みによる共振周波数の１００分の１以下となるようにしたので、駆動系のねじり共振周波数の影響を十分に小さくすることができる。
【００１２】
請求項４に記載の発明では、請求項１から３のいずれか一項に記載の歯車試験装置において、前記第１駆動装置から前記第１歯車までの曲げ共振周波数と、前記第２駆動装置から前記第２歯車までの曲げ共振周波数が、予め設定された前記入力軸の設定実用回転数に対応する周波数帯域の範囲外となるようにしたことを特徴とする。
【００１３】
請求項４に記載の発明によれば、請求項１から３のいずれか一項の作用に加え、入力軸側と出力軸側の曲げ共振周波数を、入力軸の設定実用回転数に対応する周波数帯域の範囲外となるようにしたので、設定実用回転数の範囲で入力軸及び出力軸を回転させた場合に、駆動系と歯車が共振することはなく、設定実用回転数の範囲内でのデータ収集に支障をきたすことはない。
【００１４】
請求項５に記載の発明では、請求項１から４のいずれか一項に記載の歯車試験装置において、前記入力軸と前記第１駆動装置の間と前記出力軸と前記第２駆動装置の間に、それぞれフライホイールを介在させたことを特徴とする。
【００１５】
請求項５に記載の発明によれば、請求項１から４のいずれか一項の作用に加え、フライホイールにより駆動系の共振周波数を調整することができ、実用に際して極めて有利である。
【００１６】
請求項６に記載の発明では、請求項１から５のいずれか一項に記載の歯車試験装置において、前記第１歯車及び前記第２歯車の軸方向一端側にて前記入力軸及び前記出力軸を軸支する一端側軸支台と、前記第１歯車及び前記第２歯車の軸方向他端側にて前記入力軸及び前記出力軸を軸支する他端側軸支台と、を備え、前記一端側軸支台と前記他端側軸支台の少なくとも一方における前記入力軸と前記出力軸の相対位置を変更して、前記第１歯車と前記第２歯車の噛合状態を調整する調整機構を設けたことを特徴とする。
【００１７】
請求項６に記載の発明によれば、請求項１から５のいずれか一項の作用に加え、第１歯車と第２歯車の軸方向両端で一端側軸支台と他端側軸支台により入力軸及び出力軸が拘束されるので、安定した状態で歯車の試験を行うことができる。
そして、調整機構により、各軸支台の少なくとも一方において入力軸と出力軸の相対位置が変更されるので第１歯車と第２歯車の噛合状態を簡単容易に調整することができる。
【００１８】
請求項７に記載の発明では、請求項６に記載の歯車試験装置において、前記一端側軸支台及び前記他端側軸支台は、前記入力軸の支持部と前記出力軸の支持部とでそれぞれ分割構成され、前記調整機構は各支持部の底部に配される板状の高さ調整シムを有し、この高さ調整シムを変更することにより前記入力軸及び前記出力軸の相対高さが調整されることを特徴とする。
【００１９】
請求項７に記載の発明によれば、請求項６の作用に加え、一端側軸支台と他端側軸支台における各支持部の底部の高さ調整シムの厚さを変更することにより、入力軸と出力軸の相対高さを簡単容易に調整することができる。
また、各支持部の高さ調整シムを共用とすることができ、高さ調整シムの製造コストを低減することができるし、部品管理等の面でも有利である。
【００２０】
請求項８に記載の発明では、請求項６または７に記載の歯車試験装置において、前記一端側軸支台及び前記他端側軸支台は、前記入力軸の支持部と前記出力軸の支持部とにそれぞれ分割構成され、前記調整機構は各支持部の間に介在する板状の軸間調整シムを有し、この軸間調整シムを変更することにより前記入力軸と前記出力軸の距離が調整されることを特徴とする。
【００２１】
請求項８に記載の発明によれば、請求項６または７の作用に加え、一端側軸支台と他端側軸支台における各支持部の間に介在する軸間調整シムの厚さを変更することにより、入力軸と出力軸の距離を簡単容易に調整することができる。
また、各軸支台で軸間調整シムを共用とすることができ、軸間調整シムの製造コストを低減することができるし、部品管理等の面でも有利である。
【００２２】
請求項９に記載の発明では、請求項６から８のいずれか一項に記載の歯車試験装置において、前記第１駆動装置、前記一端側軸支台、前記他端側軸支台及び前記第２駆動装置は、一の基台に支持されることを特徴とする。
【００２３】
請求項９に記載の発明によれば、請求項６から８のいずれか一項の作用に加え、各駆動装置及び各軸支台が一の基台に支持されるので、各駆動装置及び各軸支台を相対的に精度よく配置することができるし、各駆動装置及び各軸支台の支持剛性が格段に向上するので、駆動系における外部からの影響を抑制することができる。
【００２４】
請求項１０に記載の発明では、請求項９に記載の歯車試験装置において、前記入力軸と前記第１駆動装置の間と前記出力軸と前記第２駆動装置の間に、前記基台側に固定される軸受をそれぞれ介在させたことを特徴とする。
【００２５】
請求項１０に記載の発明によれば、請求項９の作用に加え、入力軸側と出力軸側で、それぞれ駆動系の長手方向の中間部分が軸受により支持されるので、駆動系の弾性変形を抑制して装置の信頼耐久性を向上することができる。
【００２６】
請求項１１に記載の発明では、請求項１０に記載の歯車試験装置において、前記軸受を、前記トルク計測器と前記第１駆動装置の間と前記トルク計測器と前記第２駆動装置の間にそれぞれ配したことを特徴とする。
【００２７】
請求項１１に記載の発明によれば、請求項１０の作用に加え、軸受がトルク計測器と各駆動装置の間にそれぞれ配されているので、軸受よりも入力軸側及び出力軸側でトルクを計測することができる。これにより、軸受によるエネルギ損失が含まれない状態でトルクの計測を行うことができる。また、軸受をトルク計測器に近接させることにより、トルク計測器の重量を軸受に負担させて、駆動系の変形を抑制することもできる。
【００２８】
請求項１２に記載の発明では、請求項１から１１のいずれか一項に記載の歯車試験装置において、前記第１駆動装置及び前記第２駆動装置は油冷モータであることを特徴とする。
【００２９】
請求項１２に記載の発明によれば、請求項１から１１のいずれか一項の作用に加え、各駆動装置を油冷モータとしたことにより、外部の冷却装置で冷却された油を循環供給することで駆動装置を連続的に冷却することができる。すなわち、空冷モータのように、モータに近接して配される送風ファン等の冷却装置が必要になって装置のスペース効率が悪化したり、冷却装置により騒音や振動が生じて歯車の試験に支障をきたすことはない。
【００３０】
請求項１３に記載の発明では、請求項１２に記載の歯車試験装置において、前記第１駆動装置及び前記第２駆動装置を覆う遮音部を設けたことを特徴とする。
【００３１】
請求項１３に記載の発明によれば、請求項１２の作用に加え、各駆動装置を覆う遮音部を設けたことにより、各駆動装置の騒音の歯車側への漏出を抑制し、各駆動装置の騒音の影響を受けない状態で歯車のうなり音等の測定を行うことができる。
【００３２】
請求項１４に記載の発明では、請求項１２または１３に記載の歯車試験装置において、前記第１駆動装置及び前記第２駆動装置の固定部に、振動伝達を抑制する防振機構を設けたことを特徴とする。
【００３３】
請求項１４に記載の発明によれば、請求項１２または１３の作用に加え、各駆動装置の固定部に防振機構が設けられているので、各駆動装置の振動の歯車側への伝達が抑制され、各駆動装置の振動の影響を受けない状態で、歯車自体の振動を測定することができる。
【発明の効果】
【００３４】
このように、本発明の歯車試験装置によれば、装置の駆動系の共振周波数を歯車の共振周波数に比して小さくして、駆動系の影響を受けることなく歯車の挙動を的確に試験することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
図１から図６は本発明の一実施形態を示すもので、図１は歯車試験装置の概略側面図、図２は歯車の噛合部付近の一部横断面図、図３はダイヤフラムカップリング等を外した状態の一端側軸支台の概略説明縦断面図、図４は歯車試験装置の概略上面図、図５は各油冷モータを遮音箱で覆った状態の歯車試験装置の概略側面図、図６は各歯車の加速度ピックアップの取付状態を示す説明図である。尚、図１及び図４は、後述する遮音箱２２を取り外した状態を図示している。
【００３６】
図１及び図２に示すように、この歯車試験装置１は、入力軸２に装着された第１歯車３と出力軸４に装着された第２歯車５を噛合させ、一対の油冷モータ１８により入力軸２及び出力軸４を駆動して第１歯車３と第２歯車５の挙動を試験するものである。本実施形態においては、入力軸２、第１歯車３、出力軸４及び第２歯車５は自動車車両のトランスミッションを模擬している。すなわち、トランスミッションとして使用する場合には、入力軸２にエンジン側から動力が伝達され、第１歯車３及び第２歯車５により減速して、出力軸４からプロペラシャフト側へ動力を伝達する。図２に示すように入力軸２及び出力軸４は水平方向に距離をおいて互いに略平行で、図１に示すように側面視で各歯車３，５について略対称に配され略一直線状となっている。
【００３７】
図２に示すように、入力軸２及び出力軸４は、各歯車３，５の一端側にて一端側軸支台６に軸支され、他端側にて他端側軸支台７に軸支される。本実施形態においては、一端側軸支台６及び他端側軸支台７は、それぞれ直方体状の金属材であり入力軸２及び出力軸４を挿通する軸受６ａ，６ｂ，７ａ，７ｂを有する。図２に示すように、一端側軸支台６は入力軸２の支持部６ｃと出力軸４の支持部６ｄとに分割構成され、他端側軸支台７は入力軸２の支持部７ｃと出力軸４の支持部７ｄとに分割構成される。本実施形態においては、各支持部６ｃ，６ｄ，７ｃ，７ｄは、入力軸２側と出力軸４側とに二分割した略直方体形状であり、高さ調整シム８及び軸間調整シム９により位置が調整される。すなわち、調整機構は、高さ調整シム８及び軸間調整シム９を有し、第１歯車３記第２歯車５の噛合状態を調整する。
【００３８】
ここで、各支持部６ｃ，６ｄ，７ｃ，７ｄは、基台１０の上面に形成された定盤１０ａに固定される。尚、図１においては、説明のため、各支持部６ｃ，６ｄ，７ｃ，７ｄ等を省略して図示している。図３に示すように、高さ調整シム８は板状に形成され、各支持部６ｃ，６ｄ，７ｃ，７ｄの底部に配される。すなわち、高さ調整シム８は基台１０と各支持部６ｃ，６ｄ，７ｃ，７ｄの間に介在し、異なる厚さの高さ調整シム８に変更することにより入力軸２及び出力軸４の相対高さを調整することができる。
【００３９】
図２に示すように、軸間調整シム９は、一端側軸支台６の両支持部６ｃ，６ｄの間と、他端側軸支台７の両支持部７ｃ，７ｄの間に介在する。すなわち、異なる厚さの軸間調整シム９に変更することにより、一端側軸支台６と他端側軸支台７における入力軸２及び出力軸４の距離を調整することができる。
【００４０】
図１に示すように、入力軸２の一端側端部には、ダイヤフラムカップリング１１の他端側が接続される。本実施形態においては、図２に示すように、入力軸２とダイヤフラムカップリング１１の端部にはそれぞれフランジ２ａ，１１ａが形成されており、フランジ２ａ，１１ａを挿通する複数のボルト１２により締結固定される。このダイヤフラムカップリング１１は、従来公知のものと同様、軸方向に伸縮自在となっている。
【００４１】
図１に示すように、ダイヤフラムカップ１１の一端側には、トルク計測器１３の軸部の他端が接続される。本実施形態においては、このトルク計測器１３は非接触式であり、トルク計測器１３における出力トルクの機械的損失が生じないようになっている。すなわち、軸部を包囲するように形成されるトルク計測器１３の計測部が、基台１０側に固定されている。
【００４２】
図４に示すように、トルク計測器１３の軸部の一端は、連結軸１４の他端に接続される。この連結軸１４は、基台１０側に固定される軸受１５により回動自在に支持される。連結軸１４における軸受１５より一端側には、円盤状のフライホイール１６が取り付けられる。すなわち、フライホイール１６により駆動系の共振周波数を調整することができるようになっている。
【００４３】
さらに、図４に示すように、連結軸１４の他端には、芯ずれ等を吸収する金属製の板ばね１７を介して、第１駆動装置としての油冷モータ１８の出力軸１８ａが接続される。また、軸受１５とフライホイール１６との間にはゴムダンパ２４が介装されている。ゴムダンパ２４は、連結軸１４と出力軸１８ａとの間に捻り方向の力が作用した際に、捻りを許容しつつ振動を減衰させる機能を果たす。
【００４４】
以上の構成により、入力軸２及び油冷モータ１８の間にダイヤフラムカップリング１１、トルク計測器１３、軸受１５及びフライホイール１６が介在し、入力軸２から油冷モータ１８に向かってダイヤフラムカップリング１１、トルク計測器１３、軸受１５、フライホイール１６の順に配置されることとなる。また、一の基台１０に、各油冷モータ１８、一端側軸支台６及び他端側軸支台７が支持されることとなる。尚、この基台１０は、鋳造により成型された金属材である。
【００４５】
油冷モータ１８は、基台１０側に４本のボルト１９により固定される。油冷モータ１８の固定部には、振動伝達を抑制する防振機構が設けられる。各ボルト１９は、頭１９ａがゴム部材であり、基台１０側への振動伝達が抑制されるようになっている。本実施形態においては、基台１０の上面に載置台２０が設置され、この設置台２０に油冷モータ１８が固定される。また、各ボルト１９の頭１９ａと載置台２０の間には、金属製のプレート２１が複数枚重ねられ、これによっても防振作用が得られるようになっている。すなわち、本実施形態においては、防振機構は、各ボルト１９及び各プレート２１を有する。
【００４６】
図５に示すように、油冷モータ１８は、基台１０の上面に設置された遮音箱２２により覆われる。本実施形態においては、遮音部としての遮音箱２２は、油冷モータ１８とともにゴムダンパ２４、フライホイール１６と軸受１５の一部を覆う。遮音箱２２に対応して、遮音壁２２の内壁と載置台２０の上面には吸音材が取り付けられる。尚、遮音箱２２には、開閉自在の窓２２ａが形成されている。また、油冷モータ１８には、装置外部から熱交換により冷却された油が定常的に供給されるようになっている。
【００４７】
載置台２０は、基台１０の上面に形成された定盤に図示しないボルトにより固定される。すなわち、基台１０を基準として載置台２０の位置を調整することにより、油冷モータ１８の位置を定めることができる。載置台２０は、略直方体形状を呈し、側面には制振板２０ａが取り付けられている。
【００４８】
また、図１に示すように、出力軸４の他端側には、入力軸２と同様にダイヤフラムカップリング１１が接続される。そして、入力軸２側と同様に、トルク計測器１３、連結軸１４、軸受１５、フライホイール１６、ゴムダンパ２４、第２駆動装置としての油冷モータ１８等が配される。本実施形態においては、これらの構成は入力軸２側と同様であるのでここでは説明を省略する。
【００４９】
図６に示すように、第１歯車３と第２歯車５には、それぞれ加速度ピックアップ２３が取り付けられる。本実施形態においては、各加速度ピックアップ２３は、３軸の加速度を検出し、各歯車３，５に略１８０°対称となるよう２つずつ取り付けられる。これにより、各歯車３，５毎に、回転方向の加速度と、軸方向の加速度と、軸直交方向の加速度と、歯車の軸に対する傾倒方向の加速度と、が演算されるようになっている。
【００５０】
この歯車試験装置１においては、入力軸２側の油冷モータ１８から第１歯車３及び第２歯車５を介して出力軸４側の油冷モータ１８までの１次ねじり共振周波数は、約１９．８５Ｈｚとなっている。また、本実施形態の試験に使用される第１歯車３と第２歯車５の撓みによる共振周波数は、約２８６６Ｈｚとなっている。すなわち、各油冷モータ１８間の１次ねじり共振周波数は、各歯車３，５の約１４４分の１となっている。この１次ねじり共振周波数は、フライホイール１６等の仕様を変更することにより調整される。
【００５１】
また、この歯車試験装置１においては、入力軸２側の油冷モータ１８から第１歯車３までの曲げ共振周波数は約２０７Ｈｚとなっている。また、出力軸４側の油冷モータ１８から第２歯車５までの曲げ共振周波数は約２２４Ｈｚとなっている。本実施形態においては、入力軸２及び出力軸４では、設定実用回転数は６００ｒｐｍ〜６０００ｒｐｍとなっており、これに対応する周波数帯域は１０Ｈｚ〜１００Ｈｚとなっている。従って、入力軸２側でも出力軸４側でも、曲げ共振周波数が予め設定された設定実用回転数に対応する周波数帯域の範囲外となっている。これらの曲げ共振周波数は、ダイヤフラムカップリング１１等の仕様を変更することにより調整される。
【００５２】
以上のように構成された歯車試験装置１では、各油冷モータ１８を駆動させて、入力軸２と出力軸４を所望の回転数として、第１歯車３と第２歯車５の挙動を試験する。ここで、第１歯車３と第２歯車５の軸方向両端で一端側軸支台６と他端側軸支台８により入力軸２及び出力軸４が拘束されるので、安定した状態で各歯車３，５の試験を行うことができる。
【００５３】
本実施形態の歯車試験装置１によれば、駆動系にダイヤフラムカップリング１１が介在しているので、駆動系の全体としての曲げ剛性及びねじり剛性が格段に低下して共振周波数が低下する。これにより、剛体である各歯車３，５の共振周波数に比して駆動系の共振周波数が格段に小さくなり、各歯車３，５の挙動を試験する際に駆動系による影響を小さくすることができる。
【００５４】
また、ダイヤフラムカップリング１１により、駆動系の軸方向に関するミスアライメントが吸収されるので、駆動系を構成する部品等の配置に関して高い精度が要求されることはない。
【００５５】
また、トルク計測器１３により、入力軸２側と出力軸４側のトルクをそれぞれ計測することができる。尚、このトルク計測器１３は重量物であるので、これを用いても駆動系の共振周波数を調整することもできる。
【００５６】
また、本実施形態の歯車試験装置１によれば、ダイヤフラムカップリング１１を入力２軸及び出力軸４とトルク計測器１３との間に配したことにより、入力軸２、第１歯車３、出力軸４及び第２歯車５等がトルク計測器１３と直接的に連結されて、トルク計測器１３とともに共振することはない。これにより、より的確に歯車の挙動を試験することができる。
【００５７】
また、本実施形態の歯車試験装置１によれば、各油冷モータ１８間の１次ねじり共振周波数を、第１歯車３と第２歯車５の撓みによる共振周波数の１００分の１以下となるようにしたので、駆動系のねじり共振周波数の影響を十分に小さくすることができる。
【００５８】
また、本実施形態の歯車試験装置１によれば、入力軸２側と出力軸４側の曲げ共振周波数を、設定実用回転数に対応する周波数帯域の範囲外となるようにしたので、設定実用回転数の範囲で入力軸２及び出力軸４を回転させた場合に、駆動系と各歯車３，５が共振することはなく、設定実用回転数の範囲内でのデータ収集に支障をきたすことはない。
【００５９】
また、本実施形態の歯車試験装置１によれば、調整機構により、各軸支台６，７の少なくとも一方において、入力軸２と出力軸４の相対的な向きが変更されるので第１歯車３と第２歯車５の噛合状態を簡単容易に調整することができる。
本実施形態においては、一端側軸支台６と他端側軸支台７における各支持部６ｃ，６ｄ，７ｃ，７ｄの底部の高さ調整シム８の厚さを変更することにより、入力軸２と出力軸４の相対高さを簡単容易に調整することができる。また、各支持部６ｃ，６ｄ，７ｃ，７ｄの高さ調整シム８を共用とすることができ、高さ調整シム８の製造コストを低減することができるし、部品管理等の面でも有利である。
さらに、本実施形態においては、一端側軸支台６と他端側軸支台７における各支持部６ｃ，６ｄ，７ｃ，７ｄの間に介在する軸間調整シム９の厚さを変更することにより、入力軸２と出力軸４の距離を簡単容易に調整することができる。また、各軸支台６，７で軸間調整シム９も共用とすることができ、軸間調整シム９の製造コストを低減することができるし、部品管理等の面でも有利である。
【００６０】
また、本実施形態の歯車試験装置１によれば、各油冷モータ１８及び各軸支台６，７が一の基台１０に支持されるので、各油冷モータ１８及び各軸支台６，７を相対的に精度よく配置することができるし、各油冷モータ１８及び各軸支台６，７の支持剛性が格段に向上するので、駆動系における外部からの影響を抑制することができる。
【００６１】
また、本実施形態の歯車試験装置１によれば、入力軸２側と出力軸４側で駆動系の長手方向の中間部分が軸受１５により支持されるので、駆動系の弾性変形を抑制して装置の信頼耐久性を向上することができる。
また、軸受１５がトルク計測器１３と各油冷モータ１８の間にそれぞれ配されているので、軸受１５よりも入力軸２側及び出力軸４側でトルクを計測することができる。これにより、軸受１５によるエネルギ損失が含まれない状態でトルクの計測を行うことができる。また、軸受１５をトルク計測器１３に近接させることにより、トルク計測器１３の重量を軸受１５に負担させて、駆動系の変形を抑制することもできる。
【００６２】
また、本実施形態の歯車試験装置１によれば、各駆動装置を油冷モータ１８としたことにより、外部の冷却装置で冷却された油を循環供給することで駆動装置を連続的に冷却することができる。すなわち、空冷モータのように、モータに近接して配される送風ファン等の冷却装置が必要になって装置のスペース効率が悪化したり、冷却装置により騒音や振動が生じて歯車の試験に支障をきたすことはない。
【００６３】
また、本実施形態の歯車試験装置１によれば、各油冷モータ１８を覆う遮音箱２２を設けたことにより、各油冷モータ１８の騒音の歯車側への漏出を抑制し、各油冷モータ１８の騒音の影響を受けない状態で歯車のうなり音等の測定を行うことができる。また、各油冷モータ１８の固定部に防振機構を設けたことより、各油冷モータ１８の振動の歯車側への伝達が抑制され、各油冷モータ１８の振動の影響を受けない状態で、歯車自体の振動を測定することができる。
【００６４】
また、油冷モータ１８、軸受１５を載置台２０を介して基台１０に設置したので、油冷モータ１８、軸受１５等の設置位置の微調整、レイアウト変更等を容易に行うことができる。また、載置台２０に制振板２０ａを設けたので、これによっても各油冷モータ１８の基台１０への振動伝達が抑制される。
【００６５】
尚、前記実施形態においては、入力軸２と出力軸４が略平行に配されるものを示したが、例えば、入力軸と出力軸が略直交するよう配されるものであってもよい。すなわち、入力軸と出力軸が如何なる配置状態であっても、駆動系にダイヤフラムカップリングを介在させることにより共振周波数を低下させることができるし、トルク計測器を介在させることにより各軸のトルクを測ることができる。
【００６６】
また、前記実施形態においては、各軸支台６，７を分割構成するとともに調整機構を高さ調整シム８及び軸間調整シム９から構成したものを示したが、例えば、調整機構を各軸支台６，７における入力軸２及び出力軸４の軸支部分を可動とした構成としてもよい。すなわち、調整機構は、一端側軸支台６と他端側軸支台７の少なくとも一方における入力軸２と出力軸４の相対位置を変更して、第１歯車３と第２歯車５の噛合状態を調整するものであれば、他の構成でもあってもよい。
【００６７】
また、前記実施形態においては、第１駆動装置及び第２駆動装置として油冷モータ１８を用いたものを示したが、他の駆動源を用いてもよいことは勿論である。さらに、遮音部の構造や防振構造の構成も任意である。さらにまた、装置の仕様、試験内容等に応じて、遮音部、防振構造等を省略してもよく、その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の一実施形態を示す歯車試験装置の概略側面図である。
【図２】歯車の噛合部付近の一部横断面図である。
【図３】ダイヤフラムカップリング等を外した状態の一端側軸支台の概略説明縦断面図である。
【図４】歯車試験装置の概略上面図である。
【図５】各油冷モータを遮音箱で覆った状態の歯車試験装置の概略側面図である。
【図６】各歯車の加速度ピックアップの取付状態を示す説明図である。
【符号の説明】
【００６９】
１          歯車試験装置
２          入力軸
３          第１歯車
４          出力軸
５          第２歯車
６          一端側軸支台
６ｃ        支持部
６ｄ        支持部
７          他端側軸支台
７ｃ        支持部
７ｄ        支持部
８          高さ調整シム
９          軸間調整シム
１０        基台
１１        ダイヤフラムカップリング
１３        トルク計測器
１５        軸受
１６        フライホイール
１８        油冷モータ
１９        ボルト
１９ａ      頭
２１        プレート
２２        遮音箱
【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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