(57)【要約】【課題】ギヤの歯面に凸部が形成されるような異常の有無の検出精度を高めることができるギヤ歯面の異常検出装置及びギヤ歯面の異常検出方法を提供する。【解決手段】所定の歯厚及び所定の形状を有する通常歯３１と、該通常歯と同じ歯厚及び形状を有する歯の歯面に切欠３８，３９を形成してなる修正歯３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄとを有するマスターギヤ３０を、検査対象ギヤ１００に噛み合わせて、前記検査対象ギヤ１００及び前記マスターギヤ３０を回転させ、この回転中における噛み合い状態の変動の態様に基づいて、前記検査対象ギヤ１００の歯面の異常の有無を検出する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定ピッチで設けられた複数の歯を有し、検査対象ギヤに噛み合うマスターギヤと、
相互に噛み合った前記検査対象ギヤ及び前記マスターギヤを回転させる駆動部と、
前記検査対象ギヤ及び前記マスターギヤの回転中における噛み合い状態の変動を計測する変動計測部と、
前記変動計測部により計測された変動の態様に基づいて、前記検査対象ギヤの歯面の異常の有無を判定する異常判定部と、を備えたギヤ歯面の異常検出装置であって、
前記マスターギヤの前記複数の歯は、所定の歯厚及び所定の形状を有する通常歯と、該通常歯と同じ歯厚及び形状を有する歯の歯面に切欠を形成してなる修正歯とを有することを特徴とするギヤ歯面の異常検出装置。
【請求項２】
前記修正歯は、周方向に複数連続して列設されていることを特徴とする請求項１に記載のギヤ歯面の異常検出装置。
【請求項３】
前記切欠は、前記修正歯における周方向一方側の歯面の歯先及び歯元並びに周方向他方側の歯面の歯先及び歯元の４箇所のうちいずれか１つの所定箇所に設けられたものと、前記４箇所のうち前記所定箇所とは異なる箇所に設けられたものとを含むことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のギヤ歯面の異常検出装置。
【請求項４】
前記マスターギヤを回転可能に支持するスライダと、
前記スライダを前記マスターギヤの軸心に直角な方向に並進移動可能に支持する支持部と、
前記マスターギヤを前記検査対象ギヤの軸心に接近させる方向に前記スライダを付勢する付勢手段と、を更に備えていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のギヤ歯面の異常検出装置。
【請求項５】
複数の歯が所定ピッチで設けられたマスターギヤを検査対象ギヤに噛み合わせて、前記検査対象ギヤ及び前記マスターギヤを回転させ、この回転中における噛み合い状態の変動の態様に基づいて、前記検査対象ギヤの歯面の異常の有無を検出するギヤ歯面の異常検出方法であって、
前記マスターギヤとして、所定の歯厚及び所定の形状を有する通常歯と、該通常歯と同じ歯厚及び形状を有する歯の歯面に切欠を形成してなる修正歯とを有するギヤを用いることを特徴とするギヤ歯面の異常検出方法。
【請求項６】
前記検査対象ギヤと前記マスターギヤをバックラッシュがゼロとなるように噛み合わせた状態で、前記検査対象ギヤの歯面の異常の有無を検出することを特徴とする請求項５に記載のギヤ歯面の異常検出方法。
【請求項７】
前記修正歯は、周方向に複数連続して列設されていることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載のギヤ歯面の異常検出方法。
【請求項８】
前記マスターギヤと前記検査対象ギヤの歯数の差は、前記修正歯に前記検査対象ギヤの所定の歯が係合した状態から前記検査対象ギヤが１回転した時点では常に前記所定の歯が前記通常歯に係合するような差とされており、
前記検査対象ギヤが少なくとも２回転する間の前記検査対象ギヤと前記マスターギヤの噛み合い状態の変動を計測し、この計測結果に基づいて、前記検査対象ギヤの歯面の異常の有無を検出することを特徴とする請求項７に記載のギヤ歯面の異常検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ギヤの歯面における異常の有無を検出するための装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用変速機等の種々の動力伝達装置に用いられる各種ギヤの生産現場では、製造時又は製造後の保管時等における他物品との接触によってギヤの歯面に打痕が生じた場合や、加工ツールの損傷や動作不良等により設計通りの形状にギヤを成形できない場合に、ギヤの歯面に凸部が形成されてしまうことがある。このような異常があるギヤを用いて車両用変速機等の動力伝達装置が組み立てられた場合、ギヤの噛み合い不良によりギヤノイズが発生するなどの不具合が生じ得る。
【０００３】
このような不具合を回避するために、通常は、動力伝達装置の組み立て前に、ギヤの異常の有無を確認する検査が行われる。この検査の一例として、基準となる高精度のマスターギヤを製作し、該マスターギヤを検査対象ギヤに噛み合わせた状態で、検査対象ギヤの異常の有無を検出する方法が知られている。
【０００４】
この種の検査に用いられる異常検出装置は、相互に平行に配置された第１軸及び第２軸、第１軸を回転駆動するモータ、軸方向に直角な方向に並進移動可能に設けられ、第２軸を支持するスライダ、並びに、第２軸を第１軸に接近させる方向の付勢力をスライダに付与する付勢手段を備えている。
【０００５】
この装置を用いて検査を行うときは、先ず、第１軸上に検査対象ギヤをセットすると共に、第２軸上にマスターギヤをセットした状態で、第２軸を第１軸に接近させるようにスライダを並進移動させて、検査対象ギヤにマスターギヤを噛み合わせる。
【０００６】
このとき、スライダには、第２軸を第１軸に接近させる方向の付勢力が作用しているため、検査対象ギヤとマスターギヤは、バックラッシュがゼロの状態（噛合部において、検査対象ギヤの歯における周方向両側の歯面がいずれもマスターギヤの歯面に当接した状態）で相互に噛み合わされる。
【０００７】
続いて、この状態でモータによって第１軸を回転駆動させることで、検査対象ギヤとこれに噛み合うマスターギヤを回転させる。この回転中においても、付勢手段による付勢力の作用により、両ギヤの噛合部ではバックラッシュがゼロの状態が維持される。
【０００８】
検査対象ギヤとマスターギヤの回転中において、両ギヤの軸心間距離の変動をモニタすると、例えば図６の実線で示されるように、検査対象ギヤの回転角度に応じた軸心間距離の変動を示す波形Ｐが得られ、この波形Ｐに基づいて、検査対象ギヤの異常の有無を検出できる。
【０００９】
具体的には、例えば、波形Ｐの最大値と最小値との差Ａ１に基づいて、歯溝の振れ（検査対象ギヤの偏心）を算出したり、波形Ｐの平均値Ｂ１に基づいて、ＯＢＤ（Over Ball Diameter）（歯厚）を算出したりすることができる。
【００１０】
また、検査対象ギヤにおける一部の歯の歯面に、上述したような凸部が形成される異常が生じている場合は、該凸部がマスターギヤの歯に干渉するときに、検査対象ギヤの歯溝に対するマスターギヤの歯の係合が浅くなることで、軸心間距離が一時的に増大する。そのため、この場合、図６の波形Ｐにおいて、例えば破線Ｃ１で示されるような乱れが生じることから、このような波形の乱れの有無に基づいて、歯面に凸部が形成される異常の有無を検出できる。
【００１１】
なお、特許文献１には、上記と同様の異常検出装置を用いて、第１軸の回転駆動中における第２軸の振動加速度の変動をモニタし、この変動の態様に基づいて、検査対象ギヤの異常の有無を検出する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００９−１０３５２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、上述した従来の方法による検査において、検査対象ギヤにおける全ての歯の歯面に同様の凸部が一律に形成されるような異常が生じている場合、検査対象ギヤの歯溝に対するマスターギヤの歯の係合が一律に浅くなることから、検査対象ギヤ及びマスターギヤの噛み合い状態は、軸心間距離を一律に増大させた状態で安定することになる。
【００１４】
そのため、この場合、例えば図６の二点鎖線で示されるように、検査対象ギヤに異常がない場合の波形Ｐに比べて一律に軸心間距離が増大された波形Ｑが得られることになり、この波形Ｑには、破線Ｃ１で示されるような乱れが生じないことから、上記のような歯面の異常を検出できない可能性がある。
【００１５】
なお、上記の特許文献１の異常検出装置を用いて検査を行う場合も、同様の理由により、全ての歯の歯面に一律に凸部が形成される異常が生じている場合には、振動加速度の変動を示す波形に乱れが生じ難いことから、上記の異常を検出できない場合がある。
【００１６】
そこで、本発明は、ギヤの歯面に凸部が形成されるような異常の有無の検出精度を高めることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
前記課題を解決するため、本発明に係るギヤ歯面の異常検出装置は、次のように構成したことを特徴とする。
【００１８】
まず、本願の請求項１に記載の発明は、
所定ピッチで設けられた複数の歯を有し、検査対象ギヤに噛み合うマスターギヤと、
相互に噛み合った前記検査対象ギヤ及び前記マスターギヤを回転させる駆動部と、
前記検査対象ギヤ及び前記マスターギヤの回転中における噛み合い状態の変動を計測する変動計測部と、
前記変動計測部により計測された変動の態様に基づいて、前記検査対象ギヤの歯面の異常の有無を判定する異常判定部と、を備えたギヤ歯面の異常検出装置であって、
前記マスターギヤの前記複数の歯は、所定の歯厚及び所定の形状を有する通常歯と、該通常歯と同じ歯厚及び形状を有する歯の歯面に切欠を形成してなる修正歯とを有することを特徴とする。
【００１９】
なお、ここでいう「変動計測部」により変動が計測される「噛み合い状態」に関しては、検査対象ギヤとマスターギヤとの噛み合い状態を示し得る任意の指標が用いられるものとし、かかる指標の具体例としては、検査対象ギヤ及びマスターギヤの軸心間距離、検査対象ギヤ又はマスターギヤの振動加速度、或いは、検査対象ギヤ又はマスターギヤの一方の歯溝に対する他方の歯の係合深さ等が上げられる。
【００２０】
また、本明細書でいう「歯厚」とは、マスターギヤのピッチ円上での歯の厚さ（弦歯厚又は円弧歯厚）を指す。
【００２１】
請求項２に記載の発明は、前記請求項１に記載の発明において、
前記修正歯は、周方向に複数連続して列設されていることを特徴とする。
【００２２】
請求項３に記載の発明は、前記請求項１又は請求項２に記載の発明において、
前記切欠は、前記修正歯における周方向一方側の歯面の歯先及び歯元並びに周方向他方側の歯面の歯先及び歯元の４箇所のうちいずれか１つの所定箇所に設けられたものと、前記４箇所のうち前記所定箇所とは異なる箇所に設けられたものとを含むことを特徴とする。
【００２３】
なお、ここでいう「所定箇所」の切欠と、「異なる箇所」の切欠とは、別々の歯に設けられてもよいし、同じ歯に設けられてもよい。
【００２４】
請求項４に記載の発明は、前記請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の発明において、
前記マスターギヤを回転可能に支持するスライダと、
前記スライダを前記マスターギヤの軸心に直角な方向に並進移動可能に支持する支持部と、
前記マスターギヤを前記検査対象ギヤの軸心に接近させる方向に前記スライダを付勢する付勢手段と、を更に備えていることを特徴とする。
【００２５】
また、本発明に係るギヤ歯面の異常検出方法は、次のように構成したことを特徴とする。
【００２６】
まず、本願の請求項５に記載の発明は、
複数の歯が所定ピッチで設けられたマスターギヤを検査対象ギヤに噛み合わせて、前記検査対象ギヤ及び前記マスターギヤを回転させ、この回転中における噛み合い状態の変動の態様に基づいて、前記検査対象ギヤの歯面の異常の有無を検出するギヤ歯面の異常検出方法であって、
前記マスターギヤとして、所定の歯厚及び所定の形状を有する通常歯と、該通常歯と同じ歯厚及び形状を有する歯の歯面に切欠を形成してなる修正歯とを有するギヤを用いることを特徴とする。
【００２７】
請求項６に記載の発明は、前記請求項５に記載の発明において、
前記検査対象ギヤと前記マスターギヤをバックラッシュがゼロとなるように噛み合わせた状態で、前記検査対象ギヤの歯面の異常の有無を検出することを特徴とする。
【００２８】
請求項７に記載の発明は、前記請求項５又は請求項６に記載の発明において、
前記修正歯は、周方向に複数連続して列設されていることを特徴とする。
【００２９】
請求項８に記載の発明は、前記請求項７に記載の発明において、
前記マスターギヤと前記検査対象ギヤの歯数の差は、前記修正歯に前記検査対象ギヤの所定の歯が係合した状態から前記検査対象ギヤが１回転した時点では常に前記所定の歯が前記通常歯に係合するような差とされており、
前記検査対象ギヤが少なくとも２回転する間の前記検査対象ギヤと前記マスターギヤの噛み合い状態の変動を計測し、この計測結果に基づいて、前記検査対象ギヤの歯面の異常の有無を検出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００３０】
まず、請求項１に記載の発明に係るギヤ歯面の異常検出装置によれば、マスターギヤに、歯面に切欠が無い通常歯と、歯面に切欠を有する修正歯とが設けられているため、仮に検査対象ギヤの全ての歯の歯面に一律に凸部が形成される異常が発生した場合、これらの凸部は、マスターギヤとの噛合部において、切欠が無い通常歯の歯面に対して干渉するのに対して、切欠を有する修正歯の歯面に対する干渉は抑制される。そのため、この場合、検査対象ギヤ及びマスターギヤの回転中において、検査対象ギヤの歯の係合相手が通常歯から修正歯に切り替わるとき、検査対象ギヤの歯面の凸部とマスターギヤの歯面との干渉が解消されることにより、係合深さが増大するように噛み合い状態が急激に変化する。したがって、このような噛み合い状態の急激な変化の有無に基づいて、上記のような歯面の異常の有無を精度よく検出できる。
【００３１】
請求項２に記載の発明によれば、マスターギヤにおいて、前記修正歯が周方向に複数連続して列設されているため、検査対象ギヤの複数の歯がマスターギヤの複数の修正歯に同時に係合されるとき、検査対象ギヤの各歯の歯面に生じた凸部とマスターギヤの歯面との干渉を確実に抑制できる。そのため、検査対象ギヤの全ての歯の歯面に一律に凸部が形成される異常が発生した場合に、上記のようなマスターギヤとの噛み合い状態の急激な変化を確実に生じさせることができるため、より高精度な異常検出を実現できる。
【００３２】
請求項３に記載の発明によれば、マスターギヤの修正歯の歯面に形成された切欠には、周方向一方側の歯面の歯先及び歯元、並びに周方向他方側の歯面の歯先及び歯元の４箇所のうちいずれか１つの所定箇所に設けられたものと、これとは異なる箇所に設けられたものとが含まれるため、検査対象ギヤの歯面において凸部が形成される箇所が、周方向一方側の歯面の歯元若しくは歯先、又は周方向他方側の歯面の歯元若しくは歯先である場合の４つの異常態様のうち少なくとも２つの異常態様に関して、異常の有無を精度よく検出できる。
【００３３】
請求項４に記載の発明によれば、マスターギヤを回転可能に支持するスライダが、マスターギヤを検査対象ギヤの軸心に接近させる方向に付勢された状態で、上記の検査が行われることで、検査対象ギヤ及びマスターギヤの噛み合い状態の変動、より具体的には、検査対象ギヤの歯溝に対するマスターギヤの歯の係合深さの変動に応じて、これらのギヤの軸心間距離が変動する。したがって、検査対象ギヤ及びマスターギヤの軸心間距離を継続的に計測すれば、該軸心間距離の変動に基づいて、上記のような歯面の異常の有無を精度よく検出できる。
【００３４】
また、請求項５に記載の発明に係るギヤ歯面の異常検出方法によれば、通常歯と修正歯とを備えたマスターギヤを用いて検査が行われるため、仮に検査対象ギヤの全ての歯の歯面に一律に凸部が形成される異常が発生した場合、これらの凸部は、マスターギヤとの噛合部において、切欠が無い通常歯の歯面には干渉するが、切欠を有する修正歯の歯面との干渉が抑制される。そのため、この場合、検査対象ギヤ及びマスターギヤの回転中において、検査対象ギヤの歯の係合相手が通常歯から修正歯に切り替わるとき、検査対象ギヤの歯面の凸部とマスターギヤの歯面との干渉が解消されることにより、係合深さが増大するように噛み合い状態が急激に変化する。したがって、このような噛み合い状態の急激な変化の有無に基づいて、上記のような歯面の異常の有無を精度よく検出できる。
【００３５】
請求項６に記載の発明によれば、検査対象ギヤの各歯が周方向両側の歯面においてマスターギヤの歯面に接触した状態で両ギヤが噛み合うため、検査対象ギヤ及びマスターギヤを一方向に回転させる検査を行うだけで、他方向の回転を行わなくても、周方向両側の歯面の異常の有無を検出できる。
【００３６】
請求項７に記載の発明によれば、マスターギヤにおいて、前記修正歯が周方向に複数連続して列設されているため、検査対象ギヤの複数の歯がマスターギヤの複数の修正歯に同時に係合されるとき、検査対象ギヤの歯面に生じた凸部とマスターギヤの歯面との干渉を確実に抑制できる。そのため、検査対象ギヤの全ての歯の歯面に一律に凸部が形成される異常が発生した場合に、上記のようなマスターギヤとの噛み合い状態の急激な変化を確実に生じさせることができるため、より高精度な異常検出を実現できる。
【００３７】
請求項８に記載の発明を請求項７に記載の発明に適用すれば、検査対象ギヤが少なくとも２回転する間の検査対象ギヤとマスターギヤの噛み合い状態の変動が計測され、１回転目においてマスターギヤの修正歯に係合された検査対象ギヤの歯は、２回転目では必ず通常歯に係合される。仮に検査対象ギヤの一部の歯の歯面に凸部が形成されるような異常が生じている場合において、これらの凸部を有する全ての歯面がマスターギヤの修正歯の歯面に係合される場合には、凸部とマスターギヤの歯面との干渉が生じないことにより、噛み合い状態の急激な変化が生じないことが起こり得るが、本発明では、仮にこのような状況が１回転目に生じたとしても、２回転目において凸部が通常歯の歯面に干渉したときに、噛み合い状態の急激な変化を確実に生じさせることができる。したがって、この噛み合い状態の急激な変化に基づいて、検査対象ギヤの一部の歯の歯面に凸部が形成されるような異常の有無も精度よく検出できる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施形態に係るギヤ歯面の異常検出装置の全体構成を模式的に示す側面図である。
【図２】図１に示すギヤ歯面の異常検出装置の制御システム図である。
【図３】マスターギヤを軸方向から見た模式図である。
【図４】マスターギヤの一部の歯を拡大して示す図である。
【図５】検査対象ギヤの回転角度に応じた検査対象ギヤとマスターギヤとの軸心間距離の変動の態様の一例を示す図である。
【図６】従来の異常検出方法を説明するためのグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。
【００４０】
図１に示すように、本実施形態に係るギヤ歯面の異常検出装置１は、支持台２と、支持台２の上面に設けられた天板部３と、支持台２に支持されたモータ６と、モータ６の出力軸７に固定された駆動プーリ８と、検査対象ギヤ１００を支持する第１軸１０と、第１軸１０に固定された従動プーリ１２と、駆動プーリ８と従動プーリ１２との間に巻き掛けられた無端状のベルト１４と、天板部３上をスライド可能なように支持台２に支持されたスライダ１６と、スライダ１６に付勢力を与える付勢手段としてのばね１８と、スライダ１６に回転可能に支持された第２軸２０と、第２軸２０に支持されるマスターギヤ３０とを備えている。
【００４１】
異常検出装置１は、例えば水平な載置面２００に支持台２が載置された状態で使用される。天板部３は、支持台２の載置面２００に平行な面（例えば水平面）に沿って配置されている。モータ６は、載置面２００に直角な方向（例えば鉛直方向）に沿って出力軸７が配置される姿勢で支持台２に取り付けられている。
【００４２】
第１軸１０の軸心１１は、モータ６の出力軸７に平行に配置されている。第１軸１０は、天板部３を貫通した状態で、軸受（図示せず）を介して回転可能に支持台２に支持されている。第１軸１０の下端部には従動プーリ１２が固定されており、第１軸１０の上端部には、検査対象ギヤ１００が第１軸１０と共に回転するように取付け可能とされている。
【００４３】
スライダ１６は、天板部３上を第２軸２０に直角な方向に沿った所定のスライド方向Ｄに並進移動可能に支持台２に支持されている。より具体的に、スライド方向Ｄは、第２軸２０及びマスターギヤ３０の軸心２１を第１軸１０及び検査対象ギヤ１００の軸心１１に接近及び離反させる方向である。
【００４４】
ばね１８は、その一端側がスライダ１６に固定され、他端側が支持台２に固定されている。マスターギヤ３０が検査対象ギヤ１００に噛み合った状態において、ばね１８は、自然長よりも収縮した状態でスライダ１６と支持台２との間に介装され、これにより、ばね１８の復元力は、ばね１８を伸張させる方向に作用する。したがって、マスターギヤ３０が検査対象ギヤ１００に噛み合った状態において、スライダ１６には、スライダ１６及びマスターギヤ３０を第１軸１０及び検査対象ギヤ１００の軸心１１に接近させる方向の付勢力が作用する。
【００４５】
第２軸２０の軸心２１は、第１軸１０の軸心１１に平行に配置されている。第２軸２０の下端部は、スライダ１６に回転可能に支持されている。第２軸２０の上端部には、マスターギヤ３０が第２軸２０と共に回転するように取付け可能とされている。第２軸２０に取り付けられたマスターギヤ３０は、第２軸２０を介してスライダ１６に回転可能に支持される。マスターギヤ３０の具体的構成については後に説明する。
【００４６】
図２に示すように、異常検出装置１は、モータ６のオン・オフ操作が行われる操作部５１と、第１軸１０に取り付けられた検査対象ギヤ１００の回転角度位置を検出する回転角度検出部５２と、第１軸１０（検査対象ギヤ１００）と第２軸２０（マスターギヤ３０）の軸心１１，２１間の距離（以下、単に「軸心間距離」という）Ｌ１（図１参照）を検出する距離検出部５３と、操作部５１から入力される信号に基づいてモータ６を制御すると共に、モータ６の作動中に回転角度検出部５２及び距離検出部５３から入力される信号に基づいて検査対象ギヤ１００の異常の有無を判定する制御部６０と、制御部６０による判定結果を出力する出力部７０とを更に備えている。
【００４７】
操作部５１は、異常検出装置１の任意の位置、例えば支持台２の上面に設けられている。回転角度検出部５２としては、例えば、第１軸１０上に設けられたエンコーダが用いられる。距離検出部５３としては、例えば、スライド方向Ｄにおけるスライダ１６の変位量を検出可能な各種変位センサが用いられ、この場合、変位センサにより検出されたスライダ１６の変位量に基づく演算によって軸心間距離Ｌ１を得ることができる。
【００４８】
ただし、回転角度検出部５２及び距離検出部５３の具体的な構成は、特に限定されるものでない。
【００４９】
制御部６０は、コンピュータを主要部として構成されており、中央処理装置と記憶装置とを有する。出力部７０としては、例えば、検査対象ギヤ１００の異常の有無についての判定結果を表示するモニタが用いられる。なお、出力部７０としてタッチパネル式のモニタが用いられる場合、該モニタを操作部５１として兼用してもよい。
【００５０】
図３に示すように、マスターギヤ３０は、所定ピッチで設けられた複数の歯３１，３５（３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄ）を有する。マスターギヤ３０は、検査対象ギヤ１００の異常の有無を検出するための基準となるギヤであり、検査対象ギヤ１００に合わせて高精度に製作されている。マスターギヤ３０としては、検査対象ギヤ１００と同種のギヤ（例えば、平歯車、ヘリカルギヤ、スパイラルギヤ等）が用いられる。
【００５１】
マスターギヤ３０は、検査対象ギヤ１００とは異なる歯数を有する。本実施形態において、マスターギヤ３０の歯数は、検査対象ギヤ１００の歯数よりも多いが、検査対象ギヤ１００の歯数よりも少なくてもよい。
【００５２】
マスターギヤ３０の歯３１，３５は、所定の歯厚及び所定の形状を有する通常歯３１と、該通常歯３１と同じ歯厚及び形状を有する歯の歯面に切欠３８，３９を形成してなる修正歯３５とで構成されている。
【００５３】
修正歯３５としては、例えば、周方向Ｒの一方側（図３の時計回り方向の後方側）の歯面の歯先に切欠３８が設けられた第１修正歯３５ａ、周方向Ｒの一方側（図３の時計回り方向の後方側）の歯面の歯元に切欠３９が設けられた第２修正歯３５ｂ、周方向Ｒの他方側（図３の時計回り方向の前方側）の歯面の歯先に切欠３８が設けられた第３修正歯３５ｃ、及び、周方向Ｒの他方側（図３の時計回り方向の前方側）の歯面の歯元に切欠３９が設けられた第４修正歯３５ｄが設けられている。
【００５４】
第１〜第４修正歯３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄは、周方向Ｒにおける相互に異なる領域において、それぞれ周方向Ｒに複数連続して列設されている。図３に示す例では、第１〜第４修正歯３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄが、それぞれ周方向Ｒに３つ連続して列設されているが、各修正歯３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄを周方向Ｒに連続させる個数はこれに限定されるものでない。
【００５５】
それぞれ周方向Ｒに連続する複数個からなる第１〜第４修正歯３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄの各群は、例えば、図３の時計回り方向にこの順で並ぶように配置されている。一群の第１修正歯３５ａと一群の第２修正歯３５ｂとの間、一群の第２修正歯３５ｂと一群の第３修正歯３５ｃとの間、一群の第３修正歯３５ｃと一群の第４修正歯３５ｄとの間、及び、一群の第４修正歯３５ｄと一群の第１修正歯３５ａとの間には、それぞれ複数の歯が介在しており、これらの歯は、全て通常歯３１で構成されている。
【００５６】
ただし、周方向Ｒにおける第１〜第４修正歯３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄの各群の配列は、図３に示すものに限られるものでなく、種々の変更が可能である。
【００５７】
図４の拡大図を参照しながら、第１修正歯３５ａのより具体的な構成を、通常歯３１と比較しながら説明する。
【００５８】
図４に示すように、通常歯３１の周方向Ｒ両側の歯面３２，３３は、切欠が形成されておらず、歯元側から歯先側にかけて凹凸の無い滑らかな面で構成されている。一方、第１修正歯３５ａは、一方側（図４の右側）の歯面３６が通常歯３１の歯面３２と同様の滑らかな面であるのに対して、他方側（図４の左側）の歯面３７は、歯先側に切欠３８を有することにより段状に形成されている。これにより、第１修正歯３５ａは、仮に図４の左側においても通常歯３１と同様の滑らかな歯面３３を有する場合に比べて、切欠３８が形成された部分における歯溝４０の幅が拡大されている。
【００５９】
仮に検査対象ギヤ１００の歯１０１における図４の右側の歯面の歯元部分に、凸部１１０が形成されるような異常が生じている場合、該凸部１１０が形成された歯面がマスターギヤ３０の通常歯３１の歯面３３に係合するときには、該歯面３３に凸部１１０が干渉することで係合深さが小さくなる。これに対して、凸部１１０が形成された検査対象ギヤ１００の歯面が第１修正歯３５ａの歯面３７に係合するときには、該歯面３７の切欠３８に検査対象ギヤ１００の凸部１１０が配置されることで、凸部１１０と第１修正歯３５ａの歯面３７との干渉が抑制されて、マスターギヤ３０の歯溝４０に対する検査対象ギヤ１００の歯１０１の係合が深くなる。
【００６０】
このように、検査対象ギヤ１００の歯１０１の凸部１１０と第１修正歯３５ａの歯面３７との係合時は、通常歯３１の歯面３３との係合時に比べて、マスターギヤ３０の歯溝４０に対する検査対象ギヤ１００の歯１０１の係合深さが大きくなり、これにより、検査対象ギヤ１００とマスターギヤ３０との軸心間距離Ｌ１（図１参照）が小さくなる。
【００６１】
第３修正歯３５ｃにも、同様の切欠３８が第１修正歯３５ａとは反対側の歯面３６の歯先側に形成されていることから（図３参照）、仮に、該歯面３６に係合される検査対象ギヤ１００の歯面の歯元部分に上記と同様の凸部１１０が形成されている場合、該凸部１１０と第３修正歯３５ｃの歯面３６との係合時は、通常歯３１の歯面３２との係合時に比べて、マスターギヤ３０の歯溝４０に対する検査対象ギヤ１００の歯１０１の係合深さが大きくなり、これにより、検査対象ギヤ１００とマスターギヤ３０との軸心間距離Ｌ１（図１参照）が小さくなる。
【００６２】
また、上述したように、第２修正歯３５ｂの一方側の歯面３７の歯元側及び第４修正歯３５ｄの他方側の歯面３６の歯元側にも切欠３９が形成されていることから（図３参照）、仮に、これらの歯面３６，３７に係合される検査対象ギヤ１００の歯面の歯先部分に凸部が形成されている場合、該凸部と第２修正歯３５ｂの歯面３７及び第４修正歯３５ｄの歯面３６との干渉が上記と同様に抑制される。
【００６３】
したがって、このような凸部を有する検査対象ギヤ１００の歯面と第２修正歯３５ｂの歯面３７及び第４修正歯３５ｄの歯面３６との係合時は、通常歯３１の歯面３２，３３との係合時に比べて、マスターギヤ３０の歯溝４０に対する検査対象ギヤ１００の歯１０１の係合深さが大きくなり、これにより、検査対象ギヤ１００とマスターギヤ３０との軸心間距離Ｌ１（図１参照）が小さくなる。
【００６４】
なお、マスターギヤ３０の各修正歯３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄにおいて、切欠３８，３９は、歯面３６，３７の一部を切り欠いて形成されており、各修正歯３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄの歯面３６，３７には、切欠３８，３９からずれた位置において、検査対象ギヤ１００の歯１０１の歯面との当接部が残されている。そのため、検査対象ギヤ１００の正常な歯（歯面の凸部が形成されていない歯）１０１は、各修正歯３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄの歯面３６，３７に対して、通常歯３１の歯面３２，３３との係合時と同様に係合する。
【００６５】
以上のように構成されたマスターギヤ３０を有する異常検出装置１を用いて、検査対象ギヤ１００の歯面の異常の有無は次のようにして検出される。
【００６６】
先ず、図１に示すように、第１軸１０に検査対象ギヤ１００が取り付けられると共に、第２軸２０にマスターギヤ３０が取り付けられる。この取付作業は、検査対象ギヤ１００とマスターギヤ３０が干渉し合わない程度に軸心間距離Ｌ１が十分に確保される位置にスライダ１６が配置された状態で行われる。
【００６７】
続いて、操作部５１のオン操作によってモータ６の作動が開始される。これにより、検査対象ギヤ１００は、モータ６によって駆動プーリ８及び従動プーリ１２を介して回転駆動される。
【００６８】
次に、スライダ１６が、上記のスライド方向Ｄに沿ってマスターギヤ３０を検査対象ギヤ１００の軸心１１に接近させる方向に並進移動されて、回転駆動されている検査対象ギヤ１００にマスターギヤ３０が噛み合わされる。
【００６９】
このとき、スライダ１６は、ばね１８によってマスターギヤ３０を検査対象ギヤ１００の軸心１１に接近させる方向に付勢されているため、検査対象ギヤ１００とマスターギヤ３０は、バックラッシュがゼロの状態、すなわち、噛合部において、検査対象ギヤ１００の歯における周方向両側の歯面がいずれもマスターギヤ３０の歯面に当接した状態で相互に噛み合わされる。
【００７０】
このようにして検査対象ギヤ１００に噛み合わされたマスターギヤ３０は、検査対象ギヤ１００の回転に従動して回転される。検査対象ギヤ１００及びマスターギヤ３０の回転中において、両ギヤ３０，１００の噛合部では、ばね１８の付勢力の作用により、バックラッシュがゼロの状態が維持される。
【００７１】
検査対象ギヤ１００及びマスターギヤ３０が回転している間、回転角度検出部５２（図２参照）により検査対象ギヤ１００（第１軸１０）の回転角度位置が検出されると共に、距離検出部５３（図２参照）により軸心間距離Ｌ１が検出される。回転角度検出部５２による検査対象ギヤ１００の回転角度位置の検出、及び、距離検出部５３による軸心間距離Ｌ１の検出は、検査対象ギヤ１００が少なくとも２回転する間、継続して行われる。
【００７２】
これにより、検査対象ギヤ１００の回転角度位置に応じた軸心間距離Ｌ１の変動が計測され、この変動を示す波形（例えば図５の波形Ｘ又は波形Ｙ）が制御部６０（図２参照）により作成されて記録される。
【００７３】
軸心間距離Ｌ１の変動の計測が終了すると、スライダ１６が、上記のスライド方向Ｄに沿ってマスターギヤ３０を検査対象ギヤ１００の軸心１１から離反させる方向に並進移動されて、検査対象ギヤ１００に対するマスターギヤ３０の噛み合いが解除され、その後、操作部５１のオフ操作によってモータ６の作動が停止される。
【００７４】
制御部６０は、上記のようにして得られた軸心間距離Ｌ１の変動を示す波形の態様に基づいて、検査対象ギヤ１００の歯面の異常の有無を以下のように判定し、該判定の結果は出力部７０（図２参照）に表示される。
【００７５】
検査対象ギヤ１００の歯面に凸部が形成される異常が生じていない場合、検査対象ギヤ１００の回転角度位置に関わらず、検査対象ギヤ１００の歯面の凸部とマスターギヤ３０の歯面３２，３３，３６，３７との干渉が生じないことから、マスターギヤ３０のいずれの歯溝４０に対しても、検査対象ギヤ１００の歯１０１は略同じ深さで係合する。そのため、検査対象ギヤ１００の歯面が正常である場合、軸心間距離Ｌ１の変動を示す波形は、例えば図５の波形Ｘのように、いずれの回転角度位置においても急激な変化を示すようなピークが生じないように全体として滑らかに形成される。
【００７６】
これに対して、検査対象ギヤ１００の全ての歯１０１に、同様の凸部（例えば図４に示すような凸部１１０）が同じ側の歯面の同様の箇所に一律に形成されるような異常が生じている場合、検査対象ギヤ１００の各歯１０１がマスターギヤ３０の通常歯３１に係合するときは、該通常歯３１のいずれか一方の歯面３２，３３に検査対象ギヤ１００の歯面の凸部が干渉することで、正常時に比べて係合深さが浅くなり、その分だけ軸心間距離Ｌ１が正常時に比べて大きくなる。
【００７７】
一方、この場合において、検査対象ギヤ１００の各歯１０１が第１〜第４修正歯３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄに係合するときは、該修正歯３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄのいずれか一方の歯面３６，３７に設けられた切欠３８，３９に検査対象ギヤ１００の歯面の凸部が配置されることがあり、このとき、該凸部とマスターギヤ３０の歯面３６，３７との干渉が抑制される。
【００７８】
より具体的に、検査対象ギヤ１００の各歯１０１の一方側の歯面の歯元部分に形成された凸部１１０（図４参照）は、マスターギヤ３０の第１修正歯３５ａの歯面３７との干渉が抑制され、各歯１０１の一方側の歯面の歯先部分に形成された凸部は、第２修正歯３５ｂの歯面３７との干渉が抑制され、各歯１０１の他方側の歯面の歯元部分に形成された凸部は、第３修正歯３５ｃの歯面３６との干渉が抑制され、各歯１０１の他方側の歯面の歯先部分に形成された凸部は、第４修正歯３５ｄの歯面３６との干渉が抑制される。
【００７９】
ここで、検査対象ギヤ１００とマスターギヤ３０との噛合部では、常時複数（例えば２〜３個）の歯同士が同時に係合される。本実施形態のマスターギヤ３０においては、上述のように、第１〜第４修正歯３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄがそれぞれ周方向Ｒに複数連続して列設されているため、周方向Ｒに連続する一群の修正歯３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄに検査対象ギヤ１００の複数の歯１０１を同時に係合させることができ、このとき、検査対象ギヤ１００の各歯１０１の歯面に生じた凸部とマスターギヤ３０の歯面３６，３７との干渉は確実に抑制される。
【００８０】
検査対象ギヤ１００の回転中において、検査対象ギヤ１００の歯面の凸部とマスターギヤ３０の歯面３６，３７との干渉が抑制されるような回転角度位置では、マスターギヤ３０の歯溝４０に対する検査対象ギヤ１００の歯１０１の係合深さは、正常時と同程度に深くなる。このとき、スライダ１６に支持されたマスターギヤ３０は、ばね１８の付勢力によりスライダ１６と共に検査対象ギヤ１００の軸心１１に接近するように並進移動し、これにより、軸心間距離Ｌ１が小さくなる。
【００８１】
そのため、歯面に凸部を有する検査対象ギヤ１００の回転中において、検査対象ギヤ１００の歯１０１の係合相手が、通常歯３１から、前記凸部に対応する修正歯３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄに切り替わるとき、前記凸部とマスターギヤ３０の歯面３６，３７との干渉が解消されることにより、係合深さが増大するように噛み合い状態が急激に変化し、これに伴って、軸心間距離Ｌ１が急激に縮小される。
【００８２】
その後、検査対象ギヤ１００の歯１０１の係合相手が、前記凸部に対応する修正歯３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄから通常歯３１に戻るとき、係合深さが元の深さまで縮小されて、これに伴って、軸心間距離Ｌ１が元の距離まで急激に拡大される。
【００８３】
したがって、検査対象ギヤ１００の全ての歯１０１の歯面に一律に凸部が形成される異常が発生した場合には、例えば図５に示すように、正常時の波形Ｘに比べて全体的に軸心間距離Ｌ１が増大された波形Ｙが形成された上で、この波形Ｙには、前記凸部に対応する修正歯３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄに検査対象ギヤ１００の歯１０１が係合される回転角度領域において乱れが生じ、この回転角度領域では、その他の回転角度領域に比べて軸心間距離Ｌ１が縮小された波形部分Ｙ１が生じる。
【００８４】
以上の現象を利用して、制御部６０は、検査対象ギヤ１００の回転角度位置に対応する軸心間距離Ｌ１の変動の波形において、軸心間距離Ｌ１を一時的に急低下させる波形部分Ｙ１の有無を判定し、このような波形部分Ｙ１が存在する場合に、検査対象ギヤ１００の全ての歯１０１の歯面に一律に凸部が形成されるような異常が生じていると判定する。かかる判定により、この種の異常の有無を簡単かつ精度よく検出することができる。
【００８５】
また、本実施形態のマスターギヤ３０には、検査対象ギヤ１００の歯１０１における凸部の形成箇所が異なる４種類の異常態様に対応させるために、切欠３８，３９の形成箇所が異なる４種類の修正歯３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄが設けられている。そのため、検査対象ギヤ１００の歯１０１のいずれの歯面に凸部が形成されている場合にも、また、歯面における歯元部分又は歯先部分のいずれの箇所に凸部が形成されている場合にも、これらの異常の有無を精度よく検出できる。
【００８６】
さらに、検査対象ギヤ１００の回転中において、マスターギヤ３０との噛合部では、バックラッシュがなく、検査対象ギヤ１００の各歯１０１が周方向両側の歯面においてマスターギヤ３０の歯面３２，３３，３６，３７に接触しているため、検査対象ギヤ１００を一方向に回転駆動させる検査を行うだけで、他方向の回転駆動を行わなくても、周方向両側の歯面の異常の有無を検出できる。
【００８７】
また、本実施形態によれば、従来と同様、検査対象ギヤ１００の一部（例えば１個）の歯１０１のみに凸部が形成されるような異常の有無も以下のようにして検出できる。
【００８８】
この種の異常が検査対象ギヤ１００に生じている場合、大部分の歯１０１の歯面は正常であることから、これらの歯１０１がマスターギヤ３０の歯３１，３５に係合するときは、係合深さが正常時と同様に深くなり、軸心間距離Ｌ１は正常時と同様に小さくなる。
【００８９】
一方、凸部を有する歯１０１の歯面がマスターギヤ３０の通常歯３１の歯面３２，３３又は凸部に対応しない修正歯３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄの歯面３６，３７に係合したときには、検査対象ギヤ１００の凸部とマスターギヤ３０の歯面３２，３３，３６，３７との干渉により係合深さが低減し、軸心間距離Ｌ１が増大する。
【００９０】
したがって、検査対象ギヤ１００の一部の歯１０１に凸部が形成されるような異常が生じている場合、例えば図５に示すように、全体的には正常時と同様の波形Ｘが形成されるが、この波形Ｘには、前記凸部を有する歯１０１がマスターギヤ３０の歯３１，３５に係合される回転角度位置において乱れが生じ、この回転角度位置では、その他の回転角度位置に比べて軸心間距離Ｌ１が増大された波形部分Ｚ１が生じる。
【００９１】
このような現象を利用して、制御部６０は、検査対象ギヤ１００の回転角度位置に対応する軸心間距離Ｌ１の変動を示す波形において、軸心間距離Ｌ１を急上昇させる波形部分Ｚ１の有無を判定し、このような波形部分Ｚ１が存在する場合に、検査対象ギヤ１００の一部の歯１０１の歯面に凸部が形成されるような異常が生じていると判定する。かかる判定により、この種の異常の有無を検出することができる。
【００９２】
ところが、このように検査対象ギヤ１００の一部の歯１０１のみに凸部が形成されるような異常が生じている場合、該凸部を有する歯面が、偶然、これに対応する切欠３８，３９を有する修正歯３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄの歯面３６，３７に係合することがある。このとき、マスターギヤ３０の歯溝４０に対する検査対象ギヤ１００の歯１０１の係合深さに顕著な変化は生じず、軸心間距離Ｌ１の急上昇が生じないことから、正常時と同様、図５の波形Ｘのように全周に亘って滑らかな波形が形成されることになる。
【００９３】
そこで、本実施形態では、正常であるとの誤判定を防止するために、上述のように、マスターギヤ３０の歯数が検査対象ギヤ１００の歯数と異なっていると共に、検査対象ギヤ１００の回転角度位置に対応する軸心間距離Ｌ１の変動の計測は、検査対象ギヤ１００が少なくとも２回転する間、継続して行われる。
【００９４】
ここで、検査対象ギヤ１００の歯数とマスターギヤ３０の歯数の差は、マスターギヤ３０のいずれかの修正歯３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄに検査対象ギヤ１００の所定の歯１０１が係合した状態から検査対象ギヤ１００が１回転した時点では常に前記所定の歯１０１がマスターギヤ３０の通常歯３１に係合するような差とされることが好ましい。例えば、各群の修正歯３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄが３個の歯で構成されている場合は、検査対象ギヤ１００とマスターギヤ３０との歯数の差が３個以上であることが好ましい。
【００９５】
これにより、検査対象ギヤ１００の１個の歯１０１のみに凸部が形成されるような異常が生じている場合、仮に、検査対象ギヤ１００の１回転目において、凸部を有する歯面が、これに対応する切欠３８，３９を有する修正歯３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄの歯面３６，３７に係合することで、軸心間距離Ｌ１を急上昇させる波形部分Ｚ１が生じない場合でも、検査対象ギヤ１００の２回転目では、前記凸部を有する歯面は必ず通常歯３１の歯面３２，３３に係合される。このとき、凸部が通常歯３１の歯面３２，３３に干渉することで、軸心間距離Ｌ１の急上昇が確実に生じる。
【００９６】
したがって、制御部６０は、軸心間距離Ｌ１が急上昇する波形部分Ｚ１の存在に基づいて、検査対象ギヤ１００の一部の歯１０１の歯面に凸部が形成されるような異常が生じていることを精度よく検出できる。
【００９７】
以上、上述の実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。
【００９８】
例えば、上述の本実施形態では、検査対象ギヤ１００の歯１０１のいずれの歯面に凸部が形成されるか、また、各歯面の歯元部分又は歯先部分のいずれの箇所に形成されるかに対応させて、マスターギヤ３０において、切欠３８，３９の形成箇所が相互に異なる４種類の修正歯３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄが設けられる例を説明したが、本発明において、修正歯の種類は、３種類以下又は５種類以上であってもよい。
【００９９】
また、上述の実施形態では、各修正歯３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄに切欠３８，３９が１つずつ形成される例を説明したが、本発明では、１つの修正歯に複数の切欠が形成されてもよい。
【０１００】
さらに、上述の実施形態では、変動計測部としての距離検出部５３により、検査対象ギヤ１００の回転角度位置に応じた軸心間距離Ｌ１の変動が計測される例を説明したが、本発明において、変動計測部により計測される噛み合い状態の変動は、軸心間距離Ｌ１の変動に限られるものでなく、例えば、検査対象ギヤ又はマスターギヤの振動加速度の変動、又は、マスターギヤの歯溝に対する検査対象ギヤの歯の係合深さ等であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１０１】
以上のように、本発明によれば、ギヤの歯面に凸部が形成されるような異常の有無の検出精度を高めることが可能となるから、ギヤを有するあらゆる種類の動力伝達装置の製造産業分野において好適に利用される可能性がある。
【符号の説明】
【０１０２】
１              ギヤ歯面の異常検出装置
２              支持台（支持部）
３              天板部
６              モータ（駆動部）
７              モータの出力軸
８              駆動プーリ
１０            第１軸
１１            第１軸の軸心
１２            従動プーリ
１４            ベルト
１６            スライダ
１８            ばね（付勢手段）
２０            第２軸
２１            第２軸の軸心
３０            マスターギヤ
３１            通常歯
３５（３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄ）  修正歯
３６            周方向一方側の歯面
３７            周方向他方側の歯面
３８，３９      切欠
４０            歯溝
５１            操作部
５２            回転角度検出部
５３            距離検出部（変動計測部）
６０            制御部（異常判定部）
７０            出力部
１００          検査対象ギヤ
１０１          検査対象ギヤの歯
１１０          凸部
Ｄ              スライド方向
Ｌ１            軸心間距離
Ｒ              周方向
Ｐ，Ｑ，Ｘ，Ｙ  検査対象ギヤの回転角度に応じた軸心間距離の変動を示す波形
Ｙ１，Ｚ１      波形部分
【図１】
2018004319.tif 000003
【図２】
2018004319.tif 000004
【図３】
2018004319.tif 000005
【図４】
2018004319.tif 000006
【図５】
2018004319.tif 000007
【図６】
2018004319.tif 000008