(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トランスミッションの入力軸に連結される入力用モータと、前記トランスミッションの出力軸に連結される連結軸と、該連結軸に設けられ、前記入力用モータから駆動力を入力した際の出力状態を検出する出力状態検出手段とを具備し、前記出力状態検出手段で検出した出力状態に基づき、前記トランスミッションの出力状態の良否を判定する出力検査装置において、
前記出力軸と前記連結軸とは、スプライン嵌合により相互に連結され、
前記連結軸に設けられ、前記出力軸に負荷を与えるブレーキと、
前記連結軸をその中心軸線まわりに回転させることで前記スプライン嵌合部の位相合わせを行う位相合わせ手段とをさらに具備し、
前記位相合わせ手段は、前記連結軸の外周に設けられた複数の歯部と、前記歯部と係合して、前記連結軸を回転させる向きに前記歯部を押動可能な押動部と、該押動部を直線駆動させる直線駆動部とで構成されており、
前記押動部は、前記歯部を押動する方向に対して往復運動可能で、
前記押動部の１ストローク分の往復運動による前記連結軸の回転位相量が、前記スプライン嵌合部の１ピッチ分とは異なるように、前記歯部に対する前記押動部の位置および前記押動部のストローク量を設定したことを特徴とする、トランスミッションの出力検査装置。
【請求項２】
前記歯部と前記押動部とで、ラチェット機構を構成している請求項１に記載のトランスミッションの出力検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トランスミッションの出力検査装置に関し、特に、トランスミッションの出力軸と、これに連結可能な出力検査装置の連結軸とをスプライン嵌合で相互に連結した状態で出力検査を行うための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば自動車用トランスミッションの製造工程においては、組立て完了後に、変速等の動作が正常に行われているか否かを評価するための出力検査工程が設けられている。この検査工程では、例えばトランスミッションの入力軸に連結される入力用モータと、トランスミッションの出力軸に連結されるトルク検出用の連結軸と、この連結軸に取り付けたトルクメータ等の出力状態検出手段とを具備した出力検査装置を用いるのが一般的である（例えば、下記特許文献１を参照）。
【０００３】
しかしながら、上記検査装置は、通常、出力軸の側に加速やブレーキのための負荷を与えるための出力用モータを具備しており、検査設備が大型化する、との問題があった。
【０００４】
ここで、例えば下記特許文献２には、被測定対象となるモータの動力伝達軸にブレーキを取り付けると共に、この取り付けたブレーキとモータとの間にトルク検出手段を配設し、ブレーキを制御しながらトルク検出手段でモータの特性を測定可能とする測定装置が開示されている。
【０００５】
従って、上記モータのトルク検出に用いられるブレーキを、トランスミッションの出力検査装置に適用すれば、換言すると、出力用モータの代わりにブレーキを採用すれば、検査設備の簡素化及び小型化を図りつつも、出力軸の側に適正な負荷を与えて出力検査を適正に行うことができるように思われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平８−２５４４８２号公報
【特許文献２】特開平５−２７３０６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上記出力検査の実施に際しては、出力検査装置の連結軸をトランスミッションの出力軸に連結する必要があり、当該連結には、強度、伝達効率などの観点から、スプライン嵌合が採用される場合が多い。そのため、上記特許文献１に記載の如き出力用モータを具備した出力検査装置においては、連結軸をゆっくりと回転させながらその先端に設けたスプライン嵌合部をトランスミッションの出力軸のスプライン嵌合部に押し付けることで、両軸間のスプライン嵌合を図るようにしている。しかしながら、上述のように出力用モータをブレーキに変更したのでは、連結軸を回転駆動させることができないために、上記の連結手法を用いることができない。また、作業者が手作業でスプライン嵌合部の位相合わせを行うとなると非常に手間が掛かるため、実用向きではない。
【０００８】
以上の事情に鑑み、本明細書では、検査設備の簡素化を図りつつも、出力軸との連結作業を円滑に行うことで、出力検査を適正かつ低コストに行うことのできるトランスミッションの出力検査装置を提供することを、本発明により解決すべき技術的課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題の解決は、本発明に係るトランスミッションの出力検査装置により達成される。すなわち、この出力検査装置は、トランスミッションの入力軸に連結される入力用モータと、トランスミッションの出力軸に連結される連結軸と、連結軸に設けられ、入力用モータから駆動力を入力した際の出力状態を検出する出力状態検出手段とを具備し、出力状態検出手段で検出した出力状態に基づき、トランスミッションの出力状態の良否を判定する出力検査装置において、出力軸と連結軸とは、スプライン嵌合により相互に連結され、連結軸に設けられ、出力軸に負荷を与えるブレーキと、連結軸をその中心軸線まわりに回転させることでスプライン嵌合部の位相合わせを行う位相合わせ手段とをさらに具備し、位相合わせ手段は、連結軸の外周に設けられた複数の歯部と、歯部と係合して、連結軸を回転させる向きに歯部を押動可能な押動部と、押動部を直線駆動させる直線駆動部とで構成されている点をもって特徴付けられる。
【００１０】
このように、本発明は、従来、出力軸に負荷を付与すると共に、出力軸と連結軸とのスプライン嵌合を図るために用いられてきた出力用モータに代えて、ブレーキと位相合わせ手段を新たに設けたことを特徴とする。すなわち、検査時の出力軸への負荷付与手段としてブレーキを用いることで、モータなどの特別の駆動手段を使用しなくても、適正な出力検査を行うことができる。また、トランスミッションの取り付けに関し、連結軸を回転させてスプライン嵌合部の位相合わせを可能とする位相合わせ手段を設けたので、仮にスプライン嵌合部の凸部同士が当ってしまい、嵌り合わない場合であっても、位相合わせ手段により、連結軸のスプライン嵌合部と出力軸のスプライン嵌合部の一方の凸部と他方の凹部の円周方向位置を合わせて、円滑にスプライン嵌合を図ることができる。また、位相合わせの際の回転位相量は、例えばスプラインの単位ピッチレベルの量で足りるため、押動部の駆動手段に、例えばシリンダなどの直線駆動部を用いることができる。よって、押動部の駆動手段を含む位相合わせ手段を簡素化、小型化することができる。以上より、本発明によれば、出力用モータを用いなくても、出力軸と連結軸とのスプライン嵌合を円滑に図って、トランスミッションの出力検査を適正に行うことができる。また、出力用モータの如き大型かつ高価な駆動手段を使用せずに済み、かつシリンダ等の比較的小型で廉価なもので足りるので、出力検査装置を小型化でき、また低コストに製作することができる。
【００１１】
また、位相合わせ手段を構成する歯部と押動部とが、ラチェット機構を構成していてもよい。
【００１２】
上述のように、位相合わせ手段を具備した出力検査装置であれば、連結軸を軸回転させることでスプライン嵌合部の位相合わせを行うことができるが、実際の位相のずれは、ワークごとに異なる。そのため、１回の位相合わせ作業では位相が合わないこともあり、その場合には、上記位相合わせ作業を再度行う必要がある。ここで、位相合わせ手段を構成する歯部と押動部とで、ラチェット機構を構成するようにすれば、歯部（連結軸）は押動部に対して一方向にのみ回転し、他方向への回転は規制される。言い換えると、歯部と押動部とは一方向にのみ係合し、他方向へは自由に移動できる。そのため、歯部を押動した後、直線駆動部で押動部を押動方向とは逆方向に移動させることで、押動部を引っ掛かりなく押動する前の位置に戻すことができる。従って、位相合わせが適正になされるまで、押動部の往復動による位相合わせ作業を何度でも繰り返し実施することが可能となる。
【発明の効果】
【００１３】
以上のように、本発明に係る出力検査装置によれば、検査設備の簡素化を図りつつも、出力軸との連結作業を円滑に行うことで、出力検査を適正かつ低コストに行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係るトランスミッションの出力検査装置の全体構成を示す平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図であって、本出力検査装置におけるスプライン嵌合部の位相合わせ手段を示す要部拡大断面図である。
【図３】本出力検査装置によるスプライン嵌合部の位相合わせの一例を説明するための要部拡大図であって、歯部と押動部との係合及び押動態様を説明する図である。
【図４】本出力検査装置によるスプライン嵌合部の位相合わせの一例を説明するための要部拡大図であって、（ａ）は位相合わせ前における双方のスプライン嵌合部の位置関係を示す軸方向図、（ｂ）は位相合わせ後における双方のスプライン嵌合部の位置関係を示す軸方向図である。
【図５】本出力検査装置によるスプライン嵌合部の位相合わせの他の例を説明するための要部拡大図であって、歯部のピッチが比較的大きい場合の回転位相量のばらつきを示す図である。
【図６】本出力検査装置によるスプライン嵌合部の位相合わせの他の例を説明するための要部拡大図であって、歯部のピッチが比較的小さい場合の回転位相量のばらつきを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明に係る出力検査装置の一実施形態を図面に基づき説明する。この実施形態では、自動車用トランスミッションの出力状態を検出し、その良否判定を行う場合を例にとって説明する。
【００１６】
図１は、本発明の一実施形態に係る出力検査装置１０の平面図を示している。この出力検査装置１０は、例えばＣＶＴなどの自動車用のトランスミッション１１の変速等の動作の良否を、その出力状態を検出することで評価するための装置であって、上記トランスミッション１１の入力軸に連結される入力用モータ１２と、トランスミッション１１の出力軸１３に連結される連結軸１４と、連結軸１４に設けられ、入力用モータ１２から駆動力を入力した際の出力状態を検出する出力状態検出手段としてのトルクメータ１５及びタコメータ１６と、同じく連結軸１４に設けられ、出力軸１３に負荷を与えるためのブレーキ１７と、連結軸１４をその中心軸線まわりに回転させることで、出力軸１３と連結軸１４との連結部分となるスプライン嵌合部１８，１９の位相合わせを行う位相合わせ手段２０とを具備する。
【００１７】
このうち、連結軸１４は、連結軸本体２１と、連結軸本体２１のトランスミッション１１側に設けられ、スプライン嵌合部１８を有する連結軸嵌合部２２とで構成されている。ここで、連結軸嵌合部２２は、連結軸本体２１に対して例えば図示しない弾性体を介して軸方向に往復動可能に支持され、かつ連結軸本体２１と同期して回転できるように構成されている。上記構成の連結軸１４は、連結軸本体２１を内周に保持し、図示しない軸受で回転可能支持する支持部２３と、連結軸１４の外周に設けられ、連結軸１４に対して軸方向にスライド可能なスライド部２４と共に、連結軸ユニット２５を構成している。ここで、支持部２３は、図示しない基台上に設置されている。また、連結軸１４を構成する連結軸嵌合部２２は、スライド部２４のスライド動作に伴ってスライド部２４と一体的にスライド可能に構成されている。また、支持部２３を含む連結軸ユニット２５の接地側（固定側）には、スライド部２４に軸方向のスライド力を付与するためのスライド駆動部２６（例えばエアシリンダ）が取り付けられている。これにより、、スライド駆動部２６を駆動してスライド部２４及び連結軸嵌合部２２を軸方向にスライドさせることで、この連結軸嵌合部２２に設けられたスプライン嵌合部１８が、トランスミッション１１の出力軸１３に設けられたスプライン嵌合部１９と嵌合できるようになっている。
【００１８】
位相合わせ手段２０は、図２に示すように、連結軸本体２１の外周に設けられた複数の歯部２７と、歯部２７と係合して、連結軸１４を回転させる向きに歯部２７を押動可能な押動部２８と、押動部２８を直線駆動させる直線駆動部２９とで構成されている。この実施形態では、歯部２７と押動部２８とがラチェット機構を構成しており、歯部２７はラチェット歯として、押動部２８はラチェット爪としてそれぞれ機能する。すなわち、この図示例では、連結軸本体２１からフランジ部３０が外径側に突出して形成され、このフランジ部３０の外周に複数の歯部２７が形成されている。これら複数の歯部２７は何れも円周方向一方（図２で言えば時計回りの向き）に傾いており、これとは逆向きに直線移動する押動部２８と係合するようになっている。また、押動部２８は、連結軸１４（連結軸本体２１）の中心軸線に直交する向きに移動するように配置されている。
【００１９】
また、直線駆動部２９は伸縮可能な伸縮部３１を有しており、この伸縮部３１に押動部２８を取り付けることで、押動部２８が直線往復運動するようになっている。押動部２８は、支持軸３２まわりに回転支持された状態で直線駆動部２９の伸縮部３１に取り付けられている。この場合、スプライン嵌合部１８，１９の位相合わせを行った後、直線駆動部２９の伸縮部３１を収縮して押動部２８を歯部２７から後退させることで、押動部２８が支持軸３２を支点に時計回りに回転して、歯部２７の表面を滑りながら大径側に乗り上げる。これにより、押動部２８を、円周方向に隣接する歯部２７，２７の間から逃がすことができるようになっている。
【００２０】
以下、上記構成の出力検査装置１０を用いたスプライン嵌合部１８，１９の位相合わせ作業の一例を説明する。
【００２１】
まず、図１に示すように、出力検査装置１０の入力用モータ１２を、トランスミッション１１の入力軸と連結する。そして、スライド駆動部２６を駆動して、連結軸ユニット２５のトランスミッション１１側に位置するスライド部２４を、連結軸本体２１に対してスライドさせ、スライド部２４の先端に設けたスプライン嵌合部１８と、トランスミッション１１の出力軸１３先端に設けたスプライン嵌合部１９との嵌合を試みる。ここで、図１のように、双方のスプライン嵌合部１８，１９が嵌り合えばよいが、位相が合わず、図４（ａ）に示すように、スプライン嵌合部１８，１９の凸部１８ａ，１９ａ同士が当ってしまう場合には、一旦スライド部２４を後退させた上で、上記スプライン嵌合部１８，１９の位相合わせを行う。
【００２２】
上記位相合わせは、位相合わせ手段２０を構成する押動部２８を直線移動させて、押動部２８を歯部２７に係合させ、係合した状態からさらに歯部２７を押動することで行われる。具体的には、図２に示すように、直線駆動部２９を駆動させて、その伸縮部３１を伸長させることで、伸縮部３１に取り付けられた押動部２８が歯部２７と係合する（図３中、右側の二点鎖線）。そして、この状態からさらに歯部２７を押込む向きに押動部２８を直線移動させることで、歯部２７を外周に設けた連結軸本体２１がその中心軸線まわりに回転し始める。このようにして、連結軸本体２１を所定の位相分ｒ1だけ回転させることで、連結軸本体２１のトランスミッション１１側に配設された連結軸嵌合部２２も同じ位相分ｒ1だけ回転するので、連結軸嵌合部２２に設けたスプライン嵌合部１８の位相が、出力軸１３のスプライン嵌合部１９の位相に対してずれを生じる（図４（ａ）から図４（ｂ）に示す位置にずれを生じる。）。このようにして、連結軸１４の側に設けたスプライン嵌合部１８を、出力軸１３スプライン嵌合部１９に対して所定の位相分ｒ1だけずらした後、スライド部２４を前進駆動させて、両者１８，１９のスプライン嵌合を再度試みる。これにより、スプライン嵌合がなされることで、スプライン嵌合部１８，１９の位相合わせ作業、並びに出力軸１３と連結軸１４との連結作業が完了する。
【００２３】
また、１回の位相合わせでスプライン嵌合を図ることができない場合には、上述した位相合わせ作業及び嵌合作業を繰り返し行うことで、スプライン嵌合部１８，１９の位相合わせ、並びに出力軸１３と連結軸１４との連結を図る。この実施形態のように、歯部２７と押動部２８とがラチェット機構を構成している場合、直線駆動部２９の伸縮部３１を収縮させて押動部２８を一旦後退させることで、図示は省略するが、押動部２８が支持軸３２まわりに回転して、歯部２７の表面を滑りながら大径側に乗り上げる。これにより、押動部２８を歯部２７から逃がして、元の位置（図３中、実線で示す位置）に戻すことができる。よって、然る後、上述したように押動部２８を直線駆動させることで、連結軸１４（連結軸本体２１、連結軸嵌合部２２）を所定の位相分だけ回転させることができる。
【００２４】
以上のようにして、出力検査装置１０へのトランスミッション１１の取り付けを終えた後、所定の出力検査を行う。具体的には、入力用モータ１２から所定のトルクを入力した際に、トランスミッション１１の出力軸１３を介して連結軸１４に出力されるトルク、その他の出力状態をトルクメータ１５等の出力状態検出手段で検出する。そして、上述した検出作業を、ブレーキ１７を作用させて連結軸１４に負荷を与えた状態で行うことで、加速や制動を伴うトランスミッション１１の変速動作が正常に行われているか否かを評価する。
【００２５】
このように、本発明では、連結軸１４にブレーキ１７を設けて、出力検査時、出力軸１３に負荷を付与するようにしたので、モータなどの高価な駆動手段を用いなくても、トランスミッション１１に対して適正な出力検査を行うことができる。また、位相合わせ手段２０により連結軸１４（連結軸本体２１、連結軸嵌合部２２）を回転させてスプライン嵌合部１８，１９の位相合わせを行うようにしたので、出力検査装置１０にトランスミッション１１を設置したままの状態では、スプライン嵌合部１８，１９が嵌り合わない場合であっても、連結軸１４の側に設けたスプライン嵌合部１８と出力軸１３の側に設けたスプライン嵌合部１９との一方の凸部と他方の凹部の円周方向位置を合わせて、円滑にスプライン嵌合を図ることができる。また、位相合わせの際の回転位相量ｒ1は、スプライン嵌合部１８，１９を構成するスプラインの単位ピッチレベルの量で足りるので、押動部２８を直線駆動する直線駆動部２９に、シリンダなどの小型かつ廉価な駆動手段を用いることができる。従って、出力用モータを用いなくても、出力軸１３と連結軸１４とのスプライン嵌合を円滑に図って、トランスミッション１１の出力検査を適正に行うことができる。また、出力用モータの如き大型かつ高価な駆動手段を使用せずに済み、かつ押動部２８の直線駆動部にはシリンダ等の比較的小型で廉価な駆動手段を用いることができるので、出力検査装置を小型化でき、また低コストに製作することができる。
【００２６】
ここで、押動部２８の直線移動量、すなわち、直線駆動部２９の伸縮部３１のストローク量Ｓは一定の大きさに設定される場合には、１回の位相合わせにより得られる連結軸１４（連結軸本体２１、連結軸嵌合部２２）の回転位相量ｒ1についても常に一定量となるように思われる。しかしながら、実際には、上記位相合わせ作業を行う度に、押動部２８に対する歯部２７の相対位置が変わってしまうために、仮に回転位相量ｒ1が歯部２７のピッチの整数倍に等しくなるように歯部２７に対する押動部２８の位置や、直線駆動部２９のストローク量Ｓを設定したとしても、実際の回転位相量ｒ1は変動する。この場合、位相合わせの度に、押動部２８に対する歯部２７の位置が異なるため、例えば図５に示すように、歯部２７のピッチが比較的大きい場合には、押動部２８と歯部２７とが係合する位置、すなわち押動し始める位置が大きく異なり、結果、回転位相量が大きくばらつく傾向にある（Ｒ2＞＞ｒ2）。これに対して、図６に示すように、歯部２７のピッチが比較的小さい場合には、押動部２８と歯部２７との係合位置が歯部２７のピッチに比べて小さくなるため、回転位相量のばらつき（Ｒ3−ｒ3）も小さくなる。押動部２８と歯部２７との（円周方向）係合位置は、図５や図６からも分かる通り、最大で歯部２７の１ピッチ分ずれるためである。
【００２７】
上記考察結果より、歯部２７のピッチはなるべく小さくしたほうが、回転位相量ｒ1のばらつきは小さくなるため好ましい。ただ、本発明のように、押動部２８を直線移動させて歯部２７を押動させる場合には、歯部２７のピッチが小さいほど、その高さも小さくなるため、１回の位相合わせ作業により得られる回転位相量ｒ1は小さくなる。また、スプライン嵌合部１８，１９の凸部１８ａ，１９ａ同士が当接する場合など、位相合わせの際には、最大でスプラインのピッチの２分の１に相当する量だけ位相をずらす必要がある。これらのことを考慮して歯部２７のピッチを設定するのがよい。一例として、例えば図３に示すように、１回の位相合わせにより得られる回転位相量ｒ1が歯部２７の約２ピッチ分となる場合、歯部２７のピッチと、スプライン嵌合部１８，１９を構成するスプラインのピッチとの比は、例えば１対４から１対６の間に設定される。言い換えると、歯部２７の歯数は、スプラインの歯数の４倍から６倍の間に設定される。この場合、回転位相量ｒ1は、スプラインのピッチの約２分の１から３分の１程度となる。
【００２８】
なお、上記実施形態では、歯部２７と押動部２８とで、ラチェット機構を構成する場合を例示したが、もちろんこれ以外の形態を採ることも可能である。例えば、連結軸１４のスライド部２４と同期して歯部２７を設けたフランジ部３０がスライドするように構成した場合、押動部２８は直線駆動部２９に固定されていてもよい。押動し終わった位置（図３中、左側の二点鎖線で示す位置）から元の位置に向けて直線的に後退しても、歯部２７と干渉しないためである。また、押動部２８が歯部２７と係合して、連結軸１４（連結軸本体２１）を回転させる向きに歯部２７を押動可能な限りにおいて、歯部２７の歯面の向き、形状や、押動部２８の係合面の向き、あるいは歯部２７に対する押動部２８の直線移動方向など、自由に設定することが可能である。
【００２９】
また、上記実施形態では、連結軸１４を、連結軸本体２１と連結軸嵌合部２２とで構成すると共に、支持部２３およびスライド部２４とで連結軸ユニット２５を構成し、連結軸ユニット２５の一部（スライド部２４、連結軸嵌合部２２）のスライド移動により、スプライン嵌合を図るようにした場合を例示したが、特にこの形態に限る必要はない。例えば連結軸１４のみならず、連結軸１４に、又は連結軸１４の周囲に配設される部材（支持部２３、トルクメータ１５、ブレーキ１７など）を一体的にスライドさせて、トランスミッション１１側のスプライン嵌合部１９との嵌合を図るように構成すれば、部品点数の削減を図ることができる。
【符号の説明】
【００３０】
１０    出力検査装置
１１    トランスミッション
１２    入力用モータ
１３    出力軸
１４    連結軸
１５    トルクメータ
１６    タコメータ
１７    ブレーキ
１８，１９  スプライン嵌合部
１８ａ，１９ａ  凸部（スプライン嵌合部）
２０    位相合わせ手段
２１    連結軸本体
２２    連結軸嵌合部
２３    支持部
２４    スライド部
２５    連結軸ユニット
２６    スライド駆動部
２７    歯部
２８    押動部
２９    直線駆動部
３０    フランジ部
３１    伸縮部
３２    支持軸
ｒ1，ｒ2，ｒ3，Ｒ2，Ｒ3  回転位相量
Ｓ      ストローク量（直線駆動部）
【図１】
0005737784.tif 000002
【図２】
0005737784.tif 000003
【図３】
0005737784.tif 000004
【図４】
0005737784.tif 000005
【図５】
0005737784.tif 000006
【図６】
0005737784.tif 000007