(57)【要約】【課題】曲がり歯傘歯車を傷つけることなく簡単に噛み合わせることができる曲がり歯傘歯車自動噛み合わせ方法を提供する。【解決手段】噛合状態にある一対の曲がり歯傘歯車列の第１ギヤ２と第２ギヤ３を噛合解除方向に移動させて、第１ギヤ２と第２ギヤ３との離間方向への移動距離と、第１ギヤ２に対する第２ギヤ３の連れ回り量との関係を連続的に記憶する。そして、第１ギヤ２と第２ギヤ３を噛み合わせる場合には、上記で記憶した情報に基づいて、第１ギヤ２と第２ギヤ３の少なくとも一方を互いに接近する方向に移動させると共に、噛合回転方向に回転させて噛合させる。これにより、噛み合わせる際に、第１ギヤ２と第２ギヤ３の歯先同士や歯先と歯面との接触を防止して、噛み合わせることができる。【選択図】　図３
2004116664.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
噛合状態にある曲がり歯傘歯車列の第１ギヤと第２ギヤの少なくとも一方を互いに離間する方向に移動させて、前記第１ギヤと前記第２ギヤとの相対的な離間距離と、前記第１ギヤに対する前記第２ギヤの連れ回り量との関係を連続的に記憶するティーチング行程と、
該ティーチング行程により記憶した情報に基づいて、前記第１ギヤと前記第２ギヤの少なくとも一方を互いに接近する方向に移動させ、かつ噛合回転方向に回転させて噛合させる噛合行程を有することを特徴とする曲がり歯傘歯車自動噛み合わせ方法。
【請求項２】
前記ティーチング行程は、
前記第１ギヤと前記第２ギヤを噛合状態で回転自在に支持する第１ステップと、
前記第１ギヤの回転を規制した状態で前記第１ギヤを前記第２ギヤから離間する方向に移動させると共に、前記第１ギヤの離間方向への移動距離と、該移動によって噛合解除回転方向に連れ回る前記第２ギヤの連れ回り回転角度位置との関係を連続的に記憶する第２ステップと、
噛合解除後の前記第１ギヤの回転角度位置である第１ギヤ噛合解除後回転角度位置から予め設定されている第１ギヤ基準回転角度位置までの回転角度差を第１ギヤ回転角度差として記憶する第３ステップと、
噛合解除後の前記第２ギヤの回転角度位置である第２ギヤ噛合解除後回転角度位置から予め設定されている第２ギヤ基準回転角度位置までの回転角度差を第２ギヤ回転角度差として記憶する第４ステップとを有し、
前記噛合行程は、
前記第１ギヤと前記第２ギヤを噛合解除状態で各々回転可能に支持する第５ステップと、
前記第１ギヤを前記第１ギヤ基準回転角度位置から前記第１ギヤ回転角度差分だけ回転させて第１ギヤ噛合解除後回転角度位置に配置する第６ステップと、
前記第２ギヤを前記第２ギヤ基準回転角度位置から前記第２ギヤ回転角度差分だけ回転させて第２ギヤ噛合解除後回転角度位置に配置する第７ステップと、
ティーチング行程によって記憶した情報に基づいて、前記第１ギヤを前記第２ギヤに接近する方向に移動させると共に、前記第２ギヤを噛合回転方向に回転させて前記第１ギヤと前記第２ギヤを噛合させる第８ステップとを有することを特徴とする請求項１に記載の曲がり歯傘歯車自動噛み合わせ方法。
【請求項３】
前記第７ステップと前記第８ステップとの間に、
前記第２ギヤを前記第２ギヤ噛合解除後回転角度位置から予め設定されている微少回転角度だけ噛合解除回転方向に向かって回転させて、前記第１ギヤと前記第２ギヤの歯面間に所定の間隙を形成する第２ギヤ噛合開始回転角度位置に配置する第９ステップを設けたことを特徴とする請求項２に記載の曲がり歯傘歯車自動噛み合わせ方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、曲がり歯傘歯車自動噛み合わせ方法に関し、特に曲がり歯傘歯車の一方のギヤと他方のギヤとを自動的に噛み合わせる曲がり歯傘歯車自動噛み合わせ方法に関する。
【０００２】
【従来技術】
平歯車や、直ぐ歯傘歯車は、歯車同士を互いに直線的に接近させる動作のみで噛み合わせることができる。そして、従来より、自動的に歯車同士、或いは歯車素材と歯車型工具を噛み合わせる自動噛み合わせ装置が種々提案され公知とされている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
一方、例えば自動車のファイナルギヤに用いられるハイポイドギヤなどの曲がり歯傘歯車は、歯形、歯筋ともに双方向に捻れていることから、歯車を噛み合わせるためには、一方の歯車を捻れに合わせて回転させながら他方の歯車に接近させる必要がある。また、曲がり歯傘歯車の捻れ角は噛み合い始めと完全に噛み合った状態とでは異なっているので、捻れに合わせた回転量は接近距離に応じて一定ではない。
【０００４】
このように曲がり歯傘歯車は、歯の形状が特殊であり、噛み合わせるには複雑な動きを必要とする。従来の曲がり歯傘歯車を自動噛み合わせする代表的な方法としては、強制噛み合わせ方法と、リトライ・連れ回り方法の２種類が採用されていた。
【０００５】
強制噛み合わせ方法とは、回転自在に支持した一方の歯車に対して、他方の歯車を一定の回転速度で回転させながら直線的に接近させて、そのまま押し付けることによって強引に噛み合わせる方法である。
【０００６】
リトライ・連れ回り方法とは、回転駆動可能に支持された一方の歯車と、回転自在に支持された他方の歯車とを互いに接近させて、歯車の歯先同士が当接した場合には、一度離間させ、一方の歯車を任意の回転角度だけ回転させてから再度接近させ、一方の歯車の歯先が他方の歯車の歯先間に位置する噛み合い開始位置に配置されるまで上記動作を繰り返し、噛み合い開始位置に配置された後は、歯車同士を互いに直線的に接近させることで、他方の歯車を一方の歯車によって強制的に連れ回りさせて、完全に噛み合った状態まで回転させ、完全に噛み合わせる方法である。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００２−７９４２２号公報（第１０図）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、強制噛み合わせ方法の場合には、噛み合わせる際に歯車の歯先同士が当接するおそれがある。また、一方の歯車の歯先が他方の歯車の歯面に接触するおそれもある。したがって、歯先の変形や破損、歯面への傷や打痕の発生が懸念される。特に、噛み合わせる歯車が、焼き入れ前の歯車素材である場合には、容易に変形、傷、打痕等が発生し易い。
【０００９】
また、リトライ・連れ回り方法の場合には、強制的に連れ回りさせて噛み合わせるので、歯車の歯面同士が高い接触面圧で擦られることとなり、歯面に傷を生じさせるおそれがある。このような歯車の歯先の変形や、歯面の傷、打痕等は、異音や振動の原因や、偏摩耗の原因となる。
【００１０】
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、曲がり歯傘歯車を傷つけることなく簡単に噛み合わせることができる曲がり歯傘歯車自動噛み合わせ方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記点に鑑みなされた本発明の請求項１の発明による曲がり歯傘歯車自動噛み合わせ方法は、噛合状態にある曲がり歯傘歯車列の第１ギヤと第２ギヤの少なくとも一方を互いに離間する方向に移動させて、第１ギヤと第２ギヤとの相対的な離間距離と、第１ギヤに対する第２ギヤの連れ回り量との関係を連続的に記憶するティーチング行程と、ティーチング行程により記憶した情報に基づいて、第１ギヤと第２ギヤの少なくとも一方を互いに接近する方向に移動させ、かつ噛合回転方向に回転させて噛合させる噛合行程を有することを特徴とする。
【００１２】
この発明によると、曲がり歯傘歯車を噛み合わせる際に、第１ギヤと第２ギヤの歯先同士が接触したり、一方のギヤの歯先が他方のギヤの歯面に接触することなく噛み合わせることができる。したがって、噛み合わせ時における歯先の変形や破損、歯面への傷や打痕の発生を防止できる。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の曲がり歯傘歯車自動噛み合わせ方法において、ティーチング行程が、第１ギヤと前記第２ギヤを噛合状態で回転自在に支持する第１ステップと、第１ギヤの回転を規制した状態で第１ギヤを第２ギヤから離間する方向に移動させると共に、第１ギヤの離間方向への移動距離と、その移動によって噛合解除回転方向に連れ回る第２ギヤの連れ回り回転角度位置との関係を連続的に記憶する第２ステップと、噛合解除後の第１ギヤの回転角度位置である第１ギヤ噛合解除後回転角度位置から予め設定されている第１ギヤ基準回転角度位置までの回転角度差を第１ギヤ回転角度差として記憶する第３ステップと、噛合解除後の第２ギヤの回転角度位置である第２ギヤ噛合解除後回転角度位置から予め設定されている第２ギヤ基準回転角度位置までの回転角度差を第２ギヤ回転角度差として記憶する第４ステップとを有し、噛合行程が、第１ギヤと第２ギヤを噛合解除状態で各々回転可能に支持する第５ステップと、第１ギヤを第１ギヤ基準回転角度位置から第１ギヤ回転角度差分だけ回転させて第１ギヤ噛合解除後回転角度位置に配置する第６ステップと、第２ギヤを第２ギヤ基準回転角度位置から第２ギヤ回転角度差分だけ回転させて第２ギヤ噛合解除後回転角度位置に配置する第７ステップと、ティーチング行程によって記憶した情報に基づいて、第１ギヤを第２ギヤに接近する方向に移動させると共に、第２ギヤを噛合回転方向に回転させて第１ギヤと第２ギヤを噛合させる第８ステップとを有することを特徴とする。
【００１４】
この発明は、請求項１に記載した発明の一実施の形態を具体的に示したものである。この発明によれば、第１ギヤの回転を規制した状態で第１ギヤを第２ギヤから離間する方向に移動させているので、第１ギヤと第２ギヤの相対的な移動距離と、第１ギヤに対する第２ギヤの相対的な回転角度位置を高精度かつ容易に求めることができる。
【００１５】
請求項３の発明は、請求項２に記載の曲がり歯傘歯車自動噛み合わせ方法において、第７ステップと第８ステップとの間に、第２ギヤを第２ギヤ噛合解除後回転角度位置から予め設定されている微少回転角度だけ噛合解除回転方向に向かって回転させて、第１ギヤと第２ギヤの歯面間に所定の間隙を形成する第２ギヤ噛合開始回転角度位置に配置する第９ステップを設けたことを特徴とする。
【００１６】
この発明によると、噛み合い始めから完全に噛み合う状態まで、第１ギヤと第２ギヤの歯面同士を互いに接触させることなく、或いは極めて接触圧が少ない状態で噛み合わせることができる。したがって、歯面同士が擦られることによって歯面に傷が付くのを防止することができる。これにより、特に傷が付きやすい焼き入れ前の歯車であっても、傷を付けることなく噛み合わせることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図に基づいて説明する。
【００１８】
本実施の形態では、曲がり歯傘歯車自動噛み合わせ方法をハイポイドギヤ１の伝達誤差試験機１０に用いた場合を例に説明する。
【００１９】
図１は、伝達誤差試験機１０の上面図、図２は、伝達誤差試験機１０の正面図である。伝達誤差試験機１０は、ハイポイドギヤ１のピニオンギヤ２とリングギヤ３を互いに噛み合わせた状態で回転させることで、歯車間の伝達誤差を計測するものであり、水平方向に延在する基台１１を有しており、その基台１１上には、ハイポイドギヤ１のピニオンギヤ２が取り付けられるピニオンギヤ取り付け部１２が設けられている。ピニオンギヤ取付部１２は、基台１１上で水平方向でかつ左右方向（以下、Ｘ軸方向）に往復移動すると共に任意の移動位置に停止制御可能な第１移動テーブル部１３と、第１移動テーブル部１３に設けられピニオンギヤ２をその軸心がＸ軸方向に沿って延在するように回転自在に支持し任意の回転速度で同軸回転させると共に任意の回転角度位置に停止制御可能なピニオンギヤ回転駆動部１４を有している。
【００２０】
また、基台１１上には、ピニオンギヤ取付部１２の他に、リングギヤ３が取り付けられるリングギヤ取付部１５が設けられている。リングギヤ取付部１５は、基台１１上で水平かつＸ軸方向に直交する方向（以下、Ｙ軸方向）に往復移動すると共に任意の移動位置に停止制御可能な第２移動テーブル部１６と、第２移動テーブル部１６に設けられ垂直方向（以下、Ｚ軸方向）に往復移動すると共に任意の移動位置に停止制御可能な第３移動テーブル部１７と、第３移動テーブル部１７に設けられリングギヤ３をその軸心がＹ軸方向に沿って延在するように回転自在に支持し任意の回転速度で同軸回転させると共に任意の回転角度位置に停止制御可能なリングギヤ回転駆動部１８を有している。
【００２１】
リングギヤ回転駆動部１８内には回転ロック機構（図示せず）が設けられており、この回転ロック機構の回転ロック動作によってリングギヤ３の回転角度位置を固定することができる。
【００２２】
図中で符号２１と２２は、それぞれピニオンギヤ２とリングギヤ３の回転角度位置を検出する検出センサである。
【００２３】
検出センサ２１は、ピニオンギヤ取付部１２に取り付けられているピニオンギヤ２の歯先を検出することによって、ピニオンギヤ２が予め設定されているピニオンギヤ基準回転角度位置に配置されているか否かを検出する。
【００２４】
また、検出センサ２２は、リングギヤ取付部１５に取り付けられているリングギヤ３の歯先を検出することによって、リングギヤ３が予め設定されているリングギヤ基準回転角度位置に配置されているか否かを検出する。これら検出センサ２１と２２は、本実施の形態では光電管が用いられている。
【００２５】
図中で符号２３は、制御盤である。制御盤２３内には、電源装置、モータドライバ、制御回路等が収容されており、第１移動テーブル部１３、第２移動テーブル部１６、第３移動テーブル部１７の移動制御や、ピニオンギヤ回転駆動部１４及びリングギヤ回転駆動部１８の回転制御を行う制御部が構成されている。
【００２６】
次に、上記各制御部により実現されるハイポイドギヤ１を自動的に噛み合わせる方法について図３及び図４に示すフロー図に基づいて以下に説明する。まず、完全に噛み合った噛合状態にあるピニオンギヤ２とリングギヤ３とを互いに離間する方向に移動させて、噛み合いが解除されるまでにおけるピニオンギヤ２とリングギヤ３の相対的な離間距離及び回転角度位置の関係を連続的に記憶するティーチング行程を行う。
【００２７】
最初に、マスタギヤとして予め用意されているピニオンギヤ２とリングギヤ３をそれぞれピニオンギヤ取付部１２とリングギヤ取付部１５に取り付け、手動で第１移動テーブル部１３、第２移動テーブル部１６、第３移動テーブル部１７を移動させながら、ピニオンギヤ回転駆動部１４及びリングギヤ回転駆動部１８を回転させて、完全に噛み合わせた状態に配置し（図３（ａ））、第１移動テーブル部１３、第２移動テーブル部１６、第３移動テーブル部１７の移動位置、及びピニオンギヤ回転駆動部１４、リングギヤ回転駆動部１８の回転角度位置を記憶する（第１ステップ）。
【００２８】
次に、リングギヤ３をロックしてその回転方向への移動を規制しかつピニオンギヤ２を回転自在な状態として、第２移動テーブル部１６によってリングギヤ３をピニオンギヤ２から離間する方向に移動させる（図３（ｂ））。この移動により、ピニオンギヤ２は、リングギヤ３の歯面に案内されて連れ回りし、リングギヤ３の移動距離に応じて噛合解除回転方向に回転し、リングギヤ３との噛合が解除されることによってその回転を停止する（図３（ｃ））。
【００２９】
ピニオンギヤ２とリングギヤ３が完全に噛み合った状態から噛み合い始めまでのリングギヤ３の移動距離と、その移動によって噛合解除方向に連れ回るピニオンギヤ２の連れ回り回転角度位置との関係が連続的に記憶される。また、噛合解除時における第２移動テーブル部１６の移動位置が「噛み合い開始移動位置」として記憶され、ピニオンギヤ２の回転駆動部の回転角度位置が「ピニオンギヤ噛合解除後回転角度位置」として記憶される（第２ステップ）。
【００３０】
次に、リングギヤ３をピニオンギヤ２から更に離間した待機位置に移動させ、ピニオンギヤ２とリングギヤ３の回転角度位置の走査を行う（図３（ｄ））。まず、ピニオンギヤ２を予め設定されている回転方向（図中では反時計回り）に回転させ、「ピニオンギヤ噛合解除後回転角度位置」から予め設定されているピニオンギヤ２の基準回転角度位置である「ピニオンギヤ基準回転角度位置」まで回転させる（図３（ｅ）で右側））。ピニオンギヤ基準回転角度位置の検出は、検出センサ２１によってピニオンギヤ２の歯先を検出することによって行われる。そして、「ピニオンギヤ噛合解除後回転角度位置」から「ピニオンギヤ基準回転角度位置」までの回転角度差をピニオンギヤ回転角度差（ΔＡ１）として記憶する（第３ステップ）。
【００３１】
また、リングギヤ３も予め設定されている回転方向（図中では時計回り）に回転させ、噛合解除後のリングギヤ３の回転角度位置である「リングギヤ噛合解除後回転角度位置」から予め設定されているリングギヤ３の基準回転角度位置である「リングギヤ基準回転角度位置」まで回転させる（図３（ｅ）で左側）。「リングギヤ基準回転角度位置」の検出は、検出センサ２２によってリングギヤ３の歯先を検出することによって行われる。そして、「リングギヤ噛合解除後回転角度位置」から「リングギヤ基準回転角度位置」までの回転角度差をリングギヤ回転角度差（ΔＢ１）として記憶する（第４ステップ）。以上の第１ステップ〜第４ステップによりティーチング行程を終了する。
【００３２】
次に、上記ティーチング行程で記憶した情報に基づいてピニオンギヤ２とリングギヤ３を自動的に噛み合わせる噛合行程について説明する。まず最初に、マスタと同じ形状を有している研磨前のピニオンギヤ２とリングギヤ３を用意し、待避位置にあるピニオンギヤ取付部１２及びリングギヤ取付部１５にそれぞれ取り付ける（図４（ａ））（第５ステップ）。
【００３３】
そして、ピニオンギヤ２とリングギヤ３を各々回転させて、検出センサ２１及び検出センサ２２の検出信号に基づきそれぞれ「ピニオンギヤ基準回転角度位置」と「リングギヤ基準回転角度位置」に配置する（図４（ｂ））。
【００３４】
それから、リングギヤ３を「リングギヤ基準回転角度位置」からリングギヤ回転角度差（ΔＢ１）分だけ反時計回りに回転させて、リングギヤ３の回転角度位置を「リングギヤ噛合解除後回転角度位置」に配置する（図４（ｃ）で左側）（第６ステップ）。
【００３５】
そして、ピニオンギヤ２を「ピニオンギヤ基準回転角度位置」からピニオンギヤ回転角度差（ΔＡ１）分だけ時計回りに回転させて、ピニオンギヤ２の回転角度位置を「ピニオンギヤ噛合解除後回転角度位置」に配置する。（第７ステップ）。
【００３６】
更に本実施の形態では、ピニオンギヤ２の回転角度位置を、「ピニオンギヤ基準回転角度位置」から予め設定されている微少回転角度αだけ時計回りに回転させた「ピニオンギヤ噛合開始回転角度位置」に配置する（図４（ｃ）で右側）（第９ステップ）。この微少回転角度αは、噛合状態でピニオンギヤ２の歯面とリングギヤ３の歯面との間に僅かな間隙が形成される値に設定されている。
【００３７】
次に、第２移動テーブル部１６を「噛み合い開始移動位置」まで移動させ（図４（ｄ））、ピニオンギヤ２とリングギヤ３を噛合させる噛合動作を開始する。ここでは、ティーチング行程で記憶したピニオンギヤ２とリングギヤ３の離間距離及び回転角度位置の関係に基づいて、リングギヤ３をピニオンギヤ２に接近する方向に移動させると共に、ピニオンギヤ２を噛合回転方向に回転させる（図４（ｅ））。そして、完全に噛み合った状態に配置することによって、噛合動作を完了する（図４（ｆ））（第８ステップ）。
【００３８】
上述のハイポイドギヤ１のピニオンギヤ２とリングギヤ３の自動噛み合わせ方法によれば、ピニオンギヤ２とリングギヤ３を、互いの歯先同士或いは一方のギヤの歯先が他方のギヤの歯面に当接することなく、完全に噛み合わせることができる。したがって、噛み合わせ時における歯先の変形や破損、歯面への傷や打痕の発生を防止できる。
【００３９】
また、「ピニオンギヤ基準回転角度位置」から微少回転角度αだけ回転させた「ピニオンギヤ噛合開始回転角度位置」から噛合動作を開始することによって、噛み合い始めから完全に噛み合った状態まで、ピニオンギヤ２とリングギヤ３の歯面同士を互いに接触させることなく、或いは極めて接触圧が少ない状態で噛み合わせることができる。したがって、歯面同士が擦られることによって歯面に傷が付くのを防止でき、特に傷付きやすい研磨前や焼き入れ前であっても、傷を付けることなく噛み合わせることができる。
【００４０】
また、本実施の形態では、検出センサ２１と２２に光電管を用いて、非接触によりピニオンギヤ２とリングギヤ３の回転角度位置を検出しているので、例えば従来のようにギヤの歯面の間にピンを突き当ててその回転角度位置を強制的に位置合わせする従来方法と比較して、歯面への傷付きを防止できる。
【００４１】
尚、本発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、上述の実施の形態では、噛み合わせる曲がり歯傘歯車列の例として、食違い軸歯車であるハイポイドギヤを用いた場合について説明したが、交差軸歯車であるスパイラルベベルギヤであってもよい。
【００４２】
また、上述の実施の形態では、リングギヤ３を回転方向にロックしかつ軸方向に移動させ、ピニオンギヤ２を回転自在に支持する場合を例に説明したが、例えばピニオンギヤ２を軸方向に移動させてもよく、その他、種々の組合せが可能である。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る曲がり歯傘歯車の自動噛み合わせ方法によれば、曲がり歯傘歯車を噛み合わせる際に、第１ギヤと第２ギヤの歯先同士の接触や、一方のギヤの歯先が他方のギヤの歯面に接触することなく、噛み合わせることができる。したがって、噛み合わせ時における歯先の変形や破損、歯面への傷や打痕の発生を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】伝達誤差試験機の上面図である。
【図２】伝達誤差試験機の正面図である。
【図３】ティーチング行程を説明するフローチャートである。
【図４】噛合行程を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
１　ハイポイドギヤ（曲がり歯傘歯車列）
２　ピニオンギヤ
３　リングギヤ
１０　伝達誤差試験機
１１　基台
１２　ピニオンギヤ取付部
１３　第１移動テーブル部
１４　ピニオンギヤ回転駆動部
１５　リングギヤ取付部
１６　第２移動テーブル部
１７　第３移動テーブル部
１８　リングギヤ回転駆動部
２１　検出センサ
２２　検出センサ
【図１】
2004116664.tif 000003
【図２】
2004116664.tif 000004
【図３】
2004116664.tif 000005
【図４】
2004116664.tif 000006