(57)【要約】【課題】歯車の歯に上から荷重をかけてその歯の歯折れ強度を精度よく測定することができるようにする。【解決手段】歯車の歯が軸線方向に対して斜めに形成された歯車を傾斜配置にして基台１上に位置決め固定し、この歯車Ａの１枚の歯にガイド２で支えたコーン３を上方から押し当て、そのコーン３で歯厚方向に加圧した歯が折れたときのコーン３に加えられた荷重に基づいて歯折れ強度を調べるようにした。歯車Ａは、その歯車Ａの前面側に配置して基台１に固定する位置決め具を設け、その位置決め具に押し当てて歯部基準で位置決めすると好ましい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
歯車の歯が軸線方向に対して斜めに形成された歯車を上方に対して傾斜配置にして位置決め固定し、前記歯車の１枚の歯にコーンを上方から押し当て、そのコーンで歯厚方向に加圧した歯が折れたときのコーンに加えられた荷重に基づいて歯折れ強度を調べる歯車の歯折れ強度試験方法。
【請求項２】
歯車の歯が軸線方向に対して斜めに形成された歯車を傾斜姿勢にして支える基台と、この基台に取り付けたガイドで支持して基台上の前記歯車の上部に配置するコーンと、前記基台の基準面と前記歯車の背面との間に介在するスペーサと、前記基台で引き止め、かつ、その基台で回り止めして前記歯車の中心の穴に通すシャフトと、このシャフトで回転を止めて前記歯車の前面に相対回転不可に係合させる押さえ具と、前記シャフトで反力を受けて前記押さえ具を押圧する締め付け具とを有し、基台上の前記歯車を前記スペーサと押さえ具とで挟み付けて背面基準で位置決め固定し、この状態で請求項１に記載の方法により歯折れ強度を調べるようにした歯車の歯折れ強度試験装置。
【請求項３】
傾斜姿勢にした傘歯車の円錐部の背面を受け支えるホルダと、このホルダを軸方向スライド自在に支える基台と、この基台に取り付けたガイドで支持して前記ホルダ上の前記歯車の上部に配置するコーンと、前記歯車の歯に係止させる凸条を内面に少なくとも２個有し、その凸条を前記歯車の歯溝に挿入し、前記歯車の前面を部分的に覆った状態で前記基台の溝に嵌めて固定する位置決め具と、前記ホルダを変位させる位置調整具とを有し、前記位置調整具で前記ホルダを変位させてこのホルダで支えた前記歯車を前記位置決め具に当接させ、歯部基準で前記歯車の位置決めを行って請求項１に記載の方法により歯折れ強度を調べるようにした歯車の歯折れ強度試験装置。
【請求項４】
前記位置決め具として、傘歯車の歯と雌雄の関係をなす歯を内面に形成し、その歯を前記凸条として前記歯車の歯と噛み合わせるものを用いた請求項３に記載の歯車の歯折れ強度試験装置。
【請求項５】
歯車の歯が軸線方向に対して斜めに形成された歯車の歯に対する前記コーンの当たり角の微調整機構を備えさせた請求項２乃至４のいずれかに記載の歯車の歯折れ強度試験装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、歯車の歯折れ強度、その中でも特に焼結歯車の歯折れ強度（歯が折れるときの強度）を調べるための試験方法と試験装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属の圧粉体を焼結して得られる焼結歯車は、溶製金属を機械加工して製造する歯車に比べて歯の強度にバラツキが生じ易い。
【０００３】
従って、品質保証のために、製造した歯車について歯折れ強度が要求通りに確保されているか否かを検査することが必要になる。
【０００４】
一般に歯車の歯折れ強度試験は、規定された方法がなく、各社が独自に定めた方法で行っているのが現状である。
【０００５】
一般的な強度試験機は、上から荷重をかけるものが多く、このような試験機を用いて傘歯車、はすば歯車、やまば歯車のように歯車の歯が軸線方向に対して斜めに形成された歯車の歯折れ強度を測定しようとすると、工夫を凝らした装置が必要になる。
【０００６】
例えば、傘歯車の歯に上から荷重をかけて歯折れ強度を調べる場合の試験方法として、傘歯車を上向きにして載置し、この状態で加圧子を隣り合う歯の歯面に接触させて歯溝に押し込む方法が考えられる。
【０００７】
その押し込みによって歯が折れたときの荷重から歯折れ強度を求めることができるが、この方法では２つの歯に同時に荷重がかかるので、個々の歯の歯折れ強度を正確に求めるのが難しい。
【０００８】
傘歯車のセット状況などによっては２つの歯に加わる荷重に差がつくことが考えられ、折れた歯にどれだけの荷重が加わったかを正確に求めるのは困難である。
【０００９】
また、特に焼結歯車は、一般に、機械加工した歯車に比べて寸法精度のばらつきが大きく、この寸法精度のばらつきによる試験条件のばらつきも測定精度を低下させる要因になる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
焼結歯車の歯折れ強度を正確に求めることができれば、品質保証がし易くなり、製品の信頼性をより高めることが可能になる。
【００１１】
そこで、この発明は、歯車の歯が軸線方向に対して斜めに形成された歯車の歯に上から荷重をかけて歯折れ強度を精度よく測定することができるようにすることを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の課題を解決するため、この発明においては、下記（１）の歯車の歯折れ強度試験方法を提供する。
（１）歯車の歯が軸線方向に対して斜めに形成された歯車を上方に対して傾斜配置にして位置決め固定し、この歯車の１枚の歯にコーンを上方から押し当て、そのコーンで歯厚方向に加圧した歯が折れたときのコーンに加えられた荷重に基づいて歯折れ強度を調べる歯車の歯折れ強度試験方法。
【００１３】
また、この発明においては、下記（２）、（３）の歯折れ強度試験装置も併せて提供する。
（２）歯車の歯が軸線方向に対して斜めに形成された歯車を傾斜姿勢にして支える基台と、この基台に取り付けたガイドで支持して基台上の歯車の上部に配置するコーンと、前記基台の基準面と歯車の背面との間に介在するスペーサと、前記基台で引き止め、かつ、基台で回り止めして歯車の中心の穴に通すシャフトと、このシャフトで回転を止めて歯車の前面に相対回転不可に係合させる押さえ具と、前記シャフトで反力を受けて前記押さえ具を押圧する締め付け具とを有し、基台上の歯車を前記スペーサと押さえ具とで挟み付けて背面基準で位置決め固定し、この状態で上記（１）の方法により歯折れ強度を調べるようにした歯車の歯折れ強度試験装置。
（３）傾斜姿勢にした傘歯車の円錐部の背面を受け支えるホルダと、このホルダを軸方向スライド自在に支える基台と、この基台に取り付けたガイドで支持して前記ホルダ上のその歯車の上部に配置するコーンと、その歯車の歯に係止させる凸条を内面に少なくとも２個有し、その凸条をその歯車の歯溝に挿入し、その歯車の前面を部分的に覆った状態で前記基台の溝に嵌めて固定する位置決め具と、前記ホルダを変位させる位置調整具とを有し、前記位置調整具で前記ホルダを変位させてこのホルダで支えた歯車を前記位置決め具に当接させ、歯部基準で歯車の位置決めを行って上記（１）の方法により歯折れ強度を調べるようにした歯車の歯折れ強度試験装置。
【００１４】
上記（３）の歯折れ強度試験装置は、位置決め具として、傘歯車の歯と雌雄の関係をなす歯を内面に形成し、その歯を前記凸条として試験する歯車の歯と噛み合わせるものを用いると好ましい。
【００１５】
上記（２）、（３）の歯折れ強度試験装置には、歯車の歯が軸線方向に対して斜めに形成された歯車の歯に対するコーンの当たり角の微調整機構を備えさせておくことができる。
【発明の効果】
【００１６】
この発明の試験方法及び試験装置は、歯車を傾斜配置にして支持するので、その歯車の１枚の歯のみに上から荷重をかけることができ、歯折れ強度を精度よく測定することができる。
【００１７】
なお、歯車を背面基準で位置決めして試験を行う場合、歯車の寸法誤差による測定精度のばらつきが懸念される。上記（２）の歯折れ強度試験装置は、スペーサを介在することで歯車の歯の測定位置を調整することができる。
【００１８】
特に、製法上、大きな寸法誤差が生じ易い焼結歯車を背面基準で位置決めすると、軸方向寸法誤差の影響でコーンとそのコーンを接触させる歯の位置関係のばらつきを抑えることができる。ただし、歯車一個一個のばらつきが大きい場合には、スペーサをその都度調整する必要がある。
【００１９】
これに対し、上記（３）の歯折れ強度試験装置は、傘歯車で歯部基準で位置決めして試験を行うので、歯車の寸法誤差の影響が排除され、同一条件での試験が再現されてより正確な測定が行える。
【００２０】
また、（３）の歯折れ強度試験装置は、位置決め具に設けた凸条を任意の歯に係合させて傘歯車の向きを自由に変えることができ、任意の歯について強度試験を行える利点や構造がより簡素化される利点もある。
【００２１】
このほか、（３）の歯折れ強度試験装置に採用する位置決め具として、傘歯車の歯と雌雄の関係をなす歯を内面に形成したものを用いると、位置決め具の内面の歯部の形成を容易化できる。即ち、ワーク成形用金型のベベル歯部は、放電加工機を使用して加工する。そのときに使用する歯部加工用の電極を流用して位置決め具の歯部を放電加工して作れば、位置決め具の歯部を容易に、安価に形成することができる。加えて、試験する傘歯車との噛み合い領域も広く確保でき、試験時の傘歯車の保持も安定する。
【００２２】
また、歯車の歯に対するコーンの当たり角の微調整機構を付加した歯折れ強度試験装置は、例えば、すぐ歯傘歯、はす歯傘歯、まがり歯傘歯、ゼロ−ルベベルギヤと云った傘歯、はす歯、やま歯、まがり歯等、歯車の歯が軸線方向に対して斜めに形成された歯に対しても、コーンを最適角度で当接させて試験の安定性を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、添付図面に基づいてこの発明の実施の形態を説明する。
【００２４】
図１乃至図６は、前述の（２）の形態の歯折れ強度試験装置の実施例である。この歯折れ強度試験装置は、基台１と、その基台１の上部に固定するガイド２と、このガイド２で支えたコーン３と、基台１に貫通して取り付けるシャフト４と、歯車の歯が軸線方向に対して斜めに形成された歯車として例示した傘歯車Ａの背面側に配置するスペーサ５と、傘歯車Ａを基台１に位置決めして固定する押さえ具６と、この押さえ具６に締めつけ圧を加える止めリング７とから成る。
【００２５】
基台１には、底面に対して４０°〜５０°程度の角度で傾いた基準面８と、その基準面８の中心に開口する軸穴９が設けられている。軸穴９は、軸心を基準面８に対して直交させた穴であり、基台１の傾斜した後面１０に貫通している。また、この軸穴９の基準面８に近い部分は、平行な２平面を対向位置に有する断面非円形の穴９ａとなしてある（図６参照）。
【００２６】
ガイド２は、複数本（図は２本）のボルト１１とガイド押さえ１２を用いて基台１に固定される。このガイド２の基準面８上に迫り出した部分に角穴１３をあけ、その角穴１３にコーン３を上下動可能に通している。
【００２７】
また、例示の試験装置は、ガイド２に設けたボルト穴１４の穴径を、その穴に通すボルト１１との間に適度の融通（隙間）が生じる大きさにしており、その融通の範囲でガイド２の迫り出し部を左右に振って傘歯車の歯に対するコーン３の当たり角を微調整することができる。コーン３の当たり角の微調整機構は、図示のものが構造が単純で作り易いがこれに限定されるものではない。
【００２８】
シャフト４は、図５に示すように、先端に雄ねじ部４ａを、後部に鍔４ｂをそれぞれ形成し、雄ねじ部４ａから鍔４ｂまでの間は外周に平行な２平面を形成して断面を非円形となしたものを用いている。このシャフト４を基台１の軸穴９に挿通し、鍔４ｂを軸穴９の段差部に係止させて基台１で引き止める。このとき、シャフト４の断面非円形部４ｃは軸穴９の断面非円形部９ａに適合して嵌まり、これによってシャフト４が回り止めされる。  
【００２９】
スペーサ５は、傘歯車のボス部Ｂの突出長さと同等或いはそれ以上の厚みをもつものが用いられ、このスペーサ５がガイド２の基準面８と傘歯車Ａの円錐部の背面との間に介在される。
【００３０】
押さえ具６は、図５に示すように、傘歯車Ａの前面（頂点側端面）に沿わせる円板（コーン３との干渉回避のために外周の一部が切り欠かれている）に、シャフト４の断面非円形部４ｃが適合して嵌まる非円形の軸穴１５を設け、さらに、位置決め用の突起１６を裏面に設けたものを用いている。
【００３１】
また、止めリング７は、シャフト４の雄ねじ部４ａに螺合させるものを用いている。
【００３２】
以上の要素によって構成される歯折れ強度試験装置は、図１および図２に示すように、試験する傘歯車Ａを、中心の穴にシャフト４を通して基台の基準面８上にセットしたスペーサ５に載せる。これにより傘歯車Ａはスペーサ５に接した円錐部の背面基準で軸方向に位置決めされる。
【００３３】
次に、押さえ具６をシャフト４の外周に嵌め、シャフト４によって回り止めされるこの押さえ具６の突起１６を傘歯車Ａの前面に設けられている位置決め用凹部に係合させて傘歯車Ａを周方向に位置決めする。そして、雄ねじ部４ａに止めリング７を螺合させ、この止めリング７で押さえ具６を加圧して傘歯車Ａを固定する。
【００３４】
その後、コーン３を下降させて傘歯車Ａの歯に当て、この状態でプレス機等によりコーン３を加圧し、コーン３を当てた歯が折れたときの荷重を測定して歯折れ強度を求める。  
【００３５】
なお、シャフト４、押さえ具６および傘歯車Ａの回り止めは、キーとキー溝などで行ってもよい。
【００３６】
図１の１７は、シャフト４の軸穴９からの抜けを防止する蓋であり、必要に応じて設けられる。
【００３７】
図７〜図１１は、前述の（３）の形態の歯折れ強度試験装置の実施例である。この歯折れ強度試験装置は、基台２１と、その基台２１の一側部に設けたガイド２２と、このガイド２２２で支えたコーン２３と、傘歯車Ａを傾斜状態にして支えるホルダ２４と、基台２１に着脱自在に取り付ける位置決め具２５と、ホルダ２４を変位させる位置調整具２６とから成る。
【００３８】
基台２１には、底面に対して軸心を４０°〜５０°程度の角度で傾けたホルダ挿入穴２７と、位置決め具２５の裏面の突出部（第１部材２５ａ）を嵌め込む溝２８と、ホルダ挿入穴２７を間に挟んで入口部に配置される位置決め具２５の取り付け基準面２９が設けられている。ホルダ挿入穴２７は、取り付け基準面２９に対して軸心を直交させた段付き穴である。取り付け基準面２９は入口側に向かって段階的に幅を広げた溝２８の最上段の溝面によって構成されている。
【００３９】
例示の試験装置は、加工性を考慮してホルダ挿入穴２７を基台２１の後面３０に貫通させて設け、後面３０側の穴の入口を基台２１に固定した蓋３１で塞いだが、ホルダ挿入穴２７を非貫通穴にして蓋３１に相当する端壁を基台２１に一体に形成してもよい。
【００４０】
また、ガイド２２は、縦長のＴスロット２２ａに断面Ｈ型のコーン２３を上下動可能に挿入する構造にしているが、このガイド２２とコーン２３は、図１に示したようなものであってもよい。
【００４１】
ホルダ２４は、傘歯車Ａの円錐部の背面を受け支える大径部２４ａと、傘歯車Ａの中心のボス部等を受け入れる穴２４ｂと、大径部２４ａと一体の小径軸部２４ｃとを有するものを用いているが、図示のものに限定されない。
【００４２】
位置決め具２５は、ここでは傘歯車Ａの歯と噛み合わせる歯３２を内面に設けた第１部材２５ａ（図１１参照）と、ボルト３３で基台２１に固定する第２部材２５ｂとを組み合わせ、取り付け基準面２９に当接させた第１部材２５ａを第２部材２５ｂで押圧して固定するものを用いている。
【００４３】
第１部材２５ａの内面に設けて傘歯車Ａの歯に係止させる凸条は歯車の歯に限定されない。その凸条の数も少なくとも２個あればよいが、その凸条として傘歯車の歯と雌雄の関係をなす歯３２を設けたものは、試験に供する傘歯車の歯部形成に用いた放電加工機用電極を流用して第１部材２５ａに傘歯車の歯部に対応した歯３２と歯溝を放電加工で安価に簡単に形成することができ、歯３２の数を増やして傘歯車Ａの固定の安定性を高めることもできる。
【００４４】
また、第１部材２５ａと第２部材２５ｂは一体に形成してもよいが、図のように第１部材２５ａが独立していると、試験対象の傘歯車の形状やサイズが変わったときに第１部材２５ａのみを交換して対応することができ、第２部材２５ｂを共通化できる利点が生じる。
【００４５】
位置調整具２６は、蓋３１にねじ込まれており、この位置調整具２６でホルダ２４を押し動かす。
【００４６】
このように構成した図７〜図１１の歯折れ試験装置は、特に傘歯車に適し、例えば、試験する傘歯車Ａをホルダ２４にセットする。
【００４７】
次に、この傘歯車Ａの歯に歯３２を噛み合わせて第１部材２５ａを溝２８に嵌め、この第１部材２５ａの上に載せた第２部材２５ｂをボルト３３で基台２１に固定する。ボルト３３を締め込むと第１部材２５ａが取り付け基準面２９上に固定され、溝２８の側壁によって第１部材２５ａの回り止めも同時になされる。
【００４８】
この後、位置調整具２６を操作してホルダ２４を押し動かし、そのホルダ２４で保持した傘歯車Ａの歯部を第１部材２５ａの内面に押し付ける。そして、コーン２３を下降させて傘歯車Ａの歯に当て、この状態でプレス機等によりコーン２３を加圧し、コーン２３を当てた歯が折れたときの荷重を測定して歯折れ強度を求める。
【００４９】
この方法によれば、傘歯車Ａが歯部基準で位置決めされるので、コーン２３と傘歯車の歯の位置関係が安定し、傘歯車Ａに寸法誤差が生じていても同じ試験条件が再現される。そのために測定の信頼性がさらに高まり、歯折れ強度をより正確に求めることが可能になる。
【００５０】
また、第１部材２５ａの内面の歯を傘歯車Ａの任意の歯に係合させることができ、歯折れ強度を調べる歯を無作為に選べる利点や、傘歯車に係合させる第１部材の歯を多くして傘歯車の固定の安定性を高め得る利点などもある。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】この発明の歯折れ強度試験装置の一形態を示す断面図
【図２】図１の試験装置の正面図
【図３】図１の試験装置をガイドを外した状態にして示す平面図
【図４】図１の試験装置の一部を図１の矢印IVの方向から見た図
【図５】シャフトと裏側から見た押さえ具の斜視図
【図６】図１の試験装置の基台をガイドとコーンを付けた状態にして示す斜視図
【図７】この発明の歯折れ強度試験装置の他の形態を示す断面図
【図８】図７の試験装置の正面図
【図９】図７の試験装置のガイドとコーンの平面図
【図１０】図７の試験装置の使用状態を示す斜視図
【図１１】図７の試験装置に使用した位置決め具の第１部材の内面を示す図
【符号の説明】
【００５２】
１、２１      基台
２、２２      ガイド
３、２３      コーン
４            シャフト
５            スペーサ
６            押さえ具
７            止めリング
８            基準面
９、１５      軸穴
１１          ボルト
１２          ガイド押さえ
１３          角穴
１４          ボルト穴
１６          突起
２４          ホルダ
２５          位置決め具
２５ａ        第１部材
２５ｂ        第２部材
２６          位置調整具
２７          ホルダ挿入穴
２８          溝
２９          取り付け基準面
３１          蓋
３２          歯
３３          ボルト
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
2005214646.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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