(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
主ギヤと、該主ギヤのボスに枢支されて、該主ギヤの周方向に位相差をもって該主ギヤに重合された副ギヤと、該副ギヤを前記主ギヤの歯溝を狭める方向に付勢するスプリングとを備える被検査ギヤに対して、前記副ギヤの作動を検査するギヤの検査装置であって、
前記被検査ギヤの主ギヤを位置決めする位置決め手段を備えて該被検査ギヤの副ギヤを回転自在に保持する保持手段と、
前記保持手段によって保持された被検査ギヤに向かって移動自在の台座に回転自在に軸支され、該台座が被検査ギヤに向かって移動したとき前記副ギヤに歯合する検査ギヤと、
前記台座を移動させることにより該検査ギヤを前記被検査ギヤの副ギヤに歯合させる移送手段と、
前記副ギヤに歯合した前記検査ギヤを前記スプリングの付勢に対抗する方向に所定トルクで回転させる回転手段と、
該回転手段によって回転された前記検査ギヤを介して前記副ギヤの回転角度を検出する副ギヤ回転角度検出手段とを備えることを特徴とするギヤの検査装置。
【請求項２】
前記検査ギヤと前記副ギヤとの歯合に先立って、前記保持手段によって位置決めされた前記主ギヤのの回転角度を検出する主ギヤ回転角度検出手段を設け、
前記副ギヤ回転角度検出手段は、前記主ギヤ回転角度検出手段によって検出された前記主ギヤの回転角度に応じて前記副ギヤの回転角度を補正して検出することを特徴とする請求項１記載のギヤの検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ギヤの検査装置に関し、詳しくは、主ギヤのバックラッシを無くすための副ギヤを備える被検査ギヤに対して、副ギヤの作動を検査するギヤの検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、エンジンのクランクシャフトの回転をカムシャフトに伝達する際に設けられるカムギヤ等においては、一対のギヤをかみ合わせたとき、歯面間の遊びを無くすように構成された所謂ノーバックラッシギヤが採用されることが知られている。一般に、この種のノーバックラッシギヤは、主ギヤと該主ギヤと略同形状の副ギヤとが互いに重合され、該副ギヤが主ギヤに対して位相差をもって該主ギヤに回転自在に取り付けられている。該主ギヤと副ギヤとの間には、該副ギヤを前記主ギヤの歯溝を狭める方向に付勢するスプリングが収納されている。そして、この種のノーバックラッシギヤが他のギヤに歯合したとき、主ギヤの歯面と他のギヤの歯面との間のバックラッシに対応して、副ギヤの歯面が前記スプリングの付勢により他のギヤの歯面に弾発的に当接するので、ノーバックラッシによる歯合が可能となる。
【０００３】
ところで、この種のノーバックラッシギヤは、主ギヤ、副ギヤ、及びスプリング等の各構成部品に加工不良が生じていたり、主ギヤと副ギヤとの間に不用意に異物が介入された場合には、副ギヤの円滑な作動が得られず、他のギヤとの円滑な歯合及び動力の伝達が阻害されるおそれがある。また、前記スプリングの組付け不良が生じている場合には、副ギヤに十分な付勢力を付与することができず、他のギヤの歯面への副ギヤの歯面の当接が維持できずにバックラッシを無くすことができないおそれがある。
【０００４】
そこで、この種のノーバックラッシギヤについて前記副ギヤの正常な作動を容易に検査することができる検査装置が望まれていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
かかる不都合を解消して、本発明は、副ギヤの正常な作動を容易に検査することができ、ギヤの構成部品の加工不良や組付け不良を総合的に判断することができるギヤの検査装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、本発明は、主ギヤと、該主ギヤのボスに枢支されて、該主ギヤの周方向に位相差をもって該主ギヤに重合された副ギヤと、該副ギヤを前記主ギヤの歯溝を狭める方向に付勢するスプリングとを備える被検査ギヤに対して、前記副ギヤの作動を検査するギヤの検査装置であって、前記被検査ギヤの主ギヤを位置決めする位置決め手段を備えて該被検査ギヤの副ギヤを回転自在に保持する保持手段と、前記保持手段によって保持された被検査ギヤに向かって移動自在の台座に回転自在に軸支され、該台座が被検査ギヤに向かって移動したとき前記副ギヤに歯合する検査ギヤと、前記台座を移動させることにより該検査ギヤを前記被検査ギヤの副ギヤに歯合させる移送手段と、前記副ギヤに歯合した前記検査ギヤを前記スプリングの付勢に対抗する方向に所定トルクで回転させる回転手段と、該回転手段によって回転された前記検査ギヤを介して前記副ギヤの回転角度を検出する副ギヤ回転角度検出手段とを備えることを特徴とする。
【０００７】
本発明により被検査ギヤの検査を行うときには、先ず、前記保持手段により被検査ギヤを保持する。該保持手段に保持された被検査ギヤは、該保持手段に備える位置決め手段により主ギヤが位置決めされる。
【０００８】
次いで、前記移送手段によって前記台座を被検査ギヤに向かう方向に移送し、前記検査ギヤを被検査ギヤの副ギヤに歯合させる。続いて、前記回転手段によって所定トルクで検査ギヤを回転する。これにより、検査ギヤに歯合されている副ギヤが前記スプリングの付勢に対抗する方向に回転され、該副ギヤの回転角度が前記副ギヤ回転角度検出手段により検出される。検査ギヤは前記回転手段によって所定トルクで回転されるので、このときのトルク値は副ギヤの作動トルクとすることができ、該作動トルクに応じた該副ギヤの回転角度を確認することができる。これによって、該作動トルクにおける副ギヤの回転角度が所定の範囲（許容範囲）に入っていれば、副ギヤの作動が正常であると判断することができる。
【０００９】
即ち、前記回転手段によって検査ギヤを介して副ギヤが回転されたとき、副ギヤの回転角度が所定の範囲よりも大であった場合には、前記スプリングの付勢が十分に得られていない状態であるため、前記スプリングの組付け不良が生じている場合や、前記スプリングに割れや切れが生じている場合等が考えられ、副ギヤの作動不良を確実に判断することができる。また、副ギヤの回転角度が所定の範囲よりも小であった場合には、主ギヤに対する副ギヤの円滑な回転が得られない状態であるため、主ギヤと副ギヤとの間に異物が介入されている場合等が考えられ、副ギヤの作動不良を確実に判断することができる。
【００１０】
また、本発明においては、前記検査ギヤと前記副ギヤとの歯合に先立って、前記保持手段によって位置決めされた前記主ギヤのの回転角度を検出する主ギヤ回転角度検出手段を設け、前記副ギヤ回転角度検出手段は、前記主ギヤ回転角度検出手段によって検出された前記主ギヤの回転角度に応じて前記副ギヤの回転角度を補正して検出することを特徴とする。
【００１１】
例えば、前記保持手段によって被検査ギヤを保持した際に、位置決め手段と主ギヤとの間にガタつきが生じている場合、僅かな角度であっても主ギヤが回転可能な状態とされる。この状態で、前記回転手段によって検査ギヤが回転されたときには、該検査ギヤに歯合する副ギヤに追従して主ギヤも回転する。これは、被検査ギヤは、主ギヤと副ギヤとがスプリングを介して連結されているからである。
【００１２】
一方、前記副ギヤ回転角度検出手段は検査ギヤを介して副ギヤの回転角度を検出する。しかし、副ギヤの回転角度を検出する際に、前述のガタつきによって主ギヤが回転された場合には、前記副ギヤ回転角度検出手段によって検出される回転角度に主ギヤの回転角度（ガタつき分）が含まれ、副ギヤのみの回転角度を検出することができないおそれがある。
【００１３】
そこで、本発明においては、前記主ギヤ回転角度検出手段により、予め主ギヤの回転角度を検出する。そして、前記副ギヤ回転角度検出手段によって副ギヤの回転角度を検出する際、前記主ギヤ回転角度検出手段によって検出された前記主ギヤの回転角度に応じた補正を行う。即ち、前記副ギヤ回転角度検出手段が検出する検査ギヤの回転角度から主ギヤ回転角度検出手段によって検出された前記主ギヤの回転角度を取り除く。こうすることにより、位置決めされた主ギヤにガタつきが生じていても、副ギヤのみの回転角度を正確に検出することができ、被検査ギヤに対する高精度な検査を行うことができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本実施形態の検査装置の要部を断面視した説明的側面図、図２は本実施形態の検査装置の要部を露出して示す説明的平面図、図３は位置決め手段を一部破断して示す図１のIII 矢示図、図４は本実施形態における被検査ギヤの構成を分解して示す説明的斜視図、図５は被検査ギヤを一部切り欠いて示す説明図、図６は本実施形態の検査装置による検査内容を示す線図である。
【００１５】
先ず、本実施形態における被検査ギヤ１について図４及び図５を参照して説明する。本実施形態における被検査ギヤ１は、エンジンのクランクシャフトの回転をカムシャフトに伝達する際に設けられるカムギヤ等に採用される所謂ノーバックラッシギヤである。
【００１６】
該被検査ギヤ１は、図４及び図５に示すように、主ギヤ２と、該主ギヤ２のボス３に回転自在に枢支された副ギヤ４とを備えている。副ギヤ４は、主ギヤ２のボス３にサークリップ５を介して抜け止めされて支持されている。該サークリップ５と副ギヤ４との間には皿バネ６が設けられており、これによって副ギヤ４はフリクションが付与された状態で主ギヤ２に支持されている。該副ギヤ４は、主ギヤ２と同一形状であって該主ギヤ２より厚み（歯幅）が小とされたものであり、主ギヤ２の周方向に位相差をもって該主ギヤ２に重合されている。
【００１７】
主ギヤ２には環状の凹部７が形成されており、該凹部７の内部には略Ｃ字状に形成されたスプリング８が収納されている。該スプリング８は、その一端部８ａが主ギヤ２の凹部７内に突設された第１ピン９に連結支持され、他端部８ｂが副ギヤ４に設けられた第２ピン１０に連結支持されている。該第１ピン９は、副ギヤ４に形成された長孔状の案内孔１１に移動自在に挿着されており、前記第２ピン１０は、主ギヤ２に形成された長孔状の案内孔１２に移動自在に挿着されている。スプリング８の付勢力はその一端部８ａと他端部８ｂとが互いに接近する方向に作用している。該スプリング８によって副ギヤ４は主ギヤ２の歯溝１３（図５示）を狭める方向に付勢されている。
【００１８】
次に、本実施形態の検査装置１４について図１乃至図３を参照して説明する。本実施形態の検査装置１４は、図１及び図２に示すように、前記被検査ギヤ１を保持する保持手段１５と、該保持手段１５に保持された被検査ギヤ１の副ギヤ４の作動を検査する装置本体１６とを備えている。
【００１９】
前記保持手段１５は、被検査ギヤ１の主ギヤ２を位置決めする位置決め手段１７と、該位置決め手段１７によって位置決めされた主ギヤ２をクランプして固定するクランプ手段１８とによって構成されている。位置決め手段１７は、図１及び図３に示すように、支柱１９の上端部に設けられた固定軸２０と、支柱１９に内臓されて該固定軸２０の両側において突没自在に設けられた一対の位置決めピン２１とを備えている。固定軸２０は、被検査ギヤ１の主ギヤ２の軸孔２２に挿入して該主ギヤ２を支持するものである。位置決めピン２１は支柱１９に内臓されたバネ２３により突出方向に付勢されており、固定軸２０に支持された主ギヤ２に形成されている位置決め孔２４に挿着される。該位置決めピン２１が主ギヤ２に形成されている位置決め孔２４に係合することにより、主ギヤ２が周り止めされて位置決めされる。
【００２０】
前記クランプ手段１８は、レバー２５の傾動操作によって揺動されるアーム２６と、該アーム２６の先端部に設けられた押圧部材２７とを備えている。該押圧部材２７は、レバー２６の傾動操作によって主ギヤ２のボス３を押圧し、副ギヤ４の回転を阻止することなく主ギヤ２のみを位置決め手段１７の支柱１９上部に固定する。
【００２１】
装置本体１６は、図１に示すように、前記位置決め手段１７に向かって延設されたレール２８と、該レール２８に沿って摺動自在に設けられた台座２９と、該台座２９をレール２８に沿って移送する移送手段３０とを備えている。該台座２９は、軸受フレーム３１にベアリング３２を介して回転自在に軸支された回転軸３３と、該回転軸３３に一体に設けられた回転盤３４に固定された検査ギヤ３５と、該回転軸３３と同軸にあって該回転軸３３を介して検査ギヤ３５を回転駆動する回転手段３６とを備え、更に該台座２９は、図２に示すように、副ギヤ回転角度検出手段３７及び検査ギヤ３５の回転を規制する回転規制コマ３８とを備えている。
【００２２】
前記移送手段３０は、図１に示すように、支持フレーム３９に螺合して支持されたボール螺子４０を備え、該ボール螺子４０の先端は前記軸受フレーム３１に回転自在に連結され、該ボール螺子４０の後端には回転操作する摘まみ部４１が設けられている。更に、該支持フレーム３９には、ボール螺子４０に平行して延びる付勢ロッド４２が設けられている。該付勢ロッド４２は、その先端が前記軸受フレーム３１に連結され、その後端部に備えるバネ部材４３によって軸受フレーム３１を介して台座２９を位置決め手段１７の方向に付勢している。該移送手段３０は、摘まみ部４１を回転操作することにより、ボール螺子４０を所望の方向に回転させることにより、軸受フレーム３１を介して台座２９を移送することができる。そして、詳しくは後述するが、該移送手段３０の操作によって台座２９が前記位置決め手段１７に接近する方向に移送されたとき、前記検査ギヤ３５が前記被検査ギヤ１の副ギヤ４に歯合する。なお、本実施形態においては、回転操作によって台座２９を移送するボール螺子４０を採用したが、これに限るものではなく、例えば、図示しないが、台座２９を側方から押圧して平行移動させるシリンダ等を設けてもよい。
【００２３】
前記回転手段３６は、図１に示すように、台座２９に立設された支持フレーム４４と、該支持フレーム４４に支持されたモータ４５と、該モータ４５の回転軸４６に設けられたトルクメータ４７とによって構成されている。該トルクメータ４７によって、前記検査ギヤ３５の回転字のトルクを確認することができ、所定のトルクで該検査ギヤ３５を回転することができるようになっている。なお、該検査ギヤ３５は、図２に示す前記回転規制コマ３８により所定角度の範囲においてのみ回転できるようになっている。
【００２４】
前記副ギヤ回転角度検出手段３７は、図２に示すように、回転角度検出ロッド４８を備え、該回転角度検出ロッド４８の進退方向の移動量によって検査ギヤ３５の回転角度を検出するものである。即ち、該回転角度検出ロッド４８はその先端が検査ギヤ３５に固設された検出用パッド４９に当接され、検査ギヤ３５の回転に応じて検出用パッド４９が回転角度検出ロッド４８を押圧して該回転角度検出ロッド４８が後退される。この時の該回転角度検出ロッド４８の後退量から、検査ギヤ３５の回転角度が検出される。
【００２５】
また、図２に示すように、前記クランプ手段１８の側方位置には主ギヤ回転角度検出手段５０が設けられている。該主ギヤ回転角度検出手段５０は位置決め手段１７により位置決めされている主ギヤ２のガタつきによる歯の位相を回転角度として検出する。
【００２６】
以上の構成からなる検査装置１４によって被検査ギヤ１の副ギヤ４の作動を検査する場合には、先ず、図１に示すように、前記位置決め手段１７によって被検査ギヤ１の主ギヤ２を位置決めし、前記クランプ手段１８によって主ギヤ２を固定する。なお、この時には、図１中仮想線示するように、前記台座２９はレール２８の後端位置にあって、前記検査ギヤ３５は位置決め手段１７に位置決めされた被検査ギヤ１から離間されている。
【００２７】
次いで、図２に示すように、前記主ギヤ回転角度検出手段５０によって、位置決め手段１７により位置決めされた主ギヤ２の回転角度を検出する。
【００２８】
続いて、図１に示すように、前記移送手段３０のボール螺子４０を操作して、検査ギヤ３５を被検査ギヤ１の副ギヤ４に歯合させる。そして、前記回転手段３６によって所定のトルクで検査ギヤ３５を回転させる。このときの検査ギヤ３５の回転方向は、前記スプリング８による副ギヤ４の付勢方向に対抗する方向とする。副ギヤ４は検査ギヤ３５の回転に追従して回転し、同時に該検査ギヤ３５の回転角度が図２示の前記副ギヤ回転角度検出手段３７によって検出される。該検査ギヤ３５と副ギヤ４とは互いに歯合しているので、該検査ギヤ３５の回転角度は副ギヤ４の回転角度とされる。そして、このとき、前記主ギヤ回転角度検出手段５０によって検出された主ギヤのガタつきによる回転角度を、前記副ギヤ回転角度検出手段３７によって検出された副ギヤ４の回転角度から除くことにより、所定トルクで回転したときの副ギヤ４のみの正確な回転角度が得られる。
【００２９】
そして、該副ギヤ４のトルクと回転角度とを確認することによって、図６に示すように、副ギヤ４の回転角度が図中斜線示する所定の範囲（許容範囲）に入っていれば、副ギヤ４の作動が正常であると判断することができる。即ち、図６に示すように、スプリング８の付勢力の最大許容値Ｈと最小許容値Ｌとを予め定め、副ギヤ４のトルクを増加させて該副ギヤ４の回転角度の変位を確認する。図６中において、変位角度ａは誤差（案内孔１１や１２・軸間・径のバラツキ）を排した角度であり、変位角度ｂは主ギヤ２と副ギヤ４の位相差０の中央値（主ギヤ２と副ギヤ４とが重なり合った時）、また、変位角度ｃは許容回転角の上限である。なお、変位角度ｂのトルク（kgfm）の中央値は２kgfmである。そして、副ギヤ４の回転角度が所定の範囲に入っていない場合には、例えば、図４に示したスプリング８の第１ピン９或いは第２ピン１０との連結（組付け）不良、又は前記主ギヤ２の案内孔１２や前記副ギヤ４の案内孔１１への異物の詰まり等が考えられるため、副ギヤ４の作動不良を容易に確認することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の検査装置の要部を断面視した説明的側面図。
【図２】本実施形態の検査装置の要部を露出して示す説明的平面図。
【図３】位置決め手段を一部破断して示す図１のIII 矢示図。
【図４】本実施形態における被検査ギヤの構成を分解して示す説明的斜視図。
【図５】本実施形態における被検査ギヤを一部切り欠いて示す説明図。
【図６】本実施形態の検査装置による検査内容を示す線図。
【符号の説明】
１…被検査ギヤ、２…主ギヤ、３…ボス、４…副ギヤ、８…スプリング、１４…ギヤの検査装置、１５…保持手段、１７…位置決め手段、２９…台座、３０…移送手段、３５…検査ギヤ、３６…回転手段、３７…副ギヤ回転角度検出手段、５０…主ギヤ回転角度検出手段。
【図１】
0003983927.tif 000002
【図２】
0003983927.tif 000003
【図３】
0003983927.tif 000004
【図４】
0003983927.tif 000005
【図５】
0003983927.tif 000006
【図６】
0003983927.tif 000007