【手続補正書】
【提出日】平成23年5月11日(2011.5.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項３】
前記検査工程は、前記撮像した画像に現れたコーティング材の状態の少なくとも前記コーティング材が剥がれているが残っている領域について、前記回転工程において歯車の噛み合い時に発生する歯面間のすべり方向と直角方向に微分処理を施して前記歯車部品の噛み合い歯当たりを検査することを特徴とする請求項２に記載の歯車の歯当たり検査方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
車両の差動装置（以下、「デファレンシャルユニット」と称する）には、通常、リングギアやドライブピニオンなどの歯車部品が含まれ、これらの歯車部品の良否を判定するために、歯当たり検査が行われている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係る歯当たり検査装置の正面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る歯当たり検査装置の上面図である。
【図３】デファレンシャルユニットの構造を示す断面図である。
【図４】リングギアの形状を簡略化して示す説明図である。
【図５】本発明の実施形態に係る歯当たり検査方法のフローチャートを示す図である。
【図６】歯当たり検査のサブルーチンフローチャートを示す図である。
【図７】３画素×３画素の縦方向への一方向微分フィルタのフィルタ係数の例を示す図である。
【図８】微分処理を行う前のリングギアの歯面の近赤外線による撮像画像を示す図である。
【図９】図８の撮像画像に一方向微分処理を行った画像を示す図である。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
図１および図２は、それぞれ、本発明の実施形態に係る歯当たり検査装置の正面図および上面図であり、被検査対象であるデファレンシャルユニット２０が設置された状態を示す。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
歯当たり検査装置１０は、車両の組立ラインの一部として設置する。組立ラインにおいてリングギア（歯車部品）１００ａやドライブピニオン（歯車部品）１００ｂが組み付けられたデファレンシャルユニット２０は、歯当たり検査装置１０が設置された工程まで流れ、歯当たり検査が行われる。歯当たり検査とは、リングギア１００ａおよびドライブピニオン１００ｂの歯が適切に形成されているか、および、リングギア１００ａおよびドライブピニオン１００ｂの相対位置が適切であるかどうかを調べる検査である。すなわち、これらのギア相互の歯の当たり具合が適切かどうかを調べる検査である。なお、デファレンシャルユニット２０は、搬送装置１１０により、ギアキャリア１９０が保持された状態で組立ラインを流れる。デファレンシャルユニット２０は、歯当たり検査工程に搬入される際には、まだギアキャリア１９０全体の組立が終わっておらず、図１、図２に示すように、リングギア１００ａがケース１９０の上方から露出している。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
モータ１２０は、ドライブピニオン１００ｂと脱着可能な回転軸１２１とを有する。モータ１２０は、図示しないシリンダ機構により、図中上下に移動可能である。デファレンシャルユニットが歯当たり検査工程に至ったときに、モータ１２０をドライブピニオン１００ｂ側に移動させ、ドライブピニオン１００ｂとモータ１２０の回転軸とを接続させる。モータ１２０によりドライブピニオン１００ｂを回転させ、連動して、リングギア１００ａを１回転分以上回転させる。これにより、リングギア１００ａのすべての歯とドライブピニオン１００ｂの歯とを噛み合わせることができる。リングギア１００ａの歯面には、あらかじめコーティング材を塗布しておく。上記噛み合わせによって、塗布したコーティング材の一部または全部が剥がれることにより、リングギア１００ａの歯面に噛み合い痕を残すことができる。コーティング材としては、一般的な光明丹や潤滑油を使用することができる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
一組の近赤外線カメラ１３０ａ、１３０ｂは、リングギア１００ａの歯面に照射した近赤外線の反射光を検知することで歯面を撮像する。近赤外線カメラ１３０ａ、１３０ｂとしては、たとえば、ＣＣＤカメラや、ＣＭＯＳカメラを使用することができる。２つの近赤外線カメラを使用することにより、リングギア１００ａの各歯が有する２つの歯面を、被検査対象であるデファレンシャルユニット２０を移動させることなく、それぞれの近赤外線カメラで歯面を撮像することができる。ただし、例えば、一方の歯面のみを撮像する場合は、近赤外線カメラは１つでもよい。近赤外線カメラ１３０ａ、１３０ｂは、被検査対象であるリングギア１００ａの各歯面が見やすい位置および距離に配置する。また、近赤外線カメラ１３０ａ、１３０ｂが検知する近赤外線の反射光が最大または適度な強度になるように近赤外線照明装置１４０ａ、１４０ｂの位置を調整する。近赤外線カメラ１３０ａ、１３０ｂは、上下左右可動式のステージに取り付けられており、適宜、位置および姿勢を変更することができる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
製品位置検出センサ１５０は、検査工程に搬入されたデファレンシャルユニット２０の上方に位置し、デファレンシャルユニット２０の位置を検出する。デファレンシャルユニット２０の位置は、デファレンシャルユニット２０の形状の特徴点、たとえば、ノックピン穴などの位置に基づいて検出する。製品位置検出センサ１５０としては、たとえば、レーザ変位計や画像を撮影するカメラを使用することができる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
歯位置検出センサ１６０は、リングギア１００ａの歯面が見えるように、デファレンシャルユニット２０の上方に配置し、リングギア１００ａの歯を検出する。歯位置検出センサ１６０としては、たとえば、光電管、レーザ変位計、接触式センサを使用することができる。これらのセンサにより、回転するリングギア１００ａの歯の有無を、アナログ信号のＯＮ/ＯＦＦにより判断することができ、検出した時間と関連付けて歯の位置を特定することができる。歯の位置の情報は、制御装置１８０に送信し、記憶する。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
ボルト位置検出センサ１７０は、リングギア１００ａを歯面の反対側から締結するボルトの位置またはボルト穴の位置（以下、単に「ボルトの位置」と称する）を検出するセンサである。ボルト位置検出センサ１７０は、回転するリングギア１００ａに合わせてボルトの位置を検出する。ボルトの位置の情報は、制御装置１８０に送信し、記録する。歯位置検出センサ１６０により検出した歯の位置と、ボルト位置検出センサ１７０によって検出したボルトの位置とによって、リングギア１００ａにおけるボルト締結位置を認識することができる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
制御装置１８０は、上記各構成要素と接続し、歯当たり検査装置１０全体を制御する。また、近赤外線カメラ１３０ａ、１３０ｂから撮像画像を受信し、画像処理（例えば、微分処理）を行い、撮像画像に基づいてリングギア１００ａとドライブピニオン１００ｂとの噛み合い歯当たりの良否を判断する。制御装置１８０には、一般的なコンピュータを使用することができる。制御装置１８０には、ディスプレイを接続し、歯当たり状態の良否判定結果などを表示してもよい。制御装置１８０は、組立ラインの他の制御装置とともにネットワークに接続し、搬送されてきたデファレンシャルユニット２０の製品情報を入力したり、工程の進行具合を出力したりすることができる。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
図３は、デファレンシャルユニット２０の構造を示す断面図である。図４は、リングギア１００ａの形状を簡略化して示す説明図である。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
デファレンシャルユニット２０は、車両が旋回する際に内輪と外輪に生じる回転差を吸収する装置である。図３に示すように、ギアキャリア１９０内に２方向の軸を含む。デファレンシャルユニット２０を車両に搭載する際には、一方の軸は左右の車輪のドライブシャフトに接続し、他方の軸はプロペラシャフトに接続する。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
制御装置１８０は、組立ラインを流れるデファレンシャルユニットの製品情報を取得する（ステップＳ５００）。製品情報には、例えば、デファレンシャルユニット２０が適用されている車種情報がある。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
製品位置検出センサ１５０は、デファレンシャルユニット２０の特徴点の位置を検出し、これにより、デファレンシャルユニット２０の位置を検出する（ステップＳ５０２）。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
制御装置１８０は、デファレンシャルユニット２０の位置に基づいて、近赤外線カメラ１３０ａ、１３０ｂの位置および姿勢を補正する（ステップＳ５０３）。これにより、搬送装置１１０の搬送バラツキによらず、近赤外線カメラ１３０ａ、１３０ｂを最適な位置に配置し、リングギア１００ａの歯面を確実に撮影することができる。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
制御装置１８０は、モータ１２０の回転軸を、デファレンシャルユニット２０のドライブピニオン１００ｂに装着させる（ステップＳ５０４）。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３９】
制御装置１８０は、コーティング材をデファレンシャルユニット２０のリングギア１００ａの歯面に塗布する（ステップＳ６００、塗布工程）。塗布は、たとえば、霧吹き等による噴射によってもよく、筆等による直接塗りによってもよい。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４４】
制御装置１８０は、リングギア１００ａの歯面の近赤外線の反射光による画像から、ステップＳ６０３において受信したボルトの位置に対応する部分を除外して、歯当たり画像として認識する（ステップＳ６０６）。ここで、ボルトの位置に対応する部分とは、ボルトを固定している部分と反対面の歯面上の部分である。
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４６】
制御装置１８０は、近赤外線カメラ１３０ａ、１３０ｂが撮像した歯当たり画像に対し、リングギア１００ａとドライブピニオン１００ｂとが噛み合う際に互いにすべる方向（以下、「すべり方向」と称する）と直角方向に微分処理を施す（ステップＳ６０７、検査工程）。すべり方向は、デファレンシャルユニット２０の形式で決まるため、あらかじめすべり方向のデータを制御装置１８０に記憶しておき、記憶したすべり方向と直角方向に微分処理を施してもよい。
【手続補正２１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５２】
次に、制御装置１８０は、歯当たり画像に現れたコーティング材の状態に基づいて歯当たりの良否を判定する（ステップＳ６０８、検査工程）。このとき、コーティング材が剥がれて存在しない領域、コーティング材が剥がれているが残っている領域、コーティング材が剥がれずに残っている領域、の３つの領域を区別する。そして、これらの領域分布と、あらかじめ制御装置１８０に記憶させた噛み合わせが良好な場合の領域分布と、を比較する。この比較の結果、被検査対象であるデファレンシャルユニット２０のすべてのリングギア１００ａの該領域分布があらかじめ定めた閾値範囲内にあるかどうかにより、デファレンシャルユニット２０の歯当たり検査の良否を判定することができる。
【手続補正２２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５３】
さらに、上述したように、被検査対象であるデファレンシャルユニット２０の境界領域を特定し、あらかじめ制御装置１８０に記憶させた噛み合わせが良好な場合の境界領域と、を比較する。この比較の結果に基づき、被検査対象であるデファレンシャルユニット２０のすべてのリングギア１００ａの境界領域の形状が、噛み合わせが良好な場合の境界領域の形状から上下左右にはみ出す量（すなわち、歯当たりのずれ）について判定する。これにより、デファレンシャルユニット２０の歯当たり検査の良否をより高精度に判定することができる。
【手続補正２３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５５】
制御装置１８０は、組立ラインの停止スイッチが押されたかどうかを判断し（ステップＳ５１０）、停止スイッチが押されていない場合は、次の製品であるデファレンシャルユニット２０に対して、ステップＳ５００からの処理を繰り返す。停止スイッチが押された場合は、歯当たり検査工程を終了する。
【手続補正２４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５７】
また、上述した実施形態の説明では、歯車部品を含む製品としてデファレンシャルユニットを例示して説明している。しかし、歯当たりを検査する製品であれば、いかなる製品にも本実施形態を適用することができる。
【手続補正２５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５９】
また、上述した実施形態の説明では、車両の組立ラインの一部として歯当たり検査装置を説明しているが、歯当たり検査装置は、デファレンシャルユニット単体での歯当たり検査に使用してもよいことは勿論である。
【手続補正２６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６１】
１０    歯当たり検査装置、
２０    デファレンシャルユニット、
１００    ギアセット、
１００ａ    リングギア（歯車部品）、
１００ｂ    ドライブピニオン（歯車部品）、
１０１ａ    歯、
１０２ａ、１０３ａ    歯面、
１２０    モータ（回転手段）、
１２１    回転軸、
１３０ａ、１３０ｂ    近赤外線カメラ（撮像手段）、
１４０ａ、１４０ｂ    近赤外線照明装置（撮像手段）、
１５０    製品位置センサ、
１６０    歯位置センサ、
１７０    ボルト位置センサ、
１８０    制御装置（検査手段）、
１９０    ギアキャリア、
２００    デフケース。