JPH1090123A - 傘歯車の歯当り評価方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】作業者の目視評価によることなく、歯当りを定
性的に評価する。 【解決手段】正規歯車での基準となる噛合伝達誤差の最
小部を求め、次に測定歯車においてＰＭＤ方向もしくは
ＧＭＤ方向の何れか一方の複数の位置で噛合伝達誤差と
の関係を測定し、この測定された関係と上記基準とを比
較して歯当り位置を評価する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えばディファ
レンシャルギヤのピニオンギヤとリングギヤ（ベベルギ
ヤ）との歯当りを評価するような傘歯車の歯当り評価方
法およびその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、図５、図６に示すようにベベル
ギヤ５１とピニオンギヤ５２とを噛合せた場合、ＰＭＤ
（ピニオン・マウント・ディスタンス）においてピニオ
ンギヤ５２が水平マイナス方向（Ｈ−方向）に近づく
と、歯当りに沈みが生じ、ピニオンギヤ５２が水平プラ
ス方向（Ｈ＋方向）に遠ざかると、歯当りに浮きが生ず
る。同様にＧＭＤ（ギヤ・マウント・ディスタンス）に
おいてピニオンギヤ５２が垂直プラス方向（Ｖ＋方向）
に近づいたり或は垂直マイナス方向（Ｖ−方向）に遠ざ
かると、歯当りの浮き沈みが生じ、図７に図示の便宜上
ハッチングを施して示す噛合伝達誤差が最小の部位にお
いてギヤノイズが最小となり、図７に矢印で示す何れの
方向に歯当り位置としての噛合接触痕（ハッチング部参
照）がずれてもギヤノイズが大となることが知られてい
る。

【０００３】ところで、従来、上述のベベルギヤ５１と
ピニオンギヤ５２とのセット化された歯当りを評価する
には、これら両ギヤ５１，５２が予め一体的に組合わさ
れたものを回転させながら、作業者の目視により評価が
実行されていた関係上、正確な評価が不可能で、判定誤
差等が多発する問題点があった。一方、特開平６−２２
９８８０号公報に記載の如きかみ合い式歯車回転誤差検
出装置が既に発明されているが、この装置は単に歯車伝
達誤差を検出するものに過ぎず、歯当りの評価を行なう
ことは不可能である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この発明の請求項１記
載の発明は、傘歯車とピニオンギヤとを噛合せて、噛合
せ位置の変更により歯当りを変化させ、その時の噛合伝
達誤差を計測した場合、噛合伝達誤差の最小値は歯型に
関係なく歯当り浮き沈みが零（スケア）の状態を示すこ
とに着目し、少なくとも正規歯車（マスタギヤ）での基
準となる噛合伝達誤差の最小部を求め（実際に正規歯車
を用いて求める場合と、基準値をデータとして予め求め
る場合の双方を含む）、次に測定歯車においてＰＭＤ方
向もしくはＧＭＤ方向の何れか一方の複数の位置で噛合
伝達誤差との関係を測定（実測）し、測定された関係と
上記基準とを比較して歯当り位置を評価することで、作
業者の目視評価によることなく、歯当りを定性的に評価
することができる傘歯車の歯当り評価方法の提供を目的
とする。

【０００５】この発明の請求項２記載の発明は、上記請
求項１記載の発明の目的と併せて、上述の正規歯車での
ＰＭＤと噛合伝達誤差との関係による歯当り位置（基準
となる歯当り位置）を予め求めておくことで、測定歯車
の歯当りを定性的に、かつより一層正確に評価すること
ができる傘歯車の歯当り評価方法の提供を目的とする。

【０００６】この発明の請求項３記載の発明は、少なく
とも正規歯車での基準となる噛合伝達誤差の最小部を求
める基準設定手段（実際に正規歯車を用いて設定する場
合と、基準値をデータとして予め設定する場合との双方
を含む）と、測定歯車においてＰＭＤ方向もしくはＧＭ
Ｄ方向の何れか一方の複数の位置で噛合伝達誤差との関
係を測定する測定手段と、この測定された関係と上記基
準とを比較して歯当り位置の善し悪しを評価する評価手
段とを備えることで、作業車の目視評価によることな
く、歯当りを定性的に評価することができる傘歯車の歯
当り評価装置の提供を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明の請求項１記載
の発明は、傘歯車の歯当り評価方法であって、少なくと
も正規歯車での基準となる噛合伝達誤差の最小部を求
め、次に測定歯車においてＰＭＤ方向もしくはＧＭＤ方
向の何れか一方の複数の位置で噛合伝達誤差との関係を
測定し、この測定された関係と上記基準とを比較して歯
当り位置を評価する傘歯車の歯当り評価方法であること
を特徴とする。

【０００８】この発明の請求項２記載の発明は、上記請
求項１記載の発明の構成と併せて、上記正規歯車でのＰ
ＭＤと噛合伝達誤差との関係による歯当り位置を予め求
めておく傘歯車の歯当り評価方法であることを特徴とす
る。

【０００９】この発明の請求項３記載の発明は、傘歯車
の歯当り評価装置であって、少なくとも正規歯車での基
準となる噛合伝達誤差の最小部を求める基準設定手段
と、測定歯車においてＰＭＤ方向もしくはＧＭＤ方向の
何れか一方の複数の位置で噛合伝達誤差との関係を測定
する測定手段と、上記測定された関係と上記基準とを比
較して歯当り位置を評価する評価手段とを備えた傘歯車
の歯当り評価装置であることを特徴とする。

【００１０】

【発明の作用及び効果】この発明の請求項１記載の発明
によれば、まず少なくとも正規歯車での基準となる噛合
伝達誤差の最小部が求められ、次に測定歯車においてＰ
ＭＤ方向もしくはＧＭＤ方向の何れかの一方の複数の位
置で噛合伝達誤差との関係を測定し、この測定された関
係と上述の基準とが比較されて測定歯車の歯当り位置を
評価するので従来方法のような作業者の目視評価による
ことなく、歯当りを定性的に評価することができる効果
がある。

【００１１】この発明の請求項２記載の発明によれば、
上記請求項１記載の発明の効果と併せて、予め正規歯車
でのＰＭＤと噛合伝達誤差との関係による歯当り位置
（基準となる歯当り位置）を求めるので、噛合伝達誤差
の最小値（例えばＨ＝０となるポイント）のみを求めて
おく方法と比較して、測定歯車の歯当りを定性的に、か
つより一層正確に評価することができる効果がある。

【００１２】この発明の請求項３記載の発明によれば、
上述の基準設定手段は少なくとも正規歯車での基準とな
る噛合伝達誤差の最小部を求め、測定手段は測定歯車に
おいてＰＭＤ方向もしくはＧＭＤ方向の何れか一方の複
数の位置で噛合伝達誤差との関係を測定し、評価手段は
上述の測定手段にて測定された関係と上述の基準設定手
段で設定された基準とを比較して測定歯車の歯当り位置
の善し悪しを評価する。この結果、従来のような作業者
の目視評価によることなく、歯当りを定性的に評価する
ことができる効果がある。

【００１３】

【実施例】この発明の一実施例を以下図面に基づいて詳
述する。本発明の傘歯車の歯当り評価方法の説明に先立
って、まず傘歯車の歯当り評価の構成を図１、図２に基
づいて説明する。

【００１４】図１は傘歯車の歯当り評価装置を示す平面
図で、ベース１上に２本の平行なガイドレール２，２を
介してＰＭＤ方向へ移動すべく構成している。具体的に
はサーボモータ４の回転軸にスクリュ５を連結し、スラ
イダ３のネジ孔にスクリュ５を螺合することで、サーボ
モータ４の回転時にスライダ３をＰＭＤ方向へ移動する
ように構成すると共に、移動量をリニアスケール６で検
出すべく構成している。

【００１５】上述のスライダ３上には縦方向のガイド
７，７でＧＭＤ方向に移動可能に支持されたギヤアーバ
コラム８を設け、このギヤアーバコラム８をＶ軸送り手
段としてのサーボモータ９でＧＮＤ方向へ移動すべく構
成している。具体的にはサーボモータ９の回転軸にスク
リュ１０を連結し、ギヤアーバコラム８のネジ孔にスク
リュ１０を螺合することで、サーボモータ９の回転時に
ギヤアーバコラム８をＧＭＤ方向へ移動するように構成
している。上述のギヤアーバコラム８は図１、図２に示
すように、モータ１１、動力伝達機構１２、ロータリエ
ンコーダ１３、回転軸１４、ギヤ取付部１５を備え、こ
のギヤ取付部１５に傘歯車としてのヘベルギヤ１６を取
付ける。

【００１６】一方、先の２本のガイドレール２，２と直
交するようにベース１上に別の２本の平行なガイドレー
ル１７，１７を取付け、これら各ガイドレール１７，１
７上にピニオンアーバコラム１８を設けている。このピ
ニオンアーバコラム１８は図１、図２に示すようにモー
タ１９、動力伝達機構２０、ロータリエンコーダ２１、
ピニオンギヤ取付部２２を備え、このギヤ取付部２２に
ピニオンギヤ２３を取付ける。上述のガイドレール１
７，１７はピニオンギヤ２３をベベルギヤ１６に噛合さ
せる時、ピニオンアーバコラム１８を案内する。

【００１７】次に図２を参照して傘歯車の歯当り評価装
置の制御回路の構成について説明する。モータ制御部２
４はモータ１１，１９、サーボモータ４，９を駆動制御
するが、ピニオン駆動用のモータ１９は加速時に駆動用
として作用し、減速時にブレーキ用として作用する。ま
た負荷付勢用のモータ１１は加速時に制動用として作用
し、減速時に駆動用として作用する。

【００１８】ロータリエンコーダ１３，２１は噛合伝達
誤差を得るために必要なパルス信号を次段の補正部２５
に出力する。上述の補正部２５は増幅器２６，２７、逓
倍部２８．２９、歯数比補正部３０，３１を備え、ピニ
オンギヤ２３側のロータリエンコーダ２１出力は増幅器
２６で増幅された後に、逓倍部２８で逓倍処理され、次
の歯数比補正部３０でベベルギヤ１６の歯数Ｚ２の逆数
つまり（１／Ｚ２）が乗算される。

【００１９】ベベルギヤ１６側のロータリエンコーダ１
３出力は増幅器２７で増幅された後に、逓倍部２９で逓
倍処理され、次の歯数比補正部３１でピニオンギヤ２３
の歯数Ｚ１の逆数つまり（１／Ｚ１）が乗算される。こ
のようにして、パルスが揃えられた信号は位相差演算部
３２に入力され、この位相差演算部３２にてピニオン回
転角とベベルギヤ回転角との位相差が演算される。

【００２０】上述の位相差演算部３２の次段にはＦＦＴ
アナライザ３３（ファースト・フーリエ・トランスファ
・アナライザ）が接続され、このＦＦＴアナライザ３３
ではモータ１９が一定回転しないことに起因して生ずる
歯合一次成分をフーリエ変換して、ピニオン回転角に対
するベベルギヤ回転角の特性を直線化すべく構成し、こ
のＦＦＴアナライザ３３の出力段に噛合伝達誤差に相当
する信号を得る。この噛合伝達誤差の信号はＣＰＵ３４
に入力される。

【００２１】一方、ピニオンギヤ２３の軸の近傍には加
速度検出器３５を配置し、その出力を増幅器３６を介し
てＦＦＴアナライザ３３と打痕演算部３７に出力すべく
構成している。上述のＣＰＵ３４は噛合伝達誤差の信号
入力に基づいてプロッタ３８（plotter 、直線グラフ、
図形を描く装置）、プリンタ３９を駆動制御すると共
に、インタフェース４０を介してモータ制御部２４、Ｈ
軸位置表示部４１、回転数表示部４２、トルク表示部４
３を駆動制御する。

【００２２】ここで、上述のＣＰＵ３４は正規歯車（図
１、図２のベベルギヤ１６として正規歯車を使用）での
基準となる噛合伝達誤差の最小部（図３に示す配置誤差
Ｈ＝０のポイント参照）を含む正規歯車でのＰＭＤと噛
合伝達誤差との関係による歯当り位置（図３の曲線ａ参
照）を予め求めておく基準設定手段を兼ねる。

【００２３】また鈴２に示す各要素１３，２１，２５〜
３３は、測定歯車（図１、図２のベベルギヤ１６として
正規歯車に代えて測定歯車を使用）においてＰＭＤ方向
の複数の位置で噛合伝達誤差との関係（図３の曲線ｂ、
ｃ参照）を測定する測定手段４４を構成する。

【００２４】さらに上述のＣＰＵ３４は、測定手段４４
で測定された関係（図３の曲線ｂ，ｃ参照）と、上述の
基準（図３の曲線ａ参照）とを比較して歯当り位置を評
価する評価手段を兼ねる。次に傘歯車の歯当り評価方法
について説明する。

【００２５】図４に示す第１の工程Ｓ１で、正規歯車で
のＰＭＤと噛合伝達誤差との関係による歯当り位置を求
める。すなわち、ギヤ取付部１５にベベルギヤ１６とし
て正規歯車を取付け、この正規歯車にピニオンギヤ２３
を噛合させ、モータ１９を駆動してピニオンギヤ２３を
回転させると共に、モータ１１をブレーキング作動させ
て正規歯車に負荷を付勢しつつ測定手段４４にてＰＭＤ
方向の複数の位置で噛合伝達誤差との関係を実測して図
３に示す曲線ａを得る。

【００２６】ベベルギヤ１６として用いる正規歯車をＰ
ＭＤ方向に移動させるには前述のサーボモータ４を使用
する。上述の曲線ａを得る際には当然、正規歯車での基
準となる噛合伝達誤差の最小部（Ｈ＝０）をも求めるこ
とができる。ここで、Ｈ＝０のポイントはＣＰＵ３４が
３次曲線を近似化処理することで求めることができる。
なお、正規歯車を取付けて実測する方法に代えて、曲線
ａに相当する基準データ（理論値）を予めＣＰＵ３４に
入力し、ＲＡＭ等の記憶手段に記憶させておいてもよ
い。

【００２７】次に図４に示す第２の工程Ｓ２で、測定歯
車においてＰＭＤ方向の複数の位置で噛合伝達誤差との
関係を測定する。すなわち、先の正規歯車を取外した後
に、ギヤ取付部１５にベベルギヤ１６として測定歯車を
取付け、正規歯車取付け時の実測方法と同様の方法によ
り測定手段４４にてＰＭＤ方向の複数の位置で噛合伝達
誤差との関係を実測して図３に示す曲線ｂまたは曲線ｃ
を得る。

【００２８】次に図４に示す第３の工程Ｓ３で、測定さ
れた測定歯車のＰＭＤ方向に対する噛合に伝達誤差の特
性（図３の曲線ｂ，ｃ参照）と、正規歯車のＰＭＤ方向
に対する噛合伝達誤差の特性（図３の曲線ａ参照）をと
をＣＰＵ３４で比較して、歯当り位置の善し悪しを評価
する。

【００２９】図３において曲線ｂは正規歯車の曲線ａに
対してＨ−方向へずれているので沈み状態にあり、曲線
ｃは曲線ａに対してＨ＋方向へずれているので浮き状態
にあると評価される。而して図３においてずれ量が小さ
い場合にはラップセッティング修正が実行され、ずれ量
が大きい場合には歯切セッティング修正が実行され、ず
れ量が許容範囲内になって、ギヤノイズが最小もしくは
零となるとＯＫ品として使用に供される。

【００３０】以上要するに本実施例の傘歯車の歯当り評
価方法によれば、まず少なくとも正規歯車での基準とな
る噛合伝達誤差の最小部（図３のＨ＝０のポイント参
照）が求められ、次に測定歯車においてＰＭＤ方向の複
数の位置で噛合伝達誤差との関係（図３の曲線ｂ，ｃ参
照）を測定し、この測定された関係（図３の曲線ｂ，ｃ
参照）と上述の基準（図３のＨ＝０のポイント参照）と
が比較されてずれ量の大小により測定歯車の歯当り位置
を評価するので従来方法のような作業者の目視評価によ
ることなく、歯当りを定性的に評価することができる効
果がある。

【００３１】また、予め正規歯車でのＰＭＤと噛合伝達
誤差との関係（図３の曲線ａ参照）による歯当り位置
（基準となる歯当り位置）を求めるので、噛合伝達誤差
の最小値（例えばＨ＝０となるポイント）のみを求めて
おく方法と比較して、測定歯車の歯当りを定性的に、か
つより一層正確に評価することができる効果がある。

【００３２】さらに本実施例の傘歯車の歯当り評価装置
によれば、上述の基準設定手段（ＣＰＵ３４参照）は少
なくとも正規歯車での基準となる噛合伝達誤差の最小部
（図３のＨ＝０のポイント参照）を求め、測定手段４４
は測定歯車においてＰＭＤ方向もしくはＧＭＤ方向の何
れか一方の複数の位置で噛合伝達誤差との関係（図３の
曲線ｂ，ｃ参照）を測定し、評価手段（ＣＰＵ３４参
照）は上述の測定手段４４にて測定された関係（図３の
曲線ｂ，ｃ参照）と上述の基準設定手段（ＣＰＵ３４参
照）で設定された基準（図３のＨ＝０のポイント参照）
とをずれ量の大小により比較して測定歯車の歯当り位置
の善し悪しを評価する。

【００３３】この結果、従来のような作業者の目視評価
によることなく、歯当りを定性的に評価することができ
る効果がある。なお、上記実施例においては正規歯車お
よび測定歯車をＰＭＤ方向（Ｈ方向）に移動して歯当り
を評価したが、サーボモータ９により正規歯車および測
定歯車をＧＭＤ方向（Ｖ方向）に移動して評価すべく成
してもよい。

【００３４】この発明の構成と、上述の実施例との対応
において、この発明の基準設定手段は、実施例のＣＰＵ
３４に対応し、以下同様に、測定手段は、各回路要素１
３，２１，２５〜３３から成る測定手段４４に対応し、
評価手段は、ＣＰＵ３４に対応し、傘歯車は、ベベルギ
ヤ１６に対応し、正規歯車での基準となる噛合伝達誤差
の最小部は、配置誤作Ｈ＝０のポイントに対応するも、
この発明は、上述の実施例の構成のみに限定されるもの
ではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の傘歯車の歯当り評価方法に用いる評
価装置の平面図。

【図２】 同評価装置の制御回路ブロック図。

【図３】 各傘歯車におけるＰＭＤに対する噛合伝達誤
差の測定結果を示す説明図。

【図４】 本発明の傘歯車の歯当り評価方法を示す工程
図。

【図５】 ピニオン、マウント、ディスタンスの説明
図。

【図６】 ギヤ、マウント、ディスタンスの説明図。

【図７】 噛合接触痕の説明図。

【符号の説明】

１６…ベベルギヤ ３４…ＣＰＵ（基準設定手段、評価手段） ４４…測定手段

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】傘歯車の歯当り評価方法であって、少なく
   とも正規歯車での基準となる噛合伝達誤差の最小部を求
   め、次に測定歯車においてＰＭＤ方向もしくはＧＭＤ方
   向の何れか一方の複数の位置で噛合伝達誤差との関係を
   測定し、この測定された関係と上記基準とを比較して歯
   当り位置を評価する傘歯車の歯当り評価方法。
2. 【請求項２】上記正規歯車でのＰＭＤと噛合伝達誤差と
   の関係による歯当り位置を予め求めておく請求項１記載
   の傘歯車の歯当り評価方法。
3. 【請求項３】傘歯車の歯当り評価装置であって、少なく
   とも正規歯車での基準となる噛合伝達誤差の最小部を求
   める基準設定手段と、測定歯車においてＰＭＤ方向もし
   くはＧＭＤ方向の何れか一方の複数の位置で噛合伝達誤
   差との関係を測定する測定手段と、上記測定された関係
   と上記基準とを比較して歯当り位置を評価する評価手段
   とを備えた傘歯車の歯当り評価装置。