JP2979756B2

JP2979756B2 - 歯車のバックラッシ測定装置

Info

Publication number: JP2979756B2
Application number: JP3203930A
Authority: JP
Inventors: 友一伊藤; 良典白井; 信平阿部; 俊一石川; 匡熊沢; 敏博山田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1991-07-18
Filing date: 1991-07-18
Publication date: 1999-11-15
Anticipated expiration: 2014-11-15
Also published as: JPH0526772A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は歯車のバックラッシを測
定する装置に関するものであり、特に、測定精度の向上
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】歯車装置には、第一歯車を有する第一軸
と第二歯車を有する第二軸とが装置本体により、第二軸
が水平でかつ第一歯車と第二歯車とが噛み合った状態
で、回転可能に支持されて成るものがある。この歯車装
置において第一，第二歯車の間にはバックラッシが必要
であるが、バックラッシの大きさは、歯と歯とがぶつか
る衝突音の発生，歯車の破損，作動遅れ等の原因にな
り、歯車装置の良否を左右する。そのため、バックラッ
シを測定し、その測定結果に基づいてバックラッシの大
きさを調整している。バックラッシを測定する装置には
例えば、実開昭６２−１６２６４５号公報に記載されて
いるように、歯車の軸におもりによって正逆両方向の回
転モーメントを作用させることにより測定する装置があ
る。この装置においては、第二歯車を有する第二軸に、
平面視で両端が第二軸の軸線から両側に延び出す向きに
アームが取り付けられ、そのアームの一端部におもりが
吊り下げられ、他端部には測定者によって下向きの負荷
が加えられるとともに、第二軸の回転トルクが測定され
るようになっている。また、アームに直角に変位レバー
が取り付けられ、変位レバーの先端部の変位、すなわち
第二軸の回転角度が回転トルクと対応付けて測定される
ようになっている。第二軸には、おもりと測定者が加え
る負荷とによって正逆両方向の回転モーメントが作用さ
せられるが、第二軸がバックラッシ分回転するときには
変位レバーの変位が大きい割には回転トルクは殆ど変化
せず、変位レバーの変位と回転トルクの変化との測定結
果に基づいて、トルクが殆ど変化しない状態での変位量
を求め、その変位量からバックラッシを算出することが
できる。このようにおもりと測定者が加える下向きの負
荷とによって第二軸に正逆両方向の回転モーメントを作
用させれば、第二軸は軸受の一定の位置に当たった状態
で回転することとなり、第二軸と軸受との間に隙間があ
っても、第二軸が軸受内を移動することがなく、バック
ラッシをばらつき少なく測定することができる。第二軸
を支持する軸受は滑り軸受であり、第二軸と軸受との間
に隙間があるため、第二軸が軸受内を移動する。この移
動は、上記隙間に形成される油膜により止められるので
あるが、第二軸が安定する位置にはばらつきがあり、そ
のばらつきがバックラッシの測定値のばらつきとなるの
に対し、おもりおよび測定者によって下向きの負荷を加
えれば、第二軸が一定の位置で安定し、ばらつき少なく
バックラッシを測定することができるのである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このバ
ックラッシ測定装置においては、互に噛み合った第一，
第二歯車の複数個所のバックラッシを測定することが不
可能もしくは困難である。バックラッシは製造誤差や組
付け誤差により生ずるのであるが、２個の歯車が噛み合
う位置によって異なるのが普通であり、１箇所のみのバ
ックラッシを測定しても、歯車のバックラッシが適切な
大きさであるか否かはわからない。上記実開昭６２−１
６２６４５号公報には、第一，第二歯車を複数の測定位
置に回転させる装置や負荷が加えられるアームを複数の
測定位置において固定する装置については何ら記載され
ていないのである。本発明はこのような事情を背景と
し、歯車のバックラッシを複数個所において測定するこ
とが容易な装置を提供することを課題として為されたも
のである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明に係る歯車のバッ
クラッシ測定装置は、上記の課題を解決するために、
（ａ）歯車装置本体を支持する支持装置と、（ｂ）その
支持装置に支持された歯車装置の第一軸を回転させる回
転駆動装置と、（ｃ）その回転駆動装置により回転させ
られた回転位置において第一軸を固定する固定装置と、
（ｄ）支持装置に対して上下方向に相対移動可能な昇降
部材、その昇降部材上に平面視で両端が歯車装置の第二
軸の軸線から両側に延び出す状態で載置された揺動部
材、その揺動部材に取り付けられて第二軸を把持，解放
するチャック、揺動部材の両端部に交互におもりを支持
させる負荷装置、およびチャックが第二軸を把持した状
態で昇降部材を下降させて揺動部材を揺動可能な状態と
する昇降駆動装置を有し、おもりの重量に基づいて第二
軸に正方向の回転モーメントと逆方向の回転モーメント
とを交互に作用させるモーメント付与装置と、（ｅ）そ
のモーメント付与装置により正方向の回転モーメントが
作用させられた状態と逆方向の回転モーメントが作用さ
せられた状態との間の第二軸の回転角度を検出する角度
検出装置とを含むように構成される。

【０００５】

【作用】このように構成されたバックラッシ測定装置に
おいては、チャックによる第二軸の把持が解除され、固
定装置による第一軸の固定が解除された状態で第一軸が
回転させられ、第一，第二歯車は所定のバックラッシ測
定位置に回転させられる。回転後、第一軸が固定装置に
より固定され、第二軸がチャックにより把持されととも
に昇降部材が下降させられ、揺動部材は第二軸に支持さ
れて第二軸と一体的に回転可能な状態となる。その状態
で揺動部材の両端部に交互におもりが支持させられれば
揺動部材が揺動し、揺動部材を介して第二軸に回転モー
メントが作用させられ、第二軸がバックラッシ分回転
し、この回転角度が角度検出装置により検出されてバッ
クラッシが測定される。バックラッシが測定されたなら
ば、昇降部材が上昇させられるとともにチャックによる
第二軸の把持が解かれ、かつ、固定装置による第一軸の
固定が解除されれば第一軸が回転可能となる。この状態
で第一，第二歯車が回転駆動装置により次のバックラッ
シ測定位置に回転させられ、バックラッシが測定され
る。

【０００６】

【発明の効果】このように本発明に係るバックラッシ測
定装置によれば、第二軸におもりによって正逆両方向の
回転モーメントが作用させられ、その回転角度を検出す
ることによりバックラッシを測定するのであり、測定時
に第二軸が軸受内で移動することがなく、バックラッシ
をばらつき少なく測定することができる。また、第二軸
には、正逆両方向の回転モーメントがいずれもおもりに
よって加えられるようになっており、装置を簡単に構成
することができる上、正逆両方向にそれぞれ加える負荷
の大きさを正確に設定することができ、バックラッシを
ばらつき少なく測定することができる。さらに、固定装
置による第一軸の固定を解除し、チャックによる第二軸
の把持を解除して第一軸を回転させ、第一，第二歯車を
所定の測定位置に回転させてはバックラッシを測定する
ようにされており、複数個所におけるバックラッシの測
定を迅速にかつ容易に行うことができる。

【０００７】

【実施例】以下、エンジンのクランクシャフト，バラン
スシャフトおよびそれらに設けられた歯車を含む歯車装
置におけるバックラッシを測定する装置を例に取り、図
面に基づいて詳細に説明する。

【０００８】図５において１０はクランクシャフトであ
る。クランクシャフト１０は、４個のクランクピン１
２，５個のクランクジャーナル１４および４組のバラン
スウェイト１６を有し、クランクジャーナル１４におい
てブロック１８により回転可能に支持されている。な
お、ブロック１８は概略の形状が二点鎖線で示されてい
る。このクランクシャフト１０には歯車２０が一体的に
取り付けられ、第一バランスシャフト２４に取り付けら
れた歯車２６と噛み合わされている。第一バランスシャ
フト２４は、ブロック１８上に正規シム２７を介して取
り付けられたフレーム２８（概略の形状のみが二点鎖線
で示されている）によりクランクシャフト１０の軸線と
平行な軸線まわりに回転可能に支持されており、図６に
示すように、歯車２６はクランクシャフト１０の歯車２
０の他、第二バランスシャフト３０の歯車３２に噛み合
わされている。歯車２６と歯車３２とは歯幅が異なり、
歯車３２はクランクシャフト１０の歯車２０とは軸線方
向においてずれた位置において歯車２６に噛み合わされ
ており、歯車３２と２０とは噛み合わない。

【０００９】また、第一，第二バランスシャフト２４，
３０にはそれぞれ、図示しないウェイトが取り付けられ
ている。これら第一，第二バランスシャフト２４，３０
は、エンジン作動時に生ずる二次振動を除去するための
ものであり、それぞれ軸部においてフレーム２８に取り
付けられた軸受により回転可能に支持されている。歯車
２６，３２は、その製造誤差や第一，第二バランスシャ
フト２４，３０の製造誤差，組付誤差等によりそれらの
歯面が第一，第二バランスシャフト２４，３０の軸線か
ら僅かに偏心しており、ウェイトは、歯面が軸線に最も
近い位置において第一，第二バランスシャフト２４，３
０の軸部に取り付けられている。

【００１０】クランクシャフト１０が第一歯車としての
歯車２０を有する第一軸として機能し、第一バランスシ
ャフト２４が第二歯車としての歯車２６を有する第二軸
として機能し、ブロック１８およびフレーム２８が歯車
装置本体３４を構成しており、ブロック１８によりクラ
ンクシャフト１０を支持して成るクランクシャフトアッ
センブリ３７と、フレーム２８により第一，第二バラン
スシャフト２４，３０を支持して成るバランスシャフト
アッセンブリ３８とが正規シム２７を介して組み付けら
れて歯車装置３６を構成しているのである。

【００１１】次に、歯車装置３６の歯車２０，２６のバ
ックラッシを測定するバックラッシ測定装置４６につい
て説明する。測定装置４６には、図１に示すように歯車
装置３６を支持する支持装置としての支持台５４が設け
られている。歯車装置３６は、図示しない搬送装置によ
り、クランクシャフト１０および第一バランスシャフト
２４の軸線が搬送方向（図１において左右方向）と平行
となる姿勢で搬送され、支持台５４上に搬入される。搬
入後、支持台５４が上昇させられ、位置決め治具により
歯車装置３６を位置決めするとともに搬送装置から持ち
上げる。

【００１２】測定装置４６は、図１に示すように、装置
本体（図示省略）に昇降可能に設けられた昇降台５６を
有している。昇降台５６は、図示しないエアシリンダに
よって昇降させられるようになっており、その下面には
回転駆動装置５８および固定装置６０が取り付けられて
いる。回転駆動装置５８のフレーム６２は、昇降台５６
の下面に固定された一対のガイドレール６４（図には一
つのみ示されている）に摺動可能に嵌合されており、駆
動シリンダ６６によってクランクシャフト１０の軸線と
平行な方向に移動させられ、支持台５４に支持されたク
ランクシャフト１０に接近，離間させられる。フレーム
６２には回転駆動モータ６８が取り付けられており、そ
の出力軸にはオルダム継手７０を介して係合部材７２が
取り付けられ、クランクシャフト１０の一端部と相対回
転不能に係合するようにされている。回転駆動モータ６
８はＡＣサーボモータであり、回転駆動モータ６８に固
定されたエンコーダ７１によりその回転位置が検出され
る。また、検出装置７３によって係合部材７２とクラン
クシャフト１０との係合が検出される。固定装置６０の
フレーム７４は、昇降台５６の下面に固定のガイドレー
ル７６に摺動可能に嵌合され、図示しない移動装置によ
りクランクシャフト１０の軸線と平行な方向に移動させ
られる。フレーム７４にはクランパ７８が取り付けられ
ており、クランクシャフト１０の他端部を回転不能に把
持する。

【００１３】昇降台５６の回転駆動装置５８と固定装置
６０との間の部分には、モーメント付与装置８０および
角度検出装置８２が設けられている。以下、これら装置
８０，８２を図２〜図４に基づいて詳細に説明する。ま
ず、モーメント付与装置８０を説明する。昇降台５６に
は、図２に示すように矩形の開口８６が形成されるとと
もに、昇降台５６の下面には支持板８８が固定され、開
口８６を塞いでいる。この支持板８８には４本の支柱９
０が立設されるとともに、これら支柱９０の端部に取付
板９２が固定されている。取付板９２上には押さえ用シ
リンダ９４が下向きに固定され、そのピストンロッド９
６が取付板９２を貫通するとともに、突出端部に押さえ
板９８が軸方向に相対移動不能に固定され、ピストンロ
ッド９６の伸縮により昇降させられるようになってい
る。押さえ板９８上には２本のガイドピン１００が立設
されるとともに取付板９２に軸方向に摺動可能に嵌合さ
れ、押さえ板９８の昇降を案内する。また、押さえ板９
８の、支持台５４に支持された歯車装置３６の第一バラ
ンスシャフト２４の軸線と平行な方向に隔たった２箇所
にはそれぞれ押さえ用ボルト１０２が下向きに螺合され
ている。なお、取付板９２の押さえ用ボルト１０２と対
応する位置には貫通穴１０４が形成され、押さえ板９８
が昇降させられるとき、押さえ用ボルト１０２と取付板
９２とが干渉しないようにされている。

【００１４】支持板８８には、一対の座１１０が上記一
対の押さえ用ボルト１０２と同心に固定されている。座
１１０には上下方向に貫通する貫通穴１１２が形成さ
れ、その貫通穴１１２の上部側は上方ほど径が増大する
テーパ穴１１４とされている。これら座１１０の貫通穴
１１２にはそれぞれ、ロッド１１６が半径方向に隙間を
有して嵌合されている。ロッド１１６の上端部には係合
ブロック１１８が取り付けられ、その係合ブロック１１
８の下部はテーパ穴１１４に対応するテーパ部１２０と
されている。これらロッド１１６の下端部には、取付板
１２４が固定されており、取付板１２４の下面には３個
の押さえ部材１２６（図には２個のみ示されている）が
固定され、歯車装置３６のフレーム２８に当接すること
によってブロック１８を支持台５４に押し付け、固定す
るようにされている。また、押さえ部材１２６の下面に
は係合突起１２８が設けられており、第一，第二バラン
スシャフト２４，３０を支持するフレーム２８に食い込
むようにされている。

【００１５】ロッド１１６にはまた、昇降板１３０が軸
受１３２を介して軸方向に相対移動可能に嵌合されてい
る。昇降板１３０は、ロッド１１６に嵌合されたスリー
ブ１３４との間に配設されたスプリング１３６により、
取付板１２４から離間する向きに付勢されている。昇降
板１３０の一対のロッド１１６の間の部分の下面には一
対の係合部材１４０（図には一つのみ示されている）が
固定され、取付板１２４上に固定された昇降用シリンダ
１４４のピストンロッド１４６が係合させられている。
係合部材１４０は有底円筒部材が一直線に沿って２分割
されたものであり、底部と昇降板１３０との間に形成さ
れた円形の隙間に、ピストンロッド１４６の突出端部に
固定された円形の係合板１４８が軸方向に隙間を残して
抜け出し不能に嵌められているのであり、ピストンロッ
ド１４６の伸縮により昇降板１３０が昇降させられる。
また、昇降板１３０上には当接ブロック１５２が上方に
延び出す向きに固定され、前記支持板８８に下向きに設
けられたピン１５４に当接するようにされている。

【００１６】昇降板１３０の第一バランスシャフト２４
の軸線と平行な方向に隔たった両端部の一方には、支持
板１５８が固定されている。この支持板１５８の上記軸
線と直交する方向の両端部にはそれぞれ、図３に示すよ
うに取付板１６０，１６２が固定されるとともに、それ
ぞれ２本ずつの連結ロッド１６４，１６６が上記軸線に
平行な方向に距離を隔てて下方に延び出す向きに固定さ
れている。これら２本ずつの連結ロッド１６４，１６６
の下端部はそれぞれ、連結板１６８，１７０によって連
結されている。これら支持板１５８，取付板１６０，１
６２，連結ロッド１６４，１６６および連結板１６８，
１７０は、昇降板１３０の昇降に伴って昇降させられ、
昇降板１３０と共に昇降部材を構成し、昇降用シリンダ
１４４が昇降駆動装置を構成している。

【００１７】上記連結板１６８，１７０の上には揺動部
材としての揺動板１７４が載置されており、その両端
は、平面視において第一バランスシャフト２４の軸線か
ら両側に延び出させられている。連結板１６８，１７０
上にはそれぞれ、円錐形の位置決めピン１７６が１個ず
つ設けられ、揺動板１７４に形成された位置決め穴１７
８に嵌入して揺動板１７４を位置決めするようにされて
いる。また、揺動板１７４上には、その長手方向に隔た
った両端部にそれぞれ円錐形の位置決めピン１８２が設
けられている。

【００１８】この揺動板１７４の中央には、チャック１
９０が取り付けられている。チャック１９０は第一バラ
ンスシャフト２４の軸線と平行な軸線まわりに回動可能
に取り付けられた一対のアーム１９２を有し、それらア
ーム１９２の上端部にはそれぞれ一対ずつのリンク１９
４，１９６が回転可能に取り付けられるとともに、リン
ク１９４，１９６の他端部が回転可能に連結されてい
る。揺動板１７４上には、チャック開閉用シリンダ２０
０が上向きに固定され、そのピストンロッド２０２の先
端部に係合させられたブロック２０４にリンク１９４，
１９６の他端部が回動可能に連結されており、ピストン
ロッド２０２の伸縮により、アーム１９２が回動させら
れ、アーム１９２の下端部に取り付けられた把持爪２０
６が開閉させられて第一バランスシャフト２４を把持，
解放する。リンク１９４，１９６はトグル機構を構成し
ており、チャック開閉用シリンダ２００の比較的小さい
作動によって把持爪２０６が第一バランスシャフト２４
を強く把持する。

【００１９】２０８はブロック２０４上に突設された係
合ピンであり、支持板１５８に固定の規制板２１０に設
けられた貫通穴２１２内に嵌入させられている。係合ピ
ン２０８は基端部が円柱状を成し、先端部がテーパ状を
成し、チャック１９０が第一バランスシャフト２４を把
持しない状態では、ピストンロッド２０２が伸長端位置
にあり、係合ピン２０８は基端部まで貫通穴２１２に嵌
入してチャック１９０のがたつきを防止する。チャック
１９０が第一バランスシャフト２４を把持する際には、
ピストンロッド２０２が収縮させられるのに伴って係合
ピン２０８の先端部が貫通穴２１２に嵌入する状態とな
り、貫通穴２１２との間の隙間によりチャック１９０の
揺動を許容する状態となる。

【００２０】前記取付板１６０，１６２上にはそれぞ
れ、昇降用シリンダ２２０，２２２が下向きに固定され
るとともに、そのピストンロッド２２４，２２６の下端
部にはおもり２２８，２３０が軸方向に相対移動可能に
吊り下げられている。おもり２２８，２３０は同じ構成
であり、おもり２２８について代表的に説明する。

【００２１】おもり２２８は、ピストンロッド２２４に
係合させられる第一部２３２と、その第一部２３２にピ
ン２３４によって連結され、揺動板１７４上に位置決め
され、載置される第二部２３６とから成る。第一部２３
２には、軸方向に貫通する貫通孔２３８が形成されてい
る。貫通孔２３８は段付状を成すとともに、小径孔部２
４０と大径孔部２４２との間にはテーパ孔部２４４が形
成されており、ピストンロッド２２４は貫通孔２３８に
軸方向に相対移動可能に嵌合されるとともに、その下端
部に設けられたテーパ部２４６がテーパ孔部２４４に係
合しておもり２２８を吊り下げる。また、第二部２３６
には、その下面に開口する円錐状の位置決め穴２４８が
形成されている。これらおもり２２８，２３０は、ピス
トンロッド２２４，２２６が収縮させられた状態では揺
動板１７４から離間し、ピストンロッド２２４，２２６
によって吊り下げられた状態にあり、ピストンロッド２
２４，２２６が伸長させられれば、位置決めピン１８２
に嵌合して位置決めされる。ピストンロッド２２４，２
２６がその状態から更に伸長させられれば、テーパ部２
４６がテーパ孔部２４４から離れておもり２２８，２３
０が位置決めピン１８２を介して揺動板１７４によって
支持される状態となる。昇降用シリンダ２２０，２２
２，おもり２２８，２３０が負荷装置を構成しているの
である。

【００２２】次に角度検出装置８２について説明する。
角度検出装置８２は、図２に示すように、昇降板１３０
の第一バランスシャフト２４の軸線と平行な方向におい
てモーメント付与装置８０とは反対側に設けられてい
る。角度検出装置８２は、図４に示すように、モーメン
ト付与装置８０と同様に、昇降板１３０に固定された支
持板２５０，支持板２５０に固定の取付板２５２，２５
４，それら取付板２５２，２５４にそれぞれ下方に延び
出す向きに取り付けられた２本ずつの連結ロッド２５
６，２５８およびそれら連結ロッド２５６，２５８の下
端部を連結する連結板２６０，２６２を含み、昇降板１
３０の昇降と共に昇降する昇降部材を有している。

【００２３】連結板２６０，２６２上には揺動板２６４
が載置されるとともに、チャック２７０が設けられてい
る。チャック２７０はモーメント付与装置８０のチャッ
ク１９０と同様に、一対のアーム２７２および一対ずつ
のリンク２７４，２７６を有する。これらリンク２７
４，２７６の他端部は、揺動板２６４上に固定されたチ
ャック開閉用シリンダ２７８のピストンロッド２８０に
係合させられたブロック２８２に回動可能に連結されて
おり、ピストンロッド２８０の伸縮によりアーム２７２
が回動させられ、その下端部にそれぞれ取り付けられた
把持爪２８４が開閉させられて第一バランスシャフト２
４の他端部を把持，解放する。また、ブロック２８２上
には係合ピン２８６が立設され、支持板２５０に固定の
規定板２８８に設けられた貫通穴２９０に嵌入させられ
ており、チャック２７０のがたつきを防止するようにさ
れている。

【００２４】揺動板２６４の昇降板１３０側の部分に
は、図２に示すように検出体３００が立設されている。
検出体３００は揺動板２６４から上方に延び出させられ
た後、昇降板１３０側に曲げられて成り、昇降板１３０
の検出体３００に、第一バランスシャフト２４の軸線と
直交する方向において対向する位置にマグネスケール３
０４が取り付けられている。マグネスケール３０４の測
定子３０６は図示しない付勢手段により付勢され、検出
体３００に当接させられており、揺動板２６４が揺動す
るとき検出体３００に追従して移動し、それにより検出
体３００の位置が検出される。

【００２５】次にバックラッシの測定について説明す
る。非測定時には、昇降台５６は上昇端位置にあり、回
転駆動装置５８，固定装置６０，モーメント付与装置８
０および角度検出装置８２は支持台５４の上方に位置す
るとともに、回転駆動装置５８および固定装置６０はそ
れぞれ支持台５４から最も離れた後退端位置にある。ま
た、ロッド１１６の係合ブロック１１８のテーパ部１２
０がテーパ穴１１４に係合し、モーメント付与装置８０
および角度検出装置８２が昇降台５６に吊り下げられて
おり、それら装置８０，８２のチャック１９０，２７０
は開いた状態にある。

【００２６】そして、歯車装置３６が搬入され、支持台
５４が所定の測定位置まで上昇させられて歯車装置３６
が支持台５４上に位置決めされれば、昇降台５６が下降
端まで下降させられる。この昇降台５６の下降に伴って
押さえ部材１２６が下降し、歯車装置３６のフレーム２
８に当接する。昇降台５６は押さえ部材１２６がフレー
ム２８に当接した後も更に小距離下降させられるのであ
るが、この下降は、ロッド１１６と昇降台５６とが相対
移動することにより許容され、昇降台５６が下降端まで
下降させられた状態では、係合ブロック１１８がテーパ
穴１１４から離脱し、ロッド１１６が昇降台５６から分
離された状態となる。

【００２７】また、昇降台５６の下降時には、スプリン
グ１３６を介して取付板１２４に支持されている昇降板
１３０も共に下降する。そして、上記押さえ部材１２６
のフレーム２８への当接により取付板１２４が停止した
後は、ピン１５４と当接ブロック１５２との当接により
スプリング１３６を圧縮しつつ下降し、取付板１２４の
停止位置とは無関係に昇降台５６の下降端位置に基づい
て決まる位置まで下降させられる。この間、モーメント
付与装置８０および角度検出装置８２のチャック１９
０，２７０がそれぞれ第一バランスシャフト２４の各端
部を両側から挟む状態で下降し、昇降板１３０の下降が
停止したとき、チャック１９０，２７０の軸線が第一バ
ランスシャフト２４の軸線より僅かに下になる。昇降台
５６が下降端まで下降した後、押さえ用シリンダ９４に
より押さえ板９８が下降させられ、押さえ用ボルト１０
２がロッド１１６を下方に押し、押さえ部材１２６の下
面に突設された係合突起１２８がフレーム２８の上面に
食い込まされるとともに、押さえ部材１２６によりフレ
ーム２８およびブロック１８が支持台５４に押さえ付け
られる。

【００２８】昇降台５６が下降端まで下降した状態では
さらに、回転駆動装置５８および固定装置６０の係合部
材７２およびクランパ７８の軸線がクランクシャフト１
０の軸線とほぼ一致する状態となる。そして、まず、駆
動シリンダ６６がクランクシャフト１０に向かって伸長
させられ、係合部材７２がクランクシャフト１０の一端
部に係合した後、回転駆動モータ６８が回転させられ、
クランクシャフト１０および第一バランスシャフト２４
が回転させられて、歯車２０，２６が所定のバックラッ
シ測定位置に回転させられる。係合部材７２はオルダム
継手７０を介して回転駆動モータ６８に取り付けられて
いるため、回転駆動モータ６８の回転軸線とクランクシ
ャフト１０の軸線とにずれがあっても、クランクシャフ
ト１０は支障なく回転させられる。回転後、クランパ７
８が前進させられてクランクシャフト１０の他端部を把
持し、クランクシャフト１０をバックラッシ測定位置に
固定する。

【００２９】このように昇降台５６が下降させられ、ク
ランクシャフト１０および第一バランスシャフト２４が
バックラッシ測定位置に回転させられるとともに、フレ
ーム２８およびブロック１８が押さえ部材１２６により
押さえられたならば、チャック１９０，２７０が閉じら
れ、第一バランスシャフト２４の両端部をそれぞれ把持
する。前述のように、チャック１９０，２７０の軸線は
第一バランスシャフト２４の軸線より僅かに下になって
いるため、チャック１９０，２７０が閉じたときそれら
が僅かに上昇し、揺動板１７４，２６４がそれぞれ連結
板１６８，１７０，２６０，２６２から僅かに浮き上が
った状態となる。ただし、チャック１９０，２７０が取
り付けられた揺動板１７４，２６４は一般に僅かに傾
き、それぞれその長手方向の両端部のいずれか一方が連
結板１６８あるいは１７０，連結板２６０あるいは２６
２に支持された状態となる。そして、この状態から昇降
板１３０が昇降用シリンダ１４４によって下降させら
れ、連結板１６８，１７０，２６０，２６２が下降させ
られて揺動板１７４，２６４が十分な角度揺動可能な状
態とされるとともに、第一バランスシャフト２４の両端
部にそれぞれ、揺動板１７４，２６４，チャック１９
０，２７０，チャック開閉用シリンダ２００，２７８等
の重さが下向きに加えられることとなる。

【００３０】次いで、２個のおもり２２８，２３０のう
ち、まず、おもり２２８が下降させられて揺動板１７４
上に載置され、第一バランスシャフト２４に図３におい
て時計方向の回転モーメントが作用させられる。それに
より第一バランスシャフト２４が同方向に回動すれば、
第一バランスシャフト２４の他端部に取り付けられた揺
動板２６４が揺動するとともに検出体３００が揺動し、
その位置がマグネスケール３０４によって測定される。
この測定後、おもり２２８が上昇させられるとともに、
他方のおもり２３０が下降させられて揺動板２６４に支
持され、第一バランスシャフト２４に反時計方向の回転
モーメントが作用させられる。この場合には揺動板２６
４が逆向きに揺動し、その際の検出体３００の位置がマ
グネスケール３０４によって測定され、このように第一
バランスシャフト２４に正逆両方向の回転モーメントが
加えられたときの検出体３００の位置の変化に基づいて
バックラッシが算出される。

【００３１】バックラッシＢＬは図７に示す部分であ
り、次式で表される。ＢＬ＝Ｂ・ＭＧＳＤ／２・ＬＡＲＭただし、ＭＧＳＤ：第一バランスシャフト２４に正方向の回転モ
ーメントが加えられたときに歯と歯とが当接する際の検
出体３００の位置と、逆方向の回転モーメントが加えら
れたときに歯と歯とが当接する際の検出体３００の位置
との間の距離Ｂ：歯車２６のピッチ円の直径ＬＡＲＭ：第一バランスシャフト２４の軸線とマグネス
ケール３０４の測定子３０６の中心との距離第一バランスシャフト２４がバックラッシＢＬ分回転す
るときの回転角度をθとすれば、バックラッシＢＬはＢ
Ｌ＝（Ｂ／２）・θ、距離ＭＧＳＤはＭＧＳＤ＝ＬＡＲ
Ｍ・θで表され、これらの式から上記式が得られる。
ＢおよびＬＡＲＭは予めわかっている値であり、また、
ＭＧＳＤはマグネスケール３０４の測定によって得られ
る値であって、これらＢ，ＬＡＲＭ，ＭＧＳＤからバッ
クラッシＢＬを求めることができる。

【００３２】このようにしてバックラッシＢＬが測定さ
れたならば、昇降板１３０が上昇させられ、揺動板１７
４，２６４の揺動可能角度がそれぞれ連結板１６８，１
７０，２６０，２６２により小さく制限された後、チャ
ック１９０，２７０による第一バランスシャフト２４の
把持が解かれて揺動板１７４，２６４が連結板１６８，
１７０，２６０，２６２等によって支持された状態とな
る。この状態でクランパ７８によるクランクシャフト１
０の把持が解かれ、クランクシャフト１０および第一バ
ランスシャフト２４が回転させられて歯車２０，２６が
次のバックラッシ測定位置に回転させられて再びバック
ラッシが測定される。

【００３３】このように本実施例のバックラッシ測定装
置においては、第一バランスシャフト２４におもり２２
８，２３０によって正逆両方向の回転モーメントを作用
させてバックラッシを測定するのであるが、第一バラン
スシャフト２４は、おもり２２８，２３０およびモーメ
ント付与装置８０，角度検出装置８２の各揺動板１７
４，２６４，チャック１９０，２７０等の重さにより、
フレーム２８に設けられた軸受の一定位置（最下位置）
に押し付けられ、その軸線位置がばらつくことがなく、
精度良くバックラッシが測定される。特に、本実施例に
おいては、モーメント付与装置８０と角度検出装置８２
とが第一バランスシャフト２４の両端部にそれぞれ設け
られているため、揺動板１７４，２６４が第一バランス
シャフト２４によって支持される状態となっても第一バ
ランスシャフト２４が傾くことがなく、両端部の軸受の
双方において最下位置に押し付けられる。また、クラン
クシャフト１０，第一バランスシャフト２４のクランパ
７８，チャック１９０，２７０による把持を解いた状態
でクランクシャフト１０，第一バランスシャフト２４を
回転させることにより、歯車２０，２６を複数のバック
ラッシ測定位置に位置させることができ、バックラッシ
を複数個所において容易に測定することができる。さら
に、モーメント付与装置８０と角度検出装置８２とが一
体的に設けられていれば、揺動板１７４を介して第一バ
ランスシャフト２４に回転トルクを付与する際にチャッ
ク１９０に滑りが生ずれば、そのすべりがバックラッシ
として検出されるのに対し、本実施例においてはモーメ
ント付与装置８０と角度検出装置８０が別々に設けられ
ているため、万一、チャック１９０に滑りが生じても検
出体３００が揺動することはなく、滑りによる誤差の発
生が回避され、バックラッシを精度良く測定することが
できる。

【００３４】なお、上記実施例において回転駆動装置５
８および固定装置６０はそれぞれ、歯車装置３６とは別
に設けられていたが、歯車装置が互に噛み合う第一，第
二歯車を回転させる回転駆動装置および第一軸を固定す
る固定装置を有する場合には、その回転駆動装置および
固定装置により第一軸を複数のバックラッシ測定位置に
回転させ、その位置において固定するようにしてもよ
い。この場合には、歯車装置の回転駆動装置および固定
装置がバックラッシ測定装置の一部として利用されるこ
ととなるのである。

【００３５】また、バックラッシ測定時に第一バランス
シャフト２４の回動角度を検出する手段は、上記実施例
のものに限定されるわけではなく、さらに、バックラッ
シの値まで算出することなく、検出体３００の変位や第
一バランスシャフト２４の回動角度そのものをバックラ
ッシの大きさと一対一に対応する量として求めてもよ
い。例えば、バックラッシの大小で歯車装置の合否を判
定する場合には、検出体３００の変位や第一バランスシ
ャフト２４の回動角度を判定基準値と比較すれば十分な
のである。

【００３６】さらに、上記実施例においてバックラッシ
測定時には、第一バランスシャフト２４の両端部にはそ
れぞれ、チャック１９０，２７０，揺動板１７４，２６
４等の重さが加えられるようになっていたが、それでも
不十分な場合には押さえ部材を設け、第一バランスシャ
フト２４を軸受に押し付けるようにしてもよい。

【００３７】その他、特許請求の範囲を逸脱することな
く、当業者の知識に基づいて種々の変形，改良を施した
態様で本発明を実施することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例であるバックラッシ測定装置
を示す正面図である。

【図２】上記バックラッシ測定装置の要部を拡大して示
す正面図である。

【図３】上記バックラッシ測定装置のモーメント付与装
置を示す正面図（一部断面）である。

【図４】上記バックラッシ測定装置の角度検出装置を示
す正面図である。

【図５】上記バックラッシ測定装置によりバックラッシ
が測定される歯車が設けられたエンジンのクランクシャ
フトおよびバランスシャフトを示す正面図である。

【図６】上記クランクシャフトの歯車とバランスシャフ
トの歯車との噛み合いを概略的に示す図である。

【図７】上記バックラッシ測定装置によるバックラッシ
の算出を説明する図である。

【符号の説明】

１０クランクシャフト２０歯車２４第一バランスシャフト２６歯車３４装置本体３６歯車装置５４支持台５８回転駆動装置６０固定装置８０モーメント付与装置８２角度検出装置１３０昇降板１４４昇降用シリンダ１５８支持板１６０取付板１６２取付板１６４連結ロッド１６６連結ロッド１６８連結板１７０連結板１７４揺動板１９０チャック２２０昇降用シリンダ２２２昇降用シリンダ２２８おもり２３０おもり３００検出体３０４マグネスケール

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者石川俊一愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (72)発明者熊沢匡愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (72)発明者山田敏博愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G01M 13/02

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】第一歯車を有する第一軸と第二歯車を有
する第二軸とが装置本体により、第二軸が水平でかつ第
一歯車と第二歯車とが噛み合った状態で、回転可能に支
持されて成る歯車装置の第一歯車と第二歯車との間のバ
ックラッシを測定する装置であって、前記歯車装置本体を支持する支持装置と、その支持装置に支持された歯車装置の前記第一軸を回転
させる回転駆動装置と、その回転駆動装置により回転させられた回転位置におい
て第一軸を固定する固定装置と、前記支持装置に対して上下方向に相対移動可能な昇降部
材、その昇降部材上に平面視で両端が第二軸の軸線から
両側に延び出す状態で載置された揺動部材、その揺動部
材に取り付けられて前記第二軸を把持，解放するチャッ
ク、前記揺動部材の両端部に交互におもりを支持させる
負荷装置、および前記チャックが前記第二軸を把持した
状態で前記昇降部材を下降させて揺動部材を揺動可能な
状態とする昇降駆動装置を有し、前記おもりの重量に基
づいて前記第二軸に正方向の回転モーメントと逆方向の
回転モーメントとを交互に作用させるモーメント付与装
置と、そのモーメント付与装置により正方向の回転モーメント
が作用させられた状態と逆方向の回転モーメントが作用
させられた状態との間の前記第二軸の回転角度を検出す
る角度検出装置とを含むことを特徴とする歯車のバック
ラッシ測定装置。