JP5363512B2 - Backlash measuring device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は,ギヤケースに支承される第1伝動軸に連結した第1ギヤと,同ギヤケースに支承される第2伝動軸に連結した,もしくは連結可能で前記第1ギヤに噛合する第2ギヤとの間のバックラッシュを測定する,バックラッシュ測定装置に関する。 The present invention includes a first gear coupled to a first transmission shaft supported on a gear case, a second gear coupled to or connectable to a second transmission shaft supported on the gear case, and meshing with the first gear. The present invention relates to a backlash measuring device for measuring backlash between the two.
バックラッシュ測定装置は,特許文献1に記載されているように,既に知られている。
The backlash measuring device is already known as described in
従来のバックラッシュ測定装置は,特許文献1にも開示されるように,バックラッシュの測定対象となる,相互に噛合する一対のギヤのみを直接支持するように構成されているので,測定済みのギアをギアケースに組み込んだ状態では,必ずしも測定通りのバックラッシュが確保される保証はない。
As disclosed in
本発明は,かゝる事情に鑑みてなされたもので,ギアケースに組み込まれたギア間のバックラッシュを,特別な熟練を要することなく容易に測定し得るバックラッシュ測定装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and it is an object of the present invention to provide a backlash measuring device that can easily measure backlash between gears incorporated in a gear case without requiring special skill. Objective.
上記目的を達成するために,本発明は,ギヤケースに支承される第1伝動軸に連結した第1ギヤと,同ギヤケースに支承される第2伝動軸に連結した,もしくは連結可能で前記第1ギヤに噛合する第2ギヤとの間のバックラッシュを測定する,バックラッシュ測定装置であって,前記ギヤケースを所定位置に保持するワーク保持体と,前記第2ギヤを回転可能にした状態で前記第1伝動軸を,想定される前記バックラッシュに対応する角度以上正転させた後,想定される前記バックラッシュに対応する角度以上逆転させ得ると共に,その第1伝動軸の回転状況を検出する回転状況センサを有する正逆転駆動機構と,前記第2ギヤを回転可能にした状態で前記正逆転駆動機構の作動により前記第1伝動軸を,想定される前記バックラッシュに対応する角度以上正転させた後,想定される前記バックラッシュに対応する角度以上逆転させたとき,該第1伝動軸の逆転開始時からトルクの急増時期までの該第1伝動軸の回転角の信号を前記回転状況センサより受けて前記バックラッシュ値を演算し,その値の適否を判別する電子制御ユニットとを備えることを第1の特徴とする。前記回転状況センサは,後述する本発明の実施形態中の回転位置センサ99及びトルクセンサ107に対応する。
To achieve the above object, the present invention provides a first gear connected to a first transmission shaft supported on a gear case and a first gear connected to or connected to a second transmission shaft supported on the gear case. A backlash measuring device for measuring backlash between a second gear meshing with a gear, the workpiece holding body for holding the gear case in a predetermined position, and the second gear in a state where the second gear is rotatable. After the first transmission shaft is rotated forward by more than the angle corresponding to the assumed backlash, the first transmission shaft can be rotated more than the angle corresponding to the assumed backlash, and the rotation state of the first transmission shaft is detected. a reverse rotation drive mechanism having a rotation state sensor, said first transmission shaft by operation of said forward and reverse drive mechanism in a state of being rotatable with the second gear, versus the backlash envisaged To After angle or more forward, when reversed over an angle corresponding to the backlash envisaged from the start reverse rotation of the first transmission shaft of the rotation angle of the first transmission shaft to surge timing of torque A first feature is that it includes an electronic control unit that receives a signal from the rotation state sensor , calculates the backlash value, and determines whether the value is appropriate. The rotational state sensor corresponds to a
また本発明は,第1の特徴に加えて,前記回転状況センサが,前記第1伝動軸の回転位置を検出する回転位置センサ及び前記第1伝動軸の回転トルクを検出するトルクセンサであり,前記電子制御ユニットが,前記回転位置センサ及びトルクセンサの検出信号を受けて前記バックラッシュ値を演算することを第2の特徴とする。 In addition to the first feature, the present invention is a rotational position sensor for detecting the rotational position of the first transmission shaft, and a torque sensor for detecting the rotational torque of the first transmission shaft. A second feature is that the electronic control unit receives the detection signals of the rotational position sensor and the torque sensor and calculates the backlash value.
さらに本発明は,第1又は第2の特徴に加えて,前記第1伝動軸及び第2伝動軸が互いに直交するようにして前記ギヤケースに支持され,前記第1ギヤがベベル型の駆動ギヤであり,前記第2ギヤが,前記駆動ギヤの両側部に噛合するベベル型の一対の従動ギヤであり,これら従動ギヤと第2伝動軸との間には,各従動ギヤを前記第2伝動軸に選択的に連結したり,両従動ギヤを第2伝動軸との連結から解放したりし得る切換装置が設けられており,この切換装置を切換作動し得る切換駆動機構と,第2伝動軸にスラスト荷重を付与して一方の従動ギヤに負荷をかけ得るスラスト荷重付与機構とを更に備えることを第3の特徴とする。 Furthermore, in addition to the first or second feature, the present invention is supported by the gear case so that the first transmission shaft and the second transmission shaft are orthogonal to each other, and the first gear is a bevel-type drive gear. The second gear is a pair of bevel type driven gears meshing with both sides of the drive gear, and each driven gear is connected to the second transmission shaft between the driven gear and the second transmission shaft. Is provided with a switching device that can selectively connect to or disengage both driven gears from the connection with the second transmission shaft, and a switching drive mechanism capable of switching the switching device and the second transmission shaft. A third feature is that it further includes a thrust load applying mechanism capable of applying a thrust load to one of the driven gears.
さらにまた本発明は,第3の特徴に加えて,前記ギヤケースが船外機のケーシングの下部を構成するものであり,前記第1伝動軸が,エンジンにより駆動されるドライブ軸であり,前記第2伝動軸が,後端部にプロペラが装着されるプロペラ軸であり,前記切換装置が前後進切換装置であり,前記一方の従動ギヤが前進用従動ギヤであって,アンギュラコンタクトベアリングを介して前記ギヤケースに支承され,また前記他方の従動ギヤが後進用従動ギヤであって,ラジアルベアリングを介して前記ギヤケースに支承されており,前記駆動ギヤ及び前進用従動ギヤ間のバックラッシュの測定時には,前記切換駆動機構の作動により,両従動ギヤを前記プロペラ軸との連結から解放した中立状態に前記前後進切換装置を制御すると共に,前記スラスト荷重付与機構の作動により,前記プロペラ軸を介し前記アンギュラコンタクトベアリングにスラスト荷重を付与して前記前進用従動ギヤに負荷をかけることを第4の特徴とする。 In addition to the third feature of the present invention, the gear case constitutes a lower part of the casing of the outboard motor, the first transmission shaft is a drive shaft driven by an engine, 2 The transmission shaft is a propeller shaft with a propeller mounted on the rear end, the switching device is a forward / reverse switching device, the one driven gear is a forward driven gear, and is connected via an angular contact bearing. At the time of measuring the backlash between the drive gear and the forward driven gear, which is supported by the gear case and the other driven gear is a reverse driven gear and is supported by the gear case via a radial bearing. By operating the switching drive mechanism, the forward / reverse switching device is controlled to be in a neutral state in which both driven gears are released from the connection with the propeller shaft. The operation of the strike load applying mechanism, and a fourth, characterized in that loading the said forward driven gear to impart a thrust load to the angular contact bearing through the propeller shaft.
さらにまた本発明は,第3の特徴に加えて,前記ギヤケースを,前記第1伝動軸及び第2伝動軸の一方を垂直姿勢に,またそれらの他方を水平姿勢に位置決め保持し得るワーク保持体を備えることを第5の特徴とする。 The present invention, in addition to the third feature, the gear case, the vertical position of one of the first transmission shaft and second transmission shaft, and may also retain position-decided Me their other in a horizontal posture workpiece A fifth feature is that a holding body is provided.
さらにまた本発明は,第1又は第5の特徴に加えて,前記ワーク保持体には,複数機種の前記ギヤケースに対応した複数の位置決め手段が設けられることを第6の特徴とする。 Furthermore, the present invention is characterized in that, in addition to the first or fifth feature, the work holder is provided with a plurality of positioning means corresponding to a plurality of types of the gear cases.
さらにまた本発明は,第1の特徴に加えて,前記正逆転駆動機構は,支持台と,この支持台に調心ベアリングを介して支承されると共に,先端に前記チャックを有する正逆転軸と,この正逆転軸の後端部に連結される正逆駆動モータと,前記支持台に調心機構を介し回転不能に支持されて前記正逆駆動モータを支持する支持筒とを備えることを第7の特徴とする。 Furthermore, in addition to the first feature of the present invention, the forward / reverse drive mechanism includes a support base, a forward / reverse shaft having a chuck at the tip and supported by the support base via a centering bearing. A forward / reverse drive motor coupled to a rear end portion of the forward / reverse rotation shaft, and a support cylinder supported by the support base through a centering mechanism so as not to rotate and supporting the forward / reverse drive motor. 7 features.
さらにまた本発明は,第1又は第7の特徴に加えて,前記正逆転駆動機構は,支持台と,この支持台に調心ベアリングを介して支承されると共に,先端に前記第1伝動軸に連結し得るチャックを有する正逆転軸と,この正逆転軸の後端部に連結される正逆駆動モータと,前記支持台及び正逆転軸間に設けられ,その正逆転軸の回転に摩擦抵抗を与える摩擦機構とを備えることを第8の特徴とする。 Furthermore, in addition to the first or seventh feature, the present invention provides that the forward / reverse drive mechanism is supported by a support base and an alignment bearing on the support base, and has the first transmission shaft at the tip. A forward / reverse shaft having a chuck that can be connected to the forward / reverse shaft, a forward / reverse drive motor connected to the rear end portion of the forward / reverse shaft, and the support base and the forward / reverse shaft. An eighth feature is that a friction mechanism that provides resistance is provided.
本発明の第1の特徴によれば,第1,第2伝動軸並びに第1,第2ギヤを組み込んだギヤケースをワーク保持体の所定位置に保持した後,第1伝動軸に正逆転駆動機構を連結してそれを作動すると,第1伝動軸を,想定されるバックラッシュに対応する角度以上正転させた後,想定されるバックラッシュに対応する角度以上逆転させ,この間の第1伝動軸の回転状況を回転状況センサが検出し,その検出信号を受けた電子制御ユニットが,その検出信号から第1ギヤ及び第2ギヤ間のバックラッシュ値を演算し,その値の適否を自動的に判別することができる。したがって,ギアケースに組み込まれたギア間のバックラッシュを,特別な熟練を要することなく容易,的確に測定することができる。 According to a first aspect of the present invention, first, second transmission shaft and the first, after holding the second gear case incorporating formic Ya at a predetermined position of the workpiece holding member, forward and reverse drive to the first transmission shaft When the mechanism is connected and operated, the first transmission shaft is rotated forward by more than the angle corresponding to the assumed backlash and then reversed more than the angle corresponding to the assumed backlash. An electronic control unit that detects the rotation status of the shaft and receives the detection signal calculates a backlash value between the first gear and the second gear from the detection signal, and automatically determines whether the value is appropriate. Can be determined. Therefore, the backlash between the gears incorporated in the gear case can be easily and accurately measured without requiring special skills.
本発明の第2の特徴によれば,正逆転駆動機構の作動により,第1伝動軸を,想定されるバックラッシュに対応する角度以上正転させた後,想定されるバックラッシュに対応する角度以上逆転させたとき,第1伝動軸に連結した第1ギヤの歯が,第2ギヤの隣接する一方の歯から他方の歯に向かって移動する空転状態と,他方の歯に当接する負荷状態とがトルクセンサにより検出され,上記空転状態の区間が回転位置センサにより検出され,電子制御ユニットは,それらの検出信号から前記第1及び第2ギヤ間のバックラッシュ値を的確に演算することができる。 According to the second feature of the present invention, after the first transmission shaft is rotated forward by an angle corresponding to the assumed backlash or more by the operation of the forward / reverse driving mechanism, the angle corresponding to the assumed backlash. When the rotation is reversed as described above, the tooth of the first gear connected to the first transmission shaft moves from one adjacent tooth of the second gear toward the other tooth, and the load state is in contact with the other tooth. Is detected by the torque sensor, the idling section is detected by the rotational position sensor, and the electronic control unit can accurately calculate the backlash value between the first and second gears from these detection signals. it can.
本発明の第3の特徴によれば,切換駆動機構の作動により切換装置を,両従動ギヤを第2伝動軸との連結から解放した中立状態に制御すると共に,スラスト荷重付与機構の作動により第2伝動軸にスラスト荷重を付与して一方の従動ギヤに負荷をかけた状態で,正逆転駆動機構を前記のように作動することにより,駆動ギヤ及び一方の従動ギヤ間のバックラッシュを測定することができ,また切換駆動機構の作動により切換装置を,他方の従動ギヤを第2伝動軸に連結した状態に制御すると共に,スラスト荷重付与機構を不作動状態に戻した状態で,正逆転駆動機構を前記のように作動することにより,駆動ギヤ及び他方の従動ギヤ間のバックラッシュを測定することができ,何れの測定時でも,各従動ギヤには最小限の負荷が加わることになり,したがって正逆転駆動機構の回転トルクは比較的小さくて足りるので,測定中,各ギヤに弾性変形が生じることを防ぎ,バックラッシュを正確に測定することができる。 According to the third aspect of the present invention, the switching device is controlled by the operation of the switching drive mechanism to a neutral state in which both driven gears are released from the connection with the second transmission shaft, and the thrust load applying mechanism is operated. 2 Measure the backlash between the drive gear and one driven gear by operating the forward / reverse drive mechanism as described above while applying a thrust load to the transmission shaft and applying a load to one driven gear. In addition, the switching device is controlled by the operation of the switching drive mechanism so that the other driven gear is connected to the second transmission shaft, and the thrust load applying mechanism is returned to the non-operating state. By operating the mechanism as described above, the backlash between the drive gear and the other driven gear can be measured, and at each measurement, a minimum load is applied to each driven gear. Ri, hence the rotational torque of the normal and reverse driving mechanism suffices relatively small, prevents during the measurement, is elastically deformed in the gears occur, it is possible to accurately measure the backlash.
本発明の第4の特徴によれば,駆動ギヤ及び前進用従動ギヤ間のバックラッシュの測定時,プロペラ軸を介しアンギュラコンタクトベアリングにスラスト荷重を付与して前記前進用従動ギヤに負荷をかけた状態は,船外機の運転中,プロペラが発生する推力がプロペラ軸にスラスト荷重として作用した状態と同様になり,アンギュラベアリングのスラスト方向のガタを排除した状態で上記バックラッシュを正確に測定することができる。 According to the fourth aspect of the present invention, when measuring the backlash between the drive gear and the forward driven gear, a thrust load is applied to the angular contact bearing via the propeller shaft to apply the load to the forward driven gear. The state is the same as the state in which the thrust generated by the propeller acts as a thrust load on the propeller shaft during the operation of the outboard motor, and the backlash is accurately measured with the angular bearing backlash removed. be able to.
本発明の第5の特徴によれば,ギヤケースを,第1伝動軸及び第2伝動軸の一方を垂直姿勢に,またそれらの他方を水平姿勢に位置決め保持することにより,ワーク保持体においてギヤケースが占めるスペースを最小にすることができ,バックラッシュ測定装置のコンパクト化に寄与し得る他,ギヤケースを固定し,安定させ易く,バックラッシュの測定精度を高めることができる。 According to a fifth aspect of the present invention, the gear case, the vertical position of one of the first transmission shaft and second transmission shaft, and by keeping position-decided Me their other in the horizontal posture, the workpiece holder The space occupied by the gear case can be minimized, which can contribute to the compactness of the backlash measuring device, and can be fixed and easily stabilized, and the backlash measurement accuracy can be increased.
本発明の第6の特徴によれば,同一のワーク保持体を,複数の機種のギヤケースの位置決め保持に使用可能となり,バックラッシュ測定装置に汎用性を与えることができる。 According to the sixth aspect of the present invention, the same workpiece holder can be used for positioning and holding the gear cases of a plurality of models, and versatility can be given to the backlash measuring device.
本発明の第7の特徴によれば,チャックを介して正逆転軸を第1伝動軸に連結したとき,正逆転軸及び第1伝動軸間に軸心ずれが生じても,調心ベアリング及び調心機構が協働してその軸心ずれを吸収し,正逆駆動モータにより,正逆転軸及び第1伝動軸をスムーズに正逆転させることができ,バックラッシュの正確な測定に貢献する。 According to a seventh aspect of the present invention, when connecting the normal and reverse rotation shaft through the chuck to the first heat transfer rotary shaft, even axial misalignment between the forward and reverse shafts and the first transfer rotary shaft occurs, aligning The bearing and alignment mechanism cooperate to absorb the shaft misalignment, and the forward / reverse drive motor can smoothly forward / reverse the forward / reverse shaft and the first transmission shaft, contributing to accurate measurement of backlash. To do.
本発明の第8の特徴によれば,バックラッシュの測定の際,正逆転軸の回転を正転から逆転に転じるため,正逆転軸の正転を停止したとき,正逆転軸の慣性により過回転を摩擦機構の作用により防ぐことができ,したがって次の逆転によりバックラッシュを正確に測定することができる。 According to the eighth feature of the present invention, when the backlash is measured, the rotation of the forward / reverse rotation shaft is changed from the forward rotation to the reverse rotation. The rotation can be prevented by the action of the friction mechanism, so that the backlash can be accurately measured by the next reversal.
本発明の実施の形態を添付図面に基づいて以下に説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
先ず,図1により,本発明のバックラッシュ測定装置を使用してギヤのバックラッシュを測定する船外機の前後進伝動装置について説明する。 First, referring to FIG. 1, a description will be given of a forward / rearward transmission device for an outboard motor that measures backlash of a gear using the backlash measuring device of the present invention.
船外機のケーシングの下部を構成するギヤケース1は,垂直方向の縦ケース部1aと,その下端から後方(図示しない船体の後方を指す。)へ突出する横ケース部1bとよりなっており,縦ケース部1aには,エンジン2より駆動される垂直姿勢のドライブ軸3の上部と下部とが複列アンギュラコンタクトローラベアリング4とニードルベアリング5とを介して支承され,またその前方位置で図示しない前後進切換操作装置6により回動操作される垂直姿勢のシフト軸7が支承される。横ケース部1bには,その後端から中間部に亙りプロペラ軸ホルダ8が嵌装され,その後端部が横ケース部1bの後端にボルト9により固着される。このプロペラ軸ホルダ8には,後端にプロペラ14が装着される水平姿勢のプロペラ軸10の中間部と後端部とがスラストニードルベアリング11とラジアルニードルベアリング12とをそれぞれ介して支承される。
The
プロペラ軸10は,ドライブ軸3の直下を横切るようにプロペラ軸ホルダ8から前方へ延びており,このプロペラ軸10と前記ドライブ軸3との間に,その間の伝動を行うと共にその伝動方向を切り換え得る前後進切換装置15が設けられる。この前後進切換装置15は,ドライブ軸3の下端部にスプライン嵌合して固定されるベベル型の駆動ギヤ16と,この駆動ギヤ16の前部及び後部にそれぞれ噛合する,何れもベベル型の前進用従動ギヤ17及び後進用従動ギヤ18と,これら両従動ギヤ17,18間においてプロペラ軸10に摺動自在にスプライン嵌合されるドグクラッチ部材19とを備えており,上記前進用従動ギヤ17は,そのハブ17aがアンギュラコンタクトローラベアリング20を介してギヤケース1に支持されると共に,ニードルベアリング21を介してプロペラ軸10の前端部を支持するように配置され,後進用従動ギヤ18は,そのハブ18aがプロペラ軸ホルダ8の前端部に複列のボールベアリング23を介して支承されると共に,ニードルベアリング22を介してプロペラ軸10を支持するように配置される。これら前進用及び後進用従動ギヤ17,18のハブ17a,18aは,それぞれの内端にドグクラッチ部材19の両端に対向するドグ17b,18bを備えている。而して,ドグクラッチ部材19は,前記シフト軸7の回転操作により中立位置,その前方の前進位置,中立位置の後方の後進位置の三位置に切り換えし得るようになっており,その中立位置では,両従動ギヤ17,18のドグ17b,18bの何れとも係合しないので,両従動ギヤ17,18をプロペラ軸10に対して自由にしてドライブ軸3及びプロペラ軸10間の伝動を遮断する。前進位置では,ドグクラッチ部材19は,前進用従動ギヤ17のドグ17bに係合して前進用従動ギヤ17をプロペラ軸10に連結するので,ドライブ軸3の回転をプロペラ軸10に前進方向の回転として伝達することになり,また後進位置では,ドグクラッチ部材19は,後進用従動ギヤ18のドグ18bに係合して後進用従動ギヤ18をプロペラ軸10に連結するので,ドライブ軸3の回転をプロペラ軸10に後進方向の回転として伝達することになる。
The
このような駆動ギヤ16と,前進用及び後進用従動ギヤ17,18との各間の伝動が効率良くスムーズに行われるよう,それら各ギヤ間のバックラッシュを適正に調整するために,予め厚み選定された第1シム24・第2シム25・第3シム26が,前記複列アンギュラコンタクトローラベアリング4のインナレースの下端とドライブ軸3に形成されたフランジ3aとの間・前記アンギュラコンタクトベアリング20のアウタレースとギヤケース1との相対向するスラスト面間・前記複列ボールベアリング23のアウタレースとプロペラ軸ホルダ8との相対向するスラスト面間にそれぞれ介装される。
In order to properly adjust the backlash between the
バックラッシュ測定装置は,上記第1〜第3シム24〜26により調整された駆動ギヤ16と前進用及び後進用従動ギヤ17,18との各間のバックラッシュが適正な否かを判定するために使用されるもので,次にそのバックラッシュ測定装置を含む組立設備について,図2により説明する。
The backlash measuring device determines whether or not the backlash between the
図2中,参照符号30は,前記ギヤケース1に前記駆動ギヤ16,前進用及び後進用従動ギヤ17,18等の内装部品を組み込む組立用のコンベアであって,一端部の搬入口31aから延びる第1コンベア31と,この第1コンベア31の下流端から直角に屈曲する,第1コンベア31より短い第2コンベア32と,この第2コンベア32の下流端から第1コンベア31と平行に延びて搬出口33aに至る第3コンベア33と,搬入口31a及び搬出口33a間を接続する第4コンベア34とよりなっており,平面視で長方形をなしている。上記第1及び第3コンベア31,33間の床上にバックラッシュ測定装置35が設置される。
In FIG. 2,
第1コンベア31では,第1作業員M1が搬入口31aから搬入されたギヤケース1をパレット36に載置し,そのギヤケース1に前記ドライブ軸3やプロペラ軸10,前後進切換装置15等の内装部品を組み込んだ後,その内装済みギヤケース1を第2コンベア32を経て第3コンベア33に移行させる。第3コンベア33では,先ず第2作業員M2がパレット36上で内装済みギヤケース1の姿勢を変えて,ドライブ軸3を水平に,プロペラ軸10の後端を上向きにさせる。次に第3作業員M3がバックラッシュ測定装置35におけるワーク保持体40を第3コンベア33上まで張り出させ,このワーク保持体40上に姿勢変更した内装済みギヤケース1を移載して位置決め固定し,そしてワーク保持体40を第3コンベア33内側の機種判別位置,測定位置へと順次移動させ,機種判別位置では内装済みギヤケース1の機種を判定し,測定位置においてバックラッシュ測定装置35の作動により内装済みギヤケース1内の駆動ギヤ16と前進用及び後進用従動ギヤ17,18との各間のバックラッシュを自動的に測定すると共に,その測定値の適否が判定され,その適否に対応するマーキングが測定後の内装済みギヤケース1に付される。その後,内装済みギヤケース1は,ワーク保持体40により再び第3コンベア33に戻され,第4作業員M4が内装済みギヤケース1をワーク保持体40からパレット36に移載した後,搬出口33aへと搬送する。そして,適正と判定されたものは,次の更なる組立行程へ搬送し,不適と判定されたものは,バックラッシュ再調整行程へ搬送される。
In the
次に,バックラッシュ測定装置35について詳細に説明する。
Next, the
図3〜図5において,バックラッシュ測定装置35は,第3コンベア33上のワーク移載位置Aと,中間の機種判別位置Bを経て測定位置Cとの間を移動し得る前記ワーク保持体40と,このワーク保持体40上で,ドライブ軸3を水平に,プロペラ軸10の後端を上向きにした内装済みギヤケース1を位置決め保持するワーククランプ機構41と,このワーククランプ機構41によりワーク保持体40に位置決め保持された内装済みギヤケース1の高さ及びそのプロペラ軸10の長さを検出してその機種判別を行う機種判別機構42と,ワーク保持体40の測定位置Cでプロペラ軸10にスラスト荷重を加えて前記アンギュラコンタクトローラベアリング20に負荷を付与し得るスラスト荷重付与機構43と,シフト軸7を切換操作し得る切換駆動機構44と,内装済みギヤケース1内の駆動ギヤ16と前進用及び後進用従動ギヤ17,18との各間のバックラッシュを検出すべくドライブ軸3を正逆転し得る正逆転駆動機構45と,この正逆転駆動機構45で検出されたバックラッシュの値を表示すると共に,その値の適否を判定する電子制御ユニット46を備える制御タワー47とより構成され,それらの詳細を順次説明する。
3 to 5, the
先ず,図3〜6及び図8に示すように,ワーク保持体40は,床に設置される固定台38に前記測定位置C及びワーク移載位置A間を摺動可能に支持され,固定台38には,ワーク保持体40を移動させる駆動手段37が設けられる。ワーク保持体40は,水平壁板40aと,この水平壁板40aの,第3コンベア33の下流側側端より起立する垂直壁板40bとよりなっており,その垂直壁板40bには,その中央部まで内装済みギヤケース1のドライブ軸3を受け入れるスリット52が設けられる。また垂直壁板40bの外側面には,内装済みギヤケース1の上端面1Eに植設された一対の位置決めピン(図1参照)が嵌合する一対の位置決め孔51a,51a;51b,51bが複数機種分,設けられる。而して,内装済みギヤケース1の上端面1Eは,位置決めピン50,50を位置決め孔51a,51a又は51b,51bに嵌合させつゝ垂直壁板40bに当接させるようになっている。尚,複数機種に対応する位置決め孔51a,51a;51b,51bは,それにより位置決めされる各機種の内装済みギヤケース1のドライブ軸3の位置を常に一定にするように配置される。
First, as shown in FIGS. 3 to 6 and FIG. 8, the
図8及び図9に示すように,ギヤケース1の外周には,ドライブ軸3と直交する水平方向に突出するスタビライザフィン1Fが形成されており,前記ワーククランプ機構41は,垂直壁板40bの内側面側から垂直壁板40bを貫通してスタビライザフィン1Fを垂直壁板40bに対しクランプする閉じ位置D(図8参照)及び,スタビライザフィン1Fに対するクランプを解放する開き位置E(図9参照)間を作動し得る一対のクランプアーム53,53を備える。これらクランプアーム53,53は,垂直壁板40bに軸支される回転板54,54にリンク55,55を介して連結されると共に,リンク機構56を介して単一の操作レバー57に連結され,この操作レバー57の往復回動操作により,クランプアーム53,53を上記のように開閉作動することができる。クランプアーム53,53の,スタビライザフィン1Fに対する押え部には弾性部材58が付設され,スタビライザフィン1Fの傷つきを防ぐようになっている。
As shown in FIGS. 8 and 9,
再び図4〜図6において,前記スラスト荷重付与機構43は,床に設置される固定台59に第3コンベア33の流れ方向と直交する水平方向に移動可能に支持されるタワー60と,このタワー60を動かすタワー駆動手段61と,タワー60に昇降可能に支持される昇降板62と,この昇降板62を駆動すべくタワー60に取り付けられる昇降板駆動手段63と,昇降板62に第3コンベア33の流れ方向と平行な水平方向に移動可能に支持される支持台64と,この支持台64を駆動すべく昇降板62に取り付けられる支持台駆動手段65と,支持台64に上下摺動可能に支持されるスラスト軸66と,このスラスト軸66を上下駆動すべく支持台64に取り付けられるスラスト軸駆動手段67とよりなっている。スラスト軸66は,下端部に円錐状の押え部66aを備えており,この押え部66aを,内装済みギヤケース1の後端より突出するプロペラ軸10先端面の円錐状のセンタ孔68に係合,押圧することによりプロペラ軸10にスラスト荷重を付与して,前進用従動ギヤ17及びアンギュラコンタクトローラベアリング20に負荷をかけ得るようになっている。
4 to 6 again, the thrust
また支持台64の下端部には,スラスト軸66の下方延長軸線を囲んで放射状に進退し得る複数のフック69(図6には,その1個のみを示す。)が設けられ,スラスト軸66がプロペラ軸10を押圧するとき,これらフック69は内装済みギヤケース1の前記プロペラ軸ホルダ8の内向き肩部8a(図1参照)に係合して内装済みギヤケース1を引き上げ,スラスト軸66の押圧力による内装済みギヤケース1の無用な動きを防ぐようになっている。
A plurality of hooks 69 (only one of which is shown in FIG. 6) are provided at the lower end portion of the
図6及び図7に示すように,機種判別機構42は,前記支持台64の第3コンベア33側端部に昇降可能に支持される支持板70と,この支持板70を駆動すべく前記支持台64に取り付けられる支持板駆動手段71と,支持板70に開閉可能に支持される一対のプロペラ軸挟み腕72,72と,これらプロペラ軸挟み腕72,72を開閉駆動する挟み腕駆動手段73と,プロペラ軸挟み腕72,72の上方で支持板70に固着されるブラケット74と,このブラケット74に取り付けられるレーザ式のプロペラ軸センサ75及びギヤケースセンサ76とで構成される。
As shown in FIGS. 6 and 7, the
而して,内装済みギヤケース1を位置決め保持したワーク保持体40が第3コンベア33及び測定位置間の中間部に機種判別位置Bが設定されており,ワーク保持体40がそのワーク判別位置Bに達すると,支持板70を規定の高さに保持した状態で挟み腕駆動手段73を作動して,一対のプロペラ軸挟み腕72,72の把持によりプロペラ軸10を固定し,この状態でプロペラ軸センサ75及びギヤケースセンサ76からプロペラ軸10及びギヤケース1の各端面にレーザビームを照射し,それぞれの反射ビームを感受してプロペラ軸10及びギヤケース1の各端面までの距離を検出信号として電子制御ユニット46に入力するようになっている。
Thus, the
図10及び図11において,前記切換駆動機構44は,前記ワーク保持体40の水平壁板40a上に立設される第2の垂直壁板40cに昇降可能に支持されるギヤボックス78と,このギヤボックス78を昇降させるべく水平壁板40aに取り付けられるギヤボックス駆動手段77と,ギヤボックス78に回転自在に支持されて互いに平行に配置されるモータ軸79及びシフト駆動軸80と,これらモータ軸79及びシフト駆動軸80間を連結する伝動ギヤ列81と,モータ軸79を駆動する正逆転可能なシフト駆動モータ82とを備えている。第2の垂直壁板40cには,ギヤボックス78と共に昇降する部材89を受け止めてギヤボックス78の昇降限界を規制する上下一対のストッパボルト90,90′が調節可能に設けられる。
10 and 11, the switching
シフト駆動軸80のギヤボックス78外に突出した部分には,前記シフト軸7先端の角軸部7aに嵌合可能な連結孔84を先端に有する筒軸85が摺動自在に嵌合される。筒軸85の周壁には軸方向の長孔86が設けられており,この長孔86に摺動自在に係合する連結ピン87がシフト駆動軸80に固着され,ギヤボックス78と筒軸85との間には,筒軸85を前方,即ちシフト軸7側に付勢するコイルばね88が縮設される。
A
また前記連結ピン87には,筒軸85の外周を囲繞するセンサリング87aが固着され,このセンサリング87aに対応する一対の第1及び第2位置センサ91,92がギヤボックス78に固定されるステー93に取り付けられる。
Further to the connecting
シフト駆動軸80は,その後端部もギヤボックス78外に突出させており,その後端部に円板94が固着され,この円板94には,その中心を挟んで水平方向で対称的に並ぶ一対の第1接続ピン95,95が固設され,これら第1接続ピン95,95と,ギヤボックス78に固着されるステー96に固設されて,第1接続ピン95,95の上方に配置される一対の第2接続ピン97,97との各間に,同一ばね強さの一対のバランスばね98,98が接続される。シフト駆動モータ82の不作動状態では,両バランスばね98,98の付勢力の均衡作用により円板94を介してシフト駆動モータ82を正逆中立状態に保持するようになっている。
The rear end portion of the
而して,中立位置のシフト軸7の角軸部7aの位相が一定しており,シフト駆動モータ82の正逆中立状態では,筒軸85の連結孔84は,上記角軸部7aと位相が一致するようになっている。そこで,中立位置のシフト軸7の角軸部7aに連結孔84を嵌合する際には,先ず筒軸85がシフト軸7との同軸位置に来るようにギヤボックス78を移動した後,ギヤボックス78をシフト軸7に向かって所定距離,前進させれば,連結孔84を角軸部7aに嵌合することになる。その際,もし角軸部7a及び連結孔84間に僅かな位相ずれがあれば,筒軸85はシフト軸7の先端面に当接して止まるが,シフト駆動軸80はコイルばね88を圧縮しながらギヤボックス78と共に所定位置まで前進する。そこで,シフト駆動モータ82を僅かに正転又は逆転させれば,角軸部7a及び連結孔84の位相が一致したとき,コイルばね88の付勢力により筒軸85が前進して連結孔84を角軸部7aに嵌合させることができる。この嵌合後,シフト駆動モータ82の作動を停止すれば,両バランスばね98,98の付勢力の均衡作用によりシフト駆動モータ82を正逆中立状態に戻すことができる。
Thus, the phase of the angular shaft portion 7a of the
ギヤボックス78が所定距離前進して,筒軸85の連結孔84がシフト軸7の角軸部7aに適正に嵌合すると,第1位置センサ91又は第2位置センサ92がセンサリング87aの位置を検出して,その適正嵌合状態を検出信号として前記電子制御ユニット46に入力するようになっており,電子制御ユニット46は,その検出信号から測定対応の機種のシフト軸7へのシフト駆動軸80の連結を確認することができる。そしてシフト駆動モータ82を所定角度,正転又は逆転させることにより,シフト軸7を中立位置から前進切換位置又は後進切換位置へと回転させることができる。
When the
図12及び図13において,前記正逆転駆動機構45は,床に設置される固定台100上に,第3コンベア33の流れ方向に沿う水平方向に移動可能に支持される支持台101と,この支持台101を駆動すべく固定台100に取り付けられる支持台駆動手段102と,支持台101の起立した支持壁101aに調心ベアリング104及びそれに囲繞されるボールベアリング105を介して支承される正逆転軸106とを備えている。この正逆転軸106の後端部には,互いに直列に並ぶ回転位置センサ99,トルクセンサ107,トルクリミッタ108及びジョイント109を介して正逆駆動モータ110が連結される。この正逆駆動モータ110は,後述する支持筒111に取り付けられる。回転位置センサ99には,例えばロータリエンコーダが使用される。
12 and 13, the forward /
正逆転軸106の前端には大フランジ106aが一体に形成されており,これにチャック112が設けられる。このチャック112は,大フランジ106aに取り付けられるチャック駆動部112aと,それに支持されて開閉駆動され,前記ドライブ軸3の先端部を把持し得る一対のチャック爪112b,112bとで構成される。
A
前記調心ベアリング104のインナレースと,ボールベアリング105のアウタレースとは,その間に介在される中間レース113を介して連結される。その中間レース113の後端面には,前記トルクセンサ107,トルクリミッタ108及びジョイント109を囲繞する支持筒111の前端フランジ111aが第1フランジ板114を挟んでボルト115により固着され,この支持筒111の後端部で前記正逆駆動モータ110が支持される。
The inner race of the aligning
上記支持筒111は,調心機構116を介して前記支持壁101aに支持される。この調心機構116は,支持壁101aの外周面に突設されて調心ベアリング104の半径線に沿って延びるガイド軸117と,第1フランジ板114にボルト結合されていて,ガイド軸117が摺動自在に貫通する長孔118を持った連結腕119とで構成される。したがって,支持筒111は,その軸線周りの回転を阻止されながら,正逆転軸106と共に首振りが可能である。
The
この支持筒111を通常,水平状態に保持する弾性保持機構120が前記支持壁101a及び第1フランジ板114間に設けられる。この弾性保持機構120は,第1フランジ板114に環状配列して固設される多数の円筒状のばね座121,121…と,支持壁101aの一側面に立設されて上記ばね座121,121…を貫通する多数の支持ボルト122,122…と,各支持ボルト122の頭部及びばね座121間に縮設されるコイルばね123とで構成される。而して,環状配列の多数のコイルばね123,123…の弾発力により支持筒111は,通常水平状態に保持される。その際,コイルばね123,123…のセット荷重が第1フランジ板114の上方に行くにつれて増加するように,支持ボルト122,122…の締め込み度合が調節され,これにより支持筒111は重力に抗して水平に保持される。
An
前記中間レース113の前端面には,前記大フランジ106aに対向する第2フランジ板125が固着され,これら大フランジ106a及び第2フランジ板125間に,正逆転軸106の回転に適度な回転抵抗を付与する摩擦機構126が設けられる。この摩擦機構126は,大フランジ106aの外周部に,これを軸方向に貫通するようにして螺合固着される1個又は複数個のシリンダ127(図示例では大フランジ106aの直径線上で対称的に2個のシリンダ127が配置される。)と,このシリンダ127に摺動自在に嵌合して先端の球面部を第2フランジ板125に当接させるプランジャ128と,シリンダ127内に収容されてプランジャ128を第2フランジ板125との当接方向に付勢するばね129とで構成される。而して,正逆転軸106の回転時には,ばね129の付勢力を受けるプランジャ128と第2フランジ板125との当接部に,正逆転軸106の回転に適度な抵抗を与える摩擦が発生し,これにより正逆転軸106の妄動を防ぐようになっている。
A
正逆駆動モータ110の作動による正逆転軸106の回転時,前記回転位置センサ99は,正逆転軸106の回転角度を検出し,前記トルクセンサ107は正逆転軸106のトルクを検出し,それぞれ検出信号を前記電子制御ユニット46に入力する。またトルクリミッタ108は,正逆駆動モータ110から正逆転軸106への駆動トルクがトルクセンサ107の許容値以上になると,スリップしてトルクセンサ107を保護するように働くと共に,そのスリップ状態を信号として前記電子制御ユニット46に入力する。
When the forward /
図14に示すように,前記電子制御ユニット46は,複数の機種の駆動ギヤ16と,前進用及び後進用従動ギヤ17,18との各間のバックラッシュの適正値データが入力されていると共に,電源スイッチ130,バックラッシュ測定対象の機種を表示する機種表示器131,前記機種判別機構42,スラスト荷重付与機構43及び正逆転駆動機構45を自動的に逐次作動する電子制御回路(図示せず),バックラッシュ測定中のトルク波形を表示するモニタ132,測定したバックラッシュ値を表示する数値表示器133,測定したバックラッシュ値の適・否を表示する合格・不合格ランプ135,136等を備えている。
As shown in FIG. 14, the
次に,内装済みギヤケース1内のギヤのバックラッシュの測定要領について説明する。
Next, the measurement procedure of the backlash of the gear in the built-in
先ず,ワーククランプ機構41によりギヤケース1を保持したワーク保持体40を第3コンベア33から機種判別位置Bに移動する。この機種判別位置Bでは,機種判別機構42が前述のように作動する。即ち,一対のプロペラ軸挟み腕72,72の把持によりプロペラ軸10を固定し,この状態でプロペラ軸センサ75及びギヤケースセンサ76からプロペラ軸10及びギヤケース1の各端面にレーザビームを照射し,それぞれの反射ビームを感受してプロペラ軸10及びギヤケース1の各端面までの距離を検出信号として電子制御ユニット46に入力し,電子制御ユニット46は,それに基づいてプロペラ軸10の長さ及びギヤケース1の大きさを演算し,機種を判定し,それに対応する機種表示ランプ131を点灯する。
First, the
機種の判定後は,プロペラ軸挟み腕72,72を開いて機種判別機構42を一旦上昇させてから,ワーク保持体40を測定位置Cにへと移動する。こゝでは,最初に,駆動ギヤ16及び前進用従動ギヤ17間のバックラッシュの測定に先立ち,切換駆動機構44の筒軸85を前述のようにシフト軸7に連結して,バランスばね98,98の付勢力の均衡によりシフト軸7を中立位置に保持し,それによりドグクラッチ部材19を中立位置に保持する。次いでスラスト荷重付与機構43を作動して,スラスト軸66によりプロペラ軸10を押圧し,前進用従動ギヤ17を介してアンギュラコンタクトローラベアリング20に負荷を与える。このとき,前述のように,フック69をギヤケース1の前記プロペラ軸ホルダ8の内向き肩部8aに係合してギヤケース1を引き上げ,スラスト軸66の押圧力によるギヤケース1の無用な動きを防いでおく。
After the model is determined, the propeller
この状態で正逆転駆動機構45を作動して,チャック112によりドライブ軸3を把持し,正逆転軸106をドライブ軸3に直結させる。このとき,ドライブ軸3と正逆転軸106との間に軸心ずれが存在すれば,調心ベアリング104及び調心機構116の働きにより正逆転軸106の軸線の傾きが許容され,正逆転軸106によるドライブ軸3のスムーズな駆動を可能にする。
In this state, the forward /
次いで前進用及び後進用従動ギヤ17,18を回転可能にした状態で正逆駆動モータ110により正逆転軸106を数回転,正転又は逆転させることにより,ドライブ軸3を介して駆動ギヤ16を数回転,正転又は逆転させる。これに伴ない駆動ギヤ16が前進用及び後進用従動ギヤ17,18を駆動するが,特に,前進用従動ギヤ17を介してスラスト荷重を受けているアンギュラコンタクトローラベアリング20に馴染み回転を与える。この間に,正逆駆動モータ110から正逆転軸106にトルクセンサ107の許容トルク以上の過度のトルクが伝達されると,トルクリミッタ108の作用により,トルクセンサ107への所定値以上のトルク伝達がカットされ,トルクセンサ107を保護することができる。
Next, with the forward and reverse driven
馴染み回転後は,正逆転軸106によりドライブ軸3を,両ギヤ16,17間の想定されるバックラッシュに対応する角度以上,例えば駆動ギヤ16のピッチ角以上の所定角度,静かに正転させて,図15に示すように,駆動ギヤ16の1つの歯G1を,それに対向する前進用従動ギヤ17の一方の歯G2に当接させ,正逆駆動モータ110の作動を停止する。このとき,正逆転軸106は,摩擦機構126の作用により即座に回転を停止され,慣性回転が阻止される。
After the familiar rotation, the forward /
次いで,正逆駆動モータ110の作動により正逆転軸106及びドライブ軸3を介して駆動ギヤ16を両ギヤ16,17間の想定されるバックラッシュに対応する角度以上の所定角度θ(図16参照),静かに逆転させていく。駆動ギヤ16が回転すると,それに噛合している前進用及び後進用従動ギヤ17,18が同時に駆動されるが,前進用従動ギヤ17を支持するアンギュラコンタクトローラベアリング20が前述のように負荷状態にあるのに対して,後進用従動ギヤ18を支持するボールベアリング23は無負荷状態にあるので,前進用従動ギヤ17の回転トルクの方が後進用従動ギヤ18の回転トルクより遥かに大となっている。したがって,駆動ギヤ16の逆転時,正逆転軸106上のトルクセンサ107が検出するトルクは,前進用従動ギヤ17の回転トルクに依存したものとなる。
Next, when the forward /
而して,駆動ギヤ16が,その歯G1の前進用従動ギヤ17の一方の歯G2との当接位置から逆転を開始すると,駆動ギヤ16の歯G1が前進用従動ギヤ17の他方の歯G3に向かって移動し,バックラッシュの区間を移動する間,駆動ギヤ16には負荷がかゝらないが,上記歯G1が他方の歯G3に当接するや否や,それを駆動するようになるので,正逆転軸106のトルクが急増することになり,前進用従動ギヤ17は,前記スラスト荷重に抗して駆動ギヤ16に従動する。
Thus, when the
上記正逆転軸106の正転,停止及び逆転の間,正逆転軸106の回転位置が回転位置センサ99により,またトルクがトルクセンサ107によりそれぞれ検出され,それぞれの検出信号が電子制御ユニット46に入力されると,電子制御ユニット46では,トルクセンサ107からの検出信号から正逆転軸106のトルクを演算し,また回転位置センサ99からの検出信号から,正逆転軸106の逆転開始時からトルクの急増時期までの正逆転軸106の回転角度を演算し,さらにその回転角度から駆動ギヤ16及び前進用従動ギヤ17間のバックラッシュ値を演算する。そしてモニタ132に正逆転軸106の回転角度及びトルクの関係線図(図16参照)が表示され,数値表示器133にバックラッシュ値が表示され,そのバックラッシュ値が許容範囲内の値であるときは,合格ランプ135を点灯させ,許容範囲外であるときは,不合格ランプ136を点灯させる。
During forward rotation, stop and reverse rotation of the forward /
このような正逆転軸106の正転,停止及び逆転によるバックラッシュの測定を,駆動ギヤ16を例えば90°位相を変えた箇所で行えば,駆動ギヤ16及び前進用従動ギヤ17間のバックラッシュの適否を,より正確に判定することができる。
If measurement of such backlash due to forward rotation, stoppage and reverse rotation of the forward /
また正逆転軸106の逆転中,ドライブ軸3に何らかの理由により前記スラスト荷重以上の過負荷が作用した場合には,トルクリミッタ108のスリップ作用によりトルクセンサ107への過負荷の伝達を遮断すると共に,その過負荷状態を信号として電子制御ユニット46に入力する。すると,電子制御ユニット46では,それまでトルクセンサ107及び回転位置センサ99から入力された信号を無効にして,バックラッシュ値の演算を中止する。こうすることで,過負荷による前記歯G1,G3の弾性変形に起因したバックラッシュの測定誤差を排除することができる。
Further, during the reverse rotation of the forward /
次に,駆動ギヤ16及び後進用従動ギヤ18間のバックラッシュの測定に移る。この場合は,先ずスラスト荷重付与機構43を不作動状態に戻して,プロペラ軸10を自由にする。次いで,切換駆動機構44を作動して,シフト駆動軸80によりシフト軸7を介してドグクラッチ部材19を後進位置に保持する。この状態で上記と同様に正逆転軸106の正転,停止及び逆転を行うのであるが,この場合,ドグクラッチ部材19により後進用従動ギヤ18がプロペラ軸10に連結されているのに対して,前進用従動ギヤ17は自由状態になっているので,正逆転軸106の回転時には,プロペラ軸10がスラスト荷重付与機構43から解放されていても,後進用従動ギヤ18及び正逆転軸106には,プロペラ軸10の静止慣性力が負荷として作用することになる。したがって,駆動ギヤ16の逆転時,正逆転軸106上のトルクセンサ107が検出するトルクは,後進用従動ギヤ18の回転トルクに依存したものとなる。
Next, the measurement shifts to the backlash between the
尚,この場合,もし,プロペラ軸10の静止慣性力のみでは,後進用従動ギヤ18及び正逆転軸106に作用する負荷が不足するときは,前記機種判別機構42のプロペラ軸挟み腕72,72を利用してプロペラ軸10を軽く挟みつけて,後進用従動ギヤ18及び正逆転軸106に対する負荷を,過負荷とならないよう,適度に増加させることは有効である。
In this case, if the load acting on the reverse driven
而して,前述の駆動ギヤ16及び前進用従動ギヤ17間のバックラッシュの測定時と同様に,正逆転軸106を正転,停止及び逆転させ,回転位置センサ99及びトルクセンサ107の検出信号を電子制御ユニット46に入力することにより,駆動ギヤ16及び後進用従動ギヤ18間のバックラッシュ値を得ると共に,その適否を判定することができる。
Thus, similarly to the measurement of the backlash between the
また前述と同様に,正逆転軸106の正転,停止及び逆転によるバックラッシュの測定を,駆動ギヤ16を例えば90°位相を変えた複数箇所で行えば,駆動ギヤ16及び後進用従動ギヤ18間のバックラッシュの適否を,より正確に判定することができる。
Similarly to the above, if measurement of backlash by forward rotation, stop and reverse rotation of the forward /
かくして,ギヤケース1に組み込まれた駆動ギヤ16と,前進用及び後進用従動ギヤ17,18との各間のバックラッシュを,特別な熟練を要することなく容易,的確に測定することができる。
Thus, the backlash between the
しかも駆動ギヤ16及び前進用従動ギヤ17間,並びに駆動ギヤ16及び後進用従動ギヤ18間の何れのバックラッシュ測定時でも,各従動ギヤ17,18には最小限の負荷が加わることになり,したがって正逆転駆動機構45の回転トルクは比較的小さくて足りるので,測定中,各ギヤ16,17,18に弾性変形が生じることを防ぎ,バックラッシュを正確に測定することができる。
In addition, a minimum load is applied to each of the driven gears 17 and 18 during any backlash measurement between the
また駆動ギヤ16及び前進用従動ギヤ17間のバックラッシュの測定時,プロペラ軸10にスラスト荷重を付与して前進用従動ギヤ17及びアンギュラコンタクトローラベアリング20に負荷をかけた状態は,船外機の実際の運転中,プロペラが発生する推力がプロペラ軸10に作用した状態と同様になり,アンギュラコンタクトローラベアリング20のスラスト方向のガタを排除した状態で上記バックラッシュを正確に測定することになる。
When measuring the backlash between the
さらにギヤケース1は,プロペラ軸10を垂直姿勢に,ドライブ軸3を水平姿勢にしながらワーク保持体40に位置決め保持されるので,ワーク保持体40においてギヤケース1が占めるスペースを最小にすることができ,バックラッシュ測定装置35のコンパクト化に寄与し得る他,ギヤケース1を固定,安定させ易く,バックラッシュの測定精度を高めることができる。
Furthermore
さらにまたワーク保持体40には,複数機種のギヤケース1の位置決めピン50,50に対応した複数の位置決め孔51a,51a;51b,51bが設けられることで,同一のワーク保持体40を,複数の機種のギヤケース1の位置決め保持に使用可能となり,バックラッシュ測定装置35に汎用性を与えることができる。
Furthermore, the
さらにまたチャック112を介して正逆転軸106をドライブ軸3に連結したとき,正逆転軸106及びドライブ軸3間に軸心ずれが生じても,調心ベアリング104及び調心機構116が協働してその軸心ずれを吸収し,正逆駆動モータ110により,正逆転軸106及びドライブ軸3をスムーズに正逆転させることができ,バックラッシュの正確な測定に貢献することができる。
Further, when the forward /
さらにまた正逆転駆動機構45において,支持台101及び正逆転軸106間に,その正逆転軸106の回転に摩擦抵抗を与える摩擦機構126が設けられるので,バックラッシュの測定の際,正逆転軸106の回転を正転から逆転に転じるため,正逆転軸106の正転を停止したとき,正逆転軸106の慣性により過回転を摩擦機構126の作用により防ぐことができ,したがって次の逆転によりバックラッシュを正確に測定することができる。
Furthermore, in the forward /
本発明は上記実施例に限定されるものではなく,その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。例えば,本発明は,船外機以外の装置のギヤケース内のギヤのバックラッシュの測定にも適用することができる。またワーク保持体40にギヤケース1を位置決め保持する際,プロペラ軸10を水平姿勢,ドライブ軸3を垂直姿勢とすることもできる。ギヤのバックラッシュは,駆動ギヤ16の正転後の逆転時,従動ギヤ17,18の回転遅れより演算することもできる。また船外機においては,アンギュラコンタクトローラベアリング20に代えて,アンギュラコンタクトボールベアリングを使用することもある。
The present invention is not limited to the above embodiment, and various design changes can be made without departing from the scope of the invention. For example, the present invention can also be applied to measurement of gear backlash in a gear case of a device other than an outboard motor. Further, when the
1・・・・・ギヤケース
3・・・・・第1伝動軸(ドライブ軸)
10・・・・第2伝動軸(プロペラ軸)
14・・・・プロペラ
15・・・・切換装置(前後進切換装置)
16・・・・第1ギヤ(駆動ギヤ)
17・・・・第2ギヤ(前進用従動ギヤ)
18・・・・第2ギヤ(後進用従動ギヤ)
20・・・・アンギュラコンタクトベアリング(アンギュラコンタクトローラベアリング )
23・・・・ラジアルベアリング(ボールベアリング)
35・・・・バックラッシュ測定装置
40・・・・ワーク保持体
43・・・・スラスト荷重付与機構
44・・・・切換駆動機構
45・・・・正逆転駆動機構
46・・・・電子制御ユニット
51a,51b・・・位置決め手段(位置決め孔)
99・・・・回転状況センサ(回転位置センサ)
101・・・支持台
104・・・調心ベアリング
106・・・正逆転軸
107・・・回転状況センサ(トルクセンサ)
110・・・正逆駆動モータ
111・・・支持筒
112・・・チャック
116・・・調心機構
126・・・摩擦機構
1 ...
10 .... Second transmission shaft (propeller shaft)
14 .... Propeller 15 .... Switching device (forward / reverse switching device)
16... First gear (drive gear)
17 ··· Second gear (forward driven gear)
18... 2nd gear (reverse driven gear)
20. Angular contact bearing (angular contact roller bearing)
23 ··· Radial bearing ( ball bearing)
35 ···
99 ··· Rotation status sensor
DESCRIPTION OF
110: Forward /
Claims (8)
前記ギヤケース(1)を所定位置に保持するワーク保持体(40)と,前記第2ギヤ(17,18)を回転可能にした状態で前記第1伝動軸(3)を,想定される前記バックラッシュに対応する角度以上正転させた後,想定される前記バックラッシュに対応する角度以上逆転させ得ると共に,その第1伝動軸(3)の回転状況を検出する回転状況センサ(99,107)を有する正逆転駆動機構(45)と,前記第2ギヤ(17,18)を回転可能にした状態で前記正逆転駆動機構(45)の作動により前記第1伝動軸(3)を,想定される前記バックラッシュに対応する角度以上正転させた後,想定される前記バックラッシュに対応する角度以上逆転させたとき,該第1伝動軸(3)の逆転開始時からトルクの急増時期までの該第1伝動軸(3)の回転角の信号を前記回転状況センサ(99,107)より受けて前記バックラッシュ値を演算し,その値の適否を判別する電子制御ユニット(46)とを備えることを特徴とするバックラッシュ測定装置。 The first gear (16) connected to the first transmission shaft (3) supported on the gear case (1) and the second transmission shaft (10) supported on the gear case (1) are connected to or connectable. A backlash measuring device for measuring backlash between the second gear (17, 18) meshing with the first gear (16),
The workpiece holding body (40) that holds the gear case (1) in a predetermined position, and the first transmission shaft (3) in a state where the second gear (17, 18) is rotatable, the assumed back Rotation state sensors (99, 107) for detecting the rotation state of the first transmission shaft (3), which can be reversely rotated more than the angle corresponding to the assumed backlash after being forwardly rotated more than the angle corresponding to the rush. And the first transmission shaft (3) is assumed by the operation of the forward / reverse drive mechanism (45) in a state where the second gear (17, 18) is rotatable. When the forward rotation is more than the angle corresponding to the backlash, and the reverse rotation is more than the angle corresponding to the assumed backlash, from the start of the reverse rotation of the first transmission shaft (3) to the time when the torque suddenly increases. The first transmission shaft 3) the signal of the rotational angle wherein received from rotation state sensor (99,107) for calculating the backlash value, characterized in that it comprises an electronic control unit (46) for determining the appropriateness of the value back Rush measuring device.
前記回転状況センサが,前記第1伝動軸(3)の回転位置を検出する回転位置センサ(99)及び前記第1伝動軸(3)の回転トルクを検出するトルクセンサ(107)であり,前記電子制御ユニット(46)が,前記回転位置センサ(99)及びトルクセンサ(107)の検出信号を受けて前記バックラッシュ値を演算することを特徴とするバックラッシュ測定装置。 The backlash measuring device according to claim 1,
The rotational state sensor is a rotational position sensor (99) for detecting a rotational position of the first transmission shaft (3) and a torque sensor (107) for detecting rotational torque of the first transmission shaft (3), The electronic control unit (46) receives the detection signals of the rotational position sensor (99) and the torque sensor (107) and calculates the backlash value.
前記第1伝動軸(3)及び第2伝動軸(10)が互いに直交するようにして前記ギヤケース(1)に支持され,前記第1ギヤ(16)がベベル型の駆動ギヤであり,前記第2ギヤ(17,18)が,前記駆動ギヤ(16)の両側部に噛合するベベル型の一対の従動ギヤであり,これら従動ギヤ(17,18)と第2伝動軸(10)との間には,各従動ギヤ(17,18)を前記第2伝動軸(10)に選択的に連結したり,両従動ギヤ(17,18)を第2伝動軸(10)との連結から解放したりし得る切換装置(15)が設けられており,この切換装置(15)を切換作動し得る切換駆動機構(44)と,第2伝動軸(10)にスラスト荷重を付与して一方の従動ギヤ(17)に負荷をかけ得るスラスト荷重付与機構(43)とを更に備えることを特徴とするバックラッシュ測定装置。 The backlash measuring device according to claim 1 or 2,
The first transmission shaft (3) and the second transmission shaft (10) are supported by the gear case (1) so as to be orthogonal to each other, the first gear (16) is a bevel-type drive gear, Two gears (17, 18) are a pair of bevel type driven gears meshing with both side portions of the drive gear (16), and between these driven gears (17, 18) and the second transmission shaft (10). In this case, each driven gear (17, 18) is selectively connected to the second transmission shaft (10), or both driven gears (17, 18) are released from the connection to the second transmission shaft (10). And a switching drive mechanism (44) capable of switching the switching device (15), and one driven member by applying a thrust load to the second transmission shaft (10). A thrust load applying mechanism (43) capable of applying a load to the gear (17); Backlash measurement device comprising and.
前記ギヤケース(1)が船外機のケーシングの下部を構成するものであり,前記第1伝動軸が,エンジン(2)により駆動されるドライブ軸(3)であり,前記第2伝動軸が,後端部にプロペラ(14)が装着されるプロペラ軸(10)であり,前記切換装置が前後進切換装置(15)であり,前記一方の従動ギヤが前進用従動ギヤ(17)であって,アンギュラコンタクトベアリング(20)を介して前記ギヤケース(1)に支承され,また前記他方の従動ギヤが後進用従動ギヤ(18)であって,ラジアルベアリング(23)を介して前記ギヤケース(1)に支承されており,前記駆動ギヤ(16)及び前進用従動ギヤ(17)間のバックラッシュの測定時には,切換駆動機構(44)の作動により,両従動ギヤ(17,18)を前記プロペラ軸(10)との連結から解放した中立状態に前記前後進切換装置(15)を制御すると共に,前記スラスト荷重付与機構(43)の作動により,前記プロペラ軸(10)を介し前記アンギュラコンタクトベアリング(20)にスラスト荷重を付与して前記前進用従動ギヤ(17)に負荷をかけることを特徴とするバックラッシュ測定装置。 The backlash measuring device according to claim 3,
The gear case (1) constitutes the lower part of the casing of the outboard motor, the first transmission shaft is a drive shaft (3) driven by the engine (2), and the second transmission shaft is A propeller shaft (10) to which a propeller (14) is mounted at a rear end, the switching device is a forward / reverse switching device (15), and the one driven gear is a forward driven gear (17); , Supported by the gear case (1) via an angular contact bearing (20), and the other driven gear is a reverse driven gear (18), and the gear case (1) via a radial bearing (23). When the backlash between the drive gear (16) and the forward driven gear (17) is measured, both driven gears (17, 18) are moved by the operation of the switching drive mechanism (44). It controls the forward-reverse switching device to release the neutral state from the connection (15) between the propeller shaft (10), by the operation of the thrust load applying mechanism (43), the angular contact through the propeller shaft (10) A backlash measuring device, wherein a thrust load is applied to the bearing (20) to apply a load to the forward driven gear (17).
前記ギヤケース(1)を,前記第1伝動軸(3)及び第2伝動軸(10)の一方を垂直姿勢に,またそれらの他方を水平姿勢に位置決め保持し得るワーク保持体(40)を備えることを特徴とするバックラッシュ測定装置。 The backlash measuring device according to claim 3,
The gear case of (1), the first transmission shaft (3) and the vertical position of one of the second transmission shaft (10), also a work holder capable of retaining position-decided Me their other in a horizontal position (40) A backlash measuring device comprising:
前記ワーク保持体(40)には,複数機種の前記ギヤケース(1)に対応した複数の位置決め手段(51a,51b)が設けられることを特徴とするバックラッシュ測定装置。 The backlash measuring device according to claim 1 or 5,
A backlash measuring device, wherein the work holder (40) is provided with a plurality of positioning means (51a, 51b) corresponding to a plurality of types of the gear cases (1).
前記正逆転駆動機構(45)は,支持台(101)と,この支持台(101)に調心ベアリング(104)を介して支承されると共に,先端に前記第1伝動軸(3)に連結し得るチャック(112)を有する正逆転軸(106)と,この正逆転軸(106)の後端部に連結される正逆駆動モータ(110)と,前記支持台(101)に調心機構(116)を介し回転不能に支持されて前記正逆駆動モータ(110)を支持する支持筒(111)とを備えることを特徴とするバックラッシュ測定装置。 The backlash measuring device according to claim 1,
The forward / reverse drive mechanism (45) is supported by a support base (101) and an alignment bearing (104) on the support base (101), and connected to the first transmission shaft (3) at the tip. A forward / reverse shaft (106) having a chuck (112) that can be operated, a forward / reverse drive motor (110) connected to the rear end of the forward / reverse shaft (106), and a centering mechanism on the support base (101) A backlash measuring device comprising: a support cylinder (111) that is supported non-rotatably via (116) and supports the forward / reverse drive motor (110).
前記正逆転駆動機構(45)は,支持台(101)と,この支持台(101)に調心ベアリング(104)を介して支承されると共に,先端に前記第1伝動軸(3)に連結し得るチャック(112)を有する正逆転軸(106)と,この正逆転軸(106)の後端部に連結される正逆駆動モータ(110)と,前記支持台(101)及び正逆転軸(106)間に設けられ,その正逆転軸(106)の回転に摩擦抵抗を与える摩擦機構(126)とを備えることを特徴とするバックラッシュ測定装置。 The backlash measuring device according to claim 1 or 7,
The forward / reverse drive mechanism (45) is supported by a support base (101) and an alignment bearing (104) on the support base (101), and connected to the first transmission shaft (3) at the tip. A forward / reverse shaft (106) having a chuck (112) that can be operated, a forward / reverse drive motor (110) coupled to the rear end of the forward / reverse shaft (106), the support base (101) and the forward / reverse shaft (106) A backlash measuring device provided with a friction mechanism (126) provided between the two and (106) and providing frictional resistance to rotation of the forward / reverse rotation shaft (106).
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