JP6278066B2 - Gear tooth surface abnormality detection device and gear tooth surface abnormality detection method - Google Patents
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Description
本発明は、ギヤの歯面における異常の有無を検出するための装置及び方法に関する。 The present invention relates to an apparatus and a method for detecting the presence or absence of an abnormality in a tooth surface of a gear.
車両用変速機等の種々の動力伝達装置に用いられる各種ギヤの生産現場では、製造時又は製造後の保管時等における他物品との接触によってギヤの歯面に打痕が生じた場合や、加工ツールの損傷や動作不良等により設計通りの形状にギヤを成形できない場合に、ギヤの歯面に凸部が形成されてしまうことがある。このような異常があるギヤを用いて車両用変速機等の動力伝達装置が組み立てられた場合、ギヤの噛み合い不良によりギヤノイズが発生するなどの不具合が生じ得る。 In the production site of various gears used in various power transmission devices such as vehicle transmissions, when the tooth surface of the gear is dented due to contact with other articles during production or storage after production, etc. When the gear cannot be formed into the designed shape due to damage or malfunction of the processing tool, a convex portion may be formed on the tooth surface of the gear. When a power transmission device such as a vehicle transmission is assembled using a gear having such an abnormality, problems such as generation of gear noise due to poor meshing of the gear may occur.
このような不具合を回避するために、通常は、動力伝達装置の組み立て前に、ギヤの異常の有無を確認する検査が行われる。この検査の一例として、基準となる高精度のマスターギヤを製作し、該マスターギヤを検査対象ギヤに噛み合わせた状態で、検査対象ギヤの異常の有無を検出する方法が知られている。 In order to avoid such a problem, an inspection for confirming whether there is an abnormality in the gear is usually performed before the assembly of the power transmission device. As an example of this inspection, a method is known in which a high-accuracy master gear serving as a reference is manufactured, and whether there is an abnormality in the inspection target gear in a state where the master gear is engaged with the inspection target gear.
この種の検査に用いられる異常検出装置は、相互に平行に配置された第1軸及び第2軸、第1軸を回転駆動するモータ、軸方向に直角な方向に並進移動可能に設けられ、第2軸を支持するスライダ、並びに、第2軸を第1軸に接近させる方向の付勢力をスライダに付与する付勢手段を備えている。 An anomaly detection device used for this type of inspection is provided with a first shaft and a second shaft arranged in parallel to each other, a motor that rotationally drives the first shaft, a translational movement in a direction perpendicular to the axial direction, The slider includes a slider that supports the second shaft, and biasing means that applies a biasing force to the slider in a direction in which the second shaft approaches the first shaft.
この装置を用いて検査を行うときは、先ず、第1軸上に検査対象ギヤをセットすると共に、第2軸上にマスターギヤをセットした状態で、第2軸を第1軸に接近させるようにスライダを並進移動させて、検査対象ギヤにマスターギヤを噛み合わせる。 When performing an inspection using this apparatus, first, the gear to be inspected is set on the first axis and the second axis is made to approach the first axis with the master gear set on the second axis. The slider is moved in translation to engage the master gear with the gear to be inspected.
このとき、スライダには、第2軸を第1軸に接近させる方向の付勢力が作用しているため、検査対象ギヤとマスターギヤは、バックラッシュがゼロの状態(噛合部において、検査対象ギヤの歯における周方向両側の歯面がいずれもマスターギヤの歯面に当接した状態)で相互に噛み合わされる。 At this time, since the biasing force in the direction in which the second shaft approaches the first shaft acts on the slider, the inspection target gear and the master gear are in a state where the backlash is zero (in the meshing portion, the inspection target gear The tooth surfaces on both sides in the circumferential direction of the teeth are in contact with the tooth surfaces of the master gear).
続いて、この状態でモータによって第1軸を回転駆動させることで、検査対象ギヤとこれに噛み合うマスターギヤを回転させる。この回転中においても、付勢手段による付勢力の作用により、両ギヤの噛合部ではバックラッシュがゼロの状態が維持される。 Subsequently, by rotating the first shaft by the motor in this state, the gear to be inspected and the master gear engaged therewith are rotated. Even during this rotation, the state of zero backlash is maintained at the meshing portion of both gears by the action of the urging force by the urging means.
検査対象ギヤとマスターギヤの回転中において、両ギヤの軸心間距離の変動をモニタすると、例えば図6の実線で示されるように、検査対象ギヤの回転角度に応じた軸心間距離の変動を示す波形Pが得られ、この波形Pに基づいて、検査対象ギヤの異常の有無を検出できる。 When the change in the distance between the shaft centers of both gears is monitored during the rotation of the gear to be inspected and the master gear, for example, as shown by the solid line in FIG. Is obtained, and based on this waveform P, it is possible to detect the presence or absence of abnormality of the gear to be inspected.
具体的には、例えば、波形Pの最大値と最小値との差A1に基づいて、歯溝の振れ(検査対象ギヤの偏心)を算出したり、波形Pの平均値B1に基づいて、OBD(Over Ball Diameter)(歯厚)を算出したりすることができる。 Specifically, for example, based on the difference A1 between the maximum value and the minimum value of the waveform P, the tooth gap runout (eccentricity of the inspection target gear) is calculated, or based on the average value B1 of the waveform P, OBD. (Over Ball Diameter) (tooth thickness) can be calculated.
また、検査対象ギヤにおける一部の歯の歯面に、上述したような凸部が形成される異常が生じている場合は、該凸部がマスターギヤの歯に干渉するときに、検査対象ギヤの歯溝に対するマスターギヤの歯の係合が浅くなることで、軸心間距離が一時的に増大する。そのため、この場合、図6の波形Pにおいて、例えば破線C1で示されるような乱れが生じることから、このような波形の乱れの有無に基づいて、歯面に凸部が形成される異常の有無を検出できる。 In addition, in the case where an abnormality in which a convex portion as described above is formed on the tooth surface of a part of the tooth in the inspection target gear, when the convex portion interferes with the teeth of the master gear, the inspection target gear is As the engagement of the teeth of the master gear with the tooth gap becomes shallow, the distance between the shaft centers temporarily increases. Therefore, in this case, in the waveform P of FIG. 6, for example, a disturbance as indicated by a broken line C <b> 1 occurs. Therefore, whether there is an abnormality in which a convex portion is formed on the tooth surface based on the presence or absence of such a waveform disturbance. Can be detected.
なお、特許文献1には、上記と同様の異常検出装置を用いて、第1軸の回転駆動中における第2軸の振動加速度の変動をモニタし、この変動の態様に基づいて、検査対象ギヤの異常の有無を検出する技術が開示されている。 In Patent Document 1, using the same abnormality detection apparatus as described above, the fluctuation of the vibration acceleration of the second axis during the rotation of the first axis is monitored, and the gear to be inspected is based on the mode of the fluctuation. A technique for detecting the presence or absence of an abnormality is disclosed.
しかしながら、上述した従来の方法による検査において、検査対象ギヤにおける全ての歯の歯面に同様の凸部が一律に形成されるような異常が生じている場合、検査対象ギヤの歯溝に対するマスターギヤの歯の係合が一律に浅くなることから、検査対象ギヤ及びマスターギヤの噛み合い状態は、軸心間距離を一律に増大させた状態で安定することになる。 However, in the inspection by the conventional method described above, if there is an abnormality in which similar convex portions are uniformly formed on the tooth surfaces of all teeth in the inspection target gear, the master gear for the tooth gap of the inspection target gear Since the engagement of the teeth is uniformly shallow, the meshing state of the inspected gear and the master gear is stabilized with the distance between the shaft centers being increased uniformly.
そのため、この場合、例えば図6の二点鎖線で示されるように、検査対象ギヤに異常がない場合の波形Pに比べて一律に軸心間距離が増大された波形Qが得られることになり、この波形Qには、破線C1で示されるような乱れが生じないことから、上記のような歯面の異常を検出できない可能性がある。 Therefore, in this case, as indicated by a two-dot chain line in FIG. 6, for example, a waveform Q in which the distance between the axes is uniformly increased is obtained compared to the waveform P when there is no abnormality in the inspected gear. In this waveform Q, since there is no disturbance as shown by the broken line C1, there is a possibility that the tooth surface abnormality as described above cannot be detected.
なお、上記の特許文献1の異常検出装置を用いて検査を行う場合も、同様の理由により、全ての歯の歯面に一律に凸部が形成される異常が生じている場合には、振動加速度の変動を示す波形に乱れが生じ難いことから、上記の異常を検出できない場合がある。 In the case of performing an inspection using the abnormality detection device of Patent Document 1 described above, if there is an abnormality in which a convex portion is uniformly formed on the tooth surfaces of all teeth for the same reason, vibration is generated. In some cases, the above abnormality cannot be detected because the waveform indicating the acceleration fluctuation is less likely to be disturbed.
そこで、本発明は、ギヤの歯面に凸部が形成されるような異常の有無の検出精度を高めることを課題とする。 Therefore, an object of the present invention is to improve the detection accuracy of the presence or absence of an abnormality in which a convex portion is formed on the tooth surface of the gear.
前記課題を解決するため、本発明に係るギヤ歯面の異常検出装置は、次のように構成したことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, the gear tooth surface abnormality detection device according to the present invention is configured as follows.
まず、本願の請求項1に記載の発明は、
所定ピッチで設けられた複数の歯を有し、検査対象ギヤに噛み合うマスターギヤと、
相互に噛み合った前記検査対象ギヤ及び前記マスターギヤを回転させる駆動部と、
前記検査対象ギヤ及び前記マスターギヤの回転中における噛み合い状態の変動を計測する変動計測部と、
前記変動計測部により計測された変動の態様に基づいて、前記検査対象ギヤの歯面の異常の有無を判定する異常判定部と、を備えたギヤ歯面の異常検出装置であって、
前記マスターギヤの前記複数の歯は、所定の歯厚及び所定の形状を有する通常歯と、該通常歯と同じ歯厚及び形状を有する歯の歯面に切欠を形成してなる修正歯とを有することを特徴とする。
First, the invention according to claim 1 of the present application is
A master gear having a plurality of teeth provided at a predetermined pitch and meshing with a gear to be inspected;
A drive section for rotating the inspected gear and the master gear meshed with each other;
A fluctuation measuring unit that measures fluctuations of the meshing state during rotation of the inspection target gear and the master gear;
A gear tooth surface abnormality detection device comprising: an abnormality determination unit that determines presence or absence of abnormality of the tooth surface of the gear to be inspected based on a variation aspect measured by the variation measurement unit;
The plurality of teeth of the master gear include normal teeth having a predetermined tooth thickness and a predetermined shape, and correction teeth formed by forming notches on tooth surfaces having the same tooth thickness and shape as the normal teeth. It is characterized by having.
なお、ここでいう「変動計測部」により変動が計測される「噛み合い状態」に関しては、検査対象ギヤとマスターギヤとの噛み合い状態を示し得る任意の指標が用いられるものとし、かかる指標の具体例としては、検査対象ギヤ及びマスターギヤの軸心間距離、検査対象ギヤ又はマスターギヤの振動加速度、或いは、検査対象ギヤ又はマスターギヤの一方の歯溝に対する他方の歯の係合深さ等が上げられる。 As for the “engagement state” in which the fluctuation is measured by the “fluctuation measuring unit” here, any index that can indicate the meshing state between the gear to be inspected and the master gear is used, and a specific example of such an index For example, the distance between the axes of the inspection target gear and the master gear, the vibration acceleration of the inspection target gear or the master gear, or the engagement depth of the other tooth with respect to one tooth groove of the inspection target gear or the master gear, etc. It is done.
また、本明細書でいう「歯厚」とは、マスターギヤのピッチ円上での歯の厚さ(弦歯厚又は円弧歯厚)を指す。 In addition, the “tooth thickness” referred to in the present specification refers to the thickness of the tooth on the pitch circle of the master gear (chord tooth thickness or arc tooth thickness).
請求項2に記載の発明は、前記請求項1に記載の発明において、
前記修正歯は、周方向に複数連続して列設されていることを特徴とする。
The invention according to claim 2 is the invention according to claim 1,
A plurality of the correction teeth are continuously arranged in the circumferential direction.
請求項3に記載の発明は、前記請求項1又は請求項2に記載の発明において、
前記切欠は、前記修正歯における周方向一方側の歯面の歯先及び歯元並びに周方向他方側の歯面の歯先及び歯元の4箇所のうちいずれか1つの所定箇所に設けられたものと、前記4箇所のうち前記所定箇所とは異なる箇所に設けられたものとを含むことを特徴とする。
The invention according to claim 3 is the invention according to claim 1 or 2,
The notch is provided at any one of the four locations of the tooth tip and root of the tooth surface on one side in the circumferential direction and the tooth tip and root of the tooth surface on the other side in the circumferential direction of the correction tooth. And the one provided at a place different from the predetermined place among the four places.
なお、ここでいう「所定箇所」の切欠と、「異なる箇所」の切欠とは、別々の歯に設けられてもよいし、同じ歯に設けられてもよい。 Here, the notch of “predetermined place” and the notch of “different place” may be provided on separate teeth or on the same tooth.
請求項4に記載の発明は、前記請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の発明において、
前記マスターギヤを回転可能に支持するスライダと、
前記スライダを前記マスターギヤの軸心に直角な方向に並進移動可能に支持する支持部と、
前記マスターギヤを前記検査対象ギヤの軸心に接近させる方向に前記スライダを付勢する付勢手段と、を更に備えていることを特徴とする。
The invention according to claim 4 is the invention according to any one of claims 1 to 3,
A slider that rotatably supports the master gear;
A support portion that supports the slider so that it can translate in a direction perpendicular to the axis of the master gear;
And urging means for urging the slider in a direction in which the master gear approaches the axis of the gear to be inspected.
また、本発明に係るギヤ歯面の異常検出方法は、次のように構成したことを特徴とする。 The gear tooth surface abnormality detection method according to the present invention is configured as follows.
まず、本願の請求項5に記載の発明は、
複数の歯が所定ピッチで設けられたマスターギヤを検査対象ギヤに噛み合わせて、前記検査対象ギヤ及び前記マスターギヤを回転させ、この回転中における噛み合い状態の変動の態様に基づいて、前記検査対象ギヤの歯面の異常の有無を検出するギヤ歯面の異常検出方法であって、
前記マスターギヤとして、所定の歯厚及び所定の形状を有する通常歯と、該通常歯と同じ歯厚及び形状を有する歯の歯面に切欠を形成してなる修正歯とを有するギヤを用いることを特徴とする。
First, the invention according to claim 5 of the present application is
A master gear having a plurality of teeth provided at a predetermined pitch is meshed with a gear to be inspected, the gear to be inspected and the master gear are rotated, and the inspection target is based on a variation state of the meshing state during the rotation. A gear tooth surface abnormality detection method for detecting the presence or absence of a gear tooth surface abnormality,
As the master gear, a gear having a normal tooth having a predetermined tooth thickness and a predetermined shape, and a correction tooth formed by forming a notch in a tooth surface of the tooth having the same tooth thickness and shape as the normal tooth is used. It is characterized by.
請求項6に記載の発明は、前記請求項5に記載の発明において、
前記検査対象ギヤと前記マスターギヤをバックラッシュがゼロとなるように噛み合わせた状態で、前記検査対象ギヤの歯面の異常の有無を検出することを特徴とする。
The invention according to claim 6 is the invention according to claim 5,
In the state where the inspection object gear and the master gear are engaged with each other so that the backlash is zero, the presence or absence of abnormality of the tooth surface of the inspection object gear is detected.
請求項7に記載の発明は、前記請求項5又は請求項6に記載の発明において、
前記修正歯は、周方向に複数連続して列設されていることを特徴とする。
The invention according to
A plurality of the correction teeth are continuously arranged in the circumferential direction.
請求項8に記載の発明は、前記請求項7に記載の発明において、
前記マスターギヤと前記検査対象ギヤの歯数の差は、前記修正歯に前記検査対象ギヤの所定の歯が係合した状態から前記検査対象ギヤが1回転した時点では常に前記所定の歯が前記通常歯に係合するような差とされており、
前記検査対象ギヤが少なくとも2回転する間の前記検査対象ギヤと前記マスターギヤの噛み合い状態の変動を計測し、この計測結果に基づいて、前記検査対象ギヤの歯面の異常の有無を検出することを特徴とする。
The invention according to claim 8 is the invention according to
The difference between the number of teeth of the master gear and the gear to be inspected is that the predetermined tooth is always at the time when the gear to be inspected makes one rotation from the state where the predetermined tooth of the gear to be inspected is engaged with the correction tooth. It is usually the difference that engages the tooth,
Measuring a change in meshing state of the inspection target gear and the master gear during the rotation of the inspection target gear at least twice, and detecting the presence or absence of an abnormality in the tooth surface of the inspection target gear based on the measurement result It is characterized by.
まず、請求項1に記載の発明に係るギヤ歯面の異常検出装置によれば、マスターギヤに、歯面に切欠が無い通常歯と、歯面に切欠を有する修正歯とが設けられているため、仮に検査対象ギヤの全ての歯の歯面に一律に凸部が形成される異常が発生した場合、これらの凸部は、マスターギヤとの噛合部において、切欠が無い通常歯の歯面に対して干渉するのに対して、切欠を有する修正歯の歯面に対する干渉は抑制される。そのため、この場合、検査対象ギヤ及びマスターギヤの回転中において、検査対象ギヤの歯の係合相手が通常歯から修正歯に切り替わるとき、検査対象ギヤの歯面の凸部とマスターギヤの歯面との干渉が解消されることにより、係合深さが増大するように噛み合い状態が急激に変化する。したがって、このような噛み合い状態の急激な変化の有無に基づいて、上記のような歯面の異常の有無を精度よく検出できる。 First, according to the gear tooth surface abnormality detection device according to the first aspect of the present invention, the master gear is provided with normal teeth having no notches on the tooth surface and correction teeth having notches on the tooth surface. Therefore, if an abnormality occurs in which the convex portions are uniformly formed on the tooth surfaces of all the teeth of the gear to be inspected, these convex portions are the tooth surfaces of the normal teeth that are not notched at the meshing portion with the master gear. The interference with the tooth surface of the correction tooth having the notch is suppressed. Therefore, in this case, when the inspection partner gear tooth mating partner is switched from the normal tooth to the correction tooth during the rotation of the inspection target gear and the master gear, the convex portion of the tooth surface of the inspection target gear and the tooth surface of the master gear. Is eliminated, the meshing state changes abruptly so that the engagement depth increases. Therefore, the presence / absence of the tooth surface abnormality as described above can be accurately detected based on the presence / absence of such a sudden change in the meshing state.
請求項2に記載の発明によれば、マスターギヤにおいて、前記修正歯が周方向に複数連続して列設されているため、検査対象ギヤの複数の歯がマスターギヤの複数の修正歯に同時に係合されるとき、検査対象ギヤの各歯の歯面に生じた凸部とマスターギヤの歯面との干渉を確実に抑制できる。そのため、検査対象ギヤの全ての歯の歯面に一律に凸部が形成される異常が発生した場合に、上記のようなマスターギヤとの噛み合い状態の急激な変化を確実に生じさせることができるため、より高精度な異常検出を実現できる。 According to the second aspect of the present invention, in the master gear, since a plurality of the correction teeth are continuously arranged in the circumferential direction, the plurality of teeth of the gear to be inspected simultaneously with the plurality of correction teeth of the master gear. When engaged, it is possible to reliably suppress interference between the convex portion generated on the tooth surface of each tooth of the gear to be inspected and the tooth surface of the master gear. Therefore, when an abnormality occurs in which the convex portions are uniformly formed on the tooth surfaces of all the teeth of the gear to be inspected, it is possible to reliably cause a sudden change in the meshing state with the master gear as described above. Therefore, more accurate abnormality detection can be realized.
請求項3に記載の発明によれば、マスターギヤの修正歯の歯面に形成された切欠には、周方向一方側の歯面の歯先及び歯元、並びに周方向他方側の歯面の歯先及び歯元の4箇所のうちいずれか1つの所定箇所に設けられたものと、これとは異なる箇所に設けられたものとが含まれるため、検査対象ギヤの歯面において凸部が形成される箇所が、周方向一方側の歯面の歯元若しくは歯先、又は周方向他方側の歯面の歯元若しくは歯先である場合の4つの異常態様のうち少なくとも2つの異常態様に関して、異常の有無を精度よく検出できる。 According to the third aspect of the present invention, the notch formed in the tooth surface of the correction tooth of the master gear has the tooth tip and the tooth root of the tooth surface on one side in the circumferential direction, and the tooth surface on the other side in the circumferential direction. Since a part provided at any one of the four locations of the tooth tip and the tooth base and a part provided at a different place are included, a convex portion is formed on the tooth surface of the gear to be inspected. With respect to at least two abnormal aspects among the four abnormal aspects when the place to be done is the tooth root or tooth tip of the tooth surface on one side in the circumferential direction, or the tooth root or tooth tip of the tooth surface on the other side in the circumferential direction, The presence or absence of abnormality can be detected with high accuracy.
請求項4に記載の発明によれば、マスターギヤを回転可能に支持するスライダが、マスターギヤを検査対象ギヤの軸心に接近させる方向に付勢された状態で、上記の検査が行われることで、検査対象ギヤ及びマスターギヤの噛み合い状態の変動、より具体的には、検査対象ギヤの歯溝に対するマスターギヤの歯の係合深さの変動に応じて、これらのギヤの軸心間距離が変動する。したがって、検査対象ギヤ及びマスターギヤの軸心間距離を継続的に計測すれば、該軸心間距離の変動に基づいて、上記のような歯面の異常の有無を精度よく検出できる。 According to invention of Claim 4, said test | inspection is performed in the state which the slider which supports a master gear rotatably is urged | biased in the direction which makes a master gear approach the axial center of a test object gear. The distance between the shaft centers of these gears depends on the variation of the meshing state of the gear to be inspected and the master gear, more specifically, the variation in the engagement depth of the teeth of the master gear with respect to the tooth groove of the gear to be inspected. Fluctuates. Therefore, if the distance between the shaft centers of the gear to be inspected and the master gear is continuously measured, the presence or absence of the tooth surface abnormality as described above can be accurately detected based on the fluctuation of the distance between the shaft centers.
また、請求項5に記載の発明に係るギヤ歯面の異常検出方法によれば、通常歯と修正歯とを備えたマスターギヤを用いて検査が行われるため、仮に検査対象ギヤの全ての歯の歯面に一律に凸部が形成される異常が発生した場合、これらの凸部は、マスターギヤとの噛合部において、切欠が無い通常歯の歯面には干渉するが、切欠を有する修正歯の歯面との干渉が抑制される。そのため、この場合、検査対象ギヤ及びマスターギヤの回転中において、検査対象ギヤの歯の係合相手が通常歯から修正歯に切り替わるとき、検査対象ギヤの歯面の凸部とマスターギヤの歯面との干渉が解消されることにより、係合深さが増大するように噛み合い状態が急激に変化する。したがって、このような噛み合い状態の急激な変化の有無に基づいて、上記のような歯面の異常の有無を精度よく検出できる。 Further, according to the gear tooth surface abnormality detection method according to the fifth aspect of the present invention, the inspection is performed using the master gear having the normal teeth and the correction teeth. If there is an abnormality in which convex portions are uniformly formed on the tooth surfaces of these teeth, these convex portions interfere with the tooth surfaces of normal teeth that have no notches at the meshing portion with the master gear, but are corrected with notches. Interference with the tooth surface is suppressed. Therefore, in this case, when the inspection partner gear tooth mating partner is switched from the normal tooth to the correction tooth during the rotation of the inspection target gear and the master gear, the convex portion of the tooth surface of the inspection target gear and the tooth surface of the master gear. Is eliminated, the meshing state changes abruptly so that the engagement depth increases. Therefore, the presence / absence of the tooth surface abnormality as described above can be accurately detected based on the presence / absence of such a sudden change in the meshing state.
請求項6に記載の発明によれば、検査対象ギヤの各歯が周方向両側の歯面においてマスターギヤの歯面に接触した状態で両ギヤが噛み合うため、検査対象ギヤ及びマスターギヤを一方向に回転させる検査を行うだけで、他方向の回転を行わなくても、周方向両側の歯面の異常の有無を検出できる。 According to the sixth aspect of the present invention, since the gears mesh with each tooth of the inspection target gear in contact with the tooth surface of the master gear at the tooth surfaces on both sides in the circumferential direction, the inspection target gear and the master gear are arranged in one direction. It is possible to detect the presence / absence of an abnormality in the tooth surfaces on both sides in the circumferential direction without performing rotation in the other direction only by performing an inspection for rotating the teeth.
請求項7に記載の発明によれば、マスターギヤにおいて、前記修正歯が周方向に複数連続して列設されているため、検査対象ギヤの複数の歯がマスターギヤの複数の修正歯に同時に係合されるとき、検査対象ギヤの歯面に生じた凸部とマスターギヤの歯面との干渉を確実に抑制できる。そのため、検査対象ギヤの全ての歯の歯面に一律に凸部が形成される異常が発生した場合に、上記のようなマスターギヤとの噛み合い状態の急激な変化を確実に生じさせることができるため、より高精度な異常検出を実現できる。 According to the seventh aspect of the present invention, in the master gear, since a plurality of the correction teeth are continuously arranged in the circumferential direction, a plurality of teeth of the gear to be inspected simultaneously with a plurality of correction teeth of the master gear. When engaged, it is possible to reliably suppress the interference between the convex portion generated on the tooth surface of the gear to be inspected and the tooth surface of the master gear. Therefore, when an abnormality occurs in which the convex portions are uniformly formed on the tooth surfaces of all the teeth of the gear to be inspected, it is possible to reliably cause a sudden change in the meshing state with the master gear as described above. Therefore, more accurate abnormality detection can be realized.
請求項8に記載の発明を請求項7に記載の発明に適用すれば、検査対象ギヤが少なくとも2回転する間の検査対象ギヤとマスターギヤの噛み合い状態の変動が計測され、1回転目においてマスターギヤの修正歯に係合された検査対象ギヤの歯は、2回転目では必ず通常歯に係合される。仮に検査対象ギヤの一部の歯の歯面に凸部が形成されるような異常が生じている場合において、これらの凸部を有する全ての歯面がマスターギヤの修正歯の歯面に係合される場合には、凸部とマスターギヤの歯面との干渉が生じないことにより、噛み合い状態の急激な変化が生じないことが起こり得るが、本発明では、仮にこのような状況が1回転目に生じたとしても、2回転目において凸部が通常歯の歯面に干渉したときに、噛み合い状態の急激な変化を確実に生じさせることができる。したがって、この噛み合い状態の急激な変化に基づいて、検査対象ギヤの一部の歯の歯面に凸部が形成されるような異常の有無も精度よく検出できる。
When the invention according to claim 8 is applied to the invention according to
以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1に示すように、本実施形態に係るギヤ歯面の異常検出装置1は、支持台2と、支持台2の上面に設けられた天板部3と、支持台2に支持されたモータ6と、モータ6の出力軸7に固定された駆動プーリ8と、検査対象ギヤ100を支持する第1軸10と、第1軸10に固定された従動プーリ12と、駆動プーリ8と従動プーリ12との間に巻き掛けられた無端状のベルト14と、天板部3上をスライド可能なように支持台2に支持されたスライダ16と、スライダ16に付勢力を与える付勢手段としてのばね18と、スライダ16に回転可能に支持された第2軸20と、第2軸20に支持されるマスターギヤ30とを備えている。
As shown in FIG. 1, the gear tooth surface abnormality detection device 1 according to the present embodiment includes a support base 2, a top plate portion 3 provided on the upper surface of the support base 2, and a motor supported by the support base 2. 6, a drive pulley 8 fixed to the
異常検出装置1は、例えば水平な載置面200に支持台2が載置された状態で使用される。天板部3は、支持台2の載置面200に平行な面(例えば水平面)に沿って配置されている。モータ6は、載置面200に直角な方向(例えば鉛直方向)に沿って出力軸7が配置される姿勢で支持台2に取り付けられている。
The abnormality detection device 1 is used in a state where the support base 2 is placed on a
第1軸10の軸心11は、モータ6の出力軸7に平行に配置されている。第1軸10は、天板部3を貫通した状態で、軸受(図示せず)を介して回転可能に支持台2に支持されている。第1軸10の下端部には従動プーリ12が固定されており、第1軸10の上端部には、検査対象ギヤ100が第1軸10と共に回転するように取付け可能とされている。
An
スライダ16は、天板部3上を第2軸20に直角な方向に沿った所定のスライド方向Dに並進移動可能に支持台2に支持されている。より具体的に、スライド方向Dは、第2軸20及びマスターギヤ30の軸心21を第1軸10及び検査対象ギヤ100の軸心11に接近及び離反させる方向である。
The
ばね18は、その一端側がスライダ16に固定され、他端側が支持台2に固定されている。マスターギヤ30が検査対象ギヤ100に噛み合った状態において、ばね18は、自然長よりも収縮した状態でスライダ16と支持台2との間に介装され、これにより、ばね18の復元力は、ばね18を伸張させる方向に作用する。したがって、マスターギヤ30が検査対象ギヤ100に噛み合った状態において、スライダ16には、スライダ16及びマスターギヤ30を第1軸10及び検査対象ギヤ100の軸心11に接近させる方向の付勢力が作用する。
One end of the
第2軸20の軸心21は、第1軸10の軸心11に平行に配置されている。第2軸20の下端部は、スライダ16に回転可能に支持されている。第2軸20の上端部には、マスターギヤ30が第2軸20と共に回転するように取付け可能とされている。第2軸20に取り付けられたマスターギヤ30は、第2軸20を介してスライダ16に回転可能に支持される。マスターギヤ30の具体的構成については後に説明する。
The
図2に示すように、異常検出装置1は、モータ6のオン・オフ操作が行われる操作部51と、第1軸10に取り付けられた検査対象ギヤ100の回転角度位置を検出する回転角度検出部52と、第1軸10(検査対象ギヤ100)と第2軸20(マスターギヤ30)の軸心11,21間の距離(以下、単に「軸心間距離」という)L1(図1参照)を検出する距離検出部53と、操作部51から入力される信号に基づいてモータ6を制御すると共に、モータ6の作動中に回転角度検出部52及び距離検出部53から入力される信号に基づいて検査対象ギヤ100の異常の有無を判定する制御部60と、制御部60による判定結果を出力する出力部70とを更に備えている。
As shown in FIG. 2, the abnormality detection device 1 is a rotation angle detection that detects the rotation angle position of the
操作部51は、異常検出装置1の任意の位置、例えば支持台2の上面に設けられている。回転角度検出部52としては、例えば、第1軸10上に設けられたエンコーダが用いられる。距離検出部53としては、例えば、スライド方向Dにおけるスライダ16の変位量を検出可能な各種変位センサが用いられ、この場合、変位センサにより検出されたスライダ16の変位量に基づく演算によって軸心間距離L1を得ることができる。
The
ただし、回転角度検出部52及び距離検出部53の具体的な構成は、特に限定されるものでない。
However, the specific configurations of the rotation
制御部60は、コンピュータを主要部として構成されており、中央処理装置と記憶装置とを有する。出力部70としては、例えば、検査対象ギヤ100の異常の有無についての判定結果を表示するモニタが用いられる。なお、出力部70としてタッチパネル式のモニタが用いられる場合、該モニタを操作部51として兼用してもよい。
The
図3に示すように、マスターギヤ30は、所定ピッチで設けられた複数の歯31,35(35a,35b,35c,35d)を有する。マスターギヤ30は、検査対象ギヤ100の異常の有無を検出するための基準となるギヤであり、検査対象ギヤ100に合わせて高精度に製作されている。マスターギヤ30としては、検査対象ギヤ100と同種のギヤ(例えば、平歯車、ヘリカルギヤ、スパイラルギヤ等)が用いられる。
As shown in FIG. 3, the
マスターギヤ30は、検査対象ギヤ100とは異なる歯数を有する。本実施形態において、マスターギヤ30の歯数は、検査対象ギヤ100の歯数よりも多いが、検査対象ギヤ100の歯数よりも少なくてもよい。
The
マスターギヤ30の歯31,35は、所定の歯厚及び所定の形状を有する通常歯31と、該通常歯31と同じ歯厚及び形状を有する歯の歯面に切欠38,39を形成してなる修正歯35とで構成されている。
The
修正歯35としては、例えば、周方向Rの一方側(図3の時計回り方向の後方側)の歯面の歯先に切欠38が設けられた第1修正歯35a、周方向Rの一方側(図3の時計回り方向の後方側)の歯面の歯元に切欠39が設けられた第2修正歯35b、周方向Rの他方側(図3の時計回り方向の前方側)の歯面の歯先に切欠38が設けられた第3修正歯35c、及び、周方向Rの他方側(図3の時計回り方向の前方側)の歯面の歯元に切欠39が設けられた第4修正歯35dが設けられている。
As the correction tooth 35, for example, a
第1〜第4修正歯35a,35b,35c,35dは、周方向Rにおける相互に異なる領域において、それぞれ周方向Rに複数連続して列設されている。図3に示す例では、第1〜第4修正歯35a,35b,35c,35dが、それぞれ周方向Rに3つ連続して列設されているが、各修正歯35a,35b,35c,35dを周方向Rに連続させる個数はこれに限定されるものでない。
A plurality of first to
それぞれ周方向Rに連続する複数個からなる第1〜第4修正歯35a,35b,35c,35dの各群は、例えば、図3の時計回り方向にこの順で並ぶように配置されている。一群の第1修正歯35aと一群の第2修正歯35bとの間、一群の第2修正歯35bと一群の第3修正歯35cとの間、一群の第3修正歯35cと一群の第4修正歯35dとの間、及び、一群の第4修正歯35dと一群の第1修正歯35aとの間には、それぞれ複数の歯が介在しており、これらの歯は、全て通常歯31で構成されている。
Each group of a plurality of first to
ただし、周方向Rにおける第1〜第4修正歯35a,35b,35c,35dの各群の配列は、図3に示すものに限られるものでなく、種々の変更が可能である。
However, the arrangement of each group of the first to
図4の拡大図を参照しながら、第1修正歯35aのより具体的な構成を、通常歯31と比較しながら説明する。
With reference to the enlarged view of FIG. 4, a more specific configuration of the
図4に示すように、通常歯31の周方向R両側の歯面32,33は、切欠が形成されておらず、歯元側から歯先側にかけて凹凸の無い滑らかな面で構成されている。一方、第1修正歯35aは、一方側(図4の右側)の歯面36が通常歯31の歯面32と同様の滑らかな面であるのに対して、他方側(図4の左側)の歯面37は、歯先側に切欠38を有することにより段状に形成されている。これにより、第1修正歯35aは、仮に図4の左側においても通常歯31と同様の滑らかな歯面33を有する場合に比べて、切欠38が形成された部分における歯溝40の幅が拡大されている。
As shown in FIG. 4, the tooth surfaces 32 and 33 on both sides in the circumferential direction R of the
仮に検査対象ギヤ100の歯101における図4の右側の歯面の歯元部分に、凸部110が形成されるような異常が生じている場合、該凸部110が形成された歯面がマスターギヤ30の通常歯31の歯面33に係合するときには、該歯面33に凸部110が干渉することで係合深さが小さくなる。これに対して、凸部110が形成された検査対象ギヤ100の歯面が第1修正歯35aの歯面37に係合するときには、該歯面37の切欠38に検査対象ギヤ100の凸部110が配置されることで、凸部110と第1修正歯35aの歯面37との干渉が抑制されて、マスターギヤ30の歯溝40に対する検査対象ギヤ100の歯101の係合が深くなる。
If there is an abnormality in which the
このように、検査対象ギヤ100の歯101の凸部110と第1修正歯35aの歯面37との係合時は、通常歯31の歯面33との係合時に比べて、マスターギヤ30の歯溝40に対する検査対象ギヤ100の歯101の係合深さが大きくなり、これにより、検査対象ギヤ100とマスターギヤ30との軸心間距離L1(図1参照)が小さくなる。
As described above, when the
第3修正歯35cにも、同様の切欠38が第1修正歯35aとは反対側の歯面36の歯先側に形成されていることから(図3参照)、仮に、該歯面36に係合される検査対象ギヤ100の歯面の歯元部分に上記と同様の凸部110が形成されている場合、該凸部110と第3修正歯35cの歯面36との係合時は、通常歯31の歯面32との係合時に比べて、マスターギヤ30の歯溝40に対する検査対象ギヤ100の歯101の係合深さが大きくなり、これにより、検査対象ギヤ100とマスターギヤ30との軸心間距離L1(図1参照)が小さくなる。
Since a
また、上述したように、第2修正歯35bの一方側の歯面37の歯元側及び第4修正歯35dの他方側の歯面36の歯元側にも切欠39が形成されていることから(図3参照)、仮に、これらの歯面36,37に係合される検査対象ギヤ100の歯面の歯先部分に凸部が形成されている場合、該凸部と第2修正歯35bの歯面37及び第4修正歯35dの歯面36との干渉が上記と同様に抑制される。
Further, as described above, the
したがって、このような凸部を有する検査対象ギヤ100の歯面と第2修正歯35bの歯面37及び第4修正歯35dの歯面36との係合時は、通常歯31の歯面32,33との係合時に比べて、マスターギヤ30の歯溝40に対する検査対象ギヤ100の歯101の係合深さが大きくなり、これにより、検査対象ギヤ100とマスターギヤ30との軸心間距離L1(図1参照)が小さくなる。
Accordingly, when the tooth surface of the
なお、マスターギヤ30の各修正歯35a,35b,35c,35dにおいて、切欠38,39は、歯面36,37の一部を切り欠いて形成されており、各修正歯35a,35b,35c,35dの歯面36,37には、切欠38,39からずれた位置において、検査対象ギヤ100の歯101の歯面との当接部が残されている。そのため、検査対象ギヤ100の正常な歯(歯面の凸部が形成されていない歯)101は、各修正歯35a,35b,35c,35dの歯面36,37に対して、通常歯31の歯面32,33との係合時と同様に係合する。
In each of the
以上のように構成されたマスターギヤ30を有する異常検出装置1を用いて、検査対象ギヤ100の歯面の異常の有無は次のようにして検出される。
Using the abnormality detection device 1 having the
先ず、図1に示すように、第1軸10に検査対象ギヤ100が取り付けられると共に、第2軸20にマスターギヤ30が取り付けられる。この取付作業は、検査対象ギヤ100とマスターギヤ30が干渉し合わない程度に軸心間距離L1が十分に確保される位置にスライダ16が配置された状態で行われる。
First, as shown in FIG. 1, the
続いて、操作部51のオン操作によってモータ6の作動が開始される。これにより、検査対象ギヤ100は、モータ6によって駆動プーリ8及び従動プーリ12を介して回転駆動される。
Subsequently, the operation of the motor 6 is started by turning on the
次に、スライダ16が、上記のスライド方向Dに沿ってマスターギヤ30を検査対象ギヤ100の軸心11に接近させる方向に並進移動されて、回転駆動されている検査対象ギヤ100にマスターギヤ30が噛み合わされる。
Next, the
このとき、スライダ16は、ばね18によってマスターギヤ30を検査対象ギヤ100の軸心11に接近させる方向に付勢されているため、検査対象ギヤ100とマスターギヤ30は、バックラッシュがゼロの状態、すなわち、噛合部において、検査対象ギヤ100の歯における周方向両側の歯面がいずれもマスターギヤ30の歯面に当接した状態で相互に噛み合わされる。
At this time, since the
このようにして検査対象ギヤ100に噛み合わされたマスターギヤ30は、検査対象ギヤ100の回転に従動して回転される。検査対象ギヤ100及びマスターギヤ30の回転中において、両ギヤ30,100の噛合部では、ばね18の付勢力の作用により、バックラッシュがゼロの状態が維持される。
The
検査対象ギヤ100及びマスターギヤ30が回転している間、回転角度検出部52(図2参照)により検査対象ギヤ100(第1軸10)の回転角度位置が検出されると共に、距離検出部53(図2参照)により軸心間距離L1が検出される。回転角度検出部52による検査対象ギヤ100の回転角度位置の検出、及び、距離検出部53による軸心間距離L1の検出は、検査対象ギヤ100が少なくとも2回転する間、継続して行われる。
While the
これにより、検査対象ギヤ100の回転角度位置に応じた軸心間距離L1の変動が計測され、この変動を示す波形(例えば図5の波形X又は波形Y)が制御部60(図2参照)により作成されて記録される。
Thereby, the fluctuation | variation of the distance L1 between shaft centers according to the rotation angle position of the
軸心間距離L1の変動の計測が終了すると、スライダ16が、上記のスライド方向Dに沿ってマスターギヤ30を検査対象ギヤ100の軸心11から離反させる方向に並進移動されて、検査対象ギヤ100に対するマスターギヤ30の噛み合いが解除され、その後、操作部51のオフ操作によってモータ6の作動が停止される。
When the measurement of the fluctuation of the inter-center distance L1 is completed, the
制御部60は、上記のようにして得られた軸心間距離L1の変動を示す波形の態様に基づいて、検査対象ギヤ100の歯面の異常の有無を以下のように判定し、該判定の結果は出力部70(図2参照)に表示される。
The
検査対象ギヤ100の歯面に凸部が形成される異常が生じていない場合、検査対象ギヤ100の回転角度位置に関わらず、検査対象ギヤ100の歯面の凸部とマスターギヤ30の歯面32,33,36,37との干渉が生じないことから、マスターギヤ30のいずれの歯溝40に対しても、検査対象ギヤ100の歯101は略同じ深さで係合する。そのため、検査対象ギヤ100の歯面が正常である場合、軸心間距離L1の変動を示す波形は、例えば図5の波形Xのように、いずれの回転角度位置においても急激な変化を示すようなピークが生じないように全体として滑らかに形成される。
If there is no abnormality in which the convex portion is formed on the tooth surface of the
これに対して、検査対象ギヤ100の全ての歯101に、同様の凸部(例えば図4に示すような凸部110)が同じ側の歯面の同様の箇所に一律に形成されるような異常が生じている場合、検査対象ギヤ100の各歯101がマスターギヤ30の通常歯31に係合するときは、該通常歯31のいずれか一方の歯面32,33に検査対象ギヤ100の歯面の凸部が干渉することで、正常時に比べて係合深さが浅くなり、その分だけ軸心間距離L1が正常時に比べて大きくなる。
On the other hand, the same convex part (for example,
一方、この場合において、検査対象ギヤ100の各歯101が第1〜第4修正歯35a,35b,35c,35dに係合するときは、該修正歯35a,35b,35c,35dのいずれか一方の歯面36,37に設けられた切欠38,39に検査対象ギヤ100の歯面の凸部が配置されることがあり、このとき、該凸部とマスターギヤ30の歯面36,37との干渉が抑制される。
On the other hand, in this case, when each
より具体的に、検査対象ギヤ100の各歯101の一方側の歯面の歯元部分に形成された凸部110(図4参照)は、マスターギヤ30の第1修正歯35aの歯面37との干渉が抑制され、各歯101の一方側の歯面の歯先部分に形成された凸部は、第2修正歯35bの歯面37との干渉が抑制され、各歯101の他方側の歯面の歯元部分に形成された凸部は、第3修正歯35cの歯面36との干渉が抑制され、各歯101の他方側の歯面の歯先部分に形成された凸部は、第4修正歯35dの歯面36との干渉が抑制される。
More specifically, the convex portion 110 (see FIG. 4) formed on the tooth base portion of one tooth surface of each
ここで、検査対象ギヤ100とマスターギヤ30との噛合部では、常時複数(例えば2〜3個)の歯同士が同時に係合される。本実施形態のマスターギヤ30においては、上述のように、第1〜第4修正歯35a,35b,35c,35dがそれぞれ周方向Rに複数連続して列設されているため、周方向Rに連続する一群の修正歯35a,35b,35c,35dに検査対象ギヤ100の複数の歯101を同時に係合させることができ、このとき、検査対象ギヤ100の各歯101の歯面に生じた凸部とマスターギヤ30の歯面36,37との干渉は確実に抑制される。
Here, at the meshing portion between the
検査対象ギヤ100の回転中において、検査対象ギヤ100の歯面の凸部とマスターギヤ30の歯面36,37との干渉が抑制されるような回転角度位置では、マスターギヤ30の歯溝40に対する検査対象ギヤ100の歯101の係合深さは、正常時と同程度に深くなる。このとき、スライダ16に支持されたマスターギヤ30は、ばね18の付勢力によりスライダ16と共に検査対象ギヤ100の軸心11に接近するように並進移動し、これにより、軸心間距離L1が小さくなる。
During rotation of the
そのため、歯面に凸部を有する検査対象ギヤ100の回転中において、検査対象ギヤ100の歯101の係合相手が、通常歯31から、前記凸部に対応する修正歯35a,35b,35c,35dに切り替わるとき、前記凸部とマスターギヤ30の歯面36,37との干渉が解消されることにより、係合深さが増大するように噛み合い状態が急激に変化し、これに伴って、軸心間距離L1が急激に縮小される。
Therefore, during the rotation of the
その後、検査対象ギヤ100の歯101の係合相手が、前記凸部に対応する修正歯35a,35b,35c,35dから通常歯31に戻るとき、係合深さが元の深さまで縮小されて、これに伴って、軸心間距離L1が元の距離まで急激に拡大される。
Thereafter, when the engagement partner of the
したがって、検査対象ギヤ100の全ての歯101の歯面に一律に凸部が形成される異常が発生した場合には、例えば図5に示すように、正常時の波形Xに比べて全体的に軸心間距離L1が増大された波形Yが形成された上で、この波形Yには、前記凸部に対応する修正歯35a,35b,35c,35dに検査対象ギヤ100の歯101が係合される回転角度領域において乱れが生じ、この回転角度領域では、その他の回転角度領域に比べて軸心間距離L1が縮小された波形部分Y1が生じる。
Therefore, when an abnormality occurs in which convex portions are uniformly formed on the tooth surfaces of all the
以上の現象を利用して、制御部60は、検査対象ギヤ100の回転角度位置に対応する軸心間距離L1の変動の波形において、軸心間距離L1を一時的に急低下させる波形部分Y1の有無を判定し、このような波形部分Y1が存在する場合に、検査対象ギヤ100の全ての歯101の歯面に一律に凸部が形成されるような異常が生じていると判定する。かかる判定により、この種の異常の有無を簡単かつ精度よく検出することができる。
Using the above phenomenon, the
また、本実施形態のマスターギヤ30には、検査対象ギヤ100の歯101における凸部の形成箇所が異なる4種類の異常態様に対応させるために、切欠38,39の形成箇所が異なる4種類の修正歯35a,35b,35c,35dが設けられている。そのため、検査対象ギヤ100の歯101のいずれの歯面に凸部が形成されている場合にも、また、歯面における歯元部分又は歯先部分のいずれの箇所に凸部が形成されている場合にも、これらの異常の有無を精度よく検出できる。
In addition, the
さらに、検査対象ギヤ100の回転中において、マスターギヤ30との噛合部では、バックラッシュがなく、検査対象ギヤ100の各歯101が周方向両側の歯面においてマスターギヤ30の歯面32,33,36,37に接触しているため、検査対象ギヤ100を一方向に回転駆動させる検査を行うだけで、他方向の回転駆動を行わなくても、周方向両側の歯面の異常の有無を検出できる。
Further, during the rotation of the
また、本実施形態によれば、従来と同様、検査対象ギヤ100の一部(例えば1個)の歯101のみに凸部が形成されるような異常の有無も以下のようにして検出できる。
Further, according to the present embodiment, the presence or absence of an abnormality in which a convex portion is formed only on a part (for example, one) of the
この種の異常が検査対象ギヤ100に生じている場合、大部分の歯101の歯面は正常であることから、これらの歯101がマスターギヤ30の歯31,35に係合するときは、係合深さが正常時と同様に深くなり、軸心間距離L1は正常時と同様に小さくなる。
When this type of abnormality occurs in the
一方、凸部を有する歯101の歯面がマスターギヤ30の通常歯31の歯面32,33又は凸部に対応しない修正歯35a,35b,35c,35dの歯面36,37に係合したときには、検査対象ギヤ100の凸部とマスターギヤ30の歯面32,33,36,37との干渉により係合深さが低減し、軸心間距離L1が増大する。
On the other hand, the tooth surface of the
したがって、検査対象ギヤ100の一部の歯101に凸部が形成されるような異常が生じている場合、例えば図5に示すように、全体的には正常時と同様の波形Xが形成されるが、この波形Xには、前記凸部を有する歯101がマスターギヤ30の歯31,35に係合される回転角度位置において乱れが生じ、この回転角度位置では、その他の回転角度位置に比べて軸心間距離L1が増大された波形部分Z1が生じる。
Therefore, when an abnormality such that a convex portion is formed on a part of the
このような現象を利用して、制御部60は、検査対象ギヤ100の回転角度位置に対応する軸心間距離L1の変動を示す波形において、軸心間距離L1を急上昇させる波形部分Z1の有無を判定し、このような波形部分Z1が存在する場合に、検査対象ギヤ100の一部の歯101の歯面に凸部が形成されるような異常が生じていると判定する。かかる判定により、この種の異常の有無を検出することができる。
Using such a phenomenon, the
ところが、このように検査対象ギヤ100の一部の歯101のみに凸部が形成されるような異常が生じている場合、該凸部を有する歯面が、偶然、これに対応する切欠38,39を有する修正歯35a,35b,35c,35dの歯面36,37に係合することがある。このとき、マスターギヤ30の歯溝40に対する検査対象ギヤ100の歯101の係合深さに顕著な変化は生じず、軸心間距離L1の急上昇が生じないことから、正常時と同様、図5の波形Xのように全周に亘って滑らかな波形が形成されることになる。
However, when an abnormality such that a convex portion is formed only on a part of the
そこで、本実施形態では、正常であるとの誤判定を防止するために、上述のように、マスターギヤ30の歯数が検査対象ギヤ100の歯数と異なっていると共に、検査対象ギヤ100の回転角度位置に対応する軸心間距離L1の変動の計測は、検査対象ギヤ100が少なくとも2回転する間、継続して行われる。
Therefore, in the present embodiment, in order to prevent erroneous determination that it is normal, the number of teeth of the
ここで、検査対象ギヤ100の歯数とマスターギヤ30の歯数の差は、マスターギヤ30のいずれかの修正歯35a,35b,35c,35dに検査対象ギヤ100の所定の歯101が係合した状態から検査対象ギヤ100が1回転した時点では常に前記所定の歯101がマスターギヤ30の通常歯31に係合するような差とされることが好ましい。例えば、各群の修正歯35a,35b,35c,35dが3個の歯で構成されている場合は、検査対象ギヤ100とマスターギヤ30との歯数の差が3個以上であることが好ましい。
Here, the difference between the number of teeth of the
これにより、検査対象ギヤ100の1個の歯101のみに凸部が形成されるような異常が生じている場合、仮に、検査対象ギヤ100の1回転目において、凸部を有する歯面が、これに対応する切欠38,39を有する修正歯35a,35b,35c,35dの歯面36,37に係合することで、軸心間距離L1を急上昇させる波形部分Z1が生じない場合でも、検査対象ギヤ100の2回転目では、前記凸部を有する歯面は必ず通常歯31の歯面32,33に係合される。このとき、凸部が通常歯31の歯面32,33に干渉することで、軸心間距離L1の急上昇が確実に生じる。
Thereby, in the case where an abnormality such that a convex portion is formed only on one
したがって、制御部60は、軸心間距離L1が急上昇する波形部分Z1の存在に基づいて、検査対象ギヤ100の一部の歯101の歯面に凸部が形成されるような異常が生じていることを精度よく検出できる。
Therefore, the
以上、上述の実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。 While the present invention has been described with reference to the above-described embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments.
例えば、上述の本実施形態では、検査対象ギヤ100の歯101のいずれの歯面に凸部が形成されるか、また、各歯面の歯元部分又は歯先部分のいずれの箇所に形成されるかに対応させて、マスターギヤ30において、切欠38,39の形成箇所が相互に異なる4種類の修正歯35a,35b,35c,35dが設けられる例を説明したが、本発明において、修正歯の種類は、3種類以下又は5種類以上であってもよい。
For example, in the above-described embodiment, the convex portion is formed on any tooth surface of the
また、上述の実施形態では、各修正歯35a,35b,35c,35dに切欠38,39が1つずつ形成される例を説明したが、本発明では、1つの修正歯に複数の切欠が形成されてもよい。
In the above-described embodiment, an example in which one
さらに、上述の実施形態では、変動計測部としての距離検出部53により、検査対象ギヤ100の回転角度位置に応じた軸心間距離L1の変動が計測される例を説明したが、本発明において、変動計測部により計測される噛み合い状態の変動は、軸心間距離L1の変動に限られるものでなく、例えば、検査対象ギヤ又はマスターギヤの振動加速度の変動、又は、マスターギヤの歯溝に対する検査対象ギヤの歯の係合深さ等であってもよい。
Furthermore, in the above-described embodiment, the example in which the
以上のように、本発明によれば、ギヤの歯面に凸部が形成されるような異常の有無の検出精度を高めることが可能となるから、ギヤを有するあらゆる種類の動力伝達装置の製造産業分野において好適に利用される可能性がある。 As described above, according to the present invention, it is possible to improve the accuracy of detecting the presence or absence of an abnormality in which a convex portion is formed on the tooth surface of the gear, and therefore manufacturing all types of power transmission devices having a gear. There is a possibility of being suitably used in the industrial field.
1 ギヤ歯面の異常検出装置
2 支持台(支持部)
3 天板部
6 モータ(駆動部)
7 モータの出力軸
8 駆動プーリ
10 第1軸
11 第1軸の軸心
12 従動プーリ
14 ベルト
16 スライダ
18 ばね(付勢手段)
20 第2軸
21 第2軸の軸心
30 マスターギヤ
31 通常歯
35(35a,35b,35c,35d) 修正歯
36 周方向一方側の歯面
37 周方向他方側の歯面
38,39 切欠
40 歯溝
51 操作部
52 回転角度検出部
53 距離検出部(変動計測部)
60 制御部(異常判定部)
70 出力部
100 検査対象ギヤ
101 検査対象ギヤの歯
110 凸部
D スライド方向
L1 軸心間距離
R 周方向
P,Q,X,Y 検査対象ギヤの回転角度に応じた軸心間距離の変動を示す波形
Y1,Z1 波形部分
1 Gear tooth surface abnormality detection device 2 Support base (support part)
3 Top plate part 6 Motor (drive part)
7 Motor output shaft 8
20
60 Control part (abnormality judgment part)
70
Claims (8)
相互に噛み合った前記検査対象ギヤ及び前記マスターギヤを回転させる駆動部と、
前記検査対象ギヤ及び前記マスターギヤの回転中における噛み合い状態の変動を計測する変動計測部と、
前記変動計測部により計測された変動の態様に基づいて、前記検査対象ギヤの歯面の異常の有無を判定する異常判定部と、を備えたギヤ歯面の異常検出装置であって、
前記マスターギヤの前記複数の歯は、所定の歯厚及び所定の形状を有する通常歯と、該通常歯と同じ歯厚及び形状を有する歯の歯面に切欠を形成してなる修正歯とを有することを特徴とするギヤ歯面の異常検出装置。 A master gear having a plurality of teeth provided at a predetermined pitch and meshing with a gear to be inspected;
A drive section for rotating the inspected gear and the master gear meshed with each other;
A fluctuation measuring unit that measures fluctuations of the meshing state during rotation of the inspection target gear and the master gear;
A gear tooth surface abnormality detection device comprising: an abnormality determination unit that determines presence or absence of abnormality of the tooth surface of the gear to be inspected based on a variation aspect measured by the variation measurement unit;
The plurality of teeth of the master gear include normal teeth having a predetermined tooth thickness and a predetermined shape, and correction teeth formed by forming notches on tooth surfaces having the same tooth thickness and shape as the normal teeth. An apparatus for detecting an abnormality of a gear tooth surface, comprising:
前記スライダを前記マスターギヤの軸心に直角な方向に並進移動可能に支持する支持部と、
前記マスターギヤを前記検査対象ギヤの軸心に接近させる方向に前記スライダを付勢する付勢手段と、を更に備えていることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のギヤ歯面の異常検出装置。 A slider that rotatably supports the master gear;
A support portion that supports the slider so that it can translate in a direction perpendicular to the axis of the master gear;
The urging means for urging the slider in a direction for causing the master gear to approach the axis of the gear to be inspected is further provided. The gear tooth surface abnormality detection device described.
前記マスターギヤとして、所定の歯厚及び所定の形状を有する通常歯と、該通常歯と同じ歯厚及び形状を有する歯の歯面に切欠を形成してなる修正歯とを有するギヤを用いることを特徴とするギヤ歯面の異常検出方法。 A master gear having a plurality of teeth provided at a predetermined pitch is meshed with a gear to be inspected, the gear to be inspected and the master gear are rotated, and the inspection target is based on a variation state of the meshing state during the rotation. A gear tooth surface abnormality detection method for detecting the presence or absence of a gear tooth surface abnormality,
As the master gear, a gear having a normal tooth having a predetermined tooth thickness and a predetermined shape, and a correction tooth formed by forming a notch in a tooth surface of the tooth having the same tooth thickness and shape as the normal tooth is used. An abnormality detection method for a gear tooth surface.
前記検査対象ギヤが少なくとも2回転する間の前記検査対象ギヤと前記マスターギヤの噛み合い状態の変動を計測し、この計測結果に基づいて、前記検査対象ギヤの歯面の異常の有無を検出することを特徴とする請求項7に記載のギヤ歯面の異常検出方法。 The difference between the number of teeth of the master gear and the gear to be inspected is that the predetermined tooth is always at the time when the gear to be inspected makes one rotation from the state where the predetermined tooth of the gear to be inspected is engaged with the correction tooth. It is usually the difference that engages the tooth,
Measuring a change in meshing state of the inspection target gear and the master gear during the rotation of the inspection target gear at least twice, and detecting the presence or absence of an abnormality in the tooth surface of the inspection target gear based on the measurement result The gear tooth surface abnormality detection method according to claim 7.
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