かみあい伝達誤差の測定装置および測定方法
【課題】 負荷錘で負荷トルクを付与しつつ歯車装置を噛合い回転させてかみあい伝達誤差を測定する場合に、装置をコンパクトに維持しつつ連続測定できる回転数を増大させる。
【解決手段】 負荷錘３８を吊り下げて歯車装置１４に負荷トルク（噛合トルク）を付与した状態で、駆動用電動モータ２８により第１回転軸２０を回転駆動して噛合い回転させ、ロータリエンコーダ２４、２６で第１回転軸２０、第２回転軸２２の回転角を検出してかみあい伝達誤差を測定する。第２回転軸２２の回転に伴う第１定滑車３０の回転で連結ワイヤ３４が第１定滑車３０に巻き取られ或いは巻き戻されても、負荷錘３８が略一定の高さ位置に保持されるように、同期用電動モータ４０により第２定滑車３２を第１定滑車３０の回転に同期して回転駆動するため、負荷錘３８を略一定の高さ位置に保持しつつ第１回転軸２０を何回転もさせてかみあい伝達誤差を連続測定することができる。
【解決手段】 負荷錘３８を吊り下げて歯車装置１４に負荷トルク（噛合トルク）を付与した状態で、駆動用電動モータ２８により第１回転軸２０を回転駆動して噛合い回転させ、ロータリエンコーダ２４、２６で第１回転軸２０、第２回転軸２２の回転角を検出してかみあい伝達誤差を測定する。第２回転軸２２の回転に伴う第１定滑車３０の回転で連結ワイヤ３４が第１定滑車３０に巻き取られ或いは巻き戻されても、負荷錘３８が略一定の高さ位置に保持されるように、同期用電動モータ４０により第２定滑車３２を第１定滑車３０の回転に同期して回転駆動するため、負荷錘３８を略一定の高さ位置に保持しつつ第１回転軸２０を何回転もさせてかみあい伝達誤差を連続測定することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はかみあい伝達誤差の測定装置および測定方法に係り、特に、負荷錘で負荷トルクを付与する場合に装置をコンパクトに維持しつつかみあい伝達誤差を連続測定できる回転数を大幅に増大させる技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
互いに噛み合う複数の歯車を有する歯車装置を介して連結された第１回転軸および第２回転軸に所定の負荷トルクを付与した状態で、その第１回転軸を回転駆動して前記歯車装置を噛合い回転させるとともに、第１回転軸および第２回転軸の回転角をそれぞれロータリエンコーダにより検出して歯車装置のかみあい伝達誤差を測定する装置が知られている。特許文献１に記載の装置はその一例で、負荷用電動モータで第２回転軸に負荷トルクを付与しつつ、駆動用電動モータで第１回転軸を回転駆動してかみあい伝達誤差を測定するようになっており、負荷トルクを付与する負荷用電動モータが起こす回転変動の測定値への影響を排除するために流体継手や慣性体が設けられている。
【０００３】
一方、このように流体継手や慣性体が設けられると、その背反として負荷トルクに変動が生じてしまうことから、負荷錘の重力で負荷トルクを付与することが提案されている。特許文献２に記載の装置はその一例で、第１回転軸や第２回転軸に一体的に設けられた回転体に負荷錘を吊り下げて負荷トルクを付与するようになっており、このようにすれば一定の負荷トルクを安定して付与することができる。
【０００４】
なお、「かみあい伝達誤差」は、互いに噛み合う一対の歯車等の歯車装置を介して連結された第１回転軸および第２回転軸が、ギヤ比等に応じて相対回転させられる際に、歯面の形状誤差や歯のたわみなどに起因して生じる相互の回転角のずれであり、互いに噛み合う歯が異なれば相違するとともに、負荷トルクによっても変化する。
【特許文献１】特開平６−７４８６８号公報
【特許文献２】特開平７−１２０３５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このように負荷錘を吊り下げて負荷トルクを付与する場合には、第１回転軸や第２回転軸の回転に伴って負荷錘が上昇或いは下降するため、歯車装置を何回転もさせてかみあい伝達誤差を連続測定することができないという問題があった。すなわち、例えば歯数が５０と５３の一対の歯車から成る歯車装置の場合、１回転当たりのかみあい伝達誤差パターンは５０×５３＝２６５９通りあり、その総てのかみあい伝達誤差パターンを測定するためには２６５０回転させる必要があるが、負荷錘を付け替えることなく連続して測定するためには装置が極めて大型になり、実質的に不可能である。特に、大きな負荷トルクを付与するためには、負荷錘を吊るす回転体の径寸法を大きくする必要があり、１回転当たりの負荷錘の上下動が一層大きくなって、装置が一層大型になるとともに、連続測定可能な回転数が少なくなる。
【０００６】
本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、負荷錘で負荷トルクを付与しつつ歯車装置を回転させてかみあい伝達誤差を測定する場合に、装置をコンパクトに維持しつつ連続測定できる回転数を大幅に増大させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
かかる目的を達成するために、第１発明は、互いに噛み合う複数の歯車を有する歯車装置を介して連結された第１回転軸および第２回転軸に所定の負荷トルクを付与した状態で、その第１回転軸を回転駆動して前記歯車装置を噛合い回転させるとともに、第１回転軸および第２回転軸の回転角をそれぞれロータリエンコーダにより検出してその歯車装置のかみあい伝達誤差を測定する装置であって、(a) 前記第１回転軸を回転駆動する駆動用電動モータと、(b) 一対の第１定滑車および第２定滑車と、それ等の第１定滑車および第２定滑車の双方に連結されるとともに何れか一方に所定長さだけ巻き付けられた連結具と、その連結具に相対移動可能に引っ掛けられた動滑車とを有し、その第１定滑車が前記第２回転軸の回転に伴って機械的に回転させられる滑車列と、(c) 前記動滑車に取り付けられ、重力により前記連結具および前記第１定滑車を介して前記第２回転軸に前記負荷トルクを付与する負荷錘と、(d) 前記第２回転軸の回転に伴う前記第１定滑車の回転で、前記連結具がその第１定滑車に巻き取られ或いは第１定滑車から巻き戻されても、前記動滑車の上下動が所定の範囲内に維持されるように、その第１定滑車の回転に同期して前記第２定滑車を回転駆動することによりその連結具をその第２定滑車から巻き戻し或いは第２定滑車に巻き取る同期用電動モータと、を有することを特徴とする。
【０００８】
第２発明は、第１発明のかみあい伝達誤差の測定装置において、(a) 前記滑車列は、それぞれ前記第１定滑車、第２定滑車、連結具、および動滑車を有する第１滑車列および第２滑車列を備えており、(b) それ等の第１滑車列および第２滑車列の動滑車にそれぞれ取り付けられる負荷錘により前記第２回転軸には互いに逆回転方向のトルクが作用し、両負荷錘の重量の差に応じた負荷トルクが付与されることを特徴とする。
【０００９】
第３発明は、互いに噛み合う複数の歯車を有する歯車装置を介して連結された第１回転軸および第２回転軸に所定の負荷トルクを付与した状態で、その第１回転軸を回転駆動して前記歯車装置を噛合い回転させるとともに、第１回転軸および第２回転軸の回転角をそれぞれロータリエンコーダにより検出してその歯車装置のかみあい伝達誤差を測定する方法であって、(a) 一対の第１定滑車および第２定滑車と、それ等の第１定滑車および第２定滑車の双方に連結されるとともに何れか一方に所定長さだけ巻き付けられた連結具と、その連結具に相対移動可能に引っ掛けられた動滑車とを有し、その第１定滑車が前記第２回転軸の回転に伴って機械的に回転させられる滑車列を備えており、(b) 前記動滑車に負荷錘を取り付け、その負荷錘の重力により前記第２回転軸に前記負荷トルクを付与しつつ、前記第１回転軸を回転駆動して前記歯車装置を噛合い回転させる一方、(c) 前記第２回転軸の回転に伴う前記第１定滑車の回転で、前記連結具がその第１定滑車に巻き取られ或いは第１定滑車から巻き戻されても、前記動滑車の上下動が所定の範囲内に維持されるように、その第１定滑車の回転に同期して前記第２定滑車を回転駆動することによりその連結具をその第２定滑車から巻き戻し或いは第２定滑車に巻き取ることを特徴とする。
【００１０】
第４発明は、第３発明のかみあい伝達誤差の測定方法において、(a) 前記滑車列は、それぞれ前記第１定滑車、第２定滑車、連結具、および動滑車を有する第１滑車列および第２滑車列を備えており、(b) それ等の第１滑車列および第２滑車列の動滑車にそれぞれ取り付けられる負荷錘により前記第２回転軸には互いに逆回転方向のトルクが作用し、両負荷錘の重量の差に応じた負荷トルクが付与されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
第１発明のかみあい伝達誤差の測定装置においては、第１定滑車、第２定滑車、連結具、および動滑車を有する滑車列が設けられ、その動滑車に取り付けられる負荷錘によって第２回転軸に負荷トルクが付与されるようになっているため、その負荷錘の重量によって定まる一定の負荷トルクを安定して付与することが可能で、駆動用電動モータにより第１回転軸を回転駆動することによりかみあい伝達誤差を高い精度で測定することができる。
【００１２】
また、第２回転軸の回転に伴う第１定滑車の回転で連結具がその第１定滑車に巻き取られ或いは第１定滑車から巻き戻されても、動滑車の上下動が所定の範囲内に維持されるように、同期用電動モータにより第１定滑車の回転に同期して第２定滑車を回転駆動するため、動滑車や負荷錘を所定の高さ位置に保持しつつ第１回転軸を何回転もさせてかみあい伝達誤差を連続測定することが可能で、連結具の長さ寸法を適当に設定して第１定滑車或いは第２定滑車に巻き付けておくことにより、例えば歯車装置の総てのかみあい伝達誤差パターンを連続測定することができるとともに、そのような装置をコンパクトに構成できる。
【００１３】
ここで、第１回転軸を所定の回転角ずつ間欠回転させながら静止状態でかみあい伝達誤差を間欠的に測定する（これも一種の連続測定）こともできるが、連続回転させながらかみあい伝達誤差を連続測定することも可能である。連続回転させて測定する場合、動滑車や負荷錘の上下動を完全に防止することはできないため、厳密にはそれ等の慣性で負荷トルクが変動するが、例えば１ｒｐｍ以下、或いは２〜３ｒｐｍ程度以下の非常にゆっくりした回転速度で回転駆動すれば、動滑車や負荷錘の上下動による慣性の影響が殆ど生じないようにすることができる。
【００１４】
また、同期用電動モータにより第２定滑車を回転駆動するようになっているため、マイクロコンピュータ等を有する制御装置により第２定滑車の回転速度を容易に制御することが可能で、例えば駆動用電動モータを動力源として変速機構等を介して第２定滑車を回転駆動する場合に比較して、ギヤ比が異なる種々の歯車装置のかみあい伝達誤差を測定する場合でも、第２定滑車を第１定滑車に対して容易に同期回転させることができる。
【００１５】
第２発明では、第１滑車列および第２滑車列を有するとともに、それ等の動滑車にそれぞれ取り付けられる負荷錘の重量の差に応じた負荷トルクが第２回転軸に付与されるようになっているため、その負荷錘を変更するだけで負荷トルクを反対向き（逆回転方向）に付与することが可能で、例えば駆動状態と被駆動状態、或いは正回転駆動と逆回転駆動などのように反対側の歯面が接触する動力伝達によるかみあい伝達誤差を容易に測定することができる。また、このように一対の負荷錘の重量の差に応じた負荷トルクが付与されることから、微小な負荷トルクを高い精度で付与することが可能で、かみあい伝達誤差の測定精度を一層向上させることができるとともに、摺動抵抗等の各部の回転抵抗を相殺するように負荷トルクを付与することにより、実質的に負荷０におけるかみあい伝達誤差を測定することもできる。
【００１６】
第３発明、第４発明のかみあい伝達誤差の測定方法においても、実質的に第１発明、第２発明と同様の作用効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明は、歯の噛み合い状態を解析するものであるため、例えば歯車の１ピッチ分だけ噛合い回転させてかみあい伝達誤差を測定するだけでも良く、必ずしも１回転させる必要はないが、１回転させれば全ての噛合い歯のかみあい伝達誤差を解析することができる。また、互いに噛み合う一対の歯車の歯数が相違する場合には、１回転毎に互いに噛み合う噛合い歯が変化するため、その１回転毎のかみあい伝達誤差パターンが相違し、そのかみあい伝達誤差パターンを総て測定する場合には、例えば一対の歯車の歯数を掛け算した回転数だけ回転させてかみあい伝達誤差を測定すれば良い。
【００１８】
総てのかみあい伝達誤差パターンを連続測定する場合には、前記連結具は、その総てのかみあい伝達誤差パターンを測定するのに必要な回転数だけ第１回転軸を回転駆動した場合に、前記第２回転軸の回転に伴う前記第１定滑車の回転を許容する長さ寸法を有して構成され、予め第１定滑車または第２定滑車に巻き付けておけば良い。
【００１９】
かみあい伝達誤差を測定する際の第１回転軸および第２回転軸の回転方向は適宜定められ、上記連結具が第２定滑車から巻き戻されて第１定滑車に巻き取られる場合でも、第１定滑車から巻き戻されて第２定滑車に巻き取られる場合でも良い。
【００２０】
同期用電動モータは、例えば動滑車が略一定の高さ位置に保持されるように第２定滑車を回転駆動することが望ましいが、装置により許容される所定範囲内で動滑車が上昇または下降させられても良い。
【００２１】
同期用電動モータは、第１定滑車の回転に同期して第２定滑車を回転駆動するものであるが、必ずしも第１定滑車の回転を検出して制御する必要はなく、第２回転軸や第１回転軸の回転、或いは駆動用電動モータの駆動信号など、第１定滑車の回転に対して一定の対応関係を有する種々の物理量に基づいて制御することが可能である。
【００２２】
この同期用電動モータは、第１定滑車および第２定滑車の径寸法が同じであれば、第２定滑車を第１定滑車と同じ速度で回転させれば良いが、それ等の径寸法が異なる場合には、その径寸法の相違に応じて定められる所定の回転速度で第２定滑車を回転させるように構成される。
【００２３】
かみあい伝達誤差を測定すべき歯車装置は、第１回転軸および第２回転軸にそれぞれ取り付けられるとともに互いに噛み合わされた一対の歯車であっても良いが、互いに噛み合う２対以上の歯車や遊星歯車装置、或いは傘歯車式の差動歯車装置等を有するものでも良く、例えば車両用の変速装置など種々の歯車装置のかみあい伝達誤差測定に本発明は適用できる。
【００２４】
滑車列の連結具は、第１定滑車および第２定滑車に対して巻回可能な可撓性を有するもので、紐状のワイヤや帯状の金属ベルトなどが好適に用いられる。ベルトを用いる場合には、定滑車に何回転も巻き付けると径寸法が変化するため、その径寸法の変化を考慮して同期用電動モータによる第２定滑車の回転速度制御が行われるようにすることが望ましい。
【００２５】
第２発明、第４発明のように一対の第１滑車列および第２滑車列を設ける場合、同期用電動モータもそれ等の滑車列に対応してそれぞれ設けるようにしても良いが、ベルトおよびプーリや複数の噛合い歯車等から成る連動装置を介して両滑車列の第２定滑車を相互に機械的に連結し、単一の同期用電動モータで両滑車列の第２定滑車を回転駆動することもできる。
【００２６】
上記第１滑車列および第２滑車列の第１定滑車を同じ径寸法で構成すれば、負荷錘の重量の差がそのまま負荷トルクに対応するが、両滑車列の第１定滑車の径寸法は必ずしも同じである必要はなく、互いに相違していても良い。その場合は、その第１定滑車の径寸法の差および負荷錘の重量の差に応じた負荷トルクが第２回転軸に付与される。
【００２７】
第２発明、第４発明では、例えば(a) 第１滑車列および第２滑車列の第１定滑車は同軸上に一体的に設けられ、前記第２回転軸の回転に伴って互いに一体的に回転させられる一方、(b) それ等の第１滑車列および第２滑車列の第２定滑車および動滑車は前記第１定滑車を挟んで互いに反対側に配設され、その動滑車に取り付けられる負荷錘の重量の差に応じた負荷トルクを前記第２回転軸に付与するように構成される。但し、第１滑車列および第２滑車列を、第１定滑車を含めて別々に配設し、連動装置等を介してそれぞれ第２回転軸の回転に伴って第１定滑車が独立に回転させられるようにするとともに、各滑車列の動滑車に取り付けられる負荷錘によって第２回転軸に逆回転方向のトルクが作用させられるようにしても良い。
【００２８】
上記のように第１滑車列および第２滑車列の一対の第１定滑車を同軸上に一体的に配設する場合、それ等の第１定滑車を別々に構成して共通の回転軸に一体的に設けるようにしても良いが、共通の単一の第１定滑車を用いることも可能である。
【００２９】
駆動用電動モータと第１回転軸との間、或いは滑車列の第２定滑車と同期用電動モータとの間には、それぞれ必要に応じて減速装置を設けることが可能で、それ等の第１回転軸、第２定滑車を減速回転させたり、その減速でトルクが増幅されるため、駆動用電動モータ、同期用電動モータとしてトルクが小さい小型の電動モータを採用したりすることができる。
【００３０】
第１発明では、駆動用電動モータおよび同期用電動モータを用いて第１回転軸や第２定滑車を回転駆動するようになっているが、第３発明の実施に際しては、例えば駆動用電動モータを動力源として変速機構等を介して第２定滑車を回転駆動することもできるなど、種々の態様が可能である。
【００３１】
本発明は、第２回転軸側に滑車列が配設されて負荷トルクを付与するようになっており、第１回転軸を回転駆動する駆動用電動モータでその負荷トルクを受け止めることもできるが、前記特許文献２のように、第１回転軸側にも滑車列を配設して動滑車に釣合錘を取り付け、第２回転軸側の負荷錘と釣り合わせるようにしても良い。その場合にも、第２回転軸側の滑車列と同様に、動滑車や負荷錘の上下動が所定の範囲内に維持されるように、同期用電動モータで第２定滑車を回転駆動すれば良い。
【実施例】
【００３２】
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施例であるかみあい伝達誤差測定装置１０を説明する図で、(a) は平面図、(b) は(a) におけるＢ矢視図に相当する図で滑車列１２を示す正面図であり、歯車装置１４のかみあい伝達誤差を測定する場合である。歯車装置１４は、はすば歯車等の互いに噛み合わされた一対の平行軸歯車１６、１８を備えており、それ等の平行軸歯車１６、１８はそれぞれ第１回転軸２０、第２回転軸２２に一体的に取り付けられている。第１回転軸２０と第２回転軸２２との軸間距離は、一対の平行軸歯車１６、１８の中心距離に設定されており、平行軸歯車１６、１８はそれぞれ第１回転軸２０、第２回転軸２２に着脱可能に取り付けられるようになっている。また、第１回転軸２０および第２回転軸２２にはそれぞれロータリエンコーダ２４、２６が配設され、それ等の回転角を検出するようになっているとともに、第１回転軸２０には駆動用電動モータ２８が連結され、軸心まわりに回転駆動されるようになっている。
【００３３】
前記滑車列１２は、一定の高さ位置に配設された一対の第１定滑車３０および第２定滑車３２と、それ等の第１定滑車３０および第２定滑車３２の双方に両端部が連結された連結ワイヤ３４と、その連結ワイヤ３４に相対移動可能に引っ掛けられた上下動可能な動滑車３６とを備えており、第１定滑車３０は前記第２回転軸２２に連結されて一体的に回転させられるようになっている。そして、動滑車３６には所定の重量の負荷錘３８が吊り下げられ、この負荷錘３８の重量に対応する負荷トルクが連結ワイヤ３４、第１定滑車３０、第２回転軸２２を介して歯車装置１４に伝達され、一対の平行軸歯車１６、１８の噛合い部分に付与される。
【００３４】
連結ワイヤ３４は連結具に相当し、前記歯車装置１４のかみあい伝達誤差の測定に必要な回転数だけ前記駆動用電動モータ２８によって第１回転軸２０が回転駆動された場合に、第２回転軸２２と一体的に回転させられる第１定滑車３０の回転を許容する長さ寸法を備えている。例えば一対の平行軸歯車１６、１８の歯数が相違する場合には、１回転毎に互いに噛み合う噛合い歯が変化し、その１回転毎のかみあい伝達誤差パターンが相違するため、その総てのかみあい伝達誤差パターンを測定するためには、それ等の一対の平行軸歯車１６、１８の歯数を掛け算した回転数だけ第１回転軸２０を回転駆動する必要があり、その場合でも第２回転軸２２、更には第１定滑車３０の回転を許容するように、連結ワイヤ３４の長さ寸法は定められる。
【００３５】
この連結ワイヤ３４は、図１(b) に示すように動滑車３６を引っ掛けるのに必要な所定のたるみを有する状態で、予め第１定滑車３０または第２定滑車３２に巻き付けられる。これは、かみあい伝達誤差を測定する際の第１定滑車３０の回転方向に応じて適宜定められ、第１定滑車３０が図１(b) において左まわりに回転させられる場合は、予め第２定滑車３２に巻き付けておき、測定時にその第２定滑車３２から巻き戻されるとともに、第１定滑車３０に巻き取られるようにすれば良い。また、第１定滑車３０が図１(b) において右まわりに回転させられる場合は、予め第１定滑車３０に巻き付けておき、測定時にその第１定滑車３０から巻き戻されるとともに、第２定滑車３２に巻き取られるようにすれば良い。
【００３６】
第２定滑車３２には同期用電動モータ４０が連結されており、第２回転軸２２の回転に伴う第１定滑車３０の回転で連結ワイヤ３４が第１定滑車３０に巻き取られ、或いは第１定滑車３０から巻き戻されても、動滑車３６や負荷錘３８が略一定の高さ位置に保持されるように、その第１定滑車３０の回転に同期して第２定滑車３２を回転駆動することにより、連結ワイヤ３４を第２定滑車３２から巻き戻し或いは第２定滑車３２に巻き取るようになっている。同期用電動モータ４０は、マイクロコンピュータ等を有する図示しない制御装置により、例えば第１定滑車３０と一体的に回転させられる第２回転軸２２の回転を検出するロータリエンコーダ２６の検出値に基づいて、第２定滑車３２を第１定滑車３０に対して同期回転させるように制御されるが、第１回転軸２０を回転駆動する駆動用電動モータ２８に対する駆動信号（回転速度に対応する信号）および歯車装置１４のギヤ比などに基づいて制御することもできる。本実施例では第１定滑車３０および第２定滑車３２の径寸法が同じで、第２定滑車３２を第１定滑車３０と同じ速度で同じ方向へ回転駆動すれば良い。
【００３７】
そして、このようなかみあい伝達誤差測定装置１０においては、連結ワイヤ３４を第１定滑車３０または第２定滑車３２に巻き付けるとともに、動滑車３６に所定の重量の負荷錘３８を吊り下げて歯車装置１４に所定の負荷トルク（噛合トルク）を付与した状態で、駆動用電動モータ２８により第１回転軸２０を例えば１ｒｐｍ以下の非常にゆっくりした回転速度で連続回転させ、ロータリエンコーダ２４、２６により第１回転軸２０および第２回転軸２２の回転角をそれぞれ検出することにより、かみあい伝達誤差を測定することができる。駆動用電動モータ２８により第１回転軸２０を微量ずつ間欠回転させながら、静止状態でロータリエンコーダ２４、２６により第１回転軸２０および第２回転軸２２の回転角を検出してかみあい伝達誤差を測定することも可能である。
【００３８】
ここで、本実施例では動滑車３６に吊り下げた負荷錘３８によって負荷トルクが付与されるため、その負荷錘３８の重量によって定まる一定の負荷トルクを安定して付与することが可能で、かみあい伝達誤差を高い精度で測定することができる。
【００３９】
また、第２回転軸２２の回転に伴う第１定滑車３０の回転で連結ワイヤ３４がその第１定滑車３０に巻き取られ或いは第１定滑車３０から巻き戻されても、動滑車３６や負荷錘３８が略一定の高さ位置に保持されるように、同期用電動モータ４０により第２定滑車３２が第１定滑車３０の回転に同期して回転駆動されるため、動滑車３６や負荷錘３８を略一定の高さ位置に保持しつつ第１回転軸２０を何回転もさせてかみあい伝達誤差を連続測定することができる。すなわち、連結ワイヤ３４の長さ寸法を適当に設定して第１定滑車３０或いは第２定滑車３２に巻き付けておくことにより、例えば歯車装置１４の総てのかみあい伝達誤差パターンを連続測定することができるのである。
【００４０】
その場合に、同期用電動モータ４０により第２定滑車３２を同期回転させても、動滑車３６や負荷錘３８が僅かに上下動することは避けられず、第１回転軸２０を連続回転させてかみあい伝達誤差を測定する場合には、それ等の上下動によって負荷トルクが変化する恐れがあるが、本実施例では第１回転軸２０を１ｒｐｍ以下の非常にゆっくりした回転速度で回転駆動するため、動滑車３６や負荷錘３８の上下動による慣性の影響で負荷トルクが変化することを略完全に排除でき、かみあい伝達誤差を高い精度で連続測定することができる。
【００４１】
また、第１回転軸２０を何回転もさせてかみあい伝達誤差を連続測定する場合でも、動滑車３６や負荷錘３８が略一定の高さ位置に保持されるため、負荷錘３８により一定の負荷トルクを安定して付与できるとともに連続測定が可能なかみあい伝達誤差測定装置１０をコンパクトに構成できる。
【００４２】
また、同期用電動モータ４０により第２定滑車３２を回転駆動するようになっているため、例えば駆動用電動モータ２８を動力源として変速機構等を介して第２定滑車３２を回転駆動する場合に比較して、ギヤ比が異なる種々の歯車装置１４のかみあい伝達誤差を測定する場合でも、第２定滑車３２を第１定滑車３０に対して容易に同期回転させることができる。
【００４３】
次に、本発明の他の実施例を説明する。なお、以下の実施例において前記実施例と実質的に共通する部分には同一の符号を付して詳しい説明を省略する。
【００４４】
図２のかみあい伝達誤差測定装置５０は、第１実施例のかみあい伝達誤差測定装置１０に比較して、駆動用電動モータ２８および同期用電動モータ４０にそれぞれ減速装置５２、５４が設けられており、それ等の電動モータ２８、４０を制御精度が高い通常の回転速度範囲内で回転駆動しつつ、第１回転軸２０や第２定滑車３２を１ｒｐｍ以下のゆっくりした速度で回転させることができる。また、減速装置５２、５４によって減速されることによりトルクが増幅されるため、負荷錘３８によって大きな負荷トルクを付与する場合でも、駆動用電動モータ２８、同期用電動モータ４０として小型の電動モータを採用できる。図２の(a) 、(b) は、それぞれ図１の(a) 、(b) に相当する。以下の図３〜図１２においても、各図の(a) 、(b) はそれぞれ図１の(a) 、(b) に相当する。
【００４５】
図３のかみあい伝達誤差測定装置６０は、第１実施例のかみあい伝達誤差測定装置１０に比較して、滑車列１２を第２回転軸２２の軸心に対して直角な方向へ平行移動させた場合で、ベルトおよびプーリや複数の噛合い歯車等から成る連動装置６２を介して第２回転軸２２と滑車列１２の第１定滑車３０とを連結し、第２回転軸２２の回転に伴って機械的に第１定滑車３０が回転させられるようになっている。このように連動装置６２が設けられることにより、滑車列１２や第２回転軸２２の配設位置の自由度が高くなり、例えば第２回転軸２２を第１定滑車３０の軸心を中心とする円弧に沿って平行移動可能とすることにより、連動装置６２による連結状態を維持したまま第１回転軸２０と第２回転軸２２との軸間距離を変更することが可能で、平行軸歯車１６、１８の大きさすなわち中心距離が異なる種々の歯車装置１４のかみあい伝達誤差を容易に測定できるようになる。
【００４６】
図４のかみあい伝達誤差測定装置７０は、傘歯車やハイポイドギヤのように一対の噛合い歯車７２、７４の軸心が直角に交差したり食い違っていたりする歯車装置７６のかみあい伝達誤差を測定するためのもので、それ等の歯車７２、７４の軸心に応じて第１回転軸２０および第２回転軸２２が所定の角度で交差或いは食い違うように配設されている。第２回転軸２２や滑車列１２、同期用電動モータ４０を、例えば図４(a) の紙面に対して垂直で且つ第１回転軸２０に対して直交する回動中心まわりに回動可能な回転テーブル等に配設すれば、傘歯車等の交差軸歯車に容易に対応できる。また、その回転テーブル上に、更に図４(a) の紙面に対して垂直な上下方向へ移動させられる上下テーブルを設け、その上下テーブルに第２回転軸２２等を配設するようにすれば、ハイポイドギヤ等の食い違い軸歯車にも容易に対応できる。
【００４７】
図５のかみあい伝達誤差測定装置８０は、差動歯車装置８２を含む複数の歯車が噛み合わされた車両用変速装置等の歯車装置８４のかみあい伝達誤差を測定するためのもので、前記第２回転軸２２は入力軸８６に連結される一方、前記第１回転軸２０は差動歯車装置８２の一方の出力軸（サイドシャフト）に連結される。また、差動歯車装置８２の他方の出力軸（サイドシャフト）には第３回転軸９０が連結され、駆動用電動モータ９２によって軸心まわりに回転駆動されるとともに、ロータリエンコーダ９４により回転角が検出されるようになっている。そして、この駆動用電動モータ９２は、差動歯車装置８２の一対の出力軸を一体回転させるように駆動用電動モータ２８と同期して制御され、例えばロータリエンコーダ２４、９４によって検出される両側の出力軸の回転角の平均値を用いて、ロータリエンコーダ２６によって検出される入力軸８６の回転角と比較することにより、歯車装置８４の全体のかみあい伝達誤差を測定することができる。また、周波数分析等でノイズを除去すれば、ロータリエンコーダ２４によって検出される一方の出力軸の回転角とロータリエンコーダ２６によって検出される入力軸８６の回転角とを比較して、その一方の出力軸と入力軸８６との間のかみあい伝達誤差を測定したり、ロータリエンコーダ９４によって検出される他方の出力軸の回転角とロータリエンコーダ２６によって検出される入力軸８６の回転角とを比較して、その他方の出力軸と入力軸８６との間のかみあい伝達誤差を測定したりすることも可能である。第３回転軸９０は、請求項１および請求項３の第１回転軸に相当する。
【００４８】
なお、差動歯車装置８２の一対の出力軸が一体的に回転するように、連結装置等を介して機械的に連結すれば、上記第３回転軸９０や駆動用電動モータ９２、ロータリエンコーダ９４を省略することができる。また、このように一対の出力軸を機械的に連結した場合には、その出力軸側に第２回転軸２２や滑車列１２、同期用電動モータ４０等を配設して負荷錘３８により負荷トルクを付与する一方、入力軸８６側に第１回転軸２０や駆動用電動モータ２８を配設して回転駆動することにより、かみあい伝達誤差測定を行うこともできる。
【００４９】
図６のかみあい伝達誤差測定装置１００は、第２回転軸２２を挟んで互いに反対側に第１滑車例１０２および第２滑車列１０４が配設されている場合である。これ等の第１滑車列１０２および第２滑車列１０４は、前記滑車列１２と同様に構成されており、それぞれ第１定滑車１０６、１０８、第２定滑車１１０、１１２、連結具としての連結ワイヤ１１４、１１６、および動滑車１１８、１２０を備えているとともに、第１定滑車１０６、１０８は何れも第２回転軸２２に取り付けられて互いに一体的に回転させられるようになっている。そして、第１滑車列１０２の第２定滑車１１０および動滑車１１８と、第２滑車列１０４の第２定滑車１１２および動滑車１２０は、第１定滑車１０６、１０８を挟んで互いに反対側に配設されており、その動滑車１１８、１２０に吊り下げられる負荷錘１２２、１２４により第２回転軸２２には互いに逆回転方向のトルクが作用させられ、その負荷錘１２２、１２４の重量の差に応じた負荷トルクが第２回転軸２２に付与される。本実施例では、第１定滑車１０６および１０８の径寸法は同じであり、負荷錘１２２、１２４の重量の差がそのまま負荷トルクに対応する。
【００５０】
また、第２回転軸２２の回転に伴って連結ワイヤ１１４、１１６の一方は第１定滑車１０６または１０８から巻き戻され、他方は第１定滑車１０６または１０８に巻き取られるが、その巻き戻しや巻き取りに拘らず動滑車１１８、１２０や負荷錘１２２、１２４が略一定の高さ位置に保持されるように、その第１定滑車１０６、１０８の回転に同期して第２定滑車１１０、１１２がそれぞれ同期用電動モータ１２６、１２８によって回転駆動され、連結ワイヤ１１４、１１６の何れか一方は第２定滑車１１０または１１２から巻き戻され、他方は第２定滑車１１０または１１２に巻き取られるようになっている。
【００５１】
この場合には、両側の負荷錘１２２、１２４を変更するだけで負荷トルクを反対向き（逆回転方向）に付与することが可能で、例えば駆動状態と被駆動状態、或いは正回転駆動と逆回転駆動などのように反対側の歯面が接触する動力伝達によるかみあい伝達誤差を容易に測定することができる。また、このように一対の負荷錘１２２、１２４の重量の差で負荷トルクを付与することから、微小な負荷トルクを高い精度で付与することが可能で、かみあい伝達誤差の測定精度を一層向上させることができるとともに、摺動抵抗等の各部の回転抵抗を相殺するように負荷トルクを付与することにより、実質的に負荷０におけるかみあい伝達誤差を測定することもできる。すなわち、図６(b) において、第１定滑車１０６、１０８が例えば右まわりに回転させられる場合に、その回転抵抗に相当するトルクが右まわりに付与されるように両側の負荷錘１２２、１２４の重量を設定すれば、負荷０で歯車装置１４を噛合い回転させることができる。
【００５２】
図７のかみあい伝達誤差測定装置１３０は、図６のかみあい伝達誤差測定装置１００に対して前記図２のかみあい伝達誤差測定装置５０のように減速装置５２、１３２、１３４を設けた場合であり、駆動用電動モータ２８や同期用電動モータ１２６、１２８を制御精度が高い通常の回転速度範囲内で回転駆動しつつ、第１回転軸２０や第２定滑車１１０、１１２を１ｒｐｍ以下のゆっくりした速度で回転させることができる。また、減速装置５２、１３２、１３４によって減速されることによりトルクが増幅されるため、負荷錘１２２、１２４によって大きな負荷トルクを付与する場合でも、駆動用電動モータ２８、同期用電動モータ１２６、１２８として小型の電動モータを採用できる。
【００５３】
図８のかみあい伝達誤差測定装置１４０は、図６のかみあい伝達誤差測定装置１００において、前記図３のかみあい伝達誤差測定装置６０のように第１滑車列１０２および第２滑車列１０４を一体的に第２回転軸２２の軸心に対して直角な方向へ平行移動させるとともに、連動装置６２を介して第２回転軸２２と第１定滑車１０６および１０８とを機械的に連結した場合である。第１定滑車１０６および１０８は、それぞれ別個に構成されているが、共通の回転軸１４２に取り付けられて互いに一体的に回転させられるようになっている。このように連動装置６２が設けられることにより、第１滑車列１０２、第２滑車列１０４や第２回転軸２２の配設位置の自由度が高くなり、例えば第２回転軸２２を回転軸１４２の軸心を中心とする円弧に沿って平行移動可能とすることにより、連動装置６２による連結状態を維持したまま第１回転軸２０と第２回転軸２２との軸間距離を変更することが可能で、平行軸歯車１６、１８の大きさすなわち中心距離が異なる種々の歯車装置１４のかみあい伝達誤差を容易に測定できるようになる。
【００５４】
図９のかみあい伝達誤差測定装置１５０は、図６のかみあい伝達誤差測定装置１００において、前記図４のかみあい伝達誤差測定装置７０のように一対の噛合い歯車７２、７４の軸心が直角に交差したり食い違っていたりする歯車装置７６のかみあい伝達誤差を測定できるようにした場合である。本実施例においても、第２回転軸２２や滑車列１０２、１０４、同期用電動モータ１２６、１２８を、例えば図９(a) の紙面に対して垂直で且つ第１回転軸２０に対して直交する回動中心まわりに回動可能な回転テーブル等に配設すれば、傘歯車等の交差軸歯車に容易に対応できる。また、その回転テーブル上に、更に図９(a) の紙面に対して垂直な上下方向へ移動させられる上下テーブルを設け、その上下テーブルに第２回転軸２２等を配設するようにすれば、ハイポイドギヤ等の食い違い軸歯車にも容易に対応できる。
【００５５】
図１０のかみあい伝達誤差測定装置１６０は、図６のかみあい伝達誤差測定装置１００において、前記図５のかみあい伝達誤差測定装置８０のように差動歯車装置８２を含む車両用変速装置等の歯車装置８４のかみあい伝達誤差を測定できるようにした場合で、差動歯車装置８２の他方の出力軸を回転駆動したり回転角を検出したりするために第３回転軸９０、駆動用電動モータ９２、およびロータリエンコーダ９４が設けられる。
【００５６】
図１１のかみあい伝達誤差測定装置１７０は、図６のかみあい伝達誤差測定装置１００において第２滑車列１０４側の同期用電動モータ１２８を省略し、ベルトおよびプーリや複数の噛合い歯車等から成る連動装置１７２を介して両滑車列１０２、１０４の第２定滑車１１０と１１２とを機械的に連結することにより、単一の同期用電動モータ１２６によりそれ等の第２定滑車１１０および１１２が共に回転駆動されるようになっている。第２定滑車１１０および１１２の回転方向は同じで、回転速度は径寸法に応じて定められるが、本実施例では第２定滑車１１０および１１２、第１定滑車１０６および１０８の径寸法は何れも等しく、回転速度も同じで良い。したがって、連動装置１７２は、第２定滑車１１０および１１２が同じ回転方向へ同じ速度で回転するように設けられれば良い。
【００５７】
図１２のかみあい伝達誤差測定装置１８０は、第１実施例のかみあい伝達誤差測定装置１０において、第１回転軸２０側にも滑車列１８２を配設して釣合錘１８４を吊り下げ、第２回転軸２２側の負荷錘３８と釣り合わせるようにしたものである。滑車列１８２は、前記滑車列１２と同様に第１定滑車１８６、第２定滑車１８８、連結具としての連結ワイヤ１９０、および動滑車１９２を備えており、動滑車１９２に釣合錘１８４が吊り下げられるとともに、第１定滑車１８６は第１回転軸２０に取り付けられて一体的に回転させられるようになっている。そして、第１回転軸２０の回転に伴って連結ワイヤ１９０は第１定滑車１８６から巻き戻され、或いは第１定滑車１８６に巻き取られるが、その巻き戻しや巻き取りに拘らず動滑車１９２や釣合錘１８４が略一定の高さ位置に保持されるように、その第１定滑車１８６の回転に同期して第２定滑車１８８が同期用電動モータ１９４によって回転駆動され、連結ワイヤ１９０が第２定滑車１８８から巻き戻され、或いは第２定滑車１８８に巻き取られるようになっている。図１２の(c) は、図１２の(a) におけるＣ矢視図に相当する図で、滑車列１８２を示す正面図である。
【００５８】
この場合には、駆動用電動モータ２８に負荷錘３８の負荷が殆ど作用しないようにできるため、駆動用電動モータ２８は単に第１回転軸２０を回転させるだけで良く、大きな負荷トルクを付与してかみあい伝達誤差を測定する場合でも第１回転軸２０を一定の回転速度で安定して回転駆動できるとともに、駆動用電動モータ２８として小型で安価な電動モータを採用できる。
【００５９】
なお、この第１回転軸２０側にも、前記図６の第１滑車列１０２、第２滑車列１０４のように一対の滑車列を設けて、互いに逆回転方向にトルクが作用する一対の釣合錘を吊り下げるようにすることが可能である。
【００６０】
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、これ等はあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の一実施例であるかみあい伝達誤差測定装置を説明する概略図で、(a) は平面図、(b) は(a) におけるＢ矢視図に相当する滑車列の正面図である。
【図２】本発明の他の実施例を説明する図で、各電動モータに減速装置を設けた場合であり、(a) は平面図、(b) は(a) におけるＢ矢視図に相当する滑車列の正面図である。
【図３】本発明の更に別の実施例を説明する図で、連動装置を介して滑車列を接続した場合であり、(a) は平面図、(b) は(a) におけるＢ矢視図に相当する滑車列の正面図である。
【図４】本発明の更に別の実施例を説明する図で、交差軸歯車や食い違い軸歯車のかみあい伝達誤差を測定する場合であり、(a) は平面図、(b) は(a) におけるＢ矢視図に相当する滑車列の正面図である。
【図５】本発明の更に別の実施例を説明する図で、車両用変速機等の差動歯車装置を有する歯車装置のかみあい伝達誤差を測定する場合であり、(a) は平面図、(b) は(a) におけるＢ矢視図に相当する滑車列の正面図である。
【図６】本発明の更に別の実施例を説明する図で、第２回転軸の両側に滑車列が設けられて負荷錘の差に相当する負荷トルクが付与される場合であり、(a) は平面図、(b) は(a) におけるＢ矢視図に相当する滑車列の正面図である。
【図７】本発明の更に別の実施例を説明する図で、図６の実施例の各電動モータに減速装置を設けた場合であり、(a) は平面図、(b) は(a) におけるＢ矢視図に相当する滑車列の正面図である。
【図８】本発明の更に別の実施例を説明する図で、図６の実施例において連動装置を介して滑車列を接続した場合であり、(a) は平面図、(b) は(a) におけるＢ矢視図に相当する滑車列の正面図である。
【図９】本発明の更に別の実施例を説明する図で、図６の実施例において交差軸歯車や食い違い軸歯車のかみあい伝達誤差を測定する場合であり、(a) は平面図、(b) は(a) におけるＢ矢視図に相当する滑車列の正面図である。
【図１０】本発明の更に別の実施例を説明する図で、図６の実施例において車両用変速機等の差動歯車装置を有する歯車装置のかみあい伝達誤差を測定する場合であり、(a) は平面図、(b) は(a) におけるＢ矢視図に相当する滑車列の正面図である。
【図１１】本発明の更に別の実施例を説明する図で、図６の実施例において両滑車列の第２定滑車を連動装置で機械的に連結した場合であり、(a) は平面図、(b) は(a) におけるＢ矢視図に相当する滑車列の正面図である。
【図１２】本発明の更に別の実施例を説明する図で、図１の実施例において第１回転軸側にも滑車列を設けて釣合錘により第２回転軸側の負荷錘と釣り合わせるようにした場合であり、(a) は平面図、(b) は(a) におけるＢ矢視図に相当する滑車列の正面図、(c) は(a) におけるＣ矢視図に相当する滑車列の正面図である。
【符号の説明】
【００６２】
１０、５０、６０、７０、８０、１００、１３０、１４０、１５０、１６０、１７０、１８０：かみあい伝達誤差測定装置 １２：滑車列 １４、７６、８４：歯車装置 ２０：第１回転軸 ２２：第２回転軸 ２４、２６、９４：ロータリエンコーダ ２８、９２：駆動用電動モータ ３０、１０６、１０８：第１定滑車 ３２、１１０、１１２：第２定滑車 ３４、１１４、１１６：連結ワイヤ（連結具） ３６、１１８、１２０：動滑車 ３８、１２２、１２４：負荷錘 ４０、１２６、１２８：同期用電動モータ ９０：第３回転軸（第１回転軸） １０２：第１滑車列 １０４：第２滑車列
【技術分野】
【０００１】
本発明はかみあい伝達誤差の測定装置および測定方法に係り、特に、負荷錘で負荷トルクを付与する場合に装置をコンパクトに維持しつつかみあい伝達誤差を連続測定できる回転数を大幅に増大させる技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
互いに噛み合う複数の歯車を有する歯車装置を介して連結された第１回転軸および第２回転軸に所定の負荷トルクを付与した状態で、その第１回転軸を回転駆動して前記歯車装置を噛合い回転させるとともに、第１回転軸および第２回転軸の回転角をそれぞれロータリエンコーダにより検出して歯車装置のかみあい伝達誤差を測定する装置が知られている。特許文献１に記載の装置はその一例で、負荷用電動モータで第２回転軸に負荷トルクを付与しつつ、駆動用電動モータで第１回転軸を回転駆動してかみあい伝達誤差を測定するようになっており、負荷トルクを付与する負荷用電動モータが起こす回転変動の測定値への影響を排除するために流体継手や慣性体が設けられている。
【０００３】
一方、このように流体継手や慣性体が設けられると、その背反として負荷トルクに変動が生じてしまうことから、負荷錘の重力で負荷トルクを付与することが提案されている。特許文献２に記載の装置はその一例で、第１回転軸や第２回転軸に一体的に設けられた回転体に負荷錘を吊り下げて負荷トルクを付与するようになっており、このようにすれば一定の負荷トルクを安定して付与することができる。
【０００４】
なお、「かみあい伝達誤差」は、互いに噛み合う一対の歯車等の歯車装置を介して連結された第１回転軸および第２回転軸が、ギヤ比等に応じて相対回転させられる際に、歯面の形状誤差や歯のたわみなどに起因して生じる相互の回転角のずれであり、互いに噛み合う歯が異なれば相違するとともに、負荷トルクによっても変化する。
【特許文献１】特開平６−７４８６８号公報
【特許文献２】特開平７−１２０３５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このように負荷錘を吊り下げて負荷トルクを付与する場合には、第１回転軸や第２回転軸の回転に伴って負荷錘が上昇或いは下降するため、歯車装置を何回転もさせてかみあい伝達誤差を連続測定することができないという問題があった。すなわち、例えば歯数が５０と５３の一対の歯車から成る歯車装置の場合、１回転当たりのかみあい伝達誤差パターンは５０×５３＝２６５９通りあり、その総てのかみあい伝達誤差パターンを測定するためには２６５０回転させる必要があるが、負荷錘を付け替えることなく連続して測定するためには装置が極めて大型になり、実質的に不可能である。特に、大きな負荷トルクを付与するためには、負荷錘を吊るす回転体の径寸法を大きくする必要があり、１回転当たりの負荷錘の上下動が一層大きくなって、装置が一層大型になるとともに、連続測定可能な回転数が少なくなる。
【０００６】
本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、負荷錘で負荷トルクを付与しつつ歯車装置を回転させてかみあい伝達誤差を測定する場合に、装置をコンパクトに維持しつつ連続測定できる回転数を大幅に増大させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
かかる目的を達成するために、第１発明は、互いに噛み合う複数の歯車を有する歯車装置を介して連結された第１回転軸および第２回転軸に所定の負荷トルクを付与した状態で、その第１回転軸を回転駆動して前記歯車装置を噛合い回転させるとともに、第１回転軸および第２回転軸の回転角をそれぞれロータリエンコーダにより検出してその歯車装置のかみあい伝達誤差を測定する装置であって、(a) 前記第１回転軸を回転駆動する駆動用電動モータと、(b) 一対の第１定滑車および第２定滑車と、それ等の第１定滑車および第２定滑車の双方に連結されるとともに何れか一方に所定長さだけ巻き付けられた連結具と、その連結具に相対移動可能に引っ掛けられた動滑車とを有し、その第１定滑車が前記第２回転軸の回転に伴って機械的に回転させられる滑車列と、(c) 前記動滑車に取り付けられ、重力により前記連結具および前記第１定滑車を介して前記第２回転軸に前記負荷トルクを付与する負荷錘と、(d) 前記第２回転軸の回転に伴う前記第１定滑車の回転で、前記連結具がその第１定滑車に巻き取られ或いは第１定滑車から巻き戻されても、前記動滑車の上下動が所定の範囲内に維持されるように、その第１定滑車の回転に同期して前記第２定滑車を回転駆動することによりその連結具をその第２定滑車から巻き戻し或いは第２定滑車に巻き取る同期用電動モータと、を有することを特徴とする。
【０００８】
第２発明は、第１発明のかみあい伝達誤差の測定装置において、(a) 前記滑車列は、それぞれ前記第１定滑車、第２定滑車、連結具、および動滑車を有する第１滑車列および第２滑車列を備えており、(b) それ等の第１滑車列および第２滑車列の動滑車にそれぞれ取り付けられる負荷錘により前記第２回転軸には互いに逆回転方向のトルクが作用し、両負荷錘の重量の差に応じた負荷トルクが付与されることを特徴とする。
【０００９】
第３発明は、互いに噛み合う複数の歯車を有する歯車装置を介して連結された第１回転軸および第２回転軸に所定の負荷トルクを付与した状態で、その第１回転軸を回転駆動して前記歯車装置を噛合い回転させるとともに、第１回転軸および第２回転軸の回転角をそれぞれロータリエンコーダにより検出してその歯車装置のかみあい伝達誤差を測定する方法であって、(a) 一対の第１定滑車および第２定滑車と、それ等の第１定滑車および第２定滑車の双方に連結されるとともに何れか一方に所定長さだけ巻き付けられた連結具と、その連結具に相対移動可能に引っ掛けられた動滑車とを有し、その第１定滑車が前記第２回転軸の回転に伴って機械的に回転させられる滑車列を備えており、(b) 前記動滑車に負荷錘を取り付け、その負荷錘の重力により前記第２回転軸に前記負荷トルクを付与しつつ、前記第１回転軸を回転駆動して前記歯車装置を噛合い回転させる一方、(c) 前記第２回転軸の回転に伴う前記第１定滑車の回転で、前記連結具がその第１定滑車に巻き取られ或いは第１定滑車から巻き戻されても、前記動滑車の上下動が所定の範囲内に維持されるように、その第１定滑車の回転に同期して前記第２定滑車を回転駆動することによりその連結具をその第２定滑車から巻き戻し或いは第２定滑車に巻き取ることを特徴とする。
【００１０】
第４発明は、第３発明のかみあい伝達誤差の測定方法において、(a) 前記滑車列は、それぞれ前記第１定滑車、第２定滑車、連結具、および動滑車を有する第１滑車列および第２滑車列を備えており、(b) それ等の第１滑車列および第２滑車列の動滑車にそれぞれ取り付けられる負荷錘により前記第２回転軸には互いに逆回転方向のトルクが作用し、両負荷錘の重量の差に応じた負荷トルクが付与されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
第１発明のかみあい伝達誤差の測定装置においては、第１定滑車、第２定滑車、連結具、および動滑車を有する滑車列が設けられ、その動滑車に取り付けられる負荷錘によって第２回転軸に負荷トルクが付与されるようになっているため、その負荷錘の重量によって定まる一定の負荷トルクを安定して付与することが可能で、駆動用電動モータにより第１回転軸を回転駆動することによりかみあい伝達誤差を高い精度で測定することができる。
【００１２】
また、第２回転軸の回転に伴う第１定滑車の回転で連結具がその第１定滑車に巻き取られ或いは第１定滑車から巻き戻されても、動滑車の上下動が所定の範囲内に維持されるように、同期用電動モータにより第１定滑車の回転に同期して第２定滑車を回転駆動するため、動滑車や負荷錘を所定の高さ位置に保持しつつ第１回転軸を何回転もさせてかみあい伝達誤差を連続測定することが可能で、連結具の長さ寸法を適当に設定して第１定滑車或いは第２定滑車に巻き付けておくことにより、例えば歯車装置の総てのかみあい伝達誤差パターンを連続測定することができるとともに、そのような装置をコンパクトに構成できる。
【００１３】
ここで、第１回転軸を所定の回転角ずつ間欠回転させながら静止状態でかみあい伝達誤差を間欠的に測定する（これも一種の連続測定）こともできるが、連続回転させながらかみあい伝達誤差を連続測定することも可能である。連続回転させて測定する場合、動滑車や負荷錘の上下動を完全に防止することはできないため、厳密にはそれ等の慣性で負荷トルクが変動するが、例えば１ｒｐｍ以下、或いは２〜３ｒｐｍ程度以下の非常にゆっくりした回転速度で回転駆動すれば、動滑車や負荷錘の上下動による慣性の影響が殆ど生じないようにすることができる。
【００１４】
また、同期用電動モータにより第２定滑車を回転駆動するようになっているため、マイクロコンピュータ等を有する制御装置により第２定滑車の回転速度を容易に制御することが可能で、例えば駆動用電動モータを動力源として変速機構等を介して第２定滑車を回転駆動する場合に比較して、ギヤ比が異なる種々の歯車装置のかみあい伝達誤差を測定する場合でも、第２定滑車を第１定滑車に対して容易に同期回転させることができる。
【００１５】
第２発明では、第１滑車列および第２滑車列を有するとともに、それ等の動滑車にそれぞれ取り付けられる負荷錘の重量の差に応じた負荷トルクが第２回転軸に付与されるようになっているため、その負荷錘を変更するだけで負荷トルクを反対向き（逆回転方向）に付与することが可能で、例えば駆動状態と被駆動状態、或いは正回転駆動と逆回転駆動などのように反対側の歯面が接触する動力伝達によるかみあい伝達誤差を容易に測定することができる。また、このように一対の負荷錘の重量の差に応じた負荷トルクが付与されることから、微小な負荷トルクを高い精度で付与することが可能で、かみあい伝達誤差の測定精度を一層向上させることができるとともに、摺動抵抗等の各部の回転抵抗を相殺するように負荷トルクを付与することにより、実質的に負荷０におけるかみあい伝達誤差を測定することもできる。
【００１６】
第３発明、第４発明のかみあい伝達誤差の測定方法においても、実質的に第１発明、第２発明と同様の作用効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明は、歯の噛み合い状態を解析するものであるため、例えば歯車の１ピッチ分だけ噛合い回転させてかみあい伝達誤差を測定するだけでも良く、必ずしも１回転させる必要はないが、１回転させれば全ての噛合い歯のかみあい伝達誤差を解析することができる。また、互いに噛み合う一対の歯車の歯数が相違する場合には、１回転毎に互いに噛み合う噛合い歯が変化するため、その１回転毎のかみあい伝達誤差パターンが相違し、そのかみあい伝達誤差パターンを総て測定する場合には、例えば一対の歯車の歯数を掛け算した回転数だけ回転させてかみあい伝達誤差を測定すれば良い。
【００１８】
総てのかみあい伝達誤差パターンを連続測定する場合には、前記連結具は、その総てのかみあい伝達誤差パターンを測定するのに必要な回転数だけ第１回転軸を回転駆動した場合に、前記第２回転軸の回転に伴う前記第１定滑車の回転を許容する長さ寸法を有して構成され、予め第１定滑車または第２定滑車に巻き付けておけば良い。
【００１９】
かみあい伝達誤差を測定する際の第１回転軸および第２回転軸の回転方向は適宜定められ、上記連結具が第２定滑車から巻き戻されて第１定滑車に巻き取られる場合でも、第１定滑車から巻き戻されて第２定滑車に巻き取られる場合でも良い。
【００２０】
同期用電動モータは、例えば動滑車が略一定の高さ位置に保持されるように第２定滑車を回転駆動することが望ましいが、装置により許容される所定範囲内で動滑車が上昇または下降させられても良い。
【００２１】
同期用電動モータは、第１定滑車の回転に同期して第２定滑車を回転駆動するものであるが、必ずしも第１定滑車の回転を検出して制御する必要はなく、第２回転軸や第１回転軸の回転、或いは駆動用電動モータの駆動信号など、第１定滑車の回転に対して一定の対応関係を有する種々の物理量に基づいて制御することが可能である。
【００２２】
この同期用電動モータは、第１定滑車および第２定滑車の径寸法が同じであれば、第２定滑車を第１定滑車と同じ速度で回転させれば良いが、それ等の径寸法が異なる場合には、その径寸法の相違に応じて定められる所定の回転速度で第２定滑車を回転させるように構成される。
【００２３】
かみあい伝達誤差を測定すべき歯車装置は、第１回転軸および第２回転軸にそれぞれ取り付けられるとともに互いに噛み合わされた一対の歯車であっても良いが、互いに噛み合う２対以上の歯車や遊星歯車装置、或いは傘歯車式の差動歯車装置等を有するものでも良く、例えば車両用の変速装置など種々の歯車装置のかみあい伝達誤差測定に本発明は適用できる。
【００２４】
滑車列の連結具は、第１定滑車および第２定滑車に対して巻回可能な可撓性を有するもので、紐状のワイヤや帯状の金属ベルトなどが好適に用いられる。ベルトを用いる場合には、定滑車に何回転も巻き付けると径寸法が変化するため、その径寸法の変化を考慮して同期用電動モータによる第２定滑車の回転速度制御が行われるようにすることが望ましい。
【００２５】
第２発明、第４発明のように一対の第１滑車列および第２滑車列を設ける場合、同期用電動モータもそれ等の滑車列に対応してそれぞれ設けるようにしても良いが、ベルトおよびプーリや複数の噛合い歯車等から成る連動装置を介して両滑車列の第２定滑車を相互に機械的に連結し、単一の同期用電動モータで両滑車列の第２定滑車を回転駆動することもできる。
【００２６】
上記第１滑車列および第２滑車列の第１定滑車を同じ径寸法で構成すれば、負荷錘の重量の差がそのまま負荷トルクに対応するが、両滑車列の第１定滑車の径寸法は必ずしも同じである必要はなく、互いに相違していても良い。その場合は、その第１定滑車の径寸法の差および負荷錘の重量の差に応じた負荷トルクが第２回転軸に付与される。
【００２７】
第２発明、第４発明では、例えば(a) 第１滑車列および第２滑車列の第１定滑車は同軸上に一体的に設けられ、前記第２回転軸の回転に伴って互いに一体的に回転させられる一方、(b) それ等の第１滑車列および第２滑車列の第２定滑車および動滑車は前記第１定滑車を挟んで互いに反対側に配設され、その動滑車に取り付けられる負荷錘の重量の差に応じた負荷トルクを前記第２回転軸に付与するように構成される。但し、第１滑車列および第２滑車列を、第１定滑車を含めて別々に配設し、連動装置等を介してそれぞれ第２回転軸の回転に伴って第１定滑車が独立に回転させられるようにするとともに、各滑車列の動滑車に取り付けられる負荷錘によって第２回転軸に逆回転方向のトルクが作用させられるようにしても良い。
【００２８】
上記のように第１滑車列および第２滑車列の一対の第１定滑車を同軸上に一体的に配設する場合、それ等の第１定滑車を別々に構成して共通の回転軸に一体的に設けるようにしても良いが、共通の単一の第１定滑車を用いることも可能である。
【００２９】
駆動用電動モータと第１回転軸との間、或いは滑車列の第２定滑車と同期用電動モータとの間には、それぞれ必要に応じて減速装置を設けることが可能で、それ等の第１回転軸、第２定滑車を減速回転させたり、その減速でトルクが増幅されるため、駆動用電動モータ、同期用電動モータとしてトルクが小さい小型の電動モータを採用したりすることができる。
【００３０】
第１発明では、駆動用電動モータおよび同期用電動モータを用いて第１回転軸や第２定滑車を回転駆動するようになっているが、第３発明の実施に際しては、例えば駆動用電動モータを動力源として変速機構等を介して第２定滑車を回転駆動することもできるなど、種々の態様が可能である。
【００３１】
本発明は、第２回転軸側に滑車列が配設されて負荷トルクを付与するようになっており、第１回転軸を回転駆動する駆動用電動モータでその負荷トルクを受け止めることもできるが、前記特許文献２のように、第１回転軸側にも滑車列を配設して動滑車に釣合錘を取り付け、第２回転軸側の負荷錘と釣り合わせるようにしても良い。その場合にも、第２回転軸側の滑車列と同様に、動滑車や負荷錘の上下動が所定の範囲内に維持されるように、同期用電動モータで第２定滑車を回転駆動すれば良い。
【実施例】
【００３２】
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施例であるかみあい伝達誤差測定装置１０を説明する図で、(a) は平面図、(b) は(a) におけるＢ矢視図に相当する図で滑車列１２を示す正面図であり、歯車装置１４のかみあい伝達誤差を測定する場合である。歯車装置１４は、はすば歯車等の互いに噛み合わされた一対の平行軸歯車１６、１８を備えており、それ等の平行軸歯車１６、１８はそれぞれ第１回転軸２０、第２回転軸２２に一体的に取り付けられている。第１回転軸２０と第２回転軸２２との軸間距離は、一対の平行軸歯車１６、１８の中心距離に設定されており、平行軸歯車１６、１８はそれぞれ第１回転軸２０、第２回転軸２２に着脱可能に取り付けられるようになっている。また、第１回転軸２０および第２回転軸２２にはそれぞれロータリエンコーダ２４、２６が配設され、それ等の回転角を検出するようになっているとともに、第１回転軸２０には駆動用電動モータ２８が連結され、軸心まわりに回転駆動されるようになっている。
【００３３】
前記滑車列１２は、一定の高さ位置に配設された一対の第１定滑車３０および第２定滑車３２と、それ等の第１定滑車３０および第２定滑車３２の双方に両端部が連結された連結ワイヤ３４と、その連結ワイヤ３４に相対移動可能に引っ掛けられた上下動可能な動滑車３６とを備えており、第１定滑車３０は前記第２回転軸２２に連結されて一体的に回転させられるようになっている。そして、動滑車３６には所定の重量の負荷錘３８が吊り下げられ、この負荷錘３８の重量に対応する負荷トルクが連結ワイヤ３４、第１定滑車３０、第２回転軸２２を介して歯車装置１４に伝達され、一対の平行軸歯車１６、１８の噛合い部分に付与される。
【００３４】
連結ワイヤ３４は連結具に相当し、前記歯車装置１４のかみあい伝達誤差の測定に必要な回転数だけ前記駆動用電動モータ２８によって第１回転軸２０が回転駆動された場合に、第２回転軸２２と一体的に回転させられる第１定滑車３０の回転を許容する長さ寸法を備えている。例えば一対の平行軸歯車１６、１８の歯数が相違する場合には、１回転毎に互いに噛み合う噛合い歯が変化し、その１回転毎のかみあい伝達誤差パターンが相違するため、その総てのかみあい伝達誤差パターンを測定するためには、それ等の一対の平行軸歯車１６、１８の歯数を掛け算した回転数だけ第１回転軸２０を回転駆動する必要があり、その場合でも第２回転軸２２、更には第１定滑車３０の回転を許容するように、連結ワイヤ３４の長さ寸法は定められる。
【００３５】
この連結ワイヤ３４は、図１(b) に示すように動滑車３６を引っ掛けるのに必要な所定のたるみを有する状態で、予め第１定滑車３０または第２定滑車３２に巻き付けられる。これは、かみあい伝達誤差を測定する際の第１定滑車３０の回転方向に応じて適宜定められ、第１定滑車３０が図１(b) において左まわりに回転させられる場合は、予め第２定滑車３２に巻き付けておき、測定時にその第２定滑車３２から巻き戻されるとともに、第１定滑車３０に巻き取られるようにすれば良い。また、第１定滑車３０が図１(b) において右まわりに回転させられる場合は、予め第１定滑車３０に巻き付けておき、測定時にその第１定滑車３０から巻き戻されるとともに、第２定滑車３２に巻き取られるようにすれば良い。
【００３６】
第２定滑車３２には同期用電動モータ４０が連結されており、第２回転軸２２の回転に伴う第１定滑車３０の回転で連結ワイヤ３４が第１定滑車３０に巻き取られ、或いは第１定滑車３０から巻き戻されても、動滑車３６や負荷錘３８が略一定の高さ位置に保持されるように、その第１定滑車３０の回転に同期して第２定滑車３２を回転駆動することにより、連結ワイヤ３４を第２定滑車３２から巻き戻し或いは第２定滑車３２に巻き取るようになっている。同期用電動モータ４０は、マイクロコンピュータ等を有する図示しない制御装置により、例えば第１定滑車３０と一体的に回転させられる第２回転軸２２の回転を検出するロータリエンコーダ２６の検出値に基づいて、第２定滑車３２を第１定滑車３０に対して同期回転させるように制御されるが、第１回転軸２０を回転駆動する駆動用電動モータ２８に対する駆動信号（回転速度に対応する信号）および歯車装置１４のギヤ比などに基づいて制御することもできる。本実施例では第１定滑車３０および第２定滑車３２の径寸法が同じで、第２定滑車３２を第１定滑車３０と同じ速度で同じ方向へ回転駆動すれば良い。
【００３７】
そして、このようなかみあい伝達誤差測定装置１０においては、連結ワイヤ３４を第１定滑車３０または第２定滑車３２に巻き付けるとともに、動滑車３６に所定の重量の負荷錘３８を吊り下げて歯車装置１４に所定の負荷トルク（噛合トルク）を付与した状態で、駆動用電動モータ２８により第１回転軸２０を例えば１ｒｐｍ以下の非常にゆっくりした回転速度で連続回転させ、ロータリエンコーダ２４、２６により第１回転軸２０および第２回転軸２２の回転角をそれぞれ検出することにより、かみあい伝達誤差を測定することができる。駆動用電動モータ２８により第１回転軸２０を微量ずつ間欠回転させながら、静止状態でロータリエンコーダ２４、２６により第１回転軸２０および第２回転軸２２の回転角を検出してかみあい伝達誤差を測定することも可能である。
【００３８】
ここで、本実施例では動滑車３６に吊り下げた負荷錘３８によって負荷トルクが付与されるため、その負荷錘３８の重量によって定まる一定の負荷トルクを安定して付与することが可能で、かみあい伝達誤差を高い精度で測定することができる。
【００３９】
また、第２回転軸２２の回転に伴う第１定滑車３０の回転で連結ワイヤ３４がその第１定滑車３０に巻き取られ或いは第１定滑車３０から巻き戻されても、動滑車３６や負荷錘３８が略一定の高さ位置に保持されるように、同期用電動モータ４０により第２定滑車３２が第１定滑車３０の回転に同期して回転駆動されるため、動滑車３６や負荷錘３８を略一定の高さ位置に保持しつつ第１回転軸２０を何回転もさせてかみあい伝達誤差を連続測定することができる。すなわち、連結ワイヤ３４の長さ寸法を適当に設定して第１定滑車３０或いは第２定滑車３２に巻き付けておくことにより、例えば歯車装置１４の総てのかみあい伝達誤差パターンを連続測定することができるのである。
【００４０】
その場合に、同期用電動モータ４０により第２定滑車３２を同期回転させても、動滑車３６や負荷錘３８が僅かに上下動することは避けられず、第１回転軸２０を連続回転させてかみあい伝達誤差を測定する場合には、それ等の上下動によって負荷トルクが変化する恐れがあるが、本実施例では第１回転軸２０を１ｒｐｍ以下の非常にゆっくりした回転速度で回転駆動するため、動滑車３６や負荷錘３８の上下動による慣性の影響で負荷トルクが変化することを略完全に排除でき、かみあい伝達誤差を高い精度で連続測定することができる。
【００４１】
また、第１回転軸２０を何回転もさせてかみあい伝達誤差を連続測定する場合でも、動滑車３６や負荷錘３８が略一定の高さ位置に保持されるため、負荷錘３８により一定の負荷トルクを安定して付与できるとともに連続測定が可能なかみあい伝達誤差測定装置１０をコンパクトに構成できる。
【００４２】
また、同期用電動モータ４０により第２定滑車３２を回転駆動するようになっているため、例えば駆動用電動モータ２８を動力源として変速機構等を介して第２定滑車３２を回転駆動する場合に比較して、ギヤ比が異なる種々の歯車装置１４のかみあい伝達誤差を測定する場合でも、第２定滑車３２を第１定滑車３０に対して容易に同期回転させることができる。
【００４３】
次に、本発明の他の実施例を説明する。なお、以下の実施例において前記実施例と実質的に共通する部分には同一の符号を付して詳しい説明を省略する。
【００４４】
図２のかみあい伝達誤差測定装置５０は、第１実施例のかみあい伝達誤差測定装置１０に比較して、駆動用電動モータ２８および同期用電動モータ４０にそれぞれ減速装置５２、５４が設けられており、それ等の電動モータ２８、４０を制御精度が高い通常の回転速度範囲内で回転駆動しつつ、第１回転軸２０や第２定滑車３２を１ｒｐｍ以下のゆっくりした速度で回転させることができる。また、減速装置５２、５４によって減速されることによりトルクが増幅されるため、負荷錘３８によって大きな負荷トルクを付与する場合でも、駆動用電動モータ２８、同期用電動モータ４０として小型の電動モータを採用できる。図２の(a) 、(b) は、それぞれ図１の(a) 、(b) に相当する。以下の図３〜図１２においても、各図の(a) 、(b) はそれぞれ図１の(a) 、(b) に相当する。
【００４５】
図３のかみあい伝達誤差測定装置６０は、第１実施例のかみあい伝達誤差測定装置１０に比較して、滑車列１２を第２回転軸２２の軸心に対して直角な方向へ平行移動させた場合で、ベルトおよびプーリや複数の噛合い歯車等から成る連動装置６２を介して第２回転軸２２と滑車列１２の第１定滑車３０とを連結し、第２回転軸２２の回転に伴って機械的に第１定滑車３０が回転させられるようになっている。このように連動装置６２が設けられることにより、滑車列１２や第２回転軸２２の配設位置の自由度が高くなり、例えば第２回転軸２２を第１定滑車３０の軸心を中心とする円弧に沿って平行移動可能とすることにより、連動装置６２による連結状態を維持したまま第１回転軸２０と第２回転軸２２との軸間距離を変更することが可能で、平行軸歯車１６、１８の大きさすなわち中心距離が異なる種々の歯車装置１４のかみあい伝達誤差を容易に測定できるようになる。
【００４６】
図４のかみあい伝達誤差測定装置７０は、傘歯車やハイポイドギヤのように一対の噛合い歯車７２、７４の軸心が直角に交差したり食い違っていたりする歯車装置７６のかみあい伝達誤差を測定するためのもので、それ等の歯車７２、７４の軸心に応じて第１回転軸２０および第２回転軸２２が所定の角度で交差或いは食い違うように配設されている。第２回転軸２２や滑車列１２、同期用電動モータ４０を、例えば図４(a) の紙面に対して垂直で且つ第１回転軸２０に対して直交する回動中心まわりに回動可能な回転テーブル等に配設すれば、傘歯車等の交差軸歯車に容易に対応できる。また、その回転テーブル上に、更に図４(a) の紙面に対して垂直な上下方向へ移動させられる上下テーブルを設け、その上下テーブルに第２回転軸２２等を配設するようにすれば、ハイポイドギヤ等の食い違い軸歯車にも容易に対応できる。
【００４７】
図５のかみあい伝達誤差測定装置８０は、差動歯車装置８２を含む複数の歯車が噛み合わされた車両用変速装置等の歯車装置８４のかみあい伝達誤差を測定するためのもので、前記第２回転軸２２は入力軸８６に連結される一方、前記第１回転軸２０は差動歯車装置８２の一方の出力軸（サイドシャフト）に連結される。また、差動歯車装置８２の他方の出力軸（サイドシャフト）には第３回転軸９０が連結され、駆動用電動モータ９２によって軸心まわりに回転駆動されるとともに、ロータリエンコーダ９４により回転角が検出されるようになっている。そして、この駆動用電動モータ９２は、差動歯車装置８２の一対の出力軸を一体回転させるように駆動用電動モータ２８と同期して制御され、例えばロータリエンコーダ２４、９４によって検出される両側の出力軸の回転角の平均値を用いて、ロータリエンコーダ２６によって検出される入力軸８６の回転角と比較することにより、歯車装置８４の全体のかみあい伝達誤差を測定することができる。また、周波数分析等でノイズを除去すれば、ロータリエンコーダ２４によって検出される一方の出力軸の回転角とロータリエンコーダ２６によって検出される入力軸８６の回転角とを比較して、その一方の出力軸と入力軸８６との間のかみあい伝達誤差を測定したり、ロータリエンコーダ９４によって検出される他方の出力軸の回転角とロータリエンコーダ２６によって検出される入力軸８６の回転角とを比較して、その他方の出力軸と入力軸８６との間のかみあい伝達誤差を測定したりすることも可能である。第３回転軸９０は、請求項１および請求項３の第１回転軸に相当する。
【００４８】
なお、差動歯車装置８２の一対の出力軸が一体的に回転するように、連結装置等を介して機械的に連結すれば、上記第３回転軸９０や駆動用電動モータ９２、ロータリエンコーダ９４を省略することができる。また、このように一対の出力軸を機械的に連結した場合には、その出力軸側に第２回転軸２２や滑車列１２、同期用電動モータ４０等を配設して負荷錘３８により負荷トルクを付与する一方、入力軸８６側に第１回転軸２０や駆動用電動モータ２８を配設して回転駆動することにより、かみあい伝達誤差測定を行うこともできる。
【００４９】
図６のかみあい伝達誤差測定装置１００は、第２回転軸２２を挟んで互いに反対側に第１滑車例１０２および第２滑車列１０４が配設されている場合である。これ等の第１滑車列１０２および第２滑車列１０４は、前記滑車列１２と同様に構成されており、それぞれ第１定滑車１０６、１０８、第２定滑車１１０、１１２、連結具としての連結ワイヤ１１４、１１６、および動滑車１１８、１２０を備えているとともに、第１定滑車１０６、１０８は何れも第２回転軸２２に取り付けられて互いに一体的に回転させられるようになっている。そして、第１滑車列１０２の第２定滑車１１０および動滑車１１８と、第２滑車列１０４の第２定滑車１１２および動滑車１２０は、第１定滑車１０６、１０８を挟んで互いに反対側に配設されており、その動滑車１１８、１２０に吊り下げられる負荷錘１２２、１２４により第２回転軸２２には互いに逆回転方向のトルクが作用させられ、その負荷錘１２２、１２４の重量の差に応じた負荷トルクが第２回転軸２２に付与される。本実施例では、第１定滑車１０６および１０８の径寸法は同じであり、負荷錘１２２、１２４の重量の差がそのまま負荷トルクに対応する。
【００５０】
また、第２回転軸２２の回転に伴って連結ワイヤ１１４、１１６の一方は第１定滑車１０６または１０８から巻き戻され、他方は第１定滑車１０６または１０８に巻き取られるが、その巻き戻しや巻き取りに拘らず動滑車１１８、１２０や負荷錘１２２、１２４が略一定の高さ位置に保持されるように、その第１定滑車１０６、１０８の回転に同期して第２定滑車１１０、１１２がそれぞれ同期用電動モータ１２６、１２８によって回転駆動され、連結ワイヤ１１４、１１６の何れか一方は第２定滑車１１０または１１２から巻き戻され、他方は第２定滑車１１０または１１２に巻き取られるようになっている。
【００５１】
この場合には、両側の負荷錘１２２、１２４を変更するだけで負荷トルクを反対向き（逆回転方向）に付与することが可能で、例えば駆動状態と被駆動状態、或いは正回転駆動と逆回転駆動などのように反対側の歯面が接触する動力伝達によるかみあい伝達誤差を容易に測定することができる。また、このように一対の負荷錘１２２、１２４の重量の差で負荷トルクを付与することから、微小な負荷トルクを高い精度で付与することが可能で、かみあい伝達誤差の測定精度を一層向上させることができるとともに、摺動抵抗等の各部の回転抵抗を相殺するように負荷トルクを付与することにより、実質的に負荷０におけるかみあい伝達誤差を測定することもできる。すなわち、図６(b) において、第１定滑車１０６、１０８が例えば右まわりに回転させられる場合に、その回転抵抗に相当するトルクが右まわりに付与されるように両側の負荷錘１２２、１２４の重量を設定すれば、負荷０で歯車装置１４を噛合い回転させることができる。
【００５２】
図７のかみあい伝達誤差測定装置１３０は、図６のかみあい伝達誤差測定装置１００に対して前記図２のかみあい伝達誤差測定装置５０のように減速装置５２、１３２、１３４を設けた場合であり、駆動用電動モータ２８や同期用電動モータ１２６、１２８を制御精度が高い通常の回転速度範囲内で回転駆動しつつ、第１回転軸２０や第２定滑車１１０、１１２を１ｒｐｍ以下のゆっくりした速度で回転させることができる。また、減速装置５２、１３２、１３４によって減速されることによりトルクが増幅されるため、負荷錘１２２、１２４によって大きな負荷トルクを付与する場合でも、駆動用電動モータ２８、同期用電動モータ１２６、１２８として小型の電動モータを採用できる。
【００５３】
図８のかみあい伝達誤差測定装置１４０は、図６のかみあい伝達誤差測定装置１００において、前記図３のかみあい伝達誤差測定装置６０のように第１滑車列１０２および第２滑車列１０４を一体的に第２回転軸２２の軸心に対して直角な方向へ平行移動させるとともに、連動装置６２を介して第２回転軸２２と第１定滑車１０６および１０８とを機械的に連結した場合である。第１定滑車１０６および１０８は、それぞれ別個に構成されているが、共通の回転軸１４２に取り付けられて互いに一体的に回転させられるようになっている。このように連動装置６２が設けられることにより、第１滑車列１０２、第２滑車列１０４や第２回転軸２２の配設位置の自由度が高くなり、例えば第２回転軸２２を回転軸１４２の軸心を中心とする円弧に沿って平行移動可能とすることにより、連動装置６２による連結状態を維持したまま第１回転軸２０と第２回転軸２２との軸間距離を変更することが可能で、平行軸歯車１６、１８の大きさすなわち中心距離が異なる種々の歯車装置１４のかみあい伝達誤差を容易に測定できるようになる。
【００５４】
図９のかみあい伝達誤差測定装置１５０は、図６のかみあい伝達誤差測定装置１００において、前記図４のかみあい伝達誤差測定装置７０のように一対の噛合い歯車７２、７４の軸心が直角に交差したり食い違っていたりする歯車装置７６のかみあい伝達誤差を測定できるようにした場合である。本実施例においても、第２回転軸２２や滑車列１０２、１０４、同期用電動モータ１２６、１２８を、例えば図９(a) の紙面に対して垂直で且つ第１回転軸２０に対して直交する回動中心まわりに回動可能な回転テーブル等に配設すれば、傘歯車等の交差軸歯車に容易に対応できる。また、その回転テーブル上に、更に図９(a) の紙面に対して垂直な上下方向へ移動させられる上下テーブルを設け、その上下テーブルに第２回転軸２２等を配設するようにすれば、ハイポイドギヤ等の食い違い軸歯車にも容易に対応できる。
【００５５】
図１０のかみあい伝達誤差測定装置１６０は、図６のかみあい伝達誤差測定装置１００において、前記図５のかみあい伝達誤差測定装置８０のように差動歯車装置８２を含む車両用変速装置等の歯車装置８４のかみあい伝達誤差を測定できるようにした場合で、差動歯車装置８２の他方の出力軸を回転駆動したり回転角を検出したりするために第３回転軸９０、駆動用電動モータ９２、およびロータリエンコーダ９４が設けられる。
【００５６】
図１１のかみあい伝達誤差測定装置１７０は、図６のかみあい伝達誤差測定装置１００において第２滑車列１０４側の同期用電動モータ１２８を省略し、ベルトおよびプーリや複数の噛合い歯車等から成る連動装置１７２を介して両滑車列１０２、１０４の第２定滑車１１０と１１２とを機械的に連結することにより、単一の同期用電動モータ１２６によりそれ等の第２定滑車１１０および１１２が共に回転駆動されるようになっている。第２定滑車１１０および１１２の回転方向は同じで、回転速度は径寸法に応じて定められるが、本実施例では第２定滑車１１０および１１２、第１定滑車１０６および１０８の径寸法は何れも等しく、回転速度も同じで良い。したがって、連動装置１７２は、第２定滑車１１０および１１２が同じ回転方向へ同じ速度で回転するように設けられれば良い。
【００５７】
図１２のかみあい伝達誤差測定装置１８０は、第１実施例のかみあい伝達誤差測定装置１０において、第１回転軸２０側にも滑車列１８２を配設して釣合錘１８４を吊り下げ、第２回転軸２２側の負荷錘３８と釣り合わせるようにしたものである。滑車列１８２は、前記滑車列１２と同様に第１定滑車１８６、第２定滑車１８８、連結具としての連結ワイヤ１９０、および動滑車１９２を備えており、動滑車１９２に釣合錘１８４が吊り下げられるとともに、第１定滑車１８６は第１回転軸２０に取り付けられて一体的に回転させられるようになっている。そして、第１回転軸２０の回転に伴って連結ワイヤ１９０は第１定滑車１８６から巻き戻され、或いは第１定滑車１８６に巻き取られるが、その巻き戻しや巻き取りに拘らず動滑車１９２や釣合錘１８４が略一定の高さ位置に保持されるように、その第１定滑車１８６の回転に同期して第２定滑車１８８が同期用電動モータ１９４によって回転駆動され、連結ワイヤ１９０が第２定滑車１８８から巻き戻され、或いは第２定滑車１８８に巻き取られるようになっている。図１２の(c) は、図１２の(a) におけるＣ矢視図に相当する図で、滑車列１８２を示す正面図である。
【００５８】
この場合には、駆動用電動モータ２８に負荷錘３８の負荷が殆ど作用しないようにできるため、駆動用電動モータ２８は単に第１回転軸２０を回転させるだけで良く、大きな負荷トルクを付与してかみあい伝達誤差を測定する場合でも第１回転軸２０を一定の回転速度で安定して回転駆動できるとともに、駆動用電動モータ２８として小型で安価な電動モータを採用できる。
【００５９】
なお、この第１回転軸２０側にも、前記図６の第１滑車列１０２、第２滑車列１０４のように一対の滑車列を設けて、互いに逆回転方向にトルクが作用する一対の釣合錘を吊り下げるようにすることが可能である。
【００６０】
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、これ等はあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の一実施例であるかみあい伝達誤差測定装置を説明する概略図で、(a) は平面図、(b) は(a) におけるＢ矢視図に相当する滑車列の正面図である。
【図２】本発明の他の実施例を説明する図で、各電動モータに減速装置を設けた場合であり、(a) は平面図、(b) は(a) におけるＢ矢視図に相当する滑車列の正面図である。
【図３】本発明の更に別の実施例を説明する図で、連動装置を介して滑車列を接続した場合であり、(a) は平面図、(b) は(a) におけるＢ矢視図に相当する滑車列の正面図である。
【図４】本発明の更に別の実施例を説明する図で、交差軸歯車や食い違い軸歯車のかみあい伝達誤差を測定する場合であり、(a) は平面図、(b) は(a) におけるＢ矢視図に相当する滑車列の正面図である。
【図５】本発明の更に別の実施例を説明する図で、車両用変速機等の差動歯車装置を有する歯車装置のかみあい伝達誤差を測定する場合であり、(a) は平面図、(b) は(a) におけるＢ矢視図に相当する滑車列の正面図である。
【図６】本発明の更に別の実施例を説明する図で、第２回転軸の両側に滑車列が設けられて負荷錘の差に相当する負荷トルクが付与される場合であり、(a) は平面図、(b) は(a) におけるＢ矢視図に相当する滑車列の正面図である。
【図７】本発明の更に別の実施例を説明する図で、図６の実施例の各電動モータに減速装置を設けた場合であり、(a) は平面図、(b) は(a) におけるＢ矢視図に相当する滑車列の正面図である。
【図８】本発明の更に別の実施例を説明する図で、図６の実施例において連動装置を介して滑車列を接続した場合であり、(a) は平面図、(b) は(a) におけるＢ矢視図に相当する滑車列の正面図である。
【図９】本発明の更に別の実施例を説明する図で、図６の実施例において交差軸歯車や食い違い軸歯車のかみあい伝達誤差を測定する場合であり、(a) は平面図、(b) は(a) におけるＢ矢視図に相当する滑車列の正面図である。
【図１０】本発明の更に別の実施例を説明する図で、図６の実施例において車両用変速機等の差動歯車装置を有する歯車装置のかみあい伝達誤差を測定する場合であり、(a) は平面図、(b) は(a) におけるＢ矢視図に相当する滑車列の正面図である。
【図１１】本発明の更に別の実施例を説明する図で、図６の実施例において両滑車列の第２定滑車を連動装置で機械的に連結した場合であり、(a) は平面図、(b) は(a) におけるＢ矢視図に相当する滑車列の正面図である。
【図１２】本発明の更に別の実施例を説明する図で、図１の実施例において第１回転軸側にも滑車列を設けて釣合錘により第２回転軸側の負荷錘と釣り合わせるようにした場合であり、(a) は平面図、(b) は(a) におけるＢ矢視図に相当する滑車列の正面図、(c) は(a) におけるＣ矢視図に相当する滑車列の正面図である。
【符号の説明】
【００６２】
１０、５０、６０、７０、８０、１００、１３０、１４０、１５０、１６０、１７０、１８０：かみあい伝達誤差測定装置 １２：滑車列 １４、７６、８４：歯車装置 ２０：第１回転軸 ２２：第２回転軸 ２４、２６、９４：ロータリエンコーダ ２８、９２：駆動用電動モータ ３０、１０６、１０８：第１定滑車 ３２、１１０、１１２：第２定滑車 ３４、１１４、１１６：連結ワイヤ（連結具） ３６、１１８、１２０：動滑車 ３８、１２２、１２４：負荷錘 ４０、１２６、１２８：同期用電動モータ ９０：第３回転軸（第１回転軸） １０２：第１滑車列 １０４：第２滑車列
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに噛み合う複数の歯車を有する歯車装置を介して連結された第１回転軸および第２回転軸に所定の負荷トルクを付与した状態で、該第１回転軸を回転駆動して前記歯車装置を噛合い回転させるとともに、該第１回転軸および第２回転軸の回転角をそれぞれロータリエンコーダにより検出して該歯車装置のかみあい伝達誤差を測定する装置であって、
前記第１回転軸を回転駆動する駆動用電動モータと、
一対の第１定滑車および第２定滑車と、該第１定滑車および第２定滑車の双方に連結されるとともに何れか一方に所定長さだけ巻き付けられた連結具と、該連結具に相対移動可能に引っ掛けられた動滑車とを有し、該第１定滑車が前記第２回転軸の回転に伴って機械的に回転させられる滑車列と、
前記動滑車に取り付けられ、重力により前記連結具および前記第１定滑車を介して前記第２回転軸に前記負荷トルクを付与する負荷錘と、
前記第２回転軸の回転に伴う前記第１定滑車の回転で、前記連結具が該第１定滑車に巻き取られ或いは該第１定滑車から巻き戻されても、前記動滑車の上下動が所定の範囲内に維持されるように、該第１定滑車の回転に同期して前記第２定滑車を回転駆動することにより該連結具を該第２定滑車から巻き戻し或いは該第２定滑車に巻き取る同期用電動モータと、
を有することを特徴とするかみあい伝達誤差の測定装置。
【請求項２】
前記滑車列は、それぞれ前記第１定滑車、第２定滑車、連結具、および動滑車を有する第１滑車列および第２滑車列を備えており、
該第１滑車列および第２滑車列の動滑車にそれぞれ取り付けられる負荷錘により前記第２回転軸には互いに逆回転方向のトルクが作用し、両負荷錘の重量の差に応じた負荷トルクが付与される
ことを特徴とする請求項１に記載のかみあい伝達誤差の測定装置。
【請求項３】
互いに噛み合う複数の歯車を有する歯車装置を介して連結された第１回転軸および第２回転軸に所定の負荷トルクを付与した状態で、該第１回転軸を回転駆動して前記歯車装置を噛合い回転させるとともに、該第１回転軸および第２回転軸の回転角をそれぞれロータリエンコーダにより検出して該歯車装置のかみあい伝達誤差を測定する方法であって、
一対の第１定滑車および第２定滑車と、該第１定滑車および第２定滑車の双方に連結されるとともに何れか一方に所定長さだけ巻き付けられた連結具と、該連結具に相対移動可能に引っ掛けられた動滑車とを有し、該第１定滑車が前記第２回転軸の回転に伴って機械的に回転させられる滑車列を備えており、
前記動滑車に負荷錘を取り付け、該負荷錘の重力により前記第２回転軸に前記負荷トルクを付与しつつ、前記第１回転軸を回転駆動して前記歯車装置を噛合い回転させる一方、
前記第２回転軸の回転に伴う前記第１定滑車の回転で、前記連結具が該第１定滑車に巻き取られ或いは該第１定滑車から巻き戻されても、前記動滑車の上下動が所定の範囲内に維持されるように、該第１定滑車の回転に同期して前記第２定滑車を回転駆動することにより該連結具を該第２定滑車から巻き戻し或いは該第２定滑車に巻き取る
ことを特徴とするかみあい伝達誤差の測定方法。
【請求項４】
前記滑車列は、それぞれ前記第１定滑車、第２定滑車、連結具、および動滑車を有する第１滑車列および第２滑車列を備えており、
該第１滑車列および第２滑車列の動滑車にそれぞれ取り付けられる負荷錘により前記第２回転軸には互いに逆回転方向のトルクが作用し、両負荷錘の重量の差に応じた負荷トルクが付与される
ことを特徴とする請求項３に記載のかみあい伝達誤差の測定方法。
【請求項１】
互いに噛み合う複数の歯車を有する歯車装置を介して連結された第１回転軸および第２回転軸に所定の負荷トルクを付与した状態で、該第１回転軸を回転駆動して前記歯車装置を噛合い回転させるとともに、該第１回転軸および第２回転軸の回転角をそれぞれロータリエンコーダにより検出して該歯車装置のかみあい伝達誤差を測定する装置であって、
前記第１回転軸を回転駆動する駆動用電動モータと、
一対の第１定滑車および第２定滑車と、該第１定滑車および第２定滑車の双方に連結されるとともに何れか一方に所定長さだけ巻き付けられた連結具と、該連結具に相対移動可能に引っ掛けられた動滑車とを有し、該第１定滑車が前記第２回転軸の回転に伴って機械的に回転させられる滑車列と、
前記動滑車に取り付けられ、重力により前記連結具および前記第１定滑車を介して前記第２回転軸に前記負荷トルクを付与する負荷錘と、
前記第２回転軸の回転に伴う前記第１定滑車の回転で、前記連結具が該第１定滑車に巻き取られ或いは該第１定滑車から巻き戻されても、前記動滑車の上下動が所定の範囲内に維持されるように、該第１定滑車の回転に同期して前記第２定滑車を回転駆動することにより該連結具を該第２定滑車から巻き戻し或いは該第２定滑車に巻き取る同期用電動モータと、
を有することを特徴とするかみあい伝達誤差の測定装置。
【請求項２】
前記滑車列は、それぞれ前記第１定滑車、第２定滑車、連結具、および動滑車を有する第１滑車列および第２滑車列を備えており、
該第１滑車列および第２滑車列の動滑車にそれぞれ取り付けられる負荷錘により前記第２回転軸には互いに逆回転方向のトルクが作用し、両負荷錘の重量の差に応じた負荷トルクが付与される
ことを特徴とする請求項１に記載のかみあい伝達誤差の測定装置。
【請求項３】
互いに噛み合う複数の歯車を有する歯車装置を介して連結された第１回転軸および第２回転軸に所定の負荷トルクを付与した状態で、該第１回転軸を回転駆動して前記歯車装置を噛合い回転させるとともに、該第１回転軸および第２回転軸の回転角をそれぞれロータリエンコーダにより検出して該歯車装置のかみあい伝達誤差を測定する方法であって、
一対の第１定滑車および第２定滑車と、該第１定滑車および第２定滑車の双方に連結されるとともに何れか一方に所定長さだけ巻き付けられた連結具と、該連結具に相対移動可能に引っ掛けられた動滑車とを有し、該第１定滑車が前記第２回転軸の回転に伴って機械的に回転させられる滑車列を備えており、
前記動滑車に負荷錘を取り付け、該負荷錘の重力により前記第２回転軸に前記負荷トルクを付与しつつ、前記第１回転軸を回転駆動して前記歯車装置を噛合い回転させる一方、
前記第２回転軸の回転に伴う前記第１定滑車の回転で、前記連結具が該第１定滑車に巻き取られ或いは該第１定滑車から巻き戻されても、前記動滑車の上下動が所定の範囲内に維持されるように、該第１定滑車の回転に同期して前記第２定滑車を回転駆動することにより該連結具を該第２定滑車から巻き戻し或いは該第２定滑車に巻き取る
ことを特徴とするかみあい伝達誤差の測定方法。
【請求項４】
前記滑車列は、それぞれ前記第１定滑車、第２定滑車、連結具、および動滑車を有する第１滑車列および第２滑車列を備えており、
該第１滑車列および第２滑車列の動滑車にそれぞれ取り付けられる負荷錘により前記第２回転軸には互いに逆回転方向のトルクが作用し、両負荷錘の重量の差に応じた負荷トルクが付与される
ことを特徴とする請求項３に記載のかみあい伝達誤差の測定方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００７−４０７８７（Ｐ２００７−４０７８７Ａ）
【公開日】平成１９年２月１５日（２００７．２．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２２４１２４（Ｐ２００５−２２４１２４）
【出願日】平成１７年８月２日（２００５．８．２）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年２月１５日（２００７．２．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年８月２日（２００５．８．２）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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