動的ギヤミスアライメント計測装置
【課題】動的ギヤミスアライメントの計測を精度高く行うことができる動的ギヤミスアライメント計測装置を提供する。
【解決手段】トランスミッションケースに組込まれているドライブギヤ１及びドリブンギヤ２を作動させることにより、ドライブギヤ用分力計１６Ｋ及びドリブンギヤ用分力計１６Ｈが、夫々、ドライブギヤ１及びドリブンギヤ２に作用するラジアル方向回りのモーメント、ラジアル方向荷重、スラスト方向荷重を検出し、パソコンの主演算部が、ドライブギヤ用分力計１６Ｋ及びドリブンギヤ用分力計１６Ｈの検出データに基づいて、平行度誤差及び食違い誤差（動的ギヤミスアライメント）を求める。このため、トランスミッションケースに組込まれるドライブギヤ１及びドリブンギヤ２のミスアライメントを実動運転状態で計測でき、動的ギヤミスアライメントの計測精度の向上を図ることができる。
【解決手段】トランスミッションケースに組込まれているドライブギヤ１及びドリブンギヤ２を作動させることにより、ドライブギヤ用分力計１６Ｋ及びドリブンギヤ用分力計１６Ｈが、夫々、ドライブギヤ１及びドリブンギヤ２に作用するラジアル方向回りのモーメント、ラジアル方向荷重、スラスト方向荷重を検出し、パソコンの主演算部が、ドライブギヤ用分力計１６Ｋ及びドリブンギヤ用分力計１６Ｈの検出データに基づいて、平行度誤差及び食違い誤差（動的ギヤミスアライメント）を求める。このため、トランスミッションケースに組込まれるドライブギヤ１及びドリブンギヤ２のミスアライメントを実動運転状態で計測でき、動的ギヤミスアライメントの計測精度の向上を図ることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、噛合わされる一対の被計測歯車の動的ミスアライメントを計測する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、被計測歯車（ギヤ）の噛合い負荷変位によるミスアライメント（平行度誤差・食違い誤差）を計測する手法の一例として、ダイヤルゲージを用いた手法がある。
この手法は、図１１に示すように、２つの被計測歯車（以下、便宜上、ドライブギヤ１、ドリブンギヤ２という。）が噛合った状態で静的な負荷を与え、ドライブギヤ１、ドリブンギヤ２における噛合い部３と反対側となるドライブギヤ１及びドリブンギヤ２の各外周部（以下、噛合い部反対側外周部という。）４の幅方向側部（各２箇所、計４箇所）、並びに噛合い部反対側外周部４から周方向に９０度ずれたドライブギヤ１及びドリブンギヤ２の各外周部５の幅方向側部（各２箇所、計４箇所）〔図１１に示す矢印の基端部分〕に夫々、ダイヤルゲージ（全体で８個）を当て、静的負荷変化量を計測する。そして、負荷変位差と、ドライブギヤ１、ドリブンギヤ２の各幅寸法から、角度ずれ量を算出し、ドライブギヤ１及びドリブンギヤ２の平行度誤差・食違い誤差（ミスアライメント）を求めるようにしている。
【０００３】
ここで、平行度誤差・食違い誤差（ミスアライメント）は、以下のように表現されるものである。
すなわち、図１２（Ａ）、（Ｂ）に示されるように、上下（左右でもよい。）に噛合わされたドライブギヤ１、ドリブンギヤ２を、側方から見たとき〔図１２（Ａ）Ａ視〕のドライブギヤ１、ドリブンギヤ２の各回転軸６，７夫々の基準線Ｔ１、Ｔ２に対するずれ角度θａ、θｂにより、平行度誤差Δθ１が定められている。基準線Ｔ１、Ｔ２は平行に設定されている。具体的には、平行度誤差Δθ１は、次式（１）により定められている。
【０００４】
Δθ１＝｜θａ−θｂ｜（ドライブギヤ１、ドリブンギヤ２の各回転軸６，７が基準線Ｔ１、Ｔ２に対して図１２（Ｂ）に示すように同方向の場合）又はΔθ１＝｜θａ＋θｂ｜（ドライブギヤ１、ドリブンギヤ２の各回転軸６，７が基準線Ｔ１に対して異なる方向の場合） … … （１）
【０００５】
また、図１２（Ａ）、（Ｃ）に示されるドライブギヤ１、ドリブンギヤ２を、上方から見たとき〔図１２（Ａ）Ｂ視〕のドライブギヤ１、ドリブンギヤ２の各回転軸６，７の基準線Ｔ３に対するずれ角度θｃ、θｄにより、食違い誤差Δθ２が定められている。具体的には、食違い誤差Δθ２は、次式（２）により定められている。
【０００６】
Δθ２＝｜θｃ＋θｄ｜（ドライブギヤ１、ドリブンギヤ２の各回転軸６，７が基準線Ｔ３に対して図１２（Ｃ）に示すように異なる方向の場合）又はΔθ２＝｜θｃ−θｄ｜（ドライブギヤ１、ドリブンギヤ２の各回転軸６，７が基準線Ｔ３に対して同方向の場合） … （２）
【０００７】
ところで、被計測歯車のミスアライメント（以下、適宜、ギヤミスアライメントという。）の計測は、実際には、静的でなく動的ミスアライメント（以下、適宜、動的ギヤミスアライメントという。）を計測するのが望ましい。しかしながら、上述した手法では、静的負荷変位量の計測は行えるものの、動的ギヤミスアライメントの計測を行うことは困難であった。
【０００８】
また、他の従来技術として、特許文献１に示される歯車試験装置がある。この歯車試験装置は、基準歯車と被試験歯車とを、互いに近付く方向に付勢して噛合わせた状態で、基準歯車を被試験歯車と共に回転させることにより被試験歯車の歯溝の歪を測定するようにしている。
【特許文献１】特開２０００−３１４６７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、特許文献１に示される前記技術では、被試験歯車を試験装置にセットして測定するため、実際に、例えばトランスミッションケースなどの被計測ユニットに組込んだ動的負荷状態を再現できておらず、正確な測定値を得ることができない。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、動的ギヤミスアライメントの計測を精度高く行うことができる動的ギヤミスアライメント計測装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１記載の動的ギヤミスアライメント計測装置に係る発明は、互いに噛合わされる一対の被計測歯車が組込まれている被計測ユニットに固定されかつ前記一対の被計測歯車に対応して設けられる一対の外輪と、該一対の外輪の各内周側に配置され、前記一対の被計測歯車の各回転軸を回動可能に支持する軸受の外輪に保持されて前記軸受を介して前記一対の被計測歯車に作用する力学量を夫々受ける一対の内輪と、前記外輪に対する前記内輪の力学変化量について前記一対の被計測歯車毎に計測する計測手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１１】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の動的ギヤミスアライメント計測装置において、一対の被計測歯車に対応して設けられる前記一対の外輪及び内輪は、各一対の被計測歯車に対応して２組設けられることを特徴とする。
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の動的ギヤミスアライメント計測装置において、前記外輪及び前記内輪は連結部を介して接続され、前記計測手段は、前記連結部に配置された歪ゲージを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１〜３記載の発明によれば、被計測ユニットに組込まれている一対の被計測歯車を作動させることにより一対の内輪が被計測歯車に作用する力学量を受け、これに伴い、計測手段が前記外輪に対する前記内輪の力学変化量について前記一対の被計測歯車毎に計測するので、被計測ユニットに組込まれる一対の被計測歯車の実動運転時のミスアライメントを計測できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の第１実施の形態に係る動的ギヤミスアライメント計測装置１０を図１ないし図７に基づいて説明する。
図１（Ａ）、（Ｂ）、図２及び図３において、動的ギヤミスアライメント計測装置１０は、動的ギヤミスアライメント（平行度誤差・食違い誤差）を計測するものであり、以下の（i）〜（vi）の構成要素を有している。
（i）駆動モータ１１及び２個の吸収モータ１２を備え、トランスミッション１３のケース（以下、トランスミッションケース１４という。被計測ユニットに相当する。）を載置可能な駆動ベンチ１５。駆動モータ１１は、トランスミッションケース１４に配置されたドライブギヤ１の回転軸６に連結されてエンジンに代わってドライブギヤ１を駆動する。吸収モータ１２は、トランスミッション１３に配置されたドリブンギヤ２の回転軸７に連結されて、タイヤに代わってドリブンギヤ２からの力を吸収する。
【００１４】
（ii）トランスミッション１３に配置されたドライブギヤ１及びドリブンギヤ２に設けられ、各ギヤ（ドライブギヤ１及びドリブンギヤ２）のずれ角度（変位）を求める分力計１６。以下、適宜、ドライブギヤ１に設けられる分力計１６をドライブギヤ用分力計１６Ｋ、ドリブンギヤ２に設けられる分力計１６をドリブンギヤ用分力計１６Ｈともいう。
（iii）分力計１６で得られるずれ角度（変位）を示すアナログ電圧値を増幅する動歪みアンプ１７。
（iv）動歪みアンプ１７からの信号をデジタル信号に変換すると共に、定期的に記録（蓄積）しておくデータロガー１８。
（v）データロガー１８に蓄積されたデータを取り込んで演算処理・解析を行うパソコン１９。
（vi）パソコン１９の解析結果の表示及び記録を夫々行う表示器２０、記録計２１。
【００１５】
パソコン１９は、図１（Ｂ）に示すように、主演算部２２と、演算プログラム及び図６を用いて後述する角度ずれ量と分力計１６出力との対応関係（以下、角度ずれ量・分力計出力基準特性という。）を予め格納した主記憶部２３と、主演算部２２の作業エリアとなる作業用記憶部２４と、を有している。
【００１６】
主演算部２２は、図５及び図７（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、ドライブギヤ用分力計１６Ｋから、動歪みアンプ１７、データロガー１８を介して分力計出力Ｍｘａ〔με〕の入力を受け、また、ドリブンギヤ用分力計１６Ｈから動歪みアンプ１７、データロガー１８を介して分力計出力Ｍｘｂ〔με〕の入力を受ける。主演算部２２は、上述したのと同様に、図５及び図８（Ａ）、（Ｂ）に示すように、ドライブギヤ用分力計１６Ｋの分力計演算部３０（図３参照）から動歪みアンプ１７、データロガー１８を介して分力計出力Ｍｚａ〔με〕の入力を受け、また、ドリブンギヤ用分力計１６Ｈの分力計演算部３０から動歪みアンプ１７、データロガー１８を介して分力計出力Ｍｚｂ〔με〕の入力を受ける。
【００１７】
主演算部２２は、図５及び図７（Ｂ）に示すように、入力を受けた分力計出力Ｍｘａ〔με〕について後述する式（３）の定数Ａで除算して、分力計出力Ｍｘａに対応する角度ずれ量θａ〔μrad〕を得る。また、これに合わせて、図７（Ｃ）に示すように、入力を受けた分力計出力Ｍｘｂ〔με〕について後述する式（４）の定数Ａで除算して、分力計出力Ｍｘｂに対応する角度ずれ量θｂ〔μrad〕を得る。
また、主演算部２２は、図５及び図８（Ａ）に示すように、入力を受けた分力計出力Ｍｚａ〔με〕について後述する式（３）の定数Ｂで除算して、分力計出力Ｍｚａに対応する角度ずれ量θｚａ〔μrad〕を得る。また、これに合わせて、図８（Ｂ）に示すように、入力を受けた分力計出力Ｍｚｂ〔με〕について後述する式（４）の定数Ｂで除算して、分力計出力Ｍｚｂに対応する角度ずれ量θｚｂ〔μrad〕を得る。
【００１８】
主演算部２２は、さらに、図７（Ｄ）に示すように角度ずれ量θａ〔μrad〕から角度ずれ量θｂ〔μrad〕を減算し、又は加算を行い、その絶対値を求めて、平行度誤差Δθ１を得る。
また、同様にして、主演算部２２は、図８（Ｃ）に示すように角度ずれ量θｚａ〔μrad〕に角度ずれ量θｚｂ〔μrad〕を加算し、又は減算を行い、その絶対値を求め、食違い誤差Δθ２を求める。
【００１９】
ドライブギヤ１は、これに備えられる回転軸（以下、ドライブギヤ回転軸６という。）が挿通される軸受（以下、ドライブギヤ用軸受３１という。）を介してトランスミッションケース１４に回動可能に支持されている。ドライブギヤ用軸受３１の外輪部（以下、ドライブギヤ用軸受外輪部３１ａと言う。）には、ドライブギヤ用分力計１６Ｋの分力計内輪１６ｂが嵌合して保持されている。ドライブギヤ用分力計１６Ｋの分力計外輪１６ａはトランスミッションケース１４に保持されている。
ドライブギヤ１は、図２及び図７（Ａ）に示すように、その中心点がＸ、Ｙ、Ｚ軸（ドリブンギヤ２との配置と区別するためＸａ、Ｙａ、Ｚａ軸という。）の交点（ゼロ点）に一致し、ドライブギヤ回転軸６が略Ｙａ軸に沿って延び、かつＸａ、Ｚａ軸を含む平面に略沿うように配置されている。
【００２０】
また、ドリブンギヤ２は、これに備えられる回転軸（以下、ドリブンギヤ回転軸７という。）が挿通される軸受（以下、ドリブンギヤ用軸受３２という。）を介してトランスミッションケース１４に回動可能に支持されている。ドリブンギヤ用軸受３２の外輪部（以下、ドリブンギヤ用軸受外輪部３２ａと言う。）には、ドリブンギヤ用分力計１６Ｈの分力計内輪１６ｂが嵌合して保持されている。ドリブンギヤ用分力計１６Ｈの分力計外輪１６ａはトランスミッションケース１４に保持されている。
ドリブンギヤ２は、図２及び図７（Ａ）に示すように、Ｚａ軸及びＺｂ軸を一致させた状態でドライブギヤ１と噛合って配置されている。そして、ドリブンギヤ２は、その中心点が前記Ｘａ、Ｙａ、Ｚａ軸と対応して配置されるＸｂ、Ｙｂ、Ｚｂ軸の交点に一致し、ドリブンギヤ回転軸７が略Ｙｂ軸に沿って延び、かつＸｂ、Ｚｂ軸を含む平面に略沿うように配置されている。Ｘｂ、Ｙｂ、Ｚｂ軸で形成される座標系は、Ｘａ、Ｙａ、Ｚａ軸で形成される座標系に対して、Ｚａ軸（Ｚｂ軸）方向にずれて構成されている。
【００２１】
分力計１６は、後述する５分力の算出を行えるものであり、図３及び図４に示すように、下記（ア）〜（オ）の構成要素を備えている。
（ア）軸受外輪部（ドライブギヤ用軸受外輪部３１ａ又はドリブンギヤ用軸受外輪部３２ａ）に嵌合して保持される内輪（前記分力計内輪１６ｂ）。
（イ）分力計内輪１６ｂ外に同心状に配置され、トランスミッションケース１４に固定される外輪（前記分力計外輪１６ａ）。分力計外輪１６ａは、トランスミッションケース１４に固定されることにより剛体とみなせるものになっている。分力計外輪１６ａひいては分力計１６は小型化（外径寸法略２５ｃｍ）されている。
（ウ）分力計内輪１６ｂ及び分力計外輪１６ａを連結する複数本のスポーク部３３。
【００２２】
（エ）複数本のスポーク部３３に、夫々、複数個配置されて分力計外輪１６ａに対する分力計内輪１６ｂの変位量（歪）を検出する歪ゲージ３４。
（オ）複数個の歪ゲージ３４からの歪検出値に基づいて、図３に示すように、Ｘ軸、Ｚ軸回りのラジアル方向荷重、Ｘ軸、Ｚ軸のラジアル方向回りのモーメント及びスラスト荷重、すなわち５分力を算出する演算部（前記分力計演算部３０）。分力計演算部３０は、上記算出データに基づいて、平行度誤差算出のためのＸ軸回りの変位量のＭｘ成分（後述するＭｘａ又はＭｘｂ）、食違い誤差算出のためのＺ軸回りの変位量のＭｚ成分（後述するＭｚａ又はＭｚｂ）を求めてこれらを分力計出力として出力する。また、分力計演算部３０は、複数個の歪ゲージ３４からの歪検出値の差に基づいて負荷方向を判別している。
【００２３】
パソコン１９の主記憶部２３に記憶される角度ずれ量・分力計出力基準特性は、図６（Ａ）に示すように、ドライブギヤ１及びドリブンギヤ２に装着される分力計１６を用いた実験により求められる。この角度ずれ量・分力計出力基準特性は、平行度誤差及び食違い誤差を夫々対象にした平行度誤差用角度ずれ量・分力計出力基準特性（以下、平行度誤差用基準特性という。）と、食違い誤差用角度ずれ量・分力計出力基準特性（以下、食違い誤差用基準特性という。）と、からなっている。
【００２４】
平行度誤差用基準特性及び食違い誤差用基準特性は、次のように求められる。
まず、図６（Ａ）に示すように、分力計１６を、分力計外輪１６ａの中心点がＸ、Ｙ、Ｚ軸の交点に一致し、かつＸ、Ｚ軸を含む平面が分力計外輪１６ａに含まれるように配置する。
そして、分力計１６を図６（Ａ）Ａ視方向から見た際における図６（Ｂ）に示される分力計内輪１６ｂの軸中心線１６ｂｃのＹ軸に対する角度ずれ量θ〔歪〔με〕に相当する。〕が分力計１６に生じるように分力計１６の分力計内輪１６ｂに静的負荷〔荷重〔Ｎ〕〕を加えて、図６（Ｃ）に示すように、分力計１６の出力（分力計出力）Ｍｘ〔με〕を求める。これにより、次式（３）で表現される平行度誤差用基準特性が得られる。このデータは上述したように主記憶部２３に予め記憶される。
前記分力計出力は電圧信号〔ｍＶ〕を用いて行われる。前記分力計内輪１６ｂに作用する静的負荷〔荷重〔Ｎ〕〕、歪〔με〕及び分力計出力としての電圧信号〔ｍＶ〕は線形関係になっている。
【００２５】
Ｍｘ＝Ａθ … … （３）
Ａ：定数
【００２６】
また、分力計１６を図６（Ａ）Ｂ視方向から見た際における図６（Ｄ）に示される分力計内輪１６ｂの軸中心線１６ｂｃのＸ軸に対する角度ずれ量θが分力計１６に生じるように分力計１６の分力計内輪１６ｂに静的負荷を加えて、図６（Ｅ）に示すように、分力計１６の出力（分力計出力）Ｍｚ〔με〕を求める。これにより、次式（４）で表現される食違い誤差用基準特性が得られる。このデータは上述したように主記憶部２３に予め記憶される。
【００２７】
Ｍｚ＝Ｂθ … … （４）
Ｂ：定数
【００２８】
式（３）、（４）の定数Ａ、Ｂを用いて、後述する実動状態の分力計出力を換算することが可能となっている。
【００２９】
上述したように構成された動的ギヤミスアライメント計測装置１０の作用を、以下に説明する。
まず、図６を用いて上述したように、平行度誤差用基準特性〔式（３）〕及び食違い誤差用基準特性〔式（４）〕を求め、この平行度誤差用基準特性（Ｍｘ＝Ａθ）及び食違い誤差用基準特性（Ｍｚ＝Ｂθ）を主記憶部２３に格納する。
次に、トランスミッション１３のケース（トランスミッションケース１４）内に収納されたドライブギヤ用軸受３１及びドリブンギヤ用軸受３２に夫々、分力計１６（ドライブギヤ用分力計１６Ｋ、ドリブンギヤ用分力計１６Ｈ）を設け、このように分力計１６を設けたトランスミッションケース１４を、図１に示すように、駆動ベンチ１５に設置する。ドライブギヤ回転軸６に駆動モータ１１を連結し、ドリブンギヤ回転軸７に吸収モータ１２を連結する。任意のトルク負荷を加えて駆動モータ１１を作動させて実動運転を行う。この実動運転時に、主演算部２２は、ドライブギヤ用分力計１６Ｋ、ドリブンギヤ用分力計１６Ｈからの分力計出力（Ｍｘａ、Ｍｘｂ、Ｍｚａ、Ｍｚｂ）の入力を受ける。
【００３０】
主演算部２２は、入力を受けた分力計出力（Ｍｘａ、Ｍｘｂ、Ｍｚａ、Ｍｚｂ）に対して、予め記憶している平行度誤差用基準特性（Ｍｘ＝Ａθ）の定数Ａ及び食違い誤差用基準特性（Ｍｚ＝Ｂθ）の定数Ｂを用いて上記演算を行って、平行度誤差Δθ１及び食違い誤差Δθ２（動的ギヤミスアライメント）を求める。主演算部２２で得られた解析結果が表示器２０に表示され、かつ記録計２１により記録される。
上述したように本実施の形態によれば、トランスミッションケース１４（被計測ユニット）に組込まれているドライブギヤ１及びドリブンギヤ２（一対の被計測歯車）を作動させることにより、ドライブギヤ用分力計１６Ｋ及びドリブンギヤ用分力計１６Ｈが、夫々、ドライブギヤ１及びドリブンギヤ２に作用するラジアル方向回りのモーメント、ラジアル方向荷重、スラスト方向荷重を検出する。そして、主演算部２２が、ドライブギヤ用分力計１６Ｋ及びドリブンギヤ用分力計１６Ｈの検出データに基づいて、平行度誤差Δθ１及び食違い誤差Δθ２（動的ギヤミスアライメント）を求める。このため、トランスミッションケース１４（被計測ユニット）に組込まれるドライブギヤ１及びドリブンギヤ２（一対の被計測歯車）のミスアライメントを実動運転状態で計測でき、動的ギヤミスアライメントの計測精度の向上を図ることができる。
【００３１】
上記第１実施の形態では、計測対象のドライブギヤ１及びドリブンギヤ２が夫々片面側に軸受（ドライブギヤ用軸受３１、ドリブンギヤ用軸受３２）を有し、５分力の計測を行える分力計１６（いわゆる５分力計）をドライブギヤ１及びドリブンギヤ２に設けて、平行度誤差Δθ１及び食違い誤差Δθ２（動的ギヤミスアライメント）を計測する場合を例にした。これに代えて、両側面に軸受を有する被計測歯車を対象にして、各被計測歯車に夫々、一対の分力計１６（一対の被計測歯車に対して計４個の分力計１６）を配置し、動的ギヤミスアライメントを計測するようにしてもよい(第２実施の形態)。この第２実施の形態を、図９及び図１０に基づいて説明する。
【００３２】
第２実施の形態では、図９及び図１０に示すように、被計測歯車がプラネタリギヤ４０のリングギヤ４１（カウンタドライブギヤを兼ねている。）とされている。プラネタリギヤ４０は、前記リングギヤ４１、サンギヤ４２、４個のピニオンギヤ４３から大略構成されている。
リングギヤ４１は、これの左右に備えられる２個の回転軸（以下、リングギヤ回転軸４１ａという。）が挿通される軸受（以下、リングギヤ用軸受４４という。）を介してトランスミッションケース１４に回動可能に支持されている。リングギヤ４１には、カウンタドリブンギヤ４７が噛合わされている。
【００３３】
カウンタドリブンギヤ４７は、これに備えられる中心軸（以下、カウンタドリブンギヤ回転軸５１という。）が挿通される２個（図９左右）の軸受（以下、カウンタドリブンギヤ用軸受４８という。）を介してトランスミッションケース１４（図１参照）に回動可能に支持されている。カウンタドリブンギヤ４７の図９右側のカウンタドリブンギヤ回転軸５１におけるカウンタドリブンギヤ４７とカウンタドリブンギヤ用軸受４８との間には、カウンタドリブンギヤ回転軸５１を同軸としてファイナルドライブギヤ４９が備えられ、ファイナルドリブンギヤ５５への動力伝達が行われ、更にファイナルドリブンギヤ５５の回転軸５６がディファレンシャルギヤ５７へ連結され、ディファレンシャルギヤ５７への動力伝達が行われるようになっている。
【００３４】
前記２個のリングギヤ用軸受４４には、その軸受外輪部に分力計内輪１６ｂを嵌合させて分力計１６（以下、リングギヤ用分力計１６Ｐという。）が配置されている。リングギヤ用分力計１６Ｐの分力計外輪１６ａは、トランスミッションケース１４（図１参照）に固定されている。リングギヤ用分力計１６Ｐは、Ｘ軸、Ｚ軸回りのラジアル方向荷重及びスラスト荷重、すなわち３分力を計測し得るものになっている。本実施の形態では、図９左右のリングギヤ用分力計１６Ｐの出力差を算出することにより、Ｘ軸回り、Ｚ軸回りのモーメント成分を求めるようにしている。以下、便宜上、適宜、図９左右のリングギヤ用分力計１６Ｐを、夫々、リングギヤ用第１、第２分力計１６Ｐ１，１６Ｐ２という。リングギヤ用第１、第２分力計１６Ｐ１，１６Ｐ２は、各分力計演算部３０に接続したリングギヤ用分力計共通演算部６０を含んでおり、Ｘ軸回り、Ｚ軸回りのモーメント成分の算出処理を行うと共に各分力計演算部３０が求めた演算結果信号をパソコン１９（図１参照）の主演算部２２に入力する。
【００３５】
前記２個のカウンタドリブンギヤ用軸受４８には、その軸受外輪部４８ａに分力計内輪１６ｂを嵌合させて分力計１６（以下、カウンタドリブンギヤ用分力計１６Ｒという。）が配置されている。カウンタドリブンギヤ用分力計１６Ｒの分力計外輪１６ａはトランスミッションケース１４に保持されている。カウンタドリブンギヤ用分力計１６Ｒは、Ｘ軸、Ｚ軸回りのラジアル方向荷重及びスラスト荷重、すなわち３分力を計測し得るものになっている。本実施の形態では、図９左右のカウンタドリブンギヤ用分力計１６Ｒの出力差を算出することにより、Ｘ軸回り、Ｚ軸回りのモーメント成分を求めるようにしている。
以下、便宜上、適宜、図９左右のカウンタドリブンギヤ用分力計１６Ｒを、夫々、カウンタドリブンギヤ用第１、第２分力計１６Ｒ１，１６Ｒ２という。カウンタドリブンギヤ用第１、第２分力計１６Ｒ１，１６Ｒ２は、各分力計演算部３０に接続したカウンタドリブンギヤ用分力計共通演算部６１を含んでおり、Ｘ軸回り、Ｚ軸回りのモーメント成分の算出処理を行うと共に各分力計演算部３０が求めた演算結果信号をパソコン１９（図１参照）の主演算部２２に入力する。
【００３６】
この実施の形態では、リングギヤ用第１、第２分力計１６Ｐ１，１６Ｐ２の分力計出力差から算出されるＸ軸回り、Ｚ軸回りのモーメント成分を用いて、リングギヤ４１側の角度ずれ量を求める一方、カウンタドリブンギヤ用第１、第２分力計１６Ｒ１，１６Ｒ２の分力計出力差から算出されるＸ軸回り、Ｚ軸回りのモーメント成分を用いて、カウンタドリブンギヤ４７側の角度ずれ量を求める。そして、上述したようにして得たリングギヤ４１側の角度ずれ量及びカウンタドリブンギヤ４７側の角度ずれ量を用いて、前記第１実施の形態と同様にして、平行度誤差及び食違い誤差（動的ギヤミスアライメント）を求める。
本第２実施の形態によれば、いわゆる５分力計を用いずに、いわゆる３分力計（リングギヤ用分力計１６Ｐ及びカウンタドリブンギヤ用分力計１６Ｒ）を用いて、Ｘ軸回り、Ｚ軸回りのモーメント成分ひいては動的ギヤミスアライメント（平行度誤差及び食違い誤差）の算出を行え、第１実施の形態と同様に、動的ギヤミスアライメントの計測を適切に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の第１実施の形態に係る動的ギヤミスアライメント計測装置を模式的に示すブロック図である。
【図２】図１の動的ギヤミスアライメント計測装置の計測対象のドライブギヤ及びドリブンギヤ及びその近傍に設けられる部材を模式的に示す斜視図である。
【図３】図２の分力計を模式的に示す図である。
【図４】図４の分力計を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＧ−Ｇ線に沿う断面図である。
【図５】図１の動的ギヤミスアライメント計測装置の作用を説明するためのブロック図である。
【図６】分力計を用いて得られる角度ずれ量・分力計出力基準特性の算出方法を説明するための図である。
【図７】図１の動的ギヤミスアライメント計測装置１０による平行度誤差算出例を説明するための図である。
【図８】図１の動的ギヤミスアライメント計測装置１０による食違い誤差算出例を説明するための図である。
【図９】本発明の第２実施の形態に係る動的ギヤミスアライメント計測装置が用いられるプラネタリギヤ及び軸受を模式的に示す図である。
【図１０】図９のプラネタリギヤを模式的に示す図である。
【図１１】ダイヤルゲージを用いた従来技術を模式的に示す図である。
【図１２】平行度誤差・食違い誤差（ミスアライメント）を説明するための図である。
【符号の説明】
【００３８】
１…ドライブギヤ、２…ドリブンギヤ、６…ドライブギヤ回転軸、７…ドリブンギヤ回転軸、１０…動的ギヤミスアライメント計測装置、１４…トランスミッションケース（被計測ユニット）、１６…分力計、１６Ｋ…ドライブギヤ用分力計、１６Ｈ…ドリブンギヤ用分力計、１６ａ…分力計外輪（外輪）、１６ｂ…分力計内輪（内輪）、２２…主演算部（計測手段）、３０…分力計演算部（計測手段）、３１…ドライブギヤ用軸受、３１ａ…ドライブギヤ用軸受外輪部、３２…ドリブンギヤ用軸受、３２ａ…ドリブンギヤ用軸受外輪部、３４…歪ゲージ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、噛合わされる一対の被計測歯車の動的ミスアライメントを計測する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、被計測歯車（ギヤ）の噛合い負荷変位によるミスアライメント（平行度誤差・食違い誤差）を計測する手法の一例として、ダイヤルゲージを用いた手法がある。
この手法は、図１１に示すように、２つの被計測歯車（以下、便宜上、ドライブギヤ１、ドリブンギヤ２という。）が噛合った状態で静的な負荷を与え、ドライブギヤ１、ドリブンギヤ２における噛合い部３と反対側となるドライブギヤ１及びドリブンギヤ２の各外周部（以下、噛合い部反対側外周部という。）４の幅方向側部（各２箇所、計４箇所）、並びに噛合い部反対側外周部４から周方向に９０度ずれたドライブギヤ１及びドリブンギヤ２の各外周部５の幅方向側部（各２箇所、計４箇所）〔図１１に示す矢印の基端部分〕に夫々、ダイヤルゲージ（全体で８個）を当て、静的負荷変化量を計測する。そして、負荷変位差と、ドライブギヤ１、ドリブンギヤ２の各幅寸法から、角度ずれ量を算出し、ドライブギヤ１及びドリブンギヤ２の平行度誤差・食違い誤差（ミスアライメント）を求めるようにしている。
【０００３】
ここで、平行度誤差・食違い誤差（ミスアライメント）は、以下のように表現されるものである。
すなわち、図１２（Ａ）、（Ｂ）に示されるように、上下（左右でもよい。）に噛合わされたドライブギヤ１、ドリブンギヤ２を、側方から見たとき〔図１２（Ａ）Ａ視〕のドライブギヤ１、ドリブンギヤ２の各回転軸６，７夫々の基準線Ｔ１、Ｔ２に対するずれ角度θａ、θｂにより、平行度誤差Δθ１が定められている。基準線Ｔ１、Ｔ２は平行に設定されている。具体的には、平行度誤差Δθ１は、次式（１）により定められている。
【０００４】
Δθ１＝｜θａ−θｂ｜（ドライブギヤ１、ドリブンギヤ２の各回転軸６，７が基準線Ｔ１、Ｔ２に対して図１２（Ｂ）に示すように同方向の場合）又はΔθ１＝｜θａ＋θｂ｜（ドライブギヤ１、ドリブンギヤ２の各回転軸６，７が基準線Ｔ１に対して異なる方向の場合） … … （１）
【０００５】
また、図１２（Ａ）、（Ｃ）に示されるドライブギヤ１、ドリブンギヤ２を、上方から見たとき〔図１２（Ａ）Ｂ視〕のドライブギヤ１、ドリブンギヤ２の各回転軸６，７の基準線Ｔ３に対するずれ角度θｃ、θｄにより、食違い誤差Δθ２が定められている。具体的には、食違い誤差Δθ２は、次式（２）により定められている。
【０００６】
Δθ２＝｜θｃ＋θｄ｜（ドライブギヤ１、ドリブンギヤ２の各回転軸６，７が基準線Ｔ３に対して図１２（Ｃ）に示すように異なる方向の場合）又はΔθ２＝｜θｃ−θｄ｜（ドライブギヤ１、ドリブンギヤ２の各回転軸６，７が基準線Ｔ３に対して同方向の場合） … （２）
【０００７】
ところで、被計測歯車のミスアライメント（以下、適宜、ギヤミスアライメントという。）の計測は、実際には、静的でなく動的ミスアライメント（以下、適宜、動的ギヤミスアライメントという。）を計測するのが望ましい。しかしながら、上述した手法では、静的負荷変位量の計測は行えるものの、動的ギヤミスアライメントの計測を行うことは困難であった。
【０００８】
また、他の従来技術として、特許文献１に示される歯車試験装置がある。この歯車試験装置は、基準歯車と被試験歯車とを、互いに近付く方向に付勢して噛合わせた状態で、基準歯車を被試験歯車と共に回転させることにより被試験歯車の歯溝の歪を測定するようにしている。
【特許文献１】特開２０００−３１４６７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、特許文献１に示される前記技術では、被試験歯車を試験装置にセットして測定するため、実際に、例えばトランスミッションケースなどの被計測ユニットに組込んだ動的負荷状態を再現できておらず、正確な測定値を得ることができない。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、動的ギヤミスアライメントの計測を精度高く行うことができる動的ギヤミスアライメント計測装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１記載の動的ギヤミスアライメント計測装置に係る発明は、互いに噛合わされる一対の被計測歯車が組込まれている被計測ユニットに固定されかつ前記一対の被計測歯車に対応して設けられる一対の外輪と、該一対の外輪の各内周側に配置され、前記一対の被計測歯車の各回転軸を回動可能に支持する軸受の外輪に保持されて前記軸受を介して前記一対の被計測歯車に作用する力学量を夫々受ける一対の内輪と、前記外輪に対する前記内輪の力学変化量について前記一対の被計測歯車毎に計測する計測手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１１】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の動的ギヤミスアライメント計測装置において、一対の被計測歯車に対応して設けられる前記一対の外輪及び内輪は、各一対の被計測歯車に対応して２組設けられることを特徴とする。
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の動的ギヤミスアライメント計測装置において、前記外輪及び前記内輪は連結部を介して接続され、前記計測手段は、前記連結部に配置された歪ゲージを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１〜３記載の発明によれば、被計測ユニットに組込まれている一対の被計測歯車を作動させることにより一対の内輪が被計測歯車に作用する力学量を受け、これに伴い、計測手段が前記外輪に対する前記内輪の力学変化量について前記一対の被計測歯車毎に計測するので、被計測ユニットに組込まれる一対の被計測歯車の実動運転時のミスアライメントを計測できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の第１実施の形態に係る動的ギヤミスアライメント計測装置１０を図１ないし図７に基づいて説明する。
図１（Ａ）、（Ｂ）、図２及び図３において、動的ギヤミスアライメント計測装置１０は、動的ギヤミスアライメント（平行度誤差・食違い誤差）を計測するものであり、以下の（i）〜（vi）の構成要素を有している。
（i）駆動モータ１１及び２個の吸収モータ１２を備え、トランスミッション１３のケース（以下、トランスミッションケース１４という。被計測ユニットに相当する。）を載置可能な駆動ベンチ１５。駆動モータ１１は、トランスミッションケース１４に配置されたドライブギヤ１の回転軸６に連結されてエンジンに代わってドライブギヤ１を駆動する。吸収モータ１２は、トランスミッション１３に配置されたドリブンギヤ２の回転軸７に連結されて、タイヤに代わってドリブンギヤ２からの力を吸収する。
【００１４】
（ii）トランスミッション１３に配置されたドライブギヤ１及びドリブンギヤ２に設けられ、各ギヤ（ドライブギヤ１及びドリブンギヤ２）のずれ角度（変位）を求める分力計１６。以下、適宜、ドライブギヤ１に設けられる分力計１６をドライブギヤ用分力計１６Ｋ、ドリブンギヤ２に設けられる分力計１６をドリブンギヤ用分力計１６Ｈともいう。
（iii）分力計１６で得られるずれ角度（変位）を示すアナログ電圧値を増幅する動歪みアンプ１７。
（iv）動歪みアンプ１７からの信号をデジタル信号に変換すると共に、定期的に記録（蓄積）しておくデータロガー１８。
（v）データロガー１８に蓄積されたデータを取り込んで演算処理・解析を行うパソコン１９。
（vi）パソコン１９の解析結果の表示及び記録を夫々行う表示器２０、記録計２１。
【００１５】
パソコン１９は、図１（Ｂ）に示すように、主演算部２２と、演算プログラム及び図６を用いて後述する角度ずれ量と分力計１６出力との対応関係（以下、角度ずれ量・分力計出力基準特性という。）を予め格納した主記憶部２３と、主演算部２２の作業エリアとなる作業用記憶部２４と、を有している。
【００１６】
主演算部２２は、図５及び図７（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、ドライブギヤ用分力計１６Ｋから、動歪みアンプ１７、データロガー１８を介して分力計出力Ｍｘａ〔με〕の入力を受け、また、ドリブンギヤ用分力計１６Ｈから動歪みアンプ１７、データロガー１８を介して分力計出力Ｍｘｂ〔με〕の入力を受ける。主演算部２２は、上述したのと同様に、図５及び図８（Ａ）、（Ｂ）に示すように、ドライブギヤ用分力計１６Ｋの分力計演算部３０（図３参照）から動歪みアンプ１７、データロガー１８を介して分力計出力Ｍｚａ〔με〕の入力を受け、また、ドリブンギヤ用分力計１６Ｈの分力計演算部３０から動歪みアンプ１７、データロガー１８を介して分力計出力Ｍｚｂ〔με〕の入力を受ける。
【００１７】
主演算部２２は、図５及び図７（Ｂ）に示すように、入力を受けた分力計出力Ｍｘａ〔με〕について後述する式（３）の定数Ａで除算して、分力計出力Ｍｘａに対応する角度ずれ量θａ〔μrad〕を得る。また、これに合わせて、図７（Ｃ）に示すように、入力を受けた分力計出力Ｍｘｂ〔με〕について後述する式（４）の定数Ａで除算して、分力計出力Ｍｘｂに対応する角度ずれ量θｂ〔μrad〕を得る。
また、主演算部２２は、図５及び図８（Ａ）に示すように、入力を受けた分力計出力Ｍｚａ〔με〕について後述する式（３）の定数Ｂで除算して、分力計出力Ｍｚａに対応する角度ずれ量θｚａ〔μrad〕を得る。また、これに合わせて、図８（Ｂ）に示すように、入力を受けた分力計出力Ｍｚｂ〔με〕について後述する式（４）の定数Ｂで除算して、分力計出力Ｍｚｂに対応する角度ずれ量θｚｂ〔μrad〕を得る。
【００１８】
主演算部２２は、さらに、図７（Ｄ）に示すように角度ずれ量θａ〔μrad〕から角度ずれ量θｂ〔μrad〕を減算し、又は加算を行い、その絶対値を求めて、平行度誤差Δθ１を得る。
また、同様にして、主演算部２２は、図８（Ｃ）に示すように角度ずれ量θｚａ〔μrad〕に角度ずれ量θｚｂ〔μrad〕を加算し、又は減算を行い、その絶対値を求め、食違い誤差Δθ２を求める。
【００１９】
ドライブギヤ１は、これに備えられる回転軸（以下、ドライブギヤ回転軸６という。）が挿通される軸受（以下、ドライブギヤ用軸受３１という。）を介してトランスミッションケース１４に回動可能に支持されている。ドライブギヤ用軸受３１の外輪部（以下、ドライブギヤ用軸受外輪部３１ａと言う。）には、ドライブギヤ用分力計１６Ｋの分力計内輪１６ｂが嵌合して保持されている。ドライブギヤ用分力計１６Ｋの分力計外輪１６ａはトランスミッションケース１４に保持されている。
ドライブギヤ１は、図２及び図７（Ａ）に示すように、その中心点がＸ、Ｙ、Ｚ軸（ドリブンギヤ２との配置と区別するためＸａ、Ｙａ、Ｚａ軸という。）の交点（ゼロ点）に一致し、ドライブギヤ回転軸６が略Ｙａ軸に沿って延び、かつＸａ、Ｚａ軸を含む平面に略沿うように配置されている。
【００２０】
また、ドリブンギヤ２は、これに備えられる回転軸（以下、ドリブンギヤ回転軸７という。）が挿通される軸受（以下、ドリブンギヤ用軸受３２という。）を介してトランスミッションケース１４に回動可能に支持されている。ドリブンギヤ用軸受３２の外輪部（以下、ドリブンギヤ用軸受外輪部３２ａと言う。）には、ドリブンギヤ用分力計１６Ｈの分力計内輪１６ｂが嵌合して保持されている。ドリブンギヤ用分力計１６Ｈの分力計外輪１６ａはトランスミッションケース１４に保持されている。
ドリブンギヤ２は、図２及び図７（Ａ）に示すように、Ｚａ軸及びＺｂ軸を一致させた状態でドライブギヤ１と噛合って配置されている。そして、ドリブンギヤ２は、その中心点が前記Ｘａ、Ｙａ、Ｚａ軸と対応して配置されるＸｂ、Ｙｂ、Ｚｂ軸の交点に一致し、ドリブンギヤ回転軸７が略Ｙｂ軸に沿って延び、かつＸｂ、Ｚｂ軸を含む平面に略沿うように配置されている。Ｘｂ、Ｙｂ、Ｚｂ軸で形成される座標系は、Ｘａ、Ｙａ、Ｚａ軸で形成される座標系に対して、Ｚａ軸（Ｚｂ軸）方向にずれて構成されている。
【００２１】
分力計１６は、後述する５分力の算出を行えるものであり、図３及び図４に示すように、下記（ア）〜（オ）の構成要素を備えている。
（ア）軸受外輪部（ドライブギヤ用軸受外輪部３１ａ又はドリブンギヤ用軸受外輪部３２ａ）に嵌合して保持される内輪（前記分力計内輪１６ｂ）。
（イ）分力計内輪１６ｂ外に同心状に配置され、トランスミッションケース１４に固定される外輪（前記分力計外輪１６ａ）。分力計外輪１６ａは、トランスミッションケース１４に固定されることにより剛体とみなせるものになっている。分力計外輪１６ａひいては分力計１６は小型化（外径寸法略２５ｃｍ）されている。
（ウ）分力計内輪１６ｂ及び分力計外輪１６ａを連結する複数本のスポーク部３３。
【００２２】
（エ）複数本のスポーク部３３に、夫々、複数個配置されて分力計外輪１６ａに対する分力計内輪１６ｂの変位量（歪）を検出する歪ゲージ３４。
（オ）複数個の歪ゲージ３４からの歪検出値に基づいて、図３に示すように、Ｘ軸、Ｚ軸回りのラジアル方向荷重、Ｘ軸、Ｚ軸のラジアル方向回りのモーメント及びスラスト荷重、すなわち５分力を算出する演算部（前記分力計演算部３０）。分力計演算部３０は、上記算出データに基づいて、平行度誤差算出のためのＸ軸回りの変位量のＭｘ成分（後述するＭｘａ又はＭｘｂ）、食違い誤差算出のためのＺ軸回りの変位量のＭｚ成分（後述するＭｚａ又はＭｚｂ）を求めてこれらを分力計出力として出力する。また、分力計演算部３０は、複数個の歪ゲージ３４からの歪検出値の差に基づいて負荷方向を判別している。
【００２３】
パソコン１９の主記憶部２３に記憶される角度ずれ量・分力計出力基準特性は、図６（Ａ）に示すように、ドライブギヤ１及びドリブンギヤ２に装着される分力計１６を用いた実験により求められる。この角度ずれ量・分力計出力基準特性は、平行度誤差及び食違い誤差を夫々対象にした平行度誤差用角度ずれ量・分力計出力基準特性（以下、平行度誤差用基準特性という。）と、食違い誤差用角度ずれ量・分力計出力基準特性（以下、食違い誤差用基準特性という。）と、からなっている。
【００２４】
平行度誤差用基準特性及び食違い誤差用基準特性は、次のように求められる。
まず、図６（Ａ）に示すように、分力計１６を、分力計外輪１６ａの中心点がＸ、Ｙ、Ｚ軸の交点に一致し、かつＸ、Ｚ軸を含む平面が分力計外輪１６ａに含まれるように配置する。
そして、分力計１６を図６（Ａ）Ａ視方向から見た際における図６（Ｂ）に示される分力計内輪１６ｂの軸中心線１６ｂｃのＹ軸に対する角度ずれ量θ〔歪〔με〕に相当する。〕が分力計１６に生じるように分力計１６の分力計内輪１６ｂに静的負荷〔荷重〔Ｎ〕〕を加えて、図６（Ｃ）に示すように、分力計１６の出力（分力計出力）Ｍｘ〔με〕を求める。これにより、次式（３）で表現される平行度誤差用基準特性が得られる。このデータは上述したように主記憶部２３に予め記憶される。
前記分力計出力は電圧信号〔ｍＶ〕を用いて行われる。前記分力計内輪１６ｂに作用する静的負荷〔荷重〔Ｎ〕〕、歪〔με〕及び分力計出力としての電圧信号〔ｍＶ〕は線形関係になっている。
【００２５】
Ｍｘ＝Ａθ … … （３）
Ａ：定数
【００２６】
また、分力計１６を図６（Ａ）Ｂ視方向から見た際における図６（Ｄ）に示される分力計内輪１６ｂの軸中心線１６ｂｃのＸ軸に対する角度ずれ量θが分力計１６に生じるように分力計１６の分力計内輪１６ｂに静的負荷を加えて、図６（Ｅ）に示すように、分力計１６の出力（分力計出力）Ｍｚ〔με〕を求める。これにより、次式（４）で表現される食違い誤差用基準特性が得られる。このデータは上述したように主記憶部２３に予め記憶される。
【００２７】
Ｍｚ＝Ｂθ … … （４）
Ｂ：定数
【００２８】
式（３）、（４）の定数Ａ、Ｂを用いて、後述する実動状態の分力計出力を換算することが可能となっている。
【００２９】
上述したように構成された動的ギヤミスアライメント計測装置１０の作用を、以下に説明する。
まず、図６を用いて上述したように、平行度誤差用基準特性〔式（３）〕及び食違い誤差用基準特性〔式（４）〕を求め、この平行度誤差用基準特性（Ｍｘ＝Ａθ）及び食違い誤差用基準特性（Ｍｚ＝Ｂθ）を主記憶部２３に格納する。
次に、トランスミッション１３のケース（トランスミッションケース１４）内に収納されたドライブギヤ用軸受３１及びドリブンギヤ用軸受３２に夫々、分力計１６（ドライブギヤ用分力計１６Ｋ、ドリブンギヤ用分力計１６Ｈ）を設け、このように分力計１６を設けたトランスミッションケース１４を、図１に示すように、駆動ベンチ１５に設置する。ドライブギヤ回転軸６に駆動モータ１１を連結し、ドリブンギヤ回転軸７に吸収モータ１２を連結する。任意のトルク負荷を加えて駆動モータ１１を作動させて実動運転を行う。この実動運転時に、主演算部２２は、ドライブギヤ用分力計１６Ｋ、ドリブンギヤ用分力計１６Ｈからの分力計出力（Ｍｘａ、Ｍｘｂ、Ｍｚａ、Ｍｚｂ）の入力を受ける。
【００３０】
主演算部２２は、入力を受けた分力計出力（Ｍｘａ、Ｍｘｂ、Ｍｚａ、Ｍｚｂ）に対して、予め記憶している平行度誤差用基準特性（Ｍｘ＝Ａθ）の定数Ａ及び食違い誤差用基準特性（Ｍｚ＝Ｂθ）の定数Ｂを用いて上記演算を行って、平行度誤差Δθ１及び食違い誤差Δθ２（動的ギヤミスアライメント）を求める。主演算部２２で得られた解析結果が表示器２０に表示され、かつ記録計２１により記録される。
上述したように本実施の形態によれば、トランスミッションケース１４（被計測ユニット）に組込まれているドライブギヤ１及びドリブンギヤ２（一対の被計測歯車）を作動させることにより、ドライブギヤ用分力計１６Ｋ及びドリブンギヤ用分力計１６Ｈが、夫々、ドライブギヤ１及びドリブンギヤ２に作用するラジアル方向回りのモーメント、ラジアル方向荷重、スラスト方向荷重を検出する。そして、主演算部２２が、ドライブギヤ用分力計１６Ｋ及びドリブンギヤ用分力計１６Ｈの検出データに基づいて、平行度誤差Δθ１及び食違い誤差Δθ２（動的ギヤミスアライメント）を求める。このため、トランスミッションケース１４（被計測ユニット）に組込まれるドライブギヤ１及びドリブンギヤ２（一対の被計測歯車）のミスアライメントを実動運転状態で計測でき、動的ギヤミスアライメントの計測精度の向上を図ることができる。
【００３１】
上記第１実施の形態では、計測対象のドライブギヤ１及びドリブンギヤ２が夫々片面側に軸受（ドライブギヤ用軸受３１、ドリブンギヤ用軸受３２）を有し、５分力の計測を行える分力計１６（いわゆる５分力計）をドライブギヤ１及びドリブンギヤ２に設けて、平行度誤差Δθ１及び食違い誤差Δθ２（動的ギヤミスアライメント）を計測する場合を例にした。これに代えて、両側面に軸受を有する被計測歯車を対象にして、各被計測歯車に夫々、一対の分力計１６（一対の被計測歯車に対して計４個の分力計１６）を配置し、動的ギヤミスアライメントを計測するようにしてもよい(第２実施の形態)。この第２実施の形態を、図９及び図１０に基づいて説明する。
【００３２】
第２実施の形態では、図９及び図１０に示すように、被計測歯車がプラネタリギヤ４０のリングギヤ４１（カウンタドライブギヤを兼ねている。）とされている。プラネタリギヤ４０は、前記リングギヤ４１、サンギヤ４２、４個のピニオンギヤ４３から大略構成されている。
リングギヤ４１は、これの左右に備えられる２個の回転軸（以下、リングギヤ回転軸４１ａという。）が挿通される軸受（以下、リングギヤ用軸受４４という。）を介してトランスミッションケース１４に回動可能に支持されている。リングギヤ４１には、カウンタドリブンギヤ４７が噛合わされている。
【００３３】
カウンタドリブンギヤ４７は、これに備えられる中心軸（以下、カウンタドリブンギヤ回転軸５１という。）が挿通される２個（図９左右）の軸受（以下、カウンタドリブンギヤ用軸受４８という。）を介してトランスミッションケース１４（図１参照）に回動可能に支持されている。カウンタドリブンギヤ４７の図９右側のカウンタドリブンギヤ回転軸５１におけるカウンタドリブンギヤ４７とカウンタドリブンギヤ用軸受４８との間には、カウンタドリブンギヤ回転軸５１を同軸としてファイナルドライブギヤ４９が備えられ、ファイナルドリブンギヤ５５への動力伝達が行われ、更にファイナルドリブンギヤ５５の回転軸５６がディファレンシャルギヤ５７へ連結され、ディファレンシャルギヤ５７への動力伝達が行われるようになっている。
【００３４】
前記２個のリングギヤ用軸受４４には、その軸受外輪部に分力計内輪１６ｂを嵌合させて分力計１６（以下、リングギヤ用分力計１６Ｐという。）が配置されている。リングギヤ用分力計１６Ｐの分力計外輪１６ａは、トランスミッションケース１４（図１参照）に固定されている。リングギヤ用分力計１６Ｐは、Ｘ軸、Ｚ軸回りのラジアル方向荷重及びスラスト荷重、すなわち３分力を計測し得るものになっている。本実施の形態では、図９左右のリングギヤ用分力計１６Ｐの出力差を算出することにより、Ｘ軸回り、Ｚ軸回りのモーメント成分を求めるようにしている。以下、便宜上、適宜、図９左右のリングギヤ用分力計１６Ｐを、夫々、リングギヤ用第１、第２分力計１６Ｐ１，１６Ｐ２という。リングギヤ用第１、第２分力計１６Ｐ１，１６Ｐ２は、各分力計演算部３０に接続したリングギヤ用分力計共通演算部６０を含んでおり、Ｘ軸回り、Ｚ軸回りのモーメント成分の算出処理を行うと共に各分力計演算部３０が求めた演算結果信号をパソコン１９（図１参照）の主演算部２２に入力する。
【００３５】
前記２個のカウンタドリブンギヤ用軸受４８には、その軸受外輪部４８ａに分力計内輪１６ｂを嵌合させて分力計１６（以下、カウンタドリブンギヤ用分力計１６Ｒという。）が配置されている。カウンタドリブンギヤ用分力計１６Ｒの分力計外輪１６ａはトランスミッションケース１４に保持されている。カウンタドリブンギヤ用分力計１６Ｒは、Ｘ軸、Ｚ軸回りのラジアル方向荷重及びスラスト荷重、すなわち３分力を計測し得るものになっている。本実施の形態では、図９左右のカウンタドリブンギヤ用分力計１６Ｒの出力差を算出することにより、Ｘ軸回り、Ｚ軸回りのモーメント成分を求めるようにしている。
以下、便宜上、適宜、図９左右のカウンタドリブンギヤ用分力計１６Ｒを、夫々、カウンタドリブンギヤ用第１、第２分力計１６Ｒ１，１６Ｒ２という。カウンタドリブンギヤ用第１、第２分力計１６Ｒ１，１６Ｒ２は、各分力計演算部３０に接続したカウンタドリブンギヤ用分力計共通演算部６１を含んでおり、Ｘ軸回り、Ｚ軸回りのモーメント成分の算出処理を行うと共に各分力計演算部３０が求めた演算結果信号をパソコン１９（図１参照）の主演算部２２に入力する。
【００３６】
この実施の形態では、リングギヤ用第１、第２分力計１６Ｐ１，１６Ｐ２の分力計出力差から算出されるＸ軸回り、Ｚ軸回りのモーメント成分を用いて、リングギヤ４１側の角度ずれ量を求める一方、カウンタドリブンギヤ用第１、第２分力計１６Ｒ１，１６Ｒ２の分力計出力差から算出されるＸ軸回り、Ｚ軸回りのモーメント成分を用いて、カウンタドリブンギヤ４７側の角度ずれ量を求める。そして、上述したようにして得たリングギヤ４１側の角度ずれ量及びカウンタドリブンギヤ４７側の角度ずれ量を用いて、前記第１実施の形態と同様にして、平行度誤差及び食違い誤差（動的ギヤミスアライメント）を求める。
本第２実施の形態によれば、いわゆる５分力計を用いずに、いわゆる３分力計（リングギヤ用分力計１６Ｐ及びカウンタドリブンギヤ用分力計１６Ｒ）を用いて、Ｘ軸回り、Ｚ軸回りのモーメント成分ひいては動的ギヤミスアライメント（平行度誤差及び食違い誤差）の算出を行え、第１実施の形態と同様に、動的ギヤミスアライメントの計測を適切に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の第１実施の形態に係る動的ギヤミスアライメント計測装置を模式的に示すブロック図である。
【図２】図１の動的ギヤミスアライメント計測装置の計測対象のドライブギヤ及びドリブンギヤ及びその近傍に設けられる部材を模式的に示す斜視図である。
【図３】図２の分力計を模式的に示す図である。
【図４】図４の分力計を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＧ−Ｇ線に沿う断面図である。
【図５】図１の動的ギヤミスアライメント計測装置の作用を説明するためのブロック図である。
【図６】分力計を用いて得られる角度ずれ量・分力計出力基準特性の算出方法を説明するための図である。
【図７】図１の動的ギヤミスアライメント計測装置１０による平行度誤差算出例を説明するための図である。
【図８】図１の動的ギヤミスアライメント計測装置１０による食違い誤差算出例を説明するための図である。
【図９】本発明の第２実施の形態に係る動的ギヤミスアライメント計測装置が用いられるプラネタリギヤ及び軸受を模式的に示す図である。
【図１０】図９のプラネタリギヤを模式的に示す図である。
【図１１】ダイヤルゲージを用いた従来技術を模式的に示す図である。
【図１２】平行度誤差・食違い誤差（ミスアライメント）を説明するための図である。
【符号の説明】
【００３８】
１…ドライブギヤ、２…ドリブンギヤ、６…ドライブギヤ回転軸、７…ドリブンギヤ回転軸、１０…動的ギヤミスアライメント計測装置、１４…トランスミッションケース（被計測ユニット）、１６…分力計、１６Ｋ…ドライブギヤ用分力計、１６Ｈ…ドリブンギヤ用分力計、１６ａ…分力計外輪（外輪）、１６ｂ…分力計内輪（内輪）、２２…主演算部（計測手段）、３０…分力計演算部（計測手段）、３１…ドライブギヤ用軸受、３１ａ…ドライブギヤ用軸受外輪部、３２…ドリブンギヤ用軸受、３２ａ…ドリブンギヤ用軸受外輪部、３４…歪ゲージ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに噛合わされる一対の被計測歯車が組込まれている被計測ユニットに固定されかつ前記一対の被計測歯車に対応して設けられる一対の外輪と、
該一対の外輪の各内周側に配置され、前記一対の被計測歯車の各回転軸を回動可能に支持する軸受の外輪に保持されて前記軸受を介して前記一対の被計測歯車に作用する力学量を夫々受ける一対の内輪と、
前記外輪に対する前記内輪の力学変化量について前記一対の被計測歯車毎に計測する計測手段と、を備えたことを特徴とする動的ギヤミスアライメント計測装置。
【請求項２】
一対の被計測歯車に対応して設けられる前記一対の外輪及び内輪は、各一対の被計測歯車に対応して２組設けられることを特徴とする請求項１記載の動的ギヤミスアライメント計測装置。
【請求項３】
前記外輪及び前記内輪は連結部を介して接続され、前記計測手段は、前記連結部に配置された歪ゲージを含むことを特徴とする請求項１又は２記載の動的ギヤミスアライメント計測装置。
【請求項１】
互いに噛合わされる一対の被計測歯車が組込まれている被計測ユニットに固定されかつ前記一対の被計測歯車に対応して設けられる一対の外輪と、
該一対の外輪の各内周側に配置され、前記一対の被計測歯車の各回転軸を回動可能に支持する軸受の外輪に保持されて前記軸受を介して前記一対の被計測歯車に作用する力学量を夫々受ける一対の内輪と、
前記外輪に対する前記内輪の力学変化量について前記一対の被計測歯車毎に計測する計測手段と、を備えたことを特徴とする動的ギヤミスアライメント計測装置。
【請求項２】
一対の被計測歯車に対応して設けられる前記一対の外輪及び内輪は、各一対の被計測歯車に対応して２組設けられることを特徴とする請求項１記載の動的ギヤミスアライメント計測装置。
【請求項３】
前記外輪及び前記内輪は連結部を介して接続され、前記計測手段は、前記連結部に配置された歪ゲージを含むことを特徴とする請求項１又は２記載の動的ギヤミスアライメント計測装置。
【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２００７−３３３４２１（Ｐ２００７−３３３４２１Ａ）
【公開日】平成１９年１２月２７日（２００７．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１６２３６４（Ｐ２００６−１６２３６４）
【出願日】平成１８年６月１２日（２００６．６．１２）
【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１２月２７日（２００７．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年６月１２日（２００６．６．１２）
【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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