歯車のゴースト音発生判定方法
【課題】歯車機構に組み込まれる前の歯車単品の歯面形状に基づいてゴースト音の発生を判定可能な方法を提供することで、歯車単品からのゴースト音の発生の予測を可能とし、以て歯車の製造コストの削減および生産性の向上を図る。
【解決手段】ゴースト音発生判定装置Ｅにおいて、歯面測定装置２０は、検査対象となる歯車３の回転方向に連続する複数の歯の歯面形状を測定して各歯の個別歯面形状データを作成し、解析装置４０は、前記複数の個別歯面形状データを噛合い順につなぎ合わせて集合歯面形状データを作成し、該集合歯面形状データを歯車３の歯数に基づく次数で周期解析する。周期解析により得られた波形が、歯車３の歯数および該歯数の整数倍に等しい次数以外の次数にピーク値を有するとき、歯車３によりゴースト音が発生すると判定する。
【解決手段】ゴースト音発生判定装置Ｅにおいて、歯面測定装置２０は、検査対象となる歯車３の回転方向に連続する複数の歯の歯面形状を測定して各歯の個別歯面形状データを作成し、解析装置４０は、前記複数の個別歯面形状データを噛合い順につなぎ合わせて集合歯面形状データを作成し、該集合歯面形状データを歯車３の歯数に基づく次数で周期解析する。周期解析により得られた波形が、歯車３の歯数および該歯数の整数倍に等しい次数以外の次数にピーク値を有するとき、歯車３によりゴースト音が発生すると判定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歯車の検査方法に関し、詳細には、歯車の歯面形状から、該歯車が組み込まれた歯車機構において発生する歯車音であるゴースト音の発生の有無を判定する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
歯車の歯面を創成する場合、歯車ブランク材および刃具を相対移動させながら、刃具により歯車ブランク材を切削する歯切り工程で歯形を形成する。刃具には、ホブカッタやピニオンカッタなどが使用される。
ところで、歯車ブランク材および刃具の組合せによる歯切り工程だけで加工された歯車の歯形は、一般的には最終歯形とはならず、加工具としての刃具による加工痕（以下、「ツールマーク」という。）として、歯面にうろこ状の微小な凹凸が残る。そして、このツールマークは、複数の歯車が組み込まれて構成される歯車機構の作動時に通常の歯車音とは異なる歯車音であるゴースト音の発生原因になることが知られている。そこで、歯切り加工で形成されたツールマークなどの歯面粗さを改善するために、歯面仕上げ工程が施される。この歯面仕上げ工程では、シェービングカッタやねじ型砥石による歯車研磨などで歯面仕上げ加工が行われる。
【０００３】
また、ツールマークは、歯切り加工の後に行われる歯面仕上げ加工においても形成されることがあって、やはりゴースト音が発生することがある。そのため、ゴースト音を低減するために、歯面を研削してツールマークを除去する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
しかしながら、ツールマークが形成されているにも拘わらず、ゴースト音が発生しない歯車や、ゴースト音は発生するものの、許容限度以下の大きさのゴースト音である歯車もあることから、ツールマークとゴースト音の発生との因果関係が明確になっていないのが現状である。
【０００５】
一方、歯車の各歯の形状を測定して得られたデータをフーリエ変換し、このフーリエ変換した値から修正すべき歯を判定する技術（例えば、特許文献２参照）や、はすば歯車の各歯における接触線方向での歯面形状に基づいて設定された噛合い進行方向に歯面形状を測定する技術（例えば、特許文献３参照）が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−５２１４５号公報
【特許文献２】特開２００３−１７５４１９号公報
【特許文献３】特開平１１−１１８４０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、歯車の歯切り加工または歯面仕上げ加工などの歯面加工において形成されたツールマークがゴースト音を発生させるか否かは、ツールマークがある歯車が組み込まれた歯車機構（例えば車両の変速装置）または該歯車機構が搭載された完成機（例えば車両）を作動させたときに発生する騒音から判明する。このため、歯車機構でゴースト音が発生した場合には、完成機などから該歯車機構を取り外し、次いで該歯車機構を分解した後の歯車に歯面仕上げ加工をさらに施すことになるから、ゴースト音の低減には手間がかかる。
そして、このような事態を回避するには、歯面仕上げ加工によりツールマークを除去する必要があることから、歯面加工に多くの時間を要し、さらには、多くの歯車に歯面仕上げ加工を行う必要が生じて、歯車の製造コストの増大および生産性の低下を招来する。
【０００８】
本発明は、このような背景に鑑みてなされたものであり、歯車機構に組み込まれる前の歯車単品の歯面形状に基づいてゴースト音の発生を判定可能な方法を提供することで、歯車単品からのゴースト音の発生の予測を可能とし、以て歯車の製造コストの削減および生産性の向上を図ることを課題とする。
そして、本発明は、さらに、ゴースト音の発生を予測するための歯車の検査効率の向上を図ることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に係る発明は、歯数が所定数（Ｚ）の歯を有する検査対象歯車（１０）において特定数を前記所定数以下の複数であるとするとき、回転方向に連続する前記特定数の前記歯のそれぞれの歯面形状を測定して前記特定数の個別歯面形状データ（Ｄ１）を作成し、前記特定数の前記個別歯面形状データ（Ｄ１）を噛合い順につなぎ合わせて集合歯面形状データ（Ｄ２）を作成し、前記集合歯面形状データ（Ｄ２）を前記歯数に基づく次数で周期解析したときの波形が、前記所定数（Ｚ）および前記所定数（Ｚ）の整数倍に等しい次数以外の次数にピーク値を有するとき、前記検査対象歯車（１０）によりゴースト音が発生すると判定する歯車のゴースト音発生判定方法である。
【００１０】
請求項１に係る発明によれば、歯車の個別歯面形状データに基づいて作成される集合歯面形状データを周期解析することにより、歯車が歯車機構に組み込まれる前の歯車単体からゴースト音の発生を予測できるので、歯車が歯車機構に組み込まれる前に、歯面仕上げ加工などのゴースト音低減手段によりゴースト音を低減できる。この結果、歯車機構に一旦組み込まれた後に取り出された歯車にゴースト音低減策を講ずる場合に比べて、ゴースト音を低減するための手間を大幅に減少できる。
また、ゴースト音の発生の有無を確認するために歯車を歯車機構に組み込必要がないうえ、ゴースト音が発生すると判定された歯車のみに、ゴースト音低減策を講ずればよいので、歯車の製造コストを削減でき、生産性を向上させることができる。
さらに、個別歯面形状データの作成対象となる歯の歯数が所定数未満である場合、歯面形状の測定および周期解析に要する時間を短縮できるので、ゴースト音の発生を予測するための歯車の検査効率の向上が可能になり、歯車の製造コストの削減および生産性の向上に寄与する。
【００１１】
請求項２に係る発明は、請求項１記載の歯車ゴースト音発生判定方法において、前記個別歯面形状データ（Ｄ１）は、前記特定数の前記各歯の噛合い面における同一位置での噛合い分長さ（δ）でのデータであるものである。
これによれば、個別歯面形状データは、ゴースト音発生の判定に必要な最小限の長さである噛合い分長さでのデータであればよいので、歯面形状の測定および周期解析に要する時間を短縮できる。この結果、ゴースト音の発生を予測するための歯車の検査効率の向上が可能になる。
【００１２】
請求項３に係る発明は、請求項２記載の歯車ゴースト音発生判定方法において、前記検査対象歯車（１０）は、はすば歯車であるものである。
これによれば、はすば歯車におけるゴースト音の発生を予測するための検査効率が向上する。
【００１３】
請求項４に係る発明は、請求項１から３のいずれか１項記載の歯車ゴースト音発生判定方法において、前記検査対象歯車（１０）は、ゴースト音が発生すると判定された後に歯面仕上げ加工が施された歯車であるものである。
これによれば、ゴースト音が発生すると判定された歯車に対する歯面仕上げ加工によるゴースト音低減の効果を確認することができるので、過度の歯面仕上げ加工が不要になって、歯車の製造コストを削減でき、生産性を向上させることができる。
【００１４】
請求項５に係る発明は、請求項１から３のいずれか１項記載の歯車ゴースト音発生判定方法において、前記検査対象歯車（１０）は、前記所定数をＺ、カッタの条数をＨ、自然数をＮ、残部整数部分をＭとして、
Ｚ＝Ｈ×Ｎ＋Ｍ
と表すとき、
Ｍ＝１またはＭ＝−１を満たす歯数Ｚおよび条数Ｈの組合せの加工仕様で歯切り加工された歯車であるものである。
これによれば、ゴースト音低減策を講ずる必要がある歯車を抽出できるので、すべての歯車を検査対象とする場合に比べて、ゴースト音発生判定の検査時間を短縮できる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、歯車機構に組み込まれる前の歯車単品の歯面形状に基づいてゴースト音発生の可能性を判定することにより、歯車単品からのゴースト音の発生の予測ができるので、歯車の製造コストの削減および生産性の向上が可能になる。
さらに、本発明によれば、ゴースト音の発生を予測するための歯車の検査効率の向上が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態における検査対象歯車に含まれる歯車の歯面加工における歯切り加工を説明する図であり、（ａ）はカッタを下から上に送りながらで歯車を加工する様子を示す斜視図であり、（ｂ）は５条のカッタと歯車の歯との関係を示す模式図である。
【図２】図１の歯面加工で加工される歯車における噛合い分長さを説明する模式的な斜視図である。
【図３】回転中心線に対するカッタの偏芯を説明する模式的な断面図である。
【図４】歯数が４４歯の歯車を５条のカッタで加工された歯車の歯面に形成されるツールマークの状態を説明するための図であり、（ａ）は歯車の歯面の部分斜視図、（ｂ）は１つの歯の歯面がカッタの各条により形成される過程を説明する表であり、（ｃ）は回転中心線に対して中心軸線が偏芯したカッタの各条による切込み過程を説明する模式図であり、（ｄ）はカッタの各条による切込み量を説明する図である。
【図５】歯数が４４歯の歯車を５条のカッタで加工する場合の歯面に形成されるツールマークの状態を説明する図であり、（ａ）は各歯面におけるツールマークの並び順を示す表であり、（ｂ）は歯面に形成されたうねりの形態を示す模式図であり、（ｃ）はカッタの中心軸線が偏芯した状態を示す模式図である。
【図６】歯数が４４歯の歯車を６条のカッタで加工する場合の歯面に形成されるツールマークの状態を説明する図であり、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は図５の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）にそれぞれ対応する。
【図７】歯数が４４歯の歯車を３条のカッタで加工する場合の歯面に形成されるツールマークの状態を説明する図であり、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は図５の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）にそれぞれ対応する。
【図８】歯数が４４歯の歯車を３条のカッタで加工する場合における他の例のツールマークの状態を説明するための図であり、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は図５の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）にそれぞれ対応する。
【図９】歯数と条数の組合せと、仕様判定ステップにおける判定式のゴースト音判定項またはゴースト音との関係を説明するための表である。
【図１０】本発明の実施形態に係るゴースト音発生測定装置の要部の概略を示す斜視図である。
【図１１】図１０のゴースト音発生測定装置の歯面測定装置により作成された個別歯面形状データを説明する図であり、代表として１つの歯の個別歯面形状データを示す図である。
【図１２】図１０のゴースト音発生測定装置の解析装置により作成された集合歯面形状データを説明する図であり、一部が省略された図である。
【図１３】図１０のゴースト音発生測定装置の解析装置により集合歯面形状データを周期解析したときの、歯車の次数と振幅の関係を示す波形図である。
【図１４】噛合い試験機を説明する図であり、（ａ）は噛合い試験機を模式的に示す図であり、（ｂ）は噛合い試験機で得られた振動データを周期解析したときの、歯車の次数と振幅の関係を示す波形図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態を図１〜図１４を参照して説明する。
本発明の実施形態に係るゴースト音発生判定方法において、検査対象となる歯車は、歯車の歯面加工を構成する歯切り加工により加工された歯面を有するはすば歯車である。
【００１８】
先ず、はすば歯車である歯車３（図１（ｂ）参照）の歯切り加工方法を説明する。
図１を参照すると、歯車３の歯面加工装置を構成する歯切り加工装置は、加工具としてのホブカッタから構成されるカッタ２と、歯車ブランク材であるワークＢＬを支持するワーク支持装置（図示されず）とを備える。このカッタ２によるワークＢＬの歯切り加工において、図１（ａ）に示すように、カッタ２をＡ１方向に移動させて位置決めし、高速で回転させながら、下から上に図示するＡ２方向（歯幅方向）に送りをかけてワークＢＬを回転させながら歯切りする。歯切り終了後は、カッタ２をＡ３方向に逃がし、さらにＡ４方向に移動して加工原点に戻す。
【００１９】
そして、例えば、５条のカッタ２の場合には、図１（ａ）に示すように、第１条から第５条まで、螺旋形状に配設された加工部としての凸形状の刃部２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅが設けられる。このため、５条のカッタ２で歯数Ｚの歯車３を加工する場合には、図１（ｂ）に示すように、刃部２ａ〜２ｅにより、歯面３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅが創成されて、第１歯３Ａ、第２歯２Ｂ、第３歯３Ｃ、第４歯３Ｄ、第５歯３Ｅ・・・第Ｚ歯までの各歯が順次形成される。
【００２０】
そして、この実施形態において、歯車３の歯切り加工として、ゴースト音を低減することが可能な歯切り加工方法を採用することができる。
なお、この明細書において、ゴースト音に関しての「低減」には、最適な場合として、ゴースト音の発生を防止することも含まれるとする。
【００２１】
図２を併せて参照すると、この歯切り加工方法は、後記する判定式である式（２）に基づいて歯車３の歯数Ｚとカッタ２の条数Ｈとの組合せによる歯切り加工をゴースト音発生の蓋然性の観点で判定する仕様判定ステップと、歯車３の１つの歯の噛合い分長さδの範囲内に形成されるカッタ２のツールマーク数Ｔ（図示されず）を算定するツールマーク数算定ステップと、カッタ２の送り速度Ｖを設定して歯切りする歯切りステップと、を含んでいる。
ツールマーク数算定ステップは、仕様判定ステップにおいて、ゴースト音発生の蓋然性が高い歯数Ｚと条数Ｈとの組合せでの歯切り加工であると判定された場合に行われる。そして、このツールマーク数算定ステップにより、ゴースト音を低減させるツールマーク数Ｔが設定される。
【００２２】
ここで、噛合い分長さδとは、ねじれ角を有する歯車において、互いに噛合する１対の歯が、噛合いを開始してから噛合いを終了するまでの歯面に沿った長さである実噛合い分長さの、歯幅方向での長さであり、１対の歯が噛合いを開始してから噛合いを終了するまでの噛合い点の、歯幅方向での移動量に相当する。このため、噛合い分長さδの範囲内での噛合いの形態は、前記実噛合い分長さの範囲内での噛合いの形態と等価とみなすことができる。
【００２３】
図２を参照すると、噛合い分長さδは、次式（１）で求められる。
δ＝Ｐｚ÷Ｚ
＝（π×ｄ÷ｔａｎβ）÷Ｚ
＝（（π×Ｚ×ｍ÷ｃｏｓβ）÷ｔａｎβ）÷Ｚ
＝π×ｍ÷ｓｉｎβ （１）
ここで、Ｐｚ：リード
Ｚ ：歯数
ｄ ：基準円直径
β ：ねじれ角
ｍ ：歯直角モジュール
すなわち、噛合い分長さδは、ねじれ角βを有する歯車が１回転したときの基準円筒（基準円直径ｄを直径とする円筒である。）上での噛合い点の、歯幅方向での移動量であるリードＰｚを歯数Ｚで除した値である。
【００２４】
式（１）で求められる噛合い分長さδは、前述のように歯車３の歯面上での前記実噛合い分長さの、歯幅方向での成分（歯幅方向に平行な方向での長さ）に相当する。しかしながら、式（１）が使用できない場合は、前記実噛合い分長さから直接的に歯車３の歯幅方向での成分として求められてもよい。そして、噛合い分長さδは、各歯が同じ位置にあるときに、各歯において、歯幅方向（歯車の中心軸線方向である。）、歯丈方向（歯車の中心軸線を中心とする径方向である。）および周方向（歯車の中心軸線を中心とする周方向である。）で同じ位置での長さである。
【００２５】
仕様判定ステップは、歯車の歯数（すなわち、歯車が有する全ての歯の数）を複数である第１所定数としてのＺ、歯車の歯面を切削するカッタの条数を複数である第２所定数としてのＨ、任意の自然数をＮ、残部整数部分をゴースト音判定項Ｍとしたとき、次の式（２）で定義される判定式
Ｚ＝Ｈ×Ｎ＋Ｍ （２）
において、ゴースト音判定項Ｍが１または−１である条件（以下、「ゴースト音発生条件」という。）を満たすか否かを判定するステップである。
ここで、ゴースト音判定項Ｍの絶対値は、条数Ｈよりも小さい。
【００２６】
そして、後記する理由により、ゴースト音判定項Ｍ＝±１のいずれかを満たす（すなわち、ゴースト音発生条件を満たす）加工仕様で加工された歯車は、ゴースト音を発生させる蓋然性が高く、ゴースト音判定項Ｍ＝±１をいずれも満たさない（すなわち、ゴースト音発生条件を満たさない）加工仕様で加工された歯車は、ゴースト音を発生させる蓋然性が低い。
したがって、ゴースト音発生条件を満たす歯切り加工は、ゴースト音を発生させる歯切り加工であり、ゴースト音発生条件を満たさない歯切り加工は、ゴースト音の低減が可能な歯切り加工である。
【００２７】
仕様判定ステップについて、具体例として、歯数が４４の歯車を、カッタの条数が５条、６条、３条のカッタでそれぞれ加工する場合を説明する。
カッタの条数が５条の場合には、判定式において、４４＝５×９−１であるから、ゴースト音判定項Ｍ＝−１を満たす。よって、この組合せでの歯切り加工により加工された歯車では、ゴースト音が発生する蓋然性が高い。
カッタの条数が６条の場合には、判定式において、４４＝６×７＋２であるから、ゴースト音判定項Ｍ＝２、かつ、４４＝６×８−４であるから、ゴースト音判定項Ｍ＝−４である。よって、ゴースト音判定項Ｍ＝±１のいずれをも満たさない。よって、この組合せでの歯切り加工により加工された歯車では、ゴースト音が発生する蓋然性が低い。
カッタの条数が３条の場合には、判定式において、４４＝３×１５−１であるから、ゴースト音判定項Ｍ＝−１の条件を満たす。よって、この組合せでの歯切り加工により加工された歯車では、ゴースト音が発生する蓋然性が高い。
【００２８】
以下、前記判定式により、ゴースト音の発生予測が可能であることの理由を、４４歯の歯車を５条のカッタ２で加工する場合を例として、説明する。
図３を参照すると、一般に、カッタ２には、カッタ２の回転中心線Ｃ１に対して、個体差としての中心軸線Ｃ２の偏芯や歯切り加工装置への取り付け時における中心軸線Ｃ２の偏芯が、加工精度の許容限度内で必然的に発生する。なお、図３には、回転中心線Ｃ１に対して偏芯のあるカッタ２が実線で示され、偏芯のないカッタ２ｉが二点鎖線で示されている。なお、図３では、簡単化のために、中心軸線Ｃ２が回転中心線Ｃ１に対して平行に偏芯した場合が示されているが、図３において、中心軸線Ｃ２が回転中心線Ｃ１に対して傾斜している場合にも、偏芯量が回転中心線Ｃ１に平行な方向で異なるものの、基本的な考え方は、平行な場合と同様である。
【００２９】
このため、実際の歯切り加工において、歯数が４４歯の歯車を５条のカッタで加工する場合、図４（ｃ），（ｄ）に示すように、例えば５条のカッタ２の回転中心線Ｃ１がカッタ２の中心軸線Ｃ２に対して第１条の刃部２ａ（図１参照）の方に偏芯している場合、カッタ２の第１条の刃部による切込み量よりも第２条による切込み量が大きくなり、第３条および第４条による切込み量が第２条よりもさらに大きくなり、第５条の切込み量が第２条と同じ切込み量となる。
【００３０】
このように、回転中心線Ｃ１に対して偏芯したカッタの各条による切込み量はカッタの条数Ｈに依存し、その場合、カッタは、最大切込み量で加工する条である最大切込み条と、最小切込み量で加工する条である最小切込み条とを、少なくとも有する。さらに、条数Ｈが３以上の場合は、最大切込み量と最小切込み量との間の切込み量である１以上の中間切込み量で加工する２以上の中間切込み条とを有することがある。
このため、図１に示す条数Ｈが５のカッタ２においては、第１条２ａが最小切込み条に、第３，第４条２ｃ、２ｄが最大切込み条に、第２，第５条２ｂ，２ｅが中間切込み条に、それぞれ相当する。
【００３１】
図４（ｂ）を併せて参照すると、例えば歯車の第１歯３Ａの１つの歯面が、ワークＢＬの１周目の回転でカッタ２の第１条２ａにより形成され、ワークＢＬの２周目の回転でカッタ２の第５条２ｅにより形成され、以下同様に３周目、４周目、５周目、６周目・・・の回転でカッタ２の第４条２ｄ、第３条２ｃ，第２条２ｂ、第１条２ａ・・・により形成される。
この結果、図４（ａ）に示すように、歯車３の各歯の歯面には、カッタの複数の条（５条のカッタ２では、第１条〜第５条）によるツールマークが並ぶことにより歯面の凹凸形状（以下、「うねり」という。）が形成される。そして、このうねりの形態がゴースト音の発生に関与すると考えられる。
【００３２】
先ず、ゴースト音発生の蓋然性に関する第１指標として、各歯の各歯面におけるツールマーク（または、うねり）の形態である個別うねりについて、以下では、左ねじれのはすば歯車の例で説明するが、右ねじれのはすば歯車についても基本的な考え方は同じである。ここで、左ねじれとは、図４（ａ）に示すように、歯車３のＴｏｐ側（歯車３がエンジンの出力軸の回転速度を変速する変速機に組み込まれる場合に該エンジンが配置される側）からＢｏｔｔｏｍ側に向かって見たとき、歯が左方にねじれていることを意味する。
なお、歯車音であるゴースト音は、歯同士の噛合により発生することから、以下では、前記噛合い分長さδでの個別うねりについて説明する。
【００３３】
図４に示すように、偏芯したカッタでは、複数の条の間で切込み量が異なることから、個別うねりについては、各歯面において図４（ａ），図５（ａ）に示すように、カッタの第１条から第Ｈ条のうちの少なくとも複数の条によりそれぞれ形成されるツールマークの並び順が、すなわち異なる切込み量で形成された凹凸の並び順が、互いに噛合する歯の噛合い進行方向Ｆ（図４（ａ）参照）においてどのようになるかが重要である。
【００３４】
そして、歯面毎のツールマークの並び順が同様の規則性または周期性（以下、「うねり周期性」という。）を有するときは、ゴースト音発生の蓋然性が高くなり、発生するゴースト音の大きさは大きくなる傾向がある。うねり周期性を有する個別うねりの例としては、カッタの条番号の並び順や切込み量の大きさの推移形態が規則性または周期性（例えば、切込み量の大きさがサインカーブに近似した変化で並ぶ状態、または切込み量が大きい順または小さい順に並ぶ状態など。）を有する場合がある。
【００３５】
次に、ゴースト音発生の蓋然性に関する第２指標として、歯車３における周方向（または回転方向）で隣接する歯同士の個別うねり同士の相互関連である相互うねりがある。具体的には、歯車３の周方向で隣接する１対の歯（例えば、第１歯と第２歯、または第２歯と第３歯など）間で一方の歯から他方の歯に噛合いが移行するとき、一方の歯から他方の歯への移行時のツールマークが連続性を有する、すなわち個別うねり同士の境界でツールマーク（または、うねり）が連続性（以下、「うねり連続性」という。）を有するときは、ゴースト音発生の蓋然性が高くなり、発生するゴースト音の大きさは大きくなる傾向がある。うねり連続性がある相互うねりの例としては、噛合いが現在噛合している歯から次の歯に移行するとしたときに、条番号や切込み量の大きさの推移形態が連続する場合がある。
このため、個別うねりがうねり周期性を有し、かつ相互うねりがうねり連続性を有する歯車では、大きなゴースト音が発生する蓋然性が高い。
【００３６】
以下、ゴースト音判定項Ｍおよびうねりの関係について、例を挙げて説明する。
［４４歯で５条の場合］
図４と図５を参照すると、図５（ａ）は、歯数が４４歯の歯車が５条のカッタで歯切りされる場合、歯車の第１歯（歯順番が１）から第４４歯（歯順番が４４）までの各歯面に形成されるツールマークの並び順を縦方向に並べて表示したものである。また、表の最下段がワークＢＬ（図１（ａ）参照）の１周目の回転、その上がワークＢＬの２周目の回転のようにして順次表示する。
【００３７】
図５（ａ）に示す表の最下段は、左端の歯数１の項に記載した第１歯から右方向に第４４歯まで、カッタの第１条目で形成されたツールマークを１として表示し、カッタの第２条で形成されたツールマークを２というようにして表示したものである。ワークＢＬの第１周目の回転では、歯車の第１歯から第５歯までがそれぞれカッタの第１条から第５条までで形成される、ツールマーク１〜５として表示する。同様に、歯車の第６歯から第１０歯までもそれぞれカッタの第１条から第５条までで形成され、ツールマーク１〜５として表示する。そうすると、第４４歯は、第４条で形成されたツールマーク４である。
【００３８】
このようにして、ワークＢＬが１回転すると、その間にカッタ２が歯面に沿って歯車３の歯幅方向に送り速度Ｖで送られるため（図１（ａ）参照）、第４４歯に続く第１歯は、第５条のツールマークが形成される。つまり、第１歯にはツールマーク１に隣接してツールマーク５が形成される（第１歯の下から２段目参照）。
以上のように、第１歯では、表の下からツールマーク１，５，４，３，２の順で繰り返しながら歯切り加工が進められる。
【００３９】
ここで、前記うねりをツールマークの観点から説明するために、噛合い分長さδ（図２参照）の範囲内に含まれるツールマークの数Ｔを、カッタの送り速度をＶとして、次式から求める。
Ｔ＝δ／Ｖ （３）
そして、例えば、ｍ＝１．７４、β＝３６度としたとき、噛合い分長さδは、式（１）から、δ＝３．１４×１．７４÷０．５８８≒９．３０ｍｍである。
したがって、噛合い分長さδの範囲内に含まれるツールマークの数Ｔは、カッタの送り速度Ｖを例えば、Ｖ＝１．５ｍｍ／ｓとすると、噛合い分長さδの範囲内に含まれるツールマークの数Ｔは、Ｔ＝９．３÷１．５＝６．２であるが、うねり周期性およびうねり連続性を分かりやすく説明するために、ツールマークを６個として考察する。
【００４０】
図４，図５を参照すると、歯車が図４（ａ）において、正回転する方向としての回転方向Ｒに回転する被動歯車であるとする場合、噛合い進行方向Ｆにおいて、噛合い分長さδの範囲内に含まれる６つのツールマークに着目すると、第１歯３Ａでは、上から下方向にツールマーク１，２，３，４，５，１と並ぶ。
同様にして、第２歯３Ｂでは、第１歯のツールマークに対して、１周目が第１歯を形成した条番号（第１条）の次の条番号（第２条）で加工されるため、並び順は第１歯と同じようにツールマーク１，２，３，４，５，１と並ぶが、第１歯と同じ範囲の６個のツールマークを上から下方向に見るとツールマーク２，３，４，５，１，２と並び、第３歯（図５（ａ）参照）では、ツールマーク３，４，５，１，２，３と並ぶ。
【００４１】
このようなカッタの条毎の切込み量の相対差をグラフに表示すると、図５（ｂ）に示すように、第１歯では、ツールマーク１，２，３，４，５，１であるから（図５（ａ））、ツールマーク１とツールマーク２の切込み量の差、およびツールマーク２とツールマーク３の切込み量の差が等しく段差も小さいから連続的な滑らかさを有している。そして、ツールマーク３とツールマーク４の切込み量が同じであるから滑らかな連続性を有する。さらに、ツールマーク４とツールマーク５の切込み量の差が等しく段差も小さいから連続的な滑らかさを有し、ツールマーク５とツールマーク１の切込み量の差が等しいからやはり滑らかな連続性を有する。つまり、一連のツールマークの順番が、カッタの各条による切込み量の大きさの順（すなわち、切込み量が大きい順または小さい順）に並ぶとき、各歯面において、うねりが滑らかな連続性を有する。
【００４２】
このため、ツールマークの並び順に沿って各条の切込み量の差を加味して歯面における噛合い進行方向Ｆ（図４（ａ）参照）でのうねりを概念的に示した図５（ｂ）を参照すると、第１歯におけるツールマーク１，２，３，４，５，１の並び順では、段差が少なく連続的にツールマークが、切込み量の大きさの順に並び、この変化が同じ周期で繰り返されるから、第１歯の歯面には、うねり周期性を有するうねりが形成される。
同様にして、第２歯および第３歯も、第１歯とツールマークの並び順は同じであるから、同じようにうねり周期性を有するうねりが形成され、第４歯から第４４歯にも同じようにうねり周期性を有するうねりが形成される。このように、第１歯から第４４歯まで、ツールマークの並び順は同じであるから、同じうねり周期性を有するうねりが形成される。
そして、各歯（図５（ｂ）では、第１〜第３歯のそれぞれの歯）は、うねり周期性を有し、しかも周方向で隣接する歯同士ではうねり連続性を有することがわかる。このため、この歯車では、ゴースト音が発生する蓋然性が高い。したがって、この例では、うねり周期性およびうねり連続性は、ゴースト音判定項Ｍ＝±１のいずれかを満たす場合に形成されることが分かる。
【００４３】
［４４歯で６条の場合］
歯数が４４歯の歯車を条数が６条のカッタで歯切りする場合について、主として図６を参照しながら説明する。図６の表の最下段は、歯車の第１歯から第６歯までがそれぞれカッタの第１条目から第６条までで形成されるため、ツールマーク１〜６として表示する。
このようにして、ワークＢＬ（図１（ａ）参照）が１回転すると、その間にカッタが歯面に沿って歯幅方向に送られるため、第４４歯に続く第１歯は、第３条目のツールマーク３が形成される（第１歯の下から２段目参照）。
【００４４】
したがって、第１歯では、表の下からツールマーク１，３，５，１，３，５の順で繰り返しながら歯切り加工が進められる（図６（ａ）参照）。一方、第２歯では、表の下からツールマーク２，４，６，２，４，６の順で繰り返すようにツールマークが形成され、第３歯では、ツールマーク３，５，１，３，５，１の順で繰り返す。このように、奇数番目の第１歯と第３歯の並び順は同じであるが、奇数番目の第１歯と偶数番目の第２歯の並び順では異なっている。
【００４５】
ここで、噛み合い分長さδ内に含まれる６つのツールマークに着目すると、第１歯では、上から下方向にツールマーク１，５，３，１，５，３と並ぶ（図６（ａ）参照）。一方、第２歯では、ツールマーク２，６，４，２，６，４と並び、第３歯では、ツールマーク３，１，５，３，１，５と並ぶ。
そして、カッタの条番号ごとの切込み量の相対差を考慮すると、図６（ｃ）から理解されるように、第１条の切込み量と比較すると、第１条よりも第２条と第６条の方が切込み量が深くなり、第３条と第５条がさらに深くなり、第４条が最も深くなる切込み量となる。
【００４６】
このカッタの条毎の切込み量の相対差をグラフに表示すると、図６（ｂ）に示すように、各歯面では切込み量の大きさの順に並んでいないために、段差が大きく連続的な滑らかさに欠けている。第１歯では、ツールマーク１，５，３，１，５，３の順であるから（図６（ａ））、ツールマーク１の次にツールマーク２がある場合に比べて、ツールマーク１とツールマーク５，３の切込み量の差が比較的大きい。
同様に、第２歯でも、２，６，４，２，６，４の順であるから（図６（ａ））、ツールマーク２，６とツールマーク４の切込み量の差が大きいため、段差が比較的大きく連続的な滑らかさに欠けている。
【００４７】
しかも、奇数番目の第１歯に形成された凹凸状のうねりはツールマーク１が浅くツールマーク５，３が深くなっているのに対して、偶数番目の第２歯に形成された凹凸状のうねりはツールマーク２，６がツールマーク１よりも深く、そしてツールマーク２，６よりもツールマーク４がさらに深くなっているため凹凸形状も深さも異なるため、各歯に共通する同じ規則性を有しない。よって、個別うねりは、歯面に共通する規則性または周期性を有していないことから、うねり周期性がないので、ゴースト音が発生する蓋然性は低い。
【００４８】
［４４歯で３条の場合（６ツールマーク）］
歯数が４４歯の歯車を条数が３条のカッタで歯切りする場合について、主として図７を参照しながら説明する。ゴースト音判定項Ｍは、−１または２である。
図７の表の最下段は、歯車の第１歯から第３歯までがそれぞれカッタの第１条目から第３条目までで形成されるため、ツールマーク１〜３として表示する。第４４歯は、第２条目で形成されたツールマーク２である。
このようにして、ワークＢＬが１回転すると、その間にカッタが歯面に沿って歯幅方向に送られるため（図１（ａ）参照）、第４４歯に続く第１歯は、第３条目のツールマーク３が形成される（第１歯の下から２段目参照）。
【００４９】
したがって、第１歯では、表の下からツールマーク１，３，２，１，３，２の順で繰り返しながら歯切り加工が進められる（図７（ａ）参照）。一方、第２歯では、第１歯と並び順は同じであるが、第１歯とは１つずれたツールマーク２から始まり、表の下からツールマーク２，１，３，２，１，３の順で繰り返すようにツールマークが形成され、第３歯では、さらに１つずれたツールマーク３から始まり、ツールマーク３，２，１，３，２，１の順で繰り返す。
このように、１つずれているが、始端と終端が異なるのみですべての歯でツールマークの並び順が同じであるから、すべての歯面に共通する規則性または周期性があることから、個別うねりは、うねり周期性を有する。
【００５０】
噛合い分長さδ内に含まれる６つのツールマークに着目すると、第１歯では、上から下方向にツールマーク１，２，３，１，２，３と並ぶ（図７（ａ）参照）。第２歯では、ツールマーク２，３，１，２，３，１と並び、第３歯では、ツールマーク３，１，２，３，１，２と並ぶ。
そして、カッタの条番号ごとの切込み量の相対差を考慮すると、図５（ｃ）から理解されるように、第１条の切込み量と比較すると、第１条よりも第２条と第３条の方が切込み量が深くなっている。
【００５１】
このカッタ２の条毎の切込み量の相対差をグラフに表示すると、図７（ｂ）に示すように、第１歯では、ツールマーク１とツールマーク２，３の切込み量の差が大きく、連続性には欠けているが、等周期性は備えている。同様に、第２歯と第３歯でも、ツールマーク２，３とツールマーク１の切込み量の差が大きく、連続性な滑らかさに欠けているが、前記したように、すべての歯でツールマークの並び順が同じであるため、各歯に共通する同じ規則性または周期性を有している。
よって、個別うねりは、うねり周期性を有することから、ゴースト音が発生する蓋然性が高いものの、うねり連続性を有していない点で、うねり連続性を有する場合に比べて、ゴースト音が低減すると予測される。
【００５２】
［４４歯で３条の場合（７ツールマーク）］
ここで、カッタの送り速度Ｖを遅くして、噛合い分長さδ内に含まれるツールマーク数が７になるように設定した場合について、主として図８を参照しながら説明する。カッタの条番号ごとの切込み量の相対差のグラフは、図８（ｂ）に示すように、第１歯では、ツールマーク１，２，３，１，２，３，１と並ぶ（図８（ａ）参照）。第２歯では、ツールマーク２，３，１，２，３，１，２と並び、第３歯では、ツールマーク３，１，２，３，１，２，３と並ぶ。
【００５３】
図７（ｂ）に表示された６ツールマークのうねりと、図８（ｂ）に表示された７ツールマークのうねりを対比すると、７ツールマークのうねりの方が６ツールマークのうねりよりも各歯面における等周期性（規則性）が向上するため、個別うねりは周期性を有し、ゴースト音が発生する蓋然性がより高い。
【００５４】
このように、仕様判定ステップにおいて、ゴースト音判定項Ｍが１または−１である条件を満たす歯切り加工で歯車が加工される場合にも、ツールマーク数算定ステップにおいて、カッタの送り速度Ｖを調整して、噛合い分長さδでのツールマーク数を変更することにより、ゴースト音の低減が可能な歯切り加工が可能になる。
【００５５】
なお、歯数が４４歯の歯車を条数が２条または４条のカッタで歯切りする場合のように、歯数Ｚ÷条数Ｈが割り切れ、Ｚ＝Ｈ×Ｎ＋Ｍにおいて、ゴースト音判定項Ｍ＝０となる場合がある。
このような組合せの場合には、第１歯の歯面にはすべて第１条目によるツールマーク１が形成され、第２歯の歯面にはすべて第２条目によるツールマーク１が形成されるというように、カッタの条番号の固有の特性が特定の歯面にすべて反映されてしまう。このため、実際上、この組合せでは歯切り加工が行われない。
【００５６】
以上の結果に基づいて、歯車の歯数とカッタの条数との関係について、ゴースト音が発生する蓋然性が高いかどうかを整理すると図９のようになる。図９は、歯数Ｚが１０〜４９までの歯車を条数が２〜６までのカッタで歯切りする場合の歯数と条数との関係を示し、判定式において、ゴースト音判定項Ｍ＝±１のいずれかを満たすか否かを記載したものである。
表中の「○印」はゴースト音判定項Ｍ＝±１を満たさず、ゴースト音が発生する蓋然性が低い（すなわち、ゴースト音が低減する蓋然性が高い）と想定される組合せであり、表中の「１」と「−１」の表示は、ゴースト音判定項Ｍ＝±１のいずれかを満たし、ゴースト音が発生する蓋然性が高いと想定される組合せであり、表中の「０」の表示は、ゴースト音判定項Ｍ＝０となる組合せであるから回避することが望ましい組合せである。
【００５７】
次に、図１０〜図１４を参照して、前記した歯切り加工により加工された歯車３を含む歯車単品から、ゴースト音の発生を予測可能な判定方法について説明する。このゴースト音発生判定方法には、歯車が有するすべての歯の歯面データを周期解析する歯面データ周期解析方法が含まれる。
【００５８】
図１０を参照すると、ゴースト音の発生を判定するためのゴースト音発生判定装置Ｅは、検査対象歯車１０としての歯車３の複数の歯の歯面形状を測定する歯面測定装置２０と、歯面測定装置２０により測定された個別歯面形状データＤ１（図１１参照）を周期解析する解析装置４０とを備える。
【００５９】
歯面測定装置２０は、ベッド２１と、歯車３が一体に回転するように取り付けられた主軸２２と、ベッド２１に回転可能に支持されると共に主軸２２を継手２３を介して回転駆動する下部センタ２４と、ベッド２１に固定された柱状の歯車支持部材２５と、歯車支持部材２５に歯車３（または主軸２２）の回転中心線に平行なアキシャル方向に移動可能に支持された可動支持部２６と、可動支持部２６に設けられると共に下部センタ２４と協働して主軸２２を回転可能に支持する上部センタ２７と、ベッド２１に移動可能に支持される可動基台３１と、可動基台３１に移動可能に支持される柱状の測定器支持部材３２と、測定器支持部材３２にアキシャル方向に移動可能な支持された測定器３３と、複数の駆動モータ（図示されず）と、該各駆動モータを制御すると共に個別歯面形状データＤ１を記憶する記憶装置を備える制御装置３４と、個別歯面形状データＤ１を出力する出力装置３５とを備える。
測定器３３は、測定器支持部材３２に移動可能に支持される本体３３ａと、歯車３の各歯の歯面に接触すると共に該歯面からの接触圧により本体３３ａに対して移動可能に設けられた測定子３３ｂとを有する。
【００６０】
可動基台３１は、歯車３の回転中心線を中心とする径方向であるラジアル方向に移動可能であり、測定器支持部材３２は、歯車３の回転方向に接する方向であるタンジェント方向に移動可能である。下部センタ２４、可動基台３１、測定器支持部材３２および測定器３３の位置は、それぞれに対応して設けられたエンコーダ（図示されず）により検出されて、制御装置３４に入力される。そして、制御装置３４は、測定子３３ｂが歯面に接触しながら移動することができる位置に測定器３３の本体を移動させるように前記駆動モータを制御して、可動基台３１、測定器支持部材３２および測定器３３を移動させる。
【００６１】
そして、歯面測定装置２０は、歯面に接触する測定子３３ｂの、本体３３ａに対する変位を検出することにより、噛合い分長さδ（図２参照）の範囲内で歯面の形状を測定し、各歯の個別歯面形状データＤ１（図１１参照）を作成して記憶する。作業者は、制御装置３４を操作して、該個別歯面形状データＤ１を出力装置３５に出力させて、印刷させたり、または表示させたりする。
ここで、個別歯面形状データＤ１の作成対象となる歯は、前記第１所定数である歯数Ｚの歯車３において、特定数を歯数Ｚ以下の複数であるとするとき、回転方向に噛合いが連続する前記特定数の歯である。この特定数は、前記うねり周期性および前記うねり連続性の有無の判定が可能な範囲で適宜設定され、この実施形態では歯数Ｚであるが、２以上で歯数Ｚ未満の値でもよい。そして、より望ましくは、該特定数は歯数Ｚである。
【００６２】
解析装置４０は、ここではパソコンにより構成され、歯面測定装置２０から得た歯車３の各歯の個別歯面形状データＤ１を噛み合い順につなぎ合わせて歯車の集合歯面形状データＤ２（図１２参照）を作成し、さらに集合歯面形状データＤ２を周期解析する。この周期解析は、集合歯面形状データＤ２を歯車３の次数に関してフーリエ変換するＦＦＴ解析である。なお、歯車３の次数とは、歯車３の歯数Ｚおよび歯数Ｚの整数倍に含まれる自然数である。
ここで、個別歯面形状データＤ１を作成し、個別歯面形状データＤ１を噛合い順につなぎ合わせて集合歯面形状データＤ２を作成し、集合歯面形状データＤ２を歯車３の次数で周期解析する過程は、歯面データ周期解析方法を構成する。
【００６３】
例えば、歯車の歯数Ｚが４４で、カッタの条数Ｈが５の加工仕様で、歯切り加工のみが行われて形成された歯車３を周期解析した結果、図１３に示すように、歯車３の歯数および該歯数の整数倍に等しい次数以外の次数である５３次に振幅のピーク値が存在することが分かる。通常の歯車音は、歯数に等しい次数である標準次数（ここでは、４４次）、または４４次の整数倍の次数で発生することから、歯車３の次数および該次数の整数倍以外の次数である５３次において振幅のピーク値が存在することは、ゴースト音が発生することを意味する。
【００６４】
なお、図１３には、回転中心線Ｃ１とカッタの中心軸線Ｃ２（図３参照）との偏芯量である振れ量が、歯面加工上での許容値（例えば、１０μｍ）であるときの振幅が細い実線で示され、分かりやすさのために、振れ量が１２０μｍのときの振幅が太い実線で示されている。この波形図から、振れ量が大きいときほど、大きなゴースト音が発生することが予想される。
【００６５】
図１４（ａ）を参照すると、歯車３によるゴースト音の発生の有無を検査するために、歯車３を、該歯車３が組み込まれる歯車機構（例えば、車両の変速機）を模した噛合い試験機５０に組み込んで、振動データを取得した。
この噛合い試験機５０は、３９歯の駆動歯車５１が中間歯車５２，５３を介して３４歯の被動歯車５４を駆動する構造を有する。中間歯車５２，５３は、４４歯の第１中間歯車５２と３０歯の第２中間歯車５３とが一体回転するように一体化された歯車であり、歯車３は第１中間歯車５２を構成する。
【００６６】
噛合い試験機５０において、第１中間歯車５２と噛み合う駆動歯車５１の歯数は３９であることから、第１中間歯車５２も３９歯で噛み合うことになる。このため、次式により５３次にピーク値を有する第１中間歯車５２により、噛合い試験機５０では、次式から
５３×３９／４４＝４６．９７
４６．９７次、すなわち約４７次でゴースト音が発生することが予想される。
そして、この振動データをＦＦＴ解析により周期解析を行うと、図１４（ｂ）に示すように、次数が約４７次のときにピーク値が発生して、ゴースト音が発生することが確認された。なお、３９次、７８次、１１７次は、駆動歯車５１に起因する通常の歯車音である。
【００６７】
そこで、歯車３により発生するゴースト音の低減を図るために、歯車３には、ゴースト音低減手段として、歯面仕上げ加工であるシェービング加工が施される。なお、該歯面仕上げ加工は、歯切り加工と共に歯面加工を構成する。
シェービング加工によるゴースト音低減の効果を調べるために、加工代である削り代が少ない第１歯面仕上げ加工をした場合、例えば削り代を０．０６ｍｍとしたときの第１仕上げ加工歯車を検査対象歯車１０として、歯車３と同様に歯面測定装置２０で歯面形状を測定して個別歯面形状データＤ１を作成し、解析装置４０により、集合歯面形状データＤ２をＦＦＴ解析したところ、歯車３の標準次数である４４とは異なる次数５３に、依然としてピーク値が存在することから、第１歯面仕上げ工程では歯面のうねりが除去されておらず、ゴースト音を低減するためには十分でないことが分かった。
【００６８】
そのため、第２歯面仕上げ加工として、前記第１仕上げ加工歯車にシェービング加工を再度施して、歯切り加工のみが施された歯車３に対して、削り代を０．１３ｍｍとして形成された第２仕上げ加工歯車を形成した。そして、この第２仕上げ加工歯車を判定装置ＥによりＦＦＴ解析すると、５３次での振幅の値は小さくなって、ゴースト音が低減する歯車に加工することができた。
【００６９】
次に、前述のように構成された実施形態の作用および効果について説明する。
歯数が所定数Ｚの歯を有する検査対象歯車１０としての歯車３の各歯の歯面形状を測定して所定数Ｚの個別歯面形状データＤ１を作成し、所定数Ｚの個別歯面形状データＤ１を噛合い順につなぎ合わせて集合歯面形状データＤ２を作成し、集合歯面形状データＤ２を歯車３の歯数に基づく次数で周期解析したときの波形が、所定数Ｚおよび所定数Ｚの整数倍に等しい次数以外の次数にピーク値を有するとき、検査対象歯車によりゴースト音が発生すると判定する。
これにより、歯車３の個別歯面形状データＤ１に基づいて作成される集合歯面形状データＤ２を周期解析することにより、歯車３が歯車機構に組み込まれる前の歯車単体からゴースト音の発生を予測できるので、歯車３が歯車機構に組み込まれる前に、歯面仕上げ加工などのゴースト音低減手段によりゴースト音を低減できる。この結果、歯車機構に一旦組み込まれた後に取り出された歯車にゴースト音低減策を講ずる場合に比べて、ゴースト音を低減するための手間を大幅に減少できる。
また、ゴースト音の発生の有無を確認するために歯車を歯車機構に組み込必要がないうえ、ゴースト音が発生すると判定された歯車のみに、ゴースト音低減策を講ずればよいので、歯車の製造コストを削減でき、生産性を向上させることができる。
さらに、個別歯面形状データＤ１の作成対象となる歯の歯数が歯数Ｚ未満である場合、歯面形状の測定および周期解析に要する時間を短縮できるので、ゴースト音の発生を予測するための歯車の検査効率の向上が可能になり、歯車の製造コストの削減および生産性の向上に寄与する。
【００７０】
個別歯面形状データＤ１は、各歯の噛合い面における同一位置での噛合い分長さδでのデータであることにより、個別歯面形状データＤ１は、ゴースト音発生の判定に必要な最小限の長さである噛合い分長さδでのデータであればよいので、歯面形状の測定および周期解析に要する時間を短縮できる。この結果、ゴースト音の発生を予測するための歯車の検査効率の向上が可能になる。
【００７１】
検査対象となる歯車３は、はすば歯車であることにより、はすば歯車におけるゴースト音の発生を予測するための検査効率が向上する。
検査対象歯車が、前記ゴースト音発生判定方法によりゴースト音が発生すると判定された後に歯面仕上げ加工が施された歯車であることにより、ゴースト音が発生すると判定された歯車に対する歯面仕上げ加工によるゴースト音低減の効果を確認することができるので、過度の歯面仕上げ加工が不要になる。この結果、歯面仕上げ加工の工数を削減できるので、歯車の製造コストを削減でき、生産性を向上させることができる。
【００７２】
検査対象となる歯車３は、前記判定式において、ゴースト音判定項Ｍが１または−１である条件を満たす歯数Ｚおよび条数Ｈの組合せの加工仕様で歯切り加工された歯車であることにより、ゴースト音低減策を講ずる必要がある歯車を抽出できるので、すべての歯車を検査対象とする場合に比べて、ゴースト音発生判定の検査時間を短縮できる。
【００７３】
以下、前述した実施形態の一部の構成を変更した実施形態について、変更した構成に関して説明する。
検査対象となる歯車は、判定装置Ｅ以外の装置によりゴースト音が発生すると判定された歯車であってもよく、また歯車機構に組み込まれた後にゴースト音が発生すること判定された歯車であってもよい。
また、検査対象となる歯車は、はすば歯車以外の歯車、例えば平歯車であってもよい。そして、平歯車の場合、噛合い分長さδは、歯丈方向に沿う方向、すなわち歯車の回転中心を中心とする径方向での値である。このように、噛合い分長さδは、歯丈方向に平行な方向での長さであることにより、噛合い進行方向Ｆが歯丈方向である歯車、例えば平歯車におけるゴースト音の発生を予測するための検査効率が向上する。
噛合い分長さδは噛合い進行方向に平行な方向または沿う方向での値であってもよく、この場合にも、前記実施形態と同様の作用効果が奏される。
歯切り加工に使用される加工具は、ホブカッタ以外に、ホブカッタと同様のツールマークが形成されるものであればよい。
歯面加工で加工される歯車は、駆動歯車であってもよい。
また、ツールマークが形成される歯面加工は、歯面仕上げ加工であってもよい。
【符号の説明】
【００７４】
２ カッタ
３ 歯車
１０ 検査対象歯車
２０ 歯面測定装置
４０ 解析装置
Ｚ 歯数
Ｈ 条数
δ 噛合い分長さ
Ｄ１ 個別歯面形状データ
Ｄ２ 集合歯面形状データ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歯車の検査方法に関し、詳細には、歯車の歯面形状から、該歯車が組み込まれた歯車機構において発生する歯車音であるゴースト音の発生の有無を判定する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
歯車の歯面を創成する場合、歯車ブランク材および刃具を相対移動させながら、刃具により歯車ブランク材を切削する歯切り工程で歯形を形成する。刃具には、ホブカッタやピニオンカッタなどが使用される。
ところで、歯車ブランク材および刃具の組合せによる歯切り工程だけで加工された歯車の歯形は、一般的には最終歯形とはならず、加工具としての刃具による加工痕（以下、「ツールマーク」という。）として、歯面にうろこ状の微小な凹凸が残る。そして、このツールマークは、複数の歯車が組み込まれて構成される歯車機構の作動時に通常の歯車音とは異なる歯車音であるゴースト音の発生原因になることが知られている。そこで、歯切り加工で形成されたツールマークなどの歯面粗さを改善するために、歯面仕上げ工程が施される。この歯面仕上げ工程では、シェービングカッタやねじ型砥石による歯車研磨などで歯面仕上げ加工が行われる。
【０００３】
また、ツールマークは、歯切り加工の後に行われる歯面仕上げ加工においても形成されることがあって、やはりゴースト音が発生することがある。そのため、ゴースト音を低減するために、歯面を研削してツールマークを除去する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
しかしながら、ツールマークが形成されているにも拘わらず、ゴースト音が発生しない歯車や、ゴースト音は発生するものの、許容限度以下の大きさのゴースト音である歯車もあることから、ツールマークとゴースト音の発生との因果関係が明確になっていないのが現状である。
【０００５】
一方、歯車の各歯の形状を測定して得られたデータをフーリエ変換し、このフーリエ変換した値から修正すべき歯を判定する技術（例えば、特許文献２参照）や、はすば歯車の各歯における接触線方向での歯面形状に基づいて設定された噛合い進行方向に歯面形状を測定する技術（例えば、特許文献３参照）が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−５２１４５号公報
【特許文献２】特開２００３−１７５４１９号公報
【特許文献３】特開平１１−１１８４０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、歯車の歯切り加工または歯面仕上げ加工などの歯面加工において形成されたツールマークがゴースト音を発生させるか否かは、ツールマークがある歯車が組み込まれた歯車機構（例えば車両の変速装置）または該歯車機構が搭載された完成機（例えば車両）を作動させたときに発生する騒音から判明する。このため、歯車機構でゴースト音が発生した場合には、完成機などから該歯車機構を取り外し、次いで該歯車機構を分解した後の歯車に歯面仕上げ加工をさらに施すことになるから、ゴースト音の低減には手間がかかる。
そして、このような事態を回避するには、歯面仕上げ加工によりツールマークを除去する必要があることから、歯面加工に多くの時間を要し、さらには、多くの歯車に歯面仕上げ加工を行う必要が生じて、歯車の製造コストの増大および生産性の低下を招来する。
【０００８】
本発明は、このような背景に鑑みてなされたものであり、歯車機構に組み込まれる前の歯車単品の歯面形状に基づいてゴースト音の発生を判定可能な方法を提供することで、歯車単品からのゴースト音の発生の予測を可能とし、以て歯車の製造コストの削減および生産性の向上を図ることを課題とする。
そして、本発明は、さらに、ゴースト音の発生を予測するための歯車の検査効率の向上を図ることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に係る発明は、歯数が所定数（Ｚ）の歯を有する検査対象歯車（１０）において特定数を前記所定数以下の複数であるとするとき、回転方向に連続する前記特定数の前記歯のそれぞれの歯面形状を測定して前記特定数の個別歯面形状データ（Ｄ１）を作成し、前記特定数の前記個別歯面形状データ（Ｄ１）を噛合い順につなぎ合わせて集合歯面形状データ（Ｄ２）を作成し、前記集合歯面形状データ（Ｄ２）を前記歯数に基づく次数で周期解析したときの波形が、前記所定数（Ｚ）および前記所定数（Ｚ）の整数倍に等しい次数以外の次数にピーク値を有するとき、前記検査対象歯車（１０）によりゴースト音が発生すると判定する歯車のゴースト音発生判定方法である。
【００１０】
請求項１に係る発明によれば、歯車の個別歯面形状データに基づいて作成される集合歯面形状データを周期解析することにより、歯車が歯車機構に組み込まれる前の歯車単体からゴースト音の発生を予測できるので、歯車が歯車機構に組み込まれる前に、歯面仕上げ加工などのゴースト音低減手段によりゴースト音を低減できる。この結果、歯車機構に一旦組み込まれた後に取り出された歯車にゴースト音低減策を講ずる場合に比べて、ゴースト音を低減するための手間を大幅に減少できる。
また、ゴースト音の発生の有無を確認するために歯車を歯車機構に組み込必要がないうえ、ゴースト音が発生すると判定された歯車のみに、ゴースト音低減策を講ずればよいので、歯車の製造コストを削減でき、生産性を向上させることができる。
さらに、個別歯面形状データの作成対象となる歯の歯数が所定数未満である場合、歯面形状の測定および周期解析に要する時間を短縮できるので、ゴースト音の発生を予測するための歯車の検査効率の向上が可能になり、歯車の製造コストの削減および生産性の向上に寄与する。
【００１１】
請求項２に係る発明は、請求項１記載の歯車ゴースト音発生判定方法において、前記個別歯面形状データ（Ｄ１）は、前記特定数の前記各歯の噛合い面における同一位置での噛合い分長さ（δ）でのデータであるものである。
これによれば、個別歯面形状データは、ゴースト音発生の判定に必要な最小限の長さである噛合い分長さでのデータであればよいので、歯面形状の測定および周期解析に要する時間を短縮できる。この結果、ゴースト音の発生を予測するための歯車の検査効率の向上が可能になる。
【００１２】
請求項３に係る発明は、請求項２記載の歯車ゴースト音発生判定方法において、前記検査対象歯車（１０）は、はすば歯車であるものである。
これによれば、はすば歯車におけるゴースト音の発生を予測するための検査効率が向上する。
【００１３】
請求項４に係る発明は、請求項１から３のいずれか１項記載の歯車ゴースト音発生判定方法において、前記検査対象歯車（１０）は、ゴースト音が発生すると判定された後に歯面仕上げ加工が施された歯車であるものである。
これによれば、ゴースト音が発生すると判定された歯車に対する歯面仕上げ加工によるゴースト音低減の効果を確認することができるので、過度の歯面仕上げ加工が不要になって、歯車の製造コストを削減でき、生産性を向上させることができる。
【００１４】
請求項５に係る発明は、請求項１から３のいずれか１項記載の歯車ゴースト音発生判定方法において、前記検査対象歯車（１０）は、前記所定数をＺ、カッタの条数をＨ、自然数をＮ、残部整数部分をＭとして、
Ｚ＝Ｈ×Ｎ＋Ｍ
と表すとき、
Ｍ＝１またはＭ＝−１を満たす歯数Ｚおよび条数Ｈの組合せの加工仕様で歯切り加工された歯車であるものである。
これによれば、ゴースト音低減策を講ずる必要がある歯車を抽出できるので、すべての歯車を検査対象とする場合に比べて、ゴースト音発生判定の検査時間を短縮できる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、歯車機構に組み込まれる前の歯車単品の歯面形状に基づいてゴースト音発生の可能性を判定することにより、歯車単品からのゴースト音の発生の予測ができるので、歯車の製造コストの削減および生産性の向上が可能になる。
さらに、本発明によれば、ゴースト音の発生を予測するための歯車の検査効率の向上が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態における検査対象歯車に含まれる歯車の歯面加工における歯切り加工を説明する図であり、（ａ）はカッタを下から上に送りながらで歯車を加工する様子を示す斜視図であり、（ｂ）は５条のカッタと歯車の歯との関係を示す模式図である。
【図２】図１の歯面加工で加工される歯車における噛合い分長さを説明する模式的な斜視図である。
【図３】回転中心線に対するカッタの偏芯を説明する模式的な断面図である。
【図４】歯数が４４歯の歯車を５条のカッタで加工された歯車の歯面に形成されるツールマークの状態を説明するための図であり、（ａ）は歯車の歯面の部分斜視図、（ｂ）は１つの歯の歯面がカッタの各条により形成される過程を説明する表であり、（ｃ）は回転中心線に対して中心軸線が偏芯したカッタの各条による切込み過程を説明する模式図であり、（ｄ）はカッタの各条による切込み量を説明する図である。
【図５】歯数が４４歯の歯車を５条のカッタで加工する場合の歯面に形成されるツールマークの状態を説明する図であり、（ａ）は各歯面におけるツールマークの並び順を示す表であり、（ｂ）は歯面に形成されたうねりの形態を示す模式図であり、（ｃ）はカッタの中心軸線が偏芯した状態を示す模式図である。
【図６】歯数が４４歯の歯車を６条のカッタで加工する場合の歯面に形成されるツールマークの状態を説明する図であり、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は図５の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）にそれぞれ対応する。
【図７】歯数が４４歯の歯車を３条のカッタで加工する場合の歯面に形成されるツールマークの状態を説明する図であり、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は図５の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）にそれぞれ対応する。
【図８】歯数が４４歯の歯車を３条のカッタで加工する場合における他の例のツールマークの状態を説明するための図であり、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は図５の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）にそれぞれ対応する。
【図９】歯数と条数の組合せと、仕様判定ステップにおける判定式のゴースト音判定項またはゴースト音との関係を説明するための表である。
【図１０】本発明の実施形態に係るゴースト音発生測定装置の要部の概略を示す斜視図である。
【図１１】図１０のゴースト音発生測定装置の歯面測定装置により作成された個別歯面形状データを説明する図であり、代表として１つの歯の個別歯面形状データを示す図である。
【図１２】図１０のゴースト音発生測定装置の解析装置により作成された集合歯面形状データを説明する図であり、一部が省略された図である。
【図１３】図１０のゴースト音発生測定装置の解析装置により集合歯面形状データを周期解析したときの、歯車の次数と振幅の関係を示す波形図である。
【図１４】噛合い試験機を説明する図であり、（ａ）は噛合い試験機を模式的に示す図であり、（ｂ）は噛合い試験機で得られた振動データを周期解析したときの、歯車の次数と振幅の関係を示す波形図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態を図１〜図１４を参照して説明する。
本発明の実施形態に係るゴースト音発生判定方法において、検査対象となる歯車は、歯車の歯面加工を構成する歯切り加工により加工された歯面を有するはすば歯車である。
【００１８】
先ず、はすば歯車である歯車３（図１（ｂ）参照）の歯切り加工方法を説明する。
図１を参照すると、歯車３の歯面加工装置を構成する歯切り加工装置は、加工具としてのホブカッタから構成されるカッタ２と、歯車ブランク材であるワークＢＬを支持するワーク支持装置（図示されず）とを備える。このカッタ２によるワークＢＬの歯切り加工において、図１（ａ）に示すように、カッタ２をＡ１方向に移動させて位置決めし、高速で回転させながら、下から上に図示するＡ２方向（歯幅方向）に送りをかけてワークＢＬを回転させながら歯切りする。歯切り終了後は、カッタ２をＡ３方向に逃がし、さらにＡ４方向に移動して加工原点に戻す。
【００１９】
そして、例えば、５条のカッタ２の場合には、図１（ａ）に示すように、第１条から第５条まで、螺旋形状に配設された加工部としての凸形状の刃部２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅが設けられる。このため、５条のカッタ２で歯数Ｚの歯車３を加工する場合には、図１（ｂ）に示すように、刃部２ａ〜２ｅにより、歯面３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅが創成されて、第１歯３Ａ、第２歯２Ｂ、第３歯３Ｃ、第４歯３Ｄ、第５歯３Ｅ・・・第Ｚ歯までの各歯が順次形成される。
【００２０】
そして、この実施形態において、歯車３の歯切り加工として、ゴースト音を低減することが可能な歯切り加工方法を採用することができる。
なお、この明細書において、ゴースト音に関しての「低減」には、最適な場合として、ゴースト音の発生を防止することも含まれるとする。
【００２１】
図２を併せて参照すると、この歯切り加工方法は、後記する判定式である式（２）に基づいて歯車３の歯数Ｚとカッタ２の条数Ｈとの組合せによる歯切り加工をゴースト音発生の蓋然性の観点で判定する仕様判定ステップと、歯車３の１つの歯の噛合い分長さδの範囲内に形成されるカッタ２のツールマーク数Ｔ（図示されず）を算定するツールマーク数算定ステップと、カッタ２の送り速度Ｖを設定して歯切りする歯切りステップと、を含んでいる。
ツールマーク数算定ステップは、仕様判定ステップにおいて、ゴースト音発生の蓋然性が高い歯数Ｚと条数Ｈとの組合せでの歯切り加工であると判定された場合に行われる。そして、このツールマーク数算定ステップにより、ゴースト音を低減させるツールマーク数Ｔが設定される。
【００２２】
ここで、噛合い分長さδとは、ねじれ角を有する歯車において、互いに噛合する１対の歯が、噛合いを開始してから噛合いを終了するまでの歯面に沿った長さである実噛合い分長さの、歯幅方向での長さであり、１対の歯が噛合いを開始してから噛合いを終了するまでの噛合い点の、歯幅方向での移動量に相当する。このため、噛合い分長さδの範囲内での噛合いの形態は、前記実噛合い分長さの範囲内での噛合いの形態と等価とみなすことができる。
【００２３】
図２を参照すると、噛合い分長さδは、次式（１）で求められる。
δ＝Ｐｚ÷Ｚ
＝（π×ｄ÷ｔａｎβ）÷Ｚ
＝（（π×Ｚ×ｍ÷ｃｏｓβ）÷ｔａｎβ）÷Ｚ
＝π×ｍ÷ｓｉｎβ （１）
ここで、Ｐｚ：リード
Ｚ ：歯数
ｄ ：基準円直径
β ：ねじれ角
ｍ ：歯直角モジュール
すなわち、噛合い分長さδは、ねじれ角βを有する歯車が１回転したときの基準円筒（基準円直径ｄを直径とする円筒である。）上での噛合い点の、歯幅方向での移動量であるリードＰｚを歯数Ｚで除した値である。
【００２４】
式（１）で求められる噛合い分長さδは、前述のように歯車３の歯面上での前記実噛合い分長さの、歯幅方向での成分（歯幅方向に平行な方向での長さ）に相当する。しかしながら、式（１）が使用できない場合は、前記実噛合い分長さから直接的に歯車３の歯幅方向での成分として求められてもよい。そして、噛合い分長さδは、各歯が同じ位置にあるときに、各歯において、歯幅方向（歯車の中心軸線方向である。）、歯丈方向（歯車の中心軸線を中心とする径方向である。）および周方向（歯車の中心軸線を中心とする周方向である。）で同じ位置での長さである。
【００２５】
仕様判定ステップは、歯車の歯数（すなわち、歯車が有する全ての歯の数）を複数である第１所定数としてのＺ、歯車の歯面を切削するカッタの条数を複数である第２所定数としてのＨ、任意の自然数をＮ、残部整数部分をゴースト音判定項Ｍとしたとき、次の式（２）で定義される判定式
Ｚ＝Ｈ×Ｎ＋Ｍ （２）
において、ゴースト音判定項Ｍが１または−１である条件（以下、「ゴースト音発生条件」という。）を満たすか否かを判定するステップである。
ここで、ゴースト音判定項Ｍの絶対値は、条数Ｈよりも小さい。
【００２６】
そして、後記する理由により、ゴースト音判定項Ｍ＝±１のいずれかを満たす（すなわち、ゴースト音発生条件を満たす）加工仕様で加工された歯車は、ゴースト音を発生させる蓋然性が高く、ゴースト音判定項Ｍ＝±１をいずれも満たさない（すなわち、ゴースト音発生条件を満たさない）加工仕様で加工された歯車は、ゴースト音を発生させる蓋然性が低い。
したがって、ゴースト音発生条件を満たす歯切り加工は、ゴースト音を発生させる歯切り加工であり、ゴースト音発生条件を満たさない歯切り加工は、ゴースト音の低減が可能な歯切り加工である。
【００２７】
仕様判定ステップについて、具体例として、歯数が４４の歯車を、カッタの条数が５条、６条、３条のカッタでそれぞれ加工する場合を説明する。
カッタの条数が５条の場合には、判定式において、４４＝５×９−１であるから、ゴースト音判定項Ｍ＝−１を満たす。よって、この組合せでの歯切り加工により加工された歯車では、ゴースト音が発生する蓋然性が高い。
カッタの条数が６条の場合には、判定式において、４４＝６×７＋２であるから、ゴースト音判定項Ｍ＝２、かつ、４４＝６×８−４であるから、ゴースト音判定項Ｍ＝−４である。よって、ゴースト音判定項Ｍ＝±１のいずれをも満たさない。よって、この組合せでの歯切り加工により加工された歯車では、ゴースト音が発生する蓋然性が低い。
カッタの条数が３条の場合には、判定式において、４４＝３×１５−１であるから、ゴースト音判定項Ｍ＝−１の条件を満たす。よって、この組合せでの歯切り加工により加工された歯車では、ゴースト音が発生する蓋然性が高い。
【００２８】
以下、前記判定式により、ゴースト音の発生予測が可能であることの理由を、４４歯の歯車を５条のカッタ２で加工する場合を例として、説明する。
図３を参照すると、一般に、カッタ２には、カッタ２の回転中心線Ｃ１に対して、個体差としての中心軸線Ｃ２の偏芯や歯切り加工装置への取り付け時における中心軸線Ｃ２の偏芯が、加工精度の許容限度内で必然的に発生する。なお、図３には、回転中心線Ｃ１に対して偏芯のあるカッタ２が実線で示され、偏芯のないカッタ２ｉが二点鎖線で示されている。なお、図３では、簡単化のために、中心軸線Ｃ２が回転中心線Ｃ１に対して平行に偏芯した場合が示されているが、図３において、中心軸線Ｃ２が回転中心線Ｃ１に対して傾斜している場合にも、偏芯量が回転中心線Ｃ１に平行な方向で異なるものの、基本的な考え方は、平行な場合と同様である。
【００２９】
このため、実際の歯切り加工において、歯数が４４歯の歯車を５条のカッタで加工する場合、図４（ｃ），（ｄ）に示すように、例えば５条のカッタ２の回転中心線Ｃ１がカッタ２の中心軸線Ｃ２に対して第１条の刃部２ａ（図１参照）の方に偏芯している場合、カッタ２の第１条の刃部による切込み量よりも第２条による切込み量が大きくなり、第３条および第４条による切込み量が第２条よりもさらに大きくなり、第５条の切込み量が第２条と同じ切込み量となる。
【００３０】
このように、回転中心線Ｃ１に対して偏芯したカッタの各条による切込み量はカッタの条数Ｈに依存し、その場合、カッタは、最大切込み量で加工する条である最大切込み条と、最小切込み量で加工する条である最小切込み条とを、少なくとも有する。さらに、条数Ｈが３以上の場合は、最大切込み量と最小切込み量との間の切込み量である１以上の中間切込み量で加工する２以上の中間切込み条とを有することがある。
このため、図１に示す条数Ｈが５のカッタ２においては、第１条２ａが最小切込み条に、第３，第４条２ｃ、２ｄが最大切込み条に、第２，第５条２ｂ，２ｅが中間切込み条に、それぞれ相当する。
【００３１】
図４（ｂ）を併せて参照すると、例えば歯車の第１歯３Ａの１つの歯面が、ワークＢＬの１周目の回転でカッタ２の第１条２ａにより形成され、ワークＢＬの２周目の回転でカッタ２の第５条２ｅにより形成され、以下同様に３周目、４周目、５周目、６周目・・・の回転でカッタ２の第４条２ｄ、第３条２ｃ，第２条２ｂ、第１条２ａ・・・により形成される。
この結果、図４（ａ）に示すように、歯車３の各歯の歯面には、カッタの複数の条（５条のカッタ２では、第１条〜第５条）によるツールマークが並ぶことにより歯面の凹凸形状（以下、「うねり」という。）が形成される。そして、このうねりの形態がゴースト音の発生に関与すると考えられる。
【００３２】
先ず、ゴースト音発生の蓋然性に関する第１指標として、各歯の各歯面におけるツールマーク（または、うねり）の形態である個別うねりについて、以下では、左ねじれのはすば歯車の例で説明するが、右ねじれのはすば歯車についても基本的な考え方は同じである。ここで、左ねじれとは、図４（ａ）に示すように、歯車３のＴｏｐ側（歯車３がエンジンの出力軸の回転速度を変速する変速機に組み込まれる場合に該エンジンが配置される側）からＢｏｔｔｏｍ側に向かって見たとき、歯が左方にねじれていることを意味する。
なお、歯車音であるゴースト音は、歯同士の噛合により発生することから、以下では、前記噛合い分長さδでの個別うねりについて説明する。
【００３３】
図４に示すように、偏芯したカッタでは、複数の条の間で切込み量が異なることから、個別うねりについては、各歯面において図４（ａ），図５（ａ）に示すように、カッタの第１条から第Ｈ条のうちの少なくとも複数の条によりそれぞれ形成されるツールマークの並び順が、すなわち異なる切込み量で形成された凹凸の並び順が、互いに噛合する歯の噛合い進行方向Ｆ（図４（ａ）参照）においてどのようになるかが重要である。
【００３４】
そして、歯面毎のツールマークの並び順が同様の規則性または周期性（以下、「うねり周期性」という。）を有するときは、ゴースト音発生の蓋然性が高くなり、発生するゴースト音の大きさは大きくなる傾向がある。うねり周期性を有する個別うねりの例としては、カッタの条番号の並び順や切込み量の大きさの推移形態が規則性または周期性（例えば、切込み量の大きさがサインカーブに近似した変化で並ぶ状態、または切込み量が大きい順または小さい順に並ぶ状態など。）を有する場合がある。
【００３５】
次に、ゴースト音発生の蓋然性に関する第２指標として、歯車３における周方向（または回転方向）で隣接する歯同士の個別うねり同士の相互関連である相互うねりがある。具体的には、歯車３の周方向で隣接する１対の歯（例えば、第１歯と第２歯、または第２歯と第３歯など）間で一方の歯から他方の歯に噛合いが移行するとき、一方の歯から他方の歯への移行時のツールマークが連続性を有する、すなわち個別うねり同士の境界でツールマーク（または、うねり）が連続性（以下、「うねり連続性」という。）を有するときは、ゴースト音発生の蓋然性が高くなり、発生するゴースト音の大きさは大きくなる傾向がある。うねり連続性がある相互うねりの例としては、噛合いが現在噛合している歯から次の歯に移行するとしたときに、条番号や切込み量の大きさの推移形態が連続する場合がある。
このため、個別うねりがうねり周期性を有し、かつ相互うねりがうねり連続性を有する歯車では、大きなゴースト音が発生する蓋然性が高い。
【００３６】
以下、ゴースト音判定項Ｍおよびうねりの関係について、例を挙げて説明する。
［４４歯で５条の場合］
図４と図５を参照すると、図５（ａ）は、歯数が４４歯の歯車が５条のカッタで歯切りされる場合、歯車の第１歯（歯順番が１）から第４４歯（歯順番が４４）までの各歯面に形成されるツールマークの並び順を縦方向に並べて表示したものである。また、表の最下段がワークＢＬ（図１（ａ）参照）の１周目の回転、その上がワークＢＬの２周目の回転のようにして順次表示する。
【００３７】
図５（ａ）に示す表の最下段は、左端の歯数１の項に記載した第１歯から右方向に第４４歯まで、カッタの第１条目で形成されたツールマークを１として表示し、カッタの第２条で形成されたツールマークを２というようにして表示したものである。ワークＢＬの第１周目の回転では、歯車の第１歯から第５歯までがそれぞれカッタの第１条から第５条までで形成される、ツールマーク１〜５として表示する。同様に、歯車の第６歯から第１０歯までもそれぞれカッタの第１条から第５条までで形成され、ツールマーク１〜５として表示する。そうすると、第４４歯は、第４条で形成されたツールマーク４である。
【００３８】
このようにして、ワークＢＬが１回転すると、その間にカッタ２が歯面に沿って歯車３の歯幅方向に送り速度Ｖで送られるため（図１（ａ）参照）、第４４歯に続く第１歯は、第５条のツールマークが形成される。つまり、第１歯にはツールマーク１に隣接してツールマーク５が形成される（第１歯の下から２段目参照）。
以上のように、第１歯では、表の下からツールマーク１，５，４，３，２の順で繰り返しながら歯切り加工が進められる。
【００３９】
ここで、前記うねりをツールマークの観点から説明するために、噛合い分長さδ（図２参照）の範囲内に含まれるツールマークの数Ｔを、カッタの送り速度をＶとして、次式から求める。
Ｔ＝δ／Ｖ （３）
そして、例えば、ｍ＝１．７４、β＝３６度としたとき、噛合い分長さδは、式（１）から、δ＝３．１４×１．７４÷０．５８８≒９．３０ｍｍである。
したがって、噛合い分長さδの範囲内に含まれるツールマークの数Ｔは、カッタの送り速度Ｖを例えば、Ｖ＝１．５ｍｍ／ｓとすると、噛合い分長さδの範囲内に含まれるツールマークの数Ｔは、Ｔ＝９．３÷１．５＝６．２であるが、うねり周期性およびうねり連続性を分かりやすく説明するために、ツールマークを６個として考察する。
【００４０】
図４，図５を参照すると、歯車が図４（ａ）において、正回転する方向としての回転方向Ｒに回転する被動歯車であるとする場合、噛合い進行方向Ｆにおいて、噛合い分長さδの範囲内に含まれる６つのツールマークに着目すると、第１歯３Ａでは、上から下方向にツールマーク１，２，３，４，５，１と並ぶ。
同様にして、第２歯３Ｂでは、第１歯のツールマークに対して、１周目が第１歯を形成した条番号（第１条）の次の条番号（第２条）で加工されるため、並び順は第１歯と同じようにツールマーク１，２，３，４，５，１と並ぶが、第１歯と同じ範囲の６個のツールマークを上から下方向に見るとツールマーク２，３，４，５，１，２と並び、第３歯（図５（ａ）参照）では、ツールマーク３，４，５，１，２，３と並ぶ。
【００４１】
このようなカッタの条毎の切込み量の相対差をグラフに表示すると、図５（ｂ）に示すように、第１歯では、ツールマーク１，２，３，４，５，１であるから（図５（ａ））、ツールマーク１とツールマーク２の切込み量の差、およびツールマーク２とツールマーク３の切込み量の差が等しく段差も小さいから連続的な滑らかさを有している。そして、ツールマーク３とツールマーク４の切込み量が同じであるから滑らかな連続性を有する。さらに、ツールマーク４とツールマーク５の切込み量の差が等しく段差も小さいから連続的な滑らかさを有し、ツールマーク５とツールマーク１の切込み量の差が等しいからやはり滑らかな連続性を有する。つまり、一連のツールマークの順番が、カッタの各条による切込み量の大きさの順（すなわち、切込み量が大きい順または小さい順）に並ぶとき、各歯面において、うねりが滑らかな連続性を有する。
【００４２】
このため、ツールマークの並び順に沿って各条の切込み量の差を加味して歯面における噛合い進行方向Ｆ（図４（ａ）参照）でのうねりを概念的に示した図５（ｂ）を参照すると、第１歯におけるツールマーク１，２，３，４，５，１の並び順では、段差が少なく連続的にツールマークが、切込み量の大きさの順に並び、この変化が同じ周期で繰り返されるから、第１歯の歯面には、うねり周期性を有するうねりが形成される。
同様にして、第２歯および第３歯も、第１歯とツールマークの並び順は同じであるから、同じようにうねり周期性を有するうねりが形成され、第４歯から第４４歯にも同じようにうねり周期性を有するうねりが形成される。このように、第１歯から第４４歯まで、ツールマークの並び順は同じであるから、同じうねり周期性を有するうねりが形成される。
そして、各歯（図５（ｂ）では、第１〜第３歯のそれぞれの歯）は、うねり周期性を有し、しかも周方向で隣接する歯同士ではうねり連続性を有することがわかる。このため、この歯車では、ゴースト音が発生する蓋然性が高い。したがって、この例では、うねり周期性およびうねり連続性は、ゴースト音判定項Ｍ＝±１のいずれかを満たす場合に形成されることが分かる。
【００４３】
［４４歯で６条の場合］
歯数が４４歯の歯車を条数が６条のカッタで歯切りする場合について、主として図６を参照しながら説明する。図６の表の最下段は、歯車の第１歯から第６歯までがそれぞれカッタの第１条目から第６条までで形成されるため、ツールマーク１〜６として表示する。
このようにして、ワークＢＬ（図１（ａ）参照）が１回転すると、その間にカッタが歯面に沿って歯幅方向に送られるため、第４４歯に続く第１歯は、第３条目のツールマーク３が形成される（第１歯の下から２段目参照）。
【００４４】
したがって、第１歯では、表の下からツールマーク１，３，５，１，３，５の順で繰り返しながら歯切り加工が進められる（図６（ａ）参照）。一方、第２歯では、表の下からツールマーク２，４，６，２，４，６の順で繰り返すようにツールマークが形成され、第３歯では、ツールマーク３，５，１，３，５，１の順で繰り返す。このように、奇数番目の第１歯と第３歯の並び順は同じであるが、奇数番目の第１歯と偶数番目の第２歯の並び順では異なっている。
【００４５】
ここで、噛み合い分長さδ内に含まれる６つのツールマークに着目すると、第１歯では、上から下方向にツールマーク１，５，３，１，５，３と並ぶ（図６（ａ）参照）。一方、第２歯では、ツールマーク２，６，４，２，６，４と並び、第３歯では、ツールマーク３，１，５，３，１，５と並ぶ。
そして、カッタの条番号ごとの切込み量の相対差を考慮すると、図６（ｃ）から理解されるように、第１条の切込み量と比較すると、第１条よりも第２条と第６条の方が切込み量が深くなり、第３条と第５条がさらに深くなり、第４条が最も深くなる切込み量となる。
【００４６】
このカッタの条毎の切込み量の相対差をグラフに表示すると、図６（ｂ）に示すように、各歯面では切込み量の大きさの順に並んでいないために、段差が大きく連続的な滑らかさに欠けている。第１歯では、ツールマーク１，５，３，１，５，３の順であるから（図６（ａ））、ツールマーク１の次にツールマーク２がある場合に比べて、ツールマーク１とツールマーク５，３の切込み量の差が比較的大きい。
同様に、第２歯でも、２，６，４，２，６，４の順であるから（図６（ａ））、ツールマーク２，６とツールマーク４の切込み量の差が大きいため、段差が比較的大きく連続的な滑らかさに欠けている。
【００４７】
しかも、奇数番目の第１歯に形成された凹凸状のうねりはツールマーク１が浅くツールマーク５，３が深くなっているのに対して、偶数番目の第２歯に形成された凹凸状のうねりはツールマーク２，６がツールマーク１よりも深く、そしてツールマーク２，６よりもツールマーク４がさらに深くなっているため凹凸形状も深さも異なるため、各歯に共通する同じ規則性を有しない。よって、個別うねりは、歯面に共通する規則性または周期性を有していないことから、うねり周期性がないので、ゴースト音が発生する蓋然性は低い。
【００４８】
［４４歯で３条の場合（６ツールマーク）］
歯数が４４歯の歯車を条数が３条のカッタで歯切りする場合について、主として図７を参照しながら説明する。ゴースト音判定項Ｍは、−１または２である。
図７の表の最下段は、歯車の第１歯から第３歯までがそれぞれカッタの第１条目から第３条目までで形成されるため、ツールマーク１〜３として表示する。第４４歯は、第２条目で形成されたツールマーク２である。
このようにして、ワークＢＬが１回転すると、その間にカッタが歯面に沿って歯幅方向に送られるため（図１（ａ）参照）、第４４歯に続く第１歯は、第３条目のツールマーク３が形成される（第１歯の下から２段目参照）。
【００４９】
したがって、第１歯では、表の下からツールマーク１，３，２，１，３，２の順で繰り返しながら歯切り加工が進められる（図７（ａ）参照）。一方、第２歯では、第１歯と並び順は同じであるが、第１歯とは１つずれたツールマーク２から始まり、表の下からツールマーク２，１，３，２，１，３の順で繰り返すようにツールマークが形成され、第３歯では、さらに１つずれたツールマーク３から始まり、ツールマーク３，２，１，３，２，１の順で繰り返す。
このように、１つずれているが、始端と終端が異なるのみですべての歯でツールマークの並び順が同じであるから、すべての歯面に共通する規則性または周期性があることから、個別うねりは、うねり周期性を有する。
【００５０】
噛合い分長さδ内に含まれる６つのツールマークに着目すると、第１歯では、上から下方向にツールマーク１，２，３，１，２，３と並ぶ（図７（ａ）参照）。第２歯では、ツールマーク２，３，１，２，３，１と並び、第３歯では、ツールマーク３，１，２，３，１，２と並ぶ。
そして、カッタの条番号ごとの切込み量の相対差を考慮すると、図５（ｃ）から理解されるように、第１条の切込み量と比較すると、第１条よりも第２条と第３条の方が切込み量が深くなっている。
【００５１】
このカッタ２の条毎の切込み量の相対差をグラフに表示すると、図７（ｂ）に示すように、第１歯では、ツールマーク１とツールマーク２，３の切込み量の差が大きく、連続性には欠けているが、等周期性は備えている。同様に、第２歯と第３歯でも、ツールマーク２，３とツールマーク１の切込み量の差が大きく、連続性な滑らかさに欠けているが、前記したように、すべての歯でツールマークの並び順が同じであるため、各歯に共通する同じ規則性または周期性を有している。
よって、個別うねりは、うねり周期性を有することから、ゴースト音が発生する蓋然性が高いものの、うねり連続性を有していない点で、うねり連続性を有する場合に比べて、ゴースト音が低減すると予測される。
【００５２】
［４４歯で３条の場合（７ツールマーク）］
ここで、カッタの送り速度Ｖを遅くして、噛合い分長さδ内に含まれるツールマーク数が７になるように設定した場合について、主として図８を参照しながら説明する。カッタの条番号ごとの切込み量の相対差のグラフは、図８（ｂ）に示すように、第１歯では、ツールマーク１，２，３，１，２，３，１と並ぶ（図８（ａ）参照）。第２歯では、ツールマーク２，３，１，２，３，１，２と並び、第３歯では、ツールマーク３，１，２，３，１，２，３と並ぶ。
【００５３】
図７（ｂ）に表示された６ツールマークのうねりと、図８（ｂ）に表示された７ツールマークのうねりを対比すると、７ツールマークのうねりの方が６ツールマークのうねりよりも各歯面における等周期性（規則性）が向上するため、個別うねりは周期性を有し、ゴースト音が発生する蓋然性がより高い。
【００５４】
このように、仕様判定ステップにおいて、ゴースト音判定項Ｍが１または−１である条件を満たす歯切り加工で歯車が加工される場合にも、ツールマーク数算定ステップにおいて、カッタの送り速度Ｖを調整して、噛合い分長さδでのツールマーク数を変更することにより、ゴースト音の低減が可能な歯切り加工が可能になる。
【００５５】
なお、歯数が４４歯の歯車を条数が２条または４条のカッタで歯切りする場合のように、歯数Ｚ÷条数Ｈが割り切れ、Ｚ＝Ｈ×Ｎ＋Ｍにおいて、ゴースト音判定項Ｍ＝０となる場合がある。
このような組合せの場合には、第１歯の歯面にはすべて第１条目によるツールマーク１が形成され、第２歯の歯面にはすべて第２条目によるツールマーク１が形成されるというように、カッタの条番号の固有の特性が特定の歯面にすべて反映されてしまう。このため、実際上、この組合せでは歯切り加工が行われない。
【００５６】
以上の結果に基づいて、歯車の歯数とカッタの条数との関係について、ゴースト音が発生する蓋然性が高いかどうかを整理すると図９のようになる。図９は、歯数Ｚが１０〜４９までの歯車を条数が２〜６までのカッタで歯切りする場合の歯数と条数との関係を示し、判定式において、ゴースト音判定項Ｍ＝±１のいずれかを満たすか否かを記載したものである。
表中の「○印」はゴースト音判定項Ｍ＝±１を満たさず、ゴースト音が発生する蓋然性が低い（すなわち、ゴースト音が低減する蓋然性が高い）と想定される組合せであり、表中の「１」と「−１」の表示は、ゴースト音判定項Ｍ＝±１のいずれかを満たし、ゴースト音が発生する蓋然性が高いと想定される組合せであり、表中の「０」の表示は、ゴースト音判定項Ｍ＝０となる組合せであるから回避することが望ましい組合せである。
【００５７】
次に、図１０〜図１４を参照して、前記した歯切り加工により加工された歯車３を含む歯車単品から、ゴースト音の発生を予測可能な判定方法について説明する。このゴースト音発生判定方法には、歯車が有するすべての歯の歯面データを周期解析する歯面データ周期解析方法が含まれる。
【００５８】
図１０を参照すると、ゴースト音の発生を判定するためのゴースト音発生判定装置Ｅは、検査対象歯車１０としての歯車３の複数の歯の歯面形状を測定する歯面測定装置２０と、歯面測定装置２０により測定された個別歯面形状データＤ１（図１１参照）を周期解析する解析装置４０とを備える。
【００５９】
歯面測定装置２０は、ベッド２１と、歯車３が一体に回転するように取り付けられた主軸２２と、ベッド２１に回転可能に支持されると共に主軸２２を継手２３を介して回転駆動する下部センタ２４と、ベッド２１に固定された柱状の歯車支持部材２５と、歯車支持部材２５に歯車３（または主軸２２）の回転中心線に平行なアキシャル方向に移動可能に支持された可動支持部２６と、可動支持部２６に設けられると共に下部センタ２４と協働して主軸２２を回転可能に支持する上部センタ２７と、ベッド２１に移動可能に支持される可動基台３１と、可動基台３１に移動可能に支持される柱状の測定器支持部材３２と、測定器支持部材３２にアキシャル方向に移動可能な支持された測定器３３と、複数の駆動モータ（図示されず）と、該各駆動モータを制御すると共に個別歯面形状データＤ１を記憶する記憶装置を備える制御装置３４と、個別歯面形状データＤ１を出力する出力装置３５とを備える。
測定器３３は、測定器支持部材３２に移動可能に支持される本体３３ａと、歯車３の各歯の歯面に接触すると共に該歯面からの接触圧により本体３３ａに対して移動可能に設けられた測定子３３ｂとを有する。
【００６０】
可動基台３１は、歯車３の回転中心線を中心とする径方向であるラジアル方向に移動可能であり、測定器支持部材３２は、歯車３の回転方向に接する方向であるタンジェント方向に移動可能である。下部センタ２４、可動基台３１、測定器支持部材３２および測定器３３の位置は、それぞれに対応して設けられたエンコーダ（図示されず）により検出されて、制御装置３４に入力される。そして、制御装置３４は、測定子３３ｂが歯面に接触しながら移動することができる位置に測定器３３の本体を移動させるように前記駆動モータを制御して、可動基台３１、測定器支持部材３２および測定器３３を移動させる。
【００６１】
そして、歯面測定装置２０は、歯面に接触する測定子３３ｂの、本体３３ａに対する変位を検出することにより、噛合い分長さδ（図２参照）の範囲内で歯面の形状を測定し、各歯の個別歯面形状データＤ１（図１１参照）を作成して記憶する。作業者は、制御装置３４を操作して、該個別歯面形状データＤ１を出力装置３５に出力させて、印刷させたり、または表示させたりする。
ここで、個別歯面形状データＤ１の作成対象となる歯は、前記第１所定数である歯数Ｚの歯車３において、特定数を歯数Ｚ以下の複数であるとするとき、回転方向に噛合いが連続する前記特定数の歯である。この特定数は、前記うねり周期性および前記うねり連続性の有無の判定が可能な範囲で適宜設定され、この実施形態では歯数Ｚであるが、２以上で歯数Ｚ未満の値でもよい。そして、より望ましくは、該特定数は歯数Ｚである。
【００６２】
解析装置４０は、ここではパソコンにより構成され、歯面測定装置２０から得た歯車３の各歯の個別歯面形状データＤ１を噛み合い順につなぎ合わせて歯車の集合歯面形状データＤ２（図１２参照）を作成し、さらに集合歯面形状データＤ２を周期解析する。この周期解析は、集合歯面形状データＤ２を歯車３の次数に関してフーリエ変換するＦＦＴ解析である。なお、歯車３の次数とは、歯車３の歯数Ｚおよび歯数Ｚの整数倍に含まれる自然数である。
ここで、個別歯面形状データＤ１を作成し、個別歯面形状データＤ１を噛合い順につなぎ合わせて集合歯面形状データＤ２を作成し、集合歯面形状データＤ２を歯車３の次数で周期解析する過程は、歯面データ周期解析方法を構成する。
【００６３】
例えば、歯車の歯数Ｚが４４で、カッタの条数Ｈが５の加工仕様で、歯切り加工のみが行われて形成された歯車３を周期解析した結果、図１３に示すように、歯車３の歯数および該歯数の整数倍に等しい次数以外の次数である５３次に振幅のピーク値が存在することが分かる。通常の歯車音は、歯数に等しい次数である標準次数（ここでは、４４次）、または４４次の整数倍の次数で発生することから、歯車３の次数および該次数の整数倍以外の次数である５３次において振幅のピーク値が存在することは、ゴースト音が発生することを意味する。
【００６４】
なお、図１３には、回転中心線Ｃ１とカッタの中心軸線Ｃ２（図３参照）との偏芯量である振れ量が、歯面加工上での許容値（例えば、１０μｍ）であるときの振幅が細い実線で示され、分かりやすさのために、振れ量が１２０μｍのときの振幅が太い実線で示されている。この波形図から、振れ量が大きいときほど、大きなゴースト音が発生することが予想される。
【００６５】
図１４（ａ）を参照すると、歯車３によるゴースト音の発生の有無を検査するために、歯車３を、該歯車３が組み込まれる歯車機構（例えば、車両の変速機）を模した噛合い試験機５０に組み込んで、振動データを取得した。
この噛合い試験機５０は、３９歯の駆動歯車５１が中間歯車５２，５３を介して３４歯の被動歯車５４を駆動する構造を有する。中間歯車５２，５３は、４４歯の第１中間歯車５２と３０歯の第２中間歯車５３とが一体回転するように一体化された歯車であり、歯車３は第１中間歯車５２を構成する。
【００６６】
噛合い試験機５０において、第１中間歯車５２と噛み合う駆動歯車５１の歯数は３９であることから、第１中間歯車５２も３９歯で噛み合うことになる。このため、次式により５３次にピーク値を有する第１中間歯車５２により、噛合い試験機５０では、次式から
５３×３９／４４＝４６．９７
４６．９７次、すなわち約４７次でゴースト音が発生することが予想される。
そして、この振動データをＦＦＴ解析により周期解析を行うと、図１４（ｂ）に示すように、次数が約４７次のときにピーク値が発生して、ゴースト音が発生することが確認された。なお、３９次、７８次、１１７次は、駆動歯車５１に起因する通常の歯車音である。
【００６７】
そこで、歯車３により発生するゴースト音の低減を図るために、歯車３には、ゴースト音低減手段として、歯面仕上げ加工であるシェービング加工が施される。なお、該歯面仕上げ加工は、歯切り加工と共に歯面加工を構成する。
シェービング加工によるゴースト音低減の効果を調べるために、加工代である削り代が少ない第１歯面仕上げ加工をした場合、例えば削り代を０．０６ｍｍとしたときの第１仕上げ加工歯車を検査対象歯車１０として、歯車３と同様に歯面測定装置２０で歯面形状を測定して個別歯面形状データＤ１を作成し、解析装置４０により、集合歯面形状データＤ２をＦＦＴ解析したところ、歯車３の標準次数である４４とは異なる次数５３に、依然としてピーク値が存在することから、第１歯面仕上げ工程では歯面のうねりが除去されておらず、ゴースト音を低減するためには十分でないことが分かった。
【００６８】
そのため、第２歯面仕上げ加工として、前記第１仕上げ加工歯車にシェービング加工を再度施して、歯切り加工のみが施された歯車３に対して、削り代を０．１３ｍｍとして形成された第２仕上げ加工歯車を形成した。そして、この第２仕上げ加工歯車を判定装置ＥによりＦＦＴ解析すると、５３次での振幅の値は小さくなって、ゴースト音が低減する歯車に加工することができた。
【００６９】
次に、前述のように構成された実施形態の作用および効果について説明する。
歯数が所定数Ｚの歯を有する検査対象歯車１０としての歯車３の各歯の歯面形状を測定して所定数Ｚの個別歯面形状データＤ１を作成し、所定数Ｚの個別歯面形状データＤ１を噛合い順につなぎ合わせて集合歯面形状データＤ２を作成し、集合歯面形状データＤ２を歯車３の歯数に基づく次数で周期解析したときの波形が、所定数Ｚおよび所定数Ｚの整数倍に等しい次数以外の次数にピーク値を有するとき、検査対象歯車によりゴースト音が発生すると判定する。
これにより、歯車３の個別歯面形状データＤ１に基づいて作成される集合歯面形状データＤ２を周期解析することにより、歯車３が歯車機構に組み込まれる前の歯車単体からゴースト音の発生を予測できるので、歯車３が歯車機構に組み込まれる前に、歯面仕上げ加工などのゴースト音低減手段によりゴースト音を低減できる。この結果、歯車機構に一旦組み込まれた後に取り出された歯車にゴースト音低減策を講ずる場合に比べて、ゴースト音を低減するための手間を大幅に減少できる。
また、ゴースト音の発生の有無を確認するために歯車を歯車機構に組み込必要がないうえ、ゴースト音が発生すると判定された歯車のみに、ゴースト音低減策を講ずればよいので、歯車の製造コストを削減でき、生産性を向上させることができる。
さらに、個別歯面形状データＤ１の作成対象となる歯の歯数が歯数Ｚ未満である場合、歯面形状の測定および周期解析に要する時間を短縮できるので、ゴースト音の発生を予測するための歯車の検査効率の向上が可能になり、歯車の製造コストの削減および生産性の向上に寄与する。
【００７０】
個別歯面形状データＤ１は、各歯の噛合い面における同一位置での噛合い分長さδでのデータであることにより、個別歯面形状データＤ１は、ゴースト音発生の判定に必要な最小限の長さである噛合い分長さδでのデータであればよいので、歯面形状の測定および周期解析に要する時間を短縮できる。この結果、ゴースト音の発生を予測するための歯車の検査効率の向上が可能になる。
【００７１】
検査対象となる歯車３は、はすば歯車であることにより、はすば歯車におけるゴースト音の発生を予測するための検査効率が向上する。
検査対象歯車が、前記ゴースト音発生判定方法によりゴースト音が発生すると判定された後に歯面仕上げ加工が施された歯車であることにより、ゴースト音が発生すると判定された歯車に対する歯面仕上げ加工によるゴースト音低減の効果を確認することができるので、過度の歯面仕上げ加工が不要になる。この結果、歯面仕上げ加工の工数を削減できるので、歯車の製造コストを削減でき、生産性を向上させることができる。
【００７２】
検査対象となる歯車３は、前記判定式において、ゴースト音判定項Ｍが１または−１である条件を満たす歯数Ｚおよび条数Ｈの組合せの加工仕様で歯切り加工された歯車であることにより、ゴースト音低減策を講ずる必要がある歯車を抽出できるので、すべての歯車を検査対象とする場合に比べて、ゴースト音発生判定の検査時間を短縮できる。
【００７３】
以下、前述した実施形態の一部の構成を変更した実施形態について、変更した構成に関して説明する。
検査対象となる歯車は、判定装置Ｅ以外の装置によりゴースト音が発生すると判定された歯車であってもよく、また歯車機構に組み込まれた後にゴースト音が発生すること判定された歯車であってもよい。
また、検査対象となる歯車は、はすば歯車以外の歯車、例えば平歯車であってもよい。そして、平歯車の場合、噛合い分長さδは、歯丈方向に沿う方向、すなわち歯車の回転中心を中心とする径方向での値である。このように、噛合い分長さδは、歯丈方向に平行な方向での長さであることにより、噛合い進行方向Ｆが歯丈方向である歯車、例えば平歯車におけるゴースト音の発生を予測するための検査効率が向上する。
噛合い分長さδは噛合い進行方向に平行な方向または沿う方向での値であってもよく、この場合にも、前記実施形態と同様の作用効果が奏される。
歯切り加工に使用される加工具は、ホブカッタ以外に、ホブカッタと同様のツールマークが形成されるものであればよい。
歯面加工で加工される歯車は、駆動歯車であってもよい。
また、ツールマークが形成される歯面加工は、歯面仕上げ加工であってもよい。
【符号の説明】
【００７４】
２ カッタ
３ 歯車
１０ 検査対象歯車
２０ 歯面測定装置
４０ 解析装置
Ｚ 歯数
Ｈ 条数
δ 噛合い分長さ
Ｄ１ 個別歯面形状データ
Ｄ２ 集合歯面形状データ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
歯数が所定数の歯を有する検査対象歯車において特定数を前記所定数以下の複数であるとするとき、
回転方向に連続する前記特定数の前記歯のそれぞれの歯面形状を測定して前記特定数の個別歯面形状データを作成し、
前記特定数の前記個別歯面形状データを噛合い順につなぎ合わせて集合歯面形状データを作成し、
前記集合歯面形状データを前記歯数に基づく次数で周期解析したときの波形が、前記所定数および前記所定数の整数倍に等しい次数以外の次数にピーク値を有するとき、前記検査対象歯車によりゴースト音が発生すると判定することを特徴とする歯車のゴースト音発生判定方法。
【請求項２】
前記個別歯面形状データは、前記特定数の前記各歯の噛合い面における同一位置での噛合い分長さでのデータであることを特徴とする請求項１記載の歯車ゴースト音発生判定方法。
【請求項３】
前記検査対象歯車は、はすば歯車であることを特徴とする請求項２記載の歯車ゴースト音発生判定方法。
【請求項４】
前記検査対象歯車は、ゴースト音が発生すると判定された後に歯面仕上げ加工が施された歯車であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の歯車ゴースト音発生判定方法。
【請求項５】
前記検査対象歯車は、
前記所定数をＺ、カッタの条数をＨ、自然数をＮ、残部整数部分をＭとして、
Ｚ＝Ｈ×Ｎ＋Ｍ
と表すとき、
Ｍ＝１またはＭ＝−１を満たす歯数Ｚおよび条数Ｈの組合せの加工仕様で歯切り加工された歯車であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の歯車ゴースト音発生判定方法。
【請求項１】
歯数が所定数の歯を有する検査対象歯車において特定数を前記所定数以下の複数であるとするとき、
回転方向に連続する前記特定数の前記歯のそれぞれの歯面形状を測定して前記特定数の個別歯面形状データを作成し、
前記特定数の前記個別歯面形状データを噛合い順につなぎ合わせて集合歯面形状データを作成し、
前記集合歯面形状データを前記歯数に基づく次数で周期解析したときの波形が、前記所定数および前記所定数の整数倍に等しい次数以外の次数にピーク値を有するとき、前記検査対象歯車によりゴースト音が発生すると判定することを特徴とする歯車のゴースト音発生判定方法。
【請求項２】
前記個別歯面形状データは、前記特定数の前記各歯の噛合い面における同一位置での噛合い分長さでのデータであることを特徴とする請求項１記載の歯車ゴースト音発生判定方法。
【請求項３】
前記検査対象歯車は、はすば歯車であることを特徴とする請求項２記載の歯車ゴースト音発生判定方法。
【請求項４】
前記検査対象歯車は、ゴースト音が発生すると判定された後に歯面仕上げ加工が施された歯車であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の歯車ゴースト音発生判定方法。
【請求項５】
前記検査対象歯車は、
前記所定数をＺ、カッタの条数をＨ、自然数をＮ、残部整数部分をＭとして、
Ｚ＝Ｈ×Ｎ＋Ｍ
と表すとき、
Ｍ＝１またはＭ＝−１を満たす歯数Ｚおよび条数Ｈの組合せの加工仕様で歯切り加工された歯車であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の歯車ゴースト音発生判定方法。
【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１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１１−１９６８２４（Ｐ２０１１−１９６８２４Ａ）
【公開日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−６３９３８（Ｐ２０１０−６３９３８）
【出願日】平成２２年３月１９日（２０１０．３．１９）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月１９日（２０１０．３．１９）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
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