歯車対の試験装置
【課題】実機上での使用状態に忠実な歯車対の噛合い状態を再現し、高精度の試験結果を得ることができる歯車対の試験装置を提供する。
【解決手段】基台に設定した設置面上の任意の位置に、ピニオン軸を軸支する一対のピニオン支持壁２０，２１を対向させて固設するとともに、ギヤ軸を軸支する一対のギヤ支持壁３０，３１をピニオン支持壁２０の壁面に側端面を連結させた状態で対向させて固設する。これらの固設位置の調整は各部に配置するシム４１〜４３によって行う。これにより、ピニオン及びギヤを高剛性且つ高精度で支持することができ、歯車対の実機搭載時の撓み等の影響を忠実に再現することができる。
【解決手段】基台に設定した設置面上の任意の位置に、ピニオン軸を軸支する一対のピニオン支持壁２０，２１を対向させて固設するとともに、ギヤ軸を軸支する一対のギヤ支持壁３０，３１をピニオン支持壁２０の壁面に側端面を連結させた状態で対向させて固設する。これらの固設位置の調整は各部に配置するシム４１〜４３によって行う。これにより、ピニオン及びギヤを高剛性且つ高精度で支持することができ、歯車対の実機搭載時の撓み等の影響を忠実に再現することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばハイポイドギヤ等のように、互いの歯車軸が交差する歯車対の試験装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、歯車対の諸元設計等を行う際には、歯車対の高性能化を図るため、例えば、試作段階の歯車対等に対して各種試験を行い、その試験結果を歯車対の設計諸元等にフィードバックさせる等の処理が行われている。このような試験を行うための試験装置については、従来より各種提案がなされており、例えば、特許文献１には、第１の側面と当該第１の側面に直角な第２の側面とをコラム（剛体物）上に隣接して形成し、水平方向に移動可能な第１の工作物スピンドル（クラウンギヤボックス）を第１の側面に取り付け、水平方向及び垂直方向に移動可能な第２の工作物スピンドル（ピニオンギヤボックス）を第２の側面に取り付けた試験装置が開示されている。そして、この試験装置では、加速度センサが取り付けられたクラウンギヤ及びピニオンギヤを各ギヤボックスにそれぞれセットし、各ギヤボックスをそれぞれスライドさせてクラウンギヤとピニオンギヤとの噛合い位置を調整した上で駆動することにより、歯車対の振動騒音を測定する。
【特許文献１】特表２００２−５２４２７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、歯車対の歯当り等は、極めて微小な組立誤差等にも大きく影響されため、高精度の試験を行うためには、適用される実機にトルクが作用した場合の歪み等を考慮して歯車対の噛合い状態を再現する必要がある。
【０００４】
しかしながら、上述の特許文献１に開示された技術は、コラムの側面でギヤボックスをスライドさせる構成であるため、これらギヤボックスの取付剛性を高くするには限界がある。従って、たとえ静的な状態で歯車対の噛合い状態を精度よく再現したとしても、歯車対にトルクを作用させた際に、噛合い状態に変化が生じ、良好な測定結果を得ることが困難となる虞がある。特に、例えば、車載のトランスミッションに適用されるハイポイドギヤ等のように大きなトルクが作用する歯車対に対して試験を行う際には、実機上での使用状態に忠実な噛合い状態を再現することが困難となる。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、実機上での使用状態に忠実な歯車対の噛合い状態を再現し、高精度の試験結果を得ることができる歯車対の試験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】
【０００６】
本発明は、第１の歯車と第２の歯車の互いの歯車軸が交差する歯車対の試験装置であって、設置面が形成された基台と、上記設置面上の任意の位置に互いに対向して固設され、上記第１の歯車の回転軸を軸支する一対の第１の歯車支持壁と、上記一対の第１の歯車支持壁の少なくとも何れか一方の歯車支持壁の壁面に側端面が連結した状態で上記設置面上の任意の位置に互いに対向して固設され、上記第２の歯車の回転軸を軸支する一対の第２の歯車支持壁と、上記第１の歯車支持壁と上記設置面との間にそれぞれ配置される第１のシムと、上記第２の歯車支持壁と上記設置面との間にそれぞれ配置される第２のシムと、上記第１の歯車支持壁と上記第２の歯車支持壁との連結部にそれぞれ配置される第３のシムとを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の歯車対の試験装置によれば、実機上での使用状態に忠実な歯車対の噛合い状態を再現し、高精度の試験結果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図面を参照して本発明の形態を説明する。図面は本発明の一形態に係わり、図１は歯車対の試験装置の概略構成図、図２は試験装置本体の要部を示す分解斜視図、図３は試験装置本体の要部をピニオン軸に沿って示す縦断面図、図４は図３のＩ−Ｉ断面図、図５は図３のII−II断面図、図６はクラウンギヤ支持壁に連結するピニオンギヤ支持壁を示す平面図、図７はハイポイドギヤの斜視図である。
【０００９】
図１において、符号１は歯車対の試験装置を示す。本実施形態において、この試験装置１は、交差軸歯車対の評価を行うためのもので、具体的には、例えば、直交歯車対の振動騒音及び伝達効率についての試験を行うためのものである。ここで、本試験装置１に適用可能な直交歯車対とは、広義の意味での直交歯車対をいい、必ずしも、交差角が厳密に直交した状態のもののみを指すものではない。
【００１０】
以下、歯車対として、例えば、車体に縦置き配置されるトランスミッションからの駆動力をフロントディファレンシャル装置に伝達する終減速用のハイポイドギヤ１００を、試験装置１に適用する一例について説明する（図７参照）。なお、このハイポイドギヤ１００は、小径をなす第１の歯車としてのピニオンギヤ（以下、単にピニオンと称す）１０１Ｐと、大径をなす第２の歯車としてのクラウンギヤ（以下、単にギヤと称す）１０１Ｇとを有する。ピニオン１０１Ｐは、例えば、基部側がフロントドライブ軸に連結され、このフロントドライブ軸の少なくとも前後２箇所がベアリングを介して軸支されることにより、回動自在に車体に支持される。一方、ギヤ１０１Ｇは、例えば、フロントディファレンシャル装置に固設され、このフロントディファレンシャル装置から左右両側に延出する各ドライブ軸の少なくともそれぞれ各１箇所がベアリングを介して軸支されることにより、回動自在に車体に支持される。
【００１１】
図１に示すように、試験装置１は、ピニオン軸１１０Ｐが結合するピニオン１０１Ｐと、ギヤ軸１１０Ｇが結合するギヤ１０１Ｇとを、任意の噛合状態で軸支する試験装置本体１０を有する。なお、本実施形態において、ギヤ軸１１０Ｇには、例えば、実機のフロントディファレンシャル装置から左右両側に延出する各ドライブ軸を一体的に形成した形状のものが採用されている。
【００１２】
この試験装置本体１０は、設置面１６が形成された基台１５と、設置面１６上の任意の位置に互いに対向して固設されてピニオン軸１１０Ｐを軸支する一対のピニオン支持壁（第１の歯車支持壁）２０，２１と、ピニオン支持壁２０の壁面に一側端面が連結した状態で設置面１６上の任意の位置に互いに対向して固設されてギヤ軸１１０Ｇを軸支する一対のギヤ支持壁（第２の歯車支持壁）３０，３１とを有する。
【００１３】
図１に示すように、基台１５は、例えば、略直方体形状をなす大型の金属塊で構成され、この基台１５の上面に形成された平坦面が設置面１６として設定されている。また、図４に示すように、設置面１６上には、複数のネジ穴１６ａが穿設されている。ここで、各ネジ穴１６ａは、設置面１６上において、所定間隔毎にマトリクス状に配列する位置にそれぞれ穿設されている。
【００１４】
ピニオン支持壁２０，２１は、平面略矩形形状をなす壁面を備えた金属製の厚板部材で構成されている。各ピニオン支持壁２０，２１の底部からはフランジ部２２，２３がＬ字状に延設され、各フランジ部２２，２３には複数のボルト挿通孔２２ａ，２３ａが穿設されている。そして、各ボルト挿通孔２２ａ，２３ａにボルト７０が挿入され、各ボルト７０が設置面１６上の所定のネジ穴１６ａに螺合されることにより、各ピニオン支持壁２０，２１は、互いに正対した状態で基台１５上に強固に締結固設されている。ここで、各ボルト挿通孔２２ａ，２３ａは、フランジ部２２，２３の延設方向に長尺な長孔で形成されており、これにより、基台１５上でのピニオン支持壁２０，２１の固設位置を微調整することが可能となっている。また、各フランジ部２２，２３の底面は各ピニオン支持壁２０，２１の壁面に対して高精度な直交状態に加工されており、これにより、ピニオン支持壁２０，２１が基台１５に固設された際には、壁面が設置面１６対して垂直に起立するようになっている。
【００１５】
また、各ピニオン支持壁２０，２１の略中央部にはベアリング保持穴２０ａ，２１ａが開口されている。そして、ピニオン軸１１０Ｐが内周側に圧入された一対のベアリング２４，２５を各ベアリング保持穴２０ａ，２１ａで保持することにより、各ピニオン支持壁２０，２１はピニオン１０１Ｐを回動自在に支持する。ここで、実機（実車）でのピニオン１０１Ｐの支持状態を忠実に再現するため、例えば、図４に示すように、ピニオン１０１Ｐはピニオン軸１１０Ｐの一端側に固設され、ピニオン軸１１０Ｐはピニオン１０１Ｐの基部側２箇所で各ピニオン支持壁２０，２１に支持されている。その際、各ピニオン支持壁２０，２１が基台１５上に固設される間隔は、実機上で各ベアリングが固設される間隔と同一の間隔に設定されている。また、ベアリング保持穴２０ａ，２１ａに保持される各ベアリング２４，２５は、実機で使用されるものと同一のものが使用されている。
【００１６】
さらに、後述するギヤ支持壁３０，３１との連結を実現するため、ピニオン支持壁２０の壁面の両側縁辺部には、複数のボルト挿通孔２０ｂが穿設されている。ここで、各ボルト挿通孔２０ｂは、ギヤ支持壁３０，３１との高さ方向の相対位置の調整を実現するため、設置面１６に対して垂直な方向に長尺な長孔で形成されている（図５，６参照）。
【００１７】
ギヤ支持壁３０，３１は、平面略矩形形状をなす壁面を備えた金属製の厚板部材で構成されている。各ギヤ支持壁３０，３１の底部からはフランジ部３２，３３がＬ字状に延設され、各フランジ部３２，３３には複数のボルト挿通孔３２ａ，３３ａが穿設されている。そして、各ボルト挿通孔３２ａ，３３ａにボルト７０が挿入され、各ボルト７０が設置面１６上の所定のネジ穴１６ａに螺合されることにより、各ギヤ支持壁３０，３１は、互いに正対し且つ、それぞれ一方の側端面が共にピニオン支持壁２０の壁面に当接された状態で、基台１５上に強固に締結固定されている。ここで、各ボルト挿通孔３２ａ，３３ａは、フランジ部３２，３３の延設方向に長尺な長孔で形成されており、これにより、基台１５上でのギヤ支持壁３０，３１の固設位置を微調整することが可能となっている。また、各フランジ部３２，３３の底面は各ギヤ支持壁３０，３１の壁面に対して高精度な直交状態に加工されており、これにより、ギヤ支持壁３０，３１が基台１５に固設された際には、壁面が設置面１６対して垂直に起立するようになっている。
【００１８】
また、各ギヤ支持壁３０，３１の略中央部にはベアリング保持穴３０ａ，３１ａが開口されている。そして、ギヤ軸１１０Ｇが内周側に圧入された一対のベアリング３４，３５を各ベアリング保持穴３０ａ，３１ａで保持することにより、各ギヤ支持壁３０，３１はギヤ１０１Ｇを回動自在に支持する。ここで、実機でのギヤ１０１Ｇの支持状態を忠実に再現するため、例えば、図４に示すように、ギヤ１０１Ｇはギヤ軸１１０Ｇの中途に固設され、ギヤ軸１１０Ｇはギヤ１０１Ｇの両側各１箇所で各ギヤ支持壁３０，３１に支持されている。その際、各ギヤ支持壁３０，３１が基台１５上に固設される間隔は、実機上で各ベアリングが固設される間隔と同一の間隔に設定されている。また、ベアリング保持穴３０ａ，３１ａに保持される各ベアリング３４，３５は、実機で使用されるものと同一のものが使用されている。
【００１９】
さらに、ピニオン支持壁２０との連結を実現するため、ギヤ支持壁３０，３１の一方の側端面には、各ボルト挿通孔２０ｂに対応するネジ穴３０ｂ，或いは３１ｂが穿設されている。ここで、本実施形態においては、限られたスペースでピニオン支持壁２０とギヤ支持壁３０，３１との締結点数を十分に確保しつつ、これらの間で相対的な高さ調整を行う際の自由度を確保するため、１つのボルト挿通孔２０ｂに対して複数（例えば、２つ）のネジ穴３０ｂ，或いは３１ｂが関連付けて穿設されている。そして、各ボルト挿通孔２０ｂにボルト７１が挿入され、各ボルト７１が対応する複数のネジ穴３０ｂ，或いは３１ｂの何れか１つに選択的に螺合されることにより、各ギヤ支持壁３０，３１のそれぞれ一方の側端面が共にピニオン支持壁２０に連結される。
【００２０】
この場合、ピニオン支持壁２０側に長孔からなるボルト挿通孔２０ｂが穿設されていることからも明らかなように、本実施形態において、ギヤ支持壁３０，３１とピニオン支持壁２０との設置面１６に対する高さ方向の相対位置の調整は、ギヤ支持壁３０，３１側を基準として、ピニオン支持壁２０，２１側で行われるようになっている。換言すれば、本実施形態の試験装置本体１０では、ギヤ１０１Ｇ側に作用するトルクがピニオン１０１Ｐ側に作用するトルクよりも相対的に大きくなることに鑑み、ギヤ支持壁３０，３１側の支持剛性を確保することを目的として、ギヤ支持壁３０，３１側の自由度を可能な限り制限する構成となっており、従って、ピニオン１０１Ｐとギヤ１０１Ｇとのオフセット量Ｅ（図７参照）の調整等は、ギヤ支持壁３０，３１を基準としてピニオン支持壁２０，２１の相対位置を調整することにより実現される。その際、ピニオン支持壁２０，２１と基台１５との間には高さ調整板２８が配置される。この高さ調整板２８は、各種所定の板厚に形成されたものが複数用意されており、所望のオフセット量等に応じて、何れかの高さ調整板２８が選択的に用いられる。なお、高さ調整板２８には、各ピニオン支持壁２０，２１のボルト挿通孔２２ａ，２２ｂに対応するボルト挿通孔２８ａが穿設されている（図３参照）。その他にも、設置面１６上のネジ穴１６ａに対応するボルト挿通孔２８ｂが適宜穿設されており、このボルト挿通孔２８ｂに挿入されるボルト７０を通じて、高さ調整板２８は基台１５上に強固に締結固定される。
【００２１】
さらに、試験装置本体１０は、各ピニオン支持壁２０，２１と設置面１６との間にそれぞれ配置される第１のシム４１と、各ギヤ支持壁３０，３１と設置面１６との間にそれぞれ配置される第２のシム４２と、ピニオン支持壁２０と各ギヤ支持壁３０，３１との連結部にそれぞれ配置される第３のシム４３とを有する。
【００２２】
第１のシム４１は、例えば、フランジ部２２（及び２３）に対応した平面略矩形形状をなす平板部材で構成され、要所に、ボルト挿通孔２２ａ（及び２３ａ）に対応したボルト挿通孔４１ａが穿設されている。この第１のシム４１は、例えば、数ミクロン単位の精度で各種所定の板厚に形成されたものが複数用意されており、実機上でハイポイドギヤ１００にトルクを作用させた際の撓み具合等に応じて、ピニオン支持壁２０と設置面１６との間、及び、ピニオン支持壁２１と設置面１６との間それぞれに、任意の組み合わせで選択的に配置される。なお、本実施形態において、各第１のシム４１は、高さ調整板２８と一体的に配置される。
【００２３】
第２のシム４２は、例えば、フランジ部３２（及び３３）に対応した平面略矩形形状をなす平板部材で構成され、要所に、ボルト挿通孔３２ａ（及び３３ａ）に対応したボルト挿通孔４２ａが穿設されている。この第２のシム４２は、例えば、数ミクロン単位の精度で各種所定の板厚に形成されたものが複数用意されており、実機上でハイポイドギヤ１００にトルクを作用させた際の撓み具合等に応じて、ギヤ支持壁３０と設置面１６との間、及び、ギヤ支持壁３１と設置面１６との間それぞれに、任意の組み合わせで選択的に配置される。
【００２４】
第３のシム４３は、例えば、ギヤ支持壁３０（及び３１）の一方の側端面に対応した平面略矩形形状をなす平板部材で構成され、要所に、ボルト挿通孔２０ｂに対応したボルト挿通孔４３ｂが穿設されている。この第３のシム４３は、例えば、数ミクロン単位の精度で各種所定の板厚に形成されたものが複数用意されており、実機上でハイポイドギヤ１００に所定トルクを作用させた際の撓み具合等に応じて、ピニオン支持壁２０とギヤ支持壁３０との間、及び、ピニオン支持壁２０とギヤ支持壁３１との間それぞれに、任意の組み合わせで選択的に配置される。
【００２５】
なお、実機上でハイポイドギヤ１００に所定トルクを作用させた際の撓み等は、例えば、ベンチ試験等によって実測されるものである。
【００２６】
ここで、図中符号４６，４７は補剛壁であり、これら補剛壁４６，４７は、各ピニオン支持壁２０，２１の側端面間をそれぞれ連結する。このため、各ピニオン支持壁２０，２１の各側端面には複数のネジ穴２０ｃ，２１ｃが穿設され、これらネジ穴２０ｃ，２１ｃに対応するボルト挿通孔４６ａ，４７ａが各補剛壁４６，４７の壁面に穿設されている。そして、各ボルト挿通孔４６ａ，４７ａにボルト７１が挿入され、各ボルト７１が対応するネジ穴２０ｃ，２１ｃに螺合することにより、各補剛壁４６，４７は各ピニオン支持壁２０，２１の側端面に締結固定される。その際、各ボルト挿通孔４６ａ，４７ａが補剛壁４６，４７の幅方向に長尺な長孔で形成されることにより、ピニオン支持壁２０，２１の間隔に対する微調整が許容される。さらに、各補剛壁４６，４７の底部からはフランジ部４８，４９がＬ字状に延設され、各フランジ部４８，４９には複数のボルト挿通孔４８ａ，４９ａが穿設されている。そして、各ボルト挿通孔４８ａ，４９ａにボルト７０が挿入され、各ボルト７０が設置面１６上の所定のネジ穴１６ａに螺合されることにより、各補剛壁４６，４７は基台１５上に強固に締結固定されている。
【００２７】
また、図中符号５０は補剛壁であり、この補剛壁５０は、ギヤ支持壁３０，３１の他方の側端面間を連結する。このため、各ギヤ支持壁３０，３１の他方の側端面には複数のネジ穴３０ｃ，３１ｃが穿設されており、これらネジ穴３０ｃ，３１ｃに対応するボルト挿通孔５０ａが補剛壁５０の壁面に穿設されている。そして、各ボルト挿通孔５０ａにボルト７１が挿入され、各ボルト７１が対応するネジ穴３０ｃ，３１ｃに螺合することにより、補剛壁５０は各ギヤ支持壁３０，３１の側端面に締結固定される。さらに、補剛壁５０の底部からはフランジ部５１がＬ字状に延設され、フランジ部５１には複数のボルト挿通孔５１ａが穿設されている。そして、各ボルト挿通孔５１ａにボルト７０が挿入され、各ボルト７０が設置面１６上の対応するネジ穴１６ａに螺合されることにより、補剛壁５０は基台１５上に強固に締結固定されている。その際、各ボルト挿通孔５０ａ，５１ａが補剛壁５０の幅方向に長尺な長孔で形成されることにより、ギヤ支持壁３０，３１の間隔に対する微調整が許容される。
【００２８】
また、図中符号５２は蓋体であり、この蓋体５２は、補剛壁４６，４７の上部に冠設する。このため、各補剛壁４６，４７の上端面には複数のネジ穴４６ｂ，４７ｂは穿設されており、これらネジ穴４６ｂ，４７ｂに対応するボルト挿通孔５２ａが蓋体５２に穿設されている。そして、各ボルト挿通孔５２ａにボルト７１が挿入され、各ボルト７２が対応するネジ穴４６ｂ，４７ｂに螺合されることにより、蓋体５２は補剛壁４６，４７に上端面に締結固定される。これにより、ピニオン支持壁２０，２１が対向する領域に閉空間が画成される。
【００２９】
また、図中符号５３は蓋体であり、この蓋体５３は、ギヤ支持壁３０，３１の上部に冠設する。このため、各ギヤ支持壁３０，３１の上端面には複数のネジ穴３０ｄ，３１ｄが穿設されており、これらネジ穴３０ｄ，３１ｄに対応するボルト挿通孔５３ａが蓋体５３に穿設されている。そして、各ボルト挿通孔５３ａにボルト７１が挿入され、各ボルト７１が対応するネジ穴３０ｄ，３１ｄに螺合されることにより、蓋体５３はギヤ支持壁３０，３１の上端面に締結固定される。これにより、ギヤ支持壁３０，３１が対向する領域に閉空間が画成される。その際、各ボルト挿通孔５３ａが補剛壁５０の幅方向に長尺な長孔で形成されることにより、ギヤ支持壁３０，３１の間隔に対する微調整が許容される。
【００３０】
なお、上述のようにピニオン支持壁２０，２１間に画成された閉空間内、及び、ギヤ支持壁３０，３１間に画成された閉空間内の要所には、潤滑油路５７が配索され、この潤滑油路５７を通じて要潤滑部に潤滑油が供給される。
【００３１】
また、図中符号５８はスリップリングであり、このスリップリング５８は、ピニオン軸１１０Ｐの内部に配線された図示しない信号線を介して、ピニオン１０１Ｐに固設する一対の加速度センサ１０３Ｐと電気的に接続されている。図７に示すように、これらの加速度センサ１０３Ｐは、ピニオン１０１Ｐ上において、ピニオン軸１１０Ｐを中心とする対称位置に配設され、それぞれ、ピニオン１０１Ｐに作用する三軸方向の加速度を検出する。
【００３２】
また、図中符号５９はスリップリングであり、このスリップリング５９は、ギヤ軸１１０Ｇの内部に配線された図示しない信号線を介して、ギヤ１０１Ｇに固設する一対の加速度センサ１０３Ｇと電気的に接続されている。図７に示すように、これらの加速度センサ１０３Ｇは、ギヤ１０１Ｇ上において、ギヤ軸１１０Ｇを中心とする対称位置に配設され、それぞれ、ギヤ１０１Ｇに作用する三軸方向の加速度を検出する。
【００３３】
このように構成された試験装置本体１０に対して、ピニオン軸１１０Ｐには、ピニオン１０１Ｐに駆動トルクを付与するための第１のモータユニット８０が連結されている。また、ギヤ軸１１０Ｇには、ギヤ１０１Ｇに駆動トルクを付与するための第２のモータユニット８１が連結されている。ここで、第２のモータユニット８１は、第１のモータユニット８０よりも相対的に大きなトルクが出力可能となっている。
【００３４】
さらに、試験装置本体１０及び、第１，第２のモータユニット８０，８１には、試験装置１の全体を統括的に制御する制御盤８５が接続されている。
【００３５】
そして、制御盤８５は、例えば、各モータユニット８０，８１に対する駆動制御を通じて、ピニオン１０１Ｐとギヤ１０１Ｇ間でのトルクの伝達効率を計測する。
【００３６】
また、制御盤８５は、例えば、各モータユニット８０，８１に対する駆動制御時に、一対の加速度センサ１０３Ｐからの信号に基づいてピニオン１０１Ｐの振動挙動を計測するとともに、一対の加速度センサ１０３Ｇからの信号に基づいてギヤ１０１Ｇの振動挙動を計測する。具体的には、例えば、図７に示すように、制御盤８５は、ピニオン軸１１０Ｐを基準とする３次元の直交座標系ＸP−ＹP−ＺPを設定し、ピニオン１０１Ｐの振動挙動として、各軸方向の振動挙動ｘP、ｙP、ｚP及び、各軸周りの振動挙動θXP、θYP、θZPを計測する。同様に、制御盤８５は、ギヤ軸１１０Ｇを基準とする３次元の直交座標系ＸG−ＹG−ＺGを設定し、ギヤ１０１Ｇの振動挙動として、各軸方向の振動挙動ｘG、ｙG、ｚG及び、各軸周りの振動挙動θXG、θYG、θZGを計測する。
【００３７】
なお、例えば、ペイントを塗布したハイポイドギヤ１００を試験装置本体１０にセットすることで、実機の撓み具合等を考慮した、ピニオン歯面１０２Ｐとギヤ歯面１０２Ｇとの歯当り解析を行うことも可能である。
【００３８】
このような実施形態によれば、基台１５に設定した設置面１６上の任意の位置に、ピニオン軸１１０Ｐを軸支する一対のピニオン支持壁２０，２１を対向させて固設するとともに、ピニオン支持壁２０の壁面に側端面を連結させた状態で設置面１６上の任意の位置に、ギヤ軸１１０Ｇを軸支する一対のギヤ支持壁３０，３１を対向させて固設し、これらの固設位置の調整は各部に配置するシム４１〜４３によって行うことにより、ピニオン１０１Ｐ及びギヤ１０１Ｇを高剛性且つ高精度で支持することができ、ハイポイドギヤ１００の実機搭載時の撓み等の影響を忠実に再現することができる。
【００３９】
この場合において、設置面１６上での各支持壁等の固定はボルト７０を用いた締結固定であるので、ハイポイドギヤ１００を高い支持剛性で支持することができる。
【００４０】
また、ボルト７０が螺合するネジ穴１６ａを、設置面１６上で所定間隔毎にマトリクス状に配置することにより、各支持壁等の固設位置を任意に設定することができる。
【００４１】
さらに、各支持壁等に穿設するボルト挿通孔を適宜長孔で形成することにより、各部材の固設位置の微調整等を容易に実現することができる。
【００４２】
また、ピニオン支持壁２０，２１とギヤ支持壁３０，３１との間の設置面１６に対する高さ方向の相対位置の調整は、ギヤ支持壁３０，３１を基準として行うことにより、ハイポイドギヤ１００にトルクを作用させた際の影響が大きいギヤ支持壁３０，３１側の自由度を最小限に留めることができ、各支持壁の撓み等を効果的に抑制することができる。
【００４３】
また、各支持壁に加え、各補剛壁及び蓋体によって試験装置本体１０上に閉空間を画成することにより、ハイポイドギヤ１００の支持剛性をさらに向上することができ、また、ハイポイドギヤ１００に対する評価時の温度環境等を細かく設定することができる。また、閉空間によって、外乱の影響を排除することができ、さらに、ハイポイドギヤ１００等に対する潤滑油の供給等を効率よく実現することができる。
【００４４】
なお、上述の実施形態においては、ピニオン支持壁２０，２１によってピニオン軸１１０Ｐをピニオン１０１Ｐの片側で支持する場合の一例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、実機上での使用状態等に応じて、例えば、ピニオン支持壁２０，２１によってピニオン軸１１０Ｐをピニオン１０１Ｐの両側で支持してもよい。この場合、ギヤ支持壁３０，３１の両側端面に各ピニオン支持壁２０，２１をそれぞれ連結することができ、補剛壁等を用いることなく、ハイポイドギヤ１００の支持剛性を向上することが可能となる。
【００４５】
また、上述の実施形態においては、ピニオン支持壁２０，２１と設置面１６との連結部に配置する第１のシム４１を、ピニオン支持壁２０の連結部とピニオン支持壁２１の連結部とで別体物にして、それぞれ別々に配置する例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、第１のシム４１は、ピニオン支持壁２０の連結部に配置するものと、ピニオン支持壁２１の連結部に配置するものとを一体的に構成してもよい。
【００４６】
また、同様に、第２のシム４２は、ギヤ支持壁３０と設置面１６との間に配置するものと、ギヤ支持壁３１と設置面１６との間に配置するものとを一体的に構成してもよい。
【００４７】
さらに、第３のシム４２も同様に、ピニオン支持壁２０とギヤ支持壁３０との間に配置するものと、ピニオン支持壁２０とギヤ支持壁３１との間に配置するものとを一体的に構成しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】歯車対の試験装置の概略構成図
【図２】試験装置本体の要部を示す分解斜視図
【図３】試験装置本体の要部をピニオン軸に沿って示す縦断面図
【図４】図３のＩ−Ｉ断面図
【図５】図３のII−II断面図
【図６】クラウンギヤ支持壁に連結するピニオンギヤ支持壁を示す平面図
【図７】ハイポイドギヤの斜視図
【符号の説明】
【００４９】
１ … 試験装置
１０ … 試験装置本体
１５ … 基台
１６ … 設置面
２０，２１ … ピニオン支持壁（第１の歯車支持壁）
３０，３１ … ギヤ支持壁（第２の歯車支持壁）
４１ … 第１のシム（シム）
４２ … 第２のシム（シム）
４３ … 第３のシム（シム）
１００ … ハイポイドギヤ（歯車対）
１０１Ｐ … ピニオンギヤ（第１の歯車）
１０１Ｇ … クラウンギヤ（第２の歯車）
１１０Ｐ … ピニオン軸（回転軸）
１１０Ｇ … ギヤ軸（回転軸）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばハイポイドギヤ等のように、互いの歯車軸が交差する歯車対の試験装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、歯車対の諸元設計等を行う際には、歯車対の高性能化を図るため、例えば、試作段階の歯車対等に対して各種試験を行い、その試験結果を歯車対の設計諸元等にフィードバックさせる等の処理が行われている。このような試験を行うための試験装置については、従来より各種提案がなされており、例えば、特許文献１には、第１の側面と当該第１の側面に直角な第２の側面とをコラム（剛体物）上に隣接して形成し、水平方向に移動可能な第１の工作物スピンドル（クラウンギヤボックス）を第１の側面に取り付け、水平方向及び垂直方向に移動可能な第２の工作物スピンドル（ピニオンギヤボックス）を第２の側面に取り付けた試験装置が開示されている。そして、この試験装置では、加速度センサが取り付けられたクラウンギヤ及びピニオンギヤを各ギヤボックスにそれぞれセットし、各ギヤボックスをそれぞれスライドさせてクラウンギヤとピニオンギヤとの噛合い位置を調整した上で駆動することにより、歯車対の振動騒音を測定する。
【特許文献１】特表２００２−５２４２７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、歯車対の歯当り等は、極めて微小な組立誤差等にも大きく影響されため、高精度の試験を行うためには、適用される実機にトルクが作用した場合の歪み等を考慮して歯車対の噛合い状態を再現する必要がある。
【０００４】
しかしながら、上述の特許文献１に開示された技術は、コラムの側面でギヤボックスをスライドさせる構成であるため、これらギヤボックスの取付剛性を高くするには限界がある。従って、たとえ静的な状態で歯車対の噛合い状態を精度よく再現したとしても、歯車対にトルクを作用させた際に、噛合い状態に変化が生じ、良好な測定結果を得ることが困難となる虞がある。特に、例えば、車載のトランスミッションに適用されるハイポイドギヤ等のように大きなトルクが作用する歯車対に対して試験を行う際には、実機上での使用状態に忠実な噛合い状態を再現することが困難となる。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、実機上での使用状態に忠実な歯車対の噛合い状態を再現し、高精度の試験結果を得ることができる歯車対の試験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】
【０００６】
本発明は、第１の歯車と第２の歯車の互いの歯車軸が交差する歯車対の試験装置であって、設置面が形成された基台と、上記設置面上の任意の位置に互いに対向して固設され、上記第１の歯車の回転軸を軸支する一対の第１の歯車支持壁と、上記一対の第１の歯車支持壁の少なくとも何れか一方の歯車支持壁の壁面に側端面が連結した状態で上記設置面上の任意の位置に互いに対向して固設され、上記第２の歯車の回転軸を軸支する一対の第２の歯車支持壁と、上記第１の歯車支持壁と上記設置面との間にそれぞれ配置される第１のシムと、上記第２の歯車支持壁と上記設置面との間にそれぞれ配置される第２のシムと、上記第１の歯車支持壁と上記第２の歯車支持壁との連結部にそれぞれ配置される第３のシムとを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の歯車対の試験装置によれば、実機上での使用状態に忠実な歯車対の噛合い状態を再現し、高精度の試験結果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図面を参照して本発明の形態を説明する。図面は本発明の一形態に係わり、図１は歯車対の試験装置の概略構成図、図２は試験装置本体の要部を示す分解斜視図、図３は試験装置本体の要部をピニオン軸に沿って示す縦断面図、図４は図３のＩ−Ｉ断面図、図５は図３のII−II断面図、図６はクラウンギヤ支持壁に連結するピニオンギヤ支持壁を示す平面図、図７はハイポイドギヤの斜視図である。
【０００９】
図１において、符号１は歯車対の試験装置を示す。本実施形態において、この試験装置１は、交差軸歯車対の評価を行うためのもので、具体的には、例えば、直交歯車対の振動騒音及び伝達効率についての試験を行うためのものである。ここで、本試験装置１に適用可能な直交歯車対とは、広義の意味での直交歯車対をいい、必ずしも、交差角が厳密に直交した状態のもののみを指すものではない。
【００１０】
以下、歯車対として、例えば、車体に縦置き配置されるトランスミッションからの駆動力をフロントディファレンシャル装置に伝達する終減速用のハイポイドギヤ１００を、試験装置１に適用する一例について説明する（図７参照）。なお、このハイポイドギヤ１００は、小径をなす第１の歯車としてのピニオンギヤ（以下、単にピニオンと称す）１０１Ｐと、大径をなす第２の歯車としてのクラウンギヤ（以下、単にギヤと称す）１０１Ｇとを有する。ピニオン１０１Ｐは、例えば、基部側がフロントドライブ軸に連結され、このフロントドライブ軸の少なくとも前後２箇所がベアリングを介して軸支されることにより、回動自在に車体に支持される。一方、ギヤ１０１Ｇは、例えば、フロントディファレンシャル装置に固設され、このフロントディファレンシャル装置から左右両側に延出する各ドライブ軸の少なくともそれぞれ各１箇所がベアリングを介して軸支されることにより、回動自在に車体に支持される。
【００１１】
図１に示すように、試験装置１は、ピニオン軸１１０Ｐが結合するピニオン１０１Ｐと、ギヤ軸１１０Ｇが結合するギヤ１０１Ｇとを、任意の噛合状態で軸支する試験装置本体１０を有する。なお、本実施形態において、ギヤ軸１１０Ｇには、例えば、実機のフロントディファレンシャル装置から左右両側に延出する各ドライブ軸を一体的に形成した形状のものが採用されている。
【００１２】
この試験装置本体１０は、設置面１６が形成された基台１５と、設置面１６上の任意の位置に互いに対向して固設されてピニオン軸１１０Ｐを軸支する一対のピニオン支持壁（第１の歯車支持壁）２０，２１と、ピニオン支持壁２０の壁面に一側端面が連結した状態で設置面１６上の任意の位置に互いに対向して固設されてギヤ軸１１０Ｇを軸支する一対のギヤ支持壁（第２の歯車支持壁）３０，３１とを有する。
【００１３】
図１に示すように、基台１５は、例えば、略直方体形状をなす大型の金属塊で構成され、この基台１５の上面に形成された平坦面が設置面１６として設定されている。また、図４に示すように、設置面１６上には、複数のネジ穴１６ａが穿設されている。ここで、各ネジ穴１６ａは、設置面１６上において、所定間隔毎にマトリクス状に配列する位置にそれぞれ穿設されている。
【００１４】
ピニオン支持壁２０，２１は、平面略矩形形状をなす壁面を備えた金属製の厚板部材で構成されている。各ピニオン支持壁２０，２１の底部からはフランジ部２２，２３がＬ字状に延設され、各フランジ部２２，２３には複数のボルト挿通孔２２ａ，２３ａが穿設されている。そして、各ボルト挿通孔２２ａ，２３ａにボルト７０が挿入され、各ボルト７０が設置面１６上の所定のネジ穴１６ａに螺合されることにより、各ピニオン支持壁２０，２１は、互いに正対した状態で基台１５上に強固に締結固設されている。ここで、各ボルト挿通孔２２ａ，２３ａは、フランジ部２２，２３の延設方向に長尺な長孔で形成されており、これにより、基台１５上でのピニオン支持壁２０，２１の固設位置を微調整することが可能となっている。また、各フランジ部２２，２３の底面は各ピニオン支持壁２０，２１の壁面に対して高精度な直交状態に加工されており、これにより、ピニオン支持壁２０，２１が基台１５に固設された際には、壁面が設置面１６対して垂直に起立するようになっている。
【００１５】
また、各ピニオン支持壁２０，２１の略中央部にはベアリング保持穴２０ａ，２１ａが開口されている。そして、ピニオン軸１１０Ｐが内周側に圧入された一対のベアリング２４，２５を各ベアリング保持穴２０ａ，２１ａで保持することにより、各ピニオン支持壁２０，２１はピニオン１０１Ｐを回動自在に支持する。ここで、実機（実車）でのピニオン１０１Ｐの支持状態を忠実に再現するため、例えば、図４に示すように、ピニオン１０１Ｐはピニオン軸１１０Ｐの一端側に固設され、ピニオン軸１１０Ｐはピニオン１０１Ｐの基部側２箇所で各ピニオン支持壁２０，２１に支持されている。その際、各ピニオン支持壁２０，２１が基台１５上に固設される間隔は、実機上で各ベアリングが固設される間隔と同一の間隔に設定されている。また、ベアリング保持穴２０ａ，２１ａに保持される各ベアリング２４，２５は、実機で使用されるものと同一のものが使用されている。
【００１６】
さらに、後述するギヤ支持壁３０，３１との連結を実現するため、ピニオン支持壁２０の壁面の両側縁辺部には、複数のボルト挿通孔２０ｂが穿設されている。ここで、各ボルト挿通孔２０ｂは、ギヤ支持壁３０，３１との高さ方向の相対位置の調整を実現するため、設置面１６に対して垂直な方向に長尺な長孔で形成されている（図５，６参照）。
【００１７】
ギヤ支持壁３０，３１は、平面略矩形形状をなす壁面を備えた金属製の厚板部材で構成されている。各ギヤ支持壁３０，３１の底部からはフランジ部３２，３３がＬ字状に延設され、各フランジ部３２，３３には複数のボルト挿通孔３２ａ，３３ａが穿設されている。そして、各ボルト挿通孔３２ａ，３３ａにボルト７０が挿入され、各ボルト７０が設置面１６上の所定のネジ穴１６ａに螺合されることにより、各ギヤ支持壁３０，３１は、互いに正対し且つ、それぞれ一方の側端面が共にピニオン支持壁２０の壁面に当接された状態で、基台１５上に強固に締結固定されている。ここで、各ボルト挿通孔３２ａ，３３ａは、フランジ部３２，３３の延設方向に長尺な長孔で形成されており、これにより、基台１５上でのギヤ支持壁３０，３１の固設位置を微調整することが可能となっている。また、各フランジ部３２，３３の底面は各ギヤ支持壁３０，３１の壁面に対して高精度な直交状態に加工されており、これにより、ギヤ支持壁３０，３１が基台１５に固設された際には、壁面が設置面１６対して垂直に起立するようになっている。
【００１８】
また、各ギヤ支持壁３０，３１の略中央部にはベアリング保持穴３０ａ，３１ａが開口されている。そして、ギヤ軸１１０Ｇが内周側に圧入された一対のベアリング３４，３５を各ベアリング保持穴３０ａ，３１ａで保持することにより、各ギヤ支持壁３０，３１はギヤ１０１Ｇを回動自在に支持する。ここで、実機でのギヤ１０１Ｇの支持状態を忠実に再現するため、例えば、図４に示すように、ギヤ１０１Ｇはギヤ軸１１０Ｇの中途に固設され、ギヤ軸１１０Ｇはギヤ１０１Ｇの両側各１箇所で各ギヤ支持壁３０，３１に支持されている。その際、各ギヤ支持壁３０，３１が基台１５上に固設される間隔は、実機上で各ベアリングが固設される間隔と同一の間隔に設定されている。また、ベアリング保持穴３０ａ，３１ａに保持される各ベアリング３４，３５は、実機で使用されるものと同一のものが使用されている。
【００１９】
さらに、ピニオン支持壁２０との連結を実現するため、ギヤ支持壁３０，３１の一方の側端面には、各ボルト挿通孔２０ｂに対応するネジ穴３０ｂ，或いは３１ｂが穿設されている。ここで、本実施形態においては、限られたスペースでピニオン支持壁２０とギヤ支持壁３０，３１との締結点数を十分に確保しつつ、これらの間で相対的な高さ調整を行う際の自由度を確保するため、１つのボルト挿通孔２０ｂに対して複数（例えば、２つ）のネジ穴３０ｂ，或いは３１ｂが関連付けて穿設されている。そして、各ボルト挿通孔２０ｂにボルト７１が挿入され、各ボルト７１が対応する複数のネジ穴３０ｂ，或いは３１ｂの何れか１つに選択的に螺合されることにより、各ギヤ支持壁３０，３１のそれぞれ一方の側端面が共にピニオン支持壁２０に連結される。
【００２０】
この場合、ピニオン支持壁２０側に長孔からなるボルト挿通孔２０ｂが穿設されていることからも明らかなように、本実施形態において、ギヤ支持壁３０，３１とピニオン支持壁２０との設置面１６に対する高さ方向の相対位置の調整は、ギヤ支持壁３０，３１側を基準として、ピニオン支持壁２０，２１側で行われるようになっている。換言すれば、本実施形態の試験装置本体１０では、ギヤ１０１Ｇ側に作用するトルクがピニオン１０１Ｐ側に作用するトルクよりも相対的に大きくなることに鑑み、ギヤ支持壁３０，３１側の支持剛性を確保することを目的として、ギヤ支持壁３０，３１側の自由度を可能な限り制限する構成となっており、従って、ピニオン１０１Ｐとギヤ１０１Ｇとのオフセット量Ｅ（図７参照）の調整等は、ギヤ支持壁３０，３１を基準としてピニオン支持壁２０，２１の相対位置を調整することにより実現される。その際、ピニオン支持壁２０，２１と基台１５との間には高さ調整板２８が配置される。この高さ調整板２８は、各種所定の板厚に形成されたものが複数用意されており、所望のオフセット量等に応じて、何れかの高さ調整板２８が選択的に用いられる。なお、高さ調整板２８には、各ピニオン支持壁２０，２１のボルト挿通孔２２ａ，２２ｂに対応するボルト挿通孔２８ａが穿設されている（図３参照）。その他にも、設置面１６上のネジ穴１６ａに対応するボルト挿通孔２８ｂが適宜穿設されており、このボルト挿通孔２８ｂに挿入されるボルト７０を通じて、高さ調整板２８は基台１５上に強固に締結固定される。
【００２１】
さらに、試験装置本体１０は、各ピニオン支持壁２０，２１と設置面１６との間にそれぞれ配置される第１のシム４１と、各ギヤ支持壁３０，３１と設置面１６との間にそれぞれ配置される第２のシム４２と、ピニオン支持壁２０と各ギヤ支持壁３０，３１との連結部にそれぞれ配置される第３のシム４３とを有する。
【００２２】
第１のシム４１は、例えば、フランジ部２２（及び２３）に対応した平面略矩形形状をなす平板部材で構成され、要所に、ボルト挿通孔２２ａ（及び２３ａ）に対応したボルト挿通孔４１ａが穿設されている。この第１のシム４１は、例えば、数ミクロン単位の精度で各種所定の板厚に形成されたものが複数用意されており、実機上でハイポイドギヤ１００にトルクを作用させた際の撓み具合等に応じて、ピニオン支持壁２０と設置面１６との間、及び、ピニオン支持壁２１と設置面１６との間それぞれに、任意の組み合わせで選択的に配置される。なお、本実施形態において、各第１のシム４１は、高さ調整板２８と一体的に配置される。
【００２３】
第２のシム４２は、例えば、フランジ部３２（及び３３）に対応した平面略矩形形状をなす平板部材で構成され、要所に、ボルト挿通孔３２ａ（及び３３ａ）に対応したボルト挿通孔４２ａが穿設されている。この第２のシム４２は、例えば、数ミクロン単位の精度で各種所定の板厚に形成されたものが複数用意されており、実機上でハイポイドギヤ１００にトルクを作用させた際の撓み具合等に応じて、ギヤ支持壁３０と設置面１６との間、及び、ギヤ支持壁３１と設置面１６との間それぞれに、任意の組み合わせで選択的に配置される。
【００２４】
第３のシム４３は、例えば、ギヤ支持壁３０（及び３１）の一方の側端面に対応した平面略矩形形状をなす平板部材で構成され、要所に、ボルト挿通孔２０ｂに対応したボルト挿通孔４３ｂが穿設されている。この第３のシム４３は、例えば、数ミクロン単位の精度で各種所定の板厚に形成されたものが複数用意されており、実機上でハイポイドギヤ１００に所定トルクを作用させた際の撓み具合等に応じて、ピニオン支持壁２０とギヤ支持壁３０との間、及び、ピニオン支持壁２０とギヤ支持壁３１との間それぞれに、任意の組み合わせで選択的に配置される。
【００２５】
なお、実機上でハイポイドギヤ１００に所定トルクを作用させた際の撓み等は、例えば、ベンチ試験等によって実測されるものである。
【００２６】
ここで、図中符号４６，４７は補剛壁であり、これら補剛壁４６，４７は、各ピニオン支持壁２０，２１の側端面間をそれぞれ連結する。このため、各ピニオン支持壁２０，２１の各側端面には複数のネジ穴２０ｃ，２１ｃが穿設され、これらネジ穴２０ｃ，２１ｃに対応するボルト挿通孔４６ａ，４７ａが各補剛壁４６，４７の壁面に穿設されている。そして、各ボルト挿通孔４６ａ，４７ａにボルト７１が挿入され、各ボルト７１が対応するネジ穴２０ｃ，２１ｃに螺合することにより、各補剛壁４６，４７は各ピニオン支持壁２０，２１の側端面に締結固定される。その際、各ボルト挿通孔４６ａ，４７ａが補剛壁４６，４７の幅方向に長尺な長孔で形成されることにより、ピニオン支持壁２０，２１の間隔に対する微調整が許容される。さらに、各補剛壁４６，４７の底部からはフランジ部４８，４９がＬ字状に延設され、各フランジ部４８，４９には複数のボルト挿通孔４８ａ，４９ａが穿設されている。そして、各ボルト挿通孔４８ａ，４９ａにボルト７０が挿入され、各ボルト７０が設置面１６上の所定のネジ穴１６ａに螺合されることにより、各補剛壁４６，４７は基台１５上に強固に締結固定されている。
【００２７】
また、図中符号５０は補剛壁であり、この補剛壁５０は、ギヤ支持壁３０，３１の他方の側端面間を連結する。このため、各ギヤ支持壁３０，３１の他方の側端面には複数のネジ穴３０ｃ，３１ｃが穿設されており、これらネジ穴３０ｃ，３１ｃに対応するボルト挿通孔５０ａが補剛壁５０の壁面に穿設されている。そして、各ボルト挿通孔５０ａにボルト７１が挿入され、各ボルト７１が対応するネジ穴３０ｃ，３１ｃに螺合することにより、補剛壁５０は各ギヤ支持壁３０，３１の側端面に締結固定される。さらに、補剛壁５０の底部からはフランジ部５１がＬ字状に延設され、フランジ部５１には複数のボルト挿通孔５１ａが穿設されている。そして、各ボルト挿通孔５１ａにボルト７０が挿入され、各ボルト７０が設置面１６上の対応するネジ穴１６ａに螺合されることにより、補剛壁５０は基台１５上に強固に締結固定されている。その際、各ボルト挿通孔５０ａ，５１ａが補剛壁５０の幅方向に長尺な長孔で形成されることにより、ギヤ支持壁３０，３１の間隔に対する微調整が許容される。
【００２８】
また、図中符号５２は蓋体であり、この蓋体５２は、補剛壁４６，４７の上部に冠設する。このため、各補剛壁４６，４７の上端面には複数のネジ穴４６ｂ，４７ｂは穿設されており、これらネジ穴４６ｂ，４７ｂに対応するボルト挿通孔５２ａが蓋体５２に穿設されている。そして、各ボルト挿通孔５２ａにボルト７１が挿入され、各ボルト７２が対応するネジ穴４６ｂ，４７ｂに螺合されることにより、蓋体５２は補剛壁４６，４７に上端面に締結固定される。これにより、ピニオン支持壁２０，２１が対向する領域に閉空間が画成される。
【００２９】
また、図中符号５３は蓋体であり、この蓋体５３は、ギヤ支持壁３０，３１の上部に冠設する。このため、各ギヤ支持壁３０，３１の上端面には複数のネジ穴３０ｄ，３１ｄが穿設されており、これらネジ穴３０ｄ，３１ｄに対応するボルト挿通孔５３ａが蓋体５３に穿設されている。そして、各ボルト挿通孔５３ａにボルト７１が挿入され、各ボルト７１が対応するネジ穴３０ｄ，３１ｄに螺合されることにより、蓋体５３はギヤ支持壁３０，３１の上端面に締結固定される。これにより、ギヤ支持壁３０，３１が対向する領域に閉空間が画成される。その際、各ボルト挿通孔５３ａが補剛壁５０の幅方向に長尺な長孔で形成されることにより、ギヤ支持壁３０，３１の間隔に対する微調整が許容される。
【００３０】
なお、上述のようにピニオン支持壁２０，２１間に画成された閉空間内、及び、ギヤ支持壁３０，３１間に画成された閉空間内の要所には、潤滑油路５７が配索され、この潤滑油路５７を通じて要潤滑部に潤滑油が供給される。
【００３１】
また、図中符号５８はスリップリングであり、このスリップリング５８は、ピニオン軸１１０Ｐの内部に配線された図示しない信号線を介して、ピニオン１０１Ｐに固設する一対の加速度センサ１０３Ｐと電気的に接続されている。図７に示すように、これらの加速度センサ１０３Ｐは、ピニオン１０１Ｐ上において、ピニオン軸１１０Ｐを中心とする対称位置に配設され、それぞれ、ピニオン１０１Ｐに作用する三軸方向の加速度を検出する。
【００３２】
また、図中符号５９はスリップリングであり、このスリップリング５９は、ギヤ軸１１０Ｇの内部に配線された図示しない信号線を介して、ギヤ１０１Ｇに固設する一対の加速度センサ１０３Ｇと電気的に接続されている。図７に示すように、これらの加速度センサ１０３Ｇは、ギヤ１０１Ｇ上において、ギヤ軸１１０Ｇを中心とする対称位置に配設され、それぞれ、ギヤ１０１Ｇに作用する三軸方向の加速度を検出する。
【００３３】
このように構成された試験装置本体１０に対して、ピニオン軸１１０Ｐには、ピニオン１０１Ｐに駆動トルクを付与するための第１のモータユニット８０が連結されている。また、ギヤ軸１１０Ｇには、ギヤ１０１Ｇに駆動トルクを付与するための第２のモータユニット８１が連結されている。ここで、第２のモータユニット８１は、第１のモータユニット８０よりも相対的に大きなトルクが出力可能となっている。
【００３４】
さらに、試験装置本体１０及び、第１，第２のモータユニット８０，８１には、試験装置１の全体を統括的に制御する制御盤８５が接続されている。
【００３５】
そして、制御盤８５は、例えば、各モータユニット８０，８１に対する駆動制御を通じて、ピニオン１０１Ｐとギヤ１０１Ｇ間でのトルクの伝達効率を計測する。
【００３６】
また、制御盤８５は、例えば、各モータユニット８０，８１に対する駆動制御時に、一対の加速度センサ１０３Ｐからの信号に基づいてピニオン１０１Ｐの振動挙動を計測するとともに、一対の加速度センサ１０３Ｇからの信号に基づいてギヤ１０１Ｇの振動挙動を計測する。具体的には、例えば、図７に示すように、制御盤８５は、ピニオン軸１１０Ｐを基準とする３次元の直交座標系ＸP−ＹP−ＺPを設定し、ピニオン１０１Ｐの振動挙動として、各軸方向の振動挙動ｘP、ｙP、ｚP及び、各軸周りの振動挙動θXP、θYP、θZPを計測する。同様に、制御盤８５は、ギヤ軸１１０Ｇを基準とする３次元の直交座標系ＸG−ＹG−ＺGを設定し、ギヤ１０１Ｇの振動挙動として、各軸方向の振動挙動ｘG、ｙG、ｚG及び、各軸周りの振動挙動θXG、θYG、θZGを計測する。
【００３７】
なお、例えば、ペイントを塗布したハイポイドギヤ１００を試験装置本体１０にセットすることで、実機の撓み具合等を考慮した、ピニオン歯面１０２Ｐとギヤ歯面１０２Ｇとの歯当り解析を行うことも可能である。
【００３８】
このような実施形態によれば、基台１５に設定した設置面１６上の任意の位置に、ピニオン軸１１０Ｐを軸支する一対のピニオン支持壁２０，２１を対向させて固設するとともに、ピニオン支持壁２０の壁面に側端面を連結させた状態で設置面１６上の任意の位置に、ギヤ軸１１０Ｇを軸支する一対のギヤ支持壁３０，３１を対向させて固設し、これらの固設位置の調整は各部に配置するシム４１〜４３によって行うことにより、ピニオン１０１Ｐ及びギヤ１０１Ｇを高剛性且つ高精度で支持することができ、ハイポイドギヤ１００の実機搭載時の撓み等の影響を忠実に再現することができる。
【００３９】
この場合において、設置面１６上での各支持壁等の固定はボルト７０を用いた締結固定であるので、ハイポイドギヤ１００を高い支持剛性で支持することができる。
【００４０】
また、ボルト７０が螺合するネジ穴１６ａを、設置面１６上で所定間隔毎にマトリクス状に配置することにより、各支持壁等の固設位置を任意に設定することができる。
【００４１】
さらに、各支持壁等に穿設するボルト挿通孔を適宜長孔で形成することにより、各部材の固設位置の微調整等を容易に実現することができる。
【００４２】
また、ピニオン支持壁２０，２１とギヤ支持壁３０，３１との間の設置面１６に対する高さ方向の相対位置の調整は、ギヤ支持壁３０，３１を基準として行うことにより、ハイポイドギヤ１００にトルクを作用させた際の影響が大きいギヤ支持壁３０，３１側の自由度を最小限に留めることができ、各支持壁の撓み等を効果的に抑制することができる。
【００４３】
また、各支持壁に加え、各補剛壁及び蓋体によって試験装置本体１０上に閉空間を画成することにより、ハイポイドギヤ１００の支持剛性をさらに向上することができ、また、ハイポイドギヤ１００に対する評価時の温度環境等を細かく設定することができる。また、閉空間によって、外乱の影響を排除することができ、さらに、ハイポイドギヤ１００等に対する潤滑油の供給等を効率よく実現することができる。
【００４４】
なお、上述の実施形態においては、ピニオン支持壁２０，２１によってピニオン軸１１０Ｐをピニオン１０１Ｐの片側で支持する場合の一例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、実機上での使用状態等に応じて、例えば、ピニオン支持壁２０，２１によってピニオン軸１１０Ｐをピニオン１０１Ｐの両側で支持してもよい。この場合、ギヤ支持壁３０，３１の両側端面に各ピニオン支持壁２０，２１をそれぞれ連結することができ、補剛壁等を用いることなく、ハイポイドギヤ１００の支持剛性を向上することが可能となる。
【００４５】
また、上述の実施形態においては、ピニオン支持壁２０，２１と設置面１６との連結部に配置する第１のシム４１を、ピニオン支持壁２０の連結部とピニオン支持壁２１の連結部とで別体物にして、それぞれ別々に配置する例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、第１のシム４１は、ピニオン支持壁２０の連結部に配置するものと、ピニオン支持壁２１の連結部に配置するものとを一体的に構成してもよい。
【００４６】
また、同様に、第２のシム４２は、ギヤ支持壁３０と設置面１６との間に配置するものと、ギヤ支持壁３１と設置面１６との間に配置するものとを一体的に構成してもよい。
【００４７】
さらに、第３のシム４２も同様に、ピニオン支持壁２０とギヤ支持壁３０との間に配置するものと、ピニオン支持壁２０とギヤ支持壁３１との間に配置するものとを一体的に構成しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】歯車対の試験装置の概略構成図
【図２】試験装置本体の要部を示す分解斜視図
【図３】試験装置本体の要部をピニオン軸に沿って示す縦断面図
【図４】図３のＩ−Ｉ断面図
【図５】図３のII−II断面図
【図６】クラウンギヤ支持壁に連結するピニオンギヤ支持壁を示す平面図
【図７】ハイポイドギヤの斜視図
【符号の説明】
【００４９】
１ … 試験装置
１０ … 試験装置本体
１５ … 基台
１６ … 設置面
２０，２１ … ピニオン支持壁（第１の歯車支持壁）
３０，３１ … ギヤ支持壁（第２の歯車支持壁）
４１ … 第１のシム（シム）
４２ … 第２のシム（シム）
４３ … 第３のシム（シム）
１００ … ハイポイドギヤ（歯車対）
１０１Ｐ … ピニオンギヤ（第１の歯車）
１０１Ｇ … クラウンギヤ（第２の歯車）
１１０Ｐ … ピニオン軸（回転軸）
１１０Ｇ … ギヤ軸（回転軸）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の歯車と第２の歯車の互いの歯車軸が交差する歯車対の試験装置であって、
設置面が形成された基台と、
上記設置面上の任意の位置に互いに対向して固設され、上記第１の歯車の回転軸を軸支する一対の第１の歯車支持壁と、
上記一対の第１の歯車支持壁の少なくとも何れか一方の歯車支持壁の壁面に側端面が連結した状態で上記設置面上の任意の位置に互いに対向して固設され、上記第２の歯車の回転軸を軸支する一対の第２の歯車支持壁と、
上記第１の歯車支持壁と上記設置面との間にそれぞれ配置される第１のシムと、
上記第２の歯車支持壁と上記設置面との間にそれぞれ配置される第２のシムと、
上記第１の歯車支持壁と上記第２の歯車支持壁との連結部にそれぞれ配置される第３のシムとを備えたことを特徴とする歯車対の試験装置。
【請求項２】
上記第１の歯車支持壁と上記第２の歯車支持壁との上記設置面に対する高さ方向の相対位置の調整は、上記第２の歯車支持壁側を基準として上記第１の歯車支持壁側で行われることを特徴とする請求項１記載の歯車対の試験装置。
【請求項１】
第１の歯車と第２の歯車の互いの歯車軸が交差する歯車対の試験装置であって、
設置面が形成された基台と、
上記設置面上の任意の位置に互いに対向して固設され、上記第１の歯車の回転軸を軸支する一対の第１の歯車支持壁と、
上記一対の第１の歯車支持壁の少なくとも何れか一方の歯車支持壁の壁面に側端面が連結した状態で上記設置面上の任意の位置に互いに対向して固設され、上記第２の歯車の回転軸を軸支する一対の第２の歯車支持壁と、
上記第１の歯車支持壁と上記設置面との間にそれぞれ配置される第１のシムと、
上記第２の歯車支持壁と上記設置面との間にそれぞれ配置される第２のシムと、
上記第１の歯車支持壁と上記第２の歯車支持壁との連結部にそれぞれ配置される第３のシムとを備えたことを特徴とする歯車対の試験装置。
【請求項２】
上記第１の歯車支持壁と上記第２の歯車支持壁との上記設置面に対する高さ方向の相対位置の調整は、上記第２の歯車支持壁側を基準として上記第１の歯車支持壁側で行われることを特徴とする請求項１記載の歯車対の試験装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００７−１５５４５１（Ｐ２００７−１５５４５１Ａ）
【公開日】平成１９年６月２１日（２００７．６．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３４９７４７（Ｐ２００５−３４９７４７）
【出願日】平成１７年１２月２日（２００５．１２．２）
【出願人】（０００００５３４８）富士重工業株式会社 (3,010)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年６月２１日（２００７．６．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１２月２日（２００５．１２．２）
【出願人】（０００００５３４８）富士重工業株式会社 (3,010)
【Ｆターム（参考）】
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