遊星歯車の不等配置検出方法および不等配置検出装置
【課題】遊星歯車機構の品質管理を徹底するべく、容易、かつ、確実に、プラネタリギアの不等配置を検出することができる不等配置検出方法および不等配置検出装置を提供する。
【解決手段】検出対象たる遊星歯車機構２ｂを回転駆動した際の、該遊星歯車機構２ｂの入力軸１１、または、出力軸１２の回転量と、入力軸１１、または、出力軸１２に作用するトルクとの相間を表す波形データを算出し、処理対象区間Ｘにおける前記波形データに対して線形近似線Ｓを算出し、さらに、線形近似線Ｓを基準として上限離間幅ｄＨだけ離間した上限閾値線Ｈと、線形近似線Ｓから下限離間幅ｄＬだけ離間した下限閾値線Ｌと、を設定するとともに、上限閾値線Ｈと下限閾値線Ｌによって規定される良品範囲Ｄを設定して、前記波形データにおいて良品範囲Ｄから外れている部位が存在することをもって、遊星歯車機構２ｂを構成するプラネタリギア３・３・・・の不等配置を検出する。
【解決手段】検出対象たる遊星歯車機構２ｂを回転駆動した際の、該遊星歯車機構２ｂの入力軸１１、または、出力軸１２の回転量と、入力軸１１、または、出力軸１２に作用するトルクとの相間を表す波形データを算出し、処理対象区間Ｘにおける前記波形データに対して線形近似線Ｓを算出し、さらに、線形近似線Ｓを基準として上限離間幅ｄＨだけ離間した上限閾値線Ｈと、線形近似線Ｓから下限離間幅ｄＬだけ離間した下限閾値線Ｌと、を設定するとともに、上限閾値線Ｈと下限閾値線Ｌによって規定される良品範囲Ｄを設定して、前記波形データにおいて良品範囲Ｄから外れている部位が存在することをもって、遊星歯車機構２ｂを構成するプラネタリギア３・３・・・の不等配置を検出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遊星歯車の不等配置検出方法および不等配置検出装置の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、遊星歯車機構を構成するプラネタリギア（遊星歯車）の不等配置を検出する方法としては、作業者がプラネタリギアの配置を目視で確認する方法がある。
しかしながら、作業者が目視でプラネタリギアの配置を確認する方法では、作業者の体調や確認作業に対する作業者の習熟度等によっては、プラネタリギアの不等配置を見逃してしまうことが懸念され、不具合のある遊星歯車機構が次工程に流出する可能性があることから、品質管理を徹底することが困難であるという問題があった。
【０００３】
また従来、遊星歯車機構を構成するプラネタリギアの不等配置を検出する方法としては、プラネタリギアの配置状況をＣＣＤカメラ等で撮像して、撮像データを画像処理することによって、光学的手法によって、不等配置を検出する方法が知られており、以下に示す特許文献１にその技術が開示され公知となっている。
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示されている従来技術では、環境（周囲の明るさ、光の強さ、ＣＣＤカメラのセッティング条件等）の状態によって、容易に判定結果が変わってしまうことから、誤検出の可能性があった。また検出装置の設定に注意を要するとともに、周辺環境の管理にも注意を要することから、運用が難しいという問題もあった。
【特許文献１】特開平７−３２５０４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、係る現状を鑑みてなされたものであり、遊星歯車機構の品質管理を徹底するべく、容易、かつ、確実に、プラネタリギアの不等配置を検出することができる不等配置検出装置および不等配置検出方法を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００７】
即ち、請求項１においては、プラネタリギアの配置が適当であることが既知である基準遊星歯車機構を回転駆動した際の、該基準遊星歯車機構の入力軸、または、出力軸の回転量と、前記入力軸、または、前記出力軸に作用するトルクとの相間を表す基準波形データを算出し、該基準波形データにおいてデータ処理の対象とする処理対象区間を設定するとともに、該処理対象区間における前記基準波形データに対して基準線形近似線を算出し、さらに、該基準線形近似線に平行な２本の線分であって、該２本の線分の間に前記処理対象区間における前記基準波形データを内包する位置に設定される基準上限閾値線と基準下限閾値線を設定し、前記基準線形近似線と前記基準上限閾値線との離間幅である上限離間幅と、前記基準線形近似線と前記基準下限閾値線との離間幅である下限離間幅と、を予め設定しておき、プラネタリギアの配置が不明である検出対象たる遊星歯車機構を回転駆動した際の、該遊星歯車機構の入力軸、または、出力軸の回転量と、前記入力軸、または、前記出力軸に作用するトルクとの相間を表す波形データを算出し、前記処理対象区間における前記波形データに対して線形近似線を算出し、さらに、前記線形近似線を基準として前記上限離間幅だけ離間した上限閾値線と、前記線形近似線から下限離間幅だけ離間した下限閾値線と、を設定するとともに、前記上限閾値線と前記下限閾値線によって規定される良品範囲を設定して、前記波形データにおいて前記良品範囲から外れている部位が存在することをもって、前記遊星歯車機構を構成するプラネタリギアの不等配置を検出するものである。
【０００８】
請求項２においては、前記処理対象区間を細分化して細分化処理対象区間を設定し、前記細分化処理対象区間ごとに前記基準波形データの前記基準線形近似線を算出するとともに、前記波形データを前記細分化処理対象区間ごとに前記良品範囲と比較し、前記波形データにおいて前記良品範囲から外れている部位を有する前記細分化処理対象区間が存在していることをもって、前記遊星歯車機構を構成するプラネタリギアの不等配置を検出するものである。
【０００９】
請求項３においては、入力軸、または、出力軸の回転量を検出する回転量検出部と、前記入力軸、または、前記出力軸に作用するトルクを検出するトルク検出部と、前記回転量検出部による回転量の検出結果と前記トルク検出部によるトルクの検出結果が入力される演算装置と、を備え、前記演算装置には、プラネタリギアの配置が適当である基準遊星歯車機構から検出した回転量とトルクとの相間を表す基準波形データにおいて、データ処理の対象として設定される処理対象区間と、該処理対象区間における前記基準波形データを線形近似して算出した基準線形近似線に対して平行な２本の線分であって、該２本の線分の間に前記処理対象区間における前記基準波形データを内包する位置に設定される基準上限閾値線および基準下限閾値線の前記基準線形近似線との離間幅である上限離間幅および下限離間幅と、が予め記憶され、プラネタリギアの配置が不明である検出対象たる遊星歯車機構から、前記回転量検出部によって、前記遊星歯車機構の入力軸、または、出力軸の回転量を検出するとともに、前記トルク検出部によって、前記入力軸、または、前記出力軸に作用するトルクを検出し、前記演算装置によって、前記遊星歯車機構の回転量とトルクとの相関を表す波形データを生成し、前記処理対象区間における前記波形データに対して線形近似線を算出し、さらに、前記線形近似線を基準として前記上限離間幅だけ離間した上限閾値線と、前記線形近似線から下限離間幅だけ離間した下限閾値線と、を設定するとともに、前記上限閾値線と前記下限閾値線によって規定される良品範囲を設定して、前記波形データにおいて前記良品範囲から外れている部位が存在することをもって、前記遊星歯車機構を構成するプラネタリギアの不等配置を検出するものである。
【００１０】
請求項４においては、前記処理対象区間を細分化して細分化処理対象区間を設定し、前記細分化処理対象区間ごとに前記基準波形データの前記基準線形近似線を算出するとともに、前記波形データを前記細分化処理対象区間ごとに前記良品範囲と比較し、前記波形データが前記良品範囲から外れている部位を有する前記細分化処理対象区間が存在していることをもって、前記遊星歯車機構を構成するプラネタリギアの不等配置を検出するものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１２】
請求項１においては、プラネタリギアの不等配置を容易に検出することができる。
【００１３】
請求項２においては、プラネタリギアの不等配置を精度良く検出することができる。
【００１４】
請求項３においては、プラネタリギアの不等配置を容易に検出することができる。
【００１５】
請求項４においては、プラネタリギアの不等配置を精度良く検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
次に、発明の実施の形態を説明する。
まず始めに、本発明の一実施例に係る不等配置検出装置の全体構成について、図１を用いて説明をする。図１は本発明の一実施例に係る不等配置検出装置の全体構成を示す模式図である。
【００１７】
図１に示す如く、本発明の一実施例に係る不等配置検出装置１は、遊星歯車機構２におけるプラネタリギア３・３・・・が不等配置となっているか否かを検出するための装置であり、モータ７、回転量検出部８、トルク検出部９、演算装置１０等によって構成されている。
【００１８】
遊星歯車機構２は、不等配置検出装置１によって不等配置を検出する対象となる遊星歯車機構の一例であり、プラネタリギア３・３・・・、プラネタリキャリア４、サンギア５、アウターギア６、入力軸１１、出力軸１２等によって構成されている。そして、プラネタリギア３・３・・・は、プラネタリキャリア４が有するキャリア軸４ａ・４ａ・・・によって回転可能に支持されている。
尚、本実施例で示す遊星歯車機構２では、サンギア５が入力部となるため、サンギア５を、入力軸１１上に該入力軸１１の軸心とサンギア５の軸心とを一致させた状態で固設している。また、本実施例で示す遊星歯車機構２では、プラネタリキャリア４が出力部となるため、プラネタリキャリア４を、出力軸１２上に該出力軸１２の軸心とプラネタリキャリア４の軸心とを一致させた状態で固設している。
【００１９】
このような構成により、本実施例で示す遊星歯車機構２では、入力軸１１からサンギア５に入力された回転力が、プラネタリギア３・３・・・およびアウターギア６等を介することによって変速されて、一定の変速比で変速された回転力が、プラネタリキャリア４から出力軸１２に出力される構成としている。
尚、遊星歯車機構は、どの部位を入力部とし、そして、どの部位を出力部とするかは所望する用途・能力等によって、適宜選択されるものであり、種々の構成態様を取り得るものである。このため、本発明の適用に係る遊星歯車機構の構成は、本実施例の遊星歯車機構２に示す構成に限定するものではなく、種々の構成態様の遊星歯車機構に対して本発明を適用することが可能である。
【００２０】
モータ７は、通電することによって、該モータ７が備えるモータ軸７ａを回転駆動することができる装置であり、不等配置検出装置１の駆動源を構成している。モータ軸７ａには、入力軸１１が接続されており、モータ軸７ａの軸心と入力軸１１の軸心とを一致させる構成としている。このような構成により、モータ７に通電することによって、モータ軸７ａが回転駆動され、これにより、入力軸１１を介してサンギア５を回転駆動することができる構成としている。
【００２１】
回転量検出部８はモータ軸７ａ（即ち、入力軸１１）の回転量を検出することができるセンサであり、回転量が「０」である状態から、モータ軸７ａが回転した量を機械的あるいは光学的に検出して、累積的に検出することができるものである。そして、回転量検出部８は演算装置１０と接続されている。
尚、本実施例では、図１に示すように回転量検出部８がモータ軸７ａ上に配設され、機械的あるいは光学的に回転量を検出する構成を例示しているが、モータ７のコントローラ等から取得される信号から電気的にモータ軸７ａの回転量を検出する構成とすることも可能であり、回転量検出部８の態様は適宜選択することが可能である。そして、回転量検出部８によって検出された回転量の情報（データ）は、演算装置１０に入力される。
【００２２】
トルク検出部９は、モータ軸７ａ（即ち、入力軸１１）に作用するトルクを検出することができるセンサであり、演算装置１０に接続されている。
尚、本実施例では、図１に示すようにモータ軸７ａ上にトルク検出部９を別途配設してトルクを検出する構成を例示しているが、トルク検出部９を別途設けることなく、モータ７に通電される電流の負荷状況から電気的にモータ軸７ａに作用するトルクを検出する構成とすることも可能であり、トルク検出部９の態様は適宜選択することが可能である。そして、トルク検出部９によって検出されたトルクのデータは、演算装置１０に入力される。
【００２３】
また、本実施例では、図１に示すように回転量検出部８およびトルク検出部９がモータ軸７ａ上に配設され、入力軸１１側の回転量およびトルクを検出する構成を例示しているが、回転量検出部８およびトルク検出部９を出力軸１２上に配設し、出力軸１２側の回転量およびトルクを検出する構成とすることも可能である。
【００２４】
演算装置１０は、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）等によって構成され、入力された情報（データ）を演算処理したり、演算処理したデータを記憶しておいたりすることができるものであり、回転量検出部８およびトルク検出部９が接続されている。そして、演算装置１０には、回転量検出部８により検出されたモータ軸７ａの回転量のデータと、トルク検出部９により検出されたモータ軸７ａに作用するトルクのデータが入力される。
【００２５】
そして、演算装置１０では、各部８・９から入力された回転量およびトルクのデータを処理して、回転量とトルクの相関データが算出される。ここで算出された相関データは波形データとして図形的に表すことができる。尚、回転量とトルクの相関データは必ずしも波形データとして図形化する必要はなく、回転量とトルクの相関を示す数値データとして算出することも可能である。
【００２６】
次に、上限閾値および下限閾値の設定状況について、図２〜図４を用いて説明をする。図２はプラネタリギアの配置が適当である遊星歯車機構を示す模式図、図３はプラネタリギアの配置が不等配置である遊星歯車機構を示す模式図、図４は入力軸の回転量と入力軸に作用するトルクの相関を示す図であって、特に（ａ）はプラネタリギアの配置が適当である遊星歯車機構に係る相関図、（ｂ）はプラネタリギアの配置が不等配置である遊星歯車機構に係る相関図である。
【００２７】
図２には、プラネタリギア３・３・・・がプラネタリキャリア４のキャリア軸４ａ・４ａ・・・上に適切に配置された遊星歯車機構２ａを例示している。本実施例に示す遊星歯車機構２ａでは、９個のプラネタリギア３・３・・・が、４０度ずつ位相を異ならせて均等な位置に配設（９等配）されている。
尚、本発明に係る不等配置検出装置および検出方法は、適用される遊星歯車機構が有するプラネタリギアの個数によって限定されるものではない。
【００２８】
まず、係る構成である遊星歯車機構２ａを不等配置検出装置１に装着する。具体的には、入力軸１１をモータ軸７ａと接続し、アウターギア６を不等配置検出装置１に対して固定して、図１に示すような配置構成とする。
【００２９】
そして、モータ７を駆動して、遊星歯車機構２ａを回転駆動させつつ、回転量検出部８によってモータ軸７ａの回転量を検出し、かつ、トルク検出部９によって、モータ軸７ａに作用するトルクを検出する。そして、各部８・９によって検出した回転量およびトルクのデータは演算装置１０に入力される。
【００３０】
そして、演算装置１０によって、入力された回転量とトルクのデータに基づいて、回転量とトルクの相関データが算出される。ここで、プラネタリギア３・３・・・の配置が適当である遊星歯車機構２ａについての相関データは、図４（ａ）に示すような波形データ（正常波形）として表される。
【００３１】
図４（ａ）に示す如く、波形データは、遊星歯車機構２ａの回転初期の段階においては、乱れているため、データの解析に適した部位を抽出するために、処理対象区間Ｘを設定している。
【００３２】
そして、処理対象区間Ｘにおける相関データを線形近似することによって、基準線形近似線Ｓｋを算出する。尚、この基準線形近似線Ｓｋは、波形データから算出することが可能であり、あるいは、数値データから直接算出することも可能である。
【００３３】
そして、処理対象区間Ｘにおいて、基準線形近似線Ｓｋと平行な線分である基準上限閾値線Ｈｋと基準下限閾値線Ｌｋを規定する。係る基準上限閾値線Ｈｋと基準下限閾値線Ｌｋは、処理対象区間Ｘにおける全ての波形データが、基準上限閾値線Ｈｋと基準下限閾値線Ｌｋの間に内包される位置となるように、基準線形近似線Ｓｋとの上限離間幅ｄＨと下限離間幅ｄＬを設定することによって規定される。
この上限離間幅ｄＨおよび下限離間幅ｄＬの値は、プラネタリギア３・３・・・の不等配置を検出するために適当な値を適宜余裕を見込んで設定している。
【００３４】
このようにしてプラネタリギア３・３・・・の配置が適当である遊星歯車機構２ａについて算出した基準線形近似線Ｓｋを基準として上限離間幅ｄＨと下限離間幅ｄＬを設定する。
そして、演算装置１０には、上限離間幅ｄＨ、下限離間幅ｄＬおよび処理対象区間Ｘ等のデータが予め記憶される。
【００３５】
次に、本発明の一実施例に係る不等配置検出装置による遊星歯車の不等配置の検出方法について、図３〜図５を用いて説明をする。図５は処理対象区間を細分化した場合における入力軸の回転量と入力軸に作用するトルクの相関を示す図であって、特に（ａ）はプラネタリギアの配置が適当である遊星歯車機構に係る相関図、（ｂ）はプラネタリギアの配置が不等配置である遊星歯車機構に係る相関図である。
【００３６】
図３には、キャリア軸４ａ・４ａ・・・上のプラネタリギア３・３・・・が不等配置となっている遊星歯車機構２ｂを例示している。本実施例に示す遊星歯車機構２ｂでは、９個のプラネタリギア３・３・・・が、４０度ずつ位相を異ならせて均等な位置に配設（９等配）されるべきところが、そのうち一つのプラネタリギア３ａだけ位相がズレた状態で配設されている。
【００３７】
そして、係る構成である遊星歯車機構２ｂを不等配置検出装置１に装着して、モータ７を駆動して、遊星歯車機構２ｂを回転駆動させつつ、各部８・９によってモータ軸７ａの回転量をおよびモータ軸７ａに作用するトルクを検出する。そして、各部８・９によって検出した回転量およびトルクのデータが演算装置１０に入力される。
【００３８】
そして、演算装置１０によって、入力された回転量とトルクのデータに基づいて、回転量とトルクの相関データが算出される。ここで、プラネタリギア３・３・・・が不等配置である遊星歯車機構２ｂについての相関データは、図４（ｂ）に示すような波形データ（異常波形）として表される。
【００３９】
次に、図４（ｂ）に示す如く、算出された相関データ（波形データ）の処理対象区間Ｘにおいて、線形近似線Ｓを算出する。そして、この線形近似線Ｓを基準として、演算装置１０に予め記憶されている上限離間幅ｄＨと下限離間幅ｄＬを用いて、上限閾値線Ｈおよび下限閾値線Ｌを設定し、線形近似線Ｓに対する良品範囲Ｄを規定する。
すると、プラネタリギア３・３・・・が不等配置となっている遊星歯車機構２の場合、回転量とトルクの相関を示す波形データは、振幅が大きくなる傾向があるため、波形データが良品範囲Ｄからはみ出す部位が出現する。
【００４０】
このように、処理対象区間Ｘについて算出した波形データにおいて、上限閾値線Ｈと下限閾値線Ｌによって規定される良品範囲Ｄからはみ出す部位が存在している場合には、プラネタリギア３・３・・・が不等配置であると判断するようにしている。
【００４１】
さらに、図５（ａ）に示す如く、処理対象区間Ｘを細分化して、細分化処理対象区間ｘ１・ｘ２・ｘ３を設定し、各処理対象区間ｘ１・ｘ２・ｘ３ごとに基準線形近似線Ｓｋ１・Ｓｋ２・Ｓｋ３を算出し、それぞれに基準上限閾値線Ｈｋ１・Ｈｋ２・Ｈｋ３および基準下限閾値線Ｌｋ１・Ｌｋ２・Ｌｋ３を規定して、各処理対象区間ｘ１・ｘ２・ｘ３ごと各上限離間幅ｄＨ１・ｄＨ２・ｄＨ３および各下限離間幅ｄＬ１・ｄＬ２・ｄＬ３を設定することが可能である。
【００４２】
この場合、図５（ｂ）に示す如く、不等配置の検出対象から検出した波形データに対しても、処理対象区間Ｘを細分化して、細分化処理対象区間ｘ１・ｘ２・ｘ３を設定し、各処理対象区間ｘ１・ｘ２・ｘ３ごとに線形近似線Ｓ１・Ｓ２・Ｓ３を算出し、各処理対象区間ｘ１・ｘ２・ｘ３ごと各上限離間幅ｄＨ１・ｄＨ２・ｄＨ３および各下限離間幅ｄＬ１・ｄＬ２・ｄＬ３を用いて、それぞれに上限閾値線Ｈ１・Ｈ２・Ｈ３および下限閾値線Ｌ１・Ｌ２・Ｌ３を設定し、細分化処理対象区間ｘ１・ｘ２・ｘ３ごとに良品範囲Ｄ１・Ｄ２・Ｄ３を設定することが可能となる。
【００４３】
このように処理対象区間Ｘを細分化することによって、良品範囲Ｄ１・Ｄ２・Ｄ３をより狭く設定することが可能となり、不等配置検出装置１によってプラネタリギア３・３・・・の不等配置を検出する精度をより向上させることができる。
【００４４】
また、図５（ａ）に示すように、プラネタリギア３・３・・・の配置が適切である場合には、細分化処理対象区間ｘ１・ｘ２・ｘ３ごとに求めた各基準線形近似線Ｓｋ１・Ｓｋ２・Ｓｋ３の傾きは全て略一致する傾向がある。一方、図５（ｂ）に示すように、プラネタリギア３・３・・・の不等配置である場合には、細分化処理対象区間ｘ１・ｘ２・ｘ３ごとに求めた各線形近似線Ｓ１・Ｓ２・Ｓ３の傾きはばらつく傾向がある。
【００４５】
この傾向を利用して、細分化処理対象区間ｘ１・ｘ２・ｘ３ごとに求めた各線形近似線Ｓ１・Ｓ２・Ｓ３の傾きの差異やばらつき等を考慮する（即ち、判断基準に加える）ことによって、不等配置検出装置１によって、プラネタリギア３・３・・・の不等配置をさらに容易に検出するとともに、検出する精度をさらに向上させることが可能である。
【００４６】
即ち、本発明の一実施例に係る不等配置検出装置１は、プラネタリギア３・３・・・の配置が適当であることが既知である基準遊星歯車機構たる遊星歯車機構２ａから、該遊星歯車機構２ａの入力軸１１、または、出力軸１２の回転量と、入力軸１１、または、出力軸１２に作用するトルクとの相間を表す基準波形データを算出し、該基準波形データにおいてデータ処理の対象とする処理対象区間Ｘを設定するとともに、該処理対象区間Ｘにおける前記基準波形データに対して基準線形近似線Ｓｋを算出し、さらに、該基準線形近似線Ｓｋに平行な２本の線分であって、該２本の線分の間に処理対象区間Ｘにおける前記基準波形データを内包する位置に設定される基準上限閾値線Ｈｋと基準下限閾値線Ｌｋを設定し、基準線形近似線Ｓｋと基準上限閾値線Ｈｋとの離間幅である上限離間幅ｄＨと、基準線形近似線Ｓｋと基準下限閾値線Ｌｋとの離間幅である下限離間幅ｄＬと、を予め設定しておき、プラネタリギア３・３・・・の配置が不明である検出対象たる遊星歯車機構２ｂを回転駆動した際の、該遊星歯車機構２ｂの入力軸１１、または、出力軸１２の回転量と、入力軸１１、または、出力軸１２に作用するトルクとの相間を表す波形データを算出し、処理対象区間Ｘにおける前記波形データに対して線形近似線Ｓを算出し、さらに、線形近似線Ｓを基準として上限離間幅ｄＨだけ離間した上限閾値線Ｈと、線形近似線Ｓから下限離間幅ｄＬだけ離間した下限閾値線Ｌと、を設定するとともに、上限閾値線Ｈと下限閾値線Ｌによって規定される良品範囲Ｄを設定して、前記波形データにおいて良品範囲Ｄから外れている部位が存在することをもって、遊星歯車機構２ｂを構成するプラネタリギア３・３・・・の不等配置を検出するものである。
【００４７】
また、本発明の一実施例に係る不等配置検出装置１による不等配置検出方法は、入力軸１１、または、出力軸１２の回転量を検出する回転量検出部８と、入力軸１１、または、出力軸１２に作用するトルクを検出するトルク検出部９と、回転量検出部８による回転量の検出結果とトルク検出部９によるトルクの検出結果が入力される演算装置１０と、を備え、演算装置１０には、プラネタリギア３・３・・・の配置が適当である基準となる遊星歯車機構たる遊星歯車機構２ａから検出した回転量とトルクとの相間を表す基準波形データにおいて、データ処理の対象として設定される処理対象区間Ｘと、該処理対象区間Ｘにおける前記基準波形データを線形近似して算出した基準線形近似線Ｓｋに対して平行な２本の線分であって、該２本の線分の間に処理対象区間Ｘにおける前記基準波形データを内包する位置に設定される基準上限閾値線Ｈｋおよび基準下限閾値線Ｌｋの基準線形近似線Ｓｋとの離間幅である上限離間幅ｄＨおよび下限離間幅ｄＬと、が予め記憶され、プラネタリギア３・３・・・の配置が不明である検出対象たる遊星歯車機構２ｂから、回転量検出部８によって、遊星歯車機構２ｂの入力軸１１、または、出力軸１２の回転量を検出するとともに、トルク検出部９によって、入力軸１１、または、出力軸１２に作用するトルクを検出し、演算装置１０によって、遊星歯車機構２ｂの回転量とトルクとの相関を表す波形データを生成し、処理対象区間Ｘにおける前記波形データに対して線形近似線Ｓを算出し、さらに、線形近似線Ｓを基準として上限離間幅ｄＨだけ離間した上限閾値線Ｈと、線形近似線Ｓから下限離間幅ｄＬだけ離間した下限閾値線Ｌと、を設定するとともに、上限閾値線Ｈと下限閾値線Ｌによって規定される良品範囲Ｄを設定して、前記波形データにおいて良品範囲Ｄから外れている部位が存在することをもって、遊星歯車機構２ｂを構成するプラネタリギア３・３・・・の不等配置を検出するものである。
このような構成により、プラネタリギア３・３・・・の不等配置を容易に検出することができる。
【００４８】
また、本発明の一実施例に係る不等配置検出装置１および不等配置検出装置１による不等配置検出方法では、処理対象区間Ｘを細分化して細分化処理対象区間ｘ１・ｘ２・ｘ３を設定し、細分化処理対象区間ｘ１・ｘ２・ｘ３ごとに前記基準波形データの基準線形近似線Ｓｋ１・Ｓｋ２・Ｓｋ３を算出するとともに、前記波形データを細分化処理対象区間ｘ１・ｘ２・ｘ３ごとに各良品範囲Ｄ１・Ｄ２・Ｄ３と比較し、前記波形データにおいて各良品範囲Ｄ１・Ｄ２・Ｄ３から外れている部位を有する細分化処理対象区間ｘ１・ｘ２・ｘ３が存在していることをもって、遊星歯車機構２ｂを構成するプラネタリギア３・３・・・の不等配置を検出するものである。
このような構成により、プラネタリギア３・３・・・の不等配置を精度良く検出することができる。
【００４９】
尚、本実施例では、遊星歯車機構の入力軸あるいは出力軸の、回転量とトルクの相関からプラネタリギアの不等配置を検出する構成としているが、例えば、入力軸の回転量に応じて出力軸が軸心方向に変位する構成の遊星歯車機構においては、不等配置検出装置によって、入力軸のトルクと出力軸に作用する軸心方向の荷重を検出し、トルクと荷重の相関を用いてプラネタリギアの不等配置を検出する構成とすることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の一実施例に係る不等配置検出装置の全体構成を示す模式図。
【図２】プラネタリギアの配置が適当である遊星歯車機構を示す模式図。
【図３】プラネタリギアの配置が不等配置である遊星歯車機構を示す模式図。
【図４】入力軸の回転量と入力軸に作用するトルクの相関を示す図、（ａ）プラネタリギアの配置が適当である遊星歯車機構に係る相関図、（ｂ）プラネタリギアの配置が不等配置である遊星歯車機構に係る相関図。
【図５】処理対象区間を細分化した場合における入力軸の回転量と入力軸に作用するトルクの相関を示す図、（ａ）プラネタリギアの配置が適当である遊星歯車機構に係る相関図、（ｂ）プラネタリギアの配置が不等配置である遊星歯車機構に係る相関図。
【符号の説明】
【００５１】
１ 不等配置検出装置
２ 遊星歯車機構
３ プラネタリギア
４ プラネタリキャリア
８ 回転量検出部
９ トルク検出部
１０ 演算装置
１１ 入力軸
１２ 出力軸
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遊星歯車の不等配置検出方法および不等配置検出装置の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、遊星歯車機構を構成するプラネタリギア（遊星歯車）の不等配置を検出する方法としては、作業者がプラネタリギアの配置を目視で確認する方法がある。
しかしながら、作業者が目視でプラネタリギアの配置を確認する方法では、作業者の体調や確認作業に対する作業者の習熟度等によっては、プラネタリギアの不等配置を見逃してしまうことが懸念され、不具合のある遊星歯車機構が次工程に流出する可能性があることから、品質管理を徹底することが困難であるという問題があった。
【０００３】
また従来、遊星歯車機構を構成するプラネタリギアの不等配置を検出する方法としては、プラネタリギアの配置状況をＣＣＤカメラ等で撮像して、撮像データを画像処理することによって、光学的手法によって、不等配置を検出する方法が知られており、以下に示す特許文献１にその技術が開示され公知となっている。
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示されている従来技術では、環境（周囲の明るさ、光の強さ、ＣＣＤカメラのセッティング条件等）の状態によって、容易に判定結果が変わってしまうことから、誤検出の可能性があった。また検出装置の設定に注意を要するとともに、周辺環境の管理にも注意を要することから、運用が難しいという問題もあった。
【特許文献１】特開平７−３２５０４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、係る現状を鑑みてなされたものであり、遊星歯車機構の品質管理を徹底するべく、容易、かつ、確実に、プラネタリギアの不等配置を検出することができる不等配置検出装置および不等配置検出方法を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００７】
即ち、請求項１においては、プラネタリギアの配置が適当であることが既知である基準遊星歯車機構を回転駆動した際の、該基準遊星歯車機構の入力軸、または、出力軸の回転量と、前記入力軸、または、前記出力軸に作用するトルクとの相間を表す基準波形データを算出し、該基準波形データにおいてデータ処理の対象とする処理対象区間を設定するとともに、該処理対象区間における前記基準波形データに対して基準線形近似線を算出し、さらに、該基準線形近似線に平行な２本の線分であって、該２本の線分の間に前記処理対象区間における前記基準波形データを内包する位置に設定される基準上限閾値線と基準下限閾値線を設定し、前記基準線形近似線と前記基準上限閾値線との離間幅である上限離間幅と、前記基準線形近似線と前記基準下限閾値線との離間幅である下限離間幅と、を予め設定しておき、プラネタリギアの配置が不明である検出対象たる遊星歯車機構を回転駆動した際の、該遊星歯車機構の入力軸、または、出力軸の回転量と、前記入力軸、または、前記出力軸に作用するトルクとの相間を表す波形データを算出し、前記処理対象区間における前記波形データに対して線形近似線を算出し、さらに、前記線形近似線を基準として前記上限離間幅だけ離間した上限閾値線と、前記線形近似線から下限離間幅だけ離間した下限閾値線と、を設定するとともに、前記上限閾値線と前記下限閾値線によって規定される良品範囲を設定して、前記波形データにおいて前記良品範囲から外れている部位が存在することをもって、前記遊星歯車機構を構成するプラネタリギアの不等配置を検出するものである。
【０００８】
請求項２においては、前記処理対象区間を細分化して細分化処理対象区間を設定し、前記細分化処理対象区間ごとに前記基準波形データの前記基準線形近似線を算出するとともに、前記波形データを前記細分化処理対象区間ごとに前記良品範囲と比較し、前記波形データにおいて前記良品範囲から外れている部位を有する前記細分化処理対象区間が存在していることをもって、前記遊星歯車機構を構成するプラネタリギアの不等配置を検出するものである。
【０００９】
請求項３においては、入力軸、または、出力軸の回転量を検出する回転量検出部と、前記入力軸、または、前記出力軸に作用するトルクを検出するトルク検出部と、前記回転量検出部による回転量の検出結果と前記トルク検出部によるトルクの検出結果が入力される演算装置と、を備え、前記演算装置には、プラネタリギアの配置が適当である基準遊星歯車機構から検出した回転量とトルクとの相間を表す基準波形データにおいて、データ処理の対象として設定される処理対象区間と、該処理対象区間における前記基準波形データを線形近似して算出した基準線形近似線に対して平行な２本の線分であって、該２本の線分の間に前記処理対象区間における前記基準波形データを内包する位置に設定される基準上限閾値線および基準下限閾値線の前記基準線形近似線との離間幅である上限離間幅および下限離間幅と、が予め記憶され、プラネタリギアの配置が不明である検出対象たる遊星歯車機構から、前記回転量検出部によって、前記遊星歯車機構の入力軸、または、出力軸の回転量を検出するとともに、前記トルク検出部によって、前記入力軸、または、前記出力軸に作用するトルクを検出し、前記演算装置によって、前記遊星歯車機構の回転量とトルクとの相関を表す波形データを生成し、前記処理対象区間における前記波形データに対して線形近似線を算出し、さらに、前記線形近似線を基準として前記上限離間幅だけ離間した上限閾値線と、前記線形近似線から下限離間幅だけ離間した下限閾値線と、を設定するとともに、前記上限閾値線と前記下限閾値線によって規定される良品範囲を設定して、前記波形データにおいて前記良品範囲から外れている部位が存在することをもって、前記遊星歯車機構を構成するプラネタリギアの不等配置を検出するものである。
【００１０】
請求項４においては、前記処理対象区間を細分化して細分化処理対象区間を設定し、前記細分化処理対象区間ごとに前記基準波形データの前記基準線形近似線を算出するとともに、前記波形データを前記細分化処理対象区間ごとに前記良品範囲と比較し、前記波形データが前記良品範囲から外れている部位を有する前記細分化処理対象区間が存在していることをもって、前記遊星歯車機構を構成するプラネタリギアの不等配置を検出するものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１２】
請求項１においては、プラネタリギアの不等配置を容易に検出することができる。
【００１３】
請求項２においては、プラネタリギアの不等配置を精度良く検出することができる。
【００１４】
請求項３においては、プラネタリギアの不等配置を容易に検出することができる。
【００１５】
請求項４においては、プラネタリギアの不等配置を精度良く検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
次に、発明の実施の形態を説明する。
まず始めに、本発明の一実施例に係る不等配置検出装置の全体構成について、図１を用いて説明をする。図１は本発明の一実施例に係る不等配置検出装置の全体構成を示す模式図である。
【００１７】
図１に示す如く、本発明の一実施例に係る不等配置検出装置１は、遊星歯車機構２におけるプラネタリギア３・３・・・が不等配置となっているか否かを検出するための装置であり、モータ７、回転量検出部８、トルク検出部９、演算装置１０等によって構成されている。
【００１８】
遊星歯車機構２は、不等配置検出装置１によって不等配置を検出する対象となる遊星歯車機構の一例であり、プラネタリギア３・３・・・、プラネタリキャリア４、サンギア５、アウターギア６、入力軸１１、出力軸１２等によって構成されている。そして、プラネタリギア３・３・・・は、プラネタリキャリア４が有するキャリア軸４ａ・４ａ・・・によって回転可能に支持されている。
尚、本実施例で示す遊星歯車機構２では、サンギア５が入力部となるため、サンギア５を、入力軸１１上に該入力軸１１の軸心とサンギア５の軸心とを一致させた状態で固設している。また、本実施例で示す遊星歯車機構２では、プラネタリキャリア４が出力部となるため、プラネタリキャリア４を、出力軸１２上に該出力軸１２の軸心とプラネタリキャリア４の軸心とを一致させた状態で固設している。
【００１９】
このような構成により、本実施例で示す遊星歯車機構２では、入力軸１１からサンギア５に入力された回転力が、プラネタリギア３・３・・・およびアウターギア６等を介することによって変速されて、一定の変速比で変速された回転力が、プラネタリキャリア４から出力軸１２に出力される構成としている。
尚、遊星歯車機構は、どの部位を入力部とし、そして、どの部位を出力部とするかは所望する用途・能力等によって、適宜選択されるものであり、種々の構成態様を取り得るものである。このため、本発明の適用に係る遊星歯車機構の構成は、本実施例の遊星歯車機構２に示す構成に限定するものではなく、種々の構成態様の遊星歯車機構に対して本発明を適用することが可能である。
【００２０】
モータ７は、通電することによって、該モータ７が備えるモータ軸７ａを回転駆動することができる装置であり、不等配置検出装置１の駆動源を構成している。モータ軸７ａには、入力軸１１が接続されており、モータ軸７ａの軸心と入力軸１１の軸心とを一致させる構成としている。このような構成により、モータ７に通電することによって、モータ軸７ａが回転駆動され、これにより、入力軸１１を介してサンギア５を回転駆動することができる構成としている。
【００２１】
回転量検出部８はモータ軸７ａ（即ち、入力軸１１）の回転量を検出することができるセンサであり、回転量が「０」である状態から、モータ軸７ａが回転した量を機械的あるいは光学的に検出して、累積的に検出することができるものである。そして、回転量検出部８は演算装置１０と接続されている。
尚、本実施例では、図１に示すように回転量検出部８がモータ軸７ａ上に配設され、機械的あるいは光学的に回転量を検出する構成を例示しているが、モータ７のコントローラ等から取得される信号から電気的にモータ軸７ａの回転量を検出する構成とすることも可能であり、回転量検出部８の態様は適宜選択することが可能である。そして、回転量検出部８によって検出された回転量の情報（データ）は、演算装置１０に入力される。
【００２２】
トルク検出部９は、モータ軸７ａ（即ち、入力軸１１）に作用するトルクを検出することができるセンサであり、演算装置１０に接続されている。
尚、本実施例では、図１に示すようにモータ軸７ａ上にトルク検出部９を別途配設してトルクを検出する構成を例示しているが、トルク検出部９を別途設けることなく、モータ７に通電される電流の負荷状況から電気的にモータ軸７ａに作用するトルクを検出する構成とすることも可能であり、トルク検出部９の態様は適宜選択することが可能である。そして、トルク検出部９によって検出されたトルクのデータは、演算装置１０に入力される。
【００２３】
また、本実施例では、図１に示すように回転量検出部８およびトルク検出部９がモータ軸７ａ上に配設され、入力軸１１側の回転量およびトルクを検出する構成を例示しているが、回転量検出部８およびトルク検出部９を出力軸１２上に配設し、出力軸１２側の回転量およびトルクを検出する構成とすることも可能である。
【００２４】
演算装置１０は、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）等によって構成され、入力された情報（データ）を演算処理したり、演算処理したデータを記憶しておいたりすることができるものであり、回転量検出部８およびトルク検出部９が接続されている。そして、演算装置１０には、回転量検出部８により検出されたモータ軸７ａの回転量のデータと、トルク検出部９により検出されたモータ軸７ａに作用するトルクのデータが入力される。
【００２５】
そして、演算装置１０では、各部８・９から入力された回転量およびトルクのデータを処理して、回転量とトルクの相関データが算出される。ここで算出された相関データは波形データとして図形的に表すことができる。尚、回転量とトルクの相関データは必ずしも波形データとして図形化する必要はなく、回転量とトルクの相関を示す数値データとして算出することも可能である。
【００２６】
次に、上限閾値および下限閾値の設定状況について、図２〜図４を用いて説明をする。図２はプラネタリギアの配置が適当である遊星歯車機構を示す模式図、図３はプラネタリギアの配置が不等配置である遊星歯車機構を示す模式図、図４は入力軸の回転量と入力軸に作用するトルクの相関を示す図であって、特に（ａ）はプラネタリギアの配置が適当である遊星歯車機構に係る相関図、（ｂ）はプラネタリギアの配置が不等配置である遊星歯車機構に係る相関図である。
【００２７】
図２には、プラネタリギア３・３・・・がプラネタリキャリア４のキャリア軸４ａ・４ａ・・・上に適切に配置された遊星歯車機構２ａを例示している。本実施例に示す遊星歯車機構２ａでは、９個のプラネタリギア３・３・・・が、４０度ずつ位相を異ならせて均等な位置に配設（９等配）されている。
尚、本発明に係る不等配置検出装置および検出方法は、適用される遊星歯車機構が有するプラネタリギアの個数によって限定されるものではない。
【００２８】
まず、係る構成である遊星歯車機構２ａを不等配置検出装置１に装着する。具体的には、入力軸１１をモータ軸７ａと接続し、アウターギア６を不等配置検出装置１に対して固定して、図１に示すような配置構成とする。
【００２９】
そして、モータ７を駆動して、遊星歯車機構２ａを回転駆動させつつ、回転量検出部８によってモータ軸７ａの回転量を検出し、かつ、トルク検出部９によって、モータ軸７ａに作用するトルクを検出する。そして、各部８・９によって検出した回転量およびトルクのデータは演算装置１０に入力される。
【００３０】
そして、演算装置１０によって、入力された回転量とトルクのデータに基づいて、回転量とトルクの相関データが算出される。ここで、プラネタリギア３・３・・・の配置が適当である遊星歯車機構２ａについての相関データは、図４（ａ）に示すような波形データ（正常波形）として表される。
【００３１】
図４（ａ）に示す如く、波形データは、遊星歯車機構２ａの回転初期の段階においては、乱れているため、データの解析に適した部位を抽出するために、処理対象区間Ｘを設定している。
【００３２】
そして、処理対象区間Ｘにおける相関データを線形近似することによって、基準線形近似線Ｓｋを算出する。尚、この基準線形近似線Ｓｋは、波形データから算出することが可能であり、あるいは、数値データから直接算出することも可能である。
【００３３】
そして、処理対象区間Ｘにおいて、基準線形近似線Ｓｋと平行な線分である基準上限閾値線Ｈｋと基準下限閾値線Ｌｋを規定する。係る基準上限閾値線Ｈｋと基準下限閾値線Ｌｋは、処理対象区間Ｘにおける全ての波形データが、基準上限閾値線Ｈｋと基準下限閾値線Ｌｋの間に内包される位置となるように、基準線形近似線Ｓｋとの上限離間幅ｄＨと下限離間幅ｄＬを設定することによって規定される。
この上限離間幅ｄＨおよび下限離間幅ｄＬの値は、プラネタリギア３・３・・・の不等配置を検出するために適当な値を適宜余裕を見込んで設定している。
【００３４】
このようにしてプラネタリギア３・３・・・の配置が適当である遊星歯車機構２ａについて算出した基準線形近似線Ｓｋを基準として上限離間幅ｄＨと下限離間幅ｄＬを設定する。
そして、演算装置１０には、上限離間幅ｄＨ、下限離間幅ｄＬおよび処理対象区間Ｘ等のデータが予め記憶される。
【００３５】
次に、本発明の一実施例に係る不等配置検出装置による遊星歯車の不等配置の検出方法について、図３〜図５を用いて説明をする。図５は処理対象区間を細分化した場合における入力軸の回転量と入力軸に作用するトルクの相関を示す図であって、特に（ａ）はプラネタリギアの配置が適当である遊星歯車機構に係る相関図、（ｂ）はプラネタリギアの配置が不等配置である遊星歯車機構に係る相関図である。
【００３６】
図３には、キャリア軸４ａ・４ａ・・・上のプラネタリギア３・３・・・が不等配置となっている遊星歯車機構２ｂを例示している。本実施例に示す遊星歯車機構２ｂでは、９個のプラネタリギア３・３・・・が、４０度ずつ位相を異ならせて均等な位置に配設（９等配）されるべきところが、そのうち一つのプラネタリギア３ａだけ位相がズレた状態で配設されている。
【００３７】
そして、係る構成である遊星歯車機構２ｂを不等配置検出装置１に装着して、モータ７を駆動して、遊星歯車機構２ｂを回転駆動させつつ、各部８・９によってモータ軸７ａの回転量をおよびモータ軸７ａに作用するトルクを検出する。そして、各部８・９によって検出した回転量およびトルクのデータが演算装置１０に入力される。
【００３８】
そして、演算装置１０によって、入力された回転量とトルクのデータに基づいて、回転量とトルクの相関データが算出される。ここで、プラネタリギア３・３・・・が不等配置である遊星歯車機構２ｂについての相関データは、図４（ｂ）に示すような波形データ（異常波形）として表される。
【００３９】
次に、図４（ｂ）に示す如く、算出された相関データ（波形データ）の処理対象区間Ｘにおいて、線形近似線Ｓを算出する。そして、この線形近似線Ｓを基準として、演算装置１０に予め記憶されている上限離間幅ｄＨと下限離間幅ｄＬを用いて、上限閾値線Ｈおよび下限閾値線Ｌを設定し、線形近似線Ｓに対する良品範囲Ｄを規定する。
すると、プラネタリギア３・３・・・が不等配置となっている遊星歯車機構２の場合、回転量とトルクの相関を示す波形データは、振幅が大きくなる傾向があるため、波形データが良品範囲Ｄからはみ出す部位が出現する。
【００４０】
このように、処理対象区間Ｘについて算出した波形データにおいて、上限閾値線Ｈと下限閾値線Ｌによって規定される良品範囲Ｄからはみ出す部位が存在している場合には、プラネタリギア３・３・・・が不等配置であると判断するようにしている。
【００４１】
さらに、図５（ａ）に示す如く、処理対象区間Ｘを細分化して、細分化処理対象区間ｘ１・ｘ２・ｘ３を設定し、各処理対象区間ｘ１・ｘ２・ｘ３ごとに基準線形近似線Ｓｋ１・Ｓｋ２・Ｓｋ３を算出し、それぞれに基準上限閾値線Ｈｋ１・Ｈｋ２・Ｈｋ３および基準下限閾値線Ｌｋ１・Ｌｋ２・Ｌｋ３を規定して、各処理対象区間ｘ１・ｘ２・ｘ３ごと各上限離間幅ｄＨ１・ｄＨ２・ｄＨ３および各下限離間幅ｄＬ１・ｄＬ２・ｄＬ３を設定することが可能である。
【００４２】
この場合、図５（ｂ）に示す如く、不等配置の検出対象から検出した波形データに対しても、処理対象区間Ｘを細分化して、細分化処理対象区間ｘ１・ｘ２・ｘ３を設定し、各処理対象区間ｘ１・ｘ２・ｘ３ごとに線形近似線Ｓ１・Ｓ２・Ｓ３を算出し、各処理対象区間ｘ１・ｘ２・ｘ３ごと各上限離間幅ｄＨ１・ｄＨ２・ｄＨ３および各下限離間幅ｄＬ１・ｄＬ２・ｄＬ３を用いて、それぞれに上限閾値線Ｈ１・Ｈ２・Ｈ３および下限閾値線Ｌ１・Ｌ２・Ｌ３を設定し、細分化処理対象区間ｘ１・ｘ２・ｘ３ごとに良品範囲Ｄ１・Ｄ２・Ｄ３を設定することが可能となる。
【００４３】
このように処理対象区間Ｘを細分化することによって、良品範囲Ｄ１・Ｄ２・Ｄ３をより狭く設定することが可能となり、不等配置検出装置１によってプラネタリギア３・３・・・の不等配置を検出する精度をより向上させることができる。
【００４４】
また、図５（ａ）に示すように、プラネタリギア３・３・・・の配置が適切である場合には、細分化処理対象区間ｘ１・ｘ２・ｘ３ごとに求めた各基準線形近似線Ｓｋ１・Ｓｋ２・Ｓｋ３の傾きは全て略一致する傾向がある。一方、図５（ｂ）に示すように、プラネタリギア３・３・・・の不等配置である場合には、細分化処理対象区間ｘ１・ｘ２・ｘ３ごとに求めた各線形近似線Ｓ１・Ｓ２・Ｓ３の傾きはばらつく傾向がある。
【００４５】
この傾向を利用して、細分化処理対象区間ｘ１・ｘ２・ｘ３ごとに求めた各線形近似線Ｓ１・Ｓ２・Ｓ３の傾きの差異やばらつき等を考慮する（即ち、判断基準に加える）ことによって、不等配置検出装置１によって、プラネタリギア３・３・・・の不等配置をさらに容易に検出するとともに、検出する精度をさらに向上させることが可能である。
【００４６】
即ち、本発明の一実施例に係る不等配置検出装置１は、プラネタリギア３・３・・・の配置が適当であることが既知である基準遊星歯車機構たる遊星歯車機構２ａから、該遊星歯車機構２ａの入力軸１１、または、出力軸１２の回転量と、入力軸１１、または、出力軸１２に作用するトルクとの相間を表す基準波形データを算出し、該基準波形データにおいてデータ処理の対象とする処理対象区間Ｘを設定するとともに、該処理対象区間Ｘにおける前記基準波形データに対して基準線形近似線Ｓｋを算出し、さらに、該基準線形近似線Ｓｋに平行な２本の線分であって、該２本の線分の間に処理対象区間Ｘにおける前記基準波形データを内包する位置に設定される基準上限閾値線Ｈｋと基準下限閾値線Ｌｋを設定し、基準線形近似線Ｓｋと基準上限閾値線Ｈｋとの離間幅である上限離間幅ｄＨと、基準線形近似線Ｓｋと基準下限閾値線Ｌｋとの離間幅である下限離間幅ｄＬと、を予め設定しておき、プラネタリギア３・３・・・の配置が不明である検出対象たる遊星歯車機構２ｂを回転駆動した際の、該遊星歯車機構２ｂの入力軸１１、または、出力軸１２の回転量と、入力軸１１、または、出力軸１２に作用するトルクとの相間を表す波形データを算出し、処理対象区間Ｘにおける前記波形データに対して線形近似線Ｓを算出し、さらに、線形近似線Ｓを基準として上限離間幅ｄＨだけ離間した上限閾値線Ｈと、線形近似線Ｓから下限離間幅ｄＬだけ離間した下限閾値線Ｌと、を設定するとともに、上限閾値線Ｈと下限閾値線Ｌによって規定される良品範囲Ｄを設定して、前記波形データにおいて良品範囲Ｄから外れている部位が存在することをもって、遊星歯車機構２ｂを構成するプラネタリギア３・３・・・の不等配置を検出するものである。
【００４７】
また、本発明の一実施例に係る不等配置検出装置１による不等配置検出方法は、入力軸１１、または、出力軸１２の回転量を検出する回転量検出部８と、入力軸１１、または、出力軸１２に作用するトルクを検出するトルク検出部９と、回転量検出部８による回転量の検出結果とトルク検出部９によるトルクの検出結果が入力される演算装置１０と、を備え、演算装置１０には、プラネタリギア３・３・・・の配置が適当である基準となる遊星歯車機構たる遊星歯車機構２ａから検出した回転量とトルクとの相間を表す基準波形データにおいて、データ処理の対象として設定される処理対象区間Ｘと、該処理対象区間Ｘにおける前記基準波形データを線形近似して算出した基準線形近似線Ｓｋに対して平行な２本の線分であって、該２本の線分の間に処理対象区間Ｘにおける前記基準波形データを内包する位置に設定される基準上限閾値線Ｈｋおよび基準下限閾値線Ｌｋの基準線形近似線Ｓｋとの離間幅である上限離間幅ｄＨおよび下限離間幅ｄＬと、が予め記憶され、プラネタリギア３・３・・・の配置が不明である検出対象たる遊星歯車機構２ｂから、回転量検出部８によって、遊星歯車機構２ｂの入力軸１１、または、出力軸１２の回転量を検出するとともに、トルク検出部９によって、入力軸１１、または、出力軸１２に作用するトルクを検出し、演算装置１０によって、遊星歯車機構２ｂの回転量とトルクとの相関を表す波形データを生成し、処理対象区間Ｘにおける前記波形データに対して線形近似線Ｓを算出し、さらに、線形近似線Ｓを基準として上限離間幅ｄＨだけ離間した上限閾値線Ｈと、線形近似線Ｓから下限離間幅ｄＬだけ離間した下限閾値線Ｌと、を設定するとともに、上限閾値線Ｈと下限閾値線Ｌによって規定される良品範囲Ｄを設定して、前記波形データにおいて良品範囲Ｄから外れている部位が存在することをもって、遊星歯車機構２ｂを構成するプラネタリギア３・３・・・の不等配置を検出するものである。
このような構成により、プラネタリギア３・３・・・の不等配置を容易に検出することができる。
【００４８】
また、本発明の一実施例に係る不等配置検出装置１および不等配置検出装置１による不等配置検出方法では、処理対象区間Ｘを細分化して細分化処理対象区間ｘ１・ｘ２・ｘ３を設定し、細分化処理対象区間ｘ１・ｘ２・ｘ３ごとに前記基準波形データの基準線形近似線Ｓｋ１・Ｓｋ２・Ｓｋ３を算出するとともに、前記波形データを細分化処理対象区間ｘ１・ｘ２・ｘ３ごとに各良品範囲Ｄ１・Ｄ２・Ｄ３と比較し、前記波形データにおいて各良品範囲Ｄ１・Ｄ２・Ｄ３から外れている部位を有する細分化処理対象区間ｘ１・ｘ２・ｘ３が存在していることをもって、遊星歯車機構２ｂを構成するプラネタリギア３・３・・・の不等配置を検出するものである。
このような構成により、プラネタリギア３・３・・・の不等配置を精度良く検出することができる。
【００４９】
尚、本実施例では、遊星歯車機構の入力軸あるいは出力軸の、回転量とトルクの相関からプラネタリギアの不等配置を検出する構成としているが、例えば、入力軸の回転量に応じて出力軸が軸心方向に変位する構成の遊星歯車機構においては、不等配置検出装置によって、入力軸のトルクと出力軸に作用する軸心方向の荷重を検出し、トルクと荷重の相関を用いてプラネタリギアの不等配置を検出する構成とすることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の一実施例に係る不等配置検出装置の全体構成を示す模式図。
【図２】プラネタリギアの配置が適当である遊星歯車機構を示す模式図。
【図３】プラネタリギアの配置が不等配置である遊星歯車機構を示す模式図。
【図４】入力軸の回転量と入力軸に作用するトルクの相関を示す図、（ａ）プラネタリギアの配置が適当である遊星歯車機構に係る相関図、（ｂ）プラネタリギアの配置が不等配置である遊星歯車機構に係る相関図。
【図５】処理対象区間を細分化した場合における入力軸の回転量と入力軸に作用するトルクの相関を示す図、（ａ）プラネタリギアの配置が適当である遊星歯車機構に係る相関図、（ｂ）プラネタリギアの配置が不等配置である遊星歯車機構に係る相関図。
【符号の説明】
【００５１】
１ 不等配置検出装置
２ 遊星歯車機構
３ プラネタリギア
４ プラネタリキャリア
８ 回転量検出部
９ トルク検出部
１０ 演算装置
１１ 入力軸
１２ 出力軸
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラネタリギアの配置が適当であることが既知である基準遊星歯車機構を回転駆動した際の、
該基準遊星歯車機構の入力軸、または、出力軸の回転量と、
前記入力軸、または、前記出力軸に作用するトルクとの相間を表す基準波形データを算出し、
該基準波形データにおいてデータ処理の対象とする処理対象区間を設定するとともに、該処理対象区間における前記基準波形データに対して基準線形近似線を算出し、
さらに、該基準線形近似線に平行な２本の線分であって、該２本の線分の間に前記処理対象区間における前記基準波形データを内包する位置に設定される基準上限閾値線と基準下限閾値線を設定し、
前記基準線形近似線と前記基準上限閾値線との離間幅である上限離間幅と、
前記基準線形近似線と前記基準下限閾値線との離間幅である下限離間幅と、
を予め設定しておき、
プラネタリギアの配置が不明である検出対象たる遊星歯車機構を回転駆動した際の、
該遊星歯車機構の入力軸、または、出力軸の回転量と、
前記入力軸、または、前記出力軸に作用するトルクとの相間を表す波形データを算出し、
前記処理対象区間における前記波形データに対して線形近似線を算出し、
さらに、前記線形近似線を基準として前記上限離間幅だけ離間した上限閾値線と、
前記線形近似線から下限離間幅だけ離間した下限閾値線と、を設定するとともに、
前記上限閾値線と前記下限閾値線によって規定される良品範囲を設定して、
前記波形データにおいて前記良品範囲から外れている部位が存在することをもって、
前記遊星歯車機構を構成するプラネタリギアの不等配置を検出する、
ことを特徴とする遊星歯車機構の不等配置検出方法。
【請求項２】
前記処理対象区間を細分化して細分化処理対象区間を設定し、
前記細分化処理対象区間ごとに前記基準波形データの前記基準線形近似線を算出するとともに、
前記波形データを前記細分化処理対象区間ごとに前記良品範囲と比較し、
前記波形データにおいて前記良品範囲から外れている部位を有する前記細分化処理対象区間が存在していることをもって、
前記遊星歯車機構を構成するプラネタリギアの不等配置を検出する、
ことを特徴とする請求項１に記載の遊星歯車機構の不等配置検出方法。
【請求項３】
入力軸、または、出力軸の回転量を検出する回転量検出部と、
前記入力軸、または、前記出力軸に作用するトルクを検出するトルク検出部と、
前記回転量検出部による回転量の検出結果と前記トルク検出部によるトルクの検出結果が入力される演算装置と、
を備え、
前記演算装置には、
プラネタリギアの配置が適当である基準遊星歯車機構から検出した回転量とトルクとの相間を表す基準波形データにおいて、データ処理の対象として設定される処理対象区間と、
該処理対象区間における前記基準波形データを線形近似して算出した基準線形近似線に対して平行な２本の線分であって、該２本の線分の間に前記処理対象区間における前記基準波形データを内包する位置に設定される基準上限閾値線および基準下限閾値線の前記基準線形近似線との離間幅である上限離間幅および下限離間幅と、
が予め記憶され、
プラネタリギアの配置が不明である検出対象たる遊星歯車機構から、
前記回転量検出部によって、
前記遊星歯車機構の入力軸、または、出力軸の回転量を検出するとともに、
前記トルク検出部によって、
前記入力軸、または、前記出力軸に作用するトルクを検出し、
前記演算装置によって、
前記遊星歯車機構の回転量とトルクとの相関を表す波形データを生成し、
前記処理対象区間における前記波形データに対して線形近似線を算出し、
さらに、前記線形近似線を基準として前記上限離間幅だけ離間した上限閾値線と、
前記線形近似線から下限離間幅だけ離間した下限閾値線と、を設定するとともに、
前記上限閾値線と前記下限閾値線によって規定される良品範囲を設定して、
前記波形データにおいて前記良品範囲から外れている部位が存在することをもって、
前記遊星歯車機構を構成するプラネタリギアの不等配置を検出する、
ことを特徴とする遊星歯車機構の不等配置検出装置。
【請求項４】
前記処理対象区間を細分化して細分化処理対象区間を設定し、
前記細分化処理対象区間ごとに前記基準波形データの前記基準線形近似線を算出するとともに、
前記波形データを前記細分化処理対象区間ごとに前記良品範囲と比較し、
前記波形データが前記良品範囲から外れている部位を有する前記細分化処理対象区間が存在していることをもって、
前記遊星歯車機構を構成するプラネタリギアの不等配置を検出する、
ことを特徴とする請求項３に記載の遊星歯車機構の不等配置検出装置。
【請求項１】
プラネタリギアの配置が適当であることが既知である基準遊星歯車機構を回転駆動した際の、
該基準遊星歯車機構の入力軸、または、出力軸の回転量と、
前記入力軸、または、前記出力軸に作用するトルクとの相間を表す基準波形データを算出し、
該基準波形データにおいてデータ処理の対象とする処理対象区間を設定するとともに、該処理対象区間における前記基準波形データに対して基準線形近似線を算出し、
さらに、該基準線形近似線に平行な２本の線分であって、該２本の線分の間に前記処理対象区間における前記基準波形データを内包する位置に設定される基準上限閾値線と基準下限閾値線を設定し、
前記基準線形近似線と前記基準上限閾値線との離間幅である上限離間幅と、
前記基準線形近似線と前記基準下限閾値線との離間幅である下限離間幅と、
を予め設定しておき、
プラネタリギアの配置が不明である検出対象たる遊星歯車機構を回転駆動した際の、
該遊星歯車機構の入力軸、または、出力軸の回転量と、
前記入力軸、または、前記出力軸に作用するトルクとの相間を表す波形データを算出し、
前記処理対象区間における前記波形データに対して線形近似線を算出し、
さらに、前記線形近似線を基準として前記上限離間幅だけ離間した上限閾値線と、
前記線形近似線から下限離間幅だけ離間した下限閾値線と、を設定するとともに、
前記上限閾値線と前記下限閾値線によって規定される良品範囲を設定して、
前記波形データにおいて前記良品範囲から外れている部位が存在することをもって、
前記遊星歯車機構を構成するプラネタリギアの不等配置を検出する、
ことを特徴とする遊星歯車機構の不等配置検出方法。
【請求項２】
前記処理対象区間を細分化して細分化処理対象区間を設定し、
前記細分化処理対象区間ごとに前記基準波形データの前記基準線形近似線を算出するとともに、
前記波形データを前記細分化処理対象区間ごとに前記良品範囲と比較し、
前記波形データにおいて前記良品範囲から外れている部位を有する前記細分化処理対象区間が存在していることをもって、
前記遊星歯車機構を構成するプラネタリギアの不等配置を検出する、
ことを特徴とする請求項１に記載の遊星歯車機構の不等配置検出方法。
【請求項３】
入力軸、または、出力軸の回転量を検出する回転量検出部と、
前記入力軸、または、前記出力軸に作用するトルクを検出するトルク検出部と、
前記回転量検出部による回転量の検出結果と前記トルク検出部によるトルクの検出結果が入力される演算装置と、
を備え、
前記演算装置には、
プラネタリギアの配置が適当である基準遊星歯車機構から検出した回転量とトルクとの相間を表す基準波形データにおいて、データ処理の対象として設定される処理対象区間と、
該処理対象区間における前記基準波形データを線形近似して算出した基準線形近似線に対して平行な２本の線分であって、該２本の線分の間に前記処理対象区間における前記基準波形データを内包する位置に設定される基準上限閾値線および基準下限閾値線の前記基準線形近似線との離間幅である上限離間幅および下限離間幅と、
が予め記憶され、
プラネタリギアの配置が不明である検出対象たる遊星歯車機構から、
前記回転量検出部によって、
前記遊星歯車機構の入力軸、または、出力軸の回転量を検出するとともに、
前記トルク検出部によって、
前記入力軸、または、前記出力軸に作用するトルクを検出し、
前記演算装置によって、
前記遊星歯車機構の回転量とトルクとの相関を表す波形データを生成し、
前記処理対象区間における前記波形データに対して線形近似線を算出し、
さらに、前記線形近似線を基準として前記上限離間幅だけ離間した上限閾値線と、
前記線形近似線から下限離間幅だけ離間した下限閾値線と、を設定するとともに、
前記上限閾値線と前記下限閾値線によって規定される良品範囲を設定して、
前記波形データにおいて前記良品範囲から外れている部位が存在することをもって、
前記遊星歯車機構を構成するプラネタリギアの不等配置を検出する、
ことを特徴とする遊星歯車機構の不等配置検出装置。
【請求項４】
前記処理対象区間を細分化して細分化処理対象区間を設定し、
前記細分化処理対象区間ごとに前記基準波形データの前記基準線形近似線を算出するとともに、
前記波形データを前記細分化処理対象区間ごとに前記良品範囲と比較し、
前記波形データが前記良品範囲から外れている部位を有する前記細分化処理対象区間が存在していることをもって、
前記遊星歯車機構を構成するプラネタリギアの不等配置を検出する、
ことを特徴とする請求項３に記載の遊星歯車機構の不等配置検出装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１０−１５１５３７（Ｐ２０１０−１５１５３７Ａ）
【公開日】平成２２年７月８日（２０１０．７．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３２８３９７（Ｐ２００８−３２８３９７）
【出願日】平成２０年１２月２４日（２００８．１２．２４）
【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２２年７月８日（２０１０．７．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月２４日（２００８．１２．２４）
【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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