JP2007121151A

JP2007121151A - ギヤカップリングの寿命測定装置

Info

Publication number: JP2007121151A
Application number: JP2005315051A
Authority: JP
Inventors: Motohiro Imashiro; 元広今城; Yoshitaka Inoue; 義隆井上
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2005-10-28
Filing date: 2005-10-28
Publication date: 2007-05-17

Abstract

【課題】経験豊かな作業員を必要とせずにギヤカップリングの寿命を自動的に測定することができるギヤカップリングの寿命測定装置を提供する。
【解決手段】ギヤカップリング１のギヤ継手部のバックラッシュ量を測定するバックラッシュ量測定手段３０，３２と、このバックラッシュ量測定手段の測定結果に基づいてバックラッシュ量の増加分を演算し、増加分に基づいてギヤ継手部の現在の摩耗量を演算し、この現在の摩耗量と限界摩耗量とを比較してギヤカップリングが寿命であるか否かを判断する寿命判定手段３４と、この寿命判定手段が判断した結果を表示する表示手段３６とを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、回転軸の軸継手に用いられているギヤカップリングの寿命測定装置に関する。

ギヤカップリングは、種々の生産ラインにおける回転軸の軸継手として多く使用されている。
図３は、ギヤカップリング１の構造を示すものであり、内周に形成したスプライン２ａを介して駆動軸Ｓinの外周に連結される駆動側カップリングハブ２と、内周に形成したスプライン４ａを介して従動軸Ｓoutに連結される従動側カップリングハブ４と、駆動側ギヤ継手部６を介して駆動側カップリングハブ２の外周に係合している駆動側カップリングカバー８と、従動側ギヤ継手部１０を介して従動側カップリングハブ４の外周に係合している従動側カップリングカバー１２と、駆動側及び従動側カップリングカバー８，１２のフランジ部８ａ、１２ａ同士を一体に連結するリーマボルト１４及びナット１６とを備えている。

駆動側ギヤ継手部６は、図４に示すように、駆動側カップリングハブ２の外周に形成されている外歯２０と、駆動側カップリングカバー８の内周に形成されて前記外歯２０に噛み合っている内歯２２とで構成されている。また、従動側ギヤ継手部１０は、従動側カップリングハブ４の外周に形成されている外歯２４と、従動側カップリングカバー１２の内周に形成されて前記外歯２４に噛み合っている内歯２６とで構成されている。

そして、駆動軸Ｓinの回転が駆動側カップリングハブ２に伝達され、駆動側カップリングハブ２から駆動側ギヤ継手部６を介して駆動側カップリングカバー８に伝達され、駆動側カップリングカバー８から、フランジ８ａ、１２ａを介して従動側カップリングカバー１２に伝達される。そして、従動側カップリングカバー１２の回転が、従動側ギヤ継手部１０を介して従動側カップリングハブ４に伝達され、さらに従動軸Ｓoutに伝達される。このような回転伝達時において、図４に示すように、駆動側ギヤ継手部６及び従動側ギヤ継手部１０には、外歯２０、２４と内歯２２、２６との間にはバックラッシュＣが形成されている。

ところで、ギヤカップリングの駆動側ギヤ継手部６及び従動側ギヤ継手部１０が破損してしまうと、即、生産ラインの停止という事態を招いてしまう。このような事態を未然に防止するため、駆動側ギヤ継手部６及び従動側ギヤ継手部１０の摩耗状態は定期的に検査されている。
ギヤカップリングを分解し、駆動側ギヤ継手部６及び従動側ギヤ継手部１０の摩耗状態を目視で検査する方法は、多くの手間と時間を要してしまうので、例えば特許文献１の装置のように、ギヤカップリングを分解せず、駆動側ギヤ継手部６及び従動側ギヤ継手部１０のバックラッシュを直接に機械的に検出して記録することで、駆動側ギヤ継手部６及び従動側ギヤ継手部１０の摩耗状態を検査する装置が知られている。
特開平５−２８０９０５号公報

ところで、特許文献１の装置は、駆動側ギヤ継手部６及び従動側ギヤ継手部１０の摩耗状態を検査するだけの装置であり、摩耗状態の程度を確認してギヤカップリングの寿命を判断することはできない。そのため、ギヤカップリングの交換が必要か、或いは、摩耗状態の程度が軽度なので現時点のギヤカップリングの交換は不要である、と判断するのは経験豊かな作業員が行なっており、ギヤカップリングの寿命測定に多くの労力が費やされているのが現状である。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、経験豊かな作業員を必要とせずにギヤカップリングの寿命を自動的に測定することができるギヤカップリングの寿命測定装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するため、本発明に係るギヤカップリングの寿命測定装置は、ギヤカップリングのギヤ継手部のバックラッシュ量を測定するバックラッシュ量測定手段と、このバックラッシュ量測定手段の測定結果に基づいて前記バックラッシュ量の増加分を演算する増加分演算手段と、前記増加分に基づいて前記ギヤ継手部の現在の摩耗量を演算する現在摩耗量演算手段と、この現在摩耗量演算手段の演算結果と限界摩耗量とを比較し、前記ギヤカップリングが寿命であるか否かを判断する寿命判定手段と、この寿命判定手段が判断した結果を表示する表示手段とを備えている。

本発明のギヤカップリングの寿命測定装置によると、バックラッシュ量測定手段がギヤカップリングのギヤ継手部のバックラッシュ量を測定し、増加分演算手段が、バックラッシュ量測定手段の測定結果に基づいてバックラッシュ量の増加分を演算し、現在摩耗量演算手段が、増加分に基づいてギヤ継手部の現在の摩耗量を演算し、寿命判定手段が、現在摩耗量演算手段の演算結果と限界摩耗量とを比較してギヤカップリングが寿命であるか否かを判断し、表示手段が寿命判定手段が判断した結果を表示するようにしているので、経験豊かな作業員を必要とせずに、ギヤカップリングの寿命を自動的に測定することができる。また、ギヤカップリングを分解せずに寿命を測定することができるので、寿命測定作業の大幅な省力化と時間短縮を図ることができる。

以下、本発明について図面を参照しながら説明する。なお、図３から図４で示したギヤカップリング１の構成と同一構成部分には、同一符号を付してその説明を省略する。
図１は、本発明に係るギヤカップリングの寿命測定装置の１実施形態であり、従動軸Ｓoutの外周に固定されているレーザ投光器３０と、従動側カップリングカバー１２の外周に固定され、レーザ投光器３０からレーザを受光するレーザ受光器３２と、レーザ受光器３２から入力する信号に基づいて演算を行なう演算装置３４と、演算装置３４の演算結果に基づいてギヤカップリング１の寿命結果を表示する表示装置３６とを備えている。

レーザ投光器３０からレーザ受光器３２にレーザを出射するタイミングは、ギヤカップリング１が回転軸の軸継手を中断しているときに行なわれる。そして、レーザ投光器３０からレーザ受光器３２に向けて所定周波数のレーザを出射したときに、ギヤカップリング１の駆動側カップリングカバー８及び従動側カップリングカバー１２を、駆動側カップリングハブ２及び従動側カップリングハブ４に対して正方向及び逆方向に回転させ、その回転角変化によりレーザ受光器３２に入力するレーザが変化するようになっている。

演算装置３４は、レーザ受光器３２に入力したレーザに基づいて、駆動側ギヤ継手部６及び従動側ギヤ継手部１０の外歯２０、２４と内歯２２、２６との間に形成されているバックラッシュＣの増分変化を演算する。また、演算装置３４は、バックラッシュＣの増分変化に基づいて現在の摩耗量Ｗを演算するとともに、現在の摩耗量Ｗの度合いによって表示装置３６にギヤカップリング１の寿命程度を表示させる。

次に、定期的に行なうギヤカップリング１の寿命測定手順について図２を参照しながら説明する。なお、比較・演算処理は、演算装置３４で行なうものとする。
ここで、交換した直後の新品のギヤカップリング１は、レーザ投光器３０からレーザ受光器３２に向けて所定周波数のレーザを出射し、ギヤカップリング１の駆動側カップリングカバー８及び従動側カップリングカバー１２を、駆動側カップリングハブ２及び従動側カップリングハブ４に対して正方向及び逆方向に回転させることにより、駆動側ギヤ継手部６及び従動側ギヤ継手部１０が摩耗していない初期のバックラッシュ量Ｃ₀を測定して演算装置３４に入力しておくものとする。

先ずステップＳ２では、駆動側ギヤ継手部６及び従動側ギヤ継手部１０の現在のバックラッシュ量Ｃnを測定する。具体的には、回転が停止したギヤカップリング１のギヤカップリング１の駆動側カップリングカバー８及び従動側カップリングカバー１２を、駆動側カップリングハブ２及び従動側カップリングハブ４に対して正方向及び逆方向に回転させながら、レーザ投光器３０からレーザ受光器３２に向けて所定周波数のレーザを出射する。
次いで、ステップＳ４では、現在のバックラッシュ量Ｃn及び初期のバックラッシュ量Ｃ₀の差からバックラッシュ量Ｃの増分を演算する。
次いで、ステップＳ６では、バックラッシュ量Ｃの増分に基づいて、駆動側ギヤ継手部６及び従動側ギヤ継手部１０の現在の摩耗量Ｗを演算する。

次いで、ステップＳ８では、演算した現在の摩耗量Ｗと限界摩耗量ＷＬとを比較する。ここで、限界摩耗量ＷＬとは、ギヤの歯厚が薄くなって駆動側ギヤ継手部６、或いは従動側ギヤ継手部１０が破損しやすい限界の摩耗量である。そして、現在の摩耗量Ｗが限界摩耗量ＷＬ以上の場合には（Ｗ≧ＷＬ）、ステップＳ１０に移行して「ギヤカップリングは寿命である」ことを表示させる表示信号を表示装置３６に送る。また、現在の摩耗量Ｗが限界摩耗量ＷＬを下回っていれば（Ｗ＜ＷＬ）、ステップＳ１２に移行して「ギヤカップリングは使用可能である」ことを表示させる表示信号を表示装置３６に送る。

なお、レーザ投光器３０及びレーザ受光器３２が本発明のバックラッシュ量測定手段に相当し、また、図２の演算装置３４で行なうステップＳ４が本発明の増加分演算手段に相当し、ステップＳ６が本発明の現在摩耗量演算手段に相当し、ステップＳ８、ステップＳ１０及びステップＳ１２が本発明の寿命判定手段に相当し、表示装置３６が本発明の表示手段に相当している。

したがって、上述した寿命測定作業を定期的に行なうと、経験豊かな作業員を必要とせずに、ギヤカップリング１の寿命を自動的に測定することができる。
また、ギヤカップリング１を分解せずに寿命を測定することができるので、寿命測定作業の大幅な省力化と時間短縮を図ることができる。
さらに、駆動側ギヤ継手部６及び従動側ギヤ継手部１０のバックラッシュ量を測定する手段は、非接触式のレーザ投光器３０及びレーザ受光器３２で構成されているので、簡便な装置構成としながら高精度のバックラッシュ量を測定することができる。

なお、本実施形態では、従動軸Ｓoutの外周にレーザ投光器３０を固定し、従動側カップリングカバー１２の外周にレーザ受光器３２を固定しているが、レーザ投光器３０を駆動軸Ｓinの外周に固定し、レーザ受光器３２を駆動側カップリングカバー８の外周に固定してもよい。
なお、本実施形態で使用する表示装置３６は、ディスプレイ装置、プリンター装置、音声発生装置等が考えられる。

本発明に係るギヤカップリングの寿命測定装置の構成を示す図である。本発明の装置を使用して定期的に行なわれるギヤカップリングの寿命測定手順について示したフローチャートである。ギヤカップリングの構造を示す図である。ギヤカップリングのバックラッシュを設けたギヤ継手部を示す図である。

符号の説明

１ギヤカップリング
２駆動側カップリングハブ
４従動側カップリングハブ
６駆動側ギヤ部
８駆動側カップリングカバー
１０従動側ギヤ部
１２従動側カップリングカバー
２０外歯
２２内歯
２４外歯
２６内歯
３０レーザ投光器
３２レーザ受光器
３４演算装置
３６表示装置

Claims

ギヤカップリングのギヤ継手部のバックラッシュ量を測定するバックラッシュ量測定手段と、このバックラッシュ量測定手段の測定結果に基づいて前記バックラッシュ量の増加分を演算する増加分演算手段と、前記増加分に基づいて前記ギヤ継手部の現在の摩耗量を演算する現在摩耗量演算手段と、この現在摩耗量演算手段の演算結果と限界摩耗量とを比較し、前記ギヤカップリングが寿命であるか否かを判断する寿命判定手段と、この寿命判定手段が判断した結果を表示する表示手段とを備えていることを特徴とするギヤカップリングの寿命測定装置。
前記バックラッシュ量測定手段は、前記ギヤカップリングに連結している駆動軸、或いは従動軸の一方と、前記ギヤカップリングを構成している駆動側カップリングカバー、或いは従動側カップリングカバーの一方とに配置されて互いの相対回転量を測定する非接触式の計測手段であることを特徴とする請求項１記載のギヤカップリングの寿命測定装置。
前記バックラッシュ量測定手段は、前記駆動軸、或いは前記従動軸の外周に固定されているレーザ投光器及びレーザ受光器の一方と、前記駆動側カップリングカバー、或いは前記従動側カップリングカバーの前記一方に対向する位置に固定されている前記レーザ投光器及び前記レーザ受光器の他方とで構成されていることを特徴とする請求項２記載のギヤカップリングの寿命測定装置。