JP2957997B1 - 歯車の打痕検知装置 - Google Patents

Abstract

【要約】 【課題】 コンパクトで、被検査歯車個々の検査データ
が得られる打痕検知装置を得る。 【解決手段】 マスタ歯車３３を被検査歯車９に噛み合
わせて回転させ、両歯車の軸間距離の変動量に基づい
て、被検査歯車９の打痕を検知する打痕検知装置であっ
て、ボックス２の内部に、前記被検査歯車９にノズル１
４から洗浄用流体を吹き付けて洗浄するワーク洗浄機１
７と、洗浄された被検査歯車９をワーク洗浄機１７から
打痕検知機１９のワーク支持台２４に移送するワーク移
送機１８と、ワーク支持台２４に支持された被検査歯車
９に前記マスタ歯車３３を噛み合わせる噛合せ機構３９
とを備え、前記ワーク洗浄機１７は、洗浄中に被検査歯
車９およびノズル１４を覆って洗浄用流体および異物が
前記マスタ歯車３３およびワーク支持台２４に飛散する
のを防止するカバー１２を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、歯車の歯面につい
ている打痕の有無を検出する打痕検知装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の歯車の打痕検知装置として、マス
タ歯車と被検査歯車とを噛み合わせて回転させ、そのと
きの両歯車の軸間距離の変動を、図８に示す変位センサ
（測定器）７１で検出し、電子マイクロメータ７２に内
蔵された増幅器と、Ａ／Ｄ変換器と、被検査歯車の良否
を判断するＣＰＵからなるＯＫ／ＮＧ判別器で打痕の有
無によるワークの良否を判断し、シーケンサ７３に良否
の判断結果のみを出力するものがある。シーケンサ７３
は装置全体を制御するコントローラであり、押釦式操作
盤７４に判断結果を出力してＯＫ／ＮＧランプを点灯し
て作業者に報知するとともに、押釦式操作盤７４から入
力される操作信号に基づいて、打痕検知装置全体の動作
を制御するように構成されている。

【０００３】ここで、前記変位センサ７１と電子マイク
ロメータ７２とは一組の打痕検知装置として市販されて
いる。なお、これに近い技術は、特開昭５８−１６９０
０３号公報に開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記市販されている打
痕検知装置によれば、シーケンサ７３に内蔵されたＣＰ
Ｕとは別に、電子マイクロメータ７２にもＣＰＵが使用
されているので、検知装置が全体としてコンパクトにな
らない。また、使用者が得られる検査データは、個々の
歯車についての使用の可否の判定結果だけであるため、
打痕の大小、打痕の位置などから打痕の発生原因を追求
して打痕発生原因を除去するなどの対策が取れないな
ど、使用者の要請に合ったカスタマイズ化が難しい。し
かも、電子マイクロメータはＣＰＵを含むため、高価と
なり、打痕検知装置が高価となる。

【０００５】また、被検査歯車の検査前の洗浄、打痕検
知装置への着脱等をすべて作業者の手作業によらなけれ
ばならないので、作業能率が低く、これらを自動化しよ
うとしても、打痕検知装置の内部で被検査歯車にエアー
を吹き付けて洗浄すると、異物が飛散してマスタ歯車に
付着するおそれがあるので、洗浄機を一体に組み込んで
コンパクト化するのは難しい。

【０００６】本発明は前記課題に鑑みてなされたもの
で、打痕検知装置をコンパクト化することを主な目的と
する。さらに、打痕の大きさ、打痕の位置等の所望のデ
ータを得ること、および被検査歯車の洗浄、打痕検知動
作を自動化することを他の目的とする。

【０００７】

【０００８】

【０００９】

【００１０】

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明に係る歯車の打痕
検知装置は、マスタ歯車を被検査歯車に噛み合わせて回
転させ、両歯車の軸間距離の変動量に基づいて、被検査
歯車の打痕を検知する打痕検知装置であって、ボックス
の内部に、前記被検査歯車にノズルから洗浄用流体を吹
き付けて洗浄するワーク洗浄機と、洗浄された被検査歯
車をワーク洗浄機からワーク支持台に移送するワーク移
送機と、ワーク支持台に支持された被検査歯車に前記マ
スタ歯車を噛み合わせる噛合せ機構とを備え、前記噛合
せ機構は、前記マスタ歯車を支持する第１の支持台およ
び第１の支持台をワーク支持台の方向に進退自在に支持
する第２の支持台と、第２の支持台をワーク支持台の方
向に進退させる進退手段と、第１の支持台をワーク支持
台の方向に押してマスタ歯車を被検査歯車に噛み合わせ
る弾性押圧部材とを備え、前記ワーク洗浄機は、洗浄中
に被検査歯車およびノズルを覆って洗浄用流体または異
物が前記マスタ歯車およびワーク支持台に飛散するのを
防止するカバーを備えている。

【００１２】上記構成によれば、ボックス内で、被検査
歯車を洗浄し、洗浄された被検査歯車をワーク支持台に
移送し、被検査歯車にマスタ歯車を噛み合わせて被検査
歯車の打痕の大きさを検知する作業を自動的に行うこと
ができ、その際、洗浄中の被検査歯車がワーク洗浄機の
カバーにより覆われて、周囲の機器に洗浄用流体または
異物が飛散しないから、これら機器とワーク洗浄機をボ
ックス内で相互に近接させて配置できるので、装置全体
がコンパクト化される。

【００１３】前記ワーク洗浄機は、さらに、洗浄中に前
記カバーをカバー位置へ進出させて被検査歯車およびノ
ズルを覆い、洗浄終了後にカバーを退避位置へ移動させ
て被検査歯車をボックス内に露出させるカバー駆動機を
備えるのが好ましい。上記構成によれば、カバーの開閉
も自動的に行うことができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図１に本実施形態の打痕検知装置の
正面図を示す。打痕検知装置は基台１の上壁からなるベ
ースＢ上に搭載されており、後述するワーク洗浄機およ
び洗浄された被検査歯車（ワーク）を打痕検知装置に装
着するためのワーク移送機が収容されている作業ボック
ス２と、この作業ボックス２の横に配設されているタッ
チパネル式操作盤３と、作業ボックス２の背面に配設さ
れているコントローラ（図２）７とを有している。さら
に、作業ボックス２の前面には、エアシリンダ４によっ
て上下方向に開閉する扉５が設けられ、作業ボックス２
の側面にタッチパネル式操作盤３に設けられており、解
放ボタン６と図示しないスタートボタンとにより扉５を
開閉するようになっている。

【００１５】図２は作業ボックス２内に配設されている
ワーク洗浄機１７とワーク移送機１８の位置関係を示す
右側面図、図３は作業ボックス２内のワーク洗浄機１７
とワーク移送機１８と打痕検知機１９の位置関係を示す
平面図、図４はワーク洗浄機１７とワーク移送機１８の
位置関係を示す正面図、図５は打痕検知機１９を示す左
側面図である。図３に示すように、ワーク洗浄機１７は
作業ボックス２内の扉５に近い右側の位置に、打痕検知
機１９はその左側に、ワーク移送機１８は作業ボックス
２内の奥の方に、それぞれ配置されている。

【００１６】ワーク洗浄機１７は、図２に示すように、
ワーク（被検査歯車）９が装着される洗浄台８と、洗浄
台８に装着されたワーク９を検出するワーク検知センサ
１０（図３）と、洗浄台８の下方と側方を覆うケース５
２と、カバー駆動機１１によって昇降するカバー１２
と、洗浄台８を駆動軸５３を介して回転させるモータの
ような洗浄台駆動機１３と、ワーク９の歯面にエアーを
吹きつけるノズル１４と、ケース５２に接続された排気
ダクト１６と、ケース５２およびカバー１２内のエアー
をダクト１６を介して吸引し排気する排気ファン１５と
を備えている。前記カバー１２は、下降して前記ケース
５２の上部開口縁を覆い、これによって、被検査歯車９
およびノズル１４を覆う。

【００１７】ワーク移送機１８は、図４に示すように、
ワーク９を把持するハンド機構２０と、ハンド機構２０
を昇降させるエアシリンダからなる昇降手段２１と、昇
降手段２１を介してハンド機構２０を支持し、レール２
２上を左右方向に移動してワーク９を洗浄台８から打痕
検知機１９のワーク支持台２４へ移送する架台２３と、
この架台２３を左右に移動させるモータ駆動の送りねじ
５４を備えた送り手段５５とを有している。

【００１８】打痕検知機１９は、ベースＢ上の取付台６
１（図５）に取り付けられたワーク支持台２４と、図５
に示すマスタ歯車３３が装着されるマスタ装着台３４
と、このマスタ装着台３４を回転させるモータのような
マスタ駆動機２５と、図３に示すワーク支持台２４に装
着されたワーク９を検出するワーク検知センサ３５と、
マスタ装着台３４を回転自由に支持する第１の支持台３
６Ａとを備えており、前記マスタ装着台３４は、図５に
示す第１の支持台３６Ａに、これに固定された軸受ボッ
クス５０を介して回転自在に支持されており、ベースＢ
にブラケット５１を介して支持された前記マスタ駆動機
２５が、図示しないユニバーサル継手を介してマスタ装
着台３４に連結されている。

【００１９】図３に示すように、前記打痕検知機１９に
はさらに、第１の支持台３６Ａをワーク支持台２４の方
向に進退自在に支持する第２の支持台３６Ｂと、第２の
支持台３６Ｂをワーク支持台２４の方向に進退させるエ
アシリンダのような進退手段３７と、第１の支持台３６
Ａをワーク支持台２４の方向に押してマスタ歯車３３を
ワーク９に噛み合わせるコイルスプリングのような弾性
押圧部材３８と、第１の支持台３６Ａの第２の支持台３
６Ｂに対する変位を検出する変位センサ（測定器）４０
とが設けられている。前記要素３６〜３８により、噛合
せ機構３９が構成されている。

【００２０】図５に示すように、前記第１の支持台３６
Ａは、その下面に設けた第１のリニア軸受６２を介し
て、支持台３６Ｂ上に設けられた１対のレール６３，６
４に沿って進退自在に設定されている。第２の支持台３
６Ｂは、その下面に設けた第２のリニア軸受６６を介し
て、取付台６１上に設けた１対のレール６７，６８に沿
って進退自在に設定されている。

【００２１】図２に示すコントローラ７は、図１に示す
タッチパネル式操作盤３からの作業者による動作設定、
および操作信号に基づいて扉５の開閉、図２のワーク洗
浄機１７、ワーク移送機１８および図３の打痕検知機１
９の動作のシーケンス制御を行うとともに、変位センサ
４０の検出信号を処理してＯＫ／ＮＧの判定、検査デー
タの解析、各ワークの検査データの記録を行うように構
成されている。

【００２２】次に、動作について説明する。装置全体の
動作を制御する図２のコントローラ７は、作業者が図１
の開放ボタン６を押すと、エアシリンダ４が作動して、
図２中に破線Ａで示す位置まで扉５を上方に引き上げて
開く。

【００２３】扉５が開くと、作業者は、ワーク洗浄機１
７の洗浄台８の上に、図３に示すようにワーク９を装着
する。投光器１０ａと受光器１０ｂからなる検知センサ
１０がワーク９を検知する。ワーク９を検知した状態
で、作業者が図示しないスタートボタンを押すと、図２
に示すエアシリンダ４が作動して扉５を閉じ、扉５が閉
じられるとカバー駆動機１１が作動して、カバー１２を
一点鎖線で示す位置に進出させてワーク９を覆う。次に
洗浄駆動機１３が回転してワーク９を遅い速度で回転さ
せ、エアーノズル１４から高圧エアーをワーク９の歯面
に吹き付けるとともに、排気ファン１５を作動させて、
排気ダクト１６を通してエアーを吸引して排気する動作
を、予め設定された時間続行させたのち、エアーの吹
付、および排気ファン１５を停止させ、カバー１２を引
き上げて、上方の元の位置に退避させ、洗浄動作を終了
する。この洗浄動作により、ワーク９の歯面に付着して
いる切削屑や塵埃などの異物が除去される。

【００２４】次に、コントローラ７は、ワーク移送機１
８を動作させて、洗浄台８上のワーク９を図４に示す打
痕検知機１９のワーク支持台２４に装着する。以下、そ
の動作を説明する。ワーク移送機１８のハンド機構２０
は、ワーク９の洗浄時には、図４中に一点鎖線で示した
位置に退避しており、前記洗浄動作が終了すると、昇降
手段２１および送り手段５５の動作により、図４中に実
線で示す位置に移動して、ワーク９を両側から把持す
る。

【００２５】次に、昇降手段２１によってＹ軸方向に上
昇し、送り手段５５により駆動されてレール２２上を移
動する架台２３により、一点鎖線で示す位置に移動し、
昇降手段２１により下降して、打痕検知機１９のワーク
支持台２４上にワーク９を載置し、昇降手段２１によっ
て一点鎖線で示す位置に移動して、移送動作を終了す
る。

【００２６】ここで前記ワーク９の洗浄動作に先立っ
て、タッチパネル式操作盤３（図１）から、検査するワ
ーク９の機種、外径、歯数、その他のデータが、図３に
示すコントローラ７に与えられており、作業者はそのワ
ーク９に適合するマスタ歯車３３をマスタ装着台３４に
取り付けておく。

【００２７】前記ワーク移送機１８によってワーク支持
台２４にワーク９が装着されると、ワーク検知センサ３
５ａ，３５ｂがワーク９を検出し、この検出信号をうけ
て、第２の支持台３６Ｂがエアシリンダ３７によって押
し出され、マスタ歯車３３がワーク９に噛み合わされ
る。この状態で、マスタ装着台３４が取り付けられてい
る第１の支持台３６Ａが、弾性押圧部材３８により、一
定の弾性力でワーク９の方向に押し付けられる。

【００２８】次に、図５のマスタ駆動機２５によりマス
タ装着台３４が回転して、マスタ歯車３３がワーク９と
噛み合って回転駆動される。変位センサ４０は、マスタ
歯車３３とワーク９の回転に伴って生じる両歯車の軸間
距離の変動量、すなわち第１の支持台３６ＡのＺ軸方向
（図３）の振動を検出して、電気信号として出力する。

【００２９】図６は本実施形態の信号処理系の構成を示
す図である。同図において、変位センサ４０で検出され
た振動信号は増幅器４１で増幅され、コントローラ７内
に設けられたＡ／Ｄ変換器４２でデジタルデータに変換
されてデータ処理手段４３に入力され、打痕による振幅
成分とワーク９の芯振れによる振れ成分とに分離され、
打痕の大きさと打痕の位置データが、記憶手段４４に記
憶されるとともに判定手段４５に入力され、打痕による
振幅成分がタッチパネル式操作盤３によって予め設定さ
れた閾値と比較されて、良否が判定され、判定結果がコ
ントローラ７のタッチパネル式操作盤３に出力されて、
ＯＫ／ＮＧ表示灯４６ａ，４６ｂの点灯によって表示さ
れる。

【００３０】図５の打痕検知機１９による打痕検知動作
が終了すると、モータ２５の回転が停止され、エアシリ
ンダ３７によって第２の支持台３６Ｂが後退してマスタ
歯車３３とワーク９の噛合いが解除される。作業者は、
図１の開放ボタン６を押して扉５を開き、図４のワーク
支持台２４からワーク９を取り外し、次に検査するワー
ク９を洗浄台８上に装着し、図示しないスタートボタン
を押して扉５（図２）を閉じることで、次のワーク９の
洗浄作業が開始され、以下、前記の動作手順で打痕検出
動作が実行される。

【００３１】図７は、タッチパネル式操作盤３に設けら
れている表示パネル２６の表示の一例を示す図で、表示
パネル２６の下段に動作条件を設定するためのタッチボ
タン２７、上段にアラームの内容を示すアラーム画面２
８、その下に打痕の測定グラフを示す打痕表示部２９、
その下にワーク９の振れを示す振れ表示部３０、左端に
設定されたワークの種類を示すワーク表示部３１、その
下にワークの検査累計を示すカウンタ３２が表示されて
いる。作業者はタッチボタン２７で打痕検知装置の動作
条件の設定、検査結果の認知、操作誤りなど、検査に必
要な作業画面を選択表示させる。打痕表示部２９，振れ
表示部３０に表示された実線はＯＫ（良品）と判定され
たデータを、破線はＮＧ（不良品）と判定されたデータ
をそれぞれ示し、アラーム画面２８は不良品であった場
合のメッセージを示す。打痕表示部２９および振れ表示
部３０の横軸は、ワーク支持台２４の回転方向の基準点
からの歯数、つまり各歯の位置を示しているので、例え
ば打痕表示部２９の縦軸に示された変動量のピーク点が
位置する横軸上の歯数を読み取って、打痕の存在する歯
を特定することができる。

【００３２】前記のように構成された本実施形態の打痕
検知装置では、図４に示すワーク９を洗浄台８上に装着
すると、洗浄、搬送、打痕検査の各工程が順次実行さ
れ、図６に示す変位センサ４０から出力されるアナログ
電気信号をコントローラ７に内蔵されたＡ／Ｄ変換手段
４２でデジタル信号に変換し、さらに、このデジタル信
号をデータ処理手段４３で処理して被検査歯車の打痕の
大きさを検知できる。したがって、従来の電子マイクロ
メータが不要になるので、打痕検知装置がコンパクト
で、かつ安価になる。また、変位センサ４０からコント
ローラ７に前記変動量を示す測定データを取り込むの
で、この測定データから、打痕の位置など、所望のデー
タを得るようにカスタマイズ化できる。さらに、被検査
歯車の良否の判定結果が自動的に得られ、作業者は良否
の判定結果を容易に認識できる。

【００３３】また、図４に示すボックス２内でワーク９
を洗浄し、洗浄されたワーク９をワーク支持台２４に移
送して、ワーク９の打痕の大きさを検知する作業を自動
的に行うことができる。しかも、その際、洗浄中のワー
ク９が、図２のワーク洗浄機１７のカバー１２により覆
われて、周囲の機器にエアー（洗浄用流体）および異物
が飛散しないから、これら機器とワーク洗浄機１７をボ
ックス２内で近接させて配置できるので、装置全体がコ
ンパクト化される。また、カバー１２の開閉も自動的に
行うことができる。

【００３４】

【００３５】

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明に係る歯車
の打痕検知装置は、ボックスの内部に、前記被検査歯車
にノズルから洗浄用流体を吹き付けて洗浄するワーク洗
浄機と、洗浄された被検査歯車をワーク洗浄機からワー
ク支持台に移送するワーク移送機と、ワーク支持台に支
持された被検査歯車に前記マスタ歯車を噛み合わせる噛
合せ機構とを備え、前記噛合せ機構は、前記マスタ歯車
を支持する第１の支持台および第１の支持台をワーク支
持台の方向に進退自在に支持する第２の支持台と、第２
の支持台をワーク支持台の方向に進退させる進退手段
と、第１の支持台をワーク支持台の方向に押してマスタ
歯車を被検査歯車に噛み合わせる弾性押圧部材とを備
え、前記ワーク洗浄機は、洗浄中に被検査歯車およびノ
ズルを覆って洗浄用流体および異物が前記マスタ歯車お
よびワーク支持台に飛散するのを防止するカバーを備え
ている。したがって、ボックス内で、被検査歯車を洗浄
し、洗浄された被検査歯車をワーク支持台に移送し、被
検査歯車にマスタ歯車を噛み合わせて被検査歯車の打痕
の大きさを検知する作業を自動的に行うことができる。
しかも、その際、洗浄中の被検査歯車がワーク洗浄機の
カバーにより覆われて、周囲の機器に洗浄用流体および
異物が飛散しないから、これら機器とワーク洗浄機をボ
ックス内で近接させて配置できるので、装置全体がコン
パクト化される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態である打痕検知装置の正面
図である。

【図２】同実施形態の内部構造を示す右側面図である。

【図３】同実施形態の各機構部の配置を示す平面図であ
る。

【図４】同実施形態のワーク移送機を示す平面図であ
る。

【図５】同実施形態の打痕検知機を示す左側面図であ
る。

【図６】同実施形態の打痕検知装置の信号処理系の構成
を示す図である。

【図７】同実施形態のタッチパネル式操作盤の表示パネ
ルを示す図である。

【図８】従来の打痕検知装置の信号処理系の構成を示す
図である。

【符号の説明】 １…基台、２…作業ボックス、３…タッチパネル式操作
盤、４，２１，３７…エアシリンダ、５…扉、６…解放
ボタン、７…コントローラ、８…洗浄台、９…被検査歯
車（ワーク）、１０，３５…ワーク検知センサ、１１…
カバー駆動機、１２…カバー、１３，２５…モータ、１
４…ノズル、１５…排気ファン、１６…ダクト、１７…
ワーク洗浄機、１８…ワーク移送機、１９…打痕検知
機、２０…ハンド機構、２２…レール、２３…移動機
構、２４…ワーク支持台、２６…表示パネル、２７…タ
ッチボタン、２８…アラーム画面、２９…打痕表示部、
３０…振れ表示部、３１…ワーク表示部、３２…カウン
タ、３３…マスタ歯車、３４…マスタ装着台、３６…支
持台、３８…ばね、３９…噛合せ機構、４０…変位セン
サ（測定器）、４２…Ａ／Ｄ変換手段、４３…データ処
理手段、４４…記憶手段、４５…判定手段、４６ａ，４
６ｂ…表示灯。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−169003（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−294383（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−15506（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−19944（ＪＰ，Ｕ) 実公 平３−1801（ＪＰ，Ｙ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G01M 13/00 - 13/04

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 マスタ歯車を被検査歯車に噛み合わせて
   回転させ、両歯車の軸間距離の変動量に基づいて、被検
   査歯車の打痕を検知する打痕検知装置であって、 ボックスの内部に、前記被検査歯車にノズルから洗浄用
   流体を吹き付けて洗浄するワーク洗浄機と、洗浄された
   被検査歯車をワーク洗浄機からワーク支持台に移送する
   ワーク移送機と、ワーク支持台に支持された被検査歯車
   に前記マスタ歯車を噛み合わせる噛合せ機構とを備え、前記噛合せ機構は、前記マスタ歯車を支持する第１の支
   持台および第１の支持台をワーク支持台の方向に進退自
   在に支持する第２の支持台と、第２の支持台をワーク支
   持台の方向に進退させる進退手段と、第１の支持台をワ
   ーク支持台の方向に押してマスタ歯車を被検査歯車に噛
   み合わせる弾性押圧部材とを備え、 前記ワーク洗浄機は、洗浄中に被検査歯車およびノズル
   を覆って洗浄用流体または異物が前記マスタ歯車および
   ワーク支持台に飛散するのを防止するカバーを備えてい
   る歯車の打痕検知装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記ワーク洗浄機
   は、さらに、洗浄中に前記カバーをカバー位置へ進出さ
   せて被検査歯車およびノズルを覆い、洗浄終了後にカバ
   ーを退避位置へ移動させて被検査歯車をボックス内に露
   出させるカバー駆動機を備えている歯車の打痕検知装
   置。