JP2967970B2 - ギアの噛合せ検査方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は相互に噛合う一対
のギアの良否を判定するギアの噛合せ検査方法に係り、
特に一対のギアの回転に伴い発生する振動を検出して良
否を判定するギアの噛合せ検査方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両の性能が向上されるに伴い、車両が
発生する音の低減に対する要求も厳しくなってきてい
る。車両が発生する音、例えばＡＴミッションのオイル
ポンプの駆動ギアと従動ギアを噛み合わせて回転させた
場合、駆動ギアまたは従動ギアの傷、打痕に起因する音
が発生する。

【０００３】駆動ギアまたは従動ギアの傷、打痕に起因
する音は、ギア単体をチェックして良否を判定すること
が難しく、駆動ギアと従動ギアを噛み合わせた組合せで
行なうギアの噛合せ検査方法により、良否判定が行なわ
れている。

【０００４】従来のギアの噛合せ検査方法には、（デム
ギアスピーダＭ／Ｃを用いて）人間が聴覚で判定する官
能検査方法、音圧測定方法、振動測定方法等が知られて
いる。

【０００５】また、従来のギアの噛合せ検査方法では、
駆動ギアと従動ギアの噛合せをそれぞれのギア幅の中央
を合せ、ギア端面が当り易いようにした中央噛合と称す
る方法で実行されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】人間が聴覚で判定する
官能検査方法は検査要員に熟練度が必要とされ、良品と
不良品の境界近傍では、同じ音を聴いても検査要員によ
って良否の判定が異なってしまう課題がある。また、良
否の判定が周囲騒音の影響により異なるため、環境条件
を常に同一状態に保つことが必要とされる。

【０００７】また、音圧測定方法は音圧計を用いてギア
の噛合せにより発生する音圧レベルを測定し、測定した
音圧レベルに応じてギアの良否を判定することができる
が、音圧計が周囲騒音を検出すると、音圧測定結果から
は良品のギアも不良品として判定してしまう課題があ
る。

【０００８】振動測定方法はギアの噛合せによる振動を
検出するため、周囲騒音には影響されないが、ギアを回
転させるモータ等の駆動系が測定系に影響を及ぼす課題
がある。

【０００９】また、ギアの傷や打痕が小さい（しかし、
発生する音は無視できない）場合には振動も小さく、測
定系および処理方法によっては良品と不良品のデータ値
に明らかな有意差がなく、良否判定が難しい場合があ
る。

【００１０】例えば、振動を振動ピックアップ等で検出
し、電気信号に変化して平均値処理や実効値（ＲＭＳ）
処理しても良品と不良品の区別ができない場合が多い。

【００１１】また、駆動ギアおよび従動ギアをエンジン
やミッション内に組込んだ場合には、組付け条件や他の
部品の影響があり、噛合せ検査時のように正確な中央噛
合がなされず、中央噛合の噛合せ検査時には発生しない
ギア端面の傷や打痕に伴う振動が発生する場合がある。

【００１２】さらに、駆動ギアおよび従動ギアをエンジ
ンやミッション内に組込んで車両が実際に走行する場合
のギアの噛合せにより発生する音は、ギア噛合せ試験の
ように、駆動ギアを回転させて駆動ギアに噛合う従動ギ
アをフリーで回転させる場合とは異なり、従動ギアに接
続される負荷の影響があって従来のギア噛合せ試験では
再現できない課題がある。

【００１３】この発明はこのような課題を解決するため
なされたもので、その目的は小さな傷や打痕がギアにあ
っても振動を検出することにより、車両の走行に近い状
態を再現してギアの不良品を確実に判定することができ
るギアの噛合せ検査方法を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
この発明に係るギアの噛合せ検査方法は、駆動ギアおよ
び従動ギアのそれぞれを独立して回転させる駆動側モー
タと従動側モータとを設け、駆動側モータを回転制御す
るとともに、従動側モータを停止制御して検査を実行す
るパターン（Ｘ１）と、この検査結果が良と判定された
場合にのみ、従動側モータを回転制御するとともに、駆
動側モータを停止制御して検査を実行するパターン（Ｘ
２）と、を備えたことを特徴とする。

【００１５】また、この発明に係るギアの噛合せ検査方
法の各パターン（Ｘ１、Ｘ２）には、従動ギアのギア半
幅の一方を駆動ギアに噛合せて検査を実行するパターン
（Ｙ１）と、この検査結果が良と判定された場合にの
み、従動ギアをトラバースさせてギア半幅の他方を駆動
ギアに噛合せて検査を実行するパターン（Ｙ２）と、を
備えたことを特徴とする。

【００１６】さらに、各パターン（Ｘ１とＸ２、Ｙ１と
Ｙ２）を組合せた４通りの組合せパターン（Ｘ１／Ｙ
１、Ｘ１／Ｙ２、Ｘ２／Ｙ１、Ｘ２／Ｙ２）は、それぞ
れ以下のステップに従って一対のギアの良否を判定する
ことを特徴とする。 ステップ１：駆動側モータおよび従動側モータの制御状
態を設定する。ステップ２：駆動ギアおよび従動ギアの
噛合せを設定し、モータを回転させる。 ステップ３：ギアの回転に伴って発生する振動を振動セ
ンサで検出する。 ステップ４：振動センサが検出した振動を予め設定した
所定時間のフレーム毎に時間領域の電気信号で表示し、
振幅の最大値を求める。 ステップ５：時間領域の各フレーム毎の電気信号を高速
フーリエ変換（ＦＦＴ）して周波数領域のパワースペク
トラムを求めた後、このパワースペクトラムを積分演算
したパワースペクトラム積分値を算出して表示する。 ステップ６：各フレームのパワースペクトラムのピーク
値のみを記憶し、各フレームのパワースペクトラム・ピ
ーク値を第１フレームのパワースペクトラムに順番に重
畳したピークホールド・パワースペクトラム値を得る。 ステップ７：ステップ６で得られたピークホールド・パ
ワースペクトラム値を所定周波数範囲で積分演算し、ピ
ークホールド積分値を求める。 ステップ８：ピークホールド加算回数Ｎを増加してピー
クホールド積分値の収束値を演算する。 ステップ９：ステップ８で演算したピークホールド積分
値の収束値と、予め設定した基準収束値とを比較してギ
アの良否を判定する。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を添
付図面に基づいて説明する。図１および図２にギア噛合
せ試験器の構成図を示す。図１はこの発明に係るギアの
噛合せ検査方法を適用したギア噛合せ試験器の全体構成
図、図２はこの発明に係るギアの噛合せ検査方法を適用
したギア噛合せ試験器の構造図である。

【００１８】図１および図２において、ギア噛合せ試験
器１は、防振構造を有するハウジング２、ハウジング２
の上面に配置される一対の駆動ギア３と従動ギア４、駆
動ギア３に噛み合う従動ギア４の位置を調整する調整器
５、駆動ギア３を回転駆動する駆動側モータ６Ａ、従動
ギア４を回転駆動する従動側モータ６Ｂ、駆動側モータ
６Ａおよび従動側モータ６Ｂの回転力をそれぞれ駆動ギ
ア３および従動ギア４に伝達するためのプーリ７Ａ、７
Ｂ、ベルト９Ａ、およびプーリ８Ａ、８Ｂ、ベルト９Ｂ
を備える。

【００１９】駆動側モータ６Ａまたは従動側モータ６Ｂ
は、噛合せ試験においていずれか一方が回転制御される
場合には他方が停止制御され、停止制御される従動側モ
ータ６Ｂ（または駆動側モータ６Ａ）は従動ギア４（ま
たは駆動ギア３）とともに回転する駆動ギア３（または
従動ギア４）の負荷を形成し、車両が実際の走行に近い
状態を再現する。

【００２０】一対の駆動ギア３および従動ギア４は、そ
れぞれハウジング２の上面に設けられたマンドレルクラ
ンプ１４Ａ、１４Ｂにセットされ、従動ギア４は調整器
５を介して高さが調整されて駆動ギア３との噛合い位置
が調整される。

【００２１】図２に示すように、従動ギア４の高さ調整
は、調整器５と連結された従動ギア支持体を上昇（実線
表示）することにより、従動ギア４のギア幅の下側半幅
と駆動ギア３を噛合せる。

【００２２】一方、調整器５と連結された従動ギア支持
体を下降（破線表示）することにより、従動ギア４のギ
ア幅の上側半幅と駆動ギア３を噛合せる。

【００２３】駆動ギア３および従動ギア４は、それぞれ
駆動ギア支持体および従動ギア支持体に設けられたマン
ドレルクランプ１４Ａ、１４Ｂで固定される。

【００２４】このように、駆動側モータ６Ａおよび従動
側モータ６Ｂを設け、一方を回転制御する場合に他方を
停止制御して負荷となるよう構成したので、ギアの噛合
せ試験において車両が実際の走行に近い状態を再現する
ことができる。

【００２５】また、従動ギア４の下側半幅または上側半
幅を積極的に駆動ギア３と噛合せすることにより、ギア
の噛合せ試験において中央噛合いでは検出しにくいギア
端面の傷や打痕を検出することができる。

【００２６】一対の駆動ギア３および従動ギア４がセッ
ティングされた後、駆動側モータ６Ａが駆動されると、
駆動側モータ６Ａの回転力はプーリ７Ａ、ベルト９Ａ、
プーリ７Ｂを介して駆動ギア３を所定の回転数で回転す
ることにより、駆動ギア３に噛合わされた従動ギア４も
所定の回転数で回転する。

【００２７】この状態では、従動側モータ６Ｂは停止制
御されているので、従動ギア４および従動側モータ６Ｂ
は、駆動ギア３の回転力に対する負荷を形成する。

【００２８】一方、従動側モータ６Ｂが駆動されると、
従動側モータ６Ｂの回転力はプーリ８Ａ、ベルト９Ｂ、
プーリ８Ｂを介して従動ギア４を所定の回転数で回転す
ることにより、従動ギア４に噛合わされた駆動ギア３も
所定の回転数で回転する。

【００２９】この状態では、駆動側モータ６Ａは停止制
御されているので、駆動ギア３および駆動側モータ６Ａ
は、従動ギア４の回転力に対する負荷を形成する。

【００３０】駆動側モータ６Ａおよび従動側モータ６Ｂ
は、それぞれ制御装置１３から供給されるモータ駆動信
号ＳＭ１、ＳＭ２で駆動され、回転数および、時計方向
または反時計方向のいずれか一方の回転方向が設定され
る。なお、駆動側モータ６Ａおよび従動側モータ６Ｂは
耐震構造を有する支持体でハウジング２に固定され、駆
動側モータ６Ａまたは従動側モータ６Ｂの回転に伴う振
動が測定系に混入することを防止する。

【００３１】このように、ギア噛合せ試験のパターン
は、駆動側モータ６Ａを所定の方向に回転させるととも
に、停止制御した従動側モータ６Ｂを負荷として噛合せ
試験を実行するパターン（Ｘ１）と、従動側モータ６Ｂ
を駆動側モータ６Ａと同じ方向に回転させるとともに、
停止制御した駆動側モータ６Ａを負荷として噛合せ試験
を実行するパターン（Ｘ２）の２種の試験パターンが存
在する。

【００３２】また、上記２種の試験パターンのそれぞれ
に、従動ギア４のギア幅の下側半幅と駆動ギア３を噛合
せるパターン（Ｙ１）と、従動ギア４のギア幅の上側半
幅と駆動ギア３を噛合せるパターン（Ｙ２）の２種の噛
合せパターンを組合せた４種の組合せパターンの全てに
ついて噛合せ試験を実施することにより、４種の全ての
組合せパターンが良品判定された場合にのみ良品と判定
し、４種の組合せパターンの内に１つでも不良判定がな
された場合には不良と判定する。

【００３３】なお、ギアの噛合せ試験は、駆動側モータ
６Ａが回転制御で従動ギア４が下側半幅噛合せの（Ｘ１
／Ｙ１）組合せパターン、駆動側モータ６Ａが回転制御
で従動ギア４が上側半幅噛合せの（Ｘ１／Ｙ２）組合せ
パターン、従動側モータ６Ｂが回転制御で従動ギア４が
下側半幅噛合せの（Ｘ２／Ｙ１）組合せパターン、およ
び従動側モータ６Ｂが回転制御で従動ギア４が上側半幅
噛合せの（Ｘ２／Ｙ２）組合せパターンの４種の組合せ
パターンで実行する。

【００３４】また、図１において、ギア噛合せ試験器１
は、一対の駆動ギア３と従動ギア４が回転することによ
り発生する振動を検出する振動センサ１０、振動センサ
１０が検出した電気的な振動信号Ｖ_O1を増幅するチャー
ジ増幅器１１、チャージ増幅器１１の出力信号Ｖ_O2を高
速フーリエ変換（ＦＦＴ）して信号処理するＦＦＴアナ
ライザ１２、駆動側モータ６Ａ、従動側モータ６Ｂ、調
整器５およびＦＦＴアナライザ１２の動作を制御する制
御装置１３を備える。

【００３５】上記４種の組合せパターンに対応して一対
の駆動ギア３および従動ギア４の振動に伴って発生する
振動は、例えばハウジング２の所定の位置に配置した振
動センサ１０で検出し、アナログの電気信号に変換され
た時間領域の振動信号Ｖ_O1が振動センサ１０からチャー
ジ増幅器１１に供給される。なお、振動センサ１０の配
置箇所はハウジング２に限らず、振動を大きく検出でき
る位置であればよい。

【００３６】チャージ増幅器１１で増幅された振動信号
Ｖ_O1の出力信号Ｖ_O2はＦＦＴアナライザ１２に供給さ
れ、まず時間領域の出力信号Ｖ_O2の所定時間のフレーム
毎の最大値が検出される。

【００３７】図３に振動の所定時間フレーム毎の時間領
域信号波形図を示す。図３において、各フレームＦ₁〜
Ｆ_Nは、例えばそれぞれ０．２秒に設定し、各フレーム
Ｆ₁〜Ｆ_Nの最大値を求める。この最大値は、定常的に混
入するノイズが存在しなければ、一対の駆動ギア３およ
び従動ギア４の傷や打痕に対応するので、後に述べる振
幅積分値と併せてギアの良品、不良品の判定に用いる。

【００３８】出力信号Ｖ_O2はＦＦＴアナライザ１２でフ
ーリエ変換され、所定時間フレーム毎の出力信号Ｖ_O2に
対応した周波数領域のパワースペクトラムを求め、この
パワースペクトラムを積分演算した積分値波形が表示さ
れる。

【００３９】図４に図３の各フレームに対応した周波数
領域のパワースペクトラム積分値波形図を示す。図４に
おいて、１フレ−ム（Ｆ₁）から任意のＮフレーム
（Ｆ_N）までのパワースペクトラム積分値波形と、Ｆ₁〜
Ｆ_Nまでのパワースペクトラム積分値の加算平均値波形
をフレームＦ_NAとして表示する。

【００４０】また、ＦＦＴアナライザ１２は、所定時間
フレームに対応した周波数領域の各フレーム（Ｆ₁〜
Ｆ_N）毎にパワースペクトラムのピーク値のみを記憶
し、第１フレーム（Ｆ₁）のパワースペクトラムに記憶
してあるピーク値をＦ_Nフレームまで順番に重畳してい
き、最終的にＦ_NPフレームのピークホールド・パワース
ペクトラム波形が表示される。

【００４１】図５に各フレームのパワースペクトラム・
ピーク値を第１フレームのパワースペクトラムに順番に
重畳したピークホールド・パワースペクトラム波形図を
示す。図５において、フレームが増加するにつれてパワ
ースペクトラムのピーク値が増加していくので、フレー
ムを増加することによって振動の大小を充分な有意差を
持って検出することができる。特に、任意のフレームＦ
_Nまでのピーク値を重畳したピークホールド・パワース
ペクトラムは、一対のギア（駆動ギア３および従動ギア
４）に傷や打痕があって発生する振動が大きな場合に
は、振動量に対応した大きな値を示す。

【００４２】図６に周波数領域のパワースペクトラム積
分平均値（Ｋ_A）とピークホールド・パワースペクトラ
ム値（Ｋ_P）特性図を示す。この２種類の特性は、一対
のギア（駆動３および従動ギア４）から発生される振動
が同じであっても、振動信号Ｖ_O1の信号処理によってギ
アの良品と不良品との有意差が大きく異なることを示
す。

【００４３】図６において、（ａ）図はパワースペクト
ラム積分値の加算平均値Ｋ_A、（ｂ）図はピークホール
ド・パワースペクトラム値（ピークホールド値）Ｋ_Pを
示す。（ａ）図の加算平均値Ｋ_Aでは、例えばギア良品
を示す加算平均値Ｋ_ANと、ギア不良品を示す加算平均値
Ｋ_A1、Ｋ_A2との有意差は小さく、特にギア不良品を示す
加算平均値Ｋ_A1はギア良品と判定されてしまうケースが
ある。

【００４４】（ｂ）図のピークホールド値Ｋ_Pでは、例
えばギア良品を示すピークホールド値Ｋ_PNと、ギア不良
品を示すピークホールド値Ｋ_P1、Ｋ_P2との有意差は大き
く、良品と不良品の判定が確実にできる。

【００４５】続いて、ＦＦＴアナライザ１２は、図５の
フレームＦ_Nまでのピーク値を重畳したピークホールド
・パワースペクトラムを所定の周波数範囲（例えば、３
７０Ｈｚ〜２ＫＨｚ）で積分した振動積分値Ｋを演算
し、ピークホールド加算回数Ｎを充分に増加して振動積
分値Ｋの収束値を求め、この収束値でギアの良品と不良
品を判定する。

【００４６】図７にピークホールド加算回数（Ｎ）に対
応したピークホールド値の振動積分値（Ｋ）の収束特性
図を示す。図７において、（ａ）図にギア不良品の振動
積分値（Ｋ）の収束特性、（ｂ）図にギア良品の振動積
分値（Ｋ）の収束特性を示す。

【００４７】（ａ）図において、ギア不良品の振動積分
値ＫのＨ１特性〜Ｈ５特性は、同じ一対のギアをそれぞ
れピークホールド加算回数Ｎを１回から２０回までの演
算処理を５回繰返したものであり、ピークホールド加算
回数Ｎが１〜１０回近傍まではばらつきがあるが、１５
回以上では一定の振動積分値Ｋ_O2に収束する。

【００４８】一方、（ｂ）図において、ギア良品の振動
積分値ＫのＧ１特性〜Ｇ５特性は、５回ともピークホー
ルド加算回数Ｎによる特性のばらつきはほとんどなく、
ピークホールド加算回数Ｎが１５回以上では演算処理５
回の繰返しに対して一定の振動積分値Ｋ_O1に収束する。

【００４９】このように、ギア良品の振幅積分値Ｋの収
束値Ｋ_O1およびギア不良品の収束値Ｋ_O2は、ピークホー
ルド加算回数Ｎを１５回以上（例えば、２０回）に設定
すれば、１回の演算処理で良否判定に採用することがで
きる。

【００５０】なお、ギア良品の振幅積分値Ｋの収束値
は、予め良品とみなされるギアの収束値Ｋ_O1を基準値と
して設定しておき、検査対象となる一対のギアの振幅積
分値Ｋの収束値Ｋ_ONと基準値Ｋ_O1と比較し、収束値Ｋ_ON
が基準値Ｋ_O1の上限値（Ｋ_O1＋ΔＫ）を超える（Ｋ_ON＞
Ｋ_O1＋ΔＫ）場合には不良品として判定する。

【００５１】一方、検査対象の一対のギアの振幅積分値
Ｋの収束値Ｋ_ONが基準値Ｋ_O1の許容範囲（Ｋ_O1±ΔＫ）
にある（Ｋ_O1−ΔＫ≦Ｋ_ON≦Ｋ_O1＋ΔＫ）場合には良品
として判定する。

【００５２】なお、基準値Ｋ_O1の設定はギアの振動音を
聴覚で判定する官能検査方法で決定してもよい。

【００５３】以上のように、図３〜図７のステップで４
種の組合せパターンについてのギアの検査を行ない、ギ
アの良品、不良品の判定を実行する。

【００５４】なお、検査対象となる一対のギアの不良判
定は、４種の組合せパターンの検査のうち１つでも不良
と判定されると検査を中止するが、良品判定は１つの組
合せパターンが良品と判定された場合には、次の組合せ
パターンについて振幅積分値の収束値を検出して良品判
定するまでの工程を繰返し、続いて３番目、４番目の組
合せパターンについても同様の工程を繰返して４つの組
合せパターン全てが良品と判定された場合にのみ検査を
終了する。

【００５５】ギアの良品または不良品の判定結果は、Ｆ
ＦＴアナライザ１２から出力される振動検出データＤ_O
に基づいて図示しない可聴表示器（ブザー等）または可
視表示器に表示してＮＯ／ＧＯ判定を行なうとともに、
必要に応じて振動検出データＤ_Oをプリントアウトする
よう構成する。

【００５６】図１に示す制御装置１３は、ギア噛合せ試
験器１の動作順序を制御するシーケンサ、動作を制御す
るコントローラ等を備え、シーケンサの手順に従って駆
動側モータ６Ａにモータ駆動信号ＳＭ１を供給して駆動
側モータ６Ａの回転数や回転方向を駆動制御するととも
に、モータ駆動信号ＳＭ２を従動側モータ６Ｂに供給し
て従動側モータ６Ｂを停止制御する（パターンＸ１）。
なお、モータの回転方向は、時計方向または反時計方向
のいずれか一方向に設定する。

【００５７】一方、従動側モータ６Ｂにモータ駆動信号
ＳＭ２を供給して従動側モータ６Ｂの回転数や回転方向
（駆動側モータ６Ａと同じ回転方向）を駆動制御すると
ともに、モータ駆動信号ＳＭ１を駆動側モータ６Ａに供
給して駆動側モータ６Ａを停止制御する（パターンＸ
２）。

【００５８】また、制御装置１３は、シーケンサの手順
に従って調整器５に調整信号ＳＡを供給して従動ギア４
の高さ位置を、従動ギア４のギア幅の下側半幅と駆動ギ
ア３が噛合うよう設定（パターンＹ１）したり、従動ギ
ア４のギア幅の上側半幅と駆動ギア３が噛合うよう設定
（パターンＹ２）する。

【００５９】シーケンサは、駆動側モータ６Ａの駆動制
御（パターンＸ１）と、従動ギア４のギア幅の下側半幅
と駆動ギア３の噛合せ（パターンＹ１）または従動ギア
４のギア幅の上側半幅と駆動ギア３の噛合せ（パターン
Ｙ２）との組合せパターン（Ｘ１／Ｙ１とＸ１／Ｙ
２）、および従動側モータ６Ｂの駆動制御（パターンＸ
２）と、従動ギア４のギア幅の下側半幅と駆動ギア３の
噛合せ（パターンＹ１）または従動ギア４のギア幅の上
側半幅と駆動ギア３の噛合せ（パターンＹ２）との組合
せパターン（Ｘ２／Ｙ１とＸ２／Ｙ２）との合計４つの
組合せパターンを予め設定した任意の順序で繰返し検査
をするための指令を発生する。

【００６０】また、シーケンサは４つの組合せパターン
（Ｘ１／Ｙ１、Ｘ１／Ｙ２、Ｘ２／Ｙ１およびＸ２／Ｙ
２）のそれぞれについて、図３〜図７に示すステップで
噛合せ検査を実行し、ギアの良品、不良品の判定を行な
うための指令を発生する。

【００６１】さらに、制御装置１３は、シーケンサの手
順に従ってＦＦＴアナライザ１２に複数の制御信号ＳＦ
を提供し、時間領域信号波形の表示、周波数領域のパワ
ースペクトラム積分値の演算および波形の表示、ピーク
ホールド値の振動積分値の演算等を制御する。

【００６２】このように、この発明に係るギアの噛合せ
検査方法をギア噛合せ試験器１に適用し、駆動側モータ
または従動側モータを駆動制御する２種のパターン（Ｘ
１、Ｘ２）と、一対のギアを噛合せる２種のパターン
（Ｙ１、Ｙ２）とを組合せた４つの組合せパターンにつ
いて発生する振動を、それぞれの組合せパターンにおけ
るピークホールドスペクトラムの振動積分値で検出し、
さらに振動積分値の収束値を求め、良否判定を繰返すこ
とにより、車両の走行に近い状態を再現してギアに生じ
る小さな傷や打痕を高感度、かつ高精度に検出すること
ができる。

【００６３】次に、この発明に係るギアの噛合せ検査方
法の実行フローについて説明する。まず、組合せパター
ンの実行フローについて説明し、続いて、各組合せパタ
ーンの細部実行フローについて説明する。図８にこの発
明に係るギアの噛合せ検査方法の組合せパターンの実行
フロー図、図９にこの発明に係るギアの噛合せ検査方法
の要部ステップ実行フロー図を示す。なお、図８では
（Ｘ１／Ｙ１）組合せパターン→（Ｘ１／Ｙ２）組合せ
パターン→（Ｘ２／Ｙ１）組合せパターン→（Ｘ２／Ｙ
２）組合せパターンの実行順序で検査を行なう場合の実
行フローについて説明するが、組合せパターンの実行順
序は任意に設定することもできる。

【００６４】図８において、ステップＳ１では、駆動側
モータ６Ａを回転制御し、従動側モータ６Ｂを停止制御
して駆動ギア３を回転させ、従動ギア４と従動側モータ
６Ｂを負荷（パターンＸ１）としたものに、従動ギア４
の下側ギア半幅と駆動ギア３の噛合せ（Ｙ１パターン）
た組合せパターン（Ｘ１／Ｙ１パターン）で、振動を検
出して振動積分値の収束値Ｋ_ONを求める一連の検査を実
行する。

【００６５】次に、ステップＳ２において、振動積分値
の収束値Ｋ_ONと基準値Ｋ_O1とを比較し、収束値Ｋ_ONが基
準値Ｋ_O1を超えるか否かの良否判定を行ない、Ｘ１／Ｙ
１パターンが良品と判定された場合にはステップＳ３に
移行して２番目の組合せパターン（Ｘ１／Ｙ２パター
ン）の検査フローを実行する。一方、不良品と判定され
た場合にはステップＳ１０に移行し、不良品の判定を行
なって検査を終了する。

【００６６】ステップＳ３では、駆動側モータ６Ａを回
転制御し、従動側モータ６Ｂを停止制御して駆動ギア３
を回転させ、従動ギア４と従動側モータ６Ｂを負荷（パ
ターンＸ１）としたものに、従動ギア４の上側ギア半幅
と駆動ギア３の噛合せ（Ｙ２パターン）た組合せパター
ン（Ｘ１／Ｙ２パターン）で、再度振動を検出して振動
積分値の収束値Ｋ_ONを求めるまでの一連の検査を実行す
る。

【００６７】続いて、ステップＳ４ではステップＳ２と
同様に、Ｘ１／Ｙ２パターンの良否判定を行ない、良品
の場合にはステップＳ５に移行する。一方、不良品と判
定された場合にはステップＳ１０を介して検査を終了す
る。

【００６８】ステップ５では、従動側モータ６Ｂを回転
制御し、駆動側モータ６Ａを停止制御して従動ギア４を
回転させ、駆動ギア３と駆動側モータ６Ａを負荷（パタ
ーンＸ２）としたものに、従動ギア４の下側ギア半幅と
駆動ギア３の噛合せ（Ｙ１パターン）た組合せパターン
（Ｘ２／Ｙ１パターン）で、振動を検出して振動積分値
の収束値Ｋ_ONを求める一連の検査を実行する。

【００６９】ステップＳ６において、Ｘ２／Ｙ１パター
ンの良否判定を行ない、良品の場合にはステップＳ７に
移行し、不良品と判定された場合にはステップＳ１０を
介して検査を終了する。

【００７０】続いて、ステップＳ７では、従動側モータ
６Ｂを回転制御し、駆動側モータ６Ａを停止制御して従
動ギア４を回転させ、駆動ギア３と駆動側モータ６Ａを
負荷（パターンＸ２）としたものに、従動ギア４の上側
ギア半幅と駆動ギア３の噛合せ（Ｙ２パターン）た組合
せパターン（Ｘ２／Ｙ２パターン）で、振動を検出して
振動積分値の収束値Ｋ_ONを求める一連の検査を実行す
る。

【００７１】ステップＳ８において、Ｘ２／Ｙ２パター
ンの良否判定を行ない、良品の場合にはステップＳ９で
最終的な良品が行なわれるとこの検査対象となった一対
のギアは良品と判定されて検査が終了する。一方、不良
品と判定された場合にはステップＳ１０を介して検査を
終了する。

【００７２】次に、各組合せパターンのギアの噛合せ検
査方法の要部実行フローについて説明する。図９におい
て、４つの各組合せパターン（Ｘ１／Ｙ１、Ｘ１／Ｙ
２、Ｘ２／Ｙ１、Ｘ２／Ｙ２）は、検査の順序によって
ステップＰ１〜Ｐ１２の一部を含まない場合や同一ステ
ップでも状態が異なる場合があるが、基本的にはステッ
プＰ１〜ステップＰ８までのフローを共通に実行する。

【００７３】最初の組合せパターン（Ｘ１／Ｙ１パター
ン）は、ステップＰ１で駆動ギア３および従動ギア４を
それぞれマンドレルクランプ１４Ａ、１４Ｂにセットす
る点が、他の３つの組合せパターンと異なる。

【００７４】最初の組合せパターン（Ｘ１／Ｙ１パター
ン）の検査フローにおいて、ステップＰ１では、検査対
象となる一対の駆動ギア３と従動ギア４をギア噛合せ試
験器１のマンドレルクランプ１４Ａ、１４Ｂにそれぞれ
セットし、シーケンサの制御に基づいて駆動側モータ６
Ａを駆動制御し、従動側モータ６Ｂを停止制御させ（Ｘ
１パターン）る制御状態に設定する。

【００７５】次に、ステップＰ２では、シーケンサの制
御に基づいて調整器５が従動ギア４の高さを調整して従
動ギア４の下側ギア半幅と駆動ギア３を噛合せ（Ｙ１パ
ターン）た後、組合せパターン（Ｘ１／Ｙ１）で駆動ギ
ア３を回転させ、従動ギア４および従動側モータ６Ｂを
負荷とする。続いて、ステップＰ３で、駆動ギア３の所
定の回転方向（例えば、時計回り回転）により発生する
振動を振動センサ１０で検出する。

【００７６】ステップＰ４において、振動センサ１０で
検出された振動は、電気的な振動信号Ｖ_O1に変換されて
チャージ増幅器１１を介し、ＦＦＴアナライザ１２で所
定時間を１フレームとする複数フレームからなる時間領
域の振幅波形で表示され、振幅最大値が検出される。

【００７７】次に、ステップＰ５では、ステップＰ４の
複数フレームからなる時間領域の振幅波形が高速フーリ
エ変換（ＦＦＴ）され、時間領域の各フレームに対応し
た周波数領域のパワースペクトラムが演算され、さらに
パワースペクトラムの積分値が演算される。

【００７８】続いて、ステップＰ６において、各フレー
ムのパワースペクトラム最大値が検出されて記憶され、
第１フレームのパワースペクトラムに第２フレーム以降
のパワースペクトラム最大値を重畳したピークホールド
・パワースペクトラム値が演算される。

【００７９】さらに、ステップＰ７では、ピークホール
ド・パワースペクトラム値を所定周波数範囲で積分した
振幅積分値が演算され、ピークホールド加算回数Ｎを複
数回繰り返して振幅積分値の収束値Ｋ_O2が算出される。

【００８０】ステップＰ８では、振幅積分値の収束値Ｋ
_O2と、予め設定された良品に対応した収束値の基準値Ｋ
_O1とが比較され、収束値Ｋ_O2が基準値Ｋ_O1を超える（Ｋ
_O2＞Ｋ_O1）場合にはステップＰ９に移行して不良品と判
定され、一方、収束値Ｋ_O2が基準値Ｋ_O1以下（Ｋ_O2≦Ｋ
_O1）の場合にはＸ１／Ｙ１パターンは良品と判定され、
駆動ギア３が一旦停止（図示せず）された後にステップ
Ｐ２移行して２番目の組合せパターン（Ｘ１／Ｙ２パタ
ーン）に設定される。

【００８１】ステップＰ９でＸ１／Ｙ１パターンが不良
品と判定されると、ステップＰ１１でギアの回転を停止
させ、ステップＰ１２でギアを外して検査を終了する。

【００８２】ステップＰ２に移行して２番目の組合せパ
ターン（Ｘ１／Ｙ２パターン）に設定のため、シーケン
サの制御に基づいて調整器５を駆動して従動ギア４の上
側ギア半幅と駆動ギア３の噛合せ（Ｙ２パターン）、駆
動ギア３を回転させ、従動ギア４および従動側モータ６
Ｂを負荷としたＸ１／Ｙ２パターンでステップＰ３〜ス
テップＰ８の検査フローを繰返す。

【００８３】ステップＰ８でＸ１／Ｙ２パターンが良品
と判定された場合には、駆動ギア３が一旦停止（図示せ
ず）された後にステップＰ１を介してステップＰ２に移
行して３番目の組合せパターン（Ｘ２／Ｙ１パターン）
に設定される。

【００８４】一方、ステップＰ８でＸ１／Ｙ２パターン
が不良品と判定された場合には、Ｘ１／Ｙ１パターンが
不良品の場合と同様にステップＰ９〜ステップＰ１２を
介して検を査終了する。

【００８５】シーケンサの制御に基づいて調整器５を駆
動して従動ギア４の下側ギア半幅と駆動ギア３の噛合
せ、かつ従動側モータ６Ｂを駆動制御するとともに、駆
動側モータ６Ａを停止制御した３番目の組合せパターン
（Ｘ２／Ｙ１パターン）を設定し、２番目の組合せパタ
ーン（Ｘ１／Ｙ２パターン）と同様な検査フローが実行
される。

【００８６】４番目の組合せパターン（Ｘ２／Ｙ２パタ
ーン）では、ステップＰ３〜ステップＰ８が実行された
後、ステップＰ８でＸ２／Ｙ２パターンが良品判定され
ると、ステップＰ１０で１番目から４番目までの全ての
組合せパターンが良品と判定され、ステップＰ１１でギ
アの回転を停止させ、ステップＰ１２でギアを外して検
査を終了する。

【００８７】このように、この発明に係るギアの組合せ
検査方法は、４つの組合せパターンの全てについて順番
に噛合せ検査を行ない、検査対象のギアの良品または不
良品を判定することが可能となり、ギア端面に小さな傷
や打痕があっても正確に検出することができる。

【００８８】

【発明の効果】以上説明したように、この発明に係るギ
アの噛合せ検査方法は、駆動ギアおよび従動ギアのそれ
ぞれを独立して回転させる駆動側モータと従動側モータ
とを設け、駆動側モータを回転制御するとともに、従動
側モータを停止制御して検査を実行するパターン（Ｘ
１）と、この検査結果が良と判定された場合にのみ、従
動側モータを回転制御するとともに、駆動側モータを停
止制御して検査を実行するパターン（Ｘ２）と、を備え
たので、停止された側のモータを負荷とすることができ
るので、車両の走行に近い状態を再現してギアの不良品
を確実に判定することができる。

【００８９】また、この発明に係るギアの噛合せ検査方
法は、従動ギアのギア半幅の一方を駆動ギアに噛合せて
検査を実行するパターン（Ｙ１）と、この検査結果が良
と判定された場合にのみ、従動ギアをトラバースさせて
ギア半幅の他方を駆動ギアに噛合せて検査を実行するパ
ターン（Ｙ２）と、を備えたので、中央噛合では検出し
にくいギア端面の小さな傷や打痕を正確に検出でき、ギ
アの良品または不良品の選別を精度よく実行することが
できる。

【００９０】さらに、各パターン（Ｘ１とＸ２、Ｙ１と
Ｙ２）を組合せた４通りの組合せパターン（Ｘ１／Ｙ
１、Ｘ１／Ｙ２、Ｘ２／Ｙ１、Ｘ２／Ｙ２）は、それぞ
れ以下のステップに従って一対のギアの良否を判定する
ので、小さな傷や打痕を振幅積分値の収束値として高感
度に検出することができる。 ステップ１：駆動側モータおよび従動側モータの制御状
態を設定する。 ステップ２：駆動ギアおよび従動ギアの噛合せを設定
し、モータを回転させる。 ステップ３：ギアの回転に伴って発生する振動を振動セ
ンサで検出する。 ステップ４：振動センサが検出した振動を予め設定した
所定時間のフレーム毎に時間領域の電気信号で表示し、
振幅の最大値を求める。 ステップ５：時間領域の各フレーム毎の電気信号を高速
フーリエ変換（ＦＦＴ）して周波数領域のパワースペク
トラムを求めた後、このパワースペクトラムを積分演算
したパワースペクトラム積分値を算出して表示する。 ステップ６：各フレームのパワースペクトラムのピーク
値のみを記憶し、各フレームのパワースペクトラム・ピ
ーク値を第１フレームのパワースペクトラムに順番に重
畳したピークホールド・パワースペクトラム値を得る。 ステップ７：ステップ６で得られたピークホールド・パ
ワースペクトラム値を所定周波数範囲で積分演算し、ピ
ークホールド積分値を求める。 ステップ８：ピークホールド加算回数Ｎを増加してピー
クホールド積分値の収束値を演算する。 ステップ９：ステップ８で演算したピークホールド積分
値の収束値と、予め設定した基準収束値とを比較してギ
アの良否を判定する。

【００９１】よって、車両の走行に近い状態を再現して
ギアの傷や打痕を高感度で精度よく検出し、良品もしく
は不良品を判定するギアの噛合せ検査方法を提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係るギアの噛合せ検査方法を適用し
たギア噛合せ試験器の全体構成図

【図２】この発明に係るギアの噛合せ検査方法を適用し
たギア噛合せ試験器の構造図

【図３】振動の所定時間フレーム毎の時間領域信号波形
図

【図４】図３の各フレームに対応した周波数領域のパワ
ースペクトラム積分値波形図

【図５】各フレームのパワースペクトラム・ピーク値を
第１フレームのパワースペクトラムに順番に重畳したピ
ークホールド・パワースペクトラム波形図

【図６】周波数領域のパワースペクトラム積分平均値
（Ｋ_A）とピークホールド・パワースペクトラム値
（Ｋ_P）特性図

【図７】ピークホールド加算回数（Ｎ）に対応したピー
クホールド値の振動積分値（Ｋ）の収束特性図

【図８】この発明に係るギアの噛合せ検査方法の組合せ
パターンの実行フロー図

【図９】この発明に係るギアの噛合せ検査方法の要部ス
テップ実行フロー図

【符号の説明】

１…ギア噛合せ試験器、２…ハウジング、３…駆動ギ
ア、４…従動ギア、５…調整器、６Ａ…駆動側モータ、
６Ｂ…従動側モータ、７Ａ，７Ｂ，８Ａ，８Ｂ…プー
リ、９Ａ，９Ｂ…ベルト、１０…振動センサ、１１…チ
ャージ増幅器、１２…ＦＦＴアナライザ、１３…制御装
置、Ｄ_O…振動検出データ、Ｋ，Ｋ_O1，Ｋ_O2…振動積分
値、Ｋ_A…パワースペクトラム積分平均値、Ｋ_P…ピーク
ホールド・パワースペクトラム値、Ｖ_O1…振動信号。

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動ギアと従動ギアからなる一対のギア
   を噛合せて回転させ、前記一対のギアから発生する振動
   を検出して良否を判定するギアの噛合せ検査方法におい
   て、 前記駆動ギアおよび前記従動ギアのそれぞれを独立して
   回転させる駆動側モータと従動側モータとを設け、前記
   駆動側モータを回転制御するとともに、前記従動側モー
   タを停止制御して検査を実行するパターン（Ｘ１）と、
   この検査結果が良と判定された場合にのみ、前記従動側
   モータを回転制御するとともに、前記駆動側モータを停
   止制御して検査を実行するパターン（Ｘ２）と、を備え
   たことを特徴とするギアの噛合せ検査方法。
2. 【請求項２】 前記各パターン（Ｘ１、Ｘ２）には、前
   記従動ギアのギア半幅の一方を前記駆動ギアに噛合せて
   検査を実行するパターン（Ｙ１）と、この検査結果が良
   と判定された場合にのみ、前記従動ギアをトラバースさ
   せてギア半幅の他方を前記駆動ギアに噛合せて検査を実
   行するパターン（Ｙ２）と、を備えたことを特徴とする
   請求項１記載のギアの噛合せ検査方法。
3. 【請求項３】 前記各パターン（Ｘ１とＸ２、Ｙ１とＹ
   ２）を組合せた４通りの組合せパターン（Ｘ１／Ｙ１、
   Ｘ１／Ｙ２、Ｘ２／Ｙ１、Ｘ２／Ｙ２）は、それぞれ以
   下のステップに従って前記一対のギアの良否を判定する
   ことを特徴とする請求項２記載のギアの噛合せ検査方
   法。 ステップ１：駆動側モータおよび従動側モータの制御状
   態を設定する。 ステップ２：駆動ギアおよび従動ギアの噛合せを設定
   し、モータを回転させる。 ステップ３：ギアの回転に伴って発生する振動を振動セ
   ンサで検出する。 ステップ４：振動センサが検出した振動を予め設定した
   所定時間のフレーム毎に時間領域の電気信号で表示し、
   振幅の最大値を求める。 ステップ５：時間領域の各フレーム毎の電気信号を高速
   フーリエ変換（ＦＦＴ）して周波数領域のパワースペク
   トラムを求めた後、このパワースペクトラムを積分演算
   したパワースペクトラム積分値を算出して表示する。 ステップ６：各フレームのパワースペクトラムのピーク
   値のみを記憶し、各フレームのパワースペクトラム・ピ
   ーク値を第１フレームのパワースペクトラムに順番に重
   畳したピークホールド・パワースペクトラム値を得る。 ステップ７：ステップ６で得られたピークホールド・パ
   ワースペクトラム値を所定周波数範囲で積分演算し、ピ
   ークホールド積分値を求める。 ステップ８：ピークホールド加算回数Ｎを増加してピー
   クホールド積分値の収束値を演算する。 ステップ９：ステップ８で演算したピークホールド積分
   値の収束値と、予め設定した基準収束値とを比較してギ
   アの良否を判定する。