JP6763675B2 - ギアユニットのエンドプレー測定方法およびエンドプレー測定装置 - Google Patents

Description

この発明は、鉄道車両等に使用される輪軸のギアユニットを構成する歯車のエンドプレー値（軸方向の遊び）を測定するのに利用して有効なエンドプレー測定方法およびエンドプレー測定装置に関するものである。

鉄道車両の輪軸には、モータの回転力を減速して輪軸へ伝達するため、大歯車と小歯車を内蔵したギアユニットと呼ばれる回転伝達装置が設けられている。かかるギアユニットにおいては、図１２（Ａ）に示すように、大歯車９５が円錐コロ軸受け９４を介して回転軸９２に装着されている。円錐コロ軸受け９４には、滑らかな回転を保証するためエンドプレー値が設けられており、エンドプレー値が小さいとコロが外輪に押し付けられることで焼付けが発生するおそれがある一方、エンドプレー値が大きいと軸受け内でコロが大きく動いてコロが損傷するおそれがある。

そのため、円錐コロ軸受けには適正なエンドプレー値が必要であり、ギアユニットのケースと大歯車との間に、円環状の薄板からなる間隙調整用のシムを挿入してエンドプレー値を調整することが行われている。また、車両の走行に伴ってコロ等に摩耗が発生してエンドプレー値が変化することがあるので、定期的にエンドプレー値を測定し、エンドプレー値が適正な範囲から外れると、例えばシムの厚みや枚数を調整することでエンドプレー値を適正な範囲に入れる調整作業が必要になる。なお、以下の説明において、ギアユニット内の大歯車のエンドプレー値は円錐コロ軸受けのエンドプレー値と等価である。

従来、ギアユニットのエンドプレー値を測定するエンドプレー測定方法およびエンドプレー測定装置に関する発明としては、例えば特許文献１に開示されているものがある。
特許文献１に開示されているエンドプレー測定装置は、ギアユニットを回転軸が水平方向になるようにしてテーブル上に配置し、ギアユニットの少なくとも一部がテーブルの面と非接触になるように、回転軸を水平方向に維持した状態で上昇させて回転軸を固定し、回転軸の軸方向であってギアケースの一方側から他方側の方向へ向けてギアケースに荷重を加えたときのギアケースの第一の位置と、回転軸の軸方向でギアケースの他方側から一方側の方向にギアケースに荷重を加えたときのギアケースの第二の位置との相対的な移動量からテーパローラ軸受（円錐コロ軸受け）のエンドプレー値を検出するというものである。

特開２００４−０１１８９２号公報

特許文献１の発明に係わるギアユニットのエンドプレー値の測定方法は、輪軸をテーブルに固定してギアユニットを輪軸にぶら下げた状態でギアケースに荷重を印加してギアケースを軸方向左右に移動させてエンドプレー値を検出するというものである。しかしながら、鉄道車両に使用されるギアユニットは、数１０ｋｇもの重量を有するため、特許文献１のように、ギアユニットを輪軸にぶら下げた状態でギアケースを軸方向左右に移動させてエンドプレー値を検出する方法では、ギアユニットの重量で輪軸の中心と大歯車の中心とがずれてしまうので、精度の高いエンドプレー測定値が得られないという課題があることを見出した。

本発明はこのような課題を解決するためになされたもので、エンドプレー値の測定を高精度で行うことができるギアユニットのエンドプレー測定方法およびエンドプレー測定装置を提供することを目的とするものである。

上記課題を達成するため、本出願の第１の発明は、
円錐コロ軸受けを介して回転軸に歯車が装着されているギアユニットにおける前記歯車のエンドプレー値を測定するエンドプレー測定方法において、
前記回転軸が水平方向になるように前記回転軸の両端部を、少なくとも軸方向移動可能に支持する回転軸支持工程と、
前記回転軸に垂下された状態の前記ギアユニットを昇降させて昇降量を測定し、測定結果に応じて前記ギアユニットを変位させて前記歯車の中心を前記回転軸の中心に一致させる歯車芯出し工程と、
前記歯車の中心を前記回転軸の中心に一致させた状態で前記ギアユニットを移動不能に固定するギアユニット固定工程と、
前記ギアユニットを固定した状態で前記回転軸に対してその軸方向に荷重を印加して前記回転軸を変位させ軸方向変位量を計測する変位量計測工程と、
を含み、
前記歯車芯出し工程は、
前記回転軸に垂下された状態の前記ギアユニットを上昇させて上昇量を測定するギアユニット上昇量測定工程と、
最上昇位置から前記上昇量の２分の１の量だけ下がった位置に前記ギアユニットを変位させるギアユニット位置合わせ工程と、
を含むようにしたものである。
上記方法によれば、回転軸の中心とギアユニット内の歯車の中心とが一致した状態で回転の軸方向変位量を測定するので、高い精度でギアユニットのエンドプレー値を測定することができる。

また、前記歯車芯出し工程は、前記回転軸に垂下された状態の前記ギアユニットを上昇させて上昇量を測定するギアユニット上昇量測定工程と、最上昇位置から前記上昇量の２分の１の量だけ下がった位置に前記ギアユニットを変位させるギアユニット位置合わせ工程と、を含むので、比較的簡単な手順で短時間にギアユニット内の歯車の芯出しを行うことができる。

さらに、望ましくは、前記変位量計測工程は、
前記回転軸に対してその軸方向に一方の側から他方の側へ荷重を印加して前記回転軸を変位させ軸方向変位量を計測する第１変位量計測工程と、
前記回転軸に対してその軸方向に前記他方の側から前記一方の側へ荷重を印加して前記回転軸を変位させ軸方向変位量を計測する第２変位量計測工程と、
を含むようにする。
これにより、より確実にギアユニットのエンドプレー値を測定することができる。

本出願の第２の発明は、
円錐コロ軸受けを介して回転軸に歯車が装着されているギアユニットにおける前記歯車のエンドプレー値を測定するエンドプレー測定装置において、
前記回転軸が水平方向になるように前記回転軸の両端部を、少なくとも軸方向移動可能に支持する一対の回転軸支持手段と、
前記ギアユニットの一部に接触して前記ギアユニットを昇降可能なギアユニット昇降手段と、
前記ギアユニット昇降手段による前記ギアユニットの昇降量を測定可能な昇降量測定手段と、
前記ギアユニットのケースを挟持して固定可能なギアユニット固定手段と、
前記回転軸に対してその軸方向に一方の側から他方の側へ荷重を印加可能な第１荷重印加手段と、
前記回転軸に対してその軸方向に前記他方の側から前記一方の側へ荷重を印加可能な第２荷重印加手段と、
前記第１荷重印加手段と前記第２荷重印加手段によりそれぞれ荷重を印加した際における前記回転軸の軸方向変位量を計測可能な計測手段と、
を備え、
前記一対の回転軸支持手段は、前記回転軸の端部を前後および左右に移動可能に支持する支持テーブルと、移動した前記支持テーブルを初期位置に復帰させる方向へ付勢する復元手段とを有するように構成したものである。

第２の発明に係るエンドプレー測定装置によれば、昇降量を測定可能な昇降量測定手段とギアユニットのケースを挟持して固定可能なギアユニット固定手段とを備えるため、測定されたギアユニットの上昇量に基づいて最上昇位置から上昇量の２分の１の量だけ下がった位置にギアユニットを変位させ固定してからエンドプレー値の測定を行うことで、回転軸の中心とギアユニット内の歯車の中心とが一致した状態で回転の軸方向変位量を測定することができ、これにより高い精度でギアユニットのエンドプレー値を測定することができる。

また、前記一対の回転軸支持手段は、前記回転軸の端部を前後および左右に移動可能に支持する支持テーブルと、移動した前記支持テーブルを初期位置に復帰させる方向へ付勢する復元手段とを有するので、測定対象物をエンドプレー測定装置にセットする際に、所定の位置からずれた状態でセットしても自動的に所定位置に移動させることができ、重量が大きい測定対象物であっても容易に位置合わせを行うことができる。

また、望ましくは、前記一対の回転軸支持手段は、
前記支持テーブルの下面に設けられて該支持テーブルを前後左右に移動可能に支持する複数個のフリーボールベアリングと、
軸心が前記回転軸の軸心と平行をなすように前記支持テーブルの上面に設けられて前記回転軸の端部を支持可能な一対または複数対の支持ローラと、
を有するように構成する。
これにより、容易に入手することができる部品を用いて測定対象物をエンドプレー測定装置の所定位置にセットさせる機構を構成することができるため、かかる機構を設けることに伴い発生するコストアップを抑制することができる。

さらに、望ましくは、前記ギアユニット固定手段は、前記一対の回転軸支持手段により前記回転軸の両端部を支持した状態で前記ギアユニットの側方に位置する第１状態と、前記ギアユニットの側方に位置しない第２状態とに変換可能に構成する。
かかる構成によれば、測定対象物をエンドプレー測定装置にセットする際に、測定対象物の回転軸から大きくはみ出しているギアユニットが、測定装置を構成する部品としてのギアユニット固定手段に接触して部品が損傷する事故が発生するのを防止することができる。

本発明によれば、鉄道車両等に使用されるギアユニットを構成する歯車のエンドプレー値の測定を高精度で行うことができるという効果がある。

本発明に係るエンドプレー測定装置の一実施形態を示す正面図である。 実施形態に係るエンドプレー測定装置の平面図である。 実施形態に係るエンドプレー測定装置を構成する大歯車芯出し兼ギアケース固定ユニットの構成を示す正面図である。 実施形態に係るエンドプレー測定装置を構成する大歯車芯出し兼ギアケース固定ユニットの構成を示す平面図である。 （Ａ），（Ｂ）は実施形態に係るエンドプレー測定装置を構成する大歯車芯出し兼ギアケース固定ユニットの構成を示す左側面図および右側面図である。 （Ａ），（Ｂ）は実施形態のエンドプレー測定装置を構成する計測ユニットの構成を示す正面図および平面図である。 （Ａ），（Ｂ）は実施形態のエンドプレー測定装置を構成する加圧ユニットおよび支持テーブルユニットの構成を示す正面図および平面図である。 実施形態のエンドプレー測定装置を構成する加圧ユニットの構成を示す側面図である。 実施形態のエンドプレー測定装置を構成する支持テーブルユニットの構成を示す側面図である。 （Ａ），（Ｂ）は実施形態のエンドプレー測定装置を構成する支持テーブルユニットの構成を示す平面説明図および断面側面図である。 実施形態のエンドプレー測定装置を用いた測定の作業手順を示すフローチャートである。 （Ａ），（Ｂ）は測定対象のギアユニットの構造の概略を示す断面図および側面図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明に係るエンドプレー測定装置を鉄道車両の輪軸に装着されたギアユニットを構成する大歯車のエンドプレー値を測定する装置に適用した場合の実施形態について説明する。
図１および図２は、ギアユニットのエンドプレー測定装置の全体構成を示す正面図および平面図である。

図１および図２に示すように、本実施形態のエンドプレー測定装置１０は、両端部に一対の車輪９１Ａ，９１Ｂを備える回転軸９２の一方の車輪９１Ｂの近傍にギアユニット９３が取り付けられている輪軸９０を、軸両端で支持する一対の支持台１１Ａ，１１Ｂを備える。
ギアユニット９３は、図１２（Ａ）に示すように、円錐コロ軸受け９４を介して回転軸９２に装着された大歯車９５と、該大歯車９５と噛み合う小歯車９６と、該小歯車９６を支承する円錐コロ軸受け９７と、これらを囲繞するケース９８とを備え、小歯車の回転軸９９に図示しないモータの回転力が入力され、大歯車９５を介して回転軸９２に回転力が伝達されるように構成されている。図１２（Ｂ）は、ギアユニット９３を側方から見た図であり、符号９８Ａが付されているのは、ギアユニット９３を図示しない車両の台車に固定するための固定用アームである。

また、本実施形態のエンドプレー測定装置１０は、上記支持台１１Ａ，１１Ｂ間のほぼ中央に配置され大歯車の芯出しを行うとともに一対のアームでギアユニット９３のケース９８を前後から挟持して固定するための大歯車芯出し兼ギアケース固定ユニット２０と、該大歯車芯出し兼ギアケース固定ユニット２０と上記支持台１１Ａと間に車輪９１Ａの裏面に対向するように配置され車輪９１Ａすなわち回転軸９２の移動量を測定可能な計測ユニット３０とを備える。なお、回転軸９２の移動量は、後に説明するように、ギアユニット９３内の大歯車９５（円錐コロ軸受け９４）のエンドプレー値に対応する。
そして、上記支持台１１Ａ，１１Ｂと、大歯車芯出し兼ギアケース固定ユニット２０と、計測ユニット３０は、鉄鋼のような剛性の高い材料で形成された上面視矩形状をなす基台７０上に、それぞれボルト等で強固に固定されている。

また、基台７０には、測定対象の輪軸９０をクレーン等で釣り上げて測定装置の上方から降ろしたり、測定後に輪軸９０を上方へ持ち上げたりする際に、一対の車輪９１Ａ，９１Ｂの外側面を誘導するための車軸方向ガイド部材６１Ａ，６１Ｂおよび６２Ａ，６２Ｂが、鉛直方向に沿って立設されている。そして、車軸方向ガイド部材６１Ａ，６１Ｂおよび６２Ａ，６２Ｂの装置中央側の側辺の上端には、図１に示すように、誘導用のテーパ６１ａ，６１ｂおよび６２ａ，６２ｂが形成されている。
また、上記支持台１１Ａ（１１Ｂ）上には、輪軸９０の回転軸９２の端部に対応して、一対のレール方向ガイド片６３ａ，６３ｂ（６４ａ，６４ｂ）および車軸方向ガイド片６３ｃ（６４ｃ）を有する搬入搬出ガイド部材６３（６４）が設けられている。ガイド片６３ａ，６３ｂ，６３ｃ（６４ａ，６４ｂ，６４ｃ）はそれぞれ下部が互いに近づく方向へ向かって傾斜するように形成されている。なお、搬入搬出ガイド部材６３（６４）は、図２においては図示が省略されている。

さらに、本実施形態のエンドプレー測定装置１０は、上記支持台１１Ａ，１１Ｂ上にそれぞれ設けられ、回転軸９２の外側から内側へ向かって回転軸９２に軸方向の荷重を印加するための加圧ユニット４０Ａ，４０Ｂと、同様に上記支持台１１Ａ，１１Ｂ上にそれぞれ設けられ、回転軸９２の両端を支持する支持テーブルユニット５０Ａ，５０Ｂとを備える。
以下、上記各ユニットの機能、構成および作用について順次詳しく説明する。
図３〜図５は、エンドプレー測定装置１０を構成する上記大歯車芯出し兼ギアケース固定ユニット２０の詳細な構成を示す正面図、平面図および左右の側面図である。なお、図３〜図５においては、図１に示されている大歯車芯出し兼ギアケース固定ユニット２０を右側方から見た方向を正面としている。

図３〜図５に示すように、本実施形態における大歯車芯出し兼ギアケース固定ユニット２０は、基台７０上に立設された４本の支持脚２１Ａ〜２１Ｄと、該支持脚２１Ａ〜２１Ｄの上下方向ほぼ中央にて各支持脚２１Ａ〜２１Ｄに跨って固定された固定プレート２２と、支持脚２１Ａ〜２１Ｄで囲まれた空間内で上下可能に設けられた可動ステージ２３とを備える。
支持脚２１Ａ，２１Ｂと支持脚２１Ｃ，２１Ｄの外側面にはそれぞれ上下方向のスライドレール２４Ａ，２４Ｂと２４Ｃ，２４Ｄが設けられ、可動ステージ２３の左右両端には上記スライドレール２４Ａ，２４Ｂと２４Ｃ，２４Ｄに沿ってそれぞれ上下動するスライドプレート２５Ａ，２５Ｂが装着されている。

また、支持脚２１Ａと２１Ｂの上端には内側へ向かって張り出す支持プレート２６が固着され、該支持プレート２６と上記可動ステージ２３との間にはボールネジなどからなる芯出し用ジャッキ２７が介挿されている。２７ａは該芯出し用ジャッキ２７の操作ハンドルであり、操作ハンドル２７ａを時計回りまたは反時計回りに回すことにより、可動ステージ２３を昇降させることができるように構成されている。
さらに、上記スライドプレート２５Ａには、図５（Ａ）に示すように、支軸２８ａによって約９０度の範囲で回動可能に作動アーム２８ｂが取り付けられ、該作動アーム２８ｂの先端にボールネジなどからなるクランプ用ジャッキ２８ｃ（図４参照）が設けられている。

これとともに、反対側のスライドプレート２５Ｂには、図５（Ｂ）に示すように、水平方向後方へ突出する固定アーム２８ｅと該固定アーム２８ｅの先端に固着された垂直方向に長いクランプロッド２８ｆが設けられている。このクランプロッド２８ｆは、当該エンドプレー測定装置１０に測定対象の輪軸９０が載置された際に、ギアユニット９３のケース９８の側面に対向する位置に来るように配設されている。
図３および図４において、符号２８ｄで示されているのは上記クランプ用ジャッキ２８ｃの操作ハンドルであり、該操作ハンドル２８ｄを時計回りまたは反時計回りに回すことにより、クランプ用ジャッキ２８ｃ先端のクランプブロック２８ｇ（図４参照）を上記クランプロッド２８ｆに向かって前後進させることができるように構成されている。従って、上記クランプ用ジャッキ２８ｃと、操作ハンドル２８ｄと、クランプブロック２８ｇと、クランプロッド２８ｆとが、ギアユニット９３のケース９８を挟持するためのクランプ装置２８として機能する。

なお、上記のように、作動アーム２８ｂを支軸２８ａによって約９０度の範囲で回動可能に設けているのは、クレーンにより測定対象の輪軸９０を移動してエンドプレー測定装置１０に載置する際に、輪軸９０を構成するギアユニット９３や車輪９１Ｂがクランプ装置２８に衝突しないように回避するためである。
さらに、特に限定されるものではないが、上記可動ステージ２３と上記固定プレート２２との間には、芯出し用ジャッキ２７により可動ステージ２３を上昇させる際に、補助力を付与する圧縮バネ２９Ａ，２９Ｂ（図３参照）が設けられている。

また、芯出し用ジャッキ２７の上方には、可動ステージ２３の昇降量を計数し表示するカウンタ２７Ａが設けられている。この実施形態のエンドプレー測定装置１０においては、測定対象の輪軸９０を載置し、クランプ装置２８によってギアユニット９３のケース９８を挟持した後に、可動ステージ２３をギアユニット９３のケース９８の下面に軽く接触させた状態にしてカウンタ２７Ａをリセットする。そして、操作ハンドル２７ａを回わして可動ステージ２３およびこれと一体のクランプ装置２８を上昇させて、それ以上上昇させることができなくなった時点でのカウンタ２７Ａの値Ｃを読み取る。その後、カウンタ２７Ａの値を見ながら操作ハンドル２７ａを逆方向へ回わして、カウンタ２７Ａの値が上記読取値Ｃの半分の値になるまでクランプ装置２８を降下させてから、後に説明する計測ユニット３０によるエンドプレー値の測定を行う。

ギアユニット９３内の大歯車の軸受けには径方向の隙間（遊び）があり、測定対象の輪軸９０をエンドプレー測定装置１０に載置した直後は、ギアユニット９３がぶら下がった状態になるため、ギアユニット９３の重量で大歯車の中心（芯）は回転軸の中心（芯）から上記軸受けの遊びの分だけ下方へずれていることとなる。そのため、この状態でエンドプレー値の測定を行うと測定精度が悪くなってしまうが、カウンタ２７Ａの値が上記読取値Ｃの半分の値になるまでクランプ装置２８を降下させると、大歯車の中心（芯）を回転軸の中心（芯）に一致させることができ、この状態で計測ユニット３０によるエンドプレー値の測定を行うと精度の高い測定値を得ることができるようになる。なお、図４および図５（Ｂ）では、ギアユニット９３やケース９８の図示を省略している。

図６（Ａ），（Ｂ）はエンドプレー測定装置１０を構成する上記計測ユニット３０の詳細な構成を示す正面図および平面図である。図６（Ａ）の正面図は図１のエンドプレー測定装置１０の正面図と一致している。
図６に示すように、計測ユニット３０は、装置に載置された輪軸の車輪９１Ａの裏面に近接する位置に立設された断面コの字状の支柱３１と、該支柱３１の上端部に取り付けられた計測器３２と、該計測器３２を左右方向へ移動させる計測用エアシリンダ３３と、該エアシリンダ３３の伸張、収縮を切り替える切替え器３４とを備え、切替え器３４は図示しない装置制御ユニットからの制御信号により電磁弁を作動させることでエアの供給を切り替える。支柱３１はベース３８にてボルト３９によって基台７０に固定されている。

上記エアシリンダ３３のロッド３３ａの先端には、シリンダの伸縮に応じて車輪９１Ａの裏面に当接したり離反したりする当接ブロック３５が固着されている。符号３６はエアシリンダ３３に圧縮エアを供給するエアホース、符号３７はエアシリンダ３３の切替え器３４を制御する制御ユニット（図示省略）に接続されるケーブルである。
計測器３２は、エアシリンダ３３のロッド３３ａの移動量を測定する機能と、測定値を表示する機能と、表示値をリセットするリセット機能（リセットボタン）を有する。計測器３２によるエンドプレー値の測定方法については、後に詳しく説明する。

次に、支持台１１Ａ，１１Ｂ上に設けられ、測定対象の輪軸の回転軸９２に軸方向の荷重を印加するための加圧ユニット４０Ａ，４０Ｂおよび支持テーブルユニット５０Ａ，５０Ｂについて説明する。なお、加圧ユニット４０Ａと４０Ｂとほぼ同一の構成を有し、互いに向き合うように対象的に配置されるので、以下、加圧ユニット４０Ａの構成および機能について図面を用いて説明し、加圧ユニット４０Ｂについては説明を省略する。
図７（Ａ），（Ｂ）は加圧ユニット４０Ｂの詳細な構成を示す正面図および平面図、図８は図７（Ａ）の左側から見た側面図である。なお、図７（Ａ）の正面図は、図１のエンドプレー測定装置１０の正面図と一致している。また、図８の側面図では、支持テーブルユニット５０Ａの図示を省略してある。

図７および図８に示すように、加圧ユニット４０Ａは、支持台１１Ａの上面に立設された断面矩形枠状の支柱４１と、該支柱４１の高さ方向中間位置に取り付けられたボールネジなどからなる加圧用ジャッキ４２と、該加圧用ジャッキ４２の操作ハンドル４３を備え、該操作ハンドル４３を時計回り方向へ回転させると、加圧用ジャッキ４２の先端の加圧ブロック４４が支持テーブルユニット５０Ａ上の回転軸（図示省略）の端面に向かって前進して押圧し、操作ハンドル４３を反時計回り方向へ回転させると加圧用ジャッキ４２の先端の加圧ブロック４４が後退するように構成されている。また、特に限定されるものではないが、上記支柱４１の上端に、前述したレール方向ガイド片６３ａ，６３ｂおよび車軸方向ガイド片６３ｃを有する搬入搬出ガイド部材６３が固着されている。

次に、支持台１１Ａ，１１Ｂ上に設けられ、測定対象の輪軸の回転軸９２の両端を支持する支持テーブルユニット５０Ａ，５０Ｂについて説明する。なお、支持テーブルユニット５０Ａと５０Ｂはほぼ同一の構成を有するので、以下、支持テーブルユニット５０Ａの構成および機能について図面を用いて説明し、支持テーブルユニット５０Ｂについては説明を省略する。
図９は支持テーブルユニット５０Ａの詳細な構成を示す側面図、図１０（Ａ），（Ｂ）はその平面説明図および断面側面図である。図９では、加圧ユニット４０Ａの図示を省略してある。図１０（Ａ）は、図９に示されている可動テーブル５３を省略して示した平面図である。なお、支持テーブルユニット５０Ａの正面図は図７に示されているので、単独での正面図の図示は省略する。

図９に示すように、支持テーブルユニット５０Ａは、支持台１１Ａの上面に接合、固定された矩形状のアジャストプレート５１と、該アジャストプレート５１上に設けられた４個のフリーボールベアリング５２Ａ〜５２Ｄと、これらのベアリング５２Ａ〜５２Ｄ上に前後左右移動可能に載置された可動テーブル５３を備える。
また、図１０に示すように、該可動テーブル５３の下面には下方へ向かって突出する４つのバネ係止片５３ａ〜５３ｄがテーブル各辺の縁部に設けられているとともに、アジャストプレート５１の上面中部には上方へ向かって突出する４つのバネ係止片５１ａ〜５１ｄが設けられている。そして、上記バネ係止片５３ａ〜５３ｄと５１ａ〜５１ｄとの間には、４本の引っ張りバネ５４Ａ〜５４Ｄがそれぞれ張架されており、可動テーブル５３に対して前後または左右方向に移動させるように力を加えて移動させると、引っ張りバネ５４Ａ〜５４Ｄの復元力で可動テーブル５３が元の位置に復帰するように構成されている。

さらに、上記可動テーブル５３の上面には、図７に示すように、測定対象の輪軸９０の回転軸９２の端部を支持する４個の支持ローラ５５Ａ〜５５Ｄが設けられている。４個の支持ローラ５５Ａ〜５５Ｄは、それぞれローラの回転軸が回転軸９２と同一方向を向き、２個ずつがペアとなり回転軸９２の径よりも小さな所定の間隔を有するように配置される。これにより、測定対象の輪軸９０をクレーンで釣り上げて所定位置にて徐々に下げ、回転軸９２を可動テーブル５３の支持ローラ５５Ａ〜５５Ｄ上に降ろした際に、多少位置がずれていたとしても自動的に回転軸９２の軸心を測定装置の中心に一致させることができる。

具体的には、輪軸９０を下す際に輪軸９０の軸心が、図９において、支持ローラ５５Ａと５５Ｄの中心から左右にずれていたとすると、輪軸９０の重量は非常に重いため、輪軸９０はそのままの位置で下方へ移動することとなるが、このとき先ず回転軸９２が可動テーブル５３上の支持ローラ５５Ａ〜５５Ｄに当接することで、支持ローラ５５Ａと５５Ｄの中心が回転軸９２の軸心に近づくように可動テーブル５３が移動する。その後、輪軸９０をさらに下げて重量をテーブルで受けるようにしてから、クレーンから輪軸９０を外すと、引っ張りバネ５４Ａ〜５４Ｄの復元力で可動テーブル５３が元の位置に復帰する。これにより、回転軸９２の軸心を測定装置の中心に一致させることができる。

次に、上記実施形態のエンドプレー測定装置を用いた輪軸のエンドプレー値の測定手順について、図１１を用いて説明する。
先ず、大歯車芯出し兼ギアケース固定ユニット２０の作動アーム２８ｂを垂直にした状態で、エンドプレー測定装置１０の支持テーブルユニット５０Ａ，５０Ｂ上に輪軸９０の回転軸９３の両端を載置する（ステップＳ１）。次に、固定ユニットの作動アーム２８ｂを９０度回して水平な姿勢にする（ステップＳ２）。続いて、操作ハンドル２８ｄを回すことによりクランプ用ジャッキ２８ｃでギアユニット９３を挟持して固定する（ステップＳ３）。次に、操作ハンドル２７ａを回すことにより可動ステージ２３を昇降させて、前述した手順で大歯車芯出し兼ギアケース固定ユニット２０によって、大歯車の芯出しを行う（ステップＳ４）。

その後、計測ユニット３０のエアシリンダ３３を伸長させてロッド３３ａの先端を車輪９１Ａの裏面（バック面）に当接させ、そのときの計測値をリセットするなどして計測の基準点を設定する（ステップＳ５）。続いて、エアシリンダ３３を収縮させてロッド３３ａの先端を車輪９１Ａの裏面から離反させた後、加圧ユニット４０Ａの操作ハンドル４３を回すことにより輪軸９０の回転軸９２を左方向へ押圧する（ステップＳ６）。そして、この状態で、再び計測ユニット３０のエアシリンダ３３を伸長させてのロッド３３ａの先端を車輪９１Ａの裏面に当接させ、カウンタの値（エンドプレー計測値）を読み取る（ステップＳ７）。次に、エアシリンダ３３を収縮させてロッド３３ａの先端を車輪９１Ａの裏面から離反させた後、加圧ユニット４０Ａの操作ハンドル４３を逆方向へ回して回転軸９２への加圧を解除する。

続いて、加圧ユニット４０Ｂの操作ハンドル４３を回すことにより輪軸９０の回転軸９２を右方向へ押圧する（ステップＳ８）。そして、この状態で、再び計測ユニット３０のエアシリンダ３３を伸長させてのロッド３３ａの先端を車輪９１Ａの裏面に当接させ、カウンタの値（エンドプレー計測値）を読み取る（ステップＳ９）。次に、エアシリンダ３３を収縮させてロッド３３ａの先端を車輪９１Ａの裏面から離反させた後、加圧ユニット４０Ｂの操作ハンドル４３を逆方向へ回して回転軸９２への加圧を解除する。以上の動作により、ギアユニット９３内の大歯車のエンドプレー値を計測した結果が得られるので、その計測結果を表示器等へ出力する（ステップＳ１０）。

なお、上記ステップＳ６とステップＳ８は逆であっても良い。つまり、回転軸９２を右方向へ押圧して変位量を計測した後に、左方向へ押圧して変位量を計測してもよい。また、上述した測定手順では、加圧ユニット４０Ａまたは４０Ｂによる加圧を行う前に計測ユニット３０のエアシリンダ３３を伸長させて先端を車輪９１Ａの裏面に当接させ、そのときの計測値を基準点として設定し、その後左方向と右方向へ加圧した時の変位量をそれぞれエンドプレー値として計測しているが、先ず加圧ユニット４０Ａまたは４０Ｂにより加圧して変位させた状態でエアシリンダ３３を伸長させて先端を車輪９１Ａの裏面に当接させ、そのときの計測値を基準点として設定し、その後、エアシリンダ３３を収縮してから反対方向へ加圧して変位させ、再びエアシリンダ３３を伸長させてその時の変位量を計測して、その計測値からエンドプレー値を算定するようにしても良い。

以上本発明者によってなされた発明を実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではない。例えば、前記実施形態では、大歯車芯出し機能とギアケース固定機能とを、１つの手段（大歯車芯出し兼ギアケース固定ユニット）として構成しているが、それぞれの機能を有する装置を互いに分離した装置として構成するようにしても良い。そして、別々の装置として構成した場合には、芯出し装置により大歯車の芯出しをした後に固定装置によりギアケースを固定するようにすることができる。
また、前記実施形態では、芯出し用ジャッキ２７の操作ハンドル２７ａを時計回りまたは反時計回りに回すことにより、可動ステージ２３およびこれに載置されているギアユニットを手動で昇降させるように構成しているが、芯出し用ジャッキ２７を回転させるモータと制御装置を設けて、自動でギアユニットの昇降量の測定および芯出しのために位置合わせを行うように構成しても良い。加圧ユニット４０Ａ，４０Ｂについても同様に駆動手段により自動的に変位のための荷重を加圧可能に構成しても良い。

さらに、前記実施形態では、本発明を鉄道車両等に使用される輪軸のギアユニットを構成する大歯車のエンドプレー値を測定する装置に適用したものを説明したが、本発明はギアユニットを構成する小歯車のエンドプレー値など、回転軸に装着されている歯車のエンドプレー値を測定する装置一般に適用可能である。

１０ エンドプレー測定装置
１１Ａ，１１Ｂ 支持台
２０ 大歯車芯出し兼ギアケース固定ユニット
３０ 計測ユニット
４０Ａ，４０Ｂ 加圧ユニット
５０Ａ，５０Ｂ 支持テーブルユニット
９０ 輪軸
９２ 回転軸
９３ ギアユニット
９４ 円錐コロ軸受け
９５ 大歯車

Claims (5)

1. 円錐コロ軸受けを介して回転軸に歯車が装着されているギアユニットにおける前記歯車のエンドプレー値を測定するエンドプレー測定方法において、
   前記回転軸が水平方向になるように前記回転軸の両端部を、少なくとも軸方向移動可能に支持する回転軸支持工程と、
   前記回転軸に垂下された状態の前記ギアユニットを昇降させて昇降量を測定し、測定結果に応じて前記ギアユニットを変位させて前記歯車の中心を前記回転軸の中心に一致させる歯車芯出し工程と、
   前記歯車の中心を前記回転軸の中心に一致させた状態で前記ギアユニットを移動不能に固定するギアユニット固定工程と、
   前記ギアユニットを固定した状態で前記回転軸に対してその軸方向に荷重を印加して前記回転軸を変位させ軸方向変位量を計測する変位量計測工程と、
   を含み、
   前記歯車芯出し工程は、
   前記回転軸に垂下された状態の前記ギアユニットを上昇させて上昇量を測定するギアユニット上昇量測定工程と、
   最上昇位置から前記上昇量の２分の１の量だけ下がった位置に前記ギアユニットを変位させるギアユニット位置合わせ工程と、
   を含むことを特徴とするギアユニットのエンドプレー測定方法。
2. 前記変位量計測工程は、
   前記回転軸に対してその軸方向に一方の側から他方の側へ荷重を印加して前記回転軸を変位させ軸方向変位量を計測する第１変位量計測工程と、
   前記回転軸に対してその軸方向に前記他方の側から前記一方の側へ荷重を印加して前記回転軸を変位させ軸方向変位量を計測する第２変位量計測工程と、
   を含むことを特徴とする請求項１に記載のギアユニットのエンドプレー測定方法。
3. 円錐コロ軸受けを介して回転軸に歯車が装着されているギアユニットにおける前記歯車のエンドプレー値を測定するエンドプレー測定装置において、
   前記回転軸が水平方向になるように前記回転軸の両端部を、少なくとも軸方向移動可能に支持する一対の回転軸支持手段と、
   前記ギアユニットの一部に接触して前記ギアユニットを昇降可能なギアユニット昇降手段と、
   前記ギアユニット昇降手段による前記ギアユニットの昇降量を測定可能な昇降量測定手段と、
   前記ギアユニットのケースを挟持して固定可能なギアユニット固定手段と、
   前記回転軸に対してその軸方向に一方の側から他方の側へ荷重を印加可能な第１荷重印加手段と、
   前記回転軸に対してその軸方向に前記他方の側から前記一方の側へ荷重を印加可能な第２荷重印加手段と、
   前記第１荷重印加手段と前記第２荷重印加手段によりそれぞれ荷重を印加した際における前記回転軸の軸方向変位量を計測可能な計測手段と、
   を備え、
   前記一対の回転軸支持手段は、前記回転軸の端部を前後および左右に移動可能に支持する支持テーブルと、移動した前記支持テーブルを初期位置に復帰させる方向へ付勢する復元手段とを有することを特徴とするギアユニットのエンドプレー測定装置。
4. 前記一対の回転軸支持手段は、
   前記支持テーブルの下面に設けられて該支持テーブルを前後左右に移動可能に支持する複数個のフリーボールベアリングと、
   軸心が前記回転軸の軸心と平行をなすように前記支持テーブルの上面に設けられて前記回転軸の端部を支持可能な一対または複数対の支持ローラと、
   を有することを特徴とする請求項３に記載のギアユニットのエンドプレー測定装置。
5. 前記ギアユニット固定手段は、前記一対の回転軸支持手段により前記回転軸の両端部を支持した状態で前記ギアユニットの側方に位置する第１状態と、前記ギアユニットの側方に位置しない第２状態とに変換可能に構成されていることを特徴とする請求項３または４に記載のギアユニットのエンドプレー測定装置。

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