被检查齿轮齿面的打痕的计量装置及打痕的计量方法

技术领域

本发明涉及对相互啮合的一对齿轮的合格与否进行检查的计量装置以及计量方法，详细而言，涉及对一对齿轮的随着旋转而发生的振动进行检测从而检查合格与否的计量装置以及计量方法。

背景技术

齿轮系统是被广泛利用的传动要素之一，例如在汽车中被装入变速器、差动装置。

在经由切齿、热处理和研磨等工序制作出一个个的齿轮后，将这些齿轮组合，从而完成这种齿轮系统的制作，但在齿轮的制造工序中、在工序间输送的过程中，齿轮有时与其他的齿轮、加工设备等发生碰撞而在该齿轮出现打痕(出现凹部，在凹部的周围出现凸部)。

为了防止打痕，也查明了碰撞原因并实施了对策，但难以防止到因偶然性的原因而产生打痕的程度。

之所以将该打痕视作问题，是因为在将带打痕的齿轮装入齿轮系统时成为发出噪声的原因。例如，在使AT变速箱的机油泵的驱动齿轮与从动齿轮啮合而旋转的情况下，发出起因于驱动齿轮或从动齿轮的划痕、打痕的噪声。

因此，在汽车的齿轮系统中，在最终的组装前对各个齿轮都检查打痕的有无。

以往，作为打痕的检查方法，采用了在被称为齿轮噪声试验机的装置中使被检查齿轮与基准齿轮(日文：マスターギア)啮合并以预定的转速进行旋转，由检查者评价当时发出的声音的检查法(例如专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本实用新型授权第2584143号公报

发明内容

发明要解决的课题

但是，上述以往的计量装置例如如图5所示，供加工后的被检查齿轮设置的计量工位为一处，只是判断加工后的被检查齿轮的合格与否，因此，存在计量装置与加工设备未有效地关联的问题。

那么，本发明的目的在于，提供分别地设置供加工前的被检查齿轮设置的工位和供加工后的被检查齿轮设置的工位，能够高效地实施计量装置中的计量的被检查齿轮齿面的打痕的计量装置及该计量装置所用的计量方法。

用于解决课题的方案

本发明具有以下的特征。

(1)一种被检查齿轮齿面的打痕的计量装置，具有控制部20，其特征在于，所述控制部具备第1存储部件和加工指示部件，所述第1存储部件利用振动检测传感器检测与设置于加工前被检查齿轮设置工位的加工前被检查齿轮啮合而旋转时产生的基准齿轮的啮合振动成分，作为第1信号存储起来，所述加工指示部件分析该第1信号，指示加工设备进行加工，以去除预定尺寸以上的打痕，所述控制部具有第2存储部件和判定部件，所述第2存储部件利用振动检测传感器检测使加工后被检查齿轮与所述基准齿轮再次啮合而旋转时产生的基准齿轮的啮合振动成分，作为第2信号存储起来，所述加工后被检查齿轮依照来自该加工指示部件的指示被加工，被设置于加工后被检查齿轮设置工位，所述判定部件判定所述第2信号是否在预定的范围内。

(2)根据技术方案1所述的被检查齿轮齿面的打痕的计量装置，其特征在于，使所述基准齿轮在加工前被检查齿轮设置工位与加工后被检查齿轮设置工位之间往复移动。

(3)根据技术方案1或2所述的被检查齿轮齿面的打痕的计量装置，其特征在于，使所述振动检测传感器与基准齿轮的旋转轴接触地配置。

(4)一种被检查齿轮齿面的打痕的计量方法，具有控制部，其特征在于，所述控制部利用振动检测传感器检测与设置于加工前被检查齿轮设置工位的加工前被检查齿轮啮合而旋转时产生的基准齿轮的啮合振动成分，作为第1信号存储于第1存储部件，接着，分析该第1信号，自加工指示部件指示加工设备进行加工，以去除预定尺寸以上的打痕，进一步使依照来自该加工指示部件的指示被加工且被设置于加工后被检查齿轮设置工位的加工后被检查齿轮与所述基准齿轮再次啮合而旋转，利用振动检测传感器检测该再次啮合而旋转时产生的基准齿轮的啮合振动成分，作为第2信号存储于第2存储部件，利用判定部件判定所述第2信号是否在预定的范围内。

发明效果

本发明的被检查齿轮齿面的打痕的计量装置的特征在于，控制部利用振动检测传感器检测与设置于加工前被检查齿轮设置工位的加工前被检查齿轮啮合而旋转时产生的基准齿轮的啮合振动成分，作为第1信号存储于第1存储部件，接着，分析该第1信号，自加工指示部件指示加工设备进行加工，以去除预定尺寸以上的打痕，进一步使依照来自该加工指示部件的指示被加工且被设置于加工后被检查齿轮设置工位的加工后被检查齿轮与上述基准齿轮再次啮合而旋转，利用振动检测传感器检测该再次啮合而旋转时产生的基准齿轮的啮合振动成分，作为第2信号存储于第2存储部件，利用判定部件判定所述第2信号是否在预定的范围内。因此，对齿轮进行加工前计量以及加工后计量这两个阶段的计量测量，计量前后的变化量，对加工设备指示与原料相符的加工方法，从而利用加工前的计量预先学习原料本身的不均并反映于加工设定，由此也能提高加工合格比率。

另外，通过使加工前齿轮与加工后齿轮的计量值相关联，能够进行原料与完成品的比较、反馈等，进行原料本身的不合格检测(例如利用该原料无法如设计那样地加工齿轮等)，也能指示原料的变更等。

附图说明

图1是本发明的实施方式的被检查齿轮齿面的打痕的计量装置的概略侧视图。

图2是实施方式的被检查齿轮齿面的打痕的计量装置的概略俯视图。

图3是说明实施方式的基准齿轮的往复移动的概略侧视图。

图4是说明实施方式的控制部的框图。

图5是以往的、供被检查齿轮设置的计量工位为一处的计量装置的侧视图。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的实施方式。图1是本发明的齿轮的啮合检查中所用的计量装置的结构图，图2是概略俯视图，图3是说明基准齿轮的往复移动的概略侧视图。

如图所示，齿轮的啮合计量装置1具备：具有防振构造的外壳2、供加工前被检查齿轮12a设置在外壳2的上方的加工前被检查齿轮设置工位12；配置于外壳2的上方的基准齿轮(驱动齿轮)11；和供加工后被检查齿轮13a设置的加工后被检查齿轮设置工位13。

另外，在外壳2的下方的基座3设置有气缸4，该气缸4用于使基准齿轮11在加工前被检查齿轮设置工位12与加工后被检查齿轮设置工位13之间往复移动。利用该气缸4使设置在底座5上的基准齿轮11的旋转轴11a如箭头X那样地往复移动，能使基准齿轮11与加工前被检查齿轮12a以及加工后被检查齿轮13a啮合。另外，虽然未图示，但在基座3具备用于驱动基准齿轮的电机和将电机的转矩传递到基准齿轮11的带轮等。

基准齿轮11

并且，在外壳2的内部设置有供加工前被检查齿轮12a设置的加工前被检查齿轮设置工位12和供加工后被检查齿轮13a设置的加工后被检查齿轮设置工位13，基准齿轮11在这些加工前被检查齿轮设置工位12与加工后被检查齿轮设置工位13之间进行往复驱动，使基准齿轮11与加工前被检查齿轮12a或加工后被检查齿轮13a的齿面啮合。

于是，与设置于加工前被检查齿轮设置工位12的加工前被检查齿轮12a啮合而旋转的基准齿轮11，在旋转时发生振动。

振动检测传感器15和控制部20

另外，如图4所示，齿轮的啮合计量装置1具备振动检测传感器15和控制部20，上述振动检测传感器15检测因基准齿轮11和加工前被检查齿轮12a旋转从而发生的振动，上述控制部20对振动检测传感器15检测到的电振动信号V进行处理。

作为振动检测传感器15，设置有加工前被检查齿轮振动检测传感器15a和加工后被检查齿轮振动检测传感器15b，上述加工前被检查齿轮振动检测传感器15a检测与加工前被检查齿轮12a啮合的基准齿轮11的旋转轴11a的振动，上述加工后被检查齿轮振动检测传感器15b检测与加工后被检查齿轮13a啮合的基准齿轮11的旋转轴11a的振动。

这些加工前被检查齿轮振动检测传感器15a以及加工后被检查齿轮振动检测传感器15b随着基准齿轮11的往复移动而与振动连接端子16a或振动连接端子16b相连接。

另外，加工前被检查齿轮振动检测传感器15a以及加工后被检查齿轮振动检测传感器15b由弹簧17a以及弹簧17b始终施力而与旋转轴11a始终接触，能够借助旋转轴11a取得基准齿轮11啮合时的振动。

另外，在图3中，振动连接端子与振动检测传感器是分开的，但这两者在振动的计量时成为接触状态。

并且，在加工前被检查齿轮12a被放置于加工前被检查齿轮设置工位12后，基准齿轮11与加工前被检查齿轮12a啮合，电机被驱动，电机的转矩借助带轮使基准齿轮11以预定的转速进行旋转，从而与基准齿轮11啮合的加工前被检查齿轮12a也以预定的转速旋转。

随着基准齿轮11与加工前被检查齿轮12a啮合时的旋转而发生的振动，例如由与基准齿轮11的旋转轴11a接触的振动检测传感器15检测。

可以认为在控制部20例如事先记录有对加工前齿轮实施的热处理的履历(硬度和原料等)(将计量值存储在控制部20内等)，对加工设备指示适当的加工方法等。由此，能够削减由加工产生的次品。

另外，控制部20在加工前检查齿轮12a处，将计量值与规格数据库核对，设定加工时的加工余量。在加工后检查齿轮13a处，将计量值与规格数据库核对，核查加工时的切削残留、过度切削(判定部件26)。

作为加工前以及加工后计量中的计量项目，举出OBD(钢球外点直径)、RUNOUT(跳动(日文：振れ))和NICK(打痕)等。能够使用这些计量值与规格数据库核对，进行加工后被检查齿轮13a是否满足预先设定的出厂基准等判断。

对清除了预定的规定的加工前被检查齿轮12a标注预定的编号。另外，计量最好在±3μm以内实施。

另外，也能基于这些计量值，按照所设定的原料进行加工前后的比较、反馈以及与加工履历等相关联，实施原料不合格的检测、按照原料对加工设备施加加工补正指令。

此外，通过对加工后被检查齿轮13a进行计量，也能判断来自加工指示部件25的计量加工前被检查齿轮12a的指示是否适当。

计量工序

首先，加工前被检查齿轮12a被保持且固定于加工前被检查齿轮设置工位12，该加工前被检查齿轮设置工位12旋转自如地支承于外壳2。加工前被检查齿轮12a与基准齿轮11啮合，根据其振动，取得OBD(钢球外点直径)、RUNOUT(跳动)和NICK(打痕)等计量值，存储于控制部20的第1存储部件21。

另外，基准齿轮11的下端借助齿轮变速器而与固定在外壳2的下部的电机的旋转轴结合。

接着，在清除了测量装置中的预定的规定的情况下，使放置于加工前被检查齿轮设置工位12的加工前被检查齿轮12a向加工设备50移动。

在没有清除预定的规定的情况下，将加工前被检查齿轮12a作为次品排出，不使加工前被检查齿轮12a向加工设备50转移。预定的规定是指例如打痕的大小等。

在如以上那样将加工前被检查齿轮12a设置于加工前被检查齿轮设置工位12后，使基准齿轮11移动(在图3中向右)而与加工前被检查齿轮12a啮合。

在根据来自控制部20的指令使电机工作而使基准齿轮11旋转时，与该基准齿轮11啮合的状态的加工前被检查齿轮12a也旋转。利用与基准齿轮11的旋转轴11a接触的振动检测传感器15取得处于啮合状态的基准齿轮11的振动。

在控制部20的判定部件26分析该取得的信号，判定打痕和跳动量的大小，借助加工指示部件25向加工设备50进行加工指示。

另外，控制部20利用振动检测传感器15a检测与设置于加工前被检查齿轮设置工位12的加工前被检查齿轮12a啮合而旋转时产生的基准齿轮11的啮合振动成分，作为第1信号存储于第1存储部件21。

并且，控制部20的加工指示部件25在上述控制部20分析该第1信号，对加工设备50指示加工，以去除预定尺寸以上的打痕。

加工设备50依照来自加工指示部件25的指示，对加工前被检查齿轮12a进行加工。

加工后

在加工设备中以所指示的内容结束了打痕等的加工的加工后被检查齿轮13a，被设置于加工后被检查齿轮设置工位13。接着，使基准齿轮11向加工后被检查齿轮13a的方向移动而与加工后被检查齿轮13a啮合。并且，在使电机进行驱动而使基准齿轮11以预定的转速旋转时，与基准齿轮11啮合的加工后被检查齿轮13a也以预定的转速旋转。利用振动检测传感器15b检测当时产生的基准齿轮11的啮合振动成分，作为第2信号存储于控制部20中的第2存储部件22。

作为加工后被检查齿轮13a的计量项目，举出OBD(钢球外点直径)、RUNOUT(跳动)和NICK(打痕)等，存储于控制部20的第2存储部件22。并且，控制部20对所关联的加工前数据和加工后数据进行比较，判断加工设备50是否是在加工余量的设定范围内进行的，在偏离了加工余量的设定范围的情况下，存储该偏离的数值，有效利用于下一齿轮的加工。另外，最好利用机器人进行加工前被检查齿轮12a和加工后被检查齿轮13a的安装、卸下。

判定部

此外，控制部20在判定部件26判定第2信号是否在预定的范围内。例如，利用判定部件26判定是否进行了正如在加工前所指示的那样的加工。通过与在控制部20中存储的过去的计量值进行核对，执行该判定。即，事先将使没有打痕的齿轮以及带打痕的齿轮作为加工前被检查齿轮12a与基准齿轮11啮合而旋转时的振动，作为预先利用振动检测传感器15取得的信号V存储起来。

在这些信号V中混合有从齿轮的啮合振动等频率比较低的成分到由齿形误差所伴随的振动、频率比较高的打痕导致的振动等各种各样的频率成分。仅看这些信号V，难以判定打痕的有无，能如以下这样地提取由打痕产生的特征的成分。

振动检测传感器15的输出例如在被输送到放大器而以适当的倍率被放大了后，被输送到滤波电路，例如被提取预先通过实验求得的相当于打痕所伴随的特征性的频率成分的成分(例如起因于打痕的振幅的较大的成分)。利用比较电路将该成分的振幅等级与预定的等级值进行比较，评价超过了等级值的次数。

并且，通常事先计量没有打痕的被检查齿轮处的振动信号，将该振动信号的最大振幅值与一定值相加后得到的等级值设为比较电路的等级值，能够根据在齿轮的一定旋转次数或一定时间内超过了等级值的次数，判定打痕的有无。

工业实用性

本发明对齿轮进行加工前计量以及加工后计量这两个阶段的计量测量，计量前后的变化量，对加工设备指示与原料相符的加工方法，从而利用加工前的计量预先学习原料本身的不均并反映于加工设定，由此能够提高加工合格比率，因此工业实用性较高。

附图标记说明

1、齿轮的啮合计量装置；2、外壳；3、基座；4、气缸；5、底座；11、基准齿轮；11a、基准齿轮11的旋转轴；12、加工前被检查齿轮设置工位；12a、加工前被检查齿轮；13、加工后被检查齿轮设置工位；13a、加工后被检查齿轮；15、15a、15b、振动检测传感器；20、控制部；21、第1存储部件；22、第2存储部件；25、加工指示部件；26、判定部件；50、加工设备；V、振动信号。