JP3478275B2 - ギヤノイズ計測方法 - Google Patents
ギヤノイズ計測方法Info
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- JP3478275B2 JP3478275B2 JP2001054076A JP2001054076A JP3478275B2 JP 3478275 B2 JP3478275 B2 JP 3478275B2 JP 2001054076 A JP2001054076 A JP 2001054076A JP 2001054076 A JP2001054076 A JP 2001054076A JP 3478275 B2 JP3478275 B2 JP 3478275B2
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- noise
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ギヤノイズ計測方
法に係わり、特に、歯車伝動装置において発生するギヤ
ノイズへの影響要因を識別可能とするギヤノイズ計測方
法に関する。
法に係わり、特に、歯車伝動装置において発生するギヤ
ノイズへの影響要因を識別可能とするギヤノイズ計測方
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から歯車伝動装置において発生する
ギヤノイズ（本明細書において、歯車伝動装置から発生
し、体感されるノイズをギヤノイズという）の計測方法
として、音圧測定方法がある。この音圧測定方法は、検
出手段に音圧計を用い、ギヤノイズの周波数対音圧レベ
ルの関係を測定し、測定した音圧レベル結果に基づい
て、歯車の回転数と周波数の相関から歯車の良否を判定
するものである。
ギヤノイズ（本明細書において、歯車伝動装置から発生
し、体感されるノイズをギヤノイズという）の計測方法
として、音圧測定方法がある。この音圧測定方法は、検
出手段に音圧計を用い、ギヤノイズの周波数対音圧レベ
ルの関係を測定し、測定した音圧レベル結果に基づい
て、歯車の回転数と周波数の相関から歯車の良否を判定
するものである。
【０００３】ところで、前記の測定方法では、環境によ
って同時に周囲騒音を検出した場合には、誤った騒音を
も含んだ不正確な測定となり、誤った判定の恐れがあっ
た。また、この方法は、ギヤノイズの音圧のみを対象と
する測定であったため、ギヤノイズ中で周波数域やノイ
ズレベル上問題となるような（低減対策を必要とする）
ノイズ成分がどのような要因の影響を強く受けているの
か識別できなかった。こうしたことから、ギヤノイズ測
定の正確を期し、歯車の噛合い誤差の影響を強く受ける
ノイズ成分と、噛合い誤差以外の影響を強く受けるノイ
ズ成分とを分別して、それぞれの場合に応じた騒音対策
を行なう必要から、種々のギヤノイズ測定方法の研究が
なされてきた。
って同時に周囲騒音を検出した場合には、誤った騒音を
も含んだ不正確な測定となり、誤った判定の恐れがあっ
た。また、この方法は、ギヤノイズの音圧のみを対象と
する測定であったため、ギヤノイズ中で周波数域やノイ
ズレベル上問題となるような（低減対策を必要とする）
ノイズ成分がどのような要因の影響を強く受けているの
か識別できなかった。こうしたことから、ギヤノイズ測
定の正確を期し、歯車の噛合い誤差の影響を強く受ける
ノイズ成分と、噛合い誤差以外の影響を強く受けるノイ
ズ成分とを分別して、それぞれの場合に応じた騒音対策
を行なう必要から、種々のギヤノイズ測定方法の研究が
なされてきた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
音圧測定方法では、測定結果のギヤノイズから特定のノ
イズ成分への影響要因を的確に把握をすることは難し
く、ギヤノイズの低減に適切な方策が採れない不都合が
あった。そこで、ギヤノイズ中から歯車の伝達誤差以外
の影響を強く受けるノイズを俊別できる測定方法の開発
が望まれていた。
音圧測定方法では、測定結果のギヤノイズから特定のノ
イズ成分への影響要因を的確に把握をすることは難し
く、ギヤノイズの低減に適切な方策が採れない不都合が
あった。そこで、ギヤノイズ中から歯車の伝達誤差以外
の影響を強く受けるノイズを俊別できる測定方法の開発
が望まれていた。
【０００５】この出願の発明は、上記の事情に鑑みて、
その課題を解決するためになされたもので、その目的
は、測定音中の特定のノイズ成分がどのような要因の影
響を強く受けているのか識別できるギヤノイズ計測方法
を提供することにある。更に詳細には、ギヤノイズ中の
特定のノイズ成分が、歯車やそれに関連する部分の影響
を受けるものか、他の影響によるものかを識別できるも
のとして、詳細には、シャフト、軸受、それらの組付け
誤差に基づいて発生する歯車に関係したノイズ成分か、
ケースの共振や周囲騒音などの影響を受ける間接要因に
よるノイズ成分かを計測、層別可能とし、歯車に関係す
るギヤノイズ測定の確度の向上を図ることを目的とする
ものである。
その課題を解決するためになされたもので、その目的
は、測定音中の特定のノイズ成分がどのような要因の影
響を強く受けているのか識別できるギヤノイズ計測方法
を提供することにある。更に詳細には、ギヤノイズ中の
特定のノイズ成分が、歯車やそれに関連する部分の影響
を受けるものか、他の影響によるものかを識別できるも
のとして、詳細には、シャフト、軸受、それらの組付け
誤差に基づいて発生する歯車に関係したノイズ成分か、
ケースの共振や周囲騒音などの影響を受ける間接要因に
よるノイズ成分かを計測、層別可能とし、歯車に関係す
るギヤノイズ測定の確度の向上を図ることを目的とする
ものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】 上記の目的を達成する
ため、本発明のギヤノイズ計測方法は、歯車の伝達誤差
を反映する速度むらと、ギヤノイズの音圧とを同時に測
定し、得られたそれぞれの信号波形を歯車の回転数でト
ラッキングして比較することにより、ギヤノイズ中の特
定のノイズ成分の発生要因を、歯車の伝達誤差の影響を
受ける要因と、歯車の伝達誤差以外の影響を受ける要因
とに層別することを主たる特徴とする。
ため、本発明のギヤノイズ計測方法は、歯車の伝達誤差
を反映する速度むらと、ギヤノイズの音圧とを同時に測
定し、得られたそれぞれの信号波形を歯車の回転数でト
ラッキングして比較することにより、ギヤノイズ中の特
定のノイズ成分の発生要因を、歯車の伝達誤差の影響を
受ける要因と、歯車の伝達誤差以外の影響を受ける要因
とに層別することを主たる特徴とする。
【０００７】 次に、本発明は、前記速度むらとギヤノ
イズの音圧の測定は、歯車の回転数をスイ−プアップ及
びスイ−プダウンしながら行うことを更なる特徴とす
る。
イズの音圧の測定は、歯車の回転数をスイ−プアップ及
びスイ−プダウンしながら行うことを更なる特徴とす
る。
【０００８】 更に、前記速度むらの信号波形は、互い
に噛合う２つの歯車の一方の歯車の速度むら信号に他方
の歯車の速度むら信号を位相反転させて加算して得られ
る信号波形であることを特徴とする。
に噛合う２つの歯車の一方の歯車の速度むら信号に他方
の歯車の速度むら信号を位相反転させて加算して得られ
る信号波形であることを特徴とする。
【０００９】
【作用】 前記請求項１記載の構成では、ギヤノイズと
対比する情報として、歯車の伝達誤差を反映する速度む
らの情報が取得される。そして、速度むらから得られる
信号波形の変化と、ギヤノイズから得られる信号波形の
変化が、互いに同期した、単純比較が可能な情報とな
る。更に、得られたそれぞれの信号波形が歯車の回転数
でトラッキングした情報となるため、互いに回転数に同
期した速度むらと音圧のレベルの単純な相互比較が可能
となる。
対比する情報として、歯車の伝達誤差を反映する速度む
らの情報が取得される。そして、速度むらから得られる
信号波形の変化と、ギヤノイズから得られる信号波形の
変化が、互いに同期した、単純比較が可能な情報とな
る。更に、得られたそれぞれの信号波形が歯車の回転数
でトラッキングした情報となるため、互いに回転数に同
期した速度むらと音圧のレベルの単純な相互比較が可能
となる。
【００１０】 次に、請求項２記載の構成では、回転数
のスイープアップは加速時の特性、スイープダウンは減
速時の特性を計測するためのものとなる。
のスイープアップは加速時の特性、スイープダウンは減
速時の特性を計測するためのものとなる。
【００１１】 また、請求項３記載の構成では、互いに
噛合う２つの歯車の加算速度むら信号が得られる。
噛合う２つの歯車の加算速度むら信号が得られる。
【００１２】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態を図面を
参照して説明する。図１は本発明を適用したギヤノイズ
計測方法を模式化したフロー図で示す。以下このフロー
図を基に、途中適宜他の図を参照して説明する。この場
合の試験対象となる歯車は、実際に伝動装置に組込まれ
た、互いに噛合う２つの歯車ａ，ｂとする。これらの歯
車ａ，ｂに対して、音の信号の測定においては、センサ
ーにマイクロホンを用いて、伝動装置の近傍の適宜の測
定ポイントに設置して音圧を検出するものとし、速度む
らの信号の測定においては、それぞれの歯車の近傍に設
置して、個々の歯車の回転を光学的又は磁気的に非接触
状態で検出するセンサーからなる速度むら検出器を用い
て、速度むらを検出するものとする。
参照して説明する。図１は本発明を適用したギヤノイズ
計測方法を模式化したフロー図で示す。以下このフロー
図を基に、途中適宜他の図を参照して説明する。この場
合の試験対象となる歯車は、実際に伝動装置に組込まれ
た、互いに噛合う２つの歯車ａ，ｂとする。これらの歯
車ａ，ｂに対して、音の信号の測定においては、センサ
ーにマイクロホンを用いて、伝動装置の近傍の適宜の測
定ポイントに設置して音圧を検出するものとし、速度む
らの信号の測定においては、それぞれの歯車の近傍に設
置して、個々の歯車の回転を光学的又は磁気的に非接触
状態で検出するセンサーからなる速度むら検出器を用い
て、速度むらを検出するものとする。
【００１３】こうしたセンサー配置の基に、伝動装置の
出力側に適宜の負荷をかけた状態で駆動手段を用いて入
力側から駆動する。この駆動手段による駆動は、図２の
運転パターンを参照して、（ａ）に示すように、０回転
から所定の最高回転（本実施形態において１３００ｒｐ
ｍ）まで所定勾配でスイープアップし、次に、（ｂ）に
示すように、最高回転から０回転まで同勾配でスイープ
ダウンするものとする。この回転数のスイープアップは
加速時の特性、スイープダウンは減速時の特性を計測す
るためのものである。
出力側に適宜の負荷をかけた状態で駆動手段を用いて入
力側から駆動する。この駆動手段による駆動は、図２の
運転パターンを参照して、（ａ）に示すように、０回転
から所定の最高回転（本実施形態において１３００ｒｐ
ｍ）まで所定勾配でスイープアップし、次に、（ｂ）に
示すように、最高回転から０回転まで同勾配でスイープ
ダウンするものとする。この回転数のスイープアップは
加速時の特性、スイープダウンは減速時の特性を計測す
るためのものである。
【００１４】前記のスイープアップ及びスイープダウン
の途中で、速度むらと音圧を連続的又は所定の回転数又
は時間間隔毎に検出する。こうして得られる速度むら検
出回路の信号と音圧検出回路の音圧信号を基に、前記の
運転パターンの回転数信号に同期させて回転数同期回路
で得られる波形は、例えば、一方の歯車ａについては、
図３（ａ）に示すような回転数に同期した速度むら信号
Ａとなり、他方の歯車ｂについては、図３（ｂ）に示す
ような回転数に同期した速度むら信号Ｂとなる。また、
音圧信号については、図３（ｃ）に示すような回転数に
同期した音圧信号Ｅとなる。
の途中で、速度むらと音圧を連続的又は所定の回転数又
は時間間隔毎に検出する。こうして得られる速度むら検
出回路の信号と音圧検出回路の音圧信号を基に、前記の
運転パターンの回転数信号に同期させて回転数同期回路
で得られる波形は、例えば、一方の歯車ａについては、
図３（ａ）に示すような回転数に同期した速度むら信号
Ａとなり、他方の歯車ｂについては、図３（ｂ）に示す
ような回転数に同期した速度むら信号Ｂとなる。また、
音圧信号については、図３（ｃ）に示すような回転数に
同期した音圧信号Ｅとなる。
【００１５】ここで、他方の歯車ｂの信号について反転
回路を通して位相を反転させた逆相信号Ｂとし、加算回
路で一方の歯車ａの速度むら信号Ａに加算する。これに
より加算速度むら信号Ｃ＝Ａ−Ｂが得られる。こうして
個々に得られた速度むら信号Ｃと音圧信号Ｅを周波数分
析回路を通して、それぞれ周波数分析速度むら信号Ｄ
と、周波数分析音圧信号Ｆとする。この場合の周波数分
析速度むら信号Ｄは、例えば図４（ａ）に示す波形とな
る。また、周波数分析音圧信号Ｆは、例えば図４（ｂ）
に示す波形となる。最後に比較演算処理回路で、必要回
転域における周波数分析速度むら信号Ｄと周波数分析音
圧信号Ｆの波形比較を行なう。
回路を通して位相を反転させた逆相信号Ｂとし、加算回
路で一方の歯車ａの速度むら信号Ａに加算する。これに
より加算速度むら信号Ｃ＝Ａ−Ｂが得られる。こうして
個々に得られた速度むら信号Ｃと音圧信号Ｅを周波数分
析回路を通して、それぞれ周波数分析速度むら信号Ｄ
と、周波数分析音圧信号Ｆとする。この場合の周波数分
析速度むら信号Ｄは、例えば図４（ａ）に示す波形とな
る。また、周波数分析音圧信号Ｆは、例えば図４（ｂ）
に示す波形となる。最後に比較演算処理回路で、必要回
転域における周波数分析速度むら信号Ｄと周波数分析音
圧信号Ｆの波形比較を行なう。
【００１６】図４に示す波形例の場合、周波数分析速度
むら信号Ｄと周波数分析音圧信号Ｆにおいて、低周波数
域における波形が中間部にピークＸ，Ｘ’を持つ概ね同
様の波形となるのに対して、高周波数域における波形
が、周波数分析速度むら信号Ｄにおいて高域ほど信号レ
ベルが下がっているのに対して、周波数分析音圧信号Ｆ
において中間部に２つのピークＹ，Ｚを持つ全く異なる
傾向を呈している。ここで、ギヤノイズとして体感させ
る音は、周波数分析音圧信号Ｆの傾向に従うものである
から、この伝動装置において、ピークＸのノイズ成分は
歯車に関わる部分の影響を強く受けるノイズであり、ピ
ークＹ，Ｚのノイズ成分は、その基がたとえ歯車に関わ
る部分の振動にあるとしても、それが伝動装置ケースの
共振等により音圧増幅された他の影響を強く受けるノイ
ズということになる。
むら信号Ｄと周波数分析音圧信号Ｆにおいて、低周波数
域における波形が中間部にピークＸ，Ｘ’を持つ概ね同
様の波形となるのに対して、高周波数域における波形
が、周波数分析速度むら信号Ｄにおいて高域ほど信号レ
ベルが下がっているのに対して、周波数分析音圧信号Ｆ
において中間部に２つのピークＹ，Ｚを持つ全く異なる
傾向を呈している。ここで、ギヤノイズとして体感させ
る音は、周波数分析音圧信号Ｆの傾向に従うものである
から、この伝動装置において、ピークＸのノイズ成分は
歯車に関わる部分の影響を強く受けるノイズであり、ピ
ークＹ，Ｚのノイズ成分は、その基がたとえ歯車に関わ
る部分の振動にあるとしても、それが伝動装置ケースの
共振等により音圧増幅された他の影響を強く受けるノイ
ズということになる。
【００１７】 前記の判定を一般化していえば、音の出
力の回転次数比分析の信号波形の変化の形状と速度むら
の出力の回転次数比分析の信号波形の変化の形状がほぼ
同じような形状である周波数域部分は、歯車が組込まれ
た伝動装置のシャフト、ベアリング及びそれらの組付け
誤差など、歯車に関係している部分がギヤノイズ中の特
定のノイズ成分の発生に強く影響している要因となって
いる。
力の回転次数比分析の信号波形の変化の形状と速度むら
の出力の回転次数比分析の信号波形の変化の形状がほぼ
同じような形状である周波数域部分は、歯車が組込まれ
た伝動装置のシャフト、ベアリング及びそれらの組付け
誤差など、歯車に関係している部分がギヤノイズ中の特
定のノイズ成分の発生に強く影響している要因となって
いる。
【００１８】また、音の出力の回転次数比分析の信号波
形の変化の形状と速度むらの出力の回転次数比分析の信
号波形の変化の形状が非常に違う形状である周波数域部
分は、伝動装置ケース等の共振など歯車に関係しない部
分がギヤノイズ中の特定のノイズ成分の発生に強く影響
している要因となっている。
形の変化の形状と速度むらの出力の回転次数比分析の信
号波形の変化の形状が非常に違う形状である周波数域部
分は、伝動装置ケース等の共振など歯車に関係しない部
分がギヤノイズ中の特定のノイズ成分の発生に強く影響
している要因となっている。
【００１９】したがって、上記の分析結果を踏まえて、
ギヤノイズの影響要因を特定し、特定された影響要因に
応じた適切な防振又は制振対策を施すことで、ギヤノイ
ズを低減することができるようになる。これにより、従
来のようにギヤノイズの影響要因が他の部分にあるにも
関わらず歯車関連部分の対策に終始し、ギヤノイズの低
減に苦慮するといった非能率を改善することができる。
ギヤノイズの影響要因を特定し、特定された影響要因に
応じた適切な防振又は制振対策を施すことで、ギヤノイ
ズを低減することができるようになる。これにより、従
来のようにギヤノイズの影響要因が他の部分にあるにも
関わらず歯車関連部分の対策に終始し、ギヤノイズの低
減に苦慮するといった非能率を改善することができる。
【００２０】
【発明の効果】本発明によれば、音の信号と速度むらの
信号を使用してそれぞれの信号波形を回転数で比較する
ことにより、対策を要するギヤノイズが、歯車関連部分
の影響を強く受けているものか、あるいは他の要因の影
響を受けるものかを層別できる。これによって、ギヤノ
イズの適切な低減対策が可能となる。
信号を使用してそれぞれの信号波形を回転数で比較する
ことにより、対策を要するギヤノイズが、歯車関連部分
の影響を強く受けているものか、あるいは他の要因の影
響を受けるものかを層別できる。これによって、ギヤノ
イズの適切な低減対策が可能となる。
【図１】本発明の実施形態に係るギヤノイズ計測方法を
模式化したフロー図である。
模式化したフロー図である。
【図２】実施形態のギヤノイズ計測方法における運転パ
ターンを示すグラフであり、（ａ）は加速パターン、
（ｂ）は減速パターンを示す。
ターンを示すグラフであり、（ａ）は加速パターン、
（ｂ）は減速パターンを示す。
【図３】 検出信号を回転数でトラッキングして得られ
る波形を示す波形図であり、（ａ）は速度むら信号Ａ、
（ｂ）は速度むら信号Ｂ、（ｃ）は音圧信号Ｃを示す。
る波形を示す波形図であり、（ａ）は速度むら信号Ａ、
（ｂ）は速度むら信号Ｂ、（ｃ）は音圧信号Ｃを示す。
【図４】回転次数比分析後の信号波形を示す波形図であ
り、（ａ）は速度むら信号Ｄ、（ｂ）は音圧信号Ｆを示
す。
り、（ａ）は速度むら信号Ｄ、（ｂ）は音圧信号Ｆを示
す。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 外山 泰裕
愛知県渥美郡田原町緑が浜字２号２番地
アイシン・エィ・ダブリュ精密株式会
社内
(56)参考文献 特開 平10−274558（ＪＰ，Ａ)
特開 昭56−19414（ＪＰ，Ａ)
特開 昭64−68635（ＪＰ，Ａ)
特開 昭54−151489（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01M 13/02
G01H 3/00
Claims (3)
- 【請求項１】 歯車の伝達誤差を反映する速度むらと、
ギヤノイズの音圧とを同時に測定し、得られたそれぞれ
の信号波形を歯車の回転数でトラッキングして比較する
ことにより、ギヤノイズ中の特定のノイズ成分の発生要
因を、歯車の伝達誤差の影響を受ける要因と、歯車の伝
達誤差以外の影響を受ける要因とに層別することを特徴
とするギヤノイズ計測方法。 - 【請求項２】 前記速度むらとギヤノイズの音圧の測定
は、歯車の回転数をスイ−プアップ及びスイ−プダウン
しながら行う、請求項１記載のギヤノイズ計測方法。 - 【請求項３】 前記速度むらの信号波形は、互いに噛合
う２つの歯車の一方の歯車の速度むら信号に他方の歯車
の速度むら信号を位相反転させて加算して得られる信号
波形である、請求項１又は２記載のギヤノイズ計測方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001054076A JP3478275B2 (ja) | 2001-02-28 | 2001-02-28 | ギヤノイズ計測方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001054076A JP3478275B2 (ja) | 2001-02-28 | 2001-02-28 | ギヤノイズ計測方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002257685A JP2002257685A (ja) | 2002-09-11 |
| JP3478275B2 true JP3478275B2 (ja) | 2003-12-15 |
Family
ID=18914460
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001054076A Expired - Fee Related JP3478275B2 (ja) | 2001-02-28 | 2001-02-28 | ギヤノイズ計測方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3478275B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3853807B2 (ja) * | 2003-08-28 | 2006-12-06 | 本田技研工業株式会社 | 音振解析装置及び音振解析方法並びに音振解析用のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体及び音振解析用のプログラム |
| JP6806754B2 (ja) * | 2018-11-13 | 2021-01-06 | ファナック株式会社 | 工作機械および振動診断支援方法 |
| CN109916620B (zh) * | 2019-04-17 | 2020-08-25 | 哈尔滨理工大学 | 一种齿轮传动噪声检测与分析*** |
| CN115031678B (zh) * | 2022-06-13 | 2023-04-28 | 北京工业大学 | 一种基于齿廓波纹度信息和齿轮传动误差信息的噪声齿轮筛选方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54151489A (en) * | 1978-05-19 | 1979-11-28 | Komatsu Mfg Co Ltd | Damage detector for rotary machine |
| JPS5619414A (en) * | 1979-04-17 | 1981-02-24 | Aida Eng Ltd | Analysing method for gear noise |
| JPS6468635A (en) * | 1987-09-09 | 1989-03-14 | Ono Sokki Co Ltd | Gear testing device |
| JP3449194B2 (ja) * | 1997-01-28 | 2003-09-22 | 松下電工株式会社 | 回転機器の異常診断方法およびその装置 |
-
2001
- 2001-02-28 JP JP2001054076A patent/JP3478275B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2002257685A (ja) | 2002-09-11 |
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