JP3825525B2 - 継手装置の検査方法およびその装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、自動車のトランスファ装置等の継手装置の製造工程において、該継手装置を回転させて発生する騒音を検査し、当該継手装置の良否を判断するための継手装置の検査方法およびその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、例えば、自動車のトランスミッションから回転駆動力を車軸に伝達する際、継手装置が用いられる。この継手装置の製造工程では、継手装置を自動車に搭載された場合と同等の条件で回転させ、このとき発生する騒音から該継手装置を構成する複数の歯車の噛合状態を確認する等の検査が行われ、継手装置の良否が判断される。この場合、継手装置から発生する騒音を測定者が聴感により判断する検査方法が考えられるが、この方法では、測定者が代わると判断結果が異なることがあり、また、測定環境等により誤差が大きくなるという問題があった。
【０００３】
そこで、予め継手装置を所定の測定装置に固定して該継手装置を回転させ、当該継手装置から発生する振動のトラッキング解析を行い、一方、継手装置を自動車に搭載させた状態で回転させた場合に発生する騒音を聴感で判断し、継手装置を測定装置に固定した場合と自動車に搭載された場合の両者の結果から互いの相関関係を求め、この相関関係から継手装置を所定の測定装置に固定して測定した場合の騒音の音圧レベルのしきい値を決定し、製造工程において継手装置の騒音が前記しきい値より大きいか小さいかにより、該継手装置の品質を判断する方法がある。
【０００４】
また、特開昭５９−１６４９３８号公報に開示された発明「歯車異常音検出装置」（以下、従来例１という）では、ギアユニットから発生する騒音をマイクロホンで検出し、一方、該ギアユニットの回転速度を速度検出器で検出し、該回転速度に比例した周波数の成分のみを前記マイクロホンの出力信号から抽出して回転速度または周波数対音圧の特性図をＸＹ記録計で記録し、該記録に基づいてギアユニットの品質を判定している。
【０００５】
さらに、特開平８−４３２５８号公報に開示された発明「歯車の検査装置」（以下、従来例２という）は、予め、所定の振動発生部位と、当該振動発生部位において発生する振動周波数との関係がテーブルとして格納手段に格納されており、オートトランスミッションを回転させたときに検出手段により検出された異音の周波数から、前記テーブルに基づいてオートトランスミッションの振動発生部位を確認して、オートトランスミッションの品質を判断するものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、継手装置を実際に自動車に搭載して聴感で騒音を判断する場合、多くの不快音が総合的に判断されているのに対し、前記の従来技術のように、継手装置を測定装置に固定して測定した場合や、前記従来例１および従来例２の装置によって測定して判定する場合、判定のための振動または騒音の測定は、振動や、回転速度または周波数に対する音圧、または異音の周波数を単独で測定しているので、測定結果に基づく判定結果と聴感に基づく判定結果との相関関係を高くすることが困難であり、測定結果と聴感で判断した結果とが異なることがある。また、自動車の車室内の静粛性が高まり、継手装置にも低い騒音レベルが要求されるようになると、低い騒音レベルにおける前記相関関係が一層小さくなる。このため、前記従来例の測定結果が必ずしも実際の自動車が発生する騒音と一致するものではなく、測定結果の信頼性が低下するという問題があった。
【０００７】
本発明は前記の課題を解決すべくなされたものであって、測定装置に固定して測定された継手装置の測定結果と実際の自動車に搭載して測定された場合のそれぞれの測定結果の相関関係を高くし、換言すれば、測定装置に固定して測定された継手装置の測定結果が、実際の自動車に搭載された継手装置が発生する騒音に可及的に近づくように種々の条件設定を行って、測定結果に基づく判定結果が誤判定とならないようにすることが可能な継手装置の検査方法およびその装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本発明は、回転駆動中の継手装置から発生する騒音に基づいて継手装置を検査する方法であって、
継手装置の入力軸を回転させる回転駆動工程と、
前記継手装置から発生する騒音の音圧および振動を前記継手装置近傍に設けられた音圧センサと振動センサによって検出する検出工程と、
前記検出工程で検出した前記音圧および振動の中、前記継手装置の回転速度に比例した周波数の成分をトラッキング解析により測定するトラッキング解析工程と、
前記トラッキング解析の結果から得られた前記音圧および振動の大きさと、複数に区分された音圧設定値と振動設定値とを比較して前記音圧および振動の大きさに応じた所定の音圧レベル設定値と振動レベル設定値を選択し、このレベル設定値に予め設定された定数を乗じて音圧レベル値と振動レベル値を得るレベル設定工程と、
前記検出工程とトラッキング解析工程とレベル設定工程とが行われる一方、前記回転駆動工程の後に前記継手装置の騒音レベルを聴感により判断して該騒音レベルに応じた所定の騒音レベル設定値を選択し、この騒音レベル設定値に予め設定された定数を乗じて騒音レベル値を得る騒音レベル設定工程と、
前記音圧レベル値、振動レベル値および騒音レベル値を加算し、この加算値に基づいて前記継手装置の良否を判断する判定工程と、
を有することを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、騒音と振動のトラッキング解析の結果から、複数に区分されたレベル設定値のいずれか１つを選択し、このレベル設定値に予め設定された定数を乗じて騒音の大きさを判断するため、この定数を適当な値に設定することにより、継手装置を測定装置に固定して測定した場合の測定結果と自動車に搭載して測定した場合のそれぞれの測定結果の相関関係を高くすることができ、従って、継手装置の検査方法として好適である。
【００１０】
この場合、前記トラッキング解析工程で、前記継手装置の回転速度に比例した周波数が、前記継手装置に設けられた歯車の歯数と、あらかじめ設定された所定の整数値とを前記回転速度に乗じて得られる周波数であり、前記所定の整数値は複数設定され、それぞれの整数値に対応して前記音圧および振動の大きさが測定されると、複数の整数値による測定結果によって継手装置の品質が判断されるため、測定精度が向上し、継手装置の検査方法として一層好適である。
【００１１】
また、本発明は、回転駆動中の継手装置から発生する騒音に基づいて継手装置を検査する装置において、
継手装置の入力軸に係合し、該入力軸を回転させる回転駆動手段と、
前記継手装置に近接して設けられ、該継手装置の入力軸が前記回転駆動手段の付勢作用下に回転しているときに当該継手装置から発生する騒音の音圧を検出する音圧センサと、
前記継手装置に近接して設けられ、該継手装置の入力軸が前記回転駆動手段の付勢作用下に回転しているときに該継手装置の振動を検出する振動センサと、
前記音圧センサで検出した前記継手装置の騒音を測定者が聞くための音響再生器と、
前記音圧センサで検出した音圧および前記振動センサで検出した振動の中、前記継手装置の回転速度に比例した周波数の成分をトラッキング解析により測定するトラッキング解析器と、
前記トラッキング解析器によって得られた前記音圧および振動の大きさと、複数に区分された音圧設定値と振動設定値とを比較して前記音圧および振動の大きさに応じた所定の音圧レベル設定値と振動レベル設定値を選択し、このレベル設定値に予め設定された定数を乗じて音圧レベル値と振動レベル値を得て、一方、前記継手装置の騒音レベルを聴感により判断して該騒音レベルに応じた所定の騒音レベル設定値を選択し、この騒音レベル設定値に予め設定された定数を乗じて騒音レベル値を求め、前記音圧レベル値、振動レベル値および騒音レベル値を加算し、この加算値に基づいて前記継手装置の良否を判断する演算装置と、
を備えることを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、前記回転駆動手段により前記継手装置の入力軸をその回転速度を変化させながら回転させ、このときの前記継手装置から発生する騒音の音圧を前記音圧センサで検出すると共に、前記継手装置の振動を前記振動センサにより検出する。さらに、前記騒音を前記音声再生器により再生し、測定者は聴感によりこの騒音を測定する。前記音圧および前記振動から、トラッキング解析器により前記継手装置の回転速度に比例した周波数の音圧および振動の大きさをトラッキング解析して前記演算装置に入力する。該演算装置では前記トラッキング解析された音圧および振動の大きさから所定のレベル設定値が選択され、このレベル設定値に予め設定された所定の定数を乗じて音圧レベル値および振動レベル値を得る。さらに、前記測定者が聴感によって測定した騒音の大きさから所定のレベル設定値が選択され、このレベル設定値に所定の定数を乗じて騒音レベル値を求め、この騒音レベル値と前記音圧レベル値および前記振動レベル値とを加算し、この加算された結果から前記継手装置の良否を判断する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明に係る継手装置の検査方法について、それを実施する装置との関係において、好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【００１４】
図１において、参照符号１０は、本実施の形態に係る継手装置の検査装置を示す。この検査装置１０は略Ｌ字状に形成されたテーブル１２を備え、該テーブル１２の上部には継手装置であるトランスファ装置１４が載置位置決めされる測定台１６が固着される。前記テーブル１２の上部には回転駆動源であるモータ１８が設けられ、該モータ１８の回転軸２０は前記トランスファ装置１４の入力軸５６と同軸的に延在している。前記回転軸２０は前記トランスファ装置１４の入力軸５６に連結ロッド２４によって連結されている。前記テーブル１２には回転トルク検出器２６が設けられ、該回転トルク検出器２６の回転軸２８の一端部は前記トランスファ装置１４の出力軸７０に連結部材３０によって連結されている。前記回転トルク検出器２６の回転軸２８の他端部にはブレーキ装置３２が設けられ、該ブレーキ装置３２は前記出力軸７０にかかるトルクが一定となるように制御される。
【００１５】
前記測定台１６には前記トランスファ装置１４の振動を検出する振動センサ３４が配置される。該振動センサ３４は、図示しない弾性部材、例えば、コイルスプリング等によって前記トランスファ装置１４に押圧固定されるように構成してもよい。また、前記テーブル１２には前記トランスファ装置１４の入力軸５６の延長線上に音圧センサであるマイクロフォン３６が設けられる。前記振動センサ３４および前記マイクロフォン３６は増幅器３８に電気的に接続され、該増幅器３８には音響再生器であるヘッドホン４０が接続される。該ヘッドホン４０には前記マイクロフォン３６で検出された前記トランスファ装置１４の騒音が前記増幅器３８によって増幅されて入力される。前記増幅器３８には汎用トラッキング解析器４２が接続され、該汎用トラッキング解析器４２には演算装置であるコンピュータ４４が接続される。
【００１６】
本実施の形態に係る継手装置の検査装置１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次に本実施の形態に係る検査方法で使用されるトランスファ装置１４について、図２を参照して説明する。
【００１７】
このトランスファ装置１４は略Ｌ字状に形成された中空のケーシング５０を備え、該ケーシング５０には孔部５０ａ〜５０ｄが画成され、２つの孔部５０ａ、５０ｂは蓋部材５２、５４によって閉蓋される。前記ケーシング５０の内部には入力軸５６がベアリング５８、６０によって回転自在に支持される。該入力軸５６の一方の端部には歯車６２が形成され、該歯車６２は前記ケーシング５０の孔部５０ｃから外方に突出している。前記入力軸５６の他端部には傘歯車６４が固着され、該傘歯車６４はベアリング６６によって前記ケーシング５０に回動自在に支持される。
【００１８】
前記ケーシング５０の内部には前記入力軸５６と直交して出力軸７０が設けられ、該出力軸７０はベアリング７２、７４によって回転自在に支持される。前記出力軸７０の一端部には傘歯車７６が形成され、該傘歯車７６は前記傘歯車６４に歯合する。前記出力軸７０の他端部は前記孔部５０ｄから突出して前記出力軸７０と図示しない車軸等とを接続するためのコンパニオンフランジ７８が固着される。該コンパニオンフランジ７８と前記孔部５０ｄを形成する壁部との間にはオイルシール８０が設けられ、該オイルシール８０は前記トランスファ装置１４内部に導入された潤滑油等が該トランスファ装置１４から漏洩することを防止している。
【００１９】
本実施の形態の検査方法に使用されるトランスファ装置１４は以上のように構成されるものであり、次に、本実施の形態に係る継手装置の検査方法について、図３のフローチャートを参照して説明する。
【００２０】
先ず、検査装置１０の測定台１６にトランスファ装置１４が載置位置決めされる（図１参照）。この場合、入力軸５６はモータ１８の主軸に連結ロッド２４を介して係合し、一方、出力軸７０は回転トルク検出器２６に対し連結部材３０を介して連結されている。このため、入力軸５６はモータ１８の回転軸２０と一体的に回転し、一方、出力軸７０は回転トルク検出器２６の回転軸２８と一体的に回転する。
【００２１】
次に、モータ１８を付勢して入力軸５６を回転させ（ステップＳ１）、該入力軸５６の回転速度を徐々に上昇させる。トランスファ装置１４の内部では、前記のように入力軸５６が回転すると傘歯車６４が入力軸５６と一体的に回転し、このため傘歯車７６を介して出力軸７０が回転する（図２参照）。出力軸７０が回転すると、回転トルク検出器２６の回転軸２８が回転して出力軸７０にかかるトルク（負荷）を測定する。ブレーキ装置３２はこのトルクが所定の値となるように制御され、従って、出力軸７０には特定のトルクがかかる。
【００２２】
次いで、マイクロフォン３６によってトランスファ装置１４から発生する騒音の音圧を検出して（ステップＳ２）、音圧信号として電気信号に変換し、該音圧信号を増幅器３８で増幅する。この増幅された音圧信号は汎用トラッキング解析器４２とヘッドホン４０に入力される。
【００２３】
同時に振動センサ３４によってトランスファ装置１４の振動を振動信号として検出して（ステップＳ３）これを電気信号に変換し、該振動信号を増幅器３８で増幅する。この増幅された振動信号は前記汎用トラッキング解析器４２に入力される。
【００２４】
汎用トラッキング解析器４２では、入力された音圧信号および振動信号からトランスファ装置１４の回転速度に比例した周波数の成分を測定する（ステップＳ５、Ｓ６）。詳細に説明すると、トランスファ装置１４の入力軸５６が回転すると、傘歯車６４の１つの歯が傘歯車７６の１つの歯に噛み合い、これを繰り返して傘歯車６４の回転力が傘歯車７６に伝達される。従って、それぞれの歯が噛み合う周期に応じて騒音および振動が発生し、入力軸５６が回転するときに発生する騒音および振動には、傘歯車６４と傘歯車７６のそれぞれの歯が噛み合う周期に応じた周波数の成分と、この周波数の整数倍の成分が多く含まれる。すなわち、入力軸５６の回転速度をｉ、傘歯車６４の歯数をＫとすると、前記騒音および振動には、
ｆ＝ｈ・Ｋ・ｉ
で表される周波数ｆの成分が多く含まれることになる。ここで、ｈは１、２、３、５等の予め設定された所定の整数値であり、次数という。
【００２５】
入力軸５６の回転速度ｉに対する音圧について、図５にグラフで表す。このグラフは、入力軸５６の回転速度ｉが変化したときの音圧信号を周波数分析した結果であり、例えば、回転速度ｉ1 のとき、音圧信号には周波数ｆ1 とｆ2 の成分が多く含まれていることを示す。
【００２６】
そこで、汎用トラッキング解析器４２では、該汎用トラッキング解析器４２に入力された音圧信号および振動信号から、次数ｈが１、２、３、５のときの回転速度ｉに対する周波数ｆ＝ｈ・Ｋ・ｉの成分を測定する。例えば、１次の音圧信号、すなわち、次数ｈ＝１の場合について、説明すると、汎用トラッキング解析器４２は、周波数ｆ＝Ｋ・ｉを表す直線（図５中、直線Ｍ）上の騒音の音圧（平面Ｎ）を測定し、この測定結果は、図６Ａに示すように、回転速度ｉに対する音圧ａとして表される。
【００２７】
このようにして得られたトラッキング解析の結果から、音圧信号のピーク値ａ1 を検出し、コンピュータ４４に入力する（図４中、ステップＳ５１）。該コンピュータ４４では、該ピーク値ａ1 を複数の区分された音圧設定値Ｂa 〜Ｂc と比較し、音圧のピーク値に応じた所定のレベル設定値ｃ1 を選択する（ステップＳ５２）。例えば、レベル設定値ｃ1 が０〜Ｂa なら１、Ｂa 〜Ｂb なら２、Ｂb 〜Ｂc なら３、Ｂc 以上なら４と設定されている場合、音圧ピーク値ａ1 がＢb 〜Ｂc ならばレベル設定値ｃ1 として３を選択する。
【００２８】
この選択されたレベル設定値ｃ1 に重み付けとして設定された所定の定数Ｎ1 を乗じてレベル値ｄ1 を求める（ステップＳ５３）。この場合、音圧信号と振動信号の各次数毎に定数Ｎ1 〜Ｎ8 が設けられており、定数Ｎ1 〜Ｎ8 の値は、予めトランスファ装置１４を自動車に搭載して音圧と振動の大きさを測定した結果によって設定された値である。
【００２９】
同様にして、音圧信号の２次、３次、５次、および振動信号の１次、２次、３次、５次のそれぞれのトラッキング解析の結果について、音圧信号と振動信号のピーク値ａ2 〜ａ8 からレベル設定値ｃ2 〜ｃ8 を選択し、このレベル設定値ｃ2 〜ｃ8 に所定の定数Ｎ2 〜Ｎ8 を乗じてレベル値ｄ2 〜ｄ8 を求める（図６Ｂ〜図６Ｄおよび図７Ａ〜図７Ｄ参照）。
【００３０】
一方、測定者はヘッドホン４０から聴感により騒音を測定する（ステップＳ4 ）。この場合、測定者は騒音に含まれる長周期の音（うなり）、ベアリング等から発生する不規則な音等を聞き取り、このような音が聞こえた場合にはレベル設定値ｃ9 を４としてコンピュータ４４に入力し、このような音が聞こえない場合には、騒音の大きさ、音色等によって判断して１〜３のいずれかをレベル設定値ｃ9 としてコンピュータ４４に入力する（ステップＳ７１）。そして、このレベル設定値ｃ9 に重み付けとして設定された定数Ｎ9 を乗じてレベル値ｄ9 が得られる（ステップＳ７２）。このようにして求められたレベル値ｄ1 〜ｄ9 は全て加算されて合計値Ｄが求められる。
【００３１】
コンピュータ４４は、全ての前記レベル設定値ｃ1 〜ｃ9 が最低レベルの１である場合、このトランスファ装置１４は異常なしと判断する（ステップＳ８１）。
【００３２】
一方、レベル設定値ｃ1 〜ｃ9 に１つでも２以上の値がある場合、前記合計値Ｄと総合レベル設定値Ｅa 〜Ｅc とを比較して総合レベルｇが決定される。総合レベル設定値Ｅa 〜Ｅc は、Ｅa ＜Ｅb ＜Ｅc であり、合計値Ｄが総合レベル設定値Ｅa 未満では総合レベルｇとして１を、合計値Ｄが総合レベル設定値Ｅa 〜Ｅb であれば２を、合計値Ｄが総合レベル設定値Ｅb 〜Ｅc であれば３を、合計値Ｄが総合レベル設定値Ｅc 以上であれば４を選択する（ステップＳ８２）。そして、総合レベルｇが１であればこのトランスファ装置１４は異常なしと判断され（ステップＳ９１）、モータ１８を滅勢して入力軸５６と出力軸７０の回転を停止させる（図３、ステップＳ１１）。そして、トランスファ装置１４は次の工程に搬送され、自動車に組み付けられる（ステップＳ１３）。一方、総合レベルｇが２〜４であればこのトランスファ装置１４は異常ありと判断される（ステップＳ９１）。そして、入力軸５６と出力軸７０の回転を停止させた後（ステップＳ１０）、このトランスファ装置１４は製造工程から取り除かれる（ステップＳ１２）。
【００３３】
以上のように、トラッキング解析により回転速度に同期した周波数の騒音および振動の大きさを精度よく測定してトランスファ装置１４の良否を判断すると共に、聴感により歯車等の歯面上の傷、歯面の振れによる周期的な音、ベアリングから発生する異音など、トラッキング解析により検出することが困難な騒音について判断することができ、トランスファ装置１４の騒音検査が精度よく遂行される。
【００３４】
【発明の効果】
本発明に係る継手装置の検査方法およびその装置によれば、以下のような効果ならびに利点が得られる。
【００３５】
継手装置の騒音の音圧と振動の大きさを音圧センサと振動センサにより検出し、この音圧と振動の大きさからトラッキング解析器によりトラッキング解析を行い、この結果から複数に区分されたレベル設定値のいずれか１つを選択し、このレベル設定値に予め設定された定数を乗じて騒音の大きさを判断するため、この定数を適当な値に設定することにより、継手装置を測定装置に固定して測定した場合の測定結果と自動車に搭載して測定した場合のそれぞれの測定結果の相関関係を高くすることが可能となり、また、聴感による測定も行い、測定装置によって検出することができない騒音を検出するため、測定結果の信頼性を向上させることができる。
【００３６】
さらに、トラッキング解析工程では予め複数の所定の整数値が設定され、それぞれの整数値毎に音圧レベル値および振動レベル値が求められ、このレベル値によって継手装置の良否が判断されるため、前記相関関係を一層高くすることができ、従って、測定精度が一層向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る継手装置の検査装置を示す概略平面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る継手装置の検査方法に使用されるトランスファ装置の概略横断面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る継手装置の検査方法のフローチャートである。
【図４】図３のフローチャートのトラッキング解析工程を示す詳細フローチャートである。
【図５】本発明の実施の形態に係る継手装置の検査方法の説明図であり、継手装置の回転速度に対する騒音の大きさの周波数解析結果を示すグラフである。
【図６】本発明の実施の形態に係る継手装置の検査方法によってトラッキング解析された回転速度対音圧信号のグラフであり、
図６Ａは１次の音圧信号を示し、
図６Ｂは２次の音圧信号を示し、
図６Ｃは３次の音圧信号を示し、
図６Ｄは５次の音圧信号を示す。
【図７】本発明の実施の形態に係る継手装置の検査方法によってトラッキング解析された回転速度対振動信号のグラフであり、
図７Ａは１次の振動信号を示し、
図７Ｂは２次の振動信号を示し、
図７Ｃは３次の振動信号を示し、
図７Ｄは５次の振動信号を示す。
【符号の説明】
１０…検査装置 １４…トランスファ装置
１８…モータ ５６…入力軸
２６…回転トルク検出器 ３２…ブレーキ装置
３４…振動センサ ３６…マイクロフォン
４２…汎用トラッキング解析器 ４４…コンピュータ
７０…出力軸
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、自動車のトランスファ装置等の継手装置の製造工程において、該継手装置を回転させて発生する騒音を検査し、当該継手装置の良否を判断するための継手装置の検査方法およびその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、例えば、自動車のトランスミッションから回転駆動力を車軸に伝達する際、継手装置が用いられる。この継手装置の製造工程では、継手装置を自動車に搭載された場合と同等の条件で回転させ、このとき発生する騒音から該継手装置を構成する複数の歯車の噛合状態を確認する等の検査が行われ、継手装置の良否が判断される。この場合、継手装置から発生する騒音を測定者が聴感により判断する検査方法が考えられるが、この方法では、測定者が代わると判断結果が異なることがあり、また、測定環境等により誤差が大きくなるという問題があった。
【０００３】
そこで、予め継手装置を所定の測定装置に固定して該継手装置を回転させ、当該継手装置から発生する振動のトラッキング解析を行い、一方、継手装置を自動車に搭載させた状態で回転させた場合に発生する騒音を聴感で判断し、継手装置を測定装置に固定した場合と自動車に搭載された場合の両者の結果から互いの相関関係を求め、この相関関係から継手装置を所定の測定装置に固定して測定した場合の騒音の音圧レベルのしきい値を決定し、製造工程において継手装置の騒音が前記しきい値より大きいか小さいかにより、該継手装置の品質を判断する方法がある。
【０００４】
また、特開昭５９−１６４９３８号公報に開示された発明「歯車異常音検出装置」（以下、従来例１という）では、ギアユニットから発生する騒音をマイクロホンで検出し、一方、該ギアユニットの回転速度を速度検出器で検出し、該回転速度に比例した周波数の成分のみを前記マイクロホンの出力信号から抽出して回転速度または周波数対音圧の特性図をＸＹ記録計で記録し、該記録に基づいてギアユニットの品質を判定している。
【０００５】
さらに、特開平８−４３２５８号公報に開示された発明「歯車の検査装置」（以下、従来例２という）は、予め、所定の振動発生部位と、当該振動発生部位において発生する振動周波数との関係がテーブルとして格納手段に格納されており、オートトランスミッションを回転させたときに検出手段により検出された異音の周波数から、前記テーブルに基づいてオートトランスミッションの振動発生部位を確認して、オートトランスミッションの品質を判断するものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、継手装置を実際に自動車に搭載して聴感で騒音を判断する場合、多くの不快音が総合的に判断されているのに対し、前記の従来技術のように、継手装置を測定装置に固定して測定した場合や、前記従来例１および従来例２の装置によって測定して判定する場合、判定のための振動または騒音の測定は、振動や、回転速度または周波数に対する音圧、または異音の周波数を単独で測定しているので、測定結果に基づく判定結果と聴感に基づく判定結果との相関関係を高くすることが困難であり、測定結果と聴感で判断した結果とが異なることがある。また、自動車の車室内の静粛性が高まり、継手装置にも低い騒音レベルが要求されるようになると、低い騒音レベルにおける前記相関関係が一層小さくなる。このため、前記従来例の測定結果が必ずしも実際の自動車が発生する騒音と一致するものではなく、測定結果の信頼性が低下するという問題があった。
【０００７】
本発明は前記の課題を解決すべくなされたものであって、測定装置に固定して測定された継手装置の測定結果と実際の自動車に搭載して測定された場合のそれぞれの測定結果の相関関係を高くし、換言すれば、測定装置に固定して測定された継手装置の測定結果が、実際の自動車に搭載された継手装置が発生する騒音に可及的に近づくように種々の条件設定を行って、測定結果に基づく判定結果が誤判定とならないようにすることが可能な継手装置の検査方法およびその装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本発明は、回転駆動中の継手装置から発生する騒音に基づいて継手装置を検査する方法であって、
継手装置の入力軸を回転させる回転駆動工程と、
前記継手装置から発生する騒音の音圧および振動を前記継手装置近傍に設けられた音圧センサと振動センサによって検出する検出工程と、
前記検出工程で検出した前記音圧および振動の中、前記継手装置の回転速度に比例した周波数の成分をトラッキング解析により測定するトラッキング解析工程と、
前記トラッキング解析の結果から得られた前記音圧および振動の大きさと、複数に区分された音圧設定値と振動設定値とを比較して前記音圧および振動の大きさに応じた所定の音圧レベル設定値と振動レベル設定値を選択し、このレベル設定値に予め設定された定数を乗じて音圧レベル値と振動レベル値を得るレベル設定工程と、
前記検出工程とトラッキング解析工程とレベル設定工程とが行われる一方、前記回転駆動工程の後に前記継手装置の騒音レベルを聴感により判断して該騒音レベルに応じた所定の騒音レベル設定値を選択し、この騒音レベル設定値に予め設定された定数を乗じて騒音レベル値を得る騒音レベル設定工程と、
前記音圧レベル値、振動レベル値および騒音レベル値を加算し、この加算値に基づいて前記継手装置の良否を判断する判定工程と、
を有することを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、騒音と振動のトラッキング解析の結果から、複数に区分されたレベル設定値のいずれか１つを選択し、このレベル設定値に予め設定された定数を乗じて騒音の大きさを判断するため、この定数を適当な値に設定することにより、継手装置を測定装置に固定して測定した場合の測定結果と自動車に搭載して測定した場合のそれぞれの測定結果の相関関係を高くすることができ、従って、継手装置の検査方法として好適である。
【００１０】
この場合、前記トラッキング解析工程で、前記継手装置の回転速度に比例した周波数が、前記継手装置に設けられた歯車の歯数と、あらかじめ設定された所定の整数値とを前記回転速度に乗じて得られる周波数であり、前記所定の整数値は複数設定され、それぞれの整数値に対応して前記音圧および振動の大きさが測定されると、複数の整数値による測定結果によって継手装置の品質が判断されるため、測定精度が向上し、継手装置の検査方法として一層好適である。
【００１１】
また、本発明は、回転駆動中の継手装置から発生する騒音に基づいて継手装置を検査する装置において、
継手装置の入力軸に係合し、該入力軸を回転させる回転駆動手段と、
前記継手装置に近接して設けられ、該継手装置の入力軸が前記回転駆動手段の付勢作用下に回転しているときに当該継手装置から発生する騒音の音圧を検出する音圧センサと、
前記継手装置に近接して設けられ、該継手装置の入力軸が前記回転駆動手段の付勢作用下に回転しているときに該継手装置の振動を検出する振動センサと、
前記音圧センサで検出した前記継手装置の騒音を測定者が聞くための音響再生器と、
前記音圧センサで検出した音圧および前記振動センサで検出した振動の中、前記継手装置の回転速度に比例した周波数の成分をトラッキング解析により測定するトラッキング解析器と、
前記トラッキング解析器によって得られた前記音圧および振動の大きさと、複数に区分された音圧設定値と振動設定値とを比較して前記音圧および振動の大きさに応じた所定の音圧レベル設定値と振動レベル設定値を選択し、このレベル設定値に予め設定された定数を乗じて音圧レベル値と振動レベル値を得て、一方、前記継手装置の騒音レベルを聴感により判断して該騒音レベルに応じた所定の騒音レベル設定値を選択し、この騒音レベル設定値に予め設定された定数を乗じて騒音レベル値を求め、前記音圧レベル値、振動レベル値および騒音レベル値を加算し、この加算値に基づいて前記継手装置の良否を判断する演算装置と、
を備えることを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、前記回転駆動手段により前記継手装置の入力軸をその回転速度を変化させながら回転させ、このときの前記継手装置から発生する騒音の音圧を前記音圧センサで検出すると共に、前記継手装置の振動を前記振動センサにより検出する。さらに、前記騒音を前記音声再生器により再生し、測定者は聴感によりこの騒音を測定する。前記音圧および前記振動から、トラッキング解析器により前記継手装置の回転速度に比例した周波数の音圧および振動の大きさをトラッキング解析して前記演算装置に入力する。該演算装置では前記トラッキング解析された音圧および振動の大きさから所定のレベル設定値が選択され、このレベル設定値に予め設定された所定の定数を乗じて音圧レベル値および振動レベル値を得る。さらに、前記測定者が聴感によって測定した騒音の大きさから所定のレベル設定値が選択され、このレベル設定値に所定の定数を乗じて騒音レベル値を求め、この騒音レベル値と前記音圧レベル値および前記振動レベル値とを加算し、この加算された結果から前記継手装置の良否を判断する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明に係る継手装置の検査方法について、それを実施する装置との関係において、好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【００１４】
図１において、参照符号１０は、本実施の形態に係る継手装置の検査装置を示す。この検査装置１０は略Ｌ字状に形成されたテーブル１２を備え、該テーブル１２の上部には継手装置であるトランスファ装置１４が載置位置決めされる測定台１６が固着される。前記テーブル１２の上部には回転駆動源であるモータ１８が設けられ、該モータ１８の回転軸２０は前記トランスファ装置１４の入力軸５６と同軸的に延在している。前記回転軸２０は前記トランスファ装置１４の入力軸５６に連結ロッド２４によって連結されている。前記テーブル１２には回転トルク検出器２６が設けられ、該回転トルク検出器２６の回転軸２８の一端部は前記トランスファ装置１４の出力軸７０に連結部材３０によって連結されている。前記回転トルク検出器２６の回転軸２８の他端部にはブレーキ装置３２が設けられ、該ブレーキ装置３２は前記出力軸７０にかかるトルクが一定となるように制御される。
【００１５】
前記測定台１６には前記トランスファ装置１４の振動を検出する振動センサ３４が配置される。該振動センサ３４は、図示しない弾性部材、例えば、コイルスプリング等によって前記トランスファ装置１４に押圧固定されるように構成してもよい。また、前記テーブル１２には前記トランスファ装置１４の入力軸５６の延長線上に音圧センサであるマイクロフォン３６が設けられる。前記振動センサ３４および前記マイクロフォン３６は増幅器３８に電気的に接続され、該増幅器３８には音響再生器であるヘッドホン４０が接続される。該ヘッドホン４０には前記マイクロフォン３６で検出された前記トランスファ装置１４の騒音が前記増幅器３８によって増幅されて入力される。前記増幅器３８には汎用トラッキング解析器４２が接続され、該汎用トラッキング解析器４２には演算装置であるコンピュータ４４が接続される。
【００１６】
本実施の形態に係る継手装置の検査装置１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次に本実施の形態に係る検査方法で使用されるトランスファ装置１４について、図２を参照して説明する。
【００１７】
このトランスファ装置１４は略Ｌ字状に形成された中空のケーシング５０を備え、該ケーシング５０には孔部５０ａ〜５０ｄが画成され、２つの孔部５０ａ、５０ｂは蓋部材５２、５４によって閉蓋される。前記ケーシング５０の内部には入力軸５６がベアリング５８、６０によって回転自在に支持される。該入力軸５６の一方の端部には歯車６２が形成され、該歯車６２は前記ケーシング５０の孔部５０ｃから外方に突出している。前記入力軸５６の他端部には傘歯車６４が固着され、該傘歯車６４はベアリング６６によって前記ケーシング５０に回動自在に支持される。
【００１８】
前記ケーシング５０の内部には前記入力軸５６と直交して出力軸７０が設けられ、該出力軸７０はベアリング７２、７４によって回転自在に支持される。前記出力軸７０の一端部には傘歯車７６が形成され、該傘歯車７６は前記傘歯車６４に歯合する。前記出力軸７０の他端部は前記孔部５０ｄから突出して前記出力軸７０と図示しない車軸等とを接続するためのコンパニオンフランジ７８が固着される。該コンパニオンフランジ７８と前記孔部５０ｄを形成する壁部との間にはオイルシール８０が設けられ、該オイルシール８０は前記トランスファ装置１４内部に導入された潤滑油等が該トランスファ装置１４から漏洩することを防止している。
【００１９】
本実施の形態の検査方法に使用されるトランスファ装置１４は以上のように構成されるものであり、次に、本実施の形態に係る継手装置の検査方法について、図３のフローチャートを参照して説明する。
【００２０】
先ず、検査装置１０の測定台１６にトランスファ装置１４が載置位置決めされる（図１参照）。この場合、入力軸５６はモータ１８の主軸に連結ロッド２４を介して係合し、一方、出力軸７０は回転トルク検出器２６に対し連結部材３０を介して連結されている。このため、入力軸５６はモータ１８の回転軸２０と一体的に回転し、一方、出力軸７０は回転トルク検出器２６の回転軸２８と一体的に回転する。
【００２１】
次に、モータ１８を付勢して入力軸５６を回転させ（ステップＳ１）、該入力軸５６の回転速度を徐々に上昇させる。トランスファ装置１４の内部では、前記のように入力軸５６が回転すると傘歯車６４が入力軸５６と一体的に回転し、このため傘歯車７６を介して出力軸７０が回転する（図２参照）。出力軸７０が回転すると、回転トルク検出器２６の回転軸２８が回転して出力軸７０にかかるトルク（負荷）を測定する。ブレーキ装置３２はこのトルクが所定の値となるように制御され、従って、出力軸７０には特定のトルクがかかる。
【００２２】
次いで、マイクロフォン３６によってトランスファ装置１４から発生する騒音の音圧を検出して（ステップＳ２）、音圧信号として電気信号に変換し、該音圧信号を増幅器３８で増幅する。この増幅された音圧信号は汎用トラッキング解析器４２とヘッドホン４０に入力される。
【００２３】
同時に振動センサ３４によってトランスファ装置１４の振動を振動信号として検出して（ステップＳ３）これを電気信号に変換し、該振動信号を増幅器３８で増幅する。この増幅された振動信号は前記汎用トラッキング解析器４２に入力される。
【００２４】
汎用トラッキング解析器４２では、入力された音圧信号および振動信号からトランスファ装置１４の回転速度に比例した周波数の成分を測定する（ステップＳ５、Ｓ６）。詳細に説明すると、トランスファ装置１４の入力軸５６が回転すると、傘歯車６４の１つの歯が傘歯車７６の１つの歯に噛み合い、これを繰り返して傘歯車６４の回転力が傘歯車７６に伝達される。従って、それぞれの歯が噛み合う周期に応じて騒音および振動が発生し、入力軸５６が回転するときに発生する騒音および振動には、傘歯車６４と傘歯車７６のそれぞれの歯が噛み合う周期に応じた周波数の成分と、この周波数の整数倍の成分が多く含まれる。すなわち、入力軸５６の回転速度をｉ、傘歯車６４の歯数をＫとすると、前記騒音および振動には、
ｆ＝ｈ・Ｋ・ｉ
で表される周波数ｆの成分が多く含まれることになる。ここで、ｈは１、２、３、５等の予め設定された所定の整数値であり、次数という。
【００２５】
入力軸５６の回転速度ｉに対する音圧について、図５にグラフで表す。このグラフは、入力軸５６の回転速度ｉが変化したときの音圧信号を周波数分析した結果であり、例えば、回転速度ｉ1 のとき、音圧信号には周波数ｆ1 とｆ2 の成分が多く含まれていることを示す。
【００２６】
そこで、汎用トラッキング解析器４２では、該汎用トラッキング解析器４２に入力された音圧信号および振動信号から、次数ｈが１、２、３、５のときの回転速度ｉに対する周波数ｆ＝ｈ・Ｋ・ｉの成分を測定する。例えば、１次の音圧信号、すなわち、次数ｈ＝１の場合について、説明すると、汎用トラッキング解析器４２は、周波数ｆ＝Ｋ・ｉを表す直線（図５中、直線Ｍ）上の騒音の音圧（平面Ｎ）を測定し、この測定結果は、図６Ａに示すように、回転速度ｉに対する音圧ａとして表される。
【００２７】
このようにして得られたトラッキング解析の結果から、音圧信号のピーク値ａ1 を検出し、コンピュータ４４に入力する（図４中、ステップＳ５１）。該コンピュータ４４では、該ピーク値ａ1 を複数の区分された音圧設定値Ｂa 〜Ｂc と比較し、音圧のピーク値に応じた所定のレベル設定値ｃ1 を選択する（ステップＳ５２）。例えば、レベル設定値ｃ1 が０〜Ｂa なら１、Ｂa 〜Ｂb なら２、Ｂb 〜Ｂc なら３、Ｂc 以上なら４と設定されている場合、音圧ピーク値ａ1 がＢb 〜Ｂc ならばレベル設定値ｃ1 として３を選択する。
【００２８】
この選択されたレベル設定値ｃ1 に重み付けとして設定された所定の定数Ｎ1 を乗じてレベル値ｄ1 を求める（ステップＳ５３）。この場合、音圧信号と振動信号の各次数毎に定数Ｎ1 〜Ｎ8 が設けられており、定数Ｎ1 〜Ｎ8 の値は、予めトランスファ装置１４を自動車に搭載して音圧と振動の大きさを測定した結果によって設定された値である。
【００２９】
同様にして、音圧信号の２次、３次、５次、および振動信号の１次、２次、３次、５次のそれぞれのトラッキング解析の結果について、音圧信号と振動信号のピーク値ａ2 〜ａ8 からレベル設定値ｃ2 〜ｃ8 を選択し、このレベル設定値ｃ2 〜ｃ8 に所定の定数Ｎ2 〜Ｎ8 を乗じてレベル値ｄ2 〜ｄ8 を求める（図６Ｂ〜図６Ｄおよび図７Ａ〜図７Ｄ参照）。
【００３０】
一方、測定者はヘッドホン４０から聴感により騒音を測定する（ステップＳ4 ）。この場合、測定者は騒音に含まれる長周期の音（うなり）、ベアリング等から発生する不規則な音等を聞き取り、このような音が聞こえた場合にはレベル設定値ｃ9 を４としてコンピュータ４４に入力し、このような音が聞こえない場合には、騒音の大きさ、音色等によって判断して１〜３のいずれかをレベル設定値ｃ9 としてコンピュータ４４に入力する（ステップＳ７１）。そして、このレベル設定値ｃ9 に重み付けとして設定された定数Ｎ9 を乗じてレベル値ｄ9 が得られる（ステップＳ７２）。このようにして求められたレベル値ｄ1 〜ｄ9 は全て加算されて合計値Ｄが求められる。
【００３１】
コンピュータ４４は、全ての前記レベル設定値ｃ1 〜ｃ9 が最低レベルの１である場合、このトランスファ装置１４は異常なしと判断する（ステップＳ８１）。
【００３２】
一方、レベル設定値ｃ1 〜ｃ9 に１つでも２以上の値がある場合、前記合計値Ｄと総合レベル設定値Ｅa 〜Ｅc とを比較して総合レベルｇが決定される。総合レベル設定値Ｅa 〜Ｅc は、Ｅa ＜Ｅb ＜Ｅc であり、合計値Ｄが総合レベル設定値Ｅa 未満では総合レベルｇとして１を、合計値Ｄが総合レベル設定値Ｅa 〜Ｅb であれば２を、合計値Ｄが総合レベル設定値Ｅb 〜Ｅc であれば３を、合計値Ｄが総合レベル設定値Ｅc 以上であれば４を選択する（ステップＳ８２）。そして、総合レベルｇが１であればこのトランスファ装置１４は異常なしと判断され（ステップＳ９１）、モータ１８を滅勢して入力軸５６と出力軸７０の回転を停止させる（図３、ステップＳ１１）。そして、トランスファ装置１４は次の工程に搬送され、自動車に組み付けられる（ステップＳ１３）。一方、総合レベルｇが２〜４であればこのトランスファ装置１４は異常ありと判断される（ステップＳ９１）。そして、入力軸５６と出力軸７０の回転を停止させた後（ステップＳ１０）、このトランスファ装置１４は製造工程から取り除かれる（ステップＳ１２）。
【００３３】
以上のように、トラッキング解析により回転速度に同期した周波数の騒音および振動の大きさを精度よく測定してトランスファ装置１４の良否を判断すると共に、聴感により歯車等の歯面上の傷、歯面の振れによる周期的な音、ベアリングから発生する異音など、トラッキング解析により検出することが困難な騒音について判断することができ、トランスファ装置１４の騒音検査が精度よく遂行される。
【００３４】
【発明の効果】
本発明に係る継手装置の検査方法およびその装置によれば、以下のような効果ならびに利点が得られる。
【００３５】
継手装置の騒音の音圧と振動の大きさを音圧センサと振動センサにより検出し、この音圧と振動の大きさからトラッキング解析器によりトラッキング解析を行い、この結果から複数に区分されたレベル設定値のいずれか１つを選択し、このレベル設定値に予め設定された定数を乗じて騒音の大きさを判断するため、この定数を適当な値に設定することにより、継手装置を測定装置に固定して測定した場合の測定結果と自動車に搭載して測定した場合のそれぞれの測定結果の相関関係を高くすることが可能となり、また、聴感による測定も行い、測定装置によって検出することができない騒音を検出するため、測定結果の信頼性を向上させることができる。
【００３６】
さらに、トラッキング解析工程では予め複数の所定の整数値が設定され、それぞれの整数値毎に音圧レベル値および振動レベル値が求められ、このレベル値によって継手装置の良否が判断されるため、前記相関関係を一層高くすることができ、従って、測定精度が一層向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る継手装置の検査装置を示す概略平面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る継手装置の検査方法に使用されるトランスファ装置の概略横断面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る継手装置の検査方法のフローチャートである。
【図４】図３のフローチャートのトラッキング解析工程を示す詳細フローチャートである。
【図５】本発明の実施の形態に係る継手装置の検査方法の説明図であり、継手装置の回転速度に対する騒音の大きさの周波数解析結果を示すグラフである。
【図６】本発明の実施の形態に係る継手装置の検査方法によってトラッキング解析された回転速度対音圧信号のグラフであり、
図６Ａは１次の音圧信号を示し、
図６Ｂは２次の音圧信号を示し、
図６Ｃは３次の音圧信号を示し、
図６Ｄは５次の音圧信号を示す。
【図７】本発明の実施の形態に係る継手装置の検査方法によってトラッキング解析された回転速度対振動信号のグラフであり、
図７Ａは１次の振動信号を示し、
図７Ｂは２次の振動信号を示し、
図７Ｃは３次の振動信号を示し、
図７Ｄは５次の振動信号を示す。
【符号の説明】
１０…検査装置 １４…トランスファ装置
１８…モータ ５６…入力軸
２６…回転トルク検出器 ３２…ブレーキ装置
３４…振動センサ ３６…マイクロフォン
４２…汎用トラッキング解析器 ４４…コンピュータ
７０…出力軸
Claims (3)
- 回転駆動中の継手装置から発生する騒音に基づいて継手装置を検査する方法であって、
継手装置の入力軸を回転させる回転駆動工程と、
前記継手装置から発生する騒音の音圧および振動を前記継手装置近傍に設けられた音圧センサと振動センサによって検出する検出工程と、
前記検出工程で検出した前記音圧および振動の中、前記継手装置の回転速度に比例した周波数の成分をトラッキング解析により測定するトラッキング解析工程と、
前記トラッキング解析の結果から得られた前記音圧および振動の大きさと、複数に区分された音圧設定値と振動設定値とを比較して前記音圧および振動の大きさに応じた所定の音圧レベル設定値と振動レベル設定値を選択し、このレベル設定値に予め設定された定数を乗じて音圧レベル値と振動レベル値を得るレベル設定工程と、
前記検出工程とトラッキング解析工程とレベル設定工程とが行われる一方、前記回転駆動工程の後に前記継手装置の騒音レベルを聴感により判断して該騒音レベルに応じた所定の騒音レベル設定値を選択し、この騒音レベル設定値に予め設定された定数を乗じて騒音レベル値を得る騒音レベル設定工程と、
前記音圧レベル値、振動レベル値および騒音レベル値を加算し、この加算値に基づいて前記継手装置の良否を判断する判定工程と、
を有することを特徴とする継手装置の検査方法。 - 請求項１記載の継手装置の検査方法において、
前記トラッキング解析工程で、前記継手装置の回転速度に比例した周波数は、前記継手装置に設けられた歯車の歯数と、あらかじめ設定された所定の整数値とを前記回転速度に乗じて得られる周波数であり、前記所定の整数値は複数設定され、それぞれの整数値に対応して前記音圧および振動の大きさが測定されることを特徴とする継手装置の検査方法。 - 回転駆動中の継手装置から発生する騒音に基づいて継手装置を検査する装置において、
継手装置の入力軸に係合し、該入力軸を回転させる回転駆動手段と、
前記継手装置に近接して設けられ、該継手装置の入力軸が前記回転駆動手段の付勢作用下に回転しているときに当該継手装置から発生する騒音の音圧を検出する音圧センサと、
前記継手装置に近接して設けられ、該継手装置の入力軸が前記回転駆動手段の付勢作用下に回転しているときに該継手装置の振動を検出する振動センサと、
前記音圧センサで検出した前記継手装置の騒音を測定者が聞くための音響再生器と、
前記音圧センサで検出した音圧および前記振動センサで検出した振動の中、前記継手装置の回転速度に比例した周波数の成分をトラッキング解析により測定するトラッキング解析器と、
前記トラッキング解析器によって得られた前記音圧および振動の大きさと、複数に区分された音圧設定値と振動設定値とを比較して前記音圧および振動の大きさに応じた所定の音圧レベル設定値と振動レベル設定値を選択し、このレベル設定値に予め設定された定数を乗じて音圧レベル値と振動レベル値を得て、一方、前記継手装置の騒音レベルを聴感により判断して該騒音レベルに応じた所定の騒音レベル設定値を選択し、この騒音レベル設定値に予め設定された定数を乗じて騒音レベル値を求め、前記音圧レベル値、振動レベル値および騒音レベル値を加算し、この加算値に基づいて前記継手装置の良否を判断する演算装置と、
を備えることを特徴とする継手装置の検査装置。
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