JPH0427830A - 歯車振動騒音試験機における歯車の振動騒音計測方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は歯車振動騒音試験機により互いに噛合して回転
駆動する歯車の振動騒音計測方法に関する。

（従来の技術） 歯車の製造は一般に歯形をホブ等の歯切工具により切削
して形成し、続いてンエービングマンーンによって歯形
の精度向上を図るべくソニーピング加工を施し、更に浸
炭焼入れを行い、次に歯面以外の組付は上の高精度を要
する個所に研磨仕上げを施している。

これら歯車は、組み合わされて使用されるものであるか
ら、歯車の騒音測定は他の噛合試験と同様最も実際的な
測定の１つである。特に最近では高精度の歯車が必要と
されるようになっている。

歯車の振動騒音は熟練作業者の聴覚等の感覚に頼ってい
たが、最近では歯車振動騒音試験機によって計測が行わ
れつつある。

歯車振動騒音試験機の一実施例を自動車のミッタ１ンに
使用されるエンジン等の動力側に設けられるドライブ側
歯車及びドライブ側歯車に噛合するドリブン側歯車の計
測を例に第２図乃至第５図によって説明する。

第２図において図中符号１はドライブ側歯車であって、
ドライブ側歯車１（４回転軸２ａを介して軸受２に回転
可能に取付けられ、駆動モータ３によって回転駆動され
る。回転軸２ａの頂端は油圧供給源４ａから供給され、
電磁弁４ｂによって制御される油圧によって出没する心
押し４によって回転自在に支持され得る。符号５はドラ
イブ側歯車１と噛合するドリブン側歯車であって、回転
軸６ａを介して軸受６に回転可能に取付けられ、駆動モ
ータ７によって回転駆動され、回転軸６ａの頂端は油圧
によって出没する心押し８によって回転可能に支持され
ている。

軸受２には回転検出器９が設けられ、回転検出器９は第
３図（ａ）に示すようにドライブ側歯車１が１回転する
毎に周期的に１パルスづつ発信し、その信号はドライブ
側歯車１の回転速度として計測設定部１２に送られる。

またドリブン側歯車５を回転可能に支持する軸受６には
回転検出器１１が設けられ、第３図（ｂ）に示すように
ドリブン側歯車５が１回転する毎に１パルスづつ周期的
に発信し、その信号はドリブン側歯車５の回転速度とし
て計測設定部１２に送られる。

更にドリブン側歯車５を支持する軸受θには振動検出器
１０が設けられて、ドライブ側歯車１及びドライブ側歯
車１に噛合するドリブン側歯車５の回転に伴って生起す
る振動を検出して例えば第３図（ｃ）に示す振動信号と
して計測設定部１２へ送る。

振動検出器１０により検出される振動は、第４図に示す
ようにドライブ側歯車１及びドリブン側歯車５の噛合す
るドライブ側歯面のどちらかの歯面に打痕等の傷があっ
ても同じ様に振動信号として計測設定部１２に送られ、
これらの歯車１及び５のどちらのどの場所に傷があるか
判別が出来ない。そこでそれぞれの歯車１及び５の回転
を検出する回転検出器９及び１１がそれぞれの歯車１及
び５の１回転毎に１パルス発するパルス信号と振動信号
とを同期させて加算平均する等演算することにより、傷
のある側の歯車１または５とその歯車１またはＳのパル
ス信号は、それぞれの歯数に応して常に同じ位置関係に
あるので判別される。

これらドライブ側歯車１及びドリブン側歯車５の振動信
号と予め設定された各々の歯数Ｚ８．Ｚ２の歯車１及び
５の判定レベルを第３図（ｄ）及び（ｅ）に例示するよ
うに対比することで歯車１及び５の傷の有無を計測設定
部１２で行い、その判定結果の良否を操作部１３に設け
た表示ランプ（図示せず）によって表示するように構成
されている。

なお符号１４は操作部１３からの指示により駆動モータ
３，７の作動を制御する制御部であり、１５はドライブ
側歯車１及びドリブン側歯車５の噛合部ヘクーラントを
供給するクーラント供給装置である。

このように構成された歯車振動騒音試験機の使用方法に
ついて説明する。

計？１ｌＩＵようとする歯数２１のドライブ側歯車１を
回転軸２ａを介して軸受２に、またこのドライブ側歯車
１と噛合する歯数２２のドリブン側歯車５を回転軸６ａ
を介して軸受６に取付ける。

次に操作部１３の操作信号に基づいて制御部工４からの
指示によりエンジン＆ニよって駆動される状態と対応す
るように駆動モータ３を回動せしめ、ドリブン側歯車５
の所定の回転負荷がかかるようにし、第５図に示すよう
にドライブ側歯車１の回転数が所定時間（例えば約２５
秒）後に３．０００ｒｐ■に達するするように増加させ
る。この際例えばドライブ側歯車１の回転数が２．２０
０〜Ｌ９５０　ｒｐｍの範囲に亘って発生するうなり音
と称する高速回転域ａに発生する騒音振動を振動検出器
１０により計測して、計測設定部１２においてその信号
からドライブ側歯面の噛合回転に対応した信号を分離し
て予め設定された判定レベルと比較してその良否を操作
部１３の表示ランプによって表示する。

続いて駆動モータ３によるドライブ側歯車１の回転速度
を５００　ｒｐｍまで減じ、次に再び駆動モータ３によ
りドライブ側歯車１の回転を歯面の傷による振動が比較
的バラツキなく把握しやすい低速回転域ｂ１例えば６０
０　ｒｐｍまで上昇せしめ、一定回転速度に維持する。

この状態において振動検出器１０によって検出した信号
からドライブ側歯面ψ噛合回転に対応した信号を歯数２
．．２２等から計測設定部１２によって分離し、予め設
定された判定レベルと比較してその良否を操作部１３の
表示ランプによって表示する。

続いて制御装置１４からの指示により駆動モータ３の駆
動を停止して、ドリブン側歯車５が回転するときドライ
ブ側歯車１により所定の回転負荷がかかるようにし、ド
リブン側歯車５を回転駆動せしめる。自動車であれば車
輪によってミツシロンが回転駆動されるコーステイング
状態に切り換える。この切換えの際、実際の自動車にお
ける軸交差角の変位の付与（即ち互いの各歯車を支持し
ている回転軸が挟んで平行であるべき回転軸が平行でな
い状態）に図示しない交差角設定油圧シリンダを作動さ
せ付与するには約３秒要する。

次に駆動モータ７によるドライブ側歯車１の回転数が所
定時間（例えば約２３秒）後に３．００Ｏｒｐｍに達す
るように加速させる。この際ドライブ側歯車１の回転数
が２．２００〜２，９５０　ｒｐｍの範囲に亘ってうな
り音と称する高速回転Ｑｃに発生する騒音振動を振動検
出器１０により計測する。振動検出器１０からの信号か
ら計測設定部１２においてコースト側歯面の噛合回転に
対応した信号を分離して予め設定された判定レベルと比
較してその良否を操作部１３の表示ランプに表示する。

続いて駆動モータ７による回転駆動がドライブ側歯車１
の回転速度を５０Ｏｒｐｍまで減速し、次に駆動モータ
７によりドライブ側歯車１の回転を歯車の傷による振動
が比較的バラツキなく把握しやすい低速回転域ｄ１例え
ば６００　ｒｐｍまで上昇せしめ一定回転速度に維持し
、この状態において振動検出器１０によって検出した信
号からコースト側面面の噛合回転に対応した信号を歯数
２．．２２等から計測設定部１２によって分離し、予め
設定された判定レベルと比較してその良否を操作部１３
の表示ランプによって表示する。

次に駆動モータ７によるドリブン側歯車の回転を停止せ
しめ計測を終了する。

（発明が解決しようとする課題） 上記従来例における歯車振動騒音試験機による騒音計測
方法によると、熟練を要する作業者の聴覚によることな
く試験機を用いることにより効率的に歯車の騒音を計測
できる。しかしながら、ドライブ側歯車によりドリブン
側歯車を回転駆動しつつ回転速度を増加し、予め設定さ
れた高速回転範囲に亘って歯車の振動を検出して高速回
転域における騒音振動を検出し、続いてドライブ側歯車
の回転を減速して予め設定した一定速度の低速回転域に
おいてドライブ側歯面の歯面傷に起因する騒音振動を検
出し、その後ドリブン側歯車を回転駆動しつつ回転速度
を増加し、予め設定された高速回転範囲に亘って歯車の
振動を検出して高速回転域における騒音振動を検出し、
続いてドリブン側歯車の回転を減速して予め設定した一
定速度の低速回転域においてドリブン側歯面の歯面傷に
起因する騒音振動を検出することにより、歯車の騒音振
動を計測している。しかし、騒音振動の計測には長期の
時間を要し、更に実車における走行状態と大幅に異なる
等の不具合がある。

従って本発明の目的は、大幅な計測時間の短縮が得られ
かつ、実車における走行状態に類似した状態に再現でき
る歯車振動騒音試験機による歯車の騒音計測方法を提供
することにある。

（課題を解決するための手段及び作用）上記目的を達成
する本発明の歯車振動騒音試験機による歯車の騒音計測
方法はドライブ側歯車と、この歯車と噛合して回転駆動
されるドリブン側歯車を有し、ドライブ側歯車によりド
リブン側歯車を回転駆動した状態で予め設定した一定速
度の低速回転域及び予め設定した高速回転範囲に亘って
歯車の振動を検出してドリブン側歯車の歯面の傷に起因
する騒音及び高速回転時における騒音振動を検出し、更
にドリブン側歯車によりドライブ側歯車を回転駆動した
状態で予め設定した一定速度の低速回転域及び予め設定
した高速回転範囲に亘ってドリブン側歯車の振動を検出
してコースト側面面の歯面傷に起因する騒音振動及び高
速回転時における騒音振動を検出する歯車振動騒音試験
機における歯車の振動騒音計測方法において、ドライブ
側歯車によりドリブン側歯車を回転駆動し、かつ前記低
速回転域で歯車の振動を検出してドライブ側面面の歯面
傷に起因する振動騒音を計測し、続いてドライブ側歯車
によるドリブン側歯車の回転速度を加速しつつ上記高速
回転範囲に亘って歯車の振動を検出して歯車の高速回転
時における騒音振動を計測し、次にドリブン側歯車によ
りドライブ側歯車を回転駆動した状態で減速しつつ上記
高速回転範囲に亘って歯車の振動を検出して歯車の高速
回転時における騒音振動を計測し、続いて前記低速回転
域で歯車の振動を検出してコースト側歯面の歯面傷に起
因する振動騒音を計測するものである。

（実施例） 以下、本発明における歯車振動騒音試験機による歯車の
騒音計測方法の一実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。

計測しようとする歯数Ｚ、のドライブ側歯車１を回転軸
２ａを介して軸受２に取付け、かつこのドライブ側歯車
１と噛合する歯数２２のドリブン側歯車５を回転軸６ａ
を介して軸受６に取付ける。次に油圧供給源４ａからの
油圧を電磁弁４ｂによって制御して心押し４．８によっ
て各々の回転軸２　ａ　１　θａの頂端を回転可能に支
持する。

次に操作部１３の操作により制御部１４によって駆動モ
ータ３を回転し、第１図に示すように歯車の打痕等の傷
による振動が顕著に現れるドライブ側歯車１の回転を低
速回転域ｂ１例えば６００ｒｐｍまで上昇せしめ一定回
転速度に維持する。この−定回転速度である低速回転域
すにおいて、振動検出器１０によって検出した信号から
ドライブ側歯面の噛合回転に対応した信号を計測設定部
１２によって分離し、予め設定された判定レベルと比較
してその良否を操作部１３の表示ランプによって表示す
る。

続いて制御装置１４からの指示により駆動モータ３によ
る回転駆動によりドライブ側歯車１の回転数が約１８秒
後に約３，０００　ｒｐｍに達するように加速する。こ
の際高速回転域ａ例えばドライブ側歯車１の回転数が２
，２００−２．９５Ｏｒｐｍの範囲において発生する騒
音振動を振動検出器１０により計測して計測設定部１２
においてその信号からドライブ側歯面の噛合回転に起因
する信号を分離して予め設定された判定レベルと比較し
てその良否を操作部１３に設けた表示ランプに表示する
。

続いて制御ｇｆｆ１４からの指示により駆動モータ３の
駆動を停止してドリブン側歯車５を回転駆動せしめ、駆
動モータ７により駆動力をドリブン側歯車５に付与しつ
つ約１８秒経過後にドライブ側歯車１の回転が歯面の傷
に起因する振動がバラツキなく顕著に表れる低回転域ｄ
１例えば６００ｒｐｍまで減速する。この際ドライブ側
歯車１０回転が２．９５０から２．２０Ｏｒｐｍに減速
する範囲である高速回転域Ｃに亘って振動検出器１ｏに
よって検出した信号からコースト側歯面の噛合回転に起
因する信号を計測設定部工２によって分離し、予め設定
された判定レベルと比較してその良否を操作部１３の表
示ランプによって表示する。

次に駆動モータ７によってドリブン側歯車５に回転力を
付与した状態でドライブ側歯車１の回転が前記低回転域
ｄである６００　ｒｐｗに維持し、この際の振動を振動
検出器１ｏによって検出し、この信号からコースト側歯
面の噛合回転に起因する信号を計測設定部１２によって
分離し、予め設定された判定レベルと比較してその良否
を操作部１３の表示ランプによって表示する。

このようにしてドライブ側歯車１及びドリブン側歯車５
各々の高速回転時における騒音振動、低速回転ｄにおけ
る騒音振動を検出してその良否を表示して計測を終了し
た後に駆動モータ７による駆動を停止し、心押し４．８
を後退せしめ、かつクーラント供給装置１５からのクー
ラント供給を停止し、回転軸２ａ１６ａからドライブ側
歯車１、ドリブン側歯車５を取り外し、次の計測しよう
とするドライブ側歯車１、ドリブン側歯車５と交換し、
同様の計測を行う。

（効果） 本発明における歯車振動騒音試験機による歯車の振動騒
音計測方法によれば、ドライブ側歯車の低速回転域の振
動を計測し、続いて加速してドライブ側歯車の高速回転
域の振動を測定し、次に減速しつつドリブン側歯車の高
速回転域の振動を計測して最後にドリブン側歯車の低速
回転域の振動を計測するようにしたので従来のように加
速しつつドライブ側歯面の高速回転域の振動を計測し、
−度減速してからドライブ側歯面の低速回転域の振動を
計測し、更に加速してコースト側歯面の高速回転域の振
動を計測して続いて低速回転域まで減速してからコース
ト側歯面の低速回転域の振動を計測する方法に比較し大
幅な計測時間の短縮が得られ、かつ、連続した実車の走
行状態に即した計測が得られ高精度の計測が行われる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による騒音計測方法の一実施例の説明図
、第２図及び第３図は歯車振動騒音試験機の説明図、第
４図は測定歯車の噛合状態図、第５図は従来の騒音計測
方法の説明図である。 １・・・ドライブ側歯車、５・・・ドリブン側歯車、ａ
・・・ドライブ側歯面での噛合の高速回転域、ｂ・・・
ドライブ側面面での噛合の低速回転域、Ｃ・・・コース
ト側歯面での噛合の高速回転域、ｄ・・・コースト側歯
面での噛合の低速回転域 ｐｍ ｂ○ ０Ｓａｃ 第３図 第４図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ドライブ側歯車と、この歯車と噛合して回転駆動される
   ドリブン側歯車を有し、ドライブ側歯車によりドリブン
   側歯車を回転駆動した状態で予め設定した一定速度の低
   速回転域及び予め設定した高速回転範囲に亘って歯車の
   振動を検出してドライブ側歯面の歯面傷に起因する騒音
   振動及び高速回転時における騒音振動を検出し、更にド
   リブン側歯車によりドライブ側歯車を回転駆動した状態
   で予め設定した一定速度の低速回転域及び予め設定した
   高速回転範囲に亘って歯車の振動を検出してコースト側
   歯面の歯面傷に起因する騒音振動及び高速回転時におけ
   る騒音振動を検出する歯車振動騒音試験機における歯車
   の振動騒音計測方法において、ドライブ側歯車によりド
   リブン側歯車を回転駆動し、かつ前記低速回転域で歯車
   の振動を検出してドライブ側歯面の歯面傷に起因する騒
   音振動を計測し、続いてドライブ側歯車によるドリブン
   側歯車の回転速度を加速しつつ上記高速回転範囲に亘っ
   て歯車の振動を検出して歯車の高速回転時における騒音
   振動を計測し、次にドリブン側歯車によりドライブ側歯
   車を回転駆動した状態で減速しつつ上記高速回転範囲に
   亘って歯車の振動を検出して歯車の高速回転時における
   騒音振動を計測し、続いて前記低速回転域で歯車の振動
   を検出してコースト側歯面の歯面傷に起因する騒音振動
   を計測することを特徴とする歯車振動騒音試験機におけ
   る歯車の振動騒音計測方法。