JPH07120353A - 噛合歯車の回転誤差検出装置 - Google Patents
噛合歯車の回転誤差検出装置Info
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- JPH07120353A JPH07120353A JP5268486A JP26848693A JPH07120353A JP H07120353 A JPH07120353 A JP H07120353A JP 5268486 A JP5268486 A JP 5268486A JP 26848693 A JP26848693 A JP 26848693A JP H07120353 A JPH07120353 A JP H07120353A
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Abstract
う振動の影響を受けることなく、回転誤差を高い精度で
検出できるようにする。 【構成】 第1歯車14と一体的に回転する第1回転体
18に第1懸垂手段20を介して第1負荷錘22を吊り
下げるとともに、第2歯車16と一体的に回転する第2
回転体24に第2懸垂手段26を介して第2負荷錘28
を吊り下げ、それ等の第1歯車14および第2歯車16
が所定の噛合荷重で噛み合った状態で釣り合わせる。そ
して、その状態で手動または駆動モータにより、歯車1
4,16の噛合いによる振動周波数が装置の共振周波数
よりも十分に小さくなる回転速度で、それ等の歯車1
4,16を噛合回転させながら、ロータリエンコーダ3
0,32によって回転角を測定し、その回転角のずれを
検出する。
Description
装置に係り、特に、回転誤差を高い精度で検出する装置
に関するものである。
は、歯面の形状誤差や歯のたわみなどによって回転誤差
を生じ、動力伝達性能に影響を与えたり振動を発生した
りする。かかる回転誤差を検出するために、互いに噛み
合う一対の第1歯車および第2歯車に所定の噛合荷重を
付与した状態で回転させ、それ等第1歯車および第2歯
車の回転角をそれぞれロータリエンコーダによって測定
することにより、その回転角のずれを検出する噛合歯車
の回転誤差検出装置が提案されている。特開平2−20
8534号公報に記載されている装置はその一例であ
る。
一具体的を示す図で、第1歯車100は、駆動モータ1
02により減速機104,トルクメータ106,および
低剛性継手108を介して一定速度で回転駆動される一
方、その第1歯車100と噛み合う第2歯車112は低
剛性継手114および減速機116を介して被動モータ
118に連結され、その被動モータ118により所定の
負荷トルクすなわち噛合荷重が付与されるようになって
おり、トルクメータ106により負荷トルクを測定しな
がら一対のロータリエンコーダ110,120によって
歯車100,112の回転角をそれぞれ測定し、回転誤
差としてその回転角のずれを検出する。上記減速機10
4,116は、モータ102,118のリップル(微小
な回転変動,トルク変動)による噛合荷重の変動を避け
るため、それ等のモータ102,118を何れも高速回
転させながら回転誤差を検出できるようにするためのも
のであり、低剛性継手108,114は、モータ10
2,118や減速機104,116の振動が歯車10
0,112に伝達されて噛合荷重が変動することを防止
するためのものである。また、モータ102,118の
回転変動を抑制するために、それ等のモータ102,1
18にはフライホイールが追加して設けられている。
うにモータの回転安定化のためにモータを高速回転させ
るとともに、低剛性継手やフライホイールを設けた従来
装置においては、一対の歯車の噛合いによる振動周波数
が装置の共振周波数より大きくなるため、装置の振動特
性の影響により、本来静的な値として測定が望まれる回
転誤差を正確に検出できないという問題があった。前記
図7の装置について、1自由度系の振動モデルを示す図
8を参照しつつ具体的に説明すると、第1歯車100と
第2歯車112との間に回転誤差に相当する強制変位e
を与えた場合、第1歯車100より前の部分(第1歯車
100,減速機104,駆動モータ102など)の慣性
をM1、第2歯車112より後の部分(第2歯車11
2,減速機116,被動モータ118など)の慣性をM
2、第1歯車100および第2歯車112の互いに噛み
合う歯対の平均剛性(低剛性継手108,114の剛性
を含む)をk、第1歯車100の回転角x1と第2歯車
112の回転角x2との差である回転誤差をx(=x1
−x2)、振動の影響を排除した静的な回転誤差をxst
(=e)、第1歯車100と第2歯車112との噛合い
による振動周波数をω、装置の共振周波数(ねじり固有
振動数)をωn とすると、x/xstとω/ωn との関係
は次式(1)〜(5)に従って求められ、図9に示すよ
うになる。かかる図9から明らかなように、ω=ωn の
共振点付近では回転誤差xが静的な回転誤差xstよりも
著しく大きくなる一方、振動周波数ωが共振周波数ωn
よりも大きい領域では、回転誤差xは次第に小さくなっ
て静的な回転誤差xstを下回ってしまうのである。
られる低剛性継手やフライホイールは装置の共振周波数
ωn を低下させる一方、リップル防止のためにモータを
高速回転させると振動周波数ωは大きくなるため、振動
周波数ωが共振周波数ωn より小さな領域で測定を行う
ことは困難なのである。減速機の減速比を大きくすれ
ば、モータを高回転に維持しつつ振動周波数ωを共振周
波数ωn より小さくすることが可能であるが、減速機の
回転誤差に起因して歯車に回転変動が生じることが避け
られず、被動モータのモータトルクが変化して噛合荷重
が変動し、回転誤差xを高い精度で測定することは困難
である。
もので、その目的とするところは、振動の影響を受ける
ことなく回転誤差を高い精度で検出できるようにするこ
とにある。
するためには、噛合荷重が静的に付与されるようにして
歯車をゆっくり回転させるようにすれば良く、第1発明
は、互いに噛み合う一対の第1歯車および第2歯車に所
定の噛合荷重を付与した状態で回転させ、それ等の第1
歯車および第2歯車の回転角をそれぞれロータリエンコ
ーダによって測定することにより、その回転角のずれを
検出する噛合歯車の回転誤差検出装置であって、(a)
前記第1歯車と同心に設けられて一体回転させられる円
板形状の第1回転体と、(b)その第1回転体に一端部
が係止されるとともに、その第1回転体に前記第1歯車
の1ピッチ分の回転角以上巻き付けることが可能な長さ
寸法を有する第1懸垂手段と、(c)その第1懸垂手段
の他端部に吊り下げられて前記第1歯車にトルクを付与
する第1負荷錘と、(d)前記第1歯車と噛み合わされ
る前記第2歯車と同心に設けられて一体回転させられる
円板形状の第2回転体と、(e)その第2回転体に一端
部が係止されるとともに、その第2回転体に前記第2歯
車の1ピッチ分の回転角以上巻き付けることが可能な長
さ寸法を有する第2懸垂手段と、(f)前記第1負荷錘
によってトルクが付与される前記第1歯車と前記第2歯
車とが所定の噛合荷重で噛み合い且つ釣り合うように、
前記第2懸垂手段の他端部に吊り下げられ、その第1負
荷錘によってその第1歯車に付与されるトルクの回転方
向と同じ回転方向のトルクをその第2歯車に付与する第
2負荷錘とを有することを特徴とする。
懸垂手段を介して第1回転体に吊り下げられた第1負荷
錘によって第1歯車に所定のトルクが付与されるととも
に、第2懸垂手段を介して第2回転体に吊り下げられた
第2負荷錘によって第2歯車に所定のトルクが付与さ
れ、それ等の第1歯車および第2歯車は所定の噛合荷重
で噛み合った状態で釣り合わされる。したがって、その
状態で第1歯車および第2歯車の何れか一方を手動若し
くは電動モータなどで回転させつつ、両歯車の回転角を
ロータリエンコーダで測定することにより、その回転角
のずれから回転誤差を検出できる。その場合に、第1歯
車および第2歯車を噛合回転させると、その回転方向は
互いに逆向きであるため、上記第1懸垂手段および第2
懸垂手段の一方は回転体に巻き付けられ、他方は回転体
から巻き戻される。このため、歯車の回転時に巻き付け
られる方の懸垂手段は予め回転体から巻き戻した状態と
し、歯車の回転時に巻き戻される方の懸垂手段は予め回
転体に巻き付けた状態としておく。
によって噛合荷重が静的に付与されるため、従来のよう
にモータトルクで噛合荷重を制御する場合に比較してト
ルクリップルによる噛合荷重の変動がないとともに、歯
車の噛合いによる振動周波数が装置の共振周波数より十
分に小さいゆっくりした回転速度で歯車を回転させれ
ば、装置の振動による影響が小さく、静的な回転誤差を
高い精度で測定できる。
欠回転させながら静止状態で回転誤差を測定するように
すれば、装置の振動による影響を完全に排除できるが、
連続回転させながら回転誤差を測定する場合でも、本装
置の共振周波数は、モータのトルクリップルを防止する
ために低剛性継手やフライホイールなどを設けた従来装
置に比較して大きいため、歯車の噛合いによる振動周波
数を装置の共振周波数よりも十分に小さくすることが可
能で、間欠回転させながら測定する場合と略同等の測定
精度を得ることができる。また、減速機の回転誤差等に
起因して歯車の回転速度が変化すると、厳密には慣性に
より噛合荷重が変動するが、モータトルクで噛合荷重を
付与している従来装置に比較して、その回転速度変化に
伴う噛合荷重の変動は小さいとともに、非常にゆっくり
した回転速度で歯車を回転駆動する場合には、回転速度
の加減速度が小さいため慣性の影響は殆どない。
するものであるため、少なくとも歯車の1ピッチ分だけ
噛合回転させれば良く、必ずしも1回転させる必要はな
いが、1回転させれば全ての噛合歯の回転誤差を解析す
ることができる。
ータのトルクリップルや装置の振動による影響を殆ど排
除でき、回転誤差を高い精度で測定することが可能とな
る。しかも、第1回転体および第2回転体を設けて第1
負荷錘および第2負荷錘を吊るすだけで良いため、被動
モータのトルク制御を行って噛合荷重を制御する従来装
置に比較して、装置を簡単かつ安価に構成できる利点が
ある。
るために、第2発明は、互いに噛み合う一対の第1歯車
および第2歯車に所定の噛合荷重を付与した状態で回転
させ、それ等の第1歯車および第2歯車の回転角をそれ
ぞれロータリエンコーダによって測定することにより、
その回転角のずれを検出する噛合歯車の回転誤差検出装
置であって、(a)前記第1歯車と同心に設けられて一
体回転させられる円板形状の第1回転体と、(b)その
第1回転体に一端部が係止されるとともに、その第1回
転体に前記第1歯車の1ピッチ分の回転角以上巻き付け
ることが可能な長さ寸法を有する第1懸垂手段と、
(c)その第1懸垂手段の他端部に吊り下げられて前記
第1歯車にトルクを付与する第1負荷錘と、(d)前記
第1歯車と噛み合わされる前記第2歯車と同心に設けら
れて一体回転させられる円板形状の第2回転体と、
(e)その第2回転体に一端部が係止されるとともに、
その第2回転体に前記第2歯車の1ピッチ分の回転角以
上巻き付けることが可能な長さ寸法を有する第2懸垂手
段と、(f)前記第1負荷錘によって前記第1歯車に付
与されるトルクの回転方向と同じ回転方向のトルクを前
記第2歯車に付与するように、前記第2懸垂手段の他端
部に吊り下げられる第2負荷錘と、(g)前記第1回転
体に一端部が係止されるとともに、その第1回転体に前
記第1歯車の1ピッチ分の回転角以上巻き付けることが
可能な長さ寸法を有する第3懸垂手段と、(h)前記第
1負荷錘によって前記第1歯車に付与されるトルクの回
転方向と同じ回転方向のトルクを前記第1歯車に付与す
るように、その第1負荷錘と同じ重量を有して前記第3
懸垂手段の他端部に吊り下げられる第3負荷錘と、
(i)前記第1負荷錘によって前記第1回転体に加えら
れる荷重と、前記第3負荷錘によってその第1回転体に
加えられる荷重とが、その第1回転体の軸心を挟んで反
対側でその第1回転体の接線方向において互いに反対向
きに作用するように、略水平な軸心まわりの回転可能に
配設されて前記第1懸垂手段および前記第3懸垂手段の
少なくとも一方が巻き掛けられる少なくとも1つの第1
アイドル回転体と、(j)前記第2回転体に一端部が係
止されるとともに、その第2回転体に前記第2歯車の1
ピッチ分の回転角以上巻き付けることが可能な長さ寸法
を有する第4懸垂手段と、(k)前記第2負荷錘によっ
て前記第2歯車に付与されるトルクの回転方向と同じ回
転方向のトルクを前記第2歯車に付与することにより、
前記第1負荷錘および第3負荷錘によってトルクが付与
される前記第1歯車とその第2歯車とが所定の噛合荷重
で噛み合い且つ釣り合うように、前記第2負荷錘と同じ
重量を有して前記第4懸垂手段の他端部に吊り下げられ
る第4負荷錘と、(l)前記第2負荷錘によって前記第
2回転体に加えられる荷重と、前記第4負荷錘によって
その第2回転体に加えられる荷重とが、その第2回転体
の軸心を挟んで反対側でその第2回転体の接線方向にお
いて互いに反対向きに作用するように、略水平な軸心ま
わりの回転可能に配設されて前記第2懸垂手段および前
記第4懸垂手段の少なくとも一方が巻き掛けられる少な
くとも1つの第2アイドル回転体とを有することを特徴
とする。
懸垂手段および第3懸垂手段を介して第1回転体に吊り
下げられた第1負荷錘および第3負荷錘によって第1歯
車に所定のトルクが付与されるとともに、第2懸垂手段
および第4懸垂手段を介して第2回転体に吊り下げられ
た第2負荷錘および第4負荷錘によって第2歯車に所定
のトルクが付与され、それ等の第1歯車および第2歯車
は所定の噛合荷重で噛み合った状態で釣り合わされる。
したがって、その状態で第1歯車および第2歯車の何れ
か一方を手動若しくは電動モータなどで回転させつつ、
両歯車の回転角をロータリエンコーダで測定することに
より、その回転角のずれから回転誤差を検出できる。こ
の場合にも、歯車の回転時に巻き付けられる懸垂手段は
予め回転体から巻き戻した状態とし、歯車の回転時に巻
き戻される懸垂手段は予め回転体に巻き付けた状態とし
ておく。
錘乃至第4負荷錘によって噛合荷重が静的に付与される
ため、従来のようにモータトルクで噛合荷重を制御する
場合に比較してトルクリップルによる噛合荷重の変動が
ないとともに、歯車の噛合いによる振動周波数が装置の
共振周波数より十分に小さいゆっくりした回転速度で歯
車を回転させれば、装置の振動による影響が小さく、静
的な回転誤差を高い精度で測定できる。この点に関し、
かかる第2発明は第1発明の一態様を成すもので、第1
回転体に係止された第1懸垂手段および第3懸垂手段は
第1発明の第1懸垂手段に相当し、それ等の懸垂手段に
吊り下げられた第1負荷錘および第3負荷錘は第1発明
の第1負荷錘に相当する一方、第2回転体に係止された
第2懸垂手段および第4懸垂手段は第1発明の第2懸垂
手段に相当し、それ等の懸垂手段に吊り下げられた第2
負荷錘および第4負荷錘は第1発明の第2負荷錘に相当
する。
つの第1アイドル回転体に第1懸垂手段および第3懸垂
手段の少なくとも一方が巻き掛けられることにより、第
1負荷錘によって第1回転体に加えられる荷重と、第3
負荷錘によって第1回転体に加えられる荷重とが、その
第1回転体の軸心を挟んで反対側でその第1回転体の接
線方向において互いに反対向きに作用するようになって
いるとともに、それ等の第1負荷錘および第3負荷錘の
重量は同じであるため、第1回転体には向きが反対で大
きさが同じ荷重が作用させられることになり、その第1
回転体および第1歯車が軸心と直角な方向へ変位したり
傾いたりすることが抑制される。第2回転体について
も、少なくとも1つの第2アイドル回転体に第2懸垂手
段および第4懸垂手段の少なくとも一方が巻き掛けられ
ることにより、第2負荷錘によって第2回転体に加えら
れる荷重と、第4負荷錘によって第2回転体に加えられ
る荷重とが、その第2回転体の軸心を挟んで反対側でそ
の第2回転体の接線方向において互いに反対向きに作用
するようになっているとともに、それ等の第2負荷錘お
よび第4負荷錘の重量は同じであるため、第2回転体に
は向きが反対で大きさが同じ荷重が作用させられること
になり、その第2回転体および第2歯車が軸心と直角な
方向へ変位したり傾いたりすることが抑制される。これ
により、一対の第1歯車および第2歯車は、中心距離や
軸心の平行度、軸角などが理想的な状態で噛み合わされ
るようになり、回転誤差を一層高い精度で測定できるよ
うになる。
および第3負荷錘が吊り下げられ、第2回転体に第2負
荷錘および第4負荷錘が吊り下げられると、第1懸垂手
段および第3懸垂手段の第1回転体に対する巻き掛かり
径が互いに等しく、第2懸垂手段および第4懸垂手段の
第2回転体に対する巻き掛かり径が互いに等しい場合に
は、それ等の第1回転体および第2回転体に作用するト
ルク、更には一対の第1歯車および第2歯車の噛合荷重
は、第1負荷錘および第2負荷錘だけの場合の2倍にな
るため、第1負荷錘および第2負荷錘だけで噛合荷重を
付与する場合と同じ大きさの噛合荷重を付与する場合に
は、それ等の負荷錘の重量は1/2に定められる。
記第1発明と同様に、モータのトルクリップルや装置の
振動による影響を殆ど排除して回転誤差を高い精度で測
定することが可能になるとともに、被動モータのトルク
制御を行って噛合荷重を制御する従来装置に比較して装
置を簡単かつ安価に構成できる。一方、この2発明で
は、負荷錘に起因する第1歯車および第2歯車の軸心と
直角な方向への変位や傾きが抑制され、理想的な噛合状
態で噛み合わされるようになるため、回転誤差を一層高
い精度で測定できるようになる。
に説明する。図1は、第1発明の一実施例である噛合歯
車の回転誤差検出装置を説明する斜視図で、図示しない
軸受により略水平で且つ互いに平行な軸心まわりの回転
可能に支持された一対の第1シャフト10および第2シ
ャフト12を備えており、第1シャフト10には第1歯
車14が相対回転不能に取り付けられる一方、第2シャ
フト12には、第1歯車14と噛み合う状態で第2歯車
16が相対回転不能に取り付けられる。第1シャフト1
0と第2シャフト12との軸間距離は、一対の第1歯車
14および第2歯車16の中心距離に設定されており、
第1歯車14および第2歯車16は、それぞれ第1シャ
フト10および第2シャフト12に着脱可能に取り付け
られるようになっている。第1シャフト10には、円板
形状の第1回転体18が相対回転不能に配設されている
とともに、その第1回転体18には、紐やワイヤ等から
成る第1懸垂手段20を介して第1負荷錘22が吊り下
げられている。また、第2シャフト12には、円板形状
の第2回転体24が相対回転不能に配設されているとと
もに、その第2回転体24には、紐やワイヤ等から成る
第2懸垂手段26を介して第2負荷錘28が吊り下げら
れている。
その歯数すなわちピッチ径が互いに等しく、第1回転体
18および第2回転体24は、その径寸法が互いに等し
い。また、第1懸垂手段20および第2懸垂手段26
は、それぞれ第1回転体18,第2回転体24の外周面
に1周以上巻き付けられる長さ寸法を有し、その第1回
転体18,第2回転体24の外周面に巻き付けられるよ
うに、一端部がそれ等の第1回転体18,第2回転体2
4に係止されている。これ等の第1懸垂手段20および
第2懸垂手段26は、第1回転体18,第2回転体24
に対して同じ方向に巻き掛けられており、前記第1負荷
錘22,第2負荷錘28が吊り下げられることにより、
第1回転体18,第2回転体24には同じ回転方向のト
ルクが付与される。第1負荷錘22および第2負荷錘2
8は、その重量が同じであり、上記のように第1回転体
18および第2回転体24の径寸法が等しいとともに、
第1歯車14および第2歯車16のピッチ径が等しいこ
とから、それ等の第1歯車14,第2歯車16には、第
1負荷錘22,第2負荷錘28によって回転方向および
大きさが同じトルクが付与され、そのトルクに対応する
所定の噛合荷重で噛み合った状態で釣り合う。
ャフト12には、それぞれロータリエンコーダ30およ
び32が配設され、それ等の回転角を検出するようにな
っているとともに、第1シャフト10にはトルクセンサ
34が配設されてトルク、すなわち一対の第1歯車14
および第2歯車16の噛合荷重を検出するようになって
いる。
第1懸垂手段20に吊り下げられた第1負荷錘22およ
び第2懸垂手段26に吊り下げられた第2負荷錘28に
より、第1歯車14および第2歯車16は所定の噛合荷
重で噛み合った状態で釣り合わされているため、そのま
ま第1シャフト10および第2シャフト12の何れか一
方を手動などで回転させながら、ロータリエンコーダ3
0および32によって回転角を測定することにより、そ
の回転角のずれから回転誤差を検出できる。その場合
に、第1歯車14および第2歯車16を噛合回転させる
と、その回転方向は互いに逆向きであるため、上記第1
懸垂手段20および第2懸垂手段26の一方は回転体に
巻き付けられ、他方は回転体から巻き戻される。このた
め、歯車14,16の回転時に巻き付けられる方の懸垂
手段は予め回転体から巻き戻した状態とし、歯車14,
16の回転時に巻き戻される方の懸垂手段は予め回転体
に巻き付けた状態としておく。
および第2負荷錘28によって噛合荷重が静的に付与さ
れるため、従来のようにモータトルクで噛合荷重を制御
する場合に比較してトルクリップルによる噛合荷重の変
動がないとともに、歯車14および16の噛合いによる
振動周波数が装置の共振周波数より十分に小さいゆっく
りした回転速度で歯車14および16を噛合回転させれ
ば、装置の振動による影響が小さく、静的な回転誤差を
高い精度で測定できる。一対の歯車14および16を所
定の回転角ずつ間欠回転させながら静止状態で回転誤差
を測定するようにすれば、装置の振動による影響を完全
に排除できるが、連続回転させながら回転誤差を測定す
る場合でも、本装置の共振周波数は、モータのトルクリ
ップルを防止するために低剛性継手やフライホイールな
どを設けた従来装置に比較して大きいため、歯車14,
16の噛合いによる振動周波数を装置の共振周波数より
も十分に小さくすることが可能で、間欠回転させながら
測定する場合と略同等の精度を得ることができる。
によれば、モータのトルクリップルや装置の振動による
影響を殆ど排除でき、回転誤差を高い精度で測定するこ
とが可能となるのである。しかも、第1回転体18およ
び第2回転体24を設けて第1負荷錘22および第2負
荷錘28を吊るすだけで良いため、被動モータのトルク
制御を行って噛合荷重を制御する従来装置に比較して、
装置を簡単かつ安価に構成できる利点がある。
2は、上記図1の回転誤差検出装置に駆動モータ40お
よびハーモニックドライブ等の高減速比の減速機42を
設け、歯車14および16の噛合いによる振動周波数が
装置の共振周波数より十分に小さくなる非常にゆっくり
した一定の回転速度で第1シャフト10を連続回転させ
ながら回転誤差を測定するようにした場合である。この
実施例では、減速機42の回転誤差に起因して歯車14
および16の回転速度が変化すると、厳密には慣性によ
り噛合荷重が変動するが、モータトルクで噛合荷重を付
与している従来装置に比較して、その回転速度変化に伴
う噛合荷重の変動は小さいとともに、非常にゆっくりし
た回転速度で歯車14および16を噛合回転させる場合
には、回転速度の加減速度が小さいため慣性の影響は殆
どない。なお、駆動モータ40により第2シャフト12
を回転駆動するようにしたり、第1シャフト10または
第2シャフト12を所定の回転角ずつ間欠回転させなが
ら回転誤差を測定するようにしたりしても良い。
で、前記図1の回転誤差検出装置において、第1負荷錘
22,第2負荷錘28の重量を1/2にするとともに、
第1アイドル回転体50,第3懸垂手段52,第3負荷
錘54,第2アイドル回転体56,第4懸垂手段58,
および第4負荷錘60を追加して配設した場合である。
第1アイドル回転体50は、前記第1回転体18よりも
上方において、略水平で且つ第1シャフト10と平行な
軸心まわりの回転可能に配設されている。また、図4か
ら明らかなように、第1アイドル回転体50の懸垂手段
巻回部分である外周面の一方の鉛直方向の接線、すなわ
ち図4では右側の鉛直方向の接線が、第1回転体18の
前記第1負荷錘22が吊り下げられた側と反対側、すな
わち図4では左側における懸垂手段巻回部分である外周
面の鉛直方向の接線と一致するように、その配設位置が
定められている。第3懸垂手段52は、第1回転体18
に一端部が係止され、第1負荷錘22が吊り下げられた
側と反対側から鉛直方向上方へ引き出されて上記第1ア
イドル回転体50に巻き掛けられるとともに、その第1
アイドル回転体50の上半分に巻き掛けられる状態を維
持しつつ第1回転体18に1周以上巻き付けることが可
能な長さ寸法を有しており、第1アイドル回転体50に
巻き掛けられた他端部には、第1負荷錘22と同じ重量
の第3負荷錘54が吊り下げられている。したがって、
第1回転体18の図4における右端部には、第1負荷錘
22によって荷重Fが下向きに作用させられるととも
に、第1回転体18の図4における左端部には、第3負
荷錘54によって荷重Fが上向きに作用させられ、トー
タルで2Fの荷重が図4において右まわりに作用させら
れることになる。第1負荷錘22の重量は図1の実施例
の場合の1/2であるため、第1回転体18、更には第
1シャフト10,第1歯車14に付与されるトルクは、
図1の実施例の場合と同じである。なお、上記第1アイ
ドル回転体50の径寸法は任意に定められるし、その回
転軸心は第1シャフト10と平行でなくても差し支えな
い。第1アイドル回転体50を、図4における左端部が
第1回転体18の左端部と一致する状態で、その第1回
転体18の真上に配設することも可能である。
手段58,および第4負荷錘60は、第2回転体24側
に上記と同様に配設されており、前記第2負荷錘28お
よび第4負荷錘60により、その第2回転体24、更に
は第2シャフト12,第2歯車16には、図1の実施例
の場合と同じトルクが付与されるようになっている。図
4における括弧内の符号は、この第2回転体24側の各
部材を表している。
第2負荷錘28,第3負荷錘54,および第4負荷錘6
0によって噛合荷重が静的に付与されるため、前記図1
の実施例と同様に、モータのトルクリップルや装置の振
動による影響を殆ど排除して回転誤差を高い精度で測定
することが可能であるとともに、被動モータのトルク制
御を行って噛合荷重を制御する従来装置に比較して装置
を簡単かつ安価に構成できる。
図4における右端部には、第1負荷錘22によって荷重
Fが下向きに作用させられるとともに、第1回転体18
の図4における左端部には、第3負荷錘54によって荷
重Fが上向きに作用させられるため、第1回転体18に
作用する上下方向の荷重Fが釣り合い、第1シャフト1
0が軸心と直角な方向へ撓み変形することが抑制され
る。このことは、第2シャフト12側でも同じで、第2
シャフト12が軸心と直角な方向へ撓み変形することが
抑制される。これにより、一対の第1歯車14および第
2歯車16は、両者の軸心が中心距離だけ離間し且つ平
行となる理想的な噛合状態で良好に噛み合わされるよう
になり、回転誤差を一層高い精度で測定できるようにな
る。すなわち、図1の実施例においては、第1負荷錘2
2の存在により第1シャフト10が撓み変形したり、第
2負荷錘28の存在により第2シャフト12が撓み変形
したりして、一対の歯車14および16の軸心の平行度
や中心距離が変化し、回転誤差の測定精度が低下する恐
れがあったのである。
実施例と見做すことも可能で、その場合には、第1回転
体18に係止された第1懸垂手段20および第3懸垂手
段52は第1発明の第1懸垂手段に相当し、それ等の懸
垂手段20,52に吊り下げられた第1負荷錘22およ
び第3負荷錘54は第1発明の第1負荷錘に相当する一
方、第2回転体24に係止された第2懸垂手段26およ
び第4懸垂手段58は第1発明の第2懸垂手段に相当
し、それ等の懸垂手段26,58に吊り下げられた第2
負荷錘28および第4負荷錘60は第1発明の第2負荷
錘に相当する。
のように駆動モータおよび減速機を用いて第1シャフト
10または第2シャフト12を回転駆動しながら回転誤
差を測定するように構成できる。
ル回転体50を第1回転体18の左側に配設しても、別
の第1アイドル回転体64を第1回転体18の右下に配
設して第1懸垂手段20をその第1アイドル回転体64
に巻き掛け、第1負荷錘22によって第1回転体18に
加えられる荷重Fと、第3負荷錘54によって第1回転
体18に加えられる荷重Fとが、第1回転体18の軸心
を挟んで反対側でその第1回転体18の接線方向におい
て互いに反対向きに作用するようにすれば、上記図3の
実施例と同じ作用効果が得られる。その場合に、第2回
転体24側については、図3の実施例と同じであっても
良いし、図5と同様に第2アイドル回転体56を第2回
転体24の左側に配設するとともに、別の第2アイドル
回転体を第2回転体24の右下に配設して第2懸垂手段
26をその第2アイドル回転体に巻き掛けるようにして
も良い。
および第2シャフト12が略水平に配設されていたが、
これ等のシャフト10,12の姿勢は任意に定められ、
例えば図6に示すように、略垂直で且つ互いに平行な軸
心まわりの回転可能に第1シャフト70および第2シャ
フト72を配設しても良い。第1シャフト70には、円
板形状の第1回転体74が相対回転不能に配設されてい
るとともに、第1歯車76が相対回転不能に取り付けら
れる一方、第2シャフト72には、円板形状の第2回転
体78が相対回転不能に配設されているとともに、第2
歯車80が相対回転不能に取り付けられる。また、その
第1回転体74には、紐やワイヤ等から成る第1懸垂手
段82の一端部が係止されているとともに、その第1懸
垂手段82は、上端部が第1回転体74と略同じ高さと
なるように略水平な軸心まわりの回転可能に配設された
アイドル回転体84に巻き掛けられ、他端部に第1負荷
錘86が吊り下げられている。第2回転体78には、紐
やワイヤ等から成る第2懸垂手段88の一端部が係止さ
れているとともに、その第2懸垂手段88は、上端部が
第2回転体78と略同じ高さとなるように略水平な軸心
まわりの回転可能に配設されたアイドル回転体90に巻
き掛けられ、他端部に第2負荷錘92が吊り下げられて
いる。
その歯数すなわちピッチ径が互いに相違しており、第2
歯車80の方が大径である。一方、第1回転体74およ
び第2回転体78は、その径寸法が互いに等しいが、第
1負荷錘86および第2負荷錘92は、上記第1歯車7
6および第2歯車80の径寸法の相違に応じて、それ等
の第1歯車76および第2歯車80の噛合荷重が釣り合
うように定められている。具体的には、第1負荷錘86
と第2負荷錘92との比が、第1歯車76のピッチ径と
第2歯車80のピッチ径との比と等しくなるように設定
される。なお、第1回転体74の径寸法と第2回転体7
8の径寸法との比を、第1歯車76のピッチ径と第2歯
車80のピッチ径との比と等しくすれば、第1負荷錘8
6および第2負荷錘92の重量を同じにできる。
2負荷錘92によって噛合荷重が静的に付与されるた
め、前記図1の実施例と同様の作用効果が得られる。ま
た、第1回転体74を挟んでアイドル回転体84と反対
側に別のアイドル回転体を配設し、第1回転体74に係
止した第3懸垂手段をそのアイドル回転体に巻き掛けて
第1負荷錘86と同じ重量の第3負荷錘を吊し、第1負
荷錘86によって第1回転体74に加えられる荷重と、
第3負荷錘によって第1回転体74に加えられる荷重と
が、第1回転体74の軸心を挟んで反対側でその第1回
転体74の接線方向において互いに反対向きに作用する
ようにすれば、前記図3の実施例と同じ作用効果が得ら
れる。第2回転体78側についても同様である。
づいて詳細に説明したが、本発明は他の態様で実施する
こともできる。
8および第2回転体24の径寸法が同じであったが、第
1回転体18および第2回転体24の径寸法を相違させ
ることも可能で、その場合には、回転体の半径と負荷錘
の重量との積が互いに等しくなるように、言い換えれば
両者のモーメントが等しくなるように第1負荷錘22お
よび第2負荷錘28の重量を定めれば良い。第1歯車お
よび第2歯車の径寸法が等しい他の実施例についても同
様である。
0,第2懸垂手段26が回転体18,24に1周以上巻
き付けることが可能な長さを備えており、歯車14,1
6を1回転させることにより全ての噛合歯の回転誤差を
解析できるようになっていたが、歯車14,16の1ピ
ッチ分だけ噛合回転させれば回転誤差を解析できるた
め、必ずしも歯車14,16が1回転できるように構成
する必要はない。他の実施例についても同様である。
70および第2シャフト12,72が互いに平行に配設
されていたが、傘歯車など軸心が平行でない噛合歯車の
回転誤差を検出する場合には、その軸角に応じて第1シ
ャフトおよび第2シャフトを傾斜させて配設することに
なる。
2,第2負荷錘28,第3負荷錘54,および第4負荷
錘60が何れも同じ重量であるが、第1発明として実施
する場合には、第1負荷錘22および第3負荷錘54の
トータル荷重と、第2負荷錘28および第4負荷錘60
のトータル荷重とが同じであれば良い。
0,第3懸垂手段52の第1回転体18に対する巻き掛
かり径が同じであるが、それ等の巻き掛かり径が異なっ
ていても、第1負荷錘22,第3負荷錘54の重量が同
じであれば第2発明の効果が得られる。
者の知識に基づいて種々の変更,改良を加えた態様で実
施することができる。
検出装置を説明する斜視図である。
を用いて歯車を回転駆動する場合の斜視図である。
検出装置を説明する斜視図である。
ル回転体との位置関係を示す図である。
対応する図である。
る。
ある。
動の影響を解析するための1自由度系の振動モデルを示
す図である。
対する振動の影響を示す図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 互いに噛み合う一対の第1歯車および第
2歯車に所定の噛合荷重を付与した状態で回転させ、該
第1歯車および第2歯車の回転角をそれぞれロータリエ
ンコーダによって測定することにより、該回転角のずれ
を検出する噛合歯車の回転誤差検出装置であって、 前記第1歯車と同心に設けられて一体回転させられる円
板形状の第1回転体と、 該第1回転体に一端部が係止されるとともに、該第1回
転体に前記第1歯車の1ピッチ分の回転角以上巻き付け
ることが可能な長さ寸法を有する第1懸垂手段と、 該第1懸垂手段の他端部に吊り下げられて前記第1歯車
にトルクを付与する第1負荷錘と、 前記第1歯車と噛み合わされる前記第2歯車と同心に設
けられて一体回転させられる円板形状の第2回転体と、 該第2回転体に一端部が係止されるとともに、該第2回
転体に前記第2歯車の1ピッチ分の回転角以上巻き付け
ることが可能な長さ寸法を有する第2懸垂手段と、 前記第1負荷錘によってトルクが付与される前記第1歯
車と前記第2歯車とが所定の噛合荷重で噛み合い且つ釣
り合うように、前記第2懸垂手段の他端部に吊り下げら
れ、該第1負荷錘によって該第1歯車に付与されるトル
クの回転方向と同じ回転方向のトルクを該第2歯車に付
与する第2負荷錘とを有することを特徴とする噛合歯車
の回転誤差検出装置。 - 【請求項2】 互いに噛み合う一対の第1歯車および第
2歯車に所定の噛合荷重を付与した状態で回転させ、該
第1歯車および第2歯車の回転角をそれぞれロータリエ
ンコーダによって測定することにより、該回転角のずれ
を検出する噛合歯車の回転誤差検出装置であって、 前記第1歯車と同心に設けられて一体回転させられる円
板形状の第1回転体と、 該第1回転体に一端部が係止されるとともに、該第1回
転体に前記第1歯車の1ピッチ分の回転角以上巻き付け
ることが可能な長さ寸法を有する第1懸垂手段と、 該第1懸垂手段の他端部に吊り下げられて前記第1歯車
にトルクを付与する第1負荷錘と、 前記第1歯車と噛み合わされる前記第2歯車と同心に設
けられて一体回転させられる円板形状の第2回転体と、 該第2回転体に一端部が係止されるとともに、該第2回
転体に前記第2歯車の1ピッチ分の回転角以上巻き付け
ることが可能な長さ寸法を有する第2懸垂手段と、 前記第1負荷錘によって前記第1歯車に付与されるトル
クの回転方向と同じ回転方向のトルクを前記第2歯車に
付与するように、前記第2懸垂手段の他端部に吊り下げ
られる第2負荷錘と、 前記第1回転体に一端部が係止されるとともに、該第1
回転体に前記第1歯車の1ピッチ分の回転角以上巻き付
けることが可能な長さ寸法を有する第3懸垂手段と、 前記第1負荷錘によって前記第1歯車に付与されるトル
クの回転方向と同じ回転方向のトルクを前記第1歯車に
付与するように、該第1負荷錘と同じ重量を有して前記
第3懸垂手段の他端部に吊り下げられる第3負荷錘と、 前記第1負荷錘によって前記第1回転体に加えられる荷
重と、前記第3負荷錘によって該第1回転体に加えられ
る荷重とが、該第1回転体の軸心を挟んで反対側で該第
1回転体の接線方向において互いに反対向きに作用する
ように、略水平な軸心まわりの回転可能に配設されて前
記第1懸垂手段および前記第3懸垂手段の少なくとも一
方が巻き掛けられる少なくとも1つの第1アイドル回転
体と、 前記第2回転体に一端部が係止されるとともに、該第2
回転体に前記第2歯車の1ピッチ分の回転角以上巻き付
けることが可能な長さ寸法を有する第4懸垂手段と、 前記第2負荷錘によって前記第2歯車に付与されるトル
クの回転方向と同じ回転方向のトルクを前記第2歯車に
付与することにより、前記第1負荷錘および第3負荷錘
によってトルクが付与される前記第1歯車と該第2歯車
とが所定の噛合荷重で噛み合い且つ釣り合うように、前
記第2負荷錘と同じ重量を有して前記第4懸垂手段の他
端部に吊り下げられる第4負荷錘と、 前記第2負荷錘によって前記第2回転体に加えられる荷
重と、前記第4負荷錘によって該第2回転体に加えられ
る荷重とが、該第2回転体の軸心を挟んで反対側で該第
2回転体の接線方向において互いに反対向きに作用する
ように、略水平な軸心まわりの回転可能に配設されて前
記第2懸垂手段および前記第4懸垂手段の少なくとも一
方が巻き掛けられる少なくとも1つの第2アイドル回転
体とを有することを特徴とする噛合歯車の回転誤差検出
装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP05268486A JP3085057B2 (ja) | 1993-10-27 | 1993-10-27 | 噛合歯車の回転誤差検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP05268486A JP3085057B2 (ja) | 1993-10-27 | 1993-10-27 | 噛合歯車の回転誤差検出装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07120353A true JPH07120353A (ja) | 1995-05-12 |
JP3085057B2 JP3085057B2 (ja) | 2000-09-04 |
Family
ID=17459169
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP05268486A Expired - Fee Related JP3085057B2 (ja) | 1993-10-27 | 1993-10-27 | 噛合歯車の回転誤差検出装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3085057B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007040787A (ja) * | 2005-08-02 | 2007-02-15 | Toyota Motor Corp | かみあい伝達誤差の測定装置および測定方法 |
JP2007163156A (ja) * | 2005-12-09 | 2007-06-28 | Toyota Motor Corp | 噛合伝達誤差測定装置 |
JP2014122804A (ja) * | 2012-12-20 | 2014-07-03 | Toyota Motor Corp | 変速機構の試験方法 |
CN114104896A (zh) * | 2021-11-29 | 2022-03-01 | 日立楼宇技术(广州)有限公司 | 电梯曳引机震机检测方法、装置、计算机设备和存储介质 |
-
1993
- 1993-10-27 JP JP05268486A patent/JP3085057B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2007040787A (ja) * | 2005-08-02 | 2007-02-15 | Toyota Motor Corp | かみあい伝達誤差の測定装置および測定方法 |
JP2007163156A (ja) * | 2005-12-09 | 2007-06-28 | Toyota Motor Corp | 噛合伝達誤差測定装置 |
JP4631688B2 (ja) * | 2005-12-09 | 2011-02-16 | トヨタ自動車株式会社 | 噛合伝達誤差測定装置 |
JP2014122804A (ja) * | 2012-12-20 | 2014-07-03 | Toyota Motor Corp | 変速機構の試験方法 |
CN114104896A (zh) * | 2021-11-29 | 2022-03-01 | 日立楼宇技术(广州)有限公司 | 电梯曳引机震机检测方法、装置、计算机设备和存储介质 |
CN114104896B (zh) * | 2021-11-29 | 2023-09-12 | 日立楼宇技术(广州)有限公司 | 电梯曳引机震机检测方法、装置、计算机设备和存储介质 |
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JP3085057B2 (ja) | 2000-09-04 |
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