特許 7203382 試験システム、伝達効率算出装置、プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-01-04

(45)【発行日】2023-01-13

(54)【発明の名称】試験システム、伝達効率算出装置、プログラム

(51)【国際特許分類】

   G01M 13/021 20190101AFI20230105BHJP

【ＦＩ】

G01M13/021

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2019076533

(22)【出願日】2019-04-12

(65)【公開番号】P2020173223

(43)【公開日】2020-10-22

【審査請求日】2022-02-04

(73)【特許権者】

【識別番号】502340996

【氏名又は名称】学校法人法政大学

(74)【代理人】

【識別番号】100096091

【弁理士】

【氏名又は名称】井上 誠一

(72)【発明者】

【氏名】相原 建人

【審査官】岩永 寛道

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１５－０９４６９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０４０４７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－０１３０５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－２２８３８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－２４２９６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】韓国登録特許第１０－１９３１８８８（ＫＲ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｍ １３／０２１

Ｇ０１Ｍ １３／００ － １３／０４５

Ｇ０１Ｍ ９９／００

Ｆ１６Ｈ １／００ － １／２６

Ｆ１６Ｈ ３／００ － ３／７８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転軸に対し傾斜した方向に歯を設けた歯車の伝達効率の試験システムであって、
噛み合わせて配置された複数の歯車のうち一の歯車に加わるスラスト力と、別の歯車に加わるスラスト力とを荷重として測定する荷重計と、
前記荷重計によって測定した荷重に基づいて、歯車の伝達効率を算出する伝達効率算出装置と、
を有することを特徴とする試験システム。

【請求項2】

歯車の数が３つで各歯車の回転軸方向が同じであり、
一方の端部の歯車に駆動トルクが入力され、
他方の端部の歯車に負荷トルクが入力され、
前記荷重計は、一方の端部の歯車に加わるスラスト力と、中間部の歯車に加わるスラスト力とを荷重として測定することを特徴とする請求項１記載の試験システム。

【請求項3】

前記伝達効率算出装置は、前記一方の端部の歯車に加わり、前記回転軸方向の一方の向きを正とするスラスト力をｆ_ａ、前記中間部の歯車に加わり、前記回転軸方向の他方の向きを正とするスラスト力をｆ_bとして、１－（ｆ_b／ｆ_a）の値により歯車の伝達効率を求めることを特徴とする請求項２記載の試験システム。

【請求項4】

歯車の数が４以上で各歯車の回転軸方向が同じであり、
一方の端部の歯車に駆動トルクが入力され、
他方の端部の歯車に負荷トルクが入力され、
前記荷重計は、中間部の歯車のうち一の歯車に加わるスラスト力と、別の歯車に加わるスラスト力とを荷重として測定することを特徴とする請求項１記載の試験システム。

【請求項5】

歯車の数は４つであり、
前記伝達効率算出装置は、前記一の歯車に加わり、前記回転軸方向の一方の向きを正とするスラスト力をｆ_a、前記別の歯車に加わり、前記回転軸方向の前記一方の向きを正とするスラスト力をｆ_bとして、ｆ_b／ｆ_aの値により歯車の伝達効率を求めることを特徴とする請求項４記載の試験システム。

【請求項6】

回転軸に対し傾斜した方向に歯を設けた歯車の伝達効率を算出する伝達効率算出装置であって、
噛み合わせて配置された複数の歯車のうち一の歯車に加わるスラスト力と、別の歯車に加わるスラスト力に基づいて、歯車の伝達効率を算出することを特徴とする伝達効率算出装置。

【請求項7】

コンピュータを、
回転軸に対し傾斜した方向に歯を設けた歯車の伝達効率を算出する伝達効率算出装置であって、
噛み合わせて配置された複数の歯車のうち一の歯車に加わるスラスト力と、別の歯車に加わるスラスト力に基づいて、歯車の伝達効率を算出する伝達効率算出装置として機能させるためのプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、歯車の伝達効率の試験システム等に関する。

【背景技術】

【0002】

はすば歯車は、回転軸に対し傾斜した方向に歯を設けた歯車であり、自動車や航空機をはじめとした輸送機械、工作機械等の産業機械に広く使用されている。

【0003】

はすば歯車の性能向上のためには、はすば歯車の伝達効率の試験が欠かせない。現在、歯車の伝達効率を測定する試験装置には大きく動力吸収型と動力循環型の２つがある（特許文献１、２参照）。

【0004】

特許文献１には、トランスミッション用の試験装置であって、インバータモータやサーボモータを備えた荷重付与部と、動力吸収用サーボモータとを使用した動力吸収型の試験装置について記載されている。特許文献２には、一対の共試ギアと一対の従動ギアを含む動力循環系に捩りモーメントによる負荷荷重を与えたうえで、当該動力循環系に駆動装置による駆動力を入力する動力循環型の試験装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開2018-81103号公報

【文献】特開平06-317501号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

動力吸収型の試験装置では、入出力のパワーを比較することにより歯車の伝達効率を求めるので、入力側および出力側のトルクと回転数を計測するため２組のトルクメータとロータリエンコーダが必要となり、トルクメータの定格容量も大きくなるので装置が大型化する。またトルクメータの定格容量が大きいと誤差範囲が大きくなるので、高精度に伝達効率を計測することも難しい。

【0007】

一方、動力循環型の試験装置では、歯車の伝達効率により動力循環系における動力損失が左右され、駆動装置はこの動力損失分の駆動力を入力する。そのため、歯車の伝達効率は入力パワーによって求めることができ、１組のトルクメータとロータリエンコーダがあればよい。また入力パワーは小さくてよいので、トルクメータの定格容量を小さくでき高精度に伝達効率を測定することが可能となる。しかしながら、動力循環型の試験装置は複雑な構成を有し、装置が高価となる。

【0008】

本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであり、簡易な構成で歯車の伝達効率を測定可能な試験システム等を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

前述した課題を解決するための第１の発明は、回転軸に対し傾斜した方向に歯を設けた歯車の伝達効率の試験システムであって、噛み合わせて配置された複数の歯車のうち一の歯車に加わるスラスト力と、別の歯車に加わるスラスト力とを荷重として測定する荷重計と、前記荷重計によって測定した荷重に基づいて、歯車の伝達効率を算出する伝達効率算出装置と、を有することを特徴とする試験システムである。

【0010】

本発明の試験システムでは、歯車に加わるスラスト力を荷重として測定するだけで、歯車の伝達効率を求めることができる。このように、本発明では、従来の試験方法とは全く異なる着想により、歯車に加わるスラスト力を伝達効率の試験に利用することで、簡易な構成で安価且つ高精度に歯車の伝達効率を求めることが可能となり、普及性の高い試験システムにより高効率で静粛な歯車の開発が促進される。

【0011】

例えば歯車の数が３つで各歯車の回転軸方向が同じであり、一方の端部の歯車に駆動トルクが入力され、他方の端部の歯車に負荷トルクが入力され、前記荷重計は、一方の端部の歯車に加わるスラスト力と、中間部の歯車に加わるスラスト力とを荷重として測定する。前記伝達効率算出装置は、前記一方の端部の歯車に加わり、前記回転軸方向の一方の向きを正とするスラスト力をｆ_ａ、前記中間部の歯車に加わり、前記回転軸方向の他方の向きを正とするスラスト力をｆ_bとして、１－（ｆ_b／ｆ_a）の値により歯車の伝達効率を求める。
この場合、歯車の数が少なくて済み、装置構成が簡単になるという利点がある。また歯車の伝達効率は、上記の１－（ｆ_b／ｆ_a）の値により好適に求めることができる。

【0012】

歯車の数が４以上で各歯車の回転軸方向が同じであり、一方の端部の歯車に駆動トルクが入力され、他方の端部の歯車に負荷トルクが入力され、前記荷重計は、中間部の歯車のうち一の歯車に加わるスラスト力と、別の歯車に加わるスラスト力とを荷重として測定することも望ましい。例えば歯車の数を４つとし、前記伝達効率算出装置は、前記一の歯車に加わり、前記回転軸方向の一方の向きを正とするスラスト力をｆ_a、前記別の歯車に加わり、前記回転軸方向の前記一方の向きを正とするスラスト力をｆ_bとして、ｆ_b／ｆ_aの値により歯車の伝達効率を求める。
この場合、荷重計の定格容量が小さくて良く、歯車の伝達効率の測定精度が向上する。歯車の数が４つの場合、伝達効率は上記のｆ_b／ｆ_aの値により好適に求めることができる。

【0013】

第２の発明は、回転軸に対し傾斜した方向に歯を設けた歯車の伝達効率を算出する伝達効率算出装置であって、噛み合わせて配置された複数の歯車のうち一の歯車に加わるスラスト力と、別の歯車に加わるスラスト力に基づいて、歯車の伝達効率を算出することを特徴とする伝達効率算出装置である。

【0014】

第３の発明は、コンピュータを、回転軸に対し傾斜した方向に歯を設けた歯車の伝達効率を算出する伝達効率算出装置であって、噛み合わせて配置された複数の歯車のうち一の歯車に加わるスラスト力と、別の歯車に加わるスラスト力に基づいて、歯車の伝達効率を算出する伝達効率算出装置として機能させるためのプログラムである。

【発明の効果】

【0015】

本発明により、簡易な構成で歯車の伝達効率を測定可能な試験システム等を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】試験システム１を示す図。

【図2】伝達効率算出装置４０のハードウェア構成を示す図。

【図3】伝達効率の試験方法を示すフローチャート。

【図4】測定装置１０を示す図。

【図5】測定装置１０ａを示す図。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、図面に基づいて本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。

【0018】

［第１の実施形態］
（１．試験システム１）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る試験システム１の概略を示す図である。試験システム１は歯車の伝達効率を求めるものであり、測定装置１０と伝達効率算出装置４０を有する。

【0019】

歯車の伝達効率Ｅは、歯車同士が噛み合って回転する時に、一方の歯車に入力するトルクＴ₀と回転数Ｎ₀、他方の歯車から出力されるトルクＴ₁と回転数Ｎ₁を用いて以下のように表される。
Ｅ＝（Ｔ₁×Ｎ₁）／（Ｔ₀×Ｎ₀）…（１）
回転数Ｎ₀、Ｎ₁は各歯車の歯数Ｚ₀、Ｚ₁の逆数に比例するので、歯車の伝達効率Ｅは歯数Ｚ₀、Ｚ₁を用いて以下のように表すこともできる。
Ｅ＝（Ｔ₁×Ｚ_０）／（Ｔ₀×Ｚ₁）…（２）

【0020】

本実施形態では、試験システム１により、はすば歯車の伝達効率Ｅを求める。はすば歯車は、回転軸に対しねじれるように傾斜した方向に歯を設けた歯車である。はすば歯車同士を噛み合わせて回転させると、両歯車の歯の接触面積が徐々に増加した後徐々に減少する。そのため歯車同士の噛み合いが滑らかであり、静粛性等に優れる。

【0021】

測定装置１０は、試験対象の複数のはすば歯車２（以下、単に歯車２ということがある）が噛み合って回転する際に、歯車２に作用する荷重を測定するものであり、荷重計２１、２２、入力モータ３１、ブレーキ３２等を有する。

【0022】

本実施形態では、回転軸２ａを同方向とする３つの歯車２（２－１、２－２、２－３）が、各歯車２の回転軸２ａが平行に並ぶように設けられる。このうち歯車２－１が一方の端部に配置され、歯車２－３が他方の端部に配置される。歯車２－２はその中間部に配置される。これらの歯車２－１、２－２、２－３は同じ形状および材質を有する同一のものであり、歯数やねじれ角も同じである。

【0023】

入力モータ３１は、歯車２－１に駆動トルクを与えて回転させるためのものであり、歯車２－１の回転軸２ａに接続される。歯車２－２は歯車２－１と噛み合い、歯車２－１の回転に伴って回転軸２ａを中心として回転する。

【0024】

歯車２－３は歯車２－２と噛み合い、歯車２－２の回転に伴って回転軸２ａを中心として回転する。この回転軸２ａはブレーキ３２に接続される。ブレーキ３２は、歯車２－３の回転方向と反対方向の負荷トルクを回転軸２ａに与える。

【0025】

荷重計２１は歯車２－１に設けられ、当該歯車２－１に作用する荷重を測定する。荷重計２２は歯車２－２に設けられ、当該歯車２－２に作用する荷重を測定する。荷重計２１、２２としては、例えばロードセルなどを歯車２－１、２－２の回転軸２ａの軸受等に取付けて用いる。

【0026】

伝達効率算出装置４０は、荷重計２１、２２により測定した荷重（測定結果）に基づいて伝達効率の算出を行うものである。後述する例では歯車２－１、２－２の伝達効率を算出するが、前記したように歯車２－１、２－２、２－３は同一のものであるため、歯車２－２、２－３の伝達効率は歯車２－１、２－２の伝達効率と同じである。従って、この伝達効率を、以下単に歯車２の伝達効率という場合がある。

【0027】

図２は伝達効率算出装置４０のハードウェア構成を示す図である。図２に示すように、伝達効率算出装置４０は、制御部４１、記憶部４２、表示部４３、入力部４４、メディア入出力部４５、通信部４６等をバス等により接続して構成されたコンピュータなどにより実現できる。ただしこれに限ることは無く、適宜様々な構成をとることができる。

【0028】

制御部４１はCPU、ROM、RAMなどから構成される。CPUは、記憶部４２、ROMなどの記憶媒体に格納されたプログラムをRAM上のワークエリアに呼び出して実行する。ROMは不揮発性メモリであり、ブートプログラムやBIOSなどのプログラム、データなどを恒久的に保持している。RAMは揮発性メモリであり、記憶部４２、ROMなどからロードしたプログラムやデータを一時的に保持するとともに、制御部４１が各種処理を行うために使用するワークエリアを備える。

【0029】

記憶部４２はハードディスクドライブやソリッドステートドライブ等であり、後述する処理に際し伝達効率算出装置４０が実行するプログラム、プログラム実行に必要なデータ、OSなどが格納される。これらのプログラムやデータを制御部４１により読み出して実行し、伝達効率算出装置４０の各部を制御することで後述する処理が行われる。

【0030】

表示部４３は、液晶ディスプレイ等の表示装置を備える。
入力部４４は、伝達効率算出装置４０に各種の設定入力を行うものである。
メディア入出力部４５は、例えばＣＤドライブ、ＤＶＤドライブ等のメディア入出力装置を有する。
通信部４６は無線あるいは有線による通信を媒介する通信インタフェースである。

【0031】

（２．伝達効率の試験方法）
次に、図３等を参照して試験システム１による歯車２の伝達効率の試験方法について説明する。図３は歯車２の伝達効率の試験方法を示すフローチャートである。

【0032】

本実施形態では、まず測定装置１０にて入力モータ３１とブレーキ３２を駆動させ、荷重計２１、２２により、歯車２－１、２－２に加わるスラスト力（回転軸方向の力）を歯車２－１、２－２に作用する荷重として測定する（Ｓ１）。

【0033】

ここで、入力モータ３１を駆動させ、歯車２－１を図４のＡに示す方向に回転させると、歯車２－２は歯車２－１の回転方向Ａと逆の方向Ｂに回転し、歯車２－３は歯車２－１の回転方向Ａと同じ方向Ｃに回転する。ブレーキ３２は、歯車２－３の回転方向Ｃと逆方向の負荷トルクを歯車２－３の回転軸２ａに加える。

【0034】

この時、歯車２－１、２－２の噛み合いにより、歯車２－１、２－２にはそれぞれ逆方向のスラスト力Ｆ₁が加わり、荷重計２１は歯車２－１に加わるスラスト力Ｆ₁を、歯車２－１に作用する荷重ｆ_aとして測定する。ここで、荷重ｆ_aは図の下向き（回転軸方向の一方の向き）を正とする。

【0035】

同様に、歯車２－２、２－３の噛み合いにより、歯車２－２、２－３にはそれぞれ逆方向のスラスト力Ｆ₂が加わる。歯車２－２に加わるスラスト力Ｆ₁、Ｆ₂の向きは互いに逆であり、荷重計２２はそれらの差分のスラスト力（Ｆ₁－Ｆ₂）を歯車２－２に作用する荷重ｆ_bとして測定する。ここで、荷重ｆ_bは図の上向き（回転軸方向の他方の向き）を正とする。

【0036】

本実施形態では、次に、荷重計２１、２２で測定した荷重（スラスト力）ｆ_a、ｆ_bを伝達効率算出装置４０に入力し、伝達効率算出装置４０により歯車２の伝達効率を算出する（Ｓ２）。

【0037】

なお、荷重ｆ_a、ｆ_bの入力は、例えば荷重計２１、２２と伝達効率算出装置４０を有線あるいは無線により通信可能に接続し、荷重計２１、２２から伝達効率算出装置４０へと荷重ｆ_a、ｆ_bを送信することで行う。あるいは、荷重計２１、２２で測定した荷重ｆ_a、ｆ_bを記憶媒体（メディア）に記録し、当該記憶媒体に記録された荷重ｆ_a、ｆ_bを伝達効率算出装置４０で読み取ることによって行ってもよい。

【0038】

前記のスラスト力Ｆ₂は、歯車２－１、２－２の伝達効率をＥとして、Ｆ₁×Ｅにより表される（特開2014-13055号公報参照）。そのため、荷重計２１、２２により測定する荷重ｆ_a、ｆ_bについて、
ｆ_ａ＝Ｆ₁…（３）
ｆ_ｂ＝Ｆ₁－Ｆ₂＝（１－Ｅ）×Ｆ₁…（４）
より、
Ｅ＝１－（ｆ_b／ｆ_a）…（５）
が成り立ち、伝達効率算出装置４０は、式（５）の右辺に荷重ｆ_a、ｆ_bの値を代入することで、歯車２の伝達効率Ｅを算出する。

【0039】

以上説明したように、本実施形態では、歯車２に加わるスラスト力を荷重ｆ_a、ｆ_bとして測定するだけで、歯車２の伝達効率Ｅを求めることができる。このように、本実施形態では、従来の試験方法とは全く異なる着想により、歯車２に加わるスラスト力を伝達効率Ｅの試験に利用することで、簡易な構成で安価且つ高精度に歯車の伝達効率を求めることが可能となり、普及性の高い試験システム１により高効率で静粛な歯車２の開発が促進される。

【0040】

また試験対象に３つの歯車２を用いる本実施形態では、前記した式（５）のＥ＝１－（ｆ_b／ｆ_a）により、歯車２の伝達効率Ｅを好適に求めることができる。

【0041】

しかしながら、本発明はこれに限らない。例えば本実施形態では各歯車２が外歯車であるが、両端部の歯車２－１、２－３のいずれかが内歯車であってもよい。また、中間部の歯車２－２を、両端部の歯車２－１、２－３と異なるはすば歯車としてもよい。この歯車を仮に歯車ａとすると、前記の伝達効率Ｅは、歯車２と歯車ａの間の伝達効率として求められる。このように、試験対象の歯車は、回転軸に対し傾斜した方向に歯を設けたものであり、スラスト力が発生するものであればよい。

【0042】

また本実施形態では荷重計２１、２２として前記したロードセルを用いているが、測定結果から歯車２－１、２－２に加わるスラスト力を得ることができれば、荷重計２１、２２として何を用いるか、あるいは荷重計２１、２２を何処に取付けるか等も特に限定されない。例えば荷重計２１、２２として、回転軸２ａをばねにより回転軸方向に支持し、歯車２に加わるスラスト力によるばねの変位をレーザー変位計で計測することも可能である。

【0043】

また、軸受挙動によるスラスト力を伝達効率Ｅの算出時に考慮し、伝達効率Ｅの測定精度を高めても良い。例えば回転軸２ａの軸受がニードル軸受の場合、歯車２の噛み合いによるスラスト力だけでなく、ニードル軸受の挙動によるスラスト力も歯車２に作用するが、当該スラスト力はニードル軸受の構成から既知の算出式で算出できる（特開2014-13055号公報参照）ので、伝達効率算出装置４０は、荷重計２１、２２により測定した荷重から当該スラスト力を引いて歯車２の噛み合いによるスラスト力を高精度に算出し、これを式（５）の右辺に代入する。

【0044】

また、本実施形態では３つの歯車２を噛み合せて回転させるが、歯車２の数もこれに限らない。以下、歯車２の数が異なる例を本発明の第２の実施形態として説明する。第２の実施形態は第１の実施形態と異なる構成について説明し、同様の構成については図等で同じ符号を付すなどして説明を省略する。

【0045】

［第２の実施形態］
第２の実施形態では、第１の実施形態の測定装置１０に代えて図５に示す測定装置１０ａを用いる。

【0046】

図５に示すように、第２の実施形態に係る測定装置１０ａは、歯車２－３と噛み合う歯車２－４を更に配置してこの歯車２－４の回転軸２ａにブレーキ３２を設け、且つ荷重計２１、２２を歯車２－２、２－３のそれぞれに設けた点で、第１の実施形態の測定装置１０と異なる。

【0047】

すなわち、本実施形態では回転軸２ａを同方向とする４つの歯車２（２－１、２－２、２－３、２－４）が、各歯車２の回転軸２ａが平行に並ぶように設けられる。このうち歯車２－１が一方の端部に配置され、歯車２－４が他方の端部に配置される。歯車２－２、２－３はその中間部に配置される。歯車２－４は、歯車２－１～２－３と同じ形状および材質を有する同一のものであり、従って歯数やねじれ角も同じである。

【0048】

本実施形態では、入力モータ３１を駆動させ、歯車２－１を図５のＡ’に示す方向に回転させると、歯車２－２は歯車２－１の回転方向Ａ’と逆の方向Ｂ’に回転し、歯車２－３は歯車２－１の回転方向Ａ’と同じ方向Ｃ’に回転する。歯車２－４は、歯車２－１の回転方向Ａ’と逆の方向Ｄ’に回転し、ブレーキ３２は、当該回転方向Ｄ’と逆方向の負荷トルクを歯車２－４の回転軸２ａに加える。

【0049】

この時、歯車２－１、２－２の噛み合いにより歯車２－１、２－２にはそれぞれ逆方向のスラスト力Ｆ₁が加わり、歯車２－２、２－３の噛み合いにより歯車２－２、２－３にはそれぞれ逆方向のスラスト力Ｆ₂が加わる。また、歯車２－３、２－４の噛み合いにより、歯車２－３、２－４にもそれぞれ逆方向のスラスト力Ｆ₃が加わる。

【0050】

歯車２－２に加わるスラスト力Ｆ₁、Ｆ₂の向きは逆であり、荷重計２１は、Ｓ１（図３参照）において、それらの差分のスラスト力（Ｆ₁－Ｆ₂）を歯車２－２に作用する荷重ｆ_aとして測定する。同様に、歯車２－３に加わるスラスト力Ｆ₂、Ｆ₃の向きも逆であり、荷重計２２は、Ｓ１（図３参照）において、それらの差分のスラスト力（Ｆ₂－Ｆ₃）を歯車２－３に作用する荷重ｆ_bとして測定する。荷重ｆ_a、ｆ_bは図の上向き（回転軸方向の一方の向き）を正とする。

【0051】

ここで、歯車２の伝達効率をＥとして、スラスト力Ｆ₂はＦ₁×Ｅとして表され、スラスト力Ｆ₃はＦ₂×Ｅとして表される。そのため、荷重計２１、２２により測定する荷重ｆ_a、ｆ_bについては、
ｆ_a＝Ｆ₁－Ｆ₂…（６）
ｆ_b＝Ｆ₂－Ｆ₃＝Ｅ×（Ｆ₁－Ｆ₂）…（７）
より、
Ｅ＝ｆ_b／ｆ_a…（８）
が成り立ち、伝達効率算出装置４０は、Ｓ２（図３参照）において、式（８）の右辺に荷重ｆ_a、ｆ_bを代入することで、歯車２の伝達効率Ｅを算出する。

【0052】

第２の実施形態でも、第１の実施形態と同様、歯車２に加わるスラスト力を測定するだけで歯車２の伝達効率Ｅを求めることができ、第１の実施形態と同様の効果が得られる。また４つの歯車２を有する第２の実施形態では、式（８）のＥ＝ｆ_b／ｆ_aにより歯車２の伝達効率Ｅを好適に求めることができる。

【0053】

さらに、第２の実施形態では第１の実施形態に比べて測定精度を向上させることもできる。すなわち、前記した第１の実施形態において、歯車２－１に作用する荷重ｆ_aはスラスト力Ｆ₁であり、歯車２－２に作用する荷重ｆ_bはスラスト力Ｆ₁、Ｆ₂の差分である。そのため、荷重ｆ_a、ｆ_bの大きさのオーダーが異なり、荷重ｆ_aは荷重ｆ_bに比べてかなり大きくなる。結果、荷重計２１には荷重計２２よりも定格容量の大きなものが必要となり、伝達効率Ｅの測定精度が誤差範囲の大きな荷重計２１の精度に依存するので伝達効率Ｅの測定精度が低下する。

【0054】

これに対し、第２の実施形態では歯車２－２、２－３に作用する荷重ｆ_a、ｆ_bがいずれもスラスト力の差分になるため、同オーダーの小さい値になる。そのため、各荷重計２１、２２の定格容量は小さくて良く、伝達効率Ｅの測定精度がいずれかの荷重計２１、２２の精度に依存することもないので伝達効率Ｅの測定精度が向上する。

【0055】

その他、第１の実施形態では荷重計２１を設置する歯車２－１にモータ３１が設けられているので、荷重計２１の配置が多少難しいが、第２の実施形態では、歯車２－２、２－３にモータ３１が設けられていないので、荷重計２１、２２の設置が容易であるという利点もある。一方、第１の実施形態では歯車２の数が第２の実施形態に比較して少なくて済み、装置構成が簡単になる。

【0056】

なお、本実施形態では歯車２の数を４つとしているが、５つ以上の歯車２を上記と同様に並べることも可能である。この場合、中間部の歯車２は３つ以上となるが、このうち荷重ｆ_a、ｆ_bを測定する２つの歯車２は隣り合う歯車２でもよいし、そうでなくてもよい。後者の場合、荷重ｆ_a、ｆ_bを測定する歯車２の間に存在する歯車２の数をｎとすると、
Ｅ＝（ｆ_b／ｆ_a）^{１／（ｎ＋１）}…（９）
により歯車２の伝達効率を求めることができる。

【0057】

以上、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されない。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

【符号の説明】

【0058】

１：試験システム
２：はすば歯車
２ａ：回転軸
１０、１０ａ：測定装置
２１、２２：荷重計
３１：入力モータ
３２：ブレーキ
４０：伝達効率算出装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】