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(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】2023-03-03
(45)【発行日】2023-03-13
(54)【発明の名称】検査装置
(51)【国際特許分類】
G01M 13/021 20190101AFI20230306BHJP
【ＦＩ】
G01M13/021
【請求項の数】
4
(21)【出願番号】P 2019003887
(22)【出願日】2019-01-11
(65)【公開番号】P2020112454
(43)【公開日】2020-07-27
【審査請求日】2021-12-08
(73)【特許権者】
【識別番号】000231350
【氏名又は名称】ジヤトコ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100148301
【弁理士】
【氏名又は名称】竹原 尚彦
(74)【代理人】
【識別番号】100176991
【弁理士】
【氏名又は名称】中島 由布子
(72)【発明者】
【氏名】下坂 俊郎
【審査官】森口 正治
(56)【参考文献】
【文献】特開平２－２２２８１８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭６４－８４１２９（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０１Ｍ １３／００－９９／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
検査対象物の振動を検出する振動検出手段と、前記振動検出手段が出力する振動信号の同期平均処理を実施する処理手段と、
前記振動信号の同期平均処理の結果に基づいて、第１の閾値との比較により、前記検査対象物内の歯車組を構成する歯車部品での異常の有無を判定する判定手段と、を有する検査装置において、
前記歯車部品の外周の歯部が設けられた領域の側面に対向配置された回転センサと、
前記回転センサが出力するパルス信号を、Ｆ／Ｖ変換により電圧信号に変換する変換手段と、をさらに備え、
前記処理手段が、前記変換手段が変換した電圧信号からＤＣ成分を除去したのちに、同期平均処理を実施し、
前記判定手段が、前記電圧信号の同期平均処理の結果に基づいて、第２の閾値との比較により、前記回転センサ側から見た前記歯部の側面形状の異常の有無を判定し、
前記振動信号の同期平均処理は、前記回転センサが対向配置された前記歯車部品が１回転する間の振動波形を同期させて平均する処理であり、
前記電圧信号の同期平均処理は、前記回転センサが対向配置された前記歯車部品が１回転する間の電圧信号を同期させて平均する処理である、ことを特徴とする検査装置。
【請求項2】
前記歯部の側面形状の異常の有無が検査される歯車部品は、ヘリカルギアであることを特徴とする請求項１に記載の検査装置。
【請求項3】
前記検査装置は、前記検査対象物の動作試験を実施する工程に設けられており、前記歯車部品での異常の有無の判定は、前記動作試験の際に前記振動検出手段が検出した前記検査対象物の振動に基づいて実行され、
前記歯部の側面形状の異常の有無の判定は、前記動作試験の際に前記回転センサが検出した前記検査対象物内の歯車部品の回転に基づいて実行されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の検査装置。
【請求項4】
前記歯車部品での異常の有無の判定と、前記歯部の側面形状の異常の有無の判定は、前記動作試験に並行して実施されることを特徴とする請求項３に記載の検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、車両用の自動変速機の完成品の検査で用いられる検査装置に関する。
【背景技術】
【0002】
車両用の自動変速機では、回転駆動力の伝達経路上に複数の歯車組が設けられており、各歯車組では、互いに噛合する歯車部品を介して回転が伝達される。
歯車部品は、一例として以下のような手順で作成される。
（１）棒状素材の熱間鍛造により、軸部の長手方向の途中位置に大径部を造形する。（２）大径部の外周に、切削加工により歯部を形成する。（３）歯部が形成された歯車部品の浸炭処理を行う。（４）浸炭処理後の歯車部品において、他の歯車部品との噛合面となる歯部の表面を研磨する。
歯車部品は、一例として以下のような手順で作成される。
（１）棒状素材の熱間鍛造により、軸部の長手方向の途中位置に大径部を造形する。（２）大径部の外周に、切削加工により歯部を形成する。（３）歯部が形成された歯車部品の浸炭処理を行う。（４）浸炭処理後の歯車部品において、他の歯車部品との噛合面となる歯部の表面を研磨する。
【0003】
歯部の研磨は、歯部の表面における他の歯車部品との噛合面となる領域や、センサによる検出面となる側面領域を砥石で研磨して、浸炭処理で酸化された素材表面を除去するために実施される。
しかし、例えば車両用の自動変速機に採用されている歯車部品のように、歯部が湾曲したヘリカルギアの場合、歯部の表面の酸化された素材表面を完全に除去することが難しい。
しかし、例えば車両用の自動変速機に採用されている歯車部品のように、歯部が湾曲したヘリカルギアの場合、歯部の表面の酸化された素材表面を完全に除去することが難しい。
【0004】
ここで、歯部の一部に残った酸化された素材表面は、黒色を呈していることから黒皮残りと呼ばれている。歯車部品では、他の歯車部品との噛み合い部分に黒皮残りがあると、回転伝達時の異音の発生原因となる。
そのため、自動変速機の生産ラインでは、完成品の検査工程に、異音の有無を検査する検査装置が設けられている。
そのため、自動変速機の生産ラインでは、完成品の検査工程に、異音の有無を検査する検査装置が設けられている。
【0005】
特許文献１には、異音の有無を検査する検査装置であって、異常のある歯車部品を特定するための装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【文献】特許第４７７９０３２号公報
【0007】
この種の検査装置では、自動変速機の完成品の動作試験を行う際に、動作試験に並行して振動データを取得して、取得した振動データから異音の有無を判断する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
ここで、歯車部品の側面領域は、センサの検出面として用いられることがあるので、側面領域が研磨されすぎると、センサによる検出に不具合が生じる。
しかし、異音は削り残しに起因して発生することが多く、研磨され過ぎた場合については、異音の検査では検出できない。
そのため、研磨され過ぎた場合について検査するために、専用の検査機器と検査工程を別途用意する必要がある。そうすると、自動変速機の完成品にかかる検査が長くなる。
そこで、研磨されすぎた場合についての検査をより短時間で行えるようにすることが求められている。
しかし、異音は削り残しに起因して発生することが多く、研磨され過ぎた場合については、異音の検査では検出できない。
そのため、研磨され過ぎた場合について検査するために、専用の検査機器と検査工程を別途用意する必要がある。そうすると、自動変速機の完成品にかかる検査が長くなる。
そこで、研磨されすぎた場合についての検査をより短時間で行えるようにすることが求められている。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明のある態様は、
検査対象物の振動を検出する振動検出手段と、
前記振動検出手段が出力する振動信号の同期平均処理を実施する処理手段と、
前記振動信号の同期平均処理の結果に基づいて、第１の閾値との比較により、前記検査対象物内の歯車組を構成する歯車部品での異常の有無を判定する判定手段と、を有する検査装置において、
前記歯車部品の外周の歯部が設けられた領域の側面に対向配置された回転センサと、
前記回転センサが出力するパルス信号を、Ｆ／Ｖ変換により電圧信号に変換する変換手段と、をさらに備え、
前記処理手段が、前記変換手段が変換した電圧信号からＤＣ成分を除去したのちに、同期平均処理を実施し、
前記判定手段が、前記電圧信号の同期平均処理の結果に基づいて、第２の閾値との比較により、前記回転センサ側から見た前記歯部の側面形状の異常の有無を判定し、
前記振動信号の同期平均処理は、前記回転センサが対向配置された前記歯車部品が１回転する間の振動波形を同期させて平均する処理であり、
前記電圧信号の同期平均処理は、前記回転センサが対向配置された前記歯車部品が１回転する間の電圧信号を同期させて平均する処理である、構成の検査装置とした。
検査対象物の振動を検出する振動検出手段と、
前記振動検出手段が出力する振動信号の同期平均処理を実施する処理手段と、
前記振動信号の同期平均処理の結果に基づいて、第１の閾値との比較により、前記検査対象物内の歯車組を構成する歯車部品での異常の有無を判定する判定手段と、を有する検査装置において、
前記歯車部品の外周の歯部が設けられた領域の側面に対向配置された回転センサと、
前記回転センサが出力するパルス信号を、Ｆ／Ｖ変換により電圧信号に変換する変換手段と、をさらに備え、
前記処理手段が、前記変換手段が変換した電圧信号からＤＣ成分を除去したのちに、同期平均処理を実施し、
前記判定手段が、前記電圧信号の同期平均処理の結果に基づいて、第２の閾値との比較により、前記回転センサ側から見た前記歯部の側面形状の異常の有無を判定し、
前記振動信号の同期平均処理は、前記回転センサが対向配置された前記歯車部品が１回転する間の振動波形を同期させて平均する処理であり、
前記電圧信号の同期平均処理は、前記回転センサが対向配置された前記歯車部品が１回転する間の電圧信号を同期させて平均する処理である、構成の検査装置とした。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、自動変速機の完成品の動作試験を行う際に、動作試験に並行して、歯車部品での異常の有無と、歯部の側面形状の異常の有無を、同じ検査装置を用いて判断できる。
歯部の側面形状の異常は研磨され過ぎた場合に発生するので、研磨され過ぎた場合についての検査をより短時間で行うことができる。
歯部の側面形状の異常は研磨され過ぎた場合に発生するので、研磨され過ぎた場合についての検査をより短時間で行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】実施形態にかかる検査装置の概略構成図である。
【図2】制御装置に入力される振動データと、制御装置における振動データの処理を説明する図である。
【図3】歯車部品を説明する図である。
【図4】研磨し過ぎた領域を持つ歯部の形状とパルス信号への影響を説明する図である。
【図5】制御装置に入力される電圧信号と、制御装置における電圧信号の処理を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本実施形態にかかる検査装置１０の概略構成を示す図である。
図１は、本実施形態にかかる検査装置１０の概略構成を示す図である。
【0013】
検査装置１０は、振動センサ１１と、回転センサ１２と、制御装置１３と、Ｆ／Ｖ変換器１４（周期／電圧変換器）と、を有している。
検査装置１０の検査対象物は、車両用の自動変速機ＡＴである。車両用の自動変速機ＡＴでは、回転駆動力の伝達経路上に複数の歯車組α、βが設けられている。
検査装置１０は、歯車組α、βを構成する歯車部品４、５、６、７での不具合の有無を検査するために設けられている。
検査装置１０の検査対象物は、車両用の自動変速機ＡＴである。車両用の自動変速機ＡＴでは、回転駆動力の伝達経路上に複数の歯車組α、βが設けられている。
検査装置１０は、歯車組α、βを構成する歯車部品４、５、６、７での不具合の有無を検査するために設けられている。
【0014】
歯車部品を作製する過程には、他の歯車部品との噛合面となる歯部の表面を研磨する工程が含まれている。この工程は、（ａ）浸炭処理で酸化された素材表面の除去、（ｂ）バリの除去、を目的としている。
【0015】
歯車部品では、歯部の領域における酸化された素材表面の除去が不十分であると、回転駆動力の伝達時に、他の歯車部品との噛み合い部分に異音が生じる。
歯車部品の回転軸方向における歯部の側面領域は、回転センサ１２による検知面となっている。そのため、歯部の側面領域の素材表面を研磨し過ぎた場合には、歯部の側面領域の形状が規定の形状とは異なるものになる結果、回転センサ１２による検知に支障が生じる。
歯車部品の回転軸方向における歯部の側面領域は、回転センサ１２による検知面となっている。そのため、歯部の側面領域の素材表面を研磨し過ぎた場合には、歯部の側面領域の形状が規定の形状とは異なるものになる結果、回転センサ１２による検知に支障が生じる。
【0016】
本実施形態の検査装置１０は、自動変速機の生産ラインにおいて、完成品の検査工程に設置されている。
検査装置１０は、振動センサ１１や回転センサ１２の出力信号に基づいて、歯車部品の表面素材の除去が不十分であるか否かの検査（検査１）と、素材表面を削りすぎているか否かの検査（検査２）を、完成品の自動変速機の一回の動作試験において並行して行える仕様となっている。
検査装置１０は、振動センサ１１や回転センサ１２の出力信号に基づいて、歯車部品の表面素材の除去が不十分であるか否かの検査（検査１）と、素材表面を削りすぎているか否かの検査（検査２）を、完成品の自動変速機の一回の動作試験において並行して行える仕様となっている。
【0017】
振動センサ１１は、自動変速機ＡＴの略中央の直上に設けられている。振動センサ１１は、完成品の動作検査を実施する際に、検査対象物である自動変速機ＡＴの振動を検出し、検出した振動を示す信号（振動信号）を制御装置１３に出力する。
【0018】
回転センサ１２は、歯車部品７（例えば、ファイナルギア）や回転軸Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３の回転速度を検出し、歯車部品７の回転速度を示すパルス信号や、回転軸Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３の回転速度を示すパルス信号を、制御装置１３に出力する。
図１では、回転センサ１２を代表して一つのみ記載しているが、自動変速機ＡＴには、回転センサ１２が、検出対象ごとに設けられており、回転センサ１２の各々は、検出対象の回転速度を示すパルス信号を、制御装置１３に出力する。
なお、歯車部品７（例えば、ファイナルギア）の回転速度を示すパルス信号は、Ｆ／Ｖ変換器１４にも出力される。
図１では、回転センサ１２を代表して一つのみ記載しているが、自動変速機ＡＴには、回転センサ１２が、検出対象ごとに設けられており、回転センサ１２の各々は、検出対象の回転速度を示すパルス信号を、制御装置１３に出力する。
なお、歯車部品７（例えば、ファイナルギア）の回転速度を示すパルス信号は、Ｆ／Ｖ変換器１４にも出力される。
【0019】
Ｆ／Ｖ変換器１４は、回転センサ１２から入力される回転パルス信号を、Ｆ／Ｖ変換（周期／電圧変換）により電圧信号に変換する。変換された電圧信号は、制御装置１３に出力される。
【0020】
図１に示すように、振動センサ１１の出力信号（振動信号）は、検査装置１０の入出力ポートにおけるチャンネル１（Ｃｈ１）から入力される。回転センサ１２のパルス信号は、入出力ポートにおける入力ポートＩｎから入力される。Ｆ／Ｖ変換器１４の出力信号（電圧信号）は、検査装置１０の入出力ポートにおけるチャンネル２（Ｃｈ２）から入力される。
【0021】
制御装置１３は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、不揮発性メモリなどの記憶媒体と、ＣＰＵなどを含んでいる。制御装置１３は、記憶媒体に記憶されたプログラムに基づいて、歯車部品の表面素材の除去が不十分であるか否かの検査（検査１）と、素材表面を削りすぎているか否かの検査（検査２）を実施する。
【0022】
制御装置１３は、記憶媒体に記憶されたプログラムに基づいて、同期平均処理を実施する処理手段１３１、歯車部品での異常の有無を判定する判定手段１３２、として機能する。
【0023】
処理手段１３１は、自動変速機ＡＴ（検査対象物）の振動を検出する振動センサ１１（振動検出手段）が出力する振動信号の同期平均処理と、Ｆ／Ｖ変換器１４（変換手段）が変換した電圧信号の同期平均処理を実施する。
【0024】
判定手段１３２は、振動信号の同期平均処理の結果に基づいて、自動変速機ＡＴ（検査対象物）内の歯車組を構成する歯車部品での異常の有無を判定する。さらに、電圧信号の同期平均処理の結果に基づいて、回転センサ１２側から見た歯部７１の側面形状の異常の有無を判定する。
【0025】
以下、検査装置１０の制御装置１３で実施される検査１と検査２を説明する。
［検査１］
始めに、歯車部品の表面素材の除去が不十分であるか否かの検査１を実施する際の処理を説明する。
なお、以下の説明は、歯車組αが検査対象の歯車組であり、歯車組αを構成する一方の歯車部品４が持つ複数の歯部のうちの一歯に、表面素材の除去が不十分な領域があるものとして説明する。この場合には、歯車部品４、５の間での回転駆動力の伝達時に、異音が生じ、少なくとも一方の歯車部品４に打痕が生じていることになる。
［検査１］
始めに、歯車部品の表面素材の除去が不十分であるか否かの検査１を実施する際の処理を説明する。
なお、以下の説明は、歯車組αが検査対象の歯車組であり、歯車組αを構成する一方の歯車部品４が持つ複数の歯部のうちの一歯に、表面素材の除去が不十分な領域があるものとして説明する。この場合には、歯車部品４、５の間での回転駆動力の伝達時に、異音が生じ、少なくとも一方の歯車部品４に打痕が生じていることになる。
【0026】
図２は、制御装置１３に入力される振動データと、制御装置１３における振動データの処理を説明する図である。
図２の（ａ）は、振動センサ１１から制御装置１３に入力される振動データの波形を説明する図である。図２の（ｂ）は、図２の（ａ）の振動データに対して、エンベロープ処理を行ったのちの振動波形Ｂを、エンベロープ処理の前の振動波形Ａと共に示した図である。図２の（ｃ）は、振動波形Ａに対して同期平均処理（同期加算平均処理）を行った後の振動波形Ｃ、Ｄを重畳表示した図である。振動波形Ｃは、打痕のある歯車部品４の振動波形であり、振動波形Ｄは、打痕のない歯車部品５の振動波形である。
図２の（ａ）は、振動センサ１１から制御装置１３に入力される振動データの波形を説明する図である。図２の（ｂ）は、図２の（ａ）の振動データに対して、エンベロープ処理を行ったのちの振動波形Ｂを、エンベロープ処理の前の振動波形Ａと共に示した図である。図２の（ｃ）は、振動波形Ａに対して同期平均処理（同期加算平均処理）を行った後の振動波形Ｃ、Ｄを重畳表示した図である。振動波形Ｃは、打痕のある歯車部品４の振動波形であり、振動波形Ｄは、打痕のない歯車部品５の振動波形である。
【0027】
制御装置１３には、図２の（ａ）に示すような波形の振動データが入力される。
制御装置１３は、図２の（ａ）に示す振動データ（振動信号）から、検査対象の歯車組αの固有振動数に対応する周波数帯域の信号成分を抽出する。これにより得られた振動波形Ａが、図２の（ｂ）において細線で示されている。
検査対象の歯車組の振動波形Ａにおいて一定時間毎に現れているピークＰ１は、打痕付きの歯車部品に起因する振動（異音）に相当するものである。
制御装置１３は、図２の（ａ）に示す振動データ（振動信号）から、検査対象の歯車組αの固有振動数に対応する周波数帯域の信号成分を抽出する。これにより得られた振動波形Ａが、図２の（ｂ）において細線で示されている。
検査対象の歯車組の振動波形Ａにおいて一定時間毎に現れているピークＰ１は、打痕付きの歯車部品に起因する振動（異音）に相当するものである。
【0028】
制御装置１３は、図２の（ｂ）に示す振動波形Ａに対して、エンベロープ処理を施すことで、振動波形Ａの外形を取り出した振動波形Ｂを得る。
ここで、エンベロープ処理とは、包絡線処理とも呼ばれ、振幅の外形を取り出す処理である。エンベロープ処理では、振動信号の振動波形とヒルベルト変換後波形の直交座標値から複素数を算出し、算出した複素数の絶対値波形を包絡線化することにより振動波形の包絡線に比例した出力が得られる。
ここで、エンベロープ処理とは、包絡線処理とも呼ばれ、振幅の外形を取り出す処理である。エンベロープ処理では、振動信号の振動波形とヒルベルト変換後波形の直交座標値から複素数を算出し、算出した複素数の絶対値波形を包絡線化することにより振動波形の包絡線に比例した出力が得られる。
【0029】
図２（ｂ）の振動波形Ｂに対して、同期平均処理を行ったのち、検査対象の歯車組の一方の歯車部品の振動波形と、他方の歯車部品の振動波形とに分離する。これにより、図２の（ｃ）に示す振動波形Ｃ、振動波形Ｄが得られる。
なお、図２の（ｃ）では、横軸に時間を縦軸に振幅が示されている。
なお、図２の（ｃ）では、横軸に時間を縦軸に振幅が示されている。
【0030】
ここで、同期平均処理とは、ノイズを含んだ振動波形（信号波形）から特定の周期に一致する成分のデータを取り出すための処理であり、処理対象の振動波形に対する各回転軸Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３の寄与を特定するための処理である。
【0031】
同期平均処理では、各回転軸Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３に対応する振動波形の各々に対して、以下の処理を実行する。
（Ｉ）各回転軸Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３が１回転するのに必要な時間を、回転センサ１２の出力パルスから算出する。
（ＩＩ）回転軸が規定回数回転する間の振動波形を、回転軸Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３毎に取得する。
（ＩＩＩ）回転軸が規定回数回転する間の振動波形を、回転軸が１回転する間の振動波形に分割して、得られた１回転分の振動波形の各々を、同期させた上で重畳して出力値を加算する。
（ＩＶ）加算された出力値を規定回数で除算して、回転軸が１回転する間の振動波形（出力値）を平均化する。
（Ｉ）各回転軸Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３が１回転するのに必要な時間を、回転センサ１２の出力パルスから算出する。
（ＩＩ）回転軸が規定回数回転する間の振動波形を、回転軸Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３毎に取得する。
（ＩＩＩ）回転軸が規定回数回転する間の振動波形を、回転軸が１回転する間の振動波形に分割して、得られた１回転分の振動波形の各々を、同期させた上で重畳して出力値を加算する。
（ＩＶ）加算された出力値を規定回数で除算して、回転軸が１回転する間の振動波形（出力値）を平均化する。
【0032】
そうすると、図２の（ｃ）の振動波形Ｃに示すように、回転軸Ｘ１についてはピーク値Ｐｍａｘが高い振動波形になる一方で、振動波形Ｄに示すように、回転軸Ｘ２についてはピーク値Ｐｍａｘが低い振動波形になる。
【0033】
続いて制御装置１３は、同期平均処理で得られた振動波形Ｃ、振動波形Ｄと、閾値Ｔｈ１との比較により、振動波形Ｃ、振動波形Ｄにおいて、出力値が閾値Ｔｈ１よりも大きい領域が存在するか否かを確認する。
そして、出力値が閾値Ｔｈ１よりも大きい領域が存在する場合に、打痕付きの歯車があると判定し、存在しない場合には、打痕付きの歯車がないと判定する。
そして、出力値が閾値Ｔｈ１よりも大きい領域が存在する場合に、打痕付きの歯車があると判定し、存在しない場合には、打痕付きの歯車がないと判定する。
【0034】
図２の（ｃ）の場合には、検査対象が歯車組αであるので、回転軸Ｘ１に固定された歯車部品４に打痕があると判定されることになる。
【0035】
なお、ここでは、検査対象が歯車組αである場合を例に挙げて説明した。他の歯車組βについては、歯車組αに対して打痕の有無を確認する処理に並行して、打痕の有無を確認する処理が実行される。
【0036】
なお、自動変速機ＡＴに複数の検査対象の歯車組がある場合には、歯車組の各々についての打痕の有無を確認する処理が、自動変速機ＡＴの１回の動作試験の間に取得されたデータを用いて実行される。
すなわち、検査対象の歯車組が複数ある場合であっても、動作試験を複数回行わずに済むようになっている。
すなわち、検査対象の歯車組が複数ある場合であっても、動作試験を複数回行わずに済むようになっている。
【0037】
［検査２］
次に、歯車部品の素材表面を研磨し過ぎているか否かの検査２を実施する際の処理を説明する。
なお、以下の説明は、歯車組βが検査対象の歯車組であり、歯車組βを構成する一方の歯車部品７が持つ複数の歯部７１のうちの一歯に、素材表面を研磨し過ぎた領域があるものとして説明する。
次に、歯車部品の素材表面を研磨し過ぎているか否かの検査２を実施する際の処理を説明する。
なお、以下の説明は、歯車組βが検査対象の歯車組であり、歯車組βを構成する一方の歯車部品７が持つ複数の歯部７１のうちの一歯に、素材表面を研磨し過ぎた領域があるものとして説明する。
【0038】
図３は、歯車部品７（ファイナルギア）を説明する図であり、図３の（ａ）は、歯車部品７の斜視図であり、図３の（ｂ）は、歯車部品７を回転軸Ｘの径方向から見た図である。
図４は、歯車部品７の歯部７１における研磨し過ぎた領域Ｒｘを持つ歯部７１Ｘの形状と、歯部７１Ｘの形状のパルス信号への影響を説明する図である。
図４の（ａ）は、歯車部品７の側面領域７０１を回転軸Ｘ方向から見た図であって、外周の歯部７１周りを拡大した図である。図４の（ｂ）は、回転センサ１２の出力パルスを説明する図であって、研磨し過ぎた領域Ｒｘの影響を示す図である。
なお、図４の（ａ）では、歯車部品７の外周に弧状に並ぶ歯部７１を、説明の便宜上、直線状に並べて示している。
図４は、歯車部品７の歯部７１における研磨し過ぎた領域Ｒｘを持つ歯部７１Ｘの形状と、歯部７１Ｘの形状のパルス信号への影響を説明する図である。
図４の（ａ）は、歯車部品７の側面領域７０１を回転軸Ｘ方向から見た図であって、外周の歯部７１周りを拡大した図である。図４の（ｂ）は、回転センサ１２の出力パルスを説明する図であって、研磨し過ぎた領域Ｒｘの影響を示す図である。
なお、図４の（ａ）では、歯車部品７の外周に弧状に並ぶ歯部７１を、説明の便宜上、直線状に並べて示している。
【0039】
図５は、制御装置１３に入力される信号と、制御装置１３における信号の処理を説明する図である。
図５の（ａ）は、Ｆ／Ｖ変換器１４（周期／電圧変換器）に入力される信号の波形（信号波形）を説明する図である。図５の（ｂ）は、図５の（ａ）の電圧信号に対して、Ｆ／Ｖ変換処理を行ったのちの信号波形Ｅを示した図である。図５の（ｃ）は、信号波形Ｅに対してフィルタ処理を行った後の信号波形Ｆを示した図である。
信号波形Ｆは、研磨し過ぎた領域Ｒｘを持つ歯車部品７（ファイナルギア）の波形である。
図５の（ａ）は、Ｆ／Ｖ変換器１４（周期／電圧変換器）に入力される信号の波形（信号波形）を説明する図である。図５の（ｂ）は、図５の（ａ）の電圧信号に対して、Ｆ／Ｖ変換処理を行ったのちの信号波形Ｅを示した図である。図５の（ｃ）は、信号波形Ｅに対してフィルタ処理を行った後の信号波形Ｆを示した図である。
信号波形Ｆは、研磨し過ぎた領域Ｒｘを持つ歯車部品７（ファイナルギア）の波形である。
【0040】
図３に示すように、回転軸Ｘの径方向から見て、歯車部品７（ファイナルギア）の外周の歯部７１は回転軸Ｘに対して所定角度傾斜すると共に、回転軸Ｘ方向の一方の側面７０ａから他方の側面７０ｂに向かうにつれて、歯スジが捻れるように湾曲したヘリカルギアである。
【0041】
歯車部品７では、回転軸Ｘ方向における一方の側面７０ａにおける歯部７１が形成された外周側の所定幅の範囲（側面領域７０１）が、回転センサ１２による検知面となっている。
ここで、側面領域７０１の研磨は、フレージング加工により行われる。フレージング加工では、回転させた歯車部品７に、研削歯を持つツールを接触させて、側面領域７０１を研磨する。
フレージング加工では、研削歯が側面領域に接触した時点で、歯車部品の回転による応力がツールに作用するので、研削歯と側面領域との接触角度が変化しやすい。接触角度が変化すると、研削歯が最初に接触する歯の側面領域に、研磨し過ぎた領域Ｒｘ（図４の（ａ）参照）が形成され易くなる傾向がある。
ここで、側面領域７０１の研磨は、フレージング加工により行われる。フレージング加工では、回転させた歯車部品７に、研削歯を持つツールを接触させて、側面領域７０１を研磨する。
フレージング加工では、研削歯が側面領域に接触した時点で、歯車部品の回転による応力がツールに作用するので、研削歯と側面領域との接触角度が変化しやすい。接触角度が変化すると、研削歯が最初に接触する歯の側面領域に、研磨し過ぎた領域Ｒｘ（図４の（ａ）参照）が形成され易くなる傾向がある。
【0042】
図３の（ｂ）に示すように、回転センサ１２は、回転軸Ｘ方向から側面領域７０１に対向して設けられている。回転軸Ｘの径方向における側面領域７０１の略中間を通る線分Ｌｍ上（図４の（ａ）参照）に、回転センサ１２の検知面１２ａが対向している。
【0043】
回転センサ１２は、検知面１２ａの延長上を歯溝部７２が通過した場合に、オン信号を出力し、歯部７１が通過した場合にオフ信号を出力する（図４の（ｂ）参照）。
そのため、側面領域７０１が適切に研磨された歯車部品７の場合、歯部７１とこの歯部７１に隣接する歯溝部７２との回転軸Ｘ周りの周方向の幅Ｗは、回転軸Ｘ周りの周方向の全周に亘って略一定である。そのため、歯車部品７が一定速度で回転している場合、回転センサ１２が出力するパルス信号では、オフ信号からオン信号までの時間幅ｔは、一定の値となる。
そのため、側面領域７０１が適切に研磨された歯車部品７の場合、歯部７１とこの歯部７１に隣接する歯溝部７２との回転軸Ｘ周りの周方向の幅Ｗは、回転軸Ｘ周りの周方向の全周に亘って略一定である。そのため、歯車部品７が一定速度で回転している場合、回転センサ１２が出力するパルス信号では、オフ信号からオン信号までの時間幅ｔは、一定の値となる。
【0044】
図４の（ａ）に示すように、浸炭処理後の研磨により、側面領域７０１の素材表面が研磨され過ぎた場合、歯車部品７はヘリカルギアであるので、研磨され過ぎた領域Ｒｘの分だけ、歯部７１の回転軸Ｘ周りの周方向の幅Ｗが狭くなる。
【0045】
そうすると、回転センサ１２の出力パルスは、研磨され過ぎた領域Ｒｘの影響を受けて、領域Ｒｘを持つ歯部７１Ｘの前後で、オフ信号からオン信号までの時間幅ｔが変化する。
すなわち、領域Ｒｘを持つ歯部７１Ｘと歯溝部７２に対応するオフ信号からオン信号までの時間幅は、領域Ｒｘの影響を受けて、時間幅ａだけ短くなる（ｔ－ａ）。
すなわち、領域Ｒｘを持つ歯部７１Ｘと歯溝部７２に対応するオフ信号からオン信号までの時間幅は、領域Ｒｘの影響を受けて、時間幅ａだけ短くなる（ｔ－ａ）。
【0046】
歯車部品７の回転方向において、歯部７１Ｘの上流側で隣接する歯部７１と歯溝部７２に対応するオフ信号からオン信号までの時間幅は、領域Ｒｘの影響を受けて、時間幅ａだけ長くなる（ｔ＋ａ）。
【0047】
そうすると、回転センサ１２のパルス信号が入力される制御装置１３において、歯車部品７の回転速度を適切に検知できなくなる。
【0048】
本実施形態では、領域Ｒｘを持つ歯部７１Ｘの存在を適切に検出できるようにするために、回転センサ１２のパルス信号を、Ｆ／Ｖ変換器１４を介して制御装置１３に入力する。そして、制御装置１３が、Ｆ／Ｖ変換器１４を介して入力される電圧信号（信号波形）に対する検査２を行って、領域Ｒｘを持つ歯部７１Ｘの有無を確認している。
【0049】
Ｆ／Ｖ変換器１４では、回転センサ１２から入力される回転パルス信号が、Ｆ／Ｖ変換（周期／電圧変換）により変換されて、制御装置１３には、図５の（ｂ）に示すような波形の信号が入力される。
【0050】
制御装置１３では、入力された電圧信号においてＤＣ成分（回転が上昇・下降する成分）の除去と、高速サンプリングと、フィルタ処理と、を実施して、図５の（ｃ）に示すような信号波形を得る。
図５の（ｂ）では、横軸が時間ｔであり、縦軸が回転軸Ｘ３の回転数である。
信号波形Ｅにおいて一定時間毎に現れているピークＰ２は、研磨し過ぎた領域Ｒｘを持つ歯部７１Ｘに起因するものである。
図５の（ｂ）では、横軸が時間ｔであり、縦軸が回転軸Ｘ３の回転数である。
信号波形Ｅにおいて一定時間毎に現れているピークＰ２は、研磨し過ぎた領域Ｒｘを持つ歯部７１Ｘに起因するものである。
【0051】
制御装置１３では、図５の（ｃ）に示す信号波形に対して、同期平均処理を行う。
信号波形に対する同期平均処理では、
（Ｉ）回転軸Ｘ３が所定回数回転する間の信号波形を、回転軸Ｘ３が１回転する間の信号波形に分割して、得られた１回転分の信号波形の各々を、同期させた上で重畳して、信号の出力値を加算する。
（ＩＩ）加算された信号の出力値を所定回数で除算して、回転軸が１回転する間の信号波
形（出力値）を平均化する。
信号波形に対する同期平均処理では、
（Ｉ）回転軸Ｘ３が所定回数回転する間の信号波形を、回転軸Ｘ３が１回転する間の信号波形に分割して、得られた１回転分の信号波形の各々を、同期させた上で重畳して、信号の出力値を加算する。
（ＩＩ）加算された信号の出力値を所定回数で除算して、回転軸が１回転する間の信号波
形（出力値）を平均化する。
【0052】
続いて制御装置１３は、同期平均処理で得られた信号波形と、閾値Ｔｈ２との比較により、信号波形において、出力値が閾値Ｔｈ２よりも大きい領域が存在するか否かを確認する。
そして、出力値が閾値Ｔｈ２よりも大きい領域が存在する場合に、研磨し過ぎた領域Ｒｘを持つ歯部７１Ｘがあると判定し、存在しない場合には、研磨し過ぎた領域Ｒｘを持つ歯部７１Ｘがないと判定する。
そして、出力値が閾値Ｔｈ２よりも大きい領域が存在する場合に、研磨し過ぎた領域Ｒｘを持つ歯部７１Ｘがあると判定し、存在しない場合には、研磨し過ぎた領域Ｒｘを持つ歯部７１Ｘがないと判定する。
【0053】
図５の（ｃ）の場合には、研磨し過ぎた領域Ｒｘを持つ歯部７１Ｘがあると判定されることになる。
【0054】
このように、研磨し過ぎた領域Ｒｘを持つ歯部７１Ｘが存在するか否かの検査２のための処理が、自動変速機ＡＴの１回の動作試験の間に取得されたデータを用いて実行される。
この検査２は、前記した検査１と並行して実行することができるので、検査１と検査２を行うに当たり、動作試験を複数回行わずに済むようになっている。
この検査２は、前記した検査１と並行して実行することができるので、検査１と検査２を行うに当たり、動作試験を複数回行わずに済むようになっている。
【0055】
回転センサ１２のパルス信号をＦ／Ｖ変換して制御装置１３に取り込んで処理できない従来例の場合には、以下の手順にて検査２を実施していた。
（ｉ）「検査２」のための専用の動作パターンを、完成品の自動変速機の検査用のパターンとは別に用意する。
（ｉｉ）自動変速機を、「検査２」のための専用の動作パターンで別途駆動して、外部の取り出し端末（データロガー）で、回転センサ１２の出力信号を読み取る。
（ｉｉｉ）読み取った回転センサ１２の出力信号を、専用の解析装置で解析して、研磨し過ぎた領域Ｒｘを持つ歯部７１Ｘが存在するか否かを判断する。
（ｉ）「検査２」のための専用の動作パターンを、完成品の自動変速機の検査用のパターンとは別に用意する。
（ｉｉ）自動変速機を、「検査２」のための専用の動作パターンで別途駆動して、外部の取り出し端末（データロガー）で、回転センサ１２の出力信号を読み取る。
（ｉｉｉ）読み取った回転センサ１２の出力信号を、専用の解析装置で解析して、研磨し過ぎた領域Ｒｘを持つ歯部７１Ｘが存在するか否かを判断する。
【0056】
上記したように、本実施形態の場合には、自動変速機の動作試験に並行して、振動データと、電圧信号を取得する。そして、取得した振動データの処理による異音の有無の判断と、取得した電圧信号の処理による研磨し過ぎた領域Ｒｘを持つ歯部７１Ｘの有無の判断を、動作試験に並行して実施できる。
【0057】
そのため、従来例の場合に比べて、より短い時間で、歯車組における不具合の有無を判断できる。これにより、完成品の自動変速機の検査工程での滞留時間を短くできるので、自動変速機の生産効率の向上が期待できる。
【0058】
本実施形態では、検査装置の検査対象が車両用の自動変速機である場合を例示した。本件発明にかかる検査装置の検査対象は、自動変速機のみに限定されない。
例えば、減速歯車列を有する減速機などのように、内部に複数の歯車組を有する他の装置における歯車部品での異常の有無の判断にも適用できる。
例えば、減速歯車列を有する減速機などのように、内部に複数の歯車組を有する他の装置における歯車部品での異常の有無の判断にも適用できる。
【0059】
以上の通り、本実施形態に係る検査装置１０は、以下の構成を有している。
（１）検査装置１０は、
自動変速機ＡＴ（検査対象物）の振動を検出する振動センサ１１（振動検出手段）と、
制御装置１３と、を有する。
制御装置１３は、
振動センサ１１が出力する振動信号の同期平均処理を実施する処理手段１３１、
同期平均処理の結果に基づいて、自動変速機ＡＴ（検査対象物）内の歯車組α、βを構成する歯車部品４、５、６、７での異常の有無を判定する判定手段１３２、として機能する。
検査装置１０は、
歯車部品７の外周の歯部７１が設けられた領域の側面に対向配置された回転センサ１２と、
回転センサ１２が出力するパルス信号を電圧信号に変換するＦ／Ｖ変換器１４（変換手段）と、を有している。
制御装置１３では、
処理手段１３１が、Ｆ／Ｖ変換器１４（変換手段）が変換した電圧信号の同期平均処理を実施し、
判定手段１３２が、電圧信号の同期平均処理の結果に基づいて、回転センサ１２側から見た歯部７１の側面形状の異常の有無を判定する。
（１）検査装置１０は、
自動変速機ＡＴ（検査対象物）の振動を検出する振動センサ１１（振動検出手段）と、
制御装置１３と、を有する。
制御装置１３は、
振動センサ１１が出力する振動信号の同期平均処理を実施する処理手段１３１、
同期平均処理の結果に基づいて、自動変速機ＡＴ（検査対象物）内の歯車組α、βを構成する歯車部品４、５、６、７での異常の有無を判定する判定手段１３２、として機能する。
検査装置１０は、
歯車部品７の外周の歯部７１が設けられた領域の側面に対向配置された回転センサ１２と、
回転センサ１２が出力するパルス信号を電圧信号に変換するＦ／Ｖ変換器１４（変換手段）と、を有している。
制御装置１３では、
処理手段１３１が、Ｆ／Ｖ変換器１４（変換手段）が変換した電圧信号の同期平均処理を実施し、
判定手段１３２が、電圧信号の同期平均処理の結果に基づいて、回転センサ１２側から見た歯部７１の側面形状の異常の有無を判定する。
【0060】
このように構成すると、本発明によれば、自動変速機ＡＴの完成品の動作試験を行う際に、動作試験に並行して、歯車部品４～７での異常の有無と、歯部７１の側面形状の異常の有無を、同じ検査装置１０を用いて判断できる。
歯部７１の側面形状の異常は研磨されすぎた場合に発生するので、研磨され過ぎた場合についての検査をより短時間で行うことができる。
歯部７１の側面形状の異常は研磨されすぎた場合に発生するので、研磨され過ぎた場合についての検査をより短時間で行うことができる。
【0061】
本実施形態に係る検査装置１０は、以下の構成を有している。
（２）歯部７１の側面形状の異常の有無が検査される歯車部品７は、ヘリカルギアである。
（２）歯部７１の側面形状の異常の有無が検査される歯車部品７は、ヘリカルギアである。
【0062】
ヘリカルギアである歯車部品７（ヘリカルギア）は、回転軸Ｘの径方向から見て、歯車外周の歯部７１が、回転軸Ｘに対して所定角度傾斜すると共に、回転軸Ｘ方向の一方の側面７０ａから他方の側面７０ｂに向かうにつれて、歯スジが捻れるように湾曲している。
ここで、歯部の側面領域の研磨は、例えばフレージング加工により行われる。フレージング加工では、ツールが持つ研削歯が側面領域に接触した時点で、歯車部品の回転による応力がツールに作用して、研削歯と側面領域との接触角度が変化しやすい。接触角度が変化すると、研削歯が最初に接触する歯部の側面領域に、研磨し過ぎた領域Ｒｘ（図４の（ａ）参照）が形成され易くなる。
そのため、ヘリカルギアは、歯部７１の側面形状の異常が比較的に生じやすい歯車部品である。このような歯車部品の歯部における側面形状の異常の有無を、別途専用の機器や工程を用意することなく、自動変速機ＡＴの動作試験に並行して検査できるので、異常の有無の検査に要する時間を短縮しつつ、適切に行えるようになる。
ここで、歯部の側面領域の研磨は、例えばフレージング加工により行われる。フレージング加工では、ツールが持つ研削歯が側面領域に接触した時点で、歯車部品の回転による応力がツールに作用して、研削歯と側面領域との接触角度が変化しやすい。接触角度が変化すると、研削歯が最初に接触する歯部の側面領域に、研磨し過ぎた領域Ｒｘ（図４の（ａ）参照）が形成され易くなる。
そのため、ヘリカルギアは、歯部７１の側面形状の異常が比較的に生じやすい歯車部品である。このような歯車部品の歯部における側面形状の異常の有無を、別途専用の機器や工程を用意することなく、自動変速機ＡＴの動作試験に並行して検査できるので、異常の有無の検査に要する時間を短縮しつつ、適切に行えるようになる。
【0063】
本実施形態に係る検査装置１０は、以下の構成を有している。
（３）検査装置１０は、自動変速機ＡＴ（検査対象物）の動作試験を実施する工程に設けられている。
歯車部品４～７での異常の有無の判定（検査１）は、自動変速機ＡＴの動作試験の際に振動センサ１１（振動検査手段）が検出した自動変速機ＡＴの振動に基づいて実行される。
歯部７１の側面形状の異常の有無の判定（検査２）は、自動変速機ＡＴの動作試験の際に回転センサ１２が検出した自動変速機ＡＴにおける歯車部品７の回転に基づいて実行される。
（３）検査装置１０は、自動変速機ＡＴ（検査対象物）の動作試験を実施する工程に設けられている。
歯車部品４～７での異常の有無の判定（検査１）は、自動変速機ＡＴの動作試験の際に振動センサ１１（振動検査手段）が検出した自動変速機ＡＴの振動に基づいて実行される。
歯部７１の側面形状の異常の有無の判定（検査２）は、自動変速機ＡＴの動作試験の際に回転センサ１２が検出した自動変速機ＡＴにおける歯車部品７の回転に基づいて実行される。
【0064】
このように構成すると、検査１と検査２を、自動変速機ＡＴの動作試験に並行して行うことができる。
検査１や検査２のために、別途検査用の工程や、検査用に自動変速機ＡＴの動作パターンを別途用意する必要がない。
これにより、検査１と検査２をより簡便に実施できる。
検査１や検査２のために、別途検査用の工程や、検査用に自動変速機ＡＴの動作パターンを別途用意する必要がない。
これにより、検査１と検査２をより簡便に実施できる。
【0065】
本実施形態に係る検査装置１０は、以下の構成を有している。
（４）歯車部品４～７での異常の有無の判定（検査１）と、歯部７１の側面形状の異常の有無の判定（検査２）は、自動変速機ＡＴの動作試験に並行して実施される。
（４）歯車部品４～７での異常の有無の判定（検査１）と、歯部７１の側面形状の異常の有無の判定（検査２）は、自動変速機ＡＴの動作試験に並行して実施される。
【0066】
このように構成すると、自動変速機ＡＴの動作試験後に、検査１と検査２による異常の有無の判断を並行して行うことができ、検査２をするために、自動変速機ＡＴを専用の動作パターンで動作させる必要がない。
これにより、自動変速機ＡＴの動作試験後と、検査１と、検査２と、に要する時間を短縮できる。これにより、自動変速機ＡＴが、完成検査のための工程に滞留する時間が短くなるので、自動変速機の生産効率の向上が期待できる。
これにより、自動変速機ＡＴの動作試験後と、検査１と、検査２と、に要する時間を短縮できる。これにより、自動変速機ＡＴが、完成検査のための工程に滞留する時間が短くなるので、自動変速機の生産効率の向上が期待できる。
【0067】
以上、本願発明の実施形態を説明したが、本願発明は、これら実施形態に示した態様のみに限定されるものではない。発明の技術的な思想の範囲内で、適宜変更可能である。
【符号の説明】
【0068】
４、５、６ 歯車部品
７ 歯車部品
７０ａ、７０ｂ 側面
７１ 歯部
７１Ｘ 歯部
７２ 歯溝部
１０ 検査装置
１１ 振動センサ
１２ 回転センサ
１３ 制御装置
１４ Ｆ／Ｖ変換器
１３１ 処理手段
１３２ 判定手段
７０１ 側面領域
ＡＴ 自動変速機
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ 振動波形
Ｅ、Ｆ 信号波形
Ｌｍ 線分
Ｐ１、Ｐ２ ピーク
Ｐｍａｘ ピーク値
Ｒｘ 領域
Ｔｈ１ 閾値
Ｔｈ２ 閾値
Ｘ、Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３ 回転軸
α、β 歯車組
７ 歯車部品
７０ａ、７０ｂ 側面
７１ 歯部
７１Ｘ 歯部
７２ 歯溝部
１０ 検査装置
１１ 振動センサ
１２ 回転センサ
１３ 制御装置
１４ Ｆ／Ｖ変換器
１３１ 処理手段
１３２ 判定手段
７０１ 側面領域
ＡＴ 自動変速機
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ 振動波形
Ｅ、Ｆ 信号波形
Ｌｍ 線分
Ｐ１、Ｐ２ ピーク
Ｐｍａｘ ピーク値
Ｒｘ 領域
Ｔｈ１ 閾値
Ｔｈ２ 閾値
Ｘ、Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３ 回転軸
α、β 歯車組
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】