JP2005069713A - 歯車の歯面形状測定・評価法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】噛み合う一対の歯車1a,1bにおいて、測定の基準となる歯面を共役な歯面として、その基準となる歯面上の互いに接触する点を測定点5a,5b、6a,6bとして各誤差量を測定し、双方の歯車の上記各測定誤差量を加算して一対の歯車1a,1bの相対誤差量を算出し、かつ各一連の測定点5a,5b、6a,6bの相対誤差量を連ねて、相対歯面誤差形状を描くようにする。
【選択図】 図3
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、噛み合う一対の歯車即ち歯車対の歯面形状を測定・評価する方法に関するものであり、測定したデータの処理方法に特徴を有するものである。
【0002】
【従来の技術】
噛み合う一対の歯車の歯面の形状の良否は、自動車その他で用いられている歯車装置の駆動時に、騒音・振動を発生する一大要因である。そこで、歯車の歯面が所望の歯車に出来上がっているかの検査が重要な意味をもっている。
【0003】
ところが、従来の歯車測定機による誤差の出力は、単一の歯車の歯形形状や歯筋形状についてであり、噛み合う一対の歯車(歯車対)の相対誤差形状を算出・出力することは行われていないのが一般的であった。
【0004】
また噛み合う一対の歯車の回転精度を推定するのに、両者の誤差形状を対向して描いて、両者のギャップの状態を観察することが行われているのが(例えば図7参照)、一般的な状況である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしこれでは、噛み合う一対の歯車の歯面形状の測定として、必ずしも正確なデーターを得ることが出来ないし、またそれに伴い歯車の測定精度に関する評価・管理が十分に行えず、かつ作業手数もかなりのものになっていた。
【0006】
本発明は、噛み合う一対の歯車の歯面形状の測定・評価法に関して、上記従来のものの欠点の解消を課題としたものである。即ちその目的とするところは、噛み合う一対の歯車の歯面形状の測定を、手数がかからず、しかも高精度に誤差の出力を得られて、歯車の測定精度に関する評価・管理を向上させるようにすることにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
噛み合う一対の歯車1a,1bで、測定の基準となる各歯面2a,2bを共役な歯面とし、その基準となる各歯面上の互いに接触する点を測定点5a,5b、6a,6bとして各誤差量を測定し、
双方の歯車1a,1bの上記各測定誤差量を加算して一対の歯車1a,1bの相対誤差量を算出し、
かつ、一連の測定点5a,5b、6a,6bの相対誤差量を連ねて、相対歯面誤差形状を描くようにしたことを特徴とするものである。
【0008】
【発明の実施の形態】
上記構成において、噛み合う一対の各歯車1a,1bの一連の測定点5a,5bを、各歯車1a,1bの各歯の歯幅方向に横断する線、即ち各歯筋線3a,3bにおける接触する点の列として(例えば図1・図2参照)、そこでの各相対誤差量を連ね描くことにより相対歯筋誤差形状を描くようにすればよい。
【0009】
また、噛み合う一対の各歯車1a,1bの一連の測定点6a,6bを、各歯車1a,1bの歯の歯元から歯先に到る線、即ち各歯形線4a,4b上における接触する点の列として(例えば上記図1・図2参照)、そこでの各相対誤差量を連ねて描くことにより相対歯形誤差形状を描くようにしてもよい。
【0010】
上記いずれの場合にも、一連の測定点5a,5b、6a,6bの相対誤差量から、さらに歯面全体にわたる相対誤差量を例えば内挿法や外挿法によって推計演算し、その結果を等高線7で表示するようにしてもよい。
【0011】
あるいは上記で得られた等高線図に、一定角度回転毎の同時接触線8を重ね合わせて、各同時接触線8上の誤差の最も小さい点を求め、その点列を連ねることによって得られる接触点の軌跡9と、各同時接触線上で歯当たりを観察する際に塗布する材料(例えば光明丹)の厚さを考慮して歯当たり範囲10を求め、これを出力するようにしてもよい。
【0012】
さらには、上記噛み合う一対の歯車1a,1bの各歯筋線を、ほぼ歯丈中央部の歯筋線3a,3bとした際の該歯筋線上における相対誤差群データと、5箇所以上の歯形線4a,4bにおける相対誤差データとを用い、歯筋線3a,3bと歯形線4a,4bとが交叉する点11a,11bにおける両者の誤差量の食い違い分を歯形誤差から減算し、減算された歯形誤差量から隣接する各歯形線4a,4b間の誤差を内挿法で求めると共に、かつ端部の各歯形線4a,4bから外側の歯面点の誤差を外挿法で算出するようにしてもよい。
【0013】
上記での歯面の誤差量の測定は、従来公知の測定子・触針で歯面をトレースする接触式の歯面測定装置(例えば特開昭65−507515号公報、特開平7−280502号公報、特開平11−118407号公報、特開2000−19070号公報等参照)を用いればよいが、レーザー光を照射して行う光学的・非接触式の歯面測定装置によってもよい(例えば特開平4−258709号公報、特開平6−109444号公報等参照)。
【0014】
上記いずれの場合も、噛み合う一対の歯車1a,1bの歯面形状の測定を、手数がかからず、かつ高精度に誤差に関するデータの出力を得られることになり、歯車の測定精度に関する評価・管理が向上することになる。
【0015】
【実施例】
以下に、本発明に係る歯車の歯面形状測定・評価法の実施例について説明するが、ここでの噛み合う一対の歯車1a,1bは、自動車の差動装置におけるドライブピニオンとリングギヤの場合である。
【0016】
イ)第1の実施例は、請求項2の発明に対応するものである。
即ち、噛み合う一対の歯車1a,1bにおいて、測定の基準となる歯面2a,2bを共役な歯面としておき、その基準となる歯面のここでは歯幅方向に横断する線、つまり歯筋線3a,3b上の接触する点の列を一連の測定点5a ,5bとして、その各誤差量を測定する。この測定には、ここでは測定子・触針により歯面をトレースする接触式の歯面測定装置(図示略)により行っている。
【0017】
次に、上記双方の歯車1a,1bの上記各測定誤差量を加算することにより、噛み合う一対の歯車の相対誤差量を算出する。
【0018】
次に、上記一連の測定点5a,5bの各相対誤差量を連ねて描くことにより、図3や図4で示す如く、相対歯面誤差形状の一つとしての相対歯筋誤差形状を描くようにするものである。
【0019】
ロ)第2の実施例は、請求項5の発明に対応するものである。
即ち、噛み合う一対の歯車1a,1bにおいて、測定の基準となる歯面2a,2bを共役な歯面としておき、その基準となる歯面のここでは歯元から歯先に到る線、つまり歯形線4a,4b上における接触する点の列を一連の側定点6a ,6bとして、その各誤差量を測定する。この測定も、ここでは測定子・触針により歯面をトレースする接触式の歯面測定装置(図示略)にて行っている。
【0020】
次に、上記双方の歯車の上記各測定誤差量を加算することによって、噛み合う一対の歯車1a,1bの相対誤差量を算出する。
【0021】
次に、上記一連の測定点6a ,6bの各相対誤差量を連ねて描くことにより、図3や図4で示す如く、相対歯面誤差形状の一つとしての相対歯形誤差形状を描くようにしたものである。なお、図4は図3の一部を取り出したものである。
【0022】
上記イ)・ロ)の発明において、図3および図4からは、単一のリングギヤとドライブピニオンの各歯形には圧力角誤差がみられるが、噛み合う両歯車の相対歯形誤差形状には圧力角誤差がなく、ここでは共役性の良い形状が得られていることがわかる。また相対歯筋誤差形状からは、小端側の当たりが得られている状況もよくわかる。
【0023】
ハ)第5の実施例は、請求項4の発明に対応するものである。
即ち、噛み合う一対の歯車1a,1bにおいて、測定の基準となる歯面2a,2bを共役な歯面としておき、その基準となる歯面のここでは歯幅方向に横断する線、つまり歯筋線3a,3b上の接触する点の列を一連の測定点5a ,5bとして、各誤差量を測定する。この測定も、ここでは測定子・触針により歯面をトレースする接触式の歯面測定装置(図示略)により行っている。
【0024】
次に、上記双方の歯車の上記各測定誤差量を加算することによって、噛み合う一対の歯車1a,1bの相対誤差量を算出する。
【0025】
次に、上記一連の測定点5a ,5bの各相対誤差量を連ねて描くと共に、その各相対誤差量から内挿法および外挿法によって歯面全体にわたる相対誤差量を推計・演算する。
【0026】
そして、その結果を図5で示す如く等高線7で描いて、相対歯面誤差形状の一つとしての相対歯筋誤差形状を、等高線7で表示すようにしたものである。ここでは間隔2μmとした場合の例を示している。
【0027】
ニ)第4の実施例も請求項4の発明に対応するものである。
即ち、噛み合う一対の歯車1a,1bにおいて、測定の基準となる歯面2a,2bを共役な歯面としておき、その基準となる歯面のここでは歯元から歯先に到る線、つまり歯形線4a,4b上における接触する点の列を一連の側定点6a ,6bとして、各誤差量を測定する。この測定も、ここでは測定子・触針により歯面をトレースする接触式の歯面測定装置(図示略)により行っている。
【0028】
次に、上記双方の歯車の上記各測定誤差量を加算することによって、噛み合う一対の歯車1a,1bの相対誤差量を算出する。
【0029】
次に、上記一連の測定点6a ,6bの各相対誤差量を連ねて描くと共に、その各相対誤差量から内挿法および外挿法により、歯面全体にわたる相対誤差量を推計・演算する。
【0030】
そして、その結果を等高線7で描いて、ここでは相対歯面誤差形状の一つとしての相対歯形誤差形状を表示するようにしたものである。
【0031】
ホ)第5の実施例は請求項5の発明に対応するものである。
即ち、上記ハ)の第3、又はニ)の第4の実施例で得られた等高線図の内、ここでは第3の実施例で得られた等高線図に、図6で示すように一定角度を回転毎の同時接触線8を重ね合わせて、各同時接触線8上の誤差の最も小さい点を求める。
【0032】
次に、その点列を連ねることによって得られる接触点の軌跡9と、各同時接触線8上で歯当たりを見る際に歯面に塗布する材料、ここでは粒子径4μmの光明丹の厚さとを考慮して歯当たり範囲10を求める。
【0033】
そして、上記図6で示す如く、接触点の軌跡9と歯当たり範囲10とを表示するようにしたものである。
【0034】
ヘ)第6の実施例は請求項6の発明に対応したものである。
噛み合う一対の歯車1a,1bの各歯筋線として、ほぼ歯丈中央部の歯筋線3a,3bを用いた場合の該歯筋線3a,3b上における相対誤差群データーと、5個以上の歯形線4a,4b上における相対誤差群データーとを用いて、各歯車1a,1bの歯面2a,2bで該各歯筋線3a,3bと歯形線4a,4bとが各々交叉する点11a,11bでの両者の誤差量の食い違い分を歯形誤差から減算する。
【0035】
次に、この減算された歯形誤差量から、隣接する歯形線4a,4bとの間の誤差を内挿法で求めると共に、端の歯形線から外側の歯面点への誤差を外挿法で算出するようにして、相対歯面誤差形状を表示するようにしたものである。
【0036】
上記いずれの実施例の場合も、噛み合う一対の歯車1a,1bの歯面形状の測定を、手数をかけること無く、高精度に誤差の出力を得られて、歯車の測定精度に関する評価・管理が向上している。
【0037】
【発明の効果】
以上で明らかな如く、本発明に係る歯車の歯面形状測定・評価法は、従来手段と比較して、次のような効果を奏する。
【0038】
即ち、従来手段での歯車測定機による誤差の出力は一般に、単一の歯車の歯形や歯筋形状について行い、噛み合う一対の歯車の相対誤差形状を算出していなかった。そのため、噛み合う一対の歯車の歯面形状の測定として、必ずしも正確なデーターを得ることができず、それに伴い歯車の測定精度に関する評価・管理が十分に行えず、かつ作業手数もかなりのものであった。
【0039】
これに対して本発明に係る歯車の歯面形状測定・評価法は、噛み合う一対の歯車で、測定の基準となる歯面を共役な歯面として、その基準となる歯面上の互いに接触する点を測定点として各誤差量を測定し、双方の歯車の上記各測定誤差量を加算して一対の歯車の相対誤差量を算出し、かつ各一連の測定点の相対誤差量を連ねて、相対歯面誤差形状を描くようにしている。
【0040】
これにより、噛み合う一対の歯車の相対的歯面誤差形状の測定・評価を、手数がかからず、しかも高精度に誤差の出力を得られて、歯車の測定精度に関する評価・管理を向上させることができる。その結果、自動車その他で用いられている歯車装置の駆動時に、騒音・振動を発生する要因の一つを確実かつ容易に解消できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る歯車の歯面形状測定・評価法の実施において、噛み合う一方の歯車の歯面で、他方の歯車の歯面と接触する各測定点の例を示す斜視図である。
【図2】本発明に係る歯車の歯面形状測定・評価法の実施において、噛み合う一方の歯車の歯面で、他方の歯車の歯面と接触する各測定点の例を示す斜視図である。
【図3】噛み合う歯車の個別の歯形および歯筋の平均誤差形状と、本発明により処理した相対歯形および歯筋の平均誤差形状とを示す図である。
【図4】図3で示したものの一部を取り出した図である。
【図5】本発明の測定・評価法の1つの実施で、歯面誤差形状を間隔が2μmの等高線で表示した場合を示す拡大図である。
【図6】本発明に測定・評価法の1つを実施して、接触点の軌跡と歯当たり範囲とを表示した場合を示す拡大図である。
【図7】従来手段により単一の歯車の歯形誤差および歯筋誤差形状を比較検討例を示す図である。
【符号の説明】
1a−歯車
1b−歯車
2a−歯面
2b−歯面
3a−歯筋線
3b−歯筋線
4a−歯形線
4b−歯形線
5a−測定点
5b−測定点
6a−測定点
6b−測定点
7−等高線
8−同時接触線
9−接触点の軌跡
10−歯当たり範囲
11a−交叉する点
11b−交叉する点
Claims (6)
- 噛み合う一対の歯車1a,1bで、測定の基準となる各歯面2a,2bを共役な歯面とし、その基準となる各歯面上の互いに接触する点を測定点5a,5b、6a,6bとして各誤差量を測定し、
双方の歯車1a,1bの上記各測定誤差量を加算して一対の歯車1a,1bの相対誤差量を算出し、
かつ、一連の測定点5a,5b、6a,6bの相対誤差量を連ねて、相対歯面誤差形状を描くようにしたことを特徴とする、歯車の歯面形状測定・評価法。 - 請求項1に記載の歯車の歯面形状測定・評価法において、
一連の測定点5a,5bを、噛み合う一対の歯車1a,1bの歯幅方向に横断する歯筋線3a,3b上における接触する点の列として、そこでの相対誤差量から相対歯筋誤差形状を描くようにした、歯車の歯面形状測定・評価法。 - 請求項1に記載の歯車の歯面形状測定・評価法において、
一連の測定点6a,6bを、一対の歯車1a,1bの歯元から歯先に到る歯形線4a,4b上における接触する点の列として、そこでの相対誤差量から相対歯形誤差形状を描くようにした、歯車の歯面形状測定・評価法。 - 請求項1,2又は3に記載の歯車の歯面形状測定・評価法において、
一連の測定点5a,5b、6a,6bの相対誤差量から歯面全体にわたる相対誤差量を推計演算し、その結果を等高線7で表示するようにした、歯車の歯面形状測定・評価法。 - 請求項1又は4に記載の歯車の歯面形状測定・評価法において、
等高線図に一定角度を回転毎の同時接触線8を重ね合わせて、各同時接触線8上の誤差の最も小さい点を求め、
その点列を連ねることによって得られる接触点の軌跡9と、各同時接触線8上で歯当たりを観察する際に塗布する材料の厚さを考慮して歯当たり範囲10を求めて、これを出力するようにした、歯車の歯面形状測定・評価法。 - 請求項1に記載の歯車の歯面形状測定・評価法において、
噛み合う一対の歯車1a,1bの各歯筋線3a,3bをほぼ歯丈中央部の歯筋線として、その際の該歯筋線上における相対誤差群データと、5箇所以上の歯形線4a,4b上における相対誤差データとを用いて、
歯筋線3a,3bと歯形線4a,4bとが交叉する点11a,11bにおける両者の誤差量の食い違い分を歯形誤差量から減算し、
次に、減算された歯形誤差量から隣接する歯形線4a,4b間の誤差を内挿法で求め、かつ端部の歯形線から外側の歯面点の誤差を外挿法で算出するようにした、歯車の歯面形状測定・評価法。
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