JP2008540149A - ギヤをギヤ成形装置による成形中に検査する方法 - Google Patents

Abstract

ギヤをギヤ成形装置による成形中に検査する方法であって、個々のワークは、誤差を測定するために基準位置にあるツールまで移動される。ツールの設定は、これらの誤差を基に制御ループを経て修正される。
【選択図】図１

Description

本発明は、ギヤをギヤ成形装置による成形中に検査する方法に関する技術分野に属する。

多数の測定基準に加えて、ギヤの球面状部の寸法を測定することは、生産されたギヤが良品か不良品かを該球面状部の寸法を基に判定することができるが故に最も重要な事項の一つである。

球面状部の寸法測定、及びそれに付随する装置の補正は、製品の信頼性獲得のために必要不可欠である。球面状部の寸法測定については、ＤＩＮ３９６０において標準化されている。それは、歯厚を測定するための試験直径寸法に関するものである。

各ギヤの球面状部の寸法は、生産過程でランダムに測定される。ギヤの検査レベルが上がると、検査用ワークの個数も増加し、計測負荷、時間的負荷、及びこれらに関連するコスト負荷も必然的に増加する。

多くの計測システムは、球面状部の寸法測定に利用可能であり、マイクロメータを用いた簡単な手動計測機器や、装置に搭載された自動計測機器、空調された測定室に設置された３次元のギヤ測定装置といった多種多様な装置を利用することができる。

ギヤの球面状部の寸法測定に際しては、ギヤ成形装置の設定に必要な修正を加える前に、各検査用ギヤを該ギヤ成形装置から取り外して測定室にて測定する必要がある。

測定したワークにおいて、球面状部の寸法誤差が見つかった場合には、セッティングパラメータ又は加工パラメータを個々のワークについて調整することで、ギヤ成形装置による正確な球面状部寸法を実現することができる。また、ほとんどのギヤ成形装置は、寸法のバラツキに対処するとともに、ギヤ成形プロセスを出来る限り安定したものとするために、手動又は自動の修正機能を有している。この寸法バラツキや寸法誤差の原因として主に、装置の熱的挙動及びツール摩耗を挙げることができる。

しかし、上述のギヤ検査方法では、以下に挙げる問題が生じる。すなわち、空調された測定室内においてギヤの球面状部寸法を測定するようにした場合、測定結果を製品に直ぐに反映させることができないという問題が生じる。このため、必要な修正を実行するまでに長時間を要することとなる。また、クランプ位置の変更は、研削／ミーリング工程及び計測工程中における測定誤差を生じさせるであろう。また、ギヤの寸法測定がセンサを用いて行われる場合には、ツールの摩耗を考慮に入れる必要はないものの、ツールをドレスすることによるツール変化を正確に測定することができず、結果として測定誤差が生じ、延いてはギヤの寸法誤差が生じることとなる。

本発明の目的は、測定が可能な限り自動的に行われるギヤの製造過程において、所望の修正を自動的に実行可能なギヤ検査方法を提供することである。

本発明において、この目的は、請求項１の各特徴を組み合わせることで解決される。すなわち、本発明に係るギヤ検査方法は以下の工程を備えている。

・ギヤにおける相隣接する歯と歯の隙間にツールを移動して、歯側面上の所定の基準位置に該ツールを移動させる工程
・上記ツールの歯を上記ギヤの隣接する歯と歯の隙間において接線方向に移動させるか、又は、該ツールの歯を該隙間に位置させた状態で該ギヤを接線方向に移動させることによって、該隙間の幅を測定する工程
・基準接線方向長さを算出する工程
・上記測定した実際の基準接線方向長さと理論的に求まる上記基準接線方向長さとの差を算出する工程
・上記算出した基準接線方向長さの差を基に、上記ツールのセンター位置ずれ量を算出する工程
具体例は、メインクレームの従属クレームにより示される。

上記算出されたセンター位置ずれ量は、ギヤ成形装置の制御機器によって修正されるように、制御ループの中で該制御機器に出力される。

上記ツールは、予め設定された複数位置のそれぞれにある基準位置に所定時間間隔で移動される。もし、ここで誤差が発見された場合には、この誤差は、ツールの摩耗に起因するものであり、この誤差も制御機器によって同様に修正される。

クランプ状態にあり且つ球面状部の寸法が予め別個に測定されたギヤは、上記基準位置の設定に利用される。

あるいは、上記ギヤ成形装置における寸法既知の基準隙間は、上記基準位置の設定に利用される。

ギヤ成形装置において自動的に移動される測定ポイントの数は、統計的に決定される。測定は、熱的な変化に起因して顕著な誤差が発生するギヤ成形装置の始動時において、定常運転時よりも頻繁に行われる。

本発明によれば、ギヤの球面状部の寸法は、ツールを利用することによって直接的に検出することができ、また、理想ワークに対する誤差は自動的に修正される。装置に起因する寸法誤差も簡単な方法で修正することができる。また、本発明に係る方法は、ギヤのミーリング加工及び研削加工の双方において有効である。ギヤの研削加工においては、ドレス可能な研削ツール及びドレス不可能な研削ツールを使用することができる。後者の場合には、先に述べたように、ツールの基準位置は、ドレス後のツールにより発生するものの、ツールの０調整は基準隙間によって設定される。従って、この方法は、ミーリング加工用のツール及びワークばかりでなく、例えば、ネジ切りされたドレスホイールに対しても有用である。

更に、本発明の詳細及び効果は、添付の略図を参照して説明される。

ギヤは、符号１０が付されていて、インボリュート曲線状の歯側面１２を有している。ギヤ１０の歯側面１２は、例えば砥石車や螺旋砥石といったツール１４によって加工される。隣接する歯と歯の隙間１６には、２つの測定深さ１，２が示されている。測定深さ１におけるＡ１とＢ１との間隔は、歯側面１２の形状に起因して、測定深さ２における点Ａ２とＢ２との間隔よりも大きくなっている。インボリュート曲線上のあらゆる点において、隙間１６のセンタからの距離は既知とされ、このため、測定深さ１から測定深さ２までの径方向のツール送り量Δｘも既知とされる。Δｘは、歯側面同士の間隔と所望間隔との差を基に算出されたツール１４のセンター位置ずれ量に対応する。

本発明に係るギヤ検査方法を示す概略図である。

Claims (8)

1. ギヤをギヤ成形装置による成形中に検査する方法であって、
   上記ギヤにおける相隣接する歯と歯の隙間にツールを移動して、歯側面上の所定の基準位置に該ツールを移動させる工程と、
   上記ツールの歯を上記ギヤの隣接する歯と歯の隙間において接線方向に移動させるか、又は、該ツールの歯を該隙間に位置させた状態で該ギヤを接線方向に移動させることによって、該隙間の幅を測定する工程と、
   基準接線方向長さを算出する工程と、
   上記測定した実際の基準接線方向長さと理論的に求まる上記基準接線方向長さとの差を算出する工程と、
   上記算出した基準接線方向長さの差を基に、上記ツールのセンター位置ずれ量を算出する工程とを備えていることを特徴とする方法。
2. 請求項１記載の方法において、
   上記ツールのセンター位置ずれ量は、ギヤ成形装置の制御機器によって修正されるように、制御ループの中で該制御機器に出力されることを特徴とする方法。
3. 請求項１又は２記載の方法において、
   上記ツールは、予め設定された複数位置のそれぞれにある基準位置に所定時間間隔で移動されることを特徴とする方法。
4. 請求項３記載の方法において、
   上記ツールの摩耗によって生じるセンター位置ずれ量は、制御機器により補正されることを特徴とする方法。
5. 請求項１乃至４のいずれか一項に記載の方法において、
   クランプ状態にあり且つ球面状部の寸法が予め別個に測定されたギヤを、上記基準位置の設定に利用することを特徴とする方法。
6. 請求項１乃至４のいずれか一項に記載の方法において、
   上記ギヤ成形装置における寸法既知の基準隙間を、上記基準位置の設定に利用することを特徴とする方法。
7. 請求項１乃至６のいずれか一項に記載の方法において、
   上記ギヤの検査時間間隔は、統計的に決定されることを特徴とする方法。
8. 請求項７記載の方法において、
   上記ギヤの検査時間間隔は、上記ギヤ成形装置の始動時の方が定常運転時よりも短くなるように決定されることを特徴とする方法。

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