JP2010117196A - 歯車測定方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】測定子の移動量を小さくすることにより、測定時における測定子の移動範囲を小さくして、機械の小型化を図ることができる歯車測定方法を提供する。
【解決手段】測定子１６ａの移動とワークＷの回転とを同期制御して、ワークＷの回転に応じて、測定子１６ａをワークＷの右歯面ＷＲまたは左歯面ＷＬに接触させた状態で直線移動させることにより、その歯形形状を測定する歯車測定方法において、ワークＷの基礎円Ｗｂ上の接点Ａｏから一方に所定の回転角度αで回転配置した接点Ａに接する接線Ｌと、ワークＷの基礎円Ｗｂ上の接点Ａｏから他方に所定の回転角度αで回転配置した接点Ａ'に接する接線Ｌ'とを設定し、右歯面ＷＲの測定時に、測定子１６ａを接線Ｌに沿って移動させる一方、左歯面ＷＬの測定時に、測定子１６ａを接線Ｌ'に沿って移動させ、接線Ｌ，Ｌ'の交点を測定開始位置Ｂ，Ｂ'と測定終了位置Ｃ，Ｃ'との間の中点とする。
【選択図】図３
【解決手段】測定子１６ａの移動とワークＷの回転とを同期制御して、ワークＷの回転に応じて、測定子１６ａをワークＷの右歯面ＷＲまたは左歯面ＷＬに接触させた状態で直線移動させることにより、その歯形形状を測定する歯車測定方法において、ワークＷの基礎円Ｗｂ上の接点Ａｏから一方に所定の回転角度αで回転配置した接点Ａに接する接線Ｌと、ワークＷの基礎円Ｗｂ上の接点Ａｏから他方に所定の回転角度αで回転配置した接点Ａ'に接する接線Ｌ'とを設定し、右歯面ＷＲの測定時に、測定子１６ａを接線Ｌに沿って移動させる一方、左歯面ＷＬの測定時に、測定子１６ａを接線Ｌ'に沿って移動させ、接線Ｌ，Ｌ'の交点を測定開始位置Ｂ，Ｂ'と測定終了位置Ｃ，Ｃ'との間の中点とする。
【選択図】図３
Description
本発明は、被測定歯車の歯形形状を測定する歯車測定方法に関する。
一般に、歯車形削盤やホブ盤、歯車研削盤等の歯車加工機により被加工歯車を加工する場合には、加工ロット中から抜き取った少なくとも１つ以上の被加工歯車に対して、歯形、歯すじ等の歯面形状を測定した後、その精度を確認してから、残りの未加工ロットを加工するようにしている。また、加工する被加工歯車が大形である場合には、不良品を出すことができないため、取り代を残しながら、加工と測定とを数回繰り返した後、仕上げ加工を行うようにしている。このような、被加工歯車に対する歯面形状の測定は、歯車加工機とは別体の歯車測定機により行われていた。
しかしながら、このように、歯車加工機と歯車測定機とを別々に設けると、これらの間において被加工歯車の付け替え作業が必要となるため、作業性が低下してしまう。そこで、近年、作業性の向上を図ることを目的として、加工後の被加工歯車に対して、機上で歯面形状の測定を行えるようにした歯車加工機が種々提供されている。
このような、歯車測定装置を備えた歯車加工機は、例えば、特許文献１に開示されている。
上記従来の歯車測定装置では、測定子のＹ軸方向及びＺ軸方向の移動と被加工歯車の回転とを同期制御して、その測定子を被加工歯車の歯面に接触させつつインボリュート基礎円の接線に沿って移動させることにより、その歯形形状を測定するようにしている。
しかしながら、このような、基礎円接線方式を採用して、大形の被加工歯車に対して、その歯形形状を測定しようとすると、特に、測定子のＹ軸方向の移動量が大きくなってしまう。これにより、測定時における測定子の移動範囲が拡大することになり、歯車測定装置の大型化を招くおそれがある。
従って、本発明は上記課題を解決するものであって、測定子の移動量を小さくすることにより、測定時における測定子の移動範囲を小さくして、機械の小型化を図ることができる歯車測定方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決する本発明に係る歯車測定方法は、
測定子の移動と被測定歯車の回転とを同期制御して、被測定歯車の回転に応じて、前記測定子を被測定歯車の一方の歯面または他方の歯面に接触させた状態で直線移動させることにより、被測定歯車の歯形形状を測定する歯車測定方法において、
被加工歯車の基礎円上の基準点から一方に所定の回転角度で回転配置した一方側接点に接する一方側接線と、被加工歯車の基礎円上の基準点から他方に前記所定の回転角度で回転配置した他方側接点に接する他方側接線とを設定し、
前記一方の歯面の測定時に、前記測定子を前記一方側接線に沿って移動させる一方、
前記他方の歯面の測定時に、前記測定子を前記他方側接線に沿って移動させ、
前記一方側接線と前記他方側接線との交点を、前記一方側接線上及び前記他方側接線上における測定開始位置と測定終了位置との間に配置する
ことを特徴とする。
測定子の移動と被測定歯車の回転とを同期制御して、被測定歯車の回転に応じて、前記測定子を被測定歯車の一方の歯面または他方の歯面に接触させた状態で直線移動させることにより、被測定歯車の歯形形状を測定する歯車測定方法において、
被加工歯車の基礎円上の基準点から一方に所定の回転角度で回転配置した一方側接点に接する一方側接線と、被加工歯車の基礎円上の基準点から他方に前記所定の回転角度で回転配置した他方側接点に接する他方側接線とを設定し、
前記一方の歯面の測定時に、前記測定子を前記一方側接線に沿って移動させる一方、
前記他方の歯面の測定時に、前記測定子を前記他方側接線に沿って移動させ、
前記一方側接線と前記他方側接線との交点を、前記一方側接線上及び前記他方側接線上における測定開始位置と測定終了位置との間に配置する
ことを特徴とする。
従って、本発明に係る歯車測定方法によれば、測定子の移動量を小さくすることができるので、測定時における測定子の移動範囲が小さくなり、機械の小型化を図ることができる。
以下、本発明に係る歯車測定方法について図面を用いて詳細に説明する。図１は本発明の一実施例に係る歯車測定方法を採用した歯車測定装置の概略図、図２は測定子によるワークへの歯形測定の様子を示した図、図３は測定時における測定子とワークの両歯面との接触の様子を示した図、図４は本発明の一実施例に係る歯車測定方法の測定原理を示した図である。
図１に示す歯車測定装置１は、図２に示すような、研削後の大形のワーク（被測定歯車，被加工歯車）Ｗの歯形形状を測定するものである。
図１に示すように、歯車測定装置１の下部には、基台１１が設けられている。この基台１１の上面には、水平なＸ軸方向に延設するガイドレール１２が固定されると共に、水平なＹ軸方向に延設するガイドレール１３が摺動可能に支持されている。ガイドレール１２，１３は直交して配置されており、ガイドレール１３はガイドレール１２に対してその長手方向に移動可能に支持されている。そして、ガイドレール１３には、鉛直なＺ軸方向に延在するガイドレール１４がその長手方向に移動可能に支持されている。
ガイドレール１４の側面には、移動体１５が昇降可能に支持されている。移動体１５には測定器１６が装着されており、この測定器１６の先端には測定子１６ａが設けられている。
また、基台１１の上面には、回転テーブル１７がワーク回転軸Ｃ１周りに回転可能に支持されており、この回転テーブル１７の上面には、下部センタ１８が当該回転テーブル１７と同軸になるように設けられている。更に、回転テーブル１７の側方における基台１１の上面には、コラム１９が立設されている。コラム１９の前面には、センタヘッド２０がＺ軸方向に昇降可能に支持されており、このセンタヘッド２０の先端には、上部センタ２１がワーク回転軸Ｃ１周りに回転可能に支持されている。
即ち、センタヘッド２０によって上部センタ２１を下降させることにより、下部センタ１８と上部センタ２１との間でワークＷを保持可能となっている。そして、このように、ワークＷを保持した状態で、回転テーブル１７を回転させることにより、ワークＷがワーク回転軸Ｃ１周りに回転することになる。
ここで、歯車測定装置１には、当該歯車測定装置１全体を統合的に制御するＮＣ装置２２が設けられている。このＮＣ装置２２は、例えば、ガイドレール１２，１３，１４、移動体１５、測定器１６、回転テーブル１７等と接続されており、予め入力された測定すべきワークＷの歯車諸元やその歯形測定位置に基づいて、測定器１６（測定子１６ａ）のＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸方向への移動及びワークＷのワーク回転軸Ｃ１周りの回転を同期制御して、検出した測定子１６ａの変位量からワークＷの歯形形状の精度測定を行うようになっている。
次に、研削されたワークＷの歯形形状の測定方法について、図２乃至図４を用いて説明する。
先ず、ワークＷを研削することにより、このワークＷには右歯面ＷＲ及び左歯面ＷＬが形成されることになる。なお、ワークＷには、所定の歯車形状が得られるような歯車諸元が与えられており、この歯車諸元の中でも、基礎円Ｗｂの半径をＲｂ、歯元円Ｗｆの半径をＲｆ、歯先円Ｗａの半径をＲａと示す（図４参照）。次いで、研削後のワークＷを下部センタ１８と上部センタ２１との間で保持したまま、その歯形形状の測定を開始する。
そして、ワークＷの右歯面ＷＲの歯形測定を行う場合には、図３に示すように、先ず、ワークＷをワーク回転軸Ｃ１周りに僅かに回転させて、その歯溝を測定器１６に対向させた後、測定器１６をＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸方向に駆動させて、その測定子１６ａをワークＷの右歯面ＷＲ上における歯元円Ｗｆとの交点に接触させる。即ち、この交点が右歯面ＷＲにおける測定開始位置Ｂとなる。
次いで、測定子１６ａを測定開始位置Ｂに接触させた状態から、測定器１６をＸ軸，Ｙ軸方向に駆動させて、その測定子１６ａを接線Ｌに沿うように移動させると共に、回転テーブル１７を駆動させて、ワークＷを一方に回転させる。なお、詳細は後述するが、接線Ｌは、ワークＷの基礎円Ｗｂ上の接点Ａに接する接線となっている。
これにより、測定子１６ａは、ワークＷの右歯面ＷＲに接触しつつ、その歯たけ（歯形）方向に移動することになり、その歯形測定が開始される。このとき、目標歯形形状と測定された実歯形形状との差が歯形誤差として得られることになり、歯形誤差がない場合には、インボリュート曲線または誤差零の直線が出力される一方、歯形誤差がある場合には、その凹凸に応じて変化した曲線または直線が出力されるようになっている。
そして、測定子１６ａが、更に右歯面ＷＲ上において歯先側へ滑り、右歯面ＷＲ上における歯先円Ｗａとの交点に到達すると、歯形測定が終了する。即ち、この交点が右歯面ＷＲにおける測定終了位置Ｃとなる。
一方、ワークＷの左歯面ＷＬの歯形測定を行う場合には、図３に示すように、先ず、ワークＷをワーク回転軸Ｃ１周りに僅かに回転させて、その歯溝を測定器１６に対向させた後、測定器１６をＸ軸，Ｙ軸方向に駆動させて、その測定子１６ａをワークＷの左歯面ＷＬ上における歯元円Ｗｆとの交点に接触させる。即ち、この交点が左歯面ＷＬにおける測定開始位置Ｂ'となる。
次いで、測定子１６ａを測定開始位置Ｂ'に接触させた状態から、測定器１６をＸ軸，Ｙ軸方向に駆動させて、その測定子１６ａを接線Ｌ'に沿うように移動させると共に、回転テーブル１７を駆動させて、ワークＷを他方に回転させる。なお、詳細は後述するが、接線Ｌ'は、ワークＷの基礎円Ｗｂ上の接点Ａ'に接する接線となっている。
これにより、測定子１６ａは、ワークＷの左歯面ＷＬに接触しつつ、その歯たけ（歯形）方向に移動することになり、その歯形測定が開始される。このとき、目標歯形形状と測定された実歯形形状との差が歯形誤差として得られることになり、歯形誤差がない場合には、インボリュート曲線または誤差零の直線が出力される一方、歯形誤差がある場合には、その凹凸に応じて変化した曲線または直線が出力されるようになっている。
そして、測定子１６ａが、更に左歯面ＷＬ上において歯先側へ滑り、左歯面ＷＬ上における歯先円Ｗａとの交点に到達すると、歯形測定が終了する。即ち、この交点が左歯面ＷＬにおける測定終了位置Ｃ'となる。
なお、ワークＷの右歯面ＷＲ及び左歯面ＷＬの歯形測定は、どちらから始めても構わない。また、全ての歯に亘り、一方の歯面を全て測定してから他方の歯面を全て測定したり、１つの歯ごとに、一方の歯面を測定してから他方の歯面を測定したりしてもよい。更に、図２に示すように、上述した歯形測定は、各歯面の歯幅方向において、複数の箇所で同様に行われることになる。
また、本発明に係る歯車測定方法では、測定子１６ａ（測定器１６）のＹ軸方向への移動量を最小とするために、下記に示すように、接線Ｌ，Ｌ'の設定を行っている。この接線Ｌ，Ｌ'の設定方法については、以下の通り、図３及び図４を用いて説明する。
先ず、ワークＷの基礎円Ｗｂ上において、測定器１６側で、且つ、Ｙ軸と平行な接線Ｌｏが接する接点（基準点）Ａｏを設定する。次いで、接点Ａｏから一方に所定の回転角度αで回転した位置を接点Ａと定め、この接点Ａに接する接線をＬとする一方、接点Ａｏから他方に所定の回転角度αで回転した位置を接点Ａ'と定め、この接点Ａ'に接する接線をＬ'とする。
そして、接線Ｌと歯元円Ｗｆとの交点を、右歯面ＷＲ上の測定開始位置Ｂとし、接線Ｌと歯先円Ｗａとの交点を、右歯面ＷＲ上の測定終了位置Ｃとする。即ち、右歯面ＷＲの測定時における測定子１６ａのＸ−Ｙ平面内の移動量は、測定開始位置Ｂと測定終了位置Ｃとの間の距離となる。
また、接線Ｌ'と歯元円Ｗｆとの交点を、左歯面ＷＬ上の測定開始位置Ｂ'とし、接線Ｌ'と歯先円Ｗａとの交点を、左歯面ＷＬ上の測定終了位置Ｃ'とする。即ち、左歯面ＷＬの測定時における測定子１６ａのＸ−Ｙ平面内の移動量は、測定開始位置Ｂ'と測定終了位置Ｃ'との間の距離となる。
なお、接線Ｌ，Ｌ'は、接点Ａｏから両方向に回転角度αで回転した位置に設定された接点Ａ，Ａ'に接するため、交差することになり、この交点をＭとする。
ここで、測定子１６ａのＹ軸方向への移動量が最小となる条件としては、測定開始位置Ｂ（Ｂ'）と交点Ｍとの間の距離と、交点Ｍと測定終了位置Ｃ（Ｃ'）との間の距離とが、同じ距離になるときである。即ち、下記の式（１）に示す関係が成り立つときに、測定子１６ａのＹ軸方向への移動量が最小となる。
また、式（１）に示す関係が成り立つときには、接点Ａ、測定開始位置Ｂ、測定終了位置Ｃの間には、下記の式（２）に示す関係が成り立つことが解る。
これにより、式（２）を、基礎円半径Ｒｂ、歯元円半径Ｒｆ、歯先円半径Ｒａ、回転角度αを用いて表すと、下記の式（３）で示すことができる。これにより、式（３）から下記の式（４）を導くことにより、回転角度αを求めることができる。
そして、測定子１６ａのＹ軸方向への移動量は、測定終了位置Ｃと測定終了位置Ｃ'との間の距離となることから、下記の式（５）により、その最小となる移動量を求めることができる。
従って、本発明に係る歯車測定方法によれば、ワークＷの基礎円Ｗｂ上の接点Ａｏから
両方向に回転角度αで回転した位置をそれぞれ接点Ａ，Ａ'とし、この接点Ａ，Ａ'に接する接線Ｌ，Ｌ'に沿ってワークＷの回転に応じて測定子１６ａを移動させ、この接線Ｌ，Ｌ'の交点を測定開始位置Ｂ，Ｂ'と測定終了位置Ｃ，Ｃ'との間の中点とすることにより、測定子１６ａのＹ軸方向の移動量である測定終了位置Ｃ，Ｃ'間の距離を短くすることができるので、測定子１６ａのＸ−Ｙ平面内での移動範囲を小さくすることができる。この結果、大形のワークＷの歯形形状を測定する場合であっても、省スペースで測定を行うことができるので、機械の小型化を図ることができる。
両方向に回転角度αで回転した位置をそれぞれ接点Ａ，Ａ'とし、この接点Ａ，Ａ'に接する接線Ｌ，Ｌ'に沿ってワークＷの回転に応じて測定子１６ａを移動させ、この接線Ｌ，Ｌ'の交点を測定開始位置Ｂ，Ｂ'と測定終了位置Ｃ，Ｃ'との間の中点とすることにより、測定子１６ａのＹ軸方向の移動量である測定終了位置Ｃ，Ｃ'間の距離を短くすることができるので、測定子１６ａのＸ−Ｙ平面内での移動範囲を小さくすることができる。この結果、大形のワークＷの歯形形状を測定する場合であっても、省スペースで測定を行うことができるので、機械の小型化を図ることができる。
また、ワークＷの回転に応じて測定子１６ａを接線Ｌ，Ｌ'に沿って移動させることにより、測定開始位置Ｂ，Ｂ'から測定終了位置Ｃ，Ｃ'にかけて、測定子１６ａとワークＷの右歯面ＷＲ及び左歯面ＷＬとの接触角度を常に一定にすることができる。これにより、測定誤差の発生を抑制することができる。
本発明は、被測定歯車の大きさに関わらず、高精度にその歯面形状を測定することができる歯車測定方法に適用可能である。
１ 歯車測定装置
１１ 基台
１２〜１４ ガイドレール
１５ 移動体
１６ 測定器
１６ａ 測定子
１７ 回転テーブル
１８ 下部センタ
１９ コラム
２０ センタヘッド
２１ 上部センタ
２２ ＮＣ装置
Ｗ ワーク
ＷＲ 右歯面
ＷＬ 左歯面
Ｗｂ 基礎円
Ｗｆ 歯元円
Ｗａ 歯先円
Ｒｂ 基礎円半径
Ｒｆ 歯元円半径
Ｒａ 歯先円半径
Ｌｏ，Ｌ，Ｌ' 接線
Ａｏ，Ａ，Ａ' 接点
Ｂ，Ｂ' 測定開始位置
Ｃ，Ｃ' 測定終了位置
１１ 基台
１２〜１４ ガイドレール
１５ 移動体
１６ 測定器
１６ａ 測定子
１７ 回転テーブル
１８ 下部センタ
１９ コラム
２０ センタヘッド
２１ 上部センタ
２２ ＮＣ装置
Ｗ ワーク
ＷＲ 右歯面
ＷＬ 左歯面
Ｗｂ 基礎円
Ｗｆ 歯元円
Ｗａ 歯先円
Ｒｂ 基礎円半径
Ｒｆ 歯元円半径
Ｒａ 歯先円半径
Ｌｏ，Ｌ，Ｌ' 接線
Ａｏ，Ａ，Ａ' 接点
Ｂ，Ｂ' 測定開始位置
Ｃ，Ｃ' 測定終了位置
Claims (1)
- 測定子の移動と被測定歯車の回転とを同期制御して、被測定歯車の回転に応じて、前記測定子を被測定歯車の一方の歯面または他方の歯面に接触させた状態で直線移動させることにより、被測定歯車の歯形形状を測定する歯車測定方法において、
被加工歯車の基礎円上の基準点から一方に所定の回転角度で回転配置した一方側接点に接する一方側接線と、被加工歯車の基礎円上の基準点から他方に前記所定の回転角度で回転配置した他方側接点に接する他方側接線とを設定し、
前記一方の歯面の測定時に、前記測定子を前記一方側接線に沿って移動させる一方、
前記他方の歯面の測定時に、前記測定子を前記他方側接線に沿って移動させ、
前記一方側接線と前記他方側接線との交点を、前記一方側接線上及び前記他方側接線上における測定開始位置と測定終了位置との間に配置する
ことを特徴とする歯車測定方法。
Priority Applications (7)
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|---|---|---|---|
| JP2008289434A JP2010117196A (ja) | 2008-11-12 | 2008-11-12 | 歯車測定方法 |
| CN200980145290.6A CN102216725A (zh) | 2008-11-12 | 2009-10-27 | 齿轮测量方法 |
| US13/128,746 US20110247436A1 (en) | 2008-11-12 | 2009-10-27 | Gear measurement method |
| PCT/JP2009/068362 WO2010055766A1 (ja) | 2008-11-12 | 2009-10-27 | 歯車測定方法 |
| EP09826016A EP2365277A1 (en) | 2008-11-12 | 2009-10-27 | Method of measuring gear |
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| JP2008289434A JP2010117196A (ja) | 2008-11-12 | 2008-11-12 | 歯車測定方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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| JP (1) | JP2010117196A (ja) |
| KR (1) | KR20110079718A (ja) |
| CN (1) | CN102216725A (ja) |
| TW (1) | TW201026415A (ja) |
| WO (1) | WO2010055766A1 (ja) |
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