JPH0323552Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

産業上の利用分野 本考案は歯車の噛合試験装置に係る。 従来の技術 例えば本願出願人と同一の出願人の出願にかか
る特開昭57−23835号公報及び実願昭59−169894
号明細書に記載されている如く、歯車の製造工程
に於てマスタ歯車又は代用マスタ歯車の如き基準
歯車と製造された被検査歯車とをノーバツクラツ
シにて噛合せて被検査歯車を一回転させ、その際
の二つの歯車の軸間距離の変化を計測することに
より、被検査歯車についてサイズ（オーバボール
径）、歯溝の振れを測定すると共に噛合誤差等を
検査する歯車の噛合試験方法及び装置は既によく
知られている。 考案が解決しようとする問題点 かかる歯車の噛合試験方法及び装置に於ては、
二つの歯車の軸間距離のデータには種々のノイズ
成分（ピツチ誤差、歯形誤差、支持部の不連続な
誤差等）が重畳しているため、歯車のサイズ等を
必ずしも正確に検査することができず、繰返し精
度がよくないという問題がある。 また歯車がシエービング盤の如き加工装置を用
いて製造される場合には、歯車の加工精度はカツ
タの切れ味、摩耗、熱変形や、加工装置自体の熱
変形、振動等の影響を受け、これらの影響は加工
される歯車ごとに異るため、複数個の被検査歯車
について求められた歯車サイズの測定結果の隣接
誤差が大きくなることがあり、従つて製造される
歯車のサイズが所定の許容限度範囲内に納まるよ
う切削加工装置に対し隣接誤差を含む歯車サイズ
の測定結果に基づき寸法補正指令を与えると、歯
車サイズの低減及び増大が交互に繰返し生じる所
謂ハンチング現象が発生することがある。 本考案は、従来の歯車の噛合試験方法及び装置
に於ける上述の如き問題に鑑み、複数個の被検査
歯車のサイズ等を正確に測定することができ、ま
た製造された歯車のサイズが所定の許容限度範囲
内にあるか否かを正確に判定することができ、こ
れにより歯車の加工装置に対しハンチング現象を
生じることなく適正に寸法補正指令を出力し得る
よう改良された歯車の噛合試験装置を提供するこ
とを目的としている。 問題点を解決するための手段 上述の如き目的は、本考案によれば、基準歯車
と被検査歯車とを噛合せた状態にて各々回転可能
に支持する支持装置と、前記基準歯車と各被検査
歯車の噛合に伴なう前記両歯車の軸間距離の変化
を測定する測定装置と、前記被検査歯車の回転角
を検出する回転角検出装置と、前記測定装置及び
前記回転角検出装置よりそれぞれ軸間距離信号及
び回転角信号を入力されこれらに基づき被検査歯
車のオーバボール径の演算及び寸法補正指令の要
否の判定を行なう演算制御装置とを有し、複数個
の被検査歯車を順次前記基準歯車と噛合せて試験
を行うよう構成された歯車の噛合試験装置にし
て、前記演算制御装置は 測定値、検出値、及び演算値を記憶する記憶手
段と、 各被検査歯車について微小回転角ごとのｎ個の
前記軸間距離Fx（ｘ＝１，……，ｎ）を求める軸
間距離演算手段と、 各被検査歯車についてｎ個の軸間距離Fxより
一連のｒ個（ｒは奇数でｒ＜ｎ）の軸間距離Fx
を順次サンプリングしつつａ，ｂを定数（０＜ａ
＜ｂ）として下記の式(1)に従つてスムージング演
算を行うことにより、各被検査歯車についてスム
ージング演算された軸間距離Fsi（ｉ＝１，……，
ｎ）を求めるスムージング演算手段と、 Fsi＝ａ（〓〓Fk＋〓〓Fk）＋bFi …(1) ここに〓〓Fkは前記一連のｒ個の軸間距離Fx
のデータのうち中央のデータFiより左側の（ｒ−
１）／２個のデータの合計を意味し、〓〓Fkは
前記一連のｒ個の軸間距離FxのデータのうちFi
より右側の（ｒ−１）／２個のデータの合計を意
味する。 前記軸間距離Fsiの平均値と予め設定された基
準値との差として各被検査歯車のオーバボール径
Dyを求めるオーバボール径演算手段と、 試験されオーバボール径が演算された被検査歯
車の数Ｎが所定の数Ｓ（一定の正の整数）以上に
なると、オーバボール径が演算されるたび毎に前
記オーバボール径Dy（ｙ＝Ｎ−Ｓ＋１，……Ｎ）
に対し下記の式(2)に従つて前記Ｓをスパンとして
移動平均演算を行うことにより移動平均演算され
たオーバボール径Daj（ｊ＝Ｎ−Ｓ＋１）を求め
る移動平均演算手段と、 Daj＝１／Ｓ〓〓Dy …(2) 移動平均演算された前記オーバボール径Dajと
予め設定された比較基準値Djoとの偏差ΔDjを演
算し、該偏差の大きさが所定値を越えるときには
その大きさ及び正負に応じて歯車加工装置に対す
る寸法補正指令値を演算する寸法補正指令値演算
手段と、 を有する歯車の噛合試験装置によつて達成され
る。 考案の作用及び効果 上述の如き構成によれば、各被検査歯車につい
て微小回転角ごとのｎ個の軸間距離Fx（ｘ＝１，
……，ｎ）が求められ、各被検査歯車についてｎ
個の軸間距離Fxより一連のｒ個（ｒは奇数でｒ
＜ｎ）の軸間距離Fxを順次サンプリングされ式
(1)に従つてスムージング演算が行われ、スムージ
ング演算された軸間距離Fsi（ｉ＝１，……，ｎ）
が各被検査歯車について求められ、軸間距離Fsi
の平均値と予め設定された基準値との差として各
被検査歯車のオーバボール径Dyが求められるこ
とにより、ピツチ誤差等のノイズ成分が実質的に
消去されたオーバボール径Dyが各被検査歯車に
ついて求められる。 また試験されオーバボール径が演算された被検
査歯車の数Ｎが所定の数Ｓ（一定の正の整数）以
上になると、オーバボール径が演算されるたび毎
にオーバボール径Dy（ｙ＝Ｎ−Ｓ＋１，……，
Ｎ）に対し式(2)に従つてＳをスパンとして移動平
均演算が行われることにより、移動平均演算によ
つて隣接誤差が低減されたオーバボール径Daj
（ｊ＝Ｎ−Ｓ＋１）が求められ、かくして求めら
れたオーバボール径Dajと予め設定された比較基
準値Djoとの偏差ΔDjが演算され、該偏差の大き
さが所定値を越えるときにはその大きさ及び正負
に応じて歯車加工装置に対する寸法補正指令値が
演算される。 従つて従来の歯車の噛合試験方法及び装置の場
合に比して、製造された個々の歯車のオーバボー
ル径等を正確に求め、各歯車のオーバボール径等
が所定の許容限度範囲内にあるか否かを適正に判
定することができ、また製造された一連の歯車の
オーバボール径の変化の傾向、従つて歯車加工装
置の経時変化を正確に求めることがき、これによ
り歯車加工装置に対し寸法補正指令を適正に行う
ことができる。 尚本考案による歯車の噛合試験装置に於ける基
準歯車はマスタ歯車及び代用マスタ歯車の何れで
あつてもよいが、基準歯車が代用マスタ歯車であ
る場合には、各被検査歯車について求められた軸
間距離Fxに対しスムージング演算が行われるに
先立ち、軸間距離Fxの値がマスタ歯車と代用マ
スタ歯車との間の噛合誤差により補正され、これ
によりマスタ歯車と被検査歯車とを噛合せて試験
が行われた場合の軸間距離に相当する軸間距離に
ついてスムージング演算が行われる。 以下に添付の図を参照しつつ、本考案を実施例
について詳細に説明する。 実施例 第１図は本考案による噛合試験装置の一つの実
施例を示す概略平面図、第２図は第１図の線−
に沿う拡大断面図である。図に於て、１は基台
を示しており、該基台上には取付台２が固定され
ている。取付台２にはヨーク状をなす支持部材３
が固定されている。支持部材３はその両側に設け
られたセンタストツク部４，５にてベアリング
６，７を介してセンタ８，９を互いに同一軸線上
に回転可能に支持している。センタ９は支持部材
３に対しその軸線方向に移動できないように設け
られているが、センタ８は支持部材３に対しその
軸線方向に移動可能に取付けられており、流体圧
シリンダ装置１０によりその軸線方向に駆動され
るようになつている。センタ８と９は歯車Gaを
両センタ方式にて着脱可能に支持するようになつ
ている。 また支持台２上にはブラケツト１１を介して駆
動歯車１２が回転可能に取付けられており、該駆
動歯車は電動機１３によつて回転駆動され、また
前記歯車Gaと噛合してこれを回転駆動するよう
になつている。 支持部材３にはセンタ９の回転角（回転位相）
を検出するロータリエンコーダ１４が取付けられ
ている。ロータリエンコーダ１４はセンタ９の回
転角を光電気式に検出し、それに応じた電気信号
を後述する演算制御装置５０へ出力するようにな
つている。 また基台１上には取付台１５が取付けられてい
る。取付台１５はヨーク状をなすもう一つの支持
部材１６をその軸受部１７にて軸１８により傾動
可能に支持している。軸１８の軸線はセンタ８，
９の軸線と実質的に平行になつている。支持部材
１６はその両側のセンタストツク部１９，２０に
てベアリング２１，２２を介してセンタ２３，２
４を互いに同一軸線上に回転可能に支持してい
る。センタ２４は支持部材１６に対しその軸線方
向に移動できないように取付けられているが、セ
ンタ２３はその軸線方向に移動可能に取付けら
れ、ばね２５によつてセンタ２４へ向けて、即ち
第１図で見て右方へ付勢されている。またセンタ
２３と２４の軸線はセンタ８，９の軸線に実質的
に平行になつている。センタ２３と２４は歯車
Gbを両センタ方式にて着脱可能に支持するよう
になつている。 尚、歯車Gaが軸孔を有する歯車の場合には、
第３図に示されている如く、マンドレル３４が用
いられてよい。 支持部材１６にはセンタ２４の回転角を検出す
るもう一つのロータリエンコーダ２６が取付けら
れている。ロータリエンコーダ２６は前記ロータ
リエンコーダ１４と同一のものであつてよく、セ
ンタ２４の回転角を光電気式に検出し、それに応
じた電気信号を演算制御装置５０へ出力するよう
になつている。支持部材１６にはボルト２７によ
つてアーム２８が取付けられている。また基台１
上にはボルト２９によつてブラケツト３０が取付
けられている。ブラケツト３０はその一部にてア
ーム２８に対向し、この対向部分の両者間には圧
縮コイルばね３１が取付けられている。圧縮コイ
ルばね３１は支持体１６を図にて時計廻り方向に
付勢し、歯車Gbを歯車Gaに向けて押付ける作用
をなしている。 またブラケツト３０には検出器３２が取付けら
れている。検出器３２は差動トランスの如く、線
形変位を電気量に変換する型の検出器であり、そ
の測定子３３はアーム２８に係合し、支持部材１
６の枢動に伴うアーム２８の変位量を検出するよ
うになつている。アーム２８の変位量は歯車Ga
とGbの軸間距離の変化量に比例するから、検出
器３２は実質的にその軸間距離の変化を測定する
ことになる。検出器３２が発生する電気信号は演
算制御装置５０へ出力される。 第４図は本考案の試験装置の電気回路を示すブ
ロツク線図である。演算制御装置５０は交流増幅
回路５１を含んでおり、該交流増幅回路にて測定
器３２が発生する出力信号（AM信号）を入力さ
れる。交流増幅回路５１の出力信号は同期整流回
路５２に入力され、該回路にて整流され、しかる
後直流増幅回路５３及びバンドパスフイルタ５４
に入力される。直流増幅回路５３とバンドパスフ
イルタ５４の出力信号は各々Ａ／Ｄ変換器５５の
互いに異なつた入力端子に入力される。直流増幅
回路５３の出力信号は歯車のオーバボール径や歯
溝の振れ等の評価に用いられ、バンドパスフイル
タ５４の出力信号は歯車の噛合誤差の評価などに
用いられる。 Ａ／Ｄ変換器５５の出力信号はコモンバス５６
を経て中央処理ユニツトCPU５７に入力される。
CPU５７はリードオンリメモリROM５８が記憶
しているプログラムに従つて信号の処理を行な
い、必要に応じてＡ／Ｄ変換器５５よりの信号を
ランダムアクセスメモリRAM５９へ出力するよ
うになつている。 演算制御装置５０はデイジタル入出力回路６０
を含んでおり、該デイジタル入出力回路にてロー
タリエンコーダ１４及び２６の出力信号を入力さ
れるようになている。デイジタル入出力回路６０
に入力されたロータリエンコーダ１４及び２６よ
りの信号はコモンバス５６を経てCPU５７に入
力される。 CPUはROM５８に記憶されているプログラム
に従つて各種の演算及び信号処理を行ない、判定
表示装置６１の設定器６２が発生する比較基準信
号をデイジタル入出力回路６４よりコモンバス５
６を経て与えられ、比較基準値と演算結果の値と
を比較し、その比較結果を表わす信号をコモンバ
ス５６を経てデイジタル入出力回路６４より判定
表示装置６１の表示器６３に出力すると共に、必
要に応じ駆動回路６６を経てシエービング盤の如
き歯車加工装置６７へ寸法補正指令信号を出力す
るようになつている。 RAM５９はロータリエンコーダ２６の出力信
号、換言すれば支持部材１６に支持されている歯
車の回転角に相当する符号を番地としてＡ／Ｄ変
換器５５の出力信号を記憶するようになつてい
る。 またデイジタル入出力回路６０はシーケンス制
御装置６５と接続されている。シーケンス制御装
置６５が発生する信号はデイジタル入出力回路６
０よりコモンバス５６を経てCPU５７に入力さ
れる。シーケンス制御装置６５はオペレータによ
るスイツチ操作により指令入力信号SW１〜３を
選択的に発生し、それに応じてROM５８に記憶
されているプログラムの各サブルーチンの作動を
後述の如く制御するようになつている。 尚これ以降の試験装置の作動の説明より明らか
となる如く、RAM５９は測定された軸間距離、
検出された回転角及び種々の演算結果を記憶する
記憶手段を構成しており、CPU５７及びROM５
８は互に共働して特許請求の範囲に記載の軸間距
離演算手段、スムージング演算手段、オーバボー
ル径演算手段、移動平均演算手段、寸法補正指令
値演算手段を構成している。 次に第５図及び第６図のフローチヤートを参照
して図示の試験装置の作動について説明する。尚
第６図は第５図に示されたフローチヤートの測定
及びスムージング演算ルーチンを詳細に示すフロ
ーチヤートである。 まず最初のステツプ１に於ては、判定表示装置
６１の設定器６２がオペレータによつて操作され
ることにより、噛合試験に於て測定される軸間距
離のデータ数（スムージング演算のデータ取込み
数）ｎ、スムージング演算のサンプリング数ｒ
（ｒは奇数でｒ＜ｎ）、サンプリングされる一連の
ｒ個のデータのうち中央のデータに対する重み係
数ｂ、中央のデータ以外のデータに対する重み係
数ａ（ａ，ｂは定数であり、０＜ａ＜ｂである）、
移動平均演算のスパンＳ、即ち一回の移動平均演
算の対象とされるデータの数、歯車のオーバボー
ル径等の比較基準値が設定される。 次のステツプ２に於てはシーケンス制御装置６
５のスイツチSW１がオンであるか否かの判別が
行われる。このスイツチは図には示されていない
マスタ歯車が駆動歯車１２と噛合つた状態にてセ
ンタ８と９との間に配置され、代用マスタ歯車が
マスタ歯車と噛合つた状態にてセンタ２３と２４
との間に配置され、マスタ歯車に対する代用マス
タ歯車の誤差を検出し得る状態になつた時点に於
て試験装置のオペレータによつて操作されること
によりオン信号を出力するスイツチである。この
ステツプに於てスイツチSW１がオンである旨の
判別が行われた時には、次のステツプ３へ進む。 ステツプ３に於ては、駆動歯車１２によりマス
タ歯車及び代用マスタ歯車が互いに噛合つた状態
にて360゜回転駆動され、所定の微小回転角θ（θ
≒360゜／ｎ）ごとに二つの歯車の軸間距離が検出
器３２により検出され、その軸間距離のデータが
マスタ歯車に対する代用マスタ歯車の誤差の補正
データとしてRAM５９に記憶される。第７図は
データ数ｎを128に設定して検出されたマスタ歯
車に対する代用マスタ歯車の誤差の補正データの
補正値と代用マスタ歯車の回転角との関係を示す
グラフの一例である。ステツプ３の次及びステツ
プ２に於てスイツチSW１がオンではない旨の判
別が行われた場合にはステツプ４へ進む。 ステツプ４に於ては、シーケンス制御装置６５
のスイツチSW２がオンであるか否かの判別が行
われる。このスイツチは上述のステツプ３に於て
使用された代用マスタ歯車Gaが駆動歯車１２と
噛合した状態にてセンタ８と９との間に配置さ
れ、被検査歯車Gbが代用マスタ歯車Gaと噛合し
た状態にてセンタ２３と２４との間に配置され、
これにより噛合試験が行われ得る状態になつた時
点に於て試験装置のオペレータによつて操作され
ることにより所定時間オン信号を出力ししかる後
自動的にオフ状態に復帰するスイツチである。こ
のステツプに於て、スイツチSW２がオンではな
い旨の判別が行われた場合にはステツプ５へ進
み、スイツチSW２がオンである旨の判別が行わ
れた場合にはステツプ６へ進む。 ステツプ５に於ては、演算制御装置５０が所定
の時間そのままの待機状態に維持され、しかる後
ステツプ４へ戻る。ステツプ４及び５はスイツチ
SW２がオン信号を出力するまで繰返される。 ステツプ６に於ては、スイツチSW３がオンで
あるか否かの判別が行われる。このスイツチは代
用マスタ歯車と被検査歯車とを噛合せて行われる
試験を開始すべき指示を演算制御装置へ入力すべ
くオペレータにより操作されるスイツチであり、
オペレータによつてオンよりオフに切換えられな
い限り連続的にオン状態に維持されるよう構成さ
れていてよい。スイツチSW３がオンではない旨
の判別が行われた時にはそのままリセツトされ、
スイツチSW３がオンである旨の判別が行われた
時にはステツプ７へ進む。 第６図に詳細に示されている如く、ステツプ７
の最初のステツプ７０１に於ては、駆動歯車１２
により代用マスタ歯車Gaが回転駆動されること
により、被検査歯車Gbが360゜回転駆動され、所
定の微小回転角（θ≒360゜／ｎ）ごとに二つの歯
車の軸間距離のデータが検出され、そのデータが
所定の微小回転角ごとに読込まれ、RAM５９に
記憶される。第８図はデータ数ｎを128に設定し
て或る被検査歯車について上述の如く求められた
軸間距離のデータと被検査歯車の回転角との関係
を示すグラフである。 次のステツプ７０２に於ては、RAM５９に記
憶されている噛合試験の測定データより、同じく
RAM５９に記憶されている代用マスタ歯車の誤
差補正データを所定の微小回転角θごとに減算す
ることにより補正演算が行われ、その演算結果の
ｎ個のデータがマスタ歯車と被検査歯車とを噛合
せて試験が行われた場合に得られる軸間距離のデ
ータに相当するデータとしてRAM５９に記憶さ
れる。この場合のデータナンバｘ（１，……，ｎ）
とデータFx（F₁，……，Fn）との関係は以下の
通りである。

【表】 第９図は第８図のデータより第７図のデータを
減算することにより求められた補正後の軸間距離
Fxのデータと被検査歯車の回転角との関係を示
すグラフである。 次のステツプ７０３に於ては、ステツプ７０２
に於て求められたｎ個のデータよりサンプリング
される一連のｒ個のデータのうち最初に呼び出さ
れるデータのデータナンバｘ（これ以降「呼出し
基準データナンバ」という）が１に設定される。 次のステツプ７０４に於ては、呼出し基準デー
タナンバｘが１に設定された場合にサンプリング
される一連のｒ個のデータF₁……，Frの中央の
データFiのデータナンバｉが（ｒ＋１）２に設定
される。その理由は、スムージング演算に於ては
表１のｎ個のデータより下記の表２に示されてい
る如く連続するｒ個のデータがサンプリングされ
るが、

【表】 この場合ステツプ７０３に於て呼出し基準デー
タナンバｘが１に設定されているので、 ｉ−（ｒ−１）／２＝１ となり、従つてこの場合に呼出されるｒ個のデー
タF₁，……，Frの中央のデータのナンバｉは
（ｒ＋１）／２となるからである。 次のステツプ７０５に於ては、データナンバｘ
＝１〜ｒのｒ個のデータF₁，……Frが呼出され
る。 次のステツプ７０６に於ては、ｉ＝（ｒ＋
１）／２として下記の式(1)に従つてスムムージン
グ演算が行われ、これによりスムージング演算さ
れた軸間距離Fsiが求められる。 Fsi＝ａ（〓〓Fk＋〓〓Fk）＋bFi …(1) 尚上記式(1)に於て〓〓Fkは上掲の表２に於て
中央のデータFiより左側の（ｒ−１）／２個のデ
ータの合計を意味し、〓〓Fkは表２に於てFiよ
り右側の（ｒ−１）／２個のデータの合計を意味
する。 次のステツプ７０７に於ては、データの呼出し
基準データナンバｘ及びスムージング演算に供さ
れる一連のｒ個のデータのうちの中央のデータナ
ンバｉがそれぞれ１カウントアツプされる。 次のステツプ７０８に於てはｘ＞ｎ−ｒ＋１で
あるか否か、即ち呼出される一連のｒ個のデータ
の最後のデータのナンバがｎが越えるか否かの判
別が行われる。ｘ＞ｎ−ｒ＋１ではない旨の判別
が行われた場合にはステツプ７０５〜７０８が繰
返される。ｘ＞ｎ−ｒ＋１である旨の判別が行わ
れた場合、即ち呼出されるべき一連のｒ個のデー
タの最後のデータのナンバがｎを越えている場合
には次のステツプ７０９へ進む。 ステツプ７０９に於ては、データの呼出し基準
データナンバｘよりデータナンバｘ＋ｒ−１まで
のｒ個のデータが呼出される。この場合データナ
ンバｘ＋ｒ−１がｎを越えるデータは存在しない
ので、不足分のデータとしてデータF₁を筆頭に
不足する数のデータF₁，F₂，F₃……が呼出され
る。 次のステツプ７１０に於ては、ステツプ７０９
に於て呼出されたｒ個のデータについて上記式(1)
に従つてスムージング演算が行われ、これにより
スムージング演算された軸間距離Fsiが求められ
る。 次のステツプ７１１に於ては、データの呼出し
データナンバｘ及びスムージング演算される一連
のｒ個のデータのうちの中央のデータのナンバｉ
がそれぞれ１カウントアツプされる。 次のステツプ７１２に於ては、データの呼出し
基準データナンバｘがｎ−（ｒ−１）／２である
か否か、即ちスムージング演算されるデータのう
ちの中央のデータのナンバｉがｎ＋１になるか否
かの判別が行われる。ｘ＝ｎ−（ｒ−１）／２で
ある旨の判別が行われた時には次のステツプ７１
３へ進む。ｘ＝ｎ−（ｒ−１）／２ではない旨の
判別が行なわれた時には上述のステツプ７０９〜
７１２が繰返される。 ステツプ７１３に於ては、スムージング演算さ
れる一連のｒ個のデータの中央のデータナンバｉ
が１に設定される。 次のステツプ７１４に於ては、データの呼出し
基準データナンバｘよりデータナンバｘ＋ｒ−１
までの一連のｒ個のデータが呼出される。この場
合にもデータナンバｘ＋ｒ−１がｎを越えるデー
タは存在しないので、不足分のデータとしてデー
タF₁を筆頭に不足する数のデータF₁，F₂，F₃…
…が呼出される。 次のステツプ７１５に於ては、ステツプ７１４
に於て呼出された一連のｒ個のデータについて上
記式１に従つスムージング演算が行われ、これに
よりスムージング演算された軸間距離Fsiが求め
られる 次のステツプ７１６に於ては、データの呼出し
データナンバｘ及びスムージング演算される一連
のｒ個のデータのうちの中央のデータのナンバｉ
がそれぞれ１カウントアツプされる。 次のステツプ７１７に於ては、データの呼出し
基準データナンバｘがｎを越えているか否か、即
ちスムージング演算されたｎ個のデータFsi（ｉ＝
１，……，ｎ）が求められたか否かの判別が行わ
れる。ｘ＞ｎでない旨の判別が行われたときには
上述のステツプ７１４〜７１７が繰返され、ｘ＞
ｎである旨の判別が行われた時には次のステツプ
７１８へ進む。 かくしてステツプ７０６，７１０，７１５に於
ては、各被検査歯車についてｎ個の軸間距離Fx
より一連のｒ個の軸間距離FxがFiをそれらの中
央のデータとして順次サンプリングされ、それら
のデータに対し式(1)に従つてスムージング演算が
行われることにより、スムージング演算された軸
間距離Fsi（ｉ＝１，……，ｎ）が各被検査歯車に
ついて求められる。この場合重み係数ａ，ｂは前
述の如く０＜ａ＜ｂの関係を有しているので、こ
のスムージング演算によりピツチ誤差等のノイズ
成分が実質的に消去された軸間距離が求められ
る。 ステツプ７１８に於ては、ステツプ７０６，７
１０，７１５に於て求められたスムージング演算
されたデータFsi（ｉ＝１，……，ｎ）よりオーバ
ボール径Dy、歯溝の振れＡ、噛合誤差Ｅが算出
され、RAM５９に記憶される。例えば第１０図
は第９図に示されたｎ＝128個のデータに対しサ
ンプリング数ｒ＝７、重み係数ａ＝1/8、重み係
数ｂ＝1/4にてスムージング演算されたデータの
軸間距離と被検査歯車の回転角との関係を示して
おり、第１０図に於てはＤにて示されたオーバボ
ール径Dyは第１０図には示されている基準線と
スムージング演算された軸間距離の曲線の中央と
の間の距離であり従つてスムージング演算された
軸間距離Fsi（ｉ＝１，……，ｎ）の平均値と所定
の基準値との差として求められる値であり、歯溝
の振れＡはスムージング演算された軸間距離Fsi
のうちの最大値と最小値との差として求められる
値であり、噛合誤差Ｅはスムージング演算された
軸間距離の曲線をなだらかに繋ぐ仮想線と異常な
データとの間の距離として求められる値である。
第９図と第１０図との比較より、第１０図のデー
タに於ては種々のノイズ成分が良好に消去されて
おり、従つてオーバボール径Ｄ、歯溝の振れＡ、
噛合誤差Ｅを正確に求めることができることが解
る。またステツプ７１８に於ては、かくして求め
られたオーバボール径Dy及び歯溝の振れＡがそ
れぞれROM５８に記憶されている比較基準の上
限値及び下限値と比較されることにより、合否判
定、即ちオーバボール径Ｄ及び歯溝の振れＡがそ
れぞれ対応する上限値と下限値との間にあるか否
かの判定が行われ、また噛合誤差ＥがROM５８
に記憶されている比較基準値と比較されることに
より、合否判定、即ち噛合誤差Ｅが基準値以下で
あるか否かの判定が行われる。 次のステツプ７１９に於ては、ステツプ７１８
に於ける判定結果に基づき、各寸法Dy，Ａ，Ｅ
及び合否判定の結果が判定表示装置６１の表示器
６３に表示される。 ステツプ７１９の次に行われるステツプ８に於
ては、ステツプ７１８に於て算出されRAM５９
に記憶されているオーバボール径の値がオーバボ
ール径Dyとして読込まれる。 次のステツプ９に於ては、オーバボール径のデ
ータの数Ｎ、従つて試験されオーバボール径が演
算された被検査歯車の数がカウントされる。 次のステツプ１０に於ては、データの数Ｎが移
動平均演算のスパンＳ以上であるか否かの判別が
行われ、Ｎ≧Ｓではない旨の判別が行われたとき
にはステツプ４へ戻る。ステツプ４に於ては、シ
ーケンス制御装置５２にステツプSW２がオンで
あるか否かの判別が行われ、スイツチSW２がオ
ンではない旨の判別が行われた時にはステツプ５
へ進み、スイツチSW２がオンである旨の判別が
行われた時には次のステツプ６へ進む。試験装置
のオペレータにより次の被検査歯車のセツトが終
了した時点に於てスイツチSW２がオンに切換え
られると、次のステツプ６へ進み、スイツチSW
３がオンである旨の判別が行われる。 次のステツプ７に於ては新たにセツトされた被
検査歯車について第６図との関連で上述した要領
にて軸間距離の測定、補正演算、スムージング演
算が行われ、これによりオーバボール径、歯溝の
振れ、噛合誤差が求められ、これらの値及び合否
判定の結果が出力され、更にステツプ８及びステ
ツプ９が実行される。 かくして試験された歯車の数Ｎが漸次増大しＮ
＝Ｓとなることによりステツプ１０に於てＮ≧Ｓ
である旨の判別が行われるまでステツプ４〜１０
の各工程が繰返し実行され、これによりＳに等し
いＮ個の歯車についてオーバボール径Dy（ｙ＝Ｎ
−Ｓ＋１，……，Ｎ）が求められる。ステツプ１
０に於てＮ≧Ｓである旨の判別が行われた時には
次のステツプ１１へ進む。 ステツプ１１に於ては、ステツプ７に於て算出
された各被検査歯車のオーバボール径Dy（ｙ＝Ｎ
−Ｓ＋１，……，Ｎ）について下記の式(2)に従つ
てＳをスパンとして移動平均演算が行われ、これ
により移動平均演算されたオーバボール径Daj
（ｊ＝Ｎ−Ｓ＋１）が算出される。 Daj＝１／Ｓ〓〓Dy …(2) 次のステツプ１２に於ては、ステツプ１１に於
て求められたオーバボール径Dajに基き歯車加工
装置に対する寸法補正指令の要否判定、即ちDaj
とその基準値Djoとの偏差ΔDjが正の上限値と負
の下限値との間の範囲内にあるか否かの判定が行
われ、その判定結果が表示器６３に出力される。
またこのステツプに於ては、偏差ΔDjが所定の範
囲外にある時にはその偏差が所定の範囲より逸脱
する大きさ及びその正負に応じて、歯車加工装置
６７に対する寸法補正指令の値（例えば刃の切込
み量）が算出され、該値を示す寸法補正指令信号
が駆動回路６６を経て歯車加工装置６７へ出力さ
れる。 尚ステツプ１２の完了後には、スイツチSW３
がオフに切替えられるまでステツプ４〜１２が繰
返され（この場合ステツプ１０に於ては必ずイエ
スの判別が行われる）、ステツプ１１に於て移動
平均演算されたオーバボール径Dajが新たに算出
されると、そのたび毎にステツプ１２に於て寸法
補正指令の要否の判定が行われる。 第１１図は34個の被検査歯車についてステツプ
７が繰返されることにより求められたオーバボー
ル径D₁〜D₃₄の規格基準値よりの誤差ΔDを示し
ており、第１２図は第１１図に示されたデータに
ついてスパンＳ＝７にて移動平均演算された後の
オーバボール径Daj（ｊ＝１，……，28）の規格
基準値よりの誤差ΔDを示している。第１１図と
第１２図との比較より、第１２図はデータは隣接
誤差成分が十分に消去されており、従つて加工装
置６７に対する寸法補正指令信号の基礎データと
して第１１図に示されたデータよりも遥かに好ま
しいものであることが解る。 尚基準歯車としてマスタ歯車が使用される場合
には、スイツチSW１はオンに切替えられず、ス
テツプ３は省略される。また本考案による噛合試
験装置は、前述の特開昭57−23835号公報に記載
されている如く、ステツプ２に先立つて、交流増
幅回路５１、直流増幅回路５３、バンドパスフイ
ルタ５４の増幅器感度を検出するルーチン及び歯
車支持部の振れ誤差検出のルーチンが行われるよ
う構成されてもよい。 以上の説明より、図示の実施例によれば、各被
検査歯車のオーバボール径、歯溝の振れ、噛合誤
差を正確に測定することができ、また隣接誤差成
分を含まないオーバボール径に基づき、連続的に
製造される歯車のオーバボール径が所定の範囲内
にあるか否か及び加工装置の経時変化を適正に判
断し得ると共に、加工装置に対する寸法補正指令
を適正に行うことができることが理解されよう。 以上に於ては、本考案を特定の実施例について
詳細に説明したが、本考案はかかる実施例に限定
されるものではなく、本考案の範囲内にて他の
種々の実施例が可能であることは当業者にとつて
明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案による歯車の噛合試験装置の一
つの実施例を示す概略構成図、第２図は第１図の
線−に沿う拡大断面図、第３図は軸孔付歯車
を取付けられた噛合試験装置を示す概略平面図、
第４図は本考案の試験装置の電気回路を示すブロ
ツク線図、第５図は本考案の試験装置の制御フロ
ーを示すフローチヤート、第６図は第５図に示さ
れたフローチヤートの測定及びスムージング演算
ルーチンを詳細に示すフローチヤート、第７図は
データ数ｎを128に設定して検出されたマスタ歯
車に対する代用マスタ歯車の誤差の補正データの
補正値と代用マスタ歯車の回転角との関係を示す
グラフ、第８図はデータ数ｎを128に設定して或
る被検査歯車について求められた軸間距離のデー
タと被検査歯車の回転角との関係を示すグラフ、
第９図は第８図のデータより第７図のデータを減
算することにより求められた補正後の軸間距離の
データと被検査歯車の回転角との関係を示すグラ
フ、第１０図は第９図に示されたｎ＝128個のデ
ータに対しサンプリング数ｒ＝７、中央以外のデ
ータに対する重み係数ａ＝1/8、中央のデータに
対する重み係数ｂ＝1/4にてスムージング演算さ
れたデータの軸間距離と被検査歯車の回転角との
関係を示すグラフ、第１１図は34個の被検査歯車
について求められたオーバボール径の規格基準値
よりの誤差ΔDを示すグラフ、第１２図は第１１
図に示されたオーバボール径のデータに対しスパ
ンＳ＝７にて移動平均演算が行われた後のオーバ
ボール径の規格規準値よりの誤差ΔDを示すグラ
フである。 １〜基台、２〜取付台、３〜支持部材、４，５
〜センタストツク部、６，７〜ベアリング、８，
９〜センタ、１０〜流体圧シリンダ装置、１１〜
ブラケツト、１２〜駆動歯車、１３〜電動機、１
４〜ロータリエンコーダ、１５〜取付台、１６〜
支持部材、１７〜軸受部、１８〜軸、１９，２０
〜センタストツク部、２１，２２〜ベアリング、
２３，２４〜センタ、２５〜ばね、２６〜ロータ
リエンコーダ、２７〜ボルト、２８〜アーム、２
９〜ボルト、３０〜ブラケツト、３１〜圧縮コイ
ルばね、３２〜検出器、３３〜測定子、３４〜マ
ンドレル、５０〜演算制御装置、５１〜交流増幅
回路、５２〜同期整流回路、５３〜直流増幅回
路、５４〜バンドパスフイルタ、５５〜Ａ／Ｄ変
換器、５６〜コモンバス、５７〜中央処理ユニツ
トCPU、５８〜リードオンリメモリROM、５９
〜ランダムアクセスメモリRAM、６０〜デイジ
タル入出力回路、６１〜判定表示装置、６２〜設
定器、６３〜表示器、６４〜デイジタル入出力回
路、６５〜シーケンス制御装置、６６〜駆動回
路、６７〜歯車加工装置。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 基準歯車と被検査歯車とを噛合せた状態にて
   各々回転可能に支持する支持装置と、前記基準歯
   車と各被検査歯車の噛合に伴なう前記両歯車の軸
   間距離の変化を測定する測定装置と、前記被検査
   歯車の回転角を検出する回転角検出装置と、前記
   測定装置及び前記回転角検出装置よりそれぞれ軸
   間距離信号及び回転角信号を入力されこれらに基
   づき被検査歯車のオーバボール径の演算及び寸法
   補正指令の要否の判定を行なう演算制御装置とを
   有し、複数個の被検査歯車を順次前記基準歯車と
   噛合せて試験を行うよう構成された歯車の噛合試
   験装置にして、前記演算制御装置は 測定値、検出値、及び演算値を記憶する記憶手
   段と、 各被検査歯車について微小回転角ごとのｎ個の
   前記軸間距離Fx（ｘ＝１，……，ｎ）を求める軸
   間距離演算手段と、 各被検査歯車についてｎ個の軸間距離Fxより
   一連のｒ個（ｒは奇数でｒ＜ｎ）の軸間距離Fx
   を順次サンプリングしつつａ，ｂを定数（０＜ａ
   ＜ｂ）として下記の式(1)に従つてスムージング演
   算を行うことにより、各被検査歯車についてスム
   ージング演算された軸間距離Fsi（ｉ＝１，……，
   ｎ）を求めるスムージング演算手段と、 Fsi＝ａ（〓〓Fk＋〓〓Fk）＋bFi …(1) ここに〓〓Fkは前記一連のｒ個の軸間距離Fx
   のデータのうち中央のデータFiより左側の（ｒ−
   １）／２個のデータの合計を意味し、〓〓Fkは
   前記一連のｒ個の軸間距離FxのデータのうちFi
   より右側の（ｒ−１）／２個のデータの合計を意
   味する 前記軸間距離Fsiの平均値と予め設定された基
   準値との差として各被検査歯車のオーバボール径
   Dyを求めるオーバボール径演算手段と、 試験されオーバボール径が演算された被検査歯
   車の数Ｎが所定の数Ｓ（一定の正の整数）以上に
   なると、オーバボール径が演算されるたび毎に前
   記オーバボール径Dy（ｙ＝Ｎ−Ｓ＋１，……，
   Ｎ）に対し下記の式(2)に従つて前記Ｓをスパンと
   して移動平均演算を行うことにより移動平均演算
   されたオーバボール径Daj（ｊ＝Ｎ−Ｓ＋１）を
   求める移動平均演算手段と、 Daj＝１／Ｓ〓〓Dy …(2) 移動平均演算された前記オーバボール径Dajと
   予め設定された比較基準値Djoとの偏差ΔDjを演
   算し、該偏差の大きさが所定値を越えるときには
   その大きさ及び正負に応じて歯車加工装置に対す
   る寸法補正指令値を演算する寸法補正指令値演算
   手段と、 を有する歯車の噛合試験装置。