JPH0341310A - 歯車測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ、産業上の利用分野 本発明は、特に大径なリング状平歯車およびはすば歯車
の歯形やピッチなどを測定するのに好適な歯車測定装置
に関する。

Ｂ、従来の技術 従来の歯車の歯車測定装置として、例えば、特公昭５８
−７９２３号公報に開示されたものが知られおり、次の
ようにして歯形を測定している。

」二千センタで歯車を支持し、ウオームホイール減速機
で主軸を介して下センタを回転して歯車を回転させる。

歯車の歯面に測定子を当接しておき、歯車の回転ととも
に測定子を直線移動させる。このときの歯車の回転量と
測定子の直線移動量とに基づいて、実際の歯形と基準イ
ンボリュ−１へ歯形との偏差を演算する。

また、ピッチの測定も同様な装置により次のように行う
ことできる。

測定子をピッチ点に当ててゼロ点とする。測定子を所定
位置に退避させて歯車を一歯分だけ回転する。退避位置
にいる測定子を測定位置に移動してピッチ点に当てる。

その時の測定子の読みがピッチ誤差である。このような
操作を各歯ごとに順次に行ってピッチ誤差が測定される
。このようにして測定されるピッチ誤差はゼロ点からの
累積誤差である。

Ｃ０発明が解決しようとする課題 しかしながら、この従来の歯車測定装置は、歯車を装置
上に支持して測定する必要があり、↓〜２ｍの大形歯車
を測定するためには支持機構が大形化して装置が大きく
なり、また高価となる。

本発明の目的は、特に大形の歯車の歯形あるいはピッチ
を小形の装置で測定できるようにした歯車測定装置を提
供することにある。

０６課題を解決するための手段 第５図を参照して本発明の歯形測定原理を説明する。

５１は被測定内歯歯車、１２は変位センサであり、この
変位センサ１２は旋回中心Ｏを中心に回転すると共にＸ
軸に沿って直線運動する。

測定する内歯歯車の諸元を次のように定める。

モジュール二Ｍ 歯　　　　　数二Ｎ 圧　　力　　角：　α ピッチ円直径：Ｄｐ　（＝Ｍ−Ｎ） 基礎円直径：Ｄｇ　（＝Ｄｐ−ｃｏｓα）変位センサ１
２の先端のプローブ１２ａを、測定の初期値として必要
なＸ座標Ｘｇ＝　（Ｄｐ　− ５ｊｎα）／２．Ｙ座標Ｙｇ＝　（Ｄｐ　Ｈｃｏｓα）
／２に初期設定し、プローブ１２ａを歯面のピッチ円上
に接触させ、そのときの変位センサ１１の出力を零リセ
ットする。この状態から測定を開始する。なお、ここで
内歯歯車５１のピッチ点を通る接線とＹ軸（半径線）の
なす角が圧力角αである。

例えば歯底方向の歯面を測定するトこは、第５図におい
て、変位センサ１２を反時計方向に微小角Ｏｐだけ回転
させると共に、Ｘ軸に沿ってｘｐ＝（Ｄｇ／２）　　・
Ｄｐだけ」三方に移動する。このときプローブ１２ａは
基準インボリュート歯形」二にあるから、変位センサ１
２の出力が零ならば、歯面ば基準インボリュート歯形に
形成されていることになる。歯形に誤差があればそれに
応じた検出信号をセンサ上２が出力する。このようなＯ
ｐ回転とＸｐ直線変位とを歯底まで繰り返し行ない、各
測定点の変位センサ１２の検出信号から被測定内歯歯車
５１の歯形が測定される。

請求頂上に係る歯車測定装置は、第１図および第４図に
示すように、インボリュート歯形の被測定用歯車５↓を
不動のままその歯形を測定する装置であって、前記被測
定用歯車の歯面の歯形形状に応じた検出信号を出力する
検出手段１−２と、歯面上のピッチ点と歯車中心を結ぶ
直線との間で圧力角を規定する半径線に対して直交する
Ｘ方向に検出手段１２を直線移動させるＸ方向直線移動
機構４と、このＸ方向直線移動機構４を歯車５］の回転
中心回りに回転させて検出手段１２を回転させる回転機
構３と、初期位置に設定されている検出手段１２を回転
機構３により微小角Ｏだけ回転させると共に、Ｘ方向直
線移動機構４によりＯ・（Ｄｐ−ｃｏ　ｓ　α）ｌ／２
　（Ｄｐは被測定歯車５１のピッチ円直径、αは圧力角
）だけ検出手段１２を上記半径線と直交するＸ方向に直
線移動させてプローブ１２ａが基準インボリュート歯形
を画くよう両機構３，４を連動させる制御手段４↓と、
回転機構３とＸ方向直線機構４との連動動作を複数回行
う測定操作時に検出手段１２から得られる検出信号に基
づいて測定結果を記録する記録手段４９とを具備する。

また、請求項６に係る歯車測定装置はピッチ測定可能な
装置であり、上記検出手段１２と、Ｘ方向直線移動機構
４と、検出手段１２を半径線方向のＹ方向に直線移動さ
せるＹ方向直線移動機構５と、回転指令に応じて、これ
ら直線移動機構４゜５を歯車の回転中心回りに回転させ
て前記検出手段１２を回転させる回転機構３と、ピッチ
誤差を演算する演算手段４１とを具備する。演算手段４
１は、初期位置に設定されている検出手段１２からの出
力と、初期位置あるいは測定位置から検出手段１２をＸ
およびＹ方向にｘｌ、ｙｌ、だけ移動させてから１ピッ
チ分回転し、その後−ＸＱ、。

ｙｌだけ移動させてプローブを次の歯面の測定位置に設
定したときの検出手段１２からの出力とに基づいてピッ
チ誤差を特徴する 請求項６に係るピッチ測定装置を請求項７のように、回
転機構３の３６０’　１回転を複数に分割して予め定め
られた各絶対精度測定点について、回転指令により回転
した実位置と回転指令による１ 目標位置とのずれ量を予め測定して記憶する記憶手段４
■と、プローブ１２ａを測定位置に設定するにあたって
、絶対精度測定点に回転機構３を割り出した後、ピッチ
測定のために本来的に必要な角度位置と割り出された絶
対精度測定点との差によるプローブ１２ａのずれ分をＸ
、Ｙ方向移動で相殺し、さらに、記憶手段４１から読み
出した各絶対精度測定点でのずれ量をＸ、Ｙ方向移動で
補正する制御手段４１とを備えてもよい。

Ｅ１作用 制御手段４１の制御により、検出手段１２を回転すると
共に直線移動せしめて基準インボリュート歯形を画くよ
う運動させる。その時、各測定点での検出手段↓２の出
力により歯形測定結果を記録手段４９に記録する。以上
により歯形測定ができる。

ピッチ測定は次のように行われる。

初期位置の検出手段１２の出力を記憶する。そして、初
期位置あるいは測定位置から検出手段↓２をＸ　Ｊ：；
よびＹ方向にｘｌ、ｙｌだけ移動させる２ ことでプローブ１−２　ａを歯溝から退避させて１ピッ
チ分回転し、その後−ｘｌ、−ｙｌだけ移動させてプロ
ーブ↓２ａを次の歯面の測定位置に設定し、そのときの
検出手段１２からの出力と記憶した初期位置での検出手
段］２の出力とに基づいてピッチ誤差を演算する。

また、次のようにしてもよい。

回転機構３の３６０°　１回転を例えば４．　ＯＯ０点
に分割して絶対精度測定点を定め、各絶対精度測定点に
ついて、回転指令により回転機構３を実際に回転したと
きの実位置と回転指令による目標位置とのずれ量を予め
測定して記憶する。そして、プローブ〕−２８を測定位
置に設定するにあたって、絶対精度測定点に回転機構３
を割り出し、ピッチ測定のために本来的に必要な角度位
置と割り出された絶対精度測定点との角度差を求める。

この角度差によるプローブ↓２ａのずれ分をＸ、Ｙ方向
移動で補正する。さらに、記憶手段４１から読み出した
各絶対精度測定点でのずれ量（角度量）をＸ、Ｙ方向移
動で補正する。これにより、高精度なピッチ誤差の測定
が可能となる。

なお、本発明の詳細な説明する上記り項およびＥ項では
、本発明を分かり易くするために実施例の図を用いたが
、これにより本発明が実施例に限定されるものではない
。

Ｆ、実施例 第１図〜第６図により実施例を説明する。

第１図（ａ）および（ｂ）において、本歯車測定装置１
００は定盤１」二に滑動自在に設置され、定盤１上に予
め固定設置された内歯歯車５１の回転中心に対して位置
決めして測定を行うものである。

下面に無数の空気噴出口が形成されたベース２上には旋
回テーブル３が設けられている。旋回テーブル３はステ
ップモータなどにより微小角づつ回動可能とされ、その
旋回テーブル３上にＸ軸移動装置４が設けられ、そのＸ
軸移動装置４のＸテーブル４ａ上にＸ軸移動装置５が設
けられている。

Ｘ軸移動装置４は、旋回テーブル３の旋回中心を通るＸ
軸に沿ってＸ軸移動装置５を微小量づつ直線移動する。

Ｘ軸移動装置５の先端にはＸ軸移動装置６が設けられ、
このＸ軸移動装置６は、Ｘ軸と直交するＹ軸に沿って移
動可能とされ、その下端にブラケット７を介して設けら
れたスウィングアーム８をＺ軸に沿って昇降する。

スイングアーム８は、第２図（ａ）および（ｂ）にも示
すように、ブラケット７の前面に固設された■溝９を貫
通するピン１０に嵌合され、ナツト１１により■溝９と
係合した状態で固定される。

ピン１０の軸心は、Ｘ−Ｙ平面内で旋回中心を通るＹ′
軸方向に延在しており、スイングアーム８は、このＹ″
軸を対称に１８０度回動して■溝９により正確に位置決
め可能とされる。スイングアーム８の先端はＹ軸に対し
て歯形の圧力角αに相当する程度だけ折曲げられ、そこ
に、電気マイクロメータと呼ばれる変位センサ１２が設
けられている。この変位センサ１２は、その先端のブ０
ブ１２ａが歯面により押圧されて変位するとそれに応じ
た検出信号を出力する。

５ ↓３はＸテーブル４ａ上の各機器のバランスウェイトで
あり、第３図に示すとおり、レール１４上をＸ軸方向に
摺動可能とされ、４本のケーブル１５ａ〜１５ｄの一端
ＣＢが係着されている。ケーブル１５ａ〜↓５ｄの他端
ＣＡは、旋回テーブル３上に設置されたプーリ］、　６
　ａ〜１６ｄに掛は回わされてＸテーブル４ａに係着さ
れている。したがって、Ｘテーブル４ａ上の各機器がＸ
軸に沿って一方向に移動するとバランスウェイト１３は
反対方向に同量だけ移動し、Ｙ軸原点に対しＵＹＸ軸移
動装置５どとバランスをとる。

また第１図において、１７はＹ軸に沿って動くＸ軸移動
装置６などのバランスウェイトであり、Ｘ軸移動装置５
の後端に手動で位置調整可能に設けられ、Ｘ＠原点に対
して２軸移動装Ｗ６などとバランスをとる。

第４図は上述した歯車測定装置の制御回路のブロック図
である。

コントローラ４１には、変位センサ１２からの信号がア
ンプ４２を介して入力されるとともに、Ｇ キーボード４３から種々のデータや指令が入力される。

またコンｌ−ローラ４↓には、旋回テーブル３の０回転
用モータ４４と、Ｘ軸移動装置４のＸ舶用モータ４５と
、Ｘ軸移動装置５のＹ軸周モータ４６と、２軸移動装置
６の２軸用モータ４７とが接続され、キーボード４３か
ら各軸移動装置の移動指令が出力されるとコン１ヘロー
ラ４］により各軸移動装置が駆動制御される。さらにコ
ントローラ４１には、デイスプレィ４８と、記録計４９
とが接続され、測定結果などが表示あるいは記録される
。

このように構成された歯車測定装置にまり内歯歯車の歯
形を測定する手順を第５図を参照して説明する。

定盤１上に内歯歯車５１を固定設置して、歯車測定装置
１００の旋回中心を内歯歯車５↓の仮想の旋回中心と合
致させる。このとき、ベース２の下面からエアを噴出さ
せると、測定装置１００はわずかな力で定盤１上を滑動
し、容易に位置合わせができる。位置合わせ後、エアの
噴出を止めれば装置の自重で位置が固定される。

次に、Ｚ軸移動装置６によりプローブ１２ａを歯車の歯
幅のほぼ中央に向ける。そして、Ｘ軸移動装置４とＹ軸
移動装置５により、変位センサ１２のプローブ１２ａが
ピッチ円直径ＤＰと圧力角αで決まる上述の測定初期値
ｘｇ、Ｙｇ座標となるように調整し、旋回テーブル３を
回転してプローブ１２ａを内歯歯車５１のピッチ円上の
点に接触させる。このとき、変位センサ１２がその測定
レンジのほぼ中央部に位置するようにプローブ↓２ａを
変位させ、そのときのデイスプレィ４８の表示値を零リ
セットする。このような操作により、変位センサ１２の
測定レンジを効率よく使用できる。

次に測定動作指令をキーボード４３から与える。

この測定動作指令は、Ｘ軸周モータ４５による変位セン
サ１２のＸ方向移動量と、θ回転用モータ４４による変
位センサ上２の回転量とが以下に説明するような対応関
係になるように制御するものであり、例えばキーボード
４３のスペースキーの操作により発生したり、所定のコ
マンＩへ入力で発生する。

ピッチ点から歯底に向かって測定する場合は、キーボー
ド４３からの指令により反時計回り方向に予め定めた微
小角Ｏｐだけ旋回テーブル３が回動して変位センサ１２
を回動するとともに、Ｘ軸移動装置４により変位センサ
１２を（Ｄｇ／２）０だけ第５図において上方へ進める
。キーボー１く４３からの指令でこの回転と直線移動の
連動動作を繰り返すことにより、プローブ１２ａは歯車
の諸元に即した基準インボリュート歯形を画いて運動す
る。このとき歯形が基準インボリュート歯形と誤差なく
製作されていれば、各測定点での変位センサ１２の出力
は零であるが、誤差があれば変位センサ１２はその誤差
分を検出信号として出力する。したがって、プローブ１
２ａの歯面上の位置とその出力とを相関させてステップ
Ｓ３で記録計４９を駆動すれば、内歯歯車５１の歯形を
表示することができる。

歯底までの測定が終了したら、第５図において１つ 時計方向に微小角θＰだけ変位センサ１２を回動すると
ともに下方向に微小ピッチｘｐだけ直線移動させる操作
を歯先まで行なう。この操作もキーボード４３からの指
令により行われる。このとき各測定点で検出信号を読み
とり記録計４９で同様に記録することにより、歯底から
歯先までの一連の歯形を計測できる。

その後、ナツト↓１を緩めてスイングアーム８を１−８
０度回転させ、第５図のＹ軸と対称位置の状態の歯面の
測定を同様にして行なう。さらにその後、プローブＬ２
ａをいったん歯と歯の間から中心に引き込み旋回テーブ
ル３を旋回し、隣の歯と歯の間にプローブ１２ａを挿入
して同様な操作を行なう。このような操作を繰り返すこ
とにより、順次に各歯車の歯形を測定できる。

また、Ｘ軸移動装置４によりＹ軸移動装置５゜２軸移動
装置６と共に変位センサ１２をＸ軸に沿って移動すると
き、ケーブル↓５　ａ　−１５ｄ　Ｌ：よりバランスウ
ェイ１〜］３がそれらとＹ軸を対称に移動してバランス
する。また、プローブ１２ａの０ Ｙ座標位置に応じてバランスウェイ１へ１７の位置を調
整してＸ軸対称にもバランスがとられている。

したがって、歯車測定装置１００の重心をほぼ旋回中心
に設定して偏心負荷がない状態で測定が行え、精度の高
い測定が可能となる。

さらに、Ｙ′軸を中心にしてスイングアーム８を１８０
度回動させるだけで右歯面と左歯面の歯形を測定でき、
測定の効率が向上する。また、スイングアーム８に形成
した斜面をＶ溝９に係合させるだけでスイングアーム８
、つまり変位センサ↓２の位置がほぼ決まり、いちいち
Ｘ軸方向に大量に移動させて左右の歯面を測定するのに
比へてＸ軸方向の誤差を少なくできる。さらにまた、ス
イングアーム８の長さを上述したＸｇに近い値に設定す
ることにより、Ｘ軸移動機構４をその移動ストローク範
囲のほぼ中央付近で駆動でき、Ｘ軸移動機構４の移動ス
トロークを最小限に抑えることができ、装置の小型化に
寄与する。

また、歯車を定盤上に固定し測定装置を駆動することに
より歯形を測定できるので、歯車の支持機構が不要で小
型化が可能となる。

次に、上述した０回転とＸ軸移動の連動操作を全自動で
行う手順を第６図のフローチャートにより簡単に説明す
る。

変位センサ１２のプローブ１２ａが初期位置（Ｘ、ｇ、
Ｙｇ）に設定されかつ変位センサ１２の出力のＯリセッ
１−が行われた後に、キーボード４３から歯形自動測定
指令がコンＩ−ローラ４１に入力されると第６図に示す
プログラムが起動する。

まず、ステップＳ１でセンサ出力がＯかを判定し、Ｏで
なければステップＳ１５でデイスプレィ４８に「初期設
定のやり直しｊを表示して終了する。

ＯならばステップＳ２に進み、変位センサ１２を反時計
方向に微小角Ｏｐだけ回転させると共に、Ｘ軸に沿って
Ｘｐ＝　（Ｄｐ−ｃ　ｏ　ｓ　ａ／２）　・ｅｐだけ上
方に移動する。次いでステップＳ３でプローブ１２ａが
歯底に達したかを判定し、達していなければステップＳ
２を繰返し行う。歯底に達するとステップＳ４に進み、
測定動作に入る。

ステップＳ４では、変位センサ１２を時計方向に微小角
ｏｐだけ回転させると共に、Ｘ軸に沿ってＸｐ＝　（Ｄ
ｐ−ＣＯ３α／２）　　・Ｄｐだけ下方に移動し、ステ
ップＳ５で変位センサ１２の出力により記録計４９に記
録を行う。そして、ステップＳ６でプローブ１２ａが歯
先に達することが判定されるまで、ステップＳ４，５を
繰り返す。このとき、ステップＳ４の動作によりプロー
ブエ２ａは基準インボリュート歯形上を移動するから、
変位センサ１２の出力が零ならば、歯面ば基準インボリ
ュート歯形に形成されていることになる。

歯形に誤差があればそれに応じた検出信号をセンサ↓２
が出力する。

以上のような手Ｉ＠によれば、Ｏｐ９回転ｘｐ直線変位
とを連動させて歯底から歯先まで繰り返し行ない、各測
定点の変位センサ１２の検出信号から被測定内歯歯車５
１の歯形が測定される。

ステップＳ６でプローブ１．２　ａが歯先まで達したこ
とが判定されると、ステップＳ７で記録動作を中止し、
ステップＳ８でプローブ１２ａが歯先から抜ける位置ま
で上述したθＰ２回転ｘｐ直線３ 変位とを続ける。その後ステップＳ９で測定が終了した
かを判定し、終了していないときはステップＳＩＯに進
む。

ステップＳ１０では、変位センサ１２を反時計方向に（
Ｏｎ＋１°）回転し、ステップＳ↓１で変位センサ１２
を時計方向に微小角Ｏｐだけ回転させると共に、Ｘ軸に
沿ってＸｐ＝　（Ｄｐ−ｃ。

Ｓα／２）・Ｏｐだけ上方に移動させる。このステップ
Ｓｌｌの動作をプローブ↓２ａがピッチ点し；達するま
で行い（ステップ５１２）、ピッチ点に達すると、今度
は変位センサ１２の出力がＯになるまで変位センサ１２
をさらに時計方向に回転する。変位センサ１２の出力が
ＯになることがステップＳ１４で判定されるとステップ
Ｓ２に進み、次の歯面について再び上述と同様の歯形測
定動作が行われる。

次に第１図〜第４図に示した歯車測定装置を用いてピッ
チを測定する手順を第７図および第８図により説明する
。

ます１次のようにしてθ回転用モータ４４の絶４− 対精度測定点での誤差をテーブル化する。例えば０回転
用モータ４４の回転分解能を約１００万分の１とすると
、コン１〜ローラ４１からの指令により約２秒の精度で
モータ４４を位置決めてきる。

このθ回転用モータ４４について１回転３６００を４０
００等分（０，０９°ごと）し、その４０００点を絶対
精度測定点として、各測定点での指令角度位置（目標位
置）と実際の角度位置との誤差を高精度の角度検出器で
検出してテーブル化しておく。すなわち、例えばコンＩ
−ローラ４１から９°回転する指令が出力されたとき、
０回転用モータ４４の実際の回転角度を高精度に測定し
、その測定値（例えば、９．００１５°）と角度指令値
９°の差を求め、角度指令値９°と誤差００ＯＯ上５°
とを対応づけて記憶してテーブルを作成する。

次に、変位センサ１２の先端のプローブ１２ａを初期位
置であるＸ　ｇ　ｒ　Ｙ　ｇに設定してプローブ１−２
８をピッチ点に当てる。このとき変位センサ土２の出力
がゼロになるようにＯ回転用モータ４４を上○Ｏ万分の
１の分解能で駆動する。

この状態でキーボード４３からピッチ自動測定指令をコ
ントローラに入力すると、コントローラ４１は第７図に
示すプログラムを実行する。

まずステップＳ２１で変位センサ１−２の出力が０であ
ることを確認する。ＯでなければステップＳ５０に進み
、デイスプレー４８に「初期設定のやり直し」を表示し
て終了する。センサ出力が０ならばステップ３２２〜２
７の手順において、０回転用モータ４４を上記４０００
点の絶対精度測定点位置に割り出し、この割り出し操作
により歯面との当接関係が変動したプローブ１２ａを、
Ｘ。

Ｙ軸移動により割り出し操作前の当接関係でピッチ点に
当接させるように操作する。

すなわち、ステップＳ２２でθ回転用モータ４４の原点
位置からの現在位置Ｏ８を読み込む。これは、モータ４
４をステップモータとすれば、現在のステップ数から容
易に検出できる。次に、ステップＳ２３で現在位置Ｏ８
に最も近い絶対精度測定点位Ｏｍｓを求める。これは、
θ回転用モータ４４の現在位置（Ｊｓを０．０９°　（
４ｏＯｏ分割した角度）で割り、最も近い絶対精度測定
点を求めればよい。そしてステップＳ２４において、コ
ントローラ４工によりθ回転用モータ４４を反時計方向
に回転してその位置Ｇ　ｍ　ｓへ割り出す。

さらに、ステップＳ２５において、当初ゼロリセットシ
たθ回転用モータ４４の角度位置ｌ１ｌｓと絶対精度測
定点位Ｏｍ　ｓとの偏差△ｏｓを求める。

そしてステップ８２６，２７において、Ｘ軸移動機構４
とＹ軸移動機構５により変位センサ１−２をＸ軸および
Ｙ軸に沿ってそれぞれΔｘｓ、Δｙｓだけ直線移動して
プローブ↓２ａの位置を△ｏｓ分時針時計回転方向す操
作を行う。いま、Δｏｓは極めて小さい値（０，０９°
以下）なので、Δｘｓ＝Δθｓ（Ｄｐ−ｃｏｓα）／２
Δｙｓ＝−ΔＯｓ　（Ｄｐ１ｓｊｎα）／２で表される
。Ｘ軸移動機構４とＹ軸移動機構５の移動精度はθ回転
に比へで高精度であり、変位センサ１２のプローブ↓２
ａは元のゼロ点位置に戻りピッチ点に当接する。

７ 以上の操作により、ピッチ誤差の測定に先立って０回転
用モータ４４を絶対精度測定点に割り出すことが可能と
なる。

次いで実際のピッチ誤差の測定操作を行う。

まず、ステップＳ２８において、現在の変位センサ１２
の出力Ｓｓを読み込み、この点をゼロ点とするためこの
Ｓｓを記憶する。次にステップＳ２９において、上述し
たように変位センサ１２をＸ、Ｙ軸方向にｘｌ、ｙｌ　
（第８図）だけ移動させてプローブ１２ａを歯溝から退
避する。そして、１歯分の回転角度ｆｌｌ　ｒを越えて
最も近い絶対精度測定点に変位センサ１２が割り出され
るように。

ステップＳ３０で角度θｑ　（０，０９°の整数倍。

第８図参照）だけピッチ送り回転する。このときの１歯
分の回転角度ｏｒと実際の回転角度θｑとの偏差ΔＯｒ
ｑをステップＳ３１で求め、この偏差ΔＯｒｑを上述と
同様に変位センサ１−２のＸ。

Ｙ軸方向の直線移動で相殺する。その移動量はステップ
Ｓ３２で、 Δｘｒｑ＝Δθｒｑ（Ｄｐ・ｃｏｓα）／２８ Δｙｒｑ”−Δ（ｌｒｑ　　（Ｄｐ　　−５ｉｎｏ：）
／２の式から求め、ステップＳ３３でＸ方向およびＹ方
向に移動する。

さらにステップＳ３４において、このときの絶対精度測
定点での誤差Δθｅｒを先に求めたテーブルから読出し
、同様にＸ、Ｙ軸方向の直線移動で相殺する。その移動
量はステップＳ３５において、 Δｘｅｒ−Δ（？ｅｒ　　（Ｄｐ　　０　ｃｏｓ　α）
／２Δｙｅｒ＝−Δｅｅｒ　　（Ｄｐ　　−ｓ　ｊ　ｎ
　α）／２の式から求めて、ステップ８３６で実際に移
動する。

さらにステップＳ３７において、−ｘｌ、−ｙａだけ移
動させて変位センサ〕−２のプローブ１２ａを次の歯の
ピッチ点に当て、ステップＳ３８でその時の変位センサ
１２からの出力Ｓｉを読む。

そして、ステップＳ３９で測定の終了が判定されるまで
このような操作を繰返し行い、ステップＳ４０で、先に
ゼロ点として読み込んだ値Ｓｓとの差からピッチ誤差Δ
Ｐを求め、ステップ３４．１において結果をティスプレ
ー４８に表示、あるいは記録側４９に記録する。

このように本実施例では、予め角度位置誤差が分かって
いる絶対精度測定点にθ回転用モータ４４を割り出して
からピッチ誤差を測定するようにしているから、θ回転
用モータ４４としてその位置決め精度が高い高価なもの
を用いる必要がなく、廉価にして高精度のピッチ測定装
置を提供することができる。また、ピッチ誤差の測定に
あたって、予め定めた角度位置誤差に基づいて検出結果
を修正する手法も考えられるが、この場合、測定点のピ
ッチ点からのずれが大きくなる上、変位センサのストロ
ークも大きくする必要がある。そのため、重量の重いセ
ンサが測定装置の先端部に装着され、構造上好ましくな
い。本件のようにすれば、測定点のピッチ点で測定がで
きる上、ストロークの短い軽いセンサを用いることが可
能となり、精度も高くなる。

なお、はすば歯車については、以下の式に示す軸直角モ
ジュールＭｓと軸直角圧力角αＳとを用いれば。

上述したと同様な手法で歯形Ｍｌｌｌ定が可能となる。

５ ｃｏｓ　　β ただし、Ｍは歯直角モジュール、αは歯直角圧力角、β
はねしれ角である。

なお以上では、電気マイクロメータによる接触式変位セ
ンサを用いたが、その他の接触式センサを用いることが
できると共に、光学式の非接触式センサを用いても良い
。また、内歯歯車の歯車測定装置しこついて説明したが
、変位センサを回転中心に向けて歯面と当接させるよう
にすれば外歯歯車の歯車測定装置として用いることがで
きる。

以上の実施例の構成において、変位センサ１２が検出手
段を、Ｘ軸移動装置４がＸ方向直線移動機構を、Ｙ軸移
動装置５がＹ方向直線移動機構を、旋回テーブル３が回
転機構を、コントローラ４１が制御手段、記憶手段およ
び演算手段をそれぞれ１ 構成する。

Ｇ９発明の効果 本発明によれば、被測定歯車を定盤上に固定設置し歯車
測定装置を動かすことによりその歯形やピッチを測定で
きるので、装置が小型化され廉価にできる。

また、請求項６や７の測定装置によれば、廉価にして高
精度のピッチ測定装置が提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は歯車測定装置の一実施例を示す平面図で
ある。 第１図（ｂ）は第工図（ａ）の正面図である。 第２図（ａ）はスイングアーム取付部の詳細を示す正面
拡大図である。 第２図（ｂ）は同じく側面拡大回出ある。 第３図はバランスウェイト部分を詳細に示す拡大図であ
る。 第４図は制御系を示すブロック図である。 第５図は測定原理を説明する図である。 第６図は歯形測定の手順を示すフローチャー１−２ である。 第７図はピッチ測定の手順を示すフローチャー１へであ
る。 第８図はピッチ測定原理を説明する図である。 ３：旋回テーブル　　　　４：Ｘ軸移動機構５：Ｙ軸移
動機構　　　　６：ｚ軸移動機構８：スイングアーム　
　１２：変位センサ１２ａニブローブ　　　１３：バラ
ンスウェイト１、５　ａ　−１，５ｄ　：ケーブル １、６　ａ　−１６ｄ　：プーリ １−７＝バランスウェイ１−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）インボリュート歯形の被測定用歯車を不動のままそ
   の歯形を測定する装置であって、前記被測定用歯車の歯
   面の歯形形状に応じた検出信号を出力する検出手段と、 歯面上のピッチ点と歯車中心とを結ぶ直線との間で圧力
   角を規定する半径線に対して直交するＸ方向に前記検出
   手段を直線移動させるＸ方向直線移動機構と、 このＸ方向直線移動機構を歯車の回転中心回りに回転さ
   せて前記検出手段を回転させる回転機構と、 初期位置に設定されている検出手段を前記回転機構によ
   り微小角θだけ回転させると共に、前記Ｘ方向直線移動
   機構によりθ・（Ｄｐ・ｃｏｓα）・１／２（Ｄｐは前
   記被測定歯車のピッチ円直径、αは圧力角）だけ前記検
   出手段を前記半径線と直交する前記Ｘ方向に直線移動さ
   せプローブが基準インボリュート歯形を描くように回転
   およびＸ方向直線移動機構を連動させる制御手段と、 前記回転機構とＸ方向直線移動機構との連動操作を複数
   回行う測定操作時に前記検出手段から得られる検出信号
   に基づいて測定結果を記録する記録手段とを具備するこ
   とを特徴とする歯車測定装置。 ２）請求項１に記載の歯車測定装置はエアテーブルを含
   み、前記各構成要素がこのエアテーブル上に設けられて
   いることを特徴とする歯車測定装置。 ３）請求項１に記載の歯車測定装置は、前記半径線方向
   に前記検出手段を移動するＹ方向直線移動機構をさらに
   具備することを特徴とする歯車測定装置。 ４）請求項１または２に記載の歯車測定装置において、
   前記Ｘ方向直線移動機構を、前記検出手段を保持するＸ
   テーブルと、このＸテーブルを前記Ｘ方向に駆動する駆
   動手段とで構成し、前記Ｘテーブルおよびこの上に保持
   した部材の重心位置が常に前記半径線上に来るように、
   前記半径線を挟んでＸテーブルと相反する方向にカウン
   タウェイトを移動するカウンタバランス機構を設けたこ
   とを特徴とする歯車測定装置。 ５）請求項１〜３のいづれか１項に記載の歯車測定装置
   において、前記検出手段は、前記半径線に対称に１８０
   度反転可能に取付けられていることを特徴とする歯車測
   定装置。 ６）被測定用歯車を不動のままそのピッチ誤差を測定す
   る装置であって、 前記被測定用歯車の歯面の歯形に応じた検出信号を出力
   する検出手段と、 歯面上のピッチ点と歯車中心とを結ぶ直線との間で圧力
   角を規定する半径線に対して直交するＸ方向に前記検出
   手段を直線移動させるＸ方向直線移動機構と、 前記検出手段を前記半径線方向のＹ方向に直線移動させ
   るＹ方向直線移動機構と、 回転指令に応じて、これら直線移動機構を歯車の回転中
   心回りに回転させて前記検出手段を回転させる回転機構
   と、 初期位置に設定されている検出手段からの出力と、初期
   位置あるいは測定位置から前記検出手段をＸおよびＹ方
   向にｘｌ、ｙｌだけ移動させてから１ピッチ分回転し、
   その後−ｘｌ、−ｙｌだけ移動させてプローブを次の歯
   面の測定位置に設定したときの検出手段からの出力とに
   基づいてピッチ誤差を演算する演算手段とを具備するこ
   とを特徴とする歯車測定装置。 ７）請求項６の歯車測定装置において、 回転機構の３６０゜１回転を複数に分割して予め定めら
   れた各絶対精度測定点について、回転指令により回転し
   た実位置と、回転指令による目標位置とのずれ量を予め
   測定して記憶する記憶手段と、 プローブを測定位置に設定するにあたって、絶対精度測
   定点に回転機構を割り出した後、ピッチ測定のために本
   来的に必要な角度位置と割り出された絶対精度測定点と
   の差によるプローブのずれ分をＸ、Ｙ方向移動で相殺し
   、さらに、記憶手段から読み出した各絶対精度測定点で
   のずれ量をＸ、Ｙ方向移動で補正する制御手段とを具備
   することを特徴とする歯車測定装置。 ８）請求項７に記載の歯車測定装置において、前記制御
   手段は、 測定開始時の基準となる歯面に対して前記プローブを初
   期位置へ設定した後、前記回転機構の実位置に近い前記
   絶対精度測定点を求めてその位置へ回転機構を回転し、
   その絶対精度測定点と回転前の実位置とのずれ量Δθｓ
   に基づいて、前記Ｘ方向直線移動機構によりΔθｓ・（
   Ｄｐ・ｃｏｓα）・１／２（Ｄｐは前記被測定歯車のピ
   ッチ円直径、αは圧力角）および前記Ｙ方向直線移動機
   構により−Δθｓ・（Ｄｐ・ｓｉｎα）・１／２だけ前
   記検出手段を前記ＸおよびＹ方向に直線移動させてプロ
   ーブを前記初期位置に再設定する初期位置設定手段と、 初期位置あるいは測定位置に設定した検出手段をｘｌ、
   ｙｌだけ各軸方向に移動した後に、その位置から１ピッ
   チ分の回転角度を越えた位置に近い前記絶対精度測定点
   まで回転し、このときの回転角度と１ピッチ分の回転角
   度との差Δθｐｑを求め、この差Δθｐｑに基づいて、
   前記Ｘ方向直線移動機構によりΔθｐｑ・（Ｄｐ・ｃｏ
   ｓα）・１／２および前記Ｙ直線移動機構により−Δθ
   ｐｑ・（Ｄｐ・ｓｉｎα）・１／２だけ前記検出手段を
   前記ＸおよびＹ方向に直線移動させるとともに、前記記
   憶手段からこの測定点のずれ量Δθｅｒを読出し、この
   ずれ量Δθｅｒに基づいて、前記Ｘ方向直線移動機構に
   よりΔθｅｒ・（Ｄｐ・ｃｏｓα）・１／２および前記
   Ｙ直線移動機構により−Δθｅｒ・（Ｄｐ・ｓｉｎα）
   ・１／２だけ前記検出手段を前記ＸおよびＹ方向に直線
   移動させ、さらに−ｘｌ、−ｙｌだけ各軸方向に移動す
   ることにより、検出手段を次の歯面の測定位置に設定す
   る測定位置設定手段とを含むことを特徴とする歯車測定
   装置。 ９）請求項６〜８のいずれかの項に記載の歯車測定装置
   はエアテーブルを含み、前記各構成要素がこのエアテー
   ブル上に設けられていることを特徴とする歯車測定装置
   。 １０）請求項６〜８のいずれかの項に記載の歯車測定装
   置において、前記Ｘ方向直線移動機構を、前記検出手段
   を保持するＸテーブルと、このＸテーブルを前記半径線
   と直交するＸ方向に駆動する駆動手段とで構成し、前記
   Ｘテーブルおよびこの上に保持した部材の重心位置が常
   に前記半径線上に来るように、前記半径線を挟んでＸテ
   ーブルと相反する方向にカウンタウェイトを移動するカ
   ウンタバランス機構を設けたことを特徴とする歯車測定
   装置。