JPH0431701A - 歯車測定装置の検定用ゲージ - 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、歯車測定装置の検定用ゲージに関する。

Ｂ、従来の技術 本発明者は先に、特願平１−１０４２２０号において、
インボリュート歯車の歯型測定に用いられる歯車測定装
置を提案した。この歯車測定装置の測定原理を第７図に
より説明する。

第７図において、ＩＧは被測定内歯歯車、９は変位セン
サであり、この変位センサ９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−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９
の先端のプローブ９ａを、測定の初期値として必要な Ｘ座標Ｘｇ＝　（Ｄｐ−ｓ　ｉ　ｎ　ａ）　／２　−　
（１）Ｙ座標Ｙ　ｇ＝（Ｄｐ−ｃ　ｏ　Ｓ　（り　／２
　−　（２）に初期設定し、プローブ９ａを歯面のピッ
チ円上に接触させ、そのと”きの変位センサ９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ＩＧ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には、第７図において
、変位センサ９を反時計方向に微小角θｐだけ回転させ
ると共に、Ｘ軸に沿ってｘｐ＝（Ｄｇ／２）　　・Ｄｐ
だけ上方に移動する。このときプローブ９ａは基準イン
ボリュート歯形上にあるから、変位センサ９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９が出力する。このようなθｐ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９の検出信号から被測定内歯歯車ＩＯの歯形が測定
される。

ところで、このような測定原理に基づいた歯車測定装置
の測定精度を検定する場合、従来は、高精度な研削加工
により基準インボリュート歯型を検定用ゲージとして作
製し、その基準インボリュート歯型をプローブでトレー
スする。そして、その時のプローブ出力に基づいて歯車
測定装置の精度を確認している。

Ｃ０発明が解決しようとする課題 しかしながら、小型歯車に対応する基準インボリュート
歯型の作製は比較的容易であるが、直径が１〜２１Ｉ１
１級の大径の歯車に対応する基準インボリュート歯型の
作製は、加工する工作機械自身も限られており、非常に
高価である。

本発明の目的は、廉価な歯車測定装置用の検定用ゲージ
を提供することにある。

０１課題を解決するための手段 一実施例を示す第１図（ａ）、（ｂ）および第４図に対
応付けて本発明を説明すると、本発明は。

被測定用歯車ＩＧと接触するプローブ９を回転中心０回
りに回転させるとともに一方向（Ｘ方向）に直線運動さ
せて基準インボリュート曲線をトレースさせる歯車測定
装置１００に用いる検定用ゲージに適用される。

そして上述の目的は、上記一方向（Ｘ方向）と直交する
方向に延在する基準線ＬＹを有し、歯車測定装置の回転
中心○に対して位置決めされるとともに、その回転中心
を通り上記一方向に延在する線（第４図のＸ軸）に対し
ても位置決めされるベース１１と、このベース１１に設
けられ、被測定用歯車ＩＧの圧力角をα、ピッチ円直径
をＤｐとするとき、基準線ＬＹ上に位置して上記回転中
心Ｏから被測定歯車ＩＧの基礎円半径（Ｄｐ−ｃｏｓα
）／２＝Ｙｇだけ離れている円弧中心Ｐを中心とする半
径が（Ｄｐ−ｓ　ｉ　ｎ　ａ）　／２＝Ｘｇの円弧面Ｃ
Ｐを有する基準ゲージ１３とを具備することにより達成
できる。

Ｅ０作用 ベース１１を歯車測定装置１００の回転中心○に対して
位置決めするとともに、その回転中心Ｏを通り上記一方
向（Ｘ方向）に延在する線であるＸ軸に対しても位置決
めする。これにより、基準線ＬＹの方向は歯車測定装置
１００の上記一方向と直交するＹ軸方向に一致する。ま
た１円弧面ＣＰの中心Ｐが基準線ＬＹ上に位置して上記
回転中心から被測定歯車の基礎円半径（Ｄｐ−ｃｏｓα
）／２だけ離れている点に位置する。そして、歯車測定
装置１００のプローブ９を円弧面ＣＰ上に当接させてか
ら基準インボリュート曲線をトレースさせると、そのと
きの変位センサからの出力により歯車測定装置１００の
精度を検定できる。

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（ａ）および（ｂ）は本発明に係る検定用ゲージ
１ｏの一実施例を示し、検定用ゲージ１０は、大径の半
割れリング状ベース１１の上面に一対の基準ブロック１
２を固着し、この基準ブロック１２上に小径の半割れリ
ング状基準ゲージ１３を固着して構成される。

ベース１１は基準線ＬＸ、ＬＹの交点である基準中心点
Ｑを中心とした半割れのリングとして形成され、その内
径は、後述する歯車測定装置をその内部に収容設置する
のに即した大きさとされる。

基準ブロック１１１〜１１３は、基準面Ｌ（Ｉを基準中
心点Ｑを中心にした半径Ａ上に位置するように位置決め
してベース１１上に固着され、検定用ゲージ１ｏを歯車
測定装置の中心に位置決めするのに用いられる。

基準ゲージ１３には円弧面ＣＰが形成され、その円弧面
ＣＰは、その内径がＬＹ軸上の点Ｐを中心として半径Ｘ
ｇとされ１点Ｐは、中心点ＱからＹｇの位置に設定され
る。ここでＸｇ＊Ｙｇは上記（１）、（２）式で示され
る。さらに基準ゲージ１３には基準面Ｌｘが形成され、
この基準面ＬＸは、一対の基準ブロック１２の基準面Ｌ
ａｙと直角をなす。一対の基準ブロック１２は、その基
準面Ｌｙが軸ＬＹに平行になるようにベース１１上に固
着され、検定用ゲージ１０の円弧面ＣＰの中心Ｐが歯車
測定袋Ｗ１００のＹ軸上に位置するように位置決めする
のに用いられる。

次に、第２図および第３図により１本発明に係る検定用
ゲージ１０により検定される歯車測定装置の一実施例を
説明する。

第２図および第３図において、歯車測定装置１００は定
盤１上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ＩＧ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垂直中心軸回りに微小角づつ回動
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Ｙ
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Ｙ軸移動装
置５を微小量づつ直線移動する。

Ｙ軸移動装置５の先端にはＺ軸移動装置６が設けられ、
この２軸移動装置６は、Ｘ軸と直交するＹ軸に沿ってＹ
軸移動装置５によ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、ブラケット７の前面に固設され、
その先端は第２図に示すように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、その先端に、電気
マイクロメータと呼ばれる変位センサ９が設けられてい
る。この変位センサ９は、その先端のプローブ９ａ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。

このように構成された歯車測定装置により内歯歯車の歯
形を測定する手順を説明する。

定盤１上に内歯歯車ＩＯを固定設置して、歯車測定袋Ｒ
１００の旋回中心を内歯歯車ＩＧの仮想の旋回中心と合
致させる。

次に、Ｚ軸移動装置６によりプローブ９ａを歯車の歯幅
のほぼ中央に向ける。そして、Ｘ軸移動袋［４とＹ軸移
動袋［５により、変位センサ９のプローブ９ａ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Ｘ　ｇ
　＋　Ｙ　ｇ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９ａを内歯歯車ＩＧのピッチ円上の
点に接触させる。

このとき、変位センサ９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９ａを変位させ、不図示のデ
イスプレィの表示値を零リセットする。

次に測定動作指令をキーボードなどから与える。

この測定動作指令は、Ｘ軸移動装置４による変位センサ
９のＸ方向移動量と、旋回テーブル３による変位センサ
９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る。

ピッチ点から歯底に向かって測定する場合は、測定動作
指令により反時計回り方向に予め定めた微小角θＰだけ
旋回テーブル３が回動して変位センサ９を回動するとと
もに、Ｘ軸移動装置４により変位センサ９を（Ｄｇ／２
）　　・θｐだけ第７図において上方へ進める。キーボ
ードなど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９ａ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９の出力は零であるが、
誤差があれば変位センサ９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９ａの歯面上の位置
とその出力とを相関させて記録計を駆動すれば、内歯歯
車ＩＧの歯形を表示することができる。

このような歯車測定装置の検定は検定用ゲージ１０を用
いて次のように行うことができる。

第４図および第５図は検定を説明する図である。

歯車測定装置１１００の回転中心０に検定用ゲージ１０
の中心Ｑを合致させる。そのため２軸ブラケツト７に第
５図に示すようにダイヤルゲージＤＧを取り付け、旋回
テーブル３を回転し、ベース１１上の３つの基準ブロッ
ク１１１〜１１３の基準面Ｐ１〜Ｐ３にダイヤルゲージ
ＤＯが接触したときの変位センサ９の出力がそれぞれ等
しくなるようにベース１１を位置決めする。これにより
、検定用ゲージ１０の中心点Ｑが歯車測定袋！１００の
回転中心０と合致する。

次にダイヤルゲージＤＧを第４図に示すようにブラケッ
ト７に取付け、ベース１１上の一対の基準ブロック１２
の基準面ＬχにダイヤルゲージＤＧが接触するようにす
る。そして、Ｘ軸移動装置４をＸ軸方向に駆動させ各基
準面ＬｘにダイヤルゲージＤＧが接触したときの変位セ
ンサ９の出力がそれぞれ等しくなるように、旋回テーブ
ル３を微小角度だけ回転させる。これにより、Ｘ軸と基
準面Ｌｘとが平行になり、したがって、基準面Ｌｙが歯
車測定装置１００のＹ軸と平行になる。

この状態でＸおよびＹ軸移動装置４，５によりプローブ
９ａの位置座標を（Ｘ　ｇ　ｒ　Ｙ　ｇ　）に設定する
とともに、プローブ９ａが基準ゲージ１３の円弧面ＣＰ
と接触するように２軸座標をＺ軸移動装置６により調節
した後、旋回テーブル３を回転してプローブ９ａを円弧
面ＣＰに接触させる。この状態から、上述したと同様に
、プローブ９ａを反時計方向に微少角θＰだけ回転させ
ると共に。

Ｘ軸に沿ってＸｐ＝（Ｄｇ／２）　　・θＰだけ上方に
移動させるといった連動操作を複数回くり返して行い、
プローブ９ａで基準インボリュート曲線をトレースさせ
る。

このとき、基準ゲージ１３は円弧面ＣＰであるから、変
位センサ９は、基準インボリュートと円弧との差分に応
じた信号を出力する。そして、この差分の理論値は容易
に数式で演算できるから、変位センサ９の出力を理論値
と比較するように記録すれば、歯車測定装置１００の精
度を検定できる。

すなわち、基準ゲージ１３の円弧面ＣＰは研削加工で形
成できるから、高精度の円弧面を作成することが可能と
なり、さらに、円弧面ＣＰの中心点Ｐとベース１１の中
心点Ｑの位置決めも３次元測定機を用いて高精度に行え
るので、プローブ９８により基準インボリュート曲線を
トレースするときの変位センサ９の出力により、歯車測
定装置の精度を高い精度でしかも廉価なゲージで検定す
ることができる。

因みに、第６図は１発明者による測定データの一例であ
り、線Ｑｓが円弧面と基準インボリュート面との差分の
理論値をゼロとしたときの基準線、１ｉＡＱｄが変位セ
ンサ９の出力により描かれた被測定歯車の歯型の精度を
示す。なお、上方向が歯底方向である。

なお、プローブ９ａを一対の基準ブロック１２の一対の
基準面Ｌｙに当接させてＹ軸移動すると、そのときの変
位センサ９がらの出力によって歯車測定装置１００のＸ
軸、Ｙ軸の直角度も確認できる。

Ｇ０発明の効果 本発明によれば、基準ゲージの円弧面に接触しているプ
ローブを回転と直線運動により基準インボリュート曲線
をトレースさせるだけで、歯車測定装置の精度を検定す
ることができ、廉価な検定用ゲージを提供できる。

【図面の簡単な説明】 第１図（ａ）は本発明に係る検定用ゲージの一実施例を
示す平面図である。 第１図（ｂ）は第１図（ａ）の正面図である。 第２図は歯車測定装置の一実施例を示す平面図である。 第３図は第２図の正面図である。 第４図は検定時の平面図である。 第５図は同じく側面図である。 第６図は検定結果の一例を示す図である。 第７図は測定原理を説明する図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 被測定用歯車と接触するプローブを回転中心回りに回転
   させるとともに一方向に直線運動させて基準インボリュ
   ート曲線をトレースさせる歯車測定装置に用いる検定用
   ゲージにおいて、 前記一方向と直交する方向に延在する基準線を有し、前
   記回転中心に対して位置決めされるとともに、前記回転
   中心を通り前記一方向に延在する線に対しても位置決め
   されるベースと、 このベースに設けられ、前記被測定用歯車の圧力角をα
   、ピッチ円直径をＤｐとするとき、前記基準線上に位置
   して前記回転中心から被測定歯車の基礎円半径（Ｄｐ・
   ｃｏｓα）／２だけ離れている円弧中心を中心とする半
   径が（Ｄｐ・ｓｉｎα）／２の円弧面を有する基準ゲー
   ジとを具備することを特徴とする歯車測定装置の検定用
   ゲージ