JPH044174Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、被検歯車に基準歯車を噛合させて回
転し、両歯車の軸間距離の変動状態に基づいて、
被検歯車の精度を測定検査する歯車噛合検査装置
に関する。

〔従来の技術〕

かかる歯車噛合検査装置は、たとえば歯厚、歯
厚の変化量、歯面疵、などの歯車データを測定検
査するものであり、従来、両歯車の軸間距離測定
値の処理方法としてアナログ方式とデジタル方式
とが知られている。

デジタル方式のものによれば、両歯車の軸間距
離の変化をアナログ変位測定器により測定し、こ
の測定値を被検歯車１回転当りに設定された所定
回数（たとえば1024）にてサンプリングし、これ
に合わせてデータ処理をおこなつて歯車の各種測
定データを得るようにしている。

ところで、歯車に疵があると、前記アナログ変
位検出器により測定される測定値は、その疵の大
きさに応じた波高値を有する波形の疵信号とな
る。

上記デジタル方式によれば、アナログ方式に比
べて機械的誤差や基準歯車の誤差などの補正を容
易におこなえるため、歯厚や歯厚の変化量などの
測定データの精度が高く、かつ被検歯車の回転角
位置をサンプリングタイミングと対応させること
ができるので、疵位置などの割り出し検出が可能
であるという利点がある。

〔考案が解決しようとする問題点〕

しかしながら、デジタル方式のサンプリング間
隔は、通常、マイクロコンピユータなどのデータ
処理能力から制限される。したがつて、被検歯車
がリングギヤなどのように大径のものになると、
そのサンプリング間隔に対応するピツチ円径上の
寸法が疵の大きさに比べて大きくなり、疵信号
が、特に波高値がサンプリングタイミングの間に
入つてしまう確率が高くなり、これによつて測定
精度が悪くなるという問題がある。

一方、アナログ方式のものによれば、歯面疵の
疵信号の波高値を正しく測定することができると
いう利点はあるが、その疵位置の割り出し検出が
不可能であるという問題がある。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案は、上記問題点を解決するため、換言す
れば、歯面疵の検出精度を向上させるとともに、
その位置の割り出し検出が可能で、かつ他の歯車
測定データの精度を向上させることができる歯車
噛合検査装置を提供することを目的としてなされ
たものであり、その構成は、噛合された被検歯車
と基準歯車を回転する駆動手段と、前記二つの歯
車軸にそれぞれ係合され当該歯車の回転角度を検
出する回転角度検出器と、前記二つの歯車の軸間
距離の変位を検出しその変位に応じたアナログ測
定値を出力する変位検出器と、このアナログ測定
値のうち疵に対応した波形の周波数のみを通過さ
せるように設定されたバンドパスフイルタと、こ
のバンドパスフイルタの出力の中から予め設定さ
れたレベル以上のアナログ測定値が入力されたと
きその波高値を検出して保持記憶するアナログ波
高値保持回路、このアナログ波高値の検出タイミ
ングに応動して前記被検歯車の回転角度検出器か
ら出力される回転角度を記憶する歯面疵位置記憶
回路と、前記被検歯車の所定回転角度ごとに回転
角度検出器から出力されるパルス信号に応動して
前記アナログ測定値をデジタル変換して取り込
み、このデジタル測定値に基づいて歯車測定デー
タを計測処理するデジタル値計測回路と、前記基
準歯車の回転角度検出器から出力される回転角度
に対応させて定められている基準歯車系の誤差に
基づいて、前記デジタル値計測回路の出力を補正
処理する補正演算回路とを有し、疵測定について
はアナログ測定値のまま前記バンドパスフイルタ
およびアナログ波高値検出保持回路によつて計測
処理し、その他の測定についてはデジタル変換し
た後に前記デジタル値計測回路および補正演算回
路によつて計測処理し、かつ歯面疵位置検出は前
記歯面疵位置記憶回路によつてデジタル方式によ
り行うようにしたことを特徴とするものである。

〔作用〕

このように構成することによつて、即ちアナロ
グ方式とデジタル方式とを組み合わせたことによ
つて、歯面疵の疵信号はアナログ方式により検出
されることになり、かつその疵位置の割り出し検
出をも可能とされ、他の歯車測定データ、たとえ
ば歯厚や歯厚の変化量などは機械的誤差や変位歯
車の誤差などの基準歯車系の誤差による補正が簡
単におこなえるデジタル方式となつているため、
それらの測定精度を高く維持されることになるの
である。

〔実施例〕

以下、本考案を実施例に基づいて説明する。

第１図に本考案の一実施例の構成図を示す。第
１図に示すように、被検歯車１は支持台２に回転
自由に軸支された治具３に取り付けられるように
なつている。この治具３は駆動機４によつて回転
されるようになつている。治具３の回転軸には歯
車５，６を介して回転角度検出器７が係合されて
おり、回転角度検出器７は被検歯車１の所定回転
角度ごとにパルス信号を出力するようになつてお
り、これによつて被検歯車１の回転角度が検出可
能になつている。一方、基準歯車８は高精度に加
工されたものとなつており、腕９に回転自由に軸
支されている軸１０，１１により保持されてい
る。腕９は一対の回転支点１２を中心とした揺動
自在に保持され、さらに第２図に示すように腕９
はバネ１３により回転支点１２を中心として被検
歯車１の方向に付勢されている。これにより、基
準歯車８は被検歯車１に対して隙間がないように
押圧噛合されるようになつている。被検歯車１と
基準歯車８の軸心を結ぶ延長線上に位置させて、
腕９の揺動に伴う変位量を検出する変位検出器を
形成する変位検出端１４が当接して設けられてい
る。この変位検出端１４は電気マイクロメータ１
５とあいまつて変位検出器を形成しており、それ
によつて電気マイクロメータ１５からは被測定歯
車１と基準歯車８との軸間距離の変位量に応じた
電圧値からなる電圧値の測定値が出力されるよう
になつている。また、軸１０の一端には回転角度
検出器１６が直結されており、これによつて基準
歯車８の回転角度を検出するようになつている。

電気マイクロメータ１５から出力されるアナロ
グ量の測定値は、疵測定回路２０とその他の歯車
データ測定回路３０とからなる測定回路にそれぞ
れ入力されている。疵測定回路２０はバンドパス
フイルタ２１と、アナログ波高値検出保持回路２
２とAD変換器２３と測定値表示器２４と、歯面
疵位置記憶回路２５とから形成されており、バン
ドパスフイルタ２１の通過周波数帯域は疵に対応
した波形の周波数のみを通過させるように設定さ
れている。アナログ波高値検出保持回路２２は設
定レベル以上のアナログ測定値が入力されたと
き、その波高値を検出するとともに保持するよう
になつている。この場合の波高値は次のようなも
のとなつている。即ち、変位検出器から出力され
たアナログ測定値には、歯車の一歯一歯の噛み合
いによつて生ずる歯厚の変化と歯面の軸に対する
偏心や楕円により変化する長周期変動部分、歯面
同士の金属接触によつて発生する極短周期変動部
分、および歯面に生じた疵を噛み込むことによつ
て発生する短周期変動部分等が含まれているが、
前記バンドパスフイルタ２１によつて、低周波数
帯域の長周期変動部分（偏心や楕円による）と高
周波数帯域の長周期変動部分（歯厚の変化によ
る）および極端周期変動部分を除去し、残りの高
周波数帯域の短周期変動部分のみを疵に対応した
波形の周波数として出力させている。この出力さ
れた短周期変動部分のうち所定レベル以上の大き
さのものを波高値として、アナログ波高値検出保
持回路２２で検出し保持するようになつている。
AD変換器２３はアナログ波高値検出保持回路２
２により検出保持されたアナログ波高値をデジタ
ル値に変換し、測定値表示器２４はAD変換器２
３から出力される測定値の波高値を表示するよう
になつている。歯面疵位置記憶回路２５には回転
角度検出器７から被検歯車１の回転角度が入力さ
れており、アナログ波高値検出保持回路２２から
入力される波高値検出信号に応動して、その疵位
置回転角度を記憶するようになつている。

他方、その他の測定回路３０は、AD変換器３
１とデジタル値計測回路３２と、補正演算回路３
３と、測定値表示器３４とから構成されており、
AD変換器３１は電気マイクロメータ１５から出
力される測定値をデジタル値に変換するようにな
つている。デジタル値計測回路３２は回転角度検
出器７から出力される被検歯車１の回転角度に応
じたパルス信号により応動して動作され、パルス
信号が入力されるたびにAD変換器３１からデジ
タル測定値を取り込み、そのデジタル測定値の連
続的な変化に基づいて、歯厚や歯厚の変化量など
の歯車測定データを計測処理し、その歯車測定デ
ータを補正演算回路３３に出力するようになつて
いる。補正演算回路３３には回転角度検出器７と
１６とからそれぞれ回転角度が入力されており、
基準歯車８の回転角度に対応してあらかじめ設定
されている基準歯車８そのものの誤差、および軸
１０，１１の偏心誤差、治具３の回転角度に対応
した治具３の偏心誤差を求め、入力される歯車測
定データからそれらの誤差分を差し引いて補正し
測定値表示器３４に出力するようになつている。
これによつて測定値表示器３４には被検歯車１の
歯車測定データのみが表示されることになる。

また、被検歯車１の側面に対向させてマーキン
グ装置１７が設けられており、このマーキング装
置は図示していない制御回路により前記歯面疵位
置記憶回路２５により記憶されている疵位置がマ
ーキング装置１７の直下に回転されたとき、作動
され、疵位置にマーキングをおこなうようになつ
ている。さらに、検査終了時に基準歯車８を逃す
のは腕９に当接させて設けられているエアシリン
ダ１８を作動させることによりおこなうようにな
つている。

このように構成される実施例の動作について次
に説明する。被検歯車１と基準歯車８とを第１図
に示すようにセツトして駆動機４を駆動すると、
これらは一定速度で回転し、この時の被検歯車１
が一回転分回転する間のこれら二つの歯車の軸間
距離の変位量が変位検出端１４と電気マイクロメ
ータ１５からなる変位検出器により測定され、こ
の測定されたアナログ測定値は疵測定回路２０と
その他の測定回路３０とにそれぞれ入力される。

疵測定回路２０のアナログ波高値検出保持回路
２２にはバンドパスフイルタ２１によつてフイル
タされた疵信号に対応した周波数を有するアナロ
グ測定値が入力される。そして設定レベル以上の
アナログ測定値が入力されたとき、その波高値を
検出して保持すると同時に波高値検出信号を波面
疵位置記憶回路２５に出力する。検出されたアナ
ログ波高値はAD変換器２３によつてデジタル値
に変換されその値が測定値表示器２４に表示され
る。一方、波面疵位置記憶回路２５はアナログ波
高値検出信号が入力されたときの被検歯車位置の
回転角度位置を記憶する。

他方、その他の測定回路３０のデジタル値計測
回路３２は、回転角度検出器７から入力されるパ
ルス信号すなわち被検歯車１の所定回転角度ごと
に出力されるパルス信号に応動してAD変換器３
１によりデジタル値に変換された測定値を取り込
み、その測定値の連続的な変化に基づいて各種の
歯車測定データを計測処理により求める。そして
この歯車測定データは補正演算回路３３において
検査機械糸の誤差に基づいた補正処理がなされ、
これによつて被検歯車１に関係した歯車測定デー
タのみが測定値表示器３４に表示される。

上述したように本実施例によれば歯面疵に対応
する疵信号の波高値検出をアナログ信号の状態で
おこなうようにしていることから、疵検出の精度
が向上されるとともに、その波高値検出タイミン
グに応動して被検歯車の回転角度検出値を取り込
み記憶するようにしていることから、疵位置の割
り出し検出が自動的におこなわれるという効果が
ある。

また、本実施例によれば、疵測定以外の他の測
定はデジタル処理としていることから、検出機械
系の誤差や基準歯車の誤差などの補正が容易にお
こなうことができ、それらの検出精度を高く維持
することができるという効果がある。

ちなみに、疵測定回路をアナログ方式で構成し
た場合と、従来のデジタル方式で構成した場合と
の測定値を比較すると、第３図に示すようにばら
つきが大幅に小さくなるという結果が得られた。
なお第３図の測定に用いた被検歯車ワーク１、ワ
ーク２はいずれも直径140mmのリングギヤであり、
測定繰り返し数は20回とした。また図中のＲは最
大値と最小値の差であり、σは標準偏差である。

〔考案の効果〕

以上説明したように、本考案によれば、疵測定
についてはアナログ測定値のまま計測処理するよ
うにし、その他の測定についてはデジタル変換し
た後に計測処理するようにし、かつ歯面疵位置検
出をおこなうようにしていることから、疵測定の
検出精度が向上されるとともにその位置を割り出
し検出することができ、かつその他の測定データ
の検出精度を高く維持することができるという効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例の構成図、第２図は
第１図図示実施例の要部詳細図、、第３図は本考
案の効果を説明するための本考案に係る実施例と
従来例との測定データの比較図である。 １……被検歯車、４……駆動機、７……回転角
度検出器、８……基準歯車、１４……変位検出
端、１５……電気マイクロメータ、１６……回転
角度検出器、２２……アナログ波高値検出保持回
路、２５……歯面疵位置記憶回路、３２……デジ
タル値計測回路、３３……補正演算回路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 互いに隙間がないように押圧した状態で噛合さ
   れた被検歯車と基準歯車を回転する駆動手段と、
   前記二つの歯車軸にそれぞれ係合され当該歯車の
   回転角度を検出する回転角度検出器と、前記二つ
   の歯車の軸間距離の変位を検出しその変位に応じ
   たアナログ測定値を出力する変位検出器と、この
   アナログ測定値のうち疵に対応した波形の周波数
   のみを通過させるように設定されたバンド・パ
   ス・フイルタと、このバンド・パス・フイルタの
   出力の中から予め設定されたレベル以上のアナロ
   グ測定値が入力されたときその波高値を検出して
   保持するアナログ波高値保持回路と、このアナロ
   グ波高値の検出タイミングに応動して前記被検歯
   車の回転角度検出器から出力される回転角度を記
   憶する歯面疵位置記憶回路と、前記被検歯車の所
   定回転角度ごとに回転角度検出器から出力される
   パルス信号に応動して前記アナログ測定値をデジ
   タル変換して取り込み、このデジタル測定値に基
   づいて歯車測定データを計測処理するデジタル値
   計測回路と、前記被検歯車と基準歯車の回転角度
   検出器からそれぞれ出力される回転角度に対応さ
   せて定められている検出機械系の誤差に基づい
   て、前記デジタル値計測回路の出力を補正処理す
   る補正演算回路とを有し、疵測定についてはアナ
   ログ測定値のまま前記バンド・パス・フイルタお
   よびアナログ波高値検出保持回路によつて計測処
   理し、その他の測定についてはデジタル変換した
   後に前記デジタル値計測回路および補正演算回路
   によつて計測処理し、かつ歯面疵位置検出は前記
   歯面疵位置記憶回路によつてデジタル方式により
   行うようにしたことを特徴とする歯車噛合検査装
   置。