JPH0515964B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は歯車の回転軸線に対する該歯車の歯面
形状及び歯すじ（歯のねじれ角）を検査するため
の装置のトレーサを方位決めするための方法であ
つて、等間隔目盛りの距離発生器に沿つて歯車に
対する接線方向及び直角方向で方向可能なトレー
サを、順次に２つの相並んだ位置において、歯車
に形成された溝内に、該トレーサのヘツドが両側
で溝側面に接触するまで走入せしめ、この際に距
離発生器において検出されるＸ及びＹ値から、前
記の２つの位置によつて形成される旋回角度を用
いて、歯車軸線と測定平面との交差点の位置を検
出する形式のものと、この方法を実施するための
装置とに関する。

従来の技術 上記形式の方法は西ドイツ特許第3320983号明
細書で公知でありかつその第１０図において詳説
されている。これによつてそれまで必要とされて
いた、歯車の回転中心点に配置された目盛り垂線
又は整合装置を用いての中心点方位決めの代り
に、その都度の被検査歯車のモジユールに適合さ
れ高精度を以つて製造されるボールとしてのヘツ
ドを有する方位決めトレーサが用いられ、検査装
置の中心点方位決めは、方位決めトレーサが相次
いで２つの並んだ歯溝内に走入し、この際にＸ及
びＹ方向で測定される各値から、両方の制御され
た歯溝の間の旋回角との関係を以つて、歯車軸線
上の、相応した測定平面内に位置する点のための
各座標が、当該検査装置に接続された計算機にお
いて検出されることによつて行なわれるようにな
つた。

この公知方法における欠点は、検査装置の方位
決めのために様々な歯溝が用いられ、この歯溝自
体も歯車製造時にやはり種々異なつて大なり小な
りの誤差を有しているので、従つて不明な程度で
の歯溝誤差が方位決めプロセスに影響し、歯車の
ピツチ角の整数倍でありかつ被検査歯車の幾何学
形状によつて明確である正確な旋回角が用いられ
ているにもかかわらず、相応して予知不能な方法
で歯車軸線に誤つた位置を生ぜしめてしまう。

更に別の欠点は方位決めプロセスのために、複
数のトレーサヘツドを備えた方位決めトレーサを
用いなければならず、また該ヘツドが被検査歯車
のモジユールに適切に適合されて、その都度の歯
溝内への走入時に円弧範囲内で、該歯溝に隣接し
た歯面に接触するようになつていなければならな
いことである。この方位決めトレーサは製造費が
高く、相応した多さの個数を以つて用意されてい
なければならない。このトレーサはまた大きなモ
ジユールの歯車用としては大きな重量も有し、そ
の上に特に検査装置の可動部分とそのガイドとが
設置されなければならず、これによつて全体とし
て検査装置が著しく大きくかつ高価になつてしま
う。それにも拘らずその大きなモジユールのため
の方位決めトレーサは、正にその重量故に検査結
果の正確さに影響を与え、何故なら該トレーサは
検査プロセスのために、その重量が比較的に大き
くはない測定トレーサの代りに用いられるからで
ある。

更に別の問題は、検査装置スタンドがそのＺ方
向又はＺ軸線方向での約1.5ｍの長さの案内軌道
故に、被検査歯車の軸線に対して正確に平行に位
置決めすることが極めて困難なことである。この
平行位置からのずれによつて、歯面形状及び歯す
じに沿つての測定トレーサの運動が誤差のあるも
のとなつてしまう。これによつて歯車検査の結果
に誤りが生じ、この誤りは今日の歯車技術におい
て達成される検査装置の測定精度に影響し、従つ
て軽視できないものである。

前述の各問題点は特に、搬送可能な検査装置と
の関連において生じ、この装置は一方で軽量かつ
小型で従つて搬送し易くなければならず、かつ他
方でその精度において位置固定的な装置に劣らな
いものでなければならず、この位置固定装置の使
用は、被検査歯車を例えば製造時に場合によつて
は多重に緊締しなくても済むために避けたいもの
である。

発明の課題 従つて本発明の課題は冒頭に述べた形式の方法
を改良して、歯溝の偏差が、被検査歯車の回転軸
線に関しての検査装置の方位決めプロセスの精度
に影響を与えないようにすることである。この際
にその方法においては同時に、方位決めセンサの
代りに測定センサを用いることによつて最初の方
位決めセンサの使用を不要としなければならな
い。更には同一の運動距離の継続形成のもとで、
被検査歯車と検査装置のＺ方向での案内軌道との
間の平行さにおけるずれが簡単かつ正確に検出さ
れて、それを測定トレーサの運動及び（又は）該
トレーサによつて測定される値のために考慮する
ことが可能でなければならない。この際に全体と
して検査精度の上昇のみでなく、検査作業及びそ
のために必要な装置構造の単純化及びローコスト
化も達成されなければならない。またこの方法を
実施するための装置も提案されなければならな
い。

課題を解決するための手段 上記の課題を解決するための本発明の方法にお
ける手段は、トレーサとして測定トレーサを用
い、溝として、歯部の開口範囲内で被検査歯車上
にほぼ半径方向に向けられて解離可能に装着され
た方位決め溝を用い、第１の位置で測定トレーサ
が載着された方位決め溝を歯車の回転によつて第
２の位置へ旋回せしめ、そこで測定トレーサを同
じ方位決め溝内にそう入せしめ、そしてこの旋回
角を閉成する両方の位置のＸ及びＹ値から、歯車
の回転中心点の位置を算出することである。

また本発明の装置における、上記の課題を解決
するための手段は、歯車の回転中心点を規定する
ための機構に、方位決め溝を有する構成部材が配
設されており、この構成部材が歯車歯部の範囲内
で一方の歯車面上に、その溝開口を半径方向外方
へ向けて解離可能に取付けられていることであ
る。

発明の作用及び効果 公知の方法においては方位決め及び検査作業が
基本的に静止状態で行なわれるのに対し、本発明
ではトレーサを両方の位置で同じ溝と接触せしめ
るために歯車がある所定の角度だげ回転される。
これによつて場合によつて存在する溝の誤差又は
載着された方位決め溝の位置決めにおける誤差
が、方位決めプロセスのために用いられる両方の
位置において均一に生じ、従つて方位決めプロセ
スの精度に関しては除去されるか又は何ら影響を
与えなくなる。

本発明によつて今やトレーサとして測定トレー
サが、また溝として、被検査歯車上に解離可能に
載設されかつ測定トレーサのヘツドに対応してい
る方位決め溝が用いられていることによつて、従
来多数必要とされまた経費が高くかつ特にその部
分的に著しい重量故に不都合であつた方位決めト
レーサが不要となり、従つて該方位決めトレーサ
の代りにその後の測定作業のために測定トレーサ
を用いる必要がなくなる。これによつて検査装置
は小型かつ軽量に製造され得る。また方位決めト
レーサのために必要とされていた経費がなくな
る。更には方位決めトレーナと測定トレーナとの
間の交換のために必要とされていた作業及び、精
度に関して該作業によつて生じていた不可量性が
なくなる。更には方位決めトレーサと測定トレー
サとの間の製造誤差の影響もなくなる。これらに
よつて測定トレーサの、全ての必要作業用にまと
められた形状故に一度だけ必要とされる単純な構
成部材が方位決め溝として使用可能となり、この
溝は特別面倒なことなくあらゆる歯車上に、例え
ば磁気的な締付けによつて載着可能であり、この
際に該方位決め溝の位置決めに関して何ら特別な
要求はなく、何故なら前述のように所謂誤差は、
測定トレーサによつて取られる２つの位置におい
て均一に生じ、従つて除去されているからであ
る。

これによつて検査装置の方位決めは、迅速に実
施可能な１つの単純な作業工程に減少され、この
工程は公知のものに比べてその精度において著し
く良好なものである。

方位決めプロセスとの関連において特に、該方
位決めプロセスのために用いられる溝が第１の位
置から第２の位置へ回転される際に歯車が回転さ
れる旋回角を調節することは、歯車装置又は歯車
検査装置のピツチ機構によつて行なわれると有利
である。このいずれにせよ存在するピツチ機構は
現代の装置においては極めて正確に製造され、従
つて問題となるような誤差を有することはない。

前記のピツチ機構による代りにその旋回角の調
節を、被検査歯車と回転結合されたアングル装
置、有利には等間隔目盛りの回転発生器によつて
行なうことが可能である。このような装置によつ
てもやはり旋回角の極めて正確な規定が可能であ
る。当然ながら他の角度測定機構やピツチ機構の
使用も可能である。

前述の本発明による装置によれば特に搬送可能
な検査装置のために、そのトレーサの、Ｘ及びＹ
方向（Ｚ方向）に対して垂直に例えば検査装置ス
タンドに沿つて行なわれる位置調節に関して、該
検査装置の位置決めの一層の精度上昇及び単純化
が可能となり、即ちそれは方位決め溝が被検査歯
車の両側に載着されそしてこの両方の方位決め平
面に関して歯車の回転中心点の位置が検出され、
そしてこの回転中心点の両側の値のずれ量から、
Ｚ方向での該値の距離に応じて、歯車軸線とＺ方
向との方向ずれが検出され、それが歯面の形状
（又は）形状線の検査時に測定トレーサの運動及
び（又は）該トレーサによつて測定される値のた
めの補正値として用いられることによる。

本発明の方法によれば同じ方位決め溝又は別の
歯車面のための第２の方位決め溝の使用のもと
で、歯車軸線と検査装置スタンド延いては検査装
置のＺ方向との間の方向ずれが極めて簡単な方法
でかつ非常に正確に検出され、また検査装置と接
続された計算器を以つて、検査作業の実施時に測
定トレーサが行なう運動に関して補正されるか又
は、検査作業時に該測定トレーサによつて検出さ
れた値が適切な修正因数のために戻し計算される
ように配慮され、それによつて検査装置がそのＺ
軸線の方向ずれに関して修正されずに済み、その
ような修正のために生じる著しい時間及び作業の
必要がなくなる。

実施例 第１図には、中心点２を中心に歯車装置又は測
定装置の上で回転可能な歯車１の１部分の平面図
が示されている。この歯車の歯部に向い合つて、
詳説されていない検査装置が配置されており、こ
こには該装置の、歯車１に対して接線的な距離発
生器３と垂直な距離発生器４とのみが示されてお
り、この両発生器に沿つて検査装置の測定トレー
サ８（そのヘツド９は極めて小さくかつ被検査歯
車のモジユールを特に考慮する必要なく形成され
ている）が公知方法で往復台によつて動かされ
る。距離発生器３，４によつて、トレーサ８が丁
度位置している位置のＸ値及びＹ値が測られる。
この測出された各座標値は、検査装置に接続され
た計算器に送られる。

歯車１上には構成部材１０が解離可能に、例え
ば磁気的に付着可能に載設されており、この部材
１０は歯車に関して見て半径方向外方へ向けられ
ており、また任意形成された方位決め溝１１を有
している。この際に構成部材１０の方位決め溝１
１は第１図に示されたように、歯溝の上方又は下
方に位置しなければならない。

歯車１に対する検査装置の方位決めのために、
測定トレーサ８のトレーサヘツド９が構成部材１
０の方位決め溝１１内に、該トレーサヘツド９が
該溝１１の両側面に接触するように走入する。こ
の位置の測定値の受取り及び方位決め溝１１から
のトレーサの走出の後に、歯車が角度n〓だけ更に
旋回される。そして構成部材１０の新しい位置の
ために、溝１１内への測定トレーサ８の走入プロ
セスがくり返される。この際に明らかになる方位
位置は第１図に指標１と２で示されている。X₁
からX₂までの行程ΔX及びY₁からY₂までの行程
ΔYは装置往復台の走行距離である。この各距離
長さと歯車の旋回角度とから歯車軸線の、対応す
る測定平面内に位置する点を表わす各座標が算出
される。

完全を期すために更に、その都度の歯車のピツ
チ角の値τが示されている。しかしそのピツチ角
の大きさに左右されることはなく、従つて旋回角
度n〓には各々の任意の角度が可能であり、ただし
その選択は部分ウオーム歯車装置又は等間隔目盛
りの回転発生器７の最適な調節可能性に合わせて
行なわれる。

こうして検査装置の方位決めは歯車の、指標
１，２を以つて示される２つの旋回位置において
測定トレーサ８が方位決め溝１１内に走入するこ
とによる、座標X₀及びY₀の確定を以つて行なわ
れる。この際に検出される値ΔX及びΔYから、
旋回角n〓との関係を以つて以下のようにして、
X₀及びY₀のための各座標値が形成される； ε＝arctanΔY／ΔX L²＝ΔX²＋ΔY² τ＝Ｌ／2sinn〓／２＝√ΔX²＋ΔY²／2sinn〓／２ X′_1,2＝√（ΔX²＋ΔY²）・sin
（±n〓／２±ε）／2sinn〓／２ X₀＝X_1,2−X′_1,2 Y′_1,2＝√²−¹² _1,2 Y₀＝Y_1,2＋Y′_1,2 この場合にＬは両方の位置１、２の間での、測
定トレーサヘツド９の中心点の距離である。この
値は第１図には簡略化のために示されていない。
値ｒは、測定トレーサヘツド９の中心点を通つて
点２を中心に描かれた円の半径である。角度関数
sin（±n〓／２±ε）に関しては、方位決めに利用さ れる両方の溝位置が値X₀の両側に又は該値の片
側にのみ位置せしめられ得るように考慮されてい
る。この際に主に、該検査装置と接続された計算
器によつて考慮され得る、以下のような関係が有
効である。

X₀に関して 片側 両側 sin（ε±n〓／２） sin（n〓／２±ε） ε−n〓／２＞０ ε−n〓／２＜０ 前述の方法で値X₀及びY₀が算出されると、歯
車軸線のある点（第１図において点２）が正確に
検出される。同じ方位決めプロセスが第２の測定
平面、例えば歯車の第２の端面においてくり返さ
れると（方位決め溝を有する構成部材をこの端面
に載着した後で）、歯車軸線の更に別の点が検出
される。

このために第２図には、図示されていない方法
で例えば歯車装置に締込まれた歯車１が示されて
おり、この歯車１の軸線２はある所定の長さと方
向とを有している。歯車１に向い合つて検査装置
１２が位置し、該装置１２は装置スタンド１３に
沿つて、第１図に示された座標軸線Ｘ及びＹに垂
直にＺ方向で摺動可能である。図示のようにこの
Ｚ方向１４は軸線２の方向に対して平行ではな
く、これは例えば搬送可能な検査装置の設置の場
合に生じ易いものである。一方で軸線２及び他方
でＺ方向１４の方向での当該ずれに基いて、測定
トレーサ８がその歯面に沿つての検査運動時に、
その都度の検査が歯形状か歯すじかに応じての歯
車１に関しての所定の曲線上で正確に動かなくな
くなる。

これによつて歯車検査における検出値に生じる
誤りを防ぐために図示のように、歯車１の上面と
下面とにそれぞれ１つの、方位決め溝を備えた構
成部材１０，１０′を配設し、そして歯車の両側
で、測定平面内に位置する各種車断面のそこでの
中央点の確定を行ない、それによつて検査装置１
２の上方位置と下方位置との間の行程Ｚの助けの
もとで歯車軸線２とＺ軸線１４との間の傾き角度
が算出される。そしてこの傾き角度を考慮しつつ
測定トレーサ８の、検査プロセスと結びついた運
動に修正が与えられる。また別の可能性として
は、検査運動時に測定トレーサ８によつて検出さ
れる測定値を前記傾き角を考慮しつつ修正するこ
とも可能である。

この方法によつて、例えば検査装置のスタンド
１３をまず被検査歯車の軸線に対して正確に平行
に位置決めすることは不要となり、従つてそのよ
うな位置決め自体が更に残余誤差を含有するよう
なことはなくなる。むしろ本発明の方法において
は発生傾き角を、検査装置１２の正確さの範囲内
にある正確さを以つて検出しかつ考慮することが
可能である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すものであつて、第
１図は歯車の１部分を、測定トレーサと方位決め
溝とによる方位決め機構と共に上から見て示す略
示図、第２図は歯車軸線に対する平行位置からず
れたＺ方向を有する検査装置の略示側面図であ
る。 １……歯車、２……中心点、３，４……距離発
生器、７……回転発生器、８……測定トレーサ、
９……トレーサヘツド、１０……構成部材、１１
……方位決め溝、１２……検査装置、１３……装
置スタンド、１４……Ｚ軸線。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 歯車の回転軸線に対する該歯車の歯面形状及
   び歯ずしを検査するための装置のトレーサを方位
   決めするための方法であつて、等間隔目盛りの距
   離発生器に沿つて歯車に対する接線方向及び直角
   方向で走行可能なトレーサを、順次に２つの相並
   んだ位置において、歯車に形成された溝内に、該
   トレーサのヘツドが両側で溝側面に接触するまで
   走入せしめ、この際に距離発生器において検出さ
   れるＸ及びＹ値から、前記の２つの位置によつて
   形成される旋回角度を用いて、歯車軸線と測定平
   面との交差点の位置を検出する形式のものにおい
   て、トレーサ８，９として測定トレーサを用い、
   溝として、歯部の開口範囲内で被検査歯車上にほ
   ぼ半径方向に向けられて解離可能に装着された方
   位決め溝１１を用い、第１の位置で測定トレーサ
   ８，９が載着された方位決め溝を歯車１の回転に
   よつて第２の位置へ旋回せしめ、そこで測定トレ
   ーサを同じ方位決め溝内にそう入せしめ、そして
   この旋回角を閉成する両方の位置のＸ及びＹ値か
   ら、歯車の回転中心点の位置を算出することを特
   徴とする、歯車検査装置のトレーサを方位決めに
   するための方法。 ２ 等間隔目盛りの距離発生器に沿つたＸ及びＹ
   方向に対して垂直に位置調節可能なトレーサを有
   し、方位決め溝１１を被検査歯車１の両側に載着
   し、この両方の方位決め平面においての歯車の回
   転中心点２の位置を検出し、そしてこの回転中心
   点の両側の値の、そのＺ方向での距離に応じた偏
   差から、歯車とＺ方向１４との間の方向偏差を検
   出し、その検出値を測定トレーサ８，９の運動及
   び（又は）、歯面の形状及び（又は）形状線検査
   の際に該トレーサによつて測定された値のための
   補正値として用いる、特許請求の範囲第１項記載
   の方法。 ３ 歯車の回転軸線に対する該歯車の歯面形状及
   び歯すじを検査するための装置のトレーサを方位
   決めするために、等間隔目盛りの距離発生器に沿
   つて歯車に対する接線方向及び直角方向で走行可
   能なトレーサを、順次に２つの相並んだ位置にお
   いて、歯車に形成された溝内に、該トレーサのヘ
   ツドが両側で溝側面に接触するまで走入せしめ、
   この際に距離発生器において検出されるＸ及びＹ
   値から、前記の２つの位置によつて形成される旋
   回角度を用いて、歯車軸線と測定平面との交差点
   の位置を検出する方法であつて、トレーサとして
   測定トレーサを用い、溝として、歯部の開口範囲
   内で被検査歯車上にほぼ半径方向に向けられて解
   離可能に装着された方位決め溝を用い、第１の位
   置で測定トレーサが載着された方位決め溝を歯車
   の回転によつて第２の位置へ旋回せしめ、そこで
   測定トレーサを同じ方位決め溝内にそう入せし
   め、そしてこの旋回角を閉成する両方の位置のＸ
   及びＹ値から、歯車の回転中心点の位置を算出す
   る方法を実施するための装置であつて、前記の歯
   車の回転中心点を規定するための機構に、方位決
   め溝１１を有する構成部材１０が配設されてお
   り、この構成部材１０が歯車歯部の範囲内で一方
   の歯車面上に、その溝開口を半径方向外方へ向け
   て解離可能に取付けられていることを特徴とす
   る、歯車検査装置のトレーサを方位決めするため
   の装置。