JPH0763503A - ギヤの歯溝の振れ測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高い測定精度を維持しつつ短時間で測定でき
るとともに、歯数などの諸元が異なる複数種類のギヤを
検査する場合にも好適に使用できる歯溝の振れ測定装置
を提供する。 【構成】 ワーク１６を芯出しして保持するセンタ１２
に、駆動モータ２８によって連続回転させられる歯車２
４を相対回転可能に配設するとともに、センタ１２に一
体に設けられてワーク１６に相対回転不能に係合させら
れるドライブケレー１８と歯車２４とをコイルスプリン
グ２６によって連結し、スプリング３４によって付勢さ
れている測定子３２とギヤ１４との係合状態の変化に伴
うワーク１６の回転抵抗の変動により、測定子３２がギ
ヤ１４の歯溝に挿入する位置でワーク１６が自動的に一
時停止しつつ回転駆動されるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はギヤの歯溝の振れ測定装
置に係り、特に、高い測定精度を維持しつつ短時間で測
定できるとともに、歯数などの諸元が異なる複数種類の
ギヤを検査する場合にも好適に使用できる歯溝の振れ測
定装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ギヤを軸心まわりに回転駆動しつつその
ギヤの複数の歯溝に順次測定子を押圧し、各歯溝におけ
る測定子の押圧位置のばらつきから歯溝の振れを測定す
る装置が従来から知られている。実開平１−５９８０６
号公報に記載されている装置はその一例で、駆動モータ
によりギヤを間欠回転させながら、回転停止時にエアシ
リンダにより測定子をギヤの歯溝に押圧し、差動トラン
スなどの位置検出装置で押圧位置を検出するようになっ
ている。この他、図４〜図６に示すような装置も考えら
れている。

【０００３】図４の測定装置は、一対のセンタ１００お
よび１０２によってギヤ１０４を有するワーク１０６を
芯出しするとともに、一方のセンタ１０２が駆動モータ
１０８により歯車１１０，１１２を介して回転駆動され
ることにより、そのセンタ１０２に一体に設けられたド
ライブケレー１１４によってワーク１０６を軸心まわり
に回転させるようになっている。上記ワーク１０６と共
に回転するセンタ１００の回転角度はロータリエンコー
ダ１１６によって検出され、駆動モータ１０８と歯車１
１０との間に配設されたクラッチ１１８を接続遮断する
ことにより、ワーク１０６はギヤ１０４の各歯溝が真下
となる回転位置で停止するように間欠回転させられる。
ギヤ１０４の真下には、測定子１２０がギヤ１０４の軸
心と直交する上下方向の移動可能に配設されており、ワ
ーク１０６の回転停止時にエアシリンダ等のアクチュエ
ータ１２２によってギヤ１０４の歯溝に押圧されるとと
もに、差動トランス等の位置検出装置１２４により測定
子１２０の押圧位置が検出されるようになっている。図
７の（ａ）は、この測定装置による測定結果の一例で、
測定子１２０の押圧位置を結んだ破線が歯溝の振れを表
している。

【０００４】図５の測定装置は、スプリング１３０によ
って測定子１２０を常時ギヤ１０４に押し付ける方向へ
付勢するとともに、駆動モータ１０８によりワーク１０
６を連続回転させるもので、ワーク１０６の回転に伴っ
て測定子１２０はスプリング１３０の付勢力に抗して歯
溝から抜け出すとともに、次の歯溝が真下になるとスプ
リング１３０の付勢力に従ってその歯溝に自動的に入り
込む。図７の（ｂ）は、この測定装置による測定結果の
一例で、測定子１２０の押圧位置を結んだ破線が歯溝の
振れを表している。

【０００５】図６の測定装置は、測定子１２０の代わり
にマスタギヤ１３２を用いてギヤ１０４と噛み合わせ、
駆動モータ１０８によりワーク１０６を連続回転させな
がら、マスタギヤ１３２の偏心量を位置検出装置１２４
によって検出するものである。図７の（ｃ）は、この測
定装置による測定結果の一例で、フィルタ処理を行って
歯溝の振れを求めることになる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記実開平１−５９８
０６号公報や図４に記載の測定装置のように、ギヤを間
欠回転させながら歯溝の振れを測定するものは、測定子
を確実に歯溝に押し当てた状態でその押圧位置を検出で
きるため、比較的高い測定精度が安定して得られるが、
ギヤの回転および停止、測定子の進退など一つ一つの動
作を順番に行わなければならないため測定時間が長くな
り、多量のギヤを検査する場合には適当でない。また、
ギヤの回転割出し精度が測定結果に影響を及ぼすため、
高い精度が要求されるとともに、ギヤの歯数が異なる場
合には回転停止角度の設定を変更しなければならず、こ
れを自動で行うためにはギヤの種類を検出する機能が必
要となる。

【０００７】これに対し、図５，図６に記載の測定装置
は、ギヤを連続回転させて歯溝の振れを測定するため測
定時間が短いが、図５の装置は、測定子が歯溝に入って
いる時間が短いため測定精度が低下する。また、図６に
記載の装置は測定精度も安定するが、厳格な寸法精度が
要求される製作が面倒なマスタギヤを用意する必要があ
るとともに、ギヤの種類に応じてマスタギヤを交換しな
ければならないため、諸元が異なる複数種類のギヤを検
査する場合には不適当である。

【０００８】本発明は以上の事情を背景として為された
もので、その目的とするところは、高い測定精度を維持
しつつ短時間で測定できるとともに、歯数などの諸元が
異なる複数種類のギヤを検査する場合にも好適に使用で
きる歯溝の振れ測定装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、本発明は、ギヤを軸心まわりに回転駆動しつつそ
のギヤの複数の歯溝に順次測定子を押圧し、各歯溝にお
けるその測定子の押圧位置のばらつきから歯溝の振れを
測定する装置であって、（ａ）一中心線まわりの回転可
能に配設されるとともに、その一中心線と同心に芯出し
して保持される前記ギヤに相対回転不能に係合させられ
る係合部材と、（ｂ）駆動モータによって前記一中心線
まわりに連続回転させられる回転部材と、（ｃ）前記係
合部材と前記回転部材とに跨がって配設され、その回転
部材から係合部材に回転力を伝達するとともに、係合部
材の回転抵抗に応じて弾性変形させられることにより、
それ等の係合部材と回転部材とが所定量だけ相対回転す
ることを許容する弾性連結部材と、（ｄ）前記測定子
を、前記ギヤの歯溝から抜け出すことを許容しつつその
ギヤに向かって常時付勢する付勢手段とを有することを
特徴とする。

【００１０】

【作用】このような歯溝の振れ測定装置においては、測
定子は付勢手段によって常時ギヤに向かって付勢されて
いるため、前記図５の装置と同様に、ギヤの回転に伴っ
て測定子は付勢手段の付勢力に抗して歯溝から抜け出す
とともに、付勢手段の付勢力に従って次の歯溝に自動的
に入り込む。一方、ギヤに相対回転不能に係合させられ
る係合部材は、駆動モータによって連続回転させられる
回転部材に弾性連結部材を介して連結されているため、
ギヤの回転抵抗が小さい場合には、係合部材およびギヤ
は回転部材と共に回転させられるが、ギヤの回転抵抗が
大きい場合には、係合部材およびギヤは弾性連結部材の
弾性変形により回転部材の回転に拘らず停止する。測定
子との関係で具体的に説明すると、測定子がギヤの歯溝
に入り込んでいる場合には、ギヤの回転抵抗は大きいた
め、回転部材の回転に拘らず係合部材およびギヤの回転
は停止し、弾性連結部材は弾性変形させられる。回転部
材の回転に伴って弾性連結部材の弾性変形量が大きくな
ると、それに伴って係合部材に加えられる回転力は次第
に大きくなり、付勢手段の付勢力に抗して測定子を歯溝
から押し出しつつギヤおよび係合部材が回転させられ
る。測定子が歯溝から完全に押し出されると、ギヤの回
転抵抗は小さくなるため、係合部材およびギヤは弾性連
結部材の弾性復元力により回転部材の回転よりも速い速
度で回転させられ、弾性連結部材の弾性変形量は減少す
る。そして、測定子が付勢手段の付勢力に従って次の歯
溝に入り込むと、ギヤの回転抵抗は大きくなるため、回
転部材の回転に拘らず係合部材およびギヤの回転は再び
停止する。すなわち、係合部材およびギヤは、測定子が
付勢手段の付勢力に従ってギヤの歯溝に入り込む位置で
一時的に停止しながら間欠的に回転させられるのであ
り、その停止時に測定子の押圧位置を検出して歯溝の振
れを測定すれば良い。

【００１１】

【発明の効果】このように本発明によれば、測定子が歯
溝に入り込んだ位置でギヤの回転が一時的に停止するた
め、高い測定精度が得られる一方、駆動モータは回転部
材を連続回転させているとともに測定子は付勢手段によ
って常時ギヤに向かって付勢されているため、クラッチ
などでギヤを間欠回転させたりエアシリンダで測定子を
進退させる場合に比較して、装置が簡単且つ安価に構成
されるとともに測定時間が短縮される。また、検査すべ
きギヤの歯数が異なる場合に段替えや設定変更が必ずし
も必要でないし、厳格な寸法精度が要求される製作が面
倒なマスタギヤを用意する必要もないため、諸元が異な
る複数種類のギヤを検査する場合にも好適に使用でき
る。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳
細に説明する。図１において、一対のセンタ１０，１２
は略水平な共通の軸心まわりの回転可能に配設されてお
り、ギヤ１４を有するワーク１６を同心に芯出しして保
持するようになっている。一方のセンタ１２は、ドライ
ブケレー１８およびシャフト２０を同軸上に一体に備え
ており、ドライブケレー１８はワーク１６に相対回転不
能に係合させられるとともに、シャフト２０にはベアリ
ング２２を介して歯車２４が相対回転可能に配設されて
いる。歯車２４とドライブケレー１８との間には、シャ
フト２０が中心部を挿通する状態でコイルスプリング２
６が配設されており、そのコイルスプリング２６の両端
部はそれぞれ歯車２４，ドライブケレー１８に固定され
ている。上記歯車２４は、駆動モータ２８によって回転
駆動される歯車３０と噛み合わされて連続回転させられ
るようになっており、その回転力はコイルスプリング２
６を介してセンタ１２に伝達され、センタ１２と共にワ
ーク１６を軸心まわりに回転させる。コイルスプリング
２６は、センタ１２の回転抵抗に応じて弾性変形させら
れ、センタ１２と歯車２４とが所定量だけ相対回転する
ことを許容する。上記センタ１２のドライブケレー１８
は係合部材に相当し、センタ１２の軸心は一中心線に相
当し、歯車２４は回転部材に相当し、コイルスプリング
２６は弾性連結部材に相当する。

【００１３】上記一対のセンタ１０，１２によって保持
された状態のワーク１６のギヤ１４の真下に位置する部
分には、測定子３２がギヤ１４の軸心と直交する上下方
向の移動可能に配設されている。測定子３２は、付勢手
段としてのスプリング３４により常時上方、すなわちギ
ヤ１４に向かって付勢され、ギヤ１４の歯溝に押圧され
るとともに、ワーク１６の回転に伴ってスプリング３４
の付勢力に抗して歯溝から抜け出し、次の歯溝が真下に
なるとスプリング３４の付勢力に従ってその歯溝に自動
的に入り込む。この測定子３２の上下動は、差動トラン
ス等の位置検出装置３６によって検出され、その上端位
置すなわち歯溝に押圧されている時の押圧位置から歯溝
の振れが求められる。

【００１４】かかる歯溝の振れ測定装置においては、図
２の（ａ）に示すように測定子３２がギヤ１４の歯溝に
入り込んでいると、ワーク１６の回転抵抗が大きいた
め、歯車２４の回転に拘らずセンタ１２およびワーク１
６の回転は停止し、コイルスプリング２６は弾性変形さ
せられる。歯車２４の回転に伴ってコイルスプリング２
６の弾性変形量が大きくなると、それに伴ってセンタ１
２に加えられる回転力は次第に大きくなり、図２の
（ｂ）に示すようにスプリング３４の付勢力に抗して測
定子３２を歯溝から押し出しつつワーク１６およびセン
タ１２が回転させられるようになる。コイルスプリング
２６の弾性変形量は、図２の（ｃ）に示すように測定子
３２が歯溝から抜け出す直前で最大となり、図２の
（ｄ）に示すように測定子３２が歯溝から完全に抜け出
すと、ワーク１６の回転抵抗は小さくなるため、センタ
１２およびワーク１６はコイルスプリング２６の弾性復
元力により歯車２４の回転速度よりも速い速度で回転さ
せられ、コイルスプリング２６の弾性変形量は減少す
る。そして、図２の（ｅ）に示すように測定子３２がス
プリング３４の付勢力に従って次の歯溝に入り込むと、
ワーク１６の回転抵抗は大きくなるため、歯車２４の回
転に拘らずセンタ１２およびワーク１６の回転は再び停
止する。すなわち、センタ１２およびワーク１６は、測
定子３２がスプリング３４の付勢力に従ってギヤ１４の
歯溝に入り込む位置で一時的に停止しながら間欠的に回
転させられるのであり、その停止時に歯溝に押圧されて
いる測定子３２の位置から歯溝の振れを測定するのであ
る。図３は、本実施例におけるギヤ１４の回転速度変化
および位置検出装置３６による測定値を示すタイムチャ
ートの一例であり、測定値のグラフの破線が歯溝の振れ
を表している。

【００１５】このように本実施例によれば、測定子３２
が歯溝に入り込んだ位置でワーク１６の回転が一時的に
停止するため、高い測定精度が得られる一方、駆動モー
タ２８は歯車２４を連続回転させているとともに測定子
３２はスプリング３４によって常時ギヤ１４に向かって
付勢されているため、クラッチなどでワーク１６を間欠
回転させたりエアシリンダで測定子３２を進退させる場
合に比較して、装置が簡単且つ安価に構成されるととも
に測定時間が短縮される。また、検査すべきギヤ１４の
歯数が異なる場合に段替えや設定変更が必ずしも必要で
ないし、厳格な寸法精度が要求される製作が面倒なマス
タギヤを用意する必要もないため、諸元が異なる複数種
類のギヤを検査する場合にも好適に使用できる。なお、
ギヤ１４の歯溝の幅が異なる場合など、必要に応じて測
定子３２を交換したり駆動モータ２８の回転速度等を変
更できるようにしたりしても良いことは勿論である。

【００１６】以上、本発明の一実施例を図面に基づいて
詳細に説明したが、本発明は他の態様で実施することも
できる。

【００１７】例えば、前記実施例では弾性連結部材とし
てコイルスプリング２６が用いられていたが、渦巻きば
ねなどの他のスプリングを用いたり、円筒状ゴムブロッ
クや複数の柱状ゴムブロックなどを採用することも可能
である。

【００１８】また、前記実施例ではコイルスプリング２
６のみで回転力が伝達されるようになっていたが、歯車
２４とセンタ１２とが一定の回転角度以上相対回転する
ことを機械的に阻止するストッパなどを設けることも可
能である。

【００１９】また、前記実施例では付勢手段としてスプ
リング３４が用いられていたが、エアシリンダ等の他の
付勢手段を採用することもできる。検査すべきギヤの種
類によって付勢手段の付勢力を変更できるようにしても
良い。

【００２０】また、前記実施例では回転部材としての歯
車２４が歯車３０と噛み合わされて回転駆動されるよう
になっていたが、駆動モータ２８によって回転部材が直
接回転駆動されるようにしても良い。

【００２１】また、前記実施例では係合部材としてのド
ライブケレー１８がセンタ１２に一体に設けられていた
が、センタ１２と別体に配設することもできる。

【００２２】また、検査するギヤ１４の種類は特に限定
されず、はすば歯車や傘歯車など種々のギヤの歯溝の振
れ測定装置に本発明は適用され得る。

【００２３】その他一々例示はしないが、本発明は当業
者の知識に基づいて種々の変更，改良を加えた態様で実
施することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例であるギヤの歯溝の振れ測定
装置の構成を説明する図である。

【図２】図１の測定装置におけるギヤと測定子との係合
状態に関連する回転抵抗の変化を説明する図である。

【図３】図１の測定装置におけるギヤの回転速度変化お
よび測定値を示すタイムチャートの一例である。

【図４】従来の歯溝の振れ測定装置の一例を説明する構
成図である。

【図５】従来の歯溝の振れ測定装置の別の例を説明する
構成図である。

【図６】従来の歯溝の振れ測定装置の更に別の例を説明
する構成図である。

【図７】図４〜図６の測定装置による測定結果の一例を
示す図である。

【符号の説明】

１４：ギヤ １８：ドライブケレー（係合部材） ２４：歯車（回転部材） ２６：コイルスプリング（弾性連結部材） ２８：駆動モータ ３２：測定子 ３４：スプリング（付勢手段）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ギヤを軸心まわりに回転駆動しつつ該ギ
   ヤの複数の歯溝に順次測定子を押圧し、各歯溝における
   該測定子の押圧位置のばらつきから歯溝の振れを測定す
   る装置であって、 一中心線まわりの回転可能に配設されるとともに、該一
   中心線と同心に芯出しして保持される前記ギヤに相対回
   転不能に係合させられる係合部材と、 駆動モータによって前記一中心線まわりに連続回転させ
   られる回転部材と、 前記係合部材と前記回転部材とに跨がって配設され、該
   回転部材から該係合部材に回転力を伝達するとともに、
   該係合部材の回転抵抗に応じて弾性変形させられること
   により、該係合部材と該回転部材とが所定量だけ相対回
   転することを許容する弾性連結部材と、 前記測定子を、前記ギヤの歯溝から抜け出すことを許容
   しつつ該ギヤに向かって常時付勢する付勢手段とを有す
   ることを特徴とするギヤの歯溝の振れ測定装置。