JPH09288042A

JPH09288042A - かみ合い式歯車測定方法

Info

Publication number: JPH09288042A
Application number: JP8099938A
Authority: JP
Inventors: Shigetaka Iketaki; 重隆池滝; Takeshi Takagi; 健高木; Keizo Mizuno; 圭造水野
Original assignee: Yutaka Seimitsu Kogyo Ltd; Toyota Macs Inc
Current assignee: Yutaka Seimitsu Kogyo Ltd; Toyota Macs Inc
Priority date: 1996-04-22
Filing date: 1996-04-22
Publication date: 1997-11-04

Abstract

(57)【要約】【課題】かみ合い式歯車測定方法において、測定すべき
歯車対がそれの各歯車の歯数が互いに素であるか否かと
は無関係に、歯車対の総合かみ合い伝達誤差から各歯車
の個別かみ合い伝達誤差を測定することを可能にする。【解決手段】歯車対をかみ合い試験機にセットし（Ｓ１
〜５）、１回目の測定工程において、その歯車対を回転
させて歯車対の総合かみ合い伝達誤差を測定する（Ｓ
６）。その後、歯車対のかみ合い状態を解除し、その歯
車対のかみ合い位置を１ピッチ分だけ変更し（Ｓ７〜１
０）、その状態で、２回目の測定工程において、１回目
の測定と同様にして歯車対の総合かみ合い伝達誤差を測
定する（Ｓ１１〜１３）。その後、歯車対のうちの被測
定歯車の各歯毎に、２回目の測定結果から１回目の測定
結果を引き算することにより、被測定歯車の個別かみ合
い伝達誤差を演算する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、かみ合い式歯車測
定方法に関するものであり、特に、歯車対についての総
合かみ合い伝達誤差からその歯車対における各歯車につ
いての個別かみ合い伝達誤差を取得する技術の改良に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】上記かみ合い式歯車測定方法の一形式
に、歯車対をかみ合い回転させてその歯車対の総合かみ
合い伝達誤差を測定し、その測定された総合かみ合い伝
達誤差に基づき、歯車対のうちの被測定歯車の個別かみ
合い誤差を測定する方法が存在する。ここに「総合かみ
合い伝達誤差」は、歯車対間におけるかみ合い伝達誤差
を意味し、実際歯車である被測定歯車が同じく実際歯車
である相手歯車とかみ合って回転する際にその歯車対間
に存在する角度伝達誤差として記述される。また、「個
別かみ合い伝達誤差」は、歯車対における各歯車単独の
かみ合い伝達誤差を意味し、実際歯車である被測定歯車
が理想歯車である相手歯車とかみ合って回転する際にそ
の歯車対間に存在する角度伝達誤差として記述される。

【０００３】そして、上記形式のかみ合い式歯車測定方
法の一従来例として、各歯車の歯数が互いに素である歯
車対についてのかみ合い式歯車測定方法が存在する。こ
の従来の方法は以下のようなものである。

【０００４】各歯車の歯数が互いに素である歯車対につ
いては、その歯車対の一方の歯車の歯数をＰ、他方の歯
車の歯数をＧとすれば、歯車対が一方の歯車については
Ｇ回、他方の歯車についてはＰ回回転するように回転
し、各歯車における各歯が相手歯車と（Ｐ×Ｇ）回かみ
合ったときに、結果的に、各歯車の全歯がそれぞれ相手
歯車の全歯とかみ合うことになる。そして、そのように
歯車対を回転させることによって取得された複数の総合
かみ合い伝達誤差の中に必ず、歯車対の一方である被測
定歯車における２個の歯について測定された一対の総合
かみ合い伝達誤差であってそれら各歯がそれぞれ相手歯
車と同じ歯でかみ合った際に測定されたものが存在す
る。上記従来の方法は、そのような事実を利用するもの
であって、上記一対の総合かみ合い伝達誤差の差を求め
ることにより、その一対の総合かみ合い伝達誤差におい
て共通の誤差である相手歯車の個別かみ合い伝達誤差を
相殺し、被測定歯車の個別かみ合い伝達誤差を演算する
ものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来の方法では、歯車対において各歯車の歯数が互いに素
でなければならないという制約があるため、測定可能な
歯車対の種類が制限されてしまうという問題があった。
さらに、この従来の方法では、歯車対を各歯車がそれの
歯数と同じ数回転するように何回も回転させなければな
らないため、歯車誤差の測定に時間がかかってしまうと
いう問題もあった。

【０００６】そこで、請求項１ないし３に係る第１ない
し第３発明は、総合かみ合い伝達誤差の測定を少なくと
も２回、その歯車対のかみ合い位置の初期状態を互いに
異ならせて行うことにより、測定可能な歯車対の種類の
制約を緩和することを課題としてなされたものである。

【０００７】特に、第２発明は、第１発明の望ましい一
実施形態を提供することを課題としてされたものであ
る。

【０００８】また、第３発明は、測定可能な歯車対の種
類の制約を緩和するとともに、所要測定時間の短縮を図
ることを課題としてなされたものである。

【０００９】

【第１発明の課題解決手段，作用および効果】第１発明
は、その課題を解決するために、歯車対をかみ合い回転
させてその歯車対の総合かみ合い伝達誤差を測定し、そ
の測定された総合かみ合い伝達誤差に基づき、歯車対の
うちの被測定歯車の個別かみ合い誤差を測定する方法で
あって、(a) 前記歯車対をかみ合い回転させ、その歯車
対の総合かみ合い伝達誤差を測定する第１の測定工程
と、(b) 前記歯車対のかみ合い状態を解除し、その歯車
対のかみ合い位置を、前記被測定歯車が前記歯車対の他
方である相手歯車と前記第１の測定工程の開始時におけ
る歯とは異なる歯でかみ合うように変更するかみ合い位
置変更工程と、(c) 前記かみ合い位置の変更後、再度、
前記歯車対をかみ合い回転させ、その歯車対の総合かみ
合い伝達誤差を測定する第２の測定工程と、(d) 前記第
１の測定工程と前記第２の測定工程とでそれぞれ取得さ
れた２種類の総合かみ合い伝達誤差に基づき、前記被測
定歯車の個別かみ合い誤差を演算する演算工程とを含む
ことを特徴とする。

【００１０】前述のように、被測定歯車における２個の
歯についての一対の総合かみ合い伝達誤差であってそれ
ら各歯がそれぞれ相手歯車と同じ歯でかみ合った際のも
のが取得されれば、被測定歯車の個別かみ合い伝達誤差
を取得することが可能である。そして、その一対の総合
かみ合い伝達誤差は、歯車対における各歯車の歯数が互
いに素でなくても、総合かみ合い伝達誤差の測定を少な
くとも２回、その歯車対のかみ合い位置の初期状態を互
いに異ならせて行えば、取得することが可能である。

【００１１】そのような知見に基づき、第１発明に係る
かみ合い式歯車測定方法においては、第１の測定工程に
より、歯車対の総合かみ合い伝達誤差が測定され、かみ
合い位置変更工程により、歯車対のかみ合い位置の初期
状態が変更され、その状態で、第２の測定工程により、
再度、歯車対の総合かみ合い伝達誤差が測定され、演算
工程により、それら測定された２種類の総合かみ合い伝
達誤差に基づき、被測定歯車の個別かみ合い誤差が演算
される。

【００１２】したがって、この第１発明によれば、歯車
対において各歯車の歯数が互いに素でなければならない
という制約がなくなるから、総合かみ合い伝達誤差から
個別かみ合い伝達誤差を取得可能な歯車対の種類が増加
するという効果が得られる。

【００１３】

【第２発明の課題解決手段，作用および効果】第２発明
は、その課題を解決するために、第１発明に係るかみ合
い式歯車測定方法であって、前記演算工程が、前記２種
類の総合かみ合い伝達誤差に基づき、前記被測定歯車に
おける２個の歯について測定された一対の総合かみ合い
伝達誤差であってそれら各歯がそれぞれ前記相手歯車と
同じ歯でかみ合った際に測定されたものを取得し、その
取得された一対の総合かみ合い伝達誤差の差を、前記２
個の歯のいずれか一方の個別かみ合い伝達誤差として演
算することを特徴とする。

【００１４】前述のように、被測定歯車における２個の
歯について測定された一対の総合かみ合い伝達誤差であ
ってそれら各歯がそれぞれ相手歯車と同じ歯でかみ合っ
た際に測定されたものの間で引き算を行えば、相手歯車
の個別かみ合い伝達誤差が相殺され、被測定歯車の個別
かみ合い伝達誤差のみが残る。

【００１５】そのような知見に基づき、この第２発明に
係るかみ合い式歯車測定方法においては、第１発明にお
ける演算工程が、第１の測定工程と第２の測定工程とで
それぞれ測定された２種類の総合かみ合い伝達誤差に基
づき、引き算対象である一対の総合かみ合い伝達誤差を
取得し、その取得された一対の総合かみ合い伝達誤差の
差を、被測定歯車の個別かみ合い伝達誤差として演算す
るものとされている。

【００１６】したがって、この第２発明によれば、前記
第１発明を実施するのに好適な一形態が提供されるとい
う効果が得られる。

【００１７】なお、この第２発明において「被測定歯車
における２個の歯」は例えば、互いに隣接した２個の歯
としたり、固定された基準の歯および各歯とすることが
できる。そして、前者の場合には、それら２個の歯につ
いて取得される個別かみ合い伝達誤差が隣接ピッチ誤差
となる。

【００１８】

【第３発明の課題解決手段，作用および効果】第３発明
は、その課題を解決するために、第２発明に係るかみ合
い式歯車測定方法であって、前記演算工程が、前記被測
定歯車において互いに隣接した２個の歯について測定さ
れた一対の総合かみ合い伝達誤差であってそれら各歯が
それぞれ前記相手歯車と同じ歯でかみ合った際に測定さ
れたものを前記一対の総合かみ合い伝達誤差として取得
するものであり、前記かみ合い位置変更工程が、前記か
み合い位置を、前記被測定歯車が前記相手歯車と前記第
１の測定工程の開始時における歯とは１歯分だけ異なる
歯でかみ合うように変更するものであることを特徴とす
る。

【００１９】ところで、前記第２発明は例えば、前記一
対の総合かみ合い伝達誤差を、被測定歯車において互い
に隣接した２個の歯（以下、「隣接歯対」という）の位
置がその被測定歯車の周方向に沿って変化するにもかか
わらず、相手歯車とかみ合う歯の位置が変化しないとの
規則に従って取得する態様で実施することが可能であ
る。例えば、被測定歯車の第１番目の歯と第２番目の歯
とについての一対の総合かみ合い伝達誤差を、相手歯車
の第１番目の歯とかみ合うときのものであることを条件
に取得し、被測定歯車の第２番目の歯と第３番目の歯と
についての一対の総合かみ合い伝達誤差も、相手歯車の
第１番目の歯とかみ合うときのものであることを条件に
取得するというように取得する態様で実施することが可
能なのである。しかし、被測定歯車において隣接歯対の
位置が周方向に１個ずつ変化するのに伴って、相手歯車
とかみ合う歯の位置がそれの周方向に沿って１個ずつ変
化するとの規則に従って取得する態様で実施することも
可能である。例えば、被測定歯車の第１番目の歯と第２
番目の歯とについての一対の総合かみ合い伝達誤差を、
相手歯車の第２番目の歯とかみ合うときのものであるこ
とを条件に取得し、被測定歯車の第２番目の歯と第３番
目の歯とについての一対の総合かみ合い伝達誤差を、相
手歯車の第３番目の歯とかみ合うときのものであること
を条件に取得するというように取得する態様で実施する
ことが可能なのである。

【００２０】また、一対の総合かみ合い伝達誤差を後者
の規則に従って取得し、その取得された一対の総合かみ
合い伝達誤差に基づいて個別かみ合い伝達誤差を演算す
る場合には、第１の測定工程の終了後、歯車対のかみ合
い位置を、被測定歯車が相手歯車とその第１の測定工程
の開始時における歯とは１歯分だけ異なる歯でかみ合う
ように変更すれば、前記第１の測定工程の実行と前記第
２の測定工程の実行とにより、個別かみ合い伝達誤差の
演算に必要な総合かみ合い伝達誤差がすべて取得される
こととなる。

【００２１】例えば、第１の測定工程により取得され
た、被測定歯車の第ｉ番目の歯と相手歯車の第ｊ番目の
歯とについての一対の総合かみ合い伝達誤差Ａを基準と
すれば、第１の測定工程により、その直後に取得される
総合かみ合い伝達誤差は、被測定歯車の第（ｉ＋１）番
目の歯と相手歯車の第（ｊ＋１）番目の歯とについての
一対の総合かみ合い伝達誤差Ｂとなり、また、かみ合い
位置変更工程により、例えば、相手歯車をそれの回転方
向において１歯分だけ回転させたとすれば、第２の測定
工程により、一対のかみ合い伝達誤差Ａに対応する時期
に取得される一対の総合かみ合い伝達誤差は、被測定歯
車の第ｉ番目の歯と相手歯車の第（ｊ＋１）番目の歯と
についての一対の総合かみ合い伝達誤差Ｃとなる。そし
て、被測定歯車の第ｉ番目の歯と第（ｉ＋１）番目の歯
とについての個別かみ合い伝達誤差を取得するために
は、それら一対のかみ合い伝達誤差Ａ，Ｂ，Ｃのうち、
相手歯車とかみ合う歯が共通するＢとＣが必要であり、
それらＢとＣは、第１の測定工程と第２の測定工程とに
おいてそれぞれ必ず取得される。したがって、歯車対の
かみ合い位置を、被測定歯車が相手歯車とその第１の測
定工程の開始時におけるとは１歯分だけ異なる歯でかみ
合うように変更して第２の測定工程を実行すれば、それ
ら第１の測定工程の実行と第２の測定工程の実行とによ
り、個別かみ合い伝達誤差の演算に必要な総合かみ合い
伝達誤差がすべて取得されることとなるのである。

【００２２】そのような知見に基づき、この第３発明に
係るかみ合い式歯車測定方法においては、前記第２発明
における演算工程が、前記被測定歯車において互いに隣
接した２個の歯について測定された一対の総合かみ合い
伝達誤差であってそれら各歯がそれぞれ前記相手歯車と
同じ歯でかみ合った際に測定されたものを前記一対の総
合かみ合い伝達誤差として取得するものとされ、前記第
２発明におけるかみ合い位置変更工程が、かみ合い位置
を、被測定歯車が相手歯車と第１の測定工程の開始時に
おけるとは１歯分だけ異なる歯でかみ合うように変更す
るものとされている。

【００２３】したがって、この第３発明によれば、第１
および第２発明の効果に加えて、個別かみ合い伝達誤差
を演算するために必要な総合かみ合い伝達誤差の測定回
数が減少し、所要測定時間の短縮を容易に図り得るとい
う効果も得られる。

【００２４】

【発明の望ましい実施態様】以下、本発明の望ましい実
施態様のいくつかを特許請求の範囲と同じ表現形式で列
挙する。 (1) 請求項１ないし３のかみ合い式歯車測定方法であっ
て、前記歯車対が、リング状のギヤとピニオンとであっ
て両者の軸心が互いに交差するかさ歯車であるかみ合い
式歯車測定方法。 (2) 実施態様(1) のかみ合い式歯車測定方法であって、
前記かさ歯車が、ハイポイドギヤであることを特徴とす
るかみ合い式歯車測定方法。 (3) 実施態様(1) または(2) のかみ合い式歯車測定方法
であって、前記かさ歯車が自動車の駆動系において最終
減速機として使用されるものであるかみ合い式歯車測定
方法。 (4) 請求項１ないし３，実施態様(1) ないし(3) のいず
れかのかみ合い式歯車測定方法であって、(a) 前記歯車
対の一方である駆動歯車に駆動トルクを付与する駆動モ
ータと、(b) 他方である被動歯車に制動トルクを付与す
る制動モータと、(c) 各歯車の回転角度を検出する２個
の回転角度検出装置と、(d) 各歯車についてそれぞれ検
出された回転角度相互の関係とその歯車対が理想的であ
る場合の減速比との関係に基づき、その歯車対の総合か
み合い伝達誤差を演算する演算装置とを有するかみ合い
試験機を使用することにより、歯車対の総合かみ合い伝
達誤差を演算するかみ合い式歯車測定方法。 (5) 実施態様(4) のかみ合い式歯車測定方法であって、
前記かみ合い試験機が、さらに、前記歯車対をかみ合わ
せることとそのかみ合いを解除することとを選択的に行
う自動かみ合わせ装置も有し、前記かみ合い位置変更工
程が、その自動かみ合わせ装置を用いて前記歯車対のか
み合わせの実行と解除とをそれぞれ行うものであるかみ
合い式歯車測定方法。 (6) 実施態様(5) のかみ合い式歯車測定方法であって、
前記かみ合い位置変更工程が、前記自動かみ合わせ装置
により、前記第１の測定工程を開始するときにおける前
記歯車対の軸心の相対位置をメモリに記憶させ、前記第
２の測定工程を開始するときにおける前記歯車対の軸心
の相対位置を、前記メモリに記憶されているものに一致
させるものであるかみ合い式歯車測定方法。 (7) 請求項１ないし３，実施態様(1) ないし(6) のかみ
合い式歯車測定方法であって、前記かみ合い位置変更工
程が、前記歯車対の一方をそれについて予め定められて
いる回転方向と同じ方向に１歯分だけ回転させることに
より、前記かみ合い位置の変更を行うものであるかみ合
い式歯車測定方法。 (8) 請求項１ないし３，実施態様(1) ないし(6) のかみ
合い式歯車測定方法であって、前記かみ合い位置変更工
程が、前記歯車対の一方をそれについて予め定められて
いる回転方向とは逆の方向に１歯分だけ回転させること
により、前記かみ合い位置の変更を行うものであるかみ
合い式歯車測定方法。 (9) 請求項１ないし３，実施態様(1) ないし(6) のかみ
合い式歯車測定方法であって、前記第１の測定工程が、
前記歯車対の回転を、前記被測定歯車が少なくとも１回
転と１歯分との和回転する間行い、その間、前記総合か
み合い伝達誤差を測定するものであり、前記第２の測定
工程が、前記歯車対の回転を、前記被測定歯車が少なく
とも１回転する間行い、その間、前記総合かみ合い伝達
誤差を測定するものであるかみ合い式歯車測定方法。 (10)請求項１ないし３，実施態様(1) ないし(9) のかみ
合い式歯車測定方法であって、前記個別かみ合い伝達誤
差が、隣接ピッチ誤差であるかみ合い式歯車測定方法。 (11)請求項１ないし３，実施態様(1) ないし(10)のかみ
合い式歯車測定方法であって、前記第１の測定工程およ
び第２の測定工程がいずれも、前記歯車対の総合かみ合
い伝達誤差を、前記被測定歯車の回転角度に応じて連続
的に変化する連続値として取得するものであるかみ合い
式歯車測定方法。 (12)実施態様(11)のかみ合い式歯車測定方法であって、
前記演算工程が、(a) 連続値である前記２種類の総合か
み合い伝達誤差から、複数の離散値である、前記被測定
歯車と前記相手歯車とが互いにかみ合う一対のかみ合い
歯毎の総合かみ合い伝達誤差を取得する離散化工程と、
(b) それら複数の総合かみ合い伝達誤差の中から、前記
一対の総合かみ合い伝達誤差を選出する選出工程とを有
するものであるかみ合い式歯車測定方法。 (13)請求項１ないし３，実施形態(1) ないし(12)のいず
れかであるかみ合い式歯車測定方法を実施するためにコ
ンピュータにより実行されるプログラムが予め記録され
たことを特徴とする記録媒体。なお、この記録媒体には
例えば、フロッピーディスク，ハードディスク，ＲＯＭ
等が含まれる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明のさらに具体的な実
施形態であるかみ合い式歯車測定方法を図面に基づいて
説明する。

【００２６】図１には、上記かみ合い式歯車測定方法を
実施するのに好適なかみ合い試験機が示されている。図
において中央に示す歯車対１０は、駆動歯車１２として
のピニオンと被動歯車１４としてのリング状のギヤとが
かみ合わされて成るハイポイドギヤである。この歯車対
１０は自動車の駆動系において最終減速機として使用さ
れるものであり、ピニオンがエンジンによって駆動され
る駆動歯車、ギヤが車輪と共に回転する被動歯車とされ
ている。

【００２７】かみ合い試験機は、測定対象である駆動歯
車１２と被動歯車１４とを自動的にかみ合わせる自動か
み合わせ装置１６を備えている。自動かみ合わせ装置１
６は、それら駆動歯車１２と被動歯車１４とをかみ合わ
せる際、そのかみ合い位置を１歯〜Ｎ歯ずらすことが可
能とされている。また、自動かみ合わせ装置１６は、駆
動歯車１２と被動歯車１４とについて、それぞれの軸心
位置をＸＹＺ座標系において自動的に調整可能とされ、
さらに、センサにより歯溝を検出可能とされており、駆
動歯車１２と被動歯車１４との軸間距離ａ（図２参
照）、すなわち、駆動歯車１２と被動歯車１４とがかみ
合い回転する際に両者間に発生するバックラッシの大き
さを調整可能とされている。これにより、駆動歯車１２
と被動歯車１４とは、実際のバックラッシと実質的に同
じバックラッシの存在下に、かみ合い回転させられるこ
ととなる。

【００２８】かみ合い試験機はまた、駆動モータ２０を
備えている。駆動モータ２０は、運動伝達機構としての
ベルト機構２２を経て駆動歯車１２に連結され、駆動歯
車１２を駆動する。かみ合い試験機はさらに、制動モー
タ２４をも備えている。制動モータ２２は、運動伝達機
構としてのベルト機構２６を経て被動歯車１４に連結さ
れ、被動歯車１４に制動トルクを付与し、これにより、
ハイポイドギヤ１０において実際の回転状態を再現す
る。

【００２９】かみ合い試験機においては、駆動歯車１２
および被動歯車１４の回転角度がそれぞれ、回転角度検
出装置としてのロータリエンコーダ（図においては「Ｒ
／Ｅ」で表す）３０，３２によって検出される。それら
ロータリエンコーダ３０，３２は、検出対象としての駆
動歯車１２または被動歯車１４が基準回転位置にあると
きに起点信号を出力するとともに、一定角度回転する毎
にパルス信号を出力する。

【００３０】それらロータリエンコーダ３０，３２は同
じ演算装置４０に接続されている。演算装置４０は、駆
動歯車１２および被動歯車１４間の減速比（理想値）
と、回転角度毎に対応して各ロータリエンコーダ３０，
３２から出力された一対のパルス信号の位相差との関係
に基づき、駆動歯車１２の回転が被動歯車１４に伝達さ
れる際の誤差である総合かみ合い伝達誤差を回転角度毎
に演算する。

【００３１】演算装置４０は、主制御装置５０に接続さ
れている。主制御装置５０は、ＣＰＵ５２，ＲＯＭ５４
およびＲＡＭ５６を含むコンピュータ５８を主体として
構成されている。ＲＯＭ５４に予め記憶された各種制御
プログラムがＣＰＵ５２によりＲＡＭ５６を利用しつつ
実行されることにより、かみ合い試験機の作動状態が制
御される。

【００３２】ここで、総合かみ合い伝達誤差から各歯車
の個別かみ合い伝達誤差の一例である隣接ピッチ誤差を
演算する原理を、被動歯車１４が被測定歯車である場合
を例にとり、説明する。

【００３３】まず、被動歯車１４につき、１回目の測定
を行う。具体的には、図２に示すように、駆動歯車１２
の第１番目の歯と被動歯車である被動歯車１４の第１番
目の歯とをそれぞれ測定開始歯とし、歯車対１０をかみ
合い回転させて総合かみ合い伝達誤差を測定する。この
測定は、被動歯車１４の回転角度に関連付けて、かつ、
被動歯車１４が１回転と１ピッチ分（１歯分）との和だ
け回転する間、行う。なお、図２は、説明の便宜上、ハ
イポイドギヤが平歯車対に置換されて示されている。こ
のことは図３についても同じである。

【００３４】ところで、被動歯車１４の歯数Ｇは駆動歯
車１２の歯数Ｐより大きいから、被動歯車１４が１回転
する間に駆動歯車１２はｎ（１より大きい小数（整数を
含む広義の概念））回転する。ここに「ｎ」は、整数
と、０より大きく１より小さい小数（整数を除く狭義の
概念）との和、すなわち、被動歯車１４の歯数Ｇを駆動
歯車１２の歯数Ｐで割ったときの商とその余りとの和で
あると考えることができる。なお、その商を、歯数Ｇを
歯数Ｐで割った値の整数部という意味において、ＩＮＴ
〔Ｇ／Ｐ〕で表すこととする。

【００３５】駆動歯車１２の１回転目は、被動歯車１４
の第１番目の歯と駆動歯車１２の第１番目の歯、被動歯
車１４の第２番目の歯と駆動歯車１２の第２番目の歯、
・・・、被動歯車１４の第Ｐ番目の歯と駆動歯車１２の
第Ｐ番目の歯というように、被動歯車１４の第ｉ番目の
歯は、駆動歯車１２の第ｊ番目の歯（ただし、ｊ＝ｉ）
とかみ合う。

【００３６】これに対し、駆動歯車１２の２回転目は、
被動歯車１４の第（Ｐ＋１）番目の歯と駆動歯車１２の
第１番目の歯、被動歯車１４の第（Ｐ＋２）番目の歯と
駆動歯車１２の第２番目の歯、・・・というように、被
動歯車１４の第ｉ番目の歯は、駆動歯車１２の第ｊ（＝
ｉ−Ｐ）番目の歯とかみ合う。

【００３７】また、駆動歯車１２の３回転目は、被動歯
車１４の第（２Ｐ＋１）番目の歯と駆動歯車１２の第１
番目の歯、被動歯車１４の第（２Ｐ＋２）番目の歯と駆
動歯車１２の第２番目の歯、・・・というように、被動
歯車１４の第ｉ番目の歯は、駆動歯車１２の第ｊ（＝ｉ
−２Ｐ）番目の歯とかみ合う。

【００３８】また、駆動歯車１２の最終回転目の直前の
回転目、すなわち、ＩＮＴ〔Ｇ／Ｐ〕回転目は、被動歯
車１４の第（Ｐ×（ＩＮＴ〔Ｇ／Ｐ〕−１）＋１）番目
の歯と駆動歯車１２の第１番目の歯、被動歯車１４の第
（Ｐ×（ＩＮＴ〔Ｇ／Ｐ〕−１）＋２）番目の歯と駆動
歯車１２の第２番目の歯、・・・というように、被動歯
車１４の第ｉ番目の歯は、駆動歯車１２の第ｊ（＝ｉ−
Ｐ×（ＩＮＴ〔Ｇ／Ｐ〕−１）番目の歯とかみ合う。

【００３９】また、駆動歯車１２の最終回転目、すなわ
ち、（ＩＮＴ〔Ｇ／Ｐ〕＋１）回転目は、被動歯車１４
の第（Ｐ×ＩＮＴ〔Ｇ／Ｐ〕＋１）番目の歯と駆動歯車
１２の第１番目の歯、被動歯車１４の第（Ｐ×ＩＮＴ
〔Ｇ／Ｐ〕＋２）番目の歯と駆動歯車１２の第２番目の
歯、・・・というように、被動歯車１４の第ｉ番目の歯
は、駆動歯車１２の第ｊ（＝ｉ−Ｐ×ＩＮＴ〔Ｇ／
Ｐ〕）番目の歯とかみ合うが、ｉの最終値はＧであるか
ら、被動歯車１４の最後の歯、すなわち、第Ｇ番目の歯
は、駆動歯車１２の第（Ｇ−Ｐ×ＩＮＴ〔Ｇ／Ｐ〕）番
目の歯とかみ合う。

【００４０】ここで、総合かみ合い伝達誤差を「ｅ」で
表し、しかも、被動歯車１４の第ｉ番目の歯と駆動歯車
１２の第ｊ番目の歯とがかみ合うときにおける総合かみ
合い伝達誤差を「ｅ_i.j」で表すこととすれば、被動歯
車１４が１回転する間に、以下のような総合かみ合い伝
達誤差ｅが取得される。

【００４１】ｅ_{1.1 ,}ｅ_{2.2 ,}ｅ_3.3，・・・，
ｅ_P.P，ｅ_P+1.1，・・・，ｅ_G.G-PxINT[ _G/P]

【００４２】なお、図４には、被動歯車１４が１回転す
る間に総合かみ合い伝達誤差ｅが変化する様子の一例が
グラフで示されている。この図の例では、被動歯車１４
が１回転する間、駆動歯車１２が４回転している。

【００４３】また、被動歯車１４をさらに１ピッチ分
（１歯分）だけ回転させると、以下のような総合かみ合
い伝達誤差ｅが取得される。

【００４４】ｅ_{1.G-PxINT[G/P]+1}

【００４５】次に、被動歯車１４につき、２回目の測定
を行う。ただし、図３に示すように、その測定に先立
ち、被動歯車１４については、それの第１番目の歯が測
定開始位置に位置するように位置決めし、一方、駆動歯
車１２については、それの第１番目の歯が１回目の測定
の測定開始位置におけるより回転方向において１ピッチ
だけ進んだ位置となるように位置決めする。

【００４６】そして、この状態で被動歯車１４を１回転
させると、以下のような総合かみ合い伝達誤差ｅが取得
される。

【００４７】ｅ_{1.2 ,}ｅ_{2.3 ,}ｅ_3.4，・・・，
ｅ_P.1，ｅ_P+1.2，・・・，ｅ_G.G-PxINT[ _G/P]+1

【００４８】また、総合かみ合い伝達誤差ｅは、被動歯
車１４の個別かみ合い伝達誤差（累積ピッチ誤差）ｇ
と、駆動歯車１２の個別かみ合い伝達誤差（累積ピッチ
誤差）ｐとの和であると考えることができ、具体的に
は、被動歯車１４の第ｉ番目の歯と駆動歯車１２の第ｊ
番目の歯とがかみ合う際における総合かみ合い伝達誤差
ｅ _i.jは、被動歯車１４の第ｉ番目の歯における個別か
み合い伝達誤差ｇ_iと、駆動歯車１２の第ｊ番目の歯に
おける個別かみ合い伝達誤差ｐ_jとの和、すなわち、ｅ_i.j＝ｇ_i＋ｐ_j であると考えることができる。

【００４９】それらの知見に基づき、本実施形態におい
ては、以下の式により、被動歯車１４の個別かみ合い伝
達誤差（隣接ピッチ誤差）Δ_i（ｉ＝１〜Ｐ〜Ｇ）を取
得する。

【００５０】ｅ_1.2−ｅ_2.2＝（ｇ₁＋ｐ₂）−（ｇ₂＋ｐ₂）＝
（ｇ₁−ｇ₂）＝Δ₁ ｅ_2.3−ｅ_3.3＝（ｇ₂＋ｐ₃）−（ｇ₃＋ｐ₃）＝
（ｇ₂−ｇ₃）＝Δ₂ ・・・ｅ_P.P−ｅ_P+1.P＝（ｇ_P＋ｐ_P）−（ｇ_P+1＋ｐ_P）
＝（ｇ_P−ｇ_P+1）＝Δ_P ・・・ｅ_{G.G-PxINT[G/P]+1}−ｅ_{1.G-PxINT[G/P]+1}＝（ｇ_G＋ｐ
_{G-PxINT[G/P]+1}）−（ｇ₁＋ｐ_{G-PxINT[G/P]+1}）＝（ｇ
_G−ｇ₁）＝Δ_G

【００５１】ここに、上記各式の左辺における右項はす
べて、１回目の測定によって取得されるものであり、ま
た、左項はすべて、２回目の測定によって取得されるも
のである。したがって、本実施形態においては、個別か
み合い伝達誤差Δの演算に必要なデータを取得するため
に、総合かみ合い伝達誤差ｅの測定を２回行えば足りる
ことになる。

【００５２】前記主制御装置５０は、図５にフローチャ
ートで表されている制御プログラムを実行する。

【００５３】この制御プログラムにおいては、まず、ス
テップＳ１（以下、単に「Ｓ１」で表す。他のステップ
についても同じとする。）において、作業者により、ワ
ークとしての歯車対１０が相互に離間する状態で、か
つ、各歯車の軸心位置がかみ合い試験機において予め設
定された各原点位置に一致するようにかみ合い試験機に
取り付けられるのを待つ状態となる。取り付けられたな
らば、Ｓ２において、作業者により、その歯車対１０の
かみ合い位置の初期状態（歯車対１０の最初のかみ合い
状態において、被動歯車１４のどの歯が測定開始位置に
あり、その歯にかみ合う駆動歯車１２の歯がどれである
かを示す）が設定され、続いて、Ｓ３において、その設
定されたかみ合い位置に応じて、自動かみ合わせ装置１
６により、歯車対１０が相互に接近させられてかみ合わ
せられる。

【００５４】その後、Ｓ４において、その歯車対１０に
バックラッシが設定される。作業者の操作に基づき、自
動かみ合わせ装置１６を利用して、その歯車対１０に、
実際の使用状態で存在することが予想されるバックラッ
シが設定されるのである。続いて、Ｓ５において、各歯
車１２，１４の軸心位置の座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）がＲＡＭ
５６に記憶される。歯車測定は同じ歯車対１０について
２回行われるが、それら２回の測定が同じバックラッシ
の存在下に行われることを保証するために、最初の軸心
位置を予め記憶させておき、後でその値を利用可能とす
るのである。

【００５５】その後、Ｓ６において、１回目の測定が行
われる。具体的には、制動モータ２４により被動歯車１
４に制動トルクを付与しつつ、駆動モータ２０により駆
動歯車１２を一定速度で回転させるとともに、その間、
各歯車１２，１４の回転角度を各ロータリエンコーダ３
０，３２で測定し、両者の測定値に基づき、被動歯車１
４の各回転角度毎に、総合かみ合い伝達誤差ｅを演算す
る。この際、被動歯車１４は、少なくとも１回転と１ピ
ッチ分との和回転させられる。この測定により、総合か
み合い伝達誤差ｅが被動歯車１４の回転角度に関連付け
て連続値として取得される。

【００５６】この１回目の測定が終了したならば、Ｓ７
において、自動かみ合わせ装置１６の作動により、歯車
対１０が相互に離間させられ、各歯車１２，１４が各原
点位置に復帰させられ、これにより、歯車対１０のかみ
合い状態が解除される。その後、Ｓ８において、各歯車
１２，１４の回転軸の回転角度位置が初期位置に復帰さ
せられる。続いて、Ｓ９において、駆動歯車１２のみ
が、１ピッチ分だけ、回転方向に回転させられる。駆動
歯車１２と被動歯車１４とのかみ合い位置の初期状態が
１回目の測定における位置とは１歯分だけ異なる位置と
されるのである。その後、Ｓ１０において、自動かみ合
わせ装置１６により、歯車対１０が相互に接近させられ
てかみ合わされ、この際、各歯車１２，１４の軸心位置
が前記Ｓ５において記憶されたものに一致させられ、バ
ックラッシが１回目の測定におけると同じ大きさとされ
る。

【００５７】続いて、Ｓ１１において、２回目の測定が
行われる。この２回目の測定は、１回目の測定と同様に
行われるが、被動歯車１４は、少なくとも１回転させら
れる。

【００５８】その後、Ｓ１２において、各歯車１２，１
４が各原点位置に復帰させられ、これにより、歯車対１
０がかみ合い状態から解除される。続いて、Ｓ１３にお
いて、作業者により、ワークとしての歯車対１０がかみ
合い試験機から取り外されるのを待つ状態となる。以上
で本プログラムの一回の実行が終了する。

【００５９】以上のようにして２回の測定が行われたな
らば、次に、作業者は、図６にフローチャートで表され
ている個別誤差演算プログラムであってＲＯＭ５４に予
め記憶されているもの（プロッピーディスク等、磁気記
録媒体に予め記録されたものであって、外部記憶装置に
より読み出されてＲＡＭ５６に一時的に記憶されている
ものでもよい。）をコンピュータ５８に実行させること
により、取得された総合かみ合い伝達誤差データに基づ
いて被動歯車１４の個別かみ合い伝達誤差を取得する。

【００６０】この個別誤差演算プログラムにおいては、
まず、Ｓ１０１において、１回目の測定と２回目の測定
とによりそれぞれ取得された２種類の連続的な測定デー
タに基づき、歯車対１０についての離散的な総合かみ合
い伝達誤差ｅが演算される。例えば、各種類の測定デー
タにおいては、図４に示すように、その測定データによ
り表される連続的な総合かみ合い伝達誤差ｅが正の値で
ある領域では極大値、負の値である領域では極小値がそ
れぞれ、被動歯車１４と駆動歯車１２とがかみ合う各か
み合い歯対に対応する総合かみ合い伝達誤差ｅとなると
いう事実を利用し、各かみ合い歯対毎に、離散的な総合
かみ合い伝達誤差ｅが演算される。その結果、歯車対１
０については、１回目の測定により取得された測定デー
タに基づき、ｅ_1.1，ｅ_2.2，ｅ_3.3，・・・，ｅ
_{1.G-PxINT[G/P]+1}が演算され、一方、２回目の測定によ
り取得された測定データに基づき、ｅ_1.2，ｅ_2.3，ｅ
_3.4，・・・，ｅ_{G.G-PxINT[G/P]+1}が演算される。

【００６１】次に、Ｓ１０２において、Ｓ１０１におい
て取得された複数の総合かみ合い伝達誤差ｅの中から、
被動歯車１４において互いに隣接した２個の歯について
の一対の総合かみ合い伝達誤差ｅであってそれら各歯が
それぞれ駆動歯車１２と同じ歯でかみ合った際に測定さ
れたものが、引き算対象対の総合かみ合い伝達誤差ｅと
して選出される。その結果、歯車対１０については、ｅ
_1.2とｅ_2.2，ｅ_2.3とｅ_2.2，・・・がそれぞれ、引
き算対象対の総合かみ合い伝達誤差ｅとして選出され
る。

【００６２】その後、Ｓ１０３において、選出された各
引き算対象対毎に、その各対を構成する２個の値の差が
演算され、それが被動歯車１４の各歯の個別かみ合い伝
達誤差Δとされる。その結果、歯車対１０については、
例えば、ｅ_1.2とｅ_2.2という引き算対象対の総合かみ
合い伝達誤差ｅについては、ｅ_1.2からｅ_2.2を引き算
することにより、被動歯車１４の第１番目の歯について
の個別かみ合い伝達誤差Δ₁が演算され、ｅ_2.3とｅ
_3.3という引き算対象対の総合かみ合い伝達誤差ｅにつ
いては、ｅ_2.3からｅ_3.3を引き算することにより、被
動歯車１４の第２番目の歯についての個別かみ合い伝達
誤差Δ₂が演算される。

【００６３】以上のようにして被動歯車１４の全歯（歯
数Ｇ）につき、個別かみ合い伝達誤差Δが演算される。

【００６４】以上、被測定歯車が被動歯車１４である場
合を例にとり、総合かみ合い伝達誤差ｅから個別かみ合
い伝達誤差Δを演算する技術を説明したが、被測定歯車
が被動歯車１４である場合にも同様にして総合かみ合い
伝達誤差ｅから個別かみ合い伝達誤差Δを演算すること
ができる。

【００６５】以上の説明から明らかなように、本実施形
態によれば、歯車対１０につき、それぞれの歯数が互い
に素でなくても、被測定歯車の個別かみ合い伝達誤差が
測定可能となるため、測定可能な歯車対１０の種類が増
加し、かみ合い試験機の汎用性が向上するという効果が
得られる。

【００６６】ところで、本実施形態のかみ合い式歯車測
定方法に対し、次のような方法が既に知られている。

【００６７】各歯車の歯数が互いに素である歯車対につ
いては、各歯車を複数回連続的に回転させれば各歯車が
相手歯車とかみ合う歯が変化し、歯車対の一方である駆
動歯車の歯数をＰ、他方である被動歯車の歯数をＧと
し、その歯車対を駆動歯車についてはＧ回、被動歯車に
ついてはＰ回回転するように回転させれば、各歯車の各
歯が相手歯車の全歯とかみ合い、その結果、以下のよう
な総合かみ合い伝達誤差ｅが取得される。

【００６８】

【００６９】また、被測定歯車において互いに隣接した
２個の歯についての一対の総合かみ合い伝達誤差ｅであ
って相手歯車とそれの第１番目の歯でかみ合ったときに
測定されたものの差と、被測定歯車の個別かみ合い伝達
誤差Δとの関係を式で表せば以下のようになる。

【００７０】ｅ_1.1−ｅ_2.1＝（ｇ₁＋ｐ₁）−（ｇ₂＋ｐ₁）＝
（ｇ₁−ｇ₂）＝Δ₁ ｅ_2.1−ｅ_3.1＝（ｇ₂＋ｐ₁）−（ｇ₃＋ｐ₁）＝
（ｇ₂−ｇ₃）＝Δ₂ ・・・ｅ_G.1−ｅ_1.1＝（ｇ_G＋ｐ₁）−（ｇ₁＋ｐ₁）＝
（ｇ_G−ｇ₁）＝Δ_G

【００７１】そこで、その従来方法は、そのような知見
に基づき、歯数が互いに素である歯車対については、か
み合い状態の解除なしで歯車対を複数回連続的に回転さ
せることにより、総合かみ合い伝達誤差から個別かみ合
い伝達誤差を取得する。しかし、この従来方法では、個
別かみ合い伝達誤差Δを測定するために、歯車対を歯数
がＧである被動歯車についてはＰ回、歯数がＰである駆
動歯車についてはＧ回回転するように、何回も回転させ
なければならない。

【００７２】これに対し、本実施形態においては、歯車
対を被測定歯車が少なくとも２回転と１歯分との和回転
するように回転させればよい。したがって、本実施形態
によれば、個別かみ合い伝達誤差Δの取得に必要な総合
かみ合い伝達誤差ｅの測定回数が少なくて済み、所要測
定時間が短縮されるという効果も得られる。

【００７３】以上、本発明の一実施形態を図面に基づい
て詳細に説明したが、本発明はその他の形態で実施する
ことも可能である。

【００７４】例えば、本実施形態においては、測定すべ
き歯車対１０がハイポイドギヤとされているが、他のか
さ歯車としたり、平歯車対等、他の種類の歯車対とする
ことが可能である。

【００７５】また、本実施形態においては、各回の測定
により取得された連続的な測定データから離散的な各か
み合い歯対毎の総合かみ合い伝達誤差ｅを取得するに際
し、測定データにより表される連続的な総合かみ合い伝
達誤差ｅが被測定歯車の回転角度の増加に対して極値
（ただし、総合かみ合い伝達誤差ｅが正の値である領域
では極大値、負の値である領域では極小値）となる回転
角度が抽出され、その抽出された各回転角度に対応する
総合かみ合い伝達誤差ｅが、離散的な各かみ合い位置毎
の総合かみ合い伝達誤差ｅとして演算されるようになっ
ているが、例えば、被測定歯車の回転角度とその被測定
歯車の各歯の位置との関係を予め取得しておき、その関
係と測定データとを関連付けることにより、被測定歯車
の各歯毎に、すなわち、かみ合い歯対毎に、離散的な歯
車対の総合かみ合い伝達誤差ｅを演算することもでき
る。

【００７６】これらの他にも、特許請求の範囲を逸脱す
ることなく、当業者の知識に基づいて種々の変形，改良
を施した形態で本発明を実施することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態であるかみ合い式歯車測定
方法を実施するのに好適なかみ合い試験機を示す図であ
る。

【図２】上記かみ合い式歯車測定方法の原理を説明する
ための図である。

【図３】上記かみ合い式歯車測定方法の原理を説明する
ための別の図である。

【図４】歯車対における総合かみ合い伝達誤差の変化の
一例を示すグラフである。

【図５】上記かみ合い式歯車測定方法の内容を説明する
ためのフローチャートである。

【図６】上記かみ合い式歯車測定方法の内容を説明する
ための別のフローチャートである。

【符号の説明】

１０歯車対１２駆動歯車１４被動歯車１６自動かみ合わせ装置３０，３２ロータリエンコーダ４０演算装置５０主制御装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者水野圭造愛知県豊田市トヨタ町２番地株式会社トヨタマックス内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】歯車対をかみ合い回転させてその歯車対の
総合かみ合い伝達誤差を測定し、その測定された総合か
み合い伝達誤差に基づき、歯車対のうちの被測定歯車の
個別かみ合い誤差を測定する方法であって、前記歯車対をかみ合い回転させ、その歯車対の総合かみ
合い伝達誤差を測定する第１の測定工程と、前記歯車対のかみ合い状態を解除し、その歯車対のかみ
合い位置を、前記被測定歯車が前記歯車対の他方である
相手歯車と前記第１の測定工程の開始時における歯とは
異なる歯でかみ合うように変更するかみ合い位置変更工
程と、前記かみ合い位置の変更後、再度、前記歯車対をかみ合
い回転させ、その歯車対の総合かみ合い伝達誤差を測定
する第２の測定工程と、前記第１の測定工程と前記第２の測定工程とでそれぞれ
取得された２種類の総合かみ合い伝達誤差に基づき、前
記被測定歯車の個別かみ合い誤差を演算する演算工程と
を含むことを特徴とするかみ合い式歯車測定方法。
【請求項２】請求項１のかみ合い式歯車測定方法であっ
て、前記演算工程が、前記２種類の総合かみ合い伝達誤
差に基づき、前記被測定歯車における２個の歯について
測定された一対の総合かみ合い伝達誤差であってそれら
各歯がそれぞれ前記相手歯車と同じ歯でかみ合った際に
測定されたものを取得し、その取得された一対の総合か
み合い伝達誤差の差を、前記２個の歯のいずれか一方の
個別かみ合い伝達誤差として演算するものであることを
特徴とするかみ合い式歯車測定方法。
【請求項３】請求項２のかみ合い式歯車測定方法であっ
て、前記演算工程が、前記被測定歯車において互いに隣
接した２個の歯について測定された一対の総合かみ合い
伝達誤差であってそれら各歯がそれぞれ前記相手歯車と
同じ歯でかみ合った際に測定されたものを前記一対の総
合かみ合い伝達誤差として取得するものであり、前記か
み合い位置変更工程が、前記かみ合い位置を、前記被測
定歯車が前記相手歯車と前記第１の測定工程の開始時に
おける歯とは１歯分だけ異なる歯でかみ合うように変更
するものであることを特徴とするかみ合い式歯車測定方
法。