JPH1026504A - 歯車測定機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 形状寸法が異なる複数種の歯車を、共通のロ
ーラにより支えるようにする。これにより、両端にセン
タ孔を有し製作が面倒な軸を、測定すべき歯車の種類毎
に製作する必要性をなくす。 【解決手段】 歯車１の端部に同軸上に形成されたボス
１ｃの外周、又は歯車１の中心に固定的に嵌合された歯
車支持軸の外周を、歯車１の軸と平行な二本の軸上に配
設した対のローラ２７Ｌで支え、これらのローラ２７Ｌ
の少なくとも一つを駆動しそのローラ２７Ｌ，２７Ｒと
の摩擦力によりボス１ｃ又は歯車支持軸を回転させるよ
うに構成し、歯車１のボス１ｃや、中心に嵌合された歯
車支持軸の径が変化しても共通のローラ２７Ｌにより支
えるようにする。これにより、歯車１を支持するため
に、両端にセンタ孔を有し製作が面倒な軸を測定すべき
歯車１の種類毎に製作する必要性をなくすことが可能と
なる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、歯車の歯の形状寸
法等について測定する歯車測定機に関する。

【０００２】

【従来の技術】近来、動力伝達に用いる歯車に対して
は、回転伝達精度の向上、低騒音化等のために高い寸法
精度が求められている。このような高精度の歯車は、製
作後に形状寸法の精度が測定され品質が確認された後に
出荷されている。以下、従来の歯車の測定方法について
説明する。

【０００３】第一の方法は、図３に示すように、歯車１
の中心に嵌合孔１ａを形成し、図４に示すように、両端
にセンタ孔２が形成された歯車支持軸３を嵌合孔１ａに
嵌合し、センタ孔２をセンタ装置（図示せず）で支持
し、歯車１の歯１ｂに測定ユニットの接触子を接触さ
せ、歯車１を回転させたときに歯１ｂの形に倣って進退
する接触子の動きをモニタすることにより、歯１ｂの形
状寸法を測定している。

【０００４】第二の方法は、図５に示すように、両端に
形成されたセンタ孔２とフランジ４とを有する軸５を設
け、図６に示すように軸５を歯車１の嵌合孔１ａに挿入
してその先端にナット６を螺合することにより、軸５の
フランジ４とナット６とにより歯車１を挾持し、センタ
孔２をセンタ装置（図示せず）で支持し、この状態で前
述したように歯１ｂの形状寸法を測定している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】図３及び図４に示す方
法は、歯車１の嵌合孔１ａの大きさ毎に歯車支持軸３を
必要とするが、この歯車支持軸３の加工が面倒である。
すなわち、歯車支持軸３を形成する場合、まず、丸棒を
所定の長さに切断し、両端の中心にポンチを打って圧痕
を形成し、これらの圧痕の上にボール盤等によりセンタ
孔２を切削加工し、その後に、丸棒の一方のセンタ孔２
を旋盤の主軸上でセンタ軸により支持し、他端のセンタ
孔２を心押し台のセンタ軸により支持し、丸棒を回転さ
せてその外周をバイトにより切削して外径を定めてい
る。さらに、精度の高い歯車１の歯１ｂの形状寸法を測
定するためには、歯車支持軸３を旋盤に装着して端面を
きれいに切削加工した後にセンタ孔２を研磨する必要が
ある。したがって、歯車支持軸３を形成する工程数が多
く、且つ、嵌合孔１ａの大きさが異なる歯車１毎に面倒
な歯車支持軸３を作成しなければならない。

【０００６】図５及び図６に示す方法は、歯車１の軸心
に対して端面を垂直に加工すること、軸５の軸心に対し
てフランジ４を垂直に加工することは比較的容易である
が、軸５の軸心とナット６とが垂直な関係に維持される
ように、軸５の螺子７及びナット６の螺子８を切削加工
することは至難である。これにより、歯車１の嵌合孔１
ａと軸５の外径との間に僅かのクリアランスがあると、
歯車１と軸５とを厳密に同軸上で結合することが困難
で、歯車１の歯１ｂの形状寸法の測定に誤差が生じてし
まう。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明の歯車測
定機は、歯車の歯に測定ユニットの接触子を接触させ、
前記歯車を回転させて前記接触子を前記歯車の歯の形状
に倣って変位させ、前記歯車の回転位置情報と前記接触
子の変位量とにより前記歯の形状寸法等を測定するよう
にした歯車測定機において、前記歯車の端部に同軸上に
形成されたボスの外周又は前記歯車の中心に固定的に嵌
合された前記歯車支持軸の外周を前記歯車の軸と平行な
二本の軸上で支える対のローラを設け、これらのローラ
の少なくとも一つを駆動しそのローラとの摩擦力により
前記ボス又は前記歯車支持軸を回転させる駆動部を設け
た。したがって、歯車のボス又は歯車の中心に固定的に
嵌合された歯車支持軸を対をなすローラの上に載置して
ローラの少なくとも一つを駆動部により駆動すると、歯
車が一定の軸心上で回転する。歯車が回転すると、測定
ユニットの接触子が歯車の歯に倣って進退するので、歯
車の回転位置と接触子の移動量との関係から歯の形状寸
法等が認識される。

【０００８】請求項２の発明は、請求項１記載の歯車測
定機において、歯車の両端面に当接する補助ローラを前
記歯車の軸心と直交する回転軸心上に回転自在に設け
た。したがって、歯車の軸方向の動きが補助ローラによ
り阻止される。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の第一の実施の形態を図１
及び図２に基づいて説明する。図１は正面図、図２は縦
断側面図である。測定の対象となる歯車１は、外周の二
箇所に多数の歯１ｂを有する二枚歯構成であり、軸方向
の両端には歯１ｂのピッチ円の中心と同軸上にボス１ｃ
が形成されている。

【００１０】この歯車１の歯１ｂの測定する歯車測定機
Ｍのベース１０の上には、第一のスライダ１１と第二の
スライダ１２とが往復動自在に支持されている。具体的
には、ベース１０には、図１においては紙面に対して垂
直方向にラック１３，１４が固定的に設けられ、これら
のラック１３，１４に噛合するギヤ１５，１６がスライ
ダ１１，１２に回転自在に設けられている。したがっ
て、ギヤ１５，１６を回すことにより、スライダ１１，
１２は図１においては紙面に対して垂直な方向に移動す
る。

【００１１】また、第二のスライダ１２の上にはテーブ
ル１７が固定的に設けられ、このテーブル１７には第三
のスライダ１８と支持台１９とが往復動自在に設けられ
ている。具体的には、テーブル１７には図１において左
右方向に長いラック（図示せず）と軌条２０とが固定的
に設けられている。そして、第三のスライダ１８は、テ
ーブル１７のラックに噛合されたギヤ（図示せず）を有
し、このギヤを回すことにより、図１において左右方向
に往復駆動される。支持台１９は、テーブル１７の軌条
２０に沿って摺動するリニアベアリング２１を有し、図
１において左右方向に往復駆動される。なお、スライダ
１１，１２，１８は、それぞれロックレバー２２，２
３，２４を締めることにより任意位置に固定される。

【００１２】図２に示すように、第一のスライダ１１に
設けたギヤ１５はダイヤル状のハンドル２５を回すこと
によりこのハンドル２５と共に回転する。同様に、第二
のスライダに設けたギヤ１６、第三のスライダ１８に設
けたギヤも、ハンドル（図示せず）に連結されてそのハ
ンドルと共に回転するように構成されている。

【００１３】図２に示すように、第一のスライダ１１
は、左右に二分割され、右側の分割スライダ１１Ｒが前
述したように往復移動する構造で、左側の分割スライダ
１１Ｌはテーブル１０に固定的に設けられている。これ
らの分割スライダ１１Ｌ，１１Ｒの内方端部には互いに
対向する支持板２６Ｌ，２６Ｒが固定されている。これ
らの支持板２６Ｌ，２６Ｒには、それぞれ対をなすロー
ラ２７Ｌ，２７Ｒが回転自在に支持されている。対をな
すローラ２７Ｌの内の一つはウォームホィール２８に連
結され、このウォームホイール２８に噛合されたウォー
ム２９は、図１に示すように、減速機３０を介して駆動
部（モータ）３１に連結されている。

【００１４】また、図１で明らかなように、対をなすロ
ーラ２７Ｌは、歯車１のボス１ｃの外径に大小によらず
そのボス１ｃの外周を支えるように、比較的小さな間隔
を開けて対向配置されている。このような関係は、歯車
１の反対側の端部に形成されたボス１ｃとローラ２７Ｒ
との関係についても同様である。

【００１５】さらに、歯車１のボス１ｃの端面を支える
補助ローラ３２が設けられている。これらの補助ローラ
３２は、支持板２６Ｌ，２６Ｒに設けられた位置調節機
構３３により位置調整自在に支持され、歯車１の軸心と
直交する回転軸心（ボス１ｃの中心を通る鉛直線）上に
おいて回転するように構成されている。

【００１６】そして、図１に示すように、第三のスライ
ダ１８には、モータ３４に固定された減速機３５がブロ
ック３６を介して結合され、第三のスライダ１８と支持
台１９とはクランク機構３７により連結されている。こ
のクランク機構３７は、モータ３４の回転力を減速機３
５を介して受ける円板３８と、この円板３８の中心から
外れた位置に回転自在に連結された揺動杆３９とよりな
り、この揺動杆３９の先端が支持台１９に連結されてい
る。これにより、モータ３４を駆動すると、その回転運
動がクランク機構３７により直線運動に変換されて支持
台１９に伝達され、支持台１９がテーブル１７に沿って
往復駆動される。

【００１７】この支持台１９には、歯車１の歯１ｂの形
状に倣って歯車１に対して進退する接触子４０と、この
接触子４０の動き量を読み取るダイヤルゲージ（図示せ
ず）とを有する測定ユニット４１を任意の高さに移動自
在に支持する昇降機構４２が設けられている。

【００１８】このような構成において、歯車１の歯１ｂ
の測定に際しては、歯車１の軸方向の両端に形成された
ボス１ｃの外周面を、それぞれ対をなすローラ２７Ｌ，
２７Ｒの上に載せる。この場合、ロックレバー２２を緩
め、ボス１ｃの対向間隔に応じて分割スライダ１１Ｒを
図２において左右方向の所望の位置に移動することによ
り、ボス１ｃの対向間隔にローラ２７ｌ，２７Ｒの対向
間隔を調整した後に、ロックレバー２２を締めて分割ス
ライダ１１Ｒを固定する。さらに、位置調整機構３３を
調整して補助ローラ３２をボス１ｃの端面に接触させ
る。本実施の形態においては、ボス１ｃの対向間隔に応
じてローラ２７ｌ，２７Ｒの対向間隔を調整するため
に、右側のスライダ１１Ｒのみを往復移動させる構造と
したが、左右の分割スライダ１１Ｌ，１１Ｒの何れか一
方又は両方を往復移動させる構造にしてもよい。

【００１９】続いて、ロックレバー２３を緩め、接触子
４０が歯車１の歯１ｂを含む鉛直面内に位置するように
第二のスライダ１２を移動し、ロックレバー２３を締め
て所望の位置で固定する。さらに、歯車１の径に応じて
測定ユニット４１の歯車１の半径方向の位置を調整す
る。この調整は、ロックレバー２４を緩め、第三のスラ
イダ１８を図１において左右方向に移動し、ロックレバ
ー２４を締めて任意位置で固定し、さらに、モータ３４
によりクランク機構３７を駆動して支持台１９の位置を
微調整することによってなされる。

【００２０】この状態で、測定すべき歯車１の歯数値、
ボス１ｃの直径認識数値、等のデータを計測機（図示せ
ず）にプリセットする。これにより、一枚の歯１ｂの測
定のために歯車１を回転させる回転角が決定され、この
決定値に応じて駆動部３１はローラ２７Ｌを所定の回転
角をもって一歯毎に間欠的に駆動する。歯車１はローラ
２７Ｌとボス１ｂとの接触摩擦により回転し、駆動力が
与えられていないローラ２７Ｌ，２７Ｒはボス１ｃとの
接触摩擦により追従回転する。この歯車１の回転中に接
触子４０が歯１ｂの形状に倣って進退するので、この接
触子４０の変位量と歯車１の回転位置情報とにより歯１
ｂの形状寸法が測定される。この場合、歯車１の軸方向
（歯筋方向）の動きを補助ローラ３２によって阻止する
ことができるため、個々の歯１ｂの歯筋方向における測
定点を一定に維持し、安定した測定結果を得ることがで
きる。

【００２１】このように、歯車１は歯１ｂのピッチ円の
中心と同軸上に形成されたボス１ｃの外周をローラ２７
Ｌ，２７Ｒで支持して歯１ｂを測定することができる。
このため、ボス１ｃの径が変化しても共通のローラ２７
Ｌ，２７Ｒにより支えることができるので、図３ないし
図６参照において説明した従来例のように、測定用の歯
車支持軸３，５を不要とするとともに、歯車支持軸３，
５を嵌合するための嵌合孔１ａを歯車１の中心に精密に
加工する必要がない。

【００２２】さらに、本実施例においては、それぞれ対
をなすローラ２７Ｌ，２７Ｒを二組設けた状態で説明し
たが、ローラ２７Ｌ（又は２７Ｒ）の軸方向の長さを比
較的長めに設定しておくことにより、一端にのみボス１
ｃが形成された歯車１の場合でも、そのボス１ｃの軸方
向の長さが比較的長い場合には、一対のローラ２７Ｌ
（又は２７Ｒ）だけでボス１ｃを支える使用形態を選択
することも可能である。

【００２３】次に、本発明の第二の実施の形態について
説明する。前実施の形態と同一部分は同一符号を用い説
明も省略する。この例は、歯車１の中心に、半径の中心
が歯１ｂのピッチ円の中心と一致する嵌合孔（図３に示
す嵌合孔１ａと同様）が形成されている場合に、その嵌
合孔に歯車支持軸（図示せず）を遊びを有することなく
嵌合し、ボス１ｃに代えて歯車支持軸の外周をローラ２
７Ｌ，２７Ｒにより支えて測定するようにした構成であ
る。この場合に用いる歯車支持軸は、両端にセンタ孔を
必要としないので、従来の歯車支持軸３，５に比して製
作が極めて容易である。

【００２４】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、歯車の端部に
同軸上に形成されたボスの外周、又は前記歯車の中心に
固定的に嵌合された歯車支持軸の外周を、前記歯車の軸
と平行な二本の軸上に配設した対のローラで支え、これ
らのローラの少なくとも一つを駆動しそのローラとの摩
擦力により前記ボス又は歯車支持軸を回転させるように
構成したので、歯車のボスや、歯車の中心に嵌合された
歯車支持軸の径が変化しても共通のローラにより支える
ことができる。これにより、測定する歯車を支持するた
めに、両端にセンタ孔を有し製作が面倒な軸を、測定す
べき歯車の種類毎に製作する必要性をなくすことができ
る。

【００２５】請求項２の発明によれば、歯車の両端面に
当接する補助ローラを前記歯車の軸心と直交する回転軸
心上に回転自在に設けたので、歯車の軸方向（歯筋方
向）の動きを補助ローラにより阻止することができる。
これにより、個々の歯の歯筋方向における測定点を一定
に維持し、安定した測定結果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示す正面図である。

【図２】縦断正面図である。

【図３】従来例を示すもので、歯車の支持構造を示す側
面図である。

【図４】歯車の支持状態を示す正面図である。

【図５】他の従来例を示すもので、歯車の支持構造を示
す正面図である。

【図６】歯車の支持状態を示す正面図である。

【符号の説明】

１ 歯車 １ｂ 歯 １ｃ ボス ２７Ｌ，２７Ｒ ローラ ３１ 駆動部 ３２ 補助ローラ ４０ 接触子 ４１ 測定ユニット

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 歯車の歯に測定ユニットの接触子を接触
   させ、前記歯車を回転させて前記接触子を前記歯車の歯
   の形状に倣って変位させ、前記歯車の回転位置情報と前
   記接触子の変位量とにより前記歯の形状寸法等を測定す
   るようにした歯車測定機において、前記歯車の端部に同
   軸上に形成されたボスの外周又は前記歯車の中心に固定
   的に嵌合された歯車支持軸の外周を前記歯車の軸と平行
   な二本の軸上で支える対のローラを設け、これらのロー
   ラの少なくとも一つを駆動しそのローラとの摩擦力によ
   り前記ボス又は前記歯車支持軸を回転させる駆動部を設
   けたことを特徴とする歯車測定装置。
2. 【請求項２】 歯車の両端面に当接する補助ローラを前
   記歯車の軸心と直交する回転軸心上に回転自在に設けた
   ことを特徴とする請求項１記載の歯車測定機。