JPS63263408A - 歯車ピツチを検査する方法と装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ただ１つの測定子を有する殊に運搬可能な検
査機によって間車特に大型歯車のピッチを検査する方法
であって、前記測定子を被験歯車の歯溝内へ進入させて
測定円の高さで歯面と接触させ、その際前記測定子によ
って先ず一方の歯面の位置を、次いで同一歯溝の対向歯
面の位置を検出し、次いで前記歯溝から前記測定子を進
出させて次の歯溝内へ進入させ、回転する被験歯車をそ
の全周にわたって検査し終るまで前記操作を繰返すよう
にした形式のものに関する。

〔従来の技術〕

前記形式の検査法は殊に小型及び中型の歯車を検査する
ために公知である。この場合被験歯車は精密角度原器と
接続されている。その測定は個々の歯の角度位置と角度
原器との直接的な比較に基づいている。角度原器の目盛
機構を介して被験歯車は各目標角度位置に相応して位置
決めされる。ピッチ偏差は、歯溝内へ進入されて被験歯
面に当てつけられた測定子の接線方向偏差から生じる。

その場合いわゆる振子型測定子が特に賞月されておシ、
該測定子は、被験歯車が連続的に回転する場合に自動的
に歯溝内へ導入され先ず左側歯面を、次いで右側歯面を
検出し、該検出後再び当該歯溝から導出される。

これによって被験歯車の１回転中に角度原器に対する歯
面の位置偏差、ひいてはピッチ偏差が測定されかつ記録
される。

しかしながら大型歯車を検査する場合この公知の方法は
きわめて不正確である。それというのは角度原器の、そ
れ自体僅かな誤差が被験歯車の直径に正比例して増大す
るからである。

それゆえに大型歯車のピッチ検査は一般に、被験歯車の
対応歯面に夫々同時に当接せしめられる２つの測定子を
用いて行われる。

その先行技術例としては西独国特許出願公開第３２１２
０７９号明細書及び同第３２１２０８１号明細書が挙げ
られる。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明の課題は、冒頭で述べた形式の一ツチ検査法を改
良して、ただ１つの測定子を用いて大型歯車も検査でき
るようにし、しかも、これまで歯形と歯のねじれ量の検
査にしか適していない例えば西独国特許出願公開第３３
２０９８６号明細書に基づいて公知になっているような
装置においても実施できるようにすることである。

〔課題を解決するための手段〕

前記課題を解決する本発明の方法上の構成手段は、歯面
位置の検出を被験歯車の静止時に行い、一般には順次に
続く複数の歯面を検出したのち、この測定系列の測定開
始時に測定子が占めたスタート位置範囲に該測定子を復
帰させ、かつ、最後に測定した歯面位置を考慮して被験
歯車の新たな回動位置を検出するために、前記測定子が
新たな測定系列の開始時に、前記の最後に測定した歯面
に接触するように前記被験歯車を回動させ、次いで新た
な測定系列の測定を開始する点にある。

〔作用〕

要するに本発明によれば歯車円周は、順次に続く多数の
円周区域に分割されており、該円周区域は、歯車の静止
時に測定子が１つの連続した測定系列範囲の前記円周区
域を丁度全体的に相対移動し終れるような大きさに選ば
れる。次いで測定子はこの測定系列の開始時のスタート
範囲に、特に有利には正確なスタート位置へ復帰させら
れると共に、次の未測定円周区域を測定子の作業範囲に
至らせるために被験歯車が回動される。測定子及び被験
歯車の前記戻し運動は、最後に測定した歯溝内に残留す
る゛測定子によって行われてもよいが、前取って測定子
を前記歯溝から進出させ、かつ被験歯車の回転速度には
無関係にスタート位置へ復帰移動させるのが有利である
。

次の測定系列を前の測定系列に正確に接続するためには
測定子が先ず、前の測定系列の測定済みの歯面、最も有
利には、最後に測定した歯面に当接され、かつ（被験歯
車の回動後の）新たな歯面位置を検出せねばならない。

これによって被験歯車の戻し回転角が確定すると共に。

最初の測定系列に対する次の新たな測定系列の相関位置
が確定する。

このようにして被験歯車はその全周にわたって間欠的に
検査される。

本発明のピッチ検査法は歯厚及び歯溝を検出することに
よって同時に又、コンピュータを介して歯列の歯溝のふ
れを決定できるという利点がある。

請求項４に記載したように本発明のピッチ検査法を歯形
°検査及び歯ねじれ量検査と組合せるのが特に有利であ
る。これによって、これらの諸種の検査をすべて、同一
の検査機によって、かつ被験歯車のたった１回転中に実
施することが可能になる。

本発明の方法を実施するためには、大体においてそれ自
体公知の構成エレメント、特に西独国特許出願公開第３
３２０９８３号明細書に基づいて公知になっているよう
な、従来は歯形及び歯のねじれ量を検査するために使用
されてきた検査機をベースにすることが可能である。た
だ公知の該検査機には次のような切換スイッチ手段が配
設されねばならない。すなわち切換スイッチ手段は、１
つの測定系列の測定終了毎に。

要するに順次に続く所定数の歯面を測定し終ったのちに
（なおこの場合測定子はその作業範囲の終端点に達して
いる）該測定系列の測定開始時に占めたスタート範囲へ
の測定子の復帰をレリーズする一方、被験歯車を所定の
回転角だけ戻し回動させるために前記被験歯車の回転駆
動装置をレリーズするように構成されている。

〔実施例〕

次に図面に基づいて本発明の実施例を詳説する。

第１図によれば測定子１３が先ず、回転可能に支承され
た被数歯車２３の測定円直径上つまりピッチ円直径上に
セットされ、同時に、歯車中心から見て、歯１の左側歯
面に接触させられる。測定子１３の前記位置に関して、
第１図では略示したにすぎない線測定糸Ｘ、Ｙが零にセ
ットされるが、そうする代りに、その除虫じるＸ値とＹ
値を測定して記憶させることも可能である。次いで測定
子１３は、対向歯面つまシ歯２の右側歯面にピッチ円直
径の高さで当接するまでＸ方向及びＹ方向に移動させら
れる。目標値からの前記勿面位置もしくは偏差が測定さ
れて記憶せしめられる。次いで測定子は薗１と歯２との
間の歯溝から導出され、かつ歯２と歯３との間の次の歯
溝内へ再び導入されて爾２の左側歯面に当接される。こ
れによって歯１及び歯２の左側歯面についてのピッチ偏
差が測定される。

次いで前記のように測定子は歯３の右側歯面に導かれて
、歯２及び３の右側歯面のピッチ偏差が測定されかつ記
憶せしめられる。

前記動作は、測定子１３のＸ方向移動距離が終るまで繰
返される。こうして１つの測定系列の検査が終結する。

これは、歯数約３乃至７による被験歯車のモジュールに
ついて当嵌まる。

説明を簡単にするために第１図では、測定子１３が歯３
の右側歯面においてすでに測定子の所定の移動距離を進
み終えたものと仮定した。

測定子１３は次いでそのスタート位置へ戻され。

これと同時に被験歯車２３は、最後に検査された歯面、
要するに歯３の右側歯面、を測定子１３のＸ方向移動距
離の起点に位置させるように回動される。この状態が第
１図の（ｂ）に示されている。

被験歯車の逆回転は角度原器なしに行われるので測定子
は第２測定系列の開始前に先ず、前記回動後の被験歯車
の新たな位置を測定するために使用される。このために
測定子は、先行測定系列においてすでに検査された歯面
、有利には最後に検査された歯面つまシ歯３の右側画面
、に接触されねばならない。この接触を行わせるために
、爾３の前記右側歯面を測定子のスタート範囲内へ回動
させるように被験歯車の回転角が粗測定される。しかし
その場合、被験歯車をピッチの非整数倍だけ回動させう
るターンテーブルが必要になる。

しかしながら歯車の検査は主として運搬可能な検査装置
を用いて行われ、その場合被験両車は歯車製造機械内に
チャックされた状態にある。

これによって歯車製造への補正干渉が可能になる。歯車
は通常は、ピッチの整数倍しか回動できないターンテー
ブル上に取付けられている。

この場合は、歯車を１Ｖ！ツテ分だけ逆回転させた状態
を示す第１図の（ｂ）に相当する。次いで測定子はその
スタート位置から歯溝へ進入せしめられ、しかも最終測
定された歯面に当接するようにＸ方向へ移動されて該歯
面の位置を測定する。従って逆回転後の歯車の新たな位
置は既知であり、かつ第２の測定系列の検査を開始する
ことが可能である。この第２測定系列において崗３及び
歯４の歯面（実際には著しく多数の歯の歯面）が、測定
子がその移動距離の右端に再び到達するまで検出される
。

前記の検査動作は被験歯車が１回転するまで繰返される
。

こうして所期の単一ピッチ誤差及び累積ピッチ誤差が得
られる。本発明の測定法では更に測定円上つまシピッチ
円上における歯厚及び歯溝も検出されるので、同時に歯
列の歯溝のふれも算出・表示することが可能である。

本発明の方法は、第２図及び第３図に示した装置に基づ
いて実施することができる。

この検査機は、歯車加工機のワークテーブル１上に載設
された運搬可能な機器である。該検査機の機械架台２は
３本の調整ねじ３．４．５を介してレベル調整される。

機械架台２上にはＸ方向の、要するに被験歯車２３（詳
示せず）に対して接線方向の、案内路６が設けられてお
り、該案内路６内では球転勤式ガイド機構を介して第１
往復台７が摺動可能である。機械架台２に対する第１往
復台７の相対的な摺動運動もしくは摺動位置はインクリ
メンタルなＸ方向距離信号発生器８を介して検査されて
コンピュータ（図示せず）に入力され、あるいは該コン
ピュータによって処理される。

第１往復台Ｔ上には別の球転勤式ガイー機構を介して第
２往復台９がＹ方向に、要するに被験歯車に対して接近
・離反する方向に摺動可能に支承されている。また該第
２往復台９も球転勤式ガイド機構を介して第６往復台１
０を支持し、該第６往復台は第２往後台９に対してばね
１１の力によって被験歯車２３の方に向って保持され、
かつ該被験歯車側で方位センサ１２及び測定子１３を保
持している。

第１往復台７はサーボモータ１４によって、また第２往
復台９はサーボモータ１５によって可動かつ調整可能で
ある。第１往復台７と第３往復台１０との間には、Ｙ方
向位置を検出するためのインクリメンタルなＹ方向距離
信号発生器１６が配置されている。

検査機Ｘ軸と検査機Ｙ軸とを被験歯車の軸線に対して直
角に位置させるように検査機のレベルを調整するために
検査機は２つの基準面２０゜２１を有している。また検
査機はピン１８゜１９を有し、両ピンの軸線の軸線は、
被験歯車に対して検査機中心の接線方向調整を生せしめ
るためにＹ軸及びＹ軸に対して直角に位置している。レ
ベル調整と方位修正は夫々１つの１例えば磁気によって
被験歯車に固定されたダイヤルデージ１７によって行わ
れる。次いで周知の形式で検査機と被験歯車との距離が
検出される。

しかし本発明の思想を逸脱しない範囲内で、レベル調整
と方位修正を別の態様で実施すること、あるいはこれを
全く省（代シに検査機と被験歯車との相関位置をコンピ
ュータで求めることも勿論可能である。

ここで重要なことは、前記往復台のＸ方向運動及びＹ方
向運動のための制御装置が切換スイッチ手段２４を介し
て被験歯車２３の回転駆動装置２２と接続されているこ
と、しかも測定子１３がＸ方向移動距離を進み切った場
合には常に第１往復台７がスタート位置へ戻され、それ
と同時に回転駆動装置２２が被験歯車２３を前述のよう
に逆回転させた上で、最後に測定された歯面に基づいて
被験歯車の新たな回動位置の検出が自動的に行われ、次
いで次の測定系列の検査が開始される。

本発明の思想を逸脱しない範囲内で、測定子のシフト運
動をＸ方向往復台とＹ方向往復台上］　　　　によって
行う代りに、角度測定系と長さ測定系を有するテレスコ
ープ式に引出し可能かつ旋回可能な測定子を使用するこ
とも勿論可能である。

大抵の歯車ははすば歯車であるので、このような歯車の
場合、ピッチ検査及び歯形検査以外に歯のねじれ量をも
検査するために、前記検査機は慣用のように、Ｚ方向に
移動可能ないま１つの往復台を有している。これは周知
の事項であるので、該Ｚ方向往復台の図示は省いた。

本発明の測定法は内歯歯車の場合にも適用できるのは勿
論である。このために必要な検査機の変改はそれ自体公
知であるので、その詳説もここでは省いた。

−〔発明の効果〕 本発明の方法の第１の利点は、被験歯車の各回動位置の
ためにいかなる角度測定系も必要とせず、むしろ測定子
の位置だけを求めればよいということであシ、この測定
子位置の測定は線測定系によって０．１μの精度でもっ
て可能である。第２の利点は、ただ１つの測定子しか必
要とせず、その結果構成費が低床になるのみならず、測
定精度も改善される点にある。第６の利点は、測定が常
に被験歯車の静止時に行われ、これによって、これまで
避けることのできながつた測定子と前方に回転する被験
歯車との間の反跳効果が生じないことである。以上の利
点に基づいて本発明の産業上の利用可能性は顕著である
。

【図面の簡単な説明】

第１図は順次に続く２つの測定系列における本発明のピ
ッチ検査法のステップ（ａ　）　、　（ｂ）を示す図、
第２図は一部断面して示したピッチ検査装置の基本構成
の側面図、第６図は第２図のピッチ検査装置を一部断面
して示した平面図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ただ１つの測定子を有する検査機によつて歯車ピッ
   チを検査する方法であつて、前記測定子を被験歯車の歯
   溝内へ進入させて測定円の高さで歯面と接触させ、その
   際前記測定子によつて先ず一方の歯面の位置を、次いで
   同一歯溝の対向歯面の位置を検出し、次いで前記歯溝か
   ら前記測定子を進出させて次の歯溝内へ進入させ、回転
   する被験歯車をその全周にわたつて検査し終るまで前記
   操作を繰返すようにした形式のものにおいて、歯面位置
   の検出を被験歯車の静止時に行い、一般には順次に続く
   複数の歯面を検出したのち、この測定系列の測定開始時
   に測定子が占めたスタート位置範囲に該測定子を復帰さ
   せ、かつ、最後に測定した歯面位置を考慮して被験歯車
   の新たな回動位置を検出するために、前記測定子が新た
   な測定系列の開始時に、前記の最後に測定した歯面に接
   触するように前記被験歯車を回動させ、次いで新たな測
   定系列の測定を開始する、歯車ピッチの検査法。 ２、１つの測定系列の測定が終る毎に、測定子が新たな
   測定系列の開始時に、最後に測定した歯面に接触するよ
   うに被験歯車を回動させる、請求項１記載の歯車ピッチ
   の検査法。 ３、被験歯車の歯列の歯溝のふれをコンピュータを介し
   て決定するためにピッチ検査を歯厚検査及び歯溝検査と
   組合せる、請求項１又は２記載の歯車ピッチの検査法。 ４、ピッチ検査を歯形検査及び歯のねじれ量検査と組合
   せて、全周にわたつて分配された若干の歯において測定
   子が測定円上の歯面位置だけでなく、該歯面の歯形及び
   歯ねじれ量をも検出するようにする、請求項３記載の歯
   車ピッチの検査法。 ５、回転可能に支承された被験歯車（２３）の軸線に対
   して直角な平面内で移動可能な測定子（１３）を有する
   検査機を用いて請求項１から４までのいずれか１項記載
   の歯車ピッチ検査法を実施するための装置において、検
   査機が、１つの測定系列の測定終了毎に、該測定系列の
   測定開始時に占めたスタート範囲への測定子（１３）の
   復帰をレリーズする一方、被験歯車（２３）を所定の回
   転角だけ戻し回動させるために前記被験歯車の回転駆動
   装置（２２）をレリーズする切換スイッチ手段 （２４）を有している、歯車ピッチの検査装置。