JP6180018B2 - 歯車検査装置 - Google Patents

Description

本発明は、両歯面噛合式と呼ばれる歯車検査装置に関する。

図２０に示すように、ギヤ１００は、複数（この例では１０であるが、数は任意である。）の歯１０１が等ピッチで並べられた機械部品である。ピッチ円１０２が主要な寸法であり、このピッチ円１０２に沿った歯１０１の厚さが歯厚Ｔと定義され、隣り合う歯１０１、１０１の間の溝が歯溝と定義され、この歯溝の幅Ｗも重要な寸法の一つとなる。

図２０の２１部拡大図である図２１に示すように、歯１０１に打痕１０３が認められることがある。この打痕１０３は、ギヤ１００を運搬する過程でギヤ１００同士が衝突することや、歯１０１が治具や工具に当たることなどの要因で発生する。

歯１０１が局部的に打たれると窪みが発生すると共に窪みの周囲が盛り上がる。よって、打痕１０３は、凹部１０４と、この凹部１０４の縁に形成される凸部１０５とからなる。この凸部１０５が一定以上の高さになると問題が生じる。

すなわち、図示せぬ相手歯車が噛合うときに、相手歯車の歯面が本来、想像線で示す歯面１０６に面接触するところ、凸部１０５に点接触するため大きな音（異音）が発生する。
そのため、凸部１０５を研削して平坦にする対策が講じられる。対策を講じる前に、打痕１０３の有無を検査する必要がある。

また、歯車の精度評価要素として、ＯＢＤ（オーバーボールダイヤメーター）や、歯振れが知られている。
図２２に示すように、ギヤ１００に対応する径のボール１０７、１０８を歯溝に嵌め、ボール１０７、１０８の外面同士の寸法Ｄを測る。この寸法ＤがＯＢＤと定義される。歯１０１が切削加工される場合、多めに削ると歯溝が大きくなって、ボール１０７、１０８が進入し、結果、ＯＢＤが小さくなる。逆に、少なめに削るとＯＢＤが大きくなる。

予め定めたＯＢＤ標準値と、測定から得たＯＢＤとの差が許容内であれば合格、許容外であれば不合格となる。

ところで、ＯＢＤは合格であるが、ＯＢＤの中点Ｄｃがギヤ１００の回転中心からδだけ外れることがある。軸中心がピッチ円１０２の中心からずれている場合にも同様の現象が起こる。これらを「歯振れ」と呼ぶ。
以上に説明したＯＢＤと歯振れは、実用的には次のように定義される。

以上に説明した打痕の有無検査とＯＢＤ特定検査と歯振れ特定検査を、個別に実施すると検査工数が嵩む。対策として、マスタギヤを用いて行う歯車検査装置が提案される（例えば、特許文献１（図２、図７、図８）参照。）。

特許文献１の図２に示される歯車検査装置（１）（括弧付き数字は、特許文献１に記載された符号を示す。以下同様）では、回転自在に支持されている被測定ギヤ（１３）へマスタギヤ（４）を前進させた後に噛合わせる。被測定ギヤ（１３）の歯面にマスタギヤ（４）の歯面を噛合わせて検査する、すなわち両方の歯面を噛合わせるため、この形式の装置は両歯面噛合式の検査装置と呼ばれる。
マスタギヤ（４）で被測定ギヤ（１３）を１回転以上回し、その間、マスタギヤ（４）の移動量を非接触センサ部（２４）で計測する。

特許文献１の図７に示されるステップ２０９で、振れ波形を周波数フィルタで除去する。その後、ステップ２１２で打痕を検出する。
ここで用いる周波数フィルタの強弱で打痕成分波形の大小が変化する。よって、振れ波形を必要十分な範囲で除去できる最適な周波数フィルタの選定が困難であり、比較的工数を要する。

また、ＯＢＤ特定検査や歯振れ特定検査においては、打痕成分の影響を可能な限り抑制できることが望ましい。なぜならば、ＯＢＤや歯振れが正常であるが打痕が有る製品については、打痕をやすりで削るなどの修正作業により正常品にすることができるからである。よって、ＯＢＤ特定検査や歯振れ特定検査では、打痕成分を除去できるような周波数フィルタ、すなわち、打痕検査とは異なる周波数フィルタを選定する必要があり、さらに工数を要する。

よって、検査の信頼性を保ちつつ周波数フィルタを必要としない歯車検査装置が望まれる。

特開平１０−３００４０９号公報

本発明は、周波数フィルタを必要としない歯車検査装置を提供することを課題とする。

請求項１に係る発明は、平行に配置されたマスタギヤと検査ギヤを各々の軸を中心に回転させて前記検査ギヤの検査を行う歯車検査装置であって、
前記マスタギヤの軸と前記検査ギヤの軸との軸間距離を計測する距離計測手段と、
前記軸間距離について、所定歯数毎の最大値（ｍａｘＬＬ）と最小値（ｍｉｎＬＬ）を求める値探索手段と、
前記所定歯数毎の最大値（ｍａｘＬＬ）と最小値（ｍｉｎＬＬ）の差分（ΔＬＬ）を求める差分算出手段と、
この差分算出手段により算出された差分（ΔＬＬ）のうち、最小値（ｍｉｎΔＬＬ）を特定する最小値特定手段と、
その特定された前記最小値（ｍｉｎΔＬＬ）を当該検査ギヤの誤差推定値とし、前記差分算出手段により算出された差分（ΔＬＬ）から前記誤差推定値を減算して打痕判定値を決定する判定値決定手段と、
前記打痕判定値に基づいて打痕の有無を判定する判定手段と、を備えることを特徴とする。

請求項２に係る発明では、検査ギヤと同形であるが、検査ギヤより高い精度で仕上げられたモニターギヤに基づいて得られるＯＢＤ（オーバーボールダイヤメーター）基準値を取得すると共に、マスタギヤの軸とモニターギヤの軸との軸間距離を測定し得られた測定値から所定歯数毎の最小値を取得するモニターギヤ値取得手段を備え、
モニターギヤ値取得手段により取得されるＯＢＤ基準値と、モニターギヤ値取得手段により取得される所定歯数毎の最小値の平均値（Ｍｓ）と、値探索手段により求めた最小値（ｍｉｎＬＬ）の平均値（Ｍａ）と、を用いて、オーバーボールダイヤメーターを判定することを特徴とする。

請求項３に係る発明では、値探索手段により求めた所定歯数毎の最小値（ｍｉｎＬＬ）の中から、最大値と最小値を特定し、特定した最大値と最小値の差から歯振れを判定することを特徴とする。

請求項４に係る発明では、平行に配置されたマスタギヤと検査ギヤを各々の軸を中心に回転させて前記検査ギヤの検査を行う歯車検査装置であって、
前記マスタギヤの軸と前記検査ギヤの軸との軸間距離を計測する距離計測手段と、
前記軸間距離について、所定歯数毎の最大値（ｍａｘＬＬ）と最小値（ｍｉｎＬＬ）を求める値探索手段と、
前記所定歯数毎の最大値（ｍａｘＬＬ）と最小値（ｍｉｎＬＬ）の差分（ΔＬＬ）を求める差分算出手段と、
この差分算出手段により算出された差分（ΔＬＬ）のうち、最小値（ｍｉｎΔＬＬ）を特定する最小値特定手段と、
その特定された最小値（ｍｉｎΔＬＬ）を当該検査ギヤの誤差推定値とし、前記誤差推定値を前記差分（ΔＬＬ）から減算するか否かを選択する選択手段と、
前記選択手段で減算することが選択されたときには前記差分算出手段により算出された差分（ΔＬＬ）から前記誤差推定値を減算して打痕判定値を決定し、前記選択手段で減算することが選択されないときには前記差分算出手段により算出された差分（ΔＬＬ）から打痕判定値を決定する判定値決定手段と、
前記打痕判定値に基づいて打痕の有無を判定する判定手段と、を備えることを特徴とする。

請求項１に係る発明では、距離計測手段で取得した波形（生波形）を、値探索手段で所定歯数毎に最大値の矩形波形と最小値の矩形波形に変換し、差分算出手段で最大値と最小値の差を求める。この差を判定値決定手段で判定値に変換した後、判定手段により打痕の有無を判定する。これにより、表面粗さやノイズ等の誤差成分の影響を抑制し、検査の信頼性が得られる。
本発明により、周波数フィルタを必要としない歯車検査装置が提供される。

加えて、判定値決定手段で、差分算出手段により算出された差分から誤差推定値を減算するため、各ギヤ固有の誤差の影響を除去して打痕判定ができる。

さらに加えて、請求項１に係る発明では、差分算出手段により算出された差分のうち、最小値を誤差推定値として決定する。歯毎に算出した差分の最小値は、検査ギヤの歯の多くに共通して含まれる誤差成分の大きさに相関すると考えられる。これを誤差推定値とすることで、打痕しきい値に対する判定を厳しくし、検査の精度を向上できる。

請求項２に係る発明では、値探索手段により求めた最小値を用いて、オーバーボールダイヤメーターを判定する。
打痕検査の際に、オーバーボールダイヤメーターも調べることができる。打痕検査とＯＢＤ検査を別々に行う場合に比べ、本発明によれば、検査工数及び検査費用を低減することができる。
最小値には、打痕成分が含まれない。打痕の有無で、ＯＢＤが変化する心配が無く、ＯＢＤ検査の信頼性が高まる。

請求項３に係る発明では、値探索手段により求めた最小値を用いて、歯振れを判定する。
打痕検査の際に、歯振れをも調べることができる。打痕検査と歯振れ検査を別々に行う場合に比べ、本発明によれば、検査工数及び検査費用を低減することができる。
最小値には、打痕成分が含まれない。打痕の有無で、歯振れが変化する心配が無く、歯振れ検査の信頼性が高まる。

請求項４に係る発明では、誤差推定値を差分から減算するか否かを選択する選択手段を備える。選択手段を設けたことにより、誤差推定値を用いた処理と、用いない処理とが自由に選択でき、歯車検査装置の使い勝手がよくなる。

本発明に係る歯車検査装置の断面図である。 本発明に係る歯車検査装置の平面図である。 検査ギヤを計測したときの軸間距離の波形図である。 図３を加工して得た最小値ｍｉｎＬＬｎの矩形波形図である。 図３を加工して得た最大値ｍａｘＬＬｎの矩形波形図である。 図４と図５を合成した波形図である。 図６から作成したΔＬＬｎの波形図である。 図７を加工した（ΔＬＬｎ−ｍｉｎΔＬＬ）の波形図である。 人為的に打痕を付した検査ギヤの正面図である。 当該検査ギヤの打痕に係る合否判定を説明する図である。 別の検査ギヤの打痕に係る合否判定を説明する図である。 当該検査ギヤに存在する歯振れの大きさを示す波形図である。 モニターギヤとボールを説明する図である。 （ａ）はモニターギヤを計測したときの軸間距離波形図、（ｂ）は（ａ）を加工して得た最小値ｍｉｎＬＬｎの矩形波形図、（ｃ）は当該検査ギヤでの最小値ｍｉｎＬＬｎの矩形波形図である。 打痕検査のフロー図である。 打痕検査のフロー図である。 モニターギヤの歯振れを特定するフロー図である。 当該検査ギヤの歯振れを特定するフロー図である。 当該検査ギヤのＯＢＤを特定するフロー図である。 従来技術の説明に用いるギヤの正面図である。 図２０の２１部拡大図である。 ＯＢＤの測定法を説明する図である。

本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。

図１に示すように、歯車検査装置１０は、装置ベース１１と、この装置ベース１１上に敷設されるレール１２と、このレール１２に移動自在に嵌められるスライダ１３、１４と、このスライダ１３、１４で支えられる移動台１５と、この移動台１５から上に延ばされる筒体１６と、この筒体１６に軸受１７、１８を介して鉛直向きに取付けられマスタギヤ１９を支えるマスタギヤ支軸２１と、移動台１５から下へ延ばされるブラケット２２と、このブラケット２２に取付けられマスタギヤ支軸２１を回すマスタギヤ回転手段２３と、装置ベース１１の一端に取付けられピストンロッド２４が筒体１６に向かって延びるマスタギヤ移動手段２５と、ピストンロッド２４の先端に取付けられ筒体１６に向かって延びるロッド２６と、このロッド２６を移動台１５に繋ぐアイプレート２７と、筒体１６に平行になるように装置ベース１１の他端から上に延ばされる支持台２８と、この支持台２８に取付けられ検査ギヤ２９を支える検査ギヤ支軸３１とを備える。

アイプレート２７は、文字通り、穴３２を有するプレートである。ロッド２６は穴３２より小さな外径の棒材であって、先端に鍔状のストッパ３３を備え、基部に鍔状のばね受け３４を備える。ばね受け３４とアイプレート２７の間にばね３５が嵌められる。

マスタギヤ回転手段２３はサーボモータが好適であり、マスタギヤ移動手段２５はサーボシリンダが好適である。

検査ギヤ支軸３１は検査ギヤ２９を回転自在に支持するものの移動はしない。
マスタギヤ支軸２１はマスタギヤ１９を支えながらマスタギヤ回転手段２３により回転する。その上で、レール１２に沿ってスライダ１３、１４が移動可能であるため、マスタギヤ支軸２１はレール１２に沿って移動可能とされる。

歯車検査装置１０では、検査ギヤ２９を交換しながら検査を実施する。
検査の際は、マスタギヤ移動手段２５でばね受け３４が所定位置に保たれる。すると、ばね受け３４を支点とするばね３５がアイプレート２７を押す。アイプレート２７は移動台１５に繋がっているため、筒体１６及びマスタギヤ支軸２１を介して検査ギヤ２９にマスタギヤ１９が所定の力（噛合力）で噛合う。

マスタギヤ回転手段２３によりマスタギヤ１９を１回転程度回すと、検査ギヤ２９が連れ回って１．５〜２回転程度回る。
この回転の際に、軸間距離Ｌが僅かであるが変動する。ばね３５が伸縮するため、軸間距離Ｌの変動は妨げられない。

また、検査ギヤ２９を交換するときは、マスタギヤ回転手段２３を停止状態にし、マスタギヤ移動手段２５を作動させてピストンロッド２４を後退させる。すると、ストッパ３３がアイプレート２７に当たり、移動台１５がマスタギヤ移動手段２５側に引き寄せられる。結果、検査ギヤ２９からマスタギヤ１９が離れる。この状態で検査ギヤ支軸３１から検査ギヤ２９を外し、次の検査ギヤ２９を検査ギヤ支軸３１に嵌める。マスタギヤ移動手段２５でピストンロッド２４を前進させ、検査に移行する。

次に、軸間距離Ｌの計測法を説明する。
図２に示すように、レール１２と直交するようにして移動台１５に突起部３７を設ける。また、装置ベース１１に距離計測手段３８を設ける。この距離計測手段３８で突起部３７までの距離ａを常に計測する。距離計測手段３８は、投光素子と受光素子を内蔵し、反射光の受光位置から幾何学的に距離を割り出す非接触式光電距離センサが好適であるが、他の形式の距離センサであっても良い。マスタギヤ１９と検査ギヤ２９の噛合により、マスタギヤ１９が検査ギヤ２９に対して接近又は離間する。この移動に伴って、距離ａが変化する。

一方、マスタギヤ１９と突起部３７は共に移動台１５に載っているため、マスタギヤ１９の軸中心から突起部３７までの距離Ｂは一定である。
同様に、検査ギヤ２９と距離計測手段３８は共に装置ベース１１に載っているため、検査ギヤ２９の軸中心から距離計測手段３８までの距離Ｃは一定である。
Ｌ＋Ｂ＝Ｃ＋ａである。Ｌについて求めると、Ｌ＝ａ＋（Ｃ−Ｂ）となる。ＢとＣは既知値であるため、変数ａが距離計測手段３８で特定されると、変数Ｌが求められる。以上により、軸間距離Ｌが求まる。

距離計測手段３８には、値探索手段４１と差分算出手段４２と選択手段４３と判定値決定手段４４と判定手段４５が、この順で接続され、距離計測手段３８で取得した距離情報を順次処理する。これらの処理の詳細は後述する。

ある検査ギヤ２９を、マスタギヤ１９に噛合せて取得した距離Ｌの波形図を図３に示す。この例では、３０歯分の波形が描かれている。例えば、１歯当たり６７個のデータを取得すると、３０×６７＝２０１０の計算により、横軸目盛りの最大が２０１０となる。横軸目盛りの始点が１であり、この始点から２、３のようにテータ番号が増加し、２０１０に至る。

この波形図に、最大値処理及び最小値処理を施す。

データ番号１の距離ＬがＬ１、データ番号２の距離ＬがＬ２、データ番号３の距離ＬがＬ３、・・・データ番号６７の距離ＬがＬ６７、データ番号６８の距離ＬがＬ６８、データ番号６９の距離ＬがＬ６９であった場合に、データ番号（１〜６７）を１つの群とし、（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３・・・Ｌ６７）中、最大値をｍａｘＬＬ１、最小値をｍｉｎＬＬ１とする。

次に、１個ずらして、データ番号（２〜６８）を１つの群とし、（Ｌ２、Ｌ３・・・Ｌ６８）中、最大値をｍａｘＬＬ２、最小値をｍｉｎＬＬ２とする。
さらに、１個ずらして、データ番号（３〜６９）を１つの群とし、（Ｌ３・・・Ｌ６９）中、最大値をｍａｘＬＬ３、最小値をｍｉｎＬＬ３とする。
このようにして、最大値ｍａｘＬＬｎ及び最小値ｍｉｎＬＬｎ（なお、ｎ＝１、２、３・・・２０１０）を求める。

ただし、ｎ＝１９４４〜２０１０では、データが不足するため、データ番号２０１０の次にデータ番号１〜６６を再掲する。
例えば、データ番号（２０１０、１、２、３〜６６）を１つの群とし、（Ｌ２０１０、Ｌ１、Ｌ２・・・Ｌ６６）中、最大値をｍａｘＬＬ２０１０、最小値をｍｉｎＬＬ２０１０とする。

また、検査ギヤの回転を１回転超にして、最大のデータ番号を２０７６としてもよい。この場合は、データ番号（２０１０、２０１１、２０１２〜２０７６）を１つの群とし、（Ｌ２０１０、Ｌ２０１１、Ｌ２０１２・・・Ｌ２０７６）中、最大値をｍａｘＬＬ２０１０、最小値をｍｉｎＬＬ２０１０とする。
以上により、最大値ｍａｘＬＬｎ及び最小値ｍｉｎＬＬｎが特定できる。

なお、上記例では、１歯（６７データ）を１つの群としたが、２歯（１３４データ）や３歯（２０１データ）を１つの群とすることは差し支えない。波形の形態に応じて、歯数を選ぶことが推奨される。選ばれた歯数を「所定歯数」と呼ぶ。

最小値ｍｉｎＬＬｎのグラフを図４に示す。すなわち、ｍｉｎＬＬ１、ｍｉｎＬＬ２、ｍｉｎＬＬ３、・・・ｍｉｎＬＬ２０１０の点を繋ぐと矩形波形図が得られる。
最大値ｍａｘＬＬｎのグラフを図５に示す。すなわち、ｍａｘＬＬ１、ｍａｘＬＬ２、ｍａｘＬＬ３、・・・ｍａｘＬＬ２０１０の点を繋ぐと矩形波形図が得られる。

図４に図５を重ねたグラフを図６に示す。横軸目盛りで１における最大値と最小値の差をΔＬＬ１、横軸目盛りで２０１０における最大値と最小値の差をΔＬＬ２０１０と定義する。

最大値と最小値の差ΔＬＬｎのグラフを図７に示す。すなわち、横軸目盛りで１における縦軸目盛りがΔＬＬ１であり、横軸目盛りで２０１０における縦軸目盛りがΔＬＬ２０１０である。打痕が大きいほど、図７に示す矩形波形図の波高さが大きくなることが予測される。

このΔＬＬｎを、打痕しきい値ｙと比較することで、打痕の有無を判定することは可能である。しかし、図７に示す矩形波形は、加工精度の良否で増減する。加工精度と打痕は別ものであるから、加工精度の要素を除くことが望まれる。

次に、加工精度の要素を除く手法を次に説明する。
ΔＬＬｎ中、最小値をｍｉｎΔＬＬとする。このｍｉｎΔＬＬは、検査ギヤ個々の表面粗さに相当する。すなわち、ギヤの加工精度はカッタの切れ味、摩耗、熱変形や、加工装置自体の熱変形、振動等、前工程の影響を受ける。これらの影響は加工されるギヤ毎に異なる。ｍｉｎΔＬＬを、各検査ギヤ固有の誤差、すなわち誤差推定値と見なすことができる。

（ΔＬＬｎ−ｍｉｎΔＬＬ）とすることで、加工精度の要素を除くことができる。結果、図８に示すグラフが得られる。

この図８に示す波形の波高さを、打痕しきい値と比較することで打痕の有無を予測することができる。その前提として、打痕しきい値を定める必要があり、その決め方の一例を次に説明する。

図９に示すように、歯４７に打痕４８が存在する検査ギヤ２９Ｂを相手ギヤに噛合せて回したところ、周期的に異音が発生した。すなわち、検査ギヤ２９Ｂは修正を要する打痕４８を有するギヤ、すなわち不合格品である。
この検査ギヤ２９Ｂを図示しない形状測定器で測定し、打痕の高さを測定した。

形状測定器で測定した打痕の高さよりも小さい値を、打痕しきい値ｙとして設定することができる。すなわち、形状測定器で測定した図９の打痕の高さは打痕しきい値ｙを超えるため「不合格」（打痕あり）と判定することができる。

図１０は、図８に打痕しきい値ｙを加えたグラフであり、矩形波形の全てが打痕しきい値ｙ以下であるため「合格」と判定される。
図２の歯車検査装置１０で、検査ギヤ２９を替えながら、当該検査ギヤにつき図８に示すような波形を得、波高さを打痕しきい値ｙと比較することで、当該検査ギヤの打痕の有無を判定することができる。

１個の検査ギヤ２９において、複数箇所の打痕が存在することはありうる。
この場合は、図１１に示すような波形図が得られ、打痕しきい値ｙと比較することで、打痕の数（この例では２箇所）と、横軸の目盛りを調べることで打痕の位置が特定できる。

次に、検査ギヤにおける歯振れの計測法を説明する。
図６を参照すると、歯振れは、波形のうねりとなって現れることが予想される。ただし、打痕が存在すると、波形のうねりが顕著になる。すなわち、打痕の有無が歯振れに影響を及ぼす。しかし、打痕の存在は歯振れとは無関係である。図６に注目すると、最小値の波形には打痕の要素が含まれないことが分かる。そこで、歯振れの評価は、最小値のみで行うことにする。

図１２は、図４と同じ図である。波形のうねりの大きさが、歯振れと見なせる。
そこで、最小値ｍｉｎＬＬｎ中、最大値と最小値を見つけ、高低差の最大値Ｈを特定し、これを歯振れと特定する。

次に、検査ギヤのＯＢＤ（オーバーボールダイヤメーター）の計測法を説明する。
図１３（ａ）に示すように、モニターギヤ５０を準備する。このモニターギヤ５０は、検査ギヤ（図２、符号２９）と同形の（モジュール及びピッチ円が同じ）ギヤであるが、検査ギヤより格段に高い精度で仕上げられた特別のギヤである。

図１３（ｂ）に示すように、モニターギヤ５０の歯溝に、ボール５１、５１を嵌める。ボール５１、５１の外面同士の寸法Ｄを測る。好ましくは複数箇所計測し、計測値を平均する。得られた値が「ＯＢＤ基準値」である。

図１３（ａ）に示すモニターギヤ５０を歯車検査装置１０に掛けて距離Ｌを測定する。得られた波形図を図１４（ａ）に示す。
この波形に、図４と同じ処理を施す。すなわち、波形の最小値について処理する。得られた矩形波形図は図１４（ｂ）に示す。この矩形波形図から得られた平均値をＭｓとする。

図１４（ｃ）は図４の再掲図である。この波形図から得られる平均値をＭａとする。
値Ｍａは、検査ギヤに基づく値であり、図１４（ｂ）での値Ｍｓは、モニターギヤに基づくものである。図１３（ｂ）で説明したように、モニターギヤのＯＢＤが、「ＯＢＤ基準値」である。

当該検査ギヤのＯＢＤは、「ＯＢＤ基準値」＋（Ｍａ−Ｍｓ）の式で求めることができる。ここで、検査ギヤ毎にＭａが変化する。一方、検査ギヤに関係なく、モニターギヤから求めた「ＯＢＤ基準値」及びＭｓは一定である。すなわち、変数Ｍａにより、当該検査ギヤのＯＢＤが特定される。

本発明の歯車検査装置を用いて実施する検査の手順をフロー図に基づいて説明する。
図１５に示すように、先ず、ＳＴ（ステップ番号）０１で、打痕しきい値ｙを読み出す。例えば、図９に示すようにして値ｙを機種毎に予め決め、図示しない記憶媒体に記憶しておき、ＳＴ０１では、検査ギヤの機種の値ｙを記憶媒体から読み出す。

次に、検査ギヤを歯車検査装置にセットし（ＳＴ０２）、マスタギヤで検査ギヤを一回転以上回し、軸間距離Ｌを計測し、保存する（ＳＴ０３）。

図３に示す波形図から、図４に示す最小値ｍｉｎＬＬｎに係る矩形波形図を作成する（ＳＴ０４）。なお、波形図は、理解を促すためのものであって、図形化することなく、数値データで処理することは差し支えない。以下同様。

歯振れ検査を実行し（ＳＴ０５）、ＯＢＤ検査を実行し（ＳＴ０６）、ＳＴ０７に進む。なお、歯振れ検査、ＯＢＤ検査については、図１８，図１９を参照して後述する。
図３に示す波形図から、図５に示す最大値ｍａｘＬＬｎに係る矩形波形図を作成する（ＳＴ０７）。

図１６にて、ΔＬＬｎ＝ｍａｘＬＬｎ−ｍｉｎＬＬｎの演算を行う（ＳＴ０８）。次に、加工精度の要素を除くか否かを選択する（ＳＴ０９）。ＹＥＳ、すなわち、加工精度の要素を除く必要があれば、図７を参照するなどして、ΔＬＬｎ中の最小値ｍｉｎΔＬＬを特定する（ＳＴ１０）。このｍｉｎΔＬＬは誤差推定値に相当する。
ＳＴ１１で、ΔＬＬｎ−ｍｉｎΔＬＬの演算を行う。このΔＬＬｎ−ｍｉｎΔＬＬが打痕判定値となる。
ＳＴ１２で、打痕判定値（ΔＬＬｎ−ｍｉｎΔＬＬ）が、打痕しきい値ｙ以下であるか否かを調べ、以下であれば打痕検査は「合格」、超でれば「不合格」と判定される。

検査を終了するか否かを調べ（ＳＴ１３）、ＹＥＳであれば打痕検査を終了し、ＮＯであれば、検査ギヤを交換し（ＳＴ１４）、ＳＴ０３に戻して、打痕検査を継続する。

なお、ＳＴ０９でＮＯを選択すると、ΔＬＬｎから誤差推定値ｍｉｎΔＬＬを減算せず、ΔＬＬｎを打痕判定値とする（ＳＴ１５）。コンピュータ内部の処理としては、誤差推定値ｍｉｎΔＬＬに「０」を設定してΔＬＬｎから減算した値（すなわちΔＬＬｎ）を、打痕判定値とする。例えば、ΔＬＬｎに比べて誤差推定値ｍｉｎΔＬＬが極めて小さいことが予め判明している機種については、ΔＬＬｎを打痕判定値としても良い。
また、ΔＬＬｎをそのまま打痕判定値とする場合、前工程の加工精度による表面粗さの変動やノイズも含めて判断することができる。すなわち、これらの影響も加味した判定を行うことができる。

図１７で、検査ギヤのＯＢＤを求めるために用いるＯＢＤ基準値と、平均値Ｍｓの決定方法を説明する。ＯＢＤ基準値と平均値Ｍｓは、実際の検査に先立ち予め決定しておくものであり、決定した値は機種に対応付けて、記憶媒体に記憶しておく。まず、図１３（ａ）に示すようなモニターギヤを準備し（ＳＴ２１）、図１３（ｂ）に示すようにモニターギヤにボールを嵌めてＯＢＤを測定し（ＳＴ２２）、測定で得た複数個のＯＢＤを平均することで、「ＯＢＤ基準値」を定める（ＳＴ２３）。

ＳＴ２４にて、モニターギヤを歯車検査装置にセットし、マスタギヤでモニターギヤを１回転以上回し、軸間距離Ｌを計測する（ＳＴ２５）。
図１４（ａ）に示す波形図から、図１４（ｂ）に示す最小値ｍｉｎＬＬｎに係る矩形波形図を作成し（ＳＴ２６）、この矩形波形から平均値Ｍｓを求める（ＳＴ２７）。この処理で決定したＯＢＤ基準値と値Ｍｓは、機種に対応づけて、図示しない記憶媒体に記憶する。

図１５のＳＴ０５で示す歯振れ検査では図１８を実行する。
すなわち、図１８のＳＴ３１では、図１２で説明したように、最小値ｍｉｎＬＬｎ中、最大値と最小値を特定する。そして、ＳＴ３２で、歯振れＨ＝（最大値−最小値）の演算を行い、歯振れＨを定める。これで当該検査ギヤの歯振れが求められる。

図１５のＳＴ０６で示すＯＢＤ検査では図１９を実行する。
図１９のＳＴ３３では、図１４（ｃ）で説明したように、最小値ｍｉｎＬＬｎから平均値Ｍａを特定する。次に、ＳＴ３４で、検査ギヤのＯＢＤ＝ＯＢＤ基準値＋（Ｍａ−Ｍｓ）の式により当該検査ギヤのＯＢＤを演算する。なお、ＯＢＤ基準値は、図１７のＳＴ２３で定められ、Ｍｓは図１７のＳＴ２７で定められているので、演算が可能となる。
ＯＢＤまたは歯振れが予め設定された範囲外となる場合、当該検査ギヤについては不合格と判定して検査を中止する。一方、ＯＢＤおよび歯振れが予め設定された範囲内となる場合は、図１５のＳＴ０７へ進み、打痕検査を行う。打痕のみが不合格であれば、打痕をやすりで削るなどの修正により、正常品とすることが可能だからである。

以上に説明した実施例から本発明は次のようにまとめることができる。
図１に示すように、マスタギヤ支軸２１と検査ギヤ支軸３１が平行に配置されたマスタギヤ１９と検査ギヤ２９を各々の軸２１、３１を中心に回転させて検査ギヤ２９の検査を行う歯車検査装置１０に係る。
そして、歯車検査装置１０は、図２に示すように、マスタギヤ１９の軸と検査ギヤ２９の軸との軸間距離Ｌを計測する距離計測手段３８を備える。

歯車検査装置１０は、軸間距離Ｌについて、表２で説明したように、所定歯数（例えば６７）毎の最大値（図５）と最小値（図４）を求める値探索手段（図２、符号４１）を備える。

さらに、歯車検査装置１０は、所定歯数毎の最大値と最小値の差分（図７のΔＬＬｎ）を求める差分算出手段（図２、符号４２）と、この差分算出手段により算出された差分ΔＬＬｎのうち、少なくとも１つの差分（図７のｍｉｎΔＬＬ）を当該検査ギヤの誤差推定値とし、前記差分算出手段により算出された差分ΔＬＬｎから誤差推定値ｍｉｎΔＬＬを減算して打痕判定値（図８、（ΔＬＬｎ−ｍｉｎΔＬＬ））を決定する判定値決定手段（図２、符号４４）と、打痕判定値に基づいて打痕の有無を判定する、すなわち、図１０、図１１に示すように（ΔＬＬｎ−ｍｉｎΔＬＬ）を打痕しきい値ｙに基づいて判定する判定手段（図２、符号４５）を備えている。

また、歯車検査装置１０に、誤差推定値を差分から減算するか否かを選択する選択手段（図２、符号４３）を備えるようにしてもよい。この選択手段を備えることにより、図１６のＳＴ１０〜１２、又はＳＴ１５の選択が可能となる。

１０…歯車検査装置、１９…マスタギヤ、２１…マスタギヤの軸に相当するマスタギヤ支軸、２９…検査ギヤ、３１…検査ギヤの軸に相当する検査ギヤ支軸、３９…距離計測手段、４１…値探索手段、４２…差分算出手段、４３…選択手段、４４…判定値決定手段、４５…判定手段、４８…打痕、５０…モニターギヤ、５１…ボール、Ｌ…軸間距離。

Claims (4)

1. 
   平行に配置されたマスタギヤと検査ギヤを各々の軸を中心に回転させて前記検査ギヤの検査を行う歯車検査装置であって、
   前記マスタギヤの軸と前記検査ギヤの軸との軸間距離を計測する距離計測手段と、
   前記軸間距離について、所定歯数毎の最大値（ｍａｘＬＬ）と最小値（ｍｉｎＬＬ）を求める値探索手段と、
   前記所定歯数毎の最大値（ｍａｘＬＬ）と最小値（ｍｉｎＬＬ）の差分（ΔＬＬ）を求める差分算出手段と、
   この差分算出手段により算出された差分（ΔＬＬ）のうち、最小値（ｍｉｎΔＬＬ）を特定する最小値特定手段と、
   その特定された前記最小値（ｍｉｎΔＬＬ）を当該検査ギヤの誤差推定値とし、前記差分算出手段により算出された差分（ΔＬＬ）から前記誤差推定値を減算して打痕判定値を決定する判定値決定手段と、
   前記打痕判定値に基づいて打痕の有無を判定する判定手段と、を備えることを特徴とする歯車検査装置。
2. 請求項１記載の歯車検査装置は、
   前記検査ギヤと同形であるが、前記検査ギヤより高い精度で仕上げられたモニターギヤに基づいて得られるＯＢＤ（オーバーボールダイヤメーター）基準値を取得すると共に、前記マスタギヤの軸と前記モニターギヤの軸との軸間距離を測定し得られた測定値から所定歯数毎の最小値を取得するモニターギヤ値取得手段を備え、
   前記モニターギヤ値取得手段により取得される前記ＯＢＤ基準値と、前記モニターギヤ値取得手段により取得される前記所定歯数毎の最小値の平均値（Ｍｓ）と、前記値探索手段により求めた前記最小値（ｍｉｎＬＬ）の平均値（Ｍａ）と、を用いて、オーバーボールダイヤメーターを判定することを特徴とする歯車検査装置。
3. 請求項１又は請求項２記載の歯車検査装置は、前記値探索手段により求めた所定歯数毎の最小値（ｍｉｎＬＬ）の中から、最大値と最小値を特定し、特定した前記最大値と前記最小値の差から歯振れを判定することを特徴とする歯車検査装置。
4. 平行に配置されたマスタギヤと検査ギヤを各々の軸を中心に回転させて前記検査ギヤの検査を行う歯車検査装置であって、
   前記マスタギヤの軸と前記検査ギヤの軸との軸間距離を計測する距離計測手段と、
   前記軸間距離について、所定歯数毎の最大値（ｍａｘＬＬ）と最小値（ｍｉｎＬＬ）を求める値探索手段と、
   前記所定歯数毎の最大値（ｍａｘＬＬ）と最小値（ｍｉｎＬＬ）の差分（ΔＬＬ）を求める差分算出手段と、
   この差分算出手段により算出された差分（ΔＬＬ）のうち、最小値（ｍｉｎΔＬＬ）を特定する最小値特定手段と、
   その特定された最小値（ｍｉｎΔＬＬ）を当該検査ギヤの誤差推定値とし、前記誤差推定値を前記差分（ΔＬＬ）から減算するか否かを選択する選択手段と、
   前記選択手段で減算することが選択されたときには前記差分算出手段により算出された差分（ΔＬＬ）から前記誤差推定値を減算して打痕判定値を決定し、前記選択手段で減算することが選択されないときには前記差分算出手段により算出された差分（ΔＬＬ）から打痕判定値を決定する判定値決定手段と、
   前記打痕判定値に基づいて打痕の有無を判定する判定手段と、を備えることを特徴とする歯車検査装置。

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