JPH05172502A - 歯車測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 大径の歯車に対しても小型、軽量で高精度の
測定を可能にし、併せて旋回角度の割出し精度を上げる
必要がない歯車測定装置を提供する。 【構成】 歯車Ｇの中心からＹ軸に沿い半径方向に伸び
るガイドレール３３の旋回基部を歯車Ｇの中心に配置さ
れる支持部材３０により支持し、かつその先端側をモー
タ３６付きの駆動輪３５により旋回可能に支持する。こ
のような両持ち構造のガイドレール３３には、Ｙ軸移動
装置３９を介してＸ軸移動装置４０Ａ．４０Ｂを設置
し、Ｘ軸移動装置を含むガイドレール３３を駆動輪３５
により歯車Ｇの中心回りに微小回転するとともにＸ軸移
動装置４０Ａ．４０Ｂにより微小直線移動させることで
変位センサ１９Ａ，１９Ｂを基準インボリュート歯形を
描かせながら歯面をなぞるように運動させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、大径なリング状平歯車
およびはすば歯車の歯形やピッチなどを測定するのに好
適な歯車測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】本出願人は、先の出願、特開平２−４１
３１０号公報において次のような歯車測定装置を提案し
た。図４はその測定の原理を説明するものである。図４
において、Ｇは被測定用の内歯歯車、１９は変位センサ
であり、この変位センサ１９は旋回中心Ｏを中心に回転
するとともにＸ軸に沿って直線運動する。

【０００３】測定する内歯歯車の諸元を次のように定め
る。 モジュール：Ｍ 歯数：Ｎ 圧力角：α ピッチ円直径：Ｄｐ（＝Ｍ・Ｎ） 基礎円直径：Ｄｇ（＝Ｄｐ・ｃｏｓα） 変位センサ１９の先端のプローブ１９ａを、測定の初期
値として必要なＸ座標Ｘｇ＝（Ｄｐ・ｓｉｎα）／２，
Ｙ座標Ｙｇ＝（Ｄｐ・ｃｏｓα）／２に初期設定し、プ
ローブ１９ａを歯面のピッチ円上に接触させ、そのとき
の変位センサ１９の出力を零リセットする。この状態か
ら測定を開始する。なお、ここで内歯歯車Ｇのピッチ点
を通る接線とＹ軸（半径線）のなす角が圧力角αであ
る。

【０００４】例えば歯底方向の歯面を測定するには、図
４において、変位センサ１９を反時計方向に微小角θｐ
だけ回転させるとともに、Ｘ軸に沿ってＸｐ＝（Ｄｇ／
２）・θｐだけ上方に移動する。このときプローブ１９
ａは基準インボリュート歯形上にあるから、変位センサ
１９の出力が零ならば、歯面は基準インボリュート歯形
に形成されていることになる。歯形に誤差があれば、そ
れに応じた検出信号を変位センサ１９が出力する。この
ようなθｐ回転とＸｐ直線変位とを歯底まで繰り返し行
ない、各測定点の変位センサ１９の検出信号から被測定
内歯歯車Ｇの歯形が測定される。

【０００５】ところで、特開平３−４１３１０号公報に
示す歯車測定装置は、被測定用内歯歯車の中心に軸線を
一致して配置した旋回機構と、この旋回機構上に設置さ
れたＸ軸移動機構と、このＸ軸移動機構上に片持ち支持
されＸ軸移動機構の移動方向を直交するＹ軸方向に伸長
された支持体と、この支持体上にその長手方向に沿って
移動可能に設置されたＹ軸移動機構と、このＹ軸移動機
構に設置したＺ軸移動機構と、このＺ軸移動機構のＺ軸
可動部に取り付けた歯形変位検出用の変位センサとから
構成される。そして、歯面の形状測定に際しては、旋回
移動機構とＸ軸移動機構をＸ＝（Ｄｇ／２）・θの計算
式にしたがい相関して動かし、これにより、変位センサ
のプローブに歯車の諸元に即した基準インボリュート曲
線を描かせながら歯車の歯面をなぞることで行ってい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の歯車測定装置では、Ｙ軸移動機構およびＺ軸
移動機構を支持する支持体は片持ち構造であるため、大
径の被測定歯車を測定するために支持体が長くなると、
その片持ち支持部にかかる荷重が増大し、旋回機構の旋
回中心に不所望な転倒モ−メントが作用して歯車の測定
精度に悪影響を及ぼす。

【０００７】そこで、支持体を含めた支持部全体の剛性
を高め、堅牢な構造にすることが考えられるが、このよ
うにすると、旋回機構の胴周りが大きくなるとともに、
装置全体が大型化し、重量化するほか、小さなリング状
の歯車の測定ができなくなってしまう。また、従来にお
いては、支持体の片持ち支持部にバランスウエートを設
け、このバランスウエートの位置を調節することによ
り、装置全体の重心が旋回中心にくるようにしている。
しかし、バランスウエートおよびその調節機構が必要な
ため、装置が大型化し、その調整操作も面倒になる問題
がある。

【０００８】一方、変位センサを歯車の回転中心回りに
微小角θｐずつ回転させる回転機構は、被測定歯車の回
転中心にあるため、被測定歯車の径が大きくなってくる
と，これに比例して旋回機構の回転量を検出するロータ
リーエンコーダの分解能を上げなければ所望の割出し精
度が得られず、回転量検出するセンサが高価になるとい
う問題があった。

【０００９】本発明の第１の目的は、大径の被測定歯車
に対しても小型、軽量で高精度の測定を可能にした歯車
測定装置を提供することにある。本発明の第２の目的
は、被測定歯車の径が大きくなっても回転量を検出する
手段として高い分解能のものを使用せずに割出角度の精
度を上げることができる歯車測定装置を提供することに
ある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】一実施例を示す図１〜図
３に対応付けて本発明を説明すると、請求項１の発明
は、インボリュート歯形の被測定用歯車Ｇを不動のまま
その歯形を測定する装置であって、被測定用歯車Ｇの歯
面と接触するプローブ１９ａを有し、歯形形状に応じた
検出信号を出力する歯面形状検出手段１９と、歯面上の
ピッチ点と歯車中心とを結ぶ直線との間で圧力角を規定
する半径線に対して直交するＸ方向に検出手段１９を直
線移動させるＸ方向直線移動機構１４と、被測定用歯車
Ｇの回転中心を通るＹ方向に沿い半径方向に延設される
とともに歯車Ｇの回転中心を中心に旋回可能に支持さ
れ、検出手段１９を歯車Ｇの半径方向に移動可能に支持
する支持体１５と、支持体１５の歯車Ｇの外周端側を回
転移動可能に支持するキャスタ２１と、支持体１５を歯
車Ｇの回転中心回りに回転させて検出手段１９を回転さ
せる回転機構１３と、検出手段１９のプローブ１９ａが
基準インボリュート歯形を描きながら歯面をなぞるよう
に前記回転機構およびＸ方向直線移動機構を連動させる
制御手段２８とを備えるものである。請求項２の発明を
図５〜図７に対応づけて説明すると、請求項２の歯車測
定装置は、支持体３３を支持部材３０で回転可能に支持
し、キャスタ（駆動輪３５）を駆動モータ３６で回転駆
動させることにより、支持体３３を旋回させるようにし
たものである。

【００１１】請求項３の発明を図５〜図７に対応付けて
本発明を説明すると、請求項２の発明は、インボリュー
ト歯形の被測定用歯車Ｇを不動のままその歯形を測定す
る装置であって、被測定用歯車Ｇの歯面と接触するプロ
ーブ１９ａを有し、歯形形状に応じた検出信号を出力す
る歯面形状検出手段１９Ａ（１９Ｂ）と、歯面上のピッ
チ点と歯車中心とを結ぶ直線との間で圧力角を規定する
半径線に対して直交するＸ方向に検出手段１９Ａ（１９
Ｂ）を直線移動させるＸ方向直線移動機構４０Ａ（４０
Ｂ）と、被測定用歯車Ｇの回転中心を通るＹ方向に沿い
半径方向に延設されるとともに歯車Ｇの回転中心を中心
に旋回可能に支持され、歯面形状検出手段１９Ａ（１９
Ｂ）を歯車Ｇの半径方向に移動可能に支持する支持体３
３と、支持体３３を歯車回転中心回りに回転させて歯面
形状検出手段１９Ａ（１９Ｂ）を回転させる回転機構３
６と、支持体３３の歯車Ｇの外周端側を回転移動可能に
支持し、その回転に応じて回転する回転体３７を有する
支持手段３４と、回転体３７の回転量を検出して歯面形
状検出手段１９Ａ（１９Ｂ）の回転量を検出する回転量
検出手段３８と、少なくともこの回転量検出手段３８で
検出された歯面形状検出手段１９Ａ（１９Ｂ）の回転量
に基づいて、検出手段１９Ａ（１９Ｂ）のプローブ１９
ａが基準インボリュート歯形を描きながら歯面をなぞる
ように回転機構３６およびＸ方向直線移動機構４０Ａ
（４０Ｂ）を連動させる制御手段４２とを備えるもので
ある。

【００１２】

【作用】請求項１の発明においては、被測定用歯車Ｇの
回転中心から半径方向に伸びる支持体１５が両持ち支持
されるから、装置の各機構要素の剛性が小さいもので済
み、歯車が大径になっても装置の小型、軽量化が可能に
なる。請求項２の発明においては、駆動モータ３６によ
りキャスタ（駆動輪３５）が回転駆動して支持体３３が
旋回する。このため、支持体３３の回転中心から旋回力
を与える場合に比べて、モータ容量が小型化できる。

【００１３】請求項３の発明においては、被測定用歯車
Ｇの回転中心から半径方向に伸びる支持体３３が両持ち
支持され、かつ支持体３３の旋回先端側に設けた回転体
３７の回転量を検出しながら歯形測定のためのθ回転を
行うようにしたから、歯車が大径になっても装置の小
型、軽量化が可能になり、かつ回転量検出手段３８の分
解能を高くすることなく旋回角度の割出し精度を上げる
ことができる。

【００１４】なお、本発明の構成を説明する上記課題を
解決するための手段と作用の項では、本発明を分かり易
くするために実施例の図を用いたが、これにより本発明
が実施例に限定されるものではない。

【００１５】

【実施例】

−第１の実施例− 図１〜図３により、請求項１の発明にかかる実施例につ
いて説明する。図１および図２において、本歯車測定装
置１００は定盤１０上に滑動自在に設置され、定盤１０
上に治具１１を用いて予め固定された内歯歯車Ｇの回転
中心に対して位置決めして測定を行うものである。下面
に無数の空気噴出口が形成されたエアテーブル１２上に
は旋回テーブル１３が設けられ、この旋回テーブル１３
は内蔵のサーボモータなどにより微小角（例えば、０．
１９°）づつ割出し回転される。この旋回テーブル１３
上にはＸ軸移動装置１４が設置され、このＸ軸移動装置
１４はテーブル１４ａをＸ軸方向に駆動するサーボモー
タ１４ｂを有する。Ｘ軸テーブル１４ａ上には、その移
動方向と直角なＹ軸方向に伸長されたガイドレール１５
の一端が水平に支持され、このガイドレール１５には、
その長手方向に沿って変位センサ１９を移動するための
サーボモータ１６ａを有するＹ軸移動装置１６が設けら
れている。

【００１６】Ｙ軸移動装置１６には、その移動方向（Ｙ
軸方向）と直交する方向に沿って変位センサ１９を移動
させるためのサーボモータ１７ａを有するＺ軸移動装置
１７が設けられている。このＺ軸移動装置１７は、Ｚ軸
方向（図２の上下方向）に移動されるブラケット１７ｂ
を有し、このブラケット１７ｂの下端には、図１の状態
からＹ軸対称に１８０度の位置に反転可能なスイングア
ーム１８を介して電気マイクロメータなどからなる変位
センサ１９が取り付けられている。変位センサ１９は内
歯歯車１の歯１ａの歯面に接触するプローブ１９ａを備
え、このプローブ１９ａが歯面により押圧されて変位す
ると、それに応じた検出信号が変位センサ１９から出力
される。

【００１７】Ｙ軸用ガイドレール１５の先端には、ガイ
ドレール１５の先端側を支持する脚部２０が垂直に設け
られており、この脚部２０の下端には定盤１０上を転動
するキャスタ２１が設けられている。

【００１８】２２は、旋回テーブル１３のＸ軸方向のバ
ランスを取るための１対のバランスウエートであり、こ
の各バランスウエート２２は、旋回テーブル１３上にＸ
軸テーブル１４ａを挟んで左右に設けたり、Ｘ軸と平行
な方向に伸びるガイドレール２３上に摺動可能に配置さ
れる。左右のバランスウエート２２とＸ軸テーブル１４
ａ間は、各々一対ずつのワイヤ２４ａ，２４ｂ，および
２５ａ，２５ｂにより連結され、この各ワイヤ２４ａ，
２４ｂ，２５ａ，２５ｂは、旋回テーブル１３上に設け
たプーリ２６ａ，２６ｂ，２７ａ，２７ｂに巻き掛けら
れている。したがって、Ｘ軸テーブル１４ａがＸ軸に沿
って一方向に移動すると、バランスウエート２２が反対
方向に同量移動し、Ｘ軸テーブル，すなわちＹ軸移動装
置１６を含めたガイドレール１５全体が旋回テーブル１
３の旋回中心０よりＸ軸方向に移動しても旋回テーブル
１３がアンバランスにならないようにする。

【００１９】図３は、上述した歯車測定装置の制御回路
ブロック図である。制御回路２８には、変位センサ１
９、旋回テーブル１３のθ回転用サーボモータ１３ａ、
Ｘ軸移動装置１４のＸ軸サーボモータ１４ｂ、Ｙ軸移動
装置１６のＹ軸サーボモータ１６ａ、Ｚ軸移動装置１７
のＺ軸サーボモータ１７ａがそれぞれ接続されている。
また、制御回路２８には、ディスプレイ２９Ａ，記録計
２９Ｂが接続され、測定結果などが表示あるいは記録さ
れる。

【００２０】このように構成された歯車測定装置により
内歯歯車の歯形を測定する手順を図４を参照して説明す
る。定盤１０上に内歯歯車Ｇを治具１１を介して固定
し、歯車測定装置１００の旋回中心を内歯歯車Ｇの仮想
の回転中心と合致させる。このとき、エアーテーブル１
２の下面からエアを噴出させると、測定装置１００は定
盤１０上から浮き上がるから、僅かな力で定盤１０上を
滑動し、容易に位置合わせができる。位置合わせ後、エ
アの噴出を止めれば装置の自重で定盤１０上に固定でき
る。また、浮上された装置１００が定盤１０上を移動す
るとき、キャスタ２１も装置１００の移動につれて定盤
１０上を転動する。

【００２１】次に、Ｚ軸移動装置１７を動作させてプロ
ーブ１９ａを歯車の歯幅のほぼ中央に向ける。そして、
Ｘ軸移動装置１４とＹ軸移動装置１６を移動させること
により、変位センサ１９のプローブ１９ａがピッチ円直
径Ｄｐと圧力角αで決まる上述の測定初期値Ｘｇ，Ｙｇ
となるように調整し、旋回テーブル１３を回転してプロ
ーブ１９ａを内歯歯車Ｇのピッチ円上の点に接触させ
る。このとき、変位センサ１９がその測定レンジのほぼ
中央部に位置するようにプローブ１９ａを変位させ、ゼ
ロリセットする。

【００２２】次に、制御回路２８により、旋回テーブル
１３のθ回転用サーボモータ１３ａによる変位センサ１
９の回転量と、Ｘ軸移動装置１４のサーボモータ１４ｂ
による変位センサ１９のＸ方向移動量とが以下に説明す
る対応関係になるように制御する。即ち、ピッチ点から
歯底に向かって測定する場合は、旋回テーブル１３を反
時計回り方向に予め定めた微小角θｐだけ回動させて変
位センサ１９を回動するとともに、Ｘ軸移動装置１４に
より変位センサ１９を（Ｄｇ／２）・θだけ図４におい
て上方へ進める。以下この回転と直線移動の連動動作を
繰り返すことにより、プローブ１９ａは歯車の諸元に即
した基準インボリュート歯形を描きながら運動する。こ
のとき歯形が基準インボリュート歯形と誤差なく製作さ
れていれば、各測定点での変位センサ１９の出力はゼロ
であるが、誤差があれば変位センサ１９はその誤差分を
検出信号として出力する。したがって、プローブ１９ａ
の歯面上の位置とその出力とを相関させて記録計２９Ｂ
を駆動すれば、内歯歯車Ｇの歯形を表示することができ
る。

【００２３】歯底までの測定が終了したならば、変位セ
ンサ１９を図４において時計方向に微小角θｐだけ回動
するとともに下方向に微小ピッチＸｐだけ直線移動させ
る操作を歯先まで行なう。このとき各測定点で検出信号
を読みとり、記録計２９Ｂで上記と同様に記録すること
により、歯底から歯先までの一連の歯形を計測できる。

【００２４】その後、スィングアーム１８をＹ軸対称に
１８０度回転させ、図４のＹ軸に対して対称位置にある
歯面の測定を同様にして行なう。さらにその後、プロー
ブ１９ａをいったん歯と歯の間から中心に引き込み、次
いで旋回テーブル１３を旋回し、隣の歯と歯の間にプロ
ーブ１９ａを挿入して上記と同様な操作を行なう。この
ような操作を繰り返すことにより、順次に内歯歯車の各
歯形を測定できる。なお、歯形測定時のキャスタ２１
は、旋回テーブル１３の回転およびＸ軸移動装置１４の
直線移動につれて定盤１０上を転動する。

【００２５】このような第１の実施例における歯車測定
装置にあっては、旋回テーブル１３からＹ軸方向に伸長
したガイドレール１５の先端を脚部２０とキャスタ２１
により定盤１０上に支持し、ガイドレール１５を含むＹ
軸移動装置１６およびＺ軸移動装置１７全体を両持ち支
持する構成にしたので、被測定歯車の径が大きくなって
ガイドレール１５が長くなっても、旋回テーブル１３に
対するＹ軸方向のバランスウエート等を付設する必要が
なくなるとともに、ガイドレール１５および旋回テーブ
ル１３を含むＸ軸テーブル１４ａ等を剛性の低いもので
構成することができ、旋回テーブル，Ｘ軸移動装置等の
機構が簡素化され、装置の小型化、軽量化が可能にな
り、取り扱いも容易になるほか、旋回テーブル１３の小
径化に伴い径の小さい歯車の測定も可能になる。

【００２６】−第２の実施例− 図５〜図７により、請求項２の発明にかかる実施例につ
いて説明する。図５および図６において、被測定用の内
歯歯車Ｇは治具１１を介して定盤１０上に固定されてい
る。内歯歯車Ｇの歯形を測定する歯車測定装置２００
は、定盤１０上に移動可能に配置され、内歯歯車Ｇの回
転中心に対し位置決めして歯形の測定を行う。

【００２７】歯車測定装置２００は、定盤１０上に内歯
歯車Ｇの回転中心に軸線を一致して配置される旋回用支
持部材３０を備え、この支持部材３０はマグネット３１
により定盤１０上に垂直に固定される。支持部材３０に
は旋回盤３２が水平回転可能に設けられ、この旋回盤３
２上には、その旋回中心を通るＹ軸に沿って内歯歯車Ｇ
の半径方向に水平に伸びるガイドレール３３の基部が固
定されており、ガイドレール３３の延長先端は、これに
垂直に設けた脚部３４により支持され、脚部３４の下端
には、定盤１０上を転動することによりガイドレール３
３を支持部材３０を中心にして旋回させる駆動輪３５が
取り付けられている。駆動輪３５は脚部３４に取り付け
た旋回用サーボモータ３６により回転駆動される。

【００２８】脚部３４の下端には、定盤１０に圧接して
ガイドレール３３の旋回動作に連動して回転する旋回角
度測定輪３７が回転可能に設けられており、さらに測定
輪３７の回転から旋回角度を検出するロータリエンコー
ダ３８が脚部３４に取り付けられている。測定輪３７の
定盤１０との圧接面はＶ字または円弧状に形成され、こ
れにより定盤１０とのスリップをなくしてガイドレール
３３の旋回角度θを正確に検出できるようになってい
る。

【００２９】ガイドレール３３には、その長手方向に沿
って移動するＹ軸移動装置３９が設けられ、このＹ軸移
動装置３９のＹ軸テーブル３９ａ上には一対のＸ軸移動
装置４０Ａ，４０Ｂが設けられている。また、Ｘ軸移動
装置４０Ａ，４０ＢのＸ軸テーブル４０１Ａ，４０１Ｂ
上にはＺ軸移動装置４１Ａ，４１Ｂがそれぞれ設けられ
ている。

【００３０】Ｙ軸移動装置３９は、ガイドレール３３の
長手方向に沿って配置されＹ軸テーブル３９ａに不図示
のボールナットを介して螺合するボールねじ３９ｂと、
このボールねじ３９ｂを回転させるＹ軸サーボモータ３
９ｃとから構成される。

【００３１】Ｘ軸移動装置４０Ａ，４０Ｂは、それぞれ
Ｙ軸テーブル３９ａ上にＸ軸と平行する方向に伸ばして
設けたガイドレール４０２Ａ，４０２Ｂと、ガイドレー
ル４０２Ａ，４０２Ｂの長手方向に沿って配設されそれ
ぞれのＸ軸テーブル４０１Ａ，４０１Ｂに不図示のボー
ルナットを介して螺合されるボールねじ４０３Ａ，４０
３Ｂと、各ボールねじ４０３Ａ，４０３Ｂを別々に回転
駆動するＸ軸サーボモータ４０４Ａ，４０４Ｂとから構
成される。

【００３２】Ｚ軸移動装置４１Ａ，４１Ｂは、それぞれ
のＸ軸テーブルに垂直に取り付けた案内部材４２と、こ
の案内部材４２に沿って昇降する可動ロッド４３と、こ
の可動ロッド４３を昇降させるＺ軸サーボモータ４４と
からそれぞれ構成される。各可動ロッド４３の下端に
は、図４に示すように、Ｙ軸に対して歯形の圧力角αに
相当する角度だけ傾けて電気マイクロメ−タ等からなる
変位センサ１９Ａ，１９Ｂが設けられている。これらの
変位センサ１９Ａ，１９Ｂは、その先端にあるプローブ
１９ａが内歯歯車Ｇの歯面により押圧されて変位する
と、それに応じた検出信号を出力する。

【００３３】図７は、上述した歯車測定装置２００の制
御回路ブロック図である。制御回路４５には、変位セン
サ１９Ａ，１９Ｂ、Ｙ軸移動装置３９のＹ軸サ−ボモー
タ３９ｃ、Ｘ軸移動装置４０Ａ，４０ＢのＸ軸サーボモ
ータ４０４Ａ，４０４Ｂ、Ｚ軸移動装置４１Ａ，４１Ｂ
のＺ軸サーボモータ４４、および駆動輪３５の旋回用サ
−ボモータ３６がそれぞれ接続されている。また、制御
回路４５には、ディスプレイ４６、記録計４７が接続さ
れ、測定結果などが表示あるいは記録される。

【００３４】次に、このように構成された歯車測定装置
２００により内歯歯車Ｇの歯形を測定する手順を図４を
参照して説明する。定盤１０上に内歯歯車Ｇを治具１１
を介して固定し、歯車測定装置２００の支持部材３０を
内歯歯車Ｇの仮想の回転中心に一致させてマグネット３
１により定盤１０上に固定する。そして、駆動輪３５お
よび測定輪３７を内歯歯車Ｇの外側に位置する定盤１０
上に載置する。

【００３５】次に、各Ｚ軸移動装置４１Ａ，４１Ｂを動
作させて、それぞれのプローブ１９ａを歯車Ｇの歯幅の
ほぼ中央に向ける。そして、Ｘ軸移動装置４０Ａ，４０
ＢおよびＹ軸移動装置３９を動作させることにより、そ
れぞれの変位センサ１９Ａ，１９Ｂのプローブ１９ａが
ピッチ円直径Ｄｐと圧力角αで決まる上述の測定初期値
Ｘｇ，−Ｘｇ，Ｙｇとなるよう調整し、さらに、旋回用
サーボモータ３６を起動して駆動輪３５を回転すること
により、各変位センサ１９Ａ，１９Ｂのプローブ１９ａ
をＹ軸に対して対称な異なる歯面のピッチ円上の点にそ
れぞれ接触させる。この時の各変位センサ１９Ａ，１９
Ｂの位置が測定開始の初期位置となる。

【００３６】次に、制御回路４５により、θ旋回用サー
ボモータ３６による変位センサ１９Ａ，１９Ｂの回転量
と、Ｘ軸移動装置４０Ａ，４０Ｂのサーボモータ４０４
Ａ，４０４Ｂによる変位センサ１９Ａ，１９ＢのＸ方向
移動量とが以下に説明する対応関係になるように制御す
る。即ち、ピッチ点から歯底に向かって測定する場合
は、旋回用サーボモータ３６を制御回路４５からの指令
値に応じ回転させて駆動輪３５を回転させることによ
り、ガイドレール３３全体を支持部材３０を中心に反時
計回り方向に予め定めた微小角θｐだけ回転させて各変
位センサ１９Ａ，１９Ｂを回動するとともに、Ｘ軸移動
装置４０Ａにより一方の変位センサ１９Ａを（Ｄｇ／
２）・θだけ図４において上方へ進め、Ｘ軸移動装置４
０Ｂにより他方の変位センサ１９Ｂを（Ｄｇ／２）・θ
だけ図４において下方へ進める。以下、制御回路４５か
らの指令により、この回転と直線移動の連動動作を繰り
返すことにより、各プローブ１９ａは歯車の諸元に即し
た基準インボリュート歯形を描きながら運動する。この
とき歯形が基準インボリュート歯形と誤差なく製作され
ていれば、各測定点での変位センサ１９Ａ，１９Ｂの出
力はゼロであるが、誤差があれば変位センサ１９Ａ，１
９Ｂは、その誤差分を検出信号として出力する。したが
って、各プローブ１９ａの歯面上の位置とその出力とを
相関させて記録計４７を駆動すれば、内歯歯車Ｇの歯形
を表示することができる。

【００３７】歯底までの測定が終了したならば、一方の
変位センサ１９Ａを図４において時計方向に微小角θｐ
だけ回動するとともに下方向に微小ピッチＸｐだけ直線
移動させ、同時に他方の変位センサ１９Ｂを上方向に微
小ピッチＸｐだけ直線移動させる。そして、このような
操作を歯先まで行う。このとき、各測定点で検出信号を
読みとり、記録計４７で上記と同様に記録することによ
り、歯底から歯先までの一連の歯形を計測できる。

【００３８】その後、Ｙ軸移動装置３９により各Ｚ軸移
動装置４１Ａ，４１Ｂを旋回中心側へ退避させて、プロ
ーブ１９ａを一旦歯と歯の間から中心に引き込み、次い
で旋回用サーボモータ３６により駆動輪３５を回転する
ことでガイドレール３３全体を旋回し、隣の歯と歯の間
に各プローブ１９ａを挿入して上記と同様な操作を行
う。このような操作を繰り返すことにより、順次に内歯
歯車Ｇの各歯形を測定できる。

【００３９】なお、歯形測定時の旋回方向の回転量は、
ガイドレール３３の旋回動作に伴い定盤１０上を転動す
る測定輪３７の回転をロータリエンコーダ３８により検
出することで計測される。検出された旋回角度は制御回
路４５にフィードバックされる。

【００４０】このような第２の実施例における歯車測定
装置にあっては、Ｙ軸移動装置３９、Ｘ軸移動装置４０
Ａ，４０ＢおよびＺ軸移動装置４１Ａ，４１Ｂを設置す
るガイドレール３３の一端を内歯歯車Ｇの仮想回転中心
に配置固定される支持部材３０に旋回可能に支持し、そ
して、ガイドレール３３の他端を脚部３４と駆動輪３５
により支持する両持ち構造にしたので、被測定歯車の径
が大きくなってガイドレール３３が長くなっても、別途
のバランスウエート等を付設する必要がなくなるととも
に、ガイドレール３３、支持部材３４および脚部３５等
を含む各構成要素の剛性を低くしても、機構が簡素化さ
れ、装置の小型、軽量化が可能になり、その取り扱いも
容易になる。さらに、Ｙ軸に沿い内歯歯車Ｇの半径方向
に延びるガイドレール３３は両持ち構造になっているか
ら、これに設置されるＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸移動装置の
位置を変えるだけで小さな径から大きな径の歯車まで測
定することができる。また、ガイドレール３３の旋回先
端側に、サーボモータ３６により回転される駆動輪３５
を設け、これによりθ旋回させるから、旋回軸部の構造
が簡単になり、装置の軽量化がさらに促進されるととも
に、歯車の径が大きくなってもサーボモータ３６の割出
し精度を上げる必要がなく、比較的割出し精度の低いも
のであっても、従来の割出し精度の高い旋回機構と同等
ないし、それ以上の割出し精度を保証できる。さらにま
た、ガイドレール３３の旋回先端側に設けた駆動輪３５
と別体の測定輪３７と、これに連結したロータリエンコ
ーダ３８により旋回角度を検出するから、駆動輪３５の
スリップによる影響を受けることなく旋回角度を正確に
検出することができる。また、従来のように旋回中心に
回転量検出センサを設ける場合に比べて、比較的低い分
解能のロ−タリエンコ−ダを使用しても高い旋回角度割
出し精度を達成できる。さらにまた、測定輪３７とロー
タリエンコーダ３８の間に増速装置を介在すれば、ロー
タリエンコーダはさらに分解能の粗い安価なものでも使
用できる。

【００４１】なお、本発明は、上記実施例に示す構成の
ものに限定されず、請求項に記載した範囲を逸脱しない
限り種々変更し得る。例えば、第２の実施例では一対の
変位センサを設けて同時に一対の歯面の形状を測定する
装置について説明したが、第１の実施例のように１つの
変位センサを使用する歯車測定装置にも、第２の実施例
のような旋回駆動方式と回転量検出方式を採用できる。

【００４２】上記実施例において、変位センサ１９，１
９Ａ，１９Ｂが歯面形状検出手段を、Ｘ軸移動装置１
４，４０Ａ，４０ＢがＸ方向直線移動機構を、ガイドレ
ール１５，３３が支持体を、旋回テーブル１３や駆動輪
３６のサ−ボモータ３６が回転機構を、制御回路２８，
４５が制御手段を、測定輪３７が回転体を、ロ−タリエ
ンコ−ダ３８が回転量検出手段をそれぞれ構成する。

【００４３】

【発明の効果】以上のように請求項１の発明によれば、
被測定用歯車の回転中心から半径方向に延設される支持
体が両持ち構造になっているから、装置の構成要素を剛
性の小さいもので構成でき、これに伴い歯車が大径にな
っても装置を小型、軽量化することができ、歯形の測定
精度も向上できる。また、請求項２の発明によれば、支
持体に回転力を与えるアクチュエータを小型化できる。
さらに、請求項３の発明によれば、被測定用歯車の回転
中心から半径方向に延設される支持体を両持ち構造にす
るとともに、支持体の旋回先端側で検出された回転量を
用いてθ回転制御を行うようにしたので、歯車が大径に
なっても装置の小型、軽量化が可能になるとともに、回
転量検出手段の分解能を上げることなく回転機構の旋回
角度の割出し精度を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の平面図である。

【図２】図１の正面図である。

【図３】第１の実施例の制御系を示すブロック図であ
る。

【図４】測定原理を示す説明図である。

【図５】本発明の第２の実施例を示す平面図である。

【図６】図５の正面図である。

【図７】第２の実施例の制御系を示すブロック図であ
る。

【符号の説明】

１３ 旋回テ−ブル １４ Ｘ軸移動装置 １５ ガイドレール １６ Ｙ軸移動装置 １７ Ｚ軸移動装置 １９，１９Ａ，１９Ｂ 変位センサ １９ａ プローブ ２１ キャスタ ２８ 制御回路 ３０ 支持部材 ３３ ガイドレール ３４ 脚部 ３５ 駆動輪 ３６ サ−ボモータ ３７ 測定輪 ３９ Ｙ軸移動装置 ４０Ａ，４０Ｂ Ｘ軸移動装置 ４１Ａ，４１Ｂ Ｚ軸移動装置 ４５ 制御回路

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インボリュート歯形の被測定用歯車を不
   動のままその歯形を測定する装置であって、 前記被測定用歯車の歯面と接触するプローブを有し、歯
   形形状に応じた検出信号を出力する歯面形状検出手段
   と、 歯面上のピッチ点と歯車中心とを結ぶ直線との間で圧力
   角を規定する半径線に対して直交するＸ方向に前記検出
   手段を直線移動させるＸ方向直線移動機構と、 前記被測定用歯車の回転中心を通るＹ方向に沿い半径方
   向に延設されるとともに歯車の回転中心を中心に旋回可
   能に支持され、前記検出手段を歯車の半径方向に移動可
   能に支持する支持体と、 前記支持体の歯車の外周端側を回転移動可能に支持する
   キャスタと、 前記前記支持体を歯車の回転中心回りに回転させて前記
   検出手段を回転させる回転機構と、 前記検出手段のプローブが基準インボリュート歯形を描
   きながら歯面をなぞるように前記回転機構およびＸ方向
   直線移動機構を連動させる制御手段とを備えたことを特
   徴とする歯車測定装置。
2. 【請求項２】 インボリュート歯形の被測定用歯車を不
   動のままその歯形を測定する装置であって、 前記被測定用歯車の歯面と接触するプローブを有し、歯
   形形状に応じた検出信号を出力する歯面形状検出手段
   と、 歯面上のピッチ点と歯車中心とを結ぶ直線との間で圧力
   角を規定する半径線に対して直交するＸ方向に前記検出
   手段を直線移動させるＸ方向直線移動機構と、 前記被測定用歯車の回転中心を通るＹ方向に沿い半径方
   向に延設されるとともに歯車の回転中心を中心に旋回可
   能に支持され、前記検出手段を歯車の半径方向に移動可
   能に支持する支持体と、 前記支持体の歯車の外周端側を回転移動可能に支持する
   キャスタと、 このキャスタを回転駆動する駆動モータと、 前記前記支持体を歯車の回転中心回りに回転可能に支持
   する支持機構と、 前記検出手段のプローブが基準インボリュート歯形を描
   きながら歯面をなぞるように前記回転機構およびＸ方向
   直線移動機構を連動させる制御手段とを備えたことを特
   徴とする歯車測定装置。
3. 【請求項３】 インボリュート歯形の被測定用歯車を不
   動のままその歯形を測定する装置であって、 前記被測定用歯車の歯面と接触するプローブを有し、歯
   形形状に応じた検出信号を出力する歯面形状検出手段
   と、 歯面上のピッチ点と歯車中心とを結ぶ直線との間で圧力
   角を規定する半径線に対して直交するＸ方向に前記検出
   手段を直線移動させるＸ方向直線移動機構と、 前記被測定用歯車の回転中心を通るＹ方向に沿い半径方
   向に延設されるとともに歯車の回転中心を中心に旋回可
   能に支持され、前記検出手段を歯車の半径方向に移動可
   能に支持する支持体と、 前記支持体を歯車の回転中心回りに回転させて前記検出
   手段を回転させる回転機構と、 前記支持体の歯車の外周端側を回転移動可能に支持し、
   その回転に応じて回転する回転体を有する支持手段と、 前記回転体の回転量を検出して前記歯面形状検出手段の
   回転量を検出する回転量検出手段と、 少なくとも前記回転量検出手段で検出される前記歯面形
   状検出手段の回転量に基づいて、前記検出手段のプロー
   ブが基準インボリュート歯形を描きながら歯面をなぞる
   ように前記旋回機構およびＸ方向直線移動機構を連動さ
   せる制御手段とを備えたことを特徴とする歯車測定装
   置。