JPS63307313A - 歯車の歯面の形状を検査する方法並びに装置 - 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、歯車の歯面を検査する方法であって、検査す
べき歯面に接触している測定子を、歯車の基礎円に対し
てないしは歯面形状と矛盾しない基礎円に対して接線方
向でかつ歯車軸線に対して直角な軌道に沿って動かし、
この際に同時に基礎円における測定子の接線方向の運動
値の転動に応じて歯車を回転させ、この場合基礎円と接
線方向の軌道との接触箇所に対して測定子を歯車中心か
ら見て左右の歯面を検査するために接触箇所の相応な側
においてその都度所望の歯面に接触させておく形式のも
の、並びにこの方法を実施する装置に関する。

従来の技術 このような形式の方法及び該方法に所属の装置は通常イ
ンポリエート歯車の歯面を検査するために使用され、こ
の場合歯車の基礎円はインポリエート形状を生ぜしめる
ためのベースを提供する。しかしながらこの方法は、転
動法において検査することができる比較可能な円弧状の
３次曲線のインポリエート形状を検査するのにも適して
いる。このような比較可能な３次曲線は例えば、公知の
ようにインポリエートの歯面経過とは異なった歯面経過
を有するワイルドハーバ−・ノビコツ歯の歯面である。

上に述べた比較可能な３次曲線に関しては次のこと、す
なわち、測定子が中心位置からの偏位可能性の枠内にお
いて検出できる範囲においてインポリエートとの差異が
運動するということだけである歯車における歯面のイン
ポリエート形状を検査するための上記形式の方法は例え
ばＤＥ−Ｐ５３２１２０８２に基づいて公知である。こ
れによれば測定子はＸキャリッジと共にＸキャリッジの
案内軌道の方向において動かされ、この場合検査すべき
インポリエートの起点つまり、Ｘキャリッジの案内軌道
の方向において歯車軸線を通る垂直線と基礎円との交点
に位置している起点に関して、左右の歯面のために２つ
の測定範囲が生ぜしめられ、両側定範囲は相応に前記イ
ンポリエート起点の左右に配置されている。従ってＸキ
ャリッジの摺動可能性の方向において検査装置は、左右
の歯面を検査するのに相応に突出するように構成されて
いなくてはならない。

このことは、隣接した左右の歯面を同時に検査すること
ができる前記ＤＨ−ＰＳ３２１２０８２に記載の検査装
置に対しても言える。

このことに関連してざらに内歯の歯面の検査には特に次
のような問題がある。つまりこの場合はぼ半径方向にお
いて内側から外側に向かって突出している測定子はイン
ポリエート起点の両側に位置する検査区間にわたって通
常検査過程中に歯と衝突するので、従って左右の歯面を
検査するためにそれぞれ逆向きに曲げられた測定子が使
用されねばならない。

発明の課題 ゆえに本発明の課題は、冒頭に述べた形式の歯車特にイ
ンポリエート歯車の歯面を検査する方法を改良して、特
に内歯の歯面の検査時にも歯と測定子との衝突を引き起
こさないために、Ｘキャリッジの摺動方向において測定
子のために必要な摺動範囲を著しく制限することができ
る方法並びに該方法を実施する装置を提供することであ
る。そしてこの課題の解決策は歯車検査装置において汎
用の手段の助けで可能になることが望ましい。

課題を解決するための手段（方法） この課題を解決するために本発明による方法では、測定
子を、左右の歯面に関して互いに向かって旋回させられ
て延びていて基礎円の外側で交差している接線方向の運
動軌道に沿って動かし、この場合左右の歯面を検査する
ために必要な測定子の接線方向運動区間を、前記運動軌
道が互いに交差している交点の範囲に位置させるように
した。

発明の効果（方法） 本発明による方法によって、測定子を、Ｘキャリッジの
案内軌道と方向が合致する軌道Ｉこ沿って歯車に対して
接線方向に動かす必要がなくなる。つまり本発明の方法
では、Ｘキャリッジの運動方向に該運動方向に対して垂
直な測定子の運動が重畳され、この結果測定子はＸキャ
リッジの運動方向に対して斜めに位置する運動を行い、
これは原則的にＸキャリッジの運動方向において、個々
の検査動作のために必要な運動範囲を短縮させることに
なる。

しかしながら、左右の歯面を検査するための測定子の運
動軌道が交差して位置しており、この場合左右の歯面を
検査するための測定子の接線方向の運動区間が交点の範
囲に位置していることによって、さらにＸキャリッジの
運動軌道の方向において必要な測定子の運動範囲が著し
く短縮され、この結果測定装置の小型化及び低廉化が可
能になるのみならず、測定時間を著しく短縮することが
できる。しかもこの場合、測定子が連続的につまり正又
は負の加速なしに歯面検査のために利用される運動軌道
にわたって案内されるという、転動法における検査の利
点は維持されている。

さらにこの場合、交点が左右の歯面を検査するために必
要な両運動区間の中心に位置していると有利である。こ
のようになっていると、歯車軸線に対して直角な方向に
おいて必要な測定子の運動範囲を最小に減じることがで
きる。

また測定子の上述の運動を制御するためには、一般の検
査装置に設けられたコンピュータが利用され、このコン
ピュータによって、Ｘキャリッジの摺動方向及び該摺動
方向に対して直角な方向つまりＹ方向における測定子の
運動と、インポリエート歯形の規則性に基づいて座標化
された検査すべき歯車の回転運動とが制御され、この結
果測定子はその都度検査される歯面に沿って理想的なつ
まり誤差のないインポリエート曲線上を運動することが
でき、このインポリエート曲線に基づいて測定子は検査
される歯面の誤差を検出する。

課題を解決するための手段（装置） 上に述べた本発明による方法を実施するのに有利な構成
では、歯車の軸線に対して直角な案内軌道に沿って直線
的にｔａ動可能なＸキャリッジが設けられていて、該Ｘ
キャリッジが、長さ測定系に関連してコンピュータ制御
されるモータ駆動装置によって摺動可能であるのに対し
て、インポリエート歯形の規則性に相応して歯車が角度
測定系に関連してコンピュータ制御される回転駆動装置
によって可動であり、この場合Ｘキャリッジに、歯車の
基礎円に対してないしは歯面形状と矛盾しない基礎円に
対して接線方向に可動の測定ヘッドを備えた測定子が配
置されている形式のものにおいて、測定子が付加的にＹ
キャリッジによって歯車軸線に対して及びＸキャリッジ
の運動方向に対して直角に摺動可能に案内されており、
Ｘキャリッジに対するＹキャリッジの運動が長さ測定系
に関連してコンピュータ制御されるモータ駆動装置によ
って可動であり、この場合測定子の測定ヘッドがＸキャ
リッジの運動方向とは異なる、歯面形状の検査のために
働く直線的な軌道に沿って、基礎円に対して接線方向に
可動であり、歯車の回転運動が基礎円における測定子の
、Ｘキャリッジの運動とＹキャリッジの運動とから成る
接線方向の運動値の転動に相応して制御可能であるよう
にした。

実施例 次Ｃ二図面につき本発明の詳細な説明する。

第１図に示されているように歯車検査装置はスタンドｌ
を有しており、このスタンドｌには検査される歯車２が
ここでは鉛直に位置する軸線３を中心にして回転可能に
取り付けられている。歯車は、コンピュータ制御される
回転駆動装置５によって角度正確に運動可能な伝動装置
４を用いて回転可能である。

歯車に向かい合って、キャリッジコンビネーションに測
定子６が配置されており、この測定子６はキャリッジコ
ンビネーションを用いてすべて３つの座標軸方向におい
て運動可能である。このためにキャリッジ装置は歯車の
軸線３に対して直角に水平方向に可動なＸキャリッジ７
を有しており、このＸキャリッジ７はコンピュータ制御
されるモータ駆動装置８によって駆動される。この場合
Ｘキャリッジ７の運動は例えばガラススケールの形の長
さ測定系９によって読取り可能である。

歯車２に対してほぼ半径方向において測定子６はＹキャ
リッジｌＯの摺動によって摺動可能であり、このＹキャ
リッジｌＯの摺動はコンピュータ制御されるモータ駆動
装置１１を用いて調節スピンドル１２を介して行われる
。この場合この摺動は例えば同様にガラススケールの形
をした長さ測定系１３において読取り可能である。この
ような長さ測定系は公知であるので、説明は省く。

さらに測定子６は鉛直方向つまり歯車の軸線３に対して
平行にコンピュータ制御されるモータ駆動装置１４によ
って調節スピンドル１５を介して摺動可能であり、この
場合この摺動は同様に長さ測定系１６において読取り可
能である第１図に示された測定装置の構造は概略的であ
り、主要な装置部分を示すためのものである。

この測定装置から出発して第２図には図面を見易くする
ために簡略化されて、水平方向において歯車２の軸線３
に対して直角に摺動可能なＸキャリッジ２０が平面図で
示されている。このＸキャリッジ２０の摺動はコンピュ
ータ制御されるモータ駆動装置２１によって生ぜしめら
れ、この場合その都度の摺動距離は長さ測定系２２にお
いて読取り可能であり、読み取られた値はコンピュータ
に伝達可能で、モータ駆動装置の調節値を制御するため
にフィードバックされる。

Ｘキャリッジ２０には、該Ｘキャリッジの摺動方向に対
して直角につまりほぼ歯車２の半径方向においてＹキャ
リッジ２３がコンピュータ制御されるモータ駆動装置２
４によって摺動可能に配置されており、Ｙキャリッジ２
３の摺動距離は長さ測定系２５によって検出可能で、コ
ンピュータに伝達可能でかつ予めプログラミングされた
ようにモータ駆動装置２４を制御するために利用可能で
ある。

Ｙキャリッジ２３には既に述べｔ；測定子６が板ばね装
置２６を用いて偏位可能に支承されており、この場合測
定子〇の偏位の値は公知の形式で測定値発信器２７によ
って検出することができる。

第２図かられかるように上述の測定装置を用いて歯車２
の歯面２８のインポリエート検査は次のように行われる
。すなわち測定子６は同時に値Ｘ及びＹだけ歯車２に対
して接線方向に動かされ、この場合歯車は角度ψだけ回
転駆動装置５によってコンピュータ制御されて角度測定
系２９を介して調整されて回転させられる。既に述べた
ように、これら３つの運動値に沿った測定子並びに歯車
の運動はインポリエート歯形の規則性に応じてコンピュ
ータ制御されてモータ駆動装置２１．２４及び回転駆動
装置５の作動によって行われる。

上に述べたインポリエート検査の過程を詳しく説明する
ために第３図及び第４図には外歯が示されている。

第３図には公知形式における検査の経過が示されている
。これによれば測定子３０はもっばらＸキャリッジ２０
の接線方向運動によって右側及び左側の歯面を検査する
ために歯車の歯元円３２に対して接線方向の直線的な軌
道３１に沿って動かされ、この際に同時に歯車は基礎円
３２に沿って軌道３１が転動するように回転させられ、
この場合軌道３１は基礎円３２と点３３において接触し
ており、この点３３はインポリエート歯形において公知
のように歯面を形成するインポリエートの起点を成す。

これによって、公知のようにその都度インポリエート起
点３３の左側又は右側においてのみ行われ得る左右の歯
面の検査のために、インポリエート起点３３の右側及び
左側における各転動長さＬ　内において歯形検査範囲Ｌ
　が生ぜａ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　αしめられ、従って公
知の場合にはＸキャリッジのひいては軌道３１に沿った
測定子３０の必要な運動範囲は値Ｌ　の２倍に相当する
。

既に第２図について簡単に述べたように測定子３０がＸ
キャリッジ２０並びにＹキャリッジ２３の方向において
可動であると、第４図に示されたように、それぞれ軌道
３１と比較可能な左側歯面のため軌道３５及び右側歯面
のだめの軌道３６は互いに旋回させられて構成すること
ができ、この結果両方の軌道３５．３６は、右側の歯面
及び左側の歯面に関してＸキャリッジ２０の運動距離Ｘ
とＹキャリッジ２３の運動距離Ｙとが互いに合致するよ
うに、基礎円３２の外側で交差する。この場合、両軌道
３５．３６の交点を通って延びる歯車の半径に関しては
左側歯面のインポリエート起点３７及び右側歯面のイン
ポリエート起点３８はそれぞれ左右に向　゛かって等し
い角度ψだけずらされている。

このようになっていると、歯車の左右の歯面のインポリ
エート検査のために必要な測定子３０の運動範囲が最小
に減じられ、この場合同時に簡単にコンピュータ制御さ
れた歯車及び測定子の運動経過によって難なく、特に公
知の場合に必要であった交換作業なしに選択的に左右の
歯面を検査することができる。

第３図及び第４図について外歯に関して述べたことは第
５図及び第６図に示された内歯のインポリエート検査に
対しても言える。

第５図及び第６図においても第５図には同様に公知の作
業形式が示されており、この場合測定子５０は右側歯面
及び左側歯面のために直線的な軌道５１に沿って動かさ
れ、歯の基礎円５２における軌道５１の転動によって、
測定子５０の並進運動に重畳される歯車の回転運動が生
ぜしめられる。

第５図かられかるように、この場合においても直線的な
軌道５１に沿って右側及び左側の歯面を検査するのに必
要な測定子５０のための運動範囲は著しく長く、しかも
図示された内歯の場合にはさらに別の問題、つまり、測
定子５０の左右外側に示された位置においては測定子５
０と歯との衝突を回避することができないという別の問
題が付は加えられる。このような不都合を避けるために
公知の場合には通常第５図に示された状態を回避するよ
うに折り曲げられた測定子が用いられ、この場合内歯の
左右の歯面を検査するための測定子の曲げは逆向きにし
なくてはならない。

歯車の内歯の検査する場合にも第６図のようになってい
ると測定子５０に必要な運動範囲は著しく減じられる。

つまりこの場合第６図に示されているように左右の歯面
のインポリエート検査のだめの運動軌道は互いに向かっ
て旋回させられ、かつ基礎円５２の外側で点５３におい
て交差するように配置されており、この結果検査される
左側歯面のためのインポリエート起点５４は交点５３の
右側に、そして検査される右側歯面のためのインポリエ
ート起点５５は交点５３の左側に配置され、この場合交
点５３を通る歯車の半径に対してインポリエート起点５
４．５５はそれぞれ等しい角度ψだけ旋回させられてい
る。

このようになっていると第６図かられかるように次のよ
うな大きな利点が得られる。すなわちこのようになって
いると、通常の測定子を用いた場合でも内歯と測定子と
が衝突するおそれがなくなり、この結果内歯の左側歯面
及び内歯の右側歯面を検査するのに検査装置を交換する
必要がなくなる。

第１図との関連においてもう１度第２図について触れる
と、検査される歯のだめのインポリエート経過の規則性
に応じて前記運動経過は図示されていない上述のコンピ
ュータによって自体公知の形式で制御されて行われ、こ
の場合モータ駆動装置５．２１．２４が作動せしめられ
、この際に得られた調節値は回転駆動装置５と協働する
角度スケール（図示せず）及び第２図に示された長さ測
定系２２．２５によって検出され、コンピュータにフィ
ードバックされる。

これに関連してもう１度触れておくと、インポリエート
に相応して生ぜしめられる測定子の案内は、歯車の相応
なインポリエート歯面の検査のみならず、上述のような
測定子の経過を生ぜしめるインポリエートに近い形状を
備えたその他の歯の歯面を検査するのにも利用できる。

完全を期すためにさらに述べると、通常のインポリエー
ト歯形に対しては下記の式が成り立つ： この場合歯元円の半径ｒ、は基礎円の半径ｒｂに等しく
、ｒ　は歯先円の半径である。

このような通常のインポリエート歯形とは異なった歯形
、つまり例えばワイルドハーバ−・ノビコア歯形の場合
や例えば歯元円が基礎円よりも大きなインポリエート歯
形の場合には、前記基本式とは別の修正値が生ぜ“しめ
られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は歯車検査装置全体を概略的に示す斜視図、第２
図はＸ方向及びＹ方向に可動でかつ測定子を備えたキャ
リッジ装置を示す平面図、第３図は公知の外歯インポリ
エート検査形式を示す図、第４図は本発明による外歯イ
ンポリエート検査形式を示す図、第５図は公知の内歯イ
ンポリエート検査形式を示す−、第６図は本発明による
内歯インポリエート検査形式を示す図である。 ｌ・・・スタンド、２・・・歯車、３・・・軸線、４・
・・伝動装置、５・・・回転駆動装置、６．３０．５０
・・・測定子、７．２０・・・Ｘキャリッジ、８．１１
゜１４．２１．２４・・・モータ駆動装置、９．１３．
１６．２２．２５・・・長さ測定系、１０．２３・・・
Ｙキャリッジ、１２．１５・・・調節スピンドル、２６
・・・板ばね装置、２７・・・測定値発信器、２８・・
・歯面、２９・・・角度測定系、３１．３５．３６．５
１・・・軌道、３２．５２・・・基礎円、３３・・・点
（インポリエート起点）、３７．３８．５４．５５・・
・インポリエート起点、５３・・・点代理人　弁理士　
　矢　野　敏　雄部Ｗす

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、歯車の歯面を検査する方法であって、検査すべき歯
   面に接触している測定子を、歯車の基礎円に対してない
   しは歯面形状と矛盾しない基礎円に対して接線方向でか
   つ歯車軸線に対して直角な軌道に沿って動かし、この際
   に同時に基礎円における測定子の接線方向の運動値の転
   動に応じて歯車を回転させ、この場合基礎円と接線方向
   の軌道との接触箇所に対して測定子を歯車中心から見て
   左右の歯面を検査するために接触箇所の相応な側におい
   てその都度所望の歯面に接触させておく形式のものにお
   いて、測定子を、左右の歯面に関して互いに向かって旋
   回させられて延びていて基礎円の外側で交差している接
   線方向の運動軌道に沿って動かし、この場合左右の歯面
   を検査するために必要な測定子の接線方向運動区間を、
   前記運動軌道が互いに交差している交点の範囲に位置さ
   せることを特徴とする、歯車の歯面の形状を検査する方
   法。 ２、両運動区間の中心に交点を位置させる、請求項１記
   載の方法。 ３、請求項１又は２記載の方法を実施する装置であって
   、歯車の軸線に対して直角な案内軌道に沿って直線的に
   摺動可能なＸキャリッジが設けられていて、該Ｘキャリ
   ッジが、長さ測定系に関連してコンピュータ制御される
   モータ駆動装置によって摺動可能であるのに対して、イ
   ンポリエート歯形の規則性に相応して歯車が角度測定系
   に関連してコンピュータ制御される回転駆動装置によっ
   て可動であり、この場合Ｘキャリッジに、歯車の基礎円
   に対してないしは歯面形状と矛盾しない基礎円に対して
   接線方向に可動の測定ヘッドを備えた測定子が配置され
   ている形式のものにおいて、測定子（６、３０、５０）
   が付加的にＹキャリッジ（１０、２３）によって歯車軸
   線（３）に対して及びＸキャリッジ（７、２０）の運動
   方向に対して直角に摺動可能に案内されており、Ｘキャ
   リッジに対するＹキャリッジの運動が長さ測定系（２５
   ）に関連してコンピュータ制御されるモータ駆動装置（
   １１、２４）によって可動であり、この場合測定子の測
   定ヘッドがＸキャリッジの運動方向とは異なる、歯面形
   状の検査のために働く直線的な軌道（３５、３６）に沿
   って、基礎円（３２、５２）に対して接線方向に可動で
   あり、歯車の回転運動が基礎円における測定子の、Ｘキ
   ャリッジの運動とＹキャリッジの運動とから成る接線方
   向の運動値の転動に相応して制御可能であることを特徴
   とする、歯車の歯面の形状を検査する装置。