(57)【要約】測定装置の大型化と重心移動を抑えながら超大型歯車も測定できる、基礎円方式とは異なる、新しい方式の歯車の歯形測定方法を提供する。  測定子（２）を被測定歯車（Ｇ）の歯面に接触させながら歯面に沿って移動させ、歯車軸の直角平面における歯形を測定するインボリュート歯車の歯形測定を、被測定歯車を歯車軸を中心に回転させるθ軸と、測定子を歯車軸に接近又は離隔方向に往復動させるＸ軸と、測定子をＸ軸の直交方向に往復道させるＹ軸とを、同時に駆動させ、測定子を作用線上に移動させながら行う。
2010122680.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定子を被測定歯車の歯面に接触させながら歯面に沿って移動させ、歯車軸の直角平面における歯形を測定するインボリュート歯車の歯形測定方法であって、
前記被測定歯車を歯車軸を中心に回転させるθ軸と、
前記測定子を前記歯車軸に接近又は離隔方向に往復動させるＸ軸と、
前記測定子を前記Ｘ軸の直交方向に往復道させるＹ軸とを、同時に駆動させながら測定することを特徴とするインボリュート歯車の歯形測定方法。
【請求項２】
前記測定子を、作用線上に移動させながら測定することを特徴とする請求項１に記載のインボリュート歯車の歯形測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、インボリュート歯車（以下、歯車と省略する場合がある）の歯形を測定する歯車の歯形測定方法に関し、特に、歯形の測定方法として一般的に採用されている基礎円板方式、基礎円調整方式、コンピューター数値制御（以下、ＣＮＣという）方式とは異なる、新しい方式の歯車の歯形測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
歯車の歯形測定方法は、基礎円板方式、基礎円調整方式、ＣＮＣ方式を採用したものが一般的であり、いずれの方式（以下、総称として基礎円方式という）も、その測定原理は、直定規と基礎円板をころがり接触させ、直定規上に取り付けた測定子で基礎円板上に取り付けられた被測定歯車をなぞるといったものである。【０００３】
そして、基礎円方式の歯形測定装置であって、はすば歯車用の歯形測定装置としては、被測定歯車を歯車軸（特許文献１において中心軸線という）を中心にあらかじめ制御された量で回転させる回転機構と、測定子を歯車軸と平行な方向すなわち上下方向（Ｚ方向）とその歯車軸に垂直な平面内での直交２方向（Ｘ，Ｙ方向）の合計３方向のうち少なくとも２方向にあらかじめ制御された量で同時に移動させる直線移動機構とを備えることで、同時接触線やかみ合い進行方向に沿った歯形形状の誤差を直接検出できる測定装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。【０００４】
また、基礎円方式でない歯形測定方法としては、測定子をＸ軸に沿って移動させるとともに、被測定歯車を歯車軸（特許文献２においてＡ軸という）を中心に回転させ、測定子が被測定歯車の歯面に接触しながらその歯形方向に自動的に移動するようにして、基礎円方式の歯形測定装置のようにＸ，Ｙ，Ｚ，θ軸の各軸にリニアスケールを設けなくても歯形を測定できる測定方法、いわゆるトレースコントロール方式が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−５００９号公報（段落００１６、図３，５）
【特許文献２】特開平９−２６４７３８号公報（段落０００９，００１１、図６）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記基礎円方式では、Ｙ軸に相当する直定規に取り付けた測定子を、被測定歯車の基礎円接線上を、Ｙ軸の中央から遠ざかる方向にＹ軸と平行に移動させながら測定するために、例えば直径が２ｍを超える超大型歯車の歯形を測定しようとすると、測定可能エリアがＹ軸の中央から大きく離れてしまう。特に、歯車を取り付け直すことなく左右の歯面を測定しようとすると、測定装置のＹ軸を長くしなければならず、測定装置が大型になってしまう。【０００７】
また、前記基礎円方式では、超大型歯車の歯形を測定しようとすると、測定子が取り付けられたコラムを、Ｙ軸の中央から大きく離れた位置まで移動させなければならず、測定装置の重心が移動して、測定精度が低下する原因にもなる。【０００８】
さらに、前記基礎円方式では、内歯歯車の測定には、測定子がＹ軸の中央から離れた位置でも内歯面と接触するように特殊測定子が用いられているが、歯車を取り付け直すことなく左右の歯面を測定しようとすると、特殊測定子を付け直さなければならず、この付け直しが煩雑である。【０００９】
そして、前記特許文献１に係る測定装置は、基礎円方式を採用していることから、前記の課題がある。【００１０】
一方、前記特許文献２に係る測定方法では、測定子が被測定歯車の歯面に接触しながらその歯形方向に移動する際に、測定子が被測定歯車の歯面に接触する接触角が変化するため、接触角の補正計算を要し、接触角の補正計算をしても所望の精度が得られないことから、現在ではこの測定方法、いわゆるトレースコントロール方式はほとんど採用されていない。【００１１】
そこで、この発明では、前記の基礎円方式を採用していることによる課題を解決するために、一般的に採用されている基礎円方式とは異なる、新しい方式の歯車の歯形測定方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記課題を解決するため、請求項１に係る発明では、被測定歯車を歯車軸を中心に回転させるθ軸と、測定子を歯車軸に接近又は離隔方向に往復動させるＸ軸と、測定子をＸ軸の直交方向に往復道させるＹ軸とを、同時に駆動させながら測定するようにした。【００１３】
請求項２に係る発明では、測定子を、作用線上に移動させながら測定するようにした。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に係る発明によれば、基礎円方式の測定方法ではＹ軸とθ軸の２軸を同時に駆動させながら測定しているところ、Ｘ，Ｙ，θ軸の３軸を同時に駆動させながら測定するようにしたので、基礎円方式の測定方法と比べて、測定子がＹ軸上を移動する距離を短くすることができる。そのため、基礎円方式の測定装置よりもＹ軸を短くでき、測定装置を小型にすることができる。そして、測定子が取り付けられたコラムの移動距離も短くできるため、測定装置の重心の移動を少なくでき、測定精度の低下を抑えることもできる。また、測定子がＹ軸上を移動する距離も短くできるため、測定時間を短縮することもできる。さらに、Ｘ，Ｙ軸を同時に駆動させるようにしたので、Ｘ，Ｙ軸は空間座標としてとらえられるため、基礎円方式ほどの走行精度を必要とされない。【００１５】
請求項２に係る発明によれば、基礎円方式の測定方法では測定子を被測定歯車の基礎円接線上を、Ｙ軸の中央から遠ざかる方向にＹ軸と平行に移動させながら測定するところ、測定子を作用線上に移動させながら測定するようにしたので、測定子をＹ軸の中央部を移動させながら測定することができる。そのため、測定子をＹ軸の中央部のほぼ同じ範囲で往復動させることで左右の歯面を測定することができる。【００１６】
また、請求項２に係る発明によれば、測定子をＹ軸の中央部を移動させながら測定することができるので、特殊測定子を用いることなく内歯歯車を測定することができ、また、測定子を付け直すことなく左右の歯面を測定することもできる。【００１７】
さらに、請求項２に係る発明によれば、測定子が被測定歯車の歯面に接触する接触角が一定なので、接触角の補正計算が不要である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】歯形測定装置の概略斜視図である。
【図２】（ａ）はこの発明の歯形測定方法における測定子の動きを示した平面図のうち、測定始めの状態を示す図であり、（ｂ）は測定中の状態を示す図であり、（ｃ）は測定終わりの状態を示す図である。
【図３】（ａ）はこの発明の歯形測定方法の測定原理図のうち、外歯歯車の右歯面を測定する場合を示す図であり、（ｂ）は外歯歯車の左歯面を測定する場合を示す図である。
【図４】基礎円方式の歯形測定方法の測定原理図のうち、外歯歯車を測定する場合を示す図である。
【図５】（ａ）はこの発明の歯形測定方法の測定原理図のうち、内歯歯車の右歯面を測定する場合を示す図であり、（ｂ）は内歯歯車の左歯面を測定する場合を示す図である。
【図６】基礎円方式の歯形測定方法の測定原理図のうち、内歯歯車を測定する場合を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
まず、この発明の創作の基礎となる事項について簡単に説明する。発明者は、水力発電所などで用いられる超大型歯車についても歯形を測定したいという要望があることに着目し、基礎円方式によって超大型歯車の歯形を測定することを試みた。しかしながら、基礎円方式では、大型の測定装置の開発が必要であり、仮に大型の測定装置を開発できても測定装置の重心が移動して測定精度が低下することから、超大型歯車の歯形を測定することは困難であると判断した。
【００２０】
そして、発明者は、インボリュート歯車の歯形測定方法として基礎円方式が確立されており、測定子をＹ軸と平行に移動させながら測定すること、すなわち、測定時にはＸ軸を固定しなくては正確に測定できないことが常識であるところ、インボリュート歯車がホブの回転と加工される歯車の回転が同期して歯切りされ、ホブの切歯が加工される歯車の作用線上を移動しながらインボリュート歯形を作り出していることから、測定子を作用線上に移動させると歯形を測定できることを見いだし、この発明を創作するに至ったものである。すなわち、この発明は、Ｙ，θ軸の２軸を同時に駆動させ、測定子をＹ軸と平行に移動させながら測定するといった常識を覆し、Ｘ，Ｙ，θ軸の３軸を同時に駆動させ、測定子を作用線上に移動させながら測定するといった、新しい方式の測定方法を創作するに至ったものである。
【００２１】
次に、この発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。第１図は、この発明の歯形測定方法を説明するための歯形測定装置の概略斜視図である。
【００２２】
第１図に示すように、インボリュート歯車の歯形測定装置１は、被測定歯車Ｇ（以下、歯車という場合がある）を歯車軸を中心に回転させるθ軸と、測定子２を歯車軸に接近又は離隔方向に往復動させるＸ軸と、測定子２をＸ軸の直交方向に往復道させるＹ軸と、測定子２をθ軸と平行な方向、すなわち上下に往復道させるＺ軸とを備えている。歯形測定装置１としては、少なくともＸ，Ｙ，Ｚ，θ軸の４軸を備えたものであればよく、例えば市販のＣＮＣ歯形測定装置ならば、測定子２を作用線上に移動させるように各軸の駆動を制御すると、この発明の歯形測定方法を実施することができる。
【００２３】
第２図は、この発明の歯形測定方法における測定子の動きを示した平面図である。第２図の（ａ）は測定始めの状態を示し、（ｂ）は測定中の状態を示し、（ｃ）は測定終わりの状態を示す。そして、図中、Ｂは基礎円を示し、Ｓは基準円を示す。
【００２４】
第２図の（ａ）に示すように、測定子２は、測定始めの状態では、作用線上であって基準円Ｓとの交点に位置している。そして、第２図の（ｂ）に示すように、測定子２は、図示しないθ軸（第１図参照）が駆動し、歯車Ｇが反時計回り（左回り）に回転するのに同期して、図示しないＸ軸とＹ軸（第１図参照）が同時に駆動し、歯車Ｇの右歯面Ｒをなぞるように、矢印で示す作用線上を歯元側に移動する。次に、第２図の（ｃ）に示すように、測定子２は、図示しないθ軸が駆動し、歯車Ｇが時計回り（右回り）に回転するのに同期して、図示しないＸ軸とＹ軸が同時に駆動し、右歯面Ｒをなぞるように、矢印で示す作用線上を歯先側に移動する。ここでは、測定子２が作用線上であって基準円Ｓとの交点から測定を始めるように説明したが、作用線上のどの点から測定を始めるようにしてもかまわない。また、測定子２は、作用線上を移動することが望ましいが、実際の移動線を作用線に補正すれば、必ずしも作用線上を移動する必要はない。
【００２５】
第３図は、この発明の歯形測定方法の測定原理図である。第３図の（ａ）は外歯歯車の右歯面を測定する場合を示し、（ｂ）は外歯歯車の左歯面を測定する場合を示す。一方、第４図は、基礎円方式の歯形測定方法の測定原理図のうち、外歯歯車を測定する場合を示す。そして、図中、Ｂは基礎円を示し、Ｓは基準円を示す。
【００２６】
この発明の歯形測定方法の測定原理は、測定子２を作用線上に移動させながら、被測定歯車Ｇを回転させて、測定子２で被測定歯車Ｇをなぞるといったものである。第３図の（ａ）に示すように、この発明の歯形測定方法によって外歯歯車Ｇの右歯面Ｒを測定する場合には、測定子２を実線で示す右歯面Ｒ上の作用線上であって基準円Ｓとの交点から、２点鎖線で示すように、外歯歯車Ｇが反時計回り（左回り）に回転するのに同期して、矢印で示す作用線上を歯元側に移動させて右歯面Ｒをなぞる。次に、測定子２を、外歯歯車Ｇが時計回り（右回り）に回転するのに同期して、矢印で示す作用線上を歯先側に移動させて右歯面Ｒをなぞる。その時、測定子２の軌跡が、正しいインボリュート曲線を生む。
【００２７】
また、第３図の（ｂ）に示すように、この発明の歯形測定方法によって外歯歯車Ｇの左歯面Ｌを測定する場合には、測定子２を実線示す左歯面Ｌ上の作用線上であって基準円Ｓとの交点から、２点鎖線で示すように、外歯歯車Ｇが時計回り（右回り）に回転するのに同期して、矢印で示す作用線上を歯元側に移動させて左歯面Ｌをなぞる。次に、測定子２を、外歯歯車Ｇが反時計回り（左回り）に回転するのに同期して、矢印で示す作用線上を歯先側に移動させて左歯面Ｌをなぞる。その時、測定子２の軌跡が、正しいインボリュート曲線を生む。
【００２８】
一方、基礎円方式の歯形測定方法の測定原理は、測定子２１を基礎円Ｂの接線上に移動させながら、被測定歯車Ｇを回転させて、測定子２１で被測定歯車Ｇをなぞるといったものである。第４図に示すように、基礎円方式の歯形測定方法によって外歯歯車Ｇの右歯面Ｒを測定する場合には、測定子２１を実線で示す右歯面Ｒ上であって基礎円Ｂの接線との交点から、２点鎖線で示すように、外歯歯車Ｇが時計回り（右回り）に回転するのに同期して、点線で示す基礎円Ｂの接線上、すなわちＹ軸と平行に中心線から遠ざかる方向に移動させて右歯面Ｒをなぞる。その時、測定子２１の軌跡が、正しいインボリュート曲線を生む。
【００２９】
また、第４図に示すように、基礎円方式の歯形測定方法によって外歯歯車Ｇの左歯面Ｌを測定する場合には、測定子２１を実線で示す左歯面Ｌ上であって基礎円Ｂの接線との交点から、２点鎖線で示すように、外歯歯車Ｇが反時計回り（左回り）に回転するのに同期して、点線で示す基礎円Ｂの接線上、すなわちＹ軸と平行に中心線から遠ざかる方向に移動させて左歯面Ｌをなぞる。その時、測定子２１の軌跡が、正しいインボリュート曲線を生む。
【００３０】
ここで、この発明と基礎円方式の歯形測定方法を比較すると、この発明では、測定子２のＹ軸移動量Ｙが、基礎円方式のＹ軸移動量Ｙ’よりも少ない。これは、基礎円方式では、右歯面Ｒの測定をＹ’−Ｒの範囲で行い、左歯面Ｌの測定をＹ’−Ｌの範囲で行っており、さらに、Ｙ’−ＲとＹ’−Ｌとの間に測定できない範囲が生じるのに対し、この発明では右歯面Ｒと左歯面ＬをＹ軸移動量Ｙの範囲で測定できることによるものである。
【００３１】
また、この発明では、歯車Ｇを歯車軸を中心に回転させるθ軸回転量θが、基礎円方式のθ軸回転量θ’よりも少ない。
【００３２】
続いて、この発明の歯形測定方法によって、内歯歯車を測定する場合を説明する。第５図は、この発明の歯形測定方法の測定原理図である。第５図の（ａ）は内歯歯車の右歯面を測定する場合を示し、（ｂ）は内歯歯車の左歯面を測定する場合を示す。一方、第６図は、基礎円方式の歯形測定方法の測定原理図のうち、内歯歯車を測定する場合を示す。そして、図中、Ｂは基礎円を示し、Ｓは基準円を示す。
【００３３】
第５図の（ａ）に示すように、この発明の歯形測定方法によって内歯歯車Ｇの右歯面Ｒを測定する場合には、測定子２を矢印で示す作用線上であって、実線で示す右歯面Ｒの歯元から、２点鎖線で示すように、内歯歯車Ｇが反時計回り（左回り）に回転するのに同期して、矢印で示す作用線上を歯先側に移動させて右歯面Ｒをなぞる。その時、測定子２の軌跡が、正しいインボリュート曲線を生む。
【００３４】
また、第５図の（ｂ）に示すように、この発明の歯形測定方法によって内歯歯車Ｇの左歯面Ｌを測定する場合には、測定子２を矢印で示す作用線上であって、実線で示す左歯面Ｌの歯元から、２点鎖線で示すように、内歯歯車Ｇが時計回り（右回り）に回転するのに同期して、矢印で示す作用線上を歯先側に移動させて左歯面Ｌをなぞる。その時、測定子２の軌跡が、正しいインボリュート曲線を生む。
【００３５】
一方、第６図に示すように、基礎円方式の歯形測定方法によって内歯歯車Ｇの右歯面Ｒを測定する場合には、特殊測定子２２を実線で示す右歯面Ｒ上であって基礎円Ｂの接線との交点から、２点鎖線で示すように、外歯歯車Ｇが反時計回り（左回り）に回転するのに同期して、点線で示す基礎円Ｂの接線上、すなわちＹ軸と平行に中心線に近づく方向に移動させて右歯面Ｒをなぞる。その時、特殊測定子２２の軌跡が、正しいインボリュート曲線を生む。
【００３６】
また、第６図に示すように、基礎円方式の歯形測定方法によって内歯歯車Ｇの左歯面Ｌを測定する場合には、特殊測定子２２を実線で示す左歯面Ｌ上であって基礎円Ｂの接線との交点から、２点鎖線で示すように、外歯歯車Ｇが時計回り（右回り）に回転するのに同期して、点線で示す基礎円Ｂの接線上、すなわちＹ軸と平行に中心線に近づく方向に移動させて、左歯面Ｌをなぞる。その時、特殊測定子２２の軌跡が、正しいインボリュート曲線を生む。
【００３７】
ここで、この発明と基礎円方式の歯形測定方法を比較すると、この発明では、測定子２のＹ軸移動量Ｙが、基礎円方式のＹ軸移動量Ｙ’よりも少ない。これは、基礎円方式では、右歯面Ｒの測定をＹ’−Ｒの範囲で行い、左歯面Ｌの測定をＹ’−Ｌの範囲で行っているのに対し、この発明では右歯面Ｒと左歯面ＬをＹ軸移動量Ｙの範囲で測定できることによるものである。
【００３８】
このように、この発明では、Ｙ軸移動量Ｙが少なく、またＹ軸上のほぼ同じ範囲で右歯面Ｒと左歯面Ｌを測定できるため、基礎円方式のような特殊測定子２２は不要である。
【００３９】
以上、この発明の実施形態について説明したが、この発明は前記実施形態には限定されない。例えば、この発明の測定子２は、作用線上を移動するものであれば、第２，３，５図で説明した方向と異なる方向に移動してもかまわない。
【符号の説明】
【００４０】
１  歯形測定装置
２  測定子
Ｇ  被測定歯車
Ｂ  基礎円
Ｓ  基準円
【図１】
2010122680.tif 000003
【図２】
2010122680.tif 000004
【図３】
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【図４】
2010122680.tif 000006
【図５】
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【図６】
2010122680.tif 000008
【国際調査報告】
2010122680.tif 000009
2010122680.tif 000010