(57)【要約】【課題】複合インボリュート歯形の形状誤差を高い信頼性で評価する技術を提供する。【解決手段】形状誤差評価装置１０は、複合インボリュート歯形１を歯たけ方向において接触式測定子２２で所定間隔で走査することで複合インボリュート歯形１を測定して測定形状データを生成する測定部１６と、測定形状データを設計形状データと比較することで、複合インボリュート歯形１の誤差データを生成する誤差データ生成部１７と、誤差データ生成部１７が生成した誤差データのうち評価の対象とする評価対象誤差データを確定する確定部１８と、評価対象誤差データに基づいて複合インボリュート歯形１の形状誤差を評価する評価部１９と、を備える。確定部１８は、歯たけ方向において隣接する２つのインボリュート歯形の設計上の境界位置の近傍において誤差データが所定範囲外である場合、所定範囲外の誤差データを評価の対象から除外する。【選択図】図４
2019109118.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに異なる基礎円直径に基づく複数のインボリュート歯形が歯たけ方向で切れ目なく隣接する複合インボリュート歯形の形状誤差を評価する形状誤差評価装置であって、
前記複合インボリュート歯形を前記歯たけ方向において接触式測定子で所定間隔で走査することで前記複合インボリュート歯形を測定して形状データを生成する測定部と、
前記形状データを前記複合インボリュート歯形の設計上の形状データと比較することで、前記複合インボリュート歯形の誤差データを生成する生成部と、
前記生成部が生成した前記誤差データのうち評価の対象とする誤差データを確定する確定部と、
前記確定部によって評価の対象として確定された前記誤差データに基づいて前記複合インボリュート歯形の形状誤差を評価する評価部と、
を備え、
前記確定部は、前記歯たけ方向において隣接する２つのインボリュート歯形の設計上の境界位置の近傍において前記誤差データが所定範囲外である場合、前記所定範囲外の前記誤差データを評価の対象から除外する、
形状誤差評価装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複合インボリュート歯形の形状誤差を評価する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、インボリュート歯形の形状を効率よく測定する方法を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２５０６２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、本願発明者は、互いに異なる基礎円直径に基づく複数のインボリュート歯形が歯たけ方向で切れ目なく隣接する複合インボリュート歯形を備えた複合インボリュート歯車を開発している。そして、この複合インボリュート歯車を実際に製作し、複合インボリュート歯形を測定してみたところ、隣接する２つのインボリュート歯形の境界位置が安定せず、実際の境界位置が設計上の境界位置よりも歯底側又は歯先側にずれてしまうことがあった。
【０００５】
従って、例えば、実際の境界位置が設計上の境界位置よりも歯底側にずれている場合、歯底側のインボリュート歯形の形状データに歯先側のインボリュート歯形の形状データが混入してしまう。この場合、歯底側のインボリュート歯形の形状誤差の評価の信頼性が悪くなる。
【０００６】
同様に、実際の境界位置が設計上の境界位置よりも歯先側にずれている場合、歯先側のインボリュート歯形の形状データに歯底側のインボリュート歯形の形状データが混入してしまう。この場合、歯先側のインボリュート歯形の形状誤差の評価の信頼性が悪くなる。
【０００７】
本発明の目的は、複合インボリュート歯形の形状誤差を高い信頼性で評価する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願発明の観点によれば、互いに異なる基礎円直径に基づく複数のインボリュート歯形が歯たけ方向で切れ目なく隣接する複合インボリュート歯形の形状誤差を評価する形状誤差評価装置であって、前記複合インボリュート歯形を前記歯たけ方向において接触式測定子で所定間隔で走査することで前記複合インボリュート歯形を測定して形状データを生成する測定部と、前記形状データを前記複合インボリュート歯形の設計上の形状データと比較することで、前記複合インボリュート歯形の誤差データを生成する生成部と、前記生成部が生成した前記誤差データのうち評価の対象とする誤差データを確定する確定部と、前記確定部によって評価の対象として確定された前記誤差データに基づいて前記複合インボリュート歯形の形状誤差を評価する評価部と、を備え、前記確定部は、前記歯たけ方向において隣接する２つのインボリュート歯形の設計上の境界位置の近傍において前記誤差データが所定範囲外である場合、前記所定範囲外の前記誤差データを評価の対象から除外する、形状誤差評価装置が提供される。以上の構成によれば、隣接する２つのインボリュート歯形の実際の境界位置が設計上の境界位置よりも歯底側又は歯先側にずれることで、歯底側のインボリュート歯形の形状データに歯先側のインボリュート歯形の形状データが混在したり、歯先側のインボリュート歯形の形状データに歯底側のインボリュート歯形の形状データが混在したりしても、混在された形状データに対応する誤差データが評価の対象から除外されることになる。従って、前記複合インボリュート歯形の形状誤差を高い信頼性で評価することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、前記複合インボリュート歯形の形状誤差を高い信頼性で評価することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】複合インボリュート歯形の拡大図である。
【図２】形状誤差評価装置のブロック図である。
【図３】形状誤差評価フローを示す図である。
【図４】誤差データを例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図１から図４を参照して、本願発明の実施形態を説明する。
【００１２】
先ず、図１を参照して、複合インボリュート歯形１について説明する。図１は、複合インボリュート歯形１の拡大図である。図１に示すように、複合インボリュート歯形１は、互いに異なる基礎円直径に基づく複数のインボリュート歯形が歯たけ方向で切れ目なく隣接する歯形を意味する。図１の例では、１つの歯面２が１つの複合インボリュート歯形１を含んでおり、複合インボリュート歯形１は歯底側インボリュート歯形３と歯先側インボリュート歯形４を含んでいる。歯底側インボリュート歯形３の基礎円直径と歯先側インボリュート歯形４の基礎円直径は互いに異なる。歯底側インボリュート歯形３の基礎円直径は、歯先側インボリュート歯形４の基礎円直径よりも大きい。歯底側インボリュート歯形３と歯先側インボリュート歯形４は歯たけ方向で切れ目なく隣接している。歯底側インボリュート歯形３は歯先側インボリュート歯形４よりも歯底面５に近い位置に形成されており、歯先側インボリュート歯形４は歯底側インボリュート歯形３よりも歯先面６に近い位置に形成されている。
【００１３】
歯底側インボリュート歯形３は、点ａから点ｂに至るまで形成されている。歯先側インボリュート歯形４は、点ｂから点ｃに至るまで形成されている。従って、点ｂは、歯底側インボリュート歯形３と歯先側インボリュート歯形４の境界位置に相当している。歯底側インボリュート歯形３は、点ａを含む歯底側歯形最小直径ｄａから、点ｂを含む歯底側歯形最大直径ｄｂに至るまで形成されている。歯先側インボリュート歯形４は、点ｂを含む歯先側歯形最小直径ｄｂから、点ｃを含む歯先側歯形最大直径ｄｃに至るまで形成されている。なお、歯底側歯形最大直径ｄｂと歯先側歯形最小直径ｄｂは当然に等しい。
【００１４】
複合インボリュート歯形１は、歯底面５から径方向外方に若干離れて形成されている。また、歯先側インボリュート歯形４と歯先面６の間には、面取りが形成されている。
【００１５】
次に、図２を参照して、形状誤差評価装置１０を説明する。形状誤差評価装置１０は、中央演算処理器としてのCPU１１（Central Processing Unit）と、読み書き自由のRAM１２（Random Access Memory）、読み出し専用のROM１３（Read Only Memory）を備えている。そして、CPU１１がROM１３に記憶されている制御プログラムを読み出して実行することで、制御プログラムは、CPU１１などのハードウェアを、受付部１４、形状データ生成部１５、測定部１６、誤差データ生成部１７（生成部）、確定部１８、評価部１９、出力部２０として機能させる。
【００１６】
受付部１４は、入力装置２１からの入力を受け付ける。受付部１４は、形状誤差評価装置１０のオペレータによって入力装置２１を介して入力された各種データをRAM１２に記憶する。
【００１７】
形状データ生成部１５は、RAM１２に記憶された各種データに基づいて、複合インボリュート歯形１の設計上の形状データを生成する。以下、設計上の形状データを設計形状データと称する。
【００１８】
測定部１６は、図１に示すように複合インボリュート歯形１を歯たけ方向において接触式測定子２２で所定間隔で走査することで複合インボリュート歯形１を測定して形状データを生成する。以下、測定により生成された形状データを測定形状データと称する。
【００１９】
誤差データ生成部１７は、測定形状データを設計形状データと比較することで、複合インボリュート歯形１の誤差データを生成する。
【００２０】
確定部１８は、誤差データ生成部１７が生成した誤差データのうち評価の対象とする誤差データを確定する。以下、評価の対象として確定された誤差データを評価対象誤差データと称する。
【００２１】
評価部１９は、評価対象誤差データに基づいて複合インボリュート歯形１の形状誤差を評価する。
【００２２】
出力部２０は、評価部１９による評価結果を例えばLCD（liquid crystal display）などで構成された表示装置２３に表示する。
【００２３】
次に、図３を参照して、形状誤差評価装置１０の作動を説明する。
【００２４】
Ｓ１００：
先ず、受付部１４が、形状誤差評価装置１０のオペレータによる各種データの入力を受け付け、入力された各種データをRAM１２に記憶する。各種データとは、歯形諸元である。歯形諸元とは、複合インボリュート歯形１の設計値を含む。歯形諸元は、例えば、図１に示す複合インボリュート歯車５０の歯数、モジュールを含む。複合インボリュート歯車５０がはすば歯車の場合、歯形諸元は、更に、ねじれ角を含む。また、歯形諸元は、複合インボリュート歯形１に含まれるインボリュート歯形の個数を含む。図１に示す複合インボリュート歯車５０の場合、上記個数は２つとなる。また、歯形諸元は、基準ピッチ円上における歯底側インボリュート歯形３の圧力角及び歯先側インボリュート歯形４の圧力角を含む。また、歯形諸元は、歯先円直径、有効歯先円直径、歯底側歯形最小直径ｄａ、歯先側歯形最小直径ｄｂを含む。ここで、有効歯先円直径とは、歯先円直径から、歯先側インボリュート歯形４と歯先面６の間に形成された面取りを除いた直径を意味する。
【００２５】
Ｓ１１０：
次に、形状データ生成部１５が、RAM１２に記憶された歯形諸元に基づいて、設計形状データを生成する。設計形状データは、複数の三次元座標データの集合により構成される。
【００２６】
Ｓ１２０：
次に、測定部１６が、図１に示すように、歯底側インボリュート歯形３を歯たけ方向において接触式測定子２２で所定間隔で走査することで歯底側インボリュート歯形３を測定して測定形状データを生成する。測定形状データは、複数の三次元座標データの集合により構成される。走査方向は、歯底面５から歯先面６に向かう方向である。
【００２７】
Ｓ１３０：
次に、誤差データ生成部１７が、測定形状データを設計形状データと比較することで、歯底側インボリュート歯形３の誤差データを生成する。誤差データとは、歯面２に対して直交する方向における誤差データを意味する。図４には、誤差データを例示している。横軸は、歯底面５からの距離であり、縦軸は測定形状データと設計形状データの差分である。誤差がプラスであるとき、実際の歯底側インボリュート歯形３が設計上の歯底側インボリュート歯形３よりも外側に膨らんでいることを意味する。一方、誤差がマイナスであるとき、実際の歯底側インボリュート歯形３が設計上の歯底側インボリュート歯形３よりも内側に窪んでいることを意味する。
【００２８】
Ｓ１４０：
図３に戻り、次に、確定部１８が、誤差データのうち評価の対象とする誤差データを確定する。具体的には、確定部１８は、歯たけ方向において隣接する歯底側インボリュート歯形３と歯先側インボリュート歯形４の設計上の境界位置の近傍において誤差データが所定範囲外である場合、所定範囲外の誤差データを評価の対象から除外する。図４において、誤差データｓ（ｎ）を白抜き丸印で示している。また、所定範囲のプラス側の境界をプラス側境界値ｒ１とし、所定範囲のマイナス側の境界をマイナス側境界値ｒ２とする。
【００２９】
図４（ａ）においては、歯底側インボリュート歯形３に対応する誤差データｓ（０）〜ｓ（２１）のすべてが所定範囲内であるので、確定部１８は、歯底側インボリュート歯形３に対応する誤差データｓ（０）〜ｓ（２１）を歯底側インボリュート歯形３における評価対象誤差データとして確定する。
【００３０】
図４（ｂ）においては、誤差データｓ（２１）が所定範囲外であり、具体的には、マイナス側境界値ｒ２よりもマイナス側に外れている。これは、歯底側インボリュート歯形３と歯先側インボリュート歯形４の境界位置が設計上の境界位置よりも歯底側にズレてしまったからだと考えられる。従って、確定部１８は、歯底側インボリュート歯形３に対応する誤差データｓ（０）〜ｓ（２１）のうち、所定範囲外である誤差データｓ（２１）を評価の対象から除外し、誤差データｓ（０）〜ｓ（２０）を歯底側インボリュート歯形３における評価対象誤差データとして確定する。
【００３１】
図４（ｃ）においては、歯底側インボリュート歯形３に対応する誤差データｓ（０）〜ｓ（２１）のすべてが所定範囲内であるので、確定部１８は、歯底側インボリュート歯形３に対応する誤差データｓ（０）〜ｓ（２１）を評価対象誤差データとして確定する。
【００３２】
Ｓ１５０：
次に、測定部１６が、図１に示すように、歯先側インボリュート歯形４を歯たけ方向において接触式測定子２２で所定間隔で走査することで歯先側インボリュート歯形４を測定して測定形状データを生成する。走査方向は、歯底面５から歯先面６に向かう方向である。
【００３３】
Ｓ１６０：
次に、誤差データ生成部１７が、測定形状データを設計形状データと比較することで、歯先側インボリュート歯形４の誤差データを生成する。
【００３４】
Ｓ１７０：
次に、確定部１８が、誤差データのうち評価の対象とする誤差データを確定する。具体的には、確定部１８は、歯たけ方向において隣接する歯底側インボリュート歯形３と歯先側インボリュート歯形４の設計上の境界位置の近傍において誤差データが所定範囲外である場合、所定範囲外の誤差データを評価の対象から除外する。
【００３５】
図４（ａ）においては、歯先側インボリュート歯形４に対応する誤差データｓ（２２）〜ｓ（３９）のすべてが所定範囲内であるので、確定部１８は、歯先側インボリュート歯形４に対応する誤差データｓ（２２）〜ｓ（３９）を歯先側インボリュート歯形４における評価対象誤差データとして確定する。なお、誤差データｓ（４０）〜ｓ（４１）は、歯先側インボリュート歯形４と歯先面６の間の面取りに起因する誤差であるから、確定部１８は、予め、誤差データｓ（４０）〜ｓ（４１）を除外する。
【００３６】
図４（ｂ）においては、歯先側インボリュート歯形４に対応する誤差データｓ（２２）〜ｓ（３９）のすべてが所定範囲内であるので、確定部１８は、歯先側インボリュート歯形４に対応する誤差データｓ（２２）〜ｓ（３９）を歯先側インボリュート歯形４における評価対象誤差データとして確定する。
【００３７】
図４（ｃ）においては、誤差データｓ（２２）が所定範囲外であり、具体的には、プラス側境界値ｒ１よりもプラス側に外れている。これは、歯底側インボリュート歯形３と歯先側インボリュート歯形４の境界位置が設計上の境界位置よりも歯先側にズレてしまったからだと考えられる。従って、確定部１８は、歯先側インボリュート歯形４に対応する誤差データｓ（２２）〜ｓ（３９）のうち、所定範囲外である誤差データｓ（２２）を評価の対象から除外し、誤差データｓ（２３）〜ｓ（３９）を歯先側インボリュート歯形４における評価対象誤差データとして確定する。
【００３８】
Ｓ１８０：
図３に戻り、評価部１９は、歯底側インボリュート歯形３の評価対象誤差データ及び歯先側インボリュート歯形４の評価対象誤差データに基づいて、複合インボリュート歯形１の形状誤差を評価する。具体的には、評価部１９は、歯底側インボリュート歯形３の評価対象誤差データに基づいて、歯底側インボリュート歯形３における圧力角誤差、歯形誤差、歯形丸み誤差を算出して所定値と比較することで、歯底側インボリュート歯形３の形状誤差を評価する。同様に、評価部１９は、歯先側インボリュート歯形４における圧力角誤差、歯形誤差、歯形丸み誤差を算出して所定値と比較することで、歯先側インボリュート歯形４の形状誤差を評価する。なお、歯形誤差とは、誤差データの最大値と最小値の差分を意味する。
【００３９】
Ｓ１９０：
最後に、出力部２０は、評価部１９の評価結果を表示装置２３に出力する。
【００４０】
このように、本実施形態においては、隣接する２つのインボリュート歯形の実際の境界位置が設計上の境界位置よりも歯底側又は歯先側にずれることで、歯底側インボリュート歯形３の測定形状データに歯先側インボリュート歯形４の測定形状データが混在したり、歯先側インボリュート歯形４の測定形状データに歯底側インボリュート歯形３の測定形状データが混在したりしても、混在された測定形状データに対応する誤差データが評価の対象から除外されることになる。従って、複合インボリュート歯形１の形状誤差を高い信頼性で評価することができる。
【００４１】
以上に、本願発明の好適な実施形態を説明したが、上記実施形態は以下の特徴を有する。
【００４２】
形状誤差評価装置１０は、互いに異なる基礎円直径に基づく複数のインボリュート歯形（歯底側インボリュート歯形３及び歯先側インボリュート歯形４）が歯たけ方向で切れ目なく隣接する複合インボリュート歯形１の形状誤差を評価する。形状誤差評価装置１０は、複合インボリュート歯形１を歯たけ方向において接触式測定子２２で所定間隔で走査することで複合インボリュート歯形１を測定して測定形状データ（形状データ）を生成する測定部１６と、測定形状データを設計形状データと比較することで、複合インボリュート歯形１の誤差データを生成する誤差データ生成部１７と、誤差データ生成部１７が生成した誤差データのうち評価の対象とする評価対象誤差データ（誤差データ）を確定する確定部１８と、評価対象誤差データに基づいて複合インボリュート歯形１の形状誤差を評価する評価部１９と、を備える。確定部１８は、歯たけ方向において隣接する２つのインボリュート歯形（歯底側インボリュート歯形３及び歯先側インボリュート歯形４）の設計上の境界位置（点ｂ）の近傍において誤差データが所定範囲外である場合、所定範囲外の誤差データを評価の対象から除外する。以上の構成によれば、隣接する２つのインボリュート歯形（歯底側インボリュート歯形３及び歯先側インボリュート歯形４）の実際の境界位置が設計上の境界位置よりも歯底側又は歯先側にずれることで、歯底側インボリュート歯形３の測定形状データに歯先側インボリュート歯形４の測定形状データが混在したり、歯先側インボリュート歯形４の測定形状データに歯底側インボリュート歯形３の測定形状データが混在したりしても、混在された測定形状データに対応する誤差データが評価の対象から除外されることになる。従って、複合インボリュート歯形１の形状誤差を高い信頼性で評価することができる。
【００４３】
なお、歯底側インボリュート歯形３の各測定点を測定する都度、その測定点に対応する誤差データを算出し、誤差データが所定範囲外となった時点で歯底側インボリュート歯形３の残りの測定点における測定をスキップし、歯先側インボリュート歯形４の測定を開始するようにしてもよい。これによれば、複合インボリュート歯形１の測定に要する時間を短縮することができる。
【００４４】
また、上記実施形態は、複合インボリュート歯形１が３つ以上のインボリュート歯形を含む場合についても同様に適用可能である。
【００４５】
上述の例において、プログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（non-transitory computer readable medium）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（tangible storage medium）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば光磁気ディスク）、ＣＤ−ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Programmable ROM）、ＥＰＲＯＭ（Erasable PROM）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（random access memory））を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（transitory computer readable medium）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。
【符号の説明】
【００４６】
１  複合インボリュート歯形
２  歯面
３  歯底側インボリュート歯形
４  歯先側インボリュート歯形
５  歯底面
６  歯先面
１０  形状誤差評価装置
１４  受付部
１５  形状データ生成部
１６  測定部
１７  誤差データ生成部
１８  確定部
１９  評価部
２０  出力部
２１  入力装置
２２  接触式測定子
２３  表示装置
５０  複合インボリュート歯車
ｄａ  歯底側歯形最小直径
ｄｂ  歯底側歯形最大直径
ｄｂ  歯先側歯形最小直径
ｄｃ  歯先側歯形最大直径
ｒ１  プラス側境界値
ｒ２  マイナス側境界値
【図１】
2019109118.tif 000003
【図２】
2019109118.tif 000004
【図３】
2019109118.tif 000005
【図４】
2019109118.tif 000006