(57)【要約】【課題】歯数差のあるインナーギヤとアウターギヤを組み合わせて構成されるインターナルギヤの組合わせ隙間を正確に効率良く測定できるようにする。【解決手段】インナーギヤ１とアウターギヤ２を、片方のギヤ例えばインナーギヤ１が定位置に保たれ、アウターギヤ２は両ギヤの軸心を通る中心線Ｃ上での動きが許容される状態に支持して回転可能に組合わせ、アウターギヤ２を押圧手段６で一方向に押圧してインナーギヤ１に押し付け、この状態でインナーギヤ１を所定角度回転させながらインナーギヤ１とアウターギヤ２間に生じた隙間を斜め上方に配置したカメラ７で撮影し、カメラの画像を測定器に取り込んで歯間隙間を測定するようにした。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インターナルギヤのインナーギヤとアウターギヤを、片方のギヤが定位置に保たれ、他方のギヤは両ギヤの軸心を通る中心線上での動きが許容される状態に支持して回転可能に組合わせ、前記中心線上での動きが許容されるギヤを一方向に押圧して定位置に保たれるギヤに押し付け、この状態でインナーギヤの歯とアウターギヤの歯の間に生じた隙間を測定するギヤ組合わせ隙間測定方法。
【請求項２】
前記隙間の測定を、インナーギヤの歯とこれに正対したアウターギヤの歯の歯先隙間について行う請求項１に記載のギヤ組合わせ隙間測定方法。
【請求項３】
インナーギヤとアウターギヤの歯間隙間をカメラで歯幅の全域にわたって撮影し、得られた画像から歯間隙間の大きさを求める請求項１または２に記載のギヤ組合わせ隙間測定方法。
【請求項４】
前記カメラによる撮影を、前記中心線と直角方向、かつギヤの端面に対して斜めに向き合う方向から行う請求項３に記載のギヤ組合わせ隙間測定方法。
【請求項５】
回転可能に組合わせたインターナルギヤのインナーギヤとアウターギヤを、インナーギヤが定位置に保たれ、アウターギヤは両ギヤの軸心を通る中心線上で動けるようして支持する台と、インナーギヤ中心の軸穴に着脱自在かつ相対回転不可に嵌合させる回転軸と、アウターギヤをインナーギヤに対して一方向に押し付ける押圧手段と、この押圧手段によるギヤの押し付け状態においてインナーギヤの歯とアウターギヤの歯の間に生じた隙間を測定する手段とを備えたギヤ組合わせ隙間測定装置。
【請求項６】
ギヤの斜め上方からインナーギヤとアウターギヤの歯間隙間を撮影するカメラを備え、前記カメラの画像から歯間隙間の大きさを求めるものを前記歯間隙間の測定手段として用いた請求項５に記載のギヤ組合わせ隙間測定装置。
【請求項７】
前記押圧手段を、複数のローラと各ローラを一方向に付勢する付勢手段とで構成し、前記複数のローラをアウターギヤの外周に押し当ててアウターギヤをインナーギヤに押し付けるようにした請求項５または６に記載のギヤ組合わせ隙間測定装置。
【請求項８】
インナーギヤの歯数をｎとして、前記回転軸をｎ／３６０°の回転角で間欠回転させる機構を備えさせた請求項５乃至７のいずれかに記載のギヤ組合わせ隙間測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、内接歯車式ポンプなどに利用されるインターナルギヤの組合わせ隙間（インナーギヤとアウターギヤの歯間隙間）の測定方法と測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インターナルギヤは、自動車用、産業機械用、航空機用のポンプを初めとして種々の用途に利用されている。このインターナルギヤは、例えば、内接歯車式ポンプの場合、インナーギヤとアウターギヤの歯間隙間の大きさによって性能が左右されることから、高い仕上げ精度が要求される。その要求精度はポンプの用途によって異なり、高圧ポンプになるほど厳しい。
【０００３】
この要求を満たすために、製造したギヤの組合わせ隙間を測定する。この測定は製品の性能を保証するために不可欠である。
【０００４】
ところで、かかる組合わせ隙間の測定を、隙間ゲージを用いて行うと測定能率が非常に悪く、また、測定制限を受けたり、測定者の技量による測定誤差が生じたりすることから、下記特許文献１に記載の方法、装置が発明されて実用に供されている。
【０００５】
【特許文献１】
特許第２５０９６０３号公報
【０００６】
この特許文献１の方法は、定位置回転可能に支持したインナーギヤと、インナー、アウター両ギヤの軸心を通る中心線の方向にのみ移動できるようにしたアウターギヤを組合わせてインナーギヤにアウターギヤを押し付け、その押し付けを反対向きに２方向から行ってこの時のアウターギヤの相対移動量を測定し、この相対移動量を組合わせ隙間と見なすものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献１の方法は、実際の組合わせ隙間を実測するのではなく、インナーギヤとアウターギアの相対移動量を組合わせ隙間と見なす。従って、得られる測定値は、インナーギヤとアウターギヤの歯面のギヤ端面に対する直角度が考慮されていないものになり、図４の（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に示すように、少なくともどちらか一方のギヤ（１がインナーギヤ、２がアウターギヤ）の歯面が端面Ｅｆに対して傾いている場合には、ｇＭＩＮ  相当の相対移動が生じた位置で相対移動がストップするため歯先隙間の最小部しか測定することができない。
【０００８】
また、アウターギヤを一方向に押し動かした後に反対向きに押し戻す必要があるため、測定効率も十分満足できるものではなかった。１組のギヤの測定箇所は、インナーギヤの歯数×アウターギヤの歯数で表され、その数が非常に多い。その測定箇所を１箇所測定する度にアウターギヤを１往復させる必要があり、ギヤ１組当たりの測定時間が長くなる。
【０００９】
なお、インナーギヤ、アウターギヤの歯面の直角度を検査して直角なギヤのみを組み合わせれば、組合わせ隙間が図４（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）のように歯幅方向の各部で不均一になることはなくなるが、直角度の検査を別途行い、直角なギヤを選定することは、生産性やコスト面で非現実的である。
【００１０】
そこで、この発明は、インターナルギヤの組合わせ隙間をより正確に、かつ短時間で効率的に測定できるようにすることを課題としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、この発明においては、インターナルギヤのインナーギヤとアウターギヤを、片方のギヤが定位置に保たれ、他方のギヤは両ギヤの軸心を通る中心線上での動きが許容される状態に支持して回転可能に組合わせ、前記中心線上での動きが許容されるギヤを一方向に押圧して定位置に保たれるギヤに押し付け、この状態でインナーギヤの歯とアウターギヤの歯の間に生じた隙間を測定する方法を採る。
【００１２】
歯間隙間の測定は、インナーギヤの歯とこれに正対したアウターギヤの歯の歯先隙間に限定されず、必要ならば、歯先が正対していない位置の歯間隙間も測定してよい。
【００１３】
測定は、標的とする歯間隙間をカメラで歯幅の全域にわたって撮影し、得られた画像から歯間隙間の大きさを求める方法で行うのがよく、この場合、前記中心線と直角方向、かつギヤの端面に対して斜めに向き合う方向からカメラによる撮影を行うと、正対した歯の歯先隙間を測定することができる。
【００１４】
かかる方法を実行するために、この発明においては、回転可能に組合わせたインターナルギヤのインナーギヤとアウターギヤを、インナーギヤが定位置に保たれ、アウターギヤは両ギヤの軸心を通る中心線上での動きが許容されるようにして支持する台と、インナーギヤ中心の軸穴に着脱自在かつ相対回転不可に嵌合させる回転軸と、アウターギヤをインナーギヤに対して一方向に押し付ける押圧手段と、この押圧手段によるギヤの押し付け状態においてインナーギヤの歯とアウターギヤの歯の間に生じた隙間を測定する手段とを備えたギヤ組合わせ隙間測定装置も提供する。
【００１５】
この装置は、インナーギヤとアウターギヤの歯間隙間を斜め前方から撮影するカメラを備え、そのカメラの画像から歯間隙間の大きさを求めるものが好ましい。
【００１６】
また、前記押圧手段を、複数のローラと各ローラを一方向に付勢する付勢手段とで構成し、前記複数のローラをアウターギヤの外周に押し当ててアウターギヤをインナーギヤに押し付けるようにしたものや、インナーギヤの歯数をｎとして、前記回転軸をｎ／３６０°の回転角で間欠回転させる機構を備えさせたものも好ましい。
【００１７】
【作用】
この発明の方法は、インナーギヤ、アウターギヤのどちらか一方を定位置回転可能に支持し、この一方のギヤに対して他方のギヤを一方向に動かして押し当て、このときに両ギヤ間に生じる隙間を測定するので、押し当てたギヤを押し戻す動作が不要となる。また、押し当て状態を維持して組み合わせたギヤをｎ／３６０°の回転角で回転させると次の測定箇所が測定点に順次移動してくるので、押し当ても測定開始時に１回行えばよく、無駄な動作が無くなって測定時間が大幅に短縮される。
【００１８】
また、カメラを用いて測定を行えば、歯幅の全域における歯間隙間をカメラの視野に納めてインナーギヤとアウターギヤの歯面の平行度の良否を画像から判断したり、歯幅方向の任意の位置の歯間隙間を測定したり、歯幅方向に位置を変えた複数箇所で隙間を測定して測定値の相違の有無から歯面の平行度の良否を判断したりすることが可能になる。
【００１９】
また、インナーギヤを定位置回転可能に支持してアウターギヤを動かす構造にするとアウターギヤを直接押圧することができ、測定装置が複雑にならない。
【００２０】
このほか、アウターギヤの押圧は、押圧方向の安定化とアウターギヤの円滑な回転のために複数のローラで行うのがよく、従って、測定装置は前項で述べたものが好ましい。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図１乃至図３に基づいて説明する。図の１は、歯数をｎ（図はｎ＝９）としたインナーギヤ、２はその外側に偏心させて組み合わせた歯数が（ｎ＋１）のアウターギヤである。この２つのギヤ１、２が測定対象のインターナルギヤを構成している。
【００２２】
例示の歯間隙間測定装置は、測定対象のインターナルギヤを水平に支持する水平台３（図３参照）と、インナーギヤ１の軸穴に着脱自在かつ相対回転不可に嵌合させる回転軸４と、この回転軸４をｎ／３６０°の割り出し角で間欠回転させる間欠回転駆動機構５と、アウターギヤ２を、図２に示すインナーギヤ１の軸心Ｏｉとアウターギヤの軸心Ｏｏを通る中心線Ｃと平行方向に一方向に押圧してインナーギヤ１に押し当てる押圧手段６と、インターナルギヤの歯間隙間部を斜め上方から観察するＣＣＤカメラ７と、カメラ７の画像を取り込んで歯間隙間の大きさを測定する測定器８と、照明装置９とで構成されている。
【００２３】
なお、この発明の方法は、インターナルギヤを起立状態にして組合わせ隙間を測定することもできるが、インターナルギヤを水平台で水平に支持して測定を行うとギヤの姿勢が安定し、より正確な測定が行える。また、水平台を例示したが傾斜させた台であってもよく、両ギヤの端面の平行状態を保てる台であればよい。
【００２４】
押圧手段６は、中心線Ｃを基準にして左右対称位置に２つのローラ６ａを配置し、このローラ６ａを油圧シリンダやスプリングなどの付勢手段（図示せず）の力Ｆで中心線Ｃと平行方向に押し動かしてアウターギヤ２の外周面を押圧し、この押圧によりアウターギヤ２をインナーギヤ１に押し当てるものを用いている。この押圧手段６は、押圧を安定して行えるものであればよく、２個以上のローラを有するものを用いても構わない。
【００２５】
ＣＣＤカメラ７は、インナーギヤ１に対するアウターギヤ２の押し当て位置とは反対側（１８０°回転した位置）において両ギヤの歯が正対し、この正対した歯の歯先隙間ｇを斜め上方から観察する位置、即ち、図２の平面視で中心線Ｃと直角な線の上方に配置している。
【００２６】
測定器８は、カメラ７から画像を取り込んで画像に現れた隙間の大きさから実際の隙間寸法を求める市販の装置でよい。測定の基準値を予め設定しておき、基準値に対する誤差を求めてその誤差が所定値を上回ったものを精度不良と判定する構成にしておくと、組合わせ隙間の良否判断を自動化作業によって行うことができる。
【００２７】
照明装置９は、カメラ７で写した画像に影となって現れる歯部と画像に白く現れる隙間の境界をハッキリさせて測定精度を高める目的で設けており、好ましい要素である。
【００２８】
カメラ７は、測定する歯間隙間部の直上に配置してもよいが、この場合には歯間隙間の最小部しか測定できず、インナーギヤ１とアウターギヤ２の歯面の平行度が保証されていない場合に問題が生じる。これに対し、図１に示すように、カメラ７を歯間隙間部を斜め上方から見る位置に配置すると、歯幅の全域における歯間隙間をカメラの視野に納めることができる。この斜め配置のカメラ７で捕らえた画像は、実際の歯間隙間の姿をそのまま現わしており、図４に示すような画像となる。従って、その画像を見ればインナーギヤとアウターギヤの歯面の平行度の良否が分かる。
【００２９】
また、歯幅の全域を撮影すると、例えば、図４（ｂ）のＰ１点、Ｐ２点、Ｐ３点など、歯幅方向の異なる位置の隙間を同時に測定することも可能になる。同一歯間隙間部について数箇所で隙間を測定すれば画像を見ただけでは判断が難しい歯面の平行度の微妙な狂いも検出することが可能になる。
【００３０】
なお、歯間隙間部の全域をカメラで観察する場合には、画像の歪みによる測定精度の低下をなくすために、深度の深いレンズを有するカメラや、画像の歪みの補正回路を備える測定装置を用いるのがよい。また、歯間隙間の測定は、カメラを用いて行うと測定効率が高まるが、カメラによる測定に限定されるものではない。例えばレーザ測定であってもよい。
【００３１】
１箇所の歯間隙間部の測定が済んだら間欠回転駆動機構５でインナーギヤ１を１／ｎ回（ｎ／３６０°）回転させ、次の測定箇所の測定を行う。そしてこの動作を必要回数繰り返し、１組のインターナルギヤの組合わせ隙間の測定を終了する。この間、押圧手段６は初期の押圧状態を維持すればよく、押し引きを繰り返す必要はない。
【００３２】
なお、ここでの説明は、正対した歯の歯先隙間を測定する場合を例に挙げて行ったが、アウターギヤ２をインナーギヤ１に押し当てた図２の状態で正対した歯以外の歯の歯間隙間を測定することも可能である。
【００３３】
【発明の効果】
以上述べたように、この発明によれば、組合わせ状態にしたインナーギヤ、アウターギヤのどちらか一方を定位置回転可能に支持し、この一方のギヤに対して他方のギヤを両ギヤの中心を通る中心線に沿って動かして押し当て、この状態でインナーギヤとアウターギヤ間に生じる歯間隙間を測定するので、押し当てたギヤを押し戻す動作が不要であり、押し当ても測定開始時に１回行えばよく、無駄な動作が無くなって測定時間が大幅に短縮される。
【００３４】
また、カメラを用いて測定を行えば、歯幅の全域における歯間隙間をカメラの視野に納めて歯間隙間の最小部だけでなく、歯幅方向の任意の位置の歯間隙間を測定することが可能になる。その測定を複数箇所で行って歯面の平行度の良否を正確に判断することも可能であり、歯面の直角度の検査を省くことも可能になる。
【００３５】
このほか、この発明の測定装置は、インターナルギヤの端面を互いに平行状態に保つ台に支持して測定を行うのでギヤの姿勢が安定し、正確な測定が行える。
【００３６】
また、インナーギヤを定位置回転可能に支持してアウターギヤを動かす構造にしているので装置が複雑にならない。
【００３７】
アウターギヤの押圧を複数のローラで行うものは、押圧方向の安定化とアウターギヤの円滑な回転が保証される。また、インナーギヤを所定の回転角で間欠回転させるものは、インターナルギヤの着脱を除く作業を全自動化することができ、測定効率の飛躍的な向上が望める。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の組合わせ隙間測定装置の一例の概要を示す斜視図
【図２】図１の測定装置の主な構成要素を示す平面図
【図３】図１の測定装置の断面図
【図４】（ａ）インナー、アウター両ギヤの歯面が共に直角なときの歯間隙間の状態を示す図
（ｂ）インナーギヤの歯面が直角でないときの歯間隙間の状態を示す図
（ｃ）アウターギヤの歯面が直角でないときの歯間隙間の状態を示す図
（ｄ）インナー、アウター両ギヤの歯面が共に直角でないときの歯間隙間の状態を示す図
【符号の説明】
１  インナーギヤ
２  アウターギヤ
３  水平台
４  回転軸
５  間欠回転駆動機構
６  押圧手段
６ａ  ローラ
７  ＣＣＤカメラ
８  測定器
９  照明装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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