(57)【要約】【課題】  現場において、簡単にしかも精度よく歯車の歯面プロファイルを計測する。【解決手段】  歯面形状計測装置は、歯車１１の歯すじ方向に沿って移動可能なリニアガイド２３を備えており、リニアガイドには歯面に当接して歯面の変位を計測して第１の変位信号を出力する第１の変位計２１が搭載されるとともに、予めその表面形状が規定された基準部材の表面に当接して基準部材の表面の変位を計測して第２の変位信号を出力する第２の変位計２２が搭載されている。歯面プロファイル生成装置２６は第１及び第２の変位信号に応じて歯すじ方向に沿った歯面プロファイルを生成する。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
歯車の歯すじ方向に沿った歯面の形状を歯面プロファイルとして計測するための歯面形状計測装置であって、
前記歯すじ方向に沿って移動可能なガイド手段と、
該ガイド手段に搭載され前記歯面に当接して前記歯面の変位を計測して第１の変位信号を出力する第１の計測手段と、
前記ガイド手段に搭載され、予めその表面形状が規定された基準部材の表面に当接して該基準部材の表面の変位を計測して第２の変位信号を出力する第２の計測手段と、
前記第１及び前記第２の変位信号に応じて前記歯すじ方向に沿った凹凸を把握する形状計測手段とを有することを特徴とする歯面形状計測装置。
【請求項２】
前記ガイド手段の移動量を計測して移動量検出信号を出力する第３の計測手段を備え、
前記形状計測手段は、前記移動量検出信号に応じて前記歯すじ方向に沿った歯面プロファイルを生成するようにしたことを特徴とする請求項１記載の歯面形状計測装置。
【請求項３】
前記ガイド手段を所定の速度で移動させて、
前記形状計測手段は、前記ガイド手段の移動時間に応じて前記歯すじ方向に沿った歯面プロファイルを生成するようにしたことを特徴とする請求項１の歯面形状計測装置。
【請求項４】
前記形状計測手段は、外乱が存在しない状態における前記第２の変位信号と外乱が存在する状態における前記第２の変位信号とを比較して、前記歯面を計測する場所の外乱による影響を把握するようにしたことを特徴とする請求項１記載の歯面形状計測装置。
【請求項５】
前記形状計測手段は、外乱が存在しない状態における前記第２の変位信号と外乱が存在する状態における前記第２の変位信号との差分を求めて、該差分で前記第１の変位信号を補正し、前記歯面を計測する場所の外乱による影響を除去して前記歯面プロファイルを生成するようにしたことを特徴とする請求項４記載の歯面形状計測装置。
【請求項６】
前記ガイド手段に搭載され、前記第１の計測手段が当接する歯面と対向する対向歯面に当接して前記対向歯面の変位を計測して第４の変位信号を出力する第４の計測手段と、
前記第１及び前記第４の変位信号に基づいて前記ガイド手段が前記歯すじ方向に平行であるか否かを判定する判定手段とを有することを特徴とする請求項１〜５いずれか１項記載の歯面形状計測装置。
【請求項７】
前記ガイド手段に搭載され、前記歯車の歯底又は歯先に当接して前記歯底又は歯先の変位を計測して第４の変位信号を出力する第４の計測手段と、
前記第４の変位信号に基づいて前記ガイド手段が前記歯すじ方向に平行であるか否かを判定する判定手段とを有することを特徴とする請求項１〜５いずれか１項記載の歯面形状計測装置。
【請求項８】
前記歯面を目視した結果を示す目視情報に応じて入力信号を入力するための入力手段を有し、
前記形状計測手段は、前記入力信号が入力された際前記歯すじ方向に前記入力信号の位置を特定して前記歯面プロファイルとともに表示するようにしたことを特徴とする請求項１〜７いずれか１項記載の歯面形状計測装置。
【請求項９】
前記ガイド手段に搭載され、前記歯面に光を照射して該歯面からの反射光を受光して該反射光の光量に応じた出力信号を出力する第５の計測手段を有し、
前記形状計測手段は、前記出力信号を前記歯すじ方向に沿って前記歯面プロファイルとともに表示するようにしたことを特徴とする請求項１〜５いずれか１項記載の歯面形状計測装置。
【請求項１０】
前記光はレーザ光であることを特徴とする請求項９記載の歯面形状計測装置。
【請求項１１】
可搬型であることを特徴とする請求項１〜１０いずれか１項記載の歯面形状計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歯車の歯面形状を計測する計測装置に関し、特に、歯車の軸方向：（歯すじ方向）の面形状を計測して、歯面プロファイルとして出力する歯面形状計測装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、歯車の歯面は、歯車の噛み合いによって摩耗し、歯面形状が変化する。このため、定期的に歯面形状を計測して歯面の摩耗状態等を確認する必要がある。例えば、船舶用タービン減速機で用いられるギアカップリングにおいては、歯車の歯すじ方向の面（以下単に歯面と呼ぶ）に所謂クラウニングを設けて、軸方向の拘束力を緩和するようにしている。例えば、ギアカップリングの設計の際には、歯面に５０μｍ〜８０μｍのクラウニングが設けられている。そして、このクラウニングの量は、ギアカップリング製造の後、歯車単体で歯面形状を計測して、クラウニング量を確認している。
【０００３】
上述のギアカップリングにおいても、歯面の摩耗等によって歯面形状が変化し（特に、クラウニング量が変化し）、このため、定期的に歯面プロファイルを計測して、歯面状態を確認する必要がある。従来歯面プロファイルを計測する際には、船舶用タービン減速機からギアカップリング及び歯車を取り外して、計測装置を用いて計測しなければならず、その都度船舶用タービン減速機から歯車を取り外す作業を行うという手間があるばかりでなく、計測のためのコストが掛かってしまう。
【０００４】
一方、現場で歯車の型取りを行ってレプリカを生成し、このレプリカによって歯面プロファイルを計測しようとすると、型取り材の変形（例えば、型取り材が固まる際の熱収縮等）によって精度よく歯面プロファイルを計測することができず、しかもレプリカ作成のためのコストが掛かってしまう。
【０００５】
また、歯車の歯形及び歯すじを検査する持ち運び可能な検査装置として、検査装置を位置決めする位置決め機構と測定動作の際歯に測定接触子を方位付ける方位付け機構とを設けるとともに、機械往復台を基準として調整手段によって水平化可能でかつ歯車の歯に正しい角度で方位付け可能な装置架台を設けるようにしたものがあり、ここでは、装置架台が、歯車に対して接線方向に走行可能な第１の往復台に対して直角に歯車に接近又は離反する方向に走行可能なモータ駆動式の第２の往復台を備えて、第２の往復台を介して球形の測定接触子が検査実施のために運動可能として、歯車を位置固定とする。
【０００６】
そして、歯車モジュールに相当する球を端部に備えて、種々異なった歯溝に進入可能な方位検出子を設けて、この方位検出子の接線方向位置及び半径方向位置を距離発信器を介して計算機に入力し、計算機によって測定接触子の運動が距離発信器を介して制御されて、第２の往復台に対して平行でかつ歯車に向って作用するばね力に抗して移動可能な第３の往復台を、第２の往復台に支承し、第３の往復台が第１の往復台に対して相対的に移動可能であり、この第３の往復台が距離発信器と協働して、第３の往復台が装置位置を検出する際には、方位検出子を有し、装置位置検出後には、球中心を維持した状態で方位検出子が測定接触子と交換可能であるようにしたものがある（特許文献１参照）。
【０００７】
【特許文献１】特開昭６０−８７０１号公報（第４頁〜第８頁、第１図〜第１０図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前述のように、従来、歯車の歯面プロファイルを計測する際には、当該歯車が使用されている装置から歯車自体を取り外して、歯面プロファイルを計測しなければならず、歯面プロファイルの計測が極めて面倒であるばかりでなく、コストも掛かってしまうという課題がある。特に、船舶等不可避的に揺れ等の外乱が存在する際には、外乱の影響を防止するため、歯車を船舶外部に運搬して計測を行わなければならず、この点も考慮すると、さらに計測作業が面倒となり、しかもコストアップとなってしまう。
【０００９】
また、歯車のレプリカを作成して、歯面プロファイルを計測する場合においても、レプリカの作成という手間及びコストが掛かってしまい、しかもこの手法においては、レプレかの変形等に起因して、精度よく歯面プロファイルを計測できないという課題がある。
【００１０】
さらに、特許文献１に記載された検査装置では、その機構が極めて複雑であり、その複雑さに起因して、つまり、機構に不可避的に存在する遊び等の誤差要因に起因して精度よく歯面プロファイルを計測することができず、特に、船舶等不可避的に揺れ等の外乱が存在する現場で歯面プロファイルを計測しようとすると、外乱が誤差要因となって、この点からも精度よく歯面プロファイルを計測することが難しい。
【００１１】
いずれにしても、従来の歯面形状計測装置では、現場において簡単にしかも精度よく歯面プロファイルを計測することが難しいという課題がある。
【００１２】
従って、本発明はかかる従来技術の問題に鑑み、現場において簡単にしかも精度よく歯車の歯面プロファイルを計測することのできる歯面形状計測装置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】
【００１３】
そこで、本発明はかかる課題を解決するために、歯車の歯すじ方向に沿った歯面の形状を歯面プロファイルとして計測するための歯面形状計測装置であって、前記歯すじ方向に沿って移動可能なガイド手段と、該ガイド手段に搭載され前記歯面に当接して前記歯面の変位を計測して第１の変位信号を出力する第１の計測手段と、前記ガイド手段に搭載され、予めその表面形状が規定された基準部材の表面に当接して該基準部材の表面の変位を計測して第２の変位信号を出力する第２の計測手段と、前記第１及び前記第２の変位信号に応じて前記歯すじ方向に沿った凹凸を把握する形状計測手段とを有することを特徴とする。
【００１４】
本発明では、さらに、前記ガイド手段の移動量を計測して移動量検出信号を出力する第３の計測手段を備えて、前記形状計測手段は、前記移動量検出信号に応じて前記歯すじ方向に沿った歯面プロファイルを生成するようにしてもよい。また、本発明では、第３の計測手段を用いずに、前記ガイド手段を所定の速度で移動させて、前記形状計測手段が前記ガイド手段の移動時間に応じて前記歯すじ方向に沿った歯面プロファイルを生成するようにしてもよい。
【００１５】
また、本発明では、前記形状計測手段は、前記形状計測手段は、外乱が存在しない状態における前記第２の変位信号と外乱が存在する状態における前記第２の変位信号とを比較して、前記歯面を計測する場所の外乱による影響を把握しており、例えば、前記形状計測手段は、外乱が存在しない状態における前記第２の変位信号と外乱が存在する状態における前記第２の変位信号との差分を求めて、該差分で前記第１の変位信号を補正し、前記歯面を計測する場所の外乱による影響を除去して前記歯面プロファイルを生成する。
【００１６】
加えて、本発明では、前記ガイド手段に搭載され、前記第１の計測手段が当接する歯面と対向する対向歯面に当接して前記対向歯面の変位を計測して第４の変位信号を出力する第４の計測手段と、前記第１及び前記第４の変位信号に基づいて前記ガイド手段が前記歯すじ方向に平行であるか否かを判定する判定手段とを有している。なお、第４の計測手段によって、前記歯車の歯底又は歯先の変位を計測するようにしてもよい。
【００１７】
本発明によれば、前記歯面を目視した結果を示す目視情報に応じて入力信号を入力するための入力手段を有し、前記形状計測手段は、前記入力信号が入力された際前記歯すじ方向に前記入力信号の位置を特定して前記歯面プロファイルとともに表示するようにする。
【００１８】
本発明では、前記ガイド手段に搭載され、前記歯面に光を照射して該歯面からの反射光を受光して該反射光の光量に応じた出力信号を出力する第５の計測手段を有して、前記形状計測手段が、前記出力信号を前記歯すじ方向に沿って前記歯面プロファイルとともに表示するようにしてもよい。そして、前記光は、例えば、レーザ光であり、歯面形状計測装置は可搬型とされる。
【発明の効果】
【００１９】
以上のように、本発明の歯面形状計測装置は、歯すじ方向に沿って移動可能なガイド手段に歯面に当接して歯面の変位を計測する第１の計測手段を搭載するとともに、ガイド手段に予めその表面形状が規定された基準部材の表面に当接して基準部材の表面の変位を計測する第２の計測手段を搭載させ、ガイド手段を歯すじ方向に移動させて、第１及び第２の変位信号に応じて歯すじ方向に沿った凹凸を把握するようにしたので、外乱による影響を除去されて、精度の高い歯面プロファイルを生成することができる。また、ガイド手段を移動させるだけで、歯面プロファイルを得ることができ、極めて簡単に現場で歯面プロファイルを計測することができる。
【００２０】
本発明では、第１の計測手段が当接する歯面と対向する対向歯面、歯底、又は歯先の変位を計測して第４の変位信号及び／又は第１の変位信号に基づいてガイド手段が歯すじ方向に平行であるか否かを判定するようにしたので、ガイド手段の設置誤差を回避できることになって、極めて精度よく歯面プロファイルの計測を行うことができる。
【００２１】
本発明では、目視情報に応じて入力された入力信号の位置を歯すじ方向に特定して歯面プロファイルとともに表示するようにしたので、目視情報と歯面プロファイルとの関係を容易に把握できるという効果がある。
【００２２】
本発明では、歯面からの反射光の光量に応じた出力信号を歯すじ方向に沿って歯面プロファイルとともに表示するようにしたから、出力信号の変化と歯面プロファイルとの関係から歯面の健全性等を容易に把握できるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。但し、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
【実施例１】
【００２４】
ここでは、船舶用タービン減速機に用いられるギアカップリングの歯車の歯面形状（歯すじ方向の形状）を計測する場合を例に挙げて説明するが、他の機器装置で用いられる歯車の歯面形状を計測する際においても同様にして用いることができる。船舶用タービン減速機は、例えば、タービン回転出力を減速するためには用いられ、３６００ｒｐｍを１００ｒｐｍに減速する。船舶用タービン減速機にはギアカップリングが用いられており、このギアカップリングには雄歯車と雌歯車を有しており、雄歯車にはその外周に沿って多数の外歯が形成され、雌歯車にはその内周に沿って多数の内歯が形成されている。そして、雄歯車は雌歯車に挿入されて、外歯と内歯とが噛み合った状態となっている。なお、ここでは、雄歯車の歯面形状を計測する例について説明する。
【００２５】
図１（ａ）は雄歯車（以下単に歯車と呼ぶ）を部分的に示す斜視図であり、歯車１１の軸方向（歯すじ方向）の歯側面（歯面）には、クラウニング１２が形成されており、図１（ｂ）に示すように、クラウニング１２は所定の膨らみ（半径Ｒ）を有している。前述したように、歯車１１の噛み合いによって、歯面（つまり、クラウニング）１２が摩耗して歯面形状が変化する。このため、歯車１１の使用途中で定期的に歯面プロファイルを計測して、歯面状態を確認することになる。
【００２６】
図２を参照すると、図示の歯面形状計測装置は、第１及び第２の変位計（第１及び第２の計測手段）２１及び２２、リニアガイド（ガイド手段）２３、第３の変位計（軸方向変位計：第３の計測手段）２４、及び歯面プロファイル生成装置（歯面形状生成手段及び判定手段）２５を有しており、第１及び第２の変位計２１及び２２にはそれぞれ第１及び第２の接触子（センサ部）２１ａ及び２２ａが備えられている。図示はしないが、リニアガイド２３は第１及び第２のガイド部を備え、第２のガイド部が第１のガイド部に沿って相対的に移動可能となっており、第２のガイド部には第１及び第２の変位計２１及び２２が搭載される。
【００２７】
いま、歯車１１の歯面１２の歯面プロファイルを計測する際には、例えば、ギアカップリング（図示せず）のカバーを取り外して、歯車１１を露出させる。そして、リニアガイド２３を歯すじに平行に設置する（例えば、リニアガイド２３をマグネット等によって歯車１１に固定するようにする）。この際、第１のセンサ部２１ａは歯車１１の一歯面に当接（接触）する状態とされる。一方、第２のセンサ部２２ａは、予めその形状が規定された基準部材２６の表面に当接（接触）している（この基準部材２６として、例えば、平板が用いられ、その表面は平面となっている。つまり、基準部材２６の表面に沿って第２のセンサ部２２ａを移動した際には、図３（ａ）に示すように、第２の変位計２２の出力はフラットな状態となる。
【００２８】
上述のようにして、歯面形状計測装置を歯車１１に対してセットした後、第２のガイド部を第１のガイド部に沿って手動で移動させると、つまり、リニアガイド２３を歯すじ方向に沿って移動させると、第１のセンサ部２１ａが歯すじ方向に移動して歯面をトレースし、第１の変位計２１から歯面形状（例えば、凹凸形状）を示す歯面形状信号（第１の変位信号）が出力される。一方、第２のセンサ部２２ａは基準部材２６の表面をトレースし、第２の変位計２２から基準部材２５の表面形状を示す基準形状信号（第２の変位信号）が出力される。また、第３の変位計２５は第２のガイド部の移動量を計測して、その移動量をリニアガイド移動信号（移動量検出信号）として出力する。
【００２９】
ところで、上述のようにして、歯面形状を計測する際には、不可避的に種々の外乱の影響を受ける。特に現場において歯面形状を計測する際には、外乱の影響を考慮する必要がある。例えば、船舶用タービン減速機に用いられる歯車１１を船舶上で検査する際には、船舶のゆれ等の振動を考慮しなければならず、さらに、計測中にリニアガイド２３の取り付け位置が動いてしまうこともある。
【００３０】
いま、外乱として、図３（ｂ）に示す振動が加わったとすると、この振動によって、歯面形状信号が影響を受ける。一方、基準形状信号は、振動が加わらない状態では、図３（ａ）に示すようにフラットな状態であるから、図３（ｂ）に示す振動が加わると、基準形状信号には図３（ｂ）に示す振動波形がそのまま現れることになる。従って、歯面プロファイル生成装置２５では歯面形状信号及び基準形状信号を取り込み、フラットな状態の基準状態信号と振動が加わった際の基準状態信号とを比較し、振動成分（振動波形）を得て、歯面形状信号を振動成分で補正して、歯面形状信号から振動成分の影響を相殺する。つまり、歯面を計測する場所の外乱による影響を除去して歯面プロファイルを生成することになる。また、歯面プロファイル生成装置２５にはリニアガイド移動信号が与えられ、歯面プロファイル生成装置２５ではリニアガイド移動信号で示すリニアガイド２３の移動量を横軸、前述の差分値を縦軸とする歯面プロファイルを生成して表示する。
【００３１】
また、リニアガイド２３の取り付け位置が動いて、例えば、図３（ｃ）に示すような外乱が加わったとすると、この外乱によって、歯面形状信号が影響を受ける。一方、前述したように、基準形状信号には図３（ｃ）に示す外乱がそのまま現れることになり、歯面プロファイル生成装置２５で歯面形状信号と基準形状信号との差分を求めれば、歯面形状信号から外乱の影響が相殺されることになる。いずれにしても、歯面プロファイル生成装置２５において、歯面形状信号と基準形状信号との差分を求め、この差分に応じて歯面プロファイルとして出力すれば、各種外乱の影響が除去されて、正確に歯面形状を計測することができる。
【００３２】
このようにして、歯面プロファイルを生成するようにすれば、現場において外乱の影響を完全に除去して、精度の極めて高い歯面プロファイルを生成することができる。しかも、リニアガイド２３を歯すじ方向に平行に設置して、第１及び第２のセンサ部２１ａ及び２２ａをそれぞれ歯面１２及び基準部材２６の表面に当接した状態として、リニアガイド２３を移動させるだけで、歯面プロファイルを得ることができ、極めて簡単に現場で歯面プロファイルを計測することができることになる。
【実施例２】
【００３３】
ところで、歯面プロファイルを計測する際には、リニアガイド２３を歯すじ方向に平行に設置しないと、歯面プロファイルを精度よく計測することが困難となってしまう。そのため、この実施例では、第４の変位計（図示せず：第４の計測手段）を新たに備えて、リニアカイド２３の設置誤差を補償するようにしている。なお、他の構成要素は実施例１と同一であり、第４の変位計は第１及び第２の変位計と同一の構成であって、第４のセンサ部を備え、第４の変位計はリニアガイド２３に搭載されている。
【００３４】
図４（ａ）を参照すると、第１のセンサ部２１ａ（図４（ａ）には示さず）は歯車１１の一歯面（ここでは負荷歯面と呼ぶ）１１ａに当接され、第４のセンサ部は負荷歯面と対向する歯面（ここでは反負荷歯面と呼ぶ）１１ｂに当接される。なお、図示はしないが、第２のセンサ部２２ａは基準部材２６の表面に当接されている。
【００３５】
リニアガイド２３を歯すじ方向に平行に設置した際に、リニアガイド２３を移動させると、図４（ａ）に破線で示す軌跡を描いて第１のセンサ部２１ａ及び第４のセンサ部はそれぞれ負荷歯面１１ａ及び反負荷歯面１１ｂをトレースすることになる。いま、第１の変位計２１から図４（ｂ）に符号”Ｍ”で示す歯面形状信号が得られ、第４の変位計から図４（ｂ）に符号”Ｎ”で示す歯面形状信号（第４の変位信号）が得られたとし、リニアガイド２３の移動開始位置をｔ０、移動終了位置をｔ１とすると、移動開始位置ｔ０における歯面形状信号Ｍ及びＮの値（出力値：絶対値）の差Ｐと移動終了位置ｔ１における歯面形状信号Ｍ及びＮの値（出力値：絶対値）の差Ｑとはほぼ等しくなる（負荷歯面１１ａ及び１１ｂにはクラウニングが形成されているため、トレース方向が歯すじに平行であれば、差Ｐ＝差Ｑとなる）。
【００３６】
一方、リニアガイド２３を歯すじ方向と非平行に設置した際に、リニアガイド２３を移動させると、例えば、図５（ａ）に実線で示す軌跡を描いて第１のセンサ部２１ａは負荷歯面１１ａをトレースすることになる（第４のセンサ部も同様に反負荷歯面１１ｂをトレースすることになる）。この結果、第１の変位計２１から図５（ｂ）に符号”Ｒ”で示す歯面形状信号が得られ、第４の変位計から図５（ｂ）に符号”Ｓ”で示す歯面形状信号が得られ、移動開始位置ｔ０における歯面形状信号Ｒ及びＳの値（出力値：絶対値）の差Ｐ’と移動終了位置ｔ１における歯面形状信号Ｒ及びＳの値（出力値：絶対値）の差Ｑ’とは図示の例では、Ｐ’＞Ｑ’となり、等しくならない。いずれにしても、リニアガイド２３が歯すじ方向に平行に設置されないと、第１の変位計２１の出力と第４の変位計の出力との差が移動開始位置ｔ０と移動終了位置ｔ１とで異なることになる。
【００３７】
従って、歯面プロファイル生成装置２５に第１の変位計２１の出力と第４の変位計の出力との差を移動開始位置ｔ０及び移動終了位置ｔ１で求める機能を付加して、移動開始位置ｔ０における差と移動終了位置ｔ１２における差とを比較して、その比較結果に応じてリニアガイド２３の設置状態（平行か否か）を報知させるようにすれば、歯面形状計測装置のセット状態を容易に確認することができ（つまり、リニアガイド２３が歯すじに平行に設置されているか否かを容易に確認でき）、リニアガイド２３の設置誤差を回避できることになる。
【００３８】
上述の例では、第４のセンサ部を反負荷面１１ｂに当接させる例について説明したが、第４のセンサ部を図６（ａ）に示すように歯底１１ｃに当接させるようにしてもよい。この際には、リニアガイド２３が歯すじに平行であれば、第４の変位計からの出力は、図６（ｂ）に符号”Ｔ”で示すようにフラットな状態となる。一方、リニアガイド２３が歯すじに平行でないと、第４の変位計からの出力は図６（ｃ）に符号”Ｔ’”で示すように、第４のセンサ部の移動軌跡に応じた傾きを有することになる。
【００３９】
従って、この場合には、歯面プロファイル生成装置２５は第４の変位計の出力が傾きを有していると、リニアガイド２３が歯すじ方向に平行に設置されていないと判定して、その旨報知することになる。なお、図示はしないが、第４のセンサ部は歯先に接触させるようにしてもよく、この際にも、リニアガイド２３が歯すじ方向に平行であれば、図６（ｂ）に符合”Ｔ”で示すように、第４の変位計の出力はフラットとなり、リニアガイド２３が歯すじ方向に平行でないと、図６（ｃ）に符合”Ｔ’”で示すように、第４の変位計の出力は傾きを有することになる。
【実施例３】
【００４０】
歯車１１はその使用につれて、歯面と歯面との接触によって歯面が摩耗し、歯面の接触部分においては他の部分よりも光沢が変化し、接触によって歯面に傷が発生することもある。また、まれには歯面に錆び等が生じることもある。
【００４１】
歯面の健全性等を調べる際には、歯面を目視した結果と前述のようにして得られた歯面プロファイルとを比較することが行われる。この際、歯面プロファイル上に目視結果（目視情報：例えば、接触部分、傷、錆び等）の位置が示されれば、目視結果と歯面プロファイルとの関係を精度よく比較することができ、歯面の健全性等を調べることが容易となる。
【００４２】
このため、この実施例では、歯面プロファイル生成装置２５に図２に破線で示すように、信号入力装置（信号入力手段）３１を接続して、信号入力装置３１の入力ボタン（図示せず）が押圧されると、接点がオンして、パルス信号（入力信号）が歯面プロファイル生成装置２５に与えられる。実施例１で説明したようにして、リニアガイド２３を手動で移動させつつ、歯面の状態を目視して、例えば、歯面の光沢が変化すると（接触部分の始まりでまず光沢が変化する）、入力ボタンを押圧する。これによって、歯面プロファイル生成装置２５にパルス信号が与えられる。そして、再び光沢が変化すると（接触部分の終わりで再度光沢が変化する）、再度入力ボタンを押圧し、歯面プロファイル生成装置２５にパルス信号を与える。
【００４３】
歯面プロファイル生成装置２５では、実施例１で説明したようにして、歯面プロファイルを生成して表示することになるが、この際、前述のパルス信号が入力された位置（位置）を歯面プロファイル上に特定する。つまり、図７（ａ）に示すように、歯面プロファイル（符号”Ｇ”で示す）とともにパルス信号の位置（符号”Ｈ１”及び”Ｈ２”で示す）が表示され、これらパルス信号の位置Ｈ１及びＨ２間が歯面の接触部分を示すことになる。
【００４４】
一方、傷又は錆びの位置を歯面プロファイル上で特定する際には、リニアガイド２３を手動で移動させつつ、傷又は錆びが目視された位置（位置）で、入力ボタンを押圧する。これによって、歯面プロファイル生成装置２５にパルス信号が与えられ、図７（ｂ）に示すように、歯面プロファイル生成装置２５は歯面プロファイルＧとともにパルス信号の位置（符号”Ｈ３”で示す）を表示する。そして、オペレータはこのパルス信号の位置Ｈ３を歯面プロファイル上の傷又は錆びの位置として認識することになる。
【００４５】
このようにして、歯面を目視によって検査した結果に応じてパルス信号等の入力信号を歯面プロファイル生成装置２５に与えることによって、歯面プロファイル上に目視結果の位置を表示することができ、目視結果と歯面プロファイルとの関係を精度よく比較することができ、歯面の健全性等を調べることが容易となる。
【００４６】
上述の例では、目視結果に応じて入力ボタンを押圧して、パルス信号を歯面プロファイル生成装置２５に与えて、歯面プロファイルとともにパルス信号の位置を表示して、これによって、例えば、歯面の接触部分を歯面プロファイル上で特定するようにしたが、入力ボタンをオペレータが押圧する際には、僅かながら誤差が使用汁ことがあり、実際の歯面接触部分と歯面プロファイル上で特定された接触部分の位置が異なることもある。
【００４７】
ここでは、上述のような目視による誤差を防止するため、図２に一点鎖線ブロックで示すように、レーザ変位計３２を歯面プロファイル生成装置２５に接続する。なお、レーザ変位計（第５の計測手段）３２はリニアガイド２３に搭載されており、リニアガイド２３の移動とともに移動する。例えば、レーザ変位計３２はレーザ発光部とレーザ受光部とを有しており、レーザ発光部から歯面にレーザ光を照射し、レーザ受光部で歯面からのレーザ反射光を受光して、レーザ受光部の出力を歯面プロファイル生成装置２５に与える。
【００４８】
リニアガイド２３を手動で移動させつつ、レーザ変位計３２からレーザ光を歯面に照射する。この際には、実施例１で説明したようにして、歯面プロファイルが計測される。歯面の反射率はその光沢、傷、又は錆び等で変化するから、例えば、歯面の光沢が変化する位置では、レーザ受光部で受光されるレーザ反射光の光量が変化し、レーザ受光部の出力が変化する。この結果、図８に符号”Ｕ”で示すように、レーザ変位計３２からの出力は接触部分の始まりと終わりで大きく変化することになり（段差Ｕ１及びＵ２を有する）、歯面プロファイル生成装置２５は、歯面プロファイルとともにレーザ変位計３２の出力Ｕを表示すれば、出力Ｕが段差状に大きく変化した位置間（つまり、段差Ｕ１及びＵ２の間）が接触部分であると、認識できることになる。その結果、上述のような目視による誤差が防止され、より精度よく歯面の状態（接触部分等）と歯面プロファイルとの関係を比較することができ、歯面の健全性等を調べることが容易となる。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
歯すじ方向に沿って移動可能なガイド手段に歯面に当接して歯面の変位を計測する第１の計測手段を搭載するとともに、ガイド手段に予めその表面形状が規定された基準部材の表面に当接して基準部材の表面の変位を計測する第２の計測手段を搭載させ、ガイド手段を歯すじ方向に移動させて、第１及び第２の変位信号に応じて歯すじ方向に沿った歯面プロファイルを生成するようにしたので、外乱による影響を除去されて、精度の高い歯面プロファイルを生成することができる結果、船舶用タービン減速機に用いられる歯車ばかりでなく、外乱による影響を受ける機器装置等に用いられる歯車の歯面プロファイルを現場で計測する際にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明による歯面形状計測装置で計測される歯車の一例を部分的に示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）に示す矢印Ａの方向から見た図である。
【図２】本発明による歯面形状計測装置の一例を示すブロック図である。
【図３】図２に示す歯面形状計測装置に外乱が加わった際の処理を説明するための図であり、（ａ）は外乱がない状態の基準部材の変位を示す図、（ｂ）は外乱として振動が加わった際の基準部材の変位を示す図、（ｃ）はリニアガイドの設置位置が動いた際の基準部材の変位を示す図である。
【図４】図２に示すリニアガイドが歯すじ方向に平行であるか否かの判定の一例を説明するための図であり、（ａ）は歯面の計測方向を示す図、（ｂ）はリニアガイドが歯すじ方向に平行である際の変位出力を示す図である。
【図５】図２に示すリニアガイドが歯すじ方向に平行であるか否かの判定の一例を説明するための図であり、（ａ）は歯面の計測方向のずれを示す図、（ｂ）はリニアガイドが歯すじ方向に平行でない場合の変位出力を示す図である。
【図６】図２に示すリニアガイドが歯すじ方向に平行であるか否かの判定の他の例を説明するための図であり、（ａ）は歯面の計測方向を示す図、（ｂ）はリニアガイドが歯すじ方向に平行である際の変位出力を示す図、（ｃ）はリニアガイドが歯すじ方向に平行でない場合の変位出力を示す図である。
【図７】図２に示す歯面形状計測装置で計測された歯面プロファイルと歯面状態との関係の一例を説明するための図であり、（ａ）は歯面の接触部分と歯面プロファイルとの関係を示す図、（ｂ）は歯面上の傷又は錆びの位置と歯面プロファイルとの関係を示す図である。
【図８】図２に示す歯面形状計測装置で計測された歯面プロファイルと歯面状態との関係の他の一例を説明するための図である。
【符号の説明】
【００５１】
１１    歯車
２１，２２，２４    変位計
２５    歯面プロファイル生成装置
２６    基準部材
３１    信号入力装置
３２    レーザ変位計
【図１】
2005201695.tif 000003
【図２】
2005201695.tif 000004
【図３】
2005201695.tif 000005
【図４】
2005201695.tif 000006
【図５】
2005201695.tif 000007
【図６】
2005201695.tif 000008
【図７】
2005201695.tif 000009
【図８】
2005201695.tif 000010