(57)【要約】【課題】噛み合う一対の歯車の歯面形状の測定・評価を、手数がかからず、しかも高精度に誤差の出力を得られて、歯車の測定精度に関する評価・管理を向上できるようにすること。【解決手段】噛み合う一対の歯車１ａ，１ｂにおいて、測定の基準となる歯面を共役な歯面として、その基準となる歯面上の互いに接触する点を測定点５ａ，５ｂ、６ａ，６ｂとして各誤差量を測定し、双方の歯車の上記各測定誤差量を加算して一対の歯車１ａ，１ｂの相対誤差量を算出し、かつ各一連の測定点５ａ，５ｂ、６ａ，６ｂの相対誤差量を連ねて、相対歯面誤差形状を描くようにする。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
噛み合う一対の歯車１ａ，１ｂで、測定の基準となる各歯面２ａ，２ｂを共役な歯面とし、その基準となる各歯面上の互いに接触する点を測定点５ａ，５ｂ、６ａ，６ｂとして各誤差量を測定し、
双方の歯車１ａ，１ｂの上記各測定誤差量を加算して一対の歯車１ａ，１ｂの相対誤差量を算出し、
かつ、一連の測定点５ａ，５ｂ、６ａ，６ｂの相対誤差量を連ねて、相対歯面誤差形状を描くようにしたことを特徴とする、歯車の歯面形状測定・評価法。
【請求項２】
請求項１に記載の歯車の歯面形状測定・評価法において、
一連の測定点５ａ，５ｂを、噛み合う一対の歯車１ａ，１ｂの歯幅方向に横断する歯筋線３ａ，３ｂ上における接触する点の列として、そこでの相対誤差量から相対歯筋誤差形状を描くようにした、歯車の歯面形状測定・評価法。
【請求項３】
請求項１に記載の歯車の歯面形状測定・評価法において、
一連の測定点６ａ，６ｂを、一対の歯車１ａ，１ｂの歯元から歯先に到る歯形線４ａ，４ｂ上における接触する点の列として、そこでの相対誤差量から相対歯形誤差形状を描くようにした、歯車の歯面形状測定・評価法。
【請求項４】
請求項１，２又は３に記載の歯車の歯面形状測定・評価法において、
一連の測定点５ａ，５ｂ、６ａ，６ｂの相対誤差量から歯面全体にわたる相対誤差量を推計演算し、その結果を等高線７で表示するようにした、歯車の歯面形状測定・評価法。
【請求項５】
請求項１又は４に記載の歯車の歯面形状測定・評価法において、
等高線図に一定角度を回転毎の同時接触線８を重ね合わせて、各同時接触線８上の誤差の最も小さい点を求め、
その点列を連ねることによって得られる接触点の軌跡９と、各同時接触線８上で歯当たりを観察する際に塗布する材料の厚さを考慮して歯当たり範囲１０を求めて、これを出力するようにした、歯車の歯面形状測定・評価法。
【請求項６】
請求項１に記載の歯車の歯面形状測定・評価法において、
噛み合う一対の歯車１ａ，１ｂの各歯筋線３ａ，３ｂをほぼ歯丈中央部の歯筋線として、その際の該歯筋線上における相対誤差群データと、５箇所以上の歯形線４ａ，４ｂ上における相対誤差データとを用いて、
歯筋線３ａ，３ｂと歯形線４ａ，４ｂとが交叉する点１１ａ，１１ｂにおける両者の誤差量の食い違い分を歯形誤差量から減算し、
次に、減算された歯形誤差量から隣接する歯形線４ａ，４ｂ間の誤差を内挿法で求め、かつ端部の歯形線から外側の歯面点の誤差を外挿法で算出するようにした、歯車の歯面形状測定・評価法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、噛み合う一対の歯車即ち歯車対の歯面形状を測定・評価する方法に関するものであり、測定したデータの処理方法に特徴を有するものである。
【０００２】
【従来の技術】
噛み合う一対の歯車の歯面の形状の良否は、自動車その他で用いられている歯車装置の駆動時に、騒音・振動を発生する一大要因である。そこで、歯車の歯面が所望の歯車に出来上がっているかの検査が重要な意味をもっている。
【０００３】
ところが、従来の歯車測定機による誤差の出力は、単一の歯車の歯形形状や歯筋形状についてであり、噛み合う一対の歯車（歯車対）の相対誤差形状を算出・出力することは行われていないのが一般的であった。
【０００４】
また噛み合う一対の歯車の回転精度を推定するのに、両者の誤差形状を対向して描いて、両者のギャップの状態を観察することが行われているのが（例えば図７参照）、一般的な状況である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしこれでは、噛み合う一対の歯車の歯面形状の測定として、必ずしも正確なデーターを得ることが出来ないし、またそれに伴い歯車の測定精度に関する評価・管理が十分に行えず、かつ作業手数もかなりのものになっていた。
【０００６】
本発明は、噛み合う一対の歯車の歯面形状の測定・評価法に関して、上記従来のものの欠点の解消を課題としたものである。即ちその目的とするところは、噛み合う一対の歯車の歯面形状の測定を、手数がかからず、しかも高精度に誤差の出力を得られて、歯車の測定精度に関する評価・管理を向上させるようにすることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
噛み合う一対の歯車１ａ，１ｂで、測定の基準となる各歯面２ａ，２ｂを共役な歯面とし、その基準となる各歯面上の互いに接触する点を測定点５ａ，５ｂ、６ａ，６ｂとして各誤差量を測定し、
双方の歯車１ａ，１ｂの上記各測定誤差量を加算して一対の歯車１ａ，１ｂの相対誤差量を算出し、
かつ、一連の測定点５ａ，５ｂ、６ａ，６ｂの相対誤差量を連ねて、相対歯面誤差形状を描くようにしたことを特徴とするものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
上記構成において、噛み合う一対の各歯車１ａ，１ｂの一連の測定点５ａ，５ｂを、各歯車１ａ，１ｂの各歯の歯幅方向に横断する線、即ち各歯筋線３ａ，３ｂにおける接触する点の列として（例えば図１・図２参照）、そこでの各相対誤差量を連ね描くことにより相対歯筋誤差形状を描くようにすればよい。
【０００９】
また、噛み合う一対の各歯車１ａ，１ｂの一連の測定点６ａ，６ｂを、各歯車１ａ，１ｂの歯の歯元から歯先に到る線、即ち各歯形線４ａ，４ｂ上における接触する点の列として（例えば上記図１・図２参照）、そこでの各相対誤差量を連ねて描くことにより相対歯形誤差形状を描くようにしてもよい。
【００１０】
上記いずれの場合にも、一連の測定点５ａ，５ｂ、６ａ，６ｂの相対誤差量から、さらに歯面全体にわたる相対誤差量を例えば内挿法や外挿法によって推計演算し、その結果を等高線７で表示するようにしてもよい。
【００１１】
あるいは上記で得られた等高線図に、一定角度回転毎の同時接触線８を重ね合わせて、各同時接触線８上の誤差の最も小さい点を求め、その点列を連ねることによって得られる接触点の軌跡９と、各同時接触線上で歯当たりを観察する際に塗布する材料（例えば光明丹）の厚さを考慮して歯当たり範囲１０を求め、これを出力するようにしてもよい。
【００１２】
さらには、上記噛み合う一対の歯車１ａ，１ｂの各歯筋線を、ほぼ歯丈中央部の歯筋線３ａ，３ｂとした際の該歯筋線上における相対誤差群データと、５箇所以上の歯形線４ａ，４ｂにおける相対誤差データとを用い、歯筋線３ａ，３ｂと歯形線４ａ，４ｂとが交叉する点１１ａ，１１ｂにおける両者の誤差量の食い違い分を歯形誤差から減算し、減算された歯形誤差量から隣接する各歯形線４ａ，４ｂ間の誤差を内挿法で求めると共に、かつ端部の各歯形線４ａ，４ｂから外側の歯面点の誤差を外挿法で算出するようにしてもよい。
【００１３】
上記での歯面の誤差量の測定は、従来公知の測定子・触針で歯面をトレースする接触式の歯面測定装置（例えば特開昭６５−５０７５１５号公報、特開平７−２８０５０２号公報、特開平１１−１１８４０７号公報、特開２０００−１９０７０号公報等参照）を用いればよいが、レーザー光を照射して行う光学的・非接触式の歯面測定装置によってもよい（例えば特開平４−２５８７０９号公報、特開平６−１０９４４４号公報等参照）。
【００１４】
上記いずれの場合も、噛み合う一対の歯車１ａ，１ｂの歯面形状の測定を、手数がかからず、かつ高精度に誤差に関するデータの出力を得られることになり、歯車の測定精度に関する評価・管理が向上することになる。
【００１５】
【実施例】
以下に、本発明に係る歯車の歯面形状測定・評価法の実施例について説明するが、ここでの噛み合う一対の歯車１ａ，１ｂは、自動車の差動装置におけるドライブピニオンとリングギヤの場合である。
【００１６】
イ）第１の実施例は、請求項２の発明に対応するものである。
即ち、噛み合う一対の歯車１ａ，１ｂにおいて、測定の基準となる歯面２ａ，２ｂを共役な歯面としておき、その基準となる歯面のここでは歯幅方向に横断する線、つまり歯筋線３ａ，３ｂ上の接触する点の列を一連の測定点５ａ  ，５ｂとして、その各誤差量を測定する。この測定には、ここでは測定子・触針により歯面をトレースする接触式の歯面測定装置（図示略）により行っている。
【００１７】
次に、上記双方の歯車１ａ，１ｂの上記各測定誤差量を加算することにより、噛み合う一対の歯車の相対誤差量を算出する。
【００１８】
次に、上記一連の測定点５ａ，５ｂの各相対誤差量を連ねて描くことにより、図３や図４で示す如く、相対歯面誤差形状の一つとしての相対歯筋誤差形状を描くようにするものである。
【００１９】
ロ）第２の実施例は、請求項５の発明に対応するものである。
即ち、噛み合う一対の歯車１ａ，１ｂにおいて、測定の基準となる歯面２ａ，２ｂを共役な歯面としておき、その基準となる歯面のここでは歯元から歯先に到る線、つまり歯形線４ａ，４ｂ上における接触する点の列を一連の側定点６ａ  ，６ｂとして、その各誤差量を測定する。この測定も、ここでは測定子・触針により歯面をトレースする接触式の歯面測定装置（図示略）にて行っている。
【００２０】
次に、上記双方の歯車の上記各測定誤差量を加算することによって、噛み合う一対の歯車１ａ，１ｂの相対誤差量を算出する。
【００２１】
次に、上記一連の測定点６ａ  ，６ｂの各相対誤差量を連ねて描くことにより、図３や図４で示す如く、相対歯面誤差形状の一つとしての相対歯形誤差形状を描くようにしたものである。なお、図４は図３の一部を取り出したものである。
【００２２】
上記イ）・ロ）の発明において、図３および図４からは、単一のリングギヤとドライブピニオンの各歯形には圧力角誤差がみられるが、噛み合う両歯車の相対歯形誤差形状には圧力角誤差がなく、ここでは共役性の良い形状が得られていることがわかる。また相対歯筋誤差形状からは、小端側の当たりが得られている状況もよくわかる。
【００２３】
ハ）第５の実施例は、請求項４の発明に対応するものである。
即ち、噛み合う一対の歯車１ａ，１ｂにおいて、測定の基準となる歯面２ａ，２ｂを共役な歯面としておき、その基準となる歯面のここでは歯幅方向に横断する線、つまり歯筋線３ａ，３ｂ上の接触する点の列を一連の測定点５ａ  ，５ｂとして、各誤差量を測定する。この測定も、ここでは測定子・触針により歯面をトレースする接触式の歯面測定装置（図示略）により行っている。
【００２４】
次に、上記双方の歯車の上記各測定誤差量を加算することによって、噛み合う一対の歯車１ａ，１ｂの相対誤差量を算出する。
【００２５】
次に、上記一連の測定点５ａ  ，５ｂの各相対誤差量を連ねて描くと共に、その各相対誤差量から内挿法および外挿法によって歯面全体にわたる相対誤差量を推計・演算する。
【００２６】
そして、その結果を図５で示す如く等高線７で描いて、相対歯面誤差形状の一つとしての相対歯筋誤差形状を、等高線７で表示すようにしたものである。ここでは間隔２μｍとした場合の例を示している。
【００２７】
ニ）第４の実施例も請求項４の発明に対応するものである。
即ち、噛み合う一対の歯車１ａ，１ｂにおいて、測定の基準となる歯面２ａ，２ｂを共役な歯面としておき、その基準となる歯面のここでは歯元から歯先に到る線、つまり歯形線４ａ，４ｂ上における接触する点の列を一連の側定点６ａ  ，６ｂとして、各誤差量を測定する。この測定も、ここでは測定子・触針により歯面をトレースする接触式の歯面測定装置（図示略）により行っている。
【００２８】
次に、上記双方の歯車の上記各測定誤差量を加算することによって、噛み合う一対の歯車１ａ，１ｂの相対誤差量を算出する。
【００２９】
次に、上記一連の測定点６ａ  ，６ｂの各相対誤差量を連ねて描くと共に、その各相対誤差量から内挿法および外挿法により、歯面全体にわたる相対誤差量を推計・演算する。
【００３０】
そして、その結果を等高線７で描いて、ここでは相対歯面誤差形状の一つとしての相対歯形誤差形状を表示するようにしたものである。
【００３１】
ホ）第５の実施例は請求項５の発明に対応するものである。
即ち、上記ハ）の第３、又はニ）の第４の実施例で得られた等高線図の内、ここでは第３の実施例で得られた等高線図に、図６で示すように一定角度を回転毎の同時接触線８を重ね合わせて、各同時接触線８上の誤差の最も小さい点を求める。
【００３２】
次に、その点列を連ねることによって得られる接触点の軌跡９と、各同時接触線８上で歯当たりを見る際に歯面に塗布する材料、ここでは粒子径４μｍの光明丹の厚さとを考慮して歯当たり範囲１０を求める。
【００３３】
そして、上記図６で示す如く、接触点の軌跡９と歯当たり範囲１０とを表示するようにしたものである。
【００３４】
ヘ）第６の実施例は請求項６の発明に対応したものである。
噛み合う一対の歯車１ａ，１ｂの各歯筋線として、ほぼ歯丈中央部の歯筋線３ａ，３ｂを用いた場合の該歯筋線３ａ，３ｂ上における相対誤差群データーと、５個以上の歯形線４ａ，４ｂ上における相対誤差群データーとを用いて、各歯車１ａ，１ｂの歯面２ａ，２ｂで該各歯筋線３ａ，３ｂと歯形線４ａ，４ｂとが各々交叉する点１１ａ，１１ｂでの両者の誤差量の食い違い分を歯形誤差から減算する。
【００３５】
次に、この減算された歯形誤差量から、隣接する歯形線４ａ，４ｂとの間の誤差を内挿法で求めると共に、端の歯形線から外側の歯面点への誤差を外挿法で算出するようにして、相対歯面誤差形状を表示するようにしたものである。
【００３６】
上記いずれの実施例の場合も、噛み合う一対の歯車１ａ，１ｂの歯面形状の測定を、手数をかけること無く、高精度に誤差の出力を得られて、歯車の測定精度に関する評価・管理が向上している。
【００３７】
【発明の効果】
以上で明らかな如く、本発明に係る歯車の歯面形状測定・評価法は、従来手段と比較して、次のような効果を奏する。
【００３８】
即ち、従来手段での歯車測定機による誤差の出力は一般に、単一の歯車の歯形や歯筋形状について行い、噛み合う一対の歯車の相対誤差形状を算出していなかった。そのため、噛み合う一対の歯車の歯面形状の測定として、必ずしも正確なデーターを得ることができず、それに伴い歯車の測定精度に関する評価・管理が十分に行えず、かつ作業手数もかなりのものであった。
【００３９】
これに対して本発明に係る歯車の歯面形状測定・評価法は、噛み合う一対の歯車で、測定の基準となる歯面を共役な歯面として、その基準となる歯面上の互いに接触する点を測定点として各誤差量を測定し、双方の歯車の上記各測定誤差量を加算して一対の歯車の相対誤差量を算出し、かつ各一連の測定点の相対誤差量を連ねて、相対歯面誤差形状を描くようにしている。
【００４０】
これにより、噛み合う一対の歯車の相対的歯面誤差形状の測定・評価を、手数がかからず、しかも高精度に誤差の出力を得られて、歯車の測定精度に関する評価・管理を向上させることができる。その結果、自動車その他で用いられている歯車装置の駆動時に、騒音・振動を発生する要因の一つを確実かつ容易に解消できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る歯車の歯面形状測定・評価法の実施において、噛み合う一方の歯車の歯面で、他方の歯車の歯面と接触する各測定点の例を示す斜視図である。
【図２】本発明に係る歯車の歯面形状測定・評価法の実施において、噛み合う一方の歯車の歯面で、他方の歯車の歯面と接触する各測定点の例を示す斜視図である。
【図３】噛み合う歯車の個別の歯形および歯筋の平均誤差形状と、本発明により処理した相対歯形および歯筋の平均誤差形状とを示す図である。
【図４】図３で示したものの一部を取り出した図である。
【図５】本発明の測定・評価法の１つの実施で、歯面誤差形状を間隔が２μｍの等高線で表示した場合を示す拡大図である。
【図６】本発明に測定・評価法の１つを実施して、接触点の軌跡と歯当たり範囲とを表示した場合を示す拡大図である。
【図７】従来手段により単一の歯車の歯形誤差および歯筋誤差形状を比較検討例を示す図である。
【符号の説明】
１ａ−歯車
１ｂ−歯車
２ａ−歯面
２ｂ−歯面
３ａ−歯筋線
３ｂ−歯筋線
４ａ−歯形線
４ｂ−歯形線
５ａ−測定点
５ｂ−測定点
６ａ−測定点
６ｂ−測定点
７−等高線
８−同時接触線
９−接触点の軌跡
１０−歯当たり範囲
１１ａ−交叉する点
１１ｂ−交叉する点
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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