(57)【要約】【課題】  歯車の歯面に沿って移動しながら歯面粗さの測定を行うことができる粗さ測定装置を提供する。【解決手段】  歯車における歯面の粗さおよび前記歯面との間の距離の変動の和を測定する測定光学系１２Ｓと、歯面と測定光学系１２Ｓとの間の距離の変動を検出する変動検出光学系１２Ｄと、測定光学系１２Ｓおよび変動検出光学系１２Ｄを、歯面に沿って導くガイド部１５と、が設けられたことを特徴とする。【選択図】  図２
2009139234.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
歯車における歯面の粗さおよび前記歯面との間の距離の変動の和を測定する測定光学系と、
前記歯面と前記測定光学系との間の距離の変動を検出する変動検出光学系と、
前記測定光学系および前記変動検出光学系を、前記歯面に沿って導くガイド部と、
が設けられたことを特徴とする粗さ測定装置。
【請求項２】
前記歯車の径方向中心側に向けて伝播する前記測定光学系および前記変動検出光学系の少なくとも一方に用いられる光を、前記歯車の周方向に向けて反射させて前記歯面に導く反射部が設けられていることを特徴とする請求項１記載の粗さ測定装置。
【請求項３】
前記ガイド部は、前記歯車における各歯の形状に合わせて形成された凹凸を有するスライド部であることを特徴とする請求項１または２に記載の粗さ測定装置。
【請求項４】
前記ガイド部は、前記歯車における各歯の間を走行する複数の車輪であって、
該複数の車輪の少なくとも１つにロータリエンコーダが設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の粗さ測定装置。
【請求項５】
前記測定光学系により測定された測定値、および、前記変動検出光学系により検出された検出値を記憶するデータ記憶部が設けられていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の粗さ測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粗さ測定装置、特に、歯車における歯面粗さの測定に用いて好適な粗さ測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、駆動力の伝達に用いられる歯車には、円滑な動力伝達を行うために、歯車同士の噛み合いがよいことが求められていた。この噛み合い状態は、歯当りを測定することにより得られる歯面の粗さ等の情報に基づいて判断されていた。
【０００３】
上述の歯当り測定方法としては、歯面に塗布したカーボンを紙に転写し、転写されたカーボンの像から歯当りを推定する方法や、光を用いて直接歯面の粗さを計測し、得られた歯面の粗さに基づいて判断する方法などが知られている（例えば、特許文献１および２参照。）。
【特許文献１】特開２００２−１０７１４２号公報
【特許文献２】特開平３−７８６０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、例えば、船舶のスクリューの駆動系に用いられる歯車は取り外しが困難なため、歯車が駆動系に組み込まれた状態で、つまり船上で歯当りを測定する必要があった。このように駆動系に組み込まれた状態の歯車においては、上述の測定方向による歯当りの測定が困難、または、歯当りの判断に熟練が必要になるという問題があった。
【０００５】
つまり、歯面に塗布したカーボンを紙に転写する方法では、船上での歯当りの測定は可能であるが、歯面へのカーボンの塗布などに熟練を要するため、歯当りの判断が容易でないという問題があった。さらに、歯当たりを定量的に計測できないという問題があった。
【０００６】
一方、光を用いて直接歯面の粗さを計測する方法により、船上での歯当りの測定する場合には、光学系を備えた計測部を歯車の歯面に沿って移動させて歯面の粗さを計測することになる。すると、マイクロメータ単位の精度が要求される粗さ計測の結果に、計測部の移動による計測部と歯面との間隔の変動（例えば、ミリメータ単位の変動）が含まれ、正確な歯面の粗さが計測できないという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、歯車の歯面に沿って移動しながら歯面粗さの測定を行うことができる粗さ測定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】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
本発明の粗さ測定装置は、歯車における歯面の粗さおよび前記歯面との間の距離の変動の和を測定する測定光学系と、前記歯面と前記測定光学系との間の距離の変動を検出する変動検出光学系と、前記測定光学系および前記変動検出光学系を、前記歯面に沿って導くガイド部と、が設けられたことを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、ガイド部により測定光学系および変動検出光学系は、歯車の歯面に沿って移動される。このとき、測定光学系により歯面の粗さおよび歯面までの距離の変動の和が計測され、変動検出光学系により歯面と測定光学系との間の距離の変動が検出される。測定光学系により計測された歯面の粗さおよび歯面までの距離の変動の和の測定値から、変動検出光学系により検出された歯面と測定光学系との間の距離の変動値を差し引くことにより、測定光学系の移動による影響を除去した歯面の粗さが得られる。
特に、歯車が、平歯車と比較して測定光学系および変動検出光学系を歯面に沿って移動させにくい、はすば歯車の場合であっても、ガイド部が設けられていることにより、測定光学系および変動検出光学系を歯面に沿って容易に移動させることができる。
【００１０】
上記発明においては、前記歯車の径方向中心側に向けて伝播する前記測定光学系および前記変動検出光学系の少なくとも一方に用いられる光を、前記歯車の周方向に向けて反射させて前記歯面に導く反射部が設けられていることが望ましい。
【００１１】
本発明によれば、測定光学系および変動検出光学系の少なくとも一方において、測定や検出に用いられる光を、歯車における周方向から歯車の歯の側面である歯面に入射させることができる。例えば、歯車における径方向から歯面に光を入射させる方法と比較して、単位面積当たりに照射される光の照度を上げることができ、より正確な測定や検出を行うことができる。
【００１２】
上記発明においては、前記ガイド部は、前記歯車における各歯の形状に合わせて形成された凹凸を有するスライド部であることが望ましい。
【００１３】
本発明によれば、ガイド部を各歯の形状に合わせて形成されたスライド部とすることで、測定光学系および変動検出光学系を滑らかに歯面に沿って移動させることができる。例えば、ガイド部が各歯の間を走行する車輪である場合と比較して、スライド部は各歯の形状に合わせた凹凸形状を有するため、歯面に対して交差する方向への移動を抑えつつ、測定光学系および変動検出光学系を歯面に沿って移動させることができる。
【００１４】
上記発明においては、前記ガイド部は、前記歯車における各歯の間を走行する複数の車輪であって、該複数の車輪の少なくとも１つにロータリエンコーダが設けられていることが望ましい。
【００１５】
本発明によれば、車輪を各歯の間に配置して輪転させることにより、測定光学系および変動検出光学系を、歯面に沿って移動させることができる。さらに、ロータリエンコーダにより車輪の回転位相を測定することにより、測定光学系および変動検出光学系の歯面に対する移動距離を把握することができる。
【００１６】
上記発明においては、前記測定光学系により測定された測定値、および、前記変動検出光学系により検出された検出値を記憶するデータ記憶部が設けられていることが望ましい。
【００１７】
本発明によれば、測定された測定値、および、検出された検出値をデータ記憶部に記憶させることができるため、これら測定値および検出値に基づいて演算を行うパーソナルコンピュータなどの演算部と、本発明の粗さ測定装置とを別々の構成とすることができる。言い換えると、本発明の粗さ測定装置に携帯性を持たせることができ、例えば、船舶に取付けられた状態の歯車や、や、歯車を加工する工作機械上で加工中または加工後の歯車などの歯面の粗さを測定できる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の粗さ測定装置によれば、ガイド部により歯車の歯面に沿って移動される測定光学系によって計測された歯面の粗さの測定値から、変動検出光学系により検出された歯面と測定光学系との間の距離の変動値を差し引くことにより、測定光学系の移動による影響を除去した歯面の粗さが得られる。そのため、歯車の歯面に沿って移動しながら歯面粗さの測定を行うことができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
この発明の一実施形態に係る歯面粗さ計測装置について、図１から図１９を参照して説明する。
図１は、本実施形態に係る歯面粗さ計測装置の構成を説明する概略図である。
歯面粗さ計測装置（粗さ測定装置）１は、歯車における各歯の側面である歯面、つまり、歯当たりする面の粗さを計測するものである。
【００２０】
歯面粗さ計測装置１には、図１に示すように、歯面の粗さを計測するセンサ部２と、センサ部２に電力などを供給するとともに、センサ部２により計測等されたデータに処理を施すソースボックス３と、ソースボックス３において処理されたデータを記憶するデータ記憶部４と、が設けられ、データ記憶部４に記憶された各種のデータに基づいて歯面の粗さを算出するパーソナルコンピュータなどの演算部５がさらに別個に設けられている。
【００２１】
このように、センサ部２と接続されたデータ記憶部４と、演算部５とを別々に設けることにより、センサ部２などに携帯性を持たせることができ、例えば、船舶に取り付けられた歯車の歯面粗さを船舶上で測定することや、歯車を加工する工作機械上で加工中または加工後の歯車の歯面粗さ測定を容易に行うことができる。
なお、上述のようにデータ記憶部４と演算部５とを別個に設けてもよいし、データ記憶部４と演算部５とを一体に設けてもよく、特に限定するものではない。
【００２２】
図２は、図１のセンサ部の構成を説明する模式図である。図３は、図２のセンサ部の構成を説明する斜視図である。
センサ部２は、歯車の上に配置され、歯車における歯の歯面に沿って移動しつつ当該歯面の粗さを計測するものである。
センサ部２には、図１から図３に示すように、センサ部２の外枠を構成する筐体１１と、歯面の粗さおよび歯面までの距離の変動の和を計測するスタイラス光学系（測定光学系）１２Ｓと、歯面とセンサ部２との間の距離の変動を検出するスキッド光学系（変動検出光学系）１２Ｄと、スタイラス光学系１２Ｓおよびスキッド光学系１２Ｄに係るレーザ光を歯面に導く対物光学系１３Ｔと、センサ部２を歯面に沿って導くガイド部１５と、センサ部２の移動距離を検出するロータリエンコーダ１６と、が設けられている。
【００２３】
筐体１１は、内部にスタイラス光学系１２Ｓおよびスキッド光学系１２Ｄを収納するとともに、筐体１１の周囲にガイド部１５およびロータリエンコーダ１６が配置されたものである。
【００２４】
図４は、図２のスタイラス光学系およびスキッド光学系の構成を説明する模式図である。
スタイラス光学系１２Ｓは、対物光学系１３Ｔとともに歯車における歯面の粗さおよび歯面までの距離の和を非接触で計測する光学測定系である。
スタイラス光学系１２Ｓには、図２および図４に示すように、レーザ光を出射する光源部２１Ｓと、レーザ光のうちのＰ偏光を透過するとともにＳ偏光を反射する偏光ビームスプリッタ（以後、ＰＢＳと表記する）２２Ｓと、歯面上に焦点が合わされた対物レンズ系２３Ｓと、歯面から反射されたレーザ光を２つに分割するキュービックビームスプリッタ（以後、ＣＢＳと表記する）２４Ｓと、分割されたレーザ光がそれぞれ入射される臨界角プリズム２５ＳＡ，２５ＳＢと、臨界角プリズム２５ＳＡから出射されたレーザ光が入射される光センサ２６ＳＡ，２６ＳＢと、臨界角プリズム２５ＳＢから出射されたレーザ光が入射される光センサ２６ＳＣ，２６ＳＤと、が設けられている。
【００２５】
光源部２１Ｓは、歯面の粗さおよび歯面までの距離の変動の和の計測に用いられるレーザ光を出射するものであって、例えばレーザダイオードが用いられたものである。光源部２１Ｓから出射されるレーザ光の波長は、歯面に沿う方向に関して求められる分解能に基づいて定めることができ、特に限定するものではない。
光源部２１Ｓには、ソースボックス３から電力を供給する配線が接続され、供給された電力によりレーザ光が出射される。光源部２１Ｓは、出射されるレーザ光がＰＢＳ２２Ｓに入射されるように配置されている。
【００２６】
ＰＢＳ２２Ｓは、光源部２１Ｓから出射されたレーザ光のうち、Ｓ偏光を対物レンズ系２３Ｓに向けて反射してＰ偏光を透過するとともに、歯面から反射して対物レンズ系２３Ｓを介して入射するＰ偏光のレーザ光を透過してＣＢＳ２４Ｓに導くものである。
【００２７】
対物レンズ系２３Ｓは、ＰＢＳ２２Ｓにより反射されたレーザ光が入射される位置に配置されたレンズ群であって、レーザ光が照射される歯面に焦点が合わされた光学系である。
【００２８】
ＣＢＳ２４Ｓは、光センサ２６ＳＡ，２６ＳＢ，２６ＳＣ，２６ＳＤとともにレーザ光が照射される歯面の傾きによる影響を補正するために用いられるものである。ＣＢＳ２４Ｓは、歯面において反射されＰＢＳ２２Ｓを透過したレーザ光が入射する位置に配置され、入射したレーザ光の約５０％を透過し、残りの約５０％を反射するものである。
【００２９】
臨界角プリズム２５ＳＡ，２５ＳＢは、光センサ２６ＳＡ，２６ＳＢ，２６ＳＣ，２６ＳＤとともにレーザ光が照射された歯面の粗さを計測するために用いられるものである。臨界角プリズム２５ＳＡは、ＣＢＳ２４Ｓにより反射されたレーザ光が入射する位置に配置され、臨界角プリズム２５ＳＢは、ＣＢＳ２４Ｓを透過したレーザ光が入射する位置に配置されている。
【００３０】
光センサ２６ＳＡ，２６ＳＢ、および、光センサ２６ＳＣ，２６ＳＤは、臨界角プリズム２５ＳＡ，２５ＳＢとともにレーザ光が照射された歯面の粗さを測定し、かつ、ＣＢＳ２４Ｓとともにレーザ光が照射された歯面の傾きによる影響を補正するものである。
光センサ２６ＳＡ，２６ＳＢは、臨界角プリズム２５ＳＡの他の反射面２９ＳＤにより反射されたレーザ光が入射する位置に配置されている。同様に、光センサ２６ＳＣ，２６ＳＤは、臨界角プリズム２５ＳＢの他の反射面２９ＳＤにより反射されたレーザ光が入射する位置に配置されている。
光センサ２６ＳＡ，２６ＳＢ、および、光センサ２６ＳＣ，２６ＳＤには、各センサにより検出されたレーザ光の検出信号をソースボックス３に出力する信号線が接続されている。
【００３１】
光センサ２６ＳＡ，２６ＳＢは、互いに隣接する位置であって、光センサ２６ＳＡ，２６ＳＢの中間線上に臨界角プリズム２５ＳＡから出射されたレーザ光の像の中心が結像される位置に配置されている。光センサ２６ＳＣ，２６ＳＤについても同様に、互いに隣接する位置であって、光センサ２６ＳＣ，２６ＳＤの中間線上に臨界角プリズム２５ＳＢから出射されたレーザ光の像の中心が結像される位置に配置されている。
【００３２】
スキッド光学系１２Ｄは、対物光学系１３Ｔとともに歯車とセンサ部２との間の距離の変動、特に、歯面とスタイラス光学系１２Ｓとの間の距離の変動を非接触で検出する光学測定系である。
スキッド光学系１２Ｄには、図２および図４に示すように、レーザ光を出射する光源部２１Ｄと、光源部２１Ｄから入射されたレーザ光を発散させる発散光学系２７Ｄと、Ｐ偏光を透過するとともにＳ偏光を反射するＰＢＳ２２Ｄと、歯面からセンサ部２側に離れた位置に焦点が合わされた対物レンズ系２３Ｄと、歯面から反射されたレーザ光を２つに分割するＣＢＳ２４Ｄと、分割されたレーザ光が入射される臨界角プリズム２５ＤＡ，２５ＤＢと、臨界角プリズム２５ＤＡから出射されたレーザ光が入射される光センサ２６ＤＡ，２６ＤＢと、臨界角プリズム２５ＤＢから出射されたレーザ光が入射される光センサ２６ＤＣ，２６ＤＤと、が設けられている。
【００３３】
光源部２１Ｄは、歯車とセンサ部２との間の距離変動の検出に用いられるレーザ光を出射するものであって、例えばレーザダイオードが用いられたものである。
光源部２１Ｄには、光源部２１Ｓと同様に、ソースボックス３から電力を供給する配線が接続され、光源部２１Ｓは、出射されるレーザ光がＰＢＳ２２Ｓに入射されるように配置されている。
【００３４】
発散光学系２７Ｄは、光源部２１Ｄから出射されたレーザ光を発散光に変換し、ＰＢＳ２２Ｄに入射させるものである。発散光学系２７Ｄとしては、凹レンズを挙げることができるが、特に凹レンズに限定するものではない。
【００３５】
ＰＢＳ２２Ｄは、光源部２１Ｄから出射されたレーザ光のうち、Ｓ偏光を対物レンズ系２３Ｄに向けて反射してＰ偏光を透過するとともに、歯面から反射して対物レンズ系２３Ｄを介して入射するＰ偏光のレーザ光を透過してＣＢＳ２４Ｄに導くものである。
【００３６】
対物レンズ系２３Ｄは、ＰＢＳ２２Ｄにより反射されたＳ偏光のレーザ光が入射される位置に配置されたレンズ群であって、レーザ光が照射される歯面よりも対物レンズ系２３Ｄ側に焦点が設定された光学系である。
【００３７】
ＣＢＳ２４Ｄは、光センサ２６ＤＡ，２６ＤＢ，２６ＤＣ，２６ＤＤとともにレーザ光が照射される歯面の傾きによる影響を補正するために用いられるものである。ＣＢＳ２４Ｄは、歯面から反射してＰＢＳ２２Ｄを透過するレーザ光が入射する位置に配置され、入射したレーザ光の約５０％を透過し、残りの約５０％を反射するものである。
【００３８】
臨界角プリズム２５ＤＡ，２５ＤＢは、光センサ２６ＤＡ，２６ＤＢ，２６ＤＣ，２６ＤＤとともにレーザ光が照射された歯面とセンサ部２との間の距離の変動を検出するために用いられるものである。臨界角プリズム２５ＤＡは、ＣＢＳ２４Ｄにより反射されたレーザ光が入射する位置に配置され、臨界角プリズム２５ＤＢは、ＣＢＳ２４Ｄを透過したレーザ光が入射する位置に配置されている。
【００３９】
上述の臨界角プリズム２５ＳＡ，２５ＳＢおよび臨界角プリズム２５ＤＡ，２５ＤＢには、空気との境界面であって、所定条件下において入射されたレーザ光を全反射する一対の反射面２９ＳＤが形成されている。一の反射面２９ＳＤは、臨界角プリズム２５ＳＡ，２５ＳＢおよび臨界角プリズム２５ＤＡ，２５ＤＢに入射したレーザ光が入射する位置に配置され、他の反射面２９ＳＤは、一の反射面２９ＳＤにおいて反射されたレーザ光が入射する位置に配置されている。
【００４０】
さらに、反射面２９ＳＤは、入射するレーザ光の入射角が略臨界角となるように配置されている。ここで、臨界角とはスネルの法則により求められる角度であって、反射面２９ＳＤに入射したレーザ光が全反射を起こす最小の入射角度である。そのため、レーザ光が臨界角よりも小さな入射角で反射面２９ＳＤに入射した場合には、レーザ光の一部が反射面２９ＳＤを透過し、残りが反射面２９ＳＤにより反射される。
【００４１】
光センサ２６ＤＡ，２６ＤＢ、および、光センサ２６ＤＣ，２６ＤＤは、臨界角プリズム２５ＤＡ，２５ＤＢとともにレーザ光が照射された歯面とセンサ部２との間の距離の変動を検出し、かつ、ＣＢＳ２４Ｄとともにレーザ光が照射された歯面の傾きによる影響を補正するものである。光センサ２６ＤＡ，２６ＤＢは、臨界角プリズム２５ＤＡの他の反射面２９ＳＤにより反射されたレーザ光が入射する位置に配置されている。同様に、光センサ２６ＤＣ，２６ＤＤは、臨界角プリズム２５ＤＢの他の反射面２９ＳＤにより反射されたレーザ光が入射する位置に配置されている。
光センサ２６ＤＡ，２６ＤＢ、および、光センサ２６ＤＣ，２６ＤＤには、各センサにより検出されたレーザ光の検出信号をソースボックス３に出力する信号線が接続されている。
【００４２】
光センサ２６ＤＡ，２６ＤＢは、光センサ２６ＳＡ，２６ＳＢと同様に、互いに隣接する位置であって、光センサ２６ＤＡ，２６ＤＢの中間線上に臨界角プリズム２５ＤＡから出射されたレーザ光の像の中心が結像される位置に配置されている。光センサ２６ＤＣ，２６ＤＤについても同様に、互いに隣接する位置であって、光センサ２６ＤＣ，２６ＤＤの中間線上に臨界角プリズム２５ＤＢから出射されたレーザ光の像の中心が結像される位置に配置されている。
【００４３】
対物光学系１３Ｔは、スタイラス光学系１２Ｓおよびスキッド光学系１２Ｄのそれぞれから出射されたレーザ光を歯車の歯面に導くとともに、歯面から反射した各レーザ光をそれぞれスタイラス光学系１２Ｓおよびスキッド光学系１２Ｄに導くものである。
【００４４】
対物光学系１３Ｔには、図２および図４に示すように、スキッド光学系１２Ｄに係るレーザ光の偏光方位を約９０°回転させる第１のλ／４波長板３１ＴＤおよび第２のλ／４波長板３２ＴＤと、第１のλ／４波長板３１ＴＤおよび第２のλ／４波長板３２ＴＤの間に配置された第１直角プリズム３３ＴＤと、スタイラス光学系１２Ｓに係るレーザ光の偏光方位を約９０°回転させるλ／４波長板３４ＴＳと、スタイラス光学系１２Ｓおよびスキッド光学系１２Ｄに係るレーザ光の光路を合成または分離するＣＢＳ３５Ｔと、スタイラス光学系１２Ｓおよびスキッド光学系１２Ｄに係るレーザ光を歯車の歯面に導く第２直角プリズム３６Ｔおよびガラススティック３７Ｔと、が設けられている。
【００４５】
第１のλ／４波長板３１ＴＤは、入射したレーザ光の偏光方位を約９０°回転させるものであって、公知のものを用いることができ、特に限定するものではない。
第１のλ／４波長板３１ＴＤは、対物レンズ系２３Ｄから出射されたレーザ光が入射する位置であって、第１のλ／４波長板３１ＴＤから出射されたレーザ光が第１直角プリズム３３ＴＤに入射する位置に配置されている。
【００４６】
第１直角プリズム３３ＴＤは、第１のλ／４波長板３１ＴＤから入射されたレーザ光を第２のλ／４波長板３２ＴＤに向けて反射するものである。
なお、上述のように、対物光学系１３Ｔに第１直角プリズム３３ＴＤを設けて、スタイラス光学系１２Ｓおよびスキッド光学系１２Ｄを並列に配置し、センサ部２の小型化を図ってもよいし、第１直角プリズム３３ＴＤを用いずに対物光学系１３Ｔを構成してもよく、特に限定するものではない。
【００４７】
第２のλ／４波長板３２ＴＤは、入射したレーザ光の偏光方位を約９０°回転させるものであって、公知のものを用いることができ、特に限定するものではない。
第２のλ／４波長板３２ＴＤは、第１直角プリズム３３ＴＤから反射されたレーザ光が入射する位置であって、第２のλ／４波長板３２ＴＤから出射されたレーザ光がＣＢＳ３５Ｔに入射する位置に配置されている。
【００４８】
λ／４波長板３４ＴＳは、入射したレーザ光の偏光方位を約９０°回転させるものであって、公知のものを用いることができ、特に限定するものではない。
λ／４波長板３４ＴＳは、対物レンズ系２３Ｓから出射されたレーザ光が入射する位置であって、λ／４波長板３４ＴＳから出射されたレーザ光がＣＢＳ３５Ｔに入射する位置に配置されている。
【００４９】
ＣＢＳ３５Ｔは、第２のλ／４波長板３２ＴＤから出射されたスキッド光学系Ｄに係るレーザ光、および、λ／４波長板３４ＴＳから出射されたスタイラス光学系１２Ｓに係るレーザ光が入射される位置に配置されている。
具体的には、ＣＢＳ３５Ｔは、第２のλ／４波長板３２ＴＤから出射されたレーザ光が入射する位置であって、入射した当該レーザ光のうちＣＢＳ３５Ｔを透過するレーザ光が第２直角プリズム３６Ｔに入射する位置に配置されている。同時に、ＣＢＳ３５Ｔは、λ／４波長板３４ＴＳから出射されたレーザ光が入射する位置であって、入射した当該レーザ光のうち、ＣＢＳ３５Ｔに反射されたレーザ光が第２直角プリズム３６Ｔに入射する位置に配置されている。
【００５０】
つまり、ＣＢＳ３５Ｔは、ＣＢＳ３５Ｔを透過したスキッド光学系Ｄに係るレーザ光と、ＣＢＳ３５Ｔに反射されたスタイラス光学系１２Ｓに係るレーザ光とが重畳されて、第２直角プリズム３６Ｔに向けて出射される位置に配置されている。
【００５１】
第２直角プリズム３６Ｔは、ＣＢＳ３５Ｔから重畳して出射されたスキッド光学系Ｄに係るレーザ光とスタイラス光学系１２Ｓに係るレーザ光とを、ガラススティック３７Ｔに向けて反射するものである。
【００５２】
図５は、図４の対物光学系におけるガラススティックの構成を説明する模式図である。
ガラススティック３７Ｔは、図４および図５に示すように、センサ部２から歯車に向けて延びるガラスから形成された略円柱状の部材であって、スキッド光学系Ｄに係るレーザ光とスタイラス光学系１２Ｓに係るレーザ光とを歯車の歯面に導くものである。
ガラススティック３７Ｔのサイズとしては、直径が約２ｍｍから約３ｍｍ、長さが約１０ｍｍから約２０ｍｍの略円柱形状を例示することができるが、計測対象の歯車に応じて選定されるものであるため、特に上述のサイズに限定するものではない。
【００５３】
ガラススティック３７Ｔには、歯車側の端部に形成された反射面（反射部）３８Ｔと、歯車側の端部近傍の円周面に形成された出射部３９Ｔとが設けられている。
反射面３８Ｔは、略円柱状のガラススティック３７Ｔの端部を斜めに切断して形成された傾斜面であって、当該傾斜面に銀（Ａｇ）を蒸着させた鏡面である。なお、反射面３８Ｔに蒸着させる材料は、上述の銀であってもよいし、金（Ａｕ）であってもよいし、アルミニウム（Ａｌ）であってもよく、特に限定するものではない。
出射部３９Ｔは、ガラススティック３７Ｔの円周面における反射面３８Ｔと対向する位置に形成された平面部である。出射部３９Ｔは、例えば、ガラススティック３７Ｔの円周面を削って形成されている。
【００５４】
図６は、図３のセンサ部におけるガイド部の構成を説明する斜視図である。
ガイド部１５は、センサ部２を歯車の歯面に沿って移動させるものである。
ガイド部１５には、図６に示すように、センサ部２を保持する枠部４１と、センサ部２と枠部４１との間の相対位置であって、歯車における径方向（図６の上下方向）の相対位置を調節する第１調節部４２および周方向（図６の左右方向）の相対位置を調節する第２調節部４３と、センサ部２を歯面に沿って移動させるスライド部４４と、が設けられている。
【００５５】
枠部４１は、図６に示すように、ガイド部１５における筐体１１の周囲に配置され、第１調節部４２および第２調節部４３を介してガイド部１５を保持するものである。
【００５６】
第１調節部４２は、枠部４１と第２調節部４３との間に配置され、センサ部２と枠部４１との間の相対位置であって、歯車における径方向、より具体的には歯車における歯の高さ方向の相対位置を調節するものである。
第１調節部４２には、枠部４１から径方向に延びる柱部５１と、柱部５１に沿って径方向に移動可能に配置された第１調節体５２と、第１調節体５２に対して径方向に移動可能に螺合された第１ネジ５３と、が設けられている。
第１調節体５２には、柱部５１が挿通される貫通孔が設けられており、径方向に沿って移動可能とされている。
第１ネジ５３における枠部４１側の端部は枠部４１と接触し、第１ネジ５３を回転させることにより、枠部４１と第１調節体５２との相対位置が調節される。
【００５７】
第２調節部４３は、第１調節部４２とセンサ部２との間に配置され、センサ部２と枠部４１との間の相対位置であって、歯車における周方向、より具体的には歯面に対して略垂直方向の相対位置を調節するものである。
第２調節部４３には、第１調節体５２に固定される台部６１と、歯面に対して略垂直方向に移動可能に構成された移動部６２と、台部６１に対して上述の略垂直方向移動可能に螺合された第２ネジ６３と、センサ部２を保持する保持部６４と、が設けられている。
第２ネジ６３における移動部６２側の端部は移動部６２と接触し、第２ネジ６３を回転させることにより、台部６１と移動部６２との相対位置が調節される
【００５８】
スライド部４４は、図３に示すように、センサ部２における歯車と対向する面に配置され、センサ部２を歯面に沿って移動させるものである。スライド部４４は、歯車における歯の形状に沿って形成されたものである。
【００５９】
スライド部４４は、例えば、測定対象である歯車を型として、樹脂により形成されたものを例示することができる。なお、型とする歯車は、測定対象そのものの歯車であってもよいし、当該歯車と同じ形式の歯車であってもよく、特に限定するものではない。さらに、歯車を型として用いてスライド部４４を形成するほかに、歯車の設計図に基づいてスライド部４４を形成してもよく、特に限定するものではない。
【００６０】
ロータリエンコーダ１６は、センサ部２と歯面との相対移動距離を検出するものであって、図１に示すように、ソースボックス３と接続されたものである。ロータリエンコーダ１６としては、公知のものを用いることができ、特に限定するものではない。
【００６１】
次に、上記の構成からなる歯面粗さ計測装置１による歯車における歯面の粗さ測定について説明する。
最初に、ガイド部１５のスライド部４４を歯車における歯に合わせて配置し、歯車の歯面とセンサ部２との相対位置を調節する。
具体的には、図６に示すように、第１調節部４２の第１ネジ５３を回転させることにより、センサ部２を歯車の径方向、つまり、歯車における歯の高さ方向に移動させる。これにより、ガラススティック３７Ｔにおける反射面３８Ｔを、歯面における測定領域と対向する位置に移動させる。さらに、一対の第１調節部４２をそれぞれ調節することにより、センサ部２の傾きも調節される。
【００６２】
同時に、第２調節部４３の第２ネジ６３を回転させることにより、センサ部２を歯車の径方向、つまり、歯車における歯面と略垂直な方向に移動させる。これにより、ガラススティック３７Ｔにおける反射面３８Ｔを、歯面に対して接近および離間させる。
なお、本実施形態では、第１ネジ５３および第２ネジ６３は手動で回転させるものに適用して説明する。
【００６３】
図７は、図２のスタイラス光学系による測定値を説明する模式図である。図８は、図２のスキッド光学系による検出値を説明する模式図である。
歯面とセンサ部２との相対位置が調整されたら、センサ部２を歯面に沿って移動させながら、歯面の粗さ測定が行われる。
具体的には、スタイラス光学系１２Ｓにより、図７に示すように、歯面とスタイラス光学系１２Ｓとの間の距離変動値、つまり、歯面粗さの値と、歯面とセンサ部２との間の距離の変動値が含まれた値が測定される。同時に、スキッド光学系１２Ｄにより、図８に示すように、歯面とセンサ部２との間の距離の変動値が検出される。
なお、スタイラス光学系１２Ｓにおける測定方法、および、スキッド光学系１２Ｄにおける検出方法の詳細は後述する。
【００６４】
スタイラス光学系１２Ｓによる測定値に関する信号、および、スキッド光学系１２Ｄによる検出値に関する信号は、図１に示すように、ソースボックス３に出力される。ソースボックス３に入力された両信号は、データ記憶部４に記憶可能な形式であって、演算部５おいて演算に利用可能なデータ形式に変換される。変換後のデータは、データ記憶部４に出力され、データ記憶部４に記憶される。
【００６５】
さらに、ロータリエンコーダ１６により歯面に対するセンサ部２の移動距離が検出される。
具体的には、図１に示すように、ソースボックス３からロータリエンコーダ１６に電力が供給され、ロータリエンコーダ１６により検出された移動距離に関する信号は、ソースボックス３に出力される。ソースボックス３に入力された信号は、データ記憶部４に記憶可能な形式であって、演算部５おいて演算に利用可能なデータ形式に変換される。変換されたデータは、データ記憶部４に出力され、データ記憶部４に記憶される。
【００６６】
上述のような歯面粗らの計測を各歯の歯面に対して行うとともに、ガラススティック３７Ｔにおける反射面３８Ｔと、歯面との相対位置を変更しつつ計測を行い、歯面における所定領域の粗さ計測を行う。
【００６７】
図９は、演算により得られた歯面の粗さを説明する模式図である。
歯面の粗さ計測が終了すると、データ記憶部４に記憶された各種のデータを演算部５に入力し、歯面の粗さが算出される。
具体的には、スタイラス光学系１２Ｓに係るデータから、スキッド光学系１２Ｄに係るデータを減算することより、スタイラス光学系１２Ｓに係るデータに含まれる歯面とセンサ部２との間の距離の変動値を取り除き、歯面の粗さのみの値が得られる。
【００６８】
次に、センサ部２におけるスタイラス光学系１２Ｓによる測定方法について説明する。
スタイラス光学系１２Ｓにより測定が行われる場合には、図１および図４に示すように、ソースボックス３から光源部２１Ｓに電力が供給される。
光源部２１Ｓは電力が供給されるとレーザ光をＰＢＳ２２Ｓに向けて出射する。光源部２１Ｓから出射されるレーザ光は、様々な偏光が含まれる無偏光なレーザ光である。
【００６９】
ＰＢＳ２２Ｓに入射したレーザ光のうち、Ｓ偏光は対物レンズ系２３Ｓに向けて反射され、歯面の粗さ計測に用いられる。一方、Ｐ偏光はＰＢＳ２２Ｓを透過する。対物レンズ系２３Ｓを透過したＳ偏光のレーザ光は、λ／４波長板３４ＴＳに入射し、例えば右回り円偏光のレーザ光に変換され、ＣＢＳ３５Ｔに向けて出射される。
ＣＢＳ３５Ｔに入射されたレーザ光は、約５０％が第２直角プリズム３６Ｔに向けて反射され、歯面の粗さ計測に用いられる。一方、残りの約５０％に係るレーザ光はＣＢＳ３５Ｔを透過する。
【００７０】
第２直角プリズム３６Ｔに入射したレーザ光をガラススティック３７Ｔに向けて反射され、ガラススティック３７Ｔ内を反射面３８Ｔに向かって伝播する。反射面３８Ｔに入射したレーザ光は、歯面に向かって反射され、ガラススティック３７Ｔの出射部３９Ｔを介して歯面に向かって照射される。
なお、照射されるレーザ光は、対物レンズ系２３Ｓにより歯面に焦点が合わされている。
【００７１】
照射されたレーザ光は歯面から反射し、出射部３９Ｔからガラススティック３７Ｔの内部に入射する。入射したレーザ光は、反射面３８Ｔにより第２直角プリズム３６Ｔに向けて反射され、第２直角プリズム３６Ｔに入射する。
第２直角プリズム３６Ｔに入射したレーザ光はＣＢＳ２４Ｓに向けて反射され、ＣＢＳ２４Ｓに入射する。ＣＢＳ２４Ｓに入射したレーザ光のうち約５０％は、λ／４波長板３４ＴＳに向けて反射され、歯面の粗さ計測に用いられる。一方、残りの約５０％に係るレーザ光は、ＣＢＳ２４Ｓを透過する。
【００７２】
λ／４波長板３４ＴＳに入射したレーザ光は、Ｐ偏光に変換され対物レンズ系２３Ｓに出射される。対物レンズ系２３Ｓを透過したＰ偏光のレーザ光は、ＰＢＳ２２Ｓに入射してＰＢＳ２２Ｓも透過する。
ＰＢＳ２２Ｓを透過したレーザ光はＣＢＳ２４Ｓに入射し、入射したレーザ光のうち約５０％は反射され臨界角プリズム２５ＳＡに入射する。残りの約５０％に係るレーザ光はＣＢＳ２４Ｓを透過して臨界角プリズム２５ＳＢに入射する。
【００７３】
臨界角プリズム２５ＳＡに入射したレーザ光は、一の反射面２９ＳＤに入射して他の反射面２９ＳＤに向けて反射され、他の反射面２９ＳＤに入射したレーザ光は光センサ２６ＳＡ，２６ＳＢに向けて反射される。光センサ２６ＳＡ，２６ＳＢは、入射したレーザ光の光量を検出し、光量に応じた検出信号、つまり、歯面とスタイラス光学系１２Ｓとの間の距離変動値を出力する。
臨界角プリズム２５ＳＢにおいても同様に、入射したレーザ光が反射され、光センサ２６ＳＣ，２６ＳＤに入力される。光センサ２６ＳＣ，２６ＳＤは歯面とスタイラス光学系１２Ｓとの間の距離変動値を出力する。
【００７４】
ここで、歯面とスタイラス光学系１２Ｓとの間の距離変動の測定について説明する。
図１０および図１１は、歯面とスタイラス光学系との間の距離変動の測定について説明する図であって、歯面に焦点が合わされている場合を説明する模式図である。
なお、図１０および図１１においては、説明を容易にするためスタイラス光学系１２Ｓの構成を簡略化して、臨界角プリズム２５ＳＡおよび光センサ２６ＳＡ，２６ＳＢについてのみ示している。さらに、臨界角プリズム２５ＳＢおよび光センサ２６ＳＣ，２６ＳＤについては、臨界角プリズム２５ＳＡおよび光センサ２６ＳＡ，２６ＳＢの作用と同様な作用を示すため、その説明を省略する。
【００７５】
スタイラス光学系１２Ｓでは、図１０に示すように、光源部２１Ｓから略平行なレーザ光が出射されており、ＰＢＳ２２Ｓにより反射されたＳ偏光のレーザ光も略平行な光である。ここで、歯面の上に対物レンズ系２３Ｓの焦点が結ばれている場合には、図１０および図１１に示すように、歯面から反射したレーザ光であって、対物レンズ系２３Ｓを透過したレーザ光も略平行光となる。
【００７６】
この平行光であるレーザ光が臨界角プリズム２５ＳＡに入射すると、レーザ光は反射面２９ＳＤに対して臨界角で入射する。臨界角で入射したレーザ光は、例えば、光センサ２６ＳＡ，２６ＳＢに向かって全反射する。
なお、図１０および図１１では、説明を容易にするために反射面２９ＳＤが１つの場合について説明しているが、本実施形態のスタイラス光学系１２Ｓでは、反射面２９ＳＤを２つ備えたものとして説明している。
【００７７】
図１２は、図１１の光センサに入射されたレーザ光の照射領域を説明する模式図である。
上述のように反射面２９ＳＤで全反射されたレーザ光は、図１２に示すように、光センサ２６ＳＡ，２６ＳＢに照射される。このとき、光センサ２６ＳＡ，２６ＳＢにおけるレーザ光の照射領域は略等しく、かつ、レーザ光の照度も略等しくなっている。そのため、光センサ２６ＳＡ，２６ＳＢから出力される検出信号も略等しい値の検出信号となる。
【００７８】
次に、歯面が対物レンズ系２３Ｓの焦点よりもスタイラス光学系１２Ｓに近づいた場合について説明する。
図１３は、図１０のスタイラス光学系において歯面が対物レンズ系の焦点よりもスタイラス光学系に近づいた場合を説明する模式図である。
図１３に示すように、歯面がスタイラス光学系１２Ｓに近づいた場合には、歯面から反射したレーザ光は、対物レンズ系２３Ｓを通過すると、臨界角プリズム２５ＳＡに向かって発散する発散光となる。
【００７９】
臨界角プリズム２５ＳＡにおける反射面２９ＳＤのうち、対物レンズ系２３Ｓに近い領域（図１３における上側半部）に入射するレーザ光は、臨界角よりも大きな入射角で反射面２９ＳＤに入射する。そのため、当該近い領域の反射面２９ＳＤに入射するレーザ光は透過するレーザ光と、反射されるレーザ光とに分かれる。
一方、反射面２９ＳＤのうち、対物レンズ系２３Ｓから遠い領域（図１３における下側半部）に入射するレーザ光は、臨界角よりも小さな入射角で反射面２９ＳＤに入射し、その略全てが反射面２９ＳＤにおいて反射される。
【００８０】
図１４は、図１３の光センサに入射されたレーザ光の照射領域を説明する模式図である。
対物レンズ系２３Ｓに近い領域に係る反射面２９ＳＤにより反射されたレーザ光は、光センサ２６ＳＡに入射し、遠い領域に係る反射面２９ＳＤにより反射されたレーザ光は、光センサ２６ＳＢに入射する。
このとき、光センサ２６ＳＡ，２６ＳＢにおけるレーザ光の照射領域は略等しいが、光センサ２６ＳＡにおけるレーザ光の照度は、光センサ２６ＳＢにおけるレーザ光の照度よりも低くなる。そのため、光センサ２６ＳＡから出力される検出信号は、光センサ２６ＳＢから出力される検出信号よりも小さな値の検出信号となる。
【００８１】
次に、歯面が対物レンズ系２３Ｓの焦点よりもスタイラス光学系１２Ｓから離れた場合について説明する。
図１５は、図１０のスタイラス光学系において歯面が対物レンズ系の焦点よりもスタイラス光学系に近づいた場合を説明する模式図である。
図１３に示すように、歯面がスタイラス光学系１２Ｓから離れた場合には、歯面から反射したレーザ光は、対物レンズ系２３Ｓを通過すると、臨界角プリズム２５ＳＡに向かって収束する収束光となる。
【００８２】
臨界角プリズム２５ＳＡＢにおける反射面２９ＳＤのうち、対物レンズ系２３Ｓに近い領域（図１５における上側半部）に入射するレーザ光は、臨界角よりも小さな入射角で反射面２９ＳＤに入射し、その略全てが反射面２９ＳＤにおいて反射される。
一方、反射面２９ＳＤのうち、対物レンズ系２３Ｓから遠い領域（図１５における下側半部）に入射するレーザ光は、臨界角よりも大きな入射角で反射面２９ＳＤに入射する。そのため、当該近い領域の反射面２９ＳＤに入射するレーザ光は透過するレーザ光と、反射されるレーザ光とに分かれる。
【００８３】
図１６は、図１５の光センサに入射されたレーザ光の照射領域を説明する模式図である。
対物レンズ系２３Ｓに近い領域に係る反射面２９ＳＤにより反射されたレーザ光は、光センサ２６ＳＡに入射し、遠い領域に係る反射面２９ＳＤにより反射されたレーザ光は、光センサ２６ＳＢに入射する。
このとき、光センサ２６ＳＡ，２６ＳＢにおけるレーザ光の照射領域は略等しいが、光センサ２６ＳＡにおけるレーザ光の照度は、光センサ２６ＳＢにおけるレーザ光の照度よりも高くなる。そのため、光センサ２６ＳＡから出力される検出信号は、光センサ２６ＳＢから出力される検出信号よりも大きな値の検出信号となる。
【００８４】
このようにして、光センサ２６ＳＡ，２６ＳＢから出力される検出信号の大小関係を測定することにより、歯面とスタイラス光学系１２Ｓとの間の距離変動が測定される。
【００８５】
次に、歯面とスキッド光学系１２Ｄとの間の距離変動の測定について説明する。
図１７は、歯面とスキッド光学系との間の距離変動の測定について説明する図である。
なお、図１７においては、説明を容易にするためスキッド光学系１２Ｄの構成を簡略化して、臨界角プリズム２５ＤＡおよび光センサ２６ＤＡ，２６ＤＢについてのみ示している。さらに、臨界角プリズム２５ＤＢおよび光センサ２６ＤＣ，２６ＤＤについては、臨界角プリズム２５ＤＡおよび光センサ２６ＤＡ，２６ＤＢの作用と同様な作用を示すため、その説明を省略する。
【００８６】
スキッド光学系１２Ｄでは、図１７に示すように、光源部２１Ｄから出射されたレーザ光は発散光学系２７Ｄにより、ＰＢＳ２２Ｄに向かって発散する発散光とされる。発散光であるレーザ光は、ＰＢＳ２２ＤにおいてＳ偏光のみが反射され、対物レンズ系２３Ｓに入射する。
【００８７】
対物レンズ系２３Ｓに入射したレーザ光は、歯車の歯面に向かって集光され、所定の領域に照射される。歯面に照射されたレーザ光は、対物レンズ系２３Ｄに向かって反射し、対物レンズ系２３Ｄに入射する。このうち、対物レンズ系２３Ｄの焦点を通過したレーザ光は、対物レンズ系２３Ｄにより臨界角プリズム２５ＤＡに向かう平行光とされる。
【００８８】
以後の、臨界角プリズム２５ＤＡにおける作用、および、光センサ２６ＤＡ，２６ＤＢにおける作用は、スタイラス光学系１２Ｓにおける臨界角プリズム２５ＳＡおよび光センサ２６ＳＡ，２６ＳＢにおける作用と同様であるので、その説明を省略する。
さらに、歯面がスキッド光学系１２Ｄに近づいた場合、および、離れた場合における作用についてもスタイラス光学系１２Ｓにおける作用と同様であるのでその説明を省略する。
【００８９】
このように、発散光学系２７Ｄを用いることで、スタイラス光学系１２Ｓと比較して広い所定領域にレーザ光を照射することができるため、当該所定領域に係る歯面とスキッド光学系１２Ｄとの間の距離を測定することができる。
【００９０】
次に、スタイラス光学系１２Ｓおよびスキッド光学系１２Ｄにおける歯面の傾きの影響を取り除く方法について説明する。
図１８は、スタイラス光学系およびスキッド光学系における歯面の傾きの影響除去について説明する模式図である。
なお、図１８においては、説明を容易にするためスタイラス光学系１２Ｓの構成を簡略化して示している。さらに、スキッド光学系１２Ｄにおける傾きの影響の除去方法は、スタイラス光学系１２Ｓにおける傾きの影響の除去方法と同様であるので、その説明を省略する。
【００９１】
歯車の歯面に傾きがない場合には、図１８の点線で示すように、歯面で反射されたレーザ光は対物レンズ系２３Ｓを通過して、ＣＢＳ２４Ｓにより２つに分割され光センサ２６ＳＡ，２６ＳＢおよび光センサ２６ＳＣ，２６ＳＤに入射する。
一方、歯車の歯面に傾きがある場合には、図１８の実線で示すように、反射されたレーザ光の光路は、傾きの影響により平行移動する。
【００９２】
ここでは、歯面の傾きが、対物レンズ系２３Ｓを通過後のレーザ光の光路が平行移動したものとして取り扱うことができる程度に小さい場合について説明する。
【００９３】
レーザ光の光路が平行移動すると、例えば、光センサ２６ＳＡ，２６ＳＤにおけるレーザ光の照射面積が増え、光センサ２６ＳＢ，２６ＳＣにおけるレーザ光の照射面積が減少する。すると、光センサ２６ＳＡ，２６ＳＤから出力される検出信号の値が増加し、光センサ２６ＳＢ，２６ＳＣから出力される検出信号の値が減少する。
これらの検出信号の変化に基づいて、歯面の傾きによる誤差が補正される。なお、補正方法としては公知の方法を用いることができ、特に限定するものではない。
【００９４】
上記の構成によれば、ガイド部１５によりスタイラス光学系１２Ｓおよびスキッド光学系１２Ｄは、歯車の歯面に沿って移動され、このときに、スタイラス光学系１２Ｓにより歯面の粗さが計測されるとともに、スキッド光学系１２Ｄにより歯面とスタイラス光学系１２Ｓとの間の距離の変動が検出される。このようにして、スタイラス光学系１２Ｓにより計測された歯面の粗さの測定値から、スキッド光学系１２Ｄにより検出された歯面とスタイラス光学系１２Ｓとの間の距離の変動値を差し引くことにより、スタイラス光学系１２Ｓの移動による影響を除去した歯面の粗さが得られる。つまり、歯車の歯面に沿って移動しながら歯面粗さの測定を行うことができる。
【００９５】
特に、歯車が、平歯車と比較してスタイラス光学系１２Ｓおよびスキッド光学系１２Ｄを歯面に沿って移動させ難い、はすば歯車の場合であっても、ガイド部１５が設けられていることにより、スタイラス光学系１２Ｓおよびスキッド光学系１２Ｄを歯面に沿って容易に移動させることができる。
【００９６】
ガラススティック３７Ｔに反射面３８Ｔを設けることにより、スタイラス光学系１２Ｓおよびスキッド光学系１２Ｄの少なくとも一方において、測定や検出に用いられる光を、歯車における周方向から歯車の歯の側面である歯面に入射させることができる。例えば、歯車における径方向から歯面に光を入射させる方法と比較して、単位面積当たりに照射される光の照度を上げることができ、より正確な測定や検出を行うことができる。
【００９７】
ガイド部１５に各歯の形状に合わせて形成されたスライド部４４を設けることで、スタイラス光学系１２Ｓおよびスキッド光学系１２Ｄを滑らかに歯面に沿って移動させることができる。例えば、ガイド部１５が各歯の間を走行する車輪を有する場合と比較して、スライド部４４は各歯の形状に合わせた凹凸形状を有するため、歯面に対して交差する方向への移動を抑えつつ、スタイラス光学系１２Ｓおよびスキッド光学系１２Ｄを歯面に沿って移動させることができる。
【００９８】
図１９は、図６のガイド部の別の実施形態を説明する模式図である。
なお、上述の実施形態のように、ガイド部１５にスライド部４４を設けた構成であってもよいし、図１９に示すように、ガイド部１５に複数、例えば６つの車輪１４４を設けた構成であってもよく、特に限定するものではない。
図１９に示す構成では、真ん中に配置された車輪にロータリエンコーダ１６が設けられていることが望ましい。
【００９９】
このようにすることで、車輪１４４を各歯の間に配置して輪転させることにより、スタイラス光学系１２Ｓおよびスキッド光学系１２Ｄを、歯面に沿って移動させることができる。さらに、ロータリエンコーダ１６により車輪１４４の回転位相を測定することにより、スタイラス光学系１２Ｓおよびスキッド光学系１２Ｄの歯面に対する移動距離を把握することができる。
【０１００】
具体的には、片側に車輪１４４を３つ並べることにより、歯車における歯面の端部までセンサ部２を移動させても、少なくとも４つの車輪１４４でセンサ部２を支持することができる。さらに、３つ並べた車輪１４４の中央の車輪１４４にロータリエンコーダ１６を設けることで、歯車における歯面の端部までセンサ部２を移動させても、スタイラス光学系１２Ｓおよびスキッド光学系１２Ｄの歯面に対する移動距離を把握することができる。
【０１０１】
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記の実施の形態においては、船舶に用いられる歯車の歯面粗さを測定するものに適用して説明したが、この船舶に用いられる歯車の歯面粗さを測定するに限られることなく、その他各種の歯車の歯面粗さを測定するものに適用することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】本発明の一実施形態に係る歯面粗さ計測装置の構成を説明する概略図である。
【図２】図１のセンサ部の構成を説明する模式図である。
【図３】図２のセンサ部の構成を説明する斜視図である。
【図４】図２のスタイラス光学系およびスキッド光学系の構成を説明する模式図である。
【図５】図４の対物光学系におけるガラススティックの構成を説明する模式図である。
【図６】図３のセンサ部におけるガイド部の構成を説明する斜視図である。
【図７】図２のスタイラス光学系による測定値を説明する模式図である。
【図８】図２のスキッド光学系による検出値を説明する模式図である。
【図９】演算により得られた歯面の粗さを説明する模式図である。
【図１０】歯面とスタイラス光学系との間の距離変動の測定について説明する図であって、歯面に焦点が合わされている場合を説明する模式図である。
【図１１】歯面とスタイラス光学系との間の距離変動の測定について説明する図であって、歯面に焦点が合わされている場合を説明する模式図である。
【図１２】図１１の光センサに入射されたレーザ光の照射領域を説明する模式図である。
【図１３】図１０のスタイラス光学系において歯面が対物レンズ系の焦点よりもスタイラス光学系に近づいた場合を説明する模式図である。
【図１４】図１３の光センサに入射されたレーザ光の照射領域を説明する模式図である。
【図１５】図１０のスタイラス光学系において歯面が対物レンズ系の焦点よりもスタイラス光学系に近づいた場合を説明する模式図である。
【図１６】図１５の光センサに入射されたレーザ光の照射領域を説明する模式図である。
【図１７】歯面とスキッド光学系との間の距離変動の測定について説明する図である。
【図１８】スタイラス光学系およびスキッド光学系における歯面の傾きの影響除去について説明する模式図である。
【図１９】図６のガイド部の別の実施形態を説明する模式図である。
【符号の説明】
【０１０３】
１  歯面粗さ計測装置（粗さ測定装置）
１２Ｓ  スタイラス光学系（測定光学系）
１２Ｄ  スキッド光学系（変動検出光学系）
１５  ガイド部
３８Ｔ  反射面（反射部）
１４４  車輪
【図１】
2009139234.tif 000003
【図２】
2009139234.tif 000004
【図３】
2009139234.tif 000005
【図４】
2009139234.tif 000006
【図５】
2009139234.tif 000007
【図６】
2009139234.tif 000008
【図７】
2009139234.tif 000009
【図８】
2009139234.tif 000010
【図９】
2009139234.tif 000011
【図１０】
2009139234.tif 000012
【図１１】
2009139234.tif 000013
【図１２】
2009139234.tif 000014
【図１３】
2009139234.tif 000015
【図１４】
2009139234.tif 000016
【図１５】
2009139234.tif 000017
【図１６】
2009139234.tif 000018
【図１７】
2009139234.tif 000019
【図１８】
2009139234.tif 000020
【図１９】
2009139234.tif 000021