(57)【要約】  本発明は、安価な装置（１）を用いて、多種の鋸歯状回転体（９０）の多種の円周状歯部輪郭（９３）を正確かつ迅速に測定できる解決策を提供する。要約すれば、本発明の主要な特徴は、非対称の鋭角を有する２本のトレーサフィンガ（１１，１２）の検知的トレース動作によって形成される。ここで、検知的トレース動作はトレーサフィンガと円周状歯部の間の反対方向（４１，４２）の回転の間に互いに反対側の歯面（９１，９２）で行われる。
2020522715.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋸歯状回転体（９０）の内歯部又は外歯部の円周状歯部輪郭（９３）の少なくとも一部を正確に測定する方法であって、前記円周状歯部輪郭は、前記鋸歯状回転体の回転中心軸（９９）に垂直な横断面内に存在し、前記円周状歯部輪郭は、互いに反対側の第１（９１）および第２（９２）の輪郭面の複数の対を有し、当該第１および第２の輪郭面の複数の対は、前記歯部の対応する複数の歯（９４）の、互いに反対側の第１および第２の歯面の複数の対にそれぞれ対応し、前記方法は、
装置（１）を提供する工程であって、当該装置は、
装置フレーム（２）と、
前記装置フレームに連結された保持構造体（３）であって、前記保持構造体が前記鋸歯状回転体（９０）を保持する保持状態を形成するように構成された保持構造体と、
前記装置フレームに連結され、第１のトレーサフィンガ（１１）および第２のトレーサフィンガ（１２）を含むトレース構造体であって、前記第１のトレーサフィンガは第１のトレーサ斜面（２１）および第１のトレーサポイント（３１）を含み、前記第１のトレーサフィンガは前記第１のトレーサ斜面によって、前記第１のトレーサフィンガの自由端である前記第１のトレーサポイントまでその長手方向に向かうにつれて非対称に幅が縮小し、前記第２のトレーサフィンガ（１２）は第２のトレーサ斜面（２２）および第２のトレーサポイント（３２）を含み、前記第２のトレーサフィンガは前記第２のトレーサ斜面によって、前記第２のトレーサフィンガの自由端である前記第２のトレーサポイントまでその長手方向に向かうにつれて非対称に幅が縮小する、トレース構造体と、
前記保持状態において、前記鋸歯状回転体と前記第１のトレーサフィンガ（１１）との間で第１の回転方向（４１）に前記回転中心軸の周りで第１の相対回転を行わせ、前記鋸歯状回転体と前記第２のトレーサフィンガ（１２）との間で第２の回転方向（４２）に前記回転中心軸の周りで第２の相対回転を行わせるように構成され、前記第１および第２の回転方向は互いに反対である、駆動構造体（４）と、
前記第１の相対回転の間に検出された前記鋸歯状回転体（９０）に対する前記第１のトレーサポイント（３１）の第１の相対位置に基づいて、および前記第２の相対回転の間に検出された前記鋸歯状回転体（９０）に対する前記第２のトレーサポイント（３２）の第２の相対位置に基づいて、前記円周状歯部輪郭の測定形状（６）を決定するプロセッサ（５）と、
を含む工程と、
前記第１のトレーサフィンガ（１１）が前記第１の相対回転を実行することによって前記円周状歯部輪郭（９３）に接触しそれに沿ってトレースする第１のトレース段階を実行する工程であって、当該第１のトレース段階は、
前記第１のトレーサポイント（３１）が前記第１の輪郭面（９１）に接触しそれに沿ってトレースする第１のトレースサブ段階と、
前記第１のトレーサ斜面（２１）が前記歯部に接触しているため、前記第１のトレーサポイント（３１）が前記第２の輪郭面（９２）の少なくとも一部に接触しそれに沿ってトレースすることを妨げられる第１の非トレースサブ段階と、
を含む工程と、
前記第２のトレーサフィンガ（１２）が前記第２の相対回転を実行することによって前記円周状歯部輪郭（９３）に接触しそれに沿ってトレースする第２のトレース段階を実行する工程であって、当該第２のトレース段階は、
前記第２のトレーサポイント（３２）が前記第２の輪郭面（９２）に接触しそれに沿ってトレースする第２のトレースサブ段階と、
前記第２のトレーサ斜面（２２）が前記歯部に接触しているため、前記第２のトレーサポイント（３２）が前記第１の輪郭面（９１）の少なくとも一部に接触しそれに沿ってトレースすることを妨げられる第２の非トレースサブ段階と、
を含む工程と、
前記プロセッサ（５）によって、前記第１のトレースサブ段階で検出された前記第１の相対位置に基づいて、および前記第２のトレースサブ段階で検出された前記第２の相対位置に基づいて、前記円周状歯部輪郭（９３）の前記測定形状（６）を決定する工程と、
を備える方法。
【請求項２】
前記トレース構造体は、前記第１のトレース段階中に、前記第１のトレーサフィンガが前記鋸歯状回転体（１９０）の前記回転中心軸（１９９）に対する１次元の第１のトレース経路に沿う１次元のトレース運動自由度を有するように構成され、前記トレース構造体は、前記回転中心軸（１９９）に対する前記１次元の第１のトレース経路の方向（１１４，１１５）を調整可能に構成され、および／または
前記トレース構造体は、前記第２のトレース段階中に、前記第２のトレーサフィンガが前記鋸歯状回転体（１９０）の前記回転中心軸（１９９）に対する１次元の第２のトレース経路に沿う１次元のトレース運動自由度を有するように構成され、前記トレース構造体は、前記回転中心軸（１９９）に対する前記１次元の第２のトレース経路の方向（１１４，１１５）を調整可能に構成された、
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記トレース構造体は、前記保持状態において、前記鋸歯状回転体（２９０）の前記回転中心軸（２９９）に沿う方向における、前記鋸歯状回転体（２９０）に対する前記第１および第２のトレーサフィンガ（２１１，２１２）の軸方向のトレース位置を調整可能に構成され、
前記方法は前記鋸歯状回転体（２９０）に対して複数回実行され、当該複数回の実行はそれぞれ対応する複数の相互に調整された前記軸方向のトレース位置で行われることにより、対応する複数の異なる前記円周状歯部輪郭の対応する複数の異なる前記測定形状をそれぞれ決定する、
請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
鋸歯状回転体（９０）の内歯部又は外歯部の円周状歯部輪郭（９３）の少なくとも一部を正確に測定する装置（１，１０１，２０１）であって、前記円周状歯部輪郭は、前記鋸歯状回転体の回転中心軸（９９）に垂直な横断面内に存在し、前記円周状歯部輪郭は、互いに反対側の第１（９１）および第２（９２）の輪郭面の複数の対を有し、当該第１および第２の輪郭面の複数の対は、前記歯部の対応する複数の歯（９４）の、互いに反対側の第１および第２の歯面の複数の対にそれぞれ対応し、前記装置は、
装置フレーム（２）と、
前記装置フレームに連結された保持構造体（３）であって、前記保持構造体が前記鋸歯状回転体（９０）を保持する保持状態を形成するように構成された保持構造体と、
前記装置フレームに連結され、第１のトレーサフィンガ（１１）および第２のトレーサフィンガ（１２）を含むトレース構造体であって、前記第１のトレーサフィンガは第１のトレーサ斜面（２１）および第１のトレーサポイント（３１）を含み、前記第１のトレーサフィンガは前記第１のトレーサ斜面によって、前記第１のトレーサフィンガの自由端である前記第１のトレーサポイントまでその長手方向に向かうにつれて非対称に幅が縮小し、前記第２のトレーサフィンガ（１２）は第２のトレーサ斜面（２２）および第２のトレーサポイント（３２）を含み、前記第２のトレーサフィンガは前記第２のトレーサ斜面によって、前記第２のトレーサフィンガの自由端である前記第２のトレーサポイントまでその長手方向に向かうにつれて非対称に幅が縮小する、トレース構造体と、
前記保持状態において、前記鋸歯状回転体と前記第１のトレーサフィンガ（１１）との間で第１の回転方向（４１）に前記回転中心軸の周りで第１の相対回転を行わせ、前記鋸歯状回転体と前記第２のトレーサフィンガ（１２）との間で第２の回転方向（４２）に前記回転中心軸の周りで第２の相対回転を行わせるように構成され、前記第１および第２の回転方向は互いに反対である、駆動構造体（４）と、
前記第１の相対回転の間に検出された前記鋸歯状回転体（９０）に対する前記第１のトレーサポイント（３１）の第１の相対位置に基づいて、および前記第２の相対回転の間に検出された前記鋸歯状回転体（９０）に対する前記第２のトレーサポイント（３２）の第２の相対位置に基づいて、前記円周状歯部輪郭の測定形状（６）を決定するプロセッサ（５）と、
を備え、
前記装置は、
前記第１のトレーサフィンガ（１１）が前記第１の相対回転を実行することによって前記円周状歯部輪郭（９３）に接触しそれに沿ってトレースする第１のトレース段階であって、
前記第１のトレーサポイント（３１）が前記第１の輪郭面（９１）に接触しそれに沿ってトレースする第１のトレースサブ段階と、
前記第１のトレーサ斜面（２１）が前記歯部に接触しているため、前記第１のトレーサポイント（３１）が前記第２の輪郭面（９２）の少なくとも一部に接触しそれに沿ってトレースすることを妨げられる第１の非トレースサブ段階と、
を含む第１のトレース段階を実行し、
前記第２のトレーサフィンガ（１２）が前記第２の相対回転を実行することによって前記円周状歯部輪郭（９３）に接触しそれに沿ってトレースする第２のトレース段階であって、
前記第２のトレーサポイント（３２）が前記第２の輪郭面（９２）に接触しそれに沿ってトレースする第２のトレースサブ段階と、
前記第２のトレーサ斜面（２２）が前記歯部に接触しているため、前記第２のトレーサポイント（３２）が前記第１の輪郭面（９１）の少なくとも一部に接触しそれに沿ってトレースすることを妨げられる第２の非トレースサブ段階と、
を含む第２のトレース段階を実行し、
前記プロセッサ（５）によって、前記第１のトレースサブ段階で検出された前記第１の相対位置に基づいて、および前記第２のトレースサブ段階で検出された前記第２の相対位置に基づいて、前記円周状歯部輪郭（９３）の前記測定形状（６）を決定する
ように構成された装置。
【請求項５】
前記トレース構造体は、前記第１のトレース段階中に、前記第１のトレーサフィンガが前記鋸歯状回転体（１９０）の前記回転中心軸（１９９）に対する１次元の第１のトレース経路に沿う１次元のトレース運動自由度を有するように構成され、前記トレース構造体は、前記回転中心軸（１９９）に対する前記１次元の第１のトレース経路の方向（１１４，１１５）を調整可能に構成され、および／または
前記トレース構造体は、前記第２のトレース段階中に、前記第２のトレーサフィンガが前記鋸歯状回転体（１９０）の前記回転中心軸（１９９）に対する１次元の第２のトレース経路に沿う１次元のトレース運動自由度を有するように構成され、前記トレース構造体は、前記回転中心軸（１９９）に対する前記１次元の第２のトレース経路の方向（１１４，１１５）を調整可能に構成された、
請求項４に記載の装置（１０１）。
【請求項６】
前記トレース構造体は、前記保持状態において、前記鋸歯状回転体（２９０）の前記回転中心軸（２９９）に沿う方向における、前記鋸歯状回転体（２９０）に対する前記第１および第２のトレーサフィンガ（２１１，２１２）の軸方向のトレース位置を調整可能に構成された、請求項４または５に記載の装置（２０１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は鋸歯状回転体の内歯部又は外歯部の円周状歯部輪郭の少なくとも一部を正確に測定する方法および装置に関する。円周状歯部輪郭は、鋸歯状回転体の回転中心軸に垂直な横断面内に存在し、また、互いに反対側の第１および第２の輪郭面の複数の対を有する。これら第１および第２の輪郭面の複数の対は、歯部の対応する複数の歯の、互いに反対側の第１および第２の歯面の複数の対にそれぞれ対応する。
【背景技術】
【０００２】
本発明に関連して用い得るこのような鋸歯状回転体には、多くの種類、形状、および寸法があり得る。例えば、鋸歯状のディスク、ドラム、ローラ、シャフト、ホイール、スプラインゲージ、などがその例である。鋸歯状回転体は、少なくとも部分的に円錐形および／または非円錐形であってもよく、および／またはその歯部が少なくとも部分的に螺旋状および／または非螺旋状であってもよい。鋸歯状回転体のサイズは、例えば、自動車の変速装置に用いられる場合には大きく、腕時計の機構に用いられる場合には小さくてもよい。
【０００３】
回転体の円周状歯部輪郭における欠陥を検出するための各種の検査装置が知られている。例えば、米国特許出願公開第２００３／００３７６２６Ａ１号明細書は、一般的にマスターギアである噛み合い相手のギアとのバックラッシュがない状態でローリングすることによりギアを検査する装置を開示している。しかしながら、この公知のギア検査装置は回転体の円周状歯部輪郭を正確に測定するのには適さない。
【０００４】
回転体の円周状歯部輪郭を含めて、物体の輪郭を正確に測定するための各種の多次元ＣＮＣ測定装置が知られている。例えば、国際出願第２０１３／０６０３１７（Ａ１）号明細書はこのような測定装置を開示している。この種の装置の欠点は高価なことである。この種の装置の別の欠点は、特定の円周状歯部輪郭を測定する多くの場合、正確な測定結果を得るために長い操作時間がかかることである。
【発明の概要】
【０００５】
本発明の目的は、安価な装置を用いて、多種の鋸歯状回転体の多種の円周状歯部輪郭を正確かつ迅速に測定できる解決策を提供することである。
【０００６】
その目的のために、本発明は、添付の独立請求項１に記載の方法、ならびに添付の独立請求項４に記載の装置を提供する。本発明の好ましい実施形態は、添付の従属請求項２から３および５から６により提供される。
【０００７】
よって、本発明が提供するものは、鋸歯状回転体の内歯部又は外歯部の円周状歯部輪郭の少なくとも一部を正確に測定する方法であって、前記円周状歯部輪郭は、前記鋸歯状回転体の回転中心軸に垂直な横断面内にあり、前記円周状歯部輪郭は、互いに反対側の第１および第２の輪郭面の複数の対を有し、当該第１および第２の輪郭面の複数の対は、前記歯部の対応する複数の歯の、互い反対側の第１および第２の歯面の複数の対にそれぞれ対応し、前記方法は、装置を提供する工程であって、当該装置は、装置フレームと、前記装置フレームに連結された保持構造体であって、前記保持構造体が前記鋸歯状回転体を保持する保持状態を形成するように構成された保持構造体と、前記装置フレームに連結され、第１のトレーサフィンガおよび第２のトレーサフィンガを含むトレース構造体であって、前記第１のトレーサフィンガは第１のトレーサ斜面および第１のトレーサポイントを含み、前記第１のトレーサフィンガは前記第１のトレーサ斜面によって、前記第１のトレーサフィンガの自由端である前記第１のトレーサポイントまでその長手方向に向かうにつれて非対称に幅が縮小し、前記第２のトレーサフィンガは第２のトレーサ斜面および第２のトレーサポイントを含み、前記第２のトレーサフィンガは前記第２のトレーサ斜面によって、前記第２のトレーサフィンガの自由端である前記第２のトレーサポイントまでその長手方向に向かうにつれて非対称に幅が縮小する、トレース構造体と、前記保持状態において、前記鋸歯状回転体と前記第１のトレーサフィンガとの間で第１の回転方向に前記回転中心軸の周りで第１の相対回転を行わせ、前記鋸歯状回転体と前記第２のトレーサフィンガとの間で第２の回転方向に前記回転中心軸の周りで第２の相対回転を行わせるように構成され、前記第１および第２の回転方向は互いに反対である、駆動構造体と、前記第１の相対回転の間に検出された前記鋸歯状回転体に対する前記第１のトレーサポイントの第１の相対位置に基づいて、および前記第２の相対回転の間に検出された前記鋸歯状回転体に対する前記第２のトレーサポイントの第２の相対位置に基づいて、前記円周状歯部輪郭の測定形状を決定するプロセッサと、を含む工程と、前記第１のトレーサフィンガが前記第１の相対回転を実行することによって前記円周状歯部輪郭に接触しそれに沿ってトレースする第１のトレース段階を実行する工程であって、当該第１のトレース段階は、前記第１のトレーサポイントが前記第１の輪郭面に接触しそれに沿ってトレースする第１のトレースサブ段階と、前記第１のトレーサ斜面が前記歯部に接触しているため、前記第１のトレーサポイントが前記第２の輪郭面の少なくとも一部に接触しそれに沿ってトレースすることを妨げられる第１の非トレースサブ段階と、を含む工程と、前記第２のトレーサフィンガが前記第２の相対回転を実行することによって前記円周状歯部輪郭に接触しそれに沿ってトレースする第２のトレース段階を実行する工程であって、当該第２のトレース段階は、前記第２のトレーサポイントが前記第２の輪郭面に接触しそれに沿ってトレースする第２のトレースサブ段階と、前記第２のトレーサ斜面が前記歯部に接触しているため、前記第２のトレーサポイントが前記第１の輪郭面の少なくとも一部に接触しそれに沿ってトレースすることを妨げられる第２の非トレースサブ段階と、を含む工程と、前記プロセッサによって、前記第１のトレースサブ段階で検出された前記第１の相対位置に基づいて、および前記第２のトレースサブ段階で検出された前記第２の相対位置に基づいて、前記円周状歯部輪郭の前記測定形状を決定する工程と、を備える方法である。
【０００８】
要約すれば、本発明の主要な特徴は、非対称の鋭角を有する２本のトレーサフィンガの検知的トレース動作によって形成される。ここで、検知的トレース動作はトレーサフィンガと円周状歯部の間の反対方向の回転の間に互いに反対側の歯面で行われる。これらの主要な特徴を組み合わせることで、多様な回転体の多様な円周状歯部輪郭を測定することに特化した非常に正確で効率的な手段が提供でき、同時に、この非常に正確で効率的な手段は複雑ではなく、低コストで実現可能である。
【０００９】
本発明による方法のより好適な実施形態において、トレース構造体は、第１のトレース段階中に、第１のトレーサフィンガが鋸歯状回転体の回転中心軸に対する１次元の第１のトレース経路に沿う１次元のトレース運動自由度を有するように構成される。また、トレース構造体は、回転中心軸に対する１次元の第１のトレース経路の方向を調整可能に構成される。さらに／あるいは、トレース構造体は、第２のトレース段階中に、第２のトレーサフィンガが鋸歯状回転体の回転中心軸に対する１次元の第２のトレース経路に沿う１次元のトレース運動自由度を有するように構成される。また、トレース構造体は、回転中心軸に対する１次元の第２のトレース経路の方向を調整可能に構成される。
【００１０】
トレーサフィンガの運動方向に関するトレース構造体の調整機能により、この装置は、特定の方向からのトレーサフィンガの特殊なアクセス性を必要とする特定の円周状歯部輪郭に簡単かつ効果的に適応することができる。
【００１１】
１次元の第１のトレース経路は直線状のトレース経路であり得るが、例えば第１のトレーサフィンガを保持する旋回アームによって提供される円形アーチ状のトレース経路のような曲線状のトレース経路でもあり得る。同様に、１次元の第２のトレース経路は直線状のトレース経路であり得るが、例えば第２のトレーサフィンガを保持する旋回アームによって提供される円形アーチ状のトレース経路のような曲線状のトレース経路でもあり得る。
【００１２】
本発明による方法のさらに好適な実施形態において、前述の保持状態において、トレース構造体は、鋸歯状回転体の回転中心軸に沿う方向における、鋸歯状回転体に対する第１および第２のトレーサフィンガの軸方向のトレース位置を調整可能に構成される。この方法は鋸歯状回転体に対して複数回実行されるが、それぞれ対応する複数の相互に調整された軸方向のトレース位置で実行されることにより、対応する複数の異なる円周状歯部輪郭の対応する複数の異なる測定形状をそれぞれ決定する。
【００１３】
軸方向のトレース位置に関するトレース構造体の調整機能により、この装置は、多様な回転体の多様な螺旋形状の歯部を容易かつ効果的に測定することができる。
【００１４】
本発明の上述の態様および他の態様は、非限定的な例としてのみ以下に記載される実施形態および添付図面の概略図から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に関連して使用される鋸歯状回転体の例を示す。この図において、鋸歯状回転体は斜視図で示され、鋸歯状回転体の円周状歯部輪郭は側面図で示されている。
【図２】本発明による装置の実施形態の例を側面図で示す。この図において、装置は、図１の鋸歯状回転体を保持し、本発明による方法の実施形態の例における第１のトレース段階を実行している。
【図３】図２の状態の拡大詳細図を示す。この図において、装置の第１のトレーサフィンガは、鋸歯状回転体の歯に接触しそれに沿ってトレースしている。
【図４】図３の状態を再度示す。この図において、第１のトレース段階の第１のトレースサブ段階を実行している。
【図５】図３の状態を再度示す。この図において、第１のトレース段階の第１の非トレースサブ段階を実行している。
【図６】図１の円周状歯部輪郭を再度示す。この図において、第１のトレースサブ段階中に測定された円周状歯部輪郭の部分は実線で示され、第１の非トレースサブ段階中に測定が妨げられた円周状歯部輪郭の部分は破線で示される。
【図７】図２の状態を再度示す。この図において、本発明による方法の実施形態の例における第２のトレース段階を実行している。
【図８】図６の円周状歯部輪郭を再度示す。この図において、第２のトレースサブ段階中に測定された円周状歯部輪郭の部分は実線で示され、第２の非トレースサブ段階中に測定が妨げられた円周状歯部輪郭の部分は破線で示される。
【図９】図２の装置の第１のトレーサフィンガの実施形態の例を斜視図で示す。
【図１０】図３と同様の状態を示す。この図は本発明の別の実施形態に関連し、本発明に関連して別の鋸歯状回転体が使用されている。
【図１１】図１０の状態を再度示す。この図において、本発明の上記別の実施形態を例示するために変更された構成を有する。
【図１２】図２と同様の状態を上面図で示しているが、この図は本発明のさらに別の実施形態に関連し、本発明に関連して別の装置が使用されている。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
まず、上記の図１から図９を参照する。図１から図９で使用されている参照記号は、以下の通り、本発明の上記の部分および態様、ならびに関連する部分および態様を参照している。
１…装置
２…装置フレーム
３…保持構造体
４…駆動構造体
５…プロセッサ
６…測定された形状
１１…第１のトレーサフィンガ
１２…第２のトレーサフィンガ
２１…第１のトレーサ斜面
２２…第２のトレーサ斜面
３１…第１のトレーサポイント
３２…第２のトレーサポイント
４１…第１の回転方向
４２…第２の回転方向
５１…第１の直線ガイド構造体
５２…第２の直線ガイド構造体
６１…第１のトレース力システム
６２…第２のトレース力システム
７１…第１の位置検出器
７２…第２の位置検出器
８１…第１のトレーサスイッチ
８２…第２のトレーサスイッチ
９０…鋸歯状回転体
９１…第１の輪郭面
９２…第２の輪郭面
９３…円周状歯部輪郭
９４…歯
９５…歯の頂部
９６…隣接する２つの歯の間の底部
９７…極座標系の角度
９８…極座標系の半径
９９…回転中心軸
【００１７】
上記の図面の簡単な説明を含む上記の導入的な説明に基づいて、および図面で使用される上記の参照番号に基づいて、図１から図９に示された例はその大部分が容易に自明なものとなる。以下は追加の説明である。
【００１８】
図１において、円周状歯部輪郭９３は、半径９８によって角度９７の関数として記述することができ、半径９８および角度９７は、回転中心軸９９を極とする極座標系のパラメータである。図１において、歯９４の頂部は参照番号９５で示されており、隣接する２つの歯９４の間の溝底部は参照番号９６で示されている。
【００１９】
図２に示す装置１において、保持構造体３が鋸歯状回転体９０を保持し、駆動構造体４が鋸歯状回転体９０を回転中心軸９９の周りで回転させることができる。図２において、保持構造体３と駆動構造体４の両方が、１つの同じ円形ディスクによって非常に概略的に表されている。図２において、プロセッサ５から回転中心軸９９に向かう相互接続線は、プロセッサ５による駆動構造体４の制御を模式的に表す。さらに、図２において、回転中心軸９９からプロセッサ５に向かう別の相互接続線は、回転中心軸９９の周りの鋸歯状回転体９０の実測相対回転位置をプロセッサ５に入力する機構を模式的に表す。なお、この相対回転位置は装置フレーム２を基準として見たものである。鋸歯状回転体９０の回転中、この入力は毎秒数千回などの高い頻度で行うことができる。
【００２０】
図２の例では、装置１のトレース構造体は、第１のトレース下部構造体および第２のトレース下部構造体を含む。
【００２１】
第１のトレース下部構造体は、第１のトレーサフィンガ１１、第１の直線ガイド構造体５１、第１のトレース力システム６１、および第１の位置検出器７１を含む。
【００２２】
図２の第１のトレーサフィンガ１１は、図９に別個に示されている。図示された例では、第１のトレーサフィンガ１１は、円筒形の物体に第１のトレーサ斜面２１を設け、それにより第１のトレーサポイント３１を形成することによって作成される。
【００２３】
第１のトレース力システム６１は、第１のトレーサフィンガ１１の第１のトレーサポイント３１を、制御されたトレース力で円周状歯部輪郭９３に対して押し当てるように構成される。
【００２４】
第１の位置検出器７１は、回転中心軸９９に対する第１トレーサポイント３１の相対並進位置を検出するように構成される。図２において、第１の位置検出器７１からプロセッサ５に向かう別の相互接続線は、回転中心軸９９に対する第１のトレーサポイント３１の実測相対並進位置をプロセッサ５に入力する機構を模式的に表す。鋸歯状回転体９０の回転中、この入力は毎秒数千回などの高い頻度で行うことができる。第１のトレーサポイント３１の実測相対並進位置は、鋸歯状回転体９０の上述の実測相対回転位置と同時に決定される。
【００２５】
図３から図５では、第１のトレーサフィンガ１１は、円周状歯部輪郭９３に接触しそれに沿ってトレースし、鋸歯状回転体９０は第１の回転方向４１に回転している。この状態は、第１のトレース段階の実行中に発生する。図３において、第１のトレーサポイント３１は、１つの歯９４の頂部９５に接触しそれに沿ってトレースしている。図４において、鋸歯状回転体９０が図３と比較して第１の回転方向４１にやや回転している。図４において、第１のトレーサポイント３１は、上記１つの歯９４の第１の輪郭面９１に接触しそれに沿ってトレースしている。この状態は、第１のトレース段階の第１のトレースサブ段階の実行中に発生する。図５において、鋸歯状回転体９０が図４と比較して第１の回転方向４１にやや回転している。図５において、第１のトレーサ斜面２１が円周状歯部輪郭９３に接触しているため、第１のトレーサポイント３１は、上記１つの歯９４とそれに隣接する歯の間の底部９６の一部に接触しそれに沿ってトレースすることを妨げられ、また上記隣接する歯の第２の輪郭面９２に接触しそれに沿ってトレースすることを妨げられる。この状態は、第１のトレース段階の第１の非トレースサブ段階の実行中に発生する。
【００２６】
図６は円周状歯部輪郭９３を再度示している。図６において、実線は、少なくとも３６０度にわたって第１の回転方向４１に回転した後の第１のトレースサブ段階中に測定された円周状歯部輪郭９３の部分を表す。
【００２７】
上述のように、装置１のトレース構造体は、上記で説明した第１のトレース下部構造体だけでなく、第２のトレース下部構造体も含む。第２のトレース下部構造体は、第１のトレース下部構造体に類似している。図２を参照されたい。すなわち、第１のトレース下部構造体は、第２のトレーサフィンガ１２、第２の直線ガイド構造体５２、第２のトレース力システム６２、および第２の位置検出器７２を含み、これらはすべて第１のトレーサフィンガ１１、第１の直線ガイド構造体５１、第１のトレース力システム６１、および第１の位置検出器７１にそれぞれ類似している。
【００２８】
第１および第２のトレース下部構造体はさらに、相互に類似した第１および第２のトレーサスイッチ８１および８２をそれぞれ含む。図２において、第１のトレーサスイッチ８１は第１のトレーサフィンガ１１の動作を可能にし、第２のトレーサスイッチ８２は第２のトレーサフィンガ１２の動作を不能にしている。
【００２９】
図７は図２の状態を再度示す。この図において、本発明による方法の実施形態の例における第２のトレース段階を実行している。すなわち、図７において、鋸歯状回転体９０は第２の回転方向４２に回転している。さらに、図７において、第１のトレーサスイッチ８１は第１のトレーサフィンガ１１の動作を不能にし、第２のトレーサスイッチ８２は第２のトレーサフィンガ１２の動作を可能にしている。
【００３０】
図２および図７には、第２の位置検出器７２からプロセッサ５に向かう別の相互接続線がさらに示されている。この別の相互接続線は、回転中心軸９９に対する第２のトレーサポイント３２の実測相対並進位置をプロセッサ５に入力する機構を模式的に表す。鋸歯状回転体９０の回転中、この入力は毎秒数千回などの高い頻度で行うことができる。第２のトレーサポイント３２の実測相対並進位置は、鋸歯状回転体９０の実測相対回転位置と同時に決定される。
【００３１】
図８は円周状歯部輪郭９３を再度示している。図８において、実線は、少なくとも３６０度にわたって第２の回転方向４２に回転した後の第２のトレースサブ段階中に測定された円周状歯部輪郭９３の部分を表す。
【００３２】
上記の説明に基づけば、本発明にしたがって、第１および第２のトレーシングサブ段階中に得られた測定情報（それぞれ図６および図８の実線で表される測定情報）を組み合わせることで、円周状歯部輪郭９３の完全な形状を正確に測定できることが容易に理解できよう。
【００３３】
次に、図１０から図１１に示す別の実施形態について説明する。これらの図は上記した本発明による方法のより好ましい実施形態を例示するためのものである。この実施形態は以下の通り構成される。
【００３４】
トレース構造体は、第１のトレース段階中に、第１のトレーサフィンガが鋸歯状回転体の回転中心軸に対する１次元の第１のトレース経路に沿う１次元のトレース運動自由度を有するように構成される。また、トレース構造体は、回転中心軸に対する１次元の第１のトレース経路の方向を調整可能に構成される。
【００３５】
さらに／あるいは、トレース構造体は、第２のトレース段階中に、第２のトレーサフィンガが鋸歯状回転体の回転中心軸に対する１次元の第２のトレース経路に沿う１次元のトレース運動自由度を有するように構成される。また、トレース構造体は、回転中心軸に対する１次元の第２のトレース経路の方向を調整可能に構成される。
【００３６】
すでに述べたように、トレーサフィンガの運動方向に関するトレース構造体の調整機能により、この装置は、特定の方向からのトレーサフィンガの特殊なアクセス性を必要とする特定の円周状歯部輪郭に簡単かつ効果的に適応することができる。これについて、以下でさらに説明する。
【００３７】
図１０から図１１に示す別の実施形態において、図１から図９に示す部分および態様と類似する部分および態様は、図１から図９の対応する参照番号に整数値１００を加算することによって示される。例えば、図１０から図１１において、参照番号１０１は本発明のこの別の実施形態の装置を示し、参照番号１９０はこの別の実施形態の鋸歯状回転体を示し、参照番号１９９はこの鋸歯状回転体１９０の回転中心軸を示す。
【００３８】
図１０において、参照番号１１４は、上記の１次元の第１のトレース経路の方向を示し、この方向１１４は、鋸歯状回転体１９０の回転中心軸１９９と交差する。
【００３９】
図１０では、第１の輪郭面１９１が比較的急勾配であることが分かる。実際、第１のトレース段階中、第１の輪郭面１９１の方向は１次元の第１のトレース経路の方向１１４とほぼ同じである。これにより、第１のトレーサポイント１３１は、歯の頂部１９５から２つの隣接する歯の間の底部１９６まで第１の輪郭面１９１の輪郭をトレースするのが困難になる。その結果、測定精度が低下する。
【００４０】
図１１において、参照番号１１５は、図１０の方向１１４と比較した上記の１次元の第１のトレース経路の調整された方向を示す。この調整された方向１１５は、鋸歯状回転体１９０の回転中心軸１９９と交差しない。代わりに、調整された方向１１５は、適切に調整された間隔で回転中心軸１９９を横切る。したがって、図１１において、第１の輪郭面１９１の方向と１次元の第１のトレース経路の方向１１５との間の角度が、第１の輪郭面１９１の方向と図１０の１次元の第１のトレース経路の方向１１４との間の角度よりも大きいことは明らかである。したがって、図１１では、第１のトレーサポイント１３１は、図１０におけるよりも容易に第１の輪郭面１９１の輪郭をトレースし、その結果、第１のトレース段階中における第１の輪郭面１９１の測定精度が向上する。
【００４１】
第２のトレース段階中の第２の輪郭面１９２の測定精度が、第１のトレース段階中の第１の輪郭面１９１について上述したのと同様の方法で向上できることは容易に理解できよう。
【００４２】
次に、図１２のさらに別の実施形態について説明する。この図は上記した本発明による方法の一層好ましい実施形態を例示するためのものである。この実施形態は以下の通り構成される。
【００４３】
前述の保持状態において、トレース構造体は、鋸歯状回転体の回転中心軸に沿う方向における、鋸歯状回転体に対する第１および第２のトレーサフィンガの軸方向のトレース位置を調整可能に構成される。
【００４４】
この方法は鋸歯状回転体に対して複数回実行されるが、それぞれ対応する複数の相互に調整された軸方向のトレース位置で実行されることにより、対応する複数の異なる円周状歯部輪郭の対応する複数の異なる測定形状をそれぞれ決定する。
【００４５】
すでに述べたように、軸方向のトレース位置に関するトレース構造体の調整機能により、この装置は、多様な回転体の多様な螺旋形状の歯部を容易かつ効果的に測定することができる。これについて、以下でさらに説明する。
【００４６】
図１２のさらに別の実施形態において、図１から図９に示す部分および態様と類似する部分および態様は、図１から図９の対応する参照番号に整数値２００を加算することによって示される。例えば、図１２において、参照番号２０１は本発明のこのさらに別の実施形態の装置を示し、参照番号２９０はこのさらに別の実施形態の鋸歯状回転体を示し、参照番号２９９はこの鋸歯状回転体２９０の回転中心軸を示す。
【００４７】
図１２において、参照番号３００は装置２０１の軸方向変位トランスデューサを示し、参照番号３０１は装置２０１の角変位トランスデューサを示す。
【００４８】
装置２０１を用いて、上述の測定方法の１回目を第１の軸方向トレース位置で実行することができる。この１回目の間に、第１の軸方向トレース位置における鋸歯状回転体２９０の第１の円周状歯部輪郭の第１の測定形状は、第１および第２のトレーサフィンガ２１１および２１２でそれぞれ上記の第１および第２のトレース段階を実行することに基づいて決定される。
【００４９】
次に、鋸歯状回転体２９０は、距離３０２にわたって回転軸２９９と平行に軸方向に変位し、この距離３０２は軸方向変位トランスデューサ３００によって測定される。
【００５０】
次に、上述の測定方法の２回目が実行されるが、２回目は第１の軸方向トレース位置から前述の距離３０２だけ異なる第２の軸方向トレース位置で実行される。この２回目の間に、第２の軸方向トレース位置における鋸歯状回転体２９０の第２の円周状歯部輪郭の第２の測定形状は、第１および第２のトレーサフィンガ２１１および２１２でそれぞれ上記の第１および第２のトレース段階を実行することに基づいて決定される。
【００５１】
決定された第１および第２の円周状歯部輪郭を互いに比較および分析することにより、例えば、鋸歯状回転体２９０の歯部の螺旋またはテーパー形状を計算することが可能である。
【００５２】
以上の説明および図面において本発明を詳細に説明および図示したが、このような説明および図示は例示的であり、限定的ではないとみなされるべきである。本発明は、開示された実施形態に限定されない。
【００５３】
開示された実施形態に対する他の変形は、図面、明細書、および添付の特許請求の範囲を検討することによって、特許請求された発明を実施する際に当業者によって理解および実現され得る。特許請求の範囲において、「備える」という語は他の構成要素または工程を排除するものではなく、数を明記しない記載は複数を排除しない。単一のプロセッサまたは他のユニットが、特許請求の範囲に記載されたいくつかのアイテムの機能を果たしてもよい。明瞭化および簡潔な説明のために、特徴は同じまたは別個の実施形態の一部として本明細書に開示されるが、本発明の範囲は、開示された特徴の全てまたは一部の組み合わせを有する実施形態を含み得ることが理解されるであろう。特定の手段が相互に異なる従属項に列挙されているという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが有利に使用できないことを示すものではない。請求項中の参照符号は、範囲を限定するものと解釈されるべきではない。
【図１】
2020522715.tif 000003
【図２】
2020522715.tif 000004
【図３】
2020522715.tif 000005
【図４】
2020522715.tif 000006
【図５】
2020522715.tif 000007
【図６】
2020522715.tif 000008
【図７】
2020522715.tif 000009
【図８】
2020522715.tif 000010
【図９】
2020522715.tif 000011
【図１０】
2020522715.tif 000012
【図１１】
2020522715.tif 000013
【図１２】
2020522715.tif 000014
【国際調査報告】
2020522715.tif 000015
2020522715.tif 000016