JPH01210839A - ギアの誤差の測定方法及びその測定機械 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ 本発明はギアを噛合わせ、及び切り離すことによってギ
アの誤差を測定する方法、及びそれを用いた測定機械に
関する０本発明では測定サイクルにおいて、歯のフラン
クの形状誤差についての３次元的な線図、累積誤差の線
図及び接触形態を示す線図が得られると共に、ギアの個
々の誤差（ｉｎｄｉｖｉｄｕａｌ　　ｅｒｒｏｒ　）お
よび組み合せ誤差（ｃｏＩｌｌｐｏｓｉｔｅ　　ｆ３ｒ
ｒｏｒ　）を測定することができ、また、測定結果にお
ける個々の誤差それぞれの間の関係及び個々の誤差と組
合わせ誤差との間の関係を得ることもできる０本発明は
特に、現在地の方法では種々の誤差を測定することが殆
どできないベベルギア、ハイポイドギアなどの誤差測定
に適用することができる。

［発明の技術的背景とその問題点］ ギアの形状誤差を測定するのにギアを噛合わせるのは良
く知られた方法である。

現在、単一のフランクを噛合わせてることによってギア
の形状誤差を測定する方法及びその測定機械は広く用い
られている。一般的には、不均一性の誤差は、伝動に際
して互いに噛合っているマスターギアと測定するギアと
にそれぞれに同軸にして取付けられた２つのセンサから
与えられる処理された信号を介して得られる。この誤差
は接線方向の組合わせ誤差であり、フランクの形状誤差
と、種々の歯の位置についての誤差との包括的な結果を
示すものである。しかしながら、これらの方法ではギア
の個々の誤差および誤差の発生している特定の位置を得
ることは不可能である。また、個々の誤差のそれぞれの
間の関係、及び個々の誤差と組合わせ誤差との間の関係
を表わすことはできず、更に、フランクについての接触
点の移動方向を知ることについては何も言及されていな
い。

ギアの接触パターンを得るのには、ギアを互いに回転さ
せる試＠機械を使用するのが従来の方法である。この方
法は現在、ギア製品、特にベベルギア及びハイポイドギ
アの品質管理に一番多く利用されている方法である。こ
こでは着色されたフランクを有する一対のギアは、互い
について統制された位置によって伝動している際に噛み
合されており、駆動を為した後、接触箇所の着色が得ら
れ、ギアの品質はフランク上の着色部の大きさ、形、及
び位置によって判断される。この方法は比較的簡単、且
つ直接的であって有効でもあるが、しかしながらこの方
法ではギアにおける包括的な誤差の一面、つまり接触の
精度を示しているに過ぎない、これからは誤差データと
同様、種々の個々の誤差も得ることができない。

ソ連特許第ＵＳ５９９１５５号は、単一のフランクの噛
合いによる現存するテスターに使用されるギアの誤差の
測定方法を開示しており、これには歯の形状を為すポリ
マー樹脂からなる薄い筋状片が、ある歯のフランクに歯
の深さ方向に沿って粘着されているか、あるいはポリマ
ー樹脂からなる薄い筋状片がある歯のフランクに歯幅方
向に沿って粘着されているかのいずれが一方、又はその
両方となっている。この薄い筋状片は、ギアの噛合いの
バックラッシュよりも厚いものではない。

そして、測定しようとするギアは、単一のフランクのギ
アテスターに装着されたマスターギアに噛合される。２
つのギアが噛合されて、互いに回転されて後、測定しよ
うとするギアの歯形誤差および１にずじ誤差が得られる
。しかし、この発明はギアの噛合いのバックラッシュが
少ない場合での誤差測定には適用できない、ポリマー樹
脂からなる薄い筋状片がギアのフランク面に粘着されて
いることから、これは非インボリュートギア曲線上の種
々の箇所における曲りの半径が増大することになり、従
って理論的な測定誤差が生じる。更に、粘着の際にポリ
マー膜に歪みを生じ、また噛合わされている際の応力の
影響によって変形されることになり、これによる別の不
要な誤差を生じさせる。このような発明はギアの歯形誤
差及び歯すじ誤差を概略的に測定できるにすぎず、これ
以外の個々の誤差および組合わせ誤差などを測定するこ
とができず、またそれぞれの誤差の間の関係を得ること
もできない。

７０年代後半には、座標測定機の使用によって、点での
位置測定及び連続した走査測定を適用することによって
複雑な曲面が測定可能となり、これによって平歯車（円
筒形状のギア）、ベベルギア、及びハイポイドギアの歯
の面の測定についての問題が解決され、また、これらの
歯のフランク形状の３次元の線図も得られるようになっ
た。しかしながら、この座標測定機械を使用してでは、
単一の組み合わされていないギアを測定することができ
るだけであり、噛合せの過程での測定をなすことはでき
ない、このことから、個々のギアについての誤差のみを
得ることができるにすぎない、更に、円筒状の（インボ
リュート）ギアとは異なり、ベベルギア及びハイポイド
ギアは−様な理論的曲面を有しておらず、この曲面は独
特の計算方法による複雑な計算及び特別な機械加工のパ
ラメータを介して得られるにすぎない、これら２種類の
ギアを測定するのに座標測定機を用いる場合には、構成
及びそのソフトウェアは非常に複雑なものとなり、この
結果、コストが高くなり、且つ効率が非常に低くなると
ともに、測定の信頼性及び精度も限られたものとなって
しまう。

［発明の目的］ 本発明は、上記の欠点を克服することを目的としている
０本発明は、ギアを噛合わせ、及び切離すことによって
ギアの誤差を測定する方法、及び現在の方法によっては
それらについての種々の誤差の測定がほとんどできない
いろいろな伝動ギア、特にベベルギア及びハイポイドギ
アのためのこの方法を使用した測定機械を提供するもの
である。

この方法及び機械は、測定しようとするギアがマスター
ギアと噛合されて組み合わされている際の誤差を測定す
るために提供されたものである０本発明では、特有の規
則に従ってその歯が配されている特殊なマスターギア、
および開始位置を固定する位置決め装置が採用されてお
り、これによりそれぞれの個々の誤差、組合わせ誤差、
歯のフランクの形状誤差の３次元線図、累積誤差線図及
び接触形態を示す線図が、測定サイクルにおいて全て測
定されて、得ることができる。さらに、種々の個々の誤
差の間の相互関係、及び個々の誤差と組合わせ誤差との
間の関係をこの測定において示すことができる０本発明
は正確な誤差曲線及び誤差データと同様に、ギアの誤差
についての情報を組織的に且つ包括的に提供することが
できる。そして、誤差が生じた理由及び箇所が解析され
、結果的に、このことはギア製造機械の設定を変更する
指針、熱処理後の歪みの解析、及びギアの処理の生産性
の増進に役立つとともに、ギア製品の品質を効果的に管
理し改善することに役立つ。

［発明の概要（及びその効果）］ 本発明で述べられているギアを噛合せ、及び切離すこと
を利用したギアの誤差測定方法では、初めに測定しよう
とするギアが、駆動側のギアとしての測定ａ械の駆動軸
に取付けられ、それから特殊なマスタギアが従動側のギ
アとして従動輪に取付けられ、（又は、取付けにおいて
、これら２つのギアを互いに交換したものでもよい）こ
れら２つのギアは運転に際して互いに噛合う、その後、
データを測定する開始位置が決められて、特殊なマスタ
ギアが適正な周方向位置にあるのが確認される。ここで
、駆動軸が駆動され、これら２つのギアが互いに噛合っ
ていることがら従動軸も回転される。これら２つのギア
が誤差のない理想的なものであれば、これら２つの軸は
変化なく、一定の速度比で回転することになる。２つの
ギアが理想的なものでなく、誤差がある場合には、これ
ら２つの軸の速度比は代かに変化して、２つの角変位セ
ンサが反応し、誤差信号を発信する。この誤差信号は、
誤差信号処理装置を介して変換されてから、回転角の不
均一性誤差に合成されることになる。上記の誤差信号の
うち利用される要素は、ギアについての種々の誤差信号
を得るため、分離されてデータ処理システムに記憶され
てから、結合されて誤差要素を出力する。

本発明において述べられているギアを噛合せ、及び切り
離させることによるギアの誤差測定方法を用いた測定機
械は、測定しようとするギアと噛合う特殊なマスターギ
アを備えており、この特殊マスターギアおよび測定使用
とするギアは、駆動軸及び従動軸の一端部にそれぞれ取
付けられており、これに対してこれら２つの軸の他端部
には、伝動の際の２つのギアの誤差信号を収集するため
２つのセンサがそれぞれ取付けられている。これら２つ
のセンサは、測定制御装置、並びにこれに対応する誤差
信号処理装置、グラフ出力装置、及びデータ出力装置に
それぞれ接続されている。

本発明における特殊マスターギアの歯は、そのフランク
の特徴によって、伝達用の歯としての一種類と、測定用
の歯としての少なくとも一種類とを備えている。

伝達用の歯の数は、歯のうちの１個を越える数である。

測定用の歯のそれぞれが、相互干渉することなく有効な
測定をなせるように結合し、測定をなすために結合して
いる際の歯のかみあい率が１を越えないことを確実にす
るため、伝達用の歯はギアの周辺に測定用の歯と交互に
規則的に配されている。伝達用の歯のフランクには、突
出している狭いランドがなく、その歯厚は、駆動作用が
可能であるが、測定をなすための噛合いに干渉しないよ
うな程度に、薄くされている。

特殊マスターギアには、３種類の測定用の歯がある。こ
れらは次の様なものである。

これらのうちの一種は、へ分類の測定用の歯であり、基
準のギアフランクとしての完全な歯面を留保している。

他の種類には８分類の測定用の歯があり、これは一体に
して完全な歯形をなして突出した狭いランドを有してい
る。

３つめの種類は、Ｃ分類の測定用の歯であり、これは一
体にして完全な歯すじをなして突出している狭いランド
を有している。

これらの中で、８分類の測定用の歯の数は、１個、ある
いは２個以上とすることができる。２個以上の場合には
、歯形誤差を測定するため、種々の歯について歯形をな
して突出している狭いランドは、フランクを種々の断面
での種々の歯形線に区分するため、歯幅に沿って異なる
位置に配されてもよい。

また、０分類の測定用の歯の数は、１個あるいはそれを
越える数とすることができる。１個を越える場合には、
種々の歯に、歯すじをなして突出している狭いランドは
、歯ずじ誤差を測定するのに、フランクを種々の歯丈で
種々の歯ずじ線に区分するため、歯の丈に沿って種々の
位置に配されてもよい。

留保された突出している狭いランド以外、つまり８分類
及びＣ分類の測定用の歯のフランクの残余部分は、０分
類の伝達用の歯のフランクと同様に、良く知られたｌｌ
ｉ械的、電気的、若しくは化学的な方法、又はこれらが
組合わされた方法によって処置される。

測定サイクルの全体において、特殊マスターギアの測定
用の歯と測定しようとするギアの歯とが噛合いをなして
いる際に、利用できる誤差信号が発信され、これらの信
号は回転角の不均一性誤差についての個々の要素を構成
する。特殊マスターギアの伝達用の歯と測定用の歯とは
、周辺に交互に配されている。マスターギアの伝達用の
歯と、測定するギアの歯とが噛合うことにより発信され
る誤差ＩＢ号は、利用できない信号となる。測定するギ
アの歯数と、特殊マスターギアの歯数とが、特殊マスタ
ーギアの歯の配列の順序と同様に全て決められ、また測
定の基準点も決められた場合、上述した利用可能な誤差
信号は、回転角の不均一性の誤差のなかに、規則的に、
且つ非連続的に配分されている。この規則性は固有で、
且つ具体的である。データ処理装置にプログラムがなさ
れ、これに基づいて、利用可能な誤差信号の要素が識別
されて、類別され、それから測定するギアの歯の通し番
号、及びＡ分類、８分類、及びＣ分類の測定用の歯を備
えた特殊マスターギアの特別な配列に従って記憶される
。そして、これら分類されて記憶された誤差信号は、変
換されて出力用のグラフ及びデータに結合され、これに
より種々の誤差データ及び誤差曲線の、線図が得られる
。

本発明のギアを噛合わせ、及び切り離すことによる方法
によりギアの誤差を測定する測定機械は、一対のギアが
噛合いをなしている際に、ギアの誤差を検出してこれを
測定する。特有の規則に従って配列された歯を備えた特
殊なマスターギアが、この測定機械に使用されるため、
ギアを噛合わせての測定から識別される誤差も特有の順
序を有している０本発明による制御及びデータ処理シス
テムは、この特有の順序に正確に従ってデータを処理す
る。そのように本発明の測定方法を実施するためには、
特殊マスターギアを備えるだけでなく、測定開始の基準
点を決める装置も必要である。測定開始の基準点が変化
すれば、結果的に測定の順序が変化することになり、ま
た、誤差の値が零の点が変化すれば、誤差の値の大きさ
も変化することになる。従って、元来、通常のプログラ
ムに従って動作する測定機械は、この特殊マスターギア
　　　−が機械に装着され直すか、又は測定が繰返して
何度もされている場合には、正常に動作しない、あるい
は測定開始の点が変わっていることによって不正確な測
定結果が得られることになる。そのため、特殊なマスタ
ーギアの周面について固定の測定開始基準点を設定する
ことは、この測定方法、及び噛合わせをして測定動作を
なす他の測定装置とは異なっている測定機械に特有の特
徴である。

例えば機械的手段、電気的（光電的又は電磁的）手段、
あるいはこれら全てを組合わせた手段を介したような種
々の方法が、上述したことを具現化するために用いられ
る。特殊マスターギアを装着しなおす場合、又は繰返し
て何度も測定をなしな場合、制御装置及びデータ処理装
置が信号を受信して、誤差測定のためのデータ収集を開
始するのを測定機械に指示する際には常に、特殊マスタ
ーギアが、マスターギアにおける特定の周方向位置から
、又はマスターギアが装着されている軸から、又はこの
軸に取付けられたセンサから、信号を発するようにする
こと、及びこの軸とセンサがこの周方向位置に対応して
特殊マスターギアに取付けられることになり、又はこれ
らの間の周方向の位相差を決めるのに使用されることに
なるのを確認することが必要であるということが重要で
ある。

［実施例１ 第１図は、ベベルギア及びハイポイドギアについて、噛
合わせ、及び切離すことによってこれらの誤差測定をす
る方法を示す概略図である。この方法を用いた測定機械
は基台（４１）に支持されている。基台（４１）には２
つのスライドキャリッジ（４３，４５）が取付けられて
いる。これら２つのスライドキャリッジ（４３，４５）
に取付けられた２つの軸（４７，５１）には、軸受（４
６，５０）が配されている。駆動側の軸（４７）及び従
動側の軸（５１）は、これら２つのスライドキャリッジ
の軸受（４６，５０）にそれぞれ取付けられている。測
定しようとするギア（４８）は駆動軸（４７）の一端部
に装着されており、駆動軸（４７）の他端部には、伝動
の際に誤差信号を収集するための格子を備えたの角変位
センサ（４２）が配されている０番号（９０）は測定を
開始する基準点を定めるための軸の目印線を示している
。特殊なマスターギア（４９）が、従動輪（５１）の一
端部に装着されており、その他端部には、伝動の際に誤
差信号を収集するため、格子を備えた角変位センサ（５
２）が装着されている。

電動機（４５）は伝動ユニット（４４）を介して駆動軸
（４７）を駆動して回転させる。特殊なマスターギア（
４９）と測定しようとするギア（４８）との噛合いを介
して、従動軸（５１）も回転する。２つの軸（４７，５
１）のそれぞれ他端部に位置している２つのセンサ（４
２，５２）は、測定しようとするギア（４８）及び特殊
なマスターギア（４９）の回転角をそれぞれ光学的な信
号に変換する。角変位センサ（４２，５２）において、
これらの光字信号は初めに交流の電気信号に変換され、
それから、２つのチャンネルの電気信号が誤差信号処理
装置（５４）に送られ、増幅され、及び波形が整えられ
て電気的なパルス信号となり、その後これらの信号の周
波数は分割される。

完全なギアによる理想的な場合では、２つの軸（４７，
５１）はある比率で相対的に且つ一様に回転し、その結
果、電気的なパルス信号の２つのチャンネルは、不変の
元の位相差のみを有する同じ周波数の信号を受継ぐこと
になる。測定しようとするギア（４８）のフランク形状
、又は相互の位置に誤差が生じている場合、パルス信号
のこれら２つのチャンネルは、パルスエツジ間の位相差
に関して変わることになる。この種の位相差は数値的な
信号に変換されて、この信号はコンピュータ（５５）に
送られ、これによって測定しようとするギア（４８）の
誤差によって生ずる回転角についての不均一誤差が得ら
れる。これらの誤差はコンピュータ（５５）に記憶され
て処理され、コンピュータ（５５）は数値制御されてい
るマルチカラープロッター（５６）に、種々の誤差曲線
を描く指示を与えるともに、プリンタ（５７）に、対応
する誤差データをプリントアウトする指示を与える。

この実施例における測定しようとするギア（４８）は、
モジュールが５．２ｍｍ、歯数が１０枚のハイポイドギ
アである。特殊マスターギア（４９）は、モジュールが
５．２ｍｍ、歯数が３７枚のハイポイドギアである。こ
の特殊マスターギアの歯の小径側端面の半径は９５ｍｍ
であり、大径側端面の半径は１２８ｍｍである。３７枚
の歯は、時計回りにに１．２．３、・・・３７として（
第６図参照）、通し番号が付されている。この特殊マス
タギア（４９）は４つに分類される歯を有している。

第３図及び第６図を参照する。第３−１図にはＡ分類の
測定用の歯、即ち完全な形で留保されたフランクを備え
た歯が示されている。この実施例では、Ａ分類の歯は一
つだけ、即ち第６図に示す様に第１番目の歯だけとなっ
ている。

第３−２図に示されているのは、８分類の歯である測定
用の歯、即ち一体にして突出している完全な歯形をなし
た狭いランド（７５）を備えた歯である。この実施例で
は、全部で９個の８分類の測定用の歯があり、即ち第６
図に示ず様に、第４番、第７番、第１０番、第１３番、
第１６番、第１９番、第２２番、第２５番、及び第２８
番の歯は全て８分類の測定用の歯である。これらのなか
で、歯幅の方向に沿って、第４番の歯はギアの中心から
９６ｍｍの位置に歯形をなした突出する狭いランドを備
えており、第２８番の歯はギアの中心から１２８ｍｍの
位置に、歯形をなした突出する狭いランドを備えており
、また、これ以外の歯は互いに４ｍｍ離間するようにし
て、ギアの中心から１００ｍｍの位置から１２４ｍｍの
位置まで、−様に配されている。

第３−３図に示されているのは、Ｃ分類の測定用の歯で
あり、即ち一体にして突出している完全な歯ずじの狭い
ランド（７６）を備えた歯である。

この実施例では、Ｃ分類の測定用の歯はただ一つであり
、つまり第６図に示す第３１番の歯である。

第３−４図に示されているのは０分類の伝達用の歯であ
り、即ちフランクには狭いランドを備えておらず、その
厚さが、伝動機能をなせる程度ではあるが、他の測定用
の歯が噛合いを為すを干渉することのない程度に薄くさ
れている歯である。

この実施例では、２６個の０分類のギアの伝達用の歯が
あり、即ち第６図において、第２番、第３番、第５番、
第６番、第８番・・・第３７番等で示され、歯厚がＱ、
３ｍｍ薄くされているものである。

第５図は、この実施例において設定される、開始位置を
一定に固定する位置決め装置を示している。この位置決
め装置では、格子を備えた角変位センサ（５２）につい
ての格子を備えたディスク（７９）が軸（５１）の下端
部に取付けられており、格子を備えたディスク（７９）
は軸（５１）と同時的に回転するものである。格子を備
えたディスク（７９）と軸（５１）との相互間での周方
向位置は固定されている。格子を備えたディスク（７９
）には回転毎にゼロ位置の信号を発するためのゼロ位置
マークがある。軸（５１）の上端部には、歯の設定用ゲ
ージ（８０）が設けられており、これは軸（５１）の周
方向位置に間して決まった位置を有している。初めに特
殊マスターギア（４９）を取付ける際、その周方向位置
は、特殊のマスターギア（４９）の第１番の歯が噛合い
状態にはいり、格子を備えた角変位センサ（５２）によ
ってゼロ位置信号が発せられた後に測定を開始するよう
に調節されるべきである。同時に、歯の設定用ゲージ（
８０）のプローブが特殊マスターギア（４９）の歯溝に
挿入されて、隣接する２つのｔｈの両方のフランクに接
触される。特殊マスターギア（４９）を再装着する場合
、歯の設定用ゲージ（８０）のプローブは、ちとと同じ
ｉ溝にまた、挿入すればよい、従って、コンピュータに
サンプリングされる開始位置及びデータ処理のゼロ位置
は、同じで且つ固定されたものとなる。

測定しようとするギア（４８）についての完全な誤差情
報を得るためには、測定サイクルの全部を実行すること
、即ち測定しようとするギア（４８）が３７回転し、特
殊マスターギア（４９）が１０回転することが必要であ
る。測定しようとするギア（４８）は順に、ａ、ｂ、ｃ
、ｄ、ｅ、−・−ｊと符号が付された１０枚の歯を有し
ている。測定するギアが第１回の回転をなしている場合
において、これらの１０枚の歯はそれぞれ、特殊マスタ
ーギアの第１番から第１０番までの歯と噛合い状態に、
すなわち、測定されるギアの“ａ　”の歯が固有マスタ
ーギアの第１番の歯と噛合っており、同じく“ｂ′の歯
が第２番の歯と、“Ｊ　”の歯が１０番の歯と噛合って
いる状態にある。測定しようとするギア（４８）が第２
回の回転を為している場合では、これら１０枚の歯はそ
れぞれ、特殊マスターギアの第１１番ないし第２０番の
歯と噛合い状態に、即ち、“ａｎの歯が第１１番の歯と
噛合っており、“ｂ″の歯が第１２番の歯と、・・・“
ｊ″の歯が第２０番の歯と噛合っている状態にある。こ
のような対応した噛合い状態となっていることから、測
定サイクルの全てにおいて、測定しようとするギア（４
８）が３７回転する間に、噛合い状態となる歯の組合わ
せは３７０組になる。

特殊マスターギア（４９）の歯における上記４分類のな
かでは、へ分類は噛合い状態となる歯を１０＃ｌｌ５Ｂ
分類は９０組、Ｃ分類は１０組それぞれ備えている。Ａ
、Ｂ及びＣ分類の噛合い状態となる歯によって発せられ
る誤差情報は、測定しようとするギア（４８）の誤差を
表わす利用可能な全ての情報となる０例えば、測定しよ
うとするギア（４８）の歯“ａ　”が特殊マスターギア
の第１番の歯と噛合い状態にある場合、歯“ａ”のフラ
ンク全体の誤差についての情報が得られることになる。

ギアを噛合せての伝動にともなって、歯“ｄ”は第４＃
のｍと噛合い状態となり、これにより、測定しようとす
るギア（４８）の歯“ｄ”の小径端での歯形誤差の情報
が得られることになる。測定しようとするギア（４８）
が第３回目の回転を為している場合、その歯″ｈ”は、
２８番目の歯と噛合い状態にあり、これにより測定され
るギア（４８）の歯“ｈ　”の大径端での歯形誤差の情
報が得られることになる。測定しようとするギアが第４
回目の回転を為している場合には、その歯“ａ”は特殊
マスターギアの第３１番の歯と噛合い状態にあり、従っ
て、歯“ａ″の歯ずじ誤差についての利用可能な情報が
得られることになり、これが繰返される。全ての測定サ
イクルにおいて、測定情報が得られる噛合い状態をなす
歯についての上記１１０Ｍ１以外に、特殊マスターギア
の９分類の歯と噛合い状態を為す歯についての組が２６
０組あり、これらは利用できない情報を有している。こ
のような情報はコンピュータ（５５）には記憶されず、
また処理されることもない、ここでは、測定しようとす
るギア（４８）の歯数と、特殊マスターギア（４９）の
歯数が定められているとともに、特殊マスターギア（４
９）の構造上のパラメータが決められている場合−には
、特定の測定使用とするギア（４８）の歯についての特
定の誤差の・情報が、測定サイクル全体における決めら
れた、連続位置で得られることになるのは明らかである
。３つの分類、つまり利用できる情報についての全部で
１１０のグループを、測定しようとするギア（４８）の
通し番号 に従って１０のユニットに類別するため、類別する目的
に用いることができる公知のコンピュータソフトウェア
を応用してコンピュータプログラムが編集される。その
後、特殊マスターギア（４９）の測定用の歯についての
分類Ａ、Ｂ及びＣに従って、これらの各ユニットは１１
の要素に分割され、それによりこれら利用可能な情報の
全ては、測定しようとするギアの回転角に基づいた対応
するアドレスに記憶され、これにより測定の情報サンプ
リング過程は完了する。

上記のアドレスにおいて、利用できる情報を結合して処
理し、数値制御されたマルチカラープロッタ（５６）に
、測定しようとするハイポイドギア（４８）の種々の誤
差グラフを描くように指示し、及びプリンタ（５７）に
対応する誤差データを出力するように指示するため、良
く知られているハイポイドギアの伝動原理に従うととも
に、ギアの歯のフランクの３次元的な誤差、歯のフラン
クが噛合い状態にある際の接触箇所、累積誤差、ギアの
接線方向の組合わせ誤差、歯形誤差及び歯すじ誤差につ
いての一般的な定義に従ってコンピュータプログラムが
編集される。

第７図は、この実施例におけるハイポイドギアの歯の単
一のフランクの形状誤差を示す３次元的なグラフである
。ここで、８１，８２．８３．８４で示される線によっ
て形成される台形状の平面は、−様な伝動の結果として
の理想的なフランクを示している０曲面の３次元的なグ
ラフが、８５゜８６．８７．８８で示される折れ線によ
って構成されている。各々の箇所での誤差の大きさは、
この曲面と上記の理想的なフランクの平面との間の距離
によって表わされている。

第８図はこの実施例におけるハイポイドギアの噛合って
いる歯のフランクの接触形態を示すグラフである。グラ
フの外側の形状（９１，９２，９３，９４）は、大径端
から小径端までの９本の横断線による、形成されたフラ
ンクの形状である。

これらの中で、第３から第８番目までの水平線上の太い
黒い線は、６箇所の断面上の接触点を示している。折れ
線（９５，９６＞は歯のフランク上を移動する接触点の
方向を示す線を表わしている。

第９図は、単一の歯の累積誤差を示す曲線の線図であり
、左から右に順に、歯の大径端から小径端までの異なる
断面での歯形誤差の曲線である。

これらについての包路線（８９）は、フランク全面につ
いての伝動誤差曲線を示している。この線図はまた、各
断面間の歯形誤差とフランク全面での伝動誤差との関係
、及び種々の断面での歯形誤差間の関係を示している。

第１０図は、フランクの累積誤差を示す曲線の線図であ
り、１０個のフランクの伝動誤差の間の相互関係、およ
びギアの全体の接線方向組合わせ誤差を出す方法を示し
ている。

第１１図は、接線方向組合わせ誤差曲線の線図であり、
接線方向の組合わせ誤差、接線方向の隣接組み合せ誤差
（ｔａｎｇｅｎＮａｌ　　ｔｏｏｔｈ　　ｔｏ　　ｔｏ
ｏｔｈｃｏｕｏｓｉｔｅ　　ｅｒｒｏｒｓ）及び周期的
な誤差（ｐｅｒｉｏｄｉｃ　　ｅｒｒｏｒ　）を示して
いる。

第１２図は、種々の歯の歯形誤差曲線のグラフであり、
上から下へ、測定されるギア（４８）の１０枚のｆ＆の
全てについての、中間の断面における歯形誤差を示して
いる。

第１３図は種々の歯の歯すじ誤差曲線のグラフであり、
上から下へ、測定されるギア（４８）の１０枚の歯の全
てについての、歯のたけ（ｔｏｏｔｈｄｅｐｔｈ　）の
中間部分における歯すじ誤差を示している。

第１４図は、単一の歯についての多様な断面に亙る歯形
誤差曲線のグラフであり、上から下へ、測定されるギア
（４８）の指定された歯について、大径端から小径端へ
の９箇所の断面での歯形誤差を示している。

測定しようとするギア（４８）について、その熱処理前
、及び熱処理後の双方を測定し、その結果を比較するこ
とで、これにより得られた情報を、熱処理を管理し、改
善して製品製造の品質を保証するなめ、熱処理に起因す
る歪みを解析するのに用いることができる。ハイポイド
ギアの伝動性を改善するため、製造に際して、工作機械
の操作パラメータを調整する必要がある。操作パラメー
タの調整の前後で、製造されたギアを測定し、測定結果
を比較することで、これから得られた情報を誤差につい
てのあるパラメータからの影響を解析するのに用いるこ
とができ、従って、生産性を向上させ、充分に制御し、
またギア製品の品質を向上させるように、工作機械の操
作パラメータを調整する指針に利用することができる。

第２図は、本発明の第２実施例、即ちギアを噛合わせ、
および切離すことによる測定によって円筒形状のギア（
平歯車）の誤差を測定する方法を示している。この測定
機械は、これを支持するための基台（５８）を備えてい
る。この基台（５８）には、２つのスライドキャリッジ
（６０，７０）が取付けられている。これらのスライド
（６０゜７０）には、軸（６４，６８）を装着する軸受
（６３，６７）が取付けられている。駆動側の軸、つま
り駆動軸（６４）及び従動側の軸、っまり従動軸（６８
）は、互いに並列にして、軸受（６３゜６７）にそれぞ
れ装着されている。駆動軸（６４）の一端部には、測定
しようとする円筒形状のギア（６５）が取付けられおり
、その他端部には、格子を備えた角変位センサ（５つ）
が、伝動の際の誤差信号を収集するために取付けられて
いる。従動軸（６８）の一端部には、円筒形状の特殊な
マスターギア（６６）が取付けられており、その他端部
には格子を備えた角変位センサ（６９）が取付けられて
いる。電動機（６２）は伝動ユニット（６１）を介して
、駆動軸（６４）を駆動して回転させ、測定しようとす
る円筒形状のギア（６５）と、円筒形状の特殊なマスタ
ーギア（６６）との噛合いを介して、従動軸（６８）を
駆動して回転させる。同様にして、これら２つの軸の他
端部に位置している２つのセンサ（５９，６９）を介し
て、測定しようとするギア（６５）及び特殊マスターギ
ア（６６）の回転角が、それぞれ光学的な信号に変換さ
れ、更に、電気的な信号に変換されて、コンピュータ（
７２）のインターフェース（７１）に送られ、これから
のデータはコンピュータ（７２）で処理され、この測定
結果はグラフ出力ユニット（７３）およびデータ出力ユ
ニット（７４）を介して得られることになる。

第４図は、円筒形状の特殊マスターギアの４種類の歯の
構成を示している。

第４−１図は、フランクの全面が留保された、Ａ分類の
測定用の歯である。

第４−２図は、歯と一体にして、フランク上に完全な歯
形をなして突出している狭いランドを備えた８分類の測
定用の歯を示している。

第４−３図は、歯と一体にして、フランク上に完全な歯
すじをなして突出している狭いランドを備えた、Ｃ分類
の測定用の歯を示している。

第４−４図は、フランクに狭いランドを備えておらず、
その厚さは伝動だけを為すが、測定用の歯が測定のため
の噛合い状態となるのを干渉することのないような程度
にまで薄くされている伝達用の歯を示している。

円筒形状のギアを測定するについては、ベベルギアとハ
イポイドギアについての測定原理および測定方法と同じ
である。上記の２つの実施例の主な差異は、２つのスピ
ンドルの位置の違いにある。

スライドキャリッジ（４３，５３）又は（６０゜７０）
の構成及び組合わせ角度は、種々の対象物について測定
をなすため、全く異なるものとなっている０円筒形状の
ギアに対しては、測定しようとするギアと特殊マスター
ギアとの間の中心距離を調整することが必須であり、迅
速な測定のために、軸方向の調整を付加することもでき
る６通常のベベルギアに対しては、２つの軸の軸方向に
沿つで、それぞれ調整がされなければならない０通常の
軸支差角度となっていないハイポイドギアに対しては、
２つの軸の方向について調整すること、及び２つの軸の
交差角を、調整するとともに、２つの軸の相互間のオフ
セット量を調整すること等が必要である。

ここでのギアを噛合わせ、及び切り離すことによる測定
では、測定しようとするギア（４８，６５）及び特殊マ
スターギア（４９，６６）の取付位置は、互いに入替え
、即ち特殊マスターギア（４９又は６６）が駆動軸に取
付けられても良く、これによっても全く同じ誤差測定結
果が得られることになる。

ハイポイドギアによる伝動は、ギアによる伝動のうちの
最も複雑なものの一つである。ベベルギア及び円筒形状
のギアによる伝動は、構成の点については、ハイポイド
ギアによる伝動を簡単にしたものであると考えることが
できる。上記２種類のギアについても、前述した第１実
施例を参考にした、本発明の一つ以上の実施方法が確実
にある。

しかしながら、本発明の概念に含まれる全ては、本発明
のｃＡ護範囲に属するものとされるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、ギアの噛合わせ、および切離しによってベベ
ルギアおよびハイポイドギアの誤差を測定する測定機械
の構成を示す概略図、第２図は、ギアの噛合わせ、およ
び切離しによって円筒形状のギア（平歯車）の誤差を測
定する測定機械の構成を示す概略図、第３図は、特殊マ
スターベベル　　　□ギア、又は特殊マスターハイポイ
ドギアの伝達用の歯および測定用の歯の構成を示す概略
図、第４図は、円筒状の特殊マスターギアの伝達用の歯
および測定用の歯の構成を示すＩＲ略図、第５［１はギ
アの噛合わせ、および切離しによってベベルギアおよび
ハイポイドギアの誤差を測定する測定機械の開始基準点
を設定する位置決め装置の構成を示す概略図、第６図は
、特殊マスターハイポイドギアの周上における伝達用の
歯及び測定用の歯の配列を示す図、第７図は、測定され
たハイポイドギアの単一のフランクの形状誤差を示す３
次元的な線図、第８図は、測定されたギアのフランクの
噛合いの接触形態を示す線図、第９図は、測定されたハ
イポイドギアの単一の歯の累積誤差を示す曲線の線図、
第１０図は、測定されたハイポイドギアの歯のフランク
の累積誤差を示す曲線の線図、第１１図は測定されたハ
イポイドギアの接線方向の組合わせ誤差を示す曲線の線
図、第１２図は、測定されたハイポイドギアの歯の歯形
誤差を示す曲線の線図、第１３図は、測定されたハイポ
イドギアの歯の歯ずじ誤差を示す曲線の線図、第１４図
は、測定されたハイポイドギアの単一の歯における複数
断面についての歯形誤差を示す曲線の線図、及び第１５
図は、ギアの噛合わせ、および切離しによってギアの誤
差を測定する測定用プログラムを説明するためのチャー
ト。 ４１・・・基台、４２・・・角変位センサ、４３・・・
スライドキャリッジ、４５・・・電動機、４７・・・駆
動軸、４８・・・測定するギア、４９・・・特殊マスタ
ーギア、５１・・・従動軸、５２・・・角変位センサ、
５３・・・スライドキャリッジ、５５・・・コンピュー
タ、５６・・・マルチカラープロッタ、５７・・・プリ
ンタ。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 ＦＩＣＴ、４−Ｉ　　　　　　ＦＩＩＩｒ、　４−２Ｆ
旧、４３　　　　　　　Ｆｌ［ｌｒ、４−４ＦＩＧ、ｊ Ｆ旧、６ Ｆｌｏ、７ ＦＩ［、，９ Ｆ旧、１１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ギアの噛合い及び切離しによってギアの誤差を測定
   する測定方法であって、ギアの伝動に際して、マスター
   ギアが測定されるギアと噛合いをなして、ギアの単独の
   誤差、組合わせ誤差、及び単独の誤差と組合わせ誤差と
   の間の関係を測定し、 測定しようとするギアを、駆動側ギアとして測定機械の
   駆動軸に取付け、且つマスターギアを従動側ギアとして
   従動軸に取付ける、または、この代りに、これら２つの
   ギアを入替えて取付ける取付工程と、 駆動軸を駆動し、測定されるギアのマスターギアとの噛
   合いを介して、従動軸を動かして回転させる駆動工程と
   、 前記２つのギアにそれぞれ同軸にして装着された２つの
   センサが、角変位によって信号を発する工程、及び前記
   ２つの信号を統合し、回転角についての不均一性の誤差
   に変換する工程と、 前記誤差信号の要素を識別して、データの処理のために
   貯蔵し、前記誤差要素の出力を組合わせる工程とを備え
   てなる方法において、 前記マスターギアは、特有の規則に従って配列された歯
   を備えた特殊マスターギアであり、前記特殊マスターギ
   アはフランクの特徴によつて伝動用の歯と測定用の歯と
   を備えていることを特徴としており、 前記測定方法は、繰返して取付ける際、又は一度の取付
   けで何度も測定する際に、測定及びデータ処理を開始す
   る点が変化しないことを確保するため、前記特殊マスタ
   ーギアの測定基準となる開始点を決める工程を更に備え
   ている、ギアの誤差の測定方法。 ２、前記特殊マスターギアは一種類の伝動用の歯と、少
   なくとも一種類の測定用の歯とを備えており、特殊マス
   ターギアについては、一種類の測定用の歯があるのみで
   あってもよく、あるいは二種類以上の組合わせられた測
   定用の歯があるものでもよい、請求項第１項に記載の測
   定方法。 ３、前記特殊マスターギアの前記伝動用の歯の歯数は、
   ギアが測定をなすために噛合されている際に、それぞれ
   の測定用の歯が、互いに干渉することのない有効な噛合
   せとなる実効部分を有するように、１を越えない噛合い
   率を確保するに足りる数である請求項第１項又は第２項
   に記載の測定方法。 ４、前記伝動用の歯には、そのフランクに留保される突
   出している狭いランドがなく、前記伝動用の歯の歯厚は
   、測定のための有効な噛合いをなす他の測定用の歯に干
   渉することなく伝動動作が可能であるように薄くされて
   いる請求項第３項に記載の測定方法。 ５、特殊マスターギアには、３種類の測定用の歯がある
   ものであり、 その一つは、Ａ分類の測定用の歯で、基準の歯としてフ
   ランクを完全に留保しており、 他の一つは、Ｂ分類の測定用の歯で、歯と一体にして、
   フランクに完全な歯形をなして突出している狭いランド
   を有しており、 ３つめは、Ｃ分類の測定用の歯で、歯と一体にして、フ
   ランクに完全な歯すじをなして突出している狭いランド
   を有している請求項第１項又は第２項に記載の測定方法
   。 ６、特殊マスターギアには、少なくとも１つのＢ分類の
   測定用の歯が配されており、、これが１つを越えている
   場合に、それぞれの歯において歯形をなして突出してい
   る狭いランドは、歯形誤差を測定し、及びその歯のフラ
   ンク全体を表わすのに、フランクを種々の断面での歯形
   線に区分するため、歯幅方向に沿った種々の位置に配さ
   れることになる請求項第５項に記載の測定方法。 ７、特殊マスターギアには、少なくとも１つのＣ分類の
   測定用の歯が配されており、これが１つを越える場合に
   、それぞれの歯において歯すじをなして突出している狭
   いランドは、歯すじ誤差を測定し、及びその歯のフラン
   ク全体を表わすのに、フランクを種々の歯丈での歯すじ
   線に区分するため、歯丈方向に沿った種々の位置に配さ
   れることになる請求項第５項に記載の測定方法。 ８、特殊マスターギアには、１つのＡ分類の測定用の歯
   、１つを越える数のＢ分類の測定用の歯、および１つの
   Ｃ分類の測定用の歯が配されている請求項第５項に記載
   の測定方法。 ９、請求項第１項にあるような、ギアの噛合い及び切離
   しによってギアの誤差を測定する測定方法を実施するた
   めのギアの誤差の測定機械であって、 測定機械全体を支持する基台と、 特殊マスターギアと測定しようとするギアとの相対位置
   を調整するための２つのスライドキャリッジであって、
   前記基台に取付けられ、軸を装着するための軸受けを備
   えたスライドキャリッジと、前記軸受にそれぞれ装着さ
   れて回転可能な２つの軸であって、互いに噛合いをなす
   前記特殊マスターギアと前記測定しようとするギアとを
   、一端部にそれぞれ取付けてなる駆動軸及び従動軸と、
   伝動の際に前記２つのギアの回転角についての信号を収
   集するため、前記２つの軸の他端部にそれぞれ取付けら
   れた２つのセンサと、 前記駆動軸を駆動し、前記特殊マスターギアと測定しよ
   うとするギアとの噛合いを介して、前記従動軸を駆動し
   て回転させる駆動ユニットと、前記２つのセンサからの
   前記回転角についての信号を結合して、種々のギア誤差
   出力信号に変換する誤差信号処理装置と、 前記誤差信号処理装置からの前記誤差信号をグラフ及び
   データに変換するグラフ出力ユニット、及びデータ出力
   ユニットとを備えてなる測定機械において、 前記測定機械は、測定開始基準点を決める位置決め装置
   であって、前記特殊マスターギアを再び取付ける際、又
   は１回の取付けでも繰返して測定する際に、前記開始点
   が変わっていないことを確認し、保証するための位置決
   め装置を更に備えていることを特徴とする測定機械。 １０、前記測定開始基準点を決める位置決め装置は、前
   記特殊マスターギア用の前記軸 に装着されている請求項第９項に記載の測定機械。 １１、前記測定開始基準点を決める位置決め装置は、前
   記特殊マスターギアと同軸にして装着された前記センサ
   に取付けられている請求項第９項に記載の測定機械。 １２、前記開始基準点を決める位置決め装置は、前記特
   殊マスターギアについてのある周辺角位置に取付けられ
   ている請求項第９項に記載の測定機械。