JPH031801Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、歯車の試験に係り、更に詳細には歯
車の噛合試験装置に係る。

従来の技術 歯車の諸元であるオーバボール径、歯溝の振
れ、噛合誤差などを検出する試験の一つとして、
マスタ歯車と被検査歯車とを噛合せて回転させな
がらその両歯車の軸間距離の変化を測定し、その
測定結果に基づいて上述の如き諸元を得る噛合試
験は従来より知られている。

考案が解決しようとする問題点 かかる歯車の噛合試験に於ては、被検査歯車が
シエービング加工の如き加工や洗浄に伴なう熱を
帯びている場合には、被検査歯車と実質的に室温
状態にあるマスタ歯車との間に温度差が生じ、こ
れにより特に歯車のオーバボール径と歯溝の触れ
の測定に誤差が生じる。またかかる測定誤差を低
減すべく、加工又は洗浄された被検査歯車を冷却
器やワークストツカによる放置などの手段によつ
て冷却すると、歯車の噛合試験が高コストにな
り、また歯車の生産ラインが複雑になり、更には
被検査歯車が室温に冷却されるまで試験を行い得
ないため噛合試験に長時間を要するという問題が
ある。

本考案は、従来の歯車の噛合試験に於ける上述
の如き問題に鑑み、加工又は洗浄後に於ても正確
に歯車のオーバボール径等の測定することのでき
る改良された歯車の噛合試験装置を提供すること
を目的としている。

問題点を解決するための手段 上述の如き目的は、本考案によれば、マスタ歯
車と被検査歯車とを噛合状態にて各々回転可能に
支持する支持装置と、前記マスタ歯車と前記被検
査歯車の噛合に伴なう前記両歯車の軸間距離の変
化を測定する軸間距離測定装置と、前記被検査歯
車の回転角を検出する回転角検出装置と、前記被
検査歯車に当接して被検査歯車温度を測定する第
一の位置と前記被検査歯車より離れて室温を測定
する第二の位置とに変位可能な温度測定装置と、
前記軸間距離測定装置が発生する軸間距離信号と
前記温度測定装置が発生する被検査歯車温度信号
及び室温信号とを入力され前記被検査歯車温度と
前記室温との間の温度差を算出し該温度差に基づ
き前記軸間距離信号を修正する演算制御装置とを
有する歯車の噛合試験装置によつて達成される。

考案の作用及び効果 本考案によれば、軸間距離測定装置と回転角検
出装置とによりマスタ歯車及び被検査歯車の回転
に伴なう軸間距離の変化が測定され、該軸間距離
の変化の値が被検査歯車と室温との間、従つて被
検査歯車とマスタ歯車との間の温度差によつて修
正されることにより、真の軸間距離の変化、即ち
マスタ歯車と被検査歯車とが同一の温度にある場
合の軸間距離の変化が求められるので、マスタ歯
車と被検査歯車との間に温度差がある場合にも、
真の軸間距離の変化に基づき歯車のオーバボール
径、歯溝の振れ、噛合誤差を正確に測定すること
ができる。

また本考案による噛合試験装置によれば、一つ
の温度測定装置により被検査歯車の温度及び室温
の両温度が測定されるので、温度測定装置は一個
でよく、これらの温度をそれぞれ別の温度測定装
置により測定する場合に比して被検査歯車温度と
室温との間の温度差を正確に測定することがで
き、従つて歯車のオーバボール径等を正確に測定
することができる。更に加工や洗浄に伴なう熱を
帯びている被検査歯車を冷却することやかかる冷
却を行うための冷却器やワークストツカなどの手
段は不要であるので、歯車の生産工程に於てイン
ライン式に且低廉に歯車のサイズ等を短時間のう
ちに測定することができる。

以下に添付の図を参照しつつ本考案を実施例に
ついて詳細に説明する。

実施例 第１図及び第２図はそれぞれ本考案による噛合
試験装置の一つの実施例を示す平面図及び簡略化
された正面図、第３図は第１図の線−に沿う
断面図である。これらの図に於て、１は基台を示
しており、該基台上には支持台２〜５が固定され
ている。支持台２上には支持部材６が固定されて
おり、該支持部材はセンタストツク部７にて図に
は示されていない軸受を介してセンタ８を軸線９
の周りに回転可能に支持している。支持台３上に
は支持部材１０が軸線９に沿つて往復動可能に装
着されており、必要に応じて支持台３に対し所定
の位置に固定されるようになつている。支持部材
１０はセンタストツク部１１にて図には示されて
いない軸受を介してセンタ１２を軸線９の周りに
回転可能に支持している。センタ８及び１２は互
いに共働して被検査歯車１３を有する歯車軸１４
を軸線９の周りに回転可能に支持するようになつ
ている。歯車軸１４は支持台３に固定されたモー
タ１５により歯車軸の他の歯車１６と噛合う駆動
歯車１７を介して軸線９の周りに回転駆動される
ようになつている。

支持台４にはＬ字形をなす枢動レバー部材１８
が軸線９に平行な軸線１９の周りに枢動可能に支
持されている。レバー部材１８の一方のアーム２
０の先端にはマスタ歯車支持部材２１が固定され
ている。マスタ歯車支持部材２１は被検査歯車１
３とノーバツクラツシユにて噛合うマスタ歯車２
２を軸線９に平行な軸線２３の周りに回転可能に
支持するようになつている。この場合マスタ歯車
２２と被検査歯車１３とがノーバツクラツシユに
て噛合つた状態に於ては、第３図に示されている
如く、それらの軸線９及び２３を通る直線９ａと
軸線１９及び２３を通る直線２０ａとが直交する
ようになつている。

またマスタ歯車支持部材２１にはマスタ歯車の
回転角（回転位相）を検出するロータリエンコー
ダ２４が取付けられている。ロータリエンコーダ
２４はマスタ歯車の回転角を光電気式に検出し、
それに応じた電気信号を後述する演算制御装置４
０へ出力するようになつている。またレバー部材
１８の他方のアーム２５と基台２１との間にはレ
バー部材１８を軸線１９の周りに第３図で見て反
時計回り方向へ付勢する圧縮コイルばね２６が介
装されており、レバー部材１８はマスタ歯車２２
が被検査歯車１３とノーバツクラツシユにて噛合
う図示の第一の位置と、マスタ歯車が被検査歯車
との噛合いを解除する図には示されていない第二
の位置との間に支持台３に設けられた位置決め装
置２７により選択的に位置決めされるようになつ
ている。

支持台５には変位センサ２８が取付けられてい
る。変位センサ２８は差動トランスの如き線形変
位を電気量に変換する型式のセンサであり、その
測定子２９はアーム２５の先端の当接点２５ａ及
び軸線１９を通る直線２５ｂに垂直な軸線３０に
沿つて延在しており、アーム２５の先端に当接し
てレバー部材１８の枢動に伴なうアーム２５の先
端の軸線３０に沿う変位量を検出するようになつ
ている。アーム２５の先端の変位量は被検査歯車
１３とマスタ歯車２２の軸間距離、即ち軸線１９
と軸線２３との間の距離の変化量に比例するの
で、変位センサ２８は実質的に軸間距離の変化量
を測定することになる。変位センサ２８が発生す
る電気信号は演算制御装置４０へ出力される。

更に支持台２には支持部材７に近接した位置に
て温度測定ユニツト３１が設けられている。温度
測定ユニツト３１な温度センサ３２及びアクチユ
エータ３３を含んでおり、温度センサはアクチユ
エータにより、被検査歯車１３に当接して被検査
歯車温度を測定する図示の第一の位置と、被検査
歯車より離れ室温を測定する図には示されていな
い第二の位置とに選択的に位置決めされるように
なつている。温度センサは被検査歯車温度及び室
温を示す信号を演算制御装置４０へ出力するよう
になつており、特に図示の実施例に於ては被検査
歯車の温度を正確に測定し得るよう、温度センサ
はその測定子が被検査歯車と実質的に同一の温度
になる数秒乃至１０秒程度演算制御装置よりの指
令信号により第一の位置に維持され、通常時は第
二の位置に維持されるようになつている。また支
持部材６にはセンタ８とは反対の側にてロータリ
エンコーダ３４が取付けられており、該ロータリ
エンコーダはセンタ８の回転角、従つて被検査歯
車１３の回転角を光電気式に検出し、それに応じ
た信号を演算制御装置４０へ出力するようになつ
ている。

第４図は本考案による装置の電気回路を示すブ
ロツク線図である。演算制御装置４０は交流増幅
回路４１を含んでおり、該交流増幅回路にて変位
センサ２８が発生する出力信号（AM信号）を入
力される。交流増幅回路４１の出力信号は同期整
流回路４２へ出力され、該回路にて整流され、直
流増幅回路４３とバンドパスフイルタ４４に入力
される。また演算制御装置４０は交流増幅回路４
５を含んでおり、該交流増幅回路にて温度センサ
３２が発生する出力信号を入力される。直流増幅
回路４３、バンドパスフイルタ４４、交流増幅回
路４５の出力信号は各々Ａ／Ｄ変換器４６の互い
に異なる入力端子に入力される。変換器４６は内
部にマルチプレクサを有しており、該マルチプレ
クサにて変換器に入力される信号の切換え制御を
行うようになつている。尚直流増幅回路４３の出
力信号は歯車のオーバボール径や歯溝の振れなど
の評価に用いられ、バンドパスフイルタ４４の出
力信号は歯車の噛合誤差の評価などに用いられ、
交流増幅回路４５の出力信号はこれらの出力信号
の温度補正に用いられる。

Ａ／Ｄ変換器４６の出力信号はコモンバス４７
を経て中央処理ユニツト（CPU）４８に入力さ
れる。中央処理ユニツト４８はリードオンリメモ
リ４９が記憶しているプログラムに従つて信号の
処理を行い、必要に応じてＡ／Ｄ変換器４６より
の信号をランダムアクセスメモリ（RAM）５０
へ出力するようになつている。

演算制御装置４０はデイジタル入出力回路５１
を含んでおり、該デイジタル入出力回路にてロー
タリエンコーダ２４及び３４の出力信号を入力さ
れるようになつている。デイジタル入出力回路５
１に入力されたロータリエンコーダ２４及び３４
よりの信号はコモンバス４７を経て中央処理ユニ
ツト４８に入力される。またデイジタル入出力回
路５１はシーケンス制御装置５２と接続されてい
る。シーケンス制御装置５２が発生する信号はデ
イジタル入出力回路５１よりコモンバス４７を経
て中央処理ユニツト４８へ入力される。シーケン
ス制御装置５２はオペレータによるスイツチ操作
により指令力信号を発生し、それに応じてリード
オンリメモリ４９に記憶されているプログラムの
作動を制御するようになつている。

リードオンリメモリ４９は中央処理ユニツト４
８により算出される被検査歯車１３と室温との間
の温度差を番地としてＡ／Ｄ変換器４６よりの出
力信号に対する補正値を記憶している。またラン
ダムアクセスメモリ５０はロータリエンコーダ３
４の出力信号、換言すれば被検査歯車１３の回転
角に相当する符号を番地としてＡ／Ｄ変換器４６
の出力信号を記憶するようになつている。

中央処理ユニツトはリードオンリメモリ４９に
記憶されているプログラムに従つて各種の演算及
び信号処理を行い、判定表示装置５３の設定器５
４により発生され比較基準信号としてデイジタル
入出力回路５５よりコモンバス４７を経て入力さ
れた比較基準値と演算結果の値とを較し、その比
較結果を表わす信号をコモンバス４７を経てデイ
ジタル入出力回路５５より判定表示装置５３の表
示器５６に出力するようになつている。

次に第５図のフローチヤートを参照しつつ本考
案の装置の作動について説明する。

まず歯車軸１４が歯車１６にて駆動歯車１７と
噛合つた状態にて軸線９の周りに回転可能にセン
タ８と１２との間に装着され、次いで位置決め装
置２７によりレバー部材１８が図示の第一の位置
にもたらされることにより、被検査歯車１３とマ
スタ歯車２２とがノーバツクラツシユにて噛合わ
される。次いでシーケンス制御装置５２からの指
令入力信号に応じて第５図に示された各ステツプ
が順次実行される。

まず最初のステツプ１に於ては、第二の位置に
ある温度測定ユニツト３１の温度センサ３２によ
り室温の測定が行われる。次のステツプ２に於て
は、温度センサ３２が図示の第一の位置へ駆動さ
れ、温度センサ３２により被検査歯車１３の温度
の測定が行われる。次のステツプ３に於てはモー
タ１５に通電が行われることにより、駆動歯車１
７により歯車軸１４、従つて被検査歯車１３の回
転が開始される。次のステツプ４に於ては被検査
歯車１３の微小回転角度毎にその回転角度及びレ
バー部材１８のアーム２５の先端の変位量の情報
の読込みが行われ、各値がランダムアクセスメモ
リ５０に記憶される。次のステツプ５に於ては、
被検査歯車１３の回転角度及びアーム２５の先端
の変位量の読込みが完了したか否か、即ち被検査
歯車１３が360℃回転したか否かの判別が行われ
る。このステツプに於て被検査歯車１３が360℃
未満しか回転していない旨の判別が行われた場合
にはステツプ４へ戻り、被検査歯車の回転角度及
びアーム２５の先端の変位量の読込みが繰り返さ
れる。ステツプ５に於て被検査歯車１３が360℃
回転した旨の判別が行われた場合には次のステツ
プ６へ進む。

ステツプ６に於ては、モータ１５への通電が停
止され、これにより被検査歯車１３の回転が停止
される。次のステツプ７に於ては、ランダムアク
セスメモリ５０に記憶されているデータに基づ
き、被検査歯車の微小回転角度毎に被検査歯車１
３とマスタ歯車２２との間の軸間距離の変化量が
算出される。この算出結果を視覚的に表わすと第
６図に示されている如くなる。次のステツプ８に
於ては、ランダムアクセスメモリ５０に記憶され
ている被検査歯車温度と室温のデータよりそれら
の間の温度差が算出され、該温度差に基づく補正
値がリードオンリメモリ４９より読出され、ステ
ツプ７にて算出された軸間距離の演算結果より補
正値の減算が行われ、これにより第７図に示され
ている如く、被検査歯車とマスタ歯車とが同一の
温度状態にある場合に於けるこれらの間の軸間距
離の変化量が求められる。次のステツプ９に於て
はステツプ８に於て求められた真の軸間距離の変
化より、第７図に示されている如く、オーバボー
ル径Dw、歯溝の振れFw、噛合誤差Ewが求めら
れ、これらの値がそれぞれ設定器１４より入力さ
れる比較基準値と比較され、合否の結果が表示器
５６に表示されると共に、必要に応じて歯車加工
工程へ補正指令信号が出される。

尚本考案による噛合試験装置に於ても、本願出
願人と同一の出願人に係る特願昭55−99091号
（特開昭57−23835号公報）に開示されている如
く、マスタ歯車として代用マスタ歯車が使用され
てもよい。また本考案による噛合試験装置に於て
は、温度センサ３２よりの被検査歯車温度の微小
時間毎の増分量を算出し、該増分量が零又は零に
近い所定値になつた時点で温度センサ３２をその
第二の位置へ戻し、その時の測定温度値を被検査
歯車温度として演算が行われるよう構成されても
よい。

以上に於ては本考案を特定の実施例について詳
細に説明したが、本考案はかかる実施例に限定さ
れるものではなく、本考案の範囲内にて種々の実
施例が可能であることは当業者にとつて明らかで
あろう。例えば被検査歯車の温度と室温との間の
温度差の算出は第５図のフローチヤートのステツ
プ２以降であつてステツプ８以前の任意の段階に
て行われてよい。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本考案による歯車の噛合試
験装置の一つの実施例を示す平面図及び簡略化さ
れた正面図、第３図は第１図の線−に沿う断
面図、第４図は本考案による装置の電気回路を示
すブロツク線図、第５図は本考案による装置の制
御系のルーチンを示すフローチヤート、第６図は
温度補正前の被検査歯車とマスタ歯車との間の軸
間距離の値と被検査歯車の回転角との関係を示す
グラフ、第７図は温度補正後の被検査歯車とマス
タ歯車との間の軸間距離の値と被検査歯車の回転
角度との関係を示すグラフである。 １……基台、２〜５……支持台、６……支持部
材、７……センタストツク部、８……センタ、９
……軸線、１０……支持部材、１１……センタス
トツク部、１２……センタ、１３……被検査歯
車、１４……歯車軸、１５……モータ、１６……
歯車、１７……駆動歯車、１８……枢動レバー部
材、１９……軸線、２０……アーム、２１……マ
スタ歯車支持部材、２２……マスタ歯車、２３…
…軸線、２４……ロータリエンコーダ、２５……
アーム、２６……圧縮コイルばね、２７……位置
決め装置、２８……変位センサ、２９……測定
子、３０……軸線、３１……温度測定ユニツト、
３２……温度センサ、３３……アクチユエータ、
３４……ロータリエンコーダ、４０……演算制御
装置、４１……交流増幅回路、４２……同期整流
回路、４３……直流増幅回路、４４……バンドパ
スフイルタ、４５……交流増幅回路、４６……
Ａ／Ｄ変換器、４７……コモンバス、４８……中
央処理ユニツト（CPU）、４９……リードオンリ
メモリ（ROM）、５０……ランダムアクセスメ
モリ（RAM）、５１……デイジタル入出力回路、
５２……シーケンス制御装置、５３……判定表示
装置、５４……設定器、５５……デイジタル入出
力回路、５６……表示器。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. マスタ歯車と被検査歯車とを噛合状態にて各々
   回転可能に支持する支持装置と、前記マスタ歯車
   と前記被検査歯車の噛合に伴なう前記両歯車の軸
   間距離の変化を測定する軸間距離測定装置と、前
   記被検査歯車の回転角を検出する回転角検出装置
   と、前記被検査歯車に当接して被検査歯車温度を
   測定する第一の位置と前記被検査歯車より離れて
   室温を測定する第二の位置とに変位可能な温度測
   定装置と、前記軸間距離測定装置が発生する軸間
   距離信号と前記温度測定装置が発生する被検査歯
   車温度信号及び室温信号とを入力され前記被検査
   歯車温度と前記室温との間の温度差を算出し該温
   度差に基づき前記軸間距離信号を修正する演算制
   御装置とを有する歯車の噛合試験装置。