JPH0333609A - ベベルギアの精度測定方法およびその装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ベベルギアの精度測定を容易且つ高精度に行
う際に好適に用いられるベベルギアの精度測定方法およ
びその装置に関する。

［従来の技術］ ベベルギアの精度測定に関しては技術的に困難なことも
あって、望ましい精度評価方法が確立されていないのが
実情である。

現今、例えば、万能測定器とされる３次元測定器とコン
ピュータとを組み合わせてベベルギアの精度測定を行う
技術が知られているが、測定器とコンピュータとを組み
合わせて作られた装置が高価であることに加え、測定の
際に高度の技術が必要となり、さらに測定時間が長いと
いう問題がある。

また、歯車に加工形成されたボスの外径面または内径面
を基準面として、歯構の振れを測定するものが知られて
いるが（特公昭６０−２５７２１号公報、特公昭６０−
５５７６１号公報参照〉、その基準面と歯面とにずれが
存在する場合等においては、基準面を加工する際に既に
ずれが生じているおそれがあるため、その測定結果の信
頼性に問題がある。

また、このような問題は、実開昭６３−６２７０５号公
報、実公昭６３−１９９０４７号公報等に記載されたも
のにおいても同様に存する。

そこで、３点支持の治具等を使用することにによりマス
ター歯車を基準として、同一円周上において鋼球等を歯
溝の両側歯面に接触させ、その鋼球の出入り量（歯溝の
振れ）がずれおよび歯厚のばらつきであると判断する精
度測定が行われている（Ｊ　Ｉ　Ｓ　　Ｂ１７０４　；
かさ歯車の精度参照）。

そして、その精度検査においては、ベベルギアの性質を
考えると、歯厚誤差、位相のずれ、中心からの距離のず
れ、あるいは歯形誤差のうち、どのずれあるいは誤差で
あるかの判定を行うことが出来ず、それらのずれあるい
は誤差がすべて含まれた総合誤差として判断するしかな
いため、精度検査としては簡便ではあるが適正な精度評
価がされているとは言い難い。

従って、その検査においては誤差の有無が総合誤差によ
って判断されるため検査後の解析が困難となる理由から
、最終的に噛合い検査をして判断するか、あるいは組立
時にシム調整等を行って検査を遂行している。

［発明が解決しようとする課題］ 然しなから、歯車が、所謂、歯切り品の場合は、グリー
ソン社の歯切り盤による加工法により精度が保証されて
いるが、鍛造等によりベベルギアが形成されている場合
、グリーソンにより歯切りした電極を用いて金型を製作
し、その金型によって鍛造されたベベルギアをさらに塑
性加工する必要があるため、スプリングバックその他の
要因により、上記ずれあるいは誤差が集積されてしまう
という問題がある。

しかも、金型を製作する場合においても、補正の要因と
なる上記ずれあるいは誤差が不明確であるので、どの誤
差に対する補正を行うべきかの判断が行えない結果、適
正な補正が困難であるという問題を有していた。

本発明の目的は、先端部に鋼球が設けられた３本の位置
決めピン（支持ピン）上にベベルギアを載置してその精
度を測定する場合において、位置決めピンが各々固定さ
れる部材を、同一円周上に沿って各々移動可能とされた
円弧状体とすることにより、総合誤差から位相誤差を切
り離して精度測定を行うことが可能となるベベルギアの
精度測定方法およびその装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を遠戚するために、本発明に係るベベルギアの
精度測定方法は、 被測定対象となるベベルギアが載置されて３点支持可能
とされるとともに、同一円周上に沿って移動可能とされ
た３本の位置決めピンが基準位置から変移した変移量が
測定部により測定されることにより精度測定が行われる
ベベルギアの精度測定方法において、 前記３本の位置決めピンのうち、いずれか１本の位置決
めピンが固定された状態で、マスターギアが当該３本の
位置決めピン上に載置されて３点支持されることにより
、残り２本の位置決めピンがマスターギアに対応する基
準位置に移動されて位置決め・固定される第１過程と、
第１過程で基準位置に位置決め・固定された前記２本の
位置決めピンの固定位置に対応する値が前記測定部の基
準値としてセットされた後、前記１本の位置決めピンが
固定されるとともに、当該２本の位置決めピンが移動可
能とされた状態で、前記ベベルギアがそれら３本の位置
決めピン上に載置されて３点支持され、当該２本の位置
決めピンが移動することにより当該ベベルギアが安定し
た姿勢になったときに、前記測定部での測定値と前記基
準値との差が前記変移量とされる第２過程と、 を有することを特徴とする。

また、本発明に係るベベルギアの精度測定装置は、 同一円周上位置に等間隔をおいて配設され、被測定対象
となるベベルギアが載置されて３点支持される３本の位
置決めピンと、 前記位置決めピンが各々固定されるとともに、同一円周
上に沿って各々所定の間隙を介して配列された３つの円
弧状体と、 前記円弧状体が配列された円周上に沿って形成されて円
弧状体が移動可能に収納される溝部が設けられ、前記ベ
ベルギアの軸回りに回転自在に支持された回転部材と、 前記回転部材が回転自在に支持される固定台と、 を有することを特徴とする。

［作用］ 本発明に係るベベルギアの精度測定方法では、前記第１
過程で前記２本の位置決めピンが基準位置に位置決め・
固定された位置に対応する値が測定の基準値とされ、２
本の位置決めピンが移動することにより３本の位置決め
ピン上に載置されたベベルギアが安定した状態になった
ときの測定部での測定値と基準値との差が当該２本の位
置決めピンが基準位置から変移した変移量とされる。

また、本発明に係るベベルギアの精度測定装置では、３
本の位置決めピンが各々３つの円弧状体に固定され、各
々の円弧状体は回転部材に設けられた溝部内に収納され
るとともに、その溝部内で移動可能とされており、さら
に回転部材は固定台によりベベルギアの軸回りに回転自
在に支持されている。

０ ［実施例］ 次に、本発明に係るベベルギアの精度測定方法およびそ
の装置について好適な実施例を挙げ、添付の図面に基い
て以下詳細に説明する。

第１図において、ベベルギアの精度測定装置１０は、円
柱状のベツド固定機台１２の厚さ方向−側面に固定され
た円柱状のベツド１４と、ベツド１４の軸方向−側面に
形成された軸孔１４ａに軸受されてベツド１４の軸回り
に回動自在とされた回転部材１６と、回転部材１６の円
周方向に沿って設けられた溝部１６ａ内に収納されて溝
部１６ａ内を移動可能とされた３つの分割リング（円弧
状体）１８と、各々の分割リング１８に基部が固定され
るとともに、突出端部に鋼球２２が設けられた３本の位
置決めピン２０と、ベツド固定機台１２に設けられたダ
イヤルゲージ２６とを有している。

なお、本実施例では、回転部材１６の径方向に沿って分
割リング１８と対向させて設けられたねじ孔内に固定用
ボルト３０が螺合されるように槽底されており、その固
定用ボルト３０の先端部は１ 分割リンク１８に当接可能な長さとされているので、固
定用ボルト３０により分割リング１８は所望の位置（溝
部１６ａ内の位置）に固定可能とされている。

また、ベツド固定機台１２とベツド１４とが一体化され
て固定台とされており、さらに回転部材１６の径方向中
央部位置にはその軸線方向に沿って貫通孔１６ｂが設け
られている。

前記貫通孔１６ｂには、ベベルギア２４が位置決めピン
２０により３点支持されたときに、ベベルギア２４を押
圧するためのベベルギア押え２８に形成された円柱状凸
部２８ａが挿通され、また凸部２８ａの突出端部に設け
られたねじ部２８ｂをベツド１４に設けられた螺合孔１
４ｂに螺合させることにより、ベベルギア２４が位置決
めピン２０に対して適宜な付勢力で当接されるように槽
底されている。

なお、位置決めピン２０上に載置されたベベルギア２４
を押圧する手段としては、ベベルギア２４の上に重錘等
を載置することも好適であり、ま１ま た適度なエアー圧に調整されたシリンダで押圧すること
も好適である。

加えて、ダイヤルゲージ２６はケーシング裏面に設けら
れた取付片２６ａがベツド固定機台１２に設けられた取
付片１２ａに回動自在に取り付られており、そのためダ
イヤルゲージ２６に設けられた伸縮自在なスピンドル２
６ｂがベベルギア２４に対して離間・当接する両方向へ
回動可能とされている。

ここで、第２図から理解されるように、各々の分割リン
グ１８はドーナツ状の部材を、例えば、ワイヤーカット
放電により３分割して形成されたもので、隣接する分割
リング１８．１８間の間隙Ｔは最大値０．２　［：ｍｍ
）程度とされているので、その間隙Ｔは各々の分割リン
グ１８が変移可能な許容変移量となる。

以上説明したように、本実施例ではベベルギア２４が３
つの位置決めピン２０によって３点支持され、各々の位
置決めピン２０が固定された分割リング１８は溝部１６
ａ内を移動可能であるため、３ ベベルギア２４の歯並び方向の調整が分割リング１８の
移動によって行われる結果、位置決めピン２０の突出端
部に設けられた鋼球２２は容易にベベルギア２４の歯溝
内に当接される。

そのため、測定が能率良く行なえるとともに、加工され
ていない歯精鍛素材のままでも測定が可能となり、さら
にベベルギア２４のピッチエラーによる測定誤差（位相
誤差）を回避することが可能となる。

なお、３つの位置決めピン２０のうち、少なくとも２つ
の位置決めピン２０が水平面上の直交座標系内（水平面
内において互いに直交するＸ軸、Ｙ軸が形成する座標系
〉の２方向で変移した変移量が各々測定可能とされたダ
イヤルゲージ等の測定部を設けることにより、測定精度
をさらに向上させるように槽底することも好適である。

次に、本発明に係るベベルギアの精度測定方法について
説明する。

先ず、３本の位置決めピン２０のうち、いずれか１本の
位置決めピン２０を固定する。すなわち、４ 位置決めピン２０の基部が固定されている分割リング１
Ｂを固定用ボルト３０により固定する。

そして、残りの２本の位置決めピン２０は溝部１６ａに
沿って移動可能な状態にしておき、３本の位置決めピン
２０上にマスターギア（図示せず）を載置し、それら３
本の位置決めピン２０により３点支持させる。

このとき、残り２本の位置決めピン２０はマスターギア
に対応する基準位置に移動されるので、固定用ボルト３
０を締め付けることにより残り２本の位置決めピン２０
は各々その基準位置に位置決め・固定される。

この状態でダイヤルゲージ２６のスピンドル２６ｂの突
出端部を最初に固定した位置決めピン２０の鋼球２２に
当接させ、その状態におけるダイヤルゲージ２６の読み
を値０　（基準値）としてセットする。

そして、マスターギアを位置決めピン２０上から取り除
いた後、被測定対象となるベベルギア２４を位置決めピ
ン２０上に載置させて３点支持さ５ せる。

このとき、最初に固定させた位置決めピン２０はそのま
ま固定させておき、残り２本の位置決めピン２０は溝部
１６ａに沿って移動可能な状態にしておく。

従って、ベベルギア２４が３本の位置決めピン２０上に
載置され、ベベルギア押え２８で押圧された場合には、
ベベルギア２４に刻設された歯部のピッチ誤差に相当す
る距離だけ位置決めピン２０が移動される。

そのため、移動された位置決めピン２０にスピンドル２
６ｂを当接させたときのダイヤルゲージ２６の読み（測
定値〉は、基準値と測定値との差となっているため、そ
の差が位置決めピン２０の変移量となる。

なお、位置決めピン２０の変移量を求める場合、第３図
から理解されるように、水平面内における直交座標系と
されたＸ−Ｙ座標系において、第４図中、実線で示した
位置決めピン２０の位置（基準位置）に対する、同図中
、点線で示した６ 位置決めピン２０の位置（変移位置）の離間距離を求め
ることになる。

そのため、Ｘ軸方向におけるダイヤルゲージ２６の読み
ΔＸを求めるとともに、Ｙ軸方向におけるダイヤルゲー
ジ２６の読みΔＹを求め、それら２つの値から位置決め
ピン２０の変移量Ｚを下式（１）から求める。

さらに変移量Ｚが求まると、下式（２）からマスターギ
アに対するベベルギア２４の位相誤差θが求められる（
第５図参照〉。

なお、その位相誤差θは、第３図中、距離φｄ間におい
て測定されたベベルギア２４のマスターギアに対する位
相誤差であるため、各々のベベルギア２４の歯部の出入
りを測定することにより、測定されたベベルギア２４に
対して位相誤差が分離された精度評価が可能となる。

以上説明したように、本実施例では位置決めピン２０の
ずれ量△Ｘ、ΔＹから位相誤差θが算出されるため、ベ
ベルギア２４の歯部の出入りを測定することにより、そ
のベベルギア２４に対しては位相誤差θを分離した精度
評価が可能となるので、ベベルギア２４の精度解析が容
易となり、ベベルギア２４の修正加工作業も適正に行な
える。

なお、ベベルギア２４の歯面内周を位置決めピン２０に
よって３点支持する場合、その歯面内周の近傍位置を３
点支持することによりベベルギア２４が水平面に対して
傾斜することを防止する８ ことが可能となる。

その場合、歯面内周の近傍位置とは、第６図から理解さ
れるように、ベベルギア２４の歯面内周縁部２４ａから
歯面外周縁部２４ｂ側にかけて鋼球２２の直径Ｘ程度の
範囲内であることが望ましく、鋼球２２はＪＩＳ規格に
準するものである。

なお、本実施例では、固定用ボルト３０により、先ず、
３本の位置決めピン２０のうち、いずれか１本の位置決
めピン２０が固定される構成としたが、第７図および第
８図から理解されるように、３本の位置決めピン２０の
うち、１本の位置決めピン２０が固定されている分割リ
ング１８を、予め２本の固定ピン２１で固定させておき
、残り２本の位置決めピン２０（分割リング１８）のみ
が移動可能とされる構成も好適である。この場合、ダイ
ヤルゲージ２６と、その予め固定された位置決めピン２
０との配置関係を正確にしておくことにより、前記実施
例と同様にして、ベベルギア２４の精度測定が容易且つ
高精度に行なえる。

［発明の効果］ ９ 以上の説明で理解されるように、本発明に係るベベルギ
アの精度測定方法は、前記第１過程で位置決め・固定さ
れた前記２本の位置決めピンの固定位置に対応する測定
部の値が測定の基準値とされ、それら２本の位置決めピ
ンが移動することにより３本の位置決めピン上に載置さ
れたベベルギアが安定した状態になったときの測定部で
の測定値と基準値との差が当該２本の位置決めピンが基
準位置から変移した変移量とされる。

そして、その変移量からマスターギアに対するベベルギ
アの位相誤差が測定されるため、ベベルギアの歯部の出
入りを測定することにより位相誤差が分離された精度評
価が可能となる。

その結果、精度解析が容易になるとともに、その精度解
析に基づくベベルギアの修正加工作業が適正に行なえる
。

また、本発明に係るベベルギアの精度測定装置は、３本
の位置決めピンが各々３つの円弧状体に固定され、各々
の円弧状体は回転部材に設０ けられた溝部内に収納されるとともに、その溝部内で移
動可能とされており、さらに回転部材は固定台によりベ
ベルギアの軸回りに回転自在に支持されている。

その結果、ベベルギアを位置決めピン上に載置するだけ
でベベルギアのピッチエラーによる測定誤差が回避され
るため、精度測定を容易且つ高精度に行うことが可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るベベルギアの精度測定装置の好適
な実施例における構成説明図、第２図は第１図における
■−■線断面図、第３図は本発明に係るベベルギアの精
度測定方法の好適な実施例を示す説明図、 第４図はマスターギアに対するベベルギアの位相誤差と
位置決めピンのずれ量との相関関係を示す説明図、 第５図は位置決めピンのずれ量から位相誤差を求める方
法を示す説明図、 １ 第６図はベベルギアの歯面と、位置決めピンの鋼球との
当接位置を示す説明図、 第７図は他の実施例におけるベベルギアの精度測定装置
の要部を示す説明図、 第８図は第７図における■−■線断面図である。 １０・・・装置　　　　　　　１２・・・ベツド固定機
台１４・・・ベツド　　　　　　１６・・・回転部材１
８・・・分割リング（円弧状体） ２０・・・位置決めピン　　　２１・・・固定ピン２２
：・・鋼球２４・・・ベベルギア ２６・・・ダイヤルゲージ ２ ３

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）被測定対象となるベベルギアが載置されて３点支
   持可能とされるとともに、同一円周上に沿って移動可能
   とされた３本の位置決めピンが基準位置から変移した変
   移量が測定部により測定されることにより精度測定が行
   われるベベルギアの精度測定方法において、 前記３本の位置決めピンのうち、いずれか１本の位置決
   めピンが固定された状態で、マスターギアが当該３本の
   位置決めピン上に載置されて３点支持されることにより
   、残り２本の位置決めピンがマスターギアに対応する基
   準位置に移動されて位置決め・固定される第１過程と、
   第１過程で基準位置に位置決め・固定された前記２本の
   位置決めピンの固定位置に対応する値が前記測定部の基
   準値としてセットされた後、前記１本の位置決めピンが
   固定されるとともに、当該２本の位置決めピンが移動可
   能とされた状態で、前記ベベルギアがそれら３本の位置
   決めピン上に載置されて３点支持され、当該２本の位置
   決めピンが移動することにより当該ベベルギアが安定し
   た姿勢になったときに、前記測定部での測定値と前記基
   準値との差が前記変移量とされる第２過程と、 を有することを特徴とするベベルギアの精度測定方法。
2. （２）同一円周上位置に等間隔をおいて配設され、被測
   定対象となるベベルギアが載置されて３点支持される３
   本の位置決めピンと、 前記位置決めピンが各々固定されるとともに、同一円周
   上に沿って各々所定の間隙を介して配列された３つの円
   弧状体と、 前記円弧状体が配列された円周上に沿って形成されて円
   弧状体が移動可能に収納される溝部が設けられ、前記ベ
   ベルギアの軸回りに回転自在に支持された回転部材と、 前記回転部材が回転自在に支持される固定台と、 を有することを特徴とするベベルギアの精度測定装置。
3. （３）請求項１記載のベベルギアの精度測定方法におい
   て、 前記ベベルギアの歯面内周部位の近傍位置が前記位置決
   めピンによって３点支持される、ことを特徴とするベベ
   ルギアの精度測定方法。
4. （４）請求項２記載のベベルギアの精度測定装置におい
   て、 前記円弧状体が所望位置に固定される固定用ボルトが設
   けられた、 ことを特徴とするベベルギアの精度測定装置。
5. （５）請求項２または４記載のベベルギアの精度測定装
   置において、 前記３つの位置決めピンのうち、前記円弧状体の移動に
   伴って移動する２つの位置決めピンが水平面上の直交座
   標系内で変移された変移量が測定される測定部が設けら
   れた、 ことを特徴とするベベルギアの精度測定装置。
6. （６）請求項２、４または５記載のベベルギアの精度測
   定装置において、 前記３本の位置決めピンのうち、１本の位置決めピンは
   予め前記回転部材に固定されるとともに、残り２本の位
   置決めピンは、前記円弧状体が移動されるのに伴って移
   動可能とされた、ことを特徴とするベベルギアの精度測
   定装置。