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JP6862636B2 - Gear measuring method and measuring device - Google Patents

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JP6862636B2
JP6862636B2 JP2016233721A JP2016233721A JP6862636B2 JP 6862636 B2 JP6862636 B2 JP 6862636B2 JP 2016233721 A JP2016233721 A JP 2016233721A JP 2016233721 A JP2016233721 A JP 2016233721A JP 6862636 B2 JP6862636 B2 JP 6862636B2
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Description

本発明は、歯車の測定方法及び測定装置に関するものである。 The present invention relates to a gear measuring method and a measuring device.

ラックアンドピニオン式ステアリング装置は、ステアリングホイールの操舵力を転舵輪に伝達するために、ステアリングシャフトの回転運動を転舵輪が連結されるラック軸の軸線方向の直動運動に変換する装置として用いられる。ラックアンドピニオン機構においては、ラック軸に形成されるラック歯とピニオン軸に形成されるピニオン歯との噛み合い領域に一定のバックラッシを与えて噛み合いトルクを制御する性質上、ラック歯における噛み合わせの管理は非常に重要な要素である。 The rack and pinion type steering device is used as a device that converts the rotational motion of the steering shaft into a linear motion in the axial direction of the rack shaft to which the steering wheels are connected in order to transmit the steering force of the steering wheel to the steering wheels. .. In the rack and pinion mechanism, the meshing torque of the rack teeth is controlled by giving a constant backlash to the meshing region between the rack teeth formed on the rack shaft and the pinion teeth formed on the pinion shaft. Is a very important factor.

ラック歯における噛み合わせの評価は、オーバーピン高さ測定法(以下、OPDという)によるOPD変化カーブ管理が用いられている(特許文献1参照)。このOPDは、ラック歯に適合した基準ピンを、ラック歯の歯溝において対向する歯面に線接触するように配置し、ラック軸の基準位置から基準ピンの測定位置までの高さを測定する処理を全歯溝に対し実行し、それらの値をグラフ化して設計値と評価する方法である。具体的には、例えば基準ピンの中心軸線とラック軸の中心軸線に直角な直線が、ラック軸の外周面と交わる点及び基準ピンの外周面と交わる点を求め、両交点間の距離を測定高さとして測定する。 For the evaluation of the meshing in the rack teeth, the OPD change curve management by the overpin height measurement method (hereinafter referred to as OPD) is used (see Patent Document 1). In this OPD, a reference pin suitable for the rack tooth is arranged so as to make line contact with the facing tooth surface in the tooth groove of the rack tooth, and the height from the reference position of the rack shaft to the measurement position of the reference pin is measured. This is a method in which processing is performed on all tooth grooves, and those values are graphed and evaluated as design values. Specifically, for example, the point where the straight line perpendicular to the central axis of the reference pin and the central axis of the rack axis intersects the outer peripheral surface of the rack axis and the point where the outer peripheral surface of the reference pin intersects are obtained, and the distance between the two intersections is measured. Measure as height.

ところで、近年のラックアンドピニオン式ステアリング装置には、操舵フィーリングの向上等を目的として、ラックアンドピニオン機構を構成するラック歯の諸元(ラック歯のモジュールや圧力角等)をラック軸の軸線方向位置によって異ならせることにより、ステアリングギヤ比を操舵角に応じて変化させるバリアブルギヤレシオのラック(以下、VGRラックという)が用いられる場合がある。すなわち、ステアリング装置には、ラック歯の歯面が平面のラック歯群及びラック歯の歯面が曲面のラック歯群を有するVGRラックが用いられる場合がある。(特許文献2参照)。 By the way, in recent rack and pinion type steering devices, for the purpose of improving the steering feeling, the specifications of the rack teeth (the module of the rack teeth, the pressure angle, etc.) constituting the rack and pinion mechanism are set to the axis of the rack axis. A rack with a variable gear ratio (hereinafter referred to as a VGR rack) that changes the steering gear ratio according to the steering angle by changing the steering gear ratio depending on the direction position may be used. That is, as the steering device, a VGR rack having a rack tooth group in which the tooth surface of the rack tooth is flat and a rack tooth group in which the tooth surface of the rack tooth is curved may be used. (See Patent Document 2).

また、ステアリングシャフトを内包するステアリングコラムには、車両の衝突時における衝撃吸収を目的とした収縮構造が用いられている。このステアリングコラムは、ステアリングホイール側から延びるアッパーシャフト、及びステアリングギヤボックス側から延びるローワーシャフトを備え、両シャフトがスプラインにより嵌合されている。よって、このスプラインにおける嵌め合いの管理は非常に重要な要素である。スプラインにおける嵌め合いの評価は、ピンを対向するスプラインの歯溝に置き、ピンの頂点に接触する最大内接円径(最大外接円径)を測定する方法(ヴィトインピン法(以下、BPDという))によるBPD変化カーブ管理が用いられている。 Further, the steering column including the steering shaft uses a contraction structure for the purpose of absorbing impact when a vehicle collides. This steering column includes an upper shaft extending from the steering wheel side and a lower shaft extending from the steering gear box side, and both shafts are fitted by splines. Therefore, the management of fit in this spline is a very important factor. To evaluate the fit in the spline, place the pin in the tooth groove of the opposite spline and measure the maximum inscribed circle diameter (maximum circumscribed circle diameter) that contacts the apex of the pin (Vitoin pin method (hereinafter referred to as BPD)). BPD change curve management by is used.

特開2009−264451号公報JP-A-2009-264451 特開2014−210495号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-210495

上述のOPDは、ギヤ比が一定であるコンスタントギアレシオのラック(以下、CGRラックという)、すなわち全ラック歯の歯面が平面のラックには適用可能である。ところが、VGRラックは、ギヤ比の変化領域におけるラック歯の歯面が曲面で構成、すなわち3次元的にうねっているため、基準ピンをラック歯の歯溝において対向する歯面に線接触で配置することができず、OPDを用いることができないという問題がある。また、上述のBPDは、あるスプラインの歯溝の位置の2点間距離測定であり、スプラインの嵌合長内で全周に亘る嵌合の評価ができていないという問題がある。 The above-mentioned OPD is applicable to a rack having a constant gear ratio (hereinafter referred to as a CGR rack) having a constant gear ratio, that is, a rack in which the tooth surfaces of all rack teeth are flat. However, in the VGR rack, the tooth surface of the rack tooth in the region where the gear ratio changes is composed of a curved surface, that is, it is three-dimensionally undulated, so that the reference pin is arranged in line contact with the facing tooth surface in the tooth groove of the rack tooth. There is a problem that the OPD cannot be used because it cannot be used. Further, the above-mentioned BPD is a measurement of the distance between two points at the position of the tooth groove of a certain spline, and there is a problem that the fitting over the entire circumference within the fitting length of the spline cannot be evaluated.

本発明の目的は、歯車の噛み合わせや嵌め合わせの評価が可能な歯車の測定方法及び測定装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a gear measuring method and a measuring device capable of evaluating gear meshing and fitting.

上記の課題を解決するため、本発明の歯車の測定方法は、並列に設けられ且つ互いに不連続に設けられた複数の歯溝を有する歯車の前記歯溝において、対向する歯面に同時に点接触するように配置したボールを前記歯溝に沿って移動させた場合の、前記ボールの中心点又はオーバーボール点の実移動軌跡を前記歯車の形状評価指標として測定する測定工程設計上の前記歯車の歯溝において、対向する歯面に同時に点接触するように配置したボールを前記歯溝に沿って移動させた場合の、前記ボールの中心点又はオーバーボール点の移動軌跡である設計軌跡を取得する取得工程と、前記測定工程にて測定した前記実移動軌跡と前記取得工程にて取得した前記設計軌跡との誤差を演算する演算工程と、を備える。 In order to solve the above problems, the gear measuring method of the present invention simultaneously makes point contact with opposite tooth surfaces in the tooth grooves of a gear having a plurality of tooth grooves provided in parallel and discontinuously provided with each other. when the placed balls to was moved along the tooth groove, a measuring step of measuring the actual movement locus of the center point or over the ball point of the ball as the shape evaluation index before Symbol gears, design A design that is a movement locus of a center point or an overball point of the ball when a ball arranged so as to make point contact with the opposing tooth surfaces at the same time is moved along the tooth groove in the tooth groove of the gear. It includes an acquisition step of acquiring a locus, and a calculation step of calculating an error between the actual movement locus measured in the measurement step and the design locus acquired in the acquisition step .

これによれば、歯車の歯の向きの影響を受けないため、歯車の噛み合わせや嵌め合わせの評価が可能となる。例えば、VGRラックの場合、ラック歯の歯面は曲面で構成されているので、OPDで用いる基準ピンを歯面に線接触で配置することができず、ラック歯の測定ができないが、ボールであれば歯面に点接触で配置することができるので、ラック歯の測定が可能となる。また、スプラインの場合、全スプラインの歯溝に沿ってボールを転動することで、スプラインの嵌合長内で全周に亘る嵌合の評価ができる。そして、ボールの中心点の実移動軌跡を測定するので、ボールの移動状態を簡易に測定可能となり、また、ボールのオーバーボール点の実移動軌跡を測定するので、基準ピンを用いたOPDと同様の評価が可能となる。また、実移動軌跡と設計軌跡との誤差を演算するので、歯車の良否判定が可能となる。 According to this, since it is not affected by the orientation of the teeth of the gear, it is possible to evaluate the meshing and fitting of the gear. For example, in the case of a VGR rack, since the tooth surface of the rack tooth is composed of a curved surface, the reference pin used in OPD cannot be arranged on the tooth surface by line contact, and the rack tooth cannot be measured, but with a ball. If there is, it can be arranged on the tooth surface by point contact, so that the rack teeth can be measured. Further, in the case of a spline, by rolling the ball along the tooth groove of the entire spline, it is possible to evaluate the fitting over the entire circumference within the fitting length of the spline. Then, since the actual movement locus of the center point of the ball is measured, the moving state of the ball can be easily measured, and since the actual movement locus of the overball point of the ball is measured, it is the same as the OPD using the reference pin. Can be evaluated. Further, since the error between the actual movement locus and the design locus is calculated, it is possible to determine the quality of the gear.

また、本発明の歯車の測定装置は、並列に設けられ且つ互いに不連続に設けられた複数の歯溝を有する歯車の前記歯溝において、対向する歯面に同時に点接触するように配置したボールを前記歯溝に沿って移動させたときに、移動させた前記ボールの中心点又はオーバーボール点の実移動軌跡を前記歯車の形状評価指標として測定する測定部と、設計上の前記歯車の歯溝において対向する歯面に同時に点接触するように配置したボールを前記歯溝に沿って移動させた場合の、前記ボールの中心点又はオーバーボール点の移動軌跡である設計軌跡を記憶する設計軌跡記憶部と、前記測定部により測定した前記実移動軌跡と前記設計軌跡記憶部に記憶された前記設計軌跡との誤差を演算する演算部と、を備える。これにより、歯車の測定方法で得られる効果と同様の効果が得られる。 Further, the gear measuring device of the present invention is a ball arranged so as to make point contact with the opposing tooth surfaces at the same time in the tooth groove of a gear having a plurality of tooth grooves provided in parallel and discontinuously provided with each other. the when is moved along the tooth groove, a measuring unit for measuring an actual movement locus of the center point or over the ball point of the ball is moved as the shape evaluation index of the gear, the design of the gear A design that stores a design locus that is a movement locus of a center point or an overball point of the ball when a ball arranged so as to make point contact with the opposing tooth surfaces at the same time in the tooth groove is moved along the tooth groove. A locus storage unit and a calculation unit for calculating an error between the actual movement locus measured by the measurement unit and the design locus stored in the design locus storage unit are provided. As a result, the same effect as that obtained by the gear measurement method can be obtained.

本発明の実施の形態の歯車の測定方法に適用可能なラック歯及びスプラインを備える自動車の操舵システム全体の概略図である。FIG. 5 is a schematic view of the entire steering system of an automobile including rack teeth and splines applicable to the gear measuring method of the embodiment of the present invention. 図1のステアリングコラムのシャフト軸方向断面図である。It is a shaft axial sectional view of the steering column of FIG. 図1のラックアンドピニオン式ステアリング装置のピニオン軸方向断面図である。It is a pinion axial sectional view of the rack and pinion type steering apparatus of FIG. 図1のラックアンドピニオン式ステアリング装置のラックを示す平面図である。It is a top view which shows the rack of the rack and pinion type steering apparatus of FIG. 本発明の実施形態における歯車の測定装置及びラック歯を示す図である。It is a figure which shows the gear measuring apparatus and rack tooth in embodiment of this invention. 歯車の測定装置でラック歯を測定するときの動作を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the operation when the rack tooth is measured by the gear measuring apparatus. 歯車の測定装置の動作の続きを説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the continuation of the operation of the gear measuring apparatus. ラック歯の歯溝におけるY軸方向の決定方法を説明するための斜視図である。It is a perspective view for demonstrating the method of determining the Y-axis direction in the tooth groove of a rack tooth. ラック歯の歯溝における原点の決定方法を説明するための斜視図である。It is a perspective view for demonstrating the method of determining the origin in the tooth groove of a rack tooth. ラック歯の歯溝におけるX軸、Z軸方向の決定方法を説明するための斜視図である。It is a perspective view for demonstrating the method of determining the X-axis and Z-axis directions in the tooth groove of a rack tooth. ラック歯の歯溝における実移動軌跡と設計軌跡とのZ軸方向の誤差の求め方を説明するための斜視図である。It is a perspective view for demonstrating how to obtain the error in the Z-axis direction between the actual movement locus and the design locus in the tooth groove of a rack tooth. 歯車の測定装置で不良品のラックを測定した結果であり、縦軸に実移動軌跡と設計軌跡の誤差、横軸にラック歯の軸方向位置を示す図である。It is a result of measuring a defective rack with a gear measuring device, and is the figure which shows the error of the actual movement locus and the design locus on the vertical axis, and the axial position of a rack tooth on a horizontal axis. 縦軸に不良品のラックを有するラックアンドピニオン式ステアリング装置で発生するトルク、横軸にラック歯の軸方向位置を示す図である。It is a figure which shows the torque generated by the rack and pinion type steering apparatus which has a defective rack on the vertical axis, and shows the axial position of a rack tooth on a horizontal axis. 歯車の測定装置で良品のラックを測定した結果であり、縦軸に実移動軌跡と設計軌跡の誤差、横軸にラック歯の軸方向位置を示す図である。It is the result of measuring a non-defective rack with a gear measuring device, and is the figure which shows the error of the actual movement locus and the design locus on the vertical axis, and the axial position of a rack tooth on a horizontal axis. 縦軸に良品のラックを有するラックアンドピニオン式ステアリング装置で発生するトルク、横軸にラック歯の軸方向位置を示す図である。It is a figure which shows the torque generated by the rack and pinion type steering apparatus which has a good rack on the vertical axis, and shows the axial position of a rack tooth on a horizontal axis. 本発明の実施形態における歯車の測定装置及び内径スプラインを示す図である。It is a figure which shows the gear measuring apparatus and the inner diameter spline in embodiment of this invention. 歯車の測定装置で内径スプラインを測定するときの動作を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating operation at the time of measuring an inner diameter spline with a gear measuring apparatus. 内径スプラインの歯溝におけるY軸方向、X軸方向及びZ軸方向の決定方法を説明するためのアッパーシャフトのシャフト軸方向断面図である。It is a shaft axial direction sectional view of the upper shaft for demonstrating the method of determining the Y-axis direction, the X-axis direction and the Z-axis direction in the tooth groove of the inner diameter spline. 図18のアッパーシャフトをシャフト軸方向から見た図である。FIG. 18 is a view of the upper shaft of FIG. 18 as viewed from the shaft axial direction. 内径スプラインの歯溝における実移動軌跡と設計軌跡に基づく半径誤差の求め方を説明するためのアッパーシャフトのシャフト軸方向断面図である。It is a shaft axial sectional view of the upper shaft for demonstrating how to obtain the radius error based on the actual movement locus and the design locus in the tooth groove of the inner diameter spline. 内径スプラインの歯溝における実移動軌跡と設計軌跡に基づく位相誤差の求め方を説明するためのアッパーシャフトをシャフト軸方向から見た図である。It is a figure which looked at the upper shaft from the shaft axis direction for demonstrating how to obtain the phase error based on the actual movement locus and the design locus in the tooth groove of the inner diameter spline. 歯車の測定装置で不良品のアッパーシャフトを測定した結果であり、縦軸に半径誤差、横軸にスプラインの軸方向位置を示す図である。It is the result of measuring the upper shaft of a defective product with a gear measuring apparatus, and is the figure which shows the radius error on the vertical axis, and the axial position of a spline on a horizontal axis. 歯車の測定装置で不良品のアッパーシャフトを測定した結果であり、縦軸に位相誤差、横軸にスプラインの軸方向位置を示す図である。It is a result of measuring a defective upper shaft with a gear measuring device, and is the figure which shows the phase error on the vertical axis, and the axial position of a spline on a horizontal axis. 歯車の測定装置で良品のアッパーシャフトを測定した結果であり、縦軸に半径誤差、横軸にスプラインの軸方向位置を示す図である。It is a result of measuring a good-quality upper shaft with a gear measuring device, and is the figure which shows the radius error on the vertical axis, and the axial position of a spline on the horizontal axis. 歯車の測定装置で不良品のアッパーシャフトを測定した結果であり、縦軸に位相誤差、横軸にスプラインの軸方向位置を示す図である。It is a result of measuring a defective upper shaft with a gear measuring device, and is the figure which shows the phase error on the vertical axis, and the axial position of a spline on a horizontal axis. 歯車の測定装置のボールのオーバーボール点を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the overball point of the ball of the gear measuring apparatus.

(1.自動車の操舵システムの構成)
本発明の実施の形態の歯車の測定方法に適用可能な歯車として、本実施形態ではラック軸のラック歯及びステアリングシャフトのスプラインを例に説明するが、ラック歯及びスプラインに限定されるものではない。ラック歯及びスプラインを備える自動車の操舵システムについて図を参照して説明する。
(1. Configuration of automobile steering system)
As a gear applicable to the gear measuring method of the embodiment of the present invention, the rack tooth of the rack shaft and the spline of the steering shaft will be described as an example in the present embodiment, but the gear is not limited to the rack tooth and the spline. .. A steering system for an automobile equipped with rack teeth and splines will be described with reference to the drawings.

図1に示すように、自動車の操舵システムは、運転者が操作するステアリングホイール1、ステアリングホイール1に連結されたステアリングシャフト2、ステアリングシャフト2を内包するステアリングコラム15、ラックアンドピニオン式ステアリング装置14、ステアリングシャフト2とラックアンドピニオン式ステアリング装置14を繋ぐ中間軸3、及びラックアンドピニオン式ステアリング装置14の先に連結された転舵輪7a,7b等を備える。 As shown in FIG. 1, the steering system of an automobile includes a steering wheel 1 operated by a driver, a steering shaft 2 connected to the steering wheel 1, a steering column 15 including the steering shaft 2, and a rack-and-pinion type steering device 14. , An intermediate shaft 3 connecting the steering shaft 2 and the rack and pinion type steering device 14, and steering wheels 7a and 7b connected to the tip of the rack and pinion type steering device 14 and the like are provided.

ステアリングコラム15は、ステアリングホイール1側から延びるアッパーシャフト16、及びステアリングギヤボックスGB側から延びるローワーシャフト17を備える。そして、図2に示すように、アッパーシャフト16とローワーシャフト17は、アッパーシャフト16に設けられる内径スプライン18とローワーシャフト17に設けられている外径スプライン19により嵌合されている。これにより、アッパーシャフト16とローワーシャフト17は、収縮可能な構造となり、車両の衝突時における衝撃の吸収が可能となる。なお、図1では、ステアリングシャフト2を包囲する部品を省略している。 The steering column 15 includes an upper shaft 16 extending from the steering wheel 1 side and a lower shaft 17 extending from the steering gear box GB side. Then, as shown in FIG. 2, the upper shaft 16 and the lower shaft 17 are fitted by an inner diameter spline 18 provided on the upper shaft 16 and an outer diameter spline 19 provided on the lower shaft 17. As a result, the upper shaft 16 and the lower shaft 17 have a retractable structure, and can absorb the impact at the time of a vehicle collision. In FIG. 1, the parts surrounding the steering shaft 2 are omitted.

ラックアンドピニオン式ステアリング装置14は、入力軸であるピニオン軸4、出力軸であるラック軸5、及びそれらを収容したラックハウジング10等を備える。ラック軸5の両端には、インナーボールジョイント6a,6bが連結される。図3に示すように、ラック軸5には、ラック歯9が形成され、ピニオン軸4には、ラック歯9と噛み合うピニオン歯8が形成される。 The rack and pinion type steering device 14 includes a pinion shaft 4 as an input shaft, a rack shaft 5 as an output shaft, a rack housing 10 accommodating them, and the like. Inner ball joints 6a and 6b are connected to both ends of the rack shaft 5. As shown in FIG. 3, the rack shaft 5 is formed with rack teeth 9, and the pinion shaft 4 is formed with pinion teeth 8 that mesh with the rack teeth 9.

ラック軸5は、上記ピニオン軸4と反対側のラックハウジング10内に配置されるラックガイド11、ばね12及びガイドプラグ13によりピニオン軸4と噛み合わされる。すなわち、ラックガイド11は、ラック軸5の中心軸線Lr及びピニオン軸4の中心軸線Lpと直角な方向に移動可能にラックハウジング10に収容される。ラックガイド11は、移動方向の一端側(図面上側)がピニオン軸4と反対側のラック軸5の周面(円弧外周面)に当接され、移動方向の他端側(図面下側)がラックハウジング10に螺着されたガイドプラグ13に隙間をおいて対向される。 The rack shaft 5 is meshed with the pinion shaft 4 by a rack guide 11, a spring 12, and a guide plug 13 arranged in the rack housing 10 on the opposite side of the pinion shaft 4. That is, the rack guide 11 is housed in the rack housing 10 so as to be movable in a direction perpendicular to the central axis Lr of the rack shaft 5 and the central axis Lp of the pinion shaft 4. In the rack guide 11, one end side (upper side of the drawing) in the moving direction is in contact with the peripheral surface (circular outer peripheral surface) of the rack shaft 5 opposite to the pinion shaft 4, and the other end side (lower side of the drawing) of the moving direction is in contact with the peripheral surface (arc outer peripheral surface). The guide plug 13 screwed to the rack housing 10 is opposed to the guide plug 13 with a gap.

そして、ばね12は、ラックガイド11とガイドプラグ13の間に介挿される。これにより、ラック軸5は、ばね11の弾性力でピニオン軸4に対して押圧される。この押圧により、ピニオン歯8とラック歯9とは隙間がない状態で噛み合わされ、操舵によりピニオン軸4が回転してもラック軸5がピニオン軸4から離間することはない。 Then, the spring 12 is inserted between the rack guide 11 and the guide plug 13. As a result, the rack shaft 5 is pressed against the pinion shaft 4 by the elastic force of the spring 11. By this pressing, the pinion teeth 8 and the rack teeth 9 are meshed with each other without a gap, and even if the pinion shaft 4 is rotated by steering, the rack shaft 5 is not separated from the pinion shaft 4.

ラック軸5は、ラックハウジング10の一方端側に配置されるラック歯9とピニオン歯8との噛み合い部と、ラックハウジング10の他方端側のラックハウジング内周面に配置される潤滑性を有する図略のラックブッシュとで支持される。これにより、ラック軸5は、ラックハウジング10に直接接触せずに軸線方向に円滑に移動可能に構成される。 The rack shaft 5 has a meshing portion between the rack teeth 9 and the pinion teeth 8 arranged on one end side of the rack housing 10 and lubricity arranged on the inner peripheral surface of the rack housing on the other end side of the rack housing 10. It is supported by the rack bush shown in the figure. As a result, the rack shaft 5 is configured to be smoothly movable in the axial direction without directly contacting the rack housing 10.

以上のような構成の自動車の操舵システムにおいては、ステアリングホイール1に加えられた運転者の操舵力は、ステアリングシャフト2から中間軸3を経由してピニオン軸4の回転力として伝達される。ピニオン軸4の回転力は、ラック軸5の軸方向力に変換され、ラック軸5の両端に連結されたインナーボールジョイント6a,6bから転舵輪7a,7bに伝達される。そして、操舵によりピニオン軸4が回転してもラック軸5がピニオン軸4から離間することはないので、剛性感の高い安定した操舵が可能となる。 In the steering system of an automobile having the above configuration, the steering force of the driver applied to the steering wheel 1 is transmitted from the steering shaft 2 to the intermediate shaft 3 as the rotational force of the pinion shaft 4. The rotational force of the pinion shaft 4 is converted into the axial force of the rack shaft 5 and transmitted from the inner ball joints 6a and 6b connected to both ends of the rack shaft 5 to the steering wheels 7a and 7b. Then, even if the pinion shaft 4 is rotated by steering, the rack shaft 5 does not separate from the pinion shaft 4, so that stable steering with a high degree of rigidity is possible.

ラックアンドピニオン式ステアリング装置14には、ステアリングギヤ比を操舵角に応じて変化させるVGRラック、すなわちラック歯9の諸元(ラック歯9のモジュールや圧力角等)がラック軸5の軸線方向位置によって異なるVGRラックが用いられる。 In the rack and pinion type steering device 14, a VGR rack that changes the steering gear ratio according to the steering angle, that is, the specifications of the rack teeth 9 (modules of the rack teeth 9, pressure angle, etc.) are positioned in the axial direction of the rack shaft 5. Different VGR racks are used.

図4に示すように、VGRラックのラック軸5の中央部(操舵中立位置付近)及び両端部は、歯面92が平面の第1ラック歯群9Pa,9Pb,9Pc、すなわちギヤ比が一定の領域として形成され、ラック軸5の中央部と両端部とにそれぞれ挟まれた部分は、歯面92が曲面の第2ラック歯群9Ca,9Cb、すなわちギヤ比が変化する領域として形成される。VGRラックは、CGRラックのように切削加工(ブローチ加工やホブ加工)では形成できず鍛造で形成されるので、ラック歯9の歯先93には、クラウニングが形成される。なお、隣り合うラック歯9の対向する歯面92,92間が、歯溝91となる。 As shown in FIG. 4, the central portion (near the steering neutral position) and both end portions of the rack shaft 5 of the VGR rack are the first rack tooth groups 9Pa, 9Pb, 9Pc having a flat tooth surface 92, that is, the gear ratio is constant. The portion formed as a region and sandwiched between the central portion and both end portions of the rack shaft 5 is formed as a second rack tooth group 9Ca, 9Cb having a curved tooth surface 92, that is, a region in which the gear ratio changes. Unlike the CGR rack, the VGR rack cannot be formed by cutting (broaching or hobbing) but is formed by forging. Therefore, crowning is formed on the tooth tips 93 of the rack teeth 9. The tooth groove 91 is formed between the opposing tooth surfaces 92 and 92 of the adjacent rack teeth 9.

(2.歯車の測定装置)
次に、本発明の実施の形態の歯車の測定装置について図を参照して説明する。図5に示すように、歯車の測定装置20は、測定部21と、設計軌跡取得部22と、設計軌跡記憶部23と、演算部24とを備える。測定部21は、先端にボール25を有するプローブ26と、プローブ26を直交3軸(X軸、Y軸、Z軸)方向に移動可能な移動装置27等とを備え、本例では溝倣い機能を有する3次元測定機である。この歯車の測定装置20は、ラック歯9及び内径スプライン18の測定が可能であり、先ずラック歯9の測定について説明し、次に内径スプライン18の測定について説明する。
(2. Gear measuring device)
Next, the gear measuring device according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 5, the gear measuring device 20 includes a measuring unit 21, a design locus acquisition unit 22, a design locus storage unit 23, and a calculation unit 24. The measuring unit 21 includes a probe 26 having a ball 25 at its tip, a moving device 27 and the like capable of moving the probe 26 in three orthogonal axes (X-axis, Y-axis, and Z-axis), and in this example, a groove copying function. It is a three-dimensional measuring machine having. The gear measuring device 20 can measure the rack teeth 9 and the inner diameter spline 18. First, the measurement of the rack teeth 9 will be described, and then the measurement of the inner diameter spline 18 will be described.

(3.ラック歯の測定)
歯車の測定装置20でラック歯9を測定する場合、ボール25は、ラック歯9の歯溝91を形成する対向する歯面92に接触可能な直径に形成される。測定部21は、測定対象のラック歯9の歯溝91において対向する歯面92に同時に点接触するようにボール25を配置して歯溝91に沿ってボール25を移動させたときに、移動させたボール25の中心点Bcの移動軌跡(以下、「実移動軌跡」という)をラック歯9の形状評価指標として測定する。
(3. Measurement of rack teeth)
When the rack teeth 9 are measured by the gear measuring device 20, the balls 25 are formed to have a diameter that allows contact with the opposing tooth surfaces 92 that form the tooth grooves 91 of the rack teeth 9. The measuring unit 21 moves when the balls 25 are arranged so as to make point contact with the opposing tooth surfaces 92 at the same time in the tooth grooves 91 of the rack tooth 9 to be measured and the balls 25 are moved along the tooth grooves 91. The movement locus of the center point Bc of the ball 25 (hereinafter, referred to as “actual movement locus”) is measured as a shape evaluation index of the rack teeth 9.

ボール25を用いた理由は、以下の通りである。OPDで用いる基準ピンをCGRラックのラック歯の歯溝において対向する歯面に線接触するように配置したときの中心軸線は点の群体である。一方、ボール25をCGRラックのラック歯の歯溝において対向する歯面に点接触するように配置して歯溝に沿って移動させたときのボール25の中心点Bcの軌跡も点の群体である。そして、VGRラックの場合、ラック歯9の歯面92は曲面で構成されているので、基準ピンを歯面92に線接触で配置することができず、ラック歯9の測定ができないが、ボール25であれば歯面92に点接触で配置することができるので、ラック歯9の測定が可能となる。 The reason for using the ball 25 is as follows. The central axis when the reference pin used in the OPD is arranged so as to make line contact with the facing tooth surface in the tooth groove of the rack tooth of the CGR rack is a colony of points. On the other hand, the locus of the center point Bc of the ball 25 when the ball 25 is arranged so as to make point contact with the facing tooth surface in the tooth groove of the rack tooth of the CGR rack and is moved along the tooth groove is also a colony of points. is there. In the case of a VGR rack, since the tooth surface 92 of the rack tooth 9 is formed of a curved surface, the reference pin cannot be arranged on the tooth surface 92 by line contact, and the rack tooth 9 cannot be measured, but the ball. If it is 25, it can be arranged on the tooth surface 92 by point contact, so that the rack teeth 9 can be measured.

設計軌跡取得部22は、設計上のラック歯9の歯溝91に関する設計データを取得する。設計軌跡取得部22は、取得した設計データの歯溝91に沿ってボール25を移動させた場合のボール25の中心点Bcの移動軌跡(以下、「設計軌跡」という)を取得する。設計軌跡記憶部23は、設計軌跡取得部22で取得した設計軌跡を記憶する。演算部24は、測定部21により測定した実移動軌跡と設計軌跡記憶部23に記憶された設計軌跡との誤差を演算する。 The design locus acquisition unit 22 acquires design data regarding the tooth groove 91 of the rack teeth 9 in design. The design locus acquisition unit 22 acquires the movement locus of the center point Bc of the ball 25 (hereinafter, referred to as “design locus”) when the ball 25 is moved along the tooth groove 91 of the acquired design data. The design locus storage unit 23 stores the design locus acquired by the design locus acquisition unit 22. The calculation unit 24 calculates an error between the actual movement locus measured by the measurement unit 21 and the design locus stored in the design locus storage unit 23.

(4.ラック歯の測定動作)
次に、歯車の測定装置20でラック歯9を測定する場合の動作について図を参照して説明する。この測定は、ラック軸5に形成される全てのラック歯9に対して個々に行う必要があるが、以下の説明では、図8に示すように、ピニオン歯8(図3参照)と有効に噛み合うラック歯9のうち、第2ラック歯群に属するラック歯9a,9bの歯面92a,92b間の歯溝91aを測定する場合について説明する。なお、設計軌跡取得部22は、設計上のラック歯9の歯溝91に沿ってボール25を移動させた場合のボール25の中心点Bcの移動軌跡である設計軌跡を既に取得して設計軌跡記憶部23に記憶しているものとする。
(4. Rack tooth measurement operation)
Next, the operation when the rack teeth 9 are measured by the gear measuring device 20 will be described with reference to the drawings. This measurement needs to be performed individually for all rack teeth 9 formed on the rack shaft 5, but in the following description, as shown in FIG. 8, it is effective with the pinion teeth 8 (see FIG. 3). A case of measuring the tooth groove 91a between the tooth surfaces 92a and 92b of the rack teeth 9a and 9b belonging to the second rack tooth group among the meshing rack teeth 9 will be described. The design locus acquisition unit 22 has already acquired the design locus, which is the movement locus of the center point Bc of the ball 25 when the ball 25 is moved along the tooth groove 91 of the rack tooth 9 in the design, and the design locus. It is assumed that it is stored in the storage unit 23.

先ず、測定部21は、ラック軸5の後述する第一円柱部位の複数位相位置にボール25を接触させて接触位置を測定し(図6のステップS1)、ラック軸5の後述する第二円柱部位の複数位相位置にボール25を接触させて接触位置を測定する(図6のステップS2)。そして、測定した各接触位置に基づいて測定対象の歯溝91aのY軸方向を決定する(図6のステップS3)。 First, the measuring unit 21 measures the contact position by bringing the ball 25 into contact with a plurality of phase positions of the first cylinder portion of the rack shaft 5 described later (step S1 in FIG. 6), and then measures the contact position of the rack shaft 5 with the second cylinder described later. The contact position is measured by bringing the ball 25 into contact with the plurality of phase positions of the portion (step S2 in FIG. 6). Then, the Y-axis direction of the tooth groove 91a to be measured is determined based on each measured contact position (step S3 in FIG. 6).

具体的には、図8に示すように、歯面92aを有するラック歯9aを含むラック軸5の第一円柱部位U1の例えば3つの位相位置P1,P2,P3にボール25を接触させて接触位置を測定する。同様に、歯面92bを有するラック歯9bを含むラック軸5の第一円柱部位U2の例えば3つの位相位置P4,P5,P6にボール25を接触させて接触位置を測定する。そして、位相位置P1,P2,P3を通る円の中心点T1を求めるとともに、位相位置P4,P5,P6を通る円の中心点T2を求め、各中心点T1,T2を通る直線L1の方向を歯溝91aのY軸方向として決定する。 Specifically, as shown in FIG. 8, the balls 25 are brought into contact with, for example, three phase positions P1, P2, and P3 of the first cylindrical portion U1 of the rack shaft 5 including the rack teeth 9a having the tooth surface 92a. Measure the position. Similarly, the contact position is measured by bringing the ball 25 into contact with, for example, three phase positions P4, P5, P6 of the first cylindrical portion U2 of the rack shaft 5 including the rack tooth 9b having the tooth surface 92b. Then, the center point T1 of the circle passing through the phase positions P1, P2 and P3 is obtained, the center point T2 of the circle passing through the phase positions P4, P5 and P6 is obtained, and the direction of the straight line L1 passing through the respective center points T1 and T2 is determined. It is determined as the Y-axis direction of the tooth groove 91a.

測定部21は、歯溝91aの裏側に位置する円弧外周面の測定に基づいて、歯溝91aの後述する基準点を決定し、決定された歯溝91aの基準点を原点とする。すなわち、歯溝91aの歯すじ方向中央にボール25を接触してY軸座標値を測定する(図6のステップS4)。そして、測定したY軸座標値において歯溝91aの裏面の複数箇所に、ボール25を接触させて接触位置を測定し(図6のステップS5)、歯溝91aの原点を決定する(図6のステップS6)。 The measuring unit 21 determines a reference point to be described later of the tooth groove 91a based on the measurement of the outer peripheral surface of the arc located on the back side of the tooth groove 91a, and sets the determined reference point of the tooth groove 91a as the origin. That is, the ball 25 is brought into contact with the center of the tooth groove 91a in the tooth streak direction to measure the Y-axis coordinate value (step S4 in FIG. 6). Then, in the measured Y-axis coordinate values, the balls 25 are brought into contact with a plurality of locations on the back surface of the tooth groove 91a to measure the contact positions (step S5 in FIG. 6), and the origin of the tooth groove 91a is determined (FIG. 6). Step S6).

具体的には、図9に示すように、歯溝91aの歯すじ方向の中央位置PaのY軸座標値をボール25で測定する。そして、測定した中央位置Paを通り且つY軸方向と直角な平面Sxzで切断されるラック軸5の外周縁Q上の3つの位置Q1,Q2,Q3をボール25で測定し、測定位置Q1,Q2,Q3から基準点である外周縁Qの円弧中心Qcを求め、求めた円弧中心Qcを歯溝91aの原点として決定する。 Specifically, as shown in FIG. 9, the Y-axis coordinate value of the central position Pa of the tooth groove 91a in the tooth streak direction is measured with the ball 25. Then, the three positions Q1, Q2, and Q3 on the outer peripheral edge Q of the rack shaft 5 that pass through the measured central position Pa and are cut in a plane Sxz perpendicular to the Y-axis direction are measured with the ball 25, and the measurement positions Q1 and Q1 The arc center Qc of the outer peripheral edge Q, which is the reference point, is obtained from Q2 and Q3, and the obtained arc center Qc is determined as the origin of the tooth groove 91a.

測定部21は、歯溝91aを挟む2か所の歯先93a,93b(図10参照)にボール25を接触させて接触位置を測定し(図7のステップS7)、測定した各歯先位置に基づいて歯溝91aのX軸方向及びZ軸方向(2次元座標系)を決定する(図7のステップS8)。 The measuring unit 21 measures the contact position by bringing the ball 25 into contact with the two tooth tips 93a and 93b (see FIG. 10) sandwiching the tooth groove 91a (step S7 in FIG. 7), and each measured tooth tip position. The X-axis direction and the Z-axis direction (two-dimensional coordinate system) of the tooth groove 91a are determined based on the above (step S8 in FIG. 7).

具体的には、図10に示すように、歯溝91aを挟む2か所の歯先93a,93bの歯すじ方向の一端部側及び他端部側の2つの位置Pb,Pcをボール25で測定し、2つの位置Pb,Pcを通る直線LpをY軸と直角な平面Sに投影する。そして、投影した直線Lppの方向を、歯溝91aのX軸方向として決定し、決定したX軸方向及びY軸方向に直角な方向をZ軸方向として決定する。 Specifically, as shown in FIG. 10, two positions Pb and Pc on the one end side and the other end side in the tooth streak direction of the two tooth tips 93a and 93b sandwiching the tooth groove 91a are set by the ball 25. The measurement is performed, and a straight line Lp passing through the two positions Pb and Pc is projected onto a plane S perpendicular to the Y axis. Then, the direction of the projected straight line Lpp is determined as the X-axis direction of the tooth groove 91a, and the direction perpendicular to the determined X-axis direction and Y-axis direction is determined as the Z-axis direction.

測定部21は、歯溝91aに沿ってボール25を移動し(図7のステップS9)、歯溝91aの座標系(X,Y,Z)において歯溝91aでのボール25の実移動軌跡を測定する(図7のステップS10)。そして、演算部24は、測定部21で測定した実移動軌跡と設計軌跡記憶部23に記憶した設計軌跡とのZ軸方向の誤差を演算し(図7のステップS11、本発明の「演算工程」に相当)、処理を終了する。 The measuring unit 21 moves the ball 25 along the tooth groove 91a (step S9 in FIG. 7), and sets the actual movement locus of the ball 25 in the tooth groove 91a in the coordinate system (X, Y, Z) of the tooth groove 91a. Measure (step S10 in FIG. 7). Then, the calculation unit 24 calculates an error in the Z-axis direction between the actual movement locus measured by the measurement unit 21 and the design locus stored in the design locus storage unit 23 (step S11 in FIG. 7, "calculation step" of the present invention. ”), End the process.

具体的には、図11に示すように、測定部21で測定した実移動軌跡Rpは、図示実線で示す湾曲状になり、取得部22にて取得した設計軌跡Rdは、図示破線で示す湾曲状になるので、これらのZ軸方向の誤差を求める。 Specifically, as shown in FIG. 11, the actual movement locus Rp measured by the measuring unit 21 has a curved shape shown by the solid line in the figure, and the design locus Rd acquired by the acquisition unit 22 has a curved shape shown by the broken line in the figure. Since it becomes a shape, these errors in the Z-axis direction are obtained.

図12は、縦軸に実移動軌跡Rpと設計軌跡Rdの誤差、横軸にラック歯9の軸方向位置を示し、あるラック軸5をラック歯9の測定装置20で測定した結果を示す。図12から明らかなように、このラック軸5の実移動軌跡Rpと設計軌跡Rdの誤差は、第2ラック歯群9Cb付近(図示破線の円形で囲まれた部分E)において大きく変化している。 FIG. 12 shows the error between the actual movement locus Rp and the design locus Rd on the vertical axis, the axial position of the rack tooth 9 on the horizontal axis, and the result of measuring a rack shaft 5 with the measuring device 20 of the rack tooth 9. As is clear from FIG. 12, the error between the actual movement locus Rp and the design locus Rd of the rack shaft 5 changes significantly in the vicinity of the second rack tooth group 9Cb (the portion E surrounded by the circle of the broken line in the figure). ..

このようなラック軸5を備えるラックアンドピニオン式ステアリング装置14の場合、図13に示すように、第2ラック歯群9Cb付近(図示破線の円形で囲まれた部分E)においてトルクの跳ね上がり事象が発生した。このラック軸5は、不良品であることが判明した。なお、図13は、ピニオン歯8をラック歯9の軸線方向に往復移動させたときを示す。 In the case of the rack and pinion type steering device 14 provided with such a rack shaft 5, as shown in FIG. 13, a torque jump event occurs in the vicinity of the second rack tooth group 9Cb (the portion E surrounded by the circle of the broken line in the drawing). Occurred. The rack shaft 5 was found to be defective. Note that FIG. 13 shows a case where the pinion tooth 8 is reciprocated in the axial direction of the rack tooth 9.

一方、図14は、図12に対応させて示す図であり、別のラック軸5をラック歯9の測定装置20で測定した結果を示す。図14から明らかなように、このラック軸5の実移動軌跡Rpと設計軌跡Rdの誤差は、大きく変化していない。このようなラック軸5を備えるラックアンドピニオン式ステアリング装置14の場合、図13に対応させた図15に示すように、トルクの跳ね上がり事象は発生せず、ほぼ一定のトルクが得られた。このラック軸5は、良品であることが判明した。 On the other hand, FIG. 14 is a diagram corresponding to FIG. 12, and shows the result of measuring another rack shaft 5 with the measuring device 20 of the rack teeth 9. As is clear from FIG. 14, the error between the actual movement locus Rp and the design locus Rd of the rack shaft 5 has not changed significantly. In the case of the rack and pinion type steering device 14 provided with such a rack shaft 5, as shown in FIG. 15 corresponding to FIG. 13, the torque jumping event did not occur and a substantially constant torque was obtained. The rack shaft 5 was found to be a non-defective product.

以上のように、本実施形態のラック歯9の測定装置20での測定結果(軌跡誤差)は、ラックアンドピニオン式ステアリング装置14でのギヤ性能(トルク波形)と相関関係にあることが判明した。よって、本実施形態のラック歯9の測定装置20は、VGRラックの噛み合わせの評価が可能である。また、ラック歯9におけるクラウニングの位置及び量を数値化及び視覚化できるので、塑性加工を含む製造条件への反映が可能である。 As described above, it was found that the measurement result (trajectory error) of the rack tooth 9 of the present embodiment by the measuring device 20 correlates with the gear performance (torque waveform) of the rack and pinion type steering device 14. .. Therefore, the measuring device 20 for the rack teeth 9 of the present embodiment can evaluate the meshing of the VGR rack. Further, since the position and amount of crowning in the rack teeth 9 can be quantified and visualized, it can be reflected in the manufacturing conditions including plastic working.

(5.内径スプラインの測定)
図16に示すように、歯車の測定装置20で内径スプライン18を測定する場合、ボール25は、内径スプライン18の歯溝81を形成する対向する歯面82に接触可能な直径に形成される。測定部21は、測定対象の内径スプライン18の歯溝81において対向する歯面82に同時に点接触するようにボール25を配置して歯溝81に沿ってボール25を移動させたときに、移動させたボール25の中心点Bcの移動軌跡(以下、「実移動軌跡」という)を内径スプライン18の形状評価指標として測定する。
(5. Measurement of inner diameter spline)
As shown in FIG. 16, when the inner diameter spline 18 is measured by the gear measuring device 20, the ball 25 is formed to have a diameter that allows contact with the opposing tooth surface 82 forming the tooth groove 81 of the inner diameter spline 18. The measuring unit 21 moves when the ball 25 is arranged so as to make point contact with the opposing tooth surface 82 at the same time in the tooth groove 81 of the inner diameter spline 18 to be measured and the ball 25 is moved along the tooth groove 81. The movement locus of the center point Bc of the ball 25 (hereinafter referred to as “actual movement locus”) is measured as a shape evaluation index of the inner diameter spline 18.

設計軌跡取得部22は、設計上の内径スプライン18の歯溝81に関する設計データを取得する。設計軌跡取得部22は、取得した設計データの歯溝81に沿ってボール25を移動させた場合のボール25の中心点Bcの移動軌跡(以下、「設計軌跡」という)を取得する。設計軌跡記憶部23は、設計軌跡取得部22で取得した設計軌跡を記憶する。演算部24は、測定部21により測定した実移動軌跡と設計軌跡記憶部23に記憶された設計軌跡とに基づいて、後述する半径誤差及び位相誤差を演算する。 The design locus acquisition unit 22 acquires design data regarding the tooth groove 81 of the design inner diameter spline 18. The design locus acquisition unit 22 acquires the movement locus of the center point Bc of the ball 25 (hereinafter, referred to as “design locus”) when the ball 25 is moved along the tooth groove 81 of the acquired design data. The design locus storage unit 23 stores the design locus acquired by the design locus acquisition unit 22. The calculation unit 24 calculates a radius error and a phase error, which will be described later, based on the actual movement locus measured by the measurement unit 21 and the design locus stored in the design locus storage unit 23.

(6.内径スプライン18の測定動作)
次に、歯車の測定装置20で内径スプライン18を測定する場合の動作について図を参照して説明する。この測定は、アッパーシャフト16に形成される全ての内径スプライン18に対し、有効嵌合長内(図18参照)、すなわち内径スプライン18の始端Toから軸線方向に長さTの嵌合が有効な範囲内で個々に行う必要がある。なお、設計軌跡取得部22は、設計上の内径スプライン18の全歯溝81に沿って有効嵌合長T(図18参照)内で、ボール25を移動させた場合のボール25の中心点Bcの移動軌跡である設計軌跡を既に取得して設計軌跡記憶部23に記憶しているものとする。
(6. Measurement operation of inner diameter spline 18)
Next, the operation when the inner diameter spline 18 is measured by the gear measuring device 20 will be described with reference to the drawings. In this measurement, it is effective to fit the length T within the effective fitting length (see FIG. 18), that is, the length T in the axial direction from the start end To of the inner diameter spline 18 for all the inner diameter splines 18 formed on the upper shaft 16. Must be done individually within the range. The design locus acquisition unit 22 is the center point Bc of the ball 25 when the ball 25 is moved within the effective fitting length T (see FIG. 18) along the entire tooth groove 81 of the design inner diameter spline 18. It is assumed that the design locus, which is the movement locus of the above, has already been acquired and stored in the design locus storage unit 23.

先ず、測定部21は、アッパーシャフト16の内周における所定の軸方向位置において、複数の内径スプライン18の歯先83(図15参照)にボール25を接触させて接触位置を測定する(図17のステップS21)。次に、アッパーシャフト16の内周における先の軸方向位置と異なる軸方向位置において、複数の内径スプライン18の歯先83にボール25を接触させて接触位置を測定する(図17のステップS22)。そして、各接触位置に基づいてY軸方向を決定し、さらにX,Z軸方向(3次元座標系)を決定する(図17のステップS23)。 First, the measuring unit 21 measures the contact position by bringing the ball 25 into contact with the tooth tips 83 (see FIG. 15) of the plurality of inner diameter splines 18 at a predetermined axial position on the inner circumference of the upper shaft 16 (FIG. 17). Step S21). Next, at an axial position different from the previous axial position on the inner circumference of the upper shaft 16, the ball 25 is brought into contact with the tooth tips 83 of the plurality of inner diameter splines 18 to measure the contact position (step S22 in FIG. 17). .. Then, the Y-axis direction is determined based on each contact position, and the X- and Z-axis directions (three-dimensional coordinate system) are further determined (step S23 in FIG. 17).

具体的には、図18及び図19に示すように、内径スプライン18の有効嵌合長内の所定の軸方向位置Y1において、例えば3つの位相位置V1,V2,V3の内径スプライン18の歯先83にボール25を接触させて接触位置を測定する。同様に、内径スプライン18の有効嵌合長内の所定の軸方向位置Y2において、先と同様の3つの位相位置V1,V2,V3の内径スプライン18の歯先83にボール25を接触させて接触位置を測定する。 Specifically, as shown in FIGS. 18 and 19, at a predetermined axial position Y1 within the effective fitting length of the inner diameter spline 18, for example, the tooth tips of the inner diameter splines 18 of the three phase positions V1, V2, V3. The ball 25 is brought into contact with the 83 to measure the contact position. Similarly, at a predetermined axial position Y2 within the effective fitting length of the inner diameter spline 18, the ball 25 is brought into contact with the tooth tip 83 of the inner diameter spline 18 at the same three phase positions V1, V2, V3 as before. Measure the position.

そして、軸方向位置Y1の位相位置V1,V2,V3を通る円B1の中心C1及び軸方向位置Y2の位相位置V1,V2,V3を通る円B2の中心C2を求め、中心C1,C2を通る直線L11の方向を内径スプライン18の歯溝81のY軸方向として決定する。そして、直線L11と直角な平面H上において、水平方向に延びる直線L12を歯溝81のX軸方向として決定し、直線L11及び直線L12と直角な直線L13を歯溝81のZ軸方向として決定する。 Then, the center C1 of the circle B1 passing through the phase positions V1, V2, V3 of the axial position Y1 and the center C2 of the circle B2 passing through the phase positions V1, V2, V3 of the axial position Y2 are obtained, and pass through the centers C1 and C2. The direction of the straight line L11 is determined as the Y-axis direction of the tooth groove 81 of the inner diameter spline 18. Then, on the plane H perpendicular to the straight line L11, the straight line L12 extending in the horizontal direction is determined as the X-axis direction of the tooth groove 81, and the straight line L11 and the straight line L13 perpendicular to the straight line L12 are determined as the Z-axis direction of the tooth groove 81. To do.

測定部21は、内径スプライン18の各歯溝81に沿って有効嵌合長内でボール25を移動し(図17のステップS24)、各歯溝81の座標系(X,Y,Z)において各歯溝81でのボール25の実移動軌跡を測定する(図17のステップS25)。そして、演算部24は、測定部21で測定した実移動軌跡と設計軌跡記憶部23に記憶した設計軌跡とに基づいて、半径誤差及び位相誤差を演算し(図17のステップS26、本発明の「演算工程」に相当)、処理を終了する。 The measuring unit 21 moves the ball 25 within the effective fitting length along each tooth groove 81 of the inner diameter spline 18 (step S24 in FIG. 17), and in the coordinate system (X, Y, Z) of each tooth groove 81. The actual movement locus of the ball 25 in each tooth groove 81 is measured (step S25 in FIG. 17). Then, the calculation unit 24 calculates the radius error and the phase error based on the actual movement locus measured by the measurement unit 21 and the design locus stored in the design locus storage unit 23 (step S26 of FIG. 17, according to the present invention). (Corresponding to "calculation process"), the process is completed.

具体的には、図20に示すように、測定部21で測定した実移動軌跡Wpは、図示実線で示すようになり、取得部22にて取得した設計軌跡Wdは、図示破線で示すようになるので、実移動軌跡Wpと直線L11との距離と、設計軌跡Wdと直線L11との距離との誤差を半径誤差として求める。 Specifically, as shown in FIG. 20, the actual movement locus Wp measured by the measuring unit 21 is shown by a solid line in the figure, and the design locus Wd acquired by the acquisition unit 22 is shown by a broken line in the figure. Therefore, the error between the distance between the actual movement locus Wp and the straight line L11 and the distance between the design locus Wd and the straight line L11 is obtained as the radius error.

また、図21に示すように、内径スプライン18の始端Toに位置する歯溝81aにおいて、実移動軌跡Wpと直線L11とを通る直線k1の位相を0としたとき、反時計回りに隣接する歯溝81bにおける実移動軌跡Wpと直線L11とを通る直線k2の位相を直線k1に対しθ1、さらに反時計回りに隣接する歯溝81cにおける実移動軌跡Wpと直線L11とを通る直線k3の位相を直線k2に対しθ2というように、全ての歯溝81a,81b,81c・・・の位相を有効嵌合長内で実位相として求める。一方、同様の手順で設計軌跡Wdについても全ての歯溝81a,81b,81c・・・の位相を有効嵌合長内で設計位相として求める。そして、実位相と設計位相との誤差を位相誤差として求める。 Further, as shown in FIG. 21, in the tooth groove 81a located at the start end To of the inner diameter spline 18, when the phase of the straight line k1 passing through the actual movement locus Wp and the straight line L11 is set to 0, the adjacent teeth counterclockwise. The phase of the straight line k2 passing through the actual movement locus Wp and the straight line L11 in the groove 81b is θ1 with respect to the straight line k1, and the phase of the straight line k3 passing through the actual movement locus Wp and the straight line L11 in the tooth groove 81c adjacent counterclockwise. The phases of all the tooth grooves 81a, 81b, 81c ... Are obtained as actual phases within the effective fitting length, such as θ2 with respect to the straight line k2. On the other hand, in the same procedure, the phases of all the tooth grooves 81a, 81b, 81c ... For the design locus Wd are obtained as the design phase within the effective fitting length. Then, the error between the actual phase and the design phase is obtained as the phase error.

図22は、縦軸に半径誤差、横軸に内径スプライン18の歯溝81の軸方向位置を示し、歯溝81aを歯車の測定装置20で測定した結果を示す。図22から明らかなように、内径スプライン18の半径誤差は、内径スプライン18の始端Toから軸線方向に長さT1進んだ位置から長さTまでの範囲内(図示破線の円形で囲まれた部分E1)において許容値−Δrを超えている。 FIG. 22 shows the radial error on the vertical axis, the axial position of the tooth groove 81 of the inner diameter spline 18 on the horizontal axis, and the result of measuring the tooth groove 81a with the gear measuring device 20. As is clear from FIG. 22, the radial error of the inner diameter spline 18 is within the range from the position advanced by the length T1 in the axial direction from the start end To of the inner diameter spline 18 to the length T (the portion surrounded by the circle of the broken line in the figure). In E1), the permissible value −Δr is exceeded.

また、図23は、縦軸に位相誤差、横軸に内径スプライン18の歯溝81の軸方向位置を示し、歯溝81aを歯車の測定装置20で測定した結果を示す。図23から明らかなように、内径スプライン18の位相誤差は、内径スプライン18の始端Toから軸線方向に長さT2進んだ位置から長さTまでの範囲内(図示破線の円形で囲まれた部分E2)において許容値−Δθを超えている。このような内径スプライン18を備えるステアリングコラム15の場合、収縮時の摺動抵抗が大きくなり、この内径スプライン18は、不良品であることが判明した。 Further, FIG. 23 shows the phase error on the vertical axis, the axial position of the tooth groove 81 of the inner diameter spline 18 on the horizontal axis, and the result of measuring the tooth groove 81a with the gear measuring device 20. As is clear from FIG. 23, the phase error of the inner diameter spline 18 is within the range from the position advanced by the length T2 in the axial direction from the start end To of the inner diameter spline 18 to the length T (the portion surrounded by the circle of the broken line in the figure). In E2), the permissible value −Δθ is exceeded. In the case of the steering column 15 provided with such an inner diameter spline 18, the sliding resistance at the time of contraction becomes large, and it was found that the inner diameter spline 18 is a defective product.

一方、図24は、図22に対応させて示す図であり、別の内径スプライン18を歯車の測定装置20で測定した結果を示す。図24から明らかなように、この内径スプライン18の半径誤差は、大きく変化していない。また、図25は、図23に対応させて示す図であり、別の内径スプライン18を歯車の測定装置20で測定した結果を示す。図25から明らかなように、この内径スプライン18の位相誤差は、大きく変化していない。このような内径スプライン18を備えるステアリングコラム15の場合、収縮時の摺動抵抗が大きくなることはなく、この内径スプライン18は、良品であることが判明した。 On the other hand, FIG. 24 is a diagram corresponding to FIG. 22, showing the result of measuring another inner diameter spline 18 with the gear measuring device 20. As is clear from FIG. 24, the radial error of the inner diameter spline 18 has not changed significantly. Further, FIG. 25 is a diagram corresponding to FIG. 23, and shows the result of measuring another inner diameter spline 18 with the gear measuring device 20. As is clear from FIG. 25, the phase error of the inner diameter spline 18 has not changed significantly. In the case of the steering column 15 provided with such an inner diameter spline 18, the sliding resistance at the time of contraction did not increase, and it was found that the inner diameter spline 18 was a good product.

(その他)
上述の実施形態では、測定部21は、ボール25の中心点Bcの移動軌跡を測定する構成としたが、ボール25のオーバーボール点の移動軌跡を測定する構成としてもよい。図25に示すように、ボール25のオーバーボール点Boとは、ラック軸5の中心軸線Lrに直角な直線Lzであって歯溝91に位置するボール25の中心点Bcを通る直線Lzが、ボール25の歯溝91と反対側の外周面と交わる点のことである。なお、内径スプライン18の場合も同様に適用可能である。
(Other)
In the above-described embodiment, the measuring unit 21 is configured to measure the movement locus of the center point Bc of the ball 25, but may be configured to measure the movement locus of the overball point of the ball 25. As shown in FIG. 25, the overball point Bo of the ball 25 is a straight line Lz perpendicular to the central axis Lr of the rack shaft 5 and a straight line Lz passing through the center point Bc of the ball 25 located in the tooth groove 91. It is a point where the ball 25 intersects the outer peripheral surface on the opposite side of the tooth groove 91. The same applies to the case of the inner diameter spline 18.

また、測定工程(測定部21)では、ラック歯9においては3次元座標系のうち直交2軸座標系(X,Z)で測定したが、円座標系(極座標)で測定してもよい。また、内径スプライン18においては3次元座標系のうち直交3軸座標系(X,Y,Z)で測定したが、円筒座標系(極座標系の一種)で測定してもよい。 Further, in the measurement step (measurement unit 21), the rack teeth 9 are measured in the orthogonal two-axis coordinate system (X, Z) in the three-dimensional coordinate system, but may be measured in the circular coordinate system (polar coordinates). Further, in the inner diameter spline 18, the measurement was performed in the orthogonal three-axis coordinate system (X, Y, Z) of the three-dimensional coordinate system, but the measurement may be performed in the cylindrical coordinate system (a kind of polar coordinate system).

また、測定部21は、溝倣い機能を有する3次元測定機としたが、倣い測定した全ての点座標値を2方向以上で出力できる機能を有する形状測定機、光学測定機等としてもよい。また、VGRラックの測定について説明したが、CGRラックも同様に測定できる。また、内径スプライン18の測定について説明したが、外径スプライン19も同様に測定できる。また、ハスバ歯車やべベル歯車も同様に測定できる。 Further, although the measuring unit 21 is a three-dimensional measuring machine having a groove copying function, it may be a shape measuring machine, an optical measuring machine, or the like having a function of outputting all the point coordinate values measured by copying in two or more directions. Further, although the measurement of the VGR rack has been described, the CGR rack can also be measured in the same manner. Further, although the measurement of the inner diameter spline 18 has been described, the outer diameter spline 19 can be measured in the same manner. In addition, the Hasba gear and the bevel gear can be measured in the same manner.

(実施形態の効果)
本実施形態の歯車(ラック歯9、内径スプライン18)の測定方法は、歯車(ラック歯9、内径スプライン18)の歯溝91,81に沿ってボール25を移動させたボール25の実移動軌跡Rp,Wpを、歯車(ラック歯9、内径スプライン18)の形状評価指標として測定する測定工程、を備える。
(Effect of embodiment)
The method for measuring the gear (rack tooth 9, inner diameter spline 18) of the present embodiment is the actual movement locus of the ball 25 in which the ball 25 is moved along the tooth grooves 91 and 81 of the gear (rack tooth 9, inner diameter spline 18). A measurement step of measuring Rp and Wp as shape evaluation indexes of gears (rack teeth 9, inner diameter spline 18) is provided.

これによれば、歯車の歯の向きの影響を受けないため、歯車の噛み合わせや嵌め合わせの評価が可能となる。例えば、VGRラックの場合、ラック歯9の歯面92は曲面で構成されているので、OPDで用いる基準ピンを歯面92に線接触で配置することができず、ラック歯9の測定ができないが、ボール25であれば歯面92に点接触で配置することができるので、ラック歯9の測定が可能となる。また、内径スプライン18の場合、全スプライン溝81に沿ってボール25を転動することで、内径スプライン18の嵌合長L内で全周に亘る嵌合の評価ができる。 According to this, since it is not affected by the orientation of the teeth of the gear, it is possible to evaluate the meshing and fitting of the gear. For example, in the case of a VGR rack, since the tooth surface 92 of the rack tooth 9 is formed of a curved surface, the reference pin used in the OPD cannot be arranged on the tooth surface 92 by line contact, and the rack tooth 9 cannot be measured. However, since the ball 25 can be arranged on the tooth surface 92 by point contact, the rack tooth 9 can be measured. Further, in the case of the inner diameter spline 18, by rolling the ball 25 along the entire spline groove 81, it is possible to evaluate the fitting over the entire circumference within the fitting length L of the inner diameter spline 18.

また、測定工程では、ボール25の中心点Bcの実移動軌跡を測定するので、ボール25の移動状態を簡易に測定可能となる。
また、測定工程では、ボール25のオーバーボール点Boの実移動軌跡を測定するので、基準ピンを用いたOPDと同様の評価が可能となる。
Further, in the measuring step, since the actual movement locus of the center point Bc of the ball 25 is measured, the moving state of the ball 25 can be easily measured.
Further, in the measurement step, since the actual movement locus of the overball point Bo of the ball 25 is measured, the same evaluation as the OPD using the reference pin is possible.

また、歯車(ラック歯9、内径スプライン18)の測定方法は、設計上の歯車(ラック歯9、内径スプライン18)の歯溝91,81に沿ってボール25を移動させた場合のボール25の移動軌跡である設計軌跡Rd,Wdを取得する取得工程と、測定工程にて測定した実移動軌跡Rp,Wpと取得工程にて取得した設計軌跡Rd,Wdとの誤差を演算する演算工程と、を備える。これにより、歯車(ラック歯9、内径スプライン18)の良否判定が可能となる。 The method for measuring the gear (rack tooth 9, inner diameter spline 18) is that the ball 25 is moved along the tooth grooves 91 and 81 of the design gear (rack tooth 9, inner diameter spline 18). An acquisition process for acquiring design loci Rd and Wd, which are movement loci, and a calculation step for calculating an error between the actual movement loci Rp and Wp measured in the measurement process and the design loci Rd and Wd acquired in the acquisition process. To be equipped with. This makes it possible to determine the quality of the gears (rack teeth 9, inner diameter spline 18).

また、歯車がラック軸5に形成されたラック歯9の場合、測定工程では、各ラック歯9の歯溝91の裏側に位置する円弧外周面Qの測定に基づいて、各歯溝91の基準点Qcを決定し、決定された各歯溝91の基準点Qcを原点とした場合に、各ラック歯9についてのボール25の実移動軌跡Rpを測定するので、ボール25の実移動軌跡Rpの測定精度を高められる。 Further, in the case of the rack teeth 9 in which the gears are formed on the rack shaft 5, in the measurement step, the reference of each tooth groove 91 is based on the measurement of the arc outer peripheral surface Q located on the back side of the tooth groove 91 of each rack tooth 9. When the point Qc is determined and the determined reference point Qc of each tooth groove 91 is used as the origin, the actual movement locus Rp of the ball 25 for each rack tooth 9 is measured, so that the actual movement locus Rp of the ball 25 Measurement accuracy can be improved.

また、測定工程では、ラック軸5の軸線方向をY軸とした場合に、各ラック歯9の歯先93の測定に基づいて、各歯溝91に対するY軸に直交する平面の2次元座標系を決定し、決定された各歯溝91に対する2次元座標系において、各ラック歯9についてのボール25の実移動軌跡Rpを測定するので、ボール25の実移動軌跡Rpの測定精度をさらに高められる。
また、歯車がラック軸5に形成されたラック歯9の場合、歯車の測定方法は、ギヤ比がラック軸5の軸線方向に変化するラックに適用されるので、ラック歯9を直接評価でき、従来のラック測定方法と比較して測定精度の向上を図れる。
Further, in the measurement step, when the axial direction of the rack axis 5 is the Y axis, a two-dimensional coordinate system of a plane orthogonal to the Y axis with respect to each tooth groove 91 based on the measurement of the tooth tip 93 of each rack tooth 9. In the two-dimensional coordinate system for each determined tooth groove 91, the actual movement locus Rp of the ball 25 for each rack tooth 9 is measured, so that the measurement accuracy of the actual movement locus Rp of the ball 25 can be further improved. ..
Further, in the case of the rack teeth 9 in which the gears are formed on the rack shaft 5, the gear measurement method is applied to the rack in which the gear ratio changes in the axial direction of the rack shaft 5, so that the rack teeth 9 can be directly evaluated. The measurement accuracy can be improved as compared with the conventional rack measurement method.

また、歯車が内径スプライン18の場合、測定工程では、各内径スプライン18の歯先83の測定に基づいて、各内径スプライン18の歯溝81に対する3次元座標系を決定し、決定された3次元座標系において、各内径スプライン18についてのボール25の実移動軌跡Wpを測定するので、ボール25の実移動軌跡Wpの測定精度をさらに高められる。 When the gear has an inner diameter spline 18, in the measurement step, a three-dimensional coordinate system for the tooth groove 81 of each inner diameter spline 18 is determined based on the measurement of the tooth tip 83 of each inner diameter spline 18, and the determined three dimensions. In the coordinate system, since the actual movement locus Wp of the ball 25 for each inner diameter spline 18 is measured, the measurement accuracy of the actual movement locus Wp of the ball 25 can be further improved.

また、本実施形態の歯車(ラック歯9、内径スプライン18)の歯溝91,81の形状を測定する歯車(ラック歯9、内径スプライン18)の測定装置20は、歯車(ラック歯9、内径スプライン18)の歯溝91,81に沿ってボール25を移動させたときに、移動させたボール25の実移動軌跡を歯車(ラック歯9、内径スプライン18)の形状評価指標として測定する測定部21を備える。また、歯車(ラック歯9、内径スプライン18)の測定装置20は、設計上の歯車(ラック歯9、内径スプライン18)の歯溝91,81に沿ってボール25を移動させた場合のボール25の移動軌跡である設計軌跡を記憶する記憶部23と、測定部21により測定した実移動軌跡と記憶部23に記憶された設計軌跡との誤差を演算する演算部24と、を備える。これにより、歯車(ラック歯9、内径スプライン18)の測定方法で得られる効果と同様の効果が得られる。 Further, the gear (rack tooth 9, inner diameter spline 18) measuring device 20 for measuring the shape of the tooth grooves 91, 81 of the gear (rack tooth 9, inner diameter spline 18) of the present embodiment is a gear (rack tooth 9, inner diameter spline 18). When the ball 25 is moved along the tooth grooves 91 and 81 of the spline 18), the measuring unit that measures the actual movement locus of the moved ball 25 as a shape evaluation index of the gear (rack tooth 9, inner diameter spline 18). 21 is provided. Further, the measuring device 20 for the gear (rack tooth 9, inner diameter spline 18) is a ball 25 when the ball 25 is moved along the tooth grooves 91 and 81 of the designed gear (rack tooth 9, inner diameter spline 18). It is provided with a storage unit 23 that stores the design locus, which is the movement locus of the above, and a calculation unit 24 that calculates an error between the actual movement locus measured by the measurement unit 21 and the design locus stored in the storage unit 23. As a result, the same effect as that obtained by the method for measuring gears (rack teeth 9, inner diameter spline 18) can be obtained.

5:ラック軸、 9:ラック歯、 9Pa,9Pb,9Pc:第1ラック歯群、 9Ca,9Cb:第2ラック歯群、 14:ラックアンドピニオン式ステアリング装置、 15:ステアリングコラム、 16:アッパーシャフト、 17:ローワーシャフト、 18:内径スプライン、 19:外径スプライン、 20:歯車の測定装置、 21:測定部、 22:取得部、 23:記憶部、 24:演算部、 25:ボール、 91,81:歯溝、 92,82:歯面、 93,83:歯先 5: Rack shaft, 9: Rack teeth, 9Pa, 9Pb, 9Pc: 1st rack tooth group, 9Ca, 9Cb: 2nd rack tooth group, 14: Rack and pinion type steering device, 15: Steering column, 16: Upper shaft , 17: Lower shaft, 18: Inner diameter spline, 19: Outer diameter spline, 20: Gear measuring device, 21: Measuring unit, 22: Acquisition unit, 23: Storage unit, 24: Calculation unit, 25: Ball, 91, 81: Tooth groove, 92, 82: Tooth surface, 93, 83: Tooth tip

Claims (6)

並列に設けられ且つ互いに不連続に設けられた複数の歯溝を有する歯車の前記歯溝において、対向する歯面に同時に点接触するように配置したボールを前記歯溝に沿って移動させた場合の、前記ボールの中心点又はオーバーボール点の実移動軌跡を前記歯車の形状評価指標として測定する測定工程
設計上の前記歯車の歯溝において、対向する歯面に同時に点接触するように配置したボールを前記歯溝に沿って移動させた場合の、前記ボールの中心点又はオーバーボール点の移動軌跡である設計軌跡を取得する取得工程と、
前記測定工程にて測定した前記実移動軌跡と前記取得工程にて取得した前記設計軌跡との誤差を演算する演算工程と、
を備える、歯車の測定方法。
In the tooth grooves of the gear having a plurality of teeth grooves and provided discontinuously mutually provided in parallel and the placed balls to simultaneously point-contact the tooth surfaces facing to move along the tooth spaces cases, the step of measuring the actual movement locus of the center point or over the ball point of the ball as the shape evaluation index before Symbol gear,
In the design tooth groove of the gear, the movement locus of the center point or the overball point of the ball when the balls arranged so as to make point contact with the opposing tooth surfaces at the same time are moved along the tooth groove. The acquisition process to acquire a certain design trajectory,
A calculation step of calculating an error between the actual movement locus measured in the measurement step and the design locus acquired in the acquisition step, and a calculation step.
A method of measuring gears.
前記歯車は、ラック軸に形成されたラック歯であり、
前記測定工程では、
各前記ラック歯の歯溝の裏側に位置する円弧外周面の測定に基づいて、各前記歯溝の基準点を決定し、
決定された各前記歯溝の基準点を原点とした場合に、各前記ラック歯についての前記ボールの実移動軌跡を測定する、請求項に記載の歯車の測定方法。
The gear is a rack tooth formed on the rack shaft.
In the measurement step,
A reference point for each of the tooth grooves is determined based on the measurement of the outer peripheral surface of the arc located on the back side of the tooth groove of each of the rack teeth.
The method for measuring a gear according to claim 1 , wherein the actual movement locus of the ball for each of the rack teeth is measured when the determined reference point of the tooth groove is used as the origin.
前記測定工程では、
前記ラック軸の軸線方向をY軸とした場合に、各前記ラック歯の歯先の測定に基づいて、各前記歯溝に対する前記Y軸に直交する平面の2次元座標系を決定し、
決定された各前記歯溝に対する前記2次元座標系において、各前記ラック歯についての前記ボールの実移動軌跡を測定する、請求項に記載の歯車の測定方法。
In the measurement step,
When the axial direction of the rack axis is the Y axis, a two-dimensional coordinate system of a plane orthogonal to the Y axis with respect to each tooth groove is determined based on the measurement of the tooth tip of each rack tooth.
The method for measuring a gear according to claim 2 , wherein the actual movement locus of the ball for each of the rack teeth is measured in the two-dimensional coordinate system for each of the determined tooth grooves.
前記歯車は、ラック軸に形成されたラック歯であり、
前記歯車の測定方法は、ギヤ比がラック軸の軸線方向に変化するラックに適用される、請求項1−の何れか一項に記載の歯車の測定方法。
The gear is a rack tooth formed on the rack shaft.
The gear measuring method according to any one of claims 1 to 3 , wherein the gear measuring method is applied to a rack in which the gear ratio changes in the axial direction of the rack shaft.
前記歯車は、スプラインであり、
前記測定工程では、
各前記スプラインの歯先の測定に基づいて、各前記スプラインの歯溝に対する3次元座標系を決定し、
決定された前記3次元座標系において、各前記スプラインについての前記ボールの実移動軌跡を測定する、請求項に記載の歯車の測定方法。
The gear is a spline
In the measurement step,
Based on the measurement of the tooth tip of each spline, a three-dimensional coordinate system for the tooth groove of each spline is determined.
The method for measuring a gear according to claim 1 , wherein the actual movement locus of the ball for each spline is measured in the determined three-dimensional coordinate system.
並列に設けられ且つ互いに不連続に設けられた複数の歯溝を有する歯車の前記歯溝の形状を測定する歯車の測定装置であって、
前記歯溝において対向する歯面に同時に点接触するように配置したボールを前記歯溝に沿って移動させたときに、移動させた前記ボールの中心点又はオーバーボール点の実移動軌跡を前記歯車の形状評価指標として測定する測定部と、
設計上の前記歯車の歯溝において対向する歯面に同時に点接触するように配置したボールを前記歯溝に沿って移動させた場合の、前記ボールの中心点又はオーバーボール点の移動軌跡である設計軌跡を記憶する設計軌跡記憶部と、
前記測定部により測定した前記実移動軌跡と前記設計軌跡記憶部に記憶された前記設計軌跡との誤差を演算する演算部と、
を備える、歯車の測定装置。
A measuring apparatus of a gear measuring the tooth groove in the shape of a gear having a plurality of teeth grooves and provided discontinuously from one another are provided in parallel,
The placed balls to simultaneously point-contact the tooth surface that faces in the tooth space when allowed to move along the tooth spaces, the actual movement locus of the center point or over the ball point of the ball is moved A measuring unit that measures as a gear shape evaluation index,
It is a movement locus of a center point or an overball point of the ball when a ball arranged so as to make point contact with the opposing tooth surfaces at the same time in the tooth groove of the gear by design is moved along the tooth groove. A design trajectory storage unit that stores the design trajectory and
A calculation unit that calculates an error between the actual movement locus measured by the measurement unit and the design locus stored in the design locus storage unit, and a calculation unit.
A gear measuring device.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6170401A (en) * 1984-09-14 1986-04-11 Komatsu Ltd Automatic measuring method of tooth thickness
JPH1078318A (en) * 1996-09-04 1998-03-24 Daihatsu Motor Co Ltd Tooth face measurement probe for gear dresser
FI111101B (en) * 1999-09-29 2003-05-30 Nextrom Holding Sa Method for measuring geometry of the grooves in an elongate element
US6460261B1 (en) * 1999-11-18 2002-10-08 Mitutoyo Corporation V-groove shape measuring method and apparatus by using rotary table
JP3433710B2 (en) * 1999-11-18 2003-08-04 株式会社ミツトヨ V-groove shape measuring method and apparatus
US7755771B2 (en) * 2004-09-13 2010-07-13 Kyoto University Noncontact method for measuring pitch of gear teeth and screw
JP5215717B2 (en) * 2008-04-23 2013-06-19 高周波熱錬株式会社 Rack bar and steering device
JP2010117196A (en) * 2008-11-12 2010-05-27 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Method of measuring gear
CN101504284B (en) * 2009-03-05 2010-08-25 上海交通大学 Internal surface tooth geometrical shape change measuring apparatus for rifled pipe expansion
EP2631032B1 (en) * 2010-10-22 2015-07-08 Makino Milling Machine Co., Ltd. Method for measuring tool dimensions and measurement device
CN102003934B (en) * 2010-11-10 2011-12-21 天津大学 Measurement method and implementation device of non-circular gear tooth profile total deviation
CN103223627B (en) * 2013-03-19 2015-12-23 中信重工机械股份有限公司 A kind of method of on-line checkingi gear wheel gearing line error
WO2015097919A1 (en) * 2013-12-27 2015-07-02 株式会社 東京テクニカル Over-ball diameter measurement device
WO2015166035A1 (en) * 2014-05-02 2015-11-05 Marposs Societa' Per Azioni Apparatus and method for checking the position and/or dimensions of a workpiece

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