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三次元測定機による歯車精度の評価
愛知県産業技術研究所  記事更新日.08.07.01
■問合せ先
愛知県産業技術研究所 
TEL0566(24)1841  FAX0566(22)8033   
http://www.aichi-inst.jp/
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はじめに
歯車の歴史は古く、紀元前のローマ時代には水車の動力伝達手段として使われていました。また、同じ頃ギリシャ人はこれを計算に用いることを考え付き、「アンティキテラの歯車」と呼ばれる、天体の動きを模倣する天球儀を作り出しました。
その後、旋盤が16世紀頃に発明されたのを契機に歯車の製造能率と精度が飛躍的に高まり、さまざまな駆動機構に使用されるようになりました。
2007年の国内における歯車の生産量は統計に出てくるだけでも1億5000万個、金額にして1150億円にもなります(粉末冶金および自己消費分を除く。経済産業省:機械統計年報)。

最近の歯車への要求
歯車は多少形状が不正確であっても確実に定まった回転比で運動を伝えることができるという特徴があります。しかし、効率、運動精度、強度、騒音などの厳しい要求に応えるためには高度な形状精度が必要であり、さらに最近では小型軽量化、製造時の低環境負荷なども強く求められています。そして、それらの要求に低コストで応えるため、ピーニングによる表層部の改質技術や高強度材料の開発、ドライカットや鍛造による加工などさまざまな研究開発が現在でも活発に行われています。

一方、歯車の高精度化には歯形研削などの仕上げ加工が必要になります。そのコストを抑えるためには、例えば熱処理前後で生じる歯の大きさ(モジュール)やねじれ(ねじれ角)などの変化量を前もって予測・補正し、仕上げ加工量を極力少なくすることが 考えられます。  

歯車精度の評価
愛知県産業技術研究所では、三次元測定機を使った歯車(平歯、はす歯、外歯、内歯)の精度評価で企業を支援しています。三次元測定機による測定は、歯車の軸に関する制約が少なく、欠歯歯車の測定、直径、軸との直角度などの測定も同時に行うことができるという利点があります。
また、当所では設計仕様に対する精度とは逆に、現物歯車からモジュール、ねじれ角などの歯車仕様(諸元)を逆算する方法も開発しています。

次に示した例は、はすば歯車を指定された諸元で評価した結果と、その結果から実際の諸元を逆算し、その諸元で歯車を再測定したもので、逆計算が正しくできていることを示しています。これを金型と製品の関係に当てはめると、諸元の差を前もって必要であった金型の補正値と してデータを蓄積することができます。

 
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