非接触・高速・高精度ギヤピッチ計測法の開発

• 研究課題/領域番号: 18760112
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 設計工学・機械機能要素・トライボロジー
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 小森 雅晴 京都大学, 工学研究科, 准教授 (90335191)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2007
• 研究課題ステータス: 完了 (2007年度)
• 配分額: 3,600千円 (直接経費: 3,600千円); 2007年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円); 2006年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
• キーワード: 計測 / ピッチ / 歯車 / 高精度 / 非接触

研究概要

生活環境向上のため、機械騒音に対する要求が厳しくなってきている。例えば、自動車や鉄道などでは、耳障りで不快な歯車に起因する騒音(ギヤノイズ)が問題となっており、ユーザからのクレームが多発している。また、風力発電装置ではギヤノイズが周辺住民の睡眠を妨げるなどの問題が発生している。ギヤノイズは歯車の歯の数百nmから数umオーダーのピッチ誤差に影響されるため、騒音低減のためには歯車の高度な品質管理が必要となる。しかしながら、現在の歯車測定機のピッチ測定精度は十分ではない。また、歯車のピッチは、通常、接触式のプローブを用いて測定されるため、膨大な測定時間が必要となっている。このような点から、産業界の要求を満足するものとはなっていない。このような状況に対処するため、本研究では次の成果を得ることを目的とする。1.歯の撮影画像の合焦度合いに着目した、ギヤピッチの非接触計測法を開発する。2.測定精度と長い作動距離(測定対象と測定機の間の距離)を実現する。3.ピッチの高速測定法を実現する。4.本原理の応用の可能性を調査する。
本年度は、回転ステージ、光学系、歯車固定・調整用冶具類とを組み合わせ、測定実験装置を構築した。ピッチを高精度に測定するためには、測定対象物を測定機に高精度に設置する必要がある。このための位置・姿勢の微細調整が可能な設置台の構築を行った。また、簡易な構成で実現できるピッチ測定法の検討を行い、ピッチ測定アルゴリズムを構築した。