JP2000292109A - 側面形状測定方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ロール等の側面形状測定時に、測定誤差が小
さく、ロールの長さ方向に連続的な測定が可能であり、
ロールを傷付けることがなく、かつ可搬性のある良好な
側面形状測定方法及びその装置を提供すること。 【解決手段】 台形状に形成した連結アーム１１の頂辺
中央部に、移動用及びガイド用としてのローラー１３を
有する基台１２を軸着し、この連結アーム１１の両端部
にローラー５を有する固定側ガイド機構Ａ及び可動側ガ
イド機構Ｂを設け、これらのガイド機構Ａ、Ｂのそれぞ
れにレバー式電気マイクロゲージヘッド１を設け、マイ
クロゲージヘッド１の触針２ｂによるロール１８の側面
形状の検知情報を読み取る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、円柱状体（例えば
磁気テープ用ベースフィルム等の製造時に用いられる各
種のロール及びローラー）等の被測定物の側面形状測定
方法及びその測定装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】磁気テープ用ベースフィルムのような幅
広の長尺状体の製造装置は、圧延等のために各種のロー
ルやガイドローラー等が使用される。特に磁気テープの
製造時には、適切な張力の付与及び蛇行走行や湾曲を防
止するために、同一形状のロールやローラーばかりでは
なく、例えば図７及び図８に示すように、両端部が縮径
されたものや両端部が拡径されたロール（又はローラ
ー）４０が用いられる。

【０００３】このような形状のロールやローラー（以
下、ロールと称する。）４０の側面形状測定には、従来
は、マイクロメーター、ロールキャリパー及びロールプ
ロファイルメーター等が主として使用されていた。

【０００４】図９は、マイクロメーターによる測定状態
を示す概略図であり、マイクロメーター２２を持って測
定位置ごとにロール４０をアンピル２３とスピンドル２
４の間に挟み、ロール４０の長さ方向の側面の直線上の
数ケ所を測定する。

【０００５】図１０は、ロールキャリパーによる測定状
態を示す概略斜視図であり、基台２６に回動自在に支持
された台形状の連結アーム２５がロール４０の上部に跨
がるような形で位置し、その両端側にアーム２８がスラ
イド及び固定可能に設けられている。一方のアーム２８
には位置決めねじ２９が取付けられて他方のアーム２８
にはダイヤルゲージ３０が取付けられ、基台２６のロー
ラー２７によって全体をロール４０の長さ方向に移動さ
せながら、ダイヤルゲージ３０によって側面形状を測定
する。

【０００６】図１１は、ロールプロファイルメーターに
よる測定状態を示す概略平面図であり、レール３８上に
連結台３３が移動可能に載置され、この連結台３３上に
設けた一対の支柱に測定器３５が対向配置されている。
ロール４０は測定器３５で挟むように配置され、ロール
４０の長さ方向の両端を支持機構３９によって支持し、
連結台３３を移動させながら、測定器３５によるロール
４０の側面形状の検知情報が電気信号に変換され、配線
３６を介して表示部３７に表示される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、マイク
ロメーターによる測定では、ロール４０の長さ方向に連
続的に測定できないことや、測定者による測定のばらつ
きが生じる等の測定誤差の問題がある。

【０００８】また、ロールキャリパーによる測定では、
機械式のダイヤルゲージを使用するため測定圧が高く、
ロール４０の側面を傷付け易く、データの取り込みも不
可能である。

【０００９】また、ロールプロファイルメーターによる
測定の場合は、測定誤差の問題やロール４０の側面に傷
を付ける問題は生じないが、可搬性がないため、製造加
工中のロールの測定ができない。従って、測定する場合
には、加工機からロールを取り外さなければならず効率
的でない。特に高精度ロールの場合は、加工機への取り
付け取り外しによる誤差の発生により、加工時間が非常
に長くなってしまうことがある。

【００１０】そこで本発明の目的は、測定誤差が小さ
く、被測定物の長さ方向に連続的な測定が可能であり、
被測定物を傷付けることがなく、かつ可搬性のある良好
な側面形状測定方法及びその測定装置を提供することに
ある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、被測定
物の側面形状を測定するに際し、前記側面に対して横方
向から接触するレバー式又は弾性変形式の側面形状検知
手段及びガイド手段を連結し、この連結体を前記被測定
物に対し着脱可能に構成し、前記検知時に、前記ガイド
手段で案内しながら前記側面形状検知手段を、前記被測
定物の前記側面上をこの側面形状に追随させながら摺接
させ、この側面形状の検知情報を電気信号に変換する側
面形状測定方法（以下、本発明の測定方法と称する。）
に係るものである。

【００１２】本発明の測定方法によれば、この連結体を
被測定物の長さ方向に移動させながら測定を行えば、検
知手段がレバー式又は弾性変形式であるため、ガイド手
段に連結されて案内される際、検知手段の接触圧力で被
測定物の側面を傷つける如きことがなく、検知手段が被
測定物の側面形状に追随して、この側面形状を連続して
検知することができると共に、検知情報を電気信号に変
えて測定誤差を少なくして容易に検知することができ
る。また、上記連結体を着脱可能としているので、被測
定物から取外して他の被測定物に付け変えれば、製造加
工中の被測定物を製造加工機から離脱せずにその側面形
状を測定することができる。

【００１３】また、本発明は、被測定物の側面形状を測
定する装置であって、前記側面に対して横方向から接触
するレバー式又は例えば圧電素子を用いた弾性変形式の
側面形状検知手段及びガイド手段が連結され、この連結
体が前記被測定物に対し着脱可能に構成され、前記検知
時に、前記ガイド手段で案内されながら前記側面形状検
知手段が前記被測定物の前記側面上をこの側面形状に追
随しながら摺接し、この側面形状の検知情報が電気信号
に変換されるように構成した側面形状測定装置（以下、
本発明の測定装置と称する。）に係るものである。

【００１４】本発明の測定装置によれば、上記した本発
明の測定方法に基づく装置であるので、同様な効果が奏
せられる再現性の良い測定装置を提供することができ
る。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施の形
態を図面を参照しながら説明する。

【００１６】上記した本発明の測定方法及び測定装置に
おいては、図１及び図２に示すように、前記側面形状検
知手段として、例えばヘッド２ａ及び触針２ｂからなる
レバー式ゲージヘッド１が設けられ、このレバー式ゲー
ジヘッド１と前記ガイド手段としてのガイドローラー５
及び移動用を兼ねるローラー１３とが、前記、例えば円
柱状の被測定物１８の外周囲を部分的に包囲する如くに
延びる共通の支持部材１１に取付けられていることが望
ましい。

【００１７】そして、前記レバー式ゲージヘッド１が、
図１に示すように前記被測定物１８を挟んで互いに対向
した一対の例えば電気式マイクロゲージヘッド１からな
っていることが望ましい。

【００１８】更に、図２に示すように前記一対のレバー
式ゲージヘッド１（以下、電気式マイクロゲージヘッド
と称することがある。）間において、前記支持部材１１
に前記ガイドローラー１３が配されていることが望まし
い。

【００１９】そして、図１に示すように、前記被測定物
１８としての円筒又は円柱状体の側面をその長さ方向に
前記側面形状検知手段及び前記ガイド手段を移動させ
て、この被測定物１８の側面形状（円筒度）を測定する
ことが望ましく、更にこの被測定物の異なる直径方向の
側面を測定することによって、より精密な測定を行うこ
とができる。

【００２０】これにより、磁気記録媒体の製造時に使用
するロール又はローラー（例えばガイドローラー、塗布
ローラー又はロール及びカレンダー処理用のロール又は
ローラー等）の側面形状を好適に測定することができ
る。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の実施例を詳細に説明する。

【００２２】上記した本発明の好ましい実施の形態に従
い、円柱状体及び円筒体（以下、ロールと称する。）の
側面形状測定装置（以下、測定装置と称する。）を作製
した。図１〜図５はそれを示す図である。

【００２３】図１はこの測定装置２０による測定状態を
示す要部の平面図（但し一部分は正面図）であり、図２
は図１のII−II線断面図である。図示の如く、被測定物
であるロールを水平に配しその長さ方向の側面形状（円
筒度）を測定する。

【００２４】図２に示すように、台形状の連結アーム１
１の頂辺の中央に、ピボット１４によってこの連結アー
ム１１に平行な方向に回動自在な基台１２が結合され、
この基台１２にローラー１３、１３が設けられ、主とし
て移動用として機能するガイド手段の一つを構成してい
る。

【００２５】そして、連結アーム１１の両端側には、ガ
イドアーム６の一端側が連結アーム１１にスライド可能
に外嵌し、ノブ１０により固定可能になっている。ま
た、ガイドアーム６の他端側にはガイドローラ５を軸着
した軸受９が連設され、それぞれ位置決めを兼ねたガイ
ド手段を構成している。

【００２６】更に、この一方のガイド手段はローラー５
の軸が固定された固定側ガイド機構Ａとして構成し、他
方のガイド手段にはローラー５の接触圧力を高めるため
の加圧用の引スプリング８が設けられ、この圧力によっ
てロール１８を挟み込む可動側ガイド機構Ｂとして構成
されている。

【００２７】従って、この測定装置２０は図２に示すよ
うに、固定側ガイド機構Ａ及び可動側ガイド機構Ｂそれ
ぞれのローラー５と基台１２のローラー１３とが転動す
ることによって、ロール１８に跨がるような状態でその
側面上をその長さ方向に移動するので、後述するゲージ
ヘッドの位置を一定に保ち、ロール１８の側面に傷を付
けることがない。

【００２８】そして図１に示すように、この測定装置２
０のレバー式電気マイクロゲージヘッド１（ファインプ
リューフ社製：型式１３１８、以下、ゲージヘッドと称
する。）は上記したガイドアーム６の軸受９の反対側面
に設けている。図３はこの詳細を示す。

【００２９】即ち、このゲージヘッド１はヘッド２ａの
先に触針２ｂが軸２ｃを介して折り曲げ可能に構成さ
れ、非使用時は仮想線で示すように折りたたまれ、使用
時は実線で示すように触針２ｂがロール１８の側面に接
触する。そして、ヘッド２ａはゲージホルダー３に軸着
され、ガイドアーム６に固定したホルダー固定板４にゲ
ージホルダー３が軸着、支持されている。

【００３０】図１に示すように、このヘッドゲージ１は
ロール１８を挟んでその側面の１８０°の位置に２個配
置され、触針２ｂによるロール１８の側面形状に関する
情報は、ヘッド２ａから配線１５を介して電気マイクロ
ゲージ表示部（ファインプリューフ社製ミリトロン：型
式１２４０）１６に数値が表示され、手動送りの場合は
この数値を読み取り、自動送りの場合は更にこの電気マ
イクロゲージ表示部１６とペンレコーダー（図示省略）
とを接続して記録する。

【００３１】このように、ゲージヘッド１のそれぞれの
位置を基準としてロール１８の側面の変位を測定するの
で、２個のゲージヘッド１を使用することにより、ロー
ル１８の外径の相対値（円筒度）を測定することができ
る。そして、ゲージヘッド１からの信号を電気マイクロ
ゲージ表示部１６によって、２つのゲージによる加算測
定を行うことにより、ゲージヘッド１の水平方向での位
置ずれによる誤差を最小化することができる。また、ロ
ール１８を回転させて異なる側面位置を測定することに
より更に高精度の測定を行うことができる。

【００３２】図４は、上記した固定側ガイド機構Ａの近
傍を示す詳細図、図５は、可動側ガイド機構Ｂの近傍を
示す詳細図であり、いずれも図１において左側から見た
図、図２においては裏側から見た図である。そして、図
４（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）の左側面図。図５
（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）の右側面図を示す。

【００３３】次にこの測定装置２０を用いた測定手順を
示す。

【００３４】まず、連結アーム１１に固定側Ａ及び可動
側Ｂのガイド機構を取り付け、それぞれのゲージホルダ
ー３にゲージヘッド１を取り付ける。次にガイド機構
Ａ、Ｂのローラー５及びゲージヘッド１の位置をロール
の中心線に合わせる。この時、可動側Ｂのローラー５が
ローラー加圧用スプリング８で加圧されていることを確
認する。

【００３５】次に、電気マイクロゲージ表示部１６でそ
れぞれのゲージヘッド１の０点を調整した後、両ゲージ
加算測定状態にする。そして、この測定装置２０をロー
ル１８の長さ方向に移動させながら測定を行う。測定点
を予め決めておき、手動で移動する場合は、電気マイク
ロゲージ表示部１６に表示される測定点での数値を読み
取る。また、自動送り装置を使用し移動する場合には、
電気マイクロゲージ表示部１６からの信号をペンレコー
ダー等により記録させる。

【００３６】本実施例による測定装置２０及びマイクロ
メータを用い、φ２５０ｍｍのコーティングロールで、
中央部が数μｍ拡径されたものを測定の対象として測定
比較した。測定に当たっては、このロールの長さ方向に
６００ｍｍの測定区間を設定し、この区間を１０分割し
て１１点測定を行い、測定開始側を０とし、各点の外径
の差を測定した。

【００３７】測定結果を次の表１及び表２に示す。

【００３８】

【００３９】上記表における測定値から、マイクロメー
ターによる測定値が荒いのに比べ、本実施例の測定装置
２０による測定値は微細な測定値が得られる。また、測
定点２及び１０の測定値については両者で大きな開きが
見られ、上記した如く両端部より中央部が太く形成され
た測定対象物であることから、マイクロメータによる測
定値は信ぴょう性に問題があり、これに比べ実施例によ
る測定装置の方が正確であり、性能が優れていることが
証明できる。

【００４０】その結果、マイクロメーターによる測定で
は、必要とされる精度での測定ができず、ロールの形状
を把握することができなかった。しかし、実施例の測定
装置２０による測定では、ロールの形状を把握すること
が十分に可能であった。また、繰り返し誤差の確認を行
ったが誤差は０．５μｍ以下であった。

【００４１】本実施例によれば、上記した測定装置２０
は容易に着脱可能な可搬式であるので、製作加工中のロ
ールの測定も行うことができ、この場合は加工機からロ
ールを取り外すことなく行うことができる。しかもガイ
ド機構によって位置決めされて案内され、レバー式のヘ
ッドゲージ１がロール１８の側面形状に追随して測定す
るので、従来のロールキャリパー（図１０参照）のよう
にロールに傷を付けることなく、また安定した測定を行
うことができる。またマイクロメーターの場合、測定点
以外に異常があっても異常を発見できないが、本実施例
の測定装置の場合は、ロールの長さ方向に連続的に測定
できるため、異常を発見することができると共に精度の
高い測定を行うことができる。

【００４２】上記した実施例は本発明の技術的思想に基
づいて変形することが可能である。

【００４３】例えば、上記したゲージヘッド１の代わり
に、図６に示すように、フィルム状圧電体４２の両面に
正負の電極４３、４４を設けた測定部４５を用い、ロー
ル１８面を摺接させることにより、フィルム状圧電体４
２の弾性変形に伴う両電極４３、４４間の電位差に基づ
いて測定することも可能である。

【００４４】また、ゲージヘッド１は実施例に限らず、
実施例と同等以上の性能を有する他のメーカーの製品を
利用することもできる。

【００４５】また、測定装置の各部及び全体の構成も実
施例以外に実施することができると共に、測定対象物は
円形のロール等に限らず、多角形をなす長尺体の側面形
状の測定にも適用することができる。

【００４６】

【発明の作用効果】上述した如く、本発明は、被測定物
の側面形状を測定するに際し、前記側面に対して横方向
から接触するレバー式又は弾性変形式の側面形状検知手
段及びガイド手段を連結し、この連結体からなる測定装
置を前記被測定物に対し着脱可能に構成し、前記検知時
に、前記ガイド手段で案内しながら前記側面形状検知手
段を、前記被測定物の前記側面上をこの側面形状に追随
させながら摺接させ、この側面形状の検知情報を電気信
号に変換するので、この測定装置を被測定物の長さ方向
に移動させながら測定を行えば、検知手段がレバー式又
は弾性変形式であるため、ガイド手段に連結されて案内
される際、検知手段の接触圧力で被測定物の側面を傷つ
ける如きことがなく、検知手段が被測定物の側面形状に
追随して、この側面形状を連続して検知することができ
ると共に、検知情報を電気信号に変えて測定誤差を少な
くして容易に検知することができる。また、上記測定装
置を着脱可能としているので、被測定物から取外して他
の被測定物に付け変えれば、製造加工中の被測定物を製
造加工機から離脱せずにその側面形状を測定することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例による測定装置を用いた測定状
態を示す要部の平面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。

【図３】本発明の実施例によるレバー式電気マイクロゲ
ージヘッド近傍の詳細図である。

【図４】同、固定側ガイド機構近傍の詳細を示し、
（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）の左側面図である。

【図５】同、可動側ガイド機構近傍の詳細を示し、
（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）の右側面図である。

【図６】同、測定装置における検出機構の変形例を示す
概略図である。

【図７】ロール又はローラーの側面形状の一例を示す概
略図である。

【図８】ロール又はローラーの側面形状の他の一例を示
す概略図である。

【図９】従来例においてマイクロメータによる測定状態
を示す概略図である。

【図１０】従来例においてロールキャリパによる測定状
態を示す概略図である。

【図１１】従来例においてロールプロファイルメータに
よる測定状態を示す概略図である。

【符号の説明】

１…レバー式電気マイクロゲージヘッド、２ａ…ヘッ
ド、２ｂ…触針、２ｃ…軸、３…ゲージホルダー、４…
ホルダー固定板、５、１３…ローラー、６…ガイドアー
ム、８…引スプリング、９…軸受、１０…ノブ、１１…
連結アーム、１２…基台、１４…ピボット、１５…配
線、１６…電気マイクロゲージ表示部、１８…被測定
物、２０…測定装置、４２…圧電体、４３、４４…電
極、４５…測定部、Ａ…固定側ガイド機構、Ｂ…可動側
ガイド機構

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被測定物の側面形状を測定するに際し、
   前記側面に対して横方向から接触するレバー式又は弾性
   変形式の側面形状検知手段及びガイド手段を連結し、こ
   の連結体を前記被測定物に対し着脱可能に構成し、前記
   検知時に、前記ガイド手段で案内しながら前記側面形状
   検知手段を、前記被測定物の前記側面上をこの側面形状
   に追随させながら摺接させ、この側面形状の検知情報を
   電気信号に変換する側面形状測定方法。
2. 【請求項２】 前記側面形状検知手段としてのレバー式
   ゲージヘッドが設けられ、このレバー式ゲージヘッドと
   前記ガイド手段としてのガイドローラーとが、前記被測
   定物の外周囲を部分的に包囲する如くに延びる共通の支
   持部材に取付けられている、請求項１に記載した側面形
   状測定方法。
3. 【請求項３】 前記レバー式ゲージヘッドが、前記被測
   定物を挟んで互いに対向した一対の電気式マイクロゲー
   ジヘッドからなっている、請求項２に記載した側面形状
   測定方法。
4. 【請求項４】 前記一対の電気式マイクロゲージヘッド
   間において、前記支持部材に前記ガイドローラーが配さ
   れている、請求項３に記載した側面形状測定方法。
5. 【請求項５】 前記被測定物としての円筒又は円柱状体
   の側面をその長さ方向に前記側面形状検知手段及び前記
   ガイド手段を移動させて、この被測定物の側面形状を測
   定する、請求項１に記載した側面形状測定方法。
6. 【請求項６】 磁気記録媒体の製造時に使用するロール
   又はローラーの側面形状を測定する、請求項１に記載し
   た側面形状測定方法。
7. 【請求項７】 被測定物の側面形状を測定する装置であ
   って、前記側面に対して横方向から接触するレバー式又
   は弾性変形式の側面形状検知手段及びガイド手段が連結
   され、この連結体が前記被測定物に対し着脱可能に構成
   され、前記検知時に、前記ガイド手段で案内されながら
   前記側面形状検知手段が前記被測定物の前記側面上をこ
   の側面形状に追随しながら摺接し、この側面形状の検知
   情報が電気信号に変換されるように構成した側面形状測
   定装置。
8. 【請求項８】 前記側面形状検知手段としてのレバー式
   ゲージヘッドが設けられ、このレバー式ゲージヘッドと
   前記ガイド手段としてのガイドローラーとが、前記被測
   定物の外周囲を部分的に包囲する如くに延びる共通の支
   持部材に取付けられている、請求項７に記載した側面形
   状測定装置。
9. 【請求項９】 前記レバー式ゲージヘッドが、前記被測
   定物を挟んで互いに対向した一対の電気式マイクロゲー
   ジヘッドで構成されている、請求項８に記載した側面形
   状測定装置。
10. 【請求項１０】 前記一対の電気式マイクロゲージヘッ
    ド間において、前記支持部材に前記ガイドローラーが配
    されている、請求項９に記載した側面形状測定装置。
11. 【請求項１１】 前記被測定物としての円筒又は円柱状
    体の側面をその長さ方向に前記側面形状検知手段及び前
    記ガイド手段が移動されて、この被測定物の側面形状が
    測定される、請求項７に記載した側面形状測定装置。
12. 【請求項１２】 磁気記録媒体の製造時に使用されるロ
    ール又はローラーの側面形状が測定される、請求項７に
    記載した側面形状測定装置。