JP2010060467A - Circularity measuring device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内輪等の軽量のワークに設けた円形凹部の内径面の真円度を測定する真円度測定装置に関する。 The present invention relates to a roundness measuring apparatus for measuring the roundness of an inner diameter surface of a circular recess provided in a lightweight work such as an inner ring.
図4には、一般的な円錐ころ軸受け1の構成を示している。円錐ころ軸受け1は、円環状を成す内輪2と、内輪2外周の軌道面に転動自在に配されるころ部材3と、ころ部材3を介して内輪2が回動自在に嵌合する円環状の外輪4とで、主体を形成している。
FIG. 4 shows a configuration of a general tapered roller bearing 1. The
内輪2の中央には断面円形状の貫通孔5が設けてあり、この貫通孔5の内径については、従来から内輪2の製造ライン上において全数検査することが行われていた。ここでの内径測定には、例えば特許文献1に記載されているような空気マイクロメータを用いた内径測定装置が好適に用いられる。この内径測定装置によれば、内輪2に設けてある貫通孔5内に、僅かな隙間を介して空気マイクロメータの測定ヘッドを挿入し、挿入位置において測定ヘッドのノズル口から側方に空気を噴出してその背圧等を検知することにより、貫通孔の内径が測定される。
A through
上記のように、従来は貫通孔5の内径を全数検査するに留まっていたが、品質管理の面でいえば、貫通孔5の内径面の真円度についても製造ライン上において全数検査することが望ましい。しかし、内輪2のように大量生産される軽量のワーク7に対して、製造ライン上の全数検査という形で真円度測定を行うことは非常に困難であった。
As described above, in the past, all the inside diameters of the through
全数検査という形での真円度測定が困難な理由は、空気マイクロメータの測定ヘッドを貫通孔5に挿入して真円度を測定しようとする場合には、測定ヘッドから空気を噴出させると同時に該測定ヘッドを内輪2等のワーク7に対して相対的に回転させることが必要となり、その際に、テーブルに対して軽量のワーク7を一つずつ確実に固定する機構や手間が要求されることにある。
The reason why roundness measurement in the form of 100% inspection is difficult is that when the measurement head of an air micrometer is inserted into the through-
というのも、ワーク7の貫通孔5と測定ヘッドとの間には僅かな隙間(例えば0.03mm)しか存在しないため、このような軽量のワーク7をテーブル上に置いただけでは、ワーク7に対して測定ヘッドを相対的に回転させた際に、ワーク7が軽量である場合には該ワーク7が不意に動きやすくなり、テーブルの回転に同期しなくなるからである。一方、テーブルにワーク7を一つずつ固定する機構や手間をかけた場合には、上記したように製造ライン上の全数検査という形で真円度測定を行うことが非常に困難となるのである。
本発明は上記問題点に鑑みて発明したものであって、内輪等の軽量のワークに形成してある円形凹部の内径面の真円度を、製造ライン上の全数検査という形で精密に且つ低コストで測定することのできる真円度測定装置を提供することを、課題とする。 The present invention has been invented in view of the above problems, and the roundness of the inner diameter surface of a circular recess formed in a lightweight work such as an inner ring is accurately measured in the form of 100% inspection on a production line. It is an object of the present invention to provide a roundness measuring apparatus that can measure at low cost.
上記課題を解決するために本発明の真円度測定装置を、測定対象である円形凹部8を有するワーク7が配置されるテーブル9と、テーブル9に配置してあるワーク7の円形凹部8内に上方から挿入される空気マイクロメータの測定ヘッド6と、テーブル9に配置してあるワーク7の上面に乗せられる重り部10と、重り部10を上下動させる上下駆動機構11と、測定時にテーブル9と測定ヘッド6を相対的に回転させる回転駆動機構12とを具備したものとする。
In order to solve the above-mentioned problems, the roundness measuring apparatus of the present invention includes a table 9 on which a
上記構成の真円度測定装置にあっては、ワーク7が軽量のものであっても、測定時には重り部10の重量をワーク7に付加することで、テーブル9との間の摩擦抵抗を大幅に増大させることができる。したがって、軽量のワーク7をテーブル9に固定するための機構や手間を要することなく、ワーク7に設けてある円形凹部8の内径面の真円度を速やかに且つ低コストで測定することが可能となる。
In the roundness measuring apparatus having the above-described configuration, even when the
また、上下駆動機構11は、測定前後には重り部10をワーク7の上方に保持しておき、測定時には重り部10を降下させてワーク7の上面に乗せ置くリフト機構であることが好適である。このようにすることで、測定前後では重り部10を持ち上げて待機状態に移行させ、この待機状態でテーブル9上のワーク7を速やかに交換することができる。
The
また、回転駆動機構12は、測定時にテーブル9側のみを回転させるものであることが好適である。このようにすることで、測定時の回転に要する機構としてはテーブル9を回転させる機構を備えておけばよく、測定ヘッド6を回転させるための複雑な機構は必要でなくなる。したがって、本発明の真円度測定装置を更に低コストで提供することが可能となる。
In addition, it is preferable that the
また、テーブル9の上面13には、ワーク7に付着した研磨油を逃がすための微細溝14を多数凹設してあることが好適である。このようにすることで、真円度測定工程の前工程にてワーク7に研磨油が付着していても、重り部10を乗せて測定を行う際にワーク7が油膜によってテーブル9上で滑ることが防止される。したがって、製造ライン上において速やかに且つ精密に真円度を測定することが可能となる。
In addition, it is preferable that the
そして、測定ヘッド6が挿入される円形凹部8は、ワーク7に形成してある断面円形状の貫通孔5であることが好適である。このようにすることで、ワーク7をテーブル9上の所定箇所に順次セットしていけば、セットしたワーク7の貫通孔5内に測定ヘッド6を挿入するとともに該ワーク7に重り部10を乗せ、測定ヘッド6から側方に空気を噴出させながら該測定ヘッド6を相対的に回転させるだけで、断面円形状に形成した貫通孔5の内径面の真円度を速やかに測定することができる。したがって、従来は抜き取り検査で測定していた貫通孔5の内径面の真円度を、製造ライン上の全数検査という形で測定することが可能となる。
The circular recess 8 into which the
本発明は、内輪等の軽量のワークに形成してある円形凹部の内径面の真円度を、製造ライン上の全数検査という形で精密に且つ低コストで測定することができるという効果を奏する。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention has an effect that the roundness of the inner diameter surface of a circular recess formed in a lightweight work such as an inner ring can be accurately measured at a low cost in the form of 100% inspection on a production line. .
本発明を添付図面に示す実施形態に基づいて説明する。図1、図2には、本発明の実施形態における一例の真円度測定装置を概略的に示している。図1は測定状態であり、図2はワーク交換時の待機状態である。 The present invention will be described based on embodiments shown in the accompanying drawings. 1 and 2 schematically show an example of a roundness measuring apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 shows a measurement state, and FIG. 2 shows a standby state when a workpiece is exchanged.
本例の真円度測定装置は、円錐ころ軸受け1を成す内輪2に設けた貫通孔5の内径面の真円度を測定するものである。この真円度測定装置の構造は、空気マイクロメータの測定ヘッド6を貫通孔5内に挿入した状態で、測定ヘッド6と内輪2を相対的に回転させながら該測定ヘッド6から側方に空気を噴出させることで、真円度を測定する構造になっている。
The roundness measuring device of this example measures the roundness of the inner diameter surface of the through
なお、本例では、上記のように円錐ころ軸受け1の内輪2を測定対象のワーク7とし、該内輪2の貫通孔5の内径面の真円度を測定するようになっているが、該内輪2の貫通孔5以外の内径面の真円度を測定することも可能である。つまり、内輪2に設けた貫通孔5に限らず、ワーク7に貫通又は凹ませて形成してある断面円形状の円形凹部8の内径面の真円度であれば、本発明の真円度測定装置を用いて測定可能である。
In this example, as described above, the
本例の真円度測定装置は、貫通孔5の開口部分が上方を向くようにして内輪2を所定位置に配置させるテーブル9と、テーブル9の上面13に配置してある内輪2の貫通孔5に対して該貫通孔5の上端開口から挿入される空気マイクロメータの測定ヘッド6と、テーブル9の上面13に配置された内輪2の上面に乗せられるリング状の重り部10と、重り部10を上下動させる上下駆動機構11と、真円度を測定するに際してテーブル9を回転駆動させる回転駆動機構12とを具備している。
The roundness measuring apparatus of the present example includes a table 9 that places the
以下、各構成について更に詳述する。テーブル9はその上面13を水平に形成したものであって、該上面13のうち少なくとも内輪2を配置する所定箇所に、粗いローレット加工を施してある。上記ローレット加工を施すことにより、前工程にて内輪2に付着した研磨油を逃がすための微細溝14が、上面13に多数凹設されている(図1(b)参照)。
Hereinafter, each configuration will be further described in detail. The table 9 has an
測定ヘッド6は円柱状を成しており、その外周面15の下端近傍には、空気噴出用のノズル口16を周方向に180度ずれた箇所に一対開口させている。測定ヘッド6の内部には給気路17を貫通形成しており、該給気路17の上流端を、空気マイクロメータの空気ポンプ(図示は省略)に接続させている。給気路17は、その流路途中に設けた分岐箇所よりも下流側を、互いに逆方向にむけて二手に分岐させており、分岐したそれぞれの下流端にノズル口16を形成している。測定ヘッド6は支持機構25によって支持されるとともに、図1に示す測定位置と図2に示す待機位置との間の所定範囲内で、上下方向に往復駆動されるようになっている。
The
重り部10は、その中央に貫通孔18を有するリング状の部材である。貫通孔18の内径面は、内輪2の貫通孔5の内径面の基準寸法となるように、精密に寸法形成してある。また、図1に示すように内輪2の上面に重り部10を乗せたときに、内輪2の貫通孔5と重り部10の貫通孔18とが、上下一直線状に連通するように設けている。測定ヘッド6は、上方に位置する重り部10の貫通孔18を通じて、下方に位置する内輪2の貫通孔5内へと挿入される。重り部10の外周面下部には、該重り部10を持ち上げる際に用いる係止溝19を、全周に亘って凹設している。
The
上下駆動機構11は、重り部10を引掛けて水平姿勢を保持したまま該重り部10を上下動させるリフト機構20から成る。リフト機構20は、下端が開口した円筒状のリフト部材21を上下動自在に備え、該リフト部材21内に重り部10を収納した構造である。リフト部材21の下端開口縁からは、凸リブ状のフック22を内方に延設しており、重り部10に凹設した係止溝19が、該フック22によって下方から引掛け係止されるようになっている。
The
リフト部材21が上下動する所定範囲の上端位置において(図2参照)、重り部10は、内輪2に対してその上方に浮いた状態となってリフト部材21に支持される。また、リフト部材21が上下動する所定範囲の下端位置において(図1参照)、重り部10は内輪2の上面に乗せられ、内輪2に対して該重り部10の重量全体をかけるように配置される。
At the upper end position of a predetermined range in which the
上記構成から成る本例の真円度測定装置を用いて、内輪2の貫通孔5の内径面の真円度を測定するにあたっては、まずテーブル9の上面13の所定位置に、貫通孔5が上下方向に貫通した姿勢となるように内輪2を配置する。このとき、測定ヘッド6は貫通孔5の上方にて待機させておく。また、重り部10についても、リフト部材21により引っ掛けて持ち上げた状態で内輪2の上方に待機させておく(図2参照)。この待機位置において、測定ヘッド6の下端部は重り部10の貫通孔18内に位置し、測定ヘッド6の一対のノズル口16は、貫通孔18の内周面と対向するように位置する。
In measuring the roundness of the inner diameter surface of the through-
次いで、測定ヘッド6を降下させるとともに、リフト部材21と共に重り部10を降下させていき、図1に示す測定状態に移行する。この測定状態において、測定ヘッド6は内輪2の貫通孔5内に先端側から挿入され、測定ヘッド6の一対のノズル口16は貫通孔5の内径面と対向して位置することになる。また、重り部10は、リフト部材21から離間したうえで内輪2の上面に乗せ置かれる。
Next, the
上記測定状態にセットしたうえで、空気マイクロメータの空気ポンプから給気路17内に空気を送り込み、一対のノズル口16から貫通孔5の内径面に向けて空気を噴出させるとともに、テーブル9を鉛直軸A中心に回転駆動させる。なお、テーブル9の回転中心軸となる鉛直軸Aは、内輪2の貫通孔5の中心軸と一致し、且つ、測定ヘッド6の中心軸と一致するように設けている。
After setting in the above measurement state, air is sent from the air pump of the air micrometer into the
ここで、仮に、重り部10を乗せない状態のまま貫通孔5内に測定ヘッド6を挿入し、テーブル9を回転させると、軽量である内輪2は既述のようにテーブル9に対して不意に動いてしまう。これに対して、上記のように測定時には内輪2の上に重り部10を乗せることで、内輪2とテーブル9との間の摩擦抵抗を大幅に増大させ、内輪2をテーブル9上に確実に保持したまま一体に回転させることが可能となる。そして、テーブル9と共に内輪2を180度回転させながら、空気マイクロメータにて背圧を測定することにより、貫通孔5の内径とともにその内径面の真円度を測定することができる。
Here, if the measuring
つまり、測定時に重り部10を乗せるという手段を採用することによって、内輪2のような軽量のワーク7であっても、測定のたびにテーブル9上に固定するといった手間を要することなく、確実に且つ速やかに真円度を測定することが可能となる。したがって、本例の真円度測定装置によれば、内輪2の貫通孔5の真円度測定を、製造ライン上での全数検査という形で実施することが可能となる。
That is, by adopting a means for placing the
ところで図1等に示すように、測定ヘッド6の外周面15の直径については、真円度測定時に重り部10の貫通孔18内に位置する部分の直径を、他の部分(特にノズル口16を開口させている下端部分)の直径よりも、僅かに小さく設けている。このように設けることで、テーブル9と同期して内輪2や重り部10を回転させる際に、重り部10の貫通孔18の内径面に測定ヘッド6に当たって磨耗することを防止している。
As shown in FIG. 1 and the like, the diameter of the outer
また、図2に示す待機状態において、測定完了後の内輪2を次回測定予定の内輪2と交換するが、このとき、重り部10に設けてある貫通孔18を利用して、空気マイクロメータの校正を行う。具体的には、内輪2交換のため上方の待機位置(補正位置)にある測定ヘッド6において、重り部10の貫通孔18の内径面と対向する一対のノズル口16から空気を噴出させて該貫通孔18の内径を測定し、この測定結果を基にして空気マイクロメータの校正を行う。
In the standby state shown in FIG. 2, the
つまり、重り部10は、測定時において軽量の内輪2に重量を付加する機能に加え、内輪2交換時に利用する空気マイクロメータの基準器23としての機能を併せ持っている。したがって、一つの内輪2を測定する直前には必ずマイクロメータの校正作業を行うことができ、大量の内輪2を次々と測定する場合であっても、その内径や真円度を精密に測定することが可能となる。
That is, the
図3には、本例の真円度測定装置を用いた真円度測定工程を、内輪2の製造ライン中に組み入れた例を示している。図示例では、素材投入、端面研磨、軌道面研磨、ころ端面との接触面研磨、内径面研磨の各工程をこの順に実施した後に、本例の真円度測定装置を用いた真円度測定工程を実施し、その後に、軌道面超仕上げ工程、組立工程を順に実施する。
FIG. 3 shows an example in which the roundness measuring process using the roundness measuring apparatus of this example is incorporated in the production line of the
真円度測定工程においては、内径面研磨後の内輪2を真円度測定装置のテーブル9上に順次搬送していき、搬送された内輪2の上面に重り部10を乗せるとともに貫通孔5内に測定ヘッド6を挿入し、テーブル9を回転させることで真円度測定を行う。なお、直前の軌道面、内径面研磨工程において内輪2の表面には研磨油が付着しているが、既述のとおりテーブル9の上面13には多数の微細溝14を施してあるので、この微細溝14を通じて研磨油が逃げることによって、油膜による内輪2の滑りは防止される。
In the roundness measurement step, the
そして、空気マイクロメータで測定される貫通孔5の内径および真円度が共に適正範囲内にある場合には、そのまま次の軌道面超仕上げ工程にまでその内輪2を搬送する。一方、貫通孔5の内径および真円度の少なくとも一方が適正範囲外となる場合には、その内輪2を次工程にまで搬送することなく製造ラインから排除する。
When both the inner diameter and the roundness of the through-
なお、図1、図2に示す内輪2は鍔部分を有さない形態となっているが、鍔部分を有する形態の内輪2を製造する場合にあっては、図3に示す軌道面研磨工程と内径面研磨工程との間に、更に鍔面研磨工程を組み入れる。
In addition, although the inner ring |
このように、本例の真円度測定装置によれば、製造ライン上での全数検査という形で、内輪2の貫通孔5の内径検査や真円度検査を、速やかに且つ精密に行うことができる。しかも、このような測定を実現するために複雑な構造は必要でないため、上記全数検査が低コストで実施可能となる。
Thus, according to the roundness measuring apparatus of this example, the inner diameter inspection and the roundness inspection of the through-
本例では、回転駆動機構12として測定時にテーブル9のみを回転させる機構を採用し、更なる低コスト化を実現しているが、他の機構を用いてもよい。つまり、測定時にテーブル9と測定ヘッド6が鉛直軸A中心に相対的に回転する機構であればよいので、例えば測定ヘッド6のみを回転させる機構であってもよいし、或いは、テーブル9と測定ヘッド6を共に回転させる機構であってもよい。
In this example, a mechanism for rotating only the table 9 at the time of measurement is adopted as the
1 円錐ころ軸受け
2 内輪
5 貫通孔
6 測定ヘッド
7 ワーク
8 円形凹部
9 テーブル
10 重り部
11 上下駆動機構
12 回転駆動機構
13 上面
14 微細溝
20 リフト機構
DESCRIPTION OF
Claims (5)
The roundness measuring apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the circular recess into which the measurement head is inserted is a through-hole having a circular cross section formed in the workpiece.
Priority Applications (1)
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2008
- 2008-09-04 JP JP2008227490A patent/JP5222065B2/en active Active
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