JP2010185836A - 軸受用軌道輪の溝径測定装置及び測定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】軸受用軌道輪を取扱いが容易な方向、即ち、軸受用軌道輪の回転軸を重力方向に向けた状態で、溝径を精度よく、且つ安定して測定することができる軸受用軌道輪の溝径測定装置及び測定方法を提供する。
【解決手段】軸受用軌道輪（外輪）１１の回転軸Ｏを重力方向に向けて保持する測定テーブル２０と、軸受用軌道輪１１及び測定テーブル２０の重量をキャンセルする重量キャンセル機構４０と、円周溝（外輪軌道溝）１２の溝底１２ａに接触可能な複数の測定接触子５０と、測定接触子５０の変位量を測定する変位量測定装置６０とを備え、測定テーブル２０に軸受用軌道輪１１を水平状態で載置した後、円周溝１２の溝底１２ａに測定接触子５０を接触させて測定接触子５０の変位量を測定し、この測定接触子５０の変位量と、予め測定された基準リングの測定値とに基づいて、軸受用軌道輪１１の溝径を求める。
【選択図】図１

Description

本発明は、玉軸受などに用いられる軸受用軌道輪の溝径測定装置及び測定方法に関する。

従来、玉軸受などの軸受用軌道輪の溝径測定は、軸受用軌道輪の回転軸を重力方向に対して直角方向に向けて測定するのが一般的であった。これは、回転軸を重力方向に対して直角方向に向けると、重力の影響を受けることなく溝底を正確に拾い易く、高精度での測定が容易になる。

一方、軸受用軌道輪の回転軸を重力方向に向けて測定すると、軸受用軌道輪に作用する重力によって測定接触子が軸受用軌道輪の溝底から外れ易くなる。この重量の影響を解消するため、測定力を大きくして接触子を溝底に馴染ませようとすると、軌道輪に測定傷が付いたり、極端に測定力を大きくした場合には、軸受用軌道輪が弾性変形して測定精度に悪影響を及ぼす虞がある。また、摩擦角により、一定の条件下では、測定力を大きくしても接触子が溝底に到達することができず、外輪であれば溝径が小さく、また内輪であれば溝径が大きく測定されて、測定誤差が生じる場合がある。

従来の軸受用軌道輪の溝径測定装置としては、複列軌道を有する軸受用軌道輪の軸方向に直交する複列面に対峙させて少なくとも４個の接触子を設け、軌道径、溝半径、溝ピッチの各特性値を組み合わせた代表特性値を再現性高く、且つ安定して測定するようにした玉軸受用複列軌道輪の軌道溝寸法測定方法及び装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

また、水平姿勢で保持した軸受用軌道輪を回転させながら全周に亘って溝径を測定し、その平均値を測定値として真円度の影響を排除して溝径を測定するようにしたリング状品の溝径測定装置が開示されている（例えば、特許文献２参照。）。

特公平０３−０５９３６１号公報 実開平０５−０７９４１２号公報

ところで、玉軸受の組付けは、一般的に、軌道輪の回転軸を重力方向に向けた状態（以後、水平状態とも言う）で自動組立てされる。また、各構成部品や、完成品である玉軸受の搬送は、回転軸を重力方向と直角方向（以後、垂直状態とも言う）に向けた、所謂転がり搬送を主体として搬送すると、部品同士の干渉による干渉音や傷が発生する。また、搬送途中での方向変換装置が必要となるなどの不具合点がある。従って、搬送、組立てを、回転軸を重力方向に向けた状態で行うようにすれば、すべての工程が無駄のない一貫した姿勢で行うことができ、作業効率の向上、設備の簡素化など、メリットが大きい。

特許文献１に記載の測定方法及び装置は、軸受用軌道輪の回転軸を重力方向に向けて測定することも可能ではあるが、この場合、溝底と接触子とを一致させて測定精度を向上させるための機構や方法についての特段の記載はなく、回転軸を重力方向に向けて測定すると測定精度が低下する虞があった。

また、特許文献２に記載の測定装置によると、回転円板上に載せられた軸受用軌道輪は、ばね力によって押え板との間で狭持されて位置決めされているだけであり、溝底と接触子との位置を一致させる手段に対する記載がなく、回転円板（基準面）から溝底までの高さが軸受用軌道輪ごとにバラツキ、測定誤差が生じる可能性があり、改善の余地があった。

本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、軸受用軌道輪を取扱いが容易な方向、即ち、軸受用軌道輪の回転軸を重力方向に向けた状態で、溝径を精度よく、且つ安定して測定することができる軸受用軌道輪の溝径測定装置及び測定方法を提供することにある。

本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１） 内周面または外周面に円周溝を有する軸受用軌道輪の溝径測定装置であって、
前記軸受用軌道輪の回転軸を重力方向に向けて保持する測定テーブルと、
前記軸受用軌道輪及び前記軸受用軌道輪を保持する前記測定テーブルの重量をキャンセルする重量キャンセル機構と、
互いに接近または離間して前記円周溝の溝底に接触可能な複数の測定接触子と、
少なくとも1つの前記測定接触子の変位量を測定する変位量測定装置と、
を備えることを特徴とする軸受用軌道輪の溝径測定装置。
（２） 前記軸受用軌道輪、前記測定接触子、及び前記溝径測定装置の少なくとも１つに、振動を与える加振装置を備えることを特徴とする上記(１)に記載の軸受用軌道輪の溝径測定装置。
（３） 内周面または外周面に円周溝を有する軸受用軌道輪の溝径測定装置であって、
前記軸受用軌道輪の回転軸を重力方向に向けて保持する測定テーブルと、
前記測定テーブルを所定の距離ずつ上昇または下降させる昇降装置と、
互いに接近または離間して前記円周溝の溝底に接触可能な複数の測定接触子と、
少なくとも1つの前記測定接触子の変位量を測定する変位量測定装置と、
を備え、
前記変位量測定装置は、前記測定テーブルを前記所定の距離ずつ、または連続的に上昇または下降させながら、前記測定接触子の変位量を測定することを特徴とする軸受用軌道輪の溝径測定装置。
（４） 重量キャンセル機構によって軸受用軌道輪及び測定テーブルの重量がキャンセルされた前記測定テーブルに、回転軸を重力方向に向けて前記軸受用軌道輪を載置する準備工程と、
互いに接近または離間する方向に移動可能な複数の測定接触子を前記軸受用軌道輪の円周溝の溝底に接触させ、変位量測定装置によって前記測定接触子の変位量を測定する測定工程と、
前記変位量測定装置によって予め測定された基準リングの測定値、及び前記測定工程において測定された前記測定接触子の変位量に基づいて、前記軸受用軌道輪の溝径を求める演算工程と、
を備えることを特徴とする軸受用軌道輪の溝径測定方法。
（５） 加振装置によって前記軸受用軌道輪、前記測定接触子、及び前記溝径測定装置の少なくとも１つに振動を与えながら前記軸受用軌道輪の前記溝径を測定することを特徴とする上記(４)に記載の軸受用軌道輪の溝径測定方法。
（６） 回転軸を重力方向に向けて軸受用軌道輪を測定テーブルに載置する準備工程と、
昇降装置によって前記測定テーブルを前記所定の距離ずつ、または連続的に上昇または下降させながら、互いに接近または離間する方向に移動可能な複数の測定接触子を前記軸受用軌道輪の円周溝の溝底に接触させ、変位量測定装置によって前記測定接触子の変位量を測定する測定工程と、
前記変位量測定装置によって予め測定された基準リングの測定値、及び前記測定工程において測定された前記測定接触子の変位量に基づいて、前記軸受用軌道輪の溝径を求める演算工程と、
を備えることを特徴とする軸受用軌道輪の溝径測定方法。

本発明の軸受用軌道輪の溝径測定装置によれば、軸受用軌道輪の回転軸を重力方向に向けて保持する測定テーブルと、軸受用軌道輪及び測定テーブルの重量をキャンセルする重量キャンセル機構と、円周溝の溝底に接触可能な複数の測定接触子と、測定接触子の変位量を測定する変位量測定装置とを備える。これにより、重量がキャンセルされた状態で、回転軸を重力方向に向けて軸受用軌道輪を保持することができる。これによって、重力の影響を受けることなく、溝底と接触測定子の位置を一致させて、軸受用軌道輪の溝径を精度よく、且つ安定して測定することができる。

また、加振装置を備え、軸受用軌道輪、測定接触子、及び溝径測定装置の少なくとも１つに振動を与えるようにしたので、振動によって軸受用軌道輪の溝と接触測定子との摩擦力を低減させ、小さい測定力で接触測定子を確実に溝底に接触させることができ、溝径を精度よく測定することができる。

また、本発明の他の軸受用軌道輪の溝径測定装置によれば、軸受用軌道輪の回転軸を重力方向に向けて保持する測定テーブルと、測定テーブルを所定の距離ずつ上昇または下降させる昇降装置と、互いに接近または離間して円周溝の溝底に接触可能な複数の測定接触子と、少なくとも1つの測定接触子の変位量を測定する変位量測定装置と、を備える。そして、測定テーブルを所定の距離ずつ、または連続的に上昇または下降させながら測定接触子の変位量を測定するようにしたので、外輪溝径の測定においては測定値の最大測定値を、また内輪溝径の測定においては測定値の最小測定値を溝径とすることにより、重量キャンセル機構を用いることなく、精度よく溝径を測定することができる。

また、本発明の軸受用軌道輪の溝径測定方法によれば、重量がキャンセルされた測定テーブルに軸受用軌道輪の回転軸を重力方向に向けて載置した後、円周溝の溝底に測定接触子を接触させて測定接触子の変位量を測定し、この測定接触子の変位量と、予め測定された基準リングの測定値とに基づいて、軸受用軌道輪の溝径を求めるようにしたので、回転軸が重力方向に向けられた、操作性のよい姿勢で軸受用軌道輪の溝径を精度よく、且つ安定して測定することができる。回転軸を重力方向に向けた姿勢は、部品や完成品の搬送、及び軸受の組立てにおける姿勢と同じであり、搬送、溝径測定、及び組立てを一貫した姿勢で効率的に処理することができる。

また、加振装置によって軸受用軌道輪、測定接触子、及び溝径測定装置の少なくとも１つに振動を与えながら溝径を測定するようにしたので、接触測定子と軌道溝との摩擦抵抗が低減し、接触測定子が確実に溝底に接触して、小さい測定力で精度よく溝径を測定することができる。

また、昇降装置によって測定テーブルを所定の距離ずつ、または連続的に上昇または下降させながら軸受用軌道輪の溝径を測定するようにしたので、重量キャンセル機構を用いることなく、精度よく溝径を測定することができる。

（ａ）は、本発明に係る第１実施形態の変位量測定装置の平面図であり、（ｂ）は、変位量測定装置を部分的に切り欠いた正面図である。 図１に示す変位量測定装置の要部拡大図である。 （ａ）は、本発明に係る第２実施形態の変位量測定装置の平面図であり、（ｂ）は、変位量測定装置を部分的に切り欠いた正面図である。

以下、本発明に係る軸受用軌道輪の溝径測定装置及び測定方法の各実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

（第１実施形態）
図１及び図２に示すように、第１実施形態の軸受用軌道輪の溝径測定装置１０は、軸受用軌道輪の一例である外輪１１の外輪軌道溝１２の溝径を測定するための測定装置であり、測定テーブル２０と、重量キャンセル機構４０と、複数の測定接触子５０（５０ａ、５０ｂ、５０ｃ）と、変位量測定装置６０と、を備える。

測定テーブル２０は、回転軸Ｏを重力方向に向けた状態で外輪１１を載置するテーブルであり、下方にフランジ部を有する軸部２１と、軸部２１の上端に固定された薄板円板状のテーブル２２と、外周にＶ字円周溝２３を有して軸部２１の下端に固定された把持駒２４とからなる。測定テーブル２０は、軸部２１がテーブルロック基台２５に設けられた支持台２７の貫通穴２７ａを貫通して、テーブルロック基台２５とともに上下方向移動可能に支持される。尚、要求される測定精度によっては、測定テーブル２０をリニアブッシュ、エアーベアリングなどでガイドして、テーブル２２の水平軸周りの振れ回りを抑制し、外輪１１と測定接触子５０との平行度を維持するようにしてもよい。

テーブルロック基台２５は、互いに接近、または離間する方向（図中左右方向）に移動し、Ｖ字円周溝２３に係合して把持駒２４を狭持する一対の把持腕２８を備えると共に、図示しない上下搬送機構に連結されて上下移動可能に配設されている。これにより、テーブルロック基台２５は、リニアガイド２９に案内されて図１（ｂ）において紙面と直交する方向に移動可能な搬送キャリア３０によって搬送された外輪１１を、搬送ベース３１と測定ベース５０との間で上下移動させる。

重量キャンセル機構４０は、テーブルロック基台２５の支持台２７に案内されたばね受け２６と測定テーブル２０との間に配置されて測定テーブル２０を所定の力で上方に付勢する重量キャンセル用コイルばね４１を備える。重量キャンセル用コイルばね４１のばね力は、測定テーブル２０及び測定対象である外輪１１の合計重量とバランスするように設定されている。これにより、測定テーブル２０上に水平状態で載置された外輪１１は、重量キャンセル用コイルばね４１のばね力と、測定テーブル２０及び外輪１１の合計重量とがバランスする位置まで上昇して停止する。即ち、測定中の外輪１１の重量は、重量キャンセル用コイルばね４１のばね力によってキャンセルされる。

測定テーブル２０の重量は、できるだけ軽量に設定されており、測定テーブル２０の重量が外輪１１に与える影響が抑制されて高い精度での測定が可能となる。また、重量キャンセル用コイルばね４１の直径は、外輪１１の直径と比べて十分に小さい。これにより、上向きに作用する重量キャンセル力の偏りが小さく、測定精度に与える影響が抑制されている。更に、重量キャンセル用コイルばね４１の固有振動数を高く設定することにより、重量キャンセル用コイルばね４１の静定時間の短縮が図られている。これにより、測定開始までの準備時間を短縮することができ、作業の効率化に繋がる。

搬送ベース３１の上方には、測定テーブル２０が出没可能な貫通穴５２を略中心に有する測定ベース５１が配置されている。測定ベース５１上には、貫通穴５２の両側に（図中左右方向）、第１測定部５３、及び第２測定部５４が配設されている。

測定接触子５０は、第１、第２、及び第３測定接触子５０ａ、５０ｂ、５０ｃからなり、外輪軌道溝１２の溝径を３点接触式測定法で測定する。第１、第２測定接触子５０ａ、５０ｂは第１測定部５３に、第３測定接触子５０ｃは第２測定部５４にそれぞれ配設されている。

第１測定部５３は、測定ベース５１上に設けられたリニアガイド機構５５に案内されて、貫通穴５２に接近または離間する方向（図中左右方向）に移動可能な第１可動台５６を備える。第１可動台５６に固定される略逆コの字型（図１（ｂ）参照）の第１接触子アーム５７は、貫通穴５２に向かって延設され、先端内側（第１可動台５６側）にボール状の第１、第２測定接触子５０ａ、５０ｂが固定されている。

第１可動台５６の側方には、加振装置６６が配設されており、第１可動台５６を介して第１、第２測定接触子５０ａ、５０ｂに微小振動を与えることができる。加振装置６６としては、例えば、電磁コイル、エアバイブレータ、あるいはピエゾ素子などが利用可能である。

第１可動台５６から上方に突出する連結部材５８と、測定ベース５１に固定された鍔付軸５９の鍔５９ａとの間には、コイルばね６１が配設されており、連結部材５８、即ち、第１可動台５６を貫通穴５２から離間させる方向に付勢している。また、測定ベース５１に固定されたエアシリンダ６２が連結部材５８に対向して配置されており、ピストンロッド６３を伸張させると、コイルばね６１のばね力に抗して連結部材５８を押圧して、第１可動台５６を貫通穴５２方向に移動させる。

測定ベース５１には、第１可動台５６から上方に突出するストッパー用ブロック６７に対向して位置基準ブロック６４が固定されている。位置基準ブロック６４には、ストッパー用ブロック６７に当接可能に位置調節ねじ６５が設けられており、この位置調節ねじ６５の長さを調整することによって、コイルばね６１のばね力によって貫通穴５２から離間する方向に移動する第１可動台５６の停止位置が調整される。尚、この停止位置は、後述するように、溝径測定の基準位置となる。

第２測定部５４は、測定ベース５１上に設けられたリニアガイド機構７１に案内されて、貫通穴５２に接近または離間する方向（図中左右方向）に移動可能な第２可動台７２を備える。第２可動台７２に固定される略逆コの字型（図１（ｂ）参照）の第２接触子アーム７３は、貫通穴５２に向かって延設され、先端内側（第２可動台７２側）にボール状の第３測定接触子５０ｃが固定されている。

第２可動台７２より図中左側の測定ベース５１には、鍔付ばね支持軸７５がねじ固定された固定ブロック７４が設けられている。鍔付ばね支持軸７５は、第２可動台７２から上方に突出するブロック７６に遊嵌しており、ブロック７６と鍔付ばね支持軸７５の鍔７５ａとの間にコイルばね７７が装着されている。これにより、第２可動台７２は、コイルばね７７のばね力によって貫通穴５２から離間する方向に付勢されている。

また、測定ベース５１に固定された測定装置支持アーム７８には、変位量測定装置６０がスプリング６８によって弾性移動可能に支持されており、測定端子７９が第２可動台７２に設けられた変位量測定部８０に当接している。これによって、第２可動台７２、換言すれば、第３測定接触子５０ｃの変位量が変位量測定装置６０によって測定される。

また、測定ベース５１に固定されたエアシリンダ８１が、第２可動台７２から側方に延設された操作板８２に対向配置されており、エアシリンダ８１のピストンロッド８３が伸張すると、コイルばね７７のばね力に抗して第２可動台７２を貫通穴５２方向に移動させる。

本実施形態の作用を説明する。外輪１１の外輪軌道溝１２の溝径を測定するに先だって、内径寸法が予め正確に分かっている基準リング（図示せず）の内径を測定し、このときの第３測定接触子５０ｃの変位量を演算装置（図示せず）の記憶部に記憶させる。

次いで、テーブルロック基台２５の一対の把持腕２８によって把持駒２４が狭持され、下降位置（搬送ベース３１上）に位置する測定テーブル２０のテーブル２２上に、測定対象である外輪１１を搬入して水平状態（外輪１１の中心軸が重力方向）に載置する。

そして、テーブルロック基台２５を、リニアガイド２９で案内しながら図１（ｂ）において紙面と直交する方向に移動させて、測定ベース５１の貫通穴５２の下方に位置させた後、図示しない上下搬送機構によって測定テーブル２０を貫通穴５２を貫通させて上昇させ、測定ベース５１上方の測定位置に位置させる。

このとき、エアシリンダ６２、８１は、ピストンロッド６３、８３を伸張させた状態になっている。これにより、第１、第２測定接触子５０ａ、５０ｂ、及び第３測定接触子５０ｃは、貫通穴５２の中心付近まで前進しているので、上昇する外輪１１の内側にあり、外輪１１の搬送（上昇）を阻害することはない。

ここで、一対の把持腕２８を開いて把持駒２４を開放すると、測定テーブル２０は、重量キャンセル用コイルばね４１のばね力と、測定テーブル２０及び外輪１１の合計重量とがバランスする位置で停止する。即ち、外輪１１の重量が、重量キャンセル用コイルばね４１によってキャンセルされる。尚、重量キャンセル用コイルばね４１の固有振動数が高いので、短い時間で重量キャンセル用コイルばね４１の振動が収まり（静定時間が短い）、溝径の測定が可能となる。

ここで、加振装置６６を作動させて、第１可動台５６、及び第１接触子アーム５７を介して第１、第２測定接触子５０ａ、５０ｂに微小振動を与えながら、エアシリンダ６２、８１のピストンロッド６３、８３を引き込むと、ピストンロッド６３、８３によるコイルばね６１、７７の抑制が解除され、第１可動台５６はコイルばね６１のばね力により図中右方向に、また第２可動台７２はコイルばね７７のばね力により図中左方向に移動する。

右方向に移動する第１可動台５６は、ストッパー用ブロック６７が位置基準ブロック６４の位置調節ねじ６５に当接して測定基準位置に停止する。一方、左方向に移動する第２可動台７２は、第３測定接触子５０ｃが外輪１１の外輪軌道溝１２に接触して外輪１１をテーブル２２上で左方向に移動させる。これにより、第１、第２、第３測定接触子５０ａ、５０ｂ、５０ｃが、外輪１１の外輪軌道溝１２に同時に接触する。これにより、外輪１１には、第１、第２測定接触子５０ａ、５０ｂ、及び第３測定接触子５０ｃを介してコイルばね７７のばね力（測定力）が左右方向に作用している。

尚、コイルばね６１のばね力は、コイルばね７７のばね力より遥かに大きく設定されているので、コイルばね７７のばね力が外輪１１に作用しても、第１可動台５６が移動してストッパー用ブロック６７が位置調節ねじ６５から離間することはない。

外輪１１は、重量キャンセル用コイルばね４１のばね力によって重量がキャンセルされているので、上下移動には殆ど力が不要である。また、加振装置６６によって微小振動が付与されているので、第１、第２、第３測定接触子５０ａ、５０ｂ、５０ｃと外輪軌道溝１２との接触抵抗は小さい。従って、外輪１１は、外輪軌道溝１２に作用するコイルばね７７のばね力によって、第１、第２、第３測定接触子５０ａ、５０ｂ、５０ｃが外輪軌道溝１２に沿って溝底１２ａに接触するまで上下方向に移動する。即ち、第１、第２、第３測定接触子５０ａ、５０ｂ、５０ｃは、確実に外輪軌道溝１２の溝底１２ａに接触するので、溝径の正確な測定が可能となる。

このときの第３測定接触子５０ｃの変位量は、変位量測定部８０に当接する変位量測定装置６０によって測定される。測定された第３測定接触子５０ｃの変位量は、予め測定されて記憶部に記憶されている基準リング（図示せず）の測定値に基づいて演算装置により溝径が演算されて求められる。

尚、溝径の測定時には、第３測定接触子５０ｃの中心と外輪１１の回転軸Ｏとを結ぶ線分ＣＬに対して、第１、第２測定接触子５０ａ、５０ｂが対象位置に位置し、また、変位量測定装置６０の中心線が線分ＣＬ上にあるので、３点接触式測定法により外輪１１の外輪軌道溝１２の溝径が精度よく測定される。

測定が終了した外輪１１は、エアシリンダ６２、８１を作動させてピストンロッド６３、８３を伸張させることによって、第１、第２、第３測定接触子５０ａ、５０ｂ、５０ｃを外輪１１の中心側に移動させた後、再び一対の把持腕２８によって把持駒２４を狭持し、上下搬送機構によって測定テーブル２０を搬送ベース３１まで下降させる。次いで、テーブルロック基台２５を、リニアガイド２９で案内しながら図１（ｂ）において紙面と直交する方向に移動させて排出する。

上記したように本実施形態の軸受用軌道輪の溝径測定装置及び測定方法によれば、水平状態で保持された軸受用軌道輪（外輪）１１の重量を、重量キャンセル機構４０によってキャンセルし、重力の影響を受けることなく、軸受用軌道輪１１の溝径を精度よく、且つ安定して測定することができる。

尚、上記の実施形態においては、測定テーブル２０に載置された外輪１１を、測定ベース５１に配設された第１、第２、第３測定接触子５０ａ、５０ｂ、５０ｃがある測定位置まで上昇させて測定するようにしたが、これとは逆に、第１、第２、第３測定接触子５０ａ、５０ｂ、５０ｃを外輪１１の外輪軌道溝１２の位置まで下降させて測定するようにしてもよい。

また、回転軸を重力方向に向けた状態で溝径を正確に測定可能としており、各構成部品や完成品の搬送、検査、及び組立てのすべての工程を一貫した姿勢で行える。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る軸受用軌道輪の溝径測定装置及び測定方法について図３を参照して説明する。尚、第１実施形態と同等部分については、同一符号又は相当符号を付して説明を簡略化又は省略する。

図３に示すように、第２実施形態の軸受用軌道輪の溝径測定装置９０は、軸受用軌道輪の一例である内輪９１の内輪軌道溝９２の溝径を測定する測定装置であり、測定テーブル２０と、重量キャンセル機構４０と、複数の測定接触子５０（５０ａ、５０ｂ、５０ｃ）と、変位量測定装置６０と、を備える。

第１可動台５６に固定される第1接触子アーム９３は、貫通穴５２に向かって延設された、先端に形成された平面視略コの字型部９４の互いに対向する内側に第１、第２測定接触子５０ａ、５０ｂが対称位置に固定されている。また、第１可動台５６に固定される測定竿９５は、測定テーブル２０を迂回するように平面視（図２（ａ）参照）で略コの字型に形成されて貫通穴５２の反対側（第２可動台７２側）まで延設され、その先端に変位量測定部８０が設けられている。

第１可動台５６の後端面には、エアシリンダ６２のピストンロッド６３が遊嵌するばね受け板９６が固定されている。ばね受け板９６と、ピストンロッド６３の中間部に設けられた大径部６３ａ間には、コイルばね６１が装着されて第１可動台５６を貫通穴５２方向に付勢している。また、ばね受け板９６を貫通するピストンロッド６３の先端（図中左側）には、鍔部６３ｂが設けられている。第１可動台５６が測定位置にあるとき、ばね受け板９６と鍔部６３ｂとの間には、隙間が形成されている。そして、ピストンロッド６３が引き込まれると、鍔部６３ｂがばね受け板９６に当接して第１可動台５６を図中右方向に移動させる。

測定ベース５１には、第１可動台５６から上方に突出形成されたストッパー用ブロック６７に対向して位置基準ブロック６４が固定されている。位置基準ブロック６４には、ストッパー用ブロック６７に当接可能に位置調節ねじ６５が設けられており、この位置調節ねじ６５の長さを調整することによって、コイルばね６１のばね力によって貫通穴５２に接近する方向に移動する第１可動台５６の基準位置が調整される。

第２測定部５４は、測定ベース５１上に設けられたリニアガイド機構７１に案内されて、貫通穴５２に接近または離間する方向（図中左右方向）に移動可能な第２可動台７２を備える。第２可動台７２上に固定された測定装置支持アーム７８には、変位量測定装置６０が固定されている。変位量測定装置６０の測定端子７９は、測定竿９５の変位量測定部８０に対応している。

また、測定ベース５１には、第２可動台７２の後方にばね支持軸９７が水平に固定されるブロック９８が設けられている。ばね支持軸９７の中間部に螺合するナット９９と、第２可動台７２の後端面との間には、コイルばね７７が装着されており、第２可動台７２がコイルばね７７のばね力によって貫通穴５２に接近する方向（図中右方向）に付勢されている。

内輪軌道溝９２の片側にかかり代が殆どない、特殊なアンギュラ玉軸受け用内輪９１の溝径を測定する場合を例に、本実施形態の作用を説明する。このようなアンギュラ玉軸受け用内輪９１の溝径測定には、測定力によって内輪９１が浮き上がるのを防止するため、内輪９１の上方に加圧ばね１０１によって下方に押圧される浮き上がり防止板１０２が配設されており、テーブル２２に水平状態で載置された内輪９１をテーブル２２と浮き上がり防止板１０２との間に狭持する。加圧ばね１０１のばね力は、アンギュラ玉軸受け用内輪９１の浮き上がりを防止できる大きさであればよく、重量キャンセル用コイルばね４１よりばね定数が小さく設定されている。

内輪９１の内輪軌道溝９２の溝径を測定するに先だって、外径寸法が予め正確に分かっている基準リング（図示せず）の外径を測定し、このときの第３測定接触子５０ｃの変位量を演算装置の記憶部に記憶させる。

カウンタボア側を下にした水平状態でテーブル２２上に載置された内輪９１は、テーブルロック基台２５と共に紙面と直交する方向に搬送された後、上下搬送機構によって測定ベース５１上方の測定位置まで上昇する。

このとき、エアシリンダ６２、８１は、ピストンロッド６３、８３が引き込まれた状態であるので、第１、第２測定接触子５０ａ、５０ｂ、及び第３測定接触子５０ｃは、内輪９１の内輪軌道溝９２の外側に位置しており、内輪９１搬送（上昇）を阻害することはない。

一対の把持腕２８による測定テーブル２０の拘束が開放されると、測定テーブル２０は、重量キャンセル用コイルばね４１のばね力と、測定テーブル２０及び内輪９１の合計重量とがバランスする位置で停止して、内輪９１の重量が重量キャンセル用コイルばね４１によってキャンセルされる。同時に、浮き上がり防止板１０２を下降させ、加圧ばね１０１のばね力により内輪９１の上面を押圧してテーブル２２との間に狭持する。

次いで、加振装置６６を作動させて、第１可動台５６、及び第１接触子アーム９３を介して第１、第２測定接触子５０ａ、５０ｂに微小振動を与えながら、エアシリンダ６２、８１のピストンロッド６３、８３を伸張させる。これにより、第１可動台５６はコイルばね６１のばね力によって図中左方向に、また第２可動台７２はコイルばね７７のばね力によって図中右方向に移動する。

左方向に移動する第１可動台５６は、ストッパー用ブロック６７が位置基準ブロック６４の位置調節ねじ６５に当接して測定基準位置に停止する。一方、右方向に移動する第２可動台７２は、第３測定接触子５０ｃが内輪９１の内輪軌道溝９２に接触した後、更に内輪９１をテーブル２２上で右方向に移動させる。これにより、第１、第２、第３測定接触子５０ａ、５０ｂ、５０ｃが、内輪９１の内輪軌道溝９２に同時に接触する。

尚、コイルばね７７のばね力が、第３測定接触子５０ｃ、内輪９１、及び第１、第２測定接触子５０ａ、５０ｂを介して第１可動台５６に作用するが、コイルばね６１のばね力は、コイルばね７７のばね力より遥かに大きく設定されているので、コイルばね７７のばね力によってストッパー用ブロック６７が位置調節ねじ６５から離間することはない。

内輪９１は、重量キャンセル用コイルばね４１のばね力によって重量キャンセルされているので、上下移動には殆ど力が不要である。また、加振装置６６によって微小振動が付与されているので、第１、第２、第３測定接触子５０ａ、５０ｂ、５０ｃと内輪軌道溝９２との接触抵抗は小さい。従って、第１、第２、第３測定接触子５０ａ、５０ｂ、５０ｃを介してコイルばね７７のばね力が内輪軌道溝９２に作用している内輪９１は、相対的に内輪軌道溝９２に沿って上下方向に移動して、第１、第２、第３測定接触子５０ａ、５０ｂ、５０ｃが内輪軌道溝９２の溝底９２ａに接触する。

このときの第３測定接触子５０ｃの変位量は、変位量測定部８０に当接する変位量測定装置６０によって測定され、予め測定されて記憶部に記憶されている基準リング（図示せず）の測定値に基づいて演算装置により溝径が演算されて求められる。即ち、３点接触式測定法により内輪９１の内輪軌道溝９２の溝径が精度よく測定される。尚、第３測定接触子５０ｃと変位量測定装置６０の中心軸とが、一直線上に配置されているので、リニアガイド機構７１のガタなどによる測定誤差が最小限に抑えられる。

測定が終了した内輪９１は、エアシリンダ６２、８１を作動させてピストンロッド６３、８３を引き込み、第１、第２、第３測定接触子５０ａ、５０ｂ、５０ｃを内輪軌道溝９２から離間させた後、再び一対の把持腕２８で把持駒２４を狭持して搬送し、排出される。
その他の構成、効果については、図１で説明した第１実施形態と同様であるので、説明を省略する。また、第２実施形態の変位量測定装置６０の構成は、外輪１１を測定する場合にも適用できる。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態に係る軸受用軌道輪の溝径測定装置及び測定方法について説明する。尚、第３実施形態の軸受用軌道輪の溝径測定装置及び測定方法は、溝径を測定（読み込む）するタイミングが第１、及び第２実施形態の溝径測定装置及び測定方法と異なる。即ち、溝径測定を連続して、あるいは所定のタイミングで多数回行うことにより、重量キャンセル機構を不要としている。以下の説明においては、図１及び図３に示す溝径測定装置において、重量キャンセル機構を具備せず、且つ、測定テーブル２０を所定の距離ずつ上昇または下降させる昇降装置を具備するものとする。

図１及び図３において、外輪１１または内輪９１が載置された測定テーブル２０の把持駒２４を一対の把持腕２８で狭持したまま、即ち、重量キャンセル機構４０を不作動としたまま、第１、第２、第３測定接触子５０ａ、５０ｂ、５０ｃを外輪軌道溝１２、または内輪軌道溝９２に接触させ、不図示の昇降装置によって測定テーブル２０を所定の距離ずつ上昇または下降させながら溝径を測定する。

具体的には、外輪軌道溝１２、または内輪軌道溝９２の溝底１２ａ、９２ａより低い位置に第１、第２、第３測定接触子５０ａ、５０ｂ、５０ｃを位置させた後、昇降装置によって測定テーブル２０（外輪１１または内輪９１）を、例えば、１０μｍずつ上昇させ、その都度溝径を測定する操作を繰り返し行う。そして、外輪１１の場合には測定値の最大値を、また内輪９１の場合には測定値の最小値を溝径とする。測定値の最大値、最小値は、演算装置により容易に判別可能である。尚、昇降装置としては、例えば、微小距離ずつ上昇または下降制御可能な、サーボモータなどが好適である。

この溝径測定方法によると、溝径の測定回数に比例して、測定テーブル２０のステップ送り、及び測定が多くなり、測定サイクルタイムが長くなる。従って、必要とする測定精度からステップ送り距離、及び測定回数を最適に決定するのがよい。

また、第１、第２、第３測定接触子５０ａ、５０ｂ、５０ｃを外輪軌道溝１２、または内輪軌道溝９２に接触させたまま、外輪軌道溝１２または内輪軌道溝９２と、第１、第２、第３測定接触子５０ａ、５０ｂ、５０ｃとの平行を保ちつつ、測定テーブル２０を連続して上昇または下降させながら溝径を連続測定するようにしてもよい。

そして、外輪１１の場合には、連続測定された測定値の最大値を、また内輪９１の場合には連続測定された測定値の最小値を溝径とする。この測定法によると、測定力が大きいと外輪軌道溝１２または内輪軌道溝９２に測定傷が付く虞があるので、測定可能な最小測定力で第１、第２、第３測定接触子５０ａ、５０ｂ、５０ｃを外輪軌道溝１２または内輪軌道溝９２に接触させるのがよい。

尚、本発明は、前述した各実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。
例えば、上記の各実施形態において、重量キャンセル機構はコイルばねとして説明したが、軸受用軌道輪と測定テーブルの重量をキャンセル可能な機構であればこれに限定されるものではなく、ノズルから吐出する圧縮空気によって軸受用軌道輪を支持するエア浮上機構、低摺動摩擦のエアシリンダ、エアスラストベアリング、磁気により軸受用軌道輪を浮上させる磁気浮上機構など、任意の機構を用いることができる。

また、上記の各実施形態においては、３点接触式測定法により溝径を測定するものとして説明したが、１８０°位相に２つの測定接触子を配置した２点接触式測定法で測定することもできる。更に、測定接触子の形状は、ボール状に限定されず、円柱状としてもよい。

１０ 軸受用軌道輪の溝径測定装置
１１ 外輪（軸受用軌道輪）
１２ 外輪軌道溝（円周溝）
１２ａ 円周溝の溝底
２０ 測定テーブル
４０ 重量キャンセル機構
５０ 測定接触子
６０ 変位量測定装置
６６ 加振装置
９０ 軸受用軌道輪の溝径測定装置
９１ 内輪（軸受用軌道輪）
９２ 内輪軌道溝（円周溝）
９２ａ 円周溝の溝底
Ｏ 軸受用軌道輪の回転軸

Claims (6)

1. 内周面または外周面に円周溝を有する軸受用軌道輪の溝径測定装置であって、
   前記軸受用軌道輪の回転軸を重力方向に向けて保持する測定テーブルと、
   前記軸受用軌道輪及び前記軸受用軌道輪を保持する前記測定テーブルの重量をキャンセルする重量キャンセル機構と、
   互いに接近または離間して前記円周溝の溝底に接触可能な複数の測定接触子と、
   少なくとも1つの前記測定接触子の変位量を測定する変位量測定装置と、
   を備えることを特徴とする軸受用軌道輪の溝径測定装置。
2. 前記軸受用軌道輪、前記測定接触子、及び前記溝径測定装置の少なくとも１つに、振動を与える加振装置を備えることを特徴とする請求項１に記載の軸受用軌道輪の溝径測定装置。
3. 内周面または外周面に円周溝を有する軸受用軌道輪の溝径測定装置であって、
   前記軸受用軌道輪の回転軸を重力方向に向けて保持する測定テーブルと、
   前記測定テーブルを所定の距離ずつ上昇または下降させる昇降装置と、
   互いに接近または離間して前記円周溝の溝底に接触可能な複数の測定接触子と、
   少なくとも1つの前記測定接触子の変位量を測定する変位量測定装置と、
   を備え、
   前記変位量測定装置は、前記測定テーブルを前記所定の距離ずつ、または連続的に上昇または下降させながら、前記測定接触子の変位量を測定することを特徴とする軸受用軌道輪の溝径測定装置。
4. 重量キャンセル機構によって軸受用軌道輪及び測定テーブルの重量がキャンセルされた前記測定テーブルに、回転軸を重力方向に向けて前記軸受用軌道輪を載置する準備工程と、
   互いに接近または離間する方向に移動可能な複数の測定接触子を前記軸受用軌道輪の円周溝の溝底に接触させ、変位量測定装置によって前記測定接触子の変位量を測定する測定工程と、
   前記変位量測定装置によって予め測定された基準リングの測定値、及び前記測定工程において測定された前記測定接触子の変位量に基づいて、前記軸受用軌道輪の溝径を求める演算工程と、
   を備えることを特徴とする軸受用軌道輪の溝径測定方法。
5. 加振装置によって前記軸受用軌道輪、前記測定接触子、及び前記溝径測定装置の少なくとも１つに振動を与えながら前記軸受用軌道輪の前記溝径を測定することを特徴とする請求項４に記載の軸受用軌道輪の溝径測定方法。
6. 回転軸を重力方向に向けて軸受用軌道輪を測定テーブルに載置する準備工程と、
   昇降装置によって前記測定テーブルを前記所定の距離ずつ、または連続的に上昇または下降させながら、互いに接近または離間する方向に移動可能な複数の測定接触子を前記軸受用軌道輪の円周溝の溝底に接触させ、変位量測定装置によって前記測定接触子の変位量を測定する測定工程と、
   前記変位量測定装置によって予め測定された基準リングの測定値、及び前記測定工程において測定された前記測定接触子の変位量に基づいて、前記軸受用軌道輪の溝径を求める演算工程と、
   を備えることを特徴とする軸受用軌道輪の溝径測定方法。

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