JP2015222210A - 転動部材の周面測定装置用触針 - Google Patents

Abstract

【課題】転動部材の転動面と直接接触することで磨耗する部分のみを交換可能とし、コストダウンが可能な周面測定装置用触針を提供する。【解決手段】転動部材の転動面に直接接触して転動面の周面形状を測定する周面測定装置に用いられる触針であって、前記触針は、前記周面測定装置の本体に取付けられるための金属製のベース部と、該ベース部に嵌合され周面測定時に前記転動部材の前記転動面に直接接触する樹脂製の先端子とを有する。【選択図】図１

Description

本発明は、転がり軸受用部品の軌道輪や転動体等（以下「転動部材」という）。を、円周方向に測定する為の装置に用いる触針に関し、転動部材の転動面を直接測定するのに好適であり、特にウェービネスや真円度を測定するのに好適な転動部材の周面測定装置用触針に関する。

転動部材は、転がり軸受の回転時の振動抑制や回転精度等を確保するために、周面の径寸法や真円度やウェービネス等を精度よく検査して管理する必要がある。従来行なわれている、転動部材のウェービネスを測定する方法としては、転動部材を転がり軸受に組み込んで転がり軸受を回転させ、転がり軸受の振動を測定することにより間接的にウェービネス等を測定する方法がある。しかし、この方法では、転動部材を転がり軸受に組み込んだ後に測定するため、転動部材単品の品質保証には使い難い場合がある。

このため、図６に示すような転動部材の転動面のウェービネス等を直接測定する方法が提案されている（特許文献１）。図６において、転動部材としての、玉軸受の軌道輪である内輪１０２は転動面としての軌道面１０２ａを有し、０ｚを軸として矢印の方向に一定の速度で回転している。内輪１０２の軌道面１０２ａの周面測定装置１０１は、０ｙ方向に上下する変位量を電気量に変換する図示しない発電手段を構成するカンチレバー１０３に取り付けられた触針１０４を有する。かかる触針１０４の先端部が軌道面１０２ａに直接接触して、回転する内輪の軌道面１０２ａのうねりによる変位量をカンチレバー１０３に伝え、ウェービネス等を正確に測定できるようになっている。図７に示すように、触針１０４のカンチレバー１０３に取付けられる為のねじ溝の形成された内方は金属部１０４ｂとされ、外方の内輪軌道面１０２ａと直接接触する先端部を含む部分はプラスチック部１０４ａ（ナイロン製）とされ、両部材は一体とされている。

また、触針の磨耗防止を図るため、触針の先端部をダイヤモンド製とすることも提案されている（例えば、特許文献２。）。

特公平２−４４００５号公報 特開２０１２−１９４１０６号公報

ところで、触針の転動部材に触れる先端部がプラスチック製の場合は、測定を繰り返し行なっていると磨耗が進行していくため、所定のインターバル等でこの針先部分を交換する必要がある。しかし、特許文献１に開示されているように、内方の金属部１０４ｂと外方の先端部を含んだプラスチック部１０４ａが一体になっていると、先端部のみが磨耗して交換の必要が生じた場合、触針１０４全体を交換しなければならないという問題がある。即ち、転動部材１０２に触れる部分であるプラスチック部１０４ａのみ磨耗が進行するのに対し、金属部１０４ｂはほとんど原状のままであるにもかかわらず、プラスチック部１０４ａと金属部１０４ｂとを含めた触針１０４全体を交換しなければならない。このためメンテナンス費用がかさんでしまう。従って、取替えが必要な部分のみを交換できることが望まれている。

また特許文献２に開示されているように、触針の先端部をダイヤモンド製とした場合は、確かに耐摩耗性は向上するが、ダイヤモンドが高価であり、コストダウンの余地があった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、転動部材の転動面と直接接触することで磨耗する部分のみを交換可能とし、コストダウンが可能な周面測定装置用触針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。
転動部材の転動面に直接接触して転動面の周面形状を測定する周面測定装置に用いられる触針であって、
前記触針は、前記周面測定装置の本体に取付けられるための金属製のベース部と、該ベース部に嵌合され周面測定時に前記転動部材の前記転動面に直接接触する樹脂製の先端子とを有する周面測定装置用触針。

本発明によれば、触針は金属製のベース部に樹脂製の先端子を嵌合させる構成としたことにより、転動部材の転動面の測定により先端子が磨耗した場合は、該先端子のみを交換すればよく、メンテナンス費用を節減できる。また、先端子は樹脂製とされているため、高価なダイヤモンド等の特別な材料を用いる必要がなく、コストダウンを図れる。

本発明の触針を用いた周面測定装置の正面図である。 本発明の触針を用いた周面測定装置の側面図である。 本発明の第１実施形態に係る触針の斜視図である。 図３の縦断面図である。 本発明の第２実施形態に係る触針の先端子の説明図である。 従来の周面測定装置の斜視図である。 従来の触針の縦断面図である。

以下、本発明に係る転動部材の周面測定装置用触針の各実施形態について図面を参照して説明する。
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の触針を用いた周面測定装置１の、転動部材１２がセットされた状態を示す正面図、図２は側面図、図３は本発明の第１実施形態に係る触針の斜視図、図４は図３の縦断面図である。測定装置１は、フレーム１０上のハウジング１１に支持されたスピンドル２と、触針４を備えた検出器３と、検出器３を支持するホルダ５と、検出器３をホルダ５に対して位置調整可能とする調整機構６と、を備える。

スピンドル２は、フレーム１０上に設置されたハウジング１１に回転自在に支持されている。スピンドル２の先端（図２中左方側の端部）には、被測定物である転動部材（内輪）１２が取付けられている。

検出器３は、転動部材１２の上方に位置し、転動部材１２の転動面である軌道面１２ａと直接接触して表面の凹凸や振動を測定する為の触針４を備えている。検出器３は、触針４の図中上下方向の変位を検出し、触針４の変位に応じた電気信号を不図示の情報処理装置に送信するようになっている。

ホルダ５は、水平部５ａと垂直部５ｂとを有する略Ｌ字状の部材であり、ハウジング１１に固定支持されている。垂直部５ｂには上述した検出器３が、垂直部５ｂに対して上下方向に位置調節可能に取付けられている。

調整機構としてのハンドル６及びこのハンドル６の操作に連動して作動する不図示のねじ機構により、検出器３は図２中上下方向に位置調節可能とされている。従って、転動部材１２を測定する際には、このハンドル６を操作することで、転動部材１２に適した測定条件となるよう触針４の位置を設定する。

触針４は、図３、４に詳細が示されているように、測定装置１本体の検出器３に取付けられるためのベース部４ｂと、該ベース部４ｂと嵌合される先端子４ａとを備えている。ベース部４ｂは金属製（例えば鉄製）とされ、図４から明らかなように、検出器３に設けられた雄ねじ（不図示）と螺合するための雌ねじ４ｂ１と、先端子４ａを受け入れるための嵌合凹部４ｂ２と、雌ねじ４ｂ１と嵌合凹部４ｂ２とを連結している連通穴４ｂ３とを有する。一方先端子４ａは樹脂製とされ、ベース部４ｂの嵌合凹部４ｂ２と嵌合するための嵌合部４ａ２と、転動部材１２の軌道面１２ａと接触するための先端部４ａ１とを有する。先端部４ａ１の磨耗を抑える為に、先端子４ａは耐摩耗性と摺動性に優れた材料から形成するのが好ましく、例えば直鎖状ポリフェニレンサルファイド樹脂（Ｌ−ＰＰＳ樹脂）が好ましい。

ベース部４ｂに先端子４ａが嵌合された触針４は、ベース部４ｂの雌ねじ４ｂ１を検出器３に設けられた雄ねじと螺合させることにより、測定装置１本体に取付けられる。

転動部材１２の測定にあたっては、図１のセット位置において、スピンドル２を例えば矢印方向に回転させ、転動部材１２の振動や円周方向のウエービネス等を測定する。転動部材１２の振動や円周方向の表面の凹凸を触針４が検知し、触針４の変位に応じた電気信号を不図示の情報処理装置に送信する。送信された信号は、予め情報処理装置内に記憶されている判断基準と対比されることで、軌道面１２ａの周面形状などが評価される。

このとき、触針４の先端子４ａの先端部４ａ１は、測定対象である転動部材１２の軌道面１２ａが図２に示されたように凹曲面の場合には、１箇所で接触する為には、凸形状になっていることが好ましい。さらに、触針４の先端子４ａの先端部４ａ１は、凹曲面の曲率半径より小さい曲率半径の凸面を有することが好ましく、各種の転動部材に対応する為には、先端部４ａ１の凸面の曲率半径が１ｍｍ以下であることがより好ましい。また、軌道面１２ａに傷を付け難くする為には、先端部４ａ１の凸面の曲率半径が０．１ｍｍ以上であることが好ましく、測定時に転動部材１２の軌道面１２ａに潤滑剤として潤滑油やグリースを塗布することが好ましい。

測定を繰り返すことにより、転動部材１２と直接接触する先端子４ａが磨耗し、磨耗状態が許容範囲を超えてしまった場合は、触針４を交換する必要がある。このときは、一旦触針４全体を検知器３から取外し、更にベース部４ｂから磨耗した先端子４ａを取外す。この取り外しにあたっては、ベース部４ｂの雌ねじ４ｂ１側から連通穴４ｂ３内に棒状の治具を貫通させ、先端子４ａを押し出す。この後、新規な先端子４ａをベース部４ｂの嵌合凹部４ｂ２に嵌合させ、かかる状態の触針４を再び検出器３に取付ける。

このように、極めて容易に触針４の更新を行なうことができ、また交換の必要な先端子４ａのみを取り替えることで、交換費用を節減することができる。

＜第２実施形態＞
図５は第２実施形態の触針の先端子２４ａを取り出して示す図である。先端子２４ａの先端の転動部材と接触する先端部２４ａ１は平面になっている。測定対象の転動部材が球面ころのように、測定面が凸面になっている場合に好適に使用できる。その他の部分については、第１実施形態と同様である。

上述の実施形態は本発明の一例を示したものであって、本発明はこれらの実施形態に限
定されるものではない。例えば、Ｌ−ＰＰＳ樹脂には各種充填剤を任意量含有させることができる。

１ 転動部材の周面測定装置
４ 触針
４ａ、２４ａ 先端子
４ｂ ベース部
１２ 転動部材
１２ａ 転動面

Claims (1)

1. 転動部材の転動面に直接接触して転動面の周面形状を測定する周面測定装置に用いられる触針であって、
   前記触針は、前記周面測定装置の本体に取付けられるための金属製のベース部と、該ベース部に嵌合され周面測定時に前記転動部材の前記転動面に直接接触する樹脂製の先端子とを有することを特徴とする周面測定装置用触針。

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