JP2709025B2 - 円筒の精度検査装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、円筒の寸法精度を基準
品（テストピース）と比較して検査するための精度検査
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】０．００１〜０．０１ｍｍ程度の精度が
要求されるメタルベアリングなどの円筒体の加工品が許
容誤差の範囲内に有るか否かをチェックする際には、量
産現場から加工品を精密測定用電子機器を設置した検査
室に持ち込む必要が有る。このため、検査に手間がかか
り、コストが増大する。この場合、上記高精度が要求さ
れる円筒体を量産する現場において、作業者が自ら加工
品をテストピースと比較し、許容誤差以内であるか否か
を即座に検出できれば極めて便利である。また、直径ま
たは肉厚の精度検出に較べ、円筒体の偏心の検出は面倒
であるが、この偏心も同時に検出できることが望まし
い。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】円筒の誤差を検出する
精度検査において、外径、肉厚の検出に加えて内径も同
時に検出できることが望ましい。また、これらの仕上が
り精度誤差検出に加えて内径の偏心の誤差値の検出が簡
単にできれば、製品の品質向上の観点から極めて好都合
である。本発明の目的は、広い範囲の径を有する円筒形
状の加工品を測定することができ、しかも１つの計測機
器で円筒の内径、外径および肉厚の仕上がり精度の誤差
（値）が容易に同一平面上で同時に検出できる円筒の精
度検査装置の提供にある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、測定の基準と
なる基準位置で固定され測定する円筒形状の加工品に接
する水平な基準ローラと、この基準ローラに平行に配置
され前記基準ローラが直交する垂直面に平行に前記基準
ローラに対して相対移動する移動ローラとを有し、前記
基準ローラおよび前記移動ローラに前記加工品を載置し
て前記移動ローラの移動により前記加工品の一端側内周
面、この一端側内周面に対向した他端側内周面、および
この他端側内周面の外周面である他端側外周面が前記基
準ローラおよび前記加工品の軸心を通る同一平面上とな
る位置で前記加工品を位置決めし、前記加工品を軸回り
に回動させる位置決め回転機構と、前記加工品の一端側
内周面に接触する第１接触子を一端部に有し、中間部で
回転自在に支持され、前記第１接触子の変位量を所定の
倍率で変換して変位する第１作用面を他端部に有する第
１天秤と、前記加工品の他端側内周面に接触する第２接
触子を一端部に有し、中間部で回転自在に支持され、前
記第２接触子の変位量を所定の倍率で変換して変位する
第２作用面を他端部に有する第２天秤と、前記加工品の
他端側外周面に接触する第３接触子を一端部に有し、中
間部で回転自在に支持され、前記第３接触子の変位量を
所定の倍率で変換して変位する第３作用面を他端部に有
する第３天秤と、前記第１天秤に取付けられて前記第１
天秤にモーメントを付与し、このモーメントを重量と形
状とを変更して調節する第１釣合い部と、前記第２天秤
に取付けられて前記第２天秤にモーメントを付与し、こ
のモーメントを重量と形状とを変更して調節する第２釣
合い部と、前記第３天秤に取付けられて前記第３天秤に
モーメントを付与し、このモーメントを重量と形状とを
変更して調節する第３釣合い部と、前記第１天秤の第１
作用面の変位量を計測する第１計測機器と、前記第１天
秤の第１作用面にリンクして変位する連動機構と、前記
連動機構に設置され、前記第２天秤の第２作用面の変位
量を測定する第２計測機器と、前記第３天秤の第３作用
面の変位量を測定する第３計測機器とを備えた円筒の精
度検査装置を技術的手段として採用する。

【０００５】本発明は、前記位置決め回転機構が、前記
基準ローラの軸心を中心にして垂直面内で回転変位する
と共に前記基準ローラを上部に固定する回転支持台を備
え、この回転支持台には前記移動ローラを装着し前記移
動ローラの前記基準ローラに対する距離を変更して変位
する変位ローラ台が取付けられていることを特徴とする
円筒の精度検査装置を技術的手段の第１の実施態様とし
て採用する。本発明は、前記変位ローラ台には、減速プ
ーリ機構と、この減速プーリ機構を介して前記移動ロー
ラを回転駆動する減速構造の直結したモータとが取付け
られていることを特徴とする第１の実施態様の円筒の精
度検査装置を第２の実施態様として採用する。

【０００６】本発明は、前記第１天秤、第２天秤および
第３天秤は水平の支軸に軸支され、ほぼ垂直面内で回動
する垂直天秤であることを特徴とする技術的手段、技術
的手段の第１の実施態様、技術的手段の第２の実施態様
の何れか一つの円筒の精度検査装置を技術的手段の第３
の実施態様として採用する。本発明は、第３の実施態様
の円筒の精度検査装置の第１天秤、第２天秤および第３
天秤が互換性を有することを特徴とする第３の実施態様
の円筒の精度検査装置を技術的手段の第４の実施態様と
して採用する。

【０００７】本発明は、第４の実施態様の円筒の精度検
査装置の前記第１釣合い部、第２釣合い部および第３釣
合い部が複数の分銅を備え、分銅の個数および取付け位
置が変更可能であることを特徴とする第４の実施態様の
円筒の精度検査装置を技術的手段の第５の実施態様とし
て採用する。

【０００８】

【作用】高精度に加工した加工品と同一構造のテストピ
ースが位置決め回転機構の基準ローラと移動ローラとの
間に乗せられ、移動ローラの位置を調節することにより
測定位置に位置決めされる。そして第１接触子および第
２接触子が、基準ローラおよびテストピースの軸を通る
同一平面上にあるテストピースの一端側内周面および他
端側内周面に対向して接触する。そして第１釣合い部の
重量と形状とを調節する。これにより第１天秤の中立位
置を調整し第１接触子がテストピースに接触圧を発生さ
せるようにする。これと同時に第１接触子の接触圧が、
テストピースを歪ませずテストピースの回動が円滑に行
われる程度の小さい値になるようにする。

【０００９】さらに第２釣合い部の重量と形状とを調節
する。これにより第２天秤の中立位置を調整し第２接触
子がテストピースに接触圧を発生させるようにする。こ
れと同時に第２接触子の接触圧が、テストピースを歪ま
せずテストピースの回動が円滑に行われる程度の小さい
値になるようにする。つぎに第３接触子もテストピース
の一端側内周面および他端側内周面と同一平面上にある
他端側外周面に接触させる。そして第３釣合い部の重量
と形状とを調節する。これにより第３天秤の中立位置を
調整し第３接触子がテストピースに接触圧を発生させる
ようにする。これと同時に第３接触子の接触圧が、テス
トピースを歪ませずテストピースの回動が円滑に行われ
る程度の小さい値になるようにする。

【００１０】つぎに、移動ローラを回転させテストピー
スを低速で回動させる。このテストピースの回動により
第１天秤がテストピースの肉厚の変動に従って変位し、
第１計測機器による肉厚の指針値が変動する。そして第
１天秤の第１作用面にリンクした連動機構により、連動
機構に設置された第２計測機器が第１天秤の第１作用面
と連動して変位する。また第２天秤がテストピースの偏
心および回動による内径の変化に従って変位する。これ
により第２天秤の第２作用面が第２計測機器に作用し、
第２計測機器による内径の指針値が第１接触子と第２接
触子との間にある内径の回動による変化に従って変動す
る。さらに第３天秤がテストピースの基準ローラと第３
接触子との間の外径の回動による変化に従って変位し、
これに伴い第３計測機器による外径の指針値が変動す
る。

【００１１】このとき第１計測機器による肉厚の指針値
と第２計測機器による内径の指針値がそれぞれ許容範囲
に有るか否かを確かめる。そして第１計測機器および第
２計測機器の指針を基準値に設定する。また第３計測機
器による外径の指針値が許容範囲に有るか否かを確かめ
る。そして第３計測機器の指針を基準値に設定する。つ
ぎに加工品が基準ローラと移動ローラとの間に乗せら
れ、テストピースと同様に位置決めされる。その後テス
トピースと同様に第１接触子、第２接触子、第３接触子
が加工品に接触し、測定面の肉厚、内径および外径が基
準値に対し許容範囲内にあるか否かを第１ないし第３計
測機器で検出する。

【００１２】

【発明の効果】本発明の円筒の精度検査装置は、基準ロ
ーラに対する移動ローラの相対位置の自由度のため測定
し得る円筒形状の加工品の径の範囲が広い。また本発明
では、第１天秤の第１作用面にリンクして変位する連動
機構に第２天秤の第２作用面の変位量を測定する第２計
測機器を設置しているので、第２計測機器のみで内径の
誤差を直接検出でき効率がよい。また、肉厚、外径の誤
差も同時に検出でき、基準ローラおよびテストピースの
軸を通る同一平面上にあるテストピースの３箇所を同時
に測定しているので、測定しようとする加工品を１回転
させることで偏心量および偏心位置の検出もできる。

【００１３】本発明の円筒の精度検査装置は、第１天
秤、第２天秤、第３天秤のモーメントがそれぞれ第１釣
合い部、第２釣合い部および第３釣合い部の重量と形状
との変更によって微調整される。このため本発明の円筒
の精度検査装置は、広い範囲の径のテストピースまたは
加工品へ適正な接触圧で第１接触子、第２接触子、第３
接触子を設定することが容易である。これより本発明の
円筒の精度検査装置は、広い範囲の径の加工品の測定を
簡単かつ高精度に行うことができる。

【００１４】

【実施例】次に、本発明の円筒の精度検査装置を、図に
示す一実施例に基づき説明する。図１ないし図１２は円
筒の精度検査装置を示し、図１は位置決め回転機構の正
面図、図２は円筒の精度検査装置の前面斜視図、図３は
円筒の精度検査装置の背面斜視図、図４は第１および第
２天秤の竿部材の正面図である。また図５は第３天秤の
竿部材の正面図、図６は腕柱の３面図、図７は距離測定
機構の正面図、図８は円筒の精度検査装置の平面図、図
９は水平腕の先端部の平面図である。そして図１０は第
３天秤および第３釣合い部の正面図、図１１は第３天秤
および第３釣合い部の側面図、図１２は斜め腕柱の３面
図である。

【００１５】〔実施例の構成〕本実施例の円筒の精度検
査装置１は、円筒体の量産現場において、円筒状メタル
など１／１００ｍｍの精度が要求される加工品について
内径、外径および肉厚の誤差や内径、外径の偏心を１／
１０００ｍｍの精度で加工されたテストピースＴとの比
較検査により検出するために用いられる。本実施例の円
筒の精度検査装置１は、定盤上等に水平に設置される基
台Ｂを備える。この基台Ｂの前部には、加工品２００を
載置する基準ローラ２と移動ローラ３とを備え、加工品
２００を位置決めすると共に回転させる位置決め回転機
構１００が設置されている。位置決め回転機構１００に
は、加工品を回転させるモータＭが付設している。

【００１６】基台Ｂの後部には、回転面となっている加
工品２００の加工面（測定面）である内周面２０１およ
び外周面２０２に接触し、該測定面とテストピースＴの
基準面との偏差（誤差）を拡大するための誤差増幅機構
３００が設置されている。誤差増幅機構３００の上部に
は、該誤差増幅機構３００で１０倍に増幅された誤差を
検出するための計測機器群４００が設置されている。

【００１７】位置決め回転機構１００は、基台Ｂに固定
される固定支持台１０と、固定支持台１０の上部に配さ
れ、基準ローラ２を基準位置に配すると共に移動ローラ
３を基準ローラ２に対して相対移動させるローラ操作部
１５とを備える。また位置決め回転機構１００は、ロー
ラ操作部１５を固定支持台１０に対する選ばれた相対位
置で固定支持台１０に固定する複数の位置決め金具１９
を有する。固定支持台１０は、互いに平行で基台Ｂに垂
直に立てられる、形状と大きさの等しい第１側板１２お
よび第２側板１３と、第１側板１２および第２側板１３
を基台Ｂに対する位置を保持して基台Ｂに締結する締結
手段１４とからなる。

【００１８】第１側板１２は、上部が円弧状にこの円弧
の弦が傾斜するよう切り欠かれた円弧面を形成すると共
に円弧の上方端側と下方端側の下端にそれぞれ第１接触
部１２１と第２接触部１２２とを有する。また第１側板
１２は、円弧状の切り欠きに沿って複数のボルト穴１２
３が開けられている。第２側板１３は円弧の傾斜方向が
第１側板１２と一致し第１側板１２と同様のボルト穴１
３１が開けられ、円弧の上方端側と下方端側の下端にそ
れぞれ第３接触部１３２と第４接触部１３３とを有す
る。

【００１９】締結手段１４は、第１側板１２の第１接触
部１２１と第２側板１３の第３接触部１３２との間に配
されてボルトにより第１接触部１２１と第３接触部１３
２とに結合し、ボルトにより基台Ｂに固定される直方体
の第１締結部材１４１を有する。また締結手段１４は、
第１側板１２の第２接触部１２２と第２側板１３の第４
接触部１３３との間に配されてボルトにより第２接触部
１２２と第４接触部１３３とに結合し、ボルトにより基
台Ｂに固定される直方体の第２締結部材１４２を有す
る。

【００２０】ローラ操作部１５は、第１側板１２および
第２側板１３の円弧状の切り欠きに沿って選ばれた傾斜
角（１５°から４５°が望ましい）となるよう回転変位
する回転支持台２０を備える。回転支持台２０には基準
ローラ２を回転自在に装着した固定ローラ台１７が固定
されている。また回転支持台２０には、移動ローラ３が
回転自在に装着され固定ローラ台１７に対して距離を変
更して変位する変位ローラ台１８が取付けられている。

【００２１】回転支持台２０は、互いに平行で基台Ｂに
垂直にそれぞれ第１側板１２および第２側板１３の円弧
状の切り欠きに嵌め合わされる、形状と大きさの等しい
第３側板２１および第４側板２３を備える。第３側板２
１および第４側板２３には、それぞれ第１側板１２およ
び第２側板１３に掛かる複数の固定金具２５が付設す
る。また回転支持台２０は、第３側板２１および第４側
板２３を相対位置を保持してボルトにより結合する結合
部材（後述する）を備える。この結合部材には、固定ロ
ーラ台１７が固定されると共に変位ローラ台１８が移動
するように取付けられるレール部材１７１が締結され
る。

【００２２】第３側板２１は、第１側板１２の円弧面に
接する円弧面とこの円弧の両端を繋ぐ端平面とを有し、
第１側板１２と厚さが等しく第１側板１２の円弧面と等
しい半径の略半円弧形状の板部材である。この第３側板
２１には、円弧に沿って複数個のボルト穴２２が開けら
れている。第４側板２３にも、同様に円弧に沿って複数
個のボルト穴２４が開けられている。第３側板２１の固
定金具２５は平面部を備えた突起２６を有する板状を成
し、第３側板２１の第４側板２３に対向する内側面のボ
ルト穴２２の間に並ぶ位置で、突起２６を平面部が内側
面と面一となるように円弧面から突出させてボルトによ
り固定されている。

【００２３】第４側板２３の固定金具２５も第３側板２
１の固定金具２５と同様に、第４側板２３の第３側板２
１に対向する内側面のボルト穴２４の間に並ぶ位置で固
定される。結合部材は第３側板２１および第４側板２３
の間に配され、第１側板１２および第２側板１３の上方
端側の第１結合部材２７と、第１側板１２および第２側
板１３の下方端側の第２結合部材１７０とからなる。そ
して第１結合部材２７および第２結合部材１７０は、第
３側板２１および第４側板２３の端平面が平行となるよ
うに第３側板２１と第４側板２３とを結合する。

【００２４】レール部材１７１は略直方体を成し、第３
側板２１および第４側板２３の端平面と平行になるよう
に第１結合部材２７および第２結合部材１７０の上面に
長手方向に渡されて締結される。固定ローラ台１７は、
基準ローラ２の回転軸が第１側板１２および第３側板２
１の円弧の中心と第２側板１３および第４側板２３の円
弧の中心とを通る基準位置に基準ローラ２が来るように
第１結合部材２７に固定される。基準ローラ２はローラ
軸が加工品２００の誤差を測定するための基準軸となっ
ており、ローラ軸とともに１／１０００ｍｍの高精度で
製造、組み付けがなされている。

【００２５】位置決め金具１９は板状を成し、第３側板
２１のボルト穴２２とこのボルト穴２２を通る第３側板
２１の径方向にある第１側板１２のボルト穴１２３の両
側にある２個のボルト穴１２３とに重なる３個のボルト
用開口２８を有する。位置決め金具１９は第１側板１２
と、固定金具２５により第１側板１２と面一に保持され
た第３側板２１とを３箇所で重なったボルト用開口２８
とボルト穴１２３およびボルト穴２２にボルトを通して
固定する。同様にこの位置決め金具１９と同じ他の位置
決め金具１９も、固定金具２５により面一に保持された
第２側板１３と第４側板２３同士を、３箇所で重なった
ボルト用開口２８とボルト穴１３１およびボルト穴２４
にボルトを通して固定する。

【００２６】モータＭは減速プーリ機構ＲＰを介して移
動ローラ３を回転駆動するよう変位ローラ台１８に取付
けられている。図１に示す如く、レール部材１７１の第
２結合部材１７０側の端部の上面には、変位ローラ台１
８を変位させるためのローラ間距離調整機構５００が取
り付けられている。ローラ間距離調整機構５００は、レ
ール部材１７１の第２結合部材１７０側の上端部に締結
されたネジ穴つきボディ５０１と、このネジ穴に螺合さ
れ、先端が変位ローラ台１８の端面に当接したネジ棒５
０２を備える。ネジ棒５０２には固定用ナット５０３が
外嵌されている。

【００２７】このローラ間距離調整機構５００による基
準ローラ２と移動ローラ３との間の距離の調整は、固定
用ナット５０３によるネジ棒５０２のネジ穴つきボディ
５０１に対する固定を解除し、ネジ棒５０２を捩って変
位ローラ台１８を移動させ、再び固定用ナット５０３で
ネジ棒５０２をネジ穴つきボディ５０１に対して固定す
ることにより行われる。

【００２８】誤差増幅機構３００は、支柱３１、３２、
およびこれら支柱３１、３２の上端に架設された横材３
３からなる支持橋３Ａを有する。この支持橋３Ａには、
下端部において加工品２００に接し、下端部の変動を上
端部に伝達する肉厚検出用の第１天秤４、内径検出用の
第２天秤５、および外径検出用の第３天秤６が上下方向
に支持される。そして第１天秤４、第２天秤５、第３天
秤６の下端部にはそれぞれ第１天秤４、第２天秤５、第
３天秤６のモーメントを調節する第１釣合い部７００、
第２釣合い部７２０、第３釣合い部７４０が設けられて
いる。

【００２９】横材３３の上面には、第１天秤４の上端の
変動を検知する第１計測機器である第１テストインジケ
ータ７４を装着する肉厚用ゲージスタンド７１が取付け
られている。また横材３３の上面には、第１天秤４の上
端に連動すると共に第２天秤５の上端の変動を検知する
第２計測機器である第２テストインジケータ７７を装着
する内径用ゲージスタンド７２が取付けられている。さ
らに横材３３の上面には、第３天秤６の上端の変動を検
知する第３計測機器である第３テストインジケータ７９
を装着する外径用ゲージスタンド７３が取付けられてい
る。支持橋３Ａには、加工品２００またはテストピース
Ｔの寸法を検出するローラ間距離測定機構６００が固定
ローラ台１７の上部に位置するように設けられている。

【００３０】前記横材３３の中間部下面には、腕柱３
４、３５、３６が下方に突設され、各腕柱３４、３５、
３６の下端部には前後方向に水平に貫通した水平支軸３
７、３８、３９が設けられている。図６の正面図Ｘ、平
面図Ｙ、側面図Ｚに示すとおり腕柱３４は、水平支軸３
７を支持する４個の水平支軸用軸受（図示しない）と水
平支軸３７を通すと共に水平支軸用軸受を位置決めする
位置決め円筒３４４とを備える。また腕柱３４は上部に
横材３３に結合用ボルト（図示しない）により結合する
ための結合用ボルト穴３４５が開口している。

【００３１】そして腕柱３４には位置決め円筒３４４と
位置決め円筒３４４の両側に２個ずつ配される水平支軸
用軸受（図示しない）とが挿入される前後方向の切欠き
３４６が設けられている。さらに腕柱３４には、締結用
ボルト（図示しない）で切欠き３４６を締結することに
より長穴３４７を形成して水平支軸用軸受（図示しな
い）を固定する締結用ボルト穴３４８が開口している。
第１天秤４は略柱状の第１竿部材４５０と、この第１竿
部材４５０の下端部に貫通し加工品２００の内周面に接
触するピン状の先端を有する丸棒状の第１接触子４２と
を備える。

【００３２】第１竿部材４５０の下端部には第１天秤４
が水平支軸３７を中心に垂直面内で回動自在となるよう
に水平支軸３７が水平方向に貫通する支軸穴４５１と、
この支軸穴４５１と平行で支軸穴４５１の斜め下方に位
置し第１接触子４２が貫通する接触子穴４５２とが開口
している。第１竿部材４５０の上端部の左右何れかの側
面には、第１テストインジケータ７４に接触する第１接
触板４５３が第１天秤４の回動する垂直面に直角にボル
ト締めされる。そして第１竿部材４５０の上端部には回
動方向に直角な第１作用面４４が形成されている（図
２、３、４参照）。また第１竿部材４５０の上端部の第
１作用面４４の下方には、第２テストインジケータ７７
と連動するための軸受部４６０が設けられている（図９
参照）。

【００３３】軸受部４６０は、前後方向に貫通する長穴
４６１とこの長穴４６１の両端にそれぞれ取付けられた
高精度用のミニアチュア軸受８７とからなる。第１接触
子４２の先端には１／１０００ｍｍ以下の高精度で製
造、組み付けされた回転コロ４３が取り付けられ、回転
コロ４３の側壁が基準ローラ２の軸心およびテストピー
スＴ（または加工品２００）の軸心を通る水平面内のテ
ストピースＴ（または加工品２００）の左側内周面に接
触している。

【００３４】第１釣合い部７００は、第１天秤４を貫通
する水平支軸３７の後端と第１接触子４２の後端とが貫
通し、この貫通位置でボルトにより固定される第１結合
部材７０１を備える。この第１結合部材７０１の下端に
は、回転する第１天秤４をほぼ上下方向となる中立位置
で安定させるための復元モーメントを分銅７０２によっ
て発生する第１モーメント発生部７１０が取付けられ
る。

【００３５】第１モーメント発生部７１０は、両端にネ
ジが設けられ一端側のネジにより第１結合部材７０１の
下端に結合する丸棒状の第１腕部材７１１と、第１腕部
材７１１の他端側のネジの部分に取付けられ第１天秤４
に復元モーメントを付与する複数枚の分銅７０２とを備
える。また第１モーメント発生部７１０は、第１腕部材
７１１の他端側のネジに通されると共に分銅７０２を挟
んで固定する２個の分銅固定用ボルト７１２を有する。
分銅７０２は円板状を成し、第１腕部材７１１を貫通さ
せると共に分銅７０２の取付け位置を横方向に調整する
ための中心から半径に沿って円周に至る１本の偏心溝７
１３を有する。

【００３６】第２天秤５は、第１竿部材４５０と大きさ
形状共に等しい第２竿部材５５０と、この第２竿部材５
５０に第１接触子４２とは逆向きに貫通し第１接触子４
２と大きさ形状共等しい第２接触子５２とを備える。第
２竿部材５５０の下端部には第２天秤５が水平支軸３８
を中心に垂直面内で回動自在となるように水平支軸３８
が水平方向に貫通する支軸穴と、この支軸穴と平行で支
軸穴の斜め下方に位置し第２接触子５２が貫通する接触
子穴とが開口している。

【００３７】第２竿部材５５０の上端部の左右何れかの
側面には、第２テストインジケータ７７に接触する第２
接触板が第２天秤５の回動する垂直面に直角にボルト締
めされる。そして第２竿部材５５０の上端部には回動方
向に直角な第２作用面５４が形成されている（図２、３
参照）。また第２竿部材５５０の上端部の第２作用面５
４の下方には、第２竿部材５５０が第１竿部材４５０と
して用いられた場合に第２テストインジケータ７７と連
動するための軸受部が設けられている。軸受部は、前後
方向に貫通する長穴とこの長穴の両端にそれぞれ取付け
られた高精度用のミニアチュア軸受とからなる。

【００３８】第２接触子５２の先端には１／１０００ｍ
ｍ以下の高精度で製造、組み付けされた回転コロ５３が
取り付けられ、回転コロ５３の側壁が基準ローラ２の軸
心およびテストピースＴ（または加工品２００）の軸心
を通る水平面内のテストピースＴ（または加工品２０
０）の右側内周面に接触している。第２釣合い部７２０
は、第２天秤５を貫通する水平支軸３８の後端と第２接
触子５２の後端とが貫通し、この貫通位置でボルトによ
り固定される第２結合部材７２１を備える。この第２結
合部材７２１の下端には、回転する第２天秤５をほぼ上
下方向となる中立位置で安定させるための復元モーメン
トを分銅７２２によって発生する第２モーメント発生部
７３０が取付けられる。

【００３９】第２モーメント発生部７３０は、両端にネ
ジが設けられ一端側のネジにより第２結合部材７２１の
下端に結合する丸棒状の第２腕部材７３１を備える。ま
た第２モーメント発生部７３０は、第２腕部材７３１の
他端側のネジの部分に取付けられ第２天秤５に復元モー
メントを付与する第１モーメント発生部７１０の分銅７
０２と同様な複数枚の分銅７２２を有する。さらに第２
モーメント発生部７３０は、第２腕部材７３１の他端側
のネジに通されると共に分銅７２２を挟んで固定する２
個の分銅固定用ボルト７３２を有する。

【００４０】第３天秤６は略柱状の第３竿部材６５０
と、この第３竿部材６５０の下端部に取付けられる連結
金具６５１と、この連結金具６５１を貫通する基準軸６
５２とを備える。そして第３天秤６は、基準軸６５２と
平行に連結金具６５１を貫通し加工品２００の内周面に
接触するピン状の先端を有する丸棒状の第３接触子６２
を有する。第３竿部材６５０の下端部には第３天秤６が
水平支軸３９を中心に垂直面内で回動自在となるように
水平支軸３９が水平方向に貫通する支軸穴６５３と、こ
の支軸穴６５３と平行で支軸穴６５３の下方に位置し基
準軸６５２が貫通する基準軸穴６５４とが開口してい
る。

【００４１】第３竿部材６５０の上端部の左右何れかの
側面には、第３テストインジケータ７９に接触する第３
接触板６５５が第３天秤６の回動する垂直面に直角にボ
ルト締めされる。そして第３竿部材６５０の上端部には
回動方向に直角な第３作用面６４が形成されている（図
２、３、５参照）。また第３竿部材６５０の上端部の第
３作用面６４の下方には、第３竿部材６５０が第１竿部
材４５０として用いられた場合に第２テストインジケー
タ７７と連動するための軸受部６６０が設けられてい
る。

【００４２】軸受部６６０は、前後方向に貫通する長穴
とこの長穴の両端にそれぞれ取付けられた高精度用のミ
ニアチュア軸受とからなる。連結金具６５１は水平支軸
３９が第３竿部材６５０の下端部と共に水平方向に貫通
する支軸穴と、この支軸穴と平行で支軸穴の下方に位置
し基準軸６５２が貫通する基準軸穴とが開口している。
そして基準軸穴の横には、基準軸穴と平行で第３接触子
６２が貫通する接触子穴が開口している。第３接触子６
２の先端には１／１０００ｍｍ以下の高精度で製造、組
み付けされた回転コロ６３が取り付けられ、回転コロ６
３の側壁が基準ローラ２の軸心およびテストピースＴ
（または加工品２００）の軸心を通る水平面内のテスト
ピースＴ（または加工品２００）の右側外周面に接触し
ている。

【００４３】第３釣合い部７４０は、第３天秤６を貫通
する水平支軸３９の後端と基準軸６５２の後端と第３接
触子６２の後端とが貫通し、この貫通位置でボルトによ
り固定される第３結合部材７４１を備える。この第３結
合部材７４１の下端には、回転する第３天秤６をほぼ上
下方向となる中立位置で安定させるための復元モーメン
トを分銅７４２によって発生する第３モーメント発生部
７５０が取付けられる。

【００４４】第３モーメント発生部７５０は、両端にネ
ジが設けられ一端側のネジにより第３結合部材７４１の
下端に結合する丸棒状の第３腕部材７５１を備える。ま
た第３モーメント発生部７５０は、第３腕部材７５１の
他端側のネジの部分に取付けられ第３天秤６に復元モー
メントを付与する第１モーメント発生部の分銅７０２と
同様な複数枚の分銅７４２を有する。さらに第３モーメ
ント発生部７５０は、第３腕部材７５１の他端側のネジ
に通されると共に分銅７４２を挟んで固定する２個の分
銅固定用ボルト７５２を有する。

【００４５】肉厚用ゲージスタンド７１は、横材３３の
左側部に締結されるとともに、上端に第１計測機器であ
るダイヤル式の第１テストインジケータ７４が取り付け
られ、該第１テストインジケータ７４の検出部７Ａの先
端が前記肉厚検出用の第１天秤４の作用面４４に接触し
ている。

【００４６】内径用ゲージスタンド７２は、横材３３の
右端部に締結されるとともに、上部には略Ｌ字型の連結
部材７６が締結されている。連結部材７６は、一端が内
径用ゲージスタンド７２の上部に締結されると共に前方
に水平に伸びる第１部材と第１部材の他端に一端が結合
する横方向の第２部材とからなる。第２部材の他端には
一対の水平レール７５、７５を有するレール部材７８が
締結して設けられている。該レール７５、７５には、第
１天秤４の第１作用面４４（厳密には検出部７Ａの作用
点Ｐ）にリンクして変位する連動機構８が載置されてい
る。

【００４７】連動機構８は、両端に前記水平レール７
５、７５に架設された滑車８１、８１を有する水平Ｔ字
形の滑車台８２と、該滑車台８２の脚部８３に締結され
た立Ｌ字ブラケット８４とを有する。ブラケット８４の
上端には、前記第２天秤５の第２作用面５４の変位量を
測定する第２計測機器であるダイヤル式の第２テストイ
ンジケータ７７が取り付けられている。第２テストイン
ジケータ７７の検出部７Ｂの先端部が前記内径検出用の
第２天秤５の第２作用面５４に接触している。

【００４８】また滑車台８２には、第１天秤４、第２天
秤５、第３天秤６の上端部の前後に配され第１天秤４側
の各先端が連結部材で連結される一対の平行な横方向の
水平腕８５が取り付けられている。前方側の水平腕８５
の先端部には第１天秤４側の先端に短軸を備えた連結手
段８６が前方から後方へ貫通してボルト締めされてい
る。同様に後方側の水平腕８５の第１天秤４側の先端部
には別の連結手段８６が後方から前方へ貫通してボルト
締めされている。そして対向した連結手段８６の短軸が
第１天秤４の上端部のそれぞれ前方側および後方側のミ
ニアチュア軸受８７に挿入され、第１天秤４の上端部を
水平腕８５に回動自在にリンクしている（図９参照）。

【００４９】これにより、滑車台８２は、検出部７Ａの
先端が前記肉厚検出用の第１天秤４の第１作用面４４に
接触する作用点Ｐに連動してレール７５、７５上を水平
に滑動する。そして第２計測機器である第２テストイン
ジケータ７７は、加工品２００の軸心を通る水平面内の
左側内周面および右側内周面の基準値（テストピースに
よる設定値）からの偏差を検出する。この結果、１つの
計測機器で加工品２００の内径の誤差が直接検出でき
る。外径用ゲージスタンド７３は、横材３３の内径用ゲ
ージスタンド７２の左横に締結されるとともに、上端に
第３計測機器であるダイヤル式の第３テストインジケー
タ７９が取り付けられ、該第３テストインジケータ７９
の検出部７Ｃの先端が前記外径検出用の第３天秤６の第
３作用面６４に接触している。

【００５０】第１、第２および第３天秤４、５、６の各
水平支軸３７、３８、３９の中心と各接触子４２、５
２、６２の中心との距離は、各水平支軸３７、３８、３
９の中心と各検出部７Ａ、７Ｂ、７Ｃの先端との距離の
１／１０に設定してある。この結果、各コロ４３、５
３、６３で検出された誤差は、１０倍に拡大されて各検
出部７Ａ、７Ｂ、７Ｃの先端に検出される。ローラ間距
離測定機構６００は、支柱３１に固定され上端面６０１
が水平面となっているスタンド６０２と、この上端面６
０１の中心に軸支され水平面内で回動する回転アーム６
０３と、この回転アーム６０３の先端に垂直下向きに取
り付けられたマイクロメータヘッド６０４とからなる。

【００５１】〔実施例の作動〕ローラ間距離調整機構５
００およびローラ間距離測定機構６００の操作を図７と
ともに説明する。 イ）基準の寸法に対し誤差が１／１０００ｍｍ以下の高
精度に形成したテストピースＴを基準ローラ２と移動ロ
ーラ３との間に載置するように、位置決め金具１９を取
り外し、ローラ操作部１５を固定支持台１０に対して回
転変位させる。そしてローラ操作部１５の傾斜角をほぼ
適正な値にしてこの状態で位置決め金具１９によりロー
ラ操作部１５を固定支持台１０に固定する。

【００５２】ロ）つぎに、位置決めのため、ネジ棒５０
２を操作して基準ローラ２と移動ローラ３との間の距離
を調整する。これにより目分量でテストピースＴをほぼ
適性位置に設定する。 ハ）回転アーム６０３を回動し、マイクロメータヘッド
６０４で基準ローラ２の支軸２Ａの上端面のレベルを測
定し、つづいてテストピースＴの上端面のレベルを測定
して、両者の差から距離Ｈ1 を計る。 ニ）支軸２Ａの半径Ｒ1 は予め正確に測定して分かって
いるので、両者の和（Ｈ1 ＋Ｒ1 ＝Ｈ）がテストピース
Ｔの半径Ｒと一致する様に前記ネジ棒５０２を微調整す
る。

【００５３】これにより、テストピースＴは、中心を通
る水平面が、基準ローラ２の軸心に一致するように設定
される。つぎに、前記ニ）の操作の後の円筒の精度検査
装置１の作用を説明する。

【００５４】ホ）第１接触子４２の回転コロ４３をテス
トピースＴの軸心を通る水平面内の左側内周面に接触さ
せる。そして第１天秤４の第１釣合い部７００に取付け
る分銅７０２の枚数を加減し、また分銅７０２の偏心溝
７１３に沿って分銅７０２を横方向に移動させ位置を調
節する。これにより第１天秤４の中立位置が回転コロ４
３とテストピースＴとの接触位置よりも左になるように
して回転コロ４３がテストピースＴに接触圧を発生させ
るようにする。これと同時に回転コロ４３の接触圧が、
テストピースＴを歪ませることによる肉厚の変化を起こ
さず、またモータＭの回転によるテストピースＴの回動
が円滑に行われる程度の小さい値になるようにする。

【００５５】また、第２接触子５２の回転コロ５３をテ
ストピースＴの軸心を通る水平面内の右側内周面に接触
させる。そして第２天秤５の第２釣合い部７２０に取付
ける分銅７２２の枚数を加減し、また分銅７２２の偏心
溝に沿って分銅７２２を横方向に移動させ位置を調節す
る。これにより第２天秤５の中立位置が回転コロ５３と
テストピースＴとの接触位置よりも右になるようにして
回転コロ５３がテストピースＴに接触圧を発生させるよ
うにする。これと同時に回転コロ５３の接触圧が、テス
トピースＴを歪ませることによる肉厚の変化を起こさ
ず、またモータＭの回転によるテストピースＴの回動が
円滑に行われる程度の小さい値になるようにする。

【００５６】さらに、第３接触子６２の回転コロ６３を
テストピースＴの軸心を通る水平面内の右側外周面に接
触させる。そして第３天秤６の第３釣合い部７４０に取
付ける分銅７４２の枚数を加減し、また分銅７４２の偏
心溝に沿って分銅７４２を横方向に移動させ位置を調節
する。これにより第３天秤６の中立位置が回転コロ６３
とテストピースＴとの接触位置よりも左になるようにし
て回転コロ６３がテストピースＴに接触圧を発生させる
ようにする。これと同時に回転コロ６３の接触圧が、テ
ストピースＴを歪ませることによる肉厚の変化を起こさ
ず、またモータＭの回転によるテストピースＴの回動が
円滑に行われる程度の小さい値になるようにする。

【００５７】ヘ）モータＭを作動させてテストピースＴ
の周速が毎分８０〜１５ｍｍとなるように回転させる。
このテストピースＴの回動により第１天秤４がテストピ
ースＴの肉厚の変動に従って変位し、第１天秤４の第１
作用面４４が第１計測機器である第１テストインジケー
タ７４の検出部７Ａに作用して第１テストインジケータ
７４による肉厚の指針値が変動する。そして第１作用面
４４にリンクした連動機構８により、連動機構８に設置
された第２計測機器である第２テストインジケータ７７
が第１作用面４４と連動して変位する。また第２天秤５
がテストピースＴの偏心および回動による内径の変化に
従って変位する。

【００５８】これにより、第２天秤５の第２作用面５４
が第２テストインジケータ７７の検出部７Ｂに作用し、
第２テストインジケータ７７による内径の指針値が第１
接触子４２と第２接触子５２との間にある内径の変化に
従って変動する。さらに第３天秤６がテストピースＴの
基準ローラ２と第３接触子６２との間の外径の回動によ
る変化に従って変位する。これに伴い第３天秤６の第３
作用面６４が第３計測機器である第３テストインジケー
タ７９の検出部７Ｃに作用して第３テストインジケータ
７９による外径の指針値が変動する。この際、第１テス
トインジケータ７４、第２テストインジケータ７７、第
３テストインジケータ７９の指針を零に設定する。

【００５９】ト）つぎに、テストピースＴを取り除き、
加工品２００を基準ローラ２と移動ローラ３との間に載
置し、モータＭを作動させて周速が毎分８０〜１５ｍｍ
となるように回転させ、第１〜第３の計測機器であるテ
ストインジケータ７４、７７、７９の指針の振れ量で加
工品２００の精度が許容範囲内に有るか否かを測定す
る。 チ）所定数の加工品２００の精度検出を行ったら、テス
トピースＴによる計測機器の調整を行う。

【００６０】〔実施例の効果〕本実施例の円筒の精度検
査装置１は、基準ローラ２に対する移動ローラ３の相対
位置をローラ操作部１５の回転変位とネジ棒５０２の捩
りにより調整できるため測定し得る円筒形状の加工品２
００の径の範囲が広い。本実施例の円筒の精度検査装置
１は、加工品２００の円筒外周面と基準ローラ２との接
点を零点とし、該基準ローラ２の軸心および加工品２０
０の軸心を通る同一直線上（同一平面上と同義）で円筒
の肉厚、内径、外径の寸法精度を全周（３６０°）に渡
り検査することができる。

【００６１】本実施例の円筒の精度検査装置１は、上記
同一直線上の３測定点の同時測定により、第１〜第３の
計測機器である第１テストインジケータ７４、第２テス
トインジケータ７７、第３テストインジケータ７９の指
針の振れ量を検出できる。このため本実施例の円筒の精
度検査装置１は、通常の誤差測定では極めて面倒である
内外径の微小の偏心量の検出および偏心位置の検出も寸
法精度の検査と同時にできる。

【００６２】本実施例の円筒の精度検査装置１は、第１
天秤４、第２天秤５、第３天秤６のモーメントがそれぞ
れ第１釣合い部７００、第２釣合い部７２０および第３
釣合い部７４０の分銅を増減することおよび分銅の取付
け位置の横方向の変更によって微調整される。また本実
施例の円筒の精度検査装置１は、第１天秤４、第２天秤
５、第３天秤６に互換性がある。このため本実施例の円
筒の精度検査装置１は、広い範囲の径のテストピースＴ
または加工品２００へ適正な接触圧で回転コロ４３、５
３、６３を設定することが容易である。これより本実施
例の円筒の精度検査装置１は、広い範囲の径の加工品２
００の測定を簡単かつ高精度に行うことができる。

【００６３】本実施例の円筒の精度検査装置１は、第
１、第２および第３天秤４、５、６が支持橋３Ａに上下
方向に支持されているので横長化が防止されている。こ
のため本実施例の円筒の精度検査装置１は広い設置場所
を必要とせず、容易に加工品の製造現場に設置でき、検
査が円滑かつ低コストに実施できる。

【００６４】〔変形例〕図１０、図１１に示すように第
３天秤６の連結金具６５１および第３釣合い部７４０の
第３結合部材７４１の代わりに水平支軸３９、基準軸６
５２、第３接触子６２の結合専用の第４結合部材７６０
を用い、第３モーメント発生部７５０は水平支軸３９と
基準軸６５２とが貫通する第５結合部材７６１に結合さ
せてもよい。

【００６５】図１０に示すように第１、第２、第３釣合
い部７４０の分銅は、それぞれ第１腕部材７１１、第２
腕部材７３１、第３腕部材７５１の下端に対する相対位
置を決める適当な形態の接続金具７６２によってそれぞ
れ第１腕部材７１１、第２腕部材７３１、第３腕部材７
５１の下端に連結してもよい。図１２に正面図Ｕ、平面
図Ｖ、側面図Ｗを示すように腕柱３４、３５、３６の代
わりに位置決め円筒７６３を備え水平支軸を斜め下方に
支持する斜め腕柱７６４を用いてもよい。

【００６６】上記実施例では、第１、第２および第３天
秤４、５、６の各下端部に第１接触子４２、第２接触子
５２、第３接触子６２、各上端部に第１作用面４４、第
２作用面５４、第３作用面６４が設けられているが、こ
れとは逆に上端部に接触子、下端部に作用面を設けても
よい。また、第１接触子４２、第２接触子５２、第３接
触子６２が接触するテストピースＴまたは加工品２００
の検出面は、これらの軸心および基準ローラ２の軸心を
通る平面上にあれば水平面に限定されない。さらに、第
１、第２および第３天秤４、５、６は、水平または傾斜
して設定されていてもよい。

【００６７】固定支持台１０の第１側板１２および第２
側板１３の上部は、回転支持台２０が円弧に沿って回転
変位すれば必ずしも円弧面に形成されている必要はな
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】位置決め回転機構の正面図である。

【図２】円筒の精度検査装置の前面斜視図である。

【図３】円筒の精度検査装置の背面斜視図である。

【図４】第１および第２天秤の竿部材の正面図である。

【図５】第３天秤の竿部材の正面図である。

【図６】腕柱の３面図である。

【図７】距離測定機構の正面図である。

【図８】円筒の精度検査装置の平面図である。

【図９】水平腕の先端部の平面図である。

【図１０】第３天秤および第３釣合い部の正面図であ
る。

【図１１】第３天秤および第３釣合い部の側面図であ
る。

【図１２】斜め腕柱の３面図である。

【符号の説明】

１ 円筒の精度検査装置 ２ 基準ローラ ３ 移動ローラ ４ 第１天秤 ５ 第２天秤 ６ 第３天秤 ８ 連動機構 １８ 変位ローラ台 ２０ 回転支持台 ３７ 水平支軸 ３８ 水平支軸 ３９ 水平支軸 ４２ 第１接触子 ４４ 第１作用面 ５２ 第２接触子 ５４ 第２作用面 ６２ 第３接触子 ６４ 第３作用面 ７４ テストインジケータ（第１計測機器） ７７ テストインジケータ（第２計測機器） ７９ テストインジケータ（第３計測機器） １００ 位置決め回転機構 ２００ 加工品 ３００ 誤差増幅機構 ７００ 第１釣合い部 ７０２ 分銅 ７２２ 分銅 ７４２ 分銅 ７２０ 第２釣合い部 ７４０ 第３釣合い部 Ｍ モータ ＲＰ 減速プーリ機構

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０１Ｂ 21/14 Ｇ０１Ｂ 21/14

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】（ａ）測定の基準となる基準位置で固定さ
   れ測定する円筒形状の加工品に接する水平な基準ローラ
   と、この基準ローラに平行に配置され前記基準ローラが
   直交する垂直面に平行に前記基準ローラに対して相対移
   動する移動ローラとを有し、前記基準ローラおよび前記
   移動ローラに前記加工品を載置して前記移動ローラの移
   動により前記加工品の一端側内周面、この一端側内周面
   に対向した他端側内周面、およびこの他端側内周面の外
   周面である他端側外周面が前記基準ローラおよび前記加
   工品の軸心を通る同一平面上となる位置で前記加工品を
   位置決めし、前記加工品を軸回りに回動させる位置決め
   回転機構と、（ｂ）前記加工品の一端側内周面に接触す
   る第１接触子を一端部に有し、中間部で回転自在に支持
   され、前記第１接触子の変位量を所定の倍率で変換して
   変位する第１作用面を他端部に有する第１天秤と、
   （ｃ）前記加工品の他端側内周面に接触する第２接触子
   を一端部に有し、中間部で回転自在に支持され、前記第
   ２接触子の変位量を所定の倍率で変換して変位する第２
   作用面を他端部に有する第２天秤と、（ｄ）前記加工品
   の他端側外周面に接触する第３接触子を一端部に有し、
   中間部で回転自在に支持され、前記第３接触子の変位量
   を所定の倍率で変換して変位する第３作用面を他端部に
   有する第３天秤と、（ｅ）前記第１天秤に取付けられて
   前記第１天秤にモーメントを付与し、このモーメントを
   重量と形状とを変更して調節する第１釣合い部と、
   （ｆ）前記第２天秤に取付けられて前記第２天秤にモー
   メントを付与し、このモーメントを重量と形状とを変更
   して調節する第２釣合い部と、（ｇ）前記第３天秤に取
   付けられて前記第３天秤にモーメントを付与し、このモ
   ーメントを重量と形状とを変更して調節する第３釣合い
   部と、（ｈ）前記第１天秤の第１作用面の変位量を計測
   する第１計測機器と、（ｉ）前記第１天秤の第１作用面
   にリンクして変位する連動機構と、（ｊ）前記連動機構
   に設置され、前記第２天秤の第２作用面の変位量を測定
   する第２計測機器と、（ｋ）前記第３天秤の第３作用面
   の変位量を測定する第３計測機器とを備えた円筒の精度
   検査装置。
2. 【請求項２】前記位置決め回転機構は、前記基準ローラ
   の軸心を中心にして垂直面内で回転変位すると共に前記
   基準ローラを上部に固定する回転支持台を備え、この回
   転支持台には前記移動ローラを装着し前記移動ローラの
   前記基準ローラに対する距離を変更して変位する変位ロ
   ーラ台が取付けられていることを特徴とする請求項１に
   記載の円筒の精度検査装置。
3. 【請求項３】前記変位ローラ台には、減速プーリ機構
   と、この減速プーリ機構を介して前記移動ローラを回転
   駆動する減速構造の直結したモータとが取付けられてい
   ることを特徴とする請求項２に記載の円筒の精度検査装
   置。
4. 【請求項４】前記第１天秤、第２天秤および第３天秤は
   水平の支軸に軸支され、ほぼ垂直面内で回動する垂直天
   秤であることを特徴とする請求項１ないし請求項３の何
   れか１項に記載の円筒の精度検査装置。
5. 【請求項５】請求項４の円筒の精度検査装置の第１天
   秤、第２天秤および第３天秤は互換性を有することを特
   徴とする請求項４に記載の円筒の精度検査装置。
6. 【請求項６】請求項５の円筒の精度検査装置は、前記第
   １釣合い部、第２釣合い部および第３釣合い部が複数の
   分銅を備え、分銅の個数および取付け位置が変更可能で
   あることを特徴とする請求項５に記載の円筒の精度検査
   装置。