JP3035881B2 - 可搬式真円度測定器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、別の取付治具によって
被測定物等に取り付け、シリンダの真円度や円柱形状を
測定する可搬式真円度測定器に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般的な真円度円柱形状測定機はコラム
に測定手段が取り付けられ、被測定物（以下、「ワー
ク」という）をベースに設けられた回転テーブルに載置
し測定手段の検出器を上下動して、または、ワークをベ
ースに載置し測定手段の検出器を回転及び上下動して、
ワークの真円度や円柱形状を測定するが、大形のワーク
の場合は、回転テーブルやベースに載置することが困難
であること等から可搬式真円度測定器が用いられる。可
搬式真円度測定器は、その自体に自立手段がなく、別の
取付治具によって支持されて使用される。

【０００３】このような可搬式真円度測定器の例が、
「特公平２−５４４８２号（中空シリンダ内面測定装
置）」の中に開示されており、その内容は概略次のよう
になっている。以下、説明する部品名のうち「特公平２
−５４４８２号」の中で説明されている部品については
その名称を（）内に記載する。すなわち、測定器本体
（ハウジング）、測定器本体に回転自在に支持された主
軸（測定アーム）、主軸に沿って軸方向移動自在なスラ
イドヘッド（測定スライド）、スライドヘッドに取り付
けられた検出器（測定ヘッド）、主軸に回転自在に設け
られた送りネジ、スライドヘッドに固着された送りナッ
ト、送りネジを回転駆動するモータ（第２駆動装置）、
主軸を回転駆動するモータ（第１駆動装置）等から構成
されている。また、検出器は主軸の半径方向に変位検出
機能を有しており、検出センサとしては歪ゲージが用い
られている。さらに、検出器から主軸の軸方向に引き出
されたケーブルは、主軸に設けられた案内ローラを介し
て測定器本体の外周方向に曲げられ、測定器本体に設け
られた２個の案内ローラで再び主軸の軸方向に案内され
た後、再度測定器本体の外周方向に曲げられて測定器本
体の外周に回転自在に支持されたリングに巻き掛けられ
るとともに、引っ張りバネによってリングの外周方向に
引っ張られた案内ローラに巻き掛けられＵターンして固
定端に接続されている。引っ張りバネ自体も測定器本体
の外周方向に巻き掛けられ後、主軸の軸方向に案内され
ている。

【０００４】これによって、検出器がワーク（例えばシ
リンダブロック）のシリンダ内を回転及び軸方向移動し
て、ワークのシリンダ各断面の形状を検出し、得られた
測定データから真円度や円柱形状が算出される。この場
合、検出器が回転及び軸方向移動すると接続ケーブルは
Ｕターンした部分がリングの外周上を移動することによ
って、検出器から固定端までの長さの変動を吸収する。
なお、この可搬式真円度測定器は別の取付治具によって
ワークに固定されて使用されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、「特公
平２−５４４８２号」に開示された可搬式真円度測定器
では、主軸を回転自在に支持する軸受が玉軸受であり、
玉軸受は内輪・ボール・外輪の３部品で構成されている
ため回転精度を上げること難しいとともに、玉軸受の内
輪と主軸との嵌合度合いによっても主軸の回転精度が影
響されるので、主軸の回転精度を向上させることが困難
であるという問題がある。真円度測定器は検出器の回転
精度がそのまま真円度測定精度に現れるため、非常に重
要である。また、検出器から固定端までの接続ケーブル
の案内が前述した方法であるため、接続ケーブルの移動
量は測定器本体の外周に回転自在に支持されたリングの
外周長程度しかとれず、検出器の回転量及び軸方向移動
量が大きくとれないという問題がある。これによって測
定範囲が制限される。

【０００６】本発明はこのような事情を鑑みてなされた
もので、主軸の回転精度を上げることが容易であるとと
もに、検出器の回転量及び軸方向移動量を大きくとるこ
とができ、真円度測定精度が高く測定範囲が広い可搬式
真円度測定器を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するために、測定器本体１１と、測定器本体１１に回転
自在に支持された主軸２１と、主軸２１に沿って主軸２
１の軸方向（以下、単に「軸方向」という）に移動自在
なスライドヘッド３１と、スライドヘッド３１に取り付
けられ主軸２１の半径方向（以下、単に「半径方向」と
いう）に変位検出機能を有する検出器４０と、主軸２１
の回転及びスライドヘッド３１の移動を駆動する駆動手
段５０及び６０と、検出器４０と外部出力部とを接続す
るケーブル７１の案内をする配線手段７０と、から構成
された可搬式真円度測定器において、測定器本体１１に
設けられ、主軸２１を回転自在に支持する軸受を、
（イ）軸方向２箇所に設けられ、主軸２１の半径方向を
支持する滑り軸受のラジアル軸受と、測定器本体１１の
上端に設けられ、主軸２１の軸方向を支持する滑り軸受
のスラスト軸受１６と、から構成し、（ロ）ラジアル軸
受を、円周角約１２０度間隔で３箇所に分割構成し、３
箇所中２箇所が固定軸受１２で１箇所が半径方向に付勢
された予圧軸受１３とするとともに、固定軸受１２の主
軸２１との接触面は主軸２１の形状（円）とほぼ同一形
状に形成した。

【０００８】また、配線手段７０は、ケーブル７１の軸
方向案内を主軸２１に内蔵された軸方向伸縮自在なスパ
イラルチューブ７２によって行い、ケーブル７１の回転
側と外部出力部の固定側との接続をスリップリングによ
って行うようにした。

【０００９】

【作用】本発明によれば、可搬式真円度測定器は軸方向
を上下方向にして用いられ、主軸２１は、半径方向が予
圧軸受け１３により２箇所の固定軸受１２に押圧されて
支持され、軸方向がスラスト軸受１６で支持される。ま
た、検出器４０から出たケーブル７１の軸方向案内はス
パイラルチューブ７２によって行われ、ケーブル７１の
回転側と外部出力部の固定側とはスリップリング機構に
よって接続される。

【００１０】

【実施例】図１及び図２に本発明に係る可搬式真円度測
定器（以下、単に「測定器」ともいう）の実施例の全体
図を示す。図１は側面図、図２は図１のＡ矢視図であ
る。図１に示すように、測定器は、大きく分けて本体部
１０、主軸部２０、スライドヘッド部３０、検出器４
０、主軸回転駆動手段５０、スライドヘッド移動駆動手
段６０、及び図１には符号を付していないが配線手段７
０から構成されていてる。また、図３は図２のＢ−Ｂ断
面で、軸方向の一部を省略して示しているとともに、説
明のために一部はＢ−Ｂ断面と別の断面を表示してい
る。図４は図３のＣ−Ｃ断面、図５は図３のＤ−Ｄ断
面、図６は図３のＥ−Ｅ断面、図７は図３のＦ−Ｆ断
面、図８は図３のスリップリング部分の拡大図である。

【００１１】本体部１０は図３及び図４に示すように、
測定器の支持体である測定器本体１１の軸方向２箇所
に、主軸２１の半径方向を支持するラジアル軸受が設け
られている。ラジアル軸受は、円周角約１２０度間隔で
３箇所に分割構成され、３箇所中２箇所が固定軸受１２
で、１箇所が半径方向に圧縮バネ１４で半径方向に付勢
された予圧軸受１３である。また、固定軸受１２及び予
圧軸受１３は摺動材料（含油軸受材料やテフロン含侵材
料等で、特別な給油が不要なもの）であり、固定軸受１
２の主軸２１との接触面は主軸２１の形状（円）とほぼ
同一形状に形成されている。圧縮バネ１４の押圧力はバ
ネ押さえ１５によって調整する。さらに、測定器本体１
１の上端にはラジアル軸受と同様の摺動材料のスラスト
軸受１６が固着されている。測定器本体１１の外側には
測定器を取付治具に取り付けるフランジ１１ａが形成さ
れている。なお、図３で、図２のＢ−Ｂ断面では固定軸
受１２は現れないが、説明のため表示した。

【００１２】主軸部２０は図３及び図４に示すように、
主軸２１は半径方向が本体部１０の２箇所のラジアル軸
受に支持され、軸方向がスラスト軸受１６で支持され
て、回転自在になっている。主軸２１の上部内側には内
筒２２が固着され、内筒２２の下端にはラジアル玉軸受
２３が設けられている。また、主軸２１の下端２１ｂに
はラジアル玉軸受２４と２個のスラスト玉軸受２５が設
けられ、これらとラジアル玉軸受２３によって送りネジ
２６が回転自在に支持されている。

【００１３】スライドヘッド部３０は図３及び図５に示
すように、スライドヘッド３１の内側上下２箇所にラジ
アル軸受が設けられ、ラジアル軸受は、本体部１０のラ
ジアル軸受と同様に、円周角約１２０度間隔で３箇所に
分割構成され、３箇所中２箇所が固定軸受３２で、１箇
所が半径方向に圧縮バネ３４で半径方向に付勢された予
圧軸受３３である。また、固定軸受３２及び予圧軸受３
３は摺動材料であり、固定軸受３２の主軸２１との接触
面は主軸２１の形状（円）とほぼ同一形状に形成されて
いる。圧縮バネ３４の押圧力はバネ押さえ３５によって
調整する。また、スライドヘッド３１の内側に固着され
たスペーサ３６を介して略コの字形のナットホルダ３７
が取り付けられ、ナットホルダ３７の略コの字形の部分
に送りナット３８が設けられている。送りナット３８は
上下に形成された突起部分３８ａがナットホルダ３７の
略コの字形の上下部分に当接して移動方向（軸方向）が
規制されるとともに、端面３８ｂがナットホルダ３７の
略コの字形の側面に当接して回転方向が規制されてい
る。さらに、スペーサ３６の両側には摺動片３６ａが固
着され、摺動片３６ａは主軸２１の軸方向に形成された
案内面２１ｃの両側に当接しており、スライドヘッド３
１が主軸２１に対して回転しないようになっている。

【００１４】検出器４０は図１・図２・図３・図５に示
すように、先端に検出センサ４１が設けられ、検出セン
サ４１の接触子４１ａがワークに接触する。検出器４０
は主軸２１を挟むようにスライドヘッド３１に２個のボ
ルト４２で取り付けられるとともに、検出センサ４１の
方向にスライドヘッド３１に対する位置が調整できるよ
うになっている。

【００１５】主軸回転駆動手段５０は図３及び図６に示
すように、測定器本体１１の上端に固着されたベース５
１、ベース５１に設けられたラジアル玉軸受５２、ラジ
アル玉軸受５２の内輪に固着された駆動盤５３、駆動盤
５３に固着された歯車５４、駆動盤５３の下面で互いに
約１８０度離れた２箇所に取り付けられたローラ５５、
主軸２１の上端面でローラ５５から約９０度離れた位置
２箇所に取り付けられたローラ５６、駆動盤５３の下面
と主軸２１の上端面の間に載置された伝動盤５７、歯車
５４にモータ（図示省略）の回転を伝動する歯車５８か
ら構成されている。なお、図３で、図２のＢ−Ｂ断面で
はローラ５５は現れないが、説明のため表示した。同様
に駆動盤５３も厳密な断面形状ではない。

【００１６】スライドヘッド移動駆動手段６０は図３に
示すように、ベース５１の上端に固着されたベース６
１、ベース６１に設けられたラジアル玉軸受６２、駆動
盤５３に設けられたラジアル玉軸受６３、ラジアル玉軸
受６２とラジアル玉軸受６３に回転自在に支持された駆
動軸６４、駆動軸６４に固着された歯車６５、歯車６５
にモータ（図示省略）の回転を伝動する歯車６６、駆動
軸６４と送りネジ２６を連結するカップリング６７から
構成されている。

【００１７】配線手段７０は図３・図７・図８に示すよ
うに、スパイラルチューブ７２が一方の端７２ａがナッ
トホルダ３７の上面に、他方の端７２ｂが内筒２２の下
面に固定されていて、軸方向に伸縮自在となっている。
検出器４０から引き出されたケーブル７１はスライドヘ
ッド３１の溝３１ａ、スペーサ３６の穴３６ｂを通って
スパイラルチューブ７２の一方の端７２ａに入り、スパ
イラルチューブ７２を通って他方の端７２ｂから、歯車
５４の上面に固着された導電性のスリップリング７３に
接続されている。スリップリング７３は絶縁リング７４
で他と絶縁されて、ケーブル７１の本数に相当する数
（実施例では４個）だけ設けられており、スリップリン
グ７３にはホルダ７５に支持された導電性のスプリング
バー７６が両側から接触している。スプリングバー７６
は同一のスリップリング７３に接触している２本が接続
されて外部出力部（図示省略）に接続されている。スプ
リングバー７６を一つのスリップリング７３に２本ずつ
設けているのは導通の安定性をよくするためであり、機
能上は１本でよい。

【００１８】このように構成された可搬式真円度測定器
でワークの真円度や円柱形状を測定する場合、作業者は
検出器４０の変位検出範囲がワークの測定範囲をカバー
するように検出器４０の位置を調整し設定した後、測定
器を取付治具によってワークに取り付け、測定器の位置
や姿勢を調整してから測定に入る。測定時の検出器４０
の駆動は次のようになる。まず、検出器４０を回転する
場合は、主軸回転駆動手段５０のモータ（図示省略）を
起動すると、主軸回転駆動手段５０のモータからの回転
が歯車５８を介して歯車５４に伝動されて駆動盤５３が
回転し、駆動盤５３の下面に取り付けられたローラ５５
によって伝動盤５７が回転され、ローラ５６を介して主
軸２１が回転される。また、検出器４０を軸方向に移動
する場合は、スライドヘッド移動駆動手段６０のモータ
（図示省略）を起動すると、スライドヘッド移動駆動手
段６０のモータからの回転が歯車６６を介して歯車６５
に伝動されて駆動軸６４が回転し、カップリング６７を
介して送りネジ２６が回転する。送りネジ２６が回転す
ると、送りナット３８が上下に移動するので、スライド
ヘッド３１が上下に移動する。

【００１９】この場合、固定軸受１２及び予圧軸受１３
は摺動材料であり、２箇所が固定軸受１２で、１箇所が
圧縮バネ１４で半径方向に付勢された予圧軸受１３であ
るので、主軸２１の回転精度は主軸２１そのものの真円
度精度のみによって決まり、主軸２１の回転精度の向上
が容易である。また、固定軸受１２の主軸２１との接触
面は主軸２１の形状（円）とほぼ同一形状に形成されて
いるので、面当たりとなり圧縮バネ１４による予圧軸受
１３の押圧力を小さくすることができる。予圧軸受１３
の押圧力を小さくすると、固定軸受１２及び予圧軸受１
３に形成される油膜が保持されやすくなり、回転精度が
安定するとともに、回転トルクが小さくなるので駆動モ
ータに小型のものを用いることができる。なお、スライ
ドヘッド３１のラジアル軸受についても基本構造は同じ
であるので、同様の効果がある。

【００２０】また、検出器４０から出たケーブル７１
は、主軸２１の内部を案内されているので測定の妨げと
ならないし、スパイラルチューブ７２によって案内され
ているので送りネジ２６との干渉もない。また、主軸２
１とともに回転する部分にスリップリング７３が設けら
れ、外部出力部の固定側とはスプリングバー７６で接続
されているので主軸２１の回転量に制限がない。

【００２１】なお、実施例では主軸回転駆動手段５０と
スライドヘッド移動駆動手段６０のモータを別々のモー
タとして説明したが、モータを１個としクラッチ等によ
り切り換えて駆動する方法でもよい。また、本発明にお
いて検出器４０の検出センサは特に問わない。さらに、
取付治具がどのようなものでも本発明は適用できる。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、可
搬式真円度測定器の主軸２１の半径方向の軸受を、軸方
向２箇所に設けられた滑り軸受のラジアル軸受とし、円
周角約１２０度間隔で３箇所に分割構成し、３箇所中２
箇所が固定軸受１２で１箇所が半径方向に付勢された予
圧軸受１３とするとともに、固定軸受１２の主軸２１と
の接触面は主軸２１の形状（円）とほぼ同一形状に形成
した。また、検出器４０から出たケーブル７１の軸方向
案内を主軸２１に内蔵された軸方向伸縮自在なスパイラ
ルチューブ７２によって行い、接続ケーブル７１の回転
側と外部出力部の固定側との接続をスリップリング機構
によって行うようにした。これによって、主軸２１の回
転精度は主軸２１そのものの真円度精度のみによって決
まり、主軸２１の回転精度の向上が容易である。また、
固定軸受１２の主軸２１との接触面は面当たりとなり予
圧軸受１３の押圧力を小さくすることができるので、固
定軸受１２及び予圧軸受１３に形成される油膜が保持さ
れやすくなり回転精度が安定するとともに、回転トルク
が小さくなることから駆動モータに小型のものを用いる
ことができる。さらに、検出器４０から出たケーブル７
１は、主軸２１の内部を案内されているので測定の妨げ
とならないし、スパイラルチューブ７２によって案内さ
れているので送りネジ２６との干渉もない。また、主軸
２１とともに回転する部分にスリップリング７３が設け
られ、外部出力部の固定側とはスプリングバー７６で接
続されているので主軸２１の回転量に制限がない。

【００２３】したがって、主軸の回転精度を上げること
が容易であるとともに、検出器の回転量及び軸方向移動
量を大きくとることができ、真円度測定精度が高く測定
範囲が広い可搬式真円度測定器を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る可搬式真円度測定器の実施例の全
体を示す側面図

【図２】図１のＡ矢視図

【図３】図２のＢ−Ｂ断面図

【図４】図３のＣ−Ｃ断面図

【図５】図３のＤ−Ｄ断面図

【図６】図３のＥ−Ｅ断面図

【図７】図３のＦ−Ｆ断面図

【図８】図３のスリップリング部分の拡大図

【符号の説明】

１１……測定器本体 １２……固定軸受 １３……予圧軸受 １６……スラスト軸受 ２１……主軸 ２６……送りネジ ３１……スライドヘッド ３８……送りナット ４０……検出器 ５４……歯車 ６５……歯車 ７１……ケーブル ７２……スパイラルチューブ ７３……スリップリング ７６……スプリングバー

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】測定器本体と、前記測定器本体に回転自在
   に支持された主軸と、前記主軸に沿って移動自在なスラ
   イドヘッドと、前記スライドヘッドに取り付けられ前記
   主軸の半径方向に変位検出機能を有する検出器と、前記
   主軸の回転及び前記スライドヘッドの移動を駆動する駆
   動手段と、前記検出器と外部出力部とを接続するケーブ
   ルの案内をする配線手段と、から構成された可搬式真円
   度測定器において、 前記測定器本体に設けられ、前記主軸を回転自在に支持
   する軸受が、 前記主軸の軸方向2箇所に設けられ、前記主軸の半径方
   向を支持する滑り軸受のラジアル軸受と、 前記測定器本体の上端に設けられ、前記主軸の軸方向を
   支持する滑り軸受のスラスト軸受けと、 から構成され、 前記ラジアル軸受が、円周角約１２０度間隔で３箇所に
   分割構成され、３箇所中2箇所が固定軸受で１箇所が前
   記主軸の半襟方向に付勢された予圧軸受であるととも
   に、前記固定軸受の前記主軸との接触面を前記主軸の外
   形状とはぼ同一形状に形成したことを特徹とする可搬式
   莫円度測定器。
2. 【請求項２】前記配線手段が、前記ケーブルの前記主軸
   の軸方向案内を前記主軸に内蔵され前記主軸の軸方向に
   伸縮自在なスパイラルチューブによって行い、前記ケー
   ブルの回転側と外部出力部の固定側との接続をスリップ
   リング機構によって行うことを特徴とする請求項１に記
   載の可搬式真円度測定器。