JP5286239B2 - 測定子、及び真円度測定機 - Google Patents

Description

本発明は、測定子、及び真円度測定機に関する。

従来、周面を有する被測定物に接触させる接触子を先端側に有するとともに、被測定物の周面における接線方向を軸方向とする回転軸まわりに基端側が回動自在に支持される棒状の測定子を備え、接触子を被測定物の周面に接触させた状態で被測定物を周面に沿って回転させて被測定物の周面の真円度を測定する真円度測定機が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載の真円度測定機は、ワーク（被測定物）に接触させる測定子と、ワークを載置する求心テーブルとを備え、求心テーブルを回転させることによって、ワークを周面に沿って回転させてワークの周面の真円度を測定している。

図３は、従来の真円度測定機に用いられる測定子１０を示す模式図である。
測定子１０は、図３に示すように、周面を有するワークに接触させる接触子１０Ａを先端側に有するとともに、ワークの周面における接線方向（図３中紙面垂直方向）を軸方向とする回転軸Ｏまわりに基端側が回動自在に支持される棒状とされている。
そして、接触子１０Ａをワークの周面に接触させた状態でワークを周面に沿って回転させると、接触子１０Ａは、ワークの周面の凹凸によってワークの周面に対して進退することとなるので、真円度測定機は、進退する接触子１０Ａの変位を検出することで、ワークの周面の真円度を測定することができる。
ここで、接触子１０Ａを変位させることができる範囲Ａ（以下、測定範囲とする）は、数ｍｍ程度と非常に小さいので、ワークの中心軸と、求心テーブルの回転軸との間の心ずれ量が測定範囲よりも大きい場合には、ワークを適切に測定することができなくなるという問題がある。

そこで、特許文献１に記載の真円度測定機では、ワークの周面の真円度を測定する際に、ワークの中心軸と、求心テーブルの回転軸とを一致させる心出しを行っている。
この心出しでは、まず、真円度測定機の使用者は、目視によりワークを求心テーブルの中心位置に載置する。次に、真円度測定機は、ワークの周面の真円度を測定することによって、ワークの中心軸と、求心テーブルの回転軸との心ずれ量を算出し、この心ずれ量に基づいて、ワークの中心軸と、求心テーブルの回転軸とを一致させる。これによれば、真円度測定機は、ワークの中心軸と、求心テーブルの回転軸とを高い精度で一致させることができ、ワークを高い感度で測定することができる。

特開２００１−２０１３４０号公報

しかしながら、特許文献１に記載の真円度測定機では、ワークの周面の真円度を測定することで心出しをしているので、真円度測定機の使用者は、目視によりワークを求心テーブルの中心位置に載置するときに、心ずれ量が測定範囲よりも小さくなるように載置しなければならず、作業に時間がかかるという問題がある。
ここで、測定子を長くして測定範囲を大きくすることによって、心出しの作業にかかる時間を短縮することも考えられる。しかしながら、測定子を長くすると、測定子の剛性が低下して測定の精度が低下するという問題がある。また、測定範囲を大きくすると、測定の分解能が低下するという問題がある。

本発明の目的は、測定の精度や、分解能を低下させることなく、心出しの作業にかかる時間を短縮することができる測定子、及び真円度測定機を提供することにある。

本発明の測定子は、周面を有する被測定物に接触させる接触子を先端側に有するとともに、前記被測定物の周面における接線方向を軸方向とする回転軸まわりに基端側が回動自在に支持される棒状の測定子を備え、前記接触子を前記被測定物の周面に接触させた状態で前記被測定物を周面に沿って回転させて前記被測定物の周面の真円度を測定する真円度測定機に用いられる測定子であって、前記測定子の軸方向に沿って前記測定子を伸縮自在とする伸縮機構を備え、前記伸縮機構は、前記測定子を所定の長さとする位置で固定する第１固定手段と、前記測定子を前記所定の長さよりも長くする位置で固定する第２固定手段とを備えることを特徴とする。

このような構成によれば、伸縮機構は、第１固定手段と、第２固定手段とを備えるので、被測定物を測定するときに第１固定手段にて測定子を固定し、心出しをするときに第２固定手段にて測定子を固定することができる。これによれば、心出しをするときの測定子の長さを、被測定物を測定するときの測定子の長さと比較して長くすることができるので、測定の精度や、分解能を低下させることなく、心出しの作業にかかる時間を短縮することができる。

本発明では、前記伸縮機構は、先端に開口を有する筒状に形成され、前記回転軸回りに基端側が回動自在に支持される筒状部材と、先端側に前記接触子を有する棒状に形成され、基端側が前記筒状部材の開口から前記筒状部材の内部に収納される棒状部材とを備え、前記第１固定手段は、前記筒状部材の内側面における先端側に形成される凸部と、前記棒状部材の先端側に形成され、前記凸部に嵌合される第１凹部と、前記筒状部材の内側面における前記凸部と対向する位置に設けられ、前記棒状部材を前記凸部に向かって押圧する押圧部材とで構成され、前記第２固定手段は、前記凸部と、前記棒状部材の基端側に形成され、前記凸部に嵌合される第２凹部と、前記押圧部材とで構成されることが好ましい。

このような構成によれば、伸縮機構を、筒状部材と、棒状部材とで構成することができ、第１固定手段、及び第２固定手段を、筒状部材の凸部と、棒状部材の第１凹部、及び第２凹部と、押圧部材とで構成することができる。したがって、本発明によれば、簡素な構成で、測定の精度や、分解能を低下させることなく、心出しの作業にかかる時間を短縮することができる。

本発明では、前記筒状部材の基端は、閉塞され、前記筒状部材の基端と、前記棒状部材の基端とを接続するバネ部材を備え、前記バネ部材は、前記第１固定手段、及び前記第２固定手段にて前記測定子を固定している状態で前記測定子を縮長させる方向に応力を生じることが好ましい。

このような構成によれば、バネ部材は、第１固定手段にて測定子を固定している状態で測定子を縮長させる方向に応力を生じるので、筒状部材の凸部と、棒状部材の第１凹部との嵌合状態が被測定物を測定するときの衝撃などの影響で解除された場合に測定子を縮長させることができる。したがって、被測定物や、測定子の破損を防止することができる。
また、本発明によれば、バネ部材は、第２固定手段にて測定子を固定している状態で測定子を縮長させる方向に応力を生じるので、筒状部材の凸部と、棒状部材の第２凹部との嵌合状態を解除することで測定子を縮長させることができる。そして、測定子を縮長させることで筒状部材の凸部と、棒状部材の第１凹部とを自動的に嵌合させることができるので、第１固定手段にて測定子を容易に固定することができる。

本発明の真円度測定機は、前述した測定子を備え、前記接触子を前記被測定物の周面に接触させた状態で前記被測定物を周面に沿って回転させて前記被測定物の周面の真円度を測定することを特徴とする。

このような構成によれば、真円度測定機は、前述した測定子を備えるので、前述した測定子と同様の作用効果を奏することができる。

本発明の一実施形態に係る真円度測定機に用いられる測定子を示す模式図。 前記実施形態における測定子の詳細構成を示す模式図。 従来の真円度測定機に用いられる測定子を示す模式図。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る真円度測定機１に用いられる測定子２を示す模式図である。
真円度測定機１は、図１に示すように、周面を有する被測定物（図示略）に接触させる測定子２と、被測定物を載置するテーブル（図示略）とを備え、測定子２を被測定物の周面に接触させた状態でテーブルを回転させることによって、被測定物を周面に沿って回転させて被測定物の周面の真円度を測定するものである。なお、真円度測定機１は、測定子２の構成を除き、特許文献１に記載の真円度測定機と同様の構成とされている。以下、測定子２の構成について詳細に説明する。

図２は、測定子２の詳細構成を示す模式図である。
測定子２は、先端に開口３Ａを有するとともに、基端が閉塞される角筒状に形成される筒状部材３と、被測定物に接触させる接触子４Ａを先端側に有する角棒状に形成される棒状部材４と、筒状部材３の内部に設けられる押圧部材５、及びバネ部材６とを備える。なお、図２では、説明のために筒状部材３を透視している。

筒状部材３は、被測定物の周面における接線方向（図２中紙面垂直方向）を軸方向とする回転軸Ｏ（図１参照）まわりに基端側が回動自在に支持されている。この筒状部材３の内側面における先端側には、凸部３１が形成されている。
凸部３１は、筒状部材３の先端側に向かうに従って突出するように傾斜する傾斜面３１１と、筒状部材３の軸方向と直交する平面３１２とを有する断面三角形状に形成されている。

棒状部材４は、基端側が筒状部材３の開口３Ａから筒状部材３の内部に収納される。この棒状部材４の先端側には、凸部３１に嵌合される第１凹部４１が形成され、基端側には、凸部３１に嵌合される第２凹部４２が形成されている。
第１凹部４１、及び第２凹部４２は、棒状部材４の先端側に向かうに従って深くなるように傾斜する傾斜面４１１、及び傾斜面４２１と、棒状部材４の軸方向と直交する平面４１２、及び平面４２２とを有する断面略三角形状に形成されている。

押圧部材５は、筒状部材３の内側面における凸部３１と対向する位置に設けられ、棒状部材４を凸部３１に向かって押圧する部材である。この押圧部材５は、板状に形成され、棒状部材４に当接する板状部材５１と、板状部材５１、及び筒状部材３の内側面を接続するコイルバネ５２とを備える。
バネ部材６は、筒状部材３の基端と、棒状部材４の基端とを接続するコイルバネであり、凸部３１と、第１凹部４１とを嵌合させた状態（図２（Ａ）参照）、及び凸部３１と、第２凹部４２とを嵌合させた状態（図２（Ｂ）参照）で測定子２を縮長させる方向に応力を生じる。

次に、測定子２を用いて被測定物を測定する場合、及び心出しをする場合について説明する。
測定子２を用いて被測定物を測定する場合には、図２（Ａ）に示すように、凸部３１と、第１凹部４１とを嵌合させた状態で被測定物を測定する。すなわち、本実施形態では、測定子２を所定の長さとする位置で固定する第１固定手段を、凸部３１と、第１凹部４１と、押圧部材５とで構成している。
また、測定子２を用いて心出しをする場合には、図２（Ｂ）に示すように、凸部３１と、第２凹部４２とを嵌合させた状態で心出しをする。すなわち、本実施形態では、測定子２を所定の長さよりも長くする位置で固定する第２固定手段を、凸部３１と、第２凹部４２と、押圧部材５とで構成している。

真円度測定機１の使用者は、第１固定手段にて測定子２を固定している状態では、凸部３１と、第１凹部４１との嵌合状態を解除するように（図２中左方向に）棒状部材４を移動させた後、棒状部材４を筒状部材３から引き出し、凸部３１と、第２凹部４２とを嵌合させることによって、第２固定手段にて測定子２を固定している状態とすることができる。

また、真円度測定機１の使用者は、第２固定手段にて測定子２を固定している状態では、凸部３１と、第２凹部４２との嵌合状態を解除するように（図２中左方向に）棒状部材４を移動させた後、棒状部材４から手を放すことによって、第１固定手段にて測定子２を固定している状態とすることができる。具体的に、棒状部材４は、バネ部材６の応力で筒状部材３の内部に収納されるとともに、押圧部材５にて凸部３１に向かって押圧されるので、凸部３１の平面３１２と、第１凹部４１の平面４１２とを当接させることができ、凸部３１と、第１凹部４１とを自動的に嵌合させることができる。
すなわち、本実施形態では、筒状部材３と、棒状部材４とで伸縮機構を構成し、測定子２の軸方向に沿って測定子を伸縮自在としている。

このような本実施形態によれば以下の効果がある。
（１）真円度測定機１は、測定子２を備え、測定子２は、被測定物を測定するときに第１固定手段にて測定子２を固定し、心出しをするときに第２固定手段にて測定子２を固定することができる。これによれば、心出しをするときの測定子２の長さを、被測定物を測定するときの測定子２の長さと比較して長くすることができるので、測定の精度や、分解能を低下させることなく、心出しの作業にかかる時間を短縮することができる。
（２）伸縮機構は、筒状部材３と、棒状部材４とで構成され、第１固定手段、及び第２固定手段は、筒状部材３の凸部３１と、棒状部材４の第１凹部４１、及び第２凹部４２と、押圧部材５とで構成されているので、簡素な構成で、測定の精度や、分解能を低下させることなく、心出しの作業にかかる時間を短縮することができる。

（３）バネ部材６は、第１固定手段にて測定子２を固定している状態で測定子２を縮長させる方向に応力を生じるので、筒状部材３の凸部３１と、棒状部材４の第１凹部４１との嵌合状態が被測定物を測定するときの衝撃などの影響で解除された場合に測定子２を縮長させることができる。したがって、被測定物や、測定子２の破損を防止することができる。
（４）バネ部材６は、第２固定手段にて測定子２を固定している状態で測定子２を縮長させる方向に応力を生じるので、筒状部材３の凸部３１と、棒状部材４の第２凹部４２との嵌合状態を解除することで測定子２を縮長させることができる。そして、測定子２を縮長させることで筒状部材３の凸部３１と、棒状部材の第１凹部４１とを自動的に嵌合させることができるので、第１固定手段にて測定子を容易に固定することができる。

〔実施形態の変形〕
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、前記実施形態では、伸縮機構は、筒状部材３と、棒状部材４とで構成されていたが、他の部材で構成されていてもよい。要するに、伸縮機構は、測定子の軸方向に沿って測定子を伸縮自在とする機構であればよい。

前記実施形態では、第１固定手段、及び第２固定手段は、筒状部材３の凸部３１と、棒状部材４の第１凹部４１、及び第２凹部４２と、押圧部材５とで構成されていたが、他の構成を採用してもよい。すなわち、第１固定手段は、測定子を所定の長さとする位置で固定する手段であればよく、第２固定手段は、測定子を所定の長さよりも長くする位置で固定する手段であればよい。また、前記実施形態では、凸部３１、第１凹部４１、及び第２凹部４２は、断面略三角形状に形成されていたが、断面半円形状などの他の形状に形成されていてもよい。
前記実施形態では、バネ部材６は、第１固定手段、及び第２固定手段にて測定子を固定している状態で測定子２を縮長させる方向に応力を生じていたが、逆方向に応力を生じるように構成されていてもよい。また、測定子２は、バネ部材６を備えていなくてもよい。

本発明は、測定子、及び真円度測定機に好適に利用することができる。

１…真円度測定機
２…測定子
３…筒状部材（伸縮機構）
３Ａ…開口
４…棒状部材（伸縮機構）
４Ａ…接触子
５…押圧部材（第１固定手段、及び第２固定手段）
６…バネ部材
３１…凸部（第１固定手段、及び第２固定手段）
４１…第１凹部（第１固定手段）
４２…第２凹部（第２固定手段）

Claims (4)

1. 周面を有する被測定物に接触させる接触子を先端側に有するとともに、前記被測定物の周面における接線方向を軸方向とする回転軸まわりに基端側が回動自在に支持される棒状の測定子を備え、前記接触子を前記被測定物の周面に接触させた状態で前記被測定物を周面に沿って回転させて前記被測定物の周面の真円度を測定する真円度測定機に用いられる測定子であって、
   前記測定子の軸方向に沿って前記測定子を伸縮自在とする伸縮機構を備え、
   前記伸縮機構は、
   前記測定子を所定の長さとする位置で固定する第１固定手段と、
   前記測定子を前記所定の長さよりも長くする位置で固定する第２固定手段とを備えることを特徴とする測定子。
2. 請求項１に記載の測定子において、
   前記伸縮機構は、
   先端に開口を有する筒状に形成され、前記回転軸回りに基端側が回動自在に支持される筒状部材と、
   先端側に前記接触子を有する棒状に形成され、基端側が前記筒状部材の開口から前記筒状部材の内部に収納される棒状部材とを備え、
   前記第１固定手段は、
   前記筒状部材の内側面における先端側に形成される凸部と、前記棒状部材の先端側に形成され、前記凸部に嵌合される第１凹部と、前記筒状部材の内側面における前記凸部と対向する位置に設けられ、前記棒状部材を前記凸部に向かって押圧する押圧部材とで構成され、
   前記第２固定手段は、
   前記凸部と、前記棒状部材の基端側に形成され、前記凸部に嵌合される第２凹部と、前記押圧部材とで構成されることを特徴とする測定子。
3. 請求項２に記載の測定子において、
   前記筒状部材の基端は、閉塞され、
   前記筒状部材の基端と、前記棒状部材の基端とを接続するバネ部材を備え、
   前記バネ部材は、前記第１固定手段、及び前記第２固定手段にて前記測定子を固定している状態で前記測定子を縮長させる方向に応力を生じることを特徴とする測定子。
4. 請求項１から請求項３のいずれかに記載の測定子を備え、前記接触子を前記被測定物の周面に接触させた状態で前記被測定物を周面に沿って回転させて前記被測定物の周面の真円度を測定することを特徴とする真円度測定機。

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