JP6425074B2 - 形状測定機及び形状測定方法 - Google Patents

Description

本発明は、形状測定機及び形状測定方法に係り、特に被測定物の真円度を測定する真円度測定機等の形状測定機及び形状測定方法に関する。

特許文献１等に開示された従来の真円度測定機は、図１４に示すように本体１、本体１に回転自在に設けられたテーブル２、及びテーブル２を回転駆動する回転駆動部３を備える。また、本体１に立設されたコラム４、コラム４の案内面に沿って上下方向に移動可能なキャリッジ５、及びキャリッジ５の案内面に沿って水平方向に移動可能なアーム６を備える。更に、アーム６の先端部に取り付けられた検出器ホルダ７、検出器ホルダ７に取り付けられた検出器８を備える。検出器８は、測定子９と差動トランス等の変位検出部とを有し、測定子９の変位を示す電気信号を出力する。

被測定物である円筒状のワークＷは、その下面がテーブル２の上面に載置され、テーブルの上面において、ワークＷの円筒面（外周面及び内周面）の中心軸が、テーブル２の回転軸と一致するように調心される。

コラム４は、テーブル２の回転軸と平行に立設される。キャリッジ５は、コラム４の案内面に沿って手動で移動されるが、モータ等を用いて自動で移動させてもよい。アーム６も同様に、キャリッジ５の案内面に沿って手動で移動されるが、モータ等を用いて自動で移動させてもよい。

検出器ホルダ７は、Ｌ字型に構成され、一方の端部がアーム６の先端に取り付けられ、他方の端部に検出器８が取り付けられる。

真円度測定を行なう場合には、まず、テーブル２の上面にワークＷの下面を載置する。次に、ワークＷの円筒面の中心軸を、テーブル２の回転軸に一致させる。次に、キャリッジ５を上下に移動して測定子９の上下方向の位置を調整するとともに、アーム６を水平に移動して測定子９の水平方向の位置を調整し、ワークＷの形状を測定する外周面に測定子９を接触させる。この後、テーブル２を介してワークＷを回転させてワークＷの真円度を検出器８によって測定する。

特開２０１４−７７７６５号公報

ところで、最近では、厚さ数ミリの薄肉の円筒状のワークＷを測定する際に、以下の問題が取り上げられてきている。すなわち、前記薄肉のワークＷの場合には、ワークＷをテーブル２に載置する際に、ワークＷを手で把持したときの握力等の僅かな外力によって、ワークＷが変形する場合があった。従来の形状測定機では、ワークＷが変形した状態でテーブル２に載置されると、テーブル２の上面とワークＷの下面との間の摩擦力によって、ワークＷは変形した状態が保持され、この状態で測定が行われる。

測定精度を粗く設定した場合には、ワークＷの前記変形は問題とはならないが、測定精度が高い場合（例えば１μｍ以下の精度）には、前記変形によって精度のよい測定結果を得ることができないという問題があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、外力によって変形し易い被測定物であっても、その形状を精度よく測定することができる形状測定機及び形状測定方法を提供することを目的とする。

本発明の一態様は、前記目的を達成するために、被測定物の形状を測定する形状測定機において、前記被測定物の下面を少なくとも３点の支持点によって支持する支持部材と、前記支持部材に支持された前記被測定物の変形を補正する変形補正機構部と、を備えることを特徴とする形状測定機を提供する。

本発明の一態様は、前記目的を達成するために、被測定物の下面を、支持部材によって少なくとも３点の支持点によって支持し、前記支持部材に支持された前記被測定物の変形を変形補正機構部によって補正する変形補正工程と、前記被測定物に検出器の測定子を接触させ、前記被測定物及び前記測定子を相対的に移動させることにより、前記被測定物の形状を測定する形状測定工程と、を備えることを特徴とする形状測定方法を提供する。

本発明の一態様によれば、変形補正工程において、支持部材に支持された被測定物の変形を変形補正機構部によって補正する。そして、変形補正工程の後工程にて行われる形状測定工程にて被測定物の形状を測定する。これにより、本発明の一態様によれば、外力によって変形し易い被測定物であっても、その形状を精度よく測定することができる。

本発明の形状測定機の一態様は、前記変形補正機構部は、前記支持部材によって前記被測定物が支持された状態で、前記被測定物に対する前記支持部材の支持点を、前記３点の支持点を含む平面内で移動させる第１の支持点移動手段であることが好ましい。

本発明の形状測定方法の一態様は、前記変形補正工程では、前記支持部材によって前記被測定物が支持された状態で、前記被測定物に対する前記支持部材の支持点を、第１の支持点移動手段によって前記３点の支持点を含む平面内で移動させることが好ましい。

本発明の一態様によれば、変形補正工程において、第１の支持点移動手段は、被測定物に対する支持部材の支持点を、３点の支持点を含む平面内で移動させる。これにより、支持部材に支持された３点の支持点は、支持部材との間の摩擦力が開放されて元の形状に復帰する。つまり、被測定物のうち、支持部材によって支持されていない非支持部分は、他の部材との間で摩擦力が付与されていないため、非支持部分に生じていた変形は元の形状に復帰する。また、支持部材によって支持されている３点の支持点の支持部分は、支持部材との間の摩擦力によって変形が保持されるが、その３点の支持点が、３点の支持点を含む平面内で移動することにより、摩擦力が開放されて元の形状に復帰する。したがって、被測定物は、その全体が元の形状に復帰する。

本発明の形状測定機の一態様は、前記変形補正機構部は、前記支持部材に対して前記被測定物を鉛直方向に相対的に移動させることにより、前記支持部材の支持点を鉛直方向に移動させる第２の支持点移動手段であることが好ましい。

本発明の形状測定方法の一態様は、前記変形補正工程では、前記支持部材に対して前記被測定物を、第２の支持点移動手段によって鉛直方向に相対的に移動させることが好ましい。

本発明の一態様によれば、変形補正工程において、第２の支持点移動手段は、支持部材に対する３点の支持点の鉛直方向の相対位置を変化させる。これにより、支持部材に支持された３点の支持点は、支持部材との間の摩擦力が開放されて元の形状に復帰する。

本発明の形状測定機の一態様は、前記支持部材は、前記被測定物の中心軸に対して垂直な回転軸を有し、前記被測定物の下面を支持する少なくとも３本のローラを備えることが好ましい。

本発明の一態様によれば、被測定物の下面のうち、少なくとも３本のローラに載置される部分が支持点となる。３本のローラのうち少なくとも１本のローラを回転させると、支持点での摩擦力によって被測定物を、被測定物の中心軸を中心に回転させることができる。つまり、支持部材に支持された３点の支持点を、３点の支持点を含む平面内で移動させることができる。また、ローラは、直棒状であることが好ましい。

本発明の形状測定機の一態様は、前記少なくとも３本のローラは、円錐台形状に構成され、先端の小径部が前記被測定物の中心軸に向けて配置されることが好ましい。

本発明の一態様によれば、円錐台形状のローラを回転させると、少なくとも３本のローラのそれぞれの傾斜部に載置されている被測定物の下面は、つまり、少なくとも３点の支持点は、傾斜部の周速の違いによって、被測定物の外方に向けて力が付与される。そして、被測定物は、これらの力のバランスが取れる位置に、すなわち、ローラによる被測定物の回転中心に被測定物の中心軸が合致する位置に自動で移動される。この際に、ローラによる被測定物の回転中心と回転部材の回転軸とを予め合致させておくことにより、回転部材の回転軸に、被測定物の中心軸を合致させるという調心作業をローラの回転のみで行うことができる。

本発明の形状測定機の一態様は、前記少なくとも３本のローラは、等間隔に配置されることが好ましい。

本発明の一態様によれば、被測定物をバランスよく回転させることができる。

本発明の形状測定機の一態様は、円筒状の前記被測定物を、前記被測定物の中心軸を中心に回転させる回転部材を備え、前記回転部材の上面に前記支持部材と前記変形補正機構部とが備えられることが好ましい。

本発明の一態様によれば、支持部材と変形補正機構部とを回転部材の上面に備えることにより、変形補正工程の後、形状測定工程にて直ちに被測定物を、回転部材によって回転させて被測定物の円筒面の形状を測定することができる。

本発明の形状測定機の一態様は、前記被測定物の円筒面に当接して前記被測定物を移動させ、前記被測定物の中心軸を、前記被測定物を回転させる回転中心軸に合わせる調心機構部を備えることが好ましい。

本発明の形状測定方法の一態様は、前記変形補正工程の前工程に、円筒状の前記被測定物の中心軸を、前記被測定物を回転させる回転部材の回転中心軸に合わせる調心工程を備えることが好ましい。

本発明の一態様によれば、調心工程を備えることにより、被測定物の円筒面の形状を精度よく測定することができる。

本発明の形状測定機及び形状測定方法によれば、外力によって変形し易い被測定物であっても、その形状を精度よく測定することができる。

実施形態の真円度測定機の構成を示したブロック図 第１の実施形態の変形補正機構部の平面図 （Ａ）は調心前の状態を示した調心機構部の平面図、（Ｂ）は調心後の状態を示した調心機構部の平面図 （Ａ）は変形補正機構部によるワークの変形を元の形状に復帰させる前の状態を示した平面図、（Ｂ）は変形補正機構部によるワークの変形を元の形状に復帰させた状態を示した平面図 調心機構部を構成する送り装置の構成を示した側面図 ワークＷの要部拡大図 （Ａ）は実施形態の真円度測定機によって測定されたワークの真円度データ図、（Ｂ）は従来の真円度測定機によって測定されたワークの真円度データ図 図５に示した直棒状のローラに代えて円錐台形状のローラが適用された摩擦力解除機構部の側面図 図２等に示したローラの変形例を示したローラの断面図 ワークの内壁面にエアーを噴射してワークの形状復帰をサポートする説明図 第２の実施形態の変形補正機構部の平面図 断面Ｄ字形ローラの回転機構部の構成を示した側面図 支持部材と断面Ｄ字形ローラの高さ関係を示した説明図 従来の真円度測定機の構成を示した斜視図

以下、添付図面に従って本発明に係る形状測定機及び形状測定方法の好ましい実施形態について詳説する。

図１は、本発明の形状測定機が適用された実施形態の真円度測定機１０の構成を示すブロック図である。

〔真円度測定機１０の構成〕
真円度測定機１０の本体１２には、回転部材であるテーブル１４が設けられる。テーブル１４の上面には、第１の実施形態の変形補正機構部１６及び調心機構部１８が設けられる。変形補正機構部１６は変形補正工程にて駆動され、調心機構部１８は、調心工程にて駆動される。被測定物であるワークＷは、その下面が変形補正機構部１６としても兼用される、支持部材としての３本のローラ５４、５６、５８を介してテーブル１４の上面に載置される。変形補正機構部１６、調心機構部１８、及びローラ５４、５６、５８については後述する。

実施形態では、測定対象のワークＷとして、ステンレス又はアルミニウム製の厚さ４〜５ｍｍの薄肉の円筒状ワークを例示する。なお、ワークＷとしては、これに限定されるものではなく、ワークＷを手で把持したときの握力等の僅かな外力によって変形するものであれば、如何なる形状のものでも適用できる。

テーブル１４は、Ｘ方向微動つまみ２０及びＹ方向微動つまみ２２が操作されることによって、Ｘ方向及びＹ方向に微動送り移動される。また、テーブル１４は、Ｘ方向傾斜つまみ２４及びＹ方向傾斜つまみ２６が操作されることによってＸ方向及びＹ方向に対して傾斜移動される。ここでいうＸ方向、Ｙ方向とは水平面上で直交する２方向を指している。

また、テーブル１４は、その回転中心軸である回転軸２８が軸受３０を介して、モータ３２の出力軸３４に連結されている。出力軸３４にはエンコーダ３６が取り付けられ、出力軸３４の回転角度がエンコーダ３６によって高精度で読み込まれる。

真円度測定機１０は、測定子３８がワークＷの外周面に接触して変位することにより、ワークＷの外周面の形状を測定する検出器４０を有している。検出器４０からの検出信号は、増幅器４２、Ａ／Ｄ変換器４４を介して演算／処理手段４６に出力され、処理結果が表示手段４８に表示される。また、真円度測定機１０の動作はプログラム５０によって制御される。

軸受３０には、超高精度の静圧エアーベアリングが用いられ、この軸受３０によってテーブル１４は例えば０．００５μｍの回転精度で回転される。また、検出器４０には、差動変圧器を用いた電気マイクロメータが使用され、ワークＷに接触する測定子３８の変位量が前記電気マイクロメータによって検出される。

〈変形補正機構部１６及び調心機構部１８〉
図２は、変形補正機構部１６の平面図である。図３（Ａ）、（Ｂ）は、調心機構部１８の平面図であり、図２に示した変形補正機構部１６を取り外して見た平面図である。また、図３（Ａ）は調心前の状態を示した平面図であり、図３（Ｂ）は調心後の状態を示した平面図である。

《変形補正機構部１６》
図２の如く、変形補正機構部１６は、テーブル１４の上面（図１参照）に固定される。

変形補正機構部１６は、平面視正三角形状のベース板５２、ワークＷの下面が載置されて支持される３本の直棒状のローラ５４、５６、５８、及びローラ５４を回転させるハンドル６０を備えている。ローラ５４、５６、５８が支持部材を構成する。また、ローラ５４、５６、５８を含み、ローラ５４を回転させるハンドル６０が第１の支持点移動手段を構成する。

ベース板５２は、テーブル１４の上面において、ベース板５２の重心Ｇがテーブル１４の回転軸２８（図１参照）と同軸上となる位置に固定される。

３本のローラ５４、５６、５８は、重心Ｇを中心として放射状に配置されるとともに、円周方向において１２０度の間隔（等間隔）をもって配置される。また、３本のローラ５４、５６、５８は、それぞれの両端部がベース板５２に取り付けられた軸受６２、６４に回転自在に支持されて、各々の回転軸５４Ａ、５６Ａ、５８Ａがテーブル１４の上面と並行に配置される。

すなわち、３本のローラ５４、５６、５８は、３本のローラ５４、５６、５８にその下面が載置されたワークＷに対し、ワークＷの中心軸ＷＡ（図１参照）に対して垂直な回転軸５４Ａ、５６Ａ、５８Ａを有する。

図４は、３本のローラ５４、５６、５８にその下面が支持されたワークＷの平面図である。また、図４（Ａ）は、変形補正機構部１６によるワークＷの変形を元の形状に復帰させる前の状態を示した平面図であり、図４（Ｂ）は、変形補正機構部１６によるワークＷの変形を元の形状に復帰させた状態、つまりワークＷの変形を補正した状態を示した平面図である。なお、変形補正機構部１６の作用は後述する。

図４（Ａ）の如くワークＷは、３本のローラ５４、５６、５８にその下面が支持されることにより、その下面が互いに離れた３点の支持点ａ、ｂ、ｃによって、３本のローラ５４、５６、５８に支持される。

なお、ローラ５４〜５８の本数は３本に限定されるものではなく、ワークＷの下面を安定的に支持可能な３本以上であればよい。

《調心機構部１８》
図３の如く調心機構部１８は、調心（センタリングともいう）用の爪６６を備えた３個のブロック６８、３個のブロック６８を重心Ｇに対して各々進退移動させる３台の送り装置７０、７２、７４、３個のブロック６８を同期させて進退移動させるギヤ部７６、及び送り装置７０を駆動するハンドル７８を備える。

図５は、送り装置７０の構成を示した側面図である。なお、送り装置７２、７４の構成は送り装置７０と同一であるので、ここでは送り装置７０の構成について説明する。

送り装置７０は、ねじ軸８０及びナット８２から構成される。

送り装置７０〜７４の３本のねじ軸８０は、図３の如く重心Ｇを中心として放射状に配置されるとともに、円周方向において１２０度の間隔（等間隔）をもって配置される。また、３本のねじ軸８０は、それぞれの両端部が軸受６２、６４に回転自在に支持されて、テーブル１４の上面と並行に配置される。すなわち、３本のねじ軸８０は、図５の如く３本のローラ５４〜５８の下方に配置される。また、送り装置７０のねじ軸８０がハンドル７８によって回転される。

ナット８２は、ねじ軸８０に螺合されるとともに、ブロック６８に固定される。

３個のブロック６８は、その下面がベース板５２の上面に摺動可能に載置されるとともに、３本のねじ軸８０の軸方向位置において同一位置にナット８２を介して配置されている。

ギヤ部７６は、各々のねじ軸８０の端部に連結されたベベルギヤ８４、ベベルギヤ８４に噛合されたベベルギヤ８６を備える。したがって、送り装置７０のねじ軸８０をハンドル７８によって回転させると、ねじ軸８０のベベルギヤ８４からベベルギヤ８６を介して、送り装置７２、７４の各々のねじ軸８０のベベルギヤ８４に回転力が伝達される。これにより、３本のねじ軸８０が同時に回転され、これによって、３個のブロック６８が、ねじ軸８０の軸方向位置において同一位置を維持しつつ、図３（Ｂ）の矢印Ａ方向、及び図５の矢印Ｂ方向に同期して進退移動される。

なお、図５において、符号８８は、ベベルギヤ８６の下端軸を支持する軸受であり、符号９０は、ベベルギヤ８６の上端軸を支持する軸受である。

〔真円度測定機１０の作用〕
まず、図５の如く、ハンドル７８を逆回転させて、爪６６を外側（矢印Ｂ方向）に退避移動させ、３本のローラ５４、５６、５８にワークＷの下面を載置する際にワークＷの下面が爪６６に衝突しないようにする。

次に、図４（Ａ）の如く、ワークＷの下面を３本のローラ５４、５６、５８に載置する。このとき、ワークＷは、ワークＷを手で把持したときの握力によって変形した状態で３本のローラ５４、５６、５８に載置されるが、３本のローラ５４、５６、５８との接触点である支持点ａ、ｂ、ｃ以外の下面（非支持部分）は、３本のローラ５４、５６、５８に接触されておらず、３本のローラ５４、５６、５８との間に生じる摩擦力もないので、元の形状に復帰する。

次に、図３（Ｂ）の如く、ハンドル７８を正転させて３個の爪６６をワークＷの外周面（円筒面）に接触させてワークＷの調心を行う（変形補正工程の前工程で行われる調心工程）。これにより、ワークＷの中心軸ＷＡがテーブル１４の回転軸２８に合致する。

次に、ハンドル７８を逆回転させて、爪６６をワークＷの外周面から外側に退避移動させる。

次に、図４（Ｂ）の如く、ハンドル６０を適量回転させる。これにより、ローラ５４が回転することでワークＷが矢印Ｃ方向に回転され、ワークＷの回転に追従して他のローラ５６、５８も回転する。このとき、ワークＷの下面に対する支持点ａ、ｂ、ｃは、３本のローラ５４、５６、５８との接触位置から、支持点ａ、ｂ、ｃを含む平面内で、ワークＷの円周方向に水平に移動し、図４（Ａ）に示した元の位置から、その位置が変化する。これにより、支持点ａ、ｂ、ｃは、３本のローラ５４、５６、５８との間の摩擦力が開放される（変形補正工程）。

すなわち、３本のローラ５４、５６、５８とワークＷの下面との間の摩擦力に起因するワークＷの変形位置（支持点ａ、ｂ、ｃ）が、３本のローラ５４、５６、５８との接触位置から離れる。

これにより、図６のワークＷの要部拡大図に示すように、支持点ａが存在する、ワークＷの破線で示す変形部分ＷＢの前記摩擦力が開放されるので、ワークＷは矢印Ｄ方向に元の形状に弾性的に復帰する。

したがって、実施形態の真円度測定機１０によれば、外力によって変形し易い円筒状のワークＷであっても、その後に行われる形状測定工程にて、ワークＷの形状を精度よく測定することができる。

なお、変形補正工程におけるワークＷの回転角度は、特に規定されるものではなく、３本のローラ５４、５６、５８から支持点ａ、ｂ、ｃが水平方向に十分に移動する位置まで移動させる回転角度であればよい。例えば３０度〜６０度の範囲であってもよい。

次に、図１の如く、検出器４０の測定子３８をワークＷの外周面に接触させた状態で、テーブル１４をモータ３２によって１回転させ、ワークＷの外周面の１周分のデータを採取する。アナログ電圧値として得られた検出信号は、増幅器４２で増幅され、Ａ／Ｄ変換器４４でデジタル信号に変換されて演算／処理手段４６に出力される。演算／処理手段４６は、エンコーダ３６から出力される回転角度データと、検出器４０によって検出された変位データとからワークＷの外周面の真円度を演算し、その結果を表示手段４８で表示させる。

なお、ワークＷを非回転とし、検出器４０をワークＷの中心軸ＷＡを中心に回転させてもよく、ワークＷ及び検出器４０をワークＷの中心軸ＷＡを中心に回転させてもよい。つまり、検出器４０の測定子３８とワークＷとを、ワークＷの中心軸ＷＡを中心に相対的に回転させればよい。

〈実施例と比較例〉
図７（Ａ）は、実施形態の真円度測定機１０によって測定されたワークＷの真円度データ図であり、図７（Ｂ）は、図１４の従来の真円度測定機によって測定されたワークＷの真円度データ図である。また、双方の測定においては、測定精度を１μｍに設定して実施した。

図７（Ｂ）の真円度データ図によれば、元の形状にワークＷが復帰できていないことが分かり、これに対して図７（Ｂ）の真円度データ図によれば、元の形状にワークＷが復帰した後、ワークＷが測定されたことが分かる。よって、変形補正機構部１６を備えることによって、測定精度を大幅に向上することができた。

〔ローラの他の形態〕
図８は、図５に示した直棒状のローラ５４、５６、５８に代えて、円錐台形状のローラ９２が適用された変形補正機構部の側面図である。このローラ９２は、先端の小径部９２ＡがワークＷの中心軸ＷＡに向けて配置されている。

円錐台形状のローラ９２を回転させると、３本のローラ９２のそれぞれの傾斜部に載置されているワークＷの下面は、つまり、３箇所の支持点ａ、ｂ、ｃ（ｃは不図示）は、傾斜部の周速の違いによって、ワークＷの外方に向けて力が付与される。そして、ワークＷは、これらの３方向の力のバランスが取れる位置に、すなわち、ローラ９２によるワークＷの回転中心（つまり重心Ｇ）にワークＷの中心軸ＷＡが合致する位置に自動で移動される。

したがって、重心ＧにワークＷの中心軸ＷＡを合致させることができる。この際に、重心Ｇとテーブル１４の回転軸２８とを予め合致させておくことにより、回転軸２８に、ワークＷの中心軸ＷＡを合致させるという調心作業を、ローラ９２の回転のみで行うことができる。

図２等に示した３本のローラ５４、５６、５８、及び図８に示した３本のローラ９２は、等間隔に配置されているので、ワークＷをバランスよく回転させることができる。

図９は、図２等に示したローラ５４、５６、５８の変形例を示したローラ９４の断面図である。

このローラ９４の表面には、突起９５が備えられている。ワークＷの下面ＷＣは、ローラ９４の矢印Ｅ方向の回転によって、突起９５により上方に突き上げられ、この後、突起９５が下面ＷＣから退避することにより落下してローラ９４の外周面に当接する。突起９５が下面ＷＣから上方に退避した直後において、ワークＷの下面ＷＣは、宙に浮いた状態となるので、この瞬間にワークＷは、ローラ９４との摩擦力が開放されて元の形状に復帰する。

図１０は、ワークＷの内側にエアー配管９６を挿入し、エアー配管９６のノズル９８からワークＷの内壁面に向けてエアー１００を噴射することを示した説明図である。エアー１００によってワークＷの内圧を高めることにより、ワークＷの形状復帰を効果的にサポートすることができる。

以上説明した真円度測定機１０では、支持部材としてローラを用い、ローラにてワークＷの下面を少なくとも３点の支持点で支持したが、ワークＷの下面を少なくとも３点の支持点で支持可能な支持部材であれば適用できる。

図１１は、第２の実施形態の変形補正機構部１１０の平面図である。なお、変形補正機構部１１０を説明するに当たり、図１〜図５に示した変形補正機構部１６と同一又は類似の部材には同一の符号を付し、その説明は省略する。

変形補正機構部１１０は、支持部材である３本の長尺状の受け台１１２と、第２の支持点移動手段である３本の断面Ｄ字形ローラ（以下、「Ｄカットローラ」と称する。）１１４と、を備える。

受け台１１２は、ベース板５２の上面において、重心Ｇを中心に放射状に、かつ重心Ｇを中心とする円周方向に等間隔に固定され、その上面１１２ＡにワークＷの下面ＷＣが載置される。すなわち、ベース板５２の上面に対する３本の受け台１１２の高さは、同一の高さに設定されている。

Ｄカットローラ１１４は、それぞれの両端部がベース板５２に取り付けられた軸受６２、６４に回転自在に支持されて、各々の回転軸１１４Ａがテーブル１４の上面と並行に配置される。３本のＤカットローラ１１４と３本の受け台１１２とは、重心Ｇを中心とする円周方向に交互に、かつ等間隔に配置されている。

図１２は、Ｄカットローラ１１４の回転機構部の構成を示した側面図である。なお、図１２では、調心機構部１８が示されているが、調心機構部１８の構成、作用は図３に示した調心機構部１８と同様であるので、ここではその説明を省略する。

３本のＤカットローラ１１４のうち１本のＤカットローラ１１４の基端部にはハンドル６０が設けられ、ハンドル６０の回動操作によってＤカットローラ１１４が回転軸１１４Ａを中心に回転される。Ｄカットローラ１１４の先端部には、ベベルギヤ１１６が設けられ、ベベルギヤ１１６は、ベベルギヤ１１８に噛合されている。また、ベベルギヤ１１８には、残りの２本のＤカットローラ１１４の先端部に設けられたベベルギヤ１１６が噛合されている。したがって、ハンドル６０によって１本のＤカットローラ１１４を回転させると、その回転力がベベルギヤ１１６、１１８を介して残りの２本のＤカットローラ１１４のベベルギヤ１１６に伝達される。これにより、３本のＤカットローラ１１４が同期して回転される。

また、ワークＷの下面ＷＣを３本の受け台１１２に載置する際に、３本のＤカットローラ１１４は、その表面に備えたフラット面１１４Ｂが上方を向くように回転方向の位置が設定されている。

図１３は、ベース板５２の上面に対する受け台１１２とＤカットローラ１１４の高さ関係を示した説明図である。

二点鎖線で示すように、Ｄカットローラ１１４のフラット面１１４Ｂが上方に向いた位置では、フラット面１１４Ｂよりも受け台１１２の上面１１２Ａの高さが高く設定されている。また、Ｄカットローラ１１４が矢印Ｆ方向に回動されて、Ｄカットローラ１１４の円周面１１４Ｃが実線の如く上方を向いた位置では、受け台１１２の上面１１２Ａの高さよりも円周面１１４Ｃの高さが高く設定されている。

したがって、Ｄカットローラ１１４の円周面１１４Ｃが上方を向いた位置では、３本の受け台１１２に支持された、ワークＷの下面ＷＣの３点の支持点ａ、ｂ、ｃ（図１１参照）が、受け台１１２の上面１１２Ａに対して鉛直方向の上方に移動する。

〔変形補正機構部１１０の作用〕
図１１、図１２の如く、ワークＷの下面ＷＣを３本の受け台１１２の上面１１２Ａに載置する。このとき、ワークＷは、ワークＷを手で把持したときの握力によって変形した状態で３本の受け台１１２の上面１１２Ａに載置されるが、３本の受け台１１２との接触点である支持点ａ、ｂ、ｃ以外の下面ＷＣは、３本の受け台１１２に接触されておらず、３本の受け台１１２との間に生じる摩擦力もないので、元の形状に復帰する。

次に、ハンドル６０を所定角度（例えば、２０°〜３０°）回動させると、３本のＤカットローラ１１４が同時に回動し、ワークＷの下面ＷＣが、図１３の実線で示すように、３本のＤカットローラ１１４の円周面１１４Ｃによって上方に突き上げられる。これにより、下面ＷＣが、受け台１１２の上面１１２Ａから上昇されて、上面１１２Ａから離間する。この動作によって、ワークＷの支持点ａ、ｂ、ｃが受け台１１２から上方に移動するので、支持点ａ、ｂ、ｃを含むその近傍部分の歪が解放される。これにより、支持点ａ、ｂ、ｃを含むその近傍部分が元の形状に復帰する。

ワークＷの下面ＷＣを受け台１１２の上方に離間させる変形補正機構部１１０によれば、ワークＷが上昇した瞬間に前記歪を解放できるので、ハンドル６０を回動させる歪取りの回数は２回程度で充分である。

この後、ハンドル６０を元に戻し、ワークＷの下面ＷＣを３本の受け台１１２の上面１１２Ａに載置する。この後、前述した形状測定工程を実施する。

なお、第２の実施形態の変形補正機構部１１０では、第２の支持点移動手段として、Ｄカットローラ１１４を適用したが、これに限定されるものではなく、ワークＷの下面ＷＣの支持点ａ、ｂ、ｃを受け台１１２に対して上方に移動させることができる手段であれば適用できる。

また、第２の支持点移動手段として、ワークＷの下面ＷＣから受け台１１２を下降移動させて、ワークＷの下面ＷＣの支持点ａ、ｂ、ｃを受け台１１２から下方に移動させる手段を適用してもよい。すなわち、第２の支持点移動手段は、受け台１１２に対する支持点ａ、ｂ、ｃの鉛直方向の相対位置を変更し、支持点ａ、ｂ、ｃを受け台１１２の上面１１２Ａから移動させる手段であれば適用できる。

更にまた、実施形態にて説明した変形補正機構部１６、１１０は、適用が真円度測定機１０に限定されるものではなく、３次元形状測定機等、他の形状測定機にも適用できる。

Ｗ…ワーク、１０…真円度測定機、１２…本体、１４…テーブル、１６…変形補正機構部、１８…調心機構部、２０…Ｘ方向微動つまみ、２２…Ｙ方向微動つまみ、２４…Ｘ方向傾斜つまみ、２６…Ｙ方向傾斜つまみ、２８…回転軸、３０…軸受、３２…モータ、３４…出力軸、３６…エンコーダ、３８…測定子、４０…検出器、４２…増幅器、４４…Ａ／Ｄ変換器、４６…演算／処理手段、４８…表示手段、５０…プログラム、５２…ベース板、５４、５６、５８…ローラ、６０…ハンドル、６２、６４…軸受、６６…爪、６８…ブロック、７０、７２、７４…送り装置、７６…ギヤ部、７８…ハンドル、８０…ねじ軸、８２…ナット、８４、８６…ベベルギヤ、８８、９０…軸受、９２…ローラ、９４…ローラ、９５…突起、９６…エアー配管、９８…ノズル、１００…エアー、１１０…変形補正機構部、１１２…受け台、１１４…Ｄカットローラ、１１６、１１８…ベベルギヤ

Claims (10)

1. 被測定物の形状を測定する形状測定機において、
   前記被測定物の下面を少なくとも３点の支持点によって支持する支持部材と、
   前記支持部材によって前記被測定物が支持された状態で、前記支持部材に対して前記被測定物を前記被測定物の下面に直交する方向の回りに相対的に回転させて、前記支持部材と前記被測定物との間に生じた摩擦力を一旦開放することにより、前記支持部材に支持された前記被測定物の変形を補正する変形補正機構部と、
   を備えることを特徴とする形状測定機。
2. 前記支持部材は、前記被測定物の中心軸に対して垂直な回転軸を有し、前記被測定物の下面を支持する少なくとも３本のローラを備える請求項１に記載の形状測定機。
3. 前記少なくとも３本のローラは、円錐台形状に構成され、先端の小径部が前記被測定物の中心軸に向けて配置される請求項２に記載の形状測定機。
4. 前記少なくとも３本のローラは、等間隔に配置される請求項２又は３に記載の形状測定機。
5. 被測定物の形状を測定する形状測定機において、
   前記被測定物の下面を少なくとも３点の支持点によって支持する支持部材と、
   前記支持部材と前記被測定物との間を離間させて、前記支持部材と前記被測定物との間に生じた摩擦力を一旦開放することにより、前記支持部材に支持された前記被測定物の変形を補正する変形補正機構部と、
   を備えることを特徴とする形状測定機。
6. 円筒状の前記被測定物を、前記被測定物の中心軸を中心に回転させる回転部材を備え、前記回転部材の上面に前記支持部材と前記変形補正機構部とが備えられる請求項１から５のいずれか１項に記載の形状測定機。
7. 前記被測定物の円筒面に当接して前記被測定物を移動させ、前記被測定物の中心軸を、前記回転部材の回転中心軸に合わせる調心機構部を備える請求項６に記載の形状測定機。
8. 被測定物の下面を、支持部材によって少なくとも３点の支持点によって支持し、前記支持部材によって前記被測定物が支持された状態で、前記支持部材に対して前記被測定物を前記被測定物の下面に直交する方向の回りに相対的に回転させて、前記支持部材と前記被測定物との間に生じた摩擦力を一旦開放することにより、前記支持部材に支持された前記被測定物の変形を変形補正機構部によって補正する変形補正工程と、
   前記被測定物に検出器の測定子を接触させ、前記被測定物及び前記測定子を相対的に移動させることにより、前記被測定物の形状を測定する形状測定工程と、
   を備えることを特徴とする形状測定方法。
9. 被測定物の下面を、支持部材によって少なくとも３点の支持点によって支持し、前記支持部材と前記被測定物との間を離間させて、前記支持部材と前記被測定物との間に生じた摩擦力を一旦開放することにより、前記支持部材に支持された前記被測定物の変形を変形補正機構部によって補正する変形補正工程と、
   前記被測定物に検出器の測定子を接触させ、前記被測定物及び前記測定子を相対的に移動させることにより、前記被測定物の形状を測定する形状測定工程と、
   を備えることを特徴とする形状測定方法。
10. 前記変形補正工程の前工程に、円筒状の前記被測定物の中心軸を、前記被測定物を回転させる回転部材の回転中心軸に合わせる調心工程を備える請求項８又は９に記載の形状測定方法。
    
    

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