JPH02159502A

JPH02159502A - 球体固定用治具

Info

Publication number: JPH02159502A
Application number: JP31367388A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Yamaguchi; 新一山口
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1988-12-14
Filing date: 1988-12-14
Publication date: 1990-06-19

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明はベアリング用ボールなどの球体の真球瓜測定や
表面粗さ測定等の形状測定を実施するために球体を固定
りる球体固定用治具に係り、特に微小な直径から大きな
直径を有する球体を確実に固定することが可能であり、
また微小な球体をより安定的に固定することができる球
体固定用冶具にＩｊＪする。

（従来の技術）高速で回転する軸を支持するころがり軸受として、ハウ
ジング内周に多数の球体を装填したベアリングが多くの
機器に使用されている。そのベアリング用球体の形状は
ベアリングの機能や寿命を決定するため、製造工程にお
いて球体の真球度や表面粗ざなどの形状測定がなされ、
測定値が許容値内にあることがＷ／１認される。

従来、球体の形状測定を実施するに当って適用する球体
の機械的固定方法は主として以下の三方法が知られてい
る。

すなわら、（１）　球体の下側表面部を均等に３点で支持し、被検
球体の自重を利用して固定する方法（三点支持法）。

（２）　　ｔｉｌｌ状の容器内に被検球体を載ｖした後
に強い磁界を印加ぜしめ、その磁力によって被検球体を
所定位置に固定−４６マグネツト小ルダーヂｔＩツクを
利用して固定する方法。

（３）　被検球体よりやや小さな穴に球体を載置し、し
かる後に穴空間を真空引きして、その兵学吸引力を利用
して球体を固定するバキュームホルダヂＶツクを利用し
て固定する方法。

などがある。

上記（２）（３）の方法を利用する固定用治具−は、い
ずれも被検球体を収容する凹部を設置し、この凹部に連
続Ｊ−る容器内に磁力発生器または真空用機器をＮｄし
て構成ざ゛れている。しかし磁力を利用する（２）の方
法に適用できる球体は、磁性体に限られ、しかも被検球
体と治具との密着性が低い欠点があり、さらに強力な磁
力によって被検球体が変形するＪ３それがある。

また兵学吸着を利用する（３）の方法では、治具用容器
内に真空源となる真空ポンプと連結する排気管や、この
排気管と真空ポンプとを接続する配管笠が必要となるた
めに、他の方法を利用する治具と比較して、装置構成が
複雑になるとハに設η轟費が増加して紅済的に不利にな
る欠点がある。

これに対して（１）の３点支持法部ら、３点で支持され
た被検球体の自重を利用する固定法は測定原理に叶う上
に使用する治具の構造も単４Ｉ！！′Ｃ′製造も比較的
容易なことから一般的な手法として広く利用されている
現状である。

この（１）方法を利用した従来の球体固定用冶具は一般
に第３図に示すように、円板状の台塵１の上面に被検球
体３とほぼ等しい直径で調製された３個の球体支持体２
ａ、２ｂ、２ｃを固着して形成される。３個の球状支持
体２８〜２０は第４図に示すように相互に等しい間隔り
をしってＩｉ’ｉｌ　−水平面上に配置される。被検球
体３は上記３個の球状支持体２８〜２Ｃの、Ｅ部中央に
載置され、各球状支持体と点接触により所定位置に保持
固定される。

このような球体固定用治具を利用して真球度や表面粗さ
を測定する場合は、各球状支持体上に固定された被検球
体３に面に測微計などのセンサ部を当接させ、当接させ
た状態でこの球体固定治具を固定した回転デープルを回
転して球体表面を走査ケる。

（発明が解決しようとする課題）しかし従来の球体固定用治具は、被検球体とばば等しい
直径を有する３個の球状支持体を相互に等しい間隔で固
着している４Ｉｉ造を有しているため、球状支持体上部
に載置できる被検球体の直径には必然的に限界があり、
多種類の直径を右する球体を連続して検査することが不
可能であった。

すなわち、球状支持体２ａ〜２Ｃの固咎間隔より小さい
直径を有する被検球体は固定することができないことに
なる。一方、被検球体の直径が増加するに伴って、被検
球体の重心は球体支持体の重心から徐々に上方へ移紡し
てしまう。この場合、比重が小さく軽損な被検球体を検
査する際に被検球体が不安定になり、センサーによって
付加されるわずかな水平力によって被検球体が変位して
しまうため、測定作業が不可能になるおそれがある。

従って被検球体の安定性を確保するためには、被検球体
と球状支持体との重心間距離を極力小さくηる必要があ
る。

しかしながら従来の球体固定用治具においては、球体支
持体間の距離が一定値に固定されているため、重心間距
離の調整は不可能であった。

そのため被検球体の直径が広範囲に及ぶ場合には、各被
検球体の直径に対応する複数種類の治具を準備する必要
があり、そのＩｌＩ造に多大な費用を要するとともに、
治具の交換に煩雑な労力を要りるなどの問題点があった
。

また、特に被検球体の直径が微小な場合には、比Φが大
きい場合において６、球状支持体上に被検球体を戟Ｍす
るのみでは充分な固定が不可能であり、ざらに安定して
固定するためには別途複雑な固定用具を併用する必要が
あり、設ｍ費が増加するとともに測定作業も煩雑化する
難点があった。

本発明は上記問題点を解決するためになされたものであ
り、広範囲な直径を右ツる？ＩＪ数の被検球体を効率的
に測定検査−４にとが可能であり、Ｒに微小または軽量
な被検球体をも強固に固定することが可能な簡易な球体
固定用治具を提供することを目的とする。

〔発明の構成）（ｉ１題を解決するための手段）上記目的を達成ケるため本発明に係る球体固定用治具は
、球体の固定中心から半径方向に連動して移動する少な
くとも３体の矢弦を放射状に配設するとともに、球体表
面に当接して球体を支持する球状支持体を上記固定中心
からの距離が等しくなるように上記各矢弦上に固着する
一方、球体の底部を吸引して球体を固定４る吸引装置を
固定中心ｉ１に段番プて構成される。

（作用）上記構成に係る球体固定用治具によれば、球体の固定中
心から半径方向に連動して移動する少くとも３体の矢弦
を放射状に配置して、球状支持体の間隔を適宜調整自在
に構成している。

そのため、被検球体の直径の変化に対応して重心位置が
最も低くなる固定位置に調整することが可能である。

すなわら直径が小さい被検球体を固定する場合には球状
支持体の間隔が小さくなるように各矢弦を固定中心方向
に移動させる。一方、直径が大きい被検球体を固定する
場合には各矢弦を半径外方に移動することにより常に安
定した固定状態を１りることができる。従って広範囲な
直径分布を右＝１−る被検球体を、治具の交換を要せず
に連続的に測定することができる。

また被検球体の底部を吸引する吸引装置によって、被検
球体が固定中心部に強固に固定されるため、センサーに
よって水平力が被検球体に旬月された場合でも被検球体
が移動するおそれがなく、常に高精度で球体の形状測定
を実１７１することかできる。

また球状支持体を耐摩耗性に優れた窒化紅素材で調製す
ることにより、長期間の激しい使用条件にも充分に耐え
、球体の測定Ｍ度を長期間にわたりＨ）５　することが
できる。

（実施例）次に本発明の一実施例について添付図面を参照して説明
する。第１図は本発明に係る球体固定用治具の一実施例
を示す斜視図であり、第２図は第１図におけるＩＩ−Ｉ
線に沿った部分断面図である。

本実施例に係る球体固定用治具４は、球体３ａの固定中
心Ｃから半径方向に連動して移動する３体の矢弦５ａ、
５ｂ、５ｃを放射状に配設するとともに、球体３８表面
に当接して球体３ａを女持りる球状支持体５ａ、５ｂ、
５ｃをｔ記固定中心Ｃからの距離が等しくなるように上
記各矢弦５ａ。

５ｂ、５ｃ上に固着する一方、球体３ａの底部を吸引し
て球体３ａを固定する吸引装置７を固定中心部に設けて
構成される。

また吸引装置７は、固定中心部に配設された吸着用蛇腹
ゴム管８と、その吸着用蛇腹ゴム管８の下端部から導出
された真空配管９とから構成される。真空配管９は図示
しない真空ポンプに接続されている。

また各矢弦５ａ〜５Ｃは、治具本体１０の表層部に放射
状に穿設された摺動溝１１に嵌合し、半径方向に移動自
在に構成されている。さらに各矢弦５ａ・〜５Ｃの底面
部には、第２図に示すにうにラック溝１２が刻設されて
おり、このラック溝１２は、移動ねじ盤１３の表面に形
成された螺旋状のねじ溝１４に螺合している。移動ねじ
盤１３の外周下縁には駆動歯車１５が咬み合って配設さ
れており、この駆動歯車１５を回転することにより、移
動ねじ１１１３が水平面内において回転する。そして移
動ねじ盤１３の回転力は、ねじ溝１４およびラック溝１
２を介して各矢弦５ａ〜５Ｃに伝達され、各矢弦５ａ〜
５Ｃは連動して半径長手方向に移動するように構成され
ている。

このように各矢弦５ａ〜５Ｃが連動して移動することに
よって各矢弦５ａ〜５Ｃ上に固着された球状支持体６８
〜６Ｃの相互間１ｉＦｊＬを任意に制御することができ
る。

さらに第１図〜第２図に示すように各矢弦上に固着した
球状支持体６ａ〜６Ｃは、例えば耐摩耗性に優れた直径
３　／　８　″程度の窒化硅素材で形成される。この球
状支持体６ａ〜６Ｃの形状精度は、測定する被検球体３
ａの形状精度に対応しで設定されるが、通常はＪＩＳ　
（［３−１５０１−１９８３）に規定された等級３に準
じる結石に設定される。

また各矢弦５ａ〜５０は半径長手方向に１０ｓ〜３０ｍ
程廉に移動自在となるように、直径１５０ｓ程度の治具
本体１０表面部に放射状に配設される。上記移動範囲を
右するように構成すると、ＪＩＳ（Ｂ１５０１−１９８
３）に規定する等級３から客扱２００までの球体の測定
が全て可能となる。

このような球体固定用油・貝を使用して真球度測定を実
施する場合は、まず被検球体３ａが最６安定して固定さ
れるように球体支持体６８〜６Ｃの相互間隔を調整する
。この調整操作は駆動歯車１５を所定方向に回転せしめ
て、移動ねじ盤１３を回動し、移動ねじ盤１３のねじ溝
１４に螺合した各矢弦５ａ〜５Ｃを連動して移動さＣて
実ｍ−９６゜次に球状支持体６ａ〜６Ｃの中心部に載置
した被検球体３ａの底部に吸引装置７の吸着用蛇腹ゴム
管８を装着し、ゴム管８内空間を真空配管９を介して真
空引きを行う。真空引き操作により、吸着用蛇腹ゴム管
８は収縮すると同時に被検球体３ａを下方に引き付け、
球状支持体５ａ、５ｂ、６Ｃに被検球体３ａを強固に押
圧固定する。

一方、先端にダイヤまた番よナノアイ１２等のスライス
チップ付きのスライスを装備したプローブを準備し、こ
のプローブを被検球体３８表面に当接する。そして、当
接状態を保持したままで、球体固定用治具を固定した旋
回ｉ−プルを回転することにより、真球度が計測される
。また表面粗さを測定する場合は、７日−ブを敲検球体
表面の曲率に合わせて測定する。

このように本実ＩＰＡに係る球体固定用治具ににれば、
被検球体の直径に対応して、球状支持体間の距離を適宜
調整できる構造を有しているため、種々の直径を有する
多数の被検球体の形状測定を容易かつ迅速に行うことが
できる。

また球状支持体による安定した３点支持の他に、被検球
体３ａの底部を吸着して固定する吸引装置７を右してい
るため、固定強度が極めて大きく、センサーの接触によ
って水平力が作用した場合においても、被検球体３ａが
移動することがない。

従って特に比重が小さく軒昂な被検球体または、微小な
直径を有する被検球体の形状を高精度に測定１′ること
が可能となる。

〔発明の効果〕

以上説明の通り、本発明に係る球体固定用治具によれば
、球状支持体の相互間隔を適宜変更することが可能であ
り、しかも球体底部を真空吸引力によって固定する構造
を有しているため、球体の直径の変動または比重の大小
に関係なく球体を強固に固定することができる。従って
安定した状態でかつ高精度で球体の形状測定を実施する
ことができる。

また球状支持体を耐摩耗性に優れた窒化硅素材で構成す
ると、長期間の使用にも耐え、恒久的な治具として利用
で・きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る球体固定用治具の一実施例を示す
斜視図、第２図は第１図におけるｎ−１ｔ矢視線に沿っ
た部分断面図、第３図は従来の球体固定用治具の構造例
を示ず斜視図、第４図は球状支持体の配置を示す平面図
である。１・・・台座、２ａ、２ｂ、２ｃ・・・球状支持体、３
．３ａ・・・被検球体、４・・・球体固定用治具、５ａ
。５ｂ、５ｃ・・・矢弦、６ａ、６ｂ、６ｃ・・・球状支
持体、７・・・吸引装置、８・・・吸着用蛇腹ゴム管、
９・・・真空配管、１０・・・治具本体、１１・・・摺
動溝、１２・・・ラック溝、１３・・・移動ねじ盤、１
４・・・ねじ溝、１５・・・駆動歯車、ｌ−・・・間隔
、Ｃ・・・固定中心。出願人代理人　　波　多　野　　　　久第　ｌ　醸襞　２　日尊３　図茶４　図

Claims

【特許請求の範囲】１、球体の固定中心から半径方向に連動して移動する少
くとも３体の矢弦を放射状に配設するとともに、球体表
面に当接して球体を支持する球状支持体を上記固定中心
からの距離が等しくなるように上記各矢弦上に固着する
一方、球体の底部を吸引して球体を固定する吸引装置を
固定中心部に設けたことを特徴とする球体固定用治具。２、球状支持体は、耐摩耗性が大きい窒化硅素材で調製
したことを特徴とする請求項１記載の球体固定用治具。