JPH08271446A

JPH08271446A - 球体の外観検査方法および装置

Info

Publication number: JPH08271446A
Application number: JP7308995A
Authority: JP
Inventors: Toshihisa Sawatsubashi; 寿久沢津橋; Shozo Goto; 正三後藤
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 1995-03-30
Filing date: 1995-03-30
Publication date: 1996-10-18

Abstract

(57)【要約】【目的】球体の外観検査において、静止したセンサで
球体の全面を合理的に走査する。【構成】円錐面を持った一対のデイスク20a、20bを向
かい合わせて同軸状に配置し、デイスク20a、20bの円錐
面間に球体１を載置し、デイスク20a、20bを互いに独立
して回転させるとともに、デイスクの回転速度ωa、ωb
を異ならせることにより球体１の姿勢を変化させつつそ
の表面をセンサ25で走査する．

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は球体の外観検査に関
し、球体の表面の走査を合理的に行なうようにしたもの
で、たとえば玉軸受用の鋼球の仕上げ面について行なう
傷などの異常の有無の検査等に利用できる。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の検査装置を図４に示す。
検査対象である鋼球（１）が駆動ローラ（２）上に載置
され、コントロールローラ（３）およびサポートローラ
（４）で支えられている。コントロールローラ（３）は
向かい合った円錐面を有し、これらの円錐面が鋼球
（１）と接する。鋼球（１）の表面を走査するための光
電センサのようなセンサ（５）が適所に配置されてい
る。

【０００３】駆動ローラ（２）が回転すると、その回転
は鋼球（１）を通じてコントロールローラ（３）とサポ
ートローラ（４）に伝えられる。コントロールローラ
（３）が回転すると鋼球（１）の自転軸が変化（図４
（Ａ）に矢印Ｚで示す。）するようにコントールローラ
（３）の形状が作られており、これにより、センサ
（５）は鋼球（１）の全面を走査しながら外観検査を行
なうものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来は、上述のように
１本の特殊形状のコントロールローラ（３）で鋼球
（１）の姿勢をコントロールし、走査していた。したが
って、機構は比較的簡便であるが、コントロールローラ
（３）の摩耗による交換や、検査する鋼球（１）のサイ
ズに応じた段取り替えが必要であり、メンテナンスやラ
ンニングコスト等に問題があった。

【０００５】そこで、この発明の目的は、球体の外観検
査において、静止したセンサで球体の全面を合理的に走
査できるようにすることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、この発明では、円錐面を持った一対のデイスクを向
かい合わせて同軸状に配置し、これらのデイスクの円錐
面間に球体を載置し、デイスクを互いに独立して回転さ
せるとともに、一対のデイスクの回転速度を異ならせる
ことにより球体の姿勢を変化させつつ球体の表面をセン
サで走査するようにしたものである。

【０００７】球体を載置する一対のデイスクの回転速度
を異ならせるためには、たとえば、一方のデイスクを一
定の回転速度に維持し、他方のデイスクの回転速度を変
化させる。

【０００８】デイスクの回転速度の変化は球体の回転と
同期させるのが望ましい。

【０００９】また、この発明の球体の外観検査装置は、
球体と接する円錐面を有し、その円錐面を向かい合わせ
て同軸状に配置した一対のデイスクと、これらのデイス
クを互いに独立して回転させるための駆動手段と、デイ
スクの回転速度に差をつけるための制御手段と、球体の
表面を走査するセンサとを具備したことを特徴とするも
のである。

【００１０】

【作用】球体と接する一対のデイスクの回転速度に差を
つけることにより、球体の姿勢が変化する。すなわち、
球体の自転軸が傾く。この結果、センサが静止していて
も、センサで走査する球体の表面上の位置はデイスクの
回転軸方向に移動することとなる。したがって、回転速
度差の度合いを制御することにより、球体のあらゆる子
午線に沿って走査することが可能となる。

【００１１】

【実施例】図１に従って鋼球の表面を検査する場合の実
施例を説明する。

【００１２】この実施例では、円錐面を向かい合わせて
同軸状に配置した一対のデイスク（２０ａ、２０ｂ）で
駆動ローラ（２０）を構成する。鋼球（１）はデイスク
（２０ａ、２０ｂ）の円錐面上に載置し、かつ、２つの
サポートローラ（２４）で駆動ローラ（２０）の円周方
向の両側から支持させる。鋼球（１）の表面に向けてセ
ンサ（２５）を配置する。センサ（２５）は静止してお
り、駆動ローラ（２０）の回転に伴って回転する鋼球
（１）の表面を走査するものである。

【００１３】駆動ローラ（２０）を構成するデイスク
（２０ａ、２０ｂ）はそれぞれモータ（２６ａ、２６
ｂ）に接続されており、互いに独立して駆動されるよう
になっている。実施例では、一方のデイスク（２０ａ）
はモータ（２６ａ）により駆動され常時一定の回転速度
ωａで回転する。他方のデイスク（２０ｂ）はロータリ
ーエンコーダ（２７）付きのサーボモータ（２６ｂ）に
より駆動され、その回転速度ωｂは制御部（２８）によ
って変化させることができる。

【００１４】一対のデイスク（２０ａ、２０ｂ）の回転
速度が等しい場合（ωａ＝ωｂ）、鋼球（１）の回転軸
線（ｘ）はデイスク（２０ａ、２０ｂ）の回転軸線
（ｙ）と平行となる。ところが、デイスク（２０ａ、２
０ｂ）の回転速度（ωａ、ωｂ）に差をつけると、鋼球
（１）の回転軸線が図１に符号ｘ’で示すようにデイス
クの回転軸線（ｙ）に対して傾くこととなる。

【００１５】これを図２に従って説明すると次のとおり
である。デイスク（２０ａ）が回転速度ωａで回転する
と、Ａ軸の回りに回転速度ωａ’で鋼球（１）を回転さ
せようとする力が作用する。同様に、デイスク（２０
ｂ）が回転速度ωｂで回転すると、Ｂ軸の回りに回転速
度ωｂ’で鋼球（１）を回転させようとする力が作用す
る。したがって、鋼球（１）は合成した回転速度で回転
軸線（ｘ）の回りを回転することとなる。

【００１６】デイスク（２０ａ、２０ｂ）の回転速度
（ωａ、ωｂ）が相等しいときは、Ａ軸回り及びＢ軸回
りの回転速度も相等しく（ωａ’＝ωｂ’）、鋼球
（１）の回転軸線（ｘ）はデイスク（２０ａ、２０ｂ）
の回転軸線（ｙ）と平行となる。一方、たとえば図の左
側のデイスク（２０ａ）の回転速度ωａを右側のデイス
ク（２０ｂ）の回転速度ωｂより高くすると、Ａ軸回り
の回転速度およびＢ軸回りの回転速度にも差が生じ（ω
ａ”＞ωｂ’）、その結果、このときの鋼球（１）の回
転軸線は符号ｘ’で示されるようにデイスク（２０ａ、
２０ｂ）の回転軸線（ｙ）に対して傾くこととなる。

【００１７】図３に示すように、一方のデイスク（２０
ａ）の回転速度（ωａ）を一定に維持し、他方のデイス
ク（２０ｂ）の回転速度（ωｂ）を時間の経過と共に変
化させることによって、鋼球（１）の回転軸線を変化さ
せることができる。これは、センサ（２５）による走査
位置を変化させることにほかならない。

【００１８】図３では回転速度ωｂの変化が正弦波曲線
の形態を取る場合を例示しており、同曲線の振幅の大き
さが回転速度の差（ωａ〜ωｂ）を表す。また、正弦波
曲線の１周期が鋼球（１）の１回転に対応するように、
鋼球（１）の回転と同期して回転速度を制御するのが望
ましい。

【００１９】なお、回転速度の変化の態様は、図３に示
すような正弦波曲線のほか、任意の曲線または直線的な
ものとすることもできる。

【００２０】以上の手段により、鋼球（１）の回転軸線
（ｘ）が変化し、センサ（２５）は静止させたままで鋼
球（１）の全面を走査することが可能となる。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したところから明らかなよう
に、この発明は、従来のコントロールローラ（２）（図
４）による球体の姿勢制御に代えて、駆動ローラ（２
０）を構成する一対のデイスク（２０ａ、２０ｂ）の回
転速度差で球体の姿勢をコントロールするようにしたも
のであるから、駆動ローラの摩耗や、検査対象である鋼
球のサイズの変更に対しても、サーボモータ（２６ｂ）
の制御部（２８）の条件を変更するだけで簡単・迅速に
対応できる。したがって、従来のようにコントロールロ
ーラを交換する従来の技術に比べて、段取り替えやメン
テナンスが非常に容易となる。しかも、駆動ローラの回
転速度差の制御は電気的な操作で実行できるため自動制
御に適するばかりでなく、任意の値に無段階で制御する
ことができるため、検査対象である球体の種類や検査の
仕様等に応じて最適な検査方法を選択して実施すること
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例を示す正面図（Ａ）および側
面図（Ｂ）。

【図２】球体の姿勢制御を説明する原理図。

【図３】駆動ローラの速度制御を説明するグラフ。

【図４】従来の技術を示す正面図（Ａ）および側面図
（Ｂ）。

【符号の説明】

１鋼球（球体）２０駆動ローラ２０ａ、２０ｂデイスク２４サポートローラ２５センサ２６ａ、２６ｂモータ（駆動手段）２７ロータリーエンコーダ２８制御部（制御手段）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】円錐面を持った一対のデイスクを向かい
合わせて同軸状に配置し、前記一対のデイスクの円錐面
間に球体を載置し、前記一対のデイスクを互いに独立し
て回転させるとともに、前記一対のデイスクの回転速度
を異ならせることにより球体の姿勢を変化させつつ前記
球体の表面をセンサで走査する球体の外観検査方法。
【請求項２】前記一対のデイスクのうちの一方を一定
の回転速度に維持し、他方の回転速度を変化させること
を特徴とする請求項１の球体の外観検査方法。
【請求項３】球体の回転と同期してデイスクの回転速
度を変化させることを特徴とする請求項２の球体の外観
検査方法。
【請求項４】球体と接する円錐面を有し、前記円錐面
を向かい合わせて同軸状に配置した一対のデイスクと、
前記一対のデイスクを互いに独立して回転させるための
駆動手段と、前記一対のデイスクの回転速度に差をつけ
るための制御手段と、球体の表面を走査するセンサとを
具備した球体の外観検査装置。