JPS60142201A - 薄肉円環の直径測定装置 - Google Patents

薄肉円環の直径測定装置

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JPS60142201A
JPS60142201A JP24730783A JP24730783A JPS60142201A JP S60142201 A JPS60142201 A JP S60142201A JP 24730783 A JP24730783 A JP 24730783A JP 24730783 A JP24730783 A JP 24730783A JP S60142201 A JPS60142201 A JP S60142201A
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JP
Japan
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measured
measuring
measurement
diameter
rotation
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JP24730783A
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English (en)
Inventor
Nobuyoshi Muraki
宣善 村木
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Koyo Seiko Co Ltd
Original Assignee
Koyo Seiko Co Ltd
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B5/00Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques
    • G01B5/20Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques for measuring contours or curvatures
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B5/00Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques
    • G01B5/08Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques for measuring diameters

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
  • A Measuring Device Byusing Mechanical Method (AREA)

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】 産業上の利用分野 この発明は、玉軸受などの量産工程におけるマツチング
に適する薄肉円環の直径測定装置に関する○ 従来技術 玉軸受の量産工程においては、内輪と外輪の軌道寸法を
計測し、所望の隙間値を与える最適寸法のボールを選択
するマツチング工程が不可欠とされている。このため、
マツチング工程で内・外輪の軌道寸法を正しく計測する
ことは非常に重要であるが、内・外輪の肉厚が薄くなる
と加工後に歪が残ることが多くなるため、軌道寸法の計
測値は測定方向によって直径の値を異にし、具の値を定
めることが難しくなる。この不都合は、第1図に示す如
く真円の円柱体の一端に円錐台が形成された矯正治具A
を、内輪や外輪などの被測定物Bの孔O内に挿通して歪
によって変形している被測定物Bを真円に矯正したのち
計測器りで計測することKより解消することができる。
しかし、この矯正治具Aを用いる場合には、作業性がき
わめて悪くなるだけでなく、矯正治具Aによる被測定物
Bの寸法変化や、被測定物Bが矯正治具Aの軸線と直角
をなす方向に矯正されない場合に新たな膜着を発生する
といった不都合があった。
目 的 この発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、被
測定物の歪を機械的に矯正することなく真の直径を容易
にめることができる薄肉円環の直径測定装置を提供する
ことにある。
構 成 この発明は、円環状被測定物を載置した状態に保持する
テーブルと、前記被測定物の同面側に計測部位を有する
計測手段、それも前記テーブルもしくは計測手段のいず
れか一方の回転によシ該回転するテーブルもしくは計測
手段の回転中心から前記被測定物の計測部位までの長さ
を被測定物の全1可に亘って測定し、その測定値を電気
信号に変換する計測手段と、前記テーブルもしくは計測
手段の回転角度を検出して電気信号に変換する角度検出
手段と、前記計測手段からの測定値入力と角度検出手段
からの検出値入力とから一定回転角度毎に分割して被測
定物の円弧長さをめ、その積算された被測定物の周長に
相当する円の直径を演算する演算器とからなっている。
実施例 第2図は、この発明の測定原理を示したものである0歪
によって変形している円環状被測定物Wの周長りを、円
環内の一点0に対して一定の微小な角度Δθでn(整数
)分割し、任意の扇形分割片の半径をrlとすると、 L=Σr1・Δθ (1) 1=1 被測定物Wと同じ同長りを持つ円W′の直径をDとすれ
ば、 D−’;i=’;41r 1−Δθ 12)上式に Δ
θ= ” (rail )を代入すれば、今 n=36
0 とすると(このとき、Δθ−π −(rad) = 1° となる) 、(3)式は、8
0 となる。
被測定物Wが半径rの円であり、前記中心Oが円の中心
と一致しているときは、r j、 −rW常数となるか
ら、(3)式は、 と々す、円の直径と一致する。
(3)弐において、rlを一定の基準半径Rとそれから
の変位量Xjを用いてri−R+xlと表わすと、(3
)式は  n D=−Σ (R+X1) r11=1 となる。
次に、上記測定原理に基づくこの発明の一実施例を第3
図以下について説明する。
測定台1は垂直方向に設けられた軸受2,2の部分で、
回転テーブル3とネジ4その他によって一体に連結され
た軸5を回転自在に保持している。
回転テーブル3は、通常SUSまたはMOナイロン製で
、裏面側の環状凹溝6に装着されたマグネット7によシ
上面に載置される玉軸受の内輪や外輪などの被測定物8
を吸着し、軸5の下端部に連結されテーブル3の回転角
度を検出して設定角度毎にパルスを発生するエンコーダ
9とともに、プーリー10.11を介してモータ12に
よシ回転される。測定台1には、回転される被測定物8
の軌道半径寸法を、回転テーブル3の回転中心0−〇か
ら基準半径Rだけ離れた円同面を中心とし・それからの
半径方向の変位量を電気信号として検出する変位センサ
ー13が設けられている。
変位センサー13としては、被測定物8の計測部位に接
触してその半径方向の変位量を電気信号に変換する軽接
触用の差動トランスタイプのトランスデユーサが用いら
れるが、変位センサー13は必ずしも被測定物8に接触
する必要はなく、渦電流式または容量式等のように非接
触タイプのセンサーを用いてもよい。
第4図はこの発明の装置全体の構成を示したものであっ
て、エンコーダ9はマイクロコンピュータのような演算
器15のプリセットカウンタ回路16に接続され、変位
センサー13からの電気信号は、演算器15で処理でき
るよう変換するA/D変換回路14を通して演算器15
のゲート回路17に入力され、図示しないメモリ一部に
貯えられる0変位センサー13とともに計測手段を構成
するη変換回路14は、変位センサー13からの基準半
径Rを零点とする正負方向の半径方向の変位量に相当す
る電気信号に基準半径Rに相当する電気信号を加えて正
の半径寸法の変位に換算する役割を果す。
演算器15は前記カウンタ回路16、ゲート回路17の
ほかに演算回路18を備えていて、演算器15に被測定
物8の周長分割数nが設定されると1プリセツト力ウン
タ回路16は、エンコータ9から発生する回転パルス9
aの個数が予め設定されだ周長分割数n4C等しいカウ
ント数に達したときに、ゲート回路17を閉じて変位セ
ンサー13から被測定物8の半径司法についての余分な
情報が入力されるのを阻止するように構成されている。
被測定物8が1回転する間に演算器15内に貯えられた
n個のデータは、前記(5)式に従って演算回路18で
演算され、被測定物8の局長に相当する円の直径りが表
示回路19に表示される。
次に上記実施例の動作について説明する。
先ず、基準半径只の真円の円板ゲージを回転テーブル3
に載置してその半径方向に向けられた変位センサー13
の検出端を円板ゲージの円周面に当接し、回転テーブル
3を1回転させる間の変位センサー13の最大振れと最
小振れを検出して差が最も小さくなるように円板ゲージ
を調整し、その平均値に変位セン号−13の零点をセッ
トする。
このセット状態では、変位センサー13の零点は、回転
テーブル3の回転中心Oから基準半径只の位置にあるこ
とを示す。上記零点のセットが終ると円板ゲージを回転
テーブル3から取り去り、円環状の被測定物8を見当で
その中心が回転テーブル3の回転中心Oに近接するよう
に回転テーブル3に載置して、変位センサー13の検出
端を被測定物8の測定部位に当接させる。
次いで、演算器15に周長分割数nを設定して回転テー
ブル3を回転させると、軸5に連結されたエンコーダ9
は、一定角度360°/n毎に回転パルス9aを発生す
る。エンコーダ9が回転パルス9aを発生する都度、被
測定物8の半径寸法の変位を電気信号に変換する変位セ
ンサー13からの各電気信号は、A/D 変換回路14
でコンピュータ処理ができるようにA/D変換されて・
演n器15のゲート回路17を通して図示しないメモリ
一部に順次貯えられる。被測定物8の1回転によシ演算
器15内にn個の半径寸法のデータが貯えられ、ゲート
回路17がブリ9セツト力ウンタ回路16によって閉じ
られると、演算器15に予めプログラムされた前記(5
)式によシ、被測定物8の直径りが表示回路19に表示
される。
上記は円環状被測定物8の外径を測定する場合であるが
、変位センサー13の検出端を被測定物8の内径部に当
接すれば、同じ操作手段によって内径がめられる。
上述の方法によ請求めた玉軸受の内輪および外輪の軌道
底置径値をそれぞれDl、Doとすれば、玉軸受のマツ
チングにおける最適ボールの寸法Bdは、設定ラジアル
隙間6に対し、 13d=1−(D o −D 1−ε)Kより、容易に
めることができる0 第5[il:、被測定物8の直径のシミュレーション結
果の一例を示したもので、aは被測定円、bと0は周長
分割数がそれぞれnw8.36のときの演算結果である
。円グラフの最小目盛の単位は1μm・真円度〜10μ
m、被測定物8の測定中心の偏心〜20μmの条件のも
とての各nの値に対する分析結果は次表の通りである。
上表からn=360とした場合、精度は十分に向上する
と考えられる。
この実施例の装置によれば、円環状の被測定物8が歪み
によって変形している場合にも、その歪みを機械的に矯
正することなしに、回転テーブル3と一体に回転する被
測定物80局長を分割個数nに対してめることにより、
被測定物8の円の直径刀を定めることができる。直径刀
の演算精度は、演算器15に設定する周長分割数nの値
を変えることにより、所定の精度に調整iJ能である0
また、被測定物8の内径または外径の計測に際し、その
中心を回転テーブル30回転中心に厳密に芯合せする必
要がないから、測定時にわずられしい手数がかからず、
薄肉玉軸受の最適マツチングを効率よく行うことができ
る。
第6図は、この発明のもう一つの実施例の要部構成を示
すものであって、測定台101上に被測定物108をマ
グネジ)IO2により吸着固定し、測定台101上に設
けたアーム103の先端部に変位センサー113を前記
被測定物108の回りを回転できるように装着し、被?
IIIJ定物108の半径方向の変位量が測定できるよ
うにしたものである。
110はエンコーダ109を内蔵したスピンドル駆動モ
ータ、102,102はモーフ1】0から延長したスピ
ンドル軸105を回転11能に支持する軸受である。
スピンドル軸105の先端にはロッド115が・スライ
ド可能に取付けられており、ロッド115の先端に取付
けた変位センサ−113自体を半径方向に移動5J能に
している0116はロッド115をスピンドル軸105
に固定テるための固定用の止めネジである。なお、図示
していないA/D変換回路、演算器等の構成は第1実施
例の場合と同様である。
この実施例では変位センサ−113自体を回転させるよ
うにし、かつ変位センサー113を取付ケタロッド11
6をスピンドル軸105に対しスライド可能としたので
、スピンドル軸105の回転中心からの基準半径只の調
整が自由に行え、被測定物108自体の大きさが異なる
ものにも適応が可能となる。
効 果 この発明は、円環状被測定物を保持するテーブルと、前
記テーブルもしくは計測手段のいずれか一方の回転によ
り該回転するテーブルもしくは計測手段の回転中心から
前記被測定物の計測部位までの長さを被測定物の全周に
亘って測定し、その測定値を電気信号に変換する計測手
段と、前記テーブルもしくは計測手段の回転角度を検出
して電気信号に変換する角度検出手段と、前記計測手段
からの計測値と角度検出手段からの定回転角度検出値と
から被測定物の周長をめその周長に相当する円の直径を
演算する演算器とからなるものであるから、被測定物の
歪みを治具を用いて機械的に矯正することなしに円の直
径をめ、薄肉玉軸受の最適マツチングを行うことができ
る。また、被測定物の円の直径をめる場合に1破測定物
の中心をテーブルまたは計測手段の回転中心に厳密に一
致させる必要がないから、手数がかからず、その上、矯
正治具を用いたときに発生し易かった寸法変化その他に
基因する直径の誤差をも解消することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の一実施例を示す斜面図、第2図はこの発
明の測定原理を示す説明図、第3図はこの発明の要部構
成の縦断面図、第4図はこの発明の構成全体を示すブロ
ック図、第5図d、シミュレーション結果の一例を示す
円グラフ、第6図は他の実施例を示す要部構成の縦断面
図である。 3・・・テーブル、8・・・被測定物、計測手段:(1
3・・・変位センサー、14・・・A/D変換回路)、
15・・・演n器、D・・・被測定物の円の直径、0・
・・回転中心、割数)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)円環状被測定物を載置した状態に保持するテーブ
    ルと、前記被測定物の局面側に計測部位を有する計測手
    段、それも前記テーブルもし、くは計測手段のいずれか
    一方の回転により該回転するテーブルもしくは計測手段
    の回転中心から前記被測定物の計測部位までの長さを被
    測定物の全1i’ilに亘って測定し、その測定値を電
    気信号に変換するn[測子段と、前記テーブルもしくは
    計測手段の回転角度を検出して電気信号に変換する角度
    検出手段と、前記計測手段からの測定値入力と角度検出
    手段からの検出値入力とから一定回転角度毎に分割して
    被測定物の円弧長さをめ、その積算された被測定物の周
    長忙相当する円の直径を演算する演算器とからなること
    を特徴とする薄肉円環の直径測定装置
  2. (2)円環状被測定物を載置した状態に保持するテーブ
    ルが回転し、計測手段が前記テーブルの回転中心から披
    測定物囚面側の計測部位までの長さを被測定物の全周に
    亘って測定する特許請求の範囲第1項記載の薄肉円環の
    直径測定装置(3)計測手段が円環状被測定物を載置し
    た状態に保持するテーブル上を回転し、該計測手段の回
    転中心から被測定物1閏面側の計測部位までの長さを被
    測定物の全局に亘って測定する特許請求の範囲第1項記
    載の薄肉円環の直径測定装置(4)計測手段が設定され
    た基準半径からの変位を検出して電気信号に変換する変
    位センサーと、この変位センサーからの変位入力に基準
    半径忙相当する電気信号を付加する回路とからなる特許
    請求の範囲第1項記載の薄肉円環の直径測定装置
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