JPS6351244B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、玉軸受の内レースの案内溝の表面に
接触する触針を含む測定要素と、内レースと測定
要素を支持する支持要素と、検査動作を制御する
制御要素と、測定要素へ接続される処理要素とを
備え、支持要素は触針が案内溝の表面上を案内溝
を横切る方向に沿つて相対的な走査運動を行える
ようにする、玉軸受の内レースの案内溝の寸法を
検査する装置に関するものである。

イタリア特許出願No.3532A／76（公告されてい
る）には、内レースを支持する固定サポートと、
２本の触針を有する測定ヘツドを支持する滑り台
とを備え、この滑り台は測定ヘツドを測定位置ま
で内レースの軸に平行に移動させるようになつて
いる、玉軸受の内レースの案内溝を検査する装置
が開示されている。触針が案内溝の表に近接する
位置にある時だけ、触針を案内溝の表面に接触さ
せるように後退機構が触針に作用する。したがつ
て、触針は案内溝の表面上を内レースの同じ軸線
方向平面内に含まれる２本の線に沿つて走査運動
を行う。この走査運動の間に得られる測定信号を
処理することにより、案内溝の底の内レースの直
径に対応する信号を得る。

他の公知の測定装置は、内レースの一方の側面
から、案内溝の底と内レースの関連する側面との
間の公称距離すなわち基本距離に等しい距離にあ
る、直径上の両端で向き合う２つの点で案内溝の
表面に接触する２本の触針により、案内溝の底の
内レース直径を測定する。

前記イタリア特許出願に開示されている装置に
より行われる測定は静的である。その理由は、案
内溝の底の直径だけが測定され、案内溝の形の狂
いは測定できないからである。

前記した別の公知装置においては、案内溝の内
部の位置誤差により触針が案内溝の中間部または
底ではなくて側面に接触させられて、測定誤差が
生ずる。

本発明の目的は軸受とくに玉軸受の内レースを
動的に検査する簡単で正確な装置を得ることであ
る。

本発明の別の目的は、玉軸受の内レースを加工
する高生産性の研削機に組合わせることができる
ようにするために、非常に高速で測定を行うこと
ができる自動装置を得ることである。

本発明の更に別の目的は、同じ内レースの種々
の直線寸法と、異なる基本寸法を有する内レース
とを測定するために容易に調整できる万能装置を
得ることである。

それらの目的およびその他の目的は、前記支持
要素は前記触針が案内溝の表面上を案内溝の長手
方向に第２の走査運動を行えるようにし、前記第
１の走査運動は直線運動であり、前記制御要素は
第１と第２の走査運動を制御し、処理要素は前記
走査運動により前記測定要素から発生された測定
信号を受け、案内溝の複数の横断面における内レ
ースの半径方向寸法に応じた信号を発生する玉軸
受の内レースの案内溝の寸法を検査する装置によ
り達成される。

以下、図面を参照して本発明を詳細に説明す
る。第１，３，４図に示す装置は固定ベース１と
回転板２および可動腕３を含む。回転板２はベー
ス１のくぼみ４の中に納められて、軸５を介して
モータ６へ固定される。このモータ６はベース１
に固定される。

玉軸受の内レース７が回転板２の上に置かれ
る。この内レース７の案内溝８の底の直径を検査
する。

２本のロツド９，１０が調節できる連結部（図
示せず）を介してベース１へ連結される。ロツド
９，１０の端部にはシユー１１，１２が設けられ
る。内レース７の中心軸が回転板２の回転軸に対
して偏心するように、シユー１１，１２は案内溝
８の表面に接触して内レース７をベース１に対し
て位置させる。

スピンドル１５に結合されている２個のローラ
ー１３，１４が内レース７のうち、回転板２の表
面に接触している側とは反対の側に接触する。

スピンドル１５は可動腕１６に結合される。こ
の可動腕１６はベース１へ枢着される。可動腕１
６とベース１に連結されているばね（図示せず）
により、ローラー１３，１４は内レース７へ軸線
方向の推力を加えさせられる。

可動腕３が円筒形ちようつがい１７によりベー
ス１に枢着される。この可動腕３は円弧状の経路
に沿つて動くことができる。２個の測定ヘツド１
８，１９が可動腕３にとりつけられる。これらの
測定ヘツド１８，１９は可動腕３の長手方向に動
かすことができる。測定ヘツド１８，１９は可動
腕２０，２１を含み、これらの可動腕２０，２１
の先端部には触針２２，２３がそれぞれとりつけ
られる。これらの触針と位置トランスデユーサ
（図示せず）との組合わせにより、可動腕２０，
２１の変位量が電気信号へ変えられる。位置トラ
ンスデユーサとしてはなるべく差動変圧器型のも
のを用いる。

ベース１に固定されているピン２５を中心とし
て回転するカム２４が、可動腕３をちようつがい
１７の支点２６を中心として微小な往復運動を起
させる。可動腕３のこの運動により測定ヘツド１
８，１９は周期的に内レース７に接近したり、内
レース７から遠去つたりする。

測定ヘツド１８，１９のこのような運動が内レ
ース７の幾何学的中心に平行な直線にほぼ沿つて
行われるとみなすことができるように、可動腕３
は十分に長く、カム２４の揚程は十分に小さい。

ベース１に結合されているシリンダ２８の中に
ピストン２９が挿入される。このピストン２９は
ステム３０とばね３１を介して可動アーム３に連
結される。シリンダ２８とピストン２９は、検査
のすんだ内レースを回転板２からどかせ、次に検
査する内レースを回転板の上にのせることができ
るようにするために、可動腕３を内レース７から
遠去けるように動かすことができる。次に検査す
る内レースを回転板２の上にのせたら、シリンダ
２８とピストン２９は可動腕３をカム２４に接触
する測定位置まで戻す。

検査ずみの内レースを回転板からどかす操作
と、次に検査する内レースを回転板の上にのせる
操作を行う前に、シリンダ２８，２９が可動腕３
を動かせるようにするために、測定ヘツド１８，
１９は可動腕２０，２１を案内溝８の表面から引
き離す引き戻し機構（図示せず）を有する。

可動腕３と測定ヘツド１８，１９との重量を釣
合わせるためにばね３２が設けられる。ばね３２
は可動腕３とベース１に連結される。装置の種々
の構造に加えられる動的な応力およびその他の応
力をできるだけ小さくするようにばね３１の諸定
数が定められる。

次に、この装置の動作を説明する。内レース７
を自動的に回転板２の上にのせる自動装置によ
り、内レース７は回転板２の上にのせられる。そ
れからシユー１１，１２を内レース７の案内溝８
の表面に接触させる。アーム１６がローラー１
３，１４を内レース７に接触させて、内レース７
を回転板２に押しつける。

モータ６が回転板２を回転させる。内レース７
の中心軸と回転板２の回転軸が偏心していること
と、内レース７と回転板２の間の摩擦とのために
内レース７は回転板２の回転速度にほぼ等しい回
転速度で回転させられ、かつ内レース１１，１２
に押しつけられる。

それから、シリンダ２８とピストン２９の動作
により可動アーム３を測定位置まで下降させてカ
ム２４に接触させる。可動腕３が測定位置に達す
ると、可動腕２０，２１の後退機構が可動腕２
０，２１を案内溝８の表面に接近させて触針２
２，２３を案内溝８の表面に接触させる。

カム２４が案内溝８の横方向に沿う可動腕３の
往復運動を制御し、回転板２の回転によつて内レ
ース７が回転させられる。

これら２種類の運動の結果として、触針２２，
２３は内レース７の案内溝８の表面を振動形の線
に沿つて走査する。触針２２，２３のこの動きは
可動腕２０，２１を介して測定ヘツド１８，１９
のトランスデユーサへ伝えられ、このトランスデ
ユーサは触針２２，２３により接触された点にお
ける内レース７の半径方向寸法に応じた測定信号
を発生する。

次に第８図を参照して、可動腕３の各振動中に
トランスデユーサによつて発生された測定信号は
ピーク（最大値と最小値）検出器３３，３４へ与
えられる。これらのピーク検出器は、前記各振動
中に検査された案内溝の表面の２つの走査経路に
沿う内レースの半径方向寸法を表わす値をそれぞ
れ検出する。

各振動中に検出された測定信号の最大値は加算
器３５により加え合わされる。この加算器の出力
信号は案内溝８の底における内レース７の直径、
更に詳しくいえば公称値からそれらの寸法の偏差
を示す。

加算器３５の出力信号は指示器３６へ与えられ
る。この出力信号は、この装置に組合わされて内
レースの案内溝の直径に応じて分類する分類装置
を制御するためにも用いることができる。

可動腕３の各振動中における最大値の検出は、
カム２４の位置または可動腕３の位置に応じて、
可能化回路（図示せず）により行われる。ユニツ
ト３６が案内溝８の底における内レース７の直径
を示す信号を連続して受けるように、前記可能化
回路は検出回路３３，３４と加算器３５を制御す
る。

次に第２，５，６，７，９図を参照して本発明
の装置の別の実施例について説明する。この実施
列の装置は単独で、または第１，３，４，８図に
示す実施列の装置に組合わせて使用できる。

可動腕２０と触針２２を有する１つの測定ヘツ
ド１８が可動腕３に結合される。この測定ヘツド
１８は内レース７の案内溝８の底における直径を
測定する。

触針３８（第５，６図）を有する測定ヘツド３
７がアーム３９に結合される。このアーム３９は
ベース１に固定される。測定ヘツド３７はカム２
４によりひき起される可動腕３の変位を検出す
る。

触針４１を有する測定ヘツド４０がアーム４２
を介してベース１に連結され、ベース１に対する
内レース７の側面４３の位置を検出する。

第５，６，７図に示す実施例では、支点２６を
有するちようつがい１７の代りに、板ばね４４が
設けられる。この板ばね４４は可動腕３と、アー
ム３９のベース４５へ結合される。板ばね４４の
うち可動腕３とベース４５の間の部分は、可動腕
３を回動させるための支点として機能する。この
構造により摩擦のない支点が得られる。

次に第９図を参照する。測定ヘツド１８により
発生された測定信号はピーク検出器４６と可能化
回路５０へ与えられる。

減算器４７がピーク検出器４６により与えられ
た値から一定値Ｃを差し引く。その差はメモリ回
路４８へ与えられる。このメモリ回路の出力端子
は可能化回路５０へ接続される。

測定ヘツド３７，４０により発生された信号は
処理回路４９へ与えられる。この処理回路の出力
は平均化回路５１へ与えられる。平均化回路５１
は、メモリ回路４８に記憶されている値と、測定
ヘツド１８により発生された測定信号の値とに応
じて、可能化回路５０により動作可能状態にされ
る。

クロツク回路５４の入力端子が検出器（図示せ
ず）へ接続される。この検出器はカム２４の角度
位置を検出する。クロツク回路５４の出力端子は
ピーク検出器４６と、メモリ回路４８と、平均化
回路５１に接続されてそれらの回路を同期制御す
る。

次に、この実施例の動作を説明する。

ピストン２９により可動腕３が測定位置まで移
動させられると、カム２４は測定ヘツド１８を案
内溝８の横方向に沿つて振動運動させる。

触針２２が案内溝８の表面に接触してその表面
上で振動経路に沿つて動く。したがつて、測定ヘ
ツド１８のトランスデユーサは、内レース７の案
内溝の表面のうち触針２２が接触している点の半
径方向寸法に応じて測定信号を発生する。

可動腕３の各振動運動の間に、前記測定信号は
ピーク検出器４６により処理される。このピーク
検出器は信号の最大値を検出する。

このようにして得られた各最大値は、測定ヘツ
ド１８の各振動運動中に走査された案内溝８の底
における内レース７の半径を表わす。

測定ヘツド３７，４０により発生された測定信
号は処理回路４９により処理される。この処理回
路４９の出力は各瞬時における触針２２の内レー
ス７の側面からの距離を表わす。

この装置の動作をよく理解するために、測定ヘ
ツド１８の（ｉ−１）番目の振動を例として説明
することにする。

この振動の間に回路５４がピーク検出器４６を
動作可能状態にする。このピーク検出器４６は測
定ヘツド１８により与えられた測定信号の最大値
を検出するものである。減算器４７はその最大値
から一定量Ｃを差し引き、得られた差信号をメモ
リ回路４８へ与える。このメモリ回路は（ｉ−
１）番目の振動が終つた時に回路５４により動作
可能状態にされる。

メモリ回路４８は遅延回路として機能して、メ
モリ回路４８に記憶されている（ｉ−１）番目の
振動における差信号をｉ番目の振動期間中に可能
化回路５０へ送らせる。

測定ヘツド１８により与えられた測定信号が、
（ｉ−１）番目の振動時に記憶された差の値に等
しくなつた時に、平均化回路５１は回路５０によ
り動作可能状態にされる。

定数Ｃの値が適切に選択された時は、ｉ番目の
振動中に測定ヘツド１８により発生された測定信
号は、（ｉ−１）番目の振動中に記憶された値に
４回等しくなる。そのうちの２回は、測定ヘツド
１８が回転板２へ接近しつつある接近ストローク
の間に起り、他の２回は遠去かるストローク中に
起る。したがつて、平均化回路５１は可能化回路
５０から可能化信号を４回受けることになる。

回路５４により制御される平均化回路５１は、
処理回路４９から与えられる信号のうち、回路５
０から与えられる４個の可能化信号により動作可
能状態にされる時刻における４つの値をべつべつ
に記憶するし、それから４つの値の算術平均を計
算する。触針２２の位置のうち平均化回路５１に
より記憶された４つの値に対応する４つの位置
は、ｉ番目の振動の間に検査される内レースの案
内溝の底からの同じ距離における２×２であるこ
とを良い近似で仮定できるから、平均化回路５１
により計算された平均値は内レース７の側面４３
から案内溝の走査される部分の底までの距離を表
わす。

平均化回路５１により決定された平均値はメモ
リ５２を更新する。このメモリ５２の出力端子に
は、内レース７の側面４３から案内溝８の底の点
までの距離（おそらくは可変の）をほぼ表わす信
号が連続して生ずる。その理由は、ｉ番目の振動
に対して行われる同様な観察が内レース７の検査
中に行われる全ての振動に対して有効だからであ
る。

前記ほぼ表わす信号は指示器５３へ与えること
もできれば、この装置に組合わされる分類機を制
御するために利用できる。

これまで説明してきた装置を２台用いて十分に
正確な検査を行うために、可動腕３の周期的な振
動運動の周期を、内レース７をその中心軸を中心
として１回転させるのに必要な時間よりもかなり
短くしなければならない。

実際には、本発明の装置は、内レース７を１回
転させるのに要する時間の10〜20分の１の振動周
期で、かつ内レースを完全に検査するのにかける
時間を５秒間とするようにして作られている。

本発明の装置は、基本的な寸法の異なる内レー
スを検査するために調節できる。その目的のため
に、第１の実施例では触針２２，２３を内レース
７の直径面内に置き、測定ヘツド１８，１９を可
動腕３に沿つて移動させて測定ヘツド１８と１９
の間の間隔を内レースの公称直径に合わせるため
には、ロツド９，１０を移動させるだけで十分で
ある。

同様な操作を第２の実施例に対して行うことも
可能である。

たとえば、内レースの横断面形状を変更するた
めに、回路に簡単な変更を加えた後で第２の実施
例を利用できる。実際には、内レースの横断面形
状が円弧状であるとすると、各振動中に、内レー
スを通る３つの異なる半径面における内レースの
半径と、それら３つの平面の相対距離を測定する
ことにより、内レースの実際の直径と公称直径と
の差を測定することが可能である。

本発明の装置は以上説明した実施例に各種の改
良・変形を施して実施できる。たとえば、第２の
実施例においては、ちようつがい７に結合されて
いるトランスデユーサの代りに測定ヘツド３７を
用い、可動腕３の角変位を測定するためにトラン
スデユーサを用いることができる。

回転板２を内レース７の側面に対する十分に正
確な基準と考えることができるならば、測定ヘツ
ド４０をなくすことも可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は玉軸受の内レースの円形横断面輪郭を
有する案内溝の底における直径を検査する本発明
の装置の概略線図、第２図は円形横断面を有する
玉軸受の内レースの案内溝の位置を検査する本発
明の装置の概略線図、第３図は第１図に示す装置
の一部を詳細に示す拡大図、第４図は第３図を上
から見た図、第５図は第２図に示す装置の一部を
詳細に示す拡大平面図、第６図は第２図に示す装
置の一部を詳細に示す、90度転回した、簡略化し
た側面図、第７図は第５図に示す装置の垂直断面
図、第８図は第１図に示す装置に用いられる電子
回路のブロツク図、第９図は第２図に示す装置に
用いられる電子回路のブロツク図である。 １……ベース、２……回転板、３……可動腕、
６……モータ、１１，１２……シユー、１３，１
４……ローラー、１８，１９，３７，４０……測
定ヘツド、２２，２３……触針、２４……カム、
２８……シリンダ、２９……ピストン、３１……
ばね、３３，３４，４６……ピーク検出器、３５
……加算器、３６……指示器、４７……減算器、
４８……メモリ、４９……処理回路、５０……可
能化回路、５１……平均化回路、５４……クロツ
ク回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 案内溝８の表面と協働するように設けられた
   触針手段２２，２３と、軸受リング７および測定
   手段１８，１９，３７，４０を支持してこれ等要
   素の相対運動すなわち横断方向に沿う周期的な第
   一の往復走査運動および前記案内溝８の長手方向
   に沿う第二の走査運動を行わせる支持手段と、前
   記相対運動を含む点検動作を制御するための制御
   手段６，２４と、前記測定手段１８，１９，３
   ７，４０に接続された処理手段３３〜３６，４４
   〜５３とを有する軸受リング７の案内溝８を点検
   する装置において、 前記制御手段６，２４は前記長手方向に沿う前
   記第二の走査運動の周期よりかなり低い周期で前
   記横断方向に沿う前記第一の走査運動を制御する
   ように設けられ、前記処理手段３３〜３６，４４
   〜５３は前記測定手段１８，１９，３７，４０の
   信号を処理し前記案内溝８の複数の横断面と対応
   するように前記リング７の径方向寸法にほぼ応じ
   た信号を形成するようにしたことを特徴とする玉
   軸受の内レースの案内溝の寸法を検査する装置。 ２ 特許請求の範囲の第１項に記載の装置におい
   て、わん曲した横断面輪郭を有する案内溝８を検
   査するために、前記処理手段３３〜３６は、案内
   溝８の底における内レース７の半径方向寸法に対
   応する前記信号の値を検出するようになつている
   ことを特徴とする装置。 ３ 特許請求の範囲第２項に記載の装置におい
   て、前記測定手段は内レース７の同じ軸線方向平
   面内に置かれる触針２２，２３をそれぞれ有する
   ２個の測定ヘツド１８，１９を含み、前記処理手
   段３３〜３６は、第１の往復振動運動中に前記測
   定ヘツド１８，１９の出力信号の最大値と最小値
   を検出して、前記触針２２，２３の対応する振動
   に関連する前記最大値または前記最小値の和信号
   を発生するようになされ、それによりその和信号
   は案内溝８の底の部分の内レース７の直径寸法を
   示すことを特徴とする装置。 ４ 特許請求の範囲の第２項に記載の装置におい
   て、前記測定手段は、案内溝８の横方向における
   案内溝８の表面上の触針手段２２，２３の位置を
   検出するために別の測定信号を発生する測定ヘツ
   ド３７を備え、処理手段４６〜５３は内レース７
   の案内溝８の位置を検出する前記測定ヘツド３７
   に接続されることを特徴とする装置。 ５ 特許請求の範囲の第４項に記載の装置におい
   て、前記処理手段４６〜５３は案内溝８の底にお
   ける内レース７の半径寸法の値に応じた最大信号
   または最小信号を発生するようになつており、そ
   れらの値は第１の往復振動運動中に検出され、前
   記処理手段４６〜５３は半径方向寸法の前記値か
   ら一定の値を差し引いて差信号を記憶し、前記別
   の測定信号の値を平均処理することにより案内溝
   ８の底に位置を検出し、前記別の信号のそれらの
   値は前記差信号に応じて検出されることを特徴と
   する装置。 ６ 特許請求の範囲の第４項に記載の装置におい
   て、前記触針手段は案内溝８の表面に接触させら
   れる触針２２，２３を有する測定ヘツド１８，１
   ９を備え、前記支持手段は内レース７の位置ぎめ
   要素１１，１２を有する固定ベース１と、前記測
   定ヘツド３７のための支持要素３９と、前記測定
   ヘツド１８，１９の変位を制御する可動腕３とを
   備え、前記可動腕３は前記第１の往復運動を行う
   ために前記固定ベース１に対して往復角運動を行
   うことを特徴とする装置。 ７ 特許請求の範囲の第６項に記載の装置におい
   て、前記別の走査運動は内レース７のその幾難学
   的軸を中心とする回転運動を含むことを特徴とす
   る装置。 ８ 特許請求の範囲の第７項に記載の装置におい
   て、前記支持手段と制御手段は内レース７を支持
   する回転板２と、内レース７を回転板２へ押しつ
   けるスラスト要素１３，１４とを備えることを特
   徴とする装置。 ９ 特許請求の範囲の第６項に記載の装置におい
   て、前記制御手段は前記可動腕３に往復角運動を
   行わせる回転偏心要素２４を含むことを特徴とす
   る装置。 １０ 特許請求の範囲の第９項に記載の装置にお
   いて、測定手段と制御手段は触針２２，２３を案
   内溝８の表面から引離すための後退要素と、固定
   ベース１から可動腕３を引き離すための制御要素
   ２８〜３１とを備えて、検査ずみの内レース７の
   取り外しと、新に検査する内レースの取りつけと
   を行えるようにすることを特徴とする装置。