WO2017175662A1 - ワークの支持装置 - Google Patents

Abstract

低コストにワークの撓みを低減することができるワークの支持装置を提供する。水平なテーブルと、テーブルの上面に設けられた３個の第１支点と、第１支点ごとに揺動自在に支持された第１アームであって、且つアーム長手方向の中央部が第１支点により水平な軸周りに揺動自在に支持されている第１アームと、第１支点ごとの第１アームの上面において揺動自在で且つ第１支点から異なる方向に振り分けて複数設けられ、ワークに当接する第１当接部と、を備える。

Description

ワークの支持装置

　本発明は、形状測定装置においてワークを支持するワークの支持装置に関する。

　従来、ワーク（測定対象物）の形状を測定する形状測定装置として、円柱状又は円筒状のワークの真円度を測定する真円度測定装置が知られている。この真円度測定装置は、テーブル上に支持されているワークの表面に検出器の測定子を接触させ、ワークの周りに検出器を相対的に回転させることによって、ワークの真円度を測定する。

　このような真円度測定装置では、テーブル上においてワークの底面（平面）を３点で支持するのが通常である（例えば特許文献１及び２参照）。また、大型のワークの真円度を測定する場合には、ワークを定盤等の基準平面にセットして真円度測定を行うことが知られている。

特開平０６－３４１８０４号公報 特開２０００－１４６５０４号公報

　図１６の（Ａ）部及び（Ｂ）部は従来技術の課題を説明するための説明図である。なお、図１６の（Ａ）部及び（Ｂ）部では、ワーク１００の底面の凹凸を実際よりも強調して図示している。図１６の（Ａ）部に示すように、真円度測定装置のテーブル１０１上に設けられた３個の支持突起１０２（支点）によりワーク１００を３点支持した場合、ワーク１００が大型化すると各支持突起１０２間の距離が離れてしまうため、ワーク１００に自重による撓み（図中、点線で表示）が発生する。その結果、真円度測定の精度が低下してしまう。

　また、図１６の（Ｂ）部に示すように、ワーク１００の自重による撓みの発生を抑えるため、ワーク１００を定盤等の基準平面１０４にセットした場合、真円度測定の精度が基準平面１０４の平面度の影響を受けてしまう。また、理論上、ワーク１００はどこかの点で基準平面１０４に接触するはずであるが、その点がどこかを判断することができず、真円度測定の誤差として残ってしまう。さらに、大型のワーク１００をセット可能な基準平面１０４は大型化し且つ重量が増加すると共に、平面度の精度の確保が非常に困難となるためコストが高くなってしまう。

　本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、低コストにワークの撓みを低減することができるワークの支持装置を提供することを目的とする。

　本発明の目的を達成するためのワークの支持装置は、ワークの形状を測定する形状測定装置に設けられたワークの支持装置において、水平なテーブルと、テーブルの上面に設けられた３個の第１支点と、第１支点ごとに揺動自在に支持された第１アームであって、且つアーム長手方向の中央部が第１支点により揺動自在に支持されている第１アームと、第１支点ごとの第１アームの上面において揺動自在で且つ第１支点から異なる方向に振り分けて複数設けられ、ワークに当接する第１当接部と、を備える。

　このワークの支持装置によれば、ワークを支持する第１当接部（ワーク支点）間の距離を短くすることができ、且つ各第１当接部をワークの底面に確実に追従させた状態で当接させることができる。

　本発明の他の態様に係るワークの支持装置において、第１支点の各点の位置関係が、各点のうちの２点を結ぶ第１線分の中点に、各点のうちの残り１点からワークの重心を通って延びた第２線分の先端が垂直に交わる条件を満たす。これにより、ワークを安定して支持することができる。

　本発明の他の態様に係るワークの支持装置において、第１支点は、テーブルの上面において、ワークの重心を通ってテーブルの上面に対し垂直方向に延びた重心軸の軸周りに等間隔で設けられている。これにより、各第１当接部によりワークを均等に支持することができる。

　本発明の他の態様に係るワークの支持装置において、第１支点は、テーブルの上面において、ワークの重心を中心とした同心円状に設けられている。これにより、各第１当接部によりワークを均等に支持することができる。

　本発明の他の態様に係るワークの支持装置において、テーブルの上面に沿って第１支点を移動自在に支持するガイド部を備える。これにより、ワークの支持装置の交換を行うことなく、任意の大きさ及び形状のワークの支持を行うことができる。

　本発明の他の態様に係るワークの支持装置において、第１支点は、第１支点とワークの重心とを結ぶ第３線分に対して平行な軸周りに第１アームを揺動自在に支持する。これにより、各第１当接部をワークの底面に確実に追従させた状態で当接させることができる。

　本発明の他の態様に係るワークの支持装置において、第１当接部の全てが、ワークの重心を中心とした同心円状に配置される。これにより、各第１当接部によりワークを均等に支持することができる。

　本発明の他の態様に係るワークの支持装置において、第１当接部の全てが、径が異なる複数の同心円状に振り分けて配置される。これにより、大型のワークの支持を行うことができる。

　本発明の他の態様に係るワークの支持装置において、第１当接部の全てが、ワークの重心を通ってテーブルの上面に対し垂直方向に延びた重心軸の軸周りに等間隔に配置される。これにより、各第１当接部によりワークを均等に支持することができる。

　本発明の他の態様に係るワークの支持装置において、第１アームは、第１アームのアーム長手方向に伸縮自在である。これにより、ワークの支持装置の交換を行うことなく、任意の大きさ及び形状のワークの支持を行うことができる。

　本発明の他の態様に係るワークの支持装置において、第１当接部は、第１アームの上面に設けられた第２支点と、第２支点により揺動自在に支持された第２アームであって、且つアーム長手方向の中央部が第２支点により揺動自在に支持されている第２アームと、第２支点ごとの第２アームの上面において揺動自在で且つ第２支点から異なる方向に振り分けて複数設けられ、ワークに当接する第２当接部と、を備える。第２当接部間の距離を第１当接部間の距離よりも短くすることができるので、ワークの自重による撓みをより低減することができる。

　本発明のワークの支持装置は、低コストにワークの撓みを低減することができる。

真円度測定装置の一例を示した側面図である。 テーブルの上面図である。 テーブル上での３個のワーク支持部の配置を説明するための説明図である。 １個のワーク支持部の側面拡大図である。 図３中の各アーム支点の位置関係を別の表現で説明した説明図である。 各ワーク座の配置を説明するための説明図である。 （Ａ）部及び（Ｂ）部は、本実施形態のワーク支持部の効果を説明するための説明図である。 第２実施形態の真円度測定装置に設けられているテーブル及びワーク支持部を説明するための説明図である。 各ワーク座の位置調整を説明するための説明図である。 （Ａ）部及び（Ｂ）部は、真円度測定の測定対象部分の形状中心の位置と重心の位置とが異なるワークの上面図と側面図とを示したものである。 第２実施形態の各ワーク支持部によるワークの支持を説明するための説明図である。 第３実施形態の真円度測定装置に設けられているワーク支持部を説明するための説明図である。 第４実施形態の真円度測定装置に設けられているワーク支持部を説明するための説明図である。 第５実施形態の真円度測定装置に設けられているワーク支持部を説明するための説明図である。 アーム支点及びワーク座の配置の他実施形態を説明するための説明図である。 （Ａ）部及び（Ｂ）部は従来技術の課題を説明するための説明図である。

　［第１実施形態の真円度測定装置の構成］
　図１は、真円度測定装置１０の一例を示した側面図である。図１に示すように、真円度測定装置１０は、本発明の形状測定装置に相当するものであり、円柱状（円板状）のワーク１１の真円度を測定する。

　真円度測定装置１０は、ベース１２（基台）と、テーブル支持部１３と、テーブル１４（載物台ともいう）と、ワーク支持部１５と、回転駆動部１６と、コラム１７（支柱ともいう）と、キャリッジ１８（スライダともいう）と、水平アーム１９と、検出器２０とを備える。なお、真円度測定装置１０は、図１に表したタイプに限定されるものではなく、公知の各種タイプの装置を用いてもよい。

　ベース１２は、真円度測定装置１０の各部を支持する支持台である。ベース１２の上面には、テーブル支持部１３及びコラム１７が設けられている。また、ベース１２の内部には、回転駆動部１６が設けられている。

　テーブル支持部１３の上面には、円板状のテーブル１４が取り付けられている。テーブル支持部１３は、テーブル１４をＺ軸方向（上下方向）の軸周りに回転自在に支持している。テーブル１４は、水平（ＸＹ方向に平行）となるように傾き調整された状態でテーブル支持部１３の上面に取り付けられている。

　図２はテーブル１４の上面図である。図２に示すように、テーブル１４の上面には、ワーク１１を支持するワーク支持部１５が３個設けられている。すなわち、テーブル１４は、各ワーク支持部１５を介してワーク１１を支持している。これらテーブル１４及び各ワーク支持部１５は、本発明のワークの支持装置を構成する。

　真円度測定されるワーク１１は、その形状中心（測定対象部分の形状の中心）がテーブル１４の回転中心であるテーブル中心Ｃと一致するように、各ワーク支持部１５により支持される。なお、本実施形態のワーク１１は円柱状（円板状）であるので、ワーク１１の形状中心の位置と重心Ｇの位置とが一致している。

　図１に戻って、回転駆動部１６は、モータと、このモータの回転をテーブル１４に伝達する駆動伝達機構とを有しており、テーブル支持部１３上に支持されているテーブル１４をＺ軸方向の軸周りに回転させる。これにより、各ワーク支持部１５を介してワーク１１もテーブル１４と一体に回転する。その結果、ワーク１１は、テーブル１４の回転軸、すなわち、ワーク１１の重心Ｇを通ってテーブル１４の上面に対して垂直方向に延びた重心軸ＧＬを中心（略中心を含む）として回転する。

　コラム１７は、ベース１２の上面で且つテーブル１４のＸ軸方向側方に設けられており、Ｚ軸方向に延びた形状を有している。このコラム１７には、キャリッジ１８がＺ軸方向に移動自在に取り付けられている。

　キャリッジ１８には、水平アーム１９がＸ軸方向（水平方向）に移動自在に取り付けられている。この水平アーム１９の先端部には、検出器２０が取り付けられている。

　検出器２０は、測定子２０ａと、不図示の差動トランス等の変位検出部とを有しており、測定子２０ａの変位を示す検出信号（電気信号）を出力する。

　ワーク１１の真円度測定を行う場合、キャリッジ１８及び水平アーム１９を駆動して、測定子２０ａをワーク１１の測定位置（本実施形態では外周面）に接触させる。次いで、回転駆動部１６によりテーブル１４等を介してワーク１１を回転させながら、検出器２０から検出信号を取得する。この検出器２０から取得された検出信号は図示しない演算処理装置に入力される。そして、演算処理装置は、検出器２０から入力された検出信号を各種処理（解析）して、ワーク１１の真円度を示す測定データを生成する。

　［第１実施形態のワーク支持部］
　図３は、テーブル１４上での３個のワーク支持部１５の配置を説明するための説明図である。また、図４は１個のワーク支持部１５の側面拡大図である。

　図３及び図４に示すように、テーブル１４の上面に設けられた各ワーク支持部１５は、それぞれアーム支点２５と、アーム２６と、２個の球支点２７と、２個のワーク座２８とを有する。なお、図中の符号「Ｆ１」は、各アーム支点２５の位置（例えば中心位置）を示す支点位置である。

　各ワーク支持部１５のアーム支点２５は、本発明の第１支点に相当するものであり、テーブル１４の上面において、ワーク１１の重心Ｇを中心とした同心円状（同一円周上）の位置Ｒ１で且つ重心Ｇを通る重心軸ＧＬの軸周りに等間隔θ１（θ１＝１２０°）で設けられている。なお、同心円状の位置Ｒ１の径の大きさは、ワーク１１の大きさ（径）に応じて変わる。

　また、図５に示すように、各アーム支点２５の位置関係は、各アーム支点２５のうちの任意の２点を結ぶ第１線分Ｌ１の中点に、残りの１点からワーク１１の重心Ｇを通って延びた第２線分Ｌ２が垂直に交わる条件を満たす。なお、図５は、図３中の各アーム支点２５の位置関係を別の表現で説明した説明図である。

　図３及び図４に戻って、各アーム支点２５は、本発明の第１アームに相当するアーム２６のアーム長手方向中央部を、水平な軸周りに揺動自在に支持する。具体的には、各アーム支点２５は、各々のアーム支点２５と重心Ｇとを結ぶ第３線分Ｌ３に対して平行な揺動軸２５ａの軸周りに揺動自在にアーム長手方向中央部を支持する。

　３本のアーム２６のアーム長手方向両端部の上面には、アーム支点２５を中心として左右均等に振り分けられた状態で２個の球支点２７が設けられている。各球支点２７は、球面形状を有しており、ワーク座２８を任意の方向に揺動自在に支持する。これにより、各球支点２７（アーム２６の上面）に対してワーク座２８を任意の方向に傾けることができる。

　ワーク座２８は、本発明の第１当接部に相当するものであり、ワーク１１の底面に当接する。なお、ワーク座２８はワーク１１の底面に対して十分に小さいため、ワーク１１の底面に対して点接触で当接する。本実施形態では、３本のアーム２６にそれぞれ２個のワーク座２８が設けられているので、ワーク１１の底面には計６個のワーク座２８が当接する。この際に、各ワーク座２８は球支点２７に揺動自在に取り付けられているので、各ワーク座２８はそれぞれワーク１１の底面に沿うようにアーム２６に対して傾いた状態でワーク１１の底面に当接する。

　図６は、各ワーク座２８の配置を説明するための説明図である。図６に示すように、本実施形態では、各ワーク座２８がワーク１１の重心Ｇを中心とした同心円状（同一円周上）の位置Ｒ２で且つ重心軸ＧＬの軸周りに等間隔θ２（θ２＝６０°）で配置されるように、各アーム支点２５の位置、アーム２６の長さ、及びアーム２６上での各ワーク座２８の位置が調整されている。なお、同心円状の位置Ｒ２の径の大きさについても、前述の同心状の位置Ｒ１と同様に、ワーク１１の大きさ（径）に応じて変わる。

　このように、本実施形態では６個のワーク座２８を同心円状の位置Ｒ２に等間隔θ２で配置することにより、ワーク１１を６箇所で均一（略均一を含む）に支えることができる。これにより、ワーク１１の荷重を６箇所に均一に分散することができる。

　［本実施形態の効果］
　図７の（Ａ）部及び（Ｂ）部は、本実施形態のワーク支持部１５の効果を説明するための説明図である。図７の（Ａ）部及び（Ｂ）部に示すように、本実施形態では、各アーム支点２５にアーム２６を揺動自在に支持させると共に、各アーム２６にそれぞれ揺動自在なワーク座２８を設けている。このため、各ワーク支持部１５上にワーク１１をセットした際に、ワーク１１の底面の凹凸に応じて、アーム２６を左右のいずれかに傾けると共に、アーム２６の上面に対して各ワーク座２８を任意の方向に傾けることができる。これにより、各ワーク座２８をワーク１１の底面の凹凸に確実に追従させた状態で当接させることができる。その結果、同心円状の位置Ｒ２に等間隔θ２で配置された６個のワーク座２８の全てを用いて、ワーク１１を６箇所で均一に支持することができる。

　このようにワーク１１を６個のワーク座２８で均一に支持する場合、前述の図１６（Ａ）部に示した比較例のような３点支持を行う場合よりも、ワーク支点（ワーク座２８）間の距離を短くすることができる。これにより、ワーク１１の自重による撓みの発生を抑えることができる。

　具体的には、ワーク１１の自重をＷとし、各ワーク支点間の距離をＬとし、ワーク１１のヤング率をＥとし、ワーク１１の断面係数をＩとした場合、ワーク１１の最大撓み量Ｖは、以下の式（１）、
Ｖ＝（Ｗ×Ｌ^４）／（３８４×Ｅ×Ｉ）・・・（１）
で表される。

　ここで、例えばワーク支点間の距離が半分になった場合（Ｌ’＝２Ｌ）、ワーク１１の大型化によりワーク１１の自重が２倍（Ｗ’＝２Ｗ）となっても、ワーク１１の最大撓み量Ｖ’は、以下の式（２）、
Ｖ’＝（Ｗ’×Ｌ’^４）／（３８４×Ｅ×Ｉ）＝Ｖ／３２・・・（２）
で表される。

　上記式（２）に示すように、ワーク支点（ワーク座２８）間の距離を短くすることで、大型のワーク１１であっても自重による撓みを低減した状態で支持することができる。また、各ワーク支持部１５は、精度の高い加工を必要としないため、安価に作成することができる。さらに、各ワーク支持部１５は、ワーク１１を支持する箇所にのみ用いられる冶具であるので、小さく且つ軽く且つ安価に作成することができる。このため、既述の図１６の（Ｂ）部に示したような大型の基準平面１０４を作成する場合よりも真円度測定装置１０を低コストに製造することができる。その結果、本実施形態のワーク支持部１５により、低コストにワーク１１の撓みを低減することができる。

　また、既述の図１６の（Ｂ）部に示したような大型の基準平面１０４にワーク１１をセットする場合とは異なり、ワーク１１を支持するワーク支点の位置を特定できる。このため、たとえワーク１１に非常に微小な撓みが発生した場合であっても、真円度の測定データに対して、ワーク１１の理論変形計算による補正を行うことができる。このため、真円度測定の誤差を低減することができる。

　［第２実施形態］
　図８は、第２実施形態の真円度測定装置１０に設けられているテーブル１４及びワーク支持部１５Ａを説明するための説明図である。上記第１実施形態のワーク支持部１５は、特定の大きさ（径）及び形状のワーク１１の支持に特化しているので、ワーク１１の大きさ又は形状の変更に応じてワーク支持部１５の交換を行う必要がある。これに対して、第２実施形態のワーク支持部１５Ａは、任意の大きさ及び形状のワーク１１の支持を行うことができる。

　なお、第２実施形態の真円度測定装置１０は、ワーク支持部１５の代わりにワーク支持部１５Ａを備える点を除けば、上記第１実施形態と基本的に同じであるので、上記第１実施形態と機能又は構成上同一のものについては、同一符号を付してその説明は省略する。

　図８に示すように、第２実施形態のテーブル１４の上面には、そのテーブル中心Ｃから半径方向に延びたガイド溝３１（本発明のガイド部に相当）が３本形成されている。各ガイド溝３１は、テーブル１４の上面において、テーブル中心Ｃを通ってテーブル１４の上面に垂直な軸周りに等間隔（θ１＝１２０°）で形成されている。そして、各ガイド溝３１は、各ワーク支持部１５Ａのアーム支点２５をそれぞれスライド移動可能に支持している。これにより、各ワーク支持部１５Ａをガイド溝３１に沿って個別に位置調整することができる。

　ワーク支持部１５Ａは、ガイド溝３１に沿ってスライド移動自在に支持されているアーム支点２５と、第１実施形態のアーム２６とは異なりアーム長手方向に伸縮自在なアーム２６Ａと、を備えている点を除けば、上記第１実施形態のワーク支持部１５と基本的に同じである。

　＜第２実施形態の効果＞
　このように第２実施形態の各ワーク支持部１５Ａは、ガイド溝３１に沿って位置調整可能で且つアーム２６Ａがアーム長手方向に伸縮自在であるので、ワーク１１の大きさ（径）及び形状に応じて各ワーク座２８の位置をそれぞれ個別に調整することができる。

　図９は、各ワーク座２８の位置調整を説明するための説明図である。図９に示すように、径が異なる新たなワーク１１の真円度測定を行う場合、各ワーク座２８が、新たなワーク１１の径に対応した同心円状（同一円周上）の位置Ｒ２に等間隔θ２（６０°）で配置されるように、各アーム支点２５の位置と各アーム２６Ａの長さとを調整する。これにより、径が異なる新たなワーク１１についても上記実施形態と同様に６個のワーク座２８で均一に支持することができる。

　（真円度測定装置の特有の効果）
　また、第２実施形態のワーク支持部１５Ａは、真円度測定の測定対象部分の形状中心の位置と重心Ｇの位置とが異なるワーク１１Ａ（図１０参照）の支持にも容易に対応することができる。

　図１０の（Ａ）部及び（Ｂ）部は、真円度測定の測定対象部分の形状中心ＣＳの位置と重心Ｇの位置とが異なるワーク１１Ａの上面図と側面図とを示したものである。図１０の（Ａ）部及び（Ｂ）部に示すように、ブロック形状（直方体形状）のワーク１１Ａに形成されている穴３５の真円度測定を行う場合、真円度測定装置１０では、穴３５の形状中心ＣＳの位置とテーブル１４のテーブル中心Ｃの位置とが一致するように、ワーク１１Ａをテーブル１４上に支持する必要がある。

　この際に、各ワーク支持部１５Ａにより形状中心ＣＳを基準としたワーク１１Ａの支持を行うと、ワーク１１Ａの重心Ｇの位置を基準とした支持を行っていないため、各ワーク支持部１５Ａによるワーク１１Ａの支持が不安定になる。その結果、ワーク１１Ａの傾き等が発生して真円度測定の測定データに悪影響を及ぼすおそれがある。

　図１１は、各ワーク支持部１５Ａによるワーク１１Ａの支持を説明するための説明図である。図１１に示すように、ワーク１１Ａの穴３５の真円度測定を行う場合、穴３５の形状中心ＣＳはテーブル中心Ｃに一致させた状態で、各ワーク座２８がワーク１１Ａの重心Ｇの位置を基準（円の中心）とした同心円状（同一円周上）の位置Ｒ２に等間隔θ２で配置されるように、各アーム支点２５の位置とアーム２６Ａの長さとを調整する。これにより、ワーク１１Ａを６個のワーク座２８で均一に支持した状態で、穴３５の真円度測定を行うことができる。

　なお、第２実施形態では、ガイド溝３１がテーブル中心Ｃから半径方向に延びた形状を有しているが、テーブル１４の上面上での各ワーク支持部１５Ａの位置を変更可能であれば、ガイド溝３１の形状は特に限定されるものではない。また、テーブル１４上にガイド溝３１を形成する代わりに、各ワーク支持部１５Ａのアーム支点２５を移動自在に支持するガイドレール等の各種のガイド部を設けてもよい。

　［第３実施形態］
　図１２は、第３実施形態の真円度測定装置１０に設けられているワーク支持部１５Ｂを説明するための説明図である。上記各実施形態の各ワーク支持部１５，１５Ａにはそれぞれ２個のワーク座２８が設けられているが、第３実施形態の各ワーク支持部１５Ｂにはそれぞれ３個のワーク座２８が設けられている。

　なお、第３実施形態の真円度測定装置１０は、ワーク支持部１５の代わりにワーク支持部１５Ｂを備える点を除けば、上記第１実施形態と基本的に同じであるので、上記第１実施形態と機能又は構成上同一のものについては、同一符号を付してその説明は省略する。

　図１２に示すように、各ワーク支持部１５Ｂは、アーム支点２５と、第１実施形態のアーム２６とは異なる形状のアーム２６Ｂと、不図示の３個の球支点２７（図４参照）と、３個のワーク座２８と、を備える。

　アーム２６Ｂは、３個のワーク座２８を配置可能な形状に形成されている点を除けば、上記第１実施形態のアーム２６と基本的に同じものである。

　３個のワーク座２８（球支点２７）は、アーム２６Ｂの上面において、アーム支点２５を重心ＧＡとする三角形の頂点であって且つ重心軸ＧＬ（図１参照）の軸周りに等間隔となるように、アーム２６Ｂごとにそれぞれ設けられている。すなわち、３個のワーク座２８は、アーム２６Ｂの上面において、アーム支点２５を中心（基準）として異なる方向に振り分けて複数配置されている。これにより、各ワーク支持部１５Ｂに設けられた計９個のワーク座２８は、ワーク１１の重心Ｇを中心とした同心円状（同一円周上）の位置Ｒ２において、重心軸ＧＬの軸周りに等間隔θ３（θ３＝４０°）で配置される。これにより、ワーク１１を９箇所で均一に支えることができる。

　このように第３実施形態では、ワーク１１を９箇所で均一に支えることにより、第１実施形態よりもワーク支点（ワーク座２８）間の距離を短くすることができる。このため、第１実施形態よりもワーク１１の自重による撓みを低減することができる。

　なお、第３実施形態では、ワーク支持部１５Ｂごとにそれぞれ３個のワーク座２８が設けられているが、ワーク座２８が４個以上の複数設けられていてもよい。

　［第４実施形態］
　図１３は、第４実施形態の真円度測定装置１０に設けられているワーク支持部１５Ｃを説明するための説明図である。上記第３実施形態では、９個のワーク座２８を全て同心円状（同一円周上）の位置Ｒ２に配置しているが、第４実施形態では９個のワーク座２８を径の異なる２個の同心円状の位置に振り分けて配置する。

　なお、第４実施形態の真円度測定装置１０は、ワーク支持部１５の代わりにワーク支持部１５Ｃを備える点を除けば、上記第１実施形態と基本的に同じであるので、上記第１実施形態と機能又は構成上同一のものについては、同一符号を付してその説明は省略する。

　図１３に示すように、各ワーク支持部１５Ｃは、第３実施形態のワーク支持部１５Ｂのワーク座２８の配置を変更したものであり、アーム支点２５と、アーム２６Ｃと、不図示の３個の球支点２７（図４参照）と、３個のワーク座２８と、を備える。

　アーム２６Ｃは、３個のワーク座２８を径の異なる２個の同心円状の位置に振り分けて配置可能な形状を有している点を除けば、上記第３実施形態のアーム２６Ｂと基本的に同じものである。

　９個のワーク座２８のうち６個のワーク座２８は、重心Ｇを中心とした大径側の同心円状の位置Ｒ２Ａで且つ重心軸ＧＬの軸周りに等間隔θ４（θ４＝６０°）に配置されるように、各アーム２６Ｃにそれぞれ２個ずつ設けられている。また、残りの３個のワーク座２８は、重心Ｇを中心とした小径側の同心円状の位置Ｒ２Ｂで且つ重心軸ＧＬの軸周りに等間隔θ５（θ５＝１２０°）に配置されるように、各アーム２６にそれぞれ１個ずつ設けられている。これより、ワーク１１の底面の外周部を６か所で均一に支えると共に、ワーク１１の底面の内周部を３か所で均一に支えることができる。すなわち、ワーク１１を９箇所で均一に支えることができる。

　このように第４実施形態では、各ワーク座２８を径の異なる２個の同心円状の位置Ｒ２Ａ，Ｒ２Ｂに振り分けてそれぞれ等間隔θ４，θ５に配置するので、特に大きな平面で支える必要がある大型のワーク１１を撓ませることなく支持するのに有効である。

　なお、第４実施形態では、各ワーク座２８を径の異なる２個の同心円状の位置Ｒ２Ａ，Ｒ２Ｂに振り分けてそれぞれ等間隔θ４，θ５に配置しているが、径の異なる３個以上の同心円状の位置に振り分けてそれぞれ等間隔に配置してもよい。

　［第５実施形態］
　図１４は、第５実施形態の真円度測定装置１０に設けられているワーク支持部１５Ｄを説明するための説明図である。上記第１実施形態では、ワーク支持部１５ごとに２点でワーク１１を支持するが、第５実施形態ではワーク支持部１５Ｄごとに４点でワーク１１を支持する。

　なお、第５実施形態の真円度測定装置１０は、ワーク支持部１５の代わりにワーク支持部１５Ｄを備える点を除けば、上記第１実施形態と基本的に同じであるので、上記第１実施形態と機能又は構成上同一のものについては、同一符号を付してその説明は省略する。

　各ワーク支持部１５Ｄは、アーム２６のアーム長手方向両端部にそれぞれサブ支持部４０が設けられている点を除けば、第１実施形態のアーム２６と基本的に同じである。

　サブ支持部４０は、本発明の第１当接部に相当するものであり、２点でワーク１１に当接する。このサブ支持部４０は、アーム支点４１と、アーム４２と、不図示の２個の球支点２７（図４参照）と、２個のワーク座４５とを有する。

　アーム支点４１は、本発明の第２支点に相当するものであり、アーム２６のアーム長手方向両端部の上面にそれぞれ設けられている。このアーム支点４１は、本発明の第２アームに相当するアーム４２のアーム長手方向の中央部を、水平な軸周りに揺動自在に支持する。

　各アーム４２のアーム長手方向両端部の上面には、それぞれ不図示の球支点２７（図４参照）が設けられている。これら球支点２７は、アーム支点４１を中心として左右均等に振り分けられた状態でアーム長手方向両端部の上面にそれぞれ設けられている。各球支点２７は、ワーク座４５を任意の方向に揺動自在に支持する。すなわち、ワーク座４５は、アーム４２の上面において、アーム支点４１から異なる方向に振り分けて複数配置されている。

　ワーク座４５は、本発明の第２当接部に相当するものであり、ワーク１１の底面に当接する。この第５実施形態では、ワーク支持部１５Ｄごとに２個のサブ支持部４０が設けられ、さらに各サブ支持部４０のアーム４２にはそれぞれ２個のワーク座４５が揺動自在に設けられているので、ワーク１１の底面には計１２個のワーク座４５が当接する。

　そして、第５実施形態では、各ワーク座４５が、重心Ｇを中心とした同心円状（同一円周上）の位置Ｒ２で且つ重心軸ＧＬの軸周りに等間隔θ６（θ６＝３０°）に配置されるように、各アーム支点２５の位置、アーム２６の長さ、各アーム支点４１の位置と方向、アーム４２の長さ、及びアーム４２上でワーク座４５の位置等を調整している。これにより、ワーク１１を１２箇所で均一に支えることができる。

　このように第５実施形態では、ワーク１１を１２箇所で均一に支えることにより、第１実施形態よりもワーク支点（ワーク座２８）間の距離を短くすることができるので、第１実施形態よりもワーク１１の自重による撓みを低減することができる。また、ワーク支持部１５Ｄごとにそれぞれ２個のサブ支持部４０を設けることで、第１実施形態よりも確実に各ワーク座４５をワーク１１の底面の凹凸に追従させることができる。

　なお、第５実施形態では、上記第１実施形態の各ワーク座２８（球支点２７）をそれぞれサブ支持部４０で置き換えた例について説明したが、上記第１実施形態以外の各実施形態の各ワーク座２８をそれぞれサブ支持部４０で置き換えてもよい。また、サブ支持部４０として、上記第３実施形態のワーク支持部１５Ｂ或いは上記第４実施形態のワーク支持部１５Ｃと同構造のものを用いてもよい。

　また、上記第５実施形態において、各サブ支持部４０の各ワーク座４５をそれぞれサブ支持部４０と同構造のもので置き換えてもよい。この場合、ワーク１１を２４箇所で均一に支えることができる。

　［その他］
　上記各実施形態では、各アーム支点２５及び各ワーク座２８，４５をワーク１１の重心Ｇを中心とした同心円状の位置に等間隔で配置しているが、下記の図１５に示すように各アーム支点２５及び各ワーク座２８を必ずしも同心円状の位置に等間隔で配置する必要はない。

　図１５は、アーム支点２５及びワーク座２８の配置の他実施形態を説明するための説明図である。図１５に示すように、他実施形態では、３個のアーム支点２５（ワーク支持部１５）の重心がワーク１１Ｂの重心と一致するように、３個のアーム支点２５をテーブル１４の上面に配置している。すなわち、各アーム支点２５（ワーク支持部１５）を、２点を結ぶ第１線分Ｌ１の中点に対して、残りの１点からワーク１１の重心Ｇを通って延びた第２線分Ｌ２の中点が垂直に交わるように配置している。

　この場合にも、ワーク１１Ｂを各ワーク座２８で６点支持して、各ワーク座２８にかかるワーク１１Ｂの荷重を略均一化することができる。また、各ワーク座２８をワーク１１Ｂの底面の凹凸に追従させた状態で当接させることができる。その結果、上記各実施形態とほぼ同様の効果が得られる。

　上記各実施形態では、真円度測定装置１０におけるワーク１１の支持装置を例に挙げて説明したが、例えば３次元測定装置或いは表面形状測定装置などのワーク１１の形状を測定する各種形状測定装置におけるワーク１１の支持装置に本発明を適用できる。

　１０　真円度測定装置，１１，１１Ａ，１１Ｂ　ワーク，１４　テーブル，１５，１５Ａ～１５Ｄ　ワーク支持部，２５　アーム支点，２６，２６Ａ～２６Ｃ　アーム，２８　ワーク座，３１　ガイド溝，４０　サブ支持部，４５　ワーク座

Claims (11)

1. 　ワークの形状を測定する形状測定装置に設けられたワークの支持装置において、
   　水平なテーブルと、
   　前記テーブルの上面に設けられた３個の第１支点と、
   　前記第１支点ごとに揺動自在に支持された第１アームであって、且つアーム長手方向の中央部が前記第１支点により揺動自在に支持されている第１アームと、
   　前記第１支点ごとの前記第１アームの上面において揺動自在で且つ当該第１支点から異なる方向に振り分けて複数設けられ、前記ワークに当接する第１当接部と、
   　を備えるワークの支持装置。
2. 　前記第１支点の各点の位置関係が、前記各点のうちの２点を結ぶ第１線分の中点に、前記各点のうちの残り１点から前記ワークの重心を通って延びた第２線分の先端が垂直に交わる条件を満たす請求項１に記載のワークの支持装置。
3. 　前記第１支点は、前記テーブルの上面において、前記ワークの重心を通って前記テーブルの上面に対し垂直方向に延びた重心軸の軸周りに等間隔で設けられている請求項１又は２に記載のワークの支持装置。
4. 　前記第１支点は、前記テーブルの上面において、前記ワークの重心を中心とした同心円状に設けられている請求項１から３のいずれか１項に記載のワークの支持装置。
5. 　前記テーブルの上面に沿って前記第１支点を移動自在に支持するガイド部を備える請求項１から４のいずれか１項に記載のワークの支持装置。
6. 　前記第１支点は、当該第１支点と前記ワークの重心とを結ぶ第３線分に対して平行な軸周りに前記第１アームを揺動自在に支持する請求項１から５のいずれか１項に記載のワークの支持装置。
7. 　前記第１当接部の全てが、前記ワークの重心を中心とした同心円状に配置される請求項１から６のいずれか１項に記載のワークの支持装置。
8. 　前記第１当接部の全てが、径が異なる複数の前記同心円状に振り分けて配置される請求項７に記載のワークの支持装置。
9. 　前記第１当接部の全てが、前記ワークの重心を通って前記テーブルの上面に対し垂直方向に延びた重心軸の軸周りに等間隔に配置される請求項１から８のいずれか１項に記載のワークの支持装置。
10. 　前記第１アームは、当該第１アームのアーム長手方向に伸縮自在である請求項１から９のいずれか１項に記載のワークの支持装置。
11. 　前記第１当接部は、
    　前記第１アームの上面に設けられた第２支点と、
    　前記第２支点により揺動自在に支持された第２アームであって、且つアーム長手方向の中央部が前記第２支点により揺動自在に支持されている第２アームと、
    　前記第２支点ごとの前記第２アームの上面において揺動自在で且つ当該第２支点から異なる方向に振り分けて複数設けられ、前記ワークに当接する第２当接部と、
    　を備える請求項１から１０のいずれか１項に記載のワークの支持装置。

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