JP2000230816A - 角度測定装置 - Google Patents
角度測定装置Info
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- JP2000230816A JP2000230816A JP3046499A JP3046499A JP2000230816A JP 2000230816 A JP2000230816 A JP 2000230816A JP 3046499 A JP3046499 A JP 3046499A JP 3046499 A JP3046499 A JP 3046499A JP 2000230816 A JP2000230816 A JP 2000230816A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】円錐状周面の中心軸に対する傾斜角度を高精度
かつ高速に測定する。また、円錐状周面の中心軸に対す
る傾斜角度を自動で測定する。 【解決手段】転動体Ｔが載置された載置台１の上方に
は、転動体Ｔの外周面にレーザビームを照射する照射光
学系２と、転動体Ｔからの反射ビームを光電変換して電
気信号を出力するＣＣＤカメラ３とが設けられている。
転動体Ｔのテーパ角αの測定時には、転動体Ｔの外周面
に照射光学系２からのレーザビームが照射されつつ、駆
動機構１２によって載置台１が上下動される。そして、
このときの転動体Ｔの外周面からの反射ビームがＣＣＤ
カメラ３によって捉えられて、ＣＣＤカメラ３の出力信
号が画像処理部４に与えられる。画像処理部４は、ＣＣ
Ｄカメラ３からの信号と載置台１の移動量とに基づい
て、転動体Ｔのテーパ角αを算出する。
かつ高速に測定する。また、円錐状周面の中心軸に対す
る傾斜角度を自動で測定する。 【解決手段】転動体Ｔが載置された載置台１の上方に
は、転動体Ｔの外周面にレーザビームを照射する照射光
学系２と、転動体Ｔからの反射ビームを光電変換して電
気信号を出力するＣＣＤカメラ３とが設けられている。
転動体Ｔのテーパ角αの測定時には、転動体Ｔの外周面
に照射光学系２からのレーザビームが照射されつつ、駆
動機構１２によって載置台１が上下動される。そして、
このときの転動体Ｔの外周面からの反射ビームがＣＣＤ
カメラ３によって捉えられて、ＣＣＤカメラ３の出力信
号が画像処理部４に与えられる。画像処理部４は、ＣＣ
Ｄカメラ３からの信号と載置台１の移動量とに基づい
て、転動体Ｔのテーパ角αを算出する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、円錐状周面の中
心軸に対する傾斜角度を測定するための角度測定装置に
関する。
心軸に対する傾斜角度を測定するための角度測定装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】円錐ころ軸受は、円錐状の内周面を有す
る外軌道輪と円錐状の外周面を有する内軌道輪との間
に、略円錐台状の複数個の転動体を回転自在に保持して
構成されている。この円錐ころ軸受の製品検査において
は、転動体および軌道輪の軌道テーパ角、すなわち、転
動体の外周面の中心軸に対する傾斜角度や内軌道輪の外
周面の中心軸に対する傾斜角度の測定検査が行われる。
る外軌道輪と円錐状の外周面を有する内軌道輪との間
に、略円錐台状の複数個の転動体を回転自在に保持して
構成されている。この円錐ころ軸受の製品検査において
は、転動体および軌道輪の軌道テーパ角、すなわち、転
動体の外周面の中心軸に対する傾斜角度や内軌道輪の外
周面の中心軸に対する傾斜角度の測定検査が行われる。
【０００３】円錐ころ軸受の転動体のテーパ角α１を測
定する際には、まず、図４に示すように、水平面に対し
て予め定める角度βで傾斜した傾斜面９１上に、転動体
Ｔの外周面が傾斜面９１に接触し、かつ、両端面が傾斜
面９１の傾斜方向９２に対向した状態にセットする。次
に、触針ゲージ９３を用いて、転動体Ｔの外周面の水平
面に対する傾斜角度γを計測する。そして、計測により
得られた傾斜角度γを、下記式(1) に代入することによ
ってテーパ角α１を求める。
定する際には、まず、図４に示すように、水平面に対し
て予め定める角度βで傾斜した傾斜面９１上に、転動体
Ｔの外周面が傾斜面９１に接触し、かつ、両端面が傾斜
面９１の傾斜方向９２に対向した状態にセットする。次
に、触針ゲージ９３を用いて、転動体Ｔの外周面の水平
面に対する傾斜角度γを計測する。そして、計測により
得られた傾斜角度γを、下記式(1) に代入することによ
ってテーパ角α１を求める。
【０００４】α１＝（β＋γ）／２ ・・・・・・(1) また、円錐ころ軸受の内軌道輪の軌道テーパ角α２を測
定する際には、図５に示すように、鉛直面に対して予め
定める角度βで傾斜した傾斜面９４上に、内軌道輪Ｋの
一方端面を傾斜面９４に接触させた状態にセットする。
そして、触針ゲージ９３を用いて、傾斜面９４上にセッ
トされた内軌道輪Ｋの外周面の水平面に対する傾斜角度
γを計測し、この計測により得られた傾斜角度γを、下
記式(2)に代入することによって軌道テーパ角α２を求
める。
定する際には、図５に示すように、鉛直面に対して予め
定める角度βで傾斜した傾斜面９４上に、内軌道輪Ｋの
一方端面を傾斜面９４に接触させた状態にセットする。
そして、触針ゲージ９３を用いて、傾斜面９４上にセッ
トされた内軌道輪Ｋの外周面の水平面に対する傾斜角度
γを計測し、この計測により得られた傾斜角度γを、下
記式(2)に代入することによって軌道テーパ角α２を求
める。
【０００５】α２＝β−γ ・・・・・・(2)
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、円錐こ
ろ軸受の転動体および軌道輪の軌道テーパ角の測定は、
被測定面の水平面に対する傾斜角度を計測するための触
針ゲージを用いて行われている。そのため、測定作業者
の技量によっては、軌道テーパ角の測定に誤差を生じた
り、測定に手間や時間がかかったりしていた。
ろ軸受の転動体および軌道輪の軌道テーパ角の測定は、
被測定面の水平面に対する傾斜角度を計測するための触
針ゲージを用いて行われている。そのため、測定作業者
の技量によっては、軌道テーパ角の測定に誤差を生じた
り、測定に手間や時間がかかったりしていた。
【０００７】また、軌道テーパ角の測定を自動で行うこ
とができれば便利であるが、触針ゲージを用いた従来の
方法では、軌道テーパ角の測定の自動化を図ることは困
難であった。そこで、この発明の目的は、円錐状周面の
中心軸に対する傾斜角度を高精度かつ高速に測定できる
角度測定装置を提供することである。
とができれば便利であるが、触針ゲージを用いた従来の
方法では、軌道テーパ角の測定の自動化を図ることは困
難であった。そこで、この発明の目的は、円錐状周面の
中心軸に対する傾斜角度を高精度かつ高速に測定できる
角度測定装置を提供することである。
【０００８】また、この発明の他の目的は、円錐状周面
の中心軸に対する傾斜角度を自動で測定できる角度測定
装置を提供することである。
の中心軸に対する傾斜角度を自動で測定できる角度測定
装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段および発明の効果】上記の
目的を達成するための請求項１記載の発明は、略円錐状
の外周面を有する被測定物を保持するための保持手段
と、この保持手段に保持された被測定物の上記略円錐状
の外周面の中心軸に対して一定の角度をなすとともに、
当該中心軸に対して回転対称な面形状のレーザビーム
を、上記保持手段に保持された被測定物の外周面に照射
する照射手段と、上記保持手段に保持された被測定物の
外周面からの反射ビームが形成する円環画像の径を計測
する径計測手段と、上記保持手段を、上記照射手段が照
射するレーザビームに対して相対的に、被測定物の中心
軸に沿って移動させる移動手段と、上記径計測手段によ
る上記円環画像の径の計測結果と、上記移動手段による
上記保持手段の移動量とに基づいて、上記被測定物の中
心軸に対する外周面の傾斜角を検出する角度検出手段と
を含むことを特徴とする角度測定装置である。
目的を達成するための請求項１記載の発明は、略円錐状
の外周面を有する被測定物を保持するための保持手段
と、この保持手段に保持された被測定物の上記略円錐状
の外周面の中心軸に対して一定の角度をなすとともに、
当該中心軸に対して回転対称な面形状のレーザビーム
を、上記保持手段に保持された被測定物の外周面に照射
する照射手段と、上記保持手段に保持された被測定物の
外周面からの反射ビームが形成する円環画像の径を計測
する径計測手段と、上記保持手段を、上記照射手段が照
射するレーザビームに対して相対的に、被測定物の中心
軸に沿って移動させる移動手段と、上記径計測手段によ
る上記円環画像の径の計測結果と、上記移動手段による
上記保持手段の移動量とに基づいて、上記被測定物の中
心軸に対する外周面の傾斜角を検出する角度検出手段と
を含むことを特徴とする角度測定装置である。
【００１０】この発明によれば、保持手段に保持された
被測定物の外周面を照射手段からのレーザビームで照明
しつつ、このレーザビームに対して保持手段を相対的に
移動させたときの径計測手段による計測結果と、保持手
段の移動量とに基づいて、被測定物の中心軸に対する外
周面の傾斜角度が検出される。ゆえに、被測定物の外周
面の傾斜角度の測定に際して、測定作業者は被測定物を
保持手段に保持させるだけでよいから、測定作業者の技
量にかかわらず、被測定物の外周面の傾斜角度を正確か
つ迅速に検出することができる。
被測定物の外周面を照射手段からのレーザビームで照明
しつつ、このレーザビームに対して保持手段を相対的に
移動させたときの径計測手段による計測結果と、保持手
段の移動量とに基づいて、被測定物の中心軸に対する外
周面の傾斜角度が検出される。ゆえに、被測定物の外周
面の傾斜角度の測定に際して、測定作業者は被測定物を
保持手段に保持させるだけでよいから、測定作業者の技
量にかかわらず、被測定物の外周面の傾斜角度を正確か
つ迅速に検出することができる。
【００１１】また、保持手段に対する被測定物の保持お
よび除去を自動で行うようにすれば、被測定物の外周面
の傾斜角度の測定を自動で行うことができる。なお、上
記径計測手段は、上記被測定物の外周面からの反射ビー
ムを撮像する撮像手段を含んでいてもよい。また、この
撮像手段は、二次元画像を撮像する二次元画像撮像手段
であってもよいし、上記反射ビームの径方向に沿って配
置された一次元画像撮像手段であってもよい。
よび除去を自動で行うようにすれば、被測定物の外周面
の傾斜角度の測定を自動で行うことができる。なお、上
記径計測手段は、上記被測定物の外周面からの反射ビー
ムを撮像する撮像手段を含んでいてもよい。また、この
撮像手段は、二次元画像を撮像する二次元画像撮像手段
であってもよいし、上記反射ビームの径方向に沿って配
置された一次元画像撮像手段であってもよい。
【００１２】また、上記保持手段は、上面に被測定物を
載置することができる載置台であってもよい。さらに、
上記移動手段は、上記保持手段を上記被測定物の中心軸
に沿って移動させるものであってもよいし、上記照射手
段を移動させることによって、上記照射手段が照射する
レーザビームを上記被測定物の中心軸に沿って移動させ
るものであってもよい。
載置することができる載置台であってもよい。さらに、
上記移動手段は、上記保持手段を上記被測定物の中心軸
に沿って移動させるものであってもよいし、上記照射手
段を移動させることによって、上記照射手段が照射する
レーザビームを上記被測定物の中心軸に沿って移動させ
るものであってもよい。
【００１３】さらにまた、上記レーザビームは、上記被
測定物の円錐状外周面に対して天地を反転した円錐面形
状であることが好ましいが、上記被測定物の中心軸に直
交する方向から被測定物の外周面に入射する円盤状ビー
ムであってもよい。また、上記角度検出手段は、請求項
２に記載されているように、上記照射手段によって上記
被測定物の外周面にレーザビームを照射しつつ、上記移
動手段によって上記保持手段を移動させたときの上記径
計測手段の計測結果に基づいて、上記円環画像の径の変
化量を検出する変化量検出手段と、この変化量検出手段
によって検出された変化量および上記保持手段の移動量
に基づいて、上記被測定物の中心軸に対する外周面の傾
斜角度を算出する算出手段とを含むことが好ましい。
測定物の円錐状外周面に対して天地を反転した円錐面形
状であることが好ましいが、上記被測定物の中心軸に直
交する方向から被測定物の外周面に入射する円盤状ビー
ムであってもよい。また、上記角度検出手段は、請求項
２に記載されているように、上記照射手段によって上記
被測定物の外周面にレーザビームを照射しつつ、上記移
動手段によって上記保持手段を移動させたときの上記径
計測手段の計測結果に基づいて、上記円環画像の径の変
化量を検出する変化量検出手段と、この変化量検出手段
によって検出された変化量および上記保持手段の移動量
に基づいて、上記被測定物の中心軸に対する外周面の傾
斜角度を算出する算出手段とを含むことが好ましい。
【００１４】請求項３記載の発明は、上記照射手段は、
上記保持手段に保持された被測定物の中心軸上に配設さ
れたレーザ光源と、このレーザ光源からのレーザビーム
を円錐状ビームに変換するためのガラスロッドレンズ
と、このガラスロッドレンズからの円錐状ビームをほぼ
水平に放射する円盤状ビームに変換するための円錐型ミ
ラーと、この円錐型ミラーからの円盤状ビームを逆円錐
状ビームに変換して、この逆円錐状ビームを被測定物の
外周面に導くための輪型ミラーとを含むことを特徴とす
る請求項１または２記載の角度測定装置である。
上記保持手段に保持された被測定物の中心軸上に配設さ
れたレーザ光源と、このレーザ光源からのレーザビーム
を円錐状ビームに変換するためのガラスロッドレンズ
と、このガラスロッドレンズからの円錐状ビームをほぼ
水平に放射する円盤状ビームに変換するための円錐型ミ
ラーと、この円錐型ミラーからの円盤状ビームを逆円錐
状ビームに変換して、この逆円錐状ビームを被測定物の
外周面に導くための輪型ミラーとを含むことを特徴とす
る請求項１または２記載の角度測定装置である。
【００１５】この発明においては、輪型ミラーからの逆
円錐状ビームが被測定物の外周面に照射されるので、被
測定物の外周面の反射ビームは円環状になる。したがっ
て、被測定物を保持した保持手段をレーザビームに対し
て相対的に移動させて、被測定物の外周面における逆円
錐状ビームの照射位置を変化させることにより、被測定
物の外周面からの反射ビームの径を変化させることがで
きる。
円錐状ビームが被測定物の外周面に照射されるので、被
測定物の外周面の反射ビームは円環状になる。したがっ
て、被測定物を保持した保持手段をレーザビームに対し
て相対的に移動させて、被測定物の外周面における逆円
錐状ビームの照射位置を変化させることにより、被測定
物の外周面からの反射ビームの径を変化させることがで
きる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下では、この発明の一実施形態
を、添付図面を参照して詳細に説明する。図１は、この
発明の一実施形態に係る角度測定装置の構成を示す図解
図である。この角度測定装置は、円錐ころ軸受の転動体
Ｔのテーパ角αを測定するための装置であり、転動体Ｔ
を載置するための載置台１と、載置台１上に載置された
転動体Ｔの外周面にレーザビームを照射する照射光学系
２と、転動体Ｔからの反射ビームを光電変換して電気信
号を出力するＣＣＤカメラ３とを備えている。
を、添付図面を参照して詳細に説明する。図１は、この
発明の一実施形態に係る角度測定装置の構成を示す図解
図である。この角度測定装置は、円錐ころ軸受の転動体
Ｔのテーパ角αを測定するための装置であり、転動体Ｔ
を載置するための載置台１と、載置台１上に載置された
転動体Ｔの外周面にレーザビームを照射する照射光学系
２と、転動体Ｔからの反射ビームを光電変換して電気信
号を出力するＣＣＤカメラ３とを備えている。
【００１７】載置台１は、ほぼ水平に設けられた載置面
１１を有しており、被測定物としての略円錐台状の転動
体Ｔは、その面積が大きい方の端面を下方に向けて載置
面１１上に載置されるようになっている。また、載置台
１には、載置面１１をほぼ水平に維持しつつ、載置台１
を上下動させるための駆動機構１２が結合されている。
転動体Ｔのテーパ角αの測定時には、載置面１１上に転
動体Ｔを載置した状態で、駆動機構１２によって載置台
１が上下動されることにより、転動体Ｔが照射光学系２
からのレーザビームに対して相対的に移動させられる。
１１を有しており、被測定物としての略円錐台状の転動
体Ｔは、その面積が大きい方の端面を下方に向けて載置
面１１上に載置されるようになっている。また、載置台
１には、載置面１１をほぼ水平に維持しつつ、載置台１
を上下動させるための駆動機構１２が結合されている。
転動体Ｔのテーパ角αの測定時には、載置面１１上に転
動体Ｔを載置した状態で、駆動機構１２によって載置台
１が上下動されることにより、転動体Ｔが照射光学系２
からのレーザビームに対して相対的に移動させられる。
【００１８】照射光学系２は、載置台１の上方に配設さ
れている。照射光学系２には、載置台１に載置された転
動体Ｔの中心軸Ｔｏ上に配設されたレーザ光源２１と、
レーザ光源２１からのレーザビームＢｉを円錐状ビーム
Ｂｏに変換するためのガラスロッドレンズ２２と、ガラ
スロッドレンズ２２からの円錐状ビームＢｏをほぼ水平
な円盤状ビームＢｂに変換するための円錐型ミラー２３
と、円錐型ミラー２３による反射ビームを転動体Ｔの外
周面に導くための輪型ミラー２４とを含む。
れている。照射光学系２には、載置台１に載置された転
動体Ｔの中心軸Ｔｏ上に配設されたレーザ光源２１と、
レーザ光源２１からのレーザビームＢｉを円錐状ビーム
Ｂｏに変換するためのガラスロッドレンズ２２と、ガラ
スロッドレンズ２２からの円錐状ビームＢｏをほぼ水平
な円盤状ビームＢｂに変換するための円錐型ミラー２３
と、円錐型ミラー２３による反射ビームを転動体Ｔの外
周面に導くための輪型ミラー２４とを含む。
【００１９】ＣＣＤカメラ３は、レーザ光源２１の上方
であって、載置台１に載置された転動体Ｔの中心軸Ｔｏ
上に配設されている。ＣＣＤカメラ３の出力信号は、た
とえばマイクロコンピュータによって構成される画像処
理部４に与えられるようになっている。画像処理部４
は、ＣＣＤカメラ３から与えられる信号に基づいて、転
動体Ｔからの反射ビーム像をモニタ５に表示させるとと
もに、転動体Ｔのテーパ角αを算出する。また、画像処
理部４は、駆動機構１２の動作を制御するようになって
おり、載置台１の上下移動量を検知できるようになって
いる。
であって、載置台１に載置された転動体Ｔの中心軸Ｔｏ
上に配設されている。ＣＣＤカメラ３の出力信号は、た
とえばマイクロコンピュータによって構成される画像処
理部４に与えられるようになっている。画像処理部４
は、ＣＣＤカメラ３から与えられる信号に基づいて、転
動体Ｔからの反射ビーム像をモニタ５に表示させるとと
もに、転動体Ｔのテーパ角αを算出する。また、画像処
理部４は、駆動機構１２の動作を制御するようになって
おり、載置台１の上下移動量を検知できるようになって
いる。
【００２０】なお、この画像処理部４が駆動機構１２を
制御する構成に限らず、載置台１の上下移動量を検出す
るための機構を追加して設け、この機構からの出力が画
像処理部４に与えられるように構成されてもよい。図２
は、レーザ光源２１からのレーザビームＢｉが円盤状ビ
ームＢｂに変換される仕組みについて説明するための図
である。レーザ光源２１からのレーザビームＢｉを円錐
状ビームＢｏに変換するためのガラスロッドレンズ２２
は、たとえば、中心軸に対して角度θｆで傾斜した端面
（入射面）２２ａを有する円筒状ファイバで構成するこ
とができる。
制御する構成に限らず、載置台１の上下移動量を検出す
るための機構を追加して設け、この機構からの出力が画
像処理部４に与えられるように構成されてもよい。図２
は、レーザ光源２１からのレーザビームＢｉが円盤状ビ
ームＢｂに変換される仕組みについて説明するための図
である。レーザ光源２１からのレーザビームＢｉを円錐
状ビームＢｏに変換するためのガラスロッドレンズ２２
は、たとえば、中心軸に対して角度θｆで傾斜した端面
（入射面）２２ａを有する円筒状ファイバで構成するこ
とができる。
【００２１】ガラスロッドレンズ２２は、その中心軸が
転動体Ｔの中心軸Ｔｏ上に位置し、かつ、角度θｆで傾
斜した入射面２２ａにレーザ光源２１からのコリメート
されたレーザビームＢｉが入射するように配設されてい
る。入射面２２ａから入射したレーザビームＢｉは、コ
アとクラッドとの境界面において下記式(3) で表される
反射角θｎで反射しながら、出射面２２ｂに向けてコア
内を伝搬していく。
転動体Ｔの中心軸Ｔｏ上に位置し、かつ、角度θｆで傾
斜した入射面２２ａにレーザ光源２１からのコリメート
されたレーザビームＢｉが入射するように配設されてい
る。入射面２２ａから入射したレーザビームＢｉは、コ
アとクラッドとの境界面において下記式(3) で表される
反射角θｎで反射しながら、出射面２２ｂに向けてコア
内を伝搬していく。
【００２２】
【数１】
【００２３】ここで、Ｎｒはコアの屈曲率を表す。こう
してコア内を伝搬するビームは、下記式(4) で表される
出射角θout の円錐状ビームＢｏとなって出射面２２ｂ
から出射される。
してコア内を伝搬するビームは、下記式(4) で表される
出射角θout の円錐状ビームＢｏとなって出射面２２ｂ
から出射される。
【００２４】
【数２】
【００２５】円錐型ミラー２３は、その中心軸が転動体
Ｔの中心軸Ｔｏ上に位置するように配設されている。ガ
ラスロッドレンズ２２の出射面２２ｂから出射した円錐
状ビームＢｏは、円錐型ミラー２３の外周面で反射され
て、ほぼ水平な円盤状ビームＢｂに変換される。このと
き、円錐型ミラー２３の外周面の中心軸Ｔｏに対する傾
斜角度をθｐとすると、この角度θｐと出射角θout と
の関係は、下記式(5)で表される。
Ｔの中心軸Ｔｏ上に位置するように配設されている。ガ
ラスロッドレンズ２２の出射面２２ｂから出射した円錐
状ビームＢｏは、円錐型ミラー２３の外周面で反射され
て、ほぼ水平な円盤状ビームＢｂに変換される。このと
き、円錐型ミラー２３の外周面の中心軸Ｔｏに対する傾
斜角度をθｐとすると、この角度θｐと出射角θout と
の関係は、下記式(5)で表される。
【００２６】θout ＝２θｐ−９０° ・・・・・・(5) したがって、上記式(4),(5) から角度θｆと角度θｐと
の関係を求めると下記式(6) のようになり、この下記式
(6) を満たすように角度θｆおよび角度θｐを予め設定
しておけば、レーザ光源２１からのレーザビームを円盤
状ビームＢｂに変換することができる。
の関係を求めると下記式(6) のようになり、この下記式
(6) を満たすように角度θｆおよび角度θｐを予め設定
しておけば、レーザ光源２１からのレーザビームを円盤
状ビームＢｂに変換することができる。
【００２７】
【数３】
【００２８】図３は、転動体Ｔからの反射ビームに基づ
いて、転動体Ｔのテーパ角αを算出する処理について説
明するための図である。円錐型ミラー２３からほぼ水平
方向に放射する円盤状ビームＢｂは、円錐型ミラー２３
を取り囲むように設けられた輪型ミラー２４の内周面で
反射されて逆円錐状ビームＢｒとなり、載置台１に載置
された転動体Ｔの外周面に照射される。
いて、転動体Ｔのテーパ角αを算出する処理について説
明するための図である。円錐型ミラー２３からほぼ水平
方向に放射する円盤状ビームＢｂは、円錐型ミラー２３
を取り囲むように設けられた輪型ミラー２４の内周面で
反射されて逆円錐状ビームＢｒとなり、載置台１に載置
された転動体Ｔの外周面に照射される。
【００２９】転動体Ｔは、通常は金属で構成されている
が、その外周面は、完全な鏡面ではなく、たとえば０．
１〜１．０μｍ程度の粗さを有する金属光沢面である。
そのため、転動体Ｔの外周面に照射された逆円錐状ビー
ムＢｒは、転動体Ｔの外周面で乱反射して散乱光とな
る。この散乱光のうち、ＣＣＤカメラ３のレンズ３１
（図１参照）に入射した散乱光が、ＣＣＤカメラ３内で
結像して電気信号に変換される。
が、その外周面は、完全な鏡面ではなく、たとえば０．
１〜１．０μｍ程度の粗さを有する金属光沢面である。
そのため、転動体Ｔの外周面に照射された逆円錐状ビー
ムＢｒは、転動体Ｔの外周面で乱反射して散乱光とな
る。この散乱光のうち、ＣＣＤカメラ３のレンズ３１
（図１参照）に入射した散乱光が、ＣＣＤカメラ３内で
結像して電気信号に変換される。
【００３０】ＣＣＤカメラ３の出力信号に基づいてモニ
タ５に表示される画像は、転動体Ｔ（載置台１）が静止
した状態で円環状の画像となる。この状態から、たとえ
ば、載置台１を上方に移動させることにより、転動体Ｔ
を二点鎖線で示す位置までΔＬだけ移動させると、モニ
タ５に表示される円環状画像の半径が大きくなる。画像
処理部４は、このときの円環状画像の半径の変化量に基
づいて、転動体Ｔの外周面からの反射ビーム径の変化量
ΔＲ、すなわち、転動体Ｔの外周面における逆円錐状ビ
ームＢｒの照射位置の水平方向の変化量ΔＲを求める。
そして、この変化量ΔＲおよび転動体Ｔ（載置台１）の
移動量ΔＬを下記式(7) に代入して、転動体Ｔのテーパ
角αを算出する。
タ５に表示される画像は、転動体Ｔ（載置台１）が静止
した状態で円環状の画像となる。この状態から、たとえ
ば、載置台１を上方に移動させることにより、転動体Ｔ
を二点鎖線で示す位置までΔＬだけ移動させると、モニ
タ５に表示される円環状画像の半径が大きくなる。画像
処理部４は、このときの円環状画像の半径の変化量に基
づいて、転動体Ｔの外周面からの反射ビーム径の変化量
ΔＲ、すなわち、転動体Ｔの外周面における逆円錐状ビ
ームＢｒの照射位置の水平方向の変化量ΔＲを求める。
そして、この変化量ΔＲおよび転動体Ｔ（載置台１）の
移動量ΔＬを下記式(7) に代入して、転動体Ｔのテーパ
角αを算出する。
【００３１】
【数４】
【００３２】ここで、θ1 は、逆円錐状ビームＢｒの中
心軸に対する傾斜角度であり、輪型ミラー２４の内周面
（反射面）の中心軸に対する傾斜角度をθ2 とすると、
下記式(8) で定義される。 θ1 ＝９０°−２θ2 ・・・・・・(8) 以上のようにこの実施形態によれば、載置台１に載置さ
れた転動体Ｔの外周面を照射光学系２からのレーザビー
ムで照明しつつ、載置台１を上方または下方に移動させ
たときの転動体Ｔからの反射ビーム径の変化量ΔＲと、
その載置台１の移動量ΔＬとに基づいて、円錐ころ軸受
の転動体Ｔのテーパ角αが算出される。
心軸に対する傾斜角度であり、輪型ミラー２４の内周面
（反射面）の中心軸に対する傾斜角度をθ2 とすると、
下記式(8) で定義される。 θ1 ＝９０°−２θ2 ・・・・・・(8) 以上のようにこの実施形態によれば、載置台１に載置さ
れた転動体Ｔの外周面を照射光学系２からのレーザビー
ムで照明しつつ、載置台１を上方または下方に移動させ
たときの転動体Ｔからの反射ビーム径の変化量ΔＲと、
その載置台１の移動量ΔＬとに基づいて、円錐ころ軸受
の転動体Ｔのテーパ角αが算出される。
【００３３】ゆえに、転動体Ｔのテーパ角αの測定に際
して、測定作業者は転動体Ｔを載置台１に載置するだけ
でよいから、測定作業者の技量にかかわらず、転動体Ｔ
のテーパ角αを正確かつ迅速に検出することができる。
また、たとえばロボットハンドによって、載置台１に転
動体Ｔを載置したり、載置台１から転動体Ｔを取り除い
たりするようにすれば、転動体Ｔのテーパ角αを自動で
測定することができる。
して、測定作業者は転動体Ｔを載置台１に載置するだけ
でよいから、測定作業者の技量にかかわらず、転動体Ｔ
のテーパ角αを正確かつ迅速に検出することができる。
また、たとえばロボットハンドによって、載置台１に転
動体Ｔを載置したり、載置台１から転動体Ｔを取り除い
たりするようにすれば、転動体Ｔのテーパ角αを自動で
測定することができる。
【００３４】この発明の一実施形態の説明は以上の通り
であるが、この発明は、上述の一実施形態に限定される
ものではない。たとえば、上述の一実施形態では、被測
定物として円錐ころ軸受の転動体を取り上げたが、この
転動体以外にも、円錐ころ軸受の内軌道輪や外軌道輪な
どを被測定物としてもよい。この場合、内軌道輪の外周
面の中心軸に対する傾斜角度（内軌道輪の軌道テーパ
角）や、外軌道輪の内周面の中心軸に対する傾斜角度
（外軌道輪の軌道テーパ角）を正確かつ迅速に測定する
ことができる。
であるが、この発明は、上述の一実施形態に限定される
ものではない。たとえば、上述の一実施形態では、被測
定物として円錐ころ軸受の転動体を取り上げたが、この
転動体以外にも、円錐ころ軸受の内軌道輪や外軌道輪な
どを被測定物としてもよい。この場合、内軌道輪の外周
面の中心軸に対する傾斜角度（内軌道輪の軌道テーパ
角）や、外軌道輪の内周面の中心軸に対する傾斜角度
（外軌道輪の軌道テーパ角）を正確かつ迅速に測定する
ことができる。
【００３５】また、上述の一実施形態では、載置台を被
測定物の中心軸に沿って移動させることにより、載置台
上の転動体を照射光学系からのレーザビームに対して相
対的に移動させるとしたが、照射光学系を移動させるこ
とによって、照射光学系からのレーザビームを転動体の
中心軸に沿って移動させる構成が採用されてもよい。さ
らに、転動体の外周面に照射されるレーザビーム（逆円
錐状ビームＢｒ）は逆円錐状であるとしたが、たとえ
ば、円錐型ミラーからほぼ水平方向に放射する円盤状ビ
ームを第１の輪型ミラーで反射させ、その反射ビームを
さらに第２の輪型ミラーで反射させることにより、転動
体の中心軸に直交する方向から入射する円盤状ビームを
転動体の外周面に照射してもよい。
測定物の中心軸に沿って移動させることにより、載置台
上の転動体を照射光学系からのレーザビームに対して相
対的に移動させるとしたが、照射光学系を移動させるこ
とによって、照射光学系からのレーザビームを転動体の
中心軸に沿って移動させる構成が採用されてもよい。さ
らに、転動体の外周面に照射されるレーザビーム（逆円
錐状ビームＢｒ）は逆円錐状であるとしたが、たとえ
ば、円錐型ミラーからほぼ水平方向に放射する円盤状ビ
ームを第１の輪型ミラーで反射させ、その反射ビームを
さらに第２の輪型ミラーで反射させることにより、転動
体の中心軸に直交する方向から入射する円盤状ビームを
転動体の外周面に照射してもよい。
【００３６】また、上述の一実施形態では、転動体から
の反射ビームを撮像する手段として、二次元画像を撮像
することができるＣＣＤカメラを例にとったが、たとえ
ば、反射ビームの径方向に沿ってＣＣＤ素子を一列に配
列させたＣＣＤラインセンサ（一次元画像撮像手段）を
設け、このＣＣＤラインセンサによって反射ビームが撮
像されてもよい。
の反射ビームを撮像する手段として、二次元画像を撮像
することができるＣＣＤカメラを例にとったが、たとえ
ば、反射ビームの径方向に沿ってＣＣＤ素子を一列に配
列させたＣＣＤラインセンサ（一次元画像撮像手段）を
設け、このＣＣＤラインセンサによって反射ビームが撮
像されてもよい。
【００３７】その他、特許請求の範囲に記載された技術
的事項の範囲内で、種々の設計変更を施すことが可能で
ある。
的事項の範囲内で、種々の設計変更を施すことが可能で
ある。
【図１】この発明の一実施形態に係る角度測定装置の構
成を図解的に示す図である。
成を図解的に示す図である。
【図２】レーザ光源からのレーザビームが円盤状ビーム
に変換される仕組みについて説明するための図である。
に変換される仕組みについて説明するための図である。
【図３】転動体からの反射ビームに基づいて、転動体の
軌道テーパ角を算出する処理について説明するための図
である。
軌道テーパ角を算出する処理について説明するための図
である。
【図４】円錐ころ軸受の転動体の軌道テーパ角を測定す
るための従来方法を説明するための図である。
るための従来方法を説明するための図である。
【図５】円錐ころ軸受の内軌道輪の軌道テーパ角を測定
するための従来方法を説明するための図である。
するための従来方法を説明するための図である。
１ 載置台 １２ 駆動機構（移動手段） ２ 照射光学系（照射手段） ２１ レーザ光源 ２２ ガラスロッドレンズ ２３ 円錐型ミラー ２４ 輪型ミラー ３ ＣＣＤカメラ（撮像手段、二次元画像撮像手
段） ４ 画像処理部（径計測手段、変化量検出手段、算
出手段） Ｂｉ レーザビーム Ｂｏ 円錐状ビーム Ｂｂ 円盤状ビーム Ｂｒ 逆円錐状ビーム Ｔｏ 中心軸 ΔＬ 移動量 ΔＲ 変化量 Ｔ 転動体（被測定物） α テーパ角（被測定物の中心軸に対する外周面の
傾斜角度）
段） ４ 画像処理部（径計測手段、変化量検出手段、算
出手段） Ｂｉ レーザビーム Ｂｏ 円錐状ビーム Ｂｂ 円盤状ビーム Ｂｒ 逆円錐状ビーム Ｔｏ 中心軸 ΔＬ 移動量 ΔＲ 変化量 Ｔ 転動体（被測定物） α テーパ角（被測定物の中心軸に対する外周面の
傾斜角度）
Claims (3)
- 【請求項１】略円錐状の外周面を有する被測定物を保持
するための保持手段と、 この保持手段に保持された被測定物の上記略円錐状の外
周面の中心軸に対して一定の角度をなすとともに、当該
中心軸に対して回転対称な面形状のレーザビームを、上
記保持手段に保持された被測定物の外周面に照射する照
射手段と、 上記保持手段に保持された被測定物の外周面からの反射
ビームが形成する円環画像の径を計測する径計測手段
と、 上記保持手段を、上記照射手段が照射するレーザビーム
に対して相対的に、被測定物の中心軸に沿って移動させ
る移動手段と、 上記径計測手段による上記円環画像の径の計測結果と、
上記移動手段による上記保持手段の移動量とに基づい
て、上記被測定物の中心軸に対する外周面の傾斜角を検
出する角度検出手段とを含むことを特徴とする角度測定
装置。 - 【請求項２】上記角度検出手段は、 上記照射手段によって上記被測定物の外周面にレーザビ
ームを照射しつつ、上記移動手段によって上記保持手段
を移動させたときの上記径計測手段の計測結果に基づい
て、上記円環画像の径の変化量を検出する変化量検出手
段と、 この変化量検出手段によって検出された変化量および上
記保持手段の移動量に基づいて、上記被測定物の中心軸
に対する外周面の傾斜角度を算出する算出手段とを含む
ことを特徴とする請求項１記載の角度測定装置。 - 【請求項３】上記照射手段は、 上記保持手段に保持された被測定物の中心軸上に配設さ
れたレーザ光源と、 このレーザ光源からのレーザビームを円錐状ビームに変
換するためのガラスロッドレンズと、 このガラスロッドレンズからの円錐状ビームをほぼ水平
に放射する円盤状ビームに変換するための円錐型ミラー
と、 この円錐型ミラーからの円盤状ビームを逆円錐状ビーム
に変換して、この逆円錐状ビームを被測定物の外周面に
導くための輪型ミラーとを含むことを特徴とする請求項
１または２記載の角度測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3046499A JP2000230816A (ja) | 1999-02-08 | 1999-02-08 | 角度測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3046499A JP2000230816A (ja) | 1999-02-08 | 1999-02-08 | 角度測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000230816A true JP2000230816A (ja) | 2000-08-22 |
Family
ID=12304617
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3046499A Pending JP2000230816A (ja) | 1999-02-08 | 1999-02-08 | 角度測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000230816A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002054914A (ja) * | 2000-08-11 | 2002-02-20 | Koyo Seiko Co Ltd | ころ軸受のスキュー測定装置 |
| JP2004340653A (ja) * | 2003-05-14 | 2004-12-02 | Ntn Corp | 円すいころ軸受の円すい面形状測定方法 |
| KR101204485B1 (ko) * | 2005-12-21 | 2012-11-27 | 시게이트 테크놀로지 엘엘씨 | 샤프트 원뿔 계측 시스템 및 방법 |
| CN105698709A (zh) * | 2016-03-24 | 2016-06-22 | 洛阳亨基智能数控装备科技有限公司 | 一种圆锥滚子曲率半径的测量方法 |
| CN105783748A (zh) * | 2016-03-24 | 2016-07-20 | 洛阳亨基智能数控装备科技有限公司 | 一种检测微型圆锥滚子两端面直径尺寸公差的方法 |
| CN105865354A (zh) * | 2016-03-24 | 2016-08-17 | 洛阳亨基智能数控装备科技有限公司 | 一种微型圆柱滚子两端面直径尺寸公差的检测方法 |
| CN105865374A (zh) * | 2016-03-24 | 2016-08-17 | 洛阳亨基智能数控装备科技有限公司 | 一种圆柱形滚子曲率半径的测量方法 |
| JP2019042877A (ja) * | 2017-09-04 | 2019-03-22 | 株式会社東芝 | 検査装置および検査方法 |
| CN112361925A (zh) * | 2020-11-05 | 2021-02-12 | 陈延美 | 大型锥形环锻件测量装置及测量方法 |
-
1999
- 1999-02-08 JP JP3046499A patent/JP2000230816A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002054914A (ja) * | 2000-08-11 | 2002-02-20 | Koyo Seiko Co Ltd | ころ軸受のスキュー測定装置 |
| JP2004340653A (ja) * | 2003-05-14 | 2004-12-02 | Ntn Corp | 円すいころ軸受の円すい面形状測定方法 |
| KR101204485B1 (ko) * | 2005-12-21 | 2012-11-27 | 시게이트 테크놀로지 엘엘씨 | 샤프트 원뿔 계측 시스템 및 방법 |
| CN105698709A (zh) * | 2016-03-24 | 2016-06-22 | 洛阳亨基智能数控装备科技有限公司 | 一种圆锥滚子曲率半径的测量方法 |
| CN105783748A (zh) * | 2016-03-24 | 2016-07-20 | 洛阳亨基智能数控装备科技有限公司 | 一种检测微型圆锥滚子两端面直径尺寸公差的方法 |
| CN105865354A (zh) * | 2016-03-24 | 2016-08-17 | 洛阳亨基智能数控装备科技有限公司 | 一种微型圆柱滚子两端面直径尺寸公差的检测方法 |
| CN105865374A (zh) * | 2016-03-24 | 2016-08-17 | 洛阳亨基智能数控装备科技有限公司 | 一种圆柱形滚子曲率半径的测量方法 |
| JP2019042877A (ja) * | 2017-09-04 | 2019-03-22 | 株式会社東芝 | 検査装置および検査方法 |
| CN112361925A (zh) * | 2020-11-05 | 2021-02-12 | 陈延美 | 大型锥形环锻件测量装置及测量方法 |
| CN112361925B (zh) * | 2020-11-05 | 2022-03-29 | 山东煜宝嘉重工股份有限公司 | 大型锥形环锻件测量装置及测量方法 |
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