JP2015114305A - 測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】被測定物を測定する時間を短縮可能で、測定条件が同じ測定装置を提供する。【解決手段】フレームに回転可能に支持されたスピンドルと、前記スピンドルに取付けられる被測定物と接触可能な触針を備えた検出器と、前記検出器を支持し、前記触針が被測定物と接触可能なセット位置と前記触針が被測定物と接触不可能な退避位置との間で移動可能に前記フレームに支持されたホルダと、前記検出器を前記ホルダに対して位置調整可能とする第１の調整機構と、前記ホルダを前記フレームに対してセット位置と退避位置との間で位置調整可能とする第２の調整機構と、を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、転がり軸受や転がり軸受の構成部品を円周方向に測定する為の測定装置に関する。

従来より、転がり軸受の回転精度を確保する為に、転がり軸受や転がり軸受の構成部品である軌道輪（内輪、外輪）、転動体等（以下これらをまとめて「被測定物」という）を回転させ、被測定物の振動や円周方向の表面性状を測定装置によって測定している。被測定物の測定には、被測定物上に触針を当てる接触式測定が知られている（例えば特許文献１参照）。

図５は従来の測定装置１０１の一例を示した説明図である。ハウジング１１１にスピンドル１０２が回転自在に設けられ、スピンドル１０２の一端には被測定物１１２が取付けられている。又、ハウジング１１１と一体に設けられた固定板１１３には検出器１０３が取付けられている。検出器１０３の先端には触針１０４が図中上下方向に移動可能に取付けられており、この触針１０４の変位を検知して、被測定物１１２の振動や円周方向の表面性状を測定する。固定板１１３上のハンドル１０６を操作することにより、被測定物１１２の大きさに応じて、固定板１１３に対する検出器１０３の位置、即ち触針１０４の位置を上下方向に調整できるようになっている。

スピンドル１０２を回転させると、被測定物１１２と接触している触針１０４は被測定物１１２の形状に応じて移動するので、この触針１０４の変位を検出することで、被測定物１１２の振動や円周方向の表面性状を測定することが出来る。

特開２０１２−１９４１０６号公報

しかしながら、図５の測定装置１０１では、被測定物１１２上に触針１０４を接触させて測定する必要上、測定に当たっては以下のような手順が必要となる。即ち、（１）被測定物１１２をスピンドル１０２に取付けるため、ハンドル１０６を操作して検出器１０３を図中上方に移動させ、触針１０４を退避させる。（２）測定すみの被測定物１１２を取外し新たな測定対象となる被測定物１１２をスピンドル１０２に取付ける。（３）ハンドル１０６を操作して検出器１０３を下方に移動させ、退避させた触針１０４を被測定物１１２と当接させる。（４）スピンドル１０２を回転させることにより被測定物１１２を回転させ測定する。（５）測定完了後、被測定物１１２をスピンドル１０２から取り外すため、ハンドル１０６を操作して再び検出器１０３を上方に移動させ、触針１０４を退避させる。２個目以降の測定の場合は、（２）〜（５）の繰り返しとなる。

上記（３）、（５）から明らかなように、２個目以降の測定であっても、被測定物１１２の測定ごとに、ハンドル１０６を操作して触針１０４を被測定物１１２に接触させたり、触針１０４を退避させたりする必要がある。しかし、多くの場合、検出器１０３を動かすためにねじ機構を使用し、ねじを回転させることで検出器１０３を上下に動かしている。このため、同一種類の被測定物１１２を多数測定する場合、検出器１０３の移動のためのハンドル１０６の操作回数が多くなり、ねじ機構を操作するのに多くの時間が費やされ、測定に時間がかかってしまうという問題がある。又、被測定物１１２を取替えるごとに検出器１０３の位置を調整するため、必ずしも測定条件を一定に保つことが難しい。

本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、被測定物を測定する時間を短縮可能で、測定条件を同じ条件で測定できる測定装置を提供することにある。

本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
フレームに回転可能に支持されたスピンドルと、
前記スピンドルに取付けられる被測定物と接触可能な触針を備えた検出器と、
前記検出器を支持し、前記触針が被測定物と接触可能なセット位置と前記触針が被測定物と接触不可能な退避位置との間で移動可能に前記フレームに支持されたホルダと、
前記検出器を前記ホルダに対して位置調整可能とする第１の調整機構と、
前記ホルダを前記フレームに対してセット位置と退避位置との間で位置調整可能とする第２の調整機構と、
を備えた測定装置。

本発明の測定装置によれば、検出器をホルダに対して位置調整可能とする第１の調整機構に加えて、ホルダをフレームに対して位置調整可能とする第２の調整機構を備えていることにより、検出器が第１の調整機構によって一旦位置調整された後は、第２の調整機構によってホルダがセット位置と退避位置との間で操作されるだけで、被測定物を連続して測定することができ、測定時間を短縮することが可能となる。また、第２の調整機構はホルダをセット位置と退避位置との間で調整するだけなので、測定条件を同じ条件で測定することが可能になる。

第１実施形態に係る測定装置の正面図、 図１の側面図 ホルダが退避位置にある状態の説明図、 第２実施形態に係る測定装置の図２と同様な図、 従来の測定装置の説明図である。

以下、本発明に係る実施形態の測定装置を図面に基づいて説明する。

（第１実施形態）
図１、２は、被測定物１２がセットされた状態を示す測定装置１の正面図及び側面図、図３はホルダ５が退避位置にある状態の説明図である。測定装置１は、フレーム１０に支持されたスピンドル２と、触針４を備えた検出器３と、検出器３を支持するホルダ５と、検出器３をホルダ５に対して位置調整可能とする第１の調整機構と、ホルダ５をフレーム１０に対して位置調整可能とする第２の調整機構と、を備える。（尚、以下の説明は図２を中心に進めるが、図２以降においてはフレーム１０は省略されている。）

スピンドル２は、フレーム１０上に設置されたハウジング１１に回転自在に支持されている。スピンドル２の先端（図中左方側の端部）には、被測定物１２が取付けられている。

検出器３は、被測定物１２の上方に位置し、被測定物１２と直接接触して表面の凹凸や振動を測定する為の触針４を備えている。検出器３は、触針４の図中上下方向の変位を検出し、触針４の変位に応じた電気信号を不図示の情報処理装置に送信するようになっている。尚、検出器として、触針の変位を検出する変位型に代えて、触針の移動速度を検知する速度型や、移動加速度を検知する加速度型を使用してもよい。

ホルダ５は、水平部５ａと垂直部５ｂとを有する略Ｌ字状の部材であり、水平部５ａの図２中右端にてハウジング１１のサポート部１１ａに回動自在に支持されている。垂直部５ｂには上述した検出器３が、垂直部５ｂに対して上下方向に位置調節可能に取付けられている。

第１の調整機構としての第１ハンドル６及びこの第１ハンドル６の操作に連動して作動する不図示のねじ機構により、検出器３は図中上下方向に位置調節可能とされている。従って、最初に被測定物１２を測定する際には、この第１ハンドル６を操作することで、被測定物１２に適した測定条件となるよう触針４の位置を設定する。

第２ハンドル７は、ハウジング１１に固定された固定板１３に軸１３ａを中心に回動自在に支持されている。第２ハンドル７はカム８（図３参照）と連動し、取っ手７ａを操作して第２ハンドル７を矢印Ｒ１で示す時計方向に回動させたときに、カム８がホルダ５を押し上げ、ホルダ５を図３に示す退避位置にもたらすようになっている。ホルダ５が退避位置にあるときには、触針４は被測定物と接触不可能な状態にある。又、第２ハンドル７を図３の状態からＲ２方向に回転させると、カム８が退避することで、ホルダ５は図２に示すセット位置にもたらされる。ホルダ５がセット位置にあるときには、触針４は被測定物１２と接触可能な状態にある。第２ハンドル７及びカム８によって第２の調整機構が構成されている。

なお、図３には図示が省略されているが、ホルダ５を図３の位置に保持する為のロック機構が設けられていてもよい。また、第２ハンドルはホルダに支持され、操作されたときに固定板に対して、ホルダが押し上げられるようになっていてもよい。

引続いて、測定装置１を用いての、被測定物１２の測定について説明する。

測定が終了したときには、被測定物１２がセットされた図２の状態にある。この状態から、新たな被測定物１２を取付ける為、第２ハンドル７を操作して矢印Ｒ１で示す時計方向に回動させ、検出器３を支持しているホルダ５を図３の退避位置に移動させる。

図３に示す退避位置では、触針４が被測定物１２と接触不可能となっているので、触針４と干渉することなく被測定物１２の自由な取付け・取外しが可能である。この状態で、測定済みの被測定物１２をスピンドル２から取外し、新たな被測定物１２をスピンドル２に取付ける。

次いで、第２ハンドル７を矢印Ｒ２方向である反時計方向に回転させ、カム８を退避させる。これにより、検出器３を支持しているホルダ５を、触針４が被測定物１２と接触可能なセット位置にある図２の状態へと移行させる。このとき、同じ種類の被測定物１２を引続いて測定する場合は、触針４の位置は前回測定したときと同じ位置にもたらされるので、更に第１ハンドル６を操作する必要は無い。

従って、同じ種類の被測定物１２を連続して測定する場合は、測定ごとの、第１ハンドル６を操作しての触針４の上げ下げの調整は無くなり、測定時間を短縮することができる。又、このような触針４の上げ下げの調整が無いことにより、同じ条件での測定が可能となる。

なお、測定対象となる被測定物１２のサイズが異なったり、測定対象が軸受から軌道輪に変わる場合のように測定対象の種類が変わり新たな測定条件を設定する必要がある場合は、更に第１ハンドル６を操作して、触針４が被測定物１２と接触する位置まで調整する必要がある。但し、この第１ハンドル６の操作が必要なのは、上述のように被測定物１２の種類が変わり最初に測定する場合のみである。

次いで、図２のセット位置において、スピンドル２を回転させ、被測定物１２の振動や円周方向の表面の凹凸を測定する。被測定物１２の振動や円周方向の表面の凹凸を触針４が検知し、触針４の変位に応じた電気信号を不図示の情報処理装置に送信する。送信された信号は、予め情報処理装置内に記憶されている判断基準と対比されることで、被測定物の振動などが評価される。

以上説明したように、本実施形態の測定装置１によれば、同じ種類の被測定物１２を測定する場合は、検出器３が第１ハンドル６によって一旦位置調整された後は、第２ハンドル７によってホルダ５がセット位置と退避位置との間で操作されるだけで、被測定物１２を連続して測定することができ、測定時間を短縮することが可能となる。又、一旦位置調整された後は、検出器３、即ち触針４の上げ下げの調整が無いことにより、同じ条件での測定が可能となる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る測定装置２１について、図４を参照して説明する。本実施形態の測定装置２１は、第１実施形態の測定装置１と基本的構成を同一とするので、同一部分には同一符号を付すことによりその説明を省略する。

図４は図２と同様な、ホルダ５が退避位置にある状態を示す図である。本実施形態は、ホルダ５と固定板１３との間に緩衝材が設けられている構成が第１実施形態とは異なる。

図４に示すように、ホルダ５と固定板１３との間に緩衝材としてのコイルバネ２２が設けられている。また、図示しないロック装置により、セット位置にもたらされたホルダ５をその位置に保持するようになっている。かかる構成により、ホルダ５が固定板１３と接触するときの衝撃を和らげることができる。なお、コイルバネに代えて、緩衝材として機能するエアーダンパーやショックアブソーバーを使用してもよい。

また、本実施形態の変形例として、コイルバネのバネ力を強力にし、ロック装置（不図示）を外したときに、バネ力でホルダが退避位置にもたらされるようになっていてもよい。かかる構成とすることで、固定板に回動自在に設けられた第２ハンドルや、この第２ハンドルと一体に設けられたカムを省略することができる。

本実施形態においても、同じ種類の被測定物１２を測定する場合は、検出器３が第１ハンドル６によって一旦位置調整された後は、第２ハンドル７によってホルダ５がセット位置と退避位置との間で操作されるだけで、被測定物１２を連続して測定することができ、測定時間を短縮することが可能となる。又、一旦位置調整された後は、検出器３、即ち触針４の上げ下げの調整が無いことにより、同じ条件での測定が可能となる。

尚、本発明は、前述した各実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等
が可能である。例えば、スピンドルはフレーム上にハウジングを介さずに直接取付けられてもよい。又、ホルダはフレームに固定されたハウジングに支持されるのではなく、フレームに直接支持されてもよい。

１、２１ 測定装置
２ スピンドル
４ 触針
５ ホルダ
６ 第１ハンドル
７ 第２ハンドル
１０ フレーム
１２ 被測定物

Claims (1)

1. フレームに回転可能に支持されたスピンドルと、
   前記スピンドルに取付けられる被測定物と接触可能な触針を備えた検出器と、
   前記検出器を支持し、前記触針が被測定物と接触可能なセット位置と前記触針が被測定物と接触不可能な退避位置との間で移動可能に前記フレームに支持されたホルダと、
   前記検出器を前記ホルダに対して位置調整可能とする第１の調整機構と、
   前記ホルダを前記フレームに対してセット位置と退避位置との間で位置調整可能とする第２の調整機構と、
   を備えた測定装置。
   
   
   

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