JPH06347203A - シャフト内径振れ計測機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 計測軸の撓みを少なくし内径振れ計測精度を
向上させる。 【構成】 測定対象のシャフト１を回転支持装置２で支
持し、回転装置３で回転するように設定する。シャフト
１の内径振れ計測装置５を計測軸４に設け、計測軸４を
軸方向に摺動自在に２個の軸受６で軸支し、移動装置７
で軸方向に移動できるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、シャフトの内径の振れ
測定に係わり、特に小径シャフトの内径振れ計測機に関
する。

【０００２】

【従来の技術】シャフトの品質を表す指標としてシャフ
トの半径方向に生じる振れがある。この振れが大きくな
ると不安定な動作となるので、この振れを測定し、所定
の値以内となるようにする必要がある。シャフトの振れ
を表す方法として、中空シャフトの場合、外径、内径、
端面の振れがある。この内、内径の振れ計測は計測装置
をシャフト内に挿入して計測しなければならない。従
来、計測装置を計測軸に取付け中空シャフト内に挿入
し、この計測軸を片側のみで支持して振れ計測を行って
いた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このため、小さな内径
のシャフトの場合計測軸が細くなって撓みが大きくなり
精度の高い計測が困難であった。また、内径の小さいシ
ャフトの場合、計測装置の寸法形状が小さくなり製作が
困難であった。また、形状を小型にしてある程度の大き
さの内径に対応した振れ測定装置の製作はさらに困難で
あった。

【０００４】本発明はかかる問題点に鑑みて成されたも
ので、計測軸を複数点で支持することにより撓みを少な
くし、さらに、計測軸より接触子を突出させ測定対象シ
ャフトの内面に押圧しこのときの接触子の軸方向の移動
を計測するようにして、小型である程度の大きさの内径
の振れを計測するようにしたシャフトの内径振れ計測機
を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、測定対象のシャフトを軸心を水平にして
回転自在に支持する回転支持装置と、該回転支持装置に
支持された前記シャフトを回転する回転装置と、前記シ
ャフトの内径の振れを計測する内径振れ計測装置と、該
内径振れ計測装置を備えた計測軸と、該計測軸をその軸
心が前記回転支持装置に支持されたシャフトの軸心と同
一で軸方向に摺動自在に軸支した複数の軸受と、前記計
測軸を軸方向に移動させる移動装置とを備えたものであ
る。

【０００６】また、前記内径振れ計測装置が、前記計測
軸内で表面近傍に計測軸軸方向と直交する方向に設けら
れた支持軸と、該支持軸に回動自在に嵌合して回動し前
記シャフトの内面に一端部を接触する接触子と、該接触
子の他端部の計測軸軸方向の移動に追従して移動するヘ
ッドを有し該ヘッドの移動量を計測する計測装置と、前
記接触子を前記シャフト内面に接触させるよう付勢され
たスプリングとを備えたものである。

【０００７】また、前記接触子の回動中心を直角不等辺
三角形の直角頂点近傍とし前記一端部を長辺と斜辺の交
点近傍とし前記他端部を短辺と斜辺の交点近傍に設けた
ものである。

【０００８】

【作用】計測対象のシャフトを回転支持装置で支持し、
移動装置により計測軸を軸受上で軸方向に摺動させてシ
ャフト内に挿入し、内径振れ計測装置が計測位置にきた
とき停止する。次に、回転装置によりシャフトを回転し
内径振れ計測装置により内径の振れを計測する。計測が
終わると移動装置により計測軸を次の計測位置に移動し
内径の振れを計測する。このようにしてシャフトの軸方
向にわたって内径の振れを計測することができる。計測
軸は複数の軸受により軸支されているので、撓みが少な
く内径振れを精度良く計測することができる。軸受を、
回転支持装置に設置されたシャフトの両端近傍にそれぞ
れ設けると計測軸の撓みは最も少なくなる。

【０００９】内径振れ計測装置は、測定対象のシャフト
内部に挿入された状態で、スプリングの作用により接触
子が回動しその一端部をシャフト内面に接触させる。支
持軸回りの接触子の一端部の移動量と他端部の移動量は
幾何学的に一定の関係があり、一端部におけるシャフト
半径方向の移動量を他端部におけるシャフト軸方向の移
動量から算出することができる。ヘッドは接触子の他端
部の軸方向の移動に追従して移動するので計測装置がこ
のヘッドの移動量を計測することにより、接触子の一端
部のシャフト半径方向の移動量を計測することができ
る。この半径方向の移動量はシャフトを回転すると変動
し、この変動量がシャフト内径の振れとなる。

【００１０】図５は接触子の回動中心、一端部、他端部
を直角不等辺三角形の頂点に配置した場合の内径振れ計
測装置の性能を説明する図で、回動中心ｐは直角の交点
に、他端部ｑは短辺と斜辺の交点に、一端部ｒは長辺と
斜辺の交点に設ける。実線で示す位置を接触子の格納位
置とし破線で示すように回動するとすると、ａの長さに
より計測軸の直径または深さは決まり、ｂを長くしても
軸方向なので計測軸の太さには影響を与えない。ｑの計
測軸軸方向の移動量ｘとｒの計測対象シャフトの半径方
向の移動量ｙの比ｙ／ｘはｂ／ａとなる。。ゆえに、ａ
を小さくすることにより計測軸の直径または深さを小さ
くすることができ、ｂを大きくすることにより大きな内
径の計測対象シャフトの振れまで計測することができ
る。また、逆にａをｂより大きくすることによりシャフ
トの半径方向の移動量を拡大して計測することができ計
測精度を向上することができる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の好ましい実施例を図面を参照
して説明する。図１（ａ）は装置全体の平面図、（ｂ）
は装置全体の側面図を示し、図２は内径振れ計測部の詳
細図、図３は図２のＸ−Ｘ断面図、図４は図２のＹ−Ｙ
断面図である。計測対象のシャフト１は回転支持装置２
に軸心を水平にして設置される。シャフト１にはフラン
ジ８が設けられており、駆動輪９と従輪１１に挟まれて
回転する。駆動輪９は回転モータ１０により駆動され
る。従輪１１はシリンダ１２によりシャフト１の軸方向
に移動可能で、従輪支持台１３は従輪１１を回転可能に
支持しシリンダ１２によりレール１４上を移動する。回
転装置３は駆動輪９、回転モータ１０、従輪１１、シリ
ンダ１２、従輪支持台１３、レール１４より構成され
る。

【００１２】ボールネジ１５は回転支持装置２に設定さ
れたシャフト１の軸方向と平行に設けられ、両端に設け
られた軸受１６により軸支され、走行モータ１７により
回転し、走行台車１８をシャフト１の軸方向に移動させ
る。走行台車１８はボールネジ１５で駆動され２条のレ
ール１９上を走行する。走行台車１８には計測軸４の付
け根を支持する計測軸支持台２０と内径振れ計測装置５
のワイヤ３５に張力を与えるワイヤ用シリンダ２１が搭
載されている。計測軸４は２台の回転支持装置２の外側
近傍にそれぞれ設けられた２個の軸受６により軸方向に
摺動自在に支持される。計測軸４には内径振れ計測装置
５が設けられ、走行台車１８の移動によりシャフト１の
軸方向にわたって内径の振れを計測できるように構成さ
れている。移動装置７はボールネジ１５、軸受１６、走
行モータ１７、走行台車１８、レール１９より構成され
る。

【００１３】次に、図２により内径振れ計測装置５を説
明する。接触子２２は一端に接触端部２４を有し他端に
計測端部２５を有する本体と、これに接続され回動孔２
３を有するブラケットよりなり、回動孔２３、接触端部
２４、計測端部２５は回動孔２３を直角の交点とする直
角三角形を構成し、回動孔２３と接触端部２４の距離を
回動孔２３と計測端部２５の距離の２倍にしている。こ
れにより計測端部２５の移動量は接触端部２４の移動量
の半分となる。支持軸２６は計測軸４の外周近傍に設け
られ、回動孔２３と回動自在に取り合う。

【００１４】ヘッド２７は計測軸軸方向に移動するよう
ガイドされており内蔵されたスプリングによって押圧さ
れ計測端部２５に追従して移動し、計測装置２８は内蔵
された電気マイクロメータによりこの移動量を正確に計
測する。計測装置２８は、図３に示すように支持材３６
により支持され、ピン３７により計測軸４に固定され
る。

【００１５】接触子２２の計測端部２５近傍に取り合い
金具２９を設け、スプリング３０の一端を結合し、他端
を計測軸軸心に設けたボルト３１に固定する。ボルト３
１の位置をナット３２により調整することによりスプリ
ング３０の収縮力を調整する。調整された位置でピン３
３によりボルト３１の位置を固定する。回動孔２３と計
測端部２５を結ぶ線上で回動孔２３近傍にピン３４を設
け、このピン３４にワイヤ３５を結び走行台車１８上の
ワイヤ用シリンダ２１により張力を加えて接触子２２を
図２の実線で示す位置に収納する。接触子２２は図４に
示す開口３８より出入する。

【００１６】次に、計測について説明する。まず、計測
対象のシャフト１を回転支持装置２に置き、フランジ８
を駆動輪９に合わせシリンダ１２により従輪１１を移動
してフランジ８を挟む。次に走行モータ１７を駆動して
走行台車１８を移動して計測軸４をシャフト１に挿入
し、内径振れ計測装置５を計測位置に移動する。ワイヤ
用シリンダ２１によりワイヤ３５を緩めると、スプリン
グ３０が収縮して接触子２２が回動し接触端部２４がシ
ャフト１の内面に押圧され、ヘッド２７が移動し計測装
置２８が計測を開始する。つぎに、回転モータ１０を駆
動するとシャフト１が回転し、接触端部２４にシャフト
１内面の振れが伝達され、計測端部２５が移動し、これ
に追従してヘッド２７が移動し、計測装置２８でこの移
動量を計測する。次に、走行台車１８を移動し、同様に
振れ計測を行い、シャフト１の軸方向の内径の振れ計測
データを得ることができる。計測終了後、回転モータ１
０を止め、走行台車１８を移動して計測軸４を引き抜
き、シリンダ１２により従輪１１をフランジ８より離
し、シャフト１を取り外す。

【００１７】なお、計測対象のシャフト１の回転、走行
台車１８の移動、ワイヤ用シリンダ２１の作動による接
触子２２の出入りは自動制御を行い、計測装置２８によ
る計測値はパーソナルコンピュータを用いてリアルタイ
ムにデータを収集し、数値、グラフィック解析する。

【００１８】

【発明の効果】以上の説明より明らかなように、本発明
は、計測軸を複数の軸受で軸支することにより計測軸の
撓みを少なくして計測精度を向上し、また、内径振れ計
測装置の接触子を回動して計測対象シャフトの内面に一
端部を押圧し他端部の移動量より内径の振れを計測す
る。回転軸と一端部および他端部との距離を選定するこ
とにより内径振れ計測装置の形状を小さくでき、さら
に、ある程度の大きな内径の振れの計測も可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本実施例の装置全体の平面図、（ｂ）
は装置全体の側面図である。

【図２】本実施例の内径振れ計測装置の詳細図である。

【図３】図２のＸ−Ｘ断面図である。

【図４】図２のＹ−Ｙ断面図である。

【図５】回転孔、接触端部、計測端部を直角不等辺三角
形お頂点に配置した場合の内径振れ計測装置の性能を説
明する図である。

【符号の説明】

１ シャフト ２ 回転支持装置 ３ 回転装置 ４ 計測軸 ５ 内径振 計測装置 ６ 軸受 ７ 移動装置 ８ フランジ ９ 駆動輪 １０ 回転 ータ １１ 従輪 １２ シリンダ １５ ボールネジ １６ 軸受 １７ 走行モータ １８ 走行台車 １９ レール ２０ 計測軸支持台 ２１ ワイヤ用シリンダ ２２ 接触子 ２３ 回動孔 ２４ 接触端部（一端部） ２５ 計測端部（他端部） ２６ 支持軸 ２７ ヘッド ２８ 計測装置 ２９ 取り合い金具 ３０ スプリング ３１ ボルト ３４ ピン ３５ ワイヤ ３６ 支持材 ３８ 開口

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 測定対象のシャフトを軸心を水平に回転
   自在に支持する回転支持装置と、該回転支持装置に支持
   された前記シャフトを回転する回転装置と、前記シャフ
   トの内径の振れを計測する内径振れ計測装置と、該内径
   振れ計測装置を備えた計測軸と、該計測軸をその軸心が
   前記回転支持装置に支持されたシャフトの軸心と同一で
   軸方向に摺動自在に軸支した複数の軸受と、前記計測軸
   を軸方向に移動させる移動装置とを備えたことを特徴と
   するシャフト内径振れ計測機。
2. 【請求項２】 前記内径振れ計測装置が、前記計測軸内
   で表面近傍に計測軸軸方向と直交する方向に設けられた
   支持軸と、該支持軸に回動自在に嵌合して回動し前記シ
   ャフトの内面に一端部を接触する接触子と、該接触子の
   他端部の計測軸軸方向の移動に追従して移動するヘッド
   を有し該ヘッドの移動量を計測する計測装置と、前記接
   触子を前記シャフト内面に接触させるよう付勢されたス
   プリングとを備えたことを特徴とする請求項１記載のシ
   ャフト内径振れ計測機。
3. 【請求項３】 前記接触子の回動中心を直角不等辺三角
   形の直角頂点近傍とし前記一端部を長辺と斜辺の交点近
   傍とし前記他端部を短辺と斜辺の交点近傍に設けたこと
   を特徴とする請求項２記載のシャフト内径振れ計測機。