JPH0749202A - 円筒の精度検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 １つの計測機器で円筒の内径の精度検出がで
きるとともに、外径および肉厚の仕上がり精度の誤差が
容易に同一平面上で同時に検出できる円筒の精度検査装
置の提供。 【構成】 一方が基準ローラ２となっている一対のロー
ラ２、３に載置した測定品２００を軸回りに回動させる
測定品回転機構１００と、基準ローラ２および測定品２
００の軸芯を通る同一平面上にある、一端側内周面、他
端側内周面、および該他端側内周面の外周面である他端
側外周面、に接触する接触子４２、５２、６２および作
用面を有し、所定の倍率で各接触子の変位量を各作用面
の変位量に変換する第１天秤４、第２天秤５、および第
３天秤６と、各天秤の作用面の変位量を計測する計測機
器７４、７７、７９を有し、第２計測機器７７は第１天
秤の作用面にリンクして変位する連動機構８に設置され
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、円筒の寸法精度を基
準品（テストピース）と比較して検査するための精度検
査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】０．００１〜０．０１ｍｍ程度の精度が
要求されるメタルベアリングなどの円筒体（測定品）が
許容誤差の範囲内に有るか否かをチェックする際には、
量産現場から円筒体の加工品を精密測定用電子機器を設
置した検査室に持ち込む必要が有る。このため、検査に
手間がかかり、コストが増大する。この場合、上記高精
度が要求される円筒体を量産する現場において、作業者
が自ら所定の精度を有するか否かを即座に検出できれば
極めて便利である。また、直径または肉厚の精度検出に
較べ、円筒体の偏心の検出は面倒であるが、この偏心も
同時に検出できることが望ましい。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】円筒の誤差を検出する
精度検査において、外径、肉厚の検出に加えて内径も同
時に検出できることが望ましい。また、これらの仕上が
り精度誤差検出に加えて内径の偏心の誤差値の検出が簡
単にできれば、製品の品質向上の観点から極めて好都合
である。この発明の目的は、１つの計測機器で円筒の内
径、外径および肉厚の仕上がり精度の誤差（値）が容易
に同一平面上で同時に検出できる円筒の精度検査装置の
提供にある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の円筒の精度検査
装置は、測定面が円筒内周面となっている測定品の内径
の精度検査装置であって、平行に配され一方が基準ロー
ラとなっている一対のローラを有し、該一対のローラに
載置した前記測定品を軸回りに回動させる測定品回転機
構と、いずれも前記基準ローラおよび前記測定品の軸芯
を通る同一平面（基準面）上にある、一端側内周面、該
一端側内周面に対向した他端側内周面、および該他端側
内周面の外周面である他端側外周面、に接触する接触子
および作用面を有し、それぞれ中間部が回転自在に支持
され、所定の倍率で前記各接触子の変位量を前記各作用
面の変位量に変換する第１天秤、第２天秤、および第３
天秤と、前記第１天秤の作用面の変位量を計測する第１
計測機器と、前記第１天秤の作用面にリンクして変位す
る連動機構と、前記連動機構に設置され、前記第２天秤
の作用面の変位量を測定する第２計測機器と、前記第３
天秤の作用面の変位量を測定する第３計測器とからな
る。

【０００５】

【発明の作用・効果】１対のローラー間に高精度に加工
した測定品と同一構造のテストピースを乗せ、第１接触
子および第２接触子を、基準ローラおよびテストピース
の軸を通る同一平面上にあるテストピースの内周面に対
向して接触させる。つぎに、ローラを回転させテストピ
ースを低速回転させる。このとき第１計測機器と第２計
測機器の指針を基準値に設定するに当たり、許容範囲か
否かを肉厚と内径の指針値を確かめ設定する。つぎに第
３接触子も基準面上にあるテストピースの外周面に接触
させ、同様に第３計測機器の指針を設定する。つぎに１
組のローラー間に測定品を乗せ、テストピースと同様に
作動させて測定面の肉厚、内径および外径が基準値に対
し許容範囲内にあるか否かを第１〜第３計測機器で検出
する。

【０００６】この発明では、第１天秤の作用面にリンク
して変位する連動機構に第２天秤の作用面の変位量を測
定する第２計測機器を設置しているので、第２計測機器
のみで内径の誤差を直接検出でき効率がよい。また、肉
厚、外径の誤差も同時に検出でき、基準ローラおよびテ
ストピースの軸を通る同一平面上にある３点を同時に測
定しているので、測定品を１回転させることで偏芯量お
よび偏心位置のチェックもできる。請求項２に記載の内
径の精度検査装置は、天秤を上下方向に配しているの
で、水平方向に長く延ばす必要がなく、装置の横長化が
防止でき、広い設置場所を必要としない。この結果、容
易に加工品の製造現場に設置でき、検査が円滑かつ低コ
ストに実施できる。

【０００７】

【実施例】本発明の一実施例を図１〜図５に基づいて説
明する。この発明の内径の精度検査装置１は、定盤上な
どに水平に設置される基台Ｂを備える。該基台Ｂの前部
には、間隔が可変で平行的に配置した１対のローラ２、
３を有する測定品（加工品）回転機構１００が設置され
ている。測定品回転機構１００には、ローラ２、３の少
なくとも一方を回転させるためのモータＭが付設されて
いる。この実施例では、ローラ２が基準ローラとなって
おり、モータＭは減速プーリ機構ＲＰを介して一方のロ
ーラ３のみを回転駆動するようになっている。

【０００８】基準ローラ２はローラ軸が測定品の誤差を
測定するための基準軸となっており、ローラ２はローラ
軸とともに１／１０００ｍｍの高精度で製造、組み付け
がなされている。両ローラ２、３間には、後記する如
く、内径、外径および肉厚を一定誤差範囲内に納める必
要のある円筒状メタルなど加工され１／１００ｍｍの精
度が要求される測定品２００、または１／１０００ｍｍ
の精度で加工されたテストピースＴが乗せられる。測定
品２００またはテストピースＴは、中心を通る水平面
が、基準ローラ２の軸芯に一致するように、すなわちロ
ーラ２と水平になるようにローラ３に位置を調整してセ
ットされる。

【０００９】基台Ｂの後部には、回転面となっている測
定品２００の加工面（測定面）である内周面２０１およ
び外周面２０２に接触し、該測定面とテストピースの基
準面との偏差（誤差）を拡大するための誤差増幅機構３
００が設置されている。増幅機構３００の上部には、該
増幅機構３００で１０倍に増幅された誤差を検出するた
めの計測機器群４００が設置されている。

【００１０】測定品回転機構１００は、前記１対のロー
ラ２、３を支持する支持台１０を有する。支持台１０
は、水平に対し１５度の傾斜を有する傾斜基板１１と、
該傾斜基板１１を両端部下面で前記基台Ｂの上面に支え
る高脚１２および低脚１３とからなる。傾斜基板１１の
上面には、上部側（図では高脚１２の上方）に固定ロー
ラ台２０が固定され、下部側に変位可能な変位ローラ台
３０が締結してある。固定ローラ台２０および変位ロー
ラ台３０には、それぞれ前記一対のローラ２および３が
回転自在に装着されている。傾斜基板１１の傾斜角は、
ローラ２、３間への加工品２００の設置および除去の行
い易さから１５度から４５度の範囲が望ましい。

【００１１】図３に示す如く、低脚１３の上面には、変
位ローラ台３０を変位させるためのローラ間距離調整機
構５００が取り付けられている。ローラ間距離調整機構
５００は、前記低脚１３の上端面に１５度の傾斜で締結
されたネジ穴つきボディ５０１と、該ネジ穴に螺合さ
れ、先端が前記変位ローラ台３０の端面に当接したネジ
棒５０２からなる。ネジ棒５０２には固定用ナット５０
３、５０４が外嵌されている。このローラ間距離調整機
構５００によるローラ２、３間の距離の調整は、固定用
ナット５０３、５０４によるネジ棒５０２の固定を解除
し、低脚１３の傾斜基板１１への締結度合いを緩め、ネ
ジ棒５０２を捩じって変位ローラ台３０を移動させるこ
とにより行われる。

【００１２】高脚１２の上部には、ローラ２、３間の距
離を測定品２００またはテストピースＴの寸法に合わせ
て調整する際に、測定品２００の寸法を検出し、ローラ
２、３間の距離を正確に設定するためのローラ間距離測
定機構６００が設けられている。ローラ間距離測定機構
６００は、前記基準ローラ台２０の正面に固定され、上
端面６０１が水平面となっているスタンド６０２と、該
上端面６０１の中心に軸支され水平面内で回動する回転
アーム６０３と、該回転アーム６０３の先端に垂直下向
きに取り付けられたマイクロメータヘッド６０４とから
なる。

【００１３】この距離測定機構６００の操作を図３とと
もに説明する。 イ）基準の寸法に対し誤差が１／１０００ｍｍ以下の高
精度に形成したテストピースＴを、ローラ２、３間に載
置する。 ロ）つぎに、位置決めのため、ネジ棒５０２を操作して
ローラ２、３間の距離を調整し、目分量でテストピース
Ｔをほぼ適性位置に設定する。 ハ）回転アーム６０３を回動し、マイクロメータヘッド
６０４でローラ２の支軸２Ａの上端面のレベルを測定
し、つづいてテストピースＴの上端面のレベルを測定し
て、両者の差から距離Ｈ1 を計る。 ニ）支軸２Ａの半径Ｒ1 は予め正確に測定して分かって
いるので、両者の和（Ｈ1 ＋Ｒ1 ＝Ｈ）がテストピース
Ｔの半径Ｒと一致する様に前記ネジ棒５０２を微調整す
る。 これにより、テストピースＴは、中心を通る水平面が、
基準ローラ２の軸心に一致するように設定される。

【００１４】誤差増幅機構３００は、支柱３１、３２、
およびこれら支柱３１、３２の上端に架設された横材３
３からなる支持橋３Ａと、該支持橋３Ａに上下方向に支
持された第１天秤４、第２天秤５、および第３天秤６と
を有する。前記横材３３の中間部下面には、腕柱３４、
３５、３６が下方に突設され、各腕柱３４、３５、３６
の下端部の前面には水平支軸３７、３８、３９が突設さ
れている。

【００１５】第１天秤４、第２天秤５、および第３天秤
６は、それぞれの下部がそれぞれ前記水平支柱３７、３
８、３９に回動自在に支持され、垂直面内で回動する。
第１天秤４、第２天秤５、および第３天秤６の下端部の
前面には、水平方向にピン状の接触子４２、５２、６２
が突設されている。この実施例では第１天秤４が肉厚検
出用天秤、第２天秤５が内径検出用天秤、第３天秤６が
外径検出用天秤となっている。接触子４２、５２、６２
の先端部にはそれぞれ１／１０００ｍｍ以下のい高精度
で製造、組み付けされた回転コロ４３、５３、６３が取
り付けられている。

【００１６】各コロ４３、５３、６３は、図３に示す如
く、それぞれの側壁が基準ローラ２の軸心およびテスト
ピースＴ（または測定品２００）の軸心を通る水平面内
の左側内周面、右側内周面、右側外周面に接触するよう
にセットされている。第１天秤４、第２天秤５、および
第３天秤６の上端部側面には、それぞれ作用面４４、５
４、６４が設けられている。

【００１７】前記横材３３の上面には、計測機器である
テストインジケータを装着するための肉厚用ゲージスタ
ンド７１、内径用ゲージスタンド７２、および外径用ゲ
ージスタンド７３が取り付けられている。肉厚用ゲージ
スタンド７１は、横材３３の左部に締結されるととも
に、上端に第１計測機器であるダイヤル式のテストイン
ジケータ７４が取り付けられ、該テストインジケータ７
４の検出部７Ａの先端が前記肉厚検出用の第１天秤４の
作用面４４に接触している。

【００１８】内径用ゲージスタンド７２は、横材３３の
右端部に締結されるとともに、上部には鍵型の連結部材
７６が水平的に締結され、連結部材７６の先端には一対
の水平レール７５、７５を有するレール部材７８が締結
して設けられている。該レール７５、７５には、第１天
秤の作用面４４（厳密には検出部７Ａの作用点Ｐ）にリ
ンクして変位する連動機構８が載置されている。

【００１９】連動機構８は、両端に前記レール７５、７
５に架設された滑車８１、８１を有する水平Ｔ字形の滑
車台８２と、該滑車台８２の脚部８３に締結された立Ｌ
字ブラケット８４とを有する。ブラケット８４の上端に
は、前記第２天秤の作用面５４の変位量を測定する第２
計測機器であるダイヤル式のテストインジケータ７７が
取り付けられている。テストインジケータ７７の検出部
７Ｂの先端部が前記内径検出用の第２天秤５の作用面５
４に接触している。

【００２０】また、滑車台８２には先端が連結部材で連
結された水平腕８５、８５が取り付けられており、各水
平腕８５、８５の先端側部８６、８６は、図５に示す如
く、前記肉厚検出用の第１天秤４の上端部に精密軸受８
７を介して回動自在にリンクされている。これにより、
滑車台８２は、検出部７Ａの先端が前記肉厚検出用の第
１天秤４の作用面４４に接触する作用点Ｐに連動してレ
ール７５、７５上を水平に滑動子する。すなわち、第２
計測機器であるテストインジケータ７７には、測定品２
００の軸心を通る水平面内の左側内周面および右側内周
面の基準値（テストピースによる設定値）との偏差が検
出できる。この結果、１つの計測機器で測定品２００の
内径の誤差が直接検出できる。

【００２１】外径用ゲージスタンド７３は、横材３３の
内径用ゲージスタンド７２の左横に締結されるととも
に、上端に第３計測機器であるダイヤル式のテストイン
ジケータ７９が取り付けられ、該テストインジケータ７
９の検出部７Ｃの先端が前記外径検出用の第３天秤６の
作用点６４に接触している。第１、第２および第３天秤
４、５、６の各水平支軸３７、３８、３９の中心と各接
触子４２、５２、６２の中心との距離Ｌ1 は、各水平支
軸３７、３８、３９の中心と各検出部７Ａ、７Ｂ、７Ｃ
の先端との距離Ｌ2 の１／１０に設定してある。この結
果、各コロ４３、５３、６３で検出された誤差は、１０
倍に拡大されて各検出部７Ａ、７Ｂ、７Ｃの先端に検出
される。

【００２２】つぎに、前記ニ）の操作の後の円筒の精度
検査装置１の作用を説明する。 ホ）テストピースＴの軸心を通る水平面内の左側内周
面、右側内周面、右側外周面に接触するように各天秤
４、５、６の接触子４２、５２、６２の回転コロ４３、
５３、６３をセットする。 ヘ）モーターＭを作動させてテストピースＴの周速が毎
分８０〜１５０ｍｍとなるように回転させる。この際、
テストインジケータ７４、７７、７９を零に設定する。

【００２３】ト）つぎに、テストピースＴを取り除き、
測定品２００をローラ２、３間に載置し、モーターＭを
作動させて周速が毎分８０〜１５０ｍｍとなるようにで
回転させ、第１〜第３の計測機器であるテストインジケ
ータ７４、７７、７９の指針の振れ量で測定品２００の
精度が許容範囲内に有るか否かを測定する。 チ）所定数の測定品２００の精度検出を行ったら、テス
トピースＴによる計測機器の調整を行う。

【００２４】これにより、基準ローラ２に接する測定品
２００の円筒外周面を零点とし、該基準ローラ２の軸芯
および測定品２００の軸心を通る同一直線上（同一平面
上と同義）で円筒の肉厚、内径、外径の寸法精度を全周
（３６０°）にわたり簡単に検査することができる。ま
た、上記同一直線上の３測定点の同時測定により、第１
〜第３の計測機器であるテストインジケータ７４、７
７、７９の指針の振れ量から、通常の誤差測定では極め
て面倒である内外径の微小の偏芯量の検出も直ちにで
き、これと同様に偏心位置のチェックも可能である。

【００２５】上記実施例では、第１、第２および第３天
秤４、５、６の各下端部に接触子４２、５２、６２、各
上端部に作用面４４、５４、６４が設けられているが、
これとは逆に上端部に接触子、下端部に作用面を設けて
もよい。また、接触子４２、５２、６２が接触するテス
トピースＴまたは測定品２００の検出面は、これらの軸
心および基準ローラ２の軸心を通る平面上にあれば水平
面に限定されない。さらに、第１、第２および第３天秤
４、５、６は、水平または傾斜して設定されていてもよ
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】円筒の精度検査装置の前面斜視図である。

【図２】円筒の精度検査装置の背面斜視図である。

【図３】距離測定機構の正面図である。

【図４】円筒の精度検査装置の平面図である。

【図５】水平腕の先端部の平面図である。

【符号の説明】

１ 円筒の精度検査装置 ２、３ ローラ ４ 第１天秤 ５ 第２天秤 ６ 第３天秤 ８ 連動機構 ４２、５２、６２ 接触子 ４４、５４、６４ 作用面 ７４ 第１計測機器 ７７ 第２計測機器 ７９ 第３計測機器 １００ 測定品回転機構 ２００ 測定品 ３００ 誤差増幅機構

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 測定面が円筒内周面となっている測定品
   の内径の精度検査装置であって、 平行に配され一方が基準ローラとなっている一対のロー
   ラを有し、該一対のローラに載置した前記測定品を軸回
   りに回動させる測定品回転機構と、 いずれも前記基準ローラおよび前記測定品の軸芯を通る
   同一平面上にある、一端側内周面、該一端側内周面に対
   向した他端側内周面、および該他端側内周面の外周面で
   ある他端側外周面、に接触する接触子および作用面を有
   し、それぞれ中間部が回転自在に支持され、所定の倍率
   で前記各接触子の変位量を前記各作用面の変位量に変換
   する第１天秤、第２天秤、および第３天秤と、 前記第１天秤の作用面の変位量を計測する第１計測機器
   と、 前記第１天秤の作用面にリンクして変位する連動機構
   と、 前記連動機構に設置され、前記第２天秤の作用面の変位
   量を測定する第２計測機器と、 前記第３天秤の作用面の変位量を測定する第３計測器と
   からなる円筒の精度検査装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記第１天秤、第２
   天秤、および第３天秤は水平の支軸に軸支され、ほぼ垂
   直面内で回動する垂直天秤であることを特徴とする円筒
   の精度検査装置。