(57)【要約】【課題】測定装置において、ベアリングにより摺動するスピンドルの軸が傾きにくくする。【解決手段】測定装置Ｓは、外筒２２と、外筒２２の内側面側において長手方向に移動可能な軸体２３と、外筒２２の内側面と軸体２３の外側面との間に設けられた複数のベアリングボール２４と、外筒２２と軸体２３との相対位置を測定する測定部３と、を有し、外筒２２の一端から長手方向における外筒２２の全長よりも短い第１長さＬ１の第１領域２２２におけるベアリングボール２４の第１密度が、外筒２２の長手方向の中心位置を中心とする外筒２２の全長よりも短い第２長さＬ２の第２領域２２３におけるベアリングボール２４の第２密度よりも大きい。【選択図】図３
2020112372.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外筒と、
前記外筒の内側面側において長手方向に移動可能な軸体と、
前記外筒の内側面と前記軸体の外側面との間に設けられた複数のベアリングボールと、
前記外筒と前記軸体との相対位置を測定する測定部と、
を有し、
前記外筒の一端から長手方向における前記外筒の全長よりも短い第１長さの第１領域における前記ベアリングボールの第１密度が、前記外筒の長手方向の中心位置を中心とする前記外筒の全長よりも短い第２長さの第２領域における前記ベアリングボールの第２密度よりも大きいことを特徴とする測定装置。
【請求項２】
前記外筒の他端から長手方向における前記外筒の全長よりも短い第３長さの第３領域における前記ベアリングボールの第３密度が、前記第２密度よりも大きいことを特徴とする、
請求項１に記載の測定装置。
【請求項３】
前記第１密度と前記第３密度とが同一であることを特徴とする、
請求項２に記載の測定装置。
【請求項４】
前記第２領域に前記ベアリングボールが設けられておらず、
前記第２領域の前記長手方向の長さが、前記第１領域における隣接する複数のベアリングボールの間の間隔、及び前記第３領域における隣接する複数のベアリングボールの間の間隔よりも大きいことを特徴とする、
請求項２又は３に記載の測定装置。
【請求項５】
前記複数のベアリングボールは、前記長手方向において前記中心位置に対して線対称な位置に設けられていることを特徴とする、
請求項１から４のいずれか一項に記載の測定装置。
【請求項６】
前記複数のベアリングボールを保持する複数の保持部を有するリテーナをさらに有し、
前記リテーナが前記第１領域に対応する領域に有する前記複数の保持部の密度が、前記リテーナが前記第２領域に対応する領域に有する前記複数の保持部の密度よりも大きいことを特徴とする、
請求項１から５のいずれか一項に記載の測定装置。
【請求項７】
外筒と、
前記外筒の内側面側において長手方向に移動可能な軸体と、
前記外筒の内側面と前記軸体の外側面との間に設けられた複数のベアリングボールと、
を有し、
前記外筒の一端から長手方向における前記外筒の全長よりも短い第１長さの第１領域における前記ベアリングボールの第１密度が、前記外筒の長手方向の中心位置を中心とする前記外筒の全長よりも短い第２長さの第２領域における前記ベアリングボールの第２密度よりも大きいことを特徴とするベアリング。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測定装置及びベアリングに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、スプラインベアリングを有する測定装置が用いられている。特許文献１には、ボールスプライン軸受を有するリニアゲージが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−０５３０４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のリニアゲージにおいては、ベアリングにより摺動するスピンドルの軸に外力が加わると、軸の長手方向において傾きが発生してしまい、測定装置の精度が低下してしまうという問題が生じていた。そこで、スピンドルの軸が傾きにくいベアリングを用いたリニアゲージが求められている。
【０００５】
そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、ベアリングにより摺動するスピンドルの軸が傾きにくい測定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の態様においては、外筒と、前記外筒の内側面側において長手方向に移動可能な軸体と、前記外筒の内側面と前記軸体の外側面との間に設けられた複数のベアリングボールと、前記外筒と前記軸体との相対位置を測定する測定部と、を有し、前記外筒の一端から長手方向における前記外筒の全長よりも短い第１長さの第１領域における前記ベアリングボールの第１密度が、前記外筒の長手方向の中心位置を中心とする前記外筒の全長よりも短い第２長さの第２領域における前記ベアリングボールの第２密度よりも大きいことを特徴とする測定装置を提供する。
【０００７】
また、前記外筒の他端から長手方向における前記外筒の全長よりも短い第３長さの第３領域における前記ベアリングボールの第３密度が、前記第２密度よりも大きくてもよい。また、前記第１密度と前記第３密度とが同一であってもよい。
【０００８】
また、前記第２領域に前記ベアリングボールが設けられておらず、前記第２領域の前記長手方向の長さが、前記第１領域における隣接する複数のベアリングボールの間の間隔、及び前記第３領域における隣接する複数のベアリングボールの間の間隔よりも大きくてもよい。
【０００９】
また、前記複数のベアリングボールは、前記長手方向において前記中心位置に対して線対称な位置に設けられていてもよい。また、前記複数のベアリングボールを保持する複数の保持部を有するリテーナをさらに有し、前記リテーナが前記第１領域に対応する領域に有する前記複数の保持部の密度が、前記リテーナが前記第２領域に対応する領域に有する前記複数の保持部の密度よりも大きくてもよい。
【００１０】
本発明の第２の態様においては、外筒と、前記外筒の内側面側において長手方向に移動可能な軸体と、前記外筒の内側面と前記軸体の外側面との間に設けられた複数のベアリングボールと、を有し、前記外筒の一端から長手方向における前記外筒の全長よりも短い第１長さの第１領域における前記ベアリングボールの第１密度が、前記外筒の長手方向の中心位置を中心とする前記外筒の全長よりも短い第２長さの第２領域における前記ベアリングボールの第２密度よりも大きいことを特徴とするベアリングを提供する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、測定装置において、ベアリングにより摺動するスピンドルの軸が傾きにくくなるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施形態に係る測定装置の構成を示す。
【図２】本実施形態に係るスプラインベアリング付近の構成を示す。
【図３】複数のベアリングボールの配置例を示す。
【図４】比較例としての複数のベアリングボールの配置例を示す。
【図５】第１変形例としてのスプラインベアリングの構成を示す。
【図６】第２変形例としてのスプラインベアリングの構成を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
［本実施形態に係る測定装置Ｓの概要］
図１は、本実施形態に係る測定装置Ｓの構成を示す図である。
測定装置Ｓは、例えばリニアゲージである。リニアゲージは、長さを測定する機能を有し、例えば物体の形状を測定するために用いられる。測定装置Ｓは、筐体１、移動部２、測定部３、及び電源部４を有する。
【００１４】
筐体１は、測定装置Ｓにおける後述する測定部３の電子回路及びスケール等を収容している。移動部２は、長手方向の力が加えられることによって長手方向において移動する。移動部２は、スプラインベアリング２１、外筒２２及び軸体２３を有する。
【００１５】
スプラインベアリング２１は、外筒２２に対して軸体２３を長手方向に滑らかに移動させ、摺動性を向上させる機能を有する。さらに、スプラインベアリング２１は、軸体２３が長手方向において移動する際に、外力等（例えば、軸体２３自身の自重、軸体２３に付属する部品による自重、外力）により長手方向において傾きが発生しづらくする機能を有する。スプラインベアリング２１の詳細は後述する。
【００１６】
外筒２２は、円筒形状を有し、内側に長手方向において移動可能な軸体２３が設けられている。外筒２２は、筐体１に接続されている。外筒２２の詳細は後述する。
【００１７】
軸体２３は、外筒２２の内側面側において長手方向に移動可能である。軸体２３は、例えばスピンドルである。例えばユーザが測定装置Ｓで測定対象の物体の形状を測定する時には、軸体２３の先端が当該測定対象の物体の外表面に接しながら、物体の凹凸によって軸体２３が長手方向に移動する。軸体２３の詳細は後述する。
【００１８】
測定部３は、外筒２２と軸体２３との相対位置を測定し、測定した相対位置に対応する位置情報を出力する機能を有する。具体的には、測定部３は、軸体２３が外筒２２の長手方向において移動したときの、軸体２３の外筒２２に対する位置を示す位置情報を出力する。
【００１９】
電源部４は、測定装置Ｓに電源を供給する機能を有する。電源部４には、例えば電源コードの先端に設けられているプラグが挿入されるソケットが形成されている。
【００２０】
［スプラインベアリング２１の構造］
図２は、本実施形態に係るスプラインベアリング２１付近の構成を示す図である。図２（ａ）は、スプラインベアリング２１付近の構成を示す図である。図２（ｂ）は、スプラインベアリング２１の断面図である。
スプラインベアリング２１は、外筒２２、軸体２３、ベアリングボール２４、及びリテーナ２５を有する。外筒２２には第１溝２２１が形成されている。軸体２３には第２溝２３１が形成されている。
【００２１】
外筒２２は、複数の第１溝２２１を有する。第１溝２２１は、外筒２２の内側面における外筒２２の長手方向に延在する。第１溝２２１は、ベアリングボール２４の一部分を収容する。複数の第１溝２２１は、外筒２２の内側面における円周方向において所定の間隔毎に隣接して形成されているが、第１溝２２１の数は任意である。
【００２２】
ベアリングボール２４は、外筒２２の内側面と軸体２３の外側面との間に設けられている。ベアリングボール２４は球状であり、ベアリングボール２４の一部分は、外筒２２の内側面に形成された第１溝２２１に接している。ベアリングボール２４における外筒２２の内側面と接する一部分とは異なる一部分は、軸体２３の外側面に形成された第２溝２３１に接している。ベアリングボール２４は、ベアリングボール２４の中心を回転中心として回転可能であり、外筒２２に対して移動する軸体２３の摺動抵抗を低減する機能を有する。摺動抵抗は、軸体２３を長手方向において摺動させた際の抵抗である。
【００２３】
軸体２３は、複数の第２溝２３１を有する。第２溝２３１は、軸体２３の外側面における軸体２３の長手方向に延在する。第２溝２３１は、ベアリングボール２４の一部分を収容する。複数の第２溝２３１は、軸体２３の外側面における円周方向において所定の間隔毎に隣接して形成されているが、第２溝２３１の数は任意である。複数の第２溝２３１は、複数の第１溝２２１に対して、軸体２３の円周方向において同じ位置に位置する。
【００２４】
例えば、ベアリングボール２４の一部分は、外筒２２の第１溝２２１の内側に位置し、当該ベアリングボール２４の一部分と異なる一部分は、軸体２３の第２溝２３１の内側に位置する。このように、ベアリングボール２４の一部分が、外筒２２の第１溝２２１の内側に位置し、当該ベアリングボール２４の一部分と異なる一部分が、軸体２３の第２溝２３１の内側に位置することで、軸体２３は、外筒２２に対して円周方向において回転することが規制される。
【００２５】
［複数のベアリングボール２４の配置］
図３は、本実施の形態に係るスプラインベアリング２１における複数のベアリングボール２４の配置例を示す図である。図４は、比較例としてのスプラインベアリング５１における複数のベアリングボール２４の配置例を示す図である。スプラインベアリング５１においては、複数のベアリングボール２４が均等に配置されている。
【００２６】
図４（ｂ）は、スプラインベアリング５１の軸体２３に外力が加わった状態を示す図である。スプラインベアリング５１に外力が加わった場合、複数のベアリングボール２４のうち、両端に配置されたベアリングボール２４ほど大きく変形することにより、軸体２３の傾きの抑制に寄与する。つまり、ベアリングボール２４の列の外側に近いベアリングボール２４ほど、軸体２３の傾きを抑える働きが大きく、ベアリングボール２４の列の中央付近のベアリングボール２４は、軸体２３の傾きを抑える働きが小さいと考えられる。したがって、中央付近のベアリングボール２４は、摺動抵抗が増加する要因になっているにもかかわらず、軸体２３の働きを抑えるための寄与度が小さいと考えられる。
【００２７】
これに対して、図３に示す本実施の形態に係るスプラインベアリング２１においては、外筒２２の両端付近におけるベアリングボール２４の密度が、中央付近における密度よりも高くなっている。その結果、スプラインベアリング２１における摺動抵抗は図４に示すスプラインベアリング５１の摺動抵抗と同等であり、かつ図４に示すスプラインベアリング５１に比べて軸体２３が傾きにくい。以下、スプラインベアリング２１について詳細に説明する。
【００２８】
図３に示すように、外筒２２は、第１領域２２２、第２領域２２３、及び第３領域２２４を有する。
第１領域２２２は、外筒２２の一端から長手方向における外筒２２の全長よりも短い第１長さＬ１の領域である。第２領域２２３は、外筒２２の長手方向の中心位置を中心とする、外筒２２の全長よりも短い第２長さＬ２の領域である。第３領域２２４は、外筒２２の他端から長手方向における外筒２２の全長よりも短い第３長さＬ３の領域である。
【００２９】
第１領域２２２におけるベアリングボール２４の第１密度は、第２領域２２３におけるベアリングボール２４の第２密度よりも大きい。また、第３領域２２４におけるベアリングボール２４の第３密度は、第２密度よりも大きい。密度とは、外筒２２の長手方向における単位長さ当たりのベアリングボール２４の数である。ベアリングボール２４がこのように配置されていることで、外力が軸体２３に加えられても、軸体２３が外筒２２の長手方向に対して傾きにくくなる。
【００３０】
また、図３に示すように、複数のベアリングボール２４は、外筒２２の長手方向において中心位置に対して線対称な位置に設けられている。複数のベアリングボール２４が、このように配置されていることで、軸体２３は、外力等が軸体２３に加わる位置によらず、軸体２３が傾きにくくなる。
【００３１】
なお、図３に示す例では、第１密度と第３密度が同一であるが、第１密度と第３密度は異なっていてもよい。また、第２領域２２３にベアリングボール２４が設けられていなくてもよい。この場合、第２領域２２３の長手方向の長さは、第１領域２２２における隣接する複数のベアリングボール２４の間の間隔、及び第３領域２２４における隣接する複数のベアリングボール２４の間の間隔よりも大きい。
【００３２】
リテーナ２５は、複数のベアリングボール２４を保持する機能を有する。リテーナ２５は、例えば円筒形状を有し、リテーナ２５の内径は、軸体２３の外径よりも若干大きく、リテーナ２５の外径は、外筒２２の内径よりも小さい。リテーナ２５は、軸体２３の外側、かつ外筒２２の内側に位置する。リテーナ２５の厚さは、ベアリングボール２４の直径よりも小さい。リテーナ２５は、軸体２３の長手方向への移動に伴い、当該長手方向において移動可能である。
【００３３】
リテーナ２５は、複数の保持部２５１を有する。保持部２５１は、１個のベアリングボール２４を保持する機能を有する。保持部２５１の数は、ベアリングボール２４の数と同一である。保持部２５１には、ベアリングボール２４を収容するための穴２５２が形成されていてもよい。この場合、穴２５２の直径は、例えば、ベアリングボール２４の直径よりも若干大きく、穴２５２の内側に、ベアリングボール２４の最大直径を有する部分が位置する。
【００３４】
リテーナ２５が第１領域２２２に対応する領域に有する複数の保持部２５１の密度は、リテーナ２５が第２領域２２３に対応する領域に有する複数の保持部２５１の密度よりも大きい。リテーナ２５がこのような構成を有することで、ベアリングボール２４の列の両端付近がベアリングボール２４の列の中央付近に比べて密度が大きい状態で、複数のベアリングボール２４が移動するのを規制することができる。
【００３５】
［第１変形例］
図５は、第１変形例としてのスプラインベアリング２６の構成を示す図である。スプラインベアリング２６においては、第３領域２２４におけるベアリングボール２４の密度が第２領域２２３におけるベアリングボール２４の密度と同等である点で、図３に示したスプラインベアリング２１の構成と異なり、他の点で同じである。このように、第１領域２２２におけるベアリングボール２４の密度のみが第２領域２２３におけるベアリングボール２４の密度よりも大きい場合であっても、図４に示したスプラインベアリング５１よりも軸体２３を傾きにくくすることができる。
【００３６】
［第２変形例］
図６は、第２変形例としてのスプラインベアリング２７の構成を示す図である。スプラインベアリング２７においては、図５に示したスプラインベアリング２６から、第２領域２２３に含まれていたベアリングボール２４が取り除かれており、ベアリングボール２４の合計数が、図５に示したスプラインベアリング２６、及び図４に示したスプラインベアリング５１よりも少ない。スプラインベアリング２６の第２領域２２３に配置されていたベアリングボール２４が軸体２３の傾きを抑える働きが小さい場合、スプラインベアリング２７のようにベアリングボール２４の数を減らすことで、摺動抵抗を小さくしつつ、軸体２３の傾きを抑える性能をスプラインベアリング５１よりも大きくすることが可能になる。
【００３７】
［第３変形例］
以上の説明においては、測定装置Ｓが、ベアリングボール２４が直線状に配置されたスプラインベアリングを有する構成を例示したが、測定装置Ｓが有するベアリングにおけるベアリングボール２４の配置形態は任意である。また、測定装置Ｓが有するベアリングはスプラインベアリングに限定されず、他の種類のベアリング（例えばボールブッシュベアリング）にも本実施の形態と同じ技術的思想に基づく構成を適用することができる。
【００３８】
［本実施形態に係る測定装置Ｓによる効果］
本実施形態に係る測定装置Ｓは、外筒２２と、外筒２２の内側面側において長手方向に移動可能な軸体２３と、外筒２２の内側面と軸体２３の外側面との間に設けられた複数のベアリングボール２４と、外筒２２と軸体２３との相対位置を測定する測定部３と、を有する。そして、測定装置Ｓは、外筒２２の一端から長手方向における外筒２２の全長よりも短い第１長さＬ１の第１領域２２２におけるベアリングボール２４の第１密度が、外筒２２の長手方向の中心位置を中心とする外筒２２の全長よりも短い第２長さＬ２の第２領域２２３におけるベアリングボール２４の第２密度よりも大きい。
【００３９】
よって、測定装置Ｓは、従来のスプラインベアリングと同等のベアリングボール２４を有する場合、外力が加わった際に軸体２３が傾きにくくすることができる。また、従来のスプラインベアリングよりもベアリングボール２４を減少させた場合、摺動抵抗を小さくし、かつ軸体２３を傾きにくくすることもできる。このように、本実施形態に係る測定装置Ｓにおいては、摺動抵抗の抑制と軸体２３の傾きの抑制とを両立させることができるので、滑らかな動作と測定精度の向上とを実現できる。
【００４０】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、装置の分散・統合の具体的な実施の形態は、以上の実施の形態に限られず、その全部又は一部について、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。また、複数の実施の形態の任意の組み合わせによって生じる新たな実施の形態も、本発明の実施の形態に含まれる。組み合わせによって生じる新たな実施の形態の効果は、もとの実施の形態の効果を合わせ持つ。
【符号の説明】
【００４１】
Ｓ・・・測定装置
１・・・筐体
２・・・移動部
２１・・・スプラインベアリング
２２・・・外筒
２２１・・・第１溝
２２２・・・第１領域
２２３・・・第２領域
２２４・・・第３領域
２３・・・軸体
２３１・・・第２溝
２４・・・ベアリングボール
２５・・・リテーナ
２５１・・・保持部
２５２・・・穴
２６・・・スプラインベアリング
２７・・・スプラインベアリング
３・・・測定部
４・・・電源部
５１・・・スプラインベアリング
【図１】
2020112372.tif 000003
【図２】
2020112372.tif 000004
【図３】
2020112372.tif 000005
【図４】
2020112372.tif 000006
【図５】
2020112372.tif 000007
【図６】
2020112372.tif 000008