(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体を利用して被測定物を搬送する搬送部と、
前記被測定物に付着した液体を除去する流体除去部と、
前記被測定物の外径寸法を測定する測定部と、を有し、
前記被測定物が軸受用ころである、軸受用ころの外径寸法測定装置であって、
前記被測定物は、直接、または後続の被測定物を介して、前記流体によって前記搬送部を搬送され、
前記流体除去部は、前記被測定物に対して一方向にエアーを吹き付けることにより、前記被測定物に付着した液体を除去し、
前記測定部は、前記測定部を通過する前記被測定物の外径寸法を非接触でリアルタイムに測定することを特徴とする軸受用ころの外径寸法測定装置。
【請求項２】
前記流体が、液体、気体、または液体及び気体の混合であることを特徴とする請求項１記載の軸受用ころの外径寸法測定装置。
【請求項３】
前記測定部による測定結果に基づき、前記被測定物が不良であるか否かを判定する判定部と、
前記判定部により不良であると判定された被測定物を排出する排出部と、を有することを特徴とする請求項１または２記載の軸受用ころの外径寸法測定装置。
【請求項４】
前記測定部による測定結果に基づき、前記被測定物を加工する加工部における加工制御を補正する補正部を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の軸受用ころの外径寸法測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外径寸法測定装置に関し、特に、円柱工作物および円筒工作物の外径寸法測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ラジアルニードル軸受、スラストニードル軸受、円筒ころ軸受等において、ニードル（ころ）の外径寸法の精度の要求が厳しくなっている。このような円柱工作物および円筒工作物の外径寸法精度を向上するためには、工作物の外径を研削加工する際に、リアルタイムで外径寸法を測定し、フィードバック制御によって加工制御を自動的に補正することが有効である。
【０００３】
このため、従来、搬送路に沿って左右並列に配列され、且つ円柱工作物等の被測定物を下側左右において支持しつつ搬送する搬送ベルトと、レーザ測定装置により被測定物の外径寸法を測定する測定部と、を有する外径寸法測定装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１７０１７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１記載の外径寸法測定装置で使用される搬送ベルトは高価であり、また、被測定物が小径または短尺である場合に、搬送ベルト上へ被測定物を配置することが難しいという問題点があった。
【０００６】
本発明は上記事情を鑑みてなされたものであり、安価で、被測定物の直径や長さに影響を受けずに精度よく外径寸法を測定することができる外径寸法測定装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１）  流体を利用して被測定物を搬送する搬送部と、
前記被測定物に付着した液体を除去する流体除去部と、
前記被測定物の外径寸法を測定する測定部と、を有し、
前記被測定物が軸受用ころである、軸受用ころの外径寸法測定装置であって、
前記被測定物は、直接、または後続の被測定物を介して、前記流体によって前記搬送部を搬送され、
前記流体除去部は、前記被測定物に対して一方向にエアーを吹き付けることにより、前記被測定物に付着した液体を除去し、
前記測定部は、前記測定部を通過する前記被測定物の外径寸法を非接触でリアルタイムに測定することを特徴とする軸受用ころの外径寸法測定装置。
（２）  前記流体が、液体、気体、または液体及び気体の混合であることを特徴とする上記（１）記載の軸受用ころの外径寸法測定装置。
（３）  前記測定部による測定結果に基づき、前記被測定物が不良であるか否かを判定する判定部と、
前記判定部により不良であると判定された被測定物を排出する排出部と、を有することを特徴とする上記（１）または（２）記載の軸受用ころの外径寸法測定装置。
（４）  前記測定部による測定結果に基づき、前記被測定物を加工する加工部における加工制御を補正する補正部を有することを特徴とする上記（１）から（３）のいずれかに記載の軸受用ころの外径寸法測定装置。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の外径寸法測定装置は安価であると共に、被測定物の直径や長さの影響を受けずに、円柱工作物および円筒工作物等の被測定物の外径寸法をリアルタイムに測定できる。また、この測定結果に基づき加工制御を補正することができるので、円柱工作物および円筒工作物の外径寸法精度を向上することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る外径寸法測定装置の概略説明図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係る外径寸法測定装置の概略説明図である。
【図３】本発明の第３実施形態に係る外径寸法測定装置の概略説明図である。
【図４】本発明の第３実施形態の第１変形例に係る外径寸法測定装置の概略説明図である。
【図５】本発明の第３実施形態の第２変形例に係る外径寸法測定装置の概略説明図である。
【図６】本発明の第４実施形態に係る外径寸法測定装置の概略説明図である。
【図７】本発明の第５実施形態に係る外径寸法測定装置の概略説明図である。
【図８】本発明の第６実施形態に係る外径寸法測定装置の概略説明図である。
【図９】本発明の第７実施形態に係る外径寸法測定装置の概略説明図である。
【図１０】本発明の第８実施形態に係る外径寸法測定装置の概略説明図である。
【図１１】本発明の第９実施形態に係る外径寸法測定装置の概略説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明に係る外径寸法測定装置の各実施形態を、図面に基づいて詳細に説明する。
【００１１】
（第１実施形態）
まず、第１実施形態に係る外径寸法測定装置について、図１を用いて説明する。図１に示されるように、第１実施形態に係る外径寸法測定装置１ａは、ニードル軸受に用いられる針状ころ２を被測定物とし、その外径寸法を測定する。外径寸法測定装置１ａは、被測定物を搬送する搬送部１０と、被測定物に付着した液体を除去する液体除去部２０と、被測定物の外径寸法を測定する測定部３０と、を備える。
【００１２】
加工部１００により研削加工等の種々の加工が施されることにより形成された針状ころ２は、まず、外径寸法測定装置１ａの搬送部１０によって搬送される。搬送部１０は、搬送路１１と、搬送液供給部１０ａと、を有する。搬送路１１は、円形の横断面を有する中空部１２が形成された金属製パイプによって構成される。尚、搬送路１１はナイロンチューブ等の樹脂製の管により構成されてもよく、中空部１２の横断面形状は、三角形、四角形、Ｖ字形等、任意の形状でよい。
【００１３】
搬送路１１の中空部１２には、図中黒細矢印で示すように、搬送液供給部１０ａによって搬送液Ｌが供給される。このように、搬送液Ｌは、黒太矢印Ｄで示す針状ころ２の搬送方向へ向かうように供給されているため、加工部１００から受け取った針状ころ２を、搬送液Ｌの粘性や水圧によって搬送することができる。
【００１４】
搬送路１１には、加工部１００に近接した位置において、中空部１２から搬送路１１の外径面下部へと貫通する排液穴１３が複数形成されている。搬送液Ｌが加工部１００の方へ逆流した場合には、排液穴１３が過分の搬送液Ｌを外部へ排出するよう機能するため、搬送液Ｌが加工部１００へと到達して加工に影響を与えることを防ぐことができる。
【００１５】
搬送部１０の搬送路１１によって搬送された針状ころ２は、次に、液体除去部２０に到達する。針状ころ２の表面には、加工部１００での研削加工の際に冷却のため供給された液体や、搬送路１１の中空部１２内の搬送液Ｌなどの液体が大量に付着している。液体除去部２０においてエアーＡが中空部１２へと白矢印で示すように吹き込まれることにより、針状ころ２に付着した液体が良好に除去される。
【００１６】
液体除去部２０により表面に付着した液体が除去された針状ころ２は、測定部３０で外径寸法を測定される。測定部３０は、針状ころ２の外径寸法を非接触で測定するレーザ測定器３０ａを含む。針状ころ２の表面に付着した液体は液体除去部２０により除去されているので、針状ころ２の外径寸法は、レーザ測定器３０ａによって精度よくリアルタイムに測定可能である。
【００１７】
このように、第１実施形態の外径寸法測定装置１ａによれば、搬送部１０および液体除去部２０が単純な構造を有しているため、装置全体を安価に構成することができる。また、搬送部１０が搬送液Ｌを用いることによって、被測定物の直径や長さによらず容易に搬送が可能である。円柱工作物および円筒工作物等の被測定物の外径寸法をリアルタイムに精度よく測定することが可能である。
【００１８】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る外径寸法測定装置を図２に基づいて説明する。第２実施形態の外径寸法測定装置１ｂは、搬送部が気体を利用して被測定物を搬送することの他は、第１実施形態の外径寸法測定装置１ａとほぼ同様であるので、同一部分には同一符号又は相当符号を付して説明を簡略化又は省略する。
【００１９】
第２実施形態の外径寸法測定装置１ｂにおいて、搬送部１０は、搬送路１１の中空部１２内にエアーＡを供給するエアー供給部１０ｂを有する。エアー供給部１０ｂが図中白細矢印で示すように中空部１２にエアーＡを供給すると、中空部１２中に負圧領域が形成される。この負圧領域によって、針状ころ２が搬送方向へと直ちに引き込まれ、搬送される。
【００２０】
エアーＡを用いて被測定物を搬送する場合には、搬送路１１において針状ころ２の表面に液体が新たに付着することがないので、液体除去部２０による液体の除去処理が容易になる。また、このような搬送方法によれば、被測定物（針状ころ２）と搬送路１１との間の摩擦抵抗を低減することができるので、被測定物が短尺である場合に特に適している。
【００２１】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態に係る外径寸法測定装置を図３に基づいて説明する。第３実施形態の外径寸法測定装置１ｃは、搬送部が液体と気体の両方を利用して被測定物を搬送することの他は、第１実施形態の外径寸法測定装置１ａとほぼ同様であるので、同一部分には同一符号又は相当符号を付して説明を簡略化又は省略する。
【００２２】
第３実施形態の外径寸法測定装置１ｃにおいて、搬送部１０は、搬送液供給部１０ａおよびエアー供給部１０ｂの両方を有する。このような外径寸法測定装置１ｃにおいて、針状ころ２は、エアー供給部１０ｂにより供給されたエアーＡにより中空部１２中に形成された負圧領域によって、直ちに搬送方向へと引き込まれる。次いで、針状ころ２は、搬送液供給部１０ａにより供給された搬送液Ｌによって搬送方向へと搬送される。
【００２３】
エアーＡおよび搬送液Ｌの両方を用いて被測定物（針状ころ２）を搬送する場合には、第２実施形態と同様に、被測定物と搬送路１１との間の摩擦抵抗を低減することができ、被測定物がセンタレス研削盤等により加工された短尺の工作物である場合に特に適している。また、エアー供給部１０ｂによって針状ころ２が大きく加速されながら搬送路１１へと引き込まれた場合であっても、搬送液供給部１０ａにより供給された搬送液Ｌの粘性により針状ころ２が減速されるので、安定した搬送が可能となる。また、エアー供給部１０ｂによって供給されたエアーＡの風圧によって、搬送液Ｌの逆流を防ぐことが可能となり、安定した搬送が可能となる。
【００２４】
（第３実施形態の第１変形例）
尚、液体と気体の両方を利用して被測定物を搬送する構成として、前述の外径寸法測定装置１ｃとは異なる構成も可能である。
図４は、第３実施形態の第１変形例に係る外径寸法測定装置１ｃ’を示す。この外径寸法測定装置１ｃ’は、搬送液供給部１０ａおよびエアー供給部１０ｂの配置において、第３実施形態に係る外径寸法測定装置１ｃと異なる。外径寸法測定装置１ｃ’においては、搬送路１１の中空部１２内に搬送液Ｌを供給する搬送液供給部１０ａのすぐ下流に、搬送路１１の中空部１２内にエアーＡを供給するエアー供給部１０ｂが配置されている。
【００２５】
ここで、搬送液供給部１０ａの径が、中空部１２の径よりも小さい場合には、搬送液Ｌが中空部１２内に噴流となって供給され、中空部１２への入口付近に負圧領域が形成される。外径寸法測定装置１ｃ’においては、エアー供給部１０ｂから供給されたエアーＡがこの負圧領域に吸い込まれることにより、搬送液ＬとエアーＡの混合流体が得られ、この混合流体によって針状ころ２が搬送方向へと搬送される。尚、エアー供給部１０ｂの断面形状は、丸、三角、四角などを問わず、また、その数も問わない。
【００２６】
（第３実施形態の第２変形例）
図５に示される、第３実施形態の第２変形例に係る外径寸法測定装置１ｃ”においては、エアー供給部１０ｂが、搬送路１１の中空部１２内に搬送液Ｌを供給する搬送液供給部１０ａに対してエアーＡを供給する。この外径寸法測定装置１ｃ”においては、搬送液ＬとエアーＡの混合流体が搬送液供給部１０ａを介して搬送路１１の中空部１２内に供給されることとなる。すなわち、外径寸法測定装置１ｃ”においては、搬送路１１の外部で作り出された混合流体によって、針状ころ２が搬送方向へと搬送される。
【００２７】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態に係る外径寸法測定装置を図６に基づいて説明する。第４実施形態の外径寸法測定装置１ｄは、搬送部が液体と気体の少なくともいずれかを利用することに加え、被測定物の自重をも利用して被測定物を搬送することの他は、第１実施形態の外径寸法測定装置１ａとほぼ同様であるので、同一部分には同一符号又は相当符号を付して説明を簡略化又は省略する。
【００２８】
第４実施形態の外径寸法測定装置１ｄにおいては、搬送液供給部１０ａの下流において、搬送路１１が傾斜している傾斜部１４が設けられている。このような構成によれば、搬送液供給部１０ａにより供給された搬送液Ｌを利用して針状ころ２を搬送することに加え、傾斜部１４において針状ころ２の自重を利用することができるので、搬送力が向上し、安定した搬送が可能となる。
【００２９】
尚、本実施形態においては、搬送液供給部１０ａおよび傾斜部１４の両方が搬送部１０に設けられる例を示したが、搬送路１１に傾斜部１４が設けられる場合には、搬送液供給部１０ａやエアー供給部１０ｂが設けられなくてもよい。このように、搬送液供給部１０ａやエアー供給部１０ｂが設けられずに、針状ころ２の自重のみを利用して搬送する場合には、搬送液ＬやエアーＡの流量を調整する必要がなくなり、制御を簡易化することが可能となる。
【００３０】
（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態に係る外径寸法測定装置を図７に基づいて説明する。第５実施形態の外径寸法測定装置１ｅは、液体除去部が設けられないことと、被測定物の外径を接触式測定器により測定することの他は、第１実施形態の外径寸法測定装置１ａとほぼ同様であるので、同一部分には同一符号又は相当符号を付して説明を簡略化又は省略する。
【００３１】
第５実施形態の外径寸法測定装置１ｅにおいては、測定部３０が接触式測定器３０ｂを含んでおり、接触子３１を用いて針状ころ２の外径寸法を測定する。このように接触式測定器３０ｂにより針状ころ２の外径寸法を測定する場合には、針状ころ２の表面に液体が付着したままであっても安定した測定が可能となるため、液体除去部を設ける必要がなくなり、装置全体をより単純に安価に構成することができる。
【００３２】
（第６実施形態）
次に、本発明の第６実施形態に係る外径寸法測定装置を図８に基づいて説明する。第６実施形態の外径寸法測定装置１ｆは、不良排出部が設けられていることの他は、第４実施形態の外径寸法測定装置１ｄとほぼ同様であるので、同一部分には同一符号又は相当符号を付して説明を簡略化又は省略する。
【００３３】
第６実施形態の外径寸法測定装置１ｆは、測定部３０の下流に不良排出部４０を備えている。この不良排出部４０は、測定部３０において測定された各針状ころ２の外径寸法の情報に基づいて、不良と判断された針状ころを排出する。例えば、針状ころ２の外径寸法と、その目標寸法との差が所定値を超えた場合、その針状ころ２は不良であると判断され、不良排出部４０により外径寸法測定装置１ｆの外部へと排出される。これにより、不良である針状ころ２が経路外に排出され、所定の外径寸法を有する針状ころ２のみを後の工程へと送ることが可能となる。
【００３４】
（第７実施形態）
次に、本発明の第７実施形態に係る外径寸法測定装置を図９に基づいて説明する。第７実施形態の外径寸法測定装置１ｇは、近接センサが設けられていることの他は、第６実施形態の外径寸法測定装置１ｆとほぼ同様であるので、同一部分には同一符号又は相当符号を付して説明を簡略化又は省略する。
【００３５】
第７実施形態の外径寸法測定装置１ｇは、搬送部１０の搬送路１１に隣接した位置に、近接センサ５０を備えている。この近接センサ５０は、針状ころ２の連続した搬送状態を監視し、搬送状態の異常の有無を検知する。このように、近接センサ５０が設けられていることにより、搬送状態に異常が発生した場合（針状ころ２が詰まった場合など）には直ちに加工部１００による加工を停止することができるため、加工不良の発生を防ぐことができる。尚、本実施形態においては、搬送状態の異常の有無を検知するために近接センサ５０を使用しているが、これに限定されず、搬送状態の異常の有無を検知可能な機器であれば何を使用してもよい。
【００３６】
（第８実施形態）
次に、本発明の第８実施形態に係る外径寸法測定装置を図１０に基づいて説明する。第８実施形態の外径寸法測定装置１ｈは、測定部の測定結果に基づき加工部での加工制御を補正することの他は、第６実施形態の外径寸法測定装置１ｆとほぼ同様であるので、同一部分には同一符号又は相当符号を付して説明を簡略化又は省略する。
【００３７】
第８実施形態の外径寸法測定装置１ｈにおいては、測定部３０におけるレーザ測定機３０ａの測定結果に基づき、加工部１００における加工を制御する加工制御部（シーケンサ）１１０の動作を自動で補正する。図中、破線矢印は、フィードバック制御の流れを示す。これにより、リアルタイムに測定された針状ころ２の外径寸法に基づき、加工部１００での加工制御を自動で補正することができるので、針状ころ２の外径寸法をより精度よく形成することができる。
【００３８】
（第９実施形態）
次に、本発明の第９実施形態に係る外径寸法測定装置を図１１に基づいて説明する。第９実施形態の外径寸法測定装置１ｊは、ソフトウェアを用いて測定結果を処理することの他は、第８実施形態の外径寸法測定装置１ｈとほぼ同様であるので、同一部分には同一符号又は相当符号を付して説明を簡略化又は省略する。
【００３９】
第９実施形態の外径寸法測定装置１ｊにおいては、レーザ測定器３０ａにより得られた測定結果がソフトウェア６０によって処理される。例えば、針状ころ２の表面に液体が残っている場合にレーザ測定器３０ａにより測定を行うと、一時的に高い値が測定されることがあるが、本実施形態ではソフトウェア６０によって測定結果を処理するため、このような高い値を取り除くことができる。また、ソフトウェア６０によって測定結果に平均処理を行うことによって、搬送速度にムラがある場合の測定結果への影響を除去することができ、安定した測定が実現可能となる。また、ソフトウェア６０により測定結果を処理すると共に加工制御部１１０の補正条件の変更も容易であるので、針状ころ２の外径寸法のばらつきを小さくして、針状ころ２の外径寸法の精度を向上することが可能となる。
【００４０】
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、適宜変更、改良等が可能である。ラジアルニードル軸受、スラストニードル軸受、シェル型ニードル軸受、ソリッド型ニードル軸受等に用いられる針状ころ、棒状ころや、円筒ころ、プラネタリーシャフト等、円柱形状や円筒形状を有する工作物であれば本発明の外径寸法測定装置を好適に利用することができる。
【符号の説明】
【００４１】
１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｃ’、１ｃ”、１ｄ、１ｅ、１ｆ、１ｇ、１ｈ、１ｊ    外径寸法測定装置
２    針状ころ
１０    搬送部
１０ａ    搬送液供給部
１０ｂ    エアー供給部
１１    搬送路
１２    中空部
１３    排液穴
２０    液体除去部
３０    測定部
３０ａ    レーザ測定器
３０ｂ    接触式測定器
４０    排出部
５０    近接センサ
６０    ソフトウェア
１００    加工部
１１０    加工制御部
【図１】
0005505194.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
0005505194.tif 000005
【図５】
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【図６】
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【図７】
0005505194.tif 000008
【図８】
0005505194.tif 000009
【図９】
0005505194.tif 000010
【図１０】
0005505194.tif 000011
【図１１】
0005505194.tif 000012