(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｖ字形状の支持面を有する複数の支持ブロックにより、回転体からなるワークを軸方向に離れた少なくとも２個所で支持するとともに、前記ワークを前記支持ブロックに押し付け、
回転手段により回転駆動される駆動体にその回転中心に向けて径方向に調整移動自在に設けられたチャック部材により前記ワークをクランプし、
前記駆動体が径方向に変位したときに前記チャック部材が前記駆動体を径方向に変位させながら前記ワークに回転力を伝達し、
前記ワークに押し付けられた測定子により前記ワークを測定するようにしたことを特徴とする回転体の検査方法。
【請求項２】
回転体からなるワークをその軸方向に離れた位置でそれぞれ支持するＶ字形状の支持面を有する２つの支持ブロックと、
前記それぞれの支持ブロックに支持された前記ワークの回転中心にほぼ一致した回転中心を有し、回転手段により回転駆動される駆動体と、
前記駆動体にその径方向に調整移動自在に設けられ、前記ワークをクランプして前記駆動体の回転を前記ワークに伝達するチャック部材と、
前記ワークが回転される際に前記それぞれの支持ブロックに前記ワークを押し付ける押し付け部材と、
前記ワークに接触して前記ワークを測定する測定子とを有することを特徴とする回転体の検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はウォームギヤが設けられたシャフトなどの棒状回転体の振れなどを検査する回転体の検査技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ウォームギヤを有するシャフトを製造する場合には、丸棒素材を用いて、これを転造によって塑性加工することがある。この場合に加工完了後のシャフトが所定の真直度で製造されているか否か、特にウォームギヤの部分が所定の真直度や真円度などが所定の精度で製造されているか否かを検査装置を用いて測定検査している。検査により製品が所定の精度に加工されていない場合には、その製品を再度修正加工するか、不良品として廃棄している。
【０００３】
ウォームギヤが形成されたシャフトなどの棒状部材を被検査物としてこれが所定の真直度となっているか否か、つまり軸心の振れを検査する場合には、従来では、２つで一対となったローラを２対設け、一方の対のローラにより棒状部材の一端部を支持し、他端部を他方の対のローラにより支持するようにしており、駆動用のローラを棒状部材に押し付けてこれを回転駆動し、棒状部材に測定子を接触させるようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようにローラを用いて棒状部材を下側で支持するようにした場合には、ローラとしてはボール軸受と同一の構造のものが使用されるので、その内側のインナーレース（内輪）と外側のアウターレース（外輪）との間に多数のボールが装着されたものが使用されている。このようなローラはインナーレースとアウターレースとの間に径方向のガタ付きがあることから、測定を繰り返した場合に１０μｍ内外の測定誤差が存在し、それ以上の精度で棒状部材の中心軸の振れを測定することができないということが判明した。
【０００５】
そこで、棒状部材の両端部をＶブロックで支持して振れを検査することが試みられたが、棒状部材の両端部をＶブロックで支持するようにした場合には、棒状部材に駆動用のローラを押し付けてこれを回転しても、棒状部材とＶブロックの支持面との摩擦抵抗により、棒状部材を駆動用のローラで回転駆動することが困難であった。
【０００６】
シャフトに形成されたウォームの歯面の凹凸を検査する技術としては、たとえば、特開平2-248801号公報に記載されるように、ウォームが形成されたシャフトを回転させてウォームに噛み合うウォームホイールのウォームの軸線方向の変位を検出するようにしたものがある。また、回転体の釣合い修正方法としては、たとえば、特開平3-170039号公報に記載されるように、回転体を回転させることにより検出された不釣り合い位置に修正材を吐出するようにしたものがある。
【０００７】
本発明の目的は、上記従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、棒状部材をワークとして、これの振れなどを高い精度で検査し得るようにすることにある。
【０００８】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、以下のとおりである。
【００１０】
すなわち、本発明の回転体の検査方法は、Ｖ字形状の支持面を有する複数の支持ブロックにより、回転体からなるワークを軸方向に離れた少なくとも２個所で支持するとともに、前記ワークを前記支持ブロックに押し付け、回転手段により回転駆動される駆動体にその回転中心に向けて径方向に調整移動自在に設けられたチャック部材により前記ワークをクランプし、前記駆動体が径方向に変位したときに前記チャック部材が前記駆動体を径方向に変位させながら前記ワークに回転力を伝達し、前記ワークに押し付けられた測定子により前記ワークを測定するようにしたことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の回転体の検査装置は、回転体からなるワークをその軸方向に離れた位置でそれぞれ支持するＶ字形状の支持面を有する２つの支持ブロックと、前記それぞれの支持ブロックに支持された前記ワークの回転中心にほぼ一致した回転中心を有し、回転手段により回転駆動される駆動体と、前記駆動体にその径方向に調整移動自在に設けられ、前記ワークをクランプして前記駆動体の回転を前記ワークに伝達するチャック部材と、前記ワークが回転される際に前記それぞれの支持ブロックに前記ワークを押し付ける押し付け部材と、前記ワークに接触して前記ワークを測定する測定子とを有することを特徴とする。
【００１２】
本発明にあっては、被検査物であるワークは、２つの支持ブロックにより支持され、これに対して押し付けられた状態のもとで、駆動体の回転をチャック部材により伝達することにより回転される。チャック部材は駆動体の回転中心に向けて径方向に調整移動自在のフローティング構造となっており、駆動体が径方向に変位したとしても、その変位はフローティング構造によってワークには伝達されず、ワークは支持ブロックにより支持された状態で回転することになる。これにより、駆動体の径方向の回転誤差はワークに影響を与えることなく、測定子によってワークの真直度や振れを高い精度で測定することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１４】
図１は本発明の一実施の形態である回転体の検査装置の全体を示す図であり、基台１１には検査部１２と駆動部１３とが設けられている。検査部１２は基台１１に固定された支持台１４を有し、これに設けられたガイドレール１５に沿って上下方向に摺動自在に摺動ブロック１６が装着され、この摺動ブロック１６をガイドレール１５に沿って駆動するために支持台１４には流体圧シリンダ１７が取り付けられ、この流体圧シリンダ１７のピストンロッド１８に摺動ブロック１６が連結されている。摺動ブロック１６には被検査物としての棒状部材つまりワークＷを押し付けるための押し付けローラ２１とワークＷに接触してこれの振れを検出するための接触子２２とが設けられている。
【００１５】
基台１１には検査部１２と駆動部１３の間に位置させて、ワークＷをその一端部で支持するためのワーク支持台２３が設けられており、このワーク支持台２３には、図２に示すように、Ｖ字形状となった支持面を有するＶブロックつまり支持ブロック２４が設けられている。
【００１６】
図３は図１に示された駆動部１３を示す断面図であり、図４は図３における要部を示す拡大断面図であり、図５は図３における５−５線に沿う断面図であり、図６は図３における６−６線に沿う断面図であり、図７は駆動部１３を構成する部材を示す分解斜視図であり、図８は図４における８−８線に沿う断面図であり、図９は図５における９−９線に沿う断面図である。
【００１７】
駆動部１３は基台１１に固定された支持台２５を有し、この支持台２５には円筒形状の筒体２６が取り付けられ、この筒体２６の外側には軸受２７を介して環状駆動部材としてのプーリー２８が回転自在に装着されている。このプーリー２８を回転するために、支持台２５にはモータ３１が取り付けられ、このモータ３１の主軸に取り付けられたプーリー３２とプーリー２８とにはタイミングベルト３３が掛け渡されている。環状駆動部材としてのプーリー２８に代えて環状歯車を使用し、これにモータ駆動される歯車をかみ合わせるようにしても良く、環状駆動部材にスプロケットホイールを取り付けて、チェーンを用いてモータの回転を環状駆動部材に連動するようにしても良い。
【００１８】
支持台２５にはこれに固定された固定ブロック３４を介して取付ブロック３５が取り付けられており、この取付ブロック３５の先端には、図６に示されるように、Ｖ字形状の支持面を有するＶブロックつまり支持ブロック３６が固定されている。したがって、この支持ブロック３６によりワークＷの右端部が支持されるようになっており、２つの支持ブロック２４、３６はいずれも、ワーク支持台２３および支持台２５により、基台１１に対して所定の剛性をもって取り付けられている。
【００１９】
プーリー２８に固定された駆動ブロック３７には、作動爪部材４５，４６を回転自在に支持するための支持軸３８が、図７に示すねじ部材３７ａにより固定され、この支持軸３８の頭部には、図８に示すように、プーリー２８の回転中心Ｏに向けてこれの半径方向に延びる溝３８ａが形成されており、この溝３８ａに沿って摺動自在に支持ピン３９の先端部３９ａが係合している。この支持ピン３９にはチャック部材４１が支持ピン３９に形成されたねじ部３９ｂにねじ結合され、さらにチャック部材４２が支持ピン３９に対して所定のクリアランスを以て回転自在に嵌合されている。このように、支持ピン３９には、これの中心を回転中心としてそれぞれ揺動自在に２つのチャック部材４１，４２が取り付けられている。
【００２０】
それぞれのチャック部材４１，４２の先端部は、図７に示すように、相互にほぼ同一の幅を有し、それぞれの先端部にはワークＷを把持するＶ字形状のチャック面４１ａ，４２ａが形成されている。ワークＷを把持するためのチャック力を付勢するために、チャック部材４１，４２の先端部には、図５に示すように引張りコイルばね４３が２つ装着されている。チャック部材４１，４２がこれらの引張りコイルばね４３によって閉じられた状態のもとで、それぞれのチャック部材４１，４２の先端の閉じられる位置を規制するために、一方のチャック部材４２にねじ結合されたストッパ４４が他方のチャック部材４１に当接するようになっている。
【００２１】
したがって、ワークＷの右端部を支持ブロック３６により支持し、左端部を支持ブロック２４により支持し、チャック部材４１，４２によりワークＷをクランプした状態のもとで、プーリー２８を回転すると、チャック部材４１，４２には図８に示すように、プーリー２８の回転中心Ｏを中心として支持ピン３９により回転力が伝達されることになる。
【００２２】
それぞれのチャック部材４１，４２の揺動中心部は先端部の厚みの約半分の厚みとなり、これらの揺動中心部は相互に重なり合っている。そして、チャック部材４１，４２を揺動自在に支持する支持ピン３９の先端部３９ａは、支持軸３８の頭部に形成された溝３８ａに沿ってプーリー２８の径方向に摺動自在となり、この方向にチャック部材４１，４２はフローティングされる構造となっている。
【００２３】
したがって、チャック部材４１，４２の先端部の間にワークＷを挟み付けると、ワークＷはチャック部材４１，４２を介してチャック駆動用のプーリー２８に連結されることになる。この状態でモータ３１によりプーリー２８を駆動すると、ワークＷはチャック部材４１，４２を介して回転駆動されることになる。そして、この回転に際して、プーリー２８が軸受２７により筒体２６に装着されていることから、この軸受２７の径方向のガタによってチャック部材４１，４２が径方向にミクロンオーダーで変位することがあるが、チャック部材４１はプーリー２８の径方向にフローティングする構造となっていることから、変位してもその変位はワークＷには伝達されることがない。
【００２４】
図６に示すように、支持軸３８には２つのチャック部材４１，４２に対応して２つの作動爪部材４５，４６が回動自在に装着されており、それぞれの作動爪部材４５，４６には係合ピン４７，４８が固定されている。それぞれの係合ピン４７，４８は、図９に示すように、先端に頭部４７ａ，４８ａを有しており、これらの頭部４７ａ，４８ａがそれぞれのチャック部材４１，４２とオーバーラップすることにより、チャック部材４１，４２が支持軸３８から脱落するのを防止している。
【００２５】
係合ピン４７，４８には、チャック部材４１，４２に形成された凹面４１ｂ，４２ｂに当接する小径部４７ｂ，４８ｂと、その両側に位置するテーパー部４７ｃ，４８ｃおよび４７ｄ，４８ｄとが形成されている。それぞれの小径部４７ｂ，４８ｂはチャック部材４１，４２の凹面４１ｂ，４２ｂの厚みとほぼ一致した長さを有している。そして、チャック部材４１，４２が閉じた状態のもとでは、係合ピン４７，４８の小径部４７ｂ，４８ｂは、図９に示すように、凹面４１ｂ，４２ｂから離れることになる。
【００２６】
作動爪部材４５，４６を所定の開度に設定するために、これらの間にはばね部材４９が図７に示すように装着されており、このばね力に抗して作動爪部材４５，４６を広げるために、図１に示すように、基台１１にはチャック開閉ユニット５１が設けられている。このチャック開閉ユニット５１は流体圧シリンダ１７により上下方向に作動するピストンロッド５２の先端に設けられたアクチュエータ５３を有し、その先端には図５および図６に示されるように、２つの作動爪部材４５，４６の間に入り込むテーパー部５３ａが形成されている。
【００２７】
作動爪部材４５，４６の間にアクチュエータ５３を入り込ませるときには、プーリー２８の回転方向の位置を所定の位置に設定し、作動爪部材４５，４６がアクチュエータ５３の真上となるようにする。この状態では、それぞれの作動爪部材４５，４６が支持軸３８にガタのないように回動自在に装着されていることから、常に所定の開度となる。
【００２８】
アクチュエータ５３が図５〜図７に示すように、作動爪部材４５，４６から離れた状態では、チャック部材４１，４２が閉じた状態となり、ワークＷはクランプされることになる。この状態でプーリー２８を回転させてワークＷを回転させたときに、チャック部材４１，４２がワークＷの心ずれや振れなどによってプーリー２８の径方向にずれたとしても、作動爪部材４５，４６に固定された係合ピン４７，４８の小径部４７ｂ，４８ｂはチャック部材４１，４２と接触していないので、チャック部材４１，４２はプーリー２８の径方向にフローティング作用することになる。
【００２９】
一方、作動爪部材４５，４６をアクチュエータ５３の真上に位置させて、プーリー２８を静止した状態のもとで、アクチュエータ５３を前進させると、確実に２つの作動爪部材４５，４６の間にアクチュエータ５３が入り込み、それぞれの係合ピン４７，４８は相互に離れる方向に移動することになる。このとき、チャック部材４１，４２が図９において二点鎖線で示すように、係合ピン４７，４８の軸方向にずれていたとしても、それぞれの係合ピン４７，４８はテーパー部４７ｃ，４７ｄ，４８ｃ，４８ｄが小径部４７ｂ，４８ｂの両側に形成されているので、チャック部材４１，４２の凹面４１ｂ，４２ｂがそれぞれの係合ピン４７，４８の小径部４７ｂ，４８ｂにガタを生じることなく接触し、所定の開度でチャック部材４１，４２が開かれる。
【００３０】
図５、図６において作動爪部材４５がアクチュエータ５３によって所定の角度回動した状態を示すと、二点鎖線の通りであり、作動爪部材４５が回動することにより、作動爪部材４５に設けられた係合ピン４７がチャック部材４１の凹面４１ｂに係合して、チャック部材４１が所定の角度回動した状態が二点鎖線で示されている。
【００３１】
図１０（Ａ）は図１における１０Ａ−１０Ａ線に沿う矢視図であり、図１０（Ｂ）は図１における１０Ｂ−１０Ｂ線に沿う断面図である。図１０（Ｂ）に示すように、支持台２５には揺動アーム５５がピン５６を中心に揺動自在に取り付けられており、この揺動アーム５５の先端に固定された作動棒５７の先端には押し付けローラ５８が回転自在に設けられている。揺動アーム５５を駆動することによって、押し付けローラ５８を図６に示すようにワークＷを押し付ける位置と、これから離反した二点鎖線の位置とに作動させるために、図１０（Ｂ）に示すように、流体圧シリンダ６１が支持台２５に取り付けられ、そのピストンロッド６２がジョイント６３を介して揺動アーム５５に連結されている。
【００３２】
ワークＷはその両端部で２つの支持ブロック２４，３６により支持された状態となり、一端部は押し付けローラ２１によりそして他端部は押し付けローラ５８により押し付けられることになり、支持ブロック２４，３６により支持されるが、その支持位置を規制するために、図３に示すように、取付ブロック３５には位置決めロッド６４が設けられており、クランプレバー６５により着脱自在となっている。この位置決めロッド６４の軸方向の位置を変化させることにより、ワークＷの軸方向の位置を調整することができる。
【００３３】
一方、ワークＷを位置決めロッド６４の先端面に当接させるために、検査部１２の支持台１４には流体圧シリンダ６６が取り付けられ、このピストンロッド６７は位置決めロッド６４に対向するように、これと同心位置となっている。
【００３４】
このような構成の回転体の検査装置を用いた回転体の振れを検査方法の手順について説明すると、２つの作動爪部材４５，４６をアクチュエータ５３の真上に位置させてアクチュータ５３を前進移動させて２つの作動爪部材４５，４６を開放させてチャック部材４１，４２を開いた状態とし、さらに、押し付けローラ２１を有する摺動ブロック１６つまり摺動ユニットを図１に示すように上方に退避させるとともに、押し付けローラ５８を図６に二点鎖線で示す位置に退避させた状態のもとで、それぞれの支持ブロック２４，３６の上にワークＷである棒状回転体を載置する。
【００３５】
この状態で流体圧シリンダ６６を作動させてピストンロッド６７を前進させてワークＷを位置決めロッド６４に接触させる。これにより、ワークＷの軸方向の位置が所定の位置に設定される。この状態でピストンロッド６７を後退移動させてワークＷから離反させる。次いで、それぞれの押し付けローラ２１，５８をワークＷに押し付けるとともにアクチュエータ５３を後退移動させると、図５および図６に示すように、ワークＷはチャック部材４１，４２により締結される。このときには、接触子２２はワークＷに形成されたウォームギヤＧの部分に接触する。
【００３６】
次に、モータ３１を駆動して駆動体であるチャック回転用のプーリー２８を回転させると、このプーリー２８はチャック部材４１，４２を介してワークＷに締結されているので、ワークＷはプーリー２８により回転駆動される。ワークＷの回転速度としては、毎秒３回転程度に設定される。
【００３７】
この回転に際して、プーリー２８は軸受２７に回転自在に装着されているので、軸受２７のガタによって径方向に変位することが不可避であるが、チャック部材４１，４２は支持軸３８に対してプーリー２８の径方向に移動自在のフローティング構造となっているので、チャック部材４１，４２がワークＷから径方向にずれ移動して、ワークＷが支持ブロック２４，３６から離れることが防止される。したがって、ワークＷは常に支持ブロック２４，３６の支持面に接触されて、その回転中心は支持ブロック２４，３６のＶ字形状の支持面から所定の半径位置となる。これにより、高い精度でワークＷの軸の振れを測定検査することができ、実験によれば、繰り返し測定の精度は±１μｍの高い精度となることが判明した。
【００３８】
図示する検査装置にあっては、プーリー２８はモータ３１により駆動されるようになっており、プーリー２８の回転とワークＷの回転とが同期しているので、プーリー２８とモータ３１との相対位置を求めておけば、ワークＷが振れた位置をモータ３１の信号からダイレクトに検出することができる。ワークＷを複数回転させれば、所定の回転角度毎にワークＷの振れ位置が同じ回転角度のときに検出されることになるので、装置の原点出しが容易になり、回転毎に同じ位置の振れ量に誤差が生じた場合でも、その位置における平均振れ量を算出したり、作動爪部材４５，４６の位置をアクチュエータ５３の真上に位置決めする操作等も容易となる。
【００３９】
測定終了後は、チャック部材４１，４２をアクチュエータ５３の真上に位置させた状態でアクチュエータ５３の先端を２つの作動爪部材４５，４６の間に挿入すると、それぞれに取り付けられた係合ピン４７，４８の小径部４７ｂ，４８ｂがチャック部材４１，４２に形成された凹面４１ｂ，４２ｂに係合し、チャック部材４１，４２はそれぞれ支持ピン３９を中心に回動して、チャック部材４１，４２が開かれることになる。
【００４０】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【００４１】
たとえば、図示する実施の形態にあっては、ワークを水平状態に保持しながらこれを回転させるようにしているが、ワークを垂直状態に保持して回転させるようにしても良い。チャック開閉ユニット５１のアクチュエータ５３はチャック部材４１，４２の真下で上下動するようになっているが、水平移動させて真横からアクチュエータ５３が両方のチャック部材４１，４２を開閉させるようにしても良い。さらに、被検査物としては、図示するような棒状回転体に限らず、回転する部材の真直度や振れのみならず、歯面の検査などにも適用することができる。
【００４２】
【発明の効果】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、以下のとおりである。
【００４３】
(1).支持ブロックのＶ字形状の支持面にワークを支持した状態で回転することができ、ワークの振れなどの検査を高い精度で行うことができる。
【００４４】
(2).ワークを回転するための駆動体の回転はフローティング構造のチャック部材を介して伝達されるので、チャック部材を回転駆動する駆動体に径方向にガタが存在していても、そのガタはワークには伝達されることなく、ワークを高い精度で検査することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態である回転体の検査装置を示す正面図である。
【図２】図１における２−２線に沿う矢視図である。
【図３】図１の一部を示す拡大断面図である。
【図４】図３の一部を拡大して示す断面図である。
【図５】図３における５−５線に沿う断面図である。
【図６】図３における６−６線に沿う断面図である。
【図７】駆動部を構成する部材を示す分解斜視図である。
【図８】図４における８−８線に沿う断面図である。
【図９】図５における９−９線に沿う断面図である。
【図１０】（Ａ）は図１における１０Ａ−１０Ａ線に沿う矢視図であり、（Ｂ）は図１における１０Ｂ−１０Ｂ線に沿う断面図である。
【符号の説明】
１１      基台
１２      検査部
１３      駆動部
１４      支持台
１５      ガイドレール
１６      摺動ブロック
１７      流体圧シリンダ
１８      ピストンロッド
２１      押し付けローラ
２２      接触子
２３      ワーク支持台
２４      支持ブロック
２５      支持台
２６      筒体
２７      軸受
２８      プーリー（駆動体）
３１      モータ
３２      プーリー
３３      タイミングベルト
３４      固定ブロック
３５      取付ブロック
３６      支持ブロック
３７      駆動ブロック
３８      支持軸
３９      支持ピン
４１，４２  チャック部材
４３      引張りコイルばね
４４      ストッパ
４５，４６  作動爪部材
４７，４８  係合ピン
５１      チャック開閉ユニット
５２      ピストンロッド
５３      アクチュエータ
５５      揺動アーム
５６      ピン
５７      作動棒
５８      押し付けローラ
６１      流体圧シリンダ
６２      ピストンロッド
６３      ジョイント
６４      位置決めロッド
６５      クランプレバー
Ｗ        ワーク（被検査物、棒状回転体）
【図１】
0003703579.tif 000002
【図２】
0003703579.tif 000003
【図３】
0003703579.tif 000004
【図４】
0003703579.tif 000005
【図５】
0003703579.tif 000006
【図６】
0003703579.tif 000007
【図７】
0003703579.tif 000008
【図８】
0003703579.tif 000009
【図９】
0003703579.tif 000010
【図１０】
0003703579.tif 000011