(57)【要約】【課題】支持手段に対する測定対象物の芯出しが容易となり、作業性を向上可能な形状検出装置を提供する。【解決手段】治具３０の軸方向一端面３２の凹部３４は、円錐形状であってスピンドル１０と同軸であると共に、その径方向幅Ａが円筒ころ３の径方向幅Ｂよりも長く、円筒ころ３は、スピンドル１０に支持された状態で、治具３０の凹部３４に軸方向から押されることにより、凹部３４と同軸になるように径方向に変位し、スピンドル１０と同軸に配置される。【選択図】図１
2014163853.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円周面を有する測定対象物を、軸方向から支持する支持手段と、
前記支持手段に対して、前記測定対象物を同軸に配置する治具と、
前記測定対象物の円周面の形状を検出する検出手段と、
を備える形状検出装置であって、
前記治具は、前記測定対象物と対向する軸方向一端面に、軸方向他端側に向かう凹部が形成され、
前記凹部は、円錐形状であって前記支持手段と同軸であると共に、その径方向幅が前記測定対象物の径方向幅よりも長く、
前記測定対象物は、前記支持手段に支持された状態で、前記治具の凹部に軸方向から押されることにより、前記凹部と同軸になるように径方向に変位し、前記支持手段と同軸に配置される
ことを特徴とする形状検出装置。
【請求項２】
前記支持手段は、前記測定対象物を支持する軸方向他端面に、前記測定対象物を固定可能な固定手段が設けられ、
前記固定手段は、前記治具によって前記測定対象物と前記支持手段とが同軸が配置されたとき、前記測定対象物を固定する
ことを特徴とする請求項１に記載の形状検出装置。
【請求項３】
前記測定対象物は、転がり軸受の転動体、内輪、又は外輪である
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の形状検出装置。
【請求項４】
軸方向に貫通する貫通孔を有すると共に、円周面を有する測定対象物を、軸方向から支持する支持手段と、
前記支持手段に対して、前記測定対象物を同軸に配置する治具と、
前記測定対象物の円周面の形状を検出する検出手段と、
を備える形状検出装置であって、
前記治具は、前記測定対象物と対向する軸方向一端面に、軸方向一端側に向かう凸部が形成され、
前記凸部は、円錐形状であって前記支持手段と同軸であると共に、その径方向幅が前記測定対象物の貫通孔の径方向幅よりも長く、
前記測定対象物は、前記支持手段に支持された状態で、前記貫通孔の内部に前記治具の凸部の一部が入るように軸方向から押されることにより、前記凸部と同軸になるように径方向に変位し、前記支持手段と同軸に配置される
ことを特徴とする形状検出装置。
【請求項５】
前記支持手段は、前記測定対象物を支持する軸方向他端面に、前記測定対象物を固定可能な固定手段が設けられ、
前記固定手段は、前記治具によって前記測定対象物と前記支持手段とが同軸が配置されたとき、前記測定対象物を固定する
ことを特徴とする請求項４に記載の形状検出装置。
【請求項６】
前記測定対象物は、転がり軸受の内輪、又は外輪である
ことを特徴とする請求項４又は５に記載の形状検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、形状検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、軸受の転動体であるころ（円筒ころ、円すいころ、球面ころ等）は、軸受回転時の振動抑制や回転精度等を確保するために、外周面の形状が検査・管理されている。ころの外周面の形状測定としては、回転しているころの外周面上に触針を当てる接触式測定がよく知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
特許文献１の周面測定装置においては、ころを固定する固定手段と、固定手段と同軸上にある芯出し治具と、を有しており、芯出し治具を弾性体から構成することで、芯出しの簡便化を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−２２５８１６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の周面測定装置では、芯出し治具が弾性体であるため、変形が起こり、芯ずれが生じてしまう虞があった。また、上記芯出し治具は、ころの形状（円筒ころ、円錐）やサイズに合わせた専用の物が用いられている。ここで、ころは、膨大な種類が存在するため、各ころ専用の治具の設計・製作に多大なコストを要していた。
【０００６】
本発明は、上述した課題を鑑みてなされたものであり、その目的は支持手段に対する測定対象物の芯出しが容易となり、作業性を向上可能な形状検出装置を提供することにある。
【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）  円周面を有する測定対象物を、軸方向から支持する支持手段と、
前記支持手段に対して、前記測定対象物を同軸に配置する治具と、
前記測定対象物の円周面の形状を検出する検出手段と、
を備える形状検出装置であって、
前記治具は、前記測定対象物と対向する軸方向一端面に、軸方向他端側に向かう凹部が形成され、
前記凹部は、円錐形状であって前記支持手段と同軸であると共に、その径方向幅が前記測定対象物の径方向幅よりも長く、
前記測定対象物は、前記支持手段に支持された状態で、前記治具の凹部に軸方向から押されることにより、前記凹部と同軸になるように径方向に変位し、前記支持手段と同軸に配置される
ことを特徴とする形状検出装置。
（２）  前記支持手段は、前記測定対象物を支持する軸方向他端面に、前記測定対象物を固定可能な固定手段が設けられ、
前記固定手段は、前記治具によって前記測定対象物と前記支持手段とが同軸が配置されたとき、前記測定対象物を固定する
ことを特徴とする（１）に記載の形状検出装置。
（３）  前記測定対象物は、転がり軸受の転動体、内輪、又は外輪である
ことを特徴とする（１）又は（２）に記載の形状検出装置。
（４）  軸方向に貫通する貫通孔を有すると共に、円周面を有する測定対象物を、軸方向から支持する支持手段と、
前記支持手段に対して、前記測定対象物を同軸に配置する治具と、
前記測定対象物の円周面の形状を検出する検出手段と、
を備える形状検出装置であって、
前記治具は、前記測定対象物と対向する軸方向一端面に、軸方向一端側に向かう凸部が形成され、
前記凸部は、円錐形状であって前記支持手段と同軸であると共に、その径方向幅が前記測定対象物の貫通孔の径方向幅よりも長く、
前記測定対象物は、前記支持手段に支持された状態で、前記貫通孔の内部に前記治具の凸部の一部が入るように軸方向から押されることにより、前記凸部と同軸になるように径方向に変位し、前記支持手段と同軸に配置される
ことを特徴とする形状検出装置。
（５）  前記支持手段は、前記測定対象物を支持する軸方向他端面に、前記測定対象物を固定可能な固定手段が設けられ、
前記固定手段は、前記治具によって前記測定対象物と前記支持手段とが同軸が配置されたとき、前記測定対象物を固定する
ことを特徴とする（４）に記載の形状検出装置。
（６）  前記測定対象物は、転がり軸受の内輪、又は外輪である
ことを特徴とする（４）又は（５）に記載の形状検出装置。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の形状検出装置によれば、治具の軸方向一端面の凹部は、円錐形状であって支持手段と同軸であると共に、その径方向幅が測定対象物の径方向幅よりも長く、測定対象物は、支持手段に支持された状態で、治具の凹部に軸方向から押されることにより、凹部と同軸になるように径方向に変位し、支持手段と同軸に配置される。したがって、支持手段に対する測定対象物の芯出しを容易に行うことができ、作業性が向上する。また、異なる種類の測定対象物について、それぞれ専用の治具を設計・製作する必要がなくなり、低コストである形状検出装置を実現できる。
【０００９】
また、本発明の形状検出装置によれば、治具の軸方向一端面の凸部は、円錐形状であって支持手段と同軸であると共に、その径方向幅が測定対象物の貫通孔の径方向幅よりも長く、測定対象物は、支持手段に支持された状態で、貫通孔の内部に治具の凸部の一部が入るように軸方向から押されることにより、凸部と同軸になるように径方向に変位し、支持手段と同軸に配置される。したがって、支持手段に対する測定対象物の芯出しを容易に行うことができ、作業性が向上する。また、異なる種類の測定対象物について、それぞれ専用の治具を設計・製作する必要がなくなり、低コストである形状検出装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１実施形態に係る形状検出装置の断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｅ）は、スピンドルに対して円筒ころの芯出しをする方法を説明するための図である。
【図３】（ａ）は、芯出し前の円筒ころ及び治具の断面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視図である。
【図４】（ａ）は、芯出し後の円筒ころ及び治具の断面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＩＶ−ＩＶ矢視図である。
【図５】変形例に係る形状検出装置の部分断面図である。
【図６】第２実施形態に係る形状検出装置の正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明に係る各実施形態の形状検出装置を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１２】
（第１実施形態）
図１に示すように、本実施形態の形状検出装置１は、測定対象物である転がり軸受の円筒ころ３を、軸方向一端側（図１中、下側）から支持する支持手段としてのスピンドル１０と、スピンドル１０を回転駆動するモータ２０と、スピンドル１０に対して円筒ころ３を同軸に配置する治具３０と、円筒ころ３の外周面３ａ（円周面）の形状を検出する検出手段４０と、を備える。
【００１３】
ここで、図１には、治具３０によって、円筒ころ３がスピンドル１０と同軸に配置された後の状態が示されており、円筒ころ３、スピンドル１０、及び治具３０の中心軸が一致するように、すなわち互いに同軸に配置されている。なお、図１中の符号Ｇは、スピンドル１０の中心軸を表している。
【００１４】
スピンドル１０は、円筒ころ３を支持する軸方向他端面１２に、円筒ころ３を固定可能な電磁石１４（固定手段）が設けられている。電磁石１４は、コイル通電のＯＮ・ＯＦＦによって、磁力の発生・停止を制御することが可能であり、これにより、円筒ころ３の固定・解放を可能としている。
【００１５】
治具３０は、円筒ころ３と対向する軸方向一端面３２に、軸方向他端側に向かう円錐形状の凹部３４が形成される。治具３０は、凹部３４がスピンドル１０と同軸となるように、すなわち、その頂点３４ａがスピンドル１０の中心軸Ｇを通るように配置される。また、凹部３４の径方向幅Ａは、円筒ころ３の径方向幅Ｂよりも長くなるように設定されている。
【００１６】
検出手段４０は、円筒ころ３の外周面３ａに接触し、表面情報を検出する探触子４２と、探触子４２によって検出された表面情報を解析・出力するコンピュータ４４と、からなる。なお、検出手段４０としては、円筒ころ３の外周面３ａに接触する接触式に限られず、レーザ等を用いた非接触式であってもよい。
【００１７】
このように構成された形状検出装置１において、円筒ころ３をスピンドル１０と同軸に配置する方法について、図２〜図４を参照して以下説明する。
【００１８】
先ず、図２（ａ）に示すように、治具３０の凹部３４の頂点３４ａが、スピンドル１０の中心軸Ｇを通るように、スピンドル１０及び治具３０を互いに同軸に配置する。ここで、電磁石１４はコイル通電されていない。
【００１９】
次に、図２（ｂ）に示すように、円筒ころ３を、スピンドル１０の中心軸Ｇの近傍に位置するよう、電磁石１４上に載置する。このとき、円筒ころ３の中心軸Ｇ´と、スピンドル１０の中心軸Ｇと、は必ずしも一致している必要はない。また、上述したように電磁石１４にコイル通電がされていないので、円筒ころ３は電磁石１４から解放された状態とされる。
【００２０】
続いて、図２（ｃ）に示すように、治具３０を、凹部３４が円筒ころ３に接触するまで、軸方向一端側に向かって変位させる。ここで、図３も参照し、円筒ころ３の中心軸Ｇ´とスピンドル１０の中心軸Ｇとが一致していない場合は、円筒ころ３の外周縁３ｂの一部が、治具３０の凹部３４に当接する（片当たりする）。
【００２１】
さらに、治具３０を軸方向一端側に向かって変位させると、円筒ころ３は、治具３０の凹部３４の軸方向から押されることにより、凹部３４の傾斜面に沿って変位する。そして、図２（ｄ）及び図４に示すように、円筒ころ３は、外周縁３ｂ全体が治具３０の凹部３４に当接することによって、その径方向変位が規制され、凹部３４と同軸となるように、すなわち、円筒ころ３の中心軸Ｇ´が凹部３４の頂点３４ａを通るように配置される。その結果、円筒ころ３の中心軸Ｇ´とスピンドル１０の中心軸Ｇとは一致し、円筒ころ３とスピンドル１０とは同軸に配置される。
【００２２】
その後、図２（ｅ）に示すように、電磁石１４をコイル通電することによって、円筒ころ３を固定した上で、治具３０を軸方向他端側に退避させて、円筒ころ３のスピンドル１０に対する芯出し及び固定を終了する。そして、スピンドル１０及び円筒ころ３はモータ２０によって一体に回転駆動され、円筒ころ３の外周面３ａの形状が検出手段４０によって検出される。
【００２３】
以上説明したように、本実施形態の形状検出装置１によれば、治具３０の軸方向一端面３２の凹部３４は、円錐形状であってスピンドル１０と同軸であると共に、その径方向幅Ａが円筒ころ３の径方向幅Ｂよりも長く、円筒ころ３は、スピンドル１０に支持された状態で、治具３０の凹部３４に軸方向から押されることにより、凹部３４と同軸になるように径方向に変位し、スピンドル１０と同軸に配置される。したがって、スピンドル１０に対する円筒ころ３の芯出しを容易に行うことができ、作業性が向上する。
【００２４】
また、スピンドル１０は、円筒ころ３を支持する軸方向他端面１２に、円筒ころ３を固定可能な電磁石１４が設けられ、電磁石１４は、治具３０によって円筒ころ３とスピンドル１０とが同軸に配置されたとき、円筒ころ３を固定する。したがって、円筒ころ３の芯出しが完了した状態を確実に維持することができ、外周面３ａの形状測定の精度を向上させることが可能である。
【００２５】
なお、上述の実施形態においては、測定対象物として円筒ころ３を例示したが、例えば転がり軸受の転動体（球面ころ等）や、内輪、外輪等であってもよい。図５には、測定対象物を転がり軸受の外輪５とした場合の、形状検出装置１が示されている。
【００２６】
ここで、図５に示された変形例に係る形状検出装置１は、第１実施形態と基本的構成を同一としているので、同一又は相当部分には、第１実施形態と同様の符号を付している。なお、本変形においては、第１実施形態と比較し、スピンドル１０の形状や電磁石１４の大きさ等が相違するが、機能・作用は同一であり、同様の効果を奏することが可能である。したがって、本変形例においても、治具３０を用いることによって、スピンドル１０に対する外輪５の芯出しを容易に行うことができ、作業性が向上する。このように、異なる種類の測定対象物について、それぞれ専用の治具を設計・製作する必要がなくなり、低コストである形状検出装置を実現できる。
【００２７】
そして、芯出しが完了した後、スピンドル１０及び外輪５はモータ２０によって一体に回転駆動され、外輪５の外周面５ａ（円周面）の形状が検出手段４０（図１参照）によって検出される。なお、検出手段４０は、外輪５の内周面５ｂ（円周面）を検出可能な構成としても構わない。
【００２８】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る形状検出装置１Ａについて、図６を参照して説明する。本実施形態の形状検出装置１Ａは、第１実施形態の変形例に係る形状検出装置１（図１参照）と基本的構成を同一とし、治具及び測定対象物の構成が異なるので、同一又は相当部分には同一符号を付すことによりその説明を省略又は簡略化し、相違部分について詳述する。
【００２９】
本実施形態においては、測定対象物が転がり軸受の内輪７とされており、内輪７は、軸方向に貫通する貫通孔７ａを有する。
【００３０】
治具３０Ａは、内輪７と対向する軸方向一端面３２に、軸方向他端側に向かう円錐形状の凸部３５が形成される。治具３０は、凸部３５がスピンドル１０と同軸となるように、すなわち、その頂点３５ａがスピンドル１０の中心軸Ｇを通るように配置される。また、凸部３５の径方向幅Ａ´は、内輪７の貫通孔７ａの径方向幅Ｂ´よりも長くなるように設定されている。
【００３１】
このように構成された形状検出装置１においても、以下に説明する工程により、治具３０Ａを用いて、内輪７をスピンドル１と同軸に配置することが可能である。
【００３２】
先ず、治具３０Ａの凸部３５の頂点３５ａが、スピンドル１０の中心軸Ｇを通るように、スピンドル１０及び治具３０Ａを互いに同軸に配置する。ここで、電磁石１４はコイル通電されていない。
【００３３】
次に、内輪７を、スピンドル１０の中心軸Ｇの近傍に位置するよう、電磁石１４上に載置する。このとき、内輪７の中心軸Ｇ´と、スピンドル１０の中心軸Ｇと、は必ずしも一致している必要はない。また、上述したように電磁石１４にコイル通電がされていないので、内輪７は電磁石１４から解放された状態とされる。
【００３４】
続いて、治具３０Ａを、凸部３５の一部（先端）が内輪７の貫通孔７ａの内部に入り、凸部３５が内輪７に接触するまで、軸方向一端側に向かって変位させる。ここで、内輪７の中心軸Ｇ´とスピンドル１０の中心軸Ｇとが一致していない場合は、内輪７の内周縁７ｂの一部が、治具３０Ａの凸部３５に当接する（片当たりする）。
【００３５】
さらに、治具３０Ａを軸方向一端側に向かって変位させると、内輪７は、治具３０Ａの凸部３５に軸方向から押されることにより、凸部３５の傾斜面に沿って変位する。そして、内輪７は、内周縁７ｂ全体が治具３０Ａの凸部３５に当接することによって、その径方向変位が規制され、凸部３５と同軸となるように、すなわち、内輪７の中心軸Ｇ´が凸部３５の頂点３５ａを通るように配置される。その結果、内輪７の中心軸Ｇ´とスピンドル１０の中心軸Ｇとは一致し、内輪７とスピンドル１０とは同軸に配置される。
【００３６】
その後、電磁石１４をコイル通電することによって、内輪７を固定した上で、治具３０Ａを軸方向他端側に退避させて、内輪７のスピンドル１０に対する芯出し及び固定を終了する。そして、スピンドル１０及び内輪７はモータ２０によって一体に回転駆動され、内輪７の外周面７ｃ（円周面）の形状が検出手段４０（図１参照）によって検出される。
【００３７】
以上説明したように、本実施形態の形状検出装置１Ａによれば、治具３０Ａの軸方向一端面３２の凸部３５は、円錐形状であってスピンドル１０と同軸であると共に、その径方向幅Ａ´が内輪７の貫通孔７ａの径方向幅Ｂ´よりも長く、内輪７は、スピンドル１０に支持された状態で、貫通孔７ａの内部に治具３０Ａの凸部３５の一部が入るように軸方向から押されることにより、凸部３５と同軸になるように径方向に変位し、スピンドル１０と同軸に配置される。したがって、スピンドル１０に対する凸部３５の芯出しを容易に行うことができ、作業性が向上する。
【００３８】
なお、本実施形態の形状検出装置１Ａによって形状測定される測定対象物としては、軸方向に貫通する貫通孔を有すると共に、円周面を有する限り、内輪７に限定されず、例えば、外輪等であってもよい。
【００３９】
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、変形、改良、等が可能である。
【００４０】
例えば、上述の実施形態においては、測定対象物（円筒ころ３等）を固定可能な固定手段として電磁石１４を例示したが、固定手段は、治具３０、３０Ａによって測定対象物とスピンドル１０とが同軸が配置されたとき、測定対象物を固定する構成である限り、その構成は限定されず、例えば、測定対象物を物理的にチャックする機構等であってもよい。
【符号の説明】
【００４１】
１、１Ａ      形状検出装置
３      円筒ころ（測定対象物）
３ａ    外周面（円周面）
３ｂ    外周縁
５      外輪（測定対象物）
５ａ    外周面（円周面）
５ｂ    内周面（円周面）
７      内輪（測定対象物）
７ａ    貫通孔
７ｂ    内周縁
７ｃ    外周面（円周面）
１０    スピンドル（支持手段）
１２    軸方向他端面
１４    電磁石（固定手段）
２０    モータ
３０、３０Ａ    治具
３２    軸方向一端面
３４    凹部
３４ａ  頂点
３５    凸部
３５ａ  頂点
４０    検出手段
Ａ、Ａ´、Ｂ、Ｂ´  径方向幅
Ｇ、Ｇ´  中心軸
【図１】
2014163853.tif 000003
【図２】
2014163853.tif 000004
【図３】
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【図４】
2014163853.tif 000006
【図５】
2014163853.tif 000007
【図６】
2014163853.tif 000008