(57)【要約】【課題】回転体の周囲の環境を問わず、回転体の外径を測定可能な技術を提供する。【解決手段】回転体１０の軸方向に平行な軸心を有し、当該軸心に対して鋭角を成す接触面２２ａを有する測定子２０を用意する工程と、回転体１０の軸方向における一方の端面から内部に向けて、所定の直径を有する第一基準面１１ａを形成する工程と、接触面２２ａを第一基準面１１ａに接触させる工程と、接触面２２ａと第一基準面１１ａとが接触した際の、Ｘ軸における測定子２０の位置にて、接触面２２ａを回転体１０の外周面１０ａに接触させる工程と、接触面２２ａと第一基準面１１ａとが接触した際の、Ｙ軸における測定子２０の位置と、接触面２２ａと外周面１０ａとが接触した際の、Ｙ軸における測定子２０の位置との差を算出する工程と、前記差と、第一基準面１１ａの直径とに基づいて、回転体１０の外径を算出する工程と、を含む外径測定工程を行う。【選択図】図２
2015114280.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸心回りに回転する円板状の回転体の外径を測定する、回転体の外径測定方法であって、
前記回転体の軸方向に平行な軸心を有し、当該軸心に対して鋭角を成す接触面が、当該軸心回りに連続的に形成される測定子を用意する工程と、
前記回転体の軸方向における一方の端面から内部に向けて、前記回転体と同軸となるように、所定の直径を有する基準面を形成する工程と、
前記測定子の軸心が前記回転体の軸心に平行な状態で、前記測定子の接触面を前記基準面に接触させる工程と、
前記測定子の接触面と前記基準面とが接触した際の、前記回転体の軸方向における、前記測定子の位置にて、前記測定子の軸心が前記回転体の軸心に平行な状態で、前記測定子の接触面を前記回転体の外周面に接触させる工程と、
前記測定子の接触面と前記基準面とが接触した際の、前記回転体の径方向における、前記測定子の位置と、前記測定子の接触面と前記回転体の外周面とが接触した際の、前記回転体の径方向における、前記測定子の位置と、の差を算出する工程と、
前記差と、前記基準面の直径と、に基づいて、前記回転体の外径を算出する工程と、を含む、
ことを特徴とする、回転体の外径測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軸心回りに回転する円板状の回転体の外径を測定する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、円板状の回転体（例えば、研削加工に用いられる砥石車）の外径を測定する方法として、回転中の回転体の外周面に、その径方向に沿って測定子を接触させ、その接触位置に基づいて回転体の外径を算出する技術が広く知られている。
【０００３】
特許文献１には、予め外径が測定された円板状の基準体を、回転体と同軸となるように回転体の軸方向における一端面に固定し、基準体の外周面に測定子を接触させることによって計測される第一の接触位置と、回転体の外周面に測定子を接触させることによって計測される第二の接触位置との差、および基準体の外径に基づいて、回転体の外径を算出する技術が開示されている。
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示された技術では、回転体の近傍に配置される部材の形状によっては、基準体を回転体の軸方向における一端面に設けられない場合があり、用途が限定される点で不利である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２６２４２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、回転体の周囲の環境を問わず、回転体の外径を測定可能な技術を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る回転体の外径測定方法は、軸心回りに回転する円板状の回転体の外径を測定する、回転体の外径測定方法であって、前記回転体の軸方向に平行な軸心を有し、当該軸心に対して鋭角を成す接触面が、当該軸心回りに連続的に形成される測定子を用意する工程と、前記回転体の軸方向における一方の端面から内部に向けて、前記回転体と同軸となるように、所定の直径を有する基準面を形成する工程と、前記測定子の軸心が前記回転体の軸心に平行な状態で、前記測定子の接触面を前記基準面に接触させる工程と、前記測定子の接触面と前記基準面とが接触した際の、前記回転体の軸方向における、前記測定子の位置にて、前記測定子の軸心が前記回転体の軸心に平行な状態で、前記測定子の接触面を前記回転体の外周面に接触させる工程と、前記測定子の接触面と前記基準面とが接触した際の、前記回転体の径方向における、前記測定子の位置と、前記測定子の接触面と前記回転体の外周面とが接触した際の、前記回転体の径方向における、前記測定子の位置と、の差を算出する工程と、前記差と、前記基準面の直径と、に基づいて、前記回転体の外径を算出する工程と、を含む。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、回転体の周囲の環境を問わず、回転体の外径を測定できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係る回転子、および測定子を示す図。
【図２】回転子に設けられた基準面を示す図。
【図３】本発明に係る外径測定工程を示す図。
【図４】本発明に係る外径測定工程を示す図。
【図５】本発明に係る外径測定工程を示す図。
【図６】本発明に係る外径測定工程を示す図。
【図７】回転子の外径が変化した場合において、回転子の外径が測定される様子を示す図。
【図８】回転子の外径の良否を判定する様子を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下では、図面を参照して、本発明に係る回転体の外径測定方法の一実施形態である、外径測定工程について説明する。
前記外径測定工程は、回転体１０の外径を、測定子２０を用いて測定する工程である。
【００１１】
図１に示すように、回転体１０は、真円状の断面が軸方向に連続する円板であり、所定の駆動装置（不図示）によって軸心回りに回転駆動される。回転体１０は、軸心と平行となるように、周方向に連続的に形成された外周面１０ａと、軸方向における両端に位置し、互いに平行に形成された一対の端面とを有する。
本実施形態において、回転体１０は、研削加工に用いられる砥石車である。
【００１２】
図１および図２に示すように、回転体１０は、基準溝１１を有する。
基準溝１１は、回転体１０の軸方向における一方の端面（図２における右端面）において、回転体１０と同軸となるように、回転体１０の周方向に連続的に形成されている。基準溝１１は、回転体１０の軸方向における一方の端面が窪むように形成され、回転体１０の軸心に沿った断面において、矩形状の形状を有する。
【００１３】
図２に示すように、基準溝１１は、第一基準面１１ａと、第二基準面１１ｂとを有する。
第一基準面１１ａは、回転体１０の外周面１０ａと平行となるように、回転体１０の軸方向における一方の端面（図２における右端面）から内部に向けて形成されている。第一基準面１１ａは、第二基準面１１ｂよりも、回転体１０の径方向における内側に位置し、回転体１０の径方向における外側を臨むように形成されている。
第二基準面１１ｂは、第一基準面１１ａと平行となるように、回転体１０の軸方向における一方の端面から内部に向けて形成されている。第二基準面１１ｂは、第一基準面１１ａよりも、回転体１０の径方向における外側に位置し、回転体１０の径方向における内側を臨むように形成されている。
第一基準面１１ａの直径および第二基準面１１ｂの直径は、回転体１０が前記駆動装置によって回転駆動される前に、周知の技術によって測定される。なお、説明の便宜上、以下では、第一基準面１１ａの直径および第二基準面１１ｂの直径を、それぞれ「基準外径」および「基準内径」と記す。
【００１４】
測定子２０は、回転体１０の外径を測定するために用いられる。
測定子２０は、判定部２１と、接触部２２とを有する。
【００１５】
判定部２１は、円柱状に形成され、その軸心が回転体１０の軸心と平行になるように配置される。判定部２１は、その外周面としての判定面２１ａを有する。
判定面２１ａは、判定部２１の軸心と平行となるように、当該軸心回りに連続的に形成されている。
【００１６】
接触部２２は、判定部２１の軸心の延長線上に頂点（先端）が位置する円錐状に形成され、判定部２１と同軸となるように、判定部２１の軸方向における一端部（図２における左端部）に設けられている。つまり、接触部２２は、判定部２１の軸方向における一端面（図２における左端面）の中心点を、判定部２１の軸方向における一方（図２における左方）に突出させた形状を有する。接触部２２は、円錐の側面としての接触面２２ａを有する。
接触面２２ａは、接触部２２の軸心に対して角度θ（０°＜θ＜９０°）を成すように、当該軸心回りに連続的に形成されている。
【００１７】
図１に示すように、測定子２０は、制御装置３０と電気的に接続されている。
制御装置３０は、測定子２０を制御する装置である。制御装置３０は、測定子２０を任意の位置に移動させると共に、測定子２０の位置を記憶する。
なお、制御装置３０は、測定子２０の軸心が回転体１０の軸心に対して平行である姿勢を維持した状態で、測定子２０を移動させる。
【００１８】
以下では、前記外径測定工程における制御装置３０の動作態様について説明する。
なお、以下において、説明の便宜上、図３における左右方向にＸ軸を設定し、その左方向を正の向きとする。さらに、図３における上下方向にＹ軸を設定し、その上方向を正の向きとする。
【００１９】
図３に示すように、前記外径測定工程においては、まず、制御装置３０が、回転体１０の軸方向における一方の端面（図３における右端面）に、測定子２０の接触部２２の先端を接触させる。
この時、制御装置３０は、Ｘ軸における接触部２２の先端の位置を、Ｘ０として記憶する。
なお、接触部２２の先端を接触させる位置は、回転体１０の軸方向における一方の端面であれば特に限定しない。本実施形態においては、回転体１０の軸方向における一方の端面における、基準溝１１よりも外周面１０ａ側に、接触部２２の先端を接触させる。
【００２０】
次に、図４に示すように、制御装置３０は、回転体１０の軸方向における一方の端面（図４における右端面）から測定子２０を離間させた後、基準溝１１の第一基準面１１ａ（厳密には、第一基準面１１ａと、回転体１０の軸方向における一方の端面とが成す角）に接触部２２の接触面２２ａを接触させる。
詳細には、制御装置３０は、Ｘ軸における負の向きに測定子２０を移動させ、Ｙ軸における第一基準面１１ａと第二基準面１１ｂとの間の位置に接触部２２の先端が位置するように、Ｙ軸における負の向きに測定子２０を移動させる。その後、制御装置３０は、第一基準面１１ａに接触部２２の接触面２２ａが接触するまで、Ｘ軸における正の向きに測定子２０を移動させる。
この時、制御装置３０は、Ｘ軸における接触部２２の先端の位置を、Ｘ１として記憶すると共に、Ｙ軸における接触部２２の先端の位置を、Ｙ１として記憶する。
【００２１】
そして、図５に示すように、制御装置３０は、接触部２２の先端が基準溝１１の外部に位置するまで、Ｘ軸における負の向きに測定子２０を移動させ、測定子２０が回転体１０の外周面１０ａの上方に位置するように、Ｙ軸における正の向きに測定子２０を移動させる。その後、制御装置３０は、Ｘ軸における接触部２２の先端の位置がＸ１となるように、Ｘ軸における正の向きに測定子２０を移動させる。
【００２２】
さらに、図６に示すように、制御装置３０は、回転体１０の外周面１０ａに接触部２２の接触面２２ａが接触するまで、Ｙ軸における負の向きに測定子２０を移動させる。
この時、制御装置３０は、Ｙ軸における接触部２２の先端の位置を、Ｙ２として記憶する。
【００２３】
最後に、制御装置３０は、Ｙ１とＹ２との差であるΔＹを算出し（ΔＹ＝Ｙ２−Ｙ１）、２・ΔＹと基準外径とを加算することによって回転体１０の外径を算出する。
ここで、ΔＹは、回転体１０の外径と、基準外径との差の半分に相当する。これは、接触面２２ａにおける外周面１０ａとの接触位置、および接触面２２ａにおける第一基準面１１ａとの接触位置が同一のためである。
前述のように、第一基準面１１ａの直径である基準外径は、予め測定されているため、回転体１０の外径と、基準外径との差の半分であるΔＹを算出できれば、回転体１０の外径を算出することができるのである。
【００２４】
以上のように、前記外径測定工程においては、回転体１０に、その軸方向に沿って測定子２０を接触させることによって、回転体１０の外径を測定する。
そのため、従来の技術のように、回転体の軸方向における一端面に、予め外径が測定された円板状の基準体を設ける必要がなく、回転体の周囲の環境を問わず、回転体の外径を測定することができる。
【００２５】
なお、本実施形態においては、測定子２０の接触面２２ａを第一基準面１１ａに接触させ、第一基準面１１ａの直径である基準外径に基づいて回転体１０の外径を算出しているが、測定子２０の接触面２２ａを第二基準面１１ｂに接触させ、第二基準面１１ｂの直径である基準内径に基づいて回転体１０の外径を算出してもよい。
ただし、接触面２２ａにおける外周面１０ａとの接触位置、および接触面２２ａにおける第二基準面１１ｂとの接触位置が異なるため、回転体１０の外径と、基準内径との差を算出する際には、（Ｘ１−Ｘ０）・ｔａｎθの値を用いて、Ｙ軸方向の長さを調整する必要がある。
かかる場合、少なくとも第二基準面１１ｂが回転体１０に形成されていればよい。つまり、回転体１０に基準溝１１を形成し、第一基準面１１ａおよび第二基準面１１ｂの双方を形成する必要はなく、回転体１０に第二基準面１１ｂのみを形成すれば、回転体１０の外径を測定することが可能である。
【００２６】
以上のように回転体１０の外径を算出した後は、回転体１０が摩耗して外径が小さくなった場合でも、再度同様の作業を行うことなく、以下のように、簡潔に回転体１０の外径を算出することができる。
【００２７】
図７に示すように、回転体１０が摩耗して外径が小さくなった場合、まず、回転体１０の外周面１０ａに接触部２２の接触面２２ａが接触するまで、Ｘ軸における正の向きに測定子２０を移動させる。
次に、制御装置３０は、Ｘ軸における接触部２２の先端の位置を、Ｘ２として記憶する。
そして、制御装置３０は、Ｘ１とＸ２との差であるΔＸを算出し（ΔＸ＝Ｘ２−Ｘ１）、ΔＸ・ｔａｎθの値を算出することによって、回転体１０の摩耗量であるΔＲを求める（ΔＲ＝ΔＸ・ｔａｎθ）。
最後に、摩耗する前の回転体１０の外径から２・ΔＲを減算することによって、摩耗した後の回転体１０の外径を算出する。
【００２８】
また、図８に示すように、制御装置３０は、Ｘ軸における正の向きに測定子２０を移動させた際に、測定子２０における接触面２２ａおよび判定面２１ａが回転体１０の外周面１０ａに接触しない場合、回転体１０がその機能が果たせない程度に摩耗していると判定する。
かかる場合、摩耗した回転体１０が新たな回転体１０と交換されることとなる。
【００２９】
なお、本実施形態においては、接触部２２が円錐状に形成されているが、少なくとも接触面２２ａが形成されていれば、その形状は限定しない。
【符号の説明】
【００３０】
１０    回転体
１０ａ  外周面
１１    基準溝
１１ａ  第一基準面（基準面）
１１ｂ  第二基準面（基準面）
２０    測定子
２１    判定部
２１ａ  判定面
２２    接触部
２２ａ  接触面
３０    制御装置
【図１】
2015114280.tif 000003
【図２】
2015114280.tif 000004
【図３】
2015114280.tif 000005
【図４】
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【図５】
2015114280.tif 000007
【図６】
2015114280.tif 000008
【図７】
2015114280.tif 000009
【図８】
2015114280.tif 000010