(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基準線を軸として線対称の配置にある第一接触子及び第二接触子と、前記基準線上に位置する第三接触子とを有し、前記基準線上の一点を中心として設置する円筒ワークの外周面及び内周面の内のいずれか一方の測定対象面に、当該第一接触子、当該第二接触子及び当該第三接触子を接触させることで、当該測定対象面における直径の測定を行うための測定装置であって、
前記第三接触子を搭載し前記基準線に平行な方向に移動可能である可動部材と、
前記可動部材を前記基準線に平行な方向に付勢して前記第三接触子を前記測定対象面に押し付けるための弾性部材と、
前記可動部材の変位量を計測する変位計と、
退避位置及び規制位置の間を位置変化可能として設けられており前記可動部材の移動許容量を変更させるための規制部材と、
を備え、
前記規制部材は、前記退避位置にある状態で、前記可動部材を第一移動許容量について移動可能とさせ、前記規制位置にある状態で、前記可動部材を前記第一移動許容量よりも小さい第二移動許容量について移動可能とさせる、
測定装置。
【請求項２】
前記円筒ワークは、玉軸受の外輪又は内輪であり、
前記第一移動許容量は、前記外輪又は内輪の軌道における直径と前記外輪又は前記内輪の肩部における直径との差以上である、請求項１に記載の測定装置。
【請求項３】
装置基台と、当該装置基台に固定されている固定部材とを、更に備え、
前記規制部材は、前記規制位置にある状態で，前記装置基台に対して移動可能である前記可動部材と前記固定部材との間に介在し、前記退避位置にある状態で、前記可動部材と前記固定部材との間から離脱している、請求項１又は２に記載の測定装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の測定装置を用い、
基準線を軸として線対称の配置にある第一接触子及び第二接触子と、前記基準線上に位置する第三接触子とを、前記基準線上の一点を中心として設置する円筒ワークの外周面及び内周面の内のいずれか一方の測定対象面に接触させることで、当該測定対象面における直径を測定するための方法であって、
前記第一接触子、前記第二接触子及び前記第三接触子と前記円筒ワークとが干渉しない位置まで、当該第三接触子を搭載する可動部材を前記基準線に平行な方向に第一移動許容量について移動させ、当該円筒ワークを設置する設置工程と、
前記設置工程の後、前記第三接触子を前記測定対象面に押し付け、前記第一接触子、前記第二接触子及び前記第三接触子それぞれを前記測定対象面に接触させた状態とする準備工程と、
前記測定対象面における直径を求めるために、前記可動部材の変位量を計測する計測工程と、
を備え、
前記準備工程では、前記可動部材を前記第一移動許容量よりも小さい第二移動許容量について移動させて当該第三接触子と当該測定対象面との間に隙間を形成してから、当該可動部材を付勢して当該第三接触子を当該測定対象面に押し付けて当該隙間を解消し、その後、前記計測工程を行う、測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測定装置及び測定方法に関するものであり、例えば、転がり軸受用の軌道輪の軌道における直径を測定するための装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば玉軸受の外輪の内周面に形成されている軌道は、断面が円弧状の溝として形成されており、この溝の最大径、つまり、溝底位置における直径を計測して、加工寸法の確認（検査）等が行われる（例えば、特許文献１参照）。
このような計測を行う装置として、次のようなものが知られている。図１２に示すように、測定装置は、第一接触子９１、第二接触子９２、第三接触子９３、この第三接触子９３を搭載している可動部材９４、可動部材９４を基準線Ｌ０に沿って誘導するガイド部材９５、第三接触子９３を外輪９９の軌道９８に押し付けるための弾性部材（圧縮ばね）９６、及び、変位計９７を有している。
【０００３】
軌道９８の直径Ｄ１を測定するために、三つの接触子９１，９２，９３を軌道９８に接触させた状態とする。第一接触子９１及び第二接触子９２は、基準線Ｌ０を軸として線対称の配置にあり、装置基台に固定されているのに対して、第三接触子９３は基準線Ｌ０に沿って移動可能となっている。そこで、第三接触子９３を搭載している可動部材９４の移動量が変位計９７によって計測され、その計測値に基づいて軌道９８の溝底位置における直径Ｄ１が求められる。
【０００４】
直径Ｄ１を求める処理では、寸法が既知である外輪（ワークマスタ）を対象として可動部材９４の移動量が変位計９７により既に求められている。そして、加工済みの外輪９９を実際の測定対象として可動部材９４の移動量を変位計９７により求め、ワークマスタによる計測値を基準とし、実際の測定対象である外輪９９の計測値に基づいて、軌道９８の直径Ｄ１が求められる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−４７０６０号公報（図２参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記のような測定装置を用いて測定を行う準備として、先ず、三つの接触子９１，９２，９３の外側の所定位置に外輪９９を設置するが、この際、可動部材９４を大きな逃し量Ｙ（図１３参照）について（図１３では右側へ）移動させる必要がある。作業者は、可動部材９４に取り付けられているレバー９４ａを引くことで、弾性部材９６の弾性力に抗して、可動部材９４を容易に移動させる（逃がす）ことができる。なお、前記逃し量Ｙは、外輪９９の軌道９８における直径Ｄ１と肩部９９ａにおける直径Ｄ２との差以上とする必要があり、軸受の型番によって様々な値となるが、数ミリメートル程度又はそれ以上となる場合がある。
【０００７】
そして、外輪９９を所定位置に設置した後、レバー９４ａを引く力を解除すると、弾性部材９６の弾性力（復元力）によって第三接触子９３は、図１３において左側に移動し、図１２に示すように、軌道９８に接触し更に押圧し、これにより測定荷重が付与された状態となる。
しかし、前記逃し量Ｙが数ミリメートル程度と大きく、また、その逃し量Ｙが試行毎に様々であると、軌道９８に対する第三接触子９３の当て方（当たる力）にばらつきが生じ、試行毎に軌道９８に対する接触子９１，９２，９３の接触状態が異なり、測定荷重が異なる場合がある。このように接触状態（測定荷重）が試行毎に異なると、測定精度の安定性が損なわれ、測定誤差が発生しやすい。
なお、以上の説明は、測定対象が玉軸受の外輪９９となる場合であるが、玉軸受の内輪の外周面に形成されている軌道を計測する場合も同様である。
【０００８】
そこで、本発明は、円筒ワークの測定対象面に対する接触子の接触状態を安定させることが可能となる測定装置及び測定方法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】
【０００９】
本発明は、基準線を軸として線対称の配置にある第一接触子及び第二接触子と、前記基準線上に位置する第三接触子とを有し、前記基準線上の一点を中心として設置する円筒ワークの外周面及び内周面の内のいずれか一方の測定対象面に、当該第一接触子、当該第二接触子及び当該第三接触子を接触させることで、当該測定対象面における直径の測定を行うための測定装置であって、前記第三接触子を搭載し前記基準線に平行な方向に移動可能である可動部材と、前記可動部材を前記基準線に平行な方向に付勢して前記第三接触子を前記測定対象面に押し付けるための弾性部材と、前記可動部材の変位量を計測する変位計と、退避位置及び規制位置の間を位置変化可能として設けられており前記可動部材の移動許容量を変更させるための規制部材と、を備え、前記規制部材は、前記退避位置にある状態で、前記可動部材を第一移動許容量について移動可能とさせ、前記規制位置にある状態で、前記可動部材を前記第一移動許容量よりも小さい第二移動許容量について移動可能とさせる。
【００１０】
この測定装置によれば、円筒ワークを設置する際、規制部材を退避位置とする。これにより、第三接触子を搭載する可動部材を第一移動許容量について移動させて、第一接触子、第二接触子及び第三接触子と円筒ワークとが干渉しない状態とすることができ、円筒ワークの設置が可能となる。そして、弾性部材によって第三接触子を測定対象面に押し付け、第一接触子、第二接触子及び第三接触子それぞれを測定対象面に接触させた状態とすることができる。次に、規制部材を規制位置とする。これにより、可動部材を小さい第二移動許容量について移動させて第三接触子と測定対象面との間に微小隙間を形成してから、弾性部材によって可動部材を付勢して第三接触子を測定対象面に押し付けて当該微小隙間を解消することができる。
このように、可動部材を退避位置とすることで、可動部材の移動量を大きくして、円筒ワークを所定位置に設置することができ、そして、規制部材を規制位置とすることで、可動部材の移動量を小さくすることができる（微小隙間と同寸法とすることができる）ので、測定対象面に対する第三接触子の当て方にばらつきが生じにくくなり、円筒ワークの測定対象面に対する接触子の接触状態を安定させることが可能となる。
【００１１】
また、前記円筒ワークは、玉軸受の外輪又は内輪であり、前記第一移動許容量は、前記外輪又は内輪の軌道における直径と前記外輪又は前記内輪の肩部における直径との差以上であるのが好ましい。
この場合、玉軸受の外輪の軌道又は内輪の軌道の直径の測定が可能となる。
【００１２】
また、前記測定装置は、装置基台と、当該装置基台に固定されている固定部材とを、更に備え、前記規制部材は、前記規制位置にある状態で，前記装置基台に対して移動可能である前記可動部材と前記固定部材との間に介在し、前記退避位置にある状態で、前記可動部材と前記固定部材との間から離脱しているのが好ましい。
これにより、規制部材が退避位置にある状態で、可動部材を第一移動許容量について移動可能とさせ、規制部材が規制位置にある状態で、可動部材を小さい第二移動許容量について移動可能とさせる構成が簡単に得られる。
【００１３】
また、本発明は、上述の測定装置を用い、基準線を軸として線対称の配置にある第一接触子及び第二接触子と、前記基準線上に位置する第三接触子とを、前記基準線上の一点を中心として設置する円筒ワークの外周面及び内周面の内のいずれか一方の測定対象面に接触させることで、当該測定対象面における直径を測定するための方法であって、前記第一接触子、前記第二接触子及び前記第三接触子と前記円筒ワークとが干渉しない位置まで、当該第三接触子を搭載する可動部材を前記基準線に平行な方向に第一移動許容量について移動させ、当該円筒ワークを設置する設置工程と、前記設置工程の後、前記第三接触子を前記測定対象面に押し付け、前記第一接触子、前記第二接触子及び前記第三接触子それぞれを前記測定対象面に接触させた状態とする準備工程と、前記測定対象面における直径を求めるために、前記可動部材の変位量を計測する計測工程と、を備え、前記準備工程では、前記可動部材を前記第一移動許容量よりも小さい第二移動許容量について移動させて当該第三接触子と当該測定対象面との間に隙間を形成してから、当該可動部材を付勢して当該第三接触子を当該測定対象面に押し付けて当該隙間を解消し、その後、前記計測工程を行う。
【００１４】
この測定方法によれば、設置工程では、可動部材の移動量を大きくして、円筒ワークを所定位置に設置することができ、そして、準備工程では、可動部材の移動量を小さくして第三接触子と測定対象面との間に微小隙間を形成してから、可動部材を付勢して第三接触子を測定対象面に押し当てる（微小隙間を解消させる）。これにより、測定対象面に対する第三接触子の当て方にばらつきが生じにくくなり、円筒ワークの測定対象面に対する接触子の接触状態を安定させることが可能となる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、測定対象面に対する第三接触子の当て方にばらつきが生じにくくなり、円筒ワークの測定対象面に対する接触子の接触状態を安定させることが可能となる。この結果、測定を繰り返し行う場合において、測定精度のばらつき発生が抑制される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】測定装置の実施の一形態の概略を示す平面図である。
【図２】図１に示す測定装置を横から見た断面図である。
【図３】規制部材の説明図であり、規制部材が上方に回転して退避位置にある状態を示している。
【図４】規制部材の説明図であり、規制部材が下方に回転して規制位置にある状態を示している。
【図５】測定方法を説明するフローチャート図である。
【図６】測定方法に含まれる工程を説明するための測定装置の概略図である。
【図７】測定方法に含まれる工程を説明するための測定装置の概略図である。
【図８】測定方法に含まれる工程を説明するための測定装置の概略図である。
【図９】測定方法に含まれる工程を説明するための測定装置の概略図である。
【図１０】測定の対象を内輪とする場合の測定装置の平面図である。
【図１１】図１０に示す測定装置を横から見た断面図である。
【図１２】従来の測定装置の概略図である。
【図１３】従来の測定装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
〔測定装置について〕
図１は、測定装置の実施の一形態の概略を示す平面図である。図２は、図１に示す測定装置を横から見た断面図である。この測定装置１０は、円筒ワークの外周面及び内周面の内のいずれか一方（の一部）を測定対象面としており、この測定対象面における直径を測定するためのものである。図１及び図２に示す測定装置１０は、円筒ワークの内周面の直径を測定する場合の装置であり、特に本実施形態では、円筒ワークは玉軸受用の外輪６であり、この外輪６の内周面に形成されている軌道７の直径Ｄ１を計測するためのものである。玉軸受の外輪６の軌道７は、断面が円弧状の溝として形成されていることから、この溝の最大径、つまり、溝底位置における直径Ｄ１を計測する。つまり、軌道７を測定対象面としている。
【００１８】
測定装置１０は、第一接触子１１、第二接触子１２、第三接触子１３、可動部材２０、ガイド部材３１，３２、弾性部材２５、変位計（４１，４２）、及び規制部材５０を備えている。さらに、測定装置１０は、作業台上に設置される装置基台９、及びこの装置基台９に固定されている固定部材１９を備えている。また、測定装置１０は、ワーク受け部３８、及び演算装置１５を備えている。
【００１９】
装置基台９は平板状の部材であり、この上に前記各機器が設けられている。
固定部材１９は、装置基台９に固定されており、固定ブロック１９ａと、固定ブロック１９ａから基準線Ｌ０に平行な方向に延びている複数のロッド１９ｂとを有している。
なお、この測定装置１０では、基準線Ｌ０が定義されている。図１において、基準線Ｌ０は、第一接触子１１と軌道７との接触点及び第二接触子１２と軌道７との接触点を結ぶ線分の垂直二等分線であって、装置基台９の面方向に平行な直線（本実施形態では水平方向の直線）である。この基準線Ｌ０は、各機器の配置及び測定対象となる外輪６の位置の基準になる。後の測定方法においても説明するが、基準線Ｌ０上の一点Ｑと外輪６の中心（中心点Ｃ）とを一致させて、外輪６をこの測定装置１０に設置することで、軌道７の直径Ｄ１の測定が行われる。
【００２０】
ワーク受け部３８は、外輪６を下から支持するためのものであり、外輪６を載せる水平梁部３８ａと、この水平梁部３８ａを支える柱部３８ｂとを有している。水平梁部３８ａは、平面視においてＹ字形状を有しており、その上面に外輪６を載せることができる。水平梁部３８ａの上面（載置面）は、基準線Ｌ０と平行であり、水平面を構成している。柱部３８ｂは装置基台９に取り付けられており水平梁部３８ａを支えている。
【００２１】
第一接触子１１及び第二接触子１２は、それぞれ装置基台９に固定されている支持部材１４に取り付けられており、これら接触子１１，１２は同じ高さに位置しており、平面視において（図１参照）基準線Ｌ０を軸として線対称の配置にある。第一接触子１１及び第二接触子１２は玉形状を有しており、ワーク受け部３８上に載る外輪６の軌道７と点接触する。
【００２２】
装置基台９上において、第一接触子１１及び第二接触子１２は固定状態にあるのに対して、第三接触子１３は移動可能となっている。また、第三接触子１３は、第一接触子１１及び第二接触子１２と同じ高さに位置しており（図２参照）、平面視において（図１参照）基準線Ｌ０上に位置している。つまり、第三接触子１３は、基準線Ｌ０に沿って移動可能となっている。第三接触子１３を移動可能とするために、可動部材２０及びガイド部材３１，３２が設けられている。第三接触子１３は玉形状を有しており、ワーク受け部３８上に載る外輪６の軌道７と点接触する。
【００２３】
本実施形態のガイド部材３１，３２は、ＬＭガイド（登録商標）であり、ガイド部材３１，３２は、平面視において、基準線Ｌ０を軸として線対称の配置にある。これらガイド部材３１，３２は平行に配置されており、基準線Ｌ０に平行な方向を誘導方向として可動部材２０（後述する可動ベース２０ａ）を移動可能に支持する構成を有している。可動部材２０は、ガイド部材３１，３２に沿って移動可能である可動ベース２０ａと、この可動ベース２０ａに固定されている支持部材２０ｂと、固定部材１９を間に挟んで可動ベース２０ａと一体となっている可動ブロック２０ｄとを有している。支持部材２０ｂに第三接触子１３が取り付けられている。
以上より、可動部材２０は、第三接触子１３を搭載しており基準線Ｌ０に平行な方向に移動可能であり、ガイド部材３１，３２は、この可動部材２０を基準線Ｌ０に沿って誘導する構成が得られる。
【００２４】
可動ベース２０ａの可動ブロック２０ｄには、基準線Ｌ０に平行な貫通孔２０ｃが複数形成されており、前記ロッド１９ｂを挿通させた状態としている。そして、可動ブロック２０ｄと固定ブロック１９ａとの間に、ロッド１９ｂに外嵌するようにして、コイルばねからなる弾性部材２５が設けられている。本実施形態では、弾性部材２５は圧縮コイルばねである。これにより、弾性部材２５は、可動部材２０に搭載されている第三接触子１３を軌道５に押し付けることができる。
【００２５】
本実施形態では、一対（図１では上下一対）のロッド１９ｂが、基準線Ｌ０を軸として線対称となる配置で設けられていることから、これらロッド１９ｂに沿って設けられている弾性部材２５についても、基準線Ｌ０を挟んで両側にそれぞれ設けられた構成となり、これにより、一対の弾性部材２５が、可動部材２０の可動ブロック２０ｄの内の基準線Ｌ０を軸として線対称となる二つの押圧位置Ｐ１，Ｐ２を押すことができる。この構成によれば、可動部材２０が基準線Ｌ０に平行な方向に押されやすくなり、可動部材２０の傾きを可及的に抑えることが可能となる。なお、一対の弾性部材２５の形状（長さ）及び弾性係数は同じものである。
【００２６】
また、この構成以外に、中央のロッド１９ｂに弾性部材２５が設けられていてもよい。両側のロッド１９ｂに設けられている場合、及び、中央のロッド１９ｂに設けられている場合のいずれにおいても、弾性部材２５は、可動部材２０を基準線Ｌ０に平行な方向に付勢して、第三接触子１３を軌道７に押し付けることができる構成が得られる。
【００２７】
可動ベース２０ａには、作業者が操作するレバー２６が取り付けられている。レバー２６を引くことで、弾性部材２５の弾性力に抗して、可動部材２０（第三接触子１３）を第一接触子１１及び第二接触子１２に接近させる方向に移動させることが可能となる。そして、レバー２６を引く力を解除すると、弾性部材２５の弾性力（復元力）によって可動部材２０（第三接触子１３）は第一接触子１１及び第二接触子１２から離れる方向に移動し、第三接触子１３が軌道７に接触し更に押圧することができる。
【００２８】
本実施形態では、可動部材２０の基準線Ｌ０に沿った方向の変位量を計測する変位計が二つ設けられている。第一変位計４１及び第二変位計４２は接触式のセンサであり、双方で同じものである。変位計４１（４２）は、本体部４１ａ（４２ａ）と、この本体部４１ａ（４２ａ）に対して基準線Ｌ０に平行な方向に進退移動する端子４１ｂ（４２ｂ）とを有しており、可動部材２０に接触する端子４１ｂ（４２ｂ）の移動量を検出信号として出力する。なお、第一変位計４１及び第二変位計４２は非接触式のセンサであってもよい。第一変位計４１及び第二変位計４２は、それぞれが独立して計測に用いられ、計測値（計測信号）を、演算装置１５に出力する。端子４１ｂ（４２ｂ）が可動部材２０の可動ベース２０ａの平坦な面に点で接触した状態にあり、第一変位計４１及び第二変位計４２は可動部材２０の変位量を計測する。
【００２９】
第一変位計４１及び第二変位計４２は、平面視において、基準線Ｌ０を軸として線対称となる配置に設けられており、検出方向を基準線Ｌ０に平行な方向としている。これにより、第一変位計４１及び第二変位計４２は、可動部材２０の内の基準線Ｌ０を軸として線対称となる二つの位置を計測位置Ｐ１１，Ｐ１２として、可動部材２０の変位量をそれぞれ計測する。
【００３０】
可動部材２０の変位量は第三接触子１３の変位量と等しくなり、設計上では、第一変位計４１及び第二変位計４２は、同じ値の計測値（変位量）を取得する。しかし、仮に、ガイド部材３１，３２に対する可動部材２０の直進性が不安定となって、軌道７に対する第三接触子１３の接触位置を中心として可動部材２０が回転し、可動部材２０が基準線Ｌ０に対して傾いた状態になると、第一変位計４１及び第二変位計４２はそれぞれ異なる計測値（変位量）を取得する。これら異なる計測値（変位量）をそれぞれ仮変位量と呼ぶことができる。
【００３１】
演算装置１５は、例えば各種演算を行うコンピュータ装置からなり、第一変位計４１及び第二変位計４２の計測値（仮変位量）の平均値を求める処理を行う。更に、本実施形態の演算装置１５は、この平均値を用いて、軌道７の直径Ｄ１を求める処理も行う。これらの処理については、後の測定方法で説明する。
【００３２】
本実施形態の測定装置１０では、第一接触子１１、第二接触子１２及び第三接触子１３は、基準線Ｌ０上の点Ｑを中心とする一つの仮想円上に配置された状態となることができ、この状態で、点Ｑを中心として周方向に均等配置されている。つまり、接触子１１，１２，１３は１２０度ピッチで配置されている。そして、前記のとおり、平面視において、第一接触子１１及び第二接触子１２は、基準線Ｌ０を軸として線対称の配置にあり、また、第三接触子１３は、基準線Ｌ０上に位置していることから、前記のとおり、第一接触子１１と軌道７との接触点と、第二接触子１２と軌道７との接触点とを結ぶ線分の垂直二等分線が、基準線Ｌ０と一致する。
なお、三つの接触子１１，１２，１３は、周方向に均等配置されていなくてもよいが、第一接触子１１及び第二接触子１２は、基準線Ｌ０を軸として線対称の配置にあり、第三接触子１３は、基準線Ｌ０上に位置している必要がある。そして、第三接触子１３は、この基準線Ｌ０に沿って移動可能となっている。
【００３３】
本実施形態の規制部材５０は、図２に示すように、可動ブロック２０ｄにピン５１を介して支持されている。規制部材５０は板状の部材であり、図３及び図４に示すように、ピン５１の中心線回りに回転することができる。図３は、規制部材５０が上方に回転して退避位置にある状態を示し、図４は、規制部材５０が下方に回転して規制位置にある状態を示している。
【００３４】
図１に示すように、固定ブロック１９ａにはストッパピン１９ｃが取り付けられており、規制部材５０が退避位置（図３参照）にある状態では、ストッパピン１９ｃと可動ブロック２０ｄとの間に大きな第一隙間Ｘ１（図２参照）が形成される。これに対して、規制部材５０が規制位置（図４参照）にある状態では、この規制部材５０は、ストッパピン１９ｃと可動ブロック２０ｄとの間に介在する（図２の二点鎖線を参照）。この状態では、ストッパピン１９ｃの先端と規制部材５０との間には、第一隙間Ｘ１よりも小さい微小な第二隙間Ｘ２が形成される（Ｘ２＜Ｘ１）。
【００３５】
これら第一隙間Ｘ１及び第二隙間Ｘ２は、可動部材２０（可動ブロック２０ｄ）の移動許容量となる。つまり、規制部材５０が退避位置（図３参照）にある状態では、作業者がレバー２６を引くことで、可動部材２０の可動ブロック２０ｄは、ストッパピン１９ｃに当たるまで、前記第一隙間Ｘ１（図２参照）の値について移動可能となる。これに対して、規制部材５０が規制位置（図４参照）にある状態では、作業者がレバー２６を引くことで、可動部材２０の可動ブロック２０ｄは、規制部材５０がストッパピン１９ｃに当たるまで、前記第二隙間Ｘ２（図２参照）の値についてのみ移動可能となる。第一隙間Ｘ１が可動部材２０の第一移動許容量となり、第二隙間Ｘ２が可動部材２０の第二移動許容量となり、規制部材５０の位置変化によって大小の二段階の移動許容量が設定される。
【００３６】
本実施形態では、測定の対象を外輪６としていることから、第一隙間（第一移動許容量）Ｘ１は、外輪６の軌道７における直径Ｄ１と外輪６の肩部６ａ（図１参照）における直径Ｄ２との差（差の絶対値）以上に設定される。例えば、第一隙間Ｘ１は、１ミリメートル以上であり、数ミリメートル程度又はそれ以上となる。これに対して、前記第二隙間Ｘ２は、例えば０．５ミリメートル以下であり、本実施形態では０．２ミリメートルとしている。第二隙間（第二移動許容量）Ｘ２は、第一隙間（第一移動許容量）Ｘ１の例えば１／１０倍に設定される。
【００３７】
このように、規制部材５０は、退避位置（図３）及び規制位置（図４）の間を位置変化可能として設けられており、可動部材２０の移動許容量を変更させることができる。具体的に説明すると、規制部材５０は、退避位置にある状態で、可動部材２０を第一移動許容量（Ｘ１）について移動可能とさせ、規制位置にある状態で、可動部材２０を第一移動許容量（Ｘ１）よりも小さい第二移動許容量（Ｘ２）について移動可能とさせる。これにより、可動部材２０は、二段階の許容移動量（移動ストローク）を有することができる。
【００３８】
図２に示すように、規制部材５０には把手５４が取り付けられており、作業者はこの把手５４を操作することにより規制部材５０の状態を変化させることができる。また、可動ブロック２０ｄには、図３，４に示すように、支持部材５２，５３が設けられており、退避位置にある規制部材５０を一方の支持部材５２が支持することができ、規制位置にある規制部材５０を他方の支持部材５３が支持することができる。
【００３９】
〔測定方法について〕
以上の構成を備えている測定装置１０によって行われる測定方法について説明する。
この測定方法は、測定装置１０の基準線Ｌ０上の一点Ｑを中心として外輪６を設置し、この外輪６の内周面に形成されている軌道７（測定対象面）に対して、固定状態にある第一接触子１１及び第二接触子１２と、移動可能となっている第三接触子１３とを接触させることで、この軌道７における直径Ｄ１を測定する方法である。測定方法には、設置工程Ｓｔ１、準備工程Ｓｔ２、計測工程Ｓｔ３及び演算工程Ｓｔ４が含まれる（図５参照）。図６〜図８は、各工程を説明するための測定装置１０の概略図である。
【００４０】
設置工程Ｓｔ１では、図６に示すように、第一接触子１１、第二接触子１２及び第三接触子１３と外輪６とが干渉しない位置まで、第三接触子１３を初期位置から移動させ、測定の対象となる外輪６を接触子１１，１２，１３の外側の所定位置に設置する。前記初期位置は、（弾性部材２５の付勢力によって）ストッパピン１９ｃ（図２参照）の先端が可動ブロック２０ｄに接触した状態であり、図６において、第三接触子１３が初期位置にある状態を、破線で示している。
第三接触子１３を移動させるために、前記規制部材５０を退避位置（図３参照）としており、可動部材２０を基準線Ｌ０に平行な方向に前記初期位置から前記第一移動許容量（Ｘ１：図２参照）について移動させる。なお、作業者はレバー２６（図１参照）を引くことにより弾性部材２５の弾性力に抗して可動部材２０に搭載の第三接触子１３を移動させることができる。
【００４１】
そして、前記設置工程Ｓｔ１の後、準備工程Ｓｔ２では、前記レバー２６の引く力を解除することで、弾性力（復元力）によって弾性部材２５が可動部材２０を押し、可動部材２０をガイド部材３１，３２により基準線Ｌ０に平行な方向に誘導して移動させ、第三接触子１３を軌道７に押し付け、図７に示すように、第一接触子１１、第二接触子１２及び第三接触子１３それぞれを軌道７に接触させた状態とする。前記レバー２６の引く力を解除すると、可動部材２０は、前記第一移動許容量（Ｘ１）と同寸法の大きな移動ストロークについて移動し、第三接触子１３が軌道７に接触した状態となると共に、第一接触子１１及び第二接触子１２も軌道７に接触した状態となる。
【００４２】
この準備工程Ｓｔ２では、更に、第一接触子１１及び第二接触子１２を軌道７に接触させた状態で、再びレバー２６を引くことで可動部材２０を移動させて第三接触子１３を軌道７から離れた状態とする（図８参照）。
このように可動部材２０を移動させる前に、前記規制部材５０を規制位置（図４）とする。これにより、可動部材２０は、第一移動許容量（Ｘ１）よりも小さい第二移動許容量（Ｘ２：例えば０．２ミリメートル）について移動可能となる。
つまり、図８に示すように、第一接触子１１及び第二接触子１２が軌道７に接触したままの状態で、可動部材２０を微小な第二移動許容量（Ｘ２）について移動させて、第三接触子１３と軌道７との間に微小隙間δを形成する（Ｘ２＝δ）。そして、この微小隙間δを形成してから、前記レバー２６の引く力を解除することで、弾性部材２５によって可動部材２０を付勢して、（微小隙間δと同じである）小さい移動ストロークについて移動させ、第三接触子１３を軌道７に押し付けて微小隙間δを解消する（図９参照）。図９に示す状態では、弾性部材２５の力により、外輪６に測定荷重が付与されている。
【００４３】
以上のような設置工程Ｓｔ１及び準備工程Ｓｔ２によれば、先ず、設置工程Ｓｔ１では、可動部材２０の移動量を大きくして（図６参照）、外輪６を所定位置に設置することができる。そして、次の準備工程Ｓｔ２では、可動部材２０の移動量を小さくして第三接触子１３と軌道７との間に微小隙間δを形成してから（図８参照）、可動部材２０を付勢して第三接触子１３を軌道７に押し当てる（微小隙間δを解消させる：図９参照）。このように準備工程Ｓｔ２では、第三接触子１３を非常に小さくかつ一定となる移動ストローク（本実施形態では０．２ミリメートル）で移動させて軌道７に当てるため、試行毎に、また、作業者が異なっても、軌道７に対する第三接触子１３の当て方にばらつきが生じにくくなる。これにより、外輪６の軌道７に対する接触子１１，１２，１３（特に第三接触子１３）の接触状態を、試行毎に、安定させることが可能となる。
【００４４】
なお、前記設置工程Ｓｔ１（図６，７参照）では、前記のとおり、可動部材２０を、弾性部材２５の付勢力によって、前記第一移動許容量（Ｘ１）と同寸法の大きな移動ストロークについて移動させて、第三接触子１３を軌道７に接触させた状態としている。この場合、第三接触子１３は、弾性部材２５の付勢力に起因して大きな移動ストローク（Ｘ１）について移動して軌道７に衝突することから、第三接触子１３と軌道７との接触状態が、試行毎で異なる可能性が高い。
しかし、本実施形態のように、前記設置工程Ｓｔ１の後の前記準備工程Ｓｔ２では、可動部材２０（第三接触子１３）を小さな移動ストローク（０．２ミリメートル）について移動させていることで、軌道７に対して第三接触子１３が接触していく際の態様、及び接触した後の状態に、ばらつき（差）が生じにくく、接触状態を安定させることができる。
そして、このような準備工程Ｓｔ２の後、計測工程Ｓｔ３が行われる。
【００４５】
計測工程Ｓｔ３では、軌道７における直径Ｄ１（図１参照）を求めるために、可動部材２０の変位量を計測する。具体的に説明すると、外輪６に前記測定荷重が付与された状態で、第一変位計４１及び第二変位計４２による可動部材２０（可動ベース２０ａ）の変位量が計測される。本実施形態では、第一変位計４１及び第二変位計４２により、可動部材２０（可動ベース２０ａ）の内の基準線Ｌ０を軸として線対称となる二つの位置を計測位置Ｐ１１，Ｐ１２として、この可動部材２０（可動ベース２０ａ）の変位量が計測される。第一変位計４１及び第二変位計４２の計測値（計測信号）は、演算装置１５に出力され、演算装置１５によって、これら計測値を用いて軌道７の直径Ｄ１が演算により求められる。
【００４６】
次の演算工程Ｓｔ４では、軌道７における直径Ｄ１を求めるために、二つの計測位置Ｐ１１，Ｐ１２における前記変位量の平均値が求められる。
また、演算装置１５が有している記憶部には、計測が行われる毎に前記計測値及び前記平均値が記憶されると共に、ワークマスタの寸法が既に記憶されている。ワークマスタは、測定の対象とする前記外輪６と同じ形状を有する外輪であり、その軌道の寸法（直径）が既知のものである。そして、このワークマスタについても測定装置１０を用いて可動ベース２０ａの変位量（二つの計測値の平均値）が求められており、その結果（平均値）が演算装置１５の記憶部に記憶されている。
【００４７】
ここで、前記のとおり、仮に、ガイド部材３１，３２に対する可動部材２０の直進性が不安定となって、軌道７に対する第三接触子１３の接触位置を中心として可動部材２０が回転し、可動部材２０が基準線Ｌ０に対して傾いた状態になると、第一変位計４１及び第二変位計４２はそれぞれ異なる計測値を、前記仮変位量として取得する。これら仮変位量は、基準線Ｌ０に沿った方向の実際の可動部材２０の変位量ではなく、可動部材２０が傾いた状態となることによる成分が含まれている。しかし、可動部材２０の傾き角度（回転角度）は非常に小さいことから、第一変位計４１及び第二変位計４２からそれぞれ取得される仮変位量を平均することで前記傾きによる成分が補正され、この平均した値を、可動部材２０の基準線Ｌ０に沿った方向の変位量とみなすことができる。
【００４８】
このように、演算工程Ｓｔ４では、演算装置１５は、第一変位計４１及び第二変位計４２の計測値の平均値を求める。そして、演算装置１５は、前記平均値、及び、直径が既知であるワークマスタの軌道における当該直径を用いて、実際に測定の対象とした外輪６の軌道７における直径Ｄ１を演算によって求める。つまり、ワークマスタとの比較によって、外輪６の軌道７における直径Ｄ１が求められる。
【００４９】
なお、軌道７における直径Ｄ１を求める処理は、前記の方法以外であってもよく、例えば、第一変位計４１及び第二変位計４２の計測値の平均値を用いて、第一接触子１１と第二接触子１２と第三接触子１３の配置に基づく幾何学的な計算により、直径Ｄ１を演算により求めてもよい。
【００５０】
以上のような構成を備えた測定装置１０によって行われる測定方法では、設置工程Ｓｔ１において測定装置１０に外輪６を設置するために、規制部材５０（図３参照）を退避位置とする。これにより、図６に示すように、第三接触子１３を搭載する可動部材２０を基準線Ｌ０に平行な方向に第一移動許容量（Ｘ１）について移動させて、第一接触子１１、第二接触子１２及び第三接触子１３と外輪６とが干渉しない状態とすることができ、外輪６の設置が可能となる。そして、弾性部材２５によって第三接触子１３を軌道７に押し付け、図７に示すように、第一接触子１１、第二接触子１２及び第三接触子１３それぞれを軌道７に接触させた状態とすることができる。
次に、準備工程Ｓｔ２では、規制部材５０（図４参照）を規制位置とすることにより、図８に示すように、可動部材２０を第一移動許容量（Ｘ１）よりも小さい第二移動許容量（Ｘ２）について移動させて、第三接触子１３と軌道７との間に微小隙間δを形成してから、弾性部材２５によって可動部材２０を付勢して第三接触子１３を軌道７に押し付けて微小隙間δを解消する（図９参照）。
【００５１】
このように、規制部材５０を退避位置とすることで、可動部材２０の移動量を大きくして、外輪６を所定位置に設置することができ、また、規制部材５０を規制位置とすることで、可動部材２０の移動量を小さくすることができるので、軌道７に対する第三接触子１３の当て方にばらつきが生じにくくなり、外輪６の軌道７に対する第三接触子１３の接触状態を安定させることが可能となる。
この結果、演算装置１５が行う軌道７の直径Ｄ１の測定精度を高めることができ、また、測定の安定した繰返し性が得られる。そして、外輪６の直径Ｄ１の測定精度を向上させることができ、この結果、この外輪６を用いることにより、すきま（Ｒａすきま）や接触角の安定した高いレベルの玉軸受を得ることが可能となる。
【００５２】
また、本実施形態の測定装置１０では、規制部材５０は、規制位置にある状態で（図４参照）、装置基台９に対して移動可能である可動部材２０（可動ブロック２０ｄ）と、固定状態にある固定部材１９（ストッパピン１９ｃ）との間に介在する。そして、規制部材５０は、退避位置にある状態で（図３参照）、これら可動部材２０と固定部材１９との間から離脱する構成となっている。この構成によれば、規制部材５０が退避位置にある状態で、可動部材２０を第一移動許容量（Ｘ１）について移動可能とさせ、規制部材５０が規制位置にある状態で、可動部材２０を小さい第二移動許容量（Ｘ２）について移動可能とさせる構成が簡単に得られ、測定装置１０の簡素化が可能となる。
【００５３】
前記実施形態では、測定の対象を外輪６としているが、内輪４であってもよい。この場合の測定装置を、図１０及び図１１に示す。この測定装置１０では、内輪４の外周面に形成されている軌道５を測定対象面とし、この軌道５の直径Ｄ３が計測される。内輪４の場合、測定装置１０では、三つの接触子１１，１２，１３を内輪４の軌道５に対して径方向外側から接触させる構成となるが、その他の構成及び機能、並びに測定方法については、図１及び図２に示す形態と同様である。例えば、規制部材５０は、退避位置及び規制位置の間を位置変化可能として設けられており、可動部材２０の移動許容量を変更させる。つまり、規制部材５０が、退避位置にある状態で、可動部材２０を第一移動許容量（数ミリメートル）について移動可能とさせ、規制位置にある状態で、可動部材２０を前記第一移動許容量よりも小さい第二移動許容量（例えば０．２ミリメートル）について移動可能とさせる。測定の対象が内輪４である場合、前記第一移動許容量を、内輪４の軌道５における直径Ｄ３と内輪４の肩部４ａにおける直径Ｄ４との差（差の絶対値）以上とする。
【００５４】
以上のとおり開示した実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。つまり、本発明の測定装置は、図示する形態に限らず本発明の範囲内において他の形態のものであってもよい。
例えば、本実施形態では、可動部材２０の変位量を計測するために変位計を二つ用いる場合について説明したが、変位計は一つであってもよい。
また、測定対象を玉軸受の内輪４、外輪６とする場合について説明したが、これに限らず、他の転がり軸受の軌道輪や、その他の円筒ワークの直径（内径や外径）を測定するために、本発明の測定装置及び測定方法を適用することができる。
【符号の説明】
【００５５】
４：内輪（円筒ワーク）          ４ａ：肩部              ５：軌道（測定対象面）
６：外輪（円筒ワーク）          ６ａ：肩部              ７：軌道（測定対象面）
９：装置基台                    １０：測定装置          １１：第一接触子
１２：第二接触子                １３：第三接触子        １９：固定部材
２０：可動部材                  ２５：弾性部材          ４１：第一変位計
４２：第二変位計                ５０：規制部材          Ｄ１：軌道の直径
Ｄ２：肩部の直径                Ｌ０：基準線            Ｑ：基準線上の一点
Ｘ１：第一隙間（第一移動許容量）          Ｘ２：第二隙間（第二移動許容量）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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