(57)【要約】【課題】各部品の円すい面に必要な形状を、簡易にかつ低コストで精度良く測定することのできる円すいころ軸受の円すい面形状測定方法提案する。【解決手段】円すいころ軸受の内輪、外輪、およびころのいずれかである被測定物の円すい面形状を測定する測定方法である。被測定物が内輪１の場合、模範２１を用いて変位計６を較正する。この変位計６を用い、内輪１を変位計６の測定方向Ｚに対する直角方向でかつ内輪１の円すい面Ｓ１の母線に沿う方向Ｘに直線的に移動させて内輪１の複数箇所を測定する。測定は、２つのスペーサ１８，１９の介在数の変更により、軸方向位置を調整して、両端とクラウニング量の最大となる中央位置等につき行う。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円すいころ軸受の内輪、外輪、およびころのいずれかである被測定物の円すい面形状を測定する円すい面形状測定方法において、模範を用いて較正した同じ変位計を用い、被測定物を上記変位計の測定方向に対する直角方向でかつ被測定物の円すい面の母線に沿う方向に直線的に移動させて被測定物の複数箇所を測定する円すいころ軸受の円すい面形状測定方法。
【請求項２】
請求項１において、被測定物の円すい面における上記移動の方向に離れた３か所の測定を行い、そのうちの両端２か所の測定結果から円すい角度を求め、３か所の測定結果からクラウニング量を求める円すいころ軸受の円すい面形状測定方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、被測定物が内輪であり、この内輪の大径側端面を基準として円すい面を測定する円すいころ軸受の円すい面形状測定方法。
【請求項４】
請求項１または請求項２において、被測定物が外輪であり、この外輪の小径側端面を基準として円すい面を測定する円すいころ軸受の円すい面形状測定方法。
【請求項５】
請求項１または請求項２において、被測定物がころであり、ころの大端面における内輪大鍔面との接触点を基準として円すい面を測定する円すいころ軸受の円すい面形状測定方法。
【請求項６】
請求項１または請求項２において、被測定物測定物が内輪または外輪であり、被測定物を支持する治具として、定盤と、上記被測定物の端面を当接させる傾斜した被測定物支持面を有し上記定盤上に上記被測定物支持面の法線の投影線に沿う方向に移動可能に設置される被測定物支持部品と、この被測定物支持部品の移動方向に対面して上記定盤上に設けられた位置決め基準体と、この位置決め基準体と上記被測定物支持部品との間に介在して上記位置決め基準体と被測定物支持部品との間隔を規制する複数のスペーサとを備えた治具を用い、上記複数のスペーサの介在個数を種々変えた状態で、上記変位計による上記被測定物の円すい面の測定を行う円すいころ軸受の円すい面形状測定方法。
【請求項７】
請求項１または請求項２において、被測定物がころであり、被測定物を支持する治具として、定盤と、この定盤上に直線方向に移動可能に設置され、上記ころを軸心が上記直線方向と平行でかつ円すい面の最上位置の母線が定盤の上面と平行となるように上記ころを載せるころ載置台と、このころ載置台に設けられ上記ころの端面に接するころ端支持体と、上記ころ載置台の移動方向に対面して上記定盤上に設けられた位置決め基準体と、この位置決め基準体と上記ころ載置台との間に介在して上記位置決め基準体と上記ころ載置台との間隔を規制する複数のスペーサとを備えた治具を用い、上記複数のスペーサの介在個数を種々変えた状態で、上記変位計による上記被測定物の円すい面の測定を行う円すいころ軸受の円すい面形状測定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、内輪、外輪、ころ等の円すい面の円すい角度，直径，クラウニング量等に係る形状を測定する円すいころ軸受の円すい面形状測定方法に関し、例えば研削現場で適用できる測定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的な立体形状を測定する装置には三次元形状測定機があり、円すいころ軸受の円すい面形状を高精度に測定する方法として三次元形状測定機を用いる場合がある。円すい面の角度の測定法にはＪＩＳ  Ｂ−７５２３のサインバーを用いて円すい面を表面粗さ計の触針に対して平行とし、母線形状の測定結果から円すい角度を算出する場合もある。また、被測定物を円すい面の母線が水平となるように傾斜して配置し、触針ゲージで傾斜角度を測定する方法も提案されている（例えば特許文献１における従来の技術の説明欄）。各研削現場では、円すい角度と円すい面の直径を測定している。内輪ところは、ダイヤルゲージを用いて計測して円すい角度と直径を個別に測定している。外輪は空気マイクロメータを用いて円すい角度と直径を同時に測定している。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−２３０８１６号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、三次元形状測定機や表面粗さ測定機は精密な測定機であるため、設置場所の除振、温度、ミストなどの雰囲気の管理が必要である。そのため、円すいころ軸受の研削盤の近くで加工後の部品の円すい面を測定する用途には使用できない。加工現場では、内輪の円すい角度と直径をダイヤルゲージを用いて個別に測定しているため、測定治具が複数必要であるが、適切な治具がない。加工現場におけるころの測定の場合も、内輪と同じである。また、円すいころ軸受の円すい面には、平滑な圧力分布となるようにクラウニングが施されているが、加工現場で内輪、ころ、および外輪のクラウニング量の測定を行う方法が確立されていない。上記特許文献１の従来例の方法は、触針ゲージを移動させて測定するが、その移動によって測定精度が低下する。また、触針ゲージの較正の方法も確率されていない。
【０００５】
この発明の目的は、各部品の円すい面に必要な形状を、簡易にかつ低コストで精度良く測定することのできる円すいころ軸受の円すい面形状測定方法を提案することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明の円すいころ軸受の円すい面形状測定方法は、円すいころ軸受の内輪、外輪、およびころのいずれかである被測定物の円すい面形状を測定する円すい面形状測定方法において、模範を用いて較正した同じ変位計を用い、被測定物を上記変位計の測定方向に対する直角方向でかつ被測定物の円すい面の母線に沿う方向に直線的に移動させて被測定物の複数箇所を測定する方法である。
この方法によると、被測定物を変位計の測定方向に対する直角方向でかつ被測定物の円すい面の母線に沿う方向に直線的に移動させ、被測定物の複数箇所を測定するため、円すいころ軸受部品の円すい面における任意の軸方向位置の直径が測定できる。直径寸法は、上記模範との相対比較により測定できる。また、被測定物側を移動させるので、変位計を移動させて計測する場合に比べて簡単な設備で精度良く測定することができる。上記複数箇所の測定は、模範を用いて較正した同じ変位計を用いるため、より精度良くする測定することができる。このように簡単な設備で測定できるため、研削盤の近くで加工後の部品の円すい面を測定する用途にも適用することができる。
【０００７】
この発明方法において、被測定物の円すい面における上記移動の方向に離れた３か所の測定を行い、そのうちの両端２か所の測定結果から円すい角度を求め、３か所の測定結果からクラウニング量を求めても良い。
この場合、３箇所という少ない測定箇所数で、各部品の円すい面に必要な形状である円すい角度とクラウニング量との両方を求めることができる。
【０００８】
この発明において、被測定物が内輪である場合は、この内輪の大径側の端面を基準として円すい面を測定することが好ましい。
内輪の円すい面の研削加工時の基準面は大径側の端面であるので、この大径側の端面を基準として円すい面を測定することで、研削加工への測定結果の反映が行い易い。
【０００９】
被測定物が外輪である場合は、外輪の小径側の端面を基準として円すい面を測定することが好ましい。
外輪の円すい面の研削加工時の基準面は小径側の端面であるので、この小径側の端面を基準として円すい面を測定することで、研削加工への測定結果の反映が行い易い。
【００１０】
被測定物がころである場合は、ころの大端面における内輪大鍔面との接触点を基準として円すい面を測定することが好ましい。
円すいころ軸受において、各ころは内輪大鍔面と接触しながら転走するため、この接触点を基準とする形状精度が求められる。そのため、この接触点を基準として測定することで、動作上に必要な形状が精度良く求められる。
【００１１】
この発明において、被測定物が内輪または外輪である場合は、被測定物を支持する治具として、例えば定盤と、上記被測定物の端面を当接させる傾斜した被測定物支持面を有し上記定盤上に上記被測定物支持面の法線の投影線に沿う方向に移動可能に設置される被測定物支持部品と、この被測定物支持部品の移動方向に対面して上記定盤上に設けられた位置決め基準体と、この位置決め基準体と上記被測定物支持部品との間に介在して上記位置決め基準体と被測定物支持部品との間隔を規制する複数のスペーサとを備えた治具を用いる。この場合に、上記複数のスペーサの介在個数を種々変えた状態で、上記変位計による上記被測定物の円すい面の測定を行う。
これにより、多数の内輪または外輪につき、それぞれ複数箇所、例えば両端付近と中央付近との３か所を測定するときに、スペーサの介在個数の変更だけで、常に一定の軸方向位置での測定が行え、作業効率良く測定が行える。
【００１２】
この発明において、被測定物測定物がころである場合は、被測定物を支持する治具として、例えば定盤と、この定盤上に直線方向に移動可能に載置され、上記ころを軸心が上記直線方向と平行でかつ円すい面の最上位置の母線が定盤の上面と平行となるように上記ころを載せるころ載置台と、このころ載置台に設けられ上記ころの端面に接するころ端支持体と、上記ころ載置台の移動方向に対面して上記定盤上に設けられた位置決め基準体と、この位置決め基準体と上記ころ載置台との間に介在して上記位置決め基準体と上記ころ載置台との間隔を規制する複数のスペーサとを備えた治具を用いる。この場合に、上記複数のスペーサの介在個数を種々変えた状態で、上記変位計による上記被測定物の円すい面の測定を行う。
これにより、多数のころにつき、それぞれ複数箇所、例えば両端付近と中央付近との３か所を測定するときに、スペーサの介在個数の変更だけで、常に一定の軸方向位置での測定が行え、作業効率良く測定が行える。
【００１３】
【発明の実施の形態】
この発明の第１の実施形態を図１ないし図３と共に説明する。この実施形態は被測定物が円すいころ軸受の内輪である場合の例である。円すいころ軸受は、例えば図８に示すように、内輪１と外輪２の間に、円周方向に沿って複数の円すい形のころ３を介在させたものである。各ころ３は保持器４に保持されている。内輪１は、転走面となる外径面部分が円すい面Ｓ１とされ、両端に大鍔１ａおよび小鍔１ｂをそれぞれ有する。外輪２は転走面となる内径面が円すい面Ｓ２とされている。ころ３は、外周面が円すい面Ｓ３とされている。
【００１４】
図１において、この測定方法は、内輪１の円すい面Ｓ１の測定方法であり、被測定物である内輪１を変位計６の測定方向Ｚに対する直角方向でかつ内輪１の円すい面Ｓ１の母線に沿う方向に直線的に移動させて、内輪円すい面Ｓ１の複数箇所を測定する。その複数箇所の測定結果から、テーパ角度、クラウニング高さ等の円すい面形状を求める。変位計６には例えばダイヤルゲージを用いる。変位計６には、この他に電気マイクロメータを用いても良い。変位計６の測定方向Ｚは測定する変位ないし長さの方向のことである。
【００１５】
被測定物である内輪１は、次の治具７で支持する。この治具７は、定盤８と、この定盤８上に設置される被測定物支持部品９とを備える。図３のように、変位計６は、定盤８に立設された支柱１６に、取付具１６ａを介して高さ調整自在に取付けられている。被測定物支持部品９は、内輪１の端面を当接させる傾斜した被測定物支持面Ａを有し、定盤８上に被測定物支持面Ａの法線Ｂの投影線ｂに沿う方向Ｘに移動可能に設置される。この移動の精度を確保するため、被測定物支持部品９は、定盤８上に固定されたガイド１０に沿って移動可能とされる。被測定物支持部品９は、被測定物支持面Ａの傾斜角度を可変とする角度変更固定手段１１を有している。角度変更固定手段１１は、被測定物支持面Ａを構成する支持板１２を、下端両側で支軸１３回りに傾動可能なように支持部品本体９ａに支持し、支持部品本体１３の左右両端に立設された側板９ｂに、止め具１４で固定可能としたものである。止め具１４は、側板９ｂに設けられた円弧状孔１５を貫通した止めねじであり、支持板１２の端面のねじ孔（図示せず）にねじ込まれている。したがって止め具１４の締め付けを緩めることで、支持板１２が角度変更自在となり、止め具１４を締めつけると、支持板１２の傾斜角度θ（図１）が固定される。支持板１２は、内輪１の内径面を受けて内輪１を被測定物支持面Ａに接した状態に支持する支持片１２ａを有している。
【００１６】
被測定物支持部品９の移動方向に対面して、定盤８上に位置決め基準体１７が固定されており、この位置決め基準体１７と被測定物支持部品９との間に、両者の間隔を規制する２つのスペーサ１８，１９が介在させられる。変位計６は上記のように支柱１６を介して定盤８に設置されるため、位置決め基準体１７に対する被測定物支持部品９の間隔により、変位計６に対する被測定物支持面Ｓ１の位置が調整されることになる。位置決め基準体１７は、被測定物支持部品９と平行度が確保されたものとする。位置決め基準体１７は、この実施形態では上記ガイド１０と一体の部品からなる。
【００１７】
上記構成の治具７を用いた測定方法を説明する。内輪１の測定に先立ち、内輪１の模範２１を測定して変位計６の較正を行う。模範２１は、例えば内輪１と同じ形状に精度良く作成した部品である。模範２１の測定は、内輪１の測定時と同様に治具７に設置して行う。被測定物である内輪１は、円すい面Ｓ１の研削加工時の基準面が大径側端面であるので、模範２１も大径側端面を被測定物支持部品９の角度調整時の基準面とし、円すい面Ｓ１Ｍ  を変位計６の測定方向に対して直角に設定して変位計６の指示目盛を零とする。
【００１８】
円すいころ軸受の内輪１を模範２１に置き換え、変位計６の測定値を読み取ることで、模範２１に対する偏差δが測定できる。被測定物支持面９ａの傾斜角度θは既知であるので、内輪１の直径の補正値はδｃｏｓ  θとなる。
内輪１の円すい角度を求めるためには軸方向位置２箇所の直径を測定する必要がある。また、クラウニング量の測定には最大クラウニング高さ位置の直径を測定する必要がある。軸方向位置の距離を移動するために上記スペーサ１８，１９を準備し、スペーサ１８，１９を被測定物支持部品９と位置決め基準体１７との間に挟みこむ。この時に、変位計６により、円すい面Ｓ１の小径側の予め設定した測定位置の直径を模範２１に対して相対的に測定する（図２（Ａ））。
次に、スペーサ１９を外し、被測定物支持部品９を位置決め基準体１７側へ移動させてスペーサ１８を挟みこみ、変位計６でクラウニング位置の直径を測定する（図２（Ｂ））。なお、スペーサ９の厚さは、小径側測定位置と、設計上や経験的にクラウニング量最大とされる位置との距離に等しくしておく。
最後に，スペーサ１９を外し、被測定物支持部品９を位置決め基準体１７側へ移動させて接触させ、円すい面Ｓ１の大径側の直径を変位計６で測定する。
【００１９】
ここで、テーパ面Ｓ１における上記測定を行った小径側位置と大径側位置の距離をＬ、それぞれの直径をＤ１，Ｄ２とすると、円すい角度αはｔａｎ  α＝（Ｄ２−Ｄ１）／２Ｌで求められる。
また、小径側位置とクラウニング位置の距離をＬ３、クラウニング位置の直径をＤ３とすると、クラウニング量ｈは，ｈ＝１／２（ｄ３−（Ｄ１＋Ｄ２）×（Ｌ３／Ｌ））で求められる。
【００２０】
この実施形態の円すい面形状測定方法によると、このようにダイヤルゲージ等からなる一つの変位計６を用いて、円すい面Ｓ１の角度、直径、並びにクラウニング量を測定できるようにしたので、円すい面Ｓ１に必要な形状機能を低コストで測定することができる。
【００２１】
図４は、外輪２のテーパ面Ｓ２の測定方法を示す。外輪２のテーパ面Ｓ２は、内輪１に用いた上記測定用治具７および変位計６を用い、内輪１の場合と同様にして測定が行える。外輪２のテーパ面Ｓ２の測定に際しては、外輪２を高精度に仕上げた模範２２を用い、内輪１の場合と同様に変位計６の較正を行う。その後に、外輪２のテーパ面Ｓ２の測定を行う。この測定に際しては、内輪１の測定の場合と同様に、２つのスペーサ１８′、１９′を介在させて位置決めした状態と、片方のスペーサ１８′のみを介在させて位置決めした状態と、スペーサ１８′，１９′を介在させずに位置決めした状態とで、テーパ面Ｓ２の測定を行う。これにより、同図に符号▲１▼〜▲３▼でそれぞれ示す小径側位置、中間のクラウニング量最大位置、および大径側位置での測定が行われる。
【００２２】
図５ないし図７は、被測定物がころ３である場合の測定方法を示す。この場合の治具７Ａは、次の構成のものとなる。変位計６が定盤８Ａに支柱（図示せず）を介して設置されることは、内輪１を測定する場合と同じである。
この治具７Ａは、定盤８Ａと、この定盤８Ａ上に直線方向Ｘに移動可能に載置されたころ載置台９Ａとを備える。ころ載置台９Ａは、ころ３を軸心が上記直線方向Ｘと平行でかつ円すい面Ｓ３の最上位置の母線が定盤８Ａの上面と平行となるように上記ころ３を載せるものである。これにより、変位計６の測定方向Ｚに直角の方向にころ円すい面Ｓ３の母線が向く。ころ載置台９Ａは、定盤８Ａ上に移動可能に設置された可動台３１と、この可動体３１上に設けられた２つのＶブロック３２ａ，３２ｂとを有する。これらＶブロック３２ａ，３２ｂは、Ｖ溝の高さ位置を互いに異ならせて隣接配置してある。各Ｖブロック３２ａ，３２ｂのＶ溝は、ころ軸方向のテーパは有しないため、円すい形のころ３は各Ｖブロック３２ａ，３２のＶ溝におけるころ大端側のエッジで支持されることになる。ころ載置台９Ａは、可動台３１にころ３の大端面３ａに接してころ３の軸方向位置を定めるころ端支持体３３が設けられている。ころ端支持体３３のころ３と当接部は、セラミックボール３３ａで構成されている。ころ端支持体３３によるころ３の大端面３ａの支持位置は、図８のようにころ大端面３ａが内輪１の大鍔面に接触する位置Ｐとしてある。
定盤８Ａ上には、ころ載置台９Ａの移動方向Ｘに対面して位置決め基準体１７Ａが設けられており、この位置決め基準体１７Ａところ載置台９Ａとの間に、これら位置決め基準体１７Ａところ載置台９Ａとの間隔を規制する２つのスペーサ１８Ａ，１Ａを介在させる。
【００２３】
ころ３の円すい面Ｓ３の測定に際しては、内輪１や外輪２の場合と同様に、ころ３の模範２３の円すい面Ｓ３Ｍ  を測定し、変位計６の較正、例えば零点位置の調整を行う。模範２３の測定は、ころ載置台９Ａに載せて行う。
この後、模範２３に変えて、ころ３をころ載置台９Ａに載せ、変位計６によるころ３の円すい面Ｓ３の測定を行う。この測定は、内外輪の場合と同様に、２つのスペーサ１９Ａ，１９Ｂを介在させた状態、１つのスペーサ１９Ａだけを介在させた状態、およびスペーサの介在無しの状態で行う。これにより、ころ３の軸方向に離れた３か所、例えば両端付近と中央付近の測定を行う。この測定結果から、円すい面Ｓ３の角度、クラウニング量を求める。この場合に、ころ３の軸方向の支持位置は大端面３ａである。
円すいころ軸受において、各ころ３は内輪１の大鍔面と接触しながら転走するため、その接触点Ｐを基準とする形状精度が求められる。そのため、この接触点Ｐを基準として測定することで、動作上で必要な形状が、精度良く求められる。
【００２４】
【発明の効果】
この発明の円すい面形状測定方法は、円すいころ軸受の内輪、外輪、およびころのいずれかである被測定物の円すい面形状を測定する円すい面形状測定方法において、模範を用いて較正した同じ変位計を用い、被測定物を上記変位計の測定方向に対する直角方向でかつ被測定物の円すい面の母線に沿う方向に直線的に移動させて被測定物の複数箇所を測定するため、各部品の円すい面に必要な形状を、簡易にかつ低コストで精度良く測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施形態における円すいころ軸受の内輪の円すい面測定方法示す側面図である。
【図２】同測定方法の各測定過程を示す説明図である。
【図３】同測定方法に用いる治具および変位計の斜視図である。
【図４】この発明の他の実施形態における外輪の円すい面測定方法を示す破断側面図である。
【図５】この発明のさらに他の実施形態におけるころの円すい面測定方法を示す側面図である。
【図６】同測定方法における治具の全体の平面図である。
【図７】同測定方法における治具のＶブロックところの関係を示す正面図である。
【図８】被測定物である円すいころ軸受の部分断面図である。
【符号の説明】
１…内輪（被測定物）
２…外輪（被測定物）
３…ころ（被測定物）
６…変位計
８…定盤
９…被測定物支持体
１７，１７Ａ…位置決め基準体
１８，１８′，１９，１９′…スペーサ
１８Ａ，１９Ａ…スペーサ
２１〜２３…模範
Ａ…被測定物支持面
Ｓ１〜Ｓ３…円すい面
【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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