(57)【要約】【課題】駆動源による振動の影響を排除することで、検出器の検出する信号のＳＮ比を向上させて、測定精度の向上及び測定結果の信頼性向上を図ることのできる評価装置を得る。【解決手段】測定物５３に対して一定の物理量の検出を行う検出器５５と測定物５３との間に所定の相対運動を発生させるための駆動源５７を支持する動力源支持部７３を、検出器５５や測定物５３を支持する第１架台６１とは別の独立した第２架台７１に設ける。【選択図】　　　　図１
2004093264.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動源の発生する動力で測定物又は測定物に対して一定の物理量の検出を行う検出器を駆動して、測定物と検出器との間に所定の相対運動を発生させ、その時の検出器の出力信号を情報処理手段によって収集・分析して、前記測定物に対する評価を行う評価装置において、
前記駆動源を支持する動力源支持部を、前記測定物を支持する測定対象支持部や前記検出器を支持する検出手段支持部を有する第１架台とは別の独立した第２架台に設けたことを特徴とする評価装置。
【請求項２】
前記駆動源の出力を前記測定物又は検出器に伝達する動力伝達機構として、弾性材料製のベルトと、このベルトを巻き掛けるプーリとを組み合わせたベルト式動力伝達機構を採用したことを特徴とする請求項１に記載の評価装置。
【請求項３】
前記測定対象支持部は測定物を回転可能に支持し、前記検出器は測定物の表面に接触させた触針の変位に応じて電気信号を出力する構成で、前記測定物の回転運動時の前記検出器の出力信号から前記測定物の表面形状の評価を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の評価装置。
【請求項４】
前記測定対象支持部は測定物である軸受を回転可能に支承し、前記検出器は測定物の表面に接触させた触針の変位に応じて電気信号を出力する構成で、前記情報処理手段は前記測定物である軸受の回転時の前記検出器の出力信号から軸受の振動特性の評価を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の評価装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、駆動源の発生する動力で測定物又は検出器を駆動して、測定物と検出器との間に所定の相対運動を発生させ、その時の検出器の出力信号に基づいて測定物に対する評価を行う評価装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図４は、従来の評価装置の概略構成を示したものである。
この評価装置４１は、駆動源４３の発生する回転力で、測定物４５を回転駆動して、測定物４５と検出器４６との間に所定の相対運動を発生させ、その時の検出器４６の出力信号を図示せぬ情報処理手段によって収集・分析して、測定物４５に対する評価を行う。
【０００３】
駆動源４３は、通常、電動モータで、架台４８上に形成された動力源支持部４８ａに据え付けられている。図中の矢印（イ）は、モータの出力軸の回転方向である。
測定物４５は、例えば、円筒状を成す転がり軸受外輪又は内輪等で、自己の回転軸線回りに回転可能に、架台４８上に形成された測定対象支持部４８ｂに支持されている。図中の矢印（ロ）は、測定対象支持部４８ｂ上での測定物４５の回転方向である。
【０００４】
また、検出器４６は、先端を測定物４５の表面４５ａに当接する触針４６ａを有し、測定物４５の回転時に表面４５ａの凹凸や振動等で触針４６ａに振れが生じると、触針４６ａの振れに応じた電気信号を出力するものである。この検出器４６は、触針４６ａの先端が表面４５ａに当接するように、架台４８上に形成された検出手段支持部４８ｃに取り付けられている。
駆動源４３の出力軸から測定対象支持部４８ｂのスピンドルへの回転伝達は、適宜動力伝達機構４９を介して行われる。図示例の動力伝達機構４９は、所謂、ベルト式の動力伝達機構である。
【０００５】
検出器４６ａの出力信号を処理する情報処理手段は、予め判断基準として記憶させた基準データや演算式に基づいて入力データを処理するコンピュータで、例えば、検出器４６ａの出力信号に基づいて、測定物の表面の真円度を評価したり、あるいは、測定物の振動特性を評価する。
【０００６】
このような構成をなす評価装置は、複数のメーカーが、測定精度や装置寸法等を、用途に応じて工夫したものを開発している。
例えば、転がり軸受の内外輪や転動体の転動面表面の真円度の評価用としては、テーラホブソン社（英国）のタリロンド型真円度測定機が有名であり、また、転動部品の表面のうねり品質の評価用としてはウェービネス測定器が有名である。また、主に転がり軸受の振動特性の評価用としては、（株）菅原研究所のアンデロンメータが有名である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、転がり軸受の転動部材の真円度や振動特性を評価する評価装置としては、測定対象となる軸受の高精度化や、高性能化に伴い、測定精度の向上が要求され、そのために、測定対象支持部４８ｂに装備するスピンドルに、超高精度な回転を実現可能にするエアスピンドルを使用することなどが提案されている。
しかし、図４に示した従来の評価装置４１では、エアスピンドルのような高価な高性能部品を採用しても、それを測定精度の向上に十分に活かすことができないという問題が生じた。
【０００８】
それは、動力源支持部４８ａ，測定対象支持部４８ｂ，検出手段支持部４８ｃが、何れも共通の単一の架台４８上に形成されているため、駆動源４３の発生する振動が、図４に黒塗りの矢印で示すように、架台４８上を伝搬して測定対象支持部４８ｂ上の測定物４５や，検出手段支持部４８ｃ上の検出器４６に伝達されることによる。つまり、駆動源４３が発生する振動が、測定物４５の表面の凹凸や測定物４５自体の振動特性に起因する本来の測定振動に加算されて検出器４６に検出されてしまい、検出器４６において検出する振動のＳＮ比を低下させて、測定精度の低下、測定結果の信頼性低下を招いたためである。
【０００９】
本発明は上記事情に鑑みなされたもので、駆動源の発生する振動が、測定対象支持部上の測定物や，検出手段支持部上の検出器に伝達され難く、よって、検出器において検出する信号のＳＮ比を向上させて、スピンドルの高精度化や高性能化を測定精度の向上に十分に活かすことができ、測定精度の向上及び測定結果の信頼性向上を図ることのできる評価装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明に係る評価装置は、駆動源の発生する動力で測定物又は測定物に対して一定の物理量の検出を行う検出器を駆動して、測定物と検出器との間に所定の相対運動を発生させ、その時の検出器の出力信号を情報処理手段によって収集・分析して、前記測定物に対する評価を行う評価装置において、
前記駆動源を支持する動力源支持部を、前記測定物を支持する測定対象支持部や前記検出器を支持する検出手段支持部を有する第１架台とは別の独立した第２架台に設けたことを特徴とする。
【００１１】
そして、上記構成によれば、測定物や検出器を支持している第１架台と、駆動源を支持している第２架台とは互いに独立した別体構造であるため、測定物と検出器と駆動源とを同一の架台上に搭載する従来の評価装置と比較すると、駆動源の発生する振動が、架台を伝搬して直接測定対象支持部上の測定物や，検出手段支持部上の検出器に伝達され難い。従って、駆動源の発生する振動が、検出器において検出する振動のＳＮ比の低下要因から除外される。
【００１２】
なお、好ましくは、前記評価装置において、前記駆動源の出力を前記測定物又は検出器に伝達する動力伝達機構として、弾性材料製のベルトと、このベルトを巻き掛けるプーリとを組み合わせたベルト式動力伝達機構を採用した構成とすると良い。
このようにすると、駆動源の発生する振動が、動力伝達機構に使用されているベルトを伝搬する際、ベルトの弾性特性による制振機能によって低減され、動力伝達機構を介して駆動源の発生した振動が測定物等に伝達されることも抑制できる。
【００１３】
なお、好ましくは、前記評価装置において、軸受構成部品の転動面の真円度や転動面表面の凹凸等を評価させる場合には、前記測定対象支持部は測定物を回転可能に支持し、前記検出器は測定物の表面に接触させた触針の変位に応じて電気信号を出力する構成で、前記測定物の回転運動時の前記検出器の出力信号から前記測定物の表面形状の評価を行う構成とすると良い。
【００１４】
また、前記評価装置において、軸受の回転時の振動特性を評価させる場合には、前記測定対象支持部は測定物である軸受を回転可能に支承し、前記検出器は測定物の表面に接触させた触針の変位に応じて電気信号を出力する構成で、前記情報処理手段は前記測定物である軸受の回転時の前記検出器の出力信号から軸受の振動特性の評価を行う構成とすると良い。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて本発明に係る評価装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。
図１及び図２は本発明に係る評価装置の第１の実施の形態を示したもので、図１は評価装置の概略構成図、図２は図１に示した評価装置と従来装置との実際の測定時のＳＮ比の比較を示す説明図である。
【００１６】
この第１の実施の形態の評価装置５１は、測定物５３を支持する測定対象支持部６２と、測定物５３に対して一定の物理量の検出を行うための検出器５５と、この検出器５５を支持する検出手段支持部６４と、検出器５５と測定物５３との間に測定用の相対運動に必要な動力を発生する駆動源５７と、駆動源５７を支持する動力源支持部７３と、駆動源５７の発生する動力を測定物５３に伝達して検出器５５と測定物５３との間に測定用の相対運動を生じさせる動力伝達機構５９と、検出器５５と測定物５３との間の相対運動時の検出器５５の出力信号を収集・分析して測定物５３に対する評価を行う図示せぬ情報処理手段とを備えて構成される。
【００１７】
また、測定対象支持部６２や検出手段支持部６４は第１架台６１に設け、動力源支持部７３は、第１架台６１とは別の独立した第２架台７１に設けている。
【００１８】
駆動源５７は、回転力を出力する電動モータで、図中の矢印（ハ）は、モータの出力軸の回転方向である。
測定物５３は、例えば、円筒状をなす転がり軸受外輪又は内輪等で、自己の回転軸線回りに回転可能に、第１架台６１上の測定対象支持部６２に支持されている。図中の矢印（ニ）は、測定対象支持部６２上での測定物５３の回転方向である。
【００１９】
また、検出器５５は、先端を測定物５３の表面５３ａに当接する触針５５ａを有し、測定物５３の回転時に表面５３ａの凹凸や振動等で触針５５ａに振れが生じると、触針５５ａの振れに応じた電気信号を出力するものである。この検出器検出器５５は、触針５５ａの先端が表面５３ａに当接するように、第１架台６１上に形成された検出手段支持部６４に取り付けられている。
【００２０】
本実施の形態の場合、駆動源５７の出力軸から測定対象支持部６２のスピンドルへ回転を伝達することで測定物５３を回転運動させる動力伝達機構５９は、弾性材料製のベルト８１と、このベルトを巻き掛ける図示せぬプーリとを組み合わせたベルト式動力伝達機構である。
【００２１】
また、検出器５５の出力信号を処理する図示せぬ情報処理手段は、予め判断基準として記憶させた基準データや演算式に基づいて入力データを処理するコンピュータで、本実施の形態の場合は、例えば、検出器５５の出力信号に基づいて、測定物としての軸受構成部品の表面の真円度など、転動部品の表面形状の評価を行う。
【００２２】
以上に説明した評価装置５１では、測定物５３や検出器５５を支持している第１架台６１と、駆動源５７を支持している第２架台７１とは互いに独立した別体構造であるため、測定物５３と検出器５５と駆動源５７とを同一の架台上に搭載する従来の評価装置と比較すると、駆動源５７の発生する振動が、架台を伝搬して直接測定対象支持部６２上の測定物５３や，検出手段支持部６４上の検出器５５に伝達され難く、駆動源５７の発生する振動が、検出器５５において検出する振動のＳＮ比の低下要因から除外される。
従って、検出器５５において検出する信号のＳＮ比を向上させることができ、例えば、評価装置５１に搭載する回転機構のスピンドル等の部品の高精度化や高性能化を実際の測定精度の向上に十分に活かして、測定精度の向上及び測定結果の信頼性向上を図ることができる。
【００２３】
また、本実施の形態では、駆動源５７の出力を測定物５３に伝達する動力伝達機構５９が、弾性材料製のベルトを利用したベルト式動力伝達機構で、駆動源５７の発生する振動が、動力伝達機構５９に使用されているベルト８１を伝搬する際、ベルトの弾性特性による制振機能によって低減され、動力伝達機構５９を介して駆動源５７の発生した振動が測定物５３等に伝達されることも抑制でき、検出器５５において検出する信号のＳＮ比を更に向上させることができる。
【００２４】
従って、例えば、軸受で使用する内外輪や内外輪間に装備する転動体としての球体の表面の真円度や転動面表面の凹凸等を評価する場合に、評価結果の信頼性を向上させることができる。
【００２５】
上記実施の形態の構成の効力を検証するために、円筒状の測定部の表面形状の評価試験を実施した際に検出器が検出する振動信号のＳＮ比を、上記の実施の形態の評価装置５１と、図４に示した従来の評価装置４１とで測定した。測定結果は、図２に示す通りで、本実施の形態の装置では、ＳＮ比が顕著に改善されていることが確認できた。
【００２６】
尚、本発明の評価装置において、測定物を回転させる動力伝達機構や測定対象支持部の具体的な構成は、上記の実施の形態の構成に限定するものではなく、公知の種々の構造を採用することが可能である。
図３は、本発明に係る評価装置の第２の実施の形態を示している。
ここに示した評価装置９１は、玉軸受で転動体として使用する玉６の表面のうねりを評価する。
【００２７】
具体的には、この評価装置９１は、回転案内具７により玉６を、鉛直軸を中心とする回転のみ自在に支持している。また、玉６は、駆動源によって回転駆動されるスピンドル２２から、圧縮コイルばね２６、間座２７、調心球２８、駆動腕８を介して回転力が伝達されて、鉛直軸回りに回転運動させる。玉６の赤道部分には、検出器の触針１０の平坦な先端面１１が突き当てられていて、この赤道部分の表面のうねりを、鉛直軸回りの回転時の振動として検出する。
この評価装置９１においても、測定物である玉６を支持する回転案内具７を第１架台２０に装備すると共に、この第１架台２０とは別体の独立した第２架台を用意し、この第２架台上に、スピンドル２２を駆動する駆動源を搭載することで、前述した第１の実施の形態の場合と同様に、駆動源の発生する振動が、玉６や検出器に伝達されて、ＳＮ比の低下を招くことを防止することができる。
【００２８】
なお、本発明に係る評価装置の用途は、測定物の表面形状の評価に限らない。
例えば、測定対象支持部は測定物としての軸受を回転可能に支承する構成とし、更に、検出器は測定物の表面に接触させた触針の変位に応じて電気信号を出力する構成として、情報処理手段は測定物としての軸受の回転時の検出器の出力信号から軸受の振動特性の評価を行う構成とすることで、軸受の固有振動数や共振周波数等の振動特性の評価を行う評価装置に流用することもできる。
【００２９】
【発明の効果】
本発明の評価装置によれば、測定物や検出器を支持している第１架台と、駆動源を支持している第２架台とは互いに独立した別体構造であるため、測定物と検出器と駆動源とを同一の架台上に搭載する従来の評価装置と比較すると、駆動源の発生する振動が、架台を伝搬して直接測定対象支持部上の測定物や，検出手段支持部上の検出器に伝達され難い。従って、駆動源の発生する振動が、検出器において検出する振動のＳＮ比の低下要因から除外される。
よって、検出器において検出する信号のＳＮ比を向上させて、例えば、評価装置に搭載する回転機構のスピンドル等の部品の高精度化や高性能化を実際の測定精度の向上に十分に活かすことができ、測定精度の向上及び測定結果の信頼性向上を図ることができる。
【００３０】
また、請求項２に記載の構成にすると、駆動源の発生する振動が、動力伝達機構に使用されているベルトを伝搬する際、ベルトの弾性特性による制振機能によって低減され、動力伝達機構を介して駆動源の発生した振動が測定物等に伝達されることも防止でき、検出器において検出する信号のＳＮ比を更に向上させることができる。
【００３１】
また、請求項３に記載の構成にすると、軸受構成部品の転動面の真円度や転動面表面の凹凸等の評価など、測定物の表面形状の評価を行う評価装置として有用である。なお、本発明は特開２００１−９１２４１号公報（発明の名称：球面体の表面形状評価方法及び評価装置）記載の装置に適用することも可能である。
【００３２】
更に、請求項４に記載の構成にすると、軸受の回転時の振動特性の評価など、測定物の振動特性や耐震性能の評価を行う評価装置として有用である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る評価装置の第１の実施の形態の概略構成図である。
【図２】図１に示した評価装置と従来装置との測定時のＳＮ比の比較を示す説明図である。
【図３】本発明を適用する評価装置の第２の実施の形態の要部の縦断面図である。
【図４】従来の評価装置の概略構成図である。
【符号の説明】
５１　評価装置
５３　測定物
５３ａ　表面
５５　検出器
５５ａ　触針
５７　駆動源（モータ）
５９　動力伝達機構
６１　第１架台
６２　測定対象支持部
６４　検出手段支持部
７１　第２架台
７３　動力源支持部
８１　ベルト
【図１】
2004093264.tif 000003
【図２】
2004093264.tif 000004
【図３】
2004093264.tif 000005
【図４】
2004093264.tif 000006