| 【発明の名称】 |
球体寸法測定方法 |
| 【発明者】 |
【氏名】佐藤 忠一
|
| 【要約】 |
【課題】従来の直径寸法不同及び直径寸法相互差の定義を見直して再定義し、斯かる再定義された直径寸法不同及び直径寸法相互差を使用して球体の寸法精度に関する評価行うことができるようにした。
【解決手段】駆動ローラ３を回転させながら第１及び第２のテーパコーン４、５を互いに逆方向となるように回転させ、スキューが生じない状態で転動体２での平均径寸法ｄ0を計測する。次いで駆動ロ−ラ３を停止させて第１及び第２のテーパコーン４、５を同一方向に自転軸の変化分だけ回転させ、かつテーパコーン４、５を水平方向に対して角度βだけ傾斜させて新自転軸を形成し、斯かる位置で再度平均径寸法ｄ0を計測する。斯かる動作を繰り返すことにより、数箇所以上に設定された各断面での平均径寸法ｄ0を取得し、該平均径寸法ｄ0に基づいて代表直径寸法Ｄや直径寸法不同Δｄ、直径寸法相互差ΔＤ等を算出する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 複数個の球体相互間の寸法精度を計測する球体寸法測定方法において、個々の球体の一断面における直径寸法を計測すると共に、該直径寸法に基づいて前記個々の球体の一断面における平均径寸法を算出し、次いで、前記個々の球体の夫々について数箇所以上の断面を設定して各断面における前記平均径寸法を算出し、該平均径寸法の平均値を個々の球体の代表直径寸法とすると共に、前記平均径寸法の最大値と最小値との差又は前記平均径寸法を統計処理して得られたバラツキ６σ（σは標準偏差）を個々の球体の直径寸法不同とし、さらに、複数個の球体について算出された各代表直径寸法の最大値と最小値との差又は前記代表直径寸法を統計処理して得られたバラツキ６σを前記複数個の球体間の直径寸法相互差とし、前記各球体の直径寸法不同の最大値を前記複数個の球体間の直径寸法不同として、前記各球体相互間の直径寸法に関する精度を計測することを特徴とする球体寸法測定方法。
|
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は球体寸法測定方法に関し、より詳しくは、転がり軸受の構成部品である転動体等の球体の寸法精度を計測するための球体寸法測定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、転がり軸受の転動体等、球体の外径寸法は、図１４に示すような寸法測定装置で計測されている。
【０００３】すなわち、該寸法測定装置は、支持バー１０１が基台１０２に立設されると共に、該支持バー１０１からは電気マイクロメータ１０３を備えた測定ヘッド１０４が突設されている。そして、基台１０２に載置されたアンビル１１０と前記電気マイクロメータ１０３との間に転動体１０６を挿入又は通過させ、電気マイクロメータ１０３により転動体１０６の対角線上の２点間距離を測定して直径寸法を算出し、またマスターボールと比較することにより直径寸法の絶対値を算出している。
【０００４】そして、従来は、転動体１０６を所定角度毎に回転させることにより、直径寸法を数箇所以上の測定点で計測し、１個の球体についての直径寸法の平均値を代表直径寸法Ｄ′とし、各直径寸法の最大値ｄ′maxと最小値ｄ′minとの差又は確率統計的なバラツキの管理限界である６σ（σ：標準偏差）（以下、「バラツキ６σ」と記す）を個々の転動体１０６についての直径寸法不同Δｄ′としている。また、転がり軸受では、複数個の転動体１０６を１組として組み込まれるが、各転動体１０６の代表直径寸法Ｄ′の最大値Ｄ′maxと最小値Ｄ′minの差又は前記代表直径寸法Ｄ′のバラツキ６σを前記複数の転動体１０６間における直径寸法相互差ΔＤ′とし、各転動体１０６の直径寸法不同Δｄ′の最大値を複数個の転動体間の直径寸法不同ΔＤ′maxとして算出し、転がり軸受に組み込まれる複数個の転動体相互間の寸法精度を評価している。
【０００５】ところで、パーソナルコンピュータ（パソコン）等に搭載されるハードディスクドライブ（ＨＤＤ）用転がり軸受では、回転によって周期的に発生する振動以外の成分を示す非繰返し回転成分（non-repeatable run out；以下「ＮＲＲＯ」という）が高精度であることが必要とされ、また回転部分から発生する音響が小さく、且つ低トルクであることが要求される。
【０００６】そして、斯かる観点からＮＲＲＯの精度を向上させる方策として、軌道輪及び転動体の「うねり」（waviness）の成分を小さく、特に転動体の偶数山成分を小さくした転がり軸受が既に提案されている（特開平８−２４７１５１号公報、特開平８−２４７１５３号公報）。
【０００７】この従来技術によれば、例えば、転動体１０６の「うねり」の山数が偶数の場合は、図１５（ａ）に示すように、転動体１０６の直径両端が同時に「うねり」の頂部又は底部に位置し、頂部間の直径寸法ａと底部間の直径寸法ｂとの差が大きくなり、振動の発生する原因となる。一方、「うねり」の山数が奇数の場合は、図１５（ｂ）に示すように、転動体１０６の直径両端のうちの一端が「うねり」の頂部に位置し他端が「うねり」の底部に位置するため、各直径寸法ｒ１、ｒ２、ｒ３の差が殆ど無く、回転精度に影響しない。
【０００８】すなわち、「うねり」の山数が奇数の場合は回転精度への影響は比較的小さいが、「うねり」の山数が偶数の場合は直径寸法ａと直径寸法ｂの差が大きいため振動等の発生源になり易く、このため「うねり」の偶数山成分を小さくすることによりＮＲＲＯの精度を向上させることができると考えられている。
【０００９】また、前記ＮＲＲＯに最も大きな影響を及ぼす成分は、転動体１０６の公転周期成分（＝保持器の回転成分；以下、「Ｆｃ成分」という）であることが知られており、転動体１０６の直径寸法のバラツキのＦｃ成分への影響についても種々の解析・実験により解明されている。
【００１０】すなわち、例えば、図１６に示すように、外輪１０７と内輪１０８の間に８個の転動体１０６が組み込まれる場合、転動体１０６の直径寸法の大きい順番にＮｏ．１〜Ｎｏ．８とすると、図１６（ａ）に示すように、複数個の転動体間で直径寸法の差が最小となる転動体１０６同士が対角線上に互いに配設された場合は外輪溝の中心と内輪溝の中心の偏心が小さいため、転動体公転同期の振れであるＦｃ成分は最小値δminとなる。一方、図１６（ｂ）に示すように、複数個の転動体間で直径寸法の差が最大となる転動体１０６同士が対角線上に互いに配設された場合は外輪溝の中心と内輪溝の中心の偏心が最大となってＦｃ成分は最大値δmaxとなる。
【００１１】したがって、多数の転がり軸受に対し転動体１０６を適当に組み込んだ場合、Ｆｃ成分の確率密度関数は図１７（ａ）に示すような正規分布を示し、直径寸法相互差ΔＤ′とＦｃ成分とは図１７（ｂ）に示すような関係を有する。
【００１２】すなわち、直径寸法相互差ΔＤ′が大きくなればなる程、正規分布の分布範囲が拡がることとなってＦｃ成分は大きくなる。したがって、直径寸法相互差ΔＤ′を小さくすることによって最大値δmaxと最小値δminが接近し、これによりＦｃ成分を小さくすることができると考えられる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記直径寸法不同Δｄ′は、上述したように転動体１０６の直径寸法ｄ′の最大値ｄ′maxと最小値ｄ′minや直径寸法ｄ′のバラツキ６σに基づいて算出されているため、静止状態における球体の特性を表しているが、転動体１０６は回転中は時間の経過と共にスキュー運動をしながら転動する。
【００１４】すなわち、転がり軸受においては、図１８に示すように、転動体１０６は、外輪１０７の軌道溝１０７ａと内輪１０８の軌道溝１０８ａの２接触点で転動すべく自転軸ｃ（接触角γ）を有しており、転動体１０６は時間の経過と共に少しづつスキューして行き、自転軸ｃの傾きを逐次変化させながら該自転軸ｃ上を回転する。
【００１５】したがって、Ｆｃ成分は、短時間的には上記図１７に示したように転動体１０６の直径寸法ｄ′の組み合わせによって決定されるが、長時間的にはスキュー運動に起因する回転軸ｃの変化による直径寸法の変化、つまり、直径寸法不同Δｄ′により変化する。すなわち、Ｆｃ成分は、転動体１０６の組み合わせ順序を規格化する直径寸法相互差ΔＤ′と直径寸法不同Δｄ′により影響される。
【００１６】しかしながら、上述の如く直径寸法不同Δｄ′を転動体１０６の直径寸法ｄ′の最大値ｄ′maxと最小値ｄ′minの差として算出した場合、斯かる直径寸法不同Δｄ′は外輪１０７に対する外接球と内輪１０８に対する内接球との差に近く、したがって自転軸ｃの変化するスキュー運動の過程においては、上記算出された直径寸法不同Δｄ′はＦｃ成分について直接的に関係付けられるものではないという問題点があった。
【００１７】本発明は斯かる問題点に鑑みなされたものであって、従来の直径寸法不同及び直径寸法相互差の定義を見直して再定義し、斯かる再定義された直径寸法不同及び直径寸法相互差を使用して球体の寸法精度に関する評価を行うことができる球体寸法測定方法及びその測定装置を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】転がり軸受に組み込まれる球体としての転動体２は、図１に示すように微視的には外周面が凹凸状に形成されており、従来の直径寸法不同Δｄ′は、一般に転動体２の最大値ｄ′maxと最小値ｄ′minとの差、すなわち、数式（１）で定義されている。
【００１９】Δｄ′＝ｄ′max−ｄ′min …（１）
一方、転がり軸受では、外輪が回転し、内輪が停止しているときの転動体２の自転速度Ｎｂは、外輪の回転速度をＮｅ、転がり軸受のピッチ円径（ＰＣＤ）をｄｍとすると数式（２）で表され、また、保持器の回転速度Ｎｃは数式（３）で表されることが知られている。
【００２０】
【数１】
【００２１】ここで、γは転動体２の接触角である。
【００２２】したがって、数式（２）より数式（４）が成立し、数式（３）より数式（５）が成立する。
【００２３】Ｎｂ＞Ｎｅ …（４）
Ｎｅ＞Ｎｃ …（５）
因って、数式（４）、（５）より数式（６）が成立する。
【００２４】Ｎｂ＞Ｎｃ…（６）
すなわち、従来の直径寸法不同Δｄ′は転動体２の回転速度Ｎｂを支配する値であって、保持器の回転速度Ｎｂを支配する値ではなく、しかも、転動体２の回転速度Ｎｂは保持器の回転速度Ｎｃよりもかなり大きい。
【００２５】したがって、従来のように２点間距離を測定して直径寸法不同Δｄ′を算出した場合、該直径寸法不同Δｄ′は静止状態における転動体２の特性を表すものであり、時間の経過と共に転動体２がスキュー運動して行く過程においてＦｃ成分の影響について直接的に関連付けるものではなく、保持器の回転成分であるＦｃ成分の転がり軸受への影響を直接的に評価するためには直径寸法不同の算出方法（定義）を見直す必要があると考えられる。
【００２６】そこで、本発明者が鋭意研究した結果、転動体の回転面、すなわち断面を通るように測定した転動体２の平均径寸法ｄ0からの「ずれ」が振動を支配し、したがってＦｃ成分に最も影響を及ぼすことが判明した。
【００２７】すなわち、個々の転動体２について、数箇所以上の各断面で平均径寸法ｄ0を算出し、該算出した平均径寸法ｄ0の平均値を個々の転動体２の代表直径寸法Ｄとし、該平均径寸法ｄ0の最大値ｄmaxと最小値ｄminとの差（又はバラツキ６σ）を直径寸法不同Δｄとすることによりスキュー運動時におけるＦｃ成分の影響を直接的に評価することができる。そして、斯かる新たに定義された代表直径寸法Ｄ及び直径寸法不同Δｄに基づいて複数個の転動体２の直径寸法相互差ΔＤ及び複数個の転動体２に対する直径寸法不同ΔＤmaxを定義し直すことによりスキュー運動時における転動体２の特性を適切に評価することができる。
【００２８】したがって、本発明に係る球体寸法測定方法は、複数個の球体相互間の寸法精度を計測する球体寸法測定方法において、個々の球体の一断面における直径寸法を計測すると共に、該直径寸法に基づいて前記個々の球体の一断面における平均径寸法を算出し、次いで、前記個々の球体の夫々について数箇所以上の断面を設定して各断面における前記平均径寸法を算出し、該平均径寸法の平均値を個々の球体の代表直径寸法とすると共に、前記平均径寸法の最大値と最小値との差又は前記平均径寸法を統計処理して得られたバラツキ６σ（σは標準偏差）を個々の球体の直径寸法不同とし、さらに、複数個の球体について算出された各代表直径寸法の最大値と最小値との差又は前記代表直径寸法を統計処理して得られたバラツキ６σを前記複数個の球体間の直径寸法相互差とし、前記各球体の直径寸法不同の最大値を前記複数個の球体間の直径寸法不同として、前記各球体相互間の直径寸法に関する精度を計測することを特徴としている。
【００２９】具体的には、上記図１において、角度θにおける転動体２の直径寸法ｄは、数式（７）で表される。
【００３０】
【数２】
【００３１】ここで、ｄ0は平均径寸法、φｎは位相を示す。
【００３２】したがって、数式（７）を０〜π間で積分すると、右辺第２項は「０」となるため、数式（８）が成立する。
【００３３】
【数３】
【００３４】したがって、転動体２の一断面における平均径寸法ｄ0は数式（９）となる。
【００３５】
【数４】
【００３６】そして、上述の如く数式（７）の右辺第２項が半周積分により「０」となることから、平均径寸法ｄ0は当該断面における直径寸法ｄを示すこととなる。
【００３７】また、ＨＤＤ用転がり軸受においては、転動体２の直径寸法は小さいため（例えば、直径２ｍｍ）、転動体２を同軸上で複数回転（例えば、５〜１０回転）させて得られた値を平均径寸法ｄ0とするのが望ましい。したがって、数式（９）は数式（１０）のように書き換えることができる。
【００３８】
【数５】
【００３９】ここで、ｍは転動体２を回転させた場合の回転回数である。
【００４０】次に、転動体２をスキューさせて数箇所以上の断面設定を行い、各断面での平均径寸法ｄ0（直径寸法ｄ）を計測する。
【００４１】具体的には、転動体２の自転軸をＩ−Ｉ軸とし、図２のｘｙｚ座標軸においてＩ−Ｉ軸のｘｙ面への投影がｘ軸となす角度をθｘ、Ｉ−Ｉ軸のｚ軸となす角度をθｚとすると、Ｉ−Ｉ軸は角度θｘ、θｚのパラメータとなる。
【００４２】したがって、角度θｘ、θｚは夫々０°〜１８０°（０〜πラジアン）の間で任意の組み合わせが可能となり、前記角度θｘ、θｚを決めてｎ個の断面で直径寸法ｄを計測し、該直径寸法ｄから平均径寸法ｄ0を算出することができる。
【００４３】また、従来では、直径寸法ｄは、図３に示すように、ｘｙ平面を回転軸面Ａとし、経線状の測定軌跡Ｂを描くようにして２点間距離、すなわち直径寸法ｄ′を測定していたが、本発明のように数箇所以上の断面を設定し各断面を通るようにして各断面での直径寸法ｄを得るためには、三次元的に直径寸法ｄの測定を行う必要があり、そのためには図４に示すような手毬状の測定軌跡Ｃを描くようにして直径寸法ｄを得る必要がある。
【００４４】そして、このようにｎ箇所での平均径寸法ｄ0の平均値ｄ0aveが転動体２の代表直径寸法Ｄとなる。すなわち、転動体２の代表直径寸法Ｄは、数式（１１）のようになる。
【００４５】
Ｄ＝ｄ0ave＝Σｄ0／ｎ …（１１）
そして、ｎ箇所での平均径寸法ｄ0の最大値ｄmaxと最小値ｄminとの差を直径寸法不同Δｄとすると共に、複数個の転動体２の各々について、上述と同様にして代表直径寸法Ｄを算出し、次いで、該代表直径寸法Ｄの最大値Ｄmaxと最小値Ｄminの差又は統計処理して得たバラツキ６σを直径寸法相互差ΔＤと再定義し、さらに個々の転動体２についての直径寸法不同Δｄの最大値を複数個の転動体２についての直径寸法不同ΔＤmaxとし、これら新たに定義された代表直径寸法Ｄ、個々の転動体２についての直径寸法不同Δｄ、複数個の転動体間の直径寸法相互差ΔＤ、複数個の転動体についての直径寸法不同ΔＤmaxを算出し、これによりスキュー運動により自転軸が時間の経過と共に逐次変化しても、転がり軸受におけるＦｃ成分の妥当な評価が可能となる。
【００４６】尚、手毬状の測定軌跡を描くためには、第１及び第２のテーパ部材と駆動ローラとで転動体２を支持し、次いで駆動ローラを回転させながら第１及び第２のテーパ部材を同一速度で互いに逆方向となるように回転させ、スキューが生じない状態で転動体２の回転軸（図２ではｙ軸）で直径寸法ｄ、すなわち平均径寸法ｄ0を計測し、この後、駆動ロ−ラを停止させて第１及び第２のテーパ部材を同一方向に同一速度で自転軸の変化分だけ回転させ、かつテーパ部材を水平方向に対して角度βだけ傾斜させて新たな自転軸を形成し、斯かる位置で上述と同様に平均径寸法ｄ0（直径寸法ｄ）を計測する。
【００４７】そして、このような動作を繰り返すことにより、数箇所以上に設定された各断面での平均径寸法ｄ0（直径寸法ｄ）を得ることができ、該平均径寸法ｄ0に基づいて代表直径寸法Ｄや直径寸法不同Δｄ、直径寸法相互差ΔＤ等、Ｆｃ成分に影響を及ぼすデータを得ることができる。
【００４８】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を図面に基づき詳説する。
【００４９】図５は本発明に係る球体寸法測定方法の一実施の形態を示す斜視図であって、被測定物である転動体２は、回転速度Ｎ１で矢印Ｄ方向に回転駆動可能とされた駆動ローラ３と、回転速度Ｎ２で矢印Ｅ方向（正逆両方向）に回転駆動可能とされた第１のテーパコーン４と、回転速度Ｎ３で矢印Ｆ方向に回転駆動可能とされた第２のテーパコーン５とで支持されている。
【００５０】すなわち、転動体２の中心を原点Ｏとしたｘｙｚ座標軸（直交座標軸）において、第１及び第２のテーパコーン４、５は、該テーパコーン４、５間の中心線ｕと傾斜角度αを有するように配設されると共に、ｘ軸に対して傾斜角度βを有するように配設され、さらにｚ軸上には上下１対の測定子（第１及び第２の測定子６、７）が転動体２に軽触可能に配設されている。
【００５１】そして、本測定方法においては、まず、スキュー運動が生じていない状態での転動体２の直径寸法ｄを計測する。
【００５２】すなわち、駆動ロール３を矢印Ｄ方向に回転速度Ｎ１で回転させると共に、第２のテーパコーン５を矢印Ｆ方向（時計方向）に回転速度Ｎ３で回転させ、さらに第１のテーパコーン４を第２のテーパコーン５と逆方向（反時計方向）且つ第２のテーパコーン４と同一回転速度で回転させると（Ｎ３＝−Ｎ２）、転動体２はｙ軸の周りにｍ回転だけ自転する。そして、この断面形状における直径寸法ｄを第１及び第２の測定子６、７で計測することにより、数式（１０）から該断面における平均径寸法ｄ0が算出される。
【００５３】次に、転動体２をスキューさせる。
【００５４】すなわち、駆動ロール３の回転を停止し（Ｎ１＝０）、第２のテーパコーン５を矢印Ｆ方向に回転速度Ｎ３で回転させると共に、第１のテーパコーン４を第２のテーパコーン５と同方向且つ第１のテーパコーン４と同一回転速度（Ｎ３＝Ｎ２）でもって転動体２をｚ軸の周りに角度θｚだけ回転させて該転動体２をスキューさせる（第１のスキュー操作）。
【００５５】そして、このように転動体２をｚ軸の周りに角度θｚだけ回転させスキューさせた状態で上述と同様に直径寸法ｄを計測する。
【００５６】これにより、図６に示すように第１回目は転動体２はｙ軸を自転軸とした断面形状２′で直径寸法ｄを計測することができ、第２回目では角度θｚだけ回転したｙ′軸を自転軸とした断面形状２″での直径寸法ｄを計測することができる。
【００５７】次に、駆動ロール３を矢印Ｄ方向、第２のテーパコーン５を矢印Ｆ方向（時計方向）に回転速度Ｎ３で回転させ、さらに第１のテーパコーン４を第２のテーパコーン５と同方向（時計方向）、且つ第２のテーパコーン５と同一速度で回転させ転動体２を複数回回転させると、第１及び第２のテーパコーン４、５のｘ軸に対する傾斜角度βの効果により最初の測定状態に対して自転軸はθｘだけｘｙ平面内でずれることになる（第２のスキュー操作）。
【００５８】したがって、第１のスキュー操作と第２のスキュー操作とを組合わせることにより転動体２の自転軸を三次元的に変えることが可能となる。そしてこの場合、傾斜角度βは小さいので（例えば、５°〜１０°）、角度θｘと角度θｚをほぼ独立に調整することができる。
【００５９】このような計測を数箇所以上の断面形状について行って平均径寸法ｄ0を算出して平均径寸法ｄ0の平均値を転動体２の代表直径寸法Ｄとして算出し、各断面での平均径寸法ｄ0の最大値ｄmaxと最小値ｄminとの差を直径寸法不同Δｄとすると共に、複数個の転動体２の各々について、上述と同様にして代表直径寸法Ｄを算出する。そして、算出された代表直径寸法Ｄの最大値Ｄmaxと最小値Ｄminの差又は統計処理して得たバラツキ６σを直径寸法相互差ΔＤとし、さらに個々の転動体２についての直径寸法不同Δｄの最大値を複数個の転動体２についての直径寸法不同ΔＤmaxとする。
【００６０】そして、このように新たに定義された代表直径寸法Ｄ、個々の転動体２についての直径寸法不同Δｄ、複数個の転動体間の直径寸法相互差ΔＤ、複数個の転動体についての直径寸法不同ΔＤmaxにより、スキュー運動により自転軸が時間の経過と共に逐次変化しても、転がり軸受におけるＦｃ成分の妥当な評価が可能となる。
【００６１】図７は上記測定方法に使用される球体寸法測定装置の平面図であり、図８は図７の正面図である。
【００６２】図７及び図８において、駆動ロール３は駆動ロールスピンドル８の回転軸８ａに嵌合され、さらに駆動ロールスピンドル８はカップリング９を介してサーボモータ１０と連接されている。また、駆動ロールスピンドル８には駆動ローラ３の位置を上下方向（図８中、矢印Ｇで示す）に調節する楔形状のローラ位置調整機構２６が付設されている。
【００６３】第１のテーパコーン４はテーパコーンスピンドル１１の回転軸１１ａに嵌合され、さらにテーパコーンスピンドル１１はカップリング１２を介してサーボモータ１３と連接されている。
【００６４】同様に、第２のテーパコーン５はテーパコーンスピンドル１４の回転軸１４ａに嵌合され、さらにテーパコーンスピンドル１４はカップリング１５を介してサーボモータ１６と連接されている。
【００６５】テーパコーンスピンドル１１、１４は第１及び第２のテーパコーン４、５が矢印Ｈ、Ｉ方向に往復運動可能となるようにコーン位置調整機能（不図示）が付設され、また傾斜角度αの調整が可能な傾斜角度調整機能（不図示）が付設されている。尚、本実施の形態ではテーパコーンのｘ軸との傾斜角度βは固定されている（例えば、５°）また、第１及び第２の測定子６、７は測定ヘッド１９、２３に装着されると共に、該測定ヘッド１９、２３にはアーム部２２、２５が連接され、さらに測定ヘッド１９、２３は矢印Ｊ方向に往復運動可能となるようにスライド１７に結合させて該スライド１７をサーボモータ（不図示）に接続し、さらに図９に示すように、転動体２の中心に対して対称形をなす多孔質空気軸受１８により支持されている。
【００６６】さらに、測定ヘッド１９、２３には、図１０に示すように、Ｚ字形状の平行バネ機構２１と弾性トルク伝達機構３４が設けられ、弾性駆動方式により該測定ヘッド１９、２３の上下方向への位置調整が行われる。
【００６７】また、転動体２の第１及び第２の測定子６、７の接触部分においては、高精度な平面度と平行度が要求されため、図１１に示すように、該第１及び第２の測定子６、７の先端にはダイヤモンドコーティング部６ａ、７ａが形成されている。
【００６８】さらに、ＨＤＤ用転がり軸受に使用される転動体２は、直径寸法が約２ｍｍ程度と小さいため、図１２に示すように、真空ポンプ（不図示）に接続された吸引パイプ３５で転動体２を吸引させながら該転動体２が所定位置に搬送されるように構成されている。尚、この場合、転動体２の直径寸法が上述のように小さいため温度変化に敏感であり、したがって構造全体を断熱透明部材で覆ったり、熱膨張係数の小さい材料を使用するのが好ましい。
【００６９】このように構成された球体寸法測定装置においては、吸引パイプ３５により吸引された転動体２を所定位置に搬送すると共に、第１及び第２のテーパコーン４、５を夫々矢印Ｈ方向及び矢印Ｉ方向に移動させて第１及び第２のテーパコーン４、５の位置調整を行い、さらにローラ位置調整機構２６を操作して駆動ローラ３の位置を調整する。そして、測定ヘッド１９、２３を矢印Ｊ方向及び上下方向に調節し第１及び第２の測定子６、７が転動体２と接触可能となるように位置調整を行う。
【００７０】そして、この後、第１及び第２のテーパコーン４、５及び駆動ローラ３の動作を制御することにより、転動体２を少しづつスキューさせて行き、上述のように手毬状の測定軌跡を描きながら測定断面で直径寸法ｄを計測することができる。
【００７１】尚、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。
【００７２】図１３は球体寸法測定装置の他の実施の形態を示す要部拡大図であって、本他の実施の形態では、上述した傾斜角度αを「０」とし、且つ第１及び第２のテーパコーン４、５に代えて第１及び第２のテーパディスク４１、４２を使用したものであり、上述と同様、第１及び第２のテーパディスク４１、４２、及び駆動ローラ３の駆動を制御することにより、数箇所以上の断面形状において手毬状の測定軌跡を得ることができ、スキュー運動にも適切に対応した寸法精度の評価を行うことができる。
【００７３】
【発明の効果】以上詳述したように本発明に係る球体寸法測定方法は、個々の球体の一断面における直径寸法を計測すると共に、該直径寸法に基づいて前記個々の球体の一断面における平均径寸法を算出し、次いで、前記個々の球体の夫々について数箇所以上の断面を設定して各断面における前記平均径寸法を算出し、該平均径寸法の平均値を個々の球体の代表直径寸法とすると共に、前記平均径寸法の最大値と最小値との差又は前記平均径寸法を統計処理して得られたバラツキ６σ（σは標準偏差）を個々の球体の直径寸法不同としているので、前記直径寸法不同は直接的にＦｃ成分を反映したものｔなり、時間の経過と共に球体の自転軸が変化しても、該直径寸法不同により球体の振動の影響に関し適正な評価が可能となる。したがって、Ｆｃ成分の影響は、短時間的には直径寸法相互差で評価する一方で、長時間的には直径寸法不同により適切に評価することができる。
|
| 【出願人】 |
【識別番号】０００００４２０４
【氏名又は名称】日本精工株式会社
|
| 【出願日】 |
平成１１年１１月１６日（１９９９．１１．１６） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００８１８８０
【弁理士】
【氏名又は名称】渡部 敏彦
|
| 【公開番号】 |
特開２００１−１４１４４０（Ｐ２００１−１４１４４０Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年５月２５日（２００１．５．２５） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−３２５７０４ |
|