オーバーピン径計測装置
【課題】オーバーピン径の計測を自動化するとともに、計測誤差を抑制し、装置の信頼性を向上させることができるオーバーピン径計測装置を提供する。
【解決手段】ワークＷの外周面に形成されたスプラインの相対する歯溝に対するオーバーピン径を計測するオーバーピン径計測装置において、先端に測定プローブ７ａ、７ｂが固定されたアーム部材８ａ８ｂと、測定プローブ７ａ、７ｂに取り付けられて支持され、ワークＷのスプラインの相対する歯溝に挿通して当接可能とされるとともに、その当接時に歯溝の幅方向に対する動作が許容される当接部２０ａとを具備したものである。
【解決手段】ワークＷの外周面に形成されたスプラインの相対する歯溝に対するオーバーピン径を計測するオーバーピン径計測装置において、先端に測定プローブ７ａ、７ｂが固定されたアーム部材８ａ８ｂと、測定プローブ７ａ、７ｂに取り付けられて支持され、ワークＷのスプラインの相対する歯溝に挿通して当接可能とされるとともに、その当接時に歯溝の幅方向に対する動作が許容される当接部２０ａとを具備したものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被測定物の外周面に形成された歯又はスプラインの相対する歯溝に対するオーバーピン径を計測するオーバーピン径計測装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
外周面にスプラインが形成された被測定物における相対する歯溝間寸法は、通常、オーバーピン径を計測することにより検査されている。かかるオーバーピン径は、スプラインの相対する歯溝に作業者がピン又はボールを挿通して当接させ、そのピン又はボールの外側寸法を計測することにより得られるものである。然るに、計測されたオーバーピン径が許容寸法範囲内に収まっているか否かを判定すれば、被測定物のスプラインが設計通りとなっているか否かを検査することができる。尚、かかる先行技術は、文献公知発明に係るものでないため、記載すべき先行技術文献情報はない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記従来技術においては、作業者が手作業にてピン又はボール（以下、当接部という）を相対する歯溝にそれぞれ挿通して当接させ、オーバーピン径を計測するものであるため、手間がかかることから、これを自動化するニーズが高まっている。しかしながら、オーバーピン径を自動計測する場合、隣接するスプラインの歯面に対して当接部が必ずしも当接せず、計測値に誤差が生じてしまう虞があった。
【０００４】
すなわち、従来においては、作業者が当接部を歯溝に挿通する際、当該当接部が隣接するスプラインの歯面にそれぞれ当接するよう被測定物及び当接部を微妙に動作させ、計測誤差を回避していたのであるが、自動化した際には当該微妙な動作が極めて困難となるため、計測値に誤差が生じてしまい、装置の信頼性が低下してしまうという問題が生じてしまうのである。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、オーバーピン径の計測を自動化するとともに、計測誤差を抑制し、装置の信頼性を向上させることができるオーバーピン径計測装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１記載の発明は、被測定物の外周面に形成された歯又はスプラインの相対する歯溝に対するオーバーピン径を計測するオーバーピン径計測装置において、先端に測定プローブが固定されたアーム部材と、前記測定プローブに取り付けられて支持され、前記被測定物の歯又はスプラインの相対する歯溝に挿通して当接可能とされるとともに、その当接時に歯溝の幅方向に対する動作が許容される当接部とを具備したことを特徴とする。
【０００７】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のオーバーピン径計測装置において、所定の弾性部材を介して前記アーム部材を押圧することにより当該アーム部材を摺動させ、前記当接部を被測定物の歯又はスプラインの相対する歯溝に当接させ得る押圧手段と、前記押圧手段とアーム部材とに亘って挿嵌して支持され、被測定物と対向する部位に前記当接部が形成されたフレームとを具備したことを特徴とする。
【０００８】
請求項３記載の発明は、請求項２記載のオーバーピン径計測装置において、前記押圧手段には、前記フレームを所定位置に保持する凹部が形成されたことを特徴とする。
【０００９】
請求項４記載の発明は、請求項２又は請求項３記載のオーバーピン径計測装置において、前記押圧手段のアーム部材に対する接近を検知する検知手段を具備するとともに、当該検知手段による検知に基づき、前記押圧手段による押圧動作を停止させることを特徴とする。
【００１０】
請求項５記載の発明は、請求項１〜請求項４の何れか１つに記載のオーバーピン径計測装置において、前記当接部を被測定物の歯又はスプラインの相対する歯溝に当接させつつ当該被測定物を回転させ、当該歯溝間に対するオーバーピン径のピーク値を計測し得ることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１の発明によれば、当接部が歯溝に対する当接時に当該歯溝の幅方向に対する動作が許容されるので、当接部は歯溝に倣って微妙に動作されることとなり、隣接する歯面にそれぞれ当接してオーバーピン径計測時の規定の状態となる。従って、オーバーピン径の計測を自動化するとともに、計測誤差を抑制し、装置の信頼性を向上させることができる。
【００１２】
請求項２の発明によれば、押圧手段とアーム部材とに亘って挿嵌して支持されたフレームにおける被測定物と対向する部位に当接部が形成されているので、当接部が歯溝に当接し、押圧手段が弾性部材を圧縮しつつアーム部材に接近すると、フレームの挿嵌による支持が解かれる。従って、当接部が歯溝の幅方向に対する動作が許容されるので、歯溝に倣って微妙に動作され、オーバーピン径計測時の規定の状態とすることができる。
【００１３】
請求項３の発明によれば、押圧手段には、フレームを所定位置に保持する凹部が形成されているので、オーバーピン径の計測終了後、当接部が歯溝から離間する際、フレームを元の位置にて挿嵌させることができる。従って、歯溝に対する当接時に当接部が動作した後も当該当接部を初期位置とすることができ、次のオーバーピン径計測をスムーズに行わせることができる。
【００１４】
請求項４の発明によれば、押圧手段のアーム部材に対する接近を検知する検知手段を具備するとともに、当該検知手段による検知に基づき、押圧手段による押圧動作を停止させるので、当接部が歯溝に当接した時点を正確に把握して押圧手段による押圧を即座に停止させることができる。
【００１５】
請求項５の発明によれば、当接部を被測定物の歯又はスプラインの相対する歯溝に当接させつつ当該被測定物を回転させ、当該歯溝間に対するオーバーピン径のピーク値を計測し得るので、被測定物の周方向に亘って奇数の歯が形成されたもの（相対する歯溝を結ぶ直線が被測定物の中心を通らないもの）にも対応することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら具体的に説明する。
本実施形態に係るオーバーピン径計測装置は、被測定物の外周面に形成されたスプラインの相対する歯溝に対するオーバーピン径を計測するためのもので、図１及び図２に示すように、台部１と、本体部６と、台部１上に配設された下面固定部２と、本体部６に対して上下動可能に配設された可動部３と、該可動部３に配設された上面固定部４と、計測部５とから主に構成されている。
【００１７】
下面固定部２及び上面固定部４には、被測定物としてのワークＷの下面及び上面に当接し得る突起部２ａ、４ａがそれぞれ形成されている。そして、下面固定部２の突起部２ａにワークＷを載置させた状態で可動部３を下降させることにより、上面固定部４の突起部４ａをワークＷの上面に当接させ、当該ワークＷを上下から挟持して固定し得るよう構成されている。
【００１８】
また、突起部２ａ及び４ａは、下面固定部２及び上面固定部４に対して回転自在とされており、図示しない駆動源を駆動させることにより、ワークＷを挟持しつつ軸周りに回転させ得るよう構成されている。ここで、ワークＷの所定部位には、その外周面における周方向に亘ってスプラインが形成されており、当該スプラインが形成された部位と略同一高さに計測部５が位置するよう構成されている。
【００１９】
計測部５は、上述の如く固定されたワークＷのスプラインにおけるオーバーピン径を計測するための部位で、図３及び図４に示すように、左右一対のアーム部材８ａ、８ｂと、上下一対のスライド軸部材９ａ、９ｂと、軸受１０ａ〜１０ｄと、押圧手段１１ａ、１１ｂと、弾性部材としてのコイルスプリング１２と、モータＭにて回転可能なボールネジ１３と、一対のリニアゲージＳ１、Ｓ２（図１参照）と、当接部２０ａが形成されたフレーム２０とから主に構成されている。
【００２０】
アーム部材８ａ、８ｂは、先端に測定プローブ７ａ、７ｂがそれぞれ固定されつつ図中左右方向へ直線的に摺動して互いに近接又は離間し得るもので、左側のアーム部材８ａ（以下、左側アーム部材８ａと呼ぶ）の内側面にはリニアゲージＳ２の作動子Ｓ２ａ先端が当接するとともに、右側のアーム部材８ｂ（以下、右側アーム部材８ｂと呼ぶ）の内側面にはリニアゲージＳ１の作動子Ｓ１ａ先端が当接するよう構成されている。しかして、リニアゲージＳ１及びＳ２の測定値に基づき、測定プローブ７ａ、７ｂの離間寸法を検出し得るようになっている。
【００２１】
また、左側アーム部材８ａの基端側は、下側のスライド軸部材９ｂ（以下、第２スライド軸部材９ｂと呼ぶ）に対して固定部材１７を介して固定されるとともに、上側のスライド軸部材９ａ（以下、第１スライド軸部材９ａと呼ぶ）に対して支持部材１５を介し摺動自在に連結されている。一方、右側アーム部材８ｂの基端側は、第１スライド軸部材９ａに対して固定部材１４を介して固定されるとともに、第２スライド軸部材９ｂに対して支持部材１６を介し摺動自在に連結されている。
【００２２】
これら第１スライド軸部材９ａ及び第２スライド軸部材９ｂは、軸心が測定プローブ７ａ、７ｂの摺動方向（図中、左右方向）に延びた長尺状部材から成り、両端部が軸受１０ａ、１０ｂ及び１０ｃ、１０ｄにて支持されるとともに、それぞれが左右方向に摺動自在とされている。即ち、軸受１０ａ〜１０ｄは、第１スライド軸部材９ａ及び第２スライド軸部材９ｂをその軸方向に摺動自在に支承し得るよう構成されており、これにより、第２スライド軸部材９ｂは、測定プローブ７ａを有した左側アーム部材８ａと一体化され、当該左側アーム部材８ａと共に左右方向へ摺動可能とされるとともに、第１スライド軸部材９ａは、測定プローブ７ｂを有した右側アーム部材８ｂと一体化され、当該右側アーム部材８ｂと共に左右方向へ摺動可能とされているのである。
【００２３】
然るに、第２スライド軸部材９ｂが左側アーム部材８ａと共に摺動しても、支持部材１６がその摺動を許容しつつ右側アーム部材８ｂの基端側を支持する一方、第１スライド軸部材９ａが右側アーム部材８ｂと共に摺動しても、支持部材１５がその摺動を許容しつつ左側アーム部材８ａの基端側を支持するよう構成されている。即ち、一方のアーム部材の基端側に固定されたスライド軸部材に他方のアーム部材の基端側が連結され、その連結部には当該スライド軸部材の摺動を許容しつつ他方のアーム部材を支持する支持部材が形成されているのである。
【００２４】
押圧手段１１ａ、１１ｂは、コイルスプリング１２、１２を介して左側アーム部材８ａ及び右側アーム部材８ｂを押圧することにより、これら左側アーム部材８ａ及び右側アーム部材８ｂを第２スライド軸部材９ｂ及び第１スライド軸部材９ａと共に摺動させ、測定プローブ７ａ、７ｂを互いに近接させるためのものである。押圧手段１１ａ、１１ｂは、その基端がボールネジ１３と連結され、モータＭの回転駆動力が伝達されて左右に移動し得るようになっており、互いに近接する過程で左側アーム部材８ａ及び右側アーム部材８ｂを押圧して、これらも近接させ得るよう構成されている。
【００２５】
コイルスプリング１２は、押圧手段１１ａ、１１ｂからアーム部材８ａ、８ｂに亘って挿通されたボルトＢの外周に配設されており、当該押圧手段１１ａ、１１ｂとアーム部材８ａ、８ｂとの間に介在したものである。かかるボルトＢは、先端がアーム部材８ａ、８ｂに固定され、基端の頭部が押圧手段１１ａ、１１ｂに位置するよう配設されたもので、押圧手段１１ａ、１１ｂのアーム部材８ａ、８ｂに対する図３の状態からの更なる離間を規制する一方、近接は許容し、コイルスプリング１２を介した押圧を可能としている。
【００２６】
従って、左側押圧手段１１ａ及び右側押圧手段１１ｂが弾性部材としてのコイルスプリング１２を介して左側アーム部材８ａ及び右側アーム部材８ｂを押圧することにより測定プローブ７ａ、７ｂを後述する当接部２０ａを介してワークＷの側面に接触させ得るので、コイルスプリング１２の弾力により当該当接部２０ａをワークＷに対して極めてソフトに接触させることができ、幅広い測定レンジを維持しつつ当接部２０ａのワークＷに対する接触圧を低減させることができる。
【００２７】
ボールネジ１３は、モータＭの出力軸と連結され、当該モータＭの駆動により回転されるものであり、左側の押圧手段１１ａ（以下、左側押圧手段１１ａという）の基端及び右側の押圧手段１１ｂ（以下、右側押圧手段１１ｂという）の基端と連結されているとともに、左側押圧手段１１ａとの連結部位と右側押圧手段１１ｂとの連結部位とでは外周のネジが逆に形成されている。これにより、モータＭを正転駆動させれば、左側押圧手段１１ａと右側押圧手段１１ｂとが近接する方向に移動し、当該モータＭを逆転駆動させれば、左側押圧手段１１ａと右側押圧手段１１ｂとが離間する方向に移動することとなる。
【００２８】
フレーム２０は、押圧手段１１ａ（又は１１ｂ）とアーム部材８ａ（又は８ｂ）とに亘って挿嵌して取り付けられることにより支持され、ワークＷと対向する部位（アーム部材８ａ、８ｂの対向する面側）に当接部２０ａが形成されたものである。かかるフレーム２０は、図５に示すように、一対の側フレーム２０ｃと、これら側フレーム２０の両端を繋ぐピン状の当接部２０ａ及び連結部２０ｂとから構成されており、全体としてロ字状部材から成る。
【００２９】
そして、フレーム２０を押圧手段１１ａ（又は１１ｂ）とアーム部材８ａ（又は８ｂ）とに跨って挿通すれば、当接部２０ａが測定プローブ７ａ（又は７ｂ）先端、連結部２０ｂが押圧手段１１ａ（又は１１ｂ）背面とそれぞれ接触し、コイルスプリング１２の付勢力（復元力）にて挿嵌されることとなる。この状態（即ち、当接部２０ａがワークＷに当接していない状態）では、当接部２０ａは測定プローブ７ａ（又は７ｂ）に対して比較的強固に固定されている。
【００３０】
然るに、図７及び図８に示すように、モータＭの駆動により押圧手段１１ａ、１１ｂ及びアーム部材８ａ、８ｂが互いに接近すると、当接部２０ａがワークＷのスプラインにおける相対する歯溝にそれぞれ挿通して当接する（図９参照）こととなる。このとき、後述する検知手段にて検知がなされるまで押圧手段１１ａ１１ｂがコイルスプリング１２を圧縮しつつアーム部材８ａ、８ｂに接近することとなるので、フレーム２０の挿嵌による支持が解かれる。
【００３１】
従って、当接部２０ａが歯溝の幅方向（図９中矢印方向）に対する動作が許容されるので、隣接する歯面の何れか一方に対して当接していなかった場合でも、歯溝に倣って微妙に動作され、オーバーピン径計測時の規定の状態（即ち、隣接する歯面のそれぞれに当接した状態）とすることができる。
【００３２】
更に、アーム部材８ａ（及び８ｂ）における連結部２０ｂが接触する側（背面側）には、図６に示すように、凹部１１ａａが形成されており、かかる凹部１１ａａに当該連結部２０ｂが嵌り込んだ状態にてフレーム２０が取り付けられるようになっている。これにより、オーバーピン径の計測終了後、当接部２０ａが歯溝から離間する際、フレーム２０を元の位置にて挿嵌させることができる。従って、歯溝に対する当接時に当接部２０ａが動作した後も当該当接部２０ａを初期位置とすることができ、次のオーバーピン径計測をスムーズに行わせることができる。
【００３３】
一方、左側押圧手段１１ａには、フォトセンサ１９が形成されるとともに、左側アーム部材８ａから左側押圧手段１１ａに向かって延設部１８が延設されている。これらフォトセンサ１９と延設部１８とは、本発明における検知手段を構成するもので、左側押圧手段１１ａが左側アーム部材８ａに近接すると、フォトセンサ１９による光の送受が遮られ、当該近接を検知し得るよう構成されている。
【００３４】
具体的には、左側押圧手段１１ａがコイルスプリング１２を介して左側アーム部材８ａを押圧して摺動させる過程で、当接部２０ａがワークＷの外周面に当接すると、左側アーム部材８ａは静止して左側押圧手段１１ａがコイルスプリング１２を圧縮つつ近接することとなるので、延設部１８が図１０の状態から図１１の状態となり、発光素子１９ａから照射された光ｈを受光素子１９ｂが受光しなくなる。
【００３５】
かかる光ｈの遮断の検知信号をモータＭの駆動制御部に送り、当該モータＭを瞬時に停止させるのである。尚、同様の検知手段が右側押圧手段１１ｂ及び右側アーム部材８ｂに形成されており、当該右側押圧手段１１ｂの右側アーム部材８ｂに対する近接を検知し得るようになっている。これにより、当接部２０ａがワークＷに接触した時点を正確に把握して左側押圧手段１１ａ、右側押圧手段１１ｂによる押圧を即座に停止させることができるので、当該当接部２０ａのワークＷに対するソフトな接触を維持させることができる。
【００３６】
上記本実施形態によれば、当接部２０ａが歯溝に対する当接時に当該歯溝の幅方向に対する動作が許容されるので、当接部２０ａは歯溝に倣って微妙に動作されることとなり、隣接する歯面にそれぞれ当接してオーバーピン径計測時の規定の状態とすることができる。従って、オーバーピン径の計測を自動化するとともに、計測誤差を抑制し、装置の信頼性を向上させることができる。
【００３７】
また、本実施形態においては、図５に示すように、測定プローブ７ａ、７ｂのワークＷとの接触位置から第１スライド軸部材９ａ及び第２スライド軸部材９ｂの軸心までの長さｔ１よりも、軸受１０ａ、１０ｂ（１０ｃ及び１０ｄも同様）の離間寸法ｔ２の方が大きくなるよう設定されている。これにより、軸受１０ａ〜１０ｄにて支持された第１スライド軸部材９ａ及び第２スライド軸部材９ｂに生じてしまうガタの測定プローブ７ａ、７ｂに対する影響を極力小さくすることができ、当該測定プローブ７ａ、７ｂの撓み及びガタを減少させてヒステリシスを低減させ、繰り返し精度を向上させることができる。
【００３８】
次に、上記オーバーピン径計測装置における作用について説明する。
まず、図３及び図４に示すように、測定プローブ７ａ、７ｂ及びそれらに取り付けられた当接部２０ａを十分に離間させた状態にてワークＷを突起部２ａ、４ａで挟持して固定させておく。かかる状態でモータＭを正転駆動させると、左側押圧手段１１ａが図中右方向へ、右側押圧手段１１ｂが図中左方向へ移動するので、それぞれがコイルスプリング１２を介して左側アーム部材８ａ、右側アーム部材８ｂを押圧することとなる。
【００３９】
これら左側アーム部材８ａは、左側押圧手段１１ａで押圧されることにより、第２スライド軸部材９ｂと共に右方向へ摺動するとともに、その基端が支持部材１５にて右側アーム部材８ｂの摺動に伴う第１スライド軸部材９ａの摺動を許容（第１スライド軸部材９ａとは連動しない）しつつ支持される一方、右側アーム部材８ｂは、右側押圧手段１１ｂで押圧されることにより、第１スライド軸部材９ａと共に摺動するとともに、その基端が支持部材１６にて左側部材８ａの摺動に伴う第２スライド軸部材９ｂの摺動を許容（第２スライド軸部材９ｂとは連動しない）しつつ支持される。
【００４０】
然るに、左側アーム部材８ａの摺動と共にリニアゲージＳ２の作動子Ｓ２ａが変位する一方、右側アーム部材８ｂの摺動と共にリニアゲージＳ１の作動子Ｓ１ａが変位し、これらの変位を計測し得るようになっている。しかして、右側アーム部材８ａ及び左側アーム部材８ｂが押圧されて摺動し、互いに近接する過程において、図７及び図８で示すように、ワークＷの両側面に当接部２０ａが接触すると、延設部１８及びフォトセンサ１９とから成る検知手段が検知し、モータＭを停止させる。
【００４１】
すなわち、ワークＷに測定プローブ７ａ、７ｂに接触すると、左側アーム部材８ａ及び右側アーム部材８ｂが静止する一方、左側押圧手段１１ａ及び右側押圧手段１１ｂがコイルスプリング１２を圧縮しつつ左側アーム部材８ａ及び右側アーム部材８ｂに接近し始め、図１１に示すように、延設部１８がフォトセンサ１９における発光素子１９ａと受光素子１９ｂとの間に介在することとなる。
【００４２】
この延設部１８による介在で、発光素子１９ａから照射された光ｈを受光素子１９ｂが受光しなくなると、当接部２０ａワークＷに接触したと把握できるので、その時点でモータＭの駆動が停止され、左側押圧手段１１ａ及び右側押圧手段１１ｂによる押圧動作が停止することとなる。従って、当接部２０ａがワークＷに接触したにも関わらず押圧手段１１ａ、１１ｂによる押圧が継続され、接触圧が過大となってしまうのを確実に回避することができる。
【００４３】
当接部２０ａのワークＷにおける歯溝への当接時、モータＭの駆動が停止されるまでの僅かな時間の押圧手段１１ａ、１１ｂによる押圧により当該押圧手段１１ａ、１１ｂがアーム部材８ａ、８ｂに対して微少量接近するので、フレーム２０の挿嵌による支持が解かれ、当接部２０ａが歯溝の幅方向に対する動作が許容される。しかして、当接部２０ａが隣接する歯面の何れか一方に対して当接していなかった場合でも、歯溝に倣って微妙に動作され、オーバーピン径計測時の規定の状態となる。
【００４４】
こうしてモータＭが停止した時点の左側アーム部材８ａと右側アーム部材８ｂの変位をリニアゲージＳ１及びＳ２にて計測し、これに基づき各測定プローブ７ａ、７ｂのワークＷの接触点間の寸法を把握すれば、ワークＷにおけるスプラインのオーバーピン径を検出することができる。オーバーピン径を検出した後は、モータＭを逆転駆動させ、押圧手段１１ａ、１１ｂを離間させると、ボルトＢによりアーム部材８ａ、８ｂも離間し、初期位置まで戻って待機状態とされる。
【００４５】
このとき、歯溝に対する当接時に当接部２０ａが動作した後も、凹部１１ａａの作用でフレーム２０が元の位置に戻り、当該当接部２０ａを初期位置とすることができる。尚、押圧手段１１ａ、１１ｂが初期位置となったことを検知するセンサ（不図示）を別途設け、当該初期位置となった時点でモータＭを停止させるよう構成するのが好ましい。これらにより、次のオーバーピン径計測をスムーズに行わせることができる。
【００４６】
ところで、上記方法によりワークＷにおけるスプラインの相対するオーバーピン径を測定することができるのであるが、ワークによってはその周方向に亘って奇数の歯が形成されたもの（相対する歯溝を結ぶ直線が被測定物の中心を通らないもの）もあり、その場合には、以下の如き方法にてオーバーピン径を計測するのが好ましい。
【００４７】
即ち、当接部２０ａをワークＷにおけるスプラインの相対する歯溝に当接させつつ当該ワークＷを左右方向或いは一方向に回転させ、当該歯溝間に対するオーバーピン径のピーク値を計測する。かかるピーク値に基づきオーバーピン径を計測すれば、周方向に亘って奇数の歯が形成されたワークにも良好に対応させることができ、そのスプラインが設計通りとなっているか否かを検査することができる。尚、ワークＷを一方向に回転させつつオーバーピン径のピーク値を計測するものにおいては、順次隣の歯溝に対して当該ピーク値を計測させることができ、検査スピードを向上させることができる。
【００４８】
本実施形態によれば、当接部２０ａが形成されたフレーム２０が測定プローブ７ａ、７ｂ等とは別体とされているので、当該フレーム２０を取り外して使用すれば、ワークＷの外径を計測する外径寸法測定装置として用いることができる。当該外径寸法測定装置として用いる際にも、押圧手段１１ａ、１１ｂがコイルスプリング１２を介してアーム部材８ａ、８ｂを押圧することにより測定プローブ７ａ、７ｂをワークＷに接触させ得るとともに、スライド軸部材９ａ、９ｂの両端部を摺動自在としつつ支持する軸受１０ａ〜１０ｄが、測定プローブ７ａ、７ｂのワークＷとの接触位置からスライド軸部材９ａ、９ｂの軸心までの長さｔ１より大きな離間寸法ｔ２を有して配設されているので、幅広い測定レンジを維持しつつ測定プローブ７ａ、７ｂのワークＷに対する接触圧を低減させることができると同時に、測定プローブ７ａ、７ｂの撓み及びガタを減少させてヒステリシスを低減させ、繰り返し精度を向上させることができる。
【００４９】
以上、本実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば当接部は、測定プローブに取り付けられ、ワークのスプラインの相対する歯溝に当接する際に歯溝の幅方向に対する動作が許容されれば足り、本実施形態の如き押圧手段を具備しないものにも適用することができる。また、本実施形態においては、ワーク外周面に形成されたスプラインのオーバーピン径を測定しているが、ワークが歯車やリングギアから成り、その歯溝に対するオーバーピン径を計測するものとしてもよい。
【００５０】
更に、本実施形態においては検知手段が延設部１８及びフォトセンサ１９とから成るが、これに代え、当接部２０ａがワークＷに接触したことを検知し得る他の検知手段（接触式或いは非接触式であってもよい）としてもよい。また、押圧手段１１ａ、１１ｂは、モータＭ及びボールネジ１３にて駆動されているが、他の汎用的な駆動機構を用いるようにしてもよい。
【００５１】
また更に、本実施形態においては、コイルスプリングを介して押圧手段１１ａ、１１ｂがアーム部材８ａ、８ｂを押圧しているが、かかるコイルスプリングに代えて他の弾性部材（弾力に富んだゴムや樹脂等）としてもよい。尚、本実施形態いおいては、ワークＷを床面に対して上下方向に固定して測定部５による測定を行っているが、当該ワークＷを水平方向に固定するよう構成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
測定プローブに取り付けられ、被測定物の歯又はスプラインの相対する歯溝に挿通して当接可能とされるとともに、その当接時に歯溝の幅方向に対する動作が許容される当接部にてオーバーピン径を計測するオーバーピン径計測装置であれば、外観形状が異なるもの或いは他の機能が付加されたもの等にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の実施形態に係るオーバーピン径計測装置の全体正面図
【図２】同オーバーピン径計測装置の左側面図であって一部破断した図
【図３】同オーバーピン径計測装置における計測部を示す上面図であって測定プローブ及び当接部が離間した状態を示す模式図
【図４】同計測部を示す正面図であって測定プローブ及び当接部が離間した状態を示す模式図
【図５】同測定部における当接部が形成されたフレームを示す正面図及び底面図
【図６】同フレームが測定プローブ及び押圧手段に挿嵌された状態を示す拡大模式図
【図７】同計測部を示す上面図であって当接部が被測定物の相対する歯溝にそれぞれ当接した状態を示す模式図
【図８】同計測部を示す正面図であって当接部が被測定物の相対する歯溝にぞれぞれ当接した状態を示す模式図
【図９】同計測部における当接部が被測定物の相対する歯溝にそれぞれ当接した状態を示す拡大模式図
【図１０】同オーバーピン径計測装置における検知手段を示す図（図３におけるＸ部拡大図）であって押圧部材がアーム部材に対して接近していない状態を示す模式図
【図１１】同オーバーピン径計測装置における検知手段を示す図（図７におけるＸＩ部拡大図）であって押圧部材がアーム部材に対して接近した状態を示す模式図
【符号の説明】
【００５４】
１ 台部
２ 下面固定部
３ 可動部
４ 上面固定部
５ 計測部
６ 本体部
７ａ、７ｂ 測定プローブ
８ａ、８ｂ アーム部材
９ａ、９ｂ スライド軸部材
１０ａ〜１０ｄ 軸受
１１ａ、１１ｂ 押圧手段
１１ａａ 凹部
１２ コイルスプリング（弾性部材）
１３ ボールネジ
１４、１７ 固定部材
１５、１６ 支持部材
１８ 延設部（検知手段）
１９ フォトセンサ（検知手段）
２０ フレーム
２０ａ 当接部
Ｓ１、Ｓ２ リニアゲージ
Ｍ モータ
Ｗ ワーク（被測定物）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被測定物の外周面に形成された歯又はスプラインの相対する歯溝に対するオーバーピン径を計測するオーバーピン径計測装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
外周面にスプラインが形成された被測定物における相対する歯溝間寸法は、通常、オーバーピン径を計測することにより検査されている。かかるオーバーピン径は、スプラインの相対する歯溝に作業者がピン又はボールを挿通して当接させ、そのピン又はボールの外側寸法を計測することにより得られるものである。然るに、計測されたオーバーピン径が許容寸法範囲内に収まっているか否かを判定すれば、被測定物のスプラインが設計通りとなっているか否かを検査することができる。尚、かかる先行技術は、文献公知発明に係るものでないため、記載すべき先行技術文献情報はない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記従来技術においては、作業者が手作業にてピン又はボール（以下、当接部という）を相対する歯溝にそれぞれ挿通して当接させ、オーバーピン径を計測するものであるため、手間がかかることから、これを自動化するニーズが高まっている。しかしながら、オーバーピン径を自動計測する場合、隣接するスプラインの歯面に対して当接部が必ずしも当接せず、計測値に誤差が生じてしまう虞があった。
【０００４】
すなわち、従来においては、作業者が当接部を歯溝に挿通する際、当該当接部が隣接するスプラインの歯面にそれぞれ当接するよう被測定物及び当接部を微妙に動作させ、計測誤差を回避していたのであるが、自動化した際には当該微妙な動作が極めて困難となるため、計測値に誤差が生じてしまい、装置の信頼性が低下してしまうという問題が生じてしまうのである。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、オーバーピン径の計測を自動化するとともに、計測誤差を抑制し、装置の信頼性を向上させることができるオーバーピン径計測装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１記載の発明は、被測定物の外周面に形成された歯又はスプラインの相対する歯溝に対するオーバーピン径を計測するオーバーピン径計測装置において、先端に測定プローブが固定されたアーム部材と、前記測定プローブに取り付けられて支持され、前記被測定物の歯又はスプラインの相対する歯溝に挿通して当接可能とされるとともに、その当接時に歯溝の幅方向に対する動作が許容される当接部とを具備したことを特徴とする。
【０００７】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のオーバーピン径計測装置において、所定の弾性部材を介して前記アーム部材を押圧することにより当該アーム部材を摺動させ、前記当接部を被測定物の歯又はスプラインの相対する歯溝に当接させ得る押圧手段と、前記押圧手段とアーム部材とに亘って挿嵌して支持され、被測定物と対向する部位に前記当接部が形成されたフレームとを具備したことを特徴とする。
【０００８】
請求項３記載の発明は、請求項２記載のオーバーピン径計測装置において、前記押圧手段には、前記フレームを所定位置に保持する凹部が形成されたことを特徴とする。
【０００９】
請求項４記載の発明は、請求項２又は請求項３記載のオーバーピン径計測装置において、前記押圧手段のアーム部材に対する接近を検知する検知手段を具備するとともに、当該検知手段による検知に基づき、前記押圧手段による押圧動作を停止させることを特徴とする。
【００１０】
請求項５記載の発明は、請求項１〜請求項４の何れか１つに記載のオーバーピン径計測装置において、前記当接部を被測定物の歯又はスプラインの相対する歯溝に当接させつつ当該被測定物を回転させ、当該歯溝間に対するオーバーピン径のピーク値を計測し得ることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１の発明によれば、当接部が歯溝に対する当接時に当該歯溝の幅方向に対する動作が許容されるので、当接部は歯溝に倣って微妙に動作されることとなり、隣接する歯面にそれぞれ当接してオーバーピン径計測時の規定の状態となる。従って、オーバーピン径の計測を自動化するとともに、計測誤差を抑制し、装置の信頼性を向上させることができる。
【００１２】
請求項２の発明によれば、押圧手段とアーム部材とに亘って挿嵌して支持されたフレームにおける被測定物と対向する部位に当接部が形成されているので、当接部が歯溝に当接し、押圧手段が弾性部材を圧縮しつつアーム部材に接近すると、フレームの挿嵌による支持が解かれる。従って、当接部が歯溝の幅方向に対する動作が許容されるので、歯溝に倣って微妙に動作され、オーバーピン径計測時の規定の状態とすることができる。
【００１３】
請求項３の発明によれば、押圧手段には、フレームを所定位置に保持する凹部が形成されているので、オーバーピン径の計測終了後、当接部が歯溝から離間する際、フレームを元の位置にて挿嵌させることができる。従って、歯溝に対する当接時に当接部が動作した後も当該当接部を初期位置とすることができ、次のオーバーピン径計測をスムーズに行わせることができる。
【００１４】
請求項４の発明によれば、押圧手段のアーム部材に対する接近を検知する検知手段を具備するとともに、当該検知手段による検知に基づき、押圧手段による押圧動作を停止させるので、当接部が歯溝に当接した時点を正確に把握して押圧手段による押圧を即座に停止させることができる。
【００１５】
請求項５の発明によれば、当接部を被測定物の歯又はスプラインの相対する歯溝に当接させつつ当該被測定物を回転させ、当該歯溝間に対するオーバーピン径のピーク値を計測し得るので、被測定物の周方向に亘って奇数の歯が形成されたもの（相対する歯溝を結ぶ直線が被測定物の中心を通らないもの）にも対応することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら具体的に説明する。
本実施形態に係るオーバーピン径計測装置は、被測定物の外周面に形成されたスプラインの相対する歯溝に対するオーバーピン径を計測するためのもので、図１及び図２に示すように、台部１と、本体部６と、台部１上に配設された下面固定部２と、本体部６に対して上下動可能に配設された可動部３と、該可動部３に配設された上面固定部４と、計測部５とから主に構成されている。
【００１７】
下面固定部２及び上面固定部４には、被測定物としてのワークＷの下面及び上面に当接し得る突起部２ａ、４ａがそれぞれ形成されている。そして、下面固定部２の突起部２ａにワークＷを載置させた状態で可動部３を下降させることにより、上面固定部４の突起部４ａをワークＷの上面に当接させ、当該ワークＷを上下から挟持して固定し得るよう構成されている。
【００１８】
また、突起部２ａ及び４ａは、下面固定部２及び上面固定部４に対して回転自在とされており、図示しない駆動源を駆動させることにより、ワークＷを挟持しつつ軸周りに回転させ得るよう構成されている。ここで、ワークＷの所定部位には、その外周面における周方向に亘ってスプラインが形成されており、当該スプラインが形成された部位と略同一高さに計測部５が位置するよう構成されている。
【００１９】
計測部５は、上述の如く固定されたワークＷのスプラインにおけるオーバーピン径を計測するための部位で、図３及び図４に示すように、左右一対のアーム部材８ａ、８ｂと、上下一対のスライド軸部材９ａ、９ｂと、軸受１０ａ〜１０ｄと、押圧手段１１ａ、１１ｂと、弾性部材としてのコイルスプリング１２と、モータＭにて回転可能なボールネジ１３と、一対のリニアゲージＳ１、Ｓ２（図１参照）と、当接部２０ａが形成されたフレーム２０とから主に構成されている。
【００２０】
アーム部材８ａ、８ｂは、先端に測定プローブ７ａ、７ｂがそれぞれ固定されつつ図中左右方向へ直線的に摺動して互いに近接又は離間し得るもので、左側のアーム部材８ａ（以下、左側アーム部材８ａと呼ぶ）の内側面にはリニアゲージＳ２の作動子Ｓ２ａ先端が当接するとともに、右側のアーム部材８ｂ（以下、右側アーム部材８ｂと呼ぶ）の内側面にはリニアゲージＳ１の作動子Ｓ１ａ先端が当接するよう構成されている。しかして、リニアゲージＳ１及びＳ２の測定値に基づき、測定プローブ７ａ、７ｂの離間寸法を検出し得るようになっている。
【００２１】
また、左側アーム部材８ａの基端側は、下側のスライド軸部材９ｂ（以下、第２スライド軸部材９ｂと呼ぶ）に対して固定部材１７を介して固定されるとともに、上側のスライド軸部材９ａ（以下、第１スライド軸部材９ａと呼ぶ）に対して支持部材１５を介し摺動自在に連結されている。一方、右側アーム部材８ｂの基端側は、第１スライド軸部材９ａに対して固定部材１４を介して固定されるとともに、第２スライド軸部材９ｂに対して支持部材１６を介し摺動自在に連結されている。
【００２２】
これら第１スライド軸部材９ａ及び第２スライド軸部材９ｂは、軸心が測定プローブ７ａ、７ｂの摺動方向（図中、左右方向）に延びた長尺状部材から成り、両端部が軸受１０ａ、１０ｂ及び１０ｃ、１０ｄにて支持されるとともに、それぞれが左右方向に摺動自在とされている。即ち、軸受１０ａ〜１０ｄは、第１スライド軸部材９ａ及び第２スライド軸部材９ｂをその軸方向に摺動自在に支承し得るよう構成されており、これにより、第２スライド軸部材９ｂは、測定プローブ７ａを有した左側アーム部材８ａと一体化され、当該左側アーム部材８ａと共に左右方向へ摺動可能とされるとともに、第１スライド軸部材９ａは、測定プローブ７ｂを有した右側アーム部材８ｂと一体化され、当該右側アーム部材８ｂと共に左右方向へ摺動可能とされているのである。
【００２３】
然るに、第２スライド軸部材９ｂが左側アーム部材８ａと共に摺動しても、支持部材１６がその摺動を許容しつつ右側アーム部材８ｂの基端側を支持する一方、第１スライド軸部材９ａが右側アーム部材８ｂと共に摺動しても、支持部材１５がその摺動を許容しつつ左側アーム部材８ａの基端側を支持するよう構成されている。即ち、一方のアーム部材の基端側に固定されたスライド軸部材に他方のアーム部材の基端側が連結され、その連結部には当該スライド軸部材の摺動を許容しつつ他方のアーム部材を支持する支持部材が形成されているのである。
【００２４】
押圧手段１１ａ、１１ｂは、コイルスプリング１２、１２を介して左側アーム部材８ａ及び右側アーム部材８ｂを押圧することにより、これら左側アーム部材８ａ及び右側アーム部材８ｂを第２スライド軸部材９ｂ及び第１スライド軸部材９ａと共に摺動させ、測定プローブ７ａ、７ｂを互いに近接させるためのものである。押圧手段１１ａ、１１ｂは、その基端がボールネジ１３と連結され、モータＭの回転駆動力が伝達されて左右に移動し得るようになっており、互いに近接する過程で左側アーム部材８ａ及び右側アーム部材８ｂを押圧して、これらも近接させ得るよう構成されている。
【００２５】
コイルスプリング１２は、押圧手段１１ａ、１１ｂからアーム部材８ａ、８ｂに亘って挿通されたボルトＢの外周に配設されており、当該押圧手段１１ａ、１１ｂとアーム部材８ａ、８ｂとの間に介在したものである。かかるボルトＢは、先端がアーム部材８ａ、８ｂに固定され、基端の頭部が押圧手段１１ａ、１１ｂに位置するよう配設されたもので、押圧手段１１ａ、１１ｂのアーム部材８ａ、８ｂに対する図３の状態からの更なる離間を規制する一方、近接は許容し、コイルスプリング１２を介した押圧を可能としている。
【００２６】
従って、左側押圧手段１１ａ及び右側押圧手段１１ｂが弾性部材としてのコイルスプリング１２を介して左側アーム部材８ａ及び右側アーム部材８ｂを押圧することにより測定プローブ７ａ、７ｂを後述する当接部２０ａを介してワークＷの側面に接触させ得るので、コイルスプリング１２の弾力により当該当接部２０ａをワークＷに対して極めてソフトに接触させることができ、幅広い測定レンジを維持しつつ当接部２０ａのワークＷに対する接触圧を低減させることができる。
【００２７】
ボールネジ１３は、モータＭの出力軸と連結され、当該モータＭの駆動により回転されるものであり、左側の押圧手段１１ａ（以下、左側押圧手段１１ａという）の基端及び右側の押圧手段１１ｂ（以下、右側押圧手段１１ｂという）の基端と連結されているとともに、左側押圧手段１１ａとの連結部位と右側押圧手段１１ｂとの連結部位とでは外周のネジが逆に形成されている。これにより、モータＭを正転駆動させれば、左側押圧手段１１ａと右側押圧手段１１ｂとが近接する方向に移動し、当該モータＭを逆転駆動させれば、左側押圧手段１１ａと右側押圧手段１１ｂとが離間する方向に移動することとなる。
【００２８】
フレーム２０は、押圧手段１１ａ（又は１１ｂ）とアーム部材８ａ（又は８ｂ）とに亘って挿嵌して取り付けられることにより支持され、ワークＷと対向する部位（アーム部材８ａ、８ｂの対向する面側）に当接部２０ａが形成されたものである。かかるフレーム２０は、図５に示すように、一対の側フレーム２０ｃと、これら側フレーム２０の両端を繋ぐピン状の当接部２０ａ及び連結部２０ｂとから構成されており、全体としてロ字状部材から成る。
【００２９】
そして、フレーム２０を押圧手段１１ａ（又は１１ｂ）とアーム部材８ａ（又は８ｂ）とに跨って挿通すれば、当接部２０ａが測定プローブ７ａ（又は７ｂ）先端、連結部２０ｂが押圧手段１１ａ（又は１１ｂ）背面とそれぞれ接触し、コイルスプリング１２の付勢力（復元力）にて挿嵌されることとなる。この状態（即ち、当接部２０ａがワークＷに当接していない状態）では、当接部２０ａは測定プローブ７ａ（又は７ｂ）に対して比較的強固に固定されている。
【００３０】
然るに、図７及び図８に示すように、モータＭの駆動により押圧手段１１ａ、１１ｂ及びアーム部材８ａ、８ｂが互いに接近すると、当接部２０ａがワークＷのスプラインにおける相対する歯溝にそれぞれ挿通して当接する（図９参照）こととなる。このとき、後述する検知手段にて検知がなされるまで押圧手段１１ａ１１ｂがコイルスプリング１２を圧縮しつつアーム部材８ａ、８ｂに接近することとなるので、フレーム２０の挿嵌による支持が解かれる。
【００３１】
従って、当接部２０ａが歯溝の幅方向（図９中矢印方向）に対する動作が許容されるので、隣接する歯面の何れか一方に対して当接していなかった場合でも、歯溝に倣って微妙に動作され、オーバーピン径計測時の規定の状態（即ち、隣接する歯面のそれぞれに当接した状態）とすることができる。
【００３２】
更に、アーム部材８ａ（及び８ｂ）における連結部２０ｂが接触する側（背面側）には、図６に示すように、凹部１１ａａが形成されており、かかる凹部１１ａａに当該連結部２０ｂが嵌り込んだ状態にてフレーム２０が取り付けられるようになっている。これにより、オーバーピン径の計測終了後、当接部２０ａが歯溝から離間する際、フレーム２０を元の位置にて挿嵌させることができる。従って、歯溝に対する当接時に当接部２０ａが動作した後も当該当接部２０ａを初期位置とすることができ、次のオーバーピン径計測をスムーズに行わせることができる。
【００３３】
一方、左側押圧手段１１ａには、フォトセンサ１９が形成されるとともに、左側アーム部材８ａから左側押圧手段１１ａに向かって延設部１８が延設されている。これらフォトセンサ１９と延設部１８とは、本発明における検知手段を構成するもので、左側押圧手段１１ａが左側アーム部材８ａに近接すると、フォトセンサ１９による光の送受が遮られ、当該近接を検知し得るよう構成されている。
【００３４】
具体的には、左側押圧手段１１ａがコイルスプリング１２を介して左側アーム部材８ａを押圧して摺動させる過程で、当接部２０ａがワークＷの外周面に当接すると、左側アーム部材８ａは静止して左側押圧手段１１ａがコイルスプリング１２を圧縮つつ近接することとなるので、延設部１８が図１０の状態から図１１の状態となり、発光素子１９ａから照射された光ｈを受光素子１９ｂが受光しなくなる。
【００３５】
かかる光ｈの遮断の検知信号をモータＭの駆動制御部に送り、当該モータＭを瞬時に停止させるのである。尚、同様の検知手段が右側押圧手段１１ｂ及び右側アーム部材８ｂに形成されており、当該右側押圧手段１１ｂの右側アーム部材８ｂに対する近接を検知し得るようになっている。これにより、当接部２０ａがワークＷに接触した時点を正確に把握して左側押圧手段１１ａ、右側押圧手段１１ｂによる押圧を即座に停止させることができるので、当該当接部２０ａのワークＷに対するソフトな接触を維持させることができる。
【００３６】
上記本実施形態によれば、当接部２０ａが歯溝に対する当接時に当該歯溝の幅方向に対する動作が許容されるので、当接部２０ａは歯溝に倣って微妙に動作されることとなり、隣接する歯面にそれぞれ当接してオーバーピン径計測時の規定の状態とすることができる。従って、オーバーピン径の計測を自動化するとともに、計測誤差を抑制し、装置の信頼性を向上させることができる。
【００３７】
また、本実施形態においては、図５に示すように、測定プローブ７ａ、７ｂのワークＷとの接触位置から第１スライド軸部材９ａ及び第２スライド軸部材９ｂの軸心までの長さｔ１よりも、軸受１０ａ、１０ｂ（１０ｃ及び１０ｄも同様）の離間寸法ｔ２の方が大きくなるよう設定されている。これにより、軸受１０ａ〜１０ｄにて支持された第１スライド軸部材９ａ及び第２スライド軸部材９ｂに生じてしまうガタの測定プローブ７ａ、７ｂに対する影響を極力小さくすることができ、当該測定プローブ７ａ、７ｂの撓み及びガタを減少させてヒステリシスを低減させ、繰り返し精度を向上させることができる。
【００３８】
次に、上記オーバーピン径計測装置における作用について説明する。
まず、図３及び図４に示すように、測定プローブ７ａ、７ｂ及びそれらに取り付けられた当接部２０ａを十分に離間させた状態にてワークＷを突起部２ａ、４ａで挟持して固定させておく。かかる状態でモータＭを正転駆動させると、左側押圧手段１１ａが図中右方向へ、右側押圧手段１１ｂが図中左方向へ移動するので、それぞれがコイルスプリング１２を介して左側アーム部材８ａ、右側アーム部材８ｂを押圧することとなる。
【００３９】
これら左側アーム部材８ａは、左側押圧手段１１ａで押圧されることにより、第２スライド軸部材９ｂと共に右方向へ摺動するとともに、その基端が支持部材１５にて右側アーム部材８ｂの摺動に伴う第１スライド軸部材９ａの摺動を許容（第１スライド軸部材９ａとは連動しない）しつつ支持される一方、右側アーム部材８ｂは、右側押圧手段１１ｂで押圧されることにより、第１スライド軸部材９ａと共に摺動するとともに、その基端が支持部材１６にて左側部材８ａの摺動に伴う第２スライド軸部材９ｂの摺動を許容（第２スライド軸部材９ｂとは連動しない）しつつ支持される。
【００４０】
然るに、左側アーム部材８ａの摺動と共にリニアゲージＳ２の作動子Ｓ２ａが変位する一方、右側アーム部材８ｂの摺動と共にリニアゲージＳ１の作動子Ｓ１ａが変位し、これらの変位を計測し得るようになっている。しかして、右側アーム部材８ａ及び左側アーム部材８ｂが押圧されて摺動し、互いに近接する過程において、図７及び図８で示すように、ワークＷの両側面に当接部２０ａが接触すると、延設部１８及びフォトセンサ１９とから成る検知手段が検知し、モータＭを停止させる。
【００４１】
すなわち、ワークＷに測定プローブ７ａ、７ｂに接触すると、左側アーム部材８ａ及び右側アーム部材８ｂが静止する一方、左側押圧手段１１ａ及び右側押圧手段１１ｂがコイルスプリング１２を圧縮しつつ左側アーム部材８ａ及び右側アーム部材８ｂに接近し始め、図１１に示すように、延設部１８がフォトセンサ１９における発光素子１９ａと受光素子１９ｂとの間に介在することとなる。
【００４２】
この延設部１８による介在で、発光素子１９ａから照射された光ｈを受光素子１９ｂが受光しなくなると、当接部２０ａワークＷに接触したと把握できるので、その時点でモータＭの駆動が停止され、左側押圧手段１１ａ及び右側押圧手段１１ｂによる押圧動作が停止することとなる。従って、当接部２０ａがワークＷに接触したにも関わらず押圧手段１１ａ、１１ｂによる押圧が継続され、接触圧が過大となってしまうのを確実に回避することができる。
【００４３】
当接部２０ａのワークＷにおける歯溝への当接時、モータＭの駆動が停止されるまでの僅かな時間の押圧手段１１ａ、１１ｂによる押圧により当該押圧手段１１ａ、１１ｂがアーム部材８ａ、８ｂに対して微少量接近するので、フレーム２０の挿嵌による支持が解かれ、当接部２０ａが歯溝の幅方向に対する動作が許容される。しかして、当接部２０ａが隣接する歯面の何れか一方に対して当接していなかった場合でも、歯溝に倣って微妙に動作され、オーバーピン径計測時の規定の状態となる。
【００４４】
こうしてモータＭが停止した時点の左側アーム部材８ａと右側アーム部材８ｂの変位をリニアゲージＳ１及びＳ２にて計測し、これに基づき各測定プローブ７ａ、７ｂのワークＷの接触点間の寸法を把握すれば、ワークＷにおけるスプラインのオーバーピン径を検出することができる。オーバーピン径を検出した後は、モータＭを逆転駆動させ、押圧手段１１ａ、１１ｂを離間させると、ボルトＢによりアーム部材８ａ、８ｂも離間し、初期位置まで戻って待機状態とされる。
【００４５】
このとき、歯溝に対する当接時に当接部２０ａが動作した後も、凹部１１ａａの作用でフレーム２０が元の位置に戻り、当該当接部２０ａを初期位置とすることができる。尚、押圧手段１１ａ、１１ｂが初期位置となったことを検知するセンサ（不図示）を別途設け、当該初期位置となった時点でモータＭを停止させるよう構成するのが好ましい。これらにより、次のオーバーピン径計測をスムーズに行わせることができる。
【００４６】
ところで、上記方法によりワークＷにおけるスプラインの相対するオーバーピン径を測定することができるのであるが、ワークによってはその周方向に亘って奇数の歯が形成されたもの（相対する歯溝を結ぶ直線が被測定物の中心を通らないもの）もあり、その場合には、以下の如き方法にてオーバーピン径を計測するのが好ましい。
【００４７】
即ち、当接部２０ａをワークＷにおけるスプラインの相対する歯溝に当接させつつ当該ワークＷを左右方向或いは一方向に回転させ、当該歯溝間に対するオーバーピン径のピーク値を計測する。かかるピーク値に基づきオーバーピン径を計測すれば、周方向に亘って奇数の歯が形成されたワークにも良好に対応させることができ、そのスプラインが設計通りとなっているか否かを検査することができる。尚、ワークＷを一方向に回転させつつオーバーピン径のピーク値を計測するものにおいては、順次隣の歯溝に対して当該ピーク値を計測させることができ、検査スピードを向上させることができる。
【００４８】
本実施形態によれば、当接部２０ａが形成されたフレーム２０が測定プローブ７ａ、７ｂ等とは別体とされているので、当該フレーム２０を取り外して使用すれば、ワークＷの外径を計測する外径寸法測定装置として用いることができる。当該外径寸法測定装置として用いる際にも、押圧手段１１ａ、１１ｂがコイルスプリング１２を介してアーム部材８ａ、８ｂを押圧することにより測定プローブ７ａ、７ｂをワークＷに接触させ得るとともに、スライド軸部材９ａ、９ｂの両端部を摺動自在としつつ支持する軸受１０ａ〜１０ｄが、測定プローブ７ａ、７ｂのワークＷとの接触位置からスライド軸部材９ａ、９ｂの軸心までの長さｔ１より大きな離間寸法ｔ２を有して配設されているので、幅広い測定レンジを維持しつつ測定プローブ７ａ、７ｂのワークＷに対する接触圧を低減させることができると同時に、測定プローブ７ａ、７ｂの撓み及びガタを減少させてヒステリシスを低減させ、繰り返し精度を向上させることができる。
【００４９】
以上、本実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば当接部は、測定プローブに取り付けられ、ワークのスプラインの相対する歯溝に当接する際に歯溝の幅方向に対する動作が許容されれば足り、本実施形態の如き押圧手段を具備しないものにも適用することができる。また、本実施形態においては、ワーク外周面に形成されたスプラインのオーバーピン径を測定しているが、ワークが歯車やリングギアから成り、その歯溝に対するオーバーピン径を計測するものとしてもよい。
【００５０】
更に、本実施形態においては検知手段が延設部１８及びフォトセンサ１９とから成るが、これに代え、当接部２０ａがワークＷに接触したことを検知し得る他の検知手段（接触式或いは非接触式であってもよい）としてもよい。また、押圧手段１１ａ、１１ｂは、モータＭ及びボールネジ１３にて駆動されているが、他の汎用的な駆動機構を用いるようにしてもよい。
【００５１】
また更に、本実施形態においては、コイルスプリングを介して押圧手段１１ａ、１１ｂがアーム部材８ａ、８ｂを押圧しているが、かかるコイルスプリングに代えて他の弾性部材（弾力に富んだゴムや樹脂等）としてもよい。尚、本実施形態いおいては、ワークＷを床面に対して上下方向に固定して測定部５による測定を行っているが、当該ワークＷを水平方向に固定するよう構成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
測定プローブに取り付けられ、被測定物の歯又はスプラインの相対する歯溝に挿通して当接可能とされるとともに、その当接時に歯溝の幅方向に対する動作が許容される当接部にてオーバーピン径を計測するオーバーピン径計測装置であれば、外観形状が異なるもの或いは他の機能が付加されたもの等にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の実施形態に係るオーバーピン径計測装置の全体正面図
【図２】同オーバーピン径計測装置の左側面図であって一部破断した図
【図３】同オーバーピン径計測装置における計測部を示す上面図であって測定プローブ及び当接部が離間した状態を示す模式図
【図４】同計測部を示す正面図であって測定プローブ及び当接部が離間した状態を示す模式図
【図５】同測定部における当接部が形成されたフレームを示す正面図及び底面図
【図６】同フレームが測定プローブ及び押圧手段に挿嵌された状態を示す拡大模式図
【図７】同計測部を示す上面図であって当接部が被測定物の相対する歯溝にそれぞれ当接した状態を示す模式図
【図８】同計測部を示す正面図であって当接部が被測定物の相対する歯溝にぞれぞれ当接した状態を示す模式図
【図９】同計測部における当接部が被測定物の相対する歯溝にそれぞれ当接した状態を示す拡大模式図
【図１０】同オーバーピン径計測装置における検知手段を示す図（図３におけるＸ部拡大図）であって押圧部材がアーム部材に対して接近していない状態を示す模式図
【図１１】同オーバーピン径計測装置における検知手段を示す図（図７におけるＸＩ部拡大図）であって押圧部材がアーム部材に対して接近した状態を示す模式図
【符号の説明】
【００５４】
１ 台部
２ 下面固定部
３ 可動部
４ 上面固定部
５ 計測部
６ 本体部
７ａ、７ｂ 測定プローブ
８ａ、８ｂ アーム部材
９ａ、９ｂ スライド軸部材
１０ａ〜１０ｄ 軸受
１１ａ、１１ｂ 押圧手段
１１ａａ 凹部
１２ コイルスプリング（弾性部材）
１３ ボールネジ
１４、１７ 固定部材
１５、１６ 支持部材
１８ 延設部（検知手段）
１９ フォトセンサ（検知手段）
２０ フレーム
２０ａ 当接部
Ｓ１、Ｓ２ リニアゲージ
Ｍ モータ
Ｗ ワーク（被測定物）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定物の外周面に形成された歯又はスプラインの相対する歯溝に対するオーバーピン径を計測するオーバーピン径計測装置において、
先端に測定プローブが固定されたアーム部材と、
前記測定プローブに取り付けられて支持され、前記被測定物の歯又はスプラインの相対する歯溝に挿通して当接可能とされるとともに、その当接時に歯溝の幅方向に対する動作が許容される当接部と、
を具備したことを特徴とするオーバーピン径計測装置。
【請求項２】
所定の弾性部材を介して前記アーム部材を押圧することにより当該アーム部材を摺動させ、前記当接部を被測定物の歯又はスプラインの相対する歯溝に当接させ得る押圧手段と、
前記押圧手段とアーム部材とに亘って挿嵌して支持され、被測定物と対向する部位に前記当接部が形成されたフレームと、
を具備したことを特徴とする請求項１記載のオーバーピン径計測装置。
【請求項３】
前記押圧手段には、前記フレームを所定位置に保持する凹部が形成されたことを特徴とする請求項２記載のオーバーピン径計測装置。
【請求項４】
前記押圧手段のアーム部材に対する接近を検知する検知手段を具備するとともに、当該検知手段による検知に基づき、前記押圧手段による押圧動作を停止させることを特徴とする請求項２又は請求項３記載のオーバーピン径計測装置。
【請求項５】
前記当接部を被測定物の歯又はスプラインの相対する歯溝に当接させつつ当該被測定物を回転させ、当該歯溝間に対するオーバーピン径のピーク値を計測し得ることを特徴とする請求項１〜請求項４の何れか１つに記載のオーバーピン径計測装置。
【請求項１】
被測定物の外周面に形成された歯又はスプラインの相対する歯溝に対するオーバーピン径を計測するオーバーピン径計測装置において、
先端に測定プローブが固定されたアーム部材と、
前記測定プローブに取り付けられて支持され、前記被測定物の歯又はスプラインの相対する歯溝に挿通して当接可能とされるとともに、その当接時に歯溝の幅方向に対する動作が許容される当接部と、
を具備したことを特徴とするオーバーピン径計測装置。
【請求項２】
所定の弾性部材を介して前記アーム部材を押圧することにより当該アーム部材を摺動させ、前記当接部を被測定物の歯又はスプラインの相対する歯溝に当接させ得る押圧手段と、
前記押圧手段とアーム部材とに亘って挿嵌して支持され、被測定物と対向する部位に前記当接部が形成されたフレームと、
を具備したことを特徴とする請求項１記載のオーバーピン径計測装置。
【請求項３】
前記押圧手段には、前記フレームを所定位置に保持する凹部が形成されたことを特徴とする請求項２記載のオーバーピン径計測装置。
【請求項４】
前記押圧手段のアーム部材に対する接近を検知する検知手段を具備するとともに、当該検知手段による検知に基づき、前記押圧手段による押圧動作を停止させることを特徴とする請求項２又は請求項３記載のオーバーピン径計測装置。
【請求項５】
前記当接部を被測定物の歯又はスプラインの相対する歯溝に当接させつつ当該被測定物を回転させ、当該歯溝間に対するオーバーピン径のピーク値を計測し得ることを特徴とする請求項１〜請求項４の何れか１つに記載のオーバーピン径計測装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００７−２４０４８９（Ｐ２００７−２４０４８９Ａ）
【公開日】平成１９年９月２０日（２００７．９．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−６７２２２（Ｐ２００６−６７２２２）
【出願日】平成１８年３月１３日（２００６．３．１３）
【出願人】（３９３０１５６３４）株式会社スペースクリエイション (7)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年９月２０日（２００７．９．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年３月１３日（２００６．３．１３）
【出願人】（３９３０１５６３４）株式会社スペースクリエイション (7)
【Ｆターム（参考）】
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