相対高さ検出装置
【課題】突出した２点あるいは３点間の相対高さを、簡単な構成により、高い精度で検出可能な相対高さ検出装置を提案すること。
【解決手段】相対高さ検出装置１は傾斜表示板２を備えており、基準面５ａに載せた測定対象の球体ａ、ｂの上に点接触状態で傾斜表示板２を載せる。傾斜表示板２には角度センサ３が組み込まれており、球体ａ、ｂの高低差に対応した傾斜姿勢となっている傾斜表示板２の傾斜角度が角度センサ３によって測定される。演算装置４では、傾斜角度θｘと、球体ａ、ｂ間の既知の距離Ｌ１に基づき、球体ａ、ｂの高さの違いを検出する。球体ａ、ｂの微小な高低差が傾斜表示板２の比較的大きな傾斜角度として現れるので、この傾斜角度に基づき、球体ａ、ｂ間の高低差を高い分解能で検出できる。
【解決手段】相対高さ検出装置１は傾斜表示板２を備えており、基準面５ａに載せた測定対象の球体ａ、ｂの上に点接触状態で傾斜表示板２を載せる。傾斜表示板２には角度センサ３が組み込まれており、球体ａ、ｂの高低差に対応した傾斜姿勢となっている傾斜表示板２の傾斜角度が角度センサ３によって測定される。演算装置４では、傾斜角度θｘと、球体ａ、ｂ間の既知の距離Ｌ１に基づき、球体ａ、ｂの高さの違いを検出する。球体ａ、ｂの微小な高低差が傾斜表示板２の比較的大きな傾斜角度として現れるので、この傾斜角度に基づき、球体ａ、ｂ間の高低差を高い分解能で検出できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、独立したセンサでは捕らえ難い２点間あるいは３点間の高さの違いを検出する相対高さ検出装置に関する。特に、軸受けの転動体などに用いられる球体、円筒体などの部品の寸法のバラツキを検出するために用いるのに適した相対高さ検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
平面から突出している２点あるいは３点の高さの差を高精度に測定したいという要求は、位置制御ピンの高さ調整、軸受け用の球や円筒直径のバラツキの測定、油膜の付着した円筒母線の真直形状の接触式測定などの目的で、しばしば現れる。
【０００３】
２点あるいは３点の高さの違いを単独の変位計を使用して測定する場合には、目標の測定対象物の突出部の高さを測定した後に、変位計と測定対象物の相対高さが変わらないように、変位計を他の測定対象物に移動して当該測定対象物の突出部の高さを測る、という高精度の走査制御が必要である。３次元測定機を用いる場合にも同様に高精度の走査制御が必要である。複数の変位計を目標位置に配置して、測定対象の頂点位置の変化を測定する方法を採用することも可能であるが、装置構成が大掛かりとなり装置コストも高くなる。
【０００４】
ここで、球の直径や、円筒の直径あるいは長さの測定にはマイクロメータが用いられている。また、相対比較測定法としてＶブロック法が知られている。例えば、特許文献１においては、鋼球の外周面に接触させる接触子を備えた変位測定器を用いて鋼球の直径を測定するための球体寸法測定方法が開示されており、特許文献２には、載置台に載せた球体に横方から照射したレーザビームを受光することにより球体の外径を算出する外径測定方法が開示されている。
【０００５】
一方、従来においては、オートコリメータで反射面の傾斜を測定する方法、水準器を用いて傾斜角度を測定する方法が知られている。
【特許文献１】特開平１１−４７６９８号公報
【特許文献２】特開２００１−２４１９３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
マイクロメータを用いて球や円筒の直径などを測定する方法は、一個の球、一個の円筒の平均直径を知るには有効であるが、２個の球の直径を直接に比較測定することができず、また、円筒の直線母線上の２点の高さの差を直接に比較測定することもできない。Ｖブロック法では円筒直径や真円度の相対比較測定はできるが、円筒のテーパなどを簡単に測定することができないという問題点がある。
【０００７】
３次元測定機を、多数の部品が流れるラインの中で用いるには、測定所用時間が掛かりすぎるという問題点がある。また、部品の突出部を的確に捉えうる変位計が得がたいだけでなく、たとえ得られたとしても、その変位計のドリフトによるゼロ点の変化が問題となり、高精度で安定した測定には向かない。
【０００８】
ここで、オートコリメータや水準器を用いて、複数のピンの高さの差、複数の球の頂点の高さの差、円筒の直線母線の２点の高さの差など、平面以外の突出した部分の高さの差を精度良く検出することについては、従来においては何ら着目されておらず、また、そのような提案も全くなされていない。
【０００９】
本発明の課題は、このような点に鑑みて、測定対象の突出点の間の微小な高さの差を、簡単な構成、簡単な操作により高い精度で検出できるようにした相対高さ検出装置を提案することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するために、本発明の相対高さ検出装置は、
測定用の基準面と、
この基準面から突出している定まった間隔にある第１測定点および第２測定点に点接触させると、これら２つの測定点の高さの差による傾斜を表すことのできる傾斜表示体と、
この傾斜表示体の前記基準面に対する傾斜角度を測定する角度測定手段と、
測定した前記傾斜角度に基づき、前記２つの測定点の相対高さを検出する検出手段とを有していることを特徴としている。
【００１１】
この場合に用いる傾斜表示体は、第１測定点および第２測定点を含む基準面に直交する直交面上において、これら第１および第２測定点を結ぶ直線の基準面に対する傾斜角度を表すことができるものであればよい。
【００１２】
傾斜表示体の傾斜を、例えば、傾斜表示体に組み込まれている角度センサ、あるいは、オートコリメータなどの傾斜角度検出手段によって測定すれば、検出手段において、測定した傾斜角度と、第１および第２測定点の距離とに基づき、第１および第２測定点の相対高さ（高低差）を算出できる。
【００１３】
ここで、基準面から突出している支持点を、第１および第２測定点に対して直線状に並ぶことの無い位置に配置しておき、傾斜表示体として、第１および第２測定点と支持点の３点に点接触させると、これら３つの点の高さの差による２方向の傾斜を表すものを用いることができる。この場合には、角度測定手段によって、傾斜表示体の基準面に対する２方向の傾斜角度を測定し、検出手段によって、測定した２方向の傾斜角度に基づき、第１および第２測定点の高低差と、当該第１および第２測定点の基準面からの平均高さを検出することができる。
【００１４】
この場合に用いる傾斜表示体は、第１測定点、第２測定点および支持点の３点によって規定される平面の基準面に対する傾斜を表すことができるものであればよい。
【００１５】
本発明の相対高さ検出装置は、基準面に一定間隔で載せた第１測定対象物および第２測定対象物の頂点の相対高さを検出するために用いることができる。
【００１６】
この場合、多数個の測定対象物を既知の間隔で基準面上に支持する試料台と、この試料台に支持されている測定対象物の頂点が順次に第１測定点および第２測定点に位置するように、測定対象物および傾斜表示体を相対移動させる移動手段とを備えた構成とすることが望ましい。例えば、複数個の測定対象物を直線状あるいは円形の相対移動路に沿って間欠的に移動させることにより、２個ずつの測定対象物の相対高さを順次に検出することができる。
【００１７】
ここで、典型的な測定対象物は、球体、または、基準面に横置き状態で載せた円柱体あるいは円筒体である。例えば、軸受けの転動体の相対高さのバラツキの測定に本発明の相対高さ検出装置を用いることができる。
【００１８】
また、本発明の相対高さ検出装置は、基準面に載せた同一の測定対象物上の異なる２点の相対高さを検出するために用いることができる。例えば、基準面に横置き状態で載せた円柱体あるいは円筒体における直線母線上の２点の高さの差を検出するために用いることができる。
【００１９】
次に、本発明の相対高さ検出装置を、３つの測定点の相対高さを検出するために用いる場合には、基準面から突出している定まった間隔にある第１測定点、第２測定点および第３測定点に点接触させると、これら３つの測定点の高さの違いによる２方交の傾斜を表すことのできる傾斜表示体を使用し、角度測定手段によって、この傾斜表示体の基準面に対する２方向の傾斜角度を測定し、検出手段によって、測定した２方向の傾斜角度に基づき、３つの測定点の相対高さを検出すればよい。
【００２０】
この場合の傾斜表示体は、第１測定点、第２測定点および第３測定点の３点によって規定される平面の基準面に対する傾斜を表すものであればよい。
【００２１】
この構成の本発明の相対高さ検出装置は、基準面に一定間隔で載せた第１、第２および第３測定対象物の各頂点の相対高さを検出するために用いることができる。例えば、軸受けの転動体などの球体の相対高さを検出することができる。また、機械部品などの同一測定対象物における３点の相対高さを検出するために用いることもできる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の相対高さ検出装置は、測定対象の２点あるいは３点に点接触するように傾斜表示体を配置し、この傾斜表示体の１方向あるいは２方向の傾斜角度を測定し、測定した傾斜角度に基づき２点あるいは３点の高低差、または、２点の平均高さを検出するようにしている。
【００２３】
本発明によれば、測定対象の点の間の微小な高低差が傾斜表示体によって比較的大きな傾斜角度として表すことができるので、単一の変位計を用いて簡単かつ極めて高い分解能で高さの差を検出できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下に、図面を参照して、本発明を適用した相対高さ検出装置の実施の形態を説明する。
【００２５】
（実施の形態１）
図１は、本発明を適用した実施の形態１に係る相対高さ検出装置の原理を示す説明図である。相対高さ検出装置１は、相対高さを知るべき２点に接する面の傾斜を代表できる傾斜表示板２と、この傾斜表示板２の傾斜角度を測定する角度センサ３と、角度センサ３によって測定された傾斜角度に基づき２点間の高低差を算出するコンピュータなどからなる演算装置４とを有している。角度センサ３は例えば傾斜表示板２に一体化されており、目的の方向と直交する傾斜成分には影響されずに傾斜を測定できるものを用いている。
【００２６】
測定対象物は例えば球体ａ、ｂであり、この場合には、相対高さ検出装置１は球体ａ、ｂを一定の既知の間隔で移動しないように載せることのできる基準面５ａを備えた試料台５を備えている。
【００２７】
傾斜表示板２は、球体ａ、ｂに点接触状態で載せることができるように、裏面２ａが平面となっている。基準面５ａに載せた２個の球体ａ、ｂの上に傾斜表示板２を載せると、その裏面２ａが２点（第１測定点Ａおよび第２測定点Ｂ）で球体ａ、ｂに接する。この第１および第２測定点Ａ、Ｂを含む基準面５ａに直交する直交面Ｓｘ上において、第１および第２測定点Ａ、Ｂを結ぶ線分Ｌｘが基準面５ａと成す傾斜角度θｘが、角度センサ３によって測定される。
【００２８】
傾斜表示板２は、この直交面Ｓｘに直交する軸線２ｃを中心として上下方向に揺動自在の状態で不図示の支持手段によって支持されており、第１、第２測定点Ａ、Ｂの高低差に対応した傾斜姿勢が形成され、その状態で移動しないように保持されるようになっている。
【００２９】
基準面５ａに載せた２個の球体ａ、ｂの間隔Ｌ１は既知であり、演算装置４では、この間隔Ｌと、傾斜角度θ１に基づき、第１、第２測定点Ａ、Ｂの高低差を演算できる。換言すると、球体ａ、ｂの直径差を演算できる。２点Ａ、Ｂ間の微小な高低差が、傾斜表示板２によって比較的大きな傾斜角度として現れるので、極めて高い分解能で高低差を測定することができる。
【００３０】
なお、一方の球体、例えば、球体ａとして、直径が既知の測定基準となるマスター球を用いれば、他方の球体ｂの高さ（直径）も算出することができる。
【００３１】
また、オートコリメータなどの光学式の変位計を用いて傾斜表示板２の傾斜角度を測定することもできる。例えば、傾斜表示板２の表面２ｂを裏面２ａと平行な平坦反射面としておき、直交面Ｓｘ上から当該平坦反射面に検出光を照射し、その反射光の反射角度から傾斜角度を算出すればよい。
【００３２】
さらに、測定対象物として、球体以外の形状のもの、円柱体、円筒体、多面体などであってもよい。例えば、円柱体、角柱体の高低さを検出する場合には、図２に示すように、傾斜表示体として、裏面に球体６、半球体７、円錐体あるいは四角錐８などの点接触によって測定対象物に載せることのできる部位を形成しておけばよい。
【００３３】
（実施の形態１の変形例）
図３は実施の形態１の変形例に係る相対高さ検出装置の原理を示す説明図である。相対高さ検出装置１Ａは、例えば、円柱体（円筒体）ａ１の選別に用いることができる。この相対高さ検出装置１Ａは、相対高さを知るべき２点に接する面の傾斜を代表できる傾斜表示板２Ａと、この傾斜表示板２Ａの傾斜角度を測定する２次元角度センサ３Ａと、角度センサ３Ａによって測定された傾斜角度に基づき２点間の高低差を算出するコンピュータなどからなる演算装置４Ａとを有している。
【００３４】
傾斜表示板２Ａは図のｘ方向に延びる軸線およびｙ方向に延びる軸線を中心として上下に揺動自在の状態で支持されている。角度センサ３Ａは例えば傾斜表示板２Ａに一体化されており、図のｘ方向およびｙ方向の傾斜角度θｘおよびθｙを測定できるものを用いている。測定対象物を載せるための試料台５の基準面５ａには、傾斜表示板２Ａの支持点Ｃを規定する支持球ｃを載せる位置が規定されている。
【００３５】
傾斜表示板２Ａの裏面２ａには、測定対象物の円柱体ａ１の直線母線に沿う２点に点接触するように、一対の半円形断面の部材２ｄが取り付けられている。基準面５ａに、測定対象の円柱体ａ１をｙ軸方向に横置き状態で載せ、この円柱体ａ１と支持球ｃの上に傾斜表示板２Ａを載せる。この結果、傾斜表示板２Ａは第１測定点Ａおよび第２測定点Ｂで円柱体ａ１に接し、支持点Ｃで支持球ｃに接する。このため、傾斜表示板２Ａは、これらの３点によって規定される平面Ｓの基準面５ａに対する傾斜を表す。したがって、傾斜表示板２Ａに組み込まれている２次元角度センサ３Ａによって、ｘ方向の傾斜角度θｘと、これに直交するｙ方向の傾斜角度θｙとが測定される。
【００３６】
図示の例では、傾斜角度θｘは測定対象の円柱体ａ１における直線母線方向の２点Ａ、Ｂの高低差に対応する角度であり、傾斜角度θｙは、２点Ａ、Ｂの基準面５ａに対する平均高さに対応する角度である。演算装置４Ａでは、２点間の既知の距離Ｌｙと、円柱体ａ１と支持球ｃの間のｘ方向の距離Ｌｙと、支持球ｃの高さ（直径）に基づき、２点Ａ、Ｂの高低差（テーパ）、および、これらの２点の平均高さ（平均直径）を演算することができる。なお、支持球ｃの代わりに、球面軸受けを用いることができる。
【００３７】
（実施の形態２）
図４は本発明を適用した実施の形態２に係る相対高さ検出装置の原理を示す説明図である。この相対高さ検出装置１１は、同じ高さにあるべき３点、例えば、精密部品の３点支持用のピン、または、同一寸法であることが望ましい３個の球体の高さの僅かの違いを、３点で支えられる傾斜表示体によって表される平面の傾斜を測定することにより、極めた高い分解能で測定できるようにしたものである。
【００３８】
この相対高さ検出装置１１は、相対高さを知るべき３点に接する面の傾斜を代表できる傾斜表示板１２と、この傾斜表示板１２の傾斜角度を測定する２次元角度センサ１３と、角度センサ１３によって測定された傾斜角度に基づき３点間の高低差を算出するコンピュータなどからなる演算装置１４とを有している。角度センサ１３は例えば傾斜表示板１２に一体化されており、ｘおよびｙ方向の傾斜角度を測定できるものである。
【００３９】
測定対象物は例えば球体ａ、ｂ、ｃであり、この場合には、相対高さ検出装置１１は球体ａ、ｂ、ｃを一定の既知の間隔で移動しないように載せることのできる基準面１５ａを備えた試料台１５を備えている。球体ａ、ｂ、ｃは基準面１５ａ上において一直線上に並ばない位置に載せるようにしてある。
【００４０】
傾斜表示板１２は、球体ａ、ｂ、ｃに点接触状態で載せることができるように、裏面１２ａが平面となっている。基準面１５ａに載せた３個の球体ａ、ｂ、ｃの上に傾斜表示板１２を載せると、その裏面１２ａが３点（第１測定点Ａ、第２測定点Ｂおよび第３測定点Ｃ）で球体ａ、ｂ、ｃに接する。これら第１、第２および第３測定点Ａ、Ｂ、Ｃを含む平面Ｓの基準面１５ａに対する傾斜を表す２方向の傾斜角度θｘおよびθｙが２次元角度センサ１３によって測定される。なお、傾斜表示板１２は、３つの測定点の高さ位置に応じて２軸方向に自由に傾斜できるように不図示の支持手段によって支持されている。
【００４１】
ここで、３つの測定点の１点、例えば、測定点Ｃを、球面軸受け機構などのような既知の高さの支持機構に置き換えることができる。例えば、傾斜表示体１２の側に凹球面を形成し、この部位を相補的な凸面状の部材で支持することにより、この測定点Ｃを高さの基準点とすることができ、また、この点を中心として傾斜表示板１２を、２軸方向の傾斜を拘束しない状態で支持できる。このようにすれば、２つの測定点Ａ、Ｂの高低差および、それぞれの高さを検出できる。
【００４２】
すなわち、１個の球体ｃの直径を基準にすれば、他の２個の球体の直径差と、２個の球体の直径の平均値と基準球の違いが２方向の傾斜角度から決定できる。したがって、基準球に対する他の２個の球体のそれぞれの直径差を検出できる。
【００４３】
ここで、上記の例では測定対象物の球体を載せる基準面１５ａが平面となっている。この代わりに、基準面の適切な位置３箇所に穿った三角錐状の溝に測定対象の球体を配置し、球体を移動しないように基準面上に設置してもよい。この場合には、３つの溝における球体の支持位置深さの誤差、３つの球体の頂点に接する傾斜表示板１２の裏面１２ａの平面形状偏差が問題になる。
【００４４】
このような偏差については、２個の球体を入れる溝の位置を入れ替える、所謂、反転の方法を適用し、反転前後の２回の測定値の差から２個の溝の球面支持位置深さの誤差と、傾斜表示板１２の裏面１２ａの平面形状偏差との合成誤差を分離検出することができる。また、残された１個の球体についても、同様の反転操作を適用すれば、３箇所の高さ誤差を補償できる。
【００４５】
このようにして、各溝の高さ誤差を検出し、基準球を定めると、この後は、２個の溝に順次に測定対象の球体を配置して、各球体の直径差を検出していくことができる。
【００４６】
なお、球体を保持するための保持溝としては、三角錐の溝の代わりに、円錐溝であってもよい。また、３本のピンゲージなどを円錐状に配置して、３本の線で規定される３点支持機構によって測定対象の球体を保持してもよい。なお、測定対象の球体に対して、非対称な方向から空気を吹きつけるなどして、球体が接している３点の位置を変えて繰り返し測定すれば、球体の真球形状偏差の影響を除去して、平均直径を算出できる。
【００４７】
（実施の形態３）
図５は本発明を適用した実施の形態３に係る相対高さ検出装置を示す説明図である。相対高さ検出装置２１は、傾斜表示板２２と、この傾斜表示板２２に組み込まれている２次元角度センサ２３と、２次元角度センサ２３によって測定された傾斜表示板２２の２軸方向の傾斜角度に基づき測定対象の球体の直径のバラツキ、および、平均高さの変化を検出する演算装置２４と、選別対象の球体ａ（ｎ）（ｎ=１，２，３・・・）を測定位置を経由するｘ方向の移動経路に沿って移動させる移動ステージ２５とを有している。
【００４８】
移動ステージ２５には、選別対象の球体ａ（ｎ）を載せるための基準面を規定している直線状のＶ溝２６が形成されている。このＶ溝２６には相互に接した状態で多数個の球体ａ（ｎ）が直線状に並べられている。
【００４９】
傾斜表示板２２は、移動ステージ２５による球体の移動経路上に位置する先端部の裏面２２ａに、隣接配置されている２個の球体の頂点に点接触可能な一対の突起２２ｄが取り付けられている。また、傾斜表示板２２の後端部の裏面は、例えば球面軸受け２７によって支持されている。この球面軸受け２７による支持点の高さは既知である。
【００５０】
この構成の寸法選別装置２１では、移動ステージ２５をｘ方向に間欠的に一定の送りピッチで送りながら、順次に、２個の球体に傾斜表示板２２の突起２２ｄを接触させ、これら２個の球体の高さの差、および、２個の球体の平均高さの変化を測定する。
【００５１】
なお、２つの測定点の高さの差のみを検出する場合には、傾斜角度表示板２２は図において矢印２８で示すピッチング方向のみ自由度を持つ状態に支持すればよく、角度センサ２３もピッチング方向の角度のみを検出できる１次元角度センサでよい。
【００５２】
また、球体を支持するＶ溝２６の端と中間の数箇所に寸法が既知の球体、あるいは、基準となる頂点高さを表す寸法基準点を設けて、偶然誤差の累積を修正できるようにしてもよい。
【００５３】
さらに、一定の間隔で測定対象の球体を複数個保持した保持具を移動ステージ２５のＶ溝２６に着脱可能に取り付けるようにしてもよい。
【００５４】
さらには、図６に示すように、測定対象の球体を円周方向に一定の間隔で配置しておき、この中心回りに、傾斜表示体を相対回転させて、隣接球体の高低差を順次検出することも可能である。なお、図６においては図５における各部分に対応する部位には同一の符号を付してある。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明を適用した実施の形態１に係る相対高さ検出装置の説明図である。
【図２】図１の相対高さ検出装置の変形例を示す説明図である。
【図３】図１の相対高さ検出装置の変形例を示す説明図である。
【図４】本発明を適用した実施の形態２に係る相対高さ検出装置の説明図である。
【図５】本発明を適用した実施の形態３に係る相対高さ検出装置の説明図である。
【図６】図５の相対高さ検出装置の変形例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００５６】
１、１１、２１ 相対高さ検出装置
２、２Ａ、１２、２２ 傾斜表示板
２ａ、１２ａ、２２ａ 裏面
２ｂ 表面
２ｃ 軸線
２ｄ 部材
３、３Ａ、１３、２３ 角度センサ
４、４Ａ、１４、２４ 演算装置
５、１５、２５ 試料台
５ａ、１５ａ、 基準面
６ 球体
７ 半球体
８ 四角錐
２２ｄ 突起
２６ Ｖ溝
２７ 球面軸受け
Ａ 第１測定点
Ｂ 第２測定点
Ｃ 第３測定点（支持点）
ａ、ｂ 球体
ｃ 円柱体（円筒体）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、独立したセンサでは捕らえ難い２点間あるいは３点間の高さの違いを検出する相対高さ検出装置に関する。特に、軸受けの転動体などに用いられる球体、円筒体などの部品の寸法のバラツキを検出するために用いるのに適した相対高さ検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
平面から突出している２点あるいは３点の高さの差を高精度に測定したいという要求は、位置制御ピンの高さ調整、軸受け用の球や円筒直径のバラツキの測定、油膜の付着した円筒母線の真直形状の接触式測定などの目的で、しばしば現れる。
【０００３】
２点あるいは３点の高さの違いを単独の変位計を使用して測定する場合には、目標の測定対象物の突出部の高さを測定した後に、変位計と測定対象物の相対高さが変わらないように、変位計を他の測定対象物に移動して当該測定対象物の突出部の高さを測る、という高精度の走査制御が必要である。３次元測定機を用いる場合にも同様に高精度の走査制御が必要である。複数の変位計を目標位置に配置して、測定対象の頂点位置の変化を測定する方法を採用することも可能であるが、装置構成が大掛かりとなり装置コストも高くなる。
【０００４】
ここで、球の直径や、円筒の直径あるいは長さの測定にはマイクロメータが用いられている。また、相対比較測定法としてＶブロック法が知られている。例えば、特許文献１においては、鋼球の外周面に接触させる接触子を備えた変位測定器を用いて鋼球の直径を測定するための球体寸法測定方法が開示されており、特許文献２には、載置台に載せた球体に横方から照射したレーザビームを受光することにより球体の外径を算出する外径測定方法が開示されている。
【０００５】
一方、従来においては、オートコリメータで反射面の傾斜を測定する方法、水準器を用いて傾斜角度を測定する方法が知られている。
【特許文献１】特開平１１−４７６９８号公報
【特許文献２】特開２００１−２４１９３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
マイクロメータを用いて球や円筒の直径などを測定する方法は、一個の球、一個の円筒の平均直径を知るには有効であるが、２個の球の直径を直接に比較測定することができず、また、円筒の直線母線上の２点の高さの差を直接に比較測定することもできない。Ｖブロック法では円筒直径や真円度の相対比較測定はできるが、円筒のテーパなどを簡単に測定することができないという問題点がある。
【０００７】
３次元測定機を、多数の部品が流れるラインの中で用いるには、測定所用時間が掛かりすぎるという問題点がある。また、部品の突出部を的確に捉えうる変位計が得がたいだけでなく、たとえ得られたとしても、その変位計のドリフトによるゼロ点の変化が問題となり、高精度で安定した測定には向かない。
【０００８】
ここで、オートコリメータや水準器を用いて、複数のピンの高さの差、複数の球の頂点の高さの差、円筒の直線母線の２点の高さの差など、平面以外の突出した部分の高さの差を精度良く検出することについては、従来においては何ら着目されておらず、また、そのような提案も全くなされていない。
【０００９】
本発明の課題は、このような点に鑑みて、測定対象の突出点の間の微小な高さの差を、簡単な構成、簡単な操作により高い精度で検出できるようにした相対高さ検出装置を提案することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するために、本発明の相対高さ検出装置は、
測定用の基準面と、
この基準面から突出している定まった間隔にある第１測定点および第２測定点に点接触させると、これら２つの測定点の高さの差による傾斜を表すことのできる傾斜表示体と、
この傾斜表示体の前記基準面に対する傾斜角度を測定する角度測定手段と、
測定した前記傾斜角度に基づき、前記２つの測定点の相対高さを検出する検出手段とを有していることを特徴としている。
【００１１】
この場合に用いる傾斜表示体は、第１測定点および第２測定点を含む基準面に直交する直交面上において、これら第１および第２測定点を結ぶ直線の基準面に対する傾斜角度を表すことができるものであればよい。
【００１２】
傾斜表示体の傾斜を、例えば、傾斜表示体に組み込まれている角度センサ、あるいは、オートコリメータなどの傾斜角度検出手段によって測定すれば、検出手段において、測定した傾斜角度と、第１および第２測定点の距離とに基づき、第１および第２測定点の相対高さ（高低差）を算出できる。
【００１３】
ここで、基準面から突出している支持点を、第１および第２測定点に対して直線状に並ぶことの無い位置に配置しておき、傾斜表示体として、第１および第２測定点と支持点の３点に点接触させると、これら３つの点の高さの差による２方向の傾斜を表すものを用いることができる。この場合には、角度測定手段によって、傾斜表示体の基準面に対する２方向の傾斜角度を測定し、検出手段によって、測定した２方向の傾斜角度に基づき、第１および第２測定点の高低差と、当該第１および第２測定点の基準面からの平均高さを検出することができる。
【００１４】
この場合に用いる傾斜表示体は、第１測定点、第２測定点および支持点の３点によって規定される平面の基準面に対する傾斜を表すことができるものであればよい。
【００１５】
本発明の相対高さ検出装置は、基準面に一定間隔で載せた第１測定対象物および第２測定対象物の頂点の相対高さを検出するために用いることができる。
【００１６】
この場合、多数個の測定対象物を既知の間隔で基準面上に支持する試料台と、この試料台に支持されている測定対象物の頂点が順次に第１測定点および第２測定点に位置するように、測定対象物および傾斜表示体を相対移動させる移動手段とを備えた構成とすることが望ましい。例えば、複数個の測定対象物を直線状あるいは円形の相対移動路に沿って間欠的に移動させることにより、２個ずつの測定対象物の相対高さを順次に検出することができる。
【００１７】
ここで、典型的な測定対象物は、球体、または、基準面に横置き状態で載せた円柱体あるいは円筒体である。例えば、軸受けの転動体の相対高さのバラツキの測定に本発明の相対高さ検出装置を用いることができる。
【００１８】
また、本発明の相対高さ検出装置は、基準面に載せた同一の測定対象物上の異なる２点の相対高さを検出するために用いることができる。例えば、基準面に横置き状態で載せた円柱体あるいは円筒体における直線母線上の２点の高さの差を検出するために用いることができる。
【００１９】
次に、本発明の相対高さ検出装置を、３つの測定点の相対高さを検出するために用いる場合には、基準面から突出している定まった間隔にある第１測定点、第２測定点および第３測定点に点接触させると、これら３つの測定点の高さの違いによる２方交の傾斜を表すことのできる傾斜表示体を使用し、角度測定手段によって、この傾斜表示体の基準面に対する２方向の傾斜角度を測定し、検出手段によって、測定した２方向の傾斜角度に基づき、３つの測定点の相対高さを検出すればよい。
【００２０】
この場合の傾斜表示体は、第１測定点、第２測定点および第３測定点の３点によって規定される平面の基準面に対する傾斜を表すものであればよい。
【００２１】
この構成の本発明の相対高さ検出装置は、基準面に一定間隔で載せた第１、第２および第３測定対象物の各頂点の相対高さを検出するために用いることができる。例えば、軸受けの転動体などの球体の相対高さを検出することができる。また、機械部品などの同一測定対象物における３点の相対高さを検出するために用いることもできる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の相対高さ検出装置は、測定対象の２点あるいは３点に点接触するように傾斜表示体を配置し、この傾斜表示体の１方向あるいは２方向の傾斜角度を測定し、測定した傾斜角度に基づき２点あるいは３点の高低差、または、２点の平均高さを検出するようにしている。
【００２３】
本発明によれば、測定対象の点の間の微小な高低差が傾斜表示体によって比較的大きな傾斜角度として表すことができるので、単一の変位計を用いて簡単かつ極めて高い分解能で高さの差を検出できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下に、図面を参照して、本発明を適用した相対高さ検出装置の実施の形態を説明する。
【００２５】
（実施の形態１）
図１は、本発明を適用した実施の形態１に係る相対高さ検出装置の原理を示す説明図である。相対高さ検出装置１は、相対高さを知るべき２点に接する面の傾斜を代表できる傾斜表示板２と、この傾斜表示板２の傾斜角度を測定する角度センサ３と、角度センサ３によって測定された傾斜角度に基づき２点間の高低差を算出するコンピュータなどからなる演算装置４とを有している。角度センサ３は例えば傾斜表示板２に一体化されており、目的の方向と直交する傾斜成分には影響されずに傾斜を測定できるものを用いている。
【００２６】
測定対象物は例えば球体ａ、ｂであり、この場合には、相対高さ検出装置１は球体ａ、ｂを一定の既知の間隔で移動しないように載せることのできる基準面５ａを備えた試料台５を備えている。
【００２７】
傾斜表示板２は、球体ａ、ｂに点接触状態で載せることができるように、裏面２ａが平面となっている。基準面５ａに載せた２個の球体ａ、ｂの上に傾斜表示板２を載せると、その裏面２ａが２点（第１測定点Ａおよび第２測定点Ｂ）で球体ａ、ｂに接する。この第１および第２測定点Ａ、Ｂを含む基準面５ａに直交する直交面Ｓｘ上において、第１および第２測定点Ａ、Ｂを結ぶ線分Ｌｘが基準面５ａと成す傾斜角度θｘが、角度センサ３によって測定される。
【００２８】
傾斜表示板２は、この直交面Ｓｘに直交する軸線２ｃを中心として上下方向に揺動自在の状態で不図示の支持手段によって支持されており、第１、第２測定点Ａ、Ｂの高低差に対応した傾斜姿勢が形成され、その状態で移動しないように保持されるようになっている。
【００２９】
基準面５ａに載せた２個の球体ａ、ｂの間隔Ｌ１は既知であり、演算装置４では、この間隔Ｌと、傾斜角度θ１に基づき、第１、第２測定点Ａ、Ｂの高低差を演算できる。換言すると、球体ａ、ｂの直径差を演算できる。２点Ａ、Ｂ間の微小な高低差が、傾斜表示板２によって比較的大きな傾斜角度として現れるので、極めて高い分解能で高低差を測定することができる。
【００３０】
なお、一方の球体、例えば、球体ａとして、直径が既知の測定基準となるマスター球を用いれば、他方の球体ｂの高さ（直径）も算出することができる。
【００３１】
また、オートコリメータなどの光学式の変位計を用いて傾斜表示板２の傾斜角度を測定することもできる。例えば、傾斜表示板２の表面２ｂを裏面２ａと平行な平坦反射面としておき、直交面Ｓｘ上から当該平坦反射面に検出光を照射し、その反射光の反射角度から傾斜角度を算出すればよい。
【００３２】
さらに、測定対象物として、球体以外の形状のもの、円柱体、円筒体、多面体などであってもよい。例えば、円柱体、角柱体の高低さを検出する場合には、図２に示すように、傾斜表示体として、裏面に球体６、半球体７、円錐体あるいは四角錐８などの点接触によって測定対象物に載せることのできる部位を形成しておけばよい。
【００３３】
（実施の形態１の変形例）
図３は実施の形態１の変形例に係る相対高さ検出装置の原理を示す説明図である。相対高さ検出装置１Ａは、例えば、円柱体（円筒体）ａ１の選別に用いることができる。この相対高さ検出装置１Ａは、相対高さを知るべき２点に接する面の傾斜を代表できる傾斜表示板２Ａと、この傾斜表示板２Ａの傾斜角度を測定する２次元角度センサ３Ａと、角度センサ３Ａによって測定された傾斜角度に基づき２点間の高低差を算出するコンピュータなどからなる演算装置４Ａとを有している。
【００３４】
傾斜表示板２Ａは図のｘ方向に延びる軸線およびｙ方向に延びる軸線を中心として上下に揺動自在の状態で支持されている。角度センサ３Ａは例えば傾斜表示板２Ａに一体化されており、図のｘ方向およびｙ方向の傾斜角度θｘおよびθｙを測定できるものを用いている。測定対象物を載せるための試料台５の基準面５ａには、傾斜表示板２Ａの支持点Ｃを規定する支持球ｃを載せる位置が規定されている。
【００３５】
傾斜表示板２Ａの裏面２ａには、測定対象物の円柱体ａ１の直線母線に沿う２点に点接触するように、一対の半円形断面の部材２ｄが取り付けられている。基準面５ａに、測定対象の円柱体ａ１をｙ軸方向に横置き状態で載せ、この円柱体ａ１と支持球ｃの上に傾斜表示板２Ａを載せる。この結果、傾斜表示板２Ａは第１測定点Ａおよび第２測定点Ｂで円柱体ａ１に接し、支持点Ｃで支持球ｃに接する。このため、傾斜表示板２Ａは、これらの３点によって規定される平面Ｓの基準面５ａに対する傾斜を表す。したがって、傾斜表示板２Ａに組み込まれている２次元角度センサ３Ａによって、ｘ方向の傾斜角度θｘと、これに直交するｙ方向の傾斜角度θｙとが測定される。
【００３６】
図示の例では、傾斜角度θｘは測定対象の円柱体ａ１における直線母線方向の２点Ａ、Ｂの高低差に対応する角度であり、傾斜角度θｙは、２点Ａ、Ｂの基準面５ａに対する平均高さに対応する角度である。演算装置４Ａでは、２点間の既知の距離Ｌｙと、円柱体ａ１と支持球ｃの間のｘ方向の距離Ｌｙと、支持球ｃの高さ（直径）に基づき、２点Ａ、Ｂの高低差（テーパ）、および、これらの２点の平均高さ（平均直径）を演算することができる。なお、支持球ｃの代わりに、球面軸受けを用いることができる。
【００３７】
（実施の形態２）
図４は本発明を適用した実施の形態２に係る相対高さ検出装置の原理を示す説明図である。この相対高さ検出装置１１は、同じ高さにあるべき３点、例えば、精密部品の３点支持用のピン、または、同一寸法であることが望ましい３個の球体の高さの僅かの違いを、３点で支えられる傾斜表示体によって表される平面の傾斜を測定することにより、極めた高い分解能で測定できるようにしたものである。
【００３８】
この相対高さ検出装置１１は、相対高さを知るべき３点に接する面の傾斜を代表できる傾斜表示板１２と、この傾斜表示板１２の傾斜角度を測定する２次元角度センサ１３と、角度センサ１３によって測定された傾斜角度に基づき３点間の高低差を算出するコンピュータなどからなる演算装置１４とを有している。角度センサ１３は例えば傾斜表示板１２に一体化されており、ｘおよびｙ方向の傾斜角度を測定できるものである。
【００３９】
測定対象物は例えば球体ａ、ｂ、ｃであり、この場合には、相対高さ検出装置１１は球体ａ、ｂ、ｃを一定の既知の間隔で移動しないように載せることのできる基準面１５ａを備えた試料台１５を備えている。球体ａ、ｂ、ｃは基準面１５ａ上において一直線上に並ばない位置に載せるようにしてある。
【００４０】
傾斜表示板１２は、球体ａ、ｂ、ｃに点接触状態で載せることができるように、裏面１２ａが平面となっている。基準面１５ａに載せた３個の球体ａ、ｂ、ｃの上に傾斜表示板１２を載せると、その裏面１２ａが３点（第１測定点Ａ、第２測定点Ｂおよび第３測定点Ｃ）で球体ａ、ｂ、ｃに接する。これら第１、第２および第３測定点Ａ、Ｂ、Ｃを含む平面Ｓの基準面１５ａに対する傾斜を表す２方向の傾斜角度θｘおよびθｙが２次元角度センサ１３によって測定される。なお、傾斜表示板１２は、３つの測定点の高さ位置に応じて２軸方向に自由に傾斜できるように不図示の支持手段によって支持されている。
【００４１】
ここで、３つの測定点の１点、例えば、測定点Ｃを、球面軸受け機構などのような既知の高さの支持機構に置き換えることができる。例えば、傾斜表示体１２の側に凹球面を形成し、この部位を相補的な凸面状の部材で支持することにより、この測定点Ｃを高さの基準点とすることができ、また、この点を中心として傾斜表示板１２を、２軸方向の傾斜を拘束しない状態で支持できる。このようにすれば、２つの測定点Ａ、Ｂの高低差および、それぞれの高さを検出できる。
【００４２】
すなわち、１個の球体ｃの直径を基準にすれば、他の２個の球体の直径差と、２個の球体の直径の平均値と基準球の違いが２方向の傾斜角度から決定できる。したがって、基準球に対する他の２個の球体のそれぞれの直径差を検出できる。
【００４３】
ここで、上記の例では測定対象物の球体を載せる基準面１５ａが平面となっている。この代わりに、基準面の適切な位置３箇所に穿った三角錐状の溝に測定対象の球体を配置し、球体を移動しないように基準面上に設置してもよい。この場合には、３つの溝における球体の支持位置深さの誤差、３つの球体の頂点に接する傾斜表示板１２の裏面１２ａの平面形状偏差が問題になる。
【００４４】
このような偏差については、２個の球体を入れる溝の位置を入れ替える、所謂、反転の方法を適用し、反転前後の２回の測定値の差から２個の溝の球面支持位置深さの誤差と、傾斜表示板１２の裏面１２ａの平面形状偏差との合成誤差を分離検出することができる。また、残された１個の球体についても、同様の反転操作を適用すれば、３箇所の高さ誤差を補償できる。
【００４５】
このようにして、各溝の高さ誤差を検出し、基準球を定めると、この後は、２個の溝に順次に測定対象の球体を配置して、各球体の直径差を検出していくことができる。
【００４６】
なお、球体を保持するための保持溝としては、三角錐の溝の代わりに、円錐溝であってもよい。また、３本のピンゲージなどを円錐状に配置して、３本の線で規定される３点支持機構によって測定対象の球体を保持してもよい。なお、測定対象の球体に対して、非対称な方向から空気を吹きつけるなどして、球体が接している３点の位置を変えて繰り返し測定すれば、球体の真球形状偏差の影響を除去して、平均直径を算出できる。
【００４７】
（実施の形態３）
図５は本発明を適用した実施の形態３に係る相対高さ検出装置を示す説明図である。相対高さ検出装置２１は、傾斜表示板２２と、この傾斜表示板２２に組み込まれている２次元角度センサ２３と、２次元角度センサ２３によって測定された傾斜表示板２２の２軸方向の傾斜角度に基づき測定対象の球体の直径のバラツキ、および、平均高さの変化を検出する演算装置２４と、選別対象の球体ａ（ｎ）（ｎ=１，２，３・・・）を測定位置を経由するｘ方向の移動経路に沿って移動させる移動ステージ２５とを有している。
【００４８】
移動ステージ２５には、選別対象の球体ａ（ｎ）を載せるための基準面を規定している直線状のＶ溝２６が形成されている。このＶ溝２６には相互に接した状態で多数個の球体ａ（ｎ）が直線状に並べられている。
【００４９】
傾斜表示板２２は、移動ステージ２５による球体の移動経路上に位置する先端部の裏面２２ａに、隣接配置されている２個の球体の頂点に点接触可能な一対の突起２２ｄが取り付けられている。また、傾斜表示板２２の後端部の裏面は、例えば球面軸受け２７によって支持されている。この球面軸受け２７による支持点の高さは既知である。
【００５０】
この構成の寸法選別装置２１では、移動ステージ２５をｘ方向に間欠的に一定の送りピッチで送りながら、順次に、２個の球体に傾斜表示板２２の突起２２ｄを接触させ、これら２個の球体の高さの差、および、２個の球体の平均高さの変化を測定する。
【００５１】
なお、２つの測定点の高さの差のみを検出する場合には、傾斜角度表示板２２は図において矢印２８で示すピッチング方向のみ自由度を持つ状態に支持すればよく、角度センサ２３もピッチング方向の角度のみを検出できる１次元角度センサでよい。
【００５２】
また、球体を支持するＶ溝２６の端と中間の数箇所に寸法が既知の球体、あるいは、基準となる頂点高さを表す寸法基準点を設けて、偶然誤差の累積を修正できるようにしてもよい。
【００５３】
さらに、一定の間隔で測定対象の球体を複数個保持した保持具を移動ステージ２５のＶ溝２６に着脱可能に取り付けるようにしてもよい。
【００５４】
さらには、図６に示すように、測定対象の球体を円周方向に一定の間隔で配置しておき、この中心回りに、傾斜表示体を相対回転させて、隣接球体の高低差を順次検出することも可能である。なお、図６においては図５における各部分に対応する部位には同一の符号を付してある。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明を適用した実施の形態１に係る相対高さ検出装置の説明図である。
【図２】図１の相対高さ検出装置の変形例を示す説明図である。
【図３】図１の相対高さ検出装置の変形例を示す説明図である。
【図４】本発明を適用した実施の形態２に係る相対高さ検出装置の説明図である。
【図５】本発明を適用した実施の形態３に係る相対高さ検出装置の説明図である。
【図６】図５の相対高さ検出装置の変形例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００５６】
１、１１、２１ 相対高さ検出装置
２、２Ａ、１２、２２ 傾斜表示板
２ａ、１２ａ、２２ａ 裏面
２ｂ 表面
２ｃ 軸線
２ｄ 部材
３、３Ａ、１３、２３ 角度センサ
４、４Ａ、１４、２４ 演算装置
５、１５、２５ 試料台
５ａ、１５ａ、 基準面
６ 球体
７ 半球体
８ 四角錐
２２ｄ 突起
２６ Ｖ溝
２７ 球面軸受け
Ａ 第１測定点
Ｂ 第２測定点
Ｃ 第３測定点（支持点）
ａ、ｂ 球体
ｃ 円柱体（円筒体）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定用の基準面と、
この基準面から突出している定まった間隔にある第１測定点および第２測定点に点接触させると、これら２つの測定点の高さの差による傾斜を表すことのできる傾斜表示体と、
この傾斜表示体の前記基準面に対する傾斜角度を測定する角度測定手段と、
測定した前記傾斜角度に基づき、前記２つの測定点の相対高さを検出する検出手段とを有している相対高さ検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の相対高さ検出装置において、
前記傾斜表示体は、前記第１測定点および前記第２測定点を含む前記基準面に直交する直交面上において、これら第１および第２測定点を結ぶ直線の前記基準面に対する傾斜角度を表すことを特徴とする相対高さ検出装置。
【請求項３】
請求項１に記載の相対高さ検出装置において、
前記基準面から突出している支持点を有し、
この支持点は、前記第１および第２測定点に対して直線状に並ぶことの無い位置に配置されており、
前記傾斜表示体は、前記第１および第２測定点と前記支持点の３点に点接触させると、これら３つの点の高さの差による２方向の傾斜を表し、
前記角度測定手段は、前記傾斜表示体の前記基準面に対する２方向の傾斜角度を測定し、
前記検出手段は、測定した２方向の前記傾斜角度に基づき、前記第１および第２測定点の高低差と、当該第１および第２測定点の前記基準面からの平均高さを検出することを特徴とする相対高さ検出装置。
【請求項４】
請求項３に記載の相対高さ検出装置において、
前記傾斜表示体は、前記第１測定点、前記第２測定点および前記支持点の３点によって規定される平面の前記基準面に対する傾斜を表すことを特徴とする相対高さ検出装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のうちのいずれかの項に記載の相対高さ検出装置において、
前記第１測定点および前記第２測定点は、前記基準面に一定間隔で載せた第１測定対象物および第２測定対象物の頂点であることを特徴とする相対高さ検出装置。
【請求項６】
請求項５に記載の相対高さ検出装置において、
多数個の測定対象物を既知の間隔で前記基準面上に支持する試料台と、
この試料台に支持されている前記測定対象物の頂点が順次に前記第１測定点および前記第２測定点に位置するように、前記測定対象物および前記傾斜表示体を相対移動させる移動手段とを有していることを特徴とする相対高さ検出装置。
【請求項７】
請求項５または６に記載の相対高さ検出装置において、
前記測定対象物は、球体、または、前記基準面に横置き状態で載せた円柱体あるいは円筒体であることを特徴とする相対高さ検出装置。
【請求項８】
請求項５または６に記載の相対高さ検出装置において、
前記測定対象物は、軸受けの転動体であることを特徴とする相対高さ検出装置。
【請求項９】
請求項１ないし４のうちのいずれかの項に記載の相対高さ検出装置において、
前記第１測定点および前記第２測定点は、同一の測定対象物における２点であることを特徴とする相対高さ検出装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の相対高さ検出装置において、
前記測定対象物は、前記基準面に横置き状態で載せた円柱体あるいは円筒体であることを特徴とする相対高さ検出装置。
【請求項１１】
測定用の基準面と、
この基準面から突出している定まった間隔にある第１測定点、第２測定点および第３測定点に点接触させると、これら３つの測定点の高さの違いによる２方向の傾斜を表すことのできる傾斜表示体と、
この傾斜表示体の前記基準面に対する２方向の傾斜角度を測定する角度測定手段と、
測定した前記２方向の傾斜角度に基づき、前記３つの測定点の相対高さを検出する検出手段とを有している相対高さ検出装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の相対高さ検出装置において、
前記傾斜表示体は、前記第１測定点、前記第２測定点および前記第３測定点の３点によって規定される平面の前記基準面に対する傾斜を表すことを特徴とする相対高さ検出装置。
【請求項１３】
請求項１１または１２に記載の相対高さ検出装置において、
前記第１、第２および第３測定点は、前記基準面に一定間隔で載せた第１、第２および第３測定対象物の各頂点であることを特徴とする相対高さ検出装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載の相対高さ検出装置において、
前記測定対象物は球体であることを特徴とする相対高さ検出装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載の相対高さ検出装置において、
前記測定対象物は、軸受けの転動体であることを特徴とする相対高さ検出装置。
【請求項１６】
請求項１１または１２に記載の相対高さ検出装置において、
前記第１測定点、前記第２測定点および第３測定点は、機械部品などの同一測定対象物における３点であることを特徴とする相対高さ検出装置。
【請求項１】
測定用の基準面と、
この基準面から突出している定まった間隔にある第１測定点および第２測定点に点接触させると、これら２つの測定点の高さの差による傾斜を表すことのできる傾斜表示体と、
この傾斜表示体の前記基準面に対する傾斜角度を測定する角度測定手段と、
測定した前記傾斜角度に基づき、前記２つの測定点の相対高さを検出する検出手段とを有している相対高さ検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の相対高さ検出装置において、
前記傾斜表示体は、前記第１測定点および前記第２測定点を含む前記基準面に直交する直交面上において、これら第１および第２測定点を結ぶ直線の前記基準面に対する傾斜角度を表すことを特徴とする相対高さ検出装置。
【請求項３】
請求項１に記載の相対高さ検出装置において、
前記基準面から突出している支持点を有し、
この支持点は、前記第１および第２測定点に対して直線状に並ぶことの無い位置に配置されており、
前記傾斜表示体は、前記第１および第２測定点と前記支持点の３点に点接触させると、これら３つの点の高さの差による２方向の傾斜を表し、
前記角度測定手段は、前記傾斜表示体の前記基準面に対する２方向の傾斜角度を測定し、
前記検出手段は、測定した２方向の前記傾斜角度に基づき、前記第１および第２測定点の高低差と、当該第１および第２測定点の前記基準面からの平均高さを検出することを特徴とする相対高さ検出装置。
【請求項４】
請求項３に記載の相対高さ検出装置において、
前記傾斜表示体は、前記第１測定点、前記第２測定点および前記支持点の３点によって規定される平面の前記基準面に対する傾斜を表すことを特徴とする相対高さ検出装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のうちのいずれかの項に記載の相対高さ検出装置において、
前記第１測定点および前記第２測定点は、前記基準面に一定間隔で載せた第１測定対象物および第２測定対象物の頂点であることを特徴とする相対高さ検出装置。
【請求項６】
請求項５に記載の相対高さ検出装置において、
多数個の測定対象物を既知の間隔で前記基準面上に支持する試料台と、
この試料台に支持されている前記測定対象物の頂点が順次に前記第１測定点および前記第２測定点に位置するように、前記測定対象物および前記傾斜表示体を相対移動させる移動手段とを有していることを特徴とする相対高さ検出装置。
【請求項７】
請求項５または６に記載の相対高さ検出装置において、
前記測定対象物は、球体、または、前記基準面に横置き状態で載せた円柱体あるいは円筒体であることを特徴とする相対高さ検出装置。
【請求項８】
請求項５または６に記載の相対高さ検出装置において、
前記測定対象物は、軸受けの転動体であることを特徴とする相対高さ検出装置。
【請求項９】
請求項１ないし４のうちのいずれかの項に記載の相対高さ検出装置において、
前記第１測定点および前記第２測定点は、同一の測定対象物における２点であることを特徴とする相対高さ検出装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の相対高さ検出装置において、
前記測定対象物は、前記基準面に横置き状態で載せた円柱体あるいは円筒体であることを特徴とする相対高さ検出装置。
【請求項１１】
測定用の基準面と、
この基準面から突出している定まった間隔にある第１測定点、第２測定点および第３測定点に点接触させると、これら３つの測定点の高さの違いによる２方向の傾斜を表すことのできる傾斜表示体と、
この傾斜表示体の前記基準面に対する２方向の傾斜角度を測定する角度測定手段と、
測定した前記２方向の傾斜角度に基づき、前記３つの測定点の相対高さを検出する検出手段とを有している相対高さ検出装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の相対高さ検出装置において、
前記傾斜表示体は、前記第１測定点、前記第２測定点および前記第３測定点の３点によって規定される平面の前記基準面に対する傾斜を表すことを特徴とする相対高さ検出装置。
【請求項１３】
請求項１１または１２に記載の相対高さ検出装置において、
前記第１、第２および第３測定点は、前記基準面に一定間隔で載せた第１、第２および第３測定対象物の各頂点であることを特徴とする相対高さ検出装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載の相対高さ検出装置において、
前記測定対象物は球体であることを特徴とする相対高さ検出装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載の相対高さ検出装置において、
前記測定対象物は、軸受けの転動体であることを特徴とする相対高さ検出装置。
【請求項１６】
請求項１１または１２に記載の相対高さ検出装置において、
前記第１測定点、前記第２測定点および第３測定点は、機械部品などの同一測定対象物における３点であることを特徴とする相対高さ検出装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００９−９８０９２（Ｐ２００９−９８０９２Ａ）
【公開日】平成２１年５月７日（２００９．５．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２７２２９６（Ｐ２００７−２７２２９６）
【出願日】平成１９年１０月１９日（２００７．１０．１９）
【出願人】（３９００４００５１）株式会社ハーモニック・ドライブ・システムズ (91)
【出願人】（５９１２３８９８１）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年５月７日（２００９．５．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１０月１９日（２００７．１０．１９）
【出願人】（３９００４００５１）株式会社ハーモニック・ドライブ・システムズ (91)
【出願人】（５９１２３８９８１）
【Ｆターム（参考）】
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