JP2016053524A - Device and method for measuring surface roughness of raceway in rolling bearing - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、転がり軸受における軌道の表面粗さ測定装置及び方法に関する。 The present invention relates to an apparatus and a method for measuring the surface roughness of a raceway in a rolling bearing.
各種回転軸を支持する転がり軸受として、内輪及び外輪と、これらの間に転動可能に設けられた複数の転動体とを備えたものがある。内輪及び外輪には、転動体が転動する軌道が形成されている。この軌道は、研削加工されたのちに超仕上げ等の研磨工程を経ることによって所定の表面粗さに仕上げられ、転動体の円滑な転動を実現している(例えば、特許文献1参照)。 Some rolling bearings that support various rotating shafts include an inner ring and an outer ring, and a plurality of rolling elements provided between them for rolling. The inner ring and the outer ring are formed with tracks on which the rolling elements roll. The track is ground and finished to a predetermined surface roughness through a polishing process such as super-finishing, thereby realizing smooth rolling of the rolling element (see, for example, Patent Document 1).
また、軌道の研磨状態を把握するため、軌道の表面粗さを測定することも行われている。なお、下記特許文献2〜4には、一般的な表面粗さの測定装置が開示されている。
In addition, in order to grasp the polished state of the track, the surface roughness of the track is also measured. The following
従来、軌道の表面粗さを測定する方法として、軌道に接触させたスタイラス(探針)を軸方向に移動させて走査する方法がある。例えば、外輪の軌道の表面粗さを測定する場合、図5に示すように、支持台123上の外輪11の軌道12にスタイラス131を接触させ、支持台123を周方向に所定の送りピッチ(例えば、0.1°)で間欠的に回転させながら、スタイラス131を外輪11の軸方向(上下方向)に移動させる動作を繰り返し行う。これにより、図6に矢印Sで示すように、周方向の複数個所において軌道12が走査され、全体的な表面粗さが測定される。
Conventionally, as a method for measuring the surface roughness of the track, there is a method of scanning by moving the stylus (probe) in contact with the track in the axial direction. For example, when measuring the surface roughness of the outer ring raceway, as shown in FIG. 5, the
しかし、軌道12には、研磨加工によって周方向及び軸方向に筋状の目(研磨目)13,14が形成されており、従来の測定方法では、図7に示すように、周方向に沿った研磨目13はスタイラス131によって走査することができるものの、軸方向に沿った研磨目14を走査するのが困難である。特に、1つの走査部分Sとこれに隣接する次の走査部分Sとの間には、送りピッチPに相当する間隔が生じ、この間隔に位置する研磨目14を走査することができない。したがって、軌道12全体の表面粗さを精度よく測定するのが困難である。
However, the
本発明は、以上の実情に鑑み、軌道の表面粗さの測定精度を高めることができる転がり軸受における軌道の表面粗さ測定装置及び方法を提供することを目的とする。 In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide an apparatus and a method for measuring the surface roughness of a raceway in a rolling bearing capable of increasing the measurement accuracy of the surface roughness of the raceway.
本発明は、転がり軸受の軌道輪に形成された軌道の表面粗さを測定する装置であって、前記軌道の表面粗さに応じた検出信号を出力する検出部と、前記検出部を、所定の走査方向に移動させる第1駆動部と、前記検出部を、所定の送りピッチで前記軌道輪に対して周方向に間欠的に相対回転させる第2駆動部とを備え、前記走査方向が、軌道の研磨方向に対して傾斜した方向に設定されていることを特徴とする。 The present invention is an apparatus for measuring the surface roughness of a raceway formed on a bearing ring of a rolling bearing, the detection unit outputting a detection signal corresponding to the surface roughness of the raceway, and the detection unit comprising a predetermined A first drive unit that moves in the scanning direction, and a second drive unit that intermittently relatively rotates the detection unit in the circumferential direction with respect to the raceway at a predetermined feed pitch, and the scanning direction includes: It is set in a direction inclined with respect to the polishing direction of the track.
この構成によれば、検出部による軌道の走査方向が軌道の研磨方向に対して傾斜しているので、検出部によって軌道輪の周方向及び軸方向に沿って形成された研磨目を横切るように走査することが可能となり、走査されない研磨目を可及的に少なくし、表面粗さの測定精度を高めることができる。 According to this configuration, since the scanning direction of the track by the detection unit is inclined with respect to the polishing direction of the track, the detection unit crosses the polishing eye formed along the circumferential direction and the axial direction of the track ring. It is possible to perform scanning, and it is possible to reduce the number of polishing eyes that are not scanned as much as possible and to improve the measurement accuracy of the surface roughness.
前記検出部は、前記軌道に接触し、当該軌道の凹凸に応じて変位する探針を備えていることが好ましい。
例えば、玉軸受の軌道のように曲面形状に形成された軌道の表面粗さを測定する場合、検出部が非接触式のもの、例えば軌道の表面をカメラで撮影する形式のものは、検出部に対向する軌道の面の角度が走査位置によって変化し、表面粗さを均一に測定することが困難となる。本発明のように検出部が接触式の探針を備えている場合、軌道の凹凸を直接的に検出することができるので、より精度よく表面粗さを測定することが可能となる。
It is preferable that the detection unit includes a probe that contacts the track and is displaced according to the unevenness of the track.
For example, when measuring the surface roughness of a track formed in a curved surface like a ball bearing track, the detection unit is a non-contact type, for example, the type that photographs the surface of the track with a camera is the detection unit The angle of the surface of the orbit facing the surface changes depending on the scanning position, and it becomes difficult to measure the surface roughness uniformly. When the detection unit includes a contact-type probe as in the present invention, it is possible to directly detect the unevenness of the trajectory, so that the surface roughness can be measured with higher accuracy.
前記軌道輪が、その軸心を鉛直方向又は水平方向に向けた状態で支持されている場合、前記検出部は、その走査方向を鉛直方向又は水平方向に対して傾斜させるように配置されていることが好ましい。
また、前記検出部が、その走査方向を鉛直方向又は水平方向とするように配置されている場合、前記軌道輪は、その軸心を鉛直方向又は水平方向に対して傾斜させた状態で支持されていることが好ましい。
以上のような構成によって、検出部による走査方向を軌道の研磨方向に対して傾斜させることができる。
When the raceway is supported with its axis oriented in the vertical or horizontal direction, the detection unit is arranged to tilt the scanning direction with respect to the vertical or horizontal direction. It is preferable.
Further, when the detection unit is arranged so that the scanning direction is the vertical direction or the horizontal direction, the raceway is supported in a state where the axis is inclined with respect to the vertical direction or the horizontal direction. It is preferable.
With the configuration as described above, the scanning direction by the detection unit can be inclined with respect to the polishing direction of the track.
本発明は、転がり軸受の軌道輪に形成された軌道の表面粗さを測定する方法であって、前記軌道の表面粗さに応じた検出信号を出力する検出部によって、前記軌道の研磨方向に対して傾斜した方向に前記軌道を走査する走査工程と、前記走査工程と、その次の走査工程との間に、前記検出部を、所定の送りピッチで前記軌道輪に対して周方向に間欠的に相対回転させる送り工程と、を含むことが好ましい。 The present invention is a method for measuring the surface roughness of a raceway formed on a bearing ring of a rolling bearing, and in a polishing direction of the raceway by a detection unit that outputs a detection signal corresponding to the surface roughness of the raceway. Between the scanning step of scanning the track in a direction inclined with respect to the scanning step, the scanning step, and the next scanning step, the detection unit is intermittently moved in the circumferential direction with respect to the raceway at a predetermined feed pitch. And a feeding step of relatively rotating.
本発明によれば、軌道の表面粗さの測定精度を高めることができる。 According to the present invention, the measurement accuracy of the surface roughness of the track can be increased.
以下、添付図面を参照しつつ、本発明の表面粗さの測定装置の実施の形態を詳細に説明する。
図1は、本発明の第1実施形態に係る表面粗さの測定装置を示す概略構成図である。
測定装置10は、転がり軸受の軌道輪11に形成された軌道12を測定対象とするものである。特に、本実施形態では、深溝玉軸受の外輪11の内周面に形成された軌道12を測定対象とする。この軌道12は、略円弧状の曲面形状に形成されている。
Embodiments of a surface roughness measuring apparatus according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a surface roughness measuring apparatus according to a first embodiment of the present invention.
The
軌道12の表面は、粗仕上げ、中間仕上げ、精密仕上げ等の研磨加工を経て表面仕上げが施されている。この表面仕上げによって、軌道12の表面には筋状の目(研磨目)13,14が形成されている。本実施形態では、外輪11の周方向と軸方向とに沿ってそれぞれ研磨目13,14が形成されている。ただし、周方向及び軸方向の一方のみに研磨目が形成されていてもよい。
The surface of the
測定装置10は、検出部21、走査駆動部(第1駆動部)22、支持台23、及び回転駆動部(第2駆動部)24を備えている。
検出部21は、軌道12を走査することによって軌道12の表面粗さに応じた検出信号を出力するものである。
一方、走査駆動部22は、検出部21を所定の走査方向に移動させるものである。
The
The
On the other hand, the
より具体的には、検出部21は、スタイラス31(探針)と、アーム部32とを備えている。
スタイラス31は、軌道12の表面に接触することによって軌道12の凹凸に応じて、具体的には凹凸に追従して変位する。このスタイラス31の変位は、電気的な信号に変換され、この電気信号によって軌道12の表面粗さを測定することができる。
More specifically, the
The
アーム部32は、棒状に形成され、その先端部にスタイラス31が設けられている。アーム部32の基端部は、走査駆動部22に接続されている。
走査駆動部22は、アーム部32をその長手方向に往復移動させる。そして、このアーム部32の移動によって、スタイラス31が軌道12を走査するようになっている。
The
The
支持台23は、測定対象となる軌道12が形成された外輪11を下方から支持するものである。
具体的に、支持台23は、その上部に形成された載置面23aが水平に配置され、この載置面23aに外輪11を載置することができる。また、支持台23は、上下方向に沿った回転軸心Yを中心として回転自在に構成されている。外輪11は、その軸心を前記回転軸心Yに一致させた状態で載置面23a上に支持される。
The
Specifically, the
回転駆動部24は、例えば支持台23の下側に配置され、支持台23を回転軸心Y回りに回転駆動する。この支持台23の回転によって外輪11をその軸心回りに回転させることができる。
検出部21は、外輪11の軸心に対して傾斜した姿勢で設けられている。そのため、検出部21のスタイラス31は、外輪11の軸心に対して傾斜した方向に軌道12を走査する。軌道12の研磨目13,14は、外輪11の軸方向及び周方向に沿って形成されているので、スタイラス31の走査方向は、研磨目13,14に対して傾斜することになる。
The
The
図2は、軌道12の走査を説明する図である。図2においては、スタイラス31による軌道12の走査方向(走査部分)が矢印Sで示されている。図2に示すように、軌道12は、周方向複数個所において走査される。具体的に、スタイラス31は、走査駆動部22によって軌道12の軸方向幅にわたって移動することで軌道12を走査し、1箇所の走査が終了すると、回転駆動部24によって支持台23が所定の送りピッチPだけ回転する。その後、スタイラス31は、走査駆動部22によって再び軌道12の軸方向幅にわたって移動することで軌道12を走査する。
FIG. 2 is a diagram for explaining scanning of the
図3は、走査方向と研磨方向との関係を拡大して示す説明図である。
本実施形態では、スタイラス31の走査方向Sが、軌道12の研磨方向(研磨目13,14の方向)に対して傾斜している。そのため、スタイラス31による走査方向Sは、軸方向及び周方向の双方の研磨目13,14を横切っている。また、スタイラス31がすべての研磨目13,14を横切って走査するように、走査方向Sの傾斜角度θと送りピッチPとの関係が設定されている。これにより、すべての研磨目13,14がスタイラス31によって走査され、軌道12全体の研磨目13,14を考慮して表面粗さを測定することができ、測定精度を高めることができる。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing an enlarged relationship between the scanning direction and the polishing direction.
In the present embodiment, the scanning direction S of the
また、スタイラス31は、軌道12に直接的に接触して凹凸を検出するので、深溝玉軸受の軌道のように曲面形状に形成された軌道12を精度よく検出することができる。つまり、検出部が、軌道12の表面をカメラで撮影するような非接触式である場合、検出部に対向する軌道の面の角度が走査位置によって変化し、撮影領域も大きく変化するので、表面粗さを正確に測定することが困難となるが、本実施形態では接触式の検出部21を採用することでそのような不都合が生じ難くなっている。
In addition, since the
図4は、本発明の第2実施形態に係る表面粗さ測定装置を示す概略構成図である。
前述の第1の実施形態では、支持台23が水平に配置され、支持台23上の外輪11の軸心に対して検出部21が傾斜して配置されていた。本実施形態では、検出部21は上下方向に沿って配置され、これに対して支持台23が傾斜して配置されている。したがって、検出部21におけるスタイラス31の走査方向が、支持台23上の外輪11の軌道12の研磨方向に対して傾斜する関係となり、第1の実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing a surface roughness measuring apparatus according to the second embodiment of the present invention.
In the first embodiment described above, the
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内において適宜変更可能である。
例えば、上記実施形態の測定装置は、転がり軸受の外輪に形成された軌道を測定対象とする例を説明したが、内輪に形成された軌道を測定対象とするものであってもよい。
また、上記実施形態では、深溝玉軸受の軌道を測定対象としていたが、円筒ころ軸受、円すいころ軸受、自動調心ころ軸受、針状ころ軸受等の他の転がり軸受の軌道を測定対象としてもよい。また、スタイラスには傾斜角度を可変とする機構が設けられていてもよい。これにより研磨目に応じて傾斜角度を自在に調整することができる。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately changed within the scope of the invention described in the claims.
For example, the measurement apparatus of the above embodiment has been described with respect to an example in which the track formed on the outer ring of the rolling bearing is the measurement target, but the track formed on the inner ring may be the measurement target.
In the above embodiment, the track of the deep groove ball bearing is the object to be measured. Good. Further, the stylus may be provided with a mechanism that makes the inclination angle variable. Thereby, the inclination angle can be freely adjusted according to the polishing eye.
また、上記実施形態の検出部は、接触式のスタイラスを備えたものであったが、本発明の検出部は、非接触式であってもよい。
軌道輪は、その軸心を水平にした状態で支持されていてもよい。この場合、検出部による走査方向は、水平方向に対して傾斜した方向に設定すればよい。
また、上記実施形態では、所定の送りピッチで軌道輪を回転させることによって、スタイラスによる走査位置を移動させていたが、スタイラス自身を回転させることによって走査位置を移動させてもよい。
Moreover, although the detection part of the said embodiment was provided with the contact-type stylus, the non-contact type may be sufficient as the detection part of this invention.
The track ring may be supported in a state where its axis is horizontal. In this case, the scanning direction by the detection unit may be set to a direction inclined with respect to the horizontal direction.
In the above embodiment, the scanning position by the stylus is moved by rotating the raceway at a predetermined feed pitch. However, the scanning position may be moved by rotating the stylus itself.
10:測定装置、11:外輪(軌道輪)、12:軌道、13:研磨目、14:研磨目、21:検出部、22:走査駆動部(第1駆動部)、23:支持台、23a:載置面、24:回転駆動部(第2駆動部)、31:スタイラス(探針)、S:走査方向(走査部分)、Y:回転軸心、θ:傾斜角度 10: Measuring device, 11: Outer ring (track ring), 12: Track, 13: Polishing eye, 14: Polishing eye, 21: Detection part, 22: Scanning drive part (first driving part), 23: Support base, 23a : Placement surface, 24: rotation drive unit (second drive unit), 31: stylus (probe), S: scanning direction (scanning part), Y: rotation axis, θ: inclination angle
Claims (5)
前記軌道の表面粗さに応じた検出信号を出力する検出部と、
前記検出部を、所定の走査方向に移動させる第1駆動部と、
前記検出部を、所定の送りピッチで前記軌道輪に対して周方向に間欠的に相対回転させる第2駆動部とを備え、
前記走査方向が、前記軌道の研磨方向に対して傾斜した方向に設定されている、転がり軸受における軌道の表面粗さ測定装置。 An apparatus for measuring the surface roughness of a race formed on a bearing ring of a rolling bearing,
A detection unit that outputs a detection signal corresponding to the surface roughness of the trajectory;
A first drive unit that moves the detection unit in a predetermined scanning direction;
A second drive unit that intermittently rotates the detection unit in a circumferential direction with respect to the raceway at a predetermined feed pitch;
An apparatus for measuring a surface roughness of a raceway in a rolling bearing, wherein the scanning direction is set in a direction inclined with respect to a grinding direction of the raceway.
前記軌道の表面粗さに応じた検出信号を出力する検出部によって、前記軌道の研磨方向に対して傾斜した方向に前記軌道を走査する走査工程と、
前記走査工程と、その次の走査工程との間に、前記検出部を、所定の送りピッチで前記軌道輪に対して周方向に間欠的に相対回転させる送り工程と、を含む、転がり軸受における軌道の表面粗さ測定方法。 A method for measuring the surface roughness of a raceway formed on a bearing ring of a rolling bearing,
A scanning step of scanning the trajectory in a direction inclined with respect to the polishing direction of the trajectory by a detection unit that outputs a detection signal corresponding to the surface roughness of the trajectory;
In the rolling bearing, including a feeding step of intermittently rotating the detection unit in a circumferential direction with respect to the raceway at a predetermined feeding pitch between the scanning step and the next scanning step. Method for measuring surface roughness of orbit.
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