JP2000018907A - ガイド付き寸法測定器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 広範囲の直径に対応可能な手動操作用ガイド
付き寸法測定器の実現。 【解決手段】 被測定物の表面に接触する測子31a,31b
を有し、支点33a で回転可能に支持された少なくとも１
組の測定用アーム32a,32b と、各測定用アームの測子を
それぞれ被測定物の表面に接触するように付勢する付勢
手段38a と、各測定用アームの回転に伴う変位を検出す
る変位検出手段34a,35a と、支点33a で回転可能に支持
された複数のガイド部材を有し、複数のガイド部材のう
ち測定用アームに対応するガイド部材41a,41b の回転方
向は、対応する測定用アーム32a,32b の回転方向と同じ
であるガイド手段と、手動操作に応じて、複数のガイド
部材41a,41b の位置を開閉する開閉手段43a,44-48 とを
備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、円筒穴、円柱、球
などの直径を測定するコラムゲージと呼ばれるガイド付
き寸法測定器に関し、特に手動操作で測定できる径の範
囲を広くしたガイド付き寸法測定器に関する。

【０００２】

【従来の技術】円柱の直径や円筒穴の直径を測定するに
は、２個の測子を有し、それぞれの測子の変位を検出す
る検出器を有する寸法測定器を使用する。被測定物（ワ
ーク）の測定部分に接触する測子は、例えば、支点で回
転可能に支持された測定用アームの一方の先端付近に設
けられ、他端の変位が電気マイクロメータやリニアセン
サ等の検出器で測定される。２本の測定用アームは、２
個の測子が同一平面内を変位するように配置されてお
り、直径を測定する場合には、２個の測子を直径に相当
する部分に接触させ、その時の検出器の出力の和が直径
に相当する。得られる検出結果は相対値なので、通常は
直径が精密に測定されているマスタワークを測定し、そ
の時の検出結果とマスタワークの直径を対応させて較正
するキャリブレーションと呼ばれる処理をあらかじめ行
った上で測定を行う。上記のような寸法測定器のうち、
外径を測定するものをキャリパゲージと、内径を測定す
るものをプラグゲージと呼んでいる。

【０００３】直径を測定する場合、２個の測子が接触す
るワークの位置が、円柱又は円筒穴の中心を通る直線上
にあることが必要であり、この直線からずれると検出さ
れる直径値が徐々に減少する。そこで、上記のような寸
法測定器では、測定用アームの周囲にガイド部材を設け
て、手動操作でも測子が直径部分に接触して正確な測定
が行えるようにしている。

【０００４】図１は、内径を測定するプラグゲージの従
来例の構造を示す図であり、図２は外径を測定するキャ
リパゲージの従来例の構造を示す図である。図１の従来
例では、一方の測定用アームは部材２２ａと２４ａで構
成され、支点２３ａを中心として回転可能に支持されて
いる。測定用アームの先端付近に測子２１ａが設けられ
ており、他方の先端部２４ａの変位をリニアセンサなど
の変位検出器２６ａで検出する。ここでは、変位検出器
２６ａの変位部材２５ａが他方の先端部２４ａに接触し
ており、測子２１ａの接触位置が変位すると他方の先端
部２４ａが変位するので、それに応じて変位部材２５ａ
が変位するので、変位検出器２６ａが変位量を検出す
る。支点２３ａは筐体１２に固定されており、一方の測
定用アームは筐体１２に固定されたばね２８ａで測子２
１ａが外側に広がるように付勢されている。図示は省略
してあるが、部材２２ｂで構成される他方の測定用アー
ムについても同様の機構が設けられており、一方の先端
部に設けられた測子２１ｂの変位が検出できるようにな
っている。なお、２本の測定用アームは、寸法測定器の
中心を通る軸に対して、ほぼ対称に設けられており、測
子２１ａと２１ｂは、この軸で分けられる同じ平面内の
両側の部分を変位するようになっている。ここでは、こ
の仮想の軸をアーム軸と呼ぶこととする。また、ここで
は測定用アームが２本の例を示したが、４本などの場合
もあり得る。

【０００５】参照番号１１は円筒状のガイド部材で、測
子２１ａと２１ｂが通る穴を有し、その先端はテーパ状
になっており、筐体１２に取り付けられるようになって
いる。測子２１ａと２１ｂの先端は、付勢された状態で
はガイド部材の穴から少し突き出ている。このガイド部
材１１及び測定用アームの部材２２ａと２２ｂは、測定
する穴の直径に合わせて作られており、ガイド部材の部
分を測定する穴に挿入すると、測子２１ａと２１ｂの先
端が穴の表面に接触して測定が行える。従って、異なる
直径であればガイド部材や測定用アームの形状が異な
り、異なる直径を測定する場合には別のガイド部材や測
定用アームを取り付けるか別の寸法測定器を用意する必
要がある。

【０００６】図２に示したキャリパゲージの従来例で
は、測定用アーム５２ａは、支点５３ａで回転可能に支
持され、バネ５６ａで付勢されている。測定用アーム５
２ａには鉄心５４ａが取り付けられており、筐体５０に
固定された差動トランス５５ａ内の鉄心５４ａの位置に
応じて差動トランス５５ａの出力が変化するので、測定
用アーム５２ａの変位が検出できる。参照番号５７は、
測子５１ａと５１ｂが被測定物（ワーク）１００の直径
部分に接触するように位置決めするためのタペットと呼
ばれる部材である。また、筐体５０の先端部は、図示の
ように、測子５１ａと５１ｂが通る穴を有し、その先端
はテーパ状になっており、ガイド部材として働く。従っ
て、図２に示したキャリパゲージの従来例は、ガイド部
材や測定用アームは交換できず、タペット５７の位置も
固定であり、所定の直径値専用である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】図１及び図２に示した
ように、従来のガイド付き寸法測定器は、所定の直径値
専用であり、異なる直径を測定する場合には別のガイド
部材や測定用アームを取り付けるか別の寸法測定器を用
意する必要があった。しかし、測定する直径に応じて別
のガイド部材や測定用アームを取り付けたり別の寸法測
定器を用意するのは煩雑であり、必要な費用も大きくな
るという問題を生じる。そのため、各種の直径を測定で
きるプラグゲージやキャリパゲージなどのガイド付き寸
法測定器が望まれていた。

【０００８】本出願人は、特願平１０−３２１２号及び
特願平１０−３２４１号で、ガイドの直径を可変にした
ガイド付き寸法測定器及びそれを使用した寸法測定方法
を開示している。このガイド付き寸法測定器は、自動測
定ラインで使用するのに適したもので、外部信号により
駆動源を制御して各種の直径を自動測定するのに使用す
る測定器である。そのため、このガイド付き寸法測定器
は、モータなどの駆動源を有し、ある程度構造が複雑に
なるのが避けられない。そのため、その構成を、手動操
作により直径を測定する上記のガイド付き寸法測定器に
適用するには問題があった。

【０００９】本発明は、このような問題を解決するため
のもので、広範囲の直径に対応可能な、手動操作により
直径を測定するガイド付き寸法測定器の実現を目的とす
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明のガイド付き寸法
測定器は、上記目的を実現するため、ガイド部材の位置
を測定する直径に応じて手動により可変にすることを特
徴とする。すなわち、本発明のガイド付き寸法測定器
は、被測定物の表面に接触する測子を有し、支点で回転
可能に支持された少なくとも１組の測定用アームと、各
測定用アームの測子をそれぞれ被測定物の表面に接触す
るように付勢する付勢手段と、各測定用アームの回転に
伴う変位を検出する変位検出手段と、支点で回転可能に
支持された複数のガイド部材を有し複数のガイド部材の
うち測定用アームに対応するガイド部材の回転方向は対
応する測定用アームの回転方向と同じであるガイド手段
と、手動操作に応じて、複数のガイド部材の位置を開閉
する開閉手段とを備えることを特徴とする。

【００１１】本発明のガイド付き寸法測定器は、手動操
作により複数のガイド部材の位置を開閉することができ
るので、手動操作により直径を測定するガイド付き寸法
測定器において、簡単な機構で広範囲の直径に対応可能
になる。測定圧を一定にするには、付勢手段は、測定用
アームに対応するガイド部材に基点を有することが望ま
しい。

【００１２】測定用アームに対応するガイド部材の回転
支点を、対応する測定用アームの回転支点とそれぞれ同
軸であるようにすれば、構造が簡単になる。

【００１３】

【発明の実施の形態】図３は、本発明の第１実施例のガ
イド付き寸法測定器の構造を示す図である。第１実施例
は、内径を測定するプラグゲージに本発明を適用した実
施例である。第１実施例では、測定用アームは２本であ
る。第１の測定用アーム３２ａは、筐体４０に固定され
た支点３３ａで回転可能に支持されており、一方の先端
部には測子３１ａが設けられている。第１の測定用アー
ム３２ａには鉄心３４ａが取り付けられている。鉄心３
４ａは、筐体４０に固定された差動トランス３５ａ内に
位置し、その位置に応じて差動トランス３５ａの出力が
変化するので、鉄心３４ａすなわち第１の測定用アーム
３２ａの変位が検出できるようになっている。第１の測
定用アーム３２ａは、後述するガイド部材４１ａに固定
された測定用ばね３８ａで測子３１ａが外側に広がるよ
うに付勢されている。第２の測定用アーム３２ｂについ
ても同様の機構が設けられており、一方の先端部に設け
られた測子３１ｂの変位が検出できるようになってい
る。なお、第１及び第２の測定用アーム３２ａ、３２ｂ
は、寸法測定器の中心を通る仮想のアーム軸に対して、
ほぼ対称に設けられており、測子３１ａと３１ｂは、こ
のアーム軸を含む同じ平面内を変位するようになってい
る。

【００１４】図では２本のみ示しているが、ガイド部材
は４本設けられており、それぞれ９０°ずつ異なる方向
に回転可能に支持されており、４本のガイド部材のうち
の対向する２本のガイド部材４１ａと４１ｂが、第１及
び第２の測定用アームと同じ平面内を変位する。図示の
ように、ガイド部材４１ａは、第１の測定用アーム３２
ａの支点３３ａと同軸上に配置された別の支点で回転可
能に支持されており、ガイド部材４１ｂも同様に第２の
測定用アーム３２ｂと同じ支点３３ｂで回転可能に支持
されている。ガイド部材４１ａと４１ｂは、測子３１ａ
と３１ｂが通る穴を有する。４本のガイド部材の先端は
テーパ状になっている。

【００１５】ガイド部材４１ａにはピン４３ａが設けら
れている。ガイド部材４１ａは、筐体４０に設けたガイ
ド用ばね４２ａにより付勢されているので、ピン４３ａ
がガイド開閉テーパ駒４５のテーパ部分に押し当てられ
る。ガイド開閉テーパ駒４５は、送りねじ４４に係合さ
れており、送りねじ４４が回転すると回り止め４６によ
り回転せずに送りねじ４４の軸方向に移動する。送りね
じ４４は、筐体４０に回転可能に支持された軸４７の先
端に設けられており、軸４７に取り付けられたガイド開
閉つまみ４８を回転することにより回転する。従って、
ガイド開閉つまみ４８を回転することによりガイド開閉
テーパ駒４５が移動し、その移動に応じてピン４３ａが
ガイド開閉テーパ駒４５と接触する高さ位置が変化し、
これに応じてガイド部材４１ａの回転位置が変化する。
他の３本のガイド部材も同様の機構を有し、ガイド開閉
テーパ駒４５の移動に応じてガイド部材の支点を中心と
した回転位置が変化する。４本のガイド部材の回転位置
が変化すると、これらのガイド部材の先端部のなす円の
直径が変化する。

【００１６】図示のように、第１の測定用アーム３２ａ
は、一端がガイド部材４１ａに係合された測定用ばね３
８ａで、測子３１ａが外側に広がるように付勢されてい
る。従って、測子３１ａが測定面に接触する測定圧は、
測定用ばね３８ａの力で決定される。ガイド部材４１ａ
の回転位置が変化すると、測定用アーム３２ａも同じよ
うに外側に広がる。従って、ガイド部材４１ａの回転位
置を測定する直径に応じて適当に設定すれば、具体的に
は、４本のガイド部材の先端部のなす円の直径が、測定
する直径より所定量小さくなるように設定すれば、常に
一定の測定圧が得られる。これは第２の測定用アーム３
２ｂについても同様である。

【００１７】第１実施例の寸法測定器を使用して内径を
測定する時には、まずガイド開閉つまみ４８を回転し
て、４本のガイド部材の先端部のなす円の直径が、測定
する直径より所定量小さくなるように設定する。次に、
ガイド部材の先端部をマスタ穴に挿入し、２個の差動ト
ランスの和を基準値として記憶する。これがキャリブレ
ーションである。以下、ガイド部材の先端部を測定対象
の穴に挿入し、２個の差動トランスの和の基準値との差
を検出する。これが、直径に対応する。

【００１８】なお、第１実施例のプラグゲージでは、ガ
イド部材の先端部及び測定用アームの先端部は交換でき
ないが、図１に示したように、ガイド部材の先端部及び
測定用アームの先端部を交換可能にしてもよい。その場
合には、段階的な直径値に対してガイド部材の先端部及
び測定用アームの先端部の組を用意するだけで、その間
の直径値については、ガイド部材の位置を調整するだけ
で連続的に測定を行える。

【００１９】図４は、本発明の第２実施例のガイド付き
寸法測定器の構造を示す図である。第２実施例は、外径
を測定するキャリパゲージに本発明を適用した実施例で
ある。第２実施例は、内径と外径の違いはあるが、ガイ
ド部材を回転する機構などは第１実施例と同じであるの
で、これらについての詳しい説明は省略する。第２実施
例が第１実施例と異なる点は、変位検出器としてリニア
センサ６６ａを使用している点と、タペット６７であ
る。以下、タペット６７を移動させる機構について説明
する。

【００２０】測定する外径値が変化した場合には、タペ
ット６７の位置も同様に変化させる必要がある。タペッ
ト６７は軸７８の先端に設けられている。軸７８にはね
じが設けられており、ガイド開閉テーパ駒７５の送りね
じ７４の内部に設けられたねじ穴を貫通するように係合
されている。軸７８の他方の端にはタペット操作つまみ
８０が取り付けられている。従って、タペット操作つま
み８０を回転することにより、軸７８が移動してタペッ
ト６７の位置が変化する。

【００２１】測定を行う場合には、ガイド開閉つまみ７
９を回転して、４本のガイド部材の先端部のなす円の直
径が、測定する直径より所定量小さくなるように設定す
ると共に、タペット操作つまみ８０を回転してタペット
６７の位置を設定した後、測定を行う。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
手動操作により外径や内径を測定する寸法測定器で広範
囲の直径に対応可能になるため、測定する直径毎に測定
器を用意する必要がなく、測定に要するコストを低減で
きる。また、異なる直径を有する被測定物を測定する場
合においても、常に一定の測定圧で測定を行うことが可
能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】手動操作によるガイド付き寸法測定器の従来例
（プラグゲージ）の構造を示す図である。

【図２】手動操作によるガイド付き寸法測定器の従来例
（キャリパゲージ）の構造を示す図である。

【図３】本発明の第１実施例のガイド付き寸法測定器
（プラグゲージ）の構造を示す図である。

【図４】本発明の第２実施例のガイド付き寸法測定器
（キャリパゲージ）の構造を示す図である。

【符号の説明】

４１ａ、４２ｂ、７１ａ、７２ｂ…ガイド部材 ３１ａ、３１ｂ、６１ａ、６１ｂ…測子 ３２ａ、３２ｂ、６２ａ、６２ｂ…測定用アーム ３３ａ、６３ａ…支点 ３４ａ…鉄心 ３５ｂ…差動トランス ３８ａ、６８ａ…付勢手段（測定用ばね） ４２ａ、７２ａ…ガイド用ばね

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F061 AA24 AA25 BB05 FF07 FF36 FF73 GG04 GG05 GG08 HH06 HH42 HH54 HH93 TT06 TT10 2F063 AA19 AA20 BC04 BC07 CA10 DA02 DA04 GA15 2F069 AA39 AA40 DD20 GG01 GG06 HH05 LL02 LL07

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被測定物の表面に接触する測子を有し、
   支点で回転可能に支持された少なくとも１組の測定用ア
   ームと、 各測定用アームの前記測子をそれぞれ前記被測定物の表
   面に接触するように付勢する付勢手段と、 各測定用アームの回転に伴う変位を検出する変位検出手
   段と、 支点で回転可能に支持された複数のガイド部材を有し、
   該複数のガイド部材のうち前記測定用アームに対応する
   ガイド部材の回転方向は、対応する前記測定用アームの
   回転方向と同じであるガイド手段と、 手動操作に応じて、前記複数のガイド部材の位置を開閉
   する開閉手段とを備えることを特徴とするガイド付き寸
   法測定器。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のガイド付き寸法測定器
   であって、 前記付勢手段は、前記測定用アームに対応するガイド部
   材に基点を有するガイド付き寸法測定器。
3. 【請求項３】 請求項１又は２に記載のガイド付き寸法
   測定器であって、 前記測定用アームに対応するガイド部材の回転支点は、
   対応する前記測定用アームの回転支点とそれぞれ同軸で
   あるガイド付き寸法測定器。