JP2007183145A - 筒状内径測定方法および筒状内径測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 非接触式であって、筒状部品の内径全体を走査して形状を測定することができる筒状内径測定方法および筒状内径測定装置を提供する。
【解決手段】 筒状内径部Ｗａを有する被測定物Ｗを保持して回転させる被測定物回転機構１１を設ける。光学式の変位計２およびその光軸Ｌ上であって前記被測定物Ｗの前記筒状内径部Ｗａに挿入される反射板３を有する光学式測定部１Ａを設ける。被測定物Ｗを前記光学式測定部１Ａに対して相対的に軸方向に移動させる軸方向移動機構９と、前記被測定物回転機構１１の回転位置を監視する回転位置監視手段１３と、前記軸方向移動機構９の軸方向位置を監視する軸方向位置監視手段１２とを設ける。これら監視した回転位置および軸方向位置と前記変位計２の測定データとを関連付けて保存する測定データ保存手段１４ｂを設ける。この筒状内径測定装置１により、回転方向連続走査あるいは軸方向連続走査を行い、筒状被測定物Ｗの内径全体を走査して形状を測定する。
【選択図】 図１

Description

この発明は、筒状部品の内径寸法あるいは内径形状を全周に渡り測定する方法とその装置に関する。

従来の筒状部品の筒状内径測定方法としては、接触式寸法測定機器による方法や、非接触の光学式変位測定機器による方法がある。前者は、接触式寸法測定機器の検出部を筒状内径部に挿入して内径面に接触させ直接内径の寸法を測定するものである。一方、後者は、光学式変位測定機器の光軸上に反射板を配置しかつ筒状内径部に挿入して光軸を屈曲させて測定するものである。前者の接触式測定方法の例としては、特許文献１ないし特許文献３に開示されたものが挙げられる。後者の非接触式測定方法の例としては、特許文献４ないし特許文献６に開示されたものが挙げられる。
特開平８−２９２０１０号公報 特開平９−３１１０３４号公報 特開２０００−１４６５０６号公報 特開平４−９５８０７号公報 特開平４−１６０３０３号公報 特開２００３−４２７２５号公報

しかし、上記のような従来の筒状内径測定方法における接触式の測定方法では、測定する筒状部形状の開口部が小さく奥行きが深い場合、触針の撓み等の影響で測定精度が悪化することがあった。また、接触式、非接触式に限らず、対象部品軸方向の１円周方向、または対象部品円周上の１軸方向を測定するのみであり、筒状内径全体を走査して形状を測定するものではなかった。

図５（Ａ）（Ｂ）および図６（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は、従来の非接触式筒状内径測定方法の原理を模式的に示すものであり、図５は円周方向の測定方法を、図６は軸方向の測定方法を示している。図５（Ａ）における筒状内径測定装置１００は、光学式変位計１０１と、この光学式変位計１０１の光軸上に配置される反射板１０２とよりなる。この筒状内径測定装置１００において、被測定物としての筒状ワークＷをその筒状内径部の中心回りに回転可能なチャックＣに固定し、筒状ワークＷの内径部に上記反射板１０２を挿入し、この反射板１０２による反射光軸を、軸方向位置監視基準点ＳＬから軸方向Ｚ０位置のワークＷの内径面における所望の円周方向測定位置（軸方向位置）ＭＬに合わせる。その上で、ワークＷを白抜矢示（回転駆動機構および角度監視機能部分を有していることを示す）１０３のように回転（θ０〜θｎ）させながら、光学式変位計１０１から投光される光線（レーザ光線）を反射板１０２で反射させて上記円周方向測定位置ＭＬに投光する。この円周方向測定位置ＭＬからの反射光を、反射板１０２を経て光学式変位計１０１に受光させ、この受光した反射光の変位を検出することによって、円周方向測定位置ＭＬにおける円周方向（θ０〜θｎ）の内径Ａ（Ａ０〜Ａｎ）を測定する。図５（Ｂ）は、円周方向測定位置（Ｚ０）ＭＬにおける円周方向回転角（θ０〜θｎ）での内径測定結果（Ａ０〜Ａｎ）を示す。

また、図６（Ａ）における筒状内径測定装置２００は、上記と同様の光学式変位計２０１と、この光学式変位計２０１の光軸上に配置される反射板２０２とよりなる。この筒状内径測定装置２００において、筒状ワークＷをチャックＣに固定し、筒状ワークＷの内径部に上記反射板２０２を挿入し、この反射板２０２による反射光軸を、ワークＷを下面視した図６（Ｂ）に示す円周方向角度監視原点ＳＲから円周方向θ０の位置のワークＷの内径面における所望の軸方向測定位置（円周方向角度）ＭＲに合わせる。その上で、光学式変位計２０１および反射板２０２を白抜矢示（軸方向駆動機構および位置監視機能部分を有していることを示す）２０３のように軸方向（Ｚ０〜Ｚｎ）に移動させながら、光学式変位計２０１から投光される光線（レーザ光線）を反射板２０２で反射させて上記軸方向測定位置ＭＲに投光する。この軸方向測定位置ＭＲからの反射光を、反射板２０２を経て光学式変位計２０１に受光させ、この受光した反射光の変位を検出することによって、軸方向測定位置ＭＲにおける軸方向（Ｚ０〜Ｚｎ）の内径Ａ（Ａ０〜Ａｎ）を測定する。図６（Ｃ）は、軸方向測定位置（θ０）ＭＲにおける軸方向位置（Ｚ０〜Ｚｎ）での内径測定結果（Ａ０〜Ａｎ）を示す。

上記の非接触式の筒状内径測定方法の説明で明らかなように、前者では、ワークＷの円周方向測定位置ＭＬにおける円周方向（θ０〜θｎ）の内径Ａ（Ａ０〜Ａｎ）のみが、後者では、軸方向測定位置ＭＲにおける軸方向（Ｚ０〜Ｚｎ）の内径Ａ（Ａ０〜Ａｎ）のみが測定され、いずれもワークＷの筒状内径全体を走査してその形状を測定するものではない。したがって、ワークＷの全体形状を的確に把握することができず、さらなる改良が望まれるところであった。

この発明の目的は、非接触式であって、筒状部品の内径全体を走査して形状を測定することができ、さらには、開口部が小さく奥行きが深い場合でも測定精度が悪化することがない筒状内径測定方法および筒状内径測定装置を提供することである。

この発明の第１の筒状内径測定方法は、光学式の変位計の光軸上に配置された反射板を、これら変位計および反射板を備える光学式測定部の被測定物に対する相対移動によって被測定物の筒状内径部に挿入し、被測定物の筒状内径面における軸方向測定基準位置を、前記変位計により前記反射板を介して光線を投光することで測定し、この軸方向の位置で被測定物を回転させて１回転分の変位計の測定データを被測定物の角度情報と共に保存し、被測定物に対して前記光学式測定部の軸方向位置を所定量移動させた状態で、前記１回転分の変位計の測定データを被測定物の角度情報と共に保存する処理を、前記筒状内径面の軸方向の所定範囲につき繰り返し、得られた総測定データから、測定対象項目に必要となるデータを抽出して筒状内径面の評価を行うことを特徴とする。

この方法によると、被測定物に対して光学式測定部の軸方向位置を所定量移動させる毎に被測定物を回転させ、この１回転分の変位計の測定データを被測定物の角度情報と共に保存する処理を、筒状内径面の軸方向の所定範囲につき繰り返す。このようにして得られた総測定データから、測定対象項目に必要となるデータを抽出して筒状内径面の評価を行うようにしているから、筒状部品の内径全体を走査することになり、筒状部品の内径寸法あるいは内径形状を全周に渡り測定することができ、全体形状の的確な情報を得ることができる。

この発明の第２の筒状内径測定方法は、光学式の変位計の光軸上に配置された反射板を、これら変位計および反射板を備える光学式測定部の被測定物に対する相対移動によって被測定物の筒状内径部に挿入し、被測定物の筒状内径面における回転方向測定基準位置を、前記変位計により前記反射板を介して光線を投光することで測定し、この回転方向の位置で前記光学式測定部を軸方向に所定範囲走査して得られた測定データを軸方向位置と共に保存し、被測定物を回転方向に所定量回転させた状態で、前記軸方向の所定範囲の走査分の変位計の測定データを被測定物の軸方向位置と共に保存する処理を、前記筒状内径面の１回転分につき繰り返し、得られた総測定データから、測定対象項目に必要となるデータを抽出して筒状内径面の評価を行うことを特徴とする。

この方法によると、被測定物を回転方向に所定量回転させる毎に、軸方向の所定範囲の走査分の変位計の測定データを被測定物の軸方向位置と共に保存する処理を、前記筒状内径面の１回転分につき繰り返す。このようにして得られた総測定データから、測定対象項目に必要となるデータを抽出して筒状内径面の評価を行うようにしているから、第１の発明と同様に、筒状部品の内径全体を走査することになり、筒状部品の内径寸法あるいは内径形状を全周に渡り測定することができ、全体形状の的確な情報を得ることができる。
これら第１および第２の筒状内径測定方法は、円周方向の測定を筒状内径部の全体に渡って行うか、軸方向の測定を筒状内径部の全体に渡って行うかの違いであって、両者とも筒状部品の筒状内径全体を走査することになる。

この発明の筒状内径測定装置は、筒状内径部を有する被測定物を保持して前記筒状内径部の中心回りに回転させる被測定物回転機構と、光学式の変位計およびこの変位計の光軸上に配置された反射板を有し前記反射板が前記被測定物の前記筒状内径部に挿入される光学式測定部と、前記被測定物回転機構に保持された被測定物を前記光学式測定部に対して相対的に軸方向に移動させる軸方向移動機構と、前記被測定物回転機構の回転位置を監視する回転位置監視手段と、前記軸方向移動機構の軸方向位置を監視する軸方向位置監視手段と、これら回転位置監視手段により監視した回転位置および軸方向位置検出手段で監視した軸方向位置と前記変位計の測定データとを関連付けて保存する測定データ保存手段とを備えることを特徴とする。

この発明の筒状内径測定装置によれば、筒状内径部を有する被測定物を保持してその中心回りに回転させる被測定物回転機構と、この被測定物回転機構に保持された被測定物を光学式測定部に対して相対的に軸方向に移動させる軸方向移動機構とを備え、さらに、回転位置監視手段、軸方向位置監視手段および測定データ保存手段を備えているから、上記第１の発明に係る回転方向連続走査方式および第２の発明に係る軸方向連続走査方式による筒状内径測定の実施が可能となる。そして、この回転方向連続走査および軸方向連続走査による測定データを総合評価することにより、一層精度の高い筒状内径測定結果が得られる。

この発明の筒状内径測定装置において、前記被測定物回転機構に保持された被測定物の外周面に対向して配置された外周振れ測定用の変位計と、この外周振れ測定用の変位計の測定値によって前記光学式測定部の測定値を補正する保持ずれ補正手段を設けても良い。 この構成によれば、被測定物の保持時のずれが外周振れ測定用の変位計によって測定され、この測定値に基づき補正手段によって保持時のずれが補正されるから、より精度の高い測定が可能となる。なお、ここでの外周振れ測定用の変位計としては、光学式はもとよりその他の公知の変位計が採用される。また、この外周振れ測定用の変位計は固定されていても良いし、被測定物に対する測定位置の軸方向移動に合わせて移動し、常に内径測定箇所の裏側を測定するようにしても良い。

この発明の筒状内径測定装置において、前記光学式測定部の前記変位計と反射板との間における投光側および受光側の光軸上に、変位計から投光された光線の角度を変えて反射板へ導く投光側光軸角度変更手段、および被測定物で反射してさらに反射板で反射した光線の角度を変えて前記変位計に導く受光側光軸角度変更手段を設けても良い。
この構成によれば、光学式変位計の投光・受光側各光軸上に投光側光軸角度変更手段および受光側光軸角度変更手段を設けることにより、光軸幅を絞ることができるから、小さな筒状内径および深い筒状内径であっても、筒状内径部での光学式測定部の走査ができ、その内径測定を支障なく実施することができる。

この発明の第１の筒状内径測定方法によれば、回転方向を連続走査して内径の測定を行い、この測定を軸方向に所定量移動して繰り返す。第２の筒状内径測定方法では、軸方向を連続走査して内径の測定を行い、この測定を回転方向に所定量移動して繰り返す。このため、第１および第２の発明のいずれの筒状内径測定方法も、筒状内径部の全面を精度良く走査して様々な寸法・形状を測定することができる。
この発明の筒状内径測定装置は、この発明における第１または第２の筒状内径測定方法を実施することができ、これにより、筒状内径部の全面を精度良く走査して様々な寸法・形状を測定することができる。

この発明の筒状内径測定方法および筒状内径測定装置を図１ないし図４と共に説明する。図１は、この発明の筒状内径測定装置の全体構成を制御ブロック図と共に説明する図である。図１における筒状内径測定装置１は、光学式変位計２と、この光学式変位計２の光軸Ｌ上に配置される反射板３と、この光学式変位計２および反射板３をこの配置関係に支持する正面視コの字形の上下動可能な可動フレーム４と、この可動フレーム４を上下動可能に支持する第１の固定フレーム５と、被測定物としての円筒状ワークＷを支持してワークＷをその中心回りに回転させる回転台６と、この回転台６を軸回転可能に支持する第２の固定フレーム７とよりなる。第１の固定フレーム５と第２の固定フレーム７とは、床面等に設置されるベース板８上に立設されている。上記光学式変位計２と、反射板３とにより光学式測定部１Ａが構成される。

上記可動フレーム４の上辺部４ａには、レーザ光の投光部とワークＷの内径面からの反射レーザ光の受光部（いずれも図示せず）を備えた光学式変位計２が吊持され、また、可動フレーム４の下辺部４ｂには、反射板３が支柱３ａを介し所定の角度（４５°）でかつ上記光軸Ｌ上に配置されるよう保持されている。内径測定時には図のようにワークＷの筒状内径部Ｗａに挿入される。ここでの光軸Ｌは、投光部からの投光側光軸Ｌａと上記反射による受光側光軸Ｌｂとが複合された光軸であることを示す。可動フレーム４は、上記第１の固定フレーム５に対し、軸方向移動機構９を介して上下動可能に支持されている。この軸方向移動機構９は、第１の固定フレーム５の上辺に固設されたサーボモータ９ａと、このサーボモータ９ａの出力軸に連結された鉛直ボールねじ９ｂと、可動フレーム４の上辺部４ａに固定されこのボールねじ９ｂに螺合するナット９ｃと、第１の固定フレーム５に対し可動フレーム４の上下動を円滑にさせる直動軸受９ｄとにより構成される。これにより、サーボモータ９ａの作動に伴うボールねじ９ｂとナット９ｃとの相互の螺進・螺退により、可動フレーム４は直動軸受９ｄを介し第１の固定フレーム５の鉛直部分に沿って円滑に上下動する。

回転台６は、第２の固定フレーム７上に軸受６ａを介し軸回転可能に支持され、この回転台６上にはワークＷを同軸的に固定保持するためのチャック６ｂが設置されている。第２の固定フレーム７上には、回転台６を軸回転させるためのサーボモータ１０が設置され、このサーボモータ１０と回転台６とにより被測定物回転機構１１が構成される。サーボモータ１０の出力軸にはプーリー１０ａが取付けられ、このプーリー１０ａからベルトもしくはチェーン等１０ｂによって、回転台６に回転駆動伝達される。

上記サーボモータ９ａ，１０に対して、それぞれパルスコーダまたはエンコーダ等の位置検出手段およびその検出信号の監視手段からなる軸方向位置監視手段１２および回転位置監視手段１３が設けられる。これら軸方向位置監視手段１２および回転位置監視手段１３による検出情報は、パーソナルコンピュータ等からなる測定制御・処理手段１４の測定制御手段１４ａに入力される。測定制御・処理手段１４は、この測定制御手段１４ａと、測定データ保存手段１４ｂと、測定データ評価手段１４ｃとを備え、この筒状内径測定装置１の制御全般を司る。すなわち、測定制御手段１４ａは光学式変位計２の投光制御、サーボモータ９ａ，１０のオン・オフ制御を行い、また、測定データ保存手段１４ｂは、光学式変位計２の受光部で受光したワークＷの筒状内径面Ｗｂからの反射光の変位に基づく測定データ、軸方向位置監視手段１２によるワークＷの軸方向位置情報および回転位置監視手段１３によるワークＷの角度情報を関連付けて保存する。さらに、測定データ評価手段１４ｃは、測定データ保存手段１４ｂに保存された総測定データから、測定対象項目に必要となるデータを抽出して筒状内径面Ｗｂの評価を行う。

図２（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は上記筒状内径測定装置１を用いたワークＷの内径測定の原理を説明する図である。図１および図２（Ａ）を参照して筒状内径測定方法を説明する。
先ず、被測定物としての筒状ワークＷをチャック６ｂに固定し、サーボモータ９ａを作動させ可動フレーム４を上下動させて筒状ワークＷの筒状内径部Ｗａに上記反射板３を挿入すると共に反射板３による投光側光軸Ｌａが軸方向測定基準位置Ｓ１に合致するよう光学式測定部１Ａの位置調整をする。この位置で、被測定物回転機構１１を作動させてワークＷを白抜矢示Ｘのように回転させながら、光学式変位計２の投光部から反射板３を介しワークＷの筒状内径面Ｗｂの軸方向測定基準位置Ｓ１にレーザ光線を投光し、軸方向測定基準位置Ｓ１での反射光を反射板３を介し光学式変位計２の受光部に受光させて軸方向測定基準位置Ｓ１を測定する。この軸方向測定基準位置Ｓ１での１回転分の測定データを、回転位置監視手段１３による角度情報と共に測定データ保存手段１４ｂに保存する。

次いで、軸方向移動機構９を作動させて、光学式測定部１Ａの軸方向位置を白抜矢示Ｙ方向に所定量移動させた状態で、１回転分の光学式変位計２の測定データ（Ａ０ｎ〜Ａｎｎ）をワークＷの角度情報（θ０〜θｎ）と共に測定データ保存手段１４ｂに保存する処理を、前記筒状内径面Ｗｂの軸方向の所定範囲（Ｚ０〜Ｚｎ）につき繰り返す。測定データ保存手段１４ｂは、角度情報対応データ記憶部を多数（移動させる軸方向位置毎に）備えており、各軸方向位置毎に回転方向の連続走査がなされ、この各軸方向位置毎の走査データがそれぞれの角度情報対応データ記憶部に記憶保存されることになる。図２（Ｃ）はこのように保存された各データの関係を示す。そして、得られた総測定データから、測定データ評価手段１４ｃにおいて、測定対象項目に必要となるデータを抽出して筒状内径面Ｗｂの評価を行う。

上記は、回転方向連続走査式による測定方法であるが、軸方向連続走査式によって内径測定を実施することもできる。すなわち、上記同様被測定物としての筒状ワークＷをチャック６ｂに固定し、サーボモータ９ａを作動させ可動フレーム４を上下動させて筒状ワークＷの筒状内径部Ｗａに上記反射板３を挿入すると共にサーボモータ１０を作動させて回転台６によりワークＷを軸回転させ、反射板３による投光軸Ｌａが、ワークＷを下面視した図２（Ｂ）に示す回転方向測定基準位置Ｓ２に合致するよう光学式測定部１Ａの位置調整をする。この位置で、軸方向移動機構９を作動させてワークＷを白抜矢示Ｙ方向の所定範囲（Ｚ０〜Ｚｎ）に渡り移動させながら、光学式変位計２の投光部から反射板３を介しワークＷの内径面の回転方向測定基準位置Ｓ２にレーザ光線を投光し、回転方向測定基準位置Ｓ２での反射光を反射板３を介し光学式変位計２の受光部に受光させて回転方向測定基準位置Ｓ２を測定する。この回転方向測定基準位置Ｓ２における上記所定範囲（Ｚ０〜Ｚｎ）を走査して得られた測定データを、軸方向位置監視手段１２による軸方向位置情報と共に測定データ保存手段１４ｂに保存する。

次いで、被測定物回転機構１１を作動させて、ワークＷを回転方向に所定量回転させた状態（測定位置Ｍ）で、前記軸方向の所定範囲の走査分の光学式変位計２の測定データ（Ａ０ｎ〜Ａｎｎ）をワークＷの軸方向位置情報（Ｚ０〜Ｚｎ）と共に測定データ保存手段１４ｂに保存する処理を、前記筒状内径面Ｗｂの１回転（θ０〜θｎ）分につき繰り返す。測定データ保存手段１４ｂは、軸方向位置情報対応データ記憶部を多数（回転位置毎に）備えており、各回転位置毎に軸方向の所定範囲に渡り連続走査がなされ、この各回転位置毎の走査データがそれぞれの軸方向位置情報対応データ記憶部に記憶保存されることになる。図２（Ｃ）はこのように保存された各データの関係を示す。そして、得られた総測定データから、上記同様測定データ評価手段１４ｃにおいて、測定対象項目に必要となるデータを抽出して筒状内径面Ｗｂの評価を行う。

図３は別の実施形態を示し、被測定物回転機構１１（図１参照）に保持されたワーク（被測定物）Ｗの外周面Ｗｃに対向して配置された外周振れ測定用の変位計１５と、この外周振れ測定用の変位計１５の測定値によって前記光学式測定部１Ａの測定値を補正する保持ずれ補正手段１４ｄを設けたものである。保持ずれ補正手段１４ｄは、前記パーソナルコンピュータ等からなる測定制御・処理手段１４に設けられている。測定制御・処理手段１４は、図１の例と同様に測定制御手段１４ａ、測定データ保存手段１４ｂ、および測定データ評価手段１４ｃを備えるが、これらは図３では図示を省略している。外周振れ測定用の変位計１５は、チャック６ｂに保持されたワークＷからの距離Ａ´を、ワークＷを回転させながら測定し、保持ずれ補正手段１４ｄは、ワークＷの保持時のずれを算出すると共に、前記内径測定の際にこのずれ分を補正して各測定データからキャンセルする。したがって、ワークＷの保持時のずれがあってもその影響をなくし、精度の高い測定データが得られる。その他の構成は上記と同様であるのでその説明を省略する。
なお、図３では図１に示した白抜矢示Ｙの図示を省略しているが、光学式測定部１Ａを上記と同様の軸方向移動機構９によって、軸方向に移動可能としても良いことは言うまでもない。

図４はさらに別の実施形態を示し、前記光学式測定部１Ａの前記変位計２と反射板３との間における投光側および受光側の光軸Ｌａ，Ｌｂ上に、光学式変位計２から投光された光線の角度を変えて反射板３へ導く投光側光軸角度変更手段１６、およびワーク（被測定物）Ｗ´の筒状内径面Ｗｂ´で反射してさらに反射板３で反射した光線の角度を変えて前記変位計２に導く受光側光軸角度変更手段１７を設けたものである。投光側光軸角度変更手段１６は、投光側光軸角度変更板１６ａと、断面が二等辺三角形で線対象の等しい２面が反射面とされるプリズムＰの一方の反射面１６ｂとの組合せで構成され、また、受光側光軸角度変更手段１７は、受光側光軸角度変更板１７ａと上記プリズムＰの他方の反射面１７ｂとの組合せで構成される。

この実施形態では、反射板３は上記と同様のワークＷ´の筒状内径部Ｗａ´内に挿入されるが、上記投光側光軸角度変更板１６ａ、受光側光軸角度変更板１７ａおよびプリズムＰは図のようにワークＷ´の外側に配置され、プリズムＰの対象軸線はワークＷ´の中心線と合致するよう配向される。光学式変位計２から投光されたレーザ光線は、投光側光軸角度変更板１６ａおよびプリズムＰの反射面１６ｂによって反射・屈折し、ワークＷ´の筒状内径部Ｗａ´を経て反射板３に至りワークＷ´の筒状内径面Ｗｂ´に投光される。これにより、投光側光軸Ｌａは図のような光跡を描く。また、筒状内径面Ｗｂ´で反射したレーザ光線は、反射板３で反射し、ワークＷ´の筒状内径部Ｗａ´を経てプリズムＰの反射面１７ｂおよび受光側光軸角度変更板１７ａで反射・屈折し、光学式変位計２の受光部に至る。これにより、受光側光軸Ｌｂは図のような光跡を描く。

したがって、ワークＷ´の筒状内径部Ｗａ´では、光学式変位計２の光軸Ｌ（投光側光軸Ｌａおよび受光側光軸Ｌｂ）の幅が、図のように絞られることになるから、開口部が小さく奥行きが深い筒状ワークＷ´であっても、支障なくその内径測定を実施することができる。その他の構成および内径測定の方法は上記と同様であるので、共通部分に同一の符号を付し、その説明は省略する。

なお、被測定物（ワーク）Ｗ，Ｗ´の形状は、図例では模式的に描いているが、種々の形状のもの、例えば、軸受の外輪、内輪、各種配管、スリーブ等の筒状部品等が対象とされることは言うまでもない。さらに、軸方向移動機構９や被測定物回転機構１１等の構成も、上記と同様の機能を奏するものであれば他の構成を採用することができる。

この発明の筒状内径測定装置の全体構成を制御ブロック図と共に説明する概念図である。 （Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は同筒状内径測定装置を用いた被測定物の内径測定の原理を説明する図である。 別の実施形態における内径測定方法の原理を説明する図である。 さらに別の実施形態における内径測定方法の原理を説明する図である。 （Ａ）（Ｂ）は従来の内径測定方法の一例における原理説明図である。 （Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は従来の内径測定方法の別例における原理を説明する図である。

符号の説明

１…筒状内径測定装置
１Ａ…光学式測定部
２…光学式変位計
３…反射板
９…軸方向移動機構
１１…被測定物回転機構
１２…軸方向位置監視手段
１３…回転位置監視手段
１４…測定制御・処理手段
１４ｂ…測定データ保存手段
１４ｃ…測定データ評価手段
１４ｄ…保持ずれ補正手段
１５…外周振れ測定用の変位計
１６…投光側光軸角度変更手段
１７…受光側光軸角度変更手段
Ｌ…光軸
Ｌａ…投光側光軸
Ｌｂ…受光側光軸
Ｓ１…軸方向測定基準位置
Ｓ２…回転方向測定基準位置
Ｗ，Ｗ´…ワーク（被測定物）
Ｗａ，Ｗａ´…筒状内径部
Ｗｂ，Ｗｂ´…筒状内径面
Ｗｃ…外周面
Ｚ０〜Ｚｎ…軸方向の所定範囲

Claims (5)

1. 光学式の変位計の光軸上に配置された反射板を、これら変位計および反射板を備える光学式測定部の被測定物に対する相対移動によって被測定物の筒状内径部に挿入し、被測定物の筒状内径面における軸方向測定基準位置を、前記変位計により前記反射板を介して光線を投光することで測定し、この軸方向の位置で被測定物を回転させて１回転分の変位計の測定データを被測定物の角度情報と共に保存し、被測定物に対して前記光学式測定部の軸方向位置を所定量移動させた状態で、前記１回転分の変位計の測定データを被測定物の角度情報と共に保存する処理を、前記筒状内径面の軸方向の所定範囲につき繰り返し、得られた総測定データから、測定対象項目に必要となるデータを抽出して筒状内径面の評価を行う筒状内径測定方法。
2. 光学式の変位計の光軸上に配置された反射板を、これら変位計および反射板を備える光学式測定部の被測定物に対する相対移動によって被測定物の筒状内径部に挿入し、被測定物の筒状内径面における回転方向測定基準位置を、前記変位計により前記反射板を介して光線を投光することで測定し、この回転方向の位置で前記光学式測定部を軸方向に所定範囲走査して得られた測定データを軸方向位置と共に保存し、被測定物を回転方向に所定量回転させた状態で、前記軸方向の所定範囲の走査分の変位計の測定データを被測定物の軸方向位置と共に保存する処理を、前記筒状内径面の１回転分につき繰り返し、得られた総測定データから、測定対象項目に必要となるデータを抽出して筒状内径面の評価を行う筒状内径測定方法。
3. 筒状内径部を有する被測定物を保持して前記筒状内径部の中心回りに回転させる被測定物回転機構と、光学式の変位計およびこの変位計の光軸上に配置された反射板を有し前記反射板が前記被測定物の前記筒状内径部に挿入される光学式測定部と、前記被測定物回転機構に保持された被測定物を前記光学式測定部に対して相対的に軸方向に移動させる軸方向移動機構と、前記被測定物回転機構の回転位置を監視する回転位置監視手段と、前記軸方向移動機構の軸方向位置を監視する軸方向位置監視手段と、これら回転位置監視手段により監視した回転位置および軸方向位置検出手段で監視した軸方向位置と前記変位計の測定データとを関連付けて保存する測定データ保存手段とを備えた筒状内径測定装置。
4. 請求項３において、前記被測定物回転機構に保持された被測定物の外周面に対向して配置された外周振れ測定用の変位計と、この外周振れ測定用の変位計の測定値によって前記光学式測定部の測定値を補正する保持ずれ補正手段を設けた筒状内径測定装置。
5. 請求項３または請求項４において、前記光学式測定部の前記変位計と反射板との間における投光側および受光側の光軸上に、変位計から投光された光線の角度を変えて反射板へ導く投光側光軸角度変更手段、および被測定物で反射してさらに反射板で反射した光線の角度を変えて前記変位計に導く受光側光軸角度変更手段を設けた筒状内径測定装置。

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