JP2010071701A - エアマイクロシステム - Google Patents

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Yoichi Amano
陽一 天野
Takatetsu Mochizuki
孝哲 望月
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Abstract

【課題】エア使用量を削減することができるエアマイクロシステムを提供する。
【解決手段】エアマイクロメータ13と測定具14の間に電磁弁41を設ける。空気源11に第二レギュレータ53を介して接続されたエアセンサ55は、通流するエアの変化を検出して電磁弁41へ伝達する。例えばエアセンサ55の通流量が所定値を超えた際に、その旨を電磁弁41へ出力すると、電磁弁41は閉弁して測定具14へのエアの供給を遮断する。測定具14の支持板上面にジェットノズル101を設け、エアセンサ55からのエアをジェットノズル101の吹出口102からワークの下端面へ吹き付ける。測定具14からワークが取り外されて吹出口102が開放されると、エアセンサ55のエア流量が増大するので、電磁弁41が測定ヘッドの噴出口84へのエアの供給を遮断する。
【選択図】図1

Description

本発明は、ワークの内径等の寸法を測定するエアマイクロシステムに関する。
従来、円形リング状のワークの内径を測定する際には、図4に示すように、エアマイクロシステム801が用いられていた。
このエアマクロシステム801は、空気源811からエアが供給されるエアマイクロメータ812と、該エアマイクロメータ812からエアが供給される測定具813とによって構成されている。
前記エアマイクロメータ812は、前記空気源811からの空気圧を調整するレギュレータ821と第一絞り822とを介して前記測定具813にエアを供給するように構成されており、前記レギュレータ821と前記第一絞り822との間には、フロート管823が接続されており、該フロート管823の出力は、迂回路824を介して前記第一絞り822の下流に接続されている。また、前記フロート管823の出力には、第二絞り825が接続されており、該第二絞り825の出力は大気開放されている。
これにより、前記第一絞り822によって前記測定具813へのエア流量を制御するとともに、前記第二絞り825によってエアの排出量を制御できるように構成されており、前記フロート管823に設けられたフロート831の高さから当該フロート管823を流れるエア流量の変化を測定できるように構成されている。
このエアマイクロメータ812からエアの供給を受ける前記測定具813は、基部と該基部に立設された円柱状の測定ヘッドとを備えており(図示省略)、該測定ヘッドの側面には、前記エアマイクロメータ812から供給されたエアを噴出する噴出口841が設けられている。
これにより、前記測定ヘッドを包囲するようにワークをセットした状態で、前記エアマイクロメータ812から供給されたエアを前記ワークの内周面に吹き付け、前記噴出口841から前記内周面までの間隙に応じて生じた背圧を前記エアマイクロメータ812で測定することで、前記ワークの内径を測定できるように構成されている。
しかしながら、このような従来のエアマイクロシステム801にあっては、非計測時に測定具813の噴出口841からエアが吹き出たままとなり、エアの垂れ流しによる無駄が生じてしまう。
これを防止する為に、空気源811からのエア供給を、測定毎にON/OFFすることが考えられるが、この場合、エア供給開始時の突入圧がエアマイクロメータ812内の第一絞り822及び第二絞り825に加わることによって調整状態を狂わしてしまう。このため、エア供給を開始する度に、各絞り822,825の再調整が必要となり、手間が掛かってしまう。
これらから、非計測時であっても、前記噴出口841からエアを吹き出したままにしておくといった利用形態が日常的に行われており、エア使用量の増大要因となっていた。
本発明は、このような従来の課題に鑑みてなされたものであり、エア使用量を削減することができるエアマイクロシステムを提供することを目的とするものである。
前記課題を解決するために本発明の請求項1のエアマイクロシステムにあっては、空気源からエアを、エアマイクロメータを介して測定具に供給し、該測定具に設けられた測定ヘッドの噴出口から当該測定ヘッドにセットされたワークの対象箇所に吹き付けるエアマイクロシステムにおいて、前記測定ヘッドへの前記ワークのセット状態を検出する検出手段と、該検出手段が前記ワークがセットされていないことを検出した際に前記エアマイクロメータから前記噴出口へのエアの供給を遮断する遮断手段と、を備えている。
すなわち、測定後において、測定具にセットされたワークが測定ヘッドから取り外された際には、該測定ヘッドに前記ワークがセットされていないことが検出される。すると、前記エアマイクロメータから前記噴出口へのエアの供給が遮断され、当該噴出口からのエアの噴出が停止される。
これにより、非計測時での不要なエアの消費が防止される。
このとき、前記エアの遮断は、前記エアマイクロメータの前記噴出口との間で行われる。
このため、空気源とエアマイクロメータとの間でエアを遮断する場合のように、供給開始時のエア突入圧がエアマイクロメータ内の絞りを狂わせるといった不具合が回避される。
ここで、フロート管を通流するエア流量を当該フロート管内のフロートの移動によって測定するフロート式のエアマイクロメータにおいて、前記空気源からのエアをON/OFFすると、エア供給開始時の突入圧によって前記フロートが急激に移動してフロート管の一端に当接してしまう。この場合、フロート管が傷みやすく、エアマイクロメータの寿命が縮まってしまう。
しかし、本発明では、前記エアマイクロメータと前記噴出口との間でエアの遮断が行われるので、前記突入圧によるフロート管への悪影響が排除される。
また、請求項2のエアマイクロシステムにおいては、前記ワークを前記測定ヘッドにセットした状態で前記ワークの端面が着座する着座部を前記測定具に設け、前記着座部への前記ワークの着座状態を検出するセンサで前記検出手段を構成した。
すなわち、前記測定具には、ワークを測定ヘッドにセットした状態で当該ワークの端面が着座する着座部が設けられており、前記着座部への前記ワークの着座状態を物理的又は電気的接触で検出する着座センサや近接センサ等のセンサによって、前記測定ヘッドへの前記ワークのセット状態が検出される。
さらに、請求項3のエアマイクロシステムでは、前記ワークが前記着座部に着座した状態で前記ワークの端面にエアを吹き付ける吹出口を前記測定具に設ける一方、前記吹出口からのエアの吹き出し量を検出する流量センサや前記吹出口に供給するエア圧を検出する圧力センサ等のエアセンサで前記センサを構成した。
すなわち、前記測定具には、前記ワークの端面にエアを吹き付ける吹出口が設けられており、前記ワークが前記着座部に着座した状態では、前記吹出口からのエアが前記ワークの端面に吹き付けられることによって、当該吹出口からの吹き出し量が減少するとともに、吹出口に供給されるエア圧は上昇する。一方、前記ワークが前記着座部から離座した状態では、前記吹出口が開放されることによって、当該吹出口からの吹き出し量が増大するとともに、前記吹出口に供給されるエア圧は低下する。
このため、前記吹出口からのエアの吹き出し量や前記吹出口に供給されるエア圧を、流量センサや圧力センサ等からなるエアセンサで検出することで、前記測定ヘッドへの前記ワークのセット状態が検出される。
このとき、前記着座部への前記ワークの離着座は、前記吹出口から吹き出されるエアの変化を利用して検出する。このため、前記エアマイクロメータにエアを供給する空気源からのエアを有効利用することができる。
以上説明したように本発明の請求項1のエアマイクロシステムにあっては、測定具にセットされたワークを測定ヘッドから取り外した際に、前記エアマイクロメータから前記噴出口へのエア供給を遮断することで、当該噴出口からのエアの噴出を自動的に停止することができる。
したがって、非計測時であっても、測定具の噴出口からのエアの吹き出しが常時行われれていた従来と比較して、不要なエアの垂れ流しを防止することができ、エア使用量を削減することができる。
これにより、空気源を構成するコンプレッサの仕事量を抑えることができ、省エネに貢献することができる。
また、前記測定ヘッドからワークを取り外した際にエア供給を自動で遮断することができるため、空気源からのエアを手動でON/OFFしていた従来と比較して、作業者の手間が省け、利便性が向上する。
このとき、前記エアマイクロメータと前記噴出口との間でエアの遮断を行うことができるため、前記空気源と前記エアマイクロメータとの間でエアを遮断する場合のように、供給開始時のエア突入圧がエアマイクロメータ内の絞りを狂わせるといった不具合を回避することができ、エアのON/OFFに起因した測定精度の低下を防止することができる。
また、前記エアマイクロメータの各絞りの再調整も不要となるため、これによっても作業者の手間が省け、利便性が向上する。
そして、フロート管を流れるエア流量を当該フロート管に設けられたフロートの移動によって測定するフロート式のエアマイクロメータを使用する場合であっても、前記空気源からのエアをON/OFFする場合と比較して、エア供給開始時の突入圧によるフロート管の傷みを防止し、エアマイクロメータの長寿命化を図ることができる。
また、請求項2のエアマイクロシステムにおいては、ワークを測定ヘッドにセットした状態で当該ワークの端面が着座する着座部が測定具に設けられており、前記着座部への前記ワークの着座状態を物理的又は電気的接触で検出する着座センサや近接センサ等のセンサによって、前記測定ヘッドへの前記ワークのセット状態を検出することができる。
このとき、前記着座部への前記ワーク端面の着座状態から前記測定ヘッドへの前記ワークのセット状態を検出するため、測定具の形状やワークの形状に関わらず、前記セット状態を検出することができる。
さらに、請求項3のエアマイクロシステムでは、前記測定具に設けられた吹出口からのエアの吹き出し量や吹出口に供給されるエア圧を、流量センサや圧力センサ等からなるエアセンサで検出することで、前記測定ヘッドへの前記ワークのセット状態を検出することができる。
このとき、前記着座部への前記ワークの離着座は、前記吹出口から吹き出されるエアの変化を利用して検出する。このため、前記エアマイクロメータにエアを供給する空気源からのエアを有効に活用することができる。
また、物理的又は電気的接触で検出を行う着座センサや近接センサを使用する場合と比較して、レイアウトに自由度を持たせることができるとともに、オイルミスト等の環境下であっても、誤作動無く使用することができる。
以下、本発明の一実施の形態を図に従って説明する。
図1は、本実施の形態にかかるエアマイクロシステム1を示す回路図であり、該エアマイクロシステム1は、図2にも示すように、ワーク2の寸法を測定できるように構成されている。
測定対象とするワーク2としては、円形リング状の部材が挙げられ、本実施の形態では、前記ワーク2の内径寸法Dを測定する場合を例に挙げて説明するが、後述する測定ヘッドを変更することによってワーク2の外形を測定することも可能である。
このエアマイクロシステム1は、図1に示したように、工場等に設置された空気源11に接続パイプ12を介して接続されたエアマイクロメータ13と、該エアマイクロメータ13に接続された測定具14とによって構成されている。
前記エアマイクロメータ13には、前記空気源11から供給されたエアのエア圧を調整する第一レギュレータ21と、第一絞り22とが直列に接続されており、該第一絞り22からの出力は、測定用エア供給パイプ23を介して、前記測定具14に接続されている。前記第一レギュレータ21と前記第一絞り22との間には、フロート管24が接続されており、該フロート管24の出力は、迂回路25を介して、前記第一絞り22の下流に接続されている。
また、前記フロート管24の出力には、第二絞り26が接続されており、該第二絞り26の出力は、大気開放されている。
これにより、前記第一絞り22によって前記測定具14へのエア流量を制御するとともに、前記第二絞り26によってエアの排出量を制御できるように構成されており、前記フロート管24に設けられたフロート31の高さから当該フロート管24を流れるエア流量の変化を測定できるように構成されている。
このエアマイクロメータ13から延出した前記測定用エア供給パイプ23には、電磁弁41が接続されており、該電磁弁41から延出した接続パイプ42は、図3に示すように、前記測定具14に設けられた測定用接続部43,・・・に接続されるように構成されている。
一方、図1に示したように、前記空気源11には、サブエア回路51を構成する第一サブエア供給パイプ52が接続されており、該サブエア供給パイプ52には、前記空気源11から供給されたエアの空気圧を調整する第二レギュレータ53が接続されている。該第二レギュレータ53は、第二サブエア供給パイプ54を介して、エアセンサ55に接続されており、該エアセンサ55は、当該サブエア回路51を通流するエアの通流量を検出する流量センサや、当該サブエア回路51を通流するエアのエア圧を検出する圧力センサ等によって構成されている。
このエアセンサ55は、前記電磁弁41に接続されており、当該エアセンサ55を通流するエアの変化を検出して、前記電磁弁41へ伝達するように構成されている。
具体的に説明すると、当該エアセンサ55を流量センサで構成した場合、当該流量センサを流れるエアの通流量が所定値を超えた際に、その旨を前記電磁弁41へ出力し、また前記エアセンサ55を圧力センサで構成した場合、当該圧力センサを流れるエアのエア圧が所定値を下回った際に、その旨を前記電磁弁41へ出力するように構成されており、これらを受けた電磁弁41では、閉弁作動することによって、前記測定具14へのエアの供給を遮断するように構成されている。
そして、このエアセンサ55の出力には、第三サブエア供給パイプ61が接続されており、該第三サブエア供給パイプ61は、図3に示したように、前記測定具14に設けられた確認用接続部62に接続されるように構成されている。
この測定具14は、図2及び図3に示したように、矩形状の基台71と、該基台71上に設けられた円板状のベース72と、該ベース72上に設けられた円柱状の支持板73とを備えており、該支持板73の中央部には、円柱状の測定ヘッド74が立設されている。この測定ヘッド74は、円形リング状の前記ワーク2を外嵌できる大きさに形成されており、当該測定ヘッド74に前記ワーク2をセットした状態で、当該ワーク2の内周面75が前記測定ヘッド74の外周面76に対向するように構成されている。
ここで、本実施の形態では、ワーク2の内径寸法Dを測定する為の測定ヘッド74を例に挙げて説明するが、ワーク2の外形寸法を測定する際には、当該ワーク2が内嵌する内嵌穴を有した測定ヘッド74を設け、その内周面に後述する噴出口を設けるものとする。
前記測定ヘッド74の外周面76には、図2に示したように、上下方向に延在する排出溝81,・・・が周方向に等間隔をおいて四ヶ所に凹設されており、各排出溝81,・・・の側部には、円形の円形溝82,82が二箇所に凹設されている。各円形溝82,82は、対応する前記排出溝81に連通しており、各円形溝82,82の底面には、円筒状の噴出ノズル83,83が中央部に突設されている。この噴出ノズル83,83の中央には、噴出口84,84が開口しており、各噴出ノズル83,83の噴出口84,84は、前記測定用接続部43,・・・及び前記接続パイプ42を介して前記電磁弁41に接続されている。
これにより、前記測定ヘッド74を包囲するようにワーク2を外嵌してセットした状態で、図1に示したように、前記空気源11から供給されたエアを、前記エアマイクロメータ13及び前記電磁弁41を介して、前記測定ヘッド74に設けられた前記各噴出口84,・・・から噴出し、前記ワーク2の対象箇所である内周面75に吹き付けられるように構成されており、前記噴出口84,・・・から前記内周面75までの間隙に応じて生じた背圧を前記エアマイクロメータ13で測定することで、前記ワーク2の内径寸法Dを測定できるように構成されている。
また、前記測定具14に設けられた前記支持板73の上端面には、図2及び図3に示したように、着座部91,・・・が周方向に等間隔をおいて複数突設されており、前記測定ヘッド74に前記ワーク2を装着した状態で、該ワーク2の下端面92が前記各着座部91,・・・に当接して支持されるように構成されている。
これにより、前記測定ヘッド74にセットされた前記ワーク2は、当該測定ヘッド74に対する高さが位置決めされるように構成されており、前記各噴出口84,・・・から噴出されるエアの吹き付け位置が、当該ワーク2の下端面92を基準にして決定されるように構成されている。
前記支持板73の上面には、図3に示したように、ジェットノズル101が隣接した着座部91,91間に突設されており、このジェットノズル101の中央には、吹出口102が開口している。
この吹出口102の内径寸法は、前記噴出口84,・・・より十分小さな大きさに設定されており、当該吹出口102から吹き出されるエア量は、複数設けられた総ての噴出口84,・・・から噴出されるトータルの噴出量と比較して、十分に小さくなるように構成されている。
前記ジェットノズル101の高さ寸法は、前記各着座部91,・・・より、やや低く設定されており、前記測定ヘッド74にセットされた前記ワーク2の下端面92を前記着座部91,・・・に面接して着座した状態で、当該ジェットノズル101の前記吹出口102が前記ワーク2の前記下端面92に対向するように構成されている。
このジェットノズル101の前記吹出口102は、図1に示したように、前記確認用接続部62及び第三サブエア供給パイプ61を介して、前記エアセンサ55に接続されており、前記空気源11から前記第二レギュレータ53及び前記エアセンサ55を介して供給されたエアを、前記測定ヘッド74にセットされた前記ワーク2の前記下端面92へ向けて吹き付けられるように構成されている。
これにより、前記エアセンサ55を通流するエアの変化を検出することによって、前記各着座部91,・・・への前記ワーク2の着座状態、すなわち前記ワーク2のセット状態を検出できるように構成されている。
具体的説明すると、前記エアセンサ55を流量センサで構成した場合、前記測定ヘッド74から前記ワーク2が取り外され、該ワーク2の前記下端面92が対向した前記吹出口102が開放されると、当該吹出口102からのエアの噴出量が増大する。すると、前記流量センサを流れるエア流量が所定値を超えるので、該流量センサが、これを検出することによって、前記ワーク2が取り外されたことを検出することができる。
また、前記エアセンサ55を圧力センサで構成した場合、前記測定ヘッド74から前記ワーク2が取り外され、該ワーク2の前記下端面92が対向した前記吹出口102が開放されると、当該吹出口102からのエアの噴出量が増大する。すると、前記圧力センサを通過するエアのエア圧が所定値を下回るので、当該圧力センサが、これを検出することによって、前記ワーク2が取り外されたことを検出することができる。
これによって、前記測定ヘッド74から前記ワーク2が取り外された旨が前記電磁弁41へ出力されると、当該電磁弁41は閉弁作動し、前記測定具14の前記各噴出口84,・・・へのエアの供給が遮断される。
これにより、前記エアセンサ55によって前記測定ヘッド74への前記ワーク2のセット状態を検出する検出手段が構成されるとともに、前記ワーク2がセットされていないことを検出した際に前記エアマイクロメータ13から前記噴出口84,・・・へのエアの供給を遮断する遮断手段が前記電磁弁41によって構成されている。
以上の構成にかかる本実施の形態において、ワーク2の計測を終了し、測定具14にセットされたワーク2が測定ヘッド74から取り外された際には、該測定ヘッド74に前記ワーク2がセットされていないことが検出される。すると、前記エアマイクロメータ13から前記測定ヘッド74に設けられた各噴出口84,・・・へのエアの供給が遮断され、当該噴出口84,・・・からのエアの噴出が停止される。
このように、前記測定具14にセットされた前記ワーク2を前記測定ヘッド74から取り外すことによって、前記噴出口84,・・・からのエアの噴出を自動的に停止することができる。
したがって、非計測時であっても、前記測定具14の各噴出口84,・・・からのエアの吹き出しが常時行われていた従来と比較して、不要なエアの垂れ流しを防止することができ、エア使用量を削減することができる。
これにより、前記空気源11を構成するコンプレッサの仕事量を抑えることができ、省エネに貢献することができる。
また、前記測定ヘッド74から前記ワーク2を取り外した際にエア供給を自動で遮断することができるため、前記空気源11からのエアを手動でON/OFFしていた従来と比較して、作業者の手間が省け、利便性が向上する。
このとき、前記エアの遮断は、前記エアマイクロメータ13と前記噴出口84,・・・との間で行われる。
このため、空気源11とエアマイクロメータ13との間でエアを遮断する場合のように、供給開始時のエア突入圧がエアマイクロメータ13内の各絞り22,26を狂わせるといった不具合を回避することができ、エアのON/OFFに起因した測定精度の低下を防止することができる。
また、前記エアマイクロメータ13の各絞り22,26の再調整も不要となるため、これによっても作業者の手間が省け、利便性が向上する。
ここで、本実施の形態では、フロート管24を通流するエア流量を当該フロート管24内のフロート31の移動によって測定するフロート式のエアマイクロメータ13が使用されている。このフロート式のエアマイクロメータ13において、前記空気源11とエアマイクロメータ13との間で、エアをON/OFFすると、エア供給開始時の突入圧によって前記フロート31が急激に移動してフロート管24の上端に激しく当接してしまう。この場合、前記フロート管24が傷みやすく、当該エアマイクロメータ13の寿命が縮まってしまう。
しかし、本実施の形態では、前記エアマイクロメータ13と前記測定具14の前記噴出口84,・・・との間でエアの遮断が行われるので、前記突入圧によるフロート管24への悪影響を回避することができ、エアマイクロメータ13の長寿命化を図ることができる。
また、前記ワーク2を前記測定ヘッド74にセットした状態で当該ワーク2の下端面92が着座する着座部91,・・・が前記測定具14に設けられており、前記着座部91,・・・への前記ワーク2の着座状態を検出するセンサによって、前記測定ヘッド74への前記ワーク2のセット状態を検出することができる。
このとき、前記着座部91,・・・への前記ワーク2下端面92の着座状態から前記測定ヘッド74への前記ワーク2のセット状態を検出するため、前記測定具14の形状や前記ワーク2の形状に関わらず、前記セット状態を検出することができる。
なお、本実施の形態では、前記着座部91,・・・への前記ワーク2の着座状態を検出するセンサを、流量センサや圧力センサ等のエアセンサ55で構成した場合に付いて説明したが、前記ワーク2の着座状態を、ワーク2が物理的又は電気的に接触したことを検出して作動する着座センサやワーク2が前記着座部91,・・・に近接したことを感知する近接センサ等のセンサで構成しても良い。
そして、前記測定具14には、前記ワーク2の下端面92にエアを吹き付ける吹出口102が設けられており、前記ワーク2が前記着座部91,・・・に着座した状態では、前記吹出口102からのエアが前記ワーク2の下端面92に吹き付けられることによって、当該吹出口102からの吹き出し量が減少するとともに、吹出口102に供給されるエア圧は上昇する。
一方、前記ワーク2が前記着座部91,・・・から離座した状態では、前記吹出口102が開放されることによって、当該吹出口102からの吹き出し量が増大するとともに、前記吹出口102に供給されるエア圧は低下する。
このため、前記吹出口102からのエアの吹き出し量や前記吹出口102に供給されるエア圧を、流量センサや圧力センサ等からなる前記エアセンサ55で検出することで、前記測定ヘッド74への前記ワーク2のセット状態を検出することができる。
このとき、前記着座部91,・・・への前記ワーク2の離着座は、前記吹出口102から吹き出されるエアの変化を利用して検出する。このため、前記エアマイクロメータ13にエアを供給する空気源11からのエアを有効に活用することができる。
また、前記ワーク2が物理的又は電気的に接触したことを検出して作動する着座センサや近接センサを使用する場合と比較して、レイアウトに自由度を持たせることができるとともに、オイルミスト等の環境下であっても、誤作動無く使用することができる。
本発明の一実施の形態を示す回路図である。 同実施の形態の測定具を示す正面図である。 同実施の形態の測定具を示す平面図である。 従来のエアマイクロシステムを示す回路図である。
符号の説明
1 エアマイクロシステム
2 ワーク
11 空気源
13 エアマイクロメータ
14 測定具
41 電磁弁
55 エアセンサ
74 測定ヘッド
75 内周面
84 噴出口
91 着座部
92 下端面
101 ジェットノズル
102 噴出口
D 内径寸法

Claims (3)

  1. 空気源からエアを、エアマイクロメータを介して測定具に供給し、該測定具に設けられた測定ヘッドの噴出口から当該測定ヘッドにセットされたワークの対象箇所に吹き付けるエアマイクロシステムにおいて、
    前記測定ヘッドへの前記ワークのセット状態を検出する検出手段と、
    該検出手段が前記ワークがセットされていないことを検出した際に前記エアマイクロメータから前記噴出口へのエアの供給を遮断する遮断手段と、
    を備えたことを特徴とするエアマイクロシステム。
  2. 前記ワークを前記測定ヘッドにセットした状態で前記ワークの端面が着座する着座部を前記測定具に設け、前記着座部への前記ワークの着座状態を検出するセンサで前記検出手段を構成したことを特徴とする請求項1記載のエアマイクロシステム。
  3. 前記ワークが前記着座部に着座した状態で前記ワークの端面にエアを吹き付ける吹出口を前記測定具に設ける一方、
    前記吹出口からのエアの吹き出し量を検出する流量センサや前記吹出口に供給するエア圧を検出する圧力センサ等のエアセンサで前記センサを構成したことを特徴とする請求項2記載のエアマイクロシステム。
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