JP2558044B2 - 中空体内部への物体挿入位置の決定方法及びこれに用いられる中空体の内部形状測定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、長尺碍管のような中空
体の内部へＦＲＰ製の筒体のような物体を挿入する場合
に用いられる中空体内部への物体挿入位置の決定方法及
びこれに用いられる中空体の内部形状測定装置に関する
ものである。

【０００２】例えばＵＨＶ送電用の碍管は長さが１２ｍ
に達する長尺のものであり、その内部には万一爆発した
場合の碍管の破片の飛散を抑制するためのＦＲＰ製の筒
体が取り付けられる。ところがこのような長尺の碍管は
一体成形ができず多数のピースを釉薬により接続したも
のであるうえ、不可避的な焼成歪み等によってその内面
形状は一様ではない。しかも防爆効果を高めるために碍
管の内面とＦＲＰ製の筒体との間隙寸法は小さく設計さ
れている。

【０００３】このため、碍管の内部にＦＲＰ製の筒体を
挿入するときに両者が接触することがあるが、従来はこ
のような長尺の中空体の内形状を正確に測定する手段が
なかったため、実際に挿入してみないと両者が接触する
かどうかは分からなかった。また接触はしないものの両
者の間隙が極めて狭くなっている可能性もあるが、それ
を外部から知ることはできなかったため、碍管としての
電気的特性に問題を生ずることがあった。

【０００４】なお、このような長尺の中空体の内形状を
測定する際の技術的な問題点としては、中空体の内部で
ゲージ類を支持するための測定器保持軸がそれ自体の重
みにより変形してしまうことであり、このために測定誤
差が大きくなって正確な測定が極めて困難となってい
た。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の第１の目的
は、長尺の中空体の内部に筒体等の物体を実際に挿入し
なくても中空体と内部に挿入される物体との間隙を計算
上で求めることができ、また計算された間隙が許容値を
満足しない場合には、適正な間隙が得られる中空体の内
部への物体挿入位置を決定することができる方法を提供
することである。また本発明の第２の目的は、上記の方
法を実施するために、長尺の中空体の内部形状を正確に
測定することができる中空体の内部形状測定装置を提供
することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めになされた第１の発明の中空体内部への物体挿入位置
等の決定方法は、中空体の内径寸法を、基準線を基準と
して周方向及び軸方向に測定し、またこの中空体の内部
に挿入される物体の外径寸法を別の基準線を基準として
同様に周方向及び軸方向に測定したうえ、演算処理装置
で両者の間隙を演算し、演算された間隙が許容値以下の
ときには挿入される物体の位置を変更して許容値に達す
るまで間隙の演算を繰り返すことを特徴とするものであ
る。また第２の発明の中空体の内部形状測定装置は、横
向きとした中空体の両端部をフランジと回転ロールとに
よって回転自在に支持する支持手段と、この中空体及び
支持手段の内部を貫通するレールと、このレールの近傍
に直線状に形成された基準線と、このレール上に設けら
れた台車と、この台車に固定された中空体の内面までの
距離測定器及び基準線までの距離測定器とからなること
を特徴とするものである。また第３の発明の中空体の内
部形状測定装置は、横向きとした中空体の両端部をフラ
ンジと回転ロールとによって回転自在に支持する支持手
段と、この中空体及び支持手段の内部を貫通して中空体
の軸線方向に移動する測定器保持軸と、この測定器保持
軸の近傍に直線状に形成された基準線と、この測定器保
持軸上に固定された中空体の内面までの距離測定器及び
基準線までの距離測定器とからなることを特徴とするも
のである。

【０００７】

【作用】第１の発明の中空体内部への物体挿入位置の決
定方法によれば、長尺の中空体とその内部に挿入される
物体との間隙寸法を正確に計算することができるのみな
らず、所定の間隙を確保することができるような挿入位
置を計算により求めることができ、従来のように碍管の
ような中空体の内部に実際に筒体のような物体を挿入し
て接触の有無を確認する必要がない。第２及び第３の発
明の中空体の内部形状測定装置によれば、距離測定器を
支持しているレールや測定器保持軸の自重による撓みに
影響されることなく、長尺の中空体の内部形状を精度よ
く測定することが可能となる。なお、本明細書において
「物体挿入位置」とは、物体のＸ，Ｙ，Ｚ方向の位置の
みならず、物体の中心軸回りの回転や、物体の中心軸の
傾斜をも包含するものである。

【０００８】

【実施例】以下にこれらの発明を図示の実施例を参照し
つつ更に詳細に説明する。図１は第２の発明の長尺の中
空体の内部形状を測定する装置の実施例を示すもので、
１はＵＨＶ用碍管のような長尺の中空体であり、その両
端を同一径のフランジ２、３に固定し、更にこれらのフ
ランジ２、３を回転ロール４、５の上に載せることによ
り、横向きに（水平に）支持されている。これらのフラ
ンジ２、３と回転ロール４、５とによって支持手段が構
成されている。実施例では回転ロール４、５を間欠的に
駆動することによって、中空体１の全周が測定できるよ
うになっている。

【０００９】この長尺の中空体１、及び支持手段の一部
であるフランジ２、３の中心部を貫通させて、レール６
が設けられている。このレール６は両端を架台７で支持
されているのであるが、長尺の中空体１よりも長いもの
である必要があるので、前記したようにそれ自体の重量
により撓みが生ずることが避けられない。このため、本
発明ではこのレール６自体を基準とするのではなく、レ
ール６の近傍にピアノ線等を強く張って基準線８として
ある。これは自重が小さいために、１２ｍ以上の長さと
しても中央の撓みを無視できる程度とすることができ
る。例えば全長１３ｍのピアノ線を４０kgの張力で張っ
た場合にはその中央の最大撓み量を0.29mmとすることが
でき、本発明の装置の許容誤差範囲である0.5mm よりも
小さくなるため、基準線として使用することができるこ
ととなる。なお、基準線８は必ずしもピアノ線等に限定
されるものではなく、たとえばレーザ光線を基準線８と
して利用し、測定精度を更に高めることができる。ただ
しこの場合には後述する基準線までの距離測定器とし
て、リニアイメージセンサのような受光素子を使用する
こととなる。

【００１０】このレール６上には、測定用の台車９が搭
載されている。実施例では３台の台車９が搭載されてい
るがその数は任意である。実施例では各台車９を結ぶチ
ェーン10の両端をサーボモータ11によって同一方向に同
じ寸法ずつ駆動することにより、各台車９をレール６に
沿って走行させることができ、かつその位置を正確に制
御することができる。

【００１１】各台車９には、中空体１の内面までの距離
測定器12と、基準線８までの距離測定器13とが固定され
ている。図２、図３に拡大して示したように、実施例で
は中空体１の内面までの距離測定器12は接触式のリニア
ゲージであり、台車９と中空体１の内面までの距離を高
精度で測定することができる。また基準線８までの距離
測定器13は実施例では光学式のセンサであり、Ｕ字状の
投受光部13a の間の平行光線を基準線８が遮断する高さ
を検知することにより、台車９と基準線８との間の距離
を高精度で測定することができる。このため、前記した
ようにレール６が自重により撓んでいても、長尺の中空
体１の内形状を基準線８を基準として精度よく測定する
ことができる。

【００１２】なお実際の測定にあたっては、図４に示す
ように多数個のピースを接合した長尺の中空体１の軸方
向に台車９を所定距離ずつ移動させつつ、また回転ロー
ル４、５によって長尺の中空体１を間欠的に回転させつ
つ、長尺の中空体１の内径寸法を周方向及び軸方向の多
くの点で測定する。このように、本発明の中空体の内部
形状測定装置によれば、１２ｍ以上の長さの長尺の中空
体１についても、内面形状を精度よく測定することがで
きる。これらの測定値は演算処理装置に入力される。こ
の測定のフローを図５に示す。図５に測定器１、２とあ
るは実施例の距離測定器12、13の意味である。

【００１３】図５に示すように、測定の始めにキャリブ
レーションを行う。キャリブレーションは図１の左端の
台車９を予め中空体１の回転中心線から内面までの距離
の判っている位置（キャリブレーション位置）まで移動
させ、その位置において測定を行って距離測定器12、13
のゼロ点間の距離を算出する。このようにして左端の台
車９についてのキャリブレーションを行った後、その台
車９をその隣りの台車の方向へ移動させ、同一のポイン
トを両方の台車９の距離測定器12、13により測定するこ
とによって隣接する台車９についてのキャリブレーショ
ンを行う方法を繰り返すことによって行う。

【００１４】図６は長尺の中空体１の内部に挿入される
物体16の外形状を測定する装置を示すものである。その
構造は、レール14及び基準線15が物体16の外側に物体16
の軸線と平行に設けられている点のみが図１の装置と相
違する。その他の構成や測定方法は上述した内容と基本
的に同一であるので、対応する部分に同一の番号を付し
て説明を省略する。

【００１５】図７は第３の発明の中空体の形状測定装置
を示すものである。この装置では中空体１の内部を貫通
して測定器保持軸17が設けられており、この測定器保持
軸17の両端部が軸受台車18、18に支持され、レール19、
19上を中空体１の軸線方向に移動するようになってい
る。なお軸受台車18、18の移動は、サーボモータによっ
て駆動されるチェーン20により行われる。この測定器保
持軸17に固定された測定器固定台21には、中空体１の内
面までの距離測定器12と基準線８までの距離測定器13と
が搭載されている。この第３の発明の中空体の形状測定
装置では、測定器保持軸17を中空体１の内部でその軸線
方向に移動させることにより、第２の発明と同様に中空
体１の内部形状を測定することができる。

【００１６】図８は物体16の外形状測定装置を示すもの
である。この装置は図６中のレール14を第３の発明と同
様の測定器保持軸22に変えた点が相違するのみであるか
ら、対応する部分に同一の番号を付して説明を省略す
る。

【００１７】次に、これらの形状測定装置により測定さ
れた長尺の中空体１の内径寸法と、その内部に挿入され
る物体16の外径寸法とを使用した第１の発明の中空体内
部への物体挿入位置の決定方法を説明する。その全体の
概要は図９に、具体的なフローは図１０に示されてい
る。

【００１８】図９に示すように、第１の発明では長尺の
中空体１の内径寸法を基準線８を基準として周方向及び
軸方向に測定し、またこの長尺の中空体の内部に挿入さ
れる物体16の外径寸法を別の基準線15を基準として同様
に周方向及び軸方向に測定する。そしてこれらの測定値
はデジタル記号化されたうえで、演算処理装置に入力さ
れる。

【００１９】第１の発明では、演算処理装置に入力され
た長尺の中空体１の内径寸法の測定値と、その内部に挿
入される物体16の外径寸法の測定値とに基づいて両者の
間隙を演算し、演算された間隙が例えば碍管に要求され
る許容値を満足しているか否かを判断する。そして両者
の間隙がゼロである場合、即ち両者が接触してしまう場
合や、両者の間隙が小さすぎて碍管の電気的特性を損な
うおそれのあるような場合には、挿入される物体16の挿
入位置の変更によって許容値を満足できるか否かを自動
的に演算する。

【００２０】図１０はこのような演算のための具体的な
フローを示すものである。最初に説明したように、長尺
の碍管の場合には各ピースが釉薬により接続されている
ため、その内面に「継部段差」や「釉だれ」と呼ばれる
突出部が形成され、その部分が内部に挿入される物体16
であるＦＲＰの筒体と接触し易い。そのため、図１０の
フローでは各「継部段差」や「釉だれ」部分における長
尺の中空体１の座標と、内部に挿入される物体16の外面
の座標とから間隙を計算し、その良否を判断している。
そして通常の挿入状態のままでは間隙が不足すると判断
された場合には、物体の挿入位置の変更を行い、再度間
隙を演算する。このようにして、許容値を満足するまで
演算を繰り返せば、その中空体１に対してはどのように
物体16を挿入すればよいのかを計算上で決定することが
可能となる。

【００２１】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明の中空体
内部への物体挿入位置の決定方法によ れば、内部に挿入
される物体と中空体との間隙を計算上で求めることがで
きるのみならず、両者の間隙が小さすぎるような場合に
は、許容値を満足できる物体の挿入位置を計算上で求め
ることができる。また本発明の中空体の内部形状測定装
置によれば、距離測定器を支持するレールや測定器保持
軸の撓みに影響されることなく碍管のような長尺の中空
体の内部形状を精度よく測定することができる。よって
本発明は従来の問題点を解決した中空体内部への物体挿
入位置の決定方法及びこれに用いられる中空体の内部形
状測定装置として、産業の発展に寄与するところはきわ
めて大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】第２の発明の実施例を示す断面図である。

【図２】第２の発明の実施例の要部を示す正面図であ
る。

【図３】第２の発明の実施例の要部を示す側面図であ
る。

【図４】長尺の中空体の測定位置を示す概略的な正面図
である。

【図５】第２の発明の実施例の測定フローを示すフロー
シートである。

【図６】物体の外形状測定装置を示す断面図である。

【図７】第３の発明の実施例を示す断面図である。

【図８】物体の外形状測定装置の他の例を示す断面図で
ある。

【図９】第１の発明の全体の概要を説明するフローシー
トである。

【図１０】第１の発明の具体的なフローシートである。

【符号の説明】

１ 長尺の中空体２ フランジ ３ フランジ ４ 回転ロール ５ 回転ロール ６ レール ８ 基準線 ９ 台車 12 中空体の内面までの距離測定器 13 基準線までの距離測定器 15 基準線 16 中空体の内部に挿入される物体 17 測定器保持軸 22 測定器保持軸

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭54−33755（ＪＰ，Ａ) 実開 昭55−22636（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭64−23603（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−200183（ＪＰ，Ｕ)

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中空体の内径寸法を、基準線を基準とし
   て周方向及び軸方向に測定し、またこの中空体の内部に
   挿入される物体の外径寸法を別の基準線を基準として同
   様に周方向及び軸方向に測定したうえ、演算処理装置で
   両者の間隙を演算し、演算された間隙が許容値以下のと
   きには挿入される物体の位置を変更して許容値に達する
   まで間隙の演算を繰り返すことを特徴とする中空体内部
   への物体挿入位置の決定方法。
2. 【請求項２】 横向きとした中空体の両端部をフランジ
   と回転ロールとによって回転自在に支持する支持手段
   と、この中空体及び支持手段の内部を貫通するレール
   と、このレールの近傍に直線状に形成された基準線と、
   このレール上に設けられた台車と、この台車に固定され
   た中空体の内面までの距離測定器及び基準線までの距離
   測定器とからなることを特徴とする中空体の内部形状測
   定装置。
3. 【請求項３】 横向きとした中空体の両端部をフランジ
   と回転ロールとによって回転自在に支持する支持手段
   と、この中空体及び支持手段の内部を貫通して中空体の
   軸線方向に移動する測定器保持軸と、この測定器保持軸
   の近傍に直線状に形成された基準線と、この測定器保持
   軸上に固定された中空体の内面までの距離測定器及び基
   準線までの距離測定器とからなることを特徴とする中空
   体の内部形状測定装置。
4. 【請求項４】 支持手段が中空体を間欠的に回転させる
   ものである請求項２または３に記載の中空体の内部形状
   測定装置。