JP2974661B1 - 内径測定器及び連結内径測定器 - Google Patents

Abstract

【要約】 【課題】 各種の内径や測定箇所の内地に対応でき且つ
複数箇所の内径を同時に測定できる内径測定器及びその
ような内径測定器を実現する。 【解決手段】 中心軸に対して放射方向に変位可能な少
なくとも２個の測子41と、測子を外側に付勢するように
支持する支持部材42,43,45と、測子の変位を検出する変
位検出手段44とを備える内径測定器であって、中心軸方
向に他の内径測定器を連結する連結手段51,56,81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、穴の内径を測定す
る内径測定器に関し、特に長い穴の複数の箇所の内径や
複数の穴部材の内径を同時に測定するのに適した内径測
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校正
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。

【０００３】図１は、ボアゲージやプラグゲージと呼ば
れる内径測定器の従来例の構造を示す図である。第１の
測定用アーム２２ａは、支点２３ａで回転可能に支持さ
れており、一方の先端部には測子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２６
ａ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２
４ａ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２７に固定されており、測定用アーム２
２ａは一方が筐体２７に固定されたばね２８で測子２１
ａ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、第２の測定用アーム２２ｂ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、第
１及び第２の測定用アーム２２ａ、２２ｂに関係する上
記の機構は、内径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
を含む同じ平面内で変位するようになっている。

【０００４】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。また、内径測定器の中心
軸が円柱又は円筒穴の中心軸とずれている場合、内径測
定器を円柱又は円筒穴の軸方向に相対移動させて測子を
測定面に接触させる場合、測子が円柱又は円筒穴の軸に
垂直な面に当たって、測子が損傷するという問題があっ
た。参照番号１１は、このような問題を低減するために
設けられたガイド部材である。ガイド部材は、円筒状
で、測子２１ａと２１ｂが通る穴を有し、その先端はテ
ーパ状になっている。ガイド部材は測定する穴の直径に
合わせて作られており、ガイド部材を測定する穴の内部
に挿入することで位置決めが行われ、測子２１ａと２１
ｂはほぼ直径部分に接触する。

【０００５】このように、ガイド部材や測定用アームは
測定する穴の直径に合わせて作られており、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寸法測定器を用意する
必要がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】図１の内径測定器は、
ガイド部材１１が挿入できる深さの穴の内径を測定でき
るだけであり、それ以上長い穴の内径を測定することは
できない。そのため、長い穴の複数箇所の内径を測定す
る場合には、図２の（１）に示すように、どの部分の外
径も穴１０１の内径より小さい内径測定器３０を、小さ
な直径のシャフト３５に取付け、測子３１を接触させな
がら移動させ、測定する箇所で測定を行う。

【０００７】また、自動車のシリンダブロックのクラン
ク穴やシリンダヘッドのカム穴などでは、同じ中心軸上
に複数の穴部材が配置され、これらの穴の内径を測定す
る必要がある。図２の（２）はこのような場合の測定の
様子を示す図であり、複数の穴部材１００ａ、１００
ｂ、１００ｃは中心軸が一致するように配置されている
ので、図２の（１）と同様の内径測定器３０をシャフト
３５に取付け、測子３１を各穴部材の内径を測定するよ
うに移動して測定を行う。

【０００８】しかし、図２の（１）及び（２）に示すよ
うな測定方法では、内径測定器３０を移動させて停止し
た後、測定するという作業を繰り返す必要があり、作業
効率が十分でないという問題がある。そこで、図２の
（１）及び（２）に示すような同じ内径の複数の箇所の
内径を測定する場合には、図２の（３）に示すように、
測定箇所に対応して複数組の測子３１を有する専用の内
径測定器３２を使用して複数の穴部材１００ａ〜１００
ｆの内径を同時に測定することが考えられる。

【０００９】しかし、図２の（３）に示すような内径測
定器３２は専用の測定器であり、測定対象の穴部材の内
径や配置が異なる場合には同じ測定器は使用できず、異
なる測定対象の場合には新たに別の寸法測定器を用意す
る必要があり、測定に要するコストが増加するという問
題があった。本発明は、このような問題を解決するもの
で、複数箇所の内径を同時に測定でき且つ各種の形状に
容易に対応できる内径測定器及びそのような内径測定器
を連結した連結内径測定器を実現することを目的とす
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の内径測定器は、
上記目的を実現するため、他の内径測定器を連結する連
結手段を備え、複数箇所の個数などに応じて必要な個数
を任意に連結できるようにする。また、内径測定器と連
結する連結手段を有するスペーサを使用して、連結のピ
ッチを任意に設定できるようにする。更に、測子を支持
する支持部材の位置を中心軸に対して放射方向に可変に
してある程度の範囲の直径に対応できるようにする。

【００１１】すなわち、本発明の内径測定器は、中心軸
に対して放射方向に変位可能な少なくとも２個の測子
と、測子を外側に付勢するように支持する支持部材と、
測子の変位を検出する変位検出手段とを備える内径測定
器であって、中心軸方向に他の内径測定器を連結する連
結手段を備えることを特徴とする。本発明の内径測定器
は連結手段を備えるので、１種類の内径測定器を用意す
るだけで、任意の個数の内径測定器を連結して所望の測
定箇所を同時に測定する内径測定器システムが容易に実
現できる。

【００１２】支持部材を対応する測子と同じ方向に移動
させる移動手段を備えることにより、測定できる直径の
範囲が広くなる。測定時にガイドが穴の内壁に接触しな
い場合に、変位検出手段を支持部材に設け、移動手段に
より変位検出手段を支持部材と共に移動させれば、測定
圧は一定である。支持部材に測子を保護するガイド部材
を設け、ガイド部材を測定物の表面に接触させれば、測
定器と穴の中心軸が一致する芯出しが可能である。

【００１３】移動手段の駆動源を共通にする場合には、
連結された他の内径測定器との間で移動手段を駆動する
駆動力を伝達する駆動力連結手段を備える必要がある。
また、連結手段には、連結された他の内径測定器との間
で変位検出手段の電源線及び変位検出手段の検出信号を
伝達する信号線を連結する配線連結手段を設ける必要が
ある。

【００１４】上記の内径測定器を連結して連結内径測定
器を構成する場合に、内径測定器との連結手段を有する
スペーサを内径測定器間に連結すれば、測定箇所の位置
を調整できる。移動手段の駆動源を共通にする場合に
は、スペーサの連結手段にも駆動力連結手段を設ける必
要がある。

【００１５】また、スペーサの前記連結手段にも配線連
結手段を設ける必要がある。

【００１６】

【発明の実施の形態】図３は、本発明の実施例の内径測
定器を測子が所定のピッチで配置されるように連結した
連結内径測定器の全体構成を示す図である。図３に示す
ように、本発明の内径測定器４０とスペーサ６０を複数
個連結する。図３では４個の内径測定器４０と３個のス
ペーサ６０を連結して４箇所の内径を測定できるように
した例を示しており、破線で示したように、２個の内径
測定器４０とスペーサ６０を更に連結して６箇所の内径
を測定するようにもできる。連結する個数は任意に設定
でき、スペーサ６０は必要がなければ連結しなくてよ
い。各内径測定器４０は同じものであり、４個の測子４
１を有する。連結方向（軸方向）の測子４１の配置は、
内径測定器４０とスペーサ６０の長さで決定される。ス
ペーサ６０は各種の長さのものが用意されているので、
内径を測定する箇所の配列ピッチに応じて、スペーサ６
０を使用しなかったり、使用するスペーサの長さを選択
する。参照番号７０は、後述するガイド部材の位置を移
動させる機構の駆動源であるモータであり、駆動板６５
を介して内径測定器４０と連結される。

【００１７】図３に示した連結内径測定器を使用する場
合には、図２に示すような長い穴や同軸に配置した複数
の穴部材に挿入して測定位置で停止させ、各内径測定器
４０の検出した内径の値を読み取る。図４は、図３に示
した連結内径測定器の一部を詳細に示した図である。図
示のように、内径測定器４０は、両側の第１及び第２の
筐体４８と４９を側面筐体５０でつないだ円筒状の形状
を有する。第２の筐体４９からは２枚の平行板ばね４７
が固定されており、その先に支持部材４５が設けられて
いる。従って、支持部材４５は、支持部材４５に力を加
えることにより、円筒の中心軸に対して放射方向に変位
可能である。先端に測子４１が設けられたアーム４２
が、支持部材４５に設けられた支点４３を中心として回
転自在に係合されている。図示していないが、支持部材
４５にはアーム４２を付勢するばねが設けられており、
測子４１を外側に広げるような力が働くようになってい
る。更に、支持部材４５には測子４１の変位を検出する
変位検出器４４と、ピン４６が設けられている。このよ
うな支持部材が９０°異なる方向に４個設けられてい
る。

【００１８】軸５１は、第１及び第２の筐体４８と４９
に設けられた摺動穴５４と５５で回転可能に保持されて
いる。軸５１の一部には送りねじ５２が設けられてお
り、駒５３が係合されている。駒５３は、図示していな
いストッパにより回転しないように規制されており、軸
５１が回転すると軸方向に移動する。支持部材４５に設
けられたピン４６は、平行板ばね４７により駒５３の斜
面に接触するように付勢されている。従って、駒５３が
移動すると、支持部材４５は中心軸に対して放射方向に
移動する。

【００１９】軸５１の一方の端は直径が小さくなってお
り、他方の端は円筒になっており、他の内径測定器４０
の軸５１と嵌め合わせられるようになっている。直径が
小さい側の端には軸５１に垂直なピン５６が設けられて
おり、円筒の端はピン５６が嵌まるように切り欠かれて
いる。従って、他の内径測定器４０の軸５１と嵌め合わ
せた状態で一方の軸を回転すると、他方の軸も回転す
る。すなわち、回転力が伝達される。

【００２０】更に、第１の筐体４８の端は円筒状になっ
ており、第２の筐体４９の端は直径が小さくなってお
り、他の内径測定器４０と嵌め合わせられるようになっ
ている。嵌め合わされた内径測定器４０はねじ８１で固
定される。このようにして内径測定器４０を何個も連結
できるようになっており、端の内径測定器４０の軸５１
を回転することにより他の内径測定器４０の軸も同時に
回転し、連結されたすべての内径測定器４０の駒５３が
移動して、支持部材４５の位置が変化する。

【００２１】スペーサ６０は、筐体６１の摺動穴６３に
回転可能に支持された軸６２を有する。軸６２の端は、
内径測定器４０の軸５１と同様に、直径が小さい端にピ
ン６４が設けられており、円筒の端に切り欠きはあり、
内径測定器４０の軸５１と連結できるようになってい
る。また、筐体６１の一方の端は円筒状に、他方の端は
直径が小さくなっており、内径測定器４０と嵌め合わせ
られるようになっている。更に、嵌め合わされた内径測
定器４０とスペーサ６０はねじ８１で固定される。

【００２２】モータが取り付けられる駆動板６５も、ス
ペーサ６０の一方の端と同様の構成を有し、内径測定器
４０と連結できるようになっている。駆動板６５の軸６
６は、モータ７０によって回転される。モータ７０はパ
ルスモータで、外部から指示した回転量だけ回転する。
図５は、実施例の内径測定器４０の第２の筐体４９とス
ペーサ６０の筐体６１の結合部分を示す図である。第２
の筐体４９と筐体６１の端は、直径が小さくなった部分
５７を有し、軸５１の先端にはピン５６が設けられてい
る。ねじ穴８２は、ねじ８１がねじ合わされるねじ穴で
ある。参照番号８３は、各内径測定器４０の変位検出器
４４を動作させる電源と、変位検出器４４の検出信号を
伝達する配線のコネクタである。

【００２３】以上説明した実施例の内径測定器４０及び
スペーサ６０を連結した連結内径測定器を使用して測定
を行う場合の動作について説明する。まず、モータ７０
を駆動して駒５３を移動し、支持部材４５を移動させ
る。具体的には、対向するピン４６の先端が内径より若
干小さい距離になるようにする。支持部材４５が移動す
るので、アーム４２にかかる付勢力は変化せず、測子４
１の先端はピン４６の先端より外側に突き出ている。こ
の状態で基準となる長穴（マスタ）に挿入してその時の
変位検出器４４の出力を基準値として記憶する。次に、
図２のような長穴又は同軸になるように配置した穴部材
に連結内径測定器を挿入して、測子４１が測定する内径
部分に接触するようにする。この状態では、測子４１は
アーム４２にかかる付勢力で測定面に接触する。上記の
ように支持部材４５を移動させもアーム４２にかかる付
勢力は変化しないので、測定する内径が変化しても測定
圧はほぼ一定である。この状態で変位検出器４４の検出
信号を検出することにより、各部分の内径が同時に測定
できる。

【００２４】図３のように、多数の内径測定器４０及び
スペーサ６０を連結した場合、自重で全体がたわむこと
がある。そのような場合も、ピン４６がガイドとして働
くので、測子４１を損傷することなしに挿入することが
できる。以上説明したように、上記の実施例では、測定
する内径が異なっても、支持部材４５の位置を変化させ
ることにより、一定の測定圧で測定を行うことが可能で
ある。しかも、この支持部材４５の位置の変化は、１個
のモータ７０を使用して行うことが可能である。モータ
は動作に伴って発熱し、それが測定精度に悪影響を与え
るが、実施例では、一方の端にモータを隔離して設ける
ことができるので、測定精度への悪影響を低減できる。
なお、モータの代わりに、エアシリンダなどを使用する
ことも可能である。

【００２５】また、測定箇所の個数やピッチが変化して
も、連結する内径測定器４０の個数や長さの異なるスペ
ーサ６０を使用することで、対応する測定箇所を同時に
測定できる連結内径測定器が容易に実現できる。図３及
び図４からも明らかなように、内径測定器４０の筐体や
スペーサ６０の外径は、測子の先端間の距離より小さい
ことが必要である。そのため、上記の実施例では、小さ
なスペースで平行移動の可能な機構として２枚の平行ば
ね４７を使用したが、この代わりに十字ばねなどの弾性
支点を使用することも可能である。

【００２６】また、スペースを小さくするため、変位検
出器４４に小型で検出範囲の小さな変位測定器４４を使
用したが、変位測定器４４は支持部材４５と一緒に移動
され、その状態でマスタを測定して基準値とするので、
内径の差が大きな穴であっても実際の測定での測子４１
の変位は小さく、小さな検出範囲の変位測定器４４でも
測定が行える。

【００２７】なお、変位測定器４４を支持部材４５でな
く、筐体に設けることも可能である。但し、その場合に
は、変位測定器４４は内径の測定範囲に対応した検出範
囲を有する必要がある。その場合には、マスタ合わせせ
ずに測定を行うことが可能であると共に、ピン４１を測
定面に接触させて各内径測定器４０の中心軸とその部分
の穴の中心軸を一致させた上で測定を行うことが可能で
ある。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
複数箇所の内径を同時に測定でき且つ各種の形状に容易
に対応できる内径測定器及びそのような内径測定器を連
結した連結内径測定器が実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ガイド付き内径測定器の従来例の構造を示す図
である。

【図２】長い穴の複数箇所の内径や同軸になるように配
置した複数の穴部材の内径を測定する場合の考えられる
配置例を示す図である。

【図３】本発明の実施例の内径測定器とスペーサを連結
した連結内径測定器の全体構成を示す図である。

【図４】実施例の内径測定器とスペーサの詳細を示す図
である。

【図５】実施例の内径測定器とスペーサの連結部分の構
成を示す斜視図である。

【符号の説明】

４０…内径測定器 ４１…測子 ４２…アーム ４４…変位検出器 ４５…支持部材 ４６…ピン（ガイド部材） ４７…平行ばね ４８，４９…筐体 ５１…軸 ５３…駒 ６０…スペーサ ７０…モータ

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中心軸に対して放射方向に変位可能な少
   なくとも２個の測子と、 該測子を外側に付勢するように支持する支持部材と、 前記測子の変位を検出する変位検出手段とを備える内径
   測定器であって、 前記中心軸方向に他の内径測定器を連結する連結手段を
   備えることを特徴とする内径測定器。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の内径測定器であって、 前記支持部材を、対応する前記測子と同じ方向に移動さ
   せる移動手段を備える内径測定器。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の内径測定器であって、 前記変位検出手段は前記支持部材に設けられており、前
   記移動手段は前記変位検出手段を前記支持部材と共に移
   動させる内径測定器。
4. 【請求項４】 請求項２に記載の内径測定器であって、 前記支持部材は、前記測子を保護するガイド部材を備
   え、該ガイド部材は測定物の表面に接触する内径測定
   器。
5. 【請求項５】 請求項２から４のいずれか１項に記載の
   内径測定器であって、 前記連結手段は、連結された他の内径測定器との間で、
   前記移動手段を駆動する駆動力を伝達する駆動力連結手
   段を備える内径測定器。
6. 【請求項６】 請求項１から５のいずれか１項に記載の
   内径測定器であって、 前記連結手段は、連結された他の内径測定器との間で、
   前記変位検出手段の電源線及び前記変位検出手段の検出
   信号を伝達する信号線を連結する配線連結手段を備える
   内径測定器。
7. 【請求項７】 請求項１から６のいずれか１項に記載の
   内径測定器を複数連結して同時に複数の箇所の内径を測
   定可能にしたことを特徴とする連結内径測定器。
8. 【請求項８】 請求項７に記載の連結内径測定器であっ
   て、 前記内径測定器との連結手段を有し、前記内径測定器間
   に連結されるスペーサを備える連結内径測定器。
9. 【請求項９】 請求項８に記載の連結内径測定器であっ
   て、 前記スペーサの前記連結手段は、連結された他の内径測
   定器及びスペーサとの間で、駆動する駆動力を伝達する
   駆動力連結手段を備える連結内径測定器。
10. 【請求項１０】 請求項８に記載の連結内径測定器であ
    って、 前記スペーサの前記連結手段は、連結された他の内径測
    定器及び前記スペーサとの間で、電源線及び前記変位検
    出手段の検出信号を伝達する信号線を連結する配線連結
    手段を備える連結内径測定器。