JPH0161163B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、円筒体、角筒体等の被測定物におけ
る内径、内側寸法等を自動的に計測可能な自動内
側測定機に関する。

従来、被測定物の内側寸法を手動又は半自動測
定する場合、被測定物の内側に当接する一対の接
触子を設け、これらの接触子をそれぞれ独立に内
側壁面に向つて移動させて各内側壁面に当接さ
せ、この当接時における両接触子間の寸法を各接
触子の変位量の和として求めるのが一般的であつ
た。

しかし、このような従来例にあつては、各接触
子をそれぞれ独立に移動させる駆動手段が必要と
されるばかりでなく、各接触子の変位量を別個な
変位検出器で検出しなければならない。このため
これらの別個な変位検出器間の感度のマツチング
をとらねばならず、使用上煩雑であるという欠点
がある。また、円筒体の内径測定を行う場合にお
いては、穴の直径部の寸法を計測する必要がある
ため、被測定物の固定時に、両接触子を結ぶ線上
に被測定物の中心を設定するように固定する必要
があり、この作業も煩雑であり、かつ、両接触子
を結ぶ線上に被測定物の中心を設定することは内
径寸法が不明な測定前においては事実上不可能で
あつた。

上述のような従来の欠点を除去するため、両接
触子を１つの駆動源で移動させたり（実開昭56−
65407号）、両接触子間に跨つて変位検出器を設け
て１つの変位検出器で両接触子間の寸法を測定す
るもの（特願昭56−32297号）等が提案されてい
るが、これらは前記欠点を同時に解決するもので
はなく、また、完全自動化には不適な構造であつ
た。

本発明の目的は、被測定物の載物台上での設定
から適正な測定力での被測定物の最大内側測定ま
でを自動的に行なうことのできる自動内側測定機
を提供するにある。

本発明は、先端に第１の接触子を有する一方の
アームを基体に固定された固定アームとするとと
もに、第２の接触子を有する他方のアームを基体
に対し所定方向に移動可能な可動アームとしてこ
の可動アームと基体との間に１個の変位検出器を
設けることにより両接触子間の間隔を検出できる
ようにし、また、前記第１、第２の接触子が離反
する方向に可動アームを付勢して測定力を付与す
る付勢手段を設けるとともに、可動アームを両接
触子が接近する方向に移動させるアーム移動手段
を設けて両接触子を被測定物の穴等の内側内に挿
入可能とし、前記両接触子の下方位置において可
動アームの移動方向及びこれと直交する方向に載
物台を移動自在に基体に設けて載物台をいわゆる
フローテイング状態とし、可動アームの移動時
に、載物台を当該載物台上に固定された被測定物
を介して移動させるようにして１個のアームの移
動のみで被測定物の内側面に両接触子を当接でき
るようにし、さらに、載物台を往復移動手段によ
り可動アームの移動方向と直交する方向に強制的
に移動させて円筒内側面の最大内径等のさぐり機
能を持たせ、また、載物台と両接触子とを相対的
に上下移動させる上下移動手段を設け、前記アー
ム移動手段の作用とも相俟つて被測定物の穴等の
内側に両接触子を挿入可能にし、かつ、前記各手
段に所定動作指令を発する制御手段を設けて各部
の自動化を可能にして前記目的を達成しようとす
るものである。

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明
する。

第１図ないし第３図の全体図において、直方体
状に形成された基体１の長手方向の上面両側には
それぞれ支持台２，３が立設されている。一方の
支持台２の上端部には支持軸４を介して正面下向
きコ字形の固定アーム５の開放側一端（基端）が
固定され、この固定アーム５の開放側値端（先
端）の内側面には半球状の第１の接触子６が固定
されている。

前記固定アーム５には、ほぼ同形の可動アーム
７が固定アーム５と対称に対向配置され、この可
動アーム７の開放側一端（基端）は、変位検出器
８の移動部であるスピンドル９の先端に固定さ
れ、スピンドル９の軸方向すなわち所定方向とし
てのＸ方向に移動可能にされ、また、開放側他端
（先端）の内側面には半球状の第２の接触子１０
が固定されている。

前記変位検出器８は、通常の直線方向変位を検
出する装置で、スピンドル９の内端に設けられた
光学的あるいは磁気的等のスケールの動きを、こ
れに対向する光学的あるいは磁気的検出素子で読
取るように構成されており、この検出器８は前記
基体１上に立設された他方の支持台３の上端部に
そのケーシングで固定されている。

前記可動アーム７の基端にはロープ１１の一端
が連結されるとともに、このロープ１１の途中
は、基体１の一部をなす支持台３の側面に回転自
在に支持されたプーリ１２に巻回されてその他端
は下方に垂下され、この他端には重錘１３が連結
されている。これらのロープ１１、プーリ１２及
び重錘１３により付勢手段１４が構成され、この
付勢手段１４により可動アーム７を第１、第２の
両接触子６，１０が互いに離反する方向に常時付
勢して円筒体などの被測定物１５に測定力を付与
するようになつている。

前記支持台３上にはブラケツト１６を介してア
ーム移動手段としてのシリンダ１７が取付けら
れ、このシリンダ１７のピストンロツド１８の先
端には、端部に半球部１９を有する当接部材２０
が固定されている。ピストンロツド１８の進出時
にはこの当接部材２０の先端半球部１９が可動ア
ーム７の第２図中右側面に当接され、付勢手段１
４の付勢力に抗して可動アーム７を固定アーム５
側に付勢するようになつている。

前記両接触子６，１０の下方位置において、前
記被測定物１５を載置する載物台２２が配置され
ている。この載物台２２は、上方から第１、第
２、第３の３枚の板状体２３，２４，２５により
支持され、この載物台２２と第１の板状体２３と
の間には、第３図に示されるように、ベアリング
２６が介装されて載物台２２は第１の板状体２３
に対し前記Ｘ方向に移動自在に支持されている。
また、第１の板状体２３と第２の板状体２４との
間において、第２図に示されるように、一側には
支点軸２７が介装されるとともに、他端には上下
位置調整可能に第１の板状体２３にねじ込まれ、
先端半球部を第２の板状体２４に当接されて第
１、第２の板状体２３，２４間の平行度を調整可
能な調整ねじ２８が介装され、かつ、第１、第２
の板状体２３，２４を常時接近する方向に付勢す
る引張ばね２９が両側端面間に介装され、これに
より第１の板状体２３を介して載物台２２の水平
度が調整可能にされている。さらに、第２の板状
体２４と第３の板状体２５との間にはスライドレ
ール３０が介装されて第２の板状体２４は第３の
板状体２５に対し、前記Ｘ方向と直交するＹ方向
に移動自在にされている。

前記第１の板状体２３の背部側面には、第４図
に拡大して示されるように、載物台位置固定用の
シリンダ３１が取付けられ、このシリンダ３１の
ピストンロツド３２の先端には端部に半球部３３
を形成された押圧部材３４が固定されている。こ
の押圧部材３４は載物台２２の一端に固定された
端部材３５の下面に突設された当接体３６に当接
可能にされ、ピストンロツド３２の進出時に押圧
部材３４が当接体３６に当接されて載物台２２を
第２図中左方に移動させ、この載物台２２の移動
は、載物台２２の他端側の下面に突設されたプラ
スチツク製のストツパ３７が第１の板状体２３の
端面に当接することにより停止され、これにより
載物台２２と第１の板状体２３とのＸ方向の自由
な移動が規制され、載物台２２と第１の板状体２
３とは一体に固定されるようになつている。ここ
において、シリンダ３１、押圧部材３４、当接体
３６及びストツパ３７により載物台固定手段３８
が構成されている。また、このシリンダ３１のピ
ストンロツド３２の作動状態は、第１の板状体２
３に設けられた検出器としての近接スイツチ３９
及びピストンロツド３２の先端に取付けられた磁
性板４０とにより検出されるようになつている。

前記第２の板状体２４の背部側面には、第３図
に示されるように、案内ピン４１が突設されると
ともに、この案内ピン４１の先端部は第３の板状
体２５の背部側面に固定された側面Ｌ字形のブラ
ケツト４２に摺動自在に貫挿され、その突出部に
はＣリング４３が取付けられて抜け止めされ、か
つ、案内ピン４１の周囲において第２の板状体２
４とブラケツト４２との間に圧縮コイルばね４４
が介装され、これにより第２の板状体２４は常時
右方に付勢されている。また、第２の板状体２４
の前部側面にはブラケツト４５を介してカムフオ
ロワ４６が下方に突設され、このカムフオロワ４
６にはモータ４７の出力軸に固定された偏心カム
４８が摺接され、このカムフオロワ４６と偏心カ
ム４８との摺接力は前記圧縮コイルばね４４によ
り付与され、偏心カム４８の回転に伴ない第２の
板状体２４はＹ方向に強制的に往復動するように
されている。前記モータ４７は第３の板状体２５
の前部側面に固定された取付板４９に支持される
とともに、前記ブラケツト４５、カムフオロワ４
６、モータ４７、偏心カム４８及び取付板４９は
カバー５０に被覆されている。ここにおいて、案
内ピン４１、ブラケツト４２、Ｃリング４３、圧
縮コイルばね４４、ブラケツト４５、カムフオロ
ワ４６、モータ４７、偏心カム４８及び取付板４
９により第２の板状体２４の往復移動手段５１が
構成され、この往復移動手段５１による第２の板
状体２４の往復移動は、第３の板状体２５の側面
に固定された一対の近接スイツチ５２及び、第２
の板状体２４の側面に固定されるとともにこれら
の一対の近接スイツチ５２にそれぞれ対向された
一対の平面Ｌ字形の磁性材５３により検知され、
両近接スイツチ５２が各１回作動されたとき、す
なわち、偏心カム４８が１回転して第２の板状体
２４が一往復したとき、モータ４７の作動が停止
されるようになついる。

前記第３の板状体２５の下面には上下動軸５４
の上端が固定され、この上下動軸５４は、基体１
を貫通して固定された軸受箱５５内に挿入された
ボールブツシユ５６に上下摺動自在に支持されて
いる。この上下動軸５４の下端部は、上下動用シ
リンダ５７のピストンロツド５８の先端に連結さ
れるとともに、このシリンダ５７は支軸５９及び
取付板６０を介して基体１の下面に固定されてい
る。ここにおいて、上下動軸５４、軸受箱５５、
ボールブツシユ５６、シリンダ５７、支軸５９及
び取付板６０により載物台２２の上下移動手段６
１が構成されるとともに、この上下移動手段６１
による載物台２２の上昇もしくは下降は、前記上
下動軸５４の下端に固定されたドツグ６２並びに
このドツグ６２により作動される上昇位置検知リ
ミツトスイツチ６３及び下降位置検知リミツトス
イツチ６４により検知されるようになつている。
これらのリミツトスイツチ６３，６４は前記支軸
５９に適宜な締付具を用いて適宜位置に固定され
ている。

前記第３の板状体２５の一側下面には、第３図
に示されるように、ガイドバー６５が固定されて
板状体２５すなわち載物台２２の上下移動に伴な
つて上下移動するようにされ、このガイドバー６
５の周面には、前記軸受箱５５に回転自在に支持
された一対のローラ６６が摺接され、これにより
載物台２２の回り止めがなされている。

載物台２２は、上述の構成により、結局、基体
１に対し第２の接触子１０が固定された可動アー
ム７の移動方向であるＸ方向及びこれに直交する
方向であるＹ方向に移動可能にされるとともに、
載物台固定手段３８の開放によりＸ方向にフロー
テイング状態とされ、かつ、上下移動可能にされ
ている。

前記載物台２２の一端に設けられた端部材３５
と、他端に設けられた端部材６７との間には一対
の案内軸６８が掛け渡され、これらの案内軸６８
には各一対の摺動ブロツク６９，７０が摺動自在
に支持されている。これらの各一対の摺動ブロツ
ク６９，７０間にはそれぞれ連結板７１，７２が
掛け渡されて各一対の摺動ブロツク６９，７０は
一体に移動するようにされている。この一方の連
結板７１の他方の連結板７２に対向する面には、
板ばね７４を介して被測定物固定用可動軸７３が
突設されるとともに、板ばね７４の先端折曲部７
５は連結板７１上に固定された光検知器７６内に
挿入可能にされている。この際、可動軸７３が被
測定物１５に当接されると板ばね７４が撓まさ
れ、折曲部７５が光検知器７６内に挿入され、こ
れにより可動軸７３と被測定物１５との当接が検
知されるようになつている。また、連結板７１の
位置調整は、この連結板７１に当接されるととも
に、一方の端部材３５の突部７７にねじ込まれた
調整ねじ７８の位置を調整することにより行なえ
るようになつている。

前記他方の連結板７２は、一方の連結板７１に
対向された中央部にＶ字溝７９を備え、このＶ字
溝７９と前記可動軸７３とにより被測定物１５を
押圧挾持できるようにされている。また、他方の
連結板７２は、ブラケツト８０及びねじ８１を介
して固定手段用シリンダ８２のピストンロツド８
３に連結され、このシリンダ８２は端部材６７上
に取付けられるとともに、シリンダ８２の作動に
伴なつて左右に移動するようになつている。ここ
において、案内軸６８、摺動ブロツク６９，７
０、連結板７１，７２、可動軸７３、板ばね７
４、調整ねじ７８、ブラケツト８０、ねじ８１、
シリンダ８２により被測定物１５の固定手段８４
が構成されている。この固定手段８４の固定、開
放動作は、端部材６７に固定された近接スイツチ
８５とピストンロツド８３の先端に固定された磁
性材８６とにより検知されるようになつている。

第１図において、基体１の前方には、被測定物
１５のストツク装置８７が設けられるとともに、
このストツク装置８７内の被測定物１５を供給側
把持装置８８の前方に１個づつ押出すプツシユ装
置８９が設けられ、このプツシユ装置８９により
押出された被測定物１５は前記把持装置８８の一
対のハンド９０により把持されて載物台２２上に
供給されるようになつている。また、基体１の後
方には、測定の完了した被測定物１５を載物台２
２上から取出す排出側把持装置９１が設けられて
いる。この把持装置９１は一対のハンド９２を有
し、これらのハンド９２により被測定物１５を把
持して載物台２２上から良否選別装置９３の傾斜
台９４上に移載できるようにされている。この傾
斜台９４の側方には良品シユート９５及び不良品
シユート９６が設けられ、良否選別装置９３への
良品又は不良品である旨の入力信号により良否選
別装置９３のモータが正又は逆方向に駆動され、
傾斜台９４が良品又は不良品シユート９５，９６
側に傾き、傾斜台９４上の被測定物１５が良品又
は不良品シユート９５，９６内に落下されるよう
になつている。

第５図には、本実施例の制御系統の概略ブロツ
ク図が示され、制御装置９７は、測定値を表示す
るための表示装置９８を有するとともに、アーム
移動手段１７、載物台固定手段３８、往復移動手
段としてのシリンダ５１、上下移動手段６１、固
定手段８４、供給側把持装置８８、プツシユ装置
８９、排出側把持装置９１、良否選別装置９３及
び変位検出器８に接続され、各手段１７，３８，
５１，６１，８４及び装置８８，８９，９１，９
３からの検知信号を受けてそれぞれに所定の動作
指令を発し、かつ、変位検出器からの信号に基づ
き適宜な演算等を行なつて測定値を表示装置９８
に表示するように構成されている。

次に本実施例の動作につき、第６図をも参照し
て説明する。

測定開始前においては、アーム移動手段として
のシリンダ１７のピストンロツド１８は進出され
ており、これにより可動アーム７は固定アーム５
に当接され、第１、第２の両測定子６，１０間は
最も接近した状態にされている。また、載物台固
定手段３８のシリンダ３１のピストンロツド３２
も進出されて載物台２２は固定状態とされるとと
もに、往復移動手段５１のモータ４７は停止され
ている。さらに、上下移動手段６１のシリンダ５
７のピストンロツド５８は縮小状態にされるとと
もに、被測定物１５の固定手段８４のシリンダ８
２のピストンロツド８３も縮小状態とされて開放
状態とされ、これにより載物台２２は下方に移動
されており、連結板７２と可動軸７３との間に被
測定物１５が供給可能な状態とされている。

この状態で、プツシユ装置８９が制御装置９７
により作動されてストツク装置８７から押出され
た被測定物１５は、供給側把持装置８８により載
物台２２上に供給される。この被測定物１５の供
給が図示しない検知器により検知されると、制御
装置９７の指令により固定手段８４のシリンダ８
２が作動されてピストンロツド８３が進出され、
連結板７２と摺動軸７３との間に被測定物１５が
固定され、この固定が光検知器７６により検知さ
れる。この検知により上下移動手段６１のシリン
ダ５７が作動され、ピストンロツド５８が進出さ
れて第２図図示の状態とされ、これが上昇位置検
知リミツトスイツチ６３とドツグ６２とで検知さ
れるとシリンダ５７の作動が停止される。これに
より、最も接近した状態にある両接触子６，１０
は被測定物１５の内側に挿入される。この際、一
方の連結板７１の位置は調整ねじ７８により予め
調整されており、両接触子６，１０は被測定物１
５に当接することなく被測定物１５の穴等の中に
挿入される。

ついで、載物台固定手段３８のシリンダ３１の
ピストンロツド３２が縮小されて載物台２２がＸ
方向移動自在にされ、こののちアーム移動手段と
してのシリンダ１７のピストンロツド１８が縮小
される。このピストンロツド１８の縮小に伴ない
可動アーム７は付勢手段１４を構成する重錘１３
により右方に引かれ、可動アーム７の第２の接触
子１０が被測定物１５の内壁に当接すると、可動
アーム７は被測定物１５及びこの被測定物１５を
固定、支持する載物台２２をも右方に移動させ
る。この移動は、被測定物１５の左方の内壁に固
定アーム５の第１の接触子６が当接することによ
り停止され、これにより被測定物１５の内径に両
測定子６，１０が重錘１３により得られる測定力
で当接され、被測定物１５の一応の内径（内側）
寸法が得られることとなる。この内側寸法は、可
動アーム７に連結されたスピンドル９の動きとし
て変位検出器８で検出され、制御装置９７を介し
て表示装置９８に表示される。この際、両接触子
６，１０を結ぶ線は、必ずしも被測定物１５の中
心を通るとは限らず、従つて、この測定値は円筒
形の場合の被測定物１５の真の直径とは限らな
い。このため、本実施例では、両接触子６，１０
が被測定物１５の内壁に当接されると、往復移動
手段５１のモータ４７が作動され、偏心カム４８
を１回転させたのち停止される。この偏心カム４
８の回転により第２の板状体２４より上方の部分
はＹ方向に往復移動され、被測定物１５もその内
径が両接触子６，１０に接触されたまま往復移動
される。この被測定物１５の往復移動時におい
て、変位検出器８で得られる最大値が被測定物１
５の真の直径と考えられるから、この値を制御装
置９７で記憶しておき、表示装置９８に表示すれ
ば、これが求める測定値となる。

なお、本実施例の変位検出器８においては、絶
対値測定は、その特性上直接的には不可能なた
め、上述と同様な手順でリングゲージ等の基準寸
法体を予め測定して制御装置９７にその測定値を
記憶しておき、この基準寸法体の測定値と比較し
て被測定物１５の内側寸法値を絶対値もしくは比
較値として得るものである。

載物台２２の往復移動が終了して測定値が得ら
れたら、アーム移動手段としてのシリンダ１７を
前述とは逆方向に作動させて可動アーム７を固定
アーム５側に閉じさせ、ついで載物台固定手段３
８により載物台２２を固定し、上下移動手段６１
のシリンダ５７も逆方向に駆動させて載物台２２
を下降させる。こののち、固定手段８４を開放
し、測定の完了した被測定物１５は排出側の把持
装置９１により取出し、良否選別装置９３の傾斜
台９４上に載置する。この傾斜台９４は、被測定
物１５の測定結果に基づき制御装置９７から発せ
られる信号により良品シユート９５側もしくは不
良品シユート９６側に傾斜され、被測定物１５は
自動的に良、否が判別され区分けされる。

以下、前述の動作を繰返すことにより、被測定
物１５の自動測定が継続されることとなる。

上述のような本実施例によれば、固定アーム５
と可動アーム７とを設け、この可動アーム７は測
定力用付勢手段１４により、フローテイング状態
にある載物台２２とともに移動され、これによつ
て固定アーム５側の接触子６が被測定物１５に当
接されるから、被測定物１５に常に適正な測定力
を付与できるという効果がある。また、両接触子
６，１０の間隔は１つの変位検出器８で検出でき
るから、構造が簡単となるばかりでなく、その組
立作業も容易になり安価に提供でき、かつ、２検
出器を用いる場合に必要とされる検出器感度のマ
ツチング操作も必要とされない。

さらに、往復移動手段５１が設けられているか
ら、円筒状の被測定物１５における真の直径を求
めることができる。

なお、実施にあたり、前記各手段の駆動源とし
てシリンダを用いているものは、モータを用いラ
ツクとピニオンとを組合せて駆動してもよく、一
方、モータを用いているものはシリンダを用いて
もよい。また、各検出器は近接スイツチによるも
のに限らず、他の検知器でもよい。さらに、付勢
手段は、重錘に限らず、ばね、シリンダ等を用い
てもよいが、重錘を用いれば常に一定な測定力を
容易に得られるという利点がある。また、本発明
は被測定物として円筒形に限らず、円形以外の形
状の穴等の内側寸法をも自動測定できる。しか
し、往復移動手段が設けられている点から、円筒
形の被測定物の測定に最適である。さらに、前記
実施例では載物台側を上下動させたが、両接触子
すなわち両アーム側を上下動させて被測定物の供
給、排出を可能としてもよい。また、載物台固定
手段は必ずしも必要ではないが、設ければ被測定
物の供給時に載物台がふらつくことがなく、使用
上便利である。

上述のように本発明によれば、操作が簡易で、
かつ、適正な測定力で被測定物の内側を自動測定
できる自動内側測定機を提供できるという効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る自動内側測定機の一実施
例を示す一部を切欠いた平面図、第２図はその一
部を断面した正面図、第３図は第２図の一部を切
欠いた左側面図、第４図は第３図の−線に沿
う一部の拡大図、第５図は本実施例の制御系統を
示す概略ブロツク図、第６図は本実施例の動作説
明図である。 １……基体、５……固定アーム、６……第１の
接触子、７……可動アーム、８……変位検出器、
９……スピンドル、１０……第２の接触子、１１
……ロープ、１２……プーリ、１３……重錘、１
４……付勢手段、１５……被測定物、１７……ア
ーム移動手段としてのシリンダ、２２……載物
台、３８……載物台固定手段、５１……往復移動
手段、６１……上下移動手段、８４……固定手
段、９７……制御装置、９８……表示装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 先端に第１の接触子を有するとともに基体に
   固定された固定アームと、先端に第２の接触子を
   有するとともに基体に対し所定方向に移動可能か
   つ前記固定アームに対向配置された可動アーム
   と、この可動アームを前記第１、第２の両接触子
   が離反する方向に付勢して測定力を付与する付勢
   手段と、前記可動アームを両接触子が接近する方
   向に移動させるアーム移動手段と、前記両接触子
   の下方位置において基体に対し第２の接触子の移
   動方向及びこれに直交する方向に移動可能とされ
   た載物台と、この載物台を第２の接触子の移動方
   向と直交する方向に強制的に往復移動させる往復
   移動手段と、前記載物台と両接触子とを上下方向
   に相対移動させる上下移動手段と、前記載物台上
   に被測定物を固定する固定手段と、前記第１の接
   触子と第２の接触子との間の間隔を検出する変位
   検出器と、この変位検出器からの測定値を表示す
   る表示装置を有するとともに前記各手段に所定動
   作指令を発する制御装置とを具備したことを特徴
   とする自動内側測定機。 ２ 特許請求の範囲第１項において、前記載物台
   は前記付勢手段の付勢力により摺動されるよう基
   体に支持されたことを特徴とする自動内側測定
   機。 ３ 特許請求の範囲第１項または第２項におい
   て、前記付勢手段は、可動アームに一端を連結さ
   れたロープと、このロープが巻回されるとともに
   基体に回転自在に支持されたプーリと、前記ロー
   プの他端に連結された重錘とを備えて構成された
   ことを特徴とする自動内側測定機。