JPH02159503A - パイプ端面の直角度測定方法と装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、パイプ端面の、直角度測定方法と装置に係り
、より詳細には、パイプ端面直角度を被測定パイプを移
動・回転をさせることなく自動的に測定できるようにし
たパイプ端面の直角度測定方法と装置に関する。

〔発明の技術的背景〕

従来、パイプ端面の直角度の測定は、Ｖ字溝を有する水
平テーブルに被４（ＩＩ定パイプを置き、該被測定パイ
プの端面をストッパーの小孔より固定されたダイヤルゲ
ージ等の測定器の接触子が該被測定パイプの端面に接す
るようにして、この状態で該被測定パイプをストッパー
に接触さ仕ながら回転させることにより一回転中の測定
器の読みの差で端面面角度を測定するようにしている。

しかし、この構成の場合、被測定パイプの回転中に計測
原理上許容されない該被測定パイプの軸方向への移動と
いう事態が多々生しるという問題がある。

従って、これを解決するために、常にストッパーに接す
ることが必要条件となる該被測定パイプの端面の最大点
（突出点）を、人力でもって被測定物の軸芯に平行状態
婆維持しながら、同−押さえ力でストッパーに接触させ
つつ該被測定パイプを回転させると同時に計′Ａ１１ｌ
　Ｌでいる。しかし、この計測値の読み取り作業は、接
触子との接触状態を保持すること、被測定パイプを水平
状態を保持すること、等の作業が必要なため困難を極め
、計測信頼度を確保することができないのが現状である
。

そこで、今日では、被測定パイプをチャック等を利用し
て回転させることも行われるが、チャックの軸平行度の
精度および掴み力の均一性の良否が被測定パイプの軸芯
平行度を狂わせて、被測５Ｅパイプ端面の直角度の計測
に誤差を生しる。

そこで、本発明者は、これらの問題について、種々検討
した処、被測定パイプを回転させるごとにより発生して
いることを究明し７た。

本発明は、］−述した点に対処り、て創案したものであ
って、その目的とする処は、計測誤差が少なく、かつ自
動的Ｏこ計測の行えるパイプ端面の直角度の測定方法と
装置を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

そして、上記目的を達成するための手段とし、ての本発
明のパイプ端面の直角度の測定方法は、被測定パイプを
固定する被測定バ・イブ固定工程と一端側に被測定パイ
プ接触子を有し、他端側に固定的または非接触的に移動
量測定器迄有し、周方向に回転および軸芯と平行方向に
移動する中間棒を用い、上記被測定パイプ接触子を中間
棒を介して破ｆｌｌｌｌ定パイプの端面に接触さ１する
被測定パイプ接触子接触工程と、上記被測定パイプ接触
子を被測定パイプ端面に接触した状態で、上記中間棒を
回転させる中間棒回転工程と、該中間棒の回転によって
、その軸芯と平行して移１１！Ｊｊする移動量を上記測
定器により計測することで被測定パイプ端部の的角度を
測定する移動量針１１ＲＩＩ　工程とを有する構成より
なるものである。

また、上記目的を達成するための手段としての本発明の
パイプ端面の直角度の測定装置は、中間棒と、該中間棒
を軸芯に平行方向に移動させる中間棒移動Ｊａ横と、該
中間棒を軸周方向に回転させる中間棒回転機構と、上記
中間棒の一端側に配設され、被測定パイプの端部と接触
する被測定パイプ接触子と、上記中間棒の他端側に配設
され、該中間棒の移動量を計測する移動量測定器とを有
し、被測定パイプの端面に被測定パイプ接触子を接触状
態で、該中間棒を中間棒移動機構により回転させること
により破１１１１１定パイプの端面角度４Ｙ　Ｌｔ＞　
Ｉ；；て移動する中間棒の移動量を移動量測定器でｆｉ
ｌ測することで被測定パイプの端面面角度を測定できる
ようにした構成よりなる。

〔作用〕

そして、上記構成に基づく、本発明のパイプ端面の直角
度の測定方法と装置は、被測定パイプをを固定状態とし
、該被測定パイプの端部に被測定パイプ接触子を接触状
態として、該被測定パイプ接触子を配設している中間棒
の回転による移動量を検出するようにし、従来の構成と
異なり上記被測定パイプを回転させる必要がないので、
被測定パイプ軸芯の振れに伴う誤差を生じることなく、
その計測ができるように作用する。

以Ｆのように、本発明のパイプ端面の直角度の測定方法
と装置は、測定器と被測定パイプとの間に測定用の中間
棒を配設し、該中間棒の回転によって生じる中間棒の移
動に着目し、この移動量を検出することでパイプ端面の
直角度を測定できるようにした点に特徴を有し、この点
によって、測定作業を効率的に、かつ正確に行え得ると
いう格別な作用を奏する方法と装置である。

〔実施例〕

以下、図面を参照しながら本発明を具体化した実施例に
ついて説明する。

ここに、第」〜２図は、本発明の実施例の測定装置を示
し、第１図は概略構成図、第２図（ａ）〜第２図（Ｃ）
は測定状況を説明するための説明図である。

本実施例の測定装置は、薄肉パイプ端面の直角度を測定
するための測定方法を実施するために用いる測定装置で
ある。そして、該測定装置は、概略すると、被測定パイ
プ接触子ｌと、中間棒２と、中間棒２の支持装置３と、
パイプ端面の直角度測定器４とより構成されている。

被測定パイプ接触子１は、中間棒２の先端部に固定され
ていて、通常、耐磨耗性材質または耐磨耗表面処理した
もので形成されている。また、被測定パイプ接触子１は
、先端面１ａが垂直面を形成され、かつ、その大きさが
少なくとも被測定パイプＷの半径より大きい形状とされ
ている。また、被測定パイプ接触′Ｆ−１は、被測定パ
イプＷの径に応じて、任意の大きさの接触子ｌと着脱交
換できるように構成されている。

中間棒２は、前述したように被測定パイプ接触子ｌを一
端に固定している棒状体であって、該軸の軸線方向に移
動自在かつ周方向に回転自在に支持装置３に支持されて
いる。ここで、中間棒２としてはスプライン軸が用いら
れている。

中間棒の支持装置３は、中間棒２を軸芯に平行方向に移
動させる中間棒移動機構５と、中間棒２を軸芯に沿って
回転させる中間棒回転機構６の二つの機構を有し、直角
度測定器４を取り付けるための取付台７に載置・固定さ
れている。中間棒移動機構５は、ハウジング８と中間棒
２と間に配設されているスライドへアリング９によって
構成されている。従って、中間棒２がスライドベアリン
グ９に内挿された構成とされていて、スライドへアリン
グ９を介して軸芯に平行する方向に移動できるようにさ
れている。また中間棒回転機構６はハウジング８とハウ
ジング８の外面に設けられたヘアリング１０と、モータ
１１およびギヤー（かさ歯１’Ｋ）１２より構成され、
モータ１１による回転源の駆動でもって、ギヤー１２を
介してヘアリング１０により中間棒２を、その周方向に
回転させることができるように構成されている。

パイプ端面の直角度測定器４は、レーザー式ののもので
、中間棒には直接接触しない無接触型のものであるが、
直接接触型のものも使用することができる。そして、直
角度測定器４は、取付台７」−に配置され、レーザーの
投射光が、中間棒２の軸芯に投射されるように配置され
ている。

また、被測定パイプ接触子ｌとハウジング８との間には
スプリング１３が介在され、中間棒２の軸方向に移動す
るようにされている。なお、図中１４は、被測定パイプ
Ｗを固定するクランプである。

次ぎに、本実施例の測定装置を用い、本発明を具体化し
た測定方法を説明する。

本実施例による測定方法は、概略すると、■被測定パイ
プ固定工程、■被測定パイプ接触子接触工程、■中間棒
回転工程、■中間棒移動量計測工程の四工程よりなる。

そして、以下に、それぞれの工程について説明する。本
測定は、パイプ製造工程等における製品最終検査でパイ
プ端面の直角度を測定するに際して実施される。

−被測定パイブ固定工程− 本工程は、端面の直角度を測定するための被測定パイプ
を固定する工程である。ここで、固定手段としては、固
定台に配置されているクランプ１４によって行い、締め
付は固定するようにしている。

そして、本工程によれば、被測定パイプを固定した状態
で計測するようになるので、該被測定パイプの表面に傷
が付いたりするおそれがなく、また、撓み等による変動
が少ないという作用を奏する。なお、固定は、他の手段
でもって行うようにしてもよい。

一被測定パイプ接触子接触工程− 本工程は、被１ｊｔｌＪ定パイプ接触子１を被測定パイ
プＷに接触状態となるように測定装置を配置する工程で
ある。ここで、被測定パイプ接触子ｌは、通常、被測定
パイプＷの端面最大値（突出部）に当接させ、またそれ
ぞれの軸芯が一敗するようにする。すなわち、スプリン
グ１３によって被測定パイプ接触子ｌと中間棒２とが最
小付勢された位置で被測定パイプＷの端面最大値（突出
部）に当接するようにシリンダー（図示せず）で取付台
７を被測定パイプＷ方向に前進させ、中間棒２の先端の
被測定パイプ接触子ｌと被測定パイプＷが十分に接触す
る状態（想定されるパイプ端面直角度以上）として停止
する（第１図参照）。なお、当接触の開始位置はパイプ
端面の如何なる位置・箇所でもよい。

一中間棒回転工程一。

本工程は、被測定パイプ接触子ｌと被測定パイプＷを接
触させた状態でもって、中間棒２を軸周方向に回転させ
るための工程である。すなわち、モーター１１を駆動さ
セ、かさ歯車１２を介してハウジング８をヘアリングＩ
Ｏにより回転させると、中間棒２および被／Ｉｔ１定パ
イプ接触子ｌが同期的に回転する。この時スプリング１
３の力により被測定パイプＷの端面角度に比例して被測
定パイプ接触子ｌおよび中間棒２は軸線方向に移動する
ことになる。

一中間捧移動量計測工程一 本工程は、中間棒回転工程によって、中間棒２の回転に
伴い被測定パイプＷの端面角度に比例して移動する中間
棒２の移動量を計測するための工程である。すなわち、
レーザー代置角度測定器４を作動さゼ、中間棒２の他端
軸心部に投射・反射させ、その端部位置の移動位置を計
測することで、その移動量を計測し、パイプ端面の面角
度を測定するようにしている。つまり、該移動距離の測
定値は、接触子１および中間棒２の一回転中の被測定パ
イプＷの計測値の変化量（最大値−最小値）で被測定パ
イプＷの端面面角度となる。

そして、本実施例による測定方法の効果を確認するため
に、次ぎのような試験を行った。すなわち、材料として
、外径１０．９５ｍφ、長さ３７１８　ｓａ、内厚０．
８ｉｍ、材質５ＵＳ３０６の筒体を５本採用して、それ
ぞれに付き、測定試験を行い、次ぎのような結果を得た
。

ここで、測定回数　Ｎ＝１０（回） 平均値　　Ｘ＝ＩＯ回の測定相／１０ 誤差　　　Ｉｎ−真の面角度−Ｘ １本当たりの測定時間　２０秒間 なお、同一材料についての本実施例による繰り返し測定
試験での面角度（１自）の測定値は、次ぎの通りであっ
た。

上述した試験結果より、測定誤差が殆ど認められないと
いうことが確認できた。すなわち、この試験の結果、測
定読取誤差が殆ど認められず、計測方法において、満足
できるものであることを確認できる。これは、被測定パ
イプをクランプ等によって固定状態として測定でき、か
つ該パイプの回転が必要でないことによるものと考えら
れる。

ところで、同一材料について、ダイヤルゲージの目視に
よって測定した処、１０〜２０μｍの誤差が認められた
。これは、測定作業員の視力・疲労度・読取姿勢・熟練
度等の個人差によるものと考えられる。また、測定に一
本当たり、約２分間を要し、かつ作業員２名を要した。

これに対し、本実施例による場合は、前述したように、
−本当たりの作業時間が、約２０秒間で、かつ作業員１
名で行えた。

なお、本発明は、上述した実施例に限定されるものでな
く、本発明の要旨を変更しない範囲内において変形実施
できるものを含む。因みに、上述した実施例においては
、直角度測定器として、レーザー式無接触型測定器で説
明したが、電磁式測定器や、マグネスケール等の接触式
測定器等を用いてもよいことは明らかである。そして、
接触式測定器を用いる場合は、中間棒の他端に接触して
配設する必要がある。また、中間棒の回転機構として、
該中間棒自体に磁石または磁性体を取り付けて回転子と
し、その外周に該回転子に対向する磁石や磁性体を配設
し、その磁気誘導、あるいは電磁誘導作用によって回転
力を付与させるようにした構成としてもよい。また、被
測定パイプ接触子を、中間棒の先端を加工して得てもよ
い。

さらに、上述した実施例においては、被測定パイプ、中
間棒をスプライン軸、ボールスプラインナツトを使用し
ている構成で説明しているが、例えば、凸部を設けた丸
軸とりニヤブツシュまたはストローク型すニャブソシヱ
等で形成したものとしてもよい。

ところで、丸棒の端面面角度を測定する場合には、接触
子の接触面角度を軸芯に対して９０度以上にして接触面
が常に被測定物の外周端に接するように傾ければ、パイ
プの場合と同様にして測定することができる。

また、本発明装置を、被測定物の両端側に配置するよう
にした構成とし、換言すれば、取付台をそれぞれ左右方
向に移動自在に配置すると共に、必要に応じ、両者間に
スケールを配置し、その被測定物の長さを計測するよう
にした構成としてもよい。この場合、長さ測定と面角度
計測とが並行して行えるという利点を有する。

〔発明の効果〕

以上の説明より明らかなように、本発明のパイプ端面の
直角度測定方法と装置によれば、直角度測定器と被測定
パイプとの間に測定用の中間棒を配設し、該中間棒の回
転によって生じる中間棒の移動に着目し、この移動量を
検出することでパイプ端面の面角度を測定できるように
しているので、移動もしくは偏心し易い被測定パイプを
回転させる必要がなく、該パイプ軸芯の振れに伴う測定
誤差を生しさせるおそれを解消できるという効果を有す
る。

また、本発明のパイプ端面の直角度測定方法と装置によ
れば、被測定パイプを回転させなくて済むので、支点で
の傷が生しなく、かつ被測定パイプを平面またはｖ／＃
で支えることができ、被測定パイプのＩＱみによる誤差
を軽減できるという効果を有する。

従って、本発明のパイプ端面の直角度測定方法と装置に
よれば、測定誤差を最小限に押さえることができ、中間
棒を回転・移動操作でもって測定ができるので、自動測
定が行え、その測定時間を短縮できると共に、生産性と
測定信頼度が向上することができるという効果を有する
。

【図面の簡単な説明】

第１〜２図は、本発明の実施例の測定装置を示し、第１
図は概略構成図、第２図（ａ）〜第２図（Ｃ）は測定状
況を説明するための説明図であるｌ・・・接触子、ｌａ
・・・先端面、２・・・中間棒、３・・・支持装置、４
・・・パイプ端面の直角度測定器、５・・・中間棒移動
機構、６・・・中間棒回転機構、７・・・取付台、８・
・・ハウジング、９・・・スライドヘアリング、１０・
・・ヘアリング、１１・・・モータ、１２・・・ギヤー
（かさ歯車）、１３・・・スプリング、１４・・・クラ
ンプ、Ｗ・・・被測定パ・イブ特　許　出願人　　産業
電機株式会社 代理人　弁理士　　吉　村　博　文 第１図 １１！２図Ｃｂ） 第２図（Ｃ）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）被測定パイプを固定する被測定パイプ固定工程と
   、一端側に被測定パイプ接触子を有し、他端側に固定的
   または非接触的に移動量測定器を有し、周方向に回転お
   よび軸芯と平行方向に移動する中間棒を用い、上記被測
   定パイプ接触子を中間棒を介して被測定パイプの端面に
   接触させる被測定パイプ接触子接触工程と、上記被測定
   パイプ接触子を被測定パイプ端面に接触した状態で、上
   記中間棒を軸芯に沿って回転させる中間棒回転工程と、
   該中間棒の回転によって、その軸芯と平行して移動する
   移動量を上記測定器により計測することで被測定パイプ
   端面の直角度を測定する移動量計測工程とを有すること
   を特徴とするパイプ端面の直角度測定方法。
2. （２）中間棒と、該中間棒を軸芯に平行方向に移動させ
   る中間棒移動機構と、該中間棒を軸周方向に回転させる
   中間棒回転機構と、上記中間棒の一端側に配設され、被
   測定パイプの端面と接触する被測定パイプ接触子と、上
   記中間棒の他端側に配設され、該中間棒の移動量を計測
   する移動量測定器とを有し、被測定パイプの端面に被測
   定パイプ接触子を接触状態で、該中間棒を中間棒移動機
   構により回転させることにより被測定パイプの端面角度
   に応じて移動する中間棒の移動量を移動量測定器で計測
   することで被測定パイプの端面直角度を測定できるよう
   にしたことを特徴とするパイプ端面の直角度測定装置。