JPH0564716U - リング状部材の測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ピストンリング等のリング状部材の設置位置
が多少ずれていても、効率よくかつ精度よく連続測定で
きるリング状部材の測定装置を提供する。 【構成】 測定頭５の保持具20の内部に、同一方向へ移
動可能に第１の摺動部材23と第２の摺動部材24とを設け
る。これらの摺動部材23,24 は、ピストンリング15を挟
持する測定子32,33 と、その距離を計測する原点端子3
4，インジケータ35とを有している。摺動部材24の内部
にはピストン27が嵌入されるシリンダ室26を形成すると
ともに、ピストンロッド27A で摺動部材24と摺動部材23
とを連結する。シリンダ室26内には摺動部材23，24を
Ａ，Ｂ方向へ付勢する第１のスプリング29を設け、摺動
部材24と保持具20との間には摺動部材24をＡ方向へ付勢
する第２のスプリング30を設ける。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、ピストンリング等のリング状部材の幅と厚みとを測定するリング状 部材の測定装置に関する。

【０００２】

【背景技術】

一般に、ピストンリングの幅と厚みとを測定するには、作業者がピストンリン グとマイクロメータとを手に持って、このマイクロメータでピストンリングを挟 み込みダイアルを回して測定する方法が知られている。この方法によれば、マイ クロメータでピストンリングを挟み込んで測定するため、ピストンリングが左右 あるいは前後に傾いていると、充分な精度が得られないという問題があった。 そこで、このような問題を解決しようと提案されたものとして、例えば実開昭 ５５−１８１５１０号公報が挙げられる。

【０００３】 すなわち、前記公報のピストンリングの測定装置によれば、基盤上にブラケッ トを立設し、このブラケットの両端に円盤状の保持具を固定してある。これらの 保持具の上部には水平方向に突出した基準点となるピンと、さらに厚みの測定に あっては基準点となるストッパとを取付け、このピンにピストンリングを掛け下 げてある。 そして、このようなピストンリングの幅と厚みとを測定するために、ブラケッ トからさらに支柱を立設し、この支柱の両側に、ダイヤルによって横方向の長さ の調整が可能にピストンリングの幅測定用のダイヤルゲージ、および厚み測定用 のダイヤルゲージを取付け、それぞれのダイヤルゲージの接触端子をピストンリ ングに押し当てて測定している。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

前述のピストンリングの測定方法では、作業者は、まずピンまたはストッパに ダイヤルゲージをあてて原点を設定する。次に、幅測定の場合はまずダイヤルゲ ージの接触端子を上げておき、厚み測定の場合はダイヤルゲージの接触端子を横 方向に引っ込めておいてから、ピストンリングをピンに掛け下げ、次に、上げて いる接触端子を降ろし、あるいは引っ込んでいる接触端子を元に戻してピストン リングに接触させ、その差によって計測を行っている。この方法では、ピストン リングの幅と厚みとを全周にわたって所定角度ごとに測定しその平均値を求めた りする時等、このような操作をその都度しなければならず、面倒であり手間が掛 かっている。

【０００５】 また、ピストンリングはピンに掛け下げるようになっており、掛け下げた時ピ ンを支点にピストンリングが揺動するので、精度のよい測定結果を得るためには 揺動を手で静止させてからダイヤルゲージの接触端子を当てなければならず、測 定に時間が掛かるという問題もある。 さらに、ピストンリングの厚み測定の場合、ピストンリングをピンに掛け下げ る時、その厚み方向の一面が基準面のストッパに確実に接触しない虞れがあり、 そうすると、原点からの距離が違ったものとなり正確な測定ができない。特に、 ピストンリングの全周にわたって所定角度ごとに測定する時、リングを手で回転 させるたびにストッパに接触したり接触しなかったりする虞れがあり、その場合 は精度のよい測定ができないという問題がある。

【０００６】 また、ピストンリングの幅と厚みとの測定には、それぞれ専用のダイヤルゲー ジが使用されており、測定に際しては、ピストンリングをその都度幅用のピンお よび厚み用のピンに移し換えて行なわなければならず、手間が掛かって面倒であ る。

【０００７】 ここに本考案の目的は、ピストンリング等のリング状部材の設置姿勢が多少ず れていても、効率よくかつ精度よく連続測定できるリング状部材の測定装置を提 供することにある。 また、本考案の他の目的は、所定位置に保持されたリング状部材の幅および厚 みの測定を１つの測定頭で連続測定できるリング状部材の測定装置を提供するこ とにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

そこで本第１の考案は、基台上に、リング状部材を所定の姿勢に保持するテー ブルを回転自在に設けるとともに測定頭を設け、この測定頭の保持具内に前記リ ング状部材の測定部位を挟持する測定子を有する一対の摺動部材を互いに接近， 離反する方向へ移動可能に設け、これら一対の摺動部材の内いずれか一方の摺動 部材にシリンダ室を設け、このシリンダ室内にピストンを流体圧により摺動自在 に収納したピストンロッドを前記他方の摺動部材に連結し、前記シリンダ室とピ ストンとの間に前記他方の摺動部材を一方の摺動部材に接近する方向に付勢する 第１のスプリングを設けるとともに、前記一方の摺動部材を前記他方の摺動部材 から離反する方向へ向かって付勢するとともに常時は基準位置に位置させる第２ のスプリングを設け、この第２のスプリングのばね力よりも前記第１のスプリン グのばね力が大きくなるように設定するとともに、前記一対の摺動部材の測定子 間の間隔を計測する変位計測器を設けてリング状部材の測定装置を構成したもの である。

【０００９】 また、本第２の考案は、リング状部材の測定装置の測定頭を、基台上の回転自 在なテーブルと平行な面内でかつ互いに直交する二軸（Ｘ軸，Ｙ軸）のうち少な くとも一軸方向に移動可能であるとともに、この二軸方向に対して直交する一軸 （Ｚ軸）方向に移動可能とされ、かつ、前記リング状部材の回転中心に対して直 交する軸を中心として９０°首振り可能な構成としたものである。

【００１０】

【作用】

このような本第１の考案では、リング状部材の測定に際して、まず、変位計測 器の原点合わせをした後で、シリンダ室に流体圧を供給する。ピストンロッドは 流体圧で第１のスプリングを圧縮しながら押され、一対の摺動部材が開いた状態 となる。次に、リング状部材を一対の摺動部材の測定子間に設置した後、シリン ダ室の流体圧を排出すると、第１のスプリングの反発力によって、ピストンを介 していずれか他方の摺動部材がいずれか一方の摺動部材に接近する方向に移動し 、この摺動部材の測定子がリング状部材に接触して摺動部材の移動がストップさ れる。すると、第１のスプリングの反発力はシリンダ室からいずれか一方の摺動 部材に働き、この摺動部材を、第２のスプリングの付勢力に抗していずれか他方 の摺動部材側に接近させる方向に、リング状部材の測定部位に測定子が接触する まで移動させる。測定子がリング状部材を挟持したら、変位計測器によって測定 子間の間隔、つまりリング状部材の測定部位の寸法を測定できる。

【００１１】 また、本第２の考案では、基台上の回転自在なテーブルに水平状態で固定され たリング状部材に対して、測定頭がＸ軸，Ｙ軸の少なくとも一つの軸方向および Ｚ軸方向に移動して、かつ、９０°首振りするから、例えばリング状部材の幅を 測定した後９０°首振りすれば、続けて厚みの測定も連続して行うことができる 。

【００１２】

【実施例】

以下、本考案の一実施例を図面に基づいて説明する。 図１，２には、本考案に係るリング状部材の測定装置の全体側面と要部の平面 とが示されている。 これらの図に示すように、リング状部材の測定装置１は、平面略長方形の基台 ２上に設けられた移動台３と、この移動台３上に立設されたコラム台４と、この コラム台４に設けられた測定頭５と、前記基台２に設けられたテーブル６とを備 えて構成されており、さらにこれらの部材の各駆動源は、インターフェイス７， プリンタ８，表示器９およびマイクロコンピュータ10等でなる制御手段11に接続 されており、自動制御できるようになっている。

【００１３】 前記移動台３は、駆動源12等により基台２の平面内で短辺方向（Ｙ軸）に移動 可能とされており、また、前記コラム台４は、駆動源13等による公知の技術によ って、前記Ｙ軸方向に平面内で直交する長辺方向（Ｘ軸）に移動可能とされてい る。 さらに、前記測定頭５は、Ｚ軸制御機構14によって、前記二軸に直交する一軸 方向（Ｚ軸）に移動可能、かつ、リング状部材であるピストンリング15の幅と厚 みとの測定ができるように９０°首振り可能となっている。また、前記テーブル ６は、３本のブラケット16でピストンリング15を水平に保持するとともに、公知 の技術によって３６０°回転割り出し自在とされている。

【００１４】 前記測定頭５の詳細は図３に示されている。 同図に示すように、測定頭５は保持具20を備えており、この保持具20は、図２ に示すように略直方体の箱状に形成され、図３に示すように箱を伏せた状態で使 用されている。また、保持具20の一側面には前記Ｚ軸制御機構14の固定軸17と連 結固定されるヒンジ部21が固着されている。

【００１５】 前記保持具20の内部には、その長手方向に沿って上下２本のガイド軸22が所定 の間隔で架けわたされており、このガイド軸22には互いに接近，離反する方向へ 移動可能に一対の摺動部材（以下、一対部材という）25が設けられており、この 一対部材25は、第１の摺動部材（以下、第１部材という）23と第２の摺動部材（ 以下、第２部材という）24とで構成されている。 前記第１部材23は略直方体形状とされており、その内部には前記ガイド軸22に 平行に座ぐり穴23A が明けられ、また、部材23の下部かつ前記保持具20の中央側 には下方に突出するフランジ部23B が形成されている。

【００１６】 前記第２部材24は、前記第１部材23と略同一の外形形状とされており、第２部 材24に形成されたフランジ部24B が前記フランジ部23B と対向して配置される。 この部材24の内部にはシリンダ室26が形成されており、このシリンダ室26には図 示しないエア源から流体圧である圧縮空気が送り込まれるようになっている。ま た、シリンダ室26にはピストン27が嵌入されており、このピストン27のロッド27 A はシリンダ室26から前記第１部材23の座ぐり穴23A 内にまで延出されている。 そして、座ぐり穴23A にナット28によって固定されている。

【００１７】 前記シリンダ室26内のピストン27の内側、つまりロッド27A 側には、第１のス プリング29が設けられており、このスプリング29はピストン27を前記第１部材23 から離反する方向（以下、Ａ方向とするとともに、このＡ方向に対する反対方向 をＢ方向とする）へ付勢するように設定されている。 また、第２部材24と前記保持具20との間には、第２のスプリング30が取付けら れており、第２部材24は、常時は前記スプリング30によって、前記Ａ方向へ付勢 され位置決めカラー31に当接した基準位置に配置されている。この位置決めカラ ー31は、前記ガイド軸22に、例えば止めボルト等によって固定されている。この ように、第２部材24は、第１のスプリング29と第２のスプリング30とによってＢ 方向へ移動自在とされるフローティング機構によって支持されている。 ここで、第１のスプリング29と第２のスプリング30とのばね力の設定は、第１ のスプリング29が第２のスプリング30よりも大きなばね力となるように設定され ている。

【００１８】 前記一対部材25のそれぞれのフランジ部23B ，24B には、互いに対向する位置 にピストンリング15の測定部位を挟持する一対の測定子32，33が取付けられてい る。また、第１部材23のフランジ部23B には測定子32の近傍に原点端子34が取付 けられており、第２部材24には前記原点端子34に対向して変位計測器としての接 触部35A を有するインジケータ35が取付けられている。 ここで、一対の測定子32，33間の距離および原点端子34とインジケータ35との 距離について述べる。まず、所定の基準位置にある第２部材24のシリンダ室26内 に圧縮空気が送り込まれると、一対部材25は所定寸法開いた状態となる。この時 、一対の測定子32，33間の距離は、ピストンリング15の測定部位の長さより長く なるように設定され、また、原点端子34とインジケータ35との距離は、測定子32 ，33がピストンリング15の測定部位を挟持した時、インジケータ35の接触部35A が原点端子34に接触できるように設定されている。

【００１９】 ここにおいて、前記保持具20，一対部材25，シリンダ室26，ピストン27，第１ のスプリング29，第２のスプリング30、一対の測定子32，33および原点端子34と インジケータ35等によって前記測定頭５が構成される。

【００２０】 次に、本実施例の作用を図４に基づいて説明する。 図４は、ピストンリング15の幅を測定する手順である。まず、ピストンリング 15を介在させずに一対部材25が所定の基準位置に位置している時、つまり、シリ ンダ室26にエアが供給されていない時、同図（イ）に示すように、第１のスプリ ング29の反発力により、第１部材23が前記Ａ方向に移動して、一対の測定子32， 33および原点端子34とインジケータ35の接触部35A とは互いに接触している。そ のため、この位置で原点端子34とインジケータ35との原点合わせを行う。次に、 シリンダ室26内に所定圧の圧縮空気を送り込んで第１部材23をＢ方向に移動させ 、一対部材25を所定寸法開いた状態とする。そして、移動台３とコラム台４とを Ｘ軸およびＹ軸方向に適宜移動させ、測定頭５を測定ラインに合わせる。

【００２１】 次いで、ピストンリング15をテーブル６の支持ブラケット16に載せて支持させ る。今度は、測定頭５をＺ軸方向に適宜移動させて、一対の測定子32,33 が同図 （ロ）に示すようにピストンリング15の幅方向を挟むように位置させる。 この状態で、シリンダ室26内の圧縮空気を抜き出す。そうすると、第１のスプ リング29の反発力により、同図（ハ）に示すように第１部材23がＡ方向に移動し 、第１部材23の測定子32がピストンリング15の内径に当接する。

【００２２】 第１部材23の測定子32がピストンリング15に当接してその位置で移動がストッ プしても、依然として第１のスプリング29の反発力が働いている。ここで、第１ のスプリング29のばね力が第２のスプリング30のばね力より大きく設定されてい るので、前記スプリング29の反発力は、第２のスプリング30の付勢力に抗して第 ２部材24をＢ方向に移動させる。そして、同図（ニ）に示すように、第２部材24 の測定子33がピストンリング15の外径に当接し、この測定子33と前記測定子32と でピストンリング15を挟持する。 この時、原点端子34とインジケータ35の接触部35A との接触が制御手段側11に 送信され、そこで接触部35A の原点からの変位量が演算され、表示器９に演算結 果、つまりピストンリング15の幅の測定寸法が表示される。

【００２３】 ピストンリング15の所定角度ごとの測定、あるいは任意の位置の測定を行うに は、ピストンリング15の挟持を開放してテーブル６を所定一まで回転させ、あら ためて測定子32，33でピストンリング15を挟持して測定すればよい。

【００２４】 次に、ピストンリング15の厚みを測定するには、まず、一対部材25を前述の手 順により開いた状態にしておいて、制御手段11によってＺ軸制御機構14を駆動さ せて測定頭５をピストンリング15から離れた上方に移動させる。そして前記測定 頭５を９０°首振りさせ、図５に示す状態、つまり一対部材25の移動方向が水平 方向から垂直方向になるようにする。次いで、測定頭５を測定位置に合わせ、前 述した図４の（イ）〜（ニ）と同様の動作によってピストンリング15の厚みを測 定する。また、ピストンリング15の所定角度ごとの測定、あるいは任意の位置の 測定を行う場合にも、前述した幅の測定と同様の動作に従って行えばよい。

【００２５】 前述のような本実施例によれば、次のような効果がある。 すなわち、ピストンリング15の測定部位には、まず第１部材23の測定端子32が 接触し、それに遅れて前記フローティング機構に支持された第２部材24の測定端 子33が接触する。この動きは、第１のスプリング29の反発力によって達成される ので、ピストンリング15はこれらの測定端子32，33の間に設置されていれば測定 することができる。従って、ピストンリング15の設置位置が多少ずれていても、 簡単かつ短時間で測定することができる。 また、第２部材24がフローティング機構となっており、ピストンリング15は３ ６０°回転割り出し自在なテーブル６に保持されているので、測定端子32，33で 挟持したピストンリング15を開放してからテーブル６を回転し、その位置であら ためて挟持すればよく、所定角度ごとの測定、あるいは任意の位置の測定を、連 続してかつ効率よく行うことができる。

【００２６】 さらに、測定頭５は９０°首振り可能となっており、一対の測定端子32，33お よび原点端子34とインジケータ35の接触部35A とが、水平方向と垂直方向との位 置で対向する。従って、同一の測定頭５でピストンリング15の幅を測定した後、 測定頭５を９０°首振りすれば、引き続き厚みの測定を連続して行うことができ 、効率的である。

【００２７】 また、本実施例ではテーブル６や移動台３，コラム台４，Ｚ軸制御機構14およ び測定頭５等は、すべて制御手段11に接続されており、テーブル６にピストンリ ング15を支持させると、制御手段11を操作すれば測定ができるので、自動測定が 可能である。

【００２８】 なお、本考案は前述の実施例に限定されるものではなく、次に示すような変形 等を含むものである。 すなわち、前記実施例では、一対部材25の移動はガイド軸22との係合によって 行われているが、これに限らず、例えば保持具20側にガイド溝を形成し、一対部 材25側にガイド溝に係合するガイドを設け、これらの係合によって一対部材25を 移動させるようにしてもよい。

【００２９】 また、前記実施例では、第２部材24側にシリンダ室26、第１，２のスプリング 29，30を設けて第２部材24をフローティング機構としたが、このフローティング 機構は第１部材23側に設けてもよく、要は、一対部材25の内いずれか一方の摺動 部材が、いずれか他方の摺動部材より遅れてピストンリング15の測定部位に接触 すればよい。なお、その際インジケータ35はフローティング機構の摺動部材側に 設ける。

【００３０】 さらに、前記実施例では、変位計測器として変位を電気的信号に変換して読み 取るインジケータ35を使用したが、例えば機械的または磁気的あるいは光的な構 造によって、変位を読み取るものであってもよい。

【００３１】 また、前記実施例では、リング状部材の測定装置１に使用されるリング状部材 としてピストンリング15を説明したが、要は、リング状であれば測定することが できるので、例えばオイルリングの測定にも利用できる。

【００３２】 また、前記実施例では、測定頭５は移動台３とコラム台４とを介して、Ｘ軸お よびＹ軸の二軸方向に移動可能としたが、これに限らず、例えばＸ軸方向のみ、 あるいはＹ軸方向のみに移動可能としてもよい。

【００３３】 その他、本考案の実施の際の具体的な構造および形状等は、本考案の目的を達 成できる範囲であれば他の構造等でもよい。

【００３４】

【考案の効果】

以上に説明したように、本第１の考案のリング状部材の測定装置によれば、ピ ストンリング等のリング状部材の設置姿勢が多少ずれていても、効率よくかつ精 度よく連続測定ができる。 また、本第２の考案によれば、所定位置に保持されたリング状部材の幅および 厚みを、１つの測定装置で連続測定ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例の全体を示す側面図である。

【図２】同平面図である。

【図３】一実施例の要部である測定頭の断面図である。

【図４】リング状部材の幅方向測定の動作説明図であ
る。

【図５】一実施例の要部である測定頭を９０°首振りし
た状態図である。

【符号の説明】

１ リング状部材の測定装置 ２ 基台 ５ 測定頭 ６ テーブル 15 ピストンリング 20 保持具 25 一対の摺動部材 26 シリンダ室 27A ピストンロッド 29 第１のスプリング 30 第２のスプリング 32,33 測定子 35 インジケータ（変位計測器）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 武居 正彦 千葉県市原市姉崎海岸24番地４ 出光興産 株式会社内 (72)考案者 剱持 士朗 千葉県市原市姉崎海岸24番地４ 出光興産 株式会社内

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 基台上に、リング状部材を所定の姿勢に
   保持するテーブルを回転自在に設けるとともに測定頭を
   設け、この測定頭の保持具内に前記リング状部材の測定
   部位を挟持する測定子を有する一対の摺動部材を互いに
   接近，離反する方向へ移動可能に設け、これら一対の摺
   動部材の内いずれか一方の摺動部材にシリンダ室を設
   け、このシリンダ室内にピストンを流体圧により摺動自
   在に収納したピストンロッドを前記他方の摺動部材に連
   結し、前記シリンダ室とピストンとの間に前記他方の摺
   動部材を一方の摺動部材に接近する方向に付勢する第１
   のスプリングを設けるとともに、前記一方の摺動部材を
   前記他方の摺動部材から離反する方向へ向かって付勢す
   るとともに常時は基準位置に位置させる第２のスプリン
   グを設け、この第２のスプリングのばね力よりも前記第
   １のスプリングのばね力が大きくなるように設定すると
   ともに、前記一対の摺動部材の測定子間の間隔を計測す
   る変位計測器を設けたことを特徴とするリング状部材の
   測定装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載のリング状部材の測定装置
   において、前記測定頭は、基台上の回転自在なテーブル
   と平行な面内でかつ互いに直交する二軸（Ｘ軸，Ｙ軸）
   のうち少なくとも一軸方向に移動可能であるとともに、
   この二軸方向に対して直交する一軸（Ｚ軸）方向に移動
   可能とされ、かつ、前記リング状部材の回転中心に対し
   て直交する軸を中心として９０°首振り可能としたこと
   を特徴とするリング状部材の測定装置。