JPH0593614A - 光学式隙間測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】非接触式で被測定物に対して損傷や歪みを与え
ることなく隙間の測定ができると共に、機械内部に持ち
込んでの高精度の隙間測定が可能で、また焦点距離設定
の容易化を図る。 【構成】ベース１上に立設したスタンドと、スタンドに
対して上下および角度調整可能に保持された固体撮像手
段３２と、固体撮像手段３２に被測定物の隙間を隔てて
対向配置される光源手段３０と、固体撮像手段３２によ
る隙間測定結果を画像およびデジタル数値で表示するモ
ニタ手段とを備え、ベース１、スタンド、固体撮像手段
３２および光源手段３０をユニット化して、被測定物に
対して可搬型に構成したことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば、機械内部の
各種の隙間やクラッチ、ブレーキ等のアーマチュア間隙
などの被測定物の間隙を光学的に測定するような光学式
隙間測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、被測定物の隙間を測定する隙間計
測装置としては、例えば、シックネスゲージと投影機と
がある。

【０００３】上述のシックネスゲージ（ｔｈｉｃｋｎｅ
ｓｓ ｇａｕｇｅ、すきまゲージのことでｆｅｅｌｅｒ
ｇａｕｇｅともいう）は諸種の厚さを有する複数の鋼
製の薄板いわゆるリーフをゲージケースに収納したもの
で、上述のリーフを被測定物の隙間に差し込んで計測す
る接触式構造である。

【０００４】このシックネスゲージによれば、簡単に隙
間測定を行うことができる利点がある反面、接触式構造
であるから、被測定物が損傷する可能性があるうえ、例
えば磁気ヘッドと搬送ゴムローラとの間の測定のように
ゴム等の軟い材質の被測定物では、接触圧力により歪み
が発生し、測定者の感覚、熟練に頼る必要があり、この
ため正確な隙間測定ができず、測定誤差が生ずる問題点
があった。

【０００５】一方、上述の投影機（ｐｒｏｆｉｌｅ ｐ
ｒｏｊｅｃｔｏｒ）は、例えば、載物台上の被測定物に
対して、光源からの光を光学系を介して照射し、照射後
の光を投影レンズおよび複数の反射ミラーを介してスク
リーン上に拡大投影することで、被測定物の隙間を非接
触式に計測するものである。

【０００６】この投影機によれば、上述の隙間をスクリ
ーン上に拡大投影することで、比較的正確な測定を行う
ことができる利点がある反面、常に正確に定められた倍
率が要求される関係上、スクリーンから対物レンズまで
の間隙が固定され、このため投影機の上述の載物台に上
載可能な被測定物の隙間の測定はできても、載物台に上
載不能な被測定物や投影機を機械内部に持ち込んでの隙
間の測定ができない問題点を有していた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】この発明の請求項１記
載の発明は、非接触式で被測定物に対して損傷や歪みを
与えることなく隙間の測定ができると共に、機械内部に
持ち込んでの高精度の隙間測定が可能で、また焦点距離
の設定が容易な光学式隙間測定装置の提供を目的とす
る。

【０００８】この発明の請求項２記載の発明は、上記請
求項１記載の発明の目的と併せて、２箇所の測定部位を
順次に位置決めして、容易に測定することができる光学
式隙間測定装置の提供を目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明の請求項１記載
の発明は、ベース上に立設したスタンドと、上記スタン
ドに対して上下および角度調整可能に保持された固体撮
像手段と、上記固体撮像手段に被測定物の隙間を隔てて
対向配置される光源手段と、上記固体撮像手段による隙
間測定結果を画像およびデジタル数値で表示するモニタ
手段とを備え、上記ベース、スタンド、固体撮像手段お
よび光源手段をユニット化して、被測定物に対して可搬
型に構成した光学式隙間測定装置であることを特徴とす
る。

【００１０】この発明の請求項２記載の発明は、上記請
求項１記載の発明の構成と併せて、上記被測定物を保持
する固定治具と、上記ベースに形成され、上記固定治具
を２位置に択一的に上載する上載部を備えた位置決め手
段とを有する光学式隙間測定装置であることを特徴とす
る。

【００１１】

【作用】この発明の請求項１記載の発明によれば、上述
のユニット化されたベース、スタンド、固体撮像手段お
よび光源手段を、例えば、機械内部に持ち込み、光源手
段と固体撮像手段とを機械内部の被測定物に対して対向
させると共に、固体撮像手段の上下位置および角度を調
整して、焦点距離を設定した後に、上述の光源手段から
の光を被測定物の隙間を介して固体撮像手段に照射する
と、この固体撮像手段で映像信号に変換され、変換され
た信号は上述のモニタ手段により可視表示される。

【００１２】この発明の請求項２記載の発明によれば、
被測定物を上述の固定治具に保持させた後に、ベースに
形成された位置決め手段の上載部に上述の固定治具を介
して被測定物を上載すると、この被測定物の隙間は光源
手段と固体撮像手段とを結ぶ直線上の測定位置に択一的
に位置決めされ、この位置決め後において、上述同様
に、固体撮像手段の上下位置および角度を調整して、焦
点距離を設定し、次いで上述の光源手段からの光を被測
定物の隙間を介して固体撮像手段に照射すると、この固
体撮像手段で映像信号に変換され、変換された信号は上
述のモニタ手段により可視表示される。

【００１３】

【発明の効果】このため、この発明の請求項１記載の発
明によれば、光学式測定であるため、非接触式で被測定
物に対して何等損傷および歪みを与えることなく隙間の
測定ができると共に、ユニット化された上述の各要素を
機械内部に持ち込んでの高精度の隙間測定が可能とな
り、加えて上述の固体撮像手段をスタンドに対して上下
および角度調整可能に保持させたので、焦点距離の設定
が容易となる効果がある。

【００１４】また、この発明の請求項２記載の発明によ
れば、上記請求項１記載の発明の効果と併せて、上述の
位置決め手段には、固定治具を２位置に択一的に上載す
る上載部を形成したので、２箇所の測定部位を順次に位
置決めして、容易に測定することができる効果がある。

【００１５】

【実施例】この発明の一実施例を以下図面に基づいて詳
述する。図面は光学式隙間測定装置を示し、図１、図２
において、ベース１上に複数のブラケット２…を用いて
左右の側板３，４を平行に離間させて立設すると共に、
これら各側板３，４の対向面には第１ガイド部５および
第２ガイド部６が段差状に形成されたレール７，７（但
し図面においては一方のレールのみを示す）を取付けて
いる。

【００１６】上述のレール７，７における第１ガイド部
５と第２ガイド部６との間の段差部を第１ストッパ８に
設定する一方、第２ガイド部６の後端部には第２ストッ
パ９を取付けて、固定治具１１を２位置に択一的に上載
する位置決め機構１０を構成している。

【００１７】上述の固定治具１１は基台１２の上面一側
にブロック１３を取付ける一方、基台１２の上面他側に
Ｕ字状のガイド溝１４，１５を有するガイド板１６，１
７を平行に離間されて立設し、上述のブロック１３には
レバー１８操作により内蔵スプリング（図示せず）のば
ね力で一定の押圧力を付加するワーク固定プーリ１９を
取付けいている。さらに、上述のガイド板１６，１７近
傍における上述の基台１２には透孔２０，２１をそれぞ
れ穿設している。

【００１８】被測定物２２は、軸２３上にクラッチ２４
およびブレーキ２５を配設し、これらクラッチ２４およ
びブレーキ２５はそれぞれアーマチュア隙間２６，２７
を有する。

【００１９】一方、光源ボックス２８からの光を、光フ
ァイバ２９を介して光源ホルダ３０に導くように構成し
ている。この光源ホルダ３０は上述の位置決め機構１０
の所定部に配設されている。

【００２０】上述の光源ボックス３０から被測定物２２
のアーマチュア隙間２６，２７を介して照射される光情
報を、レンズ３１を介して撮像するＣＣＤカメラ（ここ
にＣＣＤはｃｈａｒｇｅ ｃｏｕｐｌｅｄ ｄｅｖｉｃ
ｅの略）３２は、図２に示す如く保持されている。

【００２１】すなわち、上述のベース１上にスタンド３
３を立設し、このスタンド３３にスライダ３４を上下調
整可能に配設すると共に、このスライダ３４には図２の
矢印方向に３６０度回転可能なアジャストシャフト３５
を介してカメラホルダ３６を取付け、このカメラホルダ
３６に上述のＣＣＤカメラ３２を取付けることで、この
ＣＣＤカメラ３２を図２に矢印ａ，ｂで示すように上下
および角度調整可能に構成している。

【００２２】上述のＣＣＤカメラ３２は光情報を映像信
号に変換する固体撮像手段で、このＣＣＤカメラ３２の
出力段にはＣＣＵ（カメラコントロールユニット）３
７、カーソルジェネレータ３８を介してモニタ手段とし
てのＣＲＴ３９を接続し、ＣＣＤカメラ３２による隙間
測定結果を上述のＣＣＵ３７で処理し、カーソルジェネ
レータ（計測線発生装置）３８のカーソル信号と共に上
述のＣＲＴ３９に画像およびデジタル数値で表示すべく
構成している。なお、図２におけるｃはカーソル線の画
像、ｄは隙間画像、ｅは表示されたデジタル数値であ
る。

【００２３】図１、図２から明らかなように、上述のベ
ース１、位置決め機構１０、スタンド３３、ＣＣＤカメ
ラ３２および光源手段としての光源ホルダ３０を一体ユ
ニット化し、図面に示した被測定物２２以外の例えば機
械内部の被測定物（図示せず）に対して上述のユニット
化構造体を可搬型に構成している。

【００２４】ところで、上述の被測定物２２は図１に示
す状態から図３に示すように、上述の固定治具１１にお
けるガイド板１６，１７のＵ字状のガイド溝１４，１５
に対して円滑に着脱される。そして、この被測定物２２
と位置決め機構１０および固定治具１１の寸法関係は予
め次のように設定されている。

【００２５】すなわち、上述の被測定物２２のアーマチ
ュア隙間２６，２７間の距離をＬ１、クラッチ２４の半
径とブレーキ２５の半径との差をＬ３、基台１２下部に
設けた突片１２ａの突出長さをＬ５、位置決め機構１０
における第１ストッパ８と第２ストッパ９との間の水平
方向離間距離をＬ２、レール７，７における第１ガイド
部５と第２ガイド部６との間の段差をＬ４とする時、 Ｌ１＝Ｌ２、 Ｌ３＝Ｌ４＝Ｌ５ の関係式が成立するように、それぞれの寸法を予め設定
している。なお、この実施例では装置全体を卓上型に構
成している。

【００２６】図示実施例は上記の如く構成するものにし
て、以下作用を説明する。上述の被測定物２２における
クラッチ２４のアーマチュア隙間２６およびブレーキ２
５のアーマチュア隙間２７を測定するには、まず、上述
の被測定物２２を固定治具１１に図３に示すように配設
し、レバー１８を図１の位置から図３の位置まで１２０
度回動操作すると、ワーク固定プーリ１９に内蔵された
スプリング（図示せず）のばね力で上述の被測定物２２
はガイド板１６，１７に押圧固定される。

【００２７】次に図１に示す位置の固定治具１１を図３
に示すように左右の側板３，４間のレール７，７におけ
る第１ガイド部５，５に上載し、固定治具１１の基台１
２先端を第１ストッパ８に当接すると、光源ホルダ３０
とＣＣＤカメラ３２とを結ぶ直線上に、上述の被測定物
２２におけるクラッチ２４のアーマチュア隙間２６が介
設されて、第１の測定位置に位置決めされる。

【００２８】次に光源ボックス２８から光ファイバ２９
を介して光源ホルダ３０に光を導入し、この光源ホルダ
３０からの光ｘを上述のアーマチュア隙間２６を介して
ＣＣＤカメラ３２に照射すると、光情報はこのＣＣＤカ
メラ３２で映像信号に変換され、映像信号に変換された
隙間測定結果はＣＣＵ３７で処理された後に、カーソル
ジェネレータ３８のカーソル信号と共に上述のＣＲＴ３
９に図２に示す如く画像およびデジタル数値で可視表示
されるので、例えば作業者はＣＲＴ３９の画面を目視し
ながら上述のアーマチュア隙間２６の調整を行うことが
できる。

【００２９】このようにして、上述の第１の測定位置に
おけるクラッチ２４のアーマチュア隙間２６の光学測定
に次いで、被測定物２２のブレーキ２５におけるアーマ
チュア隙間２７を測定するには、固定治具１１を図３の
位置から図４に示す位置へ移載する。

【００３０】すなわち、上述の固定治具１１を図４に示
すように左右の側板３，４間のレール７，７における第
２ガイド部６，６に上載し、固定治具１１の基台１２先
端を第２ストッパ９に当接すると、光源ホルダ３０とＣ
ＣＤカメラ３２とを結ぶ直線上に、上述の被測定物２２
におけるブレーキ２５のアーマチュア隙間２７を介設さ
れて、第２の測定位置に位置決めされる。

【００３１】次に上述同様、光源ボックス２８から光フ
ァイバ２９を介して光源ホルダ３０に光を導入し、この
光源ホルダ３０からの光ｘを上述のアーマチュア隙間２
７を介してＣＣＤカメラ３２に照射すると、光情報はこ
のＣＣＤカメラ３２で映像信号に変換され、映像信号に
変換された隙間測定結果はＣＣＵ３７で処理された後
に、カーソルジェネレータ３８のカーソル信号と共に上
述のＣＲＴ３９に図２に示す如く画像およびデジタル数
値で可視表示されるので、例えば作業者はＣＲＴ３９の
画面を目視しながら上述のアーマチュア隙間２７の調整
を行うことができる。

【００３２】このように、光学式測定であるため、非接
触式で被測定物２２に対して何等損傷や歪みを与えるこ
となく、アーマチュア隙間２６，２７の測定ができると
共に、上述のＣＣＤカメラ３２をスタンド３３に対して
上下および角度調整可能に保持させたので、焦点機距離
の設定が容易となる効果がある。加えて、上述の位置決
め機構１０には、固定治具１１を２位置に択一的に上載
する上載部としての第１ガイド部５、第２ガイド部６を
形成したので、２箇所の測定部位を順次に位置決めし
て、容易に測定することができる効果がある。

【００３３】しかも、上述の各要素１，１０，３０，３
３，３２を一体ユニット化したので、図面に示した被測
定物２２以外の例えば機械内部の被測定物（図示せず）
に対して、上述のユニット化構造体を持ち込んでの高精
度の隙間測定が可能となる効果がある。

【００３４】この発明の構成と、上述の実施例との対応
において、この発明の固体撮像手段は、実施例のＣＣＤ
カメラ３２に対応し、以下同様に、光源手段は、光源ホ
ルダ３０に対応し、モニタ手段は、ＣＲＴ（ｃａｔｈｏ
ｄｅ−ｒａｙ ｔｕｂｅ、陰極線管）３９に対応し、上
載部は、第１ガイド部５および第２ガイド部６を備えた
レール７に対応し、位置決め手段は、位置決め機構１０
に対応するも、この発明は上述の実施例の構成のみに限
定されるものではなく、例えば、モニタ手段としては上
述のＣＲＴ３９に代えて、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒ
ｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ、液晶表示装置）やその他
の手段であってもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光学式隙間測定装置を示す斜視図。

【図２】本発明の光学式隙間測定装置を示す系統図。

【図３】第１の測定位置における測定状態を示す説明
図。

【図４】第２の測定位置における測定状態を示す説明
図。

【符号の説明】

１…ベース ５…第１ガイド部 ６…第２ガイド部 ７…レール １０…位置決め機構 １１…固定治具 ２２…被測定物 ２６，２７…アーマチュア隙間 ３０…光源ホルダ ３２…ＣＣＤカメラ ３３…スタンド ３９…ＣＲＴ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ベース上に立設したスタンドと、上記スタ
   ンドに対して上下および角度調整可能に保持された固体
   撮像手段と、上記固体撮像手段に被測定物の隙間を隔て
   て対向配置される光源手段と、上記固体撮像手段による
   隙間測定結果を画像およびデジタル数値で表示するモニ
   タ手段とを備え、上記ベース、スタンド、固体撮像手段
   および光源手段をユニット化して、被測定物に対して可
   搬型に構成した光学式隙間測定装置。
2. 【請求項２】上記被測定物を保持する固定治具と、上記
   ベースに形成され、上記固定治具を２位置に択一的に上
   載する上載部を備えた位置決め手段とを有する請求項１
   記載の光学式隙間測定装置。