JPH07260411A - 管体内径測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 測定対象管体内の測定点における設置姿勢の
安定化と、長期間に亘る高精度状態の維持を図りつつ測
定装置の移動時における測定対象管体の内周面への損傷
を防止する。 【構成】 管状挿入部材１と一体のシリンダ部材２２を
一方の手で、操作ロッド部材２と一体の往復操作握り部
材３を他方の手で保持して、固定側カム部材４と移動側
カム部材６との間隔を広げるように操作する。この操作
により４個の姿勢保持部材８の外径を測定対象管体の内
径より狭めて、本装置を測定対象管体内に挿入させる。
測定時には、シリンダ部材２２を保持していた手を離し
たときに生じる押圧用コイルスプリング２５の付勢力で
姿勢保持部材８を測定対象管体Ｐの内周面に圧接させ
て、姿勢保持部材８により本装置を実質的に測定対象管
体の軸線１ｃ上に保持させる。この状態で測定対象管体
の内周に圧接する接触ローラ１５から伝達される内径情
報をひずみゲージ１６，１７で検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば原子力発電所に
使用される各種の管体のように、管体断面の形状の均一
性を検査したり、或いは、管体断面形状の変化を検査し
たりする場合における管体内径測定装置の改良に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】このような管体内径の測定技術として
は、例えば特公昭５７−３４４８２号公報に開示されて
いるような管体内径測定装置が既に知られている。

【０００３】この従来の管体内径測定装置は、図１１に
示すように、連結棒６を介して先端側に案内子２を具え
た構成の移動子１の外周部分に、移動子１の軸線に対し
て軸対称になるように組み合わされた２個一対のばね性
片持ち梁（いわゆる、カンチレバー）１０、１６を、例
えばビス７を用いて取り付けると共に、これらの片持ち
梁１０、１６をそれぞれの長手方向が測定対象である管
体８の軸線方向に沿うように配置する。

【０００４】そして、測定対象管体８の内径を計測する
ときには、片持ち梁１０、１６の自由端部に設けられた
接触子５を測定対象管体８の内周面に圧接させ、このと
き片持ち梁１０、１６に生じるひずみ（撓み）を片持ち
梁１０、１６の基部近傍の表面に添着したひずみゲージ
３０、３６で電気的に検出し、この検出出力を、例えば
結線端子３、リード線４を介してひずみ増幅器（図示な
し）に導入することにより、測定対象管体８の各部分の
内径を測定するというものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来の管体内径測定装置では、全構成部材２〜３６が取り
付けられた移動子１の全重量が、測定時に全て下側に位
置するばね性片持ち梁（図では、１６）に直接加わるこ
とになるため、このばね性片持ち梁１６の撓み量が設計
時に予定された値よりも大きくなり、また逆に、上側に
位置するばね性片持ち梁１０の撓み量が設計時に予定さ
れた値よりも小さくなるという現象が生じることにな
る。

【０００６】さらに、所定対の他の片持ち梁（図示な
し）が、片持ち梁１０、１６に対して所定の角度間隔を
隔てて移動子１の外周部分に取り付けられている場合に
も、移動子１の全重量が、それらの片持ち梁にそれぞれ
の取り付け角度に応じた量だけ微妙に加えられるという
現象が生じる。

【０００７】そのため、各片持ち梁１０、１６に添着さ
れたひずみゲージ３０、３６の検出出力に基づいて、測
定対象管体８の内径を測定するという形式の管体内径測
定装置では、移動子１の全重量が加えられることによ
り、測定値が大きく変動すると共に、各片持ち梁に生じ
るひずみ量が不均衡になり、その結果、満足すべき測定
精度が確保でないというという問題を惹き起すことにな
る。

【０００８】しかも、従来の管体内径測定装置では、ば
ね性片持ち梁１０、１６により移動子１の全重量を支え
るような構造を採用している関係で、ばね性片持ち梁１
０、１６の弾性力を移動子１の全重量を支えられる程度
に大きくしなければならず、その結果、接触子５を測定
点に移動するときに接触子５が可成りの圧接力で管体８
の内周面を摩擦しながら移動することになり、軟質の管
体８の場合等には、その内周面に傷痕を残して製品の品
質を損なうという問題も生じる。

【０００９】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、その目的は、測定対象管体内の測定点におけ
る管体内径測定装置の姿勢を安定的に保持して、長期間
に亘って常に安定した高い精度で管体内径の測定を行い
得ると共に、接触子の移動時に測定対象管体の内周面に
損傷を与えることのない管体内径測定装置を提供するこ
とにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するために、複数個の片持ち式の接触子支持レバー
を測定対象管体内に挿入し、測定点において、各接触子
支持レバーの自由端部に設けた接触子を測定対象管体の
内周面に接触させることによって、各接触子支持レバー
に測定対象管体の内径情報に応じたひずみを発生させ、
このひずみを各接触子支持レバーに添着されたひずみゲ
ージによりそれぞれ電気的に検出して測定対象管体の内
径を測定する管体内径測定装置において、前記複数個の
接触子支持レバーの撓み特性を、それぞれの接触子が前
記接触子支持レバーに発生するひずみの検出に必要な適
正接触圧力をもって、前記測定対象管体の内周面に接触
し得るような特性に設定すると共に、前記測定対象管体
の軸線に沿って移動可能に設けた検出用移動部材に各接
触子支持レバーの基部を固定し、半径方向に拡張または
収縮可能であって、内径測定時に前記検出用移動部材を
実質的に前記測定対象管体の軸線に沿って保持し得る構
成の複数個の姿勢保持部材を、内径測定時には、押圧用
ばね手段の付勢力により前記測定対象管体の内周面に圧
接する拡張時位置に変位させ得るように、また、前記検
出用移動部材を前記測定対象管体内に挿入する時には、
収縮強制操作手段のマニュアル操作力により、前記押圧
用ばね手段の付勢力に抗して、前記測定対象管体の内径
よりも小さな直径範囲内に設定された収縮時位置に強制
的に変位させ得るように設けて、前記検出用移動部材を
前記測定対象管体内に挿入する時、または、前記検出用
移動部材を前記測定対象管体内で軸線に沿って往復方向
に移動させる時には、前記収縮強制操作手段を操作して
前記各々の姿勢保持部材を前記収縮時位置に強制的に変
位させて、前記各々の姿勢保持部材の外径を前記測定対
象管体の内径よりも小さな外径になし、内径測定時に
は、前記押圧用ばね手段の付勢力により前記各々の姿勢
保持部材を前記測定対象管体の内周面に圧接させて、前
記検出用移動部材を実質的に前記測定対象管体の軸線上
に保持させるように構成したことを特徴とするものであ
る。

【００１１】

【作用】上記のように構成された管体内径測定装置で
は、先ず、収縮強制操作手段をマニュアル操作すること
により、管状挿入部材と操作ロッド部材との相対位置を
変えて、第１のカム部材と第２のカム部材との軸線上の
相対間隔を広げる。そして、相対間隔が広がるときに作
用する収縮用ばね手段の付勢力と両カム部材に対向的に
形成した一対の傾斜カム面の働きとを利用して各姿勢保
持部材を収縮時位置に変位させて、その外径を測定対象
管体の内径より小さい状態にする。

【００１２】次に、管状挿入部材と操作ロッド部材とを
この状態に保持したまま、検出用移動部材を測定対象管
体内に挿入し或いは検出用移動部材を測定対象管体内で
移動させて、検出用移動部材を所望の測定点にセットす
る。そして、内径測定には、管状挿入部材と操作ロッド
部材との前述した相対間隔を解除する操作を行って押圧
用ばね手段を作用可能の状態に移行させる。

【００１３】このように操作すると、押圧用ばね手段の
付勢力により第１のカム部材と第２のカム部材との軸線
方向の相対間隔が狭まり、このとき働く一対の傾斜カム
面の押し上げ力により各々の姿勢保持部材が収縮時位置
から拡張時位置に変位して、姿勢保持部材が所定の圧力
で測定対象管体の内周面に圧接することになる。

【００１４】この結果、検出用移動部材は、実質的に測
定対象管体の軸線上に保持され、接触子支持レバーの重
量を含む検出用移動部材側の重量が接触子支持レバー上
の接触子に加わらない状態になる。すなわち、常に接触
子支持レバーに発生するひずみの検出にのみ必要な適正
接触圧力をもって、接触子を測定対象管体の内周面に接
触させ得る状態となる。

【００１５】そして、この状態において、各接触子支持
レバーに発生するひずみを各々のひずみゲージで電気的
に検出して測定対象管体の内径を測定するようになした
ものである。

【００１６】

【実施例】以下、接触子支持レバーおよび姿勢保持部材
をいずれも４個づつ設けた図示実施例に基づいて、本発
明の管体内径測定装置の構成と作用を詳細に説明する。
図１は、本発明の管体内径測定装置に係る一実施例の全
体構成を示す断面図で、操作ロッド部材を管状挿入部材
内に押し込んで姿勢保持部材を収縮時位置に保持した状
態を示す。

【００１７】図１において、１は所定の内径を有し且つ
測定対象である管体Ｐ（以下、測定対象管体Ｐという）
の内径を測定すべき長さよりも長い値に設定された管状
挿入部材で、測定対象管体Ｐの内部に挿入し且つ測定対
象管体Ｐの長手方向（軸線方向）に自由に移動すること
ができる外径を持つ管状部材として構成されている。

【００１８】２はこの管状挿入部材１内に挿入または嵌
入された棒状または細管形状の操作ロッド部材で、その
長さは、自身を管状挿入部材１内に挿入した状態におい
て、自身の挿入側端部領域２ａが管状挿入部材１の挿入
側端部１ａよりも突出し、且つ、自身の操作側端部領域
２ｂが、管状挿入部材１の操作側端部１ｂに固定された
後述するシリンダ部材２２の蓋部材２３よりも突出する
ような長さに設定されている。

【００１９】そして、管状挿入部材１内に挿入または嵌
入された状態においては、操作ロッド部材２は、管状挿
入部材１内を管状挿入部材１の軸線１ｃに沿って相対往
復移動可能にも構成されている。３はこの操作ロッド部
材２の操作側端部領域２ｂに固定的に設けられた往復操
作握り部材である。

【００２０】この往復操作握り部材３は、操作ロッド部
材２を測定対象管体Ｐ内に挿入する際に一方の手で握る
ことになるので、その外周部分に、手で保持し易い形状
の外周握り部（図示なし）が形成されている。なお、こ
の往復操作握り部材３を操作ロッド部材２と一体的に形
成しても、操作ロッド部材２に対して着脱可能な取り付
け式のものとして設けてもよい。４は管状挿入部材１の
挿入側端部１ａに固定された固定側カム部材で、測定対
象管体Ｐの内部をその長手方向に沿って往復移動可能で
あるような外径を持つ部材として構成されている。

【００２１】この固定側カム部材４は、特許請求の範囲
に記載された検出用移動部材をも兼ねる部材で、その外
周部分には、図２および図３にも示すように、管状挿入
部材１の軸線１ｃに対して、互いに直交する放射方向に
設定された第１直交放射方向Ｘ1 、Ｙ1 に沿う４個所の
位置であって、管状挿入部材１の軸線１ｃを挟んで対称
的な４個所の位置に、後述する４個の接触子支持レバー
としての弾性体レバー１３の固定基部１３ａを取り付け
るためのレバー取り付け座４ａが形成されている。

【００２２】さらに、この第１直交放射方向Ｘ1 、Ｙ1
に対して、所定角度（例えば４５度）だけずれた放射方
向に設定された第２直交放射方向Ｘ2 、Ｙ2 に沿う部分
の４個所の位置であって、管状挿入部材１の軸線１ｃを
挟んで対称的な部分の４個所の位置に、後述する４個の
姿勢保持部材８の操作側端部（操作側傾斜面９が形成さ
れている端部）を、第２直交放射方向Ｘ2 、Ｙ2 に沿っ
てのみ往復変位可能に案内し得る構成の放射方向案内部
４ｂが形成されている。

【００２３】５はこの放射方向案内部４ｂの底部に形成
された４個の第１傾斜カム面で、それぞれ４個の姿勢保
持部材８の操作側傾斜面９に当接して、姿勢保持部材８
を、その拡張時位置と収縮時位置との間で第２直交放射
方向Ｘ2 、Ｙ2 に沿って同時に往復変位させ得るように
構成されている。

【００２４】６は中心部において操作ロッド部材２の挿
入側端部領域２ａに固定的に設けられた移動側カム部材
で、図４および図５にも示すように、前述した固定側カ
ム部材４の放射方向案内部４ｂと対向する外周部分の４
個所の位置（第２直交放射方向Ｘ2 、Ｙ2 上の位置）
に、この放射方向案内部４ｂとは逆向きではあるが同じ
構造に構成された放射方向案内部６ａが形成されてい
る。

【００２５】すなわち、これらの放射方向案内部６ａに
より、後述する４個の姿勢保持部材８の挿入側端部（挿
入側傾斜面１０が形成されている端部）を、第２直交放
射方向Ｘ2 、Ｙ2 に沿ってのみ往復変位可能に案内し得
るように構成されている。７はこの放射方向案内部６ａ
の底部に形成された４個の挿入側傾斜カム面としての第
２傾斜カム面で、それぞれ第１傾斜カム面５とは逆向き
ではあるが同じ角度、構造のカム面として構成されてい
る。

【００２６】すなわち、これらの第２傾斜カム面７が４
個の姿勢保持部材８の挿入側傾斜面１０に当接して、姿
勢保持部材８を、その拡張時位置と収縮時位置との間で
第２直交放射方向Ｘ2 、Ｙ2 に沿って同時に往復変位さ
せ得るように構成されている。

【００２７】測定対象管体Ｐの長手方向への所定範囲に
亘ってその内周面に接触し得る長さに設定された外側接
触面８ａを有する４個の姿勢保持部材８は、図６にも示
すように、その操作側端部領域８ｂと挿入側端部領域８
ｃには、互いに逆向きではあるが管状挿入部材１の軸線
１ｃに対して実質的に同一角度になるような形状の操作
側傾斜面９と挿入側傾斜面１０とが形成されている。

【００２８】そして、それぞれの外側接触面８ａの、例
えば両端部に近い適宜の２個所には、収縮用ばね手段と
しての放射方向付勢部材１１を係止するためのスプリン
グ係止溝８ｄが形成され、また、下面側の長手方向の中
間領域には、後述する移動ガイド部材１２と係合し得る
１個の放射方向ガイド溝８ｅが形成されるように構成さ
れている。

【００２９】この４個の姿勢保持部材８は、前述した固
定側カム部材４の第１傾斜カム面５と移動側カム部材６
の第２傾斜カム面７の作用により、それぞれの外側接触
面８ａが測定対象管体Ｐの内周面に圧接し得る拡張時位
置と、各々の外側接触面８ａが測定対象管体Ｐの内径よ
りも小さな直径の収縮時円形範囲Ｓａ内に設定された収
縮時位置との間を、第２直交放射方向Ｘ2 、Ｙ2 に沿っ
て同時に往復変位し得るように構成されている。

【００３０】従って、これら２つの傾斜カム面５、７の
傾斜角および軸線方向への長さは、この作用を果し得る
角度および長さに設定され、また、前述した２つの放射
方向案内部４ｂおよび放射方向案内部６ａの放射方向へ
の深さ、並びに、放射方向ガイド溝８ｅの深さも、それ
ぞれ、姿勢保持部材８の拡張時位置と収縮時位置との間
の放射方向への往復変位動作に対して充分に案内し得る
深さに設定されることになる。

【００３１】なお、互いに滑動可能に接触する固定側カ
ム部材４の傾斜カム面５と姿勢保持部材８の操作側傾斜
面９や、移動側カム部材６の傾斜カム面７と姿勢保持部
材８の挿入側傾斜面１０は、滑り性能が良いことが好ま
しいので、これら３者の材料に耐摩耗性に富み且つ滑り
易い材質の材料を選択したり、或いは、各面に、例えば
テフロンのような滑り材を貼付するようにすることが好
ましい。また、測定対象管体Ｐの内周面と接触する姿勢
保持部材８の外側接触面８ａにも、例えばテフロンのよ
うな滑り材を貼付するようにしてもよい。

【００３２】１１は、例えばリング状のコイルスプリン
グとして構成された収縮用ばね手段としての放射方向付
勢部材で、各スプリング係止溝８ｄ内に入るように４個
の姿勢保持部材８を囲繞するようにそれぞれの外側から
掛けられるように構成されている。その結果、４個の姿
勢保持部材８は、このコイルスプリング１１の付勢力に
よって常に互いが接近する方向（軸線１ｃ向く方向）に
付勢されることになる。

【００３３】すなわち、姿勢保持部材８に形成された操
作側傾斜面９と挿入側傾斜面１０とを、このコイルスプ
リング１１の付勢力により、固定側カム部材４の放射方
向案内部４ｂ内および移動側カム部材６の放射方向案内
部６ａ内において、常に傾斜カム面５と傾斜カム面７と
に圧接させ得るように構成されている。１２は、例えば
円筒形の移動ガイド部材で、操作ロッド部材２に対して
その軸線方向へ相対往復移動可能であるように操作ロッ
ド部材２の挿入側端部領域２ａの近傍の外周に嵌合する
ように配設されている。

【００３４】この移動ガイド部材１２は、姿勢保持部材
８の放射方向ガイド溝８ｅに比較的精密に嵌合する軸線
方向の長さ（厚さ）を有し、しかも、その外周面１２ａ
において４個の姿勢保持部材８の収縮時位置を同時に決
定し得る直径を有する部材として構成されている。な
お、この移動ガイド部材１２は、操作ロッド部材２に対
して回転可能に設けても或いは回転不可能に設けてもよ
いものである。

【００３５】１３は４個の接触子支持レバーを構成する
４個の弾性体レバーで、適宜の弾性材料で作られ、且
つ、例えば適宜の小ねじ１４によりその固定基部１３ａ
が固定側カム部材４の４個所のレバー取り付け座４ａ上
に片持ち式に固定保持されるように構成されている。そ
して、各々の弾性体レバーの自由端部１３ｂには、測定
対象管体Ｐの内周面に実質的に点接触状態で接触し得る
接触子として、例えば軽い力で回転し得る接触ローラ１
５が適宜の軸支手段により回転可能に取り付けられてい
る。

【００３６】この場合、接触ローラ１５の外周面は、実
質的に点接触で測定対象管体Ｐの内周面に接触し得る断
面形状を持つ面として形成され、さらに、この弾性体レ
バー１３の形状による撓み性能は、測定対象管体Ｐの内
周面に接触した状態では、弾性体レバー１３に発生する
ひずみの検出に必要な適正な接触圧力で接触し得るよう
に、しかも、自由状態では、図７に示すように、接触ロ
ーラ１５の外周面を測定対象管体Ｐの内径よりも大きな
直径に設定された自由状態時の円形範囲Ｓｂに接する位
置に保持し得るような力を生じさせる形状による撓み性
能に設定されている。

【００３７】そのため、弾性体レバー１３は、測定対象
管体Ｐの内周面側から接触ローラ１５に変位が加えられ
ると、その弾性により、外周面が自由状態時の円形範囲
Ｓｂに接する位置から第１直交放射方向Ｘ1 、Ｙ1 に沿
ってそれぞれ内側方向に独立的に撓み、加えられた負荷
が除かれると自由状態に復帰するようになる。

【００３８】１６および１７は、４個の弾性体レバー１
３の固定基部１３ａに近接した領域のレバー外側面およ
び内側面に添着されたひずみゲージである。このひずみ
ゲージ１６、１７は、測定対象管体Ｐの内周面側から接
触ローラ１５に変位が加えられて、各々の弾性体レバー
１３が第１直交放射方向Ｘ1 、Ｙ1 に沿って内側方向に
撓んだときに、この撓みに起因して弾性体レバー１３の
固定基部に生じるひずみを電気的に検出するためのもの
である。なお、このひずみゲージは、４個の弾性体レバ
ー１３のレバー外側面または内側面のいずれか一方にの
み添着するように構成することも可能である。

【００３９】１８は固定側カム部材４と一体的に管状挿
入部材１に固定された配線円筒部材で、その適宜個所に
は、ひずみゲージ１６、１７と接続するプリント基板１
９が適宜の絶縁物を介して設けられている。このプリン
ト基板１９には、ひずみゲージ１６、１７からの検出出
力に基づいてそのときのひずみ量を検出するためのホィ
ートストンブリッジ回路や端子、並びに、各種補償抵抗
や調整抵抗等の回路素子（いずれも図示なし）がプリン
トされるように構成されている。

【００４０】２０はこのプリント基板１９と外部に設置
されたひずみ測定器等の電気的出力処理装置（図示な
し）との間を接続する適宜のケーブルで、例えば配線円
筒部材１８の操作側端部から引き出されるように構成さ
れ、さらに、その外周の適宜部分に、第１直交放射方向
の一方Ｘ1 上に設定されたひずみゲージ１６、１７に係
るケーブルであるか、または、第１直交放射方向の他方
Ｙ1 上に設定されたひずみゲージ１６、１７に係るケー
ブルであるかを表示する、２種類のテプラー２１が付さ
れるように構成されている。

【００４１】２２は一端部がねじ結合等の適宜手段によ
り管状挿入部材１の操作側端部１ｂに固定されたシリン
ダ部材で、その他端部が開放部として構成されている。
このシリンダ部材２２は、検出用移動部材である固定側
カム部材４等を測定対象管体Ｐ内に挿入するときに、他
方の手で管状挿入部材１を保持する役割をも担うように
構成されることになるので、その外周部分に手で保持し
易い形状の外周握り部（図示なし）を形成することが好
ましい。

【００４２】２３はシリンダ部材２２の開放部を閉塞す
るための中空状の蓋部材で、ねじ結合や小ねじ結合等の
適宜手段により、着脱可能にシリンダ部材２２の開放部
に強固に取り付けられている。２４は操作ロッド部材２
の操作側端部領域２ｂに近い領域の外周に設けられたフ
ランジ部あるいはピストン部で、適宜の厚さとシリンダ
部材２２内に緩く嵌合し得る外径を有するように形成さ
れている。

【００４３】２５はシリンダ部材２２の一端部の内端面
とフランジ部２４との間に設けられた押圧用ばね手段と
しての押圧用コイルスプリングで、前述のコイルスプリ
ング１１の付勢力よりも遥かに大きな付勢力をもって、
管状挿入部材１と操作ロッド部材２とを互いに離間する
方向に付勢し得るように構成されている。

【００４４】図８において、３０は検出用移動部材であ
る移動側カム部材６等を測定対象管体Ｐ内に挿入すると
きに使用する円筒状の挿入補助具で、その一端の開口部
には、例えば測定対象管体Ｐの端部外周面に嵌合し得る
取り付け内周面３０ａが形成され、また、他端の開口部
には、弾性体レバー１３の接触ローラ１５を互いに内側
方向に撓ませながら、固定側カム部材４等を測定対象管
体Ｐ内に導入的に挿入するための案内円錐面３０ｂと、
これに引き続く中間円筒面３０ｃと、この中間円筒面３
０ｃから測定対象管体Ｐの内周面に引き継ぐ接続円錐面
３０ｄが形成されている。

【００４５】なお、この挿入補助具３０を利用しないで
本発明に係る管体内径測定装置を測定対象管体Ｐ内に挿
入する場合には、当然この挿入補助具３０の必要性はな
くなる。

【００４６】次に、このような構成された図示実施例の
動作ないし作用を説明する。先ず、挿入補助具３０を使
用する場合（必らずしも使用する必要はないが）は、測
定対象管体Ｐの端部に取り付ける。その後、一方の手で
往復操作握り部材３の外周握り部を握り、他方の手でシ
リンダ部材２２の外周握り部を保持した状態において、
操作ロッド部材２を押圧用コイルスプリング２５の付勢
力に抗して管状挿入部材１内に押し込むように操作す
る。

【００４７】この場合、操作ロッド部材２の押し込み量
は、例えば押圧用コイルスプリング２５を完全に圧縮す
る位置か、または、シリンダ部材２２に特別に設けたス
トッパ（図示なし）により制限できるように構成する。

【００４８】このように操作すると、移動側カム部材６
が左方向（図１上）に移動して移動側カム部材６と固定
側カム部材４との軸線上の間隔を広げるから、４個の姿
勢保持部材８は、収縮用ばね手段としてのコイルスプリ
ング１１の付勢力によって、操作側傾斜面９が固定側カ
ム部材４の放射方向案内部４ｂにより案内されながら傾
斜カム面５上を滑り、また、挿入側傾斜面１０が移動側
カム部材６の放射方向案内部６ａにより案内されながら
傾斜カム面７上を滑るという現象を生じさせながら互い
に接近する方向に変位する。

【００４９】このとき、この接近方向への変位運動の過
程で姿勢保持部材８が左方向にも或る量だけ移動するこ
とになるから、移動ガイド部材１２も、姿勢保持部材８
の放射方向ガイド溝８ｅの内側面に押されて操作ロッド
部材２の軸線方向に沿って左方向に或る量だけ移動す
る。そして、姿勢保持部材８の放射方向ガイド溝８ｅの
上側面（溝底面）が移動ガイド部材１２の外周面に当接
した時点で姿勢保持部材８の接近方向への変位運動およ
び移動ガイド部材１２の軸線方向への移動運動が停止す
ることになる。

【００５０】このとき、固定側カム部材４と移動側カム
部材６の軸線方向の間隔が押し込み操作時の間隔Ｗａと
なり、４個の姿勢保持部材８の外側接触面８ａは、それ
ぞれ収縮時円形範囲Ｓａ内に設定された収縮時位置に位
置し、一方、弾性体レバー１３の自由端部１３ｂに設け
られた４個の接触ローラ１５は、いずれもこの収縮時円
形範囲Ｓａから放射方向に突出して、その外周面が自由
状態時の円形範囲Ｓｂに接する状態を維持することにな
る。

【００５１】すなわち、固定側カム部材４、移動側カム
部材６、４個の姿勢保持部材８の３部材は、図１、図
６、図７に示す相対関係位置に位置するようになる。な
お、前述した操作ロッド部材２の押し込み量は、この状
態になることを基準として決定するようにするのが好ま
しいが、勿論、この状態を超えて操作ロッド部材２を押
し込むようにしてもよい。

【００５２】さて、４個の姿勢保持部材８を収縮時位置
に変位させたならば、この状態を保持したまま、すなわ
ち、両手で管状挿入部材１と操作ロッド部材２との相対
関係を保ちながら、固定側カム部材４等を挿入補助具３
０を介して測定対象管体Ｐ内に嵌入する。

【００５３】このとき、その外周面が自由状態時の円形
範囲Ｓｂに接した状態（図７）にある４個の接触ローラ
１５は、挿入補助具３０の案内円錐面３０ｂで互いに接
近する方向に撓みながら中間円筒面３０ｃに至り、さら
に、接続円錐面３０ｄを通って測定対象管体Ｐの内周面
に圧接するというような運動を行いながら測定対象管体
Ｐ内に挿入されて行く。

【００５４】そして、固定側カム部材４等を所定の測定
点まで挿入したならば、管状挿入部材１をその挿入位置
に保持した状態で片手を往復操作握り部材３から離し
て、管状挿入部材１と操作ロッド部材２との相対関係を
狭めるように操作する。このように操作すると、押圧用
コイルスプリング２５がその付勢力によりフランジ部２
４を押圧して、フランジ部２４の右側端面が蓋部材２３
に当接する位置（図９）まで操作ロッド部材２を右方向
（図上）に移動させるから、それに伴って移動側カム部
材６も押圧用コイルスプリング２５の伸び量だけ右方向
へ移動する。

【００５５】このとき、押圧用コイルスプリング２５の
付勢力により、移動側カム部材６も操作ロッド部材２と
一体になって同方向に移動して、固定側カム部材４との
相対間隔を自由状態時の間隔（例えば図１０のＷｂ）ま
で狭めるから、この移動の過程で、移動側カム部材６の
第２傾斜カム面としての傾斜カム面７が姿勢保持部材８
の挿入側傾斜面１０をコイルスプリング１１の放射方向
付勢力に抗して押し上げ、また同様に、固定側カム部材
４の第１傾斜カム面としての傾斜カム面５が押圧用コイ
ルスプリング２５の付勢力の反力により姿勢保持部材８
の操作側傾斜面９を押し上げて、各々の姿勢保持部材８
を、軸線方向を右方向に或る量だけ移動させながら２直
交放射方向Ｘ2 、Ｙ2 上を図７の矢印方向に実質的同時
に変位させる。

【００５６】そして、それぞれの外側接触面８ａが測定
対象管体Ｐの内周面に当接する位置（拡張時位置）まで
変位した時点で、各々の移動側カム部材６の２直交放射
方向Ｘ2 、Ｙ2 への変位運動が終了する。一方、４個の
接触ローラ１５は、弾性体レバー１３のばね作用により
それぞれの外周面が実質的に点接触の状態で測定対象管
体Ｐの内周面に圧接することになる。

【００５７】この結果、管状挿入部材１、操作ロッド部
材２、固定側カム部材４等は、測定対象管体Ｐの内部空
間において浮き上がった姿勢で管状挿入部材１の軸線１
ｃが測定対象管体Ｐの中心軸線と実質的に一致した状態
となる。そのため、これら各部材の重量が４個の移動側
カム部材６によってしっかりと担持されることになる。

【００５８】そして、この状態では、４個の接触ローラ
１５には検出用移動部材である固定側カム部材４、移動
側カム部材６、管状挿入部材１等の重量が加わらないか
ら、各々の弾性体レバー１３の固定基部１３ａの近傍位
置には、測定対象管体Ｐの内径の状況に係る撓みだけが
発生することになり、各弾性体レバー１３にそれぞれ添
着されたひずみゲージ１６、１７がこのときの撓みに対
応したひずみを電気的に検出することになる。

【００５９】従って、これらのひずみゲージ１６、１７
からの電気的検出信号を公知の手段を利用して演算処理
すれば、この点における測定対象管体Ｐの内径を測定す
ることができることになる。このようにして、測定対象
管体Ｐの軸線方向における最初の測定点に係る内径測定
作業が終了したならば、再び前述の作業を繰り返し、先
ず４個の姿勢保持部材８を収縮時位置に変位させて固定
側カム部材４等を次の測定点まで移動させ、その後、姿
勢保持部材８を拡張時位置に復帰させて次の測定点に係
る内径測定作業を行う。

【００６０】なお、姿勢保持部材８の外側接触面８ａ
に、例えばテフロンのような滑り材を貼付するようにし
た場合には、この外側接触面８ａを測定対象管体Ｐの内
周面に接触させた状態で、検出用移動部材である固定側
カム部材４等を次の測定点に移動させることが可能にな
る。

【００６１】以上説明したように、本発明は、上述し且
つ図面に示した実施例に何ら限定されるものではなく、
その要旨を逸脱しない範囲内で種々に変形実施が可能で
ある。例えば図示実施例では、接触子支持レバーを弾性
体レバー１３として構成し且つその自由端部で接触ロー
ラ１５を軸支するように構成しているが、接触子支持レ
バーに発生するひずみをひずみゲージで電気的に検出す
ることが可能であれば、他の方法により接触ローラ１５
を軸支するように構成してもよい。

【００６２】また、図示実施例では、４個の弾性体レバ
ー１３を第１直交放射方向Ｘ1 、Ｙ1 上に設置している
が、それ以上の数の弾性体レバー１３を第１直交放射方
向Ｘ1 、Ｙ1 と所定の角度間隔で設けることもできる。
これは、第２直交放射方向Ｘ2 、Ｙ2 上に設けられた４
個の姿勢保持部材８の場合についても同様である。

【００６３】また、ひずみゲージ１６、１７を各々の弾
性体レバー１３の固定基部１３ａの近傍位置に添着して
いるが、これは、弾性体レバー１３に発生するひずみが
この領域で効率よく検出し得るという理由に基づくもの
であるから、効率よく検出し得る領域が他にあるときに
はその領域に添着するものとする。

【００６４】さらにまた、図示実施例では、管状挿入部
材１と操作ロッド部材２とを両手で保持しながら固定側
カム部材４等を測定対象管体Ｐ内に挿入するように構成
しているが、例えば適宜の強力クリックストップ手段あ
るいはロック手段を両部材１、２間に設け、この手段を
用いて管状挿入部材１と操作ロッド部材２との挿入時の
相対位置を半固定あるいは一時係止してから、測定対象
管体Ｐ内に挿入するように構成することもできる。

【００６５】また、図示実施例では、姿勢保持部材８の
両端部に操作側傾斜面９と挿入側傾斜面１０とを形成し
ているが、これらの傾斜面を廃して、例えばこの部分に
適宜の突起またはローラを設けるように構成することも
可能である。

【００６６】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、測
定対象管体内に挿入する管体内径測定の大半の重量を少
なくとも４個の姿勢保持部材に担持させるように構成し
たから、常に接触子支持レバーに発生するひずみの検出
に必要な適正接触圧力をもって、しかも装置本体を測定
対象管体の軸線上に正確に位置付けられ接触子を測定対
象管体の内周面に接触させることが可能になり、各接触
子支持レバーの変位がほぼ等しくなり、測定出力が安定
し、ばね力のへたりも少ない上、測定対象管体の内周面
に損傷を与えることなく、長期間に亘って常に高い精度
でひずみ測定を行い得る管体内径測定装置を提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の管体内径測定装置に係る一実施例の全
体構成を示す縦断面図で、操作ロッド部材を管状挿入部
材内に押し込んで姿勢保持部材を収縮時位置に保持した
状態を示す。

【図２】図１の実施例に用いられた固定側カム部材の構
成を示すための図１におけるＡ−Ａ線矢視方向の拡大横
断面図である。

【図３】図２におけるＢ−Ｂ線矢視方向の拡大縦断面図
である。

【図４】図１の実施例に用いられた移動側カム部材の構
成を示すためのＣ−Ｃ線矢視方向の拡大端面図である。

【図５】図４におけるＤ−Ｄ線矢視方向の拡大断面図で
ある。

【図６】図１における姿勢保持部材の構成を示すための
正面図である。

【図７】図１における４個の弾性体レバーと４個の姿勢
保持部材との相対関係位置を示すための図１におけるＥ
−Ｅ線矢視方向の断面図である。

【図８】検出用移動部材である固定側カム部材等を測定
対象管体内に挿入するのに好適な挿入補助具の構造を示
す縦断面構成図である。

【図９】自由状態におけるシリンダ部材内の押圧用コイ
ルスプリング状態を示す部分断面構成図である。

【図１０】自由状態における姿勢保持部材の状態を示す
部分正面図である。

【図１１】従来の管体内径測定装置の概略構成を説明す
るための縦断面図である。

【符号の説明】

Ｘ1 、Ｙ1 第１直交放射方向 Ｘ2 、Ｙ2 第２直交放射方向 Ｐ 測定対象管体 １ 管状挿入部材 １ａ 挿入側端部 １ｂ 操作側端部 １ｃ 軸線 ２ 操作ロッド部材 ２ａ 挿入側端部領域 ２ｂ 操作側端部領域 ３ 往復操作握り部材 ４ 固定側カム部材 ４ａ レバー取り付け座 ４ｂ 放射方向案内部 ５ 傾斜カム面 ６ 移動側カム部材 ６ａ 放射方向案内部 ７ 傾斜カム面 ８ 姿勢保持部材 ８ａ 外側接触面 ８ｄ スプリング係止溝 ８ｅ 放射方向ガイド溝 ９ 操作側傾斜面 １０ 挿入側傾斜面 １１ コイルスプリング １２ 移動ガイド部材 １３ 弾性体レバー １３ａ 固定基部 １３ｂ 自由端部 １４ 小ねじ １５ 接触ローラ（接触子） １６、１７ ひずみゲージ １８ 配線円筒部材 １９ プリント基板 ２０ ケーブル ２１ テプラー ２２ シリンダ部材 ２３ 蓋部材 ２４ フランジ部 ２５ 押圧用コイルスプリング ３０ 挿入補助具 ３０ａ 取り付け内周面 ３０ｂ 案内円錐面 ３０ｃ 中間円筒面 ３０ｄ 接続円錐面 Ｓａ 収縮時円形範囲 Ｓｂ 自由状態時の円形範囲 Ｗａ 押し込み操作時の間隔 Ｗｂ 自由状態時の間隔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤井 陸征 東京都調布市調布ヶ丘３丁目５番地１ 株 式会社共和電業内 (72)発明者 野島 秀一 東京都調布市調布ヶ丘３丁目５番地１ 株 式会社共和電業内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数個の片持ち式の接触子支持レバーを
   測定対象管体内に挿入し、測定点において、各接触子支
   持レバーの自由端部に設けた接触子を測定対象管体の内
   周面に接触させることによって、各接触子支持レバーに
   測定対象管体の内径情報に応じたひずみを発生させ、こ
   のひずみを各接触子支持レバーに添着されたひずみゲー
   ジによりそれぞれ電気的に検出して測定対象管体の内径
   を測定する管体内径測定装置において、 前記複数個の接触子支持レバーの撓み特性を、それぞれ
   の接触子が前記接触子支持レバーに発生するひずみの検
   出に必要な適正接触圧力をもって、前記測定対象管体の
   内周面に接触し得るような特性に設定すると共に、前記
   測定対象管体の軸線に沿って移動可能に設けた検出用移
   動部材に各接触子支持レバーの基部を固定し、 半径方向に拡張または収縮可能であって、内径測定時に
   前記検出用移動部材を実質的に前記測定対象管体の軸線
   に沿って保持し得る構成の複数個の姿勢保持部材を、内
   径測定時には、押圧用ばね手段の付勢力により前記測定
   対象管体の内周面に圧接する拡張時位置に変位させ得る
   ように、また、前記検出用移動部材を前記測定対象管体
   内に挿入する時には、収縮強制操作手段のマニュアル操
   作力により、前記押圧用ばね手段の付勢力に抗して、前
   記測定対象管体の内径よりも小さな直径範囲内に設定さ
   れた収縮時位置に強制的に変位させ得るように設けて、 前記検出用移動部材を前記測定対象管体内に挿入する
   時、または、前記検出用移動部材を前記測定対象管体内
   で軸線に沿って往復方向に移動させる時には、前記収縮
   強制操作手段を操作して前記各々の姿勢保持部材を前記
   収縮時位置に強制的に変位させて、前記各々の姿勢保持
   部材の外径を前記測定対象管体の内径よりも小さな外径
   になし、内径測定時には、前記押圧用ばね手段の付勢力
   により前記各々の姿勢保持部材を前記測定対象管体の内
   周面に圧接させて、前記検出用移動部材を実質的に前記
   測定対象管体の軸線上に保持させるように構成したこと
   を特徴とする管体内径測定装置。
2. 【請求項２】 前記接触子支持レバーを、前記測定対象
   管体の軸線を挟んだ対称的な４個所に配設すると共に前
   記姿勢保持部材を、前記接触子支持レバーに対し所定の
   角度だけずれた位置であって前記管状挿入部材の軸線を
   挟んだ対称的な４個所に配設して成ることを特徴とする
   請求項１に記載された管体内径測定装置。
3. 【請求項３】 前記接触子支持レバーを前記撓み特性を
   実現する弾性体レバーとして構成すると共に、この弾性
   体レバーの固定基部に近接した領域のレバー外側表面と
   内側表面とに各１個のひずみゲージを添着したことを特
   徴とする請求項１または２に記載された管体内径測定装
   置。
4. 【請求項４】 前記検出用移動部材に固定的に設けら
   れ、前記各々の姿勢保持部材の操作側端部に係接して、
   前記各々の姿勢保持部材を放射方向にそれぞれ往復変位
   させ得る操作側傾斜カム面を具えた第１のカム部材と、 前記測定対象管体の軸線上において前記第１のカム部材
   と間隔を隔てた対向的な位置に設けられ、且つ、前記操
   作側傾斜カム面と対向する個所に、前記各々の姿勢保持
   部材の挿入側端部に係接して、前記第１のカム部材と協
   働して前記各々の姿勢保持部材を放射方向にそれぞれ往
   復変位させ得る挿入側傾斜カム面を具えた第２のカム部
   材と、 前記各々の姿勢保持部材を常に前記軸線に向けて付勢す
   る収縮用ばね手段とを、それぞれ設置し、 前記検出用移動部材を前記測定対象管体の内部に挿入す
   る時、または、前記検出用移動部材を前記測定対象管体
   の軸線に沿って往復方向に移動させる時と内径測定時と
   で、前記第１のカム部材と前記第２のカム部材との前記
   間隔を変更することにより、前記拡張時位置と前記収縮
   時位置との間において前記各々の姿勢保持部材を前記放
   射方向に沿って強制的に変位させ得るように構成したこ
   とを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載され
   た管体内径測定装置。
5. 【請求項５】 所定の内径を有し且つ前記測定対象管体
   の長さに適応し得る長さに設定された管状挿入部材の挿
   入側端部に前記第１のカム部材を固定的に設け、 一方、挿入側端部領域が前記管状挿入部材の挿入側端部
   よりも突出し、且つ、自身の操作側端部領域が前記管状
   挿入部材の操作側端部よりも突出する状態で前記管状挿
   入部材内に挿入され、しかも、前記管状挿入部材の軸線
   に沿って相対往復移動可能である操作ロッド部材を設け
   ると共に、その挿入側端部に前記第２のカム部材を固定
   的に設け、 前記管状挿入部材の操作側端部よりも突出した位置にお
   いて、前記管状挿入部材と前記操作ロッド部材との軸線
   上の相対関係位置を変更することにより、前記第１のカ
   ム部材と前記第２のカム部材との前記間隔を変更し得る
   ように構成したことを特徴とする請求項１ないし４のい
   ずれかに記載された管体内径測定装置。
6. 【請求項６】 前記押圧用ばね手段を、前記管状挿入部
   材の操作側端部に設けられたシリンダ部材および蓋部材
   と、前記操作ロッド部材に形成されたフランジ部と、前
   記シリンダ部材内において前記シリンダ部材の内端面と
   前記フランジ部の間に設けられた押圧用コイルスプリン
   グとから構成したことを特徴とする請求項１ないし５の
   いずれかに記載された管体内径測定装置。