JPH075012U - 傾斜する異形穴用の３点内径測定器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 切り欠きがある穴をもち、傾斜状態で配置さ
れたワーク１０の内径を簡易に測定する３点内径測定器
を提供する。 【構成】 垂直軸１１に変位検出器１〜３を保持する。
変位検出器１の接触子１Ａで第１の距離Ｘ1 を測定す
る。接触子１Ａを垂直方向に距離Ｌ1 だけ平行移動した
位置に接触子２Ａを配置し、変位検出器２の接触子２Ａ
で第２の距離Ｘ2 を測定する。接触子２Ａと反対向きに
接触子３Ａを配置し、変位検出器３の接触子３Ａで第３
の距離Ｘ3 を測定する。演算部１２は、ワーク１０の傾
斜角度θを、ｔａｎ^-1｛（Ｘ1 −Ｘ2 ）／Ｌ1 ｝で演算
し、ワーク１０の穴の直径ｄを、｛Ｘ1 ＋Ｘ2 ＋２Ｘ3
−（Ｌ1 ＋２Ｌ2 ）・ｔａｎθ｝・ｃｏｓθ／２を演算
して算出する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、切り欠きがある穴をもち、傾斜状態で配置されたワークの内径を 測定する場合に、３つの変位検出器を組合わせて内径を測定する異形穴用の測定 器についてのものである。

【０００２】

【従来の技術】

次に、従来技術による内径測定器の構成を図５により説明する。図５アは内径 測定器の検出部の断面図であり、図５イは図５アの底面図である。図５の４と５ は変位検出器、４Ａと５Ａは接触子、６は垂直軸、７はガイド、１０は内径が測 定されるワークである。

【０００３】 図５では、変位検出器４・５はそれぞれ接触子４Ａ・５Ａをもち、接触子４Ａ ・５Ａを取り付けるアーム４Ｂ・５Ｂが揺動して、変位検出器内部の差動トラン スにより接触子４Ａ・５Ａの変位量を測定する。図５では、変位検出器４・５は 垂直軸６に取り付けられ、垂直軸６と同軸上にワーク１０の穴に入るガイド７が 取り付けられる。変位検出器１と変位検出器２は、ガイド９の軸心を通る直線上 に配置されている。ガイド７には溝が設けられ、溝にアーム４Ｂ・５Ｂが収容さ れ、ガイド７の外径から接触子４Ａ・５Ａが僅かに突出する。図５では、図６に 示されるワーク１０の切欠き１０Ａ・１０Ｂを避けるためアーム４Ｂとアーム５ Ｂの長さを変えている。

【０００４】 次に、図５の内径測定器の回路構成を図７により説明する。２０Ａは変位検出 器４・５が組み込まれる検出部、３０は変位検出器４・５と接続する演算部であ る。図７では、変位検出器４で測定された変位量Ｘ4 のデータが演算部３０に送 出され、変位検出器５で測定された変位量Ｘ5 のデータが演算部３０に送出され る。演算部３０では、変位量Ｘ4 と変位量Ｘ5 を加算し、ワーク１０の穴径を算 出する。演算部３０からの演算データ３１は例えば表示器に送出し、ワーク１０ の穴径を数値表示する。

【０００５】 図８は、図５におけるワーク１０と接触子４Ａ・５Ａの接点での断面図である 。図８のＣは測定される穴１０Ａの中心、ｄは穴１０Ａの内径、Ｐはガイド７の 中心、ｇはガイド７の外径、ｒは接触子４Ａ・５Ａの断面半径である。また、Ａ １はガイド７の中心Ｐから接触子４Ａの中心までの距離を示し、Ａ２はガイド７ の中心Ｐから接触子５Ａの中心までの距離を示している。

【０００６】 図８では、穴１０Ａの中心Ｃとガイド９の中心Ｐが一致したとき、内径はｄ＝ Ａ１＋Ａ２＋２ｒの式で求めることができる。

【０００７】 図８では、ガイド７を穴１０Ａに円滑に挿入できるよう、外径ｇを内径ｄより も若干小さくしている。したがって、穴１０Ａの中心Ｃとガイド７の中心Ｐとの 心ずれ量Ｓを零にすることは、実用上困難である。従来技術では、穴１０Ａとガ イド７の隙間を、心ずれ誤差が無視できる範囲まで小さくすることで対応してい る。

【０００８】

【考案が解決しようとする課題】

測定誤差をひき起こす要因の一つに、ワーク１０の配置の問題がある。図５に おいて、接触子４Ａ・５Ａを同一円周上に配置可能なワークの場合、ワークの傾 斜配置による測定誤差への影響は無視できる程小さい。しかし、図５ではワーク の形状の関係から、接触子４Ａと接触子５Ａを垂直軸上に一定の距離をもって配 置している。図５では、ワーク１０を傾斜配置すると、穴径測定の測定誤差が大 きくなるので、ワーク１０を高精度で垂直に配置するか、座標測定機で測定する 方法がある。しかし、前記の方法では構成が複雑となり、装置を高価なものとし てしまうという問題がある。

【０００９】 この考案は、第１の接触子の変位量と第２の接触子の変位量から、ワークの傾 斜角度を求め、前記傾斜角度と第１の接触子の変位量と第２の接触子の変位量と 第３の接触子の変位量を三角法を利用して演算することにより、傾斜する異形穴 を測定する３点内径測定器の提供を目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

この目的を達成するため、この考案は、垂直軸１１に保持され、ワーク１０の 内壁に接触子１Ａが接触する変位検出器１と、垂直軸１１に保持され、接触子１ Ａを垂直方向に距離Ｌ1 だけ平行移動した位置に接触子２Ａを配置し、ワーク１ ０の内壁に接触子２Ａが接触する変位検出器２と、垂直軸１１に保持され、垂直 軸１１の軸心に対して接触子２Ａと反対向きに接触子３Ａを配置し、接触子２Ａ と垂直方向に距離Ｌ2 だけ離れた位置でワーク１０の内壁に接触子３Ａが接触す る変位検出器３と、垂直軸１１の軸心から第１の接触点までの距離Ｘ1 を変位検 出器１で測定し、垂直軸１１の軸心から第２の接触点までの距離Ｘ2 を変位検出 器２で測定し、垂直軸１１の軸心から第３の接触点までの距離Ｘ3 を変位検出器 ３で測定し、ワーク１０の傾斜角度θは、ｔａｎ^-1｛（Ｘ1 −Ｘ2 ）／Ｌ1 ｝を 演算して算出し、ワーク１０の穴の直径ｄは、｛Ｘ1 ＋Ｘ2 ＋２Ｘ3 −（Ｌ1 ＋ ２Ｌ2 ）・ｔａｎθ｝・ｃｏｓθ／２を演算して算出する演算部１２とを備える 。

【００１１】

【作用】

次に、この考案による内径測定器の構成を図１により説明する。図１アは内径 測定器の検出部の断面図であり、図１イは図１アの底面図である。図１の１〜３ は変位検出器、１Ａ〜３Ａは接触子、８はガイド、１１は垂直軸であり、その他 は図５と同じものである。図１は図５の接触子４Ａの上方に接触子を追加したも のである。

【００１２】 図１では、変位検出器１〜３はそれぞれ接触子１Ａ〜３Ａをもち、接触子１Ａ 〜３Ａを取り付けるアーム１Ｂ〜３Ｂが揺動して、変位検出器内部の差動トラン スにより接触子１Ａ〜３Ａの変位量を測定する。

【００１３】 変位検出器１は垂直軸１１に保持され、ワーク１０の内壁に接触子１Ａが接触 する。変位検出器２は垂直軸１１に保持され、接触子１Ａを垂直方向に距離Ｌ1 だけ平行移動した位置に接触子２Ａを配置し、ワーク１０の内壁に接触子２Ａが 接触する。変位検出器３は垂直軸１１に保持され、垂直軸１１の軸心に対して接 触子２Ａと反対向きに接触子３Ａを配置し、接触子２Ａと垂直方向に距離Ｌ2 だ け離れた位置でワーク１０の内壁に接触子３Ａが接触する。

【００１４】 垂直軸１１と同軸上にはワーク１０の穴に入るガイド８が取り付けられる。ガ イド８には溝が設けられ、第１の溝にアーム１Ｂ・２Ｂが収容され、第１の溝に 対向する第２の溝にアーム３Ｂが収容される。ガイド８の外径から接触子１Ａ〜 〜Ａが僅かに突出する。図１では、アーム１Ｂとアーム２Ｂが重ならないように 、アーム１ＢはＩ字状に、アーム２ＢはＬ字状に形成されている。

【００１５】 次に、この考案による内径測定器の回路構成を図２により説明する。２０は変 位検出器１〜３が組み込まれる検出部、１２は変位検出器１〜３と接続する演算 部である。図１では、変位検出器１〜３で測定された各変位量Ｘ1 〜Ｘ3 のデー タが演算部１２に送出される。演算部１２は各変位量Ｘ1 〜Ｘ3 のデータを演算 して演算データ２５を出力する。

【００１６】 次に、この考案の演算部１２での演算方法を図３により説明する。図３は図１ の要部拡大断面図である。図３のｄは測定される穴の内径、Ｘ1 は垂直軸１１の 中心から接触子１Ａの接点までの距離、同様にＸ2 ・Ｘ3 は垂直軸１１の中心か ら接触子２Ａ・３Ａの接点までの距離を示す。図３を３角法で解析すれば内径ｄ を求めることができる。

【００１７】 図３では、ワーク１０の傾斜角度θは、接触子１Ａと接触子２Ａの距離差で求 めることができる。すなわち、図３ではｔａｎθ＝（Ｘ1 −Ｘ2 ）／Ｌ1 の関係 が成り立つので、既値であるＬ1 をあらかじめ演算部１２に記憶させ、θ＝ｔａ ｎ^-1｛（Ｘ1 −Ｘ2 ）／Ｌ1 ｝の演算を演算部１２で行う。前記演算で算出され たθの値を演算部１２に一時記憶する。

【００１８】 図３において、垂直軸１１の中心線と線分Ｌ1 の中点の交点をＧとし、交点Ｇ からワーク１０の内壁までの第１の距離をｄ1 とし、交点Ｇからワーク１０の内 壁までの第２の距離をｄ2 とする。図３の幾何学的関係から次の式が成り立つ。 ｄ1 ＝（Ｘ1 ＋Ｘ2 ）／２ ………(1) ｄ2 ＝Ｘ3−｛（Ｌ1／２）＋Ｌ2 ｝・ｔａｎθ ………(2) ｄ ＝（ｄ1 ＋ｄ2 ）ｃｏｓθ ………(3)

【００１９】 式(1) と式(2) を式(3) に代入すれば次式(4) が成立する。 ｄ＝｛Ｘ1 ＋Ｘ2 ＋２Ｘ3 −（Ｌ1 ＋２Ｌ2 ）・ｔａｎθ｝・ｃｏｓθ／２

【００２０】 図２では、演算部１２はデータＸ1 ・Ｘ2 ・Ｘ3が送出され、内部の演算によ りデータＸ1 とデータＸ2 からワーク１０の傾斜角度θを求め、次に前記式(4) により演算することによりワーク１０の内径ｄを算出できる。

【００２１】

【実施例】

図４はこの考案による３点内径測定器を自動機に組込んだ実施例である。ワー ク１０は、ワーク受３２により保持される。検出部２０は、Ｌ字状に形成された スライドテーブル３３に固定され、スライドテーブル３３はコラム３５に取り付 けられたリニアスライド３４に案内されて昇降する。この装置の動きは操作部３ １によって操作される。また演算データは表示部３６に表示される。

【００２２】

【考案の効果】

この考案は、切り欠きがある穴をもち、傾斜状態で配置されたワークの内径を 測定する場合に、第１の接触子の変位量と第２の接触子の変位量から、ワークの 傾斜角度を求め、前記傾斜角度と第１の接触子の変位量と第２の接触子の変位量 と第３の接触子の変位量を三角法を利用して演算することにより、構成が簡易で で高精度の内径測定器ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案による内径測定器の構成図である。

【図２】この考案による内径測定器の回路構成図であ
る。

【図３】図１の要部拡大断面図である。

【図４】この考案による３点内径測定器を自動機に組込
んだ実施例の外観図である。

【図５】従来技術による内径測定器の構成図である。

【図６】ワーク１０の外観図である。

【図７】図５の内径測定器の回路構成図である。

【図８】図５におけるワーク１０と接触子４Ａ・５Ａの
接点での断面図である。

【符号の説明】

１ 変位検出器 １Ａ 接触子 ２ 変位検出器 ２Ａ 接触子 ３ 変位検出器 ３Ａ 接触子 １０ ワーク １１ 垂直軸 １２ 演算部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 井口 勝浩 東京都大田区蒲田４丁目19番７号 安藤電 気株式会社内

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 垂直軸(11)に保持され、ワーク(10)の内
   壁に第１の接触子(1A)が接触する第１の変位検出器(1)
   と、 垂直軸(11)に保持され、第１の接触子(1A)を垂直方向に
   距離Ｌ1 だけ平行移動した位置に第２の接触子(2A)を配
   置し、ワーク(10)の内壁に第２の接触子(2A)が接触する
   第２の変位検出器(2) と、 垂直軸(11)に保持され、垂直軸(11)の軸心に対して第２
   の接触子(2A)と反対向きに第３の接触子(3A)を配置し、
   第２の接触子(2A)と垂直方向に距離Ｌ2 だけ離れた位置
   でワーク(10)の内壁に第３の接触子(3A)が接触する第３
   の変位検出器(3) と、 垂直軸(11)の軸心から第１の接触点までの距離Ｘ1 を第
   １の変位検出器(1) で測定し、垂直軸(11)の軸心から第
   ２の接触点までの距離Ｘ2 を第２の変位検出器(2) で測
   定し、垂直軸(11)の軸心から第３の接触点までの距離Ｘ
   3 を第３の変位検出器(3) で測定し、ワーク(10)の傾斜
   角度θは、ｔａｎ^-1｛（Ｘ1 −Ｘ2 ）／Ｌ1 ｝を演算し
   て算出し、ワーク(10)の穴の直径ｄは、｛Ｘ1 ＋Ｘ2 ＋
   ２Ｘ3 −（Ｌ1 ＋２Ｌ2 ）・ｔａｎθ｝・ｃｏｓθ／２
   を演算して算出する演算部(12)とを備えることを特徴と
   する傾斜する異形穴用の３点内径測定器。