JPH0814874A - 測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 測定値が正しい値に安定するまでの応答時間
が短い測定装置を提供する。 【構成】 弾性体により支持された測定アーム４の一端
に測子３を設け、測子３が変位したときの変位量を測定
アーム４を介して検出する構造の測定装置１１にバイブ
レータ３８を設ける。測定時にバイブレータ３８を作動
させて、測定アーム４を支持する弾性体に、測子３を変
位させない程度の振動エネルギーを与える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、測定値が正しい値に安
定するまでの応答時間が短い測定装置に関し、例えば電
気マイクロメータに用いられる。

【０００２】

【従来の技術】従来、主として微小な長さの測定に用い
られる測定装置である電気マイクロメータにあっては、
例えば図２に示すような検出機構部１を備えたものがあ
る。すなわち、この検出機構部１は図外の装置本体にス
ライド可能に設けられた支持部２を有しており、支持部
２には、一端に測子３が設けられた測定アーム４が連結
部材５を介して取り付けられている。

【０００３】連結部材５は、幅約１５ｍｍの弾性体から
なり、図３にも示すように、支持部２に固定された固定
部５ａと、測定アーム４が固定された可動部５ｂとを一
体形成されている。また固定部５ａと可動部５ｂとの間
には間隙６が設けられるとともに、双方が連続する部分
には、隙間６により一部が切り欠かれた円形状の穴７が
設けられている。これにより、連結部材５の可動部５ｂ
側にはその厚さＬが約０．２ｍｍの板ばね部５ｃが形成
されており、連結部材５が、穴７が収縮又は拡開するよ
う弾性変形することにより、板ばね部５ｃを支点として
前記測定アーム４が回動するようになっている。また、
連結部材５の固定部５ｂには、測定アーム４の他端部の
変位量を検出するための差動トランス８が設けられてい
る。

【０００４】そして、かかる検出機構部１を備えた電気
マイクロメータでは、前記支持部２を測定方向に所定量
だけスライドさせて測子３を測定対象Ｗに当接させ、こ
のとき測定アーム４の他端部における変位量を差動トラ
ンス８により電気的な変量に変換することにより、測定
対象の内径や外径等を測定することができる。また、上
記のように弾性体（連結部材５）により測定アーム４が
支持された構成においては、例えばベアリングを用いて
測定アーム４を回動自在に支持させる場合と比べて、１
μｍ以下での測定精度が優れていることが経験的に知ら
れている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の電気マイクロメータにあっては、前述したよ
うに測定精度が優れている反面、０．０１μｍの感度で
測定を行う場合、測定値が正しい値に安定するまでの時
間つまり応答時間が長いという欠点があった。すなわち
図４は、前記電気マイクロメータにおける測定値と、測
定にかかる時間との関係を示すグラフであって、測定値
Ｑ０は、変化曲線ａに従って正しい値Ｑ１に向かって徐
々に変化しやがてその値Ｑ１で安定する。また、測定ア
ーム４の測子３が測定対象Ｗに当接した時点をＴ０、正
しい値Ｑ１に達した時点をＴ１とすると、測定値が安定
するまでに要する時間Ｔ１−Ｔ０が１０秒程度となって
いた。

【０００６】一方、工場内の生産ラインにおいては、１
つのワーク毎の測定作業に要する時間が限られており、
またその時間は可能な限り短くすることが要求されてい
る。したがって、電気マイクロメータにあっては、前述
した応答時間を如何に短くするかが問題となっていた。

【０００７】本発明は、このような従来の課題に鑑みて
なされたものであり、応答時間が短い測定装置を提供す
ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に本発明にあっては、弾性体により支持された測定アー
ムの一端に測子を設け、該測子が変位したときの変位量
を前記測定アームを介して検出することにより測定を行
う測定装置において、前記測子を変位させない程度の振
動エネルギーを測定時の前記弾性体に与える振動発生手
段を設けたことを特徴としている。

【０００９】

【作用】前記構成において、測定時に検出される変位量
又はそれに基づく測定値は、測子が測定対象に当接され
その変位が終了した時点からある時間つまり応答時間を
経過したのちに正しい値に安定するが、測定時に、振動
発生手段によって測子を変位させない程度の振動エネル
ギーを弾性体に与えると、上記の応答時間が、振動エネ
ルギーを与えない場合に比べて短くなり、同時に測定結
果のバラツキ幅が減少する。

【００１０】これは、以下の理由によると考えられる。
すなわち、測子が変位するとき測定アームを支持する弾
性体は、測子にかかる測定圧と変形量の相関を含めて弾
性変形する。このとき、弾性体には、弾性体に残留する
エネルギー、つまり自らの弾性抵抗により平衡状態に達
することを遅らせようとする力が残留しており、その影
響によって回動した測定アームはそのエネルギーを放出
する時間だけ微動するが、そのとき弾性体に振動エネル
ギーが与えられていると、前記エネルギーの消費が促進
されることによって、弾性体における平衡状態への移行
速度が加速される。その結果、測定アームがより短かい
時間で平衡状態となり停止される。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図にしたがって説
明する。すなわち図１は、本発明に係る工場内に設置さ
れた内径測定装置１１を示す図であって、内径測定装置
１１は工場内の床面に固定された架台１２と、その上部
にエアクッション１３，１３を介して固定されたベッド
１４とを有している。ベッド１４の上部には測定部２１
と測定コラム３１とが設置されている。測定部２１は、
ベット１４に固定された測定部本体２２を有している。
測定部本体２２は、従来例で説明したものと同一の検出
機構部１を有する４基の電気マイクロメータを備えてお
り、その上部には、互いに直行するＸ軸とＹ軸とに沿っ
て支持部２が一対づつスライド可能に設けられるととも
に、各々の支持部２に、上端に測子３を有する測定アー
ム４が連結部材５を介して支持されている。

【００１２】他方、測定コラム３１は垂直断面が略コ字
状をなす強固なフレーム３２と、その正面側にエアベア
リング式のスライダ３３を介して支持された、昇降自在
なワーク受け台３４とを有している。なお、ワーク受け
台３４は、前記測定部２１に起立する４本の測定アーム
４の直上に位置されている。前記フレーム３２の上部に
はプーリー３３，３３が設けられており、その一方側が
図示しない回転機構により正逆双方向に回転されるよう
構成されている。また、フレーム３２の内側には支持ロ
ッド３４が立設されており、これに昇降自在に外挿され
たバランスウエイト３５に、前記プーリー３３，３３に
架け渡され、かつ一端が前記ワーク受け台３４に連結さ
れたワイヤロープ３６の他端が連結されている。これに
より、一方のプーリー３３を小さな回転力で回転させる
だけでワーク受け台３４を昇降させることができるよう
になっている。

【００１３】さらに、フレーム３２の内側には、底部に
設けられたブラケット３７を用いて本発明の振動発生手
段であるバイブレータ３８が固定されている。このバイ
ブレータ３８は、部品をばら積み状態に貯蔵したホッパ
に高周波振動を与えることにより、前記部品を整列搬送
する周知の振動ポッパフィーダに用いられるものであっ
て、内径測定装置１１の作動に伴い作動されるようにな
っている。またバイブレータ３８が発生する振動数は５
０Ｈｚであって、後述する測定時に、前記測子３を変位
させない程度の振動エネルギーを前記連結部材５に与え
ることができるよう、内径測定装置１１における設置位
置をその起振性能に応じて選定されている。

【００１４】以上の構成からなる内径測定装置において
は、図外の供給装置によってワークＷがワーク受け台３
４に供給されると、ワーク受け台３４が降下し４本の測
定アーム４の外側にワークＷが遊挿される。すると４本
の測定アーム４が互いが離間する方向に決められた距離
（０．０１ｍｍ〜０．０３ｍｍ）だけ移動し、各測子３
がワークＷの内周面に当接し、このときの各測子３の変
位が検出されることによって、Ｘ軸及びＹ軸方向におけ
るワークＷの内径が測定される。より具体的には、検出
した各測子３の変位と、予めマスターゲージに対して測
定作業を行ったときの各測子３の変位とを比較すること
により内径が測定され、図示しない表示器に測定値が表
示される。

【００１５】一方、かかる測定時には、バイブレータ３
８が作動しており、その振動エネルギーがブラケット３
７から、フレーム３２、ベット１４、測定部本体２２、
支持部２を介して測定アーム４を支持する連結部材５へ
与えられている。このため、測定時に表示される測定値
は、図４に変化曲線ｂに示したように変化し、各測子３
・・・がワークＷに当接した時点における測定値Ｑ０か
ら正しい値Ｑ１に達するまでの時間Ｔ１−Ｔ０を１〜３
秒程度とすることができる。つまり応答時間を短くする
ことができる。これと同時に測定結果のバラツキ幅が、
２０回の繰り返し測定に於いてバイブレータ３８を作動
させない場合に比べ０．８μｍ程度減少する。この事
は、作動させない場合は１０秒の応答時間でも完全に安
定した平衡状態になった訳ではなく、０．８μｍに相当
する残留エネルギーが放出されない事を意味する。

【００１６】よって、本実施例の内径測定装置１１にお
いては、測定値が正しい値に安定するまでの時間、つま
り応答時間が従来よりも短かいため、１つのワークＷ毎
の測定作業に要する時間を短縮することが可能となる。
その結果、単位時間当たりの測定回数を上げる等、測定
効率を向上させることができる。しかも測定結果のバラ
ツキを減少させることにより、信頼性を向上させること
もできる。

【００１７】なお、前記バイブレータ３８は、前述した
測定作業の全工程を通じて作動させる必要はなく、例え
ば４本の測定アーム４がＸ軸及びＹ軸方向への移動を終
了した時点で作動させるようにしてもよい。また、本実
施例では、バイブレータ３８を測定コラム３１のフレー
ム３２に固定したものについて説明したが、バイブレー
タ３８の設置位置はその起振性能に応じて選定されるも
のであり、測定時に、前記測子３を変位させない程度の
振動エネルギーを連結部材５に与えるような箇所であれ
ばどこであっても構わない。また、前述したバイブレー
タ３８を用いることなく、他の機器又は方法により測定
アーム４を支持する連結部材５に振動エネルギーを与え
るようにしてもよい。

【００１８】また、本実施例では、４基の電気マイクロ
メータを備えた内径測定装置１１を例に取り説明した
が、これに限らず、弾性体により支点を支持された測定
アームの一端に測子を設け、その測子が変位したときの
変位量を測定アームを介して検出することにより測定を
行う検出構造を有するものであれば、他の測定装置であ
っても、前述した効果を奏することができる。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように本発明にあっては、
測定アームを支持している測定時の弾性体に、振動発生
手段によって測子を変位させない程度の振動エネルギー
を与える構成としたことから、従来と比べてその応答時
間を短くすることができる。その結果、単位時間当たり
の測定回数を上げる等、測定効率を向上させることがで
きる。しかも、測定結果のバラツキが減少するため、測
定装置の信頼性を向上させることも可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である内径測定装置を示す一
部断面図である。

【図２】同内径測定装置及び従来の測定装置における検
出機構部を示す図である。

【図３】図２の要部拡大図である。

【図４】同内径測定装置及び従来の測定装置における測
定値と、測定にかかる時間との関係を示すグラフであ
る。

【符号の説明】

１ 検出機構部 ３ 測子 ４ 測定アーム ５ 連結部材（弾性体） ５ｃ 板ばね部 １１ 内径測定装置 ３８ バイブレータ（振動発生手段）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 弾性体により支持された測定アームの一
   端に測子を設け、該測子が変位したときの変位量を前記
   測定アームを介して検出することにより測定を行う測定
   装置において、 前記測子を変位させない程度の振動エネルギーを測定時
   の前記弾性体に与える振動発生手段を設けたことを特徴
   とする測定装置。