JPH08184428A - 汎用内径測定器と汎用内径測定器をもつ測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 測定範囲の広い汎用内径測定器と汎用内径測
定器をもつ測定装置を提供する。 【構成】 汎用測定器は測定軸筒１の下部に開閉する一
対の揺動腕２・３を備える。揺動腕２・３はそれぞれ接
触子５Ａ・５Ｂが配置される差動変圧式測定ヘッド５・
６を内装する。揺動腕２・３は引張コイルばね８で通常
閉状態となっている。セットジグ９０は平行チャック９
が基準ゲージ９Ｇを挟んで閉じると、爪９Ａ・９Ｂが形
成する内径は測定径ｄより小さい挿入径Ｄとなり、セッ
トピン９Ｃ・９Ｄが形成する内径は測定径ｄとなる。検
出ユニット１０をセットジグ９０に挿入し、円錐軸７を
下げると、揺動腕２・３が開き、揺動腕２・３は爪９Ａ
・９Ｂの内壁に接触して、揺動腕２・３は挿入径Ｄとな
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は汎用内径測定器と汎用
内径測定器をもつ選別装置についてのものである。例え
ば、自動車用エンジンのシリンダボア径は品種または仕
様により少しづつ異なる。前述のような多種類の内径を
測定する場合には、測定範囲が広く、測定精度の高い汎
用内径測定器およびこれを使用する測定装置が求められ
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８により説明する。図８の２１は測定軸筒、２５と
２６は測定ヘッド、３１はマスタリングである。内径測
定器となる検出ユニット２０は測定軸筒２１と、一対の
測定ヘッド２５・２６で構成される。

【０００３】図８では、測定軸筒２１の下端部は測定さ
れる内径ｄより若干小さい挿入径Ｄとなる挿入軸２１Ａ
が形成される。一対の測定ヘッド２５・２６は測定軸筒
２１に内装される。測定ヘッド２５・２６はそれぞれが
接触子２５Ａ・２６Ａをもち、接触子２５Ａと接触子２
６Ａは測定軸筒２１の軸中心に対して線対称に相反する
向きに配置される。

【０００４】測定ヘッド２５・２６は差動変圧式の測定
ヘッドであり、接触子２５Ａ・２６Ａが挿入軸２１Ａの
外周から微小量突出するよう取り付けられる。挿入軸２
１Ａは被測定物の内径との心ずれを抑える用途と接触子
２５Ａ・２６Ａを破損から保護する用途を兼ねている。
接触子２５Ａ・２６Ａが変位すると変位量を電気信号に
変換し、被測定物の内径が演算される。

【０００５】図８のマスタリング３１の中心には穴３１
Ａがあけられ、穴３１Ａの内径は被測定物の内径Ｄに形
成される。図８では、検出ユニット２０は図示されない
昇降機構に降下し、挿入軸２１Ａが穴３１Ａに入り、接
触子２５Ａ・２６Ａが微小量閉じて、零調整される。比
較測定のため差動トランスの出力が零基準に演算される
ことをこの明細書では「マスタセット」と呼ぶこととす
る。次に、検出ユニット２０は被測定物の穴に入り、内
径が比較測定される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】図８のマスタリング３
１の穴３１Ａの内径ｄは例えば50mmであり、比較測定の
基準となるため、数μｍ単位で高精度に加工される。内
径ｄ＝50mmに対応して、挿入軸２１Ａの外径は49mmとな
る。接触子２５Ａ・２６Ａの対向距離は50.2mmとなる。

【０００７】差動変圧式の測定ヘッドを使う内径測定器
は測定精度は高いが、測定範囲が狭い。被測定物の内径
が例えば、50mmから52mmに変わると、測定径の変更に伴
い、異なる検出ユニット２０とマスタリング３１を用意
しなくてならない。このことは例えば、多品種の内径を
測定する場合には実用的でない。汎用性をもつ内径測定
器と汎用内径測定器を使用する装置が求められている。

【０００８】この発明は、測定径は50mm以上を対象と
し、測定範囲は15mmを対象とし、一対の揺動腕のそれぞ
れに差動変圧式の測定ヘッドを内装し、前記揺動腕を円
錐軸で開閉し、前記揺動腕をもつ検出ユニットを平行チ
ャックで測定径に開閉するセットジグに挿入することに
より、測定範囲の広い汎用内径測定器と汎用内径測定器
をもつ測定装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、第１の発明は、検出ユニット１０は測定軸筒１と、
揺動腕２と、揺動腕３と、板ばね４と、測定ヘッド５
と、測定ヘッド６と、円錐軸７と、引張コイルばね８で
構成され、揺動腕２・３は測定軸筒１の底部に垂下する
形で測定軸筒１の軸中心と線対称に配置され、下部に相
反する向きにそれぞれが円弧突起２Ａ・３Ａを形成し、
下部に相対向する先端球状突起２Ｂ・３Ｂをそれぞれも
ち、板ばね４は測定軸筒１の底部外壁と揺動腕２・３の
上端を連結し、差動変圧式測定ヘッド５・６は揺動腕２
・３にそれぞれ内装され、それぞれが接触子５Ａ・６Ａ
をもち、接触子５Ａと接触子６Ａを測定軸筒１の軸中心
に対して線対称に相反する向きに配置し、接触子５Ａ・
６Ａのそれぞれが円弧突起２Ａ・３Ａの最盛部から微小
量突出するよう取り付けられ、接触子５Ａ・６Ａが変位
すると変位量を電気信号に変換し、円錐軸７は軸部７Ａ
と円錐端７Ｂをもち、軸部７Ａは測定軸筒１の中心穴１
Ａで案内され、軸部７Ａ終端は測定軸筒１の頭部に取り
付けられた駆動手段１Ｂに連結し、円錐端７Ｂの円錐側
壁は先端球状突起２Ｂ・３Ｂに接触し、駆動手段１Ｂが
円錐端７Ｂを移動すると揺動腕２・３を開閉し、引張コ
イルばね８は揺動腕２・３の先端部に装着され、揺動腕
２・３を閉じる力が働き、セットジグ９０は平行チャッ
ク９と、測定される内径によって厚みの異なる基準ゲー
ジ９Ｇで構成され、平行チャック９は相対向し平行移動
することにより開閉する爪９Ａ・９Ｂをもち、爪９Ａ上
にセットピン９Ｃを取り付け、爪９Ｂ上にセットピン９
Ｄを取り付け、平行チャック９が基準ゲージ９Ｇを挟持
して爪９Ａ・９Ｂを閉じると、爪９Ａ・９Ｂが形成する
内径は測定径ｄより小さい挿入径Ｄとなり、セットピン
９Ｃ・９Ｄが形成する内径は測定径ｄとなり、平行チャ
ック９が前記閉じた状態で、検出ユニット１０をセット
ジグ９０に挿入し、円錐軸７を下げて、揺動腕２・３を
開くと、円弧突起２Ａ・３Ａは爪９Ａ・９Ｂのそれぞれ
の内壁に接触して円弧突起２Ａ・３Ａの外径は前記挿入
径Ｄとなり、接触子５Ａ・６Ａはセットピン９Ｃ・９Ｄ
のそれぞれの内壁に接触して測定径ｄに零調整される。

【００１０】第２の発明は、第１の発明の検出ユニット
１０は水平移動手段１１により行方向に移動し、検出ユ
ニット１０と水平移動手段１１は一体となって昇降手段
１２により移動し、検出ユニット１０の水平移動範囲内
に異なる内径をもつ被測定物３０が行方向に配置され、
検出ユニット１０の水平移動端の下方に第１の発明のの
セットジグ９０が配置され、被測定物３０は行方向に逐
次移動して内径が測定される。

【００１１】

【作用】前述の構成に依れば、第１の発明の汎用測定器
は測定軸筒１の下部に開閉する一対の揺動腕２・３を予
め備えている。揺動腕２・３にはそれぞれ接触子５Ａ・
５Ｂが相反する向きで配置される差動変圧式測定ヘッド
５・６が内装されている。 揺動腕２と測定ヘッド５は
一体となって揺動し、揺動腕３と測定ヘッド６は一体と
なって揺動する。揺動腕２・３は引張コイルばね８によ
り通常閉じた状態となっている。

【００１２】セットジグ９０は平行チャック９が基準ゲ
ージ９Ｇを挟んで閉じると、爪９Ａ・９Ｂが形成する内
径は測定径ｄより小さい挿入径Ｄとなり、セットピン９
Ｃ・９Ｄが形成する内径は測定径ｄとなる。

【００１３】平行チャック９が閉じた状態で前記閉じた
状態の検出ユニット１０をセットジグ９０に挿入する。
次に、円錐軸７を下げて、揺動腕２・３を開くと、揺動
腕２・３は爪９Ａ・９Ｂの内壁に接触して、揺動腕２・
３は挿入径Ｄとなる。

【００１４】一方、接触子５Ａ・５Ｂはセットピン９Ｃ
・９Ｄの内壁に接触して、測定径ｄとなるので検出ユニ
ット１０と接続される演算器で零調整する。円錐軸７を
保持し、爪９Ａ・９Ｂを開き、検出ユニット１０を被測
定物の内径に挿入して測定する。

【００１５】このように、第１の発明では所定の厚みを
もつ基準ゲージ９Ｇを取り替えることにより、測定径の
異なる汎用内径測定器が可能となる。

【００１６】第２の発明は第１の発明の汎用内径測定器
を製造または検査ラインに応用するものである。検出ユ
ニット１０の移動端にセットジグ９０を配置し、検出ユ
ニット１０がセットジグ９０でマスタセットされ、複数
のラインに異なる内径をもつ被測定物が配置可能とな
り、各ラインに被測定物を搬送すれば、自動計測が可能
となる。

【００１７】

【実施例】次に、第１の発明による内径測定器の構成を
図１の実施例により説明する。この発明では内径測定器
となる検出ユニット１０とマスタセットするセットジグ
９０が必要となる。

【００１８】図１の検出ユニット１０は測定軸筒１と、
揺動腕２と、揺動腕３と、板ばね４と、測定ヘッド５
と、測定ヘッド６と、円錐軸７と、引張コイルばね８で
構成される。

【００１９】揺動腕２・３は測定軸筒１の底部に垂下す
る形で測定軸筒１の軸中心と線対称に配置される。揺動
腕２・３の下部に相反する向きにそれぞれが円弧突起２
Ａ・３Ａを形成する。また、揺動腕２・３の下部に相対
向する先端球状突起２Ｂ・３Ｂをそれぞれもつ。

【００２０】板ばね４は測定軸筒１の底部外壁と揺動腕
２・３の上端を連結する。図１では、ばね押え４Ａで板
ばね４が測定軸筒１の底部外壁に取り付けられ、ばね押
え４Ｂで板ばね４が揺動腕２・３の上端に取り付けられ
る。

【００２１】差動変圧式測定ヘッド５・６は揺動腕２・
３にそれぞれ内装され、それぞれが接触子５Ａ・６Ａを
もつ。接触子５Ａと接触子６Ａは測定軸筒１の軸中心に
対して線対称に相反する向きに配置される。接触子５Ａ
・６Ａのそれぞれが円弧突起２Ａ・３Ａの最盛部から微
小量突出するよう取り付けられる。接触子５Ａ・６Ａが
変位すると変位量を電気信号に変換し、変位量が測定さ
れる。

【００２２】円錐軸７は軸部７Ａと円錐端７Ｂをもち、
軸部７Ａは測定軸筒１の中心穴１Ａで案内される。軸部
７Ａ終端は測定軸筒１の頭部に取り付けられた駆動手段
となるシリンダ１Ｂに連結する。円錐端７Ｂの円錐側壁
は先端球状突起２Ｂ・３Ｂに接触し、シリンダ１Ｂが円
錐端７Ｂを移動すると揺動腕２・３を開閉する。また、
測定軸筒１の中間側壁にはシリンダ１Ｃが取り付けら
れ、シリンダ１Ｃが駆動するとストップリング１Ｄが移
動して、軸部７Ａを保持する。

【００２３】揺動腕２・の先端部には円弧状の溝をもつ
突起が形成され、前記円弧溝に引張コイルばね８が巻き
掛けされる形で装着される。引張コイルばね８は揺動腕
２・３を閉じる力が働く。

【００２４】セットジグ９０は平行チャック９と、測定
される内径によって厚みの異なる基準ゲージ９Ｇで構成
される。爪９Ａ・９Ｂは中空円筒を分割する形でそれぞ
れの内壁が対向する形で配置される。

【００２５】平行チャック９は相対向し平行移動するこ
とにより開閉する前記爪９Ａ・９Ｂをもつ。爪９Ａ・９
Ｂは中心軸と直交する貫通穴がそれぞれ空けられ、前記
それぞれの貫通穴にセットピン９Ｃ・９Ｄが挿入され
る。セットピン９Ｃ・９Ｄは爪９Ａ・９Ｂの内壁から若
干沈む形でセットビス９Ｅにより固定される。

【００２６】図１では、平行チャック９が基準ゲージ９
Ｇを挟持して爪９Ａ・９Ｂを閉じると、爪９Ａ・９Ｂが
形成する内径は測定径ｄより小さい挿入径Ｄとなり、セ
ットピン９Ｃ・９Ｄが形成する内径は被測定物の測定径
ｄとなる。

【００２７】次に、第１の発明による汎用内径測定器の
動作を図２から図５により説明する。図２は検出ユニッ
ト１０をセットジグ９０に挿入する前の状態図である。
図２では、円錐軸７は最上昇位置で停止しており、揺動
腕２・３は引張コイルばね８により閉じている。図２で
は、揺動腕２・３はばね押え４Ａ・４Ｂの接点を支点と
して開閉する。また、揺動腕２・３は突起２Ｂ・３Ｂが
接触して停止している。

【００２８】図２の状態を保持したまま、図示されない
昇降機構により検出ユニット１０をセットジグ９０に挿
入すると、図３の状態になる。図３では、予め、測定径
に対応した基準ゲージ９Ｇが平行チャック９で挟持され
ている。

【００２９】図３の状態から、シリンダ１Ｂを駆動して
円錐軸７を押し下げると、円錐端７Ｂの円錐側壁は先端
球状突起２Ｂ・３Ｂに摺動して、揺動腕２・３を開き、
図４の状態となる。図４では、円弧突起２Ａ・３Ａのそ
れぞれの外壁が爪９Ａ・９Ｂのそれぞれの内壁に接触し
たとき、円錐軸７は降下を停止する。円錐軸７が降下を
停止した状態で、シリンダ１Ｃを駆動し、円錐軸７の降
下位置を保持しておく。

【００３０】図４の状態では、円弧突起２Ａ・３Ａが形
成する外径は、爪９Ａ・９Ｂの内壁に接触して挿入径Ｄ
となる。また、接触子５Ａ・５Ｂが形成する外径は、セ
ットピン９Ｃ・９Ｄの相対向する面に接触して、測定径
ｄとなる。図４の状態で検出ユニット１０に接続される
演算器で零調整される。

【００３１】図４の状態では、接触子５Ａ・５Ｂがセッ
トピン９Ｃ・９Ｄを装着する貫通穴に入っており、検出
ユニット１０がセットジグ９０から抜けなくなるので、
平行チャック９を駆動し、爪９Ａ・９Ｂを開く。次に、
検出器ユニット１０を上昇させる。

【００３２】図５は、爪９Ａ・９Ｂを開き、検出ユニッ
ト１０を上昇させた状態図である。図５の状態から、検
出ユニット１０は被測定物に移動し、内径が測定され
る。

【００３３】図６は、第１の発明の汎用測定器の外観図
である。図６アは検出ユニット１０の外観図であり、図
６イはセットジグ９０の外観図である。図６アでは、揺
動腕２・３の開閉を案内するブラケット１Ｅ・１Ｆが測
定軸筒１の底部から垂設されている。

【００３４】次に、第２の発明による汎用内径測定器を
もつ測定装置の構成を図７の実施例により説明する。図
７は、自動車エンジンの４気筒のシリンダブロックのシ
リンダボア径を測定する例を示している。図７では、被
測定物３０となるシリンダボア径は３０ａ＝76mm、３０
ｂ＝78mm、３０ｃ＝80mm、３０ｄ＝82mmを例示してい
る。従来の装置では、測定径毎にそれぞれ内径用検出器
とマスタリングを必要とした。

【００３５】図７では、検出ユニット１０はボールねじ
１１Ａに連結され、ボールねじ１１Ａの終端はモータ１
１Ｂに接続される。モータ１１Ｂが駆動すると、検出ユ
ニット１０はリニアガイド１１Ｃに案内されて、行方向
に水平移動する。ボールねじ１１Ａとモータ１１Ｂとリ
ニアガイド１１Ｃで水平移動手段１１を構成する。

【００３６】リニアガイド１１Ｃの一端はボールねじ１
２Ａに連結され、ボールねじ１１Ａの終端はモータ１２
Ｂに接続される。モータ１２Ｂが駆動すると、検出ユニ
ット１０と水平移動手段１１は一体となって、リニアガ
イド１２Ｃ・１２Ｄに案内されて、昇降する。ボールね
じ１２Ａとモータ１２Ｂとリニアガイド１２Ｃ・１２Ｄ
で昇降手段１２を構成する。

【００３７】図７では、検出ユニット１０の水平移動範
囲内に異なる内径をもつ被測定物３０ａ〜３０ｄが行方
向に配置される。検出ユニット１０の水平移動端の下方
にはセットジグ９０が配置される。

【００３８】セットジグ９０に所定の基準ゲージ９Ｇを
装着し、検出ユニット１０をマスタセットする。被測定
物３０は行方向に逐次移動して検出ユニット１０が昇降
して内径が測定される。このように、第２の発明による
測定装置は異なる内径をもつ被測定物が複数のラインに
搬送され、内径測定器とマスタセット用ジグを交換する
ことなく汎用的に内径が測定できる。

【００３９】

【発明の効果】第１の発明は、一対の揺動腕のそれぞれ
に差動変圧式の測定ヘッドを内装し、前記揺動腕を円錐
軸で開閉し、前記揺動腕をもつ検出ユニットを平行チャ
ックで測定径に開閉するセットジグに挿入することによ
り、測定範囲の広い汎用内径測定器を提供できる。

【００４０】第２の発明は、異なる内径をもつ被測定物
が複数のラインに搬送され、内径測定器とマスタセット
用ジグを交換することなく汎用的に内径が測定できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の発明による内径測定器の実施例による構
成図である。

【図２】検出ユニット１０をセットジグ９０に挿入する
前の状態図である。

【図３】検出ユニット１０をセットジグ９０に挿入した
状態図である。

【図４】円錐軸７で揺動腕２・３を開いた状態図であ
る。

【図５】検出ユニット１０を上昇させた状態図である。

【図６】第１の発明の汎用測定器の外観図である。

【図７】第２の発明による汎用内径測定器をもつ測定装
置の構成図である。

【図８】従来技術による内径測定器の構成図である。

【符号の説明】

１ 測定軸筒 １Ａ 穴 １Ｂ シリンダ ２ 揺動腕 ２Ａ 円弧突起 ２Ｂ 先端球状突起 ３ 揺動腕 ３Ａ 円弧突起 ３Ｂ 先端球状突起 ４ 板ばね ５ 測定ヘッド ５Ａ 接触子 ６ 測定ヘッド ６Ａ 接触子 ７ 円錐軸 ７Ａ 軸部 ７Ｂ 円錐端 ８ 引張コイルばね ９ 平行チャック ９Ａ 爪 ９Ｂ 爪 ９Ｃ セットピン ９Ｄ セットピン ９Ｇ 基準ゲージ １０ 検出ユニット １１ 水平移動手段 １２ 昇降手段 ３０ 被測定物 ９０ セットジグ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 検出ユニット(10)は測定軸筒(1) と、第
   １の揺動腕(2) と、第２の揺動腕(3) と、板ばね(4)
   と、第１の測定ヘッド(5) と、第２の測定ヘッド(6)
   と、円錐軸(7) と、引張コイルばね(8) で構成され、 揺動腕(2) ・(3) は測定軸筒(1) の底部に垂下する形で
   測定軸筒(1) の軸中心と線対称に配置され、下部に相反
   する向きにそれぞれが円弧突起(2A)・(3A)を形成し、下
   部に相対向する先端球状突起(2B)・(3B)をそれぞれも
   ち、 板ばね(4) は測定軸筒(1) の底部外壁と揺動腕(2) ・
   (3) の上端を連結し、 差動変圧式測定ヘッド(5) ・(6) は揺動腕(2) ・(3) に
   それぞれ内装され、それぞれが接触子(5A)・(6A)をも
   ち、第１の接触子(5A)と第２の接触子(6A)を測定軸筒
   (1) の軸中心に対して線対称に相反する向きに配置し、
   接触子(5A)・(6A)のそれぞれが円弧突起(2A)・(3A)の最
   盛部から微小量突出するよう取り付けられ、接触子(5A)
   ・(6A)が変位すると変位量を電気信号に変換し、 円錐軸(7) は軸部(7A)と円錐端(7B)をもち、軸部(7A)は
   測定軸筒(1) の中心穴(1A)で案内され、軸部(7A)終端は
   測定軸筒(1) の頭部に取り付けられた駆動手段(1B)に連
   結し、円錐端(7B)の円錐側壁は先端球状突起(2B)・(3B)
   に接触し、駆動手段(1B)が円錐端(7B)を移動すると揺動
   腕(2) ・(3) を開閉し、 引張コイルばね(8) は揺動腕(2) ・(3) の先端部に装着
   され、揺動腕(2) ・(3) を閉じる力が働くことを特徴と
   する汎用内径測定器。
2. 【請求項２】 セットジグ(90)は平行チャック(9) と、
   測定される内径によって厚みの異なる基準ゲージ(9G)で
   構成され、 平行チャック(9) は相対向し平行移動することにより開
   閉する爪(9A)・(9B)をもち、第１の爪(9A)上に第１のセ
   ットピン(9C)を取り付け、第２の爪(9B)上に第２のセッ
   トピン(9D)を取り付け、 平行チャック(9) が基準ゲージ(9G)を挟持して爪(9A)・
   (9B)を閉じると、爪(9A)・(9B)が形成する内径は測定径
   ｄより小さい挿入径Ｄとなり、セットピン(9C)・(9D)が
   形成する内径は測定径ｄとなり、 平行チャック(9) が前記閉じた状態で、検出ユニット(1
   0)をセットジグ(90)に挿入し、円錐軸(7) を下げて、揺
   動腕(2) ・(3) を開くと、円弧突起(2A)・(3A)は爪(9A)
   ・(9B)のそれぞれの内壁に接触して円弧突起(2A)・(3A)
   の外径は前記挿入径Ｄとなり、接触子(5A)・(6A)はセッ
   トピン(9C)・(9D)のそれぞれの内壁に接触して測定径ｄ
   に零調整されることを特徴とする請求項１記載の汎用内
   径測定器。
3. 【請求項３】 請求項１の検出ユニット(10)は水平移動
   手段(11)により行方向に移動し、検出ユニット(10)と水
   平移動手段(11)は一体となって昇降手段(12)により移動
   し、検出ユニット(10)の水平移動範囲内に異なる内径を
   もつ被測定物(30)が行方向に配置され、検出ユニット(1
   0)の水平移動端の下方に請求項２記載のセットジグ(90)
   が配置され、被測定物(30)は行方向に逐次移動して内径
   が測定されることを特徴とする汎用内径測定器をもつ測
   定装置