JPH08233504A

JPH08233504A - 径測定ゲージ

Info

Publication number: JPH08233504A
Application number: JP3576695A
Authority: JP
Inventors: Naoyuki Maruta; 直行丸田; Kazumi Satake; 和美佐竹
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1995-02-24
Filing date: 1995-02-24
Publication date: 1996-09-13

Abstract

(57)【要約】【目的】測定すべき孔または軸に対して平行に加工さ
れた孔または軸を基準として測定子の位置決めを実施し
たうえで、被測定物の測定孔の内径や測定軸の外径を測
定する従来の径測定に対して、被測定物の測定孔または
測定軸を基準として測定子の位置決めを実施し、同時に
測定孔または測定軸の径を測定をすることを目的とす
る。【構成】被測定物に当接する少なくとも三つのローラ
ーなどの接触部材を、歯車機構などの当接位置調整手段
により互いに連動させて略同心円状に調整し、また、接
触部材の当接位置の変化に連動して被測定物当接位置が
変化する少なくとも二つの検出子を用いることにより、
検出子の位置の変化を読み取って測定孔または測定軸の
径を測定をする。少なくとも三つの接触部材が同時に等
しく拡縮径されるので、自動的に測定孔または測定軸に
対して芯合わせ、すなわち被測定物測定孔または測定軸
を基準として測定子の位置決めが可能となり、測定子の
位置決めと測定孔または測定軸の径測定を同時に行うこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、被測定物の孔内径また
は被測定物の軸外径を計測するための測定ゲージに関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】被測定物の孔内径または軸外径を測定す
るための装置には、例えば特開平５−１３３７０２号公
報に開示されるように、被測定物の搬入位置の上方にそ
の搬入経路に沿って移動可能に支持された基台と、円錐
形状の位置決めヘッドを被測定物に明けられた基準孔に
嵌入して被測定物に対し基台を位置決めする基台位置決
め機構と、位置決めヘッドに対して基準孔と測定孔との
距離に対応する位置関係で配置された内径測定子を測定
孔に挿入する内径測定子挿入機構と、内径測定子の被測
定物測定孔内での拡張量を計測する位置センサからなる
内径測定装置などが知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような内
外径測定装置では、測定すべき孔または軸に対して平行
に加工された孔または軸を基準として測定子の位置決め
を実施しないと被測定物の測定孔の内径や測定軸の外径
を正確に測定できない。すなわち、測定孔径や測定軸径
の測定精度が位置決め用基準孔や基準軸の加工精度に依
存する構造となっている。また、位置決めヘッドを段取
り換えしない限り、位置決め用基準孔径がや基準軸径が
異なっている被測定物には径測定を行うことができな
い。さらに、測定子挿入（嵌合）機構と基台位置決め機
構とが隣合った状態で配置されるため、設置スペースが
増大する。

【０００４】本発明は、被測定物の測定孔または測定軸
を基準として測定子の位置決めを実施し、同時に測定孔
または測定軸の径を測定をすることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成する手
段として請求項１では、被測定物に当接する少なくとも
三つの接触部材と、前記接触部材の被測定物当接位置を
互いに連動させて略同心円状に拡縮径させる当接位置調
整手段と、被測定物と当接可能でかつ被測定物の径に応
じて当接位置が変化する検出子と、前記検出子の位置の
変化を読み取る位置変位検出手段からなる径測定ゲージ
とする。

【０００６】そして、上記の目的を達成する手段として
請求項２では、接触部材が被測定物に対して回動自在な
回転体であることを特徴とする請求項１記載の径測定ゲ
ージとする。

【０００７】好ましくは、被測定物に当接する少なくと
も三つの接触部材と、前記接触部材の被測定物当接位置
を互いに連動させて略同心円状に拡縮径させる当接位置
調整手段と、前記接触部材の前記当接位置調整手段によ
る当接位置の変化に連動して被測定物当接位置が変化す
る検出子と、前記検出子の位置の変化を読み取る位置変
位検出手段からなる径測定ゲージとしてもよい。

【０００８】

【作用】上記構成を有する請求項１記載の径測定ゲージ
では、少なくとも三つの接触部材が同時に等しく拡縮径
されるので、自動的に測定孔または測定軸に対して芯合
わせ、すなわち被測定物測定孔または測定軸を基準とし
て測定子の位置決めが可能となると共に、被測定物と当
接可能でかつ被測定物の径に応じて当接位置が変化する
検出子により被測定物の測定孔または測定軸の位置変位
を検出するので、測定子の位置決めと測定孔または測定
軸の径測定を行うことができる。

【０００９】また、上記構成を有する請求項２記載の径
測定ゲージでは、接触部材が回転体であるため、径測定
ゲージが測定孔または測定軸の軸線回りに回転可能とな
り、測定値の変化から測定孔または測定軸の真円度を求
めることができる。

【００１０】

【実施例】続いて、本発明の第１の実施例について以下
に説明する。図１、図２には、本発明を実施するための
径測定ゲージの概要を例示する。中空円筒体である本体
１内部には、支持ブロック２が固設されており、軸受３
を介してシャフト４が本体１及び支持ブロック２に対し
て本体１の中心軸回りに回転自在に設けられている。支
持ブロック５はシャフト４にネジ部６で螺合しており、
本体１の中心軸方向に揺動自在に設けられている。さら
に、支持ブロック５は、本体１と支持ブロック５の間に
設けられたバネ７により、本体１に対して支持ブロック
５を図中左方向に引き離すよう付勢されている。シャフ
ト４の他端にはグリップ４ａが固設されており、手で把
握可能となっている。

【００１１】支持ブロック２と支持ブロック５の間で、
歯車８がシャフト４に固設されている。また、支持ブロ
ック２、５の周縁部には、軸受９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ
（９ｂ、９ｄは図示せず）と軸受１０ａ、１０ｂ、１０
ｃ、１０ｄ（１０ｂ、１０ｄは図示せず）とを介して、
アーム１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄが回転自在に設
けられている。さらに、支持ブロック２と支持ブロック
５との間で、歯車８と噛み合う歯車１３ａ、１３ｂ、１
３ｃ、１３ｄが回転自在のアーム１１ａ、１１ｂ、１１
ｃ、１１ｄのシャフト部１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２
ｄに固設されており、シャフト４の回転によりアーム１
１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄの先端は互いに連動して
略同心円状に拡縮径する。このため、アーム１１ａ、１
１ｂ、１１ｃ、１１ｄの先端にローラーやボールなどの
接触部材を設けると、上記構成は接触部材の被測定物当
接位置を互いに連動させて略同心円状に調整する当接位
置調整手段を構成する。

【００１２】アーム１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄの
先端凹部１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ（１４ｂ、１
４ｄは図示せず）には、シャフト１５ａ、１５ｂ、１５
ｃ、１５ｄ（１５ｂ、１５ｄは図示せず）が固設されて
いる。また、接触部材であるローラー１７ａ、１７ｂ、
１７ｃ、１７ｄが、軸受１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６
ｄ（１６ｂ、１６ｄは図示せず）を介して、アーム１１
ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄの先端凹部１４ａ、１４
ｂ、１４ｃ、１４ｄ（１４ｂ、１４ｄは図示せず）内に
回転自在に設けられている。本実施例では接触部材とし
て回転体であるローラーを用いる場合について説明する
が、接触部材としては非回転体である上記アームの先端
自体を用いてもよいし、回転体であるボールを用いても
よい。接触部材としてローラーを用いる場合は、ローラ
ーと被測定物との当接が線接触となり、ボールを用いた
点接触の場合に比べ、径測定ゲージの軸心と測定孔また
は測定軸の軸心との間の傾き、ズレを少なくすることが
でき、測定精度を向上させることができる。

【００１３】シャフト１４ａ、１４ｃのフランジ部には
軸受１８ａ、１８ｃを介して位置変位検出手段であるリ
ニアスケール１９、２０の先端ロッド部が取りつけられ
ているため、接触部材であるローラー１７ａ、１７ｃが
同時に、接触部材の当接位置の変化に連動して被測定物
当接位置が変化する検出子の役割を果たす。また、リニ
アスケール１９、２０は軸受２１、２２、２３を介して
本体１に対して本体１の中心軸回りに回転自在に設けら
れているので、アーム１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ
の回転に追随するようにリニアスケール１９、２０は回
転できる。リニアスケール１９、２０には外部処理装置
たるアンプ２４、判定器２５が接続されており、リニア
スケール１９、２０の値をアンプ２４を通して判定器２
５にて演算して測定結果を定量値として表示する。

【００１４】したがって、シャフト４が回転すると、シ
ャフト４に固設された歯車８が回転し、これに噛み合っ
た歯車１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄが回転する。歯
車１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄの回転に伴ってアー
ムシャフト部１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄが回転
し、アーム１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄが外側へ開
くか内側へ閉じる。アームの動きに伴い、アームに設け
られたシャフト１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄに取り
付けられたリニアスケール１９、２０の先端ロッド部が
摺動する。ここで、リニアスケール１９、２０はアーム
の動きに伴って本体１に対して回転する。

【００１５】次に、内径測定ゲージの作用について説明
する。径測定ゲージを被測定物の測定孔内に挿入すると
きは、バネ７の付勢力に逆らいアーム１１ａ、１１ｂ、
１１ｃ、１１ｄが内側へ閉じる方向にシャフト４のグリ
ップ４ａを回転させる。被測定物の内径を測定するとき
は、径測定ゲージを被測定物の測定孔内に挿入した後、
グリップ４ａに加えていた力をなくすと、バネ７の付勢
力によりアーム１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄが外側
へ開き、ローラー１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄが被
測定物の測定孔内面に当接する。ローラー１７ａ、１７
ｂ、１７ｃ、１７ｄは同心円状に拡径しながら測定孔内
面に線接触するため、同心円の中心軸である径測定ゲー
ジの軸心と測定孔の軸心は精度良く一致し、径測定ゲー
ジの軸心を基準として設置されているリニアスケール１
９、２０の位置決めを精度良く行うことができる。ロー
ラー当接時のリニアスケール１９、２０の値をアンプ２
４を通して判定器２５にて演算し、被測定物の内径を測
定する。また、被測定物の測定孔内面に対して径測定ゲ
ージを回転させ、測定値の変化を読み取ることにより、
測定孔全周の内径及び真円度を測定する。

【００１６】本実施例による径測定ゲージの効果として
は、アームの可動範囲内であれば、任意の内径の孔に対
して位置決め可能であり、アームの動きに先端ロッド部
が連動するリニアスケールにより任意の内径の測定が可
能となる。また、深穴に対しても径測定ゲージ本体が入
り込み測定できる。そして、すべてのアームはバネの付
勢力によって同心円状に外側へ開いて、ローラーが被測
定物の測定孔内面に当接する機構であるので、径測定ゲ
ージの中心軸が測定孔の軸に対して傾いた状態あるいは
ズレた状態で径測定ゲージが測定孔に挿入されても、径
測定ゲージの傾きあるいはズレをアームがバネの付勢力
により外側へ開くことにより修正することができる。こ
の自動調芯機能は、接触部材がボールであっても成り立
つものである。また、測定子であるリニアスケールの位
置決めを被測定物の測定孔内面を基準にして行い測定孔
内径を測定をするため、位置決め用孔または位置決めヘ
ッドが不要となる。

【００１７】本実施例では、被測定物の孔の内径の測定
について説明を行ったが、図３に示すように、バネ２６
の付勢方向を本体１に対して支持ブロック５を接近させ
る図中右方向にし、ローラー２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、
２７ｄ（２７ｂ、２７ｄは図示せず）をアーム２８ａ、
２８ｂ、２８ｃ、２８ｄ（２８ｂ、２８ｄは図示せず）
とは別に設けた場合、本径測定ゲージを被測定物の軸の
外径の測定に用いることができる。

【００１８】続いて、本発明の第２の実施例について以
下に説明する。図４、図５、図６、図７、図８、図９、
図１０には、本発明を実施するための径測定ゲージの概
要を例示する。本体５１は中空円筒体５１ａに板状体５
１ｂが固設された形状である。中空円筒体５１ａ内部に
はガイド棒５２ａ、５２ｂ（図４参照）が固設されてい
る。軸受５３ａ、５３ｂ、５３ｃ、５３ｄ（図９参照）
を介して、はさみ棒５４ａ、５４ｂ、５４ｃ、５４ｄ
（図４、５参照）が揺動自在に設けられている。また、
軸受５３ａと軸受５３ｂの間にある軸受５５ａ（図９参
照）、軸受５３ｃと軸受５３ｄの間にある軸受５５ｂ
（図９参照）を介して、測定レバー５６ａ、５６ｂ（図
４、５参照）が揺動自在に取り付けられている。

【００１９】はさみ棒５４ａと５４ｂの一端、はさみ棒
５４ｃと５４ｄの一端は夫々板５７ａ、５７ｂ（図４参
照）に接合されて一体化されており、手で把持可能とな
っている。はさみ棒５４ａと５４ｂの他端、はさみ棒５
４ｃと５４ｄの他端は夫々Ｕ字型の支持体５８、５９
（図７参照）のフランジ部５８ａ、５９ａ（図８参照）
の一面に当接している。支持体５８、５９の両端５８
ｂ、５８ｃ、５９ｂ、５９ｃ（図７参照）は本体の板状
体５１ｂを貫通し、互いに接近離反する方向に摺動可能
に設けられている。また、支持体５８、５９のフランジ
部５８ａ、５９ａの他面にはバネ６０ａ、６０ｂ（図８
参照）が当接して互いに離反する方向に付勢されてい
る。支持体５８、５９には本体５１長手方向にガイド棒
５８ｄ、５８ｅ、５９ｄ、５９ｅ（図６参照）が固設さ
れている。はさみ棒５４ａと５４ｂ、はさみ棒５４ｃと
５４ｄがガイド棒５２ａ、５２ｂを中心として回転し、
はさみ棒５４ａと５４ｂの他端、はさみ棒５４ｃと５４
ｄの他端に当接する支持体５８、５９は、互いに連動し
て同心円状に拡縮径できるため、支持体５８、５９に接
触部材を設けると、上記構成は接触部材の被測定物当接
位置を互いに連動させて略同心円状に調整する当接位置
調整手段を構成する。

【００２０】ガイド棒５８ｄ、５８ｅ、５９ｄ、５９ｅ
には軸受６１ａ、６１ｂ（図示せず）、６２ａ、６２ｂ
（図示せず）を介して接触部材であるローラー６３ａ、
６３ｂ、６４ａ、６４ｂ（図５、６参照）が回転自在に
設けられている。本実施例では接触部材として回転体で
あるローラーを用いる場合について説明するが、接触部
材としては非回転体である上記アームの先端自体を用い
てもよいし、回転体であるボールを用いてもよい。

【００２１】測定レバー５６ａ、５６ｂ（図４参照）は
Ｌ字形状をしており、その折曲箇所においてガイド棒５
２ａ、５２ｂに回転自在に支持され、一端は本体５１の
中空円筒体５１ａ内部に固設された位置変位検出手段で
あるリニアスケール６５、６６（図４参照）のロッド部
先端に当接し、他端は検出子６７、６８（図４参照）の
フランジ部６７ａ、６８ａ（図４参照）に当接してい
る。リニアスケール６５、６６のロッド軸と同軸に設け
られたバネ６９ａ、６９ｂ（図４参照）は測定レバー５
６ａ、５６ｂを押す方向、つまり図下方向に付勢してい
る。検出子６７、６８の一端６７ｂ、６８ｂ（図４参
照）は本体の板状体５１ｂに貫通し、軸受７０、７１
（図４参照）を介して本体５１に対して互いに接近離反
する方向に摺動可能に設けられている。検出子６７、６
８の他端６７ｃ、６８ｃ（図４、７参照）は球状をして
おり、被測定物の内径に当接する。また、検出子６７、
６８のフランジ部６７ａ、６８ａにはＵ字型の支持体５
８、５９の中間部が当接している。これにより、ローラ
ー６３ａ、６３ｂ、６４ａ、６４ｂの当接位置調整手段
による当接位置の変化に連動して、検出子６７、６８の
他端６７ｃ、６８ｃの被測定物当接位置は変化する。

【００２２】バネ６０ａ、６０ｂの付勢力により支持体
５８、５９が摺動する。それに伴い、はさみ棒５４ａ、
５４ｂ、５４ｃ、５４ｄが本体５１の中空円筒体５１ａ
の切り込み部７２（図示せず）、７３（図５参照）に接
触するまで回転する。バネ６９ａ、６９ｂの付勢力によ
り測定レバー５６ａ、５６ｂが回転し、測定子６７、６
８が支持体５８、５９に当接するまで前進する。

【００２３】次に、径測定ゲージの作用について説明す
る。内径測定ゲージを被測定物に挿入するときは、はさ
み棒に取り付けられた板５７ａ、５７ｂを手動にて握る
と、はさみ棒５４ａ、５４ｂとはさみ棒５４ｃ、５４ｄ
が互いに接近し、バネ６０ａ、６０ｂの付勢力に逆らい
支持体５８、５９が互いに接近する方向、つまり本体１
の板状体１ｂ内側へ摺動する。支持体５８、５９の摺動
に伴い、支持体５８、５９がバネ６９ａ、６９ｂの付勢
力に逆らい測定子６７、６８を本体１の板状体１ｂ内側
へ押すために縮径され、径測定ゲージを被測定物孔内に
挿入することができる。

【００２４】被測定物の内径を測定するときは、径測定
ゲージを被測定物孔内に挿入した後、はさみ棒に加えて
いた力をなくすと、バネ６０ａ、６０ｂの付勢力により
支持体５８、５９が互いに離反する方向、つまり本体１
の板状体１ｂ外側へ摺動し、ローラー６３ａ、６３ｂ、
６４ａ、６４ｂが被測定物の孔内面に当接する。これに
より被測定物をその孔内面にてクランプする。また、支
持体５８、５９の摺動に伴い、バネ６９ａ、６９ｂの付
勢力により測定レバー５６ａ、５６ｂがガイド棒５２
ａ、５２ｂを中心として回転し、測定子６７、６８の先
端６７ｃ、６８ｃが被測定物の内径に当接する。ローラ
ー６３ａ、６３ｂ、６３ｃ、６３ｄは同心円状に拡径し
ながら測定孔内面に線接触するため、同心円の中心軸で
ある径測定ゲージの軸心と測定孔の軸心は精度良く一致
し、径測定ゲージの軸心を基準として設置されているリ
ニアスケール６５、６６の位置決めを精度良く行うこと
ができる。測定子当接時のリニアスケール６５、６６の
値をアンプを通して判定器にて演算し、被測定物の測定
孔内径を測定する。また、被測定物の測定孔内面に対し
て径測定ゲージを回転させることにより、測定孔全周の
内径及び真円度を測定する。

【００２５】本実施例による径測定ゲージの効果として
は、支持体５８、５９の可動範囲内であれば、任意の孔
に対して内径の測定が可能となり、深穴に対しても径測
定ゲージ本体が入り込み測定できる。そして、二つの支
持体はバネの付勢力によって同心円状に外側へ開いて、
ローラーが被測定物の測定孔内面に当接する機構である
ので、径測定ゲージの中心軸が測定孔の軸に対して傾い
た状態あるいはズレた状態で径測定ゲージが測定孔に挿
入されても、径測定ゲージの傾きあるいはズレを支持体
がバネの付勢力により外側へ開くことにより修正するこ
とができる。また、測定子の位置決めを被測定物の測定
孔内面を基準にして行い測定孔内径を測定をするため、
位置決め用孔または位置決めヘッドが不要となる。さら
に、被測定物の内径クランプと被測定物の内径測定を分
離することにより、クランプ時にリニアスケール６５、
６６に無理な力が加わらず、リニアスケールの故障や破
損を防ぐことができる。

【００２６】

【効果】以上詳述したように、請求項１記載の径測定ゲ
ージによれば、少なくとも三つの接触部材が同時に等し
く拡縮径し、自動的に測定孔または測定軸に対して芯合
わせ、すなわち被測定物の測定孔または測定軸を基準と
して測定子の位置決めを行うことができ、測定孔または
測定軸以外の位置決め用の孔や軸などが不要として、測
定子の位置決めと測定孔または測定軸の径測定を行うこ
とができる。

【００２７】また、請求項２記載の径測定ゲージによれ
ば、測定ゲージが測定孔または測定軸の軸線回りに回転
可能となるため、測定値の変化から測定孔または測定軸
の真円度を求めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例の内径計測用の径測定ゲージの正面
断面図。

【図２】第１実施例の内径計測用の径測定ゲージのＡ−
Ａ断面図。

【図３】第１実施例の外径計測用の径測定ゲージの正面
断面図。

【図４】第２実施例の内径計測用の径測定ゲージの正面
断面図。

【図５】第２実施例の内径計測用の径測定ゲージの側面
図。

【図６】第２実施例の内径計測用の径測定ゲージの底面
図。

【図７】第２実施例の内径計測用の径測定ゲージのＡ−
Ａ断面図。

【図８】第２実施例の内径計測用の径測定ゲージのＢ−
Ｂ断面図。

【図９】第２実施例の内径計測用の径測定ゲージのＤ−
Ｄ断面図。

【図１０】第２実施例の内径計測用の径測定ゲージのＣ
−Ｃ断面図。

【符号の説明】

１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ…アーム１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ…シャフト１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ…ローラー１９、２０…リニアスケール５８、５９…支持体６３ａ、６３ｂ、６３ｃ、６３ｄ…ローラー６５、６６…リニアスケール６７、６８…測定子

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被測定物に当接する少なくとも三つの接
触部材と、前記接触部材の被測定物当接位置を互いに連
動させて略同心円状に拡縮径させる当接位置調整手段
と、被測定物と当接可能でかつ被測定物の径に応じて当
接位置が変化する検出子と、前記検出子の位置の変化を
読み取る位置変位検出手段からなる径測定ゲージ。
【請求項２】接触部材が被測定物に対して回動自在な
回転体であることを特徴とする請求項１記載の径測定ゲ
ージ。