JPH10339623A - 穴径,穴位置測定方法及び装置 - Google Patents

穴径,穴位置測定方法及び装置

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JPH10339623A
JPH10339623A JP14948097A JP14948097A JPH10339623A JP H10339623 A JPH10339623 A JP H10339623A JP 14948097 A JP14948097 A JP 14948097A JP 14948097 A JP14948097 A JP 14948097A JP H10339623 A JPH10339623 A JP H10339623A
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JP
Japan
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hole
air
measurement
tracing stylus
measuring
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JP14948097A
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English (en)
Inventor
Takashi Fukada
隆司 深田
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ワークの測定穴の穴径,穴位置および穴の傾
斜を測定することのできる測定方法及び装置を提供す
る。 【解決手段】 適数箇所の所定位置に予め測定器5を装
着したワーク位置決め冶具3にワークWをセットし、前
記測定器5に長手方向へ移動自在に備えた測定子21を
前記ワークWに形成した測定穴WH内に挿入し、この測
定子21の先端部付近に備えた複数のエアー噴出口23
A,23B,23Cから上記測定子21の長手方向に対
して直交する方向へエアーを噴出して各エアーの背圧を
検出することによって各エアー噴出口23A,23B,
23Cから前記測定穴WHの内周面までの距離を算出し
て測定穴WHの穴径を演算すると共に測定穴の中心位置
を演算し、また、測定穴WHの深さ方向の複数箇所の穴
径,穴位置を測定し、測定器5における測定子21の移
動方向に対する測定穴WHの傾斜を測定する穴径,穴位
置測定方法及び装置である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えばワーク等に
形成した穴の径および位置を測定する方法及び装置に係
り、さらに詳細には、基準に対する穴の傾斜をも測定す
ることのできる測定方法及び装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、ワーク等に加工された穴の径を測
定する方法として、内側マイクロメータを使用したり、
検査用の限界ゲージを使用している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】内側マイクロメータ
は、マイクロメータに接近離反自在に備えた一対の内側
測定面を穴の内面に接触せしめることによって穴径を測
定するものであり、検査用の限界ゲージは、ピンの一端
側に備えた一方の円板状のゲージ板が穴内に入り、ピン
の他端側に備えた他方のゲージ板が穴内に入らないとき
に穴径が許容値であると計測するものである。
【0004】上記内側マイクロメータ,検査用限界ゲー
ジにおいては穴径の測定を行うことができるものの、ワ
ークの基準位置に対する穴位置が正確であるか否かの測
定を行うことができず、まして穴の傾斜を測定すること
はできないものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は上述のごとき従
来の問題に鑑みてなされたもので、請求項1に係る発明
は、適数箇所の所定位置に予め測定器を装着したワーク
位置決め冶具にワークをセットし、前記測定器に長手方
向へ移動自在に備えた測定子を前記ワークに形成した測
定穴内に挿入し、この測定子の先端部付近に備えた複数
のエアー噴出口から上記測定子の長手方向に対して直交
する方向へエアーを噴出して各エアーの背圧を検出する
ことによって各エアー噴出口から前記測定穴の内周面ま
での距離を算出して測定穴の穴径を演算すると共に測定
穴の中心位置を演算する穴径,穴位置測定方法である。
【0006】請求項2に係る発明は、請求項1に記載の
発明において、測定穴の深さ方向の複数箇所の穴径,穴
位置を測定し、測定器における測定子の移動方向に対す
る測定穴の傾斜を測定する穴径,穴位置測定方法であ
る。
【0007】請求項3に係る発明は、適数箇所の所定位
置に予め測定器を装着したワーク位置決め冶具と、前記
測定器に長手方向へ移動可能に支持されかつ長手方向に
対して直交する方向へエアーを噴出する複数のエアー噴
出口を先端部付近に備えた測定子と、前記測定子を長手
方向へ移動するための測定子移動装置と、前記測定子の
長手方向への移動位置を検出するための測定子位置検出
装置と、前記各エアーの噴出口から噴出されるエアーの
背圧を電気的に検出する複数の圧力電圧変換器と、前記
圧力電圧変換器によって検出した検出値とエアー噴出口
から測定穴の内周面までの距離との関係を示す関係式又
はデータテーブルを格納したメモリと、前記圧力電圧変
換器の検出値と前記メモリに格納された関係式又はデー
タテーブルに基いて各エアー噴出口から測定穴の内周面
までの距離を算出して測定穴の穴径及び穴位置を演算す
る演算処理部と、を備えてなる穴径,穴位置測定装置で
ある。
【0008】請求項4に係る発明は、請求項3に記載の
発明において、演算処理部は、位置検出装置の検出値と
圧力電圧変換器の検出値とメモリに格納された関係式又
はデータテーブルに基いて各エアー噴出口から測定穴の
内周面までの距離を演算して測定穴の深さ方向の複数箇
所の穴径及び穴位置を演算すると共に測定器における測
定子の移動方向に対する測定穴の傾斜を演算する機能を
有する穴径,穴位置測定装置である。
【0009】請求項5に係る発明は、請求項3又は4に
記載の発明において、エアー噴出口は測定子の円周方向
の少なくとも3箇所に等間隔に配置してあり、かつ各エ
アー噴出口に対応してエアー通路,圧力電圧変換器を個
別に独立して備えているものである。
【0010】請求項6に係る発明は、請求項5に記載の
発明において、複数のエアー噴出口は測定子の長手方向
に位置をずらして配置してあるものである。
【0011】請求項7に係る発明は、請求項5又は6に
記載の発明において、測定子の周面でかつ各エアー噴出
口の間に、エアーの逃し溝を形成してなるものである。
【0012】請求項8に係る発明は、請求項3,4,
5,6又は7に記載の発明において、測定移動装置は制
御用モータよりなるものである。
【0013】
【発明の効果】請求項1に係る発明は、適数箇所の所定
位置に予め測定器を装着したワーク位置決め冶具にワー
クをセットし、前記測定器に長手方向へ移動自在に備え
た測定子を前記ワークに形成した測定穴内に挿入し、こ
の測定子の先端部付近に備えた複数のエアー噴出口から
上記測定子の長手方向に対して直交する方向へエアーを
噴出して各エアーの背圧を検出することによって各エア
ー噴出口から前記測定穴の内周面までの距離を算出して
測定穴の穴径を演算すると共に測定穴の中心位置を演算
する穴径,穴位置測定方法であるから、ワーク位置決め
冶具に対してワークを正確にセットすると、ワーク位置
決め冶具に予め精確な座標位置に正確に装着してある測
定器とワークの測定穴とが対応するものである。そし
て、上記測定器に備えた測定子を測定穴内に挿入して測
定子に備えた複数のエアー噴出口からエアーを噴出し、
エアーの背圧を検出して各エアー噴出口から測定穴の内
周面までの距離を算出することにより穴径を測定するこ
とができると共に測定穴の中心位置を演算することがで
きる。
【0014】すなわち、ワークに形成した穴の径と位置
とを同時に正確に測定することができるものである。
【0015】請求項2に係る発明は、請求項1に記載の
発明において、測定穴の深さ方向の複数箇所の穴径,穴
位置を測定し、測定器における測定子の移動方向に対す
る測定穴の傾斜を測定する穴径,穴位置測定方法である
から、測定穴の深さ方向の複数箇所の穴径の変化状態を
測定することができると共に穴の傾斜状態を測定するこ
とができる。
【0016】請求項3に係る発明は、適数箇所の所定位
置に予め測定器を装着したワーク位置決め冶具と、前記
測定器に長手方向へ移動可能に支持されかつ長手方向に
対して直交する方向へエアーを噴出する複数のエアー噴
出口を先端部付近に備えた測定子と、前記測定子を長手
方向へ移動するための測定子移動装置と、前記測定子の
長手方向への移動位置を検出するための測定子位置検出
装置と、前記各エアーの噴出口から噴出されるエアーの
背圧を電気的に検出する複数の圧力電圧変換器と、前記
圧力電圧変換器によって検出した検出値とエアー噴出口
から測定穴の内周面までの距離との関係を示す関係式又
はデータテーブルを格納したメモリと、前記圧力電圧変
換器の検出値と前記メモリに格納された関係式又はデー
タテーブルに基いて各エアー噴出口から測定穴の内周面
までの距離を算出して測定穴の穴径及び穴位置を演算す
る演算処理部と、を備えてなるものである。
【0017】したがって、ワーク位置決め冶具にワーク
を正確にセットしてワークの測定穴を、ワーク位置決め
冶具に予め正確に装着した測定器に対応せしめ、上記測
定器に備えた測定子を前記測定穴内へ挿入して穴径を測
定することができると共に測定穴の中心位置を知ること
ができるものである。
【0018】さらに、測定子位置検出装置によって測定
子の位置を検出して、測定穴の深さ方向の複数箇所の穴
径及び穴位置を測定することができ、測定穴の穴径の変
化状態及び測定穴の傾斜状態を測定することができる。
【0019】請求項4に係る発明は、請求項3に記載の
発明において、演算処理部は、位置検出装置の検出値と
圧力電圧変換器の検出値とメモリに格納された関係式又
はデータテーブルに基いて各エアー噴出口から測定穴の
内周面までの距離を演算して測定穴の深さ方向の複数箇
所の穴径及び穴位置を演算すると共に測定器における測
定子の移動方向に対する測定穴の傾斜を演算する機能を
有するものであるから、ワークに形成された測定穴の深
さ方向の穴径の変化及び測定穴の傾斜量を測定すること
ができるものである。
【0020】請求項5に係る発明は、請求項3又は4に
記載の発明において、エアー噴出口は測定子の円周方向
の少なくとも3箇所に等間隔に配置してあり、かつ各エ
アー噴出口に対応してエアー通路,圧力電圧変換器を個
別に独立して備えているものであるから、各エアー噴出
口から測定穴の内周面までの距離を個別に正確に測定で
き、測定穴の穴径,穴位置を正確に測定することができ
る。
【0021】請求項6に係る発明は、請求項5に記載の
発明において、複数のエアー噴出口は測定子の長手方向
に位置をずらして配置してあるから、互に隣接するエア
ー噴出口の間隔の距離が長くなり、各エアー噴出口から
噴出されたエアーが測定子の周囲に拡散するとき、エア
ーの干渉を防止でき、より高精度の測定を行うことがで
きるものである。
【0022】請求項7に係る発明は、請求項5又は6に
記載の発明において、測定子の周面でかつ各エアー噴出
口の間に、エアーの逃し溝を形成してなるものであるか
ら、各エアー噴出口から噴出されたエアーは逃し溝に沿
って外部へ排出されることとなり、各エアー噴出口から
噴出されたエアーが互いに干渉するようなことがなく、
より高精度の測定を行うことができるものである。
【0023】請求項8に係る発明は、請求項3,4,
5,6又は7に記載の発明において、測定移動装置は制
御用モータよりなるものであるから、ワークの測定穴に
対する測定子の挿入,離脱を自動的に行うことができる
と共に、測定穴の所定深さ位置への測定子の位置決めを
も容易に行うことができる。
【0024】
【発明の実施の形態】図1を参照するに、本発明の実施
の形態例に係る穴径,穴位置測定装置1は、測定穴WH
を形成した被測定物としてのワークWを正確に位置決め
可能のワーク位置決め冶具3を備えており、このワーク
位置決め冶具3の適数箇所の所定位置(基準位置)には
測定器5が精確な座標位置に正確に装着してある。
【0025】前記ワーク位置決め冶具3におけるベース
7には、ワークWの位置決めを正確にかつ高精度に行う
ために、位置決めブロックや位置決めピン等のごとき位
置決め部材9がワークWの形状に対応して複数箇所に設
けてある。したがって、上記位置決め部材9を利用して
ワーク位置決め冶具3にワークWをセットすると、ワー
ク位置決め冶具3に対してワークWのX,Y方向の座標
位置決めが正確に行われることになる。
【0026】なお、位置決め部材9の形状やベース7に
対する設置位置は、ワークWの形状,大きさ及びワーク
Wに設ける位置決め孔などの条件によって異なるもので
あるから、位置決め部材9についての詳細な説明は省略
する。
【0027】前記位置決め冶具3におけるベース7には
支持ブラケット11が立設してあり、この支持ブラケッ
ト11には前記測定器5を装着した支持部材13が支持
されている。前記測定器5は、前記ベース7上にワーク
Wを正確にセットしたとき、ワークWの測定穴WHと正
確に対応するように所定位置に予め正確に装着してあ
る。
【0028】なお、前記ベース7に対するワークWの着
脱時に測定器5が邪魔にならないように、支持ブラケッ
ト11に対して支持部材13を着脱可能に構成すること
や、ワークWに対応した位置から退避した位置へ支持部
材13を移動可能に構成することが望ましい。
【0029】前記測定器5において前記支持部材13に
装着したベースプレート15にはカバー17が設けてあ
ると共に筒状の測定子案内部材19が下方向へ突出して
設けてある。上記測定子案内部材19には、前記ワーク
Wの測定穴WHへ挿入可能の細径の測定子21が上下動
可能に案内支持されている。
【0030】上記測定子21の先端部(下端部)付近に
は、当該測定子21の長手方向に対して直交する方向へ
エアーを噴出する複数のエアー噴出口23A,23B,
23Cが、図2に示すように、測定子21の円周方向に
等間隔に、かつ測定子21の長手方向に互いに位置をず
らして設けてある。前記各エアー噴出口23A,23
B,23Cから噴出されたエアーが互いに干渉すること
を防止するために、図2(3)に示すように、前記各エ
アー噴出口23A,23B,23Cの間において測定子
21の外周面に長手方向のエアー逃し溝25を設けるこ
とが望ましい。
【0031】前記測定器5の前記カバー17内には、前
記測定子21の往復動(上下動)を行うために、前記ベ
ースプレート15上に設けたブラケット25には測定子
移動装置27が装着してある。上記測定子移動装置27
は、例えばリニアモータ等のごとき制御用モータよりな
るものであって、制御装置29の制御の下に駆動される
ものであり、この測定子移動装置27に往復動可能に備
えた可動子27Mが前記測定子21の上端部と適宜に連
結してある。
【0032】さらに、前記ブラケット25には、前記測
定子21の往復動の移動位置を検出するための測定子位
置検出装置31が装着してある。本例において、上記測
定子位置検出装置31は適宜のリニアスケールよりなる
ものであって、その測定スライダは前記測定子21に適
宜に連結してある。
【0033】前記測定子21は一種のエアーマイクロメ
ータを構成するものであって、測定子21に備えた各エ
アー噴出口23A,23B,23Cは、一定圧のエアー
を供給するエアー供給源(図示省略)にエアー通路33
A,33B,33C(図2参照)を介して個別に独立し
て接続してある。そして、上記各エアー通路33A,3
3B,33Cには、各エアー噴出口23A,23B,2
3Cからエアーを噴出したときのエアーの背圧を電気的
に検出する圧力電圧変換器35A,35B,35C(図
3参照)が接続してある。
【0034】上記各圧力電圧変換器35A,35B,3
5Cは、それぞれアンプ37A,37B,37Cを介し
て前記制御装置29におけるA/D変換器39に接続し
てあり、このA/D変換器39は制御装置29における
演算処理部41に接続してある。
【0035】前記制御装置29は、前記圧力電圧変換器
35A,35B,35Cによって検出した検出値と前記
エアー噴出口23A,23B,23Cから測定穴の内周
面までの距離との関係を示す関係式又はデータテーブル
を格納したメモリ43を備えると共に、前記圧力電圧変
換器35A,35B,35Cの検出値と前記メモリ43
に格納された関係式又はデータテーブルに基いて各エア
ー噴出口23A,23B,23Cから測定穴WHの内周
面までの距離を演算して上記測定穴WHの穴径および穴
位置を演算する前記演算処理部41を備えている。
【0036】上記演算処理部41の演算結果は、プリン
タ或は表示装置等のごとき出力部45に出力表示され
る。前記制御装置29はコントローラ47を備えてい
る。このコントローラ47は、前記測定子移動装置27
の移動を制御するものである。
【0037】以上のごとき構成において、ワークWに形
成した測定穴WHの穴径及び穴位置を測定するには、先
ず、内径を高精度に加工した基準用測定穴(図示省略)
を備えた基準ブロック(図示省略)をワーク位置決め冶
具3に装着し、測定器5に備えた測定子21の軸心と上
記基準用測定穴の軸心が一致するようにセットする。そ
して、前記測定子21の各エアー噴出口23A,23
B,23Cから一定圧のエアーを噴出したときの背圧を
各圧力電圧変換器35A,35B,35Cによって検出
することを複数径の基準用測定穴毎に行って、図4に示
すように、圧力電圧変換器35A,35B,35Cの検
出値と各エアー噴出口23A,23B,23Cから各基
準用測定穴の内周面までの距離との関係を示すデータテ
ーブル又は関係式を各エアー噴出口23A,23B,2
3C毎に予め作成し前記メモリ43に格納しておくもの
である。なお、図4には、例えばエアー噴出口23Aの
場合のみを例示して示してある。
【0038】メモリ43に対する上記データテーブル或
は関係式の格納時期は、制御装置29の製造時であって
も、又はワークWの測定穴WHの測定を行う直前であっ
ても良いものである。すなわち、要は、メモリ43に予
めデータテーブル等が格納してあれば良いものである。
【0039】次に、ワーク位置決め冶具3にワークWを
セットしてワークWの測定穴WHを測定器5に対向せし
めた後、制御装置29の制御の下に測定子移動装置27
を作動して測定子21を上記測定穴WH内に挿入する。
そして、測定子21に備えた各エアー噴出口23A,2
3B,23Cから一定圧のエアーを噴出し、そのときの
エアーの背圧を各圧力電圧変換器35A,35B,35
Cによって各エアー噴出口23A,23B,23C毎に
検出する。
【0040】上記各エアー噴出口23A,23B,23
Cの背圧の検出値を前記メモリ43に格納したデータテ
ーブル又は関係式に対応せしめて各エアー噴出口23
A,23B,23Cから測定穴WHの内周面までの距離
をそれぞれ算出する。この際、測定子21の直径は予め
正確に形成してありかつ測定してあって既知であり、ま
たワーク位置決め冶具3上におけるX,Y座標上におけ
る測定子21の中心位置の座標位置は予め正確に設定し
てあって既知である。さらに各エアー噴出口23A,2
3B,23CのX,Y座標上における噴出方向(傾斜方
向)が既知であるから、前記各エアー噴出口23A,2
3B,23Cから測定穴WHの内周面までの距離を算出
することにより、測定穴WHの穴径と測定穴WHの中心
位置とを演算処理部41において演算することができ
る。
【0041】したがって、演算した測定穴WHの中心位
置のX,Y座標値と測定子21の軸心位置の既知のX,
Y座標値とを比較することにより、測定子21を基準に
して測定穴WHの変位方向及び変位量を演算処理部41
において演算することができる。
【0042】さらに、前記測定穴WHの深さ方向におけ
る測定子21の位置を測定子位置検出装置31によって
検出し、測定穴WHの深さ方向の複数箇所(例えば4箇
所)における穴径を算出して、図5に示すようグラフ化
することにより、測定穴WHの深さ方向における穴径の
変化状態を知ることができる。したがって、穴径の規格
値と対比することによって測定穴WHの良否を検出する
ことができる。
【0043】また、測定穴WHの深さ方向の複数箇所に
おける穴位置を演算し、図6に示すようにグラフ化する
ことにより、測定子21の移動方向に対する測定穴WH
の傾斜角θおよび傾斜量Qを求めることができる。した
がって、上記傾斜角θまたは傾斜量Qを規格値と比較す
ることにより、仮に穴径が許容値内であっても測定穴W
Hの良否を検知することができるものである。なお、図
6において、深さ方向の複数箇所の穴位置を三次元的に
表示することによっては測定穴の捩れ状態も知ることが
できるものである。
【0044】以上のごとき説明より理解されるように、
本例によれば、ワークWにおける測定穴WHの穴径およ
び穴位置を正確に測定できると共に、上記測定穴WHの
傾斜および深さ方向の穴径の変化状態をも測定できるも
のである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る穴径,穴位置測定装置の全体的構
成を概略的に示した説明図である。
【図2】測定子の形状を示す説明図である。
【図3】制御装置の機能を示すブロック図である。
【図4】メモリに格納されるデータテーブルの説明図で
ある。
【図5】測定穴の深さ方向の穴径の測定結果を示す説明
図である。
【図6】測定穴の傾斜状態を示す説明図である。
【符号の説明】
3 ワーク位置決め冶具 5 測定器 15 ベースプレート 19 測定子案内部材 21 測定子 23A,B,C エアー噴出口 27 測定子移動装置 29 制御装置 31 測定子位置検出装置 35A,B,C 圧力電圧変換器 41 演算処理部 43 メモリ

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 適数箇所の所定位置に予め測定器を装着
    したワーク位置決め冶具にワークをセットし、前記測定
    器に長手方向へ移動自在に備えた測定子を前記ワークに
    形成した測定穴内に挿入し、この測定子の先端部付近に
    備えた複数のエアー噴出口から上記測定子の長手方向に
    対して直交する方向へエアーを噴出して各エアーの背圧
    を検出することによって各エアー噴出口から前記測定穴
    の内周面までの距離を算出して測定穴の穴径を演算する
    と共に測定穴の中心位置を演算することを特徴とする穴
    径,穴位置測定方法。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の発明において、測定穴
    の深さ方向の複数箇所の穴径,穴位置を測定し、測定器
    における測定子の移動方向に対する測定穴の傾斜を測定
    することを特徴とする穴径,穴位置測定方法。
  3. 【請求項3】 適数箇所の所定位置に予め測定器を装着
    したワーク位置決め冶具と、前記測定器に長手方向へ移
    動可能に支持されかつ長手方向に対して直交する方向へ
    エアーを噴出する複数のエアー噴出口を先端部付近に備
    えた測定子と、前記測定子を長手方向へ移動するための
    測定子移動装置と、前記測定子の長手方向への移動位置
    を検出するための測定子位置検出装置と、前記各エアー
    の噴出口から噴出されるエアーの背圧を電気的に検出す
    る複数の圧力電圧変換器と、前記圧力電圧変換器によっ
    て検出した検出値とエアー噴出口から測定穴の内周面ま
    での距離との関係を示す関係式又はデータテーブルを格
    納したメモリと、前記圧力電圧変換器の検出値と前記メ
    モリに格納された関係式又はデータテーブルに基いて各
    エアー噴出口から測定穴の内周面までの距離を算出して
    測定穴の穴径及び穴位置を演算する演算処理部と、を備
    えてなることを特徴とする穴径,穴位置測定装置。
  4. 【請求項4】 請求項3に記載の発明において、演算処
    理部は、位置検出装置の検出値と圧力電圧変換器の検出
    値とメモリに格納された関係式又はデータテーブルに基
    いて各エアー噴出口から測定穴の内周面までの距離を演
    算して測定穴の深さ方向の複数箇所の穴径及び穴位置を
    演算すると共に測定器における測定子の移動方向に対す
    る測定穴の傾斜を演算する機能を有することを特徴とす
    る穴径,穴位置測定装置。
  5. 【請求項5】 請求項3又は4に記載の発明において、
    エアー噴出口は測定子の円周方向の少なくとも3箇所に
    等間隔に配置してあり、かつ各エアー噴出口に対応して
    エアー通路,圧力電圧変換器を個別に独立して備えてい
    ることを特徴とする穴径,穴位置測定装置。
  6. 【請求項6】 請求項5に記載の発明において、複数の
    エアー噴出口は測定子の長手方向に位置をずらして配置
    してあることを特徴とする穴径,穴位置測定装置。
  7. 【請求項7】 請求項5又は6に記載の発明において、
    測定子の周面でかつ各エアー噴出口の間に、エアーの逃
    し溝を形成してなることを特徴とする穴径,穴位置測定
    装置。
  8. 【請求項8】 請求項3,4,5,6又は7に記載の発
    明において、測定移動装置は制御用モータよりなること
    を特徴とする穴径,穴位置測定装置。
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