JPH11108602A - 真円度測定器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 測定者の熟練度に関係なく、安定した高い測
定精度を容易に得ることが可能な、優れた真円度測定器
を提供する。 【解決手段】 真円度測定器の測定器本体は、軸受部
１、軸受部１内に回転自在に支持された主軸２、主軸２
を回転させる回転駆動機構３、主軸２に取り付けられて
被測定物３０の内面の内径方向変位を検出する変位検出
機構４、および主軸２の回転角度を検出する回転角度検
出機構５によって構成される。真円度測定器はさらに、
軸受部１から３方向に伸びて被測定物３０の内面に対し
て測定器本体を３点支持で固定する張り出し機構６ａ〜
６ｃ、および変位検出機構４と回転角度検出機構５から
の変位データから被測定物３０の内径の真円度を演算
し、結果を表示するための演算表示器７を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、大口径部品の形状
評価のために使用される真円度測定技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、各種の機器や設備に使用される大
型金属タンク等の大口径部品の形状評価は、内側マイク
ロメータやコンベックス（巻尺）等を使用して真円度を
測定することで行われている。この場合、コンベックス
を使用する方法は作業性が極めて低いため、一般的に
は、内側マイクロメータを使用する方法が採用されてい
る。図３は、このような内側マイクロメータを使用して
大型金属タンク等の被測定物の真円度を測定するための
方法の一例を示している。

【０００３】この方法においてはまず、被測定物３０の
内側に棒状の内側マイクロメータ３１を挿入して、この
内側マイクロメータ３１を、被測定物３０の内径中心を
通り、かつ、被測定物３０の内壁面に対して垂直方向と
なるような複数の測定方向に順次設置しながら、各方向
における被測定物３０の内径をそれぞれ測定する。例え
ば、図中にａ，ｂ，ｃ，ｄと示すような複数の測定方向
に変化させながら各方向における内径をそれぞれ測定す
る。そして、そのような複数の測定方向における内径の
測定結果から、｛（内径最大値−内径最小値）／２｝の
計算を行って真円度を求めるものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
ような内側マイクロメータを使用した従来の真円度測定
方法には、次のような問題点がある。

【０００５】まず、内側マイクロメータが棒状であるこ
とから、被測定物の内径中心を通り、かつ、被測定物の
内壁面に対して垂直方向となるように設置すること自体
が困難であるため、微妙な位置決めが必要である等、作
業性が低く、また、測定作業に熟練を要する。このこと
から、内側マイクロメータが正確に位置決めされていな
い状態で内径を測定してしまう可能性が高いため、測定
誤差を生じやすい。

【０００６】また、内側マイクロメータによる測定方法
は、測定内径におけるポイント測定であるため、測定内
径全周における内径最大値と内径最小値の特定が困難で
ある。その結果、内側マイクロメータによる測定方法に
よって高い測定精度を得るためには、測定方向を変化さ
せながら多数点を測定することが必要になり、作業性が
低くなる。

【０００７】本発明は、上記のような従来技術に係る問
題点を解決するために提案されたものであり、その目的
は、測定者の熟練度に関係なく、安定した高い測定精度
を容易に得ることが可能な、優れた真円度測定器を提供
することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、以上の目的を
達成するために、被測定物の内面の真円度を測定するた
めの真円度測定器において、変位検出手段を回転可能に
構成すると共に、この変位検出手段を回転させる主軸の
軸受部を３点以上の支持点で固定することを特徴とする
ものである。

【０００９】請求項１記載の発明は、軸受部と、この軸
受部内に回転自在に支持された主軸と、この主軸に取り
付けられ、被測定物内面の内径方向の変位を検出する変
位検出手段と、前記軸受部、主軸、および変位検出手段
を含む測定器本体を被測定物の内面に対して３点以上の
支持点で固定する支持手段を有することを特徴としてい
る。

【００１０】以上のような構成を有する請求項１記載の
発明によれば、支持手段によって、被測定物内面に対し
て測定器本体を容易かつ確実に固定することができる。
そして、このように測定器本体を被測定物内面に対して
定位置に固定した状態で主軸を回転させて変位検出手段
を回転させることができる。したがって、変位検出手段
によって各方向における被測定物内面の内径方向の変位
を容易に検出することができる。

【００１１】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記軸受部に、前記主軸を回転させるため
の回転駆動手段が取り付けられたことを特徴としてい
る。以上のような構成を有する請求項２記載の発明によ
れば、回転駆動手段によって、主軸を容易に回転させる
ことができる。

【００１２】請求項３記載の発明は、請求項１または２
記載の発明において、前記変位検出手段が、主軸に取り
付けられて主軸と直交する方向に伸びるアームと、この
アームの先端に変位可能に取り付けられて被測定物内面
に当接する測定子と、この測定子の変位量を検出する変
位検出器を含むことを特徴としている。

【００１３】以上のような構成を有する請求項３記載の
発明によれば、主軸の回転によってアームが回転する
と、被測定物内面の変位に応じて測定子が変位するた
め、変位検出器によって測定子の変位量を検出すること
により、各方向における被測定物内面の内径方向の変位
を容易に検出することができる。

【００１４】請求項４記載の発明は、請求項１〜３のい
ずれか１項に記載の発明において、前記変位検出手段に
よって検出された変位データから被測定物の内径の真円
度を演算する演算手段と、前記演算手段による演算結果
を表示する表示手段が設けられたことを特徴としてい
る。以上のような構成を有する請求項４記載の発明によ
れば、前記変位検出手段によって検出された変位データ
から、演算手段によって被測定物の内径の真円度を自動
的に算出することができ、得られた結果を表示手段で表
示することができる。したがって、測定者は、自らデー
タ処理を行う必要なしに、被測定物の内径の真円度を容
易に知ることができる。

【００１５】請求項５記載の発明は、請求項１〜３のい
ずれか１項に記載の発明において、前記主軸の回転角度
を検出する回転角度検出手段が設けられたことを特徴と
している。以上のような構成を有する請求項５記載の発
明によれば、変位検出手段によって被測定物内面の内径
方向の変位を検出することができると共に、回転角度検
出手段によって主軸の回転角度の変位を検出することが
できるため、これらの変位データから被測定物の内径の
真円度を容易かつ正確に求めることができる。

【００１６】請求項６記載の発明は、請求項５記載の発
明において、前記変位検出手段と前記回転角度検出手段
によって検出された変位データから被測定物の内径の真
円度を演算する演算手段と、この演算手段による演算結
果を表示する表示手段が設けられたことを特徴としてい
る。

【００１７】以上のような構成を有する請求項６記載の
発明によれば、前記変位検出手段と前記回転角度検出手
段によって検出された変位データから、演算手段によっ
て被測定物の内径の真円度を自動的に算出することがで
き、得られた結果を表示手段で表示することができる。
したがって、測定者は、自らデータ処理を行う必要なし
に、被測定物の内径の真円度を容易に知ることができ
る。

【００１８】請求項７記載の発明は、請求項４または６
記載の発明において、前記演算手段と前記表示手段の機
能を持つ演算表示器が設けられたことを特徴としてい
る。以上のような構成を有する請求項７記載の発明によ
れば、演算手段と表示手段を個別に設ける場合に比べ
て、測定器全体の構成を小型・簡略化できる。

【００１９】請求項６記載の発明は、請求項１〜７のい
ずれか１項に記載の発明において、前記変位検出手段と
前記支持手段の少なくとも一部が、被測定物の基準内径
寸法に応じて着脱可能に構成されたことを特徴としてい
る。

【００２０】以上のような構成を有する請求項８記載の
発明によれば、被測定物の基準内径寸法に応じて適切な
部品を選択することにより、広範囲の基準内径寸法に対
して同じ測定器を使用することができ、実用性に優れて
いる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下には、本発明を適用した真円
度測定器の代表的な実施の形態について、図１、図２を
参照しながら具体的に説明する。ここで、図１は真円度
測定器の正面図、図２は図１の側面図である。

【００２２】［構成］図１および図２に示すように、本
実施の形態に係る真円度測定器は、軸受部１とこの軸受
部１内に回転自在に支持された主軸２、および主軸２を
回転させる回転駆動機構（回転駆動手段）３を備えてい
る。真円度測定器はまた、主軸２に取り付けられて被測
定物３０の内面の内径方向変位を検出する変位検出機構
（変位検出手段）４と、主軸２の回転角度を検出する回
転角度検出機構（回転角度検出手段）５を備えており、
これらの軸受部１、主軸２、回転駆動機構３、変位検出
機構４、および回転角度検出機構５によって測定器本体
が構成されている。さらに、真円度測定器は、軸受部１
から３方向に伸びて被測定物３０の内面に対して測定器
本体を３点支持で固定する張り出し機構（支持手段）６
ａ〜６ｃ、および変位検出機構４と回転角度検出機構５
からの変位データから被測定物３０の内径の真円度を演
算し、結果を表示するための演算表示器７を備えてい
る。

【００２３】回転駆動機構３は、駆動源であるモータ
８、軸受部１に対してモータ８を支持するブラケット
９、モータ８の回転を主軸２に伝達するための伝動プー
リ１０ａ，１０ｂおよび伝動ベルト１１等から構成され
ている。

【００２４】変位検出機構４は、主軸２の一端に取り付
けられて主軸２と直交する方向に伸びるアーム１２、こ
のアーム１２の先端に変位可能に取り付けられて被測定
物３０の内面に当接するローラ測定子１３、このローラ
測定子１３の変位量を検出する変位検出器１４、および
ローラ測定子１３と変位検出器１４をアーム１２に対し
て支持するブラケット１５等から構成されている。

【００２５】回転角度検出機構５は、主軸２の回転角度
を検出するロータリーエンコーダ１６、このロータリー
エンコーダ１６を主軸２の他端に連結する自在継手１
７、およびロータリーエンコーダ１６を軸受部１に対し
て支持するブラケット１８等から構成されている。

【００２６】張り出し機構６ａ〜６ｃの各々は、軸受部
１から伸びる支持棒１９、この支持棒１９の先端に取り
付けられたアジャスト用ボルト２０および固定用コマ２
１等から構成されている。ここで、アジャスト用ボルト
２０は、ネジ機構を利用して伸縮する部材である。ま
た、固定用コマ２１は、被測定物３０の内面に直接当接
する部材であり、ウレタンゴム等の弾性材料から構成さ
れている。

【００２７】［作用］以上のような構成を持つ本実施の
形態の真円度測定器によれば、次のようにして、被測定
物３０の真円度を容易に測定することができる。

【００２８】まず、被測定物３０の内径寸法に応じて張
り出し機構６ａ〜６ｃの各アジャスト用ボルト２０を操
作して張り出し機構６ａ〜６ｃの寸法を調節することに
より、被測定物３０の内面に各固定用コマ２１を当接、
圧着させ、測定器本体を被測定物３０内に完全に固定す
る。そして、このように測定器本体を被測定物３０の内
面に対して定位置に固定した状態で、測定動作を行う。

【００２９】測定動作に当たっては、回転駆動機構３の
モータ８を駆動して、主軸２を回転させ、主軸２に取り
付けられた変位検出機構４を旋回させる。すなわち、ア
ーム１２とローラ測定子１３および変位検出器１４を旋
回させる。この場合、ローラ測定子１３は、そのローラ
が被測定物３０の内面に沿って回転することでこの内面
上をスムーズに移動する。このローラ測定子１３の変位
は、変位検出器１４によって検出される。その一方で、
回転角度検出機構５のロータリーエンコーダ１６によっ
て主軸２の回転角度が検出される。

【００３０】この旋回状態において、変位検出機構４の
変位検出器１４によって検出された変位データと、回転
角度検出機構５のロータリーエンコーダ１６によって検
出された主軸２の回転角度データとは、同期して演算表
示器７に入力される。例えば、１回転分のデータが演算
表示器７に入力される。

【００３１】この後、演算表示器７は、主軸２の回転中
心と被測定物３０の測定内径における形状中心との位置
ずれ量を演算によって偏心修正して被測定物３０の内面
の真円度を算出し、結果を表示する。

【００３２】［効果］以上のように、本実施の形態にお
いては、張り出し機構６ａ〜６ｃによって、被測定物３
０の内面に対して測定器本体を容易かつ確実に３点支持
し、固定した状態で、回転駆動機構３によって主軸２を
回転させて変位検出機構４を容易に回転させることがで
き、この変位検出機構４によって各方向における被測定
物３０の内面の内径方向の変位を容易に検出することが
できる。

【００３３】すなわち、回転しながらデータを検出する
ことにより、被測定物３０の内面の全周に亘って連続的
な測定を行うことができ、ポイント測定に比べてより詳
細なデータを得ることができる。しかも、測定器本体の
回転中心は、被測定物３０に対して常に定位置にあるた
め、測定器の位置ずれに起因する測定誤差を生じること
なしに、変位検出機構４の変位検出器１４によって高精
度の変位データを検出できる。また、回転角度検出機構
５のロータリーエンコーダ１６についても、自在継手１
７を介して主軸２に連結されているため、このロータリ
ーエンコーダ１６によって検出される主軸２の回転角度
データの精度も高い。そして、このように精度の高い変
位検出器１４からの変位データとロータリーエンコーダ
１６からの主軸２の回転角度データとを用いて演算処理
を行うことにより、被測定物３０の内面の真円度を正確
に算出することができる。

【００３４】さらに、各測定方向毎に内側マイクロメー
タを位置決めしていた従来技術に比べて、張り出し機構
６ａ〜６ｃを利用した容易な位置決めを一度行うだけで
あるため、作業性が高く、また、測定作業に熟練を要し
ない。これに関連して、モータ８を含む回転駆動機構３
によって主軸２を回転させるため、手動で回転させる場
合に比べて作業性が高い。

【００３５】特に、本実施の形態においては、演算表示
器７によって、変位検出器１４からの変位データとロー
タリーエンコーダ１６からの主軸２の回転角度データと
を用いて自動的に演算処理を行い、その結果を表示する
ことができる。したがって、測定者は、自らデータ処理
を行う必要なしに、測定物の内径の真円度を容易に知る
ことができるため、この点でも作業性が高くなってい
る。また、演算手段と表示手段を兼ねた演算表示器７を
使用しているため、個別の手段を設けた場合に比べて測
定器全体の構成を小型・簡略化することができる。

【００３６】［他の実施の形態］なお、本発明は、前記
実施の形態に限定されるものではなく、他にも本発明の
範囲内で適宜変更可能である。すなわち、本発明におい
て、支持手段、回転駆動手段、変位検出手段やその変位
検出器、回転角度検出手段、演算手段や表示手段等の各
部の具体的な構成は適宜選択可能である。

【００３７】例えば、支持手段や変位検出手段として
は、前記実施の形態を変形して、張り出し機構６ａ〜６
ｃの支持棒１９や変位検出機構４のアーム１２を軸受部
１に対して着脱可能に構成し、被測定物３０の基準内径
寸法に応じた複数種類の部品を用意して、選択的に取り
付けるように構成することも可能である。この場合、支
持棒やアームをユニット化して、被測定物の基準内径寸
法に応じた種類と数の部品ユニットを適宜接続するよう
に構成することも可能である。このように構成した場合
には、広範囲の基準内径寸法に対して同じ測定器を使用
することができ、実用性に優れている。

【００３８】また、支持手段の具体的な構成について
も、支持棒１９とアジャスト用ボルト２０および固定用
コマ２１等を使用した構成に限定されるものではなく、
被測定物の内面に対して測定器本体を固定できる手段で
ある限り、任意の手段を使用可能である。これに関連し
て、３点支持に限らず、４点以上の支持点で固定するよ
うに構成することも可能であるが、測定器全体の構成を
小型・簡略化できる点から、一般的には、３点支持とす
ることが望ましい。

【００３９】同様に、変位検出手段の具体的な構成につ
いても、アーム１２とローラ測定子１３、および変位検
出器１４等を使用した構成に限定されるものではなく、
被測定物の内面の内径方向の変位を検出できる構成であ
る限り、任意の手段を使用可能である。

【００４０】さらに、回転角度検出手段についても、ロ
ータリーエンコーダ１６を使用した構成に限定されるも
のではなく、各種の検出手段を使用可能である。これに
関連して、回転角度検出手段を省略する構成も可能であ
る。この場合、例えば、主軸２を一定の速度で回転しな
がら、変位検出器１４から所定時間毎に検出データを入
力することにより、ほぼ一定の回転角度毎の検出データ
を得ることができる。

【００４１】一方、前記実施の形態においては、単一の
演算表示器７を使用したが、演算手段と表示手段を個別
に設けることも可能である。これに関連して、演算手段
や表示手段を省略する構成も可能である。この場合、得
られたデータから測定者自身が真円度を算出することも
考えられるが、一般的には、変位検出器１４やロータリ
ーエンコーダ１６からのデータを既存の演算手段に入力
して真円度を求める構成等が考えられる。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
変位検出手段を回転可能に構成すると共に、この変位検
出手段を回転させる主軸の軸受部を３点以上の支持点で
固定することにより、内側マイクロメータを用いた従来
の測定方法に比べて、測定者の熟練度に関係なく、安定
した高い測定精度を容易に得ることが可能な、優れた真
円度測定器を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による代表的な実施の形態に係る真円度
測定器を示す正面図。

【図２】図１の側面図。

【図３】内側マイクロメータを用いた従来の真円度測定
方法の一例を示す説明図。

【符号の説明】

１…軸受部 ２…主軸 ３…回転駆動機構 ４…変位検出機構 ５…回転角度検出機構 ６ａ〜６ｃ…張り出し機構 ７…演算表示器 ８…モータ ９，１５，１７…ブラケット １０ａ，１０ｂ…伝動プーリ １１…伝動ベルト １２…アーム １３…ローラ測定子 １４…変位検出器 １６…ロータリーエンコーダ １７…自在継手 １９…支持棒 ２０…アジャスト用ボルト ２１…固定用コマ ３０…被測定物 ３１…内側マイクロメータ

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被測定物の内面の真円度を測定するため
   の真円度測定器において、 軸受部と、 前記軸受部内に回転自在に支持された主軸と、 前記主軸に取り付けられ、被測定物内面の内径方向の変
   位を検出する変位検出手段と、 前記軸受部、主軸、および変位検出手段を含む測定器本
   体を被測定物内面に対して３点以上の支持点で固定する
   支持手段を有することを特徴とする真円度測定器。
2. 【請求項２】 前記軸受部に、前記主軸を回転させるた
   めの回転駆動手段が取り付けられたことを特徴とする請
   求項１記載の真円度測定器。
3. 【請求項３】 前記変位検出手段は、主軸に取り付けら
   れて主軸と直交する方向に伸びるアームと、このアーム
   の先端に変位可能に取り付けられて被測定物内面に当接
   する測定子と、この測定子の変位量を検出する変位検出
   器を含むことを特徴とする請求項１または２記載の真円
   度測定器。
4. 【請求項４】 前記変位検出手段によって検出された変
   位データから被測定物の内径の真円度を演算する演算手
   段と、 前記演算手段による演算結果を表示する表示手段が設け
   られたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項
   に記載の真円度測定器。
5. 【請求項５】 前記主軸の回転角度を検出する回転角度
   検出手段が設けられたことを特徴とする請求項１乃至３
   のいずれか１項に記載の真円度測定器。
6. 【請求項６】 前記変位検出手段と回転角度検出手段に
   よって検出された変位データから被測定物の内径の真円
   度を演算する演算手段と、 前記演算手段による演算結果を表示する表示手段が設け
   られたことを特徴とする請求項５記載の真円度測定器。
7. 【請求項７】 前記演算手段と前記表示手段の機能を持
   つ演算表示器が設けられたことを特徴とする請求項４ま
   たは６記載の真円度測定器。
8. 【請求項８】 前記変位検出手段と前記支持手段の少な
   くとも一部が、被測定物の基準内径寸法に応じて着脱可
   能に構成されたことを特徴とする請求項１乃至７のいず
   れか１項に記載の真円度測定器。