JPH11125517A - コイル内径測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】簡易な構成と測定作業にて、コイル内径、コイ
ルの倒れ、リード角及び真円度を測定できるコイル内径
測定装置を提供すること。 【解決手段】測定対象であるコイル１の略中心位置に配
置され前記測定対象の内径を測定するコイル内径測定装
置であり、前記測定対象の状態を検出する検出部（２
１）を昇降機構２２及び旋回機構１４により動作させる
駆動手段（１１，１２）と、前記検出部（２１）の検出
結果を基に前記測定対象の真の中心位置と実際に配置さ
れた旋回中心位置との差を求め前記測定対象の内径及び
真円度を演算する演算手段（１８）と、前記検出部（２
１）の検出結果を基に前記測定対象のコイル断面におけ
る倒れ角及びリード角を測定する測定手段と、から構成
されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、核融合等で使用す
るセンターソレノイドコイルに代表される超電導材料で
構成された大径寸法からなるコイルの成形に際し、コイ
ルの内径や真円度、コイル断面の倒れ角及びリード角を
測定するためのコイル内径測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、矩形断面を有する超電導材料等
を使用して大径コイルを成形する場合、マンドレルを基
準として所定寸法に巻き付けられたコイルは、後工程で
ある熱処理工程において曲げ成形時の内部応力を除去す
る、いわゆる焼鈍処理を実施して最終コイル形状を保持
する。この焼鈍処理が終了するまでは、コイル端もしく
は外周を拘束しておかないとコイル径が変動してしま
う。このため、コイルの内径、コイル断面の倒れ角及び
リード角の各測定においては、コイルをクランプ等で拘
束し最適な状態にして測定する必要がある。

【０００３】図１２は、従来の大径コイル内径測定装置
の構成を示す図であり、（ａ）は上面断面図、（ｂ）は
正面断面図である。以下、従来の大径コイル内径測定装
置の構成と内径測定方法を説明する。

【０００４】円状に曲げられて上下方向に伸びた口出し
接続部を有する大径コイル１を複数のクランプ７２によ
り拘束した状態で、レベリングブロック６を介して複数
の試験台４上に載置する。そして、下部ベース５上の測
定用基準ポール２を大径コイル１の中心近傍に設定し
て、測定用基準ポール２と大径コイル１とのなす距離Ｌ
を、大径コイル１における上、中、下三個所の位置でイ
ンサイドマイクロメータ３ａにて測定し、レベリングブ
ロック６を調整する。

【０００５】次に、測定用基準ポール２の円周方向に対
する大径コイル１の四個所の位置で同様に距離Ｌを測定
し、各測定値が略一定となるように大径コイル１の位置
を設定した後、真円度を含む大径コイル１の内径の測定
値を得る。なお、この内径の絶対値測定はインサイドマ
イクロメータ３ｂを用いて測定することができる。

【０００６】特開平８―３１３２４７号公報には、被測
定物を回転させて被測定物の外側と内側の真円度を測定
する真円度測定装置が開示されている。この真円度測定
装置では、検出方向を切り替えることなく、被測定物の
外側と内側の真円度を連続して自動で測定評価すること
ができる。さらに、特開平４―２８３６１１号公報に開
示されている円筒状の部材の内外径測定方法及び装置に
よれば、作業者の熟練や経験に頼ることなく、円筒状の
部材の内外径測定を実施することができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】図１２に示す大径コイ
ル１の内径、真円度及びその他の測定作業を行なう場
合、これらの作業は全て手作業で行なわれ、大径のコイ
ルであるため周方向だけでなく高さ方向に対しても二人
の作業者が測定ポイントまで移動しながら測定を行なう
必要がある。また、測定用基準ポール２と大径コイル１
を、そのバランスが鉛直方向及び円周方向に対し均等に
なるよう調整する必要があり、多大な作業時間を要する
ものとなっている。

【０００８】さらに、この調整の寸法差によりコイルの
測定精度も影響を受け、測定作業にも熟練を要し専門の
作業者が必要とされる。また、内径の絶対測定値だけで
なく、コイルの１ターン間の倒れ、あるいはコイルのリ
ード角を測定する場合には、さらに外径側からも測定を
行ない、かつ隙間ゲージによりコイルの倒れを測定する
ため、測定時間がいっそう長くなる等の問題がある。

【０００９】また、上記特開平８―３１３２４７号公報
による真円度測定装置においては、被測定物の外側に検
出機構を配置した構造をなしているため、被測定物が大
型（大径）の場合には検出機構をなす構造物の剛性を高
くしなければ適用できない、あるいは適用できたとして
も極めて高価な実現性の低い装置になるといった問題が
ある。

【００１０】一方、上記特開平４―２８３６１１号公報
においては、被測定物の上に測定センサーが設置される
構成をなし、被測定物の上端面と検出部設置面とが密着
する必要があり、被測定物の剛性や上端面の精度が必要
である。また、上端面がリード角を有しているコイル形
状の場合には、角度がついてしまうことで測定基準とす
ることができず、正確に測定できないという欠点がある
とともに、コイルを拘束するクランプに干渉する欠点も
有している。さらに片持ち支持機構であるため、大径コ
イルの測定の場合には、旋回、昇降機構を大型にする必
要があり、簡易とはいえない高価な設備となる欠点があ
る。本発明の目的は、簡易な構成と測定作業にて、コイ
ル内径、コイルの倒れ、リード角及び真円度を測定でき
るコイル内径測定装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決し目的を
達成するために、本発明のコイル内径測定装置は以下の
如く構成されている。 （１）本発明のコイル内径測定装置は、測定対象である
コイルの略中心位置に配置され前記測定対象の内径を測
定するコイル内径測定装置であり、前記測定対象の状態
を検出する検出部を昇降機構及び旋回機構により動作さ
せる駆動手段と、前記検出部の検出結果を基に前記測定
対象の真の中心位置と実際に配置された旋回中心位置と
の差を求め前記測定対象の内径及び真円度を演算する演
算手段と、前記検出部の検出結果を基に前記測定対象の
コイル断面における倒れ角及びリード角を測定する測定
手段と、から構成されている。 （２）本発明のコイル内径測定装置は上記（１）に記載
の装置であり、かつ前記演算手段は、前記測定対象の内
径を前記旋回機構の旋回中心から測定された値を基に演
算し、前記測定対象が配置された中心位置を認識するよ
う構成されている。 （３）本発明のコイル内径測定装置は上記（１）または
（２）に記載の装置であり、かつ前記検出部は測定用デ
プスゲージまたはリニアゲージからなり、前記検出部に
よる検出結果を前記演算手段へ送信可能とした。 （４）本発明のコイル内径測定装置は上記（１）乃至
（３）のいずれかに記載の装置であり、かつ前記検出部
を設けた二つの前記旋回機構を各々が対向する位置に設
け、一方の前記検出部を高さ方向へ調整可能にした。 （５）本発明のコイル内径測定装置は上記（４）に記載
の装置であり、かつ前記コイルが２条巻きの構成である
場合、１条コイルと２条コイルに個別に前記各検出部を
割り当てた。 （６）本発明のコイル内径測定装置は上記（１）乃至
（５）のいずれかに記載の装置であり、かつ前記検出部
を設けた前記旋回機構の先端部を分割機構とした。 （７）本発明のコイル内径測定装置は上記（１）乃至
（６）のいずれかに記載の装置であり、かつ前記昇降機
構の柱の最上部位置に吊り上げ部を設けるとともに、当
該装置本体の下部ベースにジャッキアップ機構及び水準
器を設けた。 （８）本発明のコイル内径測定装置は上記（１）乃至
（７）のいずれかに記載の装置であり、かつ前記旋回機
構に左右回転限機構を設けた。 （９）本発明のコイル内径測定装置は上記（１）乃至
（８）のいずれかに記載の装置であり、かつ前記昇降機
構の柱に直動ガイドを設けた。

【００１２】上記手段を講じた結果、それぞれ次のよう
な作用が生じる。 （１）本発明のコイル内径測定装置によれば、大径寸法
からなる測定対象である大径コイル材の内径及びその真
円度を測定する際に、前記大径コイル材の略中心近傍に
当該測定装置を設置し、当該測定装置本体が有する昇降
機構とこの昇降機構に設けられた旋回機構により大径コ
イルの測定位置に前記旋回機構の先端部に設けられた検
出部が位置決めされ、この位置決めが完了するとその測
定ポイントの測定を開始し、その結果得られたデータを
基に当該測定装置の設置された中心位置と測定対象であ
る前記大径コイル材の真の中心位置がパソコン等により
演算される。

【００１３】このように、被測定物の大径コイル材と測
定装置本体の位置を特に正確に位置決めする必要が無
く、大径コイル材の略中心近傍に測定装置本体を１度設
置するだけで１人の作業者により測定できるため、短時
間で精度の良い大径コイル内径及び真円度を算出でき、
前記昇降機構の昇降軸及び前記旋回機構の旋回軸の駆動
モータの位置制御による位置データと前記検出部による
測定データとを前記パソコン等により演算し、測定対象
のコイル断面における倒れ角及びリード角を測定するこ
とができる。 （２）本発明のコイル内径測定装置によれば、大径コイ
ル材の真の中心位置を算出する方法として最小２乗法を
採用し、前記旋回機構の旋回角及び旋回中心からの内径
を基に当該測定装置の中心と測定対象の中心との間の偏
芯量を求め、前記測定対象が配置された中心位置を算出
することができる。 （３）本発明のコイル内径測定装置によれば、検出部で
ある前記旋回機構の先端に設けられたデプスゲージまた
はリニアゲージを直動機構と一体に配置した機構によ
り、前記直動機構が測定対象の測定部位に前記デプスゲ
ージまたはリニアゲージ先端を押し込み、その押し込ま
れた量を測定基準面からの距離と比較して測定データと
することができる。さらに、この測定結果を無線式送受
信器を介してパソコン等と通信できるようにすること
で、前記昇降機構及び前記旋回機構に通信ケーブルが干
渉する等の問題が無くなり、容易に通信を行なえる。 （４）本発明のコイル内径測定装置によれば、前記旋回
機構の先端に設けられた前記検出部を各々が対向する位
置に配置されるよう二重構造とすることにより、一度の
位置決めで円周方向に対して２ヶ所のポイントを測定で
きるため、測定時間を短縮化できるとともに、旋回部ア
ームが両持ち構造となり機械的にバランスが保たれ測定
精度も向上する。さらにコイルを測定する際に、コイル
のリード角に合わせて二つの対向する検出部の高さを調
整するため、真のリード角に対する測定値を正確に測定
することができる。 （５）本発明のコイル内径測定装置によれば、測定対象
が２条コイルの場合でも、１条目のコイルと２条目のコ
イルの内径、真円度、倒れ角及びリード角を測定でき
る。 （６）本発明のコイル内径測定装置によれば、前記旋回
機構に設けられた前記検出部の取り付けの構造を前記旋
回機構と分割した位置決めが可能なものとし、前記検出
部の取り付け、取り外しを行なっても基準位置からの寸
法精度を維持できるよう位置決めブロックもしくは位置
決めピン等により再現できる構造とする。これにより、
分割構造の長さを変えることで最小測定径と最大測定径
の範囲を変更することができる。 （７）本発明のコイル内径測定装置によれば、当該測定
装置本体の中心部に設けられた前記昇降機構の柱の最上
部に吊り上げ部を設置し、かつ当該測定装置本体の下部
ベースにジャッキアップ機構と水準器を設置したことに
より、当該測定装置本体をクレーン等により移動でき、
また前記ジャッキアップ機構と水準器により容易にレベ
ルを設定することができ、ポータブル性を持たせること
ができる。 （８）本発明のコイル内径測定装置によれば、前記旋回
機構の左右回転限機構に左右回転限センサーを左右各１
個設け、さらにそのセンサーに対してスプリングで両側
から押されて両方向に移動できる遮蔽用ドグを設けた構
造を採用することで、３６０度過ぎた位置での旋回限を
検出できる。 （９）本発明のコイル内径測定装置によれば、前記昇降
機構の柱に直動ガイドを設け、この直動ガイドの高さ寸
法を前記柱の中心位置から正確な寸法に仕上げた構造を
採用することにより、基準面からの実側値を容易に校正
することができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の形態に係
るコイル内径測定装置の全体構成を示す正面断面図、図
２は図１に示すコイル内径測定装置を上方から見た平面
断面図、図３は図１に示すコイル内径測定装置の側面断
面図である。また、図４は当該コイル内径測定装置を用
いて測定する測定対象物である大径コイルの外観を示す
側面図である。

【００１５】以下、当該コイル内径測定装置の全体構成
を説明する。図１〜図３に示すように被測定物である大
径コイル１が台４に載せられ、測定装置本体が大径コイ
ル１の略中心位置に設置されている。昇降用柱７は、測
定装置本体の昇降機構２２を構成し、昇降駆動を伝達す
るボールネジ６及び昇降のガイドとして機能する昇降用
ガイド（直動ガイド）８から構成されている。昇降用柱
７の最上部には、当該測定装置本体をクレーン等により
吊り上げ移動するための吊り上げ部７３が設けられてい
る。ボールネジ６は、サーボ制御により駆動する昇降駆
動モータ１１からの駆動力がカップリング１０及び減速
機９を介して伝達される構造をなしている。

【００１６】また、エンコーダ２０は昇降駆動モータ１
１の回転数と同じ回転数を制御側に伝える構成をなして
いる。昇降駆動モータ１１、減速機９、エンコーダ２０
等は下部ベース５に取り付けられ、下部ベース５の下側
の四隅には各々レベリングブロック１３が取り付けられ
ている。なお、下部ベース５には図示しないジャッキア
ップ機構及び水準器が設けられている。また図３に示す
ケーブルベア３４は、後述する旋回機構部や検出部に使
用されるケーブルの昇降移動用として用いられる。

【００１７】図５は、当該コイル内径測定装置の旋回機
構部を示す部分詳細図であり、正面断面図である。以
下、旋回機構部の構成を説明する。図５に示すように、
昇降機構柱７には旋回機構１４を昇降案内するためのガ
イドブロック４４が昇降用ガイド８を介して取り付けら
れている。さらに、ガイドブロック４４には昇降ブラケ
ット４１が図示しないボルトにより固定され、昇降ブラ
ケット４１にはサーボ制御により駆動する旋回駆動用減
速機付きモータ１２が取り付けられている。

【００１８】旋回駆動用減速機付きモータ１２には、旋
回駆動を伝達するためのインターナルギヤ４３と噛み合
ったピニオンギヤ４２が取り付けられており、インター
ナルギヤ４３は旋回ブラケット４５とともに昇降ブラケ
ット４１とベアリング４６を介して旋回可能なように設
けられている。

【００１９】また、インターナルギヤ４３と噛み合うピ
ニオン４７が、軸４８、ピニオン４９及び５０を通じて
エンコーダ５１に回転を伝えており、このエンコーダ５
１の回転数を検出することにより、旋回駆動用減速機付
きモータ１２の回転を制御して旋回機構１４の位置情報
を得ることができる構成をなしている。また、旋回部ブ
ラケット４５の外側には、旋回機構１４の駆動部の安全
や塵埃を防ぐためにカバー５３を設置している。

【００２０】以下、旋回ブラケット４５の先端に取り付
けられた検出部について説明する。図５に示す旋回ブラ
ケット４５には、検出部ブラケット３３が図示しないボ
ルト及び取り付け／取り外しの際に位置決め再現を正確
にするための位置決めブロックもしくは位置決めピン等
により固定されている。検出部ブラケット３３の先端に
は、調整台３２が高さ調整ボルト１５によりレベルを調
整できるよう設けられ、対向する位置にあるもう一方の
検出部とのレベルを被測定物である大径コイル１のリー
ド角による段差分にて微調整できるよう構成されてい
る。

【００２１】このような機構により大径コイル１が２条
コイルの場合でも、１８０度対向する位置に設けられた
二つの検出部をそれぞれ１条目のコイルと２条目のコイ
ルとに割り振り、図１に示す１ターン分のコイルの高さ
“ａ”の分だけ段差をつけた位置に設定することができ
る。

【００２２】また、図５に示す調整台３２上には、直動
機構を構成する直動駆動モータ付きリニヤヘッド３１が
設けられ、このリニヤヘッド３１の後端に金具５６ａ、
５６ｂを介して測長機であるリニアゲージまたはデプス
ゲージ２１が取り付けられている。このリニアゲージま
たはデプスゲージ２１の先端に、被測定物と接触する先
端を丸型形状にしたキャップ５７を取り付けて検出部を
構成している。また、調整台３２の先端にはストッパー
金具５８が取り付けられ、非測定時には検出部の破損を
防ぐために、先端キャップ５７をストッパー金具５８の
内側へ引っ込んだ位置に格納して使用する。

【００２３】さらに、直動駆動モータ付きリニヤヘッド
３１の後端部では、金具５６ａにケーブルベア５５が設
置されている。このケーブルベア５５には、検出用の通
信ケーブルや駆動ケーブル及び図示しない前後進限検出
用センサー等のケーブルを収納できる。さらに、図１に
示すように旋回機構１４上には無線式送信機器１６が、
また図示しない遠隔の場所に、無線式受信機器１７、測
定結果を演算し記録編集するためのパーソナル・コンピ
ュータ（パソコン）１８及びプリンター１９が設置され
ている。

【００２４】このように当該コイル内径測定装置では、
昇降機構２２及び昇降機構２２上で旋回可能な旋回機構
１４、さらに旋回機構１４上に設けられた検出部の直動
駆動モータ付きリニヤヘッド３１と、このリニヤヘッド
３１に設けられたデプスゲージまたはリニアゲージ２１
が設けられた測定装置本体全体を、測定対象物である大
径コイル１の略中心近傍に設置している。そして、デプ
スゲージまたはリニアゲージ２１を測定するポイントに
前述した各軸の制御を位置決めさせることで、デプスゲ
ージまたはリニアゲージ２１の所定の基準値と比較した
測定データを得ることができる。

【００２５】この測定データは、大径コイル１の上下各
３ポイント以上の測定データであり、その測定結果を無
線式送信機器１６及び無線式受信機器１７を介してパソ
コン１８により演算することで、真のコイル中心位置を
算出し、大径コイル１の真円度及び径、倒れ角及びリー
ド角を測定できる。

【００２６】図６は、大径コイル１の倒れ角測定を説明
するための図であり、図７は２条コイルのリード角を説
明するためのコイル側面図である。図６に示すように、
コイル周方向の同一角度におけるコイル断面の上下位置
の内径測定データ（ｒ２及びｒ１）とコイル高さｈを測
定することにより、コイル倒れ角θ’は下式（１）に示
すようになる。

【００２７】 θ’＝ｓｉｎ^-1（（ｒ２―ｒ１）／ｈ） …（１） 大径コイル１を巻きつける際にコイルが倒れやすくなる
ため、上記のデータ算出を行なうことにより、コイル断
面の倒れ角を確認できる。さらに図７に示すように、そ
れぞれ１８０度位相がずれた位置でコイル下端の高さ寸
法すなわちコイル半ターン高さｈ１を当該装置の検出部
により測定し、このコイルが半ターンするポイントの高
さを測定することにより、下式（２）に示すようにコイ
ルのリード角θを測定できる。

【００２８】θ＝ｔａｎ^-1（ｈ１／ｒ） …（２） さらに２条コイルの場合でも、１８０度対向する位置に
設けられた二つの検出部をそれぞれ１条目のコイル（Ａ
コイル）と２条目のコイル（Ｂコイル）とに割り当て
て、２条コイルを連続的にあたかも１つのコイルである
が如く測定できる。

【００２９】次に、図５に示した旋回部に設けられた左
右旋回限検出機構５２について説明する。図５に示す５
２の部分が、左右旋回限検出機構の全体を示すものであ
り、この詳細な機構を図８、図９、図１０を基に説明す
る。

【００３０】図８は左右回転限検出機構５２を上方から
見た平面図であり、図９は図８に示す左右回転限検出機
構５２の正面図、図１０は側面図である。旋回ブラケッ
ト４５の下部に、旋回限を検出するための遮蔽板７２を
取り付けたブロック６３を移動させるためのドグ６２が
設けられている。ブロック６３の下部には角溝穴が設け
られており、ブロック６３はガイドキー７３、軸固定ブ
ロック６６、及びナット６５により固定された軸６４の
案内により左右に移動できるとともに、ブロック６３の
左右に設けられたスプリング６７，６８によりバランス
が保たれている。また、図５に示した昇降ブラケット４
１側には、左回転限遮光センサー６９及び右回転限遮光
センサー７０がＬ型金具７１に取り付けられている。

【００３１】以上のような本左右旋回限検出機構５２に
より、３６０度を越えた範囲で旋廻限を検出する必要が
ある場合でも、旋廻側のドグ６２が図９に示す矢印ｂの
方向へ旋廻し一周して３６０度を超えてから、すなわち
反対側の軸固定ブロック６６を超えて、ブロック６３を
後ろ側から押してゆく。これにより、ドグ６２が停止位
置である０度を超えて右回転限遮光センサー７０を遮光
し停止するため、３６０度＋α度までをカバーすること
ができる。本実施の形態では、右旋回限について説明し
たが、もちろん左旋回限を含む機能として使用できる。

【００３２】図１１は、大径コイル１の内径算出例を説
明するための図である。図１１において、Ｐｃはコイル
中心であり、Ｐｘは当該測定装置の旋回中心である。パ
ソコン１８により、測定装置旋回角θと測定装置旋回中
心Ｐｘからの内径ｒとを基に最小２乗法により展開した
連立方程式を解くことで、ε、Ｒ、Δθを算出する。

【００３３】図１１において、円の方程式より、 ｛ｒ・ｃｏｓ（θ−Δθ）＋ε｝² ＋｛ｒ・ｓｉｎ（θ−Δθ）｝² ＝Ｒ² ｒ² ・ｃｏｓ² （θ−Δθ）＋２εｒ・ｃｏｓ（θ−Δθ）＋ε² ＋ｒ² ・ｓｉｎ² （θ−Δθ）＝Ｒ² ｒ² ｛ｃｏｓ² （θ−Δθ）＋ｓｉｎ² （θ−Δθ）｝＋ε^２ ＋２εｒ・ｃｏｓ（θ−Δθ）＝Ｒ^２ ｓｉｎ² θ＋ｃｏｓ² ＝１より、 ｒ² ＋ε² ＋２εｒ・ｃｏｓ（θ−Δθ）＝Ｒ² Ｒ² −ε² −２εｒ・ｃｏｓ（θ−Δθ）−ｒ² ＝０ 測定値（ｒ_i ，θ_i ）より、Ｒ、ε、Δθを最小２乗法
で求める。 Ｆ_i ＝Ｒ² −ε² −２εｒ_i ・ｃｏｓ（θ_i −Δθ）−ｒ_i ² …（３）

【００３４】

【数１】

【００３５】

【数２】 の条件を満たす、Ｒ，ε，Δθを求める。

【００３６】

【数３】

【００３７】

【数４】 （６）×ｃｏｓΔθ−（７）×ｓｉｎΔθ

【００３８】

【数５】 （６）×ｓｉｎΔθ＋（７）×ｃｏｓΔθ

【００３９】

【数６】 （５）式より

【００４０】

【数７】 （８）式より

【００４１】

【数８】 （９）式より

【００４２】

【数９】 （１０）（１１）（１２）式より、（Ｒ² −ε² ），ε
・ｃｏｓΔθ，ε・ｓｉｎΔθに対する連立方程式の解
を求める。

【００４３】

【数１０】 以下によりεを算出すれば、Δθ，Ｒが順次判明する。

【００４４】

【数１１】 求められたＲ，ε，Δθを用いて、測定値ｒ_i ，θ_i よ
り算出した円の半径Ｒ_iとＲとを比較すれば真円度が、
設計値Ｒ´と比較すると加工精度がそれぞれ判明する。

【００４５】

【数１２】

【００４６】なお、本発明は上記実施の形態のみに限定
されず、要旨を変更しない範囲で適時変形して実施でき
る。 （実施の形態のまとめ）実施の形態に示された構成及び
作用効果をまとめると次の通りである。 ［１］実施の形態に示されたコイル内径測定装置は、大
径寸法からなる測定対象であるコイル１の内径を測定す
るコイル内径測定装置であり、前記測定対象（１）の略
中心位置に昇降機構２２、旋回機構１４及び前記旋回機
構１４の先端に検出部（２１）を有する装置全体を前記
測定対象（１）内に配置し、前記測定対象（１）の真の
中心位置と実際に配置された旋回中心位置との差から前
記測定対象（１）の内径を演算処理することにより大径
コイル１の内径およびコイル真円度を得るとともに、前
記旋回機構１４と前記昇降機構２２の位置を制御する構
成とし、その位置データによりコイル断面の倒れ角やリ
ード角を演算する。さらに、この手法を用いてシングル
構成のコイルだけでなく、２条巻コイルや多条巻コイル
の内径、真円度、倒れ角、及びリード角を測定、記録で
きるようにしている。

【００４７】したがって上記コイル内径測定装置によれ
ば、大径寸法からなる測定対象の内径及び真円度を測定
する際に、昇降機構２２と旋回機構１４、さらに旋回機
構１４上部に設けた直動機構（３１）と連結するリニア
ゲージもしくはデプスゲージ２１を大径コイル１に接触
させ、その結果得られたデータにより真のコイル中心位
置を算出することができ、その真の中心位置と各測定点
のデータの差により、真の中心位置からの偏芯量すなわ
ち大径コイル１の真円度を求めることが可能となる。同
様にして大径コイル１の内径、コイルの倒れ角、リード
角も自動的に測定できる。 ［２］実施の形態に示されたコイル内径測定装置は上記
［１］に記載の装置であって、かつ測定対象である大径
コイル１の内径を当該装置の旋回中心から測定し、パソ
コン１８を用いた最小２乗法により得られる中心位置を
前記大径コイル１の中心位置とする。

【００４８】したがって上記コイル内径測定装置によれ
ば、大径コイル１の真の中心位置を算出する方法におい
て、大径コイル１の最上部と最下部の円周方向少なくと
も３個所以上のポイントを測定データとして、パソコン
１８により演算した結果得られた中心位置をコイル中心
位置とすることにより、大径コイル１と装置本体との位
置関係を精度よく出す必要が無く、短時間で設定が可能
となる。 ［３］実施の形態に示されたコイル内径測定装置は上記
［１］または［２］に記載の装置であって、かつ前記検
出部は測定用デプスゲージまたはリニアゲージ２１が直
動機構（３１）と一体になっており、その検出結果を無
線式の送受信器１６を介してパソコン１８へ通信できる
ようにしている。

【００４９】したがって上記コイル内径測定装置によれ
ば、検出部（２１）の測定データを無線式の送受信機器
１６，１７を介してパソコン１８と通信できるようにし
たため、余分な通信ケーブルの引き回しが不要となり装
置をシンプル化できる。 ［４］実施の形態に示されたコイル内径測定装置は上記
［１］乃至［３］のいずれかに記載の装置であって、か
つ前記検出部（２１）を設けた二つの前記旋回機構１４
を対向する位置に設け二重構造とし、その一方の上下位
置を調整可能にした。

【００５０】したがって上記コイル内径測定装置によれ
ば、検出部（２１）をコイルのリード角に合わせて１８
０度コイルが回転した位置の高さ（半ターン分の段付き
高さ）に調整できるため、正規のリード角に対する成形
されたコイルのリード角の誤差量を正確に測定すること
ができる。さらに、旋回機構１４に設けられた検出部
（２１）が片持ちにならないよう対抗する位置に二重に
設けることにより、荷重上のバランスが取れ、装置とし
て安定する効果を有するとともに同一位置決めで２ポイ
ントの測定データを得ることができ、測定時間を短縮で
きる効果を有する。 ［５］実施の形態に示されたコイル内径測定装置は上記
［４］に記載の装置であって、かつ大径コイル１が２条
巻構成になった場合において、１条コイルと２条コイル
のそれぞれに各検出部（２１）を割り当てて測定する。

【００５１】したがって上記コイル内径測定装置によれ
ば、２条コイルの場合でも１８０度対抗する位置にある
２本の検出部（２１）をそれぞれのコイルに割り当てて
１コイル分のコイル高さピッチをずらして設定すること
により、２条コイルのそれぞれの内径、真円度、倒れ
角、リード角を連続的に能率良くかつ正確に測定するこ
とができる。 ［６］実施の形態に示されたコイル内径測定装置は上記
［１］乃至［５］のいずれかに記載の装置であって、か
つ前記旋回機構１４の先端部を分割構造とし、その分割
部の長さを変えることにより最小測定径と最大測定径の
範囲を変更できるようにしている。

【００５２】したがって上記コイル内径測定装置によれ
ば、検出部分を旋回機構１４に取り付けるブラケット３
３を再位置決め可能な分割構造にし、そのブラケット３
３の長さを変更することにより最小測定径と最大測定径
の範囲を変更できる。 ［７］実施の形態に示されたコイル内径測定装置は上記
［１］乃至［６］のいずれかに記載の装置であって、か
つ当該測定装置の本体の中心部に構成される昇降機構の
柱７の最上部に設けられ当該測定装置本体を吊り上げる
ために設置された吊り上げポイント（７３）と当該測定
装置本体の下部ベースに設けられたジャッキアップ機構
及び水準器により当該測定装置本体を移動可能とし、か
つ当該測定装置本体の水平レベルを調整することを可能
にしポータブル性を持たせた。

【００５３】したがって上記コイル内径測定装置によれ
ば、本体上部に設けた吊りポイント（７３）と下部に設
けたジャッキアップ機構および水準器設置により、本装
置にポータブル性を持たせることができる。 ［８］実施の形態に示されたコイル内径測定装置は上記
［１］乃至［７］のいずれかに記載の装置であって、か
つ前記旋回機構１４に左右回転限機構（５２）を設けて
３６０度旋回可能にした。

【００５４】したがって上記コイル内径測定装置によれ
ば、左右回転限機構（５２）により３６０度旋回可能と
し全周内の測定データを得ることができる。 ［９］実施の形態に示されたコイル内径測定装置は上記
［１］乃至［８］のいずれかに記載の装置であって、か
つ前記昇降機構の柱７に設けられた直動ガイド（８）の
高さ位置を前記柱７の中心から正確な寸法に精度良く仕
上げておくことにより、基準面からの実測値の校正機構
として使用できるようにしている。

【００５５】したがって上記コイル内径測定装置によれ
ば、昇降機構２２の直動ガイド取り付け面を精度良く製
作しておくことにより、基準面からの実測値校正として
利用することができるため、保守・メンテを容易にでき
るとともに、寸法確認やブラケット（３３）交換後の組
立再現精度をチェックする際に容易に確認できる。

【００５６】

【発明の効果】本発明のコイル内径測定装置によれば、
極めて大径のコイルまたは円筒状の測定対象であって
も、１度のセッティングでしかも１人の作業者により調
整作業も特に必要とせず測定作業を行なえ、セッティン
グが終了すると自動で装置本体が置かれた位置と測定対
象の真の中心位置とをパソコン等の演算により割り出す
ことができる。この作業を行なうにあたっては特に熟練
作業者を必要とすることも無く、かつ１回の一連の測定
作業でコイル内径だけでなく、コイルの倒れ、リード角
及び真円度を測定することが可能になる。また、装置本
体全体を被測定物の外側でなく内側の中心近傍に設置す
ることにより、装置本体をコンパクト化できるためポー
タブルで廉価なコイル内径測定装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係るコイル内径測定装置
の全体構成を示す正面断面図。

【図２】本発明の実施の形態に係るコイル内径測定装置
を上方から見た平面断面図。

【図３】本発明の実施の形態に係るコイル内径測定装置
の側面断面図。

【図４】本発明の実施の形態に係るコイル内径測定装置
を用いて測定する測定対象物である大径コイルの外観を
示す側面図。

【図５】本発明の実施の形態に係るコイル内径測定装置
の旋回機構部を示す部分詳細図であり、正面断面図。

【図６】本発明の実施の形態に係るコイルの倒れ角測定
を説明するための図。

【図７】本発明の実施の形態に係る２条コイルのリード
角を説明するためのコイル側面図。

【図８】本発明の実施の形態に係る左右回転限検出機構
を上方から見た平面図。

【図９】本発明の実施の形態に係る左右回転限検出機構
の正面図。

【図１０】本発明の実施の形態に係る左右回転限検出機
構の側面図。

【図１１】本発明の実施の形態に係るコイルの内径算出
例を説明するための図。

【図１２】従来例に係る大径コイル内径測定装置の構成
を示す図であり、（ａ）は上面断面図、（ｂ）は正面断
面図。

【符号の説明】

１…大径コイル ２…測定基準ポール ３ａ、３ｂ…インサイドマイクロメータ ４…台 ５…下部ベース ６…ボールネジ ７…昇降用柱 ８…昇降用ガイド ９…減速機 １０…カップリング １１…昇降駆動モータ １２…旋回駆動用減速機付きモータ １３…レベリングブロック １４…旋回機構 １５…高さ調整ボルト １６…無線式送信器 １７…無線式受信器 １８…パソコン １９…プリンター ２１…デプスゲージまたはリニアゲージ ２２…昇降機構 ３１…直動駆動モータ付きリニヤヘッド ３２…調整台 ３３…検出部ブラケット ３４…ケーブルベア ４１…昇降ブラケット ４２…ピニオンギヤ ４３…インターナルギヤ ４４…ガイドブロック ４５…旋回ブラケット ４６…ベアリング ５２…左右旋回限検出機構 ５３…カバー ５５…ケーブルベア ５６ａ、５６ｂ…金具 ５７…先端キャップ ５８…ストッパー金具 ６２…ドグ ６３…ブロック ６４…軸 ６５…ナット ６６…軸固定ブロック ６７…スプリング ６８…スプリング ６９…左回転限遮光センサー ７０…右回転限遮光センサー ７１…Ｌ型金具 ７２…クランプ ７３…吊り上げ部

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】測定対象であるコイルの略中心位置に配置
   され前記測定対象の内径を測定するコイル内径測定装置
   であり、 前記測定対象の状態を検出する検出部を昇降機構及び旋
   回機構により動作させる駆動手段と、 前記検出部の検出結果を基に前記測定対象の真の中心位
   置と実際に配置された旋回中心位置との差を求め前記測
   定対象の内径及び真円度を演算する演算手段と、 前記検出部の検出結果を基に前記測定対象のコイル断面
   における倒れ角及びリード角を測定する測定手段と、 を具備したことを特徴とするコイル内径測定装置。
2. 【請求項２】前記演算手段は、前記測定対象の内径を前
   記旋回機構の旋回中心から測定された値を基に演算し、
   前記測定対象が配置された中心位置を認識することを特
   徴とする請求項１に記載のコイル内径測定装置。
3. 【請求項３】前記検出部は測定用デプスゲージまたはリ
   ニアゲージからなり、前記検出部による検出結果を前記
   演算手段へ送信可能としたことを特徴とする請求項１ま
   たは２に記載のコイル内径測定装置。
4. 【請求項４】前記検出部を設けた二つの前記旋回機構を
   各々が対向する位置に設け、一方の前記検出部を高さ方
   向へ調整可能にしたことを特徴とする請求項１乃至３の
   いずれかに記載のコイル内径測定装置。
5. 【請求項５】前記コイルが２条巻きの構成である場合、
   １条コイルと２条コイルに個別に前記各検出部を割り当
   てたことを特徴とする請求項４に記載のコイル内径測定
   装置。
6. 【請求項６】前記検出部を設けた前記旋回機構の先端部
   を分割機構としたことを特徴とする請求項１乃至５のい
   ずれかに記載のコイル内径測定装置。
7. 【請求項７】前記昇降機構の柱の最上部位置に吊り上げ
   部を設けるとともに、当該装置本体の下部ベースにジャ
   ッキアップ機構及び水準器を設けたことを特徴とする請
   求項１乃至６のいずれかに記載のコイル内径測定装置。
8. 【請求項８】前記旋回機構に左右回転限機構を設けたこ
   とを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載のコイ
   ル内径測定装置。
9. 【請求項９】前記昇降機構の柱に直動ガイドを設けたこ
   とを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載のコイ
   ル内径測定装置。