JPS62267612A - 内外径寸法測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は１回転軸、ロール、車輪、歯車、パイプ等の円
形状物体（円弧部を含む）の内外径寸法Ｍ一定定法法関
するもので特に数メートルにも及ぶ大型加工物の測定に
適用して有効な方法である。

〈従来の技術〉 本発明は本出願人等によって提案されている特願昭５９
−２６１７８０号、特願昭６０−００８３０７号の改良
に関するものである。

大型加工物の加工１組立においては、寸法精度の確保が
重要課題の一つであり、大型減速機用南車、タービンロ
ータ等の丸物加工物についても高い直径寸法精度が要求
されている。

大型円形状物体（円弧部を含む）の直径寸法を高精度に
３１一定できる方法が１本出願人等によって提案されて
いる（特願昭５９−２８１７８０号、特願昭６０−００
８３０７号）。

この測定方法を第５図及び第６図によって説明する。第
５図に於て、移動台５は駆動装置（図示せず）によって
検出器取付治具８の基準面６上を移動可能に設けられて
おり、この移動台５上に載置した変位検出器７を測定対
象物１の外周面に押九てることによって基準平面６と測
定対象物１とのへだたり（厳密にはへだたり量の変化）
を測定する。なお、移動台５の移動量は図示しない移動
量検出装置によって測定される。

ここで、第５図に於て、移動台５の移動方向をｙ軸、こ
のＸ輛に直角にｙ軸を考える。

移動台５を図中の白抜き矢印方向に移動させ、移動台５
の移動距離Ｘ１この時の変位検出器７での測定値ｙ１を
得る。移動台５の移動と共に順次ＸＩＹ２．Ｘ３．Ｙ３
・・・・を得、ある移動範囲内でのデータセット（ｘｌ
、ｙ；）を求める。（ここに、ｉ　＝　１．２，３．・
・・・Ｎ）これらデータセラ）　（ｘｌ、ｙ；）は座標
系Ｘｙにおける測定対象物１の円弧形状上の座標値を表
わすことになる。

そこで、測定した円弧形状がよく知られた円の一般式 ％式％（１１ で表現される円の一部分であると考えれば、筒中な演算
処理装置（図示せず）を用いて、ａｌｌｌｌ−タセット
（ｘ；、ｙ、）から、最も確からしい係数ｇ、ｆ、ｃの
値を推定することができ、更に上記＠頁処理装置によっ
て係数ｇ、　ｒ、ｃを用いて直径りは で求めることができる。

次に第６図に示す方法について説明する。

この方法は複数個の変位検出器７を検出器取付治具８の
基準平面６上に一直線状に配置し、検出器取付治具８と
測定対象物ｌとの隔たりを測定するものである。第６図
に於て、検出器取付冶具８上での複数個の変位検出器７
の配列方向をｙ軸、検出器取付治具８と測定対象物１と
の隔たり方向をｙ軸として考える。

検出器取付冶具８を測定対象物１方向に移動させ、複数
個の変位検出器７を測定対象物１の外周面に押しあて、
各々の変位検出器７でのΔＩＩＩ定値Ｙ　１（ｉｎ、２
．・・・、Ｎ）を得る。ここにＮは変位検出器の個数で
ある（第６図に於てはＮ＝７）。一方、複数個の変位検
出器７の配置から、各々の検出器７のＸ軸座標Ｘ１（ｉ
＝ｌ、２．・・・、Ｎ）をあらかじめ求めておく（例え
ば、左端の検出器のＸ座標を×に〇とし、他の検出器の
Ｘ座標は左端の検出器からのへだたり州で設定する）、
こうして求めたデータセット（ｘｌ、ｙＩ）（ここに、
ｉ＝１゜２、・・・、Ｎ）は座標系ＸＹに於ける測定対
象物１の円弧形状上の座標値を表わすことになる。この
データセットを第５図に示す方法と同様に演算処理を行
い直径寸法を求める。

なお、この方法は、複数個の変位検出器によって、−回
の測定で測定対象部分の円弧形状をＸ１ｌｌ定し、その
結果から対象物の直径寸法を推定評価する方法である。

従って、第５図に示す方法に比べ、必要な変位検出器の
個数は増加するが、装置構成が簡単になり高精度な駆動
装置及び基準面を必要としない。

なお、第６図に示す方法に於ては、検出器取付１ｆ？共
８と測定対象物１との隔たりａ　Ｙ　ｉのＡｌ１１定に
あたっては、各々の変位検出器７の零点調整位置のずれ
が問題となる。その為の夕、１策としては、検出器取付
冶具８上に複数個の変位検出器７を取付けた状態であら
かじめ十分直線精度が保証された治具（例えばストレー
トエツジ）に検出器７を押しあて、その時の状態をｙＨ
＝Ｏ（ｉ　＝１．２．・・・、Ｎ・・・）と設定する方
法を採ればよい。

〈発明が解決しようとする問題点〉 ところで第５図及び第６図で示す測定方法では、実用上
、次のような問題点が残されていた。つまり、これらの
測定方法は変位検出器７の移動位置のＸ軸座標値Ｘｉあ
るイハ各々の変位検出器７のＸ軸座標値Ｘｉ及び変位検
出器７の移動位置での測定値Ｙｉあるいは各々の変位検
出器７での測定値Ｙｉから成るデータセット（ｘ；、ｙ
ｉ）、（ここに、ｉｍｌ、２゜・・・、Ｎ）を、座標系
ＸＹに於ける測定対象物１の円弧形状上の座標値として
表わす方法であるため、高精度な測定を行うためには検
出器取付治具８の基準平面６を正確に測定対象物１の軸
直角断面上に設定する必要があった。即ち、座標系ＸＹ
を設定したときにＸ軸及びＹ軸に対し直角方向にＸ軸を
考えると。

このＸ軸と測定対象物１の軸方向を正確に一致させなけ
ればならなかった１例えば、第７図に示すようなＸ軸と
測定対象物１の軸方向とにずれθがある場合には、対象
物半径Ｒを実際より大きく評価し、一方、第８図に示す
ようなＸ軸と測定対象物１の軸方向とにずれφがある場
合には、対象物半径Ｒを実際より小さく評価してしまう
のである。しかしながら、実際には基準平面６あるいは
検出器取付治具８を正確に測定対象物１の軸直角断面と
に設定することは困難であった。

本発明は、上記従来技術に鑑み、大型円形状物体（円弧
部を含む）の直径寸法を、高精度且つ容易に測定できる
内外径寸法測定方法を提供することを目的とする。

く問題点を解決するための手段〉 本発明の内外径寸法測定方法は、変位検出器取付治具上
に設けた変位検出器により測定対象物の内周面又は外周
面の周面に沿った複数個所にて測定を行い、前記変位検
出器取付治具上における前記変位検出器の複数個の位置
と、該変位検出器で測定した該変位検出器取付治具と前
記測定個所との複数個の隔たり量と、からなる複数組の
データを円の一部であるとみなして演算によって前記測
定対象物の内径又は外径寸法を求める内外径寸法測定方
法に於て、前記測定対象物の軸方向に対して前記変位検
出器取付治具の設定角度を僅かづつ変化させ、その都度
得られる前記データから前記測定対象物の内径又は外径
寸法を求め、複数の前記設定角度についての前記内径又
は外径寸法から演算によってその極値として前記測定対
象物の内径又は外径寸法を推定、評価することを特徴と
する。

く作　　　用〉 第７図に示すようなＸ軸と測定対象物ｌの軸方向とにず
れ角度θがある場合には、直径寸法測定値りの極少値が
最良の直径寸法の近似値となり、第８図に示すようなＸ
軸と測定対象物１の軸方向とにずれ角度φがある場合に
は、直径寸法測定（ｆｉ　Ｄの極大値が最良の直径寸法
の近似値となることを利用している。

即ち検出器取付治具の基準平面をθ方向及びφ方向に変
化させて設定し、０方向とφ方向とで直径寸法測定値り
の極値を探査することによって最良の直径寸法の近似値
を求める。

く実　施　例〉 以下本発明の一実施例を第６図に示す装置構成に適用し
た場合について、図面を参照しながら説明する。第１図
及び第２図に於て、ｌは測定対象物であり、その周面ば
曲面形状を示している。７は複数個の変位検出器であり
、検出器取付治具８の基準平面上に一直線状に配置され
て、検出器取付治具８と測定対象物ｌの外周面との隔た
りを測定する。なお、検出器取付治具８上での複数個の
変位検出器７の配列方向をＸ軸、検出器取付治具８と測
定対象物ｌとの隔たり方向をＹ軸、Ｘ軸及びＹ軸に対し
直角方向をＸ軸として考える。

また、検出器取付治具８は、図示しない回転装置によっ
てＸ軸と測定対象物ｌの軸方向とのずれ角度０．φを自
由に変更できるものである。

まず、ある未知の０方向、φ方向のずれ角度Ｏｏ、φ０
の下で測定したデータ（Ｘｏ　。

ｙａ）から測定対象物１の直径寸法ＤＣ＋を演算する０
次に、０方向のずれ角度をΔ０１だけ変更し、その時の
測定データ（Ｘ＋　、Ｙ＋）から直径寸法Ｄ１を求める
（このとき、φ０は固定しておく）０次に、θ方向の角
度を一Δ０２だけ変更し、その時の測定データ（Ｘ２　
、７２　）から直径寸法Ｄ２を求める（このときφ０は
固定しておく）、そして、これらθ０．Δθ１．Δθ２
とＤ　０．Ｄ　１．Ｄ　２　との関係は第３図のように
なり、これらから演算によって極小（ｔｆｆ　ＤＥが得
られる。このときの０方向のずれ角度θＥを求める０次
に、θ方向のずれ角度をθεに固定しておき、φ方向の
ずれ角度をΔφｌだけ変更し、その時の測定データ（ｘ
ｔ、ｙ：）から直径寸法Ｄ：を求める０次に、φ方向の
ずれ角度を一Δφ２だけ変更し、その時の測定データ（
Ｘ　′２．　ｙ″２）から直径寸法Ｄ′２を求める。と
じて、これらφ０．Δφ１．Δφ２とＤＥ、Ｄ；、Ｄ′
２．との関係は第４図のようになり、これらから演算に
よって極大値り二が得られる。このＤ二が最良の直径寸
法の近似値である。

なお、ここではθ方向についての極値の探査を先に行い
、φ方向についての極値の探査を後に行う例を示したが
、φ方向を先にθ方向を後に行う場合も同様に最良の直
径寸法の近似値を得ることは勿論である。また、上記実
施例では、０方向、φ方向のそれぞれ３箇所で得られた
データからそれぞれ直径を求め、これら直径から極値を
求めたが、これ以上の測定個所を設定しても良い、また
、第１図及び第２図に於ては接触式の変位検出器７を例
に示したが、これ以外でも検出器取付治具８と測定対象
物ｌとの隔たりが測定できるような検出器であれば適用
が可能である。即ち、光学式、渦電流式、静電容量式等
の検出器の適用が可能である。また、第１図及び第２図
はδ１４定対象物ｌの外径測定（凸形の円弧形状測定）
の例であるが、内径測定（凹形の円弧形状測定）につい
ても適用できることは勿論である。また、上記実施例で
は第６図に示した装置構成に本発明を適用した場合につ
いて説明したが、本発明は第５図に示した装置構成に対
しても適用できることは勿論である。

〈発明の効果〉 以上説明したように本発明に係る内外径寸法測定方法に
よれば、変位検出器取付治具を正確に測定対象物の軸直
角断面上に設定する必要がなく、測定対象部分の複数回
の測定による複数組の測定値から最良の直径寸法の近似
値を得ることができるため、特に大型加工物の直径が容
易且つ高精度に測定できるようになる。更に、従来法に
比べ変位検出器取付治具の設定が容易なため測定に要す
る工数の低減化が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図はそれぞれ本発明の一実施例に係る説
明図、第３図及び第４図はそれぞれ測定データに基づく
直径寸法とずれ角との関係を表すグラフ、第５図は従来
より知られた測定方法の原理図、第６図は従来より知ら
れた他のにおける問題点の説明図である。 図　　面　　中、 １は測定対象物、 ７は変位検出器、 ８は変位検出器取付治具である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 変位検出器取付治具上に設けた変位検出器により測定対
   象物の内周面又は外周面の周面に沿った複数個所にて測
   定を行い、前記変位検出器取付治具上における前記変位
   検出器の複数個の位置と、該変位検出器で測定した該変
   位検出器取付治具と前記測定個所との複数個の隔たり量
   と、からなる複数組のデータを円の一部であるとみなし
   て演算によって前記測定対象物の内径又は外径寸法を求
   める内外径寸法測定方法に於て、前記測定対象物の軸方
   向に対して前記変位検出器取付治具の設定角度を僅かづ
   つ変化させ、その都度得られる前記データから前記測定
   対象物の内径又は外径寸法を求め、複数の前記設定角度
   についての前記内径又は外径寸法から演算によってその
   極値として前記測定対象物の内径又は外径寸法を推定、
   評価することを特徴とする内外径寸法測定方法。