JPS632327B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は被測定物の内外径を測定する内外径測
定装置に係り、特に被測定物の内外径の傾斜（倒
れ）に対する補正が可能なものに関する。

従来、一対の接触子が水平方向に移動する内外
径測定機を用いて被測定物の内径又は外径を測定
する場合において、この接触子が移動する水平面
に対し被測定物の測定されるべき穴の内壁面又は
測定されるべき外壁面が垂直に維持されていなけ
れば正確な寸法測定は行なえない。すなわち、被
測定物の内径又は外径に倒れがあると、真の値を
その倒れ角度の余弦で除した値を測定することと
なるからである。

ところで、水平方向に配置されている被測定物
の底面に対し、穴もしくは外壁（以下、穴のみを
代表して述べるが外壁の場合にも全く同様に考え
うるものである。）が直角に形成されているとい
う保障はない。従つて、穴の内壁面が接触子に垂
直（直角）に当接されるよう被測定物を測定テー
ブル上に取付ける必要があるが、これは非常に困
難な作業である。このため、従来は、内径測定の
前にこのような穴の傾き（倒れ）を調整するのに
測定テーブルを傾斜させて行なつている。

しかし、測定テーブルを傾斜させる場合は、こ
の傾斜によつて被測定物が移動することがないよ
うに、被測定物を測定テーブルに確実に固定して
おく機構が必要とされるばかりでなく、その測定
テーブルの傾斜の支点に対して両接触子とそれぞ
れの測定面との関係に差異を生じる不都合があ
る。すなわち、一般に被測定物が測定テーブルの
ほぼ中央に固定されているのに対し、測定テーブ
ルの傾動中心は測定テーブルの一側に偏つた位置
であるため、テーブルの傾斜により一方の接触子
は測定面から大幅に離れ、他方の接触子は測定面
に押圧されることになり、両接触子は接触子を支
持、駆動させている機構のところで離れる面に追
随し、かつ、押圧面から逃げる必要があり、さら
に、傾斜の方向によつて両接触子共に上方もしく
は下方に移動させなければならないからである。

従つて、従来の被測定物の穴径等の倒れに基づ
く補正作業は煩雑であり、かつ、熟練を要する作
業であつたため、その改善が望まれている。

また、倒れ補正を行ない真の内、外径の測定を
行なうにあたり、これを迅速に行なえるための制
御ないし、監視機構の開発も望まれている。

本発明の目的は、被測定物の穴径あるいは外径
の倒れの補正作業を容易に行なえる内外径測定機
を提供するにある。

本発明は、一対の接触子及びその移動量検出器
を有する検出ヘツドを被測定物に対し傾斜可能に
設け、被測定物の内径又は外径の倒れに対しては
被測定物を傾斜させることなく、検出ヘツド側を
傾斜させることにより対応させ、前記目的を達成
しようとするものである。

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明
する。

全体構成が示される第１図において、基台１上
には測定テーブル２が前後方向すなわち図中矢印
Ａ方向に移動可能に設けられ、この測定テーブル
２の移動は基台１の前部に設けられた前後動つま
み３を回転させることにより、図示しない送りね
じを介して行なえるようになつている。

前記測定テーブル２上にはリング状のワークセ
ツテイング治具４が取付けられ、この治具４はカ
メラのシヤツタ状に構成された複数枚の羽根５か
らなる求心機能を備え、これらの羽根５により例
えばリング状などに形成された被測定物６を確実
に支持できるようになつている。

前記基台１の後部には支柱７が一体に立設さ
れ、この支柱７には昇降部材８が矢印Ｂで示され
る上下方向に昇降可能に取付けられている。この
昇降部材８の昇降は、昇降部材８に設けられた昇
降つまみ９を回転させることにより図示しないピ
ニオン及びラツクを介して行なえるようになつて
いる。

前記昇降部材８の前面には傾斜部材１０が配置
され、この傾斜部材１０と昇降部材８とは傾斜部
材１０の一端下部において傾斜中心軸１１を介し
て傾動可能に結合され、さらに、傾斜部材１０の
前面には傾斜部材１０に対し上下位置調整可能な
取付位置調整部材１２を介して検出ヘツド１３が
取付けられている。この検出ヘツド１３は、矢印
Ｃで示される水平方向（傾斜部材１０すなわち検
出ヘツド１３が傾斜しない状態において）に移動
可能な一対のプローブ１４を備え、これらのプロ
ーブ１４の下端には被測定物６の内径又は外径に
当接される接触子１５が一体に設けられている。
また、プローブ１４の上端は装着部材１６にそれ
ぞれ取付けられ、これらの装着部材１６は送りね
じ軸などからなる駆動機構１７により移動される
ようになつている。この移動量すなわち前記接触
子１５の移動量は、ガラススケール及びインテツ
クススケールなどからなる光学的あるいは磁気ス
ケール及び磁気ヘツドなどからなる磁気的さらに
はその他の手段からなる移動量検出器１８により
検出される。この際、プローブ１４もしくは装着
部材１６は、駆動機構１７を停止させた状態にお
いて、被測定物６の内径の倒れに適合させるため
に傾斜部材１０が傾斜されたとき、各接触子１５
がそれぞれ被測定物６の内面に当接されつづけら
れるように、前記プローブ１４の移動方向に駆動
機構１７の駆動がなくとも追随して移動しうるよ
うに構成され、この駆動機構１７の不動時におけ
るプローブ１４もしくは装着部材１６の動きも前
記検出器１８で測定できるようにされている。ま
た、このプローブ１４もしくは装着部材１６の駆
動機構１７によらない動きは、例えば、接触子１
５を被測定物６の測定面に当接させる方向に付勢
する図示しないばねなどにより行なわれている。

前記検出器１８からの出力信号は倒れ監視手段
１９の最小値検出機能２０及び現在値表示機能２
１に入力され、これらの最小値検出機能２０及び
現在値表示機能２１の出力信号はバーグラフ表示
器２２の最小値表示部２３及び現在値表示部２４
にそれぞれ入力表示されるようになつている。

前記倒れ監視手段１９の最小値検出機能２０
は、検出器１８から入力されてくる信号を、それ
以前の信号のうちで最小値として記憶されている
信号と比較し、これらの信号のうち小さい方の信
号を出力する機能であり、従つて、検出器１８か
ら出力された信号のうち現在までの最小値を出力
する機能である。また、現在値表示機能２１は検
出器１８からの信号をそのまま出力する機能であ
る。さらに、バーグラフ表示器２２の最小値表示
部２３と現在値表示部２４とは機能的には同一の
部材であり、最小値表示部２３には現在までの最
小値が表示され、現在値表示部２４には現在の値
が表示される。従つて、最小値表示部２３は新た
な最小値が入力されるまでは継続して同一の値を
表示し、一方、現在値表示部２４は今現在の測定
値をリアルタイムで表示するものであるから、測
定値の変動に伴なつて常に変動しながら表示する
ものである。

前記昇降部材８の上端部には傾斜つまみ２５が
矢印Ｄ方向に回転可能に取付けられ、この傾斜つ
まみ２５を回転することにより、傾斜つまみ２５
に傾斜部材１０を貫通してねじ込まれたピン２６
を介して傾斜部材１０が傾斜されるようになつて
いる。

前記傾斜部材１０、傾斜つまみ２５等の機構
は、第２，３図に拡大して示されている。これら
第２，３図において、昇降部材８の上部には軸２
７を介して周面にきざみを有する円板状の傾斜つ
まみ２５の中心が回転自在に支持され、この傾斜
つまみ２５の中心から回動中心軸１１とは反対側
に偏心した位置にピン２６が傾斜部材１０を貫通
してねじ込まれている。この際、ピン２６は傾斜
部材１０の上端部を貫通して形成された長孔２８
を貫通されており、この長孔２８の横巾はピン２
６の外径とほぼ等しく、上下方向を細長にされて
おり、傾斜つまみ２５を回すことによりピン２６
を介して傾斜部材１０が傾斜されるようになつて
いる。また、傾斜部材１０の傾斜中心軸１１の中
心からピン２６の中心までの寸法は、軸２７の中
心からピン２６の中心までの寸法より数段大きく
され、傾斜つまみ２５の動きは数段縮小されて傾
斜部材１０の動きとなるようにされている。従つ
て、第２図に示されるように、傾斜つまみ２５の
回転角度θ₁に対応して回動する傾斜部材１０の回
転角度θ₂は、数段小さくされている。

第２，３図において、検出ヘツド１３に装着部
材１６及びプローブ１４を介して支持される一対
の接触子１５を結ぶ線と、傾斜中心軸１１の軸心
とは記号Ｐで示される平面上にくるよう接触子１
５及び中心軸１１が設けられ、かつ、中心軸１１
の軸心に対し両接触子１５は常に対称位置にある
よう移動されるようになつている。これにより、
傾斜部材１０が中心軸１１を中心として回動して
もこの回動に伴なう両接触子１５の変位は等しく
なるようにされている。

次に本実施例の作用につき内径測定時を例にと
つて説明する。

被測定物６を測定テーブル２上においてワーク
セツテイング治具４内に置き、羽根５で固定す
る。ついで上下動つまみ９を操作して昇降部材８
を降下させて検出ヘツド１３を降下させ、両接触
子１５を被測定物６の内径内に位置させる。この
際、両接触子１５は駆動機構１７を予め作動させ
ることにより中心側に近接して移動されており、
かつ、両接触子１５が被測定物６の軸心にほぼ一
致するよう前後動つまみ３を介して測定テーブル
２の位置決めがなされている。

このような状態で駆動機構１７を前述とは逆方
向に作動させて両接触子１５を被測定物６の孔の
内壁面（測定面）に当接させる。この当接により
図示しない停止機構によつて駆動機構１７は停止
され、この状態が保持される。一方、この時の測
定値はバーグラフ表示器２２に表示されるが、１
回目の信号であるため、最小値及び現在値表示部
２３，２４には同一の値が表示されることとな
る。

ついで、傾斜つまみ２５を人手により矢印Ｄの
一方向へ回転させ、ピン２６及び長孔２８を介し
て傾斜部材１０を傾斜させ、検出ヘツド１３ひい
ては両接触子１５を傾斜させていく。これによ
り、被測定物６の孔に倒れのあるなしに拘らず、
接触子１５の測定面への当接箇所が変化するた
め、測定値が変化し、その状況が表示器２２に表
示されることとなる。この際、孔の倒れ（実際は
孔の位置は不変であり、接触子１５側が傾斜され
るのであるが、理解しやすくするため、孔と接触
子１５との相対的な接触角度を、以下、“孔の倒
れ”と表現する。）が増加する方向に両接触子１
５が傾斜されると、測定すべき直径をより傾斜さ
せて測定することとなるため、測定値が増加傾向
になり表示器２２の最小値表示部２３には以前の
最小値が表示されたまま、現在値表示部２４の表
示は増加方向に移動される。従つて、傾斜つまみ
２５の回転方向が間違つていることが判るため、
その回転方向を逆方向とする。

この傾斜つまみ２５の逆方向への回転は、孔の
倒れを修正する方向の傾きであるため、測定値は
減少傾向となり、表示器２２の表示は最小値を更
新しながら、最小値表示部２３及び現在値表示部
２４は同時に減少方向に表示が移動する。この傾
斜つまみ２５の回転を継続することにより、孔の
倒れは順次に修正され、ついには倒れが零となつ
て真の直径の測定値が得られる。しかし、最初に
倒れが零に至つたときは、それが真の測定値か否
か不明であるため、そのまま傾斜つまみ２５の回
転が同方向に継続されることとなる。従つてこの
ときの測定値は再び増加傾向に転じ、この測定値
の増加が現在値表示部２４に表示される。一方、
最小値表示部２３には前記真の測定値の時に得ら
れた値がそのまま表示されているから、回転が行
きすぎたことが容易に視認でき、この視認により
再度傾斜つまみ２５の回転方向を反転させ、以
下、これを繰返して最小値表示部２３の表示と現
在値表示部２４との表示を完全に一致させ、この
状態で傾斜つまみ２５の回転を停止させ、真の測
定値を得ることとなる。この際、傾斜部材１０す
なわち検出ヘツド１３の傾きは、数倍に拡大され
た傾斜つまみ２５の動きとなつているから、表示
部２２の両表示部２３，２４の表示を一致させる
ことは容易に行なえる。

なお、被測定物６の外径の測定も同様にして行
なうことができる。

上述のような本実施例によれば、被測定物６の
倒れの補正を検出ヘツド１３側を傾斜させること
により行なえるようにしたから、被測定物６の保
持機構を簡略にできる。また、傾斜部材１０の傾
斜中心軸１１の軸心と両接触子１５を結ぶ線とは
同一平面上にあり、かつ、両接触子１５が中心軸
１１の両側にほぼ等距離となるようにされている
から、検出ヘツド１３の傾斜に伴なう両接触子１
５の変位量は常に等しく、かつ、小さくでき、検
出ヘツド１３の傾斜によつても測定箇所が接触子
１５の測定範囲から逸脱することがない。さら
に、通常、被測定物６の孔等の倒れは２度以内で
あり、従つて傾斜部材１０の傾きも同程度である
が、傾斜部材１０の傾きは、傾斜つまみ２５の動
きとしては数倍に拡大されているから、微小角度
の調整が容易に行なえる。また、この傾斜の拡大
機構は、傾斜つまみ２５を構成する円板と、ピン
２６と、孔加工だけでよいから安価に提供でき
る。さらに、検出ヘツド１３の傾斜が被測定物６
の孔等の倒れに一致したことはバーグラフ表示器
２２により容易かつ確実に読取ることができ、測
定を迅速に行なうことができる。また、取付位置
調整部材１２が設けられているから、プローブ１
４を取換えた場合にも容易に中心軸１１の軸心と
両接触子１５間を結ぶ線とを一致させることがで
きる。

なお、実施にあたり、ピン２６を植設された傾
斜つまみ２５と長孔２８との設定位置は、傾斜つ
まみ２５を傾斜部材１０側に、長孔２８を昇降部
材８側に設けてもよい。接触子１５の駆動機構１
７は送りねじ軸に限らず、ラツクとピニオン等他
の機構でもよい。また、表示器２２はバーグラフ
状のものに限らず、円グラフ状あるいはデジタル
表示でもよいが、バーグラフ状とすれば、熟練を
要することなく容易に両表示の一致の判定を行な
える利点がある。さらに、表示器２２にはバーグ
ラフ状表示部２３，２４の他の測定値をデジタル
表示するカウンタを併設してもよい。また、被測
定物６の孔の形状としては完全な円形に限らず、
内歯歯車状あるいは楕円その他の異形の形状でも
よい。さらに、両接触子１５を結ぶ線と傾斜中心
軸１１の軸心とは必ずしも同一平面上になくとも
よいが、同一平面上とすれば前述の利点がある。

上述のように本発明によれば、被測定物の倒れ
に基づく測定誤差の補正を容易かつ迅速に行なえ
る内外径測定機を提供できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の全体構造を示す斜
視図、第２図はその要部の正面図、第３図は第２
図の−線矢視断面図である。 １……基台、６……被測定物、８……昇降部
材、１０……傾斜部材、１１……傾斜中心軸、１
３……検出ヘツド、１５……接触子、１８……移
動量検出器、２２……バーグラフ表示器、２３…
…最小値表示部、２４……現在値表示部、２５…
…傾斜つまみ、２６……ピン、２７……軸、２８
……長孔。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 被当接物に当接される移動可能な一対の接触
   子を有するとともにこれらの接触子の移動量を検
   出する検出器を有する検出ヘツドを、基台に立設
   された支柱に昇降可能にされた昇降部材とこの昇
   降部材に回動可能に支持された傾斜部材とを介し
   て被測定物上に対向させて基台に支持し、前記昇
   降部材と傾斜部材とは傾斜部材の一旦側で回動自
   在に軸支されるとともに、傾斜部材の他端側にお
   いて昇降部材と傾斜部材とのいずれか一方に傾斜
   つまみが回動自在に取付けられ、この傾斜つまみ
   の回動軸心から偏心した位置において前記昇降部
   材と傾斜部材とのいずれか他方とこの傾斜つまみ
   との間には互いに係合するピン及び孔が設けら
   れ、これらのピン及び孔と傾斜つまみの回動軸心
   との距離を、ピン及び孔と傾斜部材の回動軸心と
   の距離より小さく形成し、前記検出ヘツドを被測
   定物に対し傾斜可能に設けたことを特徴とする内
   外径測定装置。 ２ 特許請求の範囲第１項において、前記傾斜部
   材の回動軸心が、前記接触子の被測定物への接触
   部間を結ぶ線と同一平面上に位置するように配置
   されたことを特徴とする内外径測定装置。 ３ 特許請求の範囲第１項又は第２項のいずれか
   において、前記接触子の移動量を検出する検出器
   からの出力信号によつて、検出ヘツドの傾斜動作
   中に変動する接触子間距離の現在値と最小値とを
   それぞれ表示するバーグラフ表示器を備えたこと
   を特徴とする内外径測定装置。