WO2013118917A1

WO2013118917A1 - 内径測定装置

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Publication number: WO2013118917A1
Application number: PCT/JP2013/053598
Authority: WO
Inventors: 道子馬場; 幸三長谷川; 宣昌多賀
Original assignee: 株式会社Ihi
Priority date: 2012-02-09
Filing date: 2013-02-07
Publication date: 2013-08-15
Also published as: EP2813811A1; EP2813811B1; JP5880097B2; US9429409B2; US20150020395A1; EP2813811A4; JP2013164275A

Abstract

　内径計測部を被測定中空部材の内部に挿入して内径を測定する内径測定装置（４）であって、前記内径計測部を先端に支持した支持シャフト（１８）と、該支持シャフトを片持支持する支持機構部（３０）とを具備し、該支持機構部はフレーム（３１）と、球面軸受（３３）と、撓み調整部（３５）とを有し、前記支持シャフトは前記球面軸受を介して前記フレームに支持され、前記支持シャフトの端末部（３２）は前記球面軸受を貫通して延出し、前記撓み調整部によって前記端末部の端部の鉛直方向の位置が調整される様構成された。

Description

内径測定装置

　本発明は中空部材、特に長尺の中空部材の内径を測定する内径測定装置に関するものである。

　中空部材、中空シャフトの内径を測定する装置として、例えば特許文献１に示されるものがある。
　特許文献１には、管の内部を走行可能な本体支持部及び該本体支持部に支持された本体部、該本体部に設けられた内径測定部で構成された内径測定装置が示されている。
　特許文献１に示される内径測定装置は、管内部、即ち内面上を走行して、内面を測定するものであるので、内面に段差がある場合、凹凸がある場合は、走行できなくなる場合が発生し、或は段差、凹凸を乗り越える際の衝撃で内径測定部が芯ずれを起し、測定精度が低下する等の問題があった。
　又、特許文献２には、管の内面をガイドとして調心装置により、管の中心に支持される管状ケーシングと、該管状ケーシング内部に設けられ、レーザ光線を全周に照射する光学系と、レーザ光線が管内面を照射することで形成される光リングを撮像する電子カメラとを具備し、電子カメラで撮像した光リングを画像処理して管内壁を検査する管状製品の内壁の光学検査装置が開示されている。
　特許文献２も、管の内面をガイドとして調心し、又内面に沿って移動するものであるので、内面に段差がある場合、凹凸がある場合は、走行できない、或はケーシングの芯ずれを生じて、測定精度が低下する等の問題があった。
　本発明は斯かる実情に鑑み、内径計測部を中空部内面に接触することなく支持し得、管内面の形状、性状に拘らず、正確な内径測定を可能とし、而も長尺の被測定物に対しても、内径測定を可能とする内径測定装置を提供するものである。

特開２０１１−１３０６０号公報特開平１０−１９７２１５号公報

　本発明は、内径計測部を被測定中空部材の内部に挿入して内径を測定する内径測定装置であって、前記内径計測部を先端に支持した支持シャフトと、該支持シャフトを片持支持する支持機構部とを具備し、該支持機構部はフレームと、球面軸受と、撓み調整部とを有し、前記支持シャフトは前記球面軸受を介して前記フレームに支持され、前記支持シャフトの端末部は前記球面軸受を貫通して延出し、前記撓み調整部によって前記端末部の端部の鉛直方向の位置が調整される様構成された内径測定装置に係るものである。
　又本発明は、前記フレームは前記支持シャフトの先端側に位置する前面基板と該前面基板に対して所定距離離隔して設けられた後面基板とを有し、前記球面軸受は前記前面基板に設けられ、前記撓み調整部は、水平調整部を介して前記後面基板に設けられ、該水平調整部は前記撓み調整部の位置を水平方向に調整可能である内径測定装置に係るものである。
　又本発明は、前記撓み調整部は鉛直方向に延在する鉛直ガイドブロックと、前記支持シャフトの端末部の上方に設けられたナットブロックとを有し、前記端末部の端部は前記鉛直ガイドブロックに挾持され、該鉛直ガイドブロックに沿って鉛直方向のみに変位可能であり、前記ナットブロックを螺通した撓み調整螺子の下端が前記端部の上端に当接し、前記撓み調整螺子によって前記端部の鉛直方向の位置が調整され、前記鉛直ガイドブロックに挿通され、上下方向に移動可能な端部固定螺子が前記端部に螺合し、前記端部固定螺子によって前記端部が前記鉛直ガイドブロックに固定される内径測定装置に係るものである。
　又本発明は、前記水平調整部は、前記後面基板に対して水平方向に変位可能且つ固定可能な水平位置調整板を有し、鉛直ガイドブロック及びナットブロックは前記水平位置調整板に設けられた内径測定装置に係るものである。

　図１は本発明が実施される内径測定装置の一例を示す全体斜視図である。
　図２（Ａ）、図２（Ｂ）、図２（Ｃ）は該内径測定装置に於ける内径計測部の片持支持状態を示す説明図であり、図２（Ａ）は撓み、撓み角を修正しない場合の説明図、図２（Ｂ）は撓み、撓み角を修正した場合の説明図、図２（Ｃ）は撓みを修正した場合の説明図である。
　図３は本発明の実施例の要部断面図である。
　図４は該実施例の側面図である。
　図５は支持機構部の他の例を示す断面図である。

　以下、図面を参照しつつ本発明の実施例を説明する。
　先ず、図１に於いて、本発明に係る内径測定装置の全体の概略を説明する。
　図１中、１はベッドであり、該ベッド１の上面にはレール２が敷設され、該レール２に被測定物載置架台３が軌乗し、該被測定物載置架台３は前記レール２に沿って移動可能となっている。又、該被測定物載置架台３の移動方向の位置は、前記レール２に沿って設けられたリニアスケールによって、或は別途用意された測定装置或はスケールによって測定される様になっている。
　前記ベッド１の基端（図１中、右端）には測定装置本体４が設けられ、前記ベッド１の先端で、該ベッド１の上面には基準ガイドレーザ装置５が設置されている。又、前記ベッド１の略中央には、門型形状の芯出しレーザ装置６が前記ベッド１を跨ぐ様に設けられている。尚、前記芯出しレーザ装置６の設置位置は、前記ベッド１の略中央であることが好ましいが、後述する様に被測定管１３の外径基準面５３，５４を測定し得る位置であれば任意である。
　前記被測定物載置架台３は、前記レール２に摺動自在に載置された先端側スライダ７及び基端側スライダ８を具備し、前記先端側スライダ７と前記基端側スライダ８とは長さ調整可能な連結ロッド９によって連結されている。
　前記先端側スライダ７及び前記基端側スライダ８それぞれに、管保持ユニット１１，１２が設けられ、該管保持ユニット１１，１２に掛渡って、中空長尺の被測定物である被測定管１３が載置される。前記管保持ユニット１１，１２は、同一の構造となっている。
　ここで、前記被測定管１３は、軸長が約３０００ｍｍ、直径が約φ７０~１５０ｍｍの長尺物となっている。
　前記管保持ユニット１１は、相対向し、鉛直線に関して対称に設けられた一対のスライダ２６，２６を有し、該スライダ２６は所定の角度、例えば４５°傾斜した状態でスライドする様になっている。前記スライダ２６の上端に回転自在なローラ２７が２つ設けられ、２つの該ローラ２７，２７に前記被測定管１３が載置される様になっている。
　前記スライダ２６，２６は図示しないモータによって個別に昇降され、又位置が制御される様になっており、該スライダ２６，２６を個別に昇降させることで、前記被測定管１３の支持位置を位置調整可能となっている。例えば、前記スライダ２６を同時に昇降させると、前記被測定管１３を鉛直方向の位置が調整でき、いずれか一方を上昇、或は下降させることで前記被測定管１３の水平方向の位置が調整可能である。
　前記先端側スライダ７の先端には第１基準治具ユニット１４が立設され、前記基端側スライダ８の基端には第２基準治具ユニット１５が立設されている。前記第１基準治具ユニット１４、前記第２基準治具ユニット１５にはそれぞれ基準リング１６、基準リング１７が設けられている。該基準リング１６，１７は外径、内径共に高精度に仕上げられ、該基準リング１６，１７は事前に測定され、外径、内径は既知の値となっている。
　前記測定装置本体４は、支持機構部（後述）及び制御装置（図示せず）を具備している。
　前記測定装置本体４からは、前記支持機構部に片持支持された長尺の支持シャフト１８が水平方向、先端に向って延出し、該支持シャフト１８の先端には内径計測部１９が取付けられる。尚、前記支持シャフト１８は、前記被測定管１３に対応して軸長が約３０００ｍｍ、直径が約φ５０~１３０ｍｍの長尺物となっている。
　前記支持シャフト１８は中空になっており、前記内径計測部１９に接続されたケーブル類（図示せず）は前記支持シャフト１８の内部を通って前記測定装置本体４の制御装置に接続されている。
　該制御装置は、前記スライダ２６のモータの駆動制御、前記被測定物載置架台３の移動の制御を行うと共に、前記制御装置には前記内径計測部１９で得られた信号が入力され、該内径計測部１９からの信号に基づき、演算、画像処理等の所要の処理を実行して測定が行われる。
　前記内径計測部１９は接触式の内径計測部、又は非接触式の内径計測部であり、接触式の内径計測部、非接触式の内径計測部はそれぞれ前記支持シャフト１８の先端に着脱可能であり、測定状況に応じて適宜接触式の内径計測部、非接触式の内径計測部のいずれかを取付け、或は接触式の内径計測部、非接触式の内径計測部の両方を取付け得る様に構成されている。
　前記接触式の内径計測部、非接触式の内径計測部は、どの様なものでも使用可能であるが、形状の制約として、前記支持シャフト１８の直径と同等の円筒面内に収納される形状に構成される。
　前記基準ガイドレーザ装置５は、レーザ発光器２１を具備し、該レーザ発光器２１は光軸が水平となる様に設置され、該レーザ発光器２１からはレーザ光線２２が水平方向に射出される。該レーザ光線２２は、内径測定装置の基準線となるものであり、前記被測定管１３、前記基準リング１６，１７及び前記支持シャフト１８は前記レーザ光線２２の光軸上に、且つ同心に配置される様になっている。
　前記芯出しレーザ装置６は、水平方向の距離を測定する水平レーザ測距器２３と鉛直方向の距離を測定する鉛直レーザ測距器２４とを具備し、前記水平レーザ測距器２３の測距光軸と前記鉛直レーザ測距器２４の測距光軸は、前記レーザ光線２２上で交差する様に設定されている。
　前記内径計測部１９は、前記被測定管１３に挿入された状態で、該被測定管１３の内径を測定する測定器（図示せず）を有している。
　該測定器としては、接触式内径測定器、或は非接触式内径測定器が用いられる。接触式では例えば電気マイクロメータが用いられ、該電気マイクロメータを半径方向に移動させ、該電気マイクロメータの測定子を前記被測定管１３の内面に接触させ、測定子の変位により内径を測定する。非接触式ではレーザ光線を全周に照射し、前記被測定管１３の内面に光リングを形成し、該光リングをＣＣＤカメラ等の撮像装置により撮像し、得られた画像データに基づき、画像処理により画像上の光リングの形状から内径を測定する。又、接触式内径測定器と非接触式内径測定器とを組合せたものが用いられてもよい。
　前記内径計測部１９は前記支持シャフト１８によって片持支持されており、更に長尺の前記被測定管１３を全長に亘って測定する為、前記支持シャフト１８も長尺となっている。この為、前記支持シャフト１８が、前記内径計測部１９を安定して保持するに充分な剛性を有する様に、前記支持シャフト１８を構成したとしても、該支持シャフト１８が長尺である為、撓むことは避けられない。
　又、本内径測定装置では、前記内径計測部１９は固定され、前記被測定管１３が移動する方式であり、前記内径計測部１９の位置、姿勢が測定に必要な精度となっていればよい。従って、前記支持シャフト１８の支持機構部は、該支持シャフト１８を支持すると共に、前記内径計測部１９の軸心が前記レーザ光線２２（基準線）と合致し、又水平となる様、支持機構部で補正する。
　図２に於いて、前記支持シャフト１８の支持機構部３０について説明する。
　図２（Ａ）は、前記支持シャフト１８を片持支持した状態を示しており、該支持シャフト１８の先端はδ撓み、更に撓み角φの角度で傾斜している。即ち、基準線（前記レーザ光線２２）に対して下方にδ変位し、又前記レーザ光線２２に対して反時計方向にφ傾斜している。従って、図２（Ｂ）に示す様に先端が水平（傾斜角０）で、且つ前記レーザ光線２２に対する変位を０とするには、支持部側でφだけ時計方向に傾斜させ、更に先端が前記レーザ光線２２と合致する様に、前記レーザ光線２２に対してδ′下方に変位させればよい。尚、先端が前記レーザ光線２２と合致したかどうかは、該レーザ光線２２が、前記支持シャフト１８の先端面の中心を照射しているかどうかを確認すればよい。
　又、上記図２（Ａ）、図２（Ｂ）では、撓み状態を分り易くする為、誇張して描いており、本実施例の様に、前記支持シャフト１８が強度部材として剛性を有する場合では、撓み角δは僅かである。従って、図２（Ｃ）に示される様に、下方への変位を与えず、支持部の回転のみで先端を前記レーザ光線２２に合致させる。この場合、撓み角は完全に補正できないが、撓み角自体は微小であるので、実用上問題ない。又、支持部の回転のみで先端を補正する場合、支持部の回転角φ′は、φ′＝ｔａｎ^−１δ／Ｌ（Ｌ：支持シャフト１８の軸長）と僅かでよい。
　図３、図４は、前記支持シャフト１８の支持機構部３０の一例を示しており、該支持機構部３０は前記測定装置本体４の上部に設けられている。尚、前記支持シャフト１８は、シャフト本体１８ａとシャフト端末部３２とをジョイント１８ｂによって連結した構成となっている。
　図３中、３１は強度部材で構成された箱状のフレームであり、該フレーム３１は前面基板３４と該前面基板３４に対して水平方向に所定の間隔を隔てて設けられた後面基板３６とを有している。
　該フレーム３１を水平方向に前記シャフト端末部３２が貫通する様に該シャフト端末部３２が設けられる。該シャフト端末部３２の先端部は球面軸受３３を介して前記フレーム３１の前記前面基板３４に支持され、前記シャフト端末部３２は前記球面軸受３３を中心に所定の範囲で全方向に回転可能となっている。
　前記シャフト端末部３２の基端部は、前記フレーム３１の前記後面基板３６を貫通し、撓み調整部３５及び水平調整部４０を介して前記後面基板３６に支持されている。前記撓み調整部３５は前記水平調整部４０を介して前記後面基板３６に設けられている。
　先ず、前記水平調整部４０について説明する。
　前記後面基板３６の後面（図３中、右側面）に、矩形の水平位置調整板３７が配置され、該水平位置調整板３７は４箇所をボルト３８によって前記後面基板３６に固定される。前記ボルト３８が前記水平位置調整板３７を貫通する孔３９は水平方向に長い長孔となっており、前記ボルト３８を緩めた状態で前記水平位置調整板３７は、前記ボルト３８と前記孔３９間の余裕分だけ水平方向に位置が調整可能となっている。
　前記水平位置調整板３７の鉛直方向に延びる２つの鉛直側面に対向し、各鉛直側面に２個宛でナットブロック４１が配置され、該ナットブロック４１は前記後面基板３６に固着される。各ナットブロック４１には水平方向に、水平調整ボルト４２が螺通し、該水平調整ボルト４２は前記水平位置調整板３７の鉛直側面に対して垂直に当接する。
　従って、４本の前記水平調整ボルト４２を調整することで、前記水平位置調整板３７の水平方向の位置を調整できる様になっている。例えば、前記水平位置調整板３７に向って左側（図４中、左側）の前記水平調整ボルト４２を緩め、右側の前記水平調整ボルト４２を締込めば、前記水平位置調整板３７は左側に変位する。位置調整後は、前記ボルト３８で締込み前記水平位置調整板３７を前記後面基板３６に固定し、更にロックナット４３により前記水平調整ボルト４２が固定される。
　尚、前記後面基板３６には座刳り部４４が形成され、該座刳り部４４に前記水平位置調整板３７が嵌合され、該水平位置調整板３７は前記後面基板３６に対して水平方向にのみ変位可能となっている。
　前記シャフト端末部３２が貫通する前記後面基板３６には、孔４５が穿設され、該孔４５は前記シャフト端末部３２を水平、鉛直方向に調整可能な様に該シャフト端末部３２より大径となっている。又、前記シャフト端末部３２が貫通する前記水平位置調整板３７には、孔４６が穿設され、該孔４６は上下に長い長孔となっており、該孔４６は前記孔４５より更に上下に長い長孔となっている。
　次に、前記撓み調整部３５について説明する。
　前記孔４６の上端に位置する様に、ナットブロック４７が前記水平位置調整板３７に固着される。前記ナットブロック４７に撓み調整螺子４８が螺合され、該撓み調整螺子４８は、前記ナットブロック４７を鉛直方向に螺通する。前記撓み調整螺子４８の軸心は前記シャフト端末部３２の中心を通過する様に設定され、前記撓み調整螺子４８の下端は前記シャフト端末部３２の上端面に当接する。又、前記撓み調整螺子４８は、調整後ロックナット４９によって固定される。
　前記孔４６の両側には、鉛直方向に延在する鉛直ガイドブロック５０，５０が前記水平位置調整板３７に固着されている。前記鉛直ガイドブロック５０は前記シャフト端末部３２の端部に側方から当接し、前記シャフト端末部３２の端部は前記鉛直ガイドブロック５０，５０に挾持され、該鉛直ガイドブロック５０，５０に沿って鉛直方向のみに変位可能となっている。
　各鉛直ガイドブロック５０には、上下方向に長い長孔５１が穿設され、該長孔５１には水平方向から端部固定螺子５２が貫通し、該端部固定螺子５２は前記シャフト端末部３２の端部に螺合する。前記端部固定螺子５２を締込むことで、前記シャフト端末部３２の端部は、前記鉛直ガイドブロック５０を介して前記水平位置調整板３７に固定される。
　上記した様に、前記シャフト端末部３２は、前記球面軸受３３を中心に全方向に回転可能となっている。
　対向する前記水平調整ボルト４２の調整で、前記水平位置調整板３７の水平方向の位置が調整されると、該水平位置調整板３７の変位は前記鉛直ガイドブロック５０を介して前記シャフト端末部３２の端部に伝達される。該シャフト端末部３２の端部の水平方向の変位で、該シャフト端末部３２及び該シャフト端末部３２に連結されたシャフト本体１８ａが前記球面軸受３３を中心に一体に水平方向に回転する。前記シャフト本体１８ａの水平方向の回転で、該シャフト本体１８ａの先端に設けられた前記内径計測部１９の水平方向の位置が調整される。
　前記水平位置調整板３７の水平位置の調整完了後、即ち、前記内径計測部１９の水平位置が調整されると、前記水平位置調整板３７は前記ボルト３８で水平位置が固定される。
　次に、前記撓み調整螺子４８により前記シャフト端末部３２の端部の鉛直方向の位置が調整される。前記シャフト端末部３２の端部の鉛直方向の位置の調整により、前記シャフト端末部３２が前記球面軸受３３を中心に鉛直方向に回転する。又、前記シャフト本体１８ａは前記シャフト端末部３２と一体に鉛直方向に回転し、該シャフト本体１８ａの先端の前記内径計測部１９の鉛直方向の位置が調整される。前記内径計測部１９の鉛直方向の位置が調整されると、前記端部固定螺子５２で前記シャフト端末部３２端部の鉛直方向の位置が固定される。
　前記水平調整ボルト４２の調整代は、前記測定装置本体４、前記被測定物載置架台３、前記レール２の組立て誤差を吸収できる充分な量とする。又前記撓み調整螺子４８の調整代は、前記支持シャフト１８の撓みを調整できる充分な量とされ、又前記前面基板３４と前記後面基板３６間の距離、及び前記支持シャフト１８の長さ、該支持シャフト１８の剛性等によって決定される。
　而して、前記支持機構部３０により、前記内径計測部１９は鉛直方向、水平方向に位置の調整が可能である。
　以下、本実施例に係る内径測定装置の作用について説明する。
　先ず、測定前の準備として、前記内径計測部１９の位置調整を行う。尚、該内径計測部１９が最終的に位置合せされたかどうかの判断は、上記した様に前記レーザ光線２２が前記内径計測部１９の先端面の中心を照射しているかどうかの判断による。尚、前記レーザ光線２２が先端面の中心を照射していることの判断を容易にする為、前記内径計測部１９の先端面に中心を示すクロス、或は小円を記した指標を設けてもよい。
　該内径計測部１９の水平方向の位置調整は、前記ボルト３８を緩めた状態で、前記水平調整ボルト４２の調整により行う。更に、前記内径計測部１９の鉛直方向の位置合せ、即ち、前記支持シャフト１８の撓みを補正する位置合せは、前記端部固定螺子５２を緩めた状態で、前記撓み調整螺子４８により行う（図２（Ｃ）参照）。
　前記内径計測部１９の水平、鉛直の位置合せが完了すると、前記被測定物載置架台３に関する調整が行われる。
　前記連結ロッド９の長さを調整して前記管保持ユニット１１と前記管保持ユニット１２の間隔を前記被測定管１３を支持するに適した状態とする。
　前記被測定物載置架台３を移動させ、基端側の基準リング１７を前記芯出しレーザ装置６での測定位置に設定し、前記基準リング１７の外周面を水平、鉛直の２方向から測定し、前記基準リング１７の軸心が前記レーザ光線２２と合致しているかどうかを測定する。
　更に、前記被測定物載置架台３を移動させ、先端側の基準リング１６についても同様に前記芯出しレーザ装置６で測定する。前記基準リング１７の軸心と前記基準リング１６の軸心が共に前記レーザ光線２２に合致していれば、前記被測定物載置架台３が前記レーザ光線２２と平行に移動していることになる。前記被測定物載置架台３が前記レーザ光線２２と平行に移動していることを確認し、平行でない場合は、レール２の位置等を調整する。
　前記被測定管１３を前記管保持ユニット１１、前記管保持ユニット１２上に載置し、前記被測定管１３の芯合せ、即ち該被測定管１３の軸心が前記レーザ光線２２と合致する様に前記被測定管１３の位置を調整する。
　前記被測定管１３には、先端、基端の少なくとも２箇所に、高精度に仕上げられた外径基準面５３，５４が設けられており、該外径基準面５３，５４の位置を前記芯出しレーザ装置６で測定して、前記被測定管１３の芯合せを行う。
　先ず、前記外径基準面５４を前記芯出しレーザ装置６の測定位置迄移動させ、前記水平レーザ測距器２３、前記鉛直レーザ測距器２４により、前記外径基準面５４の位置を測定する。
　前記被測定管１３の水平方向の芯合せは、前記鉛直レーザ測距器２４を用いる。該鉛直レーザ測距器２４により、前記外径基準面５４を測定している状態で、前記管保持ユニット１１，１２により、前記被測定管１３を水平方向で且つ軸心に直交する方向に往復移動させる。前記鉛直レーザ測距器２４の測定値が最小値を示した時が、前記被測定管１３の軸心の水平方向が前記レーザ光線２２に合致したことになる。
　次に、前記被測定管１３の鉛直方向の芯合せは、前記水平レーザ測距器２３が用いられる。前記水平レーザ測距器２３により前記外径基準面５４を測定している状態で、前記管保持ユニット１１，１２により前記被測定管１３を上下させる。前記水平レーザ測距器２３の測定値が最小値を示した時が、前記被測定管１３の軸心の鉛直方向が前記レーザ光線２２に合致したことになる。
　前記被測定物載置架台３を移動させ、前記外径基準面５３を前記芯出しレーザ装置６の測定位置とし、前記外径基準面５４を測定したと同様にして、該外径基準面５３での芯合せを行う。前記被測定管１３の先端部、基端部の２点で芯合せが実行されることで、前記被測定管１３全体の芯合せが完了する。
　前記被測定管１３の芯合せが完了すると、前記内径計測部１９による内径測定が行われる。予め、前記基準リング１７、前記基準リング１６の内径を前記内径計測部１９で測定しておくことで、既知の値と前記内径計測部１９の測定結果との相関関係が得られる。この相関関係に基づき、前記内径計測部１９で前記被測定管１３の内径を測定した場合に、該被測定管１３の内径の絶対値（実際の寸法）が求められる。
　前記被測定物載置架台３を移動させ、前記内径計測部１９を漸次前記被測定管１３に挿入する。挿入された状態でも、前記内径計測部１９は前記支持シャフト１８によって支持され、前記内径計測部１９と前記被測定管１３とは非接触の状態である。
　前記内径計測部１９の軸心方向の位置は固定であるので、前記被測定物載置架台３の位置、或は移動量を測定することで、即ち前記被測定管１３の位置、移動量を測定することで、前記内径計測部１９の前記被測定管１３内での位置（軸心方向の位置）が特定できる。
　前記内径計測部１９により、特定した軸心方向の位置で内径が計測される。計測された結果は、軸心方向の位置に関連付けられて前記制御装置に保存される。
　尚、前記内径計測部１９は、長尺の支持シャフト１８に片持支持され振動し易い状態であるが、測定位置の変更は、前記被測定管１３を移動させ、前記内径計測部１９は固定であり、該内径計測部１９と前記被測定管１３とは非接触の状態であるので、移動時の振動が該内径計測部１９に影響を及さず、該内径計測部１９は安定した静止状態に保たれる。従って、該内径計測部１９による測定が安定する。
　更に、該内径計測部１９は前記支持シャフト１８の撓みを許容した支持方法であり、該支持シャフト１８の撓み量が、該支持シャフト１８の外径と前記被測定管１３の内径の差分の範囲内であれば、前記支持シャフト１８の軸長はいくらでもよく、充分に長い支持シャフト１８を用いることができ、従って、長尺の被測定管１３の内径測定が可能となる。
　尚、組立時に前記内径計測部１９の水平方向の位置が調整できれば、前記水平位置調整板３７、前記ナットブロック４１、前記水平調整ボルト４２等の水平位置調整部は、省略してもよい。
　又、前記撓み調整部３５は、前記シャフト端末部３２の端部を鉛直方向に変位させ、又固定できればよく、前記撓み調整螺子４８に限定されるものではない。例えば、前記ナットブロック４７と前記シャフト端末部３２間にスペーサ、シム等を差込んで調整してもよい。
　図５は、支持機構部３０の他の例を示している。尚、図５中、図３中で示したものと同等のものには同符号を付してある。
　垂直に設けられた後面基板３６に、水平位置調整板３７がボルト３８によって固定される。該ボルト３８が挿通する孔は、水平に長い孔３９となっており、前記水平位置調整板３７は水平方向に取付け位置を調整可能となっている（図４参照）。
　該水平位置調整板３７に傾動板５７の下端部が水平軸５８を介して枢着され、前記傾動板５７は前記水平軸５８を中心に回転自在となっている。前記傾動板５７に前記シャフト端末部３２の端部が、固着支持される。
　前記傾動板５７の上端部には傾き調整螺子５９が螺通し、先端が前記水平位置調整板３７と当接する。前記傾き調整螺子５９を回して、先端を前記傾動板５７より突出させると該傾動板５７は前記水平軸５８を中心に傾斜する。尚、前記傾動板５７の先端部は図示しないボルトによって前記水平位置調整板３７に固定される様になっている。尚、前記水平位置調整板３７には前記支持シャフト１８の傾きを調整した場合に前記支持シャフト１８と干渉しない様に孔４６が穿設されている。
　前記支持機構部３０に於いても、前記水平位置調整板３７の水平方向の位置調整、前記傾動板５７の傾斜の調整で、前記支持シャフト１８の先端部を前記レーザ光線２２の位置に設定することができる。

　本発明によれば、内径計測部を被測定中空部材の内部に挿入して内径を測定する内径測定装置であって、前記内径計測部を先端に支持した支持シャフトと、該支持シャフトを片持支持する支持機構部とを具備し、該支持機構部はフレームと、球面軸受と、撓み調整部とを有し、前記支持シャフトは前記球面軸受を介して前記フレームに支持され、前記支持シャフトの端末部は前記球面軸受を貫通して延出し、前記撓み調整部によって前記端末部の端部の鉛直方向の位置が調整される様構成されたので、前記内径計測部が片持支持されることで生じる撓みを補正でき、前記内径計測部を適正な位置に保持できると共に前記内径計測部を被測定中空部材の奥深く迄挿入でき、長尺物の測定が可能となる等の優れた効果を発揮する。

　１　　　　　　　ベッド
　２　　　　　　　レール
　３　　　　　　　被測定物載置架台
　４　　　　　　　測定装置本体
　６　　　　　　　芯出しレーザ装置
　１１，１２　　　管保持ユニット
　１３　　　　　　被測定管
　１４　　　　　　第１基準治具ユニット
　１５　　　　　　第２基準治具ユニット
　１６，１７　　　基準リング
　１８　　　　　　支持シャフト
　１９　　　　　　内径計測部
　２２　　　　　　レーザ光線
　２３　　　　　　水平レーザ測距器
　２４　　　　　　鉛直レーザ測距器
　３０　　　　　　支持機構部
　３１　　　　　　フレーム
　３２　　　　　　シャフト端末部
　３３　　　　　　球面軸受
　３５　　　　　　撓み調整部
　３７　　　　　　水平位置調整板
　４２　　　　　　水平調整ボルト
　４３　　　　　　ロックナット
　４７　　　　　　ナットブロック
　４８　　　　　　撓み調整螺子
　５０　　　　　　鉛直ガイドブロック
　５２　　　　　　端部固定螺子

Claims

　内径計測部を被測定中空部材の内部に挿入して内径を測定する内径測定装置であって、前記内径計測部を先端に支持した支持シャフトと、該支持シャフトを片持支持する支持機構部とを具備し、該支持機構部はフレームと、球面軸受と、撓み調整部とを有し、前記支持シャフトは前記球面軸受を介して前記フレームに支持され、前記支持シャフトの端末部は前記球面軸受を貫通して延出し、前記撓み調整部によって前記端末部の端部の鉛直方向の位置が調整される様構成されたことを特徴とする内径測定装置。
　前記フレームは前記支持シャフトの先端側に位置する前面基板と該前面基板に対して所定距離離隔して設けられた後面基板とを有し、前記球面軸受は前記前面基板に設けられ、前記撓み調整部は、水平調整部を介して前記後面基板に設けられ、該水平調整部は前記撓み調整部の位置を水平方向に調整可能である請求項１の内径測定装置。
　前記撓み調整部は鉛直方向に延在する鉛直ガイドブロックと、前記支持シャフトの端末部の上方に設けられたナットブロックとを有し、前記端末部の端部は前記鉛直ガイドブロックに挾持され、該鉛直ガイドブロックに沿って鉛直方向のみに変位可能であり、前記ナットブロックを螺通した撓み調整螺子の下端が前記端部の上端に当接し、前記撓み調整螺子によって前記端部の鉛直方向の位置が調整され、前記鉛直ガイドブロックに挿通され、上下方向に移動可能な端部固定螺子が前記端部に螺合し、前記端部固定螺子によって前記端部が前記鉛直ガイドブロックに固定される請求項１又は請求項２の内径測定装置。
　前記水平調整部は、前記後面基板に対して水平方向に変位可能且つ固定可能な水平位置調整板を有し、鉛直ガイドブロック及びナットブロックは前記水平位置調整板に設けられた請求項２の内径測定装置。