JP2001317928A - 穴の内径測定方法及び装置 - Google Patents
穴の内径測定方法及び装置Info
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Abstract
法を精度良く測定することができ、且つ低コストである
穴の内径測定方法及び装置を提供する。 【解決手段】本発明に係る測定装置10は、ワーク22
の穴22Aに球形の測定球30を挿入し、上方から支持
部材32の下端を穴22Aに挿入した後、供給口28A
から穴22Aに圧縮空気を噴射する。噴射された圧縮空
気は、穴22Aと測定球30隙間から上方に流出し、こ
のときの背圧をA/E変換器18で検出する。管制部2
0は、A/E変換器18の検出信号を受信すると、その
検出値を穴22Aの寸法に換算する。
Description
た穴の内径を測定する穴の内径測定方法及び装置に関す
る。
測定装置の一つとして、空気マイクロメータがある。従
来の空気マイクロメータは、図26及び図27に示すよ
うに、測定ヘッド1をワーク2の穴3に挿入し、測定ヘ
ッド1のノズル4、4から圧縮空気を噴射し、ノズル4
の背圧を検出する。ノズル4の背圧は、ノズル4と穴3
の内壁との間隔に依存するので、予め求めたマスターの
基準値と比較することによって、前記検出値を穴3の内
径の寸法に換算することができる。このような空気マイ
クロメータは、ワーク2と非接触で、高精度に穴3の内
径を測定できる利点がある。
空気マイクロメータは、図26に示すように、測定ヘッ
ド1の中心が穴3の中心からずれた場合、穴3の内径か
らずれた位置を測定することになり、偏心誤差が発生し
て測定精度が低下するという欠点があった。また、従来
の空気マイクロメータは、図27に示すように、測定ヘ
ッド1が穴3に傾いて挿入された場合、穴3の半径を斜
めに測定することになり、角度誤差が発生して測定精度
が低下するという欠点があった。
精度を向上させるために、複数のノズル4、4を小径
で、且つ均等に精度良く加工しなければならず、測定ヘ
ッド1の加工費が高くなる欠点もあった。また、測定精
度を向上させるために、ガイドクリアランス(ワークと
測定ヘッドとの隙間)を小さくする必要があり、測定ヘ
ッド1の挿入時に測定ヘッド1がワーク2に接触してワ
ーク2を傷付ける欠点もあった。
もので、ワークに傷を付けることなく、ワークの穴を精
度良く測定することができ、且つ低コストである穴の内
径測定方法及び装置を提供することを目的とする。
するために、ワークに形成された穴の内径を測定する穴
の内径測定方法において、浮子を挿入した前記穴に流体
を供給し、供給した流体が穴内壁と前記浮子との隙間を
通過する際の流体の背圧、流量、又は前記浮子が受ける
抗力、或いは前記浮子の変位量を検出し、該検出値を基
準値と比較して前記穴の内径に換算することを特徴とす
る。
に、ワークに形成された穴の内径を測定する穴の内径測
定装置において、前記穴に挿入される浮子と、該浮子が
挿入された穴に流体を供給する流体供給手段と、該流体
供給手段で供給した流体が穴内壁と前記浮子との隙間を
通過する際の流体の背圧、流量、又は前記浮子が受ける
抗力、或いは前記浮子の変位量を検出する検出手段と、
該検出手段で検出した検出値を基準値と比較して前記穴
の内径に換算する換算手段と、を備えたことを特徴とす
る。
浮子を挿入して流体を供給し、供給した流体が穴内壁と
浮子との隙間を通過すると、浮子は穴の中心に位置しよ
うとし(自動求心作用)、これによって穴の中心に自動
的に配置される。したがって、従来装置のような偏心誤
差や角度誤差が発生せず、穴の内径を常に精度良く測定
することができる。また、流体供給手段の供給口の中心
を穴の中心に精度良く合わせる必要がないので、測定を
短時間で容易に行うことができる。
タと同様に、ワークと非接触で穴の内径を計測すること
ができるので、ワークに傷を付けることを防止すること
ができる。
に精度の高い加工が要求されるノズルや測定ヘッドを必
要とせず、低コストで測定できる。
る穴の内径測定方法及び装置の実施の形態について説明
する。
の構成を示すブロック図である。
れる圧縮空気は、フィルタ14で除塵され、レギュレー
タ16で一定圧力に調整された後、A/E変換器18
(空気/電気変換器)内に設置された絞りを通り、コネ
クタ33を介して測定台28内の送気路28Bに送気さ
れる。
通される供給口28Aが形成されるとともに、ワーク2
2が載置される。ワーク22には、円柱状の穴22Aが
形成されており、この穴22Aに測定球30が挿入され
る。
た圧縮空気は、供給口28Aから穴22Aに噴射され、
穴22Aの内壁と測定球30との隙間を通って外部に吹
き出される。A/E変換器18は、このときの圧力を、
内蔵するベローズと差動変圧器とによって電気信号に変
換し、管制部20に出力する。穴22Aの径が異なる場
合、圧力が微小変化し、管制部20は、後述するよう
に、変化した電気信号に基づいてワーク22の内径を算
出し、算出したデータを例えば管制部20のモニタ上に
表示する。
部分の構造を示す断面図である。同図に示すように、供
給口28Aの周囲にはエア漏れ防止シール(Oリング)
34が配設され、このエア漏れ防止シール34によって
測定台28とワーク22との隙間から空気が洩れること
が防止される。
され、その材質は、例えば、セラミック、樹脂、鋼、軽
合金等が使用される。測定球30の直径dは、穴22A
の直径Dよりも若干小さく形成されている。この測定球
30の直径dは、穴22Aの直径Dの値に近いほど感度
が良くなり、穴22Aと測定球30との隙間が少し変化
しただけでも背圧が大きく変化するようになる。しか
し、測定球30の直径dが穴22Aの直径Dに近すぎる
と測定球30を穴22Aに挿入しづらくなる。そこで、
測定球30とワーク22との隙間(D−d)を、測定す
る穴径Dと要求される感度により、例えば10〜100
μm程度を目安として設定する。これにより、測定球3
0を穴22Aにスムーズに挿入でき、且つ穴22Aの寸
法を精度良く測定することができる。なお、測定球30
の直径dを、供給口28Aよりも大きな径で形成する
と、測定球30が供給口28A内に落下することが防止
される。
球30よりも小さい径で形成される。この支持部材32
は、図1のアーム36を介して支柱38に支持され、穴
22Aと同じ方向、例えば鉛直方向に支持される。この
支持部材32は、下端面が穴22Aの軸と垂直に形成さ
れ、この下端面が平滑に加工されている。
作用について説明する。
8の上面にワーク22を載置する。このとき、ワーク2
2の穴22Aが供給口28A上に配置されるようにす
る。次いで、ワーク22の穴22Aに測定球30を挿入
する。このとき、測定球30が球状に形成されているの
で、測定球30が穴22Aの内壁に接触しても内壁が傷
付くことがない。
32を穴22Aに挿入した後、図1に示した空気源12
から圧縮空気を供給し、供給口28Aから圧縮空気を噴
射する。このとき、噴射した圧縮空気は、ワーク22と
測定台28との隙間から洩れることなく、穴22Aに噴
射される。
によって、測定球30は、図3(c)に示すように、噴
射された圧縮空気を受けて浮上する。浮上する際、測定
球30は球状に形成されているので、測定球30が穴2
2Aの内壁に接触しても内壁が傷付くことはない。浮上
した測定球30は、支持部材32の下端面に当接し、浮
上した状態に維持される。前記圧縮空気は、測定球30
と穴22Aの内壁との隙間を通り抜けて上部開口から外
部に吹き出す。このときの背圧は、測定球30と穴22
Aの内壁との隙間の大きさに依存するので、背圧をA/
E変換器18で検出し、管制部20でこの検出値をマス
ターの基準値と比較して穴22Aの内径に換算すること
により、穴22Aの内径を求めることができる。なお、
マスターの基準値とは、測定に先立って、測定時と同じ
条件でマスターを測定した値であり、測定条件を変える
度に行われる。
0と穴22Aの内壁との隙間を通り抜ける圧縮空気によ
って自動求心作用(又は自動調心作用)が働き、測定球
30が穴22Aの中心に自動的に移動する。即ち、図2
に二点鎖線で示すように、支持部材32に当接した測定
球30が穴22Aの中心からずれていた場合、球状の測
定球30が、支持部材32の平滑な下端面を転がり、図
2中実線で示すように中心に移動する。したがって、圧
縮空気は、測定球30の回りに略均等に形成された隙間
を通り抜けることになり、このときの背圧を検出するこ
とによって穴22Aの内径を精度良く求めることができ
る。
よれば、供給口28Aの中心と穴22Aの中心とを正確
に中心位置合わせしなくても穴22Aの内径を測定する
ことができるので、偏心誤差や角度誤差が発生せず、穴
22Aの内径を常に精度良く測定することができる。特
に、測定装置10は、測定球30が自動求心作用によっ
て自動的に穴22Aの中心に位置するので、穴22Aの
内径を精度良く測定することができる。
30を挿入し、圧縮空気を噴射するだけなので、操作が
容易であり、短時間で精度良く測定することができる。
ロメータと同様に、ワーク22と非接触で測定すること
ができるので、ワーク22に傷を付けることなく、測定
することができる。
を測定する場合であっても、小径の穴に応じて小径の測
定球30を準備すればよく、測定球30だけの準備で済
むので、装置全体のコストを削減することができる。即
ち、測定装置10によれば、従来の空気マイクロメータ
では、ノズルや測定ヘッドの加工上、低コストで精度良
く測定することが困難だった小径の穴、例えば直径2m
m以下の穴であっても、小径の測定球30を用いること
によって、穴の内径を低コストで精度良く測定すること
ができる。
を穴22Aに挿入した後、圧縮空気を供給口28Aから
噴射したが、圧縮空気を噴射しながら測定球30を挿入
してもよい。
器18で背圧を検出したが、これに限定するものではな
く、圧縮空気が穴22Aの内壁と測定球30との隙間を
通過する際の圧縮空気の流量を検出してもよい。この場
合も上述した測定装置10と同様に、管制部20が、検
出値をマスターの基準値と比較することによって、穴2
2Aの内径を精度良く求めることができる。
の検出に限定されるものではなく、以下に示すように、
圧縮空気が穴22Aの内壁と測定球30との隙間を通過
する際の、測定球30の受ける抗力や測定球30の変位
量を検出してもよい。
構造を示すブロック図であり、図1に示した第1の実施
の形態の測定装置10と同一又は類似の部材については
同一の符号を付してその説明は省略する。
受ける抗力を検出する装置であり、支持部材32が圧電
ピックアップ42を介してアーム36に取り付けられて
いる。圧電ピックアップ42は、圧縮空気が穴22Aの
内壁と測定球30との隙間を通過する際に、測定球30
が圧縮空気から受ける抗力を検出し、その検出信号を管
制部20に出力する。管制部20は、圧電ピックアップ
42から検出信号を受信すると、その検出値を、前記同
様、マスターの基準値と比較して穴22Aの内径に換算
する。
ける抗力を検出する手段として圧電ピックアップ42を
挙げて説明したがこれに限定するものではなく、次に述
べるように、例えば歪みゲージ等で検出してもよい。
ップ42の代わりに、アーム36に歪みゲージ48が取
り付けられ、この歪みゲージ48によってアーム36の
歪みを検出する。管制部20は、圧縮空気が穴22Aの
内壁と測定球30との隙間を通過する際に、歪みゲージ
48から検出信号を受信し、アーム36の歪み特性から
測定球30の変位量を求め、さらにこの値をマスターの
基準値と比較して穴22Aの内径に換算する。
では、浮上する測定球30を支持部材32で受け止めて
支持したが、これに限定するものではなく、以下に示す
ように、磁力で吸着支持したり、弾性体を介して支持し
てもよい。
端に永久磁石52が取り付けられ、この永久磁石52
に、鋼等の金属から成る測定球30が吸着支持されてい
る。また、永久磁石52の下端面は、穴22Aの軸と略
垂直な面上に形成され、鏡面仕上げされて平滑に加工さ
れている。これにより、供給口28Aから圧縮空気を供
給すると、測定球30は、永久磁石52の吸着力にもか
かわらず、自動求心作用によって永久磁石52の下端面
を転がり、中心に配置される。
が磁力によって永久磁石52に吸着されるので、測定球
30を浮上させる必要がなく、穴22Aの内径測定を迅
速に行うことができる。また、測定球30が永久磁石5
2を介して支持部材32に吸着されているので、穴22
Aの測定開始時や測定終了時に、測定球30と支持部材
32を同時に穴22Aに出し入れすることができ、作業
を簡単に行うことができる。さらに、測定球30が永久
磁石52に吸着されているので、測定球30の紛失も防
止することができ、且つ、測定球30の交換を容易に行
うことができる。
2によって測定球30を吸着したが、図7に示すよう
に、電磁石54によって吸着してもよい。電磁石54
は、支持部材32を強磁性体の心(磁心)として、支持
部材32の上部にコイル56を設けることにより構成さ
れる。この場合も、永久磁石52を用いた場合と同様
に、測定球30及び支持部材32の穴22Aへの出入操
作、及び穴22Aの内径測定操作を迅速に行うことがで
きる。また、電磁石54を用いた方法では、供給口28
Aから圧縮空気を噴射した際にコイル56への電流を停
止することにより、測定球30に働く磁力が無くなり、
測定球30がより滑らかに穴22Aの中心に移動する。
平方向に変形可能な、ゴムやスプリング等の弾性体60
を介して支持部材32に連結されている。この測定装置
では、供給口28Aから圧縮空気を噴射すると、測定球
30が自動求心作用を受け、弾性体60が変形して、測
定球30が穴22Aの中心に移動する。即ち、弾性体6
0を測定球30と支持部材32との間に介在させたこと
により、測定球30と支持部材32とを完全に連結しな
がらも、測定球30の自動求心作用の効果を得ることが
できる。したがって、この測定装置によれば、測定球3
0と支持部材32が完全に連結されているので、測定球
30及び支持部材32の穴22Aへの出入操作、及び穴
22Aの内径測定操作をより迅速に行うことができると
ともに、測定球30の自動求心作用によって穴22Aの
内径を精度良く測定することができる。
体60で連結する代わりに、図9に示すように、支持部
材32にエアベアリング等を用いたフローティング機構
を設けてもよい。即ち、水平面上でスライドするように
支持された移動駒62を介して、剛体で構成された支持
部材32とアーム36とを連結する。これにより、測定
球30が自動求心作用を受けると移動駒62が水平面上
を移動し、測定球30が穴22Aの中心に配置され、穴
22Aの内径を精度良く求めることができる。なお、支
持部材32と測定球32との間に弾性体60を設けなが
ら、支持部材32にフローティング機構を設けてもよ
い。
るための、第3の実施の形態の測定装置の構造を示すブ
ロック図であり、図11は、図10に示した測定装置の
特徴部分の構造を示す断面図である。
球66に供給口66A(図11参照)が形成され、この
供給口66Aから圧縮空気が噴射されるように構成され
ている。即ち、図11に示すように、支持部材68の下
端面の中央には、円柱状の突出部68Aが形成され、こ
の突出部68Aの下端面が平滑に加工されている。支持
部材68と測定球66は、水平方向に変形可能な円筒状
の弾性体70を介して連結され、この弾性体70によっ
て測定球66が上方に付勢されて突出部68Aの下端面
に当接されている。
ており、内部に圧縮空気の流路68Bが形成される。流
路68Bは、図10に示すコネクタ72を介してA/E
変換器18に接続されており、空気源12からの圧縮空
気が供給される。また、流路68Bは、支持部材68の
下端部分において分岐し、下端面に形成された複数の開
口68Cに連通される。複数の開口68Cは、同じ径で
形成され、さらに支持部材68の軸を中心に均等に配置
される。これにより、A/E変換器18から供給された
圧縮空気は、支持部材68内の流路68Bを通って、複
数の開口68Cから均等に吹き出される。複数の開口6
8Cから吹き出された圧縮空気は、測定球66の送気路
66Bを通り、外部に洩れることなく、支持部材68、
弾性体70及び測定球66で囲まれた円筒状の空間74
に供給される。
は、測定球66内の送気路66Bを介して供給口66A
から噴射される。なお、送気路66Bは、支持部材68
の軸を中心として均等に形成されている。
供給口66Aから噴射された圧縮空気は、閉止穴22B
の下端が封止されているため、測定球66と閉止穴22
Bの内壁との隙間を通って上方に流出する。このとき、
測定球66には自動求心作用が働き、球形の測定球66
が支持部材68の平面上をスムーズに転がること、測定
球66が弾性体70を介して支持部材68に支持されて
いることから、測定球66が確実に中心に移動する。し
たがって、A/E変換器18で背圧(又は圧縮空気の流
量)を測定することによって閉止穴22Bの内径を精度
良く測定することができる。
4によれば、測定球66に供給口66Aを形成したの
で、閉止穴22Bであっても、閉止穴22Bの内径を精
度良く測定することができる。
が支持部材68に連結されているので、測定球66及び
支持部材68を閉止穴22Bに出入操作を簡単に行うこ
とができ、また、測定球66の紛失も防止することがで
きる。
6に供給口66Aが形成されているので、測定球66及
び支持部材68を閉止穴22Bに挿入するだけで閉止穴
22Bの内径を測定することができる。したがって、閉
止穴22Bの方向やワーク22の大きさに影響されるこ
となく、測定することができる。
圧縮空気の背圧又は流量を検出する例を示したが、図4
に示したように測定球66の受ける抗力を検出したり、
図5に示したように測定球66の変位を検出してもよ
い。
径の測定だけに限定されず、多方向に開口された穴であ
っても、一方向を除いて全ての開口を栓等の封止部材で
封止することによって、残りの一方向の穴の内径を測定
することができる。
38に連結せず、作業者がアーム36(又は支持部材3
2)を手に持って測定するようにしてもよい。
性体70を支持部材68に介して支持され、さらに、測
定球66よりも先端側に圧縮空気を噴射できる構造であ
ればよい。例えば、図24に示す測定装置は、球形の測
定球75が円筒状の支持部材76に貫通された状態で固
定され、この支持部材76が円筒状の弾性体77を介し
てパイプ78に連結されている。パイプ78には、図1
0に示した空気源12からの圧縮空気が供給され、支持
部材76を介して測定球75の奥側に噴射される。噴射
された圧縮空気は、測定球75と穴22Bとの隙間から
上方に吹き出し、測定球75に自動求心作用を与える。
測定球75は弾性体77を中心に揺動し、穴22Bの中
心に配置される。これにより、穴22Bの内径を精度良
く測定することができる。なお、支持部材76を弾性体
77を介してパイプ78に連結する代わりに、支持部材
76にフローティング機構を設けてもよい。
は、閉止穴22Bを測定する装置であるが、複数の測定
球を設けることによって、貫通された穴22Aを測定す
ることもできる。以下にその例を示す。
形成された測定球80と、供給口の無い測定球82とを
備えている。測定球80は、支持部材68に弾性体70
を介して連結され、支持部材68の突出部68Aに当接
される。測定球80の下端には、水平方向に弾性変形可
能なゴム等の弾性体84を介して測定球82が連結され
ている。測定球80と測定球82は等しい外径で形成さ
れ、穴22Aの直径Dよりも僅かに小さい径で形成され
る。
A、80A…が形成されている。複数の供給口80A、
80A…は、それぞれ径方向に形成され、円筒状の空間
74に連通されている。また、複数の供給口80A、8
0A…は、同じ径で形成されるとともに、支持部材68
の軸に対して均等に配置されている。これにより、円筒
状の空間74に供給された圧縮空気は、複数の供給口8
0A、80A…から均等に吹き出される。
80と測定球82との間に圧縮空気が吹き出される。し
たがって、吹き出された圧縮空気は、測定球80と穴2
2Aとの隙間から上方に流出するとともに、測定球82
と穴22Aとの隙間から下方に流出する。測定球80が
支持部材68に弾性体70を介して支持され、さらに、
測定球82が弾性体84を介して測定球80に支持され
ているので、測定球80、82はそれぞれ、自動求心作
用によって穴22Aの中心に配置される。このときの背
圧は、測定球80と穴22Aとの隙間の大きさ、及び測
定球82と穴22Aとの隙間の大きさに依存しているの
で、背圧をA/E変換器18で検出し、マスターの基準
値と比較することにより、穴22Aの内径を精度良く測
定することができる。
測定球80、82を設け、この測定球80、82の間に
圧縮空気を噴射するようにしたので、支持部材68と逆
方向から圧縮空気を噴射する必要がない。即ち、穴22
Aの一方側から測定球80、82及び支持部材68を挿
入するだけで、測定を行うことができる。したがって、
この測定装置は、大型のワークに形成された穴22Aの
測定に適している。
軸を中心として圧縮空気の流れが均等になるように構成
されている。したがって、圧縮空気によって測定球66
が傾くことがなく、穴22Bの内径を精度良く測定する
ことができる。
と測定球82との間に圧縮空気を噴射する構造であれば
よく、例えば、弾性体84に供給口を形成したり、図2
5に示すように、2つの測定球を連結する部材に供給口
を形成してもよい。図25に示す測定装置は、球形の測
定球85が円筒状の支持部材87に貫通された状態で固
定される。支持部材87は、基端側が円筒状の弾性体8
8を介してパイプ89に連結され、先端側が弾性体から
成る栓83によって封止されている。栓83の下端に
は、測定球86が接着されて支持される。また、支持部
材87の下端部の外周面には、供給口87A、87A…
が均等に形成されている。したがって、パイプ89に圧
縮空気を供給すると、支持部材87を介して供給口87
A、87A…から測定球85と測定球86との間に噴射
され、噴射された圧縮空気は、測定球85と穴22Aと
の間、測定球86と穴との間から流出する。測定球85
は、弾性体88を介して支持されているので、自動求心
作用によって穴22Aの中心に配置され、また、測定球
86は、測定球85に弾性体の栓83を介して連結され
ているので、自動求心作用によって穴22Aの中心に配
置される。これにより、穴22Aの内径を精度良く測定
することができる。なお、支持部材87を弾性体88を
介して連結する代わりに、支持部材87にフローティン
グ機構を設けてもよい。
では、ワーク22の穴22A(又は2B)に空気を噴射
して穴22Aの内径を測定したが、流体を噴射するので
あればよく、空気以外の気体や液体であってもよい。ま
た、その流体の温度を制御する温度制御手段を設けても
よい。
では、浮子として球形の測定球30、66、80、82
を使用したが、これに限定するものではない。例えば、
図13〜図23に示したような浮子や、これ以外にも穴
の軸心に対して穴を対象に狭窄できる形状であればよ
い。
切削することによって形成される形状であり、切削した
部分の直径d1が穴22Aの直径Dよりも若干小さく形
成される。この浮子90は、球体を切削加工することに
よって簡単に加工することができるので、測定する穴2
2Aに適した径の球体を入手しにくい場合に効果的であ
る。
半球部92B、92Bとから成るカプセル型に形成され
ている。この浮子92は、中央部92Aを長くすること
によって浮子92の姿勢が安定し、測定誤差の小さい安
定した測定結果が得られる。
ち、楕円形を長径(又は短径)を中心に180°回転さ
せることによって得られる形状に形成されている。ま
た、図16に示す浮子96は、径差コロ型(又はたる
型)に形成されている。このように形成された浮子9
4、96は、穴22Aに挿入しやすく、また、安定した
測定結果が得られる。
れている。この浮子98は、頂点側98Aが流体の吹出
側を向くように穴22Aに挿入することによって、浮子
98の空気抵抗を小さくすることができる。したがっ
て、供給する流体の圧力を低下させることができる。
あり、2つの円錐の底面を貼り合わせた形状に形成され
る。このように形成された浮子100は、浮子100の
後方に渦が発生しないので、空気抵抗をさらに小さくす
ることができる。
成されている。したがって、浮子102の空気抵抗を最
も小さくすることができる。
ち、浮子104全体の重心が下方に配置され、浮上姿勢
が安定する。
き型であり、下部に径の小さいガイド部106Aが設け
られており、穴22Aに挿入し易く構成されている。ま
た、浮子106は、ガイド部106Aの下端が半球状に
形成されており、自動求心作用が得られやすいように構
成されている。
イン型の浮子108の平面断面図及び側面断面図であ
る。浮子108は、スプライン型、即ち、歯車形状をし
た柱状部108Aと、半球状に形成された求心作用部1
08Bとから構成される。この浮子108を、柱状部1
08Aと相似形状をしたスプライン形状の穴22Dに挿
入すると、浮子108は、求心作用部108Bによって
自動求心作用が働き、穴22Dの中心に配置されるの
で、柱状部108Bの周囲には均等な隙間が形成され
る。したがって、スプライン状のマスターの基準値とを
比較することにより、穴22Dの寸法を測定することが
できる。なお、求心作用部108Bの形状は、半球状に
限定するものではなく、円錐状であってもよい。
ち、2個の四角錐を底面で合わせた形状に形成されてい
る。この浮子110は、角穴22Cの測定に適してい
る。
際に自動求心作用が効果的に働く形状であることが好ま
しく、例えば、流体が供給される側を半球状や円錐状に
形成する。または、これらの浮子形状の組み合わせでも
よい。
ける断面形状が、穴の形状に相似していることが好まし
い。例えば、多角形状の穴が形成されていた場合には、
その形状の多角錐、または、その多角錐を底面で合わせ
た形状にするとよい。これにより、浮子の回りに隙間が
均等に形成され、精度良く穴の寸法を測定することがで
きる。したがって、本発明は、浮子の断面形状を変える
ことによってあらゆる断面形状の穴の寸法を精度良く計
測することができる。
0を上方から支持部材32によって抑えることにより、
測定球30が穴22Aの外部に抜けることを防止した
が、これに限定するものではなく、下方から紐状部材等
によって支持してもよい。また、その紐状部材の張力や
伸びを測定してもよい。
て、測定球30が中空に浮いた状態のまま、測定を行っ
てもよい。即ち、測定球30が流体の噴射によって受け
る浮力と、測定球30の自重とが釣り合うことにより、
測定球30が支持部材32に当接せずに中空に維持され
る状態で背圧や流量を検出する。この場合、同じ条件に
おけるマスターの基準値と比較することにより、穴22
A〜22Dの寸法を精度良く求めることができる。
て、ワーク22は、穴22Aの中心が供給口28Aの中
心とできるだけ一致するように測定台28上に設置する
ことが好ましい。したがって、ワーク22を測定台28
に簡単に位置決めできるように測定台28に位置決め手
段を設けてもよい。
Aの大きさの変更に伴い、供給口28Aの径の異なるも
のに交換するようにしてもよい。
に形成された穴22Aに下方から流体を噴射して測定を
行ったが、穴22Aに上方から流体を噴射し、下方から
支持部材32で支持することによって測定してもよい。
また、鉛直方向に形成された穴22Aだけでなく、斜め
方向や水平に形成された穴を測定してもよい。
E変換器18から出力された検出信号を、管制部20で
A/D変換し、高周波成分を除去することにより、測定
球30の振動成分を除去してもよい。これにより、穴2
2A(又は22B)の内径の測定精度をさらに向上させ
ることができる。
成された穴22A〜22Dの内径を測定する例で説明し
たが、本発明は、例えばT字状やL字状に形成された穴
の内径を測定してもよい。
ム36を支柱38に対して上下方向スライド自在に設け
ると、支持部材32、68を簡単に穴22A〜22Dへ
出し入れすることができる。
径測定方法及び装置によれば、ワークに形成された穴に
浮子を挿入して流体を供給し、供給した流体の背圧、流
量、又は浮子が受ける抗力、或いは浮子の変位を検出す
ることによって穴の内径を測定するので、偏心誤差や角
度誤差を発生することなく、穴の内径を精度良く測定す
ることができる。
形態の構造を示すブロック図
す断面図
明図
形態の構造を示すブロック図
ブロック図
の形態の構造を示すブロック図
を示す断面図
示す断面図
図
図
18…A/E変換器、20…管制部、22…ワーク、2
2A…穴、28…測定台、28A…供給口、30…測定
球、32…支持部材、42…圧電ピックアップ、48…
歪みゲージ、52…永久磁石、54…電磁石、60…弾
性体
Claims (10)
- 【請求項1】 ワークに形成された穴の内径を測定する
穴の内径測定方法において、 浮子を挿入した前記穴に流体を供給し、供給した流体が
穴内壁と前記浮子との隙間を通過する際の流体の背圧、
流量、又は前記浮子が受ける抗力、或いは前記浮子の変
位量を検出し、該検出値を基準値と比較して前記穴の内
径に換算することを特徴とする穴の内径測定方法。 - 【請求項2】 ワークに形成された穴の内径を測定する
穴の内径測定装置において、 前記穴に挿入される浮子と、 該浮子が挿入された穴に流体を供給する流体供給手段
と、 該流体供給手段で供給した流体が穴内壁と前記浮子との
隙間を通過する際の流体の背圧、流量、又は前記浮子が
受ける抗力、或いは前記浮子の変位量を検出する検出手
段と、 該検出手段で検出した検出値を基準値と比較して前記穴
の内径に換算する換算手段と、 を備えたことを特徴とする穴の内径測定装置。 - 【請求項3】 前記浮子は、球状に形成されることを特
徴とする請求項2記載の穴の内径測定装置。 - 【請求項4】 前記浮子の支持手段を設けたことを特徴
とする請求項2又は3記載の穴の内径測定装置。 - 【請求項5】 前記浮子は、前記支持手段に弾性体を介
して取り付けられていることを特徴とする請求項4記載
の穴の内径測定装置。 - 【請求項6】 前記浮子は、磁力によって前記支持部材
に支持されることを特徴とする請求項4記載の穴の内径
測定装置。 - 【請求項7】 前記浮子に前記流体の供給口が形成され
ていることを特徴とする請求項2、3、4又は5記載の
穴の内径測定装置。 - 【請求項8】 前記穴に複数の浮子が挿入されることを
特徴とする請求項2、3、4、5、6又は7記載の穴の
内径測定装置。 - 【請求項9】 前記流体は、空気であることを特徴とす
る請求項2、3、4、5、6、7又は8記載の穴の内径
測定装置。 - 【請求項10】 前記浮子は、前記穴の軸と直交する方
向における断面形状が、前記穴に相似した形状であるこ
とを特徴とする請求項2、3、4、5、6、7、8又は
9記載の穴の内径測定装置。
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CN104848810A (zh) * | 2015-04-29 | 2015-08-19 | 张家港海太精密量仪科技有限公司 | 对称式球窝球径气电测量仪 |
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