JP3527990B2 - 面間距離測定装置 - Google Patents
面間距離測定装置Info
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Description
やシム調整等に使用され、キャビティの深さなど比較的
小さい面間距離を測定する面間距離測定装置に関する。
面の測定をする場合、従来では、キャビティ内に粘土を
入れ、型締めして粘土を成形した後、その成形粘土の寸
法をノギス等で計測して、キャビティの深さや合せ面の
測定を行っている。
かり、その測定精度も低いことから、差動変圧器等の変
位センサを使用して電気的に測定することが検討され
た。
れる差動変圧器は、円筒形に巻装した一次コイル、二次
コイルの中に、円柱状の磁性体コアを軸方向に移動可能
に挿入した構造を持つ直線変位センサであるため、その
構造上、測定方向の全長が例えば約50〜60mmと長く
なり、例えば10〜20mmの金型キャビティ等の小間隙
寸法は測定することができない問題があった。
で、金型キャビティの深さなど小面間距離を容易に且つ
高精度に測定することができる面間距離測定装置を提供
することを目的とする。
に、本発明の面間距離測定装置は、ケースに設けた基準
面と並行に配設された磁歪軸を有し、磁歪軸の捩り角に
応じた検出電圧を出力する捩り角検出器と、磁歪軸の一
部に略直角に固定され、先端部をケースから突出して配
設される測定子と、を備え、捩り角検出器から出力され
る検出電圧値に基づいて、ケースの基準面から測定子の
先端までの距離を面間距離の測定値として出力する面間
距離測定装置であって、捩り角検出器は、ケース内に磁
歪軸が所定の角度捩りを加えた状態で両端を固定して取
付けられ、磁歪軸の中点位置に測定子の末端が固定さ
れ、磁歪軸の中点の両側外周位置に各々一次コイルと二
次コイルが巻装されて構成され、一次コイルには交流電
源が接続され、二次コイルには整流回路が接続され、整
流回路から出力された検出電圧値に基づき面間距離を求
める演算処理回路が設けられたことを特徴とする。
例えば、金型内の寸法測定などを行う際、定盤上に伏せ
て載置された金型のキャビティ内に、その基準面を下に
して、測定子の先端をキャビティの上面に当接させるよ
うに、挿入される。そして、交流電源から一次コイルに
交流電力を供給して、励磁すると、二次コイルには測定
子の先端の位置に応じて捩られる磁歪軸の捩り角に応じ
て誘導電圧が発生し、これが整流回路に送られる。
で直流電圧に変換され、演算処理回路に送られる。演算
処理回路は、検出電圧値とそれに対応した面間距離デー
タとをデータテーブルとして予め記憶し、整流回路を通
して入力された検出電圧値に基づき、データテーブルを
検索して面間距離を求める。
に配設した磁歪軸を有し、磁歪軸の捩り角に応じた検出
電圧を出力する捩り角検出器を使用して、基準面と測定
子間を面間距離を測定値として求めるため、測定部の厚
さを従来の差動変圧器のものより大幅に薄くすることが
できり、狭い間隙の面間距離を測定することができる。
また、捩り角検出器により測定値を出力するため、高精
度に面間距離を測定することができる。
に基づいて説明する。
正面図を示し、図2はその平面図を示し、図3、図4は
その断面図を示している。1は厚さの薄い金属製のケー
スであり、このケース1の底面が面間距離測定の際の基
準面となる。
磁歪特性を有する磁歪軸2が、例えば90度捩った状態
で両端部を固定して配設される。捩る範囲は軸材料の許
容応力の1/2以内である。磁歪軸2には、磁歪特性に
優れた磁性材料の線材、例えば、ニッケル・鉄合金、パ
ーマロイ、ニッケルクロム鋼からなる例えば約1mm程度
の線材が使用される。そして、その磁歪軸2の中点位置
(中央)に、測定子3がその末端を軸に対し直角に固定
され、測定子3の先端はケース1から45度の傾斜角度
で上方に突出される。
の磁化特性が変化し、応力の方向の透磁率が変化する磁
歪特性を有している。このため、磁歪特性を有する軸の
周囲に一次コイルと二次コイルを巻装し、一次コイルに
交流電圧を印加した状態で、軸に応力つまり捩りを加え
ると、その捩りに応じて軸の透磁率が変化するため、捩
りに応じて変化する出力電圧を、二次コイルから得るこ
とができる。本測定装置では、このような磁歪軸の磁歪
特性を利用して面間距離を測定する。
端を固定部材9によりケース1に対し固定される。固定
部材9はビス13でケース1に固定される。この両端の
90度の捩りにより、測定子3が固定される軸2の中点
位置には、45度の捩りが生じていることになる。
れ、その円板11を介して測定子3の末端が軸2に強固
に固定される。また、ケース中央には二又状の軸支部1
0がビス14により取付けられ、円板11の両側の軸部
分がこの軸支部10により捩り自在に水平に支持され
る。
点に固定した測定子3により磁歪軸2を例えば+側に捩
ると、軸2のJ1部分では捩りが増大し、軸2のJ2部
分では逆に捩りが低減される。このため、軸2のJ1部
とJ2部の両方に一次コイル、二次コイルを各々巻装
し、両側のコイルを直列に接続して出力を差動的に取り
出せば、測定子3の回動角度に応じた出力を、より大き
く安定して取り出すことができる。また、磁歪軸2に予
め捩り応力を加えて取付けることにより、測定子3を回
動させた際、磁歪軸2に弾性ヒステリシスを生じにくく
し、安定した正確な出力が得られるようにしている。
度で配設されるため、この角度から水平位置までの45
度(回動角度範囲)が測定可能な面間距離の測定範囲で
ある。なお、磁歪軸2を予め捩る角度の90度は一例で
あり、勿論、90度以外の角度で軸2を予め捩っておく
こともできる。
際、測定部を定盤に容易に固定できるように、永久磁石
4が取付けられる。 ケース1内には、上記磁歪軸2の
捩り角を電圧に変換する、つまり捩り角に応じて電圧を
出力する電磁誘導式の捩り角検出器5が設けられる。
おける中点位置の両側に、ボビンに巻装した一次コイル
7aと7b、及び二次コイル8aと8bを各々配設して
構成される。一次コイル7aは測定子3に向って軸2の
左側に、一次コイル7bはその右側に巻装され、二次コ
イル8aは一次コイル7aの上に、二次コイル8bは一
次コイル7bの上に巻装される。
8bに接続されたリード線12は、ケース1の端部に穿
設した孔から外部に引出され、測定回路に接続される。
された一次コイル7a,7bに接続される交流電源2
3、直列接続された二次コイル8a,8bとその中点に
接続される整流回路20、整流された直流検出電圧を入
力し測定値を演算する演算処理回路21、及び表示器2
2から構成される。
の交流電力を一次コイル7a,7bに供給する。整流回
路20は、図6に示す如く、二次コイル8a,8bの一
端に整流用のダイオードD1、D2を接続し、ダイオー
ドD1、D2のカソード側と二次コイル8a,8bの中
点との間にコンデンサC1、C2及び抵抗R1、R2を
接続して構成される。
うに、軸2の両側に配設された二次コイル8aと8bの
電圧を加えた値となるが、両二次コイル8a,8bを相
互に逆極性に接続することにより、測定子3の自由位置
(45度の位置)で両二次コイルに等しい逆方向の電圧
を発生させ、そのときの出力電圧をゼロにするようにし
ている。
7の如く、軸2を+方向に捩ると、軸2の右側部分では
捩りが増大し、軸2の左側部分では逆に捩りが低減され
る。このため、図8に示すように、磁歪軸2の右側に配
置された二次コイル8aからの出力電圧Vaは、軸2の
ねじり角が増すほど低下し、逆に、左側に配置された二
次コイル8bからの出力電圧Vbは、軸2のねじり角が
増すほど増加する。したがって、両出力電圧Va,Vb
を差動的に取り出すことにより、磁歪軸2の捩り量に応
じた出力電圧(Va−Vb)を、大きな変化幅で略直線
的に取り出すことができる。なお、この測定装置では、
図8におけるねじり角0〜45度(磁歪軸の角度)の範
囲で使用する。
有するCPUなどから構成され、直流検出電圧をデジタ
ル値にA/D変換して入力し、その値から距離の測定値
を演算する。この測定値の演算は、予めROM等の固定
メモリに、磁歪軸2の捩り角(検出電圧値)と、それに
対応した測定値、つまりケース1の底面から測定子3の
先端までの距離Sをデータテーブルとして記憶してお
き、検出電圧値が入力されたとき、それに対応した距離
Sのデータを、そのデータテーブルを検索して求めるこ
とができる。
定子3の先端までの距離Sは、図1に示すように、S=
A+B+Cであるから、この式から算出することもでき
る。即ち、測定子3の長さをL、測定子3の角度(磁歪
軸2の捩り角)をαとしたとき、測定子3の長さに対応
した高さAは、A=Lsinαであるから、検出された
測定値Sは、S=Lsinα+B+Cとなる。Bは磁歪
軸2の中心から底面までの距離、Cは測定子3の先端部
の半径である。
を説明する。このような構成の面間距離測定装置の測定
部は、例えば金型の寸法測定に使用する場合、図9に示
すように、定盤Jの上に伏せて載置された金型K内に、
金型Kの開口部からそのキャビティ内に挿入する。或
は、測定部を先ず定盤Jに載置し、その上から金型Kを
被せるように定盤J上に載置する。
5を主要部として構成され、この検出器5は、軸とコイ
ルの簡単な構造から非常に薄く形成することができるた
め、ケース1の厚さも薄型にすることができる。このた
め、金型の狭いキャビティ内でも測定部を挿入して、そ
のキャビティの深さ等を測定することができる。
と、測定子3の先端が、キャビティの上面に当接して測
定子3がその初期角度45度より低く回動され、磁歪軸
2が捩られる。このとき、軸2の右側部分(測定子から
向って)では捩りが増大し、軸2の左側部分では逆に捩
りが低減されるが、捩り角検出器5の一次コイル7a,
7bには、交流電源23により交流電力が供給され、励
磁されているため、その二次コイル8a,8bに誘導電
圧Va,Vbが発生し、その差電圧(Va−Vb)が出
力電圧として検出器5から出力され、この検出電圧は磁
歪軸2の捩り角に応じて発生する。
は、整流回路20で整流され、直流検出電圧として演算
処理回路21に入力される。演算処理回路21では、検
出電圧値と、それに対応した測定値(ケース1の底面か
ら測定子3の先端までの距離S)がデータテーブルとし
て記憶している場合、その検出電圧値に対応した距離S
のデータを、そのデータテーブルを検索して求める。
定値であるケース1の底面から測定子3の先端までの距
離Sは、図1に示すように、S=A+B+Cであるか
ら、演算処理回路21は、この式から算出する。ここ
で、AはLsinα、Lは測定子の長さ、αは捩り角
(検出電圧)、Bは磁歪軸2の中心から底面までの距
離、Cは測定子3の先端部の半径である。
らの深さが、ケース1の底面から測定子3の先端までの
距離Sとして測定され、その測定値が表示器22に数値
表示される。また、上記のような測定を行いながら、定
盤J上で金型Kを移動し、複数位置で測定を行えば、金
型キャビティの深さの変位を測定することができる。
測定部の正面図である。
る。
すグラフである。
Claims (2)
- 【請求項1】 ケースに設けた基準面と並行に配設され
た磁歪軸を有し、該磁歪軸の捩り角に応じた検出電圧を
出力する捩り角検出器と、該磁歪軸の一部に略直角に固
定され、先端部を該ケースから突出して配設される測定
子と、を備え、該捩り角検出器から出力される検出電圧
値に基づいて、該ケースの基準面から該測定子の先端ま
での距離を面間距離の測定値として出力する面間距離測
定装置であって、前記捩り角検出器は、前記ケース内に前記磁歪軸が所定
の角度捩りを加えた状態で両端を固定して取付けられ、
該磁歪軸の中点位置に前記測定子の末端が固定され、該
磁歪軸の中点の両側外周位置に各々一次コイルと二次コ
イルが巻装されて構成され、 前記一次コイルには交流電源が接続され、前記二次コイ
ルには整流回路が接続され、該整流回路から出力された
検出電圧値に基づき面間距離を求める演算処理回路が設
けられた ことを特徴とする面間距離測定装置。 - 【請求項2】 前記演算処理回路は、検出電圧値とそれ
に対応した面間距離データとをデータテーブルとして予
め記憶し、前記整流回路を通して入力された検出電圧値
に基づき、該データテーブルを検索して面間距離を求め
ることを特徴とする請求項1記載の面間距離測定装置。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP32902095A JP3527990B2 (ja) | 1995-12-18 | 1995-12-18 | 面間距離測定装置 |
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JP32902095A JP3527990B2 (ja) | 1995-12-18 | 1995-12-18 | 面間距離測定装置 |
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ID=18216706
Family Applications (1)
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JP32902095A Expired - Lifetime JP3527990B2 (ja) | 1995-12-18 | 1995-12-18 | 面間距離測定装置 |
Country Status (1)
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JP (1) | JP3527990B2 (ja) |
Cited By (1)
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1995
- 1995-12-18 JP JP32902095A patent/JP3527990B2/ja not_active Expired - Lifetime
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