JP3835519B2 - 寸法測定方法および寸法測定装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気マイクロメータにより被測定物の外径または内径を測定する寸法測定方法および寸法測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
空気マイクロメータは、測定ヘッドのノズルから被測定物にエアを吹付けて、ノズルと被測定物との間隙に応じた流量変化または背圧変化から寸法を測定するもので、比較的簡単にかつ高精度に測定できるところから、インラインでの外径測定または内径測定に多用されている。
【０００３】
ところで、空気マイクロメータにより外径または内径の測定を行う場合、外径測定においては、空気マイクロメータの測定ヘッドの測定孔内に被測定物を挿入し、内径測定においては、空気マイクロメータの測定ヘッドを被測定物の被測定孔内に挿入するが、何れの場合においても、測定ヘッドと被測定物との間に設定される間隙はわずか（0.03ｍｍ程度）であり、被測定物または測定ヘッドを相手側の測定孔または被測定孔に挿入する際、両者が接触することが多く、測定ヘッドが焼入れ材等の硬質材から形成されていることもあって、被測定物に傷が付き易いという問題があった。
【０００４】
そこで、例えば、実開平２−７５１０号公報には、空気マイクロメータによる内径測定において、測定子（測定ヘッド）を被測定物の被測定孔に挿入する際、その挿入側と反対側（出口側）から被測定孔内にエアを吹込み、空気膜によって測定ヘッドが被測定物に接触するのを防止する方法が記載されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記公報に記載の方法によれば、エアが被測定物の被測定孔内を軸方向へ流れるため、測定ヘッドが、何らかの原因で被測定孔の片側へ寄ると、寄った側と反対側の間隙（流路）が拡大するため、この拡大した側の流路にエアが優先的に流れ、結果として測定ヘッドが被加工物に接触してしまい、測定ヘッドと被測定物とを安定して非接触状態に維持することは困難となる。
【０００６】
本発明は、上記した従来の問題点に鑑みてなされたもので、その課題とするところは、空気マイクロメータの測定ヘッドと被測定物との接触を確実に防止することを可能にし、もって被加工物の損傷を未然に防止できる寸法測定方法および寸法測定装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明に係る寸法測定方法は、空気マイクロメータにより被測定物の外径または内径を測定する寸法測定方法において、前記被測定物または前記空気マイクロメータの測定ヘッドを、ガイドのガイド孔を通して測定位置に送り、この際、前記ガイドのガイド孔内にその内面に設けた複数のエア吹出し口からエアを吹込んで、被測定物をガイド孔内面から浮かせ、空気マイクロメータによる測定中は、前記エア吹出し口からのエア吹込みを中止することを特徴とする。
このように行う寸法測定方法においては、ガイドのガイド孔内面に設けたエア吹出し口から吹込まれるエアによって被測定物または測定ヘッドがガイド孔中心に寄せられて中立位置を維持し、被測定物または空気マイクロメータの測定ヘッドを、相互に接触するのを防ぎながら測定位置に送ることができる。
本寸法測定方法においては、上記ガイドのガイド孔内に渦巻き流が発生するように、エア吹出し口からエアを吹込むようにしてもよく、この場合は、万一、エア吹出し口の１つに詰まりが発生しても、被測定物または測定ヘッドの中立位置が維持される。
【０００８】
本発明に係る寸法測定装置は、上記寸法測定方法を実行するためのもので、被測定物または空気マイクロメータの測定ヘッドを挿通させるガイド孔を有すると共に、該ガイド孔内面にその円周方向に等配して複数のエア吹出し口を有するガイドを備え、さらに前記ガイドのエア吹出し口にエアを供給するエア供給手段を設けたことを特徴とする。そして、外径測定に用いる場合は、前記ガイドを、空気マイクロメータの測定ヘッドの測定孔入口側に、そのガイド孔が前記測定孔と同軸となるように配置し、内径測定に用いる場合は、前記ガイドを、被測定物の被測定孔入口側に、そのガイド孔が前記被測定孔と同軸となるように配置する。
本寸法測定装置において、上記ガイドは、ガイド孔内にエアの渦巻き流を発生させるようにそのエア吹出し口の向きを設定している構造とすることができる。また、このガイドはそのガイド孔が、入口側よりも出口側を小径とする段付き孔となっており、エア吹出し口が、前記段付き孔の各段に設けられている構造とすることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基いて説明する。
【００１０】
図１および図２は、本発明に係る寸法測定装置の一つの実施の形態を示したものである。本実施の形態は、軸状をなす被測定物Ｗの外径測定に用いられるもので、図１中、１は空気マイクロメータの測定ヘッドを、１１はこの測定ヘッド１に被測定物Ｗを案内するためのガイドをそれぞれ表している。測定ヘッド１は、被測定物Ｗが挿入される測定孔２を中心に有する円筒状のヘッド本体３を備えており、このヘッド本体３内には、前記測定孔２に一端を開口させたノズル４が、半径方向へ延ばしてかつ円周方向に等配して複数設けられている。ヘッド本体３内にはまた、前記各ノズル４の他端を外周面に開通させるエア通路５が設けられており、各ノズル４には、これらエア通路５を経て空気マイクロメータのエア源（図示略）から所定圧のエアが供給されるようになっている。空気マイクロメータは、ここでは流量式のものが用いられており、ノズル４から被測定物Ｗにエアを吹付けた際の流量をＡ−Ｅ変換することにより被測定物Ｗの外径を測定できるようになっている。
【００１１】
一方、ガイド１１は、その中心に被測定物Ｗが挿入されるガイド孔１２を有し、そのガイド孔１２が前記測定ヘッド１の測定孔２と同軸となるように、該測定ヘッド１を構成するヘッド本体３の上端に連結されている。ガイド１１のガイド孔１２は、ここでは段付き孔となっており、被測定物Ｗが挿入される入口側となる上半部分が大径孔１２ａとして、測定ヘッド１の測定孔２に臨む出口側となる下半部分が小径孔１２ｂとして構成されている。なお、ガイド１１は、比較的軟質の樹脂から形成されている。
【００１２】
しかして、上記ガイド１１には、前記大径孔１２ａ、小径孔１２ｂにそれぞれ一端を開口させたエア吹出し口１３，１４が円周方向に等配して複数（ここでは４つ）設けられている。各エア吹出し口１３，１４は、図２によく示されるように、ガイド１１の中心線に対して一定の周回り方向へ所定の角度θで傾斜するように設けられている。ガイド１１内にはまた、前記各エア吹出し口１３，１４の他端を外周面に開通させるエア通路１５，１６が設けられており、各エア吹出し口１３，１４には、これらエア通路１５，１６を経てエア供給手段（図示略）から所定圧のエアが供給されるようになっている。そして、このエア供給により各エア吹出し口１３，１４からガイド孔１２内にエアが吹込まれるが、前記したように各エア吹出し口１３，１４の向きが一定の周回り方向へ傾斜していることから、ガイド孔１２内にはエアの渦巻き流が形成されるようになる。
【００１３】
ここで、ガイド１１のガイド孔１２は、その大径孔１２ａの内径Ｄ１が被測定物Ｗの直径ｄより十分に大きくなるように設定されると共に、その小径孔１２ｂの内径Ｄ２が被測定物の直径ｄよりわずか大きくなるように設定されている。この場合、測定ヘッド１の測定孔２の内径Ｄ３は被測定物Ｗの直径ｄよりもかなり大きくなっており、したがって、前記ガイド１１の小径孔１２ｂの内径Ｄ２は、被測定物Ｗの直径ｄと測定ヘッド１の測定孔２の内径Ｄ３との中間値となっている。
【００１４】
以下、上記寸法測定装置による寸法測定方法について説明する。
寸法測定に際しては、予めガイド１１のエア吹出し口１３，１４に、図示を略すエア供給手段からエアを供給し、ガイド孔１２内にエアの渦巻き流を形成しておく。被測定物Ｗは、ガイド１１の上方に配設した支持手段（図示略）にフローティング可能に吊下支持されており、該支持手段の始動により被測定物Ｗは鉛直姿勢を維持しながら下降し、その先端部がガイド１１のガイド孔１２内に挿入される。この時、ガイド孔１２の入口側は大径孔１２ａとなっているので、被測定物Ｗはガイド孔１２内に円滑に挿入される。また、ガイド孔１２内には、前記したようにエア吹出し口１３，１４からの事前のエア吹込みにより渦巻き流が形成されており、被測定物Ｗはこの渦巻き流によって大径孔１２ａの内面から浮上して、その中心側へ寄せられ、中立位置を維持する。
【００１５】
このようにして、被測定物Ｗは、中立位置を維持しながら大径孔１２ａ内を下降し、そのまま小径孔１２ｂ内に円滑に挿入され、測定ヘッド１の測定孔２内に挿入される。測定ヘッド１の測定孔２の内径Ｄ３は、前記したように被測定物Ｗの直径ｄよりかなり大きくなっており、したがって、被測定物Ｗはこの測定孔２の内面に接触することなく、所定の測定位置に挿入される。
【００１６】
その後、ガイド１１のエア吹出し口１３，１４へのエア供給が遮断され、空気マイクロメータによる外径測定が開始される。この空気マイクロメータによる外径測定は、前記したように測定ヘッド１内のノズル４から被測定物Ｗへ向けてエアを吹付けることにより行われる。そして、この測定終了後、ガイド１１のエア吹出し口１３，１４へのエア供給が再開され、被測定物Ｗは、図示を略す支持手段により上昇する。しかしてこの間、ガイド１１のガイド孔１２内には前記したエアの渦巻き流が形成されているので、被測定物Ｗはガイド孔１２の内面に接触することなく上昇し、遂にはガイド１１から抜けて元の位置に復帰する。
【００１７】
すなわち、被測定物Ｗは、測定位置への移動中または測定位置からの退出中、ガイド１１のガイド孔１２の内面にはもちろん、測定ヘッド１の測定孔２の内面にも接触することがなく、したがって、被測定物Ｗに傷が付くことはない。本実施の形態においては特に、ガイド１１のガイド孔１２内にエアの渦巻き流が形成されているので、複数存在するエア吹出し口１３，１４の１つに詰まりが発生しても、被測定物Ｗの中立位置が維持され、被測定物Ｗとガイド１１または測定ヘッド１との接触は確実に防止される。また、ガイド１１のガイド孔１２は特に、測定ヘッド１の測定孔２側が被測定物Ｗの直径ｄよりわずか大きな内径Ｄ２を有する小径孔１２ｂとなっているので、被測定物Ｗは、測定ヘッド１の測定孔２の中心に沿って確実に移動し、これにより被測定物Ｗと測定ヘッド１との接触は、より確実に防止される。
【００１８】
なお、ガイド１１に設けるエア吹出し口１３，１４は、上記実施の形態のように中心線に対して傾斜させることなく、半径方向へ延ばして配置してもよいもので、この場合は、ガイド孔１２の中心に向けて吹出すエアにより被測定物Ｗは、ガイド孔１２の内面から浮上して中立位置を維持する。ただし、この場合は、エア吹出し口の１つに詰まりが発生すると、この方向に被測定物Ｗが寄せられるので、ガイド孔１２の内面に接触する危険がある。
また、上記実施の形態においては、測定ヘッド１とガイド１１とを位置固定して被測定物Ｗを移動させるようにしたが、被測定物Ｗを位置固定して測定ヘッド１とガイド１１とを移動させるようにしてもよいことは、もちろんである。
【００１９】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明に係る寸法測定方法および寸法測定装置によれば、被測定物または空気マイクロメータの測定ヘッドをガイドのガイド孔を通して測定位置に送り、この際、ガイド孔の内面に設けたエア吹出し口からエアを吹込んで被測定物または測定ヘッドを中立位置に維持するので、被測定物または測定ヘッドを、相互に接触することなく測定位置に送ることができ、被測定物の損傷を未然に防止することができて、寸法測定に対する信頼性が著しく向上するものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る外径測定用寸法測定装置の構造を示す断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ矢視線に沿う断面図である。
【符号の説明】
１ 空気マイクロメータの測定ヘッド
２ 測定孔
４ ノズル
１１ ガイド
１２ ガイド孔
１２ａ ガイド孔の大径孔
１２ｂ ガイド孔の小径孔
１３，１４ エア吹出し口
Ｗ 被測定物

Claims (6)

1. 空気マイクロメータにより被測定物の外径または内径を測定する寸法測定方法において、前記被測定物または前記空気マイクロメータの測定ヘッドを、ガイドのガイド孔を通して測定位置に送り、この際、前記ガイドのガイド孔内にその内面に設けた複数のエア吹出し口からエアを吹込んで、被測定物をガイド孔内面から浮かせ、空気マイクロメータによる測定中は、前記エア吹出し口からのエア吹込みを中止することを特徴とする寸法測定方法。
2. ガイドのガイド孔内に渦巻き流が発生するように、エア吹出し口からエアを吹込むことを特徴とする請求項１に記載の寸法測定方法。
3. 空気マイクロメータにより被測定物の外径を測定する寸法測定装置において、被測定物を挿通させるガイド孔を有すると共に、該ガイド孔内面にその円周方向に等配して複数のエア吹出し口を有するガイドを備え、該ガイドを、前記空気マイクロメータの測定ヘッドの測定孔入口側に、そのガイド孔が前記測定孔と同軸となるように配置し、さらに前記ガイドのエア吹出し口にエアを供給するエア供給手段を設けたことを特徴とする寸法測定装置。
4. 空気マイクロメータにより被測定物の内径を測定する寸法測定装置において、空気マイクロメータの測定ヘッドを挿通させるガイド孔を有すると共に、該ガイド孔内面にその円周方向に等配して複数のエア吹出し口を有するガイドを備え、該ガイドを、前記被測定物の被測定孔入口側に、そのガイド孔が前記被測定孔と同軸となるように配置し、さらに前記ガイドのエア吹出し口にエアを供給するエア供給手段を設けたことを特徴とする寸法測定装置。
5. ガイドは、ガイド孔内にエアの渦巻き流を発生させるようにそのエア吹出し口の向きを設定していることを特徴とする請求項３または４に記載の寸法測定装置。
6. ガイドのガイド孔が、入口側よりも出口側を小径とする段付き孔となっており、エア吹出し口が、前記段付き孔の各段に設けられていることを特徴とする請求項３乃至５の何れか１項に記載の寸法測定装置。

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