JP3936322B2 - Fixed throttle in air micrometer - Google Patents
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Description
本発明は、背圧式の空気マイクロメータにおける固定絞りに関するものである。 The present invention relates to a fixed throttle in a back pressure type air micrometer.
背圧式差圧方式の空気エアマイクロメータは、図1に示すようにエア噴出ノズル3と被測定面4との間隙にこのノズル3から噴出するエア流量の変化を固定絞り3によって生じる圧力変化として検出するように構成して、例えば図示していないが挿入測定ヘッドの周面にノズルを設け、ワークにこのヘッドを挿入してワークの内径を測定するように構成するが、絞り加減によって測定感度を変えることができる前記固定絞りは、従来エア管路となる金属製の継手部に金属製の絞り形成部材を組み込み設けている。 As shown in FIG. 1, the back-pressure type differential pressure type air-air micrometer uses a change in the air flow rate ejected from the nozzle 3 in the gap between the air ejection nozzle 3 and the measured surface 4 as a pressure change caused by the fixed throttle 3. For example, although not shown, a nozzle is provided on the circumferential surface of the insertion measurement head, and this head is inserted into the workpiece to measure the inner diameter of the workpiece. In the fixed throttle that can change the angle, a metal throttle forming member is incorporated and provided in a metal joint portion that is conventionally an air pipe.
即ち、例えばケーシングに設けたエア管路内に金属製の絞り部材を設け、このケーシングのエア管路出力端に隙間センサ側継手を設けると共に、入力端に空気源側継手を設けた構成としている。 That is, for example, a metal throttle member is provided in an air pipe provided in the casing, a gap sensor side joint is provided at the air pipe output end of the casing, and an air source side joint is provided at the input end. .
従って、この固定絞りをエア管路に設ける従来構造は、金属部材同志をシール性を確保して組み付けなければならないため、加工精度もかなり要求される上に、Oリング等の弾性シール材を併用しなければならない。そのため耐久性に劣り、また、弾性シール材が劣化してシール性が損なわれていてもこれに気づかず使用してしまう場合もある。 Therefore, the conventional structure in which this fixed restrictor is provided in the air pipe line requires that the metal members be assembled together while ensuring the sealing performance. Therefore, the processing accuracy is considerably required, and an elastic seal material such as an O-ring is used in combination. Must. Therefore, it is inferior in durability, and even if the elastic sealing material is deteriorated and the sealing performance is impaired, it may be used without noticing this.
従って、品質上の弱点を有し、また、製作においても組み付けにおいても容易ではなく、コスト高とならざるをえなかった。 Therefore, it has a weak point in quality, and it is not easy to manufacture and assemble, and it has to be expensive.
本発明は、このような現状に鑑み、エア管路にエアチューブを採用することに着眼し、このエアチューブ内に絞り形成部材を圧入挿入することで、簡易な構成でしかも簡単に固定絞りを所望な位置に設けることができ、しかも、圧入挿入がスムーズに行なえ、且つ上流側と下流側とのシール性が高く絞り機能が確実に果たせる固定絞りを容易に実現でき、更に例えば消耗時の交換や絞り調整のための別径の通気路を有する絞り形成部材への交換なども極めて容易に行なえ、特に精密部品が不要で部品点数が少なく、小型化が図れるなど極めて実用性に秀れた効果を発揮する画期的な空気マイクロメータにおける固定絞りを提供することを目的としている。 In view of such a current situation, the present invention focuses on adopting an air tube as an air pipe, and press-fitting and inserting a throttle forming member into the air tube allows a fixed throttle to be easily configured. It is possible to easily provide a fixed throttle that can be installed at a desired position, can be smoothly inserted into the press-fit, and has high sealing performance between the upstream side and the downstream side, and can reliably perform the throttle function. Also, it is very easy to change to a diaphragm forming member with a different diameter air passage for adjusting the throttle, and it is extremely practical because it requires no precision parts, reduces the number of parts, and can be downsized. It aims at providing the fixed aperture in the revolutionary air micrometer which exhibits.
添付図面を参照して本発明の要旨を説明する。 The gist of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
背圧式の空気マイクロメータのエア管路1に設ける固定絞り2であって、エア噴出ノズル3と被測定面4との間隙にこのノズル3から噴出するエア流量の変化を前記固定絞り2によって生じる圧力変化として検出するように構成した背圧式の空気マイクロメータの少なくとも前記固定絞り2を設けるエア管路1を樹脂製のエアチューブ1Aで構成し、このエアチューブ1A内に所定径のエア通路2Aを形成した絞り形成部材2Bを圧入挿入してエアチューブ1A内に前記固定絞り2を設ける構成とし、この絞り形成部材2Bの外形状は、外周面がエアチューブ1A内周面と略合致した球面状で外径寸法が前記エアチューブ1A内径よりやや大きく、且つこのエアチューブ1A挿入方向の外周面はこの挿入方向には球状湾曲せずにストレートな長さを有してエアチューブ1A長さ方向内面に沿設する位置決め外周面2Cを有し前記エア通路2A方向がエアチューブ長さ方向に沿った方向に位置決めされる構成としたことを特徴とする空気マイクロメータにおける固定絞りに係るものである。
The
また、前記エア通路2Aを前記エアチューブ1Aへの挿入方向に形成した前記絞り形成部材2Bの外形状は、外周面がエアチューブ1A内周面と略合致した球面状で外径寸法が前記エアチューブ1A内径よりやや大きく、且つエアチューブ1Aへの挿入方向長は短尺で端縁はR面取りされて全体として球状に近い形状に設定したことを特徴とする請求項1記載の空気マイクロメータにおける固定絞りに係るものである。
Further, the outer shape of the diaphragm forming member 2B in which the
また、前記絞り形成部材2Bの外径に対して前記絞り形成部材2Bの前記エアチューブ1Aへの挿入方向の長さが同等若しくはそれ以下の長さに設定したことを特徴とする請求項2記載の空気マイクロメータにおける固定絞りに係るものである。
The length in the insertion direction of the throttle forming member 2B into the
また、前記絞り形成部材2Bの外周面の前記エアチューブ1Aの内周面に沿った周方向に凸条部5を形成して絞り形成部材2Bの上流側と下流側とのシール性を向上させたことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の空気マイクロメータにおける固定絞りに係るものである。
Further, the
また、前記絞り形成部材2Bのエア通路2Aの上流側開口部に、上流側程径大となるエア導入案内部6を形成して、下流側での圧力測定値の振動を抑制するように構成したことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の空気マイクロメータにおける固定絞りに係るものである。
Further, an air
また、前記絞り形成部材2Bを前記エアチューブ1Aの長さ方向に前記各エア通路2Aが連通するよう複数直列に並設配設したことを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の空気マイクロメータにおける固定絞りに係るものである。
6. The apparatus according to
本発明は上述のように構成したから、エアチューブの柔軟性若しくは弾性を利用して挿入形成でき、しかも、このエアチューブの柔軟性若しくは弾性を利用して圧入挿入するため従来に比して精密部品が不要あるいは最小限に留めることができ、部品点数もわずかで十分なシール性を容易に確保できるため、簡易な構成でしかも簡単に固定絞りを所望な位置に設けることができ、またしかも、圧入挿入がスムーズに行なえ、且つ上流側と下流側とのシール性が高く絞り機能が確実に果たせる固定絞りを容易に実現でき、従って、例えば消耗時の交換や絞り調整のための別径の通気路を有する絞り形成部材への交換なども極めて容易に行なえる画期的な空気マイクロメータにおける固定絞りとなる。 Since the present invention is configured as described above, it can be inserted and formed by utilizing the flexibility or elasticity of the air tube, and moreover, it is press-fitted and inserted by utilizing the flexibility or elasticity of the air tube. Parts can be kept to a minimum or can be kept to a minimum, and since the number of parts is small and sufficient sealing performance can be easily secured, a fixed throttle can be easily provided at a desired position with a simple configuration. A fixed throttle that can perform press-fit insertion smoothly and has a high sealing performance between the upstream side and the downstream side and that can reliably perform the throttle function can be easily realized. It is an innovative fixed micrometer in an air micrometer that can be very easily replaced with a throttle forming member having a path.
また、請求項2,3記載の発明においては、一層挿入がスムーズでありながら位置決め外周面によってエア通路の向きは挿入時にズレることなく容易に設けることができる上、十分なシール性が確保でき、一層実用性に秀れた画期的な空気マイクロメータにおける固定絞りとなる。
Further, in the inventions of
また、請求項4記載の発明においては、更に上流側と下流側とのシール性が一層向上し、また、請求項5記載の発明においては、更に実質の絞り孔長を十分に短くして理想的な絞り機能を実現できると共に、下流側での圧力測定値の振動が抑制されるなど一層秀れた空気マイクロメータにおける固定絞りとなる。
Further, in the invention described in claim 4, the sealing performance between the upstream side and the downstream side is further improved, and in the invention described in
また、請求項6記載の発明においては、複数個組み合わせることにより従来不可能であった等価的に感度の高い(オリフィス内径が小さい)固定絞りを作成することができ、例えばエア通路の内径が0.2mmのものを精度良く製作することは不可能であったが内径0.3mmのものを二個使うことにより代用可能であり、また分布常数回路となるため管路面積の急変が緩和され乱流の発生が少なくなり、その結果圧力が安定し、測定精度が向上する。また固定絞り一個当たりの圧力降下が半減するため樹脂製チューブと固定絞り間のシール性が一層向上するなど極めて秀れた画期的な空気マイクロメータにおける固定絞りとなる。
Further, in the invention described in
好適と考える本発明の最良の形態(発明をどのように実施するのが最良か)を、図面に基づいて本発明の作用効果を示して簡単に説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The best mode of the present invention considered to be suitable (how best to carry out the invention) will be briefly described with reference to the drawings showing the effects of the present invention.
エアチューブ1A内にエア通路2Aを形成した絞り形成部材2Bを圧入挿入し、所望の位置に絞り形成部材2Bを圧入配設することでエア管路1に固定絞り2を設ける。
The throttle forming member 2B having the
この挿入に際して絞り形成部材2Bの挿入方向の外周面にこの挿入方向には球状湾曲せずにストレートな長さを有してエアチューブ1A長さ方向内面に弾圧当接する位置決め外周面2Cを形成しているため、挿入時にこれを挿入ガイドとして圧入挿入できると共にエア通路2Aの向きが変化せず前記エア通路2A方向がエアチューブ長さ方向に沿った方向に常に位置決めされることとなる。しかも、この位置決め外周面2Cによって所定長さ範囲がエアチューブと密着するため、十分なシール性が確保されることとなる。
At the time of this insertion, a positioning outer
このように、本発明では、安価に入手可能な柔軟性あるいは弾性を有するエアチューブ1Aを利用してこの中にエア通路2Aを有する絞り形成部材2Bを圧入挿入する構成によって、従来のように精密部品を必要最小限に留めることができ、製作が容易でしかも十分なシール性が耐久性よく確保される画期的な固定絞りを実現でき、更に前記位置決め外周面2Cによって圧入挿入時の位置ズレもなくシール性も格段に向上する画期的な空気マイクロメータにおける固定絞りとなる。
As described above, in the present invention, by using the flexible or
更に、例えばエアチューブ1Aを透明なものとすれば中が見え、シール性も常に確認でき、また、これを自由に屈曲されることで、スペースを利用して配管でき、例えば入出方向を同方向にすることも可能でスペースの有効利用や小型化を一層容易に実現できることになる。
Furthermore, for example, if the
また、更に絞り形成部材2Bのエアチューブ1Aへの挿入方向長を短尺として少なくとも挿入側端縁をR面取りして全体として球状に近い構成とすれば(例えば絞り形成部材2Bの外径に対して挿入方向長の長さを同等若しくはそれ以下として短尺とし、全体として球状に近い形状とすれば)、シール性が十分となるようにきつい圧入条件(径大な外径寸法に設定する)としつつもエアチューブ1Aが樹脂製で柔軟性や弾性を有することとあいまって一層挿入がスムーズに行なわれ、所望の位置に容易に挿入配設固定できることとなる。
Further, if the length in the insertion direction of the aperture forming member 2B into the
また、更に、前記絞り形成部材2Bの外周面の前記エアチューブ1Aの内周面に沿った周方向に凸条部5を形成すれば、エアチューブ1Aの柔軟性や弾性によって依然としてスムーズに挿入可能であり、しかも前記位置決め外周面2Cの密着と共にあるいはこれに代えてこの凸条部5が内周方向でエアチューブ1Aの内周面に強固に弾圧密着して、絞り形成部材2Bの上流側と下流側とのシール性は一層向上し、各種圧力の空気マイクロメータに適用可能となる。
Furthermore, if the
また、前記絞り形成部材2Bのエア通路2Aの上流側開口部に、上流側程径大となるエア導入案内部6を形成すれば、エア通路2Aの絞り実質長を理想的に短くしながらもこの絞りへのエア導入がスムーズとなり、下流側での圧力測定値の振動が抑制される。
Further, if the air
また、前記絞り形成部材2Bを前記エアチューブ1Aの長さ方向に前記各エア通路2Aが連通するよう複数直列に並設配設することが容易に行え、このように複数個並設することで、従来不可能であった等価的に感度の高い(オリフィス内径が小さい)固定絞りを作成することができる。例えばエア通路2Aの内径が0.2mmのものを精度良く製作することは不可能であったが、エア通路2Aの内径が0.3mmの絞り形成部材2Bを夫々のエア通路2Aが連通するようにして挿入配設することで代用可能である。また、分布常数回路となるため管路面積の急変が緩和され乱流の発生が少なくなり、その結果圧力が安定し、測定精度が向上する。しかも固定絞り一個当たりの圧力降下が半減するため樹脂製チューブと固定絞り間のシール性が一層向上することになる。
In addition, a plurality of the throttle forming members 2B can be easily arranged in series so that the
本発明の具体的な実施例1について図面に基づいて説明する。 A first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
本実施例の空気マイクロメータは図1に示す背圧式差圧方式を採用し、ここでの固定絞りは、空気マイクロメータの隙間センサー部(ノズル)と空気源を結ぶ管路に組み込まれるオリフィスである。空気源から供給され、この固定絞り3を経て隙間センサー部(ノズル3)と被測定物4との隙間より噴出する空気は、図2に示すようにその間隙の大小に応じて一定の範囲において比例的に変化する。本実施例の空気マイクロメータはこの流量の変化を固定絞り3によって生ずる圧力変化として検出するものである。 The air micrometer of this embodiment adopts the back pressure type differential pressure system shown in FIG. 1, and the fixed throttle here is an orifice incorporated in a pipe line connecting a gap sensor part (nozzle) of the air micrometer and an air source. is there. Air supplied from an air source and ejected from the gap between the gap sensor unit (nozzle 3) and the object to be measured 4 through the fixed throttle 3 is in a certain range according to the size of the gap as shown in FIG. Proportionally changes. The air micrometer of this embodiment detects this change in flow rate as a pressure change caused by the fixed throttle 3.
即ち、図2に示すように、本実施例の空気マイクロメータでは、PAのカーブは固定絞りAの絞り内径(絞り部材2Bのエア通路2Aの内径)によって変化する。この固定絞りAの絞り内径が小さいほどカーブが急峻になる(感度が高くなる。)。空気マイクロメータはこのリニア範囲において所定の精度を得ることができる。
That is, as shown in FIG. 2, in the air micrometer of the present embodiment, the curve of PA varies depending on the inner diameter of the fixed throttle A (the inner diameter of the
また、PBは固定絞りCにより一定にする。この時空気源圧力がΔP0変化変動するとカーブは点線のように変化する。つまり同一隙間に対してPAがΔPA変化するためこのままでは隙間測定値にΔHの誤差を発生する。 Further, PB is made constant by a fixed aperture C. At this time, when the air source pressure changes by ΔP0, the curve changes as indicated by a dotted line. That is, since PA changes by ΔPA with respect to the same gap, an error of ΔH is generated in the gap measurement value as it is.
この誤差を取り除くため差圧方式として大気へ噴出する回路を追加し、PA-PBを検出する方法としている。PA-PBの曲線は図2のようにΔPの影響が除去されている。 In order to remove this error, a circuit for jetting into the atmosphere is added as a differential pressure method to detect PA-PB. The PA-PB curve has the effect of ΔP removed as shown in FIG.
本実施例は、このような背圧式の差圧方式の空気マイクロメータの各固定絞りA,B,Cのいずれかあるいはすべてを以下のように構成する。 In the present embodiment, any or all of the fixed throttles A, B, and C of the back pressure type differential pressure type air micrometer are configured as follows.
図3に示すように、前記固定絞り2を設けるエア管路1を、屈曲自在で圧入挿入する絞り形成部材2Bに弾圧密着する弾性を有する樹脂製の透明なエアチューブ1A(例えば管状のポリウレタンチューブ)で構成し、このエアチューブ1A内に所定径のエア通路2Aを形成した絞り形成部材2Bを圧入挿入してエアチューブ1A内に前記固定絞り2を設ける構成とし、一端には空気源側継手7を圧入連結し、他端にはセンサ側連結用継手部8と分岐継手部9とを有する三又継手を圧入連結している。このエアチューブ1Aを装置内のスペースに納まるように自由に屈曲配設することもでき、U状に折り返し屈曲することで、入出側を同方向に配して装置構成することもでき、非常に実用的となる。
As shown in FIG. 3, a resin-made
本実施例のこの絞り形成部材2Bの外形状は、外周面がエアチューブ1A内周面と略合致した球面状で外径寸法が前記エアチューブ1A内径よりやや大きくして圧入挿入する構成とする。また、エアチューブ1Aへの挿入方向長は短尺で前後両端縁はR面取りされて全体として球状に近い形状としている。図4に示したものは、外径5mmに対して挿入方向長3mmとし、その前後縁をR面とりすることで、圧入挿入・挿脱がスムーズとなり、R面取りされた間の範囲の外周面の外径は同一としてこのR面取りされた間に挿入方向長にストレートな短い位置決め外周面2Cを形成している。
The outer shape of the diaphragm forming member 2B of the present embodiment has a spherical shape whose outer peripheral surface substantially matches the inner peripheral surface of the
即ち、このエアチューブ1A挿入方向の短尺な外周面は、周方向とは違って挿入方向には球状湾曲せずに、短いけれどもストレートな長さを有してエアチューブ1A長さ方向内面にその範囲が弾圧面接する位置決め外周面2Cを有する外形状に形成し、圧入挿入がスムーズに行えながらも前記エア通路2A方向がエアチューブ長さ方向に沿った方向に位置決めされ、且つ十分なシール性を確保できる構成としている。
That is, the short outer peripheral surface in the insertion direction of the
また、前記絞り形成部材2Bのエア通路2Aの上流側開口部に、上流側程径大となるエア導入案内部6を形成している。即ち、絞り形成部材2Bの下流側に口径の小さな絞り機能を発揮する通気路2Aを形成し、上流側をラッパ状(ラーパ状)にして開口側ほど孔径が大きくなるエア導入案内部6としての通気路2Aを形成し、絞り機能を有する絞り実質長を理想的に短くしつつも導入側を奥細り状の誘いこみ孔形状として、下流側での圧力測定値の振動を抑制するように構成している。
Further, an air
図5に示すように本実施例では前記実施例1での絞り形成部材2Bの短尺な外周面の前記エアチューブ1Aの内周面に沿った周方向に凸条部5を一条形成して絞り形成部材2Bの上流側と下流側とのシール性を一層向上させた構成としている。
As shown in FIG. 5, in this embodiment, a
本実施例では、図6に示すように、前記絞り形成部材2Bを前記エアチューブ1Aの長さ方向に前記各エア通路2Aが連通するよう複数直列に並設配設した構成としている。従って、複数個にすることにより従来不可能であった等価的に感度の高い(オリフィス内径が小さい)固定絞りを作成することができる。例えば内径0.2mmを精度良く製作することは不可能であったが内径0.3mmを二個使うことにより代用可能である。分布常数回路となるため管路面積の急変が緩和され乱流の発生が少なくなり、その結果圧力が安定し、測定精度が向上する。固定絞り一個当たりの圧力降下が半減するため樹脂製チューブと固定絞り間のシール性が向上する。
In the present embodiment, as shown in FIG. 6, a plurality of the throttle forming members 2B are arranged in parallel so that the
尚、本発明は、実施例1,2,3に限られるものではなく、各構成要件の具体的構成は適宜設計し得るものである。 The present invention is not limited to the first, second, and third embodiments, and the specific configuration of each component can be designed as appropriate.
1 エア管路
1A エアチューブ
2 固定絞り
2A エア通路
2B 絞り形成部材
2C 位置決め外周面
3 エア噴出ノズル
4 被測定面
5 凸条部
6 エア導入案内部
DESCRIPTION OF
Claims (6)
6. The air micrometer according to claim 1, wherein a plurality of the throttle forming members are arranged in series so that the air passages communicate with each other in the length direction of the air tube. Fixed aperture at.
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