JP5438924B2 - 内径測定装置 - Google Patents
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Description
従って、次に測定しようとしている孔の内径が今まで測定していた孔の内径と異なるときには、次の孔の測定を行う前にガイド部材や測定ヘッドを交換する作業が必要となり、測定作業が煩雑で作業効率が低下することとなっていた。
加えて、マイクロメータによってスピンドルの突出量を正確に知ることより、ヘッドの直径を正確に合わせようとするものである。
また、特許文献2に記載の内径測定装置は、前記移動軸が軸方向に移動するにともなって、これら測定アームの先端部が移動軸の軸心を中心にして拡張および縮小するとき、前記測定アームと前記測定アームに摺接する前記移動軸の円錐部との間で、摩擦(すべり摩擦)が生じる。これにより、前記移動軸を軸方向に移動させて前記測定アームの先端部の拡張および縮小が数多く行われると、前記測定アーム、前記移動軸の円錐部のうち摩耗強度の低い方が摩耗していき、ひいては摩耗していないときと比べて測定結果が異なるといったように測定精度が低下して、測定結果の信頼性が損なわれるという問題を有する。
内径測定装置10は、ワークに形成される加工孔等、円筒形状の孔の内径を測定するための測定装置である。
図1に示す如く、内径測定装置10は、本体100、移動軸200、可変ガイド300および変位検出器400を具備する。
本体100は軸受110・110を具備しており、移動軸200は中途部において、軸受110・110を介して本体100により、移動軸200の軸方向へ進退移動可能に支持される。
本体100には送りユニット500が設けられ、移動軸200の一端は送りユニット500に接続される。
送りユニット500はエアシリンダ510を有し、当該エアシリンダ510を動力として移動軸200は軸方向に進退移動する。
テーパーコーン210は、移動軸200が対称軸になる位置に配置され、テーパ状に形成される外周面211は移動軸200の他端に向かって先細りする。これにより、テーパーコーン210の外周面211は、移動軸200の軸方向に傾斜する。
軸部310の一端は移動軸200の中途部近傍に、軸部310の他端は移動軸200の他端側近傍に、設けられる。
取付部320は、本体100にピン321により回動可能に取り付けられ、取付部320および軸部310は一体的、かつ、所定方向(軸部310の他端が、移動軸200に近接、または移動軸200から離間する方向)に、ピン321を中心に回動する。また、取付部320および軸部310が一体的に回動しているとき、軸部310の軸芯と移動軸200の軸芯とは同一平面上にある。
本体100はその中途部において支持部120を具備し、支持部120と取付部320とは弾性部材であるガイド戻しバネ130により接続される。言い換えれば、可変ガイド300はその基部側において、ガイド戻しバネ130により支持部120に接続される。
これにより、可変ガイド300は所定方向(軸部310の他端が移動軸200に近接する方向)に向かって付勢されている。
接触部330は、移動軸200側(テーパーコーン210側)に向かって突出している。
接触部330には、支持軸340、およびボールベアリング350が設けられる。
支持軸340は棒状の部材であり、ねじ341で接触部330に取り付けられる。
ボールベアリング350の内輪には支持軸340が挿入され、ボールベアリング350は支持軸340に回動可能に支持される。
支持軸340およびボールベアリング350は、ボールベアリング350の外輪がテーパーコーン210の外周面211に接触し、かつ、ボールベアリング350の外輪がテーパーコーン210の外周面211上を移動軸200の軸方向に転動可能な位置に配置される。
つまり、可変ガイド300は、ボールベアリング350を介してテーパーコーン210の外周面211に接触している。
測定子410は、半球状に形成され、可変ガイド300に一体的に取り付けられる。
測定子410は、可変ガイド300の軸部310の他端側に配置され、反移動軸200側(反テーパーコーン210側)に若干突出している。
測定子410は差動トランス420に接続され、差動トランス420は制御装置(不図示)に接続される。
測定子410が孔の内壁に接触したとき、このときの測定子410の、突出量の変化量が差動トランス420により電気量に変換され、ひいては前記制御装置が差動トランス420から信号を受信してこの孔の内径を算出する。
基準となる内径D0は、作業者等が、測定結果(測定値)として所望する孔の内径より若干大きい値に設定される。
作業者等が送りユニット500のエアシリンダ510を駆動すると、移動軸200が軸方向に進退移動する。
これにより、移動軸200のテーパーコーン210に接触しているボールベアリング350・350・350・350の外輪が、テーパーコーン210の外周面211上を、移動軸200の軸方向に転動する。
このとき、テーパーコーン210の外周面211は移動軸200の軸方向に傾斜しているので、可変ガイド300・300・300・300がピン321・321・321・321を中心に回動して、可変ガイド300・300・300・300の軸部310・310・310・310の他端が、移動軸200に近接、または移動軸200から離間する。
すなわち、前記移動軸200の軸方向への進退移動により可変ガイド300・300・300・300の先端部が、ピン321・321・321・321を中心にして移動軸200に対して近接離間する方向へ回動する。
このように、可変ガイド300・300・300・300が回動することにより、移動軸200の軸芯と、軸部310・310・310・310に取り付けられる測定子410・410・410・410との距離(より厳密には、測定子410の最外郭との距離)が小さくなる、または大きくなる。これにより、内径測定装置10による測定範囲が変更される。
以上の如く、作業者等は、送りユニット500のエアシリンダ510の駆動により、移動軸200の軸方向の位置を決定し、ひいては測定子410の最外郭との距離を設定、つまり内径測定装置10において基準となる内径D0を設定する。
具体的には、移動軸200の他端側(可変ガイド300・300・300・300)をこの孔に挿入する。このとき、この孔の内径の芯と移動軸200の軸芯とが一致する位置に、移動軸200の他端側を挿入する。これにより、この孔の内壁に測定子410・410・410・410が接触するとともに、この孔の内壁の形状に適合するよう測定子410の突出量が変化する。このときの測定子410の突出量の変化量が差動トランス420により電気量に変換され、ひいては前記制御装置が差動トランス420から信号を受信してこの孔の内径を算出する。詳細には、前記制御装置は、前述の如く設定された基準となる内径D0から、測定子410の突出量の変化量(測定子410の縮んだ量)を減じて、この孔の内径を算出する。
ライン700は、内径測定装置10を用い、基準となる内径D0を設定し直す作業を交えつつ、一定の大きさの内径を測定する旨の実験を行い、このときの測定回数と測定値との関係を示すものである。
ライン600、ライン700によると、従来の内径測定装置より、内径測定装置10の方が、測定回数が増加しても測定結果が測定当初と顕著に異ならず、測定結果が安定していることがわかる。特に、従来の内径測定装置は、基準となる内径D0を設定し直す作業を繰り返して長期間使用すると、可変ガイドおよびテーパーコーンの摩耗により、可変ガイドが、測定当初に比べて閉じる方向(移動軸に近接する方向)に移動し、測定値が測定当初より大きくなる。
内径測定装置10は、移動軸200を軸方向に進退移動して可変ガイド300・300・300・300を回動することにより基準となる内径D0を変更できるので、ガイド径と測定対象たる孔の内径との径差を小さくすることができる。これにより、内径測定装置10は、測定対象たる孔の内径の芯をひろうことが容易になり、測定誤差を低減できる。
内径測定装置10は、移動軸200を軸方向に進退移動して可変ガイド300・300・300・300を回動することにより基準となる内径D0を変更できるので、測定子410・410・410・410の突出量を少なくしても、測定子410・410・410・410が測定対象たる孔の内壁に接触するよう調節することができ、精度良く孔の内径を測定できる。
100 本体
200 移動軸
210 テーパーコーン
300 可変ガイド
350 ボールベアリング
410 測定子
Claims (1)
- 本体と、
前記本体により軸方向に進退移動可能に支持される移動軸と、
前記移動軸の軸方向へテーパ状に形成される外周面を有し、前記移動軸に設けられるテーパーコーンと、
その基部側で前記本体により回動可能に支持されるとともに、前記移動軸に沿って配置される可変ガイドと、
前記可変ガイドの先端側に取り付けられ、前記可変ガイドと一体的に回動する測定子と、
を具備し、
前記可変ガイドを孔に挿入し、前記測定子を前記孔の内壁に接触させ、前記測定子の突出量の変化量を前記測定子よりも基端側で計測することにより、前記孔の内径を測定可能であり、
前記移動軸の進退移動により前記可変ガイドの先端部が前記移動軸に対して近接離間する方向へ回動する内径測定装置であって、
前記可変ガイドにより回動可能に支持されるとともに、前記テーパーコーンの外周面に接触するベアリングと、前記軸方向に関して前記テーパーコーンを挟んだ両側で前記移動軸を支持する軸受部材と、を具備する内径測定装置。
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