JPH07113627A - 内球径測定方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】被測定物に設けられた断面円弧状を有する凹球
面の内球径を簡単かつ高精度に測定することを可能にす
る。 【構成】被測定物Ｗの凹球面Ｆより小径でかつ該凹球面
Ｆと略相似形を有する測定用ヘッド１２を備え、このヘ
ッド１２は、凹球面Ｆの直径部に対し計測用圧縮流体を
噴射する一対の第１ノズル２０ａ、２０ｂと、前記凹球
面Ｆの入口側凹球面部Ｆｅに対し計測用圧縮流体を噴射
する一対の第２ノズル２２ａ、２２ｂと、該凹球面Ｆの
内方側凹球面部Ｆｉに対し計測用圧縮流体を噴射する一
対の第３ノズル２４ａ、２４ｂとを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、被測定物に設けられた
断面円弧状を有する凹球面の内球径を測定するための内
球径測定方法および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、等速継手のアウトボードアウタ
ーの凹球面や軸受の内輪のような環状部品の内径寸法、
内径真円度あるいは勾配度等を測定するために、流量式
空気マイクロメータが使用されている。

【０００３】この種の空気マイクロメータは、測定子と
して円筒状外周面を有するプラグゲージ（測定用ヘッ
ド）を備えており、このプラグゲージ先端部には、一対
のノズルが外周面に臨んで設けられている。そして、前
記空気マイクロメータで内径寸法を測定する際には、被
測定物の内輪の内径面に対応してプラグゲージ先端部が
配設された後、一対のノズルから前記内径面に圧縮流体
が噴射されて空気マイクロメータ表示部のテーパ管内の
フロートが背圧によって浮き上がる。従って、このフロ
ート位置の表示を読み取ることにより、被測定物の内輪
の内径寸法が測定される。

【０００４】ところで、図６に示すように、等速継手の
アウトボードアウターである被測定物Ｗに設けられた断
面円弧状の凹球面Ｆの内球径を測定する場合、まず、こ
の内球径より小径でかつ相似形に形成されたプラグゲー
ジ先端部が、前記凹球面Ｆに対応して配置される。次い
で、プラグゲージ先端部に設けられた一対のノズルを介
して凹球面Ｆの直径部の内径（中央径）が測定された
後、このプラグゲージ先端部が所定角度傾動されて一方
のノズルを前記凹球面Ｆの入口側端部近傍に指向して配
置させるとともに、他方のノズルを該凹球面Ｆの内方側
に指向して配置させる。この状態で圧縮流体が噴射され
て凹球面Ｆの対角径が測定され、さらにプラグゲージ先
端部が反対側に傾動されて該反対側対角径が測定され
る。

【０００５】すなわち、図６において、凹球面Ｆの中央
径Ｇと対角径Ｈ１、Ｈ２を測定することにより、凹球面
Ｆの内球径が設定されることになる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来技術では、内球径測定に際してプラグゲージ先端部
の直径方向に設けられたそれぞれのノズルが、凹球面Ｆ
に対向していなければならない。一方のノズルが凹球面
Ｆから外れると、この一方のノズルから噴射される圧縮
流体が外部に流出してしまい、前記凹球面Ｆの内球径測
定作業が不可能となるからである。このため、従来の空
気マイクロメータでは、凹球面Ｆにおいて測定可能な範
囲α°と測定不可能な範囲β°とが存在してしまう。と
ころが、この測定不可能範囲β°における内球径が十分
に管理されていないと、組み付け後のトルクが変動する
等の不具合が生じてしまい、従って、凹球面Ｆ全面を高
精度かつ容易に管理することが望まれている。

【０００７】本発明は、この種の問題を解決するための
ものであり、被測定物に設けられた断面円弧状を有する
凹球面の内球径を簡単かつ高精度に測定することが可能
な内球径測定方法および装置を提供することを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明は、被測定物に設けられた断面円弧状を有
する凹球面の内球径を測定するための内球径測定方法で
あって、前記被測定物の凹球面より小径でかつ該凹球面
と略相似形の測定用ヘッドを、前記凹球面に対して一定
間隔を有して配設し、前記測定用ヘッドに設けられた一
対の第１ノズルから該凹球面の直径部に対し計測用圧縮
流体を噴射して前記凹球面の最大内球径を検出する工程
と、前記最大内球径が検出された位置に前記測定用ヘッ
ドを維持した状態で、該測定用ヘッドに設けられた一対
の第２ノズルを介して前記凹球面の入口側内球径を測定
するとともに、前記測定用ヘッドに設けられた一対の第
３ノズルを介して前記凹球面の内方側内球径を測定する
工程と、を有することを特徴とする。

【０００９】また、前記第１乃至第３ノズルから計測用
圧縮流体を噴射する際に、前記被測定物と前記測定用ヘ
ッドとを相対的に回転させて任意の位相角度位置で前記
凹球面の内球径を測定することが好ましい。

【００１０】さらに、本発明は、被測定物に設けられた
断面円弧状を有する凹球面の内球径を測定するための内
球径測定装置であって、前記被測定物の凹球面より小径
でかつ該凹球面と略相似形の測定用ヘッドを備え、前記
測定用ヘッドは、前記凹球面の直径部に対し計測用圧縮
流体を噴射する一対の第１ノズルと、前記凹球面の入口
側凹球面部に対し計測用圧縮流体を噴射する一対の第２
ノズルと、該凹球面の内方側凹球面部に対し計測用圧縮
流体を噴射する一対の第３ノズルと、を有するととも
に、前記第１ノズル乃至第３ノズルは、それぞれ異なる
通路を介してそれぞれ圧力検出器に連通することを特徴
とする。

【００１１】また、前記第１乃至第３ノズルが、それぞ
れ前記測定用ヘッドの軸方向および直径方向に対して位
相差を有して配置されることが好ましい。

【００１２】

【作用】上記の本発明に係る内球径測定方法および装置
では、測定用ヘッドに設けられた一対の第１ノズルを介
して凹球面の最大内球径が検出された後、その位置に前
記測定用ヘッドを維持しつつ一対の第２ノズルおよび一
対の第３ノズルを介して前記凹球面の入口側内球径およ
び内方側内球径がそれぞれ測定される。このため、測定
用ヘッドを凹球面内に正確に位置決め保持することがで
き、前記測定用ヘッドを傾動させることなく前記凹球面
の入口側内球径および内方側内球径の測定作業を行うこ
とが可能になる。これにより、操作が一挙に簡素化する
とともに、迅速かつ容易に測定作業が遂行され、しかも
測定不良を有効に阻止できる。

【００１３】また、第１乃至第３ノズルから計測用圧縮
流体を噴射する際に、被測定物と測定用ヘッドとを相対
的に回転させて任意の位相角度位置で凹球面の内球径を
測定すれば、該内球径の測定精度がさらに向上する。

【００１４】さらにまた、第１乃至第３ノズルが、それ
ぞれ測定用ヘッドの軸方向および直径方向に対して位相
差を有して配置されると、噴出される圧縮流体同士の干
渉を確実に阻止することができる。

【００１５】

【実施例】本発明に係る内球径測定方法および装置につ
いて実施例を挙げ、添付の図面を参照して以下に説明す
る。

【００１６】図１において、参照数字１０は、本実施例
に係る内球径測定装置を示す。この内球径測定装置１０
は、測定用ヘッド１２と、このヘッド１２を固着する支
持棒体１４と、この支持棒体１４に形成された第１通路
１６ａ、第２通路１６ｂおよび第３通路１６ｃに連通す
る第１圧力検出器１８ａ、第２圧力検出器１８ｂおよび
第３圧力検出器１８ｃとを備える。

【００１７】ヘッド１２は、被測定物Ｗの凹球面Ｆより
小径でかつ該凹球面Ｆと略相似形を有しており、図２に
示すように、この凹球面Ｆの直径部（中央径Ｇに対応）
に対し計測用圧縮流体を噴射する一対の第１ノズル２０
ａ、２０ｂと、前記凹球面Ｆの入口側凹球面部Ｆｅに対
し計測用圧縮流体を噴射する一対の第２ノズル２２ａ、
２２ｂと、該凹球面Ｆの内方側凹球面部Ｆｉに対し計測
用圧縮流体を噴射する一対の第３ノズル２４ａ、２４ｂ
とを備える。凹球面Ｆは真円でなく、第１ノズル２０
ａ、２０ｂと直径部との距離Ｃ１と、第２ノズル２２
ａ、２２ｂと入口側凹球面部Ｆｅとの距離Ｃ２と、第３
ノズル２４ａ、２４ｂと内方側凹球面部Ｆｉとの距離Ｃ
３とは、それぞれ異なっている。

【００１８】図３に示すように、第１ノズル２０ａ、第
２ノズル２２ａおよび第３ノズル２４ａは、ヘッド１２
の軸方向（矢印Ｘ方向）に対して同一線上に配置されて
おり、図４に示すように、第１ノズル２０ｂ、第２ノズ
ル２２ｂおよび第３ノズル２４ｂは、前記ヘッド１２の
軸方向（矢印Ｘ方向）およびこれに直交する直径方向
（矢印Ｙ方向）に対して位相差を有して配置される。

【００１９】第１ノズル２０ａ、２０ｂは、ヘッド１２
内で互いに一体化されて第１通路１６ａに連通し、第２
ノズル２２ａ、２２ｂおよび第３ノズル２４ａ、２４ｂ
も同様に、それぞれ互いに一体化されて第２通路１６ｂ
および第３通路１６ｃに連通する（図１参照）。第１通
路１６ａ乃至第３通路１６ｃは、支持棒体１４の中心と
同心的な仮想円周上に等角度間隔ずつ離間して設けられ
る（図５参照）。

【００２０】次に、このように構成される内球径測定装
置１０の動作について、本実施例に係る内球径測定方法
との関連で説明する。

【００２１】被測定物Ｗは、図１に示すように鉛直姿勢
で保持されており、内球径測定装置１０を構成するヘッ
ド１２が、前記被測定物Ｗの上方から下降されて該被測
定物Ｗの凹球面Ｆに対して一定間隔を有して配設され
る。そして、まず、支持棒体１４の第１通路１６ａに圧
縮流体が供給されてヘッド１２に設けられた一対の第１
ノズル２０ａ、２０ｂから凹球面Ｆの直径部に対し計測
用圧縮流体が噴射される。このため、第１圧力検出器１
８ａを介して直径部の内球径、すなわち、中央径Ｇが測
定され、ヘッド１２の位置を上下に変更させることによ
って該直径部の最大内球径が検出され、この最大内球径
が検出された位置に前記ヘッド１２を維持する。凹球面
Ｆが真円でないため（図２参照）、直径部の最大内球径
に対応する位置にヘッド１２を配置させる必要があるか
らである。

【００２２】次いで、ヘッド１２に設けられた一対の第
２ノズル２２ａ、２２ｂを介して入口側凹球面部Ｆｅの
内球径（入口側内球径）が測定されるとともに、前記ヘ
ッド１２に設けられた一対の第３ノズル２４ａ、２４ｂ
を介して内方側凹球面部Ｆｉの内球径（内方側内球径）
が測定される。すなわち、第２通路１６ｂに圧縮流体が
供給されると、この圧縮流体は、ヘッド１２内で分岐し
て第２ノズル２２ａ、２２ｂから入口側凹球面部Ｆｅに
噴射されてその内球径が第２圧力検出器１８ｂにより測
定される。一方、第３通路１６ｃに供給される圧縮流体
は、第３ノズル２４ａ、２４ｂから内方側凹球面部Ｆｉ
に噴射され、その内球径が第３圧力検出器１８ｃによっ
て測定される。

【００２３】そこで、各測定結果が規定範囲内にあるか
否かが判断され、凹球面Ｆの内球径が検出されることに
なる。

【００２４】この場合、本実施例では、ヘッド１２に設
けられた一対の第１ノズル２０ａ、２０ｂを介して凹球
面Ｆの最大内球径が検出された後、その位置に前記ヘッ
ド１２が維持された状態で、一対の第２ノズル２２ａ、
２２ｂおよび一対の第３ノズル２４ａ、２４ｂを介して
前記凹球面Ｆの入口側内球径および内方側内球径がそれ
ぞれ測定される。このため、従来のようにヘッド１２を
傾動させる必要がなく、凹球面Ｆの入口側内球径および
内方側内球径の測定作業を簡単かつ迅速に行うことがで
きる。しかも、ヘッド１２を凹球面Ｆに対して正確に位
置決めすることが可能になり、該凹球面Ｆの内球径測定
作業全体を高精度かつ効率的に遂行し得るという効果が
得られる。また、従来、測定不可能であった内方側凹球
面部Ｆｉ（図２および図５参照）の内球径を容易に測定
することができる。

【００２５】なお、本実施例では、ヘッド１２を凹球面
Ｆに対向させて保持した状態でこの凹球面Ｆの内球径を
測定しているが、前記ヘッド１２または被測定物Ｗを所
定角度ずつ間歇的に回転させ、例えば１２０°ずつ回転
させて３ヶ所の測定を行うことが可能である。これによ
り、内球径の測定精度がさらに向上するという利点が得
られる。

【００２６】また、第１ノズル２０ｂ、第２ノズル２２
ｂおよび第３ノズル２４ｂが、それぞれヘッド１２の軸
方向（矢印Ｘ方向）および直径方向（矢印Ｙ方向）に対
して位相差を有して配置されている。従って、入口側凹
球面部Ｆｅの内球径の測定作業と内方側凹球面部Ｆｉの
内球径の測定作業とを同時に行う際、第２ノズル２２ｂ
と第３ノズル２４ｂとから噴射される圧縮流体の干渉を
有効に阻止することができるという効果がある。このた
め、第１ノズル２０ａ、第２ノズル２２ａおよび第３ノ
ズル２４ａを、それぞれヘッド１２の軸方向および直径
方向に対して位相差を有して配置してもよい。

【００２７】

【発明の効果】本発明に係る内球径測定方法および装置
によれば、以下の効果乃至利点が得られる。

【００２８】測定用ヘッドに設けられた一対の第１ノズ
ルを介して凹球面の最大内球径が検出された後、その位
置に前記測定用ヘッドを維持しつつ一対の第２ノズルお
よび一対の第３ノズルを介して前記凹球面の入口側内球
径および内方側内球径がそれぞれ測定されるため、前記
測定用ヘッドを傾動させることなく前記凹球面の入口側
内球径および内方側内球径の測定作業を行うことが可能
になる。これにより、操作が一挙に簡素化するととも
に、迅速かつ容易に測定作業が遂行され、しかも測定不
良が有効に阻止できる。

【００２９】また、第１乃至第３ノズルから計測用圧縮
流体を噴射する際に、被測定物と測定用ヘッドとを相対
的に回転させて任意の位相角度位置で凹球面の内球径を
測定することにより、該内球径の測定精度がさらに向上
する。

【００３０】さらにまた、第１乃至第３ノズルが、それ
ぞれ測定用ヘッドの軸方向および直径方向に対して位相
差を有して配置されると、噴出される圧縮流体同士の干
渉を確実に阻止することができ、測定誤差が可及的に削
減される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る内球径測定装置の概略構
成図である。

【図２】前記内球径測定装置を構成するヘッドと被測定
物の凹球面の拡大説明図である。

【図３】前記内球径測定装置を構成するヘッドの一方の
側面図である。

【図４】前記内球径測定装置を構成するヘッドの他方の
側面図である。

【図５】前記内球径測定装置を構成する支持棒体の断面
平面図である。

【図６】被測定物の一部断面説明図である。

【符号の説明】

１０…内球径測定装置 １２…ヘッド １４…支持棒体 １６ａ〜１６ｃ
…通路 １８ａ〜１８ｃ…圧力検出器 ２０ａ、２０ｂ、２２ａ、２２ｂ、２４ａ、２４ｂ…ノ
ズル Ｇ…中央径 Ｆ…凹球面 Ｆｅ…入口側凹球面部 Ｆｉ…内方側凹
球面部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被測定物に設けられた断面円弧状を有する
   凹球面の内球径を測定するための内球径測定方法であっ
   て、 前記被測定物の凹球面より小径でかつ該凹球面と略相似
   形の測定用ヘッドを、前記凹球面に対して一定間隔を有
   して配設し、前記測定用ヘッドに設けられた一対の第１
   ノズルから該凹球面の直径部に対し計測用圧縮流体を噴
   射して前記凹球面の最大内球径を検出する工程と、 前記最大内球径が検出された位置に前記測定用ヘッドを
   維持した状態で、該測定用ヘッドに設けられた一対の第
   ２ノズルを介して前記凹球面の入口側内球径を測定する
   とともに、前記測定用ヘッドに設けられた一対の第３ノ
   ズルを介して前記凹球面の内方側内球径を測定する工程
   と、 を有することを特徴とする内球径測定方法。
2. 【請求項２】請求項１記載の測定方法において、前記第
   １乃至第３ノズルから計測用圧縮流体を噴射する際に、
   前記被測定物と前記測定用ヘッドとを相対的に回転させ
   て任意の位相角度位置で前記凹球面の内球径を測定する
   ことを特徴とする内球径測定方法。
3. 【請求項３】被測定物に設けられた断面円弧状を有する
   凹球面の内球径を測定するための内球径測定装置であっ
   て、 前記被測定物の凹球面より小径でかつ該凹球面と略相似
   形の測定用ヘッドを備え、 前記測定用ヘッドは、前記凹球面の直径部に対し計測用
   圧縮流体を噴射する一対の第１ノズルと、 前記凹球面の入口側凹球面部に対し計測用圧縮流体を噴
   射する一対の第２ノズルと、 該凹球面の内方側凹球面部に対し計測用圧縮流体を噴射
   する一対の第３ノズルと、 を有するとともに、 前記第１ノズル乃至第３ノズルは、それぞれ異なる通路
   を介してそれぞれ圧力検出器に連通することを特徴とす
   る内球径測定装置。
4. 【請求項４】請求項３記載の測定装置において、前記第
   １乃至第３ノズルは、それぞれ前記測定用ヘッドの軸方
   向および直径方向に対して位相差を有して配置されるこ
   とを特徴とする内球径測定装置。