JPH0330081B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ａ 発明の目的 （産業上の利用分野） この発明に係る測定力変換装置は、各種物品の
厚さを測定する場合等、物品の硬度、弾力等に応
じて物品の表面を押圧する測定力を変換するのに
利用される。

（従来の技術） 各種物品の長さ、或は厚さを測定するのに各種
測定装置が使用されている。例えば、第４〜５図
に示すようなシリンダヘツドガスケツト１も、全
面に亘つて厚さが均一となり、このガスケツト１
をシリンダブロツクの上面とシリンダヘツドの下
面との間に挾持した場合に、両面間の気密、液密
が良好に保持されるようにする必要がある。この
ため、従来からコンパレータを用いてシリンダヘ
ツドガスケツトの厚さを複数の測定点に於いて測
定し、厚さが均一となるように製造装置を修正す
る等の事が行なわれている。

このための厚さ測定装置としては、従来から第
６図に示すような構造のものが使用されている。
この従来の装置は、基台２の上面に設けたレール
３，３の上に載せた下テーブル４を、モータ５に
より矢印ａ方向の移動自在とし、この下テーブル
４の上面に載せた上テーブル６をモータ７によ
り、下テーブル４の移動方向と直角な矢印ｂ方向
に移動自在としている。上テーブル６の上面に
は、平板状の試料受８が載置されている。また、
この試料受８の上方に設けた天板９には、コンパ
レータ１０が装着されており、このコンパレータ
１０の測定端子１１が天板９の下面に突出してい
る。天板９は、基台２の上方に、この基台２の上
面に対して平行に固定または上下動自在にフレー
ム（図示省略）によつて設けられており、上記コ
ンパレータ１０のうち少なくとも測定端子１１
は、このような天板９に対して若干の上下動自在
に設けることにより、天板９の下面から測定端子
１１が突出する量を加減できるようにしている。

このような従来の厚さ測定装置により、板状の
試料の複数の測定点に於ける厚さを測定するに
は、次のようにして行なう。則ち、まず天板９を
適当な高さ位置まで移動させた後固定し（天板９
が上下動可能な場合）、コンパレータ１０の測定
端子１１が下降した場合に、このコンパレータ１
０の測定端子１１の下面が試料受８の上面に当接
できるが、測定端子１１の上昇時には、この測定
端子１１の下端面が試料受８の上面から十分（試
料受８に載せられる試料の厚さ以上）に離れるよ
うにする。このように天板９の位置を決めてこの
天板９を固定した後、測定端子１１を上昇させた
状態で試料受８の上面にシリンダヘツドガスケツ
ト等の板状の試料１２を載置し、測定端子１１を
下降させてこの測定端子１１の下端面を試料１２
の上面に弾接させ、この時コンパレータ１０が示
す値と、試料載置全に測定端子１１の下端面が試
料受上面に弾接した際にコンパレータ１０が示す
値との差を試料１２の厚さとして求める。試料１
２の厚さを測定する点を変える場合には、測定端
子１１を上昇させ、測定端子１１の下端面を試料
１２の上面から離した状態で、モータ５，７の少
なくとも一方に通電し、上下テーブル６，４の少
なくとも一方を適当量だけ水平移動させた後停止
し、次いで測定端子１１を下降させて前記の場合
と異なる測定点に於いて試料１２の厚さ測定を行
なう。以下、このような動作を繰り返して試料１
２上の複数の測定点に於いてその厚さ測定を行な
つた後、測定端子１１を上昇させた状態で試料１
２を試料受８の上面から取り出し、代りに別の試
料を試料受８上に載せる。このようにして試料の
厚さを複数の測定点で測定する際、モータ５，７
への通電による試料受８の平行移動と、この移動
前後に於ける測定端子１１の昇降とは、シーケン
ス回路、或はマイクロコンピユータにより予め定
められた順番に従つて自動的に行なわれるため、
作業員は試料８上への試料の出し入れをするだけ
で、試料の厚さ測定を自動的に行なうことができ
る。

又第７図に示すように、上下テーブル６，４を
それぞれ枠状に形成し、上テーブル６の上方に枠
状の試料受８を設け、基台２の上面の上下両テー
ブル６，４と試料受８とに囲まれる部分で測定端
子１１と対向する位置に、上端面を平坦にした受
ブロツク１３を固定した測定装置（実願昭58−
089865号）や、第７図に於ける試料受を省略し、
代りに受ブロツク１３を昇降式とした測定装置も
ある。

いずれの測定装置に於いても、試料の厚さを複
数の測定点に於いて能率良く測定できる。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、従来の測定装置に於いては、測定点
を変えてもコンパレータ１０の測定端子１１は同
じ測定力で試料１２の上面を押圧するように構成
されていた。ところが、シリンダヘツドガスケツ
トのように測定点によつて試料の硬度、弾性等が
大きく異なる場合、測定点に合せて測定力を変換
しなければ正確な測定を行なえない。

即ち、第４〜５図に示すようにシリンダヘツド
ガスケツト１にシリンダ孔に合せて形成したボア
孔１４の内周縁に装着した金属薄板製のグロメツ
ト１５の部分の厚さを測定する場合、測定力を大
きく（例えば７〜15Kg）しなければ、グロメツト
１５と芯材１６に塗布したコンパウンドとの間に
隙間が存在したりして測定値が実際の厚さよりも
大き目になる。反対に、グロメツト１５を外れた
部分の厚さを測定する場合、測定力をあまり大き
くすると測定端子１１の先端がコンパウンド１７
中に沈入し、測定値が実際の厚さよりも小さ目に
なつてしまう。

本発明はこのような事情に鑑み、測定端子が試
料を押圧する測定力を容易かつ迅速に変換できる
装置を提供せんとするものである。

ｂ 発明の構成 （問題を解決するための手段） 本発明の測定力変換装置は、シリンダ内側にこ
のシリンダ筒の内径よりも十分に小径の伝達杆を
挿入し、この伝達杆に下方に向かう力を付与して
いる。この伝達杆の外周面には上方から順に段部
と外向フランジとがそれぞれ形成されており、上
方に形成した段部には円管状のスリーブが係合し
ている。このスリーブには下方に向く力を付与さ
れており、伝達杆の外周面とシリンダ筒の内周面
との間に気密に挿入され、上記段部により下降を
制限されている。

伝達杆の外周面とシリンダ筒の内周面との間の
円筒状の空隙には、スリーブの下端面と上記外向
フランジの上面との間に第一の隔壁が、外向フラ
ンジの下面から少し下方の部分に第二の隔壁が、
それぞれシリンダ筒に固定し、各隔壁の内周縁と
伝達杆の外周面とを気密に摺動自在とした形で設
けられている。

シリンダ筒には、スリーブの下面と第一の隔壁
の上面との間の第一の空隙に連通する第一の給排
口、第一の隔壁の下面と外向フランジの上面との
間の第二の空隙に連通する第二の給排口、外向フ
ランジの下面と第二の隔壁の上面との間の第三の
空隙に連通する第三の給排口がそれぞれ設けられ
ている。各給排口はコンプレツサ等圧縮空気の供
給装置に通じており、各給排口に別々に圧縮空気
の給排を行なえるようにしている。但し、第二の
空隙に通じる第二の給排口は、常に大気に開放し
た状態でも良い。

伝達杆の上端面にはコンパレータの測定端子の
下端の弾接させており、伝達杆が昇降するとその
昇降量がコンパレータにより測定されるようにし
ている。

（作用） 上述のように構成される本発明の測定力変換装
置の作用は次の通りである。

(イ) 測定力を軽くする場合 第一の給排口から第一の空隙内に圧縮空気を
送り込み、スリーブを上昇させる。第二、第三
の空隙に通じる第二、第三の給排口には、いず
れにも圧縮空気を送り込むか、或はいずれにも
圧縮空気を送り込まず、外向フランジの上下面
に加わる圧力を等しくしておく。

このため、伝達杆はこの伝達杆自身に加わる
力だけで下方に押される。

(ロ) 測定力を大きくする場合 第二、第三の給排口への圧縮空気の給排に関
する条件は上記イの場合と同じとし、第一の給
排口を通じての第一の空隙内への圧縮空気の送
給を停止する。

これにより、スリーブが下降してこのスリー
ブの一部が伝達杆上部の段部に当接し、伝達杆
には自身に加えられた力の他、スリーブに加え
られた力も加わり、下方に向かう力が大きくな
る。

(ハ) 伝達杆を上昇させる場合 第二の給排口には圧縮空気を供給せず、第
一、第三の給排口に圧縮空気を送り込む。

このため、スリーブと伝達杆とがいずれも圧
縮空気に押されて上昇する。

（実施例） 次に図示の実施例を説明しつつ本発明を更に詳
しく説明する。

第１〜２図は本発明の実施例を示しており、第
１図は全体構成を示す半部縦断正面図、第２図は
要部拡大断面図である。

測定力変換装置を測定装置に固定するためのブ
ラケツト１８を外周面に固定したシリンダ筒１９
の内周面は、上半の小径部２０ａと下半の大径部
２０ｂとを段部２０ｃで連続させており、下半の
大径部２０ｂには上方から順に上スリーブ筒２１
と下スリーブ筒２２とが内嵌している。上スリー
ブ筒２１の上端縁は、上記段部２０ｃに当接し、
下スリーブ筒２２の下面はシリンダ筒１９の下端
開口部に螺着した環状の抑えねじ２３の上面に当
接している。このため上下両スリーブ筒２１，２
２は図示の位置で不動である。

上スリーブ筒２１の外周面の上下部分には、互
いに間隔をあけて２本の凹溝２４，２５が形成さ
れており、上方の凹溝２４はシリンダ筒１９の側
面に設けた第一の給排口２６に、下方の凹溝は第
二の給排口２７にそれぞれ通じている。Ｏリング
２８により互いの間の気密を保持された両凹溝２
４，２５は、それぞれ上スリーブ筒２１に穿設し
た通孔２９，３０を介してこの上スリーブ筒２１
の内側と連通している。上スリーブ筒２１の内周
面で上記両通孔２９，３０の間に位置する部分に
は、第一の隔壁としての役目を果す内向フランジ
３１が形成されている。

一方、下スリーブ筒２２の内周面は、上部の大
径部３２ａと中間部の小径部３２ｂとを段部３２
ｃで連続させており、小径部３２ｂの下端部に
は、第二の隔壁としての役目を果す内向フランジ
３３が形成されている。下スリーブ筒２２の外周
面で内向フランジ３３よりも少し上方の小径部３
２ｂに相当する部分には、シリンダ筒１９の外側
面に設けた第三の給排口３４に通じる凹溝３５が
形成されている。この凹溝３５は、下スリーブ筒
２２に穿設した通孔３６を介してこの下スリーブ
筒２２の内側と連通している。

このように形成された上下両スリーブ筒２１，
２２の内側には、丸棒状の伝達杆３７が上下方向
の摺動自在に挿通されている。即ち、伝達杆３７
を上下２個所のスライドベアリング５９，５９で
支持し、各内向フランジ３１，３３の内周縁と伝
達杆３７の外周面との間の気密をＯリング３８に
より保持している。伝達杆３７の外周面で、下ス
リーブ筒上部の大径部３２ａに対向する部分には
外向フランジ３９が形成されており、この外向フ
ランジ３９の外周縁と上記大径部３２ａとの間の
気密をＯリング４０により保持している。従つて
伝達杆３７は、外向フランジ３９が上スリーブ筒
２１の下面と下スリーブ筒の段部３２ｃとの間で
移動できる範囲で、シリンダ筒１９に対して昇降
自在となる。

伝達杆３７の外周面で、上下両スリーブ筒２
１，２２に囲まれた部分よりも上方の部分には、
段部４１が形成されており、この段部４１にスリ
ーブ筒４２の内周面に形成した内向フランジ４３
が係合している。スリーブ筒４２は、シリンダ筒
１９の上部内周面と伝達杆３７の外周面との間に
上下動自在に挿入されたもので、スリーブ筒４２
の下部外周面とシリンダ筒１９の内周面との間の
気密はＯリング４４により、下部内周面と伝達杆
３７の外周面との間の気密はＯリング４５により
それぞれ保持している。更に、スリーブ筒４２の
外周面に形成した段部４６の上面と、シリンダ筒
４２の上端開口部に固定した円筒状のブロツク４
７の下面との間には圧縮ばね４８を設けて、この
スリーブ筒４２に下方に向う力を付与している。

伝達杆３７の上部は、上記のようにシリンダ筒
１９の上端部に固定したブロツク４７よりも上方
にまで突出しており、この突出部に形成した段部
４９の上面には、円輪状の重錘５０，５０を複数
個載置している。このため、伝達杆３７には重錘
５０，５０の個数に応じた下方に向う力が付与さ
れている。

上記ブロツク４７の上方には、重錘５０，５０
を装着した伝達杆３７の上端部を囲むようにし
て、円管状の支持筒５１が固定されている。この
支持筒５１の上端開口部に固着したブラケツト５
２にはコンパレータ５３が支持固定されており、
このコンパレータ５３の測定端子５４の下端が上
記伝達杆３７の上端面に当接している。図示の例
では、コンパレータ５３はマグネスチール、或は
差動変圧器等による電気式のものを用いており、
コード５５により測定結果を取り出させるように
している。

このように構成される測定力変換装置を有する
測定装置により、例えばシリンダヘツドガスケツ
トの厚さ測定を行なう場合、次のようにする。

(イ) グロメツトを外れた部分（所謂シート部）の
厚さを測定する場合 シリンダ筒の側面に設けた３個の給排口のう
ち、最も上の第一の給排口２６から圧縮空気を
送り込み、凹溝２４、通孔２９を介してスリー
ブ筒４２の下側の第一の空隙５６内の圧力を上
昇させる。この第一の空隙５６内の圧力上昇に
伴つて、スリーブ筒４２が圧縮ばね４８の弾力
に抗して上昇し、スリーブ筒４２の内向フラン
ジ４３が伝達杆３７の段部４１から離れ、圧縮
ばね４８の弾力が伝達杆３７にまで伝わらなく
なる。

従つて、伝達杆３７を下方に向けて押す力
は、重錘５０，５０によるものだけとなり、こ
の伝達杆３７がガスケツトの測定点を押す力は
比較的小さくなる。なお、この際第二、第三の
給排口２７，３４はいずれも圧縮空気を送り込
むか、或はいずれも送り込まないものとし、伝
達杆に形成した外向フランジ３９の上下の、第
二の空隙５７内の圧力と第三の空隙５８内の圧
力とを等しくしておく。

(ロ) グロメツト部分の厚さを測定する場合 第一の給排口２６を通じての第一の空隙５６
内への圧縮空気の供給は行なわず、第二、第三
の空隙５７，５８内の圧力は上記イの場合と同
様互いに釣り合せておく。

このため、スリーブ筒４２の内向フランジ４
３が伝達杆３７の段部４１に当接し、スリーブ
筒４２を下方に弾圧している圧縮ばね４８の弾
力が伝達杆３７にまで伝わる。

従つて、伝達杆３７を下方に向けて押す力
は、重錘５０，５０によるものと圧縮ばね４８
の弾力によるものとの合計値となる。

(ハ) 伝達杆を上昇させる場合 試料を着脱し、或は測定点を変えるために試
料を平行移動させる場合、伝達杆３７を上昇さ
せなければならないが、この場合は第一、第三
の給排口から第一、第三の空隙５６，５８内に
圧縮空気を送り込み、第二の空隙５７は大気に
開放しておく。

これにより、スリーブ筒４２が圧縮ばね４８
の弾力に抗して上昇し、伝達杆３７も外向フラ
ンジ３９の下方の第三の空隙５８内に送り込ま
れた圧縮空気によつて上昇させられる。

なお、以上に述べた実施例に於いては、スリー
ブ筒４２を圧縮ばね４８により下方に押圧してい
るが、スリーブ筒４２を押圧する力は重錘によつ
て得ることもできる。反対に、伝達杆３７を下方
に押圧する力を圧縮ばねによつて得ても良い。更
に、図示の例では測定力を２段階変換式とした
が、スリーブ筒４２の外周に同様の第二のスリー
ブ筒を前記スリーブ筒と伝達杆との関係と同様の
関係で設け、このスリーブ筒の下側にも圧縮空気
を給排できるようにすれば、測定力を３段階以上
に変換することもできる。又第３図に示すよう
に、圧縮空気の供給に伴つて圧縮ばね４８に抗し
て上昇し、或は圧縮空気の排出によつて圧縮ばね
４８の弾力によつて下降して伝達杆を下方に押す
スリーブ筒４２を上下に２個以上設け、上下のス
リーブ筒の下側に独立して圧縮空気を給排できる
ようにしても良い。更に、第３図の構造に於い
て、上下の圧縮ばね４８，４８の弾力を異なら
せ、これら圧縮ばねの下端が当接した２個のスリ
ーブ筒４２，４２のうち、いずれのスリーブ筒４
２を上昇させるかを切変えれば、測定力を４段階
に変換できる。

ｃ 発明の効果 本発明の測定力変換装置は以上に述べた通り構
成され作用するので、被測定物の硬度等に応じて
測定力を容易かつ迅速に変換できる。又、シリン
ダ筒内に給排する圧縮空気の圧力は測定力に影響
を及ぼさないので、圧縮空気の圧力が変動しても
安定した測定力を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１〜２図は本発明の測定力変換装置の実施例
を示しており、第１図は全体構成を示す半部縦断
正面図、第２図は要部拡大縦断面図、第３図は本
発明の別例を示す下半部縦断正面図、第４図は測
定の対象物の１例としてのシリンダヘツドガスケ
ツトを示す平面図、第５図は第４図の拡大Ａ−Ａ
断面図、第６〜７図は厚さ測定装置の２例を示す
それぞれ斜視図である。 １：シリンダヘツドガスケツト、２：基台、
３：レール、４：下テーブル、５：モータ、６：
上テーブル、７：モータ、８：試料受、９：天
板、１０：コンパレータ、１１：測定端子、１
２：試料、１３：受ブロツク、１４：ボア孔、１
５：グロメツト、１６：芯材、１７：コンパウン
ド、１８：ブラケツト、１９：シリンダ筒、２０
ａ：小径部、２０ｂ：大径部、２０ｃ：段部、２
１：上スリーブ筒、２２：下スリーブ筒、２３：
抑えねじ、２４，２５：凹溝、２６：第一の給排
口、２７：第二の給排口、２８：Ｏリング、２
９，３０：通孔、３１：内向フランジ（第一の隔
壁）、３２ａ：大径部、３２ｂ：小径部、３２
ｃ：段部、３３：内向フランジ（第二の隔壁）、
３４：第三の給排口、３５：凹溝、３６：通孔、
３７：伝達杆、３８：Ｏリング、３９：外向フラ
ンジ、４０：Ｏリング、４１：段部、４２：スリ
ーブ筒、４３：内向フランジ、４４，４５：Ｏリ
ング、４６：段部、４７：ブロツク、４８：圧縮
ばね、４９：段部、５０：重錘、５１：支持筒、
５２：ブラケツト、５３：コンパレータ、５４：
測定端子、５５：コード、５６：第一の空隙、５
７：第二の空隙、５８：第三の空隙、５９：スラ
イドベアリング。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 次の(a)〜(h)の各構成要素から成る測定力変換
   装置。 (a) 測定器に対して上下方向に固定されたシリン
   ダ筒。 (b) ａのシリンダ筒の内径よりも十分に小さな外
   径を有し、外周面に上方から順に段部と外周縁
   がシリンダ筒の内周面と気密に摺接する外向フ
   ランジとを有し、上記シリンダ筒内に上下動自
   在に挿入され、下方に向く力を付与された伝達
   杆。 (c) ｂの伝達杆の上部外周面とａのシリンダ筒の
   上部内周面との間で気密を保持しつつ上下方向
   の摺動が自在で、最下降時に伝達杆上部の段部
   に当接する、下方に向く力を付与されたスリー
   ブ筒。 (d) ｃのスリーブ筒の下面と伝達杆外周面の外向
   フランジとの間のシリンダ筒内周面に固定さ
   れ、内周縁が伝達杆の外周面と気密に摺接する
   第一の隔壁。 (e) 伝達杆外周面の外向フランジの下方に於いて
   シリンダ筒内周面に固定され、内周縁が伝達杆
   の外周面と気密に摺接する第二の隔壁。 (f) シリンダ筒の外側面に開口し、ｄの第一の隔
   壁の上面とｃのスリーブ筒の下面との間の第一
   の空隙に連通する第一の給排口。 (g) シリンダ筒の外周面に開口し、ｄの第一の隔
   壁の下面と伝達杆の外周面の外向フランジ上面
   との間の第二の空隙に連通する第二の給排口。 (h) シリンダ筒の外周面に開口し、伝達杆の外周
   面の外向フランジ下面とｅの第二の隔壁の上面
   との間の第三の空隙に通じる第三の給排口。