JPH0339613B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、圧延ロール等の丸軸の外径寸法を測
定する外径寸法測定システムに係り、特にその基
準値を設定するための設定基準ユニツトを備えた
ものに関する。

［背景技術とその問題点］ 従来、二股状に開かれた一対の脚部を有する鞍
型固定台と、この固定台に取付けられたダイヤル
ゲージ等の表示手段とを備えた外径寸法測定器が
知られており、例えば実開昭48−78152号公報が
ある。この種の測定器は、両脚部の接触面を被測
定物に接触させるだけで外径寸法を能率良く測定
することができ、特に、工作機械等に被測定物を
取付けたまま測定できることも便利である。

しかしながら、従来の測定器は、一定範囲の外
径に適応させた鞍型固定台と、表示手段とから構
成されているため、次のような問題点があつた。

即ち、鞍型固定台の両接触面がなす開き角度が
所定角度θに一定とされているから、比較測定を
行う場合には、当該基準外径寸法において表示手
段の表示数値を零に設定しなければならないが、
この作業は当該基準外径寸法の丸材、例えばリン
グゲージを接触面に押当て表示手段を調整するこ
と、例えば、ダイヤルゲージの場合、目盛板を指
針位置に合わせて零とすることによつていた。従
つて、測定対象たる被測定物の外径寸法相当の寸
法に、高精度仕上げされたリングゲージを測定す
べき外径寸法に応じて多数準備しなければならな
いという問題点がある。

また、表示手段におけるスピンドルの許容移動
ストロークは、ある範囲内に構造上制約されてい
るから、１つの測定器で測定できる範囲もおのず
と制限され、その結果、ある範囲毎に適用する測
定器を多数用意しなければならず、経済的にも作
業能率的にも不便であり、特に、表示手段の精度
が高い程、拡大率が大きいのでスピンドルの許容
移動ストロークは小さいから、この不利益が大き
いという問題点もある。

更に、理論的には、あるリングゲージに接触面
を押当てた状態で表示手段の表示値を当該リング
ゲージの外径寸法を示すように一旦調整すれば、
その後は測定対象物の外径寸法を直接測定できる
こと、即ち、絶対測定が可能となるものである。
しかし、前記所定角度θは、その実際の加工品と
設計値とは加工上同一ということはほとんどない
から、基準としたリングゲージの外径寸法との差
が大きく異なる程、その角度差による測定外径寸
法に含まれる測定誤差が大きくなり、この解決の
ためには、前記最初に述べた問題点におけると同
様な調整をしなければならず、この場合にも最初
の問題点の不便が加重されるという問題点もあ
る。

このように、鞍型固定台を用いた外径寸法測定
器は、その使用上の便利さにも拘らず、前記問題
点を有効に解決できないため、実際にはあまり普
及してないという理由がここにあつた。このた
め、前記各問題点を簡易に解決できる手段が望ま
れていた。

［発明の目的］ 本発明の目的は、リングゲージを用いることな
く、簡易に基準外径寸法を設定でき、使用が極め
て簡単な外径寸法測定システムを提供するにあ
る。

［問題点を解決するための手段および作用］ 本発明は、この種の測定器の不利不便は、調整
時において測定すべき外径寸法に等しいか、また
は極近のリングゲージ等の丸径の基準体を用いて
所定の寸法設定を行わなければならないことに起
因しており、その実行が困難であるということに
着目してなされたもので、鞍型固定台の一対の脚
部の内側に形成された接触面が形成する所定角度
をθとしたとき、この所定角度θに一致する開き
角度を有する一対の案内面を有する基準台を用い
るとともに、この基準台上に載置される複数のブ
ロツクゲージを用い、これにより、基準台の両案
内面と基準台の上面あるいはブロツクゲージの上
面との三面に内接する仮想円を規定し、この仮想
円により前記従来例における丸径基準体の外径寸
法に見合つた表示手段の接触子等が当接される最
大面と擬制し、この仮想円はブロツクゲージの厚
さを変えるだけで簡便に任意の直径に設定できる
ようにして前記目的を達成しようとするものであ
る。

具体的には、断面円形の被測定物の外周面に押
当てらる接触面を一対の脚部の内側に設けられる
とともにこの一対の脚部の接触面の開き角度が所
定角度θとされた鞍型固定台と、この固定台に取
付けられ前記所定角度θの２等分線である基線上
を移動可能とされたスピンドルを有しこのスピン
ドルの移動変位量を前記被測定物の外径寸法相当
量に変換して表示する表示手段と、を備えかつこ
の表示手段が前記２等分線である基線上に変位可
能とされて前記鞍型固定台に取付けられた外径寸
法測定ユニツトを具備するとともに、 開き角度が前記所定角度θと同角とされ前記基
準線に対し対称に配置された一対の案内面を有す
るとともに前記基線に直交する上面及び下面を有
する基準台と、この基準台の上面に載置され前記
下面に対する上面の見掛位置を変化させるための
複数個のブロツクゲージと、を備える設定基準ユ
ニツトを具備することを特徴とする外径寸法測定
システムである。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例を第１図乃至第３図に
基づいて説明する。

二股状に形成された鞍型固定台１０は、この二
股を形成する一対の脚部１１を有するとともに、
この一対の脚部１１の内側には断面円形の被測定
物１の外周面に押当てられる接触面１２が設けら
れ、この接触面１２を含む脚部１１の所定厚さ部
分は超硬金属等の硬質部材からなるチツプ１３に
より形成されている。この鞍型固定台１０の両脚
部１１を連結する連結部１４には図中縦方向に貫
通する孔１５が設けられ、この孔１５には表示手
段２０のステム２１が挿通されて止めねじ、偏心
カムクランプ等の適宜な固定手段１６により上下
方向即ち前記所定角度θの２等分線である基線Ｐ
上に変位可能として取付けられている。

前記表示手段２０は、デジタル表示式ダイヤル
ゲージ等からなり、前記ステム２１内を基線Ｐに
沿つて移動可能にされた先端に接触子２２を有す
るスピンドル２３を備え、このスピンドル２３の
移動量をデジタル表示するデジタル表示部２４を
有している。また、表示手段２０は、内蔵電池等
の電源をオン・オフする電源スイツチ２５、前記
デジタル表示部２４に表示される数値の単位をイ
ンチ或いはミリメータに切換えるインチ・ミリ切
換スイツチ２６、前記デジタル表示部２４に表示
される数値を任意の値に予めセツトするためのプ
リセツトスイツチ２７、前記デジタル表示部２４
に表示される数値を零にするためのゼロセツトス
イツチ２８及び前記スピンドル２３の進出方向或
いは没入方向の動きを現在表示されている数値に
対し加算するか或いは減算するかの方向を切換え
る方向切換スイツチ２９を備えている。この際、
前記プリセツトスイツチ２７は、例えばボタンを
押している間表示値が自走更新され、手を離した
ところでその値がプリセツトされる構成、或いは
多数の数値ボタンの組合せでプリセツトする構
成、更には、プリセツトスイツチ２７のボタンを
押した状態で、他の適宜なボタン例えば併用可能
とされたゼロセツトスイツチ２８のボタンを押す
ことにより、各桁毎に順次設定できる構成等適宜
な設定のための機構で構成されている。

これらの表示手段２０および鞍型固定台１０を
含んで外径寸法測定ユニツトが構成される。

また、前記表示手段２０には、スピンドル２３
をゆつくりと上下動させるためのレリーズ３０が
着脱可能にされ、スピンドル２３の急速な移動に
よる読取り誤差等が発生されないようになつてい
る。

前記鞍型固定台１０の脚部１１には、本件の特
徴部である基準台４０が嵌合されるようになつて
いる。この基準台４０は、開き角度が前記一対の
接触面１２の開き角度がなす所定角度θと同角と
され、前記基線Ｐに対し対称配置された一対の案
内面４１を有し、かつ、前記基線Ｐに直交する上
面４２及び下面４３を有している。この基準台４
０の上面４２上には必要に応じて適宜厚さのブロ
ツクゲージ５０が載置され、このブロツクゲージ
５０の高さ寸法Ｈを異ならせることにより、前記
下面４３に対する上面４２の見掛位置を変化させ
得るようになつている。これらのブロツクゲージ
５０および基準台４０を含んで設定基準ユニツト
が構成される。

この際ブロツクゲージ５０の高さ寸法Ｈは、複
数用意されたブロツクゲージ５０の内必要な厚さ
のブロツクゲージ５０を１個用いるか、或は複数
のブロツクゲージ５０を組合せて任意の高さ寸法
Ｈを得るようにする。また、ブロツクゲージ５０
を１枚だけで用いる場合には、その１枚により設
定される被測定物１の直径Ｄに相当する符号を付
けておくこともできる。

なお、第３図中符号Ｏは断面円形の被測定物１
の中心、αは案内面４１と上面４３とのなす角度
である。

第２図には、前記表示手段２０の電気系統が示
されている。この図において、表示手段２０の電
気回路部は、前記スピンドル２３の移動変位量を
検出するエンコーダ３１と、このエンコーダ３１
からの出力信号を受けて演算するとともに前記デ
ジタル表示部２４にその値を表示するデジタル表
示部２４を含むデジタル表示器３５とから構成さ
れている。

前記エンコーダ３１は、スピンドル２３に連結
されたガラスケース等からなるメインスケール３
２と、このメインスケール３２に対向されメイン
スケール３２と同様な目盛を有するインデツクス
スケール並びに光源及び受光素子を有する検知部
３３とから構成されている。

また、前記デジタル表示器３５は、エンコーダ
３１の検知部３３からの信号を受けて所定の波形
整形等を行う検出回路３６と、この検出回路３６
からの信号を計数するカウンタ３７と、このカウ
ンタ３７からの信号を受けて所定の演算を行う制
御部３８と、この制御部３８からの信号をデジタ
ル表示するデジタル表示部２４とから構成され、
デジタル表示器３５には前記電源スイツチ２５及
び方向切換スイツチ２９からの信号が入力されて
電源のオン・オフ及び表示数値の増減方向が切換
えられるようにされ、かつ、前記制御部３８には
前記インチ・ミリ切換スイツチ２６、プリセツト
スイツチ２７及びゼロセツトスイツチ２８が接続
されてそれぞれのスイツチの機能にあつた制御が
なされるようになつている。

次に、本実施例の動作原理につき第３図をも参
照して説明する。

第１図において、ブロツクゲージ５０を用いな
い場合においては、スピンドル２３の先端に設け
られた接触子２２は直接基準台４０の上面４２に
当接されているため、この状態で表示手段２０の
ゼロセツトスイツチ２８を押せば、基準台４０の
両案内面４１と上面４２との三面に内接する仮想
円即ち基準円の直径Ｄを零として設定できて比較
測定ができる。従つて、この基準台４０の代りに
被測定物１を鞍型固定台１０の接触面１２に当接
させた場合、被測定物１の基準円からの寸法ずれ
に従つて被測定物１に当接される接触子２２の基
線Ｐ方向の位置が異なり、この位置の異なりをス
ピンドル２３の変位量として検出し、この変位量
を前記デジタル表示器３５の制御部３８により被
測定物１の直径の変化量として演算してデジタル
表示部２４に表示すれば、被測定物１の基準円か
らの寸法差が比較測定値として読取れることとな
る。この際、スピンドル２３の没入方向の移動
は、被測定物１が基準円より小径であることを表
わすため、スピンドル２３の没入方向の移動がデ
ジタル表示部２４に（−）として表わされるよう
に、方向切換スイツチ２９を切換え設定してお
く。

また、被測定物１の寸法を絶対測定する場合
は、前記鞍型固定台１０の接触面１２に基準台４
０を嵌合した状態において、上面４２に表示手段
２０の接触子２２を当接させ、この状態において
前記プリセツトスイツチ２７を用いて、両案内面
４１と上面４２とにより規定される仮想円即ち基
準円の直径をデジタル表示部２４が表示するよう
に設定する。このように設定した後、前述と同様
に鞍型固定台１０の接触面１２に所定の被測定物
１を当接させれば、この被測定物１の直径Ｄの基
準円からのずれに従い、スピンドル２３は基線Ｐ
に沿つて変位され、この変位量に応じてデジタル
表示部２４の表示値が前記プリセツトした値から
減算或いは加算されて絶対測定がなされることと
なる。

更に、基準円の直径の値を基準台４０の両案内
面４１と上面４２とで規定される値から変更した
い場合には、基準台４０の上面４２上に所定の高
さ寸法Ｈのブロツクゲージ５０を載置し、このブ
ロツクゲージ５０の上面に表示手段２０の接触子
２２を当接させ、前述と同様にしてゼロセツト或
いは所定の値のプリセツトをすれば、両案内面４
１とブロツクゲージ５０の上面との三面により規
定される仮想円を基準としての比較測定或いは絶
対測定が行えることとなる。即ち、ブロツクゲー
ジ５０を上面４２上に載せることにより、下面４
３に対する上面４２の見掛位置を変化させること
ができ、両案内面４１と上面４２或いはブロツク
ゲージ５０の上面との三面により規定される仮想
円の直径を変化させることができるものである。

なお、前記スピンドル２３の先端に設けられた
接触子２２を基準台４０の上面４２或いは被測定
物１の外周面に当接するには、レリーズ３０を用
いてゆつくりした速度で当接させ、エンコーダ３
１のメインスケール３２と検知部３３との相対移
動速度が速過ぎることによるカウントミス等を防
止して、正確な測定値を読取るようにする。

ところで、前記接触面１２及び案内面４１が開
き角度である所定角度θを第３図に示されるよう
に112度53分06秒に設定しておけば、被測定物１
の直径Ｄと、両案内面４１の延長線の交点Ａから
基準台４０の上面４２までの距離Ｘとは、次の関
係式で表わされる。

Ｄ＝2sin（θ／２）／１−sin（θ／２）・Ｘ ＝10X ……(1) 従つて、距離Ｘの値或いは距離Ｘの変化量の10
倍が直径Ｄの値或いは直径Ｄの変化量となる。例
えば、直径1000mmの基準円に相当する鞍型固定台
１０を用いれば、前記交点Ａから上面４２までの
距離Ｘは100mmとなる。従つて、もし、直径900mm
の基準円を得たければ、基準台４０の上面４２に
10mmのブロツクゲージ５０を載せ、このブロツク
ゲージ５０の上面から前記交点Ａまでの距離X₁
を90mmにすればよく、このときのブロツクゲージ
５０の上面に接触子２２が当接された状態におい
て、前記表示手段２０のゼロセツトスイツチ２８
を用いて、ゼロセツトするか或はプリセツトスイ
ツチ２７を用いて90mmをプリセツトすれば、比較
測定或いは絶対測定を行えることとなる。

また、上面４２或いはブロツクゲージ５０の上
面に表示手段２０の接触子２２を当接させる際、
スピンドル２３のストロークが適切でない場合に
は、固定手段１６をゆるめて鞍型固定台１０に対
するステム２１の固定位置をずらせ、再度固定手
段１６で固定すればよい。即ち、スピンドル２３
のストローク即ち測定範囲が12mmであるとすれ
ば、比較測定の場合、スピンドル２３をその最進
出状態から６mm没入した状態で基準寸法を設定す
る仮想円に当接するように設定すれば、±６mmの
測定範囲が得られて好都合であり、一方、絶対測
定の場合、スピンドル２３を最も没入した突出量
ゼロの状態または最も進出した12mmの状態にする
か、或いは、前記比較測定の場合と同様に６mmに
する等、とその測定対象となる被測定物１の外径
寸法のばらつきに合せた設定を行うようにして使
用する。

このようにして基準円の直径を設定した後は、
鞍型固定台１０の接触面１２に被測定物１を押し
当てれば、直ちにその直径Ｄの比較測定値或は絶
対測定値が表示手段２０のデジタル表示部２４に
デジタル表示されることとなる。

上述のような本実施例によれば、次のような効
果がある。

即ち、鞍型固定台１０を用いた外径寸法測定ユ
ニツトの基準寸法を設定するための設定基準ユニ
ツトを具備し、基準寸法設定を極めて用意に行え
るようにしたから、その使用範囲をあらゆる測定
分野に拡大することができる。また、本実施例に
おいては、設定基準ユニツトを用意すれば、従来
のように真円かつ高精度加工を要するリングゲー
ジを１つも必要とすることがなく、装置を安価に
提供できる。また、リングゲージと異なり基準台
４０は台状に形成されているから、基準台４０を
テーブル上等に設定して作業することができる、
安定作業により更に、表示手段２０のスピンドル
２３のストロークが小さくても、ステム２１の鞍
型固定台１０に対する位置を任意に設定できるか
ら、適用範囲を広くできる。また、このことは表
示手段２０のスピンドル２３のストロークが小さ
いもので良いことを意味するから、スピンドル２
３の移動変位に対する拡大率を大きく取れ、表示
手段２０の精度を良くすることができる。更に、
異なる高さ寸法Ｈのブロツクゲージ５０を多数用
いることで、理想の外径寸法に見合つた初期設定
をできるので、所定角度θに加工上の多少の誤差
があつても、理想外径寸法からのずれは僅かなも
のであるから、測定精度に与える影響をほとんど
なくすることができる。また、所定角度θは112
度53分06秒に設定されているから、被測定物１の
直径Ｄは、交点Ａと上面４２との距離Ｘの10倍と
して設定できる。これにより、基準台４０の上に
載せるべきブロツクゲージ５０の厚さの計算が極
めて簡単に行え、ブロツクゲージ５０の選択が容
易となり、取扱い上非常に便利であり、かつ、デ
ジタル表示器３５も従来品における少数点位置を
一桁変更するだけで良いから、従来品の流用を極
めて容易にできる。

なお、前記実施例においては、表示手段２０と
してデジタル表示型ダイヤルゲージを用いたが、
本発明はこれに限定されるものではなく、全機械
的なダイヤルゲージ等を用いても良い。この際、
前記所定角度θを前述のように112度53分06秒に
設定しておけば、ダイヤルゲージの目盛板の数値
を従来品と一桁異ならせるだけで直ちに被測定物
１の寸法を表すことができて便利である。また、
前記所定角度θは、前述のように112度53分06秒
に設定するものに限らず、任意の値でも良いが、
前記実施例のように設定すれば数値の処理が便利
であるという利点がある。更に、前記鞍型固定台
１０の形状は第１図の構造に示されるように、脚
部１１が接触面１２の開き方向に沿つて二股状に
延長されたものに限らず、第４図に示されるよう
に、円弧状に脚部１１が延長されたものでもよ
く、要するに、脚部１１の先端内側に被測定物１
の外周面に押当てられる所定角度θの接触面１２
が形成されているものであればよい。また、第４
図において、表示手段２０のステム２１に目盛３
９を設ければ、前記実施例で説明した鞍型固定台
１０に対するステム２１の固定位置を変更する際
に極めて便利である。更にエンコーダ３１は、光
学型エンコーダに限らず、静電容量型、接点型、
電磁器型、磁気型等いかなる形式のものであつて
もよい。

［発明の効果］ 上述のように本発明によれば、設定基準ユニツ
トにより鞍型固定台を用いた外径寸法測定ユニツ
トの基準寸法設定を極めて容易に行うことが可能
となり、その使用範囲を拡大することができると
いう効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す正面図、第２
図は前記実施例の表示手段における電気回路図、
第３図は前記実施例の動作原理の説明図、第４図
は本発明の他の実施例を示す一部を切欠いた正面
図である。 １…被測定物、１０…鞍型固定台、１１…脚
部、１２…接触面、２０…表示手段、２３…スピ
ンドル、２４…デジタル表示部、３１…エンコー
ダ、３５…デジタル表示器、４０…基準台、４１
…案内面、４２…上面、４３…下面、５０…ブロ
ツクゲージ、θ…所定角度、Ｐ…基線、Ｈ…高さ
寸法、Ｄ…直径。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 外径寸法測定ユニツトと設定基準ユニツトと
   を具備する外径寸法測定システムであつて、 前記外径寸法測定ユニツトは断面円形の被測定
   物の外周面に押当てられる接触面を一対の脚部の
   内側に設けられるとともにこの一対の脚部の接触
   面の開き角度が所定角度θとされた鞍型固定台
   と、この固定台に取付けられ前記所定角度θの２
   等分線である基線上を移動可能とされたスピンド
   ルを有しこのスピンドルの移動変位量を前記被測
   定物の外径寸法相当量に変換して表示する表示手
   段と、を備えこの表示手段が前記２等分線である
   基線上に変位可能とされて前記鞍型固定台に取付
   けられ、 前記設定基準ユニツトは開き角度が前記所定角
   度θと同角とされ前記基線に対し対称配置された
   一対の案内面を有するとともに前記基線に直交す
   る上面及び下面を有する基準台と、この基準台の
   上面に載置され前記下面に対する上面の見掛位置
   を変化させるための複数個のブロツクゲージと、
   を備えていることを特徴とする外径寸法測定シス
   テム。 ２ 特許請求の範囲第１項において、前記所定角
   度θは112度53分06秒とされたことを特徴とする
   外径寸法測定システム。 ３ 特許請求の範囲第１項または第２項におい
   て、前記表示手段は、前記スピンドルの移動変位
   量を電気信号に変換するエンコーダを含み、この
   エンコーダの出力信号から測定値をデジタル表示
   するデジタル表示器を有することを特徴とする外
   径寸法測定システム。 ４ 特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれ
   かにおいて、前記表示手段は、前記スピンドルの
   位置に拘らず、前記デジタル表示器の表示値を任
   意の値にセツトできるプリセツト機能を有するこ
   とを特徴とする外径寸法測定システム。