JPH04134205A - 非接触式内径測定用具 - Google Patents

非接触式内径測定用具

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JPH04134205A
JPH04134205A JP25517790A JP25517790A JPH04134205A JP H04134205 A JPH04134205 A JP H04134205A JP 25517790 A JP25517790 A JP 25517790A JP 25517790 A JP25517790 A JP 25517790A JP H04134205 A JPH04134205 A JP H04134205A
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Takahiro Aramaki
荒巻 卓博
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  • A Measuring Device Byusing Mechanical Method (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明は、例えばシリンダ等の円筒状の被測定物の内径
を測定するために利用される非接触式内径測定用具に関
する。
(従来の技術) 従来、円筒体の内径を測定するには、作業員かバンプー
操作で行うノギスや隙間ゲージなどの計測具が使用され
る。これら計測具はいずれも円筒体内に差し込んで、そ
の内面の対向面部に触子を押し当て、その対向面部間の
距離を直接目盛りで読みとって該円筒体の内径を測定す
るようにしている。
(発明が解決しようとする課題) ところで、従来のノギスや隙間ゲージなどの計測具は、
いずれも円筒体の内面の対向面部に触子を直接押し当て
ることにより計測する接触式であるので、構成が簡単で
取り扱えも楽であるが、しかしながら熟練者であっても
、円筒体の内面の中心線と直交する線上の対向面部に接
触子を適確に接触させることがなかなか困難で、円筒体
の内面の中心線からずれた線上の対向面部間を測定して
しまうことがあって、真の内径(直径)をいっばって正
確に測定することか難しく、数箇所に渡って繰り返し測
定する必要かあるなど、作業能率が悪いと共に正確さに
欠け、またその測定作業中に円筒体の内面を触子により
傷付けてしまう心配があった。
本発明は前記事情に鑑み−なされ、その第1の目的とす
るところは、円筒体などの円筒状の被測定物内に差し込
むだけで、しかも被測定物内の中心からずれて差し込ま
れても、該被測定物の内径を簡便に且つ高能率的にしか
も非接触で傷付ける心配もなく正確に測定することがで
きるようになる非接触式内径測定具を提供することにあ
る。
本発明の第2の目的とするところは、円筒状の被測定物
内に差し込むだけで、しかも被測定物内の中心からずれ
たり傾いて差し込まれても、該被測定物の内径を簡便に
且つ高能率的にしかも非接触で傷付ける心配もなく正確
に測定することができるようになるバンプー操作に有利
な非接触式内径測定具を提供することにある。
〔考案の構成〕
(課題を解決するだめの手段とその作用)この第1の発
明の非接触式内径測定具は、前記第1の目的を達成する
ために、円筒状の被測定物内に挿入されるプローブと、
このプローブに周方向に90度ずつ向きを異にして配設
され且つ各々の指向する該被測定物内面部までの距離を
検知する4個の距離センサーとを備えたことを特徴とす
る。
こうした構成の非接触式内径測定具であれば、プローブ
を支持して円筒状の被測定物内に差し込む。この際にプ
ローブが被測定物内の中心からずれていてもかまわない
。その差し込み状態で該プローブに周方向に90度ずつ
向きを異にして配する4個の距離センサーでもって、各
々の距離センサーが指向する該被測定物の内面部までの
距離を検知する。これで被測定物の内周面上の前記プロ
ーブを中心として周方向に90度ずつずれた4方向の点
と、その4点のプローブの中心からの各距離とが解るこ
とから、それらを基にして所定の算式によりパーソナル
コンピュータ等の演算器で演算処理して該被測定物の内
径を求めるようにする。
第2の発明の非接触式内径測定具は、前記第2の目的を
達成するために、円筒状の被測定物内に挿入されるプロ
ーブと、このプローブの所定の間隔を存した2段箇所に
、その両段箇所ともに等しく、それぞれ周方向に90度
ずつ向きを異にして配設され且つ各々の指向する該被測
定物内面部までの距離を検知する4個ずつの距離センサ
ーとを備えたことを特徴とする。
こうした構成の非接触式内径測定具であれば、プローブ
を手などで支持してバンプー操作などにより円筒状の被
測定物内に差し込む。この際にプローブが被測定物内の
中心からずれていたり傾いていてもかまわない。その差
し込み状態で該プローブの2段箇所にそれぞれ周方向に
90度ずつ向きを異にして配する4個ずつの距離センサ
ーでもって、各々の距離センサーが指向する該被測定物
内面部までの距離を検知する。これで、まず2段箇所の
各々同一方向に指向する距離センサー相互の距離検知値
の差と該2段箇所の間隔とによりプローブの傾き角度を
求め、その傾きによる修正を行って、被測定物の周面上
の前記プローブを中心として周方向に90度ずつずれた
4方向の点と、その4点のプローブの中心からの各距離
とが解ることから、それらを基にして所定の算式により
パーソナルコンピュータ等の演算器で演算処理して該被
測定物の内径を求めるようにする。
(実施例) 以下本発明の一実施例を図面により説明する。
まず、第1図中1は円筒状の被測定物、2はその被測定
物1の内径φを測定するための非接触式内径測定具を示
している。その非接触式内径測定具2は、作業者が手で
基端部を持って被測定物1内に差し込み操作できる細長
いパイプ状のプローブ3と、このプローブ3の先端とこ
れより基端側方に所定の間隔りを存した位置との2段箇
所にそれぞれ4個ずつ配設された距離センサー4a。
4b% 4C% 4d並びに5a、5b、5c、5dと
から構成されている。なおこれら各距離センサー4a〜
2d及び5a〜5dは光或いは超音波を発振して各々か
指向する被測定物までの距離をある。
そのプローブ3の先端位置の1段目の4個の距離センサ
ー4a、4b、4’c、4dは、該プロブ3の中心線と
直角な同一平面上にそれぞれ周方向に90度ずつ向きを
異にして放射状に周配されている。またプローブ3のや
や基端側寄り位置の2段目の4個の距離センサー5a、
5b、5c5dは、前記1段目と全く同位相でもって該
プローブ3の中心線と直角な同一平面上にそれぞれ周方
向に90度ずつ向きを異にして放射状に周配されている
こうした非接触式内径測定具2の各距離センサー4a〜
4d並びに5a〜5dはプローブ3内を通って導出され
た配線コード6を介しパーソナルコンピュータ等の演算
器7に電気的に接続されている。そしてプローブ3をバ
ンプー操作などにより円筒状の被測定物1内に差し込み
、その状態て該プローブ3の2段箇所にそれぞれ周方向
に90度ずつ向きを異にして配する4個ずつの距離セン
サー4a〜4d並びに5a〜5dでもって、各々の距離
センサーが指向する該被測定物1内面部までの距離を検
知し、その各距離センサー4a〜4d並びに5a〜5d
からの距離検知出力が増幅器やA/D変換器等を介して
演算器7の演算回路に送られて所定の算式により演算処
理されることで、該被測定物1の内径が求められるよう
になっている。
その所定の算式を説明する。まず第2図に示す如く、プ
ローブ3が円筒状の被測定物1内に平行に差し込まれた
場合について述べと、この場合は2段箇所相互の対応配
置する距離センサー4aと5a、4bと5b、4cと5
C%4dと5dが同一距離検知出力を出すので、その一
方の段の距離センサーからの検知出力を無視して考えれ
ば良い。
ここで第3図に示す如く4個の距離センサーでもって各
々の距離センサーが指向する該被測定物1の内面部まで
の距離を検知する。これで被測定物1の内周面上の前記
プローブ中心Sから周方向に90度ずつずれた4方向の
点A、B、C,Dと、その4点A、B、C,Dのプロー
ブ中心Sからの各距離a、b、c、clとか解ることか
ら、それら4点A、B、C,Dの座標から被測定物1の
内径φ−2rを以下の式で算出する。
まず第3図の如く非測定物1の中心0に対しプローブ中
心Sが(p、q)の座標点にあるとすれば、 A座標点は(77丁−q’、q) B座標点は<−J扁17−コイ”、q)これらの式から
、 ab−r2−q2−p2zr2−(p2+q2)Cd=
 、 2  、2−q2 、、 、2   (p2 +
 q2 )、゛、 a b −c dである。
4ab−4r 2−b2 +2ab−a 2−d 2 
+2cd−c 2 4 r2−a2+b2+c2+d2 C座標点は(p、 JT7丁〒7 ) D座標点は(p、  Jコ、2 .2 )である。それ
ら各座標点から次の関係式が成り立つ。つまり、 a −r 2   q 2   p b = p +J了2  .2 cmJ〒2   p 2   q d−q+ヤf「「:ココ− と求められる。
次に、第4図に示す如く、プローブ3が円筒状の被測定
物1内に斜めに差し込まれた場合について述べと、この
場合は2段箇所相互の対応配置する距離センサー4aと
5a、4bと5 b s 4 cと5c、4dと5dが
異なった距離検知出力を出す。
これにて各距離検知値a、とa2、bIとb2、clと
C2、dlとd2 (図面では紙面に垂直な方向の距離
検知値c1とC2、dlとd2は表示せず)が得られる
。ここで、その2段箇所の尋各々同一方向に指向する距
離センサー相互の距離検知値の差al  a2s t)
l  b2.CI  C25d、−d2と、該2段箇所
の間隔りとW−により、プローブ3の傾き角度θ、とθ
2 (図面では紙面に垂直な方向の傾き角度θ2は表示
せず)を求める。これでその傾き角度θ1と62により
修正を行なって、第4図に破線で示す如く被測定物1の
中心線と直交した4方の内面部までの距離a。
b、c、dを算出する。つまり、 a−a、eO8θ1 b−b、cosθ1 但し tanθr −(82at ) /LC■C,e
O8θ2 d−d、cosθ2 但し tanθ2− (C2Cm ) /L以上で、前
記第3図に示したと同様に、被測定物1の内周面上の前
記プローブ中心Sから周方向に90度ずつずれた4方向
の点A、B、C,Dと、その4点A、B、C,Dのプロ
ーブ中心Sからの各距離a、b、c、dとか解ることか
ら、それら4点A、B、C,Dの座標から前記同様の算
式により被測定物1の内径φ=2rが求められるように
ある。
なお、前述した被測定物1の内径φを求める算式は、第
5図に図解したように幾何学的にも証明できる。つまり
、円筒状の被測定物1内の8点にプローブ3が差し込ま
れたと仮定し、その8点から4個の距離センサーが指向
する向きと平行で被測定物1内中心Oを通る2本の直径
線を引く。そして図示のように各距離センサーで検知さ
れる内面部の4点A、B、C,D及び点Pをとると、r
=7τ777石〒7 との関係式が成り立つ。また各距離センサーの距離検知
値a、b、c、dは、 a=As、b−BS、c−C5,d−DSであるので、
前記官、旬1を書き直すと、 ここで、tAcD−ZABD (弧ADの円周角)、°
、ΔSACの△SDB 、°、φ−1I2r−a2+b2+c2+d2となる。
なお、前記実施例では、プローブ3の2段箇所に4個ず
つの距離センサーを設けて、バンプー操作などにより被
測定物1内に斜めに差し込まれても対処できるようにし
たが、プローブ3を図示しないがロボット等の機械装置
で常に被測定物内に傾かずに差し込めるような場合は、
4個の距離センサーを1段箇所のみ設けて構成しても可
である。
〔発明の効果〕
本発明の非接触式内径測定具は、前述の如く円筒状の被
測定物内に挿入されるプローブと、このプローブに周方
向に90度ずつ向きを異にして配設され且つ各々の指向
する該被測定物内面部までの距離を検知する4個の距離
センサーとを備えた構成としたことから、円筒状の被測
定物内に差し込むだけで、しかも被測定物内の中心から
ずれて差し込まれても、該被測定物の内径を簡便に且つ
高能率的にしかも非接触で傷付ける心配もなく正確に測
定することができる非常に簡便なものとなる。
本発明の非接触式内径測定具は、前述の如く円筒状の被
測定物内に挿入されるプローブと、このプローブの所定
の間隔を存した2段箇所に、その両段箇所ともに等しく
、それぞれ周方向に90度ずつ向きを異にして配設され
且つ各々の指向する該被測定物内面部までの距離を検知
する4個ずつの距離センサーとを備えた構成としたこと
から、円筒体などの被測定物内に差し込むたけで、しか
も被測定物内の中心からずれたり傾いて差し込まれても
、該被測定物の内径を簡便に且つ高能率的にしかも非接
触で傷付ける心配もなく正確に測定することかできるバ
ンプー操作に有利な実用上非常に簡便なものとなる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す1部ブロック化した斜
視図、第2図は被測定物内にプローブを真っ直ぐ差し込
んだ場合の距離検知状態の概略図、第3図は同じくその
状態の平面図、第4図は被測定物内にプローブを斜めに
差し込んだ場合の距離検知状態の概略図、第5図は直径
の算式を幾何学的に証明する説明図である。 1・・・被測定物、2・・・非接触式内径測定用具、3
・・・プローブ、4a、4b、4c、4d、5a。 5b、5c、5d・・・距離センサー 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)円筒状の被測定物内に挿入されるプローブと、こ
    のプローブに周方向に90度ずつ向きを異にして配設さ
    れ且つ各々の指向する該被測定物内面部までの距離を検
    知する4個の距離センサーとを備えてなる非接触式内径
    測定用具。
  2. (2)円筒状の被測定物内に挿入されるプローブと、こ
    のプローブの長手方向に所定の間隔を存した2段箇所に
    、その両段箇所ともに等しく、それぞれ周方向に90度
    ずつ向きを異にして配設され且つ各々の指向する該被測
    定物内面部までの距離を検知する4個ずつの距離センサ
    ーとを備えてなる非接触式内径測定用具。
JP25517790A 1990-09-27 1990-09-27 非接触式内径測定用具 Expired - Lifetime JPH0749954B2 (ja)

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JPH0749954B2 JPH0749954B2 (ja) 1995-05-31

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008157635A (ja) * 2006-12-20 2008-07-10 Daido Gakuen 光学式測定装置及び光学式測定方法
JP2010236870A (ja) * 2009-03-30 2010-10-21 Daido Gakuen 孔形状測定方法
JP5628668B2 (ja) * 2008-05-01 2014-11-19 株式会社ブリヂストン 円筒形状の被測定体の測定装置及び測定方法並びにタイヤ外観検査装置

Cited By (3)

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JP2010236870A (ja) * 2009-03-30 2010-10-21 Daido Gakuen 孔形状測定方法

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