JPH0989514A - 面間距離測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】金型キャビティの寸法など小面間距離を容易に
且つ高精度に測定することができる面間距離測定装置を
提供する。 【解決手段】この装置は、狭い間隙などに挿入して間隙
の面間距離を電気的に測定する面間距離測定装置であ
る。ケース１に設けた基準面と並行に配設された回転軸
２を有し、回転軸２の回転角に応じた検出電圧を出力す
る回転角検出器５と、ケース１から突出した回転軸２の
一端に略直角に固定された測定子３と、を備え、回転角
検出器５から出力される検出電圧値に基づいて、ケース
１の基準面から測定子３の先端までの距離を面間距離の
測定値として出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、金型合せ面の測定
やシム調整等に使用され、キャビティの深さなど比較的
小さい面間距離を測定する面間距離測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、金型のキャビティの深さや合せ
面の測定をする場合、従来では、キャビティ内に粘土を
入れ、型締めして粘土を成形した後、その成形粘土の寸
法をノギス等で計測して、キャビティの深さや合せ面の
測定を行っている。

【０００３】しかし、このような金型の測定は手間がか
かり、その測定精度も低いことから、差動変圧器等の変
位センサを使用して電気的に測定することが検討され
た。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、一般に使用さ
れる差動変圧器は、円筒形に巻装した一次コイル、二次
コイルの中に、円柱状の磁性体コアを軸方向に移動可能
に挿入した構造を持つ直線変位センサであるため、その
構造上、測定方向の全長が例えば約５０〜６０mmと長く
なり、例えば１０〜２０mmの金型キャビティ等の小間隙
寸法は測定することができない問題があった。

【０００５】本発明は、上記の点に鑑みてなされたもの
で、金型キャビティの深さなど小面間距離を容易に且つ
高精度に測定することができる面間距離測定装置を提供
することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の面間距離測定装置は、狭い間隙などに挿入
して該間隙の面間距離を電気的に測定する面間距離測定
装置において、ケースに設けた基準面と並行に配設され
た回転軸を有し、回転軸の回転角に応じた検出電圧を出
力する回転角検出器と、ケースから突出した回転軸の一
端に略直角に固定された測定子と、を備え、回転角検出
器から出力される検出電圧値に基づいて、ケースの基準
面から測定子の先端までの距離を面間距離の測定値とし
て出力することを特徴とする。

【０００７】ここで、回転角検出器は、ケース内に配設
されたヨークを有し、ヨーク内に挿通された回転軸に回
転コアが固定され、ヨーク内に２個の磁極が回転コアの
両側に配置され、回転コアには２個の凸部が両側の磁極
に対し交互に対向可能に設けられ、両磁極に各々二次コ
イルが巻装され、２個の二次コイルの間における回転軸
の周囲に一次コイルを巻装して構成することができる。

【０００８】そして、一次コイルには交流電源を接続
し、二次コイルには整流回路が接続され、整流回路の出
力側に演算処理回路が接続される。

【０００９】

【作用・効果】このような構成の面間距離測定装置は、
例えば、金型内の寸法測定などを行う際、定盤上に伏せ
て載置された金型のキャビティ内に、その基準面を下に
して、測定子の先端をキャビティの上面に当接させるよ
うに、挿入される。そして、交流電源から一次コイルに
交流電力を供給して、励磁すると、二次コイルには測定
子の先端の位置に応じて回転する回転軸の回転角に応じ
て誘導電圧が発生し、これが整流回路に送られる。

【００１０】二次コイルで発生した交流電圧は整流回路
で直流電圧に変換され、演算処理回路に送られる。演算
処理回路は、検出電圧値とそれに対応した面間距離デー
タとをデータテーブルとして予め記憶し、整流回路を通
して入力された検出電圧値に基づき、データテーブルを
検索して面間距離を求める。

【００１１】このように、ケースに設けた基準面と並行
に配設した回転軸を有し、回転軸の回転角に応じた検出
電圧を出力する回転角検出器を使用して、基準面と測定
子間を面間距離を測定値として求めるため、測定部の厚
さを従来の差動変圧器のものより大幅に薄くすることが
でき、狭い間隙の面間距離を測定することができる。ま
た、回転角検出器により測定値を出力するため、高精度
に面間距離を測定することができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。

【００１３】図１は面間距離測定装置における測定部の
正面図を示し、図２はその中央縦断面図を、図３はその
III− III断面図を示している。１は薄い箱形のケース
であり、非磁性金属から形成され、このケース１の底面
が面間距離測定の際の基準面となる。ケース１には基準
面となる底面と並行に回転軸２が回転可能に支持され、
その側部から突出した回転軸２の一端に、測定子３が軸
に対し直角に固定される。

【００１４】回転軸２は非磁性金属から形成され、回転
軸２の一部にはコイルばね１２が外嵌され、測定子３の
先端を上方に押し上げるように、回転軸２を図２の反時
計方向に付勢する。

【００１５】なお、回転軸２と測定子３は、後述の回転
コア１０の凸部１０ａがケース１の内側に当接する角度
範囲（約３０°）で回転可能である。ケース１の底面に
は、この装置を使用する際、測定部を定盤に容易に固定
できるように、永久磁石４が取付けられる。

【００１６】ケース１内には上記回転軸２の回転角を電
圧に変換する、つまり回転角に応じて電圧を出力する電
磁誘導式で回転コア形の回転角検出器５が設けられる。

【００１７】この回転角検出器５は、ヨーク６内に磁極
９と一次コイル７と二次コイル８を配設し、磁極９とコ
イル７、８の内側に、上記回転軸２の周囲に固定された
回転コア１０を回転可能に配設して構成される。

【００１８】ヨーク６は、磁性金属を矩形枠状に形成し
てなり、中央両側に貫通孔を有し、この孔に回転軸２が
挿通される。ヨーク６内の両側に磁極９が固定され、こ
れら両側の磁極９の外側に各々二次コイル８が回転軸２
と並行位置にボビンを介して巻装される。

【００１９】さらに、２個の一次コイル７が２個の二次
コイル８の間で二次コイル８と直角方向に配設される。
この２個の一次コイル７は、回転軸２の両側の外周部に
巻装される形態で配置され、ヨーク側に固定される。

【００２０】回転軸２は２個の一次コイル７内を貫通す
る位置に配置されるが、ヨーク内の両磁極９、９間の空
間には、磁性金属の回転コア１０が回転軸２の周囲に固
定されて配設される。回転コア１０は円筒形本体の一部
両側に凸部１０ａを突設して形成され、この両側凸部１
０ａは、図２に示すように、回転中心から上方にずれた
位置に設けられ、回転軸２つまり測定子３の回転角に応
じて何れかの凸部１０ａが磁極９の磁極面に対向するよ
うに構成される。

【００２１】即ち、測定子３の先端が上方に位置すると
き、図２の左側の凸部１０ａが磁極９と対向し、測定子
３の先端が下方に位置するとき、図２の右側の凸部１０
ａが磁極９と対向するように、２個の凸部１０ａが変位
して回転コア１０に形成される。このような回転コア１
０の形状により、回転角検出器５は回転軸２の回転に応
じて差動的に動作し、回転角に応じて直線的に変化する
検出電圧を出力することができる。

【００２２】なお、回転コア１０の凸部１０ａの上面が
ケース１の蓋部に当接して回転軸２つまり測定子３の回
転範囲（限界）が形成される。一次コイル７と二次コイ
ル８に接続されたリード線１１は、ケース１の端部に穿
設した孔から外部に引出され、測定回路に接続される。

【００２３】測定回路は、図５に示すように、一次コイ
ル７に接続される交流電源２３、二次コイル８に接続さ
れる整流回路２０、整流された直流検出電圧を入力し測
定値を演算する演算処理回路２１、及び表示器２２から
構成される。

【００２４】交流電源２３は例えば５ｋＨｚ，５ｖ程度
の交流電力を一次コイル７に供給する。整流回路２０
は、図６に示す如く、二次コイル８の一端に整流用のダ
イオードＤ１、Ｄ２を接続し、ダイオードＤ１、Ｄ２の
カソード側と二次コイル８の他端側にコンデンサＣ１、
Ｃ２及び抵抗Ｒ１、Ｒ２を接続して構成される。

【００２５】２個の二次コイル８が相互に逆極性に接続
されることにより、回転コア１０の角度が中間位置のと
き、両二次コイル８に等しい逆方向の電圧が発生し、出
力電圧が０となる。そして、上記のような構成の回転角
検出器５からは、図７に示すように、所定の角度範囲
で、回転角に応じて直線的に変化する出力電圧が得られ
る。

【００２６】演算処理回路２１は、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を
有するＣＰＵなどから構成され、直流検出電圧をデジタ
ル値にＡ／Ｄ変換して入力し、その値から距離の測定値
を演算する。この測定値の演算は、予めＲＯＭ等の固定
メモリに、回転軸２の回転角（検出電圧値）と、それに
対応した測定値、つまりケース１の底面から測定子３の
先端までの距離Ｓをデータテーブルとして記憶してお
き、検出電圧値が入力されたとき、それに対応した距離
Ｓのデータを、そのデータテーブルを検索して求めるこ
とができる。

【００２７】また、測定値であるケース１の底面から測
定子３の先端までの距離Ｓは、図１に示すように、Ｓ＝
Ａ＋Ｂ＋Ｃであるから、この式から算出することもでき
る。即ち、測定子３の長さをＬ、測定子３（回転軸２）
の角度をαとしたとき、測定子３の長さに対応した高さ
Ａは、Ａ＝Ｌｓｉｎαであるから、検出された測定値Ｓ
は、Ｓ＝Ｌｓｉｎα＋Ｂ＋Ｃとなる。Ｂは回転軸２の中
心から底面までの距離、Ｃは測定子３の先端部の半径で
ある。

【００２８】次に、上記構成の面間距離測定装置の動作
を説明する。このような構成の面間距離測定装置の測定
部は、例えば金型の寸法測定に使用する場合、図８に示
すように、定盤Ｊの上に伏せて載置された金型Ｋ内に、
金型Ｋの開口部からそのキャビティ内に挿入する。或
は、測定部を先ず定盤Ｊに載置し、その上から金型Ｋを
被せるように定盤Ｊ上に載置する。

【００２９】この測定部は、上述のように回転角検出器
５を主要部として構成され、この検出器５はその構造か
ら非常に薄く形成することができるため、ケース１の厚
さも薄型にすることができる。このため、金型の狭いキ
ャビティ内にも測定部を挿入してそのキャビティの深さ
等を測定することができる。

【００３０】金型Ｋのキャビティ内に測定部を挿入する
と、コイルばね１２により上方に付勢される測定子３の
先端が、キャビティの上面に当接して測定子３（回転軸
２）が静止する。回転角検出器５の一次コイル７には、
交流電源２３により交流電力が供給され、励磁すること
により、その二次コイル８に誘導電圧が発生し、その電
圧は回転軸２の回転角に比例して発生する。

【００３１】回転角検出器５から出力された検出電圧
は、整流回路２０で整流され、直流検出電圧として演算
処理回路２１に入力される。演算処理回路２１では、検
出電圧値と、それに対応した測定値（ケース１の底面か
ら測定子３の先端までの距離Ｓ）がデータテーブルとし
て記憶している場合、その検出電圧値に対応した距離Ｓ
のデータを、そのデータテーブルを検索して求める。

【００３２】或は、演算式から測定値を求める場合、測
定値であるケース１の底面から測定子３の先端までの距
離Ｓは、図１に示すように、Ｓ＝Ａ＋Ｂ＋Ｃであるか
ら、演算処理回路２１は、この式から算出する。ここ
で、ＡはＬｓｉｎα、Ｌは測定子の長さ、αは回転角
（検出電圧）、Ｂは回転軸２の中心から底面までの距
離、Ｃは測定子３の先端部の半径である。

【００３３】このようにして金型キャビティの合せ面か
らの深さが、ケース１の底面から測定子３の先端までの
距離Ｓとして測定され、その測定値が表示器２２に数値
表示される。また、上記のような測定を行いながら、定
盤Ｊ上で金型Ｋを移動し、複数位置で測定を行えば、金
型キャビティの深さの変位を測定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す面間距離測定装置の測
定部の正面図である。

【図２】同測定部の縦断面図である。

【図３】図２の III− III断面図である。

【図４】同測定部の底面図である。

【図５】測定回路のブロック図である。

【図６】回転角検出器５と整流回路２０の接続図であ
る。

【図７】回転角検出器５の出力電圧と回転角の関係を示
すグラフである。

【図８】測定装置の使用状態を示す断面図である。

【符号の説明】

１−ケース、 ２−回転軸、 ３−測定子、 ５−回転角検出器、 ６−ヨーク、 ７−一次コイル、 ８−二次コイル、 ９−磁極、 １０−回転コア、１０ａ−凸部、 ２０−整流回路、 ２１−演算処理回路、 ２２−表示器、 ２３−交流電源。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 狭い間隙などに挿入して該間隙の面間距
   離を電気的に測定する面間距離測定装置において、 ケースに設けた基準面と並行に配設された回転軸を有
   し、該回転軸の回転角に応じた検出電圧を出力する回転
   角検出器と、 該ケースから突出した該回転軸の一端に略直角に固定さ
   れた測定子と、 を備え、該回転角検出器から出力される検出電圧値に基
   づいて、該ケースの基準面から該測定子の先端までの距
   離を面間距離の測定値として出力することを特徴とする
   面間距離測定装置。
2. 【請求項２】 前記回転角検出器は、前記ケース内に配
   設されたヨークを有し、該ヨーク内に挿通された前記回
   転軸に回転コアが固定され、該ヨーク内に２個の磁極が
   該回転コアの両側に配置され、該回転コアには２個の凸
   部が両側の該磁極に対し交互に対向可能に設けられ、該
   両磁極に各々二次コイルが巻装され、該２個の二次コイ
   ルの間における該回転軸の周囲に一次コイルが巻装され
   て構成される請求項１記載の面間距離測定装置。
3. 【請求項３】 前記一次コイルには交流電源が接続さ
   れ、前記二次コイルには整流回路が接続され、該整流回
   路から出力された検出電圧値に基づき面間距離を求める
   演算処理回路が設けられたことを特徴とする請求項２記
   載の面間距離測定装置。
4. 【請求項４】 前記演算処理回路は、検出電圧値とそれ
   に対応した面間距離データとをデータテーブルとして予
   め記憶し、前記整流回路を通して入力された検出電圧値
   に基づき、該データテーブルを検索して面間距離を求め
   ることを特徴とする請求項３記載の面間距離測定装置。