JPH112503A - 内径測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】被測定物の溝部の中心と測定子の中心とが周方
向にずれている場合にも、正確に被測定物の内径寸法を
測定するとともに、測定子の強度不足の問題を解消し
て、溝部のサイズが小さい被測定物の測定にも適用可能
とする。 【解決手段】センターシャフト３は軸方向の往復動可能
に配設され、軸方向の一端側から他端側に向けて外径が
徐々に拡径するテーパ部３ａを有している。このセンタ
ーシャフト３回りには、複数の伝導子８Ａ、８Ｃが半径
方向の往復動可能に放射状に配設され、各伝導子８Ａ、
８Ｃはテーパ部３ａに当接してセンターシャフト３の軸
方向移動に伴って半径方向に移動する。また、各伝導子
８Ａ、８Ｃにはそれぞれ測定子１０Ａ、１０Ｃが固定さ
れている。伝導子８Ａは、センターシャフト回りに揺動
可能とされた支持具７Ａに、半径方向の往復動可能に支
持されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、円筒形状部品等の
内径寸法を測定する内径測定装置に関し、とくに内周面
に歯溝等の溝部を有する内歯車や内スプラインの内径寸
法を測定するのに好適な内径測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば、内周面に歯溝等の溝部を
有する内歯車の内径を測定する内径測定装置として、特
開平７−１２８００５号公報に開示されたものが知られ
ている。この内径測定装置は、内歯車の製品誤差（ピッ
チ誤差等）が大きい場合であっても正確に被測定物の内
径を測定することができるものである。

【０００３】すなわち、この内径測定装置は、図６〜図
８に示すように、放射状に配設された３つの測定子９０
Ａ、９０Ｂ、９０Ｃのうちの２つの測定子９０Ａ、９０
Ｂを非固定式の測定子としたもので、測定子９０Ｃの先
端には固定式の頭部９１ｃが設けられ、測定子９０Ａ、
９０Ｂの先端には円筒状の被測定物９２の周方向に揺動
可能とされた非固定式の頭部９１ａ、９１ｂが設けられ
ている。

【０００４】詳しくは、非固定式の頭部９１ａ（頭部９
１ｂも同様）は、貫通孔９３ａ（９３ｂ）を有する球状
で、測定子９０Ａ（９０Ｂ）の先端に固定され貫通孔９
３ａ（９３ｂ）の孔径よりも小さな外径をもつピンに遊
動可能に支持されている。また、各測定子９０Ａ、９０
Ｂ、９０Ｃは、軸方向の往復動可能に配設されたセンタ
ーシャフト９４回りに半径方向の往復動可能に配設され
ている。そして、各測定子９０Ａ、９０Ｂ、９０Ｃは、
センターシャフト９４のテーパ部９４ａに当接してお
り、センターシャフト９４の軸方向移動に伴って半径方
向に移動する。なお、センターシャフト９４は第１バネ
９５により軸方向一端側（図６の下側）に常に付勢され
ており、かつ、各測定子９０Ａ、９０Ｂ、９０Ｃは第１
バネ９５の付勢力よりも小さい付勢力の第２バネ９６に
より半径方向内方（求心方向）に常に付勢されている。

【０００５】この内径測定装置では、まず手指等によ
り、第１バネ９５の付勢力に抗してセンターシャフト９
４を上方に引張り、第２バネ９６の付勢力により各測定
子９０Ａ、９０Ｂ、９０Ｃを求心方向に後退せしめた状
態し、この状態で被測定物９２をセットする。その後、
手指等をセンターシャフト９４から離せば、該センター
シャフト９４は第１バネ９５の付勢力により下方に復帰
する。これに伴い、センターシャフト９４のテーパ部９
４ａに押圧されて、各測定子９０Ａ、９０Ｂ、９０Ｃが
第２バネ９６の付勢力に抗して半径方向外方に移動し、
各測定子９０Ａ、９０Ｂ、９０Ｃの頭部９１ａ、９１
ｂ、９１ｃが非測定物９２の内周面に当接する。この各
測定子９０Ａ、９０Ｂ、９０Ｃの移動量は、センターシ
ャフト９４、ヒンジレバー９７及びプランジャ９８を介
して、インジケータ９９に伝達され、該インジケータ９
９に測定値として表示される。

【０００６】ここで、被測定物９２としての例えば内歯
車の製品誤差（ピッチ誤差等）により、例えば測定子９
０Ａの中心と歯溝の中心とが周方向にずれていた場合、
非固定式の測定子９０Ａの頭部９１ａが被測定物９２の
周方向に揺動可能とされているので、該歯溝を構成する
歯面の一方に当接した頭部９１ａは該歯面に案内されて
周方向に揺動しつつ、測定子９０Ａが半径方向外方に移
動する。これにより、測定子９０Ａの頭部９１ａが上記
歯溝を構成する両歯面に確実に当接する。このため、測
定子９０Ａの半径方向外方への動きが歯溝を構成する歯
面の一方に当接することにより途中で規制されることが
ない。

【０００７】したがって、上記従来の内径測定装置によ
れば、測定子の中心と溝部の中心とが周方向にずれてい
る場合にも、正確に被測定物の内径寸法を測定すること
ができる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の内
径測定装置では、溝部のサイズが小さい被測定物に適用
することが困難であるという問題がある。すなわち、上
記従来の内径測定装置では、非固定式の測定子９０Ａに
おいて（測定子９０Ｂにおいても同様）、頭部９１ａに
貫通孔９３ａを設け、この貫通孔９３ａとピンとの設定
隙間により、頭部９１ａを被測定物９２の周方向に揺動
可能としている。このような貫通孔９３ａが設けられた
頭部９１ａにあっては、頭部９１ａのサイズが小さくな
るほど、必要強度を確保することが困難となる。したが
って、溝部のサイズが小さい被測定物に適用することが
困難となり、被測定物の対象が限定される。

【０００９】本発明は上記実情に鑑みてなされたもので
あり、内周面に溝部を有する被測定物の該溝部の中心と
測定子の中心とが周方向にずれている場合にも、正確に
被測定物の内径寸法を測定することができ、しかも測定
子の強度不足の問題を解消して、溝部のサイズが小さい
被測定物にも適用することのできる内径測定装置を提供
することを解決すべき技術課題とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の内径測定装置は、軸方向の往復動可能に配設され、
該軸方向の一端側から他端側に向けて外径が徐々に拡径
するテーパ部を有するセンターシャフトと、該センター
シャフト回りに半径方向の往復動可能に放射状に配設さ
れ、該センターシャフトのテーパ部に当接して該センタ
ーシャフトの軸方向移動に伴って半径方向に移動する複
数の伝導子と、各該伝導子にそれぞれ固定された複数の
測定子と、該測定子の半径方向の移動量を測定する測定
器とを備え、上記伝導子の少なくとも一つは、上記セン
ターシャフト回りに揺動可能とされた支持具に、半径方
向の往復動可能に支持されていることを特徴とするもの
である。

【００１１】この内径測定装置では、センターシャフト
の軸方向移動に伴って、該センターシャフトのテーパ部
に当接する各伝導子が半径方向に移動し、各伝導子に固
定された各測定子も同時に半径方向に移動する。このと
きの測定子の半径方向の移動量は測定器により測定され
る。このため、被測定物を各測定子の外周側にセットし
ておけば、半径方向外方に移動した各測定子は被測定物
の内周面に当接して静止するため、このときの測定子の
半径方向移動量を測定器で測定することにより、被測定
物の内径を計算により求めることができる。

【００１２】ここで、本発明の内径測定装置では、伝導
子の少なくとも一つが、センターシャフト回りに揺動可
能とされた支持具に、半径方向の往復動可能に支持さ
れ、この伝導子に測定子が固定されている。このため、
被測定物の内周面に形成された溝部の中心と、上記支持
具に支持された伝導子に固定された測定子の中心とが周
方向にずれていた場合、上記支持具がセンターシャフト
回りに揺動することにより、この支持具に伝導子を介し
て固定された測定子が溝部を構成する壁面の一方に案内
されて周方向に揺動しつつ該伝導子とともに半径方向外
方に移動する。これにより、該測定子は溝部を構成する
両壁面に確実に当接することとなり、測定子の半径方向
への動きが溝部を構成する壁面の一方に当接することに
より途中で規制されることがない。

【００１３】したがって、被測定物の内周面にその中心
が測定子の中心と周方向にずれた歯溝等の溝部が存在し
ていても、確実に内径寸法を測定することが可能とな
る。また、前述した従来の内径測定装置では、非固定式
の測定子において、被測定物の溝部に直接接触する接触
子としての球状頭部自身を揺動可能とする構成であるた
め、非固定式測定子の球状頭部の強度不足により、溝部
のサイズが小さい被測定物に適用することが困難である
という問題があった。

【００１４】これに対し、本発明の内径測定装置では、
センターシャフト回りに揺動可能とされた支持具に伝導
子を介して測定子を固定することにより測定子を周方向
に揺動可能としているため、非固定式の測定子であって
も接触子としての球状頭部を中実のものとすることがで
き、球状頭部の強度を確保する上で有利となる。このた
め、非固定式の測定子における球状頭部の強度不足の問
題を解消することができ、溝部のサイズが小さい被測定
物にも適用することが可能となる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ、実施形
態により本発明の内径測定装置を具体的に説明する。図
１に示すように、中央貫通孔１ａと、この中央貫通孔１
ａの下方部が開口する断面円形状の中央空間部１ｂとを
もつ略円筒形状の基台１の上面には、被測定物を載せる
リング状の載置台２が固定されている。中央貫通孔１ａ
内には、軸方向中央の上方部に円錐台形状のテーパ部３
ａを有し、かつ、下端側にリング部３ｂが嵌合されたセ
ンターシャフト３が、ベアリング４を介して摺動可能に
（軸方向の往復動可能に）嵌挿されている。このセンタ
ーシャフト３のテーパ部３ａは、軸方向の一端側（図１
の下方側）から他端側（図１の上方側）に向けて外径が
徐々に拡径している。

【００１６】センターシャフト３の上端部は、載置台２
に被測定物５がセットされた状態で、被測定物５よりも
上方側に突出する程度に上方まで延在しており、このセ
ンターシャフト３の上端部が操作部３ｃとされる。一
方、センターシャフト３の下端部は、基台１の中央空間
部１ｂの途中まで下方に延在している。また、このセン
ターシャフト３の下方部には、中央空間部１ｂの上壁面
によりその上方への動きが規制されたリング３ｄが遊嵌
されている。そして、センターシャフト３は、センター
シャフト３のリング部３ｂに一端が当接し、かつ、セン
ターシャフト３に遊嵌されたリング３ｄに他端が当接し
た第１バネ６により、下方へ付勢されている。

【００１７】基台１の上端面には、図２に示すように、
水平面上で互いに１２０度の角度を隔てて周方向（以
下、「周方向」とは基台１の周方向を意味する。）に３
等分された位置で、半径方向（以下、「半径方向」とは
基台１の半径方向を意味する。）に放射状に延在する２
個の幅広凹部１Ａ、１Ｂと１個の幅狭凹部１Ｃとが設け
られている。なお、幅広凹部１Ａ、１Ｂの深さは、幅狭
凹部１Ｃの深さの２倍強とされている。そして、幅広凹
部１Ａ、１Ｂには、幅広凹部１Ａ、１Ｂの深さと同一高
さをもつ支持具７Ａ、７Ｂが遊嵌されている。支持具７
Ａ、７Ｂは、幅広凹部１Ａ、１Ｂの周方向幅よりも所定
量狭い幅を有しており、支持具７Ａ、７Ｂと幅広凹部１
Ａ、１Ｂとの間に所定の隙間Ｓ、Ｓ（図３参照）が存在
する。また、支持具７Ａ、７Ｂの基端側（基台１の求心
側）には、センターシャフト３が遊嵌されるリング状基
部７１Ａ、７１Ｂが一体的に形成されており、支持具７
Ａのリング状基部７１Ａと支持具７Ｂのリング状基部７
１Ｂとが上下に重ね合わされてセンターシャフト３と係
合している（インロー合わせ）。これにより、支持具７
Ａ、７Ｂは、上記隙間２Ｓ分だけ、センターシャフト回
りに揺動可能とされている。

【００１８】上記支持具７Ａ、７Ｂの上面には、半径方
向の内端から外端まで延在する断面長方形状の凹部７２
Ａ、７２Ｂが設けられている。この支持具７Ａ、７Ｂの
凹部７２Ａ、７２Ｂの底面及び上記幅狭凹部１Ｃの底面
には、半径方向に延びる長穴７３Ａ、７３Ｂ及び１３Ｃ
が設けられている。そして、支持具７Ａ、７Ｂの凹部７
２Ａ、７２Ｂ内及び幅狭凹部１Ｃ内には、伝導子８Ａ、
８Ｂ及び８Ｃが摺動可能に嵌挿されている。これによ
り、伝導子８Ａ、８Ｂ及び８Ｃは半径方向の往復動可能
にセンターシャフト回りに放射状に配設されている。

【００１９】上記伝導子８Ａ、８Ｂ及び８Ｃの基端側
（基台１の求心側）には、センターシャフト３の軸方向
一端側（図１の下方側）から他端側（図１の上方側）に
向けて半径方向外方に傾斜して延在し、センターシャフ
ト３のテーパ部３ａの外周面と整合して当接する傾斜当
接面８１Ａ、８１Ｂ、８１Ｃが設けられている。また、
伝導子８Ａ、８Ｂ及び８Ｃの底部には、上記長穴７３
Ａ、７３Ｂ及び１３Ｃ内を摺動可能な突起片８２Ａ、８
２Ｂ、８２Ｃが突設されている。そして、伝導子８Ａ、
８Ｂ及び８Ｃは、突起片８２Ａ、８２Ｂ、８２Ｃに一端
が当接し、かつ、長穴７３Ａ、７３Ｂ及び１３Ｃの外方
端に他端が当接した第２バネ９により、基台１の求心側
へ付勢されている。また、伝導子８Ａ、８Ｂ及び８Ｃ上
面には取付柱８３Ａ、８３Ｂ、８３Ｃが突設されてお
り、この取付柱８３Ａ、８３Ｂ、８３Ｃに測定子１０
Ａ、１０Ｂ、１０Ｃが脱着可能にネジ止めされている。
そして、測定子１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃの先端には、接
触子としての中実の球状頭部が一体的に設けられてい
る。これらの測定子１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃは、被測定
物５の内径寸法や被測定物５の内周面に形成された歯溝
等の溝部の大きさに応じて、各種のものを用意してお
く。

【００２０】なお、上記センターシャフト３を下方に付
勢する第１バネ６の付勢力は、各伝導子８Ａ、８Ｂ、８
Ｃを求心方向に付勢する第２バネ９の付勢力と比べて格
段と大きく設定されている。また、センターシャフト３
のテーパ部３ａが支持具７Ａのリング状基部７１Ａに当
接することにより、センターシャフト３の下方への最大
移動が規制されている。

【００２１】基台１の側面には、中央貫通孔１ａに通じ
る側孔１ｃが穿設され、この側孔１ｃにはインジケータ
１１を保持するための保持具１２が嵌合及びボルトによ
り固定されている。この保持具１２には貫通孔１２ａが
貫設され、貫通孔１２ａ内にインジケータ１１が挿通、
保持されている。また、基台１にはヒンジレバー１３が
揺動可能に支持され、このヒンジレバー１３の一端は上
記センターシャフト３の下端面に当接し、かつ、ヒンジ
レバー１３の他端はインジケータ１１の端面に当接して
いる。

【００２２】上記構成を有する本実施形態に係る内径測
定装置を用いれば、以下に示すように、内周面に歯溝等
の溝部を有する内歯車や内スプラインの内径を測定する
ことができる。ここでは、被測定物５として内スプライ
ンを用いる場合を説明する。なお、この被測定物５の内
周面には、図５の部分断面図に示すように、歯溝５ａが
複数形成された３つの歯溝部５Ａが周方向に３等分した
位置に配設、形成されている。また、各測定子１０Ａ、
１０Ｂ、１０Ｃは被測定物５の内径に応じた長さのもの
を選定するとともに、測定子１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃの
先端に設けられた接触子としての球状頭部の外径は被測
定物５の歯溝５ａの大きさに応じたものとした。

【００２３】被測定物５をセットするに際しては、まず
手指等により、第１バネ６の付勢力に抗してセンターシ
ャフト３の操作部３ｃを上方に引張り、第２バネ９の付
勢力により各測定子１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃを伝導子８
Ａ、８Ｂ、８Ｃとともに求心方向に後退せしめた状態に
する。そして、この状態で被測定物５を、３等分された
各歯溝部５Ａが各測定子１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃにそれ
ぞれ対向するように、周方向に位置合わせしながら載置
台２の上に載せた後、手指等をセンターシャフト３の操
作部３ｃから離せば、該センターシャフト３は第１バネ
６の付勢力により下方に復帰する。これに伴い、センタ
ーシャフト３のテーパ部３ａに当接する各伝導子８Ａ、
８Ｂ、８Ｃの傾斜当接面８１Ａ、８１Ｂ、８１Ｃが押圧
されて、各伝導子８Ａ、８Ｂ、８Ｃとともに各測定子１
０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃが第２バネ９の付勢力に抗して半
径方向外方に移動し、各測定子１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ
の球状頭部が被測定物５の内周面に当接する。この各測
定子１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃの移動量が、伝導子８Ａ、
８Ｂ、８Ｃ、センターシャフト３及びヒンジレバー１３
を介して、インジケータ１１に伝達され、該インジケー
タ１１に測定値として表示される。

【００２４】ここで、図６に示すように、各測定子１０
Ａ、１０Ｂ、１０Ｃの中心と、それぞれの球状頭部が収
容、当接する歯溝５ａの中心とが周方向にずれていた場
合は、幅狭凹部１Ｃに直接嵌挿された伝導子８Ｃに固定
されて周方向の揺動が不可能な固定式の測定子１０Ｃに
おいては、球状頭部が被測定物５の歯溝部５Ａの１個の
歯溝５ａ内に収まるとともに、該歯溝５ａを構成する両
歯面に該球状頭部が当接するように、被測定物５が周方
向に回転する。これにより、該固定式の測定子１０Ｃの
中心と該歯溝５ａの中心とが一致する。このとき、幅広
凹部１Ａ、１Ｂに支持具７Ａ、７Ｂを介して嵌挿された
伝導子８Ａ、８Ｂに固定されて周方向の揺動可能な非固
定式の測定子１０Ａ、１０Ｂの中心と、これらの測定子
１０Ａ、１０Ｂが対向する歯溝５ａの中心とが周方向に
ずれていたとしても、支持具７Ａ、７Ｂがセンターシャ
フト３回りに揺動することにより、この支持具７Ａ、７
Ｂに伝導子８Ａ、８Ｂを介して固定された非固定式の測
定子１０Ａ、１０Ｂが歯溝５ａを構成する歯面の一方に
案内されて周方向に揺動しつつ該伝導子８Ａ、８Ｂとと
もに半径方向外方に移動する。これにより、非固定式の
測定子１０Ａ、１０Ｂは歯溝５ａを構成する両歯面に確
実に当接することとなり、測定子１０Ａ、１０Ｂの半径
方向への動きが歯溝５ａを構成する歯面の一方に当接す
ることにより途中で規制されることがない。

【００２５】したがって、被測定物５の歯溝５ａにピッ
チ誤差があり、各測定子１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃの中心
と歯溝５ａの中心とが周方向にずれていたとしても、本
実施形態の内径測定装置によれば、非測定物５の内径寸
法（最大寸法）を正確に測定することができる。また、
本実施形態の内径測定装置では、センターシャフト３回
りに揺動可能とされた支持具７Ａ、７Ｂに伝導子８Ａ、
８Ｂを介して測定子１０Ａ、１０Ｂを固定することによ
り測定子１０Ａ、１０Ｂを周方向に揺動可能としている
ため、非固定式の測定子１０Ａ、１０Ｂであっても接触
子としての球状頭部を中実のものとすることができ、球
状頭部の強度を確保する上で有利となる。このため、非
固定式の測定子１０Ａ、１０Ｂにおける球状頭部の強度
不足の問題を解消することができ、溝部５ａのサイズが
小さい被測定物５にも適用することが可能となり、被測
定物の対象を拡大させることができる。

【００２６】なお、上記実施形態では、測定子を３個と
し、かつ、非固定式の測定子を２個、固定式の測定子を
１個とした例について示したが、測定子全体の数や非固
定式測定子の数は特に限定されるものではない。ただ
し、固定式測定子の数は多くても１個とすることが好ま
しい。

【００２７】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の内径測定
装置は、センターシャフト回りに揺動可能とされた支持
具に伝導を介して測定子を固定することにより測定子を
周方向に揺動可能としているため、被測定物の内周面に
その中心が測定子の中心と周方向にずれた歯溝等の溝部
が存在していたとしても、測定子の周方向へに揺動によ
り、確実に内径寸法を測定することが可能となる。

【００２８】また、測定子の強度不足の問題を解消し
て、溝部のサイズが小さい被測定物にも適用することが
可能となり、被測定物の対象を拡大させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態に係る内径測定装置の全体構成を示す
断面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線矢視断面図である。

【図３】図２のＢ−Ｂ線矢視断面図である。

【図４】上記内径測定装置の測定子の配置を説明する平
面図である。

【図５】上記内径測定装置で内径寸法を測定する被測定
物の形状を示す部分断面図である。

【図６】測定子の中心と歯溝の中心とが周方向にずれた
状態を説明する一部断面図である。

【図７】従来の内径測定装置の全体構成を示す断面図で
ある。

【図８】図７のＣ−Ｃ線矢視断面図である。

【符号の説明】

３…センターシャフト、 ３ａ…テーパ部、 ５
…被測定物、７Ａ，Ｂ…支持具、 ８Ａ，８
Ｂ，８Ｃ…伝導子、１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ…測定子、
１１…インジゲータ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸方向の往復動可能に配設され、該軸方
   向の一端側から他端側に向けて外径が徐々に拡径するテ
   ーパ部を有するセンターシャフトと、 該センターシャフト回りに半径方向の往復動可能に放射
   状に配設され、該センターシャフトのテーパ部に当接し
   て該センターシャフトの軸方向移動に伴って半径方向に
   移動する複数の伝導子と、 各該伝導子にそれぞれ固定された複数の測定子と、 該測定子の半径方向の移動量を測定する測定器とを備
   え、 上記伝導子の少なくとも一つは、上記センターシャフト
   回りに揺動可能とされた支持具に、半径方向の往復動可
   能に支持されていることを特徴とする内径測定装置。