JPS5926885B2 - 無接触測長装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は無接触で広範囲の寸法変化を、高精度に測定
する装置に係るものである。

空気マイクロメータの原理を使つて、噴射空気の背圧に
関連して、ノズル軸を被測定体に対して一定間隔を保た
せ、軸の変位を測定することによつて被測定体の表面の
寸法の変位を測定することが行なわれている。

第１図はこの原理を示したものであつて、被測定体１に
対して先端に噴射ノズル３を有する軸２には、シリンダ
４の中のピストン５が固定されている。

そして軸２の左右動は差動変圧器６によつて検出される
。

ここでＡに一定圧の空気を送り、その背圧を圧力増幅器
７によつて増幅してＢに入れる。

一方Ｃには一定圧の空気を送る。そして軸に対して被測
定体１が近接した場合噴射は邪魔されて背圧が上り、Ｂ
に入る気圧が上るので、ピストンは後退し、ノズルは後
退して一定間隔を保つてバランスを取る。

逆に間隔が離れると背圧は下り、Ｂから入る気圧が下る
ので、軸は前進して、間隔を狭くして一定間隔にまで近
接する。

現在このような装置が考えられているが、このままの構
成では空気の圧縮性によつて軸はハンチングを起して安
定しないので、この振動を防ぐために空気ダンパーを入
れるものが考えられている。

しかし、この場合ダンパーのストロークとして測定範囲
と同じ長さを必要とし、軸が長くなり、それだけ重量も
増して追従性が悪くなる欠点がある。この発明は、この
点を改善し、従来のものが背圧方式であつて、上記の欠
点を改善することができないので、流量形空気マイクロ
メータ方式を採用し、受圧のピストンをもつてダンパー
を兼ねさせるものである。第２、３図によつてこの発明
を説明する。

図においては噴射ノズル１２が軸１１の右先端に示され
ている。

外殻１３には左側に加圧空気導入孔Ｄ）空気タンクヘの
空気送り出し孔Ｅが設けられる。そして外殻の中央には
軸１１が空気軸受けによつて外殻に対して軽＜移動でき
るように設けられる。なお空気軸受けに関する構造は従
来のものと同様であるので、その説明は省略する。

空気導入孔Ｄから入つた空気は外殻１３の中の導孔１４
を通つて、軸１１の左端１５が位置する第１室１６に入
る。

軸１１の左端１５には検側機構の一実施例として差動変
圧器のコア１７が取付けられる。

また軸１１には先端のノズル１２に連通する中央孔１８
が設けられ、その左端は第１室１６の中に側面の孔２８
によつて開口している。

また軸の左端１５は図において右方向に加圧空気の圧力
を受けて、軸１１を前（右方向の移動）に押し出す圧力
を受けている。

軸の外殻１３の間の空気軸受部１９，１９′の中間に外
殻１３にシリンダ２０が嵌め込れ、軸１１にはピストン
２１が取付けられる。

また軸１１には中央孔１８の周囲に同心に外周導孔２２
が設けらへ軸の右側の孔２３によつて中央孔１８と外周
導孔２２とが連通している。そしてピストン２１によつ
て作られた右側の第２室２４に外周導孔２２の流体は軸
の横孔２５を通つて導き入れられる。

ピストンの右側の第２室は外殻の導孔２６を通つて空気
取出孔Ｅから空気タンク（図示せず）に導かれる。

また第３室２７は空気軸受けの排気孔（図示せず）に狭
い通路を通つて連通している。このような構造において
軸１１のノズル１２を被測定体の表面に横向きに対向さ
せて、Ｄから加圧空気を送り込む。加圧空気Ｄは、導孔
１４、第１室１６と送られ、軸１１の中央孔１８を通つ
て一方はノズル１２から噴射され、他の一方は外周導孔
２２から第２室２４に導入される。第２室においては測
定流体がピストン２１の右壁に当つて軸を後退方向に押
す。

そこで第１室１６における軸の左端１５の受圧面積ａと
圧力ｅとの積と、第２室における測定流体の圧力ｆとピ
ストン２１の受圧面積ｂとの積の比較によつて軸１１は
左右動する。

このとき第３室２９は狭い通路によつて外気に連絡され
ているのでダンパーの作用を行ない、軸がハンチングす
ることを防止する。

そこで被測定体とノズルの間隔が一定値になつたとき、
Ａｅ＝Ｂｆとなるように設計して置けば、自動的に一定
間隔をとつて軸は停止し、軸の変位を外殻に内蔵された
検測機構で検出すれば、無接触で測定することができる
。

なお検測機構は差動変圧器１７を例にとつて説明したが
磁気スケール等も使用できる。

この発明においては前述のように背圧方式でなく、流量
力式を採用したので、背圧の増幅装置を必要とせず、か
つ流れによるノイズが小さい。

即ち、背圧方式では背圧絞りをノズルの近くに設定し、
信号出力口を絞りとノズルの間に設定すると流れによる
ノイズが大きくなるが、流量方式では信号出力口をノズ
ルの近くに設定でき、信号変化を速く検出でき、しかも
ノイズが小さいという特徴を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の無接触測定装置の構成説明図、第２図は
この発明の測定装置の断面図、第３図は拡大説明図。 １１・・・・・・軸、１２・・・・・・噴射ノズル、１
３・・・・・・外殻、１５・・・・・・端面、１６・・
・・・・第１室、１８・・・・・・中央孔、２０・・・
・・・シリンダ、２１・・・・・・ピストン、２２・・
・・・・外周導孔、２４・・・・・・第２室、２７・・
・・・・第３室。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 外殻の中央に滑動可能に保持され、先端の噴射ノズ
   ルに通ずる中央孔と、これに連通する外周導孔とを有し
   、ノズルの逆方向端面において加圧流体の前進方向の圧
   力を受け、かつこの加圧流体が中央孔に導入され、先端
   ノズルを外殻から突出している軸と、軸と外殻に設けら
   れたピストンシリンダによつて構成されるノズル側の部
   屋（第２室）に前記外周導孔を連通し、かつ外殻中を通
   つて空気タンクに導出され、逆方向側の部屋（第３室）
   は狭い通路によつて外気に連通する軸の後退方向の受皿
   および軸のダンパー機構と、軸のノズル側の反対側に設
   けられ軸の変位を被測定体の表面変位として取出す検側
   機構とからなる無接触測長装置。