JPS5985901A

JPS5985901A - 内径測定装置

Info

Publication number: JPS5985901A
Application number: JP58142371A
Authority: JP
Inventors: ニコラエ・ボワネスキユ−
Original assignee: Tesa SARL
Current assignee: Tesa SARL
Priority date: 1982-09-06
Filing date: 1983-08-02
Publication date: 1984-05-18
Also published as: US4473956A; DE3330009A1; CH649379A5; GB2126730B; IN161129B; GB8322224D0; JPH0374321B2; DE3330009C2; GB2126730A

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】本発明は、機械製造工場で直接測定をしたりあるいは公
差を調整するための内径測定装置に関する。

上記のことを行う公知の装置と同じように、この測定装
置は３つの径方向のスリットをその外周端部に１定間隔
に設けた筒状体と、円筒の内径壁と接触する点接触用触
子を備えたレバーの形をなし、３つのスリットに径方向
に回動自在に取り付けられた３つの測定指と、筒状体の
軸方向の孔に並進自在に取り付けられた棒と、前記棒の
先端に固定され、周りを３つの測定指に囲まれ、かつそ
の測定指を弾性機構により押圧する、測定指を広げるた
めの中央止め具と、筒状体と棒、止め具の組立体との間
で支持され、３つの測定指を広げるためのばねと、この
ばねと逆向きの作用を行う手動調整機構と、棒の変位を
その変位を示す電気信号で表わすための変位測定器と、
その変位信号を３つの触子により形成された円の直径を
示す測定信号に変える適当な部材を備えた電子処理回路
とから成る。

この種の公知の装置は、例えば、スイス特許第５８４．
０８８号に示され′た測定機用芯出し測定ヘッドのよう
なもので、この装置では点接触用の３つの触子によって
形成される平面を測定しようとする円筒の内径の回転軸
と垂直の状態に保持する必要がある。これは測定した径
をよく示すためである。このために、この公知の装置で
はモールスコーンを芯出し機の主軸に固定させて、内径
に対する方向を得るようにする。この装置は芯出し作業
には向いてし〕るが、測定に関しては時間がかかるため
に実用性かうすい。なぜなら、この装置では測定しよう
とする内径を有する工作物を機械の上に固定させ、次に
この工作物を測定装置に対して相対変位をさせ、触子が
示す円の軸と内径の軸とを一致させる必要があるからで
ある。さらに、接触し合うものが弾性体であったり、と
りわけ器具と測定しようとする内径の本体とを固定した
機械部品が多くあったりするからこの芯出し作業では理
論上の２つの軸が完全に一致するかどうか確定的ではな
い。しかし精密測定の場合にはこれは許されない。

日本特許出願昭５０−３４８５０で開示された類似タイ
プのもので先述したのと同じように、即ち、芯出し機と
の併用で用いられる内径測定装置では、ストレインゲー
ジが３つある点接触式触子のそれぞれと連結されている
。このようにして３つの触子から受けるひずみをバラン
スさせることにより上で述べた軸の一致を可能としてい
る。しかし、行なった測定に信頼性はあるものの、この
装置では作業工程が複雑であり、一段とスピードが落ち
かつ費用がかかる。

３つの点接触式柚子を備え、操作を完全に手動で内径の
測定を行なうマイクロメータも公知である。アメリカ特
許第２，３０２，３５５号で開示されたこのマイクロメ
ータではトランスデユーサが機械式で、微調整用ビスと
目盛りの付いたドラムを備えており、この微調整用ビス
により触子が動く。先に挙げた２つの装置と比較すれば
、この装置の利点は明らかに構造が簡単である、即ち芯
出し機を用いなくでも測定ができるという点にある。し
かいと云う報いを受けることになる。遺４壬轟去遥ζ１従って、前記初めの２つの装置は用いられた手段が複雑
でかつスピードが遅いということと、３番目の装置は操
作が難しくかつ信頼性が薄いということに対して触子自
体を芯出しおよび軸合わせを行う手段とした内径測定装
置が作られた。この触子はやはり３つあって、円の代り
にシリンダを形成する母線と接触する面を備えており、
また回動する代りに並進して径方向に変位する。従って
、これら３つの触子は測定しようとする内径の壁と接触
すると、装置はその内径め中で自動的に芯出しを行いか
つ軸合わせを行なう。しかし装置の操作上やとくに信頼
性に見られるこれらの利点は、とり分は測定相や触子ま
たこれらの部材の運動に協働する運動変換部品などの幾
何学形状の作成や仕上げに高い精度がなくしては得られ
ないものである。

本発明は点接触式触子を備えた装置にその使用に当って
芯出し機を補助的に用いたり、難しい操作を必要とした
りすることなく、また線接触式触子を備えた装置に見ら
れた仕上げの度合や製造の精度を云々することなく高い
信頼性を与えることを目的としている。

本開示の初めに示したタイプの、本発明による内径測定
装置は、３つの触子により形成された円を示す測定信号
を発する電子処理回路が測定信号の最小値を記憶するに
適当な最小メモリと、この最小値を示す表示機構と、測
定開始用スイッチとを備えたことを特徴とする。内径測
定は手動で行なうが、先ず手動制御機構を押して測定相
を閉じ内径に挿入しながらこれらをばね作用により広げ
、手動制御機構をゆるめながら内径の壁に接触させる。

このような作業が済むと、次に測定開始スイッチが作動
し、前記内径の怪事面内に触子の平面を通すように凡ゆ
る方向に装置を動かすと、最小値が発生し、表示される
。

これらの特徴は信頼性を備えたいということと、構造お
よび操作が簡単であるべきだとする２点の追求目的にう
まく応えるものである。この信頼性ということは内径内
ぞ３つの触子が形成する円の直径の最小値だけしか表示
されないとする点にあるが、この値は内径の壁により構
成されたシリンダのまっすぐな部分に対応する。従って
実際の直径に対応することになる。操作が簡単であると
いうことは、作業員が装置をあらゆる方向に動かしてい
る間に測定相が広がった〆す、閉じたりしてばねの弾性
反応によりひとりでに内径の壁に接触することから当然
にそう云える。構造が簡単であると云う点については、
芯出しおよび軸合わせを行う機構が加わることがないこ
とと、本装置では点に線接触用触子を備えた装置のよう
に高精度の製造方法も高度な仕上げも必要でないという
ことからそう云える。

添付図面には本発明の実施態様が例として示されている
。

内径測定装置は、その機械部材には参照数字ｌと３とが
表示されているが、固く継合し合った２つの部分２と３
とから成る筒状体１を備えている。

筒状体の前方部分２には３つの径方向のスリットが筒状
体の外周上に互いに角度が１２ｏ°の間隔で配置され、
円錐台の形をした開口５が外に向って口を広げ、軸方向
の孔６が第１の支承部７を保持している。筒状体の後方
部分は、２つのチャンバー８と９が第２の支承部１１を
保持した壁１０により分けられている。円錐台状の開口
５と孔６と２つの支承部７と１１とは同軸上にある。

反り返ったレバーの形をし、球状の触子１３を備えた３
つの測定相１２は３つのスリット４に取り付けられ、各
スリットに保持された軸上で径方向に回動し得るように
なっている。３つの測定相の内面は筒状本体の軸方向の
孔６の軸方向にふくれた円弧を描いている。

軸方向の孔６には筒状の棒１４が並進自在に取り付けら
れており、この棒の先端には外に向って開いた円錐台の
形をした中央止め具１５が３つの測定相１２に囲まれ保
持されていて、その円錐台の壁は３つの測定相がずっと
広がって行く時に測定相の円弧状の内側面と正接するよ
うに一定の角度をもって伸びている。

各測定相１２は薄い鈑ばね１６によって中央止め具に押
圧されており、このばねは測定相に固定され、測定相が
連接されているスリットの後壁に支えられている。

止め具１５とは反対側の棒１４の端部には駆動用半径方
向の回動軸１８を保持した継手１７が設けられている。

コイルばね１９は筒状体の後部２の壁１ｏと継手１７と
の間にあって棒１４に取り付けられていて、測定相１２
を円錐台の止め具１５によって開かせる彷きをする。

棒１４により保持された継手１７の駆動用半径方向の回
動軸にはばね１９とは逆向きの作用をするレバー２０に
より構成された手動制御機構が取り付けられており、レ
バー２０の１方の端部は筒状体１の後部分の壁に連接さ
れ、もう１方の端部は操作部分であり、径方向のスリッ
ト２１を介して筒状体の外側に出ている。

従って、レバーをばね１９の作用とは逆向きの作動をさ
せることにより測定相１２は閉じ反対にレバ・−をゆる
めると、測定相は開く。

筒状体１の後部分３の第１チヤンバーには抵抗型の変位
測定器２２が取り付けられており、そのスライダは棒１
４に固定された継手２３に取り付けられ、その出力電気
信号はアナログで筒状体１内での棒の変位状態を示す。

筒状体１の後部分は供電及び処理用電子回路を備えたケ
ーシング２４に接続されており、この電子回路は変位測
定器２２から来た変位アナログ信号を３つの点接触式触
子によって形成された円の直径を示す測定数値に変換す
る部材から成っているが、この信号はこの回路の表示用
端部材の向いにあるケ・−シング２４の窓２６によって
見ることができる。

電子回路２５（第２図ブロック図）は、１部がコンパレ
ータ２７と、デジタル−アナログ変換器２８と、プロセ
ッサ２９と補正用メモリ３０とによって構成された、変
位測定器が供給する信号を処理する部材から成り、もう
１部が最小メモリ３１と測定開始用スイッチ３２とによ
り構成されていることを特徴とする２つの部材から成っ
ている。

オン−オフスイッチ３５の調整によりバッテリ３４が供
給する電力を変換する変換器３３からまたデジタル信号
によってこの回路は付勢する。

変位測定器２２はキャパシタ３６とスイッチ３８に制御
されるコンパレータ３７とから成る最小メモリ３１を介
してコンパレータ２７の入力側に接続されているが、コ
ンパレータ２７の第２の入力側はデジタル−アナログ変
換器２８に接続され、またこのコンパレータ２７の出力
側はプロセッサ２９に接続されている。このプロセッサ
はデジタル−アナログ変換器２８と、補正用メモリ３０
と、測定数値表示用端部材３９が夫々に接続されている
。

最小メモリ３１は電線４０を介して変位測定器に接続さ
れ、測定開始スイッチ３２はレバー２０により制御され
る。このためにスイッチとレバーは回路を閉じる機械式
連結器を介して接続されているが、このレバーはばね１
９によってゆるめられたり、押されたりする。

補正用メモリ３０は例えばＥＰＲＯＭタイプのもので機
械式伝達における円錐台１５から測定相１２への運動の
変換により生じる誤差といった直線性誤差や、製造とか
測定システムといったものの誤差を補正する機能を備え
ている。

レバー２０がゆるんだ状態になって触子１３が測定しよ
うとする内径の壁と接触する間に測定開始のスイッチが
入らないようにするために、この回路には一時部材（図
示省略）を設けであるが、この部材はこれにプロセッサ
が用いられているのでプログラミングを繰り返し行なう
ための常套手段である７、例えば前記スイッチに連結さ
れた待ちループのようなものであってもよい。

この回路ではコンパレータ２７は最小メモリ３１から発
した最小値とデジタル−アナログ変換器２８の出力側の
値とを比較する。プロセッサ２９は遂次近似することに
よりこれらの２つの信号が同一となるまで処理操作を行
う。プロセッサ２９の出力側のデジタル信号は従って最
小メモリ３１によって修正され、供給された最小値と対
応し、表示部材３９が示したこの値はすでに述べた作業
工程によりかつすでに主張した理由により測定された内
径の値となる。

この電子処理回路や本装置を構成する機械部材を本発明
の範囲から逸脱することなく変形することはもちろんで
きる。

本発明で教示したように、この電子処理回路が最小値検
出器（メモリ）や測定開始スイッチから成っておれば、
指針付目盛盤式遠隔用表示器を備えた絶対測定ではなく
比較測定用の装置を使用した場合のように、この回路に
使用する変位測定器は抵抗タイプに代えて誘導タイプ、
容量タイプまたは増分タイプでも適合するし、また必要
とする出力測定信号はデジタルでなくアナログタイプで
も適合する。

本実施例ではこの電子回路を設けることは経済的に有利
である。しかし、アナログ−デジタル処理装置ならコン
パレータなしでも同じ彷きをするが費用が高くつく。

電子回路は筒状体１と連結したケーシング２４内に取り
付けられている。この回路を設けたことによって、もし
必要なら異った容量をもったいろいろの測定用ヘッドを
同じケーシング上に取り付けることができるという利点
がある。

この場合、各測定用ヘッドは独自の補正用メモリを備え
ており、その補正用メモリは例えば筒状体１の後のチャ
ンバ９内に収容されている。しかし、電子回路は離れた
ところにあるケーシングに納めて、連結線を介して筒状
体１に接続する。

機械式部材について説明すると、円錐台１５の代りに然
るべきカムを用いることにより棒１４と触子１３の間の
機械式伝達の直線性を確保することができる。この際機
械的精度は犠牲になるが、直線性の欠陥の補正は補正メ
モリ３０によって簡単にできるので精度は望まなくても
よい。

触子１３を保持する指１２はその屈曲部に連接されてい
る曲ったレバーの形とすることができる。

そうすると触子と向い合った屈曲部分は棒１４の先端に
固定された簡単な板の前面に押圧されることになる。こ
の実施例として挙げた構成によれば円錐台１５と指１２
との接触点は触子１３に近づくという利点があるが、指
の柔軟性が測定の信頼性に及ぼす効果は限定される。

この実施例として挙げた構成はこれを実施した場合、高
度な機械的精度を必要としないと云う利点もある。なぜ
なら、測定器が変位する間、円錐台１５が回転しないこ
とと、触子の平面が測定しようとする内径の平面内に簡
単に通ることによって測定の信頼性が確保されることか
ら、測定器の位置に対する円錐台の芯出しが完全に行わ
れることも、円錐台の軸が触子の平面と完全に垂直であ
ることも少しも重要でないからである。

最後に、測定開始スイッチをレバー２０により作動させ
ることには測定を行う操作を簡単にするという実際的な
利点があるが、押しボタンによって手でスイッチを作動
させることもできる。この場合スイッチの一時部材は不
必要となり、作業員がスイッチを入れるのはレバー２０
が完全にゆるんだ状態になってからでよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は機械部材のみを表示した第３図の断面軸Ｉ−Ｉ
に沿った縦方向の断面図、第２図は電子回路のブロック
図、第３図は前面図である。１・・・筒状体、４・・・スリット、６・・・孔、１２
・・・測定器、１３・・・点接触用触子、１４・・・棒
、１５・・・止め具、１６・・・弾性機構、１９・・・
ばね、２０・・・手動調整機構、２２・・・変位測定器
、２５・・・電子処理回路、３１・・・最小メモリ、３
２・・・測定開始スイッチ３９・・・表示機構。手続補正書（方剤１．事件の表示昭和５８年特許願第１４２ｄ７１　　号２、発明の名称内径測定装置３、補正をする者事件との関係　特許出願人ＩＩ　所　　スイス連邦　１０２０　ルナン　リュー　
ビユニオン　３８氏名（名称）　　　テサ　ニス　ア！昭和５８　年１１　月　２９　日　（発送日）６−

Claims

【特許請求の範囲】

（１）　　端部外周上に３つの径方向スリット４を一定
間隔に設けた筒状体１と、これら３つのスリットに径方
向に回動自在に取り付けられ、円筒の内径の壁に接触す
るための点接触用触子１３を備えたレバー状の３つの測
定相１２と、筒状体の軸方向の孔６に並進自在に取り付
けられた棒１４と、棒の先端に固定され、周りを３つの
測定相に囲まれかつその測定相を弾性機構により押圧す
る、測定相を広げるだめの中央止め具１５と、３つの測
定相を広げるように、筒状体と棒、止め具１４．１５の
組立体との間に支持されたばね１９と、このばねと逆の
作用を行う手動調整機構２０と、棒の変位をその変位を
示す電気信号で表わすための変位測定器２２と、その変
位信号を３つの触子により形成された円の直径を示す測
定信号に変える適当な部材を備えた電子処理回路２５と
を備えた内径測定装置において、電子処理回路は測定信
号の最小値を記憶する最小メモリ３１と、この最小値を
表示する表示機構３６と、測定開始スイ・ンチ３２とか
ら成っていて、内径の測定を行うには先ず手動調整機構
を押すことによって３つの測定相を閉じ、円筒の内径内
にこれらの測定相を挿入し、手動調整機構をゆるめなが
らばねの作用によりこれらを広げて内径の壁に測定相を
接触させ、上記作業が済むと測定開始スイッチを作動さ
せて、測定装置を凡ゆる方向に動かしながら前記内径の
直径平面内に触子の平面が通過するように計ることによ
って上記最小値が発生し表示されることを特徴とする内
径測定装置
（２）３つの測定相１２はそり反っており、その内側面
は軸方向の孔６の軸に向って張り出した円弧状になって
おり、また止め具１５は筒状体１の外側に向って開いた
円錐台の形をしていて、その壁は測定相の前記内側面と
正接していることを特徴とする特許請求の範囲第１項に
記載の内径測定装置。
（３）測定開始スイッチ３２は機械式連結部材４１によ
ってこれと接続する手動調整機構２０により作動され、
また電子処理回路は前記スイッチと連結した一時部材を
設けてスイッチングを遅らせるようにしたことを特徴と
する特許請求の範囲第１項に記載の内径測定装置。