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【発明の名称】 外径加工部の測定装置及び測定システム並びに測定方法
【発明者】 【氏名】前岡 秀幸

【氏名】小池 義一

【氏名】岩本 理彦
【要約】 【課題】適正でかつ安定した測定測定姿勢で、効率よくしかも高精度にて外径加工部を測定する。

【解決手段】主フレーム１の下端部に下測定子取り付けフレーム２と受けローラフレーム３を固定し、上端部に上測定子取り付けフレーム４と押さえローラフレーム５及び位置固定金具６を摺動自在に取り付ける。受けローラフレーム３と押さえローラフレーム５には、測定対象物９を狭持する受けローラ１０ａ，１０ｂと押さえローラフレーム１１ａ，１１ｂを枢支する。主フレーム１側に設けた垂直面に基準片１２，１３を設置する。測定子取り付けフレーム２，４には、測定子１４ａ，１４ｂが基準片１２，１３に対して接離移動可能に配置される。位置固定金具６と押さえローラフレーム５はコイルスプリング１９ａ，１９ｂを介して接近方向に付勢した状態で一体化される。それぞれの基準片１２，１３は電気回路の一極をなし、測定対象物９を介して電気回路を形成する。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 立設配置される主フレームの一端部に測定子取り付けフレームと受けローラフレームを固定配置すると共に、他端部には測定子取り付けフレームと押さえローラフレーム及び位置固定金具を摺動自在に取り付けて成り、前記受けローラフレームと押さえローラフレームには、その対向する面に測定対象物の外周面を挟んで支承する受けローラと押さえローラをそれぞれ回転自在に枢支すると共に、前記主フレーム側に設けた反主フレーム側に向いた垂直面に、測定対象物の端面に当接する基準片を設置し、前記それぞれの測定子取り付けフレームには対向配置された複数対の測定子のうち適宜の測定子が、前記それぞれの基準片に対して接離移動可能に配置され、また、他端部側の測定子取り付けフレームと位置固定金具には主フレームの所定位置で固定する固定手段を設置すると共に、位置固定金具と押さえローラフレームとは弾性部材を介して互いに接近する方向に付勢された状態で一体化され、さらに、前記それぞれの基準片が、電気回路の一極をなし、測定対象物が該それぞれの基準片に当接したときに測定対象物を介して回路が形成される構成としたことを特徴とする外径加工部の測定装置。
【請求項２】 それぞれの基準片に測定対象物が当接して回路が形成されたときに、その旨表示する表示器を有したことを特徴とする請求項１に記載の外径加工部の測定装置。
【請求項３】 測定対象物の測定結果を表示する表示器を設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の外径加工部の測定装置。
【請求項４】 主フレームの他端部側の測定子及び一端部側の測定子を、互いに接近又は離反する方向に移動させる移動機構を設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の外径加工部の測定装置。
【請求項５】 位置固定金具と押さえローラフレームとの間に、位置固定金具に対して押さえローラフレームを、付勢力に抗して離反させる離反部材を介設したことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の外径加工部の測定装置。
【請求項６】 受けローラあるいは押さえローラのいずれか一つの回転数を検出するロータリーエンコーダを設けたことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の外径加工部の測定装置。
【請求項７】 請求項１〜６のいずれかに記載の外径加工部の測定装置と、この測定装置の各作動部を制御すると共に、それぞれの測定子による測定制御、測定値の記録、及び判定を行う制御手段とを備え、この制御手段には、押さえローラ及び受けローラを駆動するローラ駆動部と、基準ゲージについての外径情報を記憶した基準データ記憶部と、それぞれの測定子からの測定結果を記録する記録部と、測定結果から外径加工部の合否の判定を行う判定部と、測定状況及び測定結果を表示する表示部と、各種の設定情報及び操作信号を入力する入力部とを備えたことを特徴とする外径加工部の測定システム。
【請求項８】 請求項７の外径加工部の測定システムを用いた外径加工部の測定方法であって、請求項１〜６のいずれかに記載の外径加工部の測定装置のそれぞれの測定子間に基準ゲージを配置し、測定対象物の情報を入力し、基準ゲージについての外径情報を読み出した後に、基準ゲージをそれぞれの測定子間から外し、その後、前記測定対象物を請求項１〜６のいずれかに記載の外径加工部の測定装置のそれぞれの測定子間に配置し、前記外径加工部の測定装置を１８０°以上回転させて測定対象物の外径加工部を測定し、この測定に基づいて合否の判定を行うことを特徴とする外径加工部の測定方法。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば油井管の端部に形成した外径加工部の寸法を測定する装置及びシステム並びに方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ねじの種類の中で特に油井管用ねじは気密性が要求される等、製造上及び用途上の要求条件が厳しい。従って、油井管の端部に形成された油井管用ねじが所定の許容寸法内に入っているか、否かの測定は厳格に行われる。ところで、油井管の端部に形成された雄ねじ部における測定部位の一例としては、油井管の先端から２ｍｍの位置の外径と、同じく先端から３０〜８０ｍｍの位置（油井管のサイズによって異なる）の外径がある。
【０００３】前記したような複数の指定された部分の寸法を測定するに際しては、従来は、複数の指定された部分のスタンドオフゲージ（以下、単に「ゲージ」という）をサイズ毎に準備してその測定を行っていた。
【０００４】ところが、測定せんとする油井管のサイズ毎に複数の指定された部分のゲージを準備して測定する従来の方法には、以下に列挙するような欠点がある。
■ 加工部の検査のためのゲージは、測定対象物におけるサイズ毎に準備する必要があり、精度管理が煩雑になる。
【０００５】■ 外径部の検査のためのゲージは、測定対象物に対して外嵌状に嵌め込んで測定を行うので、測定対象物に疵をつける場合がある。
■ 外径部の検査のためのゲージでは、測定対象物の外径が楕円に加工されている場合には、測定ができない。
【０００６】■ 指定部分の外径寸法の測定は、ゲージの基準部を端面に当接させて外径の最大値を測定するので、基準部を支点として回動動作を行う必要があり、結果的にゲージの測定姿勢が不安定となり、測定誤差を招来する。
■ 従来のゲージでは、指定部分の外径寸法は円周上の数カ所を測定し、それを目視で読み取るものであるから、連続的に測定することができない。
【０００７】■ 複数の指定部分に対して、それぞれ専用のゲージを用いて測定するので、指定部分を同時に測定することができない。
以上により、品種毎の測定に要する全体時間としては、長い時間が必要となり、生産コストが高くなる要因の一つとなっている。
【０００８】これらの問題を解決すべく、本出願人等は、特願平９−１８５３６号にて、測定対象物を挟持状に回転が自在なように支承する受けローラと押さえローラを配置すると共に、対向配置された複数対の測定子のうち適宜の測定子が、基準片に対して接離移動が可能なように配置する外径加工部の測定装置を提案している。
【０００９】特願平９−１８５３６号に提案した外径加工部の測定装置は、受けローラと押さえローラによって、基準片にその端面を当接させた測定対象物を、挟持状に回転が自在なように支承することで、上記した問題を解決することができると共に、異なるサイズの製品の外径寸法を測定でき、複数の指定部分における外径寸法の測定が一度に、しかも連続して行え、さらには測定時、受けローラ及び押さえローラによって製品の姿勢が安定するので、製品の姿勢不安定に基づく測定誤差がないといった効果を得ることができる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、本出願人等は、上記した特願平９−１８５３６号で提案した外径加工部の測定装置（以下、従来の測定装置という。）についてさらなる研究を行った結果、以下のような改良すべき点を内在していることが判明した。
【００１１】従来の測定装置は、測定対象物の端面が基準片に正しく当接しているか否かについての確認を行う構成としていなかったので、測定対象物が該測定装置に正しく配置されていない状態で測定を行った場合は、測定値に誤差が生じていても気づかない場合があった。また、このように測定対象物が基準片に正しく当接しているか否かを確認することができなかった。
【００１２】さらに、測定結果の合否を測定装置の付近で表示させるような構成としていなかったので、測定装置に接続した制御手段の表示部をわざわざ確認する必要が生じるといった手間がかかる。
【００１３】測定装置には、測定対象物を取り替える際に、主フレームの他端部側における測定子取り付けフレームと位置固定金具との主フレームに対する固定手段による固定を解除するが、このときには、対向する一端側及び他端側の測定子を互いに離反させて別途に退避させる必要があり、作業上の手間がかかっていた。なお、この操作を忘れると、測定子が測定対象物に疵を付けてしまったり、測定子が損傷する可能性がある。
【００１４】本発明は、上記した従来の問題点に鑑みてなされたものであり、どのようなサイズであっても、安定した測定姿勢で、容易に複数の指定部分の寸法を測定でき、かつ簡便でしかも精度良く周方向の連続した測定値を得ることができる外径加工部の測定装置及び測定システム並びに測定方法を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】上記した目的を達成するために、本発明に係る外径加工部の測定装置は、基準片が、電気回路の一極をなし、測定対象物がそれぞれの該基準片に当接したときに測定対象物を介して回路が形成される構成としたり、それぞれの基準片に測定対象物が当接して回路が形成されたときに、その旨表示する表示器を有した構成としたり、また、測定対象物の測定結果を表示する表示器を設けた構成としたり、他端部側の測定子及び一端部側の測定子を、互いに接近又は離反する方向に移動させる移動機構を設けた構成としたり、位置固定金具に対して押さえローラフレームを、付勢力に抗して離反させる離反部材を設けたり、受けローラあるいは押さえローラのいずれか一つの回転数を検出するロータリーエンコーダを設けた構成とした。
【００１６】このように構成することで、測定装置と測定対象物における各部とを相対的に正しく配置することが可能となり、また、この配置状況や合否結果を測定装置の操作者がその場に居ながらにして確認することができ、さらには、測定子の損傷や測定子による測定対象物の損傷を防止することができ、測定対象物の外周における測定位置を精度良く判別することができる。
【００１７】また、本発明に係る外径加工部の測定システムは、本発明に係る外径加工部の測定装置と、ローラ駆動部、基準データ記憶部、記録部、判定部、表示部、及び入力部を備えた制御手段とを備えたのである。このようにすることで、本発明に係る外径加工部の測定装置における各作動部を制御することができ、さらに、それぞれの測定子による測定制御、測定値の記録及び判定を行うことができ、例えば測定対象物の外径加工部の測定データベースを作成することができる。
【００１８】また、本発明に係る外径加工部の測定方法は、一旦、測定対象物の基準となる基準ゲージを測定子間に配置して、本発明に係る外径加工部の測定装置の配置確認を行い、基準ゲージについての外径情報を読み出し、その後に、測定対象物を本発明に係る外径加工部の測定装置のそれぞれの測定子間に配置し、外径加工部の測定装置を１８０°以上回転させつつ連続的に外径加工部を測定し、この測定に基づいて合否の判定を行う。このようにすることで、測定誤差が抑制され、また、作業効率が向上する。
【００１９】
【発明の実施の形態】本発明の請求項１に係る外径加工部の測定装置は、立設配置される主フレームの一端部に測定子取り付けフレームと受けローラフレームを固定配置すると共に、他端部には測定子取り付けフレームと押さえローラフレーム及び位置固定金具を摺動自在に取り付けて成り、受けローラフレームと押さえローラフレームには、その対向する面に測定対象物の外周面を挟んで支承する受けローラと押さえローラをそれぞれ回転自在に枢支すると共に、主フレーム側に設けた反主フレーム側に向いた垂直面に、測定対象物の端面に当接する基準片を設置し、それぞれの測定子取り付けフレームには対向配置された複数対の測定子のうち適宜の測定子が、それぞれの基準片に対して接離移動可能に配置され、また、他端部側の測定子取り付けフレームと位置固定金具には主フレームの所定位置で固定する固定手段を設置すると共に、位置固定金具と押さえローラフレームとは弾性部材を介して互いに接近する方向に付勢された状態で一体化され、さらに、それぞれの基準片が、電気回路の一極をなし、測定対象物が該それぞれの基準片に当接したときに測定対象物を介して回路が形成される構成としたものである。
【００２０】本発明に係る外径加工部の測定装置では、予め基準ゲージを用いて位置を固定しておいた押さえローラフレームと受けローラフレームに設置した基準片に、測定対象物の端面を当接させた後、押さえローラフレームと受けローラフレームとで測定対象物を挟持する。
【００２１】この時、位置固定金具と押さえローラフレームとの間に、位置固定金具に対して押さえローラフレームを、付勢力に抗して離反させる離反部材を介設しておけば、押さえローラフレームと受けローラフレームによる測定対象物の挟持が容易に行える。そして、前記基準ゲージを用いて位置合わせと０点調整をしてある、各対をなす測定子を用いて、前記挟持した測定対象物の外径を測定する。
【００２２】測定に際し、測定対象物に対して測定装置を回転させ、円周方向の外径の変化量を測定する。以上の動作中、測定対象物の端面は、基準片に確実に当接させておく必要があり、測定対象物の端面精度及び測定姿勢が正しく、該測定対象物の端面がそれぞれの基準片に当接しているならば、測定対象物として例えば金属管の外径加工部の測定を行う際、該金属管を介してそれぞれの基準片が電気回路の一極をなす回路が形成され、これによって確認することができる。
【００２３】本発明の請求項２に係る外径加工部の測定装置では、それぞれの基準片に測定対象物が当接して回路が形成されたときに、その旨表示する表示器を有したものである。上記請求項１の構成において形成された回路は、その回路の一部に表示器、例えば回路が形成されているときには点灯し、測定対象物の端面精度及び測定姿勢が不良で、該測定対象物の端面がそれぞれの基準片に当接せず、回路が形成されないときには消灯するものを採用すれば、簡単な構成で確実に端面の判定を行うことができる。
【００２４】本発明の請求項３に係る外径加工部の測定装置は、請求項１又は２の構成において、測定対象物の測定結果を表示する表示器を設けたものである。このように、測定装置に測定結果の合否を表示する表示器を設けることで、測定結果を測定装置の付近にいる作業者に知らせることができ、測定結果を確認したその場で次の測定対象物を配置する作業を行うことができ、作業の効率化が図れる。
【００２５】本発明の請求項４に係る外径加工部の測定装置は、請求項１〜３のいずれかの構成において、主フレームの他端部側の測定子及び一端部側の測定子を、互いに接近又は離反する方向に移動させる移動機構を設けたものである。このように構成することで、それぞれの測定子の接近又は離反を簡便に操作することができ、また、誤操作による測定子の損傷、測定対象物に疵を付ける、測定ミスなどが発生することを防止することができる。
【００２６】本発明の請求項５に係る外径加工部の測定装置は、請求項１〜４のいずれかの構成において、位置固定金具と押さえローラフレームとの間に、位置固定金具に対して押さえローラフレームを、付勢力に抗して離反させる離反部材を介設したものである。このようにすることで、押さえローラフレームと受けローラフレームによる測定対象物の狭持が容易となる。
【００２７】本発明の請求項６に係る外径加工部の測定装置は、請求項１〜５のいずれかの構成において、受けローラあるいは押さえローラのいずれか一つの回転数を検出するロータリーエンコーダーを設けたものである。このようにすることで、測定対象物の外周位置を容易に特定することができると共に、例えば外周の所定ピッチごとの測定を行うときに、このロータリーエンコーダーからの押さえ又は受けローラの回転数を検出することで確実となり、より簡便にかつ精度良く測定を行うことができる。
【００２８】本発明の請求項７に係る外径加工部の測定システムは、本発明の請求項１〜６のいずれかの外径加工部の測定装置と、この測定装置の各作動部を制御すると共に、それぞれの測定子による測定制御、測定値の記録、及び判定を行う制御手段とを備え、この制御手段には、押さえローラ及び受けローラを駆動するローラ駆動部と、基準ゲージについての外径情報を記憶した基準データ記憶部と、それぞれの測定子からの測定結果を記録する記録部と、測定結果から外径加工部の合否の判定を行う判定部と、測定状況及び測定結果を表示する表示部と、各種の設定情報及び操作信号を入力する入力部とを備えたものである。
【００２９】上記構成を有する外径加工部の測定システムは、制御手段によって、本発明の外径加工部の測定装置における各駆動部を制御し、測定子による測定結果を判定する。このようにすることで、本発明の外径加工部の測定装置を精度良く駆動させることができ、また、測定結果に誤差が生じたり、操作者による測定結果のばらつきが生じたりすることがなくなり、安定した測定結果を簡便に得ることができる。
【００３０】本発明の請求項８に係る外径加工部の測定方法は、請求項７の外径加工部の測定システムを用いた外径加工部の測定方法であって、請求項１〜６のいずれかに記載の外径加工部の測定装置のそれぞれの測定子間に基準ゲージを配置し、測定対象物の情報を入力し、基準ゲージについての外径情報を読み出した後に、基準ゲージをそれぞれの測定子間から外し、その後、測定対象物を請求項１〜６のいずれかに記載の外径加工部の測定装置のそれぞれの測定子間に配置し、外径加工部の測定装置を１８０°以上回転させて測定対象物の外径加工部を測定し、この測定に基づいて合否の判定を行うものである。
【００３１】上記の手順で、基準ゲージを外径加工部の測定装置に一旦配置し、基準ゲージについての外径情報を読み出し、その後に測定対象物を配置して測定を開始するのは、以下の理由による。
【００３２】基準ゲージはそれぞれの測定子間に操作者にて一旦配置し、０点調整するが、測定の度に測定子の位置が変わるようでは、正確な測定を行うことができない。従って、配置した基準ゲージについての予め記憶された外径情報を読み出して、これに基づいて測定子を正しい位置、つまり０点位置に調整することで、測定結果を安定させることができるからである。
【００３３】このような手順で測定を行うことにより、誰が測定作業を行っても、また何度測定を行っても同じ結果を得ることができ、すなわち、測定結果の信頼性が高くなる。また、外径加工部の測定装置を１８０°以上回転させることで、確実に外径加工部の全周を測定することができる。
【００３４】
【実施例】以下、本発明に係る外径加工部の測定装置及び測定システム並びに測定方法を図１〜図８に示す一実施例に基づいて説明する。図１（ａ）は本発明に係る外径加工部の測定装置を一部断面して示す正面図、（ｂ）は（ａ）の矢視Ａ−Ａ図である。図２（ａ）は図１（ａ）を一部断面して示す右側面図、（ｂ）は（ａ）の矢視Ｂ−Ｂ図である。図３は本発明に係る外径加工部の測定装置の斜視図である。図４は本発明に係る外径加工部の測定装置の基準片を部分的に示す分解斜視図である。図５は本発明に係る外径加工部の測定装置の固定手段を部分的に示す図である。図６は本発明に係る外径加工部の測定システムの概略構成を示すブロック図である。図７及び図８は本発明に係る外径加工部の測定方法を示す図である。
【００３５】図面において、１は立設配置される主フレームであり、例えば２本の軸１ａ，１ｂを平行状に配置した構成である。そして、この主フレーム１の例えば下方端部には、下方端側から順に、下測定子取り付けフレーム２と受けローラフレーム３が、例えば主フレーム１と直交した水平状に固定配置されている。
【００３６】また、主フレーム１の上方端部側には、上測定子取り付けフレーム４と押さえローラフレーム５及び位置固定金具６が順に、軸１ａ，１ｂに案内されて摺動が自在なように、前記下測定子取り付けフレーム２及び受けローラフレーム３と平行に取り付けられており、主フレーム１の上方端に例えばボルト７ａ，７ｂによって取り付けた固定金具８と、前記受けローラフレーム３との間を自在に摺動できるようになっている。
【００３７】ここで、本実施例において、図１（ａ）に示す状態の押さえローラフレーム５の例えば右側部には、測定対象物が後述の基準片１２，１３の両方に正しく当接しているか否かの判定結果を表示する表示器５Ａが設けられている。この表示器５Ａは、基準片１２，１３の両方に測定対象物が当接しているときは点灯し、そうでないときは消灯している。
【００３８】また、本実施例において、図１（ａ）に示す状態の固定金具８の例えば右側部には、測定結果の合否を表示する表示器８Ａを設けられており、この表示器８Ａは、例えば後述の制御手段５０の判定部５５Ａからの合否判定出力に応じて、「合」ならば緑側のランプが点灯し、「否」ならば赤側のランプが点灯する。
【００３９】前記受けローラフレーム３と押さえローラフレーム５は、主フレーム１側にそれぞれ主フレーム１を構成する軸１ａ，１ｂの貫通孔３ａ，５ａを設け、反主フレーム１側は例えば２本のアーム３ｂ，５ｂに分岐した形状である。
【００４０】そして、これらアーム３ｂ，５ｂの対向する面には、それぞれ測定対象物９の外周面を挟んで支承する受けローラ１０ａ，１０ｂと押さえローラ１１ａ，１１ｂが回転自在に枢支されている。加えて、前記主フレーム１側に形成した反主フレーム１側に向いた垂直面３ｃ，５ｃには、測定対象物９の端面に当接する基準片１２，１３が設置されている。
【００４１】これら基準片１２，１３は、本実施例では、例えば以下のように構成されている。図４に、基準片１２，１３を代表して基準片１３を示して説明する。基準片１３は、金属でなる基準片本体１３Ａと、この基準片本体１３Ａの裏面側に設けた例えばプラスチック又はベークライト（商標名）といった絶縁材１３Ｂと、後述の図６に示す制御手段５０の端面判定部５３に接続された接続線１３Ｚとを有している。
【００４２】絶縁材１３Ｂは、基準片本体１３Ａと押さえローラフレーム５との電気的接続を絶縁するためのものであり、押さえローラフレーム５が金属のように導通材料ではない場合、省略することも可能である。また、基準片本体１３Ａの裏面側全面に接着剤を塗布して押さえローラフレーム５に対して接着する場合、接着剤が絶縁材として機能するので図示する絶縁材１３Ｂは省略することができる。
【００４３】以上のように基準片本体１３Ａを押さえローラフレーム５に非導通状態で取付けるためにいくつかの手法が考えられるが、本実施例では次の取付手法を採用している。基準片本体１３Ａには表裏を貫通する孔１３Ｃを形成し、ここにプラスチックなどの絶縁材料でなり、ねじ１３Ｄを螺入可能なねじ孔１３Ｅが形成された絶縁管１３Ｆを挿入する。一方、絶縁材１３Ｂと押さえローラフレーム５には、絶縁管１３Ｆのねじ孔１３Ｅと連通するねじ孔１３Ｇを形成する。
【００４４】そして、基準片本体１３Ａの孔１３Ｃに絶縁管１３Ｆを挿入し、該絶縁管１３Ｆのねじ孔１３Ｅから絶縁材１３Ｂと押さえローラフレーム５のねじ孔１３Ｇに向けてねじ１３Ｄを螺入することで、基準片本体１３Ａを、絶縁材１３Ｂを介して押さえローラフレーム５に取付けている。
【００４５】このようにすれば、基準片本体１３Ａと押さえローラフレーム５との絶縁は、完全となり、また、容易に基準片本体１３Ａがずれることがなく、しかも精度よく基準片本体１３Ａを押さえローラフレーム５に取付けることができる。
【００４６】基準片本体１３Ａと、これと同様に構成された基準片本体１２Ａとは、接続線１３Ｚによって制御手段５０の端面判定部５３で、表示器５Ａを介して電気的に接続されている。よって、基準片本体１３Ａ，１２Ａは、各々が回路の一極をなした状態となっており、基準片本体１３Ａ，１２Ａに金属管の端面が当接すると、金属管を介して回路が形成され、このときに表示器５Ａが点灯するのである。
【００４７】下測定子取り付けフレーム２と上測定子取り付けフレーム４は、主フレーム１側にそれぞれ主フレーム１を構成する軸１ａ，１ｂの嵌入孔２ａと貫通孔４ａを設け、反主フレーム１側には、対向配置された例えば２対の測定子１４ａ，１４ｂと１５ａ，１５ｂが設置されている。
【００４８】そして、これら測定子１４ａ，１４ｂと１５ａ，１５ｂの内、主フレーム１側の測定子１４ａと１５ａは所定の位置に固定配置され、反主フレーム１側の測定子１４ｂと１５ｂは、下測定子取り付けフレーム２、上測定子取り付けフレーム４に設けた溝２ｂ，４ｂに沿い、それぞれの基準片１２，１３に対して接離移動が可能なように配置されている。
【００４９】１６ａ，１６ｂは上測定子取り付けフレーム４を主フレーム１の所定位置で固定する位置固定ねじであり、図１（ｂ）に示すように、この位置固定ねじ１６ａ，１６ｂの螺締めにより、貫通孔４ａに連通するスリット４ｃを締め付け、位置を固定するようになっている。
【００５０】また、１７ａ，１７ｂは位置固定金具６を主フレーム１の所定位置で固定する位置固定ねじであり、前記位置固定ねじ１６ａ，１６ｂと同様に、位置固定ねじ１７ａ，１７ｂの螺締めにより、貫通孔６ａに連通するスリット６ｃを締め付け、位置を固定するようになっている。
【００５１】１８ａ，１８ｂは位置固定金具６を貫通して押さえローラフレーム５にねじ込まれたピンであり、これらのピン１８ａ，１８ｂの頭部と位置固定金具６の間に例えばコイルスプリング１９ａ，１９ｂを介設し、位置固定金具６と押さえローラフレーム５を互いに接近する方向に付勢した状態で一体化している。
【００５２】２０は位置固定金具６と押さえローラフレーム５との間に介設された離反部材であり、本実施例では、例えば図１に示すように、正面視楕円形状のローラ２０ａを、位置固定金具６と押さえローラフレーム５の当該位置に設けた凹部６ｂ、５ｄに挿入し、これをハンドル２０ｂによって所要角度回転させることで、位置固定金具６と押さえローラフレーム５との間隔を、前記コイルスプリング１９ａ，１９ｂの付勢力に抗して離反させるものを示している。
【００５３】また、上記離反部材２０のハンドル２０ｂの軸には、該離反部材２０の操作と共に測定子１４ａ，１４ｂと測定子１５ａ，１５ｂとを互いに接近又は離反させる移動機構２０Ａを設けている。この移動機構２０Ａは、本実施例では、図５に示すように構成されている。押さえローラフレーム５内部でハンドル２０ｂの軸には、後述する制御手段５０の測定子移動部５２の駆動出力によって回転することも可能な軸２０Ａａが同軸で設けられている。
【００５４】この軸２０Ａａには、カム２０Ａｂが固定されており、このカム２０Ａｂは、その周面に大径部２０Ａｃと小径部２０Ａｄとが形成されている。本実施例では、例えば大径部２０Ａｃは、導通材料が用いられ、その一部に不図示の接続線が接続されている。この接続線は、制御手段５０の測定子移動部５２に接続している。一方、小径部２０Ａｄは、非導通材料を用いている。
【００５５】さらに、カム２０Ａｂの大径部２０Ａｃの一端部と押さえローラフレーム５の内面とには、コイルばね２０Ａｅの各々の端部が係合している。このコイルばね２０Ａｅは、常にカム２０Ａｂを図５に示す状態で時計回りに付勢する、つまり自然長で短縮状態のものを使用している。
【００５６】そして、押さえローラフレーム５内部でカム２０Ａｂの近傍には、接触スイッチ２０Ａｆが設けられている。この接触スイッチ２０Ａｆは、端子２０Ａｇと、この端子２０Ａｇと電気的にその一端部が接続し、常にカム２０Ａｂに接触するように付勢する板ばね２０Ａｈと、板ばね２０Ａｈの他端部に回動可能に枢支され、導通性材料でなるローラ２０Ａｉとでなる。
【００５７】端子２０Ａｇは、不図示の接続線を介して測定子移動部５２に接続されており、従ってカム２０Ａｂの大径部２０Ａｃと該端子２０Ａｇ及びローラ２０Ａｉとは各々電気回路の一極をなしている。
【００５８】図５に示す状態で、ハンドル２０ｂ（軸Ａａ）を、コイルばね２０Ａｅの付勢力に抗して反時計回りに回すことで、位置固定金具６と押さえローラフレーム５との間で正面視楕円形状の長軸側のローラ２０ａによって、コイルスプリング１９ａ，１９ｂの付勢力に抗して、位置固定金具６と押さえローラフレーム５とが離反した状態となる。
【００５９】このとき、カム２０Ａｂの大径部２０Ａｃとローラ２０Ａｉを介して端子２０Ａｇとが接触して回路が形成され、これにより後述するエアー配管２２ａ，２２ｂ及びエアー配管２３ａ，２３ｂが測定子移動部５２からの信号によって操作され、測定子１４ａ，１４ｂと測定子１５ａ，１５ｂとを互いに離反した状態となる。
【００６０】また、ハンドル２０ｂ（軸Ａａ）を、図５に示す状態で時計回りに回すと、位置固定金具６と押さえローラフレーム５との間で正面視楕円形状の短軸側のローラ２０ａによって、位置固定金具６と押さえローラフレーム５とが接近した状態となる。
【００６１】このとき、カム２０Ａｂの小径部２０Ａｄとローラ２０Ａｉとが接触し、従って回路が切断され、後述するエアー配管２２ａ，２２ｂ及びエアー配管２３ａ，２３ｂが測定子移動部５２からの信号によって操作され、測定子１４ａ，１４ｂと測定子１５ａ，１５ｂとが互いに接近した状態となる。
【００６２】２１は例えば前記受けローラ１０ｂの主フレーム１側軸端に取り付けられたロータリーエンコーダであり、受けローラ１０ｂの回転量を電気信号で、後述する制御手段５０のローラ駆動部５１に出力する。
【００６３】２２ａ，２２ｂは測定子１４ａ，１４ｂを出入り動作させるエアー配管、２３ａ，２３ｂは測定子１５ａ，１５ｂを出入り動作させるエアー配管である。これらエアー配管２２ａ，２２ｂ及び２３ａ，２３ｂを介して供給される例えば圧縮空気によって測定子１４ａ，１４ｂ及び１５ａ，１５ｂは出入り動作し、その出入り動作量は、それぞれ回路２４ａ，２４ｂ及び２５ａ，２５ｂによって電気信号に変換され、取り出される。そして、電気信号として取り出されたデータは、図示省略した演算装置で演算処理されて当該部位の外径を求める。
【００６４】なお、２６は測定子１４ｂの保持金具、２７は測定子１５ｂの保持金具、２８は測定子１５ｂの移動距離を見る目盛りである。図示省略したが、測定子１４ｂの移動距離を見る目盛りも同様に設けていることは言うまでもない。
【００６５】次に、図６を参照して本発明の外径加工部の測定システム（以下、測定システムという）について説明する。測定システムは、上記した測定装置１と、制御手段５０とからなる。なお、図６において、測定装置１の構成は、駆動部分のみの構成要素を示しており、これらのうち、制御手段５０に接続していない構成要素は、作業者によって行われる。
【００６６】制御手段５０は、以下の構成となっている。５１は、ロータリーエンコーダ２１の出力に基づいて、測定対象物９の円周方向位置を演算し、押さえローラ１１ａ，１１ｂ及び受けローラ１０ａ，１０ｂを回転制御するローラ駆動部である。
【００６７】５２は、カム２０Ａｂを回転させたり、接触スイッチ２０Ａｆからのオンオフ信号に基づいて、エアー配管２２ａ，２２ｂ及びエアー配管２３ａ，２３ｂの駆動を制御し、測定子１４ａ，１４ｂと測定子１５ａ，１５ｂとを互いに接近又は離反させる測定子移動部である。
【００６８】５３は、基準片１２，１３の両者に対して測定対象物が当接したときにその旨認識し、表示器５Ａを点灯させる端面判定部である。５４は、測定子１４ａ，１４ｂ及び測定子１５ａ，１５ｂの測定信号が記録される記録部である。
【００６９】５５は、これらローラ駆動部５１、測定子移動部５２、端面判定部５３、記録部５４へ制御信号を出力したり、これらに入力された信号や各種情報を演算処理したり、また、予め設定された基準ゲージについての外径情報などを記憶した不図示の基準データ記憶部及び制御プログラムの記憶部（いわゆるＲＯＭ）を有した制御部である。
【００７０】この制御部５５内部（厳密にはＲＯＭの記憶情報の一部）には、測定子１４ａ，１４ｂ及び測定子１５ａ，１５ｂからの測定情報と基準データとを比較して測定結果の合否を判定するプログラムとしての判定部５５Ａが設けられている。
【００７１】５６は、例えばキーボード、マウスなどのように制御部５５に対して各種の情報を入力する入力部である。５７は、例えばディスプレイのように制御部５５によって演算処理した結果や測定状況などを表示する表示部５７である。
【００７２】本実施例に係る測定システムは、上記構成であり、次にこの測定システムを用いて、測定対象物９の端部に設けた加工部の外径を測定する方法について図７及び図８を参照して説明する。図７及び図８において、二重線で囲った手順は制御手段５０での処理、単線で囲った手順は測定装置１での作業を示すこととする。
【００７３】制御手段５０では、図７に示すように、電源を投入すると表示部５７に設定画面を表示する処理が行われる（＃１）。そして、設定画面では、測定対象物９の品種を、入力部５６の例えばマウスを用いて選択し（＃２）、決定して、続いて基準ゲージを測定装置１に配置する作業を行う。
【００７４】作業者は、測定装置１において、基準ゲージで測定対象物９の測定寸法を確認し（＃３）、続いて、位置固定ねじ１６ａ，１６ｂ及び１７ａ，１７ｂを緩めて、上測定子取り付けフレーム４と位置固定金具６を受けローラフレーム３側に摺動させ、測定対象物９の基準ゲージを測定子１４ａ，１５ａ及び測定子１４ｂ，１５ｂの間に挿入して、基準片１２にその先端を当接させて、測定装置１を基準ゲージに合わせる（＃４）。
【００７５】次に、ハンドル２０ｂを回して押さえローラフレーム５を位置固定金具６から離反させた状態で、位置固定金具６を受けローラフレーム３側に摺動させると、押さえローラフレーム５も一緒に受けローラフレーム３側に摺動する。このとき、上記したように、測定子１４ａ，１４ｂと測定子１５ａ，１５ｂとが互いに離反した状態となっている。
【００７６】その後、押さえローラ１１ａ，１１ｂを基準ゲージに当接させ、その位置で位置固定ねじ１７ａ，１７ｂを締め付け、上測定子取り付けフレーム４を摺動させ、基準片１３が基準ゲージの先端に当接する位置で位置固定ねじ１６ａ，１６ｂを締め付ける。この状態で、ハンドル２０ｂを元に戻して押さえローラ１１ａ，１１ｂと受けローラ１０ａ，１０ｂとで基準ゲージを挟持する。
【００７７】このとき、上記したように、押さえローラフレーム５と位置固定金具６とが接近した状態となると共に、測定子１４ａ，１４ｂと測定子１５ａ，１５ｂとが互いに接近した状態となり、測定子１４ａ，１４ｂ及び１５ａ，１５ｂが基準ゲージに当接する（＃５）。
【００７８】ここで、基準片１２，１３に基準ゲージの端面が正しく当接している場合、上記したように基準片１２、基準ゲージ、基準片１３、端面判定部５３で回路が形成され、これにより表示器５Ａが点灯する（＃６でＹＥＳ）。基準片１２，１３に基準ゲージの端面が正しく当接していない場合は、表示器５Ａが点灯しないので（＃６でＮＯ）、再度＃５にて、基準ゲージの配置をやり直す。
【００７９】本実施例では、＃６でＹＥＳ、つまり基準ゲージの端面が基準片１２，１３に正しく当接している場合は、次に、制御手段５０で、基準ゲージについて外径情報を有した基準データを不図示の記憶部から制御部５５へと取り込む（＃７）。
【００８０】なお厳密には、＃７の手順は、＃５でハンドル２０ｂを戻したときに、その旨測定子移動部５２から制御部５５に信号が出力されて実行される手順であるが、本実施例では、作業上、基準ゲージが確実に配置されたことが確認された状態、つまり＃６でＹＥＳとなったときに行うようにしている。
【００８１】この状態で、測定子１４ｂ，１５ｂの基準片１２，１３からの位置合わせと、外径寸法の０点調整を行い、ハンドル２０ｂを回して押さえローラフレーム５を位置固定金具６から離反させ（＃８）、測定子１４ａ，１４ｂ及び１５ａ，１５ｂを基準ゲージから離反させて、基準ゲージを取り外す。
【００８２】以上の作業が終了した後、制御手段５０の表示部５７では、それまでの設定画面から測定画面に変わる（＃９）。この測定画面では、測定状況が連続して時系列で表示され、また、所定範囲を超える結果を測定したときなどにはエラーメッセージを表示する。
【００８３】測定対象物９の外径は、以下のようにして測定される。先ず、ハンドル２０ｂを回転させて、押さえローラフレーム５と位置固定金具６とを離反させると共に、測定子１４ａ，１４ｂと測定子１５ａ，１５ｂとを互いに離反させて、測定対象物９の端面を基準片１２，１３に当接させ、その後、ハンドル２０ｂを元に戻して、押さえローラフレーム５と位置固定金具６とを接近させると共に、測定子１４ａ，１４ｂと測定子１５ａ，１５ｂとを互いに接近させ、押さえローラ１１ａ，１１ｂと受けローラ１０ａ，１０ｂとで測定対象物９を挟持する（＃１０）。
【００８４】このとき、上記したように、測定対象物９が正しい姿勢であるか、又は今この状態で端面に欠陥が無いかを、基準片１２，１３に測定対象物９が正しく当接しているか否か表示器５Ａを見て確認し（＃１１）、表示器５Ａが点灯している場合は（＃１１でＹＥＳ）、正しく測定対象物９が配置されているとして＃１２へ進み、表示器５Ａが消灯している場合は（＃１１でＮＯ）、測定対象物９の配置姿勢が不良であるとして、＃１０へ戻る。なお、ここでエラーが有る場合には、表示部５７でも表示される。
【００８５】続いて、＃１２では、測定子１４ａ，１４ｂ及び１５ａ，１５ｂでもって、測定対象物９の外径検査を行う。このとき、例えば測定対象物９が固定の場合は、測定装置１全体を１８０°以上（本実施例では１８０°）回転すべく、ローラ駆動部５１が押さえローラ１１ａ，１１ｂ及び受けローラ１０ａ，１０ｂを駆動制御する。押さえローラ１１ａ，１１ｂ及び受けローラ１０ａ，１０ｂの駆動制御は、ロータリーエンコーダ２１からの出力信号に基づいて行われる。
【００８６】なお、本発明の測定装置１は、測定対象物９を挟んだ対向位置に測定子１４ａ，１４ｂ及び１５ａ，１５ｂが位置するので、測定装置１を１８０°以上回転させれば、これら測定子１４ａ，１４ｂ及び１５ａ，１５ｂによって測定対象物９の全周について確実に測定することができる。
【００８７】これら測定子１４ａ，１４ｂ及び１５ａ，１５ｂにおける変化量を電気信号として、回路２４ａ，２４ｂ及び２５ａ，２５ｂを介して記録部５４、制御部５５に送り、測定対象物９の外径を演算処理する。
【００８８】そして、＃１３では、予め入力部５６から設定しておいた角度、例えば１５°ピッチで測定した値を、判定情報として採用するので、制御部５５ではローラ駆動部５１にロータリーエンコーダ２１からの出力信号中の回転量情報に基づいて、１５°毎に測定値を判定部に供する。また、測定中の連続した測定値は、記録部５４に保持されると共に、表示部５７に表示されるようになっている。
【００８９】＃１４では、測定装置１が１８０°回転し、１回の測定が終了したか否かを判断しており、データ記録・表示を行って、測定装置１が１８０°回転したときには（＃１４でＹＥＳ）、レバー２０ｂを回転させて、測定子１４ａ，１４ｂ及び測定子１５ａ，１５ｂを互いに離反させて判定を待つ。
【００９０】一方、＃１４で、データ記録・表示を行ってなお１８０°回転していない場合（＃１４でＮＯ）は、異常終了として、判定部５５Ａを介して判定部表示器８Ａの赤側のランプを点灯させる。もちろん表示部５７にもその旨表示する。
【００９１】そして、＃１４でＹＥＳ、つまり測定装置１が１８０°回転したときには、１５°毎に選定した測定値が基準範囲内であるか否かが、判定部５５Ａで判定され（＃１６）、測定値が範囲内であれば（＃１６でＹＥＳ）、制御部５５は、測定結果が合格であるとして「合」の意味を示す表示器８Ａの緑側のランプを点灯させる（＃１７）。この後、測定対象物９を取り換えて、上記した手順を繰り返す（＃１８）。
【００９２】一方、測定値が範囲から外れていた場合（＃１６でＮＯ）、制御部５５は、測定結果が不良であるとして「否」の意味を示す表示器８Ａの赤側のランプを点灯させる（＃１９）。このときは、例えば測定対象物９を再配置してもう一度測定してみたり、又は不良として当該測定対象物を処分するといった処理を行う（＃２０）。
【００９３】本実施例では、主フレーム１側に位置する測定子１４ａ，１５ａは下測定子取り付けフレーム２及び上測定子取り付けフレーム４に固定したものを開示したが、他方の測定子１４ｂ，１５ｂと同様に、基準片１２，１３に対して接離移動が可能なようにしてもよい。
【００９４】また、離反部材２０も、同様の作用を奏するものであれば、ハンドル２０ｂによってローラ２０ａを回転させるものでなくても、レバーによってローラ２０ａと凹部５ｄ，６ｂとの当接位置を変更するものでもよい。さらに、本実施例では弾性部材として、コイルスプリング１９ａ，１９ｂを示したが、同様の作用を奏するものであれば、弾性ゴム等でもよい。
【００９５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項１に係る外径加工部の測定装置は、異なるサイズの製品の外形寸法を測定することができ、また、複数の指定部分における外形寸法の測定が一度に、しかも連続して行うことができ、さらに、測定時、受けローラ及び押さえローラによって製品の姿勢が安定するので、製品の姿勢不安定に基づく測定誤差がなく、そのうえ、それぞれの基準片が、電気回路の一極をなし、測定対象物が該それぞれの基準片に当接したときに測定対象物を介して回路が形成されているので測定対象物の測定姿勢の確認を行うことができる。
【００９６】また、本発明の請求項２に係る外径加工部の測定装置は、請求項１の構成において、それぞれの基準片に測定対象物が当接して回路が形成されたときに、その旨表示する表示器を有したので、簡単な構成で確実に端面の判定を行うことができる。
【００９７】また、本発明の請求項３に係る外径加工部の測定装置は、請求項１又は２の構成において、測定対象物の測定結果を表示する表示器を設けたので、測定結果を測定装置の付近にいる作業者に知らせることができ、測定結果を確認したその場で次の測定対象物を配置する作業を行うことができ、作業の効率化が図れる。
【００９８】また、本発明の請求項４に係る外径加工部の測定装置は、請求項１〜３のいずれかの構成において、主フレームの他端部側の測定子及び一端部側の測定子を、互いに接近又は離反する方向に移動させる移動機構を設けたので、それぞれの測定子の接近又は離反を操作が簡便となり、また、誤操作による測定子の損傷、測定対象物に疵を付ける、測定ミスなどが発生することを防止することができる。
【００９９】また、本発明の請求項５に係る外径加工部の測定装置は、請求項１〜４のいずれかの構成において、位置固定金具と押さえローラフレームとの間に、位置固定金具に対して押さえローラフレームを、付勢力に抗して離反させる離反部材を介設したので、押さえローラフレームと受けローラフレームによる測定対象物の狭持が容易となる。
【０１００】また、本発明の請求項６に係る外径加工部の測定装置は、請求項１〜５のいずれかの構成において、受けローラあるいは押さえローラのいずれか一つの回転数を検出するロータリーエンコーダーを設けたので、測定対象物の外周位置を容易に特定することができると共に、例えば外周の所定ピッチごとの測定を行うときに、このロータリーエンコーダーからの押さえ又は受けローラの回転数を検出することで確実となり、より簡便にかつ精度良く測定を行うことができる。
【０１０１】また、本発明の請求項７に係る外径加工部の測定システムは、請求項１〜６のいずれかの外径加工部の測定装置と、ローラ駆動部、基準データ記憶部、記録部、判定部、表示部、入力部を有した制御手段とを備えたので、測定装置の各作動部を制御することができ、また、それぞれの測定子による測定制御、及び測定値の記録、及び判定を確実に行うことが可能となり、本発明の外径加工部を精度良く駆動させることができ、また、測定結果に誤差が生じたり、操作者によるばらつきが生じたりすることがなくなり、安定した測定結果を簡便に得ることができ、データベースを作成することも可能となる。
【０１０２】また、本発明の請求項８に係る外径加工部の測定方法は、それぞれの測定子間に基準ゲージを配置し、測定対象物の情報を入力し、基準ゲージについての外径情報を読み出した後に、基準ゲージをそれぞれの測定子間から外し、その後、測定対象物をそれぞれの測定子間に配置し、外径加工部の測定装置を１８０°以上回転させて測定対象物の外径加工部を測定し、この測定に基づいて合否の判定を行うので、誰が測定作業を行っても、また何度測定を行っても極めて高い確率で同じ結果を得ることができ、すなわち、測定結果の信頼性が高くなる。
【出願人】 【識別番号】５９２２０１５７５
【氏名又は名称】住金マネジメント株式会社
【識別番号】０００００２１１８
【氏名又は名称】住友金属工業株式会社
【出願日】 平成１１年６月１８日（１９９９．６．１８）
【代理人】 【識別番号】１０００６０８２９
【弁理士】
【氏名又は名称】溝上 満好 （外１名）
【公開番号】 特開２００１−４３６１（Ｐ２００１−４３６１Ａ）
【公開日】 平成１３年１月１２日（２００１．１．１２）
【出願番号】 特願平１１−１７２１９１