(57)【要約】【課題】ワーク寸法の測定精度に優れたワーク寸法測定装置、を提供する。【解決手段】ワーク寸法測定装置１０は、ワーク１００に当接される第１測定子２３と、ワーク１００を挟んで第１測定子２３と対向して配置され、ワーク１００に当接される第２測定子２４とを有する測定部２１と、第１測定子２３および第２測定子２４をワーク１００に当接させつつ、第１測定子２３および第２測定子２４が対向する方向に直交する方向に、ワーク１００と測定部２１とを相対的に移動させる移動機構部３５とを備える。測定部２１は、ワーク１００と測定部２１との相対移動に伴って変化する第１測定子２３および第２測定子２４間の距離を検出する距離検出部２２をさらに有する。ワーク寸法測定装置１０は、ワーク１００の外径として、第１測定子２３および第２測定子２４間の距離の極大値を特定する制御装置１４をさらに備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークに当接される第１測定子と、ワークを挟んで前記第１測定子と対向して配置され、ワークに当接される第２測定子とを有する測定部と、
前記第１測定子および前記第２測定子をワークに当接させつつ、前記第１測定子および前記第２測定子が対向する方向に直交する方向に、ワークと前記測定部とを相対的に移動させる移動機構部とを備え、
前記測定部は、ワークと前記測定部との相対移動に伴って変化する前記第１測定子および前記第２測定子間の距離を検出する距離検出部をさらに有し、さらに、
ワークの特定部位の寸法として、前記距離検出部における検出結果から、前記第１測定子および前記第２測定子間の距離の極大値または極小値を特定する制御装置を備える、ワーク寸法測定装置。
【請求項２】
ワークが載置される載置面を有するベース部材をさらに備え、
前記移動機構部は、前記第１測定子および前記第２測定子が対向する方向に直交し、かつ、前記載置面に平行な方向に、ワークと前記測定部とを相対的に移動させる、請求項１に記載のワーク寸法測定装置。
【請求項３】
前記第１測定子および前記第２測定子は、ワークに向けて突出する凸面を有し、その先端でワークに当接する当接部を含む、請求項１または２に記載のワーク寸法測定装置。
【請求項４】
前記制御装置は、
前記第１測定子および前記第２測定子がワークに当接される時の前記第１測定子および前記第２測定子間の距離の初期値を特定し、
ワークと前記測定部との相対移動に伴って、前記第１測定子および前記第２測定子間の距離が前記初期値から増加する場合には、測定を継続し、ワークと前記測定部との相対移動に伴って、前記第１測定子および前記第２測定子間の距離が前記初期値から減少する場合には、測定を停止し、
ワークの特定部位の寸法として、前記距離検出部における検出結果から、前記第１測定子および前記第２測定子間の距離の極大値を特定する、請求項１から３のいずれか１項に記載のワーク寸法測定装置。
【請求項５】
前記制御装置は、
前記第１測定子および前記第２測定子がワークに当接される時の前記第１測定子および前記第２測定子間の距離の初期値を特定し、
ワークと前記測定部との相対移動に伴って、前記第１測定子および前記第２測定子間の距離が前記初期値から減少する場合には、測定を継続し、ワークと前記測定部との相対移動に伴って、前記第１測定子および前記第２測定子間の距離が前記初期値から増加する場合には、測定を停止し、
ワークの特定部位の寸法として、前記距離検出部における検出結果から、前記第１測定子および前記第２測定子間の距離の極小値を特定する、請求項１から３のいずれか１項に記載のワーク寸法測定装置。
【請求項６】
前記制御装置には、ワークの特定部位の基準寸法値が入力され、
前記制御装置は、
前記第１測定子および前記第２測定子がワークに当接される時の前記第１測定子および前記第２測定子間の距離の初期値を特定し、
前記初期値と前記基準寸法値との差が、予め設定された所定値以下である場合には、測定を継続し、前記初期値と前記基準寸法値との差が、予め設定された所定値を超える場合には、測定を停止する、請求項１から５のいずれか１項に記載のワーク寸法測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ワーク寸法測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のワーク寸法測定装置に関して、たとえば、特開昭５９−２７２０３号公報には、ワークピースの寸法の変更に対して、簡単な調整によって高精度、高信頼性の測定を可能とすることを目的とした、汎用外径測定装置が開示されている（特許文献１）。
【０００３】
特許文献１に開示される汎用外径測定装置においては、角度２αをなすＶ溝を基準として、そのＶ溝にワークピースを当接させる。Ｖ溝の中心線に直交する方向に一対の測定子を設ける。測定子先端の基準位置を、ｓｉｎα＝ｔａｎθの関係を有する角度θ方向の線に沿って移動させることによって、ワークピースの直径の変化に対応して簡単に測定子をセットすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭５９−２７２０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の特許文献１に開示されるように、対向する一対の測定子間にワークを配置することによって、ワークの外径を測定する装置が知られている。このような測定装置においては、一対の測定子がワーク中心を挟んだ両側に正確に位置決めされないと、本来の外径値よりも小さい値が測定されてしまう。つまり、ワークおよび一対の測定子間の位置決め精度が、ワーク寸法の測定精度に大きな影響を及ぼす。
【０００６】
一方、測定装置を加工ラインに組み込み、加工後のワーク寸法を自動的に測定する場合など、複数のワークの寸法を連続して測定する場合がある。このような場合、測定装置に対してワークを再現性よく位置決めすることは難しいため、ワーク寸法の測定精度が低下するおそれがある。
【０００７】
そこでこの発明の目的は、上記の課題を解決することであり、ワーク寸法の測定精度に優れたワーク寸法測定装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に従ったワーク寸法測定装置は、ワークに当接される第１測定子と、ワークを挟んで第１測定子と対向して配置され、ワークに当接される第２測定子とを有する測定部と、第１測定子および第２測定子をワークに当接させつつ、第１測定子および第２測定子が対向する方向に直交する方向に、ワークと測定部とを相対的に移動させる移動機構部とを備える。測定部は、ワークと測定部との相対移動に伴って変化する第１測定子および第２測定子間の距離を検出する距離検出部をさらに有する。ワーク寸法測定装置は、ワークの特定部位の寸法として、距離検出部における検出結果から、第１測定子および第２測定子間の距離の極大値または極小値を特定する制御装置をさらに備える。
【０００９】
このように構成されたワーク寸法測定装置によれば、ワークと測定部との相対移動に伴って変化する第１測定子および第２測定子間の距離の極大値または極小値を、ワークの特定部位の寸法として特定するため、ワークと、第１測定子および第２測定子との位置関係の精度にかかわらず、優れたワーク寸法の測定精度を得ることができる。
【００１０】
また好ましくは、ワーク寸法測定装置は、ワークが載置される載置面を有するベース部材をさらに備える。移動機構部は、第１測定子および第２測定子が対向する方向に直交し、かつ、載置面に平行な方向に、ワークと測定部とを相対的に移動させる。
【００１１】
このように構成されたワーク寸法測定装置によれば、載置面に平行な方向におけるワークと測定部との相対移動に伴って変化する第１測定子および第２測定子間の距離の極大値または極小値を、ワークの特定部位の寸法として特定する。
【００１２】
また好ましくは、第１測定子および第２測定子は、ワークに向けて突出する凸面を有し、その先端でワークに当接する当接部を含む。
【００１３】
このように構成されたワーク寸法測定装置によれば、ワーク寸法の測定精度に、第１測定子および第２測定子間の位置関係や、測定子およびワーク間に介在する異物が影響することを抑制できる。
【００１４】
また好ましくは、制御装置は、第１測定子および第２測定子がワークに当接される時の第１測定子および第２測定子間の距離の初期値を特定する。制御装置は、ワークと測定部との相対移動に伴って、第１測定子および第２測定子間の距離が初期値から増加する場合には、測定を継続し、ワークと測定部との相対移動に伴って、第１測定子および第２測定子間の距離が初期値から減少する場合には、測定を停止する。制御装置は、ワークの特定部位の寸法として、距離検出部における検出結果から、第１測定子および第２測定子間の距離の極大値を特定する。
【００１５】
また好ましくは、制御装置は、第１測定子および第２測定子がワークに当接される時の第１測定子および第２測定子間の距離の初期値を特定する。制御装置は、ワークと測定部との相対移動に伴って、第１測定子および第２測定子間の距離が初期値から減少する場合には、測定を継続し、ワークと測定部との相対移動に伴って、第１測定子および第２測定子間の距離が初期値から増加する場合には、測定を停止する。制御装置は、ワークの特定部位の寸法として、距離検出部における検出結果から、第１測定子および第２測定子間の距離の極小値を特定する。
【００１６】
このように構成されたワーク寸法測定装置によれば、ワーク寸法の測定を継続したにもかかわらず、ワークの特定部位の寸法として特定する第１測定子および第２測定子間の距離の極大値または極小値が存在しないことを回避できる。これにより、ワーク寸法の測定効率を向上させることができる。
【００１７】
また好ましくは、制御装置には、ワークの特定部位の基準寸法値が入力される。制御装置は、第１測定子および第２測定子がワークに当接される時の第１測定子および第２測定子間の距離の初期値を特定する。制御装置は、初期値と基準寸法値との差が、予め設定された所定値以下である場合には、測定を継続し、初期値と基準寸法値との差が、予め設定された所定値を超える場合には、測定を停止する。
【００１８】
このように構成されたワーク寸法測定装置によれば、ワークの特定部位の寸法として特定する第１測定子および第２測定子間の距離の極大値または極小値を早期に得ることができる。これにより、ワーク寸法の測定効率を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１９】
以上に説明したように、この発明に従えば、ワーク寸法の測定精度に優れたワーク寸法測定装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】この発明の実施の形態１におけるワーク寸法測定装置を示す斜視図である。
【図２】図１中の２点鎖線ＩＩで囲まれた範囲の測定部を示す斜視図である。
【図３】図１中のワーク寸法測定装置において、ワーク移動に伴う第１測定子および第２測定子間の距離の変化を示すグラフである。
【図４】ワーク寸法の測定時のワークと、第１測定子および第２測定子とを示す平面図である。
【図５】図１中のワーク寸法測定装置を用いて、ワークの外周面のプロファイルを測定する様子を示す平面図である。
【図６】ワーク寸法の測定時のワークと、プレート形状の当接部を有する第１測定子および第２測定子とを示す平面図である。
【図７】ワーク寸法の測定時のワークと、プレート形状の当接部を有する第１測定子および第２測定子とを示す平面図である。
【図８】ワーク寸法の測定時のワークと、プレート形状の当接部を有する第１測定子および第２測定子とを示す平面図である。
【図９】この発明の実施の形態２におけるワーク寸法測定装置を示す斜視図である。
【図１０】図９中の２点鎖線Ｘで囲まれた範囲の測定部を示す斜視図である。
【図１１】この発明の実施の形態３におけるワーク寸法測定装置において、ワーク寸法の測定時のワークと、第１測定子および第２測定子とを示す斜視図である。
【図１２】図１１中のワーク寸法測定装置において、測定部の移動に伴う第１測定子および第２測定子間の距離の変化を示すグラフである。
【図１３】この発明の実施の形態４におけるワーク寸法測定装置において、ワーク寸法の測定時のワークと、測定部とを示す斜視図である。
【図１４】図１３中のワーク寸法測定装置において、測定部の移動に伴う第１測定子および第２測定子間の距離の変化を示すグラフである。
【図１５】この発明の実施の形態５におけるワーク寸法の測定流れを示すフローチャートである。
【図１６】図１５中に示すワーク寸法の測定流れの変形例を示すフローチャートである。
【図１７】この発明の実施の形態６におけるワーク寸法の測定流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下で参照する図面では、同一またはそれに相当する部材には、同じ番号が付されている。
【００２２】
（実施の形態１）
図１は、この発明の実施の形態１におけるワーク寸法測定装置を示す斜視図である。図１を参照して、ワーク寸法測定装置１０は、ワークの特定部位の寸法を測定するための装置であり、本実施の形態では、円盤形状を有するワーク１００の外径を測定可能に構成されている。
【００２３】
ワーク寸法測定装置１０は、単体で設けられてもよいし、ワークの加工ラインに組み込まれてもよい。ワーク寸法測定装置１０が後者のインラインで設けられる場合、ワークの加工を実行する工作機械からワーク寸法測定装置１０へのワークの自動搬送を可能とするため、ローダー等のワーク搬送装置が設けられてもよい。典型的な例として、ワーク寸法測定装置１０は、ワークの加工ラインにおいて、ワークの仕上げ寸法の良否を判断するための検査工程を実行する。
【００２４】
ワーク寸法測定装置１０は、台車１２と、制御装置１４と、表示機器１６と、プレート材３１と、測定部２１と、測定部支持部３２と、ステージ３４と、移動機構部３５とを有する。
【００２５】
台車１２には、ワーク寸法測定装置１０を構成する各種装置や機器が設置されている。台車１２に限られず、可動式ではない設置台が用いられてもよい。制御装置１４は、ワーク寸法測定装置１０における測定動作を制御する。表示機器１６は、たとえば、液晶表示パネルから構成されており、ワーク寸法測定装置１０におけるワーク寸法の測定結果を表示する。
【００２６】
プレート材３１は、平板形状を有する。プレート材３１は、水平方向に延在するように設けられている。プレート材３１上には、測定部２１、測定部支持部３２、移動機構部３５およびステージ３４が設けられている。
【００２７】
測定部支持部３２は、プレート材３１上で測定部２１を支持するように構成されている。測定部２１は、測定部支持部３２によって、後述する第１測定子２３および第２測定子２４が水平方向に延びるように支持されている。測定部２１は、測定部支持部３２によってプレート材３１の上方で固定されている。
【００２８】
図２は、図１中の２点鎖線ＩＩで囲まれた範囲の測定部を示す斜視図である。図１および図２を参照して、測定部２１は、距離検出部２２と、第１測定子２３および第２測定子２４とを有する。
【００２９】
第１測定子２３および第２測定子２４は、ワーク寸法の測定時に、ワーク１００（より具体的には、ワーク１００の外周面１００ｃ）に当接される。第１測定子２３および第２測定子２４は、図１中の矢印１０１に示す方向において互いに対向して配置されている。第１測定子２３および第２測定子２４は、水平方向において互いに対向して配置されている。第１測定子２３および第２測定子２４は、ワーク寸法の測定時にワーク１００を挟んで互いに対向して配置される。
【００３０】
第１測定子２３および第２測定子２４は、バネ機構（不図示）によるバネ力によって、第１測定子２３および第２測定子２４の対向方向において互いに近づく方向に付勢されている。ワーク寸法の測定時、ワーク１００は、そのバネ力に抗しながら、第１測定子２３および第２測定子２４を、第１測定子２３および第２測定子２４の対向方向において互いに離れる方向に押し広げる。
【００３１】
第１測定子２３および第２測定子２４は、空気圧機器（不図示）からの空気圧を受けて、第１測定子２３および第２測定子２４の対向方向において互いに離れる方向に開動作する。
【００３２】
第１測定子２３および第２測定子２４の構造についてより具体的に説明すると、第１測定子２３および第２測定子２４は、共通して、アーム部２５と、当接部２６とを有する。
【００３３】
第１測定子２３および第２測定子２４は、アーム部２５を介して距離検出部２２に接続されている。アーム部２５は、距離検出部２２から、距離検出部２２より離れる方向にアーム状に延びている。
【００３４】
当接部２６は、距離検出部２２から離れた位置でアーム部２５に設けられている。当接部２６は、ワーク寸法の測定時にワーク１００に当接する部位である。当接部２６は、第１測定子２３および第２測定子２４間で互いに向かい合わせとなるように第１測定子２３および第２測定子２４に設けられている。当接部２６は、アーム部２５から球状に突出するように設けられている。当接部２６は、ワーク寸法の測定時のワーク１００に向けて突出する凸面（球面）を有する。当接部２６は、その球面の先端でワーク１００に当接する。
【００３５】
距離検出部２２は、第１測定子２３および第２測定子２４間の距離（より具体的には、第１測定子２３における当接部２６の先端と、第２測定子２４における当接部２６の先端との間の距離）を検出可能なように構成されている。
【００３６】
第１測定子２３および第２測定子２４間の距離を検出する機構は、特に限定されないが、たとえば、光パルスまたは磁気パルスをデジタルカウンターにより検出、カウントするリニア（デジタル）ゲージが用いられる。第１測定子２３および第２測定子２４間の距離の検出精度は、０．１μｍ台のオーダー以下であることが好ましい。
【００３７】
ステージ３４は、ワーク１００が載置されるベース部材として設けられている。ステージ３４は、載置面３４ａを有する。ステージ３４は、載置面３４ａが水平方向に延在するように設けられている。ワーク寸法の測定時、ワーク１００は、載置面３４ａに載置されている。ワーク１００は、ワーク１００の外周面１００ｃと、載置面３４ａとが直交するように、載置面３４ａに載置されている。
【００３８】
移動機構部３５は、第１測定子２３および第２測定子２４をワーク１００に当接させつつ、第１測定子２３および第２測定子２４が対向する方向に直交する方向に、ワーク１００と測定部２１とを相対的に移動させる。
【００３９】
本実施の形態では、測定部２１が固定されている一方、ステージ３４に載置されるワーク１００が、移動機構部３５により、図１中の矢印１０２に示す方向に移動可能に設けられている。ワーク１００の移動方向は、第１測定子２３および第２測定子２４が対向する方向に直交し、かつ、載置面３４ａに平行な方向である。
【００４０】
移動機構部３５は、モータ３６と、回転直動変換機構３７と、移動プレート３８とを有する。モータ３６は、制御装置１４からの指令により、モータの回転角度（位置）を制御することが可能なサーボモータから構成されている。回転直動変換機構３７は、モータ３６から出力される回転運動を直線運動に変換して移動プレート３８に伝達する。回転直動変換機構３７は、たとえば、ボールねじから構成されている。移動プレート３８は、モータ３６からの動力が回転直動変換機構３７を介して伝達されることによって、矢印１０２に示す方向に直線移動する。移動プレート３８には、ステージ３４が搭載されている。
【００４１】
ステージ３４に載置されたワーク１００は、矢印１０２に示す方向において測定部２１と対向するように配置されている。ステージ３４に載置されたワーク１００の寸法測定部位（本実施の形態では、ワーク１００の外周面１００ｃ）と、測定部２１における第１測定子２３および第２測定子２４の当接部２６とは、高さ方向において互いに重なるように設けられている。
【００４２】
図３は、図１中のワーク寸法測定装置において、ワーク移動に伴う第１測定子および第２測定子間の距離の変化を示すグラフである。
【００４３】
図１から図３を参照して、ワーク寸法の測定時、ステージ３４にワーク１００を載置する。第１測定子２３および第２測定子２４を開動作させる。移動機構部３５により、ステージ３４に載置されたワーク１００を移動させ、第１測定子２３および第２測定子２４の当接部２６間に位置決めする。第１測定子２３および第２測定子２４の開動作を解除し、第１測定子２３および第２測定子２４の当接部２６をワーク１００の外周面１００ｃに当接させる。
【００４４】
移動機構部３５により、ステージ３４に載置されたワーク１００を移動させながら、距離検出部２２により、第１測定子２３および第２測定子２４間の距離の変化を検出する。距離検出部２２によって検出される第１測定子２３および第２測定子２４間の距離は、ワーク１００の移動とともに図３中に示すように変化する。
【００４５】
制御装置１４は、ワーク１００の特定部位の寸法として、距離検出部２２における検出結果から、第１測定子２３および第２測定子２４間の距離の極大値または極小値を特定する。本実施の形態では、制御装置１４が、ワーク１００の外径として、第１測定子２３および第２測定子２４間の距離の極大値Ｌｍａｘを特定する。
【００４６】
図４は、ワーク寸法の測定時のワークと、第１測定子および第２測定子とを示す平面図である。
【００４７】
図４を参照して、従来の課題として、ワーク１００の外径を測定する場合、ワーク１００の中心を、第１測定子２３における当接部２６と、第２測定子２４における当接部２６とを結ぶ直線上に正確に位置決めする必要がある。しかしながら、寸法を測定するワーク毎にワークの芯出し作業を行なうことは手間が掛かる。また、ローダー等を用いてワークを自動的にステージ上に位置決めする場合であっても、熱変位やワークの姿勢変化などに起因して、ワークと、第１測定子２３および第２測定子２４との相対的な位置関係を再現性よく得ることは難しい。
【００４８】
これに対して、本実施の形態におけるワーク寸法測定装置１０では、制御装置１４において、ワーク１００と測定部２１との相対移動に伴って変化する第１測定子２３および第２測定子２４間の距離の極大値Ｌｍａｘをワークの外径として特定する。このため、ワーク１００と、第１測定子２３および第２測定子２４との位置関係の精度にかかわらず、優れたワーク寸法の測定精度を得ることができる。
【００４９】
なお、本実施の形態では、ワーク１００および測定部２１のうちのワーク１００を移動させる構成について説明したが、ワーク１００および測定部２１のうちの測定部２１を移動させる構成としてもよいし、ワーク１００および測定部２１の両方を移動させる構成としてもよい。
【００５０】
ワークを移動させる場合、測定部２１に付随する配線や配管の干渉が問題になり難いという利点がある。測定部２１を移動させる場合、移動対象の重量が一定であるため、測定精度のさらなる向上を期待できるという利点がある。
【００５１】
また、本実施の形態では、第１測定子２３および第２測定子２４において、アーム部２５から球状に突出する当接部２６が用いられている。このような構成に限られず、たとえば、アーム部２５から円柱状に突出する当接部が用いられてもよい。この場合、当接部は、凸面として、ワーク寸法の測定時のワーク１００に向けて突出する円筒面を有し、その円筒面の先端でワーク１００に当接する。
【００５２】
ワーク寸法測定装置１０がインラインで設けられている場合であって、ワーク１００の外径の測定値が加工公差の範囲から外れている場合、その情報を工作機械にフィードバックしてワーク１００の切削条件を補正する制御を行なってもよい。
【００５３】
図５は、図１中のワーク寸法測定装置を用いて、ワークの外周面のプロファイルを測定する様子を示す平面図である。
【００５４】
図５を参照して、第１測定子２３および第２測定子２４間の距離の極大値Ｌｍａｘが得られる位置にワーク１００を保持する。第１測定子２３および第２測定子２４のいずれか一方を固定しつつ、ワーク１００を第１測定子２３および第２測定子２４間の中心位置Ｐを中心に回転させる。これにより、第１測定子２３および第２測定子２４のいずれか他方において、ワーク１００の外周面１００ｃのプロファイルを測定することができる。
【００５５】
図６から図８は、ワーク寸法の測定時のワークと、プレート形状の当接部を有する第１測定子および第２測定子とを示す平面図である。
【００５６】
図６から図８を参照して、第１測定子２３および第２測定子２４は、プレート形状の当接部２６を有する。当接部２６は、第１測定子２３および第２測定子２４が対向する方向において向かい合う対向面２６ａを有する。対向面２６ａは、平面形状を有する。
【００５７】
この場合、図７中に示すように、第１測定子２３および第２測定子２４間における当接部２６の平行度が、ワーク寸法の測定精度に影響を与えたり、図８中に示すように、当接部２６およびワーク１００間に挟まった切屑等の異物１３１が、ワーク寸法の測定精度に影響を与えたりする可能性がある。球形状または円柱形状の当接部を用いることによって、このような懸念を解消することができる。
【００５８】
以上に説明した、この発明の実施の形態１におけるワーク寸法測定装置１０の構造についてまとめて説明すると、本実施の形態におけるワーク寸法測定装置１０は、ワーク１００に当接される第１測定子２３と、ワーク１００を挟んで第１測定子２３と対向して配置され、ワーク１００に当接される第２測定子２４とを有する測定部２１と、第１測定子２３および第２測定子２４をワーク１００に当接させつつ、第１測定子２３および第２測定子２４が対向する方向に直交する方向に、ワーク１００と測定部２１とを相対的に移動させる移動機構部３５とを備える。測定部２１は、ワーク１００と測定部２１との相対移動に伴って変化する第１測定子２３および第２測定子２４間の距離を検出する距離検出部２２をさらに有する。ワーク寸法測定装置１０は、ワーク１００の特定部位の寸法であるワーク１００の外径として、距離検出部２２における検出結果から、第１測定子２３および第２測定子２４間の距離の極大値または極小値としての極大値を特定する制御装置１４をさらに備える。
【００５９】
このように構成された、この発明の実施の形態１におけるワーク寸法測定装置１０によれば、優れたワーク寸法の測定精度を得ることができる。
【００６０】
（実施の形態２）
図９は、この発明の実施の形態２におけるワーク寸法測定装置を示す斜視図である。本実施の形態におけるワーク寸法測定装置は、実施の形態１におけるワーク寸法測定装置１０と比較して、基本的には同様の構造を有する。以下、重複する構造については、その説明を繰り返さない。
【００６１】
図９を参照して、本実施の形態におけるワーク寸法測定装置５０は、円筒形状を有するワーク２００の内径を測定可能に構成されている。
【００６２】
ワーク寸法の測定時、ワーク２００は、載置面３４ａに載置されている。ワーク２００は、ワーク２００の内周面２００ｄと、載置面３４ａとが直交するように、載置面３４ａに載置されている。
【００６３】
ワーク寸法測定装置５０は、実施の形態１における測定部支持部３２に替えて、測定部支持部５１を有する。測定部支持部５１は、プレート材３１上で測定部２１を支持するように構成されている。測定部２１は、測定部支持部５１によって、第１測定子２３および第２測定子２４が鉛直方向に延びるように支持されている。
【００６４】
ワーク寸法測定装置５０は、移動機構部５５をさらに有する。移動機構部５５は、測定部２１を、ステージ３４の載置面３４ａに直交する方向、すなわち、鉛直方向に移動させる。
【００６５】
より具体的には、移動機構部５５は、モータ５６と、回転直動変換機構５７と、移動プレート５８とを有する。モータ５６は、制御装置１４からの指令により、モータの回転角度（位置）を制御することが可能なサーボモータから構成されている。回転直動変換機構５７は、モータ５６から出力される回転運動を直線運動に変換して移動プレート５８に伝達する。回転直動変換機構５７は、たとえば、ボールねじから構成されている。移動プレート５８は、モータ５６からの動力が回転直動変換機構５７を介して伝達されることによって、矢印１０３に示す方向に直線移動する。移動プレート３８には、測定部２１が搭載されている。
【００６６】
図１０は、図９中の２点鎖線Ｘで囲まれた範囲の測定部を示す斜視図である。図９および図１０を参照して、第１測定子２３および第２測定子２４は、バネ機構（不図示）によるバネ力によって、第１測定子２３および第２測定子２４の対向方向において互いに離れる方向に付勢されている。ワーク寸法の測定時、ワーク２００は、そのバネ力に抗しながら、第１測定子２３および第２測定子２４を、第１測定子２３および第２測定子２４の対向方向において互いに近づく方向に押し縮める。
【００６７】
第１測定子２３および第２測定子２４は、空気圧機器（不図示）からの空気圧を受けて、第１測定子２３および第２測定子２４の対向方向において互いに近づく方向に閉動作する。
【００６８】
当接部２６は、第１測定子２３および第２測定子２４間で互いに背中合わせとなるように第１測定子２３および第２測定子２４に設けられている。
【００６９】
図３、図９および図１０を参照して、ワーク寸法の測定時、ステージ３４にワーク２００を載置する。第１測定子２３および第２測定子２４を閉動作させる。移動機構部３５により、ステージ３４に載置されたワーク２００を移動させ、測定部２１の直下に配置する。移動機構部５５により、測定部２１を下降させ、第１測定子２３および第２測定子２４の当接部２６をワーク２００の内側に位置決めする。第１測定子２３および第２測定子２４の閉動作を解除し、第１測定子２３および第２測定子２４の当接部２６をワーク２００の内周面２００ｄに当接させる。
【００７０】
移動機構部３５により、ステージ３４に載置されたワーク２００を移動させながら、距離検出部２２により、第１測定子２３および第２測定子２４間の距離の変化を検出する。距離検出部２２によって検出される第１測定子２３および第２測定子２４間の距離は、ワーク２００の移動とともに図３中に示すように変化する。
【００７１】
制御装置１４は、ワーク２００の内径として、距離検出部２２における検出結果から、第１測定子２３および第２測定子２４間の距離の極大値Ｌｍａｘを特定する。
【００７２】
このように構成された、この発明の実施の形態２におけるワーク寸法測定装置５０によれば、実施の形態１に記載の効果を同様に奏することができる。
【００７３】
（実施の形態３）
図１１は、この発明の実施の形態３におけるワーク寸法測定装置において、ワーク寸法の測定時のワークと、第１測定子および第２測定子とを示す斜視図である。図１２は、図１１中のワーク寸法測定装置において、測定部の移動に伴う第１測定子および第２測定子間の距離の変化を示すグラフである。
【００７４】
本実施の形態におけるワーク寸法測定装置は、実施の形態１におけるワーク寸法測定装置１０と比較して、基本的には同様の構造を有する。以下、重複する構造については、その説明を繰り返さない。
【００７５】
図１１および図１２を参照して、本実施の形態におけるワーク寸法測定装置は、くびれ部３０１を有するワーク３００において、くびれ部３０１の最小径を測定可能に構成されている。
【００７６】
ワーク寸法の測定時、ワーク３００は、載置面３４ａに載置されている。ワーク３００は、くびれ部３０１の直径が載置面３４ａに直交する方向において連続的に変化するように、載置面３４ａに載置されている。
【００７７】
ワーク寸法の測定時、ステージ３４に載置されるワーク３００が固定されている一方、測定部２１が、移動機構部（不図示）により、図１１中の矢印１０４に示す方向に移動可能に設けられている。測定部２１の移動方向は、第１測定子２３および第２測定子２４が対向する方向に直交し、かつ、載置面３４ａに直交する方向である。
【００７８】
ワーク寸法の測定時、第１測定子２３および第２測定子２４の当接部２６をワーク３００のくびれ部３０１に当接させつつ、移動機構部（不図示）により、測定部２１を矢印１０４に示す方向に移動させる。この際、距離検出部２２により、第１測定子２３および第２測定子２４間の距離の変化を検出する。距離検出部２２によって検出される第１測定子２３および第２測定子２４間の距離は、測定部２１の移動とともに図１２中に示すように変化する。
【００７９】
制御装置１４は、くびれ部３０１の最小径として、距離検出部２２における検出結果から、第１測定子２３および第２測定子２４間の距離の極小値Ｌｍｉｎを特定する。
【００８０】
このように構成された、この発明の実施の形態３におけるワーク寸法測定装置によれば、実施の形態１に記載の効果を同様に奏することができる。
【００８１】
（実施の形態４）
図１３は、この発明の実施の形態４におけるワーク寸法測定装置において、ワーク寸法の測定時のワークと、測定部とを示す斜視図である。図１４は、図１３中のワーク寸法測定装置において、測定部の移動に伴う第１測定子および第２測定子間の距離の変化を示すグラフである。
【００８２】
本実施の形態におけるワーク寸法測定装置は、実施の形態１におけるワーク寸法測定装置１０と比較して、基本的には同様の構造を有する。以下、重複する構造については、その説明を繰り返さない。
【００８３】
図１３および図１４を参照して、本実施の形態におけるワーク寸法測定装置は、一方向に延びるキー溝４０１を有するワーク４００において、キー溝４０１の最小幅を測定可能に構成されている。
【００８４】
ワーク寸法の測定時、ワーク４００は、載置面３４ａに載置されている。ワーク４００は、キー溝４０１が載置面３４ａに平行な方向に延びるように、載置面３４ａに載置されている。
【００８５】
ワーク寸法の測定時、ステージ３４に載置されるワーク４００が固定されている一方、測定部２１が、移動機構部（不図示）により、図１３中の矢印１０５に示す方向に移動可能に設けられている。測定部２１の移動方向は、第１測定子２３および第２測定子２４が対向する方向に直交し、かつ、載置面３４ａに平行な方向である。
【００８６】
ワーク寸法の測定時、第１測定子２３および第２測定子２４の当接部２６をキー溝４０１の内側面に当接させつつ、移動機構部（不図示）により、測定部２１を矢印１０５に示す方向に移動させる。この際、距離検出部２２により、第１測定子２３および第２測定子２４間の距離の変化を検出する。距離検出部２２によって検出される第１測定子２３および第２測定子２４間の距離は、測定部２１の移動とともに図１４中に示すように変化する。
【００８７】
制御装置１４は、キー溝４０１の最小幅として、距離検出部２２における検出結果から、まず、第１測定子２３および第２測定子２４間の距離の極小値Ｌｍｉｎ１および極小値Ｌｍｉｎ２を特定し、さらに、極小値Ｌｍｉｎ１および極小値Ｌｍｉｎ２のうち値の小さい方のＬｍｉｎ２を特定する。
【００８８】
なお、上記のキー溝４０１の最小幅の測定と同様にして、キー溝の最大幅や、キーの最小幅または最大幅の測定にも本発明を適用することができる。
【００８９】
このように構成された、この発明の実施の形態４におけるワーク寸法測定装置によれば、実施の形態１に記載の効果を同様に奏することができる。
【００９０】
（実施の形態５）
本実施の形態では、実施の形態１から４におけるワーク寸法測定装置に適用可能なワーク寸法の測定流れについて説明する。
【００９１】
図１５は、この発明の実施の形態５におけるワーク寸法の測定流れを示すフローチャートである。図１５中に示すフローチャートでは、実施の形態１におけるワーク寸法測定装置１０を用いてワーク１００の外径を測定する場合が想定されている。
【００９２】
図１５を参照して、まず、実施の形態１で説明した手順に従い、ステージ３４に載置されたワーク１００を移動させ、第１測定子２３および第２測定子２４の当接部２６間に位置決めする。第１測定子２３および第２測定子２４の開動作を解除することによって、第１測定子２３および第２測定子２４をワーク１００の外周面１００ｃに当接させる（Ｓ１０１）。
【００９３】
次に、制御装置１４が、Ｓ１０１のステップにて第１測定子２３および第２測定子２４がワーク１００の外周面１００ｃに当接した時点での、第１測定子２３および第２測定子２４間の距離の初期値を特定する（Ｓ１０２）。
【００９４】
次に、ステージ３４に載置されたワーク１００を移動させながら、第１測定子２３および第２測定子２４間の距離の変化を検出する（Ｓ１０３）。この際、制御装置１４は、第１測定子２３および第２測定子２４間の距離が、Ｓ１０２のステップにて特定された初期値から増大するか否かを判断する（Ｓ１０４）。
【００９５】
Ｓ１０４のステップにて、第１測定子２３および第２測定子２４間の距離が初期値から増大すると判断された場合、ワーク１００の移動と、第１測定子２３および第２測定子２４間の距離の変化の検出とを続行することにより、ワーク寸法の測定を継続する（Ｓ１０５）。次に、制御装置１４が、ワーク１００の外径として、第１測定子２３および第２測定子２４間の距離の極大値Ｌｍａｘを特定する（Ｓ１０６）。
【００９６】
一方、Ｓ１０４のステップにて、第１測定子２３および第２測定子２４間の距離が初期値から減少すると判断された場合、ワーク寸法の測定を停止する（Ｓ１０７）。次に、第１測定子２３および第２測定子２４を開動作させて、ワーク１００を測定部２１から退避させる（Ｓ１０８）。その後、Ｓ１０１のステップに戻る。
【００９７】
第１測定子２３および第２測定子２４間の距離が初期値から減少する場合、そのままワーク寸法の測定を継続しても、第１測定子２３および第２測定子２４間の距離の極大値Ｌｍａｘを得ることはできない。このため、早期にワーク寸法の測定を停止して、再びＳ１０１のステップを実行することによって、ワーク寸法の測定効率を向上させることができる。
【００９８】
なお、再実行するＳ１０１のステップでは、前回のＳ１０１のステップで第１測定子２３および第２測定子２４がワーク１００に当接した位置よりも、移動するワークのより手前側の位置において、第１測定子２３および第２測定子２４をワーク１００に当接させればよい。
【００９９】
図１６は、図１５中に示すワーク寸法の測定流れの変形例を示すフローチャートである。図１６中に示すフローチャートでは、実施の形態３におけるワーク寸法測定装置を用いてワーク３００のくびれ部３０１の最小径を測定する場合が想定されている。
【０１００】
図１６を参照して、本変形例におけるワーク寸法の測定流れは、図１５中に示すワーク寸法の測定流れと比較して、主にＳ１０４のステップが異なる。本変形例では、Ｓ１０４のステップにおいて、制御装置１４が、第１測定子２３および第２測定子２４間の距離が、Ｓ１０２のステップにて特定された第１測定子２３および第２測定子２４間の距離の初期値から減少するか否かを判断する。
【０１０１】
Ｓ１０４のステップにて、第１測定子２３および第２測定子２４間の距離が初期値から減少すると判断された場合、ワーク寸法の測定を継続する（Ｓ１０５）。一方、Ｓ１０４のステップにて、第１測定子２３および第２測定子２４間の距離が初期値から増加すると判断された場合、ワーク寸法の測定を停止する（Ｓ１０７）。
【０１０２】
このように構成された、この発明の実施の形態５におけるワーク寸法測定装置によれば、実施の形態１に記載の効果を同様に奏することができる。
【０１０３】
（実施の形態６）
本実施の形態では、実施の形態１から４におけるワーク寸法測定装置に適用可能なワーク寸法の測定流れの別の例について説明する。
【０１０４】
図１７は、この発明の実施の形態６におけるワーク寸法の測定流れを示すフローチャートである。図１７中に示すフローチャートでは、実施の形態１におけるワーク寸法測定装置１０を用いてワーク１００の外径を測定する場合が想定されている。
【０１０５】
図１７を参照して、まず、制御装置１４にワーク１００のマスターワーク径を入力する（Ｓ１１１）。マスターワーク径とは、測定対象となるワーク１００の外径の基準寸法値であり、ワーク１００の加工公差の範囲内に設定されている。一例として、マスターワーク径は、ワーク１００の加工公差の中央値に設定されている。
【０１０６】
次に、実施の形態１で説明した手順に従い、ステージ３４に載置されたワーク１００を移動させ、第１測定子２３および第２測定子２４の当接部２６間に位置決めする。第１測定子２３および第２測定子２４の開動作を解除することによって、第１測定子２３および第２測定子２４をワーク１００の外周面１００ｃに当接させる（Ｓ１１２）。
【０１０７】
次に、制御装置１４が、Ｓ１１２のステップにて第１測定子２３および第２測定子２４がワーク１００の外周面１００ｃに当接した時点での、第１測定子２３および第２測定子２４間の距離の初期値を特定する（Ｓ１１３）。
【０１０８】
次に、制御装置１４が、Ｓ１１１のステップにて入力されたワーク１００のマスターワーク径と、Ｓ１１３のステップにて特定された第１測定子２３および第２測定子２４間の距離の初期値との差が、予め設定された所定値以下か否かを判断する（Ｓ１１４）。
【０１０９】
Ｓ１１４のステップにて、マスターワーク径と初期値との差が所定値以下であると判断された場合、ステージ３４に載置されたワーク１００を移動させながら、第１測定子２３および第２測定子２４間の距離の変化を検出することにより、ワーク寸法の測定を継続する（Ｓ１１５）。次に、制御装置１４が、ワーク１００の外径として、第１測定子２３および第２測定子２４間の距離の極大値Ｌｍａｘを特定する（Ｓ１１６）。
【０１１０】
一方、Ｓ１１４のステップにて、マスターワーク径と初期値との差が所定値を超えると判断された場合、ワーク寸法の測定を停止する（Ｓ１１７）。次に、第１測定子２３および第２測定子２４を開動作させて、ワーク１００を測定部２１から退避させる（Ｓ１１８）。その後、Ｓ１１２のステップに戻る。
【０１１１】
マスターワーク径と初期値との差が所定値を超えると判断された場合、Ｓ１１２のステップにて第１測定子２３および第２測定子２４がワーク１００に当接した位置が、ワーク１００の最大径部から大きく離れていると考えることができる。このため、早期にワーク寸法の測定を停止し、再びＳ１１２のステップを実行することによって、ワーク寸法の測定効率を向上させることができる。
【０１１２】
このように構成された、この発明の実施の形態６におけるワーク寸法測定装置によれば、実施の形態１に記載の効果を同様に奏することができる。
【０１１３】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【０１１４】
この発明は、ワークの特定部位の寸法を測定するためのワーク寸法測定装置に適用される。
【符号の説明】
【０１１５】
１０，５０  ワーク寸法測定装置、１２  台車、１４  制御装置、１６  表示機器、２１  測定部、２２  距離検出部、２３  第１測定子、２４  第２測定子、２５  アーム部、２６  当接部、２６ａ  対向面、３１  プレート材、３２，５１  測定部支持部、３４  ステージ、３４ａ  載置面、３５，５５  移動機構部、３６，５６  モータ、３７，５７  直動変換機構、３８，５８  移動プレート、１００，２００，３００，４００  ワーク、１００ｃ  外周面、１３１  異物、２００ｄ  内周面、３０１  くびれ部、４０１  キー溝。
【図１】
2018128411.tif 000003
【図２】
2018128411.tif 000004
【図３】
2018128411.tif 000005
【図４】
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【図５】
2018128411.tif 000007
【図６】
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【図７】
2018128411.tif 000009
【図８】
2018128411.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2018128411.tif 000015
【図１４】
2018128411.tif 000016
【図１５】
2018128411.tif 000017
【図１６】
2018128411.tif 000018
【図１７】
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