(57)【要約】      （修正有）【課題】ガイドとワークとの隙間量を比較的に大きくしても高精度で、安定した測定精度、繰り返し精度を確保する外径測定装置を提供する。【解決手段】測定レバー３２−１、３２−２の一端に被測定物（ワーク）５０に当接する接触子３４−１、３４−２と、他端に接触子３４−１、３４−２の変位量を検出する検出器と、を備えた外径測定装置において、軸方向が被測定物（ワーク）５０の軸方向と直交するように配置されて、被測定物５０を挟み込んで当接する円柱形状のバーコンタクトとされた２本の接触子３４−１、３４−２と、少なくとも測定レバー３２−１、３２−２のいずれか一方に設けられ、２本の接触子３４−１、３４−２を平行となるようにする角度調整機構と、を備える。【選択図】図３
2019039735.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヘッド本体に測定方向及びリトラクト方向に揺動自在に取り付けられた測定レバーと、該測定レバーの一端に設けられ被測定物に当接する接触子と、他端に設けられ前記接触子の変位量を検出する検出器と、を備えた外径測定装置において、
軸方向が前記被測定物の軸方向と直交するように配置されて、前記被測定物を挟み込んで当接する円柱形状のバーコンタクトとされた２本の前記接触子と、
前記測定レバーに設けられ、２本の前記接触子を平行となるようにする角度調整機構と、
を備えたことを特徴とする外径測定装置。
【請求項２】
前記測定レバーは２本設けられ、前記角度調整機構は少なくとも前記測定レバーのいずれか一方に設けられたことを特徴とする請求項１に記載の外径測定装置。
【請求項３】
前記角度調整機構は、
前記測定レバーに設けられたスリットと、
該スリットに係合するように挿入され締め付け、あるいは緩めることにより、前記スリットの間隔を変化させるボルトと、
を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の外径測定装置。
【請求項４】
前記接触子の径を２〜４ｍｍとしたことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の外径測定装置。
【請求項５】
前記被測定物を挿入して前記被測定物の姿勢を規制するガイドを備えたことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の外径測定装置。
【請求項６】
前記被測定物の径が７〜１０ｍｍで前記ガイドへの前記被測定物の挿入範囲が４０〜６０ｍｍの場合、前記被測定物と前記ガイドとの隙間を片側で１８０〜２５０μｍとしたことを特徴とする請求項５に記載の外径測定装置。
【請求項７】
ヘッド本体に測定方向及びリトラクト方向に揺動自在に取り付けられた測定レバーと、該測定レバーの一端に軸方向が被測定物の軸方向と直交するように配置されて前記被測定物を挟み込んで当接する円柱形状のバーコンタクトとされた２本の接触子と、前記測定レバーの他端に前記接触子の変位量を検出する検出器と、を備えた外径測定装置の調整方法であって、
前記被測定物の基準となるマスタを前記接触子の軸方向の中央にセットして径を測定し、中央から前記接触子の軸方向に前記マスタを移動して径を測定し、測定値の変化に応じて前記接触子の角度を調整し、径の変化が許容値以内となるようにして２本の前記接触子を平行とすることを特徴とする外径測定装置の調整方法。
【請求項８】
少なくとも一方の前記接触子の角度を調整することを特徴とする請求項７に記載の外径測定装置の調整方法。
【請求項９】
少なくとも一方の前記接触子の測定圧を他方に比べ小さくすることを特徴とする請求項７又は８に記載の外径測定装置の調整方法。
【請求項１０】
前記接触子の角度調整は、前記測定レバーに備えられた角度調整機構によって行うことを特徴とする請求項７から９のいずれか１項に記載の外径測定装置の調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば円柱状のワークの外径等を高精度に測定する接触式の外径測定装置及びその調整方法に関し、特に工作機械等に取り付けて自動測定するのに好適である。
【背景技術】
【０００２】
従来、精密部品の寸法測定、抜き取りの比較測定などは、ブロックゲージあるいは専用のマスタを予め製作し、ダイヤルゲージを用いた比較測定により行われている。これらの測定は、マスタとの比較測定を行うため、基本的に測定寸法毎のマスタあるいは測定台を備え、作業者がゲージの値を読み取り、部品寸法が公差内であるかを判断して行われる。また、設計寸法のワークの外径寸法の比較測定をするときは、その寸法のマスタを用いて検出器の零点調整をしなければならない。この零点調整は、被測定物であるワークの寸法が変わるたびに行わなければならず、多大な時間と労力を要していた。
【０００３】
さらに、製品の多様化、商品寿命の短期化といった市場の流れに対応する生産設備の手段として加工機のフレキシブル化、自動化については、小中量、大量生産に係らず、加工品質の維持、監視など、インライン計測が必要となる。インライン計測は、加工現場での環境下で信頼性の高い、高精度かつ高能率な測定が必要とされる。また、要求される寸法精度や環境などの条件によって接触式、非接触式のインライン計測機を使い分けている。そして、切粉、切削液、温度変動、機械振動などの影響を十分回避するために、接触子をマスタ、ワークに当接させる接触式の外径測定装置が広く用いられている。
【０００４】
インラインでの計測は、加工機の精度、安定性、能率、稼動率などの向上に寄与できるものでなくてはならなく、スクラップと休止時間を低減し、効率を上げるための正確な計測、作業時間削減、を維持しながら計測しなければならない。接触式の外径測定装置としては、零点調整が簡単にでき、小型・シンプルな構造であり、先端部に被測定物に当接される接触子を有する測定レバーを備えた測定ヘッドが知られ、例えば、特許文献１に記載されている。
【０００５】
また、高精度の外径測定には、被測定物であるワークの精密な位置決めが必要なこと、ガイドに被測定物を挿入する場合、隙間量が少ないことが必要とされる。そのため、手作業機の場合、搬入出の作業性が悪く、自動機の場合、搬入出設備に精密な位置決め機構、フローティング機構、リリービング機構が必要となる。
【０００６】
フローティング機構に関しては、筒状部材に棒状部材を嵌合させる際に、両部材間の相対位置関係が少々不正確でも正確な嵌合が可能なように、挿入側でそのずれを保証して良好な挿入作業を保証することが特許文献２に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−１０９１１０号公報
【特許文献２】特開平７−９６４２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記特許文献１に記載の測定ヘッドにおいて、接触子としては先端が球面又はボールとなったものが用いられる。そして、球面又はボール接触子がワークに当接されるが、測定ヘッドとワークの間には、径方向のクリアランス（ワークを挿入するための隙間）が必要となる。そして、ワークや測定ヘッドを縦置き姿勢にすると、測定時に傾くことがある。この傾きの向きなどにばらつきがあるため、測定精度が不安定になる。
【０００９】
また、製造ラインでは、ワークを横置き姿勢（中心軸を水平方向に延ばした状態）にして搬送することが一般的である。このため、ワークの径を測定するときには、測定時に一旦ワークを縦置き姿勢にし、測定後に横置き姿勢に戻している。従って、高精度の外径測定には、被測定物であるワークの精密な位置決めが必要となる。そのため、測定機を構成する部品に高精度が必要となり、コスト高となる。
【００１０】
また、ガイドにワークを挿入する場合、高精度に測定するためには、球面又はボール接触子とワークとの隙間量を少なくとも片側２０〜３０μｍ程度と小さくしなければならない。そのため、測定が手作業機の場合は、搬入出の作業性が悪く、自動機の場合は、搬入出設備に精密な位置決め機構、フローティング機構、リリービング機構が必要となる。ただし、特許文献２に記載のようなフローティング機構は、構造が複雑になり小型化が難しく、かつ部品点数が増加し、コスト増や信頼性の低下を招く恐れがある。
【００１１】
本発明の目的は、上記従来技術の課題を解決し、ガイドとワークとの隙間量を比較的に大きくしても高精度で、安定した測定精度、繰り返し精度を確保できるようにして、外径測定時、被測定物であるワークの精密な位置決めを不必要とすることにある。そして、測定機本体のコスト低減、手作業機の搬入出の作業性向上、自動機の搬入出設備の簡素化によるコスト低減を行うことにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成する本発明は、ヘッド本体に測定方向及びリトラクト方向に揺動自在に取り付けられた測定レバーと、該測定レバーの一端に設けられ被測定物に当接する接触子と、他端に設けられ前記接触子の変位量を検出する検出器と、を備えた外径測定装置において、軸方向が前記被測定物の軸方向と直交するように配置されて、前記被測定物を挟み込んで当接する円柱形状のバーコンタクトとされた２本の前記接触子と、前記測定レバーに設けられ、２本の前記接触子を平行となるようにする角度調整機構と、を備えたものである。
【００１３】
また、上記において、前記測定レバーは２本設けられ、前記角度調整機構は少なくとも前記測定レバーのいずれか一方に設けられたことが望ましい。
【００１４】
さらに、前記測定レバーに設けられたスリットと、該スリットに係合するように挿入され締め付け、あるいは緩めることにより、前記スリットの間隔を変化させるボルトと、を備えたことが望ましい。
【００１５】
さらに、前記接触子の径を２〜４ｍｍとしたことが望ましい。
【００１６】
さらに、前記被測定物を挿入して前記被測定物の姿勢を規制するガイドを備えたことが望ましい。
【００１７】
さらに、前記被測定物の径が７〜１０ｍｍで前記ガイドへの前記被測定物の挿入範囲が４０〜６０ｍｍの場合、前記被測定物と前記ガイドとの隙間を片側で１８０〜２５０μｍとしたことが望ましい。
【００１８】
本発明は、ヘッド本体に測定方向及びリトラクト方向に揺動自在に取り付けられた測定レバーと、該測定レバーの一端に軸方向が前記被測定物の軸方向と直交するように配置されて前記被測定物を挟み込んで当接する円柱形状のバーコンタクトとされた２本の前記接触子と、前記測定レバーの他端に前記接触子の変位量を検出する検出器と、を備えた外径測定装置の調整方法であって、前記被測定物の基準となるマスタを前記接触子の軸方向の中央にセットして径を測定し、中央から前記接触子の軸方向に前記マスタを移動して径を測定し、測定値の変化に応じて前記接触子の角度を調整し、径の変化が許容値以内となるようにして２本の前記接触子を平行とすることを特徴とする。
【００１９】
上記において、少なくとも一方の前記接触子の角度を調整することが望ましい。
【００２０】
また、上記において、少なくとも一方の前記接触子の測定圧を他方に比べ小さくすることが望ましい。
【００２１】
さらに、上記において、前記接触子の角度調整は、前記測定レバーに備えられた角度調整機構によって行うことが望ましい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、被測定物を挟み込んで当接する接触子を円柱形状のバーコンタクトとし、接触子が設けられる測定レバーに２本の接触子を平行となるようにする角度調整機構を備えるので、被測定物の倒れによる傾きによる測定誤差を低減することができる。その結果、ガイドとワークとの隙間量を比較的に大きくしても高精度で、安定した測定精度、繰り返し精度を確保できる。したがって、容易かつ高精度並びに自動で被測定物の外径を測定できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明による一実施形態に係る外径測定装置の概略を示す側面図
【図２】一実施形態において、被測定物であるワークを装着した状態を示す側面図
【図３】図２における、主要部の上面図
【図４】ワーク傾きの測定精度への影響を示す説明図
【図５】ワークの外径の測定精度への影響を示す説明図
【図６】接触子の径の測定精度への影響を示す説明図
【図７】接触子の平行度とワークの位置との測定誤差に対する影響を示す部分上面図
【図８】接触子を平行に調整した例を図７と同様に示す部分上面図
【図９】一実施形態における接触子の角度調整機構を示す上面図
【図１０】一実施形態における角度調整方法を示すフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１は、一実施形態である外径測定装置の概略を示す側面図、図２は、被測定物であるワーク５０をガイド５１に装着した測定時の状態を示す側面図、図３は、その上面図である。ヘッド本体１２には、一対の基部レバー１４−１、１４−２が設けられ、検出器内部の支点である支軸１６−１、１６−２を中心に測定方向（矢印Ａ方向）及びリトラクト方向（矢印Ｂ方向）に揺動自在に設けられる。
【００２５】
基部レバー１４−１、１４−２の各基端部（図面視下端）には、基部レバー１４−１、１４−２の変位量を検出する検出器となる差動トランス１８−１、１８−２が設けられている。差動トランス１８−１、１８−２は、コア１８−１Ａ、１８−２Ａとボビン１８−１Ｂ、１８−２Ｂとから構成される。コア１８−１Ａ、１８−２Ａは基部レバー１４−１、１４−２の基端部に固定されると共に、ボビン１８−１Ｂ、１８−２Ｂはヘッド本体１２に固定される。
【００２６】
また、基部レバー１４−１、１４−２の基端部には、スプリング２０−１、２０−２が取り付けられている。スプリング２０−１、２０−２の付勢力によって、基部レバー１４−１、１４−２は測定方向である矢印Ａ方向（基部レバー１４−１、１４−２の先端が互いに近づく方向）に付勢されている。
【００２７】
基部レバー１４−１、１４−２の先端部（図面視上端）には、ナット部２６−１、２６−２が形成され、このナット部２６−１、２６−２には軸部２８−１、２８−２が設けられている。軸部２８−１、２８−２には、バーコンタクトフィンガとされた２本の測定レバー３２−１、３２−２が角度調整を可能として設けられている。
【００２８】
測定レバー３２−１、３２−２の先端部には、円柱形状のバーコンタクトとされた接触子３４−１、３４−２がそれぞれ取り付けられており、接触子３４−１、３４−２を被測定物であるワーク５０に当接させてワーク５０の外径寸法の測定を行う。接触子３４−１、３４−２は、変位センサとして被測定物である円柱形状のワーク５０に直接接触する部分である。
【００２９】
接触子３４−１、３４−２は、軸方向がワーク５０の軸方向と直交するように配置され、ワーク５０を挟み込んで当接する。接触子としては、ボール接触子、球面接触子、ローラ接触子、円形フラット接触子などが知られている。接触子３４−１、３４−２は、ワーク５０のガイド５１への搬入出が容易であり、ワーク５０とガイド５１との隙間が大きくても繰り返し精度を確保するため、円柱形状のバーコンタクトとしている。
【００３０】
図２はワーク５０をガイド５１に装着した状態を示し、ワーク５０の傾きが測定精度に大きく影響するので、図示のようにワーク５０が上から挿入された場合のガイドとなり、ワーク５０の姿勢を規制するために必要とされている。このように構成したワーク５０の外径測定では、ガイド５１を精密に位置決めし、その後にワーク５０をガイド５１の穴内へ挿入し、所定深さに位置したら、２本の接触子３４−１、３４−２をワーク５０に当接させる。
【００３１】
このとき、測定レバー３２−１、３２−２は、支軸１６−１、１６−２を中心に回動し、基部レバー１４−１、１４−２の基端部に固定されたコア１８−１Ａ、１８−２Ａが変位する。そして、接触子３４−１、３４−２がワーク５０に当接すると、変位量の検出器となる差動トランス１８−１、１８−２によって変位量を検出して、変位量に応じた信号をワーク５０の外径として出力する。
【００３２】
図３は、主に測定レバー３２−１、３２−２及びワーク５０を挟み込むため対向している接触子３４−１、３４−２を示している。一方の測定レバー３２−１は、スリット３５−１、３５−２及びボルト３６−１、３６−２によるＡ方向、Ｂ方向の角度調整機構を有している。
【００３３】
つまり、ボルト３６−１、３６−２はスリット３５−１、３５−２に係合するように挿入され、ボルト３６−１、３６−２を締め付け、あるいは緩めることを行えば、スリット３５−１、３５−２の間隔が変化して測定レバー３２−１を弾性変形させる。これにより、接触子３４−１の接触子３４−２に対する角度を調整してより厳密に接触子３４−１と接触子３４−２とを平行とすることができる。
【００３４】
図４は、ワーク５０の倒れ（傾き）の測定精度への影響を示したもので、傾きの精度への影響、図５がワーク５０の外径の大きさの影響、図６が接触子３４−１、３４−２の径の影響を示している。図４（ａ）はワーク５０の傾きが無い場合で、接触子３４−１、３４−２の径が２ｍｍ、ワーク５０の外径が７ｍｍとしている。この場合、接触子３４−１、３４−２の中心間の距離は９ｍｍとなる。
【００３５】
図４（ｂ）はワーク５０の傾きが１°の場合で、接触子３４−１、３４−２の中心間の距離は（１／ｃｏｓ（１°））×９＝９．００１３７ｍｍとなる。
【００３６】
図４（ｃ）は、ワーク５０の傾きが５°の場合で、接触子３４−１、３４−２の中心間の距離は、同様に、９．０３４３８ｍｍとなる。つまり、ワーク５０に傾きがあると、径が大きい方向の誤差となり、傾きが大きい程、測定誤差は大きくなる。したがって、図２で示したように、ワーク５０の姿勢をガイド５１で極力小さな傾きとなるように規制することが重要となる。
【００３７】
図５は図４に対して、ワーク５０の外径の大きさを１７ｍｍと大きくして、同様にワーク５０の傾きの影響を示している。図５（ａ）はワーク５０の傾きが無い場合であり、接触子３４−１、３４−２の中心間の距離は１９ｍｍとなる。図５（ｂ）はワーク５０の傾きが１°の場合で、接触子３４−１、３４−２の中心間の距離は１９．００２８９ｍｍとなる。
【００３８】
図５（ｃ）は、ワーク５０の傾きが５°の場合で、接触子３４−１、３４−２の中心間の距離は１９．０７２５８ｍｍとなる。つまり、同じ傾きであっても、ワーク５０の外径が大きい程、測定誤差は大きくなる。
【００３９】
図６は接触子３４−１、３４−２の径を４ｍｍと大きくして、同様にワーク５０の傾きの影響を示している。接触子３４−１、３４−２の径が４ｍｍ、ワーク５０の外径が７ｍｍとしている。図６（ａ）はワーク５０の傾きが無い場合であり、接触子３４−１、３４−２の中心間の距離は１１ｍｍとなる。図６（ｂ）はワーク５０の傾きが１°の場合で、接触子３４−１、３４−２の中心間の距離は１１．００１６８ｍｍとなる。
【００４０】
図６（ｃ）は、ワーク５０の傾きが５°の場合で、接触子３４−１、３４−２の中心間の距離は１１．０４２０２ｍｍとなる。つまり、同じ傾きであっても、接触子３４−１、３４−２の径が大きい程、測定誤差は大きくなる。
【００４１】
図７は、円柱形状のバーコンタクトとされた接触子３４−１、３４−２の平行度とワーク５０の位置との測定誤差に対する影響を示した部分上面図である。ワーク５０は、接触子３４−１、３４−２に対して図７（ａ）に示すようにＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ方向に位置が移動、ずれて位置決めされる可能性がある。図７（ｂ）（ｃ）（ｄ）は、接触子３４−１と３４−２とが平行でない場合を図示している。
【００４２】
図７（ｂ）は、ワーク５０が接触子３４−１と３４−２との中央に位置した場合、図７（ｃ）はワーク５０がＡ方向、上にずれた場合、図７（ｄ）はＢ方向、下にずれた場合である。測定圧は、接触子３４−１、３４−２の軸方向の中央に掛かる。
【００４３】
図７（ｂ）を基準にすると、図７（ｃ）では接触子３４−１と３４−２との間隔が小さくなった位置にワーク５０が位置するので、ワーク５０の外径が実際より大きく測定される誤差を生じる。逆に、図７（ｄ）では接触子３４−１と３４−２との間隔が大きくなった位置にワーク５０が位置するので、ワーク５０の外径が実際より小さく測定される。
【００４４】
ワーク５０がＣ方向、Ｄ方向に移動した場合は、変位量を検出する二個の差動トランス１８−１、１８−２の差をワーク５０の外径に演算するので、相殺されて誤差は生じない。したがって、Ｃ、Ｄ方向は問題ないが、Ａ、Ｂ方向にワーク５０を精密に位置決めしなければならず、ワーク５０とガイド５１の隙間を小さくする必要がある。
【００４５】
図８は、円柱形状のバーコンタクトとされた接触子３４−１と３４−２とを平行に調整した例を図７と同様に示したものである。図８からも分かるように接触子３４−１と３４−２とが平行であれば、ワーク５０がＡ方向、Ｂ方向にずれた場合でも測定誤差を生じることがない。したがって、ワーク５０とガイド５１の隙間を大きくして、ワーク５０の測定時における搬入出の作業性向上、自動機の搬入出設備の簡素化が可能となり、測定機本体のコスト低減に繋がる。
【００４６】
図９は、接触子３４−１と３４−２との平行出しを行う角度調整機構を示す上面図、図１０は角度調整方法を示すフローチャートである。図３で説明したように、一方の測定レバー３２−１は、スリット３５−１、３５−２及びボルト３６−１、３６−２によるＡ方向、Ｂ方向の角度調整機構を有している。他方の測定レバー３２−２は、角度調整機構を有していない。角度調整に伴う被測定物は、真円度の高いマスタ５２を用いる。
【００４７】
マスタ５２を円柱形状のバーコンタクトとされた接触子３４−１、３４−２の軸方向の中央にセットする。マスタ５２をＡ方向に移動して測定値が大きくなるならば、図９（ａ）の状態であるので、ボルト３６−２を締めて押し込む。これにより、スリット３５−２の間隔が開いて行き、スリット３５−１、３５−２の略中間点を支点として接触子３４−１の角度が図９（ｂ）に示すように変化して、接触子３４−１と３４−２とを平行にして行くことができる。
【００４８】
同様に、マスタ５２をＢ方向に移動して測定値が大きくなるならば、図９（ｃ）の状態であるので、ボルト３６−１を締めて押し込む。これにより、スリット３５−１の間隔が開いて行き、スリット３５−１、３５−２の略中間点を支点として接触子３４−１の角度が図９（ｄ）に示すように変化して、接触子３４−１と３４−２とを平行にして行くことができる。
【００４９】
上記の調整を行い、Ａ方向、Ｂ方向にマスタ５２を動かしても測定値が変動しなくなれば、接触子３４−１と３４−２とが平行になったことになる。そこで、ボルト３６−１、３６−２を固定して平行出し調整が完了したことになる。平行出し調整が完了した後は、マスタ５２を用いてＡ方向、Ｂ方向に動かして径変化が無ければ終了し、径変化があれば調整を始めからやり直す。
【００５０】
図１０は、上記の手順を示すフローチャートであり、まず、真円度の高いマスタ５２を接触子３４−１、３４−２の軸方向の中央にセットして径を測定する。接触子３４−１、３４−２の軸方向であるＡ及びＢ方向にマスタ５２を中央から移動して同様に径を測定する。そして、径の測定値の変化に応じて接触子３４−１と３４−２とが互いに平行となるように角度を調整する。
【００５１】
具体的には、Ａ方向にマスタ５２を移動したとき、測定された径の値が中央にセットした場合に比べ大となれば、図９（ａ）の状態であり、ボルト３６−２を締めて押し込む。Ｂ方向にマスタ５２を移動したとき、測定された径の値が中央にセットした場合に比べ大となれば、図９（ｃ）の状態であり、ボルト３６−１を締めて押し込む。上記のステップを径の変化が無くなる、あるいは許容値以内となるまで繰り返す。
【００５２】
次にボルト３６−１、３６−２を図２で示される固定ボルト３５−３を締め付けることで固定する。この状態で再度、マスタ５２を接触子３４−１、３４−２の軸方向の中央にセットして径を測定する。Ａ及びＢ方向にマスタ５２を移動して同様に径を測定して径の変化が無くなる、あるいは許容値以内であることを確認する。径の変化が有る場合は、ボルト３６−１、３６−２の固定を緩めて、始めからやり直す。
【００５３】
以上、円柱形状のバーコンタクトとされた接触子３４−１、３４−２を用いて、少なくとも一方に角度調整機構（図３におけるスリット３５−１、３５−２及びボルト３６−１、３６−２）を設ける。これにより、円柱形状のバーコンタクトを厳密に平行とすることができ、被測定物であるワーク５０のｙ方向（図７のＡＢ方向）の位置精度を必要としない。
【００５４】
また、ｘ方向（図７のＣＤ方向）は、検出器である差動トランス１８−１、１８−２の検出の倍率が同じであれば、どこの位置にいても相殺されて測定値が安定する。そして、被測定物とガイドの隙間量を大きくしても、高精度な測定が可能となる。また、被測定物の搬入出が容易となる。具体的には従来の測定器の5倍以上の隙間量で繰り返し1μｍ以下の保障が可能となった。なお、検出器は差動トランスとして説明したが、例えば光方式等の変位測定器であれば同様である。
【００５５】
さらに、被測定物の傾きには円柱形状のバーコンタクトとされた接触子３４−１、３４−２の径が小さく、被測定物の測定径が小さい方が、測定誤差が小さく有利となる。本発明者の鋭意研究の結果、接触子３４−１、３４−２の径は２〜４ｍｍが実用的であり、誤差が小さく適切であることが判明した。
【００５６】
図７で示した測定圧に差を付け、片側を低測定圧とすると測定値が安定する。これは、被測定物の測定時のみならず、接触子３４−1の角度調整のためのマスタの測定時にも有効である。また、揺動自在の２本の測定レバー３２−１、３２−２を用いることで説明したが、角度調整機構を設けていない測定レバー３２−２の揺動量を小さくしたものや、ほぼ固定したものに円柱形状のバーコンタクトとされた接触子３４−１、３４−２を適用しても、被測定物の傾きに対する誤差を低減する効果がある。
【００５７】
以上によれば、被測定物の倒れによる傾きのみ誤差要因となる。また、小径のバーコンタクトとされた接触子を使うことにより、この誤差要因を低減することができる。具体的には、バーコンタクトの直径１ｍｍ、傾き０．５°で０．４μｍ程度の誤差までに改善できた。
【００５８】
さらに、被測定物であるワーク５０と被測定物の傾き規制用のガイド５１の径に依存するが、従来の１．５〜１０倍程度の隙間であっても、繰り返し精度１μｍ程度を達成することが可能となった。具体的には、被測定物の径が７〜１０ｍｍでガイド挿入範囲が４０〜６０ｍｍの場合、片側１８０〜２５０μｍの隙間で繰り返し精度が１μｍであった。従来は、繰り返し精度１μｍを達成するには、片側３０μｍの隙間が必要であった。
【００５９】
その結果、外径測定装置へワーク５０を搬入出するローダーの精度を落とせる。そして、自動機の場合、搬入出設備に精密な位置決め機構、フローティング機構、リリービング機構を低価格とすることができる。
【００６０】
また、従来の外径測定装置に対して測定レバーを代えるだけで良いので、検出器等は代える必要がなく、コスト上昇は最小限で済む。さらに、工作機械や専用機における加工後のワークの測定工程が促進され、作業効率が向上する。
【符号の説明】
【００６１】
１２…ヘッド本体
１４−１、１４−２…基部レバー
１６−１、１6−２…支軸
１８−１、１8−２…差動トランス（検出器）
１８−１Ａ、１8−２Ａ…コア
１８−１Ｂ、１8−２Ｂ…ボビン
２０−１、２０−２…スプリング
２６−１、２６−２…ナット部
２８−１、２８−２…軸部
３２−１、３２−２…測定レバー
３４−１、３４−２…接触子
３５−１、３５−２…スリット
３５−３…固定ボルト
３６−１、３６−２…ボルト
５０…ワーク
５１…ガイド
５２…マスタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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