(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１端面と第２端面とを直線状に貫通する円形状断面の貫通穴を有する測定対象物の前記貫通穴の内周面の形状を測定する内周面測定装置であって、
前記第１端面に着脱可能に取付けられる第１の支持部材と、
前記第２端面に着脱可能に取付けられる第２の支持部材と、
前記貫通穴を挿通する筒状部と、この筒状部の両端に固定的に設けられ、前記貫通穴と略平行な回転軸を中心として回転自在に前記第１及び第２の支持部材にそれぞれ支持される第１及び第２の端部とを有し、前記筒状部は、前記回転軸に略平行に延びる内面と、この内面の一部を切欠いて前記回転軸に略平行に延びるスリットとを有し、前記第１の端部は、外部と前記筒状部の内部とを連通する連通孔を有し、前記第１及び第２の端部の少なくとも一方が外部へ露出する測定スピンドルと、
前記測定スピンドルの筒状部の内側に配置され、前記回転軸に沿ってスライド移動自在に前記スリットと係合する係合突部を有し、この係合突部と前記スリットとの係合によって前記回転軸を中心とした回転が規制されるガイド部材と、
前記ガイド部材の前記回転軸に沿ったスライド移動を解除可能に規制する移動規制手段と、
長さ方向に沿って距離目盛が付され、前記第１の端部の連通孔との対向位置で前記ガイド部材に固定される一端から前記回転軸と略平行に延びて前記連通孔を挿通する紐状部材と、
前記ガイド部材に固定され、前記回転軸と略直交し且つ前記測定スピンドルのスリットを介して前記貫通穴の内周面へ指向する計測方向を有し、前記測定スピンドルが前記回転軸を中心に回転することによって前記内周面までの距離を該内周面の周方向に沿って計測する距離計測手段と、
前記第１又は第２の支持部材の何れか一方に固定され、前記測定スピンドルの回転角度を検出する回転角度検出手段と、を備える
ことを特徴とする内周面測定装置。
【請求項２】
請求項１に記載の内周面測定装置であって、
前記移動規制手段は、前記測定スピンドルのスリット内で露出する一端側の被操作部と前記ガイド部材から突出可能な他端側の作用部とを有した状態で前記ガイド部材を貫通し、前記作用部が前記ガイド部材から突出して前記測定スピンドルの筒状部の内面を押圧するロック位置に保持され、前記被操作部が操作されることによって前記作用部が前記筒状部の内面から離間する非ロック位置と前記ロック位置との間を移動し、前記ロック位置において前記回転軸に沿った前記ガイド部材の移動を規制する移動規制部材を有する
ことを特徴とする内周面測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物体の内周面測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開２００５−０３７１４８号公報には、内燃機関のクランクシャフトを軸支する複数の軸受の内周面の真円度等を測定する内周面測定装置が記載されている。この測定装置では、スピンドル内にスピンドルの回転軸方向に延びる雄ネジロッドを儲け、雄ネジロッドに螺合した雌ネジブロックに内周面を測定する変位センサを装着する。内周面の測定に際しては、被測定物であるシリンダブロックを測定装置の所定位置に載置し、スピンドルをシリンダブロックの軸受内に挿通し、雄ネジロッドと連結するサーボモータによって雄ネジロッドを回転駆動して変位センサをシリンダブロックの被測定軸受の位置まで移動し、電磁クラッチを介して上記サーボモータによりスピンドルを回転させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−０３７１４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記の内周面測定装置においては、変位センサをシリンダブロックの被測定軸受の位置まで移動し回転させるための駆動機構をスピンドル内に設けているので、スピンドルの外径が比較的大きくなる。従って、クランクシャフトの軸受が比較的小径の小型エンジン等に対しては、被測定軸受内へのスピンドルの挿通が困難となり、上記の内周面測定装置による内周面測定が適用できない場合が生じる。また、測定対象物を測定装置に載置する必要があるため、製造工程内での測定には対応しにくいおそれがある。また、変位センサを移動及び回転駆動するための構成部品や制御ソフト等が必要となり、内周面測定装置の製作コストの増大を招くおそれがある。
【０００５】
そこで、本発明では、小径の内周面を有する被測定軸受の内周面測定が可能であり、製造工程内で簡便に使用が可能となり、また製作コストの低廉な内周面測定装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成すべく、本発明の内周面測定装置は、第１端面と第２端面とを直線状に貫通する円形状断面の貫通穴を有する測定対象物の前記貫通穴の内周面の形状を測定する内周面測定装置であって、第１の支持部材と、第２の支持部材と、測定スピンドルと、ガイド部材と、移動規制手段と、紐状部材と、距離計測手段と、回転角度検出手段とを備える。第１の支持部材は、第１端面に着脱可能に取付けられる。第２の支持部材は、第２端面に着脱可能に取付けられる。測定スピンドルは、貫通穴を挿通する筒状部と、この筒状部の両端に固定的に設けられ、貫通穴と略平行な回転軸を中心として回転自在に第１及び第２の支持部材にそれぞれ支持される第１及び第２の端部とを有し、筒状部は、回転軸に略平行に延びる内面と、この内面の一部を切欠いて回転軸に略平行に延びるスリットとを有し、第１の端部は、外部と筒状部の内部とを連通する連通孔を有し、第１及び第２の端部の少なくとも一方が外部へ露出する。ガイド部材は、測定スピンドルの筒状部の内側に配置され、回転軸に沿ってスライド移動自在にスリットと係合する係合突部を有し、この係合突部とスリットとの係合によって回転軸を中心とした回転が規制される。移動規制手段は、ガイド部材の回転軸に沿ったスライド移動を解除可能に規制する。測定スピンドルのスリット内で露出する一端側の被操作部とガイド部材から突出可能な他端側の作用部とを有した状態でガイド部材を貫通し、作用部がガイド部材から突出して測定スピンドルの筒状部の内面を押圧するロック位置に保持され、被操作部が操作されることによって作用部が筒状部の内面から離間する非ロック位置とロック位置との間を移動し、ロック位置において回転軸に沿ったガイド部材の移動を規制する。紐状部材は、長さ方向に沿って距離目盛が付され、第１の端部の連通孔との対向位置でガイド部材に固定される一端から回転軸と略平行に延びて連通孔を挿通する。距離計測手段は、ガイド部材に固定され、回転軸と略直交し且つ測定スピンドルのスリットを介して貫通穴の内周面へ指向する計測方向を有し、測定スピンドルが回転軸を中心に回転することによって内周面までの距離を内周面の周方向に沿って計測する。回転角度検出手段は、第１又は第２の支持部材の何れか一方に固定され、測定スピンドルの回転角度を検出する。
【０００７】
上記構成では、測定対象物の貫通穴の内周面の形状を測定する場合には、作業者は、まず、測定スピンドルが測定対象物の貫通穴に挿通され、第１及び第２の支持部材によって回転自在に支持された際に、測定対象物の内周面の所定の測定位置と、測定スピンドル内の距離計測手段の計測位置とが一致するようにあらかじめ調整しておく。すなわち、測定スピンドルを測定対象物の貫通穴に挿入する前に、移動規制手段によって距離計測手段が固定されているガイド部材の回転軸方向に沿ったスライド移動を解除し、ガイド部材を所定の計測位置まで手動で移動させて、移動規制手段によってガイド部材の移動を規制する。以上で、距離計測手段の計測位置の調整が完了する。次に、測定対象物の第１端面に第１の支持部を取付ける。続いて、測定対象物の第２端面側から、距離計測手段の計測位置を調整した測定スピンドルを測定対象物の貫通穴に挿入し、測定スピンドルの筒状部を測定対象物の貫通穴に挿通するとともに、測定スピンドルの第１の端部を第１の支持部材に支持させる。続いて、第２の支持部材を測定対象物の第２端面に取付け、測定スピンドルの第２の端部を第２の支持部材に支持させる。この支持状態で、測定スピンドルは測定対象物の貫通穴と略平行な回転軸を中心に回転が可能となる。次に、第１の支持部材又は第２の支持部材から突出している測定スピンドルの第１の端部又は第２の端部を操作し、測定スピンドルを回転軸を中心に手動により回転させる。測定スピンドルの回転に伴って距離計測手段が出力する距離計測情報を、回転角度計測手段で検出される測定スピンドルの回転角度に対応付けて内周面測定データとして取得し、真円度などの測定対象物の内周面の形状を求める。
【０００８】
また、測定対象物の他の位置の内周面を測定する場合には、測定対象物の第２端面から第２の支持部を取外し、測定スピンドルを測定対象物の貫通穴から一旦引き抜く。次に、移動規制手段によって、ガイド部材の移動を解除し、距離計測手段の計測位置と、測定対象物の貫通穴の他の測定位置とが一致するように、ガイド部材を手動によりスライド移動させる。距離測定手段の計測位置を、紐状部材の距離目盛によって確認した後、移動規制手段によってガイド部材の移動を規制する。続いて、測定スピンドルを、測定対象物の第２端面側から貫通穴に挿入し、第２の支持部を第２端面に取付けて測定スピンドルの第２の端部を第２の支持部で支持する。続いて、回転軸を中心として測定スピンドルを回転させ、他の位置での内周面の測定を行う。
【０００９】
なお、測定スピンドルが測定対象物の貫通穴に挿通され回転自在に支持された状態で、移動規制手段によってガイド部材のスライド移動の解除及び規制が可能な場合は、測定スピンドルを測定対象物の貫通穴に挿入し回転自在に支持された状態で、測定対象物の内周面の所定の測定位置と測定スピンドル内の距離計測手段の計測位置とが一致するように調整することができる。また、測定対象物の他の位置の内周面を測定する場合にも、測定スピンドルを測定対象物の貫通穴から一旦引き抜くことなく、測定スピンドルが回転自在に支持された状態で、距離測定手段の計測位置と、測定対象物の貫通穴の他の測定位置とが一致するように調整して、測定を行うことができる。さらに、測定する内周面の周囲に外部と連通する開口部を有する測定対象物の内周面測定の場合には、開口部から移動規制手段を操作することによって、測定スピンドルが回転自在に支持された状態でガイド部材の移動を解除及び規制し、距離測定手段の計測位置と測定対象物の貫通穴の他の測定位置とが一致するように調整して、測定を行うことができる。
【００１０】
上記構成によれば、内周面測定装置を測定対象物に装着して、測定対象物の貫通穴の内周面の形状を測定することができるので、測定対象物を製造する製造工程内等において簡便に使用することができ、測定結果を直ちに解析し評価することができる。従って、測定対象物の製造工程における製造効率の向上が期待できる。
【００１１】
また、測定スピンドル内の距離計測手段の測定位置への移動及び測定スピンドルの回転は手動で行われ、測定スピンドル内には距離計測手段を外部から駆動するための機構を必要としないので、測定スピンドルの外径を小さくできる。従って、貫通穴の内径の小さい小型エンジンのシリンダブロック等の測定対象物の内周面測定への適用が可能となる。
【００１２】
また、距離計測手段の移動及び測定スピンドルの回転が手動で行われるため、それらを外部駆動する場合に比較して、構成部品が少なくなり制御ソフト等も不要となる。従って、内周面測定装置の製作コストの低減を図ることができる。
【００１３】
また、上記内周面測定装置の移動規制手段は、測定スピンドルのスリット内で露出する一端側の被操作部とガイド部材から突出可能な他端側の作用部とを有した状態でガイド部材を貫通し、作用部がガイド部材から突出して測定スピンドルの筒状部の内面を押圧するロック位置に保持され、被操作部が操作されることによって作用部が筒状部の内面から離間する非ロック位置とロック位置との間を移動し、ロック位置において回転軸に沿ったガイド部材の移動を規制する移動規制部材を有してもよい。
【００１４】
上記構成では、距離計測手段の計測位置を調整する場合には、まず、ガイド部材を貫通してロック位置に保持されている移動規制部材の被操作部を操作し、ガイド部材から突出して測定スピンドルの内面を押圧している作用部を非ロック位置に移動してガイド部材の移動規制を解除する。次に、ガイド部材を測定スピンドルの回転軸に沿って所定の位置まで手動によりスライド移動させる。ガイド部材に固定された距離計測手段の位置は、測定スピンドルの第１の端部の連通孔を挿通している紐状部材に付された距離目盛によって確認する。次に、移動規制部材の被操作部を操作し、移動規制部材の作用部を非ロック位置からロック位置に移動して測定スピンドルの内面を押圧し、ガイド部材の回転軸に沿った方向の移動を規制し、計測位置の調製を完了する。測定対象物が測定対象の内周面の周囲に外部と連通する開口部を有している場合には、測定スピンドルを測定対象物の貫通穴に挿入し回転自在に支持した後で、内周面の周囲の開口部から移動規制部材の被操作部を操作することによって、ガイド部材の移動を解除及び規制して距離測定手段の計測位置を調整し、内周面の測定を行うことができる。また、他の位置の内周面を測定する場合も、測定スピンドルが回転自在に支持状態されたままの状態で、内周面の周囲の開口部から移動規制部材の被操作部を操作することによって、ガイド部材の移動を解除及び規制して距離測定手段の計測位置を調整し、他の位置の内周面の測定を行うことができる。
【００１５】
一方、測定対象物が測定対象の内周面の周囲に開口部を有していない場合には、測定スピンドルを測定対象物の貫通穴に挿入する前に、移動規制部材の被操作部を操作することによって距離計測手段の計測位置を調整し、また、他の位置の内周面を測定する場合には、測定スピンドルを測定対象物の貫通穴から一旦引き抜き、移動規制部材の被操作部を操作して、距離計測手段の計測位置を他の位置の内周面の測定位置に調整すればよい。
【００１６】
上記構成によれば、ガイド部材は、移動規制部材によって測定スピンドルの筒状部の内面に押圧されてロックされる。従って、距離計測手段が固定されたガイド部材と測定スピンドルとの間のガタが取除かれて距離計測手段の計測位置が安定し、距離計測精度をより向上させることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、内周面測定装置を、比較的小径の貫通穴を有する測定対象物の内周面測定に適用でき、製造工程内での簡便な使用が可能となり、また内周面測定装置の製作コストの低減が図れる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態に係わる内周面測定装置の構成図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ矢視断面図である。
【図３】測定スピンドルの要部の正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の一実施形態を、図面に基づいて説明する。本発明の内周面測定装置１は、測定対象物である車両のエンジンのシリンダブロックを貫通する貫通穴等の内周面を測定し、真円度及び同心度を求める装置である。図１に示すように、シリンダブロック（測定対象物）２は、クランクシャフト（図示省略）を軸支する複数の軸受部６４が設けられた貫通穴３を有している。軸受部６４の周囲にはシリンダブロック２の外部と連通して開口する開口部６５が設けられている。貫通穴３は、シリンダブロック２の第１端面２ａと第２端面２ｂとを直線的に貫通する円形状断面を有している。
【００２０】
本発明の実施形態に係わる内周面測定装置１は、第１支持部（第１の支持部）５と、第２支持部（第２の支持部）１７と、測定スピンドル２９と、ガイドブロック（ガイド部材）４８と、ロータリーエンコーダ（回転角度検出手段）６１とを備えている。
【００２１】
第１支持部５は、第１ベースプレート６と第１ベアリングハウジング９とを有する。第１ベースプレート６は、第１ベアリングハウジング９の外径よりも大きな内径の断面円形状の貫通穴７を有する板形状である。第１ベースプレート６の貫通穴７の周囲には複数のネジ穴８が設けられている。また、第１ベースプレート６には、複数のボルト穴（図示省略）が設けられており、これらのボルト穴と、シリンダブロック２の第１端面２ａの既存の固定穴（図示省略）とをボルト締結することによって、第１ベースプレート６がシリンダブロックに着脱可能に取付けられる。
【００２２】
第１ベアリングハウジング９は、両端に開口する円筒形状であり、一端部の背面部１１は他端部の先端部１０よりも小さな内径の開口を有し、先端部１０と背面部１１との間には円筒の中心軸方向に直交し中心軸から離間する方向に延びるフランジ部１２が形成され、フランジ部１２には複数のボルト穴１５が設けられている。先端部１０の外径は、第１ベースプレート６の貫通穴７の内径よりもわずかに小さく設定されている。背面部１１には、背面部の外径と略同一の外径を有し、背面部１１の開口よりも小さな内径の貫通穴を中央部に有するドーナツ板状のカバー１３が、背面部の端面にネジ止めされている。カバー１３の内面と背面部１１の内周面とによって断面略円形状のベアリング支持部１４が区画されている。第１ベアリングハウジング９は、先端部１０を第１ベースプレートの貫通穴７に挿入して、先端部１０の外周面と第１ベースプレートの貫通穴７の内周面とを嵌合させ、フランジ部１２のボルト穴１５と第１ベースプレート６のネジ穴８とをボルト１６で締結して、第１ベースプレート６に固定される。
【００２３】
第２支持部１７は、第２ベースプレート１８及び第２ベアリングハウジング２１を有する。第２ベースプレート１８は、第２ベアリングハウジング２１の外径よりも大きな内径の断面円形状の貫通穴１９を有する板形状である。第２ベースプレート１８の貫通穴１９の周囲には複数のネジ穴２０が設けられている。また、第２ベースプレート１８には、複数のボルト穴（図示省略）が設けられており、これらのボルト穴と、シリンダブロック２の第２端面２ｂの既存の固定穴（図示省略）とをボルト締結することによって、第２ベースプレート１８がシリンダブロックに着脱可能に取付けられる。
【００２４】
第２ベアリングハウジング２１は、両端に開口する円筒形状であり、一端部の背面部２３は他端部の先端部２２よりも小さな内径の開口を有し、先端部２２と背面部２３との間には円筒の中心軸方向に直交し中心軸から離間する方向に延びるフランジ部２４が形成され、フランジ部２４には複数のボルト穴２７が設けられている。先端部２２の外径は、第２ベースプレート１８の貫通穴１９の内径よりもわずかに小さく設定されている。背面部２３には、背面部２３の外径と略同一の外径を有し、背面部２３の開口よりも小さな内径の貫通穴を中央部に有するドーナツ板状のカバー２５が、背面部２３の端面にネジ止めされている。カバー２５の内面と背面部２３の内周面とによって断面略円形状のベアリング支持部２６が区画されている。第２ベアリングハウジング２１は、先端部２２を第２ベースプレートの貫通穴１９に挿入して、先端部２２の外周面と第２ベースプレートの貫通穴１９の内周面とを嵌合させ、フランジ部２４のボルト穴２７と第２ベースプレート１８のネジ穴２０とをボルト２８で締結して、第２ベースプレート１８に固定される。
【００２５】
測定スピンドル２９は、スピンドル部（筒状部）３１と、スピンドル部３１の一端に固定される第１シャフト部（第１の端部）３５と、スピンドル部３１の他端に固定される第２シャフト部（第２の端部）４１とを有する。測定スピンドル２９は、スピンドル部３１がシリンダブロック２の貫通穴３に挿通され、第１シャフト部３５及び第２シャフト部４１がそれぞれ第１支持部５及び第２支持部１７によって回転自在に支持された支持状態で、シリンダブロック２の貫通穴３に略平行な回転軸３０を中心にして回転する。
【００２６】
スピンドル部３１は、回転軸３０の方向に沿って延びる円筒状であり、回転軸３０の方向に略平行な内面３２を有し、内面３２を切欠いたスリット３３が回転軸に略平行に両端部の方向に延びている。スピンドル部３１には、内面が滑らかに仕上げられたホーニングパイプ等が使用される。スリット３３の回転軸３０の方向の長さは、ガイドブロック２の貫通穴３の両端面までの内周面測定を可能とするため、後述のガイドブロック４８の移動スペースを確保できるように、ガイドブロック２の第１端面２ａと第２端面２ｂとの距離よりも長く設定されている。また、スピンドル部３１は、スリット３３の両端部よりも外の回転軸３０の方向に延び、スピンドル部３１の両端部の内面３２には雌ネジ部３４が形成されている。
【００２７】
第１シャフト部３５は、軸部３６と軸部３６よりも大きな外径を有する結合部３８とが一体的に形成された円筒形状である。軸部３６の外周面には略円環状のベアリング３７が圧入されている。結合部３８の外周面には雄ネジ部３９が形成されており、雄ネジ部３９をスピンドル部３１の一端の雌ネジ部３４とを螺合させることによって、第１シャフト部３５は、スピンドル部３１の一端に固定される。第２シャフト部４１は、軸部４２と軸部４２よりも大きな外径を有する結合部４５とが一体的に形成された円筒形状である。軸部４２の外周面には略円環状のベアリング４３が圧入されている。軸部４２の中央部には、外部とスピンドル部３１の内部とを連通する連通孔４４が設けられている。結合部４５の外周面には雄ネジ部４６が形成されており、雄ネジ部４６をスピンドル部３１の他端の雌ネジ部３４とを螺合させることによって、第２シャフト部４１は、スピンドル部３１の他端に固定される。
【００２８】
ガイドブロック４８は、測定スピンドル２９のスピンドル部３１の内径よりも僅かに小さい外径を有し、測定スピンドル２９の回転軸３０の方向に沿って延びる円柱形状である。ガイドブロック４８には、回転軸３０の方向の長さが、ガイドブロック４８の回転軸３０の方向の長さよりも短く、回転軸３０と直交する幅方向の長さがスリット３３の幅よりも僅かに小さい略矩形断面を有する測定ブロック４９が、ガイドブロック４８の中央部から、回転軸３０と直交しスピンドル部３１のスリット３３の方向に延びて組込まれており、先端部（係合突部）５０がスリット３３内に進入してスリット３３と係合している。測定ブロック４９の先端部５０がスリット３３と係合することによって、回転軸を中心としたガイドブロック４８の回転が規制され、ガイドブロック４８はスリット３３に沿って回転軸３０と略平行にスライド移動することができる。
【００２９】
測定ブロック４９の回転軸３０の方向の中央部には、変位センサ（距離計測手段）５１が固定されている。変位センサ５１の計測方向は、回転軸３０と略直交し、スリット３３を介して貫通穴３の内周面４へ指向している。測定スピンドル２９がシリンダブロック２の貫通穴３に挿通されて前記支持状態にある場合、変位センサ５１の接触子５２が、シリンダブロック２の貫通穴３の内周面４に接触する。変位センサ５１は、測定スピンドル２９が回転すると、回転に伴い回転軸に略直交する方向に変化する内周面４までの距離を、内周面４に接触する接触子５２の変位として検出して出力する。変位センサ５１の信号ケーブル５３は、変位センサ５１から回転軸３０の方向に延びて、第２シャフト部４１の連通孔４４を挿通している。
【００３０】
ガイドブロック４８には、回転軸３０と略直交し、スピンドル部３１のスリット３３と対向する内面３２の方向にネジ穴５７が設けられている。ネジ穴５７には、ガイドブロック４８の移動を規制するための位置固定ボルト（移動規制部材）５４が螺合している。位置固定ボルト５４は、測定スピンドル２９のスリット３３内で露出する一端側の被操作部５５と、ガイドブロック４８から突出可能な他端側の作用部５６とを有している。スリット３３の外側から、被操作部５５をドライバ（図示省略）等で回転し、作用部５６を、ガイドブロック４８から突出するロック位置に移動させて、スピンドル部３１の内面３２を押圧することによって、ガイドブロック４８がスピンドル部３１の内面に押付けられ、回転軸３０方向に沿ったガイドブロック４８の移動が規制される。また、被操作部５５を反対方向に回転し、作用部５６をスピンドル部３１の内面３２から離間する非ロック位置に移動させることによって、ガイドブロック４８の移動規制が解除され、ガイドブロック４８を回転軸３０の方向に沿ってスライド移動させることができる。位置固定ボルト５４は、通常状態では、ロック位置に保持されている。
【００３１】
ガイドブロック４８の中央部からは、中央部に一端を固定されたスケール（紐状部材）５８が回転軸３０と略平行に延びて第２シャフト部４１の連通孔４４を挿通している。スケール５８は紐形状であり、可撓性を有し且つ伸縮の少ないガラス繊維等で形成され、長さ方向に距離目盛５９が付されている。また、第２ベアリングハウジング２１から外部に露出した測定スピンドル２９の第２シャフト部４１の外周部には、回転軸３０の方向と交叉する方向に回転レバー６０が取付けられている。また、第１ベアリングハウジング９の背面部１１の外面には、ロータリーエンコーダ６１が固定されている。ロータリーエンコーダ６１は、ロータリーエンコーダ６１の回転軸が測定スピンドル２９の回転軸３０と略同一となるように配置され、ロータリーエンコーダ６１の回転軸に結合する回転盤６２からロータリーエンコーダ６１の回転軸に略平行に位相ピン６３が立設されている。ロータリーエンコーダ６１が固定された状態で、位相ピン６３の先端部は、測定スピンドル２９の第１シャフト部３５の先端部に設けられたピン穴４０に挿入される。ピン穴４０の位置は、測定スピンドル２９の回転軸３０を中心とした回転方向の所定の角度、例えば変位センサ５１の接触子５２の角度を示す位置に設定されている。
【００３２】
なお、内周面測定装置１の組立て段階において、測定スピンドル２９の第２シャフト部４１は、第２ベアリングハウジング２１のベアリング支持部２６に挿入され全体として一構成部品として扱われる。第２ベアリングハウジング２１のカバー２５の内面と第２シャフト部４１のベアリング４３との間には、測定スピンドル２９の回転精度を確保するためにベアリング３７及びベアリング４３に与圧を加える略環状の波型ワッシャ４７が挿入されている。また、第２ベアリングハウジング２１の挿通孔４４から外部に露出した第２シャフト部４１の外周面に、測定スピンドルを回転させるための回転レバー６０が固定されている。
【００３３】
次に、内周面測定装置１のシリンダブロック２への取付けと、シリンダブロック２の貫通穴３の内周面４の測定について説明する。作業者は、まず、第１支持部５の第１ベースプレート６の貫通穴７に第１ベアリングハウジング９の先端部１０を挿入し、第１ベアリングハウジング９のフランジ部１２のボルト穴１５と第１ベースプレート６のネジ穴８とをボルト１６で締結して、第１ベアリングハウジング９を第１ベースプレート６に固定し、第１ベアリングハウジング９にロータリーエンコーダ６１を取付ける。次に、シリンダブロック２の第１端面２ａに設けられている既存の固定穴を利用して、第１ベースプレート６をシリンダブロック２の第１端面２ａに固定する。続いて、第２ベースプレート１８をシリンダブロックの第２端面２ｂに設けられている既存の固定穴を利用して、シリンダブロック２の第２端面２ｂに固定する。次に、シリンダブロック２の第２端面２ｂ側から、測定スピンドル２９をシリンダブロック２の貫通穴３に挿入し、測定スピンドル２９のスピンドル部３１をシリンダブロック２の貫通穴３に挿通するとともに、測定スピンドル２９の第１シャフト部３５の軸部３６を第１支持部５の第１ベアリングハウジング９のベアリング支持部１４に挿入して支持させる。第１シャフト部３５を第１支持部５に挿入する際に、ロータリーエンコーダ６１の位相ピン６３が第１シャフト部３５の先端部のピン穴４０に挿入されるように測定スピンドル２９又はロータリーエンコーダ６１の回転角度を調整する。測定スピンドル２９の第１シャフト部３５を第１支持部５に支持させた後で、シリンダブロック２の第２端面２ｂに固定した第２ベースプレート１８の貫通穴１９に、測定スピンドル２９の第２シャフト部４１にあらかじめ一体的に組付けられた第２ベアリングハウジング２１の先端部２２を挿入し、第２ベアリングハウジング２１のフランジ部２４のボルト穴２７と第２ベースプレート１８のネジ穴２０とをボルト２８で締結して、第２ベアリングハウジング２１を第２ベースプレート１８に固定する。以上で、内周面測定装置１のシリンダブロック２への取付けが完了し、測定スピンドル２９は、第１支持部５及び第２支持部１７によって回転自在に支持され、シリンダブロック２の貫通穴３と略平行な回転軸を中心に回転が可能となる。
【００３４】
次に、貫通穴３の内周面４の測定位置と、測定スピンドル２９内の測定ブロック４９に固定された変位センサ５１の計測位置とが一致するように回転軸３０に沿ったガイドブロック４８の位置を調整する。すなわち、シリンダブロック２の開口部６５からドライバ等の工具を挿入し、通常状態でロック位置に保持されているガイドブロック４８の位置固定ボルト５４の被操作部５５を回転し、位置固定ボルト５４の作用部５６を非ロック位置に移動させてガイドブロック４８の移動規制を解除する。次に、ガイドブロック４８を、貫通穴３の内周面４の測定位置に対応する計測位置へ、測定スピンドル２９の回転軸３０に沿って手動によりスライド移動させる。測定ブロック４９に固定された変位センサ５１の計測位置は、測定スピンドル２９の第２シャフト部４１の連通孔４４を挿通して外部に露出しているスケール５８の距離目盛５９によって確認する。次に、位置固定ボルト５４の被操作部５５を反対方向に回転し、位置固定ボルト５４の作用部５６を非ロック位置からロック位置に移動して測定スピンドル２９の内面３２を押圧し、回転軸３０に沿った方向のガイドブロック４８の移動を規制する。以上で、変位センサ５１の位置の調整が完了する。次に、回転レバー６０を操作して、測定スピンドル２９を、測定スピンドル２９の回転軸３０を中心に１回転させる。測定スピンドル２９の回転に伴って変位センサ５１が出力する変位計測データと、ロータリーエンコーダ６１が出力する測定スピンドル２９の回転角度データとはコンピュータ等（図示省略）に入力されて処理される。
【００３５】
続いて、シリンダブロック２の貫通穴３の他の測定位置の内周面４を測定する場合には、シリンダブロック２の開口部６５からドライバ等の工具を挿入し、ガイドブロック４８の位置固定ボルト５４を回転させて、位置固定ボルト５４の作用部５６をロック位置から非ロック位置に移動してガイドブロック４８の移動規制を解除する。続いて、変位センサ５１の計測位置と、シリンダブロック２の貫通穴３の他の測定位置とが一致するように、ガイドブロック４８を手動によりスライド移動させる。移動後の変位センサ５１の計測位置は、スケール５８の距離目盛５９で確認する。次に、位置固定ボルト５４をロック位置に移動し、ガイドブロック４８の移動を規制する。続いて、測定スピンドル２９を回転軸３０を中心として回転させ、他の測定位置における内周面４の測定を行う。以上を、シリンダブロックの貫通穴の必要な測定位置において繰り返す。コンピュータ等は、変位計測データと回転角度計測データとを関連付けて記憶し、記憶したデータから貫通穴３の貫通方向の各測定位置における真円度及び、各測定位置間における同心度を求める。
【００３６】
本実施形態によれば、変位センサ５１が固定されるガイドブロック４８は、測定スピンドル２９の内面３２を手動によりスライド移動するので、測定スピンドル２９の内部に変位センサ５１を駆動するための特別な機構を内蔵させる必要がなく、測定スピンドル２９の外径を比較的小さくすることができる。従って、内周面測定装置１を、貫通穴の内径の小さい小型エンジンのシリンダブロック等の測定対象物の内周面測定へ適用することができる。
【００３７】
また、内周面測定装置１は、シリンダブロック等の測定対象物に着脱可能に取付けて、測定対象物の貫通穴の内周面の形状を測定することができるので、測定対象物を製造する製造工程内等において簡便に使用することができ、測定結果を直ちに解析し評価することができる。従って、測定対象物の製造工程における製造効率の向上が期待できる。
【００３８】
また、変位センサ５１の回転軸３０の方向に沿った移動及び測定スピンドル２９の回転を手動により行うので、変位センサを外部駆動する場合に比較して複雑な制御機構を必要とせず、構成部品が少なく、制御ソフト等も不要となる。従って、内周面測定装置１の製作コストの低減を図ることができる。
【００３９】
また、ガイドブロック４８は、位置固定ボルト５４の操作によって測定スピンドル２９の内面３２に押圧されてロックされる。従って、計測ブロック４９を介して変位センサ５１が固定されたガイドブロック４８と測定スピンドル２９の内面３２との間のガタが取除かれて変位センサ５１の計測位置が安定し、変位の計測精度をより向上させることができる。
【００４０】
なお、本実施形態では、測定スピンドル２９の回転角度をロータリーエンコーダ６１で測定したが、ロータリーエンコーダ６１の代りに、所定の測定角度を表示した角度表示盤などを使用して、内周面を測定する測定角度を限定して内周面測定を行ってもよい。
【００４１】
また、本実施形態では、変位センサ５１として接触型の変位センサを使用したが、非接触型の変位センサを使用してもよい。
【００４２】
また、ガイドブロック４８の回転軸３０に沿った方向の移動規制は位置固定ボルト５４の作用部５６による内面３２の押圧に限定されず、例えば、バネ等の付勢力によって押圧してもよい。
【００４３】
また、内周面の周囲に外部と連通する開口部を有しない測定対象物の内周面を測定する場合には、測定スピンドル２９を測定対象物の貫通穴に挿入する前に、ガイドブロック４８の位置固定ボルト５４を操作することによって、変位センサ５１の計測位置を内周面の測定位置とが一致するようあらかじめ調整し、また、他の位置の内周面を測定する場合には、測定スピンドル２９を測定対象物の貫通穴から一旦引き抜き、ガイドブロック４８の位置固定ボルト５４を操作して、変位センサ５１の計測位置を他の位置の内周面の測定位置に調整すればよい。
【００４４】
また、ガイドブロック４８のスライド移動を解除可能に規制する構造を、測定スピンドル２９が測定対象物の貫通穴に挿通され回転自在に支持された状態で外部から操作可能な場所に設けてもよい。例えば、上記位置固定ボルト４５に代えて、スケール５８のうち連通孔４４を挿通して外部に露出した部分の移動を規制する保持状態とその移動を許容する解除状態とに設定可能なスケール保持部を、外部から操作可能な第２シャフト部４１の外面に設ける。この場合、スケール保持部を解除状態に設定し、スケール５８を上下に移動させることによって、回転軸３０に沿ったガイドブロック４８の上下位置を変更した後、スケール保持部を保持状態に設定すればよい。このように、スケール５８を利用してガイドブロック４８の回転軸方向へのスライド移動を規制及び解除することにより、測定対象物が内周面の周囲に外部と連通する開口部を有するか否かにかかわらず、測定スピンドル２９が測定対象物の貫通穴に挿通され回転自在に支持された状態で、変位センサ５１の計測位置を調整することができる。
【００４５】
以上、本発明者によってなされた発明を適用した実施形態について説明したが、この実施形態による本発明の開示の一部をなす論述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち、この実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施形態、実施例及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明は、貫通穴の内周面測定装置として広く適用可能である。
【符号の説明】
【００４７】
１  内周面測定装置
２  シリンダブロック（測定対象物）
２ａ  第１端面
２ｂ  第２端面
３  貫通穴
４  内周面
５  第１支持部（第１の支持部）
６  第１ベースプレート
９  第１ベアリングハウジング
１７  第２支持部（第２の支持部）
１８  第２ベースプレート
２１  第２ベアリングハウジング
２９  測定スピンドル
３０  回転軸
３１  スピンドル部（筒状部）
３２  内面
３３  スリット
３５  第１シャフト部（第１の端部）
４１  第２シャフト部（第２の端部）
４４  挿通孔
４８  ガイドブロック（ガイド部材）
５０  先端部（係合突部）
５１  変位センサ（距離計測手段）
５４  位置固定ボルト（移動規制部材）
５５  被操作部
５６  作用部
５８  スケール（紐状部材）
５９  距離目盛
６１  ロータリーエンコーダ（回転角度検出手段）
【図１】
0005686293.tif 000002
【図２】
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【図３】
0005686293.tif 000004