(57)【要約】【課題】簡単な操作で内径を測定することができる内径測定装置を提供すること。【解決手段】内径測定装置１によれば、プリズム４の反射面４ａを、レーザ変位計３から発せられるレーザ光の軸線上に固設したことによって、測定対象物２０を変更したり、測定する内周面の形状が変化した場合であっても、レーザ変位計３およびプリズム４の配置を調整するという操作が不要となり、簡単な操作で内径Ｄを測定することができる。また、プリズム４の反射面４ａは、支持体６から突出するように配設されているので、測定対象物２０の内周面２０ａの径が小さく、内周面２０ａの中に測定部２全体を案内できない場合でも、プリズム４の反射面４ａを案内して、内周面２０ａの内径Ｄを測定することができる。【選択図】図２
2008304407.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を出力するレーザ光出力部と、
そのレーザ光出力部から出射され、測定対象物が有する内周面において反射される反射レーザ光を受光する反射レーザ光受光部と、
前記レーザ光および前記反射レーザ光を反射する反射部と、
前記レーザ光出力部から出力されたレーザ光と、前記反射レーザ光受光部により受光されたレーザ光との変位を測定する変位測定部と、
前記レーザ光出力部および前記反射レーザ光受光部が固設されると共に、前記レーザ光が前記内周面に照射される配置であって、且つ、前記反射レーザ光が前記反射レーザ光受光部に受光される配置に前記反射部が固設される支持体とを備えていることを特徴とする内径測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測定対象物が有する内周面にレーザ光を照射し、その内周面から反射される反射レーザ光を受光して、測定対象物の内径を測定する内径測定装置に関し、特に、簡単な操作で内径を測定することができる内径測定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、測定対象物が有する内周面にレーザ光を照射し、そのレーザ光が照射された内周面から反射される反射レーザ光に基づいて、測定対象物の内径を測定する内径測定装置が知られている。このような内径測定装置に関し、特許文献１に記載されている技術では、測定対象物の外に配置されるレーザ変位計から出力されるレーザ光を、測定対象物の内周面に挿入する反射面で反射させて内周面に照射する。予めレーザ光の焦点距離（ピント）が内周面に合うようにレーザ変位計および反射面の位置を調整して固定しておき、測定対象物を移動させて又は反射面を回転させて測定対象物の内径を測定する。
【特許文献１】特開２００３−４２７２５号公報（第００３６段落など）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１に記載された技術では、測定対象物を移動させるための昇降装置に測定対象物を取り付けてから、その測定対象物の内周に反射面を挿入してレーザ光の焦点距離を調整しなければならず、測定に至る調整の操作が煩わしいという問題点があった。
【０００４】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、簡単な操作で内径を測定することができる内径測定装置に関するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１記載の内径測定装置は、レーザ光を出力するレーザ光出力部と、そのレーザ光出力部から出射され、測定対象物が有する内周面において反射される反射レーザ光を受光する反射レーザ光受光部と、前記レーザ光および前記反射レーザ光を反射する反射部と、前記レーザ光出力部から出力されたレーザ光と、前記反射レーザ光受光部により受光されたレーザ光との変位を測定する変位測定部と、前記レーザ光出力部および前記反射レーザ光受光部が固設されると共に、前記レーザ光が前記内周面に照射される配置であって、且つ、前記反射レーザ光が前記反射レーザ光受光部に受光される配置に前記反射部が固設される支持体とを備えている。
【発明の効果】
【０００６】
請求項１記載の内径測定装置によれば、支持体には、レーザ光出力部および反射レーザ光受光部が固設されると共に、レーザ光が内周面に照射される配置であって、且つ、反射レーザ光が反射レーザ光受光部に受光される配置に反射部が固設されているので、測定対象物を変更したり、測定する内周面の形状が変化した場合であっても、レーザ光出力部の光軸と、反射レーザ光受光部の光軸と、反射部の配置とを調整するという操作が不要となり、簡単な操作で内径を測定することができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の好ましい実施形態について、添付図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態における内径測定装置１の概略構成を示す概略構成図であり、図２は、測定部２の概略構成を示す概略構成図である。内径測定装置１は、筒状の内周面２０ａを有する測定対象物２０の内径Ｄ（図２参照）をマイクロメートルのオーダーで測定するための装置である。
【０００８】
図１に示すように、内径測定装置１には、測定部２と、回転中心調整器１０と、回転軸１１と、回転軸受け１２と、回転モータ１３と、測定部支持台１４と、一軸ステージ１５とが主に設けられている。
【０００９】
ここで、図２を参照して測定部２について説明する。図２に示すように、測定部２には、レーザ変位計３と、プリズム４と、プリズム４が固定されるプリズム固定台５と、レーザ変位計３およびプリズム固定台５が固設される支持体６とが主に設けられている。
【００１０】
レーザ変位計３は、レーザ光を一定の方向に発し、発したレーザ光と同一軸線上を戻った反射レーザ光との変位を検出する。プリズム４は、レーザ変位計３から発せられるレーザ光の方向、および、測定対象物２０から反射される反射レーザ光の方向を変化させる反射面４ａが先端に設けられている。このプリズム４として、例えば、クロビット（登録商標）などを用いても良い。
【００１１】
支持台６には、レーザ変位計３から発せられるレーザ光の軸線と、回転軸１１（図１参照）の軸心とが一致するようにレーザ変位計３が固設され、また、プリズム４の反射面４ａが、レーザ光の軸線に対して１３５度傾斜するようにプリズム４を支持するプリズム固定台５が固設されている。
【００１２】
従って、レーザ変位計３から（反射面４ａへ向けて）発せられたレーザ光は、プリズム４を通過してレーザ光の軸線に対して１３５度傾斜した反射面４ａにおいて反射して、９０度方向を変え、測定対象物２０の内周面２０ａの軸線に対して垂直方向に進み、その内周面２０ａに垂直に照射される。
【００１３】
そして、その内周面２０ａに照射されたレーザ光のうち、照射されたレーザ光の逆方向に反射される反射レーザ光は、反射面４ａにおいて反射して９０度方向を変え、レーザ変位計３から発せられるレーザ光の軸線上を逆方向に進みレーザ変位計３に戻る。
【００１４】
ここで、図１に戻り説明をする。測定部２の支持台６の一面は、回転中心調整器１０の一面に固定され、その回転中心調整器１０の測定部２が固定された面の反対面には、回転軸１１の一端が突設されている。回転中心調整器１０は、測定部２のレーザ変位計３から発せられるレーザ光の軸線と、回転軸１１の軸心とが一致する状態で測定部２を回転させるために、支持台６の固定位置を調整するものである。回転軸１１は、回転軸受け１２により回転可能に支持され、その他端が回転モータ１３に連結されている。従って、回転モータ１３の駆動力が、回転軸１１を介して測定部２へ伝達され、測定部２が回転軸１１の軸心を回転中心として回転させられる。
【００１５】
一軸ステージ１５には、可動部１５ａと、ベース部１５ｂと、ステージ搬送モータ１５ｃとが設けられている。測定部２、回転中心調整器１０、回転軸１１、回転軸受け１２および回転モータ１３が支持される測定部支持台１４は、一軸ステージ１５の可動部１５ａに結合されている。
【００１６】
ステージ搬送モータ１５ｃが駆動されると、可動部１５ａがベース部１５ｂに対して相対的に、回転軸１１の軸心方向の何れか一方向に搬送される。この可動部１５ａを搬送させることにより、測定部２を測定対象物２０の内周面２０ａ（図２参照）において、回転軸１１の軸心と平行な方向へ案内し、その内周面２０ａの任意の位置で内径Ｄを測定することができる。
【００１７】
この内径測定装置１では、予めプリズム４の反射面４ａが、レーザ変位計３から発せられるレーザ光の軸線上に固設されているので、測定対象物２０を変更したり、測定する内周面の形状が変化した場合であっても、レーザ変位計３およびプリズム４の配置を調整するという操作が不要となり、レーザ変位計３から出力されるレーザ光の焦点距離を調整するという簡単な操作で内径Ｄを測定することができる。
【００１８】
また、プリズム４の反射面４ａは、支持体６から突出するように配設されているので、測定対象物２０の内周面２０ａの径が小さく、内周面２０ａの中に測定部２全体を案内できない場合でも、プリズム４の反射面４ａを案内して、内周面２０ａの内径Ｄを測定することができる。
【００１９】
次に、内径測定装置１を用いた内周面２０ａの内径Ｄの測定方法について説明する。ステージ搬送モータ１５ｃを駆動し、測定部２を、測定対象物支持台２１に支持される測定対象物２０の内周面２０ａに案内して測定を開始する。
【００２０】
測定が開始されると、レーザ変位計３からレーザ光が出力される。その出力されたレーザ光は、反射面４ａに到達すると反射され、測定対象物２０の内周面２０ａに照射される。そして、内周面２０ａから反射されたレーザ光が、反射面４ａによりレーザ変位計３に向かって反射される。レーザ変位計３は、出力したレーザ光と受光した反射レーザ光との変位に基づいて、レーザ光が照射された位置における内周面２ａの半径を算出する。
【００２１】
そして、回転モータ１３を駆動し、測定部２を一定角速度で回転させつつ、測定を繰り返すことにより、内周面２０ａの半径が連続的に算出されるので、その算出された複数の半径に基づいて内周面２０ａの内径Ｄを算出することができる。
【００２２】
また、内周面２０ａにおけるある位置の内径Ｄを測定した後に、ステージ搬送モータ１５ｃを駆動し、測定部２の位置を、内周面２０ａの軸線方向へ移動させ、内周面２０ａの内径Ｄを測定するという作業を繰り返せば、内周面２０ａの軸線方向の一端から他端までにわたる内径Ｄの測定を行うことができる。
【００２３】
以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変更が可能であることは容易に推察できるものである。
【００２４】
例えば、上記実施形態の内径測定装置１では、発するレーザ光と受光する反射レーザ光とが同一軸線上であるレーザ変位計３を用いているが、三角測量方式のレーザ変位計を用いてもよい。なお、本発明は、レーザ光による測定に限定するものではなく、例えば、赤外線などを用いた測定にも適用することができる。
【００２５】
また、上記実施形態では、プリズム４の反射面４ａにより、レーザ光を反射させているが、プリズムでなくても、レーザ光を反射可能な部材であれば良い。
【００２６】
また、レーザ変位計３に代えて、カメラおよび照明を測定部２に設けることにより、内周面２０ａの画像を撮影できる内径検査装置を構成しても良い。即ち、レーザ変位計３が固設されていた場合に発せられるレーザ光の軸線と、カメラの光軸とが一致するようにカメラを測定部２に固設し、カメラの光軸に対して４５度傾斜するようにハーフミラーを、プリズム４とカメラとの間に固設する。そして、照明から発せられる光の大部分が、ハーフミラーで反射された後に、プリズム４ａの反射面４ａに向かい、且つ、カメラの光軸上に位置するように、カメラの光軸に対して垂直に照明を固設する。即ち、照明から発せられた光は、ハーフミラーで９０度反射して、カメラの光軸上をプリズム４の反射面４ａに向かって進み、反射面４ａにおいて９０度反射して、内周面２０ａに垂直に照射される。そして、内周面２０ａに照射された光の一部が反射面４ａに向かって反射して戻り、反射面４ａにおいて反射して９０度方向を変え、カメラの光軸上をハーフミラーに向かって戻る。その戻ってきた光がハーフミラーに到達すると、一部の光がハーフミラーを通過して、カメラに受光される。従って、カメラにより内周面２０ａを撮影することができる。なお、ハーフミラーは、プリズム４と一体に設けても良い。
【００２７】
また、上記実施形態では、測定部２のプリズム４は、プリズム固定台５により固定されているが、レーザ変位計３から発せられるレーザ光の軸線を回転中心として、プリズム４を回転可能に構成しても良い。そうすることで、様々な形状の内周面２０ａを有する測定対象物２０の内径Ｄを測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施形態である内径測定装置の概略構成を示す概略構成図である。
【図２】測定部の概略構成を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００２９】
１        内径測定装置
２        測定部
３        レーザ変位計
４        プリズム
４ａ      反射面
５        プリズム固定台
６        支持体
１０      回転中心調整器
１１      回転軸
１２      回転軸受け
１３      回転モータ
１４      測定部支持台
１５      一軸ステージ
２０      測定対象物
２０ａ    測定対象物の内周面
２１      測定対象物支持台
【図１】
2008304407.tif 000003
【図２】
2008304407.tif 000004