(57)【要約】      （修正有）【課題】エア管路とするエアチューブ内に絞り形成部材を圧入挿入することで、簡易な構成でしかも簡単に固定絞りを所望な位置に設ける。【解決手段】エア噴出ノズル３と被測定面４との間隙にこのノズル３から噴出するエア流量の変化を前記固定絞り２によって生じる圧力変化として検出するように構成した背圧式の空気マイクロメータの少なくとも前記固定絞り２を設けるエア管路１を樹脂製のエアチューブ１Ａで構成し、このエアチューブ１Ａ内に所定径のエア通路２Ａを形成した絞り形成部材２Ｂを圧入挿入してエアチューブ１Ａ内に前記固定絞り２を設ける構成とし、この絞り形成部材２Ｂのエアチューブ１Ａ挿入方向の外周面はこの挿入方向には球状湾曲せずにストレートな長さを有してエアチューブ１Ａ長さ方向内面に沿設する位置決め外周面２Ｃを有する空気マイクロメータにおける固定絞り。【選択図】図３
2005114511.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
背圧式の空気マイクロメータのエア管路に設ける固定絞りであって、エア噴出ノズルと被測定面との間隙にこのノズルから噴出するエア流量の変化を前記固定絞りによって生じる圧力変化として検出するように構成した背圧式の空気マイクロメータの少なくとも前記固定絞りを設けるエア管路を樹脂製のエアチューブで構成し、このエアチューブ内に所定径のエア通路を形成した絞り形成部材を圧入挿入してエアチューブ内に前記固定絞りを設ける構成とし、この絞り形成部材の外形状は、外周面がエアチューブ内周面と略合致した球面状で外径寸法が前記エアチューブ内径よりやや大きく、且つこのエアチューブ挿入方向の外周面はこの挿入方向には球状湾曲せずにストレートな長さを有してエアチューブ長さ方向内面に沿設する位置決め外周面を有し前記エア通路方向がエアチューブ長さ方向に沿った方向に位置決めされる構成としたことを特徴とする空気マイクロメータにおける固定絞り。
【請求項２】
前記エア通路を前記エアチューブへの挿入方向に形成した前記絞り形成部材の外形状は、外周面がエアチューブ内周面と略合致した球面状で外径寸法が前記エアチューブ内径よりやや大きく、且つエアチューブへの挿入方向長は短尺で端縁はＲ面取りされて全体として球状に近い形状に設定したことを特徴とする請求項１記載の空気マイクロメータにおける固定絞り。
【請求項３】
前記絞り形成部材の外径に対して前記絞り形成部材の前記エアチューブへの挿入方向の長さが同等若しくはそれ以下の長さに設定したことを特徴とする請求項２記載の空気マイクロメータにおける固定絞り。
【請求項４】
前記絞り形成部材の外周面の前記エアチューブの内周面に沿った周方向に凸条部を形成して絞り形成部材の上流側と下流側とのシール性を向上させたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の空気マイクロメータにおける固定絞り。
【請求項５】
前記絞り形成部材のエア通路の上流側開口部に、上流側程径大となるエア導入案内部を形成して、下流側での圧力測定値の振動を抑制するように構成したことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の空気マイクロメータにおける固定絞り。
【請求項６】
前記絞り形成部材を前記エアチューブの長さ方向に前記各エア通路が連通するよう複数直列に並設配設したことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の空気マイクロメータにおける固定絞り。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、背圧式の空気マイクロメータにおける固定絞りに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
背圧式差圧方式の空気エアマイクロメータは、図１に示すようにエア噴出ノズル３と被測定面４との間隙にこのノズル３から噴出するエア流量の変化を固定絞り３によって生じる圧力変化として検出するように構成して、例えば図示していないが挿入測定ヘッドの周面にノズルを設け、ワークにこのヘッドを挿入してワークの内径を測定するように構成するが、絞り加減によって測定感度を変えることができる前記固定絞りは、従来エア管路となる金属製の継手部に金属製の絞り形成部材を組み込み設けている。
【０００３】
即ち、例えばケーシングに設けたエア管路内に金属製の絞り部材を設け、このケーシングのエア管路出力端に隙間センサ側継手を設けると共に、入力端に空気源側継手を設けた構成としている。
【０００４】
従って、この固定絞りをエア管路に設ける従来構造は、金属部材同志をシール性を確保して組み付けなければならないため、加工精度もかなり要求される上に、Ｏリング等の弾性シール材を併用しなければならない。そのため耐久性に劣り、また、弾性シール材が劣化してシール性が損なわれていてもこれに気づかず使用してしまう場合もある。
【０００５】
従って、品質上の弱点を有し、また、製作においても組み付けにおいても容易ではなく、コスト高とならざるをえなかった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、このような現状に鑑み、エア管路にエアチューブを採用することに着眼し、このエアチューブ内に絞り形成部材を圧入挿入することで、簡易な構成でしかも簡単に固定絞りを所望な位置に設けることができ、しかも、圧入挿入がスムーズに行なえ、且つ上流側と下流側とのシール性が高く絞り機能が確実に果たせる固定絞りを容易に実現でき、更に例えば消耗時の交換や絞り調整のための別径の通気路を有する絞り形成部材への交換なども極めて容易に行なえ、特に精密部品が不要で部品点数が少なく、小型化が図れるなど極めて実用性に秀れた効果を発揮する画期的な空気マイクロメータにおける固定絞りを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
添付図面を参照して本発明の要旨を説明する。
【０００８】
背圧式の空気マイクロメータのエア管路１に設ける固定絞り２であって、エア噴出ノズル３と被測定面４との間隙にこのノズル３から噴出するエア流量の変化を前記固定絞り２によって生じる圧力変化として検出するように構成した背圧式の空気マイクロメータの少なくとも前記固定絞り２を設けるエア管路１を樹脂製のエアチューブ１Ａで構成し、このエアチューブ１Ａ内に所定径のエア通路２Ａを形成した絞り形成部材２Ｂを圧入挿入してエアチューブ１Ａ内に前記固定絞り２を設ける構成とし、この絞り形成部材２Ｂの外形状は、外周面がエアチューブ１Ａ内周面と略合致した球面状で外径寸法が前記エアチューブ１Ａ内径よりやや大きく、且つこのエアチューブ１Ａ挿入方向の外周面はこの挿入方向には球状湾曲せずにストレートな長さを有してエアチューブ１Ａ長さ方向内面に沿設する位置決め外周面２Ｃを有し前記エア通路２Ａ方向がエアチューブ長さ方向に沿った方向に位置決めされる構成としたことを特徴とする空気マイクロメータにおける固定絞りに係るものである。
【０００９】
また、前記エア通路２Ａを前記エアチューブ１Ａへの挿入方向に形成した前記絞り形成部材２Ｂの外形状は、外周面がエアチューブ１Ａ内周面と略合致した球面状で外径寸法が前記エアチューブ１Ａ内径よりやや大きく、且つエアチューブ１Ａへの挿入方向長は短尺で端縁はＲ面取りされて全体として球状に近い形状に設定したことを特徴とする請求項１記載の空気マイクロメータにおける固定絞りに係るものである。
【００１０】
また、前記絞り形成部材２Ｂの外径に対して前記絞り形成部材２Ｂの前記エアチューブ１Ａへの挿入方向の長さが同等若しくはそれ以下の長さに設定したことを特徴とする請求項２記載の空気マイクロメータにおける固定絞りに係るものである。
【００１１】
また、前記絞り形成部材２Ｂの外周面の前記エアチューブ１Ａの内周面に沿った周方向に凸条部５を形成して絞り形成部材２Ｂの上流側と下流側とのシール性を向上させたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の空気マイクロメータにおける固定絞りに係るものである。
【００１２】
また、前記絞り形成部材２Ｂのエア通路２Ａの上流側開口部に、上流側程径大となるエア導入案内部６を形成して、下流側での圧力測定値の振動を抑制するように構成したことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の空気マイクロメータにおける固定絞りに係るものである。
【００１３】
また、前記絞り形成部材２Ｂを前記エアチューブ１Ａの長さ方向に前記各エア通路２Ａが連通するよう複数直列に並設配設したことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の空気マイクロメータにおける固定絞りに係るものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は上述のように構成したから、エアチューブの柔軟性若しくは弾性を利用して挿入形成でき、しかも、このエアチューブの柔軟性若しくは弾性を利用して圧入挿入するため従来に比して精密部品が不要あるいは最小限に留めることができ、部品点数もわずかで十分なシール性を容易に確保できるため、簡易な構成でしかも簡単に固定絞りを所望な位置に設けることができ、またしかも、圧入挿入がスムーズに行なえ、且つ上流側と下流側とのシール性が高く絞り機能が確実に果たせる固定絞りを容易に実現でき、従って、例えば消耗時の交換や絞り調整のための別径の通気路を有する絞り形成部材への交換なども極めて容易に行なえる画期的な空気マイクロメータにおける固定絞りとなる。
【００１５】
また、請求項２，３記載の発明においては、一層挿入がスムーズでありながら位置決め外周面によってエア通路の向きは挿入時にズレることなく容易に設けることができる上、十分なシール性が確保でき、一層実用性に秀れた画期的な空気マイクロメータにおける固定絞りとなる。
【００１６】
また、請求項４記載の発明においては、更に上流側と下流側とのシール性が一層向上し、また、請求項５記載の発明においては、更に実質の絞り孔長を十分に短くして理想的な絞り機能を実現できると共に、下流側での圧力測定値の振動が抑制されるなど一層秀れた空気マイクロメータにおける固定絞りとなる。
【００１７】
また、請求項６記載の発明においては、複数個組み合わせることにより従来不可能であった等価的に感度の高い（オリフィス内径が小さい）固定絞りを作成することができ、例えばエア通路の内径が０.２ｍｍのものを精度良く製作することは不可能であったが内径０.３ｍｍのものを二個使うことにより代用可能であり、また分布常数回路となるため管路面積の急変が緩和され乱流の発生が少なくなり、その結果圧力が安定し、測定精度が向上する。また固定絞り一個当たりの圧力降下が半減するため樹脂製チューブと固定絞り間のシール性が一層向上するなど極めて秀れた画期的な空気マイクロメータにおける固定絞りとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
好適と考える本発明の最良の形態（発明をどのように実施するのが最良か）を、図面に基づいて本発明の作用効果を示して簡単に説明する。
【００１９】
エアチューブ１Ａ内にエア通路２Ａを形成した絞り形成部材２Ｂを圧入挿入し、所望の位置に絞り形成部材２Ｂを圧入配設することでエア管路１に固定絞り２を設ける。
【００２０】
この挿入に際して絞り形成部材２Ｂの挿入方向の外周面にこの挿入方向には球状湾曲せずにストレートな長さを有してエアチューブ１Ａ長さ方向内面に弾圧当接する位置決め外周面２Ｃを形成しているため、挿入時にこれを挿入ガイドとして圧入挿入できると共にエア通路２Ａの向きが変化せず前記エア通路２Ａ方向がエアチューブ長さ方向に沿った方向に常に位置決めされることとなる。しかも、この位置決め外周面２Ｃによって所定長さ範囲がエアチューブと密着するため、十分なシール性が確保されることとなる。
【００２１】
このように、本発明では、安価に入手可能な柔軟性あるいは弾性を有するエアチューブ１Ａを利用してこの中にエア通路２Ａを有する絞り形成部材２Ｂを圧入挿入する構成によって、従来のように精密部品を必要最小限に留めることができ、製作が容易でしかも十分なシール性が耐久性よく確保される画期的な固定絞りを実現でき、更に前記位置決め外周面２Ｃによって圧入挿入時の位置ズレもなくシール性も格段に向上する画期的な空気マイクロメータにおける固定絞りとなる。
【００２２】
更に、例えばエアチューブ１Ａを透明なものとすれば中が見え、シール性も常に確認でき、また、これを自由に屈曲されることで、スペースを利用して配管でき、例えば入出方向を同方向にすることも可能でスペースの有効利用や小型化を一層容易に実現できることになる。
【００２３】
また、更に絞り形成部材２Ｂのエアチューブ１Ａへの挿入方向長を短尺として少なくとも挿入側端縁をＲ面取りして全体として球状に近い構成とすれば（例えば絞り形成部材２Ｂの外径に対して挿入方向長の長さを同等若しくはそれ以下として短尺とし、全体として球状に近い形状とすれば）、シール性が十分となるようにきつい圧入条件（径大な外径寸法に設定する）としつつもエアチューブ１Ａが樹脂製で柔軟性や弾性を有することとあいまって一層挿入がスムーズに行なわれ、所望の位置に容易に挿入配設固定できることとなる。
【００２４】
また、更に、前記絞り形成部材２Ｂの外周面の前記エアチューブ１Ａの内周面に沿った周方向に凸条部５を形成すれば、エアチューブ１Ａの柔軟性や弾性によって依然としてスムーズに挿入可能であり、しかも前記位置決め外周面２Ｃの密着と共にあるいはこれに代えてこの凸条部５が内周方向でエアチューブ１Ａの内周面に強固に弾圧密着して、絞り形成部材２Ｂの上流側と下流側とのシール性は一層向上し、各種圧力の空気マイクロメータに適用可能となる。
【００２５】
また、前記絞り形成部材２Ｂのエア通路２Ａの上流側開口部に、上流側程径大となるエア導入案内部６を形成すれば、エア通路２Ａの絞り実質長を理想的に短くしながらもこの絞りへのエア導入がスムーズとなり、下流側での圧力測定値の振動が抑制される。
【００２６】
また、前記絞り形成部材２Ｂを前記エアチューブ１Ａの長さ方向に前記各エア通路２Ａが連通するよう複数直列に並設配設することが容易に行え、このように複数個並設することで、従来不可能であった等価的に感度の高い（オリフィス内径が小さい）固定絞りを作成することができる。例えばエア通路２Ａの内径が０.２ｍｍのものを精度良く製作することは不可能であったが、エア通路２Ａの内径が０.３ｍｍの絞り形成部材２Ｂを夫々のエア通路２Ａが連通するようにして挿入配設することで代用可能である。また、分布常数回路となるため管路面積の急変が緩和され乱流の発生が少なくなり、その結果圧力が安定し、測定精度が向上する。しかも固定絞り一個当たりの圧力降下が半減するため樹脂製チューブと固定絞り間のシール性が一層向上することになる。
【実施例１】
【００２７】
本発明の具体的な実施例１について図面に基づいて説明する。
【００２８】
本実施例の空気マイクロメータは図１に示す背圧式差圧方式を採用し、ここでの固定絞りは、空気マイクロメータの隙間センサー部（ノズル）と空気源を結ぶ管路に組み込まれるオリフィスである。空気源から供給され、この固定絞り３を経て隙間センサー部（ノズル３）と被測定物４との隙間より噴出する空気は、図２に示すようにその間隙の大小に応じて一定の範囲において比例的に変化する。本実施例の空気マイクロメータはこの流量の変化を固定絞り３によって生ずる圧力変化として検出するものである。
【００２９】
即ち、図２に示すように、本実施例の空気マイクロメータでは、ＰＡのカーブは固定絞りＡの絞り内径（絞り部材２Ｂのエア通路２Ａの内径）によって変化する。この固定絞りＡの絞り内径が小さいほどカーブが急峻になる（感度が高くなる。）。空気マイクロメータはこのリニア範囲において所定の精度を得ることができる。
【００３０】
また、ＰＢは固定絞りＣにより一定にする。この時空気源圧力がΔＰ０変化変動するとカーブは点線のように変化する。つまり同一隙間に対してＰＡがΔＰＡ変化するためこのままでは隙間測定値にΔＨの誤差を発生する。
【００３１】
この誤差を取り除くため差圧方式として大気へ噴出する回路を追加し、ＰＡ-ＰＢを検出する方法としている。ＰＡ-ＰＢの曲線は図２のようにΔＰの影響が除去されている。
【００３２】
本実施例は、このような背圧式の差圧方式の空気マイクロメータの各固定絞りＡ，Ｂ，Ｃのいずれかあるいはすべてを以下のように構成する。
【００３３】
図３に示すように、前記固定絞り２を設けるエア管路１を、屈曲自在で圧入挿入する絞り形成部材２Ｂに弾圧密着する弾性を有する樹脂製の透明なエアチューブ１Ａ（例えば管状のポリウレタンチューブ）で構成し、このエアチューブ１Ａ内に所定径のエア通路２Ａを形成した絞り形成部材２Ｂを圧入挿入してエアチューブ１Ａ内に前記固定絞り２を設ける構成とし、一端には空気源側継手７を圧入連結し、他端にはセンサ側連結用継手部８と分岐継手部９とを有する三又継手を圧入連結している。このエアチューブ１Ａを装置内のスペースに納まるように自由に屈曲配設することもでき、Ｕ状に折り返し屈曲することで、入出側を同方向に配して装置構成することもでき、非常に実用的となる。
【００３４】
本実施例のこの絞り形成部材２Ｂの外形状は、外周面がエアチューブ１Ａ内周面と略合致した球面状で外径寸法が前記エアチューブ１Ａ内径よりやや大きくして圧入挿入する構成とする。また、エアチューブ１Ａへの挿入方向長は短尺で前後両端縁はＲ面取りされて全体として球状に近い形状としている。図４に示したものは、外径５ｍｍに対して挿入方向長３ｍｍとし、その前後縁をＲ面とりすることで、圧入挿入・挿脱がスムーズとなり、Ｒ面取りされた間の範囲の外周面の外径は同一としてこのＲ面取りされた間に挿入方向長にストレートな短い位置決め外周面２Ｃを形成している。
【００３５】
即ち、このエアチューブ１Ａ挿入方向の短尺な外周面は、周方向とは違って挿入方向には球状湾曲せずに、短いけれどもストレートな長さを有してエアチューブ１Ａ長さ方向内面にその範囲が弾圧面接する位置決め外周面２Ｃを有する外形状に形成し、圧入挿入がスムーズに行えながらも前記エア通路２Ａ方向がエアチューブ長さ方向に沿った方向に位置決めされ、且つ十分なシール性を確保できる構成としている。
【００３６】
また、前記絞り形成部材２Ｂのエア通路２Ａの上流側開口部に、上流側程径大となるエア導入案内部６を形成している。即ち、絞り形成部材２Ｂの下流側に口径の小さな絞り機能を発揮する通気路２Ａを形成し、上流側をラッパ状（ラーパ状）にして開口側ほど孔径が大きくなるエア導入案内部６としての通気路２Ａを形成し、絞り機能を有する絞り実質長を理想的に短くしつつも導入側を奥細り状の誘いこみ孔形状として、下流側での圧力測定値の振動を抑制するように構成している。
【実施例２】
【００３７】
図５に示すように本実施例では前記実施例１での絞り形成部材２Ｂの短尺な外周面の前記エアチューブ１Ａの内周面に沿った周方向に凸条部５を一条形成して絞り形成部材２Ｂの上流側と下流側とのシール性を一層向上させた構成としている。
【実施例３】
【００３８】
本実施例では、図６に示すように、前記絞り形成部材２Ｂを前記エアチューブ１Ａの長さ方向に前記各エア通路２Ａが連通するよう複数直列に並設配設した構成としている。従って、複数個にすることにより従来不可能であった等価的に感度の高い（オリフィス内径が小さい）固定絞りを作成することができる。例えば内径０.２ｍｍを精度良く製作することは不可能であったが内径０.３ｍｍを二個使うことにより代用可能である。分布常数回路となるため管路面積の急変が緩和され乱流の発生が少なくなり、その結果圧力が安定し、測定精度が向上する。固定絞り一個当たりの圧力降下が半減するため樹脂製チューブと固定絞り間のシール性が向上する。
【００３９】
尚、本発明は、実施例１，２，３に限られるものではなく、各構成要件の具体的構成は適宜設計し得るものである。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本実施例の空気マイクロメータの概略構成説明図である。
【図２】本実施例の空気マイクロメータの作用説明図である。
【図３】本実施例の空気マイクロメータにおける固定絞りの使用状態を示す要部の説明図である。
【図４】本実施例（実施例１）の空気マイクロメータにおける固定絞りの拡大断面図である。
【図５】本実施例（実施例２）の空気マイクロメータにおける固定絞りの拡大断面図である。
【図６】本実施例（実施例３）の本実施例の空気マイクロメータにおける固定絞りの拡大断面図である。
【符号の説明】
【００４１】
１  エア管路
１Ａ  エアチューブ
２  固定絞り
２Ａ  エア通路
２Ｂ  絞り形成部材
２Ｃ  位置決め外周面
３  エア噴出ノズル
４  被測定面
５  凸条部
６  エア導入案内部
【図１】
2005114511.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2005114511.tif 000007
【図６】
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