(57)【要約】【課題】押出機に使用されるバレルの内壁の状態に影響されず、バレルの内壁の凹凸（磨耗量等）を正確に計測できるようにする。【解決手段】管体計測装置１０は、バレル１２の中空部１４を、バレル１２の軸線に沿い、且つ、バレル１２の内壁に対して非接触で張設されたレール１６（第１レール１６ａ、第２レール１６ｂ）と、該レール１６に摺動自在に取り付けられ、バレル１２の内壁までの径方向の距離を測定する距離センサ部１８と、該距離センサ部１８をレール１６に沿って移動させる移動機構２０と、モニタ２２等が接続された制御装置２４（パーソナルコンピュータ等）とを有する。【選択図】図１
2009222570.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線方向に沿って中空部が形成された管体の内壁の凹凸を計測する管体計測装置において、
前記管体の前記中空部を、前記管体の軸線に沿い、且つ、前記管体の内壁に対して非接触で張設されたレールと、
前記レールに摺動自在に取り付けられ、前記管体の内壁までの径方向の距離を測定する距離センサ部と、
前記距離センサ部を前記レールに沿って移動させる移動機構とを有することを特徴とする管体計測装置。
【請求項２】
請求項１記載の管体計測装置において、
前記管体の一方の端面に取り付けられ、前記管体の一方の開口を橋渡すように張設された第１位置決めバーと、
前記管体の他方の端面に取り付けられ、前記管体の他方の開口を橋渡すように張設された第２位置決めバーとを有し、
前記レールは前記第１位置決めバーと前記第２位置決めバーとの間に張設されていることを特徴とする管体計測装置。
【請求項３】
請求項２記載の管体計測装置において、
前記第１位置決めバーのうち、前記レールが取り付けられる第１位置と、前記第２位置決めバーのうち、前記レールが取り付けられる第２位置とを結ぶ線が、前記管体の軸線と一致あるいは平行であることを特徴とする管体計測装置。
【請求項４】
請求項１記載の管体計測装置において、
前記管体は１つの中空部を有し、
前記レールは、前記管体の前記中空部を、前記管体の軸線に沿い、且つ、前記管体の内壁に対して非接触で張設されたレールとを有し、
前記距離センサ部は、前記レールに摺動自在に取り付けられたテーブルと、前記テーブルに取り付けられ、前記管体の前記中空部に対応する内壁までの径方向の距離を測定する距離センサとを有し、
前記移動機構は、前記テーブルを前記レールに沿って移動させるテーブル移動機構を有することを特徴とする管体計測装置。
【請求項５】
請求項１記載の管体計測装置において、
前記管体は互いに平行に形成された第１中空部及び第２中空部を有し、
前記レールは、前記管体の前記第１中空部を、前記管体の軸線に沿い、且つ、前記管体の内壁に対して非接触で張設された第１レールと、前記管体の前記第２中空部を、前記管体の軸線に沿い、且つ、前記管体の内壁に対して非接触で張設された第２レールとを有し、
前記距離センサ部は、前記第１レール及び前記第２レールに摺動自在に取り付けられたテーブルと、前記テーブルに取り付けられ、前記管体の前記第１中空部に対応する内壁までの径方向の距離を測定する第１距離センサと、前記テーブルに取り付けられ、前記管体の前記第２中空部に対応する内壁までの径方向の距離を測定する第２距離センサとを有し、
前記移動機構は、前記テーブルを前記レールに沿って移動させるテーブル移動機構を有することを特徴とする管体計測装置。
【請求項６】
請求項５記載の管体計測装置において、
互いに平行に形成された前記第１中空部及び前記第２中空部の各断面が円弧状であり、且つ、前記第１中空部の中心と前記第２中空部の中心とを結ぶ線分の長さをＬ１、前記第１中空部の半径と前記第２中空部の半径との合計をＬ２としたとき、
Ｌ１＜Ｌ２
であり、
前記第１中空部及び前記第２中空部は、軸方向に沿って連通するように形成されていることを特徴とする管体計測装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の管体計測装置において、
前記移動機構は、
前記距離センサ部に取り付けられたワイヤと、
前記管体の外部に設置され、前記ワイヤを巻き取るモータとを有することを特徴とする管体計測装置。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の管体計測装置において、
前記移動機構は、
前記距離センサ部に設置されたモータと、
前記モータの駆動力を前記レールに伝達して前記距離センサ部を移動させる伝達機構とを有することを特徴とする管体計測装置。
【請求項９】
請求項７又は８記載の管体計測装置において、
前記モータの回転数に基づいて前記距離センサ部の前記管体内での位置を検出する位置検出装置を有することを特徴とする管体計測装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の管体計測装置において、
前記距離センサ部は、前記管体の内壁のうち、測定対象の部分を撮像する撮像装置を有することを特徴とする管体計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軸線方向に沿って中空部が形成された管体の内壁の凹凸を計測する管体計測装置に関し、例えば押出成形機に使用される長尺のバレル等の管体の内壁の磨耗状態を計測するのに好適な管体計測装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば押出成形機に使用される長尺のバレル等の管体の内壁の磨耗状態を計測する装置として、例えば特許文献１〜３に記載された装置が知られている。
【０００３】
特許文献１に記載された装置は、２軸押出機の２個のスクリュ軸に対応するバレル内面が交差する位置から両スクリュ軸の中心線及び中心線間での範囲及び範囲のほとんど磨耗がないバレルの内径面に嵌着され、軸方向に摺動するガイドと、このガイドに設けた水平面上に取付けられ、バレルの両スクリュ軸中心を結ぶ水平方向内径面に接触するようにした変位検出用接触子を有する水平方向の変位を検出する検出器とを有する。
【０００４】
特許文献２に記載された装置は、検査ピグが搭載されたピグ本体と、ピグ本体の外周部に対向配置され管体の内面と転接しながら回転距離を求める複数の距離計と、ピグ本体の外周部に設けられた複数の渦流式距離計と、渦流式距離計の計測値に基づいて管体の断面形状を求める断面形状演算手段とを備え、管体内を検査ピグを走行させて管体内の特定位置における検査ピグの中心のずれ量を求めることで管体の中心位置を求め、さらに、管体の内径を求めることで、管断面形状を求めるようにしている。局所的に扁平しているといった情報を得ることができる。
【０００５】
特許文献３に記載された装置は、円筒体の内部に配置されるフレーム本体と、フレーム本体の前、後側にそれぞれ設けられ、それぞれ円筒体の内壁に沿って移動する放射配置された少なくとも３個の前側ガイド部材、後側ガイド部材を備える移動体と、移動体の進行方向に直交する断面における移動体の中心位置を中心として半径方向両側に設けられ、常時半径方向外側に付勢されて、円筒体の内壁の測定対象部位にその先端の測定子が当接するスピンドルを有するダイヤルゲージ対とを備えている。さらに、２組のダイヤルゲージ対は移動体の進行方向に直交する断面上の異なる位置に設けられている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−９８４４４号公報
【特許文献２】特開２００５−４９３６０号公報
【特許文献３】特開２００６−２９８６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１〜３に記載の装置はいずれも、管体の内壁に沿って移動する構成をとっていることから、管体の内壁が磨耗しているあるいは内壁が溝付き形状の場合、正確な測定ができないという問題がある。また、管体の内壁に凹凸があると、スムーズに移動できないという問題もある。
【０００８】
本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、管体の内壁の状態に影響されず、管体の内壁の凹凸（磨耗量等）を正確に計測することができる管体計測装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る管体計測装置は、軸線方向に沿って中空部が形成された管体の内壁の凹凸を計測する管体計測装置において、前記管体の前記中空部を、前記管体の軸線に沿い、且つ、前記管体の内壁に対して非接触で張設されたレールと、前記レールに摺動自在に取り付けられ、前記管体の内壁までの径方向の距離を測定する距離センサ部と、前記距離センサ部を前記レールに沿って移動させる移動機構とを有することを特徴とする。
【００１０】
これにより、管体の内壁の状態に影響されず、管体の内壁の凹凸（磨耗量等）を正確に計測することができる。
【００１１】
そして、本発明において、前記管体の一方の端面に取り付けられ、前記管体の一方の開口を橋渡すように張設された第１位置決めバーと、前記管体の他方の端面に取り付けられ、前記管体の他方の開口を橋渡すように張設された第２位置決めバーとを有し、前記レールは前記第１位置決めバーと前記第２位置決めバーとの間に張設されていてもよい。
【００１２】
この場合、前記第１位置決めバーのうち、前記レールが取り付けられる第１位置と、前記第２位置決めバーのうち、前記レールが取り付けられる第２位置とを結ぶ線が、前記管体の軸線と一致あるいは平行であってもよい。
【００１３】
また、本発明において、前記管体は１つの中空部を有し、前記レールは、前記管体の前記中空部を、前記管体の軸線に沿い、且つ、前記管体の内壁に対して非接触で張設されたレールとを有し、前記距離センサ部は、前記レールに摺動自在に取り付けられたテーブルと、前記テーブルに取り付けられ、前記管体の前記中空部に対応する内壁までの径方向の距離を測定する距離センサとを有し、前記移動機構は、前記テーブルを前記レールに沿って移動させるテーブル移動機構を有するようにしてもよい。
【００１４】
また、本発明において、前記管体は互いに平行に形成された第１中空部及び第２中空部を有し、前記レールは、前記管体の前記第１中空部を、前記管体の軸線に沿い、且つ、前記管体の内壁に対して非接触で張設された第１レールと、前記管体の前記第２中空部を、前記管体の軸線に沿い、且つ、前記管体の内壁に対して非接触で張設された第２レールとを有し、前記距離センサ部は、前記第１レール及び前記第２レールに摺動自在に取り付けられたテーブルと、前記テーブルに取り付けられ、前記管体の前記第１中空部に対応する内壁までの径方向の距離を測定する第１距離センサと、前記テーブルに取り付けられ、前記管体の前記第２中空部に対応する内壁までの径方向の距離を測定する第２距離センサとを有し、前記移動機構は、前記テーブルを前記レールに沿って移動させるテーブル移動機構を有するようにしてもよい。
【００１５】
この場合、互いに平行に形成された前記第１中空部及び前記第２中空部の各断面が円弧状であり、且つ、前記第１中空部の中心と前記第２中空部の中心とを結ぶ線分の長さをＬ１、前記第１中空部の半径と前記第２中空部の半径との合計をＬ２としたとき、Ｌ１＜Ｌ２であり、前記第１中空部及び前記第２中空部は、軸方向に沿って連通するように形成されていてもよい。
【００１６】
さらに、前記レールは、前記第１レール及び第２レールのほか、前記第１レールと前記第２レールとの間に設置され、且つ、前記管体の軸線に沿い、且つ、前記管体の内壁に対して非接触で張設された第３レールを有し、前記距離センサ部の前記テーブルは、前記第１レール、前記第２レール及び前記第３レールに対して摺動自在に取り付けられていてもよい。
【００１７】
また、本発明において、前記移動機構は、前記距離センサ部に取り付けられたワイヤと、前記管体の外部に設置され、前記ワイヤを巻き取るモータとを有するようにしてもよい。
【００１８】
また、本発明において、前記移動機構は、前記距離センサ部に設置されたモータと、前記モータの駆動力を前記レールに伝達して前記距離センサ部を移動させる伝達機構とを有するようにしてもよい（自走式）。
【００１９】
これらの構成において、前記モータの回転数に基づいて前記距離センサ部の前記管体内での位置を検出する位置検出装置を有するようにしてもよい。
【００２０】
また、本発明において、前記距離センサ部は、前記管体の内壁のうち、測定対象の部分を撮像する撮像装置を有するようにしてもよい。
【発明の効果】
【００２１】
以上説明したように、本発明に係る管体計測装置によれば、管体の内壁の状態に影響されず、管体の内壁の凹凸（磨耗量等）を正確に計測することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明に係る管体計測装置の実施の形態例を図１〜図１５を参照しながら説明する。
【００２３】
本実施の形態に係る管体計測装置１０は、図１に示すように、例えば１軸の押出機に使用されるバレル１２の内壁の凹凸（例えば磨耗量）を計測する装置であって、バレル１２を押出機から取り外すことなく、組み付けたままでバレル１２の内壁の凹凸を計測することができる装置である。
【００２４】
バレル１２は、図２に示すように、軸線方向に沿って１つの円形の中空部１４が形成されている。
【００２５】
そして、本実施の形態に係る管体計測装置１０は、図１に示すように、バレル１２の中空部１４を、バレル１２の軸線に沿い、且つ、バレル１２の内壁に対して非接触で張設されたレール１６と、該レール１６に摺動自在に取り付けられ、バレル１２の内壁までの径方向の距離を測定する距離センサ部１８と、該距離センサ部１８をレール１６に沿って移動させる移動機構２０と、モニタ２２等が接続された制御装置２４（パーソナルコンピュータ等）とを有する。
【００２６】
具体的には、レール１６は、図３に示すように、バレル１２の軸線に沿い、且つ、バレル１２の内壁に対して非接触で張設された２本のレール（第１レール１６ａ及び第２レール１６ｂ）を有する。
【００２７】
第１レール１６ａ及び第２レール１６ｂのバレル１２内への設置は、第１位置決めバー２６ａと第２位置決めバー２６ｂによって行われる。すなわち、第１位置決めバー２６ａは、バレル１２の一方の端面に取り付けられ、バレル１２の一方の開口を橋渡すように張設される。このとき、第１位置決めバー２６ａは、第１バレルブロック１２ａの端部のフランジ２８ａに形成された複数の貫通孔３２を利用して取り付けられる。すなわち、第１バレルブロック１２ａの自由端側のフランジ２８ａ（第２バレルブロック１２ｂが結合されるフランジ３０ａとは反対側のフランジ）に形成された複数の貫通孔３２のうち、中空部１４の中心を結ぶ水平線上に存在する２つの位置決めされた貫通孔３２を利用する。そして、第１位置決めバー２６ａの両端部分に形成された２つの位置決め孔と２つの貫通孔３２とを位置合わせし、これら位置決め孔と貫通孔３２に位置決めピン３４をはめ込むことで第１位置決めバー２６ａがバレル１２の一方の開口を橋渡すように張設されることになる。
【００２８】
第２位置決めバー２６ｂも上述と同様にして、最終段のバレルブロック１２ｎの自由端側のフランジ３０ｎに形成された複数の貫通孔３２のうち、中空部１４の中心を結ぶ水平線上に存在する２つの位置決めされた貫通孔３２と、第２位置決めバー２６ｂの両端部分に形成された２つの位置決め孔とを位置合わせし、これら位置決め孔と貫通孔３２に位置決めピン３４をはめ込むことで第２位置決めバー２６ｂがバレル１２の他方の開口を橋渡すように張設されることになる。
【００２９】
そして、第１位置決めバー２６ａのうち、第１レール１６ａが取り付けられる第１ａ位置Ｐａ１と、第２位置決めバー２６ｂのうち、第１レール１６ａが取り付けられる第１ｂ位置Ｐｂ１が、上述した水平線上であって、且つ、中空部１４の中心と中空部１４の例えば左側の内壁との間の位置に設定され、さらに、第１ａ位置Ｐａ１と第１ｂ位置Ｐｂ１とを結ぶ線が、中空部１４の軸線と平行となるように、第１レール１６ａが第１位置決めバー２６ａ及び第２位置決めバー２６ｂに取り付けられる。
【００３０】
同様に、第１位置決めバー２６ａのうち、第２レール１６ｂが取り付けられる第２ａ位置Ｐａ２と、第２位置決めバー２６ｂのうち、第２レール１６ｂが取り付けられる第２ｂ位置Ｐｂ２が、上述した水平線上であって、且つ、中空部１４の中心と中空部１４の例えば右側の内壁との間の位置に設定され、さらに、第２ａ位置Ｐａ２と第２ｂ位置Ｐｂ２とを結ぶ線が、中空部１４の軸線と平行となるように、第２レール１６ｂが第１位置決めバー２６ａ及び第２位置決めバー２６ｂに取り付けられる。
【００３１】
一方、距離センサ部１８は、図３に示すように、第１レール１６ａ及び第２レール１６ｂに摺動自在に取り付けられたテーブル３６と、該テーブル３６に取り付けられた第１距離センサ３８ａ〜第４距離センサ３８ｄとを有する。
【００３２】
テーブル３６は、図４に示すように、２つの主面（第１主面３６ａ及び第２主面３６ｂ）と４つの側面（第１側面３７ａ〜第４側面３７ｄ）を有し、角部が湾曲状に面取りされた矩形の柱状に形成されている。そして、例えば左側の第３側面３７ｃに近接する部分に、第１主面３６ａから第２主面３６ｂにかけて貫通し、第１レール１６ａが挿通する第１リニアブッシュ４０ａが設置され、同様に、右側の第４側面３７ｄに近接する部分に、第２レール１６ｂが挿通する第２リニアブッシュ４０ｂが設置されている。
【００３３】
第１距離センサ３８ａは、図５にも示すように、テーブル３６の第１側面３７ａ（中空部１４の例えば上側内壁に対向する面）の例えば中央部分に設置され、バレル１２の中空部１４の上側内壁４２ａまでの径方向の距離を測定する。第２距離センサ３８ｂは、テーブル３６の第２側面３７ｂ（第１側面３７ａと対向する面：中空部１４の下側内壁に対向する面）の例えば中央部分に設置され、バレル１２の中空部１４における下側内壁４２ｂまでの径方向の距離を測定する。
【００３４】
同様に、第３距離センサ３８ｃは、テーブル３６の第３側面３７ｃ（中空部１４の例えば左側内壁に対向する面）の例えば中央部分に設置され、バレル１２の中空部１４の左側内壁４２ｃまでの径方向の距離を測定する。第４距離センサ３８ｄは、テーブル３６の第４側面３７ｄ（第３側面３７ｃと対向する面：中空部１４の右側内壁に対向する面）の例えば中央部分に設置され、バレル１２の中空部１４における右側内壁４２ｄまでの径方向の距離を測定する。
【００３５】
これら第１距離センサ３８ａ〜第４距離センサ３８ｄとしては、バレル１２の材質が金属であれば、非接触渦電流変位センサを使用することが好ましい。その理由は、バレル１２が本実施の形態のように、例えば樹脂の押出成形に使用されるものであれば、バレル１２内に樹脂片が残存している場合が少なくない。このような場合、通常の変位センサを用いると、樹脂片をバレル１２の一部と認識してしまい、結果的に、間違ったデータを収集することになるからである。非接触渦電流変位センサであれば、金属だけに感知するため、バレル１２内に樹脂片が残存していても、正確にバレル１２の凹凸（磨耗量）を検知することができる。
【００３６】
なお、図６及び図７に示すように、バレル１２の一方の端面に、２つのダミーバレル（第１ダミーバレル１２Ｄａ及び第２ダミーバレル１２Ｄｂ）を取り付け、第１ダミーバレル１２Ｄａには、磨耗していない状態の中空部（半径Ｌａの円形の基準中空部１４Ｄａ）を形成し、第２ダミーバレル１２Ｄｂには、磨耗した状態を示し、且つ、交換が必要なレベルの中空部（半径Ｌｔｈの円形の参照中空部１４Ｄｂ）を形成しておく。そして、第１距離センサ３８ａ及び第２距離センサ３８ｂで、第１ダミーバレル１２Ｄａの内壁までの距離と、第２ダミーバレル１２Ｄｂの内壁までの距離と、バレル１２の内壁までの距離を計測して、それぞれを比較することによって、より正確な測定を行うことができる。
【００３７】
第１ダミーバレル１２Ｄａ及び第２ダミーバレル１２Ｄｂの材質は、非接触渦電流変位センサの反射率を考慮し、実際のバレル１２の材質と同じにすることが好ましい。あるいは、バレル１２の材質と異なる場合でも、バレル１２の材質と同じ材質の平板のテストピースと、第１ダミーバレル１２Ｄａ及び第２ダミーバレル１２Ｄｂに用いる材質と同じ材質の平板のテストピースの各反射率を予め計測しておき、測定した距離を反射率の違いに基づいて補正するようにしてもよい。これにより、距離の正確な計測が可能となる。
【００３８】
また、図４及び図５に示すように、テーブル３６は、第１リニアブッシュ４０ａと第２リニアブッシュ４０ｂとの間に、第１主面３６ａから第２主面３６ｂまで貫通する貫通孔４６が形成されている。
【００３９】
この貫通孔４６は電気配線のために設けられたものであり、図１に示すように、例えば第１距離センサ３８ａからの検出信号と第２距離センサ３８ｂからの検出信号を制御装置２４に送信するための電気配線４８は、上述した貫通孔４６を介して配線される。
【００４０】
移動機構２０は、図１に示すように、テーブル３６をレール１６に沿って移動させるテーブル移動機構５０を有する。テーブル移動機構５０は、テーブル３６の第２主面３６ｂに取り付けられた１以上のワイヤ５２と、バレル１２の外部に設置され、ワイヤ５２を巻き取る巻取ローラ５４と、該巻取ローラ５４を回転駆動するモータ５６とを有する。モータ５６には該モータ５６の回転数を計測する回転数検出器５８が取り付けられている。従って、モータ５６の駆動によるワイヤ５２の巻取りによってテーブル３６を移動させている間に、回転数検出器５８からの検出出力をモニタすることで、バレル１２内でのテーブル３６の位置を検出することが可能となる。
【００４１】
制御装置２４は、操作卓（図示せず）を有し、該操作卓にはこの管体計測装置１０を起動するためのスタートボタンが設置されている。すなわち、バレル１２内への第１レール１６ａ及び第２レール１６ｂ並びにテーブル３６の設置や、電気配線４８の接続等が終了した後に、使用者によってスタートボタンが操作されることになる。なお、テーブル３６は、初期位置、例えばバレル１２の一方の開口（第１バレルブロック１２ａの開口）に最も近接した位置に設置される。
【００４２】
スタートボタンが操作されると、第１距離センサ３８ａ及び第２距離センサ３８ｂに電気配線４８を通じて高周波電流が流され、さらに、制御装置２４からの起動信号に基づくモータ５６の駆動によってワイヤ５２が巻き取られながら、テーブル３６が第１レール１６ａ及び第２レール１６ｂに沿ってバレル１２の他方の開口（最終段のバレルブロック１２ｎの開口）に向かって移動することになる。
【００４３】
制御装置２４は、モータ５６の回転数検出器５８からの検出出力（回転数）と第１距離センサ３８ａからの検出出力（検出電圧、検出電流等）に基づいて、例えば図８に示すように、バレル１２の軸線方向の位置に対応した中空部１４の上側内壁４２ａまでの径方向の距離の推移をモニタ２２の画面にグラフ表示する。第１距離センサ３８ａからの検出出力は、例えば前記距離が長いほど大きくなる特性を有する。
【００４４】
同様に、図９は、第２距離センサ３８ｂからの検出出力に基づくバレル１２の軸線方向の位置に対応した中空部１４の下側内壁４２ｂまでの径方向の距離の推移のグラフ表示を示す。
【００４５】
これら図８及び図９に示すグラフ表示によって、中空部１４の上側内壁４２ａ、下側内壁４２ｂの各軸線方向に沿った凹凸状態がモニタ２２の画面を通じて容易に認識することができる。
【００４６】
さらに、図８及び図９のグラフ表示において、初期段階での基準値（距離）を示す線分Ｌａと該基準値からのしきい値（交換や修復が必要な磨耗量）を示す線分Ｌｔｈも表示することで、バレルブロックの交換時期や修復時期、並びに磨耗の進度が極端に速い部分等を一目で認識できるようになるため、バレル１２に対するメンテナンスを効率よく行うことができ、生産コストの低減につながる。
【００４７】
なお、図示を省略しているが、第３距離センサ３８ｃ及び第４距離センサ３８ｄからの検出出力に基づくグラフ表示についても同様である。
【００４８】
このように、本実施の形態に係る管体計測装置１０においては、バレル１２の中空部１４を、バレル１２の軸線に沿い、且つ、バレル１２の内壁に対して非接触で張設されたレール１６と、該レール１６に摺動自在に取り付けられ、バレル１２の内壁までの径方向の距離を測定する距離センサ部１８と、該距離センサ部１８をレール１６に沿って移動させる移動機構２０とを有するようにしたので、バレル１２の内壁の状態に影響されず、バレル１２の内壁の凹凸（磨耗量等）を正確に計測することができる。
【００４９】
特に、本実施の形態では、２本のレール１６（第１レール１６ａ及び第２レール１６ｂ）を使用し、さらに、第１レール１６ａ及び第２レール１６ｂをそれぞれ中空部１４の軸線に沿って張設してテーブル３６を移動するようにしたので、テーブル３６をバレル１２内を安定に（ほとんど揺動することなく）移動させることができ、第１距離センサ３８ａ及び第２距離センサ３８ｂでの変位測定を正確に行うことができる。
【００５０】
もちろん、組み付けるバレルブロックの数を増やして、バレル１２の長さを大きくした場合は、第１レール１６ａ及び第２レール１６ｂが自重とテーブル３６の移動によって撓むことになるが、この場合は、第１レール１６ａ及び第２レール１６ｂの断面形状を撓みにくい形状、例えば断面Ｈ形状にする等にしてもよい。あるいは、例えばバレル１２の納入の際に、事前に、バレル１２の内壁の凹凸を測定し、その測定データを初期データとして保存しておき、その後、定期的あるいは不定期にバレル１２の内壁を測定したときに、初期データと差分をとることによって、撓み成分を打ち消すことができるため、第１レール１６ａ及び第２レール１６ｂの撓みに影響されることなく、容易に、バレル１２の内壁の磨耗量を測定することが可能となる。
【００５１】
また、距離センサ部１８として、第１距離センサ３８ａ及び第２距離センサ３８ｂに加えてＣＣＤタイプやＣＭＯＳタイプの撮像素子を有するカメラを並置するようにしてもよい。具体的には、例えば図１０に示すように、テーブル３６の第１側面３７ａのうち、第１主面３６ａ寄りに第１距離センサ３８ａを設置し、第２主面３６ｂ寄りに、第１距離センサ３８ａに対応して第１カメラ６０ａを設置する。同様に、テーブル３６の第２側面３７ｂのうち、第１主面３６ａ寄りに第２距離センサ３８ｂを設置し、第２主面３６ｂ寄りに、第２距離センサ３８ｂに対応して第２カメラ６０ｂを設置する。必要に応じて、第３カメラ６０ｃ及び第４カメラ６０ｄも、第３距離センサ３８ｃ及び第４距離センサ３８ｄにそれぞれ隣接して設置するようにしてもよい。第１カメラ６０ａ〜第４カメラ６０ｄからの撮像信号は、電気配線４８を通じて制御装置２４に入力させればよい。
【００５２】
第１カメラ６０ａ〜第４カメラ６０ｄとしては、内視鏡に用いるようなカメラを用いることができる。このようなカメラは、直径が数ミリ程度と小さく、また、コントローラを用いてカメラの先端が自由に回転操作できるようになっている。そのため、第１距離センサ３８ａ〜第４距離センサ３８ｄで計測対象となっている部分の磨耗状態のほか、これらの周辺部の磨耗状態も第１カメラ６０ａ〜第４カメラ６０ｄを通じて確認することができる。
【００５３】
そして、バレル１２の内壁の磨耗量の計測の開始と共に、第１カメラ６０ａ〜第４カメラ６０ｄでの撮像を開始し、第１カメラ６０ａ〜第４カメラ６０ｄから送られてくる４種類の撮像信号（画像データ）を制御装置２４のメモリ（ハードディスク等）に記憶する。第１カメラ６０ａ〜第４カメラ６０ｄに対応して４つの画像データファイルがメモリに記憶されることになる。
【００５４】
この場合、メモリに記憶された画像データのうち、例えば図８及び図９に示すグラフ表示において、磨耗量がしきい値を超える位置に対応するアドレスから画像データを読み出して、モニタ２２に表示することによって、磨耗量がしきい値を超える位置での磨耗の状態を画像として確認することができ、バレルブロックの交換が必要か、あるいは修復で十分かを適切に判断することが可能となる。
【００５５】
上述の例では、第１距離センサ３８ａ〜第４距離センサ３８ｄに対応して第１カメラ６０ａ〜第４カメラ６０ｄを設置するようにしたが、使用するカメラの視野によっては、必ずしも４つのカメラは必要なく、２つのカメラでもよいし、１つのカメラでもよい。
【００５６】
また、上述の例では、移動機構２０として、図１に示すように、テーブル３６を引っ張るワイヤ５２と、該ワイヤ５２を巻き取る巻取ローラ５４と、該巻取ローラ５４を回転駆動するモータ５６にて構成するようにしたが、その他、図１１に示すような構成を採用してもよい。すなわち、第１位置決めバー２６ａに滑車６２を設置し、２本のワイヤ（第１ワイヤ５２ａ及び第２ワイヤ５２ｂ）のうち、別の巻取ローラ６４から引き出された第１ワイヤ５２ａをテーブル３６の図示しない貫通孔を挿通して滑車６２に引っ掛け、さらに、テーブル３６の第１主面３６ａに固定する。また、テーブル３６の第２主面３６ｂに固定された第２ワイヤ５２ｂをテーブル移動機構５０の巻取ローラ５４にて巻き取るようにする。また、上述した別の巻取ローラ６４をモータ５７によって回転駆動できるようにし、さらに、該モータ５７に、該モータ５７の回転数を計測する回転数検出器５９を取り付けて、回転数検出器５９からの検出値を制御装置２４に入力させるようにする。これにより、モータ５６の駆動による第２ワイヤ５２ｂの巻取り、あるいはモータ５７の駆動による第１ワイヤ５２ａの巻取りによって、テーブル３６は前後方向（両方向）に移動することになる。
【００５７】
上述の例では、テーブル移動機構５０の駆動源をバレル１２の外に設置した例を示したが、その他、駆動源をテーブル３６に設けた、いわゆる自走式のテーブル移動機構７０を採用してもよい。この自走式のテーブル移動機構７０は、図１２に示すように、例えば第１レール１６ａ及び第２レール１６ｂのうち、例えば第１レール１６ａを平板状の棒の上面に歯切りをした（歯７２が付けられた）ラック７４とし、テーブル３６の内部に、ラック７４の歯７２にかみ合う円形歯車（ピニオン７６）と、該ピニオン７６を回転駆動するモータ７８を設置して構成される。このモータ７８には、上述と同様に、回転数検出器５８が取り付けられる。なお、モータ７８への駆動電流は電気配線４８を通じて供給すればよく、回転数検出器５８からの検出出力は、電気配線４８を通じて制御装置２４に入力させればよい。この場合、管体計測装置の省スペース化を図ることができる。
【００５８】
上述の例では、１軸の押出機に使用されるバレル１２（１つの円形の中空部１４を有するタイプ）に適用した例を示したが、その他、２軸の押出機に使用されるバレル１２（２つの中空部を有するタイプ）にも容易に適用させることができる。
【００５９】
この２軸の押出機のバレル１２は、１軸の押出機と同様に、複数個のバレルブロックを軸方向に結合して組み立てられて構成され、軸線方向に沿って中空部１４が形成されている。中空部１４は、図１３に示すように、互いに平行に形成された第１中空部１４ａ及び第２中空部１４ｂを有する。
【００６０】
図１３に示すように、第１中空部１４ａ及び第２中空部１４ｂの各断面は円弧状であり、且つ、第１中空部１４ａの中心Ｃ１と第２中空部１４ｂの中心Ｃ２とを結ぶ線分の長さをＬ１、第１中空部１４ａの半径Ｒ１と第２中空部１４ｂの半径Ｒ２との合計をＬ２としたとき、
Ｌ１＜Ｌ２
である。
【００６１】
レール１６は、図１４に示すように、３本のレール（第１レール〜第３レール）を有する。第１レール１６ａは、バレル１２の第１中空部１４ａを、バレル１２の軸線に沿い、且つ、バレル１２の内壁に対して非接触で張設される。第２レール１６ｂは、バレル１２の第２中空部１４ｂを、バレル１２の軸線に沿い、且つ、バレル１２の内壁に対して非接触で張設される。第３レール１６ｃは、第１レール１６ａと第２レール１６ｂとの間に設置され、且つ、バレル１２の軸線に沿い、且つ、バレル１２の内壁に対して非接触で張設される。もちろん、レール１６は、上述した実施の形態と同様に、２本のレール（第１レール１６ａ及び第２レール１６ｂ）でもよいが、第３レール１６ｃは、レールの剛性が不足する場合に設置すればよい。
【００６２】
また、第１レール１６ａ〜第３レール１６ｃのバレル１２内への設置は、本実施の形態と同様に、第１位置決めバー２６ａと第２位置決めバー２６ｂによって行うことができる。
【００６３】
変形例に係る距離センサ部１８は、例えば図１４に示すように、第１レール１６ａ、第２レール１６ｂ及び第３レール１６ｃに摺動自在に取り付けられたテーブル３６と、該テーブル３６に取り付けられた第１距離センサ３８ａ〜第４距離センサ３８ｄを有する。
【００６４】
テーブル３６は、図１４に示すように、第１主面３６ａ及び第２主面３６ｂがトラック形状とされた柱状に形成され、例えば湾曲面とされた第３側面３７ｃに近接する部分に、第１主面３６ａから第２主面３６ｂにかけて貫通し、第１レール１６ａが挿通する第１リニアブッシュ４０ａが設置され、同様に、湾曲面とされた第４側面３７ｄに近接する部分に、第２レール１６ｂが挿通する第２リニアブッシュ４０ｂが設置され、中央に、第３レール１６ｃが挿通する第３リニアブッシュ４０ｃが設置されている。
【００６５】
第１距離センサ３８ａは、図１５にも示すように、テーブル３６の第１側面３７ａ（中空部１４の上側内壁に対向する面）の例えば左側部分に設置され、バレル１２の第１中空部１４ａの上側内壁４２ａまでの径方向の距離を測定する。第２距離センサ３８ｂは、テーブル３６の第２側面３７ｂ（第１側面３７ａと対向する面：中空部１４の下側内壁に対向する面）の例えば左側部分に設置され、バレル１２の第１中空部１４ａにおける下側内壁４２ｂまでの径方向の距離を測定する。第３距離センサ３８ｃは、テーブル３６の第１側面３７ａの右側部分に設置され、バレル１２の第２中空部１４ｂにおける上側内壁４４ａまでの径方向の距離を測定する。第４距離センサ３８ｄは、テーブル３６の第２側面３７ｂの右側部分に設置され、バレル１２の第２中空部１４ｂにおける下側内壁４４ｂまでの径方向の距離を測定する。
【００６６】
その他の移動機構２０（テーブル移動機構５０等）の構成は、上述した本実施の形態に係る管体計測装置と同様の構成を採用することができる。
【００６７】
なお、本発明に係る管体計測装置は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本実施の形態に係る管体計測装置を一部省略して示す構成図である。
【図２】１軸の押出機用のバレルを示す横断面図である。
【図３】バレル内に張設された第１レール及び第２レールと、バレル内を移動する距離センサ部を一部省略して示す斜視図である。
【図４】テーブルを示す斜視図である。
【図５】バレルとテーブルの位置関係を示す説明図である。
【図６】バレルの一方の端面に第１ダミーバレル及び第２ダミーバレルを取り付けた例を一部省略して示す斜視図である。
【図７】バレルの一方の端面に第１ダミーバレル及び第２ダミーバレルを取り付けた例を一部省略して示す断面図である。
【図８】バレルの軸線方向の位置に対応した中空部の上側内壁までの径方向の距離の推移を示すグラフである。
【図９】バレルの軸線方向の位置に対応した中空部の下側内壁までの径方向の距離の推移を示すグラフである。
【図１０】テーブルに撮像素子を設置した例を示す側面図である。
【図１１】滑車を用いたテーブル移動機構の一例を示す説明図である。
【図１２】自走式のテーブル移動機構の一例を示す説明図である。
【図１３】２軸の押出機用のバレルを示す横断面図である。
【図１４】第１レール〜第３レールと、バレル内を移動する距離センサ部を一部省略して示す斜視図である。
【図１５】バレルとテーブルの位置関係を示す説明図である。
【符号の説明】
【００６９】
１０…管体計測装置
１２…バレル
１４…中空部
１４ａ…第１中空部
１４ｂ…第２中空部
１６…レール
１６ａ…第１レール
１６ｂ…第２レール
１６ｃ…第３レール
１８…距離センサ部
２０…移動機構
２２…モニタ
２４…制御装置
２６ａ…第１位置決めバー
２６ｂ…第２位置決めバー
３４…位置決めピン
３６…テーブル
３８ａ〜３８ｄ…第１距離センサ〜第４距離センサ
５０、７０…テーブル移動機構
５８、５９…回転数検出器
６０ａ〜６０ｄ…第１カメラ〜第４カメラ
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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