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JP7697698B2 - Air micrometer measuring head and air micrometer equipped with said measuring head - Google Patents
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Air micrometer measuring head and air micrometer equipped with said measuring head Download PDF

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Description

本発明は空気マイクロメータの測定ヘッドおよび該測定ヘッドを備えた空気マイクロメータに係る。特に、本発明は測定対象物の形状に応じた測定ヘッドの改良に関する。 The present invention relates to a measuring head for an air micrometer and an air micrometer equipped with the measuring head. In particular, the present invention relates to improvements to the measuring head in accordance with the shape of the object to be measured.

従来、特許文献1や特許文献2に開示されているような空気マイクロメータが知られている。この空気マイクロメータは、一定圧に制御された圧縮空気を測定ヘッドの空気吹出孔から吹き出し、この空気吹出孔の前に測定対象物を置いた場合に、該空気吹出孔と測定対象物との間隔の大小によって吹き出される空気量や背圧が変化することを利用して、その流量変化や圧力変化に応じてガラス管内を上下動するフロートを利用したアナログ表示を行ったり、前記変化を電気信号に変換して演算処理し、前記間隔の測定結果のデジタル表示を行ったりするものである。 Conventionally, air micrometers such as those disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2 are known. In this air micrometer, compressed air controlled to a constant pressure is blown out of an air outlet in a measuring head, and when a measurement object is placed in front of this air outlet, the amount of air blown out and the back pressure change depending on the distance between the air outlet and the measurement object. This is utilized to perform an analog display using a float that moves up and down inside a glass tube in response to the change in flow rate or pressure, or to convert the change into an electrical signal for calculation processing, and to perform a digital display of the measurement result of the distance.

特開2001-349719号公報JP 2001-349719 A 特開2001-165642号公報JP 2001-165642 A

従来の空気マイクロメータは、一般的に測定対象物に形成されている単一内径の開口部の内径を測定するものとして開発が進められてきた。このため、測定ヘッドとしては、測定対象物の開口部の内径に対応する外径(開口部の内径よりも僅かに小さい外径)を有し、その外周面における周方向に亘る複数箇所に空気吹出孔が設けられた構成となっている。 Conventional air micrometers have been developed to measure the inner diameter of an opening with a single inner diameter, which is generally formed in an object to be measured. For this reason, the measurement head has an outer diameter that corresponds to the inner diameter of the opening of the object to be measured (an outer diameter that is slightly smaller than the inner diameter of the opening), and is configured with air blowing holes at multiple locations around the circumference of the outer periphery.

ところで、空気マイクロメータとして、複雑な形状の測定対象物に対しても開口部の内径を測定可能とするものの需要が高まっている。その一例として、測定対象物に、略同軸上に小径開口部と大径開口部とが軸心(中心線)に沿う方向で連続して成る開口部が形成されている場合に、これら小径開口部および大径開口部の各内径を同時に測定できる空気マイクロメータに対する需要がある。このように小径開口部および大径開口部の各内径を同時に測定できるようにすれば、各開口部の内径を測定するための測定作業の高効率化や測定に要する時間の短縮化を図ることができる。 Meanwhile, there is an increasing demand for air micrometers that can measure the inner diameter of openings even in objects with complex shapes. As an example, when an object to be measured has openings in which a small diameter opening and a large diameter opening are formed in a direction along the axis (center line) on a roughly coaxial basis, there is a demand for an air micrometer that can simultaneously measure the inner diameters of the small diameter opening and the large diameter opening. If the inner diameters of the small diameter opening and the large diameter opening can be measured simultaneously in this way, it is possible to increase the efficiency of the measurement work for measuring the inner diameter of each opening and shorten the time required for measurement.

この要求に応えるために、小径開口部に挿入されて該小径開口部の内径を測定するための小径測定ヘッドと、大径開口部に挿入されて該大径開口部の内径を測定するための大径測定ヘッドとを、互いの軸心同士を位置合わせして一体成形した測定ヘッドを採用することが考えられる。 To meet this demand, it is conceivable to adopt a measuring head in which a small diameter measuring head is inserted into a small diameter opening to measure the inner diameter of the small diameter opening, and a large diameter measuring head is inserted into a large diameter opening to measure the inner diameter of the large diameter opening, and the axes of the two heads are aligned and molded as one unit.

しかしながら、小径開口部と大径開口部とは必ずしも同軸上に形成されている保証はなく、製造誤差等に起因してこれら開口部には心ズレが生じている場合がある。このような心ズレが生じている場合、小径開口部に対して小径測定ヘッドを挿入しようとする際に、大径測定ヘッドの端面が大径開口部の開口縁に干渉してしまって各開口部に各測定ヘッドを挿入することができない可能性がある。この場合、各内径を同時に測定することが不可能となる。また、仮に各開口部に各測定ヘッドを挿入できたとしても、前記心ズレに起因して何れかの測定ヘッドの外周面と開口部の内周面とが摺接する状態となる可能性があり、この場合、測定精度に悪影響を与えてしまう可能性がある。 However, there is no guarantee that the small diameter opening and the large diameter opening are formed on the same axis, and there may be misalignment between these openings due to manufacturing errors, etc. If such misalignment occurs, when attempting to insert a small diameter measuring head into a small diameter opening, the end face of the large diameter measuring head may interfere with the opening edge of the large diameter opening, making it impossible to insert each measuring head into each opening. In this case, it becomes impossible to simultaneously measure each inner diameter. Furthermore, even if it is possible to insert each measuring head into each opening, the misalignment may cause the outer peripheral surface of one of the measuring heads to come into sliding contact with the inner peripheral surface of the opening, which may adversely affect the measurement accuracy.

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、小径開口部および大径開口部の各内径を高い精度で同時に測定することを可能にする空気マイクロメータの測定ヘッドを提供することにある。 The present invention was made in consideration of these points, and its purpose is to provide an air micrometer measurement head that makes it possible to simultaneously measure the inner diameters of small and large openings with high accuracy.

前記の目的を達成するための本発明の解決手段は、測定対象物の開口部に挿入されて該開口部の内面に向けて圧縮空気を吹き出すことにより前記開口部の内側の寸法を測定する構成とされた空気マイクロメータの測定ヘッドを前提とする。そして、前記測定対象物に、内径寸法が互いに異なる複数種類の開口部が連続して形成されている場合に、この空気マイクロメータの測定ヘッドは、前記各開口部のうち小径の開口部に挿入される小径測定ヘッドおよび大径の開口部に挿入される大径測定ヘッドを備え、前記小径測定ヘッドに対し前記大径測定ヘッドが第1のフローティング機構によって径方向への相対変位が可能に支持されていることを特徴とする。 The solution of the present invention for achieving the above object is premised on a measuring head of an air micrometer configured to be inserted into an opening of an object to be measured and to measure the inner dimension of the opening by blowing compressed air toward the inner surface of the opening. When the object to be measured has a plurality of types of openings with different inner diameters formed in succession, the measuring head of this air micrometer is characterized in that it includes a small diameter measuring head to be inserted into a small diameter opening among the openings and a large diameter measuring head to be inserted into a large diameter opening, and the large diameter measuring head is supported by a first floating mechanism so as to be displaceable relative to the small diameter measuring head in the radial direction.

この特定事項により、測定対象物の製造誤差等に起因して小径の開口部(以下、単に小径開口部という場合もある)と大径の開口部(以下、単に大径開口部という場合もある)との間に心ズレが生じている場合であっても、第1のフローティング機構による大径測定ヘッドと小径測定ヘッドとの径方向での相対変位によって、小径開口部に対する小径測定ヘッドの挿入および大径開口部に対する大径測定ヘッドの挿入を行うことが可能になる。これにより、小径測定ヘッドの空気吹出孔から小径開口部の内面に向けての空気の吹き出しによる当該小径開口部の内径の測定、および、大径測定ヘッドの空気吹出孔から大径開口部の内面に向けての空気の吹き出しによる当該大径開口部の内径の測定を高い精度で同時に行うことが可能になる。 With this specification, even if there is misalignment between the small diameter opening (hereinafter sometimes simply referred to as the small diameter opening) and the large diameter opening (hereinafter sometimes simply referred to as the large diameter opening) due to manufacturing errors of the object to be measured, the small diameter measuring head can be inserted into the small diameter opening and the large diameter measuring head can be inserted into the large diameter opening by the relative radial displacement of the large diameter measuring head and the small diameter measuring head by the first floating mechanism. This makes it possible to simultaneously measure the inner diameter of the small diameter opening by blowing air from the air blowing hole of the small diameter measuring head toward the inner surface of the small diameter opening, and to measure the inner diameter of the large diameter opening by blowing air from the air blowing hole of the large diameter measuring head toward the inner surface of the large diameter opening with high accuracy.

また、前記大径測定ヘッドの軸心部分には当該軸心に沿って貫通する貫通孔が設けられ、前記小径測定ヘッドが前記貫通孔に挿通されており、前記第1のフローティング機構は、前記小径測定ヘッドの外面と前記大径測定ヘッドの内面との間にパッキンが介在されて構成されている。 In addition, a through hole is provided in the axial center portion of the large diameter measuring head, penetrating along the axis, and the small diameter measuring head is inserted into the through hole, and the first floating mechanism is configured by interposing a gasket between the outer surface of the small diameter measuring head and the inner surface of the large diameter measuring head.

この構成によれば、パッキンの弾性変形に伴って各測定ヘッド同士の間での径方向での相対変位が可能であるばかりでなく、小径測定ヘッドの外面と大径測定ヘッドの内面との間をパッキンによってシールすることも可能である。これにより、小径測定ヘッドと大径測定ヘッドとの間で測定用の空気を流通させる構成となっている場合、小径測定ヘッドの外面と大径測定ヘッドの内面との間の空間を経て測定用の空気が外部に漏れ出てしまうといったことを抑制でき、高い測定精度を得ることが可能である。また、パッキンによって第1のフローティング機構を構築していることにより、この第1のフローティング機構の小型化による省スペース化および低コスト化を図ることもできる。 According to this configuration, not only is it possible for the measuring heads to be displaced relative to each other in the radial direction due to the elastic deformation of the packing, but it is also possible to seal the gap between the outer surface of the small diameter measuring head and the inner surface of the large diameter measuring head by the packing. As a result, when the measuring air is circulated between the small diameter measuring head and the large diameter measuring head, it is possible to prevent the measuring air from leaking out through the space between the outer surface of the small diameter measuring head and the inner surface of the large diameter measuring head, and it is possible to obtain high measuring accuracy. In addition, since the first floating mechanism is constructed by the packing, it is also possible to reduce the size of this first floating mechanism, thereby saving space and reducing costs.

また、前記小径測定ヘッドはヘッドベース部材に支持されており、前記ヘッドベース部材に対し前記小径測定ヘッドが第2のフローティング機構によって径方向への相対変位が可能に支持されている。 The small diameter measuring head is supported by a head base member, and the small diameter measuring head is supported by a second floating mechanism so as to be capable of relative displacement in the radial direction with respect to the head base member.

この構成によれば、ヘッドベース部材に対する小径測定ヘッドの径方向での相対変位によって、小径開口部に対する小径測定ヘッドの挿入を容易に行うことが可能になる。これにより、各測定ヘッドを各開口部それぞれに挿入することがより確実に可能となり、小径開口部の内径および大径開口部の内径の同時測定を確実に行うことが可能になる。 With this configuration, the small diameter measurement head can be easily inserted into the small diameter opening by the relative radial displacement of the small diameter measurement head with respect to the head base member. This makes it possible to more reliably insert each measurement head into each opening, and reliably measure the inner diameter of the small diameter opening and the inner diameter of the large diameter opening simultaneously.

この場合の第2のフローティング機構としては、一対のレースを備え、一方のレースが前記小径測定ヘッドに固定され、他方のレースが前記ヘッドベース部材に固定されたスラストベアリングを備えて構成されている。 The second floating mechanism in this case is configured to include a pair of races, one of which is fixed to the small diameter measuring head, and the other of which is a thrust bearing fixed to the head base member.

小径測定ヘッドの第2のフローティング機構としてスラストベアリングを採用したことにより、小径測定ヘッドのフローティング支持状態を長期間に亘って安定的に維持することができる。 By employing a thrust bearing as the second floating mechanism of the small diameter measuring head, the floating support state of the small diameter measuring head can be stably maintained for a long period of time.

また、前述した構成の測定ヘッドを構成する小径測定ヘッドおよび大径測定ヘッドそれぞれの内部に設けられている空気通路の構成としては以下のものが挙げられる。つまり、前記小径測定ヘッドには、前記小径の開口部の内面に向けて空気を吹き出す小径測定用空気吹出孔が形成されており、前記大径測定ヘッドには、前記大径の開口部の内面に向けて空気を吹き出す大径測定用空気吹出孔が形成されている。また、前記小径測定ヘッドには、前記小径の開口部への挿入方向に沿う方向に延在して前記小径測定用空気吹出孔に繋がる小径測定用空気通路と、前記挿入方向に沿う方向に延在して前記大径測定用空気吹出孔に向けて測定用の空気を供給するための大径測定用上流側空気通路とが設けられている。また、前記大径測定ヘッドには、前記挿入方向に沿う方向に延在して前記大径測定用空気吹出孔に繋がる大径測定用下流側空気通路が設けられており、前記小径測定ヘッドおよび前記大径測定ヘッドそれぞれには、前記大径測定用上流側空気通路と大径測定用下流側空気通路とを連通させるように前記挿入方向に対して交差する方向に延在する連絡通路が設けられている。そして、前記パッキンは、前記挿入方向に沿う方向における前記連絡通路の両側にそれぞれ配設されている。 The configuration of the air passages provided inside the small diameter measurement head and the large diameter measurement head constituting the measurement head of the above-mentioned configuration can be given as follows. That is, the small diameter measurement head is formed with a small diameter measurement air blowing hole that blows air toward the inner surface of the small diameter opening, and the large diameter measurement head is formed with a large diameter measurement air blowing hole that blows air toward the inner surface of the large diameter opening. The small diameter measurement head is also provided with a small diameter measurement air passage that extends in a direction along the insertion direction into the small diameter opening and connects to the small diameter measurement air blowing hole, and a large diameter measurement upstream air passage that extends in a direction along the insertion direction to supply measurement air toward the large diameter measurement air blowing hole. The large diameter measurement head is provided with a downstream air passage for large diameter measurement that extends in the direction along the insertion direction and is connected to the air blowing hole for large diameter measurement, and the small diameter measurement head and the large diameter measurement head are each provided with a communication passage that extends in a direction intersecting the insertion direction so as to connect the upstream air passage for large diameter measurement and the downstream air passage for large diameter measurement. The packings are disposed on both sides of the communication passage in the direction along the insertion direction.

この構成によれば、大径測定用上流側空気通路と大径測定用下流側空気通路とを連通させる連絡通路は、小径測定ヘッドの外面と大径測定ヘッドの内面との間の空間にも連通することになるが、この連絡通路の両側にパッキンが設けられていることにより、連絡通路から各測定ヘッド同士の間の空間を経て空気が外部に漏れ出てしまうといったことを抑制できる。つまり、パッキンに、第1のフローティング機構としての機能と、空気が外部に漏れ出てしまうことを抑制するシール機能とを兼用させることができ、これら機能を省スペース化を図りながら実現することができる。 According to this configuration, the communication passage that connects the large diameter measurement upstream air passage and the large diameter measurement downstream air passage also communicates with the space between the outer surface of the small diameter measurement head and the inner surface of the large diameter measurement head, and since packings are provided on both sides of this communication passage, it is possible to prevent air from leaking out from the communication passage through the space between the measurement heads to the outside. In other words, the packing can be made to function as both the first floating mechanism and the sealing function that prevents air from leaking out to the outside, and these functions can be realized while saving space.

また、前述した構成の測定ヘッドを備えた空気マイクロメータも本発明の技術的思想の範疇である。つまり、前記小径測定ヘッドから前記小径の開口部の内面に向けて圧縮空気を吹き出すことにより得られた前記小径の開口部の内側の寸法の測定結果、および、前記大径測定ヘッドから前記大径の開口部の内面に向けて圧縮空気を吹き出すことにより得られた前記大径の開口部の内側の寸法の測定結果をそれぞれ表示可能な表示部を備えた空気マイクロメータである。 An air micrometer equipped with a measuring head having the above-mentioned configuration also falls within the scope of the technical idea of the present invention. In other words, it is an air micrometer equipped with a display unit capable of displaying the measurement results of the inner dimensions of the small diameter opening obtained by blowing compressed air from the small diameter measuring head toward the inner surface of the small diameter opening, and the measurement results of the inner dimensions of the large diameter opening obtained by blowing compressed air from the large diameter measuring head toward the inner surface of the large diameter opening.

これにより、小径開口部および大径開口部の各内径を高い精度で同時に測定することを可能にする空気マイクロメータを実現することができる。 This makes it possible to realize an air micrometer that can simultaneously measure the inner diameters of small and large openings with high accuracy.

本発明では、測定対象物に形成されている複数種類の開口部(内径寸法が互いに異なり且つ連続する複数種類の開口部)のうち小径開口部に挿入される小径測定ヘッドに対し、大径開口部に挿入される大径測定ヘッドを第1のフローティング機構によって径方向への相対変位を可能に支持している。このため、測定対象物の製造誤差等に起因して小径開口部と大径開口部との間に心ズレが生じている場合であっても、小径開口部に対する小径測定ヘッドの挿入および大径開口部に対する大径測定ヘッドの挿入を行うことが可能になる。その結果、小径測定ヘッドの空気吹出孔から小径開口部の内面に向けての空気の吹き出しによる当該小径開口部の内径の測定、および、大径測定ヘッドの空気吹出孔から大径開口部の内面に向けての空気の吹き出しによる当該大径開口部の内径の測定を高い精度で同時に行うことが可能になる。 In the present invention, the first floating mechanism supports the large diameter measurement head inserted into the small diameter opening among a plurality of types of openings (a plurality of types of openings having different inner diameter dimensions and continuous with each other) formed in the object to be measured, so that the small diameter measurement head inserted into the large diameter opening can be displaced relative to the small diameter measurement head inserted into the large diameter opening. Therefore, even if there is a misalignment between the small diameter opening and the large diameter opening due to a manufacturing error of the object to be measured, it is possible to insert the small diameter measurement head into the small diameter opening and the large diameter measurement head into the large diameter opening. As a result, it is possible to simultaneously measure the inner diameter of the small diameter opening by blowing air from the air blowing hole of the small diameter measurement head toward the inner surface of the small diameter opening, and to measure the inner diameter of the large diameter opening by blowing air from the air blowing hole of the large diameter measurement head toward the inner surface of the large diameter opening with high accuracy.

実施形態に係る空気マイクロメータの全体構成を示す図である。1 is a diagram showing an overall configuration of an air micrometer according to an embodiment; 実施形態に係る空気マイクロメータの制御系の概略を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing an outline of a control system of the air micrometer according to the embodiment. 実施形態に係る空気マイクロメータの測定ヘッドおよびその周辺を示す断面図である。2 is a cross-sectional view showing the measurement head and its periphery of the air micrometer according to the embodiment. FIG. 実施形態に係る小径測定ヘッドにおける小径測定ヘッドゲージ部の基端部およびその周辺を示す断面図である。4 is a cross-sectional view showing a base end portion of a small diameter measuring head gauge portion and its periphery in the small diameter measuring head according to the embodiment. FIG. 図5(a)は図3におけるa-a線に沿った断面図であり、図5(b)は図3におけるb-b線に沿った断面図であり、図5(c)は図3におけるc-c線に沿った断面図であり、図5(d)は図3におけるd-d線に沿った断面図であり、図5(e)は図3におけるe-e線に沿った断面図である。5(a) is a cross-sectional view taken along line a-a in FIG. 3, FIG. 5(b) is a cross-sectional view taken along line bb in FIG. 3, FIG. 5(c) is a cross-sectional view taken along line cc in FIG. 3, FIG. 5(d) is a cross-sectional view taken along line dd in FIG. 3, and FIG. 5(e) is a cross-sectional view taken along line ee in FIG. 3. 図6(a)は図5(a)におけるf-f線に対応した位置での断面図であり、図6(b)は図5(a)におけるg-g線に対応した位置での断面図であり、図6(c)は図5(a)におけるh-h線に対応した位置での断面図である。6(a) is a cross-sectional view taken along the line ff in FIG. 5(a), FIG. 6(b) is a cross-sectional view taken along the line gg in FIG. 5(a), and FIG. 6(c) is a cross-sectional view taken along the line hh in FIG. 5(a). 図7(a)は上下方向に空気を吹き出す上下方向吹き出し系の空気供給経路を説明するための概略図であり、図7(b)は水平方向に空気を吹き出す水平方向吹き出し系の空気供給経路を説明するための概略図である。FIG. 7(a) is a schematic diagram for explaining the air supply path of a vertical blowing system that blows air in a vertical direction, and FIG. 7(b) is a schematic diagram for explaining the air supply path of a horizontal blowing system that blows air in a horizontal direction.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施形態は、2種類の測定ヘッドを備え、各測定ヘッドが共にフローティング機構によって支持されている構成を例に挙げて説明する。尚、本発明の技術的思想は、3種類以上の測定ヘッドを備え、各測定ヘッドが共にフローティング機構によって支持されている構成も含む。 The following describes an embodiment of the present invention with reference to the drawings. This embodiment will be described with an example of a configuration that includes two types of measurement heads, each of which is supported by a floating mechanism. Note that the technical concept of the present invention also includes a configuration that includes three or more types of measurement heads, each of which is supported by a floating mechanism.

-空気マイクロメータの全体構成-
先ず、本発明に係る測定ヘッドを備えた空気マイクロメータの全体構成について簡単に説明する。図1は、本実施形態に係る空気マイクロメータ1の全体構成を示す図である。この図1に示すように、本実施形態に係る空気マイクロメータ1は、コンプレッサ等の空気圧発生源(図示せず)と、空気圧発生源より吐出された圧縮空気中のミストを捕集するミストセパレータ2と、空気圧発生源より吐出された圧縮空気を設定圧力に調整するレギュレータ3と、レギュレータ3を経て設定圧力の空気が供給される測定ヘッド4と、測定ヘッド4が測定対象物Wの開口部H1,H2に挿入された際に該測定ヘッド4を介して測定された圧力変化を電気信号に変換するとともに、変換された電気信号に基づいて演算処理し、演算結果を表示する制御装置5とを備えた構成となっている。
- Overall configuration of air micrometer -
First, the overall configuration of an air micrometer equipped with a measuring head according to the present invention will be briefly described. Fig. 1 is a diagram showing the overall configuration of an air micrometer 1 according to this embodiment. As shown in Fig. 1, the air micrometer 1 according to this embodiment is configured to include an air pressure generating source such as a compressor (not shown), a mist separator 2 for collecting mist in compressed air discharged from the air pressure generating source, a regulator 3 for adjusting the compressed air discharged from the air pressure generating source to a set pressure, a measuring head 4 to which air of the set pressure is supplied via the regulator 3, and a control device 5 for converting a pressure change measured through the measuring head 4 when the measuring head 4 is inserted into the openings H1 and H2 of the measurement target W into an electric signal, performing calculation processing based on the converted electric signal, and displaying the calculation result.

測定ヘッド4は、自動機の測定ステージに固定された測定対象物Wに対して図示しない移動機構を介して進退するように設けられている。 The measurement head 4 is arranged to move forward and backward via a moving mechanism (not shown) relative to the measurement object W fixed to the measurement stage of the automated machine.

また、制御装置5は、図2に示すように、測定対象物Wの開口部H1,H2に測定ヘッド4を挿入した際に測定された圧力変化を電気信号に変換する空気電気変換手段51と、空気電気変換手段51によって変換された電気信号をデジタル信号に変換するアナログデジタル変換手段52と、アナログデジタル変換手段52によって変換されたデジタル信号が入力されるとともに、入力されたデジタル信号を、予め組み込まれたプログラムにしたがって演算処理するCPU、RAMおよびROMを含む測定データ演算手段53と、測定データ演算手段53において演算処理された結果を測定値として表示するLEDなどの測定データ表示手段54とを含んだ構成となっている。 As shown in FIG. 2, the control device 5 includes an air-electricity conversion means 51 that converts the pressure change measured when the measurement head 4 is inserted into the openings H1 and H2 of the measurement object W into an electrical signal, an analog-digital conversion means 52 that converts the electrical signal converted by the air-electricity conversion means 51 into a digital signal, a measurement data calculation means 53 that receives the digital signal converted by the analog-digital conversion means 52 and includes a CPU, RAM, and ROM that processes the input digital signal according to a pre-installed program, and a measurement data display means 54 such as an LED that displays the results of the calculation process in the measurement data calculation means 53 as a measured value.

なお、詳細には図示しないが、制御装置5には、液晶モニタなどの表示装置や、キーボードなどの入力装置を別途接続することができ、入力装置を通して各種データなどを入力し、演算結果などを表示装置に表示することもできる。 Although not shown in detail, a display device such as an LCD monitor and an input device such as a keyboard can be separately connected to the control device 5, and various data can be input through the input device and the results of calculations can be displayed on the display device.

-測定ヘッドの構成-
次に、本実施形態の特徴である測定ヘッド4の構成について説明する。本実施形態に係る測定ヘッド4は、内径寸法が互いに異なる2種類の開口部H1,H2を有する測定対象物Wにおける前記各内径寸法の同時測定を可能に構成されたものである。
- Measuring head configuration -
Next, a description will be given of the configuration of the measuring head 4, which is a feature of this embodiment. The measuring head 4 according to this embodiment is configured to be capable of simultaneously measuring the inner diameters of two types of openings H1 and H2 having different inner diameters of a measuring object W.

ここで測定対象物Wについて説明する。図1に示すように、本実施形態に係る測定ヘッド4を利用して測定される測定対象物Wは、中央部に2種類の開口部H1,H2を有している。具体的には、図1に示すように、右側(測定ヘッド4が挿入される奥側)に位置する小径開口部H1と、該小径開口部H1の左側(測定ヘッド4が挿入される手前側)に連続し、該小径開口部H1の内径寸法よりも大径とされた大径開口部H2とを備えている。これら小径開口部H1および大径開口部H2は、略同軸上において軸心に沿う方向で連続して形成されたものである。言い換えると、これら小径開口部H1および大径開口部H2は、その内面形状(各開口部H1,H2の中心線に直交する鉛直方向に沿う方向での断面の内縁形状)における中心線が略一致した同軸上に形成されたものである。 Now, the measurement object W will be described. As shown in FIG. 1, the measurement object W measured using the measurement head 4 according to this embodiment has two types of openings H1 and H2 in the center. Specifically, as shown in FIG. 1, it has a small diameter opening H1 located on the right side (the back side where the measurement head 4 is inserted) and a large diameter opening H2 that is continuous with the left side of the small diameter opening H1 (the front side where the measurement head 4 is inserted) and has a larger diameter than the inner diameter dimension of the small diameter opening H1. These small diameter openings H1 and large diameter openings H2 are formed continuously in a direction along the axis on approximately the same axis. In other words, these small diameter openings H1 and large diameter openings H2 are formed on the same axis with the center lines of their inner surface shapes (the inner edge shapes of the cross sections in a direction along the vertical direction perpendicular to the center lines of each opening H1 and H2) approximately coinciding.

図3は、本実施形態に係る空気マイクロメータ1の測定ヘッド4およびその周辺を示す断面図である。この図3では、中心線Oの上側が測定ヘッド4の上下方向での断面を示しており、中心線Oの下側が測定ヘッド4の水平方向での断面を示している。尚、この図3では、必要に応じて(内部に形成されている空気通路等の見やすさ等を考慮して)断面を表すハッチングを部分的に省略している。 Figure 3 is a cross-sectional view showing the measurement head 4 and its surroundings of the air micrometer 1 according to this embodiment. In this Figure 3, the upper side of the center line O shows the cross section of the measurement head 4 in the vertical direction, and the lower side of the center line O shows the cross section of the measurement head 4 in the horizontal direction. Note that in this Figure 3, the hatching representing the cross section has been partially omitted as necessary (taking into consideration the ease of viewing the air passages formed inside, etc.).

尚、以下の説明では、測定対象物Wの開口部H1,H2に対して水平方向から測定ヘッド4を挿入することを前提とし、図3における右側(測定対象物Wの開口部H1,H2に対して測定ヘッド4を挿入していく側)を先端側と呼び、該先端側とは反対側(図3における左側)を基端側と呼ぶこととする。また、図3に示すように測定ヘッド4を横置きとした場合(中心線Oの延在方向を水平方向とした場合)における鉛直方向上側を単に上側と呼び鉛直方向下側を単に下側と呼ぶこととする。更に、測定ヘッド4を横置きとした場合における当該測定ヘッド4の軸心周り(中心線O周り)の方向を周方向と呼ぶこととする。 In the following explanation, it is assumed that the measurement head 4 is inserted horizontally into the openings H1 and H2 of the measurement object W, and the right side in FIG. 3 (the side where the measurement head 4 is inserted into the openings H1 and H2 of the measurement object W) will be referred to as the tip side, and the opposite side to the tip side (the left side in FIG. 3) will be referred to as the base side. In addition, when the measurement head 4 is placed horizontally as shown in FIG. 3 (when the extension direction of the center line O is the horizontal direction), the upper side in the vertical direction will be simply referred to as the upper side, and the lower side in the vertical direction will be simply referred to as the lower side. Furthermore, when the measurement head 4 is placed horizontally, the direction around the axis of the measurement head 4 (around the center line O) will be referred to as the circumferential direction.

測定ヘッド4は、ヘッドベース部材6(図3では、このヘッドベース部材6の先端側部分のみを示している)の先端部にスラストベアリング61,61を介して支持された小径測定ヘッド7と、該小径測定ヘッド7に対し、外周側において後述するフローティング機構9を介して支持された大径測定ヘッド8とを備えている。以下、ヘッドベース部材6、小径測定ヘッド7および大径測定ヘッド8それぞれについて具体的に説明する。 The measuring head 4 comprises a small diameter measuring head 7 supported via thrust bearings 61, 61 at the tip of the head base member 6 (only the tip portion of the head base member 6 is shown in FIG. 3), and a large diameter measuring head 8 supported on the outer periphery of the small diameter measuring head 7 via a floating mechanism 9 (described later). The head base member 6, small diameter measuring head 7, and large diameter measuring head 8 will each be described in detail below.

(ヘッドベース部材)
ヘッドベース部材6は、基端側(図3における左側)に位置する第1シャフト部材62と、該第1シャフト部材62の先端側にボルト締結された第2シャフト部材63とを有している。これらシャフト部材62,63の内部には、各測定ヘッド7,8に向けて測定用の空気(以下、単に空気という場合もある)を供給するための配管が挿通される空間Sが設けられている。
(Head base member)
The head base member 6 has a first shaft member 62 located on the base end side (left side in FIG. 3 ) and a second shaft member 63 bolted to the tip side of the first shaft member 62. A space S is provided inside these shaft members 62, 63, through which piping is inserted to supply measurement air (hereinafter, sometimes simply referred to as air) to each of the measuring heads 7, 8.

第2シャフト部材63の外周部の2箇所(中心線Oに沿う方向で所定間隔を存した2箇所)にはスラストベアリング61,61が装着されている。これらスラストベアリング61,61は、ヘッドベース部材6に対して小径測定ヘッド7を支持するためのものである。具体的には、例えば各スラストベアリング61,61の各レースのうち、相手側のスラストベアリング61に対向する位置にあるレースが第2シャフト部材63に固定されている。 Thrust bearings 61, 61 are attached to two locations (two locations spaced a predetermined distance apart in the direction along the center line O) on the outer periphery of the second shaft member 63. These thrust bearings 61, 61 are for supporting the small diameter measuring head 7 relative to the head base member 6. Specifically, for example, of the races of each thrust bearing 61, 61, the race located opposite the opposing thrust bearing 61 is fixed to the second shaft member 63.

(小径測定ヘッドの構成)
小径測定ヘッド7は、ヘッドベース部材6の第2シャフト部材63に対してスラストベアリング61,61を介して支持されており、複数の部材が一体的に組み付けられてユニット化された構成となっている。
(Configuration of small diameter measuring head)
The small diameter measuring head 7 is supported by the second shaft member 63 of the head base member 6 via thrust bearings 61, 61, and is configured as a unit in which a plurality of members are integrally assembled.

具体的に、小径測定ヘッド7は、基端側(ヘッドベース部材6に支持される側であって図3における左側)から順に、被支持部71、円筒部72、小径測定ヘッド本体部73が一体的に組み付けられて構成されている。 Specifically, the small diameter measuring head 7 is configured by integrally assembling, in order from the base end side (the side supported by the head base member 6, the left side in FIG. 3), a supported portion 71, a cylindrical portion 72, and a small diameter measuring head main body portion 73.

被支持部71は、スラストベアリング61,61のレースに固定されている。例えば各スラストベアリング61,61の各レースのうち、相手側のスラストベアリング61に対向する位置とは反対側の位置にあるレースに被支持部71は固定されている。このように各スラストベアリング61,61にあっては各レースのうち、一方のレースがヘッドベース部材6の第2シャフト部材63に固定され、他方のレースが小径測定ヘッド7の被支持部71に固定されている。一般にスラストベアリング61,61は、レース同士が径方向に僅かに相対移動(ガタによる相対変位)が可能となっている。このため、ヘッドベース部材6に対して小径測定ヘッド7は径方向に僅かに相対移動が可能(ヘッドベース部材6の軸心に対して小径測定ヘッド7の軸心が僅かに変位可能)となっている。これにより、スラストベアリング61,61はフローティング機構としての機能を有し、小径測定ヘッド7はヘッドベース部材6に対してフローティング状態で支持されていることになる。 The supported portion 71 is fixed to the race of the thrust bearings 61, 61. For example, the supported portion 71 is fixed to the race of each thrust bearing 61, 61, which is located on the opposite side of the position facing the thrust bearing 61 on the other side. In this way, one race of each thrust bearing 61, 61 is fixed to the second shaft member 63 of the head base member 6, and the other race is fixed to the supported portion 71 of the small diameter measuring head 7. In general, the thrust bearings 61, 61 allow slight relative movement between the races in the radial direction (relative displacement due to backlash). Therefore, the small diameter measuring head 7 can move slightly relative to the head base member 6 in the radial direction (the axis of the small diameter measuring head 7 can be slightly displaced relative to the axis of the head base member 6). As a result, the thrust bearings 61, 61 function as a floating mechanism, and the small diameter measuring head 7 is supported in a floating state relative to the head base member 6.

円筒部72は、被支持部71の先端側の端面にボルトB1によって締結された円筒形状の部材である。 The cylindrical portion 72 is a cylindrical member fastened to the end face of the tip side of the supported portion 71 by a bolt B1.

小径測定ヘッド本体部73は、基端側から順に、第1円柱部74、第2円柱部75、第3円柱部76、小径測定ヘッドゲージ部77が一体的に設けられている。 The small diameter measurement head main body 73 is integrally provided with, in order from the base end, a first cylindrical section 74, a second cylindrical section 75, a third cylindrical section 76, and a small diameter measurement head gauge section 77.

第1円柱部74は、円筒部72の先端側の端面にボルトB2によって締結されている。この第1円柱部74は、円筒部72の外径と略同一の外径を有する大径部74aと、円筒部72の内径と略同一の外径を有する小径部74bとを備えている。小径部74bが円筒部72の内側に嵌め込まれ、大径部74aが円筒部72の先端側の端面にボルトB2によって締結されている。 The first cylindrical portion 74 is fastened to the end face of the tip side of the cylindrical portion 72 by bolt B2. This first cylindrical portion 74 has a large diameter portion 74a having an outer diameter substantially the same as the outer diameter of the cylindrical portion 72, and a small diameter portion 74b having an outer diameter substantially the same as the inner diameter of the cylindrical portion 72. The small diameter portion 74b is fitted inside the cylindrical portion 72, and the large diameter portion 74a is fastened to the end face of the tip side of the cylindrical portion 72 by bolt B2.

第2円柱部75は、第1円柱部74の先端側に連続し、該第1円柱部74の外径よりも僅かに小さい外径を有する円柱形状の部分である。 The second cylindrical portion 75 is a cylindrical portion that is continuous with the tip side of the first cylindrical portion 74 and has an outer diameter slightly smaller than the outer diameter of the first cylindrical portion 74.

第3円柱部76は、第2円柱部75の先端側に連続し、該第2円柱部75の外径よりも僅かに小さい外径を有する円柱形状の部分である。また、この第3円柱部76は、その先端側において僅かに大径に形成された円柱形状の係合円柱部76aを備えている。この係合円柱部76aは、小径測定ヘッド7に大径測定ヘッド8を係合するために利用される部分である。この係合状態については後述する。 The third cylindrical portion 76 is a cylindrical portion that is continuous with the tip side of the second cylindrical portion 75 and has an outer diameter slightly smaller than the outer diameter of the second cylindrical portion 75. The third cylindrical portion 76 also has a cylindrical engagement cylindrical portion 76a that is formed with a slightly larger diameter at its tip side. The engagement cylindrical portion 76a is a portion that is used to engage the large diameter measuring head 8 with the small diameter measuring head 7. This engagement state will be described later.

小径測定ヘッドゲージ部77は、第3円柱部76の先端側に連続し、該第3円柱部76の外径よりも小さい外径を有する円柱形状の部分である。この小径測定ヘッドゲージ部77は、基端側に位置する基端部78と、該基端部78の先端側に連続し且つ基端部78よりも僅かに小径とされた先端部79とを備えている。 The small diameter measurement head gauge section 77 is a cylindrical portion that continues to the tip side of the third cylindrical section 76 and has an outer diameter smaller than the outer diameter of the third cylindrical section 76. This small diameter measurement head gauge section 77 has a base end section 78 located on the base end side, and a tip section 79 that continues to the tip side of the base end section 78 and has a slightly smaller diameter than the base end section 78.

図4は、基端部78およびその周辺を示す断面図である。この図4にあっても、中心線Oの上側が測定ヘッド4の上下方向での断面を示しており、中心線Oの下側が測定ヘッド4の水平方向での断面を示している。 Figure 4 is a cross-sectional view showing the base end 78 and its surroundings. In this Figure 4 as well, the upper side of the center line O shows the cross section of the measurement head 4 in the vertical direction, and the lower side of the center line O shows the cross section of the measurement head 4 in the horizontal direction.

図4に示すように、基端部78には、小径測定ヘッドゲージ部77の軸心に沿う方向における2箇所に、全周囲に亘る凹陥部78a,78bが形成されている。以下では、これら凹陥部78a,78bのうち、基端側の凹陥部を第1凹陥部78aと呼び、先端側の凹陥部を第2凹陥部78bと呼ぶこととする。 As shown in FIG. 4, the base end 78 has two recesses 78a, 78b formed around the entire circumference in a direction along the axis of the small diameter measurement head gauge portion 77. Hereinafter, of these recesses 78a, 78b, the recess on the base end side will be referred to as the first recess 78a, and the recess on the tip end side will be referred to as the second recess 78b.

図3に示すように、小径測定ヘッドゲージ部77の先端部79の先端付近には、水平方向および上下方向それぞれに向けて空気を吹き出すための空気吹出孔(小径測定用空気吹出孔)7X,7Yが設けられている。図3では、これら4方向の空気吹出孔のうち水平方向の一方側に空気を吹き出すための空気吹出孔7Xおよび上方向に空気を吹き出すための空気吹出孔7Yのみが現れている。つまり、小径測定ヘッドゲージ部77の先端部79の先端付近には、この図3に現れている空気吹出孔7X,7Y以外に、水平方向の他方側に空気を吹き出すための空気吹出孔および下方向に空気を吹き出すための空気吹出孔も設けられている。これら空気吹出孔7X,7X,7Y,7Yに向けて空気を供給する空気供給通路については後述する。 As shown in FIG. 3, near the tip of the tip 79 of the small diameter measurement head gauge section 77, there are air blowing holes (small diameter measurement air blowing holes) 7X, 7Y for blowing air in the horizontal direction and the vertical direction, respectively. In FIG. 3, of these four air blowing holes, only the air blowing hole 7X for blowing air to one side in the horizontal direction and the air blowing hole 7Y for blowing air in the upward direction are shown. In other words, near the tip of the tip 79 of the small diameter measurement head gauge section 77, in addition to the air blowing holes 7X, 7Y shown in FIG. 3, there are also air blowing holes for blowing air to the other side in the horizontal direction and air blowing holes for blowing air downward. The air supply passages that supply air toward these air blowing holes 7X, 7X, 7Y, 7Y will be described later.

(大径測定ヘッドの構成)
図3および図4に示すように、大径測定ヘッド8は、軸心部分に当該軸心(中心線O)に沿って貫通する貫通孔81が設けられている。この貫通孔81の内径寸法は、小径測定ヘッドゲージ部77の外径寸法よりも僅かに大きく設定されている。つまり、この貫通孔81としては、図4に示すように、小径測定ヘッドゲージ部77の基端部78に対応し且つ該基端部78の外径寸法よりも僅かに大きな内径寸法を有する基端側貫通孔81aと、小径測定ヘッドゲージ部77の先端部79に対応し且つ該先端部79の外径寸法よりも僅かに大きな内径寸法を有する先端側貫通孔81bとを有している。
(Configuration of large diameter measuring head)
As shown in Fig. 3 and Fig. 4, the large diameter measuring head 8 is provided with a through hole 81 penetrating along the axis (center line O) at the axial center portion. The inner diameter dimension of this through hole 81 is set to be slightly larger than the outer diameter dimension of the small diameter measuring head gauge portion 77. That is, as shown in Fig. 4, this through hole 81 includes a base end side through hole 81a that corresponds to the base end portion 78 of the small diameter measuring head gauge portion 77 and has an inner diameter dimension slightly larger than the outer diameter dimension of the base end portion 78, and a tip end side through hole 81b that corresponds to the tip end portion 79 of the small diameter measuring head gauge portion 77 and has an inner diameter dimension slightly larger than the outer diameter dimension of the tip end portion 79.

そして、このように構成された貫通孔81に小径測定ヘッドゲージ部77が挿通されている。これにより、小径測定ヘッドゲージ部77の基端部78は基端側貫通孔81aの内部に僅かな隙間を存した状態で挿入され、小径測定ヘッドゲージ部77の先端部79は先端側貫通孔81b内部に僅かな隙間を存した状態で挿入されていることになる。また、小径測定ヘッドゲージ部77の長さ寸法(中心線Oに沿う方向での長さ寸法)は大径測定ヘッド8の長さ寸法よりも所定寸法だけ長く(例えば2倍程度の長さに)設定されている。このため、図3に示すように、大径測定ヘッド8の貫通孔81に小径測定ヘッドゲージ部77が挿通された状態にあっては、小径測定ヘッドゲージ部77の先端部分が大径測定ヘッド8よりも先端側に位置しており、空気吹出孔7X,7Yは、大径測定ヘッド8から外れた位置にある。これら小径測定ヘッドゲージ部77および大径測定ヘッド8の長さ寸法は、測定対象物Wの開口部H1,H2の形状に応じて予め設定されたものである。 The small diameter measuring head gauge part 77 is inserted into the through hole 81 configured in this way. As a result, the base end 78 of the small diameter measuring head gauge part 77 is inserted into the base end side through hole 81a with a small gap, and the tip end 79 of the small diameter measuring head gauge part 77 is inserted into the tip end side through hole 81b with a small gap. In addition, the length dimension (length dimension in the direction along the center line O) of the small diameter measuring head gauge part 77 is set to be longer than the length dimension of the large diameter measuring head 8 by a predetermined dimension (for example, about twice as long). For this reason, as shown in FIG. 3, when the small diameter measuring head gauge part 77 is inserted into the through hole 81 of the large diameter measuring head 8, the tip part of the small diameter measuring head gauge part 77 is located on the tip side of the large diameter measuring head 8, and the air blowing holes 7X and 7Y are located away from the large diameter measuring head 8. The length dimensions of the small diameter measuring head gauge section 77 and the large diameter measuring head 8 are preset according to the shape of the openings H1 and H2 of the measurement object W.

また、図3に示すように、大径測定ヘッド8は、外径寸法が前記係合円柱部76aの外径寸法に略一致した大径測定ヘッド本体部82と、該大径測定ヘッド本体部82の先端側に連続し且つ大径測定ヘッド本体部82よりも僅かに大径とされたノズル部83とを備えている。 As shown in FIG. 3, the large diameter measuring head 8 includes a large diameter measuring head main body 82 whose outer diameter is approximately equal to that of the engaging cylindrical portion 76a, and a nozzle portion 83 that is continuous with the tip side of the large diameter measuring head main body 82 and has a slightly larger diameter than the large diameter measuring head main body 82.

図4に示すように、大径測定ヘッド本体部82における基端部近傍には、その周方向の全体に亘って凹陥されて成る係合溝82aが形成されている。 As shown in FIG. 4, an engagement groove 82a is formed near the base end of the large diameter measuring head body 82, which is recessed over the entire circumferential direction.

小径測定ヘッド7と大径測定ヘッド8との係合状態としては、小径測定ヘッド7における係合円柱部76aの先端側の端面と、大径測定ヘッド8の基端側の端面とが当接され、小径測定ヘッド7の係合円柱部76aと大径測定ヘッド8の係合溝82aとに跨がって係合リング部材84が外装されて成る。つまり、係合リング部材84には、基端側の端部において内周側に向かって突出する基端側係止突起84a、および、先端側の端部において内周側に向かって突出する先端側係止突起84bがそれぞれ周方向の全体に亘って設けられており、基端側係止突起84aが係合円柱部76aの基端側の端面に当接し、先端側係止突起84bが係合溝82aに係合することにより、小径測定ヘッド7と大径測定ヘッド8とを係合している。 The engagement state between the small diameter measuring head 7 and the large diameter measuring head 8 is such that the end face of the tip side of the engagement columnar portion 76a of the small diameter measuring head 7 abuts against the end face of the base side of the large diameter measuring head 8, and the engagement ring member 84 is fitted over the engagement columnar portion 76a of the small diameter measuring head 7 and the engagement groove 82a of the large diameter measuring head 8. In other words, the engagement ring member 84 is provided with a base end locking projection 84a that protrudes toward the inner circumference at the end of the base end, and a tip end locking projection 84b that protrudes toward the inner circumference at the end of the tip end, each over the entire circumferential direction, and the base end locking projection 84a abuts against the end face of the base end of the engagement columnar portion 76a, and the tip end locking projection 84b engages with the engagement groove 82a, thereby engaging the small diameter measuring head 7 and the large diameter measuring head 8.

また、大径測定ヘッド8の貫通孔81(より具体的には基端側貫通孔81a)の内面には、大径測定ヘッド8の中心線Oに沿う方向における2箇所に、全周囲に亘る凹陥部81c,81dが形成されている。以下では、これら凹陥部81c,81dのうち、基端側の凹陥部を第1凹陥部81cと呼び、先端側の凹陥部を第2凹陥部81dと呼ぶこととする。第1凹陥部81cは、小径測定ヘッド7と大径測定ヘッド8との係合状態において、小径測定ヘッドゲージ部77における第1凹陥部78aに対向した位置(径方向で対向した位置)に形成されている。また、第2凹陥部81dは、小径測定ヘッド7と大径測定ヘッド8との係合状態において、小径測定ヘッドゲージ部77における第2凹陥部78bに対向した位置(径方向で対向した位置)に形成されている。 In addition, on the inner surface of the through hole 81 (more specifically, the base end side through hole 81a) of the large diameter measurement head 8, recesses 81c, 81d are formed around the entire circumference at two locations in the direction along the center line O of the large diameter measurement head 8. Hereinafter, of these recesses 81c, 81d, the recess on the base end side will be referred to as the first recess 81c, and the recess on the tip end side will be referred to as the second recess 81d. The first recess 81c is formed at a position (opposite in the radial direction) facing the first recess 78a in the small diameter measurement head gauge part 77 when the small diameter measurement head 7 and the large diameter measurement head 8 are engaged. In addition, the second recess 81d is formed at a position (opposite in the radial direction) facing the second recess 78b in the small diameter measurement head gauge part 77 when the small diameter measurement head 7 and the large diameter measurement head 8 are engaged.

図3に示すように、ノズル部83の先端付近には、水平方向および上下方向それぞれに向けて空気を吹き出すための空気吹出孔(大径測定用空気吹出孔)8X,8Yが設けられている。図3では、これら4方向の空気吹出孔のうち水平方向の一方側に空気を吹き出すための空気吹出孔8Xおよび上方向に空気を吹き出すための空気吹出孔8Yのみが現れている。つまり、ノズル部83の先端付近には、この図3に現れている空気吹出孔8X,8Y以外に、水平方向の他方側に空気を吹き出すための空気吹出孔および下方向に空気を吹き出すための空気吹出孔も設けられている。これら空気吹出孔8X,8X,8Y,8Yに向けて空気を供給する空気供給通路については後述する。 As shown in FIG. 3, near the tip of the nozzle section 83, there are air outlets (large diameter measurement air outlets) 8X, 8Y for blowing air in the horizontal direction and the vertical direction. In FIG. 3, of these four air outlets, only the air outlet 8X for blowing air to one side in the horizontal direction and the air outlet 8Y for blowing air in the upward direction are shown. In other words, near the tip of the nozzle section 83, in addition to the air outlets 8X, 8Y shown in FIG. 3, there are also air outlets for blowing air to the other side in the horizontal direction and air outlets for blowing air in the downward direction. The air supply passages for supplying air to these air outlets 8X, 8X, 8Y, 8Y will be described later.

そして、図4に示すように、大径測定ヘッド8の貫通孔81(より具体的には基端側貫通孔81a)の内面には、大径測定ヘッド8の軸心に沿う方向における4箇所に全周囲に亘るパッキン装着溝85a~85dが形成されている。このパッキン装着溝85a~85dの形成位置は、第1凹陥部81cの両側(軸心に沿う方向での両側)および第2凹陥部81dの両側(軸心に沿う方向での両側)となっている。以下では、これらパッキン装着溝85a~85dのうち、第1凹陥部81cの基端側のパッキン装着溝を第1パッキン装着溝85aと呼び、第1凹陥部81cの先端側のパッキン装着溝を第2パッキン装着溝85bと呼ぶこととする。また、第2凹陥部81dの基端側のパッキン装着溝を第3パッキン装着溝85cと呼び、第2凹陥部81dの先端側のパッキン装着溝を第4パッキン装着溝85dと呼ぶこととする。 As shown in FIG. 4, the inner surface of the through hole 81 (more specifically, the base end through hole 81a) of the large diameter measurement head 8 has packing mounting grooves 85a to 85d formed around the entire circumference at four locations in the direction along the axis of the large diameter measurement head 8. The packing mounting grooves 85a to 85d are formed on both sides of the first recess 81c (both sides in the direction along the axis) and on both sides of the second recess 81d (both sides in the direction along the axis). Hereinafter, of these packing mounting grooves 85a to 85d, the packing mounting groove on the base end side of the first recess 81c will be referred to as the first packing mounting groove 85a, and the packing mounting groove on the tip side of the first recess 81c will be referred to as the second packing mounting groove 85b. Additionally, the packing mounting groove on the base end side of the second recess 81d will be referred to as the third packing mounting groove 85c, and the packing mounting groove on the tip end side of the second recess 81d will be referred to as the fourth packing mounting groove 85d.

これらパッキン装着溝85a~85dそれぞれには、フローティング機構9を構成するゴム製のパッキン91~94が装着されている。各パッキン91~94としてはU字パッキン(断面がU字型のパッキン)が適用されている。各パッキン91~94は、凹陥部81c,81dの配設位置に向けて開放するように(断面のU字形状の開放方向が凹陥部81c,81dの配設位置に向かうように)装着されている。つまり、第1パッキン装着溝85aおよび第3パッキン装着溝85cにそれぞれ装着されているパッキン91,93は先端側に向けて開放するように配置されている。逆に、第2パッキン装着溝85bおよび第4パッキン装着溝85dにそれぞれ装着されているパッキン92,94は基端側に向けて開放するように配置されている。各パッキン91~94の内周面は小径測定ヘッド7の小径測定ヘッドゲージ部77の外周面の周方向の全体に亘って当接している。また、各パッキン91~94の外周面は大径測定ヘッド8の内周面の周方向の全体(パッキン装着溝85a~85dの底面の周方向の全体)に亘って当接している。また、前述したように、大径測定ヘッド8の貫通孔81の内径寸法は、小径測定ヘッド7の小径測定ヘッドゲージ部77の外径寸法よりも僅かに大きく設定されている。このため、大径測定ヘッド8は、各パッキン91~94によって小径測定ヘッド7に弾性的に支持され、小径測定ヘッド7に対してフローティングされた状態で支持されている。つまり、小径測定ヘッド7に対し大径測定ヘッド8が径方向への相対変位が可能に支持された構成となっている。 The packing grooves 85a to 85d are fitted with rubber packings 91 to 94 that constitute the floating mechanism 9. U-shaped packings (packings with a U-shaped cross section) are used as the packings 91 to 94. Each packing 91 to 94 is fitted so as to open toward the arrangement positions of the recesses 81c and 81d (so that the opening direction of the U-shaped cross section faces the arrangement positions of the recesses 81c and 81d). In other words, the packings 91 and 93 fitted to the first packing mounting groove 85a and the third packing mounting groove 85c are arranged so as to open toward the tip side. Conversely, the packings 92 and 94 fitted to the second packing mounting groove 85b and the fourth packing mounting groove 85d are arranged so as to open toward the base end side. The inner circumferential surface of each packing 91 to 94 abuts against the entire circumferential surface of the small diameter measuring head gauge portion 77 of the small diameter measuring head 7. In addition, the outer peripheral surface of each packing 91-94 abuts over the entire circumferential direction of the inner peripheral surface of the large diameter measuring head 8 (the entire circumferential direction of the bottom surface of the packing mounting grooves 85a-85d). As described above, the inner diameter dimension of the through hole 81 of the large diameter measuring head 8 is set to be slightly larger than the outer diameter dimension of the small diameter measuring head gauge portion 77 of the small diameter measuring head 7. Therefore, the large diameter measuring head 8 is elastically supported by the small diameter measuring head 7 by each packing 91-94 and is supported in a floating state with respect to the small diameter measuring head 7. In other words, the large diameter measuring head 8 is supported so that it can be displaced radially relative to the small diameter measuring head 7.

-空気通路の構成-
次に、各測定ヘッド7,8の内部に形成されている空気通路について説明する。
-Air passage configuration-
Next, the air passages formed inside each of the measuring heads 7 and 8 will be described.

前述したように、小径測定ヘッド7の小径測定ヘッドゲージ部77の先端部分には上下方向および左右方向に向けてそれぞれ空気を吹き出す4個の空気吹出孔7X,7Yが形成されている。また、大径測定ヘッド8のノズル部83にも上下方向および左右方向に向けてそれぞれ空気を吹き出す4個の空気吹出孔8X,8Yが形成されている。本実施形態に係る空気マイクロメータ1では、各空気吹出孔7X,7Y,8X,8Yに個別に空気が供給され、それぞれから空気を吹き出した状態において測定された圧力変化に基づいて小径開口部H1の内径および大径開口部H2の内径それぞれを測定するようになっている。以下、各空気吹出孔7X,7Y,8X,8Yに空気を供給する空気通路について具体的に説明する。 As described above, the tip of the small diameter measurement head gauge section 77 of the small diameter measurement head 7 has four air outlets 7X, 7Y that blow air in the vertical and horizontal directions. The nozzle section 83 of the large diameter measurement head 8 also has four air outlets 8X, 8Y that blow air in the vertical and horizontal directions. In the air micrometer 1 according to this embodiment, air is supplied to each air outlet 7X, 7Y, 8X, 8Y individually, and the inner diameters of the small diameter opening H1 and the large diameter opening H2 are measured based on the pressure change measured when air is blown out from each air outlet. The air passages that supply air to each air outlet 7X, 7Y, 8X, 8Y are described in detail below.

ヘッドベース部材6の内部に設けられている空間Sには、小径測定ヘッド7に対する2系統(上下方向に空気を吹き出す系統および水平方向に空気を吹き出す系統)それぞれに空気を供給するための配管、および、大径測定ヘッド8に対する2系統(上下方向に空気を吹き出す系統および水平方向に空気を吹き出す系統)それぞれに空気を供給するための配管が挿通されている。そして、これら配管が継手部材100X,100Yを介して各空気通路に接続されている。 In the space S provided inside the head base member 6, pipes for supplying air to each of the two systems (one system for blowing air vertically and one system for blowing air horizontally) for the small diameter measuring head 7, and pipes for supplying air to each of the two systems (one system for blowing air vertically and one system for blowing air horizontally) for the large diameter measuring head 8 are inserted. These pipes are then connected to the respective air passages via the joint members 100X and 100Y.

図5(a)は図3におけるa-a線に沿った断面図であり、図5(b)は図3におけるb-b線に沿った断面図であり、図5(c)は図3におけるc-c線に沿った断面図であり、図5(d)は図3におけるd-d線に沿った断面図であり、図5(e)は図3におけるe-e線に沿った断面図である。また、図6(a)は図5(a)におけるf-f線に対応した位置での断面図であり、図6(b)は図5(a)におけるg-g線に対応した位置での断面図であり、図6(c)は図5(a)におけるh-h線に対応した位置での断面図である。これら図5および図6にあっても、内部に形成されている空気通路等の見やすさ等を考慮して断面を表すハッチングを省略している。更に、図7(a)は上下方向に空気を吹き出す上下方向吹き出し系の空気供給経路を説明するための概略図であり、図7(b)は水平方向に空気を吹き出す水平方向吹き出し系の空気供給経路を説明するための概略図である。 Figure 5(a) is a cross-sectional view taken along line a-a in Figure 3, Figure 5(b) is a cross-sectional view taken along line b-b in Figure 3, Figure 5(c) is a cross-sectional view taken along line c-c in Figure 3, Figure 5(d) is a cross-sectional view taken along line d-d in Figure 3, and Figure 5(e) is a cross-sectional view taken along line e-e in Figure 3. Also, Figure 6(a) is a cross-sectional view taken at a position corresponding to line f-f in Figure 5(a), Figure 6(b) is a cross-sectional view taken at a position corresponding to line g-g in Figure 5(a), and Figure 6(c) is a cross-sectional view taken at a position corresponding to line h-h in Figure 5(a). In Figures 5 and 6, hatching representing cross sections has been omitted in consideration of the ease of viewing the air passages formed inside. Furthermore, Figure 7(a) is a schematic diagram for explaining the air supply path of a vertical blowing system that blows air in the vertical direction, and Figure 7(b) is a schematic diagram for explaining the air supply path of a horizontal blowing system that blows air in the horizontal direction.

以下、小径測定ヘッド7の空気通路(空気吹出孔7X,7Yに向けて空気を供給するための通路)および大径測定ヘッド8の空気通路(空気吹出孔8X,8Yに向けて空気を供給するための通路)それぞれについて説明する。 The air passage of the small diameter measuring head 7 (passage for supplying air toward the air outlets 7X and 7Y) and the air passage of the large diameter measuring head 8 (passage for supplying air toward the air outlets 8X and 8Y) are described below.

(小径開口部測定用の空気通路)
図5(a)および図7(a)に示すように、各継手部材100X,100Y,200X,200Yのうち、上側の継手部材100Yが、小径測定ヘッド7において上下方向に空気を吹き出す空気吹出孔7Y,7Yに向けて空気を供給するためのものである。また、図5(a)および図7(b)における左側の継手部材100Xが、小径測定ヘッド7において水平方向に空気を吹き出す空気吹出孔7X,7Xに向けて空気を供給するためのものである。
(Air passage for small opening measurements)
As shown in Fig. 5(a) and Fig. 7(a), of the joint members 100X, 100Y, 200X, 200Y, the upper joint member 100Y is for supplying air toward the air blowing holes 7Y, 7Y that blow air in the vertical direction in the small diameter measurement head 7. The left joint member 100X in Fig. 5(a) and Fig. 7(b) is for supplying air toward the air blowing holes 7X, 7X that blow air in the horizontal direction in the small diameter measurement head 7.

上側の継手部材100Yに繋がる空気通路(小径測定用空気通路)110は、第2円柱部75の内部において該第2円柱部75の中心部に向かって延在し、上下方向で2系統に分岐されている(図5(b)、図6(a)および図7(a)を参照)。そのうち上側の空気通路111は、第3円柱部76の内部および小径測定ヘッドゲージ部77の内部を先端側に向かって延在し(図3、図5(c)~(e)および図7(a)を参照)、上側に開放する空気吹出孔7Yに繋がっている(図3および図7(a)を参照)。 The air passage (small diameter measurement air passage) 110 connected to the upper joint member 100Y extends inside the second cylindrical portion 75 toward the center of the second cylindrical portion 75 and branches into two systems in the vertical direction (see Figures 5(b), 6(a) and 7(a)). The upper air passage 111 extends inside the third cylindrical portion 76 and inside the small diameter measurement head gauge portion 77 toward the tip side (see Figures 3, 5(c)-(e) and 7(a)) and connects to the air outlet hole 7Y that opens upward (see Figures 3 and 7(a)).

一方、下側の空気通路112は、第3円柱部76の内部および小径測定ヘッドゲージ部77の内部を先端側に向かって延在し(図5(c)~(e)および図7(a)を参照)、下側に開放する空気吹出孔7Yに繋がっている(図7(a)を参照)。これにより、この上側の継手部材100Yに繋がる空気通路110は、他の空気通路に連通されることなく空気吹出孔7Y,7Yに空気を供給することが可能となっている。 On the other hand, the lower air passage 112 extends through the inside of the third cylindrical section 76 and the inside of the small diameter measurement head gauge section 77 toward the tip side (see Figures 5(c)-(e) and Figure 7(a)), and is connected to the air outlet 7Y that opens downward (see Figure 7(a)). This makes it possible for the air passage 110 connected to the upper joint member 100Y to supply air to the air outlets 7Y, 7Y without being connected to other air passages.

また、左側の継手部材100Xに繋がる空気通路(小径測定用空気通路)120は、第2円柱部75の内部において該第2円柱部75の中心部に向かって延在し、水平方向で2系統に分岐されている(図5(b)、図6(b)および図7(b)を参照)。具体的には、空気通路110の分岐位置よりも先端側の位置において分岐されている。そのうち水平方向の一方側の空気通路121は、第3円柱部76の内部および小径測定ヘッドゲージ部77の内部を先端側に向かって延在し(図3、図5(c)~(e)および図7(b)を参照)、水平方向の一方側に開放する空気吹出孔7Xに繋がっている(図3および図7(b)を参照)。 The air passage (small diameter measurement air passage) 120 connected to the left joint member 100X extends inside the second cylindrical portion 75 toward the center of the second cylindrical portion 75 and branches into two systems in the horizontal direction (see Figures 5(b), 6(b), and 7(b)). Specifically, it branches at a position closer to the tip than the branching position of the air passage 110. Of these, the air passage 121 on one side in the horizontal direction extends inside the third cylindrical portion 76 and inside the small diameter measurement head gauge portion 77 toward the tip side (see Figures 3, 5(c)-(e), and 7(b)) and connects to the air outlet 7X that opens to one side in the horizontal direction (see Figures 3 and 7(b)).

一方、水平方向の他方側の空気通路122は、第3円柱部76の内部および小径測定ヘッドゲージ部77の内部を先端側に向かって延在し(図5(c)~(e)および図7(b)を参照)、水平方向の他方側に開放する空気吹出孔7Xに繋がっている(図7(b)を参照)。これにより、この左側の継手部材100Xに繋がる空気通路120は、他の空気通路に連通されることなく空気吹出孔7X,7Xに空気を供給することが可能となっている。 On the other hand, the air passage 122 on the other horizontal side extends through the inside of the third cylindrical section 76 and the inside of the small diameter measurement head gauge section 77 toward the tip side (see Figures 5(c)-(e) and Figure 7(b)), and is connected to the air outlet 7X that opens to the other horizontal side (see Figure 7(b)). This makes it possible for the air passage 120 connected to the left joint member 100X to supply air to the air outlets 7X, 7X without being connected to other air passages.

(大径開口部測定用の空気通路)
図5(a)および図7(a)に示すように、各継手部材100X,100Y,200X,200Yのうち、下側の継手部材200Yが、大径測定ヘッド8において上下方向に空気を吹き出す空気吹出孔8Y,8Yに空気を供給するためのものである。また、図5(a)および図7(b)における右側の継手部材200Xが、大径測定ヘッド8において水平方向に空気を吹き出す空気吹出孔8X,8Xに空気を供給するためのものである。
(Air passage for large opening measurements)
As shown in Fig. 5(a) and Fig. 7(a), of the joint members 100X, 100Y, 200X, 200Y, the lower joint member 200Y is for supplying air to the air blowing holes 8Y, 8Y that blow air in the vertical direction in the large diameter measurement head 8. The right joint member 200X in Fig. 5(a) and Fig. 7(b) is for supplying air to the air blowing holes 8X, 8X that blow air in the horizontal direction in the large diameter measurement head 8.

下側の継手部材200Yに繋がる空気通路(大径測定用上流側空気通路)210は、先端側に向かって延在すると共に、第2円柱部75の内部において該第2円柱部75の中心部に向かって延在し(図5(b)および図7(a)を参照)、その後、小径測定ヘッドゲージ部77の基端部78の内部まで達している。また、この基端部78には、内周側が空気通路210に連通し、外周側が第1凹陥部78aに開放する内側連絡通路211が設けられている(図5(d)および図7(a)を参照)。また、大径測定ヘッド8の内部における上部には、一端が上側の空気吹出孔8Yに連通し、他端が大径測定ヘッド8の基端部近傍まで達する空気通路(大径測定用下流側空気通路)212が形成されている(図5(e)および図7(a)を参照)。そして、この大径測定ヘッド8の内部には、外周側が空気通路212に連通し、内周側が第1凹陥部81cに開放する外側連絡通路213が形成されている(図4、図5(d)および図7(a)を参照)。これにより、空気通路210と上側の空気吹出孔8Yとが、内側連絡通路211、第1凹陥部78aと第1凹陥部81cとの間の空間、外側連絡通路213、および、空気通路212によって連通されている。 The air passage (upstream air passage for large diameter measurement) 210 connected to the lower joint member 200Y extends toward the tip side and extends toward the center of the second cylindrical portion 75 inside the second cylindrical portion 75 (see Figures 5(b) and 7(a)), and then reaches the inside of the base end portion 78 of the small diameter measurement head gauge portion 77. In addition, the base end portion 78 is provided with an inner communication passage 211 whose inner circumferential side is connected to the air passage 210 and whose outer circumferential side is open to the first recessed portion 78a (see Figures 5(d) and 7(a)). In addition, an air passage (downstream air passage for large diameter measurement) 212 is formed at the top inside the large diameter measurement head 8, one end of which is connected to the upper air blowing hole 8Y and the other end of which reaches the vicinity of the base end of the large diameter measurement head 8 (see Figures 5(e) and 7(a)). Inside the large diameter measuring head 8, an outer communication passage 213 is formed, the outer periphery of which is connected to the air passage 212 and the inner periphery of which is open to the first recess 81c (see Figures 4, 5(d) and 7(a)). As a result, the air passage 210 and the upper air outlet 8Y are connected to each other via the inner communication passage 211, the space between the first recess 78a and the first recess 81c, the outer communication passage 213 and the air passage 212.

一方、大径測定ヘッド8の内部における下部には、一端が下側の空気吹出孔8Yに連通し、他端が大径測定ヘッド8の基端部近傍まで達する空気通路(大径測定用下流側空気通路)214が形成されている(図5(e)および図7(a)を参照)。そして、この大径測定ヘッド8の内部には、外周側が空気通路214に連通し、内周側が第1凹陥部81cに開放する外側連絡通路215が形成されている(図5(d)および図7(a)を参照)。これにより、空気通路210と下側の空気吹出孔8Yとが、内側連絡通路211、第1凹陥部78aと第2凹陥部81cとの間の空間、外側連絡通路215、および、空気通路214によって連通されている。 On the other hand, an air passage (large diameter measurement downstream air passage) 214 is formed at the bottom inside the large diameter measurement head 8, one end of which is connected to the lower air blowing hole 8Y and the other end of which reaches near the base end of the large diameter measurement head 8 (see Figures 5(e) and 7(a)). Inside this large diameter measurement head 8, an outer communication passage 215 is formed, the outer periphery of which is connected to the air passage 214 and the inner periphery of which is open to the first recess 81c (see Figures 5(d) and 7(a)). As a result, the air passage 210 and the lower air blowing hole 8Y are connected by the inner communication passage 211, the space between the first recess 78a and the second recess 81c, the outer communication passage 215, and the air passage 214.

また、右側の継手部材200Xに繋がる空気通路(大径測定用上流側空気通路)220は、先端側に向かって延在すると共に、第2円柱部75の内部において該第2円柱部75の中心部に向かって延在し(図5(b)および図7(b)を参照)、その後、小径測定ヘッドゲージ部77の基端部78の内部まで達している。また、この基端部78には、内周側が空気通路220に連通し、外周側が第2凹陥部78bに開放する内側連絡通路221が設けられている(図5(e)および図7(b)を参照)。また、大径測定ヘッド8の内部における水平方向の一方側には、一端が水平方向の一方側の空気吹出孔8Xに連通し、他端が大径測定ヘッド8の基端部近傍まで達する空気通路(大径測定用下流側空気通路)222が形成されている(図7(b)を参照)。そして、この大径測定ヘッド8の内部には、外周側が空気通路222に連通し、内周側が第2凹陥部81dに開放する外側連絡通路223が形成されている(図4、図5(e)および図7(b)を参照)。これにより、空気通路220と水平方向の一方側の空気吹出孔8Xとが、内側連絡通路221、第2凹陥部78bと第2凹陥部81dとの間の空間、外側連絡通路223、および、空気通路222によって連通されている。 The air passage (upstream air passage for large diameter measurement) 220 connected to the right joint member 200X extends toward the tip side and extends toward the center of the second cylindrical portion 75 inside the second cylindrical portion 75 (see Figures 5(b) and 7(b)), and then reaches the inside of the base end 78 of the small diameter measurement head gauge portion 77. In addition, this base end 78 is provided with an inner communication passage 221 whose inner circumferential side is connected to the air passage 220 and whose outer circumferential side is open to the second recessed portion 78b (see Figures 5(e) and 7(b)). In addition, on one side of the large diameter measurement head 8 in the horizontal direction, an air passage (downstream air passage for large diameter measurement) 222 is formed, one end of which is connected to the air blowing hole 8X on one side of the horizontal direction and the other end of which reaches the vicinity of the base end of the large diameter measurement head 8 (see Figure 7(b)). Inside the large diameter measuring head 8, an outer communication passage 223 is formed, the outer periphery of which is connected to the air passage 222 and the inner periphery of which is open to the second recess 81d (see Figures 4, 5(e) and 7(b)). As a result, the air passage 220 and the air outlet 8X on one side in the horizontal direction are connected to each other through the inner communication passage 221, the space between the second recess 78b and the second recess 81d, the outer communication passage 223 and the air passage 222.

一方、大径測定ヘッド8の内部における水平方向の他方側には、一端が水平方向の他方側の空気吹出孔8Xに連通し、他端が大径測定ヘッド8の基端部近傍まで達する空気通路(大径測定用下流側空気通路)224が形成されている(図7(b)を参照)。そして、この大径測定ヘッド8の内部には、外周側が空気通路224に連通し、内周側が第2凹陥部81dに開放する外側連絡通路225が設けられている(図5(e)および図7(b)を参照)。これにより、空気通路220と水平方向の他方側の空気吹出孔8Xとが、内側連絡通路221、第2凹陥部78bと第2凹陥部81dとの間の空間、外側連絡通路225、および、空気通路224によって連通されている。 On the other hand, on the other side of the large diameter measurement head 8 in the horizontal direction, an air passage (large diameter measurement downstream air passage) 224 is formed, one end of which is connected to the air blowing hole 8X on the other side of the horizontal direction and the other end of which reaches the vicinity of the base end of the large diameter measurement head 8 (see FIG. 7(b)). Inside the large diameter measurement head 8, an outer communication passage 225 is provided, the outer circumferential side of which is connected to the air passage 224 and the inner circumferential side of which is open to the second recess 81d (see FIG. 5(e) and FIG. 7(b)). As a result, the air passage 220 and the air blowing hole 8X on the other side of the horizontal direction are connected by the inner communication passage 221, the space between the second recess 78b and the second recess 81d, the outer communication passage 225, and the air passage 224.

以上の構成により、各空気吹出孔7X,7Y,8X,8Yに個別に空気が供給され、それぞれから空気を吹き出した状態において測定された圧力変化に基づいて小径開口部H1の内径および大径開口部H2の内径それぞれが測定されることになる。具体的には、前記測定データ表示手段54には、小径測定ヘッド7の空気吹出孔7X,7Yから小径開口部H1の内面に向けて圧縮空気を吹き出すことにより得られた該小径開口部H1の内径寸法の測定結果、および、大径測定ヘッド8の空気吹出孔8X,8Yから大径開口部H2の内面に向けて圧縮空気を吹き出すことにより得られた該大径開口部H2の内径寸法の測定結果をそれぞれ表示可能な表示部が備えられており、この表示部に、測定結果としての小径開口部H1の内径寸法および大径開口部H2の内径寸法がそれぞれ表示されることになる。 With the above configuration, air is supplied individually to each air outlet 7X, 7Y, 8X, 8Y, and the inner diameter of the small diameter opening H1 and the inner diameter of the large diameter opening H2 are measured based on the pressure change measured when air is blown out from each air outlet. Specifically, the measurement data display means 54 is provided with a display unit capable of displaying the measurement result of the inner diameter dimension of the small diameter opening H1 obtained by blowing compressed air from the air outlet 7X, 7Y of the small diameter measurement head 7 toward the inner surface of the small diameter opening H1, and the measurement result of the inner diameter dimension of the large diameter opening H2 obtained by blowing compressed air from the air outlet 8X, 8Y of the large diameter measurement head 8 toward the inner surface of the large diameter opening H2, and the inner diameter dimension of the small diameter opening H1 and the inner diameter dimension of the large diameter opening H2 are displayed on this display unit as the measurement results.

-実施形態の効果-
以上説明したように、本実施形態では、測定対象物Wに形成されている小径開口部H1に挿入される小径測定ヘッド7に対し、大径開口部H2に挿入される大径測定ヘッド8を複数のパッキン91~94で構成されるフローティング機構9によって径方向への相対変位を可能に支持している。このため、測定対象物Wの製造誤差等に起因して小径開口部H1と大径開口部H2との間に心ズレが生じている場合であっても、小径開口部H1に対する小径測定ヘッド7の挿入および大径開口部H2に対する大径測定ヘッド8の挿入を行うことが可能になる。その結果、小径測定ヘッド7の空気吹出孔7X,7Yから小径開口部H1の内面に向けての空気の吹き出しによる当該小径開口部H1の内径の測定、および、大径測定ヘッド8の空気吹出孔8X,8Yから大径開口部H2の内面に向けての空気の吹き出しによる当該大径開口部H2の内径の測定を高い精度で同時に行うことが可能になる。
--Effects of the embodiment--
As described above, in this embodiment, the small diameter measurement head 7 is inserted into the small diameter opening H1 formed in the measurement object W, and the large diameter measurement head 8 is inserted into the large diameter opening H2, and is supported by the floating mechanism 9 composed of multiple packings 91 to 94 to enable relative displacement in the radial direction. Therefore, even if there is a misalignment between the small diameter opening H1 and the large diameter opening H2 due to a manufacturing error of the measurement object W, it is possible to insert the small diameter measurement head 7 into the small diameter opening H1 and the large diameter measurement head 8 into the large diameter opening H2. As a result, it is possible to simultaneously measure the inner diameter of the small diameter opening H1 by blowing air from the air blowing holes 7X and 7Y of the small diameter measurement head 7 toward the inner surface of the small diameter opening H1, and to measure the inner diameter of the large diameter opening H2 by blowing air from the air blowing holes 8X and 8Y of the large diameter measurement head 8 toward the inner surface of the large diameter opening H2 with high accuracy.

また、本実施形態では、小径測定ヘッド7の外面と大径測定ヘッド8の内面との間をパッキン91~94によってシールすることも可能である。具体的には、図4に示すように、第1凹陥部78aと第1凹陥部81cとの間の空間は、その両側に位置するパッキン91,92によってシールされ、第2凹陥部78bと第2凹陥部81dとの間の空間は、その両側に位置するパッキン93,94によってシールされ、各空間は外部から遮断されている。これにより、小径測定ヘッド7の外面と大径測定ヘッド8の内面との間の空間を経て測定用の空気が外部に漏れ出てしまうといったことを抑制でき、高い測定精度を得ることが可能である。また、パッキン91~94によってフローティング機構9を構築していることにより、このフローティング機構9の小型化による省スペース化および低コスト化を図ることもできる。 In this embodiment, the gap between the outer surface of the small diameter measuring head 7 and the inner surface of the large diameter measuring head 8 can be sealed by packings 91 to 94. Specifically, as shown in FIG. 4, the space between the first recess 78a and the first recess 81c is sealed by packings 91 and 92 located on both sides, and the space between the second recess 78b and the second recess 81d is sealed by packings 93 and 94 located on both sides, and each space is isolated from the outside. This makes it possible to prevent the air for measurement from leaking out through the space between the outer surface of the small diameter measuring head 7 and the inner surface of the large diameter measuring head 8, and to obtain high measurement accuracy. In addition, by constructing the floating mechanism 9 using the packings 91 to 94, it is possible to reduce the size of the floating mechanism 9, thereby saving space and reducing costs.

-他の実施形態-
尚、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲および該範囲と均等の範囲で包含される全ての変形や応用が可能である。
-Other embodiments-
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and all modifications and applications within the scope of the claims and equivalents thereto are possible.

例えば、前記実施形態では、ヘッドベース部材6に対する小径測定ヘッド7のフローティング機構としてスラストベアリング61を利用していた。本発明はこれに限らず、この小径測定ヘッド7のフローティング機構についてもパッキンを利用してもよい。 For example, in the above embodiment, a thrust bearing 61 was used as the floating mechanism for the small diameter measuring head 7 relative to the head base member 6. The present invention is not limited to this, and a packing may also be used for the floating mechanism for the small diameter measuring head 7.

また、前記実施形態では、測定対象物Wの開口部H1,H2に対して水平方向から測定ヘッド4を挿入するものとしていた。本発明はこれに限らず、測定対象物Wの開口部H1,H2に対して鉛直方向から測定ヘッド4を挿入するものであってもよい。 In addition, in the above embodiment, the measurement head 4 is inserted horizontally into the openings H1 and H2 of the measurement object W. The present invention is not limited to this, and the measurement head 4 may be inserted vertically into the openings H1 and H2 of the measurement object W.

また、前記実施形態では、各パッキン91~94としてはU字パッキンを適用していた。本発明はこれに限らず、種々の形状のパッキンを適用することが可能である。例えば、V型やL型のパッキンや、所謂ラビリンスシール型のパッキンを適用するようにしてもよい。また、前記実施形態では、第1凹陥部81cの両側(中心線Oに沿う方向での両側)および第2凹陥部81dの両側それぞれにパッキンを1個ずつ配設するようにしていた。本発明はこれに限らず、各凹陥部81c,81dの両側それぞれに複数個のパッキンを配設するようにしてもよい。 In the above embodiment, U-shaped packings were used as the packings 91 to 94. The present invention is not limited to this, and packings of various shapes can be used. For example, V-shaped or L-shaped packings, or so-called labyrinth seal type packings may be used. In the above embodiment, one packing was provided on each side of the first recess 81c (both sides in the direction along the center line O) and on each side of the second recess 81d. The present invention is not limited to this, and multiple packings may be provided on each side of each recess 81c, 81d.

また、本発明に係るフローティング機構(パッキン91~94を利用してフローティング状態で測定ヘッドを支持する機構)9については、複数種類の測定ヘッド7,8を備えた空気マイクロメータ1に限らず、単一の測定ヘッドを備えた空気マイクロメータ(単一内径の開口部の内径を測定するための空気マイクロメータ)に対しても適用が可能である。 Furthermore, the floating mechanism 9 (mechanism that supports the measuring head in a floating state using packings 91-94) according to the present invention is not limited to the air micrometer 1 equipped with multiple types of measuring heads 7, 8, but can also be applied to an air micrometer equipped with a single measuring head (an air micrometer for measuring the inner diameter of an opening with a single inner diameter).

本発明は、測定対象物に形成された小径開口部および大径開口部それぞれの内径の測定を同時に行うことが可能な空気マイクロメータの測定ヘッドに適用可能である。 The present invention is applicable to the measurement head of an air micrometer that can simultaneously measure the inner diameters of both a small diameter opening and a large diameter opening formed in a measurement object.

1 空気マイクロメータ
4 測定ヘッド
6 ヘッドベース部材
61 スラストベアリング
7 小径測定ヘッド
7X,7Y 空気吹出孔(小径測定用空気吹出孔)
8 大径測定ヘッド
81 貫通孔
8X,8Y 空気吹出孔(大径測定用空気吹出孔)
9 フローティング機構
91~94 パッキン
110,120 空気通路(小径測定用空気通路)
210,220 空気通路(大径測定用上流側空気通路)
212,214,222,224 空気通路(大径測定用下流側空気通路)
211,221 内側連絡通路(連絡通路)
213,215,223,225 外側連絡通路(連絡通路)
W 測定対象物
H1 小径開口部
H2 大径開口部
1 Air micrometer 4 Measuring head 6 Head base member 61 Thrust bearing 7 Small diameter measuring head 7X, 7Y Air blowing hole (air blowing hole for small diameter measurement)
8 Large diameter measurement head 81 Through holes 8X, 8Y Air blowing holes (air blowing holes for large diameter measurement)
9 Floating mechanism 91-94 Packing 110, 120 Air passage (air passage for small diameter measurement)
210, 220 Air passage (upstream air passage for large diameter measurement)
212, 214, 222, 224 Air passage (downstream air passage for large diameter measurement)
211, 221 Inner passage (passageway)
213, 215, 223, 225 Outside communication passage (communication passage)
W: Measurement object H1: Small diameter opening H2: Large diameter opening

Claims (6)

測定対象物の開口部に挿入されて該開口部の内面に向けて圧縮空気を吹き出すことにより前記開口部の内側の寸法を測定する構成とされた空気マイクロメータの測定ヘッドにおいて、
前記測定対象物には、内径寸法が互いに異なる複数種類の開口部が連続して形成されており、
前記各開口部のうち小径の開口部に挿入される小径測定ヘッドおよび大径の開口部に挿入される大径測定ヘッドを備え、前記小径測定ヘッドに対し前記大径測定ヘッドが第1のフローティング機構によって径方向への相対変位が可能に支持されていることを特徴とする空気マイクロメータの測定ヘッド。
A measuring head of an air micrometer configured to be inserted into an opening of a measurement object and to blow compressed air toward the inner surface of the opening to measure the inner dimension of the opening,
a plurality of types of openings having different inner diameters are formed in succession in the measurement object,
The measuring head of an air micrometer is provided with a small diameter measuring head which is inserted into the small diameter opening of the openings and a large diameter measuring head which is inserted into the large diameter opening, and the large diameter measuring head is supported by a first floating mechanism so as to be capable of relative radial displacement with respect to the small diameter measuring head.
請求項1記載の空気マイクロメータの測定ヘッドにおいて、
前記大径測定ヘッドの軸心部分には当該軸心に沿って貫通する貫通孔が設けられ、前記小径測定ヘッドが前記貫通孔に挿通されており、
前記第1のフローティング機構は、前記小径測定ヘッドの外面と前記大径測定ヘッドの内面との間にパッキンが介在されて構成されていることを特徴とする空気マイクロメータの測定ヘッド。
2. The air micrometer measuring head according to claim 1,
a through hole penetrating along the axis of the large diameter measuring head is provided in an axial center portion of the large diameter measuring head, and the small diameter measuring head is inserted into the through hole;
2. The measuring head of an air micrometer, wherein the first floating mechanism is configured by interposing a packing between an outer surface of the small diameter measuring head and an inner surface of the large diameter measuring head.
請求項1または2記載の空気マイクロメータの測定ヘッドにおいて、
前記小径測定ヘッドはヘッドベース部材に支持されており、
前記ヘッドベース部材に対し前記小径測定ヘッドが第2のフローティング機構によって径方向への相対変位が可能に支持されていることを特徴とする空気マイクロメータの測定ヘッド。
3. The measuring head of the air micrometer according to claim 1,
The small diameter measuring head is supported by a head base member,
2. The measuring head of claim 1, wherein the small diameter measuring head is supported by a second floating mechanism so as to be capable of relative displacement in a radial direction with respect to the head base member.
請求項3記載の空気マイクロメータの測定ヘッドにおいて、
前記第2のフローティング機構は、一対のレースを備え、一方のレースが前記小径測定ヘッドに固定され、他方のレースが前記ヘッドベース部材に固定されたスラストベアリングを備えて構成されていることを特徴とする空気マイクロメータの測定ヘッド。
4. The air micrometer measuring head according to claim 3,
The measuring head of an air micrometer, wherein the second floating mechanism comprises a pair of races, one of which is fixed to the small diameter measuring head and the other of which is a thrust bearing fixed to the head base member.
請求項2記載の空気マイクロメータの測定ヘッドにおいて、
前記小径測定ヘッドには、前記小径の開口部の内面に向けて空気を吹き出す小径測定用空気吹出孔が形成されており、前記大径測定ヘッドには、前記大径の開口部の内面に向けて空気を吹き出す大径測定用空気吹出孔が形成されていて、
前記小径測定ヘッドには、前記小径の開口部への挿入方向に沿う方向に延在して前記小径測定用空気吹出孔に繋がる小径測定用空気通路と、前記挿入方向に沿う方向に延在して前記大径測定用空気吹出孔に向けて測定用の空気を供給するための大径測定用上流側空気通路とが設けられており、
前記大径測定ヘッドには、前記挿入方向に沿う方向に延在して前記大径測定用空気吹出孔に繋がる大径測定用下流側空気通路が設けられており、
前記小径測定ヘッドおよび前記大径測定ヘッドそれぞれには、前記大径測定用上流側空気通路と大径測定用下流側空気通路とを連通させるように前記挿入方向に対して交差する方向に延在する連絡通路が設けられており、
前記パッキンは、前記挿入方向に沿う方向における前記連絡通路の両側にそれぞれ配設されていることを特徴とする空気マイクロメータの測定ヘッド。
3. The air micrometer measuring head according to claim 2,
The small diameter measurement head is formed with a small diameter measurement air blowing hole for blowing air toward the inner surface of the small diameter opening, and the large diameter measurement head is formed with a large diameter measurement air blowing hole for blowing air toward the inner surface of the large diameter opening,
the small diameter measurement head is provided with a small diameter measurement air passage extending in a direction along the insertion direction into the small diameter opening and connected to the small diameter measurement air blowing hole, and a large diameter measurement upstream air passage extending in a direction along the insertion direction for supplying measurement air toward the large diameter measurement air blowing hole,
The large diameter measurement head is provided with a downstream air passage for large diameter measurement extending in a direction along the insertion direction and connected to the air blowing hole for large diameter measurement,
a communication passage extending in a direction intersecting the insertion direction so as to communicate the large diameter measurement upstream air passage with the large diameter measurement downstream air passage,
2. The measuring head of an air micrometer, wherein the packings are disposed on both sides of the communication passage in the direction along the insertion direction.
請求項1記載の測定ヘッドを備えた空気マイクロメータであって、
前記小径測定ヘッドから前記小径の開口部の内面に向けて圧縮空気を吹き出すことにより得られた前記小径の開口部の内側の寸法の測定結果、および、前記大径測定ヘッドから前記大径の開口部の内面に向けて圧縮空気を吹き出すことにより得られた前記大径の開口部の内側の寸法の測定結果をそれぞれ表示可能な表示部を備えていることを特徴とする空気マイクロメータ。
An air micrometer equipped with the measuring head according to claim 1,
an air micrometer characterized in that it is provided with a display unit capable of displaying the measurement results of the inner dimension of the small diameter opening obtained by blowing compressed air from the small diameter measuring head toward the inner surface of the small diameter opening, and the measurement results of the inner dimension of the large diameter opening obtained by blowing compressed air from the large diameter measuring head toward the inner surface of the large diameter opening.
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