特許 7513406 エアマイクロメータを用いた測定システムおよび測定方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-07-01

(45)【発行日】2024-07-09

(54)【発明の名称】エアマイクロメータを用いた測定システムおよび測定方法

(51)【国際特許分類】

   G01B 13/00 20060101AFI20240702BHJP

【ＦＩ】

G01B13/00

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2020039788

(22)【出願日】2020-03-09

(65)【公開番号】P2021139839

(43)【公開日】2021-09-16

【審査請求日】2023-02-06

(73)【特許権者】

【識別番号】000151494

【氏名又は名称】株式会社東京精密

(74)【代理人】

【識別番号】100163533

【弁理士】

【氏名又は名称】金山 義信

(72)【発明者】

【氏名】菅谷 和幸

【審査官】眞岩 久恵

(56)【参考文献】

【文献】特開２００３－１１４１１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－１５１２６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－０３６１０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－０７１７０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６０－０９３３０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－３１８１１２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｂ １３／００－１３／２４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数個のワークをエアマイクロメータを用いて順次測定する測定システムにおいて、
測定対象のワークを測定する測定台と、次に測定するワークを保持する準備台とが併設され、
前記測定台は前記エアマイクロメータの測定ヘッドを構成し、
前記準備台は、前記測定台とワークの間の隙間寸法と同程度の隙間寸法をワークとの間に設定されており、
前記準備台は、前記ワークの測定面に空気を吹き付けるのに用いる複数の穴が形成され、
前記準備台の個数は、前記ワークの１個あたりの測定に要する時間に対する、前記ワークの１個あたりの温度静定に要する時間以上の個数とされる、エアマイクロメータを用いた測定システム。

【請求項2】

前記測定ヘッドが前記測定面に空気を噴射して、前記測定が行われる、請求項１に記載の測定システム。

【請求項3】

前記準備台は、前記エアマイクロメータに空気を供給する空気供給源に配管を介して接続されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のエアマイクロメータを用いた測定システム。

【請求項4】

前記準備台は多孔質部材を含み、前記多孔質部材は、配管を介して前記空気供給源に接続されるとともに、前記エアマイクロメータを用いてワークを測定する位置に対応する位置であってワークに面する面に、前記空気供給源から供給された空気を噴出する前記複数の穴が形成されていることを特徴とする請求項３に記載のエアマイクロメータを用いた測定システム。

【請求項5】

前記準備台は、前記空気供給源に配管を介して接続され、前記エアマイクロメータを用いてワークを測定する位置に対応する位置であってワークに面する位置に前記複数の穴が形成されており、
前記複数の穴は前記空気供給源への接続部位との間に複数の内部流路を形成していることを特徴とする請求項３に記載のエアマイクロメータを用いた測定システム。

【請求項6】

複数個のワークをエアマイクロメータを用いて順次測定する測定方法において、
測定対象のワークを測定する測定台と、次に測定するワークを保持する準備台とが併設されている測定システムの前記準備台にワークを搬送するステップと、
前記準備台に形成された複数の穴から前記ワークの測定面へ空気供給源からの空気を噴出するステップと、
前記ワークを前記準備台から前記測定台へ移すステップと、前記準備台へ供給する空気の空気源と同じ空気源からの空気を前記測定台が構成するエアマイクロメータのヘッドに供給し、前記測定台でエアマイクロメータを用いて前記ワークを測定するステップと
を含み、
前記準備台の個数は、前記ワークの１個あたりの測定に要する時間に対する、前記ワークの１個あたりの温度静定に要する時間以上の個数とされる、エアマイクロメータを用いた測定方法。

【請求項7】

前記測定は、前記ヘッドが前記測定面に空気を噴射して行われる、請求項６に記載の測定方法。

【請求項8】

前記準備台は多孔質材料から構成されていることを特徴とする請求項６又は７に記載のエアマイクロメータを用いた測定方法。

【請求項9】

前記準備台は、前記準備台に形成された前記空気源への接続部と、前記準備台が前記ワークに面する面に形成されたワークに空気を吹き付けるための前記複数の穴とを接続する複数の内部流路を有することを特徴とする請求項６又は７に記載のエアマイクロメータを用いた測定方法。

【請求項10】

複数個のワークをエアマイクロメータを用いて順次測定する測定システムにおいて、
測定対象のワークを測定する測定台と、次に測定するワークを保持する準備台とが併設され、
前記測定台は前記エアマイクロメータの測定ヘッドを構成し、
前記準備台は、前記測定台とワークの間の隙間寸法と同程度の隙間寸法をワークとの間に設定されており、
前記準備台は、ワークに面する面にワークに空気を吹き付けるのに用いる複数の穴が形成され、
前記準備台は、前記エアマイクロメータに空気を供給する空気供給源に配管を介して接続され、
前記準備台は多孔質部材を含み、前記多孔質部材は、配管を介して前記空気供給源に接続されるとともに、前記エアマイクロメータを用いてワークを測定する位置に対応する位置であってワークに面する面に、前記空気供給源から供給された空気を噴出する前記複数の穴が形成され、
前記準備台の個数は、前記ワークの１個あたりの測定に要する時間に対する、前記ワークの１個あたりの温度静定に要する時間以上の個数とされる、エアマイクロメータを用いた測定システム。

【請求項11】

複数個のワークをエアマイクロメータを用いて順次測定する測定システムにおいて、
測定対象のワークを測定する測定台と、次に測定するワークを保持する準備台とが併設され、
前記測定台は前記エアマイクロメータの測定ヘッドを構成し、
前記準備台は、前記測定台とワークの間の隙間寸法と同程度の隙間寸法をワークとの間に設定されており、
前記準備台は、ワークに面する面にワークに空気を吹き付けるのに用いる複数の穴が形成され、
前記準備台は、前記エアマイクロメータに空気を供給する空気供給源に配管を介して接続され、
前記準備台は、前記空気供給源に配管を介して接続され、前記エアマイクロメータを用いてワークを測定する位置に対応する位置であってワークに面する位置に前記複数の穴が形成されており、
前記複数の穴は前記空気供給源への接続部位との間に複数の内部流路を形成し、
前記準備台の個数は、前記ワークの１個あたりの測定に要する時間に対する、前記ワークの１個あたりの温度静定に要する時間以上の個数とされる、エアマイクロメータを用いた測定システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、エアマイクロメータを用いた測定システムおよび測定方法に係り、特にバッチ方式で生産したワークを測定するのに好適なエアマイクロメータを用いた測定システムおよび測定方法に関する。

【背景技術】

【0002】

エアマイクロメータは、測定時間が短いこと、誰が測定しても同じ値が得られること、１μｍの精度で加工現場でそのまま測定できること、非接触でありワークを傷つけないことの利点を有する。しかしながら、専用の測定具やマスタが必須であること、測定範囲が最大でも１５０μｍ程度であること、測定に用いる空気が清浄で安定した圧力・温度であることが求められるので、大量生産品または準大量生産品の生産において多用される。

【0003】

このような特徴を持つエアマイクロメータを用いた測定の従来例が、特許文献１～３に開示されている。特許文献１では、空気マイクロメータを用いて高精度に測定するために、空気源から供給される圧縮空気をレギュレータで一定圧力に調整し、Ａ／Ｅ変換器内に設置された絞りを介してエアノズルからジェット噴射している。その際、空気源とレギュレータ間のエア配管を十分長くして、空気源から供給された圧縮空気の温度を、長い配管を通る間に室温と同じ程度まで低下もしくは上昇させている。これにより、圧縮空気の温度変化に基づくＡ／Ｅ変換器、ジェットおよびワークの熱変形を防止して、高精度な測定を可能にしている。

【0004】

特許文献２には、空気源の供給圧の変動に起因した測定精度の低下を抑制するエアマイクロメータが開示されている。具体的には、エアマイクロメータの本体は、空気配管と複数の圧力センサと計測演算処理装置を備え、空気配管は空気源から測定ヘッドのノズルに至る空気流路中に置かれ、一部にオリフィスが設けられている。一方の圧力センサがオリフィスより上流側の供給圧を検出し、他方の圧力センサがオリフィスよりも下流側の空気配管内の背圧を検出する。計測演算処理装置が、空気源の供給圧と背圧に基づき、ワークの内壁とノズルとの間の隙間寸法を算出処理している。

【0005】

簡便な操作で高い精度の寸法測定が可能なエアマイクロメータの他の例が、特許文献３に開示されている。この公報に記載のエアマイクロメータは、空気流路の上流側と下流側を多孔質部材で仕切った測定部と、測定部の上流側の空気圧力を検出する第１圧力センサと、測定部の下流側の空気圧力を検出する第２圧力センサと、測定部内の空気温度を検出する温度センサを備える。第１圧力センサと第２圧力センサの出力を取り込み、第２圧力センサの圧力が一定値になるように空気流路の制御バルブを制御する。第１、第２の圧力センサの出力差、第２圧力センサの出力、空気温度に基づいて測定ヘッドから噴出される空気の質量流量を算出し、算出した質量流量からワークの寸法を演算する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開２００１－９９６３４号公報

【文献】特開２０１５－８７１７９号公報

【文献】特開２０１２－５８２１３号公報

【非特許文献】

【0007】

【文献】藤沼 他、「インプロセス計測の研究－空気マイクロメータによる工作物寸法測定－」、茨城県工業技術センタ 平成２年度研究報告、第１９号、第１～６頁、１９９１

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

エアマイクロメータは、非特許文献１にその原理が記載されているように、供給空気源から供給される空気を一定圧に調整した後、背圧室を介して出口絞りから噴射するよう構成されている。そして、噴射口近辺に物体があると背圧室の圧力が変化するので、背圧室の圧力変化から噴射口と物体間の距離を測定する。高精度な測定を可能にするため、測定位置における空気の物性値を正確に把握すること、換言すれば物性値が知られている状態に安定させることが求められる。測定に使用する空気は、温度と圧力に依存してその物性値を変えることから、上記特許文献１～３に記載のように、温度と圧力を所定値に設定する試みがなされている。

【0009】

この中で上記特許文献１に記載の、測定に用いる加圧空気の温度を所定温度である室温に制御する方法は、長い配管と長い配管に起因する圧力低下の不便さはあるものの測定対象物付近における噴出空気温度を室温に保てる結果、温度変化に起因する測定誤差を低減できるという効果が期待される。

【0010】

しかしながら、エアマイクロメータから吹き出す空気温度は室温とほぼ同じであって、エアマイクロメータが設置された環境の影響は受けにくいものの、測定対象物であるワークが環境温度と同化しているわけではないので、測定対象物（以下ワークとも称す）の真の内径または外径を示すとは限らない。ワークは主に機械加工されて形成されるから、その温度は加工環境に依存し、また加工後に所定箇所に保管されていれば保管環境に依存する。そのため、温調された計測室に搬入されても、必ずしも計測室の室温には一致せず温度差が生じる。エアマイクロメータはμｍ以下の精度での測定をするものであるから、このような微小な温度差も測定精度の低下につながる。

【0011】

なお、ワーク温度が計測室の室温に静定するまで測定を待機させればこのような不具合は解消するが、測定を待つことで計測効率（時間当たりのスループット）が低下する。上述したように、エアマイクロメータは大量生産品または準大量生産品に用いて有効であるから、多数のワークが測定の待機状態になることは望ましくない。

【0012】

特許文献２には、背圧室内をオリフィスで２分し、背圧室内におけるオリフィス前後の空気圧を測定することにより、エアマイクロメータに供給される加圧空気の圧力変動に起因する測定誤差を低減している。しかしながら、エアマイクロメータの測定誤差の要因は圧力変動のみならず温度変動もあり、温度変動をも考慮したさらなる測定誤差の低減が要求されている。

【0013】

特許文献３には、特許文献２と同様にエアマイクロメータの背圧室を２分する構成が開示されている。ただし特許文献２の構成とは異なり、２分する手段としてオリフィスではなく多孔質部材を採用している。この特許文献３では、２分する手段として多孔質部材を用い、背圧室内の上流部と下流部間の背圧を一定に制御しているので、エアマイクロメータに供給される空気の圧力変動に起因する測定誤差を低下できると思われるが、測定環境や測定時のワークの温度の影響については十分には考慮されていない。

【0014】

本発明は、上記従来のエアマイクロメータの不具合に鑑みなされたものであり、その目的は、単位時間当たりのワークの測定個数を減少させないでスループットを維持したまま、ワークの内径または外径等の幾何学的寸法を高精度に測定することにある。本発明の他の目的は、簡便な構成で上記目的を達成することにある。

【課題を解決するための手段】

【0015】

上記目的を達成する本発明の特徴は、複数個のワークをエアマイクロメータを用いて順次測定する測定システムにおいて、測定対象のワークを測定する測定台と、次に測定するワークを保持する準備台とが併設され、前記測定台は前記エアマイクロメータの測定ヘッドを構成し、前記準備台は、前記測定台とワークの間の隙間寸法と同程度の隙間寸法をワークとの間に設定されており、前記準備台は、ワークに面する面にワークに空気を吹き付けるのに用いる複数の穴が形成されていることにある。

【0016】

そしてこの特徴において、前記準備台は、前記エアマイクロメータに空気を供給する空気供給源に配管を介して接続されているのが好ましく、前記準備台は多孔質部材を含み、前記多孔質部材は、配管を介して前記空気供給源に接続されるとともに、前記エアマイクロメータを用いてワークを測定する位置に対応する位置であってワークに面する面に、前記空気供給源から供給された空気を噴出する前記複数の穴が形成されるのが望ましい。また、前記準備台は、前記空気供給源に配管を介して接続され、前記エアマイクロメータを用いてワークを測定する位置に対応する位置であってワークに面する位置に前記複数の穴が形成されており、前記複数の穴は前記空気供給源への接続部位との間に複数の内部流路を形成していることが好ましい。

【0017】

上記目的を達成する本発明の他の特徴は、複数個のワークをエアマイクロメータを用いて順次測定する測定方法において、測定対象のワークを測定する測定台と、次に測定するワークを保持する準備台とが併設されている測定システムの前記準備台にワークを搬送するステップと、前記準備台に形成された複数個の穴から前記ワークへ空気供給源からの空気を噴出するステップと、前記ワークを前記準備台から前記測定台へ移すステップと、前記準備台へ供給する空気の空気源と同じ空気源からの空気を前記測定台が構成するエアマイクロメータのヘッドに供給し、前記測定台でエアマイクロメータを用いて前記ワークを測定するステップとを含むことにある。

【0018】

そしてこの特徴において、前記準備台は多孔質材料から構成されていることが好ましく、前記準備台は、前記準備台に形成された前記空気源への接続部と、前記準備台が前記ワークに面する面に形成された、ワークに空気を吹き付けるための複数の穴と、を接続する複数の内部流路を有することも可能である。

【発明の効果】

【0019】

本発明によれば、たとえ空調された環境内での測定であっても、測定環境に搬送されたワークに対して測定前にワークを測定環境温度に合わせるように、エアマイクロメータが吹き出す空気温度と実質的に同じ温度の空気をワークに吹きつける準備台を設ける。これにより、測定時にはワーク表面がエアマイクロメータが吹き出す温度と実質的に同じになり、エアマイクロメータよる寸法測定において、温度が静定するまで待機することなく即座に測定できる。したがって、単位時間当たりのワークの測定個数が減らずスループットを維持したまま、ワークの内径または外径等の寸法測定を高精度に実行できる。さらに、空気の吹き付けでは、エアマイクロメータで使用するものと同じ空気源からの空気を用い、それを多孔質材を通してまたは複数の流路を介して複数の穴から吹き出すだけであり、構成が簡単である。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本発明に係る測定システムが設置される計測室の一例の斜視図である。

【図2】本発明に係る測定システムの一実施例の図であり、（ａ）はその上面図であり、（ｂ）はその正面図である。

【図3】図２に用いる準備台の一実施例の図であり、（ａ）は内径測定用、（ｂ）は外径測定用の準備台の図である。

【図4】本発明に係る準備台の他の実施例の、要部正面斜視図および断面図である。

【図5】本発明に係る準備台のさらに他の実施例の、要部正面斜視図および断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、エアマイクロメータを用いた測定システム５０の一実施例を、図面を用いて説明する。図１は、本発明に係る、エアマイクロメータを用いた測定システム５０を含む、標準状態である約２０℃前後に温度調節された測定室１０の一実施例の斜視図である。測定室１０は一例として、工場の機械加工設備近傍にパーティション等で区画されて設けられている。

【0022】

測定室１０の両側面には、ワークを搬送するためのドア２０が設けられ、一方のドアから加工を終えたワーク２００が所定個数ずつパレット１９０に載置されて図示しないリフター等で搬送される。他方のドア２０からは本測定室１０で測定を終えたワーク２１０が所定個数ずつまとめてパレット１９０に載置されて、リフター等で次工程部署へ搬送される。図から分かるように、ワーク２００、２１０は準大量生産品であり、バッチ方式で測定室１０に持ち込まれる。

【0023】

測定室１０の一方の壁面近傍には、測定テーブル３０が設けられている。測定テーブル３０には、詳細を後述する準備台１００と、内径測定用の測定台１１０と、直角度測定用の測定台１２０が並んで配置されて、測定システム５０を構成する。測定対象のワーク２００、２０２、２０４、２０６、２１０は円筒状をしており、例えば軸に嵌合されるスリーブである。本例では、ワーク２０２が準備台１００に挿入されており、ワーク２０２、２０４がそれぞれ測定台１１０、１２０に挿入されている。なお、本実施例では測定対象ワーク２００～２１０を、内径を測定するワークとしているが、後に例を示すように外径を測定するワークであってもよいし、テーパ度や平行度、深さ、高さを測定するワークであってもよい。

【0024】

準備台１００と測定台１１０、１２０には、測定テーブル３０を挟んで下方から圧縮空気が導かれている。圧縮空気は、例えば工場空気源から導かれた圧縮空気であり、また例えば測定室１０用に専用配置された小容量の圧縮機で生産された数百ｋＰａの圧縮空気である。圧縮空気は、壁面側の供給配管１５２、測定テーブル３０の下の供給配管１５３を介して、準備台１００と測定台１１０、１２０を連結する配管に流入する。

【0025】

その後準備台１００へは、空気配管（接続部）１５５を介して、一方測定台１１０、１２０へはレギュレータ１６０で測定圧に調整された後、空気配管１５８を介して圧縮空気は流入する。なお図示を省略したが必要に応じてエアフィルタを設けてもよく、準備台１００側の空気配管１５５にもレギュレータ１６０を設けてもよい。さらに、レギュレータ１６０は、測定台１１０、１２０ごとにそれぞれの配管１５８に設けてもよい。

【0026】

測定台１１０、１２０に付設された図示しないエアマイクロメータの出力は、測定テーブル３０の近傍に配置されたコンソール型の制御・演算装置１４０に入力される。本実施例ではコンソール型の制御・演算装置１４０を例示したが、制御・演算装置１４０はパソコン等の可搬式の手段であってもよい。制御・演算装置１４０で、レギュレータ１６０の測定圧を調整するようにしてもよいし、加工の合否を決定するようにしてもよい。またＬＡＮ等を用いて次工程への作業指示を発行する機能を有していてもよい。

【0027】

図２に、図１に示した測定システム５０の詳細を示す。図２（ａ）は、測定システム５０の上面図であり、詳細を後述する分岐流路１８２が形成された高さ位置での断面図である。図２（ｂ）は測定システム５０の側面図の模式図であり、測定台１１０、１２０および準備台１００をその軸心を含む面で切断した断面図である。ワーク２０２～２０６は同一形状のワークであり、本例では底なしの円筒である。なお、図面を分かり易くするため、ワーク２０２～２０６を準備台１００および測定台１１０、１２０へ挿入する際の案内となるガイド部材の図示を省略している。

【0028】

本測定システムでは、初めに円筒部材であるワーク２０２～２０６の内径を測定台１１０に設けた、実質的に同一高さの２箇所の測定点における隙間から測定し、次いでワーク２０２～２０６の直角度を高さを変えた２箇所の測定点における隙間から測定する。そして本発明の特徴である準備台１００では、それらの測定が始まる前に測定点高さ位置に相当する準備台１００の位置に、測定台１１０、１２０に供給されるのと同じ空気源１６８からの圧縮空気が配管１５２、１５３、１５５を介して供給される。

【0029】

ここで、準備台１００は多孔質材料製であり、例えば焼結金属製または樹脂製である。準備台１００が多孔質材料製であるから、空気源から導かれた圧縮空気は準備台１００の中に形成される内部流路を通って表面にほぼ均一に分散し、噴射される。そして準備台１００の外側に配置された円筒形のワーク２０２内面は、準備台１００の外周面から噴出された圧縮空気に曝される。一般に、圧縮空気が噴射して放出されると、噴射口に対面する部材は圧縮空気の断熱膨張により冷却される。本実施例ではワーク２０２が圧縮空気の噴射口に対向しているので、ワーク２０２が冷却される。なおワーク２２０と準備台１００の間には、ワーク２２０と測定台１１０、１２０の間に形成される隙間と同程度の隙間が形成されている。

【0030】

同様のことが、測定台１１０、１２０でも起こる。測定台１１０では、空気源１６８からフィルタ１６２、空気供給配管１５２を介して測定台１１０に導かれる空気が、測定台用空気配管１５８に介在させたレギュレータ１６０で測定に要する所定圧に調節される。その後、エアマイクロメータの本体である空圧／電気変換器３００を通って、測定台１１０が載置されるテーブル３０の下方から、測定台１１０に導かれる。測定台１１０は金属製であって円柱形状をしており、その軸心部には、下面から高さ方向中間位置まで上下方向に中央流路１８０が形成されている。中央流路１８０の高さ方向中間位置には、測定台１１０の半径方向外側に外周まで延びる複数、本実施例では２個の分岐流路１８２が１８０度位相を変えて形成されている。分岐流路１８２は、エアマイクロメータのヘッド部を構成する。

【0031】

このように形成された本実施例の測定台１１０では、空気源１６８から供給された圧縮空気が、中央流路１８０および分岐流路１８２を通ってワーク２０４に噴出される。ここで圧縮空気は、レギュレータ１６０で例えば１５０ｋＰａに調整されれば、中央流路１８０および分岐流路１８２で圧力降下があっても、レギュレータ１６０の調整圧力に近い圧力でワーク２０４に噴射する。ワーク２０４と測定台１１０の間の隙間は、圧縮空気が噴射されない状態では大気圧であるから、圧縮空気の噴射により圧縮空気は断熱膨張し、ワーク２０４を冷却する。

【0032】

したがって常温または室温内に保持されたワーク２０２～２０６をその状態のままで計測を開始すると、測定位置における圧縮空気の噴射により、ワークが冷却され、エアマイクロメータのヘッド部が検出するデータが変動する。このデータ変動は過渡現象であり、圧縮空気の冷却量とワークからの放熱量がバランスすればデータは一定値を示し始める。エアマイクロメータを用いてワークの測定をする従来の場合には、測定温度が安定するまでの静定時間を必要とし、この静定時間は測定のスループットを低下させていた。

【0033】

本発明ではこの不具合を解消するために、予め準備台１００において、ワーク２０２～２０６の測定台１１０、１２０における測定位置に相当する場所を、測定台１１０、１２０での測定状態に近い温度で熱慣らししている。すなわち、測定台１１０、１２０で噴射される圧縮空気の断熱冷却を考慮した温度までワーク２０２～２０６を、一般的には温度低下、場合によっては温度上昇させている。測定台１１０における内径測定がほぼ完了するタイミングで、準備台１００からワーク２０２を取り出し、測定台１１０に移すことにより、上記測定温度の静定時間を短縮する。

【0034】

直角度を測定する測定台１２０は、エアマイクロメータのヘッド部を構成する分岐流路１８０が中央流路の高さ方向中間部であって、上下に分かれて配置されている点が測定台１１０とは異なっているが、その他は測定台１１０と同様の構成である。測定台１２０では、測定台１１０におけるワーク２０４、２０６の測定が、測定台１１０における準備台１００と同様の作用で、ワーク２０４、２０６測定箇所を温度慣らししている。したがって、測定台１１０での測定を終えたワーク２０４、２０６を測定完了後速やかに測定台１２０に移せば、ワーク２０４、２０６は測定台１１０で測定温度まで予冷または予熱されているので、温度静定時間が短縮される。このように、準備台１００を設ければ、エアマイクロメータを用いた連続測定の効率化が図られる。

【0035】

なお、準備台１００の個数は、ワーク１個当たりの測定に要する時間と、ワーク１個あたりの温度静定に要する時間との関係から定めれば良い。例えば、ワーク１個あたりの測定に要する時間が１ｍｉｎであり、温度静定に要する時間が３ｍｉｎであれば、準備台１００を３個以上備えれば確実に測定効率を向上できる。このような測定環境の場合に、準備台の個数が２個以下であっても、もちろん温度が静定する時間は短縮できる。

【0036】

図３～図５に、準備台の他の実施例を示す。図３は、準備台の他の例の断面正面図であり、図３（ａ）は内径測定用の準備台１０２の場合であり、図３（ｂ）は外径測定用準備台１０４の場合である。準備台１０２、１０４は、ともに焼結金属やプラスチック等の多孔質材料製である。

【0037】

準備台１０２の上面には、ワーク２２０を準備台１０２に設定する際に適正な隙間が得られるように、ガイド部材１０６が設けられている。ワーク２２０を上方からガイド部材１０６を案内にして降下させると、ワーク２２０と準備台１０２の間には、ワーク２２０と測定台１１０、１２０の間に形成される隙間と同程度の隙間が形成される。したがって、ワーク２２０と準備台１０２の間に形成される隙間に、空気配管１５５を接続金具３０８で接続して導いた圧縮空気を、測定テーブル３１に設けた供給流路１７０から導くことにより、測定台１１０、１２０での測定状態とほぼ同じ状態を実現できる。すなわち、ワーク２２０の測定箇所の温度状態を測定台１１０、１２０における測定状態に近づけることができ、測定時の温度静定時間を短縮できる。

【0038】

外径測定の場合には、準備台１０４は円筒状になる。測定テーブル３２と一体でまたは別体で準備台１０４を囲む部材３３が設けられている。部材３３は、空気源から導かれた圧縮空気が、ワーク２２２に面する側以外へ漏れ出すのを防止するために設けられている。内径測定の場合と同様に、ガイド部材１０８が部材３３の上面に設けられている。ガイド部材１０８に設けられた穴にワーク、この場合は丸棒２２２を通すことにより、ワーク２２２の外周面と準備台１０４の間に適正な隙間が形成され、測定台（図示せず）での測定とほぼ同じ状態を構築でき、同様の温度状態とすることができる。これにより、上記実施例と同様の理由で外径測定のスループットを向上できる。

【0039】

図４に、本発明による準備台のさらに他の実施例を示す。図４（ａ）は、内径測定用の準備台３３０の模式斜視図であり、図４（ｂ）はその断面正面図である。準備台３３０は上記各実施例と異なり、多孔質材料の代わりに、金属製の円柱に円柱軸に垂直であって円柱の外周面から内側に延びる、多数の放射状穴が形成されている。円柱軸に垂直な多数の放射状穴は分岐（内部）流路３１２を構成し、分岐流路３１２は円柱の軸心部に設けられた中央流路３１０に連通している。中央流路は接続金具３０８を介して連結配管３０４に接続し、開閉弁３０６を介在させた空気配管１５５にさらに連結されている。

【0040】

本実施例では、放射状の分岐流路３１２を上下に２列形成しているが、分岐流路の数および配置は、対象となるワークに応じて適宜設定可能である。ただし、分岐流路の一部はエアマイクロメータのヘッドの測定部に対向する部分を冷却するので、少なくとも２個は必要である。なお、準備台３３０の外径φＤｐは、測定対象のワークの内径よりわずかに小さな値で、分岐流路３１２の外周側端部である吹出し口３０２から圧縮空気を吹き出したときに、十分な断熱冷却が生じる隙間になるように設定する。

【0041】

図５に、本発明による外径測定用の準備台の他の実施例を示す。図５（ａ）は準備台３３２の模式斜視図であり、図５（ｂ）はその断面正面図である。準備台３３２は円筒状をしており、その外周面から内面に向けて、円筒軸にほぼ直角に放射状に、複数の吹出し（内部）流路３１３が貫通して形成されている。複数の吹出し流路３１３の外周側は、段付きに形成されており、吹出し用金具３１５がその穴に取付けられる。吹出し用金具３１５は、準備台３３２の外周部を囲んで設けられた、金属製または柔軟なホース製の環状流路部材３２２に一端側が連通して固定されている。環状流路部材３２２は、その両端部でＴ字状の接続金具３２４に接続されている。接続金具３２４の一方の端部は連結配管３２６に接続され、開閉弁３２８を介して空気源に連通する空気配管１５５に接続されている。

【0042】

本実施例においても、複数形成された放射状の吹出し流路３１３の内周側端部である吹出し口３０２から噴出する圧縮空気の断熱冷却で、外径測定をする対象ワークの測定面が冷却される。圧縮空気の断熱冷却を効果的に行うために、準備台３３２の内径φＤｐは、ワークの外径よりわずかに大きく、ワークとの間に適正な隙間が生じる値に設定される。

【0043】

以上説明したように、本発明の各実施例によれば、準備台において予め測定対象ワークに、測定に使用する圧縮空気と同じ空気源からの空気を測定状態とほぼ同じ状態で吹き付けるようにしたので、準備台において、測定台での測定とほぼ同じ温度状態をワークに実現できる。これにより、測定台における測定に要する時間を短縮できる。これまでは、特に加工直後のワークであれば表面温度が測定温度より高くなっていて、測定温度が一定になるまでの静定時間が多大であった。一方上記各実施例によれば、測定台においてエアマイクロメータの測定ヘッドから噴射される圧縮空気により断熱冷却が生じていても、これと同様の断熱冷却の状態を予め準備台で実現しているので、測定台での温度静定に要する時間をほぼ必要とせず、計測のスループットが向上する。

【符号の説明】

【0044】

１０…測定室、２０…ドア、３０、３１、３２…測定テーブル、３３…部材、５０…測定システム、１００、１０２、１０４…準備台、１０６、１０８…ガイド部材、１１０…（第１の）測定台、１２０…（第２の）測定台、１４０…（測定用）制御・演算装置（コンソール）、１５２、１５３…空気供給配管、１５５…（準備台用）空気配管、１５８…（測定台用）空気配管、１６０…レギュレータ、１６２…フィルタ、１６８…空気源、１７０…供給流路、１８０…中央流路、１８２…分岐流路、１９０…パレット、２００…（測定前）ワーク、２０２、２０４、２０６…（内径測定）ワーク、２１０…（測定後）ワーク、２２０、２２２…ワーク、３００…エアマイクロメータ本体（空圧／電気変換器）、３０２…吹出し口、３０４…連結配管、３０６…開閉弁、３０８…接続金具、３１０…中央流路、３１２…分岐流路、３１３…吹出し流路、３１５…吹出し用金具、３２２…環状流路部材、３２４…接続金具、３２６…連結配管、３２８…開閉弁、３３０、３３２…準備台、Ｄｐ…準備台外径または内径

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】