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技術 面間距離測定装置及び方法

出願人 日本製鉄株式会社
発明者 原田康一郎別府芳光藤井彰鹿子愼太郎
出願日 2018年2月23日 (2年10ヶ月経過) 出願番号 2018-030879
公開日 2019年8月29日 (1年4ヶ月経過) 公開番号 2019-144198
状態 未査定
技術分野 機械的手段の使用による測定装置
主要キーワード 許容傾斜角 接触式変位センサ 底付き円筒 ハウジングウィンドウ 距離測定センサ 回転角検出センサ 傾斜角β マイクロゲージ
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図面 (8)

課題

簡易装置構成で測定された二面間の距離が測定誤差許容範囲内であるか否かを容易に判定できる測定装置及び測定方法を提供する。

解決手段

面間距離測定装置1は、棒状の支持体2と、支持体2の一方の端部に設けられ、一方の面101aに接触するとともに、支持体2の軸S方向に移動可能な可動部3と、支持体2の他方の端部に設けられ、他方の面101bに接触する当接部材4と、可動部3の移動量を測定する接触式変位センサ6とを備える。可動部3は、面101aに対向させる端面を斜面にした円柱体又は円筒体により構成される。二面101a、101b間の最短距離Lを測定するとき、面間距離測定装置1を二面101a、101b間に挿入し、可動部3の接触点5、当接部材4の頂点4aをそれぞれ面101a、101bに接触させた状態にして、面間距離測定装置1を、可動部3の接触点5と当接部材4の頂点4aとを結ぶ線回りに一回転させる。

概要

背景

圧延機の管理の一つとして、圧延機ハウジングハウジングウィンドウにおいて対向する二面間の距離(ハウジングウィンドウ幅とも呼ぶ)を測定、管理することが行われている(例えば特許文献1を参照)。圧延機による圧延中には、ロールに生じる圧延荷重により圧延機ハウジング及びライナで磨耗や変形が生ずるため、定期的にハウジングウィンドウ幅を測定、管理することが必要になる。

従来、ハウジングウィンドウ幅の測定は、インサイドマイクロゲージ等を用いて行われる。しかしながら、インサイドマイクロゲージ等を用いる測定作業は、人員が2名以上必要になり、また、被測定部グリス清掃作業が必要になるため、負担のかかる作業となっている。また、インサイドマイクロゲージを用いた測定作業にはスキルが要求され、ヒューマンエラーによる測定誤差が発生しやすい問題もある。具体的には、測定面とゲージを垂直にする方向を視覚的に判断することは困難であるため、視覚的に垂直にした状態でさらにゲージを動かした時の手の感触により垂直であるかどうかを判断し測定する必要があり、ヒューマンエラーによる測定誤差が発生しやすい。

対向する二面間の距離を容易に測定できるようにすることを目的として、本出願人は、特許文献2において、二面間に挿入することのできる支持体と、前記支持体の一端部に設けられ、該面間距離測定装置の所定の位置から前記二面のうちの一方の面までの距離を測定する3つ以上の一方の距離測定センサと、前記支持体の他端部に設けられ、該面間距離測定装置の所定の位置から前記二面のうちの他方の面までの距離を測定する3つ以上の他方の距離測定センサとを備えた面間距離測定装置を提案している。

概要

簡易装置構成で測定された二面間の距離が測定誤差の許容範囲内であるか否かを容易に判定できる測定装置及び測定方法を提供する。面間距離測定装置1は、棒状の支持体2と、支持体2の一方の端部に設けられ、一方の面101aに接触するとともに、支持体2の軸S方向に移動可能な可動部3と、支持体2の他方の端部に設けられ、他方の面101bに接触する当接部材4と、可動部3の移動量を測定する接触式変位センサ6とを備える。可動部3は、面101aに対向させる端面を斜面にした円柱体又は円筒体により構成される。二面101a、101b間の最短距離Lを測定するとき、面間距離測定装置1を二面101a、101b間に挿入し、可動部3の接触点5、当接部材4の頂点4aをそれぞれ面101a、101bに接触させた状態にして、面間距離測定装置1を、可動部3の接触点5と当接部材4の頂点4aとを結ぶ線回りに一回転させる。A

目的

本発明は上記のような点に鑑みてなされたものであり、簡易な装置構成で測定された二面間の距離が測定誤差の許容範囲内であるか否かを容易に判定できる測定装置及び測定方法を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
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牽制数
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請求項1

対向する二面間の距離を測定するのに用いられる面間距離測定装置であって、棒状の支持体と、前記支持体の一方の端部に設けられ、前記二面のうちの一方の面に接触するとともに、前記支持体の軸方向に移動可能な可動部と、前記支持体の他方の端部に設けられ、前記二面のうちの他方の面に接触する当接部と、前記可動部の移動量を測定する測定手段と、前記測定手段による測定結果に基づいた前記二面間の距離に関する情報を報知する報知手段とを備え、前記可動部は、前記一方の面に対向させる端面を斜面にした円柱体又は円筒体により構成され、前記可動部の前記斜面の傾斜角が、前記二面間の距離の測定誤差許容値に基づいて設定されていることを特徴とする面間距離測定装置。

請求項2

前記支持体には、前記可動部に、前記一方の面に近づける方向への付勢力を与える付勢手段が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の面間距離測定装置。

請求項3

前記可動部の前記斜面の傾斜角は、前記二面間の設計上の距離をl、測定誤差の許容値をdとして、cosα´=l/(l+d)で表される前記面間距離測定装置の許容傾斜角α´に一致することを特徴とする請求項1又は2に記載の面間距離測定装置。

請求項4

前記可動部の前記端面のうち前記支持体の軸方向に最も突出する点が、前記支持体の軸の延長線上に位置することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の面間距離測定装置。

請求項5

請求項1乃至4のいずれか1項に記載の面間距離測定装置を用いた面間距離測定方法であって、前記面間距離測定装置を前記二面間に挿入し、前記可動部の前記端面のうち前記一方の面に最も近くなる点を接触点として前記一方の面に接触させ、前記当接部を前記他方の面に接触させた状態にして、前記面間距離測定装置を、前記接触点と前記当接部とを結ぶ線回りに回転させて、その間に前記測定手段により測定される前記可動部の移動量に基づいて、前記報知手段が前記二面間の距離に関する情報を報知することを特徴とする面間距離測定方法。

請求項6

前記二面はそれぞれ水平面に対して垂直に立つ面であり、その間の最短距離測定対象とし、前記面間距離測定装置を回転させる間に、前記測定手段により測定される前記可動部の移動量に基づいて、前記面間距離測定装置の全長算出値を算出し、前記面間距離測定装置の全長の算出値に変化がない場合、前記面間距離測定装置の全長の算出値を前記二面間の最短距離の測定値とすることを特徴とする請求項5に記載の面間距離測定方法。

請求項7

前記報知手段は、前記面間距離測定装置の全長の算出値に変化がない場合、少なくとも該算出値を報知し、前記面間距離測定装置の全長の算出値に変化がある場合、少なくとも再測定を促すメッセージを報知することを特徴とする請求項5又は6に記載の面間距離測定方法。

請求項8

請求項4に記載の面間距離測定装置を用いた面間距離測定方法であって、前記面間距離測定装置を前記二面間に挿入し、前記可動部の前記端面を前記一方の面に面接触させ、前記当接部を前記他方の面に接触させた状態にして、前記可動部の前記端面を前記一方の面に面接触させた状態を維持しながら、前記面間距離測定装置を、前記支持体の軸方向に最も突出する点を中心として回転させて、その間に前記測定手段により測定される前記可動部の移動量に基づいて、前記報知手段が前記二面間の距離に関する情報を報知することを特徴とする面間距離測定方法。

請求項9

前記面間距離測定装置を回転させる間に、前記測定手段により測定される前記可動部の移動量に基づいて、前記面間距離測定装置の全長の算出値を算出し、前記面間距離測定装置の全長の算出値のうち最短のものを、前記二面間の距離の測定値とすることを特徴とする請求項8に記載の面間距離測定方法。

技術分野

0001

本発明は、対向する二面間の距離を測定するのに用いられる面間距離測定装置、及びそれを用いた面間距離測定方法に関する。

背景技術

0002

圧延機の管理の一つとして、圧延機ハウジングハウジングウィンドウにおいて対向する二面間の距離(ハウジングウィンドウ幅とも呼ぶ)を測定、管理することが行われている(例えば特許文献1を参照)。圧延機による圧延中には、ロールに生じる圧延荷重により圧延機ハウジング及びライナで磨耗や変形が生ずるため、定期的にハウジングウィンドウ幅を測定、管理することが必要になる。

0003

従来、ハウジングウィンドウ幅の測定は、インサイドマイクロゲージ等を用いて行われる。しかしながら、インサイドマイクロゲージ等を用いる測定作業は、人員が2名以上必要になり、また、被測定部グリス清掃作業が必要になるため、負担のかかる作業となっている。また、インサイドマイクロゲージを用いた測定作業にはスキルが要求され、ヒューマンエラーによる測定誤差が発生しやすい問題もある。具体的には、測定面とゲージを垂直にする方向を視覚的に判断することは困難であるため、視覚的に垂直にした状態でさらにゲージを動かした時の手の感触により垂直であるかどうかを判断し測定する必要があり、ヒューマンエラーによる測定誤差が発生しやすい。

0004

対向する二面間の距離を容易に測定できるようにすることを目的として、本出願人は、特許文献2において、二面間に挿入することのできる支持体と、前記支持体の一端部に設けられ、該面間距離測定装置の所定の位置から前記二面のうちの一方の面までの距離を測定する3つ以上の一方の距離測定センサと、前記支持体の他端部に設けられ、該面間距離測定装置の所定の位置から前記二面のうちの他方の面までの距離を測定する3つ以上の他方の距離測定センサとを備えた面間距離測定装置を提案している。

先行技術

0005

特許第5332606号公報
特開2016−191639号公報

発明が解決しようとする課題

0006

しかしながら、特許文献2に開示された面間距離測定装置では、支持体の各端部に3つ以上(両端部で合計6つ以上)の距離測定センサを設ける必要があり、装置構成が複雑で、コスト、サイズ及び重量が大きくなる要因になる。

0007

本発明は上記のような点に鑑みてなされたものであり、簡易な装置構成で測定された二面間の距離が測定誤差の許容範囲内であるか否かを容易に判定できる測定装置及び測定方法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

0008

上記の課題を解決するための本発明の要旨は、以下のとおりである。
[1] 対向する二面間の距離を測定するのに用いられる面間距離測定装置であって、
棒状の支持体と、
前記支持体の一方の端部に設けられ、前記二面のうちの一方の面に接触するとともに、前記支持体の軸方向に移動可能な可動部と、
前記支持体の他方の端部に設けられ、前記二面のうちの他方の面に接触する当接部と、
前記可動部の移動量を測定する測定手段と、
前記測定手段による測定結果に基づいた前記二面間の距離に関する情報を報知する報知手段とを備え、
前記可動部は、前記一方の面に対向させる端面を斜面にした円柱体又は円筒体により構成され、
前記可動部の前記斜面の傾斜角が、前記二面間の距離の測定誤差の許容値に基づいて設定されていることを特徴とする面間距離測定装置。
[2] 前記支持体には、前記可動部に、前記一方の面に近づける方向への付勢力を与える付勢手段が設けられていることを特徴とする[1]に記載の面間距離測定装置。
[3] 前記可動部の前記斜面の傾斜角は、前記二面間の設計上の距離をl、測定誤差の許容値をdとして、cosα´=l/(l+d)で表される前記面間距離測定装置の許容傾斜角α´に一致することを特徴とする[1]又は[2]に記載の面間距離測定装置。
[4] 前記可動部の前記端面のうち前記支持体の軸方向に最も突出する点が、前記支持体の軸の延長線上に位置することを特徴とする[1]乃至[3]のいずれか一つに記載の面間距離測定装置。
[5] [1]乃至[4]のいずれか一つに記載の面間距離測定装置を用いた面間距離測定方法であって、
前記面間距離測定装置を前記二面間に挿入し、前記可動部の前記端面のうち前記一方の面に最も近くなる点を接触点として前記一方の面に接触させ、前記当接部を前記他方の面に接触させた状態にして、前記面間距離測定装置を、前記接触点と前記当接部とを結ぶ線回りに回転させて、その間に前記測定手段により測定される前記可動部の移動量に基づいて、前記報知手段が前記二面間の距離に関する情報を報知することを特徴とする面間距離測定方法。
[6] 前記二面はそれぞれ水平面に対して垂直に立つ面であり、その間の最短距離測定対象とし、
前記面間距離測定装置を回転させる間に、前記測定手段により測定される前記可動部の移動量に基づいて、前記面間距離測定装置の全長算出値を算出し、
前記面間距離測定装置の全長の算出値に変化がない場合、前記面間距離測定装置の全長の算出値を前記二面間の最短距離の測定値とすることを特徴とする[5]に記載の面間距離測定方法。
[7] 前記報知手段は、
前記面間距離測定装置の全長の算出値に変化がない場合、少なくとも該算出値を報知し、
前記面間距離測定装置の全長の算出値に変化がある場合、少なくとも再測定を促すメッセージを報知することを特徴とする[5]又は[6]に記載の面間距離測定方法。
[8] [4]に記載の面間距離測定装置を用いた面間距離測定方法であって、
前記面間距離測定装置を前記二面間に挿入し、前記可動部の前記端面を前記一方の面に面接触させ、前記当接部を前記他方の面に接触させた状態にして、前記可動部の前記端面を前記一方の面に面接触させた状態を維持しながら、前記面間距離測定装置を、前記支持体の軸方向に最も突出する点を中心として回転させて、その間に前記測定手段により測定される前記可動部の移動量に基づいて、前記報知手段が前記二面間の距離に関する情報を報知することを特徴とする面間距離測定方法。
[9] 前記面間距離測定装置を回転させる間に、前記測定手段により測定される前記可動部の移動量に基づいて、前記面間距離測定装置の全長の算出値を算出し、
前記面間距離測定装置の全長の算出値のうち最短のものを、前記二面間の距離の測定値とすることを特徴とする[8]に記載の面間距離測定方法。

発明の効果

0009

本発明によれば、簡易な装置構成で測定された二面間の距離が測定誤差の許容範囲内であるか否かを容易に判定できる測定装置及び測定方法を提供することが可能になる。

図面の簡単な説明

0010

実施形態に係る面間距離測定装置の概略構成を示す図である。
第1の実施形態における面間距離測定装置の使用状態を模式的に示す図である。
第1の実施形態における面間距離測定装置の使用状態を模式的に示す図である。
第1の実施形態において情報処理装置が実行する処理を示すフローチャートである。
面間距離測定装置の許容傾斜角を説明するための図である。
第2の実施形態における面間距離測定装置の使用状態を模式的に示す図である。
第2の実施形態において情報処理装置が実行する処理を示すフローチャートである。

実施例

0011

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。
[第1の実施形態]
図1に、実施形態に係る面間距離測定装置1の概略構成を示す。また、図2A図2Bに、第1の実施形態における面間距離測定装置1の使用状態を模式的に示す。
面間距離測定装置1は、対向する二面101a、101b間の距離を測定するのに用いられる。面101a、101bはそれぞれ水平面に対して垂直に立つ面であり、その間の最短距離(面101a、101bに垂直な方向の距離)を測定対象とする。本実施形態では圧延機ハウジングのハウジングウィンドウ幅を測定することを想定する。

0012

実施形態に係る面間距離測定装置1は、以下に詳述するように、一定の測定誤差を許容することを前提として、二面101a、101b間の最短距離を測定するのに用いられる。

0013

面間距離測定装置1は、棒状の支持体2を備える。支持体2の長さは、測定対象とする二面101a、101b間の設計上の最短距離に応じて定められ、後述する可動部3の接触点5、当接部材4の頂点4aをそれぞれ面101a、101bに接触するようになっている。Sは支持体2の軸を示す。二面101a、101b間の最短距離を測定するときに、作業者が面間距離測定装置1を持ち上げて、二面101a、101b間に挿入することから、支持体2は軽量なものが好ましく、例えばパイプ材により構成される。また、支持体2の長さを可変にすれば、測定対象とする面間距離に幅を持たせることができ、適用範囲を広げることができる。

0014

支持体2の一方の端部には、支持体2の軸Sと偏芯するように配置された円柱体からなる可動部3が設けられる。可動部3は、二面101a、101bのうちの一方の面(本例では面101aとする)に接触する可動部として機能する。可動部3は、支持体2の軸S方向に移動可能であり(図1の矢印a1を参照)、支持体2から突出する方向への付勢力として、バネによるバネ力が付与される。また、可動部3は、支持体2の軸S回りに回転不能である。

0015

可動部3の先端面3a(面101aに対向させる端面)は斜面であり、軸Sの垂直面に対して傾斜する面となっている。これにより、可動部3の先端面3aのうち軸S方向に最も突出する点、すなわち面間距離測定装置1を二面101a、101b間に水平な状態で挿入したときに、可動部3の先端面3aのうち面101aに最も近くなる点が接触点5として面101aに接触する。接触点5は、支持体2の軸Sの延長線上に位置する。このように斜面上の接触点5が面101aに点接触するので、面101aにグリスが塗布されている場合でもグリスを貫通させて面101aに接触させることができる。また、可動部3の基端面3bは軸Sに対して垂直な面となっている。

0016

支持体2の他方の端部には、支持体2と同軸上に配置された当接部材4が設けられる。当接部材4は、支持体2の端部に固定される。当接部材4は、二面101a、101bのうちの他方の面(本例では面101bとする)に接触する他方の当接部として機能する。本実施形態では、当接部材4が円錐状をなし、その頂点4aが面101bに接触する。このように円錐状の頂点4aが面101bに接触するので、面101bに点接触することになり、面101bにグリスが塗布されている場合でもグリスを貫通させて面101bに接触させることができる。

0017

支持体2には、可動部3の移動量を測定する測定手段である接触式変位センサ6が設けられる。面間距離測定装置1の全長は、二面101a、101b間の軸S方向の距離に相当する。既知の長さの支持体2に対する可動部3の移動量を測定することができれば、面間距離測定装置1の全長を算出して、二面101a、101b間の軸S方向の距離を算出することができる。接触式変位センサ6はストロークプローブ6aを有し、そのプローブ6aを可動部3の基端面3bに接続することで、可動部3の移動に応じてプローブ6aが移動して、可動部3の移動量を測定することができる。本実施形態では、プローブ6aが支持体2と同軸上に配置されており、プローブ6aの先端が可動部3の基端面3bの端部に固定される。なお、可動部3にバネ力を付与する前述したバネは、例えばプローブ6aを突出させるように接触式変位センサ6内に設けられるバネ6bを兼用すればよい。

0018

支持体2には、接触式変位センサ6により測定される可動部3の移動量に基づいて、二面101a、101b間の最短距離を求める情報処理装置7、及びその結果を表示する表示装置8が設けられる。二面101a、101b間の最短距離の求め方の詳細については後述する。このように面間距離測定装置1に情報処理装置7及び表示装置8を設置することにより、作業者が作業しながら、二面101a、101b間の最短距離の測定結果を確認することができる。本実施形態では、情報処理装置7及び表示装置8が本発明でいう報知手段として機能する。

0019

次に、図2A図2Bを参照して、二面101a、101b間の最短距離を測定する作業を説明する。
以下では、二面101a、101b間の最短距離をL[mm]、水平に対する面間距離測定装置1の傾斜角をα[°]、軸Sの垂直面に対する可動部3の先端面3aの傾斜角をβ[°]、面間距離測定装置1の回転角をγ[°]として説明する。

0020

図2A図2Bに示すように、二面101a、101b間の最短距離Lを測定するとき、面間距離測定装置1を二面101a、101b間に挿入し、可動部3の接触点5、当接部材4の頂点4aをそれぞれ面101a、101bに接触させる。このとき、バネ力により可動部3の接触点5を面101aに押し当てることができるので、面間距離測定装置1がずれ動かないようにすることができる。

0021

図2Aは、面間距離測定装置1を水平にした状態を示す。面間距離測定装置1を水平な状態とすれば、面間距離測定装置1の全長は、二面101a、101b間の最短距離に一致する。つまり、可動部3の移動量に基づいて算出される面間距離測定装置1の全長は、そのまま二面101a、101b間の最短距離となる。

0022

一方、図2Bは、面間距離測定装置1を水平から傾けた状態を示す。実際の作業において、目視だけで図2Aに示すように面間距離測定装置1を正確に水平な状態にするのは困難であり、図2Bに示すように面間距離測定装置1を水平から傾けた状態になることも多い。しかしながら、面間距離測定装置1を水平から傾けた状態では、その傾斜角αが大きくなるほど、面間距離測定装置1の全長が、二面101a、101b間の最短距離よりも長くなり、その差が測定誤差となる。すなわち、可動部3の移動量に基づいて算出される面間距離測定装置1の全長は、傾斜角αが大きくなるほど、二面101a、101b間の最短距離に対する大きな測定誤差を含むことになる。

0023

本実施形態では、面間距離測定装置1を二面101a、101b間に挿入し、可動部3の接触点5、当接部材4の頂点4aをそれぞれ面101a、101bに接触させた状態にして、面間距離測定装置1を、可動部3の接触点5と当接部材4の頂点4aとを結ぶ線回り、すなわち軸S回りに一回転させる(図1の矢印a2を参照、γ=0°〜360°)。その間、接触式変位センサ6により可動部3の移動量を測定する。

0024

図2Aに示すように、面間距離測定装置1が水平な状態であれば、面間距離測定装置1を一回転させる間に、接触式変位センサ6により測定される可動部3の移動量は一定値に保たれる。

0025

次に、図2Bに示すように、面間距離測定装置1が水平から傾いている状態を考える。面間距離測定装置1が水平に近く、α≦βであれば、可動部3の接触点5を中心として、面間距離測定装置1を一回転させることができる。この場合、面間距離測定装置1を一回転させる間に、接触式変位センサ6により測定される可動部3の移動量は一定値に保たれる。しかしながら、面間距離測定装置1の傾きが大きく、α>βであると、面間距離測定装置1を一回転させる途中で、可動部3の先端面3aのうち接触点5以外の点が面101aに接触し、接触点5が面101aから離れてしまう。そのため、面間距離測定装置1を一回転させる間に、面間距離測定装置1の回転中心が変わり、接触式変位センサ6により測定される可動部3の移動量が変化する。なお、先端面3aでは、面間距離測定装置1を一回転させる途中で、可動部3の先端面3aが面101aに面接触することになる。

0026

以上を踏まえて、二面101a、101b間の最短距離Lの求め方を説明する。
前述したように、実施形態に係る面間距離測定装置1は、一定の測定誤差を許容することを前提として、二面101a、101b間の最短距離を測定する。
二面101a、101b間の設計上の最短距離をl、測定誤差の許容値をdとする。図4に示す関係より、面間距離測定装置1の許容傾斜角をα´とすると、cosα´=l/(l+d)となる。そして、可動部3の先端面3aの傾斜角βを、許容傾斜角α´に一致させるようにして可動部3を作製する。このように可動部3の先端面3aの傾斜角βは測定誤差の許容値dに基づいて設定される。例えばl=800[mm]、d=0.05[mm]とした場合、許容傾斜角α´=0.64°となり、可動部3の先端面3aの傾斜角βを0.64°にする。
前述したように、面間距離測定装置1を一回転させる間に、接触式変位センサ6により測定される可動部3の移動量が一定値に保たれていれば、α≦βを満たすといえる。そして、α≦βを満たす場合、面間距離測定装置1が水平な状態、又は、面間距離測定装置1が水平から傾いた状態であるが、面間距離測定装置1の全長の算出値が、二面101a、101b間の最短距離に対して測定誤差の許容値d内にあると判定することができる。

0027

図3に、第1の実施形態において情報処理装置7が実行する処理を示す。情報処理装置7は例えばCPU、ROM、RAM等を備えたコンピュータにより構成され、CPUが所定のプログラムを実行することにより、以下に述べる各処理が実現される。

0028

面間距離測定装置1を二面101a、101b間に挿入し、可動部3の接触点5、当接部材4の頂点4aをそれぞれ面101a、101bに接触させた状態にして、面間距離測定装置1を、可動部3の接触点5と当接部材4の頂点4aとを結ぶ線回りに一回転させる。例えば面間距離測定装置1を回転させ始めるときに、作業者が不図示のボタンを押下するようにしておき、そのボタン押下に応じて、図3のフローチャートが開始されるようにする。或いは、面間距離測定装置1が回転し始めたことを不図示の回転角検出センサで検知し、それに応じて、図3のフローチャートが開始されるようにしてもよい。

0029

テップS1で、情報処理装置7は、接触式変位センサ6により測定される可動部3の移動量に基づいて、面間距離測定装置1の全長を算出し、その算出値(以下、全長算出値と呼ぶ)を記録する。

0030

ステップS2で、情報処理装置7は、全長算出値に変化があるか否かを判定する。前述したように、α≦βであれば、面間距離測定装置1を一回転させる間に、接触式変位センサ6により測定される可動部3の移動量が一定値に保たれるので、全長算出値は一定となる。一方、α>βであると、面間距離測定装置1を一回転させる間に、接触点5が面101aから離れて、接触式変位センサ6により測定される可動部3の移動量が変化するので、全長算出値が変化する。

0031

ステップS2において全長算出値に変化がない場合、すなわちα≦βである場合、ステップS3に進み、情報処理装置7は、変化のなかった全長算出値を、二面101a、101b間の最短距離の測定値として表示装置8に表示して、本フローチャートを終了する。全長算出値に変化がなかったこと、すなわち二面101a、101b間の最短距離が測定誤差の許容範囲内であることを併せて表示するようにしてもよい。このように全長算出値に変化がない場合、二面101a、101b間の距離に関する情報として、少なくとも該全長算出値を報知する。

0032

一方、ステップS2において全長算出値に変化がある場合、すなわちα>βである場合、ステップS4に進み、情報処理装置7は、再測定を促すメッセージを表示装置8に表示して、本フローチャートを終了する。全長算出値に変化があることは、測定誤差の許容値内での測定ができておらず、全長算出値が、二面101a、101b間の最短距離に対して測定誤差の許容値dを超えるものであることに相当する。例えば表示装置8に、面間距離測定装置1をより水平に近い姿勢として測定しなおすように促すメッセージを表示する。このように全長算出値に変化がある場合、二面101a、101b間の距離に関する情報として、少なくとも再測定を促すメッセージを報知する。

0033

なお、図3のフローチャートは、現在の測定位置での測定処理が終了するまで繰り返し実行される。例えば面間距離測定装置1を一回転させ終えたときに、作業者が不図示のボタンを押下するようにしておき、そのボタン押下を終了条件とする。或いは、面間距離測定装置1が一回転したことを不図示の回転角検出センサで検知したことを終了条件としてもよい。

0034

また、図3のフローチャートでは、情報処理装置7が全長算出値に変化があるか否かを判定するようにしたが、全長算出値を表示装置8に逐次表示するようにし、作業者がそれを見ながら全長算出値が変化していないかを確認する形態としてもよい。

0035

以上述べたように、支持体2の片端部に円柱体からなる可動部3を設けるという簡易な装置構成で測定された二面101a、101b間の最短距離が測定誤差の許容範囲内であるか否かを容易に判定できる測定装置及び測定方法を提供することが可能になる。

0036

なお、上記実施形態では、面間距離測定装置1を一回転させる(γ=0°〜360°)と説明したが、半回転(γ=0°〜180°)以上させれば、α>βであるときに接触点5が面101aから離れるので、半回転以上させることを条件とすればよい。例えばステップS3の終了判定において、面間距離測定装置1が半回転したことを不図示の回転角検出センサで検知し、可動部3の移動に変動が生じないことを終了条件としてもよい。

0037

また、上記実施形態では、図3のステップS2で、全長算出値に変化があるか否を判定するとしたが、面101aにわずかな凹凸等があるときにも全長算出値は変化する。このような凹凸等による影響をなくすために、全長算出値が所定の範囲内にあるならば、全長算出値に変化はないものとして取り扱うようにしてもよい。

0038

また、上記実施形態では、可動部3を支持体2の軸S回りに回転不能としたが、可動部3を軸S回りに回転可能な構成としてもよい。例えば図1に示す構成において、接触式変位センサ6のプローブ6aの先端を、可動部3の基端面3bの中心に、軸S方向に一体的に移動するが、軸S回りには相対回転可能に接続するようにしてもよい。可動部3を支持体2の軸S回りに回転不能とする場合、面間距離測定装置1を一回転させるときに、作業者は手首動きを大きくする必要がある。それに対して、可動部3を支持体2の軸S回りに回転可能とする場合、面間距離測定装置1を一回転させるときに、可動部3と支持体2とが相対回転するので、作業者は手首を大きく動かさなくても済む。このように作業者が手首を動かす動作を減らすことにより、作業者のスキルに依存する部分を緩和して、ヒューマンエラーを減らすことができる。ただし、可動部3の回転角は、面101aに対して半回転以上させることを条件とする。

0039

また、上記実施形態では、バネ力により可動部3の接触点5を面101aに押し当てるようにしたが、面101a、101bが金属面であれば、可動部3、当接部材4に磁性を持たせることにより、面間距離測定装置1がずれ動かないようにしてもよい。

0040

[第2の実施形態]
図5図6を参照して、第2の実施形態を説明する。第2の実施形態では、面間距離測定装置1を用いた面間距離測定方法を変更した例を説明する。なお、面間距離測定装置1の構成は第1の実施形態で説明したとおりであり、ここではその説明を省略する。
第1の実施形態では、対向する二面101a、101bが平行であることを前提として、その間の最短距離を測定する例を説明したが、面101a、101bが平行でないこともある。

0041

第2の実施形態では、図5に示すように、平行でない二面101a、101b間の距離を測定することを想定したものである。ただし、二面101a、101b間の相対的な傾き、例えば面101aに対する面101bの傾きθは2β以内にあるものとする。

0042

図5に示すように、二面101a、101b間の距離を測定するとき、面間距離測定装置1を二面101a、101b間に挿入し、可動部3の先端面3aを面101aに面接触させ、当接部材4の頂点4aを面101bに接触させる。この状態では、面101aに対する面間距離測定装置1の傾きはβとなり、許容傾斜角内にある。また、二面101a、101b間の相対的な傾きが2β以内にあるので、面101bに対する面間距離測定装置1の傾きもβ以下となり、許容傾斜角内にある。
そして、可動部3の先端面3aを面101aに面接触させた状態を維持しながら、面間距離測定装置1を、可動部3の接触点5を中心として一回転させる。このとき、バネ6bのバネ力により、可動部3と支持体2とが軸S方向に相対的に移動し、当接部材4の頂点4aは面101bに接触しながら円状の軌跡を描く。

0043

本実施形態の場合、面間距離測定装置1を一回転させる間に、前述したように可動部3と支持体2とが軸S方向に相対的に移動するので、接触式変位センサ6により測定される可動部3の移動量が変化する。情報処理装置7は、変化する可動部3の移動量に基づいて、面間距離測定装置1の全長を順次算出し、その全長算出値を記録する。
図5に示すように、面間距離測定装置1を一回転させる間に、全長算出値として、可動部3の接触点5を頂点とし、当接部材4の頂点4aが描く軌跡を底面とする斜円錐の母線長さが測定されることになる。そして、図5において太線で示すように、母線長さのうち最短のものを、二面101a、101b間の距離として取り扱う。

0044

図6に、第2の実施形態において情報処理装置7が実行する処理を示す。
面間距離測定装置1を二面101a、101b間に挿入し、可動部3の先端面3aを面101aに面接触させ、当接部材4の頂点4aを面101bに接触させた状態にして、可動部3の先端面3aを面101aに面接触させた状態を維持しながら、面間距離測定装置1を、可動部3の接触点5を中心として一回転させる。例えば面間距離測定装置1を回転させ始めるときに、作業者が不図示のボタンを押下するようにしておき、そのボタン押下に応じて、図6のフローチャートが開始されるようにする。或いは、面間距離測定装置1が回転し始めたことを不図示の回転角検出センサで検知し、それに応じて、図6のフローチャートが開始されるようにしてもよい。

0045

ステップS11で、情報処理装置7は、接触式変位センサ6により測定される可動部3の移動量に基づいて、面間距離測定装置1の全長を算出し、その全長算出値を記録する。

0046

ステップS12で、情報処理装置7は、終了条件となったか否かを判定する。例えば面間距離測定装置1を一回転させ終えたときに、作業者が不図示のボタンを押下するようにしておき、そのボタン押下を終了条件とする。或いは、面間距離測定装置1が一回転したことを不図示の回転角検出センサで検知したことを終了条件としてもよい。

0047

ステップS13で、情報処理装置7は、ステップS11で記録した全長算出値のうち最短のものを、二面101a、101b間の距離の測定値として表示装置8に表示して、本フローチャートを終了する。

0048

以上、本発明を実施形態と共に説明したが、上記実施形態は本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
上記実施形態では、可動部3を円柱体としたが、軽量化を図るために、例えば先端面3aが開口する底付き円筒体としてもよい。
また、上記実施形態では、面間距離測定装置1に報知手段(情報処理装置7及び表示装置8)を設置する構成としたが、例えば報知手段を構成する情報処理装置及び表示装置を面間距離測定装置1とは別途設置しておき、接触式変位センサ6と通信可能とする形態としてもよい。この場合、接触式変位センサ6により測定される可動部3の移動量を通信で送出するようにし、それを受信した情報処理装置で二面101a、101b間の最短距離を求め、表示装置に表示する。
また、上記実施形態では、作業者が面間距離測定装置1を作業者が持ち上げると説明したが、三脚アームを利用して面間距離測定装置1を支持するようにしてもよい。

0049

1:面間距離測定装置
2:支持体
3:可動部
3a:先端面
4:当接部材
5:接触点
6:接触式変位センサ
6b:バネ
7:情報処理装置
8:表示装置

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