专利名称：气动测微计的测量头以及其制造方法
技术领域：
本发明涉及气动测微计(air micrometer)的测量头及其制造方法。
背景技术：
对于施加了高精度的精加工的工件，要求对其尺寸进行精密地测量，由此，应用将空气(air)作为测量介质对工件的尺寸进行测量的气动测微计。例如，对工件的内径进行测量的内径测量用的气动测微计具备测量头，该测量头具有插入到形成于被测量物的孔(被测量孔)中的测量元件，并构成为从在该测量元件的外周面形成的喷嘴口向被测量孔的内周面吹风，并根据与喷嘴口和被测量孔的内周面之间的间隙对应的空气的流量变化或者背压变化测量孔的内径、圆度等。 另外，在下述专利文献I中公开有能够在被测量孔中的轴向的多个部位同时进行内径的测量的气动测微计。图14中表示了示意性地表示专利文献I的气动测微计的说明图。该气动测微计的测量头具备测量元件117，该测量元件117被插入被测量孔，在该测量元件117的内部形成有多个沿着轴向延伸的纵向通道TfT3和多个沿着径向延伸的横向通道YfY3。多个纵向通道Tf T3绕测量元件117的轴心O在周向上隔开相等间隔地排列。多个横向通道YfY3在轴向上互不相同的位置A C形成于通过测量元件117的轴心O的直径线L1、L2、L3上，并在测量元件117的径向两侧面开口，从而形成喷嘴口 119。专利文献I :日本特开2009-150780号公报如图14 (a)所示,现有的气动测微计相对于一个棒状的测量元件117必须形成多个纵向通道Tf T3，因此需要复杂的孔加工，且制造所需的时间、费用也增大。特别是，对于多个纵向通道TfT3来说，必须以收纳在测量元件117的有限的横截面积内的方式形成，因此其数量越多加工越困难。另外，如图14 (b)所示，多个纵向通道Tf T3分别形成于从测量元件的轴心O偏心的位置，因此，从各纵向通道Tf T3沿径向一侧延伸的横向通道Yf Y3与沿径向另一侧延伸的横向通道Yf Y3形成相互不同的长度al、a2。因此，通过各横向通道Yf Y3而从喷嘴口 119喷出的空气的压力、流量等产生波动，这会对高精度的测量造成妨碍。另外，一般对于这种气动测微计来说，在轴向的各部位A C，喷嘴口 119的数量越多则越能够进行高精度的测量，但在图14所示的气动测微计中，纵向通道Tf T3从测量元件117的轴心O偏心地形成，因此在轴向的各部位A C中，在一个直径线Lf L3上仅能够形成两条的横向通道YfY3，且喷嘴口 119的数量也是最大为两个。因此，增加喷嘴口 119从而提高测量精度的情况实质上不可能。
发明内容
本发明的目的在于提供制造容易、且能够进行高精度的测量的气动测微计的测量头以及其制造方法。(I)本发明是气动测微计的测量头，其中，测量元件插入被测量孔，在该测量元件的内部形成有多个纵向通道，这些纵向通道沿着轴向延伸；多个横向通道，这些横向通道在上述测量元件的轴向的多个部位沿着径向延伸并与上述各纵向通道连通，并且在上述测量元件的外表面开口，其特征在于，上述测量元件由呈同心状配置并且沿径向重合的多个管构成，上述纵向通道形成于径向的最内侧的管的中心、以及相互重合的管之间。本发明的测量头的测量元件由呈同心状配置并且沿径向重合的多个管构成，且纵向通道形成于径向的最内侧的管的中心、以及相互重合的管之间。因此，任意的纵向通道都以测量元件的轴心为中心形成，且距测量元件的外表面的间距为恒定。因此，能够将从各纵向通道向径向外侧延伸的多个横向通道相互形成为相同的长度，从而能够抑制从该多个横向通道吹出的空气的压力等产生波动，能够进行高精度的测量。
另外，在相互重合的管之间形成的纵向通道能够例如通过在两个管之间形成间隙、槽而构成。因此，不需要相对于测量元件为了形成纵向通道而进行复杂的加工，从而能够容易低进行测量头的制造。(2)优选在相互重合的两个管之间形成的所述纵向通道，由在上述两个管中的径向内侧的管的外周面形成的槽构成。这样，通过在径向内侧的管的外周面形成构成纵向通道的槽，与在径向外侧的管的内周面形成上述槽的情况相比能够容易进行加工。因此，相对于测量元件能够更加容易地形成纵向通道。(3)优选上述槽形成于上述管的整周。根据这样的结构，能够充分地确保纵向通道的通道面积，并且无论在周向的任何位置均能够使横向通道与纵向通道连通。因此，能够增加形成横向通道的位置的自由度，并且也能够容易与横向通道的数量的增量对应。另外，与上述槽为沿轴向延伸的细槽的情况相比能够容易进行加工。(4)优选上述横向通道在上述测量元件的轴向的各部位，形成于在上述测量元件的轴心上相互交叉的两条以上的直径线上，并且在上述测量元件的外表面的周向的四个部位以上开口。本发明的测量元件的作用如下由于任意的纵向通道均以测量元件的轴心为中心形成，所以在通过测量元件的轴心的两条以上的直径线上形成横向通道，并使横向通道在测量元件的外表面中的周向的四个部位以上开口，从而能够从各开口吹出空气进行测量。因此，能够进行精度更加高的测量。(5)优选形成于上述测量元件的至少一个横向通道横跨相互重合的两个管形成，并在上述两个管的对置的周面的至少一方形成有与横向通道连通的圆周槽。根据这样的结构，即便相互重合的两个管在周向错位，也能够横跨上述两个管形成横向通道。(6)优选至少一组的相互重合的两个管通过过盈配合而被嵌合。根据这样的结构，即便不使用密封部件也能够保持在上述两个管之间形成的纵向通道的气密性，由此能够减少部件件数，并能够实现构造的简单化以及制造的容易化。(7)优选通过过盈配合而相互嵌合的两个管由热膨胀系数不同的材料形成。根据这样的结构，通过对通过过盈配合而嵌合的两个管进行加热或者冷却能够容易分解。因此，能够更换分解的管的一方。(8)上述测量元件安装于空气供给部件，该空气供给部件具有用于安装上述测量元件的安装孔和为了将空气供给至上述纵向通道而在上述安装孔的内表面开口的空气供给通道，优选所述测量元件相对于上述安装孔通过过盈配合而被嵌合。根据该结构，在形成于空气供给部件的安装孔通过过盈配合嵌合有测量元件，因此即便不在两者之间设置密封部件也能够保持气密性，从而能够防止从空气供给通道流向纵向通道的空气的泄漏。(9)优选上述空气供给部件与构成上述测量部件的径向最外侧的管由热膨胀系数不同的材料形成。 根据这样的结构，通过对空气供给部件与测量元件进行冷却或者加热能够容易分解两者。因此，在测量元件损伤等的情况下，能够从空气供给部件拆卸测量元件，从而更换新的测量元件。(10)本发明的气动测微计的测量头的制造方法的特征在于，通过使多个管呈同心状配置并使其沿径向重合而形成测量元件，该测量元件插入被测量孔，将多个管中的至少一组的相互重合的两个管通过过盈配合而嵌合，在这两个管之间形成使空气流通的纵向通道。根据该结构，在通过过盈配合而被相互嵌合的两个管之间形成有纵向通道，因此不需要为了保持该纵向通道的气密性而在两个管之间的嵌合面设置密封部件，从而能够降低部件件数，并且能够实现构造的简单化以及制造的容易化。根据本发明的气动测微计的测量头，能够实现制造容易且能够进行高精度的测量的气动测微计的测量头。
图I是表示本发明的第一实施方式所涉及的气动测微计的测量头的侧视图。图2是图I所示的测量头的侧剖视图。图3是图2中的III部的放大剖视图。图4是图2中的IV部的放大剖视图。图5是图2中的V部的放大剖视图。图6是图2中的VI - VI向视剖视图。图7是图2中的VII - YD向视剖视图。图8是图2中的VDI - VDI向视剖视图。图9是表示本发明的第二实施方式所涉及的气动测微计的测量头的侧剖视图。图10是图9中的X部的放大剖视图。图11是图9中的XI部的放大剖视图。图12是图9中的ΧΠ - ΧΠ向视剖视图。图13是图9中的XIII- XIII向视剖视图。图14是示意性地表示现有技术的说明图。
附图标记的说明10…气动测微计；13…测量头；16…主体部(空气供给部件)；17…测量元件；19···喷嘴口 ；29…安装孔；34…圆周槽；38…通道形成槽；42…圆周槽；44…通道形成槽第一管；P2…第二管；P3…第三管；TL···第一纵向通道；T2…第二纵向通道；Τ3…第三纵向通道；Υ1···第一横向通道；Υ2···第二横向通道；Υ3…第三横向通道。
具体实施例方式[第一实施方式]图I是表示本发明的第一实施方式所涉及的气动测微计10的测量头13的侧视图。气动测微计10具备空气供给源11、测量部12、测量头13，并通过空气配管14连接空气供给源11与测量部12以及测量部12与测量头13。而且，以如下方式构成由空气供给 源11生成的空气(压缩空气)经由空气配管14被供给至测量部12以及测量头13，并利用测量部12测量从测量头13吹出的空气的流量变化或者背压变化，从而测量被测量物W中的规定的尺寸。为了测量形成于被测量物W的孔(被测量孔)Wh的内径、圆度等而使用本实施方式的气动测微计10。<测量头13的结构>测量头13具备主体部16，其从空气供给源11接受空气的供给；测量元件17，其被插入被测量物W的被测量孔Wh，并且朝向被测量孔Wh的内周面吹出空气。主体部16形成为以轴心O为中心的大致圆柱形状，并在其外周面安装有供空气配管14连接的三个接头(第一接头 第三接头)J3。因此，以三个系统对主体部16供给空气。另外，在主体部16的内部，形成有用于将空气供给至测量元件17的第一空气供给通道Rf第三空气供给通道R3 (参照图2)。测量元件17设置为与主体部16同心状，并从主体部16的轴向一端面突出。测量元件17形成为大致圆柱形状，并且在其外周面形成有用于吹出空气的喷嘴口 19。在本实施方式的测量元件17中，在轴向上分离的三个部位(第一轴向位置 第三轴向位置)A飞分别形成有多个喷嘴口 19，能够在该三个部位A C同时地测量被测量孔Wh的尺寸。图2是图I所示的测量头13的侧剖视图。在测量头13的测量元件17的内部，形成有沿着轴心O延伸的多个纵向通道Tf T3和与各纵向通道Tf T3连通并沿径向延伸的多个横向通道Yf Y3。纵向通道Tf T3以与三个系统的第一空气供给通道Rf第三空气供给通道R3对应的方式为三条。以下，将这些三条纵向通道Tf T3分别称作第一纵向通道Tl、第二纵向通道T2、第三纵向通道T3。另外，横向通道Yf Y3形成于第一轴向位置k 第三轴向位置C。各横向通道Yf Y3在测量元件17的外周面开口，且该开口成为上述的喷嘴口 19。另外，各轴向位置A C的横向通道YfY3分别与第一纵向通道Tf第三纵向通道T3连通。<测量元件17的结构>测量元件17由配置为同心状并且在径向重合的多个管构成。具体而言，本实施方式的测量元件17由三个管PfP3构成。在以下的说明中，将三个管从径向内侧起称作第一管P1、第二管P2、第三管P3。第一管Pl具有遍及测量头13的全长的轴向的长度。在第一管Pl的中心形成有第一纵向通道Tl。利用密封栓塞22封闭该第一纵向通道Tl的前端部(图2中的右端部)和基端部(图2中的左端部)，从而防止来自该端部的空气泄漏。在第一管Pl中的基端侧的大致2/3左右的范围内，形成有外径小的小径部24。而且，在该小径部24的前端侧经由台阶部25形成有外径大的大径部26。在第一管Pl的小径部24通过嵌合安装有第二管P2。第二管P2具有比第一管Pl的小径部24的外径略小的内径和与大径部26的外径大致相同的外径。另外，第二管P2形成为与第一管Pl的小径部24大致相同的轴向长度。而且，该第二管P2相对于第一管Pl的小径部24通过过盈配合而被嵌合。S卩，在使第二管P2热膨胀或者使第一管Pl热收缩的状态下，将第 一管Pl的小径部24插入第二管P2的内部，并恢复至常温，由此使两者以具有过盈量的方式嵌合。因此，第一管Pl与第二管P2除了后述的通道形成槽38之外无间隙地密合，从而保持气密性。配置于测量元件17的径向的最外侧的第三管P3，一体地形成于主体部16。而且，通过嵌合而实现了一体化的第一管Pl以及第二管P2与第三管P3的筒内和形成于主体部16的安装孔29嵌合。具体而言，第一管Pl以及第二管P2通过间隙配合或者过渡配合嵌合于第三管P3以及主体部16的安装孔29。第一管Pl以及第二管P2与第三管P3以及安装孔29之间通过在轴向的适当的位置设置的O型圈等的密封部件30来保持气密性。此外，对于测量元件17而言，在前端侧的第一轴向位置A，第一管Pl与第三管P3在径向相互重合；在第二轴向位置B、第三轴向位置C，第一管Pl与第二管P2、以及第二管P2与第三管P3分别在径向重合。<第一纵向通道以及第一横向通道的结构>如图2所示，在第一管Pl的中心形成的第一纵向通道Tl至少具有从第一空气供给通道Rl到第一轴向位置A的轴向长度。第一纵向通道Tl的基端侧(左端侧)经由在第一管Pl以及第二管P2沿径向形成的连接通道31与第一空气供给通道Rl连通。在测量元件17的第一轴向位置A，形成有沿径向延伸并且与第一纵向通道Tl连通的第一横向通道Y1。如图3以及图6所示，第一横向通道Yl沿着测量元件17的通过轴心O的直径线LI、L2形成。在本实施方式的测量元件17中，沿着相互正交的两条直径线LI、L2形成有从第一纵向通道Tl向径向外侧延伸的四条第一横向通道H。另外，由于第一纵向通道Tl以测量元件17的轴心O为中心形成，所以从第一纵向通道Tl向径向外侧延伸的四条第一横向通道Yl相互形成为相同的长度。另外，各第一横向通道Yl由形成于第一管Pl的径内部分Yla与形成于第三管P3的径外部分Ylb构成，横跨第一管Pl与第三管P3地形成。第一横向通道Yl中的径内部分Yla形成为比径外部分Ylb稍微大径。另外，在第一管Pl的外周面整周形成有比径内部分Yla在轴向上宽度宽的圆周槽34。通过该圆周槽34使第一横向通道Yl中的径内部分Yla与径外部分Ylb相互连通。在未形成有这样的圆周槽34的情况下，要求径内部分Yla与径外部分Ylb无论在轴向上还是在周向上均严密地对位，但通过形成圆周槽34，即便径内部分Yla与径外部分Ylb在轴向或者周向上稍微发生位置偏离，也能够使两部分Yla、Ylb相互连通。第一横向通道Yl在第三管P3的外周面开口，且该开口成为喷嘴口 19。在本实施方式中，在相互正交的两条直径线L1、L2上形成有四条第一横向通道Y1，因此，在第一横向位置A，在第三管P3的外周面以90°间隔形成有合计四个喷嘴口 19。而且，如图2所示，从第一接头Jl经由第一空气供给通道Rl以及连接通道31供给至第一纵向通道Tl的空气，通过四条第一横向通道Yl从四个喷嘴口 19喷出，并吹向被测量孔Wh的内周面。此外，从喷嘴口 19至被测量孔Wh的内周面的距离为数十μπι。如图6所示，在喷嘴口 19的周围形成有环状槽36。另外，在环状槽36的一侧部重复地形成有长槽37。如图I所示，该长槽37遍及第三管Ρ3的长度方向的大部分地沿轴向延伸。环状槽36以及长槽37是用于将从喷嘴口 19吹出的空气向被测量孔Wh的外侧释放的部件。另外，如图3所示，在第一横向通道Yl的轴向两侧设置有由O型圈构成的密封部件30，从而防止空气从径内部分Yla与径外部分Ylb之间泄漏。<第二纵向通道以及第二横向通道的结构>如图2所示，在第一管Pl的小径部24的外周面，形成有用于形成第二纵向通道Τ2 的通道形成槽38。该通道形成槽38具有遍及第二空气供给通道R2与第二轴向位置B之间的轴向长度，并且形成于第一管Pl的小径部24的整周。而且，通过使第一管Pl的小径部24与第二管Ρ2重合，从而形成被通道形成槽38与第二管Ρ2的内周面围成的第二纵向通道Τ2。因此，第二纵向通道Τ2被设为以测量元件17的轴心O为中心且在第一管Pl与第二管Ρ2之间形成的圆筒形状的通道(参照图7)。第二纵向通道Τ2的基端侧(左端侧)经由形成于第二管Ρ2的连接通道39而与第二空气供给通道R2连通。在测量元件17的第二轴向位置B，形成有沿径向延伸并且与第二纵向通道Τ2连通的第二横向通道Υ2。如图4以及图7所示，第二横向通道Υ2沿着通过测量元件17的轴心O的直径线LI、L2形成。在本实施方式中，沿着相互正交的两条直径线LI、L2形成有从第二纵向通道Τ2向径向外侧延伸的四条第二横向通道Υ2。另外，由于第二纵向通道Τ2以测量元件17的轴心O为中心形成，所以从第二纵向通道Τ2向径向外侧延伸的四条第二横向通道Υ2相互形成为相同的长度。各第二横向通道Υ2由形成于第二管Ρ2的径内部分Y2a和形成于第三管Ρ3的径外部分Y2b构成，横跨第二管P2与第三管P3地形成。第二横向通道Y2中的径内部分Y2a形成为比径外部分Y2b略微大径。另外，在第二管P2的外周面整周形成有比径内部分Y2a在轴向上宽度宽的圆周槽42。通过该圆周槽42使第二横向通道Y2中的径内部分Y2a与径外部分Y2b相互连通。另外,通过该圆周槽42,即便径内部分Y2a与径外部分Y2b在轴向或者周向上稍微发生位置偏离，也能够使两部分Y2a、Y2b相互连通。第二横向通道Y2在第三管P3的外周面开口，且该开口成为喷嘴口 19。在本实施方式中，在相互正交的两条直径线L1、L2上形成有四条第二横向通道Y2，因此，在第二横向位置B，在第三管P3的外周面以90°间隔形成有合计四个喷嘴口 19。而且，如图2所示，从第二接头J2经由第二空气供给通道R2以及连接通道39供给至第二纵向通道T2的空气，通过四条第二横向通道Y2从四个喷嘴口 19喷出，并吹向被测量孔Wh的内周面。<第三纵向通道以及第三横向通道的结构>如图2所示，在第二管P2的外周面，形成有用于形成第三纵向通道T3的通道形成槽44。该通道形成槽44具有遍及第三空气供给通道R3与第三轴向位置C之间的轴向长度，并且形成于第二管P2的整周。而且，通过使第二管P2与第三管P3重合而形成被通道形成槽44与第三管P3的内周面(以及安装孔29的内周面)围成的第三纵向通道T3。因此，第三纵向通道T3成为以测量元件17的轴心O为中心而形成在第二管P2与第三管P3之间的圆筒形状的通道(参照图8)。另外，第三纵向通道T3的基端侧(左端侧)与第三空气供给通道R3连通。在测量元件17的第三轴向位置C，形成有沿径向延伸并且与第三纵向通道T3连通的第三横向通道Y3。如图5以及图8所示，第三横向通道Y3沿着通过测量元件17的轴心O的直径线LI、L2形成。在本实施方式中，沿着相互正交的两条直径线LI、L2形成有从第三纵向通道T3向径向外侧延伸的四条第三横向通道Y3。另外，由于第三纵向通道T3以测量元件17的轴心O为中心形成，所以从第三纵向通道T3向径向外侧延伸的四条第三横向通道Y3相互形成为相同的长度。第三横向通道Y3相对于第三管P3形成，并在该第三管P3的外周面开口，且该开口成为喷嘴口 19。在本实施方式中，在相互正交的两条直径线L1、L2上形成有四条第三横向通道Y3，因此，在第三横向位置C，在第三管P3的外周面以90°间隔形成有合计四个喷嘴 口 19。而且，如图2所示，从第三接头J3经由第三空气供给通道R3供给至第三纵向通道T3的空气通过第三横向通道Y3从四个喷嘴口 19喷出，并吹向被测量孔Wh的内周面。具有以上的结构的气动测微计10，测量元件17通过使第一管Pf第三管P3呈同心状并且沿径向重合而构成，且在第一管Pl的中心以及第一管Pf第三管P3的各个之间形成有多个纵向通道Tf T3。因此，多个纵向通道Tf T3均以测量元件17的轴心O为中心形成，且不论在周向的任何位置均能够将从各纵向通道Tf T3到测量元件17的外周面的距离设为恒定。因此，在各轴向位置A C，能够将从各纵向通道TfT3向径向外侧延伸的多个横向通道Yf Y3相互形成为相同的长度，从而能够防止从各纵向通道Tf T3经由多个横向通道YfY3吹向被测量孔Wh的空气的压力等产生波动，能够实现高精度的测量。另外，在如现有技术那样、相对于由一个棒状的部件构成的测量元件17而并排形成多个纵向通道的情况下，需要非常复杂的孔加工，但通过如本实施方式的测量元件17那样使多个管Pf P3沿径向重合，能够利用各管Pf P3的间隙(槽)形成纵向通道。因此，能够容易地相对于测量元件17形成多个纵向通道。另外，形成第二纵向通道T2的通道形成槽38形成于相互重合的第一管Pl与第二管P2中的、位于径向内侧的第一管Pl的外周面。与此相反，也能够相对于位于径向外侧的第二管P2的内周面形成通道形成槽38，但在该情况下，由于成为相对于管P2的内周面的加工所以加工较困难。因此，通过在径向内侧的第一管Pl的外周面形成通道形成槽38能够容易地形成第二纵向通道T2。同样地，构成第三纵向通道T3的通道形成槽44形成于相互重合的第二管P2与第三管P3中的、位于径向内侧的第二管P2的外周面。因此，该通道形成槽44的加工较容易，从而能够容易地形成第三纵向通道T3。另外，由于第二纵向通道T2以及第三纵向通道T3以测量元件17的轴心O为中心形成在整周，所以无论从周向的任何位置均能够形成向径向外侧延伸的横向通道Y2、Y3。因此，能够增加形成横向通道Υ2、Υ3的位置的自由度，并且在增加横向通道Υ2、Υ3的数量的情况下也能够容易地应对。另外，由于第一管Pl与第二管Ρ2通过过盈配合紧密地嵌合，所以在两者之间不需要密封部件30。因此，能够减少部件件数，并且，能够实现测量元件17的构造的简单化以及制造的容易化。此处，对通过过盈配合而嵌合的第一管Pl与第二管P2的材质进行说明。第一管Pl的材质能够由通过烧结而形成的单一的部件(烧结体)等形成。例如，能够将第一管Pl的材质设为普通耐磨损用硬质合金(Vio、V20、V30)或者陶瓷(氧化铝、氧化钴)。在硬质合金的情况下，其热膨胀系数为5飞X10_6/°C，氧化铝为8X10_6/°C，氧化钴为
10.4Χ1(Γ6/。。。与此相对，第二管Ρ2的材质例如为奥氏体类不锈钢(SUS303、SUS304)、合金工具钢(SKS3、SKD11)、或者高速工具钢。在SUS303的情况下，其热膨胀系数为17. 2X10_6/°C， SUS304 为 17. 3X IO^V0C, SKS3 为 14X1(T6/。。，SKDll 为 12. 2X1(T6/°C。这样，第二管 P2由热膨胀系数比第一管Pl大的材质构成。其中，热膨胀系数的各值是在Γ ΟΟ 的情况下的值。因此，在通过过盈配合嵌合第一管Pl与第二管P2的情况下，通过加热第二管P2并使其膨胀能够将第一管Pl安装于第二管P2的内侧。另外，第一管Pl与第二管P2能够分解。即，通过对一体化的第一管Pl与第二管P2进行加热，由于第二管P2比第一管Pl程度大地膨胀，所以能够容易地将两管分解。因此，能够更换第一管Pl与第二管P2中的任一方。此外，第一管Pl与第二管P2也可以由相同的材质形成。但是，由于在该情况下，在分解第一管Pl与第二管P2时，难以使两者之间具有热膨胀系数差，所以优选由具有不同的热膨胀系数的材质形成。另外，第三管P3的材质不做特别限定，也可以使用与第二管P2相同材质(例如工具钢(SKS3、SKD4))的材料。[第二实施方式]图9是表示本发明的第二实施方式所涉及的气动测微计10的测量头13的侧剖视图。对于本实施方式的测量头13而言，测量元件17由呈同心状配置并且沿径向重合的两个管(第一管Pl与第二管P2)构成。另外，在测量元件17的外周面，在轴向的两处(第一轴向位置A以及第二轴向位置B)形成有喷嘴口 19。并且，测量元件17形成为与主体部16分体，并在形成于该主体部16的安装孔29安装测量元件17。因此，在本实施方式中，对实质上通过测量元件17构成测量头13，且该测量元件17被安装于具有空气供给通道R1、R2的主体部(空气供给部件)16的情况进行说明。在主体部16安装有供空气配管14连接的接头Jl、J2，并形成有与该接头Jl、J2连通的空气供给通道Rl、R2。测量元件17具有第一管Pl和在该第一管Pl的外周嵌合的第二管P2。而且，在第一管Pl的中心形成有第一纵向通道Tl，且在第一管Pl与第二管P2之间形成有第二纵向通道T2。另外，在第一轴向位置A与第二轴向位置B，分别形成有横向通道Y1、Y2和喷嘴口19。第一管Pl与第二管Ρ2通过间隙配合或者过渡配合而被嵌合。而且，在两者之间的轴向的适当部位设置有由O型圈构成的密封部件46。另外，通过密封栓塞22将形成于第一管Pl的第一纵向通道Tl的前端侧与基端侧阻塞。第一纵向通道Tl的基端侧经由连接通道31与第一空气供给通道Rl连通。
如图10以及图12所示，第一横向通道Yl形成在通过测量元件17的轴心O并相互正交的两条直径线L1、L2上。因此，形成有从第一纵向通道Tl向径向外侧延伸的四条第一横向通道Y1，且该第一横向通道Yl在第二管P2的外周面开口，从而以90°间隔形成有四个喷嘴口 19。四条第一横向通道Yl相互形成为相同的长度。另外，第一横向通道Yl由形成于第一管Pl的径内部分Yla与形成于第二管P2的径外部分Ylb构成，且横跨第一管Pl与第二管P2地形成。另外，在第一管Pl的外周面，形成有圆周槽34。通过该圆周槽34，径内部分Yla与径外部分Ylb相互连通。在第二管P2的外周面形成有多个长槽37。
如图9所示，在第一管Pl的外周面，形成有用于形成第二纵向通道T2的通道形成槽38。该通道形成槽38具有遍及第二空气供给通道R2与第二轴向位置B之间的轴向长度，并且形成于第一管Pl的外周面的整周。而且，通过使第一管Pl与第二管P2重合从而形成被通道形成槽38与第二管P2的内周面之间围成的第二纵向通道T2。因此，第二纵向通道T2被设为以测量元件17的轴心O为中心，且在第一管Pl与第二管P2之间形成的圆筒状的通道(参照图13)。如图11以及图13所示，第二横向通道Y2形成在通过测量元件17的轴心O并相互正交的两条直径线L1、L2上。因此，形成有从第二纵向通道T2向径向外侧延伸的四条第二横向通道Y2，且该第二横向通道Y2在第二管P2的外周面开口，从而以90°间隔形成有四个喷嘴口 19。另外，第二横向通道Y2仅在第二管P2形成。另外，四条第二横向通道Y2相互形成为相同的长度。如上述那样，测量元件17的第二管P2相对于主体部16的安装孔29通过过盈配合而被嵌合。即，如图9所示，在使主体部16热膨胀或者使第二管P2热收缩的状态下，将第二管P2插入主体部16的安装孔29，并恢复至常温，从而使两者以具有过盈量的方式嵌合。因此，主体部16与测量元件17无间隙地密合，从而保持气密性。因此，在主体部16的安装孔29与第二管P2之间不需要设置密封部件，从而能够减少部件件数，并且，能够实现构造的简单化以及制造的容易化。另外，优选主体部16与第二管P2由热膨胀系数不同的材质形成。第二管P2例如能够由上述的普通耐磨损用硬质合金、陶瓷等形成。主体部16能够由热膨胀系数比第二管P2大的材料，例如上述的不锈钢、合金工具钢、高速工具钢等形成。而且，在分解主体部16与测量元件17时，能够通过对主体部16进行加热使其热膨胀来容易地将测量元件17拆卸。因此，在测量元件17因使用而发生损伤的情况下，能够容易地更换该测量元件17。第二实施方式中的其他作用效果与第一实施方式大致相同。本发明不限定为上述实施方式，能够在权利要求书中记载的发明的范围内适当地变更。例如，测量元件17的各轴向位置A C的横向通道的数量、喷嘴口的数量不限定于四个，能够形成为比上述多或者比上述少。例如，能够在通过测量元件17的轴心O、以相互相等角度交叉的三条以上的直径线上形成横向通道。在该情况下，由于横向通道的条数为六条以上，喷嘴口 19的数量为六个以上，所以能够进行更加高精度的测量。另外，不限定测量元件17在轴向的三个部位(第一实施方式)或者两个部位(第二实施方式)同时进行测量，也可以在轴向的四个部位同时进行测量。在该情况下，只要使与测量部位的数量对应的数量的管沿径向重合即可。在上述的第一实施方式、第二实施方式中，对于在沿径向重合的两个管之间形成的纵向通道而言，通过在至少一方的管的周面的整周形成的通道形成槽而构成，但是该通道形成槽例如也能够由周向上的多个细槽构成。另外，在图2所示的测量元件17中，第二管P2也可以形成为与第一管Pl相同的长度，也可以在测量元件17的前端侧也与第一管 Pl以及第三管P3在径向上重合。
权利要求
1.一种气动测微计的测量头，其中，测量元件插入被测量孔，在该测量元件的内部形成有多个纵向通道，这些纵向通道沿着轴向延伸；多个横向通道，这些横向通道在所述测量元件的轴向的多个位置沿着径向延伸并与所述各纵向通道连通，并且在所述测量元件的外表面开口，其特征在于， 所述测量元件由呈同心状配置并且沿径向重合的多个管构成， 所述纵向通道形成于径向的最内侧的管的中心、以及相互重合的管之间。
2.根据权利要求I所述的气动测微计的测量头，其特征在于， 在相互重合的两个管之间形成的所述纵向通道，由在所述两个管中的径向内侧的管的外周面形成的槽构成。
3.根据权利要求2所述的气动测微计的测量头，其特征在于， 所述槽形成于所述管的整周。
4.根据权利要求广3中任一项所述的气动测微计的测量头，其特征在于， 所述横向通道在所述测量元件的轴向的各部位，形成于在所述测量元件的轴心上相互交叉的两条以上的直径线上，并且在所述测量元件的外表面的周向的四个部位以上开口。
5.根据权利要求广3中任一项所述的气动测微计的测量头，其特征在于， 至少一个所述横向通道横跨相互重合的两个管而形成，并在所述两个管的对置的周面的至少一方形成有与所述横向通道连通的圆周槽。
6.根据权利要求Γ3中任一项所述的气动测微计的测量头，其特征在于， 至少一组的相互重合的两个管通过过盈配合而被嵌合。
7.根据权利要求6所述的气动测微计的测量头，其特征在于， 通过过盈配合而相互嵌合的两个管由热膨胀系数不同的材料形成。
8.根据权利要求Γ3中任一项所述的气动测微计的测量头，其特征在于， 所述测量元件安装于空气供给部件，该空气供给部件具有用于安装所述测量元件的安装孔；为了将空气供给至所述纵向通道而在所述安装孔的内表面开口的空气供给通道， 所述测量元件相对于所述安装孔通过过盈配合而被嵌合。
9.根据权利要求8所述的气动测微计的测量头，其特征在于， 所述空气供给部件与构成所述测量元件的径向最外侧的管由热膨胀系数不同的材料形成。
10.一种气动测微计的测量头的制造方法，其特征在于， 通过使多个管呈同心状配置并使其沿径向重合而形成测量元件，该测量元件插入被测量孑L 将多个管中的至少一组的相互重合的两个管通过过盈配合而嵌合， 在这两个管之间形成使空气流通的纵向通道。
全文摘要
本发明提供制造容易且能够进行高精度测量的气动测微计的测量头。对于气动测微计的测量头而言，测量元件插入被测量孔，在该测量元件的内部形成有多个纵向通道，这些纵向通道沿着轴向延伸；多个横向通道，这些横向通道在测量元件的轴向的多个部位沿着径向延伸并且与上述各纵向通道连通，并在测量元件的外表面开口。测量元件由呈同心状沿径向重合的多个管构成，且纵向通道形成于径向最内侧的管的中心、以及相互重合的管之间。
文档编号G01B13/10GK102967280SQ20121030924
公开日2013年3月13日 申请日期2012年8月27日 优先权日2011年8月29日
发明者山副博, 糸井正扩 申请人:株式会社日进制作所