專利名稱：氣動測微計的測量頭以及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及氣動測微計(air micrometer)的測量頭及其制造方法。
背景技術(shù)：
對于施加了高精度的精加工的工件，要求對其尺寸進(jìn)行精密地測量，由此，應(yīng)用將空氣(air)作為測量介質(zhì)對工件的尺寸進(jìn)行測量的氣動測微計。例如，對工件的內(nèi)徑進(jìn)行測量的內(nèi)徑測量用的氣動測微計具備測量頭，該測量頭具有插入到形成于被測量物的孔(被測量孔)中的測量元件，并構(gòu)成為從在該測量元件的外周面形成的噴嘴口向被測量孔的內(nèi)周面吹風(fēng)，并根據(jù)與噴嘴口和被測量孔的內(nèi)周面之間的間隙對應(yīng)的空氣的流量變化或者背壓變化測量孔的內(nèi)徑、圓度等。 另外，在下述專利文獻(xiàn)I中公開有能夠在被測量孔中的軸向的多個部位同時進(jìn)行內(nèi)徑的測量的氣動測微計。圖14中表示了示意性地表示專利文獻(xiàn)I的氣動測微計的說明圖。該氣動測微計的測量頭具備測量元件117，該測量元件117被插入被測量孔，在該測量元件117的內(nèi)部形成有多個沿著軸向延伸的縱向通道TfT3和多個沿著徑向延伸的橫向通道YfY3。多個縱向通道Tf T3繞測量元件117的軸心O在周向上隔開相等間隔地排列。多個橫向通道YfY3在軸向上互不相同的位置A C形成于通過測量元件117的軸心O的直徑線L1、L2、L3上，并在測量元件117的徑向兩側(cè)面開口，從而形成噴嘴口 119。專利文獻(xiàn)I :日本特開2009-150780號公報如圖14 (a)所示,現(xiàn)有的氣動測微計相對于一個棒狀的測量元件117必須形成多個縱向通道Tf T3，因此需要復(fù)雜的孔加工，且制造所需的時間、費(fèi)用也增大。特別是，對于多個縱向通道TfT3來說，必須以收納在測量元件117的有限的橫截面積內(nèi)的方式形成，因此其數(shù)量越多加工越困難。另外，如圖14 (b)所示，多個縱向通道Tf T3分別形成于從測量元件的軸心O偏心的位置，因此，從各縱向通道Tf T3沿徑向一側(cè)延伸的橫向通道Yf Y3與沿徑向另一側(cè)延伸的橫向通道Yf Y3形成相互不同的長度al、a2。因此，通過各橫向通道Yf Y3而從噴嘴口 119噴出的空氣的壓力、流量等產(chǎn)生波動，這會對高精度的測量造成妨礙。另外，一般對于這種氣動測微計來說，在軸向的各部位A C，噴嘴口 119的數(shù)量越多則越能夠進(jìn)行高精度的測量，但在圖14所示的氣動測微計中，縱向通道Tf T3從測量元件117的軸心O偏心地形成，因此在軸向的各部位A C中，在一個直徑線Lf L3上僅能夠形成兩條的橫向通道YfY3，且噴嘴口 119的數(shù)量也是最大為兩個。因此，增加噴嘴口 119從而提高測量精度的情況實(shí)質(zhì)上不可能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供制造容易、且能夠進(jìn)行高精度的測量的氣動測微計的測量頭以及其制造方法。(I)本發(fā)明是氣動測微計的測量頭，其中，測量元件插入被測量孔，在該測量元件的內(nèi)部形成有多個縱向通道，這些縱向通道沿著軸向延伸；多個橫向通道，這些橫向通道在上述測量元件的軸向的多個部位沿著徑向延伸并與上述各縱向通道連通，并且在上述測量元件的外表面開口，其特征在于，上述測量元件由呈同心狀配置并且沿徑向重合的多個管構(gòu)成，上述縱向通道形成于徑向的最內(nèi)側(cè)的管的中心、以及相互重合的管之間。本發(fā)明的測量頭的測量元件由呈同心狀配置并且沿徑向重合的多個管構(gòu)成，且縱向通道形成于徑向的最內(nèi)側(cè)的管的中心、以及相互重合的管之間。因此，任意的縱向通道都以測量元件的軸心為中心形成，且距測量元件的外表面的間距為恒定。因此，能夠?qū)母骺v向通道向徑向外側(cè)延伸的多個橫向通道相互形成為相同的長度，從而能夠抑制從該多個橫向通道吹出的空氣的壓力等產(chǎn)生波動，能夠進(jìn)行高精度的測量。
另外，在相互重合的管之間形成的縱向通道能夠例如通過在兩個管之間形成間隙、槽而構(gòu)成。因此，不需要相對于測量元件為了形成縱向通道而進(jìn)行復(fù)雜的加工，從而能夠容易低進(jìn)行測量頭的制造。(2)優(yōu)選在相互重合的兩個管之間形成的所述縱向通道，由在上述兩個管中的徑向內(nèi)側(cè)的管的外周面形成的槽構(gòu)成。這樣，通過在徑向內(nèi)側(cè)的管的外周面形成構(gòu)成縱向通道的槽，與在徑向外側(cè)的管的內(nèi)周面形成上述槽的情況相比能夠容易進(jìn)行加工。因此，相對于測量元件能夠更加容易地形成縱向通道。(3)優(yōu)選上述槽形成于上述管的整周。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，能夠充分地確?？v向通道的通道面積，并且無論在周向的任何位置均能夠使橫向通道與縱向通道連通。因此，能夠增加形成橫向通道的位置的自由度，并且也能夠容易與橫向通道的數(shù)量的增量對應(yīng)。另外，與上述槽為沿軸向延伸的細(xì)槽的情況相比能夠容易進(jìn)行加工。(4)優(yōu)選上述橫向通道在上述測量元件的軸向的各部位，形成于在上述測量元件的軸心上相互交叉的兩條以上的直徑線上，并且在上述測量元件的外表面的周向的四個部位以上開口。本發(fā)明的測量元件的作用如下由于任意的縱向通道均以測量元件的軸心為中心形成，所以在通過測量元件的軸心的兩條以上的直徑線上形成橫向通道，并使橫向通道在測量元件的外表面中的周向的四個部位以上開口，從而能夠從各開口吹出空氣進(jìn)行測量。因此，能夠進(jìn)行精度更加高的測量。(5)優(yōu)選形成于上述測量元件的至少一個橫向通道橫跨相互重合的兩個管形成，并在上述兩個管的對置的周面的至少一方形成有與橫向通道連通的圓周槽。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，即便相互重合的兩個管在周向錯位，也能夠橫跨上述兩個管形成橫向通道。(6)優(yōu)選至少一組的相互重合的兩個管通過過盈配合而被嵌合。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，即便不使用密封部件也能夠保持在上述兩個管之間形成的縱向通道的氣密性，由此能夠減少部件件數(shù)，并能夠?qū)崿F(xiàn)構(gòu)造的簡單化以及制造的容易化。(7)優(yōu)選通過過盈配合而相互嵌合的兩個管由熱膨脹系數(shù)不同的材料形成。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，通過對通過過盈配合而嵌合的兩個管進(jìn)行加熱或者冷卻能夠容易分解。因此，能夠更換分解的管的一方。(8)上述測量元件安裝于空氣供給部件，該空氣供給部件具有用于安裝上述測量元件的安裝孔和為了將空氣供給至上述縱向通道而在上述安裝孔的內(nèi)表面開口的空氣供給通道，優(yōu)選所述測量元件相對于上述安裝孔通過過盈配合而被嵌合。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，在形成于空氣供給部件的安裝孔通過過盈配合嵌合有測量元件，因此即便不在兩者之間設(shè)置密封部件也能夠保持氣密性，從而能夠防止從空氣供給通道流向縱向通道的空氣的泄漏。(9)優(yōu)選上述空氣供給部件與構(gòu)成上述測量部件的徑向最外側(cè)的管由熱膨脹系數(shù)不同的材料形成。 根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，通過對空氣供給部件與測量元件進(jìn)行冷卻或者加熱能夠容易分解兩者。因此，在測量元件損傷等的情況下，能夠從空氣供給部件拆卸測量元件，從而更換新的測量元件。(10)本發(fā)明的氣動測微計的測量頭的制造方法的特征在于，通過使多個管呈同心狀配置并使其沿徑向重合而形成測量元件，該測量元件插入被測量孔，將多個管中的至少一組的相互重合的兩個管通過過盈配合而嵌合，在這兩個管之間形成使空氣流通的縱向通道。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，在通過過盈配合而被相互嵌合的兩個管之間形成有縱向通道，因此不需要為了保持該縱向通道的氣密性而在兩個管之間的嵌合面設(shè)置密封部件，從而能夠降低部件件數(shù)，并且能夠?qū)崿F(xiàn)構(gòu)造的簡單化以及制造的容易化。根據(jù)本發(fā)明的氣動測微計的測量頭，能夠?qū)崿F(xiàn)制造容易且能夠進(jìn)行高精度的測量的氣動測微計的測量頭。


圖I是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式所涉及的氣動測微計的測量頭的側(cè)視圖。圖2是圖I所示的測量頭的側(cè)剖視圖。圖3是圖2中的III部的放大剖視圖。圖4是圖2中的IV部的放大剖視圖。圖5是圖2中的V部的放大剖視圖。圖6是圖2中的VI - VI向視剖視圖。圖7是圖2中的VII - YD向視剖視圖。圖8是圖2中的VDI - VDI向視剖視圖。圖9是表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式所涉及的氣動測微計的測量頭的側(cè)剖視圖。圖10是圖9中的X部的放大剖視圖。圖11是圖9中的XI部的放大剖視圖。圖12是圖9中的ΧΠ - ΧΠ向視剖視圖。圖13是圖9中的XIII- XIII向視剖視圖。圖14是示意性地表示現(xiàn)有技術(shù)的說明圖。
附圖標(biāo)記的說明10…氣動測微計；13…測量頭；16…主體部(空氣供給部件)；17…測量元件；19···噴嘴口 ；29…安裝孔；34…圓周槽；38…通道形成槽；42…圓周槽；44…通道形成槽第一管；P2…第二管；P3…第三管；TL···第一縱向通道；T2…第二縱向通道；Τ3…第三縱向通道；Υ1···第一橫向通道；Υ2···第二橫向通道；Υ3…第三橫向通道。
具體實(shí)施例方式[第一實(shí)施方式]圖I是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式所涉及的氣動測微計10的測量頭13的側(cè)視圖。氣動測微計10具備空氣供給源11、測量部12、測量頭13，并通過空氣配管14連接空氣供給源11與測量部12以及測量部12與測量頭13。而且，以如下方式構(gòu)成由空氣供給 源11生成的空氣(壓縮空氣)經(jīng)由空氣配管14被供給至測量部12以及測量頭13，并利用測量部12測量從測量頭13吹出的空氣的流量變化或者背壓變化，從而測量被測量物W中的規(guī)定的尺寸。為了測量形成于被測量物W的孔(被測量孔)Wh的內(nèi)徑、圓度等而使用本實(shí)施方式的氣動測微計10。<測量頭13的結(jié)構(gòu)>測量頭13具備主體部16，其從空氣供給源11接受空氣的供給；測量元件17，其被插入被測量物W的被測量孔Wh，并且朝向被測量孔Wh的內(nèi)周面吹出空氣。主體部16形成為以軸心O為中心的大致圓柱形狀，并在其外周面安裝有供空氣配管14連接的三個接頭(第一接頭 第三接頭)J3。因此，以三個系統(tǒng)對主體部16供給空氣。另外，在主體部16的內(nèi)部，形成有用于將空氣供給至測量元件17的第一空氣供給通道Rf第三空氣供給通道R3 (參照圖2)。測量元件17設(shè)置為與主體部16同心狀，并從主體部16的軸向一端面突出。測量元件17形成為大致圓柱形狀，并且在其外周面形成有用于吹出空氣的噴嘴口 19。在本實(shí)施方式的測量元件17中，在軸向上分離的三個部位(第一軸向位置 第三軸向位置)A飛分別形成有多個噴嘴口 19，能夠在該三個部位A C同時地測量被測量孔Wh的尺寸。圖2是圖I所示的測量頭13的側(cè)剖視圖。在測量頭13的測量元件17的內(nèi)部，形成有沿著軸心O延伸的多個縱向通道Tf T3和與各縱向通道Tf T3連通并沿徑向延伸的多個橫向通道Yf Y3。縱向通道Tf T3以與三個系統(tǒng)的第一空氣供給通道Rf第三空氣供給通道R3對應(yīng)的方式為三條。以下，將這些三條縱向通道Tf T3分別稱作第一縱向通道Tl、第二縱向通道T2、第三縱向通道T3。另外，橫向通道Yf Y3形成于第一軸向位置k 第三軸向位置C。各橫向通道Yf Y3在測量元件17的外周面開口，且該開口成為上述的噴嘴口 19。另外，各軸向位置A C的橫向通道YfY3分別與第一縱向通道Tf第三縱向通道T3連通。<測量元件17的結(jié)構(gòu)>測量元件17由配置為同心狀并且在徑向重合的多個管構(gòu)成。具體而言，本實(shí)施方式的測量元件17由三個管PfP3構(gòu)成。在以下的說明中，將三個管從徑向內(nèi)側(cè)起稱作第一管P1、第二管P2、第三管P3。第一管Pl具有遍及測量頭13的全長的軸向的長度。在第一管Pl的中心形成有第一縱向通道Tl。利用密封栓塞22封閉該第一縱向通道Tl的前端部(圖2中的右端部)和基端部(圖2中的左端部)，從而防止來自該端部的空氣泄漏。在第一管Pl中的基端側(cè)的大致2/3左右的范圍內(nèi)，形成有外徑小的小徑部24。而且，在該小徑部24的前端側(cè)經(jīng)由臺階部25形成有外徑大的大徑部26。在第一管Pl的小徑部24通過嵌合安裝有第二管P2。第二管P2具有比第一管Pl的小徑部24的外徑略小的內(nèi)徑和與大徑部26的外徑大致相同的外徑。另外，第二管P2形成為與第一管Pl的小徑部24大致相同的軸向長度。而且，該第二管P2相對于第一管Pl的小徑部24通過過盈配合而被嵌合。S卩，在使第二管P2熱膨脹或者使第一管Pl熱收縮的狀態(tài)下，將第 一管Pl的小徑部24插入第二管P2的內(nèi)部，并恢復(fù)至常溫，由此使兩者以具有過盈量的方式嵌合。因此，第一管Pl與第二管P2除了后述的通道形成槽38之外無間隙地密合，從而保持氣密性。配置于測量元件17的徑向的最外側(cè)的第三管P3，一體地形成于主體部16。而且，通過嵌合而實(shí)現(xiàn)了一體化的第一管Pl以及第二管P2與第三管P3的筒內(nèi)和形成于主體部16的安裝孔29嵌合。具體而言，第一管Pl以及第二管P2通過間隙配合或者過渡配合嵌合于第三管P3以及主體部16的安裝孔29。第一管Pl以及第二管P2與第三管P3以及安裝孔29之間通過在軸向的適當(dāng)?shù)奈恢迷O(shè)置的O型圈等的密封部件30來保持氣密性。此外，對于測量元件17而言，在前端側(cè)的第一軸向位置A，第一管Pl與第三管P3在徑向相互重合；在第二軸向位置B、第三軸向位置C，第一管Pl與第二管P2、以及第二管P2與第三管P3分別在徑向重合。<第一縱向通道以及第一橫向通道的結(jié)構(gòu)>如圖2所示，在第一管Pl的中心形成的第一縱向通道Tl至少具有從第一空氣供給通道Rl到第一軸向位置A的軸向長度。第一縱向通道Tl的基端側(cè)(左端側(cè))經(jīng)由在第一管Pl以及第二管P2沿徑向形成的連接通道31與第一空氣供給通道Rl連通。在測量元件17的第一軸向位置A，形成有沿徑向延伸并且與第一縱向通道Tl連通的第一橫向通道Y1。如圖3以及圖6所示，第一橫向通道Yl沿著測量元件17的通過軸心O的直徑線LI、L2形成。在本實(shí)施方式的測量元件17中，沿著相互正交的兩條直徑線LI、L2形成有從第一縱向通道Tl向徑向外側(cè)延伸的四條第一橫向通道H。另外，由于第一縱向通道Tl以測量元件17的軸心O為中心形成，所以從第一縱向通道Tl向徑向外側(cè)延伸的四條第一橫向通道Yl相互形成為相同的長度。另外，各第一橫向通道Yl由形成于第一管Pl的徑內(nèi)部分Yla與形成于第三管P3的徑外部分Ylb構(gòu)成，橫跨第一管Pl與第三管P3地形成。第一橫向通道Yl中的徑內(nèi)部分Yla形成為比徑外部分Ylb稍微大徑。另外，在第一管Pl的外周面整周形成有比徑內(nèi)部分Yla在軸向上寬度寬的圓周槽34。通過該圓周槽34使第一橫向通道Yl中的徑內(nèi)部分Yla與徑外部分Ylb相互連通。在未形成有這樣的圓周槽34的情況下，要求徑內(nèi)部分Yla與徑外部分Ylb無論在軸向上還是在周向上均嚴(yán)密地對位，但通過形成圓周槽34，即便徑內(nèi)部分Yla與徑外部分Ylb在軸向或者周向上稍微發(fā)生位置偏離，也能夠使兩部分Yla、Ylb相互連通。第一橫向通道Yl在第三管P3的外周面開口，且該開口成為噴嘴口 19。在本實(shí)施方式中，在相互正交的兩條直徑線L1、L2上形成有四條第一橫向通道Y1，因此，在第一橫向位置A，在第三管P3的外周面以90°間隔形成有合計四個噴嘴口 19。而且，如圖2所示，從第一接頭Jl經(jīng)由第一空氣供給通道Rl以及連接通道31供給至第一縱向通道Tl的空氣，通過四條第一橫向通道Yl從四個噴嘴口 19噴出，并吹向被測量孔Wh的內(nèi)周面。此外，從噴嘴口 19至被測量孔Wh的內(nèi)周面的距離為數(shù)十μπι。如圖6所示，在噴嘴口 19的周圍形成有環(huán)狀槽36。另外，在環(huán)狀槽36的一側(cè)部重復(fù)地形成有長槽37。如圖I所示，該長槽37遍及第三管Ρ3的長度方向的大部分地沿軸向延伸。環(huán)狀槽36以及長槽37是用于將從噴嘴口 19吹出的空氣向被測量孔Wh的外側(cè)釋放的部件。另外，如圖3所示，在第一橫向通道Yl的軸向兩側(cè)設(shè)置有由O型圈構(gòu)成的密封部件30，從而防止空氣從徑內(nèi)部分Yla與徑外部分Ylb之間泄漏。<第二縱向通道以及第二橫向通道的結(jié)構(gòu)>如圖2所示，在第一管Pl的小徑部24的外周面，形成有用于形成第二縱向通道Τ2 的通道形成槽38。該通道形成槽38具有遍及第二空氣供給通道R2與第二軸向位置B之間的軸向長度，并且形成于第一管Pl的小徑部24的整周。而且，通過使第一管Pl的小徑部24與第二管Ρ2重合，從而形成被通道形成槽38與第二管Ρ2的內(nèi)周面圍成的第二縱向通道Τ2。因此，第二縱向通道Τ2被設(shè)為以測量元件17的軸心O為中心且在第一管Pl與第二管Ρ2之間形成的圓筒形狀的通道(參照圖7)。第二縱向通道Τ2的基端側(cè)(左端側(cè))經(jīng)由形成于第二管Ρ2的連接通道39而與第二空氣供給通道R2連通。在測量元件17的第二軸向位置B，形成有沿徑向延伸并且與第二縱向通道Τ2連通的第二橫向通道Υ2。如圖4以及圖7所示，第二橫向通道Υ2沿著通過測量元件17的軸心O的直徑線LI、L2形成。在本實(shí)施方式中，沿著相互正交的兩條直徑線LI、L2形成有從第二縱向通道Τ2向徑向外側(cè)延伸的四條第二橫向通道Υ2。另外，由于第二縱向通道Τ2以測量元件17的軸心O為中心形成，所以從第二縱向通道Τ2向徑向外側(cè)延伸的四條第二橫向通道Υ2相互形成為相同的長度。各第二橫向通道Υ2由形成于第二管Ρ2的徑內(nèi)部分Y2a和形成于第三管Ρ3的徑外部分Y2b構(gòu)成，橫跨第二管P2與第三管P3地形成。第二橫向通道Y2中的徑內(nèi)部分Y2a形成為比徑外部分Y2b略微大徑。另外，在第二管P2的外周面整周形成有比徑內(nèi)部分Y2a在軸向上寬度寬的圓周槽42。通過該圓周槽42使第二橫向通道Y2中的徑內(nèi)部分Y2a與徑外部分Y2b相互連通。另外,通過該圓周槽42,即便徑內(nèi)部分Y2a與徑外部分Y2b在軸向或者周向上稍微發(fā)生位置偏離，也能夠使兩部分Y2a、Y2b相互連通。第二橫向通道Y2在第三管P3的外周面開口，且該開口成為噴嘴口 19。在本實(shí)施方式中，在相互正交的兩條直徑線L1、L2上形成有四條第二橫向通道Y2，因此，在第二橫向位置B，在第三管P3的外周面以90°間隔形成有合計四個噴嘴口 19。而且，如圖2所示，從第二接頭J2經(jīng)由第二空氣供給通道R2以及連接通道39供給至第二縱向通道T2的空氣，通過四條第二橫向通道Y2從四個噴嘴口 19噴出，并吹向被測量孔Wh的內(nèi)周面。<第三縱向通道以及第三橫向通道的結(jié)構(gòu)>如圖2所示，在第二管P2的外周面，形成有用于形成第三縱向通道T3的通道形成槽44。該通道形成槽44具有遍及第三空氣供給通道R3與第三軸向位置C之間的軸向長度，并且形成于第二管P2的整周。而且，通過使第二管P2與第三管P3重合而形成被通道形成槽44與第三管P3的內(nèi)周面(以及安裝孔29的內(nèi)周面)圍成的第三縱向通道T3。因此，第三縱向通道T3成為以測量元件17的軸心O為中心而形成在第二管P2與第三管P3之間的圓筒形狀的通道(參照圖8)。另外，第三縱向通道T3的基端側(cè)(左端側(cè))與第三空氣供給通道R3連通。在測量元件17的第三軸向位置C，形成有沿徑向延伸并且與第三縱向通道T3連通的第三橫向通道Y3。如圖5以及圖8所示，第三橫向通道Y3沿著通過測量元件17的軸心O的直徑線LI、L2形成。在本實(shí)施方式中，沿著相互正交的兩條直徑線LI、L2形成有從第三縱向通道T3向徑向外側(cè)延伸的四條第三橫向通道Y3。另外，由于第三縱向通道T3以測量元件17的軸心O為中心形成，所以從第三縱向通道T3向徑向外側(cè)延伸的四條第三橫向通道Y3相互形成為相同的長度。第三橫向通道Y3相對于第三管P3形成，并在該第三管P3的外周面開口，且該開口成為噴嘴口 19。在本實(shí)施方式中，在相互正交的兩條直徑線L1、L2上形成有四條第三橫向通道Y3，因此，在第三橫向位置C，在第三管P3的外周面以90°間隔形成有合計四個噴嘴 口 19。而且，如圖2所示，從第三接頭J3經(jīng)由第三空氣供給通道R3供給至第三縱向通道T3的空氣通過第三橫向通道Y3從四個噴嘴口 19噴出，并吹向被測量孔Wh的內(nèi)周面。具有以上的結(jié)構(gòu)的氣動測微計10，測量元件17通過使第一管Pf第三管P3呈同心狀并且沿徑向重合而構(gòu)成，且在第一管Pl的中心以及第一管Pf第三管P3的各個之間形成有多個縱向通道Tf T3。因此，多個縱向通道Tf T3均以測量元件17的軸心O為中心形成，且不論在周向的任何位置均能夠?qū)母骺v向通道Tf T3到測量元件17的外周面的距離設(shè)為恒定。因此，在各軸向位置A C，能夠?qū)母骺v向通道TfT3向徑向外側(cè)延伸的多個橫向通道Yf Y3相互形成為相同的長度，從而能夠防止從各縱向通道Tf T3經(jīng)由多個橫向通道YfY3吹向被測量孔Wh的空氣的壓力等產(chǎn)生波動，能夠?qū)崿F(xiàn)高精度的測量。另外，在如現(xiàn)有技術(shù)那樣、相對于由一個棒狀的部件構(gòu)成的測量元件17而并排形成多個縱向通道的情況下，需要非常復(fù)雜的孔加工，但通過如本實(shí)施方式的測量元件17那樣使多個管Pf P3沿徑向重合，能夠利用各管Pf P3的間隙(槽)形成縱向通道。因此，能夠容易地相對于測量元件17形成多個縱向通道。另外，形成第二縱向通道T2的通道形成槽38形成于相互重合的第一管Pl與第二管P2中的、位于徑向內(nèi)側(cè)的第一管Pl的外周面。與此相反，也能夠相對于位于徑向外側(cè)的第二管P2的內(nèi)周面形成通道形成槽38，但在該情況下，由于成為相對于管P2的內(nèi)周面的加工所以加工較困難。因此，通過在徑向內(nèi)側(cè)的第一管Pl的外周面形成通道形成槽38能夠容易地形成第二縱向通道T2。同樣地，構(gòu)成第三縱向通道T3的通道形成槽44形成于相互重合的第二管P2與第三管P3中的、位于徑向內(nèi)側(cè)的第二管P2的外周面。因此，該通道形成槽44的加工較容易，從而能夠容易地形成第三縱向通道T3。另外，由于第二縱向通道T2以及第三縱向通道T3以測量元件17的軸心O為中心形成在整周，所以無論從周向的任何位置均能夠形成向徑向外側(cè)延伸的橫向通道Y2、Y3。因此，能夠增加形成橫向通道Υ2、Υ3的位置的自由度，并且在增加橫向通道Υ2、Υ3的數(shù)量的情況下也能夠容易地應(yīng)對。另外，由于第一管Pl與第二管Ρ2通過過盈配合緊密地嵌合，所以在兩者之間不需要密封部件30。因此，能夠減少部件件數(shù)，并且，能夠?qū)崿F(xiàn)測量元件17的構(gòu)造的簡單化以及制造的容易化。此處，對通過過盈配合而嵌合的第一管Pl與第二管P2的材質(zhì)進(jìn)行說明。第一管Pl的材質(zhì)能夠由通過燒結(jié)而形成的單一的部件(燒結(jié)體)等形成。例如，能夠?qū)⒌谝还躊l的材質(zhì)設(shè)為普通耐磨損用硬質(zhì)合金(Vio、V20、V30)或者陶瓷(氧化鋁、氧化鈷)。在硬質(zhì)合金的情況下，其熱膨脹系數(shù)為5飛X10_6/°C，氧化鋁為8X10_6/°C，氧化鈷為
10.4Χ1(Γ6/。。。與此相對，第二管Ρ2的材質(zhì)例如為奧氏體類不銹鋼(SUS303、SUS304)、合金工具鋼(SKS3、SKD11)、或者高速工具鋼。在SUS303的情況下，其熱膨脹系數(shù)為17. 2X10_6/°C， SUS304 為 17. 3X IO^V0C, SKS3 為 14X1(T6/。。，SKDll 為 12. 2X1(T6/°C。這樣，第二管 P2由熱膨脹系數(shù)比第一管Pl大的材質(zhì)構(gòu)成。其中，熱膨脹系數(shù)的各值是在Γ ΟΟ 的情況下的值。因此，在通過過盈配合嵌合第一管Pl與第二管P2的情況下，通過加熱第二管P2并使其膨脹能夠?qū)⒌谝还躊l安裝于第二管P2的內(nèi)側(cè)。另外，第一管Pl與第二管P2能夠分解。即，通過對一體化的第一管Pl與第二管P2進(jìn)行加熱，由于第二管P2比第一管Pl程度大地膨脹，所以能夠容易地將兩管分解。因此，能夠更換第一管Pl與第二管P2中的任一方。此外，第一管Pl與第二管P2也可以由相同的材質(zhì)形成。但是，由于在該情況下，在分解第一管Pl與第二管P2時，難以使兩者之間具有熱膨脹系數(shù)差，所以優(yōu)選由具有不同的熱膨脹系數(shù)的材質(zhì)形成。另外，第三管P3的材質(zhì)不做特別限定，也可以使用與第二管P2相同材質(zhì)(例如工具鋼(SKS3、SKD4))的材料。[第二實(shí)施方式]圖9是表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式所涉及的氣動測微計10的測量頭13的側(cè)剖視圖。對于本實(shí)施方式的測量頭13而言，測量元件17由呈同心狀配置并且沿徑向重合的兩個管(第一管Pl與第二管P2)構(gòu)成。另外，在測量元件17的外周面，在軸向的兩處(第一軸向位置A以及第二軸向位置B)形成有噴嘴口 19。并且，測量元件17形成為與主體部16分體，并在形成于該主體部16的安裝孔29安裝測量元件17。因此，在本實(shí)施方式中，對實(shí)質(zhì)上通過測量元件17構(gòu)成測量頭13，且該測量元件17被安裝于具有空氣供給通道R1、R2的主體部(空氣供給部件)16的情況進(jìn)行說明。在主體部16安裝有供空氣配管14連接的接頭Jl、J2，并形成有與該接頭Jl、J2連通的空氣供給通道Rl、R2。測量元件17具有第一管Pl和在該第一管Pl的外周嵌合的第二管P2。而且，在第一管Pl的中心形成有第一縱向通道Tl，且在第一管Pl與第二管P2之間形成有第二縱向通道T2。另外，在第一軸向位置A與第二軸向位置B，分別形成有橫向通道Y1、Y2和噴嘴口19。第一管Pl與第二管Ρ2通過間隙配合或者過渡配合而被嵌合。而且，在兩者之間的軸向的適當(dāng)部位設(shè)置有由O型圈構(gòu)成的密封部件46。另外，通過密封栓塞22將形成于第一管Pl的第一縱向通道Tl的前端側(cè)與基端側(cè)阻塞。第一縱向通道Tl的基端側(cè)經(jīng)由連接通道31與第一空氣供給通道Rl連通。
如圖10以及圖12所示，第一橫向通道Yl形成在通過測量元件17的軸心O并相互正交的兩條直徑線L1、L2上。因此，形成有從第一縱向通道Tl向徑向外側(cè)延伸的四條第一橫向通道Y1，且該第一橫向通道Yl在第二管P2的外周面開口，從而以90°間隔形成有四個噴嘴口 19。四條第一橫向通道Yl相互形成為相同的長度。另外，第一橫向通道Yl由形成于第一管Pl的徑內(nèi)部分Yla與形成于第二管P2的徑外部分Ylb構(gòu)成，且橫跨第一管Pl與第二管P2地形成。另外，在第一管Pl的外周面，形成有圓周槽34。通過該圓周槽34，徑內(nèi)部分Yla與徑外部分Ylb相互連通。在第二管P2的外周面形成有多個長槽37。
如圖9所示，在第一管Pl的外周面，形成有用于形成第二縱向通道T2的通道形成槽38。該通道形成槽38具有遍及第二空氣供給通道R2與第二軸向位置B之間的軸向長度，并且形成于第一管Pl的外周面的整周。而且，通過使第一管Pl與第二管P2重合從而形成被通道形成槽38與第二管P2的內(nèi)周面之間圍成的第二縱向通道T2。因此，第二縱向通道T2被設(shè)為以測量元件17的軸心O為中心，且在第一管Pl與第二管P2之間形成的圓筒狀的通道(參照圖13)。如圖11以及圖13所示，第二橫向通道Y2形成在通過測量元件17的軸心O并相互正交的兩條直徑線L1、L2上。因此，形成有從第二縱向通道T2向徑向外側(cè)延伸的四條第二橫向通道Y2，且該第二橫向通道Y2在第二管P2的外周面開口，從而以90°間隔形成有四個噴嘴口 19。另外，第二橫向通道Y2僅在第二管P2形成。另外，四條第二橫向通道Y2相互形成為相同的長度。如上述那樣，測量元件17的第二管P2相對于主體部16的安裝孔29通過過盈配合而被嵌合。即，如圖9所示，在使主體部16熱膨脹或者使第二管P2熱收縮的狀態(tài)下，將第二管P2插入主體部16的安裝孔29，并恢復(fù)至常溫，從而使兩者以具有過盈量的方式嵌合。因此，主體部16與測量元件17無間隙地密合，從而保持氣密性。因此，在主體部16的安裝孔29與第二管P2之間不需要設(shè)置密封部件，從而能夠減少部件件數(shù)，并且，能夠?qū)崿F(xiàn)構(gòu)造的簡單化以及制造的容易化。另外，優(yōu)選主體部16與第二管P2由熱膨脹系數(shù)不同的材質(zhì)形成。第二管P2例如能夠由上述的普通耐磨損用硬質(zhì)合金、陶瓷等形成。主體部16能夠由熱膨脹系數(shù)比第二管P2大的材料，例如上述的不銹鋼、合金工具鋼、高速工具鋼等形成。而且，在分解主體部16與測量元件17時，能夠通過對主體部16進(jìn)行加熱使其熱膨脹來容易地將測量元件17拆卸。因此，在測量元件17因使用而發(fā)生損傷的情況下，能夠容易地更換該測量元件17。第二實(shí)施方式中的其他作用效果與第一實(shí)施方式大致相同。本發(fā)明不限定為上述實(shí)施方式，能夠在權(quán)利要求書中記載的發(fā)明的范圍內(nèi)適當(dāng)?shù)刈兏?。例如，測量元件17的各軸向位置A C的橫向通道的數(shù)量、噴嘴口的數(shù)量不限定于四個，能夠形成為比上述多或者比上述少。例如，能夠在通過測量元件17的軸心O、以相互相等角度交叉的三條以上的直徑線上形成橫向通道。在該情況下，由于橫向通道的條數(shù)為六條以上，噴嘴口 19的數(shù)量為六個以上，所以能夠進(jìn)行更加高精度的測量。另外，不限定測量元件17在軸向的三個部位(第一實(shí)施方式)或者兩個部位(第二實(shí)施方式)同時進(jìn)行測量，也可以在軸向的四個部位同時進(jìn)行測量。在該情況下，只要使與測量部位的數(shù)量對應(yīng)的數(shù)量的管沿徑向重合即可。在上述的第一實(shí)施方式、第二實(shí)施方式中，對于在沿徑向重合的兩個管之間形成的縱向通道而言，通過在至少一方的管的周面的整周形成的通道形成槽而構(gòu)成，但是該通道形成槽例如也能夠由周向上的多個細(xì)槽構(gòu)成。另外，在圖2所示的測量元件17中，第二管P2也可以形成為與第一管Pl相同的長度，也可以在測量元件17的前端側(cè)也與第一管 Pl以及第三管P3在徑向上重合。
權(quán)利要求
1.一種氣動測微計的測量頭，其中，測量元件插入被測量孔，在該測量元件的內(nèi)部形成有多個縱向通道，這些縱向通道沿著軸向延伸；多個橫向通道，這些橫向通道在所述測量元件的軸向的多個位置沿著徑向延伸并與所述各縱向通道連通，并且在所述測量元件的外表面開口，其特征在于， 所述測量元件由呈同心狀配置并且沿徑向重合的多個管構(gòu)成， 所述縱向通道形成于徑向的最內(nèi)側(cè)的管的中心、以及相互重合的管之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的氣動測微計的測量頭，其特征在于， 在相互重合的兩個管之間形成的所述縱向通道，由在所述兩個管中的徑向內(nèi)側(cè)的管的外周面形成的槽構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的氣動測微計的測量頭，其特征在于， 所述槽形成于所述管的整周。
4.根據(jù)權(quán)利要求廣3中任一項(xiàng)所述的氣動測微計的測量頭，其特征在于， 所述橫向通道在所述測量元件的軸向的各部位，形成于在所述測量元件的軸心上相互交叉的兩條以上的直徑線上，并且在所述測量元件的外表面的周向的四個部位以上開口。
5.根據(jù)權(quán)利要求廣3中任一項(xiàng)所述的氣動測微計的測量頭，其特征在于， 至少一個所述橫向通道橫跨相互重合的兩個管而形成，并在所述兩個管的對置的周面的至少一方形成有與所述橫向通道連通的圓周槽。
6.根據(jù)權(quán)利要求Γ3中任一項(xiàng)所述的氣動測微計的測量頭，其特征在于， 至少一組的相互重合的兩個管通過過盈配合而被嵌合。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的氣動測微計的測量頭，其特征在于， 通過過盈配合而相互嵌合的兩個管由熱膨脹系數(shù)不同的材料形成。
8.根據(jù)權(quán)利要求Γ3中任一項(xiàng)所述的氣動測微計的測量頭，其特征在于， 所述測量元件安裝于空氣供給部件，該空氣供給部件具有用于安裝所述測量元件的安裝孔；為了將空氣供給至所述縱向通道而在所述安裝孔的內(nèi)表面開口的空氣供給通道， 所述測量元件相對于所述安裝孔通過過盈配合而被嵌合。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的氣動測微計的測量頭，其特征在于， 所述空氣供給部件與構(gòu)成所述測量元件的徑向最外側(cè)的管由熱膨脹系數(shù)不同的材料形成。
10.一種氣動測微計的測量頭的制造方法，其特征在于， 通過使多個管呈同心狀配置并使其沿徑向重合而形成測量元件，該測量元件插入被測量孑L 將多個管中的至少一組的相互重合的兩個管通過過盈配合而嵌合， 在這兩個管之間形成使空氣流通的縱向通道。
全文摘要
本發(fā)明提供制造容易且能夠進(jìn)行高精度測量的氣動測微計的測量頭。對于氣動測微計的測量頭而言，測量元件插入被測量孔，在該測量元件的內(nèi)部形成有多個縱向通道，這些縱向通道沿著軸向延伸；多個橫向通道，這些橫向通道在測量元件的軸向的多個部位沿著徑向延伸并且與上述各縱向通道連通，并在測量元件的外表面開口。測量元件由呈同心狀沿徑向重合的多個管構(gòu)成，且縱向通道形成于徑向最內(nèi)側(cè)的管的中心、以及相互重合的管之間。
文檔編號G01B13/10GK102967280SQ20121030924
公開日2013年3月13日 申請日期2012年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月29日
發(fā)明者山副博, 糸井正擴(kuò) 申請人:株式會社日進(jìn)制作所