JP2019184539A - ダイヤルスタンド - Google Patents

Abstract

【課題】測定における作業者の負担を軽減させるダイヤルスタンドを提供する。【解決手段】測定基準面に対して摺接させる台ブロック３１と、台ブロックに固定された第１アーム部材３２と、第１アーム部材に連結部材３５を介して連結された第２アーム部材３３と、第２アーム部材に取り付けられたダイヤルゲージ３６と、台ブロックの摺接面と測定基準面との間に調整可能な吸着保持力を作用させる吸着保持手段４１とを有するダイヤルスタンド５。【選択図】図２

Description

本発明は、測定基準面に対する吸着保持力を作用させた状態の測定を可能とするダイヤルスタンドに関する。

工作機械のような精密機械では可動部の平面度や平行度などについて測定が行われる。そのような測定には、例えば、アームの先端部にダイヤルゲージを取り付けた構造のダイヤルスタンドが使用される。下記特許文献１には従来のダイヤルスタンドが開示されている。このダイヤルスタンドは、測定基準面に接する台ブロックに対して第１アームが固定され、その第１アームに交差するように、第２アームがジョイント部材を介して連結されている。第２アームの先端部にはダイヤルゲージが取り付けられ、ジョイント部材によって第２アームの角度を調整することにより、ダイヤルゲージの測定子について位置調整が可能となっている。台ブロックの内底部にはマグネットが設けられ、その台ブロックに設けられたスイッチを回転操作することにより測定基準面に対する磁着が可能なっている。なお、そうしたマグネットによる磁着の切り換え構造については、例えば下記特許文献２に開示されている。

特開２０１５−２４４６６号公報 実開昭５７−１４７７０８号公報

ところで、特許文献１にはダイヤルスタンドの使用方法として、マグネットによって測定基準面にダイヤルスタンドを磁着させた状態で行う測定が開示されている。一方、前述した工作機械について行う平面度や平行度などの測定では、ダイヤルスタンドを測定基準面上で摺動させ、ダイヤルゲージによる測定位置を連続して変化させる必要がある。そのときダイヤルゲージが測定する数値変化は数μであり、測定値を正しくとらえるにはダイヤルスタンドの摺動はそれ以下に安定させなければならない。そこでこれまでは、従来例のダイヤルスタンドに摺動ブロックを磁着させた使用方法がとられていた。

このような測定では、鉛直面のような起立した面について行う場合、作業者は、ダイヤルスタンドを支え、且つ摺動ブロックが僅かでも浮かないように鉛直な測定基準面に押し当て、そしてその摺動ブロックを慎重に摺動させながら、ダイヤルゲージによる数値の変化を確認しなければならなかった。このような測定方法は、前述した数μを測定しなければならない場合に、作業者にとって非常に負担の大きなものであった。そして、摺動ブロックに対する押し付け力の加減によってダイヤルゲージの数値が変わってしまうので、測定のやり直しを繰り返さなければならないことも多かった。

そこで、本発明は、かかる課題を解決すべく、測定における作業者の負担を軽減させるダイヤルスタンドを提供することを目的とする。

本発明に係るダイヤルスタンドは、測定基準面に対して摺接させる台ブロックと、前記台ブロックに固定された第１アーム部材と、前記第１アーム部材に連結部材を介して連結された第２アーム部材と、前記第２アーム部材に取り付けられたダイヤルゲージと、前記台ブロックの摺接面と前記測定基準面との間に調整可能な吸着保持力を作用させる吸着保持手段とを有する。

前記構成によれば、吸着保持手段によって台ブロックの摺接面と測定基準面との間の吸着保持力を調整することにより、台ブロックの摺接面が測定基準面を摺動可能な程度に吸着させた状態で測定作業を行うことができるため、台ブロックを測定基準面から浮かせることなく摺動させなければならない作業者の負担軽減が可能になる。

ダイヤルスタンドの使用状態を示した斜視図である。 ダイヤルスタンドの第１実施形態を示した斜視図である。 測定時のダイヤルスタンドを示した側面図である。 台ブロックの断面を示した拡大図であり、吸着保持力を弱めた場合（Ａ）と、吸着保持力を強めた場合（Ｂ）とが描かれている。 ダイヤルスタンドの第２実施形態を示した斜視図である。

次に、本発明に係るダイヤルスタンドの一実施形態について、図面を参照しながら以下に説明する。本実施形態では、工作機械の駆動装置について行う、摺動部分の平面度に関する検査を例に挙げて説明する。図１は、ダイヤルスタンドの使用状態を示した斜視図である。図面には工作機械１の一部が示されている。この工作機械１は、水平方向に回転軸をもった主軸台１１に対して、不図示のタレット装置を加工軸方向に移動させるようにした旋盤である。ここで、主軸台１１の回転軸と平行な方向をＺ軸とする。よって、この工作機械１は、工具を備えたタレット装置がそのＺ軸方向と、Ｚ軸に対して直交する上下のＸ軸方向とを加工軸とする２軸旋盤である。

工作機械１には、主軸装置１１の横にコラム１２が立設し、主軸側には２本のガイドレール１３が鉛直方向に固定され、そのガイドレール１３に対してＸ軸スライド１４が摺動自在に組み付けられている。コラム１２の上部にはＸ軸用サーボモータ１５が固定され、その回転がタイミングベルト１６を介してボールネジ機構に伝達されるように構成されている。従って、このＸ軸駆動装置では、Ｘ軸用サーボモータ１５の出力によりネジ軸１７が回転し、その回転運動がナットの直線運動に変換され、Ｘ軸スライド１４がＸ軸方向に昇降するようになっている。

Ｘ軸スライド１４にはＺ軸ガイド２１が固定され、そのＺ軸ガイド２１に対してＺ軸スライド２２が摺動自在に嵌め込まれている。そして、Ｚ軸スライド２２には図面右側端部にタレット装置が一体的に組み付けられることとなる。また、Ｘ軸スライド１４には支持フレーム２３が一体に組み付けられており、そこにＺ軸用サーボモータ２４が固定されている。Ｚ軸用サーボモータ２４の回転は、タイミングベルトを介してネジ軸２５に伝達されるようになっている。従って、Ｚ軸用サーボモータ２４の出力によりネジ軸２５が回転し、その回転運動がナットの直線運動に変換され、Ｚ軸スライド２２がＺ軸方向に水平移動することとなる。

こうした工作機械１では、駆動部であるＸ軸スライド１４やＺ軸スライド２２の摺動箇所について平面度や平行度などの測定が行われる。工作機械１では、摺動するガイドレール１３やＺ軸スライド２２の平面を利用して他方の平面度の測定などが行われる。例えば、図示するように、Ｘ軸方向のガイドレール１３の表面を測定基準面１３１としてダイヤルスタンド５を押し当て、図面の破線矢印で示すように摺動させることにより、Ｚ軸スライド２２の摺動面（以下、「第１測定面２２１」と「第２測定面２２２」という）の平面度に関する測定が行われる。

図２は、ダイヤルスタンドの第１実施形態を示した斜視図である。ダイヤルスタンド５は、測定基準面１３１に対して摺接させる直方体形状の台ブロック３１を有し、そこに第１アーム３２がネジ部の締め付けにより、突き立てられるようにして固定されている。そして、その第１アーム３２には第２アーム３３が交差するように、アームジョイント３５によって連結されている。第１アーム３２および第２アーム３３は、共にバー材であって、第１アーム３２の方が径の大きいものが使用されている。

アームジョイント３５は、第１アーム３２および第２アーム３３を保持する第１クランプ３５１と第２クランプ３５２とを有し、その両者がそれぞれレバー３５３の付いたボルトによって一体になるように形成されている。第１クランプ３５１と第２クランプ３５２は、ボルトを介して相対的な角度調整が可能になっている。よって、第１クランプ３５１および第２クランプ３５２に対する第１アーム３２と第２アーム３３の各々の相対的な位置や角度を特定し、レバー３５３によってボルトを締め付けることにより、アームジョイント３５の取付け位置による第１アーム３２および第２アーム３３の長さと、第１アーム３２に対する第２アーム３３の角度とが決定され、その状態が維持される。

次に、第２アーム３３の先端部には、ダイヤルゲージ３６がゲージジョイント３７によって取り付けられている。このゲージジョイント３７も、第１クランプ３７１と第２クランプ３７２とを有し、その両者がそれぞれレバー３７３の付いたボルトによって一体になるように形成されている。そして、第１クランプ３７１と第２クランプ３７２は、ボルトを介して相対的な角度調整が可能になっている。よって、レバー３７３によるボルトの締め付けにより、第２アーム３３に対するダイヤルゲージ３６の位置および接触子３６１の角度が決定され、その状態が維持される。

ダイヤルスタンド５は、第１アーム３２に対する第２アーム３３の長さや角度、そして第２アーム３３に対するダイヤルゲージ３６の位置や角度が調整され、図１に示すようにガイドレール１３に対して台ブロック３１が押し当てられる。ここで、図３は、測定時のダイヤルスタンド５を示した側面図である。この図に示すように、第１および第２測定面２２１，２２２のような鉛直な面の測定では、作業者は、台ブロック３１をガイドレール１３に対して水平方向に押し付けつつ、測定基準面１３１から僅かでも浮かせることなく摺動させなければならない。

しかし、工作機械１での測定は、前述したように数μの数値変化をとらえるものであるため、僅かなズレであっても測定のやり直しが必要になってしまう。例えば、これまでの作業者は、実線の白抜き矢印で示すように測定基準面１３１に台ブロック３１を押し付けつつ、破線の白抜き矢印で示すように上方へ台ブロック３１を慎重に摺動させ、更にダイヤルゲージ３６における値の変化を目視で確認しなければならなかった。しかも、失敗によってこうした測定のやり直しを繰り返すことも多く、作業者への負担が大きかった。

そこで、本実施形態では、台ブロック３１に対して測定基準面１３１からの浮き上がりを防止するように、吸着保持力を発生させる構造が採られている。具体的には、図２に示すように、台ブロック３１に対して四隅を貫通する雌ネジ部３１１が形成され、各々の雌ネジ部３１１にマグネットを備えた吸着ボルト４１とセットボルト４２がねじ込まれている。図２の丸枠内には、そうした構造を示す台ブロック３１の断面が示されている。また、図４は、その断面部分を示した拡大図であり、吸着保持力を弱めた場合（Ａ）と、吸着保持力を強めた場合（Ｂ）とが描かれている。

直方体形状の台ブロック３１は、測定基準面１３１と全面が接することがないように、摺動面３１３側に凹部３１５が形成され、その範囲内に４つの雌ネジ部３１１が形成されている。そして、その雌ネジ部３１１にそれぞれ吸着ボルト４１が挿入されている。雌ネジ部３１１内の吸着ボルト４１は、台ブロック３１の凹部３１５側つまり摺動面３１３側の端部にマグネット４３が埋設され、反対の第１アームが突き立てられた表面側には六角穴が形成されている。従って、六角レンチを使用して吸着ボルト４１を雌ネジ部３１１内にねじ込むことにより、図（Ａ），（Ｂ）に示すように、マグネット４３と測定基準面１３１との距離Ｌ１，Ｌ２、つまり台ブロック３１を測定基準面１３１に吸着保持させる磁力の大きさの調整が可能になっている。

また、雌ネジ部３１１にはセットボルト４２もねじ込まれている。セットボルト４２が吸着ボルト４１を押し込む方向に締め付けられることにより、ネジ山が軸方向に押さえつけられ、吸着ボルト４１の位置決めが行われる。ここで、吸着ボルト４１の位置の調整は、図３において矢印で示す方向に作用する吸着保持力Ｆの調整である。その吸着保持力Ｆは、ダイヤルスタンド５に支えがないとしても、摺動面３１３が鉛直な測定基準面１３１に接した状態を維持することができる大きさである。しかし、その吸着保持力Ｆが大き過ぎると、作業者が台ブロック３１に対してＸ方向（上方）に移動させる際の抵抗が大きくなってしまう。そのため、例えば吸着保持力Ｆは、図示する状態を静的に維持しつつ、第１アーム３２の付け根部に作用するモーメントＭが僅かに変化しただけで、摺動面３１３が測定基準面１３１から離れてしまう程度の大きさである。

従って、測定を行う作業者は、台ブロック３１を測定基準面１３１に押し付けつつ、図１及び図３の破線矢印で示す方向に連続して摺動させる。そのとき吸着ボルト４１の吸着保持力Ｆが作用するため、押さえ付け方向に力をかける必要がほとんどなく、移動方向にかける力の調整だけでよい。しかも、台ブロック３１の摺動面３１３が測定基準面１３１から浮いてしまうことがないため、測定作業をスムーズに行うことが可能になる。特に、第１測定面２２１および第２測定面２２２ように、鉛直な面であって間をあけた長い距離を移動させなければならない場合において作業者の負担が大幅に軽減される。また、スムーズに測定作業を行うための吸着保持力Ｆは、六角レンチを使用した吸着ボルト４１の位置調整でよいため、微妙な調整を簡単に行うことができる。そして、セットボルト４２を使用することにより、吸着ボルト４１の位置つまり吸着保持力Ｆを安定させることができる。

次に、ダイヤルスタンドの第２実施形態について説明する。図５は、第２実施形態のダイヤルスタンド７を示した斜視図であり、第１実施形態と同じ構成については同じ符号が付されている。ダイヤルスタンド７は、台ブロック５１の構造が異なっており、それ以外の構成は第１実施形態のものと同じである。特に、台ブロック５１に吸着保持力を発生させる構造が異なっている。台ブロック５１は、直方体形状のブロックであり、前記第１実施形態と同様に摺動面側に凹部が形成され、反対の表面５１５から凹部に通じる貫通孔が形成されている。そして、その貫通孔には調整弁５２を介してエアホース５３が接続され、そのエアホース５３が真空ポンプに接続されている。

よって、ダイヤルスタンド７によれば、台ブロック５１の凹部により測定基準面１３１との間にできる空間について真空引きが行われる。そして、調整弁５２によって圧力調整することにより、測定基準面１３１に対する台ブロック５１の吸着保持力Ｆ（図３参照）が、前述した吸着ボルト４１と同様な考えに基づいて設定される。そのため、作業者は、台ブロック５１を測定基準面１３１に押し付けつつ、図１に破線矢印で示すように連続して摺動させるが、押さえ付け方向に力をかける必要がほとんどなく、移動方向にかける力の調整だけでよい。しかも、台ブロック５１の摺動面が測定基準面１３１から浮いてしまうことがないため、測定作業をスムーズに行うことが可能になる。特に、鉛直な面を長い距離を移動させなければならない場合において作業者の負担が大幅に軽減される。また、吸着保持力Ｆは、手元の調整弁５２により簡単に調整を行うことができる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、前記実施形態では、台ブロック３１，５１を立方体形状として側面を使った平行度の測定も可能としているが、その形状は特に限定されない。
また、第１実施形態では、台ブロック３１に対して４本の吸着ボルト４１が四隅に配置されているが、その数や位置などは機能が発揮できれば任意に変更可能である。

１…工作機械 ５…ダイヤルスタンド １３…ガイドレール ３１…台ブロック ３２…第１アーム ３３…第２アーム ３５…アームジョイント ３６…ダイヤルゲージ ３７…ゲージジョイント ４１…吸着ボルト ４２…セットボル ４３…マグネット １３１…測定基準面 ２２１…第１測定面 ２２２…第２測定面 ３１１…雌ネジ部

Claims (4)

1. 測定基準面に対して摺接させる台ブロックと、
   前記台ブロックに固定された第１アーム部材と、
   前記第１アーム部材に連結部材を介して連結された第２アーム部材と、
   前記第２アーム部材に取り付けられたダイヤルゲージと、
   前記台ブロックの摺接面と前記測定基準面との間に調整可能な吸着保持力を作用させる吸着保持手段と
   を有するダイヤルスタンド。
2. 前記吸着保持手段は、前記台ブロックに形成された一または二以上の雌ネジ部に、マグネットを備えたボルトが挿入されたものである請求項１に記載のダイヤルスタンド。
3. 前記吸着保持部材は、前記マグネットを備えたボルトを軸方向に押し付けるセットボルトを有する請求項２に記載のダイヤルスタンド。
4. 前記吸着保持手段は、前記台ブロックの摺接面に開口する貫通孔が形成され、前記貫通孔に接続されたエアホースを介して吸引ポンプが接続されたものである請求項１に記載のダイヤルスタンド。
   
   
   
   

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