JP2611791B2

JP2611791B2 - 流量式空気マイクロメータ用プラグゲージおよびその製造方法

Info

Publication number: JP2611791B2
Application number: JP62301295A
Authority: JP
Inventors: 正憲平野
Original assignee: Daibea Co Ltd
Current assignee: Daibea Co Ltd
Priority date: 1987-11-28
Filing date: 1987-11-28
Publication date: 1997-05-21
Anticipated expiration: 2012-05-21
Also published as: JPH01142408A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は、環状品の内径寸法、内径の真円度、ある
いは勾配度等の各種寸法の測定に使用する流量式空気マ
イクロメータ用プラグゲージおよびその製造方法に関す
るものである。

（従来の技術）一般に、軸受の内輪のような環状品の内径寸法、内径
の真円度あるいは勾配度等の測定には、例えば、第10図
に示すような流量式空気マイクロメータが使用されてい
る。

該空気マイクロメータは、その測定子としてプラグゲ
ージＡを備えてなり、該プラグゲージＡは、配管ａによ
り、指示部本体ｂに装置されたテーパ管とフロートから
なる測定部（図示省略）を介して空気源に連結される一
方、上記指示部本体ｂには上記測定部の測定結果から被
測定物の求める寸法を表示する機能が備えられてなる。

また、従来のプラグゲージ、例えば軸受の内輪のよう
な円環測定用のプラグゲージは、第11図および第12図に
示すように、円筒状外周面を有するプラグゲージ本体ｄ
の先端部に、一対のエアーノズルｅ、ｅが上記外周面に
臨んで設けられるとともに、該エアーノズルｅ、ｅは上
記プラグゲージ本体ｄの軸中心に沿って設けられたエア
ー通路ｆを介して連結基端ｇに連通され、これが上記配
管ａに連結されるようにされている。

なお、上記エアーノズルｅは、プラグゲージ本体ｄを
製作した後にボール盤等による孔加工により形成される
ため、そのノズル孔形状は第13図に示すような円形（い
わゆる丸孔）とされている。

しかして、例えば、第11図に示すように軸受内輪Ｗの
内径寸法を測定する場合は上記プラグゲージＡを該内輪
Ｗに挿通して、エアーノズルｅ、ｅから一定圧の空気を
該内輪Ｗの内径面に対して噴射する。すると、上記指示
部本体ｂ内に設置されるテーパ管内のフロートに背圧が
生じることによってフロートが浮き、このフロート位置
の表示を読み取って内輪Ｗの内径寸法が測定できるよう
にされている。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、このようなプラグゲージＡの構造で
は、以下のような問題点があった。

すなわち、空気マイクロメータによる測定範囲は上記
プラグゲージＡの形状寸法により定まる。特に、被測定
物の軸方向幅の最小限範囲は上記エアーノズルｅ、ｅの
孔径により定まるが、この孔径は、一定圧以上の背圧を
確保する必要からそれほど小さくすることができない。
これがため、従来のような丸孔（円形孔）では、軸方向
幅が狭い被測定物や軸方向深さの浅い盲穴等は測定がで
きない。

例えば、上記軸受内輪Ｗの測定にあたっては、内輪Ｗ
の内径面を上記エアーノズルｅ、ｅのノズル孔に完全に
被せた状態で行う必要があるが、エアーノズルのノズル
孔径は最小のもので6.0mm程度であり、しかも、内輪Ｗ
の被せ代は最低0.5mmは必要であることから、内輪Ｗの
最小軸方向幅は最低7mm程度は必要で、これ未満のもの
では測定精度が極度に低下してしまう。

したがって、空気マイクロメータでは測定できない軸
方向幅の狭いものや軸方向深さの浅いメクラ穴等の測定
については、ダイヤルゲージやシリンダゲージが一般に
用いられている。

ところが、ダイヤルゲージ・シリンダゲージでは、以
下の理由で測定誤差が生じやすく、やはり高い精度の測
定が望めないとともに、測定作業が困難であるという問
題があった。

すなわち、これらの測定器においては、測定子を被測
定物の測定面に対して直角に接触させる必要があるが、
この直角を出すのには熟練を要し、作業が困難であると
ともに、誤差を生じやすい。

また、上記測定子の接触には測定圧があり（例えばダ
イヤルゲージでは50〜150gf、シリンダゲージでは50〜1
00mmの測定範囲で150〜510gfの力がかかる）、薄肉円環
の場合には、その形状が変形してしまい、これがため測
定値に誤差を生ずることとなる。

さらに、測定子の接触面にゴミ等が付着していると、
これによる測定誤差が生じてしまう。

（問題点を解決するための手段）本発明はかかる従来の問題点に鑑みてなされたもので
あって、本発明の第１の発明である空気マイクロメータ
用プラグゲージは、被測定物の内周面に対応した外周面
を有するプラグゲージ本体の内部にエアー通路が設けら
れるとともに、前記エアー通路に連通する一対のエアー
ノズルが前記外周面に臨んで設けられるものであって、
前記エアーノズルは、前記プラグゲージ本体とは別体に
形成されるとともに、そのノズル孔は、前記プラグゲー
ジ本体の内周方向に細長い長孔とされており、この構成
により、軸方向幅の狭い環状品や軸方向深さの浅いメク
ラ穴などの内径測定も可能にしたことを特徴とする。

また、第２の発明である空気マイクロメータ用プラグ
ゲージの製造方法は、被測定物の内周面に対応した外周
面を形成するとともに、内部軸方向にエアー通路を形成
してなるプラグゲージ本体に、前記エアー通路に連通す
る一対のノズル取付穴を形成し、一方、細長いノズル孔
を形成した一対のエアーノズルを前記プラグゲージ本体
とそれぞれ別体に製作し、前記プラグゲージ本体のノズ
ル取付穴に、前記一対のエアーノズルを、そのノズル孔
の長孔方向がプラグゲージ本体の円周方向に一致するよ
うにして取付固定して、軸方向幅の狭い環状品や軸方向
深さの浅いメクラ穴などの内径測定も可能なプラグゲー
ジを完成させることを特徴とする。

（作用）第１の発明によれば、エアーノズルのノズル孔がプラ
グゲージ本体の円周方向に細長い長孔とされており、そ
の孔径は、短径を可及的に小さく設定されて、軸方向幅
の狭い環状品や軸方向深さの浅いメクラ穴等の測定が可
能とされる一方、長径を、ノズル孔の断面積が一定圧以
上の背圧を確保する程度の大きさになるように設定され
る。

すなわち、上記ノズル孔は、下記の理論に基づいて設
計される。

第９図において、一定圧の空気がプラグゲージのノズ
ル孔Ｂ（孔径ｄ）から大気中に放出される時、その流出
量Ｖは、下式よりノズル孔Ｂの断面積π（d/2）^２に比
例する。

Ｖ＝Ｐρπ（d/2）^２ ρ：流量係数 P:空気圧（一定）一方、ノズル孔Ｂが被測定物Ｃに近づいて距離ｈにあ
るとすると、流出量Ｖは被測定物Ｃに沿って周囲に吹き
出すときの断面積πdhに比例することとなる。

また、エアーノズルはプラグゲージ本体と別体に形成
されており、細長いノズル孔の形成が容易である。

第２の発明によれば、被測定物の内周面に対応した外
周面を形成するとともに、内部軸方向にエアー通路を形
成してなるプラグゲージ本体に、前記エアー通路に連通
する一対のノズル取付穴を形成する一方、細長いノズル
孔を形成した一対のエアーノズルを前記プラグゲージ本
体とそれぞれ別体に製作した後、前記プラグゲージ本体
のノズル取付穴に、前記エアーノズルを、そのノズル孔
の長径方向がプラグゲージ本体の円周方向に一致するよ
うにして取付固定する。これにより、上記条件を満たす
エアーノズルのノズル孔が容易かつ精度良く形成され
る。

（実施例）以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

本発明に係る流量式空気マイクロメータ用プラグゲー
ジを第１図および第２図に示し、該プラグゲージは、具
体的には第４図（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）に示すような
円環状の被測定物Ｗの各種寸法を測定するためのもので
あって、プラグゲージ本体１に一対のエアーノズル２、
２が一体的に埋設されてなり、第10図に示される流量式
空気マイクロメータの測定子Ａとして使用される。

プラグゲージ本体１はSUJ2製のものが焼入れされてな
り、上記被測定物Ｗの内周面３に対応した円筒状の外周
面４を有するガイド部５と、該ガイド部５の後端に同軸
上に一体形成された連結部６とからなる。プラグゲージ
本体１の内部には、エアー通路７がプラグゲージ本体１
の軸中心に沿って、上記ガイド部５の軸方向中央部から
連結部６の後端に延びて設けられ、該後端に上記空気マ
イクロメータの配管ａが連結されるようにされている。
また、上記エアー通路７の先端部にはガイド部５の一直
径方向に延びるエアー通路８が連通され、該エアー通路
８の両外端部が上記エアーノズル２、２に連通されてい
る。

エアーノズル２はS45C製のものが焼入れされてなり、
プラグゲージ本体１と別体に形成されるとともに、該プ
ラグゲージ本体１の外周面４に臨むように埋設されてい
る。該エアーノズル２のノズル孔９は、上記プラグゲー
ジ本体１の外周面４の円周方向に細長い長孔とされてい
る。該ノズル孔９の形状寸法は、第３図において、例え
ば、長孔Ｌが1.5mm〜3.0mmに設定される。

なお、上記エアーノズル２の埋設位置は対象となる被
測定物Ｗの形状寸法に対応して設定されるものであり、
例えば、第４図（ａ）のような幅狭、肉薄タイプの円環
の内径寸法Ｄや、第４図（ｂ）のような円環の研削残り
（エッヂ）10の有無を測定する場合は、第１図図示例の
ようにガイド部５の軸方向中央部分とされ、一方、第４
図（ｃ）のような外輪シール内径のごとく浅穴の内径寸
法Ｄや、第４図（ｄ）のような盲穴の内径寸法Ｄを測定
する場合は、ガイド部５の軸方向先端部とされる（図示
省略）。

また、上記ノズル孔９の外周部分にはエアー逃げ溝9a
が形成され、該エアー逃げ溝9aはさらに、ガイド部５の
外周面４に形成された軸方向のエアー逃げ溝11に連結さ
れている。

次に、上記プラグゲージの製造方法について説明す
る。

A.プラグゲージ本体１の製作（第５図および第６図参
照）：プラグゲージ本体１の外周面４を、旋盤によりバイ
ト施削して、被測定物Ｗの内周面３に対応した円筒状に
形成する。

プラグゲージ本体１の軸中心に沿って、エアー通路
７をあける。

上記プラグゲージ本体１の外周面４に、上記エアー
通路７に連通するエアー通路８を形成する。

上記エアー通路８と同心状に、ノズル取付穴12をド
リルにてザグリ加工する。

エアー逃げ溝11を軸方向に加工する。

プラグゲージ本体１を焼入れする。

B.エアーノズルの製作（第７図および第８図参照）：エアーノズル２の外周面2aを、旋盤により旋削す
る。

エアーノズル２の底部側に、所定径の孔13を形成す
る。

エアーノズル２の頂部側に、所定孔の下孔14を形成
する。

エアーノズル２を焼入れする。

上記孔14を細長いノズル孔９にカット加工する。

これにより、第７図のような形状寸法のノズル孔９が
加工される。

長孔ザグリ（エアー逃げ溝9a）と横方向のカット
（エアー逃げ溝11a）を同時に放電加工する。

この際の上記エアー逃げ溝9a、9aの最大幅寸法Ｈ（第
３図参照）は2.8mmとされる。

以上の手順で、ノズル孔９を有する一対のエアーノ
ズル２、２を、プラグゲージ本体１と別体に製作する。

C.プラグゲージの製作（第１図および第２図参照）：プラグゲージ本体１のノズル取付穴12、12に、エア
ーノズル２、２を接着剤にてそれぞれ接着する。

この際、エアーノズル２のノズル孔９の長径Ｌ方向
が、プラグゲージ本体１の円周方向に一致するように配
置させる。

エアーノズル２が接着されたプラグゲージ本体１の
外周面４を研磨する。

プラグゲージ本体１の外周面４に硬質クロムメッキ
を肉盛りする。

この際、エアーノズル２部にはメッキ防止処理が施さ
れる。

プラグゲージ本体１の外周面を適寸に研磨加工し、
第１図に示す完成品とする。

しかして、以上のように構成されたプラグゲージの性
能を、同一の開口断面積を有する丸孔（円形孔）を備え
た従来のプラグゲージの性能に比較したところ、以下の
ようになることが判明している。

（１）従来のプラグゲージでの被測定物Ｗの内径寸法
Ｄの測定（第４図（ａ）参照）は、軸方向幅7mm未満の
ものについては正確な測定ができなかったが、本発明の
プラグゲージでは、軸方向幅3.4mmのものまで測定可能
となった。

（２）従来のプラグゲージでの研削残り10の測定（第
４図（ｂ）参照）は、幅が2mmより小さいものは測定で
きなかったが、本発明のプラグゲージでは、幅が0.5mm
程度の小さい研削残り10も測定できるようになり、より
正確な測定が可能となった。

（３）従来のプラグゲージでの盲孔の内径寸法測定
（第４図（ｄ）参照）は、ノズル孔中心が底より3.5mm
までしか入らず、底より3.5mm離れた測定となっていた
が、本発明のプラグゲージでは、底より1.7mm（2.8
〔Ｈ〕/2＋0.3＝1.7mm）だけ離れた位置まで測定するこ
とができるようになり、より正確な内径寸法測定が可能
となった。

（発明の効果）以上詳述したように、本発明によれば、以下に列挙す
るような種々の効果が得られる。

第１の発明によれば、（ａ）エアーノズルのノズル孔がプラグゲージ本体の
円周方向に細長い長孔とされているから、プラグゲージ
の測定範囲に影響しない長径の大きさを、短径の大きさ
に対応してノズル孔の断面積が一定圧以上の背圧を確保
する程度の大きさになるように設定することにより、短
径を可及的に小さく設定することができる。

したがって、従来のプラグゲージでは不可能であっ
た、軸方向幅の狭い環状品や軸方向深さの浅いメクラ穴
等の測定も精度よく測定することができる。

（ｂ）しかも、従来のようにノズル孔が丸孔の場合で
は、孔径を小さくしようとすると、背圧の変化が小さく
て、所期の指示が得られるブースターが必要となるが、
本発明では、ブースターを必要とすることなく、上記短
径つまり軸方向径を可及的に小さくすることができる。

（ｃ）また、エアーノズルはプラグゲージ本体と別体
に形成されており、細長いノズル孔の形成が容易であ
る。

（ｄ）従来のダイヤルゲージ・シリンダゲージで問題
となっていた測定誤差の発生もなく、高い精度の測定が
期待でき、しかも、測定作業も熟練を要さず、ダイヤル
ゲージ・シリンダゲージに比較して、測定作業が格段に
容易である。

（ｅ）また、ダイヤルゲージ・シリンダゲージと異な
り測定圧がかからないため、薄肉円環の場合にもその形
状が変形することなく、精度の高い測定結果が得られ
る。

（ｆ）空気マイクロメータの特性により、被測定物の
表面にゴミ等が付着していても、ブロー作用によりこれ
らのゴミを吹き飛ばしてしまうため、ダイヤルゲージ・
シリンダゲージのようなゴミ等の付着による測定誤差を
生じることがない。

第２の発明によれば、被測定物の内周面に対応した外
周面を形成するとともに、内部軸方向にエアー通路を形
成してなるプラグゲージ本体に、前記エアー通路に連通
する一対のノズル取付穴を形成する一方、細長いノズル
孔を形成した一対のエアーノズルを前記プラグゲージ本
体とそれぞれ別体に製作した後、前記プラグゲージ本体
のノズル取付穴に、前記エアーノズルを、そのノズル孔
の長径方向がプラグゲージ本体の円周方向に一致するよ
うにして取付固定するようにしているから、上記条件を
満たすエアーノズルのノズル孔を容易かつ精度良く形成
することができ、これにより、上述のような種々の効果
が得られるプラグゲージを比較的安価に提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る一実施例である流量式空気マイク
ロメータ用プラグゲージを示す平面図、第２図は第１図
におけるII−II線に沿った同断面図、第３図は同プラグ
ゲージのエアーノズルを拡大して示す平面図、第４図
（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）はそれぞれ同プラグゲージに
より測定する被測定物を示す縦断面図、第５図は同プラ
グゲージのプラグゲージ本体を示す平面図、第６図は第
５図におけるVI−VI線に沿った同断面図、第７図は同プ
ラグゲージのエアーノズルを示す平面図、第８図は第７
図におけるVIII−VIII線に沿った同断面図、第９図はプ
ラグゲージの理論説明図、第10図は流量式空気マイクロ
メータを示す概略図、第11図は従来の流量式空気マイク
ロメータ用プラグゲージを示す平面図、第12図は第２図
に対応する同断面図、第13図は第３図に対応する同平面
図である。１……プラグゲージ本体、２……エアーノズル、３……
被測定物の内周面、４……プラグゲージ本体の外周面、
７……エアー通路、８……エアー通路、９……ノズル
孔、12……ノズル取付穴

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】被測定物の内周面に対応した外周面を有す
るプラグゲージ本体の内部にエアー通路が設けられると
ともに、前記エアー通路に連通する一対のエアーノズル
が前記外周面に臨んで設けられるものであって、前記エアーノズルは、前記プラグゲージ本体とは別体に
形成されるとともに、そのノズル孔は、前記プラグゲー
ジ本体の円周方向に細長い長孔とされており、この構成により、軸方向幅の狭い環状品や軸方向深さの
浅いメクラ穴などの内径測定も可能にしたことを特徴と
する流量式空気マイクロメータ用プラグゲージ。
【請求項２】被測定物の内周面に対応した外周面を形成
するとともに、内部軸方向にエアー通路を形成してなる
プラグゲージ本体に、前記エアー通路に連通する一対の
ノズル取付穴を形成し、一方、細長いノズル孔を形成した一対のエアーノズルを
前記プラグゲージ本体とそれぞれ別体に製作し、前記プラグゲージ本体のノズル取付穴に、前記一対のエ
アーノズルを、そのノズル孔の長径方向がプラグゲージ
本体の円周方向に一致するようにして取付固定して、軸
方向幅の狭い環状品や軸方向深さの浅いメクラ穴などの
内径測定も可能なプラグゲージを完成させることを特徴とする流量式空気マイクロメータ用プラグゲ
ージの製造方法。