JP2894825B2 - キー溝測定装置及びその使用方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、軸内に形成されるキー溝の中心線に対する
中心度、平行度、直角度を測定する装置及びこの装置を
使う方法に関する。装置はキー溝のその切削の精度を測
定し、切削に誤差がある場合、変差を表示し、なさるべ
き必要な修正を表示することが出来る。

［従来の技術］ 軸内に切削されたキー溝の精度を検査するための色々
の測定装置は技術上知られている。しかし技術上知られ
ている装置は、キー溝の中心線に対するキー溝側壁の直
角度を測定することは出来ない。既知の装置は軸キー溝
の中心度及び又は平行度の測定だけしか出来ない。キー
溝側壁の直角度を検査するため、キー溝内に適合する寸
法にキー切削する器具が使われない限り、別個の時間を
消費する測定装置が必要である。このような器具は装置
が一つの寸法のキー溝だけに使うのに適しているから、
切削と測定作業との費用を増大する。

例えば、マイクロメータに関連して水平表示器と探査
子とを使うことは、ボッシュ社により市場で現在利用出
来る。しかしこの装置はキー溝の中心線に対するキー溝
側壁の直角度を測定する装置は何にも有していない。

米国特許第2,494,152号は軸内のキー溝の中心度、整
合度を検査する工具を記している。工具は静止ブロック
を使用し、ブロックはキー溝内に、別の水平装置を使っ
て工具を調節してから設置される。キー溝が整合し、正
しく中心に置かれているかを決めるため、工具はキー溝
から取外され、キー溝の水平が同じく保たれているかを
見るためキー溝の反対端、軸の反対側に再び置かれる。
もし水平が同じでなければ、軸は誤整合し、中止には無
い。別個の水平装置は存在する不正確さの量だけの表示
装置である。

米国特許第2,611,187号はキー溝が外れている量を示
すためダイアルを使った軸キー溝の不整合を測定する測
定器を記している。使われる測定量の構造は全く複雑で
あり、軸の側壁の直角度を測ることは出来ない。

米国特許第2,556,761号は、マイクロメータ、キャリパ
と、ダイアルゲージとを有する工具組合体を記してい
る。ダイアルゲージはキャリパを再設定することなく読
みのプラス又はマイナスを与えるよう機能する。マイク
ロメータ、キャリパは外径と軸の平均寸法とを測るよう
使われるが、キー溝の測定には言及していない。

米国特許第3,477,650号は、キー溝を切削する工具の
整合と、切削の精度を検査するのに使われるキー溝測定
装置を示している。マイクロメータ又はダイアルゲージ
は正しい切削を得るためゲージをもとの位置に設定する
のに使うことが出来る。

［発明が解決しようとする課題］ それゆえ、軸キー溝の中心線に対するキー溝の側壁の
直角度を測定することの出来る単独の装置又はキー溝の
中心度及び平行度を測定する装置と組合された装置は技
術上示されていない。

本発明の主目的はキー溝の中心線に対するキー溝側壁
の直角度を測る装置を得ることである。

次の主目的は、キー溝の中心線に対するキー溝側壁の
直角度を測り、且つ存在する変差を示すことが出来、そ
れによりキー溝切削になされる必要な修正を示すことの
出来る装置を得ることである。

次の目的は、キー溝の中心線に対するキー溝側壁の直
角度を測ることが出来、その上キー溝の中心度、平行度
を測ることが出来、しかも存在する如何なる変差をも示
してそれによりキー溝になされる必要のある修正を示す
ことも出来る装置を得ることである。

さらに次の目的は、色々の寸法のキー溝と軸とに使う
ことが出来て、軸内のキー溝の切削の精度を測定する装
置を得ることである。

さらに次の目的は、キー溝の中心線に対するキー溝側
壁の直角度を測るため本発明の装置を使う方法を得るこ
とである。

［課題を解決するための手段］ 本発明は軸内に切削されたキー溝の中心線に対する軸
キー溝側壁の直角度を測る装置に関し、装置又は形成さ
れたキー溝の中心度、平行度を測ることができる場合、
その装置を使う方法をも含んでいる。

本発明の装置の好適実施例は、装置に摺動的に取付け
られたマイクロメータと、装置に摺動的に取付けられ、
キー溝内に置くことの出来る垂直に延びる探査子に結合
された垂直表示ダイアルと、装置に摺動的に取付けら
れ、軸キー溝内に置くことの出来る水平に延びる探査子
に結合された水平表示ダイアルと、軸キー溝内に着座す
るよう装置から下方に延びる二つの静止脚とを有する。

作動時に、水平の表示ダイアルと水平の探査子とはキ
ー溝の中心度、平行度を探査するのに使われ、垂直表示
ダイアルと垂直探査子とはキー溝の中心線に対するキー
溝側壁の直角度を検査するのに使われる。

使用時に、二つの静止脚は、キー溝の一側壁がキー溝
の底壁と出会う点の所に形成されたベース角の一つの中
に置かれる。マイクロメータは次にこれが軸のほぼ中心
線に接触するように置かれる。キー溝の中心線を検査す
るための水平探査子の先端は、装置の二つの静止脚から
キー溝を横切る距離の約1/2の所に置かれる。マイクロ
メータは、水平探査子先端がキー溝底部と接触して維持
されていること確かめてゼロに設定される。水平表示ダ
イアルはゼロに設定される。そのあとで装置は軸キー溝
から取外され、180°回され、同様にキー溝内に、但し
ダイアル又は探査子位置を調節することなく再び置かれ
る。水平表示ダイアルの読みはまだゼロである筈であ
る。もしこれにゼロでなかったならマイクロメータは、
なされるべき修正を示す存在する変差を得るため内方、
又は外方に移動される。

キー溝の中心線に対する平行度を検査するためにはキ
ー溝の中心線を検査するのと同じ手順に従うけれども、
キー溝の同じ点の所で装置を180°回すのではなく、装
置はキー溝の反対端に移動される。水平表示ダイアルの
読みは再置のあと、ゼロに維持される筈であるけれど
も、もしゼロでなければ、マイクロメータは水平表示ダ
イアルがゼロと合致するまで回される。それゆえマイク
ロメータの読みは変差と、なさるべき修正とを示す。

キー溝の中心線に対するキー溝側壁の直角度を検査す
るため、垂直表示ダイアルと探査子とが使われる。装置
は、軸の中心度、平行度を検査するのと同様に、静止脚
とマイクロメータとに関してキー溝内に置かれる。垂直
表示探査子は、その先端がキー溝側壁に、側壁の上縁の
下方に適当な距離、例えば2.54mm（0.1インチ）の所で
接触するまで下向きに調節される。垂直表示ダイアルと
マイクロメータとは各々ゼロに設定される。装置は次に
キー溝から取外され、180°回され、軸のキー溝の中
に、静止脚がキー溝底内に正しく着座すること、垂直探
査子先端が反対側壁と、第１側壁に向けて置かれたのと
同様キー溝側壁より下方の同じ距離の所で接触すること
確かめて再び置かれる。垂直表示ダイアルの読みはゼロ
である筈であり、もしゼロでなければ表示ダイアルの読
みは変差を示し、それゆえなされるべ修正を示す。

［作用］ 本発明は軸内に形成されるキー溝を測定する装置及び
装置を使う方法に関する。軸内のキー溝の切削精度は軸
の使用に極めて重要であり、正確な測定を必要とする。
変差、例えば不正確がキー溝の切削に存在する場合、軸
は特定目的のため無効にすることが出来る。それゆえ切
削作業が正しく確実に行われるため、軸の使用前に正し
く切削された軸が確実に提供されるために、軸キー溝の
寸法を効果的、効率よく測定が出来ることが必要であ
る。もしキー溝の正しい寸法を決めるのに使われる検査
手順が大きい時間支出を必要とすれば、軸の製作費用は
不都合に上昇する。本発明の装置は軸内のキー溝の切削
の精度を決めるための効率のよい的確な装置を提供す
る。特に本発明の好適実施例は軸キー溝の精度を、キー
溝の側壁の中心度、平行度、直角度を検査することによ
り決めることが出来る。

［実施例］ 本発明の装置はあとで述べるよう、装置を簡単に調節
することにより、色々の寸法の軸、色々の寸法のキー溝
に使うことが出来る。図面は本発明の装置の好適実施例
と、異なる測定作業を行うため軸とそのキー溝とに関し
て装置が置かれる様式とを示している。全体として符号
１で示す装置は軸２とそのキー溝３とに関して置かれ
る。

本発明の装置１は鋳造金属、例えば鉄、鉄合金など固
形材料で成るべく作られる一体の本体５を有する。本体
が作られる材料は装置対し強度を提供して、それゆえ互
いに正しい関係に装置の部分を維持することにより装置
を使っての測定の不正確を妨がねばならない。

本体５の一部分は手又は指で掴む掴み７であり、この
部分はこの部分の長さを通し、各端部間で延びる通路９
が中に形成されている。棒12は掴み７の通路９を通して
摺動関係で進む。マイクロメータ14は適当な装置で棒12
の基部に結合される。マイクロメータは前方に延びる部
材即ち突出部16を有し、この部分はマイクロメータ14の
ハンドル18を回すと動くことが出来る。マイクロメータ
14は測定の度を示すため通常の測定目盛20を有する。マ
イクロメータ14のハンドル18を回転すれば、目盛に関す
るプラス又はマイナスの読みが利用出来る。ねじ22は通
路９に関し直角に掴み７内でねじ係合し、それゆえねじ
22を締付ける時棒12と接触する。ねじ22は棒12を通路９
内の所定位置に取外けるため使われる。ねじ22がゆるめ
られると、棒12は通路９内で摺動可能であり、それによ
りマイクロメータ14を色々の位置に動かすことが出来
る。これが装置を適合させ、それにより色々の寸法の軸
に使うことが出来る。

装置の本体５は、その上、巾に溝26が形成された上方
に延びる腕24を持っている。表示ダイアル28は、溝26内
に適合する長手の突起32を持つ本体30に取付けられ表示
ダイアル28と本体30とを腕24に摺動係合することが出来
る。ねじ34は腕24に、腕24内の溝26に直角関係でねじ係
合する。ねじ34が腕24の中に内方にねじ込まれると、ね
じ34は突起32と接触し、本体30を所望位置に保持するよ
う働く。ねじ34を戻し即ちゆるめることにより、ダイア
ル28の本体30は溝26内で摺ることが出来、それによりそ
の位置を調節する。

本体30の基部から下方に垂直探査子38が延びる。垂直
探査子38は本体30を通してダイアル28に通常のように取
付けられ、それゆえ垂直探査子38上の圧力はダイアル28
上に対応する読みを提供する。例えばダイアル28は0.01
27mm（0.0005インチ）刻みの測定を与える。垂直探査子
38は接触感知であり、垂直探査子38の先端39上に圧力が
かかると、ダイアルは垂直探査子38が動く量に対応する
関係で動く。使われる探査子の感度とダイアル表示の刻
みとは変化し、且つ所望の精度の如何による。これは通
常の基準を使って決められる。

その上本体５は水平に延びる腕40を持ち、この腕に水
平の表示ダイアル42が垂直表示ダイアル28と同様に取付
けられる。

特に水平ダイアル42は、長手の突起46を持つ本体44に
取付けられる。突起46は水平腕40の巾に形成された溝48
の中に補合し適合する。それゆえ、本体44とダイアル42
とは水平腕40に摺動可能に取付けられる。ねじ50は水平
腕40の中に溝48と直角の関係でねじ係合する。ねじ50を
締付ける時、ねじ50は本体44と接触し、本体44を所望の
所に保持するよう働く。ねじ50をゆるめた時、本体44は
溝48の中で摺動が出来る。垂直ダイアル42の本体44、水
平に延びる探査子54が取付けられる。探査子54は垂直に
延びる探査子38とほぼ同じ点の所で、本体５を通して斜
め下方に延びる。本体５は第３図に示すようその中に開
口を持ち、この開口により垂直に延びる探査子38と水平
に延びる探査子54とが本体５を通して進むことが出来、
それゆえ装置１を軸上に置く時、探査子38と54はあとで
述べるよう軸２内に形成されたキー溝３の中に延びるこ
とが出来る。水平に延びる探査子54は図示のように適切
な様式で下方に弯曲している。探査子54は垂直探査子38
と同様接触感知であり、それゆえ探査子54上に圧力が加
えられると、対応する読みがダイアル42に伝えられる。
ダイアル42上の測定刻みは、行われる測定作業の特質に
対し有用であるような刻みである。本発明の装置では、
好ましい刻みは0.0127mm（0.0005インチ）である。

その上、本発明の装置１の本体から、第１及び第２の
静止脚56、58が延びる。脚56、58は互いに平行で且つ同
長である。脚56、58は本体５から下方に予め決められた
長さだけ延びる。この長さは測定されるキー溝軸の寸法
により指示される。脚56、58は装置１を軸上に維持し乍
ら、キー溝の側壁が底壁と出会う角度の中に着座するこ
とが出来ねばならない。下方に延びる探査子54の長さは
静止脚56、58のものとほぼ同じである、これら部材の各
々は結局キー溝の底壁と接触することになる。

作動時に、水平表示ダイアル42と水平探査子54とは、
キー溝の中心線に対する中心度、平行度を検査するのに
使われ、垂直表示ダイアル28と垂直探査子38とはキー溝
中心線に対するキー溝側壁の直角度を検査するのに使わ
れる。

使用時に、静止脚56、58はキー溝の一方の側壁60がキ
ー溝の底壁62と出会う点の所に形成された一方の底部角
度内に置かれる。次にねじ22がゆるめられ、棒12は装置
の本体５の掴み７の中で摺動することが出来る。棒12
は、前方に延びる突出部16が軸２のほぼ中心線を横切っ
て置かれるまで移動する。次にねじ22は棒12を所定位置
に保持するよう、それゆえ突出部16をその位置に保持す
るよう締付けられる。マイクロメータ14のハンドル18は
次に、前方に延びる突出部16が軸の中心線近くに沿って
軸２と接触するまで回される。

キー溝３の中心度と照合するため、ナット50はゆるめ
られ、本体44は水平に延びる探査子54の先端64が静止脚
56、58からキー溝を横切る距離の約1/2の所に置かれる
まで調節される。ねじ50は次の探査子54を所定位置に保
持するよう締付けられる。マイクロメータは基準点を得
るようゼロに設定される。ダイアル42も又ゼロに設定さ
れる。マイクロメータと表示探査子とがゼロに設定され
る時に、先端64と静止脚56、58との位置はこれらがキー
溝３底壁62と正しく接触して維持されていることを確か
めるよう検査せねばならない。そのあとで使用者は掴み
７により装置１を取上げ装置を軸キー溝から取外す。装
置180°だけ回され、直ちにキー溝内にもとの設定位置
と反対の所に、上記のように、ダイアル、マイクロメー
タ又は探査子の位置を調節することなく再び置かれる。
水平表示ダイアル42の読みはゼロである筈である。もし
そうでなければこれはキー溝の切削に誤差があり、キー
溝が中止にない事を示している。不正確の範囲を決める
ため、マイクロメータは存在する変差とキー溝になさる
べき修正とを示すようハンドル18を回すことにより、
内、外に動かされる。ダイアル42の読みはもし不正確が
あれば、接触感知の探査子54上の圧力の結果である。圧
力はキー溝内の装置の第１及び第２位置間の底壁の高さ
の差で生じる。もし不正確が無ければ、探査子54はもと
の設定と同様に着座する。

キー溝の中心線に対する平行度を検査するため、上記
のキー溝の中心度を検査するのと同じ手順に従うけれで
も、但し装置を180°回すのではなく、キー溝内の同じ
点の所で行われ、装置はキー溝の反対端に移動し、キー
溝内に再び置かれる。水平ダイアルの読みは再置のあと
もゼロに維持されている筈であるが、もしそうでなけれ
ば、マイクロメータは水平表示がゼロと合致するまで回
される。マイクロメータの読みは変差となさるべき修正
とを示す。

キー溝の中心線に対するキー溝側壁の直角度を検査す
るため、垂直ダイアル28と垂直探査子38とがマイクロメ
ータ14とダイアル42と共に使われる。装置１はキー溝３
の中に軸に対するキー溝の中心度を検査するのと同様に
置かれる。マイクロメータはゼロに設定され、ダイアル
42も、又ゼロに設定される。次に垂直探査子38はキー溝
側壁に関して調節される。

特にねじ34はゆるめられ、それにより垂直探査子38を
その先端39がキー溝側壁60に、側壁の頂縁から下方予め
決められた距離、なるべく壁の側部の下方的2.54mm（0.
1インチ）の所で接触するまで上方又は下方に調節する
ことが出来る。ねじ34は垂直本体30をそれゆえ探査子38
をその位置に保持するよう締付けられる。垂直ダイアル
28はゼロに設定される。掴み７は装置をキー溝から取外
し装置を180°回すのに使われる。装置は次に上記のよ
うに、静止脚56、58がキー溝底部と側壁との角度内で正
しく着座するよう、垂直探査子先端39が反対側壁と、第
１測定と同様キー溝内の壁の側部から同じ予め決められ
た距離の所で接触するよう確かめて再びキー溝内に置か
れる。表示ダイアル42の読みはゼロであるべきである。
もしそうでなければ、マイクロメータハンドル18をダイ
アル42がゼロになるよう内方または外方に回転する。次
にダイアル28を読む。垂直表示ダイアル28の読みはまだ
ゼロであるべきである。ゼロの読みは、キー溝中心線に
対する側壁の直角度が正しい事を示している。もし不正
があればダイアル28の読みは変差を示し、それゆえキー
溝測定になさるべき修正を示している。マイクロメータ
の調節は不必要である。マイクロメータは装置を固定
し、基準点を設けるのに使われ、それゆえ装置の再置の
時不正に調節されたかどうかを決めることが出来る。

キー溝内の垂直探査子38と水平探査子54との関係、そ
の上夫々測定作業時の静止脚56、58の関係は第３図によ
り良く示されている。

［発明の効果］ 好適実施例は、水平ダイアルと水平探査子及び垂直ダ
イアルと垂直探査子との両者を設け、それにより軸キー
溝の中心度、平行度、直角度が一つの装置で測定が出来
る。しかしながら、垂直測定装置だけを持つ装置も、上
記装置内の変差が小さい時に可能である。特に水平表示
ダイアル本体及び探査子は無い。さもなければ装置の本
体は第１図に示すものと同じものが実質的に残る。しか
し好適実施例の利点は、別々の器具を必要とせずに軸内
のキー溝のすべての様相を測定することの出来る一つの
一体装置を得ていることである。

当業者には明らかなように、上記範囲内で多くの修正
が出来る。当業者の能力内のそのような修正は本発明の
部分を形成し、請求項内に包括される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の好適実施例の側面図であり、装置はマ
イクロメータと、水平に延びる探査子に結合された水平
表示ダイアルと、垂直に延びる探査子に結合された垂直
表示ダイアルと、軸キー溝の作業を測定するのに使わ
れ、その中の軸とキー溝とに関して示された２つの静止
脚とを有する図、 第２図は軸とそのキー溝とに関して置かれた本発明の測
定装置の斜視図で、装置は第３図に示すものと反対側か
ら見たものを示す図、 第３図は装置を使っての測定作業時にキー溝内に置かれ
る本発明の測定装置の、水平探査子、垂直探査子及び静
止脚の詳細斜視図である。 １…装置、２…軸、３…キー溝、５…本体、７…掴み、
９…通路、12…棒、14…マイクロメータ、16…突出部、
18…ハンドル、20…目盛、22…ねじ、24…腕、26…溝、
28…ダイアル、30…本体、32…突起、34…ねじ、38…探
査子、39…先端、40…腕、42…ダイアル、44…本体、46
…突起、48…溝、50…ねじ、54…探査子、56…脚、58…
脚、60…側壁、62…底壁、６…先端。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジョン．フィッシャー アメリカ合衆国．53226．ウィスコンシ ン州．ワウワトサ．ウエスト．ディエー ン．ドライブ．12327 (56)参考文献 特開 昭63−238501（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−82261（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G01B 3/18 G01B 5/00 - 5/30 G01B 21/00 - 21/32

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】軸のキー溝の側壁の中心度、平行度及び直
   角度を測定する装置において、 （ａ）本体を有し、前記本体はフィンが掴み部と、垂直
   に延びる腕と、水平に延びる腕と、前記本体から下方に
   延びる第１及び第２の静止脚とを持ち、さらに （ｂ）前記本体の前記フィンが掴み部に摺動的に取付け
   られた棒を有し、前記棒は前記棒の下端に取付けられた
   マイクロメータを持ち、前記マイクロメータは前方に延
   びる可動部材を持ち、さらに （ｃ）表示装置に作動結合された垂直に延びる感圧探査
   子を有し、前記表示装置は前記本体の前記垂直に延びる
   腕に摺動的に取付けられ、さらに （ｄ）前記本体の前記水平に延びる腕に摺動的に取付け
   られた表示装置に作動結合された水平及び垂直に延びる
   感圧探査子を有するキー溝測定装置。
2. 【請求項２】請求項第１項のキー溝測定装置において、
   前記本体は一体の部材であるキー溝測定装置。
3. 【請求項３】請求項第２項のキー溝測定装置において、
   前記一体部材は鋳造金属で作られているキー溝測定装
   置。
4. 【請求項４】請求項第１項による装置を使って前記キー
   溝の中心線に対する軸キー溝の側壁の直角度を測定する
   方法において、 （ａ）前記マイクロメータの前記前方に延びる可動部材
   を前記キー溝を収容する前記軸のほぼ中心線に向けて接
   触させる工程と、 （ｂ）前記第１及び第２の静止した脚を、前記キー溝の
   第１側壁が前記キー溝の底壁と結合する点に置く工程
   と、 （ｃ）前記垂直の表示装置を、これに結合された前記垂
   直に延びる探査子が前記キー溝の前記第１側壁と、前記
   側壁の頂縁から下方の予め決められた距離の所で接触す
   るよう摺動して前記表示装置をこの点に維持する工程
   と、 （ｄ）前記垂直に延びる探査子と前記水平に延びる探査
   子と、前記マイクロメータとの各々に結合された前記表
   示装置を基準点に設定する工程と、 （ｅ）前記装置を前記キー溝から取外す工程と、 （ｆ）前記装置を180°回し、前記キー溝内に前記装置
   を、前記マイクロメータ又は前記垂直又は水平の探査子
   の前記前方に延びる部材を動かすことなく再び置いて、
   前記前方に延びる部材が前記軸の反対側のほぼ中心線と
   接触し、前記第１及び第２静止脚は、前記キー溝の第２
   側壁が前記キー溝の底壁と結合する点に置かれ、前記垂
   直に延びる探査子は前記キー溝の前記第２側壁と接触す
   る工程と、 （ｇ）工程（ｄ）における前記水平表示装置の読みを、
   前記表示装置の読みと、前記装置が工程（ｆ）により前
   記キー溝内に再び置かれたあとで比較する工程を有し、
   もし前記読みが等しくないならば、前記マイクロメータ
   を、前記読みが等しくなるまで調節し、次に前記工程
   （ｄ）における前記垂直表示装置の読みを、前記垂直表
   示装置の読みと、これが工程（ｆ）により前記キー溝内
   に再び置かれたあとで比較する工程を有するキー溝測定
   装置使用方法。