JP5330163B2 - 計測用エアノズルおよびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は計測用エアノズルおよびその製造方法に関し、さらに詳細には、計測対象物の被計測穴内に挿入可能とされるとともに、計測用エアを噴出するエア噴出口を有する計測用エアノズル、特に、高い寸法精度が要求される工作物の加工穴の内径を非接触で計測するエアマイクロメータ等の計測用エアノズルの構造に関する。

例えば、工作物（以下、ワークと称する）の穴内径面を鏡面に仕上げるホーニング加工においては、ワークの穴内径面の加工径を高精度に計測することが要求され、その計測装置としては空気圧を計測媒体として非接触で計測するエアマイクロメータが好適に使用される。

この種のエアマイクロメータの測定子としては、計測対象物であるワークの被計測穴内に挿入可能とされるとともに、計測用エアを噴出するエア噴出口を有する計測用エアノズルが用いられる。

この計測用エアノズルには目的に応じて種々の構造のものが使用されているところ、その基本構造は、エア供給管先端部に着脱可能に取り付けられるシャンク部とエア噴出口を有するノズル本体とからなり、これらシャンク部とノズル本体は、計測用エアの漏れを防止するため、接続部のない一体品として製造されているのが一般的である。

この計測用エアノズルの一般的な製作工程を、図８を参照して具体的に説明すると、まず、材料となる棒状金属資材をノズル全体の長さに切断する。続いて、この全長切断した棒状金属素材に、穴あけ工具により中央部に内径穴を貫通穴として加工形成（内径穴加工）した後、外周形状を荒加工して（外径荒加工）、エアノズル原型を形成し、熱処理を施す。

続いて、この熱処理を施したエアノズル原型について、上記内径穴を基準として、外周全体の円筒形状の仕上加工（全外形仕上加工）を行い、最後に、ノズル本体に、エア溝とエア噴出口とを仕上加工するとともに、シャンク部に、必要に応じて位置決め溝を仕上加工して、エアノズルを完成する。

なお、本出願人の知る限りにおいて、これら従来技術を開示した特許文献等は存在しない。

なし

しかしながら、このような従来の構造の計測用エアノズルでは、以下に列挙するような種々の問題点があり、その改良が要望されていた。

すなわち、計測用エアノズルの構成部であるシャンク部とノズル本体が、接続部のない一体品として製作されているところ、前者のシャンク部は、外径寸法が大きくて、重量も大きいのに対して、後者のノズル本体は、外径寸法が小さな細い長尺もので剛性も低い。

したがって、計測用エアノズルは、その先端側が細くて軽く、一方、基端側が太くて重いという、全体として非常にバランスの悪い形状構造であり、熱処理後の製造工程において、外周全体の仕上加工時に、計測用エアノズル全体が回転振れを生じたり、砥石車の切込み作用によりノズル本体が撓んで逃げたりして、要求される仕上精度に達することが難しい。これがため、製作が難しくて、製作時間が長く（全工程で合計約８時間の製作時間を要する）、また歩留まりも悪く、製作コストの上昇を招いていた。

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、その目的とするところは、２つの独立した構成部品からなる構造（セパレート化）とすることにより、高い製作精度を得ることが可能であるとともに、製作コストおよび製品コストの低減化が可能な計測用エアノズルを提供することにある。

また、本発明の他の目的とするところは、上記計測用エアノズルを効率よく製作することができる計測用エアノズルの製造方法を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の計測用エアノズルは、計測対象物の被計測穴内に挿入可能とされるとともに、計測用エアを噴出するエア噴出口を有するものであって、エアマイクロメータ等のエア供給源のエア供給管先端部に着脱可能に取り付けられるシャンク部と、外周に上記エア噴出口を有する中空円筒棒状のノズル本体とを独立した構成部品として備えてなり、これらシャンク部とノズル本体が、接合解除可能な接合手段により同軸状に接合組立てされてなることを特徴とする。

好適な実施態様として、以下の構成が採用される。
（１）上記接合手段は、上記ノズル本体の基端接合部と上記シャンク部の接合穴との接合前後において、これら両者の接合同軸度を保持する接合固定構造である。

（２）上記接合手段は、上記ノズル本体の基端接合部に対する上記シャンク部の接合穴の熱膨張作用を利用した接合固定構造である。

（３）上記接合手段は、上記シャンク部の接合穴に対する上記ノズル本体の基端接合部の熱収縮作用を利用した接合固定構造である。

（４）上記接合固定構造において、上記ノズル本体の基端接合部の先端部位が上記シャンク部の接合穴を貫通してシャンク部内に突出し、このシャンク部内に突出した基端接合部の先端部位が上記接合穴に対する上記基端接合部の抜止め部を形成する。

（５）少なくとも、上記シャンク部とノズル本体の内外周全体の円筒形状の仕上加工が上記接合手段による接合組立て前に施されてなる構造を備える。

（６）上記シャンク部の追加工が上記接合手段による接合組立て前に施されてなる構造を備える。

また、本発明の計測用エアノズルの製造方法は、上述した計測用エアノズルに適したものであって、エアマイクロメータ等のエア供給源のエア供給管先端部に着脱可能に取り付けられるシャンク部と、外周に上記エア噴出口を有する中空円筒棒状のノズル本体とを、それぞれ独立した構成部品として製作し、これらシャンク部とノズル本体を、接合解除可能な接合手段により同軸状に接合組立てすることを特徴とする。

好適な実施態様として、以下の構成が採用される。
（１）上記接合手段は、上記ノズル本体の基端接合部と上記シャンク部の接合穴との接合前後において、これら両者の接合同軸度を保持する接合固定構造である。

（２）上記接合手段は、上記ノズル本体の基端接合部に対する上記シャンク部の接合穴の熱膨張作用を利用した接合固定構造である。

（３）上記接合手段は、上記シャンク部の接合穴に対する上記ノズル本体の基端接合部の熱収縮作用を利用した接合固定構造である。

（４）上記接合固定構造において、上記ノズル本体の基端接合部の先端部位が上記シャンク部の接合穴を貫通してシャンク部内に突出し、このシャンク部内に突出した基端接合部の先端部位が上記接合穴に対する上記基端接合部の抜止め部を形成する。

（５）少なくとも、上記シャンク部とノズル本体の内外周全体の円筒形状の仕上加工をそれぞれ完了した後に、これらシャンク部とノズル本体を上記接合手段により接合組立てする。

（６）上記シャンク部の追加工を完了した後に、上記シャンク部とノズル本体を上記接合手段により接合組立てする。

本発明の計測用エアノズルは、本発明者による種々の試験研究の成果として生まれた。すなわち、本発明者は、従来の計測用エアノズルについて、上述した問題点を解消するべく種々の研究・実験を繰り返した結果、ホーニング盤の回転主軸先端に取り付けられるホーニングツールのように、シャンク部とノズル本体を分割して互いに独立したセパレート構造とすることにより、高い製作精度を得ることが可能であることに着目して、さらに、その接合手段であるロー付け等を改変して、エアノズルに要求される高い気密性を確保するとともに、シャンク部とノズル本体の接合構造を接合解除可能とすることにより、シャンク部をリサイクル可能な構成部品とすることができることを発見した。
そして、さらなる本発明者による試行錯誤の後、本発明が完成されるに至ったのである 。

しかして、本発明の計測用エアノズルによれば、シャンク部とノズル本体とを独立した構成部品として備えてなり、これらシャンク部とノズル本体が、接合解除可能な接合手段により同軸状に接合組立てされてなるから、以下に列挙するような効果が得られ、高い製作精度を得ることが可能で、製作コストおよび製品コストの低減化が可能な計測用エアノズルを提供することができる。

（１）高い仕上がり精度の実現：
シャンク部とノズル本体を分割して互いに独立したセパレート構造とすることにより、シャンク部とノズル本体が、それぞれ全長にわたって径差が少ないことから、これらの外周の円筒形状を仕上加工する円筒研削の難易度が大幅に低下する。しかも、この円筒研削による仕上加工は、シャンク部とノズル本体の接合前に完了させることができ、よって接合後の難易度の高い円筒研削が不要となる。

すなわち、従来の一体構造では、加工の難易度が非常に高い心出しや同軸度・円筒度などを出すための円筒研削が、加工が容易なシャンク部とノズル本体のそれぞれの単体部品加工時に行うことが可能で、高い仕上がり精度を確保することができる。この結果、従来、製作が困難ないしは不可能とされていた小径の計測用エアノズル（例えば、ノズル本体の外径が４ｍｍより小さな計測用エアノズル）についても、高い仕上精度をもって製作することが可能となり、歩留まりも大幅に改善される。

これに関連して、シャンク部とノズル本体の接合手段として、上記ノズル本体の基端接合部と上記シャンク部の接合穴との接合前後において、これら両者の接合同軸度を保持する接合固定構造が採用されることにより、上記接合前の円筒研削による仕上加工をより効果的に行うことができる。

（２）リサイクル可能な計測用エアノズル：
シャンク部とノズル本体とが、独立した構成部品とされるとともに、これら両構成部品が接合解除可能な接合手段により接合組立てされてなるから、計測用エアノズル寿命の主要因であるノズル本体のガイド部やこれに続く外周面の摩耗やノズル本体の折損等が生じた場合には、このノズル本体のシャンク部に対する接合を解除することにより、ノズル本体のみの交換が可能となり、シャンク部のリサイクル化が可能となった。この結果、計測用エアノズル全体がリサイクル不可能な消耗品となっていた従来の計測用エアノズルに比較して、製作コストおよび製品コスト、ひいてはエアマイクロメータのランニングコストの大幅な削減が可能となる。

すなわち、計測用エアノズルは、大別してノズル本体とシャンク部からなるところ、前者のノズル本体については、ノズル本体のガイド部やこれに続く外周面の摩耗やノズル本体の折損等により短期間で使用不可能なダメージを受けやすいが、後者のシャンク部については、上記ノズル本体が使用不可能なダメージを受けた後も、問題なく使用可能な状態を維持しているのが通常である。

したがって、上記ノズル本体とシャンク部が別個独立した２つの構成部品（セパレート化）とされることにより、ノズル本体がダメージを受けて寿命がきたときに、このノズル本体のシャンク部に対する接合を解除して、新品のノズル本体を新たに上記シャンク部に接合組立てすることで、ノズル本体のみの新品への交換が可能となり、シャンク部のリサイクル化が可能となった。

（３）製作時間の短縮化が可能：
上記ノズル本体とシャンク部が別個独立した２つの構成部品（セパレート化）とされることにより、製作の難易度が下り、従来の一体物構造のエアノズルに比較して製作時間の短縮化が実現し（全工程での製作時間は合計約４時間であり、従来の１／２程度である）、さらには製作コストの低減化を促進することができる。

また、本発明の計測用エアノズルの製造方法によれば、上述した本発明に特有の効果を確実かつ容易に発揮させることができる。

本発明の一実施形態である計測用エアノズルのシャンク部とノズル本体の一体接合構造を示し、図１（ａ）は正面図、図１（ｂ）は図１（ａ）におけるＢ−Ｂ線に沿った断面図である。 同シャンク部とノズル本体の図１（ｂ）における一点鎖線枠内の接合部位の接合工程を説明するための拡大模式図である。 同計測用エアノズルの製作工程を説明するためのブロック線図である。 同計測用エアノズルの使用状態を一部ブロック図で示すマイクロメータ構成図である。 同計測用エアノズルの計測状態を一部断面で示す拡大正面図である。 本発明の実施形態３である計測用エアノズルのシャンク部とノズル本体の一体接合構造を示し、図６（ａ）は図１（ｂ）に対応した断面図、図６（ｂ）は図６（ａ）における一点鎖線枠内の接合部位の構造を説明するための拡大模式図である。 同シャンク部とノズル本体の接合部位の接合工程を説明するための図２に対応した拡大模式図である。 従来の計測用エアノズルの製作工程の一例を説明するためのブロック線図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、図面全体にわたって同一の符号は同一の構成部材または要素を示している。

実施形態１
本発明に係る計測用エアノズルを図１に示し、この計測用エアノズル１は、具体的には図４に示すように、エアマイクロメータ等のエア供給源２のエア供給管３の先端部３ａに着脱可能に取り付けられて、手持ち操作による手動または計測装置等に装置されて自動で（図示の場合は手持ち操作による手動）、図５に示すように、ワークＷの被加工穴Ｗａの内径を計測するものである。

計測用エアノズル１は、図１に示すように、独立した構成部品であるノズル本体５とシャンク部６を主要構成部として備えてなり、上記シャンク部６が上記エア供給源２のエア供給管３の先端部３ａに着脱可能に接続される。なお、この接続手段は具体的には図示しないが、従来周知のワンタッチ接続具が上記エア供給管３の先端部３ａに取付け固定されており、このワンタッチ接続具が上記シャンク部６の環状係合溝６ａに気密性を保持しつつ接続係合する。

ノズル本体５は、直線棒状の小径中空円筒の形態とされ、その内部に中空円筒穴からなるエア流路１０が貫通して設けられ、その先端は密封栓１２により気密性をもって閉塞されている。また、ノズル本体５の先端側には、エア噴出部１１が上記エア流路１０に連通して設けられている。

具体的には、上記ノズル本体５は、計測対象となるワークＷの被加工穴Ｗａ内径よりも小径の金属製中空パイプからなり、この中空パイプに各種加工が施されて、所定の構造に形成されている。図示の実施形態のノズル本体５は、後述するように、所定長さの棒状金属資材の中央部に貫通穴を形成してなる金属製中空パイプが図１に示すような形状に機械加工等されてなる。

ノズル本体５の先端部１３は、先細テーパ形状等の先細形状に形成されて、ノズル本体５をワークＷの被加工穴Ｗａ内へ案内するガイド部とされている。

上記エア噴出部１１は、上記ガイド部１３に続く部位に設けられ、複数（図示の場合は４つ）のエア噴出口１５、１５、…と、２本の環状エア溝１６ａ、１６ａと、複数（図示の場合は８本）の縦エア溝１６ｂ、１６ｂ、…から構成されている。

具体的には、上記エア噴出口１５、１５、…が設けられる部位５ｂが、他の部位つまりノズル本体５の外周面５ａよりも小径の円筒面とされ、この円筒面５ｂに、上記エア流路１０に連通する４つのエア噴出口１５、１５、…が円周方向へ等角度をもって開口されている。

また、この円筒面５ｂの両側に隣接して、上記環状エア溝１６ａ、１６ａが全周にわたって環状に設けられている。

さらに、上記各エア噴出口１５を挟んだ両側において、一対の縦エア溝１６ｂ、１６ｂが、ノズル本体５の長手方向へ直線状に延びて設けられており（４つのエア噴出口１５、１５、…に対応して合計８本）。この縦エア溝１６ｂは、図１（a）、図４および図５に示すように、ガイド部１３から環状エア溝１６ａ、１６ａを跨いでノズル本体１５の長さ方向ほぼ中央部位まで延びる長さに設定されている。

シャンク部６は、計測用エアノズル１が上記エア供給源２のエア供給管３の先端部３ａに着脱可能に取り付けられる部位であって、図示のような外観形状を有する金属製中空円筒体の形態とされ、その内部に、上記ノズル本体５のエア流路１０に連通するエア流路２０を有する。

図示のシャンク部６は、その外周部基端部側がストレートシャンク２５とされて、このストレートシャンク２５が、上記エア供給源２のエア供給管３の先端部３ａに挿入されて、ワンタッチ接続具（図示省略）が上記エア供給管３の先端部３ａに取付け固定されており、このワンタッチ接続具が上記シャンク部６の環状係合溝６ａに係合することで高い気密性をもって接続固定される。一方、シャンク部６の先端部２６は、上記ノズル本体５が同心状に一体接合される先端接合部とされ、この先端接合部２６と上記ストレートシャンク２５との境界部に鍔部２７が設けられている。

なお、図示の実施形態の計測用エアノズル１は、手持ち操作する手動タイプのため、上記エア供給管３の先端部３ａとの回転方向の位置決めをするための構造は備えていないが、計測装置等に装置される自動タイプのものにおいては、図１に仮想線で示すように、回転方向位置決め溝２８がストレートシャンク２５の鍔部２７に形成され、この回転方向位置決め溝２８に上記エア供給管３側の回転方向位置決め手段（図示省略）が係合することで、エア供給管３と計測用エアノズル１の回転方向の位置決めがなされる。

また、本発明に係る計測用エアノズル１の特徴構成の１つとして、構成部品の一部がリサイクル可能な構造とされている。具体的には、上記ノズル本体５とシャンク部６がそれぞれ独立した構成部品とされるとともに、これらノズル本体５とシャンク部６とが、接合解除可能な接合手段３０により同軸状に接合組立てされてなり、これにより、シャンク部６がリサイクル可能な構成とされている。

上記接合手段３０としては、上記ノズル本体５の基端接合部３５と上記シャンク部６の接合穴３６との接合前後において、これら両者３５、３６の接合同軸度を保持することが可能な接合固定構造が好適に採用される。

すなわち、このような接合手段３０を採用することにより、（ａ）従来のこの種の接続手段として一般的なロー付け等による接合固定構造では構造上困難ないしは不可能であったエア漏れ防止が容易かつ確実に行え、また、（ｂ）同じく、ノズル本体５とシャンク部６の接合前では不可能であるとともに、接合後では難易度が増大する心出しや同軸度・円筒度などの加工が、ノズル本体５とシャンク部６の接合前の加工工程として実行することが可能となる。

本実施形態の接合手段３０は、上記ノズル本体５の基端接合部３５に対する上記シャンク部６の接合穴３６の熱膨張作用を利用した接合固定構造である（熱膨張接合３０Ａ）。

この熱膨張作用を利用した接合固定構造によれば、シャンク部６の接合穴３６の内径面とノズル本体５の基端接合部３５の外径面との密着接合面が、接合前後において寸法上の変化を生ずることがなく、接合前におけるノズル本体５とシャンク部６のそれぞれの心出し仕上げ加工（後述するように、ノズル本体５とシャンク部６の内外周全体の円筒形状の仕上加工が相当）が、別個独立して高精度に実行されれば、ノズル本体５とシャンク部６の一体接合後における心出しや同軸度・円筒度などの加工が不要となる。

したがって、本発明に係る計測用エアノズル１の上記特徴構成との関連において、少なくとも、上記シャンク部６とノズル本体５の心出し仕上げ、つまりノズル本体５とシャンク部６の内外周全体の円筒形状の仕上げは、上記接合手段３０による接合組立て前に施されてなる構造を備えており、図示の実施形態においては、後述するように、さらに上記シャンク部６の内外周全体の仕上加工も上記接合手段３０による接合組立て前に施されてなる構造を備える。

続いて、以上の特徴構成を備えた計測用エアノズル１の製造工程（製造方法）について説明する。

１．心出し工程：
ノズル本体５とシャンク部６について、それぞれ心出し加工まで別個独立した構成部品（単品）として製作する。

すなわち、シャンク部６については、まず、材料となる棒状金属資材をシャンク部６の長さに切断した後、外周形状を荒加工し（外径荒加工）、続いて、外周全体の円筒形状の仕上加工（全外形仕上加工）を行い、さらに、内径穴（エア流路２０）を仕上げ加工（内径穴仕上げ加工）する。

この場合、特に、シャンク部６の接合穴３６の内径面は、これが最終仕上げであり、かつ、ノズル本体５との心出し作用をなす部位であるから、高い研削精度をもって仕上研削する。

一方、ノズル本体５については、まず、材料となる棒状金属資材をノズル本体５の長さに切断する。続いて、このノズル本体５に穴あけ工具により中央部に内径穴（エア流路１０）を貫通穴として加工形成し（内径穴加工）、さらに外周形状を荒加工して（外径荒加工）、ノズル本体原型を形成し、熱処理を施す。

続いて、この熱処理を施したノズル本体原型について、外周全体の円筒形状の仕上加工（外径仕上加工）を行う。

２．接合工程：
それぞれ心出しを完了したノズル本体５とシャンク部６を、接合手段３０により一体に接合固定する（図２（ａ）〜（ｃ）参照）。

すなわち、上記心出し工程において心出し加工されたノズル本体５とシャンク部６との接合に際して、まず、シャンク部６を所定温度で所定時間だけ加熱して膨張（熱膨張）させた後、この膨張したシャンク部６の接合穴３６内に、上記ノズル本体５の基端接合部３５を挿入する（図２（ａ）→（ｂ）参照）。この状態において、シャンク部６の接合穴３６は常態時（常温時）の径寸法より大きく膨張しているため、この接合穴３６の内径面とノズル本体５の基端接合部３５の外径面との間には、所定の微小隙間Ｇが存在している（図２（ｂ）参照）。

この挿入状態（図２（ｂ）の状態）を維持したまま、上記シャンク部６を冷却することにより、このシャンク部６の接合穴３６が元の状態に戻りつつ（元の形状寸法に収縮しつつ）、ノズル本体５の基端接合部３５の外径面全体を抱持状にかつ均一に締め付けて、両者１０ａ、１１ａの強い接合固定状態が得られ（図２（ｃ）参照）、これにより、ノズル本体５とシャンク部６は、この部位の気密状態を保持しつつ、同軸状に一体接合され組み立てられる（熱膨張接合３０Ａ）。

３．仕上工程；
この一体となったノズル本体５とシャンク部６について、既にシャンク部６は上記追加工を含めた仕上工程を完了していることから、ノズル本体５の残りの各部を追加工するとともに、必要に応じてシャンク部６の追加工も行う仕上工程を経て製作を完了する。

すなわち、一体接合されたノズル本体５とシャンク部６について、最後に、追加工として、接合後の位置合わせの必要なノズル本体５のエア溝１６とエア噴出口１５を仕上加工するとともに、シャンク部６に、必要に応じて回転方向位置決め溝２８を仕上加工して、計測用エアノズル１を完成する。

しかして、以上のように構成された計測用エアノズル１は、図４に示すように、エアマイクロメータ等のエア供給源２のエア供給管３の先端部３ａに着脱可能に取り付けられて、手持ち操作による手動によりワークＷの被加工穴Ｗａの内径を計測する。

すなわち、図５に示すように、計測用エアノズル１がワークＷの被加工穴Ｗａ内に挿入された状態において、計測用エアノズル１のエア噴出部１１のエア噴出口１５、１５、…から計測用エアが噴出され、被加工穴Ｗａの内径面と計測用エアノズル１のノズル本体５の外周面５ａ間のギャップによる上記計測用エアの圧力変化から被加工穴Ｗａの内径寸法が計測される。

エアマイクロメータによって計測される内径寸法の数は、図５に示すように、被加工穴Ｗａにおける軸方向長さに対応して設定され、図示の実施形態においては、被加工穴Ｗａにおける軸方向の４か所の内径寸法（ｄ１〜ｄ４）が計測され、これら４つの計測値ｄ１〜ｄ４は、図示しないエアマイクロメータの演算制御部へ送られて、ワークＷの被加工穴Ｗａの内径形状モードが比較演算され、この演算結果から、例えばワークＷの被加工穴Ｗａの内径の円筒度等の良否が判定される。

また、計測用エアノズル１の使用により、経時的にノズル本体５のガイド部１３やこれに続く外周面５ａに摩耗が生じたり、ノズル本体５が折損したりすると、計測用エアノズル１自体の寿命ということになるところ、本実施形態の計測用エアノズル１は、ノズル本体５とシャンク部６が、接合解除可能な接合手段３０（熱収縮接合３０Ａ）により同軸状に接合組立てされてなることから、このノズル本体５のシャンク部６に対する接合を解除することにより、つまり、シャンク部６を再加熱して膨張させ、その接合穴３６の膨張によりノズル本体５の基端接合部３５に対する接合固定状態を解除して、ノズル本体５とシャンク部６を分離する。この後、替わりの新しいノズル本体１を上記シャンク部６の接合穴３６に挿入して（図２（ａ）→（ｂ）参照）、再び上記熱膨張接合３０Ａにより、両者１０ａ、１１ａを接合固定して（図２（ｃ）参照）、新しいノズル本体５と上記シャンク部６を同軸状に一体接合させる（図１参照）。

このように、本実施形態の計測用エアノズル１においては、ノズル本体５のみの交換が可能となり、シャンク部６のリサイクル化が可能となる。この結果、計測用エアノズル１全体が一体品でリサイクル不可能な消耗品となっていた従来の計測用エアノズルに比較して、製作コストおよび製品コスト、ひいては計測装置であるエアマイクロメータ等のランニングコストの大幅な削減が可能となる。

換言すれば、本実施形態の計測用エアノズル１は、ノズル本体５とシャンク部６とを独立した構成部品として備えてなり、これらノズル本体５とシャンク部６が、接合解除可能な接合手段３０により同軸状に接合組立てされてなるから、以下に列挙するような効果が得られ、高い製作精度を得ることが可能で、製作コストおよび製品コストの低減化が可能である。

（ａ）高い仕上がり精度の実現：
ノズル本体５とシャンク部６を分割して互いに独立したセパレート構造とすることにより、ノズル本体５とシャンク部６が、それぞれ全長にわたって径差が少ないことから、これら５、６の外周の円筒形状を仕上加工する円筒研削の難易度が大幅に低下する。しかも、この円筒研削による仕上加工は、ノズル本体５とシャンク部６の接合前に完了させることができ、よって接合後の難易度の高い円筒研削が不要となる。

すなわち、従来の一体構造では、加工の難易度が非常に高い心出しや同軸度・円筒度などを出すための円筒研削が、加工が容易なノズル本体５とシャンク部６のそれぞれの単体部品加工時に行うことが可能で、高い仕上がり精度を確保することができる。この結果、従来、製作が困難ないしは不可能とされていた小径の計測用エアノズル（例えば、ノズル本体の外径が４ｍｍより小さな計測用エアノズル）についても、高い仕上精度をもって製作することが可能となり、歩留まりも大幅に改善される。

これに関連して、ノズル本体５とシャンク部６の接合手段として、上記ノズル本体５の基端接合部３５と上記シャンク部６の接合穴３６との接合前後において、これら両者５、６の接合同軸度を保持する接合固定構造が採用されることにより、上記接合前の円筒研削による仕上加工をより効果的に行うことができる。

（ｂ）リサイクル可能な計測用エアノズル：
ノズル本体５とシャンク部６とが、独立した構成部品とされるとともに、これら両構成部品５、６が接合解除可能な接合手段３０（３０Ａ）により接合組立てされてなるから、計測用エアノズル１の寿命の主要因であるノズル本体５のガイド部１３やこれに続く外周面５ａの摩耗やノズル本体５の折損等が生じた場合には、このノズル本体５のシャンク部６に対する接合を解除することにより、ノズル本体５のみの交換が可能となり、シャンク部６のリサイクル化が可能となった。この結果、計測用エアノズル１全体が一体品とされてリサイクル不可能な消耗品となっていた従来の計測用エアノズルに比較して、製作コストおよび製品コスト、ひいてはエアマイクロメータのランニングコストの大幅な削減が可能となる。

すなわち、計測用エアノズル１は、大別してノズル本体５とシャンク部６からなるところ、前者のノズル本体５については、ノズル本体５のガイド部１３やこれに続く外周面５ａの摩耗やノズル本体５の折損等により短期間で使用不可能なダメージを受けやすいが、後者のシャンク部６については、上記ノズル本体５が使用不可能なダメージを受けた後も、問題なく使用可能な状態を維持しているのが通常である。

したがって、上記ノズル本体５とシャンク部６が別個独立した２つの構成部品（セパレート化）とされることにより、ノズル本体５がダメージを受けて寿命がきたときに、このノズル本体５のシャンク部６に対する接合を解除して、新品のノズル本体５を新たに上記シャンク部６に接合組立てすることで、ノズル本体５のみの新品への交換が可能となり、シャンク部６のリサイクル化が可能となった。

（ｃ）製作時間の短縮化が可能：
上記ノズル本体５とシャンク部６が別個独立した２つの構成部品（セパレート化）とされることにより、製作の難易度が下り、従来の一体物構造のエアノズルに比較して製作時間の短縮化が実現し（全工程での製作時間は合計約４時間であり、従来の１／２程度である）、さらには製作コストの低減化を促進することができる。

実施形態２
本実施形態は実施形態１における接合手段３０を改変したものである。

すなわち、接合手段３０として、ノズル本体５の基端接合部３５に対するシャンク部６の接合穴３６の熱膨張作用を利用した接合固定構造（熱膨張接合３０Ａ）を採用する実施形態１に対して、本実施形態の接合手段３０は、シャンク部６の接合穴３６に対するノズル本体５の基端接合部３５の熱収縮作用を利用した接合固定構造（熱収縮接合３０Ｂ）を採用している。

つまり、図２を参照して、心出し工程において心出し加工されたノズル本体５とシャンク部６との接合に際して、まず、ノズル本体５を冷却して収縮（熱収縮）させた後、この収縮したノズル本体５の基端接合部３５を、シャンク部６の接合穴３６内に挿入する（図２（ａ）→（ｂ）参照）。この状態において、ノズル本体５の基端接合部３５は常態時（常温時）の径寸法より小さく収縮しているため、シャンク部６の接合穴３６の内径面とノズル本体５の基端接合部３５の外径面との間には、所定の微小隙間Ｇが存在している（図２（ｂ）参照）。

この挿入状態（図２（ｂ）の状態）を維持したまま、上記ノズル本体５が加熱されることにより、このノズル本体５の基端接合部３５が元の状態に戻りつつ（元の形状寸法に膨張しつつ）、シャンク部６の接合穴３６の内径面全体に内側から放射状に均一に押圧して、両者３５、３６の強い接合固定状態が得られ（図２（ｃ）参照）、これにより、ノズル本体５とシャンク部６は同軸状に一体接合される。

しかして、この熱収縮作用を利用した接合固定構造によれば、シャンク部６の接合穴３６の内径面とノズル本体５の基端接合部３５の外径面との密着接合面が、接合前後において寸法上の変化を生ずることがなく、接合前におけるノズル本体５とシャンク部６のそれぞれの心出し仕上げ加工が、別個独立して高精度に実行されれば、ノズル本体５とシャンク部６の一体接合後における心出しや同軸度・円筒度などの加工が不要となる。
その他の構成および作用は実施形態１と同様である。

実施形態３
本実施形態は図６および図７に示されており、実施形態１におけるノズル本体５とシャンク部６との接合構造が若干改変されたものである。

すなわち、本実施形態のノズル本体５とシャンク部６との接合固定構造において、図６（ｂ）に示すように、ノズル本体５の基端接合部３５の先端部位（ノズル本体５の基端部位）４０は、シャンク部６の接合穴３６を先端側から後端側へ貫通してシャンク部６のエア流路２０内に突出されている。そして、このシャンク部６のエア流路２０内に突出した上記基端接合部３５の先端部位４０が上記接合穴３６に対する基端接合部３５の抜止め部を形成している。

つまり、図７を参照して、心出し工程において心出し加工されたノズル本体５とシャンク部６との接合に際して、まず、ノズル本体５を熱膨張させた後、この膨張したノズル本体５の基端接合部３５をシャンク部６の接合穴３６内に挿通させて、その先端部位４０をシャンク部６の接合穴３６の後ろ側に連通するエア流路２０内に突出させた状態におく（図７（ａ）→（ｂ）参照）。そして、このノズル本体５の先端部位（ノズル本体５の基端部位）４０が接合穴３６から突出した状態（図７（ｂ）参照）を維持したまま、上記シャンク部６を冷却することにより、このシャンク部６の接合穴３６が元の状態に戻りつつ、ノズル本体５の基端接合部３５の外径面を抱持状にかつ均一に締め付けて、両者３５、３６の強い接合固定状態が得られる（図７（ｃ）参照）。

この点については実施形態１においても同様であるが、本実施形態においては、図６（ｂ）に示すように、ノズル本体５の基端接合部３５の先端部位（ノズル本体５の基端部位）４０が、シャンク部６の接合穴３６の外部に位置していることから、シャンク部６の接合穴３６が上記基端接合部３５の外径面を抱持状に締め付け固定した状態において、上記先端部位４０は、上記接合穴３６に対して径方向へ膨出する状態となり、この接合穴３６との境界段部３５ａが、上記接合穴３６に対する基端接合部３５の矢符Ｘ方向への抜止め作用をなす。

なお、このような抜止め作用は、図６（ｂ）に示すように、ノズル本体５の基端接合部３５より先端側の部位４１も、接合穴３６に対して径方向へ膨出する状態となるため、この接合穴３６との境界段部３５ｂが、上記接合穴３６に対する基端接合部３５の矢符Ｙ方向への抜止め作用をなす（この抜止め作用は実施形態１においても同様）。

しかして、本実施形態のノズル本体５とシャンク部６との接合固定構造においては、接合手段３０（熱膨張接合３０Ａ）本来の接合固定力に加えて、上記接合穴３６両端外部のノズル本体５の抜止め部４０、４１の軸方向抜止め機能が相乗的に作用する結果、実施形態１に比較してより堅固な接合固定状態が得られる。

ちなみに、本実施形態の接合固定構造は、実施形態２における接合手段３０（熱収縮接合３０Ｂ）においても適用可能であり、同様な作用効果が得られる。
その他の構成および作用は実施形態１と同様である。

なお、上述した実施形態１〜３はあくまでも本発明の好適な実施態様を示すものであって、本発明はこれらに限定されることなく、その範囲において種々の設計変更が可能である。

例えば、計測用エアノズル１の具体的構造は、ノズル本体５とシャンク部６との接合構造を除いて、種々設計変更可能である。

一例として、計測用エアノズル１のシャンク部６とエア供給源２のエア供給管３との接続手段としてのワンタッチ接続具は、上述の実施形態においてはエア供給管３側に取付け固定される接続部材とシャンク部６の環状係合溝６ａとの係合接続構造とされているが、これに限定されず、シャンク部６とエア供給管３にそれぞれ取付け固定された一対の雄部材と雌部材がワンタッチで接続および接続解除される構造とされても良い。

また、ノズル本体５に設けられるエア噴出部１１の具体的構造も、図示の実施形態に限定されず、例えば、エア噴出口１５の配設数は目的に応じて適宜増減可能であり、これに対応して、縦エア溝１６ｂ、１６ｂの配設数も増減される。

Ｗ ワーク
Ｗａ ワークの被加工穴
１ 計測用エアノズル
２ エアマイクロメータ等のエア供給源
３ エア供給管
３ａ エア供給管の先端部
５ ノズル本体
６ シャンク部
１０ エア流路
１１ エア噴出部
１３ ガイド部
１５ エア噴出口
１６ エア溝
２０ エア流路
２８ 回転方向位置決め溝
３０ 接合手段
３０Ａ 熱膨張接合
３０Ｂ 熱収縮接合
３５ 基端接合部
４０ 基端接合部の抜止め部

Claims (14)

1. 計測対象物の被計測穴内に挿入可能とされるとともに、計測用エアを噴出するエア噴出口を有する計測用エアノズルであって、
   エアマイクロメータ等のエア供給源のエア供給管先端部に着脱可能に取り付けられるシャンク部と、外周に前記エア噴出口を有する中空円筒棒状のノズル本体とを独立した構成部品として備えてなり、
   これらシャンク部とノズル本体が、接合解除可能な接合手段により同軸状に接合組立てされてなる
   ことを特徴とする計測用エアノズル。
2. 前記接合手段は、前記ノズル本体の基端接合部と前記シャンク部の接合穴との接合前後において、これら両者の接合同軸度を保持する接合固定構造である
   ことを特徴とする請求項１に記載の計測用エアノズル。
3. 前記接合手段は、前記ノズル本体の基端接合部に対する前記シャンク部の接合穴の熱膨張作用を利用した接合固定構造である
   ことを特徴とする請求項２に記載の計測用エアノズル。
4. 前記接合手段は、前記シャンク部の接合穴に対する前記ノズル本体の基端接合部の熱収縮作用を利用した接合固定構造である
   ことを特徴とする請求項２に記載の計測用エアノズル。
5. 前記接合固定構造において、前記ノズル本体の基端接合部の先端部位が前記シャンク部の接合穴を貫通してシャンク部内に突出し、このシャンク部内に突出した基端接合部の先端部位が前記接合穴に対する前記基端接合部の抜止め部を形成している
   ことを特徴とする請求項３または４に記載の計測用エアノズル。
6. 少なくとも、前記シャンク部とノズル本体の内外周全体の円筒形状の仕上加工が前記接合手段による接合組立て前に施されてなる構造を備える
   ことを特徴とする請求項１に記載の計測用エアノズル。
7. 前記シャンク部の追加工が前記接合手段による接合組立て前に施されてなる構造を備える
   ことを特徴とする請求項６に記載の計測用エアノズル。
8. 計測対象物の被計測穴内に挿入可能とされるとともに、計測用エアを噴出するエア噴出口を有する計測用エアノズルの製造方法であって、
   エアマイクロメータ等のエア供給源のエア供給管先端部に着脱可能に取り付けられるシャンク部と、外周に前記エア噴出口を有する中空円筒棒状のノズル本体とを、それぞれ独立した構成部品として製作し、
   これらシャンク部とノズル本体を、接合解除可能な接合手段により同軸状に接合組立てする
   ことを特徴とする計測用エアノズルの製造方法。
9. 前記接合手段は、前記ノズル本体の基端接合部と前記シャンク部の接合穴との接合前後において、これら両者の接合同軸度を保持する接合固定構造である
   ことを特徴とする請求項８に記載の計測用エアノズルの製造方法。
10. 前記接合手段は、前記ノズル本体の基端接合部に対する前記シャンク部の接合穴の熱膨張作用を利用した接合固定構造である
    ことを特徴とする請求項９に記載の計測用エアノズルの製造方法。
11. 前記接合手段は、前記シャンク部の接合穴に対する前記ノズル本体の基端接合部の熱収縮作用を利用した接合固定構造である
    ことを特徴とする請求項９に記載の計測用エアノズルの製造方法。
12. 前記接合固定構造において、前記ノズル本体の基端接合部の先端部位が前記シャンク部の接合穴を貫通してシャンク部内に突出し、このシャンク部内に突出した基端接合部の先端部位が前記接合穴に対する前記基端接合部の抜止め部を形成する
    ことを特徴とする請求項１０または１１に記載の計測用エアノズルの製造方法。
13. 少なくとも、前記シャンク部とノズル本体の内外周全体の円筒形状の仕上加工をそれぞれ完了した後に、これらシャンク部とノズル本体を前記接合手段により接合組立てする
    ことを特徴とする請求項８に記載の計測用エアノズルの製造方法。
14. 前記シャンク部の追加工を完了した後に、前記シャンク部とノズル本体を前記接合手段により接合組立てする
    ことを特徴とする請求項１３に記載の計測用エアノズルの製造方法。
    
    

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