JP6537950B2 - ゲージ検査機 - Google Patents

Description

本発明は、ゲージ検査機に関する。具体的には、ダイヤルゲージ等のゲージの計測特性の検査にあたって、様々な姿勢でゲージを検査するゲージ検査機に関する。

比較測長器の一種として例えばダイヤルゲージが知られている。ダイヤルゲージの性能についてはＩＳＯ４６３（非特許文献１）やＪＩＳＢ７５０３（非特許文献２）で規定されている。
ダイヤルゲージの製造業者は、製品であるダイヤルゲージがＩＳＯ４６３やＪＩＳＢ７５０３に規定された規格値を満足しているかどうかを検査しなければならない。ダイヤルゲージの検査にあたっては、指示精度や測定力、繰返し精密度を検査する必要がある。

ダイヤルゲージの検査は、測定点数が多く、しかもそれらを繰り返さなければならないこともあり、多大な労力と時間を要するものであった。そこで、ダイヤルゲージの製造メーカである当出願人は、ダイヤルゲージの検査を決められた検査項目に従って能率的かつ容易に行えるように、ゲージ検査機を既に開発済みである（例えば特許文献１、２、３、４）。
既に知られているゲージ検査機の概要を簡単に説明しておく。
ゲージ検査機の外観を図８に示し、ゲージ検査機の内部構造を図９に示す。
ゲージ検査機１００は、ダイヤルゲージ１０を固定的に保持するためのブラケット部１１０を有する。ブラケット部１１０は、ダイヤルゲージ１０のステムを挟み込むことでダイヤルゲージ１０を固定的に保持する。ダイヤルゲージ１０にもいろいろなサイズがあるので、ブラケット部１１０は高さ位置を変えられるように昇降自在に設けられている。すなわち、ガイドレール１２１を有するバックボード１２０が筐体１３０の上に立設されており、ブラケット部１１０はこのガイドレール１２１に沿って昇降自在であるとともに、ハンドル１１１の操作でその位置が固定されるようになっている。

ゲージ検査機１００は、上下方向に進退可能に設けられた測定スピンドル１４０を有している。
図９の内部構造に示すように、筐体１３０の内部には、モータ１３１とボールネジ１３２とが内蔵されており、ボールネジ１３２がモータ１３１の動力によって上下方向に進退する。具体的には、ボールネジ１３２を回り止めしておき、ナット１３３をモータ動力で回転させる。これにより、ボールネジ１３２が進退する。
ボールネジ１３２の進退量は、エンコーダ１３４によって精密に検出できるようになっている。
エンコーダ１３４のスケール１３４Ａがボールネジ１３２に平行に配設され、検出ヘッド１３４Ｂがボールネジ１３２に固定されている。なお、測定スピンドル１４０の上端には、フラット測定子１４１を螺入できるようになっている。

このゲージ検査機１００を用いてダイヤルゲージ１０の検査を行う手順を一例紹介する。
ここで図１０を参照されたい。
ダイヤルゲージ１０が示す測定値が真の値からどれほどずれているかを検査したいとする。
ゲージ検査機１００は、測定スピンドル１４０を２０ｍｍに少し足りないぐらいまで自動的に上昇させる。
そこからは検査者が測定スピンドル１４０をマニュアル操作で上昇させ、指針１３が２０ｍｍを指すところまで測定スピンドルを移動させる。測定スピンドル１４０の微調整は、操作部１５０のスイッチ１５１やジョグダイヤル１５２でできるようになっている。このときの測定スピンドル１４０の位置をエンコーダ１３４で測定する。
エンコーダ１３４の測定値をパソコン１６０に取り込んで記録する。

同じ操作を、３０ｍｍ、４０ｍｍ・・・でも行い、ダイヤルゲージ１０の測定範囲全域における指示精度を計測する。さらに、繰返し精密度を求めるため、ダイヤルゲージ１０の測定範囲全域において同じことを所定回数繰り返す。

ゲージ検査機１００には測定スピンドル１４０の自動昇降機能と測定スピンドル１４０の変位量を精密に測定する機能とがあるので、ゲージ検査機１００を用いればダイヤルゲージ１０の検査を容易にかつ能率的に行える。

ところで、ＩＳＯ４６３は２００６年に改訂され、ＪＩＳＢ７５０３は２０１１年に改訂された。
これらの改訂により次の点が追加された。
"製造業者によって指定されない場合の計測特性は、測定範囲内のいかなる位置、いかなる姿勢でもＭＰＥ及びＭＰＬの値を満たさなければならない"。
ダイヤルゲージの最大許容誤差（ＭＰＥ）は、指示値に対して許容する指示誤差の最大値である。
許容限界（ＭＰＬ）は、測定力に対して仕様で許容する測定力の限界値である。

この改訂により、一般的な測定子下向きの姿勢以外でも規格値を満足しているかどうかの検査が必要な場面が生じてくる。
したがって、ユーザから特別な要望があった場合などには、通常姿勢（測定子下向き）以外でも検査する必要がでてくる。
例えば、ダイヤルゲージ１０を横向きで使用する場合を想定して、横姿勢での計測特性を検査する必要がある。

ダイヤルゲージ１０の横姿勢での計測特性を検査するには、ゲージ検査機１００を横に倒すことで対応できる。
図１１に示すように、ゲージ検査機１００を横に倒せるようにするためのＴ字脚１８０を用意する。
そして、ゲージ検査機１００にダイヤルゲージ１０をセットして左に倒すと、図１２のようになる。
この状態は、ダイヤルゲージ１０の測定子１６が右向きであって、文字盤１２は手前向きになっている。
この状態を、「測定子右向き（ただし文字盤１２は手前向き）」と表現する。

さらに、ブラケット部１１０を一旦緩めて、図１３のようにダイヤルゲージ１０の向きを変えれば、「測定子右向き（ただし文字盤は上向き）」などにダイヤルゲージの姿勢を変えることができ、様々な姿勢でダイヤルゲージ１０の計測特性を検査することができる。

特開平４−３１５３１号公報 特許２６４５５７６号公報 特開２００２―１２２４０２号公報 特開２００２―１２２４０４号公報

ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｉｓｏ．ｏｒｇ／ｉｓｏ／ｈｏｍｅ／ｓｔｏｒｅ／ｃａｔａｌｏｇｕｅ＿ｉｃｓ／ｃａｔａｌｏｇｕｅ＿ｄｅｔａｉｌ＿ｉｃｓ．ｈｔｍ？ｃｓｎｕｍｂｅｒ＝４２８０２ ｈｔｔｐ：／／ｋｉｋａｋｕｒｕｉ．ｃｏｍ／ｂ７／Ｂ７５０３−２０１１−０１．ｈｔｍｌ

ここで、ゲージ検査機１００は、向かって左側に倒せるのであるが、例えば、「測定子右向き（ただし文字盤１２は奥側向き）」でダイヤルゲージ１０を検査したい場合に不都合が生じる。
単純に「測定子右向き（ただし文字盤１２は奥側向き）」の姿勢を実現しようとすると、図１４のようにダイヤルゲージ１０をゲージ検査機１００にセットすることになる。
つまり、ゲージ検査機１００を向かって左に倒し、ダイヤルゲージ１０の文字盤１２を奥側に向けるようにする。
ところが、これではダイヤルゲージ１０の文字盤１２がゲージ検査機１００のバックボード１２０に隠れて見えない。

また、ダイヤルゲージ１０の姿勢を変えるに当たり、検査者は、ダイヤルゲージ１０を一旦ブラケット部１１０から外し、検査したい向きでダイヤルゲージ１０をブラケット部１１０に付け直す必要がある。
ブラケット部１１０を一旦緩めてからダイヤルゲージ１０をセットし直すという作業は案外面倒な作業であり、検査者としては手間の多さを感じやすい。例えば次のような手順が必要になる。
一旦、ゲージ検査機１００の測定スピンドル１４０を下げてダイヤルゲージ１０から退避させ、それから、ブラケット部１１０を緩めてダイヤルゲージ１０を外す。ダイヤルゲージ１０の向きを変えて再度ブラケット部１１０にダイヤルゲージ１０をセットし、測定スピンドル１４０をダイヤルゲージ１０の測定子１６にアプローチしていく。
このような一連の作業をダイヤルゲージ１０の姿勢変更の度に行うとすれば、手間が多く、検査効率が上がらない。

本発明の目的は、ゲージを検査するにあたって、ゲージの姿勢を簡単に変更できるようにするゲージ検査機を提供することにある。

本発明のゲージ検査機は、
昇降自在に設けられた測定スピンドルを所定位置に変位させ、そのときのゲージの表示値に基づいて前記ゲージの精度を検査するゲージ検査機であって、
土台部と、この土台部に回転可能に設けられた回転部と、を有する回転台部と、
前記回転部に連結され、回転部とともに回転可能な本体部と、を備え、
前記本体部は、
前記ゲージを保持するゲージ支持部と、
内部に前記測定スピンドルを駆動する内部機構を収納する筐体部と、を備え、
当該ゲージ検査機を横姿勢にしたとき、前記ゲージ支持部にて前記ゲージを支持したままで前記本体部が回転可能となっている
ことを特徴とする。

本発明では、
前記筐体部は、円筒形である
ことが好ましい。

本発明では、
当該ゲージ検査機が横姿勢になったときに前記本体部の側面を回転可能に支える補助台部を有する
ことが好ましい。

本発明では、
前記補助台部は、
前記本体部の側面に外嵌する回転リング部と、
前記回転リング部を回転可能に支持する軸受脚部と、を有する
ことが好ましい。

本発明では、
当該ゲージ検査機が立姿勢のとき、前記回転リング部が前記本体部の側面を摺動し、前記補助台部が下に下がる
ことが好ましい。

第１実施形態に係るゲージ検査機の外観斜視図である。 ゲージ検査機の構造を説明するために、本体部と回転台部とを分離させた分解図である。 ゲージ検査機を横に倒した状態を示す図である。 ゲージ検査機を横に倒した状態を示す図である。 ゲージ検査機を横に倒した状態を示す図である。 ゲージ検査機を立てた状態を例示する図である。 変形例を示す図である。 従来のゲージ検査機を示す図である。 従来ゲージ検査機を示す図である。 ダイヤルゲージの検査方法の一例を説明するための図である。 ゲージ検査機にＴ字脚を取り付ける様子を示す図である。 ゲージ検査機を横に倒した状態を示す図である。 ゲージ検査機を横に倒した状態を示す図である。 ゲージ検査機を横に倒した状態を示す図である。

本発明の実施形態を図示するとともに図中の各要素に付した符号を参照して説明する。
（第１実施形態）
図１は、本実施形態に係るゲージ検査機２００の外観斜視図である。
図２は、ゲージ検査機の構造を説明するために、本体部２１０と回転台部２５０とを分離させた分解図である。
ゲージ検査機２００は、本体部２１０と、回転台部２５０と、補助台部２７０と、を備える。

本体部２１０は、筐体部２２０と、ゲージ支持部２３０と、を備える。
筐体部２２０は、円筒形の側壁部２２１と、上端を閉塞する上蓋部２２４と、を有する。筐体部２２０の内部には、モータやボールネジが内蔵されている。この内部機構については、従来（図９）と基本的に同じであり、詳細は割愛する。

側壁部２２１の上端は上蓋部２２４で閉塞されているが、下端は、回転台部２５０が嵌まるようになっている。
上蓋部２２４に設けられた小さな孔から測定スピンドル２２５が突き出るようになっている。ゲージ支持部２３０は、コラム２３１と、ブラケット部２３２と、を有する。
コラム２３１が上蓋部２２４に立設されており、ブラケット部２３２はコラム２３１に沿って移動可能に設けられている。

ブラケット部２３２は、コラム２３１に対して直角方向に延在するアーム部２３３を有し、アーム部２３３の先端でダイヤルゲージ１０を保持する。具体的には、ダイヤルゲージ１０のステムを挟持する座部２３４がアーム部２３３の先端に着座するようになっている。

回転台部２５０は、土台部２５１と、回転部２５５と、を有する。
土台部２５１は、高さが低い錐台であるが、側面を垂直に切断したような平面部２５２を有する。
図２においては、向かって左側の側面に平面部２５２を有する。
平面部２５２には、球状のスタンド２５３が設けられている。図２では、一つの平面部２５２に距離を離して３つのスタンド２５３が設けられている。

回転部２５５は、土台部２５１に回転可能に設けられている。回転部２５５は、円形の板状体であって円の中心を通る軸を回転軸として回転する。回転部２５５の外径は、筐体部２２０の内径に略等しく、回転部２５５は、筐体部２２０の下端に嵌め込まれる。

なお、円筒形である側壁部２２１の中心軸線と回転部２５５の回転軸線とは同軸になるようになっている。

補助台部２７０は、筐体部２２０の側面に外嵌する回転リング部２７１と、回転リング部２７１を回転可能に支持する軸受脚部２７２と、を有する。軸受脚部２７２の少なくとも一つの外側面は平坦面２７３になっており、平坦面２７３にスタンド２７４を有する。

このような構成を有するゲージ検査機２００の使用方法を説明する。
「測定子下向き」でダイヤルゲージ１０を検査する方法は従来（図８、図１０）と基本的に同じであり、重複説明は割愛する。
横姿勢のときのダイヤルゲージ１０を検査するにあたっては、次のようにする。
測定子下向きでダイヤルゲージ１０を検査した後、補助台部２７０を筐体部２２０に取りつける。すなわち、補助台部２７０の回転リング部２７１を筐体部２２０の側面に外嵌する（図２参照）。そして、ゲージ検査機２００ごと横に倒す。すると、図３のように、スタンド２５３、２７４によってゲージ検査機２００は横向きで載置面に載置される。
図３の状態は、測定子１６が右向きで、文字盤１２が手前向きになっている。
この状態で測定スピンドル２２５を左右に進退させてダイヤルゲージ１０の計測特性を検査する。

続いて、ダイヤルゲージ１０の姿勢を変更したい場合、本体部２１０を回転させる。すなわち、ダイヤルゲージ１０がセットされた状態のまま、本体部２１０ごと回転させる。
本体部２１０を４５°回転させると、図４のようにダイヤルゲージ１０の文字盤１２が斜め４５°を向く。さらに本体部２１０を４５°回転させると、図５のようにダイヤルゲージ１０の文字盤１２が上を向く。
さらに本体部２１０を回転させると、文字盤１２が奥側を向く（この状態の図示は省略した）。
文字盤１２が奥側を向く姿勢であっても、本体部２１０ごと回転させるのでダイヤルゲージ１０の文字盤１２がゲージ検査機自体に隠れてしまうことがない。
このようにして、ダイヤルゲージ１０を任意の姿勢にしてその計測特性を検査することができる。

従来技術に比べると本実施形態には次のような利点がある。
（１）ダイヤルゲージ１０の姿勢を変更する場合、ダイヤルゲージ１０をセットしたままで本体部２１０を回転させるだけでよい。したがって非常に簡便である。
ダイヤルゲージ１０をゲージ検査機２００に着脱する作業は案外手間がかかる。測定スピンドル２２５を下げたり、ブラケット部２３２を緩めたり締めたり、測定スピンドル２２５を再アプローチしたりといった操作が必要になる。
このような煩雑な作業に比べ、本実施形態ではダイヤルゲージ１０を逐一取り外す必要はなく、ただ本体部２１０ごと回転させるだけでよい。これはオペレータにとって画期的な利便性を提供する。

（２）従来技術の場合、ダイヤルゲージ１０だけ姿勢変更すると、文字盤１２が奥側になったときに文字盤１２がバックボードに隠れて見えなくなってしまっていた（図１４）。
この点、本実施形態では本体部２１０ごと回転するので、ダイヤルゲージ１０の文字盤１２がゲージ検査機自体に隠れてしまうことがない。

（３）本実施形態では、本体部２１０を円筒形にしたことにより、本体部２１０の回転を許容しながらも全体を小型化できる。
本体部２１０が仮に直方体であったとしても回転台部２５０の回転部２５５に取り付ければ回転させることはできる。しかしながら、横姿勢で回転させることを考慮すると、回転時に本体部２１０が載置面に当たらないようにしなければならない。本体部２１０が直方体のままでは、土台部２５１や補助台部２７０を大きくしたり、あるいは、スタンド２５３、２７４をかなり高くしたりしなければならない。
この点、横姿勢で本体部２１０を回転させることを考慮したとき、本体部２１０を円筒形にするのは最も好適である。

（変形例１）
第１実施形態では、ゲージ検査機２００を横倒しにする際に、補助台部２７０を本体部２１０に取り付けるとした。
この点、補助台部２７０が常に本体部２１０の側面に取り付いたままになっていてもよい。
立姿勢でゲージ検査機２００を使用するときでも補助台部２７０は大きな邪魔にはならない。

あるいは、図６に示すように、回転リング部２７１が本体部２１０の側面を摺動するようにしておき、ゲージ検査機２００が立姿勢のときは、補助台部２７０が下に下がるようにしておいてもよい。

（変形例２）
第１実施形態においては、補助台部２７０は回転リング部２７１を有するとした。
この点、軸受脚部２７２と本体部２１０の側面との間に滑りがあれば、回転リング部２７１はなくてもよい。
さらには、軸受脚部２７２は、本体部２１０の周囲に外嵌せず、図７に例示するように、略半円の凹部２７５で本体部２１０を支持してもよい。

（変形例３）
回転台部２５０の回転部２５５の角度を固定する角度固定手段を設けてもよい。
たとえば、土台部２５１の側面からネジを螺入し、ネジの先端を回転部２５５の側面に接離させるようにしてもよい。
あるいは、回転部２５５と土台部２５１との一方に突起を設け、他方にノッチを設けてもよい。ノッチを等角度間隔で設けておき、突起がノッチに係脱することで回転部２５５の角度決めができるようにしておくとよい。

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
スピンドル式のダイヤルゲージのみならず、てこ式のダイヤルゲージの検査にも本発明は有用である。
さらに、検査対象となるゲージとしては、歯車式で文字盤表示するいわゆるダイヤルゲージのみならず、デジタル式のダイヤルゲージであってもよい。

１０…ダイヤルゲージ、１１…筐体部、１２…文字盤、１３…指針、
１５…スピンドル、１６…測定子、
１００…ゲージ検査機、１１０…ブラケット部、１１１…ハンドル、１２０…バックボード、１２１…ガイドレール、１３０…筐体、１３１…モータ、１３２…ボールネジ、１３３…ナット、１３４…エンコーダ、
１４０…測定スピンドル、１４１…フラット測定子、
１５０…操作部、１５１…スイッチ、１５２…ジョグダイヤル、
１６０…パソコン、１８０…Ｔ字脚、
２００…ゲージ検査機、
２１０…本体部、
２２０…筐体部、２２１…側壁部、２２４…上蓋部、
２２５…測定スピンドル、
２３０…ゲージ支持部、２３１…コラム、２３２…ブラケット部、２３３…アーム部、２３４…座部、
２５０…回転台部、２５１…土台部、２５２…平面部、２５３…スタンド、２５５…回転部、
２７０…補助台部、２７１…回転リング部、２７２…軸受脚部、２７３…平坦面、２７４…スタンド、
２７５…凹部。

Claims (5)

1. 昇降自在に設けられた測定スピンドルを所定位置に変位させ、そのときのゲージの表示値に基づいて前記ゲージの精度を検査するゲージ検査機であって、
   土台部と、この土台部に回転可能に設けられた回転部と、を有する回転台部と、
   前記回転部に連結され、回転部とともに回転可能な本体部と、を備え、
   前記本体部は、
   前記ゲージを保持するゲージ支持部と、
   内部に前記測定スピンドルを駆動する内部機構を収納する筐体部と、を備え、
   当該ゲージ検査機を横姿勢にしたとき、前記ゲージ支持部にて前記ゲージを支持したままで前記本体部が回転可能となっている
   ことを特徴とするゲージ検査機。
2. 請求項１に記載のゲージ検査機において、
   前記筐体部は、円筒形である
   ことを特徴とするゲージ検査機。
3. 請求項１または請求項２に記載のゲージ検査機において、
   当該ゲージ検査機が横姿勢になったときに前記本体部の側面を回転可能に支える補助台部を有する
   ことを特徴とするゲージ検査機。
4. 請求項３に記載のゲージ検査機において、
   前記補助台部は、
   前記本体部の側面に外嵌する回転リング部と、
   前記回転リング部を回転可能に支持する軸受脚部と、を有する
   ことを特徴とするゲージ検査機。
5. 請求項４に記載のゲージ検査機において、
   当該ゲージ検査機が立姿勢のとき、前記回転リング部が前記本体部の側面を摺動し、前記補助台部が下に下がる
   ことを特徴とするゲージ検査機。