JP7165601B2 - ゲージ検査治具及びゲージ検査機 - Google Patents

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Description

本発明は、ゲージ検査治具及びゲージ検査機に関する。
国際標準化機構(ISO:International Organization for Standardization)による国際規格や日本工業規格(JIS:Japanese Industrial Standards)では、ダイヤルゲージなどのゲージの計測特性について、複数の異なる姿勢で保持した状態においてゲージの指示誤差や繰返し精密度を計測すべきことが定められている。
例えば、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、いかなる姿勢でも最大許容誤差(MPE)及び許容限界(MPL)の値を満たさなければならないとされている。ここで、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し得る測定力の限界値である。
典型的な例としては、例えば、測定子下向きの姿勢以外の姿勢でも測定できるようにしてほしいとユーザから要望してくる場面が想定される。したがって、製造業者としては、測定子下向きの姿勢以外の姿勢でもダイヤルゲージを検査できるようにする方策が必要となる。
例えば、ダイヤルゲージの上下を反転させた状態(逆姿勢)で測定誤差や繰返し精密度を計測するゲージ検査機が提案されている(特許文献1)。このゲージ検査機では、ゲージのキャップが装着される部分をソケットの一端に挿入し、ソケットの他端に設けられた雄ねじをゲージ検査機の測定スピンドルに螺入することで、ゲージを逆姿勢で保持している。
特開2015-152581号公報
しかし、ダイヤルゲージの種類によっては、そもそもキャップを有しないものが有る。そのため、特許文献1にかかるダイヤルゲージを逆姿勢で保持する構成は、キャップを有しないダイヤルゲージに適用することができない。
よって、キャップの有無によらずにダイヤルゲージを逆姿勢で保持し、ゲージ検査機によって逆姿勢での検査を行うことができる手法が求められる。
本発明は、上記の事情に鑑みて成されたものであり、ゲージを検査するにあたって、測定子上向きの逆姿勢において簡易にかつ精度よく検査することを目的とする。
本発明の第1の態様であるゲージ検査治具は、
一端が、ゲージ検査機に設けられた測定軸方向に移動可能な測定スピンドルの先端に結合可能に構成された連結部と、
ゲージの測定子が先端に設けられたスピンドルを摺動可能に保持する筒状形状を有するステムが挿通可能に構成され、挿通された前記ステムを保持するゲージ保持部材と、
一端が前記連結部の他端に結合され、他端に前記ゲージ保持部材を取り付け可能に構成される本体部材と、を有し、
前記ステムの軸が前記測定軸方向に沿うように、前記ゲージ保持部材が前記本体部材に保持されるものである。
本発明の第2の態様であるゲージ検査治具は、上記のゲージ検査治具であって、
前記本体部材は、
前記測定軸方向である第1の方向に直交する第2の方向に延在する第1のビームと、
一端が前記第1のビームの一端と接続され、前記第1の方向に沿って延在する第1のコラムと、
前記第1のコラムの他端から前記第2の方向に沿って延在する第2のビームと、を備え、
前記第1のコラムの延在方向を向いた前記第2のビームの面上に、前記ステムが前記第2のビームと干渉しないように、前記ゲージ保持部材が固定されることが望ましい。
本発明の第3の態様であるゲージ検査治具は、上記のゲージ検査治具であって、
前記本体部材は、
一端が前記第1のビームの他端と接続され、前記第1の方向に沿って延在する第2のコラムと、
前記第2のコラムの他端から前記第1のビームの前記延在方向とは反対の方向に延在する第3のビームと、を備え、
前記第2のコラムの延在方向を向いた前記第3のビームの面上に、前記ステムが前記第3のビームと干渉しないように、前記ゲージ保持部材が固定されることが望ましい。
本発明の第4の態様であるゲージ検査治具は、上記のゲージ検査治具であって、
前記ゲージ保持部材は、前記第2のビームと前記第3のビームとの間の間隙に前記ステムが挿通されるように保持されることが望ましい。
本発明の第5の態様であるゲージ検査治具は、上記のゲージ検査治具であって、
前記ゲージ保持部材は、
前記第1の方向に垂直な面を主面とする第1及び第2の板状部材を備え、
前記第1の板状部材には、前記ステムの前記筒状形状に沿った第1の切り欠き部が設けられ、
前記第2の板状部材には、前記ステムの前記筒状形状に沿った第2の切り欠き部が設けられ、
前記第1の切り欠き部と前記第2の切り欠き部とがなす領域に挿通された前記ステムを、前記第1の切り欠き部と前記第2の切り欠き部とで挟み込むことで、前記ステムを保持することが望ましい。
本発明の第6の態様であるゲージ検査治具は、上記のゲージ検査治具であって、
前記第1及び第2の板状部材には、前記第1の方向に垂直な面と平行な方向に延在する雌ねじが設けられ、前記第1及び第2の板状部材の前記雌ねじに跨がって螺入されることで、前記第1の板状部材と前記第2の板状部材とを結合することが望ましい。
本発明の第7の態様であるゲージ検査機は、
測定軸方向に移動可能な測定スピンドルと、
ゲージ検査治具によって逆姿勢で保持されたゲージの測定子が接触する部材を固定可能に構成された固定部と、を備え、
前記ゲージ検査治具は、
一端が、前記測定スピンドルの先端に結合可能に構成された連結部と、
ゲージの測定子が先端に設けられたスピンドルを摺動可能に保持する筒状形状を有するステムが挿通可能に構成され、挿通された前記ステムを保持するゲージ保持部材と、
一端が前記連結部の他端に結合され、他端に前記ゲージ保持部材を取り付け可能に構成される本体部材と、を備え、
前記ステムの軸が前記測定軸方向に沿うように、前記ゲージ保持部材が前記本体部材に保持されるものである。
本発明によれば、ゲージを検査するにあたって、測定子上向きの逆姿勢において簡易にかつ精度よく検査することができる。
本発明の上述及び他の目的、特徴、及び長所は以下の詳細な説明及び付随する図面からより完全に理解されるだろう。付随する図面は図解のためだけに示されたものであり、本発明を制限するためのものではない。
ゲージ検査機の外観を示す図である。 ゲージ検査機にゲージを通常姿勢でセットした状態を示す図である。 ゲージの構成例を示す図である。 測定子下向き(通常姿勢)のゲージを示す図である。 測定子上向き(逆姿勢)のゲージを示す図である。 測定子右向き(ただし目盛は上向き)のゲージを示す図である。 測定子右向き(ただし目盛は下向き)のゲージを示す図である。 測定子右向き(ただし目盛は手前向き)のゲージを示す図である。 測定子右向き(ただし目盛は奥側向き)のゲージを示す図である。 実施の形態1にかかるゲージ検査治具の構成を模式的に示す図である。 実施の形態1にかかるゲージ検査治具にゲージを逆姿勢でセットした場合を模式的に示す図である。 実施の形態1にかかるゲージ検査治具のゲージ保持部材を測定軸方向から見た場合の構成を模式的に示す図である。 実施の形態1にかかるゲージ保持部材を測定軸方向から見た場合の構成を模式的に示す図である。 実施の形態1にかかるゲージ検査治具の連結部を測定スピンドルに固定する方法を示す図である。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。各図面においては、同一要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略される。
実施の形態1
ゲージ検査機について説明する。図1に、ゲージ検査機1000の外観を示す。図2に、ゲージ検査機1000にゲージGを通常姿勢でセットした状態を示す。
ゲージ検査機1000は、ゲージGを固定的に保持するためのブラケット部1010を有する。ブラケット部1010は、ゲージGのステムSTを挟み込むことでゲージGを固定的に保持することができるように構成される。ゲージGのサイズは様々であるため、ブラケット部1010は高さ方向(測定軸方向、すなわち、以下に示すZ方向であり、第1の方向とも称する)の位置を変えられるように昇降自在に設けられる。
この例では、バックボード1020が筐体1030の上に立設されている。バックボード1020には、ブラケット部1010を案内するガイドレール1021が設けられている。これにより、ブラケット部1010は、ガイドレール1021に沿って昇降可能に、換言すれば上下方向に移動可能に保持される。また、ブラケット部1010の位置は、ハンドル1011を操作することで固定することができる。
ゲージ検査機1000の動作は、コンピュータ1070によって制御される。コンピュータ1070は、ゲージ検査機1000での計測結果を蓄積することも可能である。測定スピンドル1040の位置調整を行うなど、ゲージ検査機1000をマニュアル操作する場合、例えば、操作部1050のスイッチ1051やジョグダイヤル1052をユーザが操作することで行うことが可能である。
ゲージGの構成例について説明する。図3は、ゲージGの正面図である。ゲージGは、円筒形の筐体部G1、昇降可能に設けられたスピンドルG4、筐体部G1に突設されたステムSTを有する。筐体部G1の前面には文字盤(表示部)G2がある。筐体部G1の内部には、スピンドルG4の変位を拡大して指針G3に伝える歯車機構(不図示)がある。スピンドルG4の下端には測定子G5が設けられている。ステムSTは、スピンドルG4を摺動可能に支持するものである。スピンドルG4は筐体部G1を貫通しており、スピンドルG4の上端が筐体部G1から突き出る。そこで、スピンドルG4の上端部を保護するため、筐体部G1の側面にはキャップG6が設けられている。
また、ゲージGには、文字盤G2が設けられた面(第1の面)と反対側に裏蓋G7が設けられ、裏蓋G7の表面(第2の面)からは、表面と垂直な方向(第2の方向)に耳金PJが突出している。耳金PJには、測定軸方向と裏蓋G7の表面と垂直な方向(第2の方向)とに直交する方向に、貫通する孔Hが設けられている。
次いで、ゲージの検査姿勢について説明する。例えばユーザなどの要望に応じて、図2に示したような通常姿勢(測定子下向き)以外の様々な姿勢においてゲージを検査する必要が考えられる。ゲージGの内部構造等を考慮すると、ゲージの検査姿勢は以下の6パターンに分類することができると考えられる。以下、6パターンの検査姿勢について、図4~図9を参照して説明する。
(A)測定子下向き(通常姿勢)
(B)測定子上向き(逆姿勢)
(C)測定子右向き(ただし目盛は上向き)
(D)測定子右向き(ただし目盛は下向き)
(E)測定子右向き(ただし目盛は手前向き)
(F)測定子右向き(ただし目盛は奥側向き)
なお、以下では、「手前」を「前」ということもあるし、「奥」を「後ろ」ということもある。
ユーザが用いている姿勢に応じて、これら6パターンのうちの1つ又は2つ以上の姿勢での検査が行われることとなる。なお、本実施の形態においては、「(A)測定子下向き」の通常姿勢でゲージGの検査は、ゲージ検査機が本来の検査方法で行うことができることは勿論であるので、通常姿勢での検査については、説明を省略する。
本実施の形態では、上記の「(B)測定子上向き」の(逆姿勢)における検査(以下、逆姿勢検査と称する)について説明する。本実施の形態では、ゲージ検査機1000にゲージGを逆姿勢でセットするための治具を用いて、逆姿勢検査を実現する。
ゲージ検査治具100について説明する。図10に、実施の形態1にかかるゲージ検査治具100の構成を模式的に示す。図11に、実施の形態1にかかるゲージ検査治具100にゲージGを逆姿勢でセットした場合を模式的に示す。ゲージ検査治具100は、フレーム1、ゲージ保持部材2及び連結部3を有する。
フレーム1は、軸方向(Z方向)に対して平行なZ-X平面を主面とする平板状部材にY方向(第2の方向)に穿たれた中空部10を有するフレーム状の本体部材として構成される。なお、フレーム1は、金属などの高い剛性を有する材料で構成されることが望ましい。
フレーム1の上側(Z(+)側)においてX方向に延在するビームの中央部は開口部11Aが設けられている。換言すれば、開口部11Aは、X(-)側からX(+)側に延在するビーム11(第2のビーム)の先端と、X(+)側からX(-)側に延在するビーム12(第3のビーム)の先端と、によって挟まれている。
フレーム1の底部には、X方向に延在するビーム13(第1のビーム)が設けられる。ビーム13の左側(X(-)側)端部の上面と、ビーム11の左側(X(-)側)端部との間は、Z方向に延在するコラム14(第1のコラム)により連結されている。ビーム13の右側(X(+)側)端部の上面と、ビーム12の右側(X(+)側)端部との間は、Z方向に延在するコラム15(第2のコラム)により連結されている。
連結部3は、柱状部材31及び雄ねじ32を有する。柱状部材31は、フレーム1のビーム13の下面(Z(-)側の面)から下側(Z(-)側)に突出した部材である。柱状部材31の下端(Z(-)側の端部)からは、雄ねじ32が下方(Z(-)方向)に延在している。
フレーム1の開口部11Aの上には、ゲージ保持部材2が載置される。ゲージ保持部材2にはゲージGのステムSTが挿通され、ステムSTを保持可能に構成される。ゲージ保持部材2は、例えば雄ねじMTなどの固定手段により、ビーム11及び12に固定される。
図12に、ゲージ保持部材2を測定軸方向から見た場合の構成を模式的に示す。ゲージ保持部材2は、X-Y平面を主面とする2つの板状部材21及び22(第1及び第2の板状部材)を有する。板状部材21及び22は、金属などの高い剛性を有する材料で構成されることが望ましい。板状部材は、ビーム11及び12が延在する方向であるX方向と直交するY方向に並んでいる。板状部材21及び22の対向する側面には、ステムSTが挿通される半円形の切り欠き21A及び22A(第1及び第2の切り欠き部)がそれぞれ設けられる。
板状部材21及び22には、例えば、切り欠き21A及び22Aを挟むように、Y方向に延在する雌ねじ23及び25が設けられている。この雌ねじ23及び25に、それぞれ雄ねじ24及び26を螺入することで、板状部材21及び22を結合して、ステムSTを挟み込んで保持することができる。図13に、ゲージ保持部材2によって保持されたステムSTを示す。
次に、「(B)測定子上向き」で検査する方法を説明する。図14に、連結部3を測定スピンドル1040に固定する方法を示す。連結部3の雄ねじ32は、フラット測定子1041の代わりとして、測定スピンドル1040に螺入される。これにより、柱状部材31が測定スピンドル1040に固定される。
よって、ゲージ検査治具100は、測定スピンドル1040の昇降に連動して昇降することが可能となる。すなわち、ゲージ保持部材2にゲージGを逆姿勢でセットすることで、逆姿勢のゲージGを測定軸(Z方向)に昇降させることができる。なお、ブラケット部1010がゲージ検査治具100及びゲージGに干渉しないように、ブラケット部1010を十分上方に移動させておくことが望ましい。
ゲージ検査機1000にゲージGを逆姿勢でセットする場合、ゲージGの測定子G5を接触させる部材をゲージ検査機1000に設ける必要がある。本実施の形態では、ブラケット部1010に、測定子G5が接触する接触部材1080を取り付ける。接触部材1080は、測定台1081及び軸部材1082を有する。
軸部材1082は、Z方向に延在する部材であり、下側(Z(-)側)に突き出すようにブラケット部1010によって保持される。軸部材1082の下端(Z(-)側の端部)には、測定台1081が取り付けられる。測定台1081の下側(Z(-)側)の面は平坦な面(X-Y平面)として構成され、平坦面が測定子G5と接触する。
以上説明したように、ゲージ検査治具100にゲージGを逆姿勢でセットして測定スピンドル1040を昇降させることで、測定子G5が測定台1081に接触し、スピンドルG4が押し込まれる。これにより、逆姿勢におけるゲージの指示精度や繰返し精密度を計測することができる。
その他の実施の形態
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。例えば、上述の実施の形態では、フレーム1を1つの部材として説明したが、フレーム1は複数の部材を結合して構成されてもよい。なお、ゲージGを逆姿勢で保持して高精度の検査を行うには、フレーム1は1つの部材として構成されることが望ましい。
フレーム1は、中空部10を有する部材であるとして説明したが、これは例示に過ぎない。例えば、ゲージ保持部材を保持できるならば、フレーム1のコラム14及び15の一方を除去した形状や、L字型などの他の形状の部材を用いてもよい。
1 フレーム
2 ゲージ保持部材
3 連結部
10 中空部
11~13 ビーム
11A 開口部
14、15 コラム
21、41、51 板状部材
31 柱状部材
24、26、32 雄ねじ
100 ゲージ検査治具
1000 ゲージ検査機
1010 ブラケット部
1011 ハンドル
1020 バックボード
1021 ガイドレール
1030 筐体
1040 測定スピンドル
1041 フラット測定子
1050 操作部
1051 スイッチ
1052 ジョグダイヤル
1070 コンピュータ
1080 接触部材
1081 測定台
1082 軸部材
G ゲージ
G1 筐体部
G2 文字盤
G3 指針
G4 スピンドル
G5 測定子
G6 キャップ
G7 裏蓋
H 孔
PJ 耳金
ST ステム

Claims (7)

  1. 一端が、ゲージ検査機に設けられた測定軸方向に移動可能な測定スピンドルの先端に結合可能に構成された連結部と、
    ゲージの測定子が先端に設けられたスピンドルを摺動可能に保持する筒状形状を有するステムが挿通可能に構成され、挿通された前記ステムを保持するゲージ保持部材と、
    一端が前記連結部の他端に結合され、他端に前記ゲージ保持部材を取り付け可能に構成される本体部材と、を備え、
    前記ステムの軸が前記測定軸方向に沿うように、前記ゲージ保持部材が前記本体部材に保持される、
    ゲージ検査治具。
  2. 前記本体部材は、
    前記測定軸方向である第1の方向に直交する第2の方向に延在する第1のビームと、
    一端が前記第1のビームの一端と接続され、前記第1の方向に沿って延在する第1のコラムと、
    前記第1のコラムの他端から前記第2の方向に沿って延在する第2のビームと、を備え、
    前記第1のコラムの延在方向を向いた前記第2のビームの面上に、前記ステムが前記第2のビームと干渉しないように、前記ゲージ保持部材が固定される、
    請求項1に記載のゲージ検査治具。
  3. 前記本体部材は、
    一端が前記第1のビームの他端と接続され、前記第1の方向に沿って延在する第2のコラムと、
    前記第2のコラムの他端から前記第1のビームの前記延在方向とは反対の方向に延在する第3のビームと、を備え、
    前記第2のコラムの延在方向を向いた前記第3のビームの面上に、前記ステムが前記第3のビームと干渉しないように、前記ゲージ保持部材が固定される、
    請求項2に記載のゲージ検査治具。
  4. 前記ゲージ保持部材は、前記第2のビームと前記第3のビームとの間の間隙に前記ステムが挿通されるように保持される、
    請求項3に記載のゲージ検査治具。
  5. 前記ゲージ保持部材は、
    前記第1の方向に垂直な面を主面とする第1及び第2の板状部材を備え、
    前記第1の板状部材には、前記ステムの前記筒状形状に沿った第1の切り欠き部が設けられ、
    前記第2の板状部材には、前記ステムの前記筒状形状に沿った第2の切り欠き部が設けられ、
    前記第1の切り欠き部と前記第2の切り欠き部とがなす領域に挿通された前記ステムを、前記第1の切り欠き部と前記第2の切り欠き部とで挟み込むことで、前記ステムを保持する、
    請求項3又は4に記載のゲージ検査治具。
  6. 前記第1及び第2の板状部材には、前記第1の方向に垂直な面と平行な方向に延在する雌ねじが設けられ、前記第1及び第2の板状部材の前記雌ねじに跨がって螺入されることで、前記第1の板状部材と前記第2の板状部材とを結合する、
    請求項5に記載のゲージ検査治具。
  7. 測定軸方向に移動可能な測定スピンドルと、
    ゲージ検査治具によって逆姿勢で保持されたゲージの測定子が接触する部材を固定可能に構成された固定部と、を備え、
    前記ゲージ検査治具は、
    一端が、前記測定スピンドルの先端に結合可能に構成された連結部と、
    ゲージの測定子が先端に設けられたスピンドルを摺動可能に保持する筒状形状を有するステムが挿通可能に構成され、挿通された前記ステムを保持するゲージ保持部材と、
    一端が前記連結部の他端に結合され、他端に前記ゲージ保持部材を取り付け可能に構成される本体部材と、を備え、
    前記ステムの軸が前記測定軸方向に沿うように、前記ゲージ保持部材が前記本体部材に保持される、
    ゲージ検査機。
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