JP7210328B2 - 検査治具、ゲージ検査機及びゲージの保持方法 - Google Patents

Description

本発明は、検査治具、ゲージ検査機及びゲージの保持方法に関する。

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、
ゲージの本体部に取り付けられた部材を保持することで、前記ゲージを逆姿勢で保持する本体部と、
前記本体部と結合され、かつ、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、を有するものである。

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、
前記ゲージの本体部の第１の面には、前記ゲージの測定結果を示す表示部が設けられ、
前記表示部が設けられた面と反対側の第２の面に、前記ゲージに取り付けられた前記部材が設けら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、
前記ゲージに取り付けられた前記部材は、前記ゲージの測定軸方向である第１の方向と直交する、前記第２の面に対して垂直な第２の方向に突出する第１の突出部材であり、
前記第１の突出部材には、前記第１及び第２の方向と直交する第３の方向に前記第１の突出部材を貫通する孔が設けら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、
前記本体部は、
前記第３の方向に垂直な面に前記ゲージが固定される第１の保持部材と、
前記第１の保持部材とともに前記第３の方向で前記第１の突出部材を挟み込むことで、前記第１の突出部材を保持する第２の保持部材をと、有することが望ましい。

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、
前記第１の保持部材の前記第１の突出部材に対向する面には、前記第１の突出部材の一部がはまり込む第１の座繰りが設けられ、
前記第１の座繰りから前記第３の方向に沿って延在する、前記孔に挿通可能な第１の突出部が設けられ、
前記第２の保持部材の前記第１の突出部材に対向する面には、前記第１の突出部材の前記第１の座繰りにはまり込む部分以外の部分がはまり込む第２の座繰りが設けられ、
前記第２の座繰りから前記第３の方向に沿って延在する、前記孔に挿通可能な第２の突出部が設けられることが望ましい。

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、
前記本体部の前記ゲージと対向する面には、前記対向する面から前記第２の方向に沿って突出して前記ゲージの前記第２の面と当接する１以上の第４の突出部が設けられることが望ましい。

本発明の第７の態様であるゲージ検査治具は、上記のゲージ検査治具であって、
前記１以上の第４の突出部は、前記ゲージのスピンドルの移動方向が前記ゲージ検査機の前記測定軸方向となるように構成されることが望ましい。

本発明の第８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、を有し、
前記ゲージ検査治具は、
ゲージの本体部に取り付けられた部材を保持することで、前記ゲージを逆姿勢で保持する本体部と、
前記本体部と結合され、かつ、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、を有するものである。

本発明の第９の態様であるゲージの保持方法は、
ゲージの本体部に取り付けられた部材をケージ検査治具の本体部で保持することで、前記ゲージを逆姿勢で保持し、
前記本体部と結合され、かつ、ゲージ検査機の測定スピンドルの先端に結合可能に構成された連結部を、前記測定スピンドルに結合するものである。

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正面図である。 本体の２つのコラムを離間させた場合の実施の形態１にかかるゲージ検査治具の構成を模式的に示す正面図である。 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側面図である。 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。 実施の形態２にかかるゲージ検査治具の構成を模式的に示す正面図である。 実施の形態２にかかるゲージ検査治具の構成を模式的に示す側面図である。

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１４０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は、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正面図である。図１１は、本体の２つのコラムを離間させた場合のゲージ検査治具１００の構成を模式的に示す正面図である。図１２は、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側面図である。ゲージ検査治具１００は、本体部１及び連結部２を有する。なお、図１２では、構成を理解しやすくするため、コラム１２を省略している。

本体部１は、ゲージの保持部材であるコラム１１及びコラム１２（第１及び第２の保持部材）を有する。コラム１１は、コラム１１の底部においてＹ方向に延在する部材と、コラム１１の底部のＹ（＋）側端から上方（Ｚ（＋）方向）に延在する部材と、で構成される。正面から見たとき、コラム１１は、上側のＸ方向の幅が下側のＸ方向の幅よりも小さくなるように構成される。本実施の形態では、コラム１１の左側面（Ｘ（－）側の面）が測定軸に一致している。換言すれば、後に説明する連結部２の柱状部材２１及び雄ねじ２２の中心軸が、コラム１１の上側の左側面（Ｘ（－）側の面）を通っている。

コラム１２は、Ｚ方向に延在する、コラム１１の上側に当接可能な部材として構成される。例えば、コラム１１及び１２は、Ｘ方向に延在する雌ねじＦＴが設けられており、この雌ねじＦＴに雄ねじＭＴを螺入することで、コラム１１とコラム１２とが結合される。

コラム１１とコラム１２との間には、ゲージＧの耳金ＰＪ（第１の突出部材）を保持する保持部１３が設けられる。図１１に示すように、保持部１３では、コラム１１の左側面（Ｘ（－）側の面）に座繰り１１Ａが設けられ、座繰り１１Ａからコラム１１の左側面（Ｘ（－）側の面）の位置まで突出する円形断面の突出部１１Ｂが設けられる。突出部１１Ｂは、耳金ＰＪに設けられた孔Ｈに挿通可能な形状を有する。

コラム１２の右側面（Ｘ（＋）側の面）に座繰り１２Ａが設けられ、座繰り１２Ａからコラム１２の右側面（Ｘ（＋）側の面）の位置まで突出する円形断面の突出部１２Ｂが設けられる。突出部１２Ｂは、耳金ＰＪに設けられた孔Ｈに挿通可能な形状を有する。

図１１に示すように、耳金ＰＪの孔Ｈを、突出部１１Ｂ及び１２Ｂに対して同軸に配置してコラム１１とコラム１２とが結合することで、孔Ｈに突出部１１Ｂ及び１２Ｂが挿通されて、ゲージＧを保持することができる。

なお、図１０は、コラム１１とコラム１２とで耳金ＰＪを挟み込み、かつ、雌ねじＦＴに雄ねじＭＴを螺入することで耳金ＰＪを固定した状態を示しているが、簡略化のため、耳金ＰＪの表示を省略している。図１０では、コラム１１とコラム１２との間には間隙が存在しているが、耳金ＰＪを固定した後に当該間隙が生じるようにコラム１１及び１２のＹ方向の寸法を設計することで、コラム１１とコラム１２とによって確実に耳金ＰＪを固定することができる。

連結部２は、柱状部材２１及び雄ねじ２２を有する。柱状部材２１は、コラム１１の下側のビームの下面から下側（Ｚ（－）側）に突出した部材である。

次に、「（Ｂ）測定子上向き」で検査する方法を説明する。図１３に、連結部２を測定スピンドル１０４０に固定する方法を示す。柱状部材２１の雄ねじ２２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２１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、ゲージ検査治具１００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を測定軸方向（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、測定台１０８１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、ゲージＧのスピンドル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。

実施の形態２
次いで、ゲージ検査治具の他の変形例について説明する。図１４は、実施の形態２にかかるゲージ検査治具２００の構成を模式的に示す正面図である。図１５は、実施の形態３にかかるゲージ検査治具２００の構成を模式的に示す側面図である。ゲージ検査治具２００は、実施の形態１にかかるゲージ検査治具１００に、突出部３１～３４を追加した構成を有する。

突出部３１は、コラム１１のゲージＧに対向する面（Ｚ－Ｘ平面）の保持部１３の上側（Ｚ（＋）側）の位置に設けられる。突出部３２は、コラム１１のゲージＧに対向する面（Ｚ－Ｘ平面）の保持部１３の下側（Ｚ（－）側）の位置に、突出部３１と軸方向（Ｚ方向）に並ぶように設けられる。

突出部３３は、コラム１２のゲージＧに対向する面（Ｚ－Ｘ平面）の保持部１３の上側（Ｚ（＋）側）の位置に設けられる。突出部３４は、コラム１２のゲージＧに対向する面（Ｚ－Ｘ平面）の保持部１３の下側（Ｚ（－）側）の位置に、突出部３３と軸方向（Ｚ方向）に並ぶように設けられる。

突出部３１～３４は、本体部１（コラム１１及び１２）のゲージＧに対向する面（Ｚ－Ｘ平面）からＹ（－）方向に同じ距離だけ突出している。なお、突出部３１～３４は、金属などの硬い材料で構成されてもよいし、ゴムなどの弾性材料で構成されてもよい。

ゲージ検査治具２００のその他の構成は、実施の形態１にかかるゲージ検査治具１００と同様であるので、説明を省略する。また、ゲージ検査治具２００を逆姿勢でゲージ検査機１０００にセットする方法及び計測方法についても、実施の形態１と同様であるので、説明を省略する。

これにより、ゲージＧをゲージ検査治具２００に取り付けると、突出部がゲージＧの裏蓋Ｇ７に当接することとなる。その結果、計測時に測定子Ｇ５が測定台１０８１に接触したときに、耳金の中心としたＸ軸まわりのトルクが生じても、ゲージＧが回転することを防止できる。よって、ゲージＧにかかる計測をより高精度に行うことが可能となる。

また、突出部３１～３４の突出量を適切に設計することで、ゲージＧのスピンドルＧ４の動作方向（摺動方向）を、測定軸方向（Ｚ方向）に合わせることが可能である。これにより、ゲージ検査治具２００での検査をより高精度に行うことが可能となる。

本実施の形態の突出部３１～３４は例示に過ぎず、この例に限られるものではない。すなわち、本体部１（コラム１１及びコラム１２）のゲージＧの裏蓋Ｇ７に対向する面に、裏蓋Ｇ７と当接する１以上の任意の数の突出部を設けてもよい。

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説明した耳金は、ゲージの裏蓋に設けられた突出部材の一例に過ぎない。例えば、ゲージの裏蓋からは、裏蓋を垂直な方向に突出した円柱や角柱などの柱状部材や雄ねじなどの、他の形状に部材を、ゲージの裏蓋に設けられた突出部材として設けてもよい。また、突出部材の形状に応じた保持部を適宜ゲージ検査治具に設けてもよい。

１ 本体部
２ 連結部
１１、１２、コラム
１１Ａ、１２Ａ 座繰り
１１Ｂ、１２Ｂ 突出部
１３ 保持部
２１ 柱状部材
２２、ＦＴ 雄ねじ
３１～３４ 突出部
ＭＴ 雄ねじ
１００、２００ 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
１０８０ 接触部材
１０８１ 測定台
１０８２ 軸部材
Ｇ ゲージ
Ｇ２ 文字盤
Ｇ１ 筐体部
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 (8)

1. ゲージに取り付けられた部材を保持することで、前記ゲージを逆姿勢で保持する本体部と、
   前記本体部と結合され、かつ、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、を備え、
   前記ゲージの第１の面には、前記ゲージの測定結果を示す表示部が設けられ、
   前記表示部が設けられた面と反対側の第２の面に、前記ゲージに取り付けられた前記部材が設けられる、
   ゲージ検査治具。
2. 前記ゲージに取り付けられた前記部材は、前記ゲージの測定軸方向である第１の方向と直交する、前記第２の面に対して垂直な第２の方向に突出する第１の突出部材であり、
   前記第１の突出部材には、前記第１及び第２の方向と直交する第３の方向に前記第１の突出部材を貫通する孔が設けられる、
   請求項１に記載のゲージ検査治具。
3. 前記本体部は、
   前記第３の方向に垂直な面に前記ゲージが固定される第１の保持部材と、
   前記第１の保持部材とともに前記第３の方向で前記第１の突出部材を挟み込むことで、前記第１の突出部材を保持する第２の保持部材をと、を備える、
   請求項２に記載のゲージ検査治具。
4. 前記第１の保持部材の前記第１の突出部材に対向する面には、前記第１の突出部材の一部がはまり込む第１の座繰りが設けられ、
   前記第１の座繰りから前記第３の方向に沿って延在する、前記孔に挿通可能な第１の突出部が設けられ、
   前記第２の保持部材の前記第１の突出部材に対向する面には、前記第１の突出部材の前記第１の座繰りにはまり込む部分とは異なる部分がはまり込む第２の座繰りが設けられ、
   前記第２の座繰りから前記第３の方向に沿って延在する、前記孔に挿通可能な第２の突出部が設けられる、
   請求項３に記載のゲージ検査治具。
5. 前記本体部の前記ゲージと対向する面には、前記対向する面から前記第２の方向に沿って突出して前記ゲージの前記第２の面と当接する１以上の第４の突出部が設けられる、
   請求項２乃至４のいずれか一項に記載のゲージ検査治具。
6. 前記１以上の第４の突出部は、前記ゲージのスピンドルの移動方向が前記ゲージ検査機の前記測定軸方向となるように構成される、
   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、
   ゲージに取り付けられた部材を保持することで、前記ゲージを逆姿勢で保持する本体部と、
   前記本体部と結合され、かつ、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、を備え、
   前記ゲージの第１の面には、前記ゲージの測定結果を示す表示部が設けられ、
   前記表示部が設けられた面と反対側の第２の面に、前記ゲージに取り付けられた前記部材が設けられる、
   ゲージ検査機。
8. ゲージに取り付けられた部材をゲージ検査治具の本体部で保持することで、前記ゲージを逆姿勢で保持し、
   前記本体部と結合され、かつ、ゲージ検査機の測定スピンドルの先端に結合可能に構成された連結部を、前記測定スピンドルに結合し、
   前記ゲージの第１の面には、前記ゲージの測定結果を示す表示部が設けられ、
   前記表示部が設けられた面と反対側の第２の面に、前記ゲージに取り付けられた前記部材が設けられる、
   ゲージの保持方法。

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