JP7216850B1

JP7216850B1 - 測定器

Info

Publication number: JP7216850B1
Application number: JP2022024360A
Authority: JP
Inventors: 信二山口; 律郎武田
Original assignee: Daido Metal Co Ltd
Current assignee: Daido Metal Co Ltd
Priority date: 2022-02-21
Filing date: 2022-02-21
Publication date: 2023-02-01
Anticipated expiration: 2042-02-21
Also published as: CN116625284A; JP2023121176A

Abstract

【課題】測定対象物の特徴部の角度位置を直接的に測定するための測定器を提供する。【解決手段】測定対象物の特徴部の角度位置を測定するための測定器であって、測定対象物を把持するための拘束具と、測定対象物の特徴部に挿入可能な挿入物体と、角度計とを備え、拘束具と挿入物体とは、同一の軸の周りに相対的に回転可能に設けられている、測定器。【選択図】図２

Description

本発明は、測定対象物の特徴部の角度位置を測定するための測定器に関する。

従来、測定対象物の特徴部の角度位置を測定する方法として、ノギス等の測定器具を用いた間接的な測定方法が知られている。この従来の測定方法は、基準点から特徴部までの直線距離を測定し、測定した距離をもとに基準点から特徴部までの角度値を算出するものである。

他の測定方法としては、引用文献１のような測定器を用いる方法が知られている。引用文献１の測定器は、円筒形状の測定対象物を回転テーブル上に載置し、測定対象物の穴に案内ピンを差し込むことで、穴の角度位置を測定するように構成されている。

特開昭６３－２８１００１号公報

上述の従来の測定方法では、特徴部の角度位置を直接的に読み取ることができないため、測定対象物の張り等の状態や、特徴部の変形等の要因により、算出した角度位置は誤差が生じる可能性がある。また、引用文献１のような測定器では、測定対象物が実際に使用される状態までは考慮した測定とはなっておらず、測定した角度位置は、同様に誤差が生じ得る。

従って、本発明の目的は、測定対象物を実際に使用する状況を考慮して、測定対象物の特徴部の角度位置を直接的に測定するための測定器を提供することである。

上記課題を解決するため、本発明では、測定対象物の特徴部の角度位置を測定するための測定器であって、測定対象物を把持するための拘束具と、測定対象物の特徴部に挿入可能な挿入物体と、角度計とを備え、拘束具と挿入物体とは、同一の軸の周りに相対的に回転可能に設けられている、測定器を提供する。

本発明のある態様による測定器において、挿入物体は、軸に対する回転位置が固定されており、拘束具は、軸の周りに回転可能に設けられていることを特徴とする。

本発明のある態様による測定器において、角度計が、拘束具に固定されたデジタル角度計であることを特徴とする。

本発明のある態様による測定器において、拘束具の内径は、測定対象物を組付けるためのハウジングの内径と略等しく、測定対象物をハウジングに組付ける前の測定対象物の外径より小さいことを特徴とする。

本発明のある態様による測定器において、拘束具は、測定対象物を組付ける面において、２つの直角立壁を有し、２つの直角立壁の間の距離は、測定対象物を組付けるためのハウジングに測定対象部を組付ける前の測定対象物の外径より小さいことを特徴とする。

本発明のある態様による測定器において、２つの直角立壁には、面取加工が施されていることを特徴とする。

本発明のある態様による測定器において、拘束具は、２つの直角立壁の内側に、測定対象物の端部を収容可能な２本の溝を備え、２本の溝のそれぞれの幅は、測定対象物の厚さと略同等以上であり、２本の溝のそれぞれの深さは、測定対象物の切削取代の長さに略等しいことを特徴とする。

本発明のある態様による測定器において、拘束具の初期角度を測定するためのゼロ点ゲージをさらに備えることを特徴とする。

本発明のある態様による測定器において、挿入物体の先端が、測定対象物の特徴部に適合する形状を有することを特徴とする。

本発明のある態様による測定器において、挿入物体の先端が、測定対象物の特徴部より小さく、挿入物体の先端を除く部分が、測定対象物の特徴部に適合する形状を有することを特徴とする。

本発明のある態様による測定器において、拘束具は、軸に対する回転位置が固定されており、挿入物体は、軸の周りに回転可能に設けられていることを特徴とする。

本発明のある態様による測定器において、角度計が、軸上に設けられたエンコーダーであることを特徴とする。

本発明のある態様による測定器において、拘束具の内径が可変に構成されていることを特徴とする。

本発明のある態様による測定器において、測定対象物が、半割メタルであることを特徴とする。

本発明のある態様による測定器において、測定対象物が、ブッシュであることを特徴とする。

本発明のある態様による測定器において、拘束具は、割り面を有する円筒形状であり、拘束具の内径は、ブッシュを組付けるためのハウジングの内径と略等しく、ブッシュをハウジングに組付ける前のブッシュの外径より小さいことを特徴とする。

本発明のある態様による測定器において、特徴部が、油穴であることを特徴とする。

本発明のある態様による測定器において、特徴部が、フランジノッチ部であることを特徴とする。

本発明のある態様による測定器において、挿入物体が、棒状の剛体物であることを特徴とする。

本発明によれば、測定対象物の特徴部の角度位置を直接測定することができる。

本発明の第１の実施形態に係る穴角度測定器の外観図を示す。半割メタル拘束具の断面図を示す。半割メタル拘束具の断面図を示す。半割メタル拘束具の断面図を示す。半割メタルの外観図を示す。ロッドの外観図を示す。本発明の第２の実施形態に係る穴角度測定器の正面図および側面図を示す。本発明の第３の実施形態に係る穴角度測定器を示す。ブッシュ拘束具およびブッシュを示す。

以下、本発明の実施例について図面を参照して説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

図１は、本発明の第１の実施形態に係る穴角度測定器１００の外観図である。図１（ａ）に示す穴角度測定器１００は、半割メタル拘束具１０１と、ロッド１０２と、角度計１０３とを備えている。図１（ｂ）に示すゼロ点ゲージ１０４は、ロッド１０２に対する半割メタル拘束具１０１の初期角度を設定するゲージであり、ゼロ点ゲージ１０４の中央には、ロッド１０２の先端に合わせた形状の穴が設けられている。半割メタル拘束具１０１は、半割メタル１０５を組付けた状態で、半割メタル１０５とともに回転するように構成されている。ロッド１０２は、棒状の剛性体であり、半割メタル１０５の油穴に挿入可能な先端形状および軸径を有している。角度計１０３は、半割メタル拘束具１０１の底面に取り付けられており、半割メタル拘束具１０１の回転角度を測定する。

図２は、半割メタル拘束具１０１を回転軸Ａの方向から見た断面図である。半割メタル拘束具１０１および半割メタル１０５は、半割メタル拘束具１０１の中心軸に一致する回転軸Ａの周りを回転するように構成されている。ロッド１０２は、回転軸Ａに垂直に交差する向きに配置されており、本実施形態においては、鉛直方向に配置されている。ロッド１０２を鉛直方向に動かすことで、半割メタル１０５の油穴にロッド１０２を挿入することができる。角度計１０３は、本実施形態においてはデジタル角度計であり、半割メタル拘束具１０１の底面、すなわち半割メタル１０５を組付ける面とは反対の面に固定されている。半割メタル拘束具１０１の中央部には位置決めピンがあり、ゼロ点ゲージ１０４を取り付けることができる。なお、本実施形態では、ロッド１０２の回転軸Ａを中心とした回転位置が固定されている一方で、半割メタル拘束具１０１が回転軸Ａを中心として回転するように構成されているが、これに限定されず、半割メタル拘束具１０１とロッド１０２とが相対的に回転する構成であればよい。また、本実施形態のロッド１０２は、測定やメンテナンスの容易さを考慮して、棒状の剛性体としているが、ロッド１０２の形状や素材の性質はこれに限定されない。例えば、ロッド１０２は紐状物でもよいし、ロッド１０２の代わりにレーザー等の光学的な手段を用いてもよい。半割メタル１０１の油穴に挿入または照射等して油穴の角度位置を測定できる手段であればよい。

図３に半割メタル拘束具１０１および半割メタル１０５の軸方向の断面図を示す。図３（ａ）は、半割メタル拘束具１０１に組付ける前の状態の半割メタル１０５の断面図であり、図３（ｂ）は、半割メタル拘束具１０１に半割メタル１０５を組付ける際の断面図である。図３（ｂ）に示すように、半割メタル拘束具１０１は、断面において略コの字形状となっており、両端に直角立壁を備えている。直角立壁の内側には、半割メタル１０５の挿入を容易にするためのＣ面取り加工が施されている。なお、本実施形態では、半割メタル拘束具１０１に設けられた立壁の傾きは、半割メタル拘束具１０１に対する半割メタル１０５の組付け精度を向上させ、かつ組付け作業を容易にするために直角としているが、立壁の傾きは、半割メタル１０５を組付けることができる構造であればこれに限定されない。例えば、両端の立壁のうち、一方を直角立壁とし、他方を内側に傾いた立壁としてもよいし、両方を内側に傾いた立壁としてもよい。両端の立壁の片方または両方を外側に傾いた立壁としてもよい。また、本実施形態の直角立壁の内側には、Ｃ面取り加工を施しているが、加工方法はこれに限定されず、Ｒ面取り加工や糸面取り加工であってもよく、その他の加工方法や、加工無しであってもよい。Ｃ面取り加工やＲ面取り加工を施すと、拘束具への測定対象物の組付を容易にしやすい。

図３に示すように、半割メタル拘束具１０１の内径ｄ２は、半割メタル１０５の自由状態の外径ｄ１よりも僅かに小さく設計されており、操作者の手等で半割メタル１０５に外力を加えて半割メタル拘束具１０１に押し付けることにより、半割メタル１０５を縮めた状態で半割メタル拘束具１０１に密着固定することができる。半割メタル拘束具１０１の内径ｄ２は、半割メタル１０５を実際にエンジン等に組み込む場合のハウジングの内径と同等としてよく、このような内径とすることで、実際の使用条件に近い状態で半割メタル１０５の油穴の位置を精度良く測定することができる。また、本実施形態の半割メタル拘束具１０１は、内径ｄ２の大きさを半割メタル１０５の外径ｄ１に合わせて設計しているが、内径ｄ２の大きさを可変な構成として、様々なサイズの半割メタル１０５のハウジング組付けを想定した構成としてもよい。

図４は、半割メタル拘束具１０１に半割メタル１０５を組付けた状態の軸方向断面図である。図４（ａ）の半割メタル１０５は完成品であり、後続の工程で切削される部位は含んでいない。図４（ａ）の半割メタル拘束具１０１は、完成品の半割メタル１０５を実際にエンジン等に組み込む場合のハウジングに合わせた内径を有することにより、完成品の半割メタル１０５の油穴の位置を精度良く測定できるように構成されている。一方、図４（ｂ）の半割メタル１０５は中間工程品であり、後続の工程で切削予定の端部を有する。図４（ｂ）では、半割メタル拘束具１０１に切削取り代分の溝が設けられており、半割メタル拘束具１０１に組付けた半割メタル１０５は、切削取り代分だけオフセットされる。図４（ｂ）の半割メタル拘束具１０１は、このような構成を有することにより、半割メタル１０５が中間工程品である場合にも、完成品の状態と同等条件にて油穴の角度測定を精度良く行うことができる。

半割メタル１０５は、図５に示すように、側面に１つまたは複数の油穴を有する。油穴の開口の形状は、典型的には図５（ａ）のような円形であってよく、図５（ｂ）のような長穴形状であってもよい。また、半割メタル１０５は、油穴に加えて、または油穴のかわりに、図５（ｃ）に示すようなフランジノッチ部を有していてもよい。また、図示はしないが、局所的に厚さが薄くなっている凹部を有していてもよい。これらの油穴またはフランジノッチ部の形状は、半割メタル１０５の機能や用途に合わせて選択することができる。

図６にロッド１０２の外観図を示す。ロッド１０２は、棒状の剛性体であり、ロッド１０２の先端部は、半割メタル１０５の油穴に合わせた形状を有している。本実施形態の半割メタル１０５の油穴は、開口が円形であり、ロッド１０２は、図６（ａ）に示すように先端部が円錐形となっている。本実施形態では、半割メタル１０５およびロッド１０２をこのような形状としたことで、半割メタル１０５の油穴にロッド１０２を安定的に挿入することができる。なお、ロッド１０２の先端部の形状はこれに限定されず、油穴に挿入して油穴の角度位置を測定できる形状であればよい。本実施形態では、ロッド１０２の先端部が半割メタル１０５の円形の油穴に適合する円錐形状としているが、これに限定されず、ロッド１０２の先端部が半割メタル１０５の油穴よりも小さく、ロッド１０２の軸部が半割メタル１０５の油穴に適合する円柱形状や円錐台形状等であってもよい。また、半割メタル１０５の油穴の開口が長穴形状等の場合や、半割メタル１０５がフランジノッチ部を有する場合は、ロッド１０２の先端部を図６（ｂ）のように設けることで、半割メタル１０５の油穴またはフランジノッチ部にロッド１０２を安定的に挿入することができる。またこの場合も同様に、ロッド１０２の先端部を油穴またはフランジノッチ部よりも小さいサイズとし、ロッド１０２の軸部を半割メタル１０５の油穴またはフランジノッチ部に適合する形状としてもよい。

本発明の穴角度測定器は、測定対象物を拘束具に組付け、測定対象物の特徴部に挿入物体を挿入し、測定対象物、拘束具、及び挿入物体を軸の周りに相対的に回転させ、角度計を用いて挿入物体の角度位置を計測することにより、測定対象物の特徴部の角度位置を測定するものである。次に、図１－２を参照して、本発明の穴角度測定器１００を用いて半割メタル１０５の油穴の角度位置を測定する手順を具体的に説明する。はじめに、半割メタル１０５を組付けた半割メタル拘束具１０１を穴角度測定器１００に設置する。続いて、半割メタル拘束具１０１をロッド１０２に対する初期位置に設定する。本実施形態においては、半割メタル１０５の組付け面が水平となる位置が、半割メタル拘束具１０１の初期位置である。この初期位置において、ゼロ点ゲージ１０４を半割メタル拘束具１０１に取り付け、ゼロ点ゲージ１０４の中心穴にロッド１０２を鉛直下向きに差し込み、角度計１０３をゼロリセットする。その後、ロッド１０２を中心穴から引き抜き、半割メタル１０５の油穴がロッド１０２の真下となる位置にくるまで半割メタル拘束具１０１を回転させる。その状態で、ロッド１０２を半割メタル１０５の油穴に差し込み、角度計１０３によりロッド１０２の角度位置Ｙを測定する。この角度位置Ｙが半割メタル１０５の油穴の角度位置となる。測定対象の油穴が複数個ある場合は、再度ロッド１０２を引き抜いた後、半割メタル拘束具１０１を回転させ、同様の手順で２つ目以降の油穴の角度位置を測定することができる。

図７に第２の実施形態に係る測定器を示す。図７（ａ）は、第２の実施形態の穴角度測定器２００の正面図であり、図７（ｂ）は、穴角度測定器２００の側面図である。穴角度測定器２００は、半割メタル拘束具２０１と、ロッド２０２と、エンコーダー２０３とを備えている。半割メタル拘束具２０１は、ボールねじを動かすことにより、内径の大きさをハウジング組付けを想定した半割メタル２０４の外径に合わせて調整することができる。ロッド２０２は、半割メタル拘束具２０１に組付けた半割メタル２０４の中心に一致する回転軸Ｂと垂直に交差する向きに配置されており、回転軸Ｂを中心として回転することができる。エンコーダー２０３は、ロッドの回転角度を測定するために、回転軸Ｂに取り付けられている。

図８に第３の実施形態に係る穴角度測定器３００を示す。本実施形態の穴角度測定器３００は、ブッシュ拘束具３０１と、三つ爪チャック３０２と、ロッド３０３と、角度計３０４とを備えている。本実施形態の穴角度測定器３００は、第１の実施形態の半割メタル拘束具１０１に代えてブッシュ拘束具３０１および三つ爪チャック３０２を備えることで、ブッシュの穴角度を測定可能な構成となっている。図９に第３の実施形態のブッシュ拘束具３０１およびブッシュ３０５を示す。ブッシュ拘束具３０１の内径は、ハウジング組付けを想定したブッシュ３０５の外径に合わせて設計されている。ブッシュ拘束具３０１は、割り面３０１ａを有し、割り面３０１ａを開くことでブッシュ拘束具３０１の内径が広がり、ブッシュ３０５を嵌めることができる。そして、ブッシュ拘束具３０１にブッシュ３０５を嵌めた状態で、三つ爪チャック３０２でブッシュ拘束具３０１を締めることにより、ブッシュ３０５の軸方向垂直断面を略真円の状態にして、ブッシュ３０５の油穴の角度測定を行うことができる。なお、本実施形態のブッシュ拘束具３０１は、割り面３０１ａを有し、割り面３０１ａを開いてブッシュ３０５を嵌める構成としているが、ブッシュ拘束具３０１の構成はこれに限定されない。ブッシュ拘束具３０１は、ブッシュ３０５を嵌めることができる構成であればよく、割り面を有さないブッシュ拘束具であってもよい。

上記記載は特定の実施例についてなされたが、本発明はそれに限らず、本発明の原理と添付の特許請求の範囲の範囲内で種々の変更及び修正をすることができることは当業者に明らかである。

１００穴角度測定器
１０１半割メタル拘束具
１０２ロッド
１０３角度計
１０４ゼロ点ゲージ
１０５半割メタル
２０１半割メタル拘束具
２０２ロッド
２０３エンコーダー
２０４半割メタル
３００穴角度測定器
３０１ブッシュ拘束具
３０１ａ割り面
３０２三つ爪チャック
３０３ロッド
３０４角度計
３０５ブッシュ

Claims

測定対象物の特徴部の角度位置を測定するための測定器であって、
前記測定対象物を組付けるための拘束具と、
前記測定対象物の前記特徴部に挿入可能な挿入物体と、
角度計とを備え、
前記拘束具と前記挿入物体とは、同一の軸の周りに相対的に回転可能に設けられており、
前記拘束具は、前記測定対象物を組付ける面において、２つの直角立壁を有し、
前記拘束具の内径は、前記２つの直角立壁の間の距離に対応し、
前記拘束具の内径は、前記測定対象物を組付けるためのハウジングに前記測定対象物を組付ける前の前記測定対象物の自由状態の外径より小さい、測定器。
前記挿入物体は、前記軸に対する回転位置が固定されており、
前記拘束具は、前記軸の周りに回転可能に設けられている、請求項１に記載の測定器。
前記角度計が、前記拘束具に固定されたデジタル角度計である、請求項１または２に記載の測定器。
前記拘束具の内径は、前記測定対象物を組付けるための前記ハウジングの内径と等しく、前記測定対象物を前記ハウジングに組付ける前の前記測定対象物の外径より小さい、請求項１～３のいずれか一項に記載の測定器。
前記２つの直角立壁には、面取加工が施されている、請求項１～４のいずれか一項に記載の測定器。
前記拘束具は、前記２つの直角立壁の内側に、前記測定対象物の端部を収容可能な２本の溝を備え、
前記２本の溝のそれぞれの幅は、前記測定対象物の厚さと同等以上であり、
前記２本の溝のそれぞれの深さは、前記測定対象物の切削取代の長さに等しい、請求項１～５のいずれか一項に記載の測定器。
前記拘束具の初期角度を測定するためのゼロ点ゲージをさらに備える、請求項１～６のいずれか一項に記載の測定器。
前記挿入物体の先端が、前記測定対象物の特徴部に適合する形状を有する、請求項１～７のいずれか一項に記載の測定器。
前記挿入物体の先端が、前記測定対象物の特徴部より小さく、前記挿入物体の先端を除く部分が、前記測定対象物の特徴部に適合する形状を有する、請求項１～７のいずれか一項に記載の測定器。
測定対象物の特徴部の角度位置を測定するための測定器であって、
前記測定対象物を組付けるための拘束具と、
前記測定対象物の前記特徴部に挿入可能な挿入物体と、
角度計とを備え、
前記拘束具と前記挿入物体とは、同一の軸の周りに相対的に回転可能に設けられており、
前記拘束具は、前記軸に対する回転位置が固定されており、
前記挿入物体は、前記軸の周りに回転可能に設けられている、測定器。
前記角度計が、前記軸上に設けられたエンコーダーである、請求項１または１０に記載の測定器。
前記拘束具の内径が可変に構成されている、請求項１～１１のいずれか一項に記載の測定器。
前記測定対象物が、半割メタルである、請求項１～１２のいずれか一項に記載の測定器。
前記測定対象物が、ブッシュである、請求項１～１２のいずれか一項に記載の測定器。
測定対象物の特徴部の角度位置を測定するための測定器であって、
前記測定対象物を組付けるための拘束具と、
前記測定対象物の前記特徴部に挿入可能な挿入物体と、
角度計とを備え、
前記拘束具と前記挿入物体とは、同一の軸の周りに相対的に回転可能に設けられており、
前記測定対象物は、ブッシュであり、
前記拘束具は、割り面を有する円筒形状であり、
前記拘束具の内径は、前記円筒形状の内径に対応し、
前記拘束具の内径は、前記ブッシュを組付けるためのハウジングの内径と等しく、前記ブッシュを前記ハウジングに組付ける前の前記ブッシュの外径より小さい、測定器。
前記特徴部が、油穴である、請求項１～１５のいずれか一項に記載の測定器。
前記特徴部が、フランジノッチ部である、請求項１～１５のいずれか一項に記載の測定器。
前記挿入物体が、棒状の剛体物である、請求項１～１７のいずれか一項に記載の測定器。