(57)【要約】【課題】被測定物を測定する際の操作性、作業効率、および測定精度を向上させるとともに、測定子と円錐部材との間に生じる摩擦力を最小限にし、耐久性を向上できる内径測定器を提供すること。【解決手段】本体１０に螺合される雄ねじ１４を有し、軸方向に進退するスピンドル１５と、本体１０に設けられスピンドル１５の軸方向に対して略直交する方向に進退する複数の測定子２２と、これら測定子２２とスピンドル１５との間に設けられスピンドル１５の軸方向の進退に伴って測定子２２をスピンドル１５の軸方向に対して略直交する方向へ進退させる円錐部材２３とを備え、スピンドル１５の雄ねじ１４のリードは、１．０ｍｍ以上に形成され、かつ円錐部材２３の円錐角は、５３度未満に形成されている。好ましくは、雄ねじ１４のリードは、２．０ｍｍとし、円錐部材２３の円錐角は、２８度とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体と、
この本体に螺合されるねじ部を有し、軸方向に進退するスピンドルと、
前記本体に設けられ前記スピンドルの軸方向に対して略直交する方向に進退する複数の測定子と、
これら測定子と前記スピンドルとの間に設けられ前記スピンドルの軸方向の進退に伴って前記測定子を前記スピンドルの軸方向に対して略直交する方向へ進退させる円錐部材とを備え、
前記スピンドルのねじ部のリードは、１．０ｍｍ以上に形成され、かつ前記円錐部材の円錐角は、５３度未満に形成されている
ことを特徴とする内径測定器。
【請求項２】
請求項１に記載の内径測定器において、
前記スピンドルのねじ部のリードは、２．０ｍｍに形成され、かつ前記円錐部材の円錐角は、２８度である
ことを特徴とする内径測定器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内径測定器に関する。
【背景技術】
【０００２】
被測定物の内径を測定する装置として、ホールテストと呼ばれる内径測定器が知られている。この内径測定器は、本体と、この本体に螺合されるねじ部を有し、軸方向に進退するスピンドルと、本体に設けられスピンドルの軸方向に対して略直交する方向に進退する複数の測定子と、これら測定子とスピンドルとの間に設けられスピンドルの軸方向の進退に伴って測定子をスピンドルの軸方向に対して略直交する方向へ進退させる円錐部材とを備えている（例えば、特許文献１参照）。
従来、この内径測定器は、スピンドルに設けられたねじ部のリードは、０．５ｍｍであり、かつ円錐部材の円錐角は、５３度であるのが一般的である。
【０００３】
【特許文献１】実開昭６０−４１８１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような内径測定器では、スピンドルのねじ部のリードが０．５ｍｍであるので、測定者は、数多くの大小様々な被測定物を測定する際、測定子を進退させるために、スピンドルのねじ部を数多く回転させる必要があり、操作性および作業効率が悪いという問題がある。
【０００５】
これらの問題を解決するためには、円錐部材の円錐角を大きくすればよく、例えば、円錐角を９０度とした場合においては、スピンドルが従来と同じ回転数でも、測定子を従来よりも大きく進退させることができる。
しかし、円錐部材が測定子をスピンドルに対して略直交する方向に進退させる際に、測定子が円錐部材の円錐面を摺動する移動量は、円錐角が５３度のときの移動量よりも小さくなり、測定子が円錐部材を摺動する部分に生じる移動量あたりの摩擦力が従来よりも大きくなるので、測定子および円錐部材の耐久性が低下するおそれがある。また、従来のスピンドルの移動量と測定子に伝達される移動量とは、同じ比率であるが、円錐部材の円錐角が大きくなると、スピンドルの移動量が測定子に伝達される際に拡大されてしまう。すなわち、スピンドルの少しの移動で測定子が大きく移動するので、測定精度が悪くなるという問題がある。
【０００６】
本発明の目的は、被測定物を測定する際の操作性、作業効率、および測定精度を向上させるとともに、測定子と円錐部材との間に生じる摩擦力を最小限にし、耐久性を向上できる内径測定器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の内径測定器は、本体と、この本体に螺合されるねじ部を有し、軸方向に進退するスピンドルと、前記本体に設けられ前記スピンドルの軸方向に対して略直交する方向に進退する複数の測定子と、これら測定子と前記スピンドルとの間に設けられ前記スピンドルの軸方向の進退に伴って前記測定子を前記スピンドルの軸方向に対して略直交する方向へ進退させる円錐部材とを備え、前記スピンドルのねじ部のリードは、１．０ｍｍ以上に形成され、かつ前記円錐部材の円錐角は、５３度未満に形成されていることを特徴とする。
【０００８】
この構成によれば、軸方向に進退するスピンドルのねじ部のリードは、１．０ｍｍ以上であるので、従来よりもスピンドル１回転当たりの軸方向へのスピンドルの送り量が多くなり、被測定物を測定する際にねじ部を数多く回転させる必要がなくなり、作業効率および操作性を向上できる。
また、円錐部材の円錐角が５３度未満であるため、円錐角が９０度のときよりも、スピンドルの移動量に対して、測定子がスピンドルの軸方向に対して略直交する方向の移動量が小さいので、測定誤差を小さくできる。さらに、測定子が円錐部材の円錐面に接して移動する距離が大きくなり、円錐部材と測定子とが摺動する際に生じる移動量当たりの摩擦力が小さくなるので、耐久性を向上できる。
【０００９】
本発明の内径測定器において、前記スピンドルのねじ部のリードは、２．０ｍｍに形成され、かつ前記円錐部材の円錐角は、２８度であることが好ましい。
【００１０】
従来のリード０．５ｍｍ、円錐角５３度の構成では、測定子をスピンドルの軸方向に対して略直交する方向に１．０ｍｍ変位させるには、スピンドルを４回転させる必要がある。リード０．５ｍｍ、円錐角９０度の構成では、スピンドルを２回転させる必要がある。これに対し、本発明の構成では、リード２．０ｍｍ、円錐角２８度であるので、スピンドルは１／２回転させるのみでよい。従って、スピンドルを従来よりも少ない回転数で測定子を１．０ｍｍ変位させることができ、作業効率および操作性を向上できる。また、本発明の構成によれば、従来よりも測定子が円錐部材の円錐面に接して移動する距離が大きくなり、円錐部材と測定子とが摺動する際に生じる移動量当たりの摩擦力が小さくなるので、耐久性を向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本実施形態での内径測定器としてのホールテスト１の分解斜視図であり、図２は、ホールテスト１の断面図である。
図１において、ホールテスト１は、本体１０と、複数の測定ヘッド２０Ａ，２０Ｂとを備えている。測定ヘッド２０Ａ，２０Ｂは、被測定物の内径に応じて選択される。
【００１２】
〈本体１０の構成〉
本体１０は、角型のケース１１と、ケース１１の両端面に互いに同軸上に取り付けられる略円筒状のスリーブ１２Ａ，１２Ｂと、スリーブ１２Ｂの内周面に螺合され軸方向に進退するスピンドル１５と、スピンドル１５の軸方向の移動量を検出する検出手段１６と、スピンドル１５を進退させるシンブル１７と、スピンドル１５の基端側に設けられ、スピンドル１５に一定以上の負荷が作用した際にスピンドル１５に対してシンブル１７を空転させる定圧機構１８とを備えている。
【００１３】
ケース１１は、検出手段１６にて検出したスピンドル１５の軸方向の移動量をデジタル表示する表示部１１１を備えている。
スリーブ１２Ａには、測定ヘッド２０Ａ，２０Ｂのいずれか一方を螺合させる雄ねじ１２１が形成されている。スリーブ１２Ｂの外周面には、アウタースリーブ１９が取り付けられ、スリーブ１２Ｂの内周面には、雌ねじ１３が形成されている。アウタースリーブ１９の外周面には、目盛り（図示略）が軸方向に沿って記載されている。
【００１４】
スピンドル１５の基端側には、スリーブ１２Ｂの雌ねじ１３と螺合するための雄ねじ１４が形成され、さらに基端側に向けてテーパ軸部１５１が形成されている。ここで、雄ねじ１４のリードは、２．０ｍｍに形成されている。
また、スピンドル１５の軸方向の略中央部には、係合溝１５３が軸方向に沿って形成されている。
【００１５】
テーパ軸部１５１には、スピンドル１５の基端側からシンブル１７が嵌め込まれて、シンブル１７はアウタースリーブ１９を覆うように取り付けられている。シンブル１７の外周面には、アウタースリーブ１９の目盛りとの関係からスピンドル１５の移動量を表示する目盛り（図示略）が周方向に沿って記載されている。テーパ軸部１５１の内部には、ねじ穴１５２が形成されている。
【００１６】
検出手段１６は、ステータ１６２、ステータブッシュ１６３、ロータブッシュ１６４、およびロータ１６５からなるいわゆるロータリーエンコーダと、ロータリーエンコーダの出力信号を基にスピンドル１５の移動量を算出する図示しない演算手段とを備えている。
ステータ１６２は、ステータブッシュ１６３を介してスピンドル１５に挿通され、スリーブ１２Ｂの先端に嵌合固定されている。
ロータブッシュ１６４は、スピンドル１５に挿通されるとともに、スピンドル１５の係合溝１５３に係合する係合ピン１６１を備えており、これによりスピンドル１５と一体に回転する。
【００１７】
ロータ１６５は、スピンドル１５に挿通されるとともに、ロータブッシュ１６４と係合しており、ロータブッシュ１６４と一体に回転する。このロータ１６５は、ステータ１６２に対する当該ロータ１６５の相対角度を示す相対角度信号を出力する。
図示しない演算手段は、ロータ１６５から出力された相対角度信号からスピンドル１５の回転量を算出し、当該スピンドル１５の回転量と、雄ねじ１３のリードとからスピンドル１５の移動量を算出する。演算手段により算出されたスピンドル１５の移動量は、前述したように、表示部１１１にデジタル表示される。
【００１８】
定圧機構１８は、シンブル１７の回転をスピンドル１５に伝達するとともに、スピンドル１５に一定以上の負荷が作用した際にはシンブル１７をスピンドル１５に対して空転させることで測定圧を一定にする機構である。この定圧機構１８は、ねじ穴１５２に螺合される支軸１８１と、この支軸１８１によってシンブル１７の外周に回転可能に支持されているラチェットスリーブ１８２と、ラチェットスリーブ１８２を支軸１８１側へ付勢するコイルばね１８４とを備えている。
【００１９】
ラチェットスリーブ１８２が回転すると、ラチェットスリーブ１８２はコイルばね１８４によって支軸１８１側へ付勢されるので、シンブル１７も一緒に回転する。スピンドル１５に一定以上の負荷がかかっている状態では、ラチェットスリーブ１８２は、支軸１８１に対して空転するので、一定圧での測定を行える。
【００２０】
〈測定ヘッド２０Ａ，２０Ｂの構成〉
測定ヘッド２０Ａ，２０Ｂは、有底円筒状のヘッド本体２１と、ヘッド本体２１の先端部に取り付けられる複数の測定子２２と、ヘッド本体２１の内部に配置される円錐部材２３とを備えている。
【００２１】
ヘッド本体２１には、スリーブ１２Ａの雄ねじ１２１に螺合する雌ねじ２１１と、ヘッド本体２１の軸方向に沿って円錐部材２３を進退させる収納孔２１２と、測定子２２をスピンドル１５の軸方向に対して略直交する方向に進退させるための開口部２１３とが設けられている。開口部２１３は、ヘッド本体２１の先端部の約１２０度間隔毎に設けられている。
【００２２】
測定子２２は、開口部２１３に摺動自在に配置され、スピンドル１５の軸方向に対して略直交する方向に進退する。また、測定子２２は、コイルばね２４で円錐部材２３に対して付勢されている。
円錐部材２３は、ヘッド本体２１の収納孔２１２に軸方向に沿って進退自在に収納され、スピンドル１５の先端と当接している。また、円錐部材２３の円錐面２３１には、測定子２２に形成された面取り部２２１が当接するようになっている。ここで、円錐部材２３の円錐角は、２８度である。
【００２３】
〈ホールテスト１の動作〉
測定者は、ラチェットスリーブ１８２を送り方向（図１での矢印方向）に回転させると、ラチェットスリーブ１８２がコイルばね１８４で支軸１８１側へ付勢されるので、シンブル１７と一緒に回転し、ひいてはスピンドル１５も一緒に回転する。そして、スピンドル１５の雄ねじ１４がスリーブ１２Ｂの雌ねじ１３と螺合し、スピンドル１５は軸方向に沿って円錐部材２３側に向けて移動する。そうすると、スピンドル１５は円錐部材２３を押圧し、円錐部材２３の円錐面２３１に当接する測定子２２が、コイルばね１８４の付勢力に抗して、軸方向と略直交する方向に移動し、被測定物の内周面に当接することとなる。
【００２４】
一方、測定子２２が被測定物の内周面に当接した後に、さらにラチェットスリーブ１８２を送り方向に回動させた場合には、スピンドル１５はそれ以上進むことができないので、スピンドル１５に所定以上の負荷がかかり、ラチェットスリーブ１８２は、支軸１８１に対して空転することとなる。従って、被測定物を測定子２２によって計測する際、一定測定圧での測定が可能となり、測定者間の測定値のバラつきを防止できる。
【００２５】
また、前述した動作では、まず、ラチェットスリーブ１８２を回動させていたが、シンブル１７を回動させてから、ラチェットスリーブ１８２を回動させて一定測定圧にて測定してもよい。
【００２６】
本実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。
スピンドル１５を１／２回転させると、リード２．０ｍｍのスピンドル１５が軸方向に１．０ｍｍ移動する。測定子２２は、円錐部材２３の円錐角が２８度であるため、円錐部材２３の径方向に１．０ｍｍ変位する。従来のリード０．５ｍｍ、円錐角５３度のときでは、スピンドル１５を４回転させなければ、測定子２２は円錐部材２３の径方向に１．０ｍｍ変位させることができなかったが、本実施形態では、スピンドル１５を１／２回転させるだけで測定子２２を円錐部材２３の径方向に１．０ｍｍ変位させることができるので、操作性および作業効率を向上できる。
【００２７】
また、スピンドル１５のリードが従来の４倍の２．０ｍｍとなっており、従来の円錐角５３度の構成でリード２．０ｍｍとした場合では、測定子２２に伝達される移動量がリード０．５ｍｍの構成時の４倍となってしまい、測定子２２が円錐部材２３の径方向に２．０ｍｍ変位する。そのため、円錐角５３度の構成においては、測定誤差を生じるおそれがあったが、本実施形態では、円錐角を２８度とすることで、リード２．０ｍｍにした場合でも測定子２２に伝達される移動量を２倍に抑制でき、測定精度を向上できる。
【００２８】
円錐角が２８度であるため、測定子２２が円錐部材２３の円錐面２３１を摺動する移動量が従来よりも大きくなり、移動量当たりの摩擦力が小さくなる。従って、円錐部材２３と測定子２２との磨耗を抑制でき、耐久性を向上できる。
【００２９】
なお、本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
従って、上記に開示した形状、数量などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、数量などの限定の一部もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。
【００３０】
前記実施形態では、検出手段１６は、静電容量式のエンコーダを備えていたが、検出手段１６は、スピンドル１５の回転量を検出できるエンコーダであれば、光学式や電磁式等のエンコーダを備えていてもよい。
また、前記実施形態では、ホールテスト１は、デジマチックホールテストであったが、これに限定されず、アナログ式のホールテストであってもよい。
前記実施形態での雄ねじ１４は、１条ねじであったが、多条ねじであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明は、被測定物の内径の測定に好適に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の一実施形態に係るホールテストの分解斜視図。
【図２】前記ホールテストの断面図。
【符号の説明】
【００３３】
１…ホールテスト（内径測定器）、１０…本体、１４…雄ねじ（ねじ部）、１５…スピンドル、２２…測定子、２３…円錐部材。
【図１】
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【図２】
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