(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内径を測定したいワーク穴部に非接触状態に挿入する測定ヘッドの表面に、空気を噴出するノズル孔を設け、この測定ヘッドのノズル孔とワーク穴部の内面との間隙によって変化する空気の流量若しくは圧力の変化をこの間隙寸法に変換してワーク穴部の内径を測定するように構成した空気マイクロメータにおいて、前記ノズル孔を丸孔とせず、スリット状のノズル孔とし、大きな丸孔としたノズル孔では凹凸条の溝部へ空気が漏れ、前記間隙の寸法と空気の変化が比例せず測定精度が劣化する内面に多数の凹凸条が形成されたワーク穴部の内径を測定する空気マイクロメータであって、前記測定ヘッドをワーク穴部に挿入した際の前記スリット状のノズル孔の長さ方向を、前記ワーク穴部内面の凹凸条と交差する方向とせず、ノズル孔とワーク穴部内面とが一定の間隙を有することとなる凹凸条の凸条部の長さ方向と合致する方向に設定し、且つスリット状のノズル孔のスリット幅を前記凸条部の幅より小さく設定し、前記測定ヘッドの仕上げ加工を終えた後に、この測定ヘッドの表面に前記スリット状のノズル孔を所定向き並びに所定位置に形成したことを特徴とする空気マイクロメータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気マイクロメータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
圧縮空気を測定されるものに当てたとき、空気が噴出されるノズル孔と測定されるものの面との間隙によって空気の流量や圧力が変化する。
【０００３】
この空気の変化を間隙の寸法として表示するシステムが空気マイクロメータである。
【０００４】
即ち、内径を測定したいワーク穴部に非接触状態に挿入する測定ヘッドの表面に、空気を噴出するノズル孔を設け、この測定ヘッドのノズル孔とワーク穴部の内面との間隙によって変化する空気の流量若しくは圧力の変化をこの間隙寸法に変換してワーク穴部の内径を測定するように構成している。
【０００５】
このような空気マイクロメータの測定部分に使用される測定ヘッド表面のノズル孔は、通常は直径１ｍｍから２ｍｍ程度の孔が使用されている。
【０００６】
この孔の直径や測定される面との間隙は空気マイクロメータの性能を決定する重要なパラメータで多くの実験や計算値から各メーカが実用的な組合せをノウハウとして持っており、測定条件に合わせて選定されているが、このノズル孔から噴出される空気は測定される面との間隙に均一に流れ出る必要があり、測定される面がノズル孔に対して十分な大きさを持っていないと正しい測定ができない。
【０００７】
例えばワーク穴部の内径を通常のノズル孔を持った空気マイクロメータで測定する場合、部品（ワーク）の厚さ（穴部の穴長さ）が３ｍｍよりも短く（ワークとしては薄く）なると、内径の変化による空気の流れの変化が部品の穴の口元から外部へ漏れる空気のために検出できなくる場合がある。
【０００８】
このような場合に対応する空気マイクロメータでの測定方法としては、
１．リーフ式など測定子を可動自在に狭い測定部分に設け、空気の噴出によって測定子    が測定内面に可動接触する動きを測定する。
２．直径０.３ｍｍなどの小径なノズル孔を採用する。
などの方法が採られる。
【０００９】
１の場合、空気マイクロメータのメリットである測定子を内面に当てずに非接触状態で測定することができず、また、この寸法を測定する部分が動く部品で構成されるため汚れなどによる作動不良が発生しやすくなる。
【００１０】
また、部品が増えることで量産性に劣りコストアップにもなる。
【００１１】
２の場合はノズル孔が小さいために間隙に対しての空気の流量または圧力の変化が少なく、一般的に使用される安価な流量式の空気マイクロメータ本体（空気の変化を寸法として表示する部分を本体と呼ぶ。）では対応ができない場合がある。
【００１２】
即ち、ノズル孔を小孔として変化量が小さくなってしまうと、この少ない空気の変化を電気的に拡大する方式の本体を使用するか、機械的に拡大する付属品を流量式の本体に付加することが必要になってしまう。
【００１３】
また、一般的にノズル孔の孔径が小さい場合は測定できる範囲も狭くなる。
【００１４】
本発明は、これらの問題を解決するために、丸いノズル孔ではなく、長方形のスリット状のノズル孔を内径測定用の空気マイクロメータに採用し、このスリット状のノズル孔の向きをワークに応じて所定向きに設定することで、空気漏れを抑え、且つ十分な流量によって空気の変化を小さくせず、スプライン継手のように内面に凹凸条が形成されていても精度の高い内径測定が行える画期的な空気マイクロメータを提供することを目的としている。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
添付図面を参照して本発明の要旨を説明する。
【００１６】
内径を測定したいワーク穴部１に非接触状態に挿入する測定ヘッド２の表面に、空気を噴出するノズル孔３を設け、この測定ヘッド２のノズル孔３とワーク穴部１の内面との間隙によって変化する空気の流量若しくは圧力の変化をこの間隙寸法に変換してワーク穴部１の内径を測定するように構成した空気マイクロメータにおいて、前記ノズル孔３を丸孔とせず、スリット状のノズル孔３とし、大きな丸孔としたノズル孔では凹凸条４の溝部４Ｂへ空気が漏れ、前記間隙の寸法と空気の変化が比例せず測定精度が劣化する内面に多数の凹凸条が形成されたワーク穴部１の内径を測定する空気マイクロメータであって、前記測定ヘッド２をワーク穴部１に挿入した際の前記スリット状のノズル孔３の長さ方向を、前記ワーク穴部１内面の凹凸条４と交差する方向とせず、ノズル孔３とワーク穴部１内面とが一定の間隙を有することとなる凹凸条４の凸条部４Ａの長さ方向と合致する方向に設定し、且つスリット状のノズル孔３のスリット幅を前記凸条部４Ａの幅より小さく設定し、前記測定ヘッド２の仕上げ加工を終えた後に、この測定ヘッド２の表面に前記スリット状のノズル孔３を所定向き並びに所定位置に形成したことを特徴とする空気マイクロメータに係るものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
好適と考える本発明の実施の形態（発明をどのように実施するか）を、図面に基づいてその作用効果を示して簡単に説明する。
【００１８】
本発明は、所定向きに設定したスリット状のノズル孔とすることで、空気の流れに対して従来の丸い穴のノズル孔と同様な性能が確保でき、安価で一般的な流量式の空気マイクロメータ本体との使用が可能で、構造を複雑化させるリーフなどの可動式の測定子を必要としない構成である。
【００１９】
即ち、本体・測定ヘッドとも安価に製作でき、これを組合わせることで、従来不可能だった狭い測定個所が直接吹きで測定可能になる。
【００２０】
また、ノズル孔３の形成向き（スリット状のノズル孔３の長さ方向の向きの設定）は、測定される部分の形状に合わせて決定する。
【００２１】
即ち、本発明は、前記ノズル孔３を丸孔とせず、スリット状のノズル孔３とし、前記測定ヘッド２をワーク穴部１に挿入した際のスリット状のノズル孔３の長さ方向を、ワーク穴部１の縁部外方のワーク外部や穴部内面の溝部などの内径測定すべき内面から空気がもれることで前記間隙の寸法と空気の変化が比例しない部分と交差する方向とせず、ノズル孔３と一定の間隙を有する部分に沿った方向に設定する。
【００２２】
具体的には、例えば前記ワーク穴部１内面に多数の凹凸条４が形成されていて大きな丸孔としたノズル孔では凹凸条の溝部へ空気が漏れ、前記間隙の寸法と空気の変化が比例せず測定精度が劣化する場合、スリット状のノズル孔３の長さ方向を、ワーク穴部１内面の凹凸条と交差する方向とせず、ノズル孔３とワーク穴部１内面とが一定の間隙を有することとなる凹凸条４の凸条部４Ａの長さ方向と合致する方向に設定し、且つスリット状のノズル孔３のスリット幅を前記凸条部４Ａの幅より小さく設定する。即ち、スプラインの内径のような軸方向に溝が入った部分の測定の場合はスリット状のノズル孔３の長辺を軸方向に向けることで対応する。
【００２３】
また、例えば同様にして測定される内径の幅の狭い個所にノズルの向きを合わせることで例えばねじれ溝加工されたような内径測定も可能になる。
【００２４】
【実施例】
本発明の具体的な実施例について図面に基づいて説明する。
【００２５】
本実施例は、図１に示すように、内径を測定したいワーク穴部１に非接触状態に挿入する測定ヘッド２の表面に、空気を噴出するノズル孔３を設け、この測定ヘッド２のノズル孔３とワーク穴部１の内面との間隙によって変化する空気の流量若しくは圧力の変化をこの間隙寸法に変換してワーク穴部１の内径を測定するように構成した空気マイクロメータにおいて、ノズル孔３を丸孔とせずに所定向きに設定したスリット状のノズル孔３としている。
【００２６】
例えば、図２，図３に示す基本例では（これは本発明の実施例ではないが）、ワーク穴部１の長さが短い例であって、従来例のように１〜２ｍｍ程度の大きな丸孔としたノズル孔３ではワーク穴部１の口元縁部外方のワーク外部へ噴出空気が漏れ、前記間隙の寸法と空気の変化が比例せず測定精度が劣化するが、本実施例では、ノズル孔３をこの穴部内径より十分幅狭なスリット状のノズル孔３とし、外部への空気漏れを少なくし、空気の変化と間隙寸法とが比例するようにしている。
【００２７】
一方、この場合従来例で説明したように単に小さな丸孔のノズル孔とすれば、同様にこの漏れの問題は解決できるが、空気流量が少なくなり変化量が小さくなってしまうが、この点も解決するため、幅狭なスリット状のノズル孔３とした上で、前記測定ヘッド２をワーク穴部１に挿入した際のスリット状のノズル孔３の長さ方向を、前記ワーク穴部１の内面周方向に設定している。
【００２８】
従って、漏れの問題も流量が少なくなる問題も同時に解決でき、非接触形の測定ヘッド２の表面にノズル孔３を形成するだけで、一般的な安価な測定本体を利用でき、画期的な空気マイクロメータとなる。
【００２９】
また例えば、図４，図５に示す実施例（本発明の実施例を示す）では、スプラインのようにワーク穴部１内面に多数の凹凸条４が形成されていて大きな丸孔としたノズル孔では凹凸条４の溝部４Ｂへ前記外部への漏れと同様に空気が漏れ、この場合も間隙の寸法と空気の変化が比例せず測定精度が劣化するが、測定ヘッド２をワーク穴部１に挿入した際の前記スリット状のノズル孔３の長さ方向を、前記ワーク穴部１内面の凹凸条４と交差する方向とせず、ノズル孔３とワーク穴部１内面とが一定の間隙を有することとなる凹凸条４の凸条部４Ａの長さ方向と合致する方向に設定し、且つスリット状のノズル孔３のスリット幅を前記凸条部４Ａの幅より小さく設定している。
【００３０】
従って、この実施例においても、溝部４Ｂへ漏れることで測定精度が劣化する問題も、流量が少なくなる問題も同時に解決でき、非接触形の測定ヘッド２の表面にノズル孔３を形成するだけで、一般的な安価な測定本体を利用でき、画期的な空気マイクロメータとなる。
【００３１】
また、測定ヘッド２外径に対するノズル位置は測定精度に直接影響を与える加工上重要なポイントとなり、長方形の場合はノズル中心位置に加えて長辺の向きも管理が必要になるが、本実施例では測定ヘッド２と一体でノズル孔３を加工することにより外径を基準としてノズル孔の加工の位置決めを行い、必要とされる位置に正しい向きのスリット状ノズル孔３を配置することで解決している。
【００３２】
即ち、スリット状ノズル孔３を正しい位置と向きに配置することは精度確保の上で非常に重要なポイントであるが、本実施例では、測定ヘッド２の仕上げ加工を終え、仕上げた外径基準でノズルを加工することでノズル孔３の位置の誤差は無視できる程になる。
【００３３】
従来の丸いノズルの場合は仕上げ前の成形加工で孔位置が決定付けられる為、位置のズレは最終的に空気を流した測定状態で確認し必要な修正を手作業でノズル孔に追加工する方法で対応していたが、本実施例では、測定ヘッド２の正しい位置に加工されたノズル孔のためこの追加工も最小となる。
【００３４】
【発明の効果】
本発明は上述のように構成したから、丸いノズル孔ではなく、スリット状のノズル孔を内径測定用の空気マイクロメータに採用し、このスリット状のノズル孔の向きをワークに応じて所定向きに設定することで、空気漏れを抑え、且つ十分な流量によって空気の変化を小さくせず、たとえスプラインのように内面に凹凸条が形成されていても精度の高い内径測定が行える画期的な空気マイクロメータとなる。
【００３５】
即ち、たとえスプラインの内径のように凹凸条が形成されていても、安価で一般的な流量式の空気マイクロメータ本体を利用でき、構造を複雑化させるリーフなどの測定子を必要とせず非接触状態での内径測定が行え、しかも、空気漏れによって空気の変化と間隙寸法とが比例しなくなることを防止でき、且つ小径な丸孔と違って十分な空気変化が生じるため、変化拡大構造を用いずに通常の測定本体で精度の高い内径測定が行える極めて画期的な空気マイクロメータとなる。
【００３６】
また、測定ヘッドの仕上げを終え、仕上げた外径基準でこの測定ヘッドにノズル孔を形成するため、適正な位置と向きにノズル孔を形成できるため、極めて精度の高い空気マイクロメータとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施例の使用状態の概略構成説明図である。
【図２】基本例の要部の説明図である。
【図３】基本例の使用状態での要部の拡大説明断面図である。
【図４】本実施例の要部の説明図である。
【図５】本実施例の使用状態での要部の拡大説明断面図である。
【符号の説明】
１  ワーク穴部
２  測定ヘッド
３  ノズル孔
４  凹凸条
４Ａ  凸条部
４Ｂ  溝部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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