(57)【要約】【課題】ねじの形状を問わず、おねじおよびめねじ単体のねじリードを三次元で簡単かつ高精度に測定できるねじリード測定装置を提供する。【解決手段】軸方向移動部５２に保持され、スタイラス１１が取り付いたスタイラス取付部１０を備え、軸方向移動部はベルトガイド部材２４に架け渡したベルト部材２１によってバランスウエイト２０と連結される。ベルトガイド部材２４表面、若しくはベルトガイド部材と接触するベルト部材２１の接触面に低摩擦材料を含ませる。またはベルトガイド部材２４として、回転部と軸部を備えたローラーによって構成し、回転部は軸部に非接触軸受を介して回転自在に支持する。【効果】スタイラスを軸方向移動させる駆動力の伝達機構や駆動部での摩擦力を低減し、さらにスタイラスに加える荷重を小さくしてねじリードを高精度で測定できる。【選択図】  図１
2004239712.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定ねじのねじ溝にスタイラスを当接させ、ねじ溝とスタイラスの当接位置をねじ溝に沿って移動させて、ねじリードを測定する装置において、被測定ねじの軸方向に沿って移動自在とされた軸方向移動部と、該軸方向移動部に保持され、スタイラスが取り付いたスタイラス取付部とを備え、前記軸方向移動部はベルトガイド部材に架け渡されたベルト部材によって前記ベルトガイド部材を挟んでバランスウエイトと連結されて、バランスウエイトの自重によって軸方向に移動可能とされ、前記ベルトガイド部材表面、若しくはベルトガイド部材と接触するベルト部材の接触面には低摩擦材料が含まれる、ことを特徴とするねじリードの測定装置。
【請求項２】
被測定ねじのねじ溝にスタイラスを当接させ、ねじ溝とスタイラスの当接位置をねじ溝に沿って移動させて、ねじリードを測定する装置において、被測定ねじの軸方向に沿って移動自在とされた軸方向移動部と、該軸方向移動部に保持され、スタイラスが取り付けられたスタイラス取付部とを備え、前記軸方向移動部はベルトガイド部材に架け渡されたベルト部材によって前記ベルトガイド部材を挟んでバランスウエイトと連結されて、バランスウエイトの自重によって軸方向に移動可能とされ、前記ベルトガイド部材は回転部と軸部を備えたローラーによって構成され、前記回転部は前記軸部に非接触軸受を介して回転自在に支持されている、ことを特徴とするねじリードの測定装置。
【請求項３】
被測定ねじのねじ溝にスタイラスを当接させ、ねじ溝とスタイラスの当接位置をねじ溝に沿って移動させて、ねじリードを測定する装置において、被測定ねじの軸方向に沿って移動自在とされた軸方向移動部と、該軸方向移動部に保持され、スタイラスが取り付いたスタイラス取付部とを備え、さらに前記軸方向移動部を被測定ねじの軸方向に押圧して移動させる軸方向移動部押圧手段とを備え、軸方向移動部押圧手段は軸方向移動部を軸方向に押圧するピストンを有し、該ピストンはシリンダに非接触摺動部を介して支持されている、ことを特徴とするねじリードの測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、メートルねじ、ユニファイねじ、台形ねじ、ボールねじ等の平行おねじおよびめねじのねじリードの誤差を測定するねじリードの測定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ねじ単体で三次元のねじリードが測定できるねじリード測定装置として、ねじを軸周りに回転させると共に、ねじ溝に当接したスタイラスを軸方向に移動させて、ねじの回転角とスタイラスの変位量を計測してねじリードを測定する装置が知られている。（例えば特許文献１。）
しかし、上記した装置では、スタイラスをねじ１回転に対して１リード分移動させるのが困難で、しかも測定対象が大型部材の場合には回転させることが困難なことから、本出願人は先に図８の原理図に示すように、ねじ１のねじ溝１ａに当接した前記スタイラス１１を回転させて、バランスウエイト２０によってスタイラス１１をねじ溝１ａに沿って軸方向に移動させるねじリードの測定装置を開発し、提案している。
【０００３】
この装置では、スタイラス１１が取り付くスタイラス取付部１０が保持される軸方向移動部（図示しない）とバランスウエイト２０とがスチールベルト２１を介して連結され、図９に示すような転がり軸受２３ｃによって回転可能に支持されたローラー２３（カムフォロア）２個の間にスチールベルト２１を架け渡し、バランスウエイト２０の自重によリスタイラス１１が軸方向に移動される。そしてスタイラス１１の回転方向の移動量と軸方向の移動量を計測して、これらの移動量に基づいてねじのリード誤差を測定することができる。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−５６５３号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記提案装置では、ねじリード測定前の静止状態のローラー２３を回転させる際に、スチールベルト２１とローラー２３の回転部２３ａとの間、及びローラー２３の軸部２３ｂと回転部２３ａとの間には静止摩擦力が発生する。また、ローラー２３の回転部２３ａが回転している状態では、静止摩擦力に変わって動摩擦力が発生する。従って、バランスウエイトの自重によってスタイラスを軸方向へ移動させるには、バランスウエイトの重量はスタイラスやスタイラス取付部、軸方向移動部等の重量の他にこれらの摩擦力を加えて設定しなければならない。ここで、静止摩擦力と動摩擦力とは相対的に静止摩擦力の方が大きいため、バランスウエイトは静止摩擦力を基準にその重量設定がなされる。しかし、この場合、ローラーの回転部が回転した状態（すなわち動摩擦力が発生している状態）では、バランスウエイトは必要以上の重量によってスタイラス取付部１０を移動させるので、スタイラスが測定ねじに対して過大な荷重を与えてしまい、リード測定値に誤差が生じてしまうおそれがある。また、上記摩擦力の変化により、測定荷重が変動してしまし、測定誤差が生じてしまうという問題もある。
本発明は、上記事情を背景としてなされたものであり、スタイラスの軸方向移動に際し発生する摩擦力によって測定誤差が生じるのを回避して精度の高いリード測定を行うことを可能にするリード測定装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１記載のねじリードの測定装置の発明は、被測定ねじのねじ溝にスタイラスを当接させ、ねじ溝とスタイラスの当接位置をねじ溝に沿って移動させて、ねじリードを測定する装置において、被測定ねじの軸方向に沿って移動自在とされた軸方向移動部と、該軸方向移動部に保持され、スタイラスが取り付いたスタイラス取付部とを備え、前記軸方向移動部はベルトガイド部材に架け渡されたベルト部材によって前記ベルトガイド部材を挟んでバランスウエイトと連結されて、バランスウエイトの自重によって軸方向に移動可能とされ、前記ベルトガイド部材表面、若しくはベルトガイド部材と接触するベルト部材の接触面には低摩擦材料が含まれる、ことを特徴とする。
【０００７】
請求項２記載のねじリードの測定装置の発明は、被測定ねじのねじ溝にスタイラスを当接させ、ねじ溝とスタイラスの当接位置をねじ溝に沿って移動させて、ねじリードを測定する装置において、被測定ねじの軸方向に沿って移動自在とされた軸方向移動部と、該軸方向移動部に保持され、スタイラスが取り付けられたスタイラス取付部とを備え、前記軸方向移動部はベルトガイド部材に架け渡されたベルト部材によって前記ベルトガイド部材を挟んでバランスウエイトと連結されて、バランスウエイトの自重によって軸方向に移動可能とされ、前記ベルトガイド部材は回転部と軸部を備えたローラーによって構成され、前記回転部は前記軸部に非接触軸受を介して回転自在に支持されている、ことを特徴とする。
【０００８】
請求項３記載のねじリードの測定装置の発明は、被測定ねじのねじ溝にスタイラスを当接させ、ねじ溝とスタイラスの当接位置をねじ溝に沿って移動させて、ねじリードを測定する装置において、被測定ねじの軸方向に沿って移動自在とされた軸方向移動部と、該軸方向移動部に保持され、スタイラスが取り付いたスタイラス取付部とを備え、さらに前記軸方向移動部を被測定ねじの軸方向に押圧して移動させる軸方向移動部押圧手段とを備え、軸方向移動部押圧手段は軸方向移動部を軸方向に押圧するピストンを有し、該ピストンはシリンダに非接触摺動部を介して支持されている、ことを特徴とする。
【０００９】
【作用】
上記のように構成される本発明のねじリードの測定装置によれば、請求項１記載の発明では、ベルトガイド部材表面、若しくはベルトガイド部材と接触するベルト部材の接触面には低摩擦材料が含まれることからベルトガイド部材や該部材とベルト部材間で発生する摩擦力が軽減され、また、請求項２記載の発明では、ベルトガイド部材を非接触軸受を有するローラで構成することからベルトガイド部材における動摩擦力が軽減される。これら作用により、バランスウエイトによって軸方向移動部に加える荷重が過大になるのを抑えてリード測定値の誤差を小さくすることができる。また、摩擦力を小さくすることによって摩擦力の変化も小さくなり、摩擦力の変化による測定荷重の変動を小さくできる。上記によりリード測定の精度が向上する。なお、ベルトガイド部材を非接触軸受を有するローラで構成する場合にもベルトガイド部材表面、若しくはベルトガイド部材と接触するベルト部材の接触面に低摩擦材料が含まれるように構成することができる。
なお、スタイラスをねじの軸の回りで回転させれば、シリンダブロックやコンロッドのような大型で重量が嵩む部材に形成されているねじであっても、これら大型の部材を回転させる必要がなく、簡単にねじリードを測定することができる。また、スタイラスは、ねじ溝に当接させた状態で回転させて、ねじ溝に従って軸方向に移動させれば、スタイラスの軸方向の移動制御機構を設けることなく、ねじリードの測定を行うことができる。
【００１０】
さらに、請求項３記載の発明では、ピストンをシリンダに非接触摺動部を介して支持させた軸方向移動部押圧手段によって軸方向移動部を被測定ねじの軸方向に押圧して移動させるので、上記のようにベルトガイド部材の回転による摩擦やベルトガイド部材とベルト部材間で生じる摩擦をなくすことができ、リード測定精度を向上させることができる。
【００１１】
そして、本願発明では、被測定ねじのねじ溝にスタイラスを当接させ、ねじ溝とスタイラスの当接位置をねじ溝に沿って移動させて、ねじリードを測定するので、ねじリードを三次元で高精度に測定することができる。ねじリードの測定では、スタイラス取付部の回転角度および軸方向移動量を測定する回転角度測定手段と直線変位測定手段とを設けて行うことができる。
【００１２】
なお、ベルトガイド部材表面、若しくはベルトガイド部材と接触するベルト部材の接触面に低摩擦材料が含まれるようように構成する手段としては、以下のものが挙げられる。
（１）材質を低摩擦材料とする。
ベルトガイド部材の表面やベルトガイド部材と接触するベルト部材の接触面を構成する材質自体を低摩擦材料とする。低摩擦材料としてはポリテトラフルオロエチレンなどのフッ素系樹脂が例示される。
（２）表面処理を施す。
ベルトガイド部材の表面やベルトガイド部材と接触するベルト部材の接触面に表面処理を施して低摩擦表面層を形成することで上記構成を達成できる。
該表面処理としては、ＤＬＣ、ＢＣＮ、ＴｉＣＮ膜等の蒸着コーティング、ポリテトラフルオロエチレン等の焼付けコーティング、メッキ処理等が挙げられる。
（３）二硫化モリブデン等の固形潤滑材を含有させる。
ベルトガイド部材の表面やベルトガイド部材と接触するベルト部材の接触面を構成する材質に潤滑剤を含有させることで低摩擦化が達成される。
（４）表面を研磨処理し表面粗さを除去する。
上記手段により低摩擦化を図る場合、できるだけ摩擦係数が小さいの望ましいが、工業性等を考慮すれば、ベルト部材とベルトガイド部材との間の滑り摩擦係数を０．１以下とするのが望ましい。
【００１３】
また、ベルトガイド部材を非接触軸受を有するローラで構成する場合、該非接触軸受としては、空気軸受や磁気軸受などの他の非接触支持構造を用いることが可能である。
【００１４】
さらに本発明では、軸方向移動部をバランスウェイトの重さで移動させる他に、軸方向移動部押圧手段を用いて軸方向移動部を移動させることができる。
該軸方向移動部押圧手段としては、シリンダに非接触摺動部を介して支持されたピストンを備えるものを用いるこができる。非接触摺動部としては、空気や磁気を用いた非接触スラスト軸受を挙げることができる。
【００１５】
本発明装置によるねじリードの測定は、めねじでもおねじでも適用可能であり、めねじではねじ孔内にスタイラスを設置し外向きにしてねじ溝に当接させることができる。また、おねじではねじの外周側にスタイラスを設置し内向きにしてねじ溝に当接させることができる。したがってスタイラスを取り替え可能としておくことにより、１台の装置でめねじ、おねじのいずれの測定も可能になる。また、サイズの異なるねじの測定に際してもスタイラスを取り替えることによって容易に対応することができる。
【００１６】
また、スタイラスの回転方向の移動支持と軸方向の移動支持を、非接触支持部により行うものとすれば、支持部で生じる摩擦をなくして回転方向および軸方向の移動量の計測の誤差を小さくし、測定の精度をさらに向上させることができる。
例えば、スタイラス取付部は、軸方向移動部に非接触軸受を介して回転自在に保持することができる。また、軸方向移動部は、軸方向に沿って設置したガイドとスライダとによって構成される非接触スライド部を介して軸方向に移動可能に保持することができる。
【００１７】
なお、スタイラスは、スタイラス取付部に対し脱着可能としたり、スタイラス取付部毎、取り替え可能とすることにより、異なる形状のスタイラスを用いて異なるサイズのねじの測定を容易に行うことができる。スタイラス取付部は、通常はシャフト形状からなり、めねじの測定に際しては、ねじ穴内への挿入が可能なものとする。また、おねじの測定に際しては、筒状の形状として、おねじが筒穴内に位置してその周囲にスタイラス取付部が位置するものとすることができる。ただし、本発明としては、スタイラス取付部の形状が上記に限定されるものではなく、要は回転をスタイラスに伝えて該スタイラスがねじ溝に沿って移動できるものであればよい。
【００１８】
さらに本発明の装置では、軸方向移動部をＸＹテーブルによってスタイラスシャフトの位置を調整可能にすると、ねじの軸とスタイラスシャフトの中心軸を一致させる調整が簡単にでき、測定の容易な装置にすることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
（実施形態１）
以下に本発明の実施形態を図１〜図６に基づいて説明する。
【００２０】
本発明のねじリード測定装置は、スタイラス取付部であるスタイラスシャフト１０が中心軸１ｂの回りで矢示３のように回転でき、かつ、中心軸１ｂに沿って矢示４のように移動（昇降）できるように構成されている。該スタイラスシャフト１０の先端にスタイラス１１が取り付けられている。
【００２１】
上記スタイラスシャフト１０を回転可能とする為に、スタイラスシャフト１０は、非接触支持部（非接触軸受）である空気軸受（ラジアル方向、スラスト方向）３０のセンターシャフト３１と連結されている。なお、スタイラスシャフト１０とセンターシャフト３１とが一体のものであってもよい。そして、空気軸受３０を保持している筒状のサポート３２の一側に取り付けた垂直ベース板３３がスライダ５２に連結されている。昇降ガイド５１とスライダ５２は、空気圧を利用した非接触支持部である非接触スライド部５０を構成しており、該非接触スライド部５０によって、スタイラスシャフト１０が図の垂直方向、即ち、中心軸１ｂに平行な方向で移動できるようにされている。
【００２２】
なお、空気軸受３０では、図３に示すように、センターシャフト３１の間に小隙間３０ａが設けられており、該小隙間３０ａに高圧空気を供給することによりセンターシャフト３１を摩擦なく保持して回転可能としている。
また非接触スライド部５０では、図４に示すように昇降ガイド５１を囲むようにスライダ５２を配置し、昇降ガイド５１とスライダ５２との間に小隙間５０ａが設けられている。該小隙間５０ａに高圧空気を供給することによりスライダ５２を摩擦なく保持して上下方向への移動を可能としている。
【００２３】
上記スタイラスシャフト１０は、図５に示されているように、サポート３２に設けたサポートベアリング３４で回転自在とされたベルトプーリ３５の中心孔３５ａに遊挿され、ベルトプーリ３５の筒状部３５ｂを横に貫通するように設けた動力伝達ピン３６によってベルトプーリ３５と連結されている。また、ベルトプーリ３５のプーリ部３５ｃには、サポート３２の一側に設置したモータ３７の軸に固着したプーリ３８の間でベルト３９が掛け渡されて、モータ３７の駆動力でスタイラスシャフト１０を回転できるようにされている。スタイラスシャフト１０に対する回転駆動系をこのように構成することによって、モータ３７でスタイラスシャフト１０を回転させる時に、モータ３７側の軸振れなどの振動が直接スタイラスシャフト１０に伝達されないように配慮されている。
【００２４】
また、上記センタシャフト３１の上端側に円盤４０が設けられ、この円盤４０に対向するようにロータリーエンコーダ４１で構成される回転角度センサ４２が設置されている。上記のようにモータ３７によって矢示３の回転方向に移動するスタイラス１１の移動量は、回転角度測定手段である上記回転角度センサ４２で計測される。
【００２５】
前記スライダ５２と垂直ベース板３３並びにこの垂直ベース板３３に搭載された状態のサポート３２、空気軸受３０、モータ３７等は、前記中心軸１ｂの方向に沿って、スタイラスシャフト１０およびスタイラス１１と共に一体となって移動する軸方向移動部を構成している。これらの軸方向移動部の総重量を考慮してバランスウエイト２０がスチールベルト２１を介して前記垂直ベース板３３に連結されている。スチールベルト２１は、フレーム２２に設置した２つの回転可能なローラー２４、２４に掛け渡されて移動自在となっており、バランスウエイト２０が鎖線図示のように自重によって降下すると、スチールベルト２１を介して軸方向移動部を構成しているスライダ５２が鎖線図示のように上昇する。
【００２６】
なお、スチールベルト２１の少なくともローラー２４と接触する表面は、低摩擦の材料を含んでおり、滑り摩擦係数が０．１以下になっている。なお、上記接触表面に低摩擦材料を含ませる手段としては、前述したように、スチールベルト自体を低摩擦材料としたり、表面処理を施したり、潤滑材をスチールベルトに含有させたり、スチールベルトの表面を研磨処理し表面粗さを除去したりする方法が挙げられる。
また、ローラー２４は、回転時摩擦をなくすために、図６に示すように、回転部２４ａと軸部２４ｂとの間に非接触軸受として空気軸受２４ｃを設けている。
【００２７】
また、センタシャフト３１の延長方向上方に、該センタシャフトに接して上下動自在な計測用シャフト５３が配置されている。該計測用シャフト５３の一端は変位センサ５４内に伸張しており、該計測用シャフト５３と変位センサ５４で構成される、直線変位測定手段である直線変位センサ５５によってスタイラスシャフト１０の移動量が計測できるようにされている。
【００２８】
さらに、前記昇降ガイド５１およびフレーム２２は、水平ベース板２５に設置されており、この水平ベース板２５は定置盤６０に設置したＸＹテーブル６１に搭載されている。ＸＹテーブル６１によってスタイラスシャフト１０の位置を二次元で調整する。これにより、スタイラスシャフト１０の下方に設置するめねじ１と、スタイラスシャフト１０の中心軸１ｂとを正確に一致させることができるようにされている。定置盤６０には、図２に表れているようにハンドル６２が設けられており、この装置を持ち運びできるようにされている。
【００２９】
上記のように構成されたねじリードの測定装置で、めねじ１のリードを測定するには、スタイラスシャフト１０とめねじ１の中心軸１ｂを合致させた状態で、スタイラスシャフト１０の先端部およびスタイラス１１をめねじ１のねじ穴内に位置させて該スタイラス１１をねじ溝１ａに当接させる。この際には、バランスウェイト２０は図示しないストッパで下降しないように固定しておく。次いで、モータ３７を駆動してスタイラスシャフト１０を回転させる。また、これと併せて図示しないストッパを外してバランスウェイト２０を下降可能にして、バランスウェイト２０の自重が垂直ベース板３３に加わるようにする。
【００３０】
そうすると、スタイラス１１はねじ溝１ａに摺接しながらねじ溝１ａに沿って中心軸１ｂの回りを回転しつつ矢示４方向に移動する。このときのスタイラス１１の回転方向の移動量を回転角度センサ４２で計測し、またスタイラス１１の中心軸１ｂの方向の移動量を計測用シャフト５３を介して直線変位センサ５５によって計測することができる。これらの計測した移動量からリードの三次元的な形状が求められる。ねじリードの誤差は、幾何学上のリード（回転角度と呼びピッチから算出）と計測結果によるリードとの差によって演算によって求められる。
【００３１】
スタイラス１１の回転方向の移動機構は、空気軸受３０を介して非接触構造で構成され、また、スタイラス１１の軸方向の移動機構は、非接触スライド部５０を介して非接触構造で構成されている。したがって、測定系における接触部分は主として、スタイラス１１とねじ溝１ａの当接部分のみとなっている。この結果、スタイラス１１とねじ溝１ａの当接圧を一定に保ち、かつ、回転角度センサ４２および直線変位センサ５５によってスタイラス１１の移動量を、摩擦による誤差を混入させることなく正確に計測することができ、高い精度でねじリードの測定をすることができる。なお、実施形態においては、非接触構造を構成する為に、空気軸受３０、非接触スライド部５０を用いているが、磁気軸受などの他の非接触支持構造を用いることも可能である。
【００３２】
なお、スタイラス１１を移動させるためのスチールベルト２１がローラー２４で支持されながら移動しており、該スチールベルト２１とローラー２４との接触面での滑り摩擦が小さく抑えられている。また、ローラー２４の回転部２４ａは、軸部２４ｂによって非接触軸受２４ｃを介して回転可能に支持されており、スチールベルト２１の移動に際し回転部２４ａが回転するときに、摩擦が発生するのを防止する。これらの摩擦の低減によって荷重方向を変える為に使用しているローラー２４とスチールベルト２１間およびローラー２４の回転機構における静止摩擦力と動摩擦力の差が測定荷重に影響するのを抑制することができ、上記リードの測定誤差が大幅に減少し、測定精度が向上する。また、ローラー２４とスチールベルト２１間で発生する摩擦力を極力抑えることで、微少な測定荷重出での測定が可能となり、より正確な測定値が得られる。
【００３３】
また前記のように、スタイラス１１をモータ３７によって回転させるので、めねじ１が形成された被測定ねじ２は回転させる必要はない。したがって、被測定ねじ２の重量や形状を問うことなく測定を行うことができる。また、スタイラス１１の中心軸１ｂの方向の移動は、バランスウェイト２０の自重を利用してねじ溝１ａを介して行われるので、スタイラス１１に対する軸方向の駆動系を不要とし、装置を簡素にすることができる。装置を簡素にできるので、持ち運びを可能にし、測定場所が限定されない。
【００３４】
まためねじ１の孔径に応じてスタイラス１１の長さを設定することが可能であるので、広範囲の径のめねじのリードを測定することができる。また、定置盤６０より下方にめねじ１がある場合（例えば、シリンダブロックに形成されるめねじ）でも、定置盤６０より上方にめねじ１がある場合（例えば、ナットのめねじ）でも測定が可能である。
【００３５】
（実施形態２）
上記実施形態では、スタイラス１１の軸方向移動を、バランスウェイトとベルト部材およびバランスウェイトの荷重方向を変えるベルトガイド部材によって行うように構成したが、実施形態２では、上記構成を採用することなくスタイラス１１の軸方向移動を精密に行うことを可能にしている。
以下に、実施形態２を図７に基づいて説明する。なお、前記実施形態と同様の構成については同一の符号を付してその説明を省略または簡略化する。
【００３６】
この実施形態においても、上記実施形態１と同様に昇降ガイド５１とスライダ５２によって空気圧を利用した非接触支持部である非接触スライド部５０が構成されており、該非接触スライド部５０によって、スタイラス取付部であるスタイラスシャフト１０が軸方向に移動できるように構成されている。スタイラスシャフト１０の先端には、スタイラス１１が取り付けられ、めねじ１のねじ溝１ａに当接するように設置される。また、昇降ガイド５１には、空圧シリンダ８０のピストンロッド８１が接続され、ピストンロッド８１の上昇に従って昇降ガイド５１が上昇するように構成されている。なお、空圧シリンダ８０は、本発明の軸方向移動部押圧手段を構成するものであり、非接触摺動部によってシリンダ本体８２にピストン８３を支持した構造を有しており、該ピストン８３に前記ピストンロッド８１が接続されている。
【００３７】
この実施形態では、上記非接触摺動部としては空気軸受が採用されており、この空気軸受では、ピストン８３の周囲に多孔質の筒状のブシュ８４を配置し、該ブッシュ８４の外周側から軸受用エアーを供給して非接触摺動を可能にしている。
また、ピストン８３の底部に設けた受圧部８３ａの下方側からは、駆動用エアーの供給が行われるように構成されている。上記エアーの供給に際しては、図示しないポンプで圧縮した圧縮空気から塵、湿気等のミストをフィルタ９０によって除去し、その後、ドライヤ９１で乾燥し、減圧弁９２によって所定圧に減圧する。なお、減圧弁９２によって減圧する前に、エアーに脈動が認められる場合には、図示しないアキュムレータを用いて脈動を除去するようにしてもよい。減圧弁９２で減圧されたエアーの一部は前記した軸受用エアーとして空圧シリンダ８０に供給される。また、残りのエアーは、精密減圧弁または電空レギュレータ９３によってさらに減圧されて駆動用エアーとして空圧シリンダ８０に供給される。精密減圧弁または電空レギュレータ９３によってピストンロッド８１によって得られる駆動力を高精度に制御することができる。測定荷重の変更は、精密減圧弁または電空レギュレータ９３により調整することができる。
【００３８】
空圧シリンダ８０では、軸受用エアーと駆動用エアーとを供給することによってピストン８３を非接触で上方に移動させることができ、軸方向移動手段である非接触スライド部５２のスライダ５２とスタイラスシャフト１０を円滑に上昇させることができる。この上昇に際しては、滑り摩擦や動摩擦の発生は極力除外されており、従来のようにベルトガイド部材とベルト部材の摩擦および軸受の摩擦による測定荷重の変動が発生しない。また、測定異常の発生時にも、空圧シリンダに圧力を調整したエアを供給することで、移動速度の大幅な増加および荷重の大幅な変動がない。これによりねじ溝に一定荷重を付加して測定精度および安全性の向上を実現することができる。また、バランスウェイト等が不要になるため装置本体の重量が軽減する。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のねじリードの測定装置によれば、被測定ねじの軸方向に沿って移動自在とされた軸方向移動部と、該軸方向移動部に保持され、スタイラスが取り付いたスタイラス取付部とを備え、前記軸方向移動部はベルトガイド部材に架け渡されたベルト部材によって前記ベルトガイド部材を挟んでバランスウエイトと連結されて、バランスウエイトの自重によって軸方向に移動可能とされており、前記ベルトガイド部材表面、若しくはベルトガイド部材と接触するベルト部材の接触面に低摩擦材料を含むものとするか、前記ベルトガイド部材を回転部と軸部を備えたローラーによって構成し、前記回転部は前記軸部に非接触軸受を介して回転自在に支持する場合、ベルトガイド部材やベルト部材で発生する摩擦力が軽減され、バランスウエイトによって軸方向移動部に加える荷重が過大になるのを抑えてリード測定値の誤差を小さくすることができる。また、摩擦力を小さくすることによって摩擦力の変化も小さくなり、摩擦力の変化による測定荷重の変動を小さくできる。
【００４０】
また、被測定ねじのねじ溝にスタイラスを当接させ、ねじ溝とスタイラスの当接位置をねじ溝に沿って移動させて、ねじリードを測定する装置において、被測定ねじの軸方向に沿って移動自在とされた軸方向移動部と、該軸方向移動部に保持され、スタイラスが取り付いたスタイラス取付部とを備え、さらに前記軸方向移動部を被測定ねじの軸方向に押圧して移動させる軸方向移動部押圧手段とを備え、軸方向移動部押圧手段は軸方向移動部を軸方向に押圧するピストンを有し、該ピストンをシリンダに非接触摺動部を介して支持されるものとすれば、ベルトガイド部材やベルト部材で発生する摩擦力をなくすことができ、さらに軸方向移動部を移動させる軸方向移動部押圧手段によって発生する摩擦を小さくしてリード測定精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態のねじリードの測定装置の側面図である。
【図２】同じく、ねじリードの測定装置の正面図である。
【図３】同じく、スタイラス取付部を回転自在に支持する非接触支持部を示す断面図である。
【図４】同じく、軸方向移動部をねじ軸方向に移動自在に支持する非接触支持部を示す断面図である。
【図５】同じく、ねじリードの測定装置のスタイラスの回転駆動系の部分の拡大断面図である。
【図６】同じく、ベルトガイド部材の内部構造を示す断面図である。
【図７】本発明の他の実施形態における軸方向移動部周辺とこれを押圧する軸方向移動部押圧手段とを示す図である。
【図８】リード測定装置の原理を示す図である。
【図９】従来のリード測定装置におけるベルトガイド部材の内部構造を示す図である。
【符号の説明】
１          めねじ
１ａ        ねじ溝
１０        スタイラスシャフト
１１        スタイラス
２０        バランスウエイト
２１        スチールベルト
２２        フレーム
２３        ローラー
２３ａ      回転部
２３ｂ      軸部
２３ｃ      転がり軸受
２４        ローラー
２４ａ      回転部
２４ｂ      軸部
２４ｃ      空気軸受
２５        水平ベース板
３０        空気軸受
３１        センターシャフト
３２        サポート
３３        垂直ベース板
３４        サポートベアリング
３５        ベルトプーリ
３５ａ      中心孔
３５ｂ      筒状部
３５ｃ      プーリ部
３６        動力伝達ピン
３７        モータ
３８        プーリ
３９        ベルト
４０        円盤
４１        ロータリーエンコーダ
４２        回転角度センサ
５０        非接触スライド部
５１        昇降ガイド
５２        スライダ
５３        シャフト
５４        変位センサ
５５        直線変位センサ
６０        定置盤
６１        ＸＹテーブル
６２        ハンドル
８０        空圧シリンダ
８１        ピストンロッド
８２        シリンダ本体
８３        ピストン
８３ａ      受圧部
８４        ブシュ
９０        フィルタ
９１        ドライヤ
９２        減圧弁
９３        電空レギュレータ
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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