(57)【要約】【課題】  低コスト化を図りつつ、リードタイムを抑えることができるエアマイクロメータ用測定子を提供する。【解決手段】  測定子１を、ネジ部１１と、ネジ部１１から延出した首部１２と、首部１２より延出した測定ヘッド１３により構成する。測定ヘッド１３にエア逃げ溝１４を形成し、その先端部に凹部１５を形成する。凹部１５内にノズル１６を突設する。エアマイクロメータから供給されたエアーをノズル１６の小孔２１から測定箇所に噴出できるように構成する。測定ヘッド１３周面にショットを高速噴射してショットピーニング処理を施し、測定ヘッド１３表面３１及びノズル１６端面３２に緻密な硬化層を形成する。硬化層に二硫化モリブデンの微粒子を高速噴射して固体潤滑被膜を形成する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定箇所へ流体を噴出するノズルがヘッドに設けられたエアマイクロメータ用測定子において、
前記ヘッド表面及び／又は前記ノズル端面に、ショットピーニング処理を施して硬化層を形成したことを特徴とするエアマイクロメータ用測定子。
【請求項２】
前記硬化層に二硫化モリブデン等の固体潤滑剤微粒子を高速噴射して衝突固着させ固体潤滑被膜を形成したことを特徴とする請求項１記載のエアマイクロメータ用測定子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エアマイクロメータから供給された流体をノズルから測定箇所へ噴出するエアマイクロメータ用測定子に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、対象物の内径を測定する際には、エアマイクロメータが用いられていた。
【０００３】
このエアマイクロメータには、前記対象物に挿入される測定子が接続されており、該測定子に測定用のエアーを供給するように構成されている。供給されたエアーは、測定子のヘッド側部のノズルから測定箇所へ噴出するように構成されており、その背圧をエアマイクロメータで測定することによって、予め測定したマスターでの背圧との差から内径を計測できるように構成されている。
【０００４】
この測定子は測定毎に対象物へ挿入されるため、対象物の内壁面との摩擦によって摩耗が生じる。この耐摩耗性を向上させる為に、測定ヘッドをＳＫＨ若しくはＳＫＤ材で製作し、その表面にＴｉＮコーティング処理を施していた。また、前記ノズルをセラミック材で形成する方法もあった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、これらの方法にあっては、製造コストが掛かるとともに、処理完了までのリードタイムが掛かるという問題があり、標準仕様として展開することが困難であった。
【０００６】
本発明は、このような従来の課題に鑑みてなされたものであり、低コスト化を図りつつ、リードタイムを抑えることができるエアマイクロメータ用測定子を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するために本発明の請求項１のエアマイクロメータ用測定子にあっては、測定箇所へ流体を噴出するノズルがヘッドに設けられたエアマイクロメータ用測定子において、前記ヘッド表面及び／又は前記ノズル端面に、ショットピーニング処理を施して硬化層を形成した。
【０００８】
すなわち、測定箇所に摺接し得るヘッド表面及び／又はノズル端面に、ショットピーニング処理を施すことによって、緻密で硬質な硬化層を形成することができる。そして、ショットピーニング処理によって、その表面にエンボス模様を形成することができ、測定箇所への接触面積を減少することができる。
【０００９】
また、請求項２のエアマイクロメータ用測定子においては、前記硬化層に二硫化モリブデン等の固体潤滑剤微粒子を高速噴射して衝突固着させ固体潤滑被膜を形成した。
【００１０】
すなわち、二硫化モリブデン等の固体潤滑剤微粒子を高速噴射することにより、硬化層に固体潤滑被膜を形成することができる。
【００１１】
このとき、高速噴射される二硫化モリブデン等の固体潤滑剤微粒子としては、例えば中心粒径が５０μｍ以下のものが使用される。この場合、粒径が０．５ｍｍ〜３ｍｍの粒子を噴射する場合と比較して、噴射の気流に乗りやすく、高速で硬化層に衝突させることができる。よって、剥離しにくく、かつ０．５μｍ以下の固体潤滑被膜を形成することができる。
【発明の効果】
【００１２】
以上説明したように、本発明の請求項１のエアマイクロメータ用測定子にあっては、測定箇所に摺接し得るヘッド表面及び／又はノズル端面に、緻密で硬質な硬化層を形成することができ、耐摩耗性を向上することができる。
【００１３】
すなわち、垂直にセットされた測定子をマスターに抜き差しして繰り返し摺動させ、定期的に摩耗を測定する試験を、本発明の表面処理（ＷＰＣ表面処理）を施した測定子と、処理を行わない測定子とで行い、テスト前に対する５０万回サイクル後の変化を観測すると、ＷＰＣ表面処理を施した測定子では、摩耗量Ｘ：０．３μｍ、Ｙ：１．３μｍであるのに対して、ＷＰＣ表面処理無しの測定子では、摩耗量Ｘ：２．８μｍ、Ｙ：２．８μｍであり、従来品とＷＰＣ表面処理品とでは、Ｘ：２．５μｍ、Ｙ：１．５μｍの変化量の差が観測され、耐摩耗性を向上を確認することができた。
【００１４】
したがって、ヘッドをＳＫＨ若しくはＳＫＤ材で製作し、その表面にＴｉＮコーティング処理を施したり、ノズルをセラミック材で形成する従来の方法と比較して、製造コストを抑えつつ、処理完了までのリードタイムの短縮を図ることができる。
【００１５】
加えて、ショットピーニング処理によって、その表面にエンボス模様を形成することができるため、測定箇所への接触面積を減少することができる。これにより、摺動抵抗を低減することができ、耐摩耗性の向上に寄与することができる。
【００１６】
また、請求項２のエアマイクロメータ用測定子においては、前記硬化層に二硫化モリブデン等の固体潤滑剤微粒子からなる固体潤滑被膜を形成することができる。これにより、摺動抵抗をさらに低減することができ、耐摩耗性のさらなる向上を図ることができる。よって、摩擦寿命を延ばすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の一実施の形態を図に従って説明する。図１は、本実施の形態にかかるエアマイクロメータ用測定子１（以下測定子１）を示す図であり、該測定子１は、対象物の内径を測定するものである。
【００１８】
この測定子１は、ＳＫＳ３１やＳＫＤ１１等の金属製であって、ハンドルなどの固定箇所にねじ込まれるネジ部１１と、該ネジ部１１から延出した首部１２と、該首部１２より延出した円柱状の測定ヘッド１３によって形成されている。
【００１９】
該測定ヘッド１３の周面には、長さ方向に延在し測定ヘッド１３の先端及び基端に達するエア逃げ溝１４が形成されており、その先端部には、半円形の凹部１５が形成されている。この凹部１５内には、円筒状のノズル１６が突設されており、該ノズル１６は、その先端が前記測定ヘッド１３の周面より突出しない寸法に設定されている。
【００２０】
このノズル１６に形成された小孔２１は、測定ヘッド１３内に穿孔されたエア通路に連通されており、該エア通路は、前記首部１２を貫通するとともに、前記ネジ部１１の基端に開口している。これにより、エアマイクロメータから供給された流体としてのエアーを、前記エア通路を介して、前記ノズル１６の小孔２１から噴出できるように構成されており、前記測定ヘッド１３が挿入される対象物の内壁面へ向けて前記エアーを噴出するとともに、その背圧をエアマイクロメータで測定することによって、予め測定しておいたマスターでの背圧との差から内径を計測できるように構成されている。
【００２１】
この測定ヘッド１３周面には、例えばＳＫＤ材からなるショットが高速で噴射されショットピーニング処理が施されており、当該測定ヘッド１３の表面３１及び前記ノズル１６の端面３２下には、約２０μｍの緻密な硬化層が形成されている。なお、本実施の形態では、この硬化層を、前記測定ヘッド１３の表面３１及び前記ノズル１６の端面３２の両者に形成した場合を例に挙げて説明したが、前記測定ヘッド１３の表面３１又は前記ノズル１６の端面３２のいずれか一方に形成しても良い。
【００２２】
さらに、この硬化層に固体潤滑剤微粒子である二硫化モリブデンの微粒子を高速噴射して衝突固着させることによって固体潤滑被膜が形成されている。この固定潤滑被膜の形成方法としては、二硫化モリブデンの微粒子を圧縮空気で噴射し対象箇所に衝突させて形成するブラスト法が挙げられる（特開平１１−１３１２５７号公報参照）。
【００２３】
前記二硫化モリブデンの微粒子としては、中心粒径が５０μｍ以下のものが使用されており、膜厚が０．１μｍ以下（０．５μｍ以下であれば良い）の前記固体潤滑被膜が形成されている。
【００２４】
なお、本実施の形態では、固体潤滑剤微粒子として二硫化モリブデンを用いた場合を例に挙げて説明したが、これに限定されるものでは無く、他の固体潤滑剤微粒子によって前記固体潤滑被膜を形成しても良い。
【００２５】
また、本実施の形態では、内径測定用の測定子１を例に挙げて説明したが、これに限定されるものでは無く、対象物の外形を測定する測定子に応用しても良い。
【００２６】
以上の構成にかかる本実施の形態において、対象物の内壁面に摺接し得る測定ヘッド１３の表面３１及びノズル１６の端面３２に、ショットピーニング処理を施すことによって、緻密で硬質な硬化層を形成することができ、耐摩耗性を向上することができる。
【００２７】
したがって、測定ヘッド１３をＳＫＨ若しくはＳＫＤ材で製作し、その表面にＴｉＮコーティング処理を施したり、ノズル１６をセラミック材で形成する従来の方法と比較して、製造コストを大幅に抑えつつ、処理完了までのリードタイムの短縮を図ることができる。
【００２８】
また、ショットピーニング処理によって、前記測定ヘッド１３の表面３１及び前記ノズル１６の端面３２にエンボス模様を形成することができ、測定箇所への接触面積を減少することができる。これにより、摺動抵抗を低減することができ、耐摩耗性の向上に寄与することができる。
【００２９】
さらに、二硫化モリブデンの微粒子を高速噴射することによって、前記硬化層に固体潤滑被膜を形成することができる。これにより、二硫化モリブデンが有する潤滑効果によって摺動抵抗をさらに低減することができ、耐摩耗性のさらなる向上を図ることができる。よって、摩擦寿命を延ばすことができる。
【００３０】
このとき、高速噴射される二硫化モリブデン等の固体潤滑剤微粒子としては、例えば中心粒径が５０μｍ以下のものを使用する。これにより、粒径が０．５ｍｍ〜３ｍｍの粒子を噴射する場合と比較して、噴射の気流に乗りやすく、高速で硬化層に衝突させることができる。よって、剥離しにくく、かつ０．５μｍ以下（本実施の形態では０．１μｍ以下）の固体潤滑被膜を形成することができる。
【００３１】
なお、硬化層を形成しない測定子と、ＳＫＤ１１から成る微粒子を高速で噴射して硬化層を形成した測定子１とにおいて表面硬度を実測したところ、硬化層を形成しない測定子の表面硬度が６１ＨＲＣであるのに対し、硬化層を形成した測定子１の表面硬度は６６ＨＲＣに向上していることを確認することができた。
【００３２】
また、これらの処理を施さない従来型の測定子と、処理を施した測定子１とにおいて摺動抵抗を計測したところ、処理を施した測定子１において摺動抵抗が低減していることを確認することができた。
【００３３】
さらに、これらの処理を施した測定子１は、前記従来型の測定子と比較して、耐摩耗性の向上による長寿命化を図ることができる。
【００３４】
すなわち、図２は、摩耗耐久テストの試験結果であり、この摩耗耐久テストでは、垂直にセットされた測定子をマスターに抜き差しして繰り返し摺動させ、定期的に摩耗を測定する試験を、本発明の表面処理（ＷＰＣ表面処理）を施した測定子と、処理を行わない測定子とで行った。
【００３５】
その結果、テスト前に対する５０万回サイクル後の変化を見ると、ＷＰＣ表面処理を施した測定子では、摩耗量Ｘ：０．３μｍ、Ｙ：１．３μｍであるのに対し、ＷＰＣ表面処理無しの測定子では、摩耗量Ｘ：２．８μｍ、Ｙ：２．８μｍであり、従来品とＷＰＣ表面処理品とでは、Ｘ：２．５μｍ、Ｙ：１．５μｍの変化量の差を確認することができた。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の一実施の形態を示す側面図である。
【図２】同実施の形態での摩耗耐久テストの試験結果を示す図である。
【符号の説明】
【００３７】
１    測定子
１３    測定ヘッド
１６    ノズル
３１    表面
３２    端面
【図１】
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【図２】
2005233697.tif 000004