(57)【要約】【課題】水平度を容易に確認できる水準器付きインサイドマイクロメーターを提供する。【解決手段】内径測定器１０は、内径測定器９と水準器１を備える。内径測定器９は、測定ヘッド９０、及び測定ヘッド９０に一つ以上の継ぎ足し棒９５を軸方向に継ぎ足して構成している。水準器１は、中空円柱状の透明容器１ｂを有する。透明容器１ｂは、その内部に気泡Ｂｂを含む液体Ｌを封入している。又、透明容器１ｂは、所定の曲率を有して外周の中央部が膨出している。水準器１は、透明容器１ｂの中心線と継ぎ足し棒９５の中心線が一致するように、継ぎ足し棒９５と同軸に取り付けられている。内径測定器１０は、継ぎ足し棒９５と同軸に水準器１を取り付けているので、内径測定器１０の傾斜に起因する誤差を排除でき、内径を正確に測定できる。【選択図】図１
2017044575.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロメーターヘッド、及びこのマイクロメーターヘッドに一つ以上の継ぎ足し棒を軸方向に継ぎ足して構成したインサイドマイクロメーターと、
所定の曲率を有して外周の中央部が膨出した中空円柱状の透明容器の内部に気泡を含む液体を封入した水準器と、を備え、
前記水準器は、前記透明容器の中心線と前記継ぎ足し棒の中心線が一致するように、前記継ぎ足し棒と同軸に取り付けられている、水準器付きインサイドマイクロメーター。
【請求項２】
前記水準器は、その傾動角度に対応する前記気泡の移動量を示す目盛り線を前記透明容器の外周に同心状に表示している、請求項１記載の水準器付きインサイドマイクロメーター。
【請求項３】
前記継ぎ足し棒は、軸方向に相互に着脱自在に固定できる一組の連結棒からなり、
一方の前記連結棒は、その外径より小さい外径を有すると共に、前記透明容器に設けた中空部に嵌合できる段付き棒を一端部側に有し、
前記段付き棒は、雄ねじ部を先端部に有し、
他方の前記連結棒は、前記雄ねじ部が螺合できる雌ねじ部を他端部に有する、請求項１又は２記載の水準器付きインサイドマイクロメーター。
【請求項４】
前記マイクロメーターヘッドは、電気的に導通している一対の半球状の測定子を両端部に備え、
前記継ぎ足し棒は、導電性を有する基準棒ゲージを内部に備え、
前記基準棒ゲージは、
少なくとも前記マイクロメーターヘッドの他方の前記測定子が接触する平坦な端面を一端部に設け、
半球状の前記測定子を一端部と反対側の他端部に設けている、請求項１から３のいずれかに記載の水準器付きインサイドマイクロメーター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水準器付きインサイドマイクロメーターに関する。特に、高さ方向に設置された複数の円筒部材の同軸度を確保するために、基準軸線上に張設されたピアノ線と円筒部材の内壁面との距離を測定するインサイドマイクロメーターであって、インサイドマイクロメーターの水平度を確認できる水準器付きインサイドマイクロメーターの構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
水力発電は、水の力で発電用水車を回転させることで発電している。水車発電機は、発電用水車を発電機に連結している。そして、高いところにあるダムなどの下流側の途中に、水車発電機を設置すれば、水の落差を利用して発電できる。
【０００３】
立型水車発電機に用いられるフランシス水車と呼ばれる発電用水車は、ケーシングからガイドベーンを流通した流水がランナ（羽根車）の円周方向から流入し、軸方向に流出する構造を有している。フランシス水車は、構造が簡単で保守も容易であることから、国内では多用されている。
【０００４】
図７は、立型水車発電機の一例による構成を示す縦断面図である。図７を参照すると、立型水車発電機７は、フランシス水車（以下、水車という）７１、発電機７２、及び連結軸７３で構成している。水車７１は、下位の基礎Ｂｄに設置している。発電機７２は、上位の基礎Ｂｕに設置している。連結軸７３は、水車７１と発電機７２を連結している。連結軸７３は、水車軸７３ａ、中間軸７３ｂ、及び主軸７３ｃを同軸上に連結している。
【０００５】
図７を参照すると、水車７１は、ランナ７１ａとケーシング７１ｂで構成している。ランナ７１ａは、水車軸７３ａに固定されている。ケーシング７１ｂは、ランナ７１ａの外周を囲っている。ケーシング７１ｂからランナ７１ａに水を流入すると、ランナ７１ａを回転できる。そして、ランナ７１ａの回転によって、発電機７２で発電できる。なお、ランナ７１ａに流入した水は、ドラフト７１ｄに排水される。
【０００６】
図７を参照すると、発電機７２は、回転子７２ａと固定子７２ｂで構成している。回転子７２ａは、主軸７３ｃに固定している。固定子７２ｂに対して、回転子７２ａが回転することで、発電できる。固定子７２ｂの上部には、タコジェネレータ７２ｃを設置している。タコジェネレータ７２ｃは、主軸７３ｃに連結している。タコジェネレータ７２ｃは、回転子７２ａの回転速度を検出している。
【０００７】
図７を参照すると、主軸７３ｃは、固定子７２ｂに設けた円筒状の第１ガイドメタル７４１により回転自在に支持されている。又、主軸７３ｃは、上位の基礎Ｂｕに設けた円筒状の第２ガイドメタル７４２により回転自在に支持されている。更に、水車軸７３ａは、下位の基礎Ｂｄに設けた円筒状の第３ガイドメタル７４３により回転自在に支持されている。
【０００８】
図７を参照して、立型水車発電機７を組み立てるに当たり、連結軸７３を円滑に回転するために、第１ガイドメタル７４１、第２ガイドメタル７４２、及び第３ガイドメタル７４３の同軸度を確保する必要がある。このような複数の円筒状のガイドメタルの同軸度を確保するため、基準軸線上に張設されたピアノ線とガイドメタルの内壁面との距離をインサイドマイクロメーターで測定するセンタリング計測装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００９】
図８は、従来技術によるセンタリング計測装置の構成を示す縦断面図であり、立型水車発電機に適用した状態図である。図８を参照すると、センタリング計測装置８は、ピアノ線８ｐ、バッテリ８ｂ、及びレシーバ８ｒを備えている。ピアノ線８ｐは、その一端部に錘８ｇを取り付けている。そして、ピアノ線８ｐは、基準軸線上に位置するよう、固定子７２ｂの上部から垂下されている。
【００１０】
図８を参照すると、固定子７２ｂの上部には、Ｘ−Ｙテーブル８１を設置している。Ｘ−Ｙテーブル８１を微小に移動することで、ピアノ線８ｐを基準軸線上に移動できる。錘８ｇは、ドラフト７１ｄの内部に配置されている。そして、錘８ｇは、コンクリートで固定されている。このように、ピアノ線８ｐは、組み立て前の立型水車発電機７の基準軸線上に張設されている。
【００１１】
図８を参照すると、ピアノ線８ｐの他端部は、バッテリ８ｂの一方の極と電気的に接続している。バッテリ８ｂの他方の極は、レシーバ８ｒの一端と電気的に接続している。レシーバ８ｒの他端は、固定子７２ｂを介して、第１ガイドメタル７４１と電気的に接続している。
【００１２】
図８を参照して、後述するインサイドマイクロメーター９（図１１参照）を用いて、インサイドマイクロメーター９の一端を第１ガイドメタル７４１の内壁に接触させ、インサイドマイクロメーター９の他端がピアノ線８ｐに接触すると、ピアノ線８ｐと第１ガイドメタル７４１を導通でき、レシーバ８ｒから電気音を発生できる。言い換えれば、レシーバ８ｒから電気音が発生することで、インサイドマイクロメーター９の他端がピアノ線８ｐに接触したことを検知できる。そして、レシーバ８ｒから電気音が発生した時点で、インサイドマイクロメーター９の目盛りを読み取ることで、ピアノ線８ｐと第１ガイドメタル７４１の内壁面との距離Ｄ１を測定できる。
【００１３】
同様に、図８を参照すると、レシーバ８ｒの他端は、第２ガイドメタル７４２と電気的に接続している。インサイドマイクロメーター９の一端を第２ガイドメタル７４２の内壁に接触させ、インサイドマイクロメーター９の他端をピアノ線８ｐに接触させ、レシーバ８ｒから電気音が発生した時点で、インサイドマイクロメーター９の目盛りを読み取ることで、ピアノ線８ｐと第２ガイドメタル７４２の内壁面との距離Ｄ２を測定できる。
【００１４】
又、図８を参照すると、レシーバ８ｒの他端は、第３ガイドメタル７４３と電気的に接続している。インサイドマイクロメーター９の一端を第３ガイドメタル７４３の内壁に接触させ、インサイドマイクロメーター９の他端をピアノ線８ｐに接触させ、レシーバ８ｒから電気音が発生した時点で、インサイドマイクロメーター９の目盛りを読み取ることで、ピアノ線８ｐと第３ガイドメタル７４３の内壁面との距離Ｄ３を測定できる。
【００１５】
このように、センタリング計測装置８を用いて、第１ガイドメタル７４１、第２ガイドメタル７４２、及び第３ガイドメタル７４３とピアノ線８ｐと距離を測定し、これらのガイドメタルの位置を補正することで、第１ガイドメタル７４１、第２ガイドメタル７４２、及び第３ガイドメタル７４３の同軸度を確保できる。
【００１６】
図９は、インサイドマイクロメーターの構成の一例を示す図であり、図９（Ａ）は、マイクロメーターヘッドの正面図、図９（Ｂ）は、最短尺の継ぎ足し棒の正面図、図９（Ｃ）は、短尺の継ぎ足し棒の正面図、図９（Ｄ）は、長尺の継ぎ足し棒の正面図である。
又、図１０は、インサイドマイクロメーターの組み合わせ例を示す図であり、図１０（Ａ）は、マイクロメーターヘッド単体からなるインサイドマイクロメーターの正面図、図１０（Ｂ）は、マイクロメーターヘッドに最短尺の継ぎ足し棒を接続したインサイドマイクロメーターの正面図、図１０（Ｃ）は、マイクロメーターヘッドに長尺の継ぎ足し棒を接続したインサイドマイクロメーターの正面図である。
【００１７】
図９又は図１０を参照すると、インサイドマイクロメーターは、棒形内側マイクロメータであって、大径穴又は内幅の測定に便利なように、マイクロメーターヘッド（以下、測定ヘッドと略称する）９０に長さの異なる継ぎ足し棒を継ぎ足すことができる。測定ヘッド９０に長さの異なる継ぎ足し棒を継ぎ足すことで、測定範囲を変えることができる。図９に示すように、一般に、インサイドマイクロメーターは、測定ヘッド９０と長さの異なる少なくとも継ぎ足し棒９１・９２・９３がセットになっている。
【００１８】
図９（Ａ）を参照すると、測定ヘッド９０は、円筒状のフレーム９ｆ、スリーブ９ｓ、及びシンブル９ｃで構成している。測定ヘッド９０の一端部には、半球状の測定子９ａを突出している。又、測定ヘッド９０の他端部には、半球状の測定子９ｂを突出している。測定子９ａと測定子９ｂは、電気的に導通可能に構成している。
【００１９】
図９（Ａ）を参照すると、フレーム９ｆとスリーブ９ｓは、一体に構成している。スリーブ９ｓの内部には、送りねじ（図示せず）を配置している。シンブル９ｃの内部には、送りねじに螺合するナット（図示せず）を設けている。シンブル９ｃを回転することで、フレーム９ｆに対して、シンブル９ｃを螺進できる。フレーム９ｆに設けたクランプねじ９ｋを一方の方向に回転することで、シンブル９ｃをフレーム９ｆにロックできる。
【００２０】
図９（Ａ）を参照すると、スリーブ９ｓは、第１目盛りを外周に表示している。シンブル９ｃの端面に一致するスリーブ９ｓの第１目盛りを読み取ることで、０．５ｍｍ（又は１ｍｍ）単位の測定ができる。又、シンブル９ｃは、第２目盛りを端部の外周に表示している。第１目盛りの基準線に一致するシンブル９ｃの第２目盛りを読み取ることで、０．０１ｍｍ単位の測定ができる。測定範囲が小さい場合は、測定ヘッド９０単体で、内径又は内幅を測定できる。
【００２１】
図９（Ａ）を参照すると、測定ヘッド９０は、他方の端部に雄ねじ部９０ｂを設けている。一方、図９（Ｂ）を参照すると、継ぎ足し棒９１は、雄ねじ部９０ｂに螺合自在な雌ねじ部９０ｃを一方の端部に設けている。測定ヘッド９０の雄ねじ部９０ｂを継ぎ足し棒９１の雌ねじ部９０ｃに締結することで、測定ヘッド９０に継ぎ足し棒９１を継ぎ足すことができる（図１０（Ｂ）参照）。
【００２２】
図９（Ｂ）を参照すると、継ぎ足し棒９１は、測定ヘッド９０の他端部と同様に、測定子９ｂと雄ねじ部９０ｂを他端部に設けている。図１０（Ｂ）に示したインサイドマイクロメーターは、測定ヘッド９０単体を比べて、大きい測定範囲で、内径又は内幅を測定できる。
【００２３】
図９を参照すると、継ぎ足し棒９２又は継ぎ足し棒９３は、継ぎ足し棒９１と同様に構成している。このように、インサイドマイクロメーターは、測定ヘッド９０に長さの異なる継ぎ足し棒を継ぎ足すことができ、長さが同じの継ぎ足し棒を継ぎ足すこともできる。
【００２４】
次に、インサイドマイクロメーターの使用方法を説明する。図１１は、図８のＡ−Ａ矢視拡大図である。なお、図１１では、測定ヘッド９０に継ぎ足し棒９３を接続したインサイドマイクロメーター９を便宜上、例示しているが、インサイドマイクロメーター９の構成は、これに限定されない。
【００２５】
図１１を参照して、最初に、継ぎ足し棒９３の測定子９ｂを第１ガイドメタル７４１の内壁に当接する。次に、測定子９ｂを支点として、測定ヘッド９０を上下左右に揺動する。この場合、測定ヘッド９０の測定子９ｂがピアノ線８ｐに接触しないように、予め、シンブル９ｃをゼロ点に近づけておくことが好ましい（図９（Ａ）参照）。
【００２６】
次に、図１１を参照して、測定ヘッド９０のシンブル９ｃを一方の方向に回転して、測定子９ａをピアノ線８ｐに少しずつ近づける。そして、測定子９ａがピアノ線８ｐに接触して、レシーバ８ｒから電気音が発生した時点で、インサイドマイクロメーター９の目盛りを読み取ることで、ピアノ線８ｐと第１ガイドメタル７４１の内壁面との距離Ｄ１を測定できる（図８参照）。
【００２７】
図１１を参照して、測定ヘッド９０の測定子９ａがピアノ線８ｐに強く接触した場合は、測定ヘッド９０のシンブル９ｃを他方の方向に回転して、インサイドマイクロメーター９の全長を縮め、再度、測定子９ａをピアノ線８ｐに少しずつ近づけることが好ましい。
【００２８】
図１１を参照すると、第１ガイドメタル７４１の内径（半径）は、例えば、０．７〜０．８ｍである。そして、作業員二名が第１ガイドメタル７４１の内部に入り、ピアノ線８ｐと第１ガイドメタル７４１の内壁面との距離を測定している。この場合、一方の作業員が継ぎ足し棒９３を把持して、第１ガイドメタル７４１の内壁に測定子９ｂを押し当て、他方の作業員がレシーバ８ｒを着用して、測定ヘッド９０を操作していた。
【００２９】
ところで、図１１を参照して、インサイドマイクロメーター９を用いて、ピアノ線８ｐと第１ガイドメタル７４１の内壁面との距離を正確に測定するためには、継ぎ足し棒９３を水平に把持する必要がある。
【００３０】
四角柱状の本体、及びこの本体の側面に配置した気泡管で構成した気泡管水準器を継ぎ足し棒９３の外周に載置し、気泡管に内在した気泡の位置を確認することで、インサイドマイクロメーター９を水平に把持することができる。
【００３１】
しかし、複数個所を測定する度に、狭い洞内で気泡管水準器をインサイドマイクロメーター９に載置していては、作業効率が良くないという問題がある。このような不具合に対処するため、市販の管形気泡管を半円弧状のクリップの頂き部に固定した水準器が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３２】
【特許文献１】特開２００６−１８４２１７号公報
【特許文献２】特開２００３−１４４５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００３３】
特許文献２に開示された水準器に設けたクリップで継ぎ足し棒９３の外周を挟持することで、複数個所を測定する度に、水準器をインサイドマイクロメーター９に載置する必要が無くすことができる。
【００３４】
しかし、特許文献２による水準器は、管形気泡管が継ぎ足し棒９３の外周から突き出すように配置されるので、狭い洞内で継ぎ足し棒９３を把持するときに邪魔になるという問題がある。又、特許文献２による水準器は、継ぎ足し棒９３の上部に気泡が位置するように、継ぎ足し棒９３をその軸回りに回動させる必要がある。
【００３５】
以上のことから、インサイドマイクロメーターの水平状態を確認するために、気泡を内部に有する液体容器を備えた液体式の水準器付きインサイドマイクロメーターであって、継ぎ足し棒の外周から水準器が部分的に突出することなく、かつ、継ぎ足し棒に対して水準器を相対的に回動する必要がない水準器付きインサイドマイクロメーターが求められていた。そして、以上のことが本発明の課題といってよい。
【００３６】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、インサイドマイクロメーターの水平状態を確認するために、気泡を内部に有する液体容器を備えた液体式の水準器付きインサイドマイクロメーターであって、継ぎ足し棒の外周から水準器が部分的に突出することなく、かつ、継ぎ足し棒に対して水準器を相対的に回動する必要がない水準器付きインサイドマイクロメーターを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００３７】
本発明者らは、中空円柱状の気泡管を継ぎ足し棒と同軸に取り付けて、インサイドマイクロメーターを構成することで、上記の課題を解決できると考え、これに基づいて、以下のような新たな水準器付きインサイドマイクロメーターを発明するに至った。
【００３８】
（１）本発明による水準器付きインサイドマイクロメーターは、マイクロメーターヘッド、及びこのマイクロメーターヘッドに一つ以上の継ぎ足し棒を軸方向に継ぎ足して構成したインサイドマイクロメーターと、所定の曲率を有して外周の中央部が膨出した中空円柱状の透明容器の内部に気泡を含む液体を封入した水準器と、を備え、前記水準器は、前記透明容器の中心線と前記継ぎ足し棒の中心線が一致するように、前記継ぎ足し棒と同軸に取り付けられている。
【００３９】
（２）前記水準器は、その傾動角度に対応する前記気泡の移動量を示す目盛り線を前記透明容器の外周に同心状に表示していることが好ましい。
【００４０】
（３）前記継ぎ足し棒は、軸方向に相互に着脱自在に固定できる一組の連結棒からなり、一方の前記連結棒は、その外径より小さい外径を有すると共に、前記透明容器に設けた中空部に嵌合できる段付き棒を一端部側に有し、前記段付き棒は、雄ねじ部を先端部に有し、他方の前記連結棒は、前記雄ねじ部が螺合できる雌ねじ部を他端部に有することが好ましい。
【００４１】
（４）前記マイクロメーターヘッドは、電気的に導通している一対の半球状の測定子を両端部に備え、前記継ぎ足し棒は、導電性を有する基準棒ゲージを内部に備え、前記基準棒ゲージは、少なくとも前記マイクロメーターヘッドの他方の前記測定子が接触する平坦な端面を一端部に設け、半球状の前記測定子を一端部と反対側の他端部に設けていることが好ましい。
【発明の効果】
【００４２】
本発明による水準器付きインサイドマイクロメーターは、マイクロメーターヘッドに一つ以上の継ぎ足し棒を軸方向に継ぎ足して構成したインサイドマイクロメーターと、中空円柱状の透明容器の内部に気泡を含む液体を封入した水準器と、を備え、継ぎ足し棒の外周から水準器が部分的に突出することなく、かつ、継ぎ足し棒に対して水準器を相対的に回動する必要がないので、使いやすく便利である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の一実施形態による水準器付きインサイドマイクロメーターの構成を示す斜視分解組立図である。
【図２】前記実施形態による水準器付きインサイドマイクロメーターの構成を示す斜視図であり、マイクロメーターヘッドを水準器付き継ぎ足し棒に接続する前の状態図である。
【図３】前記実施形態による水準器付きインサイドマイクロメーターの構成を示す図であり、図３（Ａ）は、水準器付き継ぎ足し棒の平面図、図３（Ｂ）は、水準器付き継ぎ足し棒の縦断面図である。
【図４】前記実施形態による水準器付きインサイドマイクロメーターの構成の一例を示す図であり、図４（Ａ）は、マイクロメーターヘッドの正面図、図４（Ｂ）は、最短尺の継ぎ足し棒の正面図、図４（Ｃ）は、短尺の継ぎ足し棒の正面図、図４（Ｄ）は、水準器を備えた長尺の継ぎ足し棒の正面図である。
【図５】前記実施形態による水準器付きインサイドマイクロメーターの組み合わせ例を示す図であり、図５（Ａ）は、マイクロメーターヘッド単体からなるインサイドマイクロメーターの正面図、図５（Ｂ）は、マイクロメーターヘッドに最短尺の継ぎ足し棒を接続したインサイドマイクロメーターの正面図、図５（Ｃ）は、マイクロメーターヘッドに水準器を備えた長尺の継ぎ足し棒を接続した水準器付きインサイドマイクロメーターの正面図である。
【図６】前記実施形態による水準器付きインサイドマイクロメーターを立型水車発電機に適用した例を示す図であり、立型水車発電機の横断面図である。
【図７】立型水車発電機の一例による構成を示す縦断面図である。
【図８】従来技術によるセンタリング計測装置の構成を示す縦断面図であり、立型水車発電機に適用した状態図である。
【図９】インサイドマイクロメーターの構成の一例を示す図であり、図９（Ａ）は、マイクロメーターヘッドの正面図、図９（Ｂ）は、最短尺の継ぎ足し棒の正面図、図９（Ｃ）は、短尺の継ぎ足し棒の正面図、図９（Ｄ）は、長尺の継ぎ足し棒の正面図である。
【図１０】インサイドマイクロメーターの組み合わせ例を示す図であり、図１０（Ａ）は、マイクロメーターヘッド単体からなるインサイドマイクロメーターの正面図、図１０（Ｂ）は、マイクロメーターヘッドに最短尺の継ぎ足し棒を接続したインサイドマイクロメーターの正面図、図１０（Ｃ）は、マイクロメーターヘッドに長尺の継ぎ足し棒を接続したインサイドマイクロメーターの正面図である。
【図１１】図８のＡ−Ａ矢視拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
以下、図面を参照して本発明を実施するための形態を説明する。
［水準器付きインサイドマイクロメーターの構成］
最初に、本発明の一実施形態による水準器付きインサイドマイクロメーターの構成を説明する。
【００４５】
図１は、本発明の一実施形態による水準器付きインサイドマイクロメーターの構成を示す斜視分解組立図である。図２は、前記実施形態による水準器付きインサイドマイクロメーターの構成を示す斜視図であり、マイクロメーターヘッドを水準器付き継ぎ足し棒に接続する前の状態図である。
【００４６】
図３は、前記実施形態による水準器付きインサイドマイクロメーターの構成を示す図であり、図３（Ａ）は、水準器付き継ぎ足し棒の平面図、図３（Ｂ）は、水準器付き継ぎ足し棒の縦断面図である。
【００４７】
図４は、前記実施形態による水準器付きインサイドマイクロメーターの構成の一例を示す図であり、図４（Ａ）は、マイクロメーターヘッドの正面図、図４（Ｂ）は、最短尺の継ぎ足し棒の正面図、図４（Ｃ）は、短尺の継ぎ足し棒の正面図、図４（Ｄ）は、水準器を備えた長尺の継ぎ足し棒の正面図である。
【００４８】
図５は、前記実施形態による水準器付きインサイドマイクロメーターの組み合わせ例を示す図であり、図５（Ａ）は、マイクロメーターヘッド単体からなるインサイドマイクロメーターの正面図、図５（Ｂ）は、マイクロメーターヘッドに最短尺の継ぎ足し棒を接続したインサイドマイクロメーターの正面図、図５（Ｃ）は、マイクロメーターヘッドに水準器を備えた長尺の継ぎ足し棒を接続した水準器付きインサイドマイクロメーターの正面図である。
【００４９】
なお、従来技術で使用した符号と同じ符号を有する構成品は、その作用を同じとするので、以下説明を省略することがある。
【００５０】
（全体構成）
次に、本発明の一実施形態による水準器付きインサイドマイクロメーターの全体構成を説明する。図１から図５を参照すると、本発明の一実施形態による水準器付きインサイドマイクロメーター１０は、インサイドマイクロメーター９と水準器１を備えている。なお、以下、「水準器付きインサイドマイクロメーター１０」を「内径測定器１０」と呼び、「インサイドマイクロメーター９」を「内径測定器９」と呼ぶことにする。
【００５１】
図１から図５を参照すると、内径測定器９は、測定ヘッド９０、及び測定ヘッド９０に一つ以上の継ぎ足し棒９５を軸方向に継ぎ足して構成している。水準器１は、中空円柱状の透明容器１ｂの内部に気泡Ｂｂを含む液体Ｌを封入している（図３（Ｂ）参照）。透明容器１ｂは、所定の曲率を有して外周の中央部が膨出している。
【００５２】
図１から図３を参照すると、水準器１は、透明容器１ｂの中心線と継ぎ足し棒９５の中心線が一致するように、継ぎ足し棒９５と同軸に取り付けられている。
【００５３】
（水準器の構成）
次に、実施形態による水準器１の構成を説明する。図１から図３を参照すると、透明容器１ｂは、ガラス又は合成樹脂で成形している。透明容器１ｂは、アルコール又はエーテルなどの液体Ｌを密閉している。すなわち、透明容器１ｂは、液体Ｌを封入した密閉容器である。液体Ｌは、気泡Ｂｂの移動位置が容易に確認できるように、有彩色で着色しておくことが好ましい。
【００５４】
液体式の水準器に用いる気泡管は、一般に、円形気泡管と管形気泡管とに分類されている。円形気泡管は、内壁の上部を球面に加工した、底面が平坦な円形容器で構成し、同心状の円形目盛りを上面に表示している。円形気泡管は、あらゆる方向の傾斜を確認できるので、機械などを水平に据え付けるときに使用すると便利である。
【００５５】
管形気泡管は、中央部から両端部に向かって内径が縮径する管状容器と、円形断面を有する管状容器を所定の曲率で湾曲した管状湾曲容器とがある。いずれにしても、液体の表面は常に水平になろうとするので、気泡は管内で常に最高位置に移動できる。そして、管形気泡管は、管形気泡管を固定する本体との関連で、水平状態を確認することもでき、鉛直状態を確認することもできる。
【００５６】
実施形態による中空円柱状の透明容器１ｂは、円形気泡管と管形気泡管のいずれにも分類されないが、透明容器１ｂの中心線と継ぎ足し棒９５の中心線が一致するように、継ぎ足し棒９５と同軸に取り付けることで、透明容器１ｂに内在する気泡Ｂｂの位置から内径測定器１０の水平状態を容易に確認できる。
【００５７】
図１から図３を参照すると、透明容器１ｂは、その傾動角度に対応する気泡Ｂｂの移動量を示す目盛り線Ｓｃを透明容器１ｂの外周に同心状に表示している。気泡Ｂｂの中心と目盛り線Ｓｃとに位置関係から、内径測定器９の傾斜角度を測定することも可能である。しかし、本発明は、内径測定器９の水平状態を担保するのが目的であるから、目盛り線Ｓｃは、内径測定器９の傾斜の程度を確認するための目安として使用することが好ましい。
【００５８】
又、図１を参照すると、透明容器１ｂは、後述する段付き棒９５ｓが嵌合できる中空部１ｈを有している。中空部１ｈには、後述する段付き棒９５ｓを挿通することができる（図３（Ｂ）参照）。そして、円環状に形成した一対のゴムパッキン２・２を介して、一組の連結棒９５１・９５２の間に、透明容器１ｂを保持できる（図２又は図３参照）。
【００５９】
（継ぎ足し棒の構成）
次に、実施形態による継ぎ足し棒９５の構成を説明する。図１から図３を参照すると、継ぎ足し棒９５は、一組の連結棒９５１・９５２で構成している。これらの連結棒９５１・９５２は、軸方向に相互に着脱自在に固定できる。
【００６０】
図１又は図３（Ｂ）を参照すると、一方の連結棒９５１は、段付き棒９５ｓを一端部側に突出している。段付き棒９５ｓは、一方の連結棒９５１の外径Ｄより小さい外径ｄを有している（図１参照）。又、段付き棒９５ｓは、透明容器１ｂの幅Ｗより広い長さを有している（図３（Ａ）参照）。
【００６１】
図１から図３を参照すると、段付き棒９５ｓは、透明容器１ｂに設けた中空部１ｈに挿通して、嵌合できる（図３（Ｂ）参照）。そして、一対のゴムパッキン２・２を介して、一組の連結棒９５１・９５２の間に、透明容器１ｂを継ぎ足し棒９５と同軸に保持できる（図２又は図３参照）。
【００６２】
又、図１を参照すると、段付き棒９５ｓは、その先端部に雄ねじ部Ｓｍを形成している。一方、他方の連結棒９５２は、その他端部に雌ねじ部Ｓｆを形成している。雄ねじ部Ｓｍは、雌ねじ部Ｓｆに螺合できる（図３（Ａ）参照）。そして、一方の連結棒９５１と他方の９５２を着脱自在に固定できる。
【００６３】
（基準棒ゲージの構成）
次に、実施形態による基準棒ゲージ９５ｇの構成を説明する。図１から図３を参照すると、測定ヘッド９０は、一対の半球状の測定子９ａ・９ｂを両端部に備えている。一対の測定子９ａ・９ｂは、電気的に導通している。
【００６４】
図１又は図３（Ｂ）を参照すると、継ぎ足し棒９５は、導電性を有する基準棒ゲージ９５ｇを内部に備えている。基準棒ゲージ９５ｇは、平坦な端面９５ｔを一端部に設けている（図３（Ｂ）参照）。又、基準棒ゲージ９５ｇは、半球状の測定子９５ｂを一端部と反対側の他端部に設けている（図３（Ｂ）参照）。
【００６５】
図３（Ｂ）参照すると、基準棒ゲージ９５ｇは、継ぎ足し棒９５に内蔵された圧縮コイルばね（図示せず）によって、雌ねじ部９５ｃ側に移動する力を付勢されている。継ぎ足し棒９５に測定ヘッド９０を接続すると、測定ヘッド９０の他方の測定子９ｂが端面９５ｔを押圧するよう接触できる。そして、測定ヘッド９０の一方の測定子９ａと継ぎ足し棒９５の測定子９５ｂとの距離を正確に測定できる（図５（Ｃ）参照）。
【００６６】
又、図５（Ｃ）を参照して、継ぎ足し棒９５に測定ヘッド９０を接続すると、測定ヘッド９０の他方の測定子９ｂと基準棒ゲージ９５ｇを電気的に導通できる。そして、図６に示すように、内径測定器１０を用いて、ピアノ線８ｐと第１ガイドメタル７４１の内壁面との電気的導通が可能になる。
【００６７】
（水準器付きインサイドマイクロメーターの構成例）
次に、内径測定器１０の構成例を説明する。図４（Ｄ）は、図９（Ｄ）に示した長尺の継ぎ足し棒９３に代えて、水準器１付きの長尺の継ぎ足し棒９５を示している。又、図５（Ｃ）は、図１０（Ｃ）に示した、測定ヘッド９０に長尺の継ぎ足し棒９３を接続した内径測定器９に代えて、測定ヘッド９０に水準器１付きの継ぎ足し棒９５を接続した内径測定器１０を示している。
【００６８】
図４（Ｄ）を参照すると、継ぎ足し棒９５は、測定ヘッド９０の他端部と同様に、測定子９ｂ５と雄ねじ部９５ｄを他端部に設けている。又、継ぎ足し棒９５は、雌ねじ部９５ｃを一端部に設けている。
【００６９】
図５（Ｃ）を参照して、測定ヘッド９０に水準器１付きの継ぎ足し棒９５を接続することで、測定ヘッド９０単体を比べて、大きい測定範囲で、内径又は内幅を測定できる。又、測定ヘッド９０に水準器１付きの継ぎ足し棒９５を接続することで、内径測定器１０の水平状態を容易に確認できる。
【００７０】
図５を参照して、図５（Ｃ）に示した継ぎ足し棒９５と測定ヘッド９０の間に、継ぎ足し棒９１を介在して、内径測定器１０を構成することができる。又、図５（Ｃ）に示した継ぎ足し棒９５に別の継ぎ足し棒９５を接続して、内径測定器１０を構成することができる。
【００７１】
（水準器付きインサイドマイクロメーターの作用）
次に、実施形態による内径測定器１０の操作方法を説明しながら、内径測定器１０の作用及び効果を説明する。図６は、前記実施形態による水準器付きインサイドマイクロメーターを立型水車発電機に適用した例を示す図であり、立型水車発電機の横断面図である。
【００７２】
なお、図６では、測定ヘッド９０に水準器１付きの継ぎ足し棒９５を接続した内径測定器１０を便宜上、例示しているが、内径測定器１０の構成は、これに限定されない。
【００７３】
図６を参照して、最初に、継ぎ足し棒９５の測定子９５ｂを第１ガイドメタル７４１の内壁に当接する。次に、測定子９５ｂを支点として、測定ヘッド９０を上下左右に揺動する。この場合、測定ヘッド９０の測定子９ｂがピアノ線８ｐに接触しないように、予め、シンブル９ｃをゼロ点に近づけておくことが好ましい（図４（Ａ）参照）。
【００７４】
次に、図６を参照して、測定ヘッド９０のシンブル９ｃを一方の方向に回転して、測定子９ａをピアノ線８ｐに少しずつ近づける。そして、測定子９ａがピアノ線８ｐに接触して、レシーバ８ｒから電気音が発生した時点で、測定ヘッド９０の目盛りを読み取ることで、ピアノ線８ｐと第１ガイドメタル７４１の内壁面との距離Ｄ１を測定できる（図８参照）。又、この場合、気泡Ｂｂが透明容器１ｂの最上部に位置していることを確認しておくことで、内径測定器１０の傾斜に起因する誤差を排除でき、距離Ｄ１を正確に測定できる（図８参照）。
【００７５】
このように、実施形態による内径測定器１０は、継ぎ足し棒９５と同軸に水準器１を取り付けているので、内径測定器１０の傾斜に起因する誤差を排除でき、内径を正確に測定できる。
【００７６】
又、実施形態による内径測定器１０は、継ぎ足し棒９５の外周から水準器１が僅かに膨出しているだけなので、測定作業の邪魔にならないというメリットがある。
【００７７】
更に、実施形態による内径測定器１０は、水準器１を中空円柱状の透明容器１ｂで構成しているので、気泡Ｂｂが常時上方に位置するので、継ぎ足し棒に対して水準器を相対的に回動する必要がない、というメリットがある。
【００７８】
本発明による水準器付きインサイドマイクロメーターは、以下の効果が期待できる。
（１）測定時間を短縮できる。
（２）測定精度を向上できる。
（３）肉体的苦痛を解消できる。
（４）経験の浅い作業者も熟練者と同様な測定が可能である。
【００７９】
本発明は、立型水車発電機の基準軸線上に張設されたピアノ線と円筒部材の内壁面との距離を測定する水準器付きインサイドマイクロメーターを開示したが、本発明の水準器付きインサイドマイクロメーターは、立型水車発電機用に限定されることなく、一般的な大型内径測定にも適用されることが期待される。
【符号の説明】
【００８０】
１  水準器
１ｂ  透明容器
９  内径測定器（インサイドマイクロメーター）
１０  内径測定器（水準器付きインサイドマイクロメーター）
９０  測定ヘッド（マイクロメーターヘッド）
９５  継ぎ足し棒
Ｂｂ  気泡
Ｌ  液体
【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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【図１０】
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【図１１】
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