JP2005249431A - Ｖブロック装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ドリルなどの被測定物の振れ（変形量）を計測するＶブロックのＶ溝面に磨耗が発生することなく、測定者の手作業による精密な測定精度を得られるようにした新規な測定装置を提供すること。
【解決手段】 Ｖブロック１のＶ溝の表面から一対の回転自在な回転体をその外表面が突出するように前記Ｖ溝の溝内に対向的に少なくとも２つ設け、かつＶブロック１に支持されるドリル４４を装着したドリルホルダ４０からなる被測定物５０をＶブロック１に向けて回転自在に押圧する押圧保持機構Ｔを設けた。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば、機械加工に使用されるドリルなどの切削工具の所謂振れやロール状機械部品の変形などを検査するため、被測定物の形状の変形量の測定を行う際に使用するＶブロック装置に関する。

機械加工において、被加工物の切削に使用するドリルなどの切削工具は、切れ刃の磨耗などにより再研磨のために交換が行われる。交換したドリルなどの切削工具は、刃先の再研磨のほかにも、修理や調整が行われる。その際、修理や調整をする必要があるか否かを検査するため、例えば、再研磨後の切削工具の切れ刃やシャンクの所謂振れ(変形量)を測定または計測する場合、従来は切削工具を装着した円筒状の工具ホルダを定盤上に固定したＶブロックのＶ溝に支持させることにより、工具ホルダを手作業で回しながら、ダイヤルゲージの指針を切削工具にあてがって刃物の刃先やシャンクなどの振れを計測するようにしている。

このような、前記した切削工具やロール状機械部品などを含む被測定物の形状の変形量（振れ）をＶブロックを用い、ダイヤルゲージにより計測する測定装置は、既に知られている。例えば、特許文献１に記載されている測定装置は、切削工具である被測定物にＶブロックのＶ溝を直接当接させて支持し、この被測定物を手作業により一方の手で回わしながら計測するように構成されている。

また、これとは別に、例えば、特許文献２に記載されている測定装置は、図５に示すように、Ｖブロックの外側に配置した一対のベアリング１０４，１０４を備える２つのＶブロック１０３，１０３を用いて被測定物１０１の両端１０２，１０２を回転可能に支持し、被測定物１０１の両端間における変形量（振れ）を作業者が被測定物１０１を片方の手で回わしながらダイヤルゲージ１０５により検査・測定するように構成されている。
実願昭５８−１７００６１号公報（実開昭６０−７８２４８号のマイクロフィルム）（第１０〜１３頁、図５〜６） 特開平５−２４０６０９号公報（段落０００２〜０００４、図９）

特許文献１に記載の測定装置では、ＶブロックのＶ溝を被測定物に直接当接させ、測定者の片方の手で測定装置を押さえながら同時に被測定物の回転操作を行って計測するので、継続的な使用によりＶブロックの基準面であるＶ溝面に磨耗が発生する。このような磨耗が発生すると、被測定物に対する回転抵抗や回転ムラが大きくなるため、測定者の片手による回転操作が困難となるとともに、時には回転操作中に摩擦のため被測定物がＶ溝面に持ち上がってしまうことがあり、Ｖ溝面の磨耗による影響で、被測定物に対する正確な計測値が得られないという問題がある。また、被測定物に大径の段部や鍔部がある場合には、これらがＶブロックの側面と摺接すると、Ｖブロックの側面の摺接する部分を環状に磨耗させるため、被測定物に対する回転抵抗や回転ムラが一層大きくなるという問題が起きる。

また、特許文献２に記載の２つのＶブロック１０３，１０３のそれぞれの外側に配置した一対のベアリング１０４，１０４で回転可能に支持する測定装置１００では、被測定物１０１をベアリング１０４，１０４で支持するため、Ｖブロック１０３，１０３の磨耗による測定誤差を防止することができる。しかしながら、ドリルのように所定の長さを有するような被測定物１０１の場合、被測定物１０１を測定者が手で回して偏心量を測定するため、手作業による押さえる力の掛け加減や回し加減により誤差が介在しやすく、振れの測定精度を低下させるおそれがあるという問題があった。

そこで、本発明の目的は、前記した問題を解決し、ドリルなどの被測定物の振れをダイヤルゲージなどの計測器により計測する際、ドリルなどの被測定物とＶブロックのＶ溝との間で直接接触による磨耗が発生しないように回転抵抗や回転ムラを軽減させる仕方で被測定物をＶブロックで支持するとともに、測定者の手作業による被測定物の押さえ加減や回し加減による測定誤差が介在するような影響をなくすように保持機構の付設を工夫することで、精密な測定精度を得られるようにした新規な測定装置を提供することを課題とする。

前記課題を解決するために講じた手段は、次のとおりである。
請求項１のＶブロック装置では、被測定物の振れを計測器により測定するために前記被測定物を支持するＶブロック装置であって、ＶブロックのＶ溝の表面からその外表面が突出するように一対の回転自在な回転体を前記Ｖ溝に設けた溝内に対向的に少なくとも２つ設け、かつ前記回転体に支持される前記被測定物を前記Ｖブロックに向けて押圧する押圧保持機構を設ける構成とした。

請求項２のＶブロック装置では、請求項１において、前記押圧保持機構には、前記被測定物に回転自在に当接する回転体を設ける構成とした。

請求項３のＶブロック装置では、請求項１および請求項２において、前記ＶブロックのＶ溝底部にその外表面が前記Ｖブロックの側面から突出するように回転自在な回転体を設ける構成とした。

請求項４のＶブロック装置では、請求項２または請求項３において、前記押圧保持機構の前記被測定物に回転自在に当接する回転体は、前記Ｖブロックの幅方向の略中間位置で前記被測定物を押圧する構成とした。

請求項１の発明によれば、Ｖブロックに一対の回転自在な回転体で被測定物を支持するので、Ｖブロックの磨耗の発生を防ぐことができ、かつ被測定物を安定的に支持することができる。これにより、被測定物の振れを計測器により測定する際、手作業による被測定物の回転操作が容易で、誤差がなく精度の高い精密測定を行うことができる。このため、従来は半年に一回程度の割合で行っていたＶブロックの基準面となるＶ溝面の平滑研磨修正作業が不要となる利点が生じる。また、押圧保持機構により一定の押圧力を付与することで、被測定物に対する回転操作時の回転ムラを軽減することができるので、経験年数に関係なく安定した振れの測定作業が可能となる。さらに、振れの測定精度が高くなるに伴い、ドリルなどの被測定物の品質が良くなる利点がもたらされる。さらにまた、振れの測定作業が安定して実施できることで、測定者の作業負荷が軽減される効果を奏する。

請求項２の発明によれば、押圧保持機構に設けた回転自在な回転体により被測定物をＶブロックに向けて押圧するので、ドリルなどの被測定物の振れを計測器により測定する際、手作業による被測定物の回転操作が容易で、誤差のない精密測定を行うことができる。

請求項３の発明によれば、Ｖブロックの側面から突出するように回転体を設けたので、被測定物に大径の段部や鍔部がある場合でも、Ｖブロックの側面の磨耗による回転抵抗の発生と回転ムラを防止するとともに、被測定物にスムーズな回転を与えることができるので、測定精度を一層向上させることができる。

請求項４の発明によれば、前記押圧保持機構の前記被測定物に回転自在に当接する回転体により前記Ｖブロックの幅方向の略中間位置で前記被測定物を押圧するので、被測定物を安定的にＶブロックに保持することができるから、振れの一層高い測定精度が得られるとともに一層安定した測定作業が実施できる。

次に、本発明の実施形態について図面を参照しつつ、詳しく説明する。参照する図面において、図１は、実施形態に係るＶブロック装置を用いて被測定物を測定する概念図である。図２は、実施形態に係るＶブロック装置の構成を示す説明図である。図３は、実施形態に係るＶブロックの説明図である。図４は、Ｖブロック装置の測定に適用される被測定物の説明図である。

（Ｖブロック装置の概要）
図１に示すように、本実施形態のＶブロック装置１０は、Ｖブロック１と、このＶブロック1に取り付けられた押圧保持機構としてのトグルクランプＴとから主として構成されている。Ｖブロック１には、被測定物５０が回転自在に支持されている。被測定物５０を回転自在に支持する詳しい構造については、後記する。この被測定物５０は、後記するトグルクランプＴの押さえパット１３によりＶブロック１に向けて押圧された状態で支持されるように構成されている。被測定物５０は、単体のドリル４４またはドリルホルダ４０に装着されたドリル４４を含む。このＶブロック装置１０とともに、計測器としてのダイヤルゲージ６０が定盤Ａの上に配設されている。このダイヤルゲージ６０は、Ｖブロック１に支持されたドリルホルダ４０の一端に装着されたドリル４４などの被測定物５０の振れを測定するのに使用される。

（Ｖブロックの構造）
図２に示すように、Ｖブロック１は、上面１ｄの中央に設けられたＶ溝面１ａ，１ａ´と、Ｖ溝底部１ｂと、側面１ｃ，１ｃ´、端面１ｅ，１ｅ´および底面とからなっている。このＶブロック１は、上面１ｄの両端部に設けられたボルト穴１７，１７（図３参照）に挿入される図示しない六角穴ボルトにより定盤Ａ（図１参照）に固定されるようになっている。対向するＶ溝面１ａ，１ａ´には、それぞれＶブロック１の上面１ｄからＶ溝底部１ｂにかけて２つのスリット（溝）１ｓ，１ｓがそれぞれ形成されている。Ｖ溝面１ａ，１ａ´に形成された各スリット１ｓには、回転体としてのベアリング３，３´が設けられている。それぞれのベアリング３，３´は、Ｖブロック１の各側面１ｃ，１ｃ´に設けられた軸穴に挿通される回転軸２，２に支持されており、ベアリング３，３´の一部外周面は、Ｖ溝面１ａ，１ａ´から突出する状態となるように配設されている。この場合、ベアリング３，３´の外周面の突出量は、２．０ｍｍ程度となるように設定されている。これにより、ドリルホルダ４０は、Ｖ溝面１ａ，１ａ´から突出して設けられたベアリング３，３´により回転自在に支持されるように構成される。なお、本実施形態では、特許請求の範囲における溝をスリット１ｓ，１ｓで説明するが、これに限らず、凹部でもよい。

Ｖブロック１の側面１ｃには、Ｖ溝底部１ｂに垂設される回転軸２ａ（図３参照）に回転自在に装着されたベアリング３ａの一部外周面が前記側面１ｃよりも突出する状態となるように配設されている。これにより、ドリルホルダ４０の後記する鍔部４２（図４参照）の端面は、側面１ｃよりも突出して設けられたベアリング３ａの一部外周面により回転自在に支持されて、Ｖブロック１の側面１ｃと直接接触することがないように構成される。なお、ベアリング３ａは、Ｖ溝面１ａ，１ａ´上に支持されるドリルホルダ４０と干渉することがないように、側面１ｃに開口し、Ｖ溝底部１ｂよりも少し窪んだ凹部１ｈをＶブロック１に形成し、その中に配設するとよい。なお、Ｖブロック１の側面１ｃに設けたビス５（図３参照）は、ベアリング３ａが装着される前記回転軸２ａを固定するためのものである。この回転軸２ａは、図示しないが、回転軸２ａを挿通する軸孔ともども段付き構造に形成するとともに、回転軸２ａに装着するアリング３ａは、この回転軸２ａの頭部に螺合する座金付きのビスで抜け止め固定するとよい。また、前記回転軸２，２は、図示を省略するが、Ｖ溝面１ａ，１ａ´に設けたビスで固定している。

Ｖブロック１の上面１ｄの片側の端部(図２の左側)には、トグルクランプＴを一体的に取り付けるための取付けブロック７が配設されている。この取付けブロック７は、六角穴ボルト８，８によりＶブロック１の上面１ｄに固定され、この取付けブロック７にトグルクランプＴがボルトにより取り付けられるようになっている。

（トグルクランプ）
押圧保持機構として、本実施形態ではトグルクランプＴを適用した例で説明する。図２に示すように、トグルクランプＴは、前記取付けブロック７に取り付ける固定板３１を有する基板３０と、ドリルホルダ４０（図１参照）を押圧するクランプアーム２６と、クランプ本体２１と補助リンク２２とからなるトグル機構とを備えている。固定板３１は、ボルトで取付けブロック７に取り付けられる。クランプアーム２６は、２枚のＬ字形板材で形成されている。操作部２０を一端に有するクランプ本体２１は、先端に押さえパット１３を備えるクランプアーム２６と支軸２３により互いに回動可能に連結されている。そして、クランプ本体２１と基板３０とは、補助リンク２２を介して中間軸２４および基軸２５により互いに回動可能に連結されている。補助リンク２２は、クランプアーム２６と同様に、２枚の板材で形成されている。クランプアーム２６は、基板３０に対して固定軸３２により回動可能に連結されている。そして、トグルクランプＴは、基板３０の側縁に設けられた固定板３１を取付けブロック７にボルトで固着することにより、Ｖブロック１に一体的に結合されている。

クランプアーム２６は、操作部２０を上下動させることに伴い、リンクを介して上下方向に固定軸３２を中心として回動し、これによりドリルホルダ４０（図１参照）に対する押圧力を付与し、あるいは解除するように動作する。２枚のクランプアーム２６，２６間には、押さえパット１３が上下に配設した当て板１８，１８を介してパット取付けボルト１１により取り付けられている。この押さえパット１３を取り付けるパット取付けボルト１１は、六角穴のボルト頭部を下にして、ねじ部を上向きにした状態で配設されている。上下の当て板１８，１８には回り止め溝が形成されており、固定ナット１２と押さえ固定ナット１６とを締め付けることにより、クランプアーム２６に押さえパット１３を堅固に固定するようになっている。また、押さえパット１３と押さえ固定ナット１６との間には適宜厚さのクッションゴムまたはＯリング１５が設けられており、衝撃負荷などを吸収するようになっている。クランプアーム２６と押さえパット１３との間の長さ寸法は、固定ナット１２と固定ナット１６との位置を上下することで微調整や幅広な調節をすることができる。

押さえパット１３には、その下側にドリルホルダ４０（図１参照）に当接する２つのベアリング１３ｃ，１３ｃが溝１３ａ内に並設されている。パット取付けボルト１１の頭部は、押さえパット１３の下面中央に形成された凹部１３ｂ内に嵌入されている。また、前記ベアリング１３ｃ，１３ｃは、押さえパット１３の前記溝１３ａ内からその一部外周面が突出する形態で装着されている。この場合、ベアリング１３ｃ，１３ｃの外周面の突出量は、２．０ｍｍ程度となるように設定されている。この構成により、押さえパット１３は、Ｖブロック１に支持されるドリルホルダ４０を前記２つのベアリングにより回転可能に押圧（クランプ）するようになっている。

なお、本実施形態では押さえパット１３は、ベアリング１３ｃを２つ並設した構造のもので説明しているが、本発明はこれに限定されることなく、ベアリングを有しない構造のものでもよく、例えば、押さえパット１３のドリルホルダ４０に当接する面を直線状または凹面状に形成した構造としてもよい。また、このベアリング１３ｃ，１３ｃを有する押さえパット１３をＶブロック1の幅方向の略中間位置に配置するように構成すると、被測定物５０をベアリング１３ｃ，１３ｃにより一層安定的に押圧して保持することができる（図１参照）。

トグルクランプＴは、図１に示すように、操作部２０を押し下げた状態では、ドリルホルダ４０をクランプアーム２６を介して押さえパット１３により押圧するように動作する。このクランプアーム２６によるドリルホルダ４０に対する押圧時には、図２に示すように基軸２５、中間軸２４、支軸２３が略直線状のデッドラインＤＬとなるクランプ位置となるようにトグル機構が構成されている。
このクランプ位置では、作業者が操作部２０から手を離してもこのトグル機構によりクランプ状態は継続的に維持される。これにより、作業者は容易にドリルホルダ４０を片手操作で回転させつつ、ドリル４４の振れをダイヤルゲージ６０により測定することができる。

Ｖブロック１の側面１ｃは、ドリルホルダ４０に鍔部４２（図４参照）が形成されている場合に、図２に示すようにＶブロック１の側面１ｃに配設されたベアリング３ａにより、この鍔部４２の端面を受ける。これにより、Ｖブロック１の側面１ｃと鍔部４２との間に直接接触による摩擦が発生することを防止するように構成されている。このＶブロック１の側面１ｃにおいても、ベアリング３ａの外周のＶブロック１の側面１ｃからの突出量は前記と同様に２．０ｍｍ程度となるように設定されている。

トグルクランプＴは、図１および図２に示す操作部２０を押し下げた位置で、押さえパット１３の保持具であるドリルホルダ４０を押圧保持している状態にある。このとき、補助リンク２２を介して基板３０に連結されたクランプ本体２１と、基板３０に直接連結されたクランプアーム２６とが略直線状となり、中間軸２４の位置が基軸２５と支軸２３とを結ぶデッドラインＤＬ（図２参照）よりも僅かに下へずれた位置となるように設定されている。これにより、このクランプ状態では、操作部２０から操作者が手を離しても、クランプアーム２６は、反力により戻らず、ドリルホルダ４０の押圧保持状態が維持されるように構成されている。

なお、押さえパット１３によるドリルホルダ４０の押圧力の調整は、パット取付けボルト１１に螺合する固定ナット１２と押さえ固定ナット１６の締め付け位置の調整や、押さえ固定ナット１６の数を調整することにより行う。このため、保持具であるドリルホルダ４０を各種サイズのものに交換する場合も、同様にしてパット取付けボルト１１の取り付け長さを調整することにより行う。これにより、ドリルホルダ４０に対して最適な押圧力を付与することができる。

トグルクランプＴの押圧解除操作では、図２の実線で示した位置から二点鎖線で示す位置へと、操作部２０を上方へ引き上げると、クランプ本体２１が固定軸３２を中心として回動し、これにより中間軸２４が上方へ引き上げられて基軸２５と支軸２３を結ぶトグル機構のデッドラインＤＬから離される。これとともにクランプ本体２１の支軸２３が固定軸３２を支点として反時計回りに回動するので、操作部２０が上方へ引き上げられてトグルクランプＴをクランプ解除位置に保持することができる。この操作部２０の引き上げ動作に伴い、クランプ本体２１と支軸２３で連結されたクランプアーム２６が固定軸３２を枢軸中心として同じく反時計回りに回動して上方へ持ち上がり、クランプアーム２６の先端に設けられた押さえパット１３を上方へ移動させる。これにより、Ｖブロック１からドリルホルダ４０の押圧保持状態を解除し、ドリルホルダ４０を着脱自在とする押圧解除位置に支持するようになっている。なお、補助リンク２２の基軸２５の装着穴を長穴に形成すると、トグル機構の回動動作を滑らかにすることができるので、トグルクランプＴの操作を一層容易に行うことができる。

（被測定物の測定操作）
次に、図１ないし図４を参照しつつ本実施形態のＶブロック装置１０を用いて被測定物５０の振れの測定の仕方について説明する。なお、本実施形態では、被測定物５０はドリルホルダ４０に装着したドリル４４で説明しているが、ドリルホルダ４０を使用せずにドリル４４単体をＶブロック装置１０を用いて測定する場合も同様の仕方で操作することができる。
まず、Ｖブロック装置１０をボルト穴１７，１７（図３参照）を通して図示しない六角穴ボルトにより定盤Ａ上に固定する（図１参照）。そして、トグルクランプＴを図２の２点鎖線で示すクランプ解除位置に保持した状態で、ドリルホルダ４０をＶブロック１に支持させる。そして、ドリルホルダ４０をＶブロック１に支持させた後、操作部２０を下方に引き下げる。操作部２０によるクランプ本体２１の下降に伴い、クランプアーム２６の先端に設けた押さえパット１３が下方へ回動させられて、回転体としての押さえベアリング１３ｃ，１３ｃがドリルホルダ４０の円筒部４１に当接する。これにより、ドリルホルダ４０をＶブロック１に安定的にしっかりと押圧して保持することができる。この場合、Ｖブロック１に対してはベアリング３，３´によりドリルホルダ４０を回転自在に支持するので、ドリルホルダ４０とＶブロック１との間に直接接触による磨耗は発生することがない。

トグルクランプＴにより、ドリルホルダ４０をＶブロック１に保持した後は、作業者が操作部２０から手を離した状態でも、ドリルホルダ４０は安定的にＶブロック１上に保持されているので、作業者はダイヤルゲージ６０などの計測装置の準備作業を容易に行うことができる。そして、測定作業においては、ドリルホルダ４０に装着したドリル４４の振れ（変形量）を計測する際、作業者は片手操作で容易にドリルホルダ４０の回転操作を行うことができる。この場合、回転操作によりドリルホルダ４０の鍔部４２などがＶブロック１の側面１ｃに近接しても、ベアリング３ａが鍔部４２の端面を回転自在に受けるので、Ｖブロック１の側面１ｃに直接当接することはなく、直接接触による磨耗が生じることはない。したがって、ドリルホルダ４０は、各ベアリングにより回転自在に支持されているので、無理のない安定した計測データが得られるため、精度の高い精密測定を行うことができる。また、このトグルクランプＴの押さえパット１３をＶブロック1の幅方向の略中間位置でベアリング１３ｃ，１３ｃにより被測定物５０を回転自在にクランプするように配置して構成すると、一層安定的な被測定物５０の保持とともに、一層精度の高い精密測定を行うことができる。

本発明は、前記実施形態に説明した内容に限定されることなく、本発明の特許請求の範囲に記載の技術思想を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。例えば、押圧保持機構は、トグルクランプに限らず、他のリンク機構などを利用したクランプ装置としてもよい。また、被測定物は、ドリルなどの切削工具に限らず、円筒体や段付きまたは鍔付きの円筒体、あるいはロール状の機械部品などであってもよい。さらに、回転体の突出の状態についても、それぞれＶブロックのＶ溝面や側面からベアリングなどの回転体の外周面が突出していればよく、その突出寸法は特に限定されない。また、回転体は、外周を硬質ゴムや合成樹脂などの耐摩耗性弾性材料で被覆したものでもよい。この場合、ベアリングなどの回転体は、適宜交換して使用することが可能である。

実施形態に係るＶブロック装置を用いて被測定物を測定する概念図である。 実施形態に係る実施形態に係るＶブロック装置の構成を示す説明図である。 実施形態に係るＶブロックの説明図である。 Ｖブロック装置の測定に適用される被測定物の説明図である。 従来のＶブロック装置の説明図である。

符号の説明

１ Ｖブロック
１ａ，１ａ´ Ｖ溝面
１ｂ Ｖ溝底部
１ｃ，１ｃ´ 側面
１ｓ，１ｓ スリット（溝）
３，３´，３ａ ベアリング（回転体）
７ 取付けブロック
１０ Ｖブロック装置
１１ パッド取付けボルト
１２ 固定ナット
１３ 押さえパット
１３ｃ 押さえベアリング（回転体）
１６ 押さえ固定ナット
１８，１８ 当て板
２０ 操作部
２１ クランプ本体
２２ 補助リンク
２３ 支軸
２４ 中間軸
２５ 基軸
２６ クランプアーム
３０ 基板
３１ 固定板
３２ 固定軸
４０ ドリルホルダ
４１ 円筒部
４２ 鍔部(段部)
４３ チャック部
４４ ドリル
５０ 被測定物
６０ ダイヤルゲージ（計測器）
Ａ 定盤
Ｔ トグルクランプ(押圧保持機構)
ＤＬ デッドライン

Claims (4)

1. 被測定物の振れを計測器により測定するために前記被測定物を支持するＶブロック装置であって、
   ＶブロックのＶ溝の表面からその外表面が突出するように一対の回転自在な回転体を前記Ｖ溝に設けた溝内に対向的に少なくとも２つ設け、かつ前記回転体に支持される前記被測定物を前記Ｖブロックに向けて押圧する押圧保持機構を設けた
   ことを特徴とするＶブロック装置。
2. 前記押圧保持機構には、前記被測定物に回転自在に当接する回転体を設けた
   ことを特徴とする請求項１に記載したＶブロック装置。
3. 前記ＶブロックのＶ溝底部にその外表面が前記Ｖブロックの側面から突出するように回転自在な回転体を設けた
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載したＶブロック装置。
4. 前記押圧保持機構の前記被測定物に回転自在に当接する回転体は、前記Ｖブロックの幅方向の略中間位置で前記被測定物を押圧する
   ことを特徴とする請求項２または請求項３に記載したＶブロック装置。

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