JP2018054364A - めねじ有効径測定器 - Google Patents
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Abstract
【課題】めねじの有効径を容易にかつ正確に測定することが可能のめねじ有効径測定器を提供する。【解決手段】マイクロメータ部2のスピンドル22の中心軸(軸線CL)に対して回転対称に配置され、スピンドル22の前進移動に連動して前進移動する複数の測定子35を備え、その各測定子35の先端部にそれぞれ複数個の球形フィーラ36を設けるとともに、それら球形フィーラ36をスピンドル22の軸方向(測定を行うめねじの軸方向)に延びるV溝35bに沿って移動可能とする。このような構成により、スピンドルの中心軸つまりめねじ有効径測定器の軸線CLがめねじの中心軸に対して傾くことなく測定を行うことが可能となり、複雑な傾き補正計算を不要とすることができるので、めねじ有効径を容易にかつ正確に測定することが可能になる。【選択図】図5
Description
本発明は、ねじ軸と噛み合うナット等のめねじの有効径を測定するめねじ有効径測定器に関し、特に、めねじを成型する樹脂成型金型の測定や、樹脂成型品のめねじの有効径測定に適用されるめねじ有効径測定器に関する。
従来、おねじの有効径を測定する方法としては、一般に三針法が用いられている。三針法は簡便で、しかも最も信頼できる測定原理であり、その理論的考察も進んでいる。
これに対し、めねじの有効径を測定する方法としては、(1)キャリパによる2点測定方法、(2)鋼球とマイクロメータによるナットの外径基準測定方法、(3)ねじ山総形フィーラを有する内径マイクロメータによる測定方法、および(4)万能測定顕微鏡を用いる測定方法(測定室内で行われている測定方法)が既知である。
また、めねじの有効径を測定する方法としては、三球法によるめねじ有効径測定方法が提案されている(例えば、特許文献1および非特許文献1参照)。
深田茂生,大塚二郎 「三球法によるめねじ有効径の精密測定」 精密工学会誌、JSPE-55-11-1989-11-2075
丘華,有浦泰常,佐藤榮一,尾崎弘明 「めねじ有効径の三球法測定について」 日本機械学会論文集(C編) 57巻535号(1991-3) 論文No.90-0703B
上述した(1)〜(4)のめねじ有効径の測定方法のうち、(1)キャリパによる2点測定方法と、(3)ねじ山総形フィーラを有する内径マイクロメータによる方法とは、製作現場でのめねじ有効径の測定に用いることが可能であるとされている。
しかしながら、キャリパによる2点測定方法では、厳密なマスタを必要とする。しかも2点測定となるため測定が不安定となり、最大直径部分を正確に測定するのには触感に頼った熟練が必要であり、個人差が生じるとともに測定結果のばらつきが大きいという問題がある。
また、ねじ山総形フィーラを用いる方法では、断面形状が各ねじ規格に一致するような特殊なフィーラと較正のためのねじ状マスタを必要とするため、用途が限られる。
一方、三球法によるめねじ有効径測定方法では、3個の球状フィーラを備えた3点内径マイクロメータを用いて測定を行うため、ねじのつる巻線上の3点のフィーラ中心位置によるマイクロメータの傾きを補正する必要がある。その補正方法(補正計算)には、研究の余地があり(非特許文献2参照)、現在までに一般化はされていない。また、この方法では、リードが大きな台形ねじを主な対象としているため、リードの小さいメートル三角ねじへの適用は困難である。
以上のように、従来のめねじの有効径測定方法は、おねじの三針法に匹敵するような簡便さや正確さがなく、確立した測定原理がないままに今日に至っている。
ここで、めねじの有効径を正確に測定することの必要性は、例えば、三角ねじ・台形ねじ・旧来の管用ねじを樹脂成型するときの金型の測定・評価および樹脂成型品の測定・評価において高いが、現状では、樹脂成型品の組立での組立者の触感にて、金型および成型品を評価している。そして、その評価が悪ければ新作に近い金型改修を行っている。
本発明は以上のような実情を考慮してなされたもので、めねじの有効径を容易にかつ正確に測定することが可能なめねじ有効径測定器を提供することを目的とする。
本発明は、めねじの有効径を測定するめねじ有効径測定器において、ステムにねじ込まれ、そのステムに対して回転されることにより軸方向に進退移動するスピンドル、および前記スピンドルを回転させるラチェットダイヤルを備えたマイクロメータ部と、円すいテーパ面を有し、前記スピンドルの前進移動に連動して当該スピンドルの軸方向に前進移動する円すい部材と、前記スピンドルの中心軸に対して回転対称に配置され、当該スピンドルの中心軸に対して直交する直交方向に進退移動が可能な複数の測定子とを備え、前記各測定子には、前記円すい部材の円すいテーパ面との摺動が可能であって、その円すいテーパ面との摺動により当該測定子を前記直交方向に移動する傾斜面が設けられている。そして、前記円すい部材が前進移動するときに、その前進移動に連動して前記測定子が前記直交方向に前進移動するように構成されているとともに、各測定子の先端部には、それぞれ前記スピンドルの軸方向に沿って延びるV溝が形成され、その各V溝には、それぞれ測定を行うめねじのねじ溝に嵌り込むことが可能な複数個の球形フィーラが前記スピンドルの軸方向に沿って配置されており、前記複数の測定子を、測定を行うめねじの内側に配置した状態で、前記ラチェットダイヤルの回転操作により前記スピンドルおよび円すい部材を軸方向に前進移動させ、前記各測定子を前記直交方向に前進移動させることにより、その各測定子に配置の複数の球形フィーラが、前記めねじのピッチ方向に並ぶ複数列のねじ溝にそれぞれ嵌ってその各ねじ溝のねじ面に接触するように構成されていることを特徴とする。
本発明のめねじ有効径測定器によれば、マイクロメータ部のスピンドルの中心軸に対して回転対称に配置された複数の測定子を備え、その各測定子の先端部に複数個の球形フィーラを設けるとともに、それら球形フィーラを、スピンドルの軸方向(測定を行うめねじ中心軸方向)に延びるV溝に沿って移動可能としているので、測定を行うめねじのリードによる接触点のずれ(めねじのねじ面と球形フィーラとの接触点のめねじ軸方向におけるずれ)を解消することができる。これにより、スピンドルの中心軸つまりめねじ有効径測定器の軸線がめねじの中心軸に対して傾くことなく測定を行うことが可能となり、非特許文献1に開示の測定方法のような複雑な補正計算(ねじのつる巻線上の3点のフィーラ中心位置による測定器(マイクロメータ)の傾きの補正計算)が不要となるので、めねじ有効径を容易にかつ正確に測定することができる。これによって製作現場において、めねじの有効径測定を正確に行うことが可能になる。
しかも、複数の測定子にそれぞれ複数個の球形フィーラを設けているので、めねじのねじ面への球形フィーラの接触点を多くすることができる。これにより、硬さの低い樹脂成型品のめねじであっても、有効径を正確にかつ安定して測定することが可能になる。
本発明のめねじ有効径測定器において、球形フィーラを磁性体で構成し、その球形フィーラを磁力にて測定子のV溝に保持する。このような構成とすることにより、球形フィーラのV溝内での移動を許容しつつ、球形フィーラを測定子に保持することが可能になる。
本発明のめねじ有効径測定器によれば、めねじ有効径を容易にかつ正確に測定することができる。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
本発明のめねじ有効径測定器の一例について図1〜図10を参照して説明する。
この例のめねじ有効径測定器1はマイクロメータ部2と測定ヘッド3とを備えている。これらマイクロメータ部2と測定ヘッド3とは、めねじ有効径測定器1の軸線CL(以下、軸線CLともいう)上に沿って配置されている。
なお、以下の説明では、めねじ有効径測定器1のマイクロメータ部2側を後側とし、測定ヘッド3側を前側とする。また、前側への移動のことを前進移動という。
−マイクロメータ部−
マイクロメータ部2は、ステム21、スピンドル22、アウタースリーブ23、シンブル24、および定圧機構25などを備えている。
マイクロメータ部2は、ステム21、スピンドル22、アウタースリーブ23、シンブル24、および定圧機構25などを備えている。
[ステム]
ステム21は、第1スリーブ211、第2スリーブ212、中間スリーブ213、および円筒カバー214などを備えており、その中間スリーブ213の後端部に第1スリーブ211が一体的に設けられている。また、中間スリーブ213の前端部に第2スリーブ212が一体的に設けられている。中間スリーブ213、第1スリーブ211および第2スリーブ212の各中心軸は軸線CLに一致している。中間スリーブ213の外周部は円筒カバー214によって覆われている。この円筒カバー214の両端部はそれぞれ第1スリーブ211と第2スリーブ212とに取り付けられている。
ステム21は、第1スリーブ211、第2スリーブ212、中間スリーブ213、および円筒カバー214などを備えており、その中間スリーブ213の後端部に第1スリーブ211が一体的に設けられている。また、中間スリーブ213の前端部に第2スリーブ212が一体的に設けられている。中間スリーブ213、第1スリーブ211および第2スリーブ212の各中心軸は軸線CLに一致している。中間スリーブ213の外周部は円筒カバー214によって覆われている。この円筒カバー214の両端部はそれぞれ第1スリーブ211と第2スリーブ212とに取り付けられている。
第1スリーブ211の内周面の一部には、めねじ211aが形成されている。めねじ211aの中心軸は軸線CLに一致している。第1スリーブ211の外周部には、円筒形状のアウタースリーブ23が取り付けられている。アウタースリーブ23の外周面には主尺目盛(固定目盛)23a(図3参照)が軸方向に沿って所定のピッチで形成されている。第2スリーブ212の先端部分の外周面にはおねじ212aが形成されている。おねじ212aの中心軸は軸線CLに一致している。
[スピンドル]
スピンドル22はステム21を貫通して設けられている。スピンドル22の先端部分はステム21の第2スリーブ212の先端よりも前側に突出している。その突出部分の端部中央に圧子(鋼球)222が設けられている。スピンドル22の中心軸は軸線CLに一致しており、スピンドル22の軸方向と軸線CL方向とは同一の方向(X方向)である。
スピンドル22はステム21を貫通して設けられている。スピンドル22の先端部分はステム21の第2スリーブ212の先端よりも前側に突出している。その突出部分の端部中央に圧子(鋼球)222が設けられている。スピンドル22の中心軸は軸線CLに一致しており、スピンドル22の軸方向と軸線CL方向とは同一の方向(X方向)である。
スピンドル22は、軸受215によって中間スリーブ213(ステム21)に回転自在にかつ軸方向にスライド自在支持されており、軸線CL方向(X方向)に進退移動可能となっている。スピンドル22の外周面にはおねじ(送りねじ)22aが形成されている。このおねじ22aはステム21のめねじ211aに噛み合っている。スピンドル22の後端側にはテーパ部221が形成されている。テーパ部221には、軸線CL方向に沿って延びるねじ孔221aが形成されている。
[シンブル]
シンブル24は、段付きの円筒部材であって、大径部241と小径部242とが一体形成されている。小径部242の内周面は、スピンドル22のテーパ部221に当接する円すいテーパ面となっている。シンブル24の小径部242は、スピンドル22のテーパ部221に嵌め込まれている。このシンブル24の大径部241によってアウタースリーブ23の一部が覆われている。シンブル24は、スピンドル22のテーパ部221のねじ孔221aにねじ込まれた支軸252および押え板(ワッシャ)253によって、スピンドル22に一体回転可能に連結されている。シンブル24の外周面には、副尺目盛(回転目盛)24a(図3参照)が円周方向に沿って所定のピッチで形成されている。
シンブル24は、段付きの円筒部材であって、大径部241と小径部242とが一体形成されている。小径部242の内周面は、スピンドル22のテーパ部221に当接する円すいテーパ面となっている。シンブル24の小径部242は、スピンドル22のテーパ部221に嵌め込まれている。このシンブル24の大径部241によってアウタースリーブ23の一部が覆われている。シンブル24は、スピンドル22のテーパ部221のねじ孔221aにねじ込まれた支軸252および押え板(ワッシャ)253によって、スピンドル22に一体回転可能に連結されている。シンブル24の外周面には、副尺目盛(回転目盛)24a(図3参照)が円周方向に沿って所定のピッチで形成されている。
[定圧機構]
定圧機構25は、下記のラチェットダイヤル251の回転をスピンドル22に伝達するとともに、スピンドル22に一定以上の負荷が作用した際に、ラチェットダイヤル251をスピンドル22に対して空転させることで測定圧を一定にする公知の機構である。
定圧機構25は、下記のラチェットダイヤル251の回転をスピンドル22に伝達するとともに、スピンドル22に一定以上の負荷が作用した際に、ラチェットダイヤル251をスピンドル22に対して空転させることで測定圧を一定にする公知の機構である。
定圧機構25は、ラチェットダイヤル251、上記した支軸252、押え板253、および圧縮コイルばね254などを備えている。ラチェットダイヤル251は、シンブル24に対して回転可能に設けられている。ラチェットダイヤル251は、圧縮コイルばね254の弾性力によって押え板253側に付勢されており、この圧縮コイルばね254による付勢力によって、ラチェットダイヤル251の回転がスピンドル22に伝達されるようになっている。
以上の構造のマイクロメータ部2において、ラチェットダイヤル251を時計回りに回転操作すると、これに連動してシンブル24およびスピンドル22が回転する。スピンドル22が回転すると、このスピンドル22のおねじ22aとステム21のめねじ211aとの噛み合いにより、スピンドル22が軸方向(軸線CL方向)に前進移動する。そして、そのスピンドル22の前進移動の際に、スピンドル22に一定以上の負荷がかかると、ラチェットダイヤル251が空転して定圧状態に保持される。
−測定ヘッド−
測定ヘッド3は、ヘッド本体31、前面カバー32、円すい部材33、接触子34、測定子35・・35、球形フィーラ36・・36、および、ねじりコイルばね37・・37などを備えている。
測定ヘッド3は、ヘッド本体31、前面カバー32、円すい部材33、接触子34、測定子35・・35、球形フィーラ36・・36、および、ねじりコイルばね37・・37などを備えている。
ヘッド本体31は、段付きの円筒部材であって、マイクロメータ部2側の小径部311と、前側の大径部312とが一体形成されている。
小径部311の後端部(マイクロメータ部2側の端部)の内周面にはめねじ311aが形成されている。このめねじ311aに、ステム21の第2スリーブ212のおねじ212aがねじ込まれており、これらめねじ311aとおねじ212aとの噛み合いにより測定ヘッド3がステム21に連結されている。なお、ヘッド本体31の第2スリーブ212へのねじ込み量はストッパ216によって規制されている。
円すい部材33は、直円柱部331とテーパ部332とが一体形成された部材である。テーパ部332の円すいテーパ面332aの軸線CLに対する傾斜角度β(図1、図4(A)参照)は[β=tan-1(リード/2)]である。この傾斜角度βの算出に用いる「リード」は、スピンドル22のおねじ22aのリードである。
円すい部材33は、ヘッド本体31の小径部311内に直円柱部331をマイクロメータ部2側に向けた状態で挿入されている。円すい部材33は小径部311内において軸線CL方向に摺動自在である。直円柱部331の後端面の中央には、スピンドル22の先端の圧子222に接触する接触子34が取り付けられている。
ヘッド本体31の大径部312には、断面矩形の3つのガイド溝313・・313が設けられている。これらガイド溝313・・313は、軸線CLに対して120°回転対称となる位置に配置されている。各ガイド溝313は、軸線CLと直交する直交方向(Ya,Yb,Ycの各方向)に延びている。各ガイド溝313には互いに平行な2面のガイド面313a,313aが形成されている。これらガイド面313a,313aは、軸線CLと平行でかつ軸線CLと直交する直交方向(Ya,Yb,Ycの各方向)と平行な面である。
各ガイド溝313にはそれぞれ測定子35が摺動自在に嵌め込まれており、これら3つの測定子35・・35も軸線CL(スピンドル22の中心軸)に対して120°回転対称となる位置に配置されている。各測定子35は、それぞれ軸線CLと直交する直交方向(Ya,Yb,Ycの各方向)に進退移動可能である。各測定子35の軸線CL方向の移動は、前面カバー32によって規制されている。前面カバー32は小ねじ(ビス)によってヘッド本体31に取り付けられている。
なお、3つの測定子35・・35は互いに同じ形状・構造であるので、以下、3つの測定子35・・35を区別して説明する必要がある場合を除いて、1つの測定子35について説明する。
測定子35は、略直方体形状の部材であって、後述するように先端部がテーパ形状に形成されている。測定子35の後端部(軸線CL側の端部)には、円すい部材33の円すいテーパ面332aとの摺動が可能な傾斜面35aが形成されている。この傾斜面35aの傾斜角度は、円すい部材33の円すいテーパ面332aの傾斜角度βと同じであり、円すい部材33が前進移動すると、その前進移動に連動して測定子35が、軸線CLと直交する直交方向(Ya方向,Yb方向,Yc方向)に前進移動する。
その測定子35の移動量は、上述したように、円すいテーパ面332aの傾斜角度βを[β=tan-1(リード/2)]としているので、スピンドル22の軸方向の移動量の1/2である。したがって、3つの測定子35・・35の下記の球形フィーラ36・・36の外接円cir(図4、図5参照)の直径の増加量と、スピンドル22の軸方向への移動量つまりマイクロメータ部2の読み取り値(以下、マイクロメータ読み取り値ともいう)とは等しい。
また、測定子35は、ねじりコイルばね37によって軸線CL側に向けて付勢されている。これにより、測定子35の傾斜面35aが円すい部材33の円すいテーパ面332aに押圧された状態で当接している。さらに、円すい部材33は、測定子35(ねじりコイルばね37の弾性力)によってスピンドル22側に向けて押圧されるので、円すい部材33の後端の接触子34がスピンドル22の先端の圧子222に押圧された状態で当接している。
測定子35の先端部(前進側の端部)は、軸線CLから離れるにしたがって厚さが薄くなるテーパ形状に形成されている。このように測定子35の先端部の形状をテーパ形状としているのは、測定を行うめねじのねじ面との干渉を避けるためである。そして、測定子35の先端部の中央には、軸線CLと平行な方向(測定を行うめねじの軸方向)に沿って延びるV溝35bが形成されている。測定子35のV溝35bには、2個の球形フィーラ36,36が軸線CL方向(スピンドル22の軸方向)に沿って配置されている。球形フィーラ36は磁性体であって鋼球(例えばSUS440製)を用いている。
測定子35の中央部(V溝35bの長手方向の中央部)には磁石38が埋め込まれており(図7参照)、2個の球形フィーラ36,36に外力が作用していない状態で、これら2個の球形フィーラ36,36は、磁石38の磁力によってV溝35bの長手方向(軸線CL方向)の中央部に保持されている。その磁石38による球形フィーラ36の吸引力(磁力)は、後述する、めねじ有効径測定の際に、測定の妨げとならない程度(球形フィーラ36がV溝の長手方向に移動可能な程度)で、かつ球形フィーラ36が測定子35から脱落しないような力とする。また、球形フィーラ36は、測定を行うめねじのピッチに応じた適正な直径のものを使用する。なお、球形フィーラ36は測定子35に対して着脱自在であるので、異なるピッチのめねじの測定を行う場合には、そのめねじのピッチに応じた適正な直径のものに交換することができる。
ここで、球形フィーラ36の直径は、測定を行うめねじのピッチよりも小さいことが測定条件となる。球形フィーラ36の直径最適値は、上記非特許文献1(三球法によるめねじ有効径の精密測定)に開示されている下記の(1)式から算出する。
直径最適値=P/2cosα ・・・(1)
ただし、P:めねじのピッチ α:ねじ山の半角(図10参照)
なお、球形フィーラ36として市販品の鋼球を用いる場合、上記(1)式で算出された直径最適値よりも大きい側でその直径最適値に最も近い直径の鋼球を選択して用いる。例えば、上記(1)式から得られる直径最適値が0.866(P=1.5mm、α=30°)である場合は、球形フィーラ36として直径1mmの市販品の鋼球を用いる。また、直径最適値が1.035(P=2.0mm、α=15°)である場合は、球形フィーラ36として直径1.2mmの市販品の鋼球を用いる。
ただし、P:めねじのピッチ α:ねじ山の半角(図10参照)
なお、球形フィーラ36として市販品の鋼球を用いる場合、上記(1)式で算出された直径最適値よりも大きい側でその直径最適値に最も近い直径の鋼球を選択して用いる。例えば、上記(1)式から得られる直径最適値が0.866(P=1.5mm、α=30°)である場合は、球形フィーラ36として直径1mmの市販品の鋼球を用いる。また、直径最適値が1.035(P=2.0mm、α=15°)である場合は、球形フィーラ36として直径1.2mmの市販品の鋼球を用いる。
以上の構造のめねじ有効径測定器1において、ラチェットダイヤル251を時計回りに回転操作するとスピンドル22が回転し、そのスピンドル22のおねじ22aとステム21のめねじ211aとの噛み合いにより、スピンドル22およびシンブル24が軸線CL方向に前進移動する。このスピンドル22の前進移動に連動して円すい部材33が軸線CL方向(X方向)に前進移動する。円すい部材33が前進移動すると、この円すい部材33の円すいテーパ面332aと各測定子35の傾斜面35aとの摺動により、各測定子35が、それぞれスピンドル22の軸方向(軸線CL)と直交する直交方向(Ya方向,Yb方向,Yc方向)に前進移動(軸線CLに対して離反する向きへの移動)する。
そして、各測定子35の球形フィーラ36,36が、測定を行うめねじ101(図10等参照)のねじ面に接触することにより、スピンドル22に一定以上の負荷がかかると、ラチェットダイヤル251が空転して定圧状態に保持される。この定圧状態に至るまでのスピンドル22の移動量(マイクロメータ読み取り値)から、めねじ101の有効径を得ることができる。具体的には、球形フィーラ36の直径をW、マイクロメータ読み取り値をd0とすると、軸線CLを中心として120°回転対称に位置する3つの球形フィーラ36・・36の中心を通る円周の直径(フィーラ直径中心径)ds(図10参照)は、
ds=d0−W ・・・(2)
となる。そして、めねじ有効径dpは、上記非特許文献1に開示されている下記の(3)式から算出することができる。
ds=d0−W ・・・(2)
となる。そして、めねじ有効径dpは、上記非特許文献1に開示されている下記の(3)式から算出することができる。
dp=ds+W/sinα−(P/2)cotα ・・・(3)
ただし、P:めねじのピッチ α:ねじ山の半角(図10参照)
−めねじ有効径測定−
次に、本実施形態のめねじ有効径測定器1を用いて、めねじの有効径を測定する方法の一例について図1〜図10を参照して説明する。この例では、ケーブルグランドの樹脂製キャップ100のめねじ(メートル三角ねじ)101の有効径を測定する場合について説明する。
ただし、P:めねじのピッチ α:ねじ山の半角(図10参照)
−めねじ有効径測定−
次に、本実施形態のめねじ有効径測定器1を用いて、めねじの有効径を測定する方法の一例について図1〜図10を参照して説明する。この例では、ケーブルグランドの樹脂製キャップ100のめねじ(メートル三角ねじ)101の有効径を測定する場合について説明する。
まず、図4に示すように、測定ヘッド3の各測定子35を最後端位置(基点位置)に配置した状態で、それら3つの測定子35・・35を、測定を行うめねじ101の内側に配置する(図8参照)。
この状態で、ラチェットダイヤル251を時計回りに回転操作してスピンドル22を前進移動させ、測定ヘッド3の各測定子35をそれぞれ前進させる(図5参照)。この各測定子35の前進により、当該測定子35の先端部に配置の2個の球形フィーラ36,36がめねじ101のねじ溝101aが向かって進んでゆき、その各測定子35の球形フィーラ36,36が、めねじ101のねじ溝101aに嵌って、めねじ101のねじ面に接触する。具体的には、各測定子35の球形フィーラ36,36は、V溝35bに沿って軸線CLと平行な方向(めねじ軸方向)に移動可能であるので、球形フィーラ36,36がめねじ101に到達した時点から、ねじ面によって案内されて(ピッチ方向に移動されて)、それぞれピッチ方向に並ぶ2列のねじ溝101a内に嵌って(図9、図10参照)、めねじ101のねじ面に接触する。これにより、各測定子35のめねじ101への接触点はそれぞれめねじ軸方向の2点となる。
ここで、3つの測定子35・・35は、120°回転対称に配置されているので、めねじ101のリードによって、各測定子35の球形フィーラ36,36とめねじ101のねじ面との接触点がピッチ方向(めねじ軸方向)に1/3ピッチずつずれることになるが、そのピッチ方向における接触点のずれ(リードによる接触点のずれ)は、上述した球形フィーラ36,36のV溝35b内での移動(めねじ軸方向の移動)によって解消されるので、各測定子35の球形フィーラ36,36がそれぞれピッチ方向に並ぶ2列のねじ溝101aに嵌った状態(図9参照)でも、めねじ有効径測定器1の軸線CLがめねじ101の中心軸に対して傾くことはない。
そして、めねじ101のねじ溝101aに嵌った球形フィーラ36がねじ面に接触すると、スピンドル22の前進移動が停止し、その後にスピンドル22に一定以上の負荷がかかった時点でラチェットダイヤル251が空回りする。これにより、各球形フィーラ36を被測定面(ねじ面)に一定の圧力で接触させることができる。この定圧状態において、マイクロメータ部2のアウタースリーブ23の主尺目盛23aとシンブル24の副尺目盛24aとから、スピンドル22の移動量(マイクロメータ読み取り値d0)を読み取り、そのマイクロメータ読み取り値d0を用いて、上記(2)式および(3)式からめねじ有効径dpを得る。
ここで、本実施形態のめねじ有効径測定器1にあっては、測定に用いる球形フィーラ36の直径Wの大きさによって、フィーラ直径中心径dsとマイクロメータ読み取り値d0との関係が変化するので(ds=d0−W)、測定を行うめねじ101に適した球形フィーラ36を選択して測定子35にセットするごとに、リングゲージを用いてマイクロメータ部2の較正を行っておく。
<効果>
以上説明したように、本実施形態のめねじ有効径測定器1によれば、各測定子35の先端部に2個の球形フィーラ36,36を設けるとともに、それら球形フィーラ36,36を、めねじ有効径測定器1の軸線CL方向(めねじ軸方向)に延びるV溝35bに沿って移動可能としているので、測定を行うめねじ101のリードによる接触点のずれ(めねじ101のねじ面と球形フィーラ36との接触点のめねじ軸方向におけるずれ)を解消することができる。これにより、めねじ有効径測定器1の軸線CLがめねじ101の中心軸に対して傾くことなく測定を行うことができる。
以上説明したように、本実施形態のめねじ有効径測定器1によれば、各測定子35の先端部に2個の球形フィーラ36,36を設けるとともに、それら球形フィーラ36,36を、めねじ有効径測定器1の軸線CL方向(めねじ軸方向)に延びるV溝35bに沿って移動可能としているので、測定を行うめねじ101のリードによる接触点のずれ(めねじ101のねじ面と球形フィーラ36との接触点のめねじ軸方向におけるずれ)を解消することができる。これにより、めねじ有効径測定器1の軸線CLがめねじ101の中心軸に対して傾くことなく測定を行うことができる。
したがって、本実施形態のめねじ有効径測定器1では、非特許文献1に開示の測定方法のような複雑な補正計算(ねじのつる巻線上の3点のフィーラ中心位置による測定器(マイクロメータ)の傾きの補正計算)が不要となるで、めねじ有効径を容易にかつ正確に測定することができる。
そして、このような特徴を有するめねじ有効径測定器1を、ケーブルグランドの樹脂製キャップ100のめねじ101の有効径測定や樹脂成型金型の測定に用いることにより、製作現場においてめねじ有効径を容易にかつ正確に測定することができる。これにより、精度が要求されるケーブルグランドの樹脂製キャップ100の製造工程を大きく改善することが可能となり、金型修正回数の削減および製造効率を向上させることが可能となる。
なお、ねじの測定において、ピッチが比較的小さなねじについては、フィーラとねじ面の接触圧により、測定値にばらつきが生じることが知られているが(JIS B 0271「ねじ測定用三針およびねじ測定用4針」参照)、本発明のねじ有効径測定器にあっては、球形フィーラ36のねじ面への接触点が多くて測定値の平均化をはかることが可能であるので、測定値を安定して得ることができる。さらに、接触点が多いことにより、硬さの低い樹脂成型品のめねじであっても、有効径を正確にかつ安定して測定することができる。
−他の実施形態−
なお、今回開示した実施形態は、すべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本発明の技術的範囲は、上記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、本発明の技術的範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
なお、今回開示した実施形態は、すべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本発明の技術的範囲は、上記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、本発明の技術的範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
例えば、以上の実施形態では、アウタースリーブ23の主尺目盛23aとシンブル24の副尺目盛24aとからスピンドル22の移動量を読み取るようにしているが、本発明はこれに限られることなく、スピンドル22の移動量を電子式に読み取ってデジタル表示するようにしてもよい。
その一例として、図1に示すように、ステム21に固定される固定デテクタ(ステータ)51と、スピンドル22と一体回転する回転デテクタ(ロータ)52とからなる電磁誘導式のロータリエンコーダ50を設け、そのロータリエンコーダ50の出力を、CPU等を有する演算処理部(図示せず)に入力する。演算処理部においては、ロータリエンコーダ50の出力からスピンドル22の回転量を算出し、その算出したスピンドル22の回転量と、スピンドル22のおねじ22aのリードとからスピンドル22の移動量を算出する。そして、その算出結果(スピンドル22の移動量)をデジタル表示部(図示せず)に表示するという構成を挙げることができる。この場合、算出したスピンドル22の移動量(d0)、測定に用いた球形フィーラ36の直径(W)、測定を行うめねじのピッチPおよびねじ山の半角αを用いて、上記(2)式および(3)式に基づいてめねじ有効径dpを演算処理部で算出してデジタル表示部に表示するようにしてもよい。
以上の実施形態では、樹脂製キャップ100のめねじ101の有効径測定に本発明のめねじ有効径測定器を適用した例について説明したが、本発明のめねじ有効径測定器は、これに限られることなく、他の樹脂製品または金属製品のめねじの有効径測定にも適用できる。
以上の実施形態では、メートル三角ねじの有効径測定に本発明のめねじ有効径測定器を適用した例について説明したが、本発明のめねじ有効径測定器は、これに限られることなく、台形ねじ、管用ねじなどの種々のめねじの有効径測定にも適用できる。
以上の実施形態では、1つの測定子35に2個の球形フィーラ36,36を配置しているが、その球形フィーラの個数(1つの測定子35に対する個数)は3個以上であってもよい。
以上の実施形態では、3つの測定子35・・35をスピンドル22の中心軸(軸線CL)に対して120°回転対称に配置しているが、その測定子の数は複数であれば特に限定されない。例えば、2つの測定子をスピンドルの中心軸に対して180°回転対称に配置してもよい。
本発明は、ねじ軸と噛み合うナット等のめねじの有効径を測定するめねじ有効径測定器に利用することができ、特に、めねじを成型する樹脂成型金型の測定や、樹脂成型品のめねじの有効径測定に適用されるめねじ有効径測定器に有効に利用することができる。
1 めねじ有効径測定器
2 マイクロメータ部
21 ステム
211a めねじ
22 スピンドル
22a おねじ
23 アウタースリーブ
23a 主尺目盛
24 シンブル
24a 副尺目盛
25 定圧機構
251 ラチェットダイヤル
3 測定ヘッド
31 ヘッド本体
313 ガイド溝
33 円すい部材
332a 円すいテーパ面
35 測定子
35a 傾斜面
35b V溝
36 球形フィーラ
38 磁石
100 樹脂製キャップ
101 めねじ
101a ねじ溝
2 マイクロメータ部
21 ステム
211a めねじ
22 スピンドル
22a おねじ
23 アウタースリーブ
23a 主尺目盛
24 シンブル
24a 副尺目盛
25 定圧機構
251 ラチェットダイヤル
3 測定ヘッド
31 ヘッド本体
313 ガイド溝
33 円すい部材
332a 円すいテーパ面
35 測定子
35a 傾斜面
35b V溝
36 球形フィーラ
38 磁石
100 樹脂製キャップ
101 めねじ
101a ねじ溝
Claims (2)
- めねじの有効径を測定するめねじ有効径測定器であって、
ステムにねじ込まれ、そのステムに対して回転されることにより軸方向に進退移動するスピンドル、および前記スピンドルを回転させるラチェットダイヤルを備えたマイクロメータ部と、
円すいテーパ面を有し、前記スピンドルの前進移動に連動して当該スピンドルの軸方向に前進移動する円すい部材と、
前記スピンドルの中心軸に対して回転対称に配置され、当該スピンドルの中心軸に対して直交する直交方向に進退移動が可能な複数の測定子とを備え、
前記各測定子には、前記円すい部材の円すいテーパ面との摺動が可能であって、その円すいテーパ面との摺動により当該測定子を前記直交方向に移動する傾斜面が設けられており、前記円すい部材が前進移動するときに、その前進移動に連動して前記測定子が前記直交方向に前進移動するように構成されているとともに、
各測定子の先端部には、それぞれ前記スピンドルの軸方向に沿って延びるV溝が形成され、その各V溝には、それぞれ測定を行うめねじのねじ溝に嵌り込むことが可能な複数個の球形フィーラが前記スピンドルの軸方向に沿って配置されており、
前記複数の測定子を、測定を行うめねじの内側に配置した状態で、前記ラチェットダイヤルの回転操作により前記スピンドルおよび円すい部材を軸方向に前進移動させ、前記各測定子を前記直交方向に前進移動させることにより、その各測定子に配置の複数の球形フィーラが、前記めねじのピッチ方向に並ぶ複数列のねじ溝にそれぞれ嵌ってその各ねじ溝のねじ面に接触するように構成されていることを特徴とするめねじ有効径測定器。 - 請求項1に記載のめねじ有効径測定器において、
前記球形フィーラが磁性体であり、当該球形フィーラが磁力によって前記測定子のV溝に保持されていることを特徴とするめねじ有効径測定器。
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