JP6216432B1

JP6216432B1 - めねじ有効径測定器

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Publication number: JP6216432B1
Application number: JP2016188214A
Authority: JP
Inventors: 康夫森; 拓也谷上
Original assignee: Seiwa Electric Mfg Co Ltd
Current assignee: Seiwa Electric Mfg Co Ltd
Priority date: 2016-09-27
Filing date: 2016-09-27
Publication date: 2017-10-18
Anticipated expiration: 2036-09-27
Also published as: JP2018054364A

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）。

特許第２６５３４２２号公報

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。

本発明のめねじ有効径測定器の一例を示す縦断面図である。図１のめねじ有効径測定器の正面図である。図１のめねじ有効径測定器の部分側面図である。図４（Ａ）は図１のめねじ有効径測定器の部分縦断面図、図４（Ｂ）は図４（Ａ）のＩ−Ｉ矢視図である。図５（Ａ）は図１のめねじ有効径測定器の部分縦断面図、図５（Ｂ）は図５（Ａ）のＩＩ−ＩＩ矢視図である。なお、図５では測定子が前進移動した状態を示す。測定子の斜視図である。測定子の縦断面図である。めねじ有効径を測定する際の測定子の位置を模式的に示す斜視図である。測定を行うめねじのねじ溝と球形フィーラとの位置関係を模式的に示す展開図である。めねじのねじ山の半角α、めねじのピッチＰ、球形フィーラの直径Ｗ、フィーラ直径中心径ｄｓ、およびめねじ有効径ｄｐを示す図である。

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。

［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。

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、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。

［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、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。

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。

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。

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。

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。

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（ＪＩＳＢ０２７１「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。

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
３５ｂＶ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

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。