JP3206123U - 穴位置測定用治具 - Google Patents

Abstract

【課題】どのような角度の傾斜面に設けられた穴であっても、その穴の位置を一つの穴位置測定用治具によって正確に測定することを可能にする。【解決手段】物体の傾斜面に設けられた穴の雌ネジに係合する雄ネジ部２と、雄ネジ部２を雌ネジ部に螺号させた状態で前記穴の位置を測定するために自らに設けられた測定面を具備する穴位置測定用治具１において、前記測定面を真球状の球面（真球体６の真球面）にした。傾斜面の角度がどのような値であっても、ハイトゲージのスクライバをその球面に点接触させ、且つ球面上におけるその点接触の位置を事前に理論計算することが可能であるので、その点接触の位置と、治具各部の寸法と、ハイトゲージのゲージ読取値とに基づいて、穴の位置を算出することができる。【選択図】図７

Description

本考案は、測定対象物の傾斜面に設けられたネジ穴等の穴の位置を測定する際に使用する穴位置測定用治具に関するものである。

従来、物体の傾斜面に設けられた穴に係合する係合部と、この係合部を前記穴に係合させた状態で前記穴の位置を測定するために自らに設けられた測定面とを具備する穴位置測定用治具が知られている。

例えば、従来、図１１に示されるような穴位置測定用治具たる斜め穴位置測定ゲージが知られている。この斜め穴位置測定ゲージは、図示のように、傾斜面に設けられたタップ穴に螺号する係合部としての雄ネジ部と、その雄ネジ部をタップ穴に螺号させた状態でタップ穴の水平方向における位置を測定するために自らに設けられた測定面とを具備している。

かかる斜め穴位置測定ゲージと、一般市場に広く出回っている位置測定機としてのハイトゲージとを用いて、被検物体の傾斜面に設けられたタップ穴の位置を測定する場合には、次のような作業を行うことになる。即ち、水平方向に寝かせて使用することが可能なハイトゲージであれば、そのハイトゲージを作業台の上に水平方向に寝かせた姿勢で据える。そして、被検物体のタップ穴に斜め穴位置測定ゲージの雄ネジ部を螺号させる。次いで、被検物体の基準位置を作業台の基準位置に位置合わせした状態でその被検物体を作業台にセットする。そして、ハイトゲージのスクライバを水平方向にスライド移動させて、被検物体に取り付けられている斜め穴位置測定ゲージの測定面にスクライバの測定面を突き当てる。この状態でハイトゲージのゲージを読み取った値は、斜め穴位置測定ゲージの測定面における前記基準位置からの距離である。前記基準位置に対し、タップ穴の中心よりも斜め穴位置測定ゲージの測定面が近くに存在する場合には、その距離に対して所定値を加算した値を、タップ穴の中心の前記基準位置からの距離として求めることができる。また、斜め穴位置測定ゲージの測定面よりもタップ穴の中心が近くに存在する場合には、前記距離から前記所定値を減算した値を、タップ穴の中心の前記基準位置からの距離として求めることができる。

ところが、その距離の測定時においては、作業台に据えられたハイトゲージの鉛直方向に延在しているスクライバの測定面を、作業台上にセットされた斜め穴位置測定ゲージの測定面にピッタリと密着させていないと、距離を正確に測定することができない。そして、ピッタリと密着させるためには、斜め穴位置測定ゲージの測定面も鉛直方向に延在させておかなければならないが、そのためには、傾斜面が特定の角度で傾斜している必要がある。傾斜面がその特定の角度とは異なった角度で傾斜していると、タップ穴に螺号している斜め穴位置測定ゲージの測定面も鉛直方向とは異なった方向に延在してしまうことから、特定の角度の傾斜面にしか対応することができない。換言すれば、様々な角度の傾斜面に対応するためには、角度毎の専用の斜め穴位置測定ゲージを用意しなければならず、コスト高になってしまうという課題がある。

上述した課題を解決するために、本考案は、物体の傾斜面に設けられた穴に係合する係合部と、前記係合部を前記穴に係合させた状態で前記穴の位置を測定するために自らに設けられた測定面とを具備する穴位置測定用治具において、前記測定面を真球状の球面にしたことを特徴とするものである。

本考案によれば、どのような角度の傾斜面に設けられた穴であっても、その穴の位置を一つの穴位置測定用治具によって正確に測定することができるという優れた効果がある。

ブロックを示す斜視図。 同ブロックの横断面図。 タップ穴の高さｚを測定するための専用の斜め穴位置測定ゲージを示す正面図。 図３の斜め穴位置測定ゲージをセットした状態のブロックを示す横断面図。 タップ穴の距離ｘを測定するための専用の斜め穴位置測定ゲージを示す正面図。 姿勢を変更したブロックと、これにセットされた同斜め穴位置測定ゲージとを示す横断面図。 実施形態に係る穴位置測定用治具を示す正面図。 真球体を取り外した状態の同穴位置測定用治具を示す正面図。 同穴位置測定用治具がセットされた同ブロックを示す横断面図。 図９の状態から図中反時計回り方向に９０［°］回転させた状態の同ブロック及び同穴位置測定用治具を示す横断面図。 従来の斜め穴位置測定ゲージを示す図。

以下、本考案を適用した穴位置測定用治具の一実施形態について説明する。
図１は、被検物体としてのブロック１００を示す斜視図である。このブロック１００は、傾斜面１０１と、この傾斜面１０１に設けられたタップ穴１０２とを有している。タップ穴１０２は、ドリル加工で掘削された穴の内周面に、タップによって雌ネジが切られたものである。図中の一点鎖線は、タップ穴１０２の中心軸線を示している。

図２はブロック１００の横断面図である。図示のように、ブロック１００の傾斜面１０１は、ブロック１００の底面１０３から３０［°］の角度で傾斜している。
以下、このブロック１００のタップ穴１０２における入口中心の底面１０３からの高さｚと、短手方向中心からの距離ｘとを測定する例について説明する。

まず、従来の斜め穴位置測定ゲージを用いて高さｚ及び距離ｘを測定する例について説明する。図３は、高さｚを測定するための専用の斜め穴位置測定ゲージ２００を示す正面図である。この斜め穴位置測定ゲージ２００は、ブロック１００のタップ穴１０２に螺号する雄ネジ部２０１と、測定面２０２ａが形成された本体部２０２と、作業者に把持される把持部２０３とを有している。測定面２０２ａは、雄ネジ部２０１がタップ穴１０２に螺号せしめられた際に本体部２０２がブロック１００の傾斜面１０１に密着する面である座面２０２ｂに対して３０［°］の角度で傾斜している。

図４は、図３の斜め穴位置測定ゲージ２００をセットした状態のブロック１００を示す横断面図である。同図において、斜め穴位置測定ゲージ２００は、自らの本体部２０２の座面２０２ｂをブロック１００の傾斜面にピッタリと密着させる位置まで、自らの雄ネジ部２０１がブロック１００のタップ穴１０２に螺号せしめられている。この状態では、斜め穴位置測定ゲージ２００の測定面が図示のように水平方向に延在する姿勢をとる。

図４に示されるブロック１００を作業台の上にセットする前に、ハイトゲージを鉛直方向に立たせる姿勢で作業台の上に据え付ける。この状態では、ハイトゲージのスクライバの測定面が水平方向に延在する姿勢になる。作業者は、作業台の上に据え付けたハイトゲージのスクライバの測定面を作業台の面にピッタリと密着させる位置まで、スクライバを下方にスライド移動させる。そして、その状態でハイトゲージのゲージのゼロ合わせを行う。その後、スクライバを上方にスライド移動させてその測定面を作業台の面から離間させた後、同図に示されるブロック１００の底面１０３を作業台の面に密着させる姿勢で、ブロック１００を作業台の上にセットする。そして、ハイトゲージのスクライバを下方にスライド移動させて、スクライバの測定面を、斜め穴位置測定ゲージ２００の水平方向に延在している測定面２０２ａに密着させる。この状態でハイトゲージのゲージの値を読み取って、読取値ｚ_０を得る。この読取値ｚ_０から、図示の斜め穴位置測定ゲージ２００に特有の既知の理論差分値ｚ_１を減じることで、高さｚを求めることができる。

図示のように、第一側面１０４が底面１０３から９０［°］の角度で立ち上がって鉛直方向に延在する姿勢になっているブロック１００では、ハイトゲージを横に寝かせなくても、タップ穴２０１の入口中心の水平方向における位置を測定することが可能である。具体的には、ブロック１００を図中反時計回り方向に９０［°］回転させた姿勢にセットし直して、高さｚの測定と同様の手順を行えばよい。但し、９０［°］回転させると、斜面の角度が３０［°］から６０［°］に変化することから、斜め穴位置測定ゲージ２００を６０［°］に対応するものに交換する必要がある。

図５は、距離ｘを測定するための専用の斜め穴位置測定ゲージ２０５を示す正面図である。この斜め穴位置測定ゲージ２０５は、測定面が６０［°］になっている点の他が、図３の斜め穴位置測定ゲージ２００と同様の構成になっている。作業者は、ブロック１００にセットしているゲージを、図３のものから図５のものに交換した後、ブロック１００を図４の状態から図中反時計回り方向に９０［°］回転させた姿勢に変更する。

図６は、姿勢を変更したブロック１００と、これにセットされた斜め穴位置測定ゲージ２０５とを示す横断面図である。同図において、斜め穴位置測定ゲージ２０５の測定面は水平方向に延在している。この状態で、高さｚを測定したときと同様にハイトゲージを操作して、読取値ｘ_０を得る。この読取値ｘ０から、図示の斜め穴位置測定ゲージ２０５に固有の理論差分ｘ_１と、底面１０３の長さの半分とを減じることで、距離ｘを求めることができる。

このように、従来の斜め穴位置測定ゲージにおいても、高さｚや距離ｘを測定することが可能である。しかし、傾斜面１０１の角度が４５［°］とは異なる場合には、高さｚを測定するときと、距離ｘを測定するときとで傾斜面１０１の角度を異ならせてしまうことから、それぞれの角度に個別に対応する二つの穴位置測定ゲージを用意する必要がある。

次に、実施形態に係る穴位置測定用治具について説明する。
図７は、実施形態に係る穴位置測定用治具１を示す正面図である。ステンレス等の金属材料からなる穴位置測定用治具１は、ブロック１００のタップ穴１０２に螺号するための雄ネジ部２と、本体部５と、真球状の球面からなる測定面を具備する真球体６とを有している。

本体部５は、作業者に把持される把持部３と、真球体６を保持する球体保持部４とから構成されており、把持部３には周方向に並ぶ複数の凹穴３ａが設けられている。実施形態に係る穴位置測定用治具のように、係合部が雌ネジ部に螺号する雄ネジ部２である場合には、把持部３を把持した作業者の手と、把持部３との摩擦抵抗を複数の凹穴３ａのエッジによって高めることで、作業者の治具回転操作を容易にすることができる。

図８は、真球体６を取り外した状態の穴位置測定用治具１を示す正面図である。図示のように、球体保持部４には、真球体６の一部を受け入れてその一部に密着する円錐状の凹部４ａを具備している。接着剤により、真球体６の真球面の一部が、円錐状の凹部４ａに接着されることで、真球体６が球体保持部４に固定される。真球面の全てを具備する真球体６を加工することは、真球面の一部だけを具備する部分球体を加工するよりも容易である。球体保持部４に、図示のような凹部４ａを設けることで、加工が容易な真球体６を用いた部分球面からなる測定面を有する穴位置測定用治具を容易に製造することができる。

なお、真球状の球面として、真球面の全面を設けることは必須ではない。例えば、実施形態に係る穴位置測定用治具では、真球体６の全面のうち、円錐状の凹部４ａに入り込んでいる領域は、スクライバに突き当てられる測定面としては機能せず、凹部４ａに入り込んでいない領域（真球面の一部）だけが測定面として機能する。このように、真球面の全面のうち、一部の球面だけを測定面として設けてもよい。

図９は、実施形態に係る穴位置測定用治具１がセットされたブロック１００を示す横断面図である。穴位置測定用治具１は、本体部５の座面２０２ｂをブロック１００の傾斜面１０１にピッタリと密着させる位置まで、その雄ネジ部２がタップ穴１０２に螺号せしめられている。この状態で、ハイトゲージのスクライバを下方に押し下げていくと、スクライバの測定面が位置測定用治具１の真球体６における最も上方に位置している箇所（以下、最上位箇所という）に点接触する。その最上位箇所は、傾斜面１０１の角度（図示の例では３０°）に応じて変化するが、傾斜面１０１の角度に基づいて最上位箇所を三角関数によって予め特定することが可能である。また、理論差分ｚ_１も傾斜面１０１の角度（図示の例では３０°）に基づいて予め算出しておくことが可能である。そして、読取値ｚ_０から理論差分ｚ_１を減じることで、高さｚを求めることができる。

なお、理論差分ｚ_１については、「ｚ_１＝ｃｏｓθ（球体高さｈ−球体半径）＋球体半径」という式によって求めておくことが可能である。この式において、球体高さｈは、穴位置測定ゲージ２００の回転軸線方向における座面２０２ｂから真球体６の頂点までの距離である。また、球体半径は真球体６の半径である。また、角度θの代わりに高さｚが予め判明している場合には、「ｃｏｓθ（球体高さｈ−球体半径）＝読取値Ｚ_０−高さＺ−球体半径」という式に基づいて、角度θを求めることも可能である。

図１０は、図９の状態から図中反時計回り方向に９０［°］回転させた状態のブロック１００及び穴位置測定用治具１を示す横断面図である。姿勢を回転させたことにより、傾斜面１０１の角度を３０［°］から６０［°］に変化させているが、穴位置測定用治具１は図９のものと同じである。この状態における真球体６の最上位箇所については、傾斜面１０１の角度（＝６０°）に基づいて予め特定しておくことが可能である。また、理論差分ｘ_１もその角度（＝６０°）に基づいて予め算出しておくことが可能である。そして、読取時ｘ_０から理論差分ｘ_１と底面１０３の長さの半分と減じることで、距離ｘを求めることができる。

なお、ｘ方向を高さｚ方向に沿わせるようにブロック１００の姿勢を変化させているので、距離ｘを算出する手法は、高さｚを算出する手法と全く同じである。具体的には、距離ｘを高さｚに置き換え、且つ理論差分ｘ１を理論差分ｚ１に置き換え、且つ角度θを６０［°］に置き換えて、高さｚを算出する手法と同じ手法を用いればよい。この場合、角度θの代わりに距離ｘが予め判明している場合には、「ｃｏｓθ（球体高さｈ−球体半径）＝読取値Ｚ_０−高さＺ−球体半径」という式に基づいて、角度θを求めることも可能である。この式における読取値Ｚ_０は実際には読取値Ｘ_０であり、且つ高さＺｚ実際には距離ｘである。

このように、実施形態に係る穴位置測定用治具１においては、どのような角度の傾斜面に設けられた穴であっても、その穴の位置を一つの穴位置測定用治具１によって測定することができる。

以上に説明したものは一例であり、次の態様毎に特有の効果を奏する。
［態様Ａ］
態様Ａは、物体（例えばブロック１００）の傾斜面（例えば傾斜面１０１）に設けられた穴（例えばタップ穴１０２）に係合する係合部（例えば雄ネジ部２）と、前記係合部を前記穴に係合させた状態で前記穴の位置を測定するために自らに設けられた測定面（例えば真球体６の真球面）とを具備する穴位置測定用治具（例えば穴位置測定用治具１）において、前記測定面を真球状の球面にしたことを特徴とするものである。

態様Ａにおいては、物体の傾斜面がどのような角度であっても、その傾斜面に設けられた穴にセットされた位置測定用治具の真球状球面からなる測定面における傾斜面から最も離れた位置にある箇所が、ハイトゲージのスクライバの測定面に突き当てられる。その箇所は、傾斜面の角度に応じて変化するが、その角度に基づいて、三角関数によって予め求めておくことが可能である。また、前述のようにスクライバの測定面を突き当てた状態におけるハイトゲージのゲージの読取値を、基準位置からの距離（位置の測定値）に換算するために、読取時に対して加減算する値についても、前述の角度に基づいて予め求めておくことが可能である。よって、どのような角度の傾斜面に設けられた穴であっても、その穴の位置を一つの穴位置測定用治具によって正確に測定することができる。

［態様Ｂ］
態様Ｂは、態様Ａにおいて、前記測定面を具備する真球体の一部を受け入れて前記一部に密着する凹部を治具本体（本体部５）に設けたことを特徴とするものである。かかる構成では、加工が容易な真球体を用いた部分球面からなる測定面を有する穴位置測定用治具を容易に製造することができる。

［態様Ｃ］
態様Ｃは、態様Ｂにおいて、前記係合部と真球体との間に位置する前記治具本体の径を治具全体の中で最も大径にし、且つ前記治具本体に周方向に並ぶ複数の凹穴を設けたことを特徴とするものである。かかる構成では、係合部がネジ部である場合に、治具本体を把持した作業者の手と、治具本体との摩擦抵抗を周方向に並ぶ複数の凹穴のエッジによって高めることで、作業者の治具回転操作を容易にすることができる。

１：穴位置測定用治具
２：雄ネジ部（係合部）
３：把持部
３ａ：凹穴
４：球体保持部
４ａ：凹部
５：本体部（治具本体）
６：真球体
１００：ブロック（物体）
１０１：傾斜面
１０２：タップ穴（穴）
１０３：底面
１０４：第一側面

Claims (3)

1. 物体の傾斜面に設けられた穴に係合する係合部と、前記係合部を前記穴に係合させた状態で前記穴の位置を測定するために自らに設けられた測定面とを具備する穴位置測定用治具において、
   前記測定面を真球状の球面にしたことを特徴とする穴位置測定用治具。
2. 請求項１の穴位置測定用治具において、
   前記測定面を具備する真球体の一部を受け入れて前記一部に密着する凹部を治具本体に設けたことを特徴とする穴位置想定用治具。
3. 請求項２の穴位置測定用治具において、
   前記係合部と真球体との間に位置する前記治具本体の径を治具全体の中で最も大径にし、且つ前記治具本体に周方向に並ぶ複数の凹穴を設けたことを特徴とする穴位置測定用治具。

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