(57)【要約】【課題】本発明は、限界ゲージおよび検査対象物のねじ山が摩擦により損傷することを防止するねじ山検査装置および方法を提供する。【解決手段】本発明は、ねじ部品Ｓに限界ゲージ１１を螺合して、当該限界１１ゲージに作用する回転負荷トルクとねじ込み量とを検出し、これら検出値に基づいてねじ部品Ｓのねじ山成形の良否を判定するものであって、限界ゲージ１１とねじ部品Ｓとを螺合する過程あるいは当該螺合を解く過程では、限界ゲージ１１の往復移動を停止して回転のみを付与する。これにより、これらねじ山の接触面には、ねじ部品Ｓの自重だけが摩擦抵抗として作用し、つまりゲージツール１１本体の自重は作用しない。そのため、当該摩擦抵抗が低減されるので、限界ゲージ１１およびねじ部品Ｓにおいて、これらねじ山の摩耗を低減することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象物のねじ部品に螺合可能な限界ゲージと、回転駆動源の駆動により限界ゲージを回転させるゲージツールと、このゲージツールを往復移動操作する往復移動手段と、限界ゲージをねじ部品にねじ込む過程で当該限界ゲージに作用する回転負荷トルクとねじ込み量とを検出し、これら検出値に基づいてねじ部品のねじ山成形の良否を判定する制御手段とを備えるねじ山検査装置であって、
前記限界ゲージとねじ部品とが螺合する過程あるいは当該螺合を解く過程では、当該限界ゲージは、往復移動を停止して回転のみすることを特徴とするねじ山検査装置。
【請求項２】
前記ねじ部品が、その回転を規制され、かつ螺入によって進行する方向への移動を可能とした固定部材に固定されていることを特徴とする請求項１に記載のねじ山検査装置。
【請求項３】
前記限界ゲージが、ねじ部品と嵌合する方向にばねで付勢され、螺合開始から所定のリード分だけ嵌合が完了するまでは、当該ばねの付勢力がねじ部品に対して作用するように調整されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のねじ山検査装置。
【請求項４】
検査対象物のねじ部品に限界ゲージを螺合して、当該限界ゲージに作用する回転負荷トルクとねじ込み量とを検出し、これら検出値に基づいてねじ部品のねじ山成形の良否を判定するねじ山検査方法であって、
前記限界ゲージとねじ部品とを螺合する過程あるいは当該螺合を解く過程では、当該限界ゲージの往復移動を停止させ、当該限界ゲージには回転のみを付与することを特徴とするねじ山検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ねじ部品のねじ山成形の良否を検査する装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ねじ部品のねじ山成形の良否を検査する方法としては、非特許文献１（日本工業規格Ｂ０２５１）に示すメートルねじ用限界ゲージ（以下、限界ゲージという）を用いた検査がある。この限界ゲージには２つの寸法差を有する、通りゲージおよび止まりゲージがあり、検査方法としては、まず通りゲージがねじ部品に無理なくねじ込まれ、次に止まりゲージがねじ込まれない場合、当該ねじ部品を合格と判定する。しかしながら、この検査方法では、通りゲージが無理なくねじ込まれるか否かの判定が作業者個々の感覚に委ねられるため、検査精度にばらつきが生じていた。
【０００３】
そこで、上記検査を自動化したねじ山検査装置としては、特許文献１（特許第３６５９７４８号公報）に示すものがある。このねじ山検査装置は、駆動源の駆動に伴い回転するとともに、ねじ部品に螺合可能な限界ゲージと、これを往復移動操作する手段とを備えている。また、この限界ゲージをねじ部品にねじ込む過程において回転負荷トルクを検出するとともに、限界ゲージの総回転角度を検出するように構成されている。ここで、良品のねじ部品においては、限界ゲージをねじ部品にねじ込む過程では、限界ゲージがスムーズにねじ込まれるので、回転負荷トルクが上昇する現象（トルクアップ）は発生しない。そのため、最終的にねじ込みが完了したとき、限界ゲージの先端がねじ部品に接触することで、初めてトルクアップが発生する。一方、不良品のねじ部品においては、限界ゲージがスムーズにねじ込まれないので、ねじ込み完了前にトルクアップが発生する。このように、トルクアップが発生したときの限界ゲージの総回転角度が所定の範囲内か否かに応じて、ねじ部品のねじ山成形の良否を判定するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】日本工業規格Ｂ０２５１（メートルねじ用限界ゲージ）
【０００５】
【特許文献１】特許第３６５９７４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記ねじ山検査装置においては、限界ゲージにはツールの自重が作用するので、限界ゲージのねじ山と、ねじ部品のねじ山との間で摩擦抵抗が上昇する。そのため、当該摩擦の影響により、回転負荷トルクが上昇して、ねじ込み完了前にトルクアップする場合があり、検査判定精度に問題があった。さらに、限界ゲージおよびねじ部品のねじ山の摩耗が早まり、これらの耐久性にも問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みて創成されたものであり、検査対象物のねじ部品に螺合可能な限界ゲージと、回転駆動源の駆動により限界ゲージを回転させるゲージツールと、このゲージツールを往復移動操作する往復移動手段と、限界ゲージをねじ部品にねじ込む過程で当該限界ゲージに作用する回転負荷トルクとねじ込み量とを検出し、これら検出値に基づいてねじ部品のねじ山成形の良否を判定する制御手段とを備えるねじ山検査装置であって、前記限界ゲージとねじ部品とが螺合する過程あるいは当該螺合を解く過程では、当該限界ゲージは、往復移動を停止して回転のみすることを特徴とする。
【０００８】
また、前記ねじ部品が、その回転を規制され、かつ螺入によって進行する方向への移動を可能とした固定部材に固定されていることを特徴とする。
【０００９】
また、前記限界ゲージが、ねじ部品と嵌合する方向にばねで付勢され、螺合開始時において所定の高さだけ嵌合が完了するまでは、当該ばねの付勢力がねじ部品に対して作用するように調整されていることを特徴とする。
【００１０】
また、検査対象物のねじ部品に限界ゲージを螺合して、当該限界ゲージに作用する回転負荷トルクとねじ込み量とを検出し、これら検出値に基づいてねじ部品のねじ山成形の良否を判定するねじ山検査方法であって、前記限界ゲージとねじ部品とを螺合する過程あるいは当該螺合を解く過程では、当該限界ゲージの往復移動を停止させ、当該限界ゲージには回転のみを付与することを特徴とするねじ山検査方法。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、ゲージツールの往復移動を停止した状態で限界ゲージを回転させて、ねじ部品を限界ゲージに螺合するように構成されている。これにより、これらねじ山の接触面には、ねじ部品の自重だけが摩擦抵抗として作用し、つまりゲージツールの自重は作用しない。そのため、当該摩擦抵抗が低減されるので、限界ゲージおよびねじ部品において、そのねじ山の摩耗を低減することができる。また、正確な回転負荷トルクの検出が可能となり、この回転負荷トルクに基づく合否判定においてはその判定精度が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明のねじ山検査装置の正面視一部切欠断面図である。
【図２】本発明のねじ山検査装置に用いる、ワーク固定部材の平面図である。
【図３】本発明のねじ山検査装置の動作説明図であり、ゲージツールの待機状態を示す図である。
【図４】本発明のねじ山検査装置の動作説明図であり、ゲージツールの下降状態を示す図である。
【図５】本発明のねじ山検査装置の動作説明図であり、限界ゲージがねじ部品に当接した状態を示す図である。
【図６】本発明のねじ山検査装置の動作説明図であり、限界ゲージの螺合開始を示す図である。
【図７】本発明のねじ山検査装置の動作説明図であり、限界ゲージの螺合完了を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１４】
図１において、１はねじ山検査装置であり、検査対象物の一例であるねじ部品Ｓに螺合可能な限界ゲージ１１と、この限界ゲージ１１を先端に備え、これを回転させるゲージツール１０と、このゲージツール１０を昇降させることにより往復移動操作する往復移動手段２０と、これらゲージツール１０および往復移動手段２０の駆動制御、並びにねじ部品Ｓのねじ山成形の良否判定を行う制御手段３０とから構成されている。
【００１５】
前記ゲージツール１０は、回転駆動用モータ１２の駆動軸１２ａに連結されて回転する入力軸１３と、この入力軸１３にカップリング１４を介して連結されて回転するシリンダシャフト１７と、このシリンダシャフト１７を保持するフローティング機構１６と、前記シリンダシャフト１７の下方に連結される前記限界ゲージ１１とから構成されている。
【００１６】
前記フローティング機構１６は、エアの吸排によってシリンダシャフト１７の保持具合を調整可能に構成されており、フローティング機構１６内にエアが供給された場合（ロック時）にはシリンダシャフト１７が拘持される。一方、エアが排出された場合（ロック解除時）には、当該シリンダシャフト１７が延びる方向（以下、鉛直方向という）に対して直交する方向（以下、水平方向という）に所定量移動可能に構成されており、従って当該シリンダシャフト１７に連結される限界ゲージ１１も水平方向に所定量移動可能に構成されている。この構成により、万一、軸芯がずれた状態で限界ゲージ１１の先端がねじ部品Ｓとの螺合位置まで下降しても、限界ゲージ１１をねじ部品Ｓの中心に整合させることができる。
【００１７】
前記往復移動手段２０は、エアシリンダ２１と、このエアシリンダ２１のシリンダロッド２１ａに連結される連結部材２２とから構成されている。この連結部材２２には前記ゲージツール１０が取付けられ、エアシリンダ２１の作動により、当該ゲージツール１０が昇降するように構成されている。
【００１８】
前記限界ゲージ１１は、図３に示すように、シリンダシャフト１７に挿入されるピストンシャフト１１ａと、このピストンシャフト１１ａの先端に取付けられてねじ部品Ｓに螺合可能なゲージ部１１ｂとから構成されている。また、シリンダシャフト１７にはその周面の一部を切り欠いて切欠部１７ａが形成される一方、ピストンシャフト１１ａには当該切欠部１７ａに嵌合するピン１８が取付けられている。この構成により、ピストンシャフト１１ａがシリンダシャフト１７内を往復移動するとき、当該ピストンシャフト１１ａの移動範囲が切欠部１７ａの長さに制限される。さらに、ピストンシャフト１１にはばね１９が挿入されており、ピストンシャフト１１ａがシリンダシャフト１７内に挿入する方向へ移動すると、当該ばね１９が伸縮する。このばね１９により、限界ゲージ１１はねじ部品Ｓと嵌合する方向に付勢される。
【００１９】
また、検査対象物の一例であるねじ部品Ｓは、ねじ部Ｓ１と、六角形の頭部Ｓ２とを備えており、図１および図２に示すように、その頭部Ｓ２が固定部材４０で固定される。この固定部材４０は、ねじ部品Ｓの頭部Ｓ２の側面に対して所定の隙間を設けて固定するように構成されている。そのため、ねじ部品Ｓにおいては、その回転が規制される一方、螺入によって進行する方向であって、つまり鉛直方向への移動は可能に構成されている。
【００２０】
前記制御手段３０は、ゲージツール１０の回転駆動用モータ１２に正逆転駆動指令、並びに往復移動手段２０のエアシリンダ２１に昇降指令を発し、当該ゲージツール１０を往復移動操作するように構成されている。また、回転駆動用モータ１２の駆動軸１２ａの総回転角度を検出するように構成されている。そのため、限界ゲージ１１の総回転角度も検出可能であり、従って、限界ゲージ１１に対するねじ部品Ｓのねじ込み量を検出可能に構成されている。さらに、回転駆動用モータ１２の回転負荷トルクが基準値を超えたとき（トルクアップ）、当該回転駆動用モータ１２に停止指令を発するように構成されており、限界ゲージ１１の総回転角度が所定の角度に達するまでに、トルクアップしたか否かによって良否を判定するように構成されている。
【００２１】
以下、図３ないし図７に基づいて本発明のねじ山検査装置１の動作を説明する。
【００２２】
まず、往復移動手段２０を作動させて、ゲージツール１０を図３に示す待機位置から、図４に示すように、限界ゲージ１１がねじ部品Ｓに当接する位置まで下降させる。さらにこの位置から、ゲージツール１０を下降させると、図５に示すように、限界ゲージ１１がねじ部品Ｓに押圧されるので、ばね１９が縮む。このばね１９の縮み量が所定の値に到達するとゲージツール１０の下降は停止するが、このとき、限界ゲージ１１はねじ部品Ｓを押圧する方向にばね１９により付勢される。なお、ゲージツール１０の下降停止位置は、ばね１９の縮み量がねじ部Ｓ１の１リード分程度に設定されるのが望ましい。
【００２３】
続いて、図６に示すように、ゲージツール１０の昇降を停止した状態で、ゲージツール１０の回転駆動用モータ１２を正転駆動させて限界ゲージ１１を正回転させると、限界ゲージ１１とねじ部品Ｓとが、まず１リード分、嵌合する。このように、限界ゲージ１１がばね１９に付勢されてねじ部品Ｓを押圧しているので、ゲージツール１０の昇降が停止した状態にもかかわらず、限界ゲージ１１とねじ部品Ｓとを嵌合させることができる。そして、ゲージツール１０の昇降を停止した状態で、さらに限界ゲージ１１は回転を継続する。すると、ねじ部品Ｓにおいては、固定部材４０によって回転が規制されているので、限界ゲージ１１に対して空転することなく限界ゲージ１１にねじ込まれて上昇する。
【００２４】
最後に、図７に示すように、ねじ部品Ｓは螺入により上昇を続け、当該ねじ部品Ｓが着座する直前で、限界ゲージ１１はその回転を停止する。ここで、ねじ込み開始から着座直前までの総回転角度が、前述した限界ゲージ１１の総回転角度の所定値である。このように、ねじ込み開始から所定の総回転角度に到達時（つまり、着座直前）において、良品のねじ部品Ｓでは、トルクアップが発生しない。一方、不良品のねじ部品Ｓにおいては、所定の総回転角度到達前に、トルクアップが発生する。つまり、トルクアップ発生時における限界ゲージ１１の回転角度に基づいて良否判定が行われる。この良否判定が行われた後、ゲージツール１０の昇降を停止した状態で、回転駆動用モータ１２を逆転駆動させて限界ゲージ１１を逆転させると、螺合が解かれる。そして、往復移動手段２０の駆動により、ゲージツール１０を上昇させて終了する。
【００２５】
上記ねじ山検査装置１によれば、限界ゲージ１１およびねじ部品Ｓのねじ山の接触面には、ねじ部品Ｓの自重だけが摩擦抵抗として作用し、つまりゲージツール１０本体の自重は作用しない。そのため、当該摩擦抵抗が低減されるので、限界ゲージ１１およびねじ部品Ｓにおいて、そのねじ山の摩耗を低減することができる。そればかりか、摩擦抵抗の低減作用により、回転負荷トルクの検出精度が向上するため、良否の判定精度も向上する。
【符号の説明】
【００２６】
１  ねじ山検査装置
１０  ゲージツール
１１  限界ゲージ
１１ａ  ピストンシャフト
１１ｂ  ゲージ部
１２  回転駆動用モータ
１２ａ  駆動軸
１３  入力軸
１４  カップリング
１６  フローティング機構
１７  シリンダシャフト
１７ａ  切欠部
１８  ピン
１９  ばね
２０  往復移動手段
２１  エアシリンダ
２１ａ  シリンダロッド
２２  連結部材
３０  制御手段
４０  固定部材
Ｓ  ねじ部品
Ｓ１  ねじ部
Ｓ２  頭部
【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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