(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークのネジ部を検査する検査機器であって、
前記ワークを回転しないように保持するワーク受け治具と、
前記ワーク受け治具を支持するガイド部材と、
前記ワーク受け治具に保持された前記ワークのネジ部にねじ込まれるネジゲージと、
前記ガイド部材に対して前記ワーク受け治具の軸方向に相対的に移動可能に設けられ、前記ネジゲージを支持するホルダー部材と、
前記ホルダー部材に設けられ、前記ホルダー部材を規定のトルクで回転させ、所定値より大きいトルクがかかったときに回転を停止するトルク制御型モータと、
前記ネジゲージの軸方向へのストローク長を測定するエンコーダと、
を有し、
前記ワークのネジ部に前記ホルダー部材に支持された前記ネジゲージが螺合し、前記トルク制御型モータの回転により前記ホルダー部材が前記ネジゲージの軸方向へ移動する、
ことを特徴とする検査機器。
【請求項２】
前記エンコーダで測定されたストローク長に基づき、前記ワークのネジ部の検査における合否を判定する判定手段を有することを特徴とする請求項１に記載の検査機器。
【請求項３】
前記トルク制御型モータは、前記判定手段による判定後に、前記ホルダー部材を前記規定のトルクよりも大きいトルクで逆回転させて原点に戻すことを特徴とする請求項２に記載の検査機器。
【請求項４】
前記ネジゲージが前記ホルダー部材に交換可能に支持されていることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の検査機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークのネジ部を検査する検査機器に関し、特にネジゲージを回転させてワークのネジ部にねじ込むことによってネジ部を検査する検査機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ボディーに形成された雌型のネジ部に、ノーズに形成された雄型のネジ部をねじ込むことによってボディーとノーズとを結合する管継手が広く用いられている（例えば特許文献１を参照）。この管継手では、製造時にボディーやノーズなどのワークのネジ部を検査して、所定の規格を満たしているかを判定する必要がある。
【０００３】
従来、検査対象となるワークのネジ部を検査する際には、検査者がワークのネジ部にネジゲージを手でねじ込み、ネジゲージのワークへの挿入位置を目視で確認することによって、ワークの合否を判定している。
【０００４】
しかし、検査者の手作業でワークにネジゲージをねじ込む方法では、時間がかかり作業性が悪い。また、手作業でねじ込むと、ネジゲージの回転トルクにバラツキが生じ、ネジゲージの挿入位置の精度や信頼性が低下する。また、ネジゲージの挿入位置の確認は目視で行うため、検査精度が不安定になるという問題がある。
【特許文献１】実開平５−４０８０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は係る事実を考慮し、ワークのネジ部を検査するときの作業性や検査精度を向上できる検査機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明は、ワークのネジ部を検査する検査機器であって、前記ワークを回転しないように保持するワーク受け治具と、前記ワーク受け治具を支持するガイド部材と、前記ワーク受け治具に保持された前記ワークのネジ部にねじ込まれるネジゲージと、前記ガイド部材に対して前記ワーク受け治具の軸方向に相対的に移動可能に設けられ、前記ネジゲージを支持するホルダー部材と、前記ホルダー部材に設けられ、前記ホルダー部材を規定のトルクで回転させ、所定値より大きいトルクがかかったときに回転を停止するトルク制御型モータと、前記ネジゲージの軸方向へのストローク長を測定するエンコーダと、を有し、前記ワークのネジ部に前記ホルダー部材に支持された前記ネジゲージが螺合し、前記トルク制御型モータの回転により前記ホルダー部材が前記ネジゲージの軸方向へ移動する、ことを特徴としている。
【０００７】
請求項１に記載の発明では、ワークが回転しないようにワーク受け治具に保持されており、ワーク受け治具はガイド部材により支持されている。ネジゲージを支持するホルダー部材がトルク制御型モータによって所定のトルクで回転する。ネジゲージが回転してワークのネジ部に噛むと、ガイド部材に対してワーク受け治具の軸方向にネジゲージが回転と共に移動してネジ部の奥側にねじ込まれる。その際、ホルダー部材に所定値より大きいトルクがかかると、トルク制御型モータによってホルダー部材の回転が停止され、移動したネジゲージの軸方向へのストローク長がエンコーダで測定される。この測定値によって、ワークのネジ部の合否を判定することが可能となる。これにより、作業性が向上すると共に、ネジゲージを規定のトルクで回転させるので、ワークのネジ部へのネジゲージの挿入位置の繰り返し精度が向上する。また、ネジゲージのストローク長が数値管理されるため、検査精度が良くなる。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の検査機器において、前記エンコーダで測定されたストローク長に基づき、前記ワークのネジ部の検査における合否を判定する判定手段を有することを特徴としている。
【０００９】
請求項２に記載の発明では、判定手段によって、エンコーダで測定されたストローク長に基づき、ワークのネジ部の検査における合否が判定される。これにより、従来のように目視で判定する場合に比較して検査のバラツキがなくなり、検査精度が向上する。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の検査機器において、前記トルク制御型モータは、前記判定手段による判定後に、前記ホルダー部材を前記規定のトルクよりも大きいトルクで逆回転させて原点に戻すことを特徴としている。
【００１１】
請求項３に記載の発明では、判定手段による判定後に、トルク制御型モータはホルダー部材を規定のトルクよりも大きいトルクで逆回転させて原点に戻すため、ワークのネジ部へのネジゲージのねじ込みと離脱が自動で行なわれ、作業性がさらに向上する。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の検査機器において、前記ネジゲージが前記ホルダー部材に交換可能に支持されていることを特徴としている。
【００１３】
請求項４に記載の発明では、ネジゲージがホルダー部材に交換可能に支持されているので、検査品であるワークの種類に応じてネジゲージを交換することができ、低コスト化が可能となる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る検査機器は、規定のトルクでネジゲージを回転させてワークのネジ部へねじ込むため、作業性が向上すると共に、ネジゲージの挿入位置の繰り返し精度が向上する。また、ネジゲージのストローク長を数値管理することができ、検査精度が良好となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の検査機器における実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１６】
図１は、本発明の第１実施形態である検査機器１０を示す斜視図である。
【００１７】
この検査機器１０では、基台１１に下部プレート１２が支持されており、下部プレート１２上に複数（例えば４本）の円柱状のガイド部材１４が立設されている。ガイド部材１４の上部には、環状の上部プレート１６が固定支持されている。上部プレート１６には、円形の開口１６Ａが穿設されており、この開口１６Ａの上部から治具２０の嵌合部２０Ａを挿入することで、治具２０が上部プレート１６に着脱可能に設けられている。
【００１８】
治具２０の中央部には、円形開口からなる保持部１８が設けられており、保持部１８の下方には、内径側に縮径した突出部１８Ａが形成されている。保持部１８内に検査品であるワーク５０が挿入されると、ワーク５０の底面が突出部１８Ａに当接してワーク５０の外周面が保持部１８の壁部でガイドされ、ワーク５０が直立して保持される。保持部１８の内壁には、内径方向に張り出した回り止め（図示省略）が設けられており、この回り止めがワーク５０の外周に形成された係合部（図示省略）と係合することで、ワーク５０が保持部１８に回転しないように保持される。
【００１９】
ワーク５０は環状部材からなり、先端部の内壁に雌型のネジ部５２が形成されている。また、保持部１８には、ワーク５０を押さえる固定部材は設けられておらず、ワーク５０は自重によって保持部１８に保持されている。ワーク５０の材質は、例えばブラスであり、ワーク５０を自重で保持させることで、ネジ部５２の破損を防止している。
【００２０】
また、検査機器１０には、ガイド部材１４に沿って上下方向に移動可能なユニット２２が設けられている。ユニット２２には、ガイド部材１４にそれぞれ外挿されて上下方向に摺動するスリーブ部材２４が設けられており、各スリーブ部材２４は移動プレート２６で連結されている。移動プレート２６の下部には、ホルダー部材３２を回転させるモータ２８が設けられており、移動プレート２６の上部には、ホルダー部材３２を回転可能に支持する筒体３０が設けられている。モータ２８には、回転軸２８Ａの上部に拡径した支持軸２９が連結されており、筒体３０の内部に配設されたベアリング３１を介して支持軸２９が回転可能に支持されている。支持軸２９の上部には、ホルダー部材３２が連結されている。モータ２８には、規定のトルクでホルダー部材３２を回転させると共に、ホルダー部材３２に所定値以上のトルクがかかったときに回転を停止させるトルク制御型サーボモータが用いられている。
【００２１】
ホルダー部材３２の上部には、凹状部３２Ａが設けられており、この凹状部３２Ａに略六角形の取付部３８が挿入されている。取付部３８の上部には、ネジゲージ３６の支持軸３９が取り付けられている。凹状部３２Ａには、締付け部材３４のネジ部３４Ａが螺合されるネジ孔が形成されており、締付け部材３４を締め付けることにより、取付部３８が凹状部３２Ａ内に固定される。ネジゲージ３６には、ワーク５０の雌型のネジ部５２に螺合される雄型のネジ部３７が形成されている。
【００２２】
また、ユニット２２は、スリーブ部材２４、移動プレート２６、筒体３０、ホルダー部材３２、ネジゲージ３６、及びモータ２８などで一体として構成されている。ワーク５０のネジ部５２にネジゲージ３６のネジ部３７がねじ込まれると、スリーブ部材２４がガイド部材１４に摺動されてユニット２２が一体となって上方に移動するようになっている。また、スリーブ部材２４が下方に移動したときに、モータ２８の底部がガイド部材１４の下部に固着された下部プレート１２と当接可能となっており、ユニット２２が落下するのが防止される。
【００２３】
移動プレート２６のスリーブ部材２４より外側の下方部には、管状体４０が取付けられており、管状体４０の下方部にゲージ４１が設けられている。ゲージ４１は、下部プレート１２に設けられた開孔１２Ａに挿通されており、ゲージ４１と対向する位置には、ゲージ４１の目盛りを読み取るエンコーダ４２が設けられている。エンコーダ４２は、ユニット２２と一体となってゲージ４１が垂直方向に移動したときに、移動を開始してから停止するまでのストローク長を測定するものである。
【００２４】
エンコーダ４２は、配線４４を介して制御部４６に接続されている。制御部４６では、ネジゲージ３６のねじ込み量の規格値が予めメモリーに記憶されており、エンコーダ４２で測定されたストローク長と規格値とを比較して、検査品であるワーク５０のネジ部５２の合否を判定する。判定結果は、図示しない表示部に表示されるように構成されている。
【００２５】
次に、検査機器１０の作用について説明する。
【００２６】
図２に示すように、治具２０の保持部１８に、ユーザーの手によって検査対象となるワーク５０が挿入される。その際、保持部１８にはワーク５０を固定する部材は設けられておらず、ワーク５０は自重で保持部１８に保持されると共に、保持部１８の内壁に形成された回り止め（図示省略）によってワーク５０が回転しないように保持される。
【００２７】
ワーク５０が保持部１８にセットされると、モータ２８が駆動され、回転軸２８Ａ及び支持軸２９を介してホルダー部材３２が矢印Ａ方向に所定のトルクで回転し、ホルダー部材３２に支持されたネジゲージ３６が回転する。ネジゲージ３６の回転によりネジ部３７がワーク５０のネジ部５２に噛むと、図３に示すように、ネジ部３７がネジ部５２にねじ込まれて、治具２０の軸方向にネジゲージ３６が回転と共に移動する。ネジゲージ３６の移動とともに、ユニット２２が一体となって上方（矢印Ｂ方向）に移動し、管状体４０を介してゲージ４１が垂直方向に移動する。
【００２８】
ネジゲージ３６がネジ部５２にねじ込まれるときに所定値より大きいトルクがかかると、トルク制御型のモータ２８によってネジゲージ３６の回転を停止する信号が出力される。この信号を受けた時のゲージ４１の目盛りをエンコーダ４２で読み取ることによって、ゲージ４１が移動を開始してから停止する位置までの長さ、すなわち、ネジゲージ３６が移動を開始してから停止する位置までのストローク長が測定される。
【００２９】
そして、制御部４６では、エンコーダ４２で測定されたストローク長を、メモリーに記憶された規格値と比較し、検査品であるワーク５０のネジ部５２の合否を判定する。この検査結果は図示しない表示部に表示される。
【００３０】
また、判定後は、制御部４６は、モータ２８を規定よりも大きいトルクで逆回転させ、ネジゲージ３６を逆回転させてワーク５０のネジ部５２から離脱させる。そして、ネジゲージ３６が原点（元の位置）に戻ると、ワーク５０の検査が終了する。その後、検査対象であるワーク５０を取り替えて保持部１８にセットし、同様にネジ部５２の検査を行なう。
【００３１】
このような検査機器１０では、ネジゲージ３６がトルク制御型のモータ２８によって規定のトルクで回転するので、ワーク５０のネジ部５２へのネジゲージ３６の挿入位置の繰り返し精度が向上する。また、ネジゲージ３６のストローク長がエンコーダ４２で測定され、ワーク５０のネジ部５２の合否が判定されるため、従来のように目視で判定する場合に比較して検査にバラツキがなく、検査精度が向上する。また、ワーク５０のネジ部５２へのネジゲージ３６のねじ込み、及び離脱がモータ２８によって自動で行なわれるので、従来のように手作業でワークを検査する場合に比較して作業性が格段に向上する。
【００３２】
また、この検査機器１０では、ネジゲージ３６の取付部３８が締付け部材３４を締め付けることによってホルダー部材３２に固定支持されており、締付け部材３４を緩めることでネジゲージ３６の交換が可能である。このため、検査対象となるワークの種類に応じてネジゲージを交換することができ、作業性が向上すると共に、コストを削減できる。
【００３３】
次に、本発明の第２実施形態である検査機器１００を示す斜視図である。
【００３４】
なお、第１実施形態と同一の部材には同一の符号を付し、重複した説明は省略する。
【００３５】
この検査機器１００では、上部プレート１６の開口１６Ａに治具１２０が取付けられており、治具１２０の中央部に円形開口からなる保持部１１８が形成されている。保持部１１８の下方には、内径側に縮径した突出部１１８Ａが形成されており、検査品であるワーク１５０が保持部１１８に挿入される。ワーク１５０には、径方向に拡大したフランジ部１５１が形成されており、フランジ部１５１が突出部１８Ａに係止されている。保持部１１８の内壁には、内径方向に張り出した回り止め（図示省略）が形成されており、ワーク１５０が回転しないように保持されている。ワーク１５０は環状部材からなり、フランジ部１５１より先端部側の外周面に雄型のネジ部１５２が形成されている。
【００３６】
また、ホルダー部材３２の凹状部３２Ａに挿入される取付部３８の上方には、支持軸３９を介して円形の支持体１３０が設けられている。支持体１３０の上部には、ネジゲージ１３２の下方部が挿入される凹状部１３０Ａが形成されており、支持体１３０の外周には、雄ネジ部１３０Ｂが形成されている。
【００３７】
ネジゲージ１３２の内周には、ワーク１５０のネジ部１５２に螺合される雌型のネジ部１３４が形成されている。ネジゲージ１３２の外周には、ネジゲージ１３２を凹状部１３０Ａに挿入したときに、支持体１３０の上部に位置する凸部１３２Ａが形成されている。支持体１３０には、ネジゲージ１３２の凸部１３２Ａ及び側部を覆うように固定部材１３６が外挿されている。そして、固定部材１３６の内周には、雌ネジ部１３６Ａが形成されており、雌ネジ部１３６Ａが支持体１３０の雄ネジ部１３０Ｂに締結されると共に、固定部材１３６の上部に形成された縮径部１３６Ｂが凸部１３２Ａを押さえることで、ネジゲージ１３２が支持体１３０に固定される。なお、この検査機器１００の他の構成は、図１と同じである。
【００３８】
このような検査機器１００では、図５に示すように、検査対象となるワーク１５０を治具１２０の保持部１１８にセットすると、ホルダー部材３２が矢印Ａ方向に所定のトルクで回転し、支持軸３９を介して支持体１３０に固定支持されたネジゲージ１３２が回転する。ネジゲージ１３２の回転によりネジ部１３４がワーク１５０のネジ部１５２に噛むと、図４に示すように、ネジ部１３４がネジ部１５２に螺合して、治具１２０の軸方向にネジゲージ１３２が回転と共に移動する。
【００３９】
その際、ネジゲージ１３２に所定値より大きいトルクがかかると、トルク制御型のモータ２８（図１参照）によってホルダー部材３２の回転が停止される。そして、ネジゲージ１３２が移動を開始してから停止する位置までのストローク長がエンコーダ４２（図１参照）で測定され、このストローク長が規格値と比較されることで、検査品であるワーク１５０のネジ部１５２の合否が判定される。
【００４０】
このような検査機器１００では、検査における作業性が向上すると共に、従来のように目視で判定する場合に比較して検査のバラツキがなくなり、検査精度が向上する。また、固定部材１３６の雌ネジ部１３６Ａを支持体１３０の雄ネジ部１３０Ｂに締め付けてネジゲージ１３２を支持体１３０に固定するので、ネジゲージ１３２の交換が容易である。このため、検査対象となるワークの種類に応じてネジゲージを交換することができ、作業性が向上すると共に、コストを削減できる。
【００４１】
なお、上記実施形態の検査機器では、エンコーダ４２で測定されたストローク長に基づき制御部４６で検査品であるワーク５０、１５０の合否を判定したが、この構成に限定するものではない。例えば、測定されたストローク長が表示部に表示されるようにしておき、ユーザーが目視でワークの合否を判定するように構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の第１実施形態である検査機器を示す一部裁断側面図である。
【図２】図１に示す検査機器において、ワークのネジ部にネジゲージのネジ部がねじ込まれる前の状態を示す一部裁断側面図である。
【図３】図１に示す検査機器において、ワークのネジ部にネジゲージのネジ部がねじ込まれた状態を示す部分断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態である検査機器であって、ワークのネジ部にネジゲージのネジ部がねじ込まれる前の状態を示す部分断面図である。
【図５】図４に示す検査機器において、ワークのネジ部にネジゲージのネジ部がねじ込まれた状態を示す部分断面図である。
【符号の説明】
【００４３】
１０   検査機器
１２   下部プレート
１４   ガイド部材
１６   上部プレート
１８   保持部
２０   治具（ワーク受け治具）
２２   ユニット
２４   スリーブ部材
２６   移動プレート
２８   モータ（トルク制御型モータ）
３０   筒体
３２   ホルダー部材
３４   締付け部材
３６   ネジゲージ
３７   ネジ部
３８   取付部
４１   ゲージ
４２   エンコーダ
４４   配線
４６   制御部（判定手段）
５０   ワーク
５２   ネジ部
１００ 検査機器
１１８ 保持部
１２０ 治具（ワーク受け治具）
１３０ 支持体
１３２ ネジゲージ
１３４ ネジ部
１３６ 固定部材
１５０ ワーク
１５１ フランジ部
１５２ ネジ部
【図１】
0004740777.tif 000002
【図２】
0004740777.tif 000003
【図３】
0004740777.tif 000004
【図４】
0004740777.tif 000005
【図５】
0004740777.tif 000006