JP2000018903A - 内径測定装置及びこれを用いた自動内径検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 転造タップ用のナット素材に施されている下
穴内径を正確に、しかも効率的に測定する。 【解決手段】 ナット素材Ｎをその下穴の向きを横向き
にして一列に縦送りするシュータ２と、このシュータ２
内を送られるナット素材Ｎを１個づつその移動を拘束す
るストッパ３と、ストッパ３で拘束されているナット素
材Ｎの下穴に挿入され、その内径を検出するプローブ６
と、該プローブ６の測定結果に基づいて下穴内径不良と
されたナット素材Ｎをシュータ２から外部へ排出する排
出機７とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はナットの製造過程に
おけるねじ加工工程の前段処理として行われる下穴加工
されたナット素材の穴の内径を精度良く、しかも効率的
に測定するための内径測定装置及びこれを用いた自動内
径検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ナット等のねじ加工機として転造タップ
が知られている。転造タップはねじ山を盛り上げて成形
する構造となっており、従来の切削タップ等に比較して
次のような特徴がある。 製造時切粉の発生が殆どないため、ナット使用時に
切粉が原因となる異常トルクの発生がない。 ナットに対する切粉及び切削油の処理が不要であ
る。 加工オイルの使用量が切削タップと比較して１／３
で済む。 切削タップにおける如き切削刃を使用しないから刃
先の摩耗に起因するねじ精度の低下がなく、ナットの精
度を高く維持出来、長寿命化が図れる。

【０００３】ところでこの転造タップでは、ナット素材
に対する許容寸法、特に下穴の内径寸法に対する許容誤
差が±7.5 μｍと極めて厳しい。これに対処するため従
来より種々の方法が採用されており、測定法としてはナ
ット素材１個毎にノギスを用いて手測定し、又はゲージ
を挿入して測定する方法等の接触式と、カメラで撮影し
た画像を処理して内径を演算する方法、又はエアマイク
ロゲージ法等の非接触式とがある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来にお
ける接触式、非接触式のいずれの方法も作業所における
粉塵、油、振動等に対する耐環境性、耐摩耗性、測定精
度、測定時間に難点があり、また転造式ねじ加工機（転
造タップ）と一体的に組み立てて使用するのが難しい等
の問題もあった。本発明はかかる事情に鑑みなされたも
のであって、その目的とするところは転造式ねじ加工機
に組み込んで下穴内径寸法を高精度に、しかも効率的に
自動測定することが出来、製造歩留りの向上が図れ、品
質を高め得る内径測定装置及びこれを用いた自動内径検
査装置を提供するにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の本発明
に係る内径測定装置は、丸穴を有する被測定部材の前記
穴内に挿脱される先端部が閉鎖された円筒形をなすプロ
ーブ本体と、該プローブ本体の先端部内にその中心部か
ら周面に達する放射状に形成した複数の溝と、各溝にこ
れに沿って移動可能に配され、プローブ本体の周面から
外方に突出可能とした球体と、前記プローブ本体にその
基端部側から挿脱され、錐形をなす先端部にて、前記球
体を径方向の外方に向けて押圧する操作杆と、該操作杆
と前記プローブ本体とを夫々前記被測定部材に向けて
前、後移動させる駆動部と前記操作杆と前記球体との接
触圧が所定値となったときに前記操作杆の基準位置から
の移動距離を検出するセンサとを備えることを特徴とす
る。この発明にあってはセンサ出力に基づいてパーソナ
ルコンピュータ、その他簡単な演算手段を用いること
で、丸穴の内径を穴の一端側からその軸心線方向へ所定
深さの位置で正確に測定することが出来て、ナット素材
の下穴等各種の穴の内径を周辺環境に影響されることな
く正確に、しかも効率的に測定することが出来る。

【０００６】請求項２に記載の内径測定装置は、前記セ
ンサにて検出した駆動距離に基づいて前記被測定部材の
穴の内径を求める演算部を備えることを特徴とする。こ
の発明にあっては演算部によってセンサ出力に基づいて
被測定部材の穴内径を正確に算出することが可能とな
る。

【０００７】請求項３に記載の本発明に係る内径測定装
置は、前記被測定部材はねじ形成のための下穴加工を施
したナット素材であることを特徴とする。この発明にあ
っては大量のナット素材の下穴測定を効率的に行い、そ
の寸法の適否を判別することが可能となる。

【０００８】請求項４に記載の本発明に係る内径測定装
置は、前記溝及びこれに配した球体はこれを一組として
プローブ本体の中心周りに等角度で３組以上設けられて
いることを特徴とする。この発明にあってはプローブ本
体の先端部内にその中心から外周面に至る放射状の溝及
びこの各溝に配された球体を一組としてこれを３組以上
を等角度で配したから丸穴の内径を常に正確に測定する
ことが出来る。

【０００９】請求項５に記載の本発明に係る自動内径検
査装置は、丸穴を有する複数の被測定部材をその穴の向
きを平行にした同じ姿勢で一列に一個づつ順送りするガ
イド溝を備えたシュータと、該シュータにおける被測定
部材の移動域に面して配置され、被測定部材の移動を阻
止すべく前記ガイド溝内に出没する複数のストッパと、
前記被測定部材の穴内に挿脱され、穴の内径を測定する
プローブと、前記シュータにおける被測定部材の移動域
に面して配置され、前記プローブによる内径測定結果に
基づいて不良の被測定部材をガイド溝から排出する不良
品排出手段とを備えることを特徴とする。この発明にあ
っては被測定部材の移動域であるガイド溝に面して内径
測定用のプローブと、不良な被測定部材の排出手段とを
備えるから、プローブによる測定結果に基づいて被測定
部材の良品、不良品を判別し、不良品を最終加工前にガ
イド溝外へ排出することで加工の効率化と製品歩留りの
向上が図れる。

【００１０】請求項６に記載の本発明に係る自動内径検
査装置は、前記ストッパ、プローブ及び不良品検出手段
を制御すると共に、前記プローブの出力に基づいて穴の
内径を算出する演算制御部を備えることを特徴とする。
この発明にあっては演算制御部によって装置全体の制御
に加えてプローブの出力に基づいて被測定部材の穴内径
を正確に算出することが可能となる。

【００１１】請求項７に記載の本発明に係る自動内径検
査装置は、前記被測定部材はねじ形成のための下穴加工
を施したナット素材であることを特徴とする。この発明
にあってはナット素材の良品、不良品の判別及び不良品
の排除を効率的に行なえる。

【００１２】請求項８に記載の本発明に係る自動内径検
査装置は、前記ストッパはシュータのガイド溝の両側に
一対配設されていることを特徴とする。この発明にあっ
てはストッパはシュータのガイド溝の両側に一対配設さ
れるから被測定部材を確実に拘束し、他の被測定部材に
影響されることなく内径測定等の検査が可能となる。

【００１３】請求項９に記載の本発明に係る自動内径検
査装置は、前記ストッパはシュータのガイド溝に沿って
被測定部材一個に対応する間隔を隔てて複数対配設され
ていることを特徴とする。この発明にあってはストッパ
はガイド溝に沿って被測定部材１個に対応する間隔を隔
てて複数対配設されており、この間に被測定部材は夫々
他の被測定部材から切り離されて単独に保持されること
となり、穴の検出動作、穴径測定動作、不良品排出動作
を他の被測定部材に邪魔されることなく円滑に行い得
る。

【００１４】請求項１０に記載の本発明に係る自動内径
検査装置は、前記シュータのガイド溝に沿って、被測定
部材の穴の有無を検出する穴検出位置、穴の内径を測定
する測定位置及び穴の内径が不良な被測定部材を排出す
る排出位置がこの順序で設定されていることを特徴とす
る。本発明にあっては被測定部材は先ず穴の有無を検出
されて穴の未加工品の検出を行ない、次いで内径の測定
を行うから誤ってプローブを挿入してプローブを損傷す
る虞れがない。

【００１５】請求項１１に記載の本発明に係る自動内径
検査装置は、丸穴を有する被測定部材の前記穴内に挿脱
される先端部が閉鎖された円筒形をなすプローブ本体
と、該プローブ本体の先端部内にその中心部から周面に
達する放射状に形成した複数の溝と、各溝にこれに沿っ
て移動可能に配され、プローブ本体の周面から外方に突
出可能とした球体と、前記プローブ本体にその基端部側
から挿脱され、錐形をなす先端部にて、前記球体を径方
向の外方に向けて押圧する操作杆と、該操作杆と前記プ
ローブ本体とを夫々前記被測定部材側に向けて前、後移
動させる駆動部と、前記操作杆と前記球体との接触圧が
所定値となったときに前記操作杆の基準位置からの移動
距離を検出するセンサとを備えることを特徴とする。こ
の発明にあっては球体を被測定部材の穴内面に所定の電
力で接触させ、其のときの操作杆の移動距離をセンサに
て検出することがこのセンサ出力から穴内径を正確に算
出することが出来る。

【００１６】請求項１２に記載の本発明に係る自動内径
検査装置は、前記排出手段はシュータにおけるガイド溝
の前面側から被測定部材を後面の排出口に向けて押し出
す排出治具と、常時は前記排出口を閉鎖し、前記排出治
具の動作に伴ってこれを開放する蓋とを備えることを特
徴とする。本発明にあっては不良品はガイド溝の前面側
から排出治具にて後面側に押し出され、これと同時的に
後面の排出口の蓋が外れ、排出口が開口されて、不良品
が排出されることとなり、常時は排出口が蓋にて閉鎖さ
れているから良品が誤って排出される虞れは全くない。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下本発明を、その実施の形態を
示す図面に基づき具体的に説明する。図１は本発明を適
用した自動内径検査装置の構成を示す平面図、図２は図
１に示すII−II線による自動内径検査装置（基板、プロ
ーブ、プローブ駆動用のエアシリンダ及びガイド溝を構
成するフロントガイド部材を省いて示してある）の正面
図、図３は図１の III−III 線による側断面図である。
ここに示すナット下穴の自動内径検査装置は、上流側に
位置する図示しないナット下穴加工機にて下穴（丸形を
なす穴）を形成された被測定部材たるナット素材Ｎを受
け取り、その下穴の内径についての測定、検査を行い、
不良品を排除し、良品のみを下流側に位置する図示しな
い転造タップに送り込むようにしている。

【００１８】図１〜図３において、１は取付用の基板を
示している。基板１の前面側には左，右に夫々所定の間
隔を隔てて上，下方向に延在する一対のシュータ２，２
が設置され、各シュータ２，２を挟むその両側には夫々
相対向させて、左，右一対づつ計３対のストッパ３が
上，下に略ナット素材１個分の間隔を隔てて連設され、
また両シュータ２，２の中間には取付台１３が設置さ
れ、これにはエアシリンダ５，５にて操作されるプロー
ブ６，６が取付けられ、更にその下方に不良品を排出す
る排出機７，７が設置されている。その他図中８は排出
された不良品を集めるための樋、９は不良品の収納筐で
ある。

【００１９】図１，２ではシュータ２，ストッパ３，エ
アシリンダ５，プローブ６、及び排出機７を１セットと
して２セット分を１ユニットとして構成した場合を示し
てあるが、各セットは基板１及び取付台１３，不良品筺
９，パネル４０等を共有する以外は独立に制御され、し
かも実質的に同じ構造に構成されているから、図面の片
側半分に位置する１セット分のシュータ２、ストッパ
３、エアシリンダ５、プローブ６及び排出機７について
以下に説明する。

【００２０】ナット素材Ｎは六角ナット用の場合を示し
ており、周面は６角形に形成され、中心部には透孔（以
下、下穴という）を穿ってある。被測定部材としてはナ
ット素材に限らず穴が形成された各種部品における穴の
内径の測定又は穴径の検査にも適用し得ることは勿論で
ある。

【００２１】シュータ２は略鉛直に配した基板１の前面
にナット素材Ｎの幅寸法、（ナット素材外周面の相対応
する稜線間寸法）よりも若干大きい間隔を隔てて各一対
のサイドガイド部材２１，２１を縦向き平行に固定し、
両サイドガイド部材２１，２１夫々の前面にフロントガ
イド部材２２，２２を固定して構成されている。フロン
トガイド部材２２，２２間の寸法はナット素材Ｎの幅寸
法（ナット素材の外周の相対応するナット面間寸法）よ
りも若干狭く定めてあり、基板１、両サイドガイド部材
２１、両フロントガイド部材２２にて囲われた領域にナ
ット素材Ｎのガイド溝２３が形成されている。

【００２２】各ナット素材Ｎはガイド溝２３内をその穴
の軸心線方向を水平方向（基板１の前面に直交する方
向）に向けた状態で、しかも図２に示す如く相対応する
上，下の平行なナット面を、隣接する上，下のナット素
材Ｎの下，上のナット面と相接した状態で一列縦帯で上
方から下方へナット素材Ｎ１個分毎に相当する寸法づつ
順送りされ、自重にて移動してゆくようにしてある。シ
ュータ２の両側にはガイド溝２３の長手方向である上，
下方向の中間であって、左、右相対応する位置に各一対
のストッパ３が上、下方向に間隔を隔てて３対設けられ
ている。

【００２３】各ストッパ３はガイド溝２３内を上方から
下方に縦一列で搬送されるナット素材Ｎのうちの連続す
る３個のナット素材Ｎ夫々の移動（下降）を拘束するた
めのものであって、最上部に設けられている左、右一対
のストッパ（第１ストッパＳ１と称す）によって拘束さ
れるナット素材Ｎの下穴と対応する位置の基板１には図
４に示す如くナット素材Ｎの下穴よりも若干小さい透孔
１１が形成してあり、この透孔１１に臨ませて基板１の
背面側に下穴の有無を検出する下穴センサＳＥ１（図
１、図４参照）が設置されている。

【００２４】また２段目のストッパ（第２ストッパＳ２
と称す）にて拘束されているナット素材Ｎの下穴と対応
する位置には、基板１の前面側に位置してその下穴内径
を測定するプローブ６が配設されている。更に最下段に
位置するストッパ（第３ストッパＳ３と称す）にて拘束
されているナット素材Ｎと対向する位置には、基板１の
前、後面にわたる態様で不良品をガイド溝２３内から排
出するための排出機７が配設されている。各ストッパ３
については、その構成が実質的に同じであり、第３スト
ッパＳ３の片側のストッパについてはレイアウト上、傾
斜して配置されている点を除いてその配置態様も実質的
に同じであり、一のストッパ３についてのみ具体的に説
明する。

【００２５】各ストッパ３は図１に示す如く基板１の前
面側の凹所内に基板１の表面に沿う水平方向にＬＭガイ
ド３１を設け、このＬＭガイド３１におけるスライダ３
２にエアシリンダ３３及び係止爪３４を固定して構成さ
れている。エアシリンダ３３はそのロッド３３ａの延在
方向をシュータ２と反対側に向けて設置されており、基
板１に設けた支持板１２に連結され、また係止爪３４は
スライダ３２にガイド溝２３側に向けて延設され、ガイ
ド溝２３を構成する片側のサイドガイド部材２１に穿っ
た穴を通してガイド溝２３内に出没するように構成して
ある。係止爪３４の先端はナット素材Ｎの斜め下向きの
ナット面に対応する傾斜面に形成されており、この傾斜
面をナット面に当接させることでナット素材Ｎの移動を
拘束保持するようにしてある。

【００２６】第１、第２ストッパＳ１，Ｓ２は、いずれ
も常態では各係止爪３４をガイド溝２３内に差し入れた
状態で夫々ナット素材Ｎの下降を阻止した状態にあり、
後述する制御部４にてエアシリンダ３３を駆動制御する
ことで所定のタイミングにて係止爪３４をガイド溝２３
内から引き込め、ナット素材Ｎを１個づつ下方に送り出
してゆくようにしてある。第３ストッパＳ３はこれらと
は逆に常態では係止爪３４をガイド溝２３内から引き込
め、不良品が検出され、落下されてくる都度ガイド溝２
３内に挿入されるようにしてある。

【００２７】図４は図２のIV−IV線による拡大断面図で
あり、下穴センサＳＥ１の配置態様を示している。下穴
センサＳＥ１は発光素子及び受光素子を備えており、第
１ストッパＳ１に保持されているナット素材Ｎに発光素
子から光を照射し、ナット素材Ｎからの反射光を捉えて
反射光の輝度に対応する電気信号を後述する制御部４
（図９参照）へ出力するようにしてある。制御部４はそ
の電気信号の強度に基づいて、強度が小さい場合はナッ
ト素材Ｎに下穴が設けられていると判断し、また強度が
大きい場合は下穴が設けられていないと判断するように
してある。

【００２８】基板１の前面には図１に示す如く両シュー
タ２，２の中間に位置させて取付台１３が固定されてお
り、その両側にはロッド５１を基板１の前方に向けてエ
アシリンダ５，５が固定されている。エアシリンダ５の
ロッド５１には固定ブロック５２が設けられ、この固定
ブロック５２にはフローティング機構５３を介して可動
ブロック５４が装着され、この可動ブロック５４に蝶板
５５を介してプローブ６の支持アーム５７が実線で示す
使用位置と２点鎖線で示すメンテナンス位置（又はプロ
ーブ交換位置）とに回動可能に取り付けられている。ま
た前記固定ブロック５２には取付台１３側に向けて案内
部材５６が延在され、取付台１３に設けた摺動溝に摺嵌
せしめられており、ロッド５１の伸縮に伴って摺動溝内
を移動し、ロッド５１の伸縮に伴う固定ブロック５２の
振動を抑制し、円滑な移動を行なわせ得るようにしてあ
る。なお、支持アーム５７は常時は可動ブロック５４
と、また可動ブロック５４は固定ブロック５２と夫々一
体的に図示しないクランプ手段にてクランプされてお
り、ガイド溝２３に対するプローブ６の位置合わせ時に
は一のクランプ手段を解除することで可動ブロック５４
はフローティング機構５３を介して固定ブロック５２に
対し二次元方向への移動が可能となり、更にメンテナン
ス時には別のクランプ手段を解除することで支持アーム
５７を蝶板５５回りに回転が可能となるようにしてあ
る。

【００２９】図５はプローブの拡大断面図、図６（ａ）
は図５に示す球体周辺の部分拡大断面図、図６（ｂ）は
図６（ａ）のｂ−ｂ線による部分拡大平面図、図６
（ｃ）は図５のｃ−ｃ線による断面図である。プローブ
６は、筒形をなすプローブ本体６１の先端部に切頭円錐
台形のキャップ６２を螺合固定し、このキャップ６２の
内面に中心部から周面に達する放射状の溝６２ａを形成
し、各溝６２ａ内の球体（鋼球）６３を収納すると共
に、前記プローブ本体６１内に前記各球体６３をプロー
ブ本体６１の径方向に前，後移動させるための操作ロッ
ド６４を摺嵌すると共に、この操作ロッド６４とプロー
ブ本体６１との間に操作ロッド６４に圧力を付与するコ
イルスプリング６５及びコイルスプリング６５を伸縮さ
せる操作筒６６を摺嵌して構成されている。

【００３０】キャップ６２の溝６２ａはその中心部から
周方向に６０°づつ等角度で３方向に放射状に形成さ
れ、この溝６２ａの延長上に位置する前記プローブ本体
６１の側周壁には夫々楕円形をなす窓穴６１ａが開口さ
れている。窓穴６１ａはプローブ本体６１の内面から外
面近傍に至る間では球体６３の直径よりも僅かに大きい
円形に形成され、プローブ本体６１の外周面近傍では、
図６（ｂ）に示す如く短径が、球体６３の直径よりも僅
かに小さい楕円形に形成されており、各球体６３はキャ
ップ６２に形成されている溝６２ａに沿ってプローブ本
体６１の中心と窓穴６１ａとの間を移動し、窓穴６１ａ
に面して位置すると球体６３は窓穴６１ａの周縁部によ
って外方への脱落を阻止された状態で周面の一部が図６
（ａ）に示す如く窓穴６１ａから、プローブ本体６１の
外周面よりも若干外方に突き出した状態となるようにし
てある。

【００３１】操作ロッド６４は図５、図６（ｃ）に示す
如く先端末が円錐形、又は角錐形に形成され、またこれ
に続く先端側半分はその直径をプローブ本体６１の内径
と略等しく、また後端側半分はその直径をプローブ本体
６１の内径よりも小さく設定してあり、前記プローブ本
体６１の後端側からこれに摺嵌せしめられ、円錐台形を
なす先端末をキャップ６２の内底に形成した放射状をな
す溝６２ａの中心部に臨ませ、その円錐台形の周面を各
球体６３に当接せしめてある。

【００３２】またコイルスプリング６５はプローブ本体
６１と操作ロッド６４との間に介在され、その一端部は
操作ロッド６４の外周に形成した段差部６４ａに、また
他端部は操作筒６６の先端部に当接している。一方操作
筒６６は先端部がプローブ本体６１と操作ロッド６４と
の間に摺嵌され、基端部は先端部よりも大径であってプ
ローブ本体６１の後方に位置し、段差部６６ａがプロー
ブ本体６１の後端部に当接することで操作ロッド６４に
対する押圧限界となるようにしてある。操作筒６６の後
端部にはエアシリンダ６７のロッドが連結され、またプ
ローブ本体６１の後端部には支持アーム５７に固定した
エアシリンダ６８のロッド６８ａが連結されており、こ
のロッド６８ａにてプローブ６全体（エアシリンダ６７
を含む）が図１に示す如く支持アーム５７に保持された
状態となっている。

【００３３】エアシリンダ６８は支持アーム５７に対
し、エアシリンダ６７を含めてプローブ６全体をシュー
タ２のガイド溝２３に向けて前後移動させ、またエアシ
リンダ６７は操作筒６６を前後移動させ、コイルスプリ
ング６５を介して操作ロッド６４を前後移動させ、球体
６３を溝６２ａに沿って外方向に移動させ、その外周面
をナット素材Ｎの下穴内周面に接離せしめるようにして
ある。

【００３４】支持アーム５７の背面には前記プローブ６
と対応する位置に筺体６９が設けられ、該筺体６９内に
図５に示す如き非接触式の変位センサＳＥ２が設置され
ている。変位センサＳＥ２は操作ロッド６４の後端面に
臨んで位置するコイルを備え、このコイルに通電するこ
とで金属製の操作ロッド６４の基端面に交流磁束を作用
させると、操作ロッド６４の基端面には磁束変化を打消
す態様の渦電流が発生することを利用しており、コイル
と操作ロッド６４との距離が変化すると磁束が変化する
結果、渦電流も変化し、これに伴って、コイル両端の電
圧が変化する。従って、操作ロッド６４と球体６３との
接触圧を、例えばエアシリンダ６７の空気圧の変化とし
て捉え、この空気圧が所定値に達した時の変位センサＳ
Ｅ２の出力である電圧値を制御部４に取り込み、操作ロ
ッド６４と変位センサＳＥ２との距離ｅを算出する。操
作ロッド６４の軸方向移動量は通常極く僅かであるか
ら、変位センサＳＥ２を基準位置としてここからの操作
ロッド６４の後端面までの距離を求めてもよいが、エア
シリンダ６７による操作筒６６に対する押圧力を零とし
たときの操作ロッド６４の位置を基準位置としてここか
らの移動距離を求めてもよい。

【００３５】前記距離ｅと下穴内径との関係は、予め関
係式として表しておくか、又はデーブル化しておくこと
で下穴内径を容易に算出することが可能である。

【００３６】図７は不良品の排出機の構成を示す模式的
平面図、図８は同じくその右側面図であり、排出機７は
不良品を排出する排出治具７１、排出口１４を開閉する
蓋７２、これら排出治具７１、蓋７２を取り付けた一対
のスライドロッド７３，７３及びこれら両スライドロッ
ド７３，７３を操作するエアシリンダ７４等にて構成さ
れている。両スライドロッド７３，７３は左、右方向に
所定の間隔を隔てて基板１を貫通する態様でこれに平行
摺嵌されている。また排出治具７１は細長い板材を略Ｌ
字形に折曲して成形されており、基端部側は基板１と平
行に位置させ、２本のスライドロッド７３，７３におけ
る基板１の前面側に位置する端部間に渡して固定され、
また先端部側は第３ストッパＳ３にて保持されるガイド
溝２３内のナット素材Ｎと対向する位置に延在せしめて
ある。

【００３７】一方蓋７２は支持杆７２ａを介して基板１
の背面側に位置するスライドロッド７３，７３の他端部
及びエアシリンダ７４に渡して固定され、第３ストッパ
Ｓ３にて保持されるナット素材Ｎ及びこれと対向する基
板１に形成された排出口１４に臨むよう支持されてい
る。

【００３８】そしてエアシリンダ７４は基板１の背面側
であってスライドロッド７３，７３の略中間の位置でロ
ッド７４ａを基板１に連結し、シリンダ本体は蓋７２の
支持杆７２ａに固定されており、該エアシリンダ７４の
駆動により、ロッド先端を連結してある基板１に対して
エアシリンダ本体が前、後移動し、これに伴って排出口
１４の蓋７２が排出口１４を開閉すると共に、スライド
ロッド７３，７３及び排出治具７１が実線で示す位置と
破線で示す位置とを移動し、排出治具７１の先端が対向
する第３ストッパＳ３に拘束されているナット素材Ｎを
開口された排出口１４側に押し出し、樋８の開口部に落
下せしめられ、樋８に沿って不良品筐９に集められるこ
ととなる。

【００３９】このような排出機７にあっては、シュータ
２のガイド溝２３から不良のナット素材Ｎを排出する際
にのみ蓋７２が外され、排出口１４が開口され、排出し
終わると排出口１４が閉鎖されることとなるから、ガイ
ド溝２３から良品とされたナット素材Ｎが外部に排出さ
れる虞れが全くない。

【００４０】その他、図２において、ＳＥ３，ＳＥ４は
ナット素材Ｎの存否を確認するための確認センサであ
り、確認センサＳＥ３はシュータ２におけるガイド溝２
３の入口側近くにあって、第１ストッパＳ１によって拘
束されているナット素材Ｎの直上にナット素材Ｎが存在
するか否かを検出し、また確認センサＳＥ４は同じくガ
イド溝２３の出口側近く、具体的には第３ストッパＳ３
に拘束されているナット素材Ｎと転造タップへの供給位
置との間にあって夫々ガイド溝２３に臨ませて設置され
ている。

【００４１】確認センサＳＥ３、ＳＥ４はガイド溝２３
を隔てて一方に発光素子を、他方に受光素子を配設して
構成されており、発光素子からの光が受光素子に入射し
ない場合にはナット素材Ｎ有りと、また入射された場合
はナット素材Ｎ無しと制御部４にて判断される。このよ
うな制御部４の判断でナット素材Ｎに対する検査作業を
一時的に中断又は作業速度を遅速制御することで転造タ
ップに対するナット素材Ｎの供給に過不足を生じないよ
うにする。

【００４２】図９は自動内径検査装置の制御部の構成を
示すブロック図であり、図中４０は制御部のパネルを示
している。パネル４０には左、右の自動内径検査装置に
対する電源のオン、オフを示す電源表示ランプ４１、自
動又は手動を切換えるスイッチＳＷ、直前に内径検査を
受けたナット素材Ｎが良品か不良品かを区別して点灯す
る表示ランプ４２，４２、検査結果に基づいて良品又は
不良品の下穴内径を表示する表示器４３，４３等を備え
ている。

【００４３】制御部４は各シュータ２，２の下穴検出セ
ンサＳＥ１から下穴有信号を、また確認センサＳＥ３，
ＳＥ４から、それぞれナット素材Ｎの存在検出信号を得
て、各プローブ６に測定開始信号を出力し、プローブ６
を動作させ、また変位センサＳＥ２から測定信号を取り
込み、下穴内径の良否を判断する。更に制御部４は各ス
トッパＳ１〜Ｓ３駆動用のにエアシリンダに対するエア
供給、停止指令、変位センサＳＥ２に対する測定指令、
プローブ６駆動用のエアシリンダ６７、６８に対するエ
アの供給、停止指令、排出機７のエアシリンダ７４に対
するエアの供給、停止指令等を含む検査作業全体の制御
を行なう。下穴内径の測定及びその良品の判定は前述し
た下穴内径が許容誤差±７μｍを越えたか否かを判断
し、その判定結果に基づいて、各シュータ２，２におけ
る第１〜第３ストッパＳ１〜Ｓ３を予め定められたタイ
ミングで動作せしめてナット素材Ｎを順送りし、又は排
出機７を動作させる。

【００４４】次に制御部４による第１〜第３ストッパＳ
１〜Ｓ３、プローブ６の動作順序を図１０，図１１に示
すフローチャートと共に具体的に説明する。先ず確認セ
ンサＳＥ３にて、ナット素材Ｎが存在しているか否かを
判断し（ステップＳ１）、存在している場合には第１ス
トッパＳ１により拘束されているナット素材Ｎが下穴加
工がなされているか否かを下穴検出センサＳＥ1 にて検
出する (ステップＳ２）。

【００４５】下穴加工がなされている場合には第１スト
ッパＳ１を開き第２ストッパＳ２を閉じ、そのナット素
材Ｎを第２ストッパＳ２による拘束位置に落下させる
(ステップＳ３）。第２ストッパＳ２によって拘束され
ているナット素材Ｎの下穴内にプローブ６を挿入し (ス
テップＳ４）、また同時的に第１ストッパＳ１を閉じた
後 (ステップＳ５）、エアシリンダ６７を駆動して球体
６３をナット素材Ｎの下穴内面に圧接させる (ステップ
Ｓ６）。プローブ６における操作ロッド６４の位置を変
位センサＳＥ２を用いて測定し (ステップＳ７）、制御
部４にて下穴内径を算出し、その適否を判断し、判断の
結果は制御部４のメモリに格納されて保持される (ステ
ップＳ８）。エアシリンダ６７によるエア圧力を解放
し、球体６３をプローブ本体６１内に引込め（ステップ
Ｓ９）、またエアシリンダ６８のロッドを退入してプロ
ーブ６を後退させ、プローブ６をナット素材Ｎから引抜
く (ステップＳ１０）。

【００４６】制御部４において、算出したナット素材Ｎ
の下穴内径が許容範囲を越えているか判断し（ステップ
Ｓ１１）、許容範囲を越えていない場合、換言すれば不
良品ではない場合には第２ストッパＳ２を開くと共に、
第３ストッパＳ３を閉じ、ナット素材Ｎを第３ストッパ
上に落下させる (ステップＳ１２）。第２ストッパＳ２
を閉じ（ステップＳ１３）、次のナット素材Ｎの落下を
待つ。確認センサＳＥ４にて良品とされたナット素材Ｎ
が存在するか否かを判断し（ステップＳ１４）、ナット
素材Ｎが存在しない場合には第３ストッパＳ３を開き
（ステップＳ１５）、ナット素材Ｎを転造タップ側へ送
り出す。一方ステップＳ２の判断において下穴加工がな
されていない未加工の不良品の場合にはこれを制御部４
に記憶した後（ステップＳ１６）、以下の制御によって
その排出処理を行う。

【００４７】即ち、第１ストッパＳ１を開き（ステップ
Ｓ１７）、不良品とされたナット素材Ｎを第２ストッパ
Ｓ２による拘束域に落下させ、第１ストッパＳ１を閉じ
る (ステップＳ１８）。第２ストッパＳ２に不良品ナッ
ト素材Ｎが拘束されると、プローブ６の操作は行わずに
(ステップＳ１９）、第２ストッパＳ２を開き (ステッ
プＳ２０）、ナット素材Ｎを第３ストッパＳ３による拘
束位置に落下させ、第２ストッパＳ２を閉じる (ステッ
プＳ２１）。

【００４８】排出機７のエアシリンダ７４を駆動し、排
出治具７１をガイド溝２３側に引き寄せると共に、蓋７
２を排出口１４から抜き出し、排出口１４を開口し、不
良品とされたナット素材Ｎを排出治具７１にて排出口１
４から樋８内に落下させる（ステップＳ２２）。ステッ
プＳ１１の判断において下穴不良と判断されたナット素
材Ｎについては、ステップＳ２０へ進み、下穴未加工の
ナット素材Ｎと同様に第３ストッパＳ３による拘束位置
に落下させられ、同様に排出機７にて樋８へ落下せしめ
られる。なお、制御部４は上述した実施の形態にあって
は自動内径検査装置の一部として構成した場合を示した
が、これに限らず、例えばパーソナルコンピュータを用
いて内径の演算、制御を行ってもよい。

【００４９】また実施の形態にあってはシュータを略垂
直に設けてナット素材Ｎを自重にて落下させつつ順送り
する構成を示したが、これに限らずシュータを水平に接
地し、逐次エアシリンダ等にてナット素材を横送りする
構成としてもよいことは勿論である。

【００５０】表１〜表６は各基準穴材に形成した穴内径
をマグネスケール（１／1000ｍｍ)で手測定した値（基
準値）と、図１〜図１２に示す自動内径検査装置におけ
る左右各セットを構成する非接触式の変位センサＳＥ２
の出力に基づく測定値（ｍｍ）（表１〜表３は左側セッ
ト、表４〜表６は右側のセットによる測定値）とを対比
して示している。

【００５１】

【表１】

【００５２】

【表２】

【００５３】

【表３】

【００５４】

【表４】

【００５５】

【表５】

【００５６】

【表６】

【００５７】表１〜表６から明らかなように、測定値の
誤差は許容誤差である±７μｍ以下に留まっていること
が解る。

【００５８】図１２は下穴が０．１２５ｍｍ〜２．００
０ｍｍまでの各設定値に対する各変位センサＳＥ１の出
力特性を示すグラフであり、横軸に設定値（ｍｍ）を、
また縦軸に変位センサの出力（Ｖ）をとって示してあ
る。表１〜表６及び図１２から明らかなように、左右の
変位センサＳＥ２の出力に若干のばらつきは存在するも
のの、左、右セットの検出値は略一致していることが解
る。

【００５９】

【発明の効果】請求項１に記載の本発明装置にあって
は、被測定部材の穴内にプローブ本体を挿脱させること
で容易且つ正確に穴内径を測定することが出来、多数の
被測定物の穴内径を効率的に測定し、適否の判断を施し
得ることとなる。

【００６０】請求項２に記載の本発明装置にあっては、
センサ出力を演算部に取り込むことで被測定部材の穴内
径を算出することが出来るので、例えばパーソナルコン
ピュータ等を用いてこの演算を行うことも可能となる。

【００６１】請求項３に記載の本発明装置にあっては、
下穴加工を施したナット材料の下穴精度を高めること
で、転造によるねじ成形を正確に行うことが出来、しか
も潤滑油等の大幅な節減が可能となる。

【００６２】請求項４に記載の本発明装置にあっては、
前記溝およびこれに配した球体はこれを一組としてプロ
ーブ本体の中心周りに放射状に３組以上設けられている
から正確な内径測定が可能となる。

【００６３】請求項５に記載の本発明装置にあっては、
シュータのガイド溝に沿って送られてくるナット素材
を、その移動を停止させて内径測定を行い、良品であれ
ばそのまま通過させ、また不良品である場合にはガイド
溝から排出することでねじ転造に先立って排除出来、歩
留りの向上が図れる。

【００６４】請求項６に記載の本発明装置にあっては、
パーソナルコンピュータ等を演算制御部として用いるこ
とで全体の制御と共に、センサ出力に基づく被測定部材
の穴内径の算出を行うことが出来る。

【００６５】請求項７に記載の本発明装置にあっては、
下穴加工を施したナット材料の下穴精度を高めること
で、転造によるねじ成形を正確に行うことが出来、しか
も潤滑油等の大幅な節減が可能となる。

【００６６】請求項８に記載の本発明装置にあっては、
ストッパはシュータのガイド溝の両側に一対配設される
から被測定部材の移動を確実に拘束し、他の被測定部材
に影響されることなく検査が可能となる。

【００６７】請求項９に記載の本発明装置にあっては、
ストッパはガイド溝に沿って被測定部材１個毎に対応す
る間隔を隔てて複数対配設されているから、この間を被
測定部材は夫々他の被測定部材から切り離された状態に
維持されることとなり、測定検出動作、排出動作を他の
被測定部材に邪魔されることなく行い得る。

【００６８】請求項１０に記載の本発明装置にあって
は、被検査材は先ず穴の有無を検出され、不良品を検出
した後、内径の測定を行うからプローブが損傷される虞
れがなく、不良品を確実に排出出来る。

【００６９】請求項１１に記載の本発明装置にあって
は、複数の球体を放射状の溝に沿って移動させ、その周
面の一部をプローブ本体の外方に突出させ、被測定部材
の穴内面に圧接させることで正確、且つで迅速な内径の
検出が可能となる。

【００７０】請求項１２に記載の本発明装置にあって
は、ガイド溝の前面側から排出治具にて後面に押し出さ
れ、これと同時的に後方の排出口の蓋が外れて排出口が
開口されることとなり、良品が誤って排出される虞れは
全くない。

【図面の簡単な説明】

【図１】自動内径検査装置の構成を示す平面図である。

【図２】図１に示すII−II線による自動内径検査装置の
正面図である。

【図３】図１のIII −III 線による側断面図である。

【図４】図２のIV−IV線による拡大断面図である。

【図５】プローブの拡大断面図である。

【図６】図６（ａ）は図５に示す球体周辺の部分拡大断
面図、図６（ｂ）は図６（ａ）のｂ−ｂ線による部分拡
大平面図、図６（ｃ）は図５のｃ−ｃ線による断面図で
ある。

【図７】不良品の排出機の構成を示す模式的平面図であ
る。

【図８】図７の右側面図である。

【図９】自動内径検査装置の制御部の構成を示すブロッ
ク図である。

【図１０】図９に示す制御部による制御過程を示すフロ
ーチャートである。

【図１１】図９に示す制御部による制御過程を示すフロ
ーチャートである。

【図１２】変位センサの出力特性を示すグラフである。

【符号の説明】

１ 基板 ２ シュータ ３ ストッパ ４ 制御部 ５ エアシリンダ ６ プローブ ７ 排出機 ８ 樋 ２３ ガイド溝 ６３ 球体 ６２ａ 溝 ６１ プローブ本体 ６４ 操作ロッド ６６ 操作筒 ６７，６８ エアシリンダ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 廣田 哲也 兵庫県尼崎市御園町21番地 住金制御エン ジニアリング株式会社内 (72)発明者 山本 明志 兵庫県尼崎市御園町21番地 住金制御エン ジニアリング株式会社内 Ｆターム(参考） 2F062 AA02 AA34 BB04 BC63 CC23 CC27 EE09 EE13 EE62 GG51 GG65 GG71 HH32 MM12 MM13 NN02 NN04 2F063 AA02 AA20 BA01 BB05 BC02 CA11 CA13 DA01 DA02 DA04 DB04 DC08 DD02 GA05 JA04 ZA01 ZA06

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 丸穴を有する被測定部材の前記穴内に挿
   脱される先端部が閉鎖された円筒形をなすプローブ本体
   と、該プローブ本体の先端部内にその中心部から周面に
   達する放射状に形成した複数の溝と、各溝にこれに沿っ
   て移動可能に配され、プローブ本体の周面から外方に突
   出可能とした球体と、前記プローブ本体にその基端部側
   から挿脱され、錐形をなす先端部にて、前記球体を径方
   向の外方に向けて押圧する操作杆と、該操作杆と前記プ
   ローブ本体とを夫々前記被測定部材側に向けて前、後移
   動させる駆動部と、前記操作杆と前記球体との接触圧が
   所定値となったときに前記操作杆の基準位置からの移動
   距離を検出するセンサとを備えることを特徴とする内径
   測定装置。
2. 【請求項２】 前記センサにて検出した移動距離に基づ
   いて前記被測定部材の穴の内径を求める演算部を備える
   ことを特徴とする内径測定装置。
3. 【請求項３】 前記被測定部材はねじ形成のための下穴
   加工を施したナット素材であることを特徴とする請求項
   １又は２記載の内径測定装置。
4. 【請求項４】 前記溝及びこれに配した球体はこれを一
   組としてプローブ本体の中心周りに等角度で３組以上設
   けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか
   に記載の内径測定装置。
5. 【請求項５】 丸穴を有する複数の被測定部材をその穴
   の向きを平行にした同じ姿勢で一列に一個づつ順送りす
   るガイド溝を備えたシュータと、該シュータにおける被
   測定部材の移動域に面して配置され、被測定部材の移動
   を阻止すべく前記ガイド溝内に出没する複数のストッパ
   と、前記被測定部材の穴内に挿脱され、穴の内径を測定
   するプローブと、前記シュータにおける被測定部材の移
   動域に面して配置され、前記プローブによる内径測定結
   果に基づいて不良の被測定部材をガイド溝から排出する
   不良品排出手段とを備えることを特徴とする自動内径検
   査装置。
6. 【請求項６】 前記ストッパ、プローブ及び不良品排出
   手段を制御すると共に、前記プローブの出力に基づいて
   穴の内径を算出する演算制御部を備えることを特徴とす
   る請求項５記載の自動内径検査装置。
7. 【請求項７】 前記被測定部材はねじ形成のための下穴
   加工を施したナット素材であることを特徴とする請求項
   ５又は６に記載の自動内径検査装置。
8. 【請求項８】 前記ストッパはシュータのガイド溝の両
   側に一対配設されていることを特徴とする請求項５〜７
   のいずれかに記載の自動内径検査装置。
9. 【請求項９】 前記ストッパはシュータのガイド溝に沿
   って被測定部材一個に対応する間隔を隔てて複数対配設
   されていることを特徴とする請求項５〜８のいずれかに
   記載の自動内径検査装置。
10. 【請求項１０】 前記シュータのガイド溝に沿って、被
    測定部材の穴の有無を検出する穴検出位置、穴の内径を
    測定する測定位置及び穴の内径が不良な被測定部材を排
    出する排出位置がこの順序で設定されていることを特徴
    とする請求項５〜９のいずれかに記載の自動内径検査装
    置。
11. 【請求項１１】 丸穴を有する被測定部材の前記穴内に
    挿脱される先端部が閉鎖された円筒形をなすプローブ本
    体と、該プローブ本体の先端部内にその中心部から周面
    に達する放射状に形成した複数の溝と、各溝にこれに沿
    って移動可能に配され、プローブ本体の周面から外方に
    突出可能とした球体と、前記プローブ本体にその基端部
    側から挿脱され、錐形をなす先端部にて、前記球体を径
    方向の外方に向けて押圧する操作杆と、該操作杆と前記
    プローブ本体とを夫々前記被測定部材側に向けて前、後
    移動させる駆動部と、前記操作杆と前記球体との接触圧
    が所定値となったときに前記操作杆の基準位置からの移
    動距離を検出するセンサとを備えることを特徴とする請
    求項５〜１０のいずれかに記載の自動内径検査装置。
12. 【請求項１２】 前記不良品排出手段はシュータにおけ
    るガイド溝の前面側から被測定部材を後面の排出口に向
    けて押し出す排出治具と、常時は前記排出口を閉鎖し、
    前記排出治具の動作に伴ってこれを開放する蓋とを備え
    ることを特徴とする請求項５〜１１のいずれかに記載の
    自動内径検査装置。