JP2011242201A - 貫通孔開口縁面取り寸法の良否検査方法と検査治具 - Google Patents

Abstract

【課題】径方向貫通孔の開口縁に面取り部が施された筒状部品を検査対象にして、前記面取り部の面取り寸法が規定範囲内にあるか否かの検査を短時間で信頼性良く行えるようにすることを課題としている。
【解決手段】頭部と胴部と円錐部３ｃを有する挿入ピン３と、筒状部品２０の軸孔２１の内径寸法に適合させた外径寸法とピン孔２ａとを有する治具本体２からなる測定治具１を使用し、軸孔２１に治具本体１を挿入した後、前記部品に設けられた貫通孔２２の開口縁の面取り部２３に円錐部３ｃが接する位置まで挿入ピン３を貫通孔２２に挿入し、治具本体２の軸孔２１からの突出部を基準面１１ｂに当て、この状態で基準面１１ｂから挿入ピン３の頭頂面までの距離Ｌ１が規定範囲内にあるか否かを調べて面取り寸法の良否判定を行う。
【選択図】図６

Description

この発明は、径方向貫通孔（外径面から内径面に抜ける孔）の開口縁に面取り部が形成された筒状部品を検査対象にして、前記面取り部の面取り寸法が規定範囲内にあるか否かを検査する面取り寸法の良否検査方法とその方法に利用する検査治具に関する。

この発明による検査対象の一例を図８に示す。図示の検査対象、すなわち、筒状部品（図のそれは筒状部品）２０は、手動変速機（ＭＴ）のシフト用部品であって、軸孔２１と、外径面から前記軸孔２１に抜ける径方向の貫通孔２２を有する。

前記貫通孔２２の外径面側の開口縁には面取り部２３が形成されており、例示の部品については、軸孔２１の中心（内径中心）Ｃからその面取り部２３までの寸法（この発明ではこれを面取り寸法と言う）Ｌを厳しく管理することが要求される。

そのために、面取り寸法の良否検査を行っている。その検査は、三次元測定器を使用して軸孔２１の中心を求め、その後、面取り部の深さを測定することで面取り部寸法を求めて部品の品質を保証している。
なお、面取り部の深さの測定に関しては、下記特許文献１に開示される段差測定具も提案されている。

その特許文献１の段差測定具は、先端がテーパの測定ヘッドを備えた摺動部材をケーシングに挿入しており、ケーシングの先端を測定物の外面（測定基準面）に当接させ、この状態で測定ヘッドのケーシングからの突出部を測定物に設けられた孔に入れてその孔の面取り部に当て、このときの摺動部材のケーシングとの相対基準位置からの摺動量を測定することで測定物の外面からの面取り部深さを求めることができる。

実開平３−２３３０３号公報

三次元測定器を使った従来法での面取り寸法の良否検査は、部品１個当たりの寸法測定に約１０分の時間を費やし、効率が悪い。量産品については、抜き取り検査であっても、１ロット当たりの検査回数が多くなるため、検査に要する時間と労力が無視できないものになる。

また、特許文献１に開示された段差測定具は、内径中心から測定物の外面までの距離を測れないため、先に述べた軸孔中心から面取り部までの寸法の測定には利用することができない。

そこで、この発明は、上述した面取り寸法の良否検査を短時間で信頼性良く行えるようにすることを課題としている。

上記の課題を解決するため、この発明においては、外径面から内径面に抜ける径方向の貫通孔を有し、その貫通孔の外径面側開口縁に面取り部が施される筒状部品を検査対象にして、上記面取り寸法が規定範囲内にあるか否かに関する良否検査を以下のようにして行なう。
すなわち、前記貫通孔の孔径よりも大径の頭部と、前記貫通孔の孔径よりも小径の胴部を有し、さらに、その頭部と胴部との間に前記面取り部のテーパ角よりもテーパ角の小さな円錐部を有する挿入ピンと、
前記軸孔の内径寸法に適合させた外径寸法と前記挿入ピンの胴部を挿入する軸直角なピン孔とを有する治具本体からなる測定治具を使用し、
前記治具本体を前記筒状部品の軸孔に挿入した後、前記円錐部が前記面取り部に接する位置まで前記挿入ピンの胴部を前記貫通孔と前記ピン孔に挿入し、
前記治具本体の前記軸孔からの突出部を基準面に当て、この状態で前記基準面から前記挿入ピンの頭頂面までの距離が規定範囲内にあるか否かを調べて面取り寸法の良否判定を行う。

この方法を実施するために、この発明は、前記治具本体と挿入ピンを組み合わせた前掲の測定治具と、水平な基準面を有し、その基準面で前記筒状部品の軸孔に貫通させた前記治具本体を支えるテーブルと、測定子を下に向けたマイクロゲージと、このマイクロゲージを昇降自在に支持するスタンドを備えた貫通孔開口縁面取り寸法の良否検査装置も併せて提供する。

この検査装置は、前記治具本体が、自己の軸心に対して平行、かつ、前記ピン孔の軸心に対して垂直な平坦部が外周に形成されたロッドであると好ましい。

また、前記ピン孔の孔径を、前記挿入ピンの胴部が適合して挿入される大きさにするもの好ましい。

この発明の検査方法では、治具本体を当接させた基準面から筒状部品の貫通孔に差し込んだ挿入ピンの頭頂面までの距離が規定範囲内にあるか否かを調べる。その距離は、面取り寸法の実測値を表すわけではないが、前記面取り寸法のばらつきに応じて変動するため、測定した距離を規定値と比較することで面取り寸法の良否判定を行うことができる。

面取り寸法のばらつき量が測定した距離の規定値からのずれ量となって表れるため、検査の信頼性も高い。

また、この方法は、筒状部品の軸孔に治具本体を挿入した後、筒状部品に設けられた貫通孔から治具本体に設けられたピン孔に前記挿入ピンを挿入し、その後、治具本体が載せられた基準面から前記挿入ピンの頭頂面までの距離を計測すればよいので、作業を簡単かつ、迅速に行える。

この発明の方法で利用する測定治具の正面図 図１の測定治具の側面図 良否検査装置のテーブルとマイクロゲージとゲージスタンドを示す正面図 筒状部品の軸孔に治具本体を挿入し、さらに、挿入ピンを部品の貫通孔に挿入した状態を示す側面図 筒状部品とそれに装着した測定治具を良否検査装置のテーブル上にセットした状態を示す正面図 基準面から挿入ピンの頭頂面までの距離の測定状態を示す図 面取り部の内端に対する挿入ピンの円錐部の接触状態を拡大して示す図 （ａ）測定対象の一例を示す正面図、（ｂ）同上の測定対象の断面図

以下、この発明の検査方法の実施の形態を説明する。図１及び図２に、この発明において面取り寸法の良否検査に利用する測定治具の一例を示す。この測定治具１は、図８に示した筒状部品２０を検査対象にしたものであって、治具本体２と挿入ピン３とからなる。

治具本体２は、前記軸孔２１の内径に適合した外径を有している。また、軸直角なピン孔２ａを長手途中の外周に有している。ピン孔２ａは、挿入ピン３の挿入が許容される孔である。

例示の治具本体２は、所定長さの真直なロッドで構成されており、外周に、自己の軸心に対して平行、かつ、ピン孔２ａの軸に対して垂直な平坦部２ｂを有している。

挿入ピン３は、筒状部品２０に設けられた貫通孔２２の孔径よりも大径の頭部３ａと、貫通孔２２の孔径よりも小径の胴部３ｂを有し、さらに、その頭部と胴部の間に円錐部３ｃを有している。円錐部３ｃは、後述する理由から、テーパ角αを面取り部２３のテーパ角α１よりも小さくしている。

この挿入ピン３の胴部３ｂは、ピン孔２ａに挿入可能な大きさになっている。例示の挿入ピン３は、胴部３ｂの外径をピン孔２ａの孔径に適合させており、その胴部３ｂをピン孔２ａに挿入することで挿入ピン３の傾きを阻止することができる。

このように構成された測定治具１を使用して筒状部品２０の貫通孔開口縁の面取り寸法が要求値を満たしているか否かを検査する。

その作業は、好ましくは、図３に示した良否検査装置１０を使用して行う。その良否検査装置１０は、上述した測定治具１（図３では省略）を含み、その測定治具と、テーブル１１と、マイクロゲージ１２と、ゲージスタンド１３を組み合わせて構成される。

テーブル１１は、筒状部品２０との干渉を避ける空間部（図のそれは溝）１１ａを中央に有しており、さらに、その空間部１１ａを間に挟む位置に、空間部１１ａによって左右に切り離された水平な基準面１１ｂを有している。

ゲージスタンド１３は、テーブル１１を載せるベース１３ａと、そのベース上に立設された支柱１３ｂと、その支柱で支えた昇降可能なゲージホルダ１３ｃを有しており、マイクロゲージ１２がゲージホルダ１３ｃに測定子１２ａを下に向けた姿勢にして保持される。

図示の良否検査装置１０を使用した検査は、先ず、図４に示すように、筒状部品２０の軸孔２１に治具本体２を挿入する。このとき、治具本体２は、両端を軸孔２１の外に出し、平坦部２ｂを貫通孔２２の設置点とは正反対側に置く。

その後、挿入ピン３の胴部３ｂを筒状部品２０に設けられた貫通孔２２に部品外周から挿入し、さらに、貫通孔２２を通り抜けた胴部３ｂの先端側を円錐部３ｃが面取り部２３に当たるまで治具本体２に設けられているピン孔２ａに挿入する。

また、これと前後して、図６に示すように、ゲージスタンド１３のベース１３ａ上にテーブル１１を載せ、そのテーブルの基準面１１ｂに測定子１２ａを接触させてその位置で計測距離が０になるようにマイクロゲージ１２を調整する。

以上の下準備を終えたら、部品の軸孔２１に挿通した治具本体２を、平坦部２ｂを下にしてテーブル１１に載せ、そのテーブルの左右の基準面１１ｂで、図５に示すように、治具本体２の両側を支える。

次いで、挿入ピン３が測定子１２ａの直下にくる位置にテーブル１１を移動させ、その位置で図６に示すように、挿入ピン３の頭頂面に測定子１２ａを当て、平坦部２ｂを支えたテーブル１１の基準面１１ｂから前記頭頂面までの距離Ｌ１を測る。

円錐部３ｃは、テーパ角αを面取り部２３のテーパ角α１よりも小さくしているので、図７に示すように、面取り部２３の内端（貫通孔２２の内面との交点）に接触する。そのために、面取り寸法のばらつき量が基準面１１ｂから挿入ピン３の頭頂面までの距離の変動量となって現れる。

そこで、その距離が規定範囲内にあるか否かで面取りの良否を判断する。その距離が規定範囲内（予め設定した判定基準の数値の下限以上、上限以下）にあれば面取り寸法は基準を満たしており、一方、その距離が規定範囲外であれば面取り寸法は基準から外れていることになる。

なお、例示の測定治具１は、治具本体２の外周に設けた平坦部２ｂを基準面１１ｂで支えるので治具本体２の載置安定性がよく、検査を正確に安定して行うことができるが、平坦部２ｂは必須ではない。

また、ここでは、検査対象として円筒状の部品を例に挙げたが、角筒状の部品や、軸孔形状が単純や円形や角形でない部品、例えば、曲線の縁と直線の縁が複合されたような軸孔形状を有する異形部品が検査対象であっても発明の目的は達成される。

この発明の方法の有効性を評価するために、図８に示した筒状部品２０について面取り寸法の良否検査を行った。筒状部品２０は、外径：φ２４ｍｍ、内径：φ１６ｍｍ、貫通孔直径：φ５ｍｍ、面取り部のテーパ角α１：６０°であり、面取り寸法Ｌについて、１０±０．３ｍｍの精度が要求される。

検査に利用した測定治具は、図１、図２に示したもので、治具本体２は、外径：φ１６ｍｍ、長さ６０ｍｍであり、入口にＣ面取りを施したφ４．６２ｍｍのピン孔２ａを長手中央部に有する。
挿入ピン３は、胴部直径:φ４．６ｍｍ、胴部長さ：１２ｍｍ、円錐部長さ：３ｍｍ、頭部長さ：８ｍｍ、円錐部テーパ角α：５８°の諸元である。

良否検査装置のマイクロゲージ１２とゲージスタンド１３は市販品を利用し、テーブル１１は専用のものを作成した。

その結果、従来は部品１個当たりに約１０分を要していた検査が、この発明の方法では約３０秒で完了し、作業時間の大幅短縮が図れることを確認した。

１ 測定治具
２ 治具本体
２ａ ピン孔
２ｂ 平坦部
３ 挿入ピン
３ａ 頭部
３ｂ 胴部
３ｃ 円錐部
１０ 良否検査装置
１１ テーブル
１１ａ 空間部
１１ｂ 基準面
１２ マイクロゲージ
１２ａ 測定子
１３ ゲージスタンド
１３ａ ベース
１３ｂ 支柱
１３ｃ ゲージホルダ
２０ 筒状部品
２１ 軸孔
２２ 貫通孔
２３ 面取り部
α 円錐部のテーパ角
α１ 面取り部のテーパ角
Ｌ 面取り寸法
Ｌ１ 軸孔中心から挿入ピンの頭頂面までの距離
Ｃ 軸孔の中心

Claims (4)

1. 外径面から内径面に抜ける径方向の貫通孔（２２）を有し、その貫通孔の外径面側開口縁に面取り部（２３）が施された筒状部品（２０）を検査対象にして、前記軸孔（２１）の中心（Ｃ）から前記面取り部（２３）までの寸法（Ｌ）が規定範囲内にあるか否かを検査する方法であって、
   前記貫通孔（２２）の孔径よりも大径の頭部（３ａ）と、前記貫通孔（２２）の孔径よりも小径の胴部（３ｂ）を有し、さらに、前記頭部（３ａ）と胴部（３ｂ）との間に前記面取り部（２３）のテーパ角（α１）よりもテーパ角（α）の小さな円錐部（３ｃ）を有する挿入ピン（３）と、
   前記軸孔（２１）の内径寸法に適合させた外径寸法と前記挿入ピン（３）の胴部（３ｂ）を挿入する軸直角なピン孔（２ａ）とを有する治具本体（２）からなる測定治具（１）を使用し、
   前記治具本体（２）を前記筒状部品の軸孔（２１）に挿入した後、前記円錐部（３ｃ）が前記面取り部（２３）に接する位置まで前記挿入ピンの胴部（３ｂ）を前記貫通孔（２２）と前記ピン孔（２ａ）に挿入し、
   前記治具本体（２）の前記軸孔（２１）からの突出部を基準面（１１ｂ）に当て、この状態で前記基準面（１１ｂ）から前記挿入ピン（３）の頭頂面までの距離（Ｌ１）が規定範囲内であるか否かを調べて面取り寸法の良否判定を行う貫通孔開口縁面取り寸法の良否検査方法。
2. 請求項１に記載の検査方法を実施する検査装置であって、検査対象の筒状部品（２０）に設けられた貫通孔（２２）の孔径よりも大径の頭部（３ａ）と、前記貫通孔（２２）の孔径よりも小径の胴部（３ｂ）を有し、さらに、前記頭部（３ａ）と胴部（３ｂ）との間に前記面取り部（２３）のテーパ角（α１）よりもテーパ角（α）の小さな円錐部（３ｃ）を有する挿入ピン（３）と、
   前記軸孔（２１）の内径に適合した外径と前記挿入ピン（３）の胴部（３ｂ）を挿入する軸直角なピン孔（２ａ）を有する治具本体（２）とからなる測定治具（１）と、
   水平な基準面（１１ｂ）を有し、その基準面（１１ｂ）で前記筒状部品（２０）の軸孔（２１）に貫通させた前記治具本体（２）を支えるテーブル（１１）と、測定子（１２ａ）を下に向けたマイクロゲージ（１２）と、このマイクロゲージ（１２）を昇降自在に支持するゲージスタンド（１３）を備えた貫通孔開口縁面取り寸法の良否検査装置。
3. 前記治具本体（２）が、自己の軸心と平行であり、前記ピン孔（２ａ）の軸心に対して垂直な平坦部（２ｂ）が外周に形成されたロッドである請求項２に記載の貫通孔開口縁面取り寸法の良否検査装置。
4. 前記ピン孔（２ａ）の孔径を、前記挿入ピンの胴部（３ｂ）が適合して挿入される大きさにした請求項２又は３に記載の貫通孔開口縁面取り寸法の良否検査装置。

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