JP2017026315A - ネジ孔検査装置およびネジ孔検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ワークの自重による落下が伴った多条ネジのネジ孔の検査を行うことが可能なネジ孔検査装置およびネジ孔検査方法を提供する。
【解決手段】ネジ孔検査装置１０は、ワークＷが載置される載置部３０と、載置部３０の挿通部３１を介してワークＷのネジ孔Ｗ１に捻じ込まれる多条ネジ部１０１を備える検査治具１００と、検査治具１００が載置される治具取付台座１１０と、多条ネジ部１０１をネジ孔Ｗ１に対して相対的に移動させて、検査治具１００によるワークＷの支持状態において少なくともワークＷの自重を利用して多条ネジ部１０１をネジ孔Ｗ１に捻じ込ませる移動機構１２０と、ワークＷが検査治具１００に対する捻じ込み完了位置に位置しているか否かを検出する検出手段９０と、検出手段９０からの検出信号に基づいてネジ孔Ｗ１が正常であるか否かを判定すると共に、移動機構１２０の作動を制御する制御手段１４０と、を備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、ネジ孔検査装置およびネジ孔検査方法に関する。

ネジ加工を行ったワークのネジ孔の検査を行うものとして、ネジ孔検査装置がある。ネジ孔検査装置には、たとえば特許文献１に開示のものがある。特許文献１には、ネジゲージをロボットのアダプタに取り付け、そのアダプタを回転させることで、ネジゲージのネジ部をワークのネジ孔に螺合させることで、ネジ孔の検査を行っている。

特許第５４４７４７４号公報

ところで、荷を持ち上げるためのチェーンブロック等には、メネジと呼ばれる部品等に、多条ネジが形成されている。この多条ネジは、ボール盤等に取り付けられた専用タップを回転させながら、後にメネジとなるワークに押し付けることで形成している。

かかる多条ネジにおいては、通常のネジ（１条ネジ）よりもリードが大きくなると共に、条数分のネジ溝を、専用タップで形成する必要がある。そのため、専用タップの長さは、リードや条数に応じて長くなってしまう。また、多条ネジ用の専用タップは、リードが大きいので、単位長さ当たりの切削量も多くなり、そのため１条ネジ用のタップと比較して、ネジ切りの際の負荷が大きく、その工具寿命が短くなってしまう。したがって、多条ネジの精度を維持するためには、ワークのネジ孔を、検査治具を用いて検査する必要がある。またその検査に基づいて、多条ネジ用の専用タップの寿命を管理する必要がある。

しかしながら、特許文献１に開示の構成は、１条ネジに関するネジ孔の検査については開示されているものの、リードの大きな多条ネジのネジ孔については、その検査手法は開示されていない。特に、多条ネジにおいては、１条ネジと比較してリードが大きくなるので、多条ネジにおいては、検査治具をモータ等で常に強制的に回転させた検査では、多少の加工不良があっても検査をパスしてしまうことがある。

本発明は上記の事情にもとづきなされたもので、ワークの多条ねじのネジ孔について、加工不良を良好に検査することが可能なネジ孔検査装置およびネジ孔検査方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の第１の観点によると、ワークに形成された多条ネジのネジ孔を検査するためのネジ孔検査装置であって、ワークが載置されると共に、ネジ孔と連通することとなる挿通部を有する載置部と、挿通部を介してワークのネジ孔に捻じ込まれる多条ネジ部を備える検査治具と、該検査治具が載置される治具取付台座と、検査治具の多条ネジ部をネジ孔に対して相対的に移動させて、検査治具によるワークの支持状態を実現し、その支持状態において少なくともワークの自重を利用して多条ネジ部をネジ孔に捻じ込ませる移動機構と、ワークが検査治具に対する捻じ込み完了位置に位置しているか否かを検出する検出手段と、検出手段から送信される検出信号に基づいてネジ孔が正常であるか否かを判定すると共に、移動機構の作動を制御する制御手段と、を備えることを特徴とするネジ孔検査装置が提供される。

また、本発明の他の側面は、上述の発明において、移動機構は、治具取付台座を鉛直上方向に移動させると共に、検査治具には、多条ネジ部がネジ孔に完全に捻じ込まれた際にワークが当接することで当該ワークが位置決めされる段差部が設けられていて、検出手段は、検査治具が検出ポジションに位置した場合に、ワークが前記段差部に位置しているか否かを検出する、ことが好ましい。

さらに、本発明の他の側面は、上述の発明において、検査治具は、治具取付台座との間で凹凸形状の嵌合によって取り付けられることで、検査治具は治具取付台座に対して回転方向および鉛直方向に摺動可能となっており、治具取付台座には、制御手段によって回転動作が制御される台座回転機構が備えられている、ことが好ましい。

また、本発明の他の側面は、上述の発明において、載置部に載置されているワークのネジ孔に多条ネジ部を接触させるように移動機構の作動を制御し、その接触の後に、治具取付台座および検査治具を上昇させるように移動機構の作動を制御して、ワークを検査治具で持ち上げ、検査治具が検出ポジションに位置した場合に、ワークが捻じ込み完了位置に位置しているか否かを検出し、治具取付台座および検査治具を下降させるように移動機構の作動を制御して、ワークを載置部に載置させ、さらなる治具取付台座および検査治具の下降によってネジ孔から多条ネジ部の捻じ込みを外す、ことが好ましい。

また、本発明の第２の観点によると、ワークに形成された多条ネジのネジ孔を、検査治具を用いて検査するためのネジ孔検査方法であって、検査治具が備えると共にワークのネジ孔に捻じ込まれる多条ネジ部を、ネジ孔に対して相対的に移動させて、検査治具によるワークの支持状態を実現し、その支持状態において少なくともワークの自重を利用して多条ネジ部をネジ孔に捻じ込ませる捻じ込み工程と、ワークが検査治具に対する捻じ込み完了位置に位置しているか否かを検出する検出工程と、検出工程から送信される検出信号に基づいてネジ孔が正常であるか否かを判定する判定工程と、を備えることを特徴とするネジ孔検査方法が提供される。

本発明によると、ネジ孔検査装置およびネジ孔検出方法において、ワークの自重による落下（相対的落下を含む。）による検査治具への螺入動作を利用し、ワークへの検査治具の螺入状態を監視することにより、簡単でかつ精度良く多条ネジのネジ孔の検査を行うことが可能となる。

本発明の一実施の形態に係るネジ孔検査装置の概略的な全体構成を示す側面図である。 図１に示すネジ孔検査装置で用いられる検査治具の構成を示す側面図である。 図１に示すネジ孔検査装置において、検査治具を逆転上昇させる様子を示す図である。 図１に示すネジ孔検査装置において、ネジ孔に多条ネジ部が触れたときの様子を示す図である。 図１に示すネジ孔検査装置において、検査治具を正転上昇させる様子を示す図である。 図１に示すネジ孔検査装置において、ワークの上昇を停止させた検出ポジションにおいて、異常検出センサでワークＷを検出する様子を示す図である。 図１に示すネジ孔検査装置において、ワークおよび検査治具を下降させて、ワークが載置プレートに載置された状態を示す図である。 本実施の形態の動作フローを示す図である。

以下、本発明の一実施の形態に係るネジ孔検査装置およびネジ孔検査方法について、図面に基づいて説明する。

＜１．ネジ孔検査装置の全体構成について＞
図１は、ネジ孔検査装置１０の概略的な全体構成を示す側面図である。図１に示すように、ネジ孔検査装置１０は、テーブル２０と、載置プレート３０と、ガイド機構４０と、プレート上下機構５０と、クランプ機構６０と、ワーク搬送機構７０と、ワーク排出機構８０と、異常検出センサ９０と、検査治具１００と、治具取付台座１１０と、台座上下機構１２０と、台座回転機構１３０と、制御部１４０と、を主要な構成要素としている。

テーブル２０は、金属製のプレート状の部分であり、各種の部材が取り付けられている。また、このテーブル２０には、後述する検査治具１００を挿通させるための挿通孔２１が設けられている。

載置プレート３０は、ワークＷを載置する部材であり、載置部に対応する。この載置プレート３０は、テーブル２０に対して接離するが、その接離は、ガイド機構４０によってガイドされる。また、この載置プレート３０にも、挿通孔３１（挿通部に対応）が設けられていて、その挿通孔３１には、後述する検査治具１００が挿通可能となっている。また、ガイド機構４０は、載置プレート３０の上下動をガイドする部分である。そのようなガイドを行うために、載置プレート３０にはガイドシャフト３２が取り付けられていると共に、テーブル２０には、ガイドシャフト３２の上下動をガイドするためのガイド筒部２２が設けられている。かかるガイドシャフト３２とガイド筒部２２とによって、ガイド機構４０が構成されている。

なお、載置プレート３０がガイド機構４０によって鉛直方向の上方の所定位置にガイドされると、その上方の所定位置への移動の後に、ワーク搬送機構７０によって、ワークＷが載置プレート３０の上面に載置される。かかるワークＷの載置を良好に実現するために、載置プレート３０の上面には、不図示のマーキング等の目印が存在していても良い。また、載置プレート３０が鉛直方向の下方側の所定位置した場合、その下方側の所定位置は、ワークＷのネジ孔Ｗ１の検査を行うための位置となっている。

プレート上下機構５０は、上述した載置プレート３０を上下動させるための機構である。このような上下動を実現するために、モータやシリンダ等のプレート用駆動源５１を備えており、またプレート用駆動源５１からの駆動力を伝達させるためにボールネジ、ギヤ機構、ベルト等の各種の駆動伝達機構を備えている。

クランプ機構６０は、載置プレート３０に載置されたワークＷをクランプするための機構である。このクランプ機構６０は、ワークＷを挟持するための一対の挟持部材（図示省略）と、モータやシリンダ等のようなクランプ駆動源６１と、駆動力伝達機構とを備えている。そして、クランプ駆動源６１の駆動により、一対の挟持部材でワークＷを挟持することが可能となっている。

また、ワーク搬送機構７０は、図示を省略する搬送ロボット等であり、複数の搬送用駆動源７１や、把持用アーム等を備えている。そして、搬送用駆動源７１の駆動により、把持用アームでワークＷを把持しながら、載置プレート３０の上面の所定位置に、ワークＷを載置する。なお、ワーク搬送機構７０は、ネジ孔検査装置１０の構成要素としても良いが、ネジ孔検査装置１０の構成要素でなくても良い。

また、ワーク排出機構８０は、ネジ孔Ｗ１の検査が終了したワークＷを、載置プレート３０の上面から排出するための機構である。かかる機構としては、モータやシリンダ等のような排出用駆動源８１と、排出用駆動源８１の駆動力を伝達する駆動力伝達機構と、不図示の突出し部材とを備え、たとえばスライドによって正常なワークＷを正常用の回収位置に、異常のあるワークＷを異常用の回収位置に、排出用駆動源８１の駆動によって突き出すことが可能な突出し部材が挙げられる。

また、異常検出センサ９０は、ワークＷに異常が存在しないか否かを検出するためのセンサであり、検出手段に対応する。具体的には、後述する検査治具１００に対して、ワークＷが既定の位置まで捻じ込まれた場合に、そのワークＷの高さ位置を、異常検出センサ９０は検出するようにしている。この場合、ワークＷが既定の位置まで捻じ込まれない場合、異常検出センサ９０での検出位置よりも高い位置に、ワークＷが位置してしまうので、ワークＷは異常検出センサ９０では検出されず、ネジ孔異常となる。なお、異常検出センサ９０としては、たとえば投受光式の光学センサ、透過型の光学センサ等が挙げられる。ただし、接触式のセンサを用いても良く、また近接センサ（たとえば電磁誘導方式、静電容量方式、磁石やリードスイッチを利用する方式等）を用いても良く、その他のセンサを用いるようにしても良い。

続いて、検査治具１００について説明する。検査治具１００は、ワークＷのネジ孔Ｗ１に異常が存在しないか否かを検査するための治具である。図２は、検査治具１００の構成を示す側面図である。この検査治具１００には、多条ネジ部１０１と、本体シャフト部１０２と、段差部１０３と、ガイド部１０４と、ネジ面取り部１０５とを有している。

多条ネジ部１０１は、ワークＷに形成された多条ネジのネジ孔Ｗ１に捻じ込まれる雄ネジ状の多条ネジ部分である。多条ネジとしては、２条以上であれば、何条設けられていても良い。

また、本体シャフト部１０２は、多条ネジ部１０１に連続するシャフト状の部分である。治具取付台座１１０に検査治具１００がセットされた状態では、本体シャフト部１０２は、多条ネジ部１０１よりも鉛直方向の下方側に位置している。また、本体シャフト部１０２は、多条ネジ部１０１よりも大径に設けられている。このように、本体シャフト部１０２と多条ネジ部１０１との直径差により、これらの間の境界部分には、段差部１０３が設けられている。段差部１０３は、ワークＷの下面側が受け止められる部分である。そして、この段差部１０３にワークＷが接触したとき、多条ネジ部１０１をネジ孔Ｗ１に捻じ込んだ際の捻じ込み完了位置に到達した状態となっている。

また、本体シャフト部１０２には、その下底面から上方に向かうように、差込穴１０２ａが設けられている。差込穴１０２ａは、治具取付台座１１０の取付軸１１１が差し込まれる穴部分であり、かかる差し込みによって検査治具１００が治具取付台座１１０に取り付けられる。なお、本実施の形態では、差込穴１０２ａは、丸穴形状に設けられていて、取付軸１１１に対して検査治具１００が回転自在かつ抜差自在に設けられている。

また、ガイド部１０４は、ワークＷのネジ孔Ｗ１に多条ネジ部１０１が捻じ込まれる際のガイドとなる部分である。そのようなガイド機能を実現するために、ガイド部１０４は、その先端側に向かうにつれて尖形状となるように設けられている。

また、ネジ面取り部１０５は、多条ネジ部１０１の上端側を面取りした部分である。かかるネジ面取り部１０５が存在することにより、ワークＷのネジ孔Ｗ１に対して、多条ネジ部１０１が捻じ込まれ易くなる。なお、図２に示す構成では、本体シャフト部１０２の下端側にはフランジ部１０６が設けられていて、治具取付台座１１０に検査治具１００を設置する際の安定性を向上させている。しかしながら、フランジ部１０６が存在しない構成を採用しても良い。

また、治具取付台座１１０は、上述した検査治具１００を取り付けるための部分である。このような検査治具１００の取り付けを実現するために、治具取付台座１１０には、取付軸１１１が上方に向かって突出するように設けられている。取付軸１１１は、差込穴１０２ａに差し込まれるシャフト状の部分であり、差込穴１０２ａに取付軸１１１が差し込まれた際に、検査治具１００がガタ付かない程度の直径を有している。

また、台座上下機構１２０は、上述した治具取付台座１１０を鉛直方向に上下動させるための機構であり、移動機構に対応する。このような上下動を実現するために、モータやシリンダ等のような上下駆動源１２１と、たとえばギヤ機構、ベルト、プーリ等から選択される駆動伝達機構とを備えている。

また、台座回転機構１３０は、上述した治具取付台座１１０を水平回転させるための機構である。そのような回転を実現するために、モータ等のような回転駆動源１３１と、たとえばギヤ機構、ベルト、プーリ等から選択される駆動伝達機構を備えている。

また、制御部１４０は、上述した各駆動源の駆動を司る部分であり、制御手段に対応する。また、制御部１４０は、異常検出センサ９０からの検出信号が入力されるが、その検出信号に基づいて、ワークＷのネジ孔Ｗ１に異常が生じているか否かを判定する。そして、ワークＷのネジ孔Ｗ１が正常である場合には、制御部１４０は、ワーク排出機構８０を駆動させて、ワークＷを正常用の回収位置に排出する。それとは逆に、ワークＷのネジ孔Ｗ１に異常がある場合には、ワーク排出機構８０を駆動させて、ワークＷを異常用の回収位置に排出する。

なお、上述の各駆動源５１，６１，７１，８１，１２１，１３１において、モータを用いる場合には、パルス制御が可能なステッピングモータを用いることができる。ステッピングモータを用いる場合、パルス数に応じた高精度な位置決めが可能となる。

＜２．ネジ孔検査装置１０の動作フローについて＞
次に、ネジ孔検査装置１０の動作フローについて、以下に説明する。なお、以下の説明では、図８の動作フローに従って説明するが、その動作フローの一部においては、図３から図７の動作説明図を用いて説明する。

（１）第１工程：事前準備
まず、検査治具１００を用いたワークＷのネジ孔Ｗ１の検査を行うために、治具取付台座１１０に、検査治具１００をセットする（Ｓ１）。このとき、取付軸１１１に差込穴１０２ａが差し込まれる状態とする。

（２）第２工程：ワークＷの搬送
続いて、制御部１４０は、ワーク搬送機構７０を作動させて、ネジ孔Ｗ１の加工が完了したワークＷを、載置プレート３０に載置する（Ｓ２）。この載置の直前に、制御部１４０は、プレート上下機構５０を作動させて、載置プレート３０を上方側に位置させ、載置プレート３０が上方に位置した状態で、ワークＷを載置プレート３０に載置する。このとき、挿通孔３１の中心とネジ孔Ｗ１の中心とが、概ね同一軸線上に配置されることが好ましい。かかる載置の後に、制御部１４０は、プレート上下機構５０を作動させて、載置プレート３０を下方側に位置させる。

なお、載置プレート３０にワークＷを載置したとき、そのワークＷが重量の小さな軽量ワークである場合には、クランプ機構６０のクランプ駆動源６１を作動させて、ワークＷを挟持部材で挟持させる。それにより、多条ネジ部１０１をネジ孔Ｗ１に捻じ込む瞬間に、ワークＷが位置ずれしない状態を実現できる。一方で、ワークＷが重量の大きな重量ワークである場合には、ワークＷを挟持部材で挟持しなくても、ワークＷに位置ずれが生じ難いので、クランプ機構６０のクランプ駆動源６１は作動させない。

（３）第３工程：検査治具１００の逆転上昇
次に、制御部１４０は、治具取付台座１１０を作動させて検査治具１００を上昇させるが、このとき、多条ネジ部１０１がネジ孔Ｗ１に捻じ込まれる向きとは逆の向きに回転させながら、検査治具１００を上昇させる（Ｓ３）。この様子を、図３に示す。すなわち、制御部１４０は、台座上下機構１２０の上下駆動源１２１を作動させて、治具取付台座１１０を上昇させる。これと共に、制御部１４０は、台座回転機構１３０の回転駆動源１３１を作動させて、多条ネジ部１０１がネジ孔Ｗ１に捻じ込まれる向きとは逆の向きに治具取付台座１１０を回転させる。なお、以下の説明では、ネジ孔Ｗ１に多条ネジ部１０１が捻じ込まれる向きに検査治具１００が回転することを正転とし、それとは反対のネジ孔Ｗ１に多条ネジ部１０１が捻じ込まれるのとは逆の向きに検査治具１００が回転することを逆転とする。

（４）第４工程：検査治具１００の上昇停止
上述のようにして、検査治具１００を上昇させていくと、検査治具１００のガイド部１０４側は、ネジ孔Ｗ１にわずかに触れる高さまで上昇して、ワークＷを若干持ち上げる。図４は、ネジ孔Ｗ１に多条ネジ部１０１が触れたときの様子を示している。かかる状態で、制御部１４０は、台座上下機構１２０の上下駆動源１２１が停止する（Ｓ４）。また、このとき、台座回転機構１３０の回転駆動源１３１も停止する。

（５）第５工程：検査治具１００の正転上昇
次に、制御部１４０は、台座回転機構１３０の回転駆動源１３１を作動させて、治具取付台座１１０を正転させる。この正転と共に、制御部１４０は、台座上下機構１２０の上下駆動源１２１を作動させて、治具取付台座１１０を上昇させる（Ｓ５）。図５は、このような検査治具１００の正転上昇の様子を示している。すると、多条ネジ部１０１がネジ孔Ｗ１に捻じ込まれていく。このとき、多条ネジ部１０１には、ネジ面取り部１０５（図２参照）が設けられているので、多条ネジ部１０１がネジ孔Ｗ１と噛み合い易くなっている。

ここで、治具取付台座１１０の上昇速度と、回転数と、ネジ孔Ｗ１および多条ネジ部１０１のリードの関係は、以下のようになっている。すなわち、上昇速度をＶ、回転数をＲ、リードの距離をＬとすると、Ｖ＝Ｒ×Ｌとなっている。しかしながら、差込穴１０２ａと取付軸１１１とは固定されておらず、位置ずれ可能となっている。そのため、多条ネジ部１０１がネジ孔Ｗ１に捻じ込まれていくと、本体シャフト部１０２の下底部が載置プレート３０に接触している場合もあるが、接触せずに離れても良い。

また、ワークＷが軽量ワークである場合には、多条ネジ部１０１がネジ孔Ｗ１に少し捻じ込まれるまでは、クランプ機構６０の挟持部材にて、ワークＷをクランプする。しかしながら、ネジ孔Ｗ１へ多条ネジ部１０１が少し捻じ込まれると、挟持部材でのワークＷのクランプを解除する。このため、多条ネジ部１０１は、ネジ孔Ｗ１に強制的に捻じ込まれる訳ではなく、ワークＷの自重と回転の慣性といった比較的弱い捻じ込み力にて、ネジ孔Ｗ１に捻じ込まれる状態となる。

（６）ワークＷの上昇停止
ワークＷが所定の検出ポジションまで上昇させた場合に、制御部１４０は、上下駆動源１２１の作動を停止させ、それによりワークＷの上昇を停止させる（Ｓ６）。この停止位置は、異常検出センサ９０の検出ポジションとなっている。

（７）ワークＷの検出判定
上述のようにワークＷの上昇を停止させた検出ポジションにおいて、制御部１４０は、異常検出センサ９０を作動させるか、または予め異常検出センサ９０を作動させておく。図６は、このときの様子を示す図であり、ワークＷの上昇が停止した検出ポジションにおいて、異常検出センサ９０でワークＷを検出する様子を示す図である。そして、異常検出センサ９０から送信される検出信号が制御部１４０に送出され、制御部１４０はワークＷが検出されたか否かを判定する（Ｓ７）。なお、この判定は、一度のみ行うこととしても良いが、ネジ孔異常と判定された後に、所定の時間だけ待機したり、治具取付台座１１０を下降させた後に再び上昇させる等により、複数回、ワークＷの検出を試みるようにしても良い。また、ワークＷの上昇を停止させた検出ポジションにおいては、ワークＷの下端を検出しているが、ワークＷの下端以外の部位を検出するようにしても良い。

ここで、多条ネジ部１０１がネジ孔Ｗ１に不完全に捻じ込まれる場合には、ワークＷは段差部１０３で受け止められず、そのためワークＷは検出ポジションよりも上方に位置する状態となる。その場合には、ネジ孔Ｗ１が正常には形成されない不具合等により、多条ネジ部１０１が捻じ込まれない可能性が高いので、制御部１４０は、ネジ孔異常と判定する（Ｓ８）。このときの異常には、ネジ孔Ｗ１自体は正常であるものの、ネジ孔Ｗ１のネジ切り等の際に生じた切り子等の異物が多条ネジ部１０１との間に挟まる等して、ワークＷが検出ポジションまで下降しない場合も含まれる。

それとは逆に、多条ネジ部１０１がネジ孔Ｗ１に捻じ込まれて、ワークＷが段差部１０３で受け止められた場合には、ワークＷは検出ポジションに位置する。この場合には、制御部１４０は、ネジ孔正常と判定する（Ｓ９）。

（８）ワークＷの下降
上述のようにして、異常検出センサ９０でワークＷの位置検出を終えた後に、ワークＷおよび検査治具１００を下降させる（Ｓ１０）。このとき、制御部１４０は、台座上下機構１２０の上下駆動源１２１を作動させて、載置プレート３０を下降させる。また、この下降に際しては、制御部１４０は、台座回転機構１３０の回転駆動源１３１を作動させて、載置プレート３０を逆転させるようにしても良いが、逆転させなくても良い。載置プレート３０を逆転させる場合には、多条ネジ部１０１は、ネジ孔Ｗ１からスムーズに抜ける状態となる。また、載置プレート３０を逆転させなくても、検査治具１００の自重により、多条ネジ部１０１がネジ孔Ｗ１に対して回転しながら、ネジ孔Ｗ１から多条ネジ部１０１が抜ける状態となる。

図７は、ワークＷおよび検査治具１００を下降させて、ワークＷが載置プレート３０に載置された状態を示している。図７に示すように、載置プレート３０が所定だけ下降すると、テーブル２０の存在により、それ以上は載置プレート３０が下降できなくなる。また、ワークＷは載置プレート３０に接触し、ワークＷが載置プレート３０に対しても、相対的に下降しない状態となる。しかしながら、検査治具１００がワークＷに対して逆転し続けることで、多条ネジ部１０１がネジ孔Ｗ１から抜ける状態を実現することができる。

なお、ワークＷが載置プレート３０に接触すると、少しの間はワークＷが慣性で回転するが、直ぐにワークＷは回転停止し、その後に、検査治具１００の自重と、載置プレート３０の回転のうちの少なくとも一方の作用によって、検査治具１００が逆転しながら下降する。このとき、本体シャフト部１０２の下底部が、治具取付台座１１０から離れても良い。

そして、治具取付台座１１０を下方の初期位置まで下降させると、制御部１４０は、上下駆動源１２１の作動を停止させる。ここで、ネジ孔Ｗ１のネジ孔異常が検出された場合には、制御部１４０は、アラーム等のような不図示の報知手段を作動させる（Ｓ１１）。このように、放置手段を作動させるようにしているのは、ネジ孔Ｗ１のネジ孔異常が検出される場合には、ネジ孔Ｗ１を形成するための専用タップの寿命が到来している可能性が高いためである。またこのとき、制御部１４０は、排出用駆動源８１を作動させて、ワークＷを異常用の回収位置に排出する。ただし、ネジ孔異常と判定された場合には、上述のような検出を、１度のみならず何度かトライし、その何度かの判定において全てＳ８のようなネジ孔異常と判定された場合に、ワークＷを異常用の回収位置に排出するようにしても良い。

ここで、ワークＷが所定の検出ポジションで検出されたものの、検査治具１００の下降時に、ネジ切りなどの際の切り子等の異物が多条ネジ部１０１とネジ孔Ｗ１との間で噛んでしまい、治具取付台座１１０のみが初期位置まで下降するものの、検査治具１００が治具取付台座１１０まで下降してこない場合がある。しかしながら、検査治具１００が初期位置に存在するか否かは、不図示の検出センサによって検出している。そのため、検査治具１００が治具取付台座１１０まで下降してこない場合にも、制御部１４０は、アラーム等のような報知手段を作動させる（Ｓ１２）。

一方、ネジ孔Ｗ１のネジ孔異常が検出されない場合には、１つのワークＷのネジ孔異常の検出を終了する。このとき、制御部１４０は、排出用駆動源８１を作動させて、ワークＷを正常用の回収位置に排出する。そして、次のワークＷのネジ孔Ｗ１の検出を行う。

＜３．効果について＞
以上のような構成のネジ孔検査装置１０およびネジ孔検査方法によると、ネジ孔検査装置１０は、多条ネジ部１０１を備える検査治具１００を備え、その検査治具１００が載置される治具取付台座１１０をさらに備えている。また、検査治具１００の多条ネジ部１０１をネジ孔Ｗ１に対して相対的に移動させる台座上下機構１２０を備え、その台座上下機構１２０の作動によって検査治具１００によるワークＷの支持状態を実現し、その支持状態において少なくともワークＷの自重を利用して、多条ネジ部１０１をネジ孔Ｗ１に捻じ込ませる。加えて、ワークＷが検査治具１００に対する捻じ込み完了位置（検出ポジション）に位置しているか否かを検出する異常検出センサ９０を備え、その異常検出センサ９０から送信される検出信号に基づいてネジ孔Ｗ１が正常であるか否かを判定する。また、異常検出センサ９０からの検出信号は制御部１４０に送信され、その制御部１４０は、台座上下機構１２０の作動を制御している。

このため、ワークＷの自重による検査治具１００への螺入動作を利用し、ワークＷへの検査治具１００の螺入状態を監視することにより、簡単でかつ精度良く多条ネジのネジ孔Ｗ１の検査を行うことが可能となる。

すなわち、多条ネジにおいては、１条ネジ用のタップと比較して、ネジ切りの際の負荷が大きく、工具寿命が短くなってしまため、多条ネジの精度を維持するためには、専用タップの寿命を適切に管理する必要があるが、検査治具１００をモータ等で常に強制的に回転させた検査では、多少の加工不良があっても検査をパスしてしまうことがある。しかしながら、本実施の形態のネジ孔検査装置１０では、ネジ孔Ｗ１を検査する際に、台座上下機構１２０を作動させながら、検査治具１００を用いて、ワークＷの自重による落下が伴った検査を行うことができるため、多条ネジのネジ孔Ｗ１について、簡単でかつ精度良く検査することが可能となる。

また、上述したように、検査治具１００をモータ等で常に強制的に回転させた検査では、ネジ孔Ｗ１の凹凸形状を、専用タップによる切削にて形成する際に、工具寿命に由来する多少の切削不良が生じていても、工具寿命が到来したか否かが分かり難い場合が多い。これに対して、本実施の形態では、検査治具１００を用いて、ワークＷの自重による落下が伴った検査を行うことができるため、工具寿命に由来するネジ孔Ｗ１の切削不良が生じたか否かが判別し易くなり、専用タップの工具寿命が到来したか否かを容易に判定することができる。

また、本実施の形態では、台座上下機構１２０は、治具取付台座１１０を鉛直方向に移動させる。これと共に、検査治具１００には、多条ネジ部１０１がネジ孔Ｗ１に捻じ込まれた後にワークＷが当接することで、当該ワークＷが位置決めされる段差部１０３が設けられている。そして、異常検出センサ９０は、検査治具１００が検出ポジションに位置した場合に、ワークＷが段差部１０３に位置しているか否かを検出する。このため、ネジ孔Ｗ１に対して多条ネジ部１０１が適切に捻じ込まれたか否かを、ワークＷが段差部１０３に当接しているか否かに基づいて、容易に判定することができる。そのため、ネジ孔異常か否かを、精度良く判定することが可能となる。

さらに、本実施の形態では、検査治具１００は、治具取付台座１１０との間で、差込穴１０２ａや取付軸１１１といった凹凸形状の嵌合によって取り付けられている。加えて、その凹凸形状の嵌合では、検査治具１００は治具取付台座１１０に対して回転方向および鉛直方向に摺動可能となっており、治具取付台座１１０には、台座回転機構１３０の作動によって回転させられ、その作動は制御部１４０によって制御される。このため、治具取付台座１１０と検査治具１００とは、常に一体的に回転せず、検査治具１００が治具取付台座１１０に対して、摺動可能に設けられている。

そのため、検査治具１００は治具取付台座１１０に対して常に一体的に回転する訳ではないので、多条ネジ部１０１は、ネジ孔Ｗ１に常に強制的に捻じ込まれず、したがって、ワークＷの自重による落下が伴った状態で、ネジ孔Ｗ１に捻じ込まれる。そのため、多条ネジのネジ孔Ｗ１の検査を行うことが可能となる。

また、本実施の形態では、制御部１４０は、ワークＷのネジ孔Ｗ１に、検査治具１００および治具取付台座１１０を逆転させるように台座回転機構１３０の作動を制御し、その逆転状態のまま、載置プレート３０載置されているワークＷのネジ孔Ｗ１に多条ネジ部１０１を接触させるように、台座上下機構１２０の作動を制御している。このため、多条ネジ部１０１とネジ孔Ｗ１との位置合わせをすることが可能となり、精度の高い状態で、多条ネジ部１０１をネジ孔Ｗ１に捻じ込ませることができる。

また、ネジ孔Ｗ１に多条ネジ部１０１を接触させた後に、制御部１４０は、逆転とは逆向きの正転を治具取付台座１１０にさせるように台座回転機構１３０の作動を制御し、その正転状態のまま、治具取付台座１１０および検査治具１００を上昇させるように台座上下機構１２０の作動を制御して、ワークＷを検査治具１００で持ち上げている。このため、ワークＷの自重による落下が伴った状態で、ネジ孔Ｗ１に多条ネジ部１０１が捻じ込まれる状態を容易に実現できる。

また、検査治具１００が検出ポジションに位置した場合に、制御部１４０は、治具取付台座１１０および検査治具１００の上昇を停止させるように台座上下機構１２０の作動を制御し、その状態で、異常検出センサ９０を用いてワークＷの有無を検出している。このため、ワークＷの有無を異常検出センサ９０で検出することにより、ネジ孔異常か否かを、精度良く判定することが可能となる。また、異常検出センサ９０での検出の後に、治具取付台座１１０および検査治具１００を下降させるように台座上下機構１２０の作動を制御している。したがって、ワークＷを載置プレート３０に載置させ、さらなる治具取付台座１１０および検査治具１００の下降によって、ネジ孔Ｗ１から多条ネジ部１０１の捻じ込みを外すことができる。すなわち、ネジ孔Ｗ１から多条ネジ部１０１の捻じ込みを外す場合にも、ワークＷの自重を利用して、容易に外すことができる。

＜４．変形例＞
以上、本発明の各実施の形態について説明したが、本発明はこれ以外にも種々変形可能となっている。以下、それについて述べる。

上述の実施の形態では、ワークＷを載置する載置部としては、載置プレート３０を例示して説明している。しかしながら、載置部は、載置プレート３０に限られるものではなく、たとえばテーブル２０が載置部に対応していても良い。この場合、載置プレート３０、ガイド機構４０を省略する構成を採用しても良い。なお、載置プレート３０やガイド機構４０を省略する構成を採用する場合、図１に示すようなプレート上下機構５０も省略する構成となる。また、テーブル２０が載置部に対応する場合には、挿通孔２１が挿通部に対応する。

また、上述の実施の形態では、台座上下機構１２０を利用して、検査治具１００をワークＷに対して接離させる構成を採用している。しかしながら、検査治具１００とワークＷとが相対的に接離可能であれば、他の構成を採用しても良い。他の構成としては、たとえば検査治具１００を移動不能とする一方でワークＷを移動させる機構を設け、ワークＷを検査治具１００に対して接離させる機構としても良く、台座上下機構１２０と共にワークＷを移動させる機構を設けて、検査治具１００とワークＷの双方を移動させる構成としても良い。また、ワークＷを移動させる機構としては、テーブル２０を上下動させる機構としても良く、ガイド機構４０とプレート上下機構５０との上下方向への移動量を大きくした構成としても良い。

また、上述の実施の形態では、異常検出センサ９０は、ワークＷが段差部１０３に当接した位置を検出するようにしている。しかしながら、ワークＷのネジ孔異常により段差部１０３よりも高い位置にワークＷが位置している場合に、ネジ孔異常の際にワークＷが位置することを想定した高さ位置で、異常検出センサ９０を用いたワークＷの検出を行うようにしても良い。

また、上述の実施の形態では、台座回転機構１３０を設ける構成を採用しているが、かかる台座回転機構１３０を省略する構成を採用しても良い。

また、上述の実施の形態では、検査治具１００は差込穴１０２ａを備えていて、この差込穴１０２ａに取付軸１１１が挿入されることで、検査治具１００が治具取付台座１１０に取り付けられている。しかしながら、治具取付台座１１０に対する検査治具１００の取り付けは、これに限られるものではない。たとえば、検査治具１００側に凸部を形成し、治具取付台座１１０側に凹部を形成して、これらの凹凸形状の嵌合によって検査治具１００を治具取付台座１１０に取り付けるように構成しても良い。

１０…ネジ孔検査装置、２０…テーブル、２１…挿通孔、２２…ガイド筒部、３０…載置プレート（載置部に対応）、３１…挿通孔（挿通部に対応）、３２…ガイドシャフト、４０…ガイド機構、５０…プレート上下機構、５１…プレート用駆動源、６０…クランプ機構、６１…クランプ駆動源、７０…ワーク搬送機構、７１…搬送用駆動源、８０…ワーク排出機構、８１…排出用駆動源、９０…異常検出センサ（検出手段に対応）、１００…検査治具、１０１…多条ネジ部、１０２…本体シャフト部、１０２ａ…差込穴、１０３…段差部、１０４…ガイド部、１０５…ネジ面取り部、１０６…フランジ部、１１０…治具取付台座、１１１…取付軸、１２０…台座上下機構（移動機構に対応）、１２１…上下駆動源、１３０…台座回転機構、１３１…回転駆動源、１４０…制御部（制御手段に対応）、Ｗ…ワーク、Ｗ１…ネジ孔

Claims (5)

1. ワークに形成された多条ネジのネジ孔を検査するためのネジ孔検査装置であって、
   ワークが載置されると共に、前記ネジ孔と連通することとなる挿通部を有する載置部と、
   前記挿通部を介して前記ワークのネジ孔に捻じ込まれる多条ネジ部を備える検査治具と、
   該検査治具が載置される治具取付台座と、
   前記検査治具の前記多条ネジ部を前記ネジ孔に対して相対的に移動させて、前記検査治具による前記ワークの支持状態を実現し、その支持状態において少なくとも前記ワークの自重を利用して前記多条ネジ部を前記ネジ孔に捻じ込ませる移動機構と、
   前記ワークが前記検査治具に対する捻じ込み完了位置に位置しているか否かを検出する検出手段と、
   前記検出手段から送信される検出信号に基づいて前記ネジ孔が正常であるか否かを判定すると共に、前記移動機構の作動を制御する制御手段と、
   を備えることを特徴とするネジ孔検査装置。
2. 前記移動機構は、前記治具取付台座を鉛直上方向に移動させると共に、
   前記検査治具には、前記多条ネジ部が前記ネジ孔に完全に捻じ込まれた際に前記ワークが当接することで当該ワークが位置決めされる段差部が設けられていて、
   前記検出手段は、前記検査治具が検出ポジションに位置した場合に、前記ワークが前記段差部に位置しているか否かを検出する、
   ことを特徴とする請求項１記載のネジ孔検査装置。
3. 前記検査治具は、前記治具取付台座との間で凹凸形状の嵌合によって取り付けられることで、前記検査治具は前記治具取付台座に対して回転方向および鉛直方向に摺動可能となっており、
   前記治具取付台座には、前記制御手段によって回転動作が制御される台座回転機構が備えられている、
   ことを特徴とする請求項２記載のネジ孔検査装置。
4. 前記制御手段は、
   前記載置部に載置されている前記ワークの前記ネジ孔に前記多条ネジ部を接触させるように前記移動機構の作動を制御し、
   その接触の後に、前記治具取付台座および前記検査治具を上昇させるように前記移動機構の作動を制御して、前記ワークを前記検査治具で持ち上げ、
   前記検査治具が前記検出ポジションに位置した場合に、前記ワークが捻じ込み完了位置に位置しているか否かを検出し、
   前記治具取付台座および前記検査治具を下降させるように前記移動機構の作動を制御して、前記ワークを前記載置部に載置させ、さらなる前記治具取付台座および前記検査治具の下降によって前記ネジ孔から前記多条ネジ部の捻じ込みを外す、
   ことを特徴とする請求項３記載のネジ孔検査装置。
5. ワークに形成された多条ネジのネジ孔を、検査治具を用いて検査するためのネジ孔検査方法であって、
   前記検査治具が備えると共に前記ワークのネジ孔に捻じ込まれる多条ネジ部を、前記ネジ孔に対して相対的に移動させて、前記検査治具による前記ワークの支持状態を実現し、その支持状態において少なくとも前記ワークの自重を利用して前記多条ネジ部を前記ネジ孔に捻じ込ませる捻じ込み工程と、
   前記ワークが前記検査治具に対する捻じ込み完了位置に位置しているか否かを検出する検出工程と、
   前記検出工程から送信される検出信号に基づいて前記ネジ孔が正常であるか否かを判定する判定工程と、
   を備えることを特徴とするネジ孔検査方法。
   

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