JP2550761B2 - 流体配管接続用シート面精度測定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、液体又は気体の流路を形成すべく流体配管
を液密又は気密に接続するための流体配管接続用シート
面の精度測定装置に関する。

［従来の技術］ 燃料やオイル等の液体又は空気等の気体の流路には、
液体配管（パイプ）を被接続部材の内部に埋設するよう
にして液密又は気密に接続する構造のものがある。

例えば、第６図は自動車に設けられる流体配管の接続
部を示す断面図であり、第６図に示すように、被接続部
材１に流路２が形成され、この流路２の開口端部に円形
の凹部３が形成され、凹部３の奥部の流路２との段部に
は円錐状シート面４が形成されている。円錐状シート面
４は、流路２の開口端に向かって縮径した円錐外周面で
ある。なお、凹部３の内周面には雌ねじ部3aが設けられ
ている。

このような円形凹部３内に、流体配管６が接続される
が、この流体配管６は、先端部に円錐状シート面４とほ
ぼ同形状の円錐接合面6aが形成されており、円錐状シー
ト面４に円錐接合面6aを整合させて密着させることで、
流体配管６が被接続部材１に接続される。

このため、流体配管６の外周には、先端部に円錐状シ
ート面４と整合するような環状押圧面5aを設けられて、
雌ねじ部3aと螺合しうる穴明ボルト５が設置され、この
穴明ボルト５によって円錐接合面6aが円錐状シート面４
に強固に接合されるようになっている。つまり、穴明ボ
ルト５を凹部３内に締め付けていくことで、穴明ボルト
５の環状押圧面5aが流体配管６の円錐接合面6aを円錐状
シート面４に押圧するようになり、この押圧力によっ
て、円錐接合面6aと円錐状シート面４との密着性が確保
されるのである。

ところで、このような流体配管の接続部構造では、円
錐接合面6aと円錐状シート面４との密着性を確保するた
めには、穴明ボルト５が雌ねじ部3aに螺合した際に、そ
の環状押圧面5aが円錐状シート面４に適切に整合させる
必要がある。

したがって、環状押圧面5aと円錐状シート面４とを精
度よく形成しなくてはならない。

そこで、これらの面の精度について測定して、製品管
理を行ないたい。この面の精度とは、例えば、それぞれ
の軸心がどの程度ずれているかという偏心精度や、円錐
面が所定の傾きをしているかどうかという面の傾斜精度
などがある。

しかしながら、環状押圧面5aは穴明ボルト５の先端部
に突設されているので、その精度を測定するのは容易で
あるが、円錐状シート面４は円形凹部３の奥部に形成さ
れており、また、一般に円形凹部３の内径は小さい（例
えば数mm程度）ので、この円錐状シート面４の精度の測
定は極めて困難である。

このような奥まってしかも細かな部分の面形状の測定
には、通常の計測器具では測定できないので、一般的に
は、円錐状シート面４を円形凹部３の軸心線上で精度よ
くしかも形状を変形させることなく切断してその正確な
断面（第６図参照）を得て、こ断面を測定することが考
えられる。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上述のような円錐状シート面４を破断
して円錐状シート面４の正確な断面を得るような加工は
極めて困難であり、また、例えこのような断面を得て
も、この測定サンプルは２度と使用できないので、製品
管理の助けにはなるものの所望の製品管理を行なうには
十分でない。

そこで、被接続部材１を破壊することなく、円錐状シ
ート面４の精度を確実に測定できるようにしたい。

本発明は、このような課題に鑑みて案出されたもの
で、部材を破壊せずにシート面の精度を確実に測定でき
るようにした、流体配管接続用シート面精度測定装置を
提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ このため、本発明の第１請求項の流体配管接続用シー
ト面精度測定装置は、流体配管が嵌入して接続しうる円
形凹部内に形成された円錐状シート面の精度を測定する
ためのシート面精度測定装置において、該円形凹部内周
面に整合しうる外部筒状部材と、該外部筒状部材の内部
に該外部筒状部材に対して回転可能で且つ軸方向に進退
可能に設置された内部回転部材とをそなえ、該内部回転
部材に該円錐状シート面に当接しうる曲面状突起部が形
成され、該曲面状突起部を該円錐状シート面に摺接させ
ながら該内部回転部材を回転させることにより生じうる
該内部回転部材の進退状況をその回転位相と対応させて
検出しうる回転時進退状況検出手段が設けられ、該回転
時進退状況検出手段で検出された回転位相と進退状況と
の関係から該円錐状シート面の該円形凹部に対する偏心
を測定できるように設定されていることを特徴としてい
る。

また、本発明の第２請求項の流体配管接続用シート面
精度測定装置は、流体配管が嵌入して接続しうる円形凹
部内に形成された円錐状シート面の精度を測定するため
のシート面精度測定装置において、該円形凹部内周面に
挿入されうる外部筒状部材と、該外部筒状部材の内部に
軸方向に進退可能に設置された内部進退部材とをそな
え、該外部筒状部材の先端部に該円錐状シート面と接触
しうる外側突起部が形成されるとともに、該内部進退部
材の先端部に該円錐状シート面と接触しうる外側突起部
が形成されて、これらの突起部がそれぞれ該円錐状シー
ト面に接触した際の両突起部の軸方向の偏差を検出しう
る軸方向偏差検出手段が設けられて、該軸方向偏差検出
手段で検出された軸方向偏差に基づいて該円錐状シート
面の傾斜を検出できるように設定されていることを特徴
としている。

［作 用］ 上述の本発明の第１請求項の流体配管接続用シート面
精度測定装置では、円形凹部内周面に外部筒状部材を整
合させて本装置を円形凹部に取り付けて、曲面状突起部
を円錐状シート面に摺接させながら内部回転部材を外部
筒状部材内で回転させる。この際に、回転時進退状況検
出手段により、内部回転部材の外部筒状部材に対する進
退状況をその回転位相と対応させて検出し、このように
検出した回転位相と進退状況との関係から円錐状シート
面の円形凹部に対する偏心を測定する。

また、上述の本発明の第２請求項の流体配管接続用シ
ート面精度測定装置では、円形凹部内周面に外部筒状部
材を挿入させて、この外部筒状部材の先端部の外側突起
部を円錐状シート面に接触させるとともに、内部進退部
材を外部筒状部材内で前進させてこの内部進退部材の先
端部の内側突起部を円錐状シート面に上記の外側突起部
とともに接触させる。この時、軸方向偏差検出手段で検
出された軸方向偏差に基づいて円錐状シート面の傾斜を
検出する。

［実 施 例］ 以下、図面により本発明の実施例について説明する
と、第１〜３図は本発明の第１実施例としての流体配管
接続用シート面精度測定装置を示すもので、第１図はそ
の一部を破断して示す側面図、第２図（ａ）はその内部
回転部材の側面図、第２図（ｂ）その内部回転部材の先
端正面図、第３図はその内部回転部材の変形例を示す要
部側面図であり、第4,5図は本発明の第２実施例として
の流体配管接続用シート面精度測定装置を示すもので、
第４図（ａ）はその一部を破断して示す要部側面図、第
４図（ｂ）はその外部筒状部材と軸方向偏差検出手段と
の接続部を一部破断して示す平面図［ただし、破断面は
第４図（ａ）のIV b−IV b矢視線に沿った断面であ
る］、第５図はそのマスター治具への当接状態を示す要
部破断側面図である。

なお、これらの実施例の各シート面精度測定装置は、
いずれも第６図に示すような被接続部材１に設けられた
円錐状シート面４の精度を測定する装置であり、円錐状
シート面４に関する詳細な説明は前述したとおりなので
ここでは省略する。

そして、第１実施例の装置は、本発明の第１請求項に
対応した装置であって、円錐状シート面４の偏心につい
て測定するものであり、第２実施例の装置は、本発明の
第２請求項に対応した装置であって、円錐状シート面４
の円錐面の傾斜について測定するものである。

まず、第１実施例について説明すると、第１図に示す
ように、この流体配管接続用シート面精度測定装置10
は、外部筒状部材（本体）11と、この外部筒状部材11の
内部に設置された内部回転部材（中子）12と、この内部
回転部材12の進退状況をその回転位相と対応させて検出
しうる回転時進退状況検出手段としてのダイヤルケージ
15及び回転位相検出目盛16とをそなえて構成されてい
る。

外部筒状部材11の先端側外周面には、凹部３の内周面
に形成された雌ねじ部3aと螺合しうる雄ねじ11aが形成
され、また、外部筒状部材11の後端側外周面には、外部
筒状部材11を回転させて雄ねじ11aの雌ねじ部3aへの螺
合を調整するための摘み部11bが形成されている。そし
て、この摘み部11bを通じて外部筒状部材11を回転させ
ることで、外部筒状部材11を凹部３の内側に固定させた
り、取り外したりできるようになっている。

内部回転部材12は、外部筒状部材11の内部を貫通する
ように設置され、外部筒状部材11の内部で回転が自在で
あるとともに軸方向への進退も自在に行なえるようにな
っている。ただし、外部筒状部材11の内周面と内部回転
部材12の外周面とはガタ付きのないように精度よく形成
されるとともに、外部筒状部材11と内部回転部材12とが
相互に同一の軸心線となるように、他の部分も所定の精
度をもって形成されている。

また、第２図（ａ），（ｂ）に示すように、この内部
回転部材12には、中間部外周に外部筒状部材11の内周面
と摺接する摺接面12aが形成されるほか、先端部には拡
径した頭部12bが形成され、この頭部12bに円錐状シート
面４に当接しうる曲面状突起部13が形成されている。

この曲面状突起部13は、頭部12bの先端面から部分的
に突起しており、その先端内側の円錐状シート面４との
対向面に、円錐状シート面４とほぼ１点で滑らかに摺接
するような滑らかな突起面13aを形成されている。

さらに、内部回転部材12の後端部外周面には、内部回
転部材12を外部筒状部材11に対して回転させるための摘
み部12cが形成されている。

また、外部筒状部材11と内部回転部材12との境界部
（ここでは、摘み部11bと摘み部12cとの境界部分）に
は、外部筒状部材11に対する内部回転部材12の相対回転
位相を検出しうる回転位相検出目盛16がもうけられてい
る。この目盛16は、摘み部11bの端部に設けられた基準
点16aとこれに隣接するように摘み部12cの端部に設けら
れた目盛（等間隔目盛）16bとから構成されている。な
お、基準点16aを内部回転部材12に目盛16bを外部筒状部
材11に設けてもよい。また、内部回転部材12に設ける目
盛16b又は基準点16aと突起面13aとの関係を把握できる
ようにして、目盛16から突起面13aが円錐状シート面４
のどの位置（回転位相）で接触しているかわかるように
しておく。

そして、ダイヤルケージ15は、その検出ピン15aを内
部回転部材12の軸心と平行に向けながら内部回転部材12
の後端面に当接させるようにして、外部筒状部材11に対
してずれないように固定される。

なお、図中、符号２は流路、15bはダイヤルケージ15
の本体、15cはダイヤルケージ15の目盛である。

本発明の第１実施例としての流体配管接続用シート面
精度測定装置は、上述のごとく構成されているので、外
部筒状部材11を凹部３の内側に螺合固定されて、内部回
転部材12の曲面状突起部13の突起面13aを円錐状シート
面４に滑らかに摺接させながら、内部回転部材12を回転
させていく。

この時、目盛16及びダイヤルゲージ15を用いながら、
内部回転部材12の回転位相、つまり、円錐状シート面４
上で突起面13aの接触している箇所の回転位相に対応し
て、内部回転部材12の外部筒状部材11に対する進退状
況、つまり、突起面13aの円錐状シート面４に対する進
退状況を計測する。

そして、このような回転位相と進退状況との関係か
ら、内部回転部材12及び外部筒状部材11の軸心線つまり
は円形凹部３の軸心線に対して、円錐状シート面４の軸
心線がどのように偏倚しているかを知ることができる。

このようにして、円錐状シート面４及びこれを形成す
る部材（被接続部材）１を破損させることなく、円錐状
シート面４の偏心を測定できるようになるのである。

なお、内部回転部材12に設ける曲面状突起部を第３図
に示すようなもの（符号14参照）にしてもよい。つま
り、突起面（符号14a参照）を曲面状突起部14の先端内
側から円錐状シート面４の方向に大きく突出した球面状
のものにして、突起面14aにおける円錐状シート面４と
の接触点がずれることのないようにしたものも考えられ
る。この場合、突起部14に突起面14aを一体形成するほ
か突起部14に別体の突起面14aを固着させるようにして
もよい。

また、このように円錐状シート面４との接触点がある
程度突出したものであれば、この接触点を有する突起面
14aを支持する突起部14については、頭部12bの先端面か
ら部分的に突起したものでなく環状のものでもよい。こ
の方が加工が容易な場合がある。

さらに、突起面としてはこれに限定されず、円錐状シ
ート面４との接触点が大きく突出したものであって、一
定の耐久性をそなえたものなら他の形状でもよい。

次に、第２実施例について説明すると、第４図（ａ）
に示すように、この流体配管接続用シート面精度測定装
置20は、外部筒状部材（本体）21と、この外部筒状部材
21の内部に設置された内部進退部材（中子）22と、この
内部回転部材22の軸方向変位を検出しうる軸方向変位検
出手段としてのダイヤルケージ25とをそなえて構成され
ている。

外部筒状部材21は、先端部に肉厚の小さな筒状部21a
が形成され、この筒状部21aの先端に、円錐状シート面
４と接触しうる外側突起部23が形成されている。この外
側突起部23は、第５図に示すように、筒状部21aの先端
内周角部によって形成された環状の突出部である。

また、筒状部21aの外周面は、円形凹部３の内周面
（雌ねじ部3a）内に挿入できるような径の大きさに設定
されている。さらに、外部筒状部材21の後端側外周面に
は、筒状部21aを円形凹部３内に挿入させる際に把持し
うる摘み部21bが形成されている。

内部進退部材22は、外部筒状部材21の内部に軸方向に
進退可能に設置されており、その先端部には肉厚の小さ
な筒状部22aが形成され、この筒状部22aの先端に、円錐
状シート面４と接触しうる内側突起部24が形成されてい
る。この内側突起部24は、第５図に示すように、筒状部
22aの先端内周角部によって形成された環状の突出部で
ある。

また、外部筒状部材21の後端部には、連結部材26が嵌
着され固定されており、この連結部材26の内部には、ダ
イヤルケージ25の検出ピン25a周りの本体側のシャフト2
5bを挟持して結合しうる穴26cが形成され、さらに、連
結部材26の後端部には、第４図（ａ），（ｂ）に示すよ
うに、穴26cを縮径させるように、適当な間隔をあけた
締め付け部26a,26bが設けられ、この締め付け部26a,26b
を調整ボルト27で締め付けることで、穴26cを縮径さ
せ、シャフト25bを穴26c内に固定させるようになってい
る。なお、第４図（ｂ）中、符号27aは締め付け部26bの
雌ねじ部と螺合するねじ部、27bは摘み部である。

ダイヤルケージ25は、このように外部筒状部材21の後
端部に一体に結合されるが、この時ダイヤルケージ25の
検出ピン25aは内部進退部材22の後端面に当接して、外
部筒状部材21に対する内部進退部材22の軸方向移動を検
出できるようになっている。この当接時には、突起部2
3,24が軸方向にほぼ同位置となるか又は突起部24の方が
突起部24よりもやや後退した状態に設定する。

ただし、外部筒状部材21と内部回転部材22とは、外部
筒状部材21の内周面と内部回転部材22の外周面とがガタ
付くことなく、突起部23,24が相互に同一の軸心線とな
るように、所定の精度をもって形成されている。

また、本装置では、第５図に示すように、円錐状シー
ト面４のマスター治具28が用意されている。このマスタ
ー治具28は、その先端部に円錐状シート面４と対応する
円錐面28aをそなえ、必要な角度範囲で適当な種類だけ
（例えば、0.1度毎に設けたり0.5度毎に適当な数だけ）
設けるようにする。

なお、図中、25cはダイヤルケージ25の目盛である。

本発明の第２実施例としての流体配管接続用シート面
精度測定装置は、上述のごとく構成されているので、外
部筒状部材21の筒状部21aを円形凹部３内に挿入させ
て、各突起部23,24の全体を同時に円錐状シート面４へ
環状に当接させ、このときのダイヤルケージ25の目盛を
読む。

次に、マスター治具28に外部筒状部材21の筒状部21a
及び内部進退部材22の筒状部22aを当てがって、突起部2
3,24の全体を同時に円錐面28aへ環状に当接させて、こ
のときのダイヤルケージ25の目盛を読みながら、先に検
出したダイヤルケージ25の目盛の値に相当するマスター
治具28を選び、このマスター治具28の傾斜角を円錐状シ
ート面４の傾斜角とすることができる。

なお、突起部23,24を円錐状シート面４又は円錐面28a
へ当接させる際には、円錐面の軸心と外部筒状部材21及
び内部進退部材22の軸心とを一致させるようにして測定
を行なう。

このようにして、円錐状シート面４及びこれを形成す
る部材（被接続部材）１を破損させることなく、円錐状
シート面４の傾斜を測定できるようになるのである。

なお、上述の実施例では、突起部23,24を環状にして
円錐状シート面４又は円錐面28aへ環状に当接させて測
定しているが、突起部23,24を環状とせずに、部分的に
突出したものとして、例えば点接触で円錐状シート面４
又は円錐面28aへ当接させるようにすることも考えら
れ、この場合には、点接触する外側突起部及び内側突起
部の回転方向で同一位相に配置して接触させるようにす
る必要がある。

また、ダイヤルゲージ25の取付時の突起部23,24の初
期設定を適切に行なうことで、マスター治具28を用いず
に、ダイヤルゲージ25の読み取り目盛から直接傾斜を求
めることも考えられる。この場合、突起部23,24の軸方
向偏差と突起部の径の大きさとから幾何学的に傾斜を算
出するほか、ダイヤルゲージ25の読み取り目盛値に対す
る円錐面の傾斜値の対応マップ等を予めつくっておき、
このマップを参照して傾斜を求めるようにする。

上述の各実施例は、マニュアル測定の例を示している
がこれらの装置の構成は、ステッパモータ等で回転させ
たり、軸方向偏差を電気的に検出したりして、コンピュ
ータを利用して計算等を行なう自動測定に発展すること
も考えられる。

［発明の効果］ 以上詳述したように、本発明の第１請求項の流体配管
接続用シート面精度測定装置によれば、流体配管が嵌入
して接続しうる円形凹部内に形成された円錐状シート面
の精度を測定するためのシート面測定装置において、該
円形凹部内周面に整合しうる外部筒状部材と、該外部筒
状部材の内部に該外部筒状部材に対して回転可能である
とともに軸方向に進退可能に設置された内部回転部材と
をそなえ、該内部回転部材に該円錐状シート面に当接し
うる曲面状突起部が形成され、該曲面状突起部を該円錐
状シート面に摺接させながら該内部回転部材を回転させ
ることにより生じうる該内部回転部材の進退状況をその
回転位相と対応させて検出しうる回転時進退状況検出手
段が設けられて、該回転時進退状況検出手段で検出され
た回転位相と進退状況との関係から該円錐状シート面の
該円形凹部に対する偏心を測定できるように設定される
という構成により、円錐状シート面及びこれを形成する
部材を破損させることなく、円錐状シート面の偏心を測
定できるようになり、流体配管接続部材の製品管理に大
幅に貢献する効果がある。

また、本発明の第２請求項の流体配管接続用シート面
精度測定装置によれば、流体配管が嵌入して接続しうる
円形凹部内に形成された円錐状シート面の精度を測定す
るためのシート面測定装置において、該円形凹部内周面
に整合しうる外部筒状部材と、該外部筒状部材の内部に
軸方向に進退可能に設置された内部進退部材とをそな
え、該外部筒状部材の先端部に該円錐状シート面と接触
しうる外側突起部が形成されるとともに、該内部進退部
材の先端部に該円錐状シート面と接触しうる外側突起部
が形成されて、これらの突起部がそれぞれ該円錐状シー
ト面に接触した際の両突起部の軸方向の偏差を検出しう
る軸方向偏差検出手段が設けられて、該軸方向偏差検出
手段で検出された軸方向偏差に基づいて該円錐状シート
面の傾斜を検出できるように設定されるという構成によ
り、円錐状シート面及びこれを形成する部材を破損させ
ることなく、円錐状シート面の傾斜を測定できるように
なり、流体配管接続部材の製品管理に大幅に貢献する効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１〜３図は本発明の第１実施例としての流体配管接続
用シート面精度測定装置を示すもので、第１図はその一
部を破断して示す側面図、第２図（ａ）はその内部回転
部材の側面図、第２図（ｂ）その内部回転部材の先端正
面図、第３図はその内部回転部材の変形例を示す要部側
面図であり、第4,5図は本発明の第２実施例としての流
体配管接続用シート面精度測定装置を示すもので、第４
図（ａ）はその一部を破断して示す要部側面図、第４図
（ｂ）はその外部筒状部材と軸方向偏差検出手段との接
続部を一部破断して示す平面図［ただし、破断面は第４
図（ａ）のIV b−IV b矢視線に沿った断面である］、第
５図はそのマスター治具への当接状態を示す要部破断側
面図であり、第６図は従来の流体配管接続用シート面を
示す断面図である。 １……被接続部材、２……流路、３……円形凹部、3a…
…雌ねじ部、４……円錐状シート面、10,20……流体配
管接続用シート面精度測定装置、11……外部筒状部材
（本体）、11a……雄ねじ、11b……摘み部、12……内部
回転部材（中子）、12a……摺接面、12b……頭部、12c
……摘み部、13,14……曲面状突起部、13a,14a……突起
面、15,25……ダイヤルケージ、15a,25a……検出ピン、
15b,25b……ダイヤルケージ本体、15c,25c……ダイヤル
ケージ目盛、16a……基準点、16b……目盛、16……回転
位相検出目盛、21……外部筒状部材（本体）、21a,22a
……筒状部、21b……摘み部、22……内部回転部材（中
子）、23……外側突起部、24……内側突起部、26……連
結部材、26a,26b……締め付け部、26c……穴、27……調
整ボルト、27a……ねじ部、27b……摘み部、28……マス
ター治具、28a……円錐面。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】流体配管が嵌入して接続しうる円形凹部内
   に形成された円錐状シート面の精度を測定するためのシ
   ート面精度測定装置において、該円形凹部内周面に整合
   しうる外部筒状部材と、該外部筒状部材の内部に該外部
   筒状部材に対して回転可能で且つ軸方向に進退可能に設
   置された内部回転部材とをそなえ、該内部回転部材に該
   円錐状シート面に当接しうる曲面状突起部が形成され、
   該曲面状突起部を該円錐状シート面に摺接させながら該
   内部回転部材を回転させることにより生じうる該内部回
   転部材の進退状況をその回転位相と対応させて検出しう
   る回転時進退状況検出手段が設けられ、該回転時進退状
   況検出手段で検出された回転位相と進退状況との関係か
   ら該円錐状シート面の該円形凹部に対する偏心を測定で
   きるように設定されていることを特徴とする、流体配管
   接続用シート面精度測定装置。
2. 【請求項２】流体配管が嵌入して接続しうる円形凹部内
   に形成された円錐状シート面の精度を測定するためのシ
   ート面精度測定装置において、該円形凹部内周面に挿入
   されうる外部筒状部材と、該外部筒状部材の内部に軸方
   向に進退可能に設置された内部進退部材とをそなえ、該
   外部筒状部材の先端部に該円錐状シート面と接触しうる
   外側突起部が形成されるとともに、該内部進退部材の先
   端部に該円錐状シート面と接触しうる外側突起部が形成
   されて、これらの突起部がそれぞれ該円錐状シート面に
   接触した際の両突起部の軸方向の偏差を検出しうる軸方
   向偏差検出手段が設けられて、該軸方向偏差検出手段で
   検出された軸方向偏差に基づいて該円錐状シート面の傾
   斜を検出できるように設定されていることを特徴とす
   る、流体配管接続用シート面精度測定装置。