JP3645687B2 - テーパ雌ねじ内径用検査ゲージ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気や水、油等の流体を流す為の機密性の必要な配管に利用されるテーパ雌ねじの内径検査用に使用する検査ゲージに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、空気や水、油等の流体を流す為の機密性の必要な配管に利用されるテーパ雌ねじ、例えば、ＪＩＳＢ０２０３の規格で製作された管用テーパ雌ねじでは、その雌ねじの精度を検査するには、ＪＩＳＢ０２５３規格の管用テーパねじゲージが使用されていた。
【０００３】
図９及び図１０を参照して、管用テーパ雌ねじの製作について説明する。
【０００４】
先ず、図９に示すように、内径が均一な下穴５１を加工形成した被加工物であるワーク５２に、テーパねじ用タップ５３を旋回しながら規定の深さまで入れ、その後タップ５３を逆回転してワーク５２から取り出す。すると図１０に示すように、テーパ雌ねじ５４が形成される。
【０００５】
そして、このテーパ雌ねじ５４を図示外のＪＩＳＢ０２５３規格の管用テーパねじゲージを使用して雌ねじの精度を検査して良品と不良品を識別していた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のテーパ雌ねじ５４では、タップ５３を挿入して雌ねじ形成、及び逆転して戻すときに、軸方向の送りがタップ５３の１回転に対して１ピッチであれば、規格を満たす雌ねじの山が形成されるが、タップ５３の回転に対して、送りが速すぎたり、遅すぎたりした場合、図１１に示すように、雌ねじ５４の山やせ５５が発生していた。この山やせ５５は、上記の場合以外に、タップ５３に切粉や構成刃先が付着した場合、タップ５３の刃先の逃げが大きく自己案内性に劣る場合にも発生していた。図１１に示すように、山やせ５５は、正確な山形形状が形成できなかったり、部分的に正確な山形形状ができない現象であり、ワーク５２の端面５６に近いほど発生する傾向にある。
【０００７】
この山やせ５５が発生しているテーパ雌ねじ５４をＪＩＳＢ０２５３規格の管用テーパねじゲージ用いて検査した場合には、テーパ雌ねじ５４の外径やピッチ等が正確であれば山やせ５５に係わらず、管用テーパねじゲージが規定の位置まで入ってしまい良品と識別されてしまう問題点があった。
【０００８】
この場合には、不良品が良品に混入してしまうという問題点もあった。
【０００９】
このテーパ雌ねじ５４が単に部材の結合や固定等に使用される場合であれば、山やせ５５の影響はそれほど生じない場合もあるが、空気や水、油等の流体を流す為の機密性の必要な配管に利用される場合には、山やせ５５の部分で機密が保たれず、流体の漏れを生じるという問題点がある。
【００１０】
上記の問題点を解決する為には、目視で確認する方法も考えられるが、山の形状を見分けることから多大な経験を必要とし、拡大鏡等を使用しても確度が低く時間も多くかかる問題点がある。
【００１１】
また、特開平７−２２９７０２号公報の第８図に示されるような、一端部に通り側ゲージを備え、他端部に止まり側ゲージを備えた管用平行ねじゲージ（ＪＩＳＢ０２５４）を用いて検査することも考えられるが、テーパ雌ねじ５４では、ねじがテーパを有しているので、ワーク５２の端面５６からの深さが特定できずに検出がうまくいかない問題点がある。
【００１２】
本発明は上記問題点を解決し、山やせ現象を有する不良品のテーパ雌ねじを容易にかつ短時間に発見できるテーパ雌ねじ内径用検査ゲージを提供することを目的とする。
【００１３】
また、テーパ雌ねじの検査の自動化を図ることのできるテーパ雌ねじ内径用検査ゲージを提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１に記載の発明のテーパ雌ねじ内径用検査ゲージでは、テーパ雌ねじの内径を測定する円筒面からなる内径測定面と、当該内径測定面を被検査物であるテーパ雌ねじに挿入したときに、当該テーパ雌ねじの良否を判定するための判定部とを備えている。
【００１５】
この構成により、被検査物であるテーパ雌ねじに内径測定面が端部から挿入され、当該内径測定面が被検査物であるテーパ雌ねじに侵入が不可能になったときの判定部の位置で、被検査物であるテーパ雌ねじの精度の良否が判定される。従って、テーパ雌ねじの山やせによる不良の発見も容易になる。
【００１６】
また、請求項２に記載の発明のテーパ雌ねじ内径用検査ゲージでは、上記の構成に加えて、判定部は内径測定面に設けられた構成になっている。
この構成により、請求項１に記載の発明の作用に加えて、判定部が内径測定面に設けられているので、当該内径測定面が被検査物であるテーパ雌ねじに侵入が不可能になったときの判定部と被検査物であるテーパ雌ねじが形成されているワークの端面との位置関係によりテーパ雌ねじの精度の良否が判断される。従って、テーパ雌ねじの山やせによる不良の発見も容易になる。
【００１７】
さらに、請求項３に記載の発明のテーパ雌ねじ内径用検査ゲージでは、請求項１又は２に記載の発明の構成に加えて、内径測定面の先端部には案内面が設けられた構成になっている。
【００１８】
この構成により、請求項１又は２に記載の発明の作用に加えて、当該案内面により、内径測定面が被検査物であるテーパ雌ねじ内へ案内されるので、テーパ雌ねじ内径用検査ゲージのテーパ雌ねじ内への挿入が容易にできる。
【００１９】
また、請求項４に記載の発明のテーパ雌ねじ内径用検査ゲージでは、請求項１乃至３のいずれかに記載の発明の構成に加えて、使用者が把持又は自動加工機が把持するホルダ部材を備えた構成になっている。
【００２０】
この構成により、テーパ雌ねじ内径用検査ゲージが、ホルダ部材により確実に使用者又は自動加工機に保持される。
【００２１】
さらに、請求項５に記載の発明のテーパ雌ねじ内径用検査ゲージでは、請求項４に記載の発明の構成に加えて、前記ホルダ部材の一端部には前記内径測定面を備え、他端部には管用ねじプラグゲージを備えた構成になっている。
【００２２】
この構成により、被検査物であるテーパ雌ねじの外径やピッチは管用ねじプラグゲージにより精度が検査され、また、内径については、内径測定面により精度が検査される。従って、一本の検査用ゲージにより、テーパ雌ねじ精度の検査が確実にできる。
【００２３】
また、請求項６に記載の発明のテーパ雌ねじ内径用検査ゲージでは、請求項１乃至５の何れかに記載の発明の構成に加えて、内径測定面は表面硬化処理がされた構成となっている。この構成により、内径測定面は、耐摩耗性が向上し、且つ表面粗さが向上できる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るテーパ雌ねじ内径用検査ゲージを具体化した実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
【００２５】
本発明の第１の実施の形態のテーパ雌ねじ内径用検査ゲージを図１乃至図３を参照して説明する。図１は本発明の第１の実施の形態のテーパ雌ねじ内径用検査ゲージ１の側面図であり、図２はテーパ雌ねじ内径用検査ゲージ１の正面図であり、図３はテーパ雌ねじ内径用検査ゲージ１の裏面図である。
【００２６】
本実施の形態のテーパ雌ねじ内径用検査ゲージ１は、空気や水、油等の流体を流す為の機密性の必要な配管の接続部に使用されるテーパ雌ねじの精度を検査する為に用いられる検査用ゲージである。
【００２７】
図１に示すように、テーパ雌ねじ内径用検査ゲージ１は、丸棒の鋼材からなる本体軸２の先端側（図１における左側）に内径検査子３を設け、本体軸２の後端側（図１における右側）がホルダ４により保持されている。
【００２８】
図１に示すように、本体軸２の左端には、円筒面からなる内径測定面５が設けられ、当該内径測定面５の左側には内径検査子３を被検査物たるテーパ雌ねじに挿入するときにスムースな挿入を可能にする案内面６が設けられている。この案内面６は円錐台の側面状に形成され、そのテーパ角度は測定するテーパ雌ねじの９のテーパ角度の５倍程度の傾斜を有するように形成されている。また、案内面６の先端部（図１における左端）には、面取部７が形成されている。
【００２９】
次に、内径検査子３について図１、図２及び図４を参照して詳述する。ここで、図４は、被加工物であるワーク８に形成されたテーパ雌ねじ９に本実施の形態のテーパ雌ねじ内径用検査ゲージ１を挿入した状態を示す縦断面図である。
【００３０】
内径検査子３には、図４に示すワーク８に形成された被検査物たるテーパ雌ねじ９の内径を測定する円筒面からなる内径測定面５が形成され、その表面は均一に仕上げられている。
【００３１】
また、内径検査子３の内径測定面５及び案内面６の上部には、切欠部１０が形成されている。この切欠部１０は、テーパ雌ねじ９内に内径検査子３を挿入したときに、図４に示すワーク８の端面８ａとの位置関係で、テーパ雌ねじ９の内径の精度が合格か否かを判断する為に設けられているものである。
【００３２】
ここで、前記案内面６は円錐台の側面形状に形成されているが、この円錐台の側面の加工を行うには円錐台の前端部径６ａ、後端部径６ｂ、及び円錐台の高さＬを決定する必要があるが、これは、図４に示すワーク８に形成するテーパ雌ねじ９の規定の内径とテーパ角度により決定される。その一例としては、案内面６のテーパ角度が、テーパ雌ねじ９のテーパ角度の５倍の傾斜を有するようにする場合は、上記の前端部径６ａ、後端部径６ｂ、円錐台の高さＬは、案内面６のテーパ角度が、テーパ雌ねじ９のテーパ角度の５倍の傾斜を有する値に決定される。
【００３３】
また、前記内径測定面５を構成する円柱側面の円柱の断面半径は、内径検査子３をワーク８のテーパ雌ねじ９内に止まるまで挿入したときに、当該テーパ雌ねじ９の内径の精度が規定値内であれば、上記の切欠部１０の範囲内にワーク８の端面８ａが来るように設定されている。
【００３４】
次に、切欠部１０について図１、図２及び図４を参照して説明する。
【００３５】
切欠部１０は本発明の判定部に該当するもので、内径検査子３をテーパ雌ねじ９内に止まるまで挿入したときに、図８に示すワーク８の端面８ａが切欠部１０の範囲内にあれば、テーパ雌ねじ９の内径の精度は規定範囲内であり、良品と判断できる。即ち、切欠部１０の前端部１０ａで止まったときには、テーパ雌ねじ９の内径は規定値の公差の最小限度内にあり、切欠部１０の後端部１０ｂで止まったときには、テーパ雌ねじ９の内径は公差の最大限度内にあることになり、この範囲内にあるものが良品と判断される。
【００３６】
なお、上記の内径検査子３及び本体軸２は工具鋼から削り出して一体に形成されている。また、上記の内径検査子３には、硬度を向上して耐摩耗性を確保し、また、表面粗さを良くするための表面硬化処理がなされいる。具体的には、各種の焼き入れ等によるものか、化学蒸着法による処理が行われる。化学蒸着法による場合は、炭化物（例えばＴｉＣ）、窒化物（例えばＴｉＮ）、炭窒化物（例えばＴｉＣＮ）、セラミック酸化物（例えばＡｌ2Ｏ3）などの超硬質化合物をコーティングすればよい。
【００３７】
次に、ホルダ４について図１及び図３を参照して説明する。
【００３８】
ホルダ４は、テーパ雌ねじ内径用検査ゲージ１を使用者が手で把持したり、自動加工機のチャックがクランプする部分である。ホルダ４は、図１及び図３に示すように、本体軸２より一回り太い鋼材の丸棒から加工された断面略六角形の棒材であり、その各側面４ａは、平面に削られて形成されている。
また、このホルダ４には、図１に示すように前記本体軸２が打ち込まれる本体軸２の外径より僅かに小さい軸穴１３が形成されており、本体軸２が当該軸穴１３に打ち込まれることにより、ホルダ４と本体軸２が一体化され、内径検査子３がホルダ４により保持されることになる。
【００３９】
次に上記の第１の実施の形態のテーパ雌ねじ内径用検査ゲージ１の使用法について、図４及び図５を参照して説明する。図４（ａ）は、テーパ雌ねじ９が良品の場合を示す図であり、図４（ｂ）はテーパ雌ねじ９が不良品の場合を示す図であり、図５は図４（ｂ）の部分拡大図である。
【００４０】
先ず、ワーク８に形成されたテーパ雌ねじ９の開口部９ａにテーパ雌ねじ内径用検査ゲージ１の内径検査子３を当該テーパ雌ねじ９の穴方向の軸線と当該テーパ雌ねじ内径用検査ゲージ１の長さ方向の軸線が一致するようにして案内面６から挿入する。すると、内径検査子３の内径測定面５がテーパ雌ねじ９の内面に接して、内径検査子３がそれ以上挿入不可能になる。このとき、ワーク８の端面８ａと内径検査子３の切欠部１０との位置関係を比較する。図４（ａ）に示すようにワーク８の端面８ａが切欠部１０の前端部１０ａと後端部１０ｂとの間にあればテーパ雌ねじ９の内径は規格内の精度であると判断できる。この場合に、より高い精度が必要なときは、切欠部１０の前端部１０ａと後端部１０ｂ間の長さを短くすればよい。また、非常に高い精度が必要なときには、切欠部１０の前端部１０ａとワーク８の端面８ａが一致したときのみ合格とすることもできる。
【００４１】
ここで、図５に示すように、テーパ雌ねじ９に山やせ１２が生じている場合はテーパ雌ねじ９の内径が規格の規定値より大きくなり、内径検査子３の内径測定面５がテーパ雌ねじ９のねじ山に接触する位置がテーパ雌ねじ９のねじ穴の奥の位置になる。従って、図４（ｂ）及び図５に示すように、テーパ雌ねじ内径用検査ゲージ１の内径検査子３の切欠部１０はテーパ雌ねじ９内に入ってしまい当該テーパ雌ねじ９は規格外であることが容易に判断でき、不良品が容易に識別できる。
【００４２】
上記の実施の形態のテーパ雌ねじ内径用検査ゲージ１では、特に機密性を必要とする配管用のテーパ雌ねじにおいて、タップによるテーパ雌ねじの形成後に容易に内径の精度の測定ができ、不良品を良品と判断することがないので、当該テーパ雌ねじ９が使用される機器で機密漏れが生じることがない。さらに、経験の浅い作業員でも正確に良品と不良品の判断ができる。
【００４３】
次に、本発明の第２の実施の形態について図６を参照して説明する。第２の実施の形態のテーパ雌ねじ内径用検査ゲージ１では、図６に示すように第１の実施の形態と同様の内径検査子３がホルダ４の左端部４ｃに本体軸２により接続されており、ホルダ４の右端部４ｄには、管用テーパプラグゲージ１４が第２本体軸１５により接続されている。この管用テーパプラグゲージ１４は、表面にテーパ雄ねじが切られており、ワーク８に形成されたテーパ雌ねじ９の有効径やピッチを検査するものである。その使用に当たっては、回転させながらテーパ雌ねじ９に挿入して止まる位置までねじ込むものである。
【００４４】
ここで、管用テーパプラグゲージ１４にも、被検査物たるテーパ雌ねじ９の良品、不良品の判定部となる切欠部１６が設けられおり、内径検査子３と同様に当該切欠部１６とワーク８の端面８ａとの位置関係により良品、不良品の判断ができる。
【００４５】
上記の第２の実施の形態では、上記のように、ホルダ４の一端部に内径検査子３を設け、他端部に管用テーパプラグゲージ１４を設けたので、この両方の検査ゲージを用いてテーパ雌ねじの検査を行うことができ、ねじ検査の精度を向上することができる。また、内径検査子３と管用テーパプラグゲージ１４とを一体化したので、両方の検査ゲージを用意する必要がなく、検査用具を収納するスペースも節約できる。
【００４６】
次に、第３の実施の形態について説明する。第３の実施の形態は、上記第１の実施の形態のテーパ雌ねじ内径用検査ゲージ１を図示外のＮＣ工作機械やボール盤等へ応用するものである。例えば、図示外のマシニングセンタの工具の一つとして第１の実施の形態のテーパ雌ねじ内径用検査ゲージ１を工具マガジンにセットしておく。このとき、テーパ雌ねじ内径用検査ゲージ１のホルダ４は、当該マシニングセンタ１の主軸にクランプできる所定のホルダで保持しておく。
【００４７】
そして、先ず、当該マシニングセンタの工具マガジンからドリルをマシニングセンタの主軸にセットしてワークに下穴加工を行う。その後、工具マガジンからテーパねじ用タップを主軸にセットして前記の下穴にテーパ雌ねじ加工を行う。最後に、前記テーパ雌ねじ内径用検査ゲージ１を工具マガジンからマシニングセンタの主軸にセットして主軸をワークに向けて移動し、テーパ雌ねじ内径用検査ゲージ１の内径検査子３を被検査物であるテーパ雌ねじに止まるまで入れる。このときのテーパ雌ねじ内径用検査ゲージ１の位置を検出することによりテーパ雌ねじの良否が判断できる。即ち、合格とする主軸の移動範囲の上限と下限を設定しておき、この範囲内で主軸が停止したときに良品と判断し、この範囲外のときに不良品と判断することができる。そして、不良品の場合には警告音又は警告表示をするようにしてもよい。
【００４８】
ここで、テーパ雌ねじ内径用検査ゲージ１の位置を検出する方法としては、マシニングセンタの主軸の移動量を主軸モータの回転量（ステップ数）から判断しても良い。例えば、合格となる主軸の移動範囲のステップ数の上限と下限を設定しておき、その範囲内であれば合格と判定し、範囲外であれば不合格と判定すればよい。
【００４９】
また、別の位置検出方法としては、主軸の移動量を検出するエンコーダをマシニングセンタに設けても良い。この場合には、主軸を上下動する主軸ヘッドにラックを設け、マシニングセンタの本体側にエンコーダを設け、当該エンコーダの回転軸にピニオンギアを接続し、前記ラックによりピニオンギアを回転させてエンコーダを回転するようにすればよい。この場合には、主軸ヘッドの上下動、即ち、主軸の上下動に応じてエンコーダが回転され、主軸の移動量がエンコーダからのパルスとして検出できる。
【００５０】
さらに、マイクロスイッチからなるリミットスイッチをマシニングセンタの本体に設けて、テーパ雌ねじ内径用検査ゲージ１を保持した主軸が規定量以上移動した場合には、当該スイッチがオンされ、警告音又は警告表示を行い不良品と判断するようにしても良い。
【００５１】
上記の第３の実施の形態では、マシンニングセンタを例にとって説明したがテーパ雌ねじ内径用検査ゲージ１は、マシニングセンタ以外の工作機械にも使用可能なことは言うまでもない。たとえば、ボール盤にドリルの代わりにテーパ雌ねじ内径用検査ゲージ１を固定して、チャックを上下動して検査に使用すれば（この場合には主軸は回転させない）、当該ボール盤をテーパ雌ねじ内径の検査専用機とすることもできる。
【００５２】
なお、この発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において以下のように実施することもできる。
【００５３】
例えば、上記の第１乃至第３の実施の形態では、内径検査子３の切欠部１０を内径測定面５及び案内面６に渡って設けていたが、図７に示すように、内径検査子３の切欠部１０を内径測定面５の厚み方向の一部に設けてもよい。また、図８に示すように、内径検査子３の切欠部１０を内径測定面５の厚み方向の全体に設けてもよい。
【００５４】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の発明のテーパ雌ねじ内径用検査ゲージでは、内径測定面を被検査物であるテーパ雌ねじに挿入すれば、判定部の位置により容易にテーパ雌ねじの内径精度の良否が判定できる。従って、テーパ雌ねじの山やせによる不良の発見も容易になる。また、特に機密性を必要とする配管用のテーパ雌ねじにおいては、タップによるテーパ雌ねじの形成後において容易に内径の精度の測定ができ、不良品を良品と判断することがないので、当該テーパ雌ねじが使用される機器で機密漏れが生じることがない。さらに、経験の浅い作業員でも正確に良品と不良品の判断ができる。
【００５５】
また、請求項２に記載の発明のテーパ雌ねじ内径用検査ゲージでは、請求項１に記載の発明の効果に加えて、判定部が内径測定面に設けられているので、当該内径測定面が被検査物であるテーパ雌ねじに侵入が不可能になったときの判定部と被検査物であるテーパ雌ねじの端面との位置関係によりテーパ雌ねじの精度の良否が判断できる。従って、テーパ雌ねじの山やせによる不良の発見も容易にできる。
【００５６】
さらに、請求項３に記載の発明のテーパ雌ねじ内径用検査ゲージでは、請求項１又は２に記載の発明の効果に加えて、案内面により、内径測定面が被検査物であるテーパ雌ねじ内へ案内されるので、テーパ雌ねじ内径用検査ゲージのテーパ雌ねじ内への挿入が容易にできる。
【００５７】
また、請求項４に記載の発明のテーパ雌ねじ内径用検査ゲージでは、請求項１乃至３のいずれかに記載の効果に加えて、使用者が把持又は自動加工機が把持するホルダ部材を備えた構成になっているので、ホルダ部材により、テーパ雌ねじ内径用検査ゲージが確実に使用者又は自動加工機に保持される。
【００５８】
さらに、請求項５に記載の発明のテーパ雌ねじ内径用検査ゲージでは、請求項４に記載の発明の効果に加えて、ホルダ部材の一端部には前記内径測定面を備え、他端部には管用ねじプラグゲージを備えているので、被検査物であるテーパ雌ねじの外径やピッチは管用ねじプラグゲージにより精度が検査でき、また、内径については、内径測定面により精度が検査できる。従って、一本の検査用ゲージにより、テーパ雌ねじの精度が確実に検査できる。また、二種類の検査ゲージを一体化したので、両方の検査ゲージを用意する必要がなく、検査用具を収納するスペースも節約できる。
【００５９】
また、請求項６に記載の発明のテーパ雌ねじ内径用検査ゲージでは、請求項１乃至５の何れかに記載の発明の効果に加えて、内径測定面は表面硬化処理がなされているので、内径測定面は、耐摩耗性が向上し、且つ表面粗さが向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態のテーパ雌ねじ内径用検査ゲージの側面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態のテーパ雌ねじ内径用検査ゲージの正面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態のテーパ雌ねじ内径用検査ゲージの裏面図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態のテーパ雌ねじ内径用検査ゲージの使用状態を示す図である。
【図５】図４（ｂ）に示すテーパ雌ねじ内径用検査ゲージの使用状態の部分拡大図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態のテーパ雌ねじ内径用検査ゲージの側面図である。
【図７】本発明のテーパ雌ねじ内径用検査ゲージの変形例を示す側面図である。
【図８】本発明のテーパ雌ねじ内径用検査ゲージの変形例を示す側面図である。
【図９】従来のテーパ雌ねじの製作を示す図である。
【図１０】従来のテーパ雌ねじの製作を示す図である。
【図１１】山やせ状態を示す雌ねじの断面図である。
【符号の説明】
１ テーパ雌ねじ内径用検査ゲージ
２ 本体軸
３ 内径検査子
４ ホルダ
５ 内径測定面
６ 案内面
７ 面取部
１０ 切欠部
１４ 管用テーパプラグゲージ
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気や水、油等の流体を流す為の機密性の必要な配管に利用されるテーパ雌ねじの内径検査用に使用する検査ゲージに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、空気や水、油等の流体を流す為の機密性の必要な配管に利用されるテーパ雌ねじ、例えば、ＪＩＳＢ０２０３の規格で製作された管用テーパ雌ねじでは、その雌ねじの精度を検査するには、ＪＩＳＢ０２５３規格の管用テーパねじゲージが使用されていた。
【０００３】
図９及び図１０を参照して、管用テーパ雌ねじの製作について説明する。
【０００４】
先ず、図９に示すように、内径が均一な下穴５１を加工形成した被加工物であるワーク５２に、テーパねじ用タップ５３を旋回しながら規定の深さまで入れ、その後タップ５３を逆回転してワーク５２から取り出す。すると図１０に示すように、テーパ雌ねじ５４が形成される。
【０００５】
そして、このテーパ雌ねじ５４を図示外のＪＩＳＢ０２５３規格の管用テーパねじゲージを使用して雌ねじの精度を検査して良品と不良品を識別していた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のテーパ雌ねじ５４では、タップ５３を挿入して雌ねじ形成、及び逆転して戻すときに、軸方向の送りがタップ５３の１回転に対して１ピッチであれば、規格を満たす雌ねじの山が形成されるが、タップ５３の回転に対して、送りが速すぎたり、遅すぎたりした場合、図１１に示すように、雌ねじ５４の山やせ５５が発生していた。この山やせ５５は、上記の場合以外に、タップ５３に切粉や構成刃先が付着した場合、タップ５３の刃先の逃げが大きく自己案内性に劣る場合にも発生していた。図１１に示すように、山やせ５５は、正確な山形形状が形成できなかったり、部分的に正確な山形形状ができない現象であり、ワーク５２の端面５６に近いほど発生する傾向にある。
【０００７】
この山やせ５５が発生しているテーパ雌ねじ５４をＪＩＳＢ０２５３規格の管用テーパねじゲージ用いて検査した場合には、テーパ雌ねじ５４の外径やピッチ等が正確であれば山やせ５５に係わらず、管用テーパねじゲージが規定の位置まで入ってしまい良品と識別されてしまう問題点があった。
【０００８】
この場合には、不良品が良品に混入してしまうという問題点もあった。
【０００９】
このテーパ雌ねじ５４が単に部材の結合や固定等に使用される場合であれば、山やせ５５の影響はそれほど生じない場合もあるが、空気や水、油等の流体を流す為の機密性の必要な配管に利用される場合には、山やせ５５の部分で機密が保たれず、流体の漏れを生じるという問題点がある。
【００１０】
上記の問題点を解決する為には、目視で確認する方法も考えられるが、山の形状を見分けることから多大な経験を必要とし、拡大鏡等を使用しても確度が低く時間も多くかかる問題点がある。
【００１１】
また、特開平７−２２９７０２号公報の第８図に示されるような、一端部に通り側ゲージを備え、他端部に止まり側ゲージを備えた管用平行ねじゲージ（ＪＩＳＢ０２５４）を用いて検査することも考えられるが、テーパ雌ねじ５４では、ねじがテーパを有しているので、ワーク５２の端面５６からの深さが特定できずに検出がうまくいかない問題点がある。
【００１２】
本発明は上記問題点を解決し、山やせ現象を有する不良品のテーパ雌ねじを容易にかつ短時間に発見できるテーパ雌ねじ内径用検査ゲージを提供することを目的とする。
【００１３】
また、テーパ雌ねじの検査の自動化を図ることのできるテーパ雌ねじ内径用検査ゲージを提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１に記載の発明のテーパ雌ねじ内径用検査ゲージでは、テーパ雌ねじの内径を測定する円筒面からなる内径測定面と、当該内径測定面を被検査物であるテーパ雌ねじに挿入したときに、当該テーパ雌ねじの良否を判定するための判定部とを備えている。
【００１５】
この構成により、被検査物であるテーパ雌ねじに内径測定面が端部から挿入され、当該内径測定面が被検査物であるテーパ雌ねじに侵入が不可能になったときの判定部の位置で、被検査物であるテーパ雌ねじの精度の良否が判定される。従って、テーパ雌ねじの山やせによる不良の発見も容易になる。
【００１６】
また、請求項２に記載の発明のテーパ雌ねじ内径用検査ゲージでは、上記の構成に加えて、判定部は内径測定面に設けられた構成になっている。
この構成により、請求項１に記載の発明の作用に加えて、判定部が内径測定面に設けられているので、当該内径測定面が被検査物であるテーパ雌ねじに侵入が不可能になったときの判定部と被検査物であるテーパ雌ねじが形成されているワークの端面との位置関係によりテーパ雌ねじの精度の良否が判断される。従って、テーパ雌ねじの山やせによる不良の発見も容易になる。
【００１７】
さらに、請求項３に記載の発明のテーパ雌ねじ内径用検査ゲージでは、請求項１又は２に記載の発明の構成に加えて、内径測定面の先端部には案内面が設けられた構成になっている。
【００１８】
この構成により、請求項１又は２に記載の発明の作用に加えて、当該案内面により、内径測定面が被検査物であるテーパ雌ねじ内へ案内されるので、テーパ雌ねじ内径用検査ゲージのテーパ雌ねじ内への挿入が容易にできる。
【００１９】
また、請求項４に記載の発明のテーパ雌ねじ内径用検査ゲージでは、請求項１乃至３のいずれかに記載の発明の構成に加えて、使用者が把持又は自動加工機が把持するホルダ部材を備えた構成になっている。
【００２０】
この構成により、テーパ雌ねじ内径用検査ゲージが、ホルダ部材により確実に使用者又は自動加工機に保持される。
【００２１】
さらに、請求項５に記載の発明のテーパ雌ねじ内径用検査ゲージでは、請求項４に記載の発明の構成に加えて、前記ホルダ部材の一端部には前記内径測定面を備え、他端部には管用ねじプラグゲージを備えた構成になっている。
【００２２】
この構成により、被検査物であるテーパ雌ねじの外径やピッチは管用ねじプラグゲージにより精度が検査され、また、内径については、内径測定面により精度が検査される。従って、一本の検査用ゲージにより、テーパ雌ねじ精度の検査が確実にできる。
【００２３】
また、請求項６に記載の発明のテーパ雌ねじ内径用検査ゲージでは、請求項１乃至５の何れかに記載の発明の構成に加えて、内径測定面は表面硬化処理がされた構成となっている。この構成により、内径測定面は、耐摩耗性が向上し、且つ表面粗さが向上できる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るテーパ雌ねじ内径用検査ゲージを具体化した実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
【００２５】
本発明の第１の実施の形態のテーパ雌ねじ内径用検査ゲージを図１乃至図３を参照して説明する。図１は本発明の第１の実施の形態のテーパ雌ねじ内径用検査ゲージ１の側面図であり、図２はテーパ雌ねじ内径用検査ゲージ１の正面図であり、図３はテーパ雌ねじ内径用検査ゲージ１の裏面図である。
【００２６】
本実施の形態のテーパ雌ねじ内径用検査ゲージ１は、空気や水、油等の流体を流す為の機密性の必要な配管の接続部に使用されるテーパ雌ねじの精度を検査する為に用いられる検査用ゲージである。
【００２７】
図１に示すように、テーパ雌ねじ内径用検査ゲージ１は、丸棒の鋼材からなる本体軸２の先端側（図１における左側）に内径検査子３を設け、本体軸２の後端側（図１における右側）がホルダ４により保持されている。
【００２８】
図１に示すように、本体軸２の左端には、円筒面からなる内径測定面５が設けられ、当該内径測定面５の左側には内径検査子３を被検査物たるテーパ雌ねじに挿入するときにスムースな挿入を可能にする案内面６が設けられている。この案内面６は円錐台の側面状に形成され、そのテーパ角度は測定するテーパ雌ねじの９のテーパ角度の５倍程度の傾斜を有するように形成されている。また、案内面６の先端部（図１における左端）には、面取部７が形成されている。
【００２９】
次に、内径検査子３について図１、図２及び図４を参照して詳述する。ここで、図４は、被加工物であるワーク８に形成されたテーパ雌ねじ９に本実施の形態のテーパ雌ねじ内径用検査ゲージ１を挿入した状態を示す縦断面図である。
【００３０】
内径検査子３には、図４に示すワーク８に形成された被検査物たるテーパ雌ねじ９の内径を測定する円筒面からなる内径測定面５が形成され、その表面は均一に仕上げられている。
【００３１】
また、内径検査子３の内径測定面５及び案内面６の上部には、切欠部１０が形成されている。この切欠部１０は、テーパ雌ねじ９内に内径検査子３を挿入したときに、図４に示すワーク８の端面８ａとの位置関係で、テーパ雌ねじ９の内径の精度が合格か否かを判断する為に設けられているものである。
【００３２】
ここで、前記案内面６は円錐台の側面形状に形成されているが、この円錐台の側面の加工を行うには円錐台の前端部径６ａ、後端部径６ｂ、及び円錐台の高さＬを決定する必要があるが、これは、図４に示すワーク８に形成するテーパ雌ねじ９の規定の内径とテーパ角度により決定される。その一例としては、案内面６のテーパ角度が、テーパ雌ねじ９のテーパ角度の５倍の傾斜を有するようにする場合は、上記の前端部径６ａ、後端部径６ｂ、円錐台の高さＬは、案内面６のテーパ角度が、テーパ雌ねじ９のテーパ角度の５倍の傾斜を有する値に決定される。
【００３３】
また、前記内径測定面５を構成する円柱側面の円柱の断面半径は、内径検査子３をワーク８のテーパ雌ねじ９内に止まるまで挿入したときに、当該テーパ雌ねじ９の内径の精度が規定値内であれば、上記の切欠部１０の範囲内にワーク８の端面８ａが来るように設定されている。
【００３４】
次に、切欠部１０について図１、図２及び図４を参照して説明する。
【００３５】
切欠部１０は本発明の判定部に該当するもので、内径検査子３をテーパ雌ねじ９内に止まるまで挿入したときに、図８に示すワーク８の端面８ａが切欠部１０の範囲内にあれば、テーパ雌ねじ９の内径の精度は規定範囲内であり、良品と判断できる。即ち、切欠部１０の前端部１０ａで止まったときには、テーパ雌ねじ９の内径は規定値の公差の最小限度内にあり、切欠部１０の後端部１０ｂで止まったときには、テーパ雌ねじ９の内径は公差の最大限度内にあることになり、この範囲内にあるものが良品と判断される。
【００３６】
なお、上記の内径検査子３及び本体軸２は工具鋼から削り出して一体に形成されている。また、上記の内径検査子３には、硬度を向上して耐摩耗性を確保し、また、表面粗さを良くするための表面硬化処理がなされいる。具体的には、各種の焼き入れ等によるものか、化学蒸着法による処理が行われる。化学蒸着法による場合は、炭化物（例えばＴｉＣ）、窒化物（例えばＴｉＮ）、炭窒化物（例えばＴｉＣＮ）、セラミック酸化物（例えばＡｌ2Ｏ3）などの超硬質化合物をコーティングすればよい。
【００３７】
次に、ホルダ４について図１及び図３を参照して説明する。
【００３８】
ホルダ４は、テーパ雌ねじ内径用検査ゲージ１を使用者が手で把持したり、自動加工機のチャックがクランプする部分である。ホルダ４は、図１及び図３に示すように、本体軸２より一回り太い鋼材の丸棒から加工された断面略六角形の棒材であり、その各側面４ａは、平面に削られて形成されている。
また、このホルダ４には、図１に示すように前記本体軸２が打ち込まれる本体軸２の外径より僅かに小さい軸穴１３が形成されており、本体軸２が当該軸穴１３に打ち込まれることにより、ホルダ４と本体軸２が一体化され、内径検査子３がホルダ４により保持されることになる。
【００３９】
次に上記の第１の実施の形態のテーパ雌ねじ内径用検査ゲージ１の使用法について、図４及び図５を参照して説明する。図４（ａ）は、テーパ雌ねじ９が良品の場合を示す図であり、図４（ｂ）はテーパ雌ねじ９が不良品の場合を示す図であり、図５は図４（ｂ）の部分拡大図である。
【００４０】
先ず、ワーク８に形成されたテーパ雌ねじ９の開口部９ａにテーパ雌ねじ内径用検査ゲージ１の内径検査子３を当該テーパ雌ねじ９の穴方向の軸線と当該テーパ雌ねじ内径用検査ゲージ１の長さ方向の軸線が一致するようにして案内面６から挿入する。すると、内径検査子３の内径測定面５がテーパ雌ねじ９の内面に接して、内径検査子３がそれ以上挿入不可能になる。このとき、ワーク８の端面８ａと内径検査子３の切欠部１０との位置関係を比較する。図４（ａ）に示すようにワーク８の端面８ａが切欠部１０の前端部１０ａと後端部１０ｂとの間にあればテーパ雌ねじ９の内径は規格内の精度であると判断できる。この場合に、より高い精度が必要なときは、切欠部１０の前端部１０ａと後端部１０ｂ間の長さを短くすればよい。また、非常に高い精度が必要なときには、切欠部１０の前端部１０ａとワーク８の端面８ａが一致したときのみ合格とすることもできる。
【００４１】
ここで、図５に示すように、テーパ雌ねじ９に山やせ１２が生じている場合はテーパ雌ねじ９の内径が規格の規定値より大きくなり、内径検査子３の内径測定面５がテーパ雌ねじ９のねじ山に接触する位置がテーパ雌ねじ９のねじ穴の奥の位置になる。従って、図４（ｂ）及び図５に示すように、テーパ雌ねじ内径用検査ゲージ１の内径検査子３の切欠部１０はテーパ雌ねじ９内に入ってしまい当該テーパ雌ねじ９は規格外であることが容易に判断でき、不良品が容易に識別できる。
【００４２】
上記の実施の形態のテーパ雌ねじ内径用検査ゲージ１では、特に機密性を必要とする配管用のテーパ雌ねじにおいて、タップによるテーパ雌ねじの形成後に容易に内径の精度の測定ができ、不良品を良品と判断することがないので、当該テーパ雌ねじ９が使用される機器で機密漏れが生じることがない。さらに、経験の浅い作業員でも正確に良品と不良品の判断ができる。
【００４３】
次に、本発明の第２の実施の形態について図６を参照して説明する。第２の実施の形態のテーパ雌ねじ内径用検査ゲージ１では、図６に示すように第１の実施の形態と同様の内径検査子３がホルダ４の左端部４ｃに本体軸２により接続されており、ホルダ４の右端部４ｄには、管用テーパプラグゲージ１４が第２本体軸１５により接続されている。この管用テーパプラグゲージ１４は、表面にテーパ雄ねじが切られており、ワーク８に形成されたテーパ雌ねじ９の有効径やピッチを検査するものである。その使用に当たっては、回転させながらテーパ雌ねじ９に挿入して止まる位置までねじ込むものである。
【００４４】
ここで、管用テーパプラグゲージ１４にも、被検査物たるテーパ雌ねじ９の良品、不良品の判定部となる切欠部１６が設けられおり、内径検査子３と同様に当該切欠部１６とワーク８の端面８ａとの位置関係により良品、不良品の判断ができる。
【００４５】
上記の第２の実施の形態では、上記のように、ホルダ４の一端部に内径検査子３を設け、他端部に管用テーパプラグゲージ１４を設けたので、この両方の検査ゲージを用いてテーパ雌ねじの検査を行うことができ、ねじ検査の精度を向上することができる。また、内径検査子３と管用テーパプラグゲージ１４とを一体化したので、両方の検査ゲージを用意する必要がなく、検査用具を収納するスペースも節約できる。
【００４６】
次に、第３の実施の形態について説明する。第３の実施の形態は、上記第１の実施の形態のテーパ雌ねじ内径用検査ゲージ１を図示外のＮＣ工作機械やボール盤等へ応用するものである。例えば、図示外のマシニングセンタの工具の一つとして第１の実施の形態のテーパ雌ねじ内径用検査ゲージ１を工具マガジンにセットしておく。このとき、テーパ雌ねじ内径用検査ゲージ１のホルダ４は、当該マシニングセンタ１の主軸にクランプできる所定のホルダで保持しておく。
【００４７】
そして、先ず、当該マシニングセンタの工具マガジンからドリルをマシニングセンタの主軸にセットしてワークに下穴加工を行う。その後、工具マガジンからテーパねじ用タップを主軸にセットして前記の下穴にテーパ雌ねじ加工を行う。最後に、前記テーパ雌ねじ内径用検査ゲージ１を工具マガジンからマシニングセンタの主軸にセットして主軸をワークに向けて移動し、テーパ雌ねじ内径用検査ゲージ１の内径検査子３を被検査物であるテーパ雌ねじに止まるまで入れる。このときのテーパ雌ねじ内径用検査ゲージ１の位置を検出することによりテーパ雌ねじの良否が判断できる。即ち、合格とする主軸の移動範囲の上限と下限を設定しておき、この範囲内で主軸が停止したときに良品と判断し、この範囲外のときに不良品と判断することができる。そして、不良品の場合には警告音又は警告表示をするようにしてもよい。
【００４８】
ここで、テーパ雌ねじ内径用検査ゲージ１の位置を検出する方法としては、マシニングセンタの主軸の移動量を主軸モータの回転量（ステップ数）から判断しても良い。例えば、合格となる主軸の移動範囲のステップ数の上限と下限を設定しておき、その範囲内であれば合格と判定し、範囲外であれば不合格と判定すればよい。
【００４９】
また、別の位置検出方法としては、主軸の移動量を検出するエンコーダをマシニングセンタに設けても良い。この場合には、主軸を上下動する主軸ヘッドにラックを設け、マシニングセンタの本体側にエンコーダを設け、当該エンコーダの回転軸にピニオンギアを接続し、前記ラックによりピニオンギアを回転させてエンコーダを回転するようにすればよい。この場合には、主軸ヘッドの上下動、即ち、主軸の上下動に応じてエンコーダが回転され、主軸の移動量がエンコーダからのパルスとして検出できる。
【００５０】
さらに、マイクロスイッチからなるリミットスイッチをマシニングセンタの本体に設けて、テーパ雌ねじ内径用検査ゲージ１を保持した主軸が規定量以上移動した場合には、当該スイッチがオンされ、警告音又は警告表示を行い不良品と判断するようにしても良い。
【００５１】
上記の第３の実施の形態では、マシンニングセンタを例にとって説明したがテーパ雌ねじ内径用検査ゲージ１は、マシニングセンタ以外の工作機械にも使用可能なことは言うまでもない。たとえば、ボール盤にドリルの代わりにテーパ雌ねじ内径用検査ゲージ１を固定して、チャックを上下動して検査に使用すれば（この場合には主軸は回転させない）、当該ボール盤をテーパ雌ねじ内径の検査専用機とすることもできる。
【００５２】
なお、この発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において以下のように実施することもできる。
【００５３】
例えば、上記の第１乃至第３の実施の形態では、内径検査子３の切欠部１０を内径測定面５及び案内面６に渡って設けていたが、図７に示すように、内径検査子３の切欠部１０を内径測定面５の厚み方向の一部に設けてもよい。また、図８に示すように、内径検査子３の切欠部１０を内径測定面５の厚み方向の全体に設けてもよい。
【００５４】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の発明のテーパ雌ねじ内径用検査ゲージでは、内径測定面を被検査物であるテーパ雌ねじに挿入すれば、判定部の位置により容易にテーパ雌ねじの内径精度の良否が判定できる。従って、テーパ雌ねじの山やせによる不良の発見も容易になる。また、特に機密性を必要とする配管用のテーパ雌ねじにおいては、タップによるテーパ雌ねじの形成後において容易に内径の精度の測定ができ、不良品を良品と判断することがないので、当該テーパ雌ねじが使用される機器で機密漏れが生じることがない。さらに、経験の浅い作業員でも正確に良品と不良品の判断ができる。
【００５５】
また、請求項２に記載の発明のテーパ雌ねじ内径用検査ゲージでは、請求項１に記載の発明の効果に加えて、判定部が内径測定面に設けられているので、当該内径測定面が被検査物であるテーパ雌ねじに侵入が不可能になったときの判定部と被検査物であるテーパ雌ねじの端面との位置関係によりテーパ雌ねじの精度の良否が判断できる。従って、テーパ雌ねじの山やせによる不良の発見も容易にできる。
【００５６】
さらに、請求項３に記載の発明のテーパ雌ねじ内径用検査ゲージでは、請求項１又は２に記載の発明の効果に加えて、案内面により、内径測定面が被検査物であるテーパ雌ねじ内へ案内されるので、テーパ雌ねじ内径用検査ゲージのテーパ雌ねじ内への挿入が容易にできる。
【００５７】
また、請求項４に記載の発明のテーパ雌ねじ内径用検査ゲージでは、請求項１乃至３のいずれかに記載の効果に加えて、使用者が把持又は自動加工機が把持するホルダ部材を備えた構成になっているので、ホルダ部材により、テーパ雌ねじ内径用検査ゲージが確実に使用者又は自動加工機に保持される。
【００５８】
さらに、請求項５に記載の発明のテーパ雌ねじ内径用検査ゲージでは、請求項４に記載の発明の効果に加えて、ホルダ部材の一端部には前記内径測定面を備え、他端部には管用ねじプラグゲージを備えているので、被検査物であるテーパ雌ねじの外径やピッチは管用ねじプラグゲージにより精度が検査でき、また、内径については、内径測定面により精度が検査できる。従って、一本の検査用ゲージにより、テーパ雌ねじの精度が確実に検査できる。また、二種類の検査ゲージを一体化したので、両方の検査ゲージを用意する必要がなく、検査用具を収納するスペースも節約できる。
【００５９】
また、請求項６に記載の発明のテーパ雌ねじ内径用検査ゲージでは、請求項１乃至５の何れかに記載の発明の効果に加えて、内径測定面は表面硬化処理がなされているので、内径測定面は、耐摩耗性が向上し、且つ表面粗さが向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態のテーパ雌ねじ内径用検査ゲージの側面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態のテーパ雌ねじ内径用検査ゲージの正面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態のテーパ雌ねじ内径用検査ゲージの裏面図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態のテーパ雌ねじ内径用検査ゲージの使用状態を示す図である。
【図５】図４（ｂ）に示すテーパ雌ねじ内径用検査ゲージの使用状態の部分拡大図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態のテーパ雌ねじ内径用検査ゲージの側面図である。
【図７】本発明のテーパ雌ねじ内径用検査ゲージの変形例を示す側面図である。
【図８】本発明のテーパ雌ねじ内径用検査ゲージの変形例を示す側面図である。
【図９】従来のテーパ雌ねじの製作を示す図である。
【図１０】従来のテーパ雌ねじの製作を示す図である。
【図１１】山やせ状態を示す雌ねじの断面図である。
【符号の説明】
１ テーパ雌ねじ内径用検査ゲージ
２ 本体軸
３ 内径検査子
４ ホルダ
５ 内径測定面
６ 案内面
７ 面取部
１０ 切欠部
１４ 管用テーパプラグゲージ
Claims (5)
- 内径検査子をテーパ雌ネジの開口部から挿入して前記テーパ雌ねじの内径を計測し、雌ねじの精度を検査するテーパ雌ねじ内径用検査ゲージにおいて、
前記テーパ雌ねじの山に接してテーパ雌ねじの内径を測定する円筒面からなる内径測定面と、
前記内径測定面に所定量切り欠いて設けられた切欠部であって、前記内径測定面が前記テーパ雌ねじの山に接したときに、前記内径測定面が前記テーパ雌ねじに前記所定量の範囲内で挿入された場合には、当該テーパ雌ねじに山やせによる不良が発生していないと判定し、前記内径測定面が前記テーパ雌ねじに前記所定量の範囲を超えて挿入された場合には、当該テーパ雌ねじに山やせによる不良が発生したと判定する判定部と
を備えたことを特徴とするテーパ雌ねじ内径用検査ゲージ。 - 前記内径測定面の先端部には案内面が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のテーパ雌ねじ内径用検査ゲージ。
- 使用者が把持又は自動加工機が把持するホルダ部材を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載のテーパ雌ねじ内径用検査ゲージ。
- 前記ホルダ部材の一端部には前記内径測定面を備え、他端部には管用ねじプラグゲージを備えたことを特徴とする請求項３に記載のテーパ雌ねじ内径用検査ゲージ。
- 前記内径測定面は硬化処理がなされていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のテーパ雌ねじ内径用検査ゲージ。
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