JP3879058B2

JP3879058B2 - Method and apparatus for measuring distortion of container thread

Info

Publication number: JP3879058B2
Application number: JP2001332492A
Authority: JP
Inventors: 幹雄木本; 敦金川
Original assignee: Takeuchi Press Industries Co Ltd
Current assignee: Takeuchi Press Industries Co Ltd
Priority date: 2001-10-30
Filing date: 2001-10-30
Publication date: 2007-02-07
Anticipated expiration: 2021-10-30
Also published as: JP2003139527A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ねじ部の歪みの測定精度が高く、かつ測定効率を向上したねじ部の歪みの測定方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、容器のねじ部に形成されるねじ山が、適正な形状を呈しているか否かの一判断要素として、ねじ部に形成されているねじ山の傾斜角が、すべて一定であるかどうかのねじ山の歪みの測定が試みられている。一般に、ねじ山の傾斜が大きい場合は、キャップを開栓する場合において、キャップの一回転に対するキャップの移動距離（キャップの上昇距離）が大きくなり、ねじ山の傾斜が小さい場合は、キャップの一回転に対するキャップの移動距離（キャップの上昇距離）が小さくなることが知られている。そして、ねじ山の傾斜角がすべてについて等しく、各々平行に形成されている場合は、スムーズな開栓が可能であり、傾斜角が一定でない場合は、開栓が堅く、回転トルクが大きくなるという問題がある。このようなねじ部のねじ山の測定方法としては、従来スタイラス式の形状測定器が用いられ、この測定器でねじ山を測定し、それを人為的にグラフ化して測定線と基準線を引いて、ねじ山の歪みを測定していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の測定方法においては、以下に示す欠点があった。
（１）ねじ山の形状が一定でないため、すべてのねじ山の頂点を正確に決定することは困難であった。すなわち、形状測定器によるねじ山の測定において、頂点を決定する場合、個人の目測による読み取りに依存しているため、読み取りに個人差があるという欠点がある。
（２）人為的にグラフ化し、グラフ上に基準線を引いて、測定線との差（ねじ山の歪み）を物差しによる目測で読み取り数値を出していたが、多くの作業時間を要するという欠点がある。
【０００４】
この発明は、このような従来の課題に着目してなされたもので、ねじ部の歪みの測定精度が高く、かつ測定効率の向上を図ったねじ部の歪み測定方法及び装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するため、請求項１記載の発明に対応する手段は、容器のねじ部の回転に伴って、ねじ部の先端部から特定のねじ山まで、ねじ山に係合して移動する、先端に二股部が形成されねじ部に対して回動自在に支持される測定子の移動距離を移動距離測定手段により認識し、当該移動距離測定手段を通じてパソコンに移動距離情報を送信すると共に、前記容器及びねじ部の回転角を回転角測定手段により認識し、当該回転角測定手段を通じてパソコンに回転角測定情報を送信し、パソコン画面上にて前記移動距離情報と回転角情報を２次元座標データからなる測定線及び、開始点が測定線と同じであり、測定線との間に形成される上側の面積と下側の面積とが同じになるように自動的に演算されて形成される基準線を表示し、回転角における測定線と基準線の差がある部位を認識することを特徴とする容器のねじ山の歪み測定方法である。
【０００６】
請求項２記載の発明に対応する手段は、移動距離測定手段が、測定子を有する測定装置、レーザー装置及びカウンター装置から構成され、回転角測定手段が、エンコーダー装置で構成されることを特徴とするねじ部の歪み測定方法である。
【０００７】
請求項３記載の発明に対応する手段は、容器のねじ山に係合して移動し、先端に二股部が形成され、ねじ部に対して回動自在に支持される測定子を備えたねじ部の先端部から特定のねじ山までの移動距離を測定する移動距離測定手段と、完全ねじ部の起端部から特定ねじ山までの、ねじ部の回転角を測定する回転測定手段と、前記移動距離測定手段及び回転角測定手段から各々移動距離情報及び回転角情報が伝達されるパソコンとから構成され、前記パソコンが、その画面上にて前記移動距離情報及び回転角情報を２次元座標データからなる測定線及び、開始点が測定線と同じであり、測定線との間に形成される上側の面積と下側の面積とが同じになるように自動的に演算されて形成される基準線を表示することを特徴とする容器のねじ山の歪み測定装置である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１〜図５は、この発明に係るねじ部の歪み測定装置を示す図面である。測定の対象である容器１は、ホルダー５に回転自在に保持されている。また容器１のねじ部２には、測定子７ａが容器１の回転に伴って、ねじ山２ａを移動する。図４に示すように、測定子７ａは、スライドレール７ｃ上を移動する測定器７に回動自在に支持されている。なお、図３に示すように測定子７ａの先端には二股部７ｂが形成され、この二股部７ｂがねじ山２ａを掴むようにして係合し移動する。
【００１０】
この測定子７ａの移動距離Ｔ（口部先端から軸方向の距離）は、レーザー測定装置８で測定され、測定値はカウンター装置９を通じて、移動距離情報（Ａ）としてパソコンに送信される。一方、容器１及びねじ部２の回転角θは、図１及び図２に示すように、ホルダー５に連動して回転するスプロケット１０を通じてベルト１１を介してエンコーダー装置１２に伝達され、このエンコーダー装置１２を通じて、回転角測定情報（Ｂ）としてパソコンに送信される。
【００１１】
そして、送信された移動距離情報及び回転角測定情報に基づき、公知のソフトを利用して画面上には、移動距離Ｔと回転角θとの関係を表したグラフが作成される。表１を以下に示す。
【表１】

表１において、縦軸に移動距離Ｔ、横軸に回転角θを示したもので、容器１及びねじ部２が、測定の開始点ａからθ１回転した部位ｂまでの移動距離はＴ１であり、θ２回転した部位Ｃまでの移動距離はＴ２であり、θ３回転した部位ｄまでの移動距離はＴ３である。そして、このａ、ｂ、ｃ、ｄを結んだ測定線Ｊが画面上に表示される。この測定線Ｊと並んで、基準線Ｋが表示される。なお、測定の開始点ａは、不完全ねじ部を除いた完全ねじ部の開始点であり、図４に示すように、測定子７ａが不完全ねじ部を通過した部位（θ０回転した部位の開始点ａ）から測定を開始する。
【００１２】
基準線Ｋは、表２に示すように決定される。表２を以下に示す。
【表２】

表２において、基準線Ｋと測定線Ｊとの間で形成される面積がＳ１、Ｓ２、Ｓ３で表される場合において、基準線Ｋと測定線Ｊにおいて、基準線Ｋの下側に形成される面積Ｓ１と、上側に形成される面積Ｓ２、Ｓ３との間にＳ１＝Ｓ２＋Ｓ３を満足するように、基準線Ｋがａからｅまでの移動距離において、自動的に演算され表示される。そして、移動距離Ｔと回転角θが、この基準線Ｋに沿った移動距離と回転角を示す場合は、ねじ部２のねじ山２ａはすべて平行に形成され、スムーズな開栓が可能となる。しかし、表２に示すように、回転角θｘにおける移動距離Ｘと基準線Ｋとの差Ｈ（Ｘ部位において、ねじ山の傾斜角が若干小さい）が存在する場合や、回転角θｙにおける移動距離Ｙと基準線Ｋとの差Ｉ（Ｙ部位において、ねじ山の傾斜角が若干大きい）が存在する場合は、ねじ山２ａの傾斜角が一定でなく、この部位のねじ山の傾斜角が乱れている状態を示している。本発明はこのＨ、Ｉの値を演算によって、自動的に表示することができる。例えば、表１のエリアＺの部位のねじ山２ａは、直線である基準線Ｋに対して、測定線Ｊは上下動している。このため、開栓時には、キャップがねじのピッチ誤差を吸収しながら開栓する状態となり、このエリアＺの部位における開栓トルクは増大していることを示している。そして、著しい場合には開栓できないことがある。
【００１３】
次に、本発明に係るねじ部の歪み測定装置について説明する。本発明に係るねじ部の歪み測定装置は、ねじ部の先端から特定のねじ山までの移動距離を測定する移動距離手段と、容器及びねじ部の回転角を測定する回転測定手段とから構成され、通常のパソコン（図示せず）を連結して、画面上で２次元座標データ及び演算値で表示するものである。本発明の実施の形態において、移動距離手段として、測定子７ａを有する測定器７が設けられており、測定器７及び測定子７ａは共に軸方向に移動可能に形成されている。具体的には、測定子７ａの先端の二股部７ｂが、ねじ部２のねじ山２ａに係合して移動した移動距離Ｔ（軸に平行な距離）を、測定装置７からレーザー光を介してレーザー測定装置８へ伝達する。そして、この移動距離情報（Ａ）が、このレーザー測定装置８からカウンター装置９に伝達される。
【００１４】
一方、測定子７ａがねじ山２ａに沿って移動するように、容器１がホルダー５に回転自在に保持されている。ホルダー５内には軸受手段が内装され、ハンドル６のレバー６ａを一定方向に手動で回転して、容器１及びねじ部２を回転する。そして、容器１及びねじ部２の回転角θは、ホルダー５の回転をスプロケット１０を通じてベルト１１を介して、エンコーダー装置１２に伝達される。レーザー装置８は、測定子７ａの移動距離Ｔを測定している機器であり、非接触性のレーザータイプを採用している。カウンター装置９は、レーザー装置８からの移動距離情報（Ａ）をカウントし制御すると共に、この移動距離情報（Ａ）をパソコンに送信する装置である。また、エンコーダー装置１２は、回転角θを測定すると共に、この回転角情報（Ｂ）をパソコンに送信する装置である。他の実施の形態として、レーザー装置に代えて、図５に示すようなダイヤルゲージタイプのインジケーター１３で測定することも可能である。さらに、カウンター装置９に代えて、公知のデータ搬送装置であってもよく、エンコーダー装置１２に代えて、公知のレゾルバ等の回転角測定装置であってもよい。カウンター装置９及びエンコーダー装置１２は、各々パソコンに連結されている。
【００１５】
【発明の効果】
以上説明してきたように、この発明によれば従来のような個人差による測定誤差がなく、またパソコンの画面上において、グラフと数値で表示されるため、人為的な測定を必要とせず、ねじ部の歪みの測定精度が高い効果を有する。また、従来１容器あたり約６０分の測定時間が、１容器あたり約５分の測定時間で済み、測定効率の向上を図ることもできる効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係るねじ部の歪み測定装置を示す平面図。
【図２】この発明に係るねじ部の歪み測定装置を示す正面断面図。
【図３】この発明に係るねじ部の歪み測定装置において、移動距離Ｔを測定するための測定子の移動状態と移動距離を示す拡大断面図。
【図４】この発明に係るねじ部の歪み測定装置において、回転角θを測定している状態を示す側面図。
【図５】この発明に係るねじ部の歪み測定装置において、インジケーターを示す正面図。
【符号の説明】
１容器
２ねじ部
２ａねじ山
５ホルダー
７測定装置
７ａ測定子
８レーザー装置
９カウンター装置
１２エンコーダー装置
（Ａ）移動距離情報
（Ｂ）回転角情報
Ｔ移動距離
θ 回転角[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method and an apparatus for measuring distortion of a threaded portion with high measurement accuracy of distortion of the threaded portion and improved measurement efficiency.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as an element for determining whether or not the thread formed on the thread portion of the container has an appropriate shape, whether or not the inclination angles of the thread formed on the thread portion are all constant. Attempts have been made to measure thread strain. Generally, when the inclination of the screw thread is large, when the cap is opened, the moving distance of the cap with respect to one rotation of the cap (cap rising distance) becomes large, and when the inclination of the screw thread is small, It is known that the moving distance of the cap with respect to the rotation (cap rising distance) becomes small. And if the inclination angle of the thread is equal for all and formed parallel to each other, smooth opening is possible, and if the inclination angle is not constant, the opening is hard and the rotational torque increases. There's a problem. As a method for measuring the thread of such a threaded portion, a stylus type shape measuring instrument has been conventionally used, and the thread is measured with this measuring instrument, and this is artificially graphed to draw a measurement line and a reference line. And measuring the thread distortion.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, such conventional measurement methods have the following drawbacks.
(1) Since the thread shape is not constant, it is difficult to accurately determine the vertices of all the thread threads. That is, in the measurement of the screw thread by the shape measuring instrument, when the vertex is determined, it depends on reading by an individual eye measurement, so there is a drawback that there is an individual difference in reading.
(2) Although the graph was artificially created, a reference line was drawn on the graph, and the difference from the measurement line (distortion of the thread) was read out by visual measurement using a ruler, but it took a lot of work time There is.
[0004]
The present invention has been made paying attention to such a conventional problem, and provides a method and an apparatus for measuring a distortion of a screw part with high measurement accuracy of the distortion of the screw part and improving the measurement efficiency. Objective.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve this problem, the means corresponding to the invention described in claim 1 is engaged with the screw thread and moves from the tip of the screw part to the specific screw thread as the screw part of the container rotates. The travel distance measuring means recognizes the travel distance of the probe that is formed with a bifurcated portion at the tip and is rotatably supported with respect to the screw portion, and transmits travel distance information to the personal computer through the travel distance measurement means. The rotation angle of the container and the screw part is recognized by the rotation angle measuring means, the rotation angle measurement information is transmitted to the personal computer through the rotation angle measuring means, and the movement distance information and the rotation angle information are two-dimensionally coordinated on the personal computer screen. The measurement line consisting of data and the starting point are the same as the measurement line, and the upper area and the lower area formed between the measurement lines are automatically calculated and formed to be the same. Display the reference line, rotation angle A distortion measurement method of the thread of the container, characterized in that to recognize the site where there is a difference in the definitive measurement line and the reference line.
[0006]
The means corresponding to the invention of claim 2 is characterized in that the moving distance measuring means is constituted by a measuring device having a measuring element, a laser device and a counter device, and the rotation angle measuring means is constituted by an encoder device. It is the distortion measuring method of the thread part to perform.
[0007]
According to a third aspect of the present invention, there is provided a screw including a measuring element that engages and moves with the thread of the container, has a bifurcated portion at the tip, and is rotatably supported with respect to the threaded portion. a moving distance measuring means for measuring a moving distance from parts of the tip to a specific thread, from the start end of the complete thread portion to a specific thread, and the rotation measuring means for measuring a rotation angle of the threaded portion, the The personal computer is composed of a personal computer to which movement distance information and rotation angle information are transmitted from the movement distance measurement means and the rotation angle measurement means, respectively, and the personal computer displays the movement distance information and rotation angle information on the screen as two-dimensional coordinate data. The reference line that is automatically calculated so that the upper area and the lower area that are formed between the measurement line and the measurement line are the same as the measurement line. the threads of the container, characterized in that to display the line It is the only measuring device.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 to 5 are drawings showing a distortion measuring device for a threaded portion according to the present invention. A container 1 as a measurement target is rotatably held by a holder 5. In addition, the probe 7 a moves on the thread 2 a of the container 1 as the container 1 rotates. As shown in FIG. 4, the measuring element 7a is rotatably supported by the measuring instrument 7 that moves on the slide rail 7c. As shown in FIG. 3, a bifurcated portion 7b is formed at the tip of the measuring element 7a, and the bifurcated portion 7b engages and moves so as to grasp the thread 2a.
[0010]
The moving distance T (the distance in the axial direction from the tip of the mouth portion) of the measuring element 7a is measured by the laser measuring device 8, and the measured value is transmitted to the personal computer as moving distance information (A) through the counter device 9. On the other hand, as shown in FIGS. 1 and 2, the rotation angle θ of the container 1 and the threaded portion 2 is transmitted to the encoder device 12 via the belt 11 through the sprocket 10 that rotates in conjunction with the holder 5, and this encoder device. 12, the rotation angle measurement information (B) is transmitted to the personal computer.
[0011]
Based on the transmitted movement distance information and rotation angle measurement information, a graph representing the relationship between the movement distance T and the rotation angle θ is created on the screen using known software. Table 1 is shown below.
[Table 1]

In Table 1, the vertical axis indicates the movement distance T, and the horizontal axis indicates the rotation angle θ. The movement distance from the measurement start point a to the portion b rotated by θ1 of the container 1 and the screw part 2 is T1. , Θ2 is the moving distance to the portion C rotated T2, and θ3 is the moving distance to the portion d rotated T3. Then, a measurement line J connecting these a, b, c, and d is displayed on the screen. Along with this measurement line J, a reference line K is displayed. Note that the measurement start point a is the start point of the complete screw portion excluding the incomplete screw portion, and as shown in FIG. 4, the portion where the measuring element 7a passes the incomplete screw portion (the portion of the portion rotated by θ0). The measurement starts from the starting point a).
[0012]
The reference line K is determined as shown in Table 2. Table 2 is shown below.
[Table 2]

In Table 2, when the area formed between the reference line K and the measurement line J is represented by S1, S2, and S3, the reference line K and the measurement line J are formed below the reference line K. The reference line K is automatically calculated and displayed at the moving distance from a to e so that S1 = S2 + S3 is satisfied between the area S1 and the areas S2 and S3 formed on the upper side. When the movement distance T and the rotation angle θ indicate the movement distance and the rotation angle along the reference line K, the screw threads 2a of the thread portion 2 are all formed in parallel and can be smoothly opened. . However, as shown in Table 2, there is a difference H between the movement distance X and the reference line K at the rotation angle θx (the inclination angle of the thread is slightly smaller at the X portion), or the movement distance at the rotation angle θy. When there is a difference I between Y and the reference line K (the thread inclination angle is slightly large at the Y portion), the inclination angle of the thread 2a is not constant, and the inclination angle of the screw thread at this portion is disturbed. It shows the state. The present invention can automatically display the values of H and I by calculation. For example, in the thread 2a at the area Z in Table 1, the measurement line J moves up and down with respect to the reference line K which is a straight line. For this reason, when opening the cap, the cap opens while absorbing the screw pitch error, indicating that the opening torque at the area Z is increasing. In some cases, it may not be possible to open the plug.
[0013]
Next, a thread strain measuring apparatus according to the present invention will be described. A strain measurement device for a threaded portion according to the present invention includes a moving distance means for measuring a moving distance from a tip of a threaded portion to a specific thread and a rotation measuring means for measuring a rotation angle of a container and a threaded portion. A normal personal computer (not shown) is connected and displayed on the screen as two-dimensional coordinate data and a calculated value. In the embodiment of the present invention, a measuring instrument 7 having a measuring element 7a is provided as a moving distance means, and both the measuring instrument 7 and the measuring element 7a are formed to be movable in the axial direction. Specifically, the moving distance T (distance parallel to the axis) moved by the bifurcated portion 7b at the tip of the measuring element 7a engaged with the screw thread 2a of the screw portion 2 is measured from the measuring device 7 via a laser beam. To the laser measuring device 8. The moving distance information (A) is transmitted from the laser measuring device 8 to the counter device 9.
[0014]
On the other hand, the container 1 is rotatably held by the holder 5 so that the measuring element 7a moves along the screw thread 2a. Bearing means is housed in the holder 5, and the lever 6 a of the handle 6 is manually rotated in a fixed direction to rotate the container 1 and the screw portion 2. And rotation angle (theta) of the container 1 and the screw part 2 is transmitted to the encoder apparatus 12 through the sprocket 10 and the belt 11 through the rotation of the holder 5. The laser device 8 is a device that measures the moving distance T of the probe 7a, and employs a non-contact laser type. The counter device 9 is a device that counts and controls the movement distance information (A) from the laser device 8 and transmits the movement distance information (A) to a personal computer. The encoder device 12 is a device that measures the rotation angle θ and transmits the rotation angle information (B) to a personal computer. As another embodiment, it is possible to perform measurement with a dial gauge type indicator 13 as shown in FIG. 5 instead of the laser device. Furthermore, instead of the counter device 9, a known data transport device may be used, and instead of the encoder device 12, a known rotation angle measuring device such as a resolver may be used. The counter device 9 and the encoder device 12 are each connected to a personal computer.
[0015]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, there is no measurement error due to individual differences as in the prior art, and since it is displayed as a graph and a numerical value on the screen of a personal computer, no artificial measurement is required, and the screw This has the effect of high measurement accuracy of the distortion of the part. Further, the conventional measurement time of about 60 minutes per container is only about 5 minutes per container, and the measurement efficiency can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing a strain measurement apparatus for a threaded portion according to the present invention.
FIG. 2 is a front sectional view showing a strain measuring device for a threaded portion according to the present invention.
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view showing a moving state and a moving distance of a measuring element for measuring a moving distance T in the strain measurement device for a threaded portion according to the present invention.
FIG. 4 is a side view showing a state in which the rotation angle θ is measured in the strain measurement device for a threaded portion according to the present invention.
FIG. 5 is a front view showing an indicator in the strain measurement device for a threaded portion according to the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Container 2 Thread part 2a Thread 5 Holder 7 Measuring apparatus 7a Measuring element 8 Laser apparatus 9 Counter apparatus 12 Encoder apparatus (A) Movement distance information (B) Rotation angle information T Movement distance θ Rotation angle

Claims

As the threaded portion of the container rotates, a bifurcated portion is formed at the distal end that is engaged and moved from the distal end of the threaded portion to a specific thread, and is supported rotatably with respect to the threaded portion. The moving distance of the measuring element is recognized by the moving distance measuring means, the moving distance information is transmitted to the personal computer through the moving distance measuring means, and the rotation angle measuring means recognizes the rotation angle of the container and the screw part, and the rotation send the rotation angle measurement information to the PC through the corner measuring means, the moving distance information to become the rotation angle information from the two-dimensional coordinate data measurement line at PC screen and have the same starting point as the measuring line, measuring line Display the reference line that is automatically calculated so that the upper area and the lower area that are formed between the two are the same, and there is a difference between the measurement line and the reference line at the rotation angle recognizes, container thread Distortion measurement method.

2. The thread portion of the container according to claim 1, wherein the moving distance measuring means is constituted by a measuring device having a measuring element, a laser device, and a counter device, and the rotation angle measuring means is constituted by an encoder device. Strain measurement method.

The distance traveled from the tip of the threaded part with a measuring element that engages and moves to the thread of the container, and that has a fork formed at the tip, and is supported rotatably with respect to the threaded part. A moving distance measuring means for measuring the rotational distance of the screw part from the starting end of the complete thread part to the specific thread, and the moving distance from the moving distance measuring means and the rotating angle measuring means, respectively. It is composed of a personal computer to which information and rotation angle information are transmitted, and the personal computer has a measurement line consisting of two-dimensional coordinate data for the movement distance information and rotation angle information on the screen, and the start point is the same as the measurement line. , and the threads of the container and the area of the upper area and the lower side is formed between the measuring line and displaying a reference line is formed by automatically calculating to be the same Distortion measurement device.