JPH0715362B2 - ネジ測定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、被測ネジ径が許容最小，許容最大の範囲内に
有るか否かを略同時に自動的に測定することができるネ
ジ測定装置に関する。

〔従来の技術及びその課題〕

従来より、ネジの許容誤差を測定するのには、まず許容
最小径のネジゲージと許容最大径のネジゲージをその被
測ネジの中に各々挿入して、許容最小径のネジゲージが
回転可能の場合であって、且つ許容最大径のネジゲージ
が回転不能であることの２回の測定が必要とされてい
た。このような検査作業は手作業によって行われてお
り、その被測ネジ杆の被測ネジにその都度ネジゲージを
入れ、且つ回転させての作業であり、長時間にわたる
と、単純な作業であるのと、検査という精神的にも負担
がかかる作業ゆえに疲労度が増加する課題があった。さ
らに、このような手作業では、そのネジゲージを被測ネ
ジに対して常に軸心に入れることは困難を伴うものであ
り、その検査の能率化と確実性の増加が課題であった。

〔課題を解決するための手段〕

そこで本発明は、上記課題を解決すべく、鋭意，研究を
重ねた結果、その発明を、回転送り同期構造の送りに同
期する同速ベース板を送り方向に摺動可能に設け、該同
速ベース板に第１トルクリミッター，第２トルクリミッ
ターを並列に取り付け、その第１トルクリミッター，第
２トルクリミッターを並列に取り付け、その第１トルク
リミッター，第２トルクリミッターには、先端に許容最
小径ネジゲージ，許容最大径ネジゲージをそれぞれに１
つずつ備えた回転軸を前記送り方向と同方向に設け、該
回転軸の駆動を回転伝動装置及び前記同速ベース板を介
して前記回転送り同期構造のタップヘッドの回転且つ送
りに同期させ、許容最小径ネジゲージ，許容最大径ネジ
ゲージへの負荷トルクにて許容最小径ネジゲージ，許容
最大径ネジゲージの回転を停止可能に設け、被測ネジ径
が適正の場合には許容最大径ネジゲージのみの回転が停
止してなるネジ測定装置としたり、或いは、回転送り同
期構造の送りに同期する同速ベース板を送り方向に摺動
可能に設け、該同速ベース板に第１トルクリミッター，
第２トルクリミッターを並列にしてそれぞれの本体部を
固着し、その第１トルクリミッター，第２トルクリミッ
ターには、先端に許容最小径ネジゲージ，許容最大径ネ
ジゲージをそれぞれに１つずつ備えた回転軸を前記送り
方向と同方向に設け、該回転軸の後端に固着した主スリ
ップ体と、本体部に回転のみ可能とした回転管の後端に
固着した副スリップ体とを圧縮コイルスプリングにて弾
発接触させ、常時は回転軸の駆動を回転伝動装置及び前
記同速ベース板を介して前記回転送り同期構造のタップ
ヘッドの回転且つ送りに同期させ、許容最小径ネジゲー
ジ、許容最大径ネジゲージへの負荷トルクにて、主スリ
ップ体と、副スリップ体とを離間可能に設け、被測ネジ
径が適正の場合には、その離間にて許容最大径ネジゲー
ジのみの回転が停止してなるネジ測定装置としたことに
より、被測ネジ径が許容最小，許容最大の範囲内に有る
か否かを略同時に自動的に測定することができ、また能
率化と測定精度を格段と増加することができ、前記課題
を解決したものである。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を第１図乃至第10図に基づいて説
明する。

１は平面的に見て長方形状のベースであって、該ベース
１上の左右側にベット2,2が互いに近接，離間可能に摺
動可能に蟻溝等を介して設けられている。その摺動はベ
ース１の左右端上に台座を介して油圧等のシリンダー3,
3のシリンダーロッド3a,3aの進退にて行われる。そのベ
ッド2,2の対向する側には被測ネジ杆Ｍの載置台4,4が設
けられている。該載置台4,4間は、被測ネジ杆Ｍの長さ
に相当する間隔を有する。その載置台4,4の後方で、ベ
ット2,2上に上部ベット5,5が固着されている。該上部ベ
ット５上には一側に、送りと回転とが同期したネジ加工
の回転送り同期構造Ａが設けられている。具体的には、
該回転送り同期構造Ａは、駆動源を内蔵し、該駆動源よ
り前側に突出してタップヘッド６が回転可能に設けら
れ、該タップヘッド６には、実施例では１軸のタップ７
が取りつけられている。該タップ７はネジ加工又は、一
度加工したものを仕上げ加工（通称ネジさらい）するも
のである。

そのタップヘッド６にはプーリ８が固着され、その回転
送り同期構造Ａのタップヘッド６と送りが同じで回転し
ない送りヘッドA₁に、同速ベース板９の一端が、該同速
ベース板９の長手方向と送り方向とが直交又は略直交す
るようにして挿入固着されている。該同速ベース板９の
他端側寄りには、摺動管10の軸方向がその送り方向を向
いて挿入固着され、該摺動管10は上部ベット５上に設け
た、送り方向と同方向を向くガイド杆11に挿入され、そ
の送りヘッドA₁の送り同期した同速ベース板９を介して
摺動管10が摺動するように構成されている。そのガイド
杆11の両側に第１トルクリミッターB₁と第２トルクリミ
ッターB₂が設けられている。その第１トルクリミッター
B₁と第２トルクリミッターB₂とは内部構造が殆ど同一で
あるため、これらの構成部品は、第１トルクリミッター
B₁には、₁なる添字を、第２トルクリミッターB₂には、₂
なる添字をそれぞれ付することとする。さらに具体的に
は、その第１トルクリミッターB₁，第２トルクリミッタ
ーB₂それぞれの管状の本体部12₁，12₂が、該本体部1
2₁，12₂の軸方向とガイド杆11の軸方向とが同方向をな
して前記同速ベース板９に挿入固着されている。即ち、
第１トルクリミッターB₁，第２トルクリミッターB₂は並
列に取り付けられている。その第１トルクリミッター
B₁，第２トルクリミッターB₂の本体部12₁，12₂内には、
回転管13₁，13₂がそれぞれベアリングを介して同軸状に
内蔵され、その両端は本体部12₁，12₂の両側に突出する
ように構成されている。その第１トルクリミッターB₁，
第２トルクリミッターB₂の回転管13₁、13₂の一端側には
プーリ14₁，14₂がそれぞれ設けられている。

また、その第１トルクリミッターB₁のプーリ14₁は２つ
あって、その一つは前記プーリ８に対応するもので、こ
の間にベルト15が巻き掛けされている。他の一つは第２
トルクリミッターB₂に設けたプーリ14₂との間にベルト1
6が巻き掛けされている。これによって、前記回転送り
同期構造Ａのプーリ８の回転にて、第１トルクリミッタ
ーB₁が回動し、且つ第２トルクリミッターB₂が回動可能
に構成されている。即ち、回転送り同期構造Ａの駆動に
同期して第１トルクリミッターB₁と第２トルクリミッタ
ーB₂とが回転伝動装置（プーリ伝動装置）にて伝動され
ている。その回転管13₁，13₂のプーリ14₁，14₂を設けた
側とは反対側に、鍔形状の副スリップ体17₁，17₂がそれ
ぞれ固着されている。該副スリップ体17₁，17₂に対応す
る釣鐘状の主スリップ体18₁，18₂が、前記回転管13₁，1
3₂端に設けられている。その主スリップ体18₁，18₂とこ
れと対応している副スリップ体17₁，17₂との間にボール
19₁，19₂が介在されている。

また、図示しないが、該ボール19₁，19₂に替えて、主ス
リップ体18₁，18₂と副スリップ体17₁，17₂との対応する
面にそれぞれ摩擦板等を設けることもある。

20₁，20₂は回転軸であって、前記回転管13₁，13₂内に回
転且つ摺動自在に設けられている。該摺動は、スラスト
玉軸受針状ころ軸受21₁，21₂及び針状ころ軸受22₁，22₂
による。その回転軸20₁，20₂の一端が前記主スリップ体
18₁，18₂の軸心箇所と固着されている。

その回転軸20₁，20₂の他端側にはネジゲージヘッド2
3₁，23₂がそれぞれ固着されている。該ネジゲージヘッ
ド23₁，23₂の先端には、許容最小径ネジゲージG₁と許容
最大径ネジゲージG₂とが設けられている。

また、そのネジゲージヘッド23₁，23₂とプーリ14₁，14₂
との間で回転軸20₁，20₂上に圧縮コイルスプリング2
5₁，25₂が介在され、前記主スリップ体18₁，18₂と副ス
リップ体17₁，17₂とが複数（実施例では４箇所）のボー
ル19₁，19₂を介して連結状態に構成されている。

そのネジゲージヘッド23₁，23₂は、その許容最小径ネジ
ゲージG₁と許容最大径ネジゲージG₂とを掴むホルダー
が、軸方向に僅かな長さ進退自由に圧縮コイルスプリン
グ等で支持されている。これは被測ネジ杆Ｍの被測ネジ
ｓ内に進入するときにねじ山相互が衝突を防止してスム
ーズに許容最小径ネジゲージG₁，許容最大径ネジゲージ
G₂を進入させるためである。

また、前記主スリップ体18₁，18₂の周囲に４箇所設けた
ボール19₁，19₂は、副スリップ体17₁，17₂側のみが窄ま
った孔に挿入され、そのボール19₁，19₂が圧縮コイルス
プリングにて常に所定の弾発力を有するようにネジの締
めつけ構造によるピンにて押圧されている。

〔作用〕

まず、実施例の装置においては、一度ネジ加工を施した
もの（実際には、車両用ステアリングのラックピニオン
軸）を強度増加のため焼入れ処理するため、その焼入れ
後に軸自体が僅かではあるが湾曲し、これがため両端の
被測ネジｓの仕上げが実際には行われる。これは通称ネ
ジさらいと称される。実際の装置では、該ネジさらい
と、加工したネジの精度が合格品であるか否かの測定が
行われている。

本発明では、そのネジさらいとは別の測定のみのものと
して主に説明すると、まず、左右の載置台4,4間に載置
固定された,2本の被測ネジ杆M,M（第１図において実線
で上側の２本）に対し、被測ネジ杆Ｍの長短に対応し
て、左右側のシリンダー3,3のシリンダーロッド3a,3aを
進退させて調整する。次いで、ネジ加工する回転送り同
期構造Ａを駆動させると、その送りヘッドA₁の送りにて
同速ベース板９がガイド杆11を介して第１トルクリミッ
ターB₁、第２トルクリミッターB₂が被測ネジ杆Ｍ側に摺
動する。このとき、タップヘッド６の回転且つ送りに同
期させてベルト15,16の回転にてプーリ14₁，14₂が回転
し、回転管13₁，13₂、副スリップ体17₁，17₂、主スリッ
プ体18₁，18₂、回転軸20₁，20₂を介して許容最小径ネジ
ゲージG₁、許容最大径ネジゲージG₂に各々回転且つ送り
がなされる。

そして、許容最小径ネジゲージG₁が被測ネジ杆Ｍの被測
ネジｓに進入せんとし、被測ネジｓの内径が許容最小径
以上だとすると、その許容最小径ネジゲージG₁は被測ネ
ジｓ内に回転且つ送りにて進入し、第１次のネジ測定は
合格とされる。また、仮に、被測ネジｓの内径が許容最
小径以下だとすると、今度は、その許容最小径ネジゲー
ジG₁は被測ネジｓ内に進入できず、負荷トルクが加わ
り、その入口箇所でその許容最小径ネジゲージG₁は回転
が停止する。即ち、該許容最小径ネジゲージG₁に連続し
た回転軸20₁及び主スリップ体18₁の回転が停止する。こ
の回転が停止しても第１トルクリミッターB₁の本体部12
₁は同速ベース板９の送りにて移動し、且つ本体部12₁内
の回転管13₁、副スリップ体17₁も回転しつつ送りがなさ
れて移動する。すると、前記主スリップ体18₁は回転も
送りも停止しており、副スリップ体17₁が移動すると、
その主スリップ体18₁に対して副スリップ体17₁が離間し
て、これを同速ベース板９上に設けたセンサーL₁にて検
出してブザーを鳴らし、その被測ネジｓが不良であるこ
とを認識させる。この場合は、第１次のネジ測定で不合
格となった。

また、同速ベース板９にて同速の送りが与えられた第２
トルクリミッターB₂の許容最大径ネジゲージG₂が被測ネ
ジ杆Ｍの被測ネジｓに進入せんとし、該被測ネジｓの内
径が許容最大径以下だとすると、被測ネジｓ内に進入で
きず、負荷トルクが加わり、その入口箇所でその許容最
大径ネジゲージG₂は回転が停止する。即ち、該許容最大
径ネジゲージG₂に連続した回転軸20₂及び主スリップ体1
8₂の回転が停止する。この回転が停止しても第２トルク
リミッターB₂の本体部12₂は同速ベース板９の送りにて
移動し、且つ本体部12₂内の回転管13₂、副スリップ体17
₂も回転しつつ送りがなされて移動する。すると、前記
主スリップ体18₂は回転も送りも停止しており、副スリ
ップ体17₂が移動し、その主スリップ体18₂に対して副ス
リップ体17₂が離間して、これを同速ベース板９上に設
けたセンサーL₂にて検出してブザーは鳴らず、第２次の
ネジ測定は合格とされる。このように、第１次，第２次
のネジ測定が合格することで初めて、被測ネジｓの内径
が許容最小，許容最大の範囲内に有ることを測定でき
る。

また、被測ネジｓの内径が、第１次を合格しても、許容
最大径以上だとすると、その許容最大径ネジゲージG₂は
被測ネジｓ内に回転且つ送りにて進入し、今度は主スリ
ップ体18₂に対して副スリップ体17₂が離間しないことを
センサーL₂が検出してブザーを鳴らし、その被測ネジｓ
が不良であることを認識させる。即ち、第２次の測定で
は不良として判断できる。

なお、不良の認識は、ブザーに限定されず、認識可能な
もので、例えばランプ等を点灯させることもある。

〔発明の効果〕

請求項１の発明においては、回転送り同期構造Ａの送り
に同期する同速ベース板９を送り方向に摺動可能に設
け、該同速ベース板９に第１トルクリミッターB₁，第２
トルクリミッターB₂を並列に取り付け、その第１トルク
リミッターB₁，第２トルクリミッターB₂には、先端に許
容最小径ネジゲージG₁，許容最大径ネジゲージG₂をそれ
ぞれ１つずつ備えた回転軸20₁，20₂を前記送り方向と同
方向に設け、該回転軸20₁，20₂の駆動を回転伝動装置及
び前記同速ベース板９を介して前記回転送り同期構造Ａ
のタップヘッド６の回転且つ送りに同期させ、許容最小
径ネジゲージG₁，許容最大径ネジゲージG₂への負荷トル
クにて許容最小径ネジゲージG₁，許容最大径ネジゲージ
G₂の回転を停止可能に設け、被測ネジｓ径が適正の場合
には許容最大径ネジゲージG₂のみの回転が停止してなる
ネジ測定装置としたので、まず、第１の被測ネジｓ径が
許容最小，許容最大の範囲内に有るか否かのネジ測定を
自動的に迅速且つ正確にできるし、第２にそのネジ測定
が簡単となり、単位時間当たりの測定数を増加させ、ひ
いては安価なる検査効果を得ることができる。

これについて詳述すると、まず、ネジ内径は、許容最小
径と許容最大径との範囲間の内径が合格品であり、この
下限，上限の許容最小径ネジゲージG₁，許容最大径ネジ
ゲージG₂にて、回転且つ送りに同期させた装置にて行う
ため、瞬時にその検査を完了させることができるし、そ
の下限，上限は常にネジゲージにて、一定の方向（軸心
方向）から行うものであり、従来のように手作業で行っ
ていた検査よりも格段と高精度の測定ができるし、被測
ネジ杆Ｍの左右を同時に行う装置では、瞬時に測定がで
きるし、作業者の疲労と検査に対する精神的負担も解除
され、さらには、単位時間当たりの検査数を増加させ、
ネジ測定に対する労務負担を軽減させることができる効
果がある。

特に、本発明では、一次，二次測定を並列にしたトルク
リミッターにて行なうため、、これが雌ねじ測定の場合
で、該雌ねじ孔深さが浅い場合にも、最大，最小径を別
々に設けために、合否の測定が確実にできるし、さら
に、一次，二次測定を並列にしたトルクリミッターにて
行なうが、これを駆動源を共用させ，且つ同期させてい
るため、一次で合格か二次で合格かを一目で判断できる
利点がある。

また、本発明では、許容最小径ネジゲージG₁，許容最大
径ネジゲージG₂への負荷トルクにて許容最小径ネジゲー
ジG₁，許容最大径ネジゲージG₂の回転を停止可能に設
け、被測ネジｓ径が適正の場合には許容最大径ネジゲー
ジG₂のみの回転が停止してなるネジ測定装置としたの
で、被測ネジｓ径が許容最小径以上の場合は許容最小径
ネジゲージG₁は回転して第１次合格で、且つ許容最大径
以下の場合は許容最大径ネジゲージG₂の回転が停止して
第２次合格となり、許容最小径以上で許容最大径以下な
る適正範囲を略同時に測定することことが極めて迅速且
つ正確にできる。

また、本発明では、第１トルクリミッターB₁，第２トル
クリミッターB₂の送りを同速ベース板９を介して同期さ
せ、さらに、回転軸20₁，20₂の駆動を回転伝動装置及び
前記同速ベース板９を介して前記回転送り同期構造Ａの
タップヘッド６の回転且つ送りに同期させたことで、駆
動源を共用し、極めて簡単な構成で同一の状態で許容最
小径，許容最大径の測定が可能にでき、装置をより小型
化できる利点がある。

なお、回転軸20₁，20₂の駆動を前記回転送り同期構造Ａ
のタップヘッド６の回転且つ送りに同期させたので、そ
のタップヘッド６にタップ７を取り付けたならば、被測
ネジｓ箇所のネジ加工又は仕上げ加工（通称ネジさら
い）を行うことと同じ送りにてネジ測定もできる利点が
ある。

次に、請求項２の発明においては、回転送り同期構造Ａ
の送りに同期する同速ベース板９を送り方向に摺動可能
に設け、該同速ベース板９に第１トルクリミッターB₁，
第２トルクリミッターB₂を並列にしてそれぞれの本体部
12₁，12₂を固着し、その第１トルクリミッターB₁，第２
トルクリミッターB₂には、先端に許容最小径ネジゲージ
G₁，許容最大径ネジゲージG₂をそれぞれ１つずつ備えた
回転軸20₁，20₂を前記送り方向と同方向に設け、該回転
軸20₁，20₂の後端に固着した主スリップ体18₁，18₂と、
本体部12₁，12₂に回転のみ可能とした回転管13₁，13₂の
後端に固着した副スリップ体17₁，17₂とを圧縮コイルス
プリング25₁，25₂にて弾発接触させ、常時は回転軸2
0₁，20₂の駆動を回転伝動装置及び前記同速ベース板９
を介して前記回転送り同期構造Ａのタップヘッド６の回
転且つ送りに同期させ、許容最小径ネジゲージG₁、許容
最大径ネジゲージG₂への負荷トルクにて、主スリップ体
18₁，18₂と、副スリップ体17₁，17₂とを離間可能に設
け、被測ネジｓ径が適正の場合には、その離間にて許容
最大径ネジゲージG₂のみの回転が停止してなるネジ測定
装置としたことにより、第１に主スリップ体18₁，18₂と
副スリップ体17₁，17₂とが離間されることでその第１ト
ルクリミッターB₁，第２トルクリミッターB₂を高精度な
るもので長期の使用に耐えうるものにできる。

この点を詳述すると、主スリップ体18₁，18₂に連結した
先端に許容最小径ネジゲージG₁，許容最大径ネジゲージ
G₂を備えた回転軸20₁，20₂が停止すると、副スリップ体
17₁，17₂は送りにて移動し、主スリップ体18₁，18₂と副
スリップ体17₁，17₂との離間作用をなし、その回転軸20
₁，20₂の駆動源が遮断されることとなり、無理のない停
止がなされ、主スリップ体18₁，18₂と副スリップ体1
7₁，17₂とのクラッチ箇所の耐久性が増加できる大きな
効果を奏する。特に、その固定することでクラッチが作
用するものではなく、離間にてクラッチが作用するもの
である。よって、許容最大径ネジゲージG₂を被測ネジｓ
に通過させたときには、合格品の場合には、常時、離間
作用が働くがこれは装置に衝撃荷重を与えるものではな
く、耐久性は極めて良好にできる効果がある。

他の構成は請求項１の発明と同等であり、これと同様な
効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すものであって、その第１
図は本発明の平面図、第２図は第１図II-II矢視断面
図、第３図は第１トルクリミッター，第２トルクリミッ
ター箇所の要部断面とした平面図、第４図は第３図の斜
視図、第５図及び第６図は第１トルクリミッターの要部
断面図、第７図は第１トルクリミッターが被測ネジに挿
入する状態の一部断面とした平面図、第８図は許容最小
径ネジゲージが被測ネジ内に挿入される状態の一部断面
とした平面図、第９図は第１トルクリミッターが被測ネ
ジに挿入されない状態の一部断面とした平面図、第10図
は許容最小径ネジゲージが被測ネジ内に挿入されない状
態の一部断面とした平面図である。 Ａ……回転送り同期構造、B₁……第１トルクリミッタ
ー、B₂……第２トルクリミッター、C₁……許容最小径ネ
ジゲージ、C₂……許容最大径ネジゲージ、６……タップ
ヘッド、９……同速ベース板、12₁，12₂……本体部、13
₁，13₂……回転管、17₁，17₂……副スリップ体、18₁，1
8₂……主スリップ体、19₁，19₂……ボール、20₁，20₂…
…回転軸、25₁，25₂……圧縮コイルスプリング。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転送り同期構造の送りに同期する同速ベ
   ース板を送り方向に摺動可能に設け、該同速ベース板に
   第１トルクリミッター，第２トルクリミッターを並列に
   取り付け、その第１トルクリミッター，第２トルクリミ
   ッターには、先端に許容最小径ネジゲージ，許容最大径
   ネジゲージをそれぞれに１つずつ備えた回転軸を前記送
   り方向と同方向に設け、該回転軸の駆動を回転伝動装置
   及び前記同速ベース板を介して前記回転送り同期構造の
   タップヘッドの回転且つ送りに同期させ、許容最小径ネ
   ジゲージ，許容最大径ネジゲージへの負荷トルクにて許
   容最小径ネジゲージ，許容最大径ネジゲージの回転を停
   止可能に設け、被測ネジ径が適正の場合には許容最大径
   ネジゲージのみの回転が停止してなることを特徴とした
   ネジ測定装置。
2. 【請求項２】回転送り同期構造の送りに同期する同速ベ
   ース板を送り方向に摺動可能に設け、該同速ベース板に
   第１トルクリミッター，第２トルクリミッターを並列に
   してそれぞれの本体部を固着し、その第１トルクリミッ
   ター，第２トルクリミッターには、先端に許容最小径ネ
   ジゲージ，許容最大径ネジゲージをそれぞれに１つずつ
   備えた回転軸を前記送り方向と同方向に設け、該回転軸
   の後端に固着した主スリップ体と、本体部に回転のみ可
   能とした回転管の後端に固着した副スリップ体とを圧縮
   コイルスプリングにて弾発接触させ、常時は回転軸の駆
   動を回転伝動装置及び前記同速ベース板を介して前記回
   転送り同期構造のタップヘッドの回転且つ送りに同期さ
   せ、許容最小径ネジゲージ、許容最大径ネジゲージへの
   負荷トルクにて、主スリップ体と、副スリップ体とを離
   間可能に設け、被測ネジ径が適正の場合には、その離間
   にて許容最大径ネジゲージのみの回転が停止してなるこ
   とを特徴としたネジ測定装置。