JPH07332906A - ねじ測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 測定時の作業効率が良く、しかも使用対象を
限定されることなく、ねじ孔の有効径の検査及びねじ深
さの測定が同時に行えるねじ測定装置を提供する。 【構成】 ゲージドライバ１に、通りねじゲージ８と、
これを所定のトルクで正転・逆転回転させるモータ１１
と、その回転を制御する手動スイッチ３を設ける。モー
タ１１を回転させて通りねじゲージ８をねじ孔Ｈにねじ
込み、その有効径を検査した後、モータ１１を逆転させ
て、通りねじゲージ８をワークＷから抜き取る。その
際、通りねじゲージ８がワークＷから離間したことを検
知し、手動スイッチ３が逆転操作されてから、それまで
の間における通りねじゲージ８の回転数をロータリーエ
ンコーダ５により検出する。制御部１８によって、検出
した回転数と予めセットしたねじピッチとに基づき、通
りねじゲージ８がねじ込まれていた量を演算し、その結
果をＬＥＤ５に表示させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ねじ孔の有効径の検査
及びねじ深さの測定を同時に行うことができる測定装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のねじ測定装置としては、
図５に示したものが知られている（特表平１−５０１５
７２号公報参照）。すなわち、ねじ測定装置は、ハウジ
ング８１の一端から延出する通りねじゲージ８２と、ハ
ウジング８１内に摺動自在に内嵌されて通りねじゲージ
８２の外周を覆う円筒状のホルダ８３とを備えており、
ホルダ８３がハウジング８１から延出する方向へ付勢さ
れるとともに、その周囲に指示目盛８４が設けられた構
造となっている。

【０００３】かかるねじ測定装置においては、ハウジン
グ８１を回転させて、通りねじゲージ８２をワークＷの
ねじ孔にねじ込むことにより、ねじの有効径の検査を行
い、同時に、ハウジング８１内へのホルダ８３の後退量
を指示目盛８４から読み取ることによって、ねじ深さの
測定を行うようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のねじ測定装置にあっては、ねじ孔が深くなる
につれ、測定時にハウジング８１を回転させる量が多く
なるため、測定時の作業効率が悪かった。また同様の理
由から、特に工場内のラインで用いる場合には測定者に
かかる負担が大いという不具合があった。

【０００５】一方、前述したように、ねじ測定装置は、
通りねじゲージ８２の周囲を覆うホルダ８３の後退量に
よってねじ深さを測定する構造であるため、例えば図６
の（ａ）、（ｂ）に示すように、ねじ孔Ｈに対してワー
クＷの表面が傾斜していたり、ねじ孔Ｈの開口縁の近傍
に突出した部分があったりする場合には、測定される深
さＤに誤差ΔＸが生じてしまう。このため、ワークによ
ってはねじ深さの測定を行えない場合があるという問題
もあった。

【０００６】本発明は、このような従来の課題に鑑みて
なされたものであり、測定時の作業効率が良く、しかも
使用対象を限定されることなく、ねじ孔の有効径の検査
及びねじ深さの測定が同時に行えるねじ測定装置を提供
することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に本発明にあっては、主として、ワークに開口するねじ
孔にねじ込まれる通りねじゲージと、該通りねじゲージ
を決められたトルクで回転させるモータと、前記通りね
じゲージの回転数を検出する回転数検出手段と、前記通
りねじゲージのねじピッチを設定するピッチ設定手段
と、前記通りねじゲージが前記ワークから離間したこと
を検知する検知手段と、前記ねじ孔へのねじ込みが完了
した前記通りねじゲージの抜き取り操作が開始されてか
ら、前記検知手段が通りねじゲージがワークから離間し
たことを検知するまでの間に、前記回転数検出手段によ
り検出された回転数、および前記ピッチ設定手段により
設定されたねじピッチに基づき、前記通りねじゲージが
ねじ込まれていた量を演算する演算手段と、該演算手段
の演算結果に基づく情報を測定結果として表示する表示
手段とを備えたものとした。

【０００８】

【作用】前記構成において、通りねじゲージをワークに
開口するねじ孔の開口部に押し当てた状態でモータを回
転させる。このとき通りねじゲージは決められたトルク
で回転されており、ねじ孔の有効径が公差の範囲内であ
れば、ねじ孔にねじ込まれる。また、有効径が所定の径
より小さければ、通りねじゲージに決められたトルク以
上のトルクが加わっても、ねじ込まれることがない。こ
れにより、ねじ孔の有効径の検査を行うことができる。

【０００９】続いて、通りねじゲージの抜き取り操作に
際して、通りねじゲージを抜き取り方向に付勢した状態
でモータを逆転させると、ねじ込みが完了した状態にあ
る通りねじゲージがねじ孔から後退し、やがて通りねじ
ゲージがワークから離間する。この間で、通りねじゲー
ジの抜き取り操作が開始されてから、検知手段が通りね
じゲージがワークから離間したことを検知するまでの、
演算手段により回転数検出手段が検出した回転数とピッ
チ設定手段により設定されたねじピッチに基づき、通り
ねじゲージがねじ込まれていた量が演算され、その演算
結果に基づく情報が測定結果として表示手段に表示され
る。これにより、ねじ深さを測定できる。なお、上記測
定結果には、演算結果を示す数値だけでなく、例えばそ
の演算結果が所定の許容範囲に含まれるか否かの判別表
示も含まれる。

【００１０】このように、通りねじゲージをねじ孔にね
じ込むことができれば、例えばねじ孔に対してワークの
表面が傾斜していたり、ねじ孔の開口縁の近傍に突出し
た部分があったりする場合であっても、支障なくねじ深
さを測定できる。

【００１１】したがって、作業者は通りねじゲージを手
動で回転させることなく有効径の検査及びねじ深さの測
定を行うことができる。しかも、通りねじゲージは決め
られたトルクでねじ込まれるため、検査結果及び測定結
果からねじ込み時のトルクの違いに起因する誤差が排除
される。また、通りねじゲージがワークから離間するま
での回転数に基づきねじ深さを測定するため、ねじ深さ
の測定結果には、例えば、通りねじゲージがねじ孔にね
じ込まれる際の回転数に基づきねじ深さを測定する場合
に予想される誤差、すなわち、ねじ込み開始時点におけ
る通りねじゲージとねじ孔との双方にねじ山の位相ずれ
に起因する、最大１ピッチ分の誤差、および作業者の操
作ミスによる通りねじゲージがねじ孔にねじ込まれる前
の空転に起因する誤差がなくなる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図にしたがって説
明する。図２に示すように、本発明に係るねじ測定装置
は、ゲージドライバ１と、これが接続された制御ユニッ
ト２とを有しており、制御ユニット２には、検査及び測
定作業に際してワークＷ（図１）に取り付けられる導通
ホルダ２０が接続されている。ゲージドライバ１は、工
場内で一般に用いられている電動ドライバーと同様の体
裁を有しており、一端側の周面には、モータ１１（後述
する）を正転、停止、逆転操作する手動スイッチ３が設
けられている。手動スイッチ３の反対側には表示部４が
突設されており、図３に示すように、表示部４には表示
手段である３桁の数値を表示可能なＬＥＤ５が設けられ
ている。また、ゲージドライバ１の他端には、テーパー
軸６の先端におねじ部７を有する通りねじゲージ８がア
ダプタ９を介して着脱自在に装着されている。

【００１３】図１に示すように、ゲージドライバ１の内
部にはモータ１１と、その回転力を前記通りねじゲージ
８に伝達するギヤ１２及びトルクリミッタ１３とが収容
されている。トルクリミッタ１３は、決められたよりも
大きなトルクが加わると空転して通りねじゲージ８側へ
の回転の伝達を断つものである。また、ゲージドライバ
１の内部には、トルクリミッタ１３の空転に伴い機械的
に作動し前記モータ１１を停止させるトルクスイッチ１
４と、前記アダプタ９に連結されたトルクリミッタ１３
の通りねじゲージ８側の出力軸（図示せず）に設けら
れ、その回転数を検出する回転数検出手段であるロータ
リーエンコーダ１５が設けられている。

【００１４】一方、前記制御ユニット２は、電源部１７
と、制御部１８と、これに接続されたピッチ設定部１９
とを有している。電源部１７は、前記トルクスイッチ１
４と前記手動スイッチ３とを経由して前記モータ１１に
電力を供給するようになっている。ピッチ設定部１９
は、前記通りねじゲージ８のねじピッチを制御部１８に
伝達するピッチ設定手段であって、伝達するねじピッチ
は、前記制御ユニット２の操作パネルに設けられたピッ
チ設定用のツマミ１０により変更可能となっている。

【００１５】また、制御部１８には前述した手動スイッ
チ３、ＬＥＤ５、ロータリーエンコーダ１５、導通ホル
ダ２０がそれぞれ接続されている。制御部１８は、ＣＰ
Ｕを備えるとともに予め設定されたプログラムに基づき
作動するものであり、この制御部１８によって演算手段
が実現されている。さらに、制御部１８は、検査及び測
定作業時に、前記導通ホルダ２０を介してワークＷに接
続されるとともに、ゲージドライバ１（通りねじゲージ
８）とワークＷとの間における導通の有無によって両者
が接触したか否かを検知するようになっている。これに
より検知手段が実現されている。

【００１６】以上の構成からなる本実施例において、ね
じ孔Ｈの検査及び測定を行うには、先ず、ワークＷに導
通ホルダ２０を予め取り付けておく。次に、通りねじゲ
ージ８をワークＷ（図１参照）に開口するねじ孔Ｈの開
口部に押し当てた状態で、手動スイッチ３を正転位置に
操作すると、モータ１１が回転されて通りねじゲージ８
が回転する。このとき、通りねじゲージ８はトルクリミ
ッタ１３を介して回転されるため、常に決められたトル
クで回転される。したがって、ねじ孔Ｈの有効径が公差
の範囲内にある場合、通りねじゲージ８は、無理なくね
じ孔Ｈにねじ込まれる。一方、ねじ孔Ｈの有効径が公差
の範囲よりも小い場合には、通りねじゲージ８に決めら
れたトルクが加わりトルクリミッタ１３が空転するた
め、通りねじゲージ８はねじ込まれることがない。これ
により、ねじ孔Ｈの有効径を検査できる。なお、ねじ込
みが完了すると、トルクリミッタ１３が空転することに
より通りねじゲージ８が回転を停止し、同時にトルクス
イッチ１４によりモータ１１が停止される。

【００１７】そして、かかる状態で、ゲージドライバ１
を持ち上げながら手動スイッチ３を逆転位置に操作する
と、モータ１１が逆転してねじ込みが完了した状態の通
りねじゲージ８がねじ孔Ｈから後退する。一方、手動ス
イッチ３の操作に伴い、ロータリーエンコーダ１５によ
る通りねじゲージ８の回転数の検出が開始されると同時
に、制御部１８が、検出された回転数と、予め設定され
たねじピッチとに基づき、通りねじゲージ８がねじ込ま
れていた量を演算し、その演算結果に基づく情報を測定
結果、すなわち３桁の数値として表示部４のＬＥＤ５に
刻々表示させる。やがて通りねじゲージ８がワークＷか
ら離間し双方間の導通が断たれると、それが制御部１８
によって検知される。これに伴い制御部１８が前述した
演算を停止するとともに、その時点での演算結果が最終
的な測定結果として表示部４に固定表示される。これに
より、前述した有効径の検査と同時にねじ深さの測定が
できる。なお、この表示は、正転後の次の逆転開始時に
リセットされる。

【００１８】以上のように、本実施例のねじ測定装置に
よれば、作業者は手動で通りねじゲージ８を回転させる
必要がないため、検査及び測定の作業効率が良い。しか
も、ねじ深さの測定は、ねじ孔Ｈに対する通りねじゲー
ジ８のねじ込み量に基くものであるため、通りねじゲー
ジ８をねじ孔Ｈにねじ込むことができれば、例えばねじ
孔Ｈに対してワークＷの表面が傾斜していたり、ねじ孔
Ｈの開口縁の近傍に突出した部分があったりする場合で
あっても、支障なくねじ深さを測定できる。よって、従
来例で示したもののように使用対象を限定されることも
ない。

【００１９】これに加え、本実施例のねじ測定装置にお
いては、通りねじゲージ８をねじ込む際のトルクが一定
であることから、検査結果及び測定結果からねじ込み時
のトルクの違いに起因する誤差が排除される。しかも、
ねじ込みが完了した状態にある通りねじゲージ８がワー
クＷから離間するまでの回転数に基づき、ねじ深さを測
定する構成となっている。このため、測定結果には、例
えば、通りねじゲージ８をねじ孔Ｈにねじ込む際の回転
数に基づきねじ深さを測定する場合に予想される誤差、
すなわち、ねじ込み開始時点における通りねじゲージと
ねじ孔との双方にねじ山の位相ずれに起因する、最大１
ピッチ分の誤差がない。よって、検査精度及び測定精度
が高い。

【００２０】なお、本実施例においては、ねじ深さの測
定結果を３桁の数値として表示するものを示したが、例
えば、単に演算結果が所定の許容範囲に含まれるか否か
の判別結果を表示させるようにしても構わない。また、
本実施例においては、制御ユニット２に導通ホルダ２０
を設け、これと制御部１８により本発明の検知手段を構
成するものを示したが、これ限らず、ゲージドライバ１
側に導通ホルダ２０に代わるものを設ける等、他の構成
によりワークＷから通りねじゲージ８が離間したことを
検知する検知手段を実現させるようにしても構わない。

【００２１】また、図４は、請求項２の発明に係る実施
例を示すものであって、前述したねじ測定装置を以下の
構造とすることができる。以下、図１に示したものと異
なる構成についてのみ説明する（なお、この図において
ロータリーエンコーダ１５は省略してある。）。

【００２２】すなわちゲージドライバ１は、一端が前述
したトルクリミッタ１３が有する出力軸２２に、軸方向
に移動自在でかつ回転を規制された状態で外嵌する可動
軸２３を有している。この可動軸２３は、ゲージドライ
バ１のハウジング２１に固定された相離間する一対のス
リーブ２４，２４に回転及び軸方向への移動を自在に支
持されており、ハウジング２１から延出する他端側に前
述したアダプタ９が設けられている。また、可動軸２３
は、一端側に大径部２３ａを有し、他端側にそれより小
径の小径部２３ｂを有しており、一対のスリーブ２４，
２４間に位置する部位に段差部２３ｃが形成されてい
る。

【００２３】可動軸２３の小径部２３ｂには可動板２５
が遊嵌されている。可動板２５は、ハウジング２１内に
おいて小径部２３ｂの軸方向への移動が可能であるとと
もに回転を規制されており、前記段差部２３ｃと小径部
２３ｂに設けられたストッパ２６とによって、可動軸２
３に対する軸方向への移動を規制されている。また、可
動板２５は、可動板２５の大径部２３ａ側と小径部２３
ｂ側とに外挿されたスプリング２８，２８によって挟圧
されている。これにより可動軸２３は、軸方向への力が
加わらない非使用時に、双方のスプリング２８，２８の
ばね力のバランスによって、ハウジング２１内の所定位
置（図４に示す位置）に位置決めされるようになってい
る。つまり、可動軸２３は、前記通りねじゲージ８をね
じ孔Ｈにねじ込む際の押付け力により軸方向の一方側
（矢示イ）に移動し、通りねじゲージ８を抜く際の引抜
き力により他方側（矢示ロ）に移動するようになってい
る。また、ハウジング２１内には、前記可動板２５のト
ルクリミッタ１３側に、マイクロスイッチ２９が設けら
れている。このマイクロスイッチ２９は、前記モータ１
１へ供給する電気の極性を切り換えることによりモータ
１１を正転、逆転させる切換スイッチであって、モータ
１１への通電を断つ停止状態と、モータ１１を正転させ
る正転状態、および逆転させる逆転状態との３状態に作
動する釦３０を有している。釦３０は、前記可動板２５
に常時押圧されるとともに、前述した非使用時すなわち
可動軸２３が所定位置にあるときには停止状態にあり、
可動軸２３が一方側（矢示イ）へ移動すると正転状態
に、また可動軸２３が他方側（矢示ロ）へ移動すると逆
転状態に作動されるようになっている。つまり、可動軸
２３、可動板２５、スプリング２８，２８、マイクロス
イッチ２９によって、通りねじゲージ８の軸方向に加わ
る力を機械的に感知して作動する、本発明の回転方向切
換手段が構成されている。なお、本実施例においては、
前述した手動スイッチ３が廃止されている。

【００２４】かかる構成からなる本実施例において、ね
じ測定装置の非使用時には、可動軸２３に操作力が加わ
らないため、モータ１１は停止している。一方、ねじ測
定装置の使用時に、ゲージドライバ１つまり通りねじゲ
ージ８をワークＷに押し当てると、モータ１１が自動的
に正転し、通りねじゲージ８がねじ孔Ｈにねじ込まれ、
また、その状態でゲージドライバ１を持ち上げれば、モ
ータ１１が自動的に逆転して通りねじゲージ８を抜き取
ることができる。よって、作業者は殊更にスイッチ操作
を行うことなく、ねじ孔Ｈの有効径の検査及び深さ測定
を行うことができ、その結果、検査及び測定の作業効率
をより向上させることが可能となる。

【００２５】なお、本実施例においては、マイクロスイ
ッチ２９が正転状態と逆転状態だけでなく、ねじ測定装
置の非使用時にモータ１１を停止させる停止状態の３つ
の状態に作動するものを示したが、これに限らず、マイ
クロスイッチ２９を正転状態と逆転状態のみに作動する
ものとし、モータ１１の回転をオン・オフするスイッチ
を別に設けるようにしても構わない。かかる場合でも、
前述と同様の効果を奏することができる。また、本実施
例では、本発明の回転方向切換手動が可動軸２３の軸方
向への移動により作動するものを示したが、可動軸２３
と同様に、作業時に通りねじゲージ８の軸方向へ移動す
るものを、ゲージドライバ１のハウジング２１の周囲
で、かつ作業者が握持する部位に設けるようにしてもよ
い。

【００２６】また、本発明の回転方向切換手段は、通り
ねじゲージ８の軸方向に加わる力を機械的に感知して作
動するものに限らず、前記力を電気的に感知して作動す
るものであっても構わない。例えば、前記可動軸２３等
の軸方向の変位を光スイッチ等により検出して作動する
ものや、あるいは作業時に通りねじゲージ８の軸方向の
一方側へ加わる力と他方側へ加わる力を、前記可動板２
５等に設けられた２つの感圧センサにより検出して作動
するものとしてもよい。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明にあって
は、ねじ孔の有効径の検査及び深さ測定に際し、作業者
が手動で通りねじゲージを回転させる必要がない構成と
したことから、検査及び測定の作業効率が良い。しか
も、ねじ深さの測定を、ねじ込みが完了した状態にある
通りねじゲージをねじ孔から抜き取ることにより行う構
成としたことから、ねじ孔に対してワークの表面が傾斜
していたり、ねじ孔の開口縁の近傍に突出した部分があ
ったりする場合等であっても、支障なくねじ深さを測定
できる。よって、作業効率が良く、しかも使用対象を限
定されることなく、ねじ孔の有効径の検査及びねじ深さ
の測定を同時に行えるねじ測定装置を提供することが可
能となる。

【００２８】これに加え、検査結果及び測定結果からね
じ込み時のトルクの違いに起因する誤差が排除でき、し
かも、ねじ深さの測定結果からは、例えば、通りねじゲ
ージがねじ孔にねじ込まれる際の回転数に基づきねじ深
さを測定する場合に予想される最大１ピッチ分の誤差、
およびねじ孔にねじ込まれる前の空転に起因する誤差を
無くすことができる構成であるため、検査精度及び測定
精度を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すブロック図である。

【図２】同実施例の一部を分解した外観図である。

【図３】図２のＡ矢視図である。

【図４】本発明の他の実施例を示すロータリーエンコー
ダを省略したゲージドライバの要部断面図である。

【図５】従来例を示す一部断面図である。

【図６】従来例における測定誤差を示す説明図である。

【符号の説明】

５ ＬＥＤ（表示手段） ８ 通りねじゲージ ９ アダプタ １８ 制御部（演算手段、検知手段） １９ ピッチ設定部（ピッチ設定手段） ２３ 可動軸（回転方向切換手段） ２５ 可動板（回転方向切換手段） ２９ マイクロスイッチ（回転方向切換手段）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワークに開口するねじ孔にねじ込まれる
   通りねじゲージと、 該通りねじゲージを決められたトルクで回転させるモー
   タと、 前記通りねじゲージの回転数を検出する回転数検出手段
   と、 前記通りねじゲージのねじピッチを設定するピッチ設定
   手段と、 前記通りねじゲージが前記ワークから離間したことを検
   知する検知手段と、 前記ねじ孔へのねじ込みが完了した前記通りねじゲージ
   の抜き取り操作が開始されてから、前記検知手段が通り
   ねじゲージがワークから離間したことを検知するまでの
   間に、前記回転数検出手段により検出された回転数、お
   よび前記ピッチ設定手段により設定されたねじピッチに
   基づき、前記通りねじゲージがねじ込まれていた量を演
   算する演算手段と、 該演算手段の演算結果に基づく情報を測定結果として表
   示する表示手段と、 を備えたことを特徴とするねじ測定装置。
2. 【請求項２】 前記ねじ孔へのねじ込み操作時に前記通
   りねじゲージに加わる軸方向の押す力を感知し、前記モ
   ータを正転させる正転状態に作動し、かつ前記通りねじ
   ゲージに加わる前記軸方向の引く力を感知し、前記モー
   タを逆転させる逆転状態とに作動する回転方向切換手段
   を備えたことを特徴とする請求項１記載のねじ測定装
   置。