JPS6125001A

JPS6125001A - ネジの検査装置

Info

Publication number: JPS6125001A
Application number: JP14437384A
Authority: JP
Inventors: Shigeo Kawabata; 川畑　成夫; Isamu Komine; 小峰　勇; Masahiro Nakagawa; 雅博中川; Takefumi Narahara; 楢原　武文
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1984-07-13
Filing date: 1984-07-13
Publication date: 1986-02-03

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の技術分野〕この発明は、管のネジ特に油井用継目無鋼管のネジの検
査に適したネジ検査装置に関するものである。

〔従来技術とその問題点〕

油井用継目無鋼管の品質を左右する重要な検査項目の一
つであるネジの検査に汀、テーパー、リード、山高、ス
タンドオフと呼ばれる項目がある。

このようなネジの検査は、従来それぞれ専用の検査器具
を使用し、作業員によって手動（Ｃよシ行なわれていた
。

しかしながら、上記の方法による検査は、長時間を要し
、検査結果をネジ切機に迅速にフィードバックすること
ができないため、多くのロスタイムが発生する問題があ
シ、また、作業眞がネジに直接検査器具を接触させて検
査を行なうため、騒音環境であることも合わせて、作業
環境上の問題があった。

〔発明の目的〕

従って、この発明の目的は、上述した問題点を解決し、
管のネジの検査を、短時間に且つ適確に行なうことがで
きるネジの検査装置を提供することにある。

〔発明の概要〕

この発明のネジの検査装置は、ネジに接触して前記ネジ
の形状を、測定するための、前記ネジの径方向ＫＭ動可
能な複数の測定子を有する測定ヘッドと、前記測定ヘッ
ドがネジを覆うように、前記ネジに向けてその軸線方向
に移動可能な、前記測定ヘッドが着脱可能に取付けられ
た台車と、前記測定ヘッドの前記複数の測定子を、前記
ネジの所定測定箇所に位置させるための、前記測定ベッ
ドに設けられた位置ぎめ機構と、前記測定ヘッドを、測
定すべきネジの種類に応じて予め準備された他の測定ヘ
ッドに組替えるだめの測定ヘッド組替機構と、測定基準
を設定するための基準ピースと、前記測定子によって測
定された、前記基準ピースの測定値と、前記ネジの測定
値とから、前記ネジの形状を所定の検査項目に従って判
定するための判定機構とからなることに特徴を有するも
のである。

〔発明の構成〕

次に、この発明を、図面を参照しながら説明する。

″　第１図は、この発明の装置の１つの実施態様を示す
概略平面図、第２・図は同じく概略正面図、第３図はこ
の発明の装置に使用される測定ヘッドの詳細を示す要部
拡大正面図、第４図は測定子群の設置位置を示す概略正
面図、第５図は同じく概略縦断面図、第６図乃至第９図
は各測定子の概略説明図、第１０図はネジの測定位置を
示す説明図、第１）図（イ）は各測定子の測定点を示す
正面図、第１）図（ロ）はその側面図である。

第１図および第２図に示すように、管４のネジ５に接触
して、ネジ５の形状を測定するための測定子群を有する
測定ヘッド１は、台車６上に旋回機構７を介して設置さ
れている。台車６ば、床８に敷設されたレール９上に、
菅４のネジ５に向けて、その軸線方向に移動可能に設け
られている。

床８には、レール９に沿って、その−側に台１０が設置
されている。台１０上には、台車６の移動のだめのレー
ル９と直交するレール１）ａ、ｌｌｂ。

１）ｃが敷設されており、Ｌ／−ルｌｌａ、ｌｌｂ。

１）ｃの各々には、３個の組替用測定ヘッドｌａ。

Ｉｂ、Ｉｃが載置されている。上記によって、測定ヘッ
ド組替機構Ａが構成される。組替用測定へラドＩａ、ｌ
ｂ、ｌｃは、異なる種類のネジ、例えば丸ネジおよびバ
ットレスネジまたは異なるピッチのネジ等を測定する場
合のために、これらのネジに対応させて準備されている
。

台車６の一側には、アーム１２を介して、測定基準を設
定するための基準ピース２を保持するホルダー１３が、
鉛直面内で回動可能に設けられている。第１図において
、３ば、測定ヘッド１の測定子群によって測定された、
基準ピース２の測定値と、管４のネジ５の測定値とから
、ネジ５の形状を所定の検査項目に従って判定するため
の判定機構である。

基準ピース２を測定する場合には、まず測定ヘッド１が
旋回機構７によって矢印ａ方向に旋回して、基準ピース
２の測定域に位置する。測定ヘッド１はホルダー１３が
第２図ｆで示すように矢印す方向に回動することによっ
て運ばれた基準ピース２を受は入れ、実際の寸法が知ら
れている基準ピース２の寸法を測定する。測定ヘッド１
を交換する場合には、台車６が、レール９上を第１図に
示すように矢印Ｃ方向に移動して、測定ヘッド１を台１
０ＶＣ？ａう任意の場所に位置せしめる。次いで、旋回
機構７によって、測定ヘッド１を矢印ａと反対方向に９
０°旋回せしめた上、台車６から測定ヘッド１を取り外
し、台１０上の所定位置に収容する。次いで、台車６ば
、レール９上を台１０に沿って、例えば測定ヘッド１ａ
の載置されている位置まで移動する。測定ヘッド１ａば
、レールｌｌａ上を台車６に向けて図示されていないシ
リンダの作動により矢印ｄ方向に移動し、台車６上へ取
シ付けられる。

第３図に示すように、測定ヘッド１には、６つの測定ス
テーション２］　、２２．２３．２４，２５゜２６と、
位置ぎめステーション２８と、３つのセンタリングフラ
ンジ３１，３２．３３とが、測定すべき管４のネジ５が
挿入される開口１４に向けて放射状に設けられておシ、
これらは全て、測定すべきネジ５に合わせて、その位置
を手動または自動で位置ぎめできるようになっている。

第３図および第４図に示すように、測定ステーション２
１，２２，２３，２４，２５．２６の各々には、測定子
群１５，１６，１７，１８，１９゜２０が設けられてい
る。位置ぎめステーション２８には、位置ぎめ用ピン２
７が設けられている。前記測定子群および位置ぎめ用ピ
ンの各々は、ネジの径方向に前進、後退可能になってい
る。

第５図には、位置ぎめ用ピン２７の先端２９と、測定子
１７．２０およびセンタリングフランジ３１゜３２．３
３との関係が示されている。測定子群の、ネジの軸方向
の位置は、ネジの基準ピッチに合わせて定められておシ
、例えば位置ぎめ用ピン２７の先端２９がネジの谷に入
ったときには、すべての測定子の先端もネジの谷に入る
ように設計されている。即ち、相対向する測定子１７．
２０は、第５図に示すように、しピッチだけ軸方向にず
らして配置されており、これによって、相対向する測定
子１７．２０は、同一のネジの谷に入る。位置ぎめ用ピ
ン２７の先端２９ば、第３図に示すシリンダー３０によ
って、ネジ５に当たる所まで突出し、ネジ５の谷を探す
機能をもつ。七ンタリングクランゾ３１，３２．３３は
、ネジ５の軸線に対して１２０°ピツチに放射状に配置
され、シリンダによってネジ５に向けて突出し、ネジ５
を、測定ステーション２１，２２，２３，２４，２５゜
２６で囲まれた領域内にセンタリングして拘束する。

さらに、測定ヘッド１内には、第５図に示すように、先
端に接触子３５を有するネジ挿入位置測定器３４が、ネ
ジ５の端面に向けて、その軸線方向に設けられている。

ネジ挿入位置測定器３４け、接触子３５の移動量を例え
ば差動トランス３６で検出するもので、接触子３５は、
スプリング３７によってネジ５の軸線方向に付勢されて
いる。上述した位置ぎめステーション２８の位置ぎめ用
ピン２７およびネジ挿入位置測定器３４によって、測定
子群をネジ５の所定測定箇所に位置させるための位置ぎ
め機構が構成されている。

次に、この発明の装置によるネジの検査を原理的に説明
する。まず、測定子群を有する測定ヘッド１によって、
各測定項目の実際の寸法（Ｘｔｏ）が知られている基準
ピース２を測定し、前記実際の寸法（Ｘｉｏ）に対応す
る基準ピース２の測定値（Ｘｉｏ）を、判定機構３に記
憶させる。判定機構３には、基準ピース２の前記実際の
寸法（Ｘｉｏ）が記憶されている。次いで、測定すべき
管４のネジ５を、測定許子群を有する測定ヘッド１によ
って測定し、ネジ５の測定値（Ｘｉ）を判定機構３に入
力する。

判定機構３は、予め記憶されている基準ピース２の実際
の寸法（Ｘｉｏ）および前記実際の寸法（Ｘｉｏ）に対
応する測定値（Ｘｉｏ）と、測定すべき管４のネジ５の
測定値（Ｘｉ）とから、下記（１）式によって、ネジ５
の実際の寸法（Ｘｉ）を求める。次いで、このようにし
て求められた寸法（Ｘｉ　）を用いて、ネジ５の各測定
項目毎の値、即ち、チー／ｆ　：　Ｔ（Ｘｉ）。

リード：　Ｌ（Ｘｉ）　、山高：Ｈ（Ｘｉ）　　、およ
び、スタンドオフ＊　Ｓ　（Ｘｌ　）を求め、この求め
られた各値が、所定の基準範囲内にあるかどうかを判定
する。

ＸＩ　＝　Ｘｉｏ＋（Ｘｉｏ　　Ｘｉ　）　　・・・・
・・（１）この発明の装置によるネジ５の測定は、次の
ようにして行なわれる。

台車６が管４のネジ５に向けて前進し、測定ヘッド１を
ネジ５に接近させると、図示されていないネジ端検知セ
ンサーが動作して、ネジ５に位置ぎめ用ビン２７の先端
２９が接触し、ネジ５の上をゆつくシ滑って、ネジ５の
谷を探す。位置ぎめ用ビン２７の先端２９がネジ５の谷
に入った位置で、かつネジ挿入位置測定器３４の指示値
が測定範囲となったときに、台車６による測定ヘッド１
の移動を停止させ、位置ぎめ用ビン２７を後退させる。

次いでセンタリングクランプ３１，３２゜３３が突出し
てネジ５をはさみ、ネジ５と測定ヘッド１とを１体化さ
せる。その後、測定ステーション２１，２２，２３，２
４，２５．２６の各々のシリンダーが動作し、測定子群
１５，１６゜１７．１８，１９．２０の各々の先端がネ
ジ５に接触して、前記測定子群の各々により所定の測定
が行なわれ、その測定値が判定機構３に読み込まれる。

このようにして、所定の測定が行なわれた後、測定ステ
ーション２１，２２，２３，２４，２５゜２６は後退し
、且つ、センタリングクランプ３１゜３２．３３１ｄネ
ジ５を開放する。次いで、台車６を後退させ、測定ヘッ
ド１をネジ５から離脱゛させることによシ検査が終る。

次に、上述した測定子群１５，１６，１７゜１８．１９
．２０を構成する個々の測定子の構造および作動につい
て説明する。測定子は、　Ｒ１タイプ、Ｒ２タイプ、Ｒ
タイプおよびＨタイプからなっている。

第６図に示したＲ１タイプの測定子は、ネジ５の径方向
の変位量を測定するもので、差動トランス等の変位量検
出手段を内蔵したセンサー３８を有しておシ、センサー
３８の先端には、接触子３９がセンサー３８に対して出
入可能に取付けられている。センサー３８の後端には、
センサー３８をネジ５に向けて突出させるためのシリン
ダー４０が設けられている。シリンダー４０の作動によ
って、センサー３８を所定量だけネジ５に向けて突出さ
せて、ネジ５の谷に接触している接触子３９が、センサ
ー３８内に入る量を検出することによって、ネジ５の谷
の径方向の変位量が測定される。

第７図に示したＲ２タイプの測定子は、ネジ５の谷の軸
方向の変位量を測定するもので、差動トランス等の変位
量検出手段を内蔵したセンサー４１の後端が、シリンダ
ー４２のピストンロット４３の側面に固定されている。

ピストンロッド４３の先端には、接触子４４がネジ５の
軸方向へのみ回動可能に軸着されている。センサー４１
の先端には、ビン４６がセンサー４１に対して出入可能
に取付けられておシ、接触子４４から水平方向に張シ出
されたアーム４５の先端が、ビン４６に接触している。

シリンダー４２の作動によって、接触子４４を所定量だ
けネジ５に向けて突出させる。この際、ネジ５の谷が第
７図において左方向に変位していたとすると、接触子４
４は矢印方向へ回動し、それに伴なってアーム４５も矢
印方向へ回動する。

その結果ビン４６は、センサー４１内に押し込まれ、セ
ンサー４１によって変位量が測定される。

即ち、このＲ２タイプの測定子によれば、接触子４４の
ネジ５の軸方向の移動量がアーム４５によって、ネジ５
の径方向の移動量に変換され、この径方向の移動量によ
って、ネジ５の谷の軸方向の変位量が測定される。

第８図に示したＲタイプの測定子は、第６図に示したＲ
１タイプの測定子と、第７図に示したＲ２タイプ測定子
とを組合せたもので、Ｒ２タイプのピストンロッド４３
と接触子４４との間に、センサー３８が設けられている
。したがって、このＲタイプの測定子によれば、ネジ５
の谷の径方向の変位量がセンサー３８によシ、そして、
ネジ５の谷の軸方向の変位量がセンサー４１により同時
に測定されるＯ第９図に示したＨタイプの測定子は、ネジ５の山の高さ
を測定するもので、差動トランス等の変位量検出手段を
内蔵したセンサー４７が、シリンダー４８のピストンロ
ッド４９の側面に固定されている。センサー４７は、Ｔ
字状の接触子５０を有しておシ、接触子５０の下端は、
常にネジ５の２山以上に接するよう比軸方向に長い平面
を有している。また、ピストンロッド４９の延長端には
、ネジ５の谷に接触するビン５１が一体に形成されてい
る。シリンダー４８の作動によって、ビン５１はネジ５
の谷に接触するまで突出し、その間に接触子５０け、ネ
ジ５の頂に当接し、ビン５１の突出に伴なって矢印の方
向に移動する。したがって、ビン５１がネジ５の谷に接
触したときの接触子５゜の移動量をセンサー４７によっ
て検出することにより、ネジ５の頂の高さが測定され、
る。

第１０図は、この発明の装置によるネジ５の測定位置お
よび測定の種類の一実施態様を示した説明図である。即
ち、測定ステーション２１には、測定子群１５として、
第８図のＲタイプの測定子が配置されている。測定ステ
ーション２２には、測定子群１６として、Ｒタイプおよ
びＲタイプの測定子が配置されている。測定ステーショ
ン２３には、測定子群１７として、Ｒ１タイプおよびＲ
タイプの測定子と、挿入位置測定子３４とが配置されて
いる。測定ステーション２４には、測定子群１８として
、Ｒタイプの測定子が配置されている。

測定ステーション２５には、測定子群１９として、Ｒタ
イプの測定子が配置されている。そして、測定ステーシ
ョン２６には、測定子群２０とシテ、Ｒタイプの測定子
および挿入位置測定子３４が配置されている。第１０図
において、Ｔ１〜Ｔ２５はネジ５の測定位置および測定
種類を示すものである。

これらの測定子によって測定された値に基づいて、判定
機構３によって、スタンドオフ、テーパー。

リードおよび山高が演算される。

第１）図（ａ）には、スタンドオフの測定原理が示され
ている。スタンドオフは、第１０図におけるＲタイプま
たはＲ１タイプのセンサーで測定された、Ｔａ　’＋　
Ｔｌｏ　、　Ｔｔｓ　、　Ｔｔｙ　、　Ｔ２０およびＴ
２４の位置のネジの径を用いて、ネジの基準寸法Ｈにお
ける仮想ピッチ円の直径から演算する。この演算にあた
っては、ネジの傾きや、テーパーによる変化を補正する
。

第１）図（ｂ）には、チー２４−の測定原理が示されて
いる。チーツク−は、第１０図におけるＲタイプまたは
Ｒ１タイプのセンサーで測定された、ＴＩ　ＨＴ３　ｌ
Ｔ５．Ｔ７とｓ　　Ｔ１２　、　Ｔｔｓ、　Ｔ１５とｓ
　　Ｔ１９．Ｔ２０　、Ｔ２２の位置の座標値からベク
トル計算によって求められる。

第１）図（Ｃ）には、リー！ドの測定原理が示されてい
る。リードは、第１０図におけるＴ２　、　Ｔ３．　Ｔ
６　。

Ｔ８　　で測定された、１“間隔付近のネジの谷の軸方
向の変位量から、ネジの傾斜を補正することによって求
められる。

第１）図（ｄ）には、山高の測定原理が示されている。

山高は第１０図におけるＲタイプのセンサーで測定され
たＴ９の位置の値を、ネジの傾斜補正をすることによっ
て求められる。

このようにして測定された値は、判定機構３によって、
所定の基準範囲にあるかどうかが判定さ・れる。上記実
施例で示した測定子は例示的なものであってこの発明で
に上記した測定子に限定されることなく、他の機構をも
った機械的、電気的な測定器を使用してもよい。

以上説明したように、この発明の装置によれば、管のネ
ジの検査を、短時間に且つ適確に行なうことができる工
業上優れた効果がもたらされる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の装置の１つの実施態様を示す概略平
面図、第２図は同じく概略正面図、第３図はこの発明の
装置に使用される測定ヘッドの詳細を示す要部拡大正面
図、第４図は測定子群の設置位置を示す概略正面図、第
５図は同じく概略縦断面図、第６図乃至第９図は各測定
子の概略説明図、第１０図はネジの測定位置を示す説明
図、第１）図（イ）は各測定子の測定点を示す正面図、
第１）図（ロ）はその側面図である。図面において、１
　、１　ａ　、　１　ｂ　、　１　ｃ−・−測定ヘッド
、２・・・基準ピース、　　　３・・・判定機構、４・
・・管、　　　　　　　５・・・ネジ、６・・・台車、
　　　　　　７・・・旋回機構、８・・・床、　　　　
　　　９・・・レール、１０・・・台、１）　ａ　、　１　ｌ　ｂ　、　１　］　］ｃ−−−レ
ール１２・・・アーム、　　　１３・・・ホルダー、１
４・・・開口、　　　　　１５〜２０・・・測定子群、
２１〜２６・・・測定ステーション、２７・・・位置ぎめ用ピン、２８・・・位置ぎめステーション、２９・・・位置ぎめ用ピンの先端、３０・・・シリンダ
、３１〜３３・・・センタリングクランプ、３４・・・
ネジ挿入位置測定器、３５・・・接触子、　　　　３６・・・差動トランス、
３７・・・スプリング、　　３８・・・センサー、３９
・・・Ｗ触子、　　　４０・・・シリンダー、４１・・
・センサー、　　４２・・・シリンダー、４３・・・ピ
ストンロンド、４４・・・接触子、４５・・・アーム、
　　　　４６・・・ビン、４７・・・センサー、　　　
４８・・・シリンダー、４９・・・ピストンロンド、５０・・・接触子、　　　　５１・・・ビン。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ネジに接触して、前記ネジの形状を測定するため
の、前記ネジの径方向に向けて移動可能な複数の測定子
を有する測定ヘッドと、前記測定ヘッドがネジを覆うよ
うに、前記ネジに向けてその軸線方向に移動可能な、前
記測定ヘッドが着脱可能に取付けられた台車と、前記測
定ヘッドの前記複数の測定子を、前記ネジの所定測定箇
所に位置させるための、前記測定ヘッドに設けられた位
置ぎめ機構と、前記測定ヘッドを、測定すべきネジの種
類に応じて予め準備された他の測定ヘッドに組替えるた
めの測定ヘッド組替機構と、測定基準を設定するための
基準ピースと、前記測定子によって測定された、前記基
準ピースの測定値と、前記ネジの測定値とから、前記ネ
ジの形状を所定の検査項目に従って判定するための判定
機構とからなることを特徴とするネジの検査装置。
（２）前記測定子は、接触子がネジの谷に接触して前記
ネジの径方向の変位量を測定するための測定子と、接触
子が前記ネジの谷に接触して、前記ネジの軸方向の変位
量を測定するための測定子と、一方の接触子が前記ネジ
の頂に接触し、他方の接触子が前記ネジの谷に接触して
、前記ネジの山の高さを測定するための測定子とからな
ることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項に記載の
ネジの検査装置。