| 【発明の名称】 |
テーパねじゲージ及び検査システム |
| 【発明者】 |
【氏名】上松 ▲えい▼司
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| 【要約】 |
【課題】ねじ山形状の異常を検出するテーパねじゲージ及び検査システムを提供すること。
【解決手段】被検査テーパねじと螺合するねじ部に開設された吐出口と、圧縮エアの供給を可能とすべく開設された流入口と、吐出口と流入口とを連通する連通路とを有するテーパねじゲージと、テーパねじゲージに圧縮エアを供給するエア供給手段と、テーパねじゲージとエア供給手段をつなぐ供給管に設けられた絞りと、テーパねじゲージと絞りとの間の背圧を測定する計測手段とを有する検査システム。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 被検査テーパねじと螺合するねじ部に開設された吐出口と、圧縮エアの供給を可能とすべく開設された流入口と、前記吐出口と流入口とを連通する連通路とを有し、被検査テーパねじに前記ねじ部を螺合させた状態で、流入口から供給された圧縮エアが連通路を通って前記ねじ部の吐出口から漏れ出る状況を測定して該被検査テーパねじの合否を判定することを特徴とするテーパねじゲージ。
【請求項２】 請求項１に記載のテーパねじゲージにおいて、前記吐出口が、前記ねじ部に複数設けられたものであることを特徴とするテーパねじゲージ。
【請求項３】 請求項１又は請求項２に記載のテーパねじゲージにおいて、前記ねじ部の表面にねじと交叉する一又は二以上のエア抜け溝を有することを特徴とするテーパねじゲージ。
【請求項４】 請求項３に記載のテーパねじゲージにおいて、前記エア抜け溝は、前記ねじ部の前後端にまで貫設されていることを特徴とするテーパねじゲージ。
【請求項５】 請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のテーパねじゲージと、前記テーパねじゲージに圧縮エアを供給するエア供給手段と、前記テーパねじゲージと前記エア供給手段をつなぐ供給管に設けられた絞りと、前記テーパねじゲージと前記絞りとの間の背圧を測定する計測手段とを有することを特徴とする検査システム。
【請求項６】 請求項５に記載の検査システムにおいて、前記計測手段が、圧力計又は圧力スイッチであることを特徴とする検査システム。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、はめ合い検査によってテーパねじの合否を判定するテーパねじゲージ及び検査システムに関し、特に、ねじ部に供給される圧縮エアの漏れ状況を測定して合否の判定を行うためのテーパねじゲージ及びそのテーパねじゲージを使用した検査システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】テーパねじは、国際標準機構（ＩＳＯ）によって作られた規格に従って製作され、日本工業規格（ＪＩＳ）基づくテーパねじゲージによって検査が行われてきた。そこで、従来からＩＳＯに規定されている基準山形、基準寸法及び寸法許容差に基づいて形成されたテーパねじゲージによってはめ合い検査が行われてきている。この従来のテーパねじゲージには、図７及び図８に示すようにテーパねじプラグゲージと、テーパねじリングゲージを挙げることができる。
【０００３】図７のテーパねじプラグゲージ５１は、ＩＳＯに規定されている基準に基づいてねじ部５２が形成され、検査対象となるテーパめねじの管端からテーパおねじの基準の長さに相当する範囲内で、ねじの互換性を総合的に検査するもので、その切欠き５３に対するテーパめねじの管端の軸方向のずれによって判定される。そこで、このテーパねじプラグゲージ５１をテーパめねじに対して止まるまでねじ込み、テーパめねじの管端が最大及び最小の切欠き５３の範囲内にあれば、そのテーパめねじはテーパねじゲージ５１によるはめ合い検査に合格したものとされる。
【０００４】一方、図８のテーパねじリングゲージ６１は、ＩＳＯに規定されている基準に基づいてねじ部６２が形成され、テーパおねじ基準径から管端までの範囲のねじの互換性を総合的に検査するもので、その切欠き６３に対するテーパおねじ管端の軸方向のずれによって判定される。そこで、テーパねじリングゲージ６１をテーパおねじに対して止まるまでねじ込み、テーパおねじの管端が切欠き６３の範囲内にあれば、そのテーパおねじはテーパねじリングゲージ６１によるはめあい検査に合格したものとされる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のテーパねじゲージによる検査では、合格と判断されたテーパねじの中に実際の使用に適さない不良品が含まれるといった問題があった。その原因としては、以下のようなねじ山形状の異常が挙げられる。先ず、タップを送る加工機の速度が形成するねじのピッチに合わない場合には、図９に示すようなねじ山の片側斜面Ｍが余分に削られてしまうといったねじ山形状の異常があった。また、ねじを切る際に予めあけておく下穴の加工寸法が大きすぎたり、その下穴加工と実際のねじ加工との中心軸がずれてしまった場合には、本来めねじの内径に合わせて下穴加工が行われるため、図１０に示すようにねじ山が欠けてしまったり、図示しないが谷部が深く削られてしまうといったねじ山形状の異常があった。更に、ねじ加工の際に異物がかみ込まれたり、タップやダイス自体の形状に異常が生じていた場合には、図１１に示すような欠損や削り残しによるねじ山形状に異常が生じてしまっていた。
【０００６】そこで、テーパねじに対してテーパねじゲージをねじ込んでいったとき、前述したような形状に異常があるようなものでもテーパねじのピッチがテーパねじゲージのピッチと同一である場合には、テーパねじの管端がゲージの最大及び最小の切欠きの範囲内にまでねじ込まれてしまい、「はめ合い検査」の結果が合格と判断されてしまう。ところが、テーパねじは、一般に管、管用部品、流体機器などの接続において接続部の耐密性を主目的として使用されるものである。そのため、「はめ合い検査」に合格したからといって、前述したようなねじ山形状に異常が生じていたのでは、隙間から漏れが生じてしまい所期の目的が達成できず、テーパねじとしての本来の機能を果たし得ないといった問題があった。
【０００７】そこで、本発明は、かかる問題点を解決すべく、ねじ山形状の異常を検出するテーパねじゲージ及び検査システムを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
（１）本発明のテーパねじゲージは、被検査テーパねじと螺合するねじ部に開設された吐出口と、圧縮エアの供給を可能とすべく開設された流入口と、前記吐出口と流入口とを連通する連通路とを有し、被検査テーパねじに前記ねじ部を螺合させた状態で、流入口から供給された圧縮エアが連通路を通って前記ねじ部の吐出口から漏れ出る状況を測定して該被検査テーパねじの合否を判定することを特徴とする。よって、従来テーパねじゲージのねじ込み具合のみによって行っていた検査に加えて、エアの漏れ状況を測定することでねじ込みだけの検査では分からなかったねじ山の欠損などの不良が検出できる。
【０００９】（２）また、本発明のテーパねじゲージは、前記吐出口が、前記ねじ部に複数設けられたものであることを特徴とする。よって、各箇所に存在するねじ山形状の異常をより確実に検出することができる。
（３）また、本発明のテーパねじゲージは、前記ねじ部の表面にねじと交叉する一又は二以上のエア抜け溝を有することを特徴とする。よって、吐出口から漏れ出たエアがねじ溝に沿ってエア抜け溝にまで流れ出し、ねじ山形状の異常の有無による圧縮エアの漏れ状況がより明らかに確認できる。
（４）また、本発明のテーパねじゲージは、前記エア抜け溝が前記ねじの前後端にまで貫設されていることを特徴とする。よって、吐出口から漏れ出た圧縮エアは大気に排出されるため、ねじ山形状の異常の有無による圧縮エアの漏れ状況が更に明らかに確認できる。
【００１０】（５）一方、本発明の検査システムは、前記（１）乃至（４）のいずれかに記載のテーパねじゲージと、前記テーパねじゲージに圧縮エアを供給するエア供給手段と、前記テーパねじゲージと前記エア供給手段をつなぐ供給管に設けられた絞りと、前記テーパねじゲージと前記絞りとの間の背圧を測定する計測手段とを有することを特徴とする。そこで、エア供給手段から送り出された圧縮エアは絞りを介してテーパねじゲージに供給され、そのテーパねじゲージの流入口から供給された圧縮エアが連通路を通ってねじ部の吐出口から漏れ出る。このとき、ねじ山形状の異常の有無によって吐出口から漏れ出る圧縮エアの漏れ量の違いにより背圧が異なり、それを計測手段で測定することによってねじ山形状の異常の有無が確認できる。
（６）また、本発明の検査システムは、前記計測手段が、圧力計又は圧力スイッチであることを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】次に、本発明にかかるテーパねじゲージ及び検査システムの一実施の形態について説明する。先ず、第一の実施の形態における検査システムの構成を示せば、図１のような概念図で示すことができる。この検査システムは、テーパねじゲージ１がエアパイプ５を介してエアポンプ２に接続され、そのテーパねじゲージ１とエアポンプ２との間には絞り３が設けられている。絞り３は、エアポンプ２からテーパねじゲージ１側へ供給されるエアの上流側圧力を高めるようにするために設けられている。そして、検査システムにはテーパねじゲージ１の背圧を測定すべく、テーパねじゲージ１と絞り３との間で分岐したエアパイプ５に圧力計４が接続されている。
【００１２】ところで、このような検査システムに使用されるテーパねじゲージ１は、図２及び図３に示すような構成をしている。図２はテーパねじゲージ１の一部断面図であり、図３はＡ方向から見た平面図である。テーパねじゲージ１は、図１に示す被測定物に形成されたテーパめねじの検査を行うプラグゲージであり、ねじが切られたおねじ部１１には軸方向に首部１２と握り部１３とで形成し、エアパイプ５との接続を可能とする流入口１４が同軸上に設けられている。そして、このようなテーパねじゲージ１は、握り部１３の流入口１４側に開口した流路１５が、その握り部１３から取付部１２そしておねじ部１１に至るまで直線上に形成され、おねじ部１１に開設された吐出口１６が連通されている。また、おねじ部１１には軸方向に貫いたエア抜け溝１７が形成されている。
【００１３】そこで、このようなテーパねじゲージ１は、検査対象となるテーパねじに止まるまでねじ込まれる。その場合、テーパねじの管端がゲージの最大及び最小の切欠き１８の範囲内にあれば、そのテーパねじは、テーパねじプラグゲージによる「はめ合い検査」に合格したと判断される。そして、「はめ合い検査」に合格したならば、テーパねじにねじ込まれたままのテーパねじゲージ１に対してエアポンプ２から圧縮エアが供給される。エアポンプ２から供給された圧縮エアは、エアパイプ５内を絞り３を通ってテーパねじゲージ１にまで送られる。テーパねじゲージ１にまで送られた圧縮エアは、流入口１４から流路１５内、そして吐出口１６へと流れる。
【００１４】その場合、テーパねじが、その形状に異常がなく正確に形成されている良品は、テーパねじゲージ１が構成するおねじとテーパねじが構成するめねじとが気密に螺合し、吐出口１６へ流れた圧縮エアはねじ間からなかなか漏れ出ることなく、所期の耐密性が発揮される。そのため、テーパねじゲージ１と絞り３間のエアパイプ５内圧力が背圧によって高められる。一方、テーパねじが、前述したようにねじ山の側面が余分に削られている等ねじ山形状に異常が生じている不良品は、螺合したテーパねじゲージ１とテーパねじとのねじ間に大きな隙間ができてしまう。そのため、吐出口１６へ流れた圧縮エアは、その隙間を通ってテーパねじゲージ１に形成されたエア抜け溝１７から大量に漏れ出てしまう。そのため、テーパねじゲージ１の背圧によるエアパイプ５内の圧力は、前述した正常なテーパめねじの場合に比べて低くなる。
【００１５】従って、正常なときと異常なときで背圧の変化を圧力計４で測定したところ、図４に示すような結果が得られた。この場合、エアポンプ２による入気圧力は５kgf/cm2 である。そこで、テーパめねじが良品の場合、ほとんどない螺合したねじ部の隙間から少量の圧縮エアがエア抜け溝１７から漏れ出すのみなので、エアパイプ５内の背圧は一気に４kgf/cm2 以上にまで上昇し、０．３秒程度で飽和状態となってその後一定圧力に安定する。一方、テーパめねじが不良品の場合には、ねじ山の欠損などの大きな隙間を通って大量の圧縮エアがエア抜け溝１７から漏れ出るので、エアパイプ５内の背圧はあまり上昇せず、やはり０．３秒程度で飽和状態となるが、その値は約１．５kgf/cm2 を示して安定した。
【００１６】更に、このような良品及び不良品の検査を所定数行って平均をとった結果、良品では４．３４kgf/cm2 で、不良品では１．４６kgf/cm2 となり、その違いが明らかに示された。従って、図１ではテーパねじゲージ１の背圧を測定するためにエアパイプ５に圧力計４を接続させたが、この圧力計４の代わりに圧力スイッチを接続し、所定の圧力以上でランプを点灯させるようにして良品を瞬時に識別できるようにしてもよい。
【００１７】よって、本実施の形態のテーパねじゲージによれば、従来テーパねじゲージのねじ込み具合のみによって行っていた検査では発見できなかったねじ山の欠損などの不良が検出できるようになった。従って、耐密性が要求されるテーパねじの信頼性を高めることができた。また、このようなテーパねじゲージを使用した検査システムは、そのテーパねじゲージに供給される圧縮エアの背圧を測定して形状の異常の有無を検出するようにしたので、その構成は極めて簡易なものとなり、そしてその取り扱いも容易なものとなった。また、図４に示すように背圧の値が一定となる飽和状態までの時間は約０．３秒と瞬時に検査が行え、従来の検査との時間差はないといってよい。
【００１８】次に、本発明にかかる第二の実施の形態について説明する。本実施の形態のものは、対象をテーパおすねじとするテーパねじリングゲージ及び、それを使用した検査システムである。検査システムの構成は、前記実施の形態のものと同様にエアポンプ２、絞り３、圧力計４そしてエアパイプ５を有し、テーパねじプラグゲージをなすテーパねじゲージ１に代えてテーパねじリングゲージを接続させたものである。従って、ここでは、テーパねじリングゲージの構成についてのみ説明する。図５は、テーパねじリングゲージ（以下、「テーパねじゲージ」という）２１の一部断面図であり、図６はＢ方向から見た平面図である。
【００１９】テーパねじゲージ２１は、所定厚さの本体２２の中心にテーパめねじが切られたねじ部２３が形成され、テーパおねじ管端の軸方向のずれを判定するための切欠き２４が形成されている。また、テーパねじゲージ２１は、本体２２に軸方向との直交方向に貫通孔が穿設され、本体２２外側にはエアパイプ５を接続させる流入口２５が、ねじ部２３が形成された内側には吐出口２６が形成されている。そして、ねじ部２３には軸方向に貫いたエア抜け溝２７が形成されている。
【００２０】そこで、このようなテーパねじゲージ２１に対して検査対象のテーパおねじが止まるまでねじ込まれる。その場合、テーパおねじの管端がゲージの切欠き２４の範囲内にあれば、そのテーパおねじは、テーパねじリングゲージによる「はめ合い検査」に合格したと判断される。そして、「はめ合い検査」に合格したならば、テーパねじがねじ込まれたままのテーパねじゲージ２１に対してエアポンプ２から圧縮エアが供給される。エアポンプ２から供給された圧縮エアは、エアパイプ５内を絞り３を通ってテーパねじゲージ２１にまで送られる。テーパねじゲージ２１にまで送られた圧縮エアは、流入口２５から流入して吐出口２６へと流れる。
【００２１】その場合、テーパねじが正確に形成された良品ならば、テーパねじゲージ２１が構成するめねじと気密に螺合し、吐出口２６から流れる圧縮エアは気密性の高いねじ間をなかなか漏れ出ない。そのため、テーパねじゲージ２１と絞り３間のエアパイプ５内圧力が背圧によって高められる。一方、テーパねじが、前述したようにねじ山に欠損が生じていたり、加工ピッチの不一致によってねじ山の側面が余分に削られている不良品ならば、はめ合わされたテーパねじゲージ２１とテーパねじとの間に大きな隙間ができてしまう。そのため、吐出口２６へ流れた圧縮エアは、その隙間を通ってテーパねじゲージ２１に形成されたエア抜け溝２７から大量に漏れ出てしまう。そのため、テーパねじゲージ１の背圧によるエアパイプ５内の圧力は、前述した正常なテーパめねじの場合に比べて低くなる。
【００２２】従って、本実施の形態のものの場合にも、良品と不良品との間には前記第一の実施の形態で図４をもって示しように、圧力計４で計測する背圧に明らかな違いが見られた。よって、本実施の形態のテーパねじゲージで２１も、従来テーパねじゲージのねじ込み具合のみによって行っていた検査では発見できなかったねじ山の欠損などの不良が検出できるようになり、耐密性が要求されるテーパねじの信頼性を高めることができた。また、このようなテーパねじゲージ２１を使用した検査システムは、そのテーパねじゲージに供給される圧縮エアの背圧を測定して形状の異常の有無を検出するようにしたので、その構成は極めて簡易なものとなり、そしてその取り扱いも容易なものとなった。更に、背圧の値が一定となる飽和状態までの時間は約０．３秒と瞬時に検査が行え、従来の検査との時間差はないといってよい。
【００２３】なお、本発明は、前記実施の形態のものに限定されるわけではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。例えば、前記実施の形態では、吐出口１６，２６を円形のものとしたが、これを長円形のものとして、より広い範囲でねじ山の欠損などの異常を検出するようにしてもよい。ところで、この点で前記実施の形態で円形のものとしたのでは検査範囲が狭いと考えられるかもしれないが、どのタイプの加工不良（例えば図９乃至図１１）もねじ部全体に及ぶので、めねじとおねじがかみ合う範囲の１部で検出すれば充分有効な結果が得られる。
【００２４】
【発明の効果】本発明は、被検査テーパねじと螺合するねじ部に開設された吐出口と、圧縮エアの供給を可能とすべく開設された流入口と、吐出口と流入口とを連通する連通路とを有し、被検査テーパねじにねじ部を螺合させた状態で、流入口から供給された圧縮エアが連通路を通ってねじ部の吐出口から漏れ出る状況を測定して該被検査テーパねじの合否を判定するようにしたので、ねじ山形状の異常を検出するテーパねじゲージを提供することが可能となった。
【００２５】また、本発明は、被検査テーパねじと螺合するねじ部に開設された吐出口と、圧縮エアの供給側に接続させる流入口と、吐出口と流入口とを連通する連通路とを有するテーパねじゲージと、テーパねじゲージに圧縮エアを供給するエア供給手段と、テーパねじゲージとエア供給手段をつなぐ供給管に設けられた絞りと、テーパねじゲージと絞りとの間の背圧を測定する計測手段とを有する構成としたので、ねじ山形状の異常を検出する検査システムを提供することが可能となった。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００１０６７６０
【氏名又は名称】シーケーディ株式会社
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| 【出願日】 |
平成９年（１９９７）１０月２日 |
| 【代理人】 |
【弁理士】
【氏名又は名称】富澤 孝 （外２名）
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| 【公開番号】 |
特開平１１−１０８６４６ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）４月２３日 |
| 【出願番号】 |
特願平９−２６９７６７ |
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