ねじ山検査装置
【課題】ゲージを検査対象物に螺合する際の推力を制御することにより、正確な検査を実現するねじ山検査装置である。
【解決手段】
本発明は、ねじに螺合可能なゲージを回転駆動するように構成されたゲージツール１０と、このゲージツール１０を往復移動させる往復移動手段２０と、前記ゲージツール１０の移動位置を検出可能な位置検出手段と、前記ゲージツール１０に推力を作用させる推力付与手段とを備えたねじ山検査装置１であって、ゲージ１３のサイズに応じた推力パラメータを選択し、ゲージ１３とねじとの摩擦を低減可能に前記推力付与手段を制御する制御手段３０を有していることを特徴とするねじ山検査装置１である。
【解決手段】
本発明は、ねじに螺合可能なゲージを回転駆動するように構成されたゲージツール１０と、このゲージツール１０を往復移動させる往復移動手段２０と、前記ゲージツール１０の移動位置を検出可能な位置検出手段と、前記ゲージツール１０に推力を作用させる推力付与手段とを備えたねじ山検査装置１であって、ゲージ１３のサイズに応じた推力パラメータを選択し、ゲージ１３とねじとの摩擦を低減可能に前記推力付与手段を制御する制御手段３０を有していることを特徴とするねじ山検査装置１である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、雌ねじあるいは雄ねじにおいて、これらのねじ山の精度を検査するためのねじ山検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ねじ山の精度検査は、雌ねじ検査の場合、棒状のプラグゲージを用いて検査をしていた。このプラグゲージ検査には、通りねじプラグゲージ（以下、通りゲージという）を用いた検査と、止まりねじプラグゲージ（以下、止まりゲージという）を用いた検査とがあり、これら両方の検査に合格した検査対象物（雌ねじ）のみが良品と判断される。これより、通りゲージを用いた検査（以下、通りゲージ検査という）および止まりゲージを用いた検査（以下、止まりゲージ検査という）について説明する。まず、通りゲージ検査は、雌ねじの総合有効径が規定された許容限界内にあるかどうかを検査するもので、検査対象物である雌ねじに通りゲージが所定の深さまで螺合するか否かを検査する。次に、止まりゲージ検査は、雌ねじの実際の有効径が規定された最大寸法より小さいかどうかを検査するもので、検査対象物である雌ねじに止まりゲージが所定の深さ（例えば２リード分）を超えてねじ込まれなければ、雌ねじは止まりゲージ検査に合格したことになる。また、雄ねじ検査の場合は、プラグゲージに換えて、止まりリングゲージと通りリングゲージを用いて、プラグゲージを用いた検査と同様の手順で検査していた。
【０００３】
しかしながら、上記検査は手作業で行われているので、多数の雌ねじを検査する場合、多くの時間を必要とする問題を有していた。この検査を自動化することを目的として、特許文献１に示されるナット検査装置が創成された。このナット検査装置は、プラグゲージを回転駆動するゲージ回転用モータと、プラグゲージの回転トルクを検出するトルク検出手段と、プラグゲージを軸方向に往復移動可能な往復移動手段と、プラグゲージの往復移動位置を検出する位置検出手段とから構成されている。
【０００４】
前記ナット検査装置を用いて通りゲージ検査を行う場合、予めトルクの上限値と下限値とが設定されており、検査時において通りゲージにかかる回転負荷トルク値が前記設定トルクの範囲を外れた場合、ゲージ回転用モータの回転駆動が停止して通りゲージの螺入を中止する。この時の通りゲージの螺入位置をセンサで感知し、この停止位置が予め設定された螺合完了位置に合致すれば、当該ナットは良品と判断され、また合致しなければ不良品と判断される。ここで良品と判断されたナットのみが、止まりゲージを使用した検査に移る。止まりゲージ検査では、予め最大トルクが設定されており、止まりゲージかかる回転負荷トルクが最大トルクに達したときにゲージ回転用モータの回転駆動が停止して止まりゲージの螺入を中止する。この時の止まりゲージの螺入位置が予め設定された止まりゲージ停止位置の範囲内であれば、当該ナットは良品と判断され、また停止位置の範囲を外れている場合、当該ナットは不良品と判断される。
【０００５】
【特許文献１】特許第３４９１８４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記ナット検査装置においては、検査時にプラグゲージを移動させる往復移動手段の力でプラグゲージがナットに押圧されることにより、プラグゲージのねじ山とナットのねじ山との摩擦抵抗が大きくなり、回転負荷トルクの判定に影響を及ぼす等、正確なねじ山検査ができない問題を有していた。また、測定器具として精度を保つ必要のあるプラグゲージの早期摩耗を生じ、多量のナット等の自動検査においては頻繁にプラグゲージの検定・交換が必要になって検査効率が低下するとともに、プラグゲージにかかる費用が増大する等の問題が発生していた。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みて創成されたものであり、被検査部品のねじ部に螺合してこれの検査を行うゲージを回転駆動するように構成されたゲージツールと、前記ゲージを往復移動操作する往復移動手段とを備えたねじ山検査装置であって、ゲージとねじ部との摩擦を低減可能に前記往復移動手段を制御する制御手段を有していることを特徴とする。
【０００８】
また本発明は、被検査部品のねじ部に螺合してこれの検査を行うゲージを回転駆動するように構成されたゲージツールと、前記ゲージを往復移動操作する往復移動手段と、前記ゲージに作用する回転負荷トルクを検出するトルク検出手段とを備えたねじ山検査装置であって、ゲージがねじ部に所定量螺合する過程でトルク検出手段によりゲージに作用する回転負荷トルクが予め定められた限界トルクに達するか否かを確認するとともに、被検査部品のねじ部にゲージを螺合させる時およびこれらの螺合を解く時のそれぞれの段階においてゲージがねじ部を押圧する力をゲージツールの自重程度に軽減するよう往復移動手段を制御する制御手段を備えていることを特徴とするものでもある。
【０００９】
なお、前記ゲージツールには、ゲージをその往復移動方向に直交する方向に所定量移動可能に支持するフローティング機構を設けることが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のねじ山検査装置では、ゲージがねじ部を押圧する力を軽減することができるため、ゲージをねじ部に螺合する時あるいはこれらの螺合を解く時にゲージのねじ山と検査対象物であるねじ部のねじ山との摩擦を低減することができる。よって、手作業でのゲージ検査に近い精度で雌ねじあるいは雄ねじのねじ山を自動検査することができる。また、従来に比べてゲージの長寿命化を図ることができるため、ゲージの検定・交換による検査効率低下を抑制するとともに、ゲージにかかる費用を低減できる等の利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１において、１はねじ山検査装置であり、プラグゲージ回転駆動用モータ１１（以下、回転用モータ１１という）の出力軸１１ａにフローティング機構１２を連結し、さらにこのフローティング機構１２にプラグゲージ１３（以下、ゲージ１３という）を連結して成るゲージツール１０と、このゲージツール１０を前記ゲージ１３の軸方向に往復移動させるとともに、これによりゲージ１３が被検査部品のねじ部に螺合した時には当該ねじ部にゲージ１３から所定の押圧力（以下、これを推力と称する）を作用させ得る往復移動手段２０と、これらの制御手段３０とを備えている。
【００１２】
前記ゲージツール１０においては、回転用モータ１１の出力軸１１ａと前記フローティング機構１２とが直結されているため、フローティング機構１２は、回転用モータ１１に対して軸方向に移動できない。また、フローティング機構１２の連結軸１２ａには、前記ゲージ１３が直結されている。よって、ゲージ１３も回転用モータ１１やフローティング機構１２に対して軸方向には移動できない。また、このフローティング機構１２は、エアの吸排によってゲージ１３の保持具合を調整可能に構成されており、フローティング機構１２内にエアが吸引された場合（ロック時）にはゲージ１３が拘持され、エアが排出された場合（ロック解除時）には、ゲージ１３が往復移動方向に直交する方向に所定量移動自在になるように構成されている。このフローティング機構１２は早送り時および早戻り時にはゲージ１３を拘持し、ゲージ１３を所定の位置に保つ。また、検査時および検査穴抜け時にはゲージ１３のロックを解除し、万一、芯がずれた状態でゲージ１３の先端が検査対象物の雌ねじ入口まで下降した場合でも、ゲージ１３を雌ねじに位置合わせし、正確に螺合させることができる。
【００１３】
本ねじ山検査装置１で使用する前記ゲージ１３には、背景技術で説明したのと同様に通りゲージと止まりゲージの２種類のゲージがあり、必要に応じてこれらのゲージを付け替えて使用する。これにより、通りゲージを用いた通りゲージ検査と止まりゲージを用いた止まりゲージ検査とを選択できるようになっている。なお、本発明のねじ山検査装置１は、前記ゲージ１３（プラグゲージ）に換えて、雄ねじ検査用のリングゲージ（図示せず）を用いた雄ねじの検査を行うことも可能である。
【００１４】
前記往復移動手段２０は、サーボモータである移動用モータ２１と、この移動用モータ２１の出力軸２１ａの回転量を検出可能なロータリエンコーダ２２（以下、エンコーダ２２という）と、前記移動用モータ２１の駆動を受けて作動するボールねじ機構２３と、このボールねじ機構２３の軸受け部２３ｂに連結されたテーブル２４とを有して成る。この往復移動手段２０におけるボールねじ機構２３は、ボールねじ軸２３ａに軸受け部２３ｂを螺合させて成る一般的なものであり、移動用モータ２１２の駆動を受けてボールねじ軸２３ａが回転することにより、軸受け部２３ｂと前記テーブル２４とをボールねじ軸２３ａの延びる方向に一体に移動させるように構成されている。
【００１５】
前記制御手段３０は、前記回転用モータ１１の駆動を制御するツールコントローラ４０と、前記移動用モータ２１の駆動を制御するサーボコントローラ５０と、これらコントローラ４０，５０からの信号に基づいて演算処理を行う制御部６０とを備えている。
【００１６】
前記ツールコントローラ４０は、回転用モータ１１と接続されており、この回転用モータ１１の負荷電流値に応じて回転用モータ１１の正転駆動／逆転駆動／停止を切り換えるように構成されている。つまり、検査対象部品の雌ねじにゲージ１３を螺入する段階においては、予め限界トルク値が設定されており、この限界トルクを超えるトルクに相当する負荷電流が流れた場合には、回転用モータ１１の駆動が停止するように構成されている。このように本実施形態では、ツールコントローラ４０が特許請求の範囲に記載したトルク検出手段を構成している。
【００１７】
前記サーボコントローラ５０は、往復移動手段２０における移動用モータ２１およびエンコーダ２２と接続されており、エンコーダ２２の出力するパルス信号（移動用モータの回転角度）とボールねじ軸２３ａのリードとから軸受け部２３ｂの移動量、すなわち、ゲージツール１０の移動位置を判別するようになっている。そして、各移動位置に応じて移動用モータ２１の駆動を制御するように構成されている。
【００１８】
前記ねじ山検査装置１を用いて雌ねじ検査する場合には、図２に示す推力切換ポイントがある。この推力切換ポイントには、
Ａ点：ゲージツール１０が被検査部材から離れて待機する位置
Ｂ点：ゲージ１３先端が雌ねじに当接する手前の位置
Ｃ点：ゲージ１３が正しく螺入されるべき位置
Ｄ点：雌ねじに螺合しているゲージ１３をねじ戻し、該ゲージ１３の先端が雌ねじに当接する手前の位置まで復帰した位置。前記Ｂ点と同位置。
Ｅ点：雌ねじに当接する手前の位置にあるゲージ１３が最終的に待機位置に復帰した位置。前記Ａ点と同位置。
がある。これら推力切換ポイントおよびゲージ１３のサイズに応じて必要な制御パラメータを設定して雌ねじ検査を行う。なお、以下の説明では、Ａ点（待機位置）にあるゲージ１３がＢ点まで下降する段階を「早送り時」、ゲージ１３を雌ねじに螺入する段階を「検査時」、雌ねじに螺合しているゲージ１３をＤ点までねじ戻して復帰させる段階を「検査穴抜け時」、ゲージ１３をＤ点からＥ点まで復帰（上昇）させる段階を「早戻り時」として、本ねじ山検査装置による雌ねじ検査の説明を行う。
【００１９】
前記制御パラメータは、制御部６０における例えばハードディスク装置、メモリ装置等の記憶部（図示せず）に備えられたゲージ１３のサイズ毎の設定テーブルに設定される。この設定テーブルには、限界トルク、ＮＧ検出距離、推力パラメータ、速度パラメータの各制御パラメータを設定可能に構成される（図３参照）。
【００２０】
前記限界トルクは、通りゲージ検査と止まりゲージ検査のそれぞれに対応して設定され、各検査においてゲージ１３螺入時のトルクアップを判断する指標として用いられる。また、前記ＮＧ検出距離は、通りゲージ検査および止まりゲージ検査に用いる各々の不良検出距離を示す。通りゲージ検査における不良検出距離は、雌ねじに螺入される通りゲージの回転負荷トルクが予め設定された設定トルクの上下限範囲から外れた時に通りゲージが達していなければならない螺入位置を示すものである。また、止まりゲージ検査における不良検出位置は、雌ねじに螺入される止まりゲージの回転負荷トルクが予め設定された最大トルク値に達した時に止まりゲージが超えていてはならない螺入位置を示すものである。このＮＧ検出距離は前記Ｂ点からＣ点までの距離を示し、後述のＣ点到達の判定基準値として用いられる。なお、Ａ点からＢ点の間の距離（＝Ｄ点からＥ点の間の距離）は、別途制御部６０に設定される。
【００２１】
前記推力パラメータは、早送り時、検査時、検査穴抜け時、早戻り時における移動用モータ２１の駆動トルクを示す。これらの推力パラメータ（駆動トルク）を切り換えて移動用モータ２１が駆動制御されることにより、ゲージツール１０に付与される推力が変更されることになる。また、前記速度パラメータは、早送り時、検査時、検査穴抜け時、早戻り時における移動用モータ２１の回転駆動速度を表すものである。この速度パラメータで移動用モータ２１の回転速度が制御されることにより、ゲージツール１０の移動速度が変更される。
【００２２】
前記制御部６０は、図４に示すように、
Ｓ００１：通りゲージ検査スタート信号又は止まりゲージ検査スタート信号を待つ。
Ｓ００２：スタート信号に応じた制御パラメータを読み込み、その内の限界トルクをツールコントローラ４０に出力するとともに、他のパラメータをサーボコントローラ５０に出力する。
Ｓ００３：ツールコントローラ４０、サーボコントローラ５０へそれぞれスタート信号を出力する。
Ｓ００４：サーボコントローラ５０からＣ点到達信号が入力されたか否か確認する。入力されていない場合は、Ｓ０２０へジャンプする。
Ｓ００５：ツールコントローラ４０へ割込停止信号を出力する。（これにより回転用モータ１１が停止）
Ｓ００６：スタート信号の種別から通りゲージ検査か止まりゲージ検査かを判断し、通りゲージ検査でない場合は、Ｓ００８にジャンプする。
Ｓ００７：表示部に検査合格表示指令信号を出力しＳ００９へジャンプする。
Ｓ００８：表示部に検査不合格表示指令信号を出力する。
Ｓ００９：ツールコントローラ４０とサーボコントローラ５０に復帰信号を出力する。
Ｓ０１０：サーボコントローラ５０から復帰完了信号が入力されるのを待つ。
Ｓ０１１：エンド。
Ｓ０２０：ツールコントローラ４０からトルクアップ信号が入力されたか否か確認する。入力されていない場合はＳ００４にジャンプする。
Ｓ０２１：サーボコントローラ５０へ割込停止信号を出力する。（これにより移動用モータ２１が停止）
Ｓ０２２：スタート信号の種別から通りゲージ検査か止まりゲージ検査かを判断し、通りゲージ検査の場合はＳ００８へ、通りゲージ検査でない場合はＳ００７にジャンプする。の各ステップで成るメイン制御処理を実行する。
【００２３】
また、ツールコントローラ４０は、図５に示すように、
Ｓ１０１：制御部６０からスタート信号が入力されるのを待つ。
Ｓ１０２：制御部６０から送られた限界トルクを読み込む。
Ｓ１０３：回転用モータ１１に駆動信号を出力する。（回転用モータ１１がゲージ１３を螺入する方向に回転駆動）
Ｓ１０４：回転用モータ１１の負荷電流値を取得し、これが限界トルクに相当する電流値に達したか（トルクアップしたか）否かを確認する。トルクアップしていない場合は、Ｓ１１２へジャンプする。
Ｓ１０５：制御部６０にトルクアップ信号を出力する。
Ｓ１０６：回転用モータ１１に停止信号を出力する。（回転用モータ１１が駆動停止）
Ｓ１０７：制御部６０から復帰信号が入力されるのを待つ。
Ｓ１０８：回転用モータ１１に逆転駆動信号を出力する。（回転用モータ１１がゲージ１３を雌ねじから抜き取る方向に回転駆動）
Ｓ１０９：サーボコントローラ５０からＤ点復帰信号が入力されるのを待つ。
Ｓ１１０：回転用モータ１１に停止信号を出力する。
Ｓ１１１：エンド
Ｓ１１２：制御部６０から割込停止信号が入力されたか否かを確認し、入力された場合はＳ１０６にジャンプし、入力されていない場合はＳ１０４にジャンプする。
の各ステップで成るツールコントローラ制御処理を実行する。
【００２４】
また、サーボコントローラ５０は、図６に示すように、
Ｓ２０１：制御部６０からスタート信号が入力されるのを待つ。
Ｓ２０２：制御部６０から送られた制御パラメータを読み込む。
Ｓ２０３：「早送り」の推力パラメータおよび速度パラメータで移動用モータ２１を駆動する。
Ｓ２０４：エンコーダ２２からのパルス信号を監視してＢ点に到達するのを待つ。
Ｓ２０５：「検査」の推力パラメータおよび速度パラメータで移動用モータ２１を駆動する。
Ｓ２０６：エンコーダ２２からのパルス信号によりＣ点に到達したか否かを確認する。到達していない場合はＳ２１７にジャンプする。
Ｓ２０７：制御部６０にＣ点到達信号を出力する。
Ｓ２０８：移動用モータ２１に停止信号を出力する。
Ｓ２０９：制御部６０から復帰信号が入力されるのを待つ。
Ｓ２１０：「検査穴抜け」の推力パラメータおよび速度パラメータで移動用モータ２１を駆動する。
Ｓ２１１：エンコーダ２２からのパルス信号を監視してＤ点に到達するのを待つ。
Ｓ２１２：ツールコントローラ４０にＤ点到達信号を出力する。（回転用モータ１１の逆転駆動が停止する）
Ｓ２１３：「早戻り」の推力パラメータおよび速度パラメータで移動用モータ２１を駆動する。
Ｓ２１４：エンコーダ２２からのパルス信号を監視してＥ点に到達するのを待つ。
Ｓ２１５：制御部６０に復帰完了信号を出力する。
Ｓ２１６：エンド
Ｓ２１７：制御部６０から割込停止信号が入力されたか否かを確認し、入力された場合はＳ２０８へジャンプし、入力されていない場合はＳ２０６へジャンプする。
の各ステップで成るサーボコントローラ制御処理を実行する。
【００２５】
次に、本ねじ山検査装置１による雌ねじ検査作業を説明する。本ねじ山検査装置１により被検査部品に形成された雌ねじの検査を行う場合、予め制御部６０の設定テーブルに必要な制御パラメータを設定する。この制御パラメータの入力設定は、制御手段３０に備えられたテンキー等の操作部（図示せず）から行う。
【００２６】
締め付けるゲージ１３のサイズに対応した制御パラメータを設定した後、制御手段３０の通りゲージ検査スタートスイッチ又は止まりゲージ検査スタートスイッチ（何れも図示せず）が押され、これにより制御部６０に検査スタート信号が入力されると、これに応じてツールコントローラ４０には設定トルク、サーボコントローラ５０には制御パラメータの設定値がそれぞれ指定されるとともに、ツールコントローラ４０、サーボコントローラ５０にそれぞれスタート信号が出力される。
【００２７】
前述のように各コントローラ４０，５０にスタート信号が入力されると、まず移動用モータ２１が早送り時における推力パラメータと速度パラメータで回転駆動される。これによりボールねじ機構２３が作動し、ゲージ１３の先端前方方向へテーブル２４およびゲージツール１０を高速で前進移動させる。この時、前記フローティング機構１２はロックされているので、前記ゲージ１３を安定して下降させることができる。また、移動用モータ２１の駆動開始と同時に回転用モータ１１も駆動を開始し、これによりゲージ１３が雌ねじに螺入する方向に回転を始める。
【００２８】
ゲージツール１０が前進してゲージ１３の先端がＢ点に到達すると、これを受けて移動用モータ２１が検査時の推力パラメータと速度パラメータで駆動するよう駆動制御が切換えられる。これにより、ゲージツール１０の下降速度は所定の低速度に切換えられるとともに、ゲージ１３に付与される推力が所定の推力に維持される。また、この時フローティング機構１２のロックは解除されている。これらにより、ゲージ１３を雌ねじに緩やかに到達させつつ正確に螺合させ、しかも雌ねじと過剰な摩擦を生じない適度な推力でもって雌ねじに螺入していくことができる。
【００２９】
検査時の推力パラメータはゲージ１３のサイズによって設定値が異なる。例えば、呼び径が３ｍｍ（Ｍ３）のゲージ１３を用いる検査であれば、前記検査パラメータの推力制限値を０％に設定する。これにより、ゲージツール１０および往復移動手段２０の自重のみを推力として付与することになる。一方、呼び径が１０ｍｍ（Ｍ１０）のゲージ１３を用いる検査では、推力パラメータが１０％（ボールねじのリードが１２ｍｍ、伝達効率が０．９、移動用モータの定格トルクが０．３１８Ｎ・ｍの場合は１７．９８２Ｎ・ｍ）に設定され、ゲージツール１０および往復移動手段２０の自重プラス１７．９８２Ｎ・ｍが推力として付与される。
【００３０】
なお、前記検査時の推力パラメータは、ゲージ１３のサイズに応じたものとしているが、これを雌ねじの材質を基準としたものとしてもよい。例えば、前述のようなＭ３のゲージ１３を用いる検査であっても、ねじ山部分の摩擦抵抗が大きい部材で成る雌ねじを検査する場合は、ゲージツール１０および往復移動手段２０の自重による推力から所定の推力を差し引いた推力を付与するよう、推力パラメータを設定するとよい。
【００３１】
検査が通りゲージ検査の場合は、雌ねじに螺入するゲージ１３に作用する回転負荷トルクが限界トルクを超えることなく、ゲージ１３の先端がＣ点に到達すれば、その雌ねじは検査合格となる。万一、雌ねじがＪＩＳ規格の公差範囲より小さい場合は、ゲージ１３先端がＣ点に到達するまでにゲージ１３に作用する回転負荷トルクが限界トルクを超える。このことは、回転用モータ１１の負荷電流値が限界トルクに相当する負荷電流値に達したかどうかを見ることで判定できる。ゲージ１３に作用する回転負荷トルクと回転用モータ１１を駆動するための負荷電流値とは比例関係にあるためである。ゲージ１３の回転負荷トルクが限界トルクを超えた場合、その雌ねじは検査不合格となる。
【００３２】
通りゲージ検査を具体的に説明すると、Ｍ１０サイズの通りゲージ検査において有効深さが１０ｍｍの雌ねじを検査する場合、通りゲージ検査用のＮＧ検出距離を図３のように１２ｍｍに設定する。これは、Ｂ点から雌ねじの入口までの距離を２ｍｍ程度確保しておくためである。このように設定すると、通りゲージがＢ点から１２ｍｍの深さ（Ｃ点）に達するまでに、回転用モータ１１に限界トルクを超えるトルクに相当する負荷電流値が流れた場合、当該雌ねじは検査不合格と判断され、流れなかった場合には検査合格と判断される。そして、回転用モータ１１および移動用モータ２１が停止し、これらは復帰動作を開始する。
【００３３】
検査が止まりゲージ検査の場合は、通りゲージ検査とは逆にゲージ１３の先端がＣ点に到達する前に回転負荷トルクが限界トルクに達すれば、その雌ねじは検査合格となる。万一、雌ねじがＪＩＳ規格の公差範囲より大きい場合には、ゲージ１３がＣ点を超えるまで螺入されてしまう。この場合、その雌ねじは検査不合格となる。
【００３４】
止まりゲージ検査を具体的に説明すると、Ｍ１０サイズの止まりゲージ検査においては、止まりゲージ検査用のＮＧ検出距離を図３のように１０ｍｍに設定する。このように設定しておくことで、止まりゲージがＢ点から１０ｍｍの深さ（Ｃ点）を超える位置まで螺入した場合には、検査不合格と判断され、止まりゲージが１０ｍｍの深さを超える前に回転用モータ１１に限界トルクを超えるトルクに相当する負荷電流値が流れた場合（トルクアップした場合）は、検査合格と判断される。そして、回転用モータ１１および移動用モータ２１が停止し、これらは復帰動作を開始する。
【００３５】
検査穴抜け時においては、回転用モータ１１および移動用モータ２１がそれぞれ逆転駆動する。これにより、ゲージ１３と雌ねじとの螺合を解きながら、ゲージツール１０が上昇復帰する。このときの推力パラメータは、検査時の推力パラメータよりも高い推力が発生するように設定されている。これは、ゲージツール１０および往復移動手段２０の自重が鉛直下方向にかかっているため、この分を相殺する必要があるためである。
【００３６】
前記検査穴抜けが完了してゲージ１３がＤ点まで上昇復帰すると、回転用モータ１１の逆転駆動は停止される。また、移動用モータ２１は早戻り時における推力パラメータと速度パラメータで待機位置まで高速で上昇復帰する。
【００３７】
本発明のねじ山検査装置１によれば、雌ねじのサイズおよび雌ねじのねじ山部分の摩擦係数に応じて検査時および検査穴抜け時における推力を変更することができる。そのため、雌ねじのサイズおよびねじ山部分の摩擦係数に応じた適正な推力を付与することができ、手作業での検査と同等の精度で検査することができる。すなわち、本発明のねじ山検査装置は、推力を制御可能な構成であるので、手作業での検査の感覚である「良好に回転するか否か」という判断を実現可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明に係るねじ山検査装置の概略構成図である。
【図２】移動用モータの駆動切換の関係を示す説明図である。
【図３】制御パラメータの設定テーブルの一例を示す説明図である。
【図４】制御部のメイン制御処理を示すフローチャートである。
【図５】ツールコントローラの制御処理を示すフローチャートである。
【図６】サーボコントローラの制御処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００３９】
１ ねじ山検査装置
１０ ゲージツール
１１ ゲージ回転用モータ
１１ａ ゲージ回転用モータ出力軸
１２ フローティング機構
１３ ゲージ
２０ 往復移動手段
２１ 移動用モータ
２２ エンコーダ
２３ ボールねじ機構
２３ａ ボールねじ軸
２３ｂ 軸受け部
２４ テーブル
３０ 制御手段
４０ ツールコントローラ
５０ サーボコントローラ
６０ 制御部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、雌ねじあるいは雄ねじにおいて、これらのねじ山の精度を検査するためのねじ山検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ねじ山の精度検査は、雌ねじ検査の場合、棒状のプラグゲージを用いて検査をしていた。このプラグゲージ検査には、通りねじプラグゲージ（以下、通りゲージという）を用いた検査と、止まりねじプラグゲージ（以下、止まりゲージという）を用いた検査とがあり、これら両方の検査に合格した検査対象物（雌ねじ）のみが良品と判断される。これより、通りゲージを用いた検査（以下、通りゲージ検査という）および止まりゲージを用いた検査（以下、止まりゲージ検査という）について説明する。まず、通りゲージ検査は、雌ねじの総合有効径が規定された許容限界内にあるかどうかを検査するもので、検査対象物である雌ねじに通りゲージが所定の深さまで螺合するか否かを検査する。次に、止まりゲージ検査は、雌ねじの実際の有効径が規定された最大寸法より小さいかどうかを検査するもので、検査対象物である雌ねじに止まりゲージが所定の深さ（例えば２リード分）を超えてねじ込まれなければ、雌ねじは止まりゲージ検査に合格したことになる。また、雄ねじ検査の場合は、プラグゲージに換えて、止まりリングゲージと通りリングゲージを用いて、プラグゲージを用いた検査と同様の手順で検査していた。
【０００３】
しかしながら、上記検査は手作業で行われているので、多数の雌ねじを検査する場合、多くの時間を必要とする問題を有していた。この検査を自動化することを目的として、特許文献１に示されるナット検査装置が創成された。このナット検査装置は、プラグゲージを回転駆動するゲージ回転用モータと、プラグゲージの回転トルクを検出するトルク検出手段と、プラグゲージを軸方向に往復移動可能な往復移動手段と、プラグゲージの往復移動位置を検出する位置検出手段とから構成されている。
【０００４】
前記ナット検査装置を用いて通りゲージ検査を行う場合、予めトルクの上限値と下限値とが設定されており、検査時において通りゲージにかかる回転負荷トルク値が前記設定トルクの範囲を外れた場合、ゲージ回転用モータの回転駆動が停止して通りゲージの螺入を中止する。この時の通りゲージの螺入位置をセンサで感知し、この停止位置が予め設定された螺合完了位置に合致すれば、当該ナットは良品と判断され、また合致しなければ不良品と判断される。ここで良品と判断されたナットのみが、止まりゲージを使用した検査に移る。止まりゲージ検査では、予め最大トルクが設定されており、止まりゲージかかる回転負荷トルクが最大トルクに達したときにゲージ回転用モータの回転駆動が停止して止まりゲージの螺入を中止する。この時の止まりゲージの螺入位置が予め設定された止まりゲージ停止位置の範囲内であれば、当該ナットは良品と判断され、また停止位置の範囲を外れている場合、当該ナットは不良品と判断される。
【０００５】
【特許文献１】特許第３４９１８４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記ナット検査装置においては、検査時にプラグゲージを移動させる往復移動手段の力でプラグゲージがナットに押圧されることにより、プラグゲージのねじ山とナットのねじ山との摩擦抵抗が大きくなり、回転負荷トルクの判定に影響を及ぼす等、正確なねじ山検査ができない問題を有していた。また、測定器具として精度を保つ必要のあるプラグゲージの早期摩耗を生じ、多量のナット等の自動検査においては頻繁にプラグゲージの検定・交換が必要になって検査効率が低下するとともに、プラグゲージにかかる費用が増大する等の問題が発生していた。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みて創成されたものであり、被検査部品のねじ部に螺合してこれの検査を行うゲージを回転駆動するように構成されたゲージツールと、前記ゲージを往復移動操作する往復移動手段とを備えたねじ山検査装置であって、ゲージとねじ部との摩擦を低減可能に前記往復移動手段を制御する制御手段を有していることを特徴とする。
【０００８】
また本発明は、被検査部品のねじ部に螺合してこれの検査を行うゲージを回転駆動するように構成されたゲージツールと、前記ゲージを往復移動操作する往復移動手段と、前記ゲージに作用する回転負荷トルクを検出するトルク検出手段とを備えたねじ山検査装置であって、ゲージがねじ部に所定量螺合する過程でトルク検出手段によりゲージに作用する回転負荷トルクが予め定められた限界トルクに達するか否かを確認するとともに、被検査部品のねじ部にゲージを螺合させる時およびこれらの螺合を解く時のそれぞれの段階においてゲージがねじ部を押圧する力をゲージツールの自重程度に軽減するよう往復移動手段を制御する制御手段を備えていることを特徴とするものでもある。
【０００９】
なお、前記ゲージツールには、ゲージをその往復移動方向に直交する方向に所定量移動可能に支持するフローティング機構を設けることが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のねじ山検査装置では、ゲージがねじ部を押圧する力を軽減することができるため、ゲージをねじ部に螺合する時あるいはこれらの螺合を解く時にゲージのねじ山と検査対象物であるねじ部のねじ山との摩擦を低減することができる。よって、手作業でのゲージ検査に近い精度で雌ねじあるいは雄ねじのねじ山を自動検査することができる。また、従来に比べてゲージの長寿命化を図ることができるため、ゲージの検定・交換による検査効率低下を抑制するとともに、ゲージにかかる費用を低減できる等の利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１において、１はねじ山検査装置であり、プラグゲージ回転駆動用モータ１１（以下、回転用モータ１１という）の出力軸１１ａにフローティング機構１２を連結し、さらにこのフローティング機構１２にプラグゲージ１３（以下、ゲージ１３という）を連結して成るゲージツール１０と、このゲージツール１０を前記ゲージ１３の軸方向に往復移動させるとともに、これによりゲージ１３が被検査部品のねじ部に螺合した時には当該ねじ部にゲージ１３から所定の押圧力（以下、これを推力と称する）を作用させ得る往復移動手段２０と、これらの制御手段３０とを備えている。
【００１２】
前記ゲージツール１０においては、回転用モータ１１の出力軸１１ａと前記フローティング機構１２とが直結されているため、フローティング機構１２は、回転用モータ１１に対して軸方向に移動できない。また、フローティング機構１２の連結軸１２ａには、前記ゲージ１３が直結されている。よって、ゲージ１３も回転用モータ１１やフローティング機構１２に対して軸方向には移動できない。また、このフローティング機構１２は、エアの吸排によってゲージ１３の保持具合を調整可能に構成されており、フローティング機構１２内にエアが吸引された場合（ロック時）にはゲージ１３が拘持され、エアが排出された場合（ロック解除時）には、ゲージ１３が往復移動方向に直交する方向に所定量移動自在になるように構成されている。このフローティング機構１２は早送り時および早戻り時にはゲージ１３を拘持し、ゲージ１３を所定の位置に保つ。また、検査時および検査穴抜け時にはゲージ１３のロックを解除し、万一、芯がずれた状態でゲージ１３の先端が検査対象物の雌ねじ入口まで下降した場合でも、ゲージ１３を雌ねじに位置合わせし、正確に螺合させることができる。
【００１３】
本ねじ山検査装置１で使用する前記ゲージ１３には、背景技術で説明したのと同様に通りゲージと止まりゲージの２種類のゲージがあり、必要に応じてこれらのゲージを付け替えて使用する。これにより、通りゲージを用いた通りゲージ検査と止まりゲージを用いた止まりゲージ検査とを選択できるようになっている。なお、本発明のねじ山検査装置１は、前記ゲージ１３（プラグゲージ）に換えて、雄ねじ検査用のリングゲージ（図示せず）を用いた雄ねじの検査を行うことも可能である。
【００１４】
前記往復移動手段２０は、サーボモータである移動用モータ２１と、この移動用モータ２１の出力軸２１ａの回転量を検出可能なロータリエンコーダ２２（以下、エンコーダ２２という）と、前記移動用モータ２１の駆動を受けて作動するボールねじ機構２３と、このボールねじ機構２３の軸受け部２３ｂに連結されたテーブル２４とを有して成る。この往復移動手段２０におけるボールねじ機構２３は、ボールねじ軸２３ａに軸受け部２３ｂを螺合させて成る一般的なものであり、移動用モータ２１２の駆動を受けてボールねじ軸２３ａが回転することにより、軸受け部２３ｂと前記テーブル２４とをボールねじ軸２３ａの延びる方向に一体に移動させるように構成されている。
【００１５】
前記制御手段３０は、前記回転用モータ１１の駆動を制御するツールコントローラ４０と、前記移動用モータ２１の駆動を制御するサーボコントローラ５０と、これらコントローラ４０，５０からの信号に基づいて演算処理を行う制御部６０とを備えている。
【００１６】
前記ツールコントローラ４０は、回転用モータ１１と接続されており、この回転用モータ１１の負荷電流値に応じて回転用モータ１１の正転駆動／逆転駆動／停止を切り換えるように構成されている。つまり、検査対象部品の雌ねじにゲージ１３を螺入する段階においては、予め限界トルク値が設定されており、この限界トルクを超えるトルクに相当する負荷電流が流れた場合には、回転用モータ１１の駆動が停止するように構成されている。このように本実施形態では、ツールコントローラ４０が特許請求の範囲に記載したトルク検出手段を構成している。
【００１７】
前記サーボコントローラ５０は、往復移動手段２０における移動用モータ２１およびエンコーダ２２と接続されており、エンコーダ２２の出力するパルス信号（移動用モータの回転角度）とボールねじ軸２３ａのリードとから軸受け部２３ｂの移動量、すなわち、ゲージツール１０の移動位置を判別するようになっている。そして、各移動位置に応じて移動用モータ２１の駆動を制御するように構成されている。
【００１８】
前記ねじ山検査装置１を用いて雌ねじ検査する場合には、図２に示す推力切換ポイントがある。この推力切換ポイントには、
Ａ点：ゲージツール１０が被検査部材から離れて待機する位置
Ｂ点：ゲージ１３先端が雌ねじに当接する手前の位置
Ｃ点：ゲージ１３が正しく螺入されるべき位置
Ｄ点：雌ねじに螺合しているゲージ１３をねじ戻し、該ゲージ１３の先端が雌ねじに当接する手前の位置まで復帰した位置。前記Ｂ点と同位置。
Ｅ点：雌ねじに当接する手前の位置にあるゲージ１３が最終的に待機位置に復帰した位置。前記Ａ点と同位置。
がある。これら推力切換ポイントおよびゲージ１３のサイズに応じて必要な制御パラメータを設定して雌ねじ検査を行う。なお、以下の説明では、Ａ点（待機位置）にあるゲージ１３がＢ点まで下降する段階を「早送り時」、ゲージ１３を雌ねじに螺入する段階を「検査時」、雌ねじに螺合しているゲージ１３をＤ点までねじ戻して復帰させる段階を「検査穴抜け時」、ゲージ１３をＤ点からＥ点まで復帰（上昇）させる段階を「早戻り時」として、本ねじ山検査装置による雌ねじ検査の説明を行う。
【００１９】
前記制御パラメータは、制御部６０における例えばハードディスク装置、メモリ装置等の記憶部（図示せず）に備えられたゲージ１３のサイズ毎の設定テーブルに設定される。この設定テーブルには、限界トルク、ＮＧ検出距離、推力パラメータ、速度パラメータの各制御パラメータを設定可能に構成される（図３参照）。
【００２０】
前記限界トルクは、通りゲージ検査と止まりゲージ検査のそれぞれに対応して設定され、各検査においてゲージ１３螺入時のトルクアップを判断する指標として用いられる。また、前記ＮＧ検出距離は、通りゲージ検査および止まりゲージ検査に用いる各々の不良検出距離を示す。通りゲージ検査における不良検出距離は、雌ねじに螺入される通りゲージの回転負荷トルクが予め設定された設定トルクの上下限範囲から外れた時に通りゲージが達していなければならない螺入位置を示すものである。また、止まりゲージ検査における不良検出位置は、雌ねじに螺入される止まりゲージの回転負荷トルクが予め設定された最大トルク値に達した時に止まりゲージが超えていてはならない螺入位置を示すものである。このＮＧ検出距離は前記Ｂ点からＣ点までの距離を示し、後述のＣ点到達の判定基準値として用いられる。なお、Ａ点からＢ点の間の距離（＝Ｄ点からＥ点の間の距離）は、別途制御部６０に設定される。
【００２１】
前記推力パラメータは、早送り時、検査時、検査穴抜け時、早戻り時における移動用モータ２１の駆動トルクを示す。これらの推力パラメータ（駆動トルク）を切り換えて移動用モータ２１が駆動制御されることにより、ゲージツール１０に付与される推力が変更されることになる。また、前記速度パラメータは、早送り時、検査時、検査穴抜け時、早戻り時における移動用モータ２１の回転駆動速度を表すものである。この速度パラメータで移動用モータ２１の回転速度が制御されることにより、ゲージツール１０の移動速度が変更される。
【００２２】
前記制御部６０は、図４に示すように、
Ｓ００１：通りゲージ検査スタート信号又は止まりゲージ検査スタート信号を待つ。
Ｓ００２：スタート信号に応じた制御パラメータを読み込み、その内の限界トルクをツールコントローラ４０に出力するとともに、他のパラメータをサーボコントローラ５０に出力する。
Ｓ００３：ツールコントローラ４０、サーボコントローラ５０へそれぞれスタート信号を出力する。
Ｓ００４：サーボコントローラ５０からＣ点到達信号が入力されたか否か確認する。入力されていない場合は、Ｓ０２０へジャンプする。
Ｓ００５：ツールコントローラ４０へ割込停止信号を出力する。（これにより回転用モータ１１が停止）
Ｓ００６：スタート信号の種別から通りゲージ検査か止まりゲージ検査かを判断し、通りゲージ検査でない場合は、Ｓ００８にジャンプする。
Ｓ００７：表示部に検査合格表示指令信号を出力しＳ００９へジャンプする。
Ｓ００８：表示部に検査不合格表示指令信号を出力する。
Ｓ００９：ツールコントローラ４０とサーボコントローラ５０に復帰信号を出力する。
Ｓ０１０：サーボコントローラ５０から復帰完了信号が入力されるのを待つ。
Ｓ０１１：エンド。
Ｓ０２０：ツールコントローラ４０からトルクアップ信号が入力されたか否か確認する。入力されていない場合はＳ００４にジャンプする。
Ｓ０２１：サーボコントローラ５０へ割込停止信号を出力する。（これにより移動用モータ２１が停止）
Ｓ０２２：スタート信号の種別から通りゲージ検査か止まりゲージ検査かを判断し、通りゲージ検査の場合はＳ００８へ、通りゲージ検査でない場合はＳ００７にジャンプする。の各ステップで成るメイン制御処理を実行する。
【００２３】
また、ツールコントローラ４０は、図５に示すように、
Ｓ１０１：制御部６０からスタート信号が入力されるのを待つ。
Ｓ１０２：制御部６０から送られた限界トルクを読み込む。
Ｓ１０３：回転用モータ１１に駆動信号を出力する。（回転用モータ１１がゲージ１３を螺入する方向に回転駆動）
Ｓ１０４：回転用モータ１１の負荷電流値を取得し、これが限界トルクに相当する電流値に達したか（トルクアップしたか）否かを確認する。トルクアップしていない場合は、Ｓ１１２へジャンプする。
Ｓ１０５：制御部６０にトルクアップ信号を出力する。
Ｓ１０６：回転用モータ１１に停止信号を出力する。（回転用モータ１１が駆動停止）
Ｓ１０７：制御部６０から復帰信号が入力されるのを待つ。
Ｓ１０８：回転用モータ１１に逆転駆動信号を出力する。（回転用モータ１１がゲージ１３を雌ねじから抜き取る方向に回転駆動）
Ｓ１０９：サーボコントローラ５０からＤ点復帰信号が入力されるのを待つ。
Ｓ１１０：回転用モータ１１に停止信号を出力する。
Ｓ１１１：エンド
Ｓ１１２：制御部６０から割込停止信号が入力されたか否かを確認し、入力された場合はＳ１０６にジャンプし、入力されていない場合はＳ１０４にジャンプする。
の各ステップで成るツールコントローラ制御処理を実行する。
【００２４】
また、サーボコントローラ５０は、図６に示すように、
Ｓ２０１：制御部６０からスタート信号が入力されるのを待つ。
Ｓ２０２：制御部６０から送られた制御パラメータを読み込む。
Ｓ２０３：「早送り」の推力パラメータおよび速度パラメータで移動用モータ２１を駆動する。
Ｓ２０４：エンコーダ２２からのパルス信号を監視してＢ点に到達するのを待つ。
Ｓ２０５：「検査」の推力パラメータおよび速度パラメータで移動用モータ２１を駆動する。
Ｓ２０６：エンコーダ２２からのパルス信号によりＣ点に到達したか否かを確認する。到達していない場合はＳ２１７にジャンプする。
Ｓ２０７：制御部６０にＣ点到達信号を出力する。
Ｓ２０８：移動用モータ２１に停止信号を出力する。
Ｓ２０９：制御部６０から復帰信号が入力されるのを待つ。
Ｓ２１０：「検査穴抜け」の推力パラメータおよび速度パラメータで移動用モータ２１を駆動する。
Ｓ２１１：エンコーダ２２からのパルス信号を監視してＤ点に到達するのを待つ。
Ｓ２１２：ツールコントローラ４０にＤ点到達信号を出力する。（回転用モータ１１の逆転駆動が停止する）
Ｓ２１３：「早戻り」の推力パラメータおよび速度パラメータで移動用モータ２１を駆動する。
Ｓ２１４：エンコーダ２２からのパルス信号を監視してＥ点に到達するのを待つ。
Ｓ２１５：制御部６０に復帰完了信号を出力する。
Ｓ２１６：エンド
Ｓ２１７：制御部６０から割込停止信号が入力されたか否かを確認し、入力された場合はＳ２０８へジャンプし、入力されていない場合はＳ２０６へジャンプする。
の各ステップで成るサーボコントローラ制御処理を実行する。
【００２５】
次に、本ねじ山検査装置１による雌ねじ検査作業を説明する。本ねじ山検査装置１により被検査部品に形成された雌ねじの検査を行う場合、予め制御部６０の設定テーブルに必要な制御パラメータを設定する。この制御パラメータの入力設定は、制御手段３０に備えられたテンキー等の操作部（図示せず）から行う。
【００２６】
締め付けるゲージ１３のサイズに対応した制御パラメータを設定した後、制御手段３０の通りゲージ検査スタートスイッチ又は止まりゲージ検査スタートスイッチ（何れも図示せず）が押され、これにより制御部６０に検査スタート信号が入力されると、これに応じてツールコントローラ４０には設定トルク、サーボコントローラ５０には制御パラメータの設定値がそれぞれ指定されるとともに、ツールコントローラ４０、サーボコントローラ５０にそれぞれスタート信号が出力される。
【００２７】
前述のように各コントローラ４０，５０にスタート信号が入力されると、まず移動用モータ２１が早送り時における推力パラメータと速度パラメータで回転駆動される。これによりボールねじ機構２３が作動し、ゲージ１３の先端前方方向へテーブル２４およびゲージツール１０を高速で前進移動させる。この時、前記フローティング機構１２はロックされているので、前記ゲージ１３を安定して下降させることができる。また、移動用モータ２１の駆動開始と同時に回転用モータ１１も駆動を開始し、これによりゲージ１３が雌ねじに螺入する方向に回転を始める。
【００２８】
ゲージツール１０が前進してゲージ１３の先端がＢ点に到達すると、これを受けて移動用モータ２１が検査時の推力パラメータと速度パラメータで駆動するよう駆動制御が切換えられる。これにより、ゲージツール１０の下降速度は所定の低速度に切換えられるとともに、ゲージ１３に付与される推力が所定の推力に維持される。また、この時フローティング機構１２のロックは解除されている。これらにより、ゲージ１３を雌ねじに緩やかに到達させつつ正確に螺合させ、しかも雌ねじと過剰な摩擦を生じない適度な推力でもって雌ねじに螺入していくことができる。
【００２９】
検査時の推力パラメータはゲージ１３のサイズによって設定値が異なる。例えば、呼び径が３ｍｍ（Ｍ３）のゲージ１３を用いる検査であれば、前記検査パラメータの推力制限値を０％に設定する。これにより、ゲージツール１０および往復移動手段２０の自重のみを推力として付与することになる。一方、呼び径が１０ｍｍ（Ｍ１０）のゲージ１３を用いる検査では、推力パラメータが１０％（ボールねじのリードが１２ｍｍ、伝達効率が０．９、移動用モータの定格トルクが０．３１８Ｎ・ｍの場合は１７．９８２Ｎ・ｍ）に設定され、ゲージツール１０および往復移動手段２０の自重プラス１７．９８２Ｎ・ｍが推力として付与される。
【００３０】
なお、前記検査時の推力パラメータは、ゲージ１３のサイズに応じたものとしているが、これを雌ねじの材質を基準としたものとしてもよい。例えば、前述のようなＭ３のゲージ１３を用いる検査であっても、ねじ山部分の摩擦抵抗が大きい部材で成る雌ねじを検査する場合は、ゲージツール１０および往復移動手段２０の自重による推力から所定の推力を差し引いた推力を付与するよう、推力パラメータを設定するとよい。
【００３１】
検査が通りゲージ検査の場合は、雌ねじに螺入するゲージ１３に作用する回転負荷トルクが限界トルクを超えることなく、ゲージ１３の先端がＣ点に到達すれば、その雌ねじは検査合格となる。万一、雌ねじがＪＩＳ規格の公差範囲より小さい場合は、ゲージ１３先端がＣ点に到達するまでにゲージ１３に作用する回転負荷トルクが限界トルクを超える。このことは、回転用モータ１１の負荷電流値が限界トルクに相当する負荷電流値に達したかどうかを見ることで判定できる。ゲージ１３に作用する回転負荷トルクと回転用モータ１１を駆動するための負荷電流値とは比例関係にあるためである。ゲージ１３の回転負荷トルクが限界トルクを超えた場合、その雌ねじは検査不合格となる。
【００３２】
通りゲージ検査を具体的に説明すると、Ｍ１０サイズの通りゲージ検査において有効深さが１０ｍｍの雌ねじを検査する場合、通りゲージ検査用のＮＧ検出距離を図３のように１２ｍｍに設定する。これは、Ｂ点から雌ねじの入口までの距離を２ｍｍ程度確保しておくためである。このように設定すると、通りゲージがＢ点から１２ｍｍの深さ（Ｃ点）に達するまでに、回転用モータ１１に限界トルクを超えるトルクに相当する負荷電流値が流れた場合、当該雌ねじは検査不合格と判断され、流れなかった場合には検査合格と判断される。そして、回転用モータ１１および移動用モータ２１が停止し、これらは復帰動作を開始する。
【００３３】
検査が止まりゲージ検査の場合は、通りゲージ検査とは逆にゲージ１３の先端がＣ点に到達する前に回転負荷トルクが限界トルクに達すれば、その雌ねじは検査合格となる。万一、雌ねじがＪＩＳ規格の公差範囲より大きい場合には、ゲージ１３がＣ点を超えるまで螺入されてしまう。この場合、その雌ねじは検査不合格となる。
【００３４】
止まりゲージ検査を具体的に説明すると、Ｍ１０サイズの止まりゲージ検査においては、止まりゲージ検査用のＮＧ検出距離を図３のように１０ｍｍに設定する。このように設定しておくことで、止まりゲージがＢ点から１０ｍｍの深さ（Ｃ点）を超える位置まで螺入した場合には、検査不合格と判断され、止まりゲージが１０ｍｍの深さを超える前に回転用モータ１１に限界トルクを超えるトルクに相当する負荷電流値が流れた場合（トルクアップした場合）は、検査合格と判断される。そして、回転用モータ１１および移動用モータ２１が停止し、これらは復帰動作を開始する。
【００３５】
検査穴抜け時においては、回転用モータ１１および移動用モータ２１がそれぞれ逆転駆動する。これにより、ゲージ１３と雌ねじとの螺合を解きながら、ゲージツール１０が上昇復帰する。このときの推力パラメータは、検査時の推力パラメータよりも高い推力が発生するように設定されている。これは、ゲージツール１０および往復移動手段２０の自重が鉛直下方向にかかっているため、この分を相殺する必要があるためである。
【００３６】
前記検査穴抜けが完了してゲージ１３がＤ点まで上昇復帰すると、回転用モータ１１の逆転駆動は停止される。また、移動用モータ２１は早戻り時における推力パラメータと速度パラメータで待機位置まで高速で上昇復帰する。
【００３７】
本発明のねじ山検査装置１によれば、雌ねじのサイズおよび雌ねじのねじ山部分の摩擦係数に応じて検査時および検査穴抜け時における推力を変更することができる。そのため、雌ねじのサイズおよびねじ山部分の摩擦係数に応じた適正な推力を付与することができ、手作業での検査と同等の精度で検査することができる。すなわち、本発明のねじ山検査装置は、推力を制御可能な構成であるので、手作業での検査の感覚である「良好に回転するか否か」という判断を実現可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明に係るねじ山検査装置の概略構成図である。
【図２】移動用モータの駆動切換の関係を示す説明図である。
【図３】制御パラメータの設定テーブルの一例を示す説明図である。
【図４】制御部のメイン制御処理を示すフローチャートである。
【図５】ツールコントローラの制御処理を示すフローチャートである。
【図６】サーボコントローラの制御処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００３９】
１ ねじ山検査装置
１０ ゲージツール
１１ ゲージ回転用モータ
１１ａ ゲージ回転用モータ出力軸
１２ フローティング機構
１３ ゲージ
２０ 往復移動手段
２１ 移動用モータ
２２ エンコーダ
２３ ボールねじ機構
２３ａ ボールねじ軸
２３ｂ 軸受け部
２４ テーブル
３０ 制御手段
４０ ツールコントローラ
５０ サーボコントローラ
６０ 制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検査部品のねじ部に螺合してこれの検査を行うゲージを回転駆動するように構成されたゲージツールと、前記ゲージを往復移動操作する往復移動手段とを備えたねじ山検査装置であって、
ゲージとねじ部との摩擦を低減可能に前記往復移動手段を制御する制御手段を有していることを特徴とするねじ山検査装置。
【請求項２】
被検査部品のねじ部に螺合してこれの検査を行うゲージを回転駆動するように構成されたゲージツールと、前記ゲージを往復移動操作する往復移動手段と、前記ゲージに作用する回転負荷トルクを検出するトルク検出手段とを備えたねじ山検査装置であって、
ゲージがねじ部に所定量螺合する過程でトルク検出手段によりゲージに作用する回転負荷トルクが予め定められた限界トルクに達するか否かを確認するとともに、
被検査部品のねじ部にゲージを螺合させる時およびこれらの螺合を解く時のそれぞれの段階においてゲージがねじ部を押圧する力をゲージツールの自重程度に軽減するよう往復移動手段を制御する制御手段を備えていることを特徴とするねじ山検査装置。
【請求項３】
ゲージツールには、ゲージをその往復移動方向に直交する方向に所定量移動可能に支持するフローティング機構を設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載のねじ山検査装置。
【請求項１】
被検査部品のねじ部に螺合してこれの検査を行うゲージを回転駆動するように構成されたゲージツールと、前記ゲージを往復移動操作する往復移動手段とを備えたねじ山検査装置であって、
ゲージとねじ部との摩擦を低減可能に前記往復移動手段を制御する制御手段を有していることを特徴とするねじ山検査装置。
【請求項２】
被検査部品のねじ部に螺合してこれの検査を行うゲージを回転駆動するように構成されたゲージツールと、前記ゲージを往復移動操作する往復移動手段と、前記ゲージに作用する回転負荷トルクを検出するトルク検出手段とを備えたねじ山検査装置であって、
ゲージがねじ部に所定量螺合する過程でトルク検出手段によりゲージに作用する回転負荷トルクが予め定められた限界トルクに達するか否かを確認するとともに、
被検査部品のねじ部にゲージを螺合させる時およびこれらの螺合を解く時のそれぞれの段階においてゲージがねじ部を押圧する力をゲージツールの自重程度に軽減するよう往復移動手段を制御する制御手段を備えていることを特徴とするねじ山検査装置。
【請求項３】
ゲージツールには、ゲージをその往復移動方向に直交する方向に所定量移動可能に支持するフローティング機構を設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載のねじ山検査装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００８−１６４３４９（Ｐ２００８−１６４３４９Ａ）
【公開日】平成２０年７月１７日（２００８．７．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３５１９８９（Ｐ２００６−３５１９８９）
【出願日】平成１８年１２月２７日（２００６．１２．２７）
【出願人】（０００２２７４６７）日東精工株式会社 (263)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年７月１７日（２００８．７．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１２月２７日（２００６．１２．２７）
【出願人】（０００２２７４６７）日東精工株式会社 (263)
【Ｆターム（参考）】
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