JPH0733961B2 - ねじ部測定用工具およびねじ部測定方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は管のねじ部の検査及び測定を行なうためのねじ
部測定用工具、その構成品、及び方法に係り、特に油井
掘削装置に用いられる管のねじ部が許容誤差範囲内にあ
るかどうかを検査するためのねじ部測定用工具、その構
成品及び方法に関する。 〔従来技術及び問題点〕 螺合継手及び管端部のねじ部は管を接続する場合に用い
られ、このような管の螺合接続は家庭においても産業の
分野においても広く使用されている。ある状況下で、特
に油井掘削装置においては、大径長尺の管が使用され
る。このような管は接続部の所要強度に応じてねじ部を
大きくしなければならない。このような管の接続を容易
にし、接続部に充分強度を持たせ、且つ漏洩のないよう
にするためには、管端部のねじ部の加工精度を充分に上
げて継手に良く螺合するようにしなければならない。 前記管のねじ部の仕上検査工程における問題点は、その
検査方法がやり難いものであり、測定項目を全て現存の
検査用機器で測定し得ないことである。ねじ部の接続部
における整合精度を測定するための測定項目について
は、米国石油協会仕様書即ちAPI仕様書の5Bに規定さ
れ、これにはリード誤差、ねじ山の高さの誤差、ピッチ
線の非直線度、平均テーパー角度及びテーパー測定区間
が含まれ、このうち、前記テーパーの平均角度及び測定
区間については、前記API使用の第２頁及び第14頁に記
載されている。この規定の難点は、前記測定項目に対し
て複数の測定機器を使用しなければならず、ピッチ線の
非直線度を測定できる機器が市販されていないことであ
る。 従来から、管端部のねじ部の距離を測定するための可搬
型ねじ部測定装置（U.S.P.4,184,265）、テーパーの測
定装置（U.S.P.3,861,047、3,047,960、4,139,947）、
ねじ部のピッチ測定装置、ねじ形状測定ゲージ（U.S.P.
3,318,011）及びねじ部の直径測定装置（U.S.P.3,432,9
35）はあるが、これらは何れも専用機器であり、前記各
種測定項目を１種類の機器で測定することができない。 〔発明の目的〕 本発明は前記問題点を解消し、前記管のねじ部のパラメ
ータの全てについて、測定及び許容誤差範囲内にあるこ
との確認をなし得るねじ部測定用の装置及びこの装置を
用いるねじ部測定方法を提供することを目的とする。 〔発明の概要及び効果〕 前記目的は組をなすプローブとトランスデューサとを備
えた単一の測定用の装置即ちねじ部測定用工具、及びこ
の測定用工具を使用するねじ部測定方法によって達成さ
れる。 本発明が提供する前記ねじ部測定用工具は、管のねじ部
への取付が容易であり、前記一連のパラメータ即ち測定
項目について測定することができ、しかも測定の対象と
した管に使用上支承のある障害を全く与えないものであ
る。前記測定は同時に行なうことができる。前記ねじ部
測定装置は、ひとつの装置で、ねじ部について他種類の
測定を行なうことができる。更に前記ねじ部測定用工具
は、管の寸法の大小を問わず、またねじ部が管の内側に
あろうと外側にあろうと測定可能であるという長所を有
する。前記ねじ部測定装置は測定者が未熟練者であって
も極めて正確に測定できる。その理由は、前記ねじ部測
定装置は、一旦、管に正しく取り付けられて作動を開始
すれば、自動的に測定を行なう「人手不要」の装置だか
らである。従って、測定者は測定中に前記測定用工具に
直接触れる必要が全くない。事実、測定者は、前記ねじ
部測定用工具を管に取り付け、作動を開始させた後は、
測定が終るまで、このねじ部測定装置の何れの部分も操
作する必要がない。更に、前記測定する管を、測定精度
を上げるためにわざわざ水平にする必要がなく、その管
を通常の保管又は設置位置においたままで測定すること
ができる。 前記ねじ部測定用工具は、本発明に基いて、前記管又は
継手をくわえるためのあご形の１対のアームを有し、こ
のアームの端部が把手になっている。この一方のあご形
部分は前記管又は継手の外側面に接触し、他方のあご形
部分は前記管又は継手の内側面に接触する。前記ねじ部
測定用工具は手で持つことができ、その把手を握って前
記あご形部分を開閉し、前記検査すべき管のねじ部に着
脱することが容易にできる。 実施態様の１例として、前記ねじ部測定用工具は、前記
管のねじ部の状態を検出するための検出部とプローブを
有する。この検出部は前記一方のあご形部分に装着さ
れ、このあご形部分は傾斜計の基部として作用する。前
記他方のあご形部分は前記第１のあご形部分に回転自在
に結合され、１対の接触子又は脚を有し、この脚は前記
管の壁面に取り付けられて前記ねじ部測定用工具を傾か
ないように保持する。前記第１あご形部分は１対の接触
子又は脚を有し、この脚は前記測定対象の管の軸に平行
に離間して、前記ねじ部測定用工具を前記管又は継手に
揺動しないように保持する。前記第１のあご形部分の２
本の脚と前記第２のあご形部分の２本の脚は共働して前
記ねじ部測定用工具を前記管に安定に保持する。 ねじ部の平均テーパーは傾斜計で測定し、この傾斜計は
前記第１のあご形部分に装着される。テーパーを求める
ためには、前記管のねじ部について、２つの測定を行な
う必要がある。即ち、その第１の測定は前記ねじ部の上
部近傍について行ない、その第２の測定は前記ねじ部の
下部近傍について行なう。前記傾斜計の２つの測定結
果、即ち読みの差がそのねじ部のテーパーの真の値であ
る。周知の如く、このようなテーパー部は、管のねじ部
を有する端部を、ねじ部を有する継手の中に挿入するた
めのものである。このようなテーパーの許容誤差を適当
にすることにより、前記管を前記継手に整合させること
ができる。 ねじ部のねじ山の高さの誤差は１組のプローブによって
測定され、このプローブはロッド方の部材を有し、この
ロッド形の部材は円筒形の外筒の中で、前記管の長軸に
直角な方向に摺動する。前記プローブの先端部は前記ね
じ部のねじの谷に挿入するために尖っている。このプロ
ーブはトランスデューサに結合され、このトランスデュ
ーサはこのプローブの動きを測定する。更に、各プロー
ブは、前記第１のあご形部分の前記基部に摺動部材を用
いて装着され、前記管の軸に概ね平行な方向を横に即ち
横断するように移動し、このプローブの先端がねじの谷
の底と並ぶ。ねじ山の高さを測定するプローブを複数個
用いることにより、複数のねじ山の高さを同時に、ま
た、そのねじ部の長手方向に沿って各種間隔で測定し
て、測定精度を上げることができる。 更に他のプローブは、摺動部材によって前記第１のあご
形部分の基部に装着されて管の長手方向に動き、この長
手方向の運動は前記管の軸線に直角な縦方向の動きと、
前記管の軸線に平行な横方向の動きとを含む。このプロ
ーブはトランスデューサを有し、このトランスデューサ
は前記プローブの横断方向の動きを測定し、これにより
前記ねじ部のリード誤差を求めることができる。このリ
ード誤差測定用プローブは端部に球形の接触子を有し、
この接触子は前記ねじ部のねじの谷の中に挿入設定され
る。前記脚は、前記第１のあご形部分を前記ねじ部に沿
って支持し、球形の接触子を備え、この接触子は前記ね
じ部のねじの谷の中に挿入される。この脚のうちの１本
は前記第１のあご形部分に摺動し得るように装着され
て、前記ねじ山の間の誤差を測定する。 前記ねじ部のピッチ線の非直線度の測定にはプローブを
用い、このプローブは前記管の軸に直角な方向（即ち半
径方向）に取外し可能であり、この管の端部に球形の接
触子が接触する。この非直線度を測定するためには、前
記プローブを有する第１のあご形部分の両端部に２本の
脚を設けて前記プローブに対する基準値を出し、前記プ
ローブを半径方向に移動させてピッチ線を測定し、その
測定値を前記基準値と比較する方法がすぐれている。こ
のプローブの半径方向の移動を測定するにはトランスデ
ューサを用いて、前記２本の脚を結ぶ直線に対して前記
ピッチ線がどれだけ偏っているかを表わす１組の電機信
号を出力させる。このようにして求めたピッチ線の偏位
は、管のねじ部と継手のねじ部の結合が良好か、あるい
はこれらのねじ部に高い部分があるために前記結合部に
固着が生じないかどうか、低い部分があるために前記結
合部に緩みがないかどうか、これらの不都合によって前
記結合部に強度低下や漏洩が生じないかどうかを確かめ
るのに最も有用である。 更に、前記プローブを組み合せた構造の特徴は、前記ね
じ山の高さの誤差測定用プローブの位置と誤差測定用プ
ローブの位置が前記管の軸を含む面内で離れていること
であり、そのために後続する測定の測定位置の分布を良
くすることができる。 以上の説明は、管の外側のねじ部を測定することを前提
としたが、前記ねじ部測定用工具は管の外側のねじ部を
測定できるだけでなく、同様に、管の内側のねじ部をも
測定し得るものである。実際、このねじ部測定用工具に
とって重要なことは、このねじ部測定用工具に何等の変
更を加えることなく管の内側のねじ部でも外側のねじ部
でも自由に測定できることである。 〔発明の実施例〕 以下、本発明の実施例を、図を用いて説明する。 第１図に、ねじ部測定装置20の外観を示す。このねじ部
測定装置20は管24の接手ねじ部22の特性を測定するため
のものである。このねじ部測定装置20は本発明に基く測
定用工具26及び１組のプローブ28を含み、このプローブ
28は前記ねじ部22に接触してそのねじ特性を測定するた
めのものである。また、前記ねじ部測定装置20はコンソ
ール30を含み、このコンソール30は表示装置32を有し、
この表示装置32は測定されたねじ部の特性及び前記コン
ソール30のキーボードのキーによって与えられる測定条
件等を表示する。また前記コンソール30は信号処理装置
36を含み、この信号処理装置36はケーブル37,38を介し
て前記ねじ部測定用工具26に接続され、前記プローブ28
の検出信号を受けて所要のデータを取り出す。前記デー
タは前記信号処理装置36から前記表示装置32に送られ、
前記ねじ部測定装置20の操作員が読み取れるように、前
記表示装置に表示される。また前記コンソールにはプリ
ンタを接続することができ、このプリンタは前記測定結
果を紙に印字する。このようなプリンタが打ち出した各
種測定されたデータの記録を第18図に例示する。この各
種測定データについては後述する。 前記ねじ部測定用工具26は、前記ねじ部のねじ特性、即
ち前記ねじ部のテーパー、リード部の誤差、高さの誤
差、及びピッチ線の非直線度を測定する。前記テーパ
は、前記ねじ部のピッチの直径を前記管24の軸面内で測
定した時の増分をインチ／フィートで表わした値であ
る。前記リードは、回転するねじ山の任意の１点から、
これに対応する次のねじ山の点までの距離を、前記管24
の長軸に平行な面内で測定した値である。前記高さはね
じ山の頂から基部即ち谷までの距離を前記管24の長軸に
直角な面内で測定した値である。前記特性及びその他の
特性は、同時に、しかもその管の通常の状態、即ち保管
のために固定される場所等で測定できる。以上説明した
ねじ部測定用工具26の構造及び作用は、主として管の外
側のねじ部を測定する場合におけるものであるが、ねじ
部が管の内側にある場合（第14D図の如く）についても
同様である。 前記ねじ部測定用工具26は、２本のアームを１組として
成るものであり、このアームはピボット40を中心として
回転自在であり、この２本のアームの１対のあご形固定
部がねじ部22をくわえ込む。前記上側のアーム即ちあご
形固定部は基部42を有し、この基部42は検出装置44及び
傾斜計46を支持すると共に、端部が把手48になってい
る。前記下側のアーム即ちあご形固定部50の把手52の後
端部は前記上側のアームの把手48と対向する。 前記下側のあご形固定部50は、第１図の管24の破断部に
示す如く、１対の接触子53,54を有し、この接触子53,54
は、本実施例においては、丸い形状を有し、前記管24の
横断面に沿って離間され、前記管24のねじ部の内面に接
触する。ばね56は前記基部42と前記下側のあご形固定部
50との間に配設されて、前記結合された２本のアーム
を、前記ねじ部22にくわえ込み得るように押す。 第13図に、管の外側のねじ部を測定する時の、前記ねじ
部測定用工具の保持要領の１例を示す。プローブ28はア
ームの基部42に支持され、前記管の一方の側部即ち上記
ねじ部がある側の面に整列し、接触子53,54（即ちねじ
部に当てる球）は前記ねじ部測定用工具の下側のアーム
即ちあご形固定部50によって前記管の他方の面即ちねじ
部が設けられていない面に支持される。接触子53,54は
プローブ28A,28Gにほぼ均等に荷重が加わるような位置
に設けられる。このプローブ28A,28Gの間には、ねじ部
測定を行なわない時に前記ねじ部測定用工具が動かない
ように、固定装置が装着される。 第14A図及び第14B図は前記ねじ部測定用工具を管の外側
と内側のねじ部24,24′に取り付けた状態を示す図であ
る。この図から判るように、接触子53,54の長所は前記
プローブと共に、１個の測定工具で、管の内側のねじ部
でも、外側のねじ部でも測定できる点にある。第14C図
及び第14D図に示す如く、距離D,D′は、アーム及びプロ
ーブ28A,28Gが測定用プローブ28B乃至28Fを含む面内で
移動するにつれて変化する。 再度第１図に戻れば、前記ねじ部測定装置26全体の大き
さは、測定者が管24を測定し得る限り極力小型にする。
前記コンソール30はやや大型の独立型にしても差し支え
ないが、前記ねじ部測定用工具26と共に携行容器（図示
せず）に入れて携行し得るように可搬型にするのが好ま
しい。 前記測定装置20について測定者がなすべきことは、ねじ
部測定用工具26をねじ部22に取り付け、測定項目をキー
ボードで指定し、表示装置32に表示される測定結果を見
ることだけである。このように測定手順を自動化するこ
とにより、前記ねじ部測定用工具で測定後直ちに正確な
測定値が判るし、測定条件の正確な設定を測定者が行な
う必要がない。つまり、前記ねじ部測定用工具は「人手
不要型」である。 本発明において、前記１組のプローブ28は、前記検出装
置44から、前記管24の軸を含む面内で下方に延びて、前
記ねじ部22に接触する。前記プローブ28A,28Gの下端
は、前記アームの基部42及び検出装置44を、前記ばね56
の反撥力に逆って前記ねじ部22に保持する脚としての作
用をする。緩衝用の水平なプローブ58は、前記基部42の
下側に支持されたトランスデューサ60から延び、前記管
24の端部に接触して、前記ねじ部測定用工具26の前記管
の端部に対する位置を決める。プローブ58は、プローブ
28B,28D,28Fと同じもので良く、測定者が前記管の端部
にねじ部測定用工具を取り付ける時に、このねじ部測定
用工具を前記管の端部から離間させる。この離間用プロ
ーブによって、前記管の端部から前記第１プローブ、例
えば第２図のプローブ28Aまでの距離が決められる。 次に測定者が前記ねじ部測定装置を管に取り付けた時の
前記離間装置の作用を説明する。測定者は把手48,52
（第１図）を握ってあご形固定部42,50を開き、この開
いたあご形固定部42,50で前記管の壁を挟む。即ち前記
一方のあご形固定部の基部42を前記管のねじ部（本実施
例では管の外部）に接触係合させ、前記他方のあご形固
定部例えば下側のあご形固定部の接触子53,54を前記管
のねじ部の反対側の面（本実施例では管の内面）に接触
係合させる。測定者は、前記あご形固定部のあご形部分
を、前記管の端部から管内に摺動させながら挿入し、支
持ピン250が前記管の端部に接触した時に止める。 前記支持ピン250は、第17A図乃至第17C図に部分破断に
より示す如く、１対のピンから成り、前記基部42に固定
装着される。前記離間されたトランスデューサ60及び緩
衝プローブ58は全形を第１図に示したが、第17A図乃至
第17C図に示す如く適当な任意のタイプで差し支えな
い。例えばトランスデューサ258は、第２図に示すトラ
ンスデューサ78と同様、線形差動型トランスデューサに
しても良く、このトランスデューサ258はコアを有し、
このコアはロッド262によってプローブの先端260即ち球
260に取り付けられる。前記トランスデューサ258はブラ
ケット256に強固に装着され、このブラケット256は前記
基部42に強固に装着される。前記離間装置と管を第17A
図乃至第17C図と同一寸法にする必要はない。 更に、トランスデューサ258について見れば第17A図乃至
第17C図にも示す前記離間装置が離間用部材252を含み、
この離間部材252は矢で示す如く支持ピン250に対して摺
動する。この離間用部材252は管に接触する部分251を有
する。この接触部251は、前記ねじ部測定装置が管に取
り付けられた時に支持ピン250（第17A図、第17B図）の
概ね右側になるように、トランスデューサのプローブの
球260で押される。離間用部間252は摺動部材254に移動
自在に装着され、この移動部材254は前記基部42に強固
に装着される。摺動部材254は適当なタイプ例えば第４
図の摺動部材215と同様にしてもよい。 支持ピン250を前記管の端部に接近させるには、離間用
部材252の接触部251と支持ピン250より前に、即ち第17C
図の右方に進め、プローブの球260でその位置に保つ。
従って測定員が前記ねじ部測定用工具を取り付ける時に
は、先づ離間用部材252を前記管の端部に接触させる。
次に、前記ねじ部測定用工具を前記管に取り付け、支持
ピン250を前記管の端部に接触させる。このようにして
前記ねじ部測定用工具を過度に挿入しないようにする。
この時に、離間用部材の管に接触する部分251は、前記
管の端部によって前記支持ピン250及び基部42の左側の
方向に押されて、第17B図に示す位置に来る。 前記支持ピンが前記管の端部に接触した後に、測定員が
把手48,52から手を離せば、前記あご形固定部が合わさ
り、前記管壁をくわえる。その後に前記ねじ部測定用工
具の固定プローブ28Aを前記管のねじ部のねじの谷に係
合させる。この時に前記球プローブ260の位置が測定す
べき範囲外になる場合は、測定員に前記ねじ部測定用工
具の取り付けをやり直せという信号が与えられる。この
場合、前記ねじ部測定用工具が適正な位置に装着し直さ
れるまで、トランスデューサは出力信号を出さず、前記
ねじ部測定装置はプログラムに従って作動しない。 第17A図は前記離間装置の適当な位置に設定された状態
を示す。第17B図及び第17C図は前記離間装置が測定範囲
外にある状態を示す。第17A図の距離Ｚは、前記固定プ
ローブ228Aが完全ねじ部のねじの谷にある時、このプロ
ーブ228Aと前記管の端部との距離である。前記ねじ部測
定用工具が測定範囲外に取り付けられた場合、測定員が
このねじ部測定用工具の取付けをやり直して前記固定プ
ローブ28Aを移動させる。 第17A図乃至第17C図に示した３つの位置では、例えば前
記支持ピン250から固定プローブ228Aまでの「固定距
離」は12.7mm（0.500インチ）である。第17A図におい
て、Ｚは8.13mm（0.320インチ）以上12.7mm（0.500イン
チ）以下である。第17B図では、前記離間距離Ｚが12.7m
m（0.500インチ）より大きいから前記離間装置は測定範
囲外にある。第17C図では、前記離間距離Ｚが8.13mm
（0.320インチ）より小さいから前記離間装置は測定範
囲外にある。これらの値は概略の値である。 測定者は、前記ねじ部測定用工具の取付けをやり直せと
いう信号を受けた時には、前記ねじ部測定用工具を前記
管に対して右方又は左方に移動させなければならない
（第17A図乃至第17C図）。第17B図の状態では、測定者
は前記ねじ部測定用工具を前記管に対して左方に移動さ
せなければならない。測定者は前記ねじ部測定装置の取
付をやり直して、前記固定プローブを前記管の端部側
に、正しい取付位置、例えば前記ねじ部の次のねじの谷
まで移動させる。このようにして、前記ねじ部測定用工
具、基部42、及び支持ピン250を第17B図に示す位置から
第17A図に示す位置まで、左方に移動させる。 支持ピン250を左に移動させると、球プローブ260を右に
押す線形差動トランス形トランスデューサが、離間用部
材252、特に接触部251の右側を前記管の端部に接触させ
る。前記トランスデューサが固定プローブ28Aを移動さ
せる距離はねじ１山分で充分である。前記固定プローブ
を前記ねじの谷に入れるために前記ねじ部特定用工具を
移動させた時に、前記球プローブ260が到達する位置
は、前記線形差動トランスデューサ型トランスデューサ
のコアで測定される。この測定値によって、前記固定プ
ローブ例えばプローブ28Aが前記管の端部からどれだけ
離れたかを知ることができる。 前記固定プローブが前記ねじの谷に入った時は、前記他
のプローブも隣接する谷に入り、接触子53,54（第１
図）が前記管の内壁面に接触する。これで、前記ねじ部
測定用工具の管への適当な取付が完了し、測定者が前記
コンソールの電子装置のねじ部測定のための作動を開始
させ、この電子装置の測定データを、プリンタがハード
コピー例えば紙に、第18図に示す如く印字する。 第２図は、第１図を用いて説明した検出装置44の拡大図
である。この図ではプローブが７本設けられ、この各プ
ローブの符号は添字Ａ乃至Ｇが付く。前記プローブ28A
は前記基部42の端部に固定された１個のプローブであ
り、前記プローブ28Gは軸方向に移動し得る端部プロー
ブ（その移動方向は、通常、前記管の軸方向）であり、
この２個のプローブ28A,28Gは、第１図を用いて説明し
たと同様に、支持脚部の作用をする。このプローブ28A,
28Gは前記ねじ部に接触する。このプローブ28A,28Gは、
第２図には端のプローブとして示してあるが、相互に及
び他のプローブに対して初期の目的を達成し得る如く距
離を保って適当な位置に取り付けることもできる。前記
プローブ28Gは摺動部材64によって前記基部42に保持さ
れ、この摺動部材64は概ね矢印で示す方向に移動でき
る。この移動は、通常、前記管の軸を含む面内で行なわ
れ、前記摺動部材64は市販の部材を使用できる。前記プ
ローブ28A,28Gは、先端部に球66を有し、この球66は前
記ねじ22の中にあって前記プローブ28A、28Gを保持す
る。 前記摺動部材64は、前記プローブ28A,28Gの実離間距離
を正確に保つように、前記プローブ28Gを側方に移動さ
せる。このようにして、前記プローブ28A,28Gが、前記
基部42及び検出装置44を前記ねじの谷22に保持する。 前記検出装置44は上部甲板状取付部分即ちデッキ68を有
し、このデッキ68は支柱70によって前記基部42に支持さ
れる。前記プローブ28Fは前記基部42及びデッキ68の大
きい穴62を通る。このプローブ28Fは前記基部42とデッ
キ68との間を往復し、このプローブ28Fの往復移動は、
このプローブ28F（複数）の間の摺動部材64の移動を妨
げないように間隔を保って行なわれる。前記各摺動部材
64は前記各プローブ28が側方に動き得るようにして、こ
の状態で前記プローブ28はケース72の中に保持されて、
前記基部42に直角に移動する。前記各プローブ28B乃至2
8Fは延長ロッドを含み、この延長ロッドは各ケース72の
中で垂直に移動して、前記プローブを前記ねじの谷に係
合させる。第２図に示す実施例の全てのプローブの先端
部は、プローブ28Aを除き、Ｘ軸方向に移動し得る。第
２図の全てのプローブの先端部は、プローブ28A,28Gを
除き、Ｙ軸方向にも移動し得る。前記Ｘ軸方向の移動量
は、プローブ28B,28D,28F,28Gについて測定し、Ｙ軸方
向の移動量はプローブ28B乃至28Fについて測定する。 前記プローブ28B,28D,28Fは夫々先端部に球66を有し、
この球66が前記ねじ22の谷の中に入ることにより、前記
プローブがピッチ線に沿って並ぶ。前記プローブ28C,28
Eの尖った先端部76は引込式であり（後述）、前記ねじ
の各谷の底に接触した時に前記プローブ28C,28Eが前記
ねじ22と接触する。前記摺動部材64は、前記先端部76を
側方即ち前記管の軸に平行に移動させることにより、前
記ねじ22の谷の底を検知する。 前記検出装置44は１組のトランスデューサ79を有し、こ
の各トランスデューサ79は前記プローブ28B,28D,28F,28
Gに夫々接触して側方移動量を検出し、この検出した移
動量を前記各プローブの精密な位置情報とする。前記ト
ランスデューサ78,79は適当なタイプ、例えば、通常、
測定に使用される線形差動変圧型即ちLVDTであり、この
線形差動変圧型トランスデューサは、例えばアイランラ
ンド社（米国ニューヨーク）が市販しているサンガモト
ランスデューサ（Sangamo Transducer）のAG型の中から
適当なものを選択すればよい。このトランスデューサは
電気信号を、リード線78A,78Bを介して前記信号処理装
置36に送り、この送られる電気信号は、概ね管24の軸を
含む面内における前記各プローブ28の移動量、又は前記
管24の軸を含む面にほぼ直角な前記各プローブ28の移動
量に直線的に対応する。前記トランスデューサ78,79の
概要を第２図に示す。前記トランスデューサ79は前記基
部42及びデッキ68にジグザグに取り付けられて、前記プ
ローブ及び摺動部材64の間に前記トランスデューサを全
て取り付ける空間を作る。 前記プローブ28を全て、軸方向の共通な面に沿って配設
し、この共通面で前記２個の接触子53,54（第１図、第1
3図、第14図）の離間距離を二分し、このようにして前
記検出装置44をねじ部22に安定して装着し、前記接触子
53,54の横の移動と前記脚（即ちプローブ28A,28G）の縦
の移動を防ぐ。前記各プローブ28Fはリード線を有し、
このリード線は前記ケーブル38の中を通って前記プロー
ブの信号を前記データ処理装置36に送る。 第３図乃至第５図によって、前記トランスデューサ78,7
9及び前記プローブ28B乃至28Fに用いられる線形差動変
圧型トランスデューサの細部構造を説明する。プローブ
28C,28Eはねじの高さを測るものであり、その構造の細
部を第３図に示す。このプローブの先端部202は前記ね
じの谷の底に接着するように動き易くなっている。前記
ねじ部測定用工具が前記管のねじ部に取り付けられる
と、基準面204は前記ねじ部のねじ山の頂部に来る。こ
の基準面204は上下に動くねじ頂部離間用カラー206にあ
る。 前記カラー206はトランスデューサのケース208に、例え
ば図示の如くねじによって装着され、このトランスデュ
ーサのケース208はトランスデューサのコア210を含み、
このコア210は前記ねじの高さの誤差を示す信号を発生
する。プローブの先端202は前記コア210に接続され、前
記カラー206がねじの頂部に当てられた後に、前記プロ
ーブの先端が前記ねじの谷に入る。このプローブの先端
の位置によって前記トランスデューサのケースに対する
前記コアの位置が決まり、このコアが前記ねじの高さの
誤差の信号を出力する。この出力信号がゼロの場合は前
記ねじの高さの誤差がゼロであることを示す。 前記トランスデューサのケース208は、トランスデュー
サ212に摺動自在、例えば摺動整合するように装着さ
れ、前記ねじ部測定用工具が前記管に取り付けられた時
に、前記カラー206が上記ガイド212に導かれて前記ねじ
山の頂部に接触する。このガイド212は前記ねじ部測定
用工具のフレーム、例えば基部42又はデッキ68に装着さ
れ、且つ中空のハウジング211を有する。このガイドは
前記基部42の直角方向には移動しない。前記トランスデ
ューサのケース208は軸承209に装着され、この軸承209
は前記ガイドの中空部の中で昇降する。また前記ガイド
212はばね207を含み、このばね207は前記トランスデュ
ーサのケース208を下方に前記管の方に押し、このケー
スの移動経路の上端及び下端、即ちストロークは前記ガ
イドのスロット203の中のつまみ205によって決められ
る。ばね207は前記ガイドの中に、調節可能のブッシン
グ201によって保持される。 第４図にプローブ28B,28D,28Fの構造を示す。このプロ
ーブ28B,28D,28Fは球プローブであり、前記先の鋭いプ
ローブと対向する。この第４図で、、前記トランスデュ
ーサのケース211は、前記ねじ部測定用工具のフレー
ム、例えば基部42又はデッキ68に直角に動かないように
装着される。前記球プローブの球はトランスデューサの
コア210に取り付けられ、この球が前記管に接触する
と、前記コア210の前記ケース211に対する位置が決ま
る。この位置で前記コア210が、第３図に示す如く、前
記ピッチ線の誤差を示す信号を出す。この信号がゼロな
らば、前記ピッチ線に誤差がないことを意味する。前記
球の上の接続用部材には保護カバー214が設けられる。 第４図は、球213を前記管のねじの谷の中に置く必要が
ある場合に、前記プローブを側方に動くように装着する
方法をも併示する。前記球を摺動させる部材即ち位置決
め部材215は前記ねじ部測定用工具のフレーム、例えば
基部42又はデッキ68に固定装着されて、前記球が摺動で
きるようにする。 前記球の摺動部材即ち位置決め用摺動部材としては、デ
ルトロン、プレシジョン社（Del Tron Precision In
c.）（米国コネティカット州ブルックフィールド）が市
販しているものの中から適当に選定できる。第４図に示
す構造では、前記摺動部材215は、前記プローブが横
（水平）に移動できるように、前記ねじ部測定用工具の
フレームに装着され、これに対して前記トランスデュー
サのケース211は前記摺動部材215に装着された部材42A
に固定装着される。この方法によって、前記ケース211
は、前記ねじ部測定用工具のフレームに直角に動くよう
に強制されるが、前記プローブの先端即ち球を前記ねじ
部のねじの谷に入れ得る如く、水平即ち前記プローブの
概ね側方に動かすように調節することもできる。同様の
様に動かす構造はプローブ28B乃至28Gにも応用できる。 球プローブ28Aは前記ねじ部測定用工具のフレーム、例
えば第２図に示す基部42に固定され、この球プローブの
球66は前記ねじ部測定用工具の上下方向又は側方に移動
しない。その理由は前記球プローブが支持脚であるから
だけでなく、前記球がねじの谷にある時に前記球プロー
ブが前記ねじ部測定用工具の固定基準位置になるからで
ある。球プローブ58は既に説明した如く緩衝用プローブ
として働き、トランスデューサに結合され、このトラン
スデューサは前記信号処理装置36にしっかりと接続され
る。 前記支持ピンは、測定者が前記ねじ部測定用工具を前記
管に取り付けた時に、プローブ28Aを、前記管の完全ね
じ部の近傍、例えば前記管のねじ部の最初の完全ねじに
取り付ける。プローブ28Aの球は、測定者が把手48,52の
握りを緩めた時に、前記第１の完全ねじの谷に滑り下り
る。プローブ28Aは前記ねじ部測定用工具に全く動かな
いように固定されているので、このプローブ28Aの球66
が前記第１の完全ねじの谷の中に入るように横に移動す
る時に、前記ねじ部測定用工具全体も横に移動する。 プローブ28Aが適当に取り付けられると、トランスデュ
ーサ60が離間距離の正確な値を示す。この値は前記管の
端部から前記第１の完全ねじまでの距離である。また、
測定者の手が前記把手48,52から離れると、前記他のプ
ローブ28B乃至28Gがねじの谷に入り、このプローブ28B
乃至28Gをその位置決め用摺動部材の作用で隣接するね
じ溝に適当に入れる必要がある時には、前記各プローブ
を横に移動させることができる。 第１図及び第２図に戻れば、前記ねじ部測定用工具は傾
斜計46を有し、この傾斜計46は基部42に取り付けられ
る。この傾斜計はねじの平均テーパー測定のために使用
される。この傾斜計としては、適当なタイプの市販品例
えばトランスデューサアンドシステムズ社（Transducer
s and Systems Inc.）（米国コネチカット州ブランフォ
ード）の製品を使用することができ、この製品は、直立
姿勢及び倒立させた姿勢で作動させることができる。 第5A図は第２図に示したねじ部測定用工具を略図化し、
前記プローブ、トランスデューサ、及び傾斜計を強調し
た図面である。第5A図及び第5B図のトランスデューサ１
乃至10は夫々第２図のトランスデューサ79B,79D,79F,79
G,78B,78D,78F,78C,78Eと同等のものである。第5A図及
び第5B図のトランスデューサ４は第１図のトランスデュ
ーサ60と同等である。第5A図及び第5B図の傾斜計11は第
１図及び第２図の傾斜計46と同等である。 前記ねじ部測定用工具の各トランスデューサ及びプロー
ブと測定すべきねじ特性との対応を第5B図に明示する。
この第5B図の表のトランスデューサは全て本実施例にお
いて線形差動トランス型である。前記トランスデューサ
１乃至３はリード誤差X₁乃至X₃を測定し、トランスデュ
ーサ４は離間距離X₄を測定し、トランスデューサ５は累
積リード誤差X₅を測定し、トランスデューサ６乃至８は
前記ピッチ線の偏位即ちこのピッチ線の非直線（測定区
間は４以上）Y₁乃至Y₃を測定し、トランスデューサ9,10
はねじの高さの誤差H₁,H₂を測定する。傾斜計11はテー
パの平均傾斜度Ｉを測定する。 第３図及び第４図が第２図と異る点は、第３図に示す構
造ではプローブ28C,28Eを使用し、第４図の構造ではプ
ローブ28B,28D,28Fを使用することである。従って、第
３図のねじの高さ検出用のカラー206の基準面204はねじ
22の山に接触するが、プローブの鋭い先端76は前記ねじ
22の谷の底に接触する。トランスデューサ78C,78Eはプ
ローブ28C,28Eと共に作動して前記鋭い先端76の前記カ
ラー206及びケース208に対する移動量即ちねじ山22の高
さの誤差を示す電気信号を出力する。プローブ28B,28D,
28Fを使用する場合には、トランスデューサ84は摺動部
材64によって、より直接的に支持される。ねじ22の谷の
前記基部42に対する位置は、前記球プローブの先端66で
検出され、プローブ28B,28D,28Fのトランスデューサ78
B,78D,78Fから夫々信号として出力される。前記基部42
はプローブ28A,28Gに支持されて、プローブ28B,28D,28F
の基準面として作用する。 本発明に基くねじ部測定用工具を用いてねじ部を測定す
る方法は、第７図乃至第11図を用いて以下に説明する如
くすれば更に好ましいものとなる。本発明に基くねじ部
測定用工具を用いることにより、あらゆるねじ部、例え
ば管用ねじ、ねじのねじ部、螺旋カム等を全て測定し得
る。しかしながら説明の都合上、前記測定方法をAPI規
格5B（第10版）に規定されているねじ山８個の丸ねじに
ついて説明する。この規定は、件名「ケーシング、管加
工、及び油送管用のねじ部のねじ加工、計器による測
定、及びねじ形状の検査法」、制定日時:1980年３月、
制定者：アメリカ石油協会生産部（米国テキサス州ダラ
ス、スート1700、アーベー211番地、郵便番号75201）に
記載されている。 前記規格の2,9表（第11頁）には８回転型ねじの形状が
グラフで示されている。本明細書の第７図は既に説明し
たねじの形状を略図で示すものであるが、このねじは前
記規格に図示されているねじと同一である。ねじのテー
パーは、そのねじ部のピッチの直径の増分（インチ単
位）をそのねじの長さ（フィート単位）で除した商とし
て定義される。ねじのリードは、ねじ山上の１点からこ
れに対応する次のねじ山迄の距離を、ねじの軸に平行に
測定した値、第７図で言えばX₁として定義される。ねじ
山の高さはねじ山の頂点から谷の底までをその管の軸に
直角に測定した距離、第７図で言えばH₁に相当する。第
８図は、第７図に似ているが、前記ねじ部測定用工具の
球プローブを、測定時に前記ねじ部のねじに係合させる
方法を示す図である。この球の寸法は測定すべきねじの
タイプに一致させ、プローブは図示の如くピッチ線のね
じ山傾斜に接触させる。 ピッチ線の偏差は、本発明に基くねじ部測定用工具を用
いれば、テーパー、リード誤差及びねじ山誤差の測定の
時に併せて測定できる。ピッチ線の偏差即ちピッチ線の
非直線度は、前記ねじ部の前記ねじ部測定用工具で測定
する区間の両端を結ぶ直線からの偏りとして定義され
る。前記ねじ部測定用工具のプローブで測定したねじ山
の頂部ピッチ線及び基部ピッチ線即ち直径の偏りの測定
値から、そのねじ部のピッチ線の形を描くことができ
る。従来は、管のピッチ線の真の形を求める場合、その
管を輪郭計の上で回転させるしかなかったが、この方法
は殆んどの場合実用に適さない。第９図に示す如く、前
記ねじ部測定用工具は、外側にねじ部を有する管を８山
丸ねじと仮定して測定する。この場合、前記ねじ部測定
用工具は、図の如く、４つの測定部即ち測定区間を設
け、この測定区間について前記ピッチ線の偏差を測定す
る。この４つの測定区間を第１測定区間乃至第４測定区
間と呼ぶことにする。この各測定区間は長さが25.4mm
（１インチ）であり、本実施例の場合、測定するねじは
８山の丸ねじ即ち前記各測定区間内に８個の完全ねじが
あるねじである。 第９図は、前記ピッチ線の理論上の条件を示すものであ
り、図示したねじはピッチ線偏差が皆無であり、このピ
ッチ線は直線である。これに対して第10図は現実の管を
３個の測定区間で測定する場合を示し、この場合、ピッ
チ線には偏差がある。第10図には、前記理論ピッチ線、
即ち完全なピッチ線を参考として併示する。第９図及び
第10図に示した方法による場合は共に、前記ねじ部測定
装置を用いて前記管用ねじ部の上部及び下部を測定し、
その測定の読みを「上部の読み」及び「下部の読み」と
して識別する。前記４つの測定区間について測定した読
みによって前記管のピッチ線の非直線度を求めて実際の
ピッチ線の形状を描くことができる。その基本的な形を
第10図に示す。 １個のねじ部測定用工具を用いて、測定すべき管の外側
の任意の位置のリード誤差、ねじ山の高さの誤差及びピ
ッチ線偏位を測定することができる。管のねじ部のテー
パも測定する場合には、測定位置の角度を変えて２回測
定しなければならない。例えば、第１回の測定位置に対
して第２回の測定位置を通常反対側にする。第６図はテ
ーパーの平均を求める方法を示す。この図はねじ部が管
の外側にある場合を示す。測定を精密に行なう場合で
も、前記管を水平にする必要はない。前記ねじ部測定用
工具は管の任意の位置に取り付けて測定を行なうことが
できる。この測定用工具は、例えば、テーパーの平均値
を測定する場合、管の上死点及び下死点の位置（12時の
位置及び６時の位置）に取り付ける。この取付位置は、
例えば前記上死点及び下死点を中心として±10°、好ま
しくは±５°にする。この測定に使用する機器は前記ね
じ部測定装置に含まれており、その概要を第12図に示
す。このような機器のひとつとして検知器があり、この
検知器は前記各機器が前記管の上部及び下部の適当な測
定位置にあるか否を示す。前記検知器は４個の水銀スイ
ッチ216乃至219より成り、この中の２個のスイッチ216,
217は前記ねじ部測定用工具の前記上部測定を行なう位
置を制御するためのものであり、前記スイッチ218,219
は前記ねじ部測定用工具の前記下部測定を行なう位置を
制御するためのものである。前記スイッチは、適宜のタ
イプで良く、例えばデュラクール社（Durakool Inc.）
の型式番号3677の水銀スイッチを使用できる。 前記スイッチの前記ねじ部測定用工具に対する角度、例
えば垂直線からの角度は、第12図に示す如く調節可能と
することができる。これは、前記ねじ部測定用工具の前
記管における測定位置を精密に制御するためである。前
記各スイッチは可動接点220を有し、この可動接点220は
固定接点222a又は222bに合った時に前記スイッチを閉じ
て、前記回路を閉じる作用だけをする。このようにスイ
ッチが閉じられると、このスイッチに９ボルトの電圧が
かかり、この電圧は表示装置、例えば発光ダイオード即
ちLED221に加えられ、この発光ダイオードは発光して前
記ねじ部取付位置が不適当であることを示す。従って、
前記スイッチを前記ねじ部測定用工具に適当な角度に設
定することにより、前記ねじ部測定用工具が所定の測定
範囲外に取り付けられた時に、例えば管の上部を測定す
る場合であれば、前記発光ダイオードはスイッチ216又
は217によって発光し、自動的に測定者にねじ部測定装
置の取付けをやり直すべきことを知らせる。 第12図から判るように、測定部位を上下逆にして前記ね
じ部測定用工具を取り付けた場合には、スイッチ216,21
7は作動せず、スイッチ218,219が作動するようになる。
ねじ部測定用工具を前記管の下部測定位置から上部測定
位置に切り換えた時には、スイッチ218,219が作動せ
ず、スイッチ216,217が作動して前記発光ダイオードを
発光させる。 前記ねじ部測定用工具は、前記管のねじ部に取り付けら
れた時に、そのねじ部の側部に、基本的にはプローブ28
A,28Gによって支持される。このプローブ28Aは前記ねじ
部測定用工具のフレームに固定されているので、前記傾
斜計の読みはプローブ28Gの位置に支配される。第６図
に示す如く、この傾斜計は、前記ねじ部測定用工具が管
の上部又は下部に取り付けられた時にその管の平均テー
パーを示す。前記傾斜計は、前記管の上部にある時に
は、第６図に符号Ａで示す如く、この傾斜計が水平な線
又は管の軸に平行な線をなす角度を示す信号を出す。次
にこの傾斜計が前記管の下部にある時には、第６図の符
号Ｂの如く、この傾斜計が水平な線又は管軸に平行な線
となす角度を示す第２の信号を出す。この第１およひ第
２の出力信号は前記信号処理装置36に送られ、この信号
処理装置36が前記第１信号と第２信号との差を算出して
前記管のねじ部の平均テーパーを出す。この管のねじ部
の平均テーパーＴ（0.0）を算出する計算を第11図の第
１欄に示す。 前記測定区間のテーパーの値は第11図によっても計算で
きる。例えば、第１測定区間の実際のテーパーはＴ（1.
1）＋（2.1）で表わされる。この値は前記データ処理装
置で計算するが、その計算は、トランスデューサ６の読
みを、この読みをトランスデューサ１の読みから減算し
た値で除算し、その商を平均テーパーＴ（0.0）に加算
するという手順で行なう。このように、トランスデュー
サ、上述の例の場合はトランスデューサ1.6、の読みが
ゼロであれば、その測定部位に誤差がなく、従って前記
第１測定区間のテーパーが前記平均テーパーに等しいこ
とを示す。前記測定区間の数は具体的な測定条件に応じ
て変えることができる。 前記トランスデューサは、個別に又は共に、前記誤差を
正の値又は負の値として示すことができる。例えば、第
10図で説明すれば、トランスデューサ６は、前記第１測
定区間の実際のテーパーが理論値即ちゼロよりも大きい
から、正の値を示す。逆に、第３測定区間では、この第
３測定区間の実際のテーパーが理論値即ちゼロよりも小
さいから、トランスデューサ８は負の値を示す。このこ
とは「Ｙ（1.3）＜０」及び「Ｙ（2.3）＜０」で表わさ
れ、使用する値は実際の測定値である。参考としてでは
あるが、第11図にも各測定区間の理論値を示す。 また、第11図の表は累積リード、各測定区間のリード、
ピッチ線の非直線度、及びねじ山の高さを算出する計算
を示す。この表に見られる如く、トランスデューサ５の
読みは累計されたリードの値を示し、トランスデューサ
１乃至３の読みから第１乃至第４の測定区間のリードが
算出され、トランスデューサ６乃至８の読みからピッチ
線の非直線度が算出され、トランスデューサ9,10の読み
からねじ山の高さが算出され、これらの結果は既に示し
た計算結果と一致する。 API規格に合わせるためには、全ての測定区間を中心で2
5.4mm（１インチ）になるように設定しなければならな
い。ねじ山の高さを求めるトランスデューサは前記測定
区間の中心線上に、25.4mm（１インチ）の間隔で設けな
ければならない。本発明に基く測定方法によれば、あら
ゆる寸法の管（例えば、特殊サイズの管以外の全ての寸
法の８山の丸ねじのケーシング）を全て、３個の前記ね
じ部測定用工具を用いて測定することができる。第15図
に、広い範囲の寸法の管を行ない得るねじ部測定用工具
の３種類の使用態様を示す。 次に、第16図に前記信号処理装置36の全体を示す。この
信号処理装置36は、計算機108、信号調整装置110、マル
チプレクサ114、及びAD変換器116を有する。 前記信号処理装置としては、前記ねじ部測定用工具に接
続可能な適当な制御装置及びデータ処理装置を使用でき
る。例えば、モジュール化された電子回路を用いた汎用
のマイクロプロセッサを使用することもできる。このマ
イクロプロセッサは、適当なソフトウエアと共に使用す
るが、必要な計算機能及び制御機能を全て備えている。
この装置を組み合せたねじ部測定装置は、モジュール化
された電子回路、ねじ部測定用工具及びプリンタより成
り、必要に応じて可搬型にしたり、電源をバッテリーに
することもできる。 前記信号処理装置110は前記ねじ部測定用工具26の出力
信号を、ケーブルを介して受ける。第16図に例としてケ
ーブル37,38,118を示すが、前記信号を送るために他の
ケーブルを追加してもよいし、他の機能用に他のケーブ
ルを加えてもよい。このケーブルで送られた信号は、前
記信号処理装置で処理された後、前記計算機に送られる
前に、前記マルチプレクサ114で多重化される。前記AD
変換器116は、前記ねじ部測定用工具26から出てマルチ
プレクサ114で多重化されたアナログ信号を、前記計算
機108で処理できるようにディジタル信号に変換する。 前記計算機108は特殊用途の計算機即ち前記各種プロー
ブ28、トランスデューサ78,60の出力信号を組み合せて
所要のデータを表示部32に送るように特別に設計され計
算機を使用することができる。しかしながら、既述の如
く、前記計算機108が行なう計算を汎用の計算機又はマ
イクロプロセッサで行なうこともできる。このようなマ
イクロプロセッサ用のフローチャートについては後述す
る。 前記ねじ部のリード誤差、ねじ山の高さの誤差、及びピ
ッチ線の非直線度の特性は前記プローブ28の信号を組み
合せて作ることができる。前記基部42の管24の端部に対
する位置の信号はトランスデューサ60からケーブル118
を経由して前記信号処理装置36に送られる。このトラン
スデューサ60の構造と作動は既に説明したトランスデュ
ーサ79と同じである。傾斜計46は前記ねじ部のテーパー
の測定に使用される。 前記計算機108は標準的な構造であり、タイミング及び
制御装置、アドレスゼネレータ、記憶装置、電子スイッ
チ、シフトレジスタ、減算機、及び平均化装置を有す
る。前記信号処理装置36は、作動を開始すると、ケーブ
ル37,38,118から入力信号を受けると共に、この入力信
号を発生させる前記各種トランスデューサの信号出力コ
イルに作動電流を供給し、更に前記トランスデューサの
中の１個の出力の電流の強さ及び電圧を検出する端子に
基準信号を出力する。信号調整装置110にトランスデュ
ーサの出力信号をノイズを除くためのバンドパスフィル
タを設けてもよい。 前記マルチプレクサ114は、前記タイミング装置に制御
されて、電子的に前記トランスデューサの出力信号を連
続的にサンプリングし、その信号を順次前記コンバータ
116に入力する。この各入力信号は、電流と電圧を有
し、AD変換器116でディジタル化され、このディジタル
化された信号には前記電流のデータと電圧のデータが含
まれる。このAD変換器116から出力されるディジタル化
された信号は前記計算機108の記憶装置124に入力され
る。 前記計算機の記憶装置その他の装置は、前記計算機108
に制御されて前記ディジタル信号を受け、ディジタル信
号を出す。前記管24のねじ部のピッチ線の偏差を測定
し、管24の非直線度を増すために前記プローブ28B,28D,
28Fの出力信号は前記データ処理装置に入力されて計算
された後、このデータ処理装置の表示部32に表示する。
前記ねじ山の高さは前記プローブ28C,28Eの出力信号
を、前記と同様、データ処理装置に入力し、計算の後、
前記表示部32に表示する。前記ねじ部のリード誤差の累
積値は、前記プローブ28Gと組み合わされたトランスデ
ューサ79Gの出力信号を前記信号処理装置に入力し、計
算して前記表示部に表示する。プローブ28Aは基準点と
して作用する。前記テーパーを求めるためには、傾斜計
11の出力信号の前記データ処理装置に送る。 より一般的な形の測定手順は、汎用計算機と一般的な操
作手順によって行なわれる。前記一般的操作手順の最初
の段階で、実施する操作が校正か実際の測定かの別を、
キーボードを用いて指定する。 校正を行なう場合には、ねじ部測定用工具26に校正済み
の計器を取り付け、表示装置32に表示されるトランスデ
ューサの出力信号を読む。この校正データは前記計算機
の記憶装置に記憶させて実際の測定時のデータとの比較
に使用する。この比較データは前記ねじ部測定用工具の
ゼロ点を表わすものであるから、このデータと実際の測
定時との差が真の測定値になる。 前記操作手順はプリンタ（図示せず）の使用を前提とし
ており、このプリンタは従来型のものでよく、前記計算
機の出力データを印字する。それ故、キーボードで、前
記ねじ部測定用工具26に与える指示を印字するか否かを
指示する。 その後に、前記プログラムを実行して、データを入力
し、記憶させる。次に判断の段階で最終データが入力さ
れたかどうかを判断する。前記最終データの入力が済め
ば、その後に入力されるデータは、前記手順の反覆によ
り入力し記憶させる。最後のパラメータが入力される
と、次の段階で前記ねじ部の種類即ち管用ねじ部か継手
のねじ部か等を識別する。その後に、印字されたパラメ
ータに識別番号を与え、それを入力する。 前記一般的操作手順の各段階を実行して行く間に、簡潔
に表わす記号を入力する。前記計算機は前記ねじ部測定
用工具26と共働し、測定の読みを受け入れ、計算を行な
って前記ねじ部の所要の特性を算出する。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明に基くねじ部測定用工具を含むねじ部測
定装置の外観図、第２図は第１図のねじ部測定工具の検
出装置の細部を示す部分破断拡大図、第３図はねじ山の
高さ測定用プローブの断面図、第４図は球プローブの略
図、第5A図は前記球プローブの管継手への取付時の略
図、第5B図は第２図のねじ部測定用工具の線形差動トラ
ンス型トランスデューサの諸元表、第６図は平均テーパ
ー測定要領の説明図、第７図はねじ部のねじの理論形状
の説明図、第８図は第７図のねじの谷に球プローブを当
てた状態の説明図、第９図はピッチ線が直線であるかど
うかを４つの測定区間で測定する場合の測定要領の概略
説明図、第10図は、第９図に示す要領で実際の管継手を
測定した時の概略説明図、第11図は前記ねじ部の特性の
算出要領を例示する図表、第12図は前記ねじ部測定用工
具の取付機器の概略説明図、第13図は前記ねじ部測定用
工具を管継手の外側のねじ部に取り付ける要領の概略説
明図、第14A図は第13図のねじ部測定用工具及び管継手
を、この管継手の端部から見た時の略図、第14B図は第1
4A図と同一のねじ部測定用工具を管継手の内側のねじ部
に取り付けた状態の略図、第14C図及び第14D図は前記ね
じ部測定用工具のあご形の第１固定部とプローブを、管
継手の内側又は外側のねじ部に取り付けられた状態の略
図、第15A図乃至第15C図は、完全ねじ山が８個でサイズ
の異るケーシング用管に、前記ねじ部測定用工具を取り
付ける態様を示す概略説明図、第16図は信号処理装置の
ブロック図、第17A図、第17B図及び第17C図は離間装置
の断面図で、第17A図は球プローブが離間装置の設定範
囲内にあり、第17B図及び第17C図は前記設定範囲の外に
ある場合を示す図面、第18図はねじ部測定装置が印字し
た測定記録の例示図である。 １乃至10,60,78,78C,78E,79,258……トランスデュー
サ、11,46……傾斜計、20……ねじ部測定装置、22……
ねじ部、24……管継手、26……ねじ部測定用工具、28,2
8A乃至28G……プローブ、30……コンソール、32……表
示装置、36……信号処理装置、37,38,118……ケーブ
ル、40……ピボット、42……基部、44……検出装置、4
8,52……把手、50……あご形固定部、53,54……接触
子、56……ばね、58……プローブ、64……摺動部材、66
……球、68……デッキ、78A,78B……リード線、108……
計算機、110……信号調整装置、114……マルチプレク
サ、116……AD変換器、201……ブッシング、202……プ
ローブ先端部、203……スロット、204……基準面、205
……つまみ、206……カラー、207……ばね、208,211…
…ケース、209……軸承、210……コア、212……ガイ
ド、213……球、214……保護カバー、215……位置決め
装置、216乃至219……水銀スイッチ、220……可動接
点、221……発光ダイオード、222a,222b……固定接点、
250……支持ピン、251……接触部、252……接触部材、2
54……摺動部材、256……ブラケット、258……トランス
デューサ、260……球、262……プローブ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭54−130156（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−107360（ＪＰ，Ａ) 特公 昭57−52521（ＪＰ，Ｂ２) 実公 昭58−7284（ＪＰ，Ｙ２)

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】検出装置と、 前記検出装置を管状部分のねじ部に接触固定させるよう
   前記検出装置の下側しに延び、かつ、前記ねじ部に対し
   て前記検出装置が移動するのを阻止するため前記管状部
   分の表面に接触するように成された装置と、 前記検出装置の中に配設されて前記ねじ部のテーパーを
   検出する傾斜計と、 個々に前記管状部分の長軸に直角に移動し、前記長軸に
   平行に平行移動し、この平行移動によって前記ねじ部の
   ねじの谷に対応するよう整列し、この対応するねじに垂
   直に移動してこのねじのねじ山の高さを測定し得るよう
   前記検出装置の中に摺動自在に装着された１個以上のプ
   ローブよりなる第１プローブ群と、 前記検出装置の中に前記管状部分の軸に直角な方向とこ
   の軸に平行な方向に摺動自在に装着された１個以上のプ
   ローブ群及びこのプローブ群のプローブに結合され、こ
   のプローブ群の前記２方向に装着された各プローブが個
   別に動いて前記各ねじの谷の前記管状部分の軸に直角な
   方向及び平行な方向の座標を求め得るようにする装置よ
   りなる前記ねじ部のねじの谷の位置を検出するための第
   ２プローブ群と、 前記ねじ部の相互離間した位置で前記ねじ部に前記検出
   装置を支持する装置と、 前記各座標を組み合せて前記管状部分のピッチ線の偏差
   及び前記管状部分のリード長さを算出する装置と、 を有するねじ部測定用工具。 【請求項２】前記検出装置は１対の脚を有し、この脚は
   この検出装置から延びるとともに相互離間して前記ねじ
   の谷に相互離間した位置で接触するとともに前記検出装
   置を前記ねじに支持し、前記固定装置はアームを有し、
   このアームは前記１対の脚を含む軸平面の対向側の前記
   管状部分の表面と接触して前記軸平面に直角な方向で前
   記ねじ部に対して前記検出装置が移動するのを阻止し、
   かつ、前記検出装置の端部に前記プローブから離間する
   ように回転自在に結合されるとともに前記検出装置の下
   側で延びる特許請求の範囲第１項に記載のねじ部測定用
   工具。 【請求項３】前記第１プローブ群は、ねじ部のねじの谷
   の中に接触する鋭い接触部分を有するプローブと、この
   プローブの軸方向の位置を測定するトランスデューサと
   を有し、この軸方向位置は前記ねじ部のねじの高さの誤
   差を測定するのに使用される特許請求の範囲第１項に記
   載のねじ部測定用工具。 【請求項４】前記第２プローブ群の各プローブは、前記
   ねじ部のねじの谷の中に接触する球形の接触子と、この
   プローブが軸方向位置を測定するトランスデューサとを
   有し、前記第２プローブ群のプローブの軸方向位置群は
   ピッチ線の偏差の測定値を得るのに使われる特許請求の
   範囲第１項に記載のねじ部測定用工具。 【請求項５】前記アームは１対の接触子の端部にあり、
   この接触子は前記１対の脚を含む軸平面に対向するよう
   に配設されて、前記検出装置が前記ねじ部に対して前記
   軸を含む面に直角な方向に動かないようにした特許請求
   の範囲第２項に記載のねじ部測定用工具。 【請求項６】前記座標を組み合せる装置は、前記第２プ
   ローブ群のトランスジューサと組み合わされ、その測定
   値の差を算出して、前記ピッチ線の偏差を表示する特許
   請求の範囲第４項に記載のねじ部測定用工具。 【請求項７】前記第２プローブ群の各プローブは、第２
   トランスデューサを有し、この第２トランスデューサは
   前記第２プローブの各プローブの横断方向位置を測定
   し、各プローブの横断方向位置はリード長の誤差の測定
   値を得るのに使われる特許請求の範囲第６項に記載のね
   じ部測定用工具。 【請求項８】前記座標を組み合せる装置は、前記第２プ
   ローブ群の横断方向に動くトランスデューサと組み合わ
   され、前記リードの長さの誤差の値を表示する特許請求
   の範囲第７項に記載のねじ部測定用工具。 【請求項９】前記座標を組み合せる装置は、前記第２プ
   ローブ群の横断方向に動くトランスデューサに組み合わ
   されてリードの長さの誤差の値を表示する特許請求の範
   囲第８項に記載のねじ部測定用工具。 【請求項１０】前記第１プローブ群及び第２プローブ群
   のプローブは、前記管状部分の軸に平行に交互に列をな
   すように並ぶように配列される特許請求の範囲第９項に
   記載のねじ部測定用工具。 【請求項１１】検出装置と、前記検出装置を管状部分の
   ねじ部に接触固定させる固定装置と、複数のプローブと
   を有し、このプローブが前記検出装置の中で２方向に摺
   動できるように装着され、前記２方向の一方が前記管状
   部分の長軸に直角であり、前記２方向の他方が前記管状
   部分の長軸に平行であり、前記プローブ群がそれぞれプ
   ローブとこのプローブに組み合されて前記２方向の各プ
   ローブの動きを測定してねじ部のねじの谷の前記管状部
   分の長軸方向及びこの長軸方向に直角な方向の座標を求
   める工具とを有し、各プローブが前記ねじ部のねじの谷
   の中に設定される球形の接触子とを有し、前記工具は前
   記プローブの前記管状部分の長軸方向の動きを検出する
   第１トランスデューサ及び前記プローブの前記管状部分
   の長軸方向を横断する動きを検出する第２トランスデュ
   ーサからなり、前記管状部分の軸方向の動きが前記管状
   部分の軸に直角な動きと対応し、かつ、前記横断方向の
   動きが前記筒状部分の軸に沿う動きと対応し、前記検出
   装置は１対の脚を有し、この脚はこの検出装置から延
   び、相互離間し、前記ねじ部に相互離間した位置で接触
   するとともにこのねじ部に前記検出装置を支持し、前記
   固定装置はアームを有し、このアームは前記検出装置の
   端部に前記プローブから離間するように結合されるとと
   もに前記検出装置から延びて前記管状部分の壁体の第２
   面に接触し、この第２面は前記ねじ部の反対側にあり、
   前記アームの前記第２面に接触する位置は前記１対の脚
   の間に対応する位置であり、前記アームは前記検出装置
   の前記管状部分の軸を含む面内での動きを制限し、前記
   アームの端部は１対の接触子を有し、この接触子は前記
   １対の脚を含む面を挟んで対向し、この構造により前記
   アームが前記検出装置の前記ねじ部に対し前記１対の脚
   を含む面に直角な動きを制限し、前記工具は前記トラン
   スデューサに組み合わされ、前記管状部分の軸に直角な
   プローブの動きの測定値を組み合せて前記管状部分の直
   径のばらつきを算出する装置を有するねじ部測定用工
   具。 【請求項１２】前記プローブの動きの測定値を組み合せ
   る装置は、前記横断方向の位置を検出するトランスデュ
   ーサに接続されて前記管状部分のねじ部のリードの長さ
   の誤差を表示する特許請求の範囲第11項に記載のねじ部
   測定用工具。 【請求項１３】傾斜計を有し、この傾斜計は前記検出装
   置の中に配設され、前記検出装置の前記管状部分に対す
   る傾斜に対応して前記ねじ部のテーパーを検出する特許
   請求の範囲第12項に記載のねじ部測定用工具。 【請求項１４】プローブを含む補助プローブ群と、前記
   プローブの長手方向の移動量を検出するトランスデュー
   サを含む装置とを有し、前記補助プローブ群のプローブ
   は、前記検出装置の中にかつ前記補助プローブ群以外の
   前記プローブ群の間に装着され、この補助プローブ群の
   プローブは先端部が鋭く、前記ねじ部のねじの谷の底の
   中に設定され、このような構造により前記ねじ部のねじ
   山の高さを測定する特許請求の範囲第12項記載のねじ部
   測定用工具。 【請求項１５】ねじ部が管の内側または外側の何れにあ
   るかにかかわらず、管のねじ部またはこれと同様の物を
   通常の状態に置いたままこのねじ部について複数のパラ
   メータの測定を行なう自動化された可搬型の検査用のね
   じ部測定用工具において、前記ねじ部測定工具は前記管
   の端部からこの管の壁体に容易に取り付け得るフレーム
   と、前記フレームに配設されて、前記ねじ部のねじ山の
   誤差を表わす第１信号を出力する装置と、前記フレーム
   に配設されて、前記ねじ部のねじのリード誤差を表わす
   第２信号を出力する装置と、前記フレームに配設され
   て、前記ねじ部の平均テーパーに関する第３信号を出力
   する装置と、前記フレームと共働して前記第１信号乃至
   第３信号を受けて、前記測定されたねじ部のねじ山の高
   さの誤差、ねじ部のリード誤差及び平均テーパーを表示
   する装置とを有するねじ部測定用工具。 【請求項１６】前記フレームに配設されてリードの累積
   誤差を表わす第４信号の発生装置と、前記フレームと共
   働して前記第４信号を設け、前記リードの累積誤差を表
   示する表示装置とを含むことを特徴とする特許請求の範
   囲第15項に記載のねじ部測定用工具。 【請求項１７】前記フレームに配設されて前記ねじ部の
   所定の数の測定区間でピッチ線の偏差を表わす信号を出
   力する装置と、前記フレームと共働して前記ピッチ線偏
   差信号を受け、この偏差信号を前記第３信号と組み合せ
   てねじ部のピッチ線の非直線度を出力する装置とを有す
   る特許請求の範囲第15項に記載のねじ部測定用工具。 【請求項１８】ねじ部に取り付けられて自動的に前記ね
   じ山の高さの誤差を測定するねじ部測定用工具に使用さ
   れ、トランスデューサを有し、このトランスデューサが
   そのケースとコアとの相対位置に応じて前記ねじ山の高
   さの誤差の測定結果を表示するための信号を出力するプ
   ローブ組立体において、前記プローブ組立体は、 （ａ）前記トランスデューサのケースを前記ねじ部に対
   して前後に動き得るように取り付ける装置と、 （ｂ）前記ケースに取り付けられ部分的に前記ねじ山の
   頂部に設定されるプローブカラーと、 （ｃ）前記コアに取り付けられて前記ねじの谷部に設定
   されたプローブカラーに対して動き前記工具から離れて
   測定中のねじ部の方へ付勢されたプローブ先端部とを有
   し、 前記プローブ先端部とプローブカラーとの相対位置で前
   記トランスデューサのコアとケースとの相対位置が定ま
   って、前記ねじ山の高さの誤差を表わす信号を自動的に
   出力するプローブ装置を有するねじ部測定用工具。 【請求項１９】前記測定されるねじ部が管軸を有する管
   に形成されたテーパーねじであり、前記トランスデュー
   サのケース、プローブカラー、及びプローブ先端部が前
   記管の軸にほぼ直角に動く特許請求の範囲第18項に記載
   のねじ部測定用工具。 【請求項２０】前記プローブ装置が複数設けられる特許
   請求の範囲第18項に記載のねじ部測定用工具。 【請求項２１】管に設けられたねじ部またはこれと同等
   の部分について、１個以上のパラメータをねじ部測定用
   工具で自動的に測定する方法において、 （ａ）検出装置に下方に延びた管部分とともに該管部分
   のねじ部に接触して前記ねじ部の所定のパラメータを測
   定するための第１プローブ組と第２プロープ組とを備え
   た検出装置を前記工具に組み込み、前記管部分の表面に
   接触して前記検出装置の前記ねじ部に対する相対的な動
   きを阻止する工程と、 （ｂ）前記検出装置を制御装置によって作動開始させる
   工程と、 （ｃ）前記第１組プローブの少くとも１個を前記管部分
   の長手方向軸に直角の方向へ摺動させて管部分の軸に平
   行な方向へ並進させることにより前記第１組プローブで
   前記ねじ部の高さ誤差を測定する工程と、 （ｄ）前記第１組のプローブの中の少なくとも１個の他
   のプローブで前記ねじ部の所定長さにわたる累積リード
   誤差を測定する工程と、 からなり、前記測定実施中に測定者が前記プローブに直
   接手を触れることなく、前記ねじ部について多数のパラ
   メータの測定を迅速に実施し得るようにしたねじ部測定
   方法。 【請求項２２】前記測定段階を同時に行なう特許請求の
   範囲第21項に記載のねじ部測定方法。 【請求項２３】前記累積リード誤差の測定を前記ねじ部
   のねじ山の高さの誤差及びリード誤差の測定と同時に行
   なう特許請求の範囲第21項に記載のねじ部測定方法。 【請求項２４】前記ねじ部測定用工具の各プローブと前
   記管の端部との離間距離を測定する段階を含む特許請求
   の範囲第21項に記載のねじ部測定方法。 【請求項２５】管のねじ部またはこれと類似のねじ部の
   テーパーをねじ部測定用工具で自動的に測定する方法に
   おいて、傾斜計を含む検出装置を有する前記ねじ部測定
   用工具をねじ山に取付ける工程と、前記傾斜計を制御装
   置によって作動させて、所定の基準面に対する前記ねじ
   部の平均テーパーを求めるための第１の測定を行なう工
   程と、前記第１の測定の結果を記憶させる工程と、前記
   ねじ部測定用工具を前記ねじ山への取付位置から角度を
   変えて取り付け直す工程と、前記傾斜計を前記制御装置
   によって所定角度だけ作動させて、前記所定の基準面に
   対する前記ねじ部の平均テーパーを求めるための第２の
   測定を行なう工程と、前記第１の測定の結果から前記第
   ２の測定の結果を減算して前記ねじ部の平均テーパーを
   求める工程よりなるねじ部測定方法。 【請求項２６】前記検出装置がこのプローブが前記ねじ
   部の所定の数の測定区間において前記ねじ部のピッチ線
   の偏位を所定の間隔でねじ部にわたって測定する１組の
   プローブを有し、前記ねじ部測定方法が前記ねじ部測定
   用工具を前記ねじ部に取付又は再取付し、前記検出装置
   を前記制御装置によって作動開始させ、前記プローブを
   用いて各測定間隔毎に前記ピッチ線の偏位を測定する工
   程を含み、これにより平均テーパー及びピッチ線の偏差
   を測定して前記ピッチ線の非直線度を求める特許請求の
   範囲第25項に記載のねじ部測定方法。 【請求項２７】前記ねじ部測定用工具の再取付の工程に
   おける前記ねじ部測定用工具の前記管への取付位置を前
   記ねじ部測定装置の前記管への最初の取付位置の概ね反
   対側とする特許請求の範囲第25項に記載のねじ部測定方
   法。 【請求項２８】前記ねじ部測定用工具の取付位置が前記
   管の概ね時計方向で12時または６時の位置である特許請
   求の範囲第25項に記載のねじ部測定方法。 【請求項２９】前記ねじ部測定用工具を前記管の上死点
   を中心に概ね±５°の範囲内に取り付け、前記管の下死
   点を中心とする概ね±５°の範囲内に取り付ける特許請
   求の範囲第25項に記載のねじ部測定方法。 【請求項３０】管継手ねじまたはこれと同類のねじのね
   じ山の高さの誤差、リード誤差、累積リード、平均テー
   パー、区間テーパー、及びピッチ線偏差を、同一のねじ
   部測定用工具によって自動的に測定する方法において、
   １組のプローブ及び傾斜計を含む検出装置を備えたねじ
   部測定用工具の取付工程と、前記検出装置を制御装置に
   よって作動開始させる工程と、前記１組のプローブの中
   の少なくとも１本のプローブを用いて前記ねじ部のねじ
   山の高さの誤差を測定する工程と、前記ねじ部のリード
   誤差を前記１組のプローブの中の少なくとも１個のプロ
   ーブで測定する工程と、前記ねじ部の平均テーパーと所
   定の基準面との関係に関する第１の測定値を記憶させる
   工程と、前記ねじ部の全範囲を所定数の測定区間に区切
   り、その測定区間毎に前記ねじ部のピッチ線の偏差を測
   定する工程と、前記ねじ部測定用工具の前記管への取付
   位置を前記取付位置から角度を変えた位置に変える工程
   と、前記傾斜計を前記制御装置で再度作動させて前記ね
   じ部の平均テーパーと前記所定の基準面との関係に関す
   る第２の測定を行なう工程と、前記第１の測定値から前
   記第２の測定値を減算して前記ねじ部の平均テーパーを
   求める工程と、前記検出装置を前記制御装置で再度作動
   させて前記ねじ部の前記ねじ部測定用工具を位置を変え
   て取り付けた部分の前記所定数の測定区間についてピッ
   チ線の偏差を測定する工程と、から成り、これにより、
   前記ねじ部のねじ山の高さの誤差、リード誤差、累積リ
   ード、平均テーパー、及び測定区分ごとのテーパーのう
   ちの少なくとも１つのパラメータについて測定値を出
   し、前記ピッチ線の非直線度を求め得るねじ部測定方
   法。 【請求項３１】前記各測定を前記管に前記ねじ部測定用
   工具を取り付ける度に同時に行ない得る特許請求の範囲
   第30項に記載のねじ部測定方法。 【請求項３２】前記ねじ山の高さの誤差、ねじのリー
   ド、及び累積リード誤差を前記管に前記ねじ部測定用工
   具を取り付ける位置を変えた時に全て再度測定する特許
   請求の範囲第30項に記載のねじ部測定方法。 【請求項３４】前記ねじ部測定用工具の第１プローブと
   前記管の端部との離間距離を測定する工程を含む特許請
   求の範囲第30項に記載のねじ部測定方法。 【請求項３５】前記ねじ部測定用工具がプリンタまたは
   グラフ表示装置を含み、それによってハードコピーを作
   り得る特許請求の範囲第32項に記載のねじ部測定方法。