JPH08210835A - ネジ穴計測装置および計測方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ネジ穴内の山径、谷径、有効径およびネジ深
さを自動計測するネジ穴計測装置を提供する。 【構成】 ２つのエア吹き出し口50a,50b が配設された
測定子11と、該測定子の被計測ネジ穴内への挿入動作を
行う移動手段と、前記エア吹き出し口へ供給されるエア
の背圧の変化をそれぞれ別個に計測し、電気信号に変換
する圧電変換手段と、予め測定子を基準ネジ穴に挿入し
て前記圧電変換手段によって得られた電気信号の変化を
記憶し、この基準ネジ穴による電気信号の変化と、被計
測ネジ穴内に前記測定子を挿入して前記圧電変換手段か
ら得られる電気信号の変化を比較し、被計測ネジ穴の形
状を求めるネジ穴形状算出手段と、を具備することを特
徴とするネジ穴計測装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ワークのネジ穴の
形状寸法、例えばネジ穴の有効径、山径、谷径およびネ
ジ穴の深さを自動計測するためのネジ穴計測装置および
計測方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ネジ穴内の内径を計測する方法と
しては、図２１に示すごとき検査用限界ネジゲージ１を
用いて、この検査用限界ネジゲージ１の通りゲージと止
まりゲージとをそれぞれ被計測ネジ穴内に手作業で交互
に捩じ込んで、通りゲージが所定の有効ネジ深さ間で通
り、一方止まりゲージが所定の深さ以上に捩じ込めなけ
れば、被計測ネジ穴が公差範囲内であると判別する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ネジ穴計測方法では、通りゲージと止まりゲージとをそ
れぞれ被計測ネジ穴内に手作業で捩じ込み、作業者の目
視によって行われているために、作業者の感覚によって
測定値が異なったり、その作業自体に熟練を要するな
ど、定量的なネジ穴の計測を行うことができないという
問題がある。また、大量生産されるワークに対しては、
このような手作業による測定を行うこと自体が困難であ
る。

【０００４】そこで本発明の目的は、ワークのネジ穴の
有効径、山径、谷径および有効深さなどを簡易かつ定量
的に求めることができるネジ穴計測装置および計測方法
を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、請求項ごとに以下のように構成される。請
求項１記載の本発明は、少なくとも２つのエア吹き出し
口が配設され、少なくともそのうちの１つが先端近傍に
設けられた測定子と、該測定子を被計測ネジ穴内へ挿入
し、進退移動および回転動作を行う測定子移動手段と、
前記エア吹き出し口へ供給されるエアの背圧の変化を前
記エア吹き出し口それぞれ別個に計測し、該背圧の変化
を電気信号に変換する圧電変換手段と、予め前記測定子
を基準ネジ穴に挿入して前記圧電変換手段によって得ら
れた電気信号の変化を記憶し、この基準ネジ穴による電
気信号の変化と、被計測ネジ穴内に前記測定子を挿入し
て前記圧電変換手段から得られる電気信号の変化を比較
し、被計測ネジ穴の形状を求めるネジ穴形状算出手段
と、を具備することを特徴とするネジ穴計測装置であ
る。

【０００６】請求項２記載の本発明は、請求項１記載の
構成において、前記エア拭き出し口のうち少なくとも１
つが前記測定子内において移動可能に設けられているこ
とを特徴とする。

【０００７】請求項３記載の本発明は、請求項１または
請求項２記載の構成において、前記エア吹き出し口が前
記測定子周囲に均等角度離間して複数個配設されている
ことを特徴とする。

【０００８】請求項４記載の本発明は、少なくとも３つ
以上複数のエア吹き出し口が配設された測定子と、該測
定子を被計測ネジ穴内へ挿入し、進退移動を行う測定子
移動手段と、前記エア吹き出し口へ供給されるエアの背
圧の変化を前記複数のエア吹き出し口ごとにそれぞれ別
個に計測して、該背圧の変化を電気信号に変換する圧電
変換手段と、該圧電変換手段によって得られた電気信号
の変化を距離に換算する換算値を記憶しており、被計測
ネジ穴内に前記測定子を挿入して前記圧電変換手段から
得られる電気信号の値を該換算値により距離に換算し
て、得られた該距離から被計測ネジ穴の形状を求めるネ
ジ穴形状算出手段と、を具備することを特徴とするネジ
穴計測装置である。

【０００９】請求項５記載の本発明は、請求項４記載の
構成において、前記複数のエア吹き出し口が、前記測定
子の周囲に均等角度離間して、かつ、ネジピッチの１／
エア吹き出し口の個数ピッチずつ前記測定子の長手方向
にずらして配設されていることを特徴とする。

【００１０】請求項６記載の本発明は、請求項４または
請求項５記載の構成において、前記測定子が、前記測定
子移動手段に対して弾性体を介して設けられていること
を特徴とする。

【００１１】請求項７記載の本発明は、請求項４〜６の
いずれか一つに記載の構成において、前記複数のエア拭
き出し口が前記測定子長手方向に互いに移動可能に設け
られていることを特徴とする。

【００１２】請求項８記載の本発明は、エア吹き出し口
が配設された測定子を、基準ネジ穴径内に位置決めし、
該測定子を該基準ネジ穴内に挿入しながら該エア吹き出
し口へ供給されるエアの背圧の変化を計測し、この背圧
の変化を電気信号に変換して、その電気信号値を記憶
し、前記位置決めされた前記測定子の位置と前記基準ネ
ジ穴のネジ山およびネジ谷までの距離とから、該電気信
号値を距離に換算する換算値を求め、前記測定子を被計
測ネジ穴内に挿入しながら該エア吹き出し口へ供給され
るエアの背圧の変化を計測し、この背圧の変化を電気信
号に変換して、該電気信号の値を前記換算値に基づき測
定子から被計測ネジ穴内のネジ山、ネジ谷およびネジ底
までの距離を求め、被計測ネジ穴内の山径、谷径、有効
径およびネジ深さを求めることを特徴とするネジ穴計測
方法である。

【００１３】請求項９記載の本発明は、請求項８記載の
構成において、前記エア吹き出し口が前記測定子周囲に
均等角度離間して複数個配設され、前記測定子がネジ穴
内への挿入動作に対し、前記均等角度の半分の角度だけ
回転後退動作を行い、前記ネジ穴の計測を行うこと特徴
とする。

【００１４】請求項１０記載の本発明は、少なくとも３
つ以上複数のエア吹き出し口がその周囲に均等角度離間
して、かつ、ネジピッチの１／エア吹き出し口の個数ピ
ッチずつ長手方向にずらして配設された測定子を用い
て、該測定子を基準ネジ穴径内に位置決めして、該基準
ネジ穴の所定位置まで挿入し、その後、該測定子を回転
させることなく後退動作を行い、該後退動作中に前記エ
ア吹き出し口の背圧の変化を、前記複数のエア吹き出し
口ごとにそれぞれ別個に計測し、この背圧の変化を電気
信号に変換して、その電気信号値を記憶し、前記位置決
めされた前記測定子の位置と前記基準ネジ穴のネジ山お
よびネジ谷までの距離とから、該電気信号値を距離に換
算する換算値を求め、前記測定子を被計測ネジ穴の所定
位置まで挿入し、その後、前記測定子を回転させること
なく後退動作を行い、該後退動作中に前記複数のエア吹
き出し口の背圧の変化を、前記複数のエア吹き出し口ご
とにそれぞれ別個に計測し、この背圧の変化を電気信号
に変換して、該電気信号の値を前記換算値に基づき前記
測定子から前記被計測ネジ穴内のネジ山、ネジ谷および
ネジ底までの距離を求め、該距離から演算により前記被
計測ネジ穴内の山径、谷径、有効径およびネジ深さを求
めることを特徴とするネジ穴計測方法である。

【００１５】

【発明の実施の形態】上述のように構成された本発明の
実施の形態を、以下請求項ごとに説明する。

【００１６】請求項１記載の本発明の実施の形態は、少
なくとも２つ以上エア吹き出し口が設けられて測定子
を、測定子移動手段によりネジ穴内に挿入し、測定子に
設けられた複数のエア吹き出し口からエアを吹き出す。
これにより、エア吹き出し口からのエアがネジ穴内のネ
ジ山またはネジ谷に当ることで、エア供給の背圧が変化
する。この背圧の変化を圧電変換手段によって電気信号
に変換することで、測定子とネジ穴内のネジ山やネジ谷
との距離が電気信号値として定量化される。このとき、
少なくとも１つのエア吹き出し口を測定子先端近傍に設
けることでこの先端近傍のエア吹き出し口によりネジ深
さの距離が電気信号値として定量化されると共に他の一
方のエア吹き出し口によってネジ径が定量化される。そ
して、ネジ穴形状算出手段によって、予め基準ネジ穴に
よって求めた電気信号値と被計測ネジ穴を計測した電気
信号値を比較することで、基準ネジ穴に対する被計測ネ
ジ穴のネジ形状を求める。

【００１７】また、請求項２記載の本発明の実施の形態
は、上記請求項１の構成による形態において、エア吹き
出し口の少なくとも１つを測定子内において移動可能と
し、少なくとも２つのエア吹き出し口の間を近接、離間
させることを自在としたものである。これにより、様々
なネジ深さのネジ穴に対し、常に２つ以上のエア吹き出
し口を挿入することができるようにして、計測時にはネ
ジ穴内の所定位置まで測定子を挿入し、その後ネジ径の
計測と共にその深さの計測を行うものである。このと
き、一方をネジ径計測専用に用いて、先端近傍のエア吹
き出し口をネジ径の計測と同時に深さを計測するか、も
しくはネジ深さ計測専用として用いる。

【００１８】さらに、請求項３記載の本発明の実施の形
態は、上記請求項１または請求項２の構成による形態に
おいて、エア吹き出し口を測定子周囲に均等角度離間し
て複数個配設したものである。これにより、ネジ穴内全
周に渡ってその形状を計測する場合に、測定子の回転を
前記均等角度半分の角度だけ回転することで計測し得る
ようになる。

【００１９】次に請求項４記載の本発明の実施の形態
は、少なくとも３つ以上複数のエア吹き出し口が設けら
れた測定子を、測定子移動手段によりネジ穴内に挿入
し、測定子に設けられた複数のエア吹き出し口からエア
を吹き出す。これにより、エア吹き出し口からのエアが
ネジ穴内のネジ山またはネジ谷に当ることで、エア供給
の背圧が変化する。この背圧の変化をそれぞれのエア吹
き出し口ごとに別個に測定して、圧電変換手段によって
電気信号に変換することで、測定子とネジ穴内のネジ山
やネジ谷との距離が電気信号値として定量化される。そ
して、ネジ穴形状算出手段が予め基準ネジ穴を計測する
ことによって求められている換算値によって、被計測ネ
ジ穴を計測した時に得られる電気信号を距離に換算す
る。得られた距離は、測定子からネジ穴内の山、または
谷までの距離であり、かつ、その距離が少なくとも各エ
ア吹き出し口ごとに３点以上得られる。したがって、山
径、谷経および有効径が円であるものとしてとしてこの
３点以上の距離から演算により被計測ネジ穴の形状を求
められる。

【００２０】請求項５記載の本発明の実施の形態は、上
記請求項４の構成による形態において、前記複数のエア
吹き出し口が、測定子の周囲に均等角度離間して、か
つ、ネジピッチの１／エア吹き出し口の個数ピッチずつ
測定子の長手方向にずらして配設したものである。これ
により、ネジ穴内に挿入された測定子の上下方向（測定
子長手方向）の位置を移動させることなく、計測するネ
ジの全周囲に渡って、同一のネジ山またはネジ谷を少な
くとも３点以上計測することができる。

【００２１】請求項６記載の本発明の実施の形態は、上
記請求項４または請求項５の構成による形態において、
前記測定子が測定子移動手段に対して、弾性材を介して
設けられているものである。これにより、測定子をネジ
穴内に挿入する際、仮に測定子とネジ穴の周辺とが接触
した場合、もしくはネジ穴内において穴あけ不良などが
あって、測定子がネジ穴内においてネジ穴の一部に接触
した場合などに、測定子の破損を防止することができる
ものである。用いる弾性材としては、例えばばね材、ス
ポンジなどの樹脂によるクッション材、また、エアダン
パーなどが好適である。

【００２２】請求項７記載の本発明の実施の形態は、上
記請求項４〜６のいずれか一つの構成による形態におい
て、複数のエア吹き出し口が測定子内において移動可能
とし、エア吹き出し口の間を近接、離間させることを自
在としたものである。これにより、様々なネジ穴に対
し、そのネジピッチに合わせてエア吹き出し口の位置を
変えることができる。

【００２３】請求項８記載の本発明のネジ穴計測方法の
実施の形態は、まず、基準ネジ穴にエア吹き出し口が配
設された測定子を位置決めして、この基準ネジ穴に測定
子を挿入しながら、エア吹き出し口へ供給されるエアの
背圧の変化を計測し、この背圧の変化を電気信号に変換
して、その電気信号値を記憶して、位置決めされた測定
子の位置と基準ネジ穴のネジ山およびネジ谷までとの距
離から電気信号値を距離に換算する。これにより、エア
供給の背圧による電気信号値を距離に換算する換算値が
得られる。

【００２４】そして、同じ測定子を被計測ネジ穴内に挿
入しながら、同様に、エア吹き出し口へ供給されるエア
の背圧の変化を計測し、この背圧の変化を電気信号に変
換して、この電気信号値から基準ネジ穴の計測により求
めた換算値に基づき測定子から被計測ネジ穴内のネジ
山、ネジ谷およびネジ底までの距離を求めることで、被
計測ネジ穴内の山径、谷径、有効径およびネジ深さを求
める。

【００２５】請求項９記載の本発明の実施の形態は、上
記請求項８の形態において、測定子に配設されるエア吹
き出し口を均等角度離間して配設したものを用い、ネジ
穴への挿入動作に対して、この均等角度の半分だけ回転
して後退動作を行うことで、少ない回転動作によって、
ネジ穴内の複数の直径方向の計測を１回の挿入後退動作
で行うことができる。

【００２６】請求項１０記載の本発明のネジ穴計測方法
の実施の形態は、測定子に配設されるエア吹き出し口を
均等角度離間し、かつ、ネジピッチの１／エア吹き出し
口の個数ピッチずつ測定子の長手方向にずらして配設し
たものを用い、まず、基準ネジ穴に複数のエア吹き出し
口が配設された測定子を位置決めして、この基準ネジ穴
の所定位置、例えばネジ穴底部分に達するまでに測定子
を挿入して、各エア吹き出し口へ供給されるエアの背圧
の変化を計測し、この背圧の変化を電気信号に変換し
て、その電気信号値を記憶する。そして、位置決めされ
た測定子の位置と基準ネジ穴のネジ山およびネジ谷まで
との距離から電気信号値を距離に換算する。これによ
り、エア供給の背圧による電気信号値を距離に換算する
換算値が得られる。

【００２７】そして、同じ測定子を被計測ネジ穴内に挿
入し、同様に、各エア吹き出し口へ供給されるエアの背
圧の変化を計測し、この背圧の変化を電気信号に変換し
て、この電気信号値から基準ネジ穴の計測により求めた
換算値に基づき測定子から被計測ネジ穴内のネジ山、ネ
ジ谷およびネジ底までの距離を求め、求めた距離から演
算により、被計測ネジ穴内の山径、谷径、有効径および
ネジ深さを求める。

【００２８】

【実施例】以下、本発明の一実施例を添付した図面を参
照して説明する。なお、同一機能を有する部材について
は同一の符号を付し、その説明を省略する。

【００２９】実施例１ まず、本実施例１においては、本発明を適用したネジ穴
計測装置について説明し、続いてこの装置を用いた計測
方法について説明する。

【００３０】図１は、本発明によるネジ穴計測装置の一
実施例を示す構成図である。このネジ穴計測装置は、エ
ア吹き出し口が設けられた測定子を有し、この測定子の
進退移動や回転を行うプローブ本体１０と、エアの供給
と共に、背圧を計測して電気信号に変換する圧電変換手
段を備えたエア供給装置２０、測定子の進退、回転の制
御およびネジ穴形状算出手段としての処理を行う処理装
置３０よりなり、プローブ本体１０の測定子をネジ穴内
に挿入し、この測定子からのエアの背圧を測定して処理
装置３０によってネジ穴の各寸法を求めるものである。

【００３１】プローブ本体１０は、図２に示すように、
エア吹き出し口を有する測定子１１、この測定子１１を
本体ケース１２に進退、回転自在に支えるプローブケー
ス１３、本体ケース１２内部に設けられ、プローブケー
ス１３の進退および回転を行う測定子移動手段であるス
テッピングモータ１６、このステッピングモータ１６の
動きによって、測定子１１がどの程度進退移動したかを
計測するリニアスケール１５、測定子１１に設けられて
いるエア回路にエアを導くエアホース１４、エアホース
１４からのエアを測定子１１の回転を許容しつつエア回
路に接続するロータリーカプラ１７、および本体ケース
１２に設けられた測定の開始、停止を指令するスイッチ
１８よりなる。

【００３２】測定子１１は、図３ａに示すように、プロ
ーブケース１３によって進退、回転自在に支持され、そ
の先端にエア吹き出し口５０ａと、中程に先端のエア吹
き出し口５０ａと対向する方向へエアを吹き出すエア吹
き出し口５０ｂが設けられており、各エア吹き出し口５
０ａおよび５０ｂへエア回路５１によって、それぞれ別
個、独立にエア供給装置２０からエアが導かれている。
エア吹き出し口５０ａおよび５０ｂは、図３ｂに示すよ
うに、それぞれ半円形に形成された筐体１１ａおよび１
１ｂに開口されており、内部を通るエア配管１１ｃによ
りエアが導かれている。各半円形の筐体１１ａおよび１
１ｂは、鳩尾状あり溝機構によりスライド自在に嵌合
し、図外の駆動手段によって、エア吹き出し口５０ｂ側
の筐体１１ｂが上下にスライド（図３ａ中の矢印）し、
エア吹き出し口５０ａと５０ｂとが相対的に近接、離間
可能となっている。

【００３３】エア供給装置２０は、エア吹き出し口５０
ａおよび５０ｂへエアを供給すると共に、供給したエア
の背圧をそれぞれのエア吹き出し口５０ａおよび５０ｂ
ごとに計測して電気信号に変換する圧電変換手段を有す
るもので、例えば図４に示すように、開閉弁２１ａ、サ
ブミクロンフィルタ２１ｂ、オイルミストセパレータ２
１ｃ、レギュレータ２１ｄおよび減圧弁２１ｅを直列に
接続して構成されるエア調整回路２１と、エア調整回路
２１から２つに分岐されて供給された加圧エアを分岐さ
せる二回路２２ａ、２２ｂおよび２３ａ、２３ｂを差圧
検出部２２ｃおよび２３ｃの感圧ダイアフラムの両側
に、それぞれ絞り弁２２ｄおよび２３ｄを介して接続
し、それらのうちの一方の回路２２ａおよび２３ａを絞
り弁２２ｅおよび２３ｅを介して大気中へ開放すると共
に、他方の回路２２ｂおよび２３ｂを測定子のエア吹き
出し口５０ａおよび５０ｂに接続するエア供給路とした
圧力電圧変換器２２および２３とよりなる。そして、差
圧検出部２２ｃおよび２３ｃの感圧ダイアフラムの変異
によって静電容量の変化またはブリッジ構成の抵抗器の
抵抗値の変化などを出力する。

【００３４】これにより、エアポンプなどのエア供給源
２９からの加圧エアがエア調整器２１を通りエア中のご
み等が除去されて一定圧力で、圧力電圧変換器２２およ
び２３を介してエア吹き出し口５０ａおよび５０ｂに供
給され、エア吹き出し口５０ａの背圧の変化が圧力電圧
変換器２２によって電気信号として出力され、また、エ
ア吹き出し口５０ｂの背圧の変化が圧力電圧変換器２３
によって電気信号として出力される。

【００３５】処理装置３０は、図５に示すブロック図の
ごとく構成され、圧力電圧変換器２２および２３からの
電気信号は、その出力直後に設けられているアンプ回路
３２および３３により増幅されて、Ａ／Ｄ変換器３６に
よってデジタル信号に変換されて処理部３４に入力され
る。そしてこの処理部３４の処理によって、後述するよ
うに、基準ネジ穴の計測結果から求められた電気信号値
と距離との換算値から、被計測ネジ穴の形状、すなわ
ち、被計測ネジ穴の深さ、内径（山径）、谷径、有効径
などのネジ形状の各寸法が算出され、ＣＲＴ３５や図示
しないプリンタによりプリントアウトされる。また、コ
ントローラ部３７では、プローブ本体１０内のステッピ
ングモータ１６を動作させ、測定子１１を所定の速度で
ネジ穴内に挿入および後退させる制御と、回転動作の制
御を行う。

【００３６】以下、この装置を用いたネジ穴の計測方法
について説明する。図６は、測定子１１をネジ穴に挿入
した時の断面図および平面図であり、図７および図８は
測定の流れを説明するフローチャートである。

【００３７】まず、上記本実施例１のネジ穴計測装置を
用いたネジ穴計測に係る基本的な動作を説明する。

【００３８】ネジ穴の計測は、まず予め測定子１１の各
エア吹き出し口５０ａと５０ｂの位置関係を、計測する
ネジ穴の深さに応じて２つとも入る位置に調整する。例
えばネジ深さが５０ｍｍの場合にはエア吹き出し口５０
ａと５０ｂの間隔を３０〜４０ｍｍ程度、またネジ深さ
６０ｍｍ場合にはエア吹き出し口５０ａと５０ｂの間隔
を４０〜５０ｍｍ程度などに、エア吹き出し口の筐体１
１ｂをスライドさせて調節する。

【００３９】そして、図６ａに示すように、測定子１１
をネジ穴７内に２つのエア吹き出し口が共に入る位置ま
で一度に挿入し、測定子１１に設けられている２つのエ
ア吹き出し口５０ａおよび５０ｂからそれぞれエアが吹
き出され、その背圧が計測される。このとき、測定子１
１を若干、例えばネジ山数個分に相当する程度、例えば
１０ｍｍ程度さらに進入動作させることで、ネジ山２
個、３個もしくはさらに数個分の計測が行われる。２つ
のエア吹き出し口５０ａおよび５０ｂは、図６ｂに示す
ように、１８０度離間した角度で設けられていることに
より、エアの吹き出しは互いに対向する方向にエアが吹
き出されることとなり、一回の挿入によりネジ穴直径方
向のネジ穴壁面の計測が一度に行われることとなる。ま
た、測定子１１先端近傍のエア吹き出し口５０ａは、ネ
ジ穴内径の計測と共に、ネジ穴の深さＬの計測を同時に
行うこととなる。

【００４０】測定子１１がネジ穴内の一定の深さまで挿
入される（またはネジ底が検知される）と、測定子１１
が９０度回転し、後退動作に移り、挿入動作時に計測し
た直径から９０度異なる壁面の計測が行われて、ネジ穴
内から引き上げられることとなる。この挿入、９０度の
回転および後退動作によって、ネジ穴の２つの直径方向
の寸法および深さＬが計測される。

【００４１】次に、図７および図８に示したフローチャ
ートを参照して計測方法の具体例を説明する。

【００４２】ネジ穴の計測は、まず、図７に示すよう
に、基準ネジ穴の計測が行われてエア吹き出しの背圧と
距離の関係が求められて、次いで、図８に示す被計測ネ
ジ穴の計測が行われる。

【００４３】基準ネジ穴の計測は、まず、図９に示すよ
うに、位置決め治具６０に基準ネジ穴を有する基準ワー
ク７０とプローブ本体１０をセットし位置決めする（Ｓ
１）。このとき、測定子１１のセンターＣｄが基準ネジ
穴のセンターＣｈに位置決めされる（図６参照）。

【００４４】次いで、測定子１１を予め決めされている
位置までネジ穴内に挿入し、その後さらに若干の進入動
作を行いながらエア吹き出し口５０ａおよび５０ｂから
エアを吹き出し、その背圧をそれぞれ電圧値として計測
する（Ｓ２）。図１０ａは、この計測結果の電圧波形で
あり、ネジ穴内のネジ山に沿ってピークが現れる。

【００４５】次いで、この電圧波形からそのピーク値を
検出して（Ｓ３）、各ピーク値の平均値を算出して（Ｓ
４）、記憶する（Ｓ５）。

【００４６】そして、上記ステップＳ２からステップＳ
５までの動作を予め決められた回数、本実施例では３回
繰り返すために、その回数ｎ＝３であるかどうかが検知
され（Ｓ６）、３回以下である場合には、位置決め治具
６に設けられた図示しないマイクロゲージなどによりプ
ローブ本体１０の位置を正確にずらして再位置決めを行
い（Ｓ７）、ステップＳ２に戻り、ステップＳ２からＳ
５までを繰り返す。図１０ｂは３回の計測による電圧波
形であり、図１０ｃはそのピークに印をしたもので、１
回目のピークをＡ１〜Ａ３、２回目のピークをＢ１〜
３、３回目のピークをＣ１〜３で表す。

【００４７】これにより、３回分の電圧波形のピークの
平均値、すなわち、基準ネジ穴のネジ山での背圧の変化
と、マイクロゲージの読みによる測定子１１のセンター
Ｃｄから基準ネジ穴のネジ山Ｃｈまでの距離が、エア吹
き出し口５０ａおよび５０ｂについてそれぞれ分かる。

【００４８】この背圧の電圧値と、測定子１１センター
からネジ山７ａまでの距離としてプロットしたグラフが
図１１であり、各回におけるピークの平均値をそれぞれ
Ａ０，Ｂ０、Ｃ０で表す。図示するように、背圧の電圧
値と距離の関係がほぼ比例関係であり、この換算グラフ
から背圧の電圧値を距離に換算するための換算値（また
は換算式）が求められて、後述するように被計測ネジ穴
の計測時の背圧の電圧値を距離に換算する。

【００４９】次に、図８に示すように、被計測ネジ穴の
計測を行う。まず、基準ワーク同様に、位置決め治具６
０に計測するネジ穴の開けられたワークがセットされ
（Ｓ１１）、測定子１１を被計測ネジ穴内に所定位置ま
で挿入し、進入動作を行いつつ各エア吹き出し口５０ａ
および５０ｂからエアを吹き出して、その背圧を電圧値
として計測する（Ｓ１２）。測定子を挿入する深さは測
定するワークの種類・仕様により分かっているので、そ
のネジ穴の深さＬまでとする。この計測は測定子の進入
動作にしたがってネジ山数個分の計測が、エア吹き出し
口５０ａおよび５０ｂの背圧の変化として検知され、ま
た、エア吹き出し口５０ａの背圧の変化によりその深さ
が検知されることとなる。なお、もし被計測ネジ穴の深
さが不完全であることが予想される場合には、エア吹き
出し口５０ａの背圧の変化による電圧値にしきい値を設
定し、このしきい値を越えるような変化が検知されたと
きには、ネジ穴が完全に開孔されていないものと判断し
て、その時点で、測定子１１の挿入を停止するとよい。

【００５０】次いで、測定子１１が予め設定されている
深さまで達したら、９０度回転して（Ｓ１３）、測定子
を戻しながら前記同様に計測する（Ｓ１４）。

【００５１】以上のように挿入時と戻し時に計測した各
エア吹き出し口５０ａおよび５０ｂの電圧値を前述した
基準ネジ穴によって作成した換算グラフ（図１１）より
得られる換算値（または換算式）に基き各エア吹き出し
口での測定子センターから被計測ネジ穴のネジ山および
ネジ谷までの距離を算出する。

【００５２】算出されたエア吹き出し口５０ａでの距離
と、５０ｂでの距離をそれぞれ足すことによって、挿入
時方向のネジ山径、谷径および有効径と、戻し時方向の
ネジ山径、谷径および有効径とが求まる。また、エア吹
き出し口５０ａの背圧変化によって、挿入動作終了時の
背圧の電圧値からネジ深さが求まる。

【００５３】以上のように、本実施例１では、被計測ネ
ジ穴形状の各寸法値を一回の挿入および引き上げ動作に
よって、ネジ穴内で直交する２方向の山径、谷径および
有効径を計測することができる。また、２つのエア吹き
出し口が相対的に近接、離間するように移動可能として
あるので、ネジ穴内に常に２つのエア吹き出し口が完全
に入るように設定できる。これにより、一旦、完全に測
定子をネジ穴内に挿入して、その後、ネジ山数個の進入
動作を行うことでネジ径の測定が行われ、先端部分のエ
ア吹き出し口によって、合わせてネジ深さの計測を行う
ことを可能としている。このため、挿入動作中徐々に測
定子を進入させながらネジ底に達するまで計測を行う必
要がなく、より簡易かつ敏速な計測が行なわれる。

【００５４】次に本発明をより簡易的に用いた場合の実
施例について説明する。

【００５５】図１２は、まず基準ネジ穴の計測を行い、
これに続いて被計測ネジ穴の計測を行って、２つの電圧
波形を重ねた図である。図中記号Ａで示す部分がネジ底
部分である。もし、計測するネジ穴の詳細な寸法値が必
要なく、被計測ネジ穴が公差範囲かどうかを検知するの
みでよければ、図示するように、基準ネジ穴での計測電
圧値をプロットし、次いで被計測ネジ穴の計測値をプロ
ットして、これらを比較するだけで、公差範囲にあるか
どうかを容易に確認することも可能である。

【００５６】なお、以上説明した本実施例１において
は、エア吹き出し口が２つの場合であるが、このエア吹
き出し口は２つ以上でもよく、例えば合い対向する位置
に４つのエア吹き出し口を設けた場合には、測定の際の
回転（図８のステップＳ１３）がなくても上記実施例と
同じ２方向でのネジ穴内径を求めることが可能となる。
また、回転を加えた場合には、４５度の回転で４方向の
内径の計測が可能となる。

【００５７】実施例２ 次に、本発明を適用した他の実施例について説明する。

【００５８】本実施例２のネジ穴計測装置は、その全体
的構成は前述の実施例１と同様であり、図１を参照する
と、エア吹き出し口が設けられた測定子を有し、この測
定子の進退移動を行うプローブ本体１０、エアの供給と
共に背圧を計測して電気信号に変換する圧電変換手段を
備えたエア供給装置２０、および測定子の進退移動の制
御およびネジ穴形状算出手段としての処理を行う処理装
置３０よりなり、プローブ本体１０の測定子をネジ穴内
に挿入し、この測定子からのエアの背圧を測定して処理
装置２０によってネジ穴の各寸法を求めるものである。

【００５９】プローブ本体１０は、図１３に示すよう
に、３つのエア吹き出し口を有する測定子１１、この測
定子１１を本体ケース１２に進退自在に支えるプローブ
ケース１３、本体ケース１２内部に設けられ、測定子１
１の進退移動を行う測定子移動手段であるステッピング
モータ１６、このステッピングモータ１６の動きによっ
て、測定子１１がどの程度進退移動したかを計測するリ
ニアスケール１５、測定子に設けられているエア回路に
エアを導くエアホース１４、エアホース１４からのエア
を測定子１１内のエア回路に接続するロータリーカプラ
１７、ロータリカプラ１７とステッピングモータ１６の
軸１６ａに対し、測定子１１の上下の移動を弾性的に支
えるばね機構１９、および本体ケース１２に設けられた
測定の開始、停止を指令するスイッチ１８よりなる。

【００６０】ここで、ばね機構１９は、図示したよう
に、測定子１１が設けられているロータリカプラ１７
と、ステッピングモータ１６の軸１６ａとを接続するも
ので、測定子１１をネジ穴内に挿入する際、仮に測定子
１１とネジ穴の周辺や穴の底が接触した場合、もしくは
ネジ穴内において穴あけ不良などがあって、測定子１１
がネジ穴内においてネジ穴内の一部に接触した場合など
に、測定子１１の破損を防止することができるものであ
る。

【００６１】これを図１４に示す概念図によって説明す
ると、例えば図１４ａに示すように、測定子１１の先端
がネジ穴７内に挿入され、ネジ穴７の底部分と接触した
場合には、弾性体であるばね機構１９が縮んで、測定子
１１がプローブ本体内にひっこみ、ネジ穴７の底部分と
の接触による衝撃を吸収する。このとき、測定子１１の
上下方向の移動距離はスケール１５により測定されてい
るので、測定子１１がひっこんだ状態であっても測定子
１１がネジ穴７内に挿入されている量は正確に分かる。
一方、測定子１１がどこにも接触していない場合は、図
１４ｂに示すように、ばね機構１９が伸びた状態となっ
ている。

【００６２】測定子１１は、図１５ａおよびｂに示すよ
うに、その先端に、３つのエア吹き出し口５０ａ、５０
ｂおよび５０ｃが設けられており、各エア吹き出し口５
０ａ、５０ｂおよび５０ｃは測定子１１の周囲に均等角
度離間し、かつ、測定子１１の長手方向にネジピッチの
１／３ピッチ（図中ｄの間隔）ずつずらして開口されて
おり、それぞれエア回路（不図示）により別個、独立に
エアが導かれている。また、測定子１１としては、図１
５ｃに示すように、エア吹き出し口５０ａ、５０ｂ、５
０ｃのそれぞれの間に、測定子１１の長手方向全長に渡
るエア逃げ溝５５を設けてもよい。この様にエア逃げ溝
５５を設けることで、例えば、ネジ穴の径が小さく測定
子１１を挿入したときに、ネジ穴内の壁面と測定子１１
との間の隙間が非常に狭くなるような場合でも、エア吹
き出し口からのエアがこのエア逃げ溝５５を通って排気
されるので、エア吹き出し口相互の干渉が防止でき、よ
り正確な測定が可能となる。

【００６３】さらに、上記のように、円筒形状で一体構
造のものに３つのエア吹き出し口を設けたものの他、前
述の実施例１のごとく各エア吹き出し口の位置を移動で
きるようにして、３つのエア吹き出し口の長手方向の位
置を計測するネジ穴のネジピッチに合わせて、適宜変更
できるようにしてもよい。この場合、前述の実施例１同
様に、例えば図１６ａおよびｂに示すように、各エア吹
き出し口５０ａ、５０ｂおよび５０ｃごとに、測定子１
１を３分割し、分割した扇形の筐体部分１１ａ、１１ｂ
および１１ｃが互いに鳩尾状あり溝機構によって嵌合し
て一体をなし、かつ各エア吹き出し口５０ａ、５０ｂお
よび５０ｃの位置がスライド自在となるように構成す
る。なお、この場合においてもエア逃げ溝を設けること
で、ネジ穴の径が小さく測定子１１とネジ穴内の壁面と
の間隔が非常に狭くなるような場合に、より正確な測定
が可能となる。

【００６４】エア供給装置２０は、エア吹き出し口５０
ａ、５０ｂおよび５０ｃへエアを供給すると共に、供給
したエアの背圧をそれぞれのエア吹き出し口５０ａ、５
０ｂおよび５０ｃごとに計測して電気信号に変換する圧
電変換手段である圧力電圧変換器２２、２３および２４
を有するもので、例えば図１７に示すように、開閉弁２
１ａ、サブミクロンフィルタ２１ｂ、オイルミストセパ
レータ２１ｃ、レギュレータ２１ｄおよび減圧弁２１ｅ
を直列に接続して構成されるエア調整回路２１と、エア
調整回路２１から３つに分岐されて供給された加圧エア
を分岐させる二回路２２ａ、２２ｂ、２３ａ、２３ｂお
よび２４ａ、２４ｂを差圧検出部２２ｃ、２３ｃおよび
２４ｃの感圧ダイアフラムの両側に、それぞれ絞り弁２
２ｄ、２３ｄおよび２４ｄを介して接続し、それらのう
ちの一方の回路２２ａ、２３ａおよび２４ａを絞り弁２
２ｅ、２３ｅおよび２４ｅを介して大気中へ開放すると
共に、他方の回路２２ｂ、２３ｂおよび２４ｂを測定子
１１のエア吹き出し口５０ａ、５０ｂおよび５０ｃに接
続するエア供給路とした圧力電圧変換器２２、２３およ
び２４とよりなる。そして、差圧検出部２２ｃ、２３ｃ
および２４ｃの感圧ダイアフラムの変異によって静電容
量の変化またはブリッジ構成の抵抗器の抵抗値の変化な
どを出力する。

【００６５】これにより、エアポンプなどのエア供給源
２９からの加圧エアがエア調整器２１を通りエア中のご
み等が除去されて一定圧力で、圧力電圧変換器２２、２
３および２４を介してエア吹き出し口５０ａ、５０ｂお
よび５０ｃに供給され、エア吹き出し口５０ａの背圧の
変化が圧力電圧変換器２２によって、エア吹き出し口５
０ｂの背圧の変化が圧力電圧変換器２３によって、ま
た、エア吹き出し口５０ｃの背圧の変化が圧力電圧変換
器２４によって、それぞれ電気信号として出力される。

【００６６】処理装置３０は、図１８に示すブロック図
のごとく構成され、圧力電圧変換器２２、２３および２
４からの電気信号は、その出力直後に設けられているア
ンプ回路３２、３３および３８により増幅されて、Ａ／
Ｄ変換器３６によってデジタル信号に変換されて処理部
３４に入力される。この処理部３４は、後述するよう
に、基準ネジ穴の計測結果から求められた電気信号値と
距離との換算値を記憶しており、被計測ネジ穴の計測時
にこの換算値から被計測ネジ穴の形状、すなわち、被計
測ネジ穴の深さ、内径（山径）、谷径、有効径などのネ
ジ形状の各寸法を算出する。そして、算出結果がＣＲＴ
３５や図示しないプリンタによりプリントアウトされ
る。また、コントローラ部３７では、プローブ本体１０
内のステッピングモータ１６を動作させ、測定子１１を
所定の速度でネジ穴内に挿入および後退させる制御を行
う。

【００６７】以下、この装置を用いたネジ穴の計測方法
について説明する。本実施例２においても、基準ネジ穴
を計測して測定子の各エア吹き出し口の背圧の変化と距
離の関係を求める。この基準ネジ穴の計測に付いては前
述の実施例１と同様であり、基準ネジ穴に正確に位置決
めされた測定子を挿入し、各吹き出し口ごとの背圧と、
マイクロゲージなどによって正確に計測された測定子と
ネジ穴との距離から各吹き出し口ごとの背圧と距離との
換算値（または換算式）が求められる（図１１参照）。

【００６８】以下、具体的に被測定ネジ穴の計測につい
て説明する。なお、計測に用いる測定子は、前もって、
計測するネジ規格に合わせ各エア吹き出し口の上下の位
置をそのネジ規格のネジピッチに合わせて調整したもの
を用いる。すなわち、前述の図１５に示したような一体
形の測定子の場合には測定子に開口するエア吹き出し口
の位置を予め複数のネジピッチに合わせて開口したもの
を複数用意する。また、図１６に示したような各エア吹
き出し口がスライド自在としたものにあっては計測する
ネジ穴の規格のネジピッチに合わせて各エア吹き出し口
の位置を移動調整する。

【００６９】図１９は本実施例２における被計測ネジ穴
の計測動作を示すフローチャートであり、図２０は測定
子１１をネジ穴に挿入した時の平面図である。

【００７０】まず、測定子１１を被計測ネジ穴内に所定
位置まで挿入（またはネジ底が検知されるまで）する
（Ｓ２１）。このとき、図２０に示すように、ネジ穴７
の中心Ｃｈと、測定子１１のセンターＣｄが一致してい
る必要はなく、とりあえずネジ穴内に挿入されてさえい
ればよい。したがって、測定子の正確な位置決め動作は
不要である。また、もし被計測ネジ穴の深さが不完全で
あることが予想される場合には、測定子の最も先端にあ
るエア吹き出し口５０ａの背圧の変化による電圧値にし
きい値を設定しておき、挿入動作中に各エア吹き出し口
の背圧の変化を測定して、このしきい値を越えるような
変化が検知されたときには、ネジ穴が完全に開孔されて
いないものと判断して、その時点で、測定子１１の挿入
を停止する。本実施例２では、前述のごとく、測定子１
１はばね機構１９によって支持されているため、例え不
完全なネジ穴のため、測定子１１がネジ底部分に当たっ
た場合でも、測定子１１が破損することはない。

【００７１】次いで、測定子１１が予め設定されている
深さまで達したら、各エア吹き出し口の背圧を別個、独
立に計測する（Ｓ２２）。このとき１度に計測される値
は、本実施例２においては、エア吹き出し口をネジピッ
チの１／３ピッチずらして設けたことで、１ピッチ分の
ネジ全周のうち３点が計測されることとなる。すなわ
ち、１ピッチ内での同じネジ山やネジ谷などが３点計測
される。

【００７２】次いで、測定された各エア吹き出し口の背
圧の変化は、電気信号値（電圧値）から前述した基準ネ
ジ穴によって作成した換算グラフより得られる換算値
（または換算式）に基き各エア吹き出し口での測定子セ
ンターから被計測ネジ穴のネジ山やネジ谷までの距離と
して算出する（Ｓ２３）。

【００７３】そして、得られた各エア吹き出し口ごとの
距離から演算によりネジ形状、すなわち、ネジ山径、谷
径および有効径等を算出する（Ｓ２４）。このネジ形状
の算出には、例えば、得られた各エア吹き出し口ごとの
距離からネジ形状を円とした場合のこの円を通る３点の
座標を測定子センターＣｄを原点として求め、その座標
から円の方程式を用いて算出する。すなわち、測定子セ
ンターＣｄを原点（０、０）として、仮に、エア吹き出
し口５０ａでの距離から求まる座標を（Ｘ１，Ｙ１）、
エア吹き出し口５０ｂでの距離から求まる座標を（Ｘ
２，Ｙ２）、エア吹き出し口５０ｃでの距離から求まる
座標を（Ｘ３，Ｙ３）とする。円の方程式は、（ｘ−
ａ）² ＋（ｙ−ｂ）² ＝ｒ² であるから。この式に先程
の各距離からもとめた座標値を代入することで、ネジの
中心座標（ａ，ｂ）とその半径ｒが求まる。

【００７４】次いで、測定子を後退させ（Ｓ２５）、計
測終了（所定の位置まで測定子が後退）が検知されるま
で（Ｓ２６）、順次ステップＳ２２〜Ｓ２５を実行する
ことでネジ穴全体の形状を計測する。なお、計測される
背圧の変化は、前述の実施例１において説明した図１２
に示したものと同様である。

【００７５】以上のように、本実施例２では、被計測ネ
ジ穴形状の各寸法値を一回の挿入および引き上げ動作に
よって、測定子を回転させることなく、ネジ穴の山径、
谷径および有効径を計測することができる。特にネジピ
ッチに合わせて、エア吹き出し口の位置を１／３ピッチ
ずつずらして設けたことで、同一のネジ山またはネジ谷
の全周を一度の挿入動作で測定することができるので、
例えば、ネジ穴の口元のたおれなどをネジ底部分の有効
径などと共に知りたいような場合には、ネジ底部分の測
定後、早送りでネジ穴の口元まで測定子を戻して、口元
部分の形状を計測することができ、測定に要する時間が
短くなる。

【００７６】また、基準ネジ穴の計測による背圧の変化
の電気信号値を距離に換算する換算値（または換算式や
換算グラフ）を求めた後は、被計測ネジ穴の計測に際し
て測定子の位置決めを正確に行う必要がなく、ネジ穴内
へ測定子をとりあえず挿入することができさえすれば、
後は演算によりネジ形状を求めることが可能であるの
で、被計測ネジ穴の計測の際の測定子の位置決め動作や
位置決め治具などが不要で、ネジ穴計測を容易に行うこ
とができる。

【００７７】さらに、３個以上のエア吹き出し口を設け
たことで、３ピッチ分のネジ山またはネジ谷の測定結果
を得ることができるので、特にネジ深さの測定時には、
それぞれのエア吹き出し口の測定結果から、どの位置に
ネジの切り終りがあるかを推定することもできる。これ
は、例えば、エア吹き出し口５０ａと５０ｃが同じよう
な測定波形となり、エア吹き出し口５０ｂのみ異なるよ
うな場合には、エア吹き出し口５０ｂの位置でネジの切
り終りなど、何等かのネジ形状の変化があることが分か
るものである。

【００７８】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、請
求項ごとに以下のような効果を奏する。

【００７９】請求項１に記載の本発明のネジ穴計測装置
によれば、測定子に２つ以上のエア吹き出し口を設けて
一度にネジ穴直径方向の内径を計測できるようにし、そ
の距離の算出を予め基準ネジ穴によって求めた換算値か
ら寸法計測手段が比較することで求めることとしたの
で、正確なネジ穴形状の各寸法を簡易かつ敏速に自動計
測することが可能である。また、測定子に設けたエア吹
き出し口のうち少なくとも１つをその先端に設けること
で、常にネジ底までの距離を計測することができ、この
測定子とネジ底との衝突を防止することが可能となる。

【００８０】請求項２記載の本発明のネジ穴計測装置に
よれば、測定子の設けられたエア吹き出し口を移動可能
にして、少なくとも２つのエア吹き出し口の間を近接、
離間させることとしたので、この移動可能にしたエア吹
き出し口をネジ穴の深さに合わせて移動することで、先
端近傍に設けられているエア吹き出し口と、この移動可
能なエア吹き出し口の２つが常にネジ穴に挿入されて、
少なくとも２か所の計測を一度に行うことができる。こ
のため、挿入動作または後退動作中の全ての経路で計測
を行なう必要がなく、一旦所定位置まで測定子を挿入し
た後、ネジ山数個分の進入移動でネジ径とその深さの計
測が行なえるので、より敏速に計測をすることができ
る。

【００８１】請求項３記載の本発明のネジ穴計測装置に
よれば、測定子に設けるエア吹き出し口を均等角度離間
して複数個配設したことで、一度に複数の直径方向のネ
ジ内径を計測することが可能となり、より敏速なネジ穴
内径の計測ができる。

【００８２】請求項４記載の本発明のネジ穴計測装置に
よれば、測定子に３つ以上のエア吹き出し口を設けて一
度にネジ穴の径の少なくとも３点以上の距離を演算によ
り求めることとしたので、測定子をネジ穴内において回
転動作させることなく、また、測定子とネジ穴の中心を
合わせなくても、正確なネジ穴形状の各寸法を容易にか
つ敏速に自動計測することが可能である。

【００８３】請求項５記載の本発明のネジ穴計測装置に
よれば、複数のエア吹き出し口の位置を前記測定子の周
囲に均等角度離間し、かつ、ネジピッチの１／前記エア
吹き出し口の個数ピッチずつ前記測定子の長手方向にず
らして配設したことで、測定子のネジ穴への挿入位置を
上下に移動させることなく、ネジの１ピッチ分の全周囲
を一度に複数箇所計測することが可能となり、その後の
ネジ穴形状の演算処理が容易になる。

【００８４】請求項６記載の本発明のネジ穴計測装置に
よれば、前記測定子が、前記測定子移動手段に対して弾
性体を介して設けたことで、測定子をネジ穴へ挿入する
際に、ネジ穴周辺やネジ底などに接触した場合に、その
衝撃が弾性体によって吸収されるので、測定子を破損す
る恐れが少なくなる。また、この様に測定子の接触によ
る衝撃が弾性体によって吸収されるため、測定子自体の
材質の硬度を高くする必要がなくなる（焼き入れなどが
不要）。

【００８５】請求項７記載の本発明のネジ穴計測装置に
よれば、複数のエア拭き出し口が測定子長手方向に互い
に移動可能に設けたことで、様々なネジ穴のネジピッチ
に合わせてエア吹き出し口の位置を変えることができる
ようになり、ネジピッチごとに複数の測定子を用意する
必要がなくなる。

【００８６】さらに、本発明のネジ穴計測方法によれ
ば、まず、初めに基準となる基準ネジ穴を計測し、これ
により、エア吹き出しの背圧と距離との関係を求めて、
これを元に被計測ネジ穴における各寸法を換算して求め
ることとしたので、正確なネジ内径各部の寸法を得るこ
とがきる。

【００８７】請求項８記載の本発明ネジ穴計測方法によ
れば、基準ネジ穴の計測を行いエア吹き出し口からの背
圧の変化を距離に換算する換算値を求めて、この換算値
に基づき被計測ネジ穴の計測結果からそのネジ形状の各
寸法を求めることとしたので、正確なネジ形状の各寸法
を得ることができる。

【００８８】請求項９記載の本発明ネジ穴計測方法によ
れば、エア吹き出し口を均等角度離間して複数個配設し
た測定子を用いて、計測時には、挿入動作に対し引上げ
動作時にこの均等角度の半分の角度だけ回転して引き上
げ動作を行うこととしたので、１回のネジ穴内への挿入
動作によりネジ穴内で複数の直径方向のネジ穴内径の各
寸法を計測することができ、ネジ穴計測にかかる時間が
少なくてすむ。

【００８９】請求項１０記載の本発明ネジ穴計測方法に
よれば、エア吹き出し口を均等角度離間して、かつネジ
ピッチの１／エア吹き出し口の個数ピッチ分ずらして配
設した測定子を用いて、基準ネジ穴の計測を行いエア吹
き出し口からの背圧の変化を距離に換算する換算値を求
めて、この換算値に基づき被計測ネジ穴の計測結果から
そのネジ形状の各寸法を求めることとしたので、ネジ穴
内において測定子を回転させることなく、かつ１回のネ
ジ穴内への挿入によって正確なネジ形状の各寸法を得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明を適用した実施例１のネジ穴計測装置
の構成を示す図面である。

【図２】 上記実施例１のネジ穴計測装置におけるプロ
ーブ本体の構成を示す図面である。

【図３】 上記プローブ本体に設けられている測定子の
構成を示す図面であり、図３ａは断面図、図３ｂは測定
子先端側から見た当該先端部分の平面図である。

【図４】 上記実施例１のネジ穴計測装置におけるエア
供給装置の構成を示す図面である。

【図５】 上記実施例１のネジ穴計測装置における処理
装置の構成を示す図面である。

【図６】 上記実施例１のネジ穴計測装置における計測
動作を説明するための断面図（図６ａ）および平面図
（図６ｂ）である。

【図７】 本発明を適用した実施例１のネジ穴計測方法
における基準ネジ穴計測のフローチャートである。

【図８】 上記実施例１のネジ穴計測方法における被計
測ネジ穴計測のフローチャートである。

【図９】 上記実施例１のネジ穴計測方法におけるプロ
ーブ本体とワークをセットする治具を説明するための図
面である。

【図１０】 上記実施例１のネジ穴計測方法における基
準ネジ穴計測時の電圧波形を示す図面である。

【図１１】 上記実施例１の基準ネジ穴計測における電
圧と距離の換算グラフである。

【図１２】 本発明を適用したより簡易的方法による実
施例の測定結果を示すグラフである。

【図１３】 本発明を適用した実施例２のネジ穴計測装
置におけるプローブ本体の構成を示す図面である。

【図１４】 上記実施例２のプローブ本体に設けられて
いる測定子の動作を示す概念図である。

【図１５】 上記実施例２のプローブ本体に設けられて
いる測定子の構成を示す図面であり、図１５ａは正面
図、図１５ｂは測定子先端側から見た当該先端部分の平
面図であり、図１５ｃは他の形状の測定子をその先端側
から見た当該先端部分の平面図である。

【図１６】 上記実施例２のプローブ本体に設けられて
いる測定子の他の構成を示す図面であり、図１６ａは正
面図、図１６ｂは測定子先端側から見た当該先端部分の
平面図である。

【図１７】 上記実施例２のネジ穴計測装置におけるエ
ア供給装置の構成を示す図面である。

【図１８】 上記実施例２のネジ穴計測装置における処
理装置の構成を示す図面である。

【図１９】 上記実施例２のネジ穴計測方法における被
計測ネジ穴計測のフローチャートである。

【図２０】 上記実施例２のネジ穴計測装置における計
測動作を説明するための平面図である。

【図２１】 従来のネジ穴計測に用いられている検査用
限界ネジゲージを示す図面である。

【符号の説明】

１０…プローブ本体、 １１…測定子、 １６…ステッピングモータ、 ２０…エア供給装置、 ２２、２３、２４…圧力電圧変換器、 ３０…処理装置、 ５０ａ、５０ｂ、５０ｃ…エア吹き出し口、 ５５…エア逃げ溝。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも２つのエア吹き出し口が配設
   され、少なくともそのうちの１つが先端近傍に設けられ
   た測定子と、 該測定子を被計測ネジ穴内へ挿入し、進退移動および回
   転動作を行う測定子移動手段と、 前記エア吹き出し口へ供給されるエアの背圧の変化を前
   記エア吹き出し口それぞれ別個に計測し、該背圧の変化
   を電気信号に変換する圧電変換手段と、 予め前記測定子を基準ネジ穴に挿入して前記圧電変換手
   段によって得られた電気信号の変化を記憶し、この基準
   ネジ穴による電気信号の変化と、被計測ネジ穴内に前記
   測定子を挿入して前記圧電変換手段から得られる電気信
   号の変化を比較し、被計測ネジ穴の形状を求めるネジ穴
   形状算出手段と、を具備することを特徴とするネジ穴計
   測装置。
2. 【請求項２】 前記エア拭き出し口のうち少なくとも１
   つが前記測定子内において移動可能に設けられているこ
   とを特徴とする請求項１記載のネジ穴計測装置。
3. 【請求項３】 前記エア吹き出し口が前記測定子周囲に
   均等角度離間して複数個配設されていることを特徴とす
   る請求項１または請求項２記載のネジ穴計測装置。
4. 【請求項４】 少なくとも３つ以上複数のエア吹き出し
   口が配設された測定子と、 該測定子を被計測ネジ穴内へ挿入し、進退移動を行う測
   定子移動手段と、 前記エア吹き出し口へ供給されるエアの背圧の変化を前
   記複数のエア吹き出し口ごとにそれぞれ別個に計測し
   て、該背圧の変化を電気信号に変換する圧電変換手段
   と、 該圧電変換手段によって得られた電気信号の変化を距離
   に換算する換算値を記憶しており、被計測ネジ穴内に前
   記測定子を挿入して前記圧電変換手段から得られる電気
   信号の値を該換算値により距離に換算して、得られた該
   距離から被計測ネジ穴の形状を求めるネジ穴形状算出手
   段と、を具備することを特徴とするネジ穴計測装置。
5. 【請求項５】 前記複数のエア吹き出し口が、前記測定
   子の周囲に均等角度離間し、かつ、ネジピッチの１／前
   記エア吹き出し口の個数ピッチずつ前記測定子の長手方
   向にずらして配設されていることを特徴とする請求項４
   記載のネジ穴計測装置。
6. 【請求項６】 前記測定子が、前記測定子移動手段に対
   して弾性体を介して設けられていることを特徴とする請
   求項４または請求項５に記載のネジ穴計測装置。
7. 【請求項７】 前記複数のエア拭き出し口が前記測定子
   長手方向に互いに移動可能に設けられていることを特徴
   とする請求項４〜６のいずれか一つに記載のネジ穴計測
   装置。
8. 【請求項８】 エア吹き出し口が配設された測定子を、
   基準ネジ穴径内に位置決めし、 該測定子を該基準ネジ穴内に挿入しながら該エア吹き出
   し口へ供給されるエアの背圧の変化を計測し、この背圧
   の変化を電気信号に変換して、その電気信号値を記憶
   し、 前記位置決めされた前記測定子の位置と前記基準ネジ穴
   のネジ山およびネジ谷までの距離とから、該電気信号値
   を距離に換算する換算値を求め、 前記測定子を被計測ネジ穴内に挿入しながら該エア吹き
   出し口へ供給されるエアの背圧の変化を計測し、この背
   圧の変化を電気信号に変換して、 該電気信号の値を前記換算値に基づき測定子から被計測
   ネジ穴内のネジ山、ネジ谷およびネジ底までの距離を求
   め、被計測ネジ穴内の山径、谷径、有効径およびネジ深
   さを求めることを特徴とするネジ穴計測方法。
9. 【請求項９】 前記エア吹き出し口が前記測定子周囲に
   均等角度離間して複数個配設され、前記測定子がネジ穴
   内への挿入動作に対し、前記均等角度の半分の角度だけ
   回転後退動作を行い、前記ネジ穴の計測を行うこと特徴
   とする請求項８記載のネジ穴計測方法。
10. 【請求項１０】 少なくとも３つ以上複数のエア吹き出
    し口がその周囲に均等角度離間して、かつ、ネジピッチ
    の１／エア吹き出し口の個数ピッチずつ長手方向にずら
    して配設された測定子を用いて、 該測定子を基準ネジ穴径内に位置決めして、該基準ネジ
    穴の所定位置まで挿入し、その後、該測定子を回転させ
    ることなく後退動作を行い、該後退動作中に前記エア吹
    き出し口の背圧の変化を、前記複数のエア吹き出し口ご
    とにそれぞれ別個に計測し、この背圧の変化を電気信号
    に変換して、その電気信号値を記憶し、 前記位置決めされた前記測定子の位置と前記基準ネジ穴
    のネジ山およびネジ谷までの距離とから、該電気信号値
    を距離に換算する換算値を求め、 前記測定子を被計測ネジ穴の所定位置まで挿入し、その
    後、前記測定子を回転させることなく後退動作を行い、
    該後退動作中に前記複数のエア吹き出し口の背圧の変化
    を、前記複数のエア吹き出し口ごとにそれぞれ別個に計
    測し、この背圧の変化を電気信号に変換して、 該電気信号の値を前記換算値に基づき前記測定子から前
    記被計測ネジ穴内のネジ山、ネジ谷およびネジ底までの
    距離を求め、該距離から演算により前記被計測ネジ穴内
    の山径、谷径、有効径およびネジ深さを求めることを特
    徴とするネジ穴計測方法。