JPH07294244A - テーパねじ測定の方法と配置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 一球または二球測定法による座標測定装置上
で、テーパねじを測定するための方法と配置構成に関す
る。 【構成】 二つの座標軸内を可動な装置テーブル２を備
え、装置テーブル２と測定探触子８の間の相対運動が測
定可能な、座標測定装置で、一球または二球測定法によ
り特性値と指定値を測定するための方法を包含する。そ
の際、較正リング７を用いて測定探触子８を較正後、テ
ーパねじ１４の第一のピッチ線１１が測定テーブル２の
表面に垂直になるように調節したテーブル３の上に試料
１０を置く。その後、Ｚ座標のいくつかにおいて試料１
０のねじ１４の探触を行い、測定データは、評価装置に
送られる。次のステップで、第一のピッチ線に対して直
径方向に対向する第二のピッチ線１５が、装置テーブル
２の表面に垂直となってねじ１４の探触が行えるよう
に、テーブル３を調整し、この測定データも、評価装置
に送られ、そこに記憶される。全体として得られた測定
データから、決定すべき特性値及び指定値が計算され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、特許請求項１の上位概
念に基づき、特に、一球または二球測定法による座標測
定装置上で、テーパねじを測定するための方法と配置構
成に関する。

【０００２】

【従来の技術】本発明は、テーパ形のめねじとおねじの
測定に適する。一座標測定装置と組み合わせて使用され
る二球測定法およびこの方法を実施するための配置が知
られている。その場合、測定装置のセンタスリーブに設
置され、めねじの対向するピッチに接触する測定球を有
する二つの測定弧が使用され、試料は測定装置の浮遊し
て設置した測定テーブル上に置く。そのような方法は、
従来、平行めねじ測定用のみに使用されていた（ドイツ
特許ＧＭ８７１１４９０号）。さらに、試料の探触のた
めに測定球が測定方向にそれぞれ相互に対向してアーム
に固定され、好ましくは一定の相互間隔を有する、各測
定球に一つずつ取り付けた二つのアームを有し測定セン
タスリーブ上で一重または二重に折り曲げた測定弧を設
けることが、この刊行物から知られる。この測定球が対
向するフランクに接触する。

【０００３】テーパねじのピッチ径は、ねじ前面から一
定間隔にある試験面（テーパ軸に垂直）で決定される
（ＤＩＮ １５８、ＤＩＮ ２９９９）。

【０００４】円錐ねじで見られる諸関係をそのままテー
パめねじの測定に転用することはできない。したがって
製作に当たっては、可能な限り、ゲージを使用して決定
値を求める概略的な簡易試験に限定されることになる。
ゲージ測定ではテーパめねじを有するねじリングも関係
するので、各ねじの個々の指定値を決定しなければなら
ない。これらの測定は、困難な測定上の問題を提起す
る。テーパおねじの測定のために、三針法がよく用いら
れる（Ｗ．Ｌａｎｇｓｄｏｒｆｆ「ねじの測定」, シュ
プリンガー出版、ベルリン、ハイデルベルク、ニューヨ
ーク １９７４、ページ６９〜７４、及び、Ｈ．Ｚｉｌ
ｌ「機械工学と精密工学における測定とゲージ測定」、
Ｂ．Ｇ．Ｔｅｕｂｎｅｒ出版社、ライプチッヒ １９５
６、ページ１８３及び１８４）。

【０００５】ゲージ測定の実施に関して、試料のどの寸
法または特性を測定すべきか、使用者が決定しなければ
ならない。ねじのすべての指定値をその複合作用におい
て試験しなければならない場合、ゲージとしてテーパ形
ねじリングゲージまたはねじプラグリングを使用しなけ
ればならない。それらリングゲージまたはプラグリング
自体、必要な精度で測定されなければならず、あるいは
それらねじゲージの特定の使用法に応じてその寸法安定
性を検査しなければならないが、それは従来、きわめて
面倒で費用がかかり、あるいはまったく不正確であっ
た。そこで例えば平行ねじを持つリングゲージをテーパ
めねじにねじ込み、ねじ込みの深さからピッチ直径の大
きさを推定していた。ピッチ径またはテーパ角の偏差を
知ることは、ねじゲージの判定にとって重要である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従って本発明は、簡単
な方法で、必要な精度をもって、テーパねじの指定値を
座標測定装置上で効率的に測定できる、テーパねじ測定
のための方法と配置構成を創出することを課題とする。

【０００７】本発明によれば、この課題は、相対的に相
互に移動可能であるテーブル及び測定探触子を備え、測
定探触子上に測定座標内で偏向可能な探触機素が設置さ
れ、この探触要素が試料の試験すべきねじの異なるフラ
ンクに次々に接触し、試料のねじフランクの探触によっ
て得られる測定データを評価装置に送って、測定すべき
ねじの特性値と指定値を決定する座標測定装置におい
て、水平に調節し、座標測定装置（１）の装置テーブル
（２）上に設置したテーブル（３）に載せた較正リング
（７）の直径方向探触により、座標測定装置の測定探触
子（８）を較正し、ピックアップした測定データを評価
装置に記憶するステップと、テーブル（３）上に試料
（１０）を置き，テーパねじ（１４）の第一のピッチ線
（１１）が装置テーブル（２）の表面に対して、すなわ
ちＸ−Ｙ面に対して垂直になるようにテーブル（３）を
調節し、少なくとも一つのピッチにおいてねじ（１４）
を探触し、測定データをオンラインでピックアップし、
評価装置にそれを記憶し、第一のピッチ線（１１）に対
して直径方向に対向するテーパねじ（１４）の第二のピ
ッチ線（１５）が装置テーブル（２）の表面に対して、
すなわちＸ−Ｙ面に対して垂直になるようにテーブル
（３）を調節し、少なくとも一つのピッチにおいてねじ
（１４）を探触し、測定データをオンラインでピックア
ップし、評価装置にそれを記憶するステップとの手段を
備えるテーパねじの測定のための方法によって解決され
る。本発明のその他詳細と実施形態、特に本方法実施の
ための配置構成は、その他の従属請求項に記載されてい
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の方法によれば、
わずかな技術的費用で、複雑な追加の装置を使用せず、
既存の座標測定装置上で、テーパめねじ及びおねじの高
精度測定を行うことが簡単に可能になる。これによっ
て、従来まったくできなかった、またはゲージにより大
雑把にしか求められなかったテーパねじの特性値と指定
値も測定できる。座標測定装置の測定テーブル上に設置
され、Ｙ軸周りでの傾動によって測定テーブル面（Ｘ−
Ｙ面）に対して角度調節可能であり、Ｘ軸がＹ軸に垂直
に走る、簡単かつ測定可能に調節できるテーブルを設け
る。このテーブル上に試料を置き、テーブルの調節によ
って、フランクの探触が異なるＺ座標においても探触子
によって行えるように簡単に調節できる。その際、テー
ブルが正弦移動テーブルとして形成されていれば好都合
である。正弦移動テーブルの角度調節は、正弦移動テー
ブルの自由端の下に敷くゲージブロックにより行うこと
ができる。正弦移動テーブルの上昇または下降により、
試料は、それに沿って探触子によるねじの探触が行われ
る試験すべきテーパめねじ及びおねじの各ピッチ線が、
座標測定装置のＺ軸に平行に、従って装置の装置テーブ
ルによって決まるＸ−Ｙ面に垂直になるように調節され
る。

【０００９】本来の測定の前に行わなければならない、
測定に使用される探触子の較正は、水平に調節する正弦
移動テーブルに載せた較正リングにより、較正リングを
直径方向に対向する個所で反転点を検出しながら探触
し、得られた探触値を、後の測定の際に考慮すべき探触
子パラメータを決定するために評価するという、自明の
方法で簡単に行われる。較正の終了後、較正リングを取
り外し、代わりに試料をテーブル上に置く。試料の第一
ピッチ線がＸ−Ｙ面に垂直になるように、正弦移動テー
ブルとして形成されたテーブルを調節することにより、
かつ少なくとも１ピッチにおいてねじを探触することに
よって、測定データがオンラインでピックアップされ、
評価装置に送られ、そこに記憶される。

【００１０】次のステップで正弦移動テーブルは、第一
のピッチ線に対して直径方向に対向する第二のピッチ線
が、Ｘ−Ｙ面に垂直になるように調節される。この調節
でも、同様に少なくとも１ピッチにおいて試験すべきね
じの探触が行われ、オンラインでピックアップされる測
定データが同様に評価装置に送られる。

【００１１】求めた測定値に基づき、評価装置によっ
て、測定すべきテーパねじの測定すべき特性値及び指定
値を、適当なソフトウェアを利用して計算する。そのよ
うな指定値は、例えばピッチ径である。

【００１２】この方法により、例えばテーパ角またはそ
の誤差も決定され、あるいはテーブルの角度誤差が除去
される。これらの場合、試料のねじの探触は、少なくと
も二つのピッチにおいて、少なくとも一つのピッチ線に
沿って行われ、この場合も求めた測定データがオンライ
ンでピックアップされ、評価装置に送られる。

【００１３】本発明の方法による測定には、測定装置の
Ｘ軸に平行に設置した、Ｔ形探触機素を有する接触測定
子を用いるのが好都合である。球の直径は、めねじと球
の接触点が、二フランク装置においてそれぞれのピッチ
径に近くなるように選択するのが好都合である。測定値
は、各探触の際の反転点検出後、オンラインで評価装置
に送られる。

【００１４】座標測定装置上でテーパおねじとめねじを
測定する方法を実施するための配置構成は、装置テーブ
ルに対して角度調節可能な試料を置くテーブル、好まし
くは正弦移動テーブルをその上に設置した、少なくとも
二つの座標軸（Ｙ、Ｚ）に沿って可動な装置テーブルを
包含する。座標測定装置上に、さらに、Ｘ軸方向に偏向
可能な探触機素を有する、Ｚ軸方向に位置合わせ及び調
整可能な測定探触子が設けられる。正弦移動テーブルの
回転軸は、Ｙ軸に平行に走ると好都合である。テーブル
と測定探触子との間の測定可能な相対運動が必要であ
る。

【００１５】

【実施例】次に本発明を実施例により詳細に説明する。

【００１６】本発明をテーパめねじの測定例について詳
細説明するが、そこでの諸関係は、おねじ測定にも直線
テーパ測定にも転用可能である。

【００１７】図１は、本発明の方法によるテーパめねじ
測定に適した座標測定装置（ＫＭＧ）１を大幅に簡略化
した図である。有利には少なくとも二つの座標軸ＹとＺ
に沿って（矢印で示す）可動なＫＭＧ１の装置テーブル
２上に、測定可能に移動できるテーブル３、好ましくは
正弦移動テーブルが設けられ、これは、Ｘ−Ｚ面上で垂
直なＹ座標に対して調節された回転軸６の回りを、装置
テーブル２に対して角度調節できる。この場合、テーブ
ル３の調節は、自明の方法で回転軸６に対向する正弦移
動テーブルとして形成されたテーブル３の自由端５の下
にブロックゲージ４を敷くことにより行われる。図１か
らさらにわかるように、正弦移動テーブルは水平に調節
され、その上に、ＫＭＧ１上に設置された測定探触子８
及びその探触要素９を較正するための較正リング７があ
る。探触要素９は、Ｘ座標またはＸ軸方向に偏向可能で
ある。測定探触子８は、Ｚ軸に沿った調節を可能にする
ために、ＫＭＧ１の平行四辺形ばね１３内に設置すると
好都合である。探触機素９の球径は、好ましくは、試料
１０の探触すべきめねじと球との接点が、フランク内ま
たは近辺にある（図２と３）ような寸法とする。測定探
触子８は、評価装置と電気的に結合される（図示せ
ず）。

【００１８】水平に調節した正弦移動テーブルで行う測
定探触子８の較正は、自明の方法により、探触機素９に
よりまず較正リング７の片側を探触して行う。その後テ
ーブルを、探触機素９が較正リング７の直径方向に対向
する側に接するまで、Ｘ方向に移動する。例えば探触機
素９が、測定装置の移動可能なセンタスリーブ（図示さ
れない）に設置されている場合、このセンタスリーブ
は、テーブルが固定の場合、Ｘ方向に移動する。その際
ピックアップされた測定データは、評価装置に送られ、
後で利用するためにそこに記憶される。

【００１９】この較正ステップの後、テーブル３上の較
正リング７の代わりに試料１０を置いて固定し、このよ
うにした組み合わせのゲージブロック４を敷くことによ
り、試験すべきテーパめねじ１４の第一ピッチ線１１が
装置テーブル２の表面に垂直になる（図２）までテーブ
ル３を傾斜させる。水平位置に対するテーブルの傾斜角
は、テーパめねじ１４の半テーパ角αに対応する。第一
ピッチ、次に、別のＺ軸の第二のピッチにおいてめねじ
１４を探触することにより、測定値がピックアップさ
れ、図示されない評価装置に送られ、そこに記憶され
る。

【００２０】その後、図３に示すように、別の組み合わ
せのゲージブロック４を敷くことにより、第一のピッチ
線１１に対して直径方向に対向するテーパめねじ１４の
第二のピッチ線１５が、装置テーブル２の表面に垂直
に、同時に測定探触軸１２に平行になるまで、テーブル
３を上方に傾斜させる。第一のピッチ、その後別のＺ座
標内にある第二のピッチにおいてめねじを探触すること
により、測定値がピックアップされ、評価装置に送ら
れ、そこに記憶される。

【００２１】次のステップで、評価装置または計算機に
より、ピッチ径またはテーパ角αの偏差、ならびに内径
と外径、及び部分ねじ山角のプラウシビリティ等、テー
パめねじ１４の決定すべき特性値または指定値を、適当
なソフトウェアを利用して計算し、必要ならば出力す
る。

【００２２】図１ないし図３の実施例は、この方法及び
装置を多座標測定装置の例について示されている。本発
明による方法は、高さが調節可能な測定テーブルと、探
触機素をその上に設置した少なくとも一つの測定センタ
スリーブとを備える一座標測定装置によっても実施でき
る。この装置テーブル上に、測定すべき試料を固定する
正弦移動テーブルが設置される。試料のテーパねじの探
触は、探触機素を用いて上記の方法により行う。評価装
置にピックアップされた測定データの加工は、すでに説
明した方法で行うことができる。

【００２３】この方法及び配置構成は、テーパめねじと
おねじの測定のみに限定されるものではない。すでに上
記に示唆したように、円滑な内側及び外側テーパも簡単
に試験でき測定できる。

【００２４】

【本発明の効果】本発明によれば、わずかな技術的費用
で、複雑な追加の装置を必要とせず、既存の座標測定装
置上でテーパねじおよびおねじの高精度測定を行うこと
が簡単に可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】較正リングを載せた、テーパめねじ測定用の配
置構成を示す図である。

【図２】ある角度に調節した、試料を載せた正弦移動テ
ーブルの図である。

【図３】図２とは異なる角度に調節した、試料を載せた
正弦移動テーブルの図である。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 特に、相対的に相互に移動可能であるテ
   ーブル及び測定探触子を備え、測定探触子上に測定座標
   内で偏向可能な探触機素が設置され、この探触要素が試
   料の試験すべきねじの異なるフランクに次々に接触し、
   試料のねじフランクの探触によって得られる測定データ
   を評価装置に送って、測定すべきねじの特性値と指定値
   を決定する座標測定装置において、 水平に調節し、座標測定装置（１）の装置テーブル
   （２）上に設置したテーブル（３）に載せた較正リング
   （７）の直径方向探触により、座標測定装置の測定探触
   子（８）を較正し、ピックアップした測定データを評価
   装置に記憶するステップと、 テーブル（３）上に試料（１０）を置き，テーパねじ
   （１４）の第一のピッチ線（１１）が装置テーブル
   （２）の表面に対して、すなわちＸ−Ｙ面に対して垂直
   になるようにテーブル（３）を調節し、少なくとも一つ
   のピッチにおいてねじ（１４）を探触し、測定データを
   オンラインでピックアップし、評価装置にそれを記憶
   し、第一のピッチ線（１１）に対して直径方向に対向す
   るテーパねじ（１４）の第二のピッチ線（１５）が装置
   テーブル（２）の表面に対して、すなわちＸ−Ｙ面に対
   して垂直になるようにテーブル（３）を調節し、少なく
   とも一つのピッチにおいてねじ（１４）を探触し、測定
   データをオンラインでピックアップし、評価装置にそれ
   を記憶するステップと、 評価装置によってテーパねじ（１４）の求める特性値と
   決定値を計算し決定するステップとを特徴とする、一球
   または二球測定法によるテーパねじ測定方法。
2. 【請求項２】 テーパ角を決定し、テーブル（３）の角
   度誤差を除去するために、試料のねじ（１４）の探触
   を、少なくとも一つのピッチ線（１１、１５）に沿った
   二つの直径方向に対向するピッチにおいて行うことを特
   徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 【請求項３】 少なくとも二つの座標軸（Ｘ、Ｙ軸）に
   沿って可動な装置テーブル（２）と、 好ましくはＴ形の、Ｘ軸に沿って偏向可能な探触機素
   （９）を有する、座標測定装置（１）に設置されＺ軸上
   で調節可能な測定探触子（８）と、 測定テーブル（２）上に設置され、角度調節可能な、試
   料（１０）を取り付けるテーブル（３）と、 測定探触子（８）と電気的に結合された評価装置とを有
   する、座標測定装置（１）上でテーパねじを測定する方
   法を実施するための配置構成。
4. 【請求項４】 テーブル（３）が、測定可能に移動でき
   その回転軸（６）がＹ軸に平行であるテーブルであるこ
   とを特徴とする、請求項３に記載の配置。
5. 【請求項５】 座標測定装置（１）に設置され測定探触
   子（８）が、Ｘ−Ｙ面に垂直に走るＺ軸の方向に調節可
   能であり、その探触要素（９）がＹ軸に垂直に走るＸ軸
   上で偏向可能であることを特徴とする、請求項３に記載
   の配置。
6. 【請求項６】 テーブル（３）が正弦移動テーブルとし
   て形成されることを特徴とする、請求項３に記載の配
   置。