JP2006153613A - リング状素形材の偏肉自動検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 鍛造などで製造された例えばベアリングレースなどのリング状素材について、外径面と内径面の間の肉厚の偏り、すなわち偏肉を精度よく、かつ短時間に自動で測定できる偏肉検査装置を提供する。
【解決手段】 上記のリング状素材を被検査材５として、検査台１上の検査基準位置に対して固定された駆動ローラ２と１個の従動ローラ３によって被検査材５の外径面を基準に位置決めを行い、駆動ローラ２により被検査材５を回転させ、被検査材５の内径面５ｂの予め決められた検査ポイント６ｂにレーザー変位計６によりレーザー光６ａを投射して、その検査ポイント６ｂとレーザー変位計６との間の距離を被検査材が１回転する間連続して測定することにより、検査ポイント６ｂの変位を得ることにより、リング状の被検査材５の偏肉を検査する装置である。
【選択図】 図１

Description

本発明は鍛造などで製造されたリング状素材の外径面と内径面との間の肉厚の偏りを検査する偏肉検査装置に関する。

鍛造により製造された例えばベアリングレース用素材であるリング状素材には、鍛造機の機械芯の不良により外径面と内径面との間の肉厚に周方向に偏りが生ずる場合がある。このようにリング状素材の周方向の肉厚に生ずる偏りが大きくなると、引き続き加工する旋削加工において削り残しなどの問題を生じる。

このようなリング状素材の周方向の外径面と内径面との間の肉厚に生ずる偏りの発生を防ぐために、従来では、鍛造によるリング状素材の抜取り検査を行っていた。すなわち、この鍛造によるリング状素材の偏肉を、例えば、図２に示す偏肉測定器具で測定し、その偏肉が許容以上のものは不良品としていた。しかし、この図２に示す偏肉測定器具は、測定器１０の台上に鍛造によるリング状素材１５を載置し、リング状素材１５を外径面１６の当て板１１と内径面１７の支持ピン１２の２点で支持し、測定者の手でリング状素材１５を回転しながらリング状素材１５の外径面１６にダイヤルゲージ１４の測定子１３を当接し、手で回転するリング状素材１５の外径面１６と内径面１７との間の肉厚の変位をダイヤルゲージ１４の振れ幅を読み取ることにより測定するものであった。このように、その測定作業は手作業によるものであり、熟練を必要とするために測定者による測定誤差も発生し、面倒で非能率なものであった。

また、他の従来技術として、肉厚の自動検査装置の実施例が示されている（例えば特許文献１参照）。これは平板の表面と裏面との間の２平面間の肉厚の偏りを検査するもので、この自動検査装置では、リング状製品のリングの外径面と内径面との間の肉厚の偏りを測定することはできなかった。

特開平６−２０１３５４

本発明が解決しようとする課題は、上記の鍛造などで製造されたリング状素材について、その外径面と内径面の間の肉厚の偏り、すなわち偏肉を精度よくかつ短時間に自動で測定できる偏肉検査装置を提供することである。

上記の課題を解決するための本発明の手段は、請求項１の発明では、鍛造などにより製造されたベアリングレースなどのリング状素材の外径面５ａと内径面５ｂとの間の肉厚の偏りを計測する検査装置であって、リング状素材からなる被検査材５の外径面５ａの複数の点を基準とする検査基準位置に被検査材を送給位置決めする送給位置決め装置と、位置決めされた被検査材５を回転させる回転装置と、その検査位置に対応して設けられ、被検査材５の内径面５ｂの予め定められた検査ポイント６ｂにレーザー光６ａを照射して検査ポイント６ｂの変位をレーザー光６ａにより計測するレーザー変位計６からなることを特徴とするリング状素形材の偏肉検査装置である。

すなわち、次のような位置決め装置とレーザー変位計６から構成した偏肉検査装置である。先ず、送給位置決め装置はリング状素材である被検査材５を検査基準位置に送給位置決めするものである。このうちの送給装置は、検査台１の上流側に配設のシリンダー８とそのシリンダーヘッドであるプッシャー８ａからなり、このうちの位置決め装置は２個の互いに離間した配設位置に固定された駆動ローラ２、２と１個の可動自在の従動ローラ３からなっており、検査基準位置の側部にプッシャー８ａで搬送された被検査材５を可動自在の従動ローラ３により固定された２個の駆動ローラ２、２へ押し付けることにより検査基準位置へ位置決めを行う。これらの３個のローラは同時に被検査材５の回転装置であり、被検査材５を２個の駆動ローラ２、２により回転させる役割を持つ装置である。

さらに、レーザー変位計６は１個の変位計からなる。このレーザー変位計６は検査基準位置の斜め上方に配置され、被検査材５の内径面５ｂの所定の検査ポイント６ａにレーザー光６ａを投光し、同時に被検査材から反射したレーザー光６ａの受光を行い、反射したレーザー光６ａから変換された電圧を測定することにより、被検査材５の位置とレーザー変位計６との間の距離を測定する装置であり、被検査材５を上記の位置決め装置により被検査材５の外径面５ａを基準として回転させることにより、基準の外径面５ａからの内径面５ｂの変位、すなわち外径面５ａと内径面５ｂとの間の肉厚の偏り、を測定し、さらにレーザー変位計６からの測定値の変位に基づき、その被検査材５の偏肉が許容範囲内であるかどうかの判断を行う役割を持つ装置である。

本発明の偏肉検査装置は、鍛造などで製造されたベアリングレースなどのリング状素材のリングの外径面と内径面との間の偏肉の測定において、測定時の被検査材の位置決め精度を向上させることができ、その結果、測定した検査値のばらつきが少なくかつ短時間で偏肉を検査し許容範囲にあるかどうかを判定することができ、従来にない優れた効果を奏する。

本発明を実施するための最良の形態を以下に図面を参照して説明する。図１は本発明の偏肉検査装置の構成を示す模式図である。鍛造などにより製造したベアリングレースなどのリング状素材である被検査材５の偏肉検査装置は検査台１を有し、検査台１の検査基準位置の上流側に被検査材５を供給するためのシリンダー８で駆動されるプッシャー８ａが配設されている。プッシャー８の先端部は被検査材５のリングの外周に倣った円弧状の凹部を有し、被検査材５を脇にそらすことなく的確に前方に押し出すことができる。被検査材５はこのプッシャー８ａで検査台１上の検査基準位置の側部に押し出される。

さらに、検査基準位置の検査台１の一方の片側には２個の駆動ローラ２、２が固定位置に配設されており、検査基準位置の検査台１の他方の片側には可動自在に構成されている１個の従動ローラ３が配設されており、これらの２個の駆動ローラ２、２と１個の従動ローラ３から３点支持の位置決め装置に構成されている。これらの２個の駆動ローラ２、２の間隔は被検査材５の外径の大きさより幅狭で被検査材５を２点で支持でき、かつ、２個の駆動ローラ２、２は検査台１上でのプッシャー８ａによる被検査材５の搬送方向に並列の直線状に配置されている。一方、この２個の駆動ローラ２、２に対峙して１個の従動ローラ３が配置されている。さらに、図１に示すように、検査基準位置に対応して検査基準位置の斜め上方にレーザー変位計６が配設されている。レーザー変位計６には読み取った変位量を表示する表示部を有する。

以下にこの偏肉検査装置の使用方法を説明する。検査台１の検査基準位置の上流側のシリンダー８で駆動されるプッシャー８ａにより被検査材５が押し出されて２個の駆動ローラ２、２と従動ローラ３との間の検査基準位置の側部に供給される。この検査基準位置の側部に搬送されてきた被検査材５は、シリンダー４で駆動されるシリンダーヘッド４ａの先端に設けられた従動ローラ３によりその動作方向７である２個の駆動ローラ２、２の方向に押され、この被検査材５の外径面５ａが駆動ローラ２、２に押し付けられ、被検査材５が検査基準位置に位置決めされる。次いで、３点のローラにより支持されて位置決めされた被検査材５は、駆動ローラ２、２の回転により被検査材５は回転される。さらに被検査材５の回転を介して従動ローラ３が回転される。

ところで、図１に示すように、検査基準位置に対応して検査基準位置の斜め上方にレーザー変位計６が配設されている。このレーザー変位計６は上記の３点のローラにより検査基準位置に位置決めされた被検査材５の内径面５ｂの検査する検査ポイント６ｂにレーザー光６ａを投射し、その反射光を受光して反射光から発生する電圧を測定し、その電位差から被検査材５の内径面５ｂの測定位置である検査ポイント６ｂとレーザー変位計６との距離を測定し、距離に変換して示す。被検査材５を３点のローラで位置決めしたまま駆動ローラ２により１回転させ、その間の検査基準位置とレーザー変位計６との距離を連続して測定することにより、被検査材５の肉厚の変位量を測定する。このレーザー変位計６からの測定値の変位量に基づき、被検査材５の偏肉が許容値内であるかどうかを表示部で読み取ったデータに基づき判定する。

さらに検査終了後は、被検査材５は、プッシャー８ａにより検査基準位置の側部に押し出される次の被検査材５により玉突き状に検査基準位置から押し出され、下流側へ排出される。検査基準位置から排出された被検査材５は検査台１の下流側に設置されたベルトコンベア９に載置され次工程へ搬送される。

鍛造により製造されたベアリングレースの内輪を上記した偏肉検査装置の被検査材５として測定して得られた検査結果を表１に示す。この場合、駆動ローラ２により回転される被検査材５の外径の大きさは表１に示すように４７ｍｍであり、レーザー変位計６による測定時の被検査材５の回転数は１回転が必要である。さらに、この被検査材５のこの実施例の偏肉検査装置において偏肉測定に要する時間は１ｓｅｃであり、被検査材の１分当たりの回転数でいうと６０回転で、その回転する被検査材５の周速は８．９ｍ／ｓｅｃであった。以上のように１個の鍛造リングの偏肉測定に要する時間は１ｓｅｃと短時間で検査精度も良好であった。

表２は、本実施例による偏肉検査装置において、上記の１個の被検査材５を測定位置の検査基準位置に供給してから偏肉測定が完了するまでに要したサイクル時間の結果を示す。本実施例の偏肉検査装置において、この被検査材５の１個の検査に要する装置全体のサイクル時間は２．６ｓｅｃであり、極めて短時間であった。

表３は、同一被検査材を本実施例の偏肉検査装置を用い、４名の測定者によりそれぞれ５回ずつ測定したときの測定値のばらつきを示したものである。本発明による偏肉検査装置では、繰り返し測定による測定値のばらつきは０．０１〜０．０３ｍｍと小さく、測定者間による測定値の平均値のばらつきも０．００６ｍｍと極めて小さかった。

これに対し、比較のために図２に示す従来の測定器具による実施例を示すと、繰り返し測定による測定値の平均値のばらつきは０．０４〜０．０５ｍｍとなり、測定者間による測定値のばらつきも０．０３４ｍｍとなった。

本発明における位置決め装置とレーザー変位計を含んで構成した偏肉検査装置を模式的に示す説明図で（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。 従来の測定器具を模式的に示す説明図で、(a)は側面図で、（ｂ）は平面図である。

符号の説明

１ 検査台
２ 駆動ローラ
３ 従動ローラ
４ シリンダー
４ａ シリンダーヘッド
５ 被検査材
５ａ 外径
５ｂ 内径面
６ レーザー変位計
６ａ レーザー光
６ｂ 検査ポイント
７ 動作方向
８ シリンダー
８ａ プッシャー
９ ベルトコンベア
１０ 測定器
１１ 外径の当て板
１２ 内径の支持ピン
１３ 測定子
１４ ダイヤルゲージ
１５ リング状素材
１６ 外径面
１７ 内径面

Claims (1)

1. 鍛造などにより製造されたベアリングレースなどのリング状素材の外径面と内径面との間の肉厚の偏りを計測する検査装置であって、リング状素材からなる被検査材の外径面の複数の点を基準とする検査基準位置に被検査材を送給位置決めする送給位置決め装置と、位置決めされた被検査材を回転させる回転装置と、その検査基準位置に対応して設けられ、被検査材の内径面の定められた検査ポイントにレーザー光を照射して検査ポイントの変位をレーザー光により計測するレーザー変位計からなることを特徴とするリング状素形材の偏肉検査装置。

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