JP2012073142A - 破断面判定方法および破断面判定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】互いに噛み合う破断面の噛み合わせを判定する。
【解決手段】各破断面の表面形状データ(Ｘ座標値，Ｙ座標値，Ｚ座標値)が測定される(ステップＳ１０)。続いて、表面形状データに基づき各破断面上に複数の基準点が設定され(ステップＳ１１)、設定された基準点から３点を選択した後に、この３つの基準点を含む仮基準面が設定される(ステップＳ１２)。続いて、対向する仮基準面の一致状態が判定され(ステップＳ１４)、仮基準面が一致している場合には仮基準面が基準面として設定される(ステップＳ１５)。次いで、基準面を基準として表面形状データが比較データに変換され(ステップＳ１８)、この比較データに基づいて各破断面における欠け等の発生状況が判定される(ステップＳ１９)。そして、欠け等の面積に基づいて破断面の噛み合わせが判定される(ステップＳ２０)。
【選択図】図３

Description

本発明は、破断分割された第１要素と第２要素とを備える部品に適用され、第１要素の第１破断面とこれに接する第２要素の第２破断面との噛み合わせを判定する破断面判定方法および破断面判定装置に関する。

エンジンには小端部と大端部とを備えたコンロッドが設けられている。一般的に、コンロッドの大端部は本体部とキャップ部とに分割されており、組立時には本体部とキャップ部とによってクランプピンを挟み込んだ後に、本体部に対してキャップ部が締結される。分割された本体部とキャップ部とを位置決めするため、本体部とキャップ部との間にはノックピン等を設けることが必要であるが、ノックピンを用いることはコンロッドの高コスト化を招く要因であった。そこで、コンロッドの大端部を破断分割する所謂クラッキング製法が開発されている(例えば、特許文献１および２参照)。このクラッキング製法を用いることにより、本体部とキャップ部との破断面に適度な凹凸を形成することができるため、ノックピンを用いることなく本体部とキャップ部とを高精度に位置決めすることが可能となる。なお、このクラッキング製法は、コンロッドの大端部に対して適用されるだけでなく、クランク軸のジャーナルを支持するクランクケース等に対して適用することも可能である。

特開２００４−２１１７３１号公報 特開２００５−１０６２７１号公報

ところで、クラッキング製法においては、本体部やキャップ部の破断面における欠けや剥離の発生が避けられないため、互いに噛み合う破断面間に隙間が生じてしまうという問題がある。この破断面間に生じた隙間は、破断面の密着状態を阻害することから、コンロッドの大端部の強度を低下させる要因となっていた。したがって、破断分割される大端部の強度を保証するためには、破断面間の隙間を検証することが必要であるが、単に個々の破断面の表面形状を調べるだけでは、破断面間の隙間を検証することが不可能であった。

そこで、コンロッドを設計する際には、大端部の破断面に余裕を持たせて大きく設計することにより、多少の欠けや剥離が生じても強度が確保されるように設計することが必要であった。しかしながら、余裕代を大きく持たせて部品を設計することは、部品の大型化や高コスト化を招くことになるため、破断面の噛み合わせが良好であるか否かを判定する手法の開発が望まれていた。

本発明の目的は、互いに噛み合う破断面の噛み合わせを判定することにある。

本発明の破断面判定方法は、破断分割された第１要素と第２要素とを備える部品に適用され、前記第１要素の第１破断面とこれに接する前記第２要素の第２破断面との噛み合わせを判定する破断面判定方法であって、前記第１破断面の第１表面形状データを読み取り、前記第２破断面の第２表面形状データを読み取る形状読取ステップと、前記第１破断面上に複数の第１基準点を設定し、前記第２破断面上に前記第１基準点に対応する複数の第２基準点を設定する基準点設定ステップと、３つの前記第１基準点を含む第１基準面を前記第１破断面に設定し、３つの前記第１基準点に対応する３つの前記第２基準点を含む第２基準面を前記第２破断面に設定する基準面設定ステップと、前記第１基準面を基準として前記第１表面形状データを第１比較データに変換し、前記第２基準面を基準として前記第２表面形状データを第２比較データに変換するデータ変換ステップと、前記第１比較データと前記第２比較データとに基づいて、前記第１破断面と前記第２破断面との噛み合わせを判定する噛合判定ステップとを有することを特徴とする。

本発明の破断面判定方法は、前記基準面設定ステップでは、前記第１基準面と前記第２基準面とが一致するか否かを判定し、前記第１基準面と前記第２基準面とが一致しない場合には、前記第１および第２基準点を変更して新たな第１および第２基準面を設定することを特徴とする。

本発明の破断面判定方法は、前記噛合判定ステップでは、前記第１比較データと前記第２比較データとの差が所定値を上回る部位を、前記第１基準面と前記第２基準面との間に隙間が生じる不良部位と判定し、前記不良部位の面積に基づいて前記第１基準面と前記第２基準面との噛み合わせを判定することを特徴とする。

本発明の破断面判定方法は、前記第１基準点は前記第１破断面の輪郭線上に設定され、前記第２基準点は前記第２破断面の輪郭線上に設定されることを特徴とする。

本発明の破断面判定装置は、破断分割された第１要素と第２要素とを備える部品に適用され、前記第１要素の第１破断面とこれに接する前記第２要素の第２破断面との噛み合わせを判定する破断面判定装置であって、前記第１破断面の第１表面形状データを読み取り、前記第２破断面の第２表面形状データを読み取る形状読取手段と、前記第１破断面上に複数の第１基準点を設定し、前記第２破断面上に前記第１基準点に対応する複数の第２基準点を設定する基準点設定手段と、３つの前記第１基準点を含む第１基準面を前記第１破断面に設定し、３つの前記第１基準点に対応する３つの前記第２基準点を含む第２基準面を前記第２破断面に設定する基準面設定手段と、前記第１基準面を基準として前記第１表面形状データを第１比較データに変換し、前記第２基準面を基準として前記第２表面形状データを第２比較データに変換するデータ変換手段と、前記第１比較データと前記第２比較データとに基づいて、前記第１破断面と前記第２破断面との噛み合わせを判定する噛合判定手段とを有することを特徴とする。

本発明の破断面判定装置は、前記基準面設定手段は、前記第１基準面と前記第２基準面とが一致するか否かを判定し、前記第１基準面と前記第２基準面とが一致しない場合には、前記第１および第２基準点を変更して新たな第１および第２基準面を設定することを特徴とする。

本発明の破断面判定装置は、前記噛合判定手段は、前記第１比較データと前記第２比較データとの差が所定値を上回る部位を、前記第１基準面と前記第２基準面との間に隙間が生じる不良部位と判定し、前記不良部位の面積に基づいて前記第１基準面と前記第２基準面との噛み合わせを判定することを特徴とする。

本発明の破断面判定装置は、前記第１基準点は前記第１破断面の輪郭線上に設定され、前記第２基準点は前記第２破断面の輪郭線上に設定されることを特徴とする。

本発明によれば、第１破断面に第１基準面を設定し、第２破断面に第１基準面に対応する第２基準面を設定している。また、第１基準面を基準として第１破断面の第１表面形状データを第１比較データに変換し、第２基準面を基準として第２破断面の第２表面形状データを第２比較データに変換している。そして、第１比較データと第２比較データとを比較することにより、互いに噛み合う破断面に発生した欠けや剥離を検出することができ、破断面間における隙間の発生状況を把握することが可能となる。これにより、破断分割される部品の強度を把握することができるため、部品の小型化および軽量化を達成することが可能となる。

(ａ)はコンロッドを示す正面図であり、(ｂ)は分解されたコンロッドを示す正面図である。 破断面判定装置の一例を示す概略図である。 破断面判定方法の実行手順の一例を示すフローチャートである。 (ａ)および(ｂ)は三次元測定機を示す平面図および側面図である。 三次元測定機を示す平面図である。 (ａ)および(ｂ)は破断面における基準点の設定状況を示す説明図である。 (ａ)および(ｂ)は破断面における仮基準面の設定状況を示す説明図である。 (ａ)および(ｂ)は本体部とキャップ部との破断面を概略的に示す断面図である。 (ａ)は測定された破断面の表面形状データを概略的に示す説明図であり、(ｂ)は基準面を基準に変換された比較データを概略的に示す説明図である。 (ａ)は破断面の比較データを示す説明図であり、(ｂ)は比較データの比較結果を示す説明図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１(ａ)はコネクティングロッド１０(以下、コンロッドという)を示す正面図であり、図１(ｂ)は分解されたコンロッド１０を示す正面図である。図１(ａ)に示すように、コンロッド１０は、小径の貫通孔１１を備える小端部１２と、大径の貫通孔１３を備える大端部１４と、小端部１２と大端部１４とを連結するロッド部１５とを有している。小端部１２には図示しないピストンピンが組み付けられ、大端部１４には図示しないクランクピンが組み付けられる。また、図１(ａ)および(ｂ)に示すように、コンロッド１０の大端部１４は、本体部１６とキャップ部１７とに分割されている。クランクピンにコンロッド１０を組み付ける際には、分割された本体部１６とキャップ部１７とによってクランクピンを挟み込んだ後に、高張力ボルト１８を用いて本体部１６にキャップ部１７が締結される。

コンロッド１０の大端部１４を分割する際には、生産性や位置決め精度を向上させるため所謂クラッキング製法が用いられる。すなわち、鍛造加工等を用いてコンロッド１０を一体成型した後に、治具によって大端部１４の貫通孔１３を径方向に拡張させることにより、コンロッド(部品)１０を本体部(第１要素)１６とキャップ部(第２要素)１７とに破断分割している。また、大端部１４の内周面には一対の切り欠き１９が形成されており、この切り欠き１９を起点として破断面２０，２１が径方向に伸びて形成される。これらの破断面２０，２１は適度な粗さを持った凹凸を有しており、本体部１６に対してキャップ部１７を組み付ける際には、破断面２０，２１の凹凸が互いに噛み合うことになる。これにより、本体部１６とキャップ部１７との位置決め精度を向上させることが可能となり、ノックピン等を削減してコンロッド１０の生産性を向上させることが可能となる。

しかしながら、本体部１６およびキャップ部１７の破断面２１においては欠けや剥離の発生が避けられないことから、互いに噛み合う破断面２０，２１間には隙間が生じることになっていた。このような破断面２０，２１間の隙間は、破断面２０，２１の密着状態を阻害することから、本体部１６とキャップ部１７との締結強度や高張力ボルト１８の軸力を低下させる要因となっていた。したがって、コンロッド１０の大端部１４において必要な強度や軸力を保証するためには、破断面２０，２１における欠け等の発生状況を定量的に把握し、破断面２０，２１の噛み合わせを評価することが必要であった。

続いて、本発明の一実施の形態である破断面判定方法および破断面判定装置２２について説明する。図２は破断面判定装置２２の一例を示す概略図であり、図３は破断面判定方法の実行手順の一例を示すフローチャートである。図２に示すように、破断面判定装置２２は、対象物の立体形状を計測する三次元測定機(形状読取手段)２３、ＣＰＵやメモリ等によって構成される制御装置２４、液晶ディスプレイ等の表示装置２５を備えている。また、制御装置２４は、基準点設定部(基準点設定手段)２６、基準面設定部(基準面設定手段)２７、データ変換部(データ変換手段)２８、噛合判定部(噛合判定手段)２９、可視化処理部３０によって構成されている。このような破断面判定装置２２によって破断面２０，２１の噛み合わせを判定する際には、図３に示すように、まずステップＳ１０において、各破断面２０，２１の各測定点における表面形状データ(Ｘ座標値，Ｙ座標値，Ｚ座標値)が三次元測定機２３によって測定される(形状読取ステップ)。ここで、図４(ａ)および(ｂ)は三次元測定機２３を示す平面図および側面図であり、キャップ部１７の破断面２１の測定状況を示している。また、図５は三次元測定機２３を示す平面図であり、本体部１６の破断面２０の測定状況を示している。

図４(ａ)および(ｂ)に示すように、三次元測定機２３の台座３１には、測定ユニット３２が設置されるとともに、位置決め駒３３や位置決めピン３４が設置されている。そして、測定対象となるキャップ部１７は、その破断面２１を測定ユニット３２に対向させるように、位置決め駒３３や位置決めピン３４を用いて固定される。測定ユニット３２には、キャップ部１７の破断面２１に向けて検査光を照射する照射部３５と、破断面２１からの反射光を受光する受光部３６とが設けられている。また、受光部３６には破断面２１を撮影するＣＣＤカメラ等が設けられており、撮影された画像データに基づき破断面２１の輪郭データ(Ｘ座標値，Ｙ座標値)が測定されるとともに、ＣＣＤカメラの合焦制御情報に基づき破断面２１の凹凸データ(Ｚ座標値)が測定される。なお、レーザプローブ等の非接触変位計を用いて、破断面２１の凹凸データを測定しても良い。また、図５に示すように、コンロッド１０の本体部１６についても、位置決めピン３４等を備えた同様の三次元測定機２３を用いて、破断面２０の各測定点における表面形状データが測定される。

このように、各破断面２０，２１について表面形状データが測定されると、ステップＳ１１に進み、制御装置２４の基準点設定部２６によって、表面形状データに基づき各破断面２０，２１上に複数の基準点が設定される(基準点設定ステップ)。ここで、図６(ａ)および(ｂ)は破断面２０，２１における基準点の設定状況を示す説明図である。なお、図６(ａ)には本体部１６の破断面２０が示され、図６(ｂ)にはキャップ部１７の破断面２１が示されている。図６(ａ)および(ｂ)に示すように、基準点設定部２６は、本体部１６の第１破断面２０の輪郭線上に５つの第１基準点Ａ１〜Ａ５を設定し、この破断面２０に対向するキャップ部１７の第２破断面２１の輪郭線上に５つの第２基準点Ｂ１〜Ｂ５を設定する。これらの基準点Ａ１〜Ａ５，Ｂ１〜Ｂ５は、互いの破断面２０，２１を接触させた際に一致する基準点である。すなわち、基準点Ａ１〜Ａ５，Ｂ１〜Ｂ５は、互いに対応した基準点となっている。なお、図示する場合には、破断面毎に５つの基準点を設定しているが、破断面毎に４つの基準点を設定しても良く、破断面毎に６つ以上の基準点を設定しても良い。

次いで、ステップＳ１２に進み、制御装置２４の基準面設定部２７は、各破断面２０，２１に設定される基準点Ａ１〜Ａ５，Ｂ１〜Ｂ５から３点を選択し、この３つの基準点を含む仮基準面ｃ１，ｃ２を設定する。ここで、図７(ａ)および(ｂ)は破断面２０，２１における仮基準面ｃ１，ｃ２の設定状況を示す説明図である。なお、図７(ａ)には本体部１６の破断面２０が示され、図７(ｂ)にはキャップ部１７の破断面２１が示されている。図７(ａ)に示すように、本体部１６の破断面２０から基準点Ａ１〜Ａ３が選択された場合には、基準点Ａ１〜Ａ３を含む仮基準面(第１基準面)ｃ１が破断面２０に対して設定される。そして、図７(ｂ)に示すように、キャップ部１７の破断面２１においては基準点Ａ１〜Ａ３に対応する基準点Ｂ１〜Ｂ３が選択され、基準点Ｂ１〜Ｂ３を含む仮基準面(第２基準面)ｃ２が破断面２１に対して設定される。なお、図７においては、作図の都合上、仮基準面ｃ１，ｃ２の一部として三角形の基準面を示しているが、仮基準面ｃ１，ｃ２は破断面２０，２１を覆うように広がりを持った平面となっている。

続いて、ステップＳ１３に進み、制御装置２４の基準面設定部２７は、仮基準面ｃ１とこれに含まれない基準点Ａ４，Ａ５との距離を演算し、仮基準面ｃ２とこれに含まれない基準点Ｂ４，Ｂ５との距離を演算する。ここで、図８(ａ)および(ｂ)は本体部１６とキャップ部１７との破断面２０，２１を概略的に示す断面図である。図８(ａ)には基準点Ａ１〜Ａ５，Ｂ１〜Ｂ５において欠け等が発生していない状態を示し、図８(ｂ)には基準点Ａ３において欠けが発生している状態を示している。また、図８においては、図７(ａ)のα―α線に沿う本体部１６の断面形状が示され、図７(ｂ)のβ―β線に沿うキャップ部１７の断面形状が示されている。なお、図８において、作図の都合上、基準点Ａ１，Ａ２を同じ高さ位置とし、基準点Ｂ１，Ｂ２を同じ高さ位置としている。

図８(ａ)および(ｂ)に示すように、仮基準面ｃ１と基準点Ａ４との距離Ｌａ１が演算され、仮基準面ｃ１と基準点Ａ５との距離Ｌａ２が演算される。また、仮基準面ｃ２と基準点Ｂ４との距離Ｌｂ１が演算され、仮基準面ｃ２と基準点Ｂ５との距離Ｌｂ２が演算される。なお、図示する場合には、各基準点Ａ４，Ａ５，Ｂ４，Ｂ５から仮基準面ｃ１，ｃ２に対して引かれた垂直線の長さを演算しているが、これに限られることはなく、例えば各基準点Ａ４，Ａ５，Ｂ４，Ｂ５から仮基準面ｃ１，ｃ２に対してＺ軸方向に伸ばした線の長さを演算しても良い。

続いて、ステップＳ１４に進み、制御装置２４の基準面設定部２７は、対応する基準点Ａ４，Ａ５，Ｂ４，Ｂ５毎に仮基準面ｃ１，ｃ２までの距離が一致するか否かについて判定する。まず、図８(ａ)に示すように、距離Ｌａ１と距離Ｌｂ１とが一致しており、距離Ｌａ１と距離Ｌａ２とが一致している場合、つまり仮基準面ｃ１，ｃ２の傾きが一致している場合には、ステップＳ１５に進み、仮基準面ｃ１が正式な第１基準面Ｃ１として設定され、仮基準面ｃ２が正式な第２基準面Ｃ２として設定される。一方、図８(ｂ)に示すように、距離Ｌａ１と距離Ｌｂ１とが一致しておらず、距離Ｌａ１と距離Ｌａ２とが一致していない場合、つまり欠けの発生によって仮基準面ｃ１，ｃ２の傾きが一致していない場合には、ステップＳ１６に進み、新たな仮基準面の設定が可能であるか否かが判定される。ステップＳ１６において、基準点を変更して新たな仮基準面を設定することが不可能である場合には、ステップＳ１７に進み、エラー判定を出力してルーチンを抜ける。一方、基準点を変更して新たな仮基準面を設定することが可能である場合には、再びステップＳ１２に進み、新たな仮基準面が設定される。このように、ステップＳ１２〜Ｓ１６は、破断面２０，２１上に基準面Ｃ１，Ｃ２を設定する基準面設定ステップを構成している。

なお、前述の説明では、基準点と仮基準面との距離を比較することにより、仮基準面の一致状態を判定しているが、これに限られることはなく、各基準点の座標データから仮基準面の傾きを演算することにより、仮基準面の一致状態を判定しても良い。また、仮基準面の一致状態を判定する際には、完全一致であるか否かを判定するのではなく、所定の許容誤差を考慮した上で仮基準面が一致するか否かを判定している。また、前述の説明では、仮基準面と２つの基準点との距離を演算して比較しているが、仮基準面と１つの基準点との距離を演算して比較しても良く、仮基準面と３つ以上の基準点との距離を演算して比較しても良い。

前述したように、ステップＳ１５において、仮基準面ｃ１，ｃ２が正式な基準面Ｃ１，Ｃ２として設定されると、ステップＳ１８に進み、制御装置２４のデータ変換部２８は、基準面Ｃ１，Ｃ２を基準として破断面２０，２１の表面形状データを比較データに変換する(データ変換ステップ)。ここで、図９(ａ)は測定された破断面２０，２１の表面形状データを概略的に示す説明図であり、図９(ｂ)は基準面を基準に変換された比較データを概略的に示す説明図である。図９(ａ)に示すように、破断面２０，２１の各測定点で測定された表面形状データＤ１，Ｄ２は、三次元測定機２３側の所定の基準点を基準に測定されたデータである。これらの表面形状データＤ１，Ｄ２は、各破断面２０，２１の表面形状を表すデータであるものの、本体部１６とキャップ部１７とで基準が一致していないことから、本体部１６の表面形状データＤ１とキャップ部１７の表面形状データＤ２とを直に比較することが不可能であった。

そこで、図９(ｂ)に示すように、双方の破断面２０，２１に共通する基準面Ｃ１，Ｃ２を求めた後に、この基準面Ｃ１，Ｃ２を基準として表面形状データＤ１，Ｄ２が比較データｄａ１〜ｄａ３，ｄｂ１〜ｄｂ３に変換される。この比較データｄａ１〜ｄａ３，ｄｂ１〜ｄｂ３を比較することにより、互いに噛み合う破断面２０，２１の凹凸形状を比較することができ、各破断面２０，２１における欠けや剥離の発生状況を把握することが可能となる。なお、表面形状データＤ１，Ｄ２から変換される比較データｄａ１〜ｄａ３，ｄｂ１〜ｄｂ３とは、各測定点から基準面Ｃ１，Ｃ２までの距離データである。図９(ｂ)に示す比較データは、各測定点から基準面Ｃ１，Ｃ２に対して引かれた垂直線の長さ(距離データ)であるが、これに限られることはなく、例えば各測定点から基準面Ｃ１，Ｃ２に対してＺ軸方向に伸ばした線の長さ(距離データ)であっても良い。

このように、本体部１６の第１表面形状データＤ１が第１比較データｄａ１〜ｄａ３に変換され、キャップ部１７の第２表面形状データＤ２が第２比較データｄｂ１〜ｄｂ３に変換されると、ステップＳ１９に進み、各破断面２０，２１における欠け等の発生状況が判定される。このステップＳ１９において、制御装置２４の噛合判定部２９は、本体部１６の所定の測定点における比較データｄａ１〜ｄａ３と、キャップ部１７の対応する測定点における比較データｄｂ１〜ｄｂ３とを比較することにより、測定点の位置する部位において欠け等が発生しているか否かを判定する。例えば、図９(ｂ)に示すように、ステップＳ１９においては、測定点Ｐ１における本体部１６側の比較データｄａ１とキャップ部１７側の比較データｄｂ１とが比較される。また、測定点Ｐ２における比較データｄａ２と比較データｄｂ２とが比較され、測定点Ｐ３における比較データｄａ３と比較データｄｂ３とが比較される。図示する場合には、比較データｄａ１と比較データｄｂ１とが一致し、比較データｄａ３と比較データｄａ３とが一致することから、測定点Ｐ１，Ｐ３の位置する部位においては、欠け等が発生していないことが確認される。一方、比較データｄａ２と比較データｄｂ２とは、所定値を上回って乖離することから、測定点Ｐ２の位置する部位においては、欠け等が発生していることが確認される。そして、全測定点において比較データ同士を比較することにより、欠け等によって破断面２０，２１との間に隙間が生じる不良部位が特定されることになる。

そして、制御装置２４の噛合判定部２９は、破断面２０，２１上における不良部位を特定した後に、ステップＳ２０に進み、各破断面２０，２１における不良部位の面積を積算するとともに、不良部位の面積に基づいて破断面２０，２１の噛み合わせを判定する(噛合判定ステップ)。ステップＳ２０において、不良部位の面積が所定値を上回る場合には、破断面２０，２１間に隙間が多いことから噛み合わせが不良であると判定され、不良部位の面積が所定値を下回る場合には、破断面２０，２１間に隙間が少ないことから噛み合わせが良好であると判定される。なお、破断面２０，２１の噛み合わせを判定する際には、破断面２０，２１に占める不良部位の面積割合に基づいて判定しても良い。また、欠け等が発生した部位に応じて重み付けを行うことにより、発生部位毎に欠け等の影響度を変化させても良い。

また、各破断面２０，２１における比較データおよびその比較結果は、制御装置２４の可視化処理部３０において可視化された後に、表示装置２５に表示されるようになっている。ここで、図１０(ａ)は破断面２０，２１の比較データを示す説明図であり、図１０(ｂ)は比較データの比較結果を示す説明図である。なお、図１０(ａ)において、濃淡の薄い部位は凸部(高い部位)を意味しており、濃淡の濃い部位は凹部(低い部位)を意味している。すなわち、図１０(ａ)に示すように、濃淡の薄い領域に現れる濃い部位は、欠け等が生じた部位を表している。このように、作業者が欠けや隙間を認識できるように、表示装置２５には噛み合わせの判定結果だけでなく、比較データとその比較結果とが表示されるようになっている。

これまで説明したように、互いに噛み合う破断面の表面形状データを読み取るとともに、破断面上に設定される基準面を基準として表面形状データを比較データに変換している。このように、統一された基準に基づき変換された比較データを用いることにより、破断面における欠けや剥離の発生状況を把握することができ、破断面の噛み合わせが良好であるか否かを判定することが可能となる。このように、破断分割された部品の破断面を定量的に評価することができるため、実際に製造される部品の強度を定量的に把握することが可能となる。これにより、設計時において過剰な目標強度を設定する必要がなく、破断分割される部品の小型化および軽量化を達成することが可能となる。

また、基準面を設定するための基準点を、破断面の輪郭線上に設定するようにしたので、破断面を撮像した画像データから基準点を容易に設定することが可能となる。すなわち、破断面の輪郭線は画像データのエッジ部分に相当するため、複雑なプログラムを用いることなく基準点を設定することが可能となる。また、破断面の輪郭部分においては欠け等の発生が少ないことから、欠け等の発生し難い輪郭線上に基準点を設定しておくことにより、素早く仮基準面から基準面を設定することが可能となる。

本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。例えば、前述の説明では、クラッキング製法によって製造されたコンロッド１０に対して本発明を適用しているが、これに限られることはなく、クラッキング製法によって製造された他の部品(クランクケース等)に対して本発明を適用しても良い。また、前述の説明では、基準点を破断面の輪郭線上に配置しているが、これに限られることはなく、破断面上の他の部位に基準点を設定しても良い。

１０ コンロッド(部品)
１６ 本体部(第１要素)
１７ キャップ部(第２要素)
２０ 破断面(第１破断面)
２１ 破断面(第２破断面)
２２ 破断面判定装置
２３ 三次元測定機(形状読取手段)
２６ 基準点設定部(基準点設定手段)
２７ 基準面設定部(基準面設定手段)
２８ データ変換部(データ変換手段)
２９ 噛合判定部(噛合判定手段)
Ａ１〜Ａ５ 第１基準点
Ｂ１〜Ｂ５ 第２基準点
ｃ１ 仮基準面(第１基準面)
ｃ２ 仮基準面(第２基準面)
Ｃ１ 基準面(第１基準面)
Ｃ２ 基準面(第２基準面)
Ｄ１ 第１表面形状データ
Ｄ２ 第２表面形状データ
ｄａ１〜ｄａ３ 第１比較データ
ｄｂ１〜ｄｂ３ 第２比較データ

Claims (8)

1. 破断分割された第１要素と第２要素とを備える部品に適用され、前記第１要素の第１破断面とこれに接する前記第２要素の第２破断面との噛み合わせを判定する破断面判定方法であって、
   前記第１破断面の第１表面形状データを読み取り、前記第２破断面の第２表面形状データを読み取る形状読取ステップと、
   前記第１破断面上に複数の第１基準点を設定し、前記第２破断面上に前記第１基準点に対応する複数の第２基準点を設定する基準点設定ステップと、
   ３つの前記第１基準点を含む第１基準面を前記第１破断面に設定し、３つの前記第１基準点に対応する３つの前記第２基準点を含む第２基準面を前記第２破断面に設定する基準面設定ステップと、
   前記第１基準面を基準として前記第１表面形状データを第１比較データに変換し、前記第２基準面を基準として前記第２表面形状データを第２比較データに変換するデータ変換ステップと、
   前記第１比較データと前記第２比較データとに基づいて、前記第１破断面と前記第２破断面との噛み合わせを判定する噛合判定ステップとを有することを特徴とする破断面判定方法。
2. 請求項１記載の破断面判定方法において、
   前記基準面設定ステップでは、前記第１基準面と前記第２基準面とが一致するか否かを判定し、前記第１基準面と前記第２基準面とが一致しない場合には、前記第１および第２基準点を変更して新たな第１および第２基準面を設定することを特徴とする破断面判定方法。
3. 請求項１または２記載の破断面判定方法において、
   前記噛合判定ステップでは、前記第１比較データと前記第２比較データとの差が所定値を上回る部位を、前記第１基準面と前記第２基準面との間に隙間が生じる不良部位と判定し、前記不良部位の面積に基づいて前記第１基準面と前記第２基準面との噛み合わせを判定することを特徴とする破断面判定方法。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の破断面判定方法において、
   前記第１基準点は前記第１破断面の輪郭線上に設定され、前記第２基準点は前記第２破断面の輪郭線上に設定されることを特徴とする破断面判定方法。
5. 破断分割された第１要素と第２要素とを備える部品に適用され、前記第１要素の第１破断面とこれに接する前記第２要素の第２破断面との噛み合わせを判定する破断面判定装置であって、
   前記第１破断面の第１表面形状データを読み取り、前記第２破断面の第２表面形状データを読み取る形状読取手段と、
   前記第１破断面上に複数の第１基準点を設定し、前記第２破断面上に前記第１基準点に対応する複数の第２基準点を設定する基準点設定手段と、
   ３つの前記第１基準点を含む第１基準面を前記第１破断面に設定し、３つの前記第１基準点に対応する３つの前記第２基準点を含む第２基準面を前記第２破断面に設定する基準面設定手段と、
   前記第１基準面を基準として前記第１表面形状データを第１比較データに変換し、前記第２基準面を基準として前記第２表面形状データを第２比較データに変換するデータ変換手段と、
   前記第１比較データと前記第２比較データとに基づいて、前記第１破断面と前記第２破断面との噛み合わせを判定する噛合判定手段とを有することを特徴とする破断面判定装置。
6. 請求項５記載の破断面判定装置において、
   前記基準面設定手段は、前記第１基準面と前記第２基準面とが一致するか否かを判定し、前記第１基準面と前記第２基準面とが一致しない場合には、前記第１および第２基準点を変更して新たな第１および第２基準面を設定することを特徴とする破断面判定装置。
7. 請求項５または６記載の破断面判定装置において、
   前記噛合判定手段は、前記第１比較データと前記第２比較データとの差が所定値を上回る部位を、前記第１基準面と前記第２基準面との間に隙間が生じる不良部位と判定し、前記不良部位の面積に基づいて前記第１基準面と前記第２基準面との噛み合わせを判定することを特徴とする破断面判定装置。
8. 請求項５〜７のいずれか１項に記載の破断面判定装置において、
   前記第１基準点は前記第１破断面の輪郭線上に設定され、前記第２基準点は前記第２破断面の輪郭線上に設定されることを特徴とする破断面判定装置。