JP2023034369A

JP2023034369A - 部品検査装置

Info

Publication number: JP2023034369A
Application number: JP2021140572A
Authority: JP
Inventors: 達也四方; Tatsuya Yomo; 久修臼井; Hisanobu Usui; 和樹城屋; Kazuki Shiroya
Original assignee: Nitto Seiko Co Ltd
Current assignee: Nitto Seiko Co Ltd
Priority date: 2021-08-31
Filing date: 2021-08-31
Publication date: 2023-03-13

Abstract

【課題】コイルへの通電時に生じる磁性部材の漏洩磁束を拡散させ難い部品検査装置の提供。【解決手段】本発明の部品検査装置１は、ねじＳを整列搬送する搬送部１０と、ねじＳを順次検査する検査部２０と、ねじＳの焼入れ状態を判定可能な制御部３０とを備える。検査部２０は、ねじＳを通過可能な切欠き部２８を形成され対向面を備えた磁性部材と、この磁性部材に巻回されたコイル２１（２２）とを備えて成り、磁性部材は、その全長に渡って前記コイル２１（２２）の通電時に生じる磁束２９を流すとともに、切欠き部２８では前記対向面で磁束２９を最短距離で受け渡すよう構成したことを特徴とする。これにより、漏洩磁束が磁性部材の周囲へ広がり難くなるので、ねじＳの検査精度を高めることができる。【選択図】図２

Description

本発明は、部品の焼入れの有無を検査する部品検査装置に関する。

従来の部品検査装置は、特許文献１に示すように、部品を通過可能な切欠き部を備え略Ｃ字状に成形された検査部と、この検査部に巻回され電力の供給により磁束を発するコイルと、前記切欠き部を前記部品が通過する際の前記磁束の変化に基づいて前記部品の状態を判定する判定部とを備えて成る。また、前記検査部は、部品の表面に接触可能なブラシ状部材を備えている。これにより、従来の部品検査装置は、検査部に生じた磁束をブラシ状部材から前記部品へ直接伝達できるので、前記磁束が検査部の周辺に漏れ出し難いという特徴がある。

特開平08-152424号公報

しかしながら、特許文献１に開示の従来の部品検査装置は、検査の度にブラシ状部材と部品とが接触するので、ブラシ状部材および部品が摩耗する恐れがあった。また、部品が切欠き部を通過する度にブラシ状部材が通過する方向へ変形し易く、ブラシ状部材と部品との接触抵抗が毎回の検査時に変化し易く信頼性の高い試験結果を得られ難いという問題もあった。

本発明は、複数の部品を整列搬送する搬送部と、この搬送部により搬送される部品を順次検査する検査部と、この検査部に所定電力を供給するとともに当該検査部によって検出した検出データに基づき前記部品の焼入れ状態を判定可能な制御部とを備えて成る部品検査装置において、前記検査部は、前記部品を通過可能な切欠き部を形成され対向面を備えた磁性部材と、この磁性部材に巻回されたコイルとを備えて成り、前記磁性部材は、その全長に渡って前記コイルの通電時に生じる磁束を流すとともに、前記切欠き部では前記対向面で前記磁束を最短距離で受け渡すよう構成したことを特徴とする。なお、前記切欠き部は、前記部品を非接触で通過可能な寸法に形成されて成ることが望ましい。また、前記磁性部材は、略Ｕ字状のベース部材と、このベース部材の両端面にそれぞれ接しかつ前記切欠き部の寸法を調整可能な可動部材とを備えてもよい。

本発明に係る部品検査装置は、部品と接すること無く検査できるので、従来に比べて検査の信頼性を高めることができる。また、本発明に係る部品検査装置は、コイルへの通電により生じた磁束を切欠き部において直線的に最短距離で受け渡せるため、磁性部材の周囲に磁束を散乱させ難い。このように、磁束が磁性部材の周辺に散乱し難いので、検査する部品以外の磁性体が磁性部材の周辺に存在していたとしても、磁束は切欠き部を通過する検査対象の部品の影響しか受けない。よって、より信頼性の高い検査が可能となる。また、本発明に係る部品検査装置は、可動部材の取り付け位置を調整可能にしているので、検査する対象の部品形状や寸法などに併せて切欠き部の寸法を容易に設定できるという利点もある。

本発明に係る部品検査装置の概略説明図であり、（ａ）は平面から見た概略図であり、（ｂ）は（ａ）を側方から見た概略図である。本発明に係る検査部の概略説明図であり、（ａ）は検査部全体の構成を示す概略説明図であり、（ｂ）は（ａ）に取り付け可能な別の可動部材示す概略説明図である。本発明に係る別の検査部の概略説明図であり、（ａ）はリング部材に切欠き部を設けたものを示し、（ｂ）は外径を略六角形状に構成したものを示す。

本発明に係る部品検査装置１を図１ないし図３に基づいて説明する。本発明に係る部品検査装置１は、部品の一例であるねじＳを複数本整列搬送する搬送部１０と、この搬送部１０により搬送される前記ねじＳを所定の位置で順次検査する検査部２０と、この検査部２０により検査した前記ねじＳの検査データおよび予め記憶した基準データに基づいて前記ねじＳの良否を判定する制御部３０とを備えて成る。

前記ねじＳは、六角柱状の頭部と、この頭部よりも小径のφ１２ｍｍに設定された脚部とを一体成形した磁性体で構成されている。前記脚部は、螺旋状に成形されたねじ山を備えて成り、表面から所定の厚さだけ高硬度となるように予め焼入れ処理が施されている。また、このねじＳと同等の外形寸法および材質、熱処理を施した基準検体Ｇを部品検査装置１は備えて成る。この基準検体Ｇは、図１に示すように、前記搬送部１０から離れた校正位置に固定設置されている。

前記搬送部１０は、ねじＳを複数本吊り下げ可能に構成されており、円盤１１の外周にねじＳの頭部を吊り下げ可能に成形された吊下部１２と、前記円盤１１を定速あるいは間欠回転可能な回転駆動源Ｍと、円盤１１の下方に配され吊下部１２に支持されたねじＳに当接するよう配された位置調整手段１５とを備えて成る。また、前記円盤１１は、磁性体あるいは非磁性体の何れであってもよいが、前記ねじＳと異なる非磁性体にすることで検査の精度をより高めることが可能となる。

前記吊下部１２は、円盤１１の外周に一定間隔を空けて複数配されており、ねじＳの脚部よりも若干大径の溝幅から成る。また、この吊下部１２へのねじＳの供給は、当該ねじＳを一列に並べて整列搬送可能な部品供給装置５０により行われる。この部品供給装置５０は、回転駆動する円盤１１の外周に接するよう配置されており、順次吊下部１２へねじＳを供給している。

前記検査部２０は、銅線に絶縁コーティングが施されたエナメル線を複数回巻き付けて構成されるコイルを備えて成る。前記コイルは、磁性体に磁束を発生させる検査コイル２１および基準コイル２２であり、前記検査コイル２１は、この検査コイル２１に所定の交流電力を印可する電力印可手段２３ａと、検査コイル２１の電圧を測定する電圧計２４ａとを備える。さらに、前記検査部２０は、前記検査コイル２１と同様の基準コイル２２と、電圧印加手段２３ｂと、電圧計２４ｂとを具備して成る。

このように構成される検査部２０は、前記電圧計２４ａにより前記検査コイル２１を通過するねじＳの透磁率および電気伝導率に相当する電圧を測定するよう構成される一方、前記電圧計２４ｂにより前記基準コイル２２にセットした前記基準検体Ｇの透磁率および電気伝導率に相当する電圧を測定するよう構成される。また、この検査部２０は、図２（ａ）および図３（ａ），（ｂ）に示すように、上述した検査コイル２１あるいは基準コイル２２の何れかを巻回可能な略Ｕ字状のベース部材２５を備えて成る。

図２（ａ）に示す検査部２０は、前記ベース部材２５の２箇所の上面に位置する両端面にそれぞれ接するように取り付けられた可動部材２６ａ，２６ｂと、この可動部材２６ａ（２６ｂ）を挿通可能な挿通穴２７ａ１（２７ｂ１）を備えベース部材２５の上端、側方、底面を覆うように配された固定ベース２７ａ（２７ｂ）と、この固定ベースに螺入されナットによって前記可動部材２６ａ（２６ｂ）を固定可能な固定ねじＦＳとから構成される。また、この図２（ａ）示す検査部２０は、前記可動部材２６ａ，２６ｂの取り付け位置を調整可能であり、この可動部材２６ａ，２６ｂは、それぞれ対向するよう配されかつねじＳを通過可能な切欠き部２８の幅を設定可能である。さらに、前記可動部材２６ａ２６ｂは、図２（ｂ）に示すように、対向するそれぞれの先端形状を先細く成形してもよい。前記固定ベース２７ａ（２７ｂ）、固定ねじＦＳ（ＦＳ）は、何れも非磁性体である一方、前記ベース部材２５および可動部材２６ａ，２６ｂは磁性体から成る磁性部材であるので、図２（ａ），（ｂ）に示すように、検査コイル２１または基準コイル２２へ交流電力を印可することで生じる磁束２９は、磁性体であるベース部材２５および可動部材２６ａ，２６ｂを流れ、前記切欠き部２８において、対向する可動部材２６ａ，２６ｂの対向面へ向かって最短距離で伝達される。よって、磁束２９が可動部材２６ａ，２６ｂの周囲など広い範囲に拡散し難いという利点がある。

一方、図３（ａ），（ｂ）に示す検査部２０は、予めベース部材２５に加工が施されるなどして前記切欠き部２８を備えており、図２に示す可動部材２６ａ，２６ｂは備えていない。また、図３（ａ）に示す検査部２０は、ベース部材２５を略リング状に成形されており、ねじＳを通過可能な寸法の切欠き部２８を備える。図３（ｂ）に示す検査部２０は、ベース部材２５の外径を略矩形に形成されており、図３（ａ）のベース部材２５と同様に中心箇所に空間を設けた略リング状の六角形状で形成されている。さらに、これら図３（ａ），（ｂ）に示すベース部材２５も上述した図２（ａ）のベース部材２５と同じく磁性体で構成されるので、検査コイル２１または基準コイル２２へ交流電力を印可することで生じる磁束２９を流すことができる。しかも、この図３（ａ），（ｂ）に示す検査部２０もねじＳを通過可能な程度の寸法からなる切欠き部２８を設定しているので、上述同様に磁束２９がベース部材２５の周囲に広がること無く切欠き部２８の範囲で伝達できる。また、これら図３（ａ）に示す検査部２０のベース部材２５は、その全長に渡って同一断面となるよう設定されており、その内部に流す磁束２９のバランスを乱れ難くできる。さらに、図３（ａ）のハッチングで示す範囲は、磁束２９が散乱し難い範囲を示しており、ベース部材２５の外周側や内周側に漏洩する磁束を抑えられていることを示している。また、ベース部材２５の対向面または可動部材２６ａ，２６ｂの対向面は、ねじＳを非接触で通過可能かつ平行に成形されており、前記磁束２９が、ベース部材２５の対向面または可動部材２６ａ，２６ｂの対向面へ向かって直線的に伝達される。つまり、前記切欠き部２８において、前記磁束は、平行に配置された対向面から対向面へ最短距離で直進するよう伝達されるので、ベース部材２５や可動部材２６ａ（２６ｂ）の周辺に散乱し難い。これにより、検査すべきねじＳ以外の磁性体から成る部材が、前記ベース部材２５および前記可動部材２６ａ，２６ｂの周辺に接近しても、前記磁束２９のバランスが崩れるなどし難いため、検査結果に悪影響を与え難く、信頼性の高い検査が実現可能となる。

前記検査コイル２１および基準コイル２２は、線径０．２ｍｍの銅線にコーティングを施したエナメル線を使用して成り、当該エナメル線を４本それぞれ５０回巻き付けた上流コイル部２１ａ（２２ａ）と、この上流コイル部２１ａ（２２ａ）の後端のエナメル線を４本下方へ弛ませて検査するねじＳの脚部を通過可能に成形した検査通路部２１ｂ（２２ｂ）と、この検査通路部２１ｂ（２２ｂ）を成す４本のエナメル線を前記上流コイル部２１ａ（２２ａ）と同様にそれぞれ５０回巻き付けた下流コイル部２１ｃ（２２ｃ）とから構成されており、円盤１１の下方に配置されねじＳの脚部を通過可能に成形されている。なお、前記検査コイル２１および基準コイル２２は、４本のエナメル線を５０回巻き付けた構成としたが、例えば１本のエナメル線を２００回巻き付けた構成や、８本のエナメル線を２５回巻き付ける構成などエナメル線の本数と巻き付け回数とを適宜設定し構成されていてもよい。また、検査コイル２１および基準コイル２２は、図２（ａ）および図３（ａ）に示すように、上流コイル部２１ａ（２２ａ）と、検査通路部２１ｂ（２２ｂ）と、下流コイル部２１ｃ（２２ｃ）とを設けず、単にベース部材２５に巻回するものであってもよい。

前記電力印可手段２３ａ（２３ｂ）は、前記上流コイル部２１ａ（２２ａ）の４本のエナメル線に接続されて成り、前記上流コイル部２１ａ（２２ａ）に予め設定した電流・電圧・周波数を印可可能に構成される。

また、前記電力印可手段２３ａ（２３ｂ）は、ねじＳの検査内容などに応じて印可する電流（以下、印加電流という）・電圧（以下、印加電圧という）・周波数（以下、印加周波数という）を設定可能に構成されている。例えば、ねじＳの表面付近の焼入れ状態を検査する際には、印可周波数を１２５ｋＨｚなどに高く設定する一方、ねじＳの内部の焼入れ状態を検査する際には印可周波数を１００Ｈｚ程度まで低く設定される。なお、印可電流、印可電圧、印可周波数の設定は、検査するねじＳのサイズや材質などに合わせて適宜設定される。

前記電圧計２４ａ（２４ｂ）は、前記下流コイル部２１ｃ（２２ｃ）に接続されており、常時ここを通過する電圧を計測して成る。よって、前記ねじＳ（基準検体Ｇ）が検査通路部２１ｂ（２２ｂ）を通過した際の電圧を測定することができる。この電圧計２４ａ（２４ｂ）で測定した電圧（以下、測定電圧という）は、前記検査データとして制御部３０により適宜取り込まれる。また、前記検査通路部２１ｂを通過したねじＳに焼入れ処理が施されていない場合と施されている場合とでは測定電圧に差が生じる。これは、前記測定電圧が、前記ねじＳの透磁率および電気伝導率に相当するからであり、これにより、ねじＳの焼入れ処理の有無を判定することが可能となる。

前記制御部３０は、適宜収集する前記検査データ、予め得ている前記基準データ、前記基準データを更新する基準となる更新要件をそれぞれ記憶して成る記憶部３１と、この記憶部３１から前記検査データおよび基準データを読み出し比較する比較部３２とを備える。

前記比較部３２は、記憶部３１に記憶した基準データおよび検査データを比較して、検査データに該当するねじＳに焼入れ処理が施されているか否かを良否判定するよう構成されている。また、比較部３２は、後述する更新要件に該当しているのかのを適宜判断可能に構成されており、この判断は、ねじＳの検査開始前に実行されている。

上述した通り、検査データは、検査部２０を通過するねじＳ毎の前記測定電圧である一方、基準データは、この検査データと比較するために準備された基準検体Ｇの測定電圧である。よって、例えば、一時的に検査が中断され、検査再開まで長時間経過する場合、検査環境の変化、具体的には周囲温度が大きく変化すると当該基準データを変化した周囲温度に則したものへ更新する必要がある。そこで、この基準データの前記更新要件が予め設定されている。

前記更新要件は、ねじＳの検査数量が予め設定した設定範囲を超えたとき、あるいは、前記検査データの収集開始から次の検査データの収集までに所定時間経過したとき、２つである。なお、これら２つの更新要件に、現在の周囲温度と前記基準データを測定した際の周囲温度との差が予め設定した設定範囲外であったとき、前記検査データと前記基準データとの差が予め設定した設定範囲外であったとき、を加えてもよい。よって、制御部３０は、これら各更新要件の１つ以上を満たした場合、ねじＳの検査を中断して、前記基準検体Ｇを測定するとともに、当該基準検体Ｇに係る新たな基準データを再取得し、当該基準データをこれまでの基準データに置き換える。これにより、本発明に係る部品検査装置１は、従来のような基準データを検査の度に測定する必要が無く、基準データの更新を適宜行うので、演算処理を簡素化できるという利点がある。

また、周囲温度を基準にする更新要件とするときには、検査する周辺の温度を測定可能な温度計が設置され、当該温度計に前記制御部３０が接続されている。さらに、時間を基準とする更新要件とするときには、タイマーが前記制御部３０内に設置されている。また、前述した現在の周囲温度と前記基準データを測定した際の周囲温度の差、検査データと基準データとの差、検査データの収集開始から次の検査データの収集まで所定時間経過したかを比較するための前記設定範囲などは、予め前記記憶部に記憶されている。よって、本発明に係る部品検査装置１は、周囲温度変化の影響を受ける基準データを適宜更新できるので、周囲温度の変化に影響を受けること無くねじＳの検査を高精度に行える。

前記位置調整手段１５は、前記ねじＳの脚部に接触することで回転自在なローラであり、このローラの回転軸１５ａは、円盤１１の回転軸に対して所定距離空けて平行に配置されている。また、前記ローラは、円盤１１に吊り下げられた全てのねじＳに順次接するよう固定配置されており、検査部２０により検査するねじＳの吊り下げ位置を円盤１１の外周に沿うよう均一に安定させる。よって、検査するねじＳの脚部と、前記検査通路部２１ｂとの距離が安定するため、さらに検査精度が向上する。

また、前記検査部２０は、１つのコイルを前記検査コイル２１および前記基準検査コイル２２を兼ねる構成であってもよく、円盤１１に基準検体Ｇを１本吊り下げるように構成して円盤１１が１回転する度に当該基準検体Ｇの透磁率および電気伝導率に相当する電圧を測定するよう構成してもよい。

一方、図３に示す前記検査部２０は、常時前記検査位置に固定配置されており、この検査位置で、円盤１１に吊り下げたねじＳと、前記基準検体Ｇとを検査して成る。つまり、この図３に示す部品検査装置１は、前記基準検体Ｇを常時円盤１１に吊り下げているので、検査部２０は、円盤１１が１回転する度に当該基準検体Ｇの透磁率および電気伝導率に相当する電圧を測定することも可能となっている。

このように、本発明に係る部品検査装置１は、図１に示すような円盤１１の下方に固定配置され前記検査位置に位置する検査コイル２１および円盤１１から離れた前記校正位置に固定配置した基準コイル２２の２つのコイルによる構成か、または、前記検査コイル２１を前記検査位置および校正位置の２位置へ移動可能な移動手段４０を備える構成か、あるいは、円盤１１の下方に固定配置した検査コイル２１のみで、ねじＳおよび基準検体Ｇに係る電圧を測定可能に構成される。よって、図２（ａ）および図３（ａ），（ｂ）に示す１つのコイルを具備する検査部２０は、図１に示すような２つのコイルを具備するものに比べて、温度特性などコイルの個体差による影響が無いので検査精度が高いという利点もある。しかも、前記切欠き部２８は、ねじＳを非接触で通過させることができるので、連続的なねじＳの検査を可能にしている。

また、本発明に係る部品検査装置１は、円盤１１の回転により搬送されるねじＳを検査部２０に通過させた後、前記部品供給装置５０へ到達するまでの位置において当該ねじＳを円盤１１から脱落させている。このねじＳの脱落を可能にするユニットは、円盤１１の上方に配した良品排出ユニットＡおよび不良品排出ユニットＢである。

前記良品排出ユニットＡおよび不良品排出ユニットＢは、何れもロッドを円盤１１から突出可能に配置されたエアシリンダであり、前記制御部３０の指令を受けて当該ロッドを伸長可能に構成される。また、図１（ａ）に示すように、前記良品排出ユニットＡは、不良品排出ユニットＢよりも上流側に配置されており、検査部２０により良品と判断されたねじＳを円盤１１から突き出して排出するよう構成される。一方、前記不良品排出ユニットＢは、検査部２０により不良品と判断されたねじＳを円盤１１から突き出して排出するよう構成される。

なお、本実施形態において、前記検査部２０は、前記搬送部１０の下方に配置するとしたが、ねじＳの頭部を円盤１１の上面に設置して脚部を上方へ立てた搬送姿勢であれば、当該脚部を検出できるように、搬送部１０の上方に配置してもよい。さらに、上述した本発明に係る部品検査装置１は、ねじＳの焼入れの有無を判定するものとしたが、ねじＳの表面の打痕の有無あるいはねじＳのサイズまたはねじＳの材質の何れかを判定するものであってもよい。また、本実施形態において、前記吊下部１２は、前記円盤１１に２４箇所に配置されて成るが、これに限定されるものではなく、検査を可能とする数のねじＳを吊り下げられるよう検査処理能力に応じて適宜設置数を選定されていてもよい。さらに、本実施形態において、位置調整手段１５を回転自在なローラとしたが、これに限定されるものでは無く、例えばねじＳに接触しても回転しない固定配置されたガイド部材であってもよい。加えて位置調整手段１５は、本実施形態において１箇所に配置しているが、複数箇所に配置することで、円盤１１の外周に対するねじＳの位置を精度よく整えることができる。また、本実施形態において、円盤１１の回転速度は、ねじＳの検査数や印可周波数などに併せて適宜設定可能である。

１ … 部品検査装置
２０ … 検査部
２５ … ベース部材
２６ａ… 可動部材
２６ｂ… 可動部材
２８ … 切欠き部
２９ … 磁束
Ｓ … ねじ

Claims

複数の部品を整列搬送する搬送部と、この搬送部により搬送される部品を順次検査する検査部と、この検査部に所定電力を供給するとともに当該検査部によって検出した検出データに基づき前記部品の焼入れ状態を判定可能な制御部とを備えて成る部品検査装置において、
前記検査部は、前記部品を通過可能な切欠き部を形成され対向面を備えた磁性部材と、この磁性部材に巻回されたコイルとを備えて成り、
前記磁性部材は、その全長に渡って前記コイルの通電時に生じる磁束を流すとともに、前記切欠き部では前記対向面で前記磁束を最短距離で受け渡すよう構成したことを特徴とする部品検査装置。
前記切欠き部は、前記部品を非接触で通過可能な寸法に形成されて成ることを特徴とする請求項１に記載の部品検査装置。
前記磁性部材は、略Ｕ字状のベース部材と、このベース部材の両端面にそれぞれ接しかつ前記切欠き部の寸法を調整可能な可動部材とを備えて成ることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の部品検査装置。