JP2525424B2 - ボルト穴測定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、中央穴と中央穴周囲の一定のピッチサーク
ル上に配設された複数個のボルトを有するワーク（たと
えばホイール）の、ボルト穴の正規ピッチサークルから
の偏芯およびボルト座の高さの少なくとも一方を正確に
かつ能率よく検出できるボルト穴測定装置に関する。

［従来の技術］ ワークとして車両用ホイールを例にとって従来技術を
説明すると、ホイールは、中央に１つのハブ穴をその周
囲に複数のボルト穴を有し、車両の縦振れをなくすため
にボルト穴はハブ穴に対して許容値以内の同芯性をもつ
ことを要求される。

従来、ボルト穴の偏芯測定は、ボルト穴ピッチと同一
寸法に穴をあけたターンテーブルにホイールを載せ、ホ
イールのボルト穴にピンを挿通させてターンテーブルの
穴に挿入し、ハブ穴内径にダイヤルゲージを沿わせ、タ
ーンテーブルを回転させてホイールを回転させ、ハブ穴
内径の振れをダイヤルゲージで読み、振れ量が一定値以
内のときは合格、それを越えるときは不合格とする方法
によっていた。

他の方法としては、円盤にそれぞれ公差を見込んだハ
ブ穴ガイドとボルト穴ピンを打込んでおき、ホイールを
のせてハブ穴ガイドとボルト穴ピンをハブ穴とボルト穴
にそれぞれ挿入させるようにし、全ピンが同時に入れば
合格、同時に入らなければ不合格とする方法によってい
た。

［発明が解決しようとする問題点］ しかし、従来方法によるときはピンの挿通に時間がか
かりセッティングに時間がかかるとともに、ダイヤルゲ
ージの測定にも時間がかかり、ホイールのボルト穴測定
にかなりの時間を要するという問題があった。

また、ボルト穴にピンを挿入する場合、挿入順序によ
り測定にばらつきが出、測定が不正確となるという問題
があった。

［問題点を解決するための手段］ 上記問題は、本発明によれば、次のボルト穴測定装置
によって解決される。

ワークの中央穴に嵌合してワークを中央穴の中心を基
準にして位置決めする中央穴ガイドを有するワーク支持
ユニットと； ワークの中央穴周囲に設けられたボルト穴に嵌合され
るボルト穴ガイドピンと、該ボルト穴ガイドピンをワー
クの軸方向およびそれと直交する方向に変位可能に支持
するボルト穴ガイドピン浮動支持ユニットと； ボルト穴ガイドピンまたはボルト穴ガイドピンに連結
される部材の近傍に、ワーク支持ユニットと互に相対的
に回転可能に、配置されたボルト穴検出センサと； から成るボルト穴測定装置。

上記ボルト穴測定装置においては、ボルト穴検出セン
サが、ボルト穴ガイドピンまたはボルト穴ガイドピンに
連結される部材の、ワーク軸方向と直交する方向の変位
を検出するボルト穴偏芯検出センサから構成されるが、
ボルト穴検出センサとして、ボルト穴ガイドピンまたは
ボルト穴ガイドピンに連結される部材の、ワークの軸方
向の変位を検出するボルト座高さ検出センサを併用して
もよい。

［作用］ 上記のボルト穴測定装置を用いてボルト穴の偏芯を測
定する場合、まず、ワークをホイール支持ユニットにセ
ットしてワークをその中央穴中心を基準にして位置決め
する。続いてボルト穴ガイドピンをワークのボルト穴に
嵌入させる。この場合ボルト穴ガイドピンが浮動支持ユ
ニットによって浮動支持されているので、容易に位置を
調節してボルト穴に挿入できる。この状態でボルト穴の
位置を測定し、合格、不合格を判定する。続いてワーク
支持ユニットとボルト穴検出センサを回転機構によって
相対的に回転し、次のボルト穴を測定する。

［実施例］ 以下に、本発明に係るボルト穴測定装置の望ましい実
施例を、車両用ホイールを例にとって、図面を参照して
説明する。

第１図において、１はボルト穴位置を測定すべきホイ
ール（ワークに対応）であり、図示例はアルミホイール
を示しているが、ホイールは、ディスクとリムの溶接接
合から成る鋼製ホイールであってもよい。ホイール１は
中央にハブ穴（中央穴に対応）２と、そのまわりに同一
円周上に配設された複数個のボルト穴３を有する。

10はホイール１を載せるホイール支持ユニット（ワー
ク支持ユニットに対応）であり、回転テーブル11とハブ
穴ガイド12を有する。ハブ穴ガイド12はホイール１を、
ハブ穴２の中心を基準にして位置決めするものであり、
望ましくはスプリットガイドとなっていてハブ穴２に挿
通された後スプリングによって拡がってホイール１を位
置決めし固定するようになっている。

ホイール１のボルト穴３に対向させて少なくとも１個
のボルト穴ガイドピン20が設けられている。ボルト穴ガ
イドピン20はボルト穴ガイドピン浮動支持ユニット21に
よってホイール軸方向およびそれと直交する方向に変位
可能に支持される。ボルト穴ガイドピン浮動支持ユニッ
ト21は、ボルト穴ガイドピン20を図中上方に引張るガイ
ドピン吊り下げスプリング22と、スプリング22により押
された荷重を受けてもホイール軸方向と直交する方向に
ボルト穴ガイドピン20を筒状のスペーサ29を介して変位
させるスラストベアリング23と、ホイールの軸方向と直
交する方向には移動不能であるがホイールの軸方向には
移動可能なブロック24と、ブロック24を下方に押しそれ
によってスラストベアリング23を介してボルト穴ガイド
ピン20をホイール１に対して弾性的に押しつける圧縮ス
プリング25と、ブロック24に連結された部材26をスライ
ド可能に支持するガイド27と、ガイド27をホイール軸方
向に移動不能にかつホイール１につれまわり可能に支持
する回転支持盤28と、から成る。ただし、スプリング2
2、25は他の弾性部材、たとえばゴムから構成してもよ
い。

ボルト穴ガイドピン20またはそれと連結される部材に
隙間をもたせて対向させて、ボルト穴検出センサ30が設
けられている。ボルト穴検出センサ30は、ボルト穴３の
ハブ穴２中心からの半径方向位置を測定するためのボル
ト穴偏芯検出センサ31、または、ボルト座４の高さを測
定するためのボルト座高さ検出センサ32から成る。ボル
ト穴偏芯検出センサ31は、ボルト穴ガイドピン20または
それに連結する部材（図示例ではスペーサ29）の、ホイ
ール軸方向と直交する方向の変位を検出することによっ
てボルト穴３のホイール半径方向位置（正規ピッチサー
クルからのずれ）を測定する。ボルト座高さ検出センサ
32は、ボルト穴ガイドピン20またはそれに連結される部
材（図示例ではボルト穴ガイドピン浮動支持ユニット21
のうちボルト穴ガイドピン20と共に上下方向に動く部材
の最高部に位置する部材）の、ホイール軸方向位置を検
出することによってボルト座４の上下方向位置を測定す
る。

ホイール支持ユニット10とボルト穴検出センサ30との
何れか一方は、回転駆動機構（図示略）によってホイー
ル軸芯まわりにボルト穴３の１ピッチづつ間欠的に回転
される。図示例では、ホイール１をのせる回転テーブル
11が回転され、ボルト穴ガイドピン浮動支持ユニット21
が回転テーブル11につれまわりする場合を示している。

前記ボルト穴検出センサ30には磁気センサが用いられ
ることが望ましい。

第２図は高周波発信タイプの磁気センサで、ホイール
のボルト穴測定装置用に特別に開発したものの、構成を
模式的に示しており、第３図はその原理を示している。
検出ヘッド33に励磁巻線34を巻き、高周波電流35を流
す。検出ヘッド33には更に検出巻線38が巻かれ、出力端
37より出力をとる。検出ヘッド33から隔てられた金属物
体（センサに対向される部材29等）にはこの電磁誘導に
よる渦電流38が発生する。これによる高周波磁界発生を
電圧出力として検出巻線36より出力端37を通して検出す
る。

磁気センサによる検出は、検出精度が高く、ミクロン
単位の検出が可能である。また磁力による吸引力や反発
力はなく、磁化作用もない。非金属には反応しないの
で、環境の影響を受けにくい。

前記ボルト穴検出センサ30には、またレーザ変位形が
用いられてもよい。第４図および第５図はレーザ変位形
の構成と原理をそれぞれ示している。39は半導体レーザ
であり、投光レンズ40を通して集束された光束が被測定
物に投光される。被測定物からの反射光線は、結像レン
ズ41を通ってポジショナセンサ42に行き、そこから電気
信号として出力される。

次に上記ボルト穴測定装置の作用について説明する。

ホイール１は回転テーブル11上に載せられ、ハブ穴ガ
イド12によって、ハブ穴２の中心を基準にして位置出し
される。次にボルト穴ガイドピン20がボルト穴３に挿入
係合される。ボルト穴ガイドピン20をボルト穴３に挿入
するときは、ボルト穴ガイドピン浮動支持ユニット21の
圧縮スプリング25を圧縮させてボルト穴ガイドピン20を
ボルト穴３から持上げ、ボルト穴３がボルト穴ガイドピ
ン20の直下にきたときに離してボルト穴３に嵌入させ
る。ボルト穴３がボルト穴ガイドピン20の直下の位置か
ら水平方向にずれていても、スラストベアリング23の存
在によってボルト穴ガイドピン20は水平方向に移動でき
るので、無理なく嵌入できる。この状態で、ボルト穴偏
芯検出センサ31によってボルト穴位置の正規ピッチ円か
らの半径方向ずれを検出できる。また、ボルト座高さ検
出センサ32が設けられている場合は、ボルト座４の高さ
も、同時に、検出することができる。これらの検出セン
サは非接触によって、高精度に行なうことができる。検
出値が許容値以内であれば、そのホイール１のボルト穴
は合格、許容値を越えれば不合格ある。ボルト穴の数だ
けボルト穴ガイドピンが設けられている場合はボルト穴
の測定は全ボルト穴に対して同時に終わるが、ボルト穴
ガイドピンが１つだけ設けられている場合は１つのボル
ト穴の検出、合否の判定が終わり、合格品であれば、回
転駆動機構によって次のボルト穴位置迄ホイール１を回
転させ（または検出センサ30を回転させ）、次のボルト
穴を検出し、全ボルト穴が合格であれば、ホイール１は
合格品となる。

［発明の効果］ 本発明によれば、次の効果を得る。

（イ）、ボルト穴の変位量、偏芯を、正確に検出でき
る。

（ロ）、ボルト座の高さも同時に測定可能である。

（ハ）、測定のためのホイール、ピンのセッティング、
嵌入が容易であり、測定時間が短かい。

（ニ）、１つづつのボルト穴測定は他のボルト穴測定の
影響を受けない。これはスラストベアリングが設けられ
ていてピンの挿入が自在であるからである。

（ホ）、なお、図示例は１つのボルト穴ガイドピンおよ
び１つのボルト穴ガイドピン浮動支持ユニットを例示し
たが、ボルト穴の数だけこれらを設ければ、複数のボル
ト穴を同時に検出することもでき、測定時間を更に短縮
することができ、本発明は、このような場合も当然に含
むものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のボルト穴測定装置の一例の断面図、 第２図はボルト穴偏芯検出センサの概略構成図、 第３図はボルト穴偏芯検出センサの原理図、 第４図はボルト座高さ検出センサの概略構成図、 第５図はボルト座高さ検出センサの原理図、 である。 １……ワーク（たとえばホイール） ２……中央穴（たとえばハブ穴） ３……ボルト穴 ４……ボルト座 10……ワーク支持ユニット（たとえばホイール支持ユニ
ット） 12……中央穴ガイド （たとえばハブ穴ガイド） 20……ボルト穴ガイドピン 21……ボルト穴ガイドピン浮動支持ユニット 22……ガイドピン吊下げスプリング 23……スラストベアリング 25……圧縮スプリング 30……ボルト穴検出センサ 31……ボルト穴偏芯検出センサ 32……ボルト座高さ検出センサ

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ワークの中央穴に嵌合してワークを中央穴
   の中心を基準にして位置決めする中央穴ガイドを有する
   ワーク支持ユニットと； ワークの中央穴周囲に設けられたボルト穴に嵌合される
   ボルト穴ガイドピンと、該ボルト穴ガイドピンをワーク
   の軸方向およびそれと直交する方向に変位可能に支持す
   るボルト穴ガイドピン浮動支持ユニットと； ボルト穴ガイドピンまたはボルト穴ガイドピンに連結さ
   れる部材の近傍に、ワーク支持ユニットと互に相対的に
   回転可能に、配置されたボルト穴検出センサと； から成るボルト穴測定装置。
2. 【請求項２】ボルト穴検出センサがボルト穴ガイドピン
   またはボルト穴ガイドピンに連結される部材の、ワーク
   軸方向と直交する方向の変位を検出するボルト穴偏芯検
   出センサから成る特許請求の範囲第１項記載のボルト穴
   測定装置。
3. 【請求項３】ボルト穴検出センサがボルト穴ガイドピン
   またはボルト穴ガイドピンに連結される部材の、ワーク
   軸方向の変位を検出するボルト座高さ検出センサから成
   る特許請求の範囲第１項記載のボルト穴測定装置。