JP3209458B2 - 環状部材の外周検査装置 - Google Patents

環状部材の外周検査装置

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富夫 鈴木
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【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば内燃機関におい
て用いられるピストンリングなどの非真円形の環状部材
の外周検査装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から、内燃機関において用いられる
ピストンリングの検査工程のひとつに外周検査がある。
この外周検査は、ピストンリングを実際にピストンに装
着してこのピストンをシリンダ内で摺動させ、これによ
りピストンリングの外周に生じた磨耗の状態を例えば目
視などにより確認して行われている。そして磨耗幅がリ
ング全周に亘って均一でかつ適当な幅となっているもの
を良品と判定することなどによって、良品/不良品のふ
るい分けが行われる。
【0003】しかしながら、目視による検査では、効率
が悪くしかも高い検査精度が望めない。そこで、ITV
カメラなどを用いてピストンリングの外周の画像を取り
込み、取り込んだ画像情報を基に良否判定を行うような
検査方式が考えられている。そしてこの検査方式の場
合、ピストンリングを平面上で一定速度で回転させ、か
つピストンリングのすべての回転角度においてITVカ
メラからピストンリング外周までの距離が一定となるよ
うな条件を満足する回転機構を設ける必要がある。 と
ころが、ピストン装着前のピストンリングの平面形状は
厳密には真円ではなく、合口によって切り離されている
分、やや楕円に近いものとなっている。したがって、ピ
ストンリングを回転させたとき、ITVカメラからピス
トンリング外周までの距離が一定に定まらず、検査精度
を著しく劣化させてしまうなどの問題が生じていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このように、ピストン
リングなどの非真円形の環状部材を回転させて、その外
周検査を目視やITVカメラによる観測によって行う場
合、環状部材が非真円形であることから、視点あるいは
ITVカメラから環状部材の外周までの距離が一定に定
まらず、正確な検査結果が得られないと言う問題があっ
た。
【0005】本発明はこのような課題を解決するための
もので、ピストンリングなどの非真円形の環状部材の外
周を特定の位置から観測して外周検査を行う際に、視点
あるいはITVカメラから環状部材の外周までの距離を
一定に保つことのできる環状部材の外周検査装置の提供
を目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の環状部材の外周
検査装置は上記した目的を達成するために、非真円形の
環状部材の外周検査を行う外周検査装置において、前記
環状部材の内周と点接触しつつこの環状部材を回転駆動
するための駆動ローラと、前記環状部材の中心部を挟ん
で前記駆動ローラとほぼ対向する位置に配置され、前記
環状部材の内周と点接触しつつこの環状部材を前記駆動
ローラと共に回転自在な状態で支持する従動ローラと、
前記従動ローラを、前記駆動ローラの回転中心と、この
駆動ローラと前記環状部材との接点とを結ぶライン方向
に移動自在に支持する支持部と、前記支持部にて前記従
動ローラを前記駆動ローラから遠ざかる方向に付勢し
て、前記環状部材のすべての回転角度においてこの環状
部材の内周を前記駆動ローラに押圧接触させる付勢部材
とを具備し、前記駆動ローラと前記従動ローラにより支
持された前記環状部材を前記駆動ローラの駆動により回
転させて、前記環状部材の前記駆動ローラとの接点に対
応する外周位置を観測して検査を行うようにしたことを
特徴とするものである。
【0007】
【作用】すなわち、本発明の環状部材の外周検査装置で
は、付勢部材が、支持部上にて、従動ローラを常に駆動
ローラから遠ざかる方向に付勢し、環状部材のすべての
回転角度においてこの環状部材の内周が駆動ローラと押
圧接触するよう働くので、ピストンリングなどの非真円
形の環状部材の外周を特定の位置から観測して外周検査
を行う際に、視点あるいはITVカメラから環状部材の
外周までの距離を一定に保つことができ、検査精度を大
幅に向上させることができる。
【0008】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。
【0009】図1は本発明に係る一実施例の環状部材の
外周検査装置の全体構造を示す斜視図である。図2は本
検査装置にて検査対象となる環状部材であるピストンリ
ングを示す斜視図である。
【0010】図1において、1は搬送回転テーブルを示
している。この搬送回転テーブル1には、図2に示す非
真円形の環状部材であるピストンリング101を一つず
つ水平面上で回転自在に保持するための複数(本実施例
では8つの)のワーク2が搭載されている。各ワーク2
はそれぞれ、搬送回転テーブル1をその中心から放射状
に均等な角度で8分割した各位置に配設されている。そ
して搬送回転テーブル1は図示しないテーブル駆動モー
タによって矢印R方向に45度ずつ回転されるようになっ
ている。
【0011】搬送回転テーブル1の周辺には、ピストン
リング101を一つずつワーク2に供給するための被検
査物供給部3、ワーク2に保持されたピストンリング1
01を回転運動させてその外周の画像を取り込み検査を
実行する検査実行部4、検査実行部4によって良品と判
定されたピストンリング101をワーク2から排出する
良品排出部5、検査実行部4によって不良品と判定され
たピストンリング101をワーク2から排出する不良品
排出部6がそれぞれ配置されている。
【0012】検査実行部4は、各ワーク2の上方に突出
して設けられた摩擦車21と摺接してこの摩擦車21を
回転させるための駆動摩擦車41を回転駆動するモータ
42と、ワーク2に保持されたピストンリング101の
外周の画像を取り込むITV(Industrial Television)
カメラ43とを備えている。
【0013】次にワーク2の詳細を図3および図4を参
照して説明する。図3はワーク2の平面図、図4は図3
の一部を断面とする側面図である。
【0014】これらの図において、22はワーク2のベ
ースプレートを示しており、ワーク2はこのベースプレ
ート22によって搬送回転テーブル1に固定されてい
る。上述した摩擦車21はこの搬送回転テーブル1に固
定されたベースプレート22の上方より突出させて設け
られている。またこのベースプレート22の下方には、
ピストンリング101を水平な状態に保持しつつ、摩擦
車21および駆動摩擦車41を通じて検査実行部4のモ
ータ42より伝達された回転力でピストンリング101
を回転駆動するための機構部が設けられている。
【0015】この機構部において、23はピストンリン
グ101の内周と点接触してこのピストンリング101
を回転駆動するための駆動ローラを示している。この駆
動ローラ23は上述の摩擦車21と軸21aを介して直
結されている。またピストンリング101の内周と接触
する駆動ローラ23の外周には、ピストンリング101
を後述する従動ローラと共に一定の高さで保持できるよ
う段部23aが設けられている。
【0016】一方、ベースプレート22には固定テーブ
ル24が連結部25を通じて固定されている。この固定
テーブル24にはこれに固定されたテーブルガイド26
を介して可動テーブル27が矢印A方向、つまり駆動ロ
ーラ23の回転中心と、この駆動ローラ23とピストン
リング101との接点とを結ぶライン方向にスライド移
動可能に支持されている。すなわち、テーブルガイド2
6には複数(本実施例では7つ)の案内溝26aがそれ
ぞれ平行に設けられており、個々の案内溝26aには可
動テーブル27に突設された接続ピン28がそれぞれ2
本ずつ挿通されている。さらに可動テーブル27には接
続ピン28を介して、各案内溝26aに対応する複数の
従動ローラ搭載部29が可動テーブル27との間でテー
ブルガイド26を挟み込むような状態で固定されてい
る。各従動ローラ搭載部29にはそれぞれ、ピストンリ
ング101の内周と点接触しつつこのピストンリング1
01の回転に従動する従動ローラ30が取り付けられて
いる。各従動ローラ30の外周には、ピストンリング1
01を駆動ローラ23と共に一定の高さで保持できるよ
う段部30aが設けられている。
【0017】さらに固定テーブル24と可動テーブル2
7との間には、可動テーブル27とこれと一体に移動す
る各従動ローラ搭載部29および各従動ローラ30を、
駆動ローラ23から遠ざける方向に付勢するための、ひ
とつあるいは複数のコイルバネ31が介挿されている。
【0018】なお、32は駆動ローラ23と各従動ロー
ラ30によって下から支えたピストンリング101を、
さらに上から押えて水平状態に固定するための押え部材
である。
【0019】次にこの環状部材の外周検査装置の動作に
ついて説明する。まずピストンリング101は被検査物
供給部3によりワーク2に供給され保持される。詳細に
はピストンリング101は駆動ローラ23の段部23a
と各従動ローラ30の段部30aで下から支えられ、か
つ押え部材32によって上から押えられた状態で水平に
保持される。
【0020】この後、搬送回転テーブル1は矢印R方向
に45度回転し、ピストンリング101を保持したワーク
2は検査実行部4に到達する。このときの状態を図4に
示す。同図に示すように、ワーク2が検査実行部4に到
達すると、ワーク2の摩擦車21が検査実行部4のモー
タ42に直結された駆動摩擦車41と接触する。この
後、モータ42が起動され、ワーク2に保持されたピス
トンリング101は駆動ローラ23の回転に伴って回転
する。
【0021】この間に、検査実行部4のITVカメラ4
3によってピストンリング101の外周画像が取り込ま
れ、その磨耗状態、特に磨耗幅などから良否の判定が行
われる。
【0022】検査終了後、搬送回転テーブル1は再び矢
印R方向に45度回転し、検査実行部4は次に搬送されて
きたワーク2に対して同様に外周検査を実行する。
【0023】一方、良品と判定されたピストンリング1
01は、これを保持したワーク2が良品排出部5に搬送
されたところでワーク2から排出され、同様に、不良品
と判定されたピストンリング101は、これを保持した
ワーク2が不良品排出部6に搬送されたところでワーク
2から排出される。
【0024】ところで、ピストンリング101は真円で
はないことから、単にピストンリング101を駆動ロー
ラ23と各従動ローラ30、並びに押え部材32で上下
方向から支持していたのでは、ITVカメラ43とこの
ITVカメラ43によって撮像されるピストンリング1
01外周との距離Lが一定にならず、検査を行うにあた
って良質な画像情報が得られない。
【0025】そこで本実施例では、ワーク2の固定テー
ブル24と可動テーブル27との間にコイルバネ31を
配し、このコイルバネ31の力で可動テーブル27、各
従動ローラ搭載部29、並びに各従動ローラ30を駆動
ローラ23から遠ざける方向に引き寄せるよう構成し
た。これにより、ピストンリング101は、その内周が
駆動ローラ23の外周と常に押圧接触した状態で回転す
ることになり、ITVカメラ43とこのITVカメラ4
3によって撮像されるピストンリング101外周との距
離Lを一定に保つことが可能になる。よって、検査を行
うにあたって正確なピストンリング101外周の画像情
報を得ることが可能となり、検査精度の向上を図ること
ができる。
【0026】さらに本実施例では、複数の従動ローラ3
0を隣接配置することで、図2に示すピストンリング1
01の合口部分102の切断面が従動ローラ30と衝突
する事態も回避できる。
【0027】なお、本実施例では、環状部材としてピス
トンリング101を例に挙げたが、その他どんな非真円
形の環状部材でも本発明は応用できることは言うまでも
ない。また断面が非真円形の筒状の部材にも本発明は適
用可能である。
【0028】また、環状部材として合口などの切り離し
部を持たない連続した環状部材を検査対象とする場合
は、従動ローラはひとつでも可能である。
【0029】
【発明の効果】以上説明したように本発明の環状部材の
外周検査装置によれば、ピストンリングなどの非真円形
の環状部材の外周を特定の位置から観測して外周検査を
行う際に、視点あるいはITVカメラから環状部材の外
周までの距離を一定に保つことができ、検査精度を大幅
に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る一実施例の環状部材の外周検査装
置の全体構造を示す斜視図である。
【図2】図1の外周検査装置にて検査対象となる環状部
材であるピストンリングを示す斜視図である。
【図3】図1の外周検査装置におけるワークの構造を示
す平面図である。
【図4】図3に示すワークの構造の示す一部断面側面図
である。
【符号の説明】
1…搬送回転テーブル、2…ワーク、3…被検査物供給
部、4…検査実行部、5…良品排出部、6…不良品排出
部、21…摩擦車、22…ベースプレート、23…駆動
ローラ、24…固定テーブル、25…連結部、26…テ
ーブルガイド、27…可動テーブル、28…接続ピン、
29…従動ローラ搭載部、30…従動ローラ、31…コ
イルバネ、41…駆動摩擦車、42…モータ、43…I
TVカメラ、101…ピストンリング。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01N 21/84 - 21/958 F02F 5/00 G01B 11/00 - 11/30

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 非真円形の環状部材の外周検査を行う外
    周検査装置において、 前記環状部材の内周と点接触しつつこの環状部材を回転
    駆動するための駆動ローラと、 前記環状部材の中心部を挟んで前記駆動ローラとほぼ対
    向する位置に配置され、前記環状部材の内周と点接触し
    つつこの環状部材を前記駆動ローラと共に回転自在な状
    態で支持する従動ローラと、 前記従動ローラを、前記駆動ローラの回転中心と、この
    駆動ローラと前記環状部材との接点とを結ぶライン方向
    に移動自在に支持する支持部と、 前記支持部にて前記従動ローラを前記駆動ローラから遠
    ざかる方向に付勢して、前記環状部材のすべての回転角
    度においてこの環状部材の内周を前記駆動ローラに押圧
    接触させる付勢部材とを具備し、 前記駆動ローラと前記従動ローラにより支持された前記
    環状部材を前記駆動ローラの駆動により回転させて、前
    記環状部材の前記駆動ローラとの接点に対応する外周位
    置を観測して検査を行うようにしたことを特徴とする環
    状部材の外周検査装置。
  2. 【請求項2】 一か所が切り離された非真円形の環状部
    材の外周検査を行う外周検査装置において、 前記環状部材の内周と点接触しつつこの環状部材を回転
    駆動するための駆動ローラと、 前記環状部材の中心部を挟んで前記駆動ローラとほぼ対
    向する位置に隣接配置され、前記環状部材の内周とそれ
    ぞれ点接触しつつこの環状部材を前記駆動ローラと共に
    回転自在な状態で支持する複数の従動ローラと、 前記各従動ローラをそれぞれ、前記駆動ローラの回転中
    心と、この駆動ローラと前記環状部材との接点とを結ぶ
    ライン方向に移動自在に支持する支持部と、 前記支持部にて前記各従動ローラを前記駆動ローラから
    遠ざかる方向に一斉に付勢して、前記環状部材のすべて
    の回転角度においてこの環状部材の内周を前記駆動ロー
    ラに押圧接触させる付勢部材とを具備し、 前記駆動ローラと前記各従動ローラにより支持された前
    記環状部材を前記駆動ローラの駆動により回転させて、
    前記環状部材の前記駆動ローラとの接点に対応する外周
    位置を観測して検査を行うようにしたことを特徴とする
    環状部材の外周検査装置。
  3. 【請求項3】 請求項1または2記載の環状部材の外周
    検査装置において、 前記駆動ローラの回転中心からこの駆動ローラと前記環
    状部材との接点とを結んだ延長線上の所定の位置に、前
    記環状部材の外周の画像を取り込む撮像装置を配置して
    なることを特徴とする環状部材の外周検査装置。
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