JP4453470B2 - 寸法測定装置および寸法測定方法 - Google Patents

Description

本発明は、被測定物の寸法を測定する寸法測定装置および寸法測定方法に関する。

自動車部品や電子部品に用いられる円形磁石は、直径や厚みなどの寸法が磁石の特性、および、その磁石を使用したモータの特性に大きな影響を与えるため、寸法に対する保証が重要になっている。特に、薄型の円形磁石では、直径に比べて寸法の小さい厚みに対して寸法公差（最大許容寸法と最小許容寸法との差）が厳密に規定されている。ところが、マイクロメータなどを用いて測定する従来の寸法測定装置では、計測者による読み取り誤差や測定誤差が起こりやすいため、被測定物の正確な寸法を把握するのが困難であった。

そこで、従来、より正確な寸法の測定が可能な寸法測定装置として、レーザセンサを用いて被測定物の寸法を測定する寸法測定装置が知られている（たとえば、特許文献１および特許文献２参照）。

上記特許文献１には、オイルシールやＯ−リングなどの被測定物を回転保持部材に装着して回転させながら、被測定物の回転中心線に沿った方向から被測定物にレーザ光を照射するとともに、被測定物の影を受光することにより、被測定物の内径や外径を測定する製品寸法測定装置が開示されている。

また、上記特許文献２には、シャフト（被測定物）の両端を一対の支持部材により挟み込んで支持し、シャフトの直径方向に幅の大きいレーザ光を投光器からシャフトに投射しながら、投光器をシャフトの一方端から他方端に向かう方向に移動させることにより、シャフトの両端間の寸法などを測定するレーザ式シャフト自動計測装置が開示されている。また、このレーザ式シャフト自動計測装置では、投光器を固定し、シャフトを、一対の支持部材とともにシャフトの軸方向に移動させることによっても、シャフトの両端間の寸法を測定できる。
特開平８−１５９７２２号公報 特開２００１−８２９３３号公報

しかしながら、上記特許文献１に開示された従来の製品寸法測定装置では、被測定物の回転中心線に沿った方向からレーザ光を照射しているため、被測定物の回転中心線に沿った寸法（厚み）を測定することができないという問題点がある。

また、特許文献１において、レーザ光を被測定物の回転中心線に直交する方向から照射することによって、被測定物の回転中心線に沿った寸法（厚み）を測定することも考えられる。しかし、この場合にも、被測定物を回転保持部材に固定した状態で測定を行っているので、被測定物の回転保持部材への取付作業および被測定物の回転保持部材からの取外し作業を行う必要がある。このため、多数の被測定物を測定する場合、全ての被測定物について１つずつ取付作業および取外し作業を行わなければならないので、測定効率が低下するという問題点がある。

また、上記特許文献２に開示された従来のレーザ式シャフト自動計測装置では、シャフト（被測定物）を一対の支持部材に固定した状態で測定を行っているので、シャフトの支持部材への取付作業およびシャフトの支持部材からの取外し作業を行う必要がある。このため、多数の被測定物（シャフト）を測定する場合、全ての被測定物について１つずつ取付作業および取外し作業を行わなければならないので、上記した特許文献１と同様、測定効率が低下するという問題点がある。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、多数の被測定物の回転中心線に沿った方向の厚みを効率良く測定することが可能な寸法測定装置を提供することである。

この発明のもう１つの目的は、多数の被測定物の回転中心線に沿った方向の厚みを効率良く測定することが可能な寸法測定方法を提供することである。

課題を解決するための手段および発明の効果

上記目的を達成するために、この発明の第１の局面による寸法測定装置は、実質的に円形状の外周面を有する被測定物を転がり運動させるためのベース部材と、被測定物がベース部材を転がり運動する間に、被測定物の転がり運動の回転中心線に直交する方向から被測定物の回転中心線に沿った方向の厚みを測定する測定手段とを備えている。測定手段は、被測定物の回転中心線に直交する方向からレーザ光を照射する照射部と、照射部から照射されたレーザ光を受光する受光部とを含む。

この第１の局面による寸法測定装置では、上記のように、被測定物の転がり運動の回転中心線に直交する方向から被測定物の回転中心線に沿った方向の厚みを測定する測定手段を設けることによって、その測定手段により、容易に、被測定物の回転中心線に沿った方向の厚みを測定することができる。また、被測定物が転がり運動する間に、被測定物の測定を行うことによって、被測定物を固定部材などに固定した状態で測定を行う場合に比べて、被測定物の固定部材への取付作業および固定部材からの取外し作業を行う必要がない。これにより、多数の被測定物を測定する場合にも、被測定物に次々と転がり運動させるだけで、全ての被測定物の測定を行うことができるので、多数の被測定物の測定を効率良く行うことができる。その結果、容易に、製造された被測定物の全数検査を行うことができる。また、レーザ光を照射する照射部と、レーザ光を受光する受光部とにより、容易に、かつ、正確に被測定物の回転中心線に沿った方向の厚みを測定することができる。

この場合、好ましくは、照射部から照射されたレーザ光は、被測定物の回転中心線に沿った方向の厚みよりも大きな幅を有し、レーザ光の被測定物による遮光部分の幅を、被測定物の回転中心線に沿った方向の厚みの測定値とする。このように構成すれば、１つの照射部のみを用いて、被測定物の回転中心線に沿った方向の厚みを測定することができるので、装置を複雑化させることなく、被測定物の回転中心線に沿った方向の厚みを測定することができる。また、レーザ光の被測定物による遮光部分の幅を、被測定物の回転中心線に沿った方向の厚みの測定値とすることによって、レーザ光を用いて、容易に、被測定物の回転中心線に沿った方向の厚みを算出することができる。

上記照射部および受光部を含む構成において、好ましくは、被測定物を誘導するガイド部材をさらに備え、被測定物は、ガイド部材により誘導されながら、照射部と受光部との間を転がり運動する。このように構成すれば、ガイド部材により、容易に、被測定物を照射部および受光部の間で転がり運動させることができる。

上記照射部および受光部を含む構成において、好ましくは、レーザ光の照射部側の第１位置に設けられ、転がり運動される被測定物を検知するための第１光センサと、レーザ光の受光部側の第２位置に設けられ、転がり運動される被測定物を検知するための第２光センサとをさらに備え、測定手段は、被測定物が第１光センサにより検知される第１位置と、被測定物が第２光センサにより検知される第２位置との間で、被測定物の回転中心線に沿った方向の厚みを測定する。このように構成すれば、第１光センサの第１位置と第２光センサの第２位置との間隔を調節することにより、容易に、被測定物の測定区間を設定することができる。

上記第１の局面による寸法測定装置において、好ましくは、被測定物は、測定手段により測定される際に、少なくとも１回転する。このように構成すれば、被測定物の回転中心線に沿った方向の厚みを、被測定物の全周に渡って測定することができる。

上記第１の局面による寸法測定装置において、好ましくは、ベース部材は、傾斜面を含み、被測定物の転がり運動は、被測定物が傾斜面を転がり落ちることにより行われる。このように構成すれば、重力の作用により、被測定物がベース部材の傾斜面を容易に転がり落ちるので、被測定物が転がり運動するための駆動源を設ける必要がない。これにより、装置を簡略化することができる。また、ベース部材の傾斜面の傾斜角度を調節するだけで、容易に、被測定物の転がり速度を調節することができる。

この場合、好ましくは、ベース部材の傾斜面の上手方向に設けられ、被測定物を連続して供給する供給部と、ベース部材の傾斜面の下手方向に設けられ、被測定物を回収する回収部とをさらに備えている。このように構成すれば、傾斜面の上手方向に設けられた供給部により供給された被測定物が傾斜面を転がり落ちた後、傾斜面の下手方向に設けられた回収部により回収される動作を連続して行うことができるので、容易に、複数の被測定物の回転中心線に沿った方向の厚みを連続して測定することができる。

上記回収部を含む構成において、好ましくは、回収部により回収された被測定物を被測定物の回転中心線に沿った方向の厚みに基づいて複数のグループに選別する選別手段をさらに備える。このように構成すれば、選別手段により、回収部により回収された被測定物が自動的に複数のグループに選別されるので、作業者が被測定物の選別作業を行う必要がない。これにより、作業者の負担を軽減することができる。

この発明の第２の局面による寸法測定方法は、ベース部材により実質的に円形状の外周面を有する被測定物を転がり運動させるステップと、被測定物がベース部材を転がり運動する間に、被測定物の転がり運動の回転中心線に直交する方向から被測定物の回転中心線に沿った方向の厚みを測定するステップとを備えている。被測定物の回転中心線に沿った方向の厚みを測定するステップは、被測定物の回転中心線に直交する方向からレーザ光を照射するステップと、照射されたレーザ光を受光するステップとを含む。

この第２の局面による寸法測定方法では、上記のように、被測定物の転がり運動の回転中心線に直交する方向から被測定物の回転中心線に沿った方向の厚みを測定することによって、容易に、被測定物の回転中心線に沿った方向の厚みを測定することができる。また、被測定物が転がり運動する間に、被測定物の厚みを測定することによって、被測定物を固定部材などに固定した状態で測定する場合に比べて、被測定物の固定部材への取付作業および固定部材からの取外し作業を行う必要がない。これにより、多数の被測定物を測定する場合にも、被測定物に次々と転がり運動させるだけで、全ての測定物を測定することができるので、多数の被測定物を効率良く測定することができる。その結果、容易に、製造された被測定物の全数検査を行うことができる。

上記第２の局面による寸法測定方法において、好ましくは、被測定物の回転中心線に沿った方向の厚みを測定するステップは、被測定物の回転中心線に直交する方向から被測定物の回転中心線に沿った方向の厚みよりも大きな幅を有するレーザ光を照射するステップと、照射されたレーザ光を受光するステップと、レーザ光の被測定物による遮光部分の幅を被測定物の回転中心線に沿った方向の厚みの測定値とするステップとを含む。このように構成すれば、レーザ光を照射するとともに、照射されたレーザ光を受光することによって、容易に、かつ、正確に被測定物の回転中心線に沿った方向の厚みを測定することができる。また、被測定物の回転中心線に沿った方向の厚みよりも大きな幅を有するレーザ光を照射することによって、１つのレーザ光を照射するだけで、被測定物の回転中心線に沿った方向の厚みを測定することができるので、装置を複雑化させることなく、被測定物の回転中心線に沿った方向の厚みを測定することができる。また、レーザ光の被測定物による遮光部分の幅を、被測定物の回転中心線に沿った方向の厚みの測定値とすることによって、レーザ光を用いて、容易に、被測定物の回転中心線に沿った方向の厚みを算出することができる。

上記第２の局面による寸法測定方法において、好ましくは、ベース部材は、傾斜面を含み、被測定物に転がり運動させるステップは、被測定物を傾斜面の上方向から下方向に転がらせることにより転がり運動させるステップを含む。このように構成すれば、重力の作用により、被測定物をベース部材の傾斜面の上方向から下方向に容易に転がらせることができるので、被測定物に転がり運動させるための駆動源を設ける必要がない。これにより、装置を簡略化することができる。また、ベース部材の傾斜面の傾斜角度を調節するだけで、容易に、被測定物の転がり速度を調節することができる。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて具体的に説明する。

図１は、本発明の一実施形態による寸法測定装置の全体構成を示した斜視図である。図２〜図４は、図１に示した一実施形態による寸法測定装置の測定機構部を示した図である。図５は、図１に示した一実施形態による寸法測定装置により測定される薄型リング状磁石（ワーク）を示した斜視図である。図６〜図８は、図１に示した一実施形態による寸法測定装置の選別機構部による選別動作を説明するための図である。まず、図１〜図８を参照して、本実施形態による寸法測定装置１の全体構成について説明する。

本実施形態による寸法測定装置１は、薄型リング状磁石（ワーク）１００の厚み（図５のｔにより規定される寸法）を測定するとともに、測定結果に基づいてワーク１００を良品と不良品とに選別するために設けられている。なお、薄型リング状磁石（ワーク）１００は、本発明の「被測定物」の一例である。また、寸法測定装置１の測定対象となる標準的なワーク１００の寸法は、図５に示すように、外径（Ｄ１により規定される寸法）が約４０ｍｍ、内径（Ｄ２により規定される寸法）が約２０ｍｍ、厚み（ｔにより規定される寸法）が約２ｍｍである。寸法測定装置１は、図１に示すように、供給機構部２と、測定機構部３と、選別機構部４とから構成されている。なお、供給機構部２は、本発明の「供給部」の一例であり、選別機構部４は、本発明の「選別手段」の一例である。供給機構部２は、測定機構部３にワーク１００を１つずつ連続して供給するために設けられている。この供給機構部２は、振動を用いてワーク１００を連続的に供給可能なパーツフィーダ（図示せず）と、パーツフィーダに接続された搬送路２１とを備えている。ワーク１００は、供給機構部２の搬送路２１上を水平状態（横倒しの状態）で搬送される。

測定機構部３は、供給機構部２から供給されたワーク１００の厚み（図５参照）を測定するために設けられている。この測定機構部３は、図１に示すように、水平状態で配置された下板３１と、下板３１の上方に傾斜して配置された上板３２と、下板３１および上板３２を支持する４つの支柱３３、３４、３５および３６とを備えている。支柱３５および３６には、切欠３５ａおよび３６ａが形成されている。また、図２に示すように、上板３２の長手方向の側面には、支柱３５および３６の切欠３５ａおよび３６ａを介して２つの角度調節ネジ３７が取り付けられている。この角度調節ネジ３７を切欠３５ａおよび３６ａ内で上下方向に移動可能に構成することによって、上板３２の下板３１に対する傾斜角度を容易に調節することが可能になる。

ここで、本実施形態では、図１に示すように、上板３２の上面には、方向規制部材５１と、ベース部材５２と、２つの支持部材５３ａおよび５３ｂと、一対のガイド部材５４と、レーザ投光器５５と、レーザ受光器５６と、一対の光センサ５７とが取り付けられている。なお、レーザ投光器５５は、本発明の「照射部」および「測定手段」の一例であり、レーザ受光器５６は、本発明の「受光部」および「測定手段」の一例である。方向規制部材５１は、方向転換部５１ａと、一対の側面支持部５１ｂと、底面支持部５１ｃとを含んでいる。この方向転換部５１ａは、供給機構部２の搬送路２１の端部近傍に配置されており、搬送路２１から水平状態（横倒しの状態）で供給されたワーク１００を垂直状態に移行する機能を有している。また、方向転換部５１ａには、上板３２に取り付けられた一対の光センサ５７による光が透過可能なように、一対の光センサ５７に対応する位置に、一対の貫通孔５１ｄが設けられている。また、一対の側面支持部５１ｂは、ワーク１００の側面１００ａを挟み込むように、所定の間隔を隔てて垂直方向に配置されている。また、底面支持部５１ｃは、上板３２と同じ角度で傾斜して形成されており、底面支持部５１ｃの上面を移動するワーク１００を転がり運動させる機能を有している。

また、本実施形態では、ベース部材５２は、図２に示すように、上板３２のほぼ中央位置に取り付けられている。このベース部材５２は、図４に示すように、平板状で、上板３２と同じ角度で傾斜して形成されている。ベース部材５２は、ワーク１００の回転中心が直線を描くようにベース部材５２の上面をワーク１００に転がり運動させる機能を有している。なお、ベース部材５２の上面は、本発明の「傾斜面」の一例である。２つの支持部材５３ａおよび５３ｂは、図２に示すように、一対のガイド部材５４の両端を支持するために設けられている。一対のガイド部材５４は、図２および図４に示すように、所定の間隔を隔てて互いに並行した状態でベース部材５２の上方に配置されている。この一対のガイド部材５４は、ベース部材５２の上面を転がり運動するワーク１００が転倒することなく直進するようにワーク１００を誘導するために設けられている。なお、一対のガイド部材５４により形成される隙間の幅を調整することによって、種々の厚みを有するワーク（被測定物）に対応することが可能になる。また、一対のガイド部材５４には、図２に示すように、ガイド部材５４の矢印Ａ方向側（レーザ投光器５５側）および矢印Ｂ方向側（レーザ受光器５６側）に、それぞれ、透過型の一対の光センサ５８および透過型の一対の光センサ５９が取り付けられている。なお、一対の光センサ５８および５９は、本発明の「第１光センサ」および「第２光センサ」の一例である。この一対の光センサ５８および５９は、一対のガイド部材５４に誘導されてベース部材５２上を転がり運動するワーク１００を検知するために設けられている。また、一対の光センサ５８および５９によって、測定機構部３のワーク１００に対する測定を行う範囲（区間）が規定されている。本実施形態では、光センサ５８および５９の間の間隔は、ワーク１００の外周の長さよりも僅かに大きくなるように設定されている。すなわち、ワーク１００が、光センサ５８に対応するベース部材５２上の位置から光センサ５９に対応するベース部材５２上の位置まで移動する間に少なくとも１回転するように、光センサ５８および５９を配置している。また、光センサ５８および５９の間の間隔を調整することによって、種々の直径を有するワーク（被測定物）に対応することが可能になる。

また、本実施形態では、レーザ投光器５５は、図４に示すように、ベース部材５２の傾斜の上手方向（矢印Ａ方向）側に配置され、レーザ受光器５６は、ベース部材５２の傾斜の下手方向（矢印Ｂ方向）側に配置されている。レーザ投光器５５から出射されたレーザ光１１０は、ベース部材５２と、一対のガイド部材５４との間を進行した後、レーザ受光器５６により受光されるように構成されている。本実施形態では、レーザ光１１０は、ベース部材５２の上面と並行に、かつ、ベース部材５２の上面と約０．５ｍｍ〜１ｍｍの間隔を隔てて進行するように設定されている。これにより、レーザ光１１０がワーク１００の最外周よりも中心に近い部分に照射されるので、ワーク１００の外周部分に面取加工などが施されていたとしても、ワーク１００の正確な厚みを測定することが可能になる。また、レーザ投光器５５から出射されたレーザ光１１０は、図３に示すように、ワーク１００の厚み（図５参照）よりも大きな幅を有している。また、一対の光センサ５７は、図１に示すように、搬送路２１から落下するワーク１００を方向転換部５１ａの一対の貫通孔５１ｄを介して検知することによって、搬送路２１からワーク１００が正常に供給されているか否かを検知するために設けられている。また、上板３２には、図１〜図４に示すように、ベース部材５２とレーザ受光器５６との間の位置に、開口部３２ａが形成されている。なお、開口部３２ａは、本発明の「回収部」の一例である。この開口部３２ａは、ベース部材５２の上面を転がり落ちてきたワーク１００を上板３２の下方に落下させるために設けられている。

また、選別機構部４は、測定機構部３の測定結果に基づく演算装置（図示せず）の判断により、ワーク１００を良品と不良品とに選別するために設けられている。この選別機構部４は、図１に示すように、上板３２の下方に配置されており、下板３１の上面に取り付けられた支持板４１に支持されている。また、選別機構部４は、良品収容部４２と、互いに対向して配置された不良品収容部４３および４４とを備えている。良品収容部４２は、予め設定された数値範囲内の厚みを有するワーク１００を収容するために設けられている。また、不良品収容部４３は、予め設定された数値範囲よりも大きい厚みを有するワーク１００を収容するために設けられており、不良品収容部４４は、予め設定された数値範囲よりも小さい厚みを有するワーク１００を収容するために設けられている。良品収容部４２は、下板３１および支持板４１に支持された滑り板４２ａと、滑り板４２ａの端部近傍に設置された良品収容箱４２ｂとを含んでいる。滑り板４２ａは、図４および図６に示すように、滑り板４２ａの上端部分が上板３２の開口部３２ａの下方に位置するように配置されている。

また、不良品収容部４３は、図１および図６〜図８に示すように、駆動源としてのエアシリンダ４３ａと、駆動伝達部材４３ｂと、取付部材４３ｃと、滑り板４３ｄと、不良品収容箱４３ｅとを含んでいる。エアシリンダ４３ａには、図７に示すように、ピストンロッド４３ｆが内蔵されている。このピストンロッド４３ｆは、駆動伝達部材４３ｂに接続されている。駆動伝達部材４３ｂは、エアシリンダ４３ａの駆動力を、取付部材４３ｃを介して、滑り板４３ｄに伝達する機能を有している。取付部材４３ｃは、図６〜図８に示すように、駆動伝達部材４３ｂの上部に取り付けられ、滑り板４３ｄの下面を支持している。滑り板４３ｄは、エアシリンダ４３ａの駆動力によって、開口部３２ａから落下してきた予め設定された数値範囲よりも大きい厚みのワーク１００を受け取ることが可能な受取位置（図７参照）と、開口部３２ａの下方から退避した退避位置（図６参照）との間を移動可能に構成されている。不良品収容箱４３ｅは、支持板４１の一方端に取り付けられており、滑り板４３ｄを滑り落ちてきた予め設定された数値範囲よりも大きい厚みのワーク１００を収容するために設けられている。

また、不良品収容部４４は、上記した不良品収容部４３と同様の構成を有している。すなわち、不良品収容部４４は、図１および図６〜図８に示すように、駆動源としてのエアシリンダ４４ａと、駆動伝達部材４４ｂと、取付部材４４ｃと、滑り板４４ｄと、不良品収容箱４４ｅとを含んでいる。エアシリンダ４４ａには、図８に示すように、ピストンロッド４４ｆが内蔵されている。このピストンロッド４４ｆは、駆動伝達部材４４ｂに接続されている。駆動伝達部材４４ｂは、エアシリンダ４４ａの駆動力を、取付部材４４ｃを介して、滑り板４４ｄに伝達する機能を有している。取付部材４４ｃは、図６〜図８に示すように、駆動伝達部材４４ｂの上部に取り付けられ、滑り板４４ｄの下面を支持している。滑り板４４ｄは、エアシリンダ４４ａの駆動力によって、開口部３２ａから落下してきた予め設定された数値範囲よりも小さい厚みのワーク１００を受け取ることが可能な受取位置（図８参照）と、開口部３２ａの下方から退避した退避位置（図６参照）との間を移動可能に構成されている。不良品収容箱４４ｅは、支持板４１の他方端に取り付けられており、滑り板４４ｄを滑り落ちてきた予め設定された数値範囲よりも小さい厚みのワーク１００を収容するために設けられている。

次に、図１〜図４および図６〜図８を参照して、本実施形態による寸法測定装置１の動作について詳細に説明する。まず、図１に示す供給機構部２の搬送路２１上を水平状態で搬送された薄型リング状磁石（ワーク）１００は、方向規制部材５１の方向転換部５１ａ内に落下する。そして、搬送路２１から落下したワーク１００は、方向転換部５１ａにより水平状態から垂直状態に移行する。その後、一対の側面支持部５１ｂにより垂直状態を維持しつつ、傾斜した底面支持部５１ｃの上面を転がり運動しながら移動する。そして、方向規制部材５１の底面支持部５１ｃからベース部材５２の上面に落下したワーク１００は、図２および図４に示すように、一対のガイド部材５４により誘導されながら、ベース部材５２上を矢印Ｂ方向に転がり運動する。

そして、ワーク１００が一対のガイド部材５４に取り付けられた一対の光センサ５８に検知されることにより、測定機構部３によるワーク１００の厚みの測定が開始される。具体的には、図３に示すように、レーザ投光器５５からレーザ受光器５６に向かって照射されている幅の大きいレーザ光１１０の一部を、ベース部材５２上を転がり運動するワーク１００が遮断する。そして、レーザ受光器５６が一部を遮断されたレーザ光１１０を受光する。そして、レーザ光１１０の遮断された部分の幅が、ワーク１００のレーザ光１１０が照射されている部分の厚みとして測定される。さらに、図４に示すように、ワーク１００がベース部材５２上を矢印Ｂ方向に転がり運動しながら移動する。これにより、ワーク１００の回転中心から同じ半径位置で、ワーク１００が転がり運動した分だけ周方向にずれた位置の部分がレーザ投光器５５からのレーザ光１１０を遮断する。そして、レーザ光１１０の遮断された部分の幅が、ワーク１００の回転中心から同じ半径位置で、ワーク１００が転がり運動した分だけ周方向にずれた部分の厚みとして測定される。そして、ワーク１００が１回転して一対のガイド部材５４に取り付けられた一対の光センサ５９に検知されることにより、ワーク１００の全周に渡る厚みの測定が終了する。

そして、直ちに、ワーク１００の全周に渡る厚みの測定結果が演算装置（図示せず）に送られ、測定されたワーク１００の厚みが予め設定された範囲内にあるか否かが判断される。一方、ワーク１００は、ベース部材５２上をさらに矢印Ｂ方向に転がり運動しながら移動する。

次に、演算装置の判断に基づいて、選別機構部４による選別動作が行われる。すなわち、測定機構部３により測定されたワーク１００の厚みが予め設定された数値範囲内にある場合は、図６に示すように、不良品収容部４３および４４のエアシリンダ４３ａおよび４４ａが駆動しない。そして、この場合、ベース部材５２の下端部に移動したワーク１００は、開口部３２ａから落下して、滑り板４２ａ上を滑り落ちて良品収容箱４２ｂ内に移動する。また、測定機構部３により測定されたワーク１００の厚みが予め設定された数値範囲よりも大きい場合は、図７に示すように、不良品収容部４３のエアシリンダ４３ａのピストンロッド４３ｆが矢印Ｃ方向に駆動される。これにより、エアシリンダ４３ａの駆動力がピストンロッド４３ｆ、駆動伝達部材４３ｂおよび取付部材４３ｃを介して滑り板４３ｄに伝達され、滑り板４３ｄが図７の矢印Ｃ方向に移動する。そして、この場合、ベース部材５２の下方向の端部に移動したワーク１００は、開口部３２ａから落下して、滑り板４３ｄ上を滑り落ちて不良品収容箱４３ｅ内に移動する。この後、エアシリンダ４３ａのピストンロッド４３ｆが矢印Ｃ方向とは反対方向に戻される。

また、測定機構部３により測定されたワーク１００の厚みが予め設定された数値範囲よりも小さい場合は、図８に示すように、不良品収容部４４のエアシリンダ４４ａのピストンロッド４４ｆが矢印Ｄ方向に駆動される。これにより、エアシリンダ４４ａの駆動力がピストンロッド４４ｆ、駆動伝達部材４４ｂおよび取付部材４４ｃを介して滑り板４４ｄに伝達され、滑り板４４ｄが図８の矢印Ｄ方向に移動する。そして、この場合、ベース部材５２の下端部に移動したワーク１００は、開口部３２ａから落下して、滑り板４４ｄ上を滑り落ちて不良品収容箱４４ｅ内に移動する。この後、エアシリンダ４４ａのピストンロッド４４ｆが矢印Ｄ方向とは反対方向に戻される。このようにして、寸法測定装置１によるワーク１００の厚みの測定動作および選別動作が行われる。

なお、本実施形態による寸法測定装置１では、測定機構部３による測定が終了したワーク１００が開口部３２ａから落下する時点で、すでに、次の測定対象のワーク１００が供給機構部２の搬送路２１から供給されている。これにより、寸法測定装置１は、途切れることなく連続してワーク１００の測定を行う。

本実施形態では、上記のように、薄型リング状磁石（ワーク）１００が転がり落ちるベース部材５２の傾斜の上手方向（図４の矢印Ａ方向）および下手方向（図４の矢印Ｂ方向）にレーザ投光器５５およびレーザ受光器５６を設けることによって、レーザ投光器５５からレーザ受光器５６に向かって照射されるワーク１００の厚みよりも幅の大きいレーザ光１１０の一部をワーク１００が遮断するので、容易に、ワーク１００の厚みを測定することができる。

また、本実施形態では、上記のように、ワーク１００がベース部材５２上を転がり運動する間に、ワーク１００の厚みの測定を行うことによって、ワーク１００を固定部材などに固定した状態で厚みの測定を行う場合に比べて、ワーク１００の固定部材への取付作業および固定部材からの取外し作業を行う必要がない。これにより、多数のワーク１００を測定する場合にも、ワーク１００に次々と転がり運動させるだけで、全てのワーク１００の測定を行うことができるので、多数のワーク１００の測定を効率良く行うことができる。その結果、容易に、製造されたワーク１００の全数検査を行うことができる。

また、本実施形態では、上記のように、ワーク１００の厚みよりも大きな幅を有するレーザ光１１０をレーザ投光器５５から出射することによって、１つのレーザ投光器５５のみを用いて、ワーク１００の厚みを測定することができるので、寸法測定装置１を複雑化させることなく、ワーク１００の厚みを測定することができる。

また、本実施形態では、上記のように、測定機構部３の上板３２の開口部３２ａから落下したワーク１００を、選別機構部４により、設定範囲内の厚みを有するワーク１００と、設定範囲内よりも大きい厚みを有するワーク１００と、設定範囲内よりも小さい厚みを有するワーク１００とに自動的に選別することによって、作業者がワーク１００の選別作業を行う必要がないので、作業者の負担を軽減することができる。

なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

たとえば、上記実施形態では、光センサ５８と光センサ５９との間の間隔をワークの外周の長さよりも僅かに大きくなるように設定することにより、ワークが光センサ５８に対応するベース部材上の位置から光センサ５９に対応するベース部材上の位置まで移動する間に１回転する例について示したが、本発明はこれに限らず、光センサ５８と光センサ５９との間の間隔をより大きくすることにより、ワークが光センサ５８に対応するベース部材上の位置から光センサ５９に対応するベース部材上の位置まで移動する間に１回転以上するようにしてもよい。たとえば、光センサ５８と光センサ５９との間の間隔をワークの外周の長さの２倍になるように設定することにより、ワークが光センサ５８に対応するベース部材上の位置から光センサ５９に対応するベース部材上の位置まで移動する間に２回転するようにしてもよい。この場合、ベース部材を上下二段の階段状に構成することによって、ワークがベース部材の一段目を移動する際に、ワークの外周近傍の厚みを全周に渡って測定し、ワークがベース部材の二段目を移動する際に、ワークの回転中心付近の厚みを全周に渡って測定することが可能になる。なお、ワークを複数回回転させるとともに、ベース部材を複数段の階段状に構成すれば、さらに、ワークの様々な部分の厚みを全周に渡って測定することが可能になる。また、レーザ投光器およびレーザ受光器を上下方向に移動可能に構成すれば、ワークが複数回回転する間に、ワークの外周近傍の厚みや中心近傍の厚みを含む様々な部分の厚みを全周に渡って測定することが可能になる。また、上下方向に複数個のレーザ投光器およびレーザ受光器を設置しても、同様の効果を得ることが可能である。

また、上記実施形態では、ワークの厚みを測定する手段として、レーザ投光器およびレーザ受光器を用いる例について説明したが、本発明はこれに限らず、ＣＣＤカメラなどを用いてワークの厚みを測定してもよい。

また、上記実施形態では、本発明の寸法測定装置の測定対象として、厚みの小さい薄型リング状磁石からなるワークを用いる例について説明したが、本発明はこれに限らず、薄型以外の厚みの大きい深型や、リング状以外の円盤状や、円筒形状または円柱形状など、転がり運動することが可能な形状の物体であれば、測定対象として用いることができる。

また、上記実施形態では、ワークの厚みよりも大きな幅を有するレーザ光をレーザ投光器から出射する例について示したが、本発明はこれに限らず、ワークの厚みよりも小さな幅を有するレーザ光をレーザ投光器から出射してもよい。この場合、複数のレーザ投光器から複数本のレーザ光を出射させることによって、ワークの厚みを測定すればよい。

本発明の一実施形態による寸法測定装置の全体構成を示した斜視図である。 図１に示した一実施形態による寸法測定装置の測定機構部を示した平面図である。 図２に示した一実施形態による寸法測定装置の測定機構部からガイド部材を取り外した状態を示した平面図である。 図２中の２００−２００線に沿った断面図である。 図１に示した一実施形態による寸法測定装置により測定される薄型リング状磁石（ワーク）を示した斜視図である。 図１に示した一実施形態による寸法測定装置の選別機構部による選別動作を説明するための図である。 図１に示した一実施形態による寸法測定装置の選別機構部による選別動作を説明するための図である。 図１に示した一実施形態による寸法測定装置の選別機構部による選別動作を説明するための図である。

符号の説明

１ 寸法測定装置
２ 供給機構部（供給部）
４ 選別機構部（選別手段）
３２ａ 開口部（回収部）
５２ ベース部材
５４ ガイド部材
５５ レーザ投光器（照射部、測定手段）
５６ レーザ受光器（受光部、測定手段）
５８ 光センサ（第１光センサ）
５９ 光センサ（第２光センサ）
１００ 薄型リング状磁石、ワーク（被測定物）
１１０ レーザ光

Claims (11)

1. 実質的に円形状の外周面を有する被測定物を転がり運動させるためのベース部材と、
   前記被測定物が前記ベース部材を転がり運動する間に、前記被測定物の転がり運動の回転中心線に直交する方向から前記被測定物の回転中心線に沿った方向の厚みを測定する測定手段とを備え、
   前記測定手段は、前記被測定物の回転中心線に直交する方向からレーザ光を照射する照射部と、前記照射部から照射された前記レーザ光を受光する受光部とを含む、寸法測定装置。
2. 前記照射部から照射された前記レーザ光は、前記被測定物の回転中心線に沿った方向の厚みよりも大きな幅を有し、
   前記レーザ光の前記被測定物による遮光部分の幅を、前記被測定物の回転中心線に沿った方向の厚みの測定値とする、請求項１に記載の寸法測定装置。
3. 前記被測定物を誘導するガイド部材をさらに備え、
   前記被測定物は、前記ガイド部材により誘導されながら、前記照射部と前記受光部との間を転がり運動する、請求項１または２に記載の寸法測定装置。
4. 前記レーザ光の照射部側の第１位置に設けられ、前記転がり運動される被測定物を検知するための第１光センサと、前記レーザ光の受光部側の第２位置に設けられ、前記転がり運動される被測定物を検知するための第２光センサとをさらに備え、
   前記測定手段は、前記被測定物が前記第１光センサにより検知される前記第１位置と、前記被測定物が前記第２光センサにより検知される前記第２位置との間で、前記被測定物の回転中心線に沿った方向の厚みを測定する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の寸法測定装置。
5. 前記被測定物は、前記測定手段により測定される際に、少なくとも１回転する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の寸法測定装置。
6. 前記ベース部材は、傾斜面を含み、
   前記被測定物の転がり運動は、前記被測定物が前記傾斜面を転がり落ちることにより行われる、請求項１〜５のいずれか１項に記載の寸法測定装置。
7. 前記ベース部材の傾斜面の上手方向に設けられ、前記被測定物を連続して供給する供給部と、
   前記ベース部材の傾斜面の下手方向に設けられ、前記被測定物を回収する回収部とをさらに備える、請求項６に記載の寸法測定装置。
8. 前記回収部により回収された前記被測定物を前記被測定物の回転中心線に沿った方向の厚みに基づいて複数のグループに選別する選別手段をさらに備える、請求項７に記載の寸法測定装置。
9. ベース部材により実質的に円形状の外周面を有する被測定物を転がり運動させるステップと、
   前記被測定物が前記ベース部材を転がり運動する間に、前記被測定物の転がり運動の回転中心線に直交する方向から前記被測定物の回転中心線に沿った方向の厚みを測定するステップとを備え、
   前記被測定物の回転中心線に沿った方向の厚みを測定するステップは、
   前記被測定物の回転中心線に直交する方向からレーザ光を照射するステップと、
   前記照射されたレーザ光を受光するステップとを含む、寸法測定方法。
10. 前記被測定物の回転中心線に沿った方向の厚みを測定するステップは、
    前記被測定物の回転中心線に直交する方向から前記被測定物の回転中心線に沿った方向の厚みよりも大きな幅を有するレーザ光を照射するステップと、
    前記照射されたレーザ光を受光するステップと、
    前記レーザ光の前記被測定物による遮光部分の幅を前記被測定物の回転中心線に沿った方向の厚みの測定値とするステップとを含む、請求項９に記載の寸法測定方法。
11. 前記ベース部材は、傾斜面を含み、
    前記被測定物に転がり運動させるステップは、前記被測定物を前記傾斜面の上方向から下方向に転がらせることにより転がり運動させるステップを含む、請求項９または１０に記載の寸法測定方法。

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