JPH0134324B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

(1) 発明の分野 本発明は自動穴加工工程における穴径検査装置
に係り、特に検査装置に対する検査穴の正確な位
置決めを必要とせず自動的に穴径の合格、不合格
を判別する装置に関する。 (2) 従来技術 従来、自動穴加工工程において加工された穴径
の検査は、製品を適宜抜き取り、径界ゲージを用
いて通り側最小径及び止り側最大径を測定するこ
とにより検査していた。すなわち、第１図はその
説明図であつて、製品搬送ガイドレール１に対し
図示しないトランスフア治具により、ステーシヨ
ンピツチごとに搬送される製品２の穴３の径を判
別するために先端鋭針部４、公差最小部５、公差
最大部６及びゲージストツプ径部７が同軸に連結
されたゲージ８を穴３に挿入し穴径の合否判定を
行つていた。 (3) 従来技術の問題点 品質向上のためには全数検査を行うことが好ま
しいが、全数検査を実施するには穴径の合否判定
を自動化しなければならない。ところが、上記自
動化を行うにあたつて次のような解決しなければ
ならない問題がある。すなわち、穴径の合否判定
を厳正に行うには第１の条件として穴３の中心軸
に対してゲージ８の軸線を精密に一致させること
と、第２の条件としてゲージ８の穴３への挿入量
はゲージ８の穴３の周縁部に対する押圧荷重の大
きさにより異なるので穴３にゲージ８を一定の荷
重で押圧することの二つの条件を満足しなければ
ならない。 (4) 発明の目的 本発明は検査装置に対する穴の正確な位置決め
を必要とせず穴径の合否判定を自動的に行う穴径
検査装置を提供するにある。 (5) 発明の要点 ゲージの軸線を穴の中心軸に一致させるための
フローテイング機構及びゲージ挿入荷重を一定に
保つための定圧機構、ゲージの挿入移動量を検出
するための複数の位置検出器及びこれら位置検出
器からの検出信号に基づいて穴径の合否判定を行
う演算制御部を備えることにより穴径の合否判定
を自動的かつ迅速に行うものである。 (6) 発明の実施例 第２図ないし第６図は本発明の一実施例を示し
ている。ゲージ８はゲージ取付軸９と同軸にねじ
結合され、可傾軸受インナーケース１０の穴に挿
入されて、ゲージ取付軸９の後方ねじ部とこれに
螺合された止めナツト１１により、ゲージ８、ゲ
ージ取付軸９、可傾軸受インナーケース１０及び
止めナツト１１は一体となつている。上記ゲージ
８は先端から急勾配のテーパが付けられた先端鋭
針部４、この先端鋭針部４に連続して設けられわ
ずかなテーパが付けられた継ぎテーパ径部１２、
継ぎテーパ径部１２の最大径側に連続して設けら
れ継ぎテーパ径部１２の最大径と等しい外径を有
する円柱状の案内径部１３、この案内径部１３に
連結されこの案内径部１３より微小量だけ径が大
きく、かつ公差最小径を示す円柱状の公差最小径
部５、公差最小径部５に連結され公差最大径を示
す円柱状の公差最大径部６及びゲージ８の挿入を
最終的に停止させるためのゲージストツプ径部７
の順に同軸に設けられた各部分からなつている。
案内径部１２との間、公差最小径部５と公差最大
径部６との間及び公差最大径部６とゲージストツ
プ径部７との間には段差が形成されている。可傾
軸受インナーケース１０の外側にはこの可傾軸受
インナーケース１０を同軸自在に支持する可傾軸
受アウターケース１４が設けられていて、この可
傾軸受アウターケース１４の外側には円環状の可
動リング１５が同軸かつ一体的に固定されてい
る。そして、可動リング１５の外側には図示しな
い鋼球ホルダで保持された複数個の鋼球１６……
…が放射状に配置されている。鋼球１６………の
両側には鋼球１６………が当接する鋼球受け円板
１７，１７が設けられていて、これらはそれぞれ
前円板１８及び円筒状の軸本体１９により保持格
納されている。そして、可動リング１５の外径は
この可動リングを格納している軸本体１９の格納
部の内径よりも小さく形成されているので間隙が
形成され、可動リング１５はこの間隙の範囲内で
摺動自在となつている。また、ゲージ取付軸９の
後端には引張ばね２０の一端が取付けられ、この
引張ばね２０の他端はばね軸２１に取付けられて
いる。このばね軸２１はばねナツト２２に回転自
在に螺合されている。そして、上記軸本体１９の
内周面にはばね部が設けられこのねじ部に上記ば
ねナツト２２が螺合していて、軸本体１９のねじ
部とばねナツト２２により引張ばね２０のばね力
を調節できる構造となつている。このばね力によ
りゲージ８は後方（第１図矢印２３方向）に付勢
されゲージ８が外力により傾いても外力の除去と
ともに直ちに原位置に復帰できるようになつてい
る。かくして、ゲージ８、ゲージ取付軸９、可傾
軸受インナーケース１０、止めナツト１１、可傾
軸受アウターケース１４、可動リング１５、鋼球
１６………、鋼球受け円板１７，１７、前円板１
８、軸本体１９、引張ばね２０、ばね軸２１、ば
ねナツト２２はフローテイング機構２４を構成
し、このフローテイング機構２４により、ゲージ
８に可動リング１５の孔径部が軸本体１９の格納
部の内径部に当る範囲でゲージ８の軸線に直角な
放射方向に摺動自在となり、かつ、可傾軸受イン
ナーケース１０及び可傾軸受アウターケース１４
によりゲージ８は止めナツト１１の外径部が可動
リング１５の内径に当る範囲で自由に傾くことが
できるようになつている。軸本体１９の外周部は
軸可動軸受２６を介して本体ボツクス２７にその
軸線方向に摺動自在に保持されている。軸本体１
９の後端には鍔部２８及びばね受け軸２９が同軸
に連結され、ばね受け軸２９の後端にはホトイン
タラプタ動作板３０が取付けられている。本体ボ
ツクス２７の後端には軸受後板３１が取付けら
れ、この軸受後板３１にはばね受けボツクス３２
が一体的に連結されている。このばね受けボツク
ス３２にはホトインタラプタ取付板３３が取付け
られ、このホトインタラプタ取付板３３の先端に
は門形のホトインタラプタ３４が前記ホトインタ
ラプタ動作板３０と係合するように取付けられて
いる（第３図参照）。これらホトインタラプタ３
４及びホトインタラプタ動作板３０は上記圧縮ば
ね３６による付勢力があらかじめ設定した一定値
となつたとき係合し電気信号が出力されるように
なつている。ばね受けボツクス３２にはばね受け
ナツト３５がばね受け軸２９と同軸に螺合され、
このばね受けナツト３５にはばね受け軸２９が挿
通されている。そして、ばね受けナツト３５と鍔
部２８との間には圧縮ばね３６が配設され、この
圧縮ばね３６の付勢力により鍔部２８は軸受後板
３１に押圧されている。圧縮ばね３６の付勢力は
ばね受けナツト３５の回転により調節可能になつ
ている。さらに、本体ボツクス２７の底部には取
付板３７が固定され、この取付板３７に軸受ボツ
クス３８が取付けられている。この軸受ボツクス
３８に設けられた貫通穴にはナツト３９が一体的
に嵌設され、このナツト３９にはねじ軸４０が螺
合されている。また、軸受ボツクス３８には図示
しない２個の軸可動軸受が取付けられ、これら軸
受にガイド軸４１，４１（第４図参照）が挿通さ
れ、軸受ボツクス３８はガイド軸４１に対して摺
動自在となつている。上記ガイド軸４１，４１の
一端はガイド軸板４２に、他端はガイド軸板４２
に対向して設けられ軸受板４３に固定されてい
る。ガイド軸板４２及び軸受板４３はベース板４
４に立設されている。上記ねじ軸４０の一端は軸
受板４３に設けられた軸受により回転自在に支持
され、さらに、カツプリング４５を介して、ベー
ス板４４の端部に設けられたモータ４６の回転軸
に連結されている。したがつて、モータ４６を正
転させればゲージ８は矢印４７方向に前進し、逆
転させれば矢印２３方向に後退するようになつて
いる。かくして、軸可動軸受２６、本体ボツクス
２７、鍔部２８、ばね受け軸２９、ホトインタラ
プタ動作板３０、軸受後板３１、ばね受けボツク
ス３２、ホトインタラプタ取付板３３、ホトイン
タラプタ３４、ばね受けナツト３５、圧縮ばね３
６、取付板３７、軸受ボツクス３８、ナツト３
９、ねじ軸４０、ガイド軸４１，４１、ガイド軸
板４２、軸受板４３、ベース板４４、カツプリン
グ４５、モータ４６は定圧機構４８を構成してい
る。第４図は本実施例の穴径検査装置の平面図を
示すもので、ゲージ８の軸心と平行になるように
ロツド４９がその両端をロツド取付板５０，５０
により固定されている。ロツド取付板５０，５０
はベース板４４に立設されている。上記ロツド４
９には３個のホトインタラプタ取付板５１，５
２，５３が摺動自在に取付けられ、それぞれのホ
トインタラプタ取付板５１，５２，５３には門形
のホトインタラプタ５４，５５，５６が取付けら
れている。一方、取付板３７のロツド４９側の端
部には判別ホトインタラプタ動作板５７が本体ボ
ツクス２７の移動とともにホトインタラプタ５
４，５５，５６と係合するように固定されている
（第５図参照）。ここで、案内径部１３の前縁部が
穴３の開口部位置にきたときに、判別ホトインタ
ラプタ動作板５７の前縁がホトインタラプタ５４
位置にあるように設定され、かつ、ホトインタラ
プタ５４，５５間の距離は案内径部１３の長さ
に、ホトインタラプタ５５，５６間の距離は公差
最小径部５の長さに等しくなるように配設されて
いる。上記ホトインタラプタ５４，５５，５６及
び判別ホトインタラプタ動作板５７はゲージ挿入
量検出部を構成している。さらに、本体ボツクス
２７をはさんでロツド４９とは反対側にはロツド
５８がベース板４４に立設されたロツド取付板５
９，５９によりゲージ８の軸心と平行になるよう
に設けられている。上記ロツド５８には２個のホ
トインタラプタ取付板６０，６１が摺動自在に取
付けられ、それぞれのホトインタラプタ取付板６
０，６１には門形のホトインタラプタ６２，６３
が取付けられている。一方、取付板３７のロツド
５８側の端部には安全ホトインタラプタ動作板６
４が本体ボツクス２７の移動とともにホトインタ
ラプタ６２，６３と係合するように固定されてい
る。上記ホトインタラプタ６２，６３の間隔はモ
ータ４６により駆動される本体ボツクス２７の最
大移動範囲を規定するように設けられている。し
かして、第６図に示すように、ホトインタラプタ
５４，５５，５６は穴径の合否を判別するための
論理回路の組合せからなる合否判定回路６５の入
力側に電気的に接続されている。また、ホトイン
タラプタ３４，６２，６３は制御回路６６の入力
側に接続され、また、制御回路６６の出力側はモ
ータ４６及び合否判定回路６５に接続されてい
る。上記合否判定回路６５及び制御回路６６は演
算制御部６７を構成している。上記合否判定回路
６５には合否判定結果を表示するための表示部６
８が電気的に接続されている。 つぎに、本実施例の穴径検査装置の作動につい
て詳述する。 まず、穴径検査される穴３………が形成された
各製品２を穴３………が検査時においてゲージ８
と対向するように製品搬送ガイドレール１上に置
く。しかして、ステーシヨンピツチごとに製品２
の搬送を停止しそのときゲージ８に対向している
穴３に対してゲージ８が進入するように制御回路
６６からの制御信号に基づいてモータ４６を正転
させる。モータ４６の正転にともない、カツプリ
ング４５を介してねじ軸４０が回転し、ねじ軸４
０に螺合している軸受ボツクス３８は矢印４７方
向に前進する。軸受ボツクス３８の前進にともな
い軸受ボツクス３８に固定されている本体ボツク
ス２７、この本体ボツクス２７に軸可動軸受２６
を介して支持されている軸本体１９及びこの軸本
体１９に可傾軸受を介して支持されているゲージ
８も一体的に矢印４７方向に前進する。そして、
ゲージ８の先端鋭針部４が穴３に入ると穴３の中
心軸とゲージ８の軸線が一致していなくても、継
ぎテーパ径部１２のテーパによりフローテイング
機構２４が作動し穴３の中心軸とゲージ８の軸線
が一致するようにゲージ８が挿入されていく。す
なわち、穴３の中心軸がゲージ８の軸線に対して
若干傾いている場合は可傾軸受インナーケース１
０及び可傾軸受アウターケース１４の作用により
ゲージ８はその軸線が穴３の中心軸に平行になる
ように傾く。また、穴３の中心軸に対するゲージ
８の軸線のずれに対しては可動リング１５が上記
ずれを解消するように摺動する。かくして、穴３
の中心軸にその軸線が一致したゲージ８は徐々に
穴３中に進入するが、もし穴３の径が公差最小径
と公差最大径との間にある場合、すなわち、「合
格」である場合はゲージ８の公差最大径部６の前
縁部の端面が穴３の周縁部の端面に当接しゲージ
８の前進は停止する。このときモータ４６は正転
を継続しているので本体ボツクス２７は前進を継
続し、これにともない軸受後板３１は鍔部２８か
ら離間し、圧縮ばね３６は圧縮され、圧縮量に相
当した荷重ゲージ８に付勢される。しかして、本
体ボツクス２７が一定量前進するとホトインタラ
プタ３４はホトインタラプタ動作板３０により動
作しホトインタラプタ３４からは信号SAが制御
回路６６に出力される。信号SAを入力した制御
回路６６からは合否判定回路６５に信号SB及び
信号SB′がモータ４６に出力されモータ４６の回
転は停止する。このときの圧縮ばね３６による付
勢力はあらかじめ定められた付勢力となつてい
る。合否判定回路６５にては信号SBを入力した
時点におけるホトインタラプタ５４，５５，５６
からの信号SC，SD，SEの内容がラツチされる。
すなわち、この場合穴３の径は「合格」であるの
で、判別ホトインタラプタ動作板５７はホトイン
タラプタ５４，５５を通過しホトインタラプタ５
６の手前で停止する。したがつて、ラツチ内容は
信号SC及び信号SDに「１」、信号SEは「０」と
なる。合否判定回路６５にてはあらかじめ第１表
に示す合否判別のためのロジツク表が設定されて
いて、ラツチされたホトインタラプタ５４，５
５，５６の信号内容がロジツク表のいずれかに該
当するとその判定内容が表示部６８にて表示され
る。すなわち、穴３の径が公差最大径より大であ
る場合はゲージストツプ径部７が穴３周縁部端面
へ当接するまでゲージ８は穴３に進入するので判
別ホトインタラプタ動作板５７はホトインタラプ
タ５４，５５，５６を通過し、信号SC，SD，SE
はすべて「１」となる。逆に、穴３の径が公差最
小径より小である場合はゲージ８は公差最小径部
５前縁部端面が穴３の周縁部端面に当接するまで
進入するので判別ホトインタラプタ動作板５７は
ホトインタラプタ５４のみを通過しホトインタラ
プタ５５の手前で停止する。したがつて、信号
SCのみ「１」となり、信号SD，SEは「０」とな
る。さらに、穴３の径が公差最小径よりも著しく
小さい場合には穴３に先端鋭針部４が当接し判別
ホトインタラプタ動作板５７はホトインタラプタ
５４の手前で停止し、信号SC，SD，SEはすべて
「０」となる。しかして、穴３の径の合否判定が
終了すると制御回路６６からの制御信号によりモ
ータ４６が逆転しゲージ８は後退し次の測定体勢
に入る。

【表】 (7) 発明の変形例 上記実施例においては、ゲージ８は異なる径の
部分が同軸上に配されたものであるが、連続した
テーパ状のゲージを用いて、ゲージの挿入量によ
り穴径の合否を判定するようにしてもよい。ま
た、上記実施例においては、ゲージの挿入量判別
のために用いるホトインタラプタの代りに、マイ
クロスイツチ又はリニアスケールを用いてもよ
い。また、ゲージ８の継ぎテーパ径部１２及び案
内径部１３を省略し先端鋭針部４を直接公差最小
径部５に接続させてもよい。ただ、この場合先端
鋭針部４の長さは穴の中心軸にゲージの軸線を一
致させるに十分な長さでなければならない。ま
た、上記実施例における定圧機構４８の圧縮ばね
３６の代りにオイルシリンダや荷重セルなどを用
いてもよい。さらにまた、上記実施例においては
演算制御部６７のハード的構成によつているが、
これに制約されることなく、マイクロコンピユー
タに代替させソフト的に処理するようにしてもよ
い。 (8) 発明の効果 本発明の穴径検査装置は以下に記す顕著な効果
を奏す。 (イ) フローテイング機構によりゲージに対し穴の
位置決めを厳密に行う必要はなく、かつ、定圧
機構によりゲージの穴に対する押圧荷重を一定
に保持した状態で検査を行うことができるの
で、穴径が公差内にあるかどうかを迅速かつ正
確に自動判定することができる。したがつて、
穴径の全数検査が可能となり、抜き取り検査に
比べ製品の品質が著しく向上する。 (ロ) 穴径の合否判定を演算制御部にて自動的に判
定するようになつた結果、誤判定が少くなり品
質管理の向上に寄与するところ大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来における穴径の検査を説明するた
めの斜視図、第２図は本発明の一実施例の穴径検
査装置の要部を断面で示した側面図、第３図は第
２図の穴径検査装置の定圧装置の一部であるホト
インタラプタとこれに係合しているホトインタラ
プタ動作板を示す斜視図、第４図は第２図に示す
穴径検査装置の平面図、第５図は第２図及び第４
図に示す穴径検査装置の一部である穴径判定のた
めのホトインタラプタとこれに係合しているホト
インタラプタ動作板を示す斜視図、第６図は本発
明の穴径検査装置の電気回路系統図を示す図であ
る。 ４：先端鋭針部、５：公差最小径部、６：公差
最大径部、８：ゲージ、２４：フローテイング機
構、３０：ホトインタラプタ動作板、３４：ホト
インタラプタ、４８：定圧機構、６５：合否判定
回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 穴径検査される穴の穴径の公差の最大径およ
   び最小径が同軸に配されかつ上記最小径側の端部
   にテーパが形成され上記穴径検査される穴に挿入
   されるゲージと、このゲージを平行移動自在かつ
   回動自在に指示し上記穴の中心軸に上記ゲージの
   軸線を一致させるフローテイング機構と、上記ゲ
   ージの上記穴への挿入量を検出して上記挿入量を
   示す電気信号を出力するゲージ挿入量検出部とを
   有する穴径検査装置において、上記フローテイン
   グ機構を進退自在に支持し上記穴に上記ゲージを
   挿入させ上記穴の周縁部に上記ゲージをあらかじ
   め設定された一定の押圧荷重で押圧させかつ任意
   の値に上記押圧荷重を設定可能な定圧機構と、上
   記ゲージ挿入量検出部に電気的に接続され上記定
   圧機構による上記ゲージの上記穴の周縁部に対す
   る押圧荷重が上記あらかじめ設定された一定の荷
   重に達したときの上記ゲージ挿入量検出部からの
   電気信号に基づいて上記穴の穴径が公差内にある
   かどうかを判定する演算制御部とを有することを
   特徴とする穴径検査装置。