JPH0194208A - 円盤状物品の形状歪検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、円盤状物品、たとえば自動車の制動装置の部
品であるディスクローターなどを検査する形状歪検査装
置に関する。

［従来の技術］ 従来、自動車の制動装置の部品であるディスクローター
は所定の加工工程を終えた後で加工した形状の歪の検査
を実施していた。なお、このディスクローターはフラン
ジ部とボス部とを同心円的に一体化した形状をもち、ボ
ス部の一端面が組付基準面となり、フランジ部の円形の
一端面およびこれと背向する反対側の円形の他端面とを
もつものである。そしてこの検査では、互いに平行なボ
ス部の一端面と７ランジ部の一端面間の距離や、互いに
平行なフランジ部の一端面および他端面の凹凸や、フラ
ンジ部の一端面おにび他端面のフレなどを検査していた
。この形状歪検査工程において、作業者は定盤の上にこ
のディスクローターをたとえばボス部の一端面が当接す
るように載せる工程、ディスクローターを回転しつつフ
ランジ部の他端面をダイアルゲージで測定する工程、デ
ィスクローターを定盤からとり取りばずず■稈、を順次
実行しなければならなかった。

また、本出願人によって出願された実開昭６２−８１０
０８号公報は、ディスクローターを駆動装置により回転
させつつ、ディスクローターのたとえばフランジ部の一
端面にタッチセンサを当接させ、前記一端面の凹凸を全
周にわたって測定する技術を提案している。

［発明の解決しようとする問題点］ ところが、これら各工程の作業は繰り返し作業であり特
に前記ダイアルゲージによるディスクローターの目視測
定作業は神経の集中が必要であるので、作業者が疲労し
て作業能率および作業精度が低下する可能性があった。

ディスクローターを駆動装置により回転させ、ディスク
ローターの測定すべき面（以下測定面という）を全周に
わたって自動的に測定する前記従来技術は、実験の結果
前記駆動装置の振動のために測定データにノイズが混入
し、検査精度が大幅に悪くなることがわかつｌ〔。なお
前記振動の原因としては、駆動装置の機械的精度や速度
むら、または前記駆動装置や円盤状物品の回転にともな
う検査台の振動、または検査台の振動にともなう測定装
置（特にその検出部（センサ）の振動などが考えられる
。

本発明は前記問題に鑑み、高能率かつ高精度に円盤状物
品の形状歪を測定する装置を提供することを目的とする
。

［問題点を解決するだめの手段］ 本発明の形状歪検査装置は、円盤状物品の軸芯を回転中
心として回転可能に支持する検査台と、前記検査台に保
持された前記円盤状物品を間欠的に回転させる駆動装置
と、前記検査台に保持された前記円盤状物品の一端面と
前記検査台の基準面との面間距離を測定する距離セン４
ノーと、前記駆動装置の停止後に前記距離センサによっ
て測定された前記円盤状物品の前記一端面の全周にわた
る複数個の測定データにより前記測定データ間のバラツ
キを求める制御部とを備えるように構成されている。

前記円盤状物品は、互いに平行な複数の端面をもつ部材
でありたとえば自動車の制動装置の部品であるハツト形
状のディスクローターである、このディスクローターは
前記説明したように７ランジ部とボス部とを同心的に一
体化した形状をもつ。

検査台は、前記複数端面と直角な軸芯を回転中心として
円盤状物品を回転可能に支持する基台であれば良い。た
とえば円盤状物品を摺動可能に支持する箔接面をもつ基
台が可能である。ただし前記当接面は平滑かつ耐摩耗性
をもつことが好ましく、セラミックス材料の採用が好適
である。また検査台に複数のローラーやボールなどを設
置し、前記ローラーやボールの上に円盤状物品を回転可
能に保持しても良い。この場合前記ローラーやボールが
円盤状物品と当接する複数の線または点を含む仮想の当
接面が前記検査台の当接面となる。

更に、検査台自体が円盤状物品を保持して回転する回転
部をもつようにすることも可能である。この場合にも前
記回転部の所定の面たとえば円盤状物品との当接面が前
記検査台の当接面となる。

駆動装置は、円盤状物品を間欠的に回転させる装置であ
る。たとえば本駆動装置は検査台に固定されたモーター
と、モーターの軸に設置され円盤状物品の円周側面と当
接して円盤状物品を回転させる駆動ローラーとを備える
。また、検査台が円盤状物品を保持して回転する前記回
転部をもつ場合には、駆動装置は前記回転部を間欠的に
回転させるものである。なおこの前記円盤状物品は測定
する前記端面（以下、測定面ともいう）の全周にわたっ
て高精度に測定するために所定の微小角度ずつ間欠的に
回転させられることが好ましいので、駆動装置のモータ
ーとしては一定の回転角度を簡単に円盤状物品に与える
ことができるステッピングモーターが好適である。

距離センサは、タッチセンサや光学位置センサなど、円
盤状物品の測定面の小領域の位置、特に円盤状物品の前
記測定面の軸芯と平行な方向の変位を検出できるもので
あれば良い。

制御部は、駆動装置の停止後に前記距離センサから得ら
れる複数個の測定データを処理し、少なくとも前記各デ
ータ間のバラツキを検出する機能をもてば良い。更にこ
の制御装置は得られた各デ−タ間のバラツキによって円
盤状物品の良不良を判別する機能をもつことが好ましい
。また駆動装置の回転により距離センサに混入するノイ
ズをより低減するために、駆動装置の停止した後の一定
期間経過後に即ち検査台などの振動などが十分減衰した
後で前記距離センサからの測定データをサンプリングす
ることが好ましい。

［作用） この円盤状物品の形状歪検査装置において、駆動装置は
検査台にセットされた円盤状物品をたとえば微小角度ず
つ間欠的に回転させる。距離センサは円盤状物品の測定
面と検査台の基準面との面間距離をその全周にわたって
測定し、制御部は駆動装置の停止期間に距離センサから
得られる測定データを処理して各測定データ間のバラツ
キを検出する。

［実施例］ 以下、本発明の円盤状部品の形状歪検査装置を具体的な
実施例に基づいて説明する。

本実施例の形状検査装置は、円盤状物品であるディスク
ローター１００を回転可能に支持する検査台１と、検査
台１に保持されディスクローター１００を間欠的に回転
させる駆動装置２と、検査台１に固定され駆動装置１の
停止時にディスクローター１００の形状歪を測定する距
離センサ３と、距離センサ３の出力信号を処理してディ
スクローター１００の良否を判別する制御部４と、から
なる。

ディスクローター１００は、フランジ部１０１とボス部
１０２とを同心円的に一体化した形状をもち、ボス部１
０２の円形の一端面１０３、フランジ部の円形の一端面
１０４およびフランジ部の輪状の他端面１０５をもつも
のである。

検査台１は、ディスクローター１００の軸芯Ｘをほぼ回
転中心としてディスクローター１００を回転可能に支持
する基台であり、ディスクローター１００の一端面１０
３と摺接してディスクローター１００を回転可能に支持
する当接面１１をもつ。

駆動装＠２は、検査台１に固定されたステラピングモー
タ２１と、ステッピングモーター２１の回転軸２２に取
りつけられたウレタン製の駆動ローラー２３と、検査台
１に固定され回転自在な案内ローラー（図示せず）とか
らなる。駆動ローラー２３の回転軸２２の軸芯と前記案
内ローラー（図示せず）の軸芯はディスクローター１０
０の軸芯Ｘと平行となるように、検査台１の当接面１１
から突出して取付けられている。駆動ローラー２３の外
周側面２４はディスクローター１００の外周側面１０６
に接している。同様に、前記案内ローラー（図示せず）
の外周側面も駆動ローラー２３と異なる位置でディスク
ローター１００の外周側面１０６に接している。

距離センサ３は、接触子３１をもつタッチセンサ３２と
、タッチセンサ３２を保持する腕木３３と、腕木３３を
ビン３４を中心として回転自在に支持する支柱３５と、
検査台１に固定され支柱３５を支持する保持具３６と、
からなる。タッチセンサ３２は接触子３１の先端をディ
スクローター１００のフランジ部１０１の一端面〈測定
面）１０４に摺接させて、測定面１０４の軸芯Ｘと平行
な方向の変位を測定する距離センサであり、ここではス
ｌ〜レンゲージ型のものを使用している。

制御部４は、タッチセンサ３２の出力信号をデジタル信
号に変換する入力回路部４１と、入力回路部４１から出
力される前記デジタル信号などを受取り、後で説明する
各種制御信号や判別信号などを出力する制御回路部４２
と、からなる。入力回路部４１は、タッチセンサ３２の
出力信号を所定の大きさに増幅するセンスアンプ４１１
と、センスアンプ４１１の出力信号を後で説明する所定
のタイミングでサンプルホールドづるサンプルホールド
回路４１２と、サンプルホールド回路４１２から出力さ
れるサンプルホールド信号をＡ／Ｄ変換する△／Ｄコン
バーター４１３と、からなる。

制御回路部４２はＩ１０インターフェイスを内蔵するマ
イクロコンピュータであり、その出力端子の一つは出力
信号線４２４を介してステッピングモータ２１に接続さ
れ、他の出力端子は出力信号線４２１を介してサンプル
ホールド回路４１２−　１０　　＝ に接続されている。

この形状歪検査装置の基本的な動作を第１図の模式図お
よび第２図のタイミングチャートにより以下に説明し、
次いでその詳細な動作を第３図および第４図のフローチ
ャートに基づいて説明する。

まず、制御回路部４２は第２図に示す駆動パルス信号Ｓ
１をステッピングモーター２１に供給しステッピングモ
ータ２１を間欠的に駆動する。駆動パルス信号Ｓ１は簡
略に図示されているが実際には周知の４相パルス信号で
あり、回転期間Ｔ１の間だけステッピングモータ２１を
回転させる。

そして制御回路部４２は停止期間Ｔ２には駆動パルス信
号Ｓ１を発生しない。なお、本実施例では回転期間Ｔ１
は約３０ｍ５ｅｃ、停止期間Ｔ２は７Ｑｍｓｅｃに設定
している。ディスクローター１００は検査台１の当接面
１１と前記案内ローラー（図示せず）と駆動ローラー２
４とにより軸芯Ｘを回転中心として回転自在に保持され
ており、駆動ローラ２４の１回の回転期間Ｔ１に回転角
２度だけ回転するように設計されている。タッチセンサ
３２はディスクローター１００のフランジ部１０１の一
端面（測定面）１０４の軸芯Ｘと平行な方向の変位を検
出して、それに応じた変位信号を入力回路部４１に伝送
する。入力回路部４１は前記変位信号をセンスアンプ４
１１で所定の大きさに増幅し、増幅された信号をサンプ
ルボールド回路４１２に出力する。サンプルホールド回
路４１２は制御回路部４２から出力されるサンプリング
信号Ｓ２により指定されるタイミングで入力信号をサン
プルホールドする。なお、制御回路部４２はサンプリン
グ信号Ｓ２を停止期間Ｔ２の終了する１ｍ５ｅｃ前に出
力する。サンプルホールド回路４１２から出力されるサ
ンプルホールド信号＄３はΔ／Ｄコンバータ４１３でデ
ジタル信号に変換された後で制御回路部４２に送られる
。制御回路部４２はこのデジタル信号を処理してディス
クローター１００の良否を判別する。

マイクロコンビコータである制御回路部４２が実行する
動作を第３図のフローチャートに従って説明する。

まず、図示しない起動スイッチが投入されるとルーチン
が開始されステップ１０１に進む。

５１０１では、レジスタやメモリなどを初期設定して、
８１０２に進む。

＄１０２では、制御回路部４２がステッピングモータ２
１に一連の駆動パルスを送ってステッピングモータ２１
を約３０ｍ５ｅｃだけ回転させ、ディスクローター１０
０を回転角２度だけ回転さその後停止させる。そしてそ
の後で８１０３に進む。

３１０３は、停止期間Ｔ２を規定するタイマを制御する
ザブルーチンである。

このザブルーチンでは第４図に示すように、まず８１１
０でタイマをスタートさせて５１１１に進む。

５１１１では、タイマが７０ｍ５ｅｃになったかどうか
を検出し、タイマＸが７Ｑｍｓｅｃに達していれば５１
０４に進み、そうでなければ５１１１に再び戻る。本タ
イマによるルーチンの遅延はディスクローター１００等
の振動の影響を低減するためである。

Ｓ１’０４では、第２図のタイミングでサンプリングパ
ルス＄２を４ノ一ンプルホールド回路４１２に送り、こ
の時点のセンスアンプの出力信号型ＬＬをサンプルホー
ルドする。更に前記サンプルホールドが終了した後でＡ
／Ｄコンバータ４１３のデジタル信号をマイクロコンピ
ュータの内部データメモリに記憶し、その後で８１０５
に進む。

なお、１）ｆＩ記デジタル信号はディスクローター１０
０の測定面１０４の一測定点の軸芯Ｘと平行な方向の距
離を表す測定データである。なお、前記距離はディスク
ローター１００のボス部１０２の一端面１０３からフラ
ンジ部１０１の一端面１０４までの距離として設定する
。ディスクローター１００のボス部１０２の一端面１０
３は検査台１の当接面１１に当接し、タッチセンザ３１
は検査台１に固定されているので、距離センサ３２によ
りディスクローター１００のフランジ部１０１の一端面
１０４を測定すれば、一端面１０３と一端面１０４間の
距離（ディスクローター１００の厚さ）を測定すること
ができる。

５１０５では、ディスクローター１００の回転角度が３
６０度に達したかどうかを判定する。、なｄ３、ディス
クローター１００は１回の回転により回転角２度回転す
るので、サンプリングパルス信号Ｓ２をカウントし、サ
ンプリングパルス信号Ｓ２が７２になった時に、前記回
転角度が３６０度に達したものとする。そして回転角度
が３６０度以上であれば（サンプリングパルスが７３以
上であれば）、＄１０６に進み、そうでなければ再び８
１０２に戻って次の測定データ採取を実行する。

このようにしてディスクローター１００の測定面の７２
個の測定データを制御回路部４２のメモリに記憶した後
で、８１０６に進む。

３１０６は、得られた７２個の測定データを処理して後
で説明する平均値Ｍ１および平均値Ｍ２を得るザブルー
チン（フローヂｉ・−トは省略する）である。

このザブルーチンでは、まず７２個の全測定データの平
均値Ｍ１と、互いに隣接する複数個（ここでは３個）の
測定データの平均値Ｍ２を求めるて８１０７に進む。

５１０７では、平均値Ｍ１と予め記憶している基準の平
均値ｍ１とを比較する。次に平均値Ｍ２と前記平均値Ｍ
１とを比較する。そして、データのバラツキの絶対値１
Ｍ１−ｍ１１が予め設定された所定の範囲内にあり、か
つ、データのバラツキの絶対値ＩＭ２−ＩＶ１１１が予
め設定された所定の範囲内にあれば８１０８に進み、そ
うでな【プれば５１０９に進む。なお、前記データのバ
ラツキの絶対値１Ｍ１−ｍ１１はディスクローター１０
０の平均厚さを検査するものであり、前記データのバラ
ツキの絶対値ＩＭ２−Ｍ１１は測定面１０４の粗さを検
査するものである。

５１０８では、ディスクローター１００の測定面１０４
が良であることを表す信号をＣＲＴデイスプレィ（図示
せず）に出力してこのルーチンを終了する。

８１０９では、ディスクローター１００の測定面１０４
が不良であることを表す信号を前記ＣＲＴデイプレイに
出ノｊしてルーチンを終了する。

前記説明により、ディスクローター１００の７ランジ部
１０１の一端面１０４が検査された。その後でディスク
ローター１００を一端面１０４が検査台１に当接するよ
うに載置し、フランジ部１０１の他端面１０５の検査を
前記一端面１０４の測定の場合とまったく同様に実施す
る。

なお８１０６において、他のデータ処理を実行すること
は当然可能である。たとえば、測定面１０４上で互いに
１８０度の位置にある２個の測定データの差を求めれば
、前記差により測定面１０４のフレが検出できる。そし
て５１０７でこのフレが予め設定する所定角度以内にあ
るかどうかを判定しても良い。

また、タッチセンサ３２としてはたとえば作動トランス
型費可変容量型のものも使用できる。また、タッチセン
サのかわりに測定面に半導体レーザーのレーザー光を照
射し、その反射光を半導体装置検出素子（ＰＳＤ）やＣ
ＣＤラインセンセン検出すれば、測定面の凹凸やフレを
三角測量法に＝　　１７　　＝ より検出することができる。更にこの場合、測定面上に
レーザー光の焦点を合わせないことにより微細な凹凸の
影響を除去できる。

更に、サンプリング回路４１２を制御回路部４２側に配
置しても良い。

以」：説明したように本実施例によれば、ステッピング
モーター２１が停止した後更に所定時間経過後にタッチ
センサ３２の出力信号をサンプリングしデータ処理に使
用しているので、検査台１やディスクローター１００の
振動の影響を減らすことができ、大幅に測定精度を向上
することができる。特に自動車用制動部品であるディス
クローター１００は重量が大ぎいため、従来技術では、
振動の振幅および減衰時間が大きい欠点があったが、本
実施例によれば、かなりの測定精度の改善を図ることか
できる。また、本検査装置の機械的割竹をそれほど確保
しなでもよいので装置の小型軽量化を図ることができる
。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明の円盤状物品の形状歪み測定
装置は、駆動装置を間欠的に駆動しかつ駆動装置の停止
時に円盤状物品を測定するので、以下の効果を秦するこ
とができる。

（１）円盤状物品の測定面の厚さおよびフレなどの測定
を自動化でき、検査能率と検査品質とを従来の入手によ
る作業に比較して大幅に改善することができる。

（２）円盤状物品を駆動装置により回転してセンサによ
り連続的に測定する従来技術に比較して、駆動装置およ
び円盤状物品の回転により発生する振動を低減でき、測
定装置に混入する前記振動に起因するノイズを除去する
ことができる。

（３）駆動装置および円盤状物品の周期的な停止期間に
前記測定を実施するので、駆動装置や検査台などの機械
的剛性を減らし、装置を小型軽量化しても測定精度を確
保することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の形状歪検査装置の一実施例模式図であ
る。第２図は第１図の装置の各部の信号波形図である。 第３図は第１図の装置の制御回路部４２の動作を示すフ
ローチャーｌ〜である。第４図は第３図のステップ５１
０３のサブルーチンのフローチャートである。 １・・・検査台　　　　　　　２・・・駆動装置３・・
・距ｌＩ＃レンサ　　　　　４・・・制御部特許出願人
　　　アイシン高丘株式会社代理人　　　　弁理士　大
川　宏 −２〇　　　　− 手続補正内（自発）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 円盤状物品の軸芯を回転中心として回転可能に支持する
   検査台と、 前記検査台に保持された前記円盤状物品を間欠的に回転
   させる駆動装置と、 前記検査台に保持された前記円盤状物品の一端面と前記
   検査台の基準面との面間距離を測定する距離センサと、 前記駆動装置の停止時に前記距離センサによって測定さ
   れた前記円盤状物品の前記一端面の全周にわたる複数個
   の測定データによりデータ間のバラツキを求める制御部
   とからなることを特徴とする円盤状物品の形状歪検査装
   置。