JPH04296649A - 導電性部品の疵検出装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、同一の形状を有する多
数個の導電性部品の疵の有無を連続的に検出するための
疵検出装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】同一の形状を有する多数個の導電性部品
、たとえば円柱状、円環状、方形等の金属部品、金属粉
末樹脂で結合した複合成形品、多孔性の金属粉末焼結品
などは、機械部品などとして大量生産される場合が多い
。このような導電性部品に発生する割れ，欠け等の疵が
製造工程内或いは製造後の取り扱いなどにおいて生じる
場合があり、そのような欠陥を備えた導電性部品を選別
するために高信頼性で能率よくそれらの疵を検出できる
装置が望まれる。従来では、同一の形状を有する多数個
の部品の割れや欠けの選別のために、作業者の目視によ
って検査する目視検査や、音響によって検査する音響検
査、カメラの撮像画像や光照射による陰影画像による外
形検査などが一般的である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
従来の検査によれば、疵検出に比較的長時間を要するば
かりでなく、検出精度にばらつきがあったり充分な検出
精度が得られなかったりして、高い品質保証を確保する
ことは困難であった。特に、表面に塗装を施したものに
ついては、表面疵が埋まってしまうため上記問題が一層
顕著となるのである。また、目視し難いヘヤークラック
や内部的な欠陥については全く検出することができなか
った。

【０００４】本発明は以上の事情を背景として為された
もので、その目的とするところは、同一の形状を有する
多数個の導電性部品の表面疵や内部欠陥を高い精度で且
つ能率よく検出できる疵検出装置を提供することにある
。

【０００５】

【課題を解決するための第１の手段】かかる目的を達成
するための第１の手段の要旨とするところは、同一の形
状を有する多数個の導電性部品の疵を検出するための疵
検出装置であって、（ａ）　位置固定の偏平渦巻コイル
と、（ｂ）その偏平渦巻コイルの近傍であってその偏平
渦巻コイルの軸心上の予め定められた一定の検出位置を
通過するように前記多数個の導電性部品を順次案内する
案内手段と、（ｃ）　前記導電性部品が前記検出位置を
通過したときの前記偏平渦巻コイルのインピーダンス値
の変化に基づいてその導電性部品の疵の有無を判定する
判定手段とを、含むことにある。

【０００６】

【作用】このようにすれば、案内手段により、偏平渦巻
コイルの近傍であってその偏平渦巻コイルの軸心上の予
め定められた一定の検出位置を通過するように前記多数
個の導電性部品が順次案内されると、判定手段では、導
電性部品が前記検出位置を通過したときの前記偏平渦巻
コイルのインピーダンス値の変化に基づいてその導電性
部品の疵の有無が判定される。

【０００７】

【第１発明の効果】このように導電性部品が前記検出位
置を通過したときの前記偏平渦巻コイルのインピーダン
ス値の変化に基づいて極めて能率的に疵の有無が判定さ
れることから、同一の形状を有する多数個の導電性部品
の表面疵や内部欠陥が能率よく高精度で検査され得るの
である。すなわち、表面に塗装などが施されていても常
に高い精度で表面疵を検出することができるとともに内
部欠陥の検出をも可能となり、高い品質保証を確保でき
る。また、疵検出に要する時間が大幅に短縮され、特に
多量生産品の疵検出に好適に採用され得るのである。し
かも、疵検出のために占有スペースの少ない偏平渦巻コ
イルを配置すればよいことから、上記導電性部品を搬送
するコンベヤベルトや選別装置へ滑落させるための斜板
の下等においても容易に疵検出することができる。

【０００８】

【課題を解決するための第２の手段】また、前記目的を
達成するための第２の手段は、同一の形状を有する多数
個の導電性部品の疵を検出するための疵検出装置であっ
て、（ａ）　位置固定の筒型コイルと、（ｂ）　その筒
型コイルの近傍であってその筒型コイルの軸心上の予め
定められた一定の検出位置を通過するように前記多数個
の導電性部品を順次案内する案内手段と、（ｃ）　前記
導電性部品が前記検出位置を通過したときの前記筒型コ
イルのインピーダンス値の変化に基づいてその導電性部
品の疵の有無を判定する判定手段とを、含むことにある
。

【０００９】

【作用】このようにすれば、案内手段により、筒型コイ
ルの近傍であってその筒型コイルの軸心上の予め定めら
れた一定の検出位置を通過するように前記多数個の導電
性部品が順次案内されると、判定手段では、導電性部品
が前記検出位置を通過したときの前記筒型コイルのイン
ピーダンス値の変化に基づいてその導電性部品の疵の有
無が判定される。

【００１０】

【第２発明の効果】このように導電性部品が前記検出位
置を通過したときの前記筒型コイルのインピーダンス値
の変化に基づいて極めて能率的に疵の有無が判定される
ことから、同一の形状を有する多数個の導電性部品の表
面疵や内部欠陥が能率よく高精度で検査され得るのであ
る。すなわち、表面に塗装などが施されていても常に高
い精度で表面疵を検出することができるとともに内部欠
陥の検出をも可能となり、高い品質保証を確保できる。 また、疵検出に要する時間が大幅に短縮され、特に多量
生産品の疵検出に好適に採用され得るのである。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳
細に説明する。

【００１２】図１は、本発明の一実施例の疵検出装置の
構成を簡単に示している。この疵検出装置は、たとえば
図２に示す環状部品１０の表面疵や内部欠陥を検出する
ためのものである。この環状部品１０は、たとえば以下
に示す特性を備えたリング形状を成すＮｄ−Ｆｅ−Ｂ磁
石などの金属粉末成型品であって、導電性を備えている
。この環状部品１０は、金属粉末に必要に応じて合成樹
脂粉末を混練してプレス成形した後に樹脂硬化すること
により製造されたものであり、合成樹脂粉末は環状部品
１０の成型性向上や軽量化等を目的として用いられる。 このようにして製造された環状部品１０には、図２（ａ
）　に示されているような外面割れ１２、図２（ｂ）　
に示されているような内面割れ１４，図２（ｃ）　に示
されているような欠け１６等の表面疵や図示しない内部
欠陥などの疵がその製造工程や取り扱いなどに起因して
発生する場合がある、

【００１３】Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ磁石 ・金属粉末の粒子径　　０．０１〜０．３ｍｍ程度・金
属粉末と合成樹脂粉末との体積配合比　　約１：１・金
属粉末の電気抵抗　　約１４０μΩ・ｃｍ・成型品の電
気抵抗　　約４０ｍΩ・ｃｍ

【００１４】図１に示すよ
うに、上記環状部品１０は、所謂パーツフィーダのよう
な部品供給装置２２からコンベア２４上に一列に送出さ
れるとともに、そのコンベア２４により搬送される過程
で疵の有無が判定され、そのコンベア２４から滑落シュ
ート２６において送出される過程で、良品バスケット２
８および不良品バスケット３０のいずれかへ選別される
ようになっている。部品供給装置２２には、図示はされ
ていないが、上記環状部品１０を予め定められた一定の
時間間隔で送出するよく知られたゲート手段が備えられ
ている。

【００１５】上記コンベア２４は、一対のドラム３２お
よび３４にコンベアベルト３６が巻き掛けられることに
より構成され、図示しない駆動装置によって一方のドラ
ム３２が１秒間に３乃至５個環状部品１０を搬送できる
ように一定の回転速度で駆動されるようになっている。 コンベアベルト３６の下には、環状部品１０の疵を検出
するための偏平渦巻コイル３８が位置固定に設けられて
いる。図３の断面図、図４の平面図に示すように、上記
偏平渦巻コイル３８は、銅線４０が偏平且つ渦巻状に数
十回巻回された巻線４２と、その巻線４２が固着された
比較的薄い樹脂製基板４４と、その巻線４２を樹脂製基
板４４との間に挟む状態で保護する保護シート４６とか
ら構成されている。そして、偏平渦巻コイル３８は、図
５に示すように、巻線４２の軸心Ｃがコンベアベルト３
６の幅方向の中心に位置した状態で、コンベアベルト３
６に平行且つその内周面に近接した位置に固定されてい
る。

【００１６】図５に示すように、コンベア２４により搬
送される過程の環状部品１０の位置を規制する一対の案
内板４８および５０がコンベア２４のフレーム５２に固
定されている。この案内板４８および５０は、環状部品
１０が予め定められた一定の疵検出位置、すなわち環状
部品１０の軸心が前記巻線４２の軸心Ｃと一致する位置
を通過するように環状部品１０を順次案内するものであ
り、これにより、疵検出のために、順次搬送される環状
部品１０と偏平渦巻コイル３８との一定の相対位置関係
が再現されるようになっている。

【００１７】そして、図１の滑落シュート２６には、水
平軸まわりに回動可能な選別板５４と、この選別板５４
を開位置と閉位置とに駆動する開閉駆動装置５６とが設
けられており、この選別板５４が閉位置に位置させられ
ている状態では環状部品１０が良品バスケット２８に受
けられるが、開位置に位置させられている状態では環状
部品１０が不良品バスケット３０に受けられるようにな
っている。

【００１８】図６は、本実施例の疵検出装置に備えられ
た制御回路である。図において、偏平渦巻コイル３８と
可変容量コンデンサ６０とにより構成された共振回路５
８には、交流電源装置６２から一定周波数の安定化交流
電圧が直列抵抗６４を介して供給されている。上記可変
容量コンデンサ６０は、疵のない環状部品１０が偏平渦
巻コイル３８と同心位置となったときに得られる偏平渦
巻コイル３８のインピーダンスが上記共振回路５８の発
振条件となるように調整されている。このため、直列抵
抗６４の両端に発生する電圧信号（実効値）は、コンベ
ア２４による環状部品１０の搬送に伴って変化し、環状
部品１０と偏平渦巻コイル３８とが同心位置となった時
点で最大ピークとなる。

【００１９】直列抵抗６４の両端に発生する電圧信号は
、信号処理回路６６においてノイズ除去フィルタにより
ノイズが除去されるとともに増幅器により信号増幅され
、また検波回路によりＤＣ信号である疵信号ＳＳに変換
される。図７はその疵信号ＳＳを示している。この疵信
号ＳＳの最大ピークが環状部品１０と偏平渦巻コイル３
８とが同心位置となった時点を示している。設定回路６
８は、上記疵信号ＳＳのピーク値が疵のない環状部品１
０に対応したものか或いは傷のある環状部品１０に対応
したものかを判断するための予め設定された一定の判断
基準電圧ＳＶを発生させる。この判断基準電圧ＳＶは、
検出すべき最小の標準疵を備えた環状部品１０に対応す
る疵信号ＳＳのピーク値より僅かに上となるように設定
されている。環状部品１０内に発生する渦電流の大きさ
が疵によって影響されることにより、偏平渦巻コイル３
８のインピーダンスが変化するのである。

【００２０】比較回路７０は、上記疵信号ＳＳと判断基
準電圧ＳＶとを比較し、疵信号ＳＳのピーク値が判断基
準電圧ＳＶを下回った場合には、そのピーク値に対応す
る環状部品１０、すなわちそのピーク値が発生したとき
に偏平渦巻コイル３８の上に位置するに環状部品１０に
疵が有ると判定して不良品選別信号ＳＲを信号遅延回路
７２に出力する。コンベア２４のドラム３４には、それ
とともに回転して環状部品１０の搬送距離或いは搬送個
数に対応する搬送パルス信号ＨＰを発生するパルス発生
器７４が連結されており、信号遅延回路７２は、シフト
レジスタと同様に構成されたものであって、受け入れた
不良品選別信号ＳＲを上記搬送パルス信号ＨＰの個数が
予め定められた一定の値となったときに開閉駆動装置５
６へ出力する。この一定の値は、偏平渦巻コイル３８の
上に位置するに環状部品１０が滑落シュート２６へ到達
するまでの時間に対応するように設定されている。

【００２１】以上のように構成された装置において、環
状部品１０に疵が存在しない場合には、疵信号ＳＳのピ
ーク値が判断基準電圧ＳＶを上まわるので、比較回路７
０からは不良品選別信号ＳＲが出力されず、コンベア２
４により搬送された環状部品１０は良品バスケット２８
に受け入れられる。しかし、環状部品１０に疵が存在す
る場合には、疵信号ＳＳのピーク値が判断基準電圧ＳＶ
を下まわる。偏平渦巻コイル３８から発生する磁界によ
り環状部品１０内に発生する渦電流が疵により阻害され
、偏平渦巻コイル３８のインピーダンスが疵のない場合
に比較して変化し、前記共振回路５８における共振が弱
くなるからである。このため、比較回路７０からは不良
品選別信号ＳＲが出力され、疵のある環状部品１０が滑
落シュート２６へ到達すると、不良品選別信号ＳＲが信
号遅延回路７２から開閉駆動装置５６へ供給されて選別
板５４が図１の破線に示す位置まで開かれるので、疵の
ある環状部品１０が不良品バスケット３０に受け入れら
れるのである。

【００２２】上述のように本実施例によれば、案内板４
８、５０により、偏平渦巻コイル３８の近傍であってそ
の偏平渦巻コイル３８の軸心上の予め定められた一定の
疵検出位置に位置するように多数個の環状部品１０が順
次案内されると、比較回路７０では、環状部品１０が上
記検出位置に位置したときの偏平渦巻コイル３８のイン
ピーダンスの変化に基づいてその環状部品１０の疵の有
無が判定される。このため、同一の形状を有する多数個
の環状部品１０の表面疵や内部欠陥が能率よく高精度で
検査される。すなわち、表面に塗装などが施されていて
も常に高い精度で表面疵を検出することができるととも
に内部欠陥の検出をも可能となり、高い品質保証を確保
できるだけでなく疵検出に要する時間が大幅に短縮され
、特に多量生産品の疵検出に好適に採用され得るのであ
る。

【００２３】しかも、本実施例によれば、疵検出のため
に占有スペースの少ない偏平渦巻コイル３８を環状部品
１０と接近可能に配置すればよいことから、その環状部
品１０を搬送するコンベヤベルト３６や選別装置へ滑落
させるための斜板の下等においても容易に疵検出するこ
とができる。

【００２４】次に、本発明の他の実施例を説明する。な
お、以下の説明において前述の実施例と共通する部分に
は同一の符号を付して説明を省略する。図８に示すよう
に、前記偏平渦巻コイル３８に換えて、円筒状に巻回さ
れた筒型コイル７６、７８をその軸心上に環状部品１０
が位置するように、コンベアベルト３６の上側および下
側に配設してもよい。渦電流の浸透深さに対して環状部
品１０の厚みが大きい場合には、このようにすると疵検
出の信頼性が大幅に高められる。

【００２５】図９は、疵検出回路の他の例を示している
。図において、抵抗体８０と抵抗体８２と可変抵抗８４
および可変容量コンデンサ８６の並列回路から成る可変
インピーダンス８８と筒型コイル７６とから交流ブリッ
ジ９０が構成されている。この交流ブリッジ９０には、
交流電源装置９２から安定化された一定周波数の交流電
圧が供給されている。この交流電圧は、２００ｋＨｚ　
以上、好ましくは１ＭＨｚ　以上の周波数に設定される
ことにより、環状部品１０に交流磁界が加えられる。こ
の場合に、環状部品１０は電気伝導度が高いので、電磁
誘導作用によってその表層部に渦電流が発生させられ、
疵が存在するか否かによってその渦電流は変化し、それ
に伴って筒型コイル７６のインピーダンスが変化する。 上記交流ブリッジ９０は、環状部品１０の疵の程度に応
じた電圧信号を信号処理回路６６へ供給し、そこで前記
図７に示すような疵信号ＳＳに変換される。

【００２６】したがって、本実施例の疵検出装置は、疵
の有無に伴う渦電流変化に基づいて環状部品１０の疵を
検出するとともに、２００ｋＨｚ　以上の周波数で疵検
出が行われるため、常に高い精度で外面割れ１２等の表
面疵を検出できるとともに内部欠陥の検出をも可能とな
り、前述の実施例と同様の効果が得られるのである。

【００２７】ところで、上記の疵検出装置を用いて、前
記筒型コイル７６に印加する高周波電圧の周波数を種々
変更しつつ、環状部品１０としてのＮｄ−Ｆｅ−Ｂ磁石
を疵検出した場合のＳ／Ｎ比を図１０に示す。かかる図
１０から明らかなように、周波数が２００ｋＨｚ　以上
、更には１ＭＨｚ　以上、最も好ましくは３ＭＨｚ　以
上において高いＳ／Ｎ比が得られることが判る。Ｎｄ−
Ｆｅ−Ｂ磁石は充分な渦電流の発生が期待できる比較的
電気抵抗の小さい導電体であるため、渦電流の変化に基
づくインピーダンス変化により疵が検出される。環状部
品１０は、比較的電気抵抗が小さいと言っても、銅材や
鋼材に比較すると２乃至３桁高い電気抵抗を備えており
、このような材質には、上記のような高い周波数帯が適
しているのである。

【００２８】更に、本発明を好適に実施できる他の疵検
出装置を説明する。図１１において、円筒状筒型コイル
９４は、コンベアベルト３６を貫通させた状態で配設さ
れている。この結果、コンベアベルト３６により順次搬
送される環状部品１０は、円筒状筒型コイル９４の軸心
上にそれぞれ位置することとなり、前述の実施例と同様
の効果が得られる。

【００２９】以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳
細に説明したが、本発明は更に別の態様で実施すること
もできる。

【００３０】例えば、前記実施例ではリング形状の環状
部品１０について説明されていたが、円柱状部品、角柱
部品であってもよく、また、材質は、鉄、ステンレス鋼
、銅などの金属、金属と非金属との複合体、カーボン体
などであってもよい。要するに、渦電流の発生可能な導
電性部品であればよいのである。

【００３１】また、前記実施例では、コンベア２４によ
る搬送途中において環状部品１０の疵検出が行われる場
合が説明されていたが、環状部品１０が滑落シュート２
６により滑落させられる途中や、図示しない案内筒を落
下させられる過程で疵が検出されてもよいのである。

【００３２】また、前記実施例の偏平渦巻コイル３８は
、単一の巻線４２を備えていたが、径の異なる複数種類
の巻線を同心円状に配設し、検出対象となる環状部品１
０の径に応じて手動、或いは自動にてそれら複数種類の
巻線の一つを選択するようにしてもよいのである。この
場合、環状部品１０の径よりも僅かに大きい径を備えた
巻線が選択されることが望ましい。

【００３３】また、前述の実施例の筒型コイル７６、７
８、９４には、必要に応じてフェライトコアを設けても
差支えない。

【００３４】また、前述の実施例では、コンベア２４お
よびその上に設けられた案内板４８、５０により環状部
品１０が偏平渦巻コイル３８の軸心上に順次位置させら
れていたが、環状部品１０を１つずつ把持するアームな
どにより環状部品１０が偏平渦巻コイル３８の軸心上に
順次位置させられてもよい。

【００３５】その他一々例示はしないが、本発明は当業
者の知識に基づいて種々の変更，改良を加えた態様で実
施することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の疵検出装置の構成を説明す
る図である。

【図２】図１において検出対象となる環状部品の疵の一
例をぞれぞれ説明する図であって、（ａ）　は外面割れ
、（ｂ）　は内面割れ、（ｃ）　は欠けをそれぞれ示し
ている。

【図３】図１の装置に用いられている偏平渦巻コイルの
構成を説明する断面図である。

【図４】図１の装置に用いられている偏平渦巻コイルの
構成を説明する平面図である。

【図５】図１の疵検出位置および環状部品の案内板を説
明する要部平面図である。

【図６】図１の装置において備えられる制御回路の構成
を説明する図である。

【図７】図６の回路において得られる疵信号の波形を示
す図である。

【図８】本発明の他の実施例の疵検出位置における筒型
コイルの配置構成を説明する図である。

【図９】図８の実施例に用いられる検出回路の構成を説
明する図である。

【図１０】図８の実施例における交流ブリッジの周波数
とＳ／Ｎ比との関係を説明する図である。

【図１１】本発明の他の実施例の要部を説明する斜視図
である。

【符号の説明】

１０　　環状部品 ３８　　偏平渦巻コイル ４８，５０　　案内板（案内手段） ７０　　比較回路（判定手段） ７６，７８，９４　　筒型コイル

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　同一の形状を有する多数個の導電性部
   品の疵を検出するための疵検出装置であって、位置固定
   の偏平渦巻コイルと、該偏平渦巻コイルの近傍であって
   該偏平渦巻コイルの軸心上の予め定められた一定の検出
   位置を通過するように前記多数個の導電性部品を順次案
   内する案内手段と、前記導電性部品が前記検出位置を通
   過するときの前記偏平渦巻コイルのインピーダンス値の
   変化に基づいて該導電性部品の疵の有無を判定する判定
   手段とを含むことを特徴とする導電性部品の疵検出装置
   。
2. 【請求項２】　　同一の形状を有する多数個の導電性部
   品の疵を検出する装置であって、位置固定の筒型コイル
   と、該筒型コイルの近傍であって該筒型コイルの軸心上
   の予め定められた一定の検出位置を通過するように前記
   多数個の導電性部品を順次案内する案内手段と、前記導
   電性部品が前記検出位置を通過するときの前記筒型コイ
   ルのインピーダンス値の変化に基づいて該導電性部品の
   疵の有無を判定する判定手段とを含むことを特徴とする
   導電性部品の疵検出装置。