JPH10206140A - 内周面検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 回動するロータと固定ハウジングとのデータ
転送の際、データに雑音が入りセンサからのデータ精度
が低下する。 【解決手段】 回動するロータ４から延在するセンサ５
で測定したデータをロータ４の中心軸１４に配置される
光データ転送装置２０を介して非接触で固定ハウジング
３に転送する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、固定されたハウジ
ングに対して回動するロータに設けたセンサによって目
標を走査する内周面検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、駆動モータと回動支持機構とを有
する固定ハウジングと、この駆動モータによって回動支
持機構の内側で固定ハウジングに対して回動するロータ
と、このロータから延在し、被測定ワークの内周面を検
査するセンサを有する内周面検査装置が知られている。
この装置では固定した被測定物の円筒内に回動するセン
サを挿入し内周の表面または側壁内部を検査している。
以下、自動車部品を検査する場合を例にとり、従来の目
標の内周面検査装置を説明する。

【０００３】自動車の円筒形部品の内周を検査する装置
は、被測定物の内周表面の傷または円筒内部のボイドを
探知してそのデータを外部のコントローラに転送する必
要がある。従来は、このデータの転送を無線電波を利用
したトランスミッタやロータとハウジングとの間に設け
たスリップリングを介して行っていた。

【０００４】図６は、従来の内周面検査装置の主要構成
図である。図において、内周面検査装置は、駆動モータ
１と回動支持機構２を有するハウジング３と、この駆動
モータ１によって回動支持機構２の内側でハウジング３
に対して回動するロータ４と、このロータ４から延びる
センサ５と、ハウジング３とロータ４との間に設けられ
たスリップリング６を備え、センサ５から自動車用円筒
部品の内周面の傷や内部のボイド等の検査を行う。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記の内周面検査装置
において、検査データはコントローラ９で処理してデー
タライン１２、１３及びスリップリング６を介して外部
のコントローラ８に送信する場合、スリップリング６の
接触抵抗の変化によって雑音が生じ転送データに悪影響
をもたらす欠点があった。また、データ転送をロータ４
側のトランスミッタで行う場合、このトランスミッタが
回動されるため受信する検査データが安定しないという
欠点があった。従って、これら検査データに及ぼす雑音
を除去する内周面検査装置を採用することで、精度が高
く且つ安定した検査データを得ることが期待される。

【０００６】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたもので、その第１の目的は、固定ハウジングと回動
するロータ間で雑音を拾わない光データ転送装置を備
え、被測定物の内周面を検査している間でも、精度の高
い検査データを受信することができるようにしたことに
ある。また、本発明の第２の目的は、外部電源をスリッ
プリングで供給しつつ雑音を拾わない光データ転送装置
を備え、精度の高い検査データを得るようにしたことに
ある。またさらに、本発明の第３の目的は、被測定物の
内周面を検査しながらハウジングをスライドさせるよう
にしたことにある。さらにまた、本発明の第４の目的
は、駆動モータとハウジング送り機構とを同期駆動して
被測定物の検査を螺旋状に行うことにしたことにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るために第１の発明の構成上の特徴は、駆動モータと回
動支持機構とを有する固定ハウジングと、この駆動モー
タによって回動支持機構の内側で固定ハウジングに対し
て回動するロータと、このロータから延在し、被測定ワ
ークの内周面を検査するセンサと、このセンサ部に電源
を供給する内部電源を含むロータと、回動するロータの
中心軸に配置され、固定ハウジングと非接触でデータの
授受を行う光データ転送装置と、外部光から遮断するた
めに光データ転送装置を前記固定ハウジングで覆うこと
にある。

【０００８】本発明の一態様において、非接触でデータ
の授受を行う光データ転送装置は、例えばフォトセンサ
であっても、赤外線センサであってもよい。また、デー
タはセンサから送られるアナログデータであっても、セ
ンサのアナログ出力をデジタル値に変換したデジタルデ
ータであってもよい。さらに、光データ転送装置を外部
光から遮断する固定ハウジングは、光データ転送装置を
覆えばよくロータ全体を覆う必要はない。なお、ロータ
を回動させる駆動モータは、サーボモータの他、直流モ
ータであっても、交流モータであってもよく、ロータを
回動させる手段であればモータの回転を伝達するギヤに
代えて、ロータ周辺部を振動させてトルクを得る超音波
振動モータを利用することができる。

【０００９】また、上記第２の目的を達成するために第
２の発明の構成上の特徴は、駆動モータと回動支持機構
とを有する固定ハウジングと、この駆動モータによって
回動支持機構の内側で固定ハウジングに対して回動する
ロータと、このロータから延在し、被測定ワークの内周
面を検査するセンサと、このセンサに電源を供給するた
めに、固定ハウジングとロータとの間に設けられた摺動
接触器と、回動するロータの中心軸に配置され、固定ハ
ウジングと非接触でデータの授受を行う光データ転送装
置と、外部光から遮断するために光データ転送装置を固
定ハウジングで覆うことにある。

【００１０】また、第３の発明では上記第３の目的を達
成するために第１若しくは第２の発明において、上述の
固定ハウジングをロータの中心軸方向にスライドさせる
固定ハウジング送り機構を備えるものである。

【００１１】また、第４の発明では上記第４の目的を達
成するために第１若しくは第２の発明において、上述の
駆動モータと固定ハウジング送り機構とを同期駆動さ
せ、センサが被測定ワークの内周面を螺旋状に走査させ
る移動制御装置を備えるものである。

【００１２】これら内周面検査装置によっても、前述の
内周面検査装置と同様の効果が得られる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態（以
下、実施形態という）の内周面検査装置について、図面
を参照し説明する。この装置は、自動車の円筒形部品の
内周面検査用に構成されている。

【００１４】図１は、第１の発明の実施の形態である内
周面検査装置の断面図を示す。図において、内周面検査
装置２１は、駆動モータ１と回動支持機構２を有する固
定ハウジング３と、この駆動モータ１によって回動支持
機構２の内側で固定ハウジング３に対して回動するロー
タ４と、このロータ４から延在し、図示しない被測定ワ
ークの内周面を検査するセンサ５と、このセンサ５に電
源を供給する内部電源１８と、ロータ４の中心軸１４に
配置され、固定ハウジング３と非接触でデータの授受を
行う光データ転送装置２０とを備える。光データ転送装
置２０を外部光から遮断するために光データ転送装置２
０を覆う光遮蔽部２８を固定ハウジング３は有してい
る。また、駆動モータ１の回転軸に設けられた回転ギヤ
２５は、ロータ４に取り付けられた回動ギヤ２６と係合
してセンサ５を中心軸１４の回りで周回させることがで
きる。さらに、センサ５は図示しない被測定ワーク、例
えばエンジンのシリンダ、中空シャフト等の内周面と接
触して、ワーク表面の歪みを検査することができる。セ
ンサ５は、例えば圧電素子からなる歪みセンサを用いる
ことができ、このセンサ５は内部電源１８から電力の供
給を受けることができる。従って、図示するようにセン
サ５の供給電源を中継するスリップリングは必要としな
い。さらにまた、内周面検査装置は、センサ５の出力を
増幅してデータライン１３にデータを送るコントローラ
９を備え、データライン１３は光データ転送装置２０に
接続されている。この光データ転送装置２０は、上述の
フォトセンサや赤外線センサを利用することができ、デ
ータの転送方向は単方向であっても、双方向であっても
よい。この光データ転送装置２０は、ロータ４の中心軸
１４に設けられたデータ授受部１５と、これと対向する
固定ハウジング３のデータ授受部１６によって構成され
ている。この固定ハウジング３に設けられたデータ授受
部１６はデータライン１２に接続されコントローラ８に
受信したデータを送信することができる。また、固定ハ
ウジング３は光遮蔽部２８を有し、外部光から光データ
転送装置２０を遮断することができる。さらに、固定ハ
ウジング３は、中心軸１４の軸線上に位置する固定ハウ
ジング３とロータ４を囲む固定ハウジング３とを回動支
持機構２で分割させて構成しているので、内周面検査装
置の初期設定時に中心軸１４の軸線上に位置する固定ハ
ウジング３の角度を調整することができ、この初期設定
が終了した後は、回動支持機構２による回動を禁止する
図示しないストッパーによって、２つの固定ハウジング
を固定することができる。

【００１５】図２は、光データ転送装置２０の回路図で
ある。図において、光データ転送装置２０は、データ授
受部１５、１６から構成されている。このデータ授受部
１５は、データライン１３からデジタル信号を受けるイ
ンバータ３１と、このインバータ３１の出力にカソード
を接続しアノードを負荷抵抗３５を介してＶｃｃ電源に
接続されるフォトダイオード３３を備えている。またデ
ータ授受部１６は、コレクタを駆動抵抗３７を介してＶ
ｃｃ電源に接続しエミッタを接地電位ＧＮＤに接続する
フォトトランジスタ３９を備え、その出力がデータライ
ン１２に接続されている。図示するようにデータ転送装
置２０は一対のデータ授受部１５、１６間で非接触のデ
ータ転送を行うことができる。従って、被測定ワークの
内周面検査中にロータ４を回動させても接触抵抗による
雑音を拾わずデータの品質が劣化することがない。

【００１６】なお、上記実施の形態においては、デジタ
ルデータの授受について説明したが、本発明においては
これに限定することはなく、上述のインバータ３１に代
えてデータライン１３をフォトダイオード３３のカソー
ド側に直結すれば、アナログデータの授受も行うことが
できる。

【００１７】図３は、上述の内周面検査装置の側面図で
ある。図において、内周面検査装置２１は、固定ハウジ
ング３を取り付けるベース２３と、このベース２３に設
けられた後述するガイド４４と、基台３０に垂直に固定
されたボールネジ固定部４２と、このボールネジ固定部
４２で回転可能に取り付けられたボールネジ２４を備
え、内周面検査装置２１はこのボールネジ２４の上に設
置することができる。

【００１８】また、上記第１の発明においては、センサ
５に電源を供給する内部電源をロータ４側に配置した
が、第２の発明の実施の形態である内周面検査装置は、
図４に示すように上述の内部電源１８に代えて、摺動接
触器となる一対のスリップリング５２と集電子５３を介
して、外部電源５０からセンサ５の駆動電源を供給する
ことができる。つまり、外部電源５０は、電源ライン５
１、スリップリング５２、集電子５３及び電源ライン５
４を通じてコントローラ９並びにセンサ５に必要な電源
を供給することができる。このように構成すると、例え
ば、センサ５が被測定ワークの内周を測定する距離セン
サ、光源を必要とするＣＣＤカメラ、若しくは、ワーク
内部の傷を検査するラジオアイソトープセンサ等の大電
力を必要とするものであっても、長時間にわたって内周
面の検査を連続して行うことができる。更に上述の実施
の形態と同様にデータの授受は光データ転送装置２０に
よって行うので、受信するデータのに雑音が入らずデー
タ精度が保証される。

【００１９】図５は、第３の発明の実施の形態である内
周面検査装置６０の正面図を示す。図において、内周面
検査装置６０は、ベース２３の上に取り付けられた固定
ハウジング３と、このベース２３の下に設けられ内部に
掘削溝が掘られたガイド４４と、このガイド４４の掘削
溝に沿って挿入されたボールネジ２４を備え、このボー
ルネジ２４をサーボモータ２２で回転させることによ
り、ボールネジ２４の軸方向に直線移動することができ
る。この直線移動距離は、基台３０の上に置かれたゲー
ジ４０とベース２３の下に設けたゲージ読取器４６で測
定する。この測定値をコントローラ８を経由して移動制
御装置３４に送信することにより、内周面検査装置６０
を任意の距離に直線移動させることができる。従って、
被測定ワーク１９の内周面の任意の面をセンサ５が走査
することができる。

【００２０】なお、上記第３の発明においては、上述の
移動制御装置３４によって内周面検査装置を直線移動さ
せたが、第４の発明の実施の形態である内周面検査装置
６０は、さらにこの移動制御装置３４で駆動モータ１を
制御してセンサ５を回動させながら、サーボモータ２２
を制御して内周面検査装置６０を直線移動させる。セン
サ５は、駆動モータ１とサーボモータ２２の同期制御に
より被測定ワーク１９の内周面を螺旋状に検査すること
ができる。

【００２１】上記実施の形態では被測定ワークの内周面
を検査するように構成されていたが、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、被測定ワーク１９をロータ４の中心軸１
４の軸線上に固定して配置しても被測定ワーク１９自体
を中心軸１４と同心円に回転させてもよい。更に、被測
定ワーク１９の内周面を研磨等の加工を施しながら検査
することもできる。このように構成された内周面検査装
置は、中空シャフトの撓みなどの円筒形部品の内周面を
検査することができる。特に、固定または回転させてい
る被測定ワークの内周面を研磨しながら、研磨している
砥石、バイト等の振動を測定することによってセンサ５
は内周面の状態を検査することができるので、適切な回
転研磨速度を設定することもできる。

【００２２】

【発明の効果】上記のように構成した第１の発明によれ
ば、センサからのデータをロータの中心軸に配置した光
データ転送装置を介して非接触で固定ハウジングに転送
する。したがって、転送されるデータに雑音が入ること
を有効に防止でき、よって、データの精度を高く安定し
た検査データを得ることができる。

【００２３】また、上記のように構成した第２の発明に
よれば、外部からセンサ駆動用電力を供給する。したが
って、大電力を必要とするセンサや長時間の内周面検査
においても、良好なデータをセンサから得ることができ
る。

【００２４】さらに、上記のように構成した第３の発明
によれば、固定ハウジングをスライドさせる固定ハウジ
ング送り機構を備えたので、内周面を検査している間で
も被測定ワークの内周面検査位置を容易に変更すること
ができる。

【００２５】またさらに、上記のように構成した第４の
発明によれば、駆動モータと固定ハウジング送り機構を
同期駆動させる。従って、センサは被測定ワークの内周
面を検査しながら、検査位置を移動できるので、被測定
ワークの内周面を螺旋状に走査する連続データを得るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の内周面検査装置の主要構成図であ
る。

【図２】 光データ転送装置の回路を示すブロック図で
ある。

【図３】 本発明の内周面検査装置の側面図である。

【図４】 本発明の他の実施の形態を示す主要構成図で
ある。

【図５】 本発明の内周面検査装置の正面図である。

【図６】 従来の内周面検査装置の主要構成図である。

【符号の説明】

１ 駆動モータ、２ 回動支持機構、３ 固定ハウジン
グ、４ ロータ、５センサ、１４ 中心軸、１８ 内部
電源、２０ 光データ転送装置、２２ サーボモータ、
２４ ボールネジ、２８ 光遮蔽部、３４ 移動制御装
置、４４ ガイド、５２ スリップリング、５３ 集電
子。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動モータと回動支持機構とを有する固
   定ハウジングと、この駆動モータによって前記回動支持
   機構の内側で前記固定ハウジングに対して回動するロー
   タと、このロータから延在し、被測定ワークの内周面を
   検査するセンサを有する内周面検査装置において、 前記センサ部に電源を供給する内部電源を含む前記ロー
   タと、 回動する前記ロータの中心軸に配置され、前記固定ハウ
   ジングと非接触でデータの授受を行う光データ転送装置
   と、 外部光から遮断するために前記光データ転送装置を前記
   固定ハウジングで覆うことを特徴とする内周面検査装
   置。
2. 【請求項２】 駆動モータと回動支持機構とを有する固
   定ハウジングと、この駆動モータによって前記回動支持
   機構の内側で前記固定ハウジングに対して回動するロー
   タと、このロータから延在し、被測定ワークの内周面を
   検査するセンサを有する内周面検査装置において、 前記センサに電源を供給するために、前記固定ハウジン
   グと前記ロータとの間に設けられた摺動接触器と、 回動する前記ロータの中心軸に配置され、前記固定ハウ
   ジングと非接触でデータの授受を行う光データ転送装置
   と、 外部光から遮断するために前記光データ転送装置を前記
   固定ハウジングで覆うことを特徴とする内周面検査装
   置。
3. 【請求項３】 前記固定ハウジングを前記ロータの中心
   軸方向にスライドさせる固定ハウジング送り機構を備え
   ることを特徴とする請求項１または２に記載の内周面検
   査装置。
4. 【請求項４】 前記駆動モータと前記固定ハウジング送
   り機構とを同期駆動させ、前記センサが被測定ワークの
   内周面を螺旋状に走査させる移動制御装置を備えること
   を特徴とする請求項１または２に記載の内周面検査装
   置。