JPS6049209A - 平ドリルの刃部径測定装置 - 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】 この発明は、平ｌ・リルの刃部の直径を光学的に測定し
て数値表示をする平トリルの刃部ｉイ測デビ装置に関す
るものである。

一般に、プリント配線基板等に対する孔ありは、平ドリ
ルを用いて行われているか、所定１法の孔を精密に形成
するために、平トリルの直１条を１１日確定計測して使
用することが行われている。ところが、平ドリルは、第
１ソ１および第２１図にボずように、」二下一対の刃１
が、１８０度の角度を保って、ドリルの中心軸を中心に
ラセン状に設りら１ているため、その刃部の直径（１リ
ルの最大ｉ￥）を正確に計σりすることは容易ではない
。ず４「わら、マイクロメータを用いてｄ１測する場合
には、］−リルの最大１条となる部分を捜して＋ｒｌ測
しなりればならないため、計測に時間がかかるとともに
、かなりの熟練度が必要となる。また、１−リルに側力
から光を当てその影をスクリーンに投影し、スクリーン
につけられた目盛を訂εむごとにより計測を行う投影法
では、計測に際して、１リルを中心軸を中心に円周方向
に回転させてその最大径とシＳ′ると、二ろを目盛に合
わさなければならない。したがって、計測に時間がかが
るとともに、読み取りａシ；差が律し計測の精度が低く
なるという問題が／：にしる。

この発明は、このような事情に鑑みなされたもので、複
数のセンザ素子が列状に設けられている受光面で光を受
光し光を受げたセンザ素子がらのめ信”弓を出力するイ
メージセンサと、このイメージセンサの受光面に平行で
かつ受光面のセンザ素子列に対して直角になるように３
１Ｌドリルを１呆持し−Ｃ軸を中心に回転させる平ドリ
ル保持回転手段と、平トリルの刃部に側方がら平行光を
投光してその影を」二記イメージセンザの受光面上に投
影する平行光投光手段と、上記イメージセンサの出方信
号を入力してその反対符号の値を出刃信号とする正負変
換手段と、平トリル保持回転手段に保持された乎ドリル
が少なくとも１８０度１ｊ’ｌ　４’Ｊ’：するｊｌ；
１の上記正負変換手段からの最大出力を選択記憶し出力
する信号出力回路と、ごの信゛ｉＪ−出カ１１旧洛の出
力により相当する刃部径を表小する表示回路をイス１°
１えた平ドリルの刃部径測定装置をその要旨とするもの
である。

すなわち、この装置は、平１リルを回転さ−（！ながら
側方から平行光を投光してその刃部の影をイメージセン
サの受光面に線状に投影し、その線の太さに反圧率した
イメージセンサの出力信号を正負変換手段を通して線の
太さに比例する出方信号に変え、この出力信号のうちの
最大出力部分を牢ドリルの刃部径として自動的に数値表
ンバするため、操作が極めて簡単であり計測にｗ１練を
要し４ｆい。また計測に時間もかがらない。しがも、刃
部径が数値で表示されるため、読め取り誤ｙ″：が生し
ることもない。

つぎに、この発明を実施例にもとづいて説明する。

第３図はこの発明の一実施例の構成図である。

図において、２は一定光度の光源、３は絞り板で、中央
に直径約２＋ｎの微細孔４が形成されており、光源２か
ら投光される光を微細孔４を通して直径の小さな光束に
絞る作用をする。５は、照明用レンズで、微細孔４を通
過した光を拡大して平行光からなる円柱状の光束とする
。６は、幅約０．５ｍ重のスリット６ａをもつスリット
板で、照明用レンズ５から出る光束中に上記スリッ）６
ａを位置決めしてその円柱状光束を厚み約０．５　＋ｎ
の板状の光束に絞り、平ドリル保持回転ローラ７．８に
保持回転される平ドリル９の刃部に投光する。この場合
、平トリル９の刃部に投光される光束が板状に絞られて
いるため、平ドリル９のどの部分に光が当っているかよ
くわかる。したがって、測定対象部分の正確な位置決め
が可能になる。また、上記ｉ１Ｚドリル保持回転ローラ
７．８は、それぞれ軸方向を後記のリニアイメージセン
サ（自己走査形影像素子）１０の受光面１０　ａにｉｌ
Ｚ行にした状態で相互に所定間隔を保って設けられ、相
互に逆方向に回転する。そして、平トリル９は、このロ
ーラ７．８間の部分に載置され、リニアイメージセンサ
１０の受光面１０ａに平行で、かつその素子列１０ｂに
直交した状態で矢印のように（１回転）／（１秒）で回
転駆動される。１１は乎ｌリル保持回転ローラ７．８に
当接して１ノーラフ、８を回転イτＪ勢するゴム１」−
ラ、Ｉ　２　＆、Ｉその駆動七−夕、１３は結イ象レン
ズである。ずなわら、結７象レンズ１３は、平ドリル９
の刃部の影を拡大（５倍）してリニアイメージセンサ１
０の受光面１０δに太線状に投影するようになっている
。この場合、受光面１０ａには複数のポＩ・ダイオ−１
−（素子）が２５部間隔で縦１列に設りられており、−
に記入線状の影は、その素子列１０ｂに対して直交した
状態で投影される。そして、上記太線状の影の太さが１
個の素子の高さと同じであって、影（イ）λ率５倍）が
丁度１個の素子を覆うようなとき（Ｊ、・１４ドリル９
の刃部の影のＱ正の稙は５μ’に９る。リニアイメージ
センサ１０の受光面１０８に太線状に投影される影は、
平］・リル９の１３部が溝と刀からなっているため、ス
リット６ａから出た光が第４図に示すように、平ドリル
９の刃部の溝と刃に投光するときはその太さが小さくな
り、第５図に・１（ずように刃と刃の双方に投光すると
きは太さが最大になる。一般に、＋１ストリル９の十ド
一対の刃は、１８０度の角度を保って設りられているた
め、平］リル９を半回転させるごとに必ず１１！！＋　
４；ｌ影の太さが最大（刃部の直ｉ条）になる。したが
って、平トリル９を少なくとも半回転さ一已る間（０，
５秒）の最大の影の太さを電気的に処理して刃部の直径
として表示することにより、刃部の正Ｇ（ｆな偵ｉ条が
ｆｉ７られるよう乙こなる。

この平）′リルの刃部径測定装置の電気回路ブロック図
を第（ｊ図に示す。第６図において、２は光源、３は絞
り板、５は照明用レンズ、６はスリッ１−板、９は測定
対象の平トリル、１３は結像レンズ、１０はリニアイメ
ージセンサ、１４はアンプ、１５は：１ンバレータ、１
６は・インバータ回路を含む１１ｆＩ合わせ回路、１７
はオアゲーｉ〜、Ｉ８はアントゲ−１・、１９ばシフト
レジスタである。このシフトレジスタＩ９は、リニアイ
メージセンサ１゜ト同ヒッ１−に設定され、リニア１′
メーー・しン−！１１．０の対応する番地の（４号とそ
れ自書の聞坤の舊りとの間のオアをとって記１ａするよ
う乙こなっている。

２０ＬｔＭｆ数回路、２１は数表示回路、２２は発ｌｈ
。

器で十トリル９が半回転以上回転しうる肋間のタイミン
グ信号を出力する。２３はタイミンク回路である。ここ
で、上記インバータ回１／ｌｆを含Ｌ；　＋ｉｆ１合わ
せ回路１６の作用につい＝Ｃよりｉｌ’（”　シ（説明
する。ずなわら、リニア１メーーセン”Ｊｌｏがらの出
力は、スリッＩ・板６を出た光が当たる部分からのみな
され、平トリル９の刃部の影が投影されるｉ’ｊＩＸ分
からは出力されないため、光が当たる部分の信号のみが
立ち」二がった状態となり、月１心の；Ｆｔの１；Ｉ；
分の信号は無変化状態である。したがって、十記頭合わ
せ回路１６に含まれているインバータ回路が上記信号の
正負を変換し、影の部分の信冒をＸ″ｌ−ら上がらせる
ようにする。そして、リニアイメージセンサ１０の受光
部］　Ｏａに太線状に投影される平トリル９の刃部の影
の人さく斜線部）の経時的な変化は、第７図に示すよう
に、乎１−リル（ｊが１８０度回軸回転間（０，５秒）
のどこかで最大（刃部の直径）となる。したがって、こ
の装置は、計測時間を、０．５秒を少し超えた値に設定
している。しかしながら、このようにすると、８１測時
間内に最大値が２個現れることがある。この場合、最大
値が最初に現れたときと、２回目に現れたときとで、平
ドリル９の回転中心軸のふれが生じていなければよいが
、平ドリル保持回転ローラ７゜８に、例えば汚れがつい
°Ｃ最初に現れたときと、２回目に現れたときとでふれ
が生し、第８図に示すように、回転中心軸の位置が変わ
ると、最初に現れたときの影αの上部と２回目の影βの
下部との距離Ｃが影の最大値として記憶されてしまう　
（なお、影αの大きさ八と影βの大きさＢとは等しい）
。これは、前記のようにシフトレジスタ１９がそれ自身
の番地の信号と、リニアイメージセンサｌＯの対応する
番地との間の信号のオアをとって記憶するため生じる現
象である。なお、平ドリル９が回転中心軸に対して上下
対象でないときにもに記と同様の問題が生しる。このよ
うな場合、影αとβの大きさは等しいのであるから、そ
れらの卯（影の上部）を揃えれば問題は）ｗ／Ｉ″ｉす
る。ｕｎ合わせ回路１６は、タイミング回路２３と相ま
ってこのような影αとβの頭を揃える作用をする。

すなわち、平ドリル９の刃部の影のコンパレータ１５か
らの経時的な信号は、第５）し１の斜線部の３Ｌうにな
る（コンパレータ１５がらの影の部分の１１１号は、本
来は下にへこんだ状態になるが説明の都合上、立ち」二
がった状態にｈｌ’＋いている）のであるが、これを１
ｖ接オアヶー１−１’Ｎ、ｍＪらず、−！、１．　＋ｒ
ｒ＋合わせ回路１６に送り、そこでタイミング回路２３
との同期をとって頭合わ上回路１６がら第１０図に示す
ように出力信号の頭を揃えた状態で出方さセる。このよ
うに、卯合わせ回路１６は、タイミング回路２３と相ま
って、コンパレータ１５がらの出力信号が立ち上がるま
での肋間（第１０図において点線で示す部分）たりシフ
トレジスタ１９に出力信号を送らないようにする。その
結果、＋ｆｆ１合わゼ回路１６を出た各借りの卯の１１
１６分は、當にシフトレジスタ１９の一定の番地に人力
される、ニととなり、そこから順次信号の残りの部分が
上記番地に続く番地に人力されることとなる。したかつ
−〇、シフトレジスタ１９の出力は第１１図のようにな
り、ｄ１測時間内に影の最大値が２回現れ、かつ平トリ
ル９の回転中心軸のふれが生しているようなときでも正
しい表示がなされるｅ１゛うになる。

つぎに、第３図および第６図を参照してこの装置の動作
説明を行う。すなわち、装置をス・イッチオンして乎ド
リル保持回転ローラ７．８を回転させ、その日−ラ７，
８間に乎ドリル９を載・けて乎］・リル９の刃部を、ス
リント板６のスリット６；１から投光される光束内に位
置決めする。その結果、リニアイメージセンサ１ｏの受
光部１　（ｌ　ａに平ドリル９の刃部の影が平ドリル９
の回転に住っＣその太さを変化させながら結像レンズ■
３により５倍に拡大されて投影され、それによってリニ
アイメージセンサ１０から影の太さの変化に応した信号
が出力される。このリニアイメージセンサ１０の出力信
号は、アンプ１４および」Ｊソバレーク１５を経て一部
はタイミング回路２３に入り、残部が頭合わせ回路１６
に入って内臓するインバータ回路により信号の正負を変
換されオアゲート１７に入る。そして、アンドケーＩ・
１８を通って一／フトレジスタ１９に入る。この場合、
リニアイメージセンサ１０から相前後して出力され、ア
ンプ１４、コンパレータ１５　、　！ｆＪＩ合わ一１回
路１６を経た２つの信号が、オアゲー１−１７　、アン
トケーＩ・１８、シフトレジスタ１９により対比され、
値の大きい方の信号が計数回路２ｏを経て数表示回路２
１に表示（直径表示）される。このまうに、當に値の大
きい方の信号が表示されるため、ＩＪｒＩ合わせ回路１
６から、第１０図に丞ずような、最小値から値が大きく
なって最大値になり、ついで肉ひ小さくなるというよう
な影の信７ｊが出されても、シフトレジスタ１９出力は
、最小値から最大値に達したあとは計測時間終了までそ
の最大値を、■セしたままとなる。計測終了後、アン１
ゲートＩ　８６．二人るタイミング回路２３からの信号
を無くし、シフトレジスタ１９に計測信号が入らない状
態で１号イクル動作させると、シフ１−レノスタ１（３
は次の計測に備えて内容をクリヤするとともに、計測終
了後最大値を記憶した内容を１通り出力する。

これを旧敵回路２０がカウントシ、そのカラン］・値を
記憶する。そのカウント値は数表示回路２１で表示され
る。この動作は計測時間終了ごとに１回づつくりかえさ
れ、計測時間終了ごとに新しい旧θり値が表示される。

なお、１回の計測時間内に信号の最大値が２回現れ、か
つ乎ドリル９の回転中心軸のふれ等が生じることによる
誤表示は、前記のように、頭合わ一ロ回路１６およびタ
イミング回路２３によって回避される。　なお、この装
置の測定対象となる平トリル９　（キリも含む）は、」
二下一対の刃の先端の回転軌跡によってつくられる円の
直径が刃部の直径と等しいものであればよい。したがっ
て、」−ニ一対の刃が第１２図に示すように左右に少し
づれていてもそれらの刃の先６ｆｉＪの回転ＯＬ跡によ
ってつくられる円の直（￥が刃部の的ｉ￥と等しい限り
測定対象となる。また、刃先の形状は問わない。第１３
図のようなストレートタイプでもよいし、第１４図に示
すようなパンチタイプでもよい。さらに、」−記の実施
例では、１ｉｆｔ合わせ回路Ｉ６を設けているが、１回
の計測時間内に信号の最大値が１回しか現れないように
ＡＩ’　ｉ”ｌ’ｌ　Ｉ＋、’１１ｉ！１を厳密に設定
ずれば、頭合わ一已回路１６を除くごとができる。また
、第３図の元凶２に代えてｊＩ’　ｆ１光を投光しうる
レーザ光を用いるようにしても３１、い。この場合には
照明用レンズ５およびスリット板６を除くことができ構
造の簡素化を実現しう乙。また、リニアイメージセンサ
としてはＣＣＩ）（チャーシカ゛ンブルドデハイス）を
センザ素二ｒ−として用いたものを使用してもよい。

この発明の平ドリルの刃部ｆＭ　ｉｊ、’ｌ定装置は、
以１−のように構成されているため、平Ｉ・リル保持回
ｊＦ４：手段に平ドリルを保持させて回転させ、その刃
部に平行光投光手段の平行光を投光するだ＋′Ｊて刃１
！１１の直径が自動的に数値表示される。したがって、
操作が極めて簡単であり、かつ測定に軌線を・ｙ！シな
い。そのうえ、刃部の直（イが数（ｉｊで表示されるた
め、読み取り誤差が全く生じない。また、ｉ）δｊｌに
時間も要しないのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は甲トリルの正面図、第２図はその側面し１、第
３し１はこの発明の一実施例の構成図、第４図および第
５Ｕ；！、１は平ドリルの刃部の影の太さを説１９トす
る説明図、第６図は第３図の電気回路ブロック図、第７
図はイメージセンザ上に投影される影の経時的変化説明
図、第８図は回転中心軸がふれた状態の影の経時的変化
説明図、第９図はコンパレータの出力信号図、第１Ｏ図
は１ｉＪ１合わせ回路の出力信号図、第１１図はソフト
レジスタの出力信号し１、第１２図ないし第１４し１は
測定対象となるｌ＋１　＋リルの説明図である。 ７．８・・・回転ローラ　９・・・平トリル　ＩＯ・・
・リニアイメーンセンザ　ｌＯａ・・・受光面　１　（
Ｉ　１３・・イノーシセンザ素子列　１４・・・アンプ
　１５・・くノンパレータ　１６・・・卯合わせ回路　
１７・・・オ）′ゲート　１８・・・アンドゲート　１
９・・・ソフトレジスタ　２０・・δ１数回路　２１・
・・数表示回路　２３・・・タイミング回路 （以下余白） １ ７′　・ 第１図 ／′ ＼ 第２　図 第４図 １０ ／′ 第　５　図 −シー　６ 〒−−−゛＼−９ φ−１３ ＼ ２ 第６図 回転中・ヒ軸 ／ ／ 第７図 第８図 第９　図　第１０　口 笛１４　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１＋　複数のセンサ素子が列状に設けられている受光
   面で光を受光し光を受けたセンサ素子からのみ信号を出
   力するイメージセンサと、このイメージセンサの受光面
   に平行でかつ受光面のセンづ素子列に対して直角になる
   ように平ドリルを保持して軸を中心に回転さセる平ドリ
   ル保持回転手段と、平トリルの刃部に側方から平行光を
   投光してその影を」二記イメージセンサの受光面」二ζ
   こ投影する平行光投光手段と、上記イメージセンサの出
   力信号を入力してその反対符号の値を出力信号とする正
   負変換手段と、平ドリル保持回転手段に保持された平ド
   リルが少なくとも１８（１回転する間の上記正負変換手
   段からの最大出力を選択記４４！（、出力する信号出力
   回路と、この信号出力回路の出力により相当する刃部径
   を表示する表示回１−８を備えたことを特徴とする平ト
   リルの刃部径測定装置。 （２）　イメージセンサのセンサ素子がホトダイオード
   である特許請求の範囲第１項記載の平ｌ−リルの刃部径
   測定装置。