JPWO2018159806A1 - Hammering inspection equipment - Google Patents
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Abstract
本発明の打音検査装置は、製品(10)を架台(20)上に固定保持する製品固定ユニットと、前記製品を打撃するハンマヘッド(301)と、前記ハンマヘッドを保持する柄部(302)と、前記柄部を駆動するモータ(303)と、前記柄部と前記モータを接続する一方向クラッチ(340)とを有する打撃ユニット(30)と、前記ハンマヘッドにより打撃された打音を検出する集音器(40)を有する集音ユニットとを備え、前記一方向クラッチは、前記モータの駆動方向の動力を前記柄部に伝達し、前記モータの駆動方向と逆の方向の動力を切断する。The hitting sound inspection apparatus according to the present invention includes a product fixing unit for fixing and holding a product (10) on a gantry (20), a hammer head (301) for hitting the product, and a handle (302) for holding the hammer head. ), A motor (303) for driving the handle, a hitting unit (30) having a one-way clutch (340) for connecting the handle and the motor, and a hitting sound hit by the hammer head. A sound collecting unit having a sound collector (40) for detection, wherein the one-way clutch transmits power in a driving direction of the motor to the handle, and transmits power in a direction opposite to the driving direction of the motor. Disconnect.
Description
製品の表面に打撃具にて打撃を与え、発生した打音の減衰度を求め、該減衰度と良品の製品が示す基準減衰度との比較から、製品の内部欠陥を検出する打音検査装置に関する。 A hitting sound inspection device that hits the surface of a product with a hitting tool, determines the attenuation of the generated hitting noise, and detects an internal defect of the product based on a comparison between the attenuation and the reference attenuation indicated by a good product. About.
自動二輪車および自動四輪車の制動に用いられるディスクブレーキパッド10は、図10に示すように、鋳鉄製または鋼製のバックプレート12上に、摩擦材11が積層され固着された構造となっている。 As shown in FIG. 10, a
ディスクブレーキパッドの製造工程を図11に示す。バックプレートは、バックプレートを脱脂する脱脂工程、防錆処理を施す防錆処理工程、摩擦材を固着する側の面に接着剤を塗布する接着剤塗布工程、および塗布した接着剤を乾燥する乾燥工程を経て用意される。また、摩擦材は、繊維基材、無機充填材、有機充填材および結合材等からなる原料をそれぞれ秤量する秤量工程、秤量した各原料を混合して摩擦材組成物とする混合工程、摩擦材組成物を成形装置に充填し成形して予備成形とする予備成形工程を経て摩擦材の予備成形体として用意される。 FIG. 11 shows a manufacturing process of the disc brake pad. The back plate includes a degreasing process for degreasing the back plate, a rust prevention process for performing a rust prevention process, an adhesive application process for applying an adhesive to a surface on which the friction material is fixed, and a drying process for drying the applied adhesive. It is prepared through a process. In addition, the friction material is a weighing step of weighing raw materials each comprising a fiber base material, an inorganic filler, an organic filler, a binder, etc., a mixing step of mixing the weighed raw materials to form a friction material composition, a friction material, The preform is prepared as a friction material preform through a preforming step of filling the composition into a forming apparatus, forming and preforming.
ディスクブレーキパッドは、各々用意されたバックプレートと摩擦材の予備成形体を重ねて熱成形プレス装置により熱圧成形して一体に固着する熱圧成形工程、得られた熱圧成形体を加熱保持して摩擦材組成物中の結合材の熱硬化を行う熱処理工程、摩擦材のチャンファ(図10の11a)およびスリット(図10の11b)等を加工する機械加工工程、摩擦材表面をスコーチ処理するスコーチ処理工程、バックプレートおよび摩擦材の側面を粉体塗装する粉体塗装工程、および最終の機械加工を行う機械加工工程を経て完成する。 The disc brake pad is a hot-press forming process in which the prepared back plate and the preform of friction material are stacked together and hot-pressed by a thermoforming press to fix them together, and the resulting hot-pressed body is heated and held Heat treatment step of thermally curing the binder in the friction material composition, a machining step of processing chamfers (11a in FIG. 10) and slits (11b in FIG. 10) of the friction material, and scorch treatment of the friction material surface Through a scorch processing step, a powder coating step of powder coating the side surfaces of the back plate and the friction material, and a machining step of performing final machining.
このような製造工程を経て製造されたディスクブレーキパッドは、摩擦材組成物の偏析等により摩擦材中に所定の大きさ以上の気孔が残留すると、これが欠陥となり製品寿命が短くなる。このため、ディスクブレーキパッドの製造工程においては、最終検査としてディスクブレーキパッドを打音により検査する打音検査工程を経て、検査に合格した製品についてのみ出荷される。 In a disc brake pad manufactured through such a manufacturing process, if pores having a predetermined size or more remain in the friction material due to segregation of the friction material composition or the like, the pores become defects and the product life is shortened. For this reason, in the manufacturing process of the disc brake pad, only the products that pass the inspection are subjected to a hitting sound inspection process for inspecting the disc brake pad by hitting sound as a final inspection.
打音検査は、図12に示すように、一方の手でディスクブレーキパッド10を保持し、他方の手で持ったハンマ50でディスクブレーキパッド10を打撃し、その際に発生した打撃音により内部欠陥の有無等を判別する作業である。このような打音検査は、熟練した作業者の音感による官能試験であることから、作業者の熟練度に負うところが大きい評価試験である。 As shown in FIG. 12, the hitting sound inspection is performed by holding the
ところで、近年、製造業においては、製造コスト削減のため各製造工程において省人化の検討が進められており、打音検査においても機械化の検討が進められている。 By the way, in recent years, the manufacturing industry has been studying labor saving in each manufacturing process in order to reduce the manufacturing cost, and also studying mechanization in hammering inspection.
打音による製品の非破壊検査は、従来、各種方法および装置が提案されており、各種分野に適用されている。例えば、特許文献1は、製品の表面に打撃具にて打撃を与え、発生した打音の減衰度を求め、該減衰度と良品の製品が示す基準減衰度との比較から、製品の内部欠陥を検出するものである。 Various methods and apparatuses have been proposed for nondestructive inspection of products by hitting sounds, and are applied to various fields. For example, Patent Literature 1 discloses that a hit is applied to the surface of a product with a hitting tool, the attenuation of the generated hitting sound is obtained, and a comparison between the attenuation and a reference attenuation shown by a good product indicates that the internal defect of the product is defective. Is to be detected.
打音検査を機械化するにあたり、本発明者らは、人手による打音検査の状況の解析を行ったところ、人手による打音検査時の打撃状況は、図12に示すように、ハンマ50により素早く製品(ディスクブレーキパッド10)を打撃するとともに、打撃後素早くハンマ50を上方に持ち上げる、手首のしなりを利用したスナップ打撃で行われることを見出した。本発明者らは、この打撃状況を機械的に再現すべく種々の検討を行った。 In order to mechanize the hammering sound inspection, the present inventors analyzed the situation of the hammering sound inspection by hand. As shown in FIG. While hitting the product (the disc brake pad 10), it has been found that the hitting is performed by a snap hit using a flexion of a wrist, which quickly lifts the
本発明者らは、まず、図6の打音検査装置を発案し検討を行った。図6の打音検査装置は、図6(a)に示すように、架台20上に、バックプレート12を下にして、ディスクブレーキパッド10を載置し、ディスクブレーキパッド10の摩擦材11の表面を打撃ユニット31のハンマヘッド311により打撃し、打撃時に発生する打撃音を集音器40により集音する構成とした装置である。打撃ユニット31は、ハンマヘッド311、ハンマヘッド311を支持する柄部312、ハンマヘッド311および柄部312を回転駆動するモータ313から構成され、モータ313の駆動によりハンマヘッド311がディスクブレーキパッド10の摩擦材11の表面を打撃するように構成されている。本打音検査装置においては、手首のしなりを模すため柄部312を弾性が高いバネ鋼で構成したことが特徴となっている。 The present inventors first devised and studied the hammering sound inspection apparatus shown in FIG. 6A, the
しかしながら、この打音検査装置(図6)は、柄部312を弾性が高いバネ鋼で構成したため、ディスクブレーキパッド10の打撃の反発力により、破線で示したように柄部312が弾性変形が生じ、柄部312の弾性変形の回復によって、ディスクブレーキパッド10の摩擦材11の表面を再度打撃することとなった。このため、集音器40により集音された打撃音の波形は、図6(b)に示すように、二度目の打撃による打撃音がノイズとして検出され、正常な打撃音の波形を取得することができなかった。 However, in this hitting sound inspection device (FIG. 6), the
本発明者らは、次いで、図7の打音検査装置を発案し検討を行った。図7の打音検査装置は、打撃ユニット32を、ハンマヘッド321と、ハンマヘッド321を駆動するエアシリンダ325と、ハンマヘッド321を支持するバネ326により構成し、エアシリンダ325を駆動することによって、ハンマヘッド321をディスクブレーキパッド10の摩擦材11の表面に打撃する構成としたものである。本打音検査装置による打撃状態を図8に示す。図8(a)に示すように、ハンマヘッド321によるディスクブレーキパッド10の摩擦材11の打撃に際し、エアシリンダ325は打撃前に駆動停止し、ハンマヘッド321は慣性力によりディスクブレーキパッド10の摩擦材11を打撃するよう構成した。本打音検査装置においては、打撃後、ハンマヘッド321は、図8(b)に示すように、バネ326の復帰力により上昇する。このような動作により、人手に近いスナップ打撃を再現するとともに、二度目の打撃を防止したことが本打音検査装置の特徴である。 Next, the present inventors devised and studied the tapping sound inspection device shown in FIG. 7 includes a
しかしながら、この本打音検査装置(図7,8)においては、人手に近いスナップ打撃の再現と、二度目の打撃の防止はできたものの、集音された打撃音は、図9に示すように、バネ326の伸縮にともなうノイズが併せて検出されてしまい、正常な打撃音の波形を取得することができなかった。 However, in the present hitting sound inspection device (FIGS. 7 and 8), although the snap hit close to a manual operation can be reproduced and the second hit can be prevented, the hitting sound collected is as shown in FIG. In addition, noise accompanying the expansion and contraction of the
このような状況の下、本発明は、二度目の打撃を防止するとともに、ノイズの混入しない正常な打撃音の波形を得ることができる打音検査装置を提供することを目的とし、もって、作業者の熟練度に負う打音検査を機械化して省人化し、製造コストの低減を図ることを目的とする。 Under such circumstances, an object of the present invention is to provide a tapping sound inspection device capable of preventing a second hitting and obtaining a normal hitting sound waveform free from noise. It is an object of the present invention to mechanize the hammering sound inspection which depends on the skill of a person, to save labor, and to reduce the manufacturing cost.
上記の検討を踏まえ本発明者らがさらに検討を行ったところ、一方向クラッチを適用することで、打撃時の反発力によりハンマヘッドが打撃時と逆方向に回転移動するとともに、この逆方向の回転移動を許容しつつ二度目の打撃を防止するとともに、ノイズの混入しない正常な打撃音の波形を取得できることを見出した。 Based on the above study, the present inventors conducted further studies.By applying a one-way clutch, the repulsive force at the time of impact caused the hammer head to rotate and move in the opposite direction to that at the time of impact, and this reverse direction. It has been found that it is possible to prevent the second strike while allowing the rotational movement, and to acquire a normal strike sound waveform without noise.
本発明の打音検査装置はこの知見によるものであり、具体的には、製品を架台上に固定保持する製品固定ユニットと、前記製品を打撃するハンマヘッドと、前記ハンマヘッドを保持する柄部と、前記柄部を駆動するモータと、前記柄部と前記モータを接続する一方向クラッチとを有する打撃ユニットと、前記ハンマヘッドにより打撃された打音を検出する集音器を有する集音ユニットとを備え、前記一方向クラッチは、前記モータの駆動方向の動力を前記柄部に伝達し、前記モータの駆動方向と逆の方向の動力を切断する。 The hitting sound inspection device of the present invention is based on this finding, and specifically, a product fixing unit for fixing and holding a product on a gantry, a hammer head for hitting the product, and a handle portion for holding the hammer head. A motor for driving the handle, a hitting unit having a one-way clutch for connecting the handle and the motor, and a sound collecting unit having a sound collector for detecting a hitting sound hit by the hammer head. The one-way clutch transmits power in a driving direction of the motor to the handle, and disconnects power in a direction opposite to the driving direction of the motor.
本発明の打音検査装置においては、前記製品が、弾性体を介して前記架台上に保持されるとともに、前記弾性体の一部に磁石が配置されていることが好ましい。 In the hit sound inspecting device of the present invention, it is preferable that the product is held on the gantry via an elastic body, and a magnet is arranged on a part of the elastic body.
本発明の打音検査装置は、一方向クラッチを介してモータとハンマヘッドを保持する柄部を接続したものであり、打撃時の反発力により、クラッチが切断され、ハンマヘッドの逆方向への移動を許容するとともに、再度の打撃をクラッチにより防止したものであり、二度目の打撃を防止しつつ人手に近いスナップ打撃の再現を行うとともに、ノイズの混入しない正常な打撃音の波形を取得できるものである。このため、作業者の熟練度に負う打音検査を機械化して、省人化を達成し製造コストの低減を図ることができる。 The hitting sound inspection device of the present invention is a device in which a motor and a handle portion holding a hammer head are connected via a one-way clutch, the clutch is disengaged by a repulsive force at the time of hitting, and the hammer head moves in the opposite direction. It allows movement and prevents re-hitting with a clutch.It can reproduce a snap hit close to human hands while preventing a second hit, and can acquire a normal hitting sound waveform without noise. Things. For this reason, it is possible to mechanize the tapping sound inspection depending on the skill of the operator, achieve labor saving, and reduce the manufacturing cost.
本発明の打音検査装置の一例を図1に示す。図1の打音検査装置は、ディスクブレーキパッド10を載置する架台20、ディスクブレーキパッド10の摩擦材11の表面を打撃する打撃ユニット30、打撃時に発生する打撃音を集音する集音器40を含む集音ユニットを備える。 FIG. 1 shows an example of a tapping sound inspection apparatus according to the present invention. The hitting sound inspection apparatus shown in FIG. 1 includes a
集音ユニットは、集音器40とともに、集音器40に接続された波形解析装置(図示せず)を有し、波形解析装置によって、集音器40で集音した打撃音を解析する。集音ユニットは、波形解析装置によって、集音した打撃音の減衰度を求め、該減衰度と、基準減衰度(予め登録された良品の減衰度)とを比較し、製品の内部欠陥を検出する。 The sound collecting unit has a
本発明の打音検査装置における打撃ユニット30は、ハンマヘッド301、ハンマヘッド301を支持する柄部302、ハンマヘッド301および柄部302を回転駆動するモータ303を備える。打撃ユニット30において、柄部302とモータ303は、一方向クラッチ340を介して接続されている。一方向クラッチ340は、駆動軸側からの一方向のみの回転を従動軸に伝え、逆方向の回転に対しては自動的に空転するクラッチである。本発明の打音検査装置において、一方向クラッチ340は、モータ303のモータの駆動方向への動力を伝達し、モータ303の駆動方向と逆の方向への動力を切断する。 The hitting
上記の打撃ユニット30による打撃状態を図2および図3に示す。図2(a)に示すように、モータ303の駆動により、ハンマヘッド301およびハンマヘッド301を保持する柄部302は回転移動し、ディスクブレーキパッド10の摩擦材11の表面を打撃する。このときの一方向クラッチ340の接続状態は、図2(b)に示すように、モータ303の回転軸341は一方向クラッチ304に挿入して接続され、柄部302は一方向クラッチ340の外輪342に接続されており、モータ304の回転軸341の回転にともない、一方向クラッチ340のころ343が噛み合い位置(ころ343の外周面がモータ304の外周面と、外輪342の内周面の両方に接触する位置)に移動して、くさび作用によりモータ304の回転軸341と外輪342の固定を行い、モータ304の回転を外輪342に伝達し、モータ304の回転駆動により、ハンマヘッド301およびハンマヘッド301を保持する柄部32は回転移動し、ディスクブレーキパッド10の摩擦材11の表面を打撃する。打撃時にモータ303は駆動を停止する。 The hitting state by the hitting
打撃後は、図3(a)に示すように、打撃時の反発力により、ハンマヘッド301およびハンマヘッド301を保持する柄部302は、一方向クラッチ340との接続が切断されモータ303の回転方向とは逆の方向に回転移動する。このときの一方向クラッチの接続状態は図3(b)に示すように、一方向クラッチ340の外輪342のみが逆方向に回転する。このとき、一方向クラッチ340のころ343は外輪342の回転およびバネ344の復帰力により、噛み合い位置から外れることにより、外輪343の空転を許容する。 After the impact, as shown in FIG. 3A, the
その後、ハンマヘッド301の自重により再度ハンマヘッド301が打撃方向に回転しようとするが、モータの回転軸341が停止しているため、外輪342が回転しようとすると一方向クラッチ340のころ343が噛み合い位置に移動しても、モータの回転軸341に拘束されることとなり、ハンマヘッド301の回転が生じず、二度目の打撃が防止される。 Thereafter, the
また、一方向クラッチ340の作動時に発生する音は、集音器40により捕捉されない程度の僅かなものであるため、本発明の打音検査装置による打撃音の波形は図4に示すように、ノイズの混入しない良好なものとなる。 Further, since the sound generated when the one-
図2(b)および図3(b)に記載した一方向クラッチはローラクラッチ(フリーホイールクラッチ)と称される機構の一例であり、ころ343を外輪342に設けた例であるが、モータの回転軸341を内輪に接続するとともに内輪にころ343を設けてもよく、ローラクラッチに替えてスプラグ式の一方向クラッチ、カムクラッチ等の機構としてもよい。すなわち、一方向クラッチ340は、モータ303のモータの駆動方向に動力が伝達され、モータ303の駆動方向と逆の方向に動力が切断されるものであれば問題なく使用でき、各種の市販のものを使用できる。 The one-way clutch described in FIGS. 2B and 3B is an example of a mechanism called a roller clutch (freewheel clutch), and is an example in which
本発明の打音検査装置において、ディスクブレーキパッド10は、バックプレート12を下側に、摩擦材11を上側にして架台20上に載置されるが、このとき、弾性部材を介して保持することが好ましい。弾性部材を介することで、人の手で保持したような軟らかな保持が可能となり、打撃時の衝撃を吸収できる。弾性部材としては、天然ゴム、シリコーンゴム等のゴム又はポリウレタン等の高分子エラストマーやフォームが挙げられる。 In the hitting sound inspection device of the present invention, the
この場合に、図5に示すように、架台20上に弾性部材210を配置するとともに、弾性部材210の一部に磁石220を配置することが好ましい。弾性部材210の一部に磁石220を配置することで、磁石220の磁力により鋳鉄製または鋼製のバックプレート12を磁気吸着して、弾性部材210上に固定保持でき、打撃時の衝撃による反発を吸収してより軟らかな保持が可能となる。なお、図5において、磁石220は弾性部材210の上部に埋め込んで配置されているが、弾性部材210の下部あるいは内部に埋め込んで配置してもよい。 In this case, as shown in FIG. 5, it is preferable to dispose the
また、架台20自体をマグネットチャックとし、架台20と鋳鉄製または鋼製のバックプレート12の間に弾性部材210を配置し、マグネットチャックの磁気吸引力によりバックプレート12を拘束するようにしてもよい。 Further, the
本発明の打音検査装置は、二度目の打撃を防止しつつ人手に近いスナップ打撃の再現を行うとともに、ノイズの混入しない正常な打撃音の波形を取得できるものであり、製造工程における省人化に寄与し、製造コストの削減に寄与する。 The hitting sound inspection apparatus of the present invention can reproduce a snap hit close to a human hand while preventing a second hit, and can obtain a normal hitting sound waveform free from noise, thereby saving labor in the manufacturing process. And contribute to reduction of manufacturing costs.
10 ディスクブレーキパッド
11 摩擦材
12 バックプレート
20 架台
210 弾性体
220 磁石
30,31,32 打撃ユニット
301,311,321 ハンマヘッド
302,312 柄部
303,313 モータ
325 エアシリンダ
326 バネ
340 一方向クラッチ
341 モータの回転軸
342 一方向クラッチの外輪
343 一方向クラッチのころ
344 一方向クラッチのバネ
40 集音器(集音ユニット)
50 ハンマDESCRIPTION OF
50 hammer
Claims (5)
前記製品を打撃するハンマヘッドと、前記ハンマヘッドを保持する柄部と、前記柄部を駆動するモータと、前記柄部と前記モータを接続する一方向クラッチとを有する打撃ユニットと、
前記ハンマヘッドにより打撃された打音を検出する集音器を有する集音ユニットとを備え、
前記一方向クラッチは、前記モータの駆動方向の動力を前記柄部に伝達し、前記モータの駆動方向と逆の方向の動力を切断する、打音検査装置。A product fixing unit for fixing and holding the product on a gantry;
A hammer head for hitting the product, a handle for holding the hammer head, a motor for driving the handle, and a hitting unit having a one-way clutch for connecting the handle and the motor;
A sound collecting unit having a sound collector that detects a sound hit by the hammer head,
The hit sound inspection device, wherein the one-way clutch transmits power in a driving direction of the motor to the handle, and disconnects power in a direction opposite to the driving direction of the motor.
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2018
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