JPH0194202A - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は研磨面と鋳肌面とをもつ円盤状物品の研磨面と
鋳肌面との境界部形状を測定する測定装置に関する。本
発明の測定装置はたとえば自動車用ディスクローターな
どの形状検査に使用し１りる。

［従来の技術］ 従来、自動車の制動装置の部品として使用されているデ
ィスクローターのフランジ部の部分正面図を第２図に示
す。このディスクローターのフランジ部１０１は所定の
加工工程を終えた後で冷却フィン部１０５の厚さＤを目
視検査していた。

なお第２図に示すディスクローターはボス部（図示せず
）と前記ボス部と一体化されたフランジ部１０１とをも
つ鉄製妨物である。そしてフランジ部１０１はその中央
部に形成された冷却フィン部１０５と、冷却フィン部１
０５を挟むように一体に形成されている第１円盤部１２
０および第２円盤部１３０と、からなる。

そして第１円盤部１２０および第２円盤部１３０の外周
面１．０６．１０７は研磨面であり、冷却フィン部１０
５の外周面１０８は鋳肌面のままである。更に前記外周
面１０６．１０７の冷却フィン部１０５側の外周端１１
０．１１１はそれぞれ鋳肌面である一端面１１６．１１
７により区画されている。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、前記目視検査作業は作業者にかなりの精
神的負担を強いるものであり、検査の信頼性と効率性を
高めるために検査工程を自動化することが望まれていた
。

ところが冷却フィン部１０５の厚さＤの検査の自動化で
は、たとえば外周端１１０と外周端１１１と間の距離を
測定する必要があるが、鋳肌面である一端面１１６．１
１７に接する外周端１１０．１１１は微小な凹凸をもち
、外周端１１０，１１１の位置を検出する位置センサの
出力に前記微小凹凸によるノイズが混入する。従って、
前記位置センサの出力信号に」；り外周端１１０．１１
１の位置を正確に求め、更に両者の差により冷却フィン
部１０５の厚さＤを正確に検出することが困難であった
。

更に前記事例に限らず、このような問題は従来より鋳物
製品の鋳肌面と研磨面との境界位置を自動計測する場合
に常に問題となっていた。

本発明は上記問題点に鑑みなされたものであって、円盤
状物品の鋳肌面の凹凸にもかかわらず、鋳肌面と研磨面
との境界部（即ち鋳肌面に接する研磨面の端部）の位置
または形状をより正確に計測できる測定装置を提供する
ことを目的どする。

［問題点を解決するための手段］ 本発明の測定装置は、フランジ部をもち、前記フランジ
部の外周面が研磨面であり前記外周面を区画する一端面
が鋳肌面である円盤状物品の前記フランジ部の前記鋳肌
面をもつ前記一端面側の外周端形状の測定装置において
、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
回転させる駆動装置と、前記フランジ部の前記外周端に
＝　　４　　＝ 近接して設けられた磁気式距離センサと、を備えるよう
に構成されている。

円盤状物品は、少なくともフランジ部をもち、前記フラ
ンジ部の外周面が少なくとも一端において鋳肌面に接し
ている研磨面であるワークであり、好ましくは高透磁性
金属部材である。

検査台は、前記円盤状物品の軸芯をほぼ回転中心として
この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保持する当接面をも
つ基台である。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球軸受を設置し、前記球軸受
の上に円盤状物品を回転可能に搭載しても良い。この場
合前記球軸受の球と円盤状物品との当接点を含む仮想の
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１
−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。

−５＝ 駆動装置は、円盤状物品を回転させる装置である。

磁気式距離センサば、電磁的に被測定物の位置を検出で
きるものであればどんなものでも良い。

交流コイルを使用する磁気式距離センサにおいて、高透
磁性鋳物の位置変化および導電性鋳物の位置変化は前記
交流コイルのインピーダンス変化として検出可能である
。

［作用］ 本発明の測定装置において、駆動装置はフランジ部をも
つ円盤状物品を回転させ、磁気式距離センサは前記フラ
ンジ部の研磨されｌｃ外周面と鋳肌面である一端面とに
より区画される外周端の位置を検出する。

「実施例］ 以下、本発明の測定装置の一実施例を図面に基づいて説
明する。

第１図は本実施例の測定装置の模式図、第２図は第１図
の一部領域を拡大した模式図、第３図は本実施例の測定
装置の制御Ｉ動作を示すフローチＶ−トである。

本実施例の測定装置は、円盤状物品であるディスクロー
ター１００をその軸芯Ｘを回転中心として回転可能に支
持する検査台１と、ディスクローター１００を回転させ
る駆動装置２と、ディスクローター１００に近接して設
けられた２個の磁気式距前センサ３．４およびタッチセ
ンサ５と、磁気式距離センサ３．４およびタッチセンナ
５の出力信号を処理する制御部６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ハツト形状の鉄製鋳物
であり高透磁率をもつ。またディスクロータ１００はボ
ス部１０２の研磨された一端面１０３とフランジ部１０
１の研磨された一端面１０４とをもつ。フランジ部１０
１はその中央部に形成された冷却フィン部１０５と、冷
却フィン部１０５を挟むように一体に形成されている第
１円盤部１２０および第２円盤部１３０と、をもつ。そ
して第１円盤部１２０および第２円盤部１３０の外周面
１０６．１０７は研磨面であり、冷却フイン部１０５の
外周面１０８は鋳肌面である。

更に前記外周面１０６．１０７の冷却フィン部１０５側
の外周端１１０，１１１はそれぞれ鋳肌面である一端面
１１６．１１７により区画されている。冷却フィン部１
０５は半径方向に開孔された多数の溝〈図示せず）と、
隣接する前記溝間を区画し半径方向に伸びる多数の冷却
フィン（図示せず）と、を交互に配列して構成されてい
る。またフランジ部１０１は冷却フィン部１０５の冷却
フィン（図示せず）よりも半径方向に大きくなっている
。

検査台１は、その−而１１に４個の球軸受部１２（第１
図では３個だけが記載されている。）をもつ基台であり
、各球軸受部１２はそれぞれ軸芯Ｘの方向に伸びてそれ
らの先端にボール１３を回転自在に保持するころがり軸
受ユニットである。

そしてこれらのボール１３はディスクロータ〜１００の
端面１０４を回転自在に支持している。

駆動装置２は、検査台１に固定されたモーター昇降装置
（図示せず）と、前記モーター昇降装置に軸芯Ｘの方向
に昇降可能に保持されたモーター２１と、モータ２１の
回転軸（図示せず）に固定されたフランジ状の回転具２
２と、からなる。前記モーター昇降装置（図示せず）は
たとえばラックアンドビニオン装置であり、後で説明す
るマイコン６２より制御されてモータ２１を軸芯Ｘの方
向に昇降させるものである。モータ２１は後で説明する
マイコン６２により制御されて回転具２２を回転させる
ものである。回転具２２はフランジ形状をもち、その一
端面２３はディスクローター１００のボス部１０２の一
端面１０３を圧接している。

磁気式距離センサ３は、ディスクローター１００のフラ
ンジ部１０１の研磨された外周面１０６と半径方向に伸
びる一端面１１６との境界部である外周端１１０に近接
するように、検査台１に保持されている。

同様に磁気式距ＩＩＩＩｔＩ？ンザ４は、ディスクロー
ター１００のフランジ部１０１の研磨された外周面１０
７と半径方向に伸びる一端面１１７との境界−〇　　− 部である外周端１１１に近接するように、検査台１に保
持されている。

タッチセンサ５は、接触子５１をもち検査台１に固定さ
れている。この接触子５１の先端はフランジ部１０１の
研磨された外周面１０７に１習接している。なおタッチ
センサ５としては、ここではストレンゲ−ジ型のものを
使用している。

制御部６は、磁気式距離セン４ノー３および４やタッチ
センサ５などの出力信号をデジタル信号に変換する入力
回路部６１と、入力回路部６１から出力される前記デジ
タル信号などを受取って後で説明する各種制御信号など
を出力するマイコン６２と、からなる。入力回路部６１
は、磁気式距離センサ３．４およびタッチセンサ３２の
出力信号をそれぞれ所定の大きさに増幅する３個のセン
スアンプ（図示せず）と、前記各センスアンプの出力信
号をそれぞれＡ／Ｄ変換する３個のＡ／Ｄコンバーター
（図示せず）とからなる。マイコン６２は入力回路部６
１などから信号を受取り、出力信号線６３と６４とにデ
ィスクローター１００の良否を判別する判別信号を出力
し、出力信号線６５にモーター２１を制御する制御信号
を出力する機能もつ。

この測定装置の基本的な動作を以下にまず説明し、次い
でその詳細な動作を第３図のフローチャートに基づいて
説明する。なお、この測定装置はフランジ部１０１の外
周端１１０と外周端１１１との距離により指定される冷
却フィン部１０５の軸芯Ｘと平行な方向への厚さを検査
するものである。

まず検査前に、前記モーター昇降装置（図示せず）はモ
ータ２１を検査台１から離れさせている。

そしてディスクロータ１００の一端面１０４とボール１
３とが当接するように検査台１の軸受部１２のボール１
３上にディスクローター１００を載置し、次に、ディス
クローター１００の軸芯Ｘとモータ２１の軸芯（図示せ
ず）が一致するように、モーター昇降装置（図示せず）
はモータ２１を検査台１に接近するように降下させ、回
転具２２の一端面２３をボス部１０２の一端面１０３に
圧接ざぜる。

次に、マイコン６２がパルス信号をモーター２１に供給
しモータ２１を回転させる。モータ２１は回転具２２と
ディスクローター１００との摩擦結合によりディスクロ
ーター１００を回転させる。

そしてボール１３はディスクローターＩＱＯを回転自在
に保持している。磁気式距離センサ３は第２図に示すよ
うに、外周端１１０に近接して、外周端１１０と磁気式
距離センサ３との相対距離を検知し、得られた信号を入
力回路部６１に送る。

磁気式距離センサ４は同様に、外周端部１１に近接して
、外周端１１１と磁気式距餡センナ４との相対距離を検
知し、得られた信号を入力回路部６１に送る。タッチセ
ンサ５はフランジ部１０１の研磨された外周面１０７に
摺接して、タッチセンサ５と研磨された外周面１０７と
の相対距離を検知し、得られた信号を入力回路部６１に
送る。入力回路部６１は磁気式距離センサ３および４と
タッチセンサ−５とから得られた信号を前記内蔵センス
アンプ（図示せず）および前記内蔵Ａ／Ｄコンバーク（
図示せず）によりそれぞれ処理しデジタル信号を合成し
、これらのデジタル信号をマイコン６２に伝送する。マ
イコン６２はモータ２１を制御するとともに、入力され
た前記デジタル信号を処理してディスクローターの良否
を判別する。

前記マイコン６２のより詳細な動作を第３図のフローチ
ャートにより説明する。

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８１０１に進む。

＄１０１では、レジスタやメモリなどを初期設定して、
５１０２に進む。

５１０２では、マイコン６２がモータ２１に駆動信号を
送ってモータ２１を回転させ、そしてモータ２１の回転
が安定する１秒後に８１０３に進む。なお、モータ２１
は１ｒｐｓで回転される。

５１０３では、入力回路部６１から送られてきた磁気式
距離センサ３の信号Ａと、磁気式距離センサの信号Ｂと
、タッチセンサ５の信号Ｃとをマイコン６２のメモリ（
図示せず）に記憶させ、その４１８１０４に進む。なお
、５１０３でメモリに記憶される各信号Ａ、Ｂ、Ｃは、
Ａ／Ｄコンバータにより同一時点でサンプリングされた
それぞれ−測定地点の測定データである。

５１０４では、前記信号Ａのサンプリング回数Ｎを１に
設定し、５１０５に進む。もちろん信号Ａのサンプリン
グ回数は信号Ｂのサンプリング回数および信号Ｃのサン
プリング回数に等しい。

５１０５では、信号Ａのサンプリング回数Ｎが３５に達
したか否かを判定し、そうであれば＄１０６へ進み、そ
うでなければ内蔵タイマ（図示せず）により約１ｍ秒経
過後に再び８１０３に戻る。

そして８１０３で各信号Ａ、、Ｂ１Ｃをメモリ（図示せ
ず）に記憶させ、５１０４でサンプリング回数Ｎを２に
設定し８１０５に進む。なお、５１０５では、スタート
から１秒後にＮが３５となるように前記内蔵タイマを設
定してあく。従って本実施例ではディスクローター１０
０の回転とともに前記メモリは前記各信号Ａ、Ｂ、Ｃを
順次記憶してゆき、そしてディスクロータの回転角が３
６０度に達した時に前記メモリは３５組の前記信号へＢ
、Ｃを記憶している。

５１０６では、モータ２１を停止して、５１０７に進む
。

５１０７では、磁気式距離センサ３．４とタツヂセンサ
５とから得られた前記３５相の測定データを処理して、
フランジ部１０１の外周端１１０および外周端１１１の
軸芯Ｘと平行な方向への変位量を計算する。

以下に３１０７の測定データ処理の詳細を説明する。

なお、後で説明する外周面１０６．１０７の半径方向の
変位はモータの軸芯Ｘとディスクロータ１００の軸芯（
図示せず）とが一致する場合をＯとする。

まず、タッヂレンザ５から得られた信号Ｃを処理して、
フランジ部１０１の外周面１０７の軸芯Ｘの方向と直角
方向（半径方向）への変位ΔＹを検出する。

次に、変位△Ｙに応じて予め記憶された補正体数表から
後で説明する補正係数Ｋを求める。なお、この補正係数
には磁気式距離センサ３．４から得られる信号Ａ、Ｂを
外周面１０７の半径方向の変位がＯである場合の信号（
基準信号という）△〇−ＫＸＡ、Ｂｏ＝ＫＸＢに変換す
る時に使用する係数である。次に磁気式距離センサ３．
４の信号Ｂ、Ｃにそれぞれ前記補正後に補正係数Ｋを掛
けて前記基準信号△０、ＢＯを求める。この基準信号Ａ
ｏは外周端１１０の軸芯Ｘと平行な方向への変位に関す
る情報（Ｉａとする）と、外周端１１０の近傍の一端面
（鋳物面）１０６の凹凸に関する情報（Ｉｎとする）と
を含むものと見なすことができる。しかし磁気式距離レ
ンザ３の感応面積が比較的大きくそして前記一端面１０
６の凹凸が一般に微小であるので、前記情報Ｊｎは平均
化されてほぼ０と見なすことができる。

従って、前記基準信号Ａｏは外周端１１０の軸芯Ｘと平
行な方向への変位に関する前記情報Ｉａだけを含むもの
と見なすことができるので、基準信号△Ｑから、軸芯３
と平行な方向への外周端１１０の変位量Δｘ１を算出す
る。なおこの変位量△Ｘの算出は、前記基準信号ＡＯに
予め記憶された補正関数を掛けることにより求められる
。

更に外周端１１０の前記変位量Δｘ１の算出と同じ方法
で、磁気式距ｉ　ｔシリ−４の基準信号ＢＯから境界部
１１１の軸芯Ｘと平行な方向への変位量△Ｘ２を算出す
る。そして最終的に前記変位量の差（即ち冷却フィン部
の厚さ）Ｄ−八Ｘ１−ΔＸ２を求めて、＄１０８に進む
。

８１０８では、前記冷却フィン部１０５の厚さＤと予め
設定され記憶された冷却フィン部１０５の基準厚さ［）
ｍとを比較し、それらの差の絶対値ｌ　Ｄ−Ｄｍ　ｌが
予め設定され記憶された所定範囲内にあれば５１０９に
進み、そうでなければ５１１３に進む。

８１０９では、外周端１１０の軸芯Ｘと平行な方向への
前記変位量△Ｘ１と予め設定され記憶された基準変位量
△Ｘ１ｍとを比較し、それらの差の絶対値１△Ｘ１−△
Ｘ１ｍ１が予め設定され記憶された所定範囲内にあれば
５１１０に進み、そうでな（Ｊれば５１１３に進む。

８１１０では、外周端１１１の軸芯Ｘと平行な方向への
前記変位量ΔＸ２と予め設定され記憶された基準変位量
△Ｘ２ｍとを比較し、それらの差の絶対値１△ｘ２−△
Ｘ２ｍ１が予め設定され記憶された所定範囲内にあれば
＄１１１に進み、そうでな【プれば５１１３に進む。

従って、前記＄１０８．５１０９および５１１０で判定
される厚さＤ１変位聞ΔＸ１および変位間△Ｘ２は、そ
れぞれ外周端の測定される地点に関する情報である。そ
して変位量ΔＸ１は外周端１１０の前記測定される地点
でのフレを検出するものであり、変位量△Ｘ２は外周端
１１１の前記測定される地点でのフレを検出するもので
ある。

５１１１では、前記測定される地点の一群の情報Ｄ１△
ｘ１、△ｘ２を処理した回数（データ処理回数）Ｍを１
にレットして５１１２に進む。

５１１２では、前記データ処理回数Ｍが３５回以上であ
れば５１１４に進み、そうでなレプれば５１０７に戻る
。そして５１０７．５１０８．５１０９．５１１０，５
１１１．５１１２からなるル−チンをデータ処理回数Ｍ
が３５回に達するまで繰り返す。

５１１４では、ディスクローター１００の冷却フィン部
１０５の厚さまたはフレが良であることを表す判別信号
を出力信号線６３および出力信号線６４から外部表示装
置（図示せず）に出ノｊしてルーチンを終了する。

５１０９では、ディスクローター１００の冷却フィン部
１０５の厚さまたはフレが不良であることを表す信号を
出ツノ信号線６３および出力信号線６４から外部表示装
置（図示せず）に出力してルーチンを終了する。なお、
前記外部表示装置としてはたとえばＣＲＴデスプレイな
どが適当である。

なお、タッヂセンサ３２としてはたとえば作動トランス
型や可変容量型のものも使用できる。

またステップ１０７におけるデータ処理は実施例に説明
した以外に、各種選択可能である。

以上説明したように本実施例によれば、ディスクロータ
ー１００のフランジ部１０１の外周端１１０．１１１に
それぞれ近接して磁気式距離センサ３．４を設り、更に
外周面１０７に摺接してタッチセン′＋ｊ５を設けてい
るので、以下の効果を秦することができる。

（１）外周１１１０，１１１に近接してまたは実質的に
重イ５つて、微小凹凸をもつ鋳肌面１０８が存在しても
外周端１１０（１１１）と磁気式距離センサ３（４）と
の距離に関する平均的な測定データを得ることができる
。

（２）タッチセンサ５の測定データから導出されたディ
スクローター１００の半径方向の距離情報により外周端
１１０１１１の軸芯Ｘと直角な方向への変位を正確に補
償することができる。

〈３）前記磁気式距離センサ３．４とタッチセンサ５と
を使用しているので、駆ｉ１１装置２の回転時のディス
クロータ１００の半径方向の振動やフレに拘らず、冷却
フィン部１０５の厚みをにり正確に測定することができ
る。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明の測定装置は、円盤状物品の
研磨された外周面と鋳肌面である端面との境界部である
外周端の位置を前記外周端に近接して配置された磁気式
距離セン４ノにより検出するように構成しているので、
以下の効果を奏することができる。

（１）ｌａ気気圧距離センナ自己の感応面積内の円盤状
物品の大きな表面形状にのみ感応し、表面形状の微小な
凹凸には感応しないので、感応面積範囲内に円盤状物品
の鋳肌面があってもその微小な凹凸は平均化され出力信
号に視れない。これは鋳肌面の四部と凸部が一般に小さ
く、しかも互いに近接しているためである。従って本装
置によれば、磁気式距離センサの感応領域内にある前記
外周端がその近傍に微小な凹凸をもつとしても、それに
関する信号を出力せず、前記境界部表面の平均的な位置
を検出することができる。

（２）円盤状物品の研磨された外周面に接する端面（鋳
肌面）を研磨加工しなくても、前記外周端の平均的な位
置をより正確に検出でき、前記一端面（鋳肌面）の研磨
工程を節約することができる。

また前記一端面〈鋳肌面）が研磨困Ｈな形状であっても
、前記外周端の平均位置を測定することができる。

更に本発明の技術思想は、鋳物の研磨面と鋳肌面との境
界部の位置を」二記鋳肌而の凹凸を相殺して測定するこ
とであり、磁気式距離センサにより位置測定可能な他の
鋳物製品にも応用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本実施例の測定装置の模式図、第２図は第１図
の一部領域を拡大した模式図、第３図は本実施例の測定
装置の動作を示づフ１］−チャートである。 １・・・検査台 ２・・・駆動装置 ３・・・磁気式距離センサ ４・・・磁気式距離センサ 特許出願人　アイシン高丘株式会社 代即人　　弁理士　　大川　宏

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）フランジ部をもち、前記フランジ部の外周面が研
   磨面であり前記外周面を区画する一端面が鋳肌面である
   円盤状物品の前記フランジ部の前記鋳肌面をもつ前記一
   端面側の外周端形状の測定装置において、 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回転させる駆
   動装置と、 前記フランジ部の前記外周端に近接して設けられた磁気
   式距離センサと、 からなることを特徴とする測定装置。
2. （２）前記フランジ部の前記外周面に当接し前記磁気式
   距離センサと前記外周面との距離を測定するタッチセン
   サと、前記タッチセンサの値により前記磁気式距離セン
   サの値を補正する制御部と、をもつ特許請求の範囲第１
   項記載の測定装置。