JPH0599656A - 内部形状検査試験機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 被検査部が内部に設けられたワークを能率よ
く、かつ、高い精度で検査できる。 【構成】 ワークの被検査部と接触子との接触を絶った
状態で、その接触子の所定の位置に外力のみを付与し、
そのときの形状信号発生手段の出力を計測し、前記接触
子に付与される機械的な押圧力または測定手段の増幅器
の増幅率を調整して、同一傷状態に対して検出信号を均
一化し、表示出力が既知の状態として所定の出力状態と
し、被検査部の表面状態を測定する。これによって、同
一傷状態に対して検出信号を均一化した信号を発生する
とともに、その形状信号に基づき被検査部の表面精度及
び寸法を正確に測定できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、自動車用燃料
ホース口金の内部に突設されたシート部等、ワークの内
部に設けられた被検査部の形状を検査する内部形状検査
装置の精度を維持するための内部形状検査試験機に関す
るものである。

【０００２】

【従来技術】従来、特開昭５８−１９０７０７号公報に
は、ワークの表面にスリット状の平行光線を投射し、こ
の平行光線による影像をテレビジョンカメラで撮影し
て、被検査部の表面精度を検査する表面検査方法が開示
されている。しかし、この従来の技術は、ワークの外部
に設けられた被検査部の形状を検査する場合に適してい
るが、例えば、図２に示すような自動車用燃料ホースの
口金１の内部に突設されたシート部２を検査する場合に
は不適当である。なぜなら、口金１のシート部２は、奥
部にあるため、シート部２のシート面３の角度により前
記スリット光が内部で乱反射して正確に測定できないか
らである。それ故、被検査部が内部に設けられたワーク
は、従来、人手によって検査されているのが現状であっ
た。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、人手による
検査の場合は、検査能率が低下するばかりでなく、検査
員の主観により検査精度にバラツキが発生したり、傷ま
たは寸法不良を見逃したりする可能性があり、こうした
ワークは製品化したときの別の最終検査で不良となって
発見されていた。

【０００４】また、ワークの傷または寸法不良の良品検
査基準には個人差があり、その判断に誤差が含まれてお
り、その誤差を少なくすると、製品の歩留りが悪くな
り、その誤差を大きくすると、製品不良が最終検査で発
見されることになって無駄が多くなる。

【０００５】そこで、本発明は、被検査部が内部に設け
られたワークを能率よく、かつ、高い精度で検査できる
内部形状検査試験機の提供を課題とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明の内部形状検査試験機においては、ワーク
の内部に進入する接触子を有し、ワークの被検査部と接
触子との接触に基づき信号を発生する形状信号発生手段
と、前記形状信号発生手段とワークとの間の相対距離を
変位させ、ワークの被検査部と接触子との間に所定の押
圧力を付与する移動手段と、前記形状信号発生手段の信
号に基づき、被検査部の表面を測定する測定手段とを具
備する内部形状検査装置において、前記形状信号発生手
段の接触子の所定の位置に外力を付与し、そのときの形
状信号発生手段の出力を計測して、前記移動手段によっ
て付与される押圧力または測定手段の増幅率を調整する
ものである。

【０００７】

【作用】本発明は、ワークの内部に進入する接触子を有
し、ワークの被検査部と接触子との接触に基づき信号を
発生する形状信号発生手段に対して、ワークの被検査部
と接触子との接触を絶った状態で、その接触子の所定の
位置に外力のみを付与し、そのときの形状信号発生手段
の出力を計測し、前記移動手段によって付与される押圧
力または測定手段の増幅率を調整して、前記形状信号発
生手段の出力が既知の状態で所定の出力状態とし、被検
査部の表面状態を測定する。

【０００８】したがって、形状信号発生手段は被検査部
の形状に対応した信号を発生するとともに、その形状信
号に基づき測定手段は被検査部の表面精度及び寸法を測
定する。故に、内部形状検査装置は被検査部の形状を電
気信号に変換して、ワークの良否を高い精度で能率よく
検査することができる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の内部形状検査試験機を内部形
状検査装置に具体化した実施例を図面に基づいて説明す
る。

【００１０】図１乃至図５は本発明による内部形状検査
装置の一実施例を示し、図１は全体を示す正面図、図２
は形状信号発生器及びワークを拡大して示す部分正面
図、図３は形状信号発生器とワークとの関係をそれぞれ
異なる状態で示す説明図、図４は電気回路を示すブロッ
ク図、図５は形状信号発生器及びワークを拡大して示す
出力調整時の部分正面図である。

【００１１】まず、検査しようとするワークの形状につ
いて説明する。

【００１２】図２において、金属製の口金１は自動車用
燃料ホース（図示略）の端部に取付けられている。この
口金１の内部には、被検査部としてのシート部２が円錐
台状に突設されている。シート部２には他のホースの口
金（図示略）が着座するシート面３と流体通路４とが形
成されている。そして、接続状態における流体のリーク
を防止するために、シート面３の表面精度及びシート部
２の高さｈには、高い精度が要求されている。

【００１３】次に、前記口金１のシート部２の形状を検
査する内部形状検査装置について説明する。

【００１４】図１に示すように、内部形状検査装置のベ
ース６にはワークとしての口金１を回転させる回転用モ
ータ７が配設され、その回転用モータ７の回転軸（図示
略）にはチャック８が連結されている。前記チャック８
の複数の把持爪９には、前記口金１が取外し可能に把持
されている。この状態で、口金１は回転用モータ７の回
転に伴って垂直軸線の周りで回転される。

【００１５】前記回転用モータ７に隣接してベース６に
はスタンド１１が立設され、そのスタンド１１の上部に
は、ホルダー１２を介して送り用モータ１３及びボール
軸１４がそれぞれ傾斜状に支持されている。前記送り用
モータ１３の回転数は送り用モータ１３に直結したエン
コーダ４９（図４参照）によってその回転数及び回動角
度がパルス数によって検出される。前記ボール軸１４に
はキャリア１５がそのねじ筒部１６にて螺合されてい
る。前記キャリア１５の上面には支持部１７及び調整部
１８が突設され、前記支持部１７には、アーム１９が支
軸２０を中心に揺動自在に支持されている。そして、前
記アーム１９を図１の時計方向へ附勢するように、キャ
リア１５上にはエアシリンダ２１が設置されている。ま
た、前記調整部１８には、アーム１９の両方向の揺動位
置を規制する一対の調整ボルト２２及び２３が螺着され
ている。

【００１６】前記アーム１９の下端部の一側面には、形
状信号発生器２５が口金１に対し斜め上方から臨むよう
に配設されている。この形状信号発生器２５は図２に示
すように、口金１の内部に進入するアーマチャ２６を有
し、そのアーマチャ２６の先端にはシート部２のシート
面３に接触するダイヤモンドなどの接触子２７が配設さ
れている。また、前記形状信号発生器２５には圧電素子
２８（図４参照）が内蔵されていて、アーマチャ２６の
動きに伴いシート面３の凹凸に応じた電気信号を発生す
るようになっている。なお、前記圧電素子２８は歪ケー
ジ等のアーマチャ２６の変位状態を検出するものが使用
される。

【００１７】前記形状信号発生器２５のハウジングには
貫通孔２５ａ（図５参照）が設けられていて、前記アー
ム１９に立設された軸５０に嵌合されており、前記形状
信号発生器２５は前記軸５０を中心に回動自在となって
いる。前記軸５０の形状信号発生器２５のハウジングの
一方の側には、前記アーム１９の突出部との間にスプリ
ング５１が介在されていて、形状信号発生器２５のハウ
ジングを一方に回動すべく弾性力を付与している。ま
た、前記軸５０の形状信号発生器２５のハウジングのス
プリング５１の他方の側には、前記アーム１９の突起部
に調整ネジ５２が螺合されていて、その先端が形状信号
発生器２５のハウジングに当接し、スプリング５１の弾
性力に抗している。したがって、調整ネジ５２の回動に
よって形状信号発生器２５のハウジングをスプリング５
１の弾性力に抗して傾動させ、結果的に、後述する接触
子２７がシート部２のシート面３に接触する押圧力を変
化させる。

【００１８】続いて、本実施例の内部形状検査試験機の
電気回路を図４及び図５に従って説明する。

【００１９】内部形状検査試験機の全体を制御するマイ
クロコンピュータ（ＣＰＵ）３０には、前記形状信号発
生器２５の圧電素子２８が傷信号処理回路３１を介して
接続されている。この傷信号処理回路３１は、ハイパス
フィルタ３２、増幅回路３３、全波整流回路３４、増幅
回路３５、Ａ／Ｄ変換器３６、前記増幅回路３５の増幅
率を設定するための感度設定器３７、ピークホールド回
路３８、及びＡ／Ｄ変換器３９から構成されている。そ
して、形状信号発生器２５の圧電素子２８が出力した信
号のうち最大値が、前記ピークホールド回路３８に保持
されるようになっている。また、マイクロコンピュータ
３０と形状信号発生器２５の接触子２７との間には接触
信号処理回路４０が接続されている。この接触信号処理
回路４０は、バッファ４１、ローレベルピークホールド
回路４２及びＡ／Ｄ変換器４３から構成されている。

【００２０】前記増幅回路３５の増幅率を設定するため
の感度設定器３７は、前記形状信号発生器２５の出力信
号、特に、圧電素子２８の出力信号が交換する圧電素子
２８毎に相違することから、その感度を均一化するもの
である。この感度の調節には、調整ネジ５２を回動させ
ることによって形状信号発生器２５のハウジングをスプ
リング５１の弾性力に抗して傾動させ、接触子２７がシ
ート面３に接触する押圧力を変化させても、行なうこと
ができる。

【００２１】一方、マイクロコンピュータ３０の出力側
には、モータ駆動回路４４を介して前記回転用モータ７
が接続され、モータ駆動回路４５を介して前記送り用モ
ータ１３が接続されるとともに、バルブ駆動回路４６を
介して前記エアシリンダ２１が接続されている。更に、
マイクロコンピュータ３０には、口金１のシート面３の
表面精度を表示する表面精度表示部４７と、口金１のシ
ート部２の高さｈを表示する寸法表示部４８とが接続さ
れている。なお、前記送り用モータ１３の回転数は、送
り用モータ１３に直結したエンコーダ４９によってその
回転数及び回動角度がパルス数として、マイクロコンピ
ュータ３０に入力されている。

【００２２】次に、上記のように構成された本実施例の
内部形状検査試験機の動作を図６乃至図７のフローチャ
ートに従って説明する。

【００２３】図６及び図７は本発明の一実施例における
内部形状検査装置のメインプログラムのフローチャート
であり、図８は本発明の一実施例における内部形状検査
試験機の較正ルーチンのフローチャートである。

【００２４】まず、電源の投入と同時に、このプログラ
ムを実行する。ステップＳ１でこのプログラムを実行す
るのに使用するメモリ等の初期設定を行ない、ステップ
Ｓ２でこのルーチンで使用する圧電素子２８の出力信号
調整が終了しているか判断するため、使用可フラグが立
って（“１”となって）いるか判断する。使用可フラグ
が立っているとき、ステップＳ４以降のルーチンに入
る。使用可フラグが降りているとき、圧電素子２８及び
傷信号処理回路３１の特性を均一化するためのステップ
Ｓ３の『較正』ルーチン（図８参照）をコールする。

【００２５】『較正』ルーチンがコールされると、ステ
ップＳ３１で送り用モータ１３が正転され、ボール軸１
４の回転によりキャリア１５が斜め下方へ移動され、ス
テップＳ３２でその移動位置が計測位置に到達するまで
移動させて、ステップＳ３２でキャリア１５が計測位置
に到達したことが判断されると、ステップＳ３３でエア
シリンダ２１が突出作動して形状信号発生器２５を傾動
させ、アーマチャ２６を所定の力で較正アーム６１（図
５参照）の先端に当接する位置となる。

【００２６】ここで、図５のように、所定の角度で較正
アーム６１を配設した較正ベース６０を所定の位置に立
設させ、アーマチャ２６の接触子２７付近に設定した所
定の計測位置に、前記較正アーム６１の先端を当接させ
る。このとき、前記較正アーム６１の先端とアーマチャ
２６との当接角度は略垂直となっている。なお、通常、
アーマチャ２６の接触子２７付近の所定の計測位置と
は、接触子２７の先端位置、またはアーマチャ２６の接
触子２７までの長さの所定の割合で決定した位置等が使
用され、その精度及び信頼性から、アーマチャ２６の接
触子２７付近の所定の位置となる。

【００２７】ステップＳ３４で圧電素子２８の基準とな
る出力信号として、出力設定値ａを入力する。ステップ
Ｓ３５で形状信号発生器２５の取込みを行ない、ステッ
プＳ３６でそれを表面精度表示部４７で表示する。ステ
ップＳ３７で出力ｂが出力設定値ａに等しいか、或いは
許容誤差範囲内であるか判断する。ステップＳ３７で出
力ｂが出力設定値ａに等しくないとき、ステップＳ３８
で感度設定器３７によって増幅率の調整または調整ネジ
５２の回動によって出力の調整を行なう。そして、ステ
ップＳ３９で使用可フラグを降ろし（“０”とし）、ス
テップＳ３５からのルーチンを継続する。

【００２８】ステップＳ３７で出力ｂが出力設定値ａに
等しくなったか、或いは許容誤差範囲内になったとき、
ステップＳ４０で使用可フラグを立て、ステップＳ４１
でエアシリンダ２１が収縮作動して形状信号発生器２５
から伸びたアーマチャ２６を較正アーム６１の先端から
離し、ステップＳ４２で送り用モータ１３を逆回転し、
ボール軸１４の回転によりキャリア１５を斜め上方のホ
ームポジションに移動させて、このルーチンを脱する。

【００２９】ステップＳ２で使用可フラグが立っている
と判断すると、ステップＳ４で回転用モータ７を駆動し
て口金１を回転させ、ステップＳ５で送り用モータ１３
を正転し、ボール軸１４の回転によりキャリア１５を斜
め下方へ移動させる。これにより、図２に示すように、
形状信号発生器２５のアーマチャ２６が口金１の内部に
進入する。

【００３０】次に、ステップＳ６で形状信号発生器２５
とアーマチャ２６の接触信号の有無が判断され、接触信
号が発生していなければ、送り用モータ１３の正転を継
続する。キャリア１５が更に下方へ移動され、図３
（ａ）に示すように、形状信号発生器２５の接触子２７
が、シート面３に接触して、接触信号処理回路４０が閉
成されると、それをステップＳ６で判断され、ステップ
Ｓ７でエアシリンダ２１を突出すべく作動させ、形状信
号発生器２５の接触子２７が所定の力でシート面３を圧
接するようにテンションを加える。これと同時に、ステ
ップＳ８で送り用モータ１３が逆転されて、キャリア１
５が斜め上方へ移動されるとともに、ステップＳ９でこ
の送り用モータ１３の回転数がエンコーダ４９を介して
カウントされる。このキャリア１５の上方への移動期間
中、形状信号発生器２５の接触子２７は、図３（ｂ）に
示すように、口金１の回転に伴いシート面３上を螺旋に
沿って摺動される。このため、シート面３の傷は、接触
子２７の振動としてアーマチャ２６を介し圧電素子２８
に伝達されて、電気信号に変換される。そして、ステッ
プＳ１０でシート面３の表面信号は傷信号処理回路３１
を介してマイクロコンピュータ３０に入力され、マイク
ロコンピュータ３０は、ステップＳ１１で前記傷信号の
最大値に基づきシート面３の表面精度を測定し、その測
定値を、ステップＳ１２で表面精度表示部４７に最大表
面荒さとして表示する。

【００３１】ステップＳ１３では形状信号発生器２５の
接触子２７とシート面３との接触信号の有無が判断さ
れ、接触信号があれば、ステップＳ９からステップＳ１
３のルーチンが繰返されて、前述した表面精度の測定及
び表示処理が継続される。これに対し、図３（ｃ）に示
すように、接触子２７がシート面３から離脱して、接触
信号処理回路４０が開放されると、それをステップＳ１
３で判断して、ステップＳ１４で送り用モータ１３の回
転数のカウントを停止し、ステップＳ１５で送り用モー
タ１３の回転数に所定の係数を乗じて、シート部２の高
さｈが測定される。そして、この測定値はステップＳ１
６で寸法表示部４８に表示される。したがって、検査員
は表面精度表示部４７及び寸法表示部４８の表示を確認
することにより、この口金１におけるシート部２の形状
の良否を判断することができる。

【００３２】その後、ステップＳ１７で回転用モータ７
が停止され、ステップＳ１８でエアシリンダ２１が収縮
され、ステップＳ１９で送り用モータ１３が逆転され
て、キャリア１５が原位置へ復帰される。

【００３３】このように、本実施例の内部形状検査試験
機は、ワークとしての口金１の内部に進入する接触子２
７を有し、口金１の被検査部としてのシート部２と接触
子２７との接触に基づき信号を発生する形状信号発生手
段２５と、前記形状信号発生手段２５と口金１との間の
相対距離を変位させ、口金１の被検査部と接触子２７と
の間に所定の押圧力を付与するステップＳ３８で調整ネ
ジ５２の回動によって出力の調整を行なう移動手段と、
前記形状信号発生手段２５の信号に基づき、被検査部の
表面を測定するステップＳ３８で感度設定器３７によっ
て調整する増幅率の増幅器３５を有する測定手段とを具
備する内部形状検査装置において、前記形状信号発生手
段２５の接触子２７の所定の位置に外力を付与し、その
ときの形状信号発生手段２５の出力を計測して、前記移
動手段によって付与される押圧力または測定手段の増幅
率を調整するものである。

【００３４】したがって、上記実施例の内部形状検査試
験機によれば、形状信号発生手段２５と口金１との間の
相対距離を変位させ、口金１の被検査部と接触子２７と
の間に所定の押圧力を付与した状態で、口金１の被検査
部と接触子２７との接触点を移動させる移動手段は、口
金１の被検査部と接触子２７との間の押圧力の変化によ
って、その電気的出力を変化させることができるから、
その押圧力によって圧電素子２８を含む形状信号発生手
段２５の特性を均一化できる。また、前記形状信号発生
手段２５の信号に基づき、被検査部の表面を測定する測
定手段は、感度設定器３７の調整によってその出力特性
を変更できるから、圧電素子２８を含む形状信号発生手
段２５の特性を均一化できる。

【００３５】故に、形状信号発生器２５の圧電素子２８
を変更しても、その特性が『較正』ルーチンによって均
一化でき、形状信号発生手段２５がシート部２の形状に
対応した信号を発生するとともに、この形状信号に基づ
いてマイクロコンピュータ３０がシート部２の表面精度
及び高さｈを測定することができるので、シート部２の
形状を電気信号に変換して、口金１の良否を高い精度で
能率よく検査することができる。

【００３６】ところで、上記実施例の移動手段では、口
金１に対して形状信号発生器２５が接近及び離間移動さ
れるが、これを逆にして、形状信号発生器２５に対して
口金１が移動するように構成したり、或いは、双方が移
動するように構成してもよい。また、上記実施例ではワ
ークとして口金１を例示したが、本発明はこれに限定さ
れず、内部に被検査部が設けられた各種の製品を上記実
施例と同様にして検査することができる。

【００３７】また、上記実施例では、内部に被検査部を
有するワークの表面精度を表示するものであったが、本
発明を実施する場合には、被検体の不良を表示したり、
不良を選別させることもできる。

【００３８】そして、上記実施例の形状信号発生器２５
の信号に基づき、被検査部の表面を測定する測定手段
は、被検査部の表面の精度と長さを検査するものである
が、本発明を実施する場合には、被検査部の表面の精度
のみまたは長さのみとすることもできる。

【００３９】更に、上記実施例の測定手段の出力の確認
は、マイクロコンピュータ３０の表面精度表示部４７の
出力として監視するものであるが、本発明を実施する場
合には、別に接続した電圧計等の計器を使用してもよ
い。また、上記実施例の内部形状検査試験機は内部形状
検査装置をそのまま使用して、その特性を均一化するも
のであるが、本発明を実施する場合には、内部形状検査
装置から独立して圧電素子２８を含む形状信号発生手段
２５の特性を測定する装置及び回路を用意してもよい。

【００４０】

【発明の効果】以上のように、本発明の内部形状検査試
験機は、形状信号発生手段とワークとの間の相対距離を
変位させ、ワークの被検査部と接触子との間に所定の押
圧力を付与した状態でワークの被検査部と接触子との接
触点を移動させる移動手段と、前記形状信号発生手段の
信号に基づき、被検査部の表面を測定する測定手段とを
具備する内部形状検査装置に使用するワークの被検査部
と接触子との接触に基づき信号を発生する形状信号発生
手段に対して、その接触子の所定の位置に外力を付与
し、そのときの形状信号発生手段の出力を計測して、前
記移動手段によって付与される押圧力または測定手段の
増幅率を調整するものであるから、前記移動手段によっ
て付与される押圧力または測定手段の増幅率を調整し
て、前記形状信号発生手段の出力が既知の状態で所定の
出力特性状態とし、被検査部の表面状態の測定に入るこ
とができる。

【００４１】したがって、形状信号発生手段は被検査部
の形状に対応した信号を発生するとともに、その形状信
号に基づき測定手段は被検査部の表面精度及び寸法を測
定することができ、結果的に、内部形状検査装置は、被
検査部の形状を電気信号に変換して、ワークの良否を高
い精度で能率よく検査することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の一実施例における内部形状検査
試験機を有する内部形状検査装置の全体を示す正面図で
ある。

【図２】図２は本発明の一実施例における内部形状検査
試験機を有する内部形状検査装置の形状信号発生器及び
ワークを拡大して示す部分正面図である。

【図３】図３は本発明の一実施例における内部形状検査
試験機を有する内部形状検査装置の形状信号発生器とワ
ークとの関係をそれぞれ異なる状態で示す説明図であ
る。

【図４】図４は本発明の一実施例における内部形状検査
試験機を有する内部形状検査装置の電気回路を示すブロ
ック図である。

【図５】図５は本発明の一実施例における内部形状検査
試験機の形状信号発生器及びワークを拡大して示す出力
調整時の部分正面図である。

【図６】図６は本発明の一実施例における内部形状検査
試験機を有する内部形状検査装置のメインプログラムの
一部のフローチャートである。

【図７】図７は本発明の一実施例における内部形状検査
試験機を有する内部形状検査装置のメインプログラムの
他の一部のフローチャートである。

【図８】図８は本発明の一実施例における内部形状検査
試験機の較正ルーチンのフローチャートである。

【符号の説明】

１ 口金（ワーク） ２ シート部（被検査部） ２５ 形状信号発生器（形状信号発生手段） ２７ 接触子 ２８ 圧電素子 ３５ 増幅回路 ３７ 感度設定器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワークの内部に進入する接触子を有し、
   ワークの被検査部と接触子との接触に基づき信号を発生
   する形状信号発生手段と、前記形状信号発生手段とワー
   クとの間の相対距離を変位させ、ワークの被検査部と接
   触子との間に所定の押圧力を付与した状態でワークの被
   検査部と接触子との接触点を移動させる移動手段と、前
   記形状信号発生手段の信号に基づき、被検査部の表面を
   測定する測定手段とを具備する内部形状検査装置におい
   て、 前記形状信号発生手段の接触子の所定の位置に外力を付
   与し、そのときの形状信号発生手段の出力を計測して、
   前記移動手段によって付与される押圧力または測定手段
   の増幅率を調整することを特徴とする内部形状検査試験
   機。