(57)【要約】【課題】頭部付き軸体の首元の良否検査を流れ作業で効率よく行える首元検査装置を提供することを課題としている。【解決手段】ローラ４を個別回転可能、かつ、近接した状態に連結して構成される無端のキャリア２、このキャリアを架け渡すスプロケットホイール、キャリア２を走行させる駆動機構、ローラ端の小径ボス部４ｂを支えるレール、シュータ、カメラ１１、及び判定装置１３を具備し、キャリア２が垂直な軸に対して傾斜し、シュータから供給される頭部付き軸体Ｗをキャリア２によって回転させながら搬送し、その搬送の途中に軸体Ｗの首元がカメラ１１によって撮影されるようにした。【選択図】図８
2015224910.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも本体部（４ａ）の一端側に本体部（４ａ）と同心、かつ、一体の小径ボス部（４ｂ）を有するローラ（４）を、複数個、個別回転可能、かつ、近接した状態に連結して構成される無端のキャリア（２）と、当該キャリアが架け渡される一対のスプロケットホイール（７，７）と、そのスプロケットホイールを回転させて前記キャリア（２）を走行させる駆動機構（８）と、前記キャリア（２）の往路において前記小径ボス部（４ｂ）を支えるレール（９）と、前記キャリア（２）の往路の始端側に配置されるシュータ（１０）と、前記キャリアによって搬送される頭部付き軸体（Ｗ）を撮影するカメラ（１１）と、そのカメラの画像に基づいて頭部付き軸体の良否判定を行う判定装置（１３）を具備し、
前記キャリア（２）を垂直な軸に対して傾斜させ、前記シュータ（１０）から頭部付き軸体（Ｗ）をその軸体の胴部が前記キャリア（２）の往路の前後のローラ（４，４）間の外周の溝に入り込んでその軸体の頭部の一部が前記前後のローラ（４，４）の端面に受け支えられるように供給し、前記小径ボス部（４ｂ）がキャリアの走行により前記レール（９）上を転動することで前記ローラ（４）が回転してそのローラに支持された頭部付き軸体（Ｗ）が回転しながら搬送され、その搬送の途中に前記カメラ（１１）によって前記頭部付き軸体（Ｗ）の首元が撮影され、そのカメラの視野内での前記頭部付き軸体（Ｗ）の回転数が１回転以上となるように構成された頭部付き軸体の首元検査装置。
【請求項２】
前記ローラ（４）の外周面に、頭部付き軸体（Ｗ）の胴部との摩擦力を高める滑り防止処理、耐摩耗性を高める表面処理又は焼入れの少なくともいずれかひとつを施した請求項１に記載の頭部付き軸体の首元検査装置。
【請求項３】
前記頭部付き軸体（Ｗ）の首元を照らすリング照明（１２）を具備させ、前記カメラ（１１）による前記頭部付き軸体（Ｗ）の首元の撮影が前記リング照明（１２）のリングの内側を透してなされるようにした請求項１又は２に記載の頭部付き軸体の首元検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ボルト、ねじ、釘、連結ピン、リベットと言った各種頭部付き軸体の首元の異常の有無をカメラで撮影して正確に検出することを可能ならしめた頭部付き軸体の首元検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
頭部付き軸体の頭部をヘッダで圧造して製造する際に、ヘッダの金型に欠損箇所があるとその欠損箇所が転写されて軸体の頭部の首元に突起が形成される。
【０００３】
そのような不良製品は排除する必要があり、そのための検査が従来は人手によってなされていた。
【０００４】
その検査は、作業者が製品を手で持って軸心を中心にして回しながら首元を目視検査する方法で行われていた。
【０００５】
頭部付き軸体の良否選別のための検査装置は、種々提案されている。例えば、本件の発明者も発明者として名を連ねている下記特許文献１に記載されたものなどが知られているが、これまでに提案されている検査装置はいずれも、ボルトやねじなどの胴部や頭部などを検査するものであって、頭部付き軸体の首元を検査するものは見当たらない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−３３７８８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献１に記載された検査装置は、頭部付き軸体の首元を検査するものではないが、検査対象（ボルトなどのワーク）の頭部をチャックで掴み、その後に検査対象を持ち上げて上昇した位置でワークを回転させて検査を行う。
【０００８】
そのような構造であるので、検査対象の持ち上げ量を大きくすれば、持ち上げた位置で斜め下方から検査対象の首元を撮影して検査することが可能である。しかしながら、検査対象を１品ずつ持ち上げて検査を行う方法では、効率の良い検査が望めない。
【０００９】
検査対象を掴み、上昇後に回転させ、その後に復帰させて掴みを解除する行程を経る必要があるので、人手による検査の方がむしろ効率的である。
【００１０】
このような事情から、頭部付き軸体の首元の良否検査は人手で行っていたが、この方法は、量産品のボルトなどを検査するのには向いていない。人手に依存した多量の検査は、多大の労力と時間を費やす。
【００１１】
この発明は、頭部付き軸体の首元の良否検査を流れ作業で効率よく行える首元検査装置を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の課題を解決するため、この発明においては、頭部付き軸体の首元検査装置を以下の通りに構成した。
【００１３】
即ち、少なくとも本体部の一端側に本体部と同心、かつ、一体の小径ボス部を有するローラを、複数個、個別回転可能、かつ、近接した状態に連結して無端のキャリアを構成した。
【００１４】
そして、そのキャリアと、当該キャリアを架け渡す一対のスプロケットホイールと、そのスプロケットホイールを駆動して前記キャリアを走行させる駆動機構と、前記キャリアの往路において前記小径ボス部を支えるレールと、前記キャリアの往路の始端側に配置されるシュータと、前記キャリアによって搬送される頭部付き軸体を撮影するカメラと、そのカメラの画像に基づいて頭部付き軸体の良否判定を行う判定装置を組み合わせた。
【００１５】
また、前記キャリアを垂直な軸に対して傾斜させ、前記シュータから頭部付き軸体をその軸体の胴部が前記キャリアの往路の前後のローラ間の溝に入り込んでその軸体の頭部の一部が前後のローラの端面に受け支えられるように供給し、前記小径ボス部がキャリアの走行により前記レール上を転動することで前記ローラが回転してそのローラに支持された頭部付き軸体が回転しながら搬送され、その搬送の途中に前記カメラによって前記頭部付き軸体の首元が撮影され、そのカメラの視野内での前記軸体の回転数が１回転以上となるようにした。
【００１６】
かかる首元検査装置は、前記ローラの外周面に、頭部付き軸体の胴部との摩擦力を高めるローレット加工などの滑り防止処理や耐摩耗性を高める表面処理や焼入れを施すと好ましい。
【００１７】
また、頭部付き軸体の首元を照らすリング照明を具備させ、前記カメラによる首元の撮影が前記リング照明のリングの内側を透してなされるようにしておくのも好ましい。
【００１８】
前記キャリアの垂直な線に対する傾斜角はキャリアのローラによる頭部付き軸体の安定支持が損なわれない範囲で任意に設定することができる。
【００１９】
前記カメラを水平に配置する場合、前記傾斜角を例えば３０°に設定すると軸体の軸心に対して６０°傾いた方向から、前記傾斜角が４５°のときには４５°傾いた方向から、前記傾斜角が６０°のときには３０°傾いた方向からそれぞれ頭部付き軸体の首元を撮影することができる。
【００２０】
頭部付き軸体の首元の欠陥は、軸体の軸心に対して４５°傾いた方向から監視するとより判別しやすいので、前記傾斜角は４５°程度が特に適している。
【００２１】
前記前後のローラの連結は、ローラの両端から突出させた支軸に軸受を装着し、前後のローラをローラの両端側において連結するリンクプレートに前記軸受を圧入して前記支軸とローラを回転可能に支持する構造や、ローラリンクとピンリンクを連結してローラチェーンに似た構造の無端チェーンを構成し、その無端チェーンのローラリンクの外周に軸受を介して前記小径ボス部の含まれたローラを回転可能に取り付ける構造などを用いて行うことができる。
【００２２】
かかる首元検査装置の前記ローラの小径ボス部とその小径ボス部を転動させる前記レールは、ローラの軸方向両端部に設けることができる。
【００２３】
また、前記キャリアの前後のローラ間の溝に対する頭部付き軸体の供給を、１つの溝に対して１本に制限するシャッタを前記シュータの出口に設置することもできる。
【００２４】
なお、前後のローラ間の溝に対する頭部付き軸体の供給を１本に規制することは、前記シャッタがなくても可能である。この点の詳細については後述する。
【発明の効果】
【００２５】
この発明の首元検査装置は、対のスプロケットホイール間に掛け渡したキャリアを走行させることで、前記ローラの小径部が前記レール上を転動して前記ローラがキャリアの往路において回転する。
【００２６】
そのために、往路の前後のローラ間の外周の溝に胴部を入り込ませた検査対象の頭部付き軸体は回転しながら搬送される。その軸体が搬送途中に前記カメラの前方を通過し、カメラの視野内あるときに１回転以上回転する。
【００２７】
そのために、軸体の首元の全周が前記カメラによって撮影され、得られた画像から首元の良否を判別することが可能になる。
【００２８】
この首元検査装置は、キャリアを連続的に走行させて流れ作業で検査を行うことができ、検査の効率を人による検査に比べて飛躍的に高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】この発明の頭部付き軸体の首元検査装置の一例の概要を図８のＡ方向に見た図である。
【図２】図１の首元検査装置を図１のＢ方向に見た図である。
【図３】図１の首元検査装置のキャリア終端側の端面図である。
【図４】図１の一部を拡大して示す図である。
【図５】キャリアのローラ間の溝に頭部付き軸体を供給した状態を示す図である。
【図６】キャリアのローラのリンクプレートによる連結状態の一例を示す部分破断平面図である。
【図７】キャリアのローラのレールによる支持形態の一例を示す端面図である。
【図８】カメラとリング照明とキャリアに搬送される頭部付き軸体の位置関係を示す図である。
【図９】カメラの視野内での頭部付き軸体の移動と回転の状況を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、この発明の頭部付き軸体の首元検査装置の実施の形態を、添付図面の図１〜図９に基づいて説明する。
【００３１】
例示の頭部付き軸体の首元検査装置１は、キャリア２、スプロケットホイール７，７、駆動機構８、レール９、シュータ１０、図８に示したカメラ１１、リング照明１２、及び判定回路１３ａとモニタ１３ｂを含んだ判定装置１３を組み合わせて構成されている。
【００３２】
キャリア２は、図６に示すように、本体部４ａの両端に支軸３を有し、さらに、支軸３と本体部４ａとの間に本体部４ａと同心、かつ、一体の小径ボス部４ｂを有するローラ４の複数個を、リンクプレート５で個別回転可能、かつ、近接した状態に連結して構成された無端のローラチェーン様の構造となっている。
【００３３】
小径ボス部４ｂは、例示の形態ではローラの本体部４ａの両端に設けているが本体部４ａの片端のみに設けられていてもよい。
【００３４】
リンクプレート５による前後のローラ４，４の連結は、ローラ４に固定した支軸（これはローラ４と一体に形成されていてもよい）３のローラの両端からの突出部に軸受６を装着し、その軸受６をリンクプレート５で支持して行っている。
【００３５】
その構造に代えて、ローラリンクのローラの外周に軸受を介して小径ボス部４ｂの含まれたローラ４を回転可能に取り付け、そのローラリンクのローラの孔にピンリンクのピンを相対回転可能に通してローラリンクとピンリンクを交互につなぐ構造でも前後のローラ４，４を連結して無端のキャリアを構成することが可能である。
【００３６】
上記キャリア２は、対をなす２個のスプロケットホイール７，７間に架け渡される。スプロケットホイール７は、ローラ４の小径ボス部４ｂに噛合する歯を外周に有する。
【００３７】
このスプロケットホイール７の一方を駆動機構８で駆動して回転させ（他方は従動回転）、キャリア２を走行させる。
【００３８】
図２に示した駆動機構８は、モータ８ａとそのモータの動力を片方（図のそれはキャリアの終端側）のスプロケットホイール７に伝える動力伝達要素８ｂ（図のそれはタイミングベルトとタイミングプーリ）と、位置検出用のエンコーダ８ｃを組み合わせたものを例示した。
【００３９】
レール９は、キャリア２の往路の側部に配置されて往路にあるローラの小径ボス部４ｂの外周を受け支える。これにより、キャリア２が走行すると小径ボス部４ｂがレール９上で転動し、そのために、キャリア２の往路において各ローラ４が移動中に同一向きに回転する。
【００４０】
シュータ１０は、キャリア２の往路の始端側に配置されている。このシュータ１０から、キャリア２の往路の始端の前後のローラ４、４間の外周の溝に検査対象の頭部付き軸体Ｗが供給される。
【００４１】
キャリア２は、スプロケットホイール７も含めて垂直な軸に対して所定角度傾斜させている。図示の首元検査装置は、その傾斜角α（図７、図８参照）を４５°にしている。その傾斜角αは、３０°〜６０°程度が適当と思われるが、頭部付き軸体Ｗの安定支持、安定搬送が保証される範囲で任意の角度を選択することができる。
【００４２】
レール９、シュータ１０もキャリア２と同一方向に同一角度傾斜させているが、これ等を傾斜させることは必須ではない。
【００４３】
シュータ１０から供給された頭部付き軸体Ｗは、胴部がキャリア２の往路において前後のローラ間の外周に作り出される溝に入り込む。また、その軸体の頭部の一部が前後のローラ４，４の端面に受け支えられ、この状態でキャリア２による搬送がなされる。
【００４４】
上述したように、キャリアの往路にあるローラ４は、キャリア２の走行に伴って回転する。そのために、そのローラ４に支持された頭部付き軸体Ｗは、搬送中にローラ４とは反対回りに回転する。
【００４５】
カメラ１１（例示の首元検査装置はＣＣＤカメラを用いた）は、搬送路の途中にあり、キャリア２によって搬送される頭部付き軸体Ｗを定位置において撮影する。図示の装置のカメラ１１は、水平に配置されており、頭部付き軸体Ｗの首元を、その軸体の軸心に対して４５°傾いた方向から撮影することができる。
【００４６】
なお、カメラ１１の設置姿勢は水平である必要はない。頭部付き軸体Ｗを垂直な線に対して例えば３０°傾けて搬送する場合や、６０°傾けて搬送する場合も、カメラの姿勢の設定によって頭部付き軸体Ｗの首元をその軸体の軸心に対して４５°傾いた方向から撮影することが可能である。
【００４７】
カメラ１１とキャリア２との間には、リング照明１２が設置されている。そのリング照明１２は、カメラ１１の視野内に移動した頭部付き軸体Ｗの首元を照らすものであって、例示の首元検査装置ではカメラ１１による軸体の首元の撮影がリング照明１２のリングの内側を透してなされるようになっている。
【００４８】
リング照明１２は、照明のムラができ難いが、軸体の首元の照明はリング照明以外の照明器具でも行える。
【００４９】
カメラ１１での撮影範囲（カメラの視野）は、キャリア２のローラ間ピッチＰ以下にしており、その撮影範囲内で頭部付き軸体Ｗが少なくとも１回転するようにローラ４の外径が設定されている。
【００５０】
ローラ４の本体部４ａの周速は、その本体部４ａの外径と小径ボス部４ｂの外径の比によって決まる。その本体部４ａの周速を適切に設定することでカメラ１１の撮影範囲内での頭部付き軸体Ｗの回転数を１回転以上に設定することが可能である。
【００５１】
ローラ４の本体部４ａの外径と周速の設定次第では、例えば、図９のように、カメラ１１の視野Ｆｖ内で頭部付き軸体Ｗを２回転させることも可能である。図９において頭部付き軸体Ｗの首元に付したマークＭが首元の欠陥部であったとすると、このケースではカメラ１１によってその欠陥部が２回撮影されることになる。
【００５２】
カメラ１１で撮影した画像は判定装置１３に送り込まれて処理され、処理後の画像に基づく良否判定がなされる。
【００５３】
その判定装置１３によって不良と判定された頭部付き軸体Ｗは、例えば、プッシャ（図示せず）などを用いてＮＧ品回収部１４に払い落とされ、良品は良品回収部１５に回収される。
【００５４】
このように構成した図示の首元検査装置は、キャリア２を連続的に走行させて頭部付き軸体Ｗの首元の検査を流れ作業で行うことができる。これにより、検査の効率が人による検査に比べて飛躍的に向上する。
【００５５】
なお、不良と判定された製品は、例示の首元検査装置のように途中で払い出すことができるので、判定結果を表示するモニタ１３ｂは無くてもよい。
【００５６】
かかる頭部付き軸体の首元検査装置１は、ローラ４の外周面に、頭部付き軸体の胴部との摩擦力を高めるローレット加工などの滑り防止処理を施すことができる。また、ローラ４の耐摩耗性を高める表面処理や焼入れも施すことができる。
【００５７】
滑り防止処理を施したローラ４を用いると、頭部付き軸体Ｗのローラ上でのスリップが抑制され、カメラ１１の視野Ｆｖ内での頭部付き軸体Ｗの回転数が最小限に設定されている場合にも、回転不足が防止され、安定した検査がなされる。
【００５８】
なお、例示の首元検査装置１は、キャリア２のローラ上にシュータ１０から頭部付き軸体Ｗが１本供給されると、先行して供給された頭部付き軸体Ｗが次に供給される頭部付き軸体の同一溝への入り込みを阻止するように設計されている。
【００５９】
このほかに、同一溝に頭部付き軸体Ｗが複数本供給されることを阻止する方法として、図４に示すような供給路を開閉するシャッタ１６をシュータ１０の出口に設置して同一溝に対する軸体供給量を１本に制限することも考えられる。
【００６０】
この発明の首元検査装置で検査する頭部付き軸体Ｗは、首元にスプリングワッシャが組み込まれたスプリングワッシャ付きボルトなどであってもよい。ローラ４は、頭部付き軸体Ｗの胴部を支持するので、頭部付き軸体Ｗはローラ４の軸と平行に支持される。そのため、スプリングワッシャ付きボルトのスプリングワッシャ装着洩れなどの検査も行うことができる。
【００６１】
この発明で言う頭部付き軸体には、軸の外周の長手途中に鍔のあるピンなども含まれる。そのようなものも鍔を頭部とみなして鍔の端面（首元に相当する）の良否検査を行うことができる。
【符号の説明】
【００６２】
１          頭部付き軸体の首元検査装置
２          キャリア
３          支軸
４          ローラ
４ａ        本体部
４ｂ        小径ボス部
５          リンクプレート
６          軸受
７          スプロケットホイール
８          駆動機構
８ａ        モータ
８ｂ        動力伝達要素
８ｃ        エンコーダ
９          レール
１０        シュータ
１１        カメラ
Ｆｖ        カメラの視野
１２        リング照明
１３        判定装置
１３ａ      判定回路
１３ｂ      モニタ
１４        ＮＧ品回収部
１５        良品回収部
１６        シャッタ
Ｗ          頭部付き軸体
Ｐ          ローラ間ピッチ
Ｍ          マーク
【図１】
2015224910.tif 000003
【図２】
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【図３】
2015224910.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2015224910.tif 000008
【図７】
2015224910.tif 000009
【図８】
2015224910.tif 000010
【図９】
2015224910.tif 000011