(57)【要約】【課題】プレス部品の板隙を簡易にかつ精度高く行うことができる板隙測定装置を提供する。【解決手段】第１、第２超音波センサ２１，２２が第１、第２板材１１，１２を所定押付け力で押付けた状態で、第１、第２板材１１，１２に対する超音波の伝播時間の計測、並びに第１、第２延長部２８ｂ，３０ｂ間に介在された歪ゲージ２３にかかる押圧力に対応するホイートストンブリッジ回路３５の電圧計３９の出力電圧を計測する。超音波の伝播時間及び伝播速度に基づいて板厚ｔ１、ｔ２を算出し、出力電圧に基づいて両部材全幅Ｌを求め板隙ＩＳ〔＝Ｌ−（ｔ１＋ｔ２）〕を算出する。センサ２１，２２が板材１１，１２を所定押付け力で押付けた状態で得られるデータに基づいて板隙ＩＳを算出するので、測定対象の表面の凹凸度合に影響されずに板隙ＩＳを精度高く得ることができる。両部材全幅が異なる種々の測定対象に対して用いることができ、汎用性を向上できる。【選択図】図１
2008107204.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向配置される板材により形成される隙間を有し、かつ袋構造断面とされた鋼製のプレス部品を測定対象物とし、前記隙間に相当する板隙の測定を行うプレス部品の板隙測定装置であって、
前記隙間を形成する両板材を間にして配置され前記両板材に対する超音波の照射及びその反射波を受信する第１、第２超音波センサを夫々保持する第１、第２センサ保持具と、
前記第１、第２超音波センサが前記両板材を所定押付け力で押付けるように第１、第２センサ保持具を押付けるセンサ保持具押付手段と、
前記第１、第２センサ保持具間に介在され前記第１、第２センサ保持具の相対変位に応じて押圧力を受けて、該押圧力を示す内容の押圧力対応情報を発生する押圧力対応情報発生手段と、
前記第１、第２超音波センサの前記両板材への前記所定押付け力での押付け状態で前記第１、第２超音波センサによる超音波の照射及びその反射波の受信並びに前記押圧力対応情報発生手段による前記押圧力対応情報の発生がなされ、この際に得られる超音波の照射からその反射波の受信に要する時間並びに前記押圧力対応情報に基づいて前記板隙を算出する演算手段と、
を備えたことを特徴とするプレス部品の板隙測定装置。
【請求項２】
前記センサ保持具押付手段は、モータと、モータの発生トルクを第２センサ保持具に伝達するトルク伝達機構と、モータ及びトルク伝達機構間に介在されて、トルク伝達機構へのトルクをしきいトルク値までの値に抑えるトルク抑制機構と、からなり、
第１センサ保持具の第１超音波センサが前記両板材の一方の板材に接触された状態で前記第１、第２超音波センサの前記両板材への所定押付け力での押付けが行われ、
前記所定押付け力は、前記しきいトルク値に対応した大きさとされることを特徴とする請求項１に記載のプレス部品の板隙測定装置。
【請求項３】
前記演算手段は、前記第１、第２超音波センサによる超音波の照射からその反射波の受信に要する時間に基づいて、前記両板材の夫々の板厚を算出し、
前記押圧力対応情報発生手段が発生する前記押圧力対応情報並びに予め定められている前記押圧力対応情報及び押圧力の対応データに基づいて、前記板隙を含む前記両板材の全体の幅寸法に相当する両板材全幅を算出し、
前記板隙を、前記両板材全幅から前記両板材の夫々の板厚を減算して算出することを特徴とする請求項１又は２に記載のプレス部品の板隙測定装置。
【請求項４】
前記押圧力対応情報発生手段は、歪ゲージであり、前記押圧力対応情報は、前記押圧力に応じた大きさの抵抗値を示す情報であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のプレス部品の板隙測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車に用いられるトーションビームなどのプレス部品の板隙を測定するプレス部品の板隙測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車には、その運動状態に応じて捩れ、緩衝作用を発揮するように、図７（Ａ）、（Ｂ）に示すようなトーションビーム１が用いられることがある。このトーションビーム１は、円筒状の鋼材を、プレス成形により押し潰すことにより得られ、袋構造断面（閉断面）で板材２、２が隣接するようにＶ字形〔図７（Ｂ）では逆Ｖ字形〕をなしている。隣接する板材２、２間の隙間（以下、適宜、板隙ＩＳという。）は、強度特性やＮＶ性能（固有振動数の変化や板材の擦れによる異音発生）等に影響する。このため、製品（トーションビーム１）の品質管理上、板隙ＩＳの寸法を計測することが望まれている。
上述したような、板隙を有する袋構造断面のプレス部品の他の例として、図８（Ａ）、（Ｂ）に示すような自動車に設けられるドアパネル３がある。このドアパネル３も、トーションビーム１の場合と同様に、プレス成形により得られ、袋構造断面（閉断面）で、図８（Ｂ）に示すように板材４が隣接した構造になっている。そして、トーションビーム１の場合と同様に、品質管理上、板隙ＩＳの寸法を計測することが望まれている。
【０００３】
しかしながら、上述したような、板隙を有する袋構造断面のプレス部品では、閉空間内に板隙が存在することから、板隙を簡易にかつ直接計測することは容易ではない。このため、板隙計測について破壊検査に頼っているのが実情であり、その改善を図ること、すなわち板隙を簡易に計測することが望まれている。
上記要望に対して、上述した袋構造断面を有するプレス部品の板隙を測定するために、特許文献１に示される板隙測定装置を用いることが考えられる。
【０００４】
特許文献１に示される板隙測定装置は、２枚の平板に挟まれて形成される長尺状の隙間からレジストを吐出し、これを半導体基板や液晶表示装置用ガラス基板等に塗布する塗布ノズルを検査対象としている。この板隙測定装置は、断面コの字形状の保持アームの一端部及び他端部に夫々、超音波プローブを取付け、超音波プローブが照射する超音波を用いて塗布ノズルの隙間の間隔（板隙）を測定する。この板隙の寸法は、予め定められる２つの超音波プローブの配置間隔から、超音波を用いて得られた板厚寸法等を減算することにより算出するようにしている。
【特許文献１】特開２００６−８４３２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１に示される板隙測定装置では、上述したように、２つの超音波プローブは保持アームに固定されている。このため、塗布ノズルにおける２枚の平板の外壁面間の距離が異なる毎に、大きさが異なる保持アームを用意したり、あるいは超音波プローブの保持アームヘの取付調整を行う必要があり、不便である。
また、板隙の算出に、予め定められる２つの超音波プローブの配置間隔、すなわち設計値などの理論値を用いているため、その分、測定精度の低下を招いている。特に、特許文献１に示される板隙測定装置を鋼製のプレス部品に用いる場合、鋼製のプレス部品の表面は微小の凹凸を有することから、上述したように理論値を用いた場合、前記板隙測定装置により得られる板隙寸法の精度はさらに低いものになる。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、プレス部品の板隙を簡易にかつ精度高く行うことができる板隙測定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（発明の形態）
本願の発明は、対向配置される板材により形成される隙間を有し、かつ袋構造断面とされた鋼製のプレス部品を測定対象物とし、前記隙間に相当する板隙の測定を行うプレス部品の板隙測定装置であって、
前記隙間を形成する両板材を間にして配置され前記両板材に対する超音波の照射及びその反射波を受信する第１、第２超音波センサを夫々保持する第１、第２センサ保持具と、
前記第１、第２超音波センサが前記両板材を所定押付け力で押付けるように第１、第２センサ保持具を押付けるセンサ保持具押付手段と、
前記第１、第２センサ保持具間に介在され前記第１、第２センサ保持具の相対変位に応じて押圧力を受けて、該押圧力を示す内容の押圧力対応情報を発生する押圧力対応情報発生手段と、
前記第１、第２超音波センサの前記両板材への前記所定押付け力での押付け状態で前記第１、第２超音波センサによる超音波の照射及びその反射波の受信並びに前記押圧力対応情報発生手段による前記押圧力対応情報の発生がなされ、この際に得られる超音波の照射からその反射波の受信に要する時間並びに前記押圧力対応情報に基づいて前記板隙を算出する演算手段と、
を備えたことを特徴とする。
本願発明によれば、第１、第２超音波センサが両板材を所定押付け力で押付けた状態で、両板材に対する超音波の伝播時間の計測、並びに第１、第２センサ保持具間に介在された押圧力対応情報発生手段の押圧力対応情報の計測を行い、伝播時間に基づいて両板材の各板厚を得、押圧力対応情報に基づいて両部材の外側表面部間の長さに相当する両部材全幅を得て、板隙を算出する。
【０００７】
以下に、本願において特許請求が可能と認識されている発明（以下、「請求可能発明」という場合がある。）の態様をいくつか例示し、それらについて説明する。各態様は請求項と同様に、項に区分し、各項に番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、あくまでも請求可能発明の理解を容易にするためであり、請求可能発明を構成する構成要素の組み合わせを、以下の各項に記載されたものに限定する趣旨ではない。つまり、請求可能発明は、各項に付随する記載，実施例の記載等を参酌して解釈されるべきであり、その解釈に従う限りにおいて、各項の態様にさらに他の構成要素を付加した態様も、また、各項の態様から構成要素を削除した態様も、請求可能発明の一態様となり得るのである。
【０００８】
本発明は、次の（１）〜（５）項の態様で構成される。（１）〜（４）項の態様が夫々請求項１〜４に相当している。
（１）  対向配置される板材により形成される隙間を有し、かつ袋構造断面とされた鋼製のプレス部品を測定対象物とし、前記隙間に相当する板隙の測定を行うプレス部品の板隙測定装置であって、前記隙間を形成する両板材を間にして配置され前記両板材に対する超音波の照射及びその反射波を受信する第１、第２超音波センサを夫々保持する第１、第２センサ保持具と、前記第１、第２超音波センサが前記両板材を所定押付け力で押付けるように第１、第２センサ保持具を押付けるセンサ保持具押付手段と、前記第１、第２センサ保持具間に介在され前記第１、第２センサ保持具の相対変位に応じて押圧力を受けて、該押圧力を示す内容の押圧力対応情報を発生する押圧力対応情報発生手段と、前記第１、第２超音波センサの前記両板材への前記所定押付け力での押付け状態で前記第１、第２超音波センサによる超音波の照射及びその反射波の受信並びに前記押圧力対応情報発生手段による前記押圧力対応情報の発生がなされ、この際に得られる超音波の照射からその反射波の受信に要する時間並びに前記押圧力対応情報に基づいて前記板隙を算出する演算手段と、を備えたことを特徴とするプレス部品の板隙測定装置。
【０００９】
（２）  前記センサ保持具押付手段は、モータと、モータの発生トルクを第２センサ保持具に伝達するトルク伝達機構と、モータ及びトルク伝達機構間に介在されて、トルク伝達機構へのトルクをしきいトルク値までの値に抑えるトルク抑制機構と、からなり、第１センサ保持具の第１超音波センサが前記両板材の一方の板材に接触された状態で前記第１、第２超音波センサの前記両板材への所定押付け力での押付けが行われ、前記所定押付け力は、前記しきいトルク値に対応した大きさとされることを特徴とする（１）項に記載のプレス部品の板隙測定装置。
【００１０】
（３）  前記演算手段は、前記第１、第２超音波センサによる超音波の照射からその反射波の受信に要する時間に基づいて、前記両板材の夫々の板厚を算出し、前記押圧力対応情報発生手段が発生する前記押圧力対応情報並びに予め定められている前記押圧力対応情報及び押圧力の対応データに基づいて、前記板隙を含む前記両板材の全体の幅寸法に相当する両板材全幅を算出し、前記板隙を、前記両板材全幅から前記両板材の夫々の板厚を減算して算出することを特徴とする（１）又は（２）項に記載のプレス部品の板隙測定装置。
【００１１】
（４）  前記押圧力対応情報発生手段は、歪ゲージであり、前記押圧力対応情報は、前記押圧力に応じた大きさの抵抗値を示す情報であることを特徴とする（１）項から（３）項のいずれかに記載のプレス部品の板隙測定装置。
【００１２】
（５）  前記押圧力対応情報発生手段は、圧電素子であり、前記押圧力対応情報は、前記押圧力に応じた大きさの抵抗値を示す情報であることを特徴とする（１）項から（３）項のいずれかに記載のプレス部品の板隙測定装置。
【発明の効果】
【００１３】
本願発明によれば、第１、第２超音波センサが両板材を所定押付け力で押付けた状態で、両板材に対する超音波の伝播時間の計測、並びに第１、第２センサ保持具間に介在された押圧力対応情報発生手段の押圧力対応情報の計測を行い、伝播時間に基づいて両板材の各板厚を得、押圧力対応情報に基づいて両部材の外側表面部間の長さに相当する両部材全幅を得て、板隙を算出する。
第１、第２超音波センサが両板材を所定押付け力で押付けた状態で得られるデータに基づいて両板材の板隙を算出するので、測定対象の表面の凹凸度合に影響されずに板隙を精度高く得ることができる。両部材の外側表面部間の長さに相当する両部材全幅が異なる種々の測定対象（両板材）に対して用いることができ、汎用性を向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の一実施の形態に係るプレス部品の板隙測定装置を図面に基づいて説明する。
図１及び図２において、板隙測定装置１０は、対向配置される板材１１，１２により形成される隙間を有し、かつ袋構造断面とされた鋼製のプレス部品（以下、ワーク１４という。）を測定対象物とし、前記隙間に相当する板隙ＩＳの測定を行う。ワーク１４における板隙ＩＳを形成する両板材１１，１２のうち、図２左側の板材を第１板材１１といい、図２右側の板材を第２板材１２という。前記両部材（第１、第２板材１１，１２）は、本実施形態では、図７に示されるように、同一部材で形成されているが、便宜的に、このように両部材（第１、第２板材１１，１２）という。
また、第１板材１１の外側表面部から第２板材１２の外側表面部までの長さを、以下、適宜、両板材全幅Ｌ又は第１、第２板材１１，１２の両板材全幅Ｌという。
【００１５】
板隙測定装置１０は、第１、第２超音波センサ２１，２２、歪ゲージ２３を有する測定機構２４と、測定機構２４を３軸（Ｘ、Ｙ、Ｚ軸）方向に移動する測定機構移動装置２５と、測定機構２４を回転させる測定機構回転装置２６と、コントローラ２７（演算手段）と、を有している。
第１、第２超音波センサ２１，２２は、第１、第２板材１１，１２の外側表面部に夫々当接可能で、コントローラ２７に制御されて第１、第２板材１１，１２ヘの超音波パルスの照射を行ってその反射波を検出し、コントローラ２７に入力する。
第１、第２超音波センサ２１，２２は第１、第２センサ保持具２８，２９に夫々保持されている。
第１センサ保持具２８は、一端側に第１超音波センサ２１が保持される略コ字形の屈曲部（便宜上、第１屈曲部２８ａという。）と、第１屈曲部２８ａの中央辺部の長手方向と略同等方向に延びるように第１屈曲部２８ａの他端側に連設された延長部（便宜上、第１延長部２８ｂという。）と、からなっている。第１センサ保持具２８は、測定機構２４の固定部２４ａに固定され、後述するように第１超音波センサ２１の第１板材１１への接触は、測定機構回転装置２６の作動による測定機構２４の回転により行われる(図５ステップＳ８参照）。
【００１６】
第２センサ保持具２９は、第１センサ保持具２８と左右対称形状の第２センサ保持具本体３０を有している。すなわち、第２センサ保持具本体３０は、第１センサ保持具２８の第１屈曲部２８ａ及び第１延長部２８ｂと左右対称形状の屈曲部（便宜上、第２屈曲部３０ａという。）及び延長部（便宜上、第２延長部３０ｂという。）を有している。第２屈曲部３０ａの一端側に第２超音波センサ２２が保持されている。第２センサ保持具２９は、さらに、第２屈曲部３０ａの他端側に一辺部が連設されるＬ字形延長部と、Ｌ字形延長部３１の他辺部の先端部に一端部が結合されたＬ字形のジョイント部材３２と、を有している。Ｌ字形のジョイント部材３２の他辺部の先端部には、後述するラックバー４０の先端部に形成された円弧状の長孔４１に挿入されるピン３２ａが取付けられている。
Ｌ字形延長部３１の先端部とジョイント部材３２の結合部には孔（以下、回転軸用孔３３という。）が形成され、この回転軸用孔３３には、測定機構２４の固定部２４ａに取付られた軸（以下、回転軸３４という。）が挿通されている。第２センサ保持具２９は、回転軸３４を中心にして回動可能となっている。
【００１７】
歪ゲージ２３は、第１センサ保持具２８の第１延長部２８ｂと、第２センサ保持具２９の第２延長部３０ｂとの間に介在され、第１、第２延長部２８ｂ，３０ｂから受ける押圧力に応じて抵抗値（押圧力対応情報）が変化するようになっている。
また、歪ゲージ２３は、図３に示すように、既知の抵抗値を有する３つの抵抗（第１、第２、第３抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３）と共にホイートストンブリッジ回路３５を構成している。
【００１８】
図３において第１、第２抵抗Ｒ１，Ｒ２の接続部と第３抵抗Ｒ３及び歪ゲージ２３の接続部とに所定電圧の電源３６が接続され、２つの中間点３７，３８〔歪ゲージ２３及び第１抵抗Ｒ１の接続部並び第２、第３抵抗Ｒ２，Ｒ３の接続部〕には、２つの中間点３７，３８の電位差を計測する電圧計３９が接続されている。電圧計３９の計測データ（出力電圧）はコントローラ２７に入力される。コントローラ２７は、後述するように電圧計３９の計測データ（出力電圧）に基づいて第１、第２超音波センサ２１，２２間の距離ひいては第１、第２板材１１，１２の両板材全幅Ｌを求めるようにしている。
【００１９】
第２センサ保持具２９は、センサ保持具駆動機構４５（センサ保持具押付手段）の駆動により回動される。センサ保持具駆動機構４５は、カバー（第１カバー４６という。）内に配置されたモータ４７と、モータ４７により回動されるピニオンギヤ４８と、ピニオンギヤ４８に螺合して進退動する（図１左右方向に移動する）ラックバー４０と、を有している。ラックバー４０は、第１カバー４６に設けられた支持部材４２により移動可能に支持されている。ラックバー４０の先端部には、上述したようにジョイント部材３２に取付けたピン３２ａが挿入される長孔４１が形成されており、ラックバー４０の図１左右方向の移動に伴う第２センサ保持具２９の揺動（回転軸３４を中心にした回転）に際し、ピン３２ａを案内するようにしている。本実施形態では、ピニオンギヤ４８及びラックバー４０がトルク伝達機構を構成している。
また、ラックバー４０の図１左右方向の移動に伴う第２センサ保持具２９の揺動（回転軸３４を中心にした回転）に際し、第２屈曲部３０ａ及び第２延長部３０ｂがラックバー４０の移動と略反対方向（例えばラックバー４０が図１右方向に移動する場合は、図１左方向）に移動するように、回転軸３４の位置などが定められている。
本実施形態では、ラックバー４０が図１右方向に移動すると、第２センサ保持具２９は、時計方向に回転し、第２屈曲部３０ａひいてはこの一端側に保持された第２超音波センサ２２は図１左方向に移動し、ワーク１４に対して近付いてこれに接触し、さらに移動してこれを押付けることになる。
【００２０】
モータ４７とピニオンギヤ４８との間には伝達トルクを予め定めたしきいトルク値に定めたカップリング５０（トルク抑制機構）が介在されている。カップリング５０は、モータ４７の発生トルクがしきいトルク値に達すると、スリップ状態になり、ピニオンギヤ４８ひいては第２センサ保持具２９に、しきいトルク値に相当するトルクが伝達されるようにする。このように構成することにより、板隙ＩＳの算出に際し、モータ４７側からのトルクが一定の値（しきいトルク値）とされて、第１、第２センサ保持具２８，２９を介した第１、第２超音波センサ２１，２２の第１、第２板材１１，１２への押圧を所定押付け力で行えるようにしている(図５ステップＳ１１でＮＯ判定時）。
カップリング５０には、モータ４７からピニオンギヤ４８に伝達されるトルク（以下、モータ４７からのトルクという。）を検出するトルク検出手段５１が備えられている。
【００２１】
第１カバー４６には、さらにカバー（以下、第２カバー５２という。）が連設されており、第１、第２延長部２８ｂ，３０ｂの先端側が収納されるようになっている。
第１、第２カバー４６，５２及び第１センサ保持具２８は、測定機構２４の固定部２４ａに保持されている。測定機構２４は、固定部２４、第１、第２カバー４６，５２、センサ保持具駆動機構４５、第１、第２センサ保持具２８，２９を含んでおり、上述したように測定機構移動装置２５により３軸方向に移動され、また測定機構回転装置２６により回転される。
【００２２】
第１センサ保持具２８の第１超音波センサ２１がワーク１４に接触した状態で、モータ４７が発生するトルクを受けて第２センサ保持具２９が図１左方向に移動することにより、第２センサ保持具２９は、第１センサ保持具２８と協働して、第１、第２超音波センサ２１，２２を第１、第２板材１１，１２に押付ける。第１、第２板材１１，１２への押付は、モータ４７のトルクがしきいトルク値に達すると、すなわちモータ４７から第２センサ保持具２９に伝達されるトルク（適宜、単にモータ４７のトルクともいう。）がしきいトルク値に維持されて、その値に対応する押付け力（すなわち、所定押付け力）で第１、第２超音波センサ２１，２２が両部材（第１、第２板材１１，１２）を押付けることになる。
このように、第１、第２超音波センサ２１，２２が所定押付け力で両部材（第１、第２板材１１，１２）を押付ける状態では、第１、第２板材１１，１２の両板材全幅Ｌ（第１、第２超音波センサ２１，２２間の距離）が異なる場合、第１、第２延長部２８ｂ，３０ｂにより歪ゲージ２３にかかる押圧力は、第１、第２板材１１，１２の両板材全幅Ｌに応じて変化する。
【００２３】
例えば、両部材全幅がＬ１の第１、第２板材１１，１２を所定押付け力で押付けたとき、歪ゲージ２３にかかる押圧力がＦ１である場合、これに代えて両部材全幅がＬ１より大きいＬ２（Ｌ２＞Ｌ１）の第１、第２板材１１，１２を所定押付け力で押付けたときには、両部材全幅がＬ１より大きい分、第１、第２延長部２８ｂ，３０ｂ間の距離が長くなる。これに伴い、第１、第２延長部２８ｂ，３０ｂにより歪ゲージ２３にかかる押圧力は小さくなる。また、上記例と反対に、両部材全幅がＬ１より小さいＬ０（Ｌ０＞Ｌ１）の第１、第２板材１１，１２を所定押付け力で押付けたときには、両部材全幅がＬ１より小さい分、第１、第２延長部２８ｂ，３０ｂ間の距離が短くなる。これに伴い、第１、第２延長部２８ｂ，３０ｂにより歪ゲージ２３にかかる押圧力は大きくなる。
【００２４】
本実施形態は、上述したように第１、第２延長部２８ｂ，３０ｂにより歪ゲージ２３にかかる押圧力が第１、第２板材１１，１２の両板材全幅Ｌに応じて変化することを利用し、前記押圧力を求め、この押圧力から第１、第２板材１１，１２の両板材全幅Ｌを算出するようにしている。また、前記押圧力の算出は、歪ゲージ２３が有する押圧力−抵抗値特性を利用し、前記ホイートストンブリッジ回路３５を用いて、電圧値に変換し、この電圧値を求めることにより行っている。
本実施形態では、モデル機を対象にして、第１、第２板材１１，１２の両板材全幅Ｌと押圧力（ひいては抵抗値）に対応する電圧値との対応関係を示す両部材全幅−電圧値特性を予め求め、この両部材全幅−電圧値特性を記憶部に格納している。
【００２５】
測定機構移動装置２５の駆動部２５ａ、測定機構回転装置２６の駆動部２６ａ、モータ４７の駆動部４７ａ、電圧計３９、第１、第２超音波センサ２１，２２及びトルク検出手段５１にコントローラ２７が接続されている。
コントローラ２７は、測定機構移動装置２５及び測定機構回転装置２６の駆動を制御する測定機構制御部５６と、モータ４７の作動を制御するモータ制御部５７と、両部材全幅−電圧値特性を格納する記憶部５８と、計測部５９と、演算部６０と、を備えている。計測部５９は、第１、第２超音波センサ２１，２２による超音波パルスの照射の制御、超音波パルスの照射に対する反射波の受信、及び電圧計３９の計測信号の受信を行う。計測部５９は、さらに、図４に示すように、超音波パルスの照射及びその反射波の受信に係り、超音波パルスの照射Ｔｄから反射波の受信Ｔｅまでの超音波の伝播時間を、第１、第２超音波センサ２１，２２（ひいては第１、第２板材１１，１２）毎に計測し、演算部６０に入力する。
【００２６】
演算部６０は、第１、第２超音波センサ２１，２２毎の超音波の伝播時間、及び電圧計３９の計測データ（出力電圧）の入力を受けて演算を行う。具体的には、第１、第２超音波センサ２１，２２毎の超音波の伝播時間、超音波の伝播速度から、第１、第２超音波センサ２１，２２に対応した第１、第２板材１１，１２の板厚ｔ１、ｔ２を算出する。また、電圧計３９の計測データを記憶部５８に格納された両部材全幅−電圧値特性に照らして、計測対象のワーク１４の第１、第２板材１１，１２の両板材全幅Ｌを算出する。
そして、このように算出した第１、第２板材１１，１２の両板材全幅Ｌから前記第１の板材１１の板厚ｔ１及び第２板材１２の板厚ｔ２を減算して、両板材（第１、第２板材１１，１２）の板隙ＩＳを求める。
【００２７】
コントローラ２７は、図５に示す演算・制御を実行する。以下、図５に基づいて、本実施形態の作用を説明する。
本実施形態では、ワーク１４に対する計測(ステップＳ６〜Ｓ１４）に先だって、ステップＳ１〜Ｓ５で歪ゲージ２３に対するゼロリセットを行い、良好な精度を確保するようにしている。
ステップＳ１では、第１、第２超音波センサ２１，２２の接触及び前記所定押付け力での押付けを図るように、モータ制御部５７によりモータ４７を駆動し、ピニオンギヤ４８、ラックバー４０を介して第２センサ保持具２９を作動する。ステップＳ１に続くステップＳ２で、モータ４７からのトルクが増加しているか否かの判定を行い、ＮＯと判定するとステップＳ１に戻り、第２センサ保持具２９の作動（第１、第２超音波センサ２１，２２の押付け作動）を行わせる。
【００２８】
ステップＳ２でＹＥＳと判定するとステップＳ３に進み、モータ４７からのトルクが無くなった（カップリング５０がスリップ状態になった）か否かの判定を行う。ステップＳ３でＮＯ（カップリング５０がスリップ状態になっていない）と判定すると、ステップＳ１に戻り、第２センサ保持具２９の作動（第１、第２超音波センサ２１，２２の押付け作動）を行わせる。
ステップＳ３でＹＥＳ（カップリング５０がスリップ状態になった。このことは、第１、第２超音波センサ２１，２２が所定押付け力で押付けられることに相当する。）と判定すると、ステップＳ４に進み、歪ゲージ２３に対するゼロ（０）リセットを行い、時間経過などに伴う歪ゲージ２３のゼロ点のずれを修正する。
次に、モータ制御部５７がモータ４７を逆方向に駆動してラックバー４０を図１左方向に移動させ、第２センサ保持具２９を反時計方向に回転させ第２超音波センサ２２を第１超音波センサ２１から離間させ、図１に示す非接触状態（初期位置）に戻し、ワーク１４の板隙ＩＳ計測のために待機させる(ステップＳ５）。
【００２９】
ステップＳ５に続いて、ワーク１４を所定の位置にセットする(ステップＳ６）。
ステップＳ６に続いて、測定機構制御部５６が測定機構移動装置２５の駆動部２５ａを制御し、第１超音波センサ２１がワーク１４の近傍になるように、測定機構２４を移動させる(ステップＳ７）。
次に、測定機構制御部５６が測定機構回転装置２６の駆動部２６ａを制御して測定機構２４を回転させ、第１超音波センサ２１をワーク１４の第１板材１１に接触させる。(ステップＳ８）
【００３０】
次に、ワーク１４を介した第２超音波センサ２２の第１超音波センサ２１ヘの押付け（ひいては、第２超音波センサ２２の第２板材１２ヘの押付け、第１超音波センサ２１の第１板材１１ヘの押付け）を図るように、モータ制御部５７によりモータ４７を駆動し、ピニオンギヤ４８、ラックバー４０を介して第２センサ保持具２９を作動する(ステップＳ９）。
ステップＳ９に続くステップＳ１０で、モータ４７からのトルクが増加しているか否かの判定を行い、ＮＯと判定するとステップＳ９に戻り、第２センサ保持具２９の作動（第１、第２超音波センサ２１，２２の押付け作動）を行わせる。
【００３１】
ステップＳ１０でＹＥＳと判定するとステップＳ１１に進み、モータ４７からのトルクが無くなった（カップリング５０がスリップ状態になった）か否かの判定を行う。ステップＳ１１でＮＯ（カップリング５０がスリップ状態になっていない）と判定すると、ステップＳ９に戻り、第２センサ保持具２９の作動（第１、第２超音波センサ２１，２２の押付け作動）を行わせる。
ステップＳ１１でＹＥＳ（カップリング５０がスリップ状態になった。このことは、第２超音波センサ２２の第２板材１２ヘの押付け、第１超音波センサ２１の第１板材１１ヘの押付けが所定押付け力で行われることに相当する。）と判定すると、ステップＳ１２に進む。
ステップＳ１２では、計測部５９が、第１、第２超音波センサ２１，２２の第１、第２板材１１，１２に対する超音波パルスの照射からその反射波を受信するまでの伝播時間及び伝播速度に基づいて、第１、第２板材１１，１２の板厚ｔ１、ｔ２を求める。
【００３２】
そして、ステップＳ１２に続くステップＳ１３で、計測部５９は、歪ゲージ２３を含むホイートストンブリッジ回路３５の電圧計３９の出力電圧を、予め記憶部５８に格納した両部材全幅−電圧値特性に照らして両部材全幅Ｌを求める。
次に、ステップＳ１３で得られた両部材全幅ＬからステップＳ１２で得られた第１、第２板材１１，１２の板厚ｔ１、ｔ２を減算し、板隙ＩＳ〔ＩＳ＝Ｌ−（ｔ１＋ｔ２）〕を算出し(ステップＳ１４）、前記ワーク１４の板隙ＩＳの計測を終了する。
【００３３】
この実施形態では、センサ保持具駆動機構４５（センサ保持具押付手段）により第１、第２超音波センサ２１，２２が両板材（第１、第２板材１１，１２）を所定押付け力で押付けさせ、この状態で行われる第１、第２超音波センサ２１，２２による超音波の照射からその反射波の受信までの時間（伝播時間）及び超音波伝播速度から第１、第２板材１１，１２の板厚ｔ１、ｔ２を算出する。一方、上述と同様に第１、第２超音波センサ２１，２２が前記両板材（第１、第２板材１１，１２）を所定押付け力で押付けた状態で、歪ゲージ２３を含むホイートストンブリッジ回路３５の電圧計３９の出力電圧が計測される。ホイートストンブリッジ回路３５の電圧計３９の出力電圧は両部材全幅−電圧値特性に基づいて両部材全幅Ｌに変換され、板隙ＩＳがＩＳ＝Ｌ−（ｔ１＋ｔ２）で算出される。
【００３４】
両部材全幅が異なる第１、第２板材１１，１２における板隙ＩＳを計測する場合、両部材全幅に関わり無く第１、第２超音波センサ２１，２２が前記両板材を所定押付け力で押付けた状態での第１、第２超音波センサ２１，２２の第１、第２板材１１，１２に対する超音波の照射及びその反射波に基づいて、第１、第２板材１１，１２の板厚を計測する。このため、両部材全幅が異なる第１、第２板材１１，１２に対しても、第１、第２板材１１，１２の板厚を精度高く計測できる。
また、第１、第２超音波センサ２１，２２が両板材（第１、第２板材１１，１２）を所定押付け力で押付けた状態で得られる第１、第２超音波センサ２１，２２の検出データ及び歪ゲージ２３に作用する押圧力データから、第１、第２板材１１，１２の板厚ｔ１、ｔ２及び両部材全幅Ｌを算出し、この算出結果に基づいて板隙ＩＳを求めている。このため、第１、第２板材１１，１２の表面の凹凸度合に影響されずに板隙ＩＳを精度高く得ることができる。
【００３５】
また、第１、第２板材１１，１２の両部材全幅が異なる場合、上述したように第１、第２延長部２８ｂ，３０ｂにより歪ゲージ２３にかかる押圧力が第１、第２板材１１，１２の両板材全幅Ｌに応じて変化し、これに伴い、ホイートストンブリッジ回路３５の電圧計３９の出力電圧が第１、第２板材１１，１２の両板材全幅Ｌに応じて変化する。この押圧力ひいては両板材全幅Ｌと出力電圧との対応関係（両部材全幅−電圧値特性）は、予め記憶部５８に格納されており、歪ゲージ２３にかかる押圧力に対応するホイートストンブリッジ回路３５（電圧計３９）の出力電圧を前記両部材全幅−電圧値特性に照合して、両部材全幅Ｌを把握する。
ところで、従来、両部材全幅として設計値を用いて板隙を計測する場合（特許文献１参照）があるが、この場合、製造過程等で誤差が生じ、これに伴い板隙ＩＳの計測精度の低下を招く虞がある。これに対し、本実施形態では、実際の第１、第２板材１１，１２を対象にして計測を行って両板材全幅Ｌを得ている。このため、両部材全幅として設計値を用いる場合（特許文献１参照）に起こり得る板隙ＩＳの計測精度の低下を回避でき、板隙ＩＳの計測精度を向上できる。
また、第１、第２板材１１，１２の各板厚及び両板材全幅Ｌの計測は、両部材全幅が異なる第１、第２板材１１，１２に対しても、特別な取付部品などを用意することなく行うことができる。このため、本実施の形態に係る板隙測定装置１は、両部材全幅が異なる種々の測定対象（第１、第２板材１１，１２）に対して用いることができ、汎用性が高いものになっている。
【００３６】
上記実施形態では、第２センサ保持具２９を第１センサ保持具２８に対して移動させる場合を例にしたが、これに限らず、第１センサ保持具２８を第２センサ保持具２９に対して移動させるように構成してもよいし、第１、第２センサ保持具２８，２９の両者を移動させるように構成してもよい。
【００３７】
上記実施形態では、押圧力対応情報発生手段が歪ゲージ２３である場合を例にした、本発明はこれに限られず、圧電素子を用いてもよい。
上記実施形態では、モータ４７並びにピニオンギヤ４８及びラックバー４０（トルク伝達機構）で第２センサ保持具２９を駆動する場合を例にしたが、これに代えて、リニアモータを用いて第２センサ保持具２９を駆動するように構成してもよい。
【００３８】
上記実施形態では、第２センサ保持具２９が回転軸３４を中心にして揺動する場合を例にしたが、本発明はこれに限らず、回転軸３４を廃止し、第２センサ保持具２９をラックバー４０に直接固定し、第２屈曲部３０ａ及び第２延長部３０ｂをラックバー４０と共に移動するように構成してもよい。
【００３９】
また、上記実施形態では、第２センサ保持具２９について、ジョイント部材３２と、第２センサ保持具２９におけるジョイント部材３２を除く部材（以下、第２センサ保持具基部という。）とを、結合して構成した場合を例にした。これに対し、図６（Ａ）に示すように、別部材からなるジョイント部材３２Ａ及び第２センサ保持具基部７０Ａを互いに変位可能に連結して第２センサ保持具２９Ａを構成し、第２センサ保持具２９Ａを第２センサ保持具２９に代えて用いてもよい。
図６（Ａ）において、Ｌ字形のジョイント部材３２Ａの一端部はラックバー４０に固定され、他端部にはピン３２Ａａが取付けられている。第２センサ保持具基部７０ＡのＬ字形延長部３１の他辺部の先端部には回転軸３４が挿通される回転軸用孔３３が形成され、Ｌ字形延長部３１の他辺部の中間部分にはピン３２Ａａが挿入される長孔７１が形成されている。長孔７１は、ラックバー４０の直線動に対して第２センサ保持具基部７０Ａが揺動する場合に、ピン３２Ａａを案内し得る大きさとされている。
図６（Ａ）に示されるラックバー４０及び第２センサ保持具２９Ａでは、ラックバー４０が図６（Ａ）左方向に移動した際に、第２センサ保持具基部７０Ａは時計方向に揺動し、これにより第２センサ保持具基部７０Ａの第２屈曲部３０ａ及び第２延長部３０ｂが図６（Ａ）左方向に移動する。
【００４０】
また、図６（Ｂ）に示すように、別部材からなるジョイント部材３２Ｂ及び第２センサ保持具基部７０Ｂを互いに変位可能に連結して第２センサ保持具２９Ｂを構成し、第２センサ保持具２９Ｂを第２センサ保持具２９Ａに代えて用いてもよい。
図６（Ｂ）において、Ｌ字形のジョイント部材３２Ｂの一端部はラックバー４０に固定され、他端部にはピン３２Ｂａが取付けられている。第２センサ保持具基部７０ＢのＬ字形延長部３１の他辺部の中間部分には回転軸３４が挿通される回転軸用孔３３が形成され、Ｌ字形延長部３１の先端部分にはピン３２Ｂａが挿入される長孔７１が形成されている。長孔７１は、ラックバー４０の直線動に対して第２センサ保持具基部７０Ｂが揺動する場合に、ピン３２Ｂａを案内し得る大きさとされている。
図６（Ｂ）に示されるラックバー４０及び第２センサ保持具２９Ｂでは、ラックバー４０が図６（Ｂ）右方向に移動した際に、第２センサ保持具基部７０Ｂは時計方向に揺動し、これにより第２センサ保持具基部７０Ｂの第２屈曲部３０ａ及び第２延長部３０ｂが図６（Ｂ）左方向に移動する。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の一実施の形態に係るプレス部品の板隙測定装置を模式的に示す断面図である。
【図２】図１の第１、第２超音波センサ及びワークを示す断面図。
【図３】図１の歪ゲージを用いて構成されるホイートストンブリッジ回路を示す図である。
【図４】図１の第１、第２超音波センサの超音波の伝播時間を示す図である。
【図５】図１のコントローラの演算・制御内容を示すフローチャートである
【図６】第２センサ保持具を、ジョイント部材及びこのジョイント部材と別部材の第２センサ保持具基部で構成した例で、（Ａ）は第２センサ保持具基部のＬ字形延長部の他辺部の中間部分に形成した孔にジョイント部材のピンが挿入される場合、（Ｂ）は第２センサ保持具基部のＬ字形延長部の他辺部の先端部分に形成した孔にジョイント部材のピンが挿入される場合を示す図である。
【図７】計測対象の一例であるトーションビームを示し、（Ａ）はトーションビームの平面図、（Ｂ）はトーションビームの正面図、（Ｃ）は（Ｂ）のＡ−Ａ矢視の断面図である。
【図８】計測対象の一例であるフロントドアのパネルを示し、（Ａ）はフロントドアの斜視図、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ矢視の断面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１０…板隙測定装置、１１、１２…第１，第２板材、１４…ワーク（プレス部品）、２１，２２…第１、第２超音波センサ、２３…歪ゲージ（押圧力対応情報発生手段）、２７…コントローラ（演算手段）、２８，２９…第１，第２センサ保持具、４５…センサ保持具駆動機構（センサ保持具押付手段）、５０…カップリング（トルク抑制機構）。
【図１】
2008107204.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2008107204.tif 000008
【図７】
2008107204.tif 000009
【図８】
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