(57)【要約】【課題】不等ピッチ冷却穴を有するディスクロータについて、異物付着等による適否判定を正確に行える装置を提供する。【解決手段】大きさが漸変する３個一組の冷却穴が規則的に形成されたディスクロータを回転させながら光ビームを横切らせて、その実測通光データ９ａ，９ｂ，９ｃ…を取り込む。大きさの等しい冷却穴の実測通光データを９ａ，９ｄ…同士、９ｂ，９ｅ…同士、９ｃ，９ｆ…同士のように３グレープＡ，Ｂ，Ｃにグループ化した上で平均値をＡａ，Ｂｂ，Ｃｃ求め、その平均値Ａａ，Ｂｂ，Ｃｃに許容差±ｘを加えてグループＡａ，Ｂｂ，Ｃｃごとの基準値とする。基準値と各グループＡａ，Ｂｂ，Ｃｃの実測通光データ９ａ，９ｂ，９ｃ…を個別に比較して、冷却穴内に付着物がないかどうかその適否判定を行う。【選択図】  図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスクロータの径方向に沿う放射状の冷却穴が規則性をもって且つ不等ピッチで円周方向に沿って多数形成されたディスクロータについて、そのピッチの相違のために開口度合いが相違する複数種類の冷却穴を個別に検査する装置であって、
ディスクロータの内外周側での開口部となる冷却穴の入口側および出口側のうちいずれか一方には発光部を、他方には受光部をそれぞれ臨ませた上で、発光部から受光部に向けて光ビームを照射するとともに、
ディスクロータをその軸心を回転中心として連続回転させながらそのディスクロータの回転に伴う少なくとも断続的な通光時間を連続して計測し、
その実測通光データをもとに信号処理装置にて所定の演算を行うことで開口度合いが適正でない冷却穴の有無を判定するようになっていて、
上記信号処理装置では、
規則性のある複数種類の冷却穴の配列に基づく通光パターンを１周期として、各周期ごとの通光パターンのなかから同種の冷却穴の実測通光データをピックアップして冷却穴の種類ごとの実測通光データの平均値を算出した上で、その平均値に予め設定した許容差を上乗せして冷却穴の種類ごとの基準値を個別に算出し、
冷却穴の種類ごとにそれぞれ実測通光データと基準値とを比較して該当する冷却穴の開口度合いの適否を個別に判定するようになっていることを特徴とするディスクロータの冷却穴検査装置。
【請求項２】
上記信号処理装置は、
規則性のある複数種類の冷却穴の配列に基づく通光パターンを１周期として、各周期ごとの通光パターンのなかから同種の冷却穴の実測通光データをピックアップして冷却穴の種類ごとの実測通光データにグループ分けする手段と、
各グループごとの実測通光データの平均値を算出した上で、その平均値に予め設定した許容差を上乗せして各グループごとの基準値を個別に算出する手段と、
各グループごとにそれぞれの実測通光データと基準値とを比較して該当する冷却穴の開口度合いの適否を判定する手段と、
を備えていることを特徴とする請求項１に記載のディスクロータの冷却穴検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用ディスクブレーキにおけるディスクロータ（ブレーキディスクロータ）の冷却穴を検査する装置に関し、特にベンチレーテッド型ディスロータに必須とされる冷却穴の配置が規則性をもった不等ピッチのものである場合に、そのピッチの違いに基づく各冷却穴の開口度合いの適否判定を正確に行えるようにした冷却穴検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車の安全対策による重量増加や性能向上によりディスクブレーキにおける鋳鉄製ディスクロータへの熱負荷は次第に大きくなる傾向にあり、その対応策として放熱性に優れたベンチレーテッド型ディスロータが多用されている。このベンチレーテッド型ディスロータは、径方向に沿うことになる放射状の冷却穴（ベンチホール）を円周方向に沿って多数配置したものであり、その冷却穴の全てにおいて鋳砂、ばり、駄肉等のいわゆる異物が付着していないことすなわち所定の開口面積が確保されていることが回転バランスの安定化や制動時の冷却性向上および鳴き防止の上で重要である。
【０００３】
そこで、例えば機械加工後のディスクロータのそれぞれについて冷却穴内の異物の有無を目視にて検査する方法のほか、特許文献１に記載のようにディスクロータの内周面を撮像手段にて撮像してそのディスクロータの内周面の検査を自動化したものが知られている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平成６−３３１５５４号公報  （図１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ベンチレーテッド型ディスロータ１個当たりの冷却穴は３６〜５０個程度とその数が多く、しかも冷却穴自体が細長く内部を覗きにくいため、目視検査では作業者の負担が大きいだけでなく、奧まった位置にある異物の存在を見逃しやすく、その検査精度の向上ひいては検査結果の信頼性向上に限界がある。その上、目視検査では異物の付着状態を定量的に評価することが困難であり、その適否判定結果に個人差によるばらつきが生じやすく、これによってもまた検査結果の向上が望めないという欠点がある。
【０００６】
また、特許文献１に記載された光学式自動検査技術では、ディスロータの内周面そのものの検査は可能であっても細長い冷却穴の奧部までの検査は到底行うことはできず、冷却穴の検査は最終的には目視検査に頼らざるを得なくなる。
【０００７】
加えて、ベンチレーテッド型ディスロータのなかには、制動時の鳴き防止の観点から冷却穴の配置として規則性をもって不等ピッチとしたものすなわち冷却穴の大きさ（有効開口面積）を規則的に変化させたものが存在するが、目視検査であるか自動検査であるかにかかわらず、不等ピッチの冷却穴の大小と異物の有無の分別を的確に行うことは難しく、なおも改善の余地を残している。
【０００８】
本発明はこのような課題に着目してなされたものであり、特に不等ピッチの冷却穴の大小と異物の有無の分別、ひいては大きさが異なる冷却穴が混在する場合であってもその各冷却穴の適否判定を自動的に且つ正確に行って、その検査精度の向上を図った冷却穴検査装置を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、ディスクロータの径方向に沿う放射状の冷却穴が規則性をもって且つ不等ピッチで円周方向に沿って多数形成されたディスクロータについて、そのピッチの相違のために開口度合いが相違する複数種類の冷却穴を個別に検査する装置であって、ディスクロータの内外周側での開口部となる冷却穴の入口側および出口側のうちいずれか一方には発光部を、他方には受光部をそれぞれ臨ませた上で、発光部から受光部に向けて光ビームを照射するとともに、ディスクロータをその軸心を回転中心として連続回転させながらそのディスクロータの回転に伴う少なくとも断続的な通光時間を連続して計測し、その実測通光データをもとに信号処理装置にて所定の演算を行うことで開口度合いが適正でない冷却穴の有無を判定するようになっている。
【００１０】
そして、上記信号処理装置では、規則性のある複数種類の冷却穴の配列に基づく通光パターンを１周期として、各周期ごとの通光パターンのなかから同種の冷却穴の実測通光データをピックアップして冷却穴の種類ごとの実測通光データの平均値を算出した上で、その平均値に予め設定した許容差を上乗せして冷却穴の種類ごとの基準値を個別に算出し、冷却穴の種類ごとにそれぞれ実測通光データと基準値とを比較して該当する冷却穴の開口度合いの適否を個別に判定するようになっていることを特徴とする。
【００１１】
なお、上記の許容差は過去の経験則等に基づいて予め設定しておくものとする。
【００１２】
したがって、この請求項１に記載の発明では、冷却穴の配置を不等ピッチとしたことによって開口度合い（有効開口面積）が異なる複数種類の冷却穴が混在している場合に、一つのディスクロータに含まれることになる大きさの異なる冷却穴の種類数と各冷却穴の許容差を予め設定しておけば、ディスクロータをその軸心を回転中心として連続回転させるだけで、大きさの異なる各冷却穴の開口度合いの適否判定を個別に行うことができることになる。
【００１３】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、冷却穴の配置を不等ピッチとしたことによって開口度合い（有効開口面積）が異なる複数種類の冷却穴が混在している場合であっても、個々の冷却穴の適否判定を自動的に且つ正確に行えるようになり、その判定結果の信頼性が飛躍的に向上するほか、作業者の負担も軽減できる効果がある。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１以下の図面は本発明に係る冷却穴検査装置の好ましい実施の形態を示しており、特に図１の（Ａ），（Ｂ）はその全体の概略構成を示している。
【００１５】
図１の（Ａ），（Ｂ）に示すように、架台１をはさんでその両側にワーク搬入コンベヤ２とワーク搬出コンベヤ３があり、架台１の中央部にはテーブル駆動部４によって回転駆動される水平な回転テーブル５が配置されている。ワーク搬入コンベヤ２によって前詰め方式で搬送されてきたディスクロータ６は、１つずつ回転テーブル５上に移載されて後述するような冷却穴１６の検査に供され、検査後のディスクロータ６はワーク搬出コンベヤ３によって搬出される。回転テーブル５の上方には、センタリング式のチャッキング機構７とワーク送り機構８が配置されている。チャッキング機構７は、検査開始に先立って回転テーブル５上に移載されたディスクロータ６をセンタリングしながらチャッキングして、回転テーブル５とともにディスクロータ６が安定して回転するように位置決めする役目をする。また、ワーク送り機構８は、検査済みのディスクロータ６を回転テーブル５上から取り出してワーク搬出コンベヤ３側に移載する一方、検査対象となる次のディスクロータ６をワーク搬入コンベヤ２上から回転テーブル５上に移載する役目をする。
【００１６】
また、回転テーブル５側には図２，３に示すようにディスクロータ６のディスク部をはさんでその径方向で互いに対抗するように定位置固定式の発光部１１と受光部としての受光センサ１２がそれぞれ対向配置されている。そして、発光部１１から発せられた光ビーム（線状照射光）Ｂは受光センサ１２を指向するように設定してある。
【００１７】
検査対象となるディスクロータ６は、図２，３のほか図４に示すように、ディスク部におけるインナ側摺動板１３とアウタ側摺動板１４との間に放射状の多数の隔壁１５を設けて、それら隔壁１５，１５同士の間の空間を断面略矩形状をなす冷却穴（ベンチホール）１６，１６…としたもので、アウタ側摺動板１４と一体に断面ハット状のボス部１８が形成されている。したがって、図２，３の状態でディスクロータ６を回転させたときには、光ビームＢを冷却穴１６，１６…が通過するときには発光部１１と受光センサ１２との間が通光状態となる一方、光ビームＢを隔壁１５，１５…が通過するときには発光部１１と受光センサ１２との間で遮光状態となって、ディスクロータ６が連続回転しているかぎりは通光と遮光とが断続的に繰り返されることになる。そして、受光センサ１２からの出力は図１の信号処理装置１７に取り込まれて、後述するように通光時間と遮光時間としてそれぞれ計数されて一時的に記憶されるようになっている。
【００１８】
ここで、図３，４に示したように冷却穴１６，１６…のピッチが等ピッチであるディスクロータ６の場合、各冷却穴１６，１６…の形状が同一で且つ原則としてその開口度合いである開口面積（有効断面積）が全て等しいものであるため、各冷却穴１６，１６…が光ビームＢを通過するときの通光時間と各隔壁１５，１５…が光ビームＢを通過するときの遮光時間との関係はどの位置でも一定したものとなる。そして、その通光時間を計数して予め設定された基準値と比較することにより、例えば図５に示すように駄肉等の発生のために冷却穴１６内に異物１９が付着している場合にはその冷却穴１６内での通光時間が短くなる（遮光時間が長くなる）ことから、これをもって「異物の付着有り」と判定することができる。なお、実際には、上記の通光時間にはディスクロータ６の個々の寸法ばらつき、鋳肌面の面粗度、チャッキング機構７によるチャッキング時の偏心誤差等が含まれることになるため、この点を考慮してその通光時間と比較される基準値には予め許容差を持たせておき、その比較をもって「冷却穴１６内の異物付着の有無」すなわち「異物付着の有無によるディスクロータ６の適否判定」が行われる。
【００１９】
その一方、図６〜８に示したように冷却穴１６，１６…の配列ピッチを積極的に規則性をもって変化させた不等ピッチ冷却穴の場合には（図６〜８の例では、隣接しつつ徐々にその開口面積が小さくなる三つの冷却穴１６ａ，１６ｂ，１６ｃを１セットとして周期的にその冷却穴１６，１６…のピッチを異ならせている）、冷却穴１６ａ，１６ｂ，１６ｃの大小の寸法差を超える許容差を予め基準値に持たせないと図５のような異物付着の有無を検査することができず、実質的に図５のような異物付着の有無に基づくディスクロータ６の適否判定を行うことができなくなる。
【００２０】
そこで、不等ピッチ冷却穴の場合には、次のような工夫をすることで異物付着の有無に基づくディスクロータ６の適否判定を行うものとする。
【００２１】
例えば図６〜８に示した不等ピッチ冷却穴のディスクロータ６を図２，３と同様の状態のもとで回転させると、冷却穴１６ａ〜１６ｃの配置に応じて通光と遮光とが規則性をもって断続的に繰り返されて、図９の（Ａ）に示すように長短の実測通光データ９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ，９ｅ…と同じくほぼ一定した実測遮光データとして出力される。この場合、実測通光データ９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ，９ｅ…に着目した場合、相対的に通光時間の短いデータ９ｃ，９ｆ，９ｉ…等が含まれているために、このままでは実測通光データ９ｃ，９ｆ，９ｉ…等が図５のような異物付着によって遮光された結果のものなのか最も小さな正規の冷却穴１６ｃでの通光によるものなのか識別することができず、同様に実測通光データ９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ，９ｅ……のなかに相対的に通光時間の長いデータ９ａ，９ｄ，９ｇ…等が含まれているために、このままでは実測通光データ９ａ，９ｄ，９ｇ…等が穴形状に欠肉によって通光された結果のものなのか正規の冷却穴１６ａでの通光によるものなのか識別することができないことになる。
【００２２】
そこで、不等ピッチ冷却穴１６ａ，１６ｂ，１６ｃのディスクロータ６の場合に、各冷却穴１６ａ，１６ｂ，１６ｃ間のピッチが均等でなくても冷却穴１６ａ，１６ｂ，１６ｃの配列に規則性があることに着目し、図１の信号処理装置１７の回路構成として図１０に示すように計数部２１、データ記憶部２２，設定部２３、演算部２４および判定部２５等を有する構成とした上で、図１１に示すような手順で受光センサ１２から得られる実測通光データ９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ，９ｅ…の処理を行う。
【００２３】
より詳しくは、不等ピッチ冷却穴１６ａ，１６ｂ，１６ｃの配列の規則性とは、図６〜８に示すように三種類で一セットとなった冷却穴１６ａ，１６ｂ，１６ｃの大きさがディスクロータ自６体の回転方向において漸増もしくは漸減する関係にあり、なお且つこの三つの冷却穴１６ａ，１６ｂ，１６ｃの関係を１周期としてディスクロータ６の回転方向で周期的に繰り返されていることから、計数部２１で時間データとして読み込んだ（計数した）各冷却穴１６ａ，１６ｂ，１６ｃの実測通光データ９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ，９ｅ…を単独もしくは実測遮光データとともに時系列のまま一旦データ記憶部２２に記憶させ（図１１のステップＳ１）、さらに演算部２４において１，２，３…ｎ周期目の各実測通光データ９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ，９ｅ…のうち各周期ごとの最初の実測通光データと２番目の実測通光データおよび３番目の実測通光データ…とにそれぞれグループ分けする。
【００２４】
例えば、図９では９ａ，９ｂ，９ｃを１周期目、９ｄ，９ｅ，９ｆを２周期目、９ｇ，９ｈ，９ｉを３周期目としていることから（ただし、１周期目の最初の実測通光データが大きさの最も大きい冷却穴１６ａの実測通光データである必要はなく、二番目に大きい冷却穴１６ｂの実測通光データもしく最も小さな冷却穴１６ｃの実測通光データであってもよい）、実測通光データ９ａ，９ｄ，９ｇ…のグループＡと、実測通光データ９ｂ，９ｅ，９ｈ…のグループＢと、実測通光データ９ｃ，９ｆ，９ｉ…のグループＣにそれぞれグループ分けした上で（ステップＳ２）、同じく演算部２４にてそれぞれのグループＡ〜Ｃの平均値すなわち同種の冷却穴１６ａ，１６ａ…同士、１６ｂ，１６ｂ…同士および１６ｃ，１６ｃ…同士における実測通光データの平均値を下記のように算出する（ステップＳ３）。なお、各グループＡ〜Ｃは冷却穴１６ａ，１６ｂ，１６ｃの大きさが共に等しいもの同士のグループにほかならない。また、ｎは三種類の冷却穴１６ａ，１６ｂ，１６ｃを１周期とするディスクロータ１個分の周期数であって既知であり、冷却穴１６ａ，１６ｂ，１６ｃの種類数「３」とともに予め図１０の設定部２３に設定されている。
【００２５】
グループＡの平均値Ａａ＝（９ａ＋９ｄ＋９ｇ…）／ｎ
グループＢの平均値Ｂｂ＝（９ｂ＋９ｅ＋９ｈ…）／ｎ
グループＣの平均値Ｃｃ＝（９ｃ＋９ｆ＋９ｉ…）／ｎ
そして、同じく演算部２４での処理として、各グループＡ〜Ｃの平均値Ａａ，Ｂｂ，Ｃｃに予め設定してある許容差±ｘを加えて、各グループＡ〜Ｃごとの基準値Ａａ±ｘ、Ｂｂ±ｘ、Ｃｃ±ｘを求める（ステップＳ４）。なお、許容差±ｘは、先に述べたように鋳物製品であるディスクロータ６の寸法ばらつきや鋳肌面の面粗度等を考慮して経験則に基づき予め図１０の設定部２３に設定されている（例えば±０．１〜０．２ｍｍ程度）。
【００２６】
こうして、各グループＡ〜Ｃごとの基準値Ａａ±ｘ、Ｂｂ±ｘ、Ｃｃ±ｘを求めたならば、判定部２５にて各グループＡ〜Ｃの実測通光データを該当するグループの基準値と比較して、その適否判定を行って判定結果の出力を行う（ステップＳ５，Ｓ６）。例えば、グループＡの場合には実測通光データ９ａ，９ｄ，９ｇ…のそれぞれについてＡａ−ｘ〜Ａａ＋ｘの範囲内に入っているかどうか判定し、実測通光データ９ａ，９ｄ，９ｇ…のうちのいずれかがＡａ−ｘ〜Ａａ＋ｘの範囲を逸脱している場合には、図５のような異物の付着もしくは欠肉等による通光データの過不足とみなして「ＮＧ（不適）」の判定を行い、逆に実測通光データ９ａ，９ｄ，９ｇ…のいずれもがＡａ−ｘ〜Ａａ＋ｘの範囲を入っている場合には「ＯＫ（合格）」の判定を行う。
【００２７】
この後、「ＮＧ」の判定がなされたディスクロータ６は「ＮＧ」品であることを表すマーキングが施されるか、もしくは「ＯＫ」品とは混在しないように選別回収される。
【００２８】
このように本実施の形態によれば、冷却穴１６ａ，１６ｂ，１６ｃ同士のピッチが規則性をもって異なっているディスクロータ６であっても、異物の付着や欠肉を原因とする冷却穴１６ａ，１６ｂ，１６ｃの開口度合いの適否を自動的に且つ正確に判定することができる。
【００２９】
なお、上記に実施の形態では、実測通光データをもとに各冷却穴１６ａ，１６ｂ，１６ｃの適否判定を行うようにしているが、実測通光データに代えて図９の実測遮光データをもとに冷却穴１６ａ，１６ｂ，１６ｃの適否判定を行うことも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る冷却穴検査装置の概略構成を示す図で、（Ａ）は平面説明図、（Ｂ）は正面説明図。
【図２】図１の要部拡大断面図。
【図３】図２の水平断面図。
【図４】等ピッチの冷却穴を備えたディスクロータの斜視図。
【図５】図３での異物付着状況を示す説明図。
【図６】不等ピッチの冷却穴を備えたディスクロータの斜視図。
【図７】図６における冷却穴の開口部側での展開図。
【図８】図６の要部水平断面図。
【図９】図６の不等ピッチ冷却穴を備えたディスクロータにおける検査出力信号の処理手順を示す図で、（Ａ）は周期のほか通光時間と遮光時間との関係を示す図、（Ｂ）は実測通光時間と、平均値と許容差との和である基準値との関係を示す説明図。
【図１０】図１の信号処理装置の構成を示すブロック回路図。
【図１１】信号処理装置での処理手順を示すフローチャート。
【符号の説明】
５…回転テーブル
６…ディスクロータ
１１…発光部
１２…受光センサ（受光部）
１６，１６ａ，１６ｂ，１６ｃ…冷却穴
１７…信号処理装置
２１…計数部
２２…データ記憶部
２３…設定部
２４…演算部
２５…判定部
Ｂ…光ビーム
【図１】
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【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】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2004204899.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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