ネジの検査装置
【課題】ネジの首部のネジ山を正確に検査しながら、回転円筒のネジの吊り下げ片を十分な強度として、変形などの弊害を確実に防止する。
【解決手段】ネジの検査装置は、ネジ１の雄ネジ部１Ｂを案内してネジ頭１Ａを上面に引っかけて移送するスリット３を所定の間隔で設けている回転円筒２と、回転円筒２を回転させる回転機構１０と、回転円筒２のスリット３にネジ１を供給する供給機構４と、回転円筒２で移送されるネジ１を検査する検査機構６とを備える。検査機構６は、光源７とカメラ８と演算検査器９とを備える。検査装置は、光源７の光をスリット３に透過させてカメラ８で受光し、カメラ８から出力される映像信号を演算検査器９で演算処理してネジ１を検査する。回転円筒２は、スリット上端の両側に一対の吊り下げ片２０を一体構造に設けている。一対の吊り下げ片２０は、その内面を、上端に向かってスリット幅を狭くするように傾斜または湾曲している。
【解決手段】ネジの検査装置は、ネジ１の雄ネジ部１Ｂを案内してネジ頭１Ａを上面に引っかけて移送するスリット３を所定の間隔で設けている回転円筒２と、回転円筒２を回転させる回転機構１０と、回転円筒２のスリット３にネジ１を供給する供給機構４と、回転円筒２で移送されるネジ１を検査する検査機構６とを備える。検査機構６は、光源７とカメラ８と演算検査器９とを備える。検査装置は、光源７の光をスリット３に透過させてカメラ８で受光し、カメラ８から出力される映像信号を演算検査器９で演算処理してネジ１を検査する。回転円筒２は、スリット上端の両側に一対の吊り下げ片２０を一体構造に設けている。一対の吊り下げ片２０は、その内面を、上端に向かってスリット幅を狭くするように傾斜または湾曲している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタルカメラでネジのシルエットを受光してネジを検査する検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
本出願人は、円盤の外周部に半径方向に伸びる切欠部を設け、この切欠部にネジを供給して検査する装置を開発した。このネジの検査装置は、円盤の切欠部に案内されたネジに向かって光源から光を照射し、光源と反対側に設けているデジタルカメラでネジのシルエットを検査し、このシルエットを画像処理してネジを検査する。このネジの検査装置は、ネジのシルエットからネジ山の検査をすることができる。
【０００３】
ただ、この検査装置は、円盤の外周に設けた切欠部でネジを移送し、ネジに光を照射してネジのシルエットの映像信号を演算して検査するので、ネジの首部、すなわちネジ頭と雄ネジ部との境界部分を検査できない欠点がある。それは、円盤の陰になってこの部分がネジのシルエットとして検出できなくなるからである。ネジは、首の部分にネジ山が設けられていないと、完全に締め付けできなくなる状態、すなわち「首浮き」の状態となる欠点がある。この弊害を避けるには、ネジの首部にネジ山があるかどうかを検査をすること、すなわちネジの全体を検査する必要がある。しかしながら、ネジに光を照射してシルエットで検査する装置は、ネジを移送するために円盤等を使用する必要があるが、これが光を遮断してネジの首部をシルエットで検出できなくなる。
【０００４】
本出願人は、この弊害を解消するために、図１に示す検査装置を開発した（特許文献１参照）。この検査装置は、ネジ９１の雄ネジ部を案内してネジ頭を上面に引っかけて移送するスリット９３を所定の間隔で設けている回転円筒９２と、スリット９３にネジ９１を供給する供給機構９４と、移送されるネジ９１を検査する検査機構９６とを備える。検査機構９６は、光源９７とカメラ９８と演算検査器９９とを備える。回転円筒９２のスリット９３は、光源９７の光を回転円筒９２の内側から外側に透過できるように貫通させている。光源９７は回転円筒９２の内側に配設し、カメラ９８は回転円筒９２の外側に配設している。検査装置は、光源９７の光を、スリット９３を透過させてカメラ９８で受光し、カメラ９８がネジ９１をシルエットの映像として撮像して映像信号を出力し、カメラ９８から出力される映像信号を演算検査器９９で演算処理してネジ９１を検査する。
【特許文献１】特開２００５−２２１２７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この検査装置の回転円筒９２は、図２と図３に示すスリット９３を設けている。図２の回転円筒９２は、スリット９３の内幅を雄ネジ部９１Ｂの外径よりもわずかに大きくして、ここに雄ネジ部９１Ｂを案内してシルエットを検査する。この構造の回転円筒９２は、ネジ９１のシルエットがスリット内面に接近することから、ネジ９１のシルエットからネジ山を正確に検査するのが難しい。図３の回転円筒９２は、スリット上端の開口幅を調整するために、回転円筒９２の上端面に調整プレート９５を固定している。この回転円筒９２は、調整プレート９５によって、スリット上端の片方に吊り下げ片９５Ａを設けて、開口幅を狭くできるので、スリット９３に案内される雄ネジ部９１Ｂの片側をスリット内面から離すことができる。このため、ネジ９１のシルエットの片側をスリット内面から離して、この部分のネジ山を検査できる。ただ、ネジ９１のシルエットの両側をスリット内面から離して配設できないことから、雄ネジ部９１Ｂの両側のネジ山を正確に検査できない欠点がある。
【０００６】
さらに、この構造は、ネジ頭の吊り下げ片となる調整プレートを薄くすると強度が低下して変形するなどの弊害があることから、調整プレートの厚さに制約を受ける。吊り下げ片の調整プレートが変形すると、ネジをスリットの定位置に配設できなくなる。このため、調整プレートを変形しない程度に厚くする必要がある。調整プレートは、ネジのシルエットの首部に接近するので、調整プレートの厚みに相当する部分はネジ山を正確に検査できなくなる。したがって、この構造の回転円筒は、ネジの首部のネジ山をシルエットから正確に検査できない欠点を解消できない。
【０００７】
本発明は、さらにこの欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、ネジの首部のネジ山をシルエットから正確に検査しながら、回転円筒のネジの吊り下げ片を十分な強度として、変形などの弊害を確実に防止できるネジの検査装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のネジの検査装置は、前述の目的を達成するために以下の構成を備える。
ネジの検査装置は、全体の形状が円筒状に形成されると共に、ネジ１の雄ネジ部１Ｂを案内してネジ頭１Ａを上面に引っかけて移送するスリット３を所定の間隔で上下に伸びるように設けている回転円筒２と、この回転円筒２を円筒の中心を回転軸として回転させる回転機構１０と、回転円筒２のスリット３にネジ１を供給する供給機構４と、回転円筒２で移送されるネジ１を検査する検査機構６とを備えている。検査機構６は、ネジ１に向かって光を照射する光源７と、光源７から照射された光を受光してネジ１の輪郭を示すシルエットの映像信号に変換するカメラ８と、このカメラ８から出力される映像信号を演算して、ネジ１を画像処理して検査する演算検査器９とを備えている。光源７は、回転円筒２の内側から外側に向かって光を照射するように回転円筒２の内側に配設している。カメラ８は、スリット３を透過する光を受光するように回転円筒２の外側に配設している。検査装置は、光源７の光を、ネジ１を保持するスリット３を透過させてカメラ８で受光し、カメラ８がネジ１をシルエットの映像として撮像して映像信号を出力し、カメラ８から出力される映像信号を演算検査器９で演算処理してネジ１を検査する。回転円筒２は、スリット上端の両側に対向して一対の吊り下げ片２０を一体構造に設けている。一対の吊り下げ片２０は、その内面を、上端に向かってスリット幅を狭くするように傾斜または湾曲している。
【０００９】
本発明の請求項２のネジの検査装置は、回転円筒２に設けているスリット上部の内面を、所定の曲率半径で湾曲する湾曲面２１としている。
【００１０】
本発明の請求項３のネジの検査装置は、回転円筒２を脱着自在に回転機構１０に連結している。
【００１１】
本発明の請求項４のネジの検査装置は、回転円筒２を、金属製の円筒からスリット部を切除してなる金属円筒としている。
【００１２】
本発明の請求項５のネジの検査装置は、回転円筒２の上端面の幅（Ｈ）を、検査するネジ９１のネジ頭９１Ａの外径（Ｄ）よりも狭くしている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のネジの検査装置は、ネジの首部のネジ山をシルエットから正確に検査しながら、回転円筒のネジの吊り下げ部を十分な強度として、変形などの弊害を確実に防止できる特徴がある。それは、本発明の検査装置が、回転円筒に設けているスリット上端の両側に対向して一対の吊り下げ片を一体構造に設けており、さらに一対の吊り下げ片は、その内面を、上端に向かってスリット幅を狭くするように傾斜または湾曲しているからである。この構造の回転円筒は、スリット上端の対向面に設けている吊り下げ片がネジ山の表面に接近する先端縁を薄くしながら十分な強度にできる。それは、一対の吊り下げ片の内面を、上端に向かってスリット幅を狭くするように傾斜させることで、吊り下げ片を先端に向かって次第に先細り状に薄くしているからである。先端を次第に薄くしている吊り下げ片の先端縁は、雄ネジ部の表面に接近する上下幅を狭く、すなわち薄くして、雄ネジ部の首部までネジ山をシルエットで正確に検査できる。
【００１４】
本発明の請求項２のネジの検査装置は、回転円筒に設けているスリット上部の内面を、所定の曲率半径で湾曲する湾曲面としているので、スリット上端を極めて薄くしながら、ネジを吊り下げて係止する部分を十分な強度にできる。このため、ネジ山を、より首部までシルエットから確実に検査しながら、変形などの弊害を有効に防止できる。
【００１５】
本発明の請求項３のネジの検査装置は、回転円筒を脱着自在に回転機構に連結しているので、回転円筒を交換して、外径が異なる複数種のネジを検査できる。
【００１６】
本発明の請求項４のネジの検査装置は、回転円筒を、金属製の円筒からスリット部を切除してなる金属円筒としているので、全体を吊り下げて保持する部分をとくに強靱な構造にできる。
【００１７】
本発明の請求項５のネジの検査装置は、回転円筒の上端面の幅を、検査するネジのネジ頭の外径よりも狭くしているので、幅の狭い、すなわち薄い回転円筒でもって、ネジ山をシルエットからより正確に検査できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するためのネジの検査装置を例示するものであって、本発明はネジの検査装置を以下のものに特定しない。
【００１９】
さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲」および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。
【００２０】
図４と図５に示すネジの検査装置は、全体の形状が円筒状で、ネジ１の雄ネジ部１Ｂを案内してネジ頭１Ａを上面に引っかけて移送するスリット３を所定の間隔で上下に伸びるように設けている回転円筒２と、この回転円筒２を回転させる回転機構１０と、この回転円筒２のスリット３にネジ１を供給する供給機構４と、この供給機構４でスリット３に供給されたネジ１をスリット３に保持して移送する移送ガイド５と、回転円筒２のスリット３で移送されるネジ１を検査する検査機構６とを備えている。
【００２１】
回転円筒２は、図４と図５に示すように、金属製の円筒からなる金属円筒で、この金属円筒は、上端から下方にスリット部を切除してスリット３を設けている。スリット３は、図６に示すように、光源７の光を、内側から外側に透過できるように、内側から外側に貫通するように設けている。回転円筒２である金属円筒の上端面の幅（Ｈ）は、ネジ頭１Ａの外径（Ｄ）の１／２ないし２倍、好ましくは０．６倍ないし１．５倍、さらに好ましくは、０．６倍ないし１倍とする。たとえば、３ｍｍのネジは、種類によってネジ頭の外径は異なるが、この種のネジの検査装置にあっては、回転円筒の上端面の厚さを約３ｍｍ〜５ｍｍとする。
【００２２】
回転円筒は、上端面の幅をスリットを設けた部分よりも広くすることができる。この回転円筒は、上端面に向かって次第に厚くして上端面の幅を広くし、あるいは上端面の内側と外側の一方又は両方に凸条を突出して上端面の幅を広くすることができる。回転円筒は、全体の厚さを同じとすることもできる。この回転円筒は、上端面の幅が回転円筒の厚さとなる。
【００２３】
スリット３は、図７の拡大正面図に示すように、上端の両側に対向して一対の吊り下げ片２０を一体構造に設けている。一対の吊り下げ片２０は、スリット３に案内されるネジ１のネジ頭１Ａを支持できるように、対向縁の間隔（ｄ）をネジ頭１Ａの外径（Ｄ）よりも小さく、雄ネジ部１Ｂの山径（ｔ）よりも大きくしている。さらに、一対の吊り下げ片２０は、その内面を、上端に向かってスリット幅を狭くするように傾斜させている。吊り下げ片２０を一体構造に設けている回転円筒２は、金属製の円筒からスリット３の部分を切除して製作される。図の吊り下げ片２０は、内面を所定の曲率半径で湾曲する湾曲面２１として、上端開口部に向かってスリット幅を次第に狭くしている。スリット上端にこの吊り下げ片２０を設けている回転円筒２は、ネジ１の首の部分のネジ山をシルエットから正確に検査しながら、吊り下げ片２０を強固にできる。ただし、本発明の検査装置は、吊り下げ片２０を、図８に示すように、上端に向かってスリット幅を直線的に狭くする傾斜面２２とすることもできる。
【００２４】
図４の回転円筒２は、スリット３の姿勢を半径方向としている。この回転円筒２は、図６に示すように、光源７の光を半径方向にスリット３に透過させて、スリット３に案内しているネジ１のシルエットをカメラ８で撮像する。スリットの姿勢は、必ずしも半径方向とする必要はなく、たとえば、半径方向に対して傾斜する姿勢で設けることもできる。ただし、傾斜するスリットは、このスリットと平行に光源から光を照射し、スリットを透過する光をカメラで撮像して、スリットのネジをシルエットで撮像する。
【００２５】
回転機構１０は、回転円筒２を、円筒の中心を回転軸として回転させる。図５に示す回転機構１０は、回転円筒２を固定する回転リング板１１と、この回転リング板１１を回転させる駆動機構１２とを備え、駆動機構１２で回転される回転リング板１１を介して回転円筒２を所定の速度で回転させている。回転リング板１１は、中央部に円形の貫通部１１Ａを有するリング状で、リング状の外周部の上面に回転円筒２を固定している。回転円筒は、回転リング板１１に、脱着自在に連結している。図に示す回転円筒２は、内周面の下端部に連結リング２３を固定しており、この連結リング２３を介して回転リング板１１の上面に、脱着自在に連結している。連結リング２３は、ネジ止めして回転円筒に固定し、あるいは溶着して回転円筒に固定し、あるいはまた、金属でもって、回転円筒と一体構造に製作される。図に示す回転円筒２は、止ネジ１５を介して連結リング２３を回転リング板１１に脱着自在に固定している。このように、回転円筒２を脱着自在に回転機構１０に連結する構造は、回転円筒２を、スリット３の間隔が異なるものに交換して、外径が異なる種々のネジを検査できる。
【００２６】
図の回転機構１０は、回転リング板１１の内側に設けた貫通部１１Ａに駆動機構１２を備えており、この駆動機構１２で回転リング板１１の内周を駆動して回転させている。駆動機構１２は、回転リング板１１を水平な姿勢で支持すると共に、回転リング板１１を所定の速度で回転させる。図に示す駆動機構１２は、回転リング板１１の内側に３組のローラー１３を備えている。３組のローラー１３は、いずれかひとつを駆動ローラー１３Ａとして回転リング板１１を駆動し、他のローラー１３を支持ローラー１３Ｂとして回転リング板１１を所定の姿勢に保持して回転リング板１１を回転させている。駆動ローラー１３Ａは、図５の断面図に示すように、回転リング板１１を上下で弾性的に挟着して、回転リング板１１を回転させる。回転リング板１１を駆動する駆動ローラー１３Ａは、図５に示すように、モーター１４に連結されて、モーター１４で回転される。
【００２７】
ただ、駆動機構は、必ずしも回転リング板の内側に駆動ローラーを配設する必要はなく、回転リング板の内側に配設するローラーをすべて支持ローラーとして、回転リング板を所定の姿勢に保持しながら、回転リング板の外側に設けた駆動ローラーで回転リング板を駆動して回転させることもできる。また、回転機構は、回転リング板を、貫通部のない円盤状として、中心に回転軸を設けて、この回転軸を中心として回転させることもできる。この回転機構は、たとえば、円盤状の回転リング板に回転軸を固定し、回転軸をモーターで駆動して回転リング板を回転させ、あるいは、回転軸を回転リング板に固定することなく、回転リング板の外周部を駆動ローラー等で駆動して回転させることができる。
【００２８】
さらに、回転機構は、図示しないが、回転リング板を設けることなく、駆動機構で直接に回転円筒を回転させることもできる。この回転機構は、回転円筒の内周部を内側に突出させると共に、その内側縁を円形とする円形リング状にして、この内周部を駆動ローラーで駆動して回転させることができる。この回転機構は、回転円筒を脱着するために、ローラーを、バネ等の弾性体（図示せず）で、回転円筒の内側に突出する内周部に向かって弾性的に移動できるように配設する。この構造は、ローラーを回転円筒の中心側に移動させて、回転円筒を交換する。
【００２９】
供給機構４は、回転円筒２のスリット３にネジ１を供給する供給ガイド４１を備える。図４、及び９ないし図１１の供給ガイド４１は、ネジ１を１列に並べて回転円筒２のスリット３に供給する構造としている。供給ガイド４１は、ネジ１を１列に並べて移送できるように、一対の側壁４２を備えており、これらの側壁４２の間隔を、ネジ１のネジ頭１Ａより狭く、雄ネジ部１Ｂよりも広くして直線状に配置している。さらに、この供給ガイド４１は、振動によって、ネジ１を並べて移送する構造としている。供給ガイド４１は、その先端を、回転円筒２の外周縁の近傍であって、回転円筒２の外周に接近して配設しているガイド４３の先端に接近して位置させている。直線状の供給ガイド４１は、送り出すネジ１をスムーズにスリット３に送り込みできるように、回転円筒２の接線方向に対して、たとえば、４５〜８０度傾けて配設している。
【００３０】
さらに、図に示す供給機構４は、ネジ１の供給部分に、空気ノズル４４を配設しており、この空気ノズル４４から吹き出される空気流でもって、ネジ１を回転円筒２のスリット３に移送するようにしている。空気ノズル４４は、ネジ１をスリット３に押し出すもので、ネジ１をスリット３に向けて移送する方向に空気を噴射する。空気ノズル４４は、供給ガイド４１の最先端に位置するネジ１に空気を吹き付けてこれを加速し、先端のネジ１を次に送られてくるネジ１から離して、最先端のネジ１を空気流でもって回転円筒２の外周縁に押圧する。回転円筒２が回転して供給ガイド４１の前方にスリット３が来ると、最先端のネジ１は、空気流で押圧されてスリット３に押し込まれる。
【００３１】
空気ノズル４４は、空気を吹き付けてネジ１を供給ガイド４１から回転円筒２のスリット３へ押し出す。空気ノズル４４は、図４に示すように、空気の吹き出しを制御する開閉弁４５を介して空気源２９であるコンプレッサに連結している。供給機構は、図示しないが、上下２本の空気ノズルを配設することもできる。この供給機構は、下の空気ノズルからネジの雄ネジ部に空気を吹き付け、上の空気ノズルからネジのネジ頭に空気を吹き付けて、上下の空気ノズルでもって、ネジのネジ頭と雄ネジ部とを押圧できる。この構造は、上下に配置される空気ノズルから噴射する空気圧を、ネジの形状、たとえば、雄ネジ部とネジ頭の重量比や形状に応じて調整して、種々の形状のネジを確実に回転円筒のスリットに移送できるを特徴がある。
【００３２】
ガイド４３は、供給機構４で回転円筒２のスリット３に案内されたネジ１をスリット３に位置させるように、回転円筒２の外周に接近して配設している。ガイド４３は、回転円筒２の外周縁と対向する対向面を、回転円筒２の外周に沿う円弧状としている。ガイド４３は、回転円筒２の外周との間に、ネジ１の外径よりも狭い移送隙間４６を形成している。図のガイド４３は、一方の端縁４３Ａを供給ガイド４１の排出側に接近して配設している。このガイド４３は、供給ガイド４１から移送されるネジ１を端縁４３Ａに沿って回転円筒２のスリット３に案内する。
【００３３】
さらに、ガイド４３は、回転円筒２との移送隙間４６を弾性的に拡開できる構造としている。図のガイド４３は、回転円筒２と同一面内で回動させて、移送隙間４６を拡開するようにしている。ガイド４３は、図９と図１１の矢印Ａで示すように、供給ガイド４１の排出側に位置する端部を、回転円筒２の外周から離れる方向に移動させて、回転円筒２との移送隙間４６を拡開する。ガイド４３は、拡開する端部と反対側の端部に回転軸４７を設けて、ガイド４３を水平面内で回動できるようにしている。さらに、図９のガイド４３は、弾性的に拡開できるように、すなわち、弾性的に元の位置に復帰できるように、弾性体４８を連結している。弾性体４８は、回動するガイド４３を回転円筒２に向かって付勢するように配設している。図に示す弾性体４８は引きバネで、ガイド４３に固定した連結片４９を弾性的に引っ張って、拡開した端部が回転円筒２の外周に向かって移動するようにガイド４３を回動させている。さらに、図のガイド４３は、回転円筒２との移送隙間４６を調整する隙間調節ネジ５０を備えている。
【００３４】
以上の構造のガイド４３は、供給ガイド４１から供給されるネジ１が移送隙間４６にブリッジとなって詰まると、移送隙間４６を拡開する方向に弾性的に回動する。ガイド４３が回動して移送隙間４６が拡開されると、この移送隙間４６に詰まったネジ１が回転円筒２の外周縁に沿って移動して、スリット３に案内される。ネジ１がスリット３に案内されると、ガイド４３は弾性的に元の位置に復帰する。以上のようにして、弾性的に拡開するガイド４３は、移送隙間４６に詰まったネジ１を速やかにスリット３に案内する。
【００３５】
さらに、図の供給機構４は、移送隙間４６にネジ１が詰まった状態で、供給機構４から次のネジ１が供給されて、２個のネジ１が移送隙間４６に詰まった状態となるのを防止するために、移送隙間４６にネジ１が詰まってガイド４３が拡開すると、供給機構４から次のネジ１が回転円筒２に供給されるのを阻止するシャッター５１を備えている。
【００３６】
シャッター５１は、供給機構４から移送隙間４６に供給されてスリット３に案内されないネジ１がガイド４３を拡開すると、拡開されたガイド４３に制御されてネジ１の移送を停止する。図のシャッター５１は、移送隙間４６を拡開するガイド４３に連動して移動し、供給機構４からのネジ１の移送を停止する。シャッター５１は、供給ガイド４１の排出側と回転円筒２の外周との間に配設している。このシャッター５１は、回転円筒２の接線方向に往復運動して、供給ガイド４１からのネジ１の移送を停止する。図に示すシャッター５１は、回転円筒２の接線方向に往復運動できるように、この接線に沿うスライド面を有するガイド台５２に、往復運動できるように連結している。シャッター５１は、先端部を供給ガイド４１の排出側に位置させており、シャッター５１が押し出される状態で供給ガイド４１の排出部を閉塞してネジ１が排出されるのを停止する。シャッター５１は、往復運動機構５３で往復運動される。図の往復運動機構５３は、シャッター５１の後端を押圧してシャッター５１を閉塞位置に移動させる駆動アーム５４と、シャッター５１を非閉塞位置に復帰させる弾性体５５とを備える。
【００３７】
さらに、図に示す検査装置は、移送隙間４６を拡開するガイド４３に連動して、シャッター５１を往復運動させるために、ガイド４３とシャッター５１をリンク機構５６で連結している。リンク機構５６は、スリット３に案内されないネジ１でガイド４３が拡開されると、拡開されたガイド４３に連動して、ネジ１の移送を停止するようにシャッター５１を移動させる。図に示すリンク機構５６は、ガイド４３に連結されて、ガイド４３と共に回動する固定アーム５７と、シャッター５１を駆動する駆動アーム５４に連結されて、駆動アーム５４と共に回動する連結アーム５８と、固定アーム５７と連結アーム５８に両端を連結しているコンロッド５９とを備える。
【００３８】
このリンク機構５６は、ガイド４３が移送隙間４６を拡開する方向、すなわち、図の矢印Ａで示す方向に回動すると、回転軸４７を介して固定アーム５７がガイド４３と一体的に図の矢印Ｃで示す方向に回動する。回動する固定アーム５７は、コンロッド５９を図の矢印Ｄで示す方向に移動させる。図の矢印Ｄで示す方向に移動するコンロッド５９は、連結アーム５８を矢印Ｅで示す方向に回動させる。回動する連結アーム５８は、回転軸６０を介して一体的に連結している駆動アーム５４を、図の矢印Ｆで示す方向に回動させる。回動する駆動アーム５４は、先端部でシャッター５１の後端部を押圧して、シャッター５１を図の矢印Ｂで示す方向に移動させる。矢印Ｂの方向に移動するシャッター５１は、供給ガイド４１の排出部を閉塞して、次のネジ１が回転円筒２に供給されるのを停止する。
【００３９】
以上の供給機構４は、移送隙間４６にネジ１が詰まってガイド４３が拡開されると、拡開するガイド４３に連動して、シャッター５１が供給ガイド４１を閉塞して、次のネジ１が供給されるのを停止する。したがって、複数のネジ１が移送隙間４６に詰まるのを確実に防止する。リンク機構５６は、移送隙間４６にネジ１が詰まる状態となってガイド４３が拡開されると、シャッター５１が速やかに供給ガイド４１の排出側を閉塞するように連動させる。すなわち、リンク機構５６は、ガイド４３が移送隙間４６をネジ１の雄ネジ部１Ｂの太さ以上に拡開すると、シャッター５１の移動量が供給ガイド４１の排出部を閉塞できる移動量となるように調整する。
【００４０】
さらに、リンク機構５６は、以下のようにしてガイド４３とシャッター５１を元の位置に復帰させて供給ガイド４１を開放する。移送隙間４６に詰まったネジ１が、回転する回転円筒２でスリット３に案内されると、ガイド４３は、図４と図６の矢印Ａと反対の方向に回動する。ガイド４３は、弾性体４８の弾性力で元の復帰位置まで回動する。元の位置まで回動するガイド４３は、回転軸４７を介して一体的に連結している固定アーム５７を、図４の矢印Ｃと反対の方向に回動させる。回動する固定アーム５７は、コンロッド５９を図の矢印Ｄと反対方向に移動させる。移動するコンロッド５９は、連結アーム５８を図の矢印Ｅと反対方向に回動させる。回動する連結アーム５８は、回転軸６０を介して一体的に連結している駆動アーム５４を、図の矢印Ｆと反対方向に回動させる。回動する駆動アーム５４は、先端部でシャッター５１の後端部を押圧しなくなるので、シャッター５１が弾性体５５で付勢されて、矢印Ｂと反対の方向に移動する。この方向に移動するシャッター５１は、供給ガイド４１の排出部を開放して、供給ガイド４１から回転円筒２のスリット３にネジ１を供給できる状態とする。
【００４１】
以上の供給機構４を備える検査装置は、移送隙間４６にネジ１が詰まっても、弾性的に拡開するガイド４３でもって、詰まったネジ１をスリット３に案内しながら、また、複数のネジ１が移送隙間４６に詰まるのを防止しながら、供給されるネジ１を回転円筒２のスリット３に確実に案内して移送できる。ただ、本発明の検査装置は、回転円筒のスリットにネジを供給する機構を以上の供給機構に特定しない。供給機構は、回転する回転円筒のスリットに連続してネジを供給できる他の全ての機構が採用できる。供給機構４で回転円筒２のスリット３に案内されるネジ１は、検査位置まで移送されて検査機構６で検査される。
【００４２】
さらに、図４に示す検査装置は、スリット３に供給されたネジ１を、スリット３に保持して移送する移送ガイド５を備える。図４の検査装置は、回転円筒２の内側の一部の領域であって、供給機構４でネジ１が供給される部分と、回転円筒２の外側の一部の領域であって、供給機構４で供給されたネジ１を検査機構６で検査するまでの領域に配置している。ただ、移送ガイドは、供給機構で供給されたネジを排出するまでの全ての領域であって、検査機構でネジを検査する部分以外の領域にわたって配設することもできる。回転円筒２の内側に配置される移送ガイド５は、回転円筒２の内周に沿って配設し、回転円筒２の外側に配置される移送ガイド５は、回転円筒２の外周に沿って配設している。これらの移送ガイド５は、回転円筒２のスリット３の開口縁を閉塞して、回転円筒２で移送されるネジ１がスリット３から落下するのを防止する。移送ガイド５は、回転円筒２の周縁に接触してもよいが、好ましくは、回転円筒２をよりスムーズに回転させるために、接近するが接触しない非接触状態とするのがよい。図の検査装置は、回転円筒２の上端面の幅をネジ頭１Ａの外径よりも小さくしているので、移送ガイド５の対向面を回転円筒２の周縁から離して配設している。この移送ガイド５は、回転円筒２の上面に配置されるネジ頭１Ａの側縁を、移送ガイド５の対向面に接近ないし接触させてスリット３の定位置に保持しながら移送する。ただ、回転円筒の上端面の幅をネジ頭の外径よりも大きくする検査装置は、スリットの上方にネジの移送方向に伸びる移送ガイドを設けることもできる。
【００４３】
検査機構６は、ネジ１に向かって光を照射する光源７と、光源７から照射された光を受光してネジ１の輪郭を示すシルエットの映像信号に変換するカメラ８と、このカメラ８から出力される映像信号を演算して、ネジ１を画像処理して検査する演算検査器９とを備えている。この検査機構６は、図４と図６に示すように、ネジ１に側方から光を照射して全体のシルエットを検出してネジの状態を検査する。この検査機構６は、ネジ１の全体の形状や全長、メッキの状態、さらには、雄ネジ部１Ｂのネジ山の状態等を検査する。
【００４４】
図４の検査機構６は、光源７を回転円筒２の内側に配設している。この光源７は、回転円筒２の内側から外周に向かって光を照射し、スリット３のネジ１に向かって光を照射するように配置している。カメラ８は、回転円筒２の外側に配設されて、光源７からネジ１に向かって照射される光を受光して、ネジ１をシルエットの映像として撮像して映像信号を出力する。カメラから出力される映像信号を演算検査器９で演算処理してネジを検査する。図の検査機構６は、回転円筒２の内側に光源７を、回転円筒２の外側にカメラ８を配設しているが、検査機構は、回転円筒の内側にカメラを配設して、回転円筒の外側に光源を配設することもできる。この検査機構は、光源が回転円筒の外側から内側に向けて光を照射して、スリットのネジに向かって光を照射するように配置する。
【００４５】
図に示す光源７は面光源である。面光源は、表面から均一な光を正面に照射する。面光源である光源７は、検査領域を通過するネジ１に光を照射する。検査機構の光源は、図示しないが、ネジのネジ頭に光を照射する上部光源と、ネジの雄ネジ部に光を照射する下部光源とを備えることができる。この光源は、上部光源を、下部光源よりもネジから離してネジに光を照射させる。このように、上部光源と下部光源とに分割して、上部光源でネジ頭に光を照射し、下部光源でネジの雄ネジ部に光を照射する光源は、ネジの検査精度を高くできる。それは、外径が異なるネジ頭と雄ネジ部の両方を、シルエットの外周縁ににじみができないように、カメラが鮮明な輪郭の画像として撮像できるからである。シルエットでネジの輪郭を撮像する場合、光源からネジまでの距離が近すぎると、シルエットの外周縁ににじみが発生する。この弊害を避けるために、光源をネジから離すと、ネジのシルエットと光源とのコントラストが低下する。上部光源が、下部光源よりもネジから離れてネジに光を照射する構造は、ネジ頭と雄ネジ部の両方のシルエットを鮮明な画像として撮像できる。外径の大きいネジ頭は、光源を接近させるとにじみができる。外径の小さい雄ネジ部は、光源を離すとコントラストが低下する。にじみとコントラストは、ネジと光源との間の距離で変化する。外径の大きいネジ頭は、光源を接近させるとにじみが発生しやすくなる。ネジ頭に最適なように光源をネジから離すと、雄ネジ部のコントラストが低下する。上部光源と下部光源とに分割している光源は、上部光源をにじみができないようにネジ頭から離し、ネジの雄ネジ部はコントラストを高くするために接近して、ネジの全体を鮮明なシルエットとしてカメラで撮像できる。ただ、光源は、必ずしも上部光源と下部光源とに分割する必要はない。光源は、同一平面状の面光源として、ネジ頭と雄ネジ部の両方に光を照射することができる。
【００４６】
面光源は、白色光をネジ１に照射し、あるいは赤、青、緑等の光をネジ１に照射する。光源７は、発光ダイオード、冷陰極管、電球が使用できるが、面光源は、これ等の表面に均一に分散してネジ１を照射する。面光源は、液晶のバックライト等に使用される構造とすることができる。面光源は、ネジ１の全体に均一に光を照射できるので、ネジ１の検査精度を高くできる。ただ、本発明の検査装置は、光源を必ずしも面光源とする必要はなく、点光源も使用できる。
【００４７】
カメラ８は、検査領域を通過するネジ１の輪郭をシルエットの映像として受光して、ネジ１のシルエットの映像信号を演算検査器９に出力する。カメラ８は、たとえば、図１２に示すように、１本のネジ１の全体を撮像して、その映像信号を演算検査器９に出力する。演算検査器９は、入力される映像信号を演算して、このネジ１の検査をする。このように、１本のネジ１を撮像して、演算検査器９で演算処理する検査装置は、検査するネジ１のシルエットを鮮明な画像として撮像しながら、正確に検査できる特徴がある。ただ、検査装置は、カメラで複数のネジを一緒に撮像して、その映像信号を演算検査器に出力して、複数のネジを同時に検査することもできる。この検査装置は、１本のネジを検査する時間を短縮して、短時間に多量のネジを検査できる。
【００４８】
カメラ８は、回転円筒２のスリット３の位置を検出する位置センサー１９から出力されるタイミング信号に同期してネジ１を撮像する。この構造は、回転円筒２の回転位置に同期して、カメラ８がネジ１を撮像するので、カメラ８は常に一定の位置でネジ１を撮像できる。位置センサー１９は、たとえば、スリット３を光で検出してタイミング信号を出力する。また、位置センサーは、回転円筒に設けている凹凸を検出して、あるいは、回転円筒に設けている位置を示す磁気信号を検出して、タイミング信号を出力することもできる。
【００４９】
光源７は、位置センサー１９から出力されるタイミング信号に同期して点滅させ、あるいは連続して点灯される。位置センサー１９のタイミング信号に同期して点滅する光源７は、カメラ８がネジ１を撮像するタイミングに点灯し、カメラ８がネジ１を撮像しないときに消灯される。カメラ８がネジ１を撮像するタイミングに同期して、光源７を点灯する装置は、光源７の点灯時間を短くして、移動しているネジ１をくっきりと撮像できる。
【００５０】
演算検査器９は、カメラ８から入力される映像信号から、ネジ１の全長、雄ネジ部１Ｂの長さ、ネジ頭１Ａの高さ、ネジ頭１Ａの外径、雄ネジ部１Ｂの山径と谷径、ネジ１のリード角、雄ネジ部１Ｂの先端尖り形状、ネジ１のメッキの状態等を演算する。演算された結果から、検査するネジが規格のネジであると正常ネジとし、規格外のネジであると規格外ネジと判別する。
【００５１】
さらに、図４に示す検査装置は、ネジ１に上方から光を照射して、ネジ頭１Ａの映像を検出して検査する第２の検査機構１６も備えている。この第２の検査機構１６は、ネジ頭１Ａの形状やメッキの状態、ネジ頭１Ａに設けた溝の状態等を検査する。この第２の検査機構１６は、図１３に示すように、回転円筒２の上側に、光源１７とカメラ１８を備えている。光源１７は面光源で、上方からネジ頭１Ａに向かって光を照射する。カメラ１８は、光源１７から照射された光の反射光を受光してネジ頭１Ａの映像を撮影し、ネジ頭１Ａの映像信号を出力する。カメラ１８から出力される映像信号を演算検査器９で演算して、ネジ頭１Ａを画像処理して検査する。演算された結果から、ネジ頭１Ａの形状や状態を検査し、検査するネジが規格のネジであると正常ネジとし、規格外のネジであると規格外ネジと判別する。ただ、検査装置は、必ずしも第２の検査機構を備える必要はない。
【００５２】
検査機構６で規格外と判定され、あるいは第２の検査機構１６で規格外と判定された規格外ネジは、図４に示すように、除去手段３０で正常ネジから分別されて排除される。また、検査機構６と第２の検査機構１６で規格のネジであると判定された正常ネジは、除去手段３０で排除されることなく、除去位置から排出位置まで移送されて、排出手段３５で排出される。
【００５３】
除去手段３０は、演算検査器９で検出された規格外ネジが除去位置にきたときにこれを除去するもので、除去センサー３１と、除去ノズル３２と、この除去ノズル３２から噴射される空気流を制御する除去ノズル３２の制御部材である開閉弁３３とを備える。ネジ１を回転円筒２で並べて移送する場合、規格外ネジを検出位置で直ちに除去するよりは、一旦これを所定の距離だけ移送して除去するのが便利である。これを実現するには、ネジの良否を検出する検査位置と規格外ネジを除去する除去位置との間に何個のネジが存在するかを検出し、除去位置を何個目に通過するネジを除去するかを決定すればよい。
【００５４】
除去センサー３１は、規格外ネジが定位置にきたことを検出する。除去センサー３１は、除去が必要な規格外ネジが除去ノズル３２の前を通過すると、このことを演算検査器９に出力する。演算検査器９は、除去ノズル３２と空気源２９との間に接続された開閉弁３３を御制している。演算検査器９は、規格外ネジに向かって空気を噴射するように開閉弁３３を開いて、規格外ネジを空気流で回転円筒２から除去する。
【００５５】
除去センサー３１は、図１４に示すように、光源３１Ａが発光した光ビームを受ける受光体３１Ｂを備え、光源３１Ａの光がネジ頭１Ａで遮光されることによってネジ１が定位置に来たことを検出する。したがって、光源３１Ａは、回転円筒２の半径方向に向けて、しかもネジ頭１Ａに向けて光ビームを照射し、受光体３１Ｂは、光源３１Ａから出る光ビームの前方で光源３１Ａとの間にネジ頭１Ａを挟む位置に配設される。この構造の除去センサー３１は、光源３１Ａと受光体３１Ｂとの間にネジ頭１Ａがきて、光源３１Ａからの入射光が減少したことを受光体３１Ｂで検出して、ネジ１が定位置に来たことを検出する。受光体３５の出力信号は演算検査器９に送られる。
【００５６】
除去位置を通過するネジ１が規格外ネジの場合、開閉弁３３が開かれて除去ノズル３２から空気が噴射される。除去ノズル３２から空気が噴射されると、図１４と図１５に示すように、規格外ネジは直ちに回転円筒２のスリット３から吹き飛ばされ、除去ガイド３４に送り込まれて回収される。ここで、一般的には、図１４に示すように、除去センサー３１と除去ノズル３２とは多少離されて配設される。よって、除去ノズル３２の空気噴射を制御する開閉弁３３は、ネジ１が除去センサー３１から除去ノズル３２の前方まで移動する時間だけ遅れて開かれ、かつ、１個のネジ１を吹き飛ばす時間だけパルス状に空気を吹き出した後、閉弁される。
【００５７】
除去位置を通過するネジ１が良品の正常ネジの場合、開閉弁３３は開かず、すなわち除去ノズル３２から空気を噴射して吹き飛ばすことなく、次工程に送られる。除去ノズル３２から空気が吹き出されない場合、正常ネジは、除去ノズル３２の前方を通り過ぎた後、回転円筒２のスリット３で排出位置までに移送され、排出手段３５によって良品ガイド３８に送り込まれて回収される。
【００５８】
排出手段３５は、演算検査器９で規格のネジであると判定された正常ネジが排出位置にきたときにこれを排出するもので、排出ノズル３６と、この除去ノズル３６から噴射される空気流を制御する排出ノズル３６の制御部材である開閉弁３７とを備える。排出手段３５は、正常ネジが定位置まで移送されると、演算検査器９が、排出ノズル３６と空気源２９との間に接続された開閉弁３７を開いて、規格外ネジに向かって空気を噴射して、正常ネジを空気流で回転円筒２から排出する。この排出手段３５は、除去センサー３１がネジ１の通過を検出してから所定の時間経過後、すなわち、正常ネジが除去センサー３１から排出ノズル３６の前方まで移動する時間だけ遅れて開閉弁３７を開いて、排出ノズル３６から正常ネジに空気を噴射することができる。排出ノズル３６を制御する開閉弁３７は、１個のネジ１を吹き飛ばす時間だけパルス状に空気を吹き出した後、閉弁することができる。ただ、排出手段は、連続して空気を噴射することもできる。除去位置を通過して排出位置まで移送されるネジは、全てが正常ネジであり、これらの正常ネジを全て排出位置において回転円筒のスリットから排出するからである。この排出手段は、開閉弁を常に開いた状態として、排出ノズルから空気を連続して噴射する。
【００５９】
さらに、排出手段は、必ずしも正常ネジを空気流で吹き飛ばして排出する構造とする必要はなく、回転円筒で移送されるネジの通路に取出アームを配設することもできる。この取出アームは、ネジの移送方向に向かって傾斜する姿勢でネジの通路に配設される。この排出手段は、排出位置に移送される正常ネジを取出アームに沿って移動させて、回転円筒から落下させて排出する。
【００６０】
以上の除去手段３０と排出手段３５は、除去センサー３１でネジ１の通過を検出しており、このネジ１の通過から所定の時間経過後に、除去ノズル３２の開閉弁３３を制御して規格外ネジを除去し、あるいは、排出ノズル３６の開閉弁３７を制御して正常ネジを排出している。ただ、検査装置は、必ずしも除去センサーを必要とはしない。除去センサーのない検査装置は、例えば、位置センサーでもって、回転する回転円筒のスリットの通過を検出し、通過するスリットの数から移送されるネジの位置を検出することができる。この検査装置は、検査位置から除去位置までを所定の数のスリットが通過したことを位置センサーで検出して、除去が必要な規格外ネジが除去ノズルの前を通過することを検出し、また、検査位置から排出位置までを所定の数のスリットが通過したことを位置センサーで検出して、正常ネジが排出ノズルの前を通過することを検出することができる。
【００６１】
以上のように、本発明の検査装置は、回転円筒２の回転を停止することなく、連続回転する回転円筒２でネジ１を移送して時間当りの処理能力を高くしながら、移送されるネジ１を検査機構６で正確に検査できる。とくに、回転円筒のネジの吊り下げ部を十分な強度として、変形などの弊害を確実に防止しながら、ネジの首部のネジ山まで正確に検査できる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本出願人が先に開発したネジの検査装置の平面図である。
【図２】図１に示す回転円筒のスリット部分における端面図である。
【図３】回転円筒の他の一例を示す断面図である。
【図４】本発明の一実施例にかかるネジの検査装置の平面図である。
【図５】図４に示すネジの検査装置のＡ−Ａ線断面図である。
【図６】図４に示す検査装置の検査機構がネジを検査する状態を示す概略断面図である。
【図７】回転円筒のスリットの正面図である。
【図８】回転円筒のスリットの他の一例を示す正面図である。
【図９】図４に示す検査装置の供給機構を示す斜視図である。
【図１０】図４に示す検査装置の供給機構の拡大平面図である。
【図１１】図１０に示す供給機構のガイドとシャッターが連動して動作する状態を示す平面図である。
【図１２】図４に示す検査装置の検査機構が撮像したネジの画像の一例を示す図である。
【図１３】図４に示す検査装置の第２の検査機構がネジを検査する状態を示す概略断面図である。
【図１４】図４に示す検査装置の除去手段を示す拡大平面図である。
【図１５】図１４に示す除去手段の垂直断面図である。
【符号の説明】
【００６３】
１…ネジ １Ａ…ネジ頭
１Ｂ…雄ネジ部
２…回転円筒
３…スリット
４…供給機構
５…移送ガイド
６…検査機構
７…光源
８…カメラ
９…演算検査器
１０…回転機構
１１…回転リング板 １１Ａ…貫通部
１２…駆動機構
１３…ローラー １３Ａ…駆動ローラー
１３Ｂ…支持ローラー
１４…モーター
１５…止ネジ
１６…第２の検査機構
１７…光源
１８…カメラ
１９…位置センサー
２０…吊り下げ片
２１…湾曲面
２２…傾斜面
２３…連結リング
２９…空気源
３０…除去手段
３１…除去センサー ３１Ａ…光源
３１Ｂ…受光体
３２…除去ノズル
３３…開閉弁
３４…除去ガイド
３５…排出手段
３６…排出ノズル
３７…開閉弁
３８…良品ガイド
４１…供給ガイド
４２…側壁
４３…ガイド ４３Ａ…側縁
４４…空気ノズル
４５…開閉弁
４６…移送隙間
４７…回転軸
４８…弾性体
４９…連結片
５０…隙間調節ネジ
５１…シャッター
５２…ガイド台
５３…往復運動機構
５４…駆動アーム
５５…弾性体
５６…リンク機構
５７…固定アーム
５８…連結アーム
５９…コンロッド
６０…回転軸
９１…ネジ ９１Ａ…ネジ頭
９１Ｂ…雄ネジ部
９２…回転円筒
９３…スリット
９４…供給機構
９５…調整プレート ９５Ａ…吊り下げ片
９６…検査機構
９７…光源
９８…カメラ
９９…演算検査器
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタルカメラでネジのシルエットを受光してネジを検査する検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
本出願人は、円盤の外周部に半径方向に伸びる切欠部を設け、この切欠部にネジを供給して検査する装置を開発した。このネジの検査装置は、円盤の切欠部に案内されたネジに向かって光源から光を照射し、光源と反対側に設けているデジタルカメラでネジのシルエットを検査し、このシルエットを画像処理してネジを検査する。このネジの検査装置は、ネジのシルエットからネジ山の検査をすることができる。
【０００３】
ただ、この検査装置は、円盤の外周に設けた切欠部でネジを移送し、ネジに光を照射してネジのシルエットの映像信号を演算して検査するので、ネジの首部、すなわちネジ頭と雄ネジ部との境界部分を検査できない欠点がある。それは、円盤の陰になってこの部分がネジのシルエットとして検出できなくなるからである。ネジは、首の部分にネジ山が設けられていないと、完全に締め付けできなくなる状態、すなわち「首浮き」の状態となる欠点がある。この弊害を避けるには、ネジの首部にネジ山があるかどうかを検査をすること、すなわちネジの全体を検査する必要がある。しかしながら、ネジに光を照射してシルエットで検査する装置は、ネジを移送するために円盤等を使用する必要があるが、これが光を遮断してネジの首部をシルエットで検出できなくなる。
【０００４】
本出願人は、この弊害を解消するために、図１に示す検査装置を開発した（特許文献１参照）。この検査装置は、ネジ９１の雄ネジ部を案内してネジ頭を上面に引っかけて移送するスリット９３を所定の間隔で設けている回転円筒９２と、スリット９３にネジ９１を供給する供給機構９４と、移送されるネジ９１を検査する検査機構９６とを備える。検査機構９６は、光源９７とカメラ９８と演算検査器９９とを備える。回転円筒９２のスリット９３は、光源９７の光を回転円筒９２の内側から外側に透過できるように貫通させている。光源９７は回転円筒９２の内側に配設し、カメラ９８は回転円筒９２の外側に配設している。検査装置は、光源９７の光を、スリット９３を透過させてカメラ９８で受光し、カメラ９８がネジ９１をシルエットの映像として撮像して映像信号を出力し、カメラ９８から出力される映像信号を演算検査器９９で演算処理してネジ９１を検査する。
【特許文献１】特開２００５−２２１２７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この検査装置の回転円筒９２は、図２と図３に示すスリット９３を設けている。図２の回転円筒９２は、スリット９３の内幅を雄ネジ部９１Ｂの外径よりもわずかに大きくして、ここに雄ネジ部９１Ｂを案内してシルエットを検査する。この構造の回転円筒９２は、ネジ９１のシルエットがスリット内面に接近することから、ネジ９１のシルエットからネジ山を正確に検査するのが難しい。図３の回転円筒９２は、スリット上端の開口幅を調整するために、回転円筒９２の上端面に調整プレート９５を固定している。この回転円筒９２は、調整プレート９５によって、スリット上端の片方に吊り下げ片９５Ａを設けて、開口幅を狭くできるので、スリット９３に案内される雄ネジ部９１Ｂの片側をスリット内面から離すことができる。このため、ネジ９１のシルエットの片側をスリット内面から離して、この部分のネジ山を検査できる。ただ、ネジ９１のシルエットの両側をスリット内面から離して配設できないことから、雄ネジ部９１Ｂの両側のネジ山を正確に検査できない欠点がある。
【０００６】
さらに、この構造は、ネジ頭の吊り下げ片となる調整プレートを薄くすると強度が低下して変形するなどの弊害があることから、調整プレートの厚さに制約を受ける。吊り下げ片の調整プレートが変形すると、ネジをスリットの定位置に配設できなくなる。このため、調整プレートを変形しない程度に厚くする必要がある。調整プレートは、ネジのシルエットの首部に接近するので、調整プレートの厚みに相当する部分はネジ山を正確に検査できなくなる。したがって、この構造の回転円筒は、ネジの首部のネジ山をシルエットから正確に検査できない欠点を解消できない。
【０００７】
本発明は、さらにこの欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、ネジの首部のネジ山をシルエットから正確に検査しながら、回転円筒のネジの吊り下げ片を十分な強度として、変形などの弊害を確実に防止できるネジの検査装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のネジの検査装置は、前述の目的を達成するために以下の構成を備える。
ネジの検査装置は、全体の形状が円筒状に形成されると共に、ネジ１の雄ネジ部１Ｂを案内してネジ頭１Ａを上面に引っかけて移送するスリット３を所定の間隔で上下に伸びるように設けている回転円筒２と、この回転円筒２を円筒の中心を回転軸として回転させる回転機構１０と、回転円筒２のスリット３にネジ１を供給する供給機構４と、回転円筒２で移送されるネジ１を検査する検査機構６とを備えている。検査機構６は、ネジ１に向かって光を照射する光源７と、光源７から照射された光を受光してネジ１の輪郭を示すシルエットの映像信号に変換するカメラ８と、このカメラ８から出力される映像信号を演算して、ネジ１を画像処理して検査する演算検査器９とを備えている。光源７は、回転円筒２の内側から外側に向かって光を照射するように回転円筒２の内側に配設している。カメラ８は、スリット３を透過する光を受光するように回転円筒２の外側に配設している。検査装置は、光源７の光を、ネジ１を保持するスリット３を透過させてカメラ８で受光し、カメラ８がネジ１をシルエットの映像として撮像して映像信号を出力し、カメラ８から出力される映像信号を演算検査器９で演算処理してネジ１を検査する。回転円筒２は、スリット上端の両側に対向して一対の吊り下げ片２０を一体構造に設けている。一対の吊り下げ片２０は、その内面を、上端に向かってスリット幅を狭くするように傾斜または湾曲している。
【０００９】
本発明の請求項２のネジの検査装置は、回転円筒２に設けているスリット上部の内面を、所定の曲率半径で湾曲する湾曲面２１としている。
【００１０】
本発明の請求項３のネジの検査装置は、回転円筒２を脱着自在に回転機構１０に連結している。
【００１１】
本発明の請求項４のネジの検査装置は、回転円筒２を、金属製の円筒からスリット部を切除してなる金属円筒としている。
【００１２】
本発明の請求項５のネジの検査装置は、回転円筒２の上端面の幅（Ｈ）を、検査するネジ９１のネジ頭９１Ａの外径（Ｄ）よりも狭くしている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のネジの検査装置は、ネジの首部のネジ山をシルエットから正確に検査しながら、回転円筒のネジの吊り下げ部を十分な強度として、変形などの弊害を確実に防止できる特徴がある。それは、本発明の検査装置が、回転円筒に設けているスリット上端の両側に対向して一対の吊り下げ片を一体構造に設けており、さらに一対の吊り下げ片は、その内面を、上端に向かってスリット幅を狭くするように傾斜または湾曲しているからである。この構造の回転円筒は、スリット上端の対向面に設けている吊り下げ片がネジ山の表面に接近する先端縁を薄くしながら十分な強度にできる。それは、一対の吊り下げ片の内面を、上端に向かってスリット幅を狭くするように傾斜させることで、吊り下げ片を先端に向かって次第に先細り状に薄くしているからである。先端を次第に薄くしている吊り下げ片の先端縁は、雄ネジ部の表面に接近する上下幅を狭く、すなわち薄くして、雄ネジ部の首部までネジ山をシルエットで正確に検査できる。
【００１４】
本発明の請求項２のネジの検査装置は、回転円筒に設けているスリット上部の内面を、所定の曲率半径で湾曲する湾曲面としているので、スリット上端を極めて薄くしながら、ネジを吊り下げて係止する部分を十分な強度にできる。このため、ネジ山を、より首部までシルエットから確実に検査しながら、変形などの弊害を有効に防止できる。
【００１５】
本発明の請求項３のネジの検査装置は、回転円筒を脱着自在に回転機構に連結しているので、回転円筒を交換して、外径が異なる複数種のネジを検査できる。
【００１６】
本発明の請求項４のネジの検査装置は、回転円筒を、金属製の円筒からスリット部を切除してなる金属円筒としているので、全体を吊り下げて保持する部分をとくに強靱な構造にできる。
【００１７】
本発明の請求項５のネジの検査装置は、回転円筒の上端面の幅を、検査するネジのネジ頭の外径よりも狭くしているので、幅の狭い、すなわち薄い回転円筒でもって、ネジ山をシルエットからより正確に検査できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するためのネジの検査装置を例示するものであって、本発明はネジの検査装置を以下のものに特定しない。
【００１９】
さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲」および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。
【００２０】
図４と図５に示すネジの検査装置は、全体の形状が円筒状で、ネジ１の雄ネジ部１Ｂを案内してネジ頭１Ａを上面に引っかけて移送するスリット３を所定の間隔で上下に伸びるように設けている回転円筒２と、この回転円筒２を回転させる回転機構１０と、この回転円筒２のスリット３にネジ１を供給する供給機構４と、この供給機構４でスリット３に供給されたネジ１をスリット３に保持して移送する移送ガイド５と、回転円筒２のスリット３で移送されるネジ１を検査する検査機構６とを備えている。
【００２１】
回転円筒２は、図４と図５に示すように、金属製の円筒からなる金属円筒で、この金属円筒は、上端から下方にスリット部を切除してスリット３を設けている。スリット３は、図６に示すように、光源７の光を、内側から外側に透過できるように、内側から外側に貫通するように設けている。回転円筒２である金属円筒の上端面の幅（Ｈ）は、ネジ頭１Ａの外径（Ｄ）の１／２ないし２倍、好ましくは０．６倍ないし１．５倍、さらに好ましくは、０．６倍ないし１倍とする。たとえば、３ｍｍのネジは、種類によってネジ頭の外径は異なるが、この種のネジの検査装置にあっては、回転円筒の上端面の厚さを約３ｍｍ〜５ｍｍとする。
【００２２】
回転円筒は、上端面の幅をスリットを設けた部分よりも広くすることができる。この回転円筒は、上端面に向かって次第に厚くして上端面の幅を広くし、あるいは上端面の内側と外側の一方又は両方に凸条を突出して上端面の幅を広くすることができる。回転円筒は、全体の厚さを同じとすることもできる。この回転円筒は、上端面の幅が回転円筒の厚さとなる。
【００２３】
スリット３は、図７の拡大正面図に示すように、上端の両側に対向して一対の吊り下げ片２０を一体構造に設けている。一対の吊り下げ片２０は、スリット３に案内されるネジ１のネジ頭１Ａを支持できるように、対向縁の間隔（ｄ）をネジ頭１Ａの外径（Ｄ）よりも小さく、雄ネジ部１Ｂの山径（ｔ）よりも大きくしている。さらに、一対の吊り下げ片２０は、その内面を、上端に向かってスリット幅を狭くするように傾斜させている。吊り下げ片２０を一体構造に設けている回転円筒２は、金属製の円筒からスリット３の部分を切除して製作される。図の吊り下げ片２０は、内面を所定の曲率半径で湾曲する湾曲面２１として、上端開口部に向かってスリット幅を次第に狭くしている。スリット上端にこの吊り下げ片２０を設けている回転円筒２は、ネジ１の首の部分のネジ山をシルエットから正確に検査しながら、吊り下げ片２０を強固にできる。ただし、本発明の検査装置は、吊り下げ片２０を、図８に示すように、上端に向かってスリット幅を直線的に狭くする傾斜面２２とすることもできる。
【００２４】
図４の回転円筒２は、スリット３の姿勢を半径方向としている。この回転円筒２は、図６に示すように、光源７の光を半径方向にスリット３に透過させて、スリット３に案内しているネジ１のシルエットをカメラ８で撮像する。スリットの姿勢は、必ずしも半径方向とする必要はなく、たとえば、半径方向に対して傾斜する姿勢で設けることもできる。ただし、傾斜するスリットは、このスリットと平行に光源から光を照射し、スリットを透過する光をカメラで撮像して、スリットのネジをシルエットで撮像する。
【００２５】
回転機構１０は、回転円筒２を、円筒の中心を回転軸として回転させる。図５に示す回転機構１０は、回転円筒２を固定する回転リング板１１と、この回転リング板１１を回転させる駆動機構１２とを備え、駆動機構１２で回転される回転リング板１１を介して回転円筒２を所定の速度で回転させている。回転リング板１１は、中央部に円形の貫通部１１Ａを有するリング状で、リング状の外周部の上面に回転円筒２を固定している。回転円筒は、回転リング板１１に、脱着自在に連結している。図に示す回転円筒２は、内周面の下端部に連結リング２３を固定しており、この連結リング２３を介して回転リング板１１の上面に、脱着自在に連結している。連結リング２３は、ネジ止めして回転円筒に固定し、あるいは溶着して回転円筒に固定し、あるいはまた、金属でもって、回転円筒と一体構造に製作される。図に示す回転円筒２は、止ネジ１５を介して連結リング２３を回転リング板１１に脱着自在に固定している。このように、回転円筒２を脱着自在に回転機構１０に連結する構造は、回転円筒２を、スリット３の間隔が異なるものに交換して、外径が異なる種々のネジを検査できる。
【００２６】
図の回転機構１０は、回転リング板１１の内側に設けた貫通部１１Ａに駆動機構１２を備えており、この駆動機構１２で回転リング板１１の内周を駆動して回転させている。駆動機構１２は、回転リング板１１を水平な姿勢で支持すると共に、回転リング板１１を所定の速度で回転させる。図に示す駆動機構１２は、回転リング板１１の内側に３組のローラー１３を備えている。３組のローラー１３は、いずれかひとつを駆動ローラー１３Ａとして回転リング板１１を駆動し、他のローラー１３を支持ローラー１３Ｂとして回転リング板１１を所定の姿勢に保持して回転リング板１１を回転させている。駆動ローラー１３Ａは、図５の断面図に示すように、回転リング板１１を上下で弾性的に挟着して、回転リング板１１を回転させる。回転リング板１１を駆動する駆動ローラー１３Ａは、図５に示すように、モーター１４に連結されて、モーター１４で回転される。
【００２７】
ただ、駆動機構は、必ずしも回転リング板の内側に駆動ローラーを配設する必要はなく、回転リング板の内側に配設するローラーをすべて支持ローラーとして、回転リング板を所定の姿勢に保持しながら、回転リング板の外側に設けた駆動ローラーで回転リング板を駆動して回転させることもできる。また、回転機構は、回転リング板を、貫通部のない円盤状として、中心に回転軸を設けて、この回転軸を中心として回転させることもできる。この回転機構は、たとえば、円盤状の回転リング板に回転軸を固定し、回転軸をモーターで駆動して回転リング板を回転させ、あるいは、回転軸を回転リング板に固定することなく、回転リング板の外周部を駆動ローラー等で駆動して回転させることができる。
【００２８】
さらに、回転機構は、図示しないが、回転リング板を設けることなく、駆動機構で直接に回転円筒を回転させることもできる。この回転機構は、回転円筒の内周部を内側に突出させると共に、その内側縁を円形とする円形リング状にして、この内周部を駆動ローラーで駆動して回転させることができる。この回転機構は、回転円筒を脱着するために、ローラーを、バネ等の弾性体（図示せず）で、回転円筒の内側に突出する内周部に向かって弾性的に移動できるように配設する。この構造は、ローラーを回転円筒の中心側に移動させて、回転円筒を交換する。
【００２９】
供給機構４は、回転円筒２のスリット３にネジ１を供給する供給ガイド４１を備える。図４、及び９ないし図１１の供給ガイド４１は、ネジ１を１列に並べて回転円筒２のスリット３に供給する構造としている。供給ガイド４１は、ネジ１を１列に並べて移送できるように、一対の側壁４２を備えており、これらの側壁４２の間隔を、ネジ１のネジ頭１Ａより狭く、雄ネジ部１Ｂよりも広くして直線状に配置している。さらに、この供給ガイド４１は、振動によって、ネジ１を並べて移送する構造としている。供給ガイド４１は、その先端を、回転円筒２の外周縁の近傍であって、回転円筒２の外周に接近して配設しているガイド４３の先端に接近して位置させている。直線状の供給ガイド４１は、送り出すネジ１をスムーズにスリット３に送り込みできるように、回転円筒２の接線方向に対して、たとえば、４５〜８０度傾けて配設している。
【００３０】
さらに、図に示す供給機構４は、ネジ１の供給部分に、空気ノズル４４を配設しており、この空気ノズル４４から吹き出される空気流でもって、ネジ１を回転円筒２のスリット３に移送するようにしている。空気ノズル４４は、ネジ１をスリット３に押し出すもので、ネジ１をスリット３に向けて移送する方向に空気を噴射する。空気ノズル４４は、供給ガイド４１の最先端に位置するネジ１に空気を吹き付けてこれを加速し、先端のネジ１を次に送られてくるネジ１から離して、最先端のネジ１を空気流でもって回転円筒２の外周縁に押圧する。回転円筒２が回転して供給ガイド４１の前方にスリット３が来ると、最先端のネジ１は、空気流で押圧されてスリット３に押し込まれる。
【００３１】
空気ノズル４４は、空気を吹き付けてネジ１を供給ガイド４１から回転円筒２のスリット３へ押し出す。空気ノズル４４は、図４に示すように、空気の吹き出しを制御する開閉弁４５を介して空気源２９であるコンプレッサに連結している。供給機構は、図示しないが、上下２本の空気ノズルを配設することもできる。この供給機構は、下の空気ノズルからネジの雄ネジ部に空気を吹き付け、上の空気ノズルからネジのネジ頭に空気を吹き付けて、上下の空気ノズルでもって、ネジのネジ頭と雄ネジ部とを押圧できる。この構造は、上下に配置される空気ノズルから噴射する空気圧を、ネジの形状、たとえば、雄ネジ部とネジ頭の重量比や形状に応じて調整して、種々の形状のネジを確実に回転円筒のスリットに移送できるを特徴がある。
【００３２】
ガイド４３は、供給機構４で回転円筒２のスリット３に案内されたネジ１をスリット３に位置させるように、回転円筒２の外周に接近して配設している。ガイド４３は、回転円筒２の外周縁と対向する対向面を、回転円筒２の外周に沿う円弧状としている。ガイド４３は、回転円筒２の外周との間に、ネジ１の外径よりも狭い移送隙間４６を形成している。図のガイド４３は、一方の端縁４３Ａを供給ガイド４１の排出側に接近して配設している。このガイド４３は、供給ガイド４１から移送されるネジ１を端縁４３Ａに沿って回転円筒２のスリット３に案内する。
【００３３】
さらに、ガイド４３は、回転円筒２との移送隙間４６を弾性的に拡開できる構造としている。図のガイド４３は、回転円筒２と同一面内で回動させて、移送隙間４６を拡開するようにしている。ガイド４３は、図９と図１１の矢印Ａで示すように、供給ガイド４１の排出側に位置する端部を、回転円筒２の外周から離れる方向に移動させて、回転円筒２との移送隙間４６を拡開する。ガイド４３は、拡開する端部と反対側の端部に回転軸４７を設けて、ガイド４３を水平面内で回動できるようにしている。さらに、図９のガイド４３は、弾性的に拡開できるように、すなわち、弾性的に元の位置に復帰できるように、弾性体４８を連結している。弾性体４８は、回動するガイド４３を回転円筒２に向かって付勢するように配設している。図に示す弾性体４８は引きバネで、ガイド４３に固定した連結片４９を弾性的に引っ張って、拡開した端部が回転円筒２の外周に向かって移動するようにガイド４３を回動させている。さらに、図のガイド４３は、回転円筒２との移送隙間４６を調整する隙間調節ネジ５０を備えている。
【００３４】
以上の構造のガイド４３は、供給ガイド４１から供給されるネジ１が移送隙間４６にブリッジとなって詰まると、移送隙間４６を拡開する方向に弾性的に回動する。ガイド４３が回動して移送隙間４６が拡開されると、この移送隙間４６に詰まったネジ１が回転円筒２の外周縁に沿って移動して、スリット３に案内される。ネジ１がスリット３に案内されると、ガイド４３は弾性的に元の位置に復帰する。以上のようにして、弾性的に拡開するガイド４３は、移送隙間４６に詰まったネジ１を速やかにスリット３に案内する。
【００３５】
さらに、図の供給機構４は、移送隙間４６にネジ１が詰まった状態で、供給機構４から次のネジ１が供給されて、２個のネジ１が移送隙間４６に詰まった状態となるのを防止するために、移送隙間４６にネジ１が詰まってガイド４３が拡開すると、供給機構４から次のネジ１が回転円筒２に供給されるのを阻止するシャッター５１を備えている。
【００３６】
シャッター５１は、供給機構４から移送隙間４６に供給されてスリット３に案内されないネジ１がガイド４３を拡開すると、拡開されたガイド４３に制御されてネジ１の移送を停止する。図のシャッター５１は、移送隙間４６を拡開するガイド４３に連動して移動し、供給機構４からのネジ１の移送を停止する。シャッター５１は、供給ガイド４１の排出側と回転円筒２の外周との間に配設している。このシャッター５１は、回転円筒２の接線方向に往復運動して、供給ガイド４１からのネジ１の移送を停止する。図に示すシャッター５１は、回転円筒２の接線方向に往復運動できるように、この接線に沿うスライド面を有するガイド台５２に、往復運動できるように連結している。シャッター５１は、先端部を供給ガイド４１の排出側に位置させており、シャッター５１が押し出される状態で供給ガイド４１の排出部を閉塞してネジ１が排出されるのを停止する。シャッター５１は、往復運動機構５３で往復運動される。図の往復運動機構５３は、シャッター５１の後端を押圧してシャッター５１を閉塞位置に移動させる駆動アーム５４と、シャッター５１を非閉塞位置に復帰させる弾性体５５とを備える。
【００３７】
さらに、図に示す検査装置は、移送隙間４６を拡開するガイド４３に連動して、シャッター５１を往復運動させるために、ガイド４３とシャッター５１をリンク機構５６で連結している。リンク機構５６は、スリット３に案内されないネジ１でガイド４３が拡開されると、拡開されたガイド４３に連動して、ネジ１の移送を停止するようにシャッター５１を移動させる。図に示すリンク機構５６は、ガイド４３に連結されて、ガイド４３と共に回動する固定アーム５７と、シャッター５１を駆動する駆動アーム５４に連結されて、駆動アーム５４と共に回動する連結アーム５８と、固定アーム５７と連結アーム５８に両端を連結しているコンロッド５９とを備える。
【００３８】
このリンク機構５６は、ガイド４３が移送隙間４６を拡開する方向、すなわち、図の矢印Ａで示す方向に回動すると、回転軸４７を介して固定アーム５７がガイド４３と一体的に図の矢印Ｃで示す方向に回動する。回動する固定アーム５７は、コンロッド５９を図の矢印Ｄで示す方向に移動させる。図の矢印Ｄで示す方向に移動するコンロッド５９は、連結アーム５８を矢印Ｅで示す方向に回動させる。回動する連結アーム５８は、回転軸６０を介して一体的に連結している駆動アーム５４を、図の矢印Ｆで示す方向に回動させる。回動する駆動アーム５４は、先端部でシャッター５１の後端部を押圧して、シャッター５１を図の矢印Ｂで示す方向に移動させる。矢印Ｂの方向に移動するシャッター５１は、供給ガイド４１の排出部を閉塞して、次のネジ１が回転円筒２に供給されるのを停止する。
【００３９】
以上の供給機構４は、移送隙間４６にネジ１が詰まってガイド４３が拡開されると、拡開するガイド４３に連動して、シャッター５１が供給ガイド４１を閉塞して、次のネジ１が供給されるのを停止する。したがって、複数のネジ１が移送隙間４６に詰まるのを確実に防止する。リンク機構５６は、移送隙間４６にネジ１が詰まる状態となってガイド４３が拡開されると、シャッター５１が速やかに供給ガイド４１の排出側を閉塞するように連動させる。すなわち、リンク機構５６は、ガイド４３が移送隙間４６をネジ１の雄ネジ部１Ｂの太さ以上に拡開すると、シャッター５１の移動量が供給ガイド４１の排出部を閉塞できる移動量となるように調整する。
【００４０】
さらに、リンク機構５６は、以下のようにしてガイド４３とシャッター５１を元の位置に復帰させて供給ガイド４１を開放する。移送隙間４６に詰まったネジ１が、回転する回転円筒２でスリット３に案内されると、ガイド４３は、図４と図６の矢印Ａと反対の方向に回動する。ガイド４３は、弾性体４８の弾性力で元の復帰位置まで回動する。元の位置まで回動するガイド４３は、回転軸４７を介して一体的に連結している固定アーム５７を、図４の矢印Ｃと反対の方向に回動させる。回動する固定アーム５７は、コンロッド５９を図の矢印Ｄと反対方向に移動させる。移動するコンロッド５９は、連結アーム５８を図の矢印Ｅと反対方向に回動させる。回動する連結アーム５８は、回転軸６０を介して一体的に連結している駆動アーム５４を、図の矢印Ｆと反対方向に回動させる。回動する駆動アーム５４は、先端部でシャッター５１の後端部を押圧しなくなるので、シャッター５１が弾性体５５で付勢されて、矢印Ｂと反対の方向に移動する。この方向に移動するシャッター５１は、供給ガイド４１の排出部を開放して、供給ガイド４１から回転円筒２のスリット３にネジ１を供給できる状態とする。
【００４１】
以上の供給機構４を備える検査装置は、移送隙間４６にネジ１が詰まっても、弾性的に拡開するガイド４３でもって、詰まったネジ１をスリット３に案内しながら、また、複数のネジ１が移送隙間４６に詰まるのを防止しながら、供給されるネジ１を回転円筒２のスリット３に確実に案内して移送できる。ただ、本発明の検査装置は、回転円筒のスリットにネジを供給する機構を以上の供給機構に特定しない。供給機構は、回転する回転円筒のスリットに連続してネジを供給できる他の全ての機構が採用できる。供給機構４で回転円筒２のスリット３に案内されるネジ１は、検査位置まで移送されて検査機構６で検査される。
【００４２】
さらに、図４に示す検査装置は、スリット３に供給されたネジ１を、スリット３に保持して移送する移送ガイド５を備える。図４の検査装置は、回転円筒２の内側の一部の領域であって、供給機構４でネジ１が供給される部分と、回転円筒２の外側の一部の領域であって、供給機構４で供給されたネジ１を検査機構６で検査するまでの領域に配置している。ただ、移送ガイドは、供給機構で供給されたネジを排出するまでの全ての領域であって、検査機構でネジを検査する部分以外の領域にわたって配設することもできる。回転円筒２の内側に配置される移送ガイド５は、回転円筒２の内周に沿って配設し、回転円筒２の外側に配置される移送ガイド５は、回転円筒２の外周に沿って配設している。これらの移送ガイド５は、回転円筒２のスリット３の開口縁を閉塞して、回転円筒２で移送されるネジ１がスリット３から落下するのを防止する。移送ガイド５は、回転円筒２の周縁に接触してもよいが、好ましくは、回転円筒２をよりスムーズに回転させるために、接近するが接触しない非接触状態とするのがよい。図の検査装置は、回転円筒２の上端面の幅をネジ頭１Ａの外径よりも小さくしているので、移送ガイド５の対向面を回転円筒２の周縁から離して配設している。この移送ガイド５は、回転円筒２の上面に配置されるネジ頭１Ａの側縁を、移送ガイド５の対向面に接近ないし接触させてスリット３の定位置に保持しながら移送する。ただ、回転円筒の上端面の幅をネジ頭の外径よりも大きくする検査装置は、スリットの上方にネジの移送方向に伸びる移送ガイドを設けることもできる。
【００４３】
検査機構６は、ネジ１に向かって光を照射する光源７と、光源７から照射された光を受光してネジ１の輪郭を示すシルエットの映像信号に変換するカメラ８と、このカメラ８から出力される映像信号を演算して、ネジ１を画像処理して検査する演算検査器９とを備えている。この検査機構６は、図４と図６に示すように、ネジ１に側方から光を照射して全体のシルエットを検出してネジの状態を検査する。この検査機構６は、ネジ１の全体の形状や全長、メッキの状態、さらには、雄ネジ部１Ｂのネジ山の状態等を検査する。
【００４４】
図４の検査機構６は、光源７を回転円筒２の内側に配設している。この光源７は、回転円筒２の内側から外周に向かって光を照射し、スリット３のネジ１に向かって光を照射するように配置している。カメラ８は、回転円筒２の外側に配設されて、光源７からネジ１に向かって照射される光を受光して、ネジ１をシルエットの映像として撮像して映像信号を出力する。カメラから出力される映像信号を演算検査器９で演算処理してネジを検査する。図の検査機構６は、回転円筒２の内側に光源７を、回転円筒２の外側にカメラ８を配設しているが、検査機構は、回転円筒の内側にカメラを配設して、回転円筒の外側に光源を配設することもできる。この検査機構は、光源が回転円筒の外側から内側に向けて光を照射して、スリットのネジに向かって光を照射するように配置する。
【００４５】
図に示す光源７は面光源である。面光源は、表面から均一な光を正面に照射する。面光源である光源７は、検査領域を通過するネジ１に光を照射する。検査機構の光源は、図示しないが、ネジのネジ頭に光を照射する上部光源と、ネジの雄ネジ部に光を照射する下部光源とを備えることができる。この光源は、上部光源を、下部光源よりもネジから離してネジに光を照射させる。このように、上部光源と下部光源とに分割して、上部光源でネジ頭に光を照射し、下部光源でネジの雄ネジ部に光を照射する光源は、ネジの検査精度を高くできる。それは、外径が異なるネジ頭と雄ネジ部の両方を、シルエットの外周縁ににじみができないように、カメラが鮮明な輪郭の画像として撮像できるからである。シルエットでネジの輪郭を撮像する場合、光源からネジまでの距離が近すぎると、シルエットの外周縁ににじみが発生する。この弊害を避けるために、光源をネジから離すと、ネジのシルエットと光源とのコントラストが低下する。上部光源が、下部光源よりもネジから離れてネジに光を照射する構造は、ネジ頭と雄ネジ部の両方のシルエットを鮮明な画像として撮像できる。外径の大きいネジ頭は、光源を接近させるとにじみができる。外径の小さい雄ネジ部は、光源を離すとコントラストが低下する。にじみとコントラストは、ネジと光源との間の距離で変化する。外径の大きいネジ頭は、光源を接近させるとにじみが発生しやすくなる。ネジ頭に最適なように光源をネジから離すと、雄ネジ部のコントラストが低下する。上部光源と下部光源とに分割している光源は、上部光源をにじみができないようにネジ頭から離し、ネジの雄ネジ部はコントラストを高くするために接近して、ネジの全体を鮮明なシルエットとしてカメラで撮像できる。ただ、光源は、必ずしも上部光源と下部光源とに分割する必要はない。光源は、同一平面状の面光源として、ネジ頭と雄ネジ部の両方に光を照射することができる。
【００４６】
面光源は、白色光をネジ１に照射し、あるいは赤、青、緑等の光をネジ１に照射する。光源７は、発光ダイオード、冷陰極管、電球が使用できるが、面光源は、これ等の表面に均一に分散してネジ１を照射する。面光源は、液晶のバックライト等に使用される構造とすることができる。面光源は、ネジ１の全体に均一に光を照射できるので、ネジ１の検査精度を高くできる。ただ、本発明の検査装置は、光源を必ずしも面光源とする必要はなく、点光源も使用できる。
【００４７】
カメラ８は、検査領域を通過するネジ１の輪郭をシルエットの映像として受光して、ネジ１のシルエットの映像信号を演算検査器９に出力する。カメラ８は、たとえば、図１２に示すように、１本のネジ１の全体を撮像して、その映像信号を演算検査器９に出力する。演算検査器９は、入力される映像信号を演算して、このネジ１の検査をする。このように、１本のネジ１を撮像して、演算検査器９で演算処理する検査装置は、検査するネジ１のシルエットを鮮明な画像として撮像しながら、正確に検査できる特徴がある。ただ、検査装置は、カメラで複数のネジを一緒に撮像して、その映像信号を演算検査器に出力して、複数のネジを同時に検査することもできる。この検査装置は、１本のネジを検査する時間を短縮して、短時間に多量のネジを検査できる。
【００４８】
カメラ８は、回転円筒２のスリット３の位置を検出する位置センサー１９から出力されるタイミング信号に同期してネジ１を撮像する。この構造は、回転円筒２の回転位置に同期して、カメラ８がネジ１を撮像するので、カメラ８は常に一定の位置でネジ１を撮像できる。位置センサー１９は、たとえば、スリット３を光で検出してタイミング信号を出力する。また、位置センサーは、回転円筒に設けている凹凸を検出して、あるいは、回転円筒に設けている位置を示す磁気信号を検出して、タイミング信号を出力することもできる。
【００４９】
光源７は、位置センサー１９から出力されるタイミング信号に同期して点滅させ、あるいは連続して点灯される。位置センサー１９のタイミング信号に同期して点滅する光源７は、カメラ８がネジ１を撮像するタイミングに点灯し、カメラ８がネジ１を撮像しないときに消灯される。カメラ８がネジ１を撮像するタイミングに同期して、光源７を点灯する装置は、光源７の点灯時間を短くして、移動しているネジ１をくっきりと撮像できる。
【００５０】
演算検査器９は、カメラ８から入力される映像信号から、ネジ１の全長、雄ネジ部１Ｂの長さ、ネジ頭１Ａの高さ、ネジ頭１Ａの外径、雄ネジ部１Ｂの山径と谷径、ネジ１のリード角、雄ネジ部１Ｂの先端尖り形状、ネジ１のメッキの状態等を演算する。演算された結果から、検査するネジが規格のネジであると正常ネジとし、規格外のネジであると規格外ネジと判別する。
【００５１】
さらに、図４に示す検査装置は、ネジ１に上方から光を照射して、ネジ頭１Ａの映像を検出して検査する第２の検査機構１６も備えている。この第２の検査機構１６は、ネジ頭１Ａの形状やメッキの状態、ネジ頭１Ａに設けた溝の状態等を検査する。この第２の検査機構１６は、図１３に示すように、回転円筒２の上側に、光源１７とカメラ１８を備えている。光源１７は面光源で、上方からネジ頭１Ａに向かって光を照射する。カメラ１８は、光源１７から照射された光の反射光を受光してネジ頭１Ａの映像を撮影し、ネジ頭１Ａの映像信号を出力する。カメラ１８から出力される映像信号を演算検査器９で演算して、ネジ頭１Ａを画像処理して検査する。演算された結果から、ネジ頭１Ａの形状や状態を検査し、検査するネジが規格のネジであると正常ネジとし、規格外のネジであると規格外ネジと判別する。ただ、検査装置は、必ずしも第２の検査機構を備える必要はない。
【００５２】
検査機構６で規格外と判定され、あるいは第２の検査機構１６で規格外と判定された規格外ネジは、図４に示すように、除去手段３０で正常ネジから分別されて排除される。また、検査機構６と第２の検査機構１６で規格のネジであると判定された正常ネジは、除去手段３０で排除されることなく、除去位置から排出位置まで移送されて、排出手段３５で排出される。
【００５３】
除去手段３０は、演算検査器９で検出された規格外ネジが除去位置にきたときにこれを除去するもので、除去センサー３１と、除去ノズル３２と、この除去ノズル３２から噴射される空気流を制御する除去ノズル３２の制御部材である開閉弁３３とを備える。ネジ１を回転円筒２で並べて移送する場合、規格外ネジを検出位置で直ちに除去するよりは、一旦これを所定の距離だけ移送して除去するのが便利である。これを実現するには、ネジの良否を検出する検査位置と規格外ネジを除去する除去位置との間に何個のネジが存在するかを検出し、除去位置を何個目に通過するネジを除去するかを決定すればよい。
【００５４】
除去センサー３１は、規格外ネジが定位置にきたことを検出する。除去センサー３１は、除去が必要な規格外ネジが除去ノズル３２の前を通過すると、このことを演算検査器９に出力する。演算検査器９は、除去ノズル３２と空気源２９との間に接続された開閉弁３３を御制している。演算検査器９は、規格外ネジに向かって空気を噴射するように開閉弁３３を開いて、規格外ネジを空気流で回転円筒２から除去する。
【００５５】
除去センサー３１は、図１４に示すように、光源３１Ａが発光した光ビームを受ける受光体３１Ｂを備え、光源３１Ａの光がネジ頭１Ａで遮光されることによってネジ１が定位置に来たことを検出する。したがって、光源３１Ａは、回転円筒２の半径方向に向けて、しかもネジ頭１Ａに向けて光ビームを照射し、受光体３１Ｂは、光源３１Ａから出る光ビームの前方で光源３１Ａとの間にネジ頭１Ａを挟む位置に配設される。この構造の除去センサー３１は、光源３１Ａと受光体３１Ｂとの間にネジ頭１Ａがきて、光源３１Ａからの入射光が減少したことを受光体３１Ｂで検出して、ネジ１が定位置に来たことを検出する。受光体３５の出力信号は演算検査器９に送られる。
【００５６】
除去位置を通過するネジ１が規格外ネジの場合、開閉弁３３が開かれて除去ノズル３２から空気が噴射される。除去ノズル３２から空気が噴射されると、図１４と図１５に示すように、規格外ネジは直ちに回転円筒２のスリット３から吹き飛ばされ、除去ガイド３４に送り込まれて回収される。ここで、一般的には、図１４に示すように、除去センサー３１と除去ノズル３２とは多少離されて配設される。よって、除去ノズル３２の空気噴射を制御する開閉弁３３は、ネジ１が除去センサー３１から除去ノズル３２の前方まで移動する時間だけ遅れて開かれ、かつ、１個のネジ１を吹き飛ばす時間だけパルス状に空気を吹き出した後、閉弁される。
【００５７】
除去位置を通過するネジ１が良品の正常ネジの場合、開閉弁３３は開かず、すなわち除去ノズル３２から空気を噴射して吹き飛ばすことなく、次工程に送られる。除去ノズル３２から空気が吹き出されない場合、正常ネジは、除去ノズル３２の前方を通り過ぎた後、回転円筒２のスリット３で排出位置までに移送され、排出手段３５によって良品ガイド３８に送り込まれて回収される。
【００５８】
排出手段３５は、演算検査器９で規格のネジであると判定された正常ネジが排出位置にきたときにこれを排出するもので、排出ノズル３６と、この除去ノズル３６から噴射される空気流を制御する排出ノズル３６の制御部材である開閉弁３７とを備える。排出手段３５は、正常ネジが定位置まで移送されると、演算検査器９が、排出ノズル３６と空気源２９との間に接続された開閉弁３７を開いて、規格外ネジに向かって空気を噴射して、正常ネジを空気流で回転円筒２から排出する。この排出手段３５は、除去センサー３１がネジ１の通過を検出してから所定の時間経過後、すなわち、正常ネジが除去センサー３１から排出ノズル３６の前方まで移動する時間だけ遅れて開閉弁３７を開いて、排出ノズル３６から正常ネジに空気を噴射することができる。排出ノズル３６を制御する開閉弁３７は、１個のネジ１を吹き飛ばす時間だけパルス状に空気を吹き出した後、閉弁することができる。ただ、排出手段は、連続して空気を噴射することもできる。除去位置を通過して排出位置まで移送されるネジは、全てが正常ネジであり、これらの正常ネジを全て排出位置において回転円筒のスリットから排出するからである。この排出手段は、開閉弁を常に開いた状態として、排出ノズルから空気を連続して噴射する。
【００５９】
さらに、排出手段は、必ずしも正常ネジを空気流で吹き飛ばして排出する構造とする必要はなく、回転円筒で移送されるネジの通路に取出アームを配設することもできる。この取出アームは、ネジの移送方向に向かって傾斜する姿勢でネジの通路に配設される。この排出手段は、排出位置に移送される正常ネジを取出アームに沿って移動させて、回転円筒から落下させて排出する。
【００６０】
以上の除去手段３０と排出手段３５は、除去センサー３１でネジ１の通過を検出しており、このネジ１の通過から所定の時間経過後に、除去ノズル３２の開閉弁３３を制御して規格外ネジを除去し、あるいは、排出ノズル３６の開閉弁３７を制御して正常ネジを排出している。ただ、検査装置は、必ずしも除去センサーを必要とはしない。除去センサーのない検査装置は、例えば、位置センサーでもって、回転する回転円筒のスリットの通過を検出し、通過するスリットの数から移送されるネジの位置を検出することができる。この検査装置は、検査位置から除去位置までを所定の数のスリットが通過したことを位置センサーで検出して、除去が必要な規格外ネジが除去ノズルの前を通過することを検出し、また、検査位置から排出位置までを所定の数のスリットが通過したことを位置センサーで検出して、正常ネジが排出ノズルの前を通過することを検出することができる。
【００６１】
以上のように、本発明の検査装置は、回転円筒２の回転を停止することなく、連続回転する回転円筒２でネジ１を移送して時間当りの処理能力を高くしながら、移送されるネジ１を検査機構６で正確に検査できる。とくに、回転円筒のネジの吊り下げ部を十分な強度として、変形などの弊害を確実に防止しながら、ネジの首部のネジ山まで正確に検査できる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本出願人が先に開発したネジの検査装置の平面図である。
【図２】図１に示す回転円筒のスリット部分における端面図である。
【図３】回転円筒の他の一例を示す断面図である。
【図４】本発明の一実施例にかかるネジの検査装置の平面図である。
【図５】図４に示すネジの検査装置のＡ−Ａ線断面図である。
【図６】図４に示す検査装置の検査機構がネジを検査する状態を示す概略断面図である。
【図７】回転円筒のスリットの正面図である。
【図８】回転円筒のスリットの他の一例を示す正面図である。
【図９】図４に示す検査装置の供給機構を示す斜視図である。
【図１０】図４に示す検査装置の供給機構の拡大平面図である。
【図１１】図１０に示す供給機構のガイドとシャッターが連動して動作する状態を示す平面図である。
【図１２】図４に示す検査装置の検査機構が撮像したネジの画像の一例を示す図である。
【図１３】図４に示す検査装置の第２の検査機構がネジを検査する状態を示す概略断面図である。
【図１４】図４に示す検査装置の除去手段を示す拡大平面図である。
【図１５】図１４に示す除去手段の垂直断面図である。
【符号の説明】
【００６３】
１…ネジ １Ａ…ネジ頭
１Ｂ…雄ネジ部
２…回転円筒
３…スリット
４…供給機構
５…移送ガイド
６…検査機構
７…光源
８…カメラ
９…演算検査器
１０…回転機構
１１…回転リング板 １１Ａ…貫通部
１２…駆動機構
１３…ローラー １３Ａ…駆動ローラー
１３Ｂ…支持ローラー
１４…モーター
１５…止ネジ
１６…第２の検査機構
１７…光源
１８…カメラ
１９…位置センサー
２０…吊り下げ片
２１…湾曲面
２２…傾斜面
２３…連結リング
２９…空気源
３０…除去手段
３１…除去センサー ３１Ａ…光源
３１Ｂ…受光体
３２…除去ノズル
３３…開閉弁
３４…除去ガイド
３５…排出手段
３６…排出ノズル
３７…開閉弁
３８…良品ガイド
４１…供給ガイド
４２…側壁
４３…ガイド ４３Ａ…側縁
４４…空気ノズル
４５…開閉弁
４６…移送隙間
４７…回転軸
４８…弾性体
４９…連結片
５０…隙間調節ネジ
５１…シャッター
５２…ガイド台
５３…往復運動機構
５４…駆動アーム
５５…弾性体
５６…リンク機構
５７…固定アーム
５８…連結アーム
５９…コンロッド
６０…回転軸
９１…ネジ ９１Ａ…ネジ頭
９１Ｂ…雄ネジ部
９２…回転円筒
９３…スリット
９４…供給機構
９５…調整プレート ９５Ａ…吊り下げ片
９６…検査機構
９７…光源
９８…カメラ
９９…演算検査器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
全体の形状が円筒状に形成されると共に、ネジ(1)の雄ネジ部(1B)を案内してネジ頭(1A)を上面に引っかけて移送するスリット(3)を所定の間隔で上下に伸びるように設けている回転円筒(2)と、この回転円筒(2)を円筒の中心を回転軸として回転させる回転機構(10)と、回転円筒(2)のスリット(3)にネジ(1)を供給する供給機構(4)と、回転円筒(2)で移送されるネジ(1)を検査する検査機構(6)とを備えており、
検査機構(6)は、ネジ(1)に向かって光を照射する光源(7)と、光源(7)から照射された光を受光してネジ(1)の輪郭を示すシルエットの映像信号に変換するカメラ(8)と、このカメラ(8)から出力される映像信号を演算して、ネジ(1)を画像処理して検査する演算検査器(9)とを備えており、
前記光源(7)は回転円筒(2)の内側から外側に向かって光を照射するように回転円筒(2)の内側に配設され、カメラ(8)はスリット(3)を透過する光を受光するように回転円筒(2)の外側に配設され、
光源(7)の光がネジ(1)を保持するスリット(3)を透過してカメラ(8)で受光され、カメラ(8)がネジ(1)をシルエットの映像として撮像して映像信号を出力し、カメラ(8)から出力される映像信号を演算検査器(9)で演算処理してネジ(1)を検査するようにしてなるネジの検査装置であって、
前記回転円筒(2)が、スリット上端の両側に対向して一対の吊り下げ片(20)を一体構造に設けており、さらに一対の吊り下げ片(20)は、その内面を、上端に向かってスリット幅を狭くするように傾斜または湾曲してなることを特徴とするネジの検査装置。
【請求項２】
前記回転円筒(2)に設けているスリット上部の内面が所定の曲率半径で湾曲する湾曲面(21)である請求項１に記載されるネジの検査装置。
【請求項３】
前記回転円筒(2)が脱着自在に回転機構(10)に連結されてなる請求項１に記載されるネジの検査装置。
【請求項４】
前記回転円筒(2)が、金属製の円筒からスリット部を切除してなる金属円筒である請求項１に記載されるネジの検査装置。
【請求項５】
前記回転円筒(2)の上端面の幅（Ｈ）が、検査するネジ(1)のネジ頭(1A)の外径（Ｄ）よりも狭い請求項１に記載されるネジの検査装置。
【請求項１】
全体の形状が円筒状に形成されると共に、ネジ(1)の雄ネジ部(1B)を案内してネジ頭(1A)を上面に引っかけて移送するスリット(3)を所定の間隔で上下に伸びるように設けている回転円筒(2)と、この回転円筒(2)を円筒の中心を回転軸として回転させる回転機構(10)と、回転円筒(2)のスリット(3)にネジ(1)を供給する供給機構(4)と、回転円筒(2)で移送されるネジ(1)を検査する検査機構(6)とを備えており、
検査機構(6)は、ネジ(1)に向かって光を照射する光源(7)と、光源(7)から照射された光を受光してネジ(1)の輪郭を示すシルエットの映像信号に変換するカメラ(8)と、このカメラ(8)から出力される映像信号を演算して、ネジ(1)を画像処理して検査する演算検査器(9)とを備えており、
前記光源(7)は回転円筒(2)の内側から外側に向かって光を照射するように回転円筒(2)の内側に配設され、カメラ(8)はスリット(3)を透過する光を受光するように回転円筒(2)の外側に配設され、
光源(7)の光がネジ(1)を保持するスリット(3)を透過してカメラ(8)で受光され、カメラ(8)がネジ(1)をシルエットの映像として撮像して映像信号を出力し、カメラ(8)から出力される映像信号を演算検査器(9)で演算処理してネジ(1)を検査するようにしてなるネジの検査装置であって、
前記回転円筒(2)が、スリット上端の両側に対向して一対の吊り下げ片(20)を一体構造に設けており、さらに一対の吊り下げ片(20)は、その内面を、上端に向かってスリット幅を狭くするように傾斜または湾曲してなることを特徴とするネジの検査装置。
【請求項２】
前記回転円筒(2)に設けているスリット上部の内面が所定の曲率半径で湾曲する湾曲面(21)である請求項１に記載されるネジの検査装置。
【請求項３】
前記回転円筒(2)が脱着自在に回転機構(10)に連結されてなる請求項１に記載されるネジの検査装置。
【請求項４】
前記回転円筒(2)が、金属製の円筒からスリット部を切除してなる金属円筒である請求項１に記載されるネジの検査装置。
【請求項５】
前記回転円筒(2)の上端面の幅（Ｈ）が、検査するネジ(1)のネジ頭(1A)の外径（Ｄ）よりも狭い請求項１に記載されるネジの検査装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２００９−２７６０９３（Ｐ２００９−２７６０９３Ａ）
【公開日】平成２１年１１月２６日（２００９．１１．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１２５１７４（Ｐ２００８−１２５１７４）
【出願日】平成２０年５月１２日（２００８．５．１２）
【出願人】（５０８１４１３３５）高越鋼業株式会社 (1)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１１月２６日（２００９．１１．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年５月１２日（２００８．５．１２）
【出願人】（５０８１４１３３５）高越鋼業株式会社 (1)
【Ｆターム（参考）】
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