JP3136216B2 - 不等ピッチスプリングの配向検知装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は不等ピッチスプリングの
配向検知装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】不等ピッチスプリング（以下、スプリン
グという）とは、コイルの中心線方向におけるコイル巻
線ピッチが均等でないものをいい、とくに図８に示すよ
うに、スプリング１の両端部におけるピッチが一端部で
大きく（巻線２の中心間ピッチがｎ）、他端部で小さい
（巻線２の中心間ピッチがｍ）ものをいう。このような
スプリング１は、例えば自動車エンジンのバルブ開閉機
構にサージング対策等のために採用され、コイルピッチ
が密の一端部１ａをヘッド側に、疎の一端部１ｂをカム
側にして装着される。

【０００３】自動車のエンジン組立てラインでは、前記
スプリング１が所定の配向でパーツフィーダーにて連続
的にスプリング取付け装置に供給される。このパーツフ
ィーダー内には、図５に示すように、スプリング１の配
向を検知する装置４と、配向が逆のものを反転する装置
１０と、最終的にスプリング１の配向を検査する装置１
１が組み込まれている。パーツフィーダー９による処理
の流れは図６に示される。

【０００４】以下に、スプリング配向検知装置４の構造
とパーツフィーダー９における処理の内容について、説
明する。スプリングの配向検知装置としては光学的手段
を利用したものが一般的であり、例えば図４に示すもの
が知られている。この装置４は、照明部５（図５では図
示省略）、撮像部７および演算判定部８により構成され
る。

【０００５】装置４は、不等ピッチスプリング１の少な
くとも一端部に、コイル中心線方向Ｙと平行なスリット
光６を照明部５より照射し、そのスリット光６を照射さ
れた不等ピッチスプリング１の一端部の直線上に並ぶ被
照明部分３からの反射光６’を撮像部７により撮像す
る。そして、前記撮像部７で得られた画像から、不等ピ
ッチスプリング１の一端における隣接する被照明部分３
のピッチを、演算判定部８により演算する。その演算値
をしきい値と比較することで、その一端部のピッチの疎
密を判断し、不等ピッチスプリング１の配向を判定する
ものである。そして、スプリングの配向が狙いと逆とな
っていると判定したときは、スプリング反転装置１０に
よりスプリング１を反転させる。また、スプリング１の
配向が狙いの向きとなっていると判定したときは、スプ
リング１を反転させることなくスプリング反転装置１０
を通過させる。これらの方向づけがされたスプリング
は、前記のスプリング配向検知装置４と同様の機能を有
する検査装置１１により再度検査され、問題がなけれ
ば、図示されないスプリング取付け装置に供給され、問
題がある場合には、セット方向不良あるいは不良品とし
て、スプリング取付け装置に供給せずに、排出され、ス
プリングの組付け方向の間違いや不良品の組付けが防止
される。

【０００６】ところで、スプリングの巻線の両端では、
通常、図３に示すように、巻終わりのためピッチが減少
している箇所があるので、上記スプリング配向検知装置
では、そのような影響が少ない２番目以降の巻線ピッチ
を抽出することとして判定の正確を期している。図９
は、図３のスプリング１の線間巻数と巻線ピッチの関係
を表したものであるが、例えば、２番目の巻線ピッチと
してとり得る値は、ピッチが密の側ではＰａｍｉｎ〜Ｐ
ａｍａｘ（線間巻数が２〜３）であり、ピッチが疎の側
ではＰｂｍａｘ〜Ｐｂｍｉｎ（線間巻数が７〜８）であ
る。前記しきい値は、ピッチ疎の側の最小ピッチＰｂｍ
ｉｎを採用し、抽出されたピッチがＰｂｍｉｎより小さ
い場合には、密であると判断し、抽出されたピッチがＰ
ｂｍｉｎより大きい場合には、疎であると判断するもの
である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のスプリ
ングの配向を検知する装置には、次のような問題が生じ
ていた。スプリングは任意の周方向位相でスプリング配
向検知装置にセットされるため、スリット光６が照射さ
れる位相（母線）によっては、密の側でも、Ｐ３で示さ
れるような線ピッチを抽出する場合があり、Ｐ３はしき
い値Ｐｂｍｉｎより大きいため、疎であると判断され
る。このため、スプリングの配向には何ら問題がないの
に、スプリングが反転装置により不必要に反転された
り、検査装置で配向不良として排出されるなど、実質的
にパーツフィーダーの稼働率を低下させるという問題が
あった。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、スプリングの
中心線方向の両端部におけるコイル巻線のピッチが相違
する不等ピッチスプリングの配向を検知する装置であっ
て、前記不等ピッチスプリングの両端部のピッチを、前
記不等ピッチスプリングの外周面上の周方向に異なる２
か所以上で測定し、各測定値をピッチ疎の側の最小ピッ
チに設定したしきい値またはピッチ密の側の最大ピッチ
に設定したしきい値と比較することを特徴とする不等ピ
ッチスプリングの配向検知装置により、上記課題を解決
する。

【０００９】

【作用】既述のように、スプリングの端部のピッチがス
プリングの周方向の抽出位置によっては、密であるにも
かかわらず、疎と判断される場合があるが、かかる場
合、そのピッチ抽出位置とスプリング外周上で周方向位
相をずらした位置でピッチを抽出すれば、ピッチの疎密
に明確な差があり、判断が正確になることが多い。本発
明に係る装置は、不等ピッチスプリングの両端部それぞ
れで、不等ピッチスプリングの外周面方向の異なる２か
所以上の巻線ピッチを抽出し、得られた全ての巻線ピッ
チの値と、ピッチ疎の側の最小ピッチに設定したしきい
値またはピッチ密の側の最大ピッチに設定したしきい値
を比較するため、必ずピッチの疎密に明確な差がある部
位が判定の対象に含まれ、スプリングのセット時の位相
に影響されず、正確にスプリング配向の検知がなされ
る。

【００１０】

【実施例】以下、本発明実施例を図１〜３を参照して説
明する。図１は、不等ピッチスプリングの配向検知装置
を示す。この不等ピッチスプリング配向検知装置４は、
照明部５、１３と、撮像部７、１５と、撮像部１６、１
７（撮像部７、１５の向う側に位置する。図２参照）
と、演算判定部８により構成される。

【００１１】照明部５、１３は、所定位置に横置きされ
たスプリング１に対し互いに反対方向からスプリング１
の全長に亘ってスプリング１の中心線と平行なスリット
光６、１４を照射する。照射位置は、スプリング１の位
置が図１（Ａ）のＸ方向およびＺ方向にずれても確実に
反射光が得られる範囲Ｌ１およびをＬ２を実験的に求
め、Ｌ１、Ｌ２のほぼ中央が照射されるように設定す
る。また、Ｙ方向のずれについてはスリット光６、１４
の幅Ｓ１、Ｓ２を広くとることで対応している。スリッ
ト光６、１４によって、被照明部分３、１２がスプリン
グ１の外周面に形成される。これらの被照明部分３、１
２はそれぞれスプリング１の巻線２ピッチに応じた間隔
で一直線上（各母線上）に並んだ点状光源となる。

【００１２】撮像部７、１５、１６、１７は，それぞれ
フィルタ７ａ、１５ａ、１６ａ、１７ａ、レンズ７ｂ、
１５ｂ、１６ｂ、１７ｂおよびカメラ７ｃ、１５ｃ、１
６ｃ１７ｃを備える。撮像部７、１６は、スリット光６
のスプリング１による反射光６’が撮像できる位置にス
プリングの中心線方向に並んで配置される。撮像部１
５、１７は、同様に反射光１４’が撮像できる位置にス
プリング１の中心線方向に並んで配置される。反射光
６’、１４’のうちスプリング１の一端部１ａ付近のも
のを、それぞれ撮像部７、１５で撮像し、また、スプリ
ング１からのレーザー反射光６’、１４’のうちスプリ
ング１の一端部１ｂ付近のものを、それぞれ撮像部１
６、１７で撮像する。

【００１３】例えば、カメラ７ｃは反射光６’からスプ
リング１の被照明部分３のうち、１ａ付近を撮像して、
その画像１８の画像信号を演算判定部８に出力する。カ
メラ１５、１６、１７も同様にして、画像信号を演算判
定部８に出力する。撮像部７に設けたフィルタ７ａは、
反射光６’以外のスプリング１からの外乱光をカットす
る。したがって、撮像部７で得られた画像は、スプリン
グ１の被照明部分３のうち、図３（Ｂ）に示すように１
ａ付近の点状の画像１８となり、後の画像処理を容易に
し、画像処理の正確性が増す。ただし、撮像部７に、反
対側に設けられた照明部１３からのスリット光１４が直
接入射する場合は、その影響で、撮像部７は本来撮像す
べきスプリング１の被照明部分３を捉えられないので、
図１（Ａ）のごとく、撮像部７にスリット光１４が直接
入射しない位置に照明部１３を配置する必要がある。こ
のような位置関係は、撮像部７、１５、１６、１７と照
明部５、１３のすべての組合わせで必要である。

【００１４】演算判定部８は、撮像部７からの画像信号
を例えば図７に示すフローチャートの如く演算処理し
て、スプリング１の配向を判定する。詳細には以下のよ
うにして、処理される。演算判定部８は撮像部７から画
像入力が行われると、まず、一直線上に並ぶ複数の点状
画像１８のラベリング（番号付け）を行う。次に、ラベ
リングされた各画像１８の重心座標の計算を行う。つま
り、点状画像の１８の形状、面積は不安定であるので、
各画像１８の中心点の座標を、重心法で計算し、図３
（Ｃ）に示すような重心座標１９を算出する。この重心
座標１９は、スプリング１における巻線２の各照明部分
の中心点に相当する。

【００１５】演算判定部８はその後、隣接する重心座標
１９の距離を演算して、スプリング１の巻線ピッチの計
算を行い、スプリング１の一端部１ａの２番目の巻線ピ
ッチＰ１を算出する。スプリング１の一端部１ａから、
２番目の巻線ピッチＰ１を抽出するのは、スプリングの
最端部では、巻終わりのため疎密の別にかかわらずピッ
チが減少しているためである。撮像部１５、１６、１７
からの画像入力に対しても、演算判定部８は同様の処理
を行い、各画像入力に対応して、図２（Ａ）に示される
スプリング１の端部から２番目の巻線ピッチＰ２、Ｐ
３、Ｐ４を算出する。図２（Ａ）からわかるように、Ｐ
１、Ｐ３はスプリングの密側のピッチであり、Ｐ２、Ｐ
４はスプリングの疎側のピッチである。

【００１６】さらに、演算判定部８は各巻線ピッチＰ
１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４と、スプリング１の品種に応じて
設定されたしきい値とを比較して、しきい値より小さい
巻線ピッチを密であると判断する。ここで、しきい値
は、スプリング１のピッチが疎である一端部１ｂの２番
目の巻線ピッチの最小値Ｐｂｍｉｎを採用する。そうす
ると、Ｐ２、Ｐ４は、必ずしきい値より大きいか、同じ
となり、実際は巻線ピッチが疎であるにも拘らず、密で
あると判断されることはない。一方、スプリング１のピ
ッチが密である一端部１ａで、スプリング１の外周面方
向のピッチ抽出位置によって、例えば撮像される２番目
の巻線ピッチがＰ３である場合には、しきい値より大き
い値となり、密であることが検出できないのであるが、
本実施例のようにスプリング１の外周面上のほぼ反対側
の別の１箇所で、別の２番目の巻線ピッチＰ１を抽出す
れば、Ｐ１はしきい値Ｐｂｍｉｎよりも小さい値である
ため、必ず密であると判断される。

【００１７】したがって、スプリング１が良品である限
り、その両端部の疎密が確実に判定されることになり、
また、スプリング１が不良品であれば、その両端部とも
に疎または密として確実に不良品であると判定される。
なお、しきい値は、ピッチが密である側の最大値Ｐａｍ
ａｘを採用してもよい。以上のようにして、スプリング
ピッチの疎密が判断される結果、スプリングの配向ある
いはスプリング自体の良否の判断が正確かつ確実に可能
となる。

【００１８】なお、本実施例では、特に説明をしていな
いが、スプリングがパーツフィーダー内で反転装置を通
過後に、スプリング配向を検査する装置に同様の装置を
用いてもよい。ただし、この場合には一度配向について
判定された後であるので、必ずしもスプリングの両端部
で検査する必要はなく、図２で示される２０、２１のよ
うに一端部にのみ設けてもよい。本実施例では、一直線
上に並んだ二組の点状光源（被照射部）列を計４台のカ
メラを用いて撮像したが、同一直線上の点状光源列は１
台のカメラで両端部を撮像してもよい。また、スリット
光の照射による点状光源列ではなく、予めスプリングの
両端部の巻線外面にペンキを点状に塗布しておき、画像
からペンキ塗布部分を抽出することによって、ピッチ
を、検出してもよい。その他、本発明の要旨を逸脱しな
い範囲で種々の応用が可能である。

【００１９】

【発明の効果】本発明の不等ピッチスプリング配向検知
装置は、不等ピッチスプリングの両端部において、それ
ぞれでスプリング外周方向に異なる２箇所以上の位置の
巻線ピッチを算出し、各測定値をピッチ疎の側の最小ピ
ッチに設定したしきい値またはピッチ密の側の最大ピッ
チに設定したしきい値と比較するので、外周上の１箇所
で巻線ピッチを算出する場合のようにスプリングの外周
方向のセット位相によって誤判定をするようなことがな
く、正確かつ確実にスプリングの配向検知およびスプリ
ング自体の良否の判定をすることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）は本発明の不等ピッチスプリングの配向
検知装置の一実施例を示す平面図、（Ｂ）は正面図。

【図２】図１の装置を含むパーツフィーダーを示す概略
図。

【図３】図１の装置によるスプリングの配向判定のため
の画像処理を説明するための図で、（Ａ）はスプリング
の側面図、（Ｂ）はスプリングの照明された部分の画像
図、（Ｃ）は重心法による画像処理後の画像図。

【図４】（Ａ）は、従来の不等ピッチスプリングの配向
検知装置を示す平面図、（Ｂ）は正面図。

【図５】図４の装置を含むパーツフィーダーを示す概略
図。

【図６】パーツフィーダーにおける処理の概略を示すフ
ローチャート。

【図７】図１の装置によるスプリング配向判定の画像処
理動作順序例を示すフローチャート。

【図８】不等ピッチスプリングの一例を示す側面図。

【図９】図２（Ａ）の不等ピッチスプリングの巻数と巻
線ピッチの関係を表す図。

【符号の説明】

１ 不等ピッチスプリング ２ スプリング巻線 ３ 被照明部分 ５ 照明部 ６ スリット光 ６’ 反射光 ７ 撮像部 ８ 演算判定部 １０ スプリング反転装置 １２ 被照明部分 １３ 照明部 １４ スリット光 １４’ 反射光 １５ 撮像部 １６ 撮像部 １７ 撮像部

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スプリングの中心線方向の両端部におけ
   るコイル巻線のピッチが相違する不等ピッチスプリング
   の配向を検知する装置であって、前記不等ピッチスプリ
   ングの両端部のピッチを、前記不等ピッチスプリングの
   外周面上の周方向に異なる２か所以上で測定し、各測定
   値をピッチ疎の側の最小ピッチに設定したしきい値また
   はピッチ密の側の最大ピッチに設定したしきい値と比較
   することを特徴とする不等ピッチスプリングの配向検知
   装置。