JP2005282709A - 周長補正装置、周長測定装置及び表面欠陥検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 金属リング２ａの変位Ｄを自律的に修正できるようにし、以て、安定的で再現性のよい性能が得られる周長補正装置、周長測定装置及び表面欠陥検査装置を提供する。
【解決手段】 周長補正装置、周長測定装置又は表面欠陥検査装置は、金属リング２ａを掛け渡すための二つのプーリ１２、１３を備える。プーリ１２、１３にはその外周面全周にわたって膨出部１２ａが形成されており、膨出部１２ａはプーリ１２、１３の回転面に沿って外向突出する膨らみである。このようにすると、プーリ１２、１３の回転に伴う遠心力（図５のＦａ）を利用して金属リング２ａを、プーリ１２、１３の厚み中央付近へと移動させ得るセンタリング力（図５のＦｂ）を発生させることができる。このため、プーリ１２、１３に掛け渡された金属リング２ａに若干の“ずれ”があったとしても、そのずれはセンタリング力（Ｆｂ）で自律的に修正される。
【選択図】 図４

Description

本発明は、Ｖベルト式無段変速機のベルト（以下「ＣＶＴベルト」という。）を構成する部品の一つである金属リングの周長補正装置、周長測定装置及び表面欠陥検査装置に関する。

従来より、ＣＶＴベルトとして、厚さ０．２ｍｍ程度の薄い金属リングを多数枚重ねたものに、スチール製のエレメントを連続して嵌め込んで一体化した構造のものが知られている（たとえば、非特許文献１参照。）。

図６は、ＣＶＴベルトの外観図である。この図において、ＣＶＴベルト１は、多数枚（たとえば、１２枚程度）の金属リング２ａを積み重ねた二連のベルト積層体２に、多数個（たとえば、４００個程度）のスチール製のエレメント３ａからなるエレメント積層体３を担持させて組み立てられ、アセンブリ化されている。

このような構造のＣＶＴベルト１は、次の手順で製造される。
（１）まず、マルエージング鋼等の超強力鋼の薄板の端部同士を溶接してリング状のドラムを形成する。
（２）次に、そのドラムを所定幅ずつ輪切り状に裁断して圧延し、基本周長の金属リング２ａを作成する。
（３）次に、上記の金属リング２ａに溶体化処理等を施した後、「周長補正装置」を用いて、ＣＶＴベルト１の積層場所に対応した所要の周長を与える。ここで、“周長”とは、金属リング２ａの一周の長さのことをいう。金属リング２ａの周長はＣＶＴベルト１の積層場所毎に微妙に異なり、最外周側では若干長く、最内周側では若干短い。
（４）次に、「周長測定装置」を用いて、積層場所毎の適正な周長が与えられているか否かを検査すると共に、「表面欠陥検査装置」を用いて、金属リング２ａの表面欠陥の有無を検査する。ここで、金属リング２ａの“表面”とは、通常、リング外周面（外表面）又はリング内周面（内表面）のことをいうが、表面欠陥検査装置によっては、さらに、金属リングの側端面も含めることもある。
（５）最後に、検査をパスした金属リング２ａに時効処理や窒化処理などを施して硬度を高めた後、各層毎に適正な周長差が付けられた金属リング２ａを順次に積層し、その積層体にエレメント３ａを嵌め込んで一体化して、ＣＶＴベルト１を完成する。

このように、ＣＶＴベルト１の製作にあたっては、上記の三つの装置（周長補正装置、周長測定装置及び表面欠陥検査装置）を必要とする。これらの装置は単独の装置であったり、または、周長補正と周長測定とを兼務する装置であったりするが、いずれも、二つのプーリ間に金属ベルト２ａを掛け渡し、その金属ベルト２ａに所要のテンションを与えつつ、プーリを回転させながら、周長補正や周長測定又は表面欠陥検査を行う点で共通する。

上記の装置の一例として、金属リング２ａの表面欠陥検査に適用可能な従来技術を説明する。
図７は、たとえば、特許文献１に記載された「欠陥検出装置」（以下、従来装置という。）の概念構成図である。この従来装置は、検査用光源４からの照射光を、一定方向に移動する被検査面５（金属リング２ａの外表面又は内表面）に導くための複数本の照明用導光路（光ファイバー）６ａ〜６ｃと、この照明用導光路６ａ〜６ｃの間に交互に配置され、被検査面５からの反射光Ｐａ、Ｐｂを受光部７ａ、７ｂに導くための少なくとも二つの受光用導光路８ａ、８ｂ（光ファイバー）とを備えるというものであり、二つの受光用導光路８ａ、８ｂを、僅かな距離Ｌを隔てて離隔配置した点がポイントである。

このように構成すると、被検査面５に傷等の欠陥がない場合には、二つの受光用導光路８ａ、８ｂによって導かれた反射光Ｐａ、Ｐｂはほぼ同等の強さで受光部７ａ、７ｂに与えられる一方、被検査面５に微細な欠陥があった場合には、当該欠陥部位の反射光が低下（乱反射による光量低下）するので、二つの受光用導光路８ａ、８ｂよって導かれた反射光Ｐａ、Ｐｂに差が生じ、その差分の大きさから欠陥の有無を自動的に判別することができる。

図８は、従来装置における欠陥の検出概念図である。図８（ａ）において、二つの受光用導光路８ａ、８ｂは距離Ｌだけ離れており、また、被検査面５は、たとえば、速度Ｖで一定方向に移動している。

被検査面５に欠陥５ａが存在している場合は、まず、右側の受光用導光路８ｂの端面が欠陥５ａに対向し、ある時間の経過後に、左側の受光用導光路８ａの端面が欠陥５ａ′に対向する。ここで、欠陥５ａ′は速度Ｖで移動した後の欠陥５ａである。

欠陥５ａ（５ａ′）の乱反射によって光量が低下した光は、最初に右側の受光部７ｂで受光され、ある時間の経過後に左側の受光部７ａで受光される。図８（ｂ）はこのときの右側の受光部７ｂの出力信号波形を示し、図８（ｃ）は同左側の受光部７ａの出力信号波形を示している。

これらの信号波形中に示す数字（“５０”、“０”）は、説明のための便宜的な信号レベルを表している。たとえば、“５０”は被検査面５の正常部分からの強い反射光レベル、“０”は被検査面５の欠陥５ａ（５ａ′）の部分からの弱い反射光レベルを表している。

いま、これら二つの信号波形の差分、つまり、〔「図８（ｂ）の波形」−「図８（ｃ）の波形」〕を計算すると、図８（ｄ）の波形（以下「差分値」という。）が得られる。

この差分値は、「図８（ｂ）の波形」と「図８（ｃ）の波形」が共に“５０”のときに“０”、また、「図８（ｂ）の波形」が“０”且つ「図８（ｃ）の波形」が“５０”のときに“−５０”、さらに、「図８（ｂ）の波形」が“５０”且つ「図８（ｃ）の波形」が“０”のときに“５０”となる。

したがって、このような差分値に、“５０”を若干下回る大きさのハイ側しきい値（ＳＬ＿Ｈ）と、“−５０”を若干下回る大きさロー側しきい値（ＳＬ＿Ｌ）とを適用することにより、各々、欠陥５ａ、５ａ′に対応する信号９、９′を取り出すことができ、欠陥検出の警報を発することができる。

宮地知巳著"理想の変速機ＣＶＴの性能を最大限に引き出す"、［online］、［平成１４年８月２５日検索］、インターネット＜URL: http://www.idemitsu.co.jp/lube/cvt/cvtbody2.html＞（図４） 特開平１１−２４８６３７公報

しかしながら、上記の従来装置は、被検査面の傷等の欠陥有無を自動的に判別できる点で有益であるものの、安定的で再現性のよい検出性能が得られないという欠点があった。この欠点の原因について、本件発明者らが鋭意検討した結果、次のことが明らかになった。

図９は、従来装置を適用した表面欠陥検査装置の概念図である。この図において、Ｐ１は不図示のモータによって回転駆動される駆動プーリ、Ｐ２は従動プーリである。これら二つのプーリＰ１、Ｐ２に金属リング２ａが掛け渡される。二つのプーリＰ１、Ｐ２の間には、図示を略しているが、図７の欠陥検出装置が配置されている。図７の被検査面５は、二つのプーリＰ１、Ｐ２に掛け渡された金属リング２ａの外表面又は内表面に相当する。

さて、本件発明者らの検討によれば、安定的で再現性のよい検出性能が“得られた”場合の状態は、図９（ａ）のようであったが、安定的で再現性のよい検出性能が“得られなかった”場合の状態は、図９（ｂ）のようであった。

つまり、前者の場合は、二つのプーリＰ１、Ｐ２に正しく金属リング２ａが掛け渡されているが、後者の場合は、二つのプーリＰ１、Ｐ２に若干ずれて金属リング２ａが掛け渡されていた。ちなみに、図９（ｂ）において、破線で示す金属リング２ａは正しく掛け渡されたときのもの、実線の金属リング２ａはずれを伴って掛け渡されたときのものを示している。

このような二つの状態において、安定的で再現性のよい検出性能が“得られた”場合は、図９（ｃ）に示すように、金属リング２ａの欠陥５ａと、欠陥検出装置の光ファイバー（照明用導光路６ａ〜６ｃ及び受光用導光路８ａ、８ｂ）の端面が同一線上に並ぶ。

これに対して、安定的で再現性のよい検出性能が“得られなかった”場合は、図９（ｄ）に示すように、金属リング２ａの欠陥５ａと、欠陥検出装置の光ファイバー（照明用導光路６ａ〜６ｃ及び受光用導光路８ａ、８ｂ）の端面が同一線上に並んでいなかった。すなわち、上記の“ずれ”に対応する金属リング２ａの変位Ｄが生じているため、もはや、欠陥５ａを検出することができない状態であった。なお、欠陥検出装置の光ファイバーの数を増やして二次元配列にすれば、上記の変位Ｄに対処することも可能と考えられるが、配列内の異なる列の信号を処理しなければならず、信号処理部の構成や処理アルゴリズムが複雑になるというデメリットがある。

なお、以上の説明は、表面欠陥検査装置を例にしたが、同様の障害は、周長補正装置や周長測定装置においても発生する。二つのプーリ間に金属ベルト２ａを掛け渡し、その金属ベルト２ａに所要のテンションを与えつつ、プーリを回転させながら、所要の動作を行う点で共通するからであり、上記の“ずれ”に対応する金属リング２ａの変位Ｄが生じた場合には、やはり、周長補正や周長測定の精度を低下させるなどの支障を来すからである。

そこで、本発明の目的は、金属リング２ａの変位Ｄを自律的に修正できるようにし、以て、安定的で再現性のよい性能が得られる周長補正装置、周長測定装置及び表面欠陥検査装置を提供することにある。

本発明に係る周長補正装置は、少なくとも二つのプーリと、該プーリ間に掛け渡される補正対象物としての金属リングと、該プーリを回転させて前記金属リングに周回運動を与える回転駆動手段と、前記プーリの間隔を加減しながら前記金属リングに与えるテンションを増減操作して周回運動中の金属リングの周長を補正する周長補正手段とを備えた周長補正装置において、前記プーリの外周面全周にわたって膨出部を形成し、該膨出部は、該プーリの回転面に沿って外向突出する膨らみであることを特徴とするものであり、
好ましくは、前記膨らみは、円弧クラウニング、楕円クラウニング又はエンドレリーフ若しくはそれらに類似した形状を有することを特徴とするものである。
また、本発明に係る周長測定装置は、少なくとも二つのプーリと、該プーリ間に掛け渡される測定対象物としての金属リングと、該プーリを回転させて前記金属リングに周回運動を与える回転駆動手段と、回転中の前記プーリの間隔を加減しながら前記金属リングに所定のテンションを与えるテンション付与手段と、回転中の前記プーリの間隔から前記金属リングの周長を推定計測する周長計測手段とを備えた周長測定装置において、前記プーリの外周面全周にわたって膨出部を形成し、該膨出部は、該プーリの回転面に沿って外向突出する膨らみであることを特徴とするものであり、
好ましくは、前記膨らみは、円弧クラウニング、楕円クラウニング又はエンドレリーフ若しくはそれらに類似した形状を有することを特徴とするものである。
また、本発明に係る表面欠陥検査装置は、少なくとも二つのプーリと、該プーリ間に掛け渡される検査対象物としての金属リングと、該プーリを回転させて前記金属リングに周回運動を与える回転駆動手段と、回転中の前記プーリの間隔を加減しながら前記金属リングに所定のテンションを与えるテンション付与手段と、周回運動中の前記金属リングの被検査面の欠陥を検査する欠陥検査部とを備えた表面欠陥検査装置において、前記プーリの外周面全周にわたって膨出部を形成し、該膨出部は、該プーリの回転面に沿って外向突出する膨らみであることを特徴とするものであり、
好ましくは、前記欠陥検査部は、検査対象物の被検査面を照明する光源と、前記被検査面からの反射光を第一の受光素子に導く第一の導光路及び該反射光を第二の受光素子に導く第二の導光路と、前記第一の受光素子から出力される電気信号又はその電気信号に相関する電気信号と前記第二の受光素子から出力される電気信号又はその電気信号に相関する電気信号との差分値を演算する差分値演算手段と、前記差分値と所定のしきい値とを比較して前記被検査面の欠陥の有無を判別する判別手段とを有することを特徴とするものであり、
又は、前記膨らみは、円弧クラウニング、楕円クラウニング又はエンドレリーフ若しくはそれらに類似した形状を有することを特徴とするものである。

本発明によれば、プーリの回転に伴う遠心力（図５のＦａ参照）を利用して、金属リング（補正対象物、測定対象物又は検査対象物）を、プーリの厚み中央付近へと移動させ得る力（図５のＦｂ参照）を発生させることができる。
このため、仮に、プーリに掛け渡された金属リングに若干の“ずれ”があったとしても、そのずれは、上記の力（Ｆｂ）によって自律的に修正されるので、安定的で再現性のよい性能が得られる周長補正装置、周長測定装置及び表面欠陥検査装置を提供することができる。

以下、本発明の実施例を、表面欠陥検査装置を例にして、図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明における様々な細部の特定ないし実例および数値や文字列その他の記号の例示は、本発明の思想を明瞭にするための、あくまでも参考であって、それらのすべてまたは一部によって本発明の思想が限定されないことは明らかである。また、周知の手法、周知の手順、周知のアーキテクチャおよび周知の回路構成等（以下「周知事項」）についてはその細部にわたる説明を避けるが、これも説明を簡潔にするためであって、これら周知事項のすべてまたは一部を意図的に排除するものではない。かかる周知事項は本発明の出願時点で当業者の知り得るところであるので、以下の説明に当然含まれている。

図１は、表面欠陥検査装置の概念的な構成図である。表面欠陥検査装置１０は、モータ１１（回転駆動手段）によって回転駆動される位置固定の駆動プーリ１２、その駆動プーリ１２と同一の回転平面上に離隔配置される位置可変の従動プーリ１３、所定の質量（例：８０Ｋｇ）を持つ荷重体１４（テンション付与手段）、及び、欠陥検査部１５を含んで構成される。なお、駆動プーリ１２と従動プーリ１３に加えて、さらに、１個又は複数個の案内プーリを有していてもよいが、必要最小限のプーリは駆動プーリ１２と従動プーリ１３の２個である。発明の要旨に記載の「少なくとも二つのプーリ」とは、この必要最小限のプーリのことを意味する。

検査対象物である金属リング２ａを検査する際には、まず、従動プーリ１３を初期位置（一点鎖線アの位置）にして、二つのプーリ（駆動プーリ１２と従動プーリ１３）間に金属リング２ａを掛け渡し、次いで、従動プーリ１３に荷重体１４を取り付けて従動プーリ１３を移動させることにより、金属リング２ａに所要のテンションを与える。そして、その状態でモータ１１を駆動して金属リング２ａを一定方向（矢印イ方向）に周回させつつ、欠陥検査部１５を用いて、当該金属リング２ａの表裏面検査を行う。

なお、この表面欠陥検査装置１０を「周長補正装置」とみなしても構わない。この場合は、金属リング２ａの周長を補正するための要素、すなわち、金属リング２ａに与えるテンションを増減操作することが可能な周長補正手段１６（たとえば、荷重体１４の荷重量を可変制御するもの）と、従動プーリ１３の移動量から金属リング２ａの現在周長を推定計測するための周長計測手段１７（たとえば、従動プーリ１３の移動量を計測するリニアセンサ）とを備えればよい。あるいは、この表面欠陥検査装置１０を「周長測定装置」とみなしても構わない。この場合は、少なくとも、金属リングに所定のテンションを与えるテンション付与手段（図示の荷重体１４）と、上記の周長計測手段１７とを備えればよい。いずれの場合も、欠陥検査部１５を省略することができる。また、表面欠陥検査装置１０を「周長補正装置」とみなす場合は、金属リング２ａは補正対象物となり、又は、「周長測定装置」とみなす場合は、金属リング２ａは測定対象物となる。

図２は、欠陥検査部１５の概念構成図である。この図において、欠陥検査部１５は、少なくとも二つの光学的センサ部２０、３０（以下、「Ａ系光学的検査部２０」、「Ｂ系光学的検査部３０」又は、単に「Ａ系２０」、「Ｂ系３０」と称する。）と、判定部４０とを含む。なお、“少なくとも二つ”の光学的センサ部２０、３０を備える理由については後で説明する。

Ａ系２０及びＢ系３０は、同一の構成を有している。つまり、Ａ系２０（Ｂ系３０）は、光源２１（３１）からの光を検査対象物（金属リング２ａ）の被検査面（ここでは、金属リング２ａの“外表面”とするが、“内表面”であってもよい。）に並行して導くための２本の照光用光ファイバー２２、２３（３２、３３）と、この照光用光ファイバー２２、２３（３２、３３）の間に挟まれた１本の受光用光ファイバー２４（３４）と、受光用光ファイバー２４（３４）によって導かれた被検査面からの反射光Ｐａ（Ｐｂ）を電気信号Ｓａ（Ｓｂ）に変換する受光素子２５（３５）とを含んで構成されている。受光用光ファイバー２４は発明の要旨に記載の「第一の導光路」を構成し、受光素子２５は同要旨に記載の「第一の受光素子」を構成する。また、受光用光ファイバー３４は同要旨に記載の「第二の導光路」を構成し、受光素子３５は同要旨に記載の「第二の受光素子」を構成する。

判定部４０は、Ａ系２０の受光素子２４から出力された電気信号ＳａとＢ系３０の受光素子３４から出力された電気信号Ｓｂとに基づいて、金属リング２ａの被検査面の傷の有無を判定するものであり、その基本原理は、冒頭の特許文献１にも記載されているように、「二つの受光素子２５（３５）に入射する光の強度は、被検査面に欠陥がないときはほぼ同じとなり、欠陥があるときは異なる」ことに着目し、「二つの受光素子２５（３５）から出力された電気信号Ｓａ、Ｓｂの差分値をとって、その差分値が大きい場合に、被検査面に欠陥があると判別する」というものである。

このことをもう少し分かりやすく説明すると、今、金属リング２ａの被検査面に欠陥がない場合は、被検査面は平滑な面であり、照光用光ファイバー２２、２３（３２、３３）からの光は、その平滑な面で一様に反射し、乱反射はほとんど生じない。このため、二つの受光素子２５（３５）に入射する光の強度はほぼ同じ大きさとなり、この場合、電気信号Ｓａ、Ｓｂの差分値はほぼ「０」となる。

これに対して、金属リング２ａの被検査面に欠陥があった場合、照光用光ファイバー２２、２３（３２、３３）からの光は、その欠陥場所で乱反射するため、受光用光ファイバー２４（３４）を介して受光素子２５（３５）に導かれる光の強度が、その乱反射の分だけ低下する。このとき、Ａ系２０とＢ系３０の間隔が距離Ｌだけ離れているため、この距離Ｌを上記の欠陥サイズよりも充分に大きくしておけば、一方の系の受光用光ファイバー（たとえば、Ａ系２０の受光用光ファイバー２４）が、その欠陥の影響によって強度が低下した光を導いているとき、他方の系の受光用光ファイバー（Ｂ系３０の受光用光ファイバー３４）は、強度が低下しない光（つまり、欠陥がない平滑な面からの強い反射光）を導くこととなる。したがって、この場合には、電気信号Ｓａ＜電気信号Ｓｂとなるので、その差分値は、上記の正常時（Ｓａ＝Ｓｂ）に比べて明らかに大きくなる。

以上のとおり、「二つの受光素子２５（３５）から出力された電気信号Ｓａ、Ｓｂの差分値をとって、その差分値が大きい場合に、被検査面に欠陥があると判別する」ことができる。

なお、すくなくとも二つの系（Ａ系２０、Ｂ系３０）を必要とする理由は、次のとおりである。上記の原理説明より、被検査面に欠陥がない場合は、いずれの系から出力された電気信号Ｓａ（又はＳｂ）も「大きな値」となる。そして、被検査面に欠陥がある場合は、いずれの系も、その欠陥からの反射光（乱反射している分だけ強度が低下した光）を受光しているときは、その系から出力された電気信号Ｓａ（またはＳｂ）は「小さな値」となる。

原理上、これらの「大きな値」と「小さな値」を見分けることにより欠陥の判定は可能である。しかしながら、安定した判定は期待できず、実用上の点で支障がある。なぜならば、検査対象物、とりわけ、ＣＶＴベルトに用いられる金属リング２ａの表面は艶消し状態になっていることが多く、しかも、その艶消しの程度が製品（又はロット）毎に一定していないため、正常判定時の基準となる電気信号Ｓａ（又はＳｂ）の「大きな値」にバラツキが生じるからである。光学的センサ部を“少なくとも二つの系”で構成し、それらの系から出力された電気信号Ｓａ（及びＳｂ）の“差分値”をとることにより、上記のバラツキの影響を排除できる。

図３は、判定部４０のブロック図である。この図において、判定部４０は、Ａ系用増幅器４１、Ｂ系用増幅器４２、Ａ系用ＡＧＣ回路４３、Ｂ系用ＡＧＣ回路４４、差分演算部４５（差分値演算手段）、ハイ側しきい値判定部４６（判別手段）、ロー側しきい値判定部４７（判別手段）、及び、警報信号発生部４８などを含んで構成されている。

Ａ系用増幅器４１は、Ａ系の受光素子２５から出力された電気信号Ｓａを増幅するものであり、その増幅率はＡ系用ＡＧＣ回路４３の出力によって増減制御されるようになっている。Ａ系用ＡＧＣ回路４３は、Ａ系用増幅器４１の出力信号の中から直流分を含む低周波成分のみをとりだすローパスフィルタ５１と、そのローパスフィルタ５１の出力と所定のリファレンス電圧ＲＥＦ１との差に応じた大きさのＡＧＣ電圧を発生する差動増幅器５２とを含み、Ａ系用増幅器４１は、このＡＧＣ電圧に応じた増幅率で電気信号Ｓａを増幅する。このＡＧＣ電圧の目的は、電気信号Ｓａに含まれる低周波成分の“揺らぎ”（金属リング２ａの“面ぶれ”に伴って発生する）を取り除くことにある。

Ｂ系用増幅器４２も、上記のＡ系用増幅器４１と同様に、Ｂ系の受光素子３５から出力された電気信号Ｓｂを増幅するものであり、その増幅率はＢ系用ＡＧＣ回路４４の出力によって増減制御されるようになっている。Ｂ系用ＡＧＣ回路４４は、Ｂ系用増幅器４２の出力信号の中から直流分を含む低周波成分のみをとりだすローパスフィルタ５３と、そのローパスフィルタ５３の出力と所定のリファレンス電圧ＲＥＦ１との差に応じた大きさのＡＧＣ電圧を発生する差動増幅器５４とを含み、Ｂ系用増幅器４２は、このＡＧＣ電圧に応じた増幅率で電気信号Ｓｂを増幅する。このＡＧＣ電圧の目的も、上記と同様であり、電気信号Ｓｂに含まれる低周波成分の“揺らぎ”を取り除くことにある。

差分演算部４５は、Ａ系用増幅器４１から出力された電気信号Ｓａ＿４１とＢ系用増幅器４２から出力された電気信号Ｓｂ＿４２の差分値Ｓｄを演算するものである。

ハイ側しきい値判定部４６は、差分演算部４５で演算された差分値Ｓｄと所定のハイ側しきい値ＳＬ＿Ｈとを比較して、Ｓｄ＞ＳＬ＿Ｈの場合にアクティブとなるハイ側判定結果信号Ｓｃ＿Ｈを出力し、ロー側しきい値判定部４７は、同差分値Ｓｄと所定のロー側しきい値ＳＬ＿Ｌとを比較して、Ｓｄ＞ＳＬ＿Ｌの場合にアクティブとなるロー側判定結果信号Ｓｃ＿Ｌを出力する。そして、警報信号発生部４８は、これら二つの判定結果信号（Ｓｃ＿Ｈ、Ｓｃ＿Ｌ）のいずれか一方がアクティブの時に、被検査面の欠陥検出を示す警報信号ＡＬＭを出力する。

さて、本発明の課題は、既述のとおり、「金属リング２ａの変位Ｄを自律的に修正できるようにし、以て、安定的で再現性のよい性能が得られる周長補正装置、周長測定装置及び表面欠陥検査装置を提供する」ことにある。以下、この点について説明する。

図４は、駆動プーリ１２と従動プーリ１３の共通断面（図１のＩ−Ｉ断面）図である。なお、駆動プーリ１２と従動プーリ１３に加えて、さらに、案内プーリも設けられている場合は、当該共通断面図を、その案内プーリにも適用してもよい。この図において、駆動プーリ１２と従動プーリ１３及び所望によっては案内プーリ（以下、説明の便宜上、駆動プーリ１２で代表する。）は、所定の厚みを持つ円盤状の回転体であり、その特徴的事項は、外周面全周にわたって形成された膨出部１２ａを有する点にある。

この膨出部１２ａは、駆動プーリ１２の回転面に沿って外向突出する“膨らみ”であり、好ましくは、その断面形状が一定曲率Ｒ１の「円弧クラウニング」（図５（ｃ）参照）になっているものである。この一定曲率Ｒ１は、金属リング２ａに予め形成されている横断方向の曲率Ｒ２と同等ないしはそれに近い曲率とすることが望ましい。

図５は、膨出部１２ａを有する駆動プーリ１２（及び従動プーリ１３並びに所望により案内プーリ）の作用説明図である。今、同図（ａ）に示すように、駆動プーリ１２に掛け渡された金属リング２ａが若干の“ずれ”（図示の例では左側にずれている。）を伴っている場合を考える。この場合、駆動プーリ１２の回転に伴う遠心力Ｆａが発生すると、金属リング２ａに対して、膨出部１２ａの形状に沿った図面横方向の移動力Ｆｂ（センタリング力）が作用する。この移動力Ｆｂは、膨出部１２ａの最頂部、すなわち、駆動プーリ１２の厚み中央１２ｂの付近で最小となるため、同中央１２ｂに達した金属リング２ａは、その位置で移動を停止する。

したがって、本実施の形態によれば、たとえ、若干のずれを伴って金属リング２ａが掛け渡されていたとしても、駆動プーリ１２と従動プーリ１３とを回転させるだけで、その“ずれ”を自律的に修正、つまり、センタリングすることができ、常に、正しい位置に金属リング２ａを掛け渡し続けることができる。その結果、たとえば、表面欠陥検査装置においては、安定的で再現性のよい欠陥検出性能を得ることができ、または、周長補正装置や周長測定装置にあっては、安定的で再現性のよい周長補正性能や周知用測定性能を得ることができ、いずれの装置においても、本発明の課題を達成することができる。

なお、上記の実施形態では、駆動プーリ１２や従動プーリ１３（及び所望により案内プーリ）の外周面に形成した膨出部１２ａの形状を「円弧クラウニング」としているが、これに限定されない。同プーリの回転面の方向に外向突出する“膨らみ”であればよく、たとえば、図５（ｄ）に示すように、両端付近の曲率Ｒ３と中央付近の曲率Ｒ４を異ならせた非線形曲率の、いわゆる「楕円クラウニング」としてもよく、又は、図５（ｅ）に示すように、複数（図示の平面数は便宜値である。）の平面１２ｃ〜１２ｇを組み合わせて“膨らみ”を形成した、いわゆる「エンドレリーフ」としてもよく、あるいは、それらに類似した形状（円弧、楕円、エンドレリーフの組み合わせを含む）としてもよい。

要は、駆動プーリ１２を回転させた際に、その遠心力Ｆａを利用して、金属リング２ａを、駆動プーリ１２の厚み中央１２ｂの付近へと移動させ得るセンタリング力（移動力Ｆｂ）を生じることができる形状（の膨出部１２ａ）であればよい。

表面欠陥検査装置の概念的な構成図である。 欠陥検査部１５の概念構成図である。 判定部４０のブロック図である。 駆動プーリ１２と従動プーリ１３の共通断面（図１のＩ−Ｉ断面）図である。 膨出部１２ａを有する駆動プーリ１２（及び従動プーリ１３）の作用説明図である。 ＣＶＴベルトの外観図である。 従来装置の概念構成図である。 従来装置における欠陥の検出概念図である。 従来装置を適用した表面欠陥検査装置の概念図である。

符号の説明

２ａ 金属リング（補正対象物、測定対象物、検査対象物）
１０ 表面欠陥検査装置
１１ モータ（回転駆動手段）
１２ 駆動プーリ（プーリ）
１２ａ 膨出部
１３ 従動プーリ（プーリ）
１４ 荷重体（テンション付与手段）
１５ 欠陥検査部
１６ 周長補正手段
１７ 周長計測手段
２１ 光源
２４ 受光用光ファイバー（第一の導光路）
２５ 受光素子（第一の受光素子）
３１ 光源
３４ 受光用光ファイバー（第二の導光路）
３５ 受光素子（第二の受光素子）
４５ 差分演算部（差分値演算手段）
４６ ハイ側しきい値判定部（判別手段）
４７ ロー側しきい値判定部（判別手段）

Claims (7)

1. 少なくとも二つのプーリと、該プーリ間に掛け渡される補正対象物としての金属リングと、該プーリを回転させて前記金属リングに周回運動を与える回転駆動手段と、前記プーリの間隔を加減しながら前記金属リングに与えるテンションを増減操作して周回運動中の金属リングの周長を補正する周長補正手段とを備えた周長補正装置において、
   前記プーリの外周面全周にわたって膨出部を形成し、該膨出部は、該プーリの回転面に沿って外向突出する膨らみであることを特徴とする周長補正装置。
2. 前記膨らみは、円弧クラウニング、楕円クラウニング又はエンドレリーフ若しくはそれらに類似した形状を有することを特徴とする請求項１記載の周長補正装置。
3. 少なくとも二つのプーリと、該プーリ間に掛け渡される測定対象物としての金属リングと、該プーリを回転させて前記金属リングに周回運動を与える回転駆動手段と、回転中の前記プーリの間隔を加減しながら前記金属リングに所定のテンションを与えるテンション付与手段と、回転中の前記プーリの間隔から前記金属リングの周長を推定計測する周長計測手段とを備えた周長測定装置において、
   前記プーリの外周面全周にわたって膨出部を形成し、該膨出部は、該プーリの回転面に沿って外向突出する膨らみであることを特徴とする周長測定装置。
4. 前記膨らみは、円弧クラウニング、楕円クラウニング又はエンドレリーフ若しくはそれらに類似した形状を有することを特徴とする請求項３記載の周長測定装置。
5. 少なくとも二つのプーリと、該プーリ間に掛け渡される検査対象物としての金属リングと、該プーリを回転させて前記金属リングに周回運動を与える回転駆動手段と、回転中の前記プーリの間隔を加減しながら前記金属リングに所定のテンションを与えるテンション付与手段と、周回運動中の前記金属リングの被検査面の欠陥を検査する欠陥検査部とを備えた表面欠陥検査装置において、
   前記プーリの外周面全周にわたって膨出部を形成し、該膨出部は、該プーリの回転面に沿って外向突出する膨らみであることを特徴とする表面欠陥検査装置。
6. 前記欠陥検査部は、検査対象物の被検査面を照明する光源と、前記被検査面からの反射光を第一の受光素子に導く第一の導光路及び該反射光を第二の受光素子に導く第二の導光路と、前記第一の受光素子から出力される電気信号又はその電気信号に相関する電気信号と前記第二の受光素子から出力される電気信号又はその電気信号に相関する電気信号との差分値を演算する差分値演算手段と、前記差分値と所定のしきい値とを比較して前記被検査面の欠陥の有無を判別する判別手段とを有することを特徴とする請求項５記載の表面欠陥検査装置。
7. 前記膨らみは、円弧クラウニング、楕円クラウニング又はエンドレリーフ若しくはそれらに類似した形状を有することを特徴とする請求項５記載の表面欠陥検査装置。
   

Images