JP2008026050A

JP2008026050A - 中子孔検査方法

Info

Publication number: JP2008026050A
Application number: JP2006196537A
Authority: JP
Inventors: Hideo Niwa; 英夫丹羽; Takuya Hirano; 卓哉平野; Yuzo Kishi; 友三岸
Original assignee: Ryoei Engineering Co Ltd
Current assignee: Ryoei Engineering Co Ltd
Priority date: 2006-07-19
Filing date: 2006-07-19
Publication date: 2008-02-07

Abstract

【課題】高価な画像処理装置を用いることなく中子孔の狭窄・閉塞状態の良否判定を短時間で行うことができる中子孔検査方法およびその装置を目的とする。
【解決手段】内面が微細凹凸粗面で非直線状の中子孔３の開口２から投光器４の検査光を孔内面に照射し、孔内面形状を表した投影光を一つ以上の屈曲孔部４で拡散反射させて孔内面照射用の面光源を一つ以上得、該面光源からの反射光を他方の開口２に臨ませた受光器６により検出し、検出された光量を良否判定器１５で閾値と比較して中子孔３の狭窄・閉塞状態を判定するものとしたから、一方の開口２から他方の開口２までの屈曲孔部形状と孔内面形状に基く光量が反射光として検出され、中子孔の良否判定を簡単且つ短時間で行うことができる。
【選択図】図１

Description

本発明は中子を用いた鋳造品に形成される中子孔の狭窄や閉塞状態を検査して成形品の良否判定を行う中子孔検査方法に関するものである。

従来、シリンダヘッドやエンジンブロック等の鋳造品等に形成される中子孔の閉塞や狭窄等を検査する検査装置は、シリンダヘッドの冷却水路を構成する通路の所望の開口に挿入し、該開口内部に向けて投光を行う投光部と、前記通路を通過して他の所定の開口から射出される光を二次元平面的に受光して撮像する撮像部と、撮像画像の特徴を識別して冷却水路等の通路の閉塞有無を判別する検査部を備えたものがある（例えば、特許文献１）。

しかし、撮像部により撮像された撮像画像の特徴を検査部により識別するため、画像の演算処理が必要となり閉塞の有無の判別に時間がかかるうえに、撮像部や画像を演算処理するコンピュータが必要となり装置が高価になるという問題がある。しかも、光量不足を補うため投光部を通路の開口に挿し込むことにより開口縁に生じる狭窄を検出することができないという問題がある。
特開平０９−１７１５５４号公報

本発明は高価な画像処理装置を用いることなく中子孔の狭窄・閉塞状態の良否判定を短時間で行うことができる中子孔検査方法を提供すること目的とするものである。

本発明は、内面が微細凹凸粗面で非直線状の中子孔の開口から投光器の検査光を孔内面に照射し、孔内面形状を表した投影光を一つ以上の屈曲孔部で拡散反射させて孔内面照射用の面光源を一つ以上得、該面光源からの反射光を他方の開口に臨ませた受光器により検出し、検出された光量を良否判定器で閾値と比較して中子孔の狭窄・閉塞状態を判定する中子孔検査方法であり、該中子孔検査方法において、検査光を平行光線としたり、他方の開口からの反射光をレンズにより収束させて受光器に入射したりすればより好ましいものとなる。

本発明は、内面が微細凹凸粗面で非直線状の中子孔の開口から投光器の検査光を孔内面に照射し、孔内面形状を表した投影光を一つ以上の屈曲孔部で拡散反射させて孔内面照射用の面光源を一つ以上得、該面光源からの反射光を他方の開口に臨ませた受光器により検出し、検出された光量を良否判定器で閾値と比較して中子孔の狭窄・閉塞状態を判定するものとしたから、一方の開口から他方の開口までの屈曲孔部形状と孔内面形状に基く光量が反射光として検出され、中子孔の良否判定を簡単且つ短時間で行うことができる。また、投光器の検査光は屈曲孔部により散乱反射されて受光器に入射されるため、光量の減衰が抑えられ検出精度の低下を防ぐことができる。

しかも、投光器と受光器からなる簡単な装置により検査ができるので装置が安価なものとなるうえに、画像処理を行う必要がないので検査時間を大幅に短縮できるものとなる。また、投光器の検査光は屈曲孔部により散乱反射されて受光器に入射されるため、光量の減衰が抑えられ検出精度の低下を防ぐことができるものとなる。

請求項２のように、検査光を平行光線とすることにより、中子孔内面形状の輪郭がより明瞭な投影光となるため光量の検出精度を高めることができる。

請求項３のように、他方の開口からの反射光をレンズにより収束させて受光器に入射させることにより、受光される光量が増えるため検出精度を向上させることができる。

次に、シリンダヘッドの中子孔を検査する本発明の好ましい実施の形態を図１〜３に基いて詳細に説明する。
図１、２、３中、１は中子を用いて鋳造されたシリンダヘッドであり、該シリンダヘッド１には外部に通じる円形や長円形の開口２を多数形成した非直線状の中子孔３が形成されている。該中子孔３の内面は中子砂により微細凹凸粗面となっているので、非直線状の中子孔３に形成される一つ以上の屈曲孔部４周辺に投影される投影光は散乱反射されて孔径より大きな面光源となって孔内面を照射するものとなる。

５は一方の開口２を通じて中子孔３に検査光を照射する投光器であり、該投光器５はＬＥＤやレーザよりなるものとしている。６は中子孔３の他方の開口２側に配置される受光器であり、該受光器６はホトトランジスタやホトダイオードよりなる。投光器５からの検査光は孔内面を照射して屈曲孔部４により散乱反射される。そして、屈曲孔部４で検査光は散乱反射して面光源が生成され、該面光源の反射光は孔内面を照射して受光器６に入射されるものとしている。

１５は中子孔３の狭窄・閉塞状態を判定する良否判定器であり、該良否判定器１５は受光器６により検出された光量を予め設定された閾値と比較して狭窄の度合いを判定するものである。また、閾値は狭窄度合い対応する光量をデータに基づいて設定する。

このように構成されたものは、図１、２に示されるように、シリンダヘッド１に形成される隣接される長円形の開口２間（Ｘ部）に投光器５と受光器６とを配設するか、図２、３に示されるように、シリンダヘッド１に形成される隣接される円形と長円形の開口２間（Ｙ部）に投光器５と受光器６とを配設する。このとき受光器６は投光器５からの検査光が散乱反射されて入射されるように配置する。

そして、図１または図３に示されるように、投光器５より長円形の開口２を通じて検査光を横孔あるいは斜孔により連通される非直線状の中子孔３内に照射すれば、この検査光の照射により孔内面を通過する通過光は孔内面形状を投影したものとなる。このように孔内面形状を表す投影光は中子孔３の屈曲孔部４に投影されることとなる。このため孔内面に狭窄があれば影として写し出されるので投影光の光量は狭窄に応じて低下し、閉塞があれば投影光は生じないこととなる。

屈曲孔部４に投影される投影光は中子砂により形成される微細凹凸粗面により散乱反射されて面光源となる。この面光源の大きさは次の孔内面（内径）より大きいことが必要となる。また、屈曲孔部４に生成される面光源の光量は開口２から屈曲孔部４までの孔内面に生じる狭窄の度合いにより変動し、閉塞している場合には面光源が生成されないことはいうまでもない。

そして、面光源からの反射光を他方の隣接する長円形または円形の開口２に臨ませた受光器６により検出すれば、面光源から他方の開口２までの孔内面形状の狭窄度合いに基く光量が検出されることとなる。このように、他方の開口２からでる反射光の光量は一方の開口２と屈曲孔部４間の孔内面形状および他方の開口２から屈曲孔部４間の孔内面形状に従うものとなるから、いずれか一方にのみ狭窄があっても、双方に狭窄があっても、中子孔３の狭窄状態を検査することができる。

そして、受光器６により検出された反射光の光量を良否判定器１５に設定された閾値と比較し、閾値より少ない光量であれば狭窄の状態が許容値を越えていると判定し、光量が検出されなければ中子孔は閉塞されていることが検知される。

図４は、投光器５から照射される検査光を平行光線とする、例えばテレセントリック光学系よりなるレンズ１０を投光器５に前方に設けた例を示す説明図であり、１は例えばシリンダヘッドであり、２はシリンダヘッド１に形成される開口であり、３は内面を微細凹凸粗面とした非直線状の中子孔である。１１は受光器６に入射される通過光を収束させるレンズである。

前記レンズ１０によって検査光を平行光線とすることにより、孔内面に平行な検査光を照射できるので、孔内面形状の輪郭が明確な投影光となり、正確な光量が検出されるので検査精度を高めることができる。また、通過光を収束させる前記レンズ１１により反射光を収束させることにより減衰された反射光の光量を補うことができるので、光量検出精度を向上させることができる。

また、検査光を平行光線とすると、図４に示されるように屈曲孔部４が描く円弧が大きい場合、屈曲孔部４の内側に比較的大きな検査不能部が生まれることとなるので、図５に示されるように、投光器５からの検査光を平行光線とせず、投光器５の検査光を放射状に照射される拡散光とする。こうすることにより屈曲孔部４の内側に生じる検査不能部を小さくすることができる。また、このとき投光器５と受光器６とを開口２に近接させることにより光の減衰を抑えることができる。

しかし、投光器５と受光器６とを開口２に近接させることにより、両開口２口縁に僅かではあるが検査不能部が生じることとなる。この両開口２の口縁に生じる検査不能部をなくしたい場合には、図６に示されるように、投光器５と受光器６とを開口２から若干遠ざけることにより、開口２の口縁に生じる検査不能部をなくすことができるが、投影光の減衰が大きくなるので投光器５の光量を大きくすることにより検出精度の低下を抑えることができる。

図７はシリンダヘッド１に形成される中子孔３を略Ｌ形としたものである。また、図８は中子孔３がＵ字状で屈曲孔部４が複数形成されるものであり、投光器５からの検査光を中子孔内に照射し、その孔内面形状の投影光を最初の屈曲孔部４で散乱反射させて面光源を得て、該面光源の反射光を続く孔内面に照射して、その孔内面形状の投影光を次の屈曲孔部４で散乱反射させて新しい面光源を得て、該新しい面光源の反射光を他方の開口２に通じる孔内面を照射し、他方の開口からの反射光を受光器６に入射させて、その光量を検出するものである。

本発明の好ましい実施の形態を示す断面図である。同じく底面図である。同じく他の中子孔を検査する状態を示す断面図である。中子孔に平行光線を照射して検査を行う説明図である。中子孔を開口に近接させた投光器と受光器により検査を行う説明図である。中子孔を開口より遠ざけた投光器と受光器により検査を行う説明図である。直交した中子孔の検査を行う説明図である。Ｕ字状に屈曲した中子孔の検査を行う説明図である。

符号の説明

２開口
３中子孔
４屈曲孔部
５投光器
６受光器
15 良否判定器

Claims

内面が微細凹凸粗面で非直線状の中子孔の開口から投光器の検査光を孔内面に照射し、孔内面形状を表した投影光を一つ以上の屈曲孔部で拡散反射させて孔内面照射用の面光源を一つ以上得、該面光源からの反射光を他方の開口に臨ませた受光器により検出し、検出された光量を良否判定器で閾値と比較して中子孔の狭窄・閉塞状態を判定することを特徴とする中子孔検査方法。
検査光を平行光線とすることを特徴とする請求項１に記載の中子孔検査方法。
他方の開口からの反射光をレンズにより収束させて受光器に入射させることを特徴とする請求項１または２に記載の中子孔検査方法。