JP2016080516A - ベアリングリテーナ外観検査装置及びベアリングリテーナ外観検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ベアリングリテーナの形状欠陥を十分な精度で検出できる実用的な装置及び方法を提供する。
【解決手段】 リテーナＲは三つの導光部材１が内側となる位置に投入され、基準軸Ｃに対して放射状の方向に導光部材１が直線移動することで導光部材１に保持される。上方の光源２からの光は導光部材１を介してリテーナＲを内側から照明する。各導光部材１はリテーナＲを保持しながら、リテーナＲの中心軸に一致した基準軸Ｃの周りに回転機構４により回転し、リテーナＲの外側に配置された撮像センサ３がリテーナＲを撮像する。撮像センサ３は基準軸Ｃの方向に細長い撮像領域Ｉを撮像するラインセンサであり、データ処理部８１は、撮像センサ３が出力したイメージデータをつなぎ合わせてリテーナＲの周方向の全体の検査像のデータとする。
【選択図】 図２

Description

この出願の発明は、ベアリングリテーナの外観検査技術に関するものである。

一般に、ベアリング（軸受）は、内輪と、外輪と、内輪と外輪との間に介在されるボール（転動体）と、ボールを保持するベアリングリテーナ（保持器）とを備えている。ベアリングリテーナ（以下、単にリテーナという）にキズなどの外観欠陥があった場合、性能が低下したり耐久性が低下したりする問題が生じ得る。

特開２０１３−９６９４５号公報

特に最近では、樹脂製のリテーナが採用され始めている。樹脂製のリテーナは、寸法精度や強度等の面での成型技術の向上を背景としたものであるが、樹脂製のリテーナ特有の問題も生じてきている。樹脂製の場合、射出成型のような成型法により製作されるため、寸法精度が向上したとはいえ、どうしてもバリやカケ、引け等が発生し易い。バリが発生したリテーナを使用すると、ボールの転動が不十分となったり、バリが欠けて異物となったりする問題が生じる。このため、成型後のリテーナを検査し、バリが発生していないかどうかチェックすることが必要になってくる。

従来、上記のようなリテーナの外観検査は、作業者が目視で行っているため、非常に労力を要しており、生産性上及びコスト上の問題が生じてきている。製品の外観検査については、製品を光で照明し、その状況をカメラで検出する外観検査装置が使用されることが多く、外観検査装置の使用により検査を自動化することも可能である。しかしながら、リテーナの形状欠陥の検出を目的として使用できる実用的な外観検査装置は、現在までのところ開発、市販されていない。
最近では、自動車等で用いられる高性能、高信頼性のベアリングにも樹脂製のリテーナの使用が検討されている。このような技術分野では、相応の精度で外観検査する必要があるが、従来知られた外観検査装置では、リテーナの形状欠陥の検出を必要な精度を確保して行うことができない。

一方、特許文献に開示された技術としては、特許文献１のものが知られている。特許文献１には、樹脂製リテーナの欠陥検査装置が開示されている。この装置は、リテーナの軸方向（ベアリングが受ける軸の方向）の端面に対してレーザーを照射し、端面の変位により欠陥を検出するものとなっている。しかしながら、この装置では、当該端面以外の部位に生じた形状欠陥については検出することができない。例えば、リテーナにおいてボールが接触する部分（特許文献１ではポケットと称している）の形状については、バリ等の形状欠陥が発生してもそれを検出することができない。従って、実用的な検査装置とはいえない。
この出願の発明は、このような状況に鑑みて為されたものであり、ベアリングのリテーナの形状欠陥を十分な精度で検出できる実用的な装置及び方法を提供することを目的としている。

上記課題を解決するため、本願の請求項１記載の発明は、ベアリングリテーナが投入された際にベアリングリテーナの内側となる位置に配置された導光部材と、
導光部材を介して光照射することでベアリングリテーナを内側から照明する光源と、
ベアリングリテーナの外側に配置され、内側から照明されたベアリングリテーナを撮像する撮像センサと、
光源及び導光部材により照明され撮像センサにより撮像されている状態で、位置が固定された撮像カメラに対してベアリングリテーナをベアリングリテーナの中心軸の周りに回転させる回転機構とを備えており、
撮像センサによる撮像領域の幅は、ベアリングリテーナの外径よりも狭いものであり、
撮像カメラが撮像したイメージデータをつなぎ合わせてベアリングリテーナの周方向の全体の外観検査像とするデータ処理を行うデータ処理部が設けられているという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項２記載の発明は、前記請求項１の構成において、前記導光部材は、前記ベアリングリテーナを保持する保持部材に兼用されており、
前記回転機構は、前記導光部材を回転させることで前記ベアリングリテーナを回転させる機構であるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項３記載の発明は、前記請求項１又は２の構成において、前記撮像センサは、ラインセンサであるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項４記載の発明は、前記請求項１乃至３いずれかの構成において、前記データ処理部により得られた前記検査像のデータに基づいて当該ベアリングリテーナの良否を判断する判断部を備えているという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項５記載の発明は、ベアリングリテーナの内側に配置された導光部材に光源からの光を照射して導光部材により内側からベアリングリテーナを照明し、
照明されたベアリングリテーナの外側に位置が固定された状態で配置された撮像センサによりベアリングリテーナの像を撮影し、
光源及び導光部材により照明され撮像センサにより撮像されている状態で、ベアリングリテーナをベアリングリテーナの中心軸の周りに回転機構により回転させるベアリングリテーナ外観検査方法であり、
撮像センサによる撮像領域の幅は、ベアリングリテーナの外径よりも狭いものであり、
撮像カメラが撮像したイメージデータをつなぎ合わせてベアリングリテーナの周方向の全体の検査像のデータとするデータ処理をデータ処理部により行うという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項６記載の発明は、前記請求項５の構成において、
前記撮像センサは、ラインセンサであるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項７記載の発明は、前記請求項５又は６の構成において、前記データ処理部により得られた前記検査像のデータに基づいて当該ベアリングリテーナの良否を判断部により判断するという構成を有する。

以下に説明する通り、本願の請求項１又は５記載の発明によれば、照明されたリテーナの像が全周に亘って得られ、そのデータに基づいて良否判断ができるので、バリ等の形状欠陥のあるリテーナを容易に見つけ出すことができ、生産性及びコスト上の効果が著しい。また、リテーナを内側から照明して外観検査を行うので、小さなリテーナについても外観検査ができる。さらに、導光部材により間接的に照明するので、シンプルな構造にて十分な照度でリテーナを照明することができる。
また、請求項２記載の発明によれば、上記効果に加え、導光部材が回転の際のリテーナの保持部材に兼用されているので、この点で構造が簡略化されるという効果が得られる。
また、請求項３又は６記載の発明によれば、上記効果に加え、撮像センサとしてラインセンサが使用されているので、リテーナの外観形状の検査をより高い精度で行うことができる。
また、請求項４又は７記載の発明によれば、上記効果に加え、判断部により自動的に良否が判断するので、作業者の手間がほぼ皆無に近く、この点で生産性向上、コスト低減の効果がより高い。

実施形態の外観検査装置により検査されるリテーナの一例を示した斜視概略図である。 実施形態の外観検査装置の正面概略図である。 実施形態の外観検査装置の主要部の斜視概略図である。 導光部材によるリテーナの保持動作について示した平面概略図である。 撮像センサによる撮像領域について模式的に示した正面図である。 データ処理部におけるデータ処理について模式的に示した図である。

次に、本願発明を実施するための形態（以下、実施形態）について説明する。
まず、実施形態のベアリングリテーナ外観検査装置（以下、単に外観検査装置という）により検査されるリテーナについて説明する。図１は、実施形態の外観検査装置により検査されるリテーナの一例を示した斜視概略図である。
図１に示すように、この例のリテーナＲは、円環状の主部Ｒ１と、ボールを保持する部位である枠部Ｒ２とから形成されている。枠部Ｒ２は、主部Ｒ１から軸方向に突出する多数の突部Ｒ２１によって形成されている。尚、軸方向とは、主部Ｒ１の中心軸の方向であり、前述したのと同様に、ベアリングが受ける軸の方向である。

各突部Ｒ２１は、ほぼ平坦な先端縁Ｒ２２と、先端縁Ｒ２２の両端から円弧状に湾曲して主部Ｒ１に向けて延びる両側縁Ｒ２３とを有する形状である。隣接する二つの突部Ｒ２１の向かい合う側縁Ｒ２３は、ほぼ円形の縁を形成しており、この縁に接触した状態で１個のボールが保持される。
このようなリテーナＲは、前述したように樹脂製となっている。例えばポリプロピレン樹脂、ＰＥＥＫ樹脂、フッ素樹脂等がリテーナＲの材料として採用され、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維等で強化されたもの（繊維強化樹脂）が使用されることもある。

このようなリテーナＲは、前述したように射出成型のような成型法で製作される。このため、製作時にバリや引けのような形状欠陥が生じることがある。このため、実施形態の外観検査装置が使用される。
図２は、実施形態の外観検査装置の正面概略図、図３は実施形態の外観検査装置の主要部の斜視概略図である。図２及び図３に示す外観検査装置は、リテーナＲを内側から照明してその外観形状を検査するものとなっている。具体的に説明すると、外観検査装置は、リテーナＲが投入された際にリテーナＲの内側となる位置に配置された導光部材１と、導光部材１を介して内側から光照射することでリテーナＲを照明する光源２と、内側から照明されたリテーナＲを撮像する撮像センサ３とを備えている。

導光部材１は、リテーナＲを内側から直接照明するのが困難なために配置される部材である。導光部材１としては、本実施形態では、導光しつつ光を拡散する部材が使用されている。具体的には、導光部材１は、乳白色のアクリル樹脂のような導光性及び光拡散性の材料で形成された柱状の部材となっている。この他、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、ＣＯＣ（環状オレフィン・コポリマー）やガラス（スリガラス）が導光部材１の材料として使用されることもある。また、透明な材料に拡散材を添加して成形したものを導光部材１として用いることもある。

光源２については、リテーナＲを十分な照度で照明できるものであれば、特に制限なく使用することができる。例えば、２．５〜１０Ｗ程度の白色ＬＥＤを光源２として使用することができる。図２及び図４に示すように、光源２は上方に配置されており、下方に配置された導光部材１に向けて光を出射するようになっている。

撮像センサ３は、リテーナＲの側方に配置されている。この実施形態では、撮像センサ３としては、ラインセンサが使用されている。ラインセンサは、線状の非常に狭い領域を撮像視野とするセンサであり、撮像画素が一列のみ又は数列のみとなっているイメージセンサである。ラインセンサである撮像センサ３は、レンズを備えたものが採用され、必要に応じて拡大又は縮小しながら撮像が行われることがある。
ラインセンサである撮像センサ３は、撮像領域の長さ方向がリテーナＲの中心軸方向になるよう配置されている。この実施形態では、撮像領域の幅は、リテーナＲ上で１０〜１００μｍ程度である。

このような外観検査装置は、リテーナＲの全体の外観形状を十分に検査するため、リテーナＲを中心軸の周りに回転させる回転機構４を備えている。リテーナＲを回転させるには、リテーナＲを保持する部材が必要であるが、この実施形態では、導光部材１が回転の際のリテーナＲの保持に兼用されている。

具体的に説明すると、撮像センサ３の光軸Ｌに対してリテーナＲは所定の位置で保持されるようになっている。外観検査装置において、基準となる垂直方向の軸が設定されている。この軸を基準軸と呼び、図２にＣで示す。撮像センサ３の光軸Ｌは、図２に示すように、水平に延びており、この光軸Ｌと基準軸Ｃの交差する位置がリテーナＲの保持位置となっている。以下、この保持位置を基準点と呼び、図２あるいは図４にＯで示す。リテーナＲは、中心軸が上下方向となる姿勢で保持され、中心軸は基準軸Ｃに一致した状態とされる。従って、基準点Ｏは、保持された状態のリテーナＲの中心軸と撮像センサ３の光軸Ｌとが交わる点である。
図３に示すように、この実施形態では三つの導光部材１が設けられている。各導光部材１は、外側の側面１１が円筒面（水平断面が円弧状）となっており、各円筒状の外側面１１において、リテーナＲが保持されるようになっている。リテーナＲを保持した状態では、各側面１１は中心が同じ位置（同心上）となり、この中心は基準軸Ｃ上である。図３は、この状態を示している（但しリテーナＲの図示は省略されている）。

各導光部材１の下側には、補助照明体５が設けられている。補助照明体５は、保持されたリテーナＲの下側を照明された空間とし、リテーナＲがより鮮明に撮像されるようにする部材である。この実施形態では、補助照明体５は光拡散性の部材で形成されており、光源２からの光をリテーナＲの下側で拡散させることでこの空間を照明するものとなっている。
各補助照明体５は、導光部材１よりも水平断面が少し大きい柱状の部材である。従って、図２及び図４に示すように、各補助照明体５は、導光部材１よりも少し外側にはみ出た状態となっており、段差が形成されている。各補助照明体５は各導光部材１の同様の材料で形成されていて良く（例えば乳白色のアクリル樹脂）、各導光部材１に対して接着等の方法で固定されている。その上で、各補助照明体５は、ベース部材６の水平な上面に固定されている。従って、各導光部材１は、ベース部材６に支持された状態となっている。

そして、各ベース部材６には、不図示の直線移動機構が付設されている。各直線移動機構における直線移動の向きは、図３に矢印で示すように、水平方向であって且つ基準軸Ｃに対して放射状である。即ち、各直線移動機構の直線移動の方向は、水平面内において１２０度ずつ異なっている。
各ベース部材６及び各直線移動機構は、ステージ７上に設けられている。ステージ７の水平な上面には、各ベース部材６に対応してリニアガイド７１が設けられている。各リニアガイド７１が延びる方向は、上記の通り基準軸Ｃを通る放射状である。

各直線移動機構は、各導光部材１をリテーナＲに適度な圧力で接触させ、導光部材１にリテーナＲを保持させるものである。以下、この点について図４を使用して説明する。図４は、導光部材１によるリテーナＲの保持動作について示した平面概略図である。
各直線移動機構は、各導光部材１を、基準点Ｏに近いスタンバイ位置と、基準点Ｏから遠い保持位置との間で直線移動させるものとなっている。保持位置は、各導光部材１の円筒状の外側の側面１１が基準点Ｏ上で同軸となる位置である。

各導光部材１は、スタンバイ位置においてリテーナＲの投入を待っている。スタンバイ位置では、図４（１）に示すように、各導光部材１は互いに接触又は接近している。この状態で、図４（２）に示すようにリテーナＲが投入される。リテーナＲは、内側に各導光部材１が挿通され、各導光部材１と各補助照明体５との段差の部分に載った状態となる。この段階では、各導光部材１の外側面１１はリテーナＲに接触していないか、又は一部に接触している箇所があるのみである。
次に、各直線移動機構が動作し、各導光部材１及び各補助照明体５を一体に所定のストロークだけ直線移動させる。所定のストロークとは、各導光部材１が保持位置に移動するストロークであり、移動の方向は、図４（２）に矢印で示すように基準点Ｏに対して１２０度間隔の放射状である。この移動により、図４（３）に示すように、リテーナＲの内周面に各導光部材１の外側面１１が適度な圧力で当接し、リテーナＲが保持された状態となる。尚、図４から解るように、直線移動はリテーナＲの投入の際に隙間が必要なためであり、短い距離である。

次に、回転機構４について説明する。図２に示すように、ステージ７は、架台７２上に回転可能に取り付けられている。回転機構４は、ステージ７の下面中央に接続された支柱４１と、支柱４１に連結された回転駆動源４２とから主に構成されている。回転機構４による回転軸は、基準軸Ｃに一致しており、従ってリテーナＲの中心軸に一致している。回転駆動源４２が動作すると、支柱４１を介してステージ７が回転し、これによりステージ７上の各ベース板及び各導光部材１が一体に基準軸Ｃの周りに回転する。
尚、回転の際、リテーナＲは、三つの導光部材１によって保持された状態である。各導光部材１が空回りしないよう、外側面１１に適度な摩擦力が生じるような表面処理（例えばコーティング）がされることもある。

一方、実施形態の外観検査装置は、撮像センサ３から出力されたイメージデータを処理するデータ処理部８１を有している。データ処理部８１は、データ処理ユニット８の要素として設けられている。データ処理ユニット８は、マイクロプロセッサやメモリ（ＲＯＭ、ＲＡＭ）を備えており、これらによりデータ処理部８１が構成されている。また、撮像センサ３から出力されたイメージデータを処理して得られた画像を表示するディスプレイが設けられる場合もある。

データ処理部８１におけるデータ処理は、撮像カメラが撮像したイメージデータをつなぎ合わせてリテーナＲの周方向の全体の外観検査像とするものである。以下、この点について図５及び図６を使用して説明する。図５は、撮像センサによる撮像領域について模式的に示した正面図、図６は、データ処理部８１におけるデータ処理について模式的に示した図である。
前述したように、撮像センサ３はラインセンサであり、撮像領域Ｉは、図５に示すように基準軸Ｃ方向に長い非常に狭い幅Ｗの領域である。撮像センサ３は、内側から照明されたリテーナＲの像（シルエット）を、このように狭い撮像領域において撮像する。そして、前述したように回転機構４がリテーナＲを回転させると、リテーナＲの各部位が順次撮像領域を通過するから、リテーナＲの外観形状に応じて撮像センサ３で捕らえられる像が変化することになる。

データ処理部８１は、回転機構４による回転速度に応じて所定の周期で撮像センサ３からデータを出力させる。撮像センサ３は、例えば画素にＣＣＤを使用したものとされるが、データ処理部８１は、各画素の蓄積電荷に応じた信号を所定の周期で出力させる。１周期に出力されるデータを便宜上、１ラインとし、撮像センサ３が一列のみの画素から成るものとすると、１ラインのイメージデータは、明暗のドットが一列のみ並んだものとなる。
尚、リテーナＲは、完全な透明体ではないから、背後の照明された領域に比べて暗い像となる。つまり、図６中のハッチングされた部分がリテーナＲの像を示す。つまり、ハッチングされた部分とそうでない部分との境界線が、リテーナＲの輪郭を示している。

データ処理部８１は、１周期毎に出力される１ラインのイメージデータをメモリに記憶し、リテーナＲの全周以上のイメージデータが出力、記憶された後、それらをつなぎ合わせるデータ処理を行う。このようにして得られた全周の像が、図６に示されたものである。
この例のリテーナＲは、８個のボールを保持するものとなっている。従って、図１に示すように、突部Ｒ２１は８個設けられている。図６において、突部Ｒ２１の像は９個認められるが、一番左の突部Ｒ２１の像と一番右の突部Ｒ２１の像とは、同一の突部Ｒ２１の像である。即ち、突部Ｒ２１の像が９個以上となるよう像をつなぎ合わせれば、リテーナＲの全周の像が確実に得られることになる。

データ処理部８１の動作について、より詳しい説明をすると、装置は、不図示の制御部を備えている。制御部は、回転機構４を動作させてリテーナＲの回転を始めた後、あるタイミングでデータ処理部８１に信号を送り、イメージデータの蓄積を開始させる。そして、リテーナＲの径及び回転速度（これは既知である）から、一周を超える回転角度（例えば４５０度）になった際、制御部は回転機構４に信号を送り、回転を停止させる。
データ処理部８１は、上記回転の際、１ライン毎の出力されるイメージデータをメモリに記憶しながらつなぎ合わせていく。そして、１周を超える像が得られたと判断された段階で、イメージデータの出力、記憶を終了する。

図６に示すイメージデータにおいて、ＸＹ座標を設定する。Ｘ軸は、撮像センサ３の撮像領域における水平方向に一致し、Ｙ軸は垂直方向（基準軸Ｃの方向）に一致する。各ラインのイメージデータにおいて、暗部（リテーナＲの像部分）であるドットのうち最も上側（Ｙ軸上の正側）にある座標を特定する。この座標は、各ラインで変換するが、変化は周期的であり、ピークとボトムとを繰り返す。例えばボトムとなった回数を数え、それが９回に達すれば、９個の突部Ｒ２１の像を含んだことになり、１周を超える像が得られたことになる。即ち、データ処理部８１は、この時点でイメージデータのつなぎ合わせを終了し、その時点までつなぎ合わせたイメージデータは、リテーナＲの全周の像のデータ（以下、検査像データという）としてメモリに記憶する。データ処理部８１は、このような処理を行うプログラムが記述されたＲＯＭを含んでおり、制御部からの制御信号に従い、ＲＯＭからプログラムを読み出して実行する。

また、この実施形態の外観検査装置は、データ処理部８１で得られたリテーナＲの全周像データに基づいて当該リテーナＲの良否を判断する判断部８２を有している。判断部８２も、データ処理ユニット８に含まれるプロセッサやメモリ、メモリに記述されているプログラム（判断プログラム）等によって構成されている。

データ処理ユニット８のメモリには、良否判定を行うための基準データとしてのイメージデータが記憶されている。基準データは、検査されるリテーナＲの仕様（外観形状の仕様）に基づいて予め作成されたものであり、欠陥のない理想的な外観形状のリテーナ（基準品）が同様に撮像された場合に得られると想定される像のデータである。基準データは、円環状である基準品のリテーナの一部を切断して平面状に展開した上での側面視の輪郭に相当するデータとなっている。

判断部８２は、まず、データ処理部８１で得られた検査像データからリテーナＲの輪郭を抽出するデータ処理を行う。これは、図６に示す像において、明部と暗部との境界線を特定していく処理に他ならない。境界線を特定するデータ（境界線データ）が得られると、判断部８２は、基準データとの差分を算出する。そして、局所的に差分がある基準値より大きい場合、バリ等の形状欠陥があるとして欠陥品と判断する。差分が基準値より小さい場合、形状欠陥はないとして良品と判断する。尚、図６では、欠陥品として判断されるリテーナＲの検査像の一例が示されている。この例では、バリＲ３があるリテーナＲとなってあり、バリＲ３のため、欠陥品と判断される。

また、上記良否判断の際、検査像データを適宜拡大又は縮小したり、座標系における位置をシフトさせたりしながら、基準データとの差分を算出する場合もある。像全体の大きさや位置に起因した差分であるにも関わらず、その差分に基づいて欠陥品と判断してしまうミスを無くすためである。
判断プログラムは、上記のようなデータ処理が行われるようプログラミングされている。そして、判断プログラムの戻り値（良否判断結果）は、外観検査装置が備える不図示の出力部を介して外部に出力されるようになっている。

尚、上記検査像データの生成及びそれに基づく良否判断において、補助照明体５は、リテーナＲの下縁において像をより鮮明にする意義を有している。補助照明体５が無く、例えば導光部材１がベース部材６に直接固定されている構造であり、ベース部材が金属のような遮光性の材料であるとすると、リテーナＲの下縁の下側は遮光性の部材の像となり、リテーナＲと同様に暗い像となる。この場合、リテーナＲの下縁の形状（下側の輪郭）が不鮮明となり、この部分での形状欠陥の検出精度が低下する。実施形態では、補助照明体５が設けられているので、このような問題はない。

次に、上述した構成に係る実施形態の外観検査装置の全体の動作及び利用例について説明する。以下の説明は、実施形態のベアリングリテーナ外観検査方法の説明も兼ねている。
上述したような外観検査装置は、例えばリテーナＲの生産ラインに設置される。生産ラインには、生産されたリテーナＲを１個ずつ外観検査装置に投入し、検査後のリテーナＲを回収する投入回収機構が設けられる。投入回収機構としては、例えばリテーナＲを把持することができるアームを備えたロボットが使用される。

外観検査装置は、各導光部材１及び各補助照明体５をスタンバイ位置にさせて待機している。投入回収機構は１個のリテーナＲを外観検査装置に投入し、外観検査装置は、各直線移動機構を動作させて各導光部材１によってリテーナＲを保持させる。次に、外観検査装置は、光源２及び撮像センサ３を動作させながら、回転機構４を動作させ、リテーナＲを回転させる。撮像センサ３は、照明された状態で回転するリテーナＲの像を撮影し、１ライン毎にデータ処理部８１に出力する。
１周を超える回転が行われると、回転機構４が動作を停止し、データ処理部８１は、各ラインのイメージデータをつなぎ合わせて検査像データを作成する。検査像データは、判断部８２に送られ、判断部８２が良否判断を行う。

このようにして検査が完了した後、リテーナＲは外観検査装置から取り出される。即ち、直線移動機構が動作して各導光部材１及び各補助照明体５をスタンバイ位置に戻す。そして、投入回収機構がリテーナＲをピックアップし、生産ラインに戻す（例えば、次の工程に搬送するコンベアにリテーナＲを戻す）。
生産ラインには、欠陥品と判断されたリテーナＲをラインから取り除く機構が設けられる。この機構には、例えば投入回収機構を兼用することができる。投入回収機構は、検査完了後、欠陥品と判断されたリテーナＲについては生産ラインに戻さず、廃棄用の容器に投入するよう構成される。
尚、樹脂製のリテーナは射出成型等の方法により製作されるが、上記方法は、リテーナの生産方法の発明と捉えることも可能である。

以上の説明から解るように、実施形態の外観検査装置及び外観検査方法によれば、内側から照明したリテーナＲの像が全周に亘って得られ、そのデータに基づいて良否判断ができるので、バリ等の形状欠陥のあるリテーナＲを容易に見つけ出すことができ、生産性及びコスト上の効果が著しい。また、判断部８２により自動的に良否が判断するので、作業者の手間がほぼ皆無に近く、この点で生産性向上、コスト低減の効果がより高くなっている。

尚、良否判断を判断部８２により行わない場合、検査像データに基づいて検査像をディスプレイに表示し、作業者が目視して良否判断を行うようにすれば良い。この場合も、照明により明るく照らし出された像であり、また適宜拡大された像とすることができるので、リテーナＲを直接目視により検査していた従来の方法に比べ格段に作業性が増し、容易に短時間に良否判断を行うことができるようになる。

また、上記実施形態では、撮像センサ３としてラインセンサが使用されているので、リテーナＲの外観形状の検査をより高い精度で行うことができている。図６に示すような検査像は、円環状であるリテーナＲを２次元の平面に変換して像再生するものである。この際、ラインセンサではなく、ある程度の幅をもった領域を撮像するセンサ（エリアセンサ）を使用することも可能である。しかしながら、この場合、３次元的に湾曲するリテーナＲを２次元に変換して撮像することになるので、その変換の時点で本来の形状とは異なる形状の像となってしまう。従って、得られた像が基準となる像と異なる場合、その差異が、２次元への変換に起因するものなのか、形状欠陥に起因するものなかの判別をしなければならなくなる。撮像領域をできるだけ狭くして得られたイメージデータをつなげるようにすれば、２次元への変換に起因して像が本来の形状と異なってしまうことが少なくなり、十分な検査精度が得られる。撮像領域の幅Ｗは、リテーナＲの大きさや必要な検査精度（例えば、検出するバリ等の形状欠陥の最低限の大きさ）によるが、５ｍｍ以下としておけば、種々のリテーナＲについて十分な精度で検査を行うことができる。

また仮に、撮像センサ３の撮像領域の幅ＷがリテーナＲの外径以上であれば、理論的には、２回の撮影（１８０度の回転毎に１回の撮影）で検査が行えることになるが、２次元変換時の形状の歪みがあまりにも大きくなるので、好ましくない。従って、撮像領域の幅Ｗは、リテーナＲの外径未満とすべきであり、撮影回数は３回以上とすることが好ましい。
尚、撮像センサ３としてラインセンサを使用する場合、撮像領域の幅Ｗをより狭くすれば、得られる検査像の解像度が高くなので、さらに高い精度で検査が行える。但し、その分だけデータ量が多くなる（一周分のライン数が多くなる）ので、データ処理が煩雑化する欠点がある。

また、上記実施形態において、リテーナＲを内側から照明して外観検査を行う構造には、小さなリテーナについても外観検査ができるという意義がある。上記実施形態の変形例として、撮像センサ３をリテーナＲの内側に配置し、光源２をリテーナＲの側方に配置し、側方から照明リテーナＲの内側で撮像する構造も考えられる。しかしながら、撮像センサ３はある程度の大きさを有しており、小さなリテーナになると、内側に撮像センサ３が配置できない場合もあり得る。また、配置できたとしても、データの取り出しの都合上、撮像センサ３に対して配線をする必要があり、リテーナが回転する構造であることを考慮すると、現実的に難しいか又は非常に煩雑な構造となり得る。実施形態のようにリテーナの内側から照明するようにすれば、このような問題はない。

また、リテーナの内側から照明する構造において、リテーナの内側に光源を配置し、リテーナを直接照明する構造を採用することも可能である。しかしながら、この場合も、小さなリテーナになってくると、光源を配置できなくなってしまったり、できたとしても十分な照度で照明することが難しくなってしまったりすることがあり得る。また、光源に対する配線が必要であるから、リテーナが回転することを考慮すると、現実的に難しいか又は非常に煩雑となってしまうことが考えられる。実施形態のように導光部材１を使用し、導光部材１により間接的に照明する構造であると、このような問題はなく、シンプルな構造にて十分な照度でリテーナＲを照明することができる。

尚、導光部材としては、前述したような光拡散作用を利用する部材の他、プリズムのような反射、屈折を利用する部材を採用することもできる。例えば、リテーナの中心軸に対して４５度程度の反射面を有する導光部材を採用し、上方から入射させて光を反射面におり側方に反射させてリテーナに光照射する構造が考えられる。

また、上記実施形態では、導光部材１が回転の際のリテーナＲの保持部材に兼用されているので、この点でも構造が簡略化されている。但し、多少構造が複雑になるものの、回転の際のリテーナＲの保持部材を導光部材とは別の部材として設けても良い。この場合、導光部材は回転しない部材として設けられることになるので、撮像センサ３による撮像領域を含む領域をスポット的に照明する構造であっても足りる場合がある。

また、上記実施形態において、形状欠陥が検出された部位の周方向の位置の特定を行うようにすることも可能である。例えば、リテーナにおいて周方向の基準となる点（周方向原点）を目印として設ける。投入回収機構は、周方向原点が周方向において所定の位置となるようリテーナを投入する。そして、データ処理ユニット８は、バリＲ３のような形状欠陥が検出された場合、回転速度の情報（既知）と、回転が開始されてから何ライン目であるかの情報（時間情報）とに従い、形状欠陥の周方向の位置を周方向原点に対する角度として特定する。

尚、上記実施形態の装置及び方法において、対象物はリテーナであった。この点に関し、本願発明の範囲に入るものではないが、リテーナ以外の対象物であっても円環状又はほぼ円環状を成す対象物であれば、同様に外観検査が行える。「円環状又はほぼ円環状」とは、回転機構で回転させることで全周の検査像データが取得でき、その検査像データと基準データとを比較することで外観欠陥の検出ができる対象物ということである。

１ 導光部材
２ 光源
３ 撮像センサ
４ 回転機構
５ 補助照明体
６ ベース部材
７ ステージ
７１ リニアガイド
８ データ処理ユニット
８１ データ処理部
８２ 判断部

Claims (7)

1. ベアリングリテーナが投入された際にベアリングリテーナの内側となる位置に配置された導光部材と、
   導光部材を介して光照射することでベアリングリテーナを内側から照明する光源と、
   ベアリングリテーナの外側に配置され、内側から照明されたベアリングリテーナを撮像する撮像センサと、
   光源及び導光部材により照明され撮像センサにより撮像されている状態で、位置が固定された撮像カメラに対してベアリングリテーナをベアリングリテーナの中心軸の周りに回転させる回転機構とを備えており、
   撮像センサによる撮像領域の幅は、ベアリングリテーナの外径よりも狭いものであり、
   撮像カメラが撮像したイメージデータをつなぎ合わせてベアリングリテーナの周方向の全体の検査像のデータとするデータ処理を行うデータ処理部が設けられていることを特徴とするベアリングリテーナ外観検査装置。
2. 前記導光部材は、前記ベアリングリテーナを保持する保持部材に兼用されており、
   前記回転機構は、前記導光部材を回転させることで前記ベアリングリテーナを回転させる機構であることを特徴とする請求項１記載のベアリングリテーナ外観検査装置。
3. 前記撮像センサは、ラインセンサであることを特徴とする請求項１又は２記載のベアリングリテーナ外観検査装置。
4. 前記データ処理部により得られた前記検査像のデータに基づいて当該ベアリングリテーナの良否を判断する判断部を備えていることを特徴とする請求項１乃至３いずれかに記載のベアリングリテーナ外観検査装置。
5. ベアリングリテーナの内側に配置された導光部材に光源からの光を照射して導光部材により内側からベアリングリテーナを照明し、
   照明されたベアリングリテーナの外側に位置が固定された状態で配置された撮像センサによりベアリングリテーナの像を撮影し、
   光源及び導光部材により照明され撮像センサにより撮像されている状態で、ベアリングリテーナをベアリングリテーナの中心軸の周りに回転機構により回転させるベアリングリテーナ外観検査方法であり、
   撮像センサによる撮像領域の幅は、ベアリングリテーナの外径よりも狭いものであり、
   撮像カメラが撮像したイメージデータをつなぎ合わせてベアリングリテーナの周方向の全体の検査像のデータとするデータ処理をデータ処理部により行うことを特徴とするベアリングリテーナ外観検査方法。
6. 前記撮像センサは、ラインセンサであることを特徴とする請求項５記載のベアリングリテーナ外観検査方法。
7. 前記データ処理部により得られた前記検査像のデータに基づいて当該ベアリングリテーナの良否を判断部により判断することを特徴とする請求項５又は６記載のベアリングリテーナ外観検査方法。

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