JP2021101159A - 異物検査方法および異物検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】安全且つ簡単な手法で、筒状の樹脂成形品に埋没されている異物の寸法を高精度で算出する。【解決手段】筒状の樹脂成形品における、寸法が所定の閾値を超える埋没異物４０の有無を検査する異物検査方法である。着色顔料を含まないナイロン製のドーム２０を用意する。ドーム２０の内側に配置した内側光源７１から光を照射し、外周面２１ｂに投影された埋没異物４０の第１投影像４１の寸法Ｗ１を計測する第１計測工程と、ドーム２０の外側に配置した外側光源から光を照射し、内周面２１ａに投影された埋没異物４０の第２投影像の寸法を計測する第２計測工程と、各光源から各投影像までの距離に対する各投影像の寸法と、各光源から埋没異物４０までの距離に対する埋没異物４０の寸法Ｗ０との比例関係に基づいて、埋没異物４０の寸法Ｗ０を算出する算出工程とを含んでいる。【選択図】図５

Description

本発明は、筒状の樹脂成形品に埋没されている、寸法が所定の閾値を超える異物の有無を検査する異物検査方法および異物検査装置に関するものである。

従来から、車載の水素タンクから取り入れた水素と、大気中から取り入れた酸素とを化学反応させて発電を行う燃料電池を備え、当該燃料電池の発電電力を駆動源として走行する燃料電池車両が知られている。このような燃料電池車両に搭載される水素タンクとしては、軽量化の観点から、樹脂製のパイプおよびドームからなる密閉円筒状のライナーを内殻とし、かかるライナーの外周面に、カーボンファイバーを巻回することで高強度の外殻を形成した高圧タンクを用いるのが一般的である。

ところで、水素タンクの内殻を構成するライナーは、高圧の水素ガスを密閉する容器となることから、かかるライナーには低分子の気体に対するガスバリア性が要求される。このため、ライナーの構成部品であるパイプおよびドームの成形材料としては、高いガスバリア性を有するナイロン材を用いるのが主流であり、また、生産性を考慮して、円筒状のパイプおよび有底筒状のドームを射出成形にて成形するのが一般的である。

しかしながら、ナイロン材を用いて射出成形にて成形されたパイプおよびドームには、ナイロンが熱履歴により容易に劣化・分解し易い材料であることと、射出経路内に材料を一切残留・滞留させないことは困難であることとが相俟って、「黒点」と称される、主として炭化劣化物で構成される異物（以下、「埋没異物」ともいう。）が含まれることがある。

そうして、相対的に多くの埋没異物や相対的に大きな埋没異物が製品（パイプおよびドーム）内に含まれていると、ライナーの機械的強度が低下する要因となることから、製品内に含まれる埋没異物の「量」や「大きさ」を確認することが重要となる。この点、製品表面に存在する埋没異物は、その量や大きさを目視で容易に確認可能である。もっとも、ライナーの成形材料としてのナイロン材には、通常、紫外線による耐候劣化を防ぐために着色顔料が含まれているため、換言すると、製品は透けていないため、製品内部に存在する埋没異物は、その有無を確認すること自体が難しい上、その大きさを目視で確認することは困難であるといえる。

そこで、例えば特許文献１には、複数の経路でＸ線を放射し、樹脂成形品を透過したＸ線を１つ以上の位置で検出し、検出したＸ線画像に対して欠点候補（空隙や不純物）を検出し、ステレオマッチング法により高さを測定し、得られた高さ情報画像と欠点候補として得られた画像とを論理積し、高さ位置から欠点候補の良否を選別する、樹脂成形品の検査方法が開示されている。

特許第６５０８４３５号公報

しかしながら、上記特許文献１のもののように、Ｘ線を用いて埋没異物を検出する手法は、Ｘ線照射設備の導入等によるコストアップや、Ｘ線（放射線）の安全管理等の観点から現実性が乏しい。

このため、製品内部に埋没異物が存在することが、目視により薄っすらと認識される場合には、その大きさを確認することなく、全て不良として処理しているのが現状であり、このことが、ライナーの歩留まりを悪化させ、コストアップの原因となっている。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、安全且つ簡単な手法で、筒状の樹脂成形品に埋没されている異物の寸法を高精度で算出する技術を提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明に係る異物検査方法では、着色顔料を含まないナイロンが光を透過させる性質を利用して、光源から照射される光による、埋没異物の投影像に基づいて、埋没異物の寸法を算出するようにしている。

具体的には、本発明は、筒状の樹脂成形品に埋没されている、寸法が所定の閾値を超える異物の有無を検査する異物検査方法を対象としている。

この異物検査方法では、上記樹脂成形品として、着色顔料を含まないナイロン製のものを用意する。

そして、上記異物検査方法は、上記樹脂成形品の筒径方向内側および外側の一方に配置した第１光源から、当該樹脂成形品の一方の周面に向けて光を照射して、他方の周面に投影された埋没異物の第１投影像の寸法を計測する第１計測工程と、上記樹脂成形品の筒径方向内側および外側の他方に配置した第２光源から、当該樹脂成形品の他方の周面に向けて光を照射して、一方の周面に投影された上記埋没異物の第２投影像の寸法を計測する第２計測工程と、上記各光源から当該各光源によって投影される上記各投影像までの距離に対する当該各投影像の寸法と、上記各光源から上記埋没異物までの距離に対する当該埋没異物の寸法との比例関係に基づいて、当該埋没異物の寸法を算出する算出工程と、を含むことを特徴とするものである。

この構成によれば、検査対象として着色顔料を含まないナイロン製の樹脂成形品を用いることから、例えば樹脂成形品の内側に配置した光源から内周面に光を照射すれば、光が樹脂成形品を透過することによって、樹脂成形品の外周面に埋没異物の投影像が投影されるので、かかる埋没異物の投影像の寸法を計測することができる。同様に、樹脂成形品の外側に配置した光源から外周面に光を照射すれば、樹脂成形品の内周面に埋没異物の投影像が投影されるので、かかる埋没異物の投影像の寸法を計測することができる。

そうして、第１光源から第１投影像までの距離に対する第１投影像の寸法と、第１光源から埋没異物までの距離に対する埋没異物の寸法と、の間には比例関係があり、また、第２光源から第２投影像までの距離に対する第２投影像の寸法と、第２光源から埋没異物までの距離に対する埋没異物の寸法と、の間にも同様の比例関係があるので、換言すると、「光源から埋没異物までの距離」および「埋没異物の寸法」という２つの未知数に対して２つの方程式（比例関係）が成り立つので、これらの比例関係に基づいて、埋没異物の寸法を算出することができる。

以上のように、本発明によれば、着色顔料を含まないナイロン製の樹脂成形品に対して、筒径方向内側および外側の光源から光を照射するという、安全且つ簡単な手法で、埋没異物の寸法を高精度で算出することができる。

また、上記算出工程には、上記第１光源から上記第１投影像までの距離に対する当該第１投影像の寸法と、当該第１光源から上記埋没異物までの距離に対する当該埋没異物の寸法との比例関係、および、上記第２光源から上記第２投影像までの距離に対する当該第２投影像の寸法と、当該第２光源から上記埋没異物までの距離に対する当該埋没異物の寸法との比例関係に基づいて、当該埋没異物の埋没深さを算出し、当該算出された埋没深さを用いて、当該第１および第２光源の一方から当該埋没異物までの距離を算出する第１算出工程と、上記一方の光源から当該光源によって投影される上記投影像までの距離に対する当該投影像の寸法と、当該一方の光源から上記埋没異物までの距離に対する当該埋没異物の寸法と、の比例関係に基づいて、当該埋没異物の寸法を算出する第２算出工程と、が含まれていてもよい。

この構成によれば、２つの方程式（比例関係）に基づいて、先ず、埋没異物の埋没深さを算出し、この埋没深さを用いて、一方の未知数である「光源から埋没異物までの距離」を算出した後、いずれかの方程式に「光源から埋没異物までの距離」を代入することで、他方の未知数である「埋没異物の寸法」を容易に算出することができる。

ところで、樹脂成形品の内側に配置した光源からの光によって、樹脂成形品の外周面に投影される埋没異物の投影像については、筒状の樹脂成形品の径の大きさに関係なく、検査者が目視で寸法を計測することが可能である。これに対し、樹脂成形品の外側に配置した光源からの光によって、樹脂成形品の内周面に投影される埋没異物の投影像については、樹脂成形品の径の大きさによっては、検査者が目視で寸法を計測することが困難な場合がある。このため、樹脂成形品の径が相対的に小さい場合において、少なくとも、樹脂成形品の内周面に投影される埋没異物の投影像については、樹脂成形品の内側に配置可能なカメラで投影像を撮影し、撮影された画像に基づいて、投影像の寸法を計測することが考えられる。

しかしながら、一方の投影像の寸法を目視により直接計測し、他方の投影像の寸法を画像を介して計測すると、両者の間に微妙な計測誤差が生じる場合がある。

そこで、上記異物検査方法では、上記第１および第２計測工程では、上記第１および第２投影像をカメラで撮影し、撮影された画像に基づいて、当該第１および第２投影像の寸法を計測するようにしてもよい。

この構成によれば、樹脂成形品の内周面に投影される埋没異物の投影像をカメラで撮影する場合に、樹脂成形品の外周面に投影される埋没異物の投影像についてもカメラで撮影し、撮影された画像に基づいて投影像の寸法を計測することから、内周面および外周面に投影される埋没異物の投影像の寸法を、計測誤差を抑えながら、計測することができる。

また、本発明は、上記異物検査方法に用いられる異物検査装置をも対象にしている。

そして、上記異物検査装置は、上記樹脂成形品の筒径方向内側に、筒軸方向に移動可能に配置される内側光源と、上記樹脂成形品の筒径方向外側に、筒軸方向に移動可能に配置される外側光源と、上記樹脂成形品を周方向に回転可能に支持する支持台と、少なくとも、上記樹脂成形品の筒径方向内側に、筒軸方向に移動可能に配置され、当該樹脂成形品の内周面を撮影するカメラと、上記カメラで撮影された画像を画面に表示する表示手段と、上記表示手段に表示された、上記埋没異物の投影像の境界を、検査者が画面上で指定することで、当該埋没異物の投影像の寸法を計測する計測手段と、を備えていることを特徴とするものである。

この構成によれば、２つの光源が、樹脂成形品の筒径方向内側および外側に筒軸方向に移動可能に配置されるとともに、樹脂成形品が支持台によって周方向に回転可能に支持されることから、筒状の樹脂成形品の全長且つ全周に亘って埋没異物の有無を検査することができる。しかも、表示手段に表示された埋没異物の投影像の境界を、検査者が画面上で指定するという簡単な操作で、埋没異物の投影像の寸法を計測することができる。

以上のように、本発明によれば、安全且つ簡単な手法で、筒状の樹脂成形品の全長且つ全周に亘って、埋没異物の寸法を高精度で算出することができる。

さらに、上記異物検査装置では、上記樹脂成形品の筒径方向外側に、筒軸方向に移動可能に配置され、当該樹脂成形品の外周面を撮影するカメラをさらに備えていてもよい。

この構成によれば、内周面および外周面に投影される埋没異物の投影像の寸法を、同じ計測手法にて計測することで、計測誤差を抑えることができる。

以上説明したように、本発明に係る異物検査方法および異物検査装置によれば、安全且つ簡単な手法で、筒状の樹脂成形品に埋没されている異物の寸法を高精度で算出することができる。

本発明の実施形態１に係るライナーを模式的に示す斜視図である。 ドームを模式的に示す斜視図である。 目視による埋没異物の検査を模式的に説明する、図２のＡ−Ａ’線の矢視断面図である。 異物検査装置を模式的に示す斜視図である。 異物検査方法を模式的に説明する図である。 異物検査方法を模式的に説明する図である。 モニターおよび画像処理装置を模式的に示す図である。 本発明の実施形態２に係る異物検査装置を模式的に示す斜視図である。

以下、本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。

（実施形態１）
−ライナー−
図１は、本実施形態に係るライナー１を模式的に示す斜視図である。このライナー１は、例えば燃料電池車両に搭載される水素タンク（図示せず）の内殻を構成するものであり、両端が閉塞された円筒状に形成されていて、燃料電池の発電に用いられる高圧の水素ガスを、その内部に密閉状態で収容可能になっている。

ライナー１は、軽量化の観点から、樹脂製とされており、図１に示すように、樹脂製のパイプ１０と、樹脂製の２つのドーム２０，３０と、を備えている。ライナー１は、有底筒状の２つのドーム２０，３０の間に１つの円筒状のパイプ１０を挟むように、これらを軸方向に接合（溶着）するとともに、両端に位置する２つのドーム２０，３０に対し、アルミ製の口金２，３を圧入で組付けることで、密閉円筒状に形成される。このようにして形成されたライナー１の外周に、カーボンファイバー（図示せず）を巻回することで、高強度の外殻を有する水素タンクが形成される。

図２は、ドーム２０を模式的に示す斜視図である。ドーム２０は、円筒部２１と、円筒部２１の一端を塞ぐように設けられ、口金２が組付けられる半球面状のドーム部２２と、を有していて、上述の如く有底筒状に形成されている。

−埋没異物−
ところで、ライナー１は、上述の如く、高圧の水素ガスを密閉する容器となるため、低分子の気体に対するガスバリア性が要求される。このようなガスバリア性という稀有な特性を有する樹脂としては、ナイロンとＥＶＯＨ（エチレン−ビニルアルコール共重合体）を挙げることができるが、ＥＶＯＨは、固くて展伸性に乏しい上、剛性や耐候性も低く、単独での使用は困難であり、主に、押出し成形等による複合材として用いられるため、高い生産性を必要とするライナー１の成形には適していない。このため、ライナー１の構成部品であるパイプ１０およびドーム２０，３０の成形材料としては、高いガスバリア性を有するナイロン材を用いるのが主流となっている。また、ライナー１を製造する場合には、生産性を考慮して、円筒状のパイプ１０および有底筒状のドーム２０，３０を射出成形にて成形するのが一般的である。

しかしながら、ナイロン材を用いて射出成形にて成形されたパイプ１０およびドーム２０，３０には、ナイロンが熱履歴により容易に劣化・分解し易い材料であることと、射出経路内に材料を一切残留・滞留させないことは困難であることとが相俟って、「黒点」と称される、主として炭化劣化物で構成される異物４０（図３参照）（以下、「埋没異物４０」ともいう。）が含まれることがある。より詳しくは、射出経路を構成するバレル（図示せず）の先端と、溶融樹脂を押し出すスクリュウ（図示せず）の先端との間には、スクリュウを最も前進させた状態でも、両者の衝突や食付きを防止するために隙間が設定されており、かかる隙間に残留・滞留したナイロンが熱履歴により炭化劣化物となり、剥がれた炭化劣化物が、溶融樹脂（ナイロン）と共に金型のキャビティに射出されることで「黒点」となるのである。そうして、相対的に多くの埋没異物４０や相対的に大きな埋没異物４０が製品（パイプ１０およびドーム２０，３０）内に含まれていると、ライナー１の機械的強度が低下する要因となることから、製品内に含まれる埋没異物４０の「量」や「大きさ」を確認することが重要となる。

図３は、目視による埋没異物４０の検査を模式的に説明する、図２のＡ−Ａ’線の矢視断面図である。図３に示すように、ドーム２０の表面（外周面２１ｂ）に存在する埋没異物４０は、その量や大きさを目視で容易に確認可能である。もっとも、ライナー１の成形材料としてのナイロン材には、通常、紫外線による耐候劣化を防ぐために着色顔料が含まれているため、換言すると、ドーム２０は透けていないため、図３に示すように、ドーム２０の内部に存在する埋没異物４０は、その有無を確認すること自体が難しい上、その大きさを目視で確認することは困難であるといえる。

ここで、Ｘ線を用いて埋没異物４０を検出することも考えられるが、Ｘ線照射設備の導入等によるコストアップや、Ｘ線（放射線）の安全管理等の観点から現実性が乏しい。このため、パイプ１０およびドーム２０，３０内部に埋没異物４０が存在することが、目視により薄っすらと認識される場合には、その大きさを確認することなく、全て不良として処理しているのが現状であり、このことが、ライナー１の歩留まりを悪化させ、コストアップの原因となっている。

そこで、本実施形態では、着色顔料を含まないナイロンが光を透過させる性質を利用して、光源から照射される光による、埋没異物４０の投影像に基づいて、埋没異物４０の寸法Ｗ０を算出するようにしている。以下、筒状の樹脂成形品（例えばドーム２０）に埋没されている異物４０の寸法を高精度で算出することを可能にする、異物検査装置５０（図４参照）および異物検査方法について詳細に説明する。

−異物検査装置−
図４は、異物検査装置５０を模式的に示す斜視図である。この異物検査装置５０は、図４に示すように、ベースプレート５１と、第１スライドブロック６１と、第２スライドブロック６２と、内側光源７１と、外側光源７３と、内側カメラ８１と、モニター８５と、画像処理装置８７（図７参照）と、を備えている。

ベースプレート５１は、長方形状の盤体であり、長手直角方向の両端部に、長手方向に延びるスライドレール５３，５５が形成されている。また、ベースプレート５１の中央部には、ドーム２０を支持可能な４つのガイドローラ５７が設けられている。これにより、例えば検査者がガイドローラ５７に載置されたドーム２０に対し、周方向に力を加えれば、ドーム２０がスムーズに回転するようになっている。それ故、請求項との関係では、４つのガイドローラ５７が設けられたベースプレート５１が、本発明でいうところの「樹脂成形品を周方向に回転可能に支持する支持台」に相当する。

第１スライドブロック６１は、図４の奥側のスライドレール５３に対し長手方向に摺動可能に取り付けられている。この第１スライドブロック６１には、ベースプレート５１の長手方向一方側に延びる第１アーム部６３ａと、第１アーム部６３ａの先端部から上方且つベースプレート５１の中央側に傾斜して延びる第２アーム部６３ｂと、第２アーム部６３ｂの先端部からベースプレート５１の長手方向他方側に延びる第３アーム部６３ｃと、を有する略コ字状の取付けアーム６３が設けられている。取付けアーム６３は、ドーム２０がガイドローラ５７に載置された状態で、例えば検査者がスライドレール５３上で第１スライドブロック６１を摺動させると、第１アーム部６３ａと第３アーム部６３ｃとの間にドーム２０の円筒部２１が入り込むことで、ドーム２０の内側で第３アーム部６３ｃが筒軸方向に移動するように形成されている。

内側光源７１は、市販の白色ＬＥＤランプであり、図４に示すように、第３アーム部６３ｃの先端部に取り付けられている。それ故、例えば検査者がスライドレール５３上で第１スライドブロック６１を摺動させると、第３アーム部６３ｃの先端部に取り付けられた内側光源７１がドーム２０の内側で筒軸方向に移動するとともに、内側光源７１からドーム２０の内周面２１ａに向けて光が照射されるようになっている。なお、内側光源７１からドーム２０の内周面２１ａまでの距離Ｌ１は、内側光源７１からの光によってドーム２０の外周面２１ｂに投影される埋没異物４０の第１投影像４１（図５参照）がぼやけないように、十分に短い距離に設定されている。

内側カメラ８１は、図４に示すように、内側光源７１と共に、第３アーム部６３ｃの先端部に取り付けられている。それ故、例えば検査者がスライドレール５３上で第１スライドブロック６１を摺動させると、第３アーム部６３ｃの先端部に取り付けられた内側カメラ８１がドーム２０の内側で筒軸方向に移動するとともに、ドーム２０の内周面２１ａを撮影するようになっている。内側カメラ８１は、ケーブル８２を介してモニター（表示手段）８５と電気的に接続されており、これにより、内側カメラ８１で撮影された、ドーム２０の内周面２１ａの画像が、モニター８５の画面８５ａに適宜の縮尺で表示されるようになっている。なお、画像処理装置８７については後述する。

第２スライドブロック６２は、図４の手前側のスライドレール５５に対し長手方向に摺動可能に取り付けられている。この第２スライドブロック６２には、略Ｌ字状の取付けアーム６４が設けられている。

外側光源７３は、内側光源７１と同様、市販の白色ＬＥＤランプであり、図４に示すように、取付けアーム６４に取り付けられている。それ故、例えば検査者がスライドレール５５上で第２スライドブロック６２を摺動させると、取付けアーム６４に取り付けられた外側光源７３がドーム２０の外側で筒軸方向に移動するとともに、外側光源７３からドーム２０の外周面２１ｂに向けて光が照射されるようになっている。なお、外側光源７３からドーム２０の外周面２１ｂまでの距離Ｌ２は、外側光源７３からの光によってドーム２０の内周面２１ａに投影される埋没異物４０の第２投影像４２（図６参照）がぼやけないように、十分に短い距離に設定されている。

本実施形態では、距離Ｌ１を十分に短い距離に設定していることから、内側光源７１がドーム２０の円弧状の内周面２１ａと干渉しないように、内側光源７１として相対的に小さい白色ＬＥＤランプを採用する一方、図４に示すように、そのような制約のない外側光源７３については相対的に大きい白色ＬＥＤランプを採用しているが、これに限らず、外側光源７３についても内側光源７１と同じ大きさの白色ＬＥＤランプを採用してもよい。なお、内側光源７１からドーム２０の内周面２１ａまでの距離Ｌ１と、外側光源７３からドーム２０の外周面２１ｂまでの距離Ｌ２とは、同じ値Ｌに設定されていることから、以下では、内側光源７１からドーム２０の内周面２１ａまでの距離および外側光源７３からドーム２０の外周面２１ｂまでの距離を共にＬと表記する。

−異物検査方法−
次に、上記異物検査装置５０を用いて行う、寸法が所定の閾値を超える埋没異物４０の有無を検査する異物検査方法について説明する。

先ず、検査対象として、着色顔料を含まないナイロン製のドーム２０を用意し、かかるドーム２０をガイドローラ５７上に載置する。上述の如く、ライナー１の成形材料としてのナイロン材には、通常、紫外線による耐候劣化を防ぐために着色顔料が含まれているが、本実施形態では、水素タンクのライナー１の外周に、カーボンファイバーが巻回される（紫外線がカーボンファイバーにより防がれる）ことに着目し、ライナー１の成形材料として、着色顔料を含まないナイロン材を採用している。それ故、本実施形態のライナー１は、光を透過させる乳白色のパイプ１０およびドーム２０，３０で構成されている。このように、成形材料として着色顔料を含まないナイロン材を採用したライナー１は、着色顔料の分布バラツキによる応力集中が生じ難いので、低温引張強度が相対的に高くなるという利点を有している。

図５および図６は、異物検査方法を模式的に説明する図である。この異物検査方法は、マーキング工程と、図５に示す第１計測工程と、図６に示す第２計測工程と、算出工程と、良否判定工程と、を含んでいる。

先ず、マーキング工程では、埋没異物４０の存在位置をドーム２０上にマーキングする。具体的には、ドーム２０の筒径方向内側に配置した内側光源７１から、ドーム２０の内周面２１ａに向けて光を照射しながら、第１スライドブロック６１をスライドレール５３上でラフに摺動させるとともに、ドーム２０をガイドローラ５７上でラフに回転させる。すると、光が照射された位置に異物４０が埋没している場合には、図５に示すように、ドーム２０の外周面２１ｂに埋没異物４０の第１投影像４１が投影される。そうして、ドーム２０の外周面２１ｂにおける第１投影像４１の近傍に、テープ等を貼り付けることで、ドーム２０の外周面２１ｂ上に埋没異物４０の存在位置をマーキングする。このような作業を、第１スライドブロック６１の摺動およびドーム２０の回転を通じて、ドーム２０の全長且つ全周に亘って行うことで、ドーム２０における埋没異物４０の存在位置を洗い出す。

次いで、第１計測工程では、ドーム２０の筒径方向内側に配置した内側光源７１から、ドーム２０の内周面２１ａに向けて光を照射して、外周面２１ｂに投影された埋没異物４０の第１投影像４１の寸法Ｗ１を計測する。具体的には、マーキング工程で貼り付けたテープを目印として、内側光源７１からドーム２０の内周面２１ａに向けて光を照射して、図５に示すように、埋没異物４０の第１投影像４１をドーム２０の外周面２１ｂに投影させる。このように、ドーム２０の外周面２１ｂに投影された第１投影像４１は、検査者が目視で確認可能であることから、ゲージ等を用いて第１投影像４１の寸法Ｗ１を計測する。

次いで、第２計測工程では、ドーム２０の筒径方向外側に配置した外側光源７３から、ドーム２０の外周面２１ｂに向けて光を照射して、内周面２１ａに投影された埋没異物４０の第２投影像４２の寸法Ｗ２を計測する。具体的には、マーキング工程で貼り付けたテープを目印として、外側光源７３からドーム２０の外周面２１ｂに向けて光を照射して、図６に示すように、埋没異物４０の第２投影像４２をドーム２０の内周面２１ａに投影させる。このように、ドーム２０の内周面２１ａに投影された第２投影像４２は、検査者が目視で確認するのが難しいことから、内側カメラ８１で第２投影像４２を撮影し、撮影された第２投影像４２の画像をモニター８５の画面８５ａに表示する。

図７は、モニター８５および画像処理装置８７を模式的に示す図である。モニター８５の画面８５ａには、図７に示すように、第２投影像４２の画像が表示される。もっとも、第２投影像４２の境界４２ａは、図７のドットハッチングで示すようにぼやけていることがあるから、検査者の判断が必要となる。具体的には、検査者が、画面８５ａに表示された、第２投影像４２の境界４２ａを、画面上でポインター（図示せず）等により指定することで、画像処理装置８７が第２投影像４２の寸法を計測するようになっている。画像処理装置８７は、画像データ等に基づいて、埋没異物４０の寸法を計測することが可能な装置であり、例えば、汎用的なパーソナルコンピュータに画像処理プログラムや判定プログラム等を組み込んだものにより実現することができる。なお、請求項との関係では、画像処理装置８７が、本発明でいうところの「表示手段に表示された、埋没異物の投影像の境界を、検査者が画面上で指定することで、当該埋没異物の投影像の寸法を計測する計測手段」に相当する。

このような作業を、マーキング工程でマーキングされたすべての埋没異物４０について実施することにより、埋没異物４０の第１および第２投影像４１，４２の寸法Ｗ１，Ｗ２を得ることができる。なお、本実施形態では、第１計測工程→第２計測工程という順番で、投影像の寸法を計測しているが、第１計測工程と第２計測工程との順番は、逆でもよい。

算出工程では、内側光源７１（または外側光源７３）から第１投影像４１（または第２投影像４２）までの距離に対する第１投影像４１の寸法Ｗ１（または第２投影像４２の寸法Ｗ２）と、内側光源７１（または外側光源７３）から埋没異物４０までの距離に対する埋没異物４０の寸法Ｗ０との比例関係に基づいて、埋没異物４０の寸法Ｗ０を算出する。この算出工程には、第１算出工程と、第２算出工程と、が含まれている。

第１算出工程では、内側光源７１から第１投影像４１（外周面２１ｂ）までの距離に対する第１投影像４１の寸法Ｗ１と、内側光源７１から埋没異物４０までの距離に対する埋没異物４０の寸法Ｗ０との比例関係、および、外側光源７３から第２投影像４２（内周面２１ａ）までの距離に対する第２投影像４２の寸法Ｗ２と、外側光源７３から埋没異物４０までの距離に対する埋没異物４０の寸法Ｗ０との比例関係に基づいて、埋没異物４０の埋没深さｄを算出し、算出された埋没深さｄを用いて、外側光源７３から埋没異物４０までの距離Ｌ０を算出する。

より詳しくは、ドーム２０の円筒部２１の厚さをｔとし、埋没異物４０の外周面２１ｂからの埋没深さをｄとすると、第１投影像４１の寸法Ｗ１と埋没異物４０の寸法Ｗ０との間には、図５から分かるように、下記の式（１）のような比例関係が成り立つ。

Ｗ０：Ｗ１＝Ｌ＋ｔ−ｄ：Ｌ＋ｔ・・・式（１）
式（１）を変形すると、下記の式（２）が成り立つ。

Ｗ０＝（Ｌ＋ｔ−ｄ）／（Ｌ＋ｔ）×Ｗ１・・・式（２）
また、第２投影像４２の寸法Ｗ２と埋没異物４０の寸法Ｗ０との間には、図６から分かるように、下記の式（３）のような比例関係が成り立つ。

Ｗ０：Ｗ２＝Ｌ＋ｄ：Ｌ＋ｔ・・・式（３）
式（３）を変形すると、下記の式（４）が成り立つ。

Ｗ０＝（Ｌ＋ｄ）／（Ｌ＋ｔ）×Ｗ２・・・式（４）
ここで、距離Ｌ、厚さｔ、寸法Ｗ１および寸法Ｗ２は既知であり、未知数は、埋没異物４０の寸法Ｗ０と埋没異物４０の埋没深さｄの２つだけなので、２つの式（２）および式（４）から、埋没異物４０の寸法Ｗ０および埋没深さｄを算出することができる。

先ず、式（２）および式（４）から埋没異物４０の寸法Ｗ０を消去して、埋没異物４０の埋没深さｄについて整理することで、下記の式（５）が得られる。

ｄ＝[Ｗ１×ｔ＋（Ｗ１−Ｗ２）×Ｌ]／（Ｗ１＋Ｗ２）・・・式（５）
これにより、外側光源７３から埋没異物４０までの距離Ｌ０（＝Ｌ＋ｄ）が算出される。

次の第２算出工程では、外側光源７３から第２投影像４２までの距離に対する第２投影像４２の寸法Ｗ２と、距離Ｌ０に対する埋没異物４０の寸法Ｗ０と、の比例関係に基づいて、埋没異物４０の寸法Ｗ０を算出する。

具体的には、上記式（４）に距離Ｌ０を代入することで、下記の式（６）により埋没異物４０の寸法Ｗ０が算出される。

Ｗ０＝Ｌ０／（Ｌ＋ｔ）×Ｗ２・・・式（６）
次いで、良否判定工程では、算出工程で算出した埋没異物４０の寸法Ｗ０が所定の閾値以下か否かを判定する。具体的には、埋没異物４０の寸法Ｗ０が閾値（例えば０．６ｍｍ）を超えていれば、当該埋没異物４０が埋没しているドーム２０を不良として処理する。一方、埋没異物４０の寸法Ｗ０が閾値以下であれば、当該埋没異物４０が埋没しているドーム２０は良として扱う。もっとも、埋没異物４０の寸法Ｗ０が閾値以下であっても、埋没異物４０の数が所定数（例えば１００ｍｍ²当たり５個）を超えている場合には、当該所定数を超える異物４０が埋没しているドーム２０を不良として処理する。

以上のように、本実施形態によれば、着色顔料を含まないナイロン製のドーム２０に対して、筒径方向内側および外側の光源７１，７３から光を照射するという、安全且つ簡単な手法で、埋没異物４０の寸法Ｗ０を高精度で算出することができる。

（実施形態２）
本実施形態は、内側光源７１によってドーム２０の外周面２１ｂに投影される第１投影像４１についてもカメラで撮影する点が、上記実施形態１と異なるものである。以下、実施形態１と異なる点を中心に説明する。

内側光源７１からの光によってドーム２０の外周面２１ｂに投影される第１投影像４１については、ライナー１の径の大きさに関係なく検査者が目視で寸法を計測することが可能である。これに対し、外側光源７３からの光によってドーム２０の内周面２１ａに投影される第２投影像４２については、ライナー１の径の大きさによっては、検査者が目視で寸法を計測することが困難な場合がある。このため、上記実施形態１では、ドーム２０の内周面２１ａに投影される第２投影像４２については、内側カメラ８１で撮影し、撮影された画像に基づいて、第２投影像４２の寸法Ｗ２を計測するようにした。

しかしながら、一方の投影像の寸法を目視により直接計測し、他方の投影像の寸法を画像を介して計測すると、両者の間に微妙な計測誤差が生じる場合がある。

そこで、本実施形態では、第１および第２投影像４１，４２を共にカメラで撮影し、撮影された画像に基づいて、第１および第２投影像４１，４２の寸法Ｗ１，Ｗ２を計測するようにしている。

図８は、本実施形態に係る異物検査装置５０’を模式的に示す斜視図である。図８に示すように、異物検査装置５０’の第２スライドブロック６２には、略Ｌ字状の取付けアーム６４の他に、上方に延びる棒状の取付けアーム６５が設けられている。外側カメラ８３は、取付けアーム６５の先端部に取り付けられている。それ故、例えば検査者がスライドレール５５上で第２スライドブロック６２を摺動させると、取付けアーム６５の先端部に取り付けられた外側カメラ８３がドーム２０の外側で筒軸方向に移動するとともに、ドーム２０の外周面２１ｂを撮影するようになっている。外側カメラ８３は、ケーブル８４を介してモニター８５と電気的に接続されており、これにより、外側カメラ８３で撮影された、ドーム２０の外周面２１ｂの画像が、モニター８５の画面８５ａに適宜の縮尺で表示されるようになっている。

そうして、第１計測工程では、マーキング工程で貼り付けたテープを目印として、内側光源７１からドーム２０の内周面２１ａに向けて光を照射して、埋没異物４０の第１投影像４１をドーム２０の外周面２１ｂに投影させる。このように、ドーム２０の外周面２１ｂに投影された第１投影像４１を外側カメラ８３で撮影し、撮影された第１投影像４１の画像をモニター８５の画面８５ａに表示する。検査者が、画面８５ａに表示された、第１投影像４１の境界を、画面上でポインター等により指定すると、画像処理装置８７が第１投影像４１の寸法Ｗ１を計測する。

本実施形態によれば、内周面２１ａおよび外周面２１ｂに投影される埋没異物４０の第１および第２投影像４１，４２の寸法Ｗ１，Ｗ２を、同じ計測手法にて計測することで、計測誤差を抑えることができる。

（その他の実施形態）
本発明は、実施形態に限定されず、その精神又は主要な特徴から逸脱することなく他の色々な形で実施することができる。

上記各実施形態では、ドーム２０を検査対象としたが、これに限らず、パイプ１０およびドーム３０を検査対象としてもよい。

また、上記各実施形態では、ライナー１を構成する部材（ドーム２０）に本発明を適用したが、着色顔料を含まない、光を透過する性質を有する樹脂で構成される筒状部材であれば、これに限らず、ライナー１を構成する部材以外の部材に本発明を適用してもよい。

さらに、上記各実施形態では、ドーム２０を手動で回転させるとともに、内側および外側光源７１，７３等を手動で移動させるようにしたが、これに限らず、例えばガイドローラ５７および第１および第２スライドブロック６１，６２を電動として、ドーム２０の回転および内側および外側光源７１，７３等の移動をコンピュータ制御としてもよい。

また、上記各実施形態では、内側光源７１からドーム２０の内周面２１ａまでの距離Ｌ１と、外側光源７３からドーム２０の外周面２１ｂまでの距離Ｌ２と、を同じ距離Ｌに設定したが、これに限らず、両者を異なる距離に設定してもよい。

さらに、上記各実施形態では、少なくとも内側カメラ８１を用いるようにしたが、ライナー１の径が十分に大きい場合には、これに限らず、第２投影像４２の寸法Ｗ２も検査者が目視で計測するようにしてもよい。

このように、上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。

本発明によると、安全且つ簡単な手法で、筒状の樹脂成形品に埋没されている異物の寸法を高精度で算出することができるので、筒状の樹脂成形品に埋没されている、寸法が所定の閾値を超える異物の有無を検査する異物検査方法および異物検査装置に適用して極めて有益である。

１０ パイプ（樹脂成形品）
２０ ドーム（樹脂成形品）
２１ａ 内周面
２１ｂ 外周面
３０ ドーム（樹脂成形品）
４０ 埋没異物
４１ 第１投影像
４２ 第２投影像
４２ａ 境界
５０ 異物検査装置
５０’ 異物検査装置
５１ ベースプレート（支持台）
７１ 内側光源（第１光源）
７３ 外側光源（第２光源）
８１ 内側カメラ
８３ 外側カメラ
８５ モニター（表示手段）
８５ａ 画面
８７ 画像処理装置（計測手段）
ｄ 埋没深さ
Ｌ０ 異物までの距離
Ｌ１ 内側光源から内周面までの距離
Ｌ２ 光源から外周面までの距離
Ｗ０ 異物の寸法
Ｗ１ 第１投影像の寸法
Ｗ２ 第２投影像の寸法

Claims (5)

1. 筒状の樹脂成形品に埋没されている、寸法が所定の閾値を超える異物の有無を検査する異物検査方法であって、
   上記樹脂成形品として、着色顔料を含まないナイロン製のものを用意し、
   上記樹脂成形品の筒径方向内側および外側の一方に配置した第１光源から、当該樹脂成形品の一方の周面に向けて光を照射して、他方の周面に投影された埋没異物の第１投影像の寸法を計測する第１計測工程と、
   上記樹脂成形品の筒径方向内側および外側の他方に配置した第２光源から、当該樹脂成形品の他方の周面に向けて光を照射して、一方の周面に投影された上記埋没異物の第２投影像の寸法を計測する第２計測工程と、
   上記各光源から当該各光源によって投影される上記各投影像までの距離に対する当該各投影像の寸法と、上記各光源から上記埋没異物までの距離に対する当該埋没異物の寸法との比例関係に基づいて、当該埋没異物の寸法を算出する算出工程と、を含むことを特徴とする異物検査方法。
2. 上記請求項１に記載の異物検査方法において、
   上記算出工程には、
   上記第１光源から上記第１投影像までの距離に対する当該第１投影像の寸法と、当該第１光源から上記埋没異物までの距離に対する当該埋没異物の寸法との比例関係、および、上記第２光源から上記第２投影像までの距離に対する当該第２投影像の寸法と、当該第２光源から上記埋没異物までの距離に対する当該埋没異物の寸法との比例関係に基づいて、当該埋没異物の埋没深さを算出し、当該算出された埋没深さを用いて、当該第１および第２光源の一方から当該埋没異物までの距離を算出する第１算出工程と、
   上記一方の光源から当該光源によって投影される上記投影像までの距離に対する当該投影像の寸法と、当該一方の光源から上記埋没異物までの距離に対する当該埋没異物の寸法と、の比例関係に基づいて、当該埋没異物の寸法を算出する第２算出工程と、が含まれていることを特徴とする異物検査方法。
3. 上記請求項１または２に記載の異物検査方法において、
   上記第１および第２計測工程では、上記第１および第２投影像をカメラで撮影し、撮影された画像に基づいて、当該第１および第２投影像の寸法を計測することを特徴とする異物検査方法。
4. 上記請求項１に記載の異物検査方法に用いられる異物検査装置であって、
   上記樹脂成形品の筒径方向内側に、筒軸方向に移動可能に配置される内側光源と、
   上記樹脂成形品の筒径方向外側に、筒軸方向に移動可能に配置される外側光源と、
   上記樹脂成形品を周方向に回転可能に支持する支持台と、
   少なくとも、上記樹脂成形品の筒径方向内側に、筒軸方向に移動可能に配置され、当該樹脂成形品の内周面を撮影するカメラと、
   上記カメラで撮影された画像を画面に表示する表示手段と、
   上記表示手段に表示された、上記埋没異物の投影像の境界を、検査者が画面上で指定することで、当該埋没異物の投影像の寸法を計測する計測手段と、を備えていることを特徴とする異物検査装置。
5. 上記請求項４に記載の異物検査装置において、
   上記樹脂成形品の筒径方向外側に、筒軸方向に移動可能に配置され、当該樹脂成形品の外周面を撮影するカメラをさらに備えていることを特徴とする異物検査装置。

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