JP3438136B2 - 球体の表面検査装置 - Google Patents
球体の表面検査装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は鋼球など球体の表面
検査装置に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】従来、この種の球体表面検査装置は一般
に球体を空気中において検査するのが通例であった。と
ころが、この検査によれば球体を取り扱い易いという利
点がある反面、球体表面を清浄に脱脂乾燥しなければな
らず、若し、完全な脱脂が出来てなければ油分はシミと
なり不良と判定されるだけでなく、検査部の通路に蓄積
され、それらが更に球体に付着して不良の原因となって
いた。そこで、完全に脱脂する方法が検討され、例えば
有機溶剤系の物質で超音波洗浄する方法が試みられて来
た。 【０００３】しかし、有機溶剤系の物質で洗浄する方法
は、その物質に毒性があったり、地球環境によくなかっ
たりと云ったことの外に、ランニングコストを下げるた
めには有機溶剤の回収をはからねばならないため、この
ための装置が必要となり、装置全体が大きくなるという
問題があった。 【０００４】勿論、近時、毒性が少なく、地球環境によ
い物質の開発も進められていて、幾分の改善はなされて
いるにしても、やはり大きな装置を要することは依然変
わりがない状態である。とりわけ、球体が錆びやすい金
属の場合、脱脂した状態で長時間放置すると発錆が心配
されるので、脱脂後は早く処理する必要があるが、この
ように長い時間を要する場合には、特に空調設備を設置
する必要が生ずる。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】本発明は上述の如き実
状に対処し、上記問題点を取り除くことを課題とし、特
に油の中で表面検査を行うことを見出すことにより、従
来の如き油のシミの問題がなく、脱脂の必要をなくして
錆びやすい金属でも発錆の恐れなく、従って、長い処理
時間でも問題なく、空調設備も設置不要で、コンパクト
化が可能であり、設置スペースも少なくて済み、洗浄−
選別工程の連続化を達成し、作業性向上図ることを目的
とするものである。 【０００６】 【課題を解決するための手段】しかして、上記目的を達
成する本発明の特徴は、下記の球体表面検査装置の構成
よりなる。即ち、被検査球体を供給する装置、供給され
た球体を洗浄する装置、洗浄された球体を配管を通じて
送り検査・選別する装置及び検査された球体を選別に従
って取り出す装置の結合であり、かつ洗浄装置は供給さ
れた球体を１個宛入れる穴を同心円上に径方向，円周方
向共に同じピッチで設けた回転円盤を表面側に、一方、
一部に取り出し用切り欠きを設けた固定円盤を裏面側に
互いに重合状態で配設してなると共に、回転円盤表面の
回転方向側所要位置に洗浄用ブラシを触設して、穴の中
に供給された球体を回転円盤の回転に従って洗浄ブラシ
により洗浄し、固定円盤の切り欠きを通じて順次下方へ
送出するようになっており、検査・選別装置は回転する
ドライビングローラー上に球体を１個宛載せてゆく整流
フィンガーと、前記ドライビングローラー上に載せられ
た球体を回転方向に押し込むフィーディングローラー
と、前記ドライビングローラー外周で押し込まれた球体
表面に接する如く配設された１組の円錐形状コントロー
ルローラと、コントロールローラー後方側に隣接して設
けられ、球体を支持するサポートローラーと、前記ドラ
イビングローラー，１組のコントロールローラー及びサ
ポートローラーで支持された球体の表面を検査するセン
サーとを備えると共に、サポートローラーの排出側に判
別ゲートを配して構成されていて、これら各ローラー及
びセンサーと判別ゲートは油槽中に収設されて、球体の
表面を油中で検査してその良否を判別し、選別し得るよ
うになっている構成である。そして、選別された各球体
は選別に従って各別に取り出され、夫々別個のケー内に
収容される。 【０００７】 【作用】上記本発明装置によれば、供給装置上にのせら
れた球体は、洗浄装置に定量供給された後、一球ずつ分
離された状態で洗浄ブラシの回転で洗浄される。そし
て、洗浄された球体は選別装置に一列で送られる。選別
装置の検査部は油の中にあり、センサーにより一球ずつ
表面検査を行った後、自動的に良品と不良品に選別す
る。選別された球体は油の中より引き上げられ、良品は
防錆油を塗布された後、取り出し装置上の容器に回収さ
れ、不良品は別の容器に回収される。 【０００８】特に洗浄装置においては、上記の構成によ
り定量供給された球体は、自重により転がって回転する
円盤の穴の中に入る。このとき、この穴は同心円上に半
径・円周方向とも同じピッチで開いているので球体は、
半径方向のピッチに合わして案内溝の付いたシュートに
より穴の中に導かれる。 【０００９】円盤は回転しており、穴の中に入った球体
は順次ブラシ部に運ばれ、ほぼ一回転しながら回転する
ブラシで洗浄されることになる。洗浄された球体は固定
円盤の切り欠き部より下へ取り出され、整流装置で一列
に整流され、次の検査部へ向けて各々一列で送り出され
る。 【００１０】また、検査・選別装置では、洗浄装置から
一列で送られてきた球体はシュート先端で、整流フィン
ガー、フィーディングローラーにより一つずつ検査点へ
供給される。この時の動作は先ず、整流フィンガーが上
昇して球体が一つ通過する。その後、整流フィンガーは
元の位置へ戻り、後ろの球体が流れて来るのを止めると
いう具合である。 【００１１】ドライビングローラーの上にのった球体
は、同ローラーと同心で回転運動するフィーディングロ
ーラーにより検知点に押し込まれる。球体は検査点では
ドライビングローラー、１組のコントロールローラー、
サポートローラーの４点で支持される。 【００１２】ドライビングローラーは進行方向に回転
し、この回転力が球体に伝わり、さらにこれに接する一
組のコントロールローラーを回転させる。コントロール
ローラーは、円錐形で反対側の先端にはギアが付いてい
て、このギアの動きが検査される球体に伝わるため、軽
く静かに廻る必要があり、歯形は偏心ハスバになってい
るので、それぞれが同量偏心しており、この偏心により
球体にひねりを与える。このひねりにより球体はセンサ
ーに対して運動をし、センサーにより前面が検査され
る。そして、検査が済むと良・不良を電気回路で判定
し、サポートローラーを動かし、検査点より球体を排出
し、判別ゲートで選別する。 【００１３】以下、更に添付図面を参照し、本発明の具
体的実施の形態を説明する。 【００１４】図１は本発明に係る球体表面検査装置の全
体を示す平面概要図、図２はその正面概要図である。 【００１５】図に示す如く本発明装置は基本的に供給装
置１、洗浄装置Ａ、検査・選別装置Ｂと、油中引上げ装
置８′、良球取り出し通路９及び不良球取り出し通路１
０よりなる一連の取り出し装置の結合によって構成され
ている。 【００１６】供給装置１は通常、球体の半径方向ピッチ
に合わせて案内溝の付いたシュート（図３参照）であ
り、検査しようとする球体を収納した容器Ｃ１より球体
Ｓを取り出して洗浄装置Ａに向かって定量供給する。 【００１７】洗浄装置Ａは図３に詳細を示すように球体
Ｓが１個づつ入る穴２ａのあいた回転円盤２とし、球体
Ｓを支持して一部に取り出し用切り欠き３ａを穿孔した
固定円盤３とを互いに重合状態に配層せしめ、略４５°
の傾斜に保持させると共に回転円盤２表面に該円盤２上
の球体表面に接するようにナイロンブラシ等よりなる円
盤状の洗浄ブラシ４を複数個、図では３個配設すること
によって構成されており、円盤状ブラシ４はブラシ部よ
り洗浄油が散布されるようになっている。なお、回転円
盤２に設けられた前記の穴２ａは自重により転がってく
る球体を入れるに適したもであり、球体より一回り大き
な径とすることが効果的で、同心円上に半径・円周方向
共に同じピッチで設けられている。 【００１８】ここで上記洗浄装置の単位時間当たりの処
理量を多くするには、円盤２の穴に球体の入っていない
空きがないようにしなければならない。そのためには、
円盤２の部分に穴数より多くの球体を供給する必要があ
る。しかし、その場合には穴の中に入りきらない球体が
出てくるが、これらの球体は、円盤２が水平であればブ
ラシのところに転がって行くものもあり、そのような球
体はブラシに跳ね飛ばされてしまう。そのため円盤２に
傾斜（４５°前後）をつけることにより、供給された球
体のうち、穴に入らなかった球体は、次の穴が来るまで
供給された位置で待機することになり、スムースに球体
の供給を行うことができる。 【００１９】なお、球体は回転円盤２の半径方向ピッチ
に合わせて案内溝を付けたシュートで回転円盤２の穴に
供給されるが、円盤２の穴に入りきらなかった球体の幾
つかは穴と穴の間のフラット部に滞留する。球体が入る
穴は、、全てが同一ピッチで同心円上にあれば、これら
穴と穴の間のフラット部に滞留した球体はいつまでも穴
に入らずに残球する。そのため、半ピッチずらした穴を
設ければ、これらの球体は、いつまでも滞留することな
く洗浄される。そのため、このような穴を同一円周上に
数個所設けることが好適である。 【００２０】そして、この回転円盤２の厚さは洗浄性を
考慮すれば薄い方が良好であるが、洗浄中に球体が飛び
出さないようにするため、通常、球体の直径の１／２〜
１／３位とすることが好適であり、更に回転円盤２及び
固定円盤３は共に傷の発生を防止する上から耐油性のゴ
ムが通常、使用されている。 【００２１】回転円盤２は、回転しつつ球体を送るが、
ほぼ一回転しながらその間に球体は回転する円盤状ブラ
シ４で洗浄される。回転円盤２の回転数は洗浄性、処理
速度に関係し、球体の大きさが大きい程、回転数は低
く、小さいもの程、高いものとする。円盤状ブラシ４の
ブラシ高さは円盤２もしくは円盤２上の球体に軽く触れ
る程度とし、洗浄後の球体は背面の固定円盤３の切り欠
き部３ａより下へ取り出され、後述する整流フィンガー
により一列に整列され、取り出しシュート５を経て４ケ
所の検査部８へ向けて夫々の通路６より各々１列で送出
される。 【００２２】検査・選別装置Ｂは上記送られて来た球体
を受け入れ、これを検査し、良否を選別する一連の工程
を受け持つものであり、図４に示すように整流フィンガ
ー１１、フィーディングローラー１２，ドライビングロ
ーラー１３，判別ゲート１４、センサー１６，１組（２
個）のコントロールローラー１７、及びタイミング検知
装置１５により構成されている。そして、この検査・選
別装置Ｂの特徴として、上記各構成中、少なくともフィ
ーディングローラー１２、ドライビングローラー１３、
判別ゲート１４、センサー１６及び１組のコントロール
ローラー１７と、球体を支持するサポートローラー１８
は油槽７中で油面下に収設配置されていて、油中におい
て検査，選別が行われるようになっている。 【００２３】整流フィンガー１１は前述した取り出しシ
ュート５に連続した通路６の先端側上部に配設され、球
体Ｓを１個宛通過させ、後続のドライビングローラー１
３上の載せると共に、通過後は元の位置に戻り、後ろの
球体の侵入を防止させるようになっている。 【００２４】フィーディングローラー１２はドライビン
グローラー１３を内部に包含して同ドライビングローラ
ー１３と同心で回転運動するように配設され、その回転
に従って球体をドライビングローラー１３の外周に沿い
検査部に向かって押し込む。 【００２５】コントロールローラー１７は図５及び図６
に示すように上記押し込まれた球体検査のためセンサー
１６下部でドライビングローラー１３及びサポートロー
ラー１８と共に支持するローラーで、２個１組の円錐
（９０°）形状ローラーからなり、反対側の先端にはギ
ア１９が付設されている。 【００２６】そして、ドライビングローラー１３の回転
力がその上に載っている球体に伝わって、これに接する
１組のコントロールローラー１７を回転させるが、この
とき、上記反対側のギア１９の動きが検査される球体に
伝わるため、軽く静かに廻る必要があり、歯形は通常偏
心ハスバになっている。そのため、それぞれが同量偏心
していて、その偏心により球体にひねりが与えられ、こ
のひねりにより球体はセンサー１６に対して図７のよう
な運動をし、結局、センサー１６により前面の検査が行
われる。 【００２７】上記ドライビングローラー１３、コントロ
ールローラー１７，サポートローラー１８によって支持
され、球体が検査される検査点にはその近傍に判別ゲー
ト１４が設置されていて球体表面の検査が終了すると、
良，不良を電気回路で判定し、サポートローラー１８を
図４の矢示方向に動かし、検査点より球体を排出し判別
ゲート１４で選別する。 【００２８】なお、検査・選別装置の上記球体の投入か
ら排出までの一連の動作は図４点線で示すカム２０の回
転により行われ、動作のタイミングはタイミング検知装
置１５により制御される。このタイミング検知装置１５
の信号検出用円板１５ａ及びカム軸は同じモーターで回
転させ、同一回転数としている。一方、ドライビングロ
ーラー１３は別のモーターＭで回転し、この２つのモー
ターは球体の大きさに応じて可変となっている。 【００２９】しかして、上記構成において、ドライビン
グローラー１３などの回転部より気泡が発生すると、こ
れがセンサーの前に来ると不良信号がでるので、本発明
では特に気泡が発生しないような工夫が加えられてい
る。即ち、ドライビングローラー１３の回転は当初、ベ
ルト伝導により行われていたが、この場合、ベルトが油
の中へ出入りするため、空気を巻き込み気泡発生の原因
となっていたので、本発明では図８に示すように油中に
あるドライビングローラー１３の軸と、モーターＭに直
結された軸とを歯車２１で連結し、回転部が空気と油の
間を出入りしないようになっている。 【００３０】また、２個のコントロールローラー１７の
回転をつなぐギアは油面で回転する場合は当然、気泡が
発生するが、高速で回転するため油中にあっても細かい
気泡が発生する。そのため、このギアも完全に空気中に
出した構成としている。なお、前記検査部８を構成する
各ローラーが収容される油槽７の油は気泡が発生し難
く、または発生しても消え易いものが好ましく、一般に
はパラフィン系石油溶剤が使用される。 【００３１】また、油中で球体を回転させると、球体と
コントロールローラー１７の接点の摩擦が減少し、スリ
ップする。そのためスリップの影響を試験し、球体が検
査中に飛び出さないようにするため、正規の位置よりｅ
だけ奥へずらし、寸法１を小さくしてＡ１＞Ａ２（図
５）としている。（正規の寸法の場合Ａ１＝Ａ２） 【００３２】次に前記センサー１６の先端部は油中に浸
漬するので、耐油性を考慮して石英系の光ファイバー
（グラスファイバー）（太さ５０μｍ）を選択使用す
る。センサー１６の形状は検査幅・検査面積に大きく関
係し、ひいては検査機の処理速度・選別精度を大きく左
右する。即ち、 センサーの検査幅が狭いほど、球体のひねり量、即ち
最大線間隔（図７）を小さくしなければ、球体の前面を
検査することができない。そのため、検査中の球体の回
転回数を多くする必要があるので、高速で回転させない
と処理速度が遅くなる。また、球体が大きくなるほど表
面積が広くなるので、そのため、検査幅が同じであれば
ますます処理速度が遅くなることになる。 同じ大きさの傷であっても検査面積が大きくなればな
るほど電気回路で取り出される信号は小さくなり、ノイ
ズに対する相対的な大きさが下がり検出が困難になる。
従って選別精度が悪くなる。 検査幅内を傷が通過する場合、傷が１００％検査幅の
中にあれば、検査幅内のどこを通過しても同じ感度であ
るが、１００％でない状態で通過する場合は当然感度が
落ちる。という現象がある。 【００３３】そこで、これらの点から考えて図９に示す
形状のセンサーを見出した。検査される球体の形状から
考えて、真中に投光部１６ａを置き、この投光部の周り
に受光部１６ｂを配置して球体表面からの反射光を受け
るようにする。ところで、この反射光は、球の周辺部へ
行くほど外部へ散乱して受光部１６ｂへ入る割合が減少
する。また、この傾向は曲率が大きい程顕著になる。反
射光量が減少すると、光量に応じて取り出される信号電
圧が小さくなるため、これを電気回路で増幅しなければ
ならない。そうすると、ＳＮ比が悪くなるため、傷に対
する感度が悪くなる。感度の低下を防ぐためには反射光
の受光量を増やさなければならないが、それには光源を
強くする方法と、受光部の大きさを大きくして面積を大
きくする方法がある。光源の強さには限界があるため、
受光部の面積を大きくする方法を取らなければならない
が、面積を大きくすればする程、傷に対する感度が悪く
なる。しかし、面積を大きくするために図９のセンサー
寸法、特に受光部１６ｂの直径寸法を大きくすれば、検
査幅が大きくなるため処理速度は上がる。 【００３４】このように選別機の感度は処理速度は、相
反する関係にあるが、この関係を打破するため、即ち、
感度を下げずに処理速度を上げるため図９の如く受光部
１６ｂが分割された、いわゆる、「分岐センサー」を用
いることが有効である。 【００３５】すなわち、傷に対する感度をできるだけ上
げる対策として、リング上の受光部１６ｂは面積を小さ
くするため同じ大きさに分割し、それぞれの反射光量を
別々の電気部で感知するするようにする。ところで、分
割すると、境界線を通過する傷は、両方の受光部より分
断されて捕らえられるため、結果的に小さい傷と同じに
なり、感度が下がる。そのため分割する数は奇数とし、
傷が検査幅のどの部分を通っても、分割された受光部の
どれかのセンサー近くを通過するようにする。通常、そ
の分割する数はセンサーの大きさにより３個か５個とす
る。このようにすると、受光部の端から端まで同じ感度
で検査でき、感度が高く、検査幅の広いセンサーができ
ることになる。 【００３６】このような考えで作られたセンサーの検査
幅に応じて、前記最大線間幅（図７）を決めなければな
らないが、最大線間幅は検査幅より少し狭くし、端の部
分は重複して検査するようにする。そして、この最大線
間幅で球体がひねられるように、偏心ハスバギアの偏心
量を決める。ここで球体が大きくなるほど検査面積が広
くなるので、検査時間をできるだけ短くするためにはセ
ンサー径を大きくして検査幅を大きくすることが好適で
ある。従って最大線間幅・偏心ハスバギアの偏心量も大
きくなる。 【００３７】本発明装置は、以上説明したような各構成
をもって実施され、供給装置上に載せられた容器中の球
体は、洗浄装置に定量供給されて、一球ずつ分離された
状態でナイロンブラシの回転で洗浄され、かくて洗浄さ
れた球体は、選別装置に一列で送られ、油の中にある選
別装置の検査部で光線、うず電流等を用いて一球ずつ表
面検査を行った後、自動的に良品と不良品に選別され、
選別された球体は油の中より引き上げられ、良品は防錆
油を塗布された後、通路９を経てケースＣ２に回収さ
れ、不良品は別の通路１０を通ってケースＣ３に回収さ
れることによって球体の表面検査が行われる。 【００３８】 【発明の効果】本発明は、以上説明したように、油槽中
に検査・選別装置の主要部分を収設して洗浄の後、油中
で表面検査を行い、良，不良を自動的に判定し選別する
装置であり、油中で表面検査を行うため油のシミの問題
はなく、脱脂する必要がないのみならず、錆やすい金属
でも発錆の心配はなく、また洗浄装置はコンパクトで簡
易化され、設置スペースの縮小、コストの低減を達成す
ることができる。しかも、上記の如く設備のコンパクト
から洗浄と検査・選別工程の連続化が容易となり、作業
性の向上をはかることができる。 【００３９】更に、本発明は偏心ハスバギアによる１組
の円錐形状コントロールローラーの回転とドライビング
ローラーとの相乗回転効果により球体にひねりが与えら
れ、センサーによる全面検査が可能となって、検査効率
を高め、精度を向上する効果も有する。
検査装置に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】従来、この種の球体表面検査装置は一般
に球体を空気中において検査するのが通例であった。と
ころが、この検査によれば球体を取り扱い易いという利
点がある反面、球体表面を清浄に脱脂乾燥しなければな
らず、若し、完全な脱脂が出来てなければ油分はシミと
なり不良と判定されるだけでなく、検査部の通路に蓄積
され、それらが更に球体に付着して不良の原因となって
いた。そこで、完全に脱脂する方法が検討され、例えば
有機溶剤系の物質で超音波洗浄する方法が試みられて来
た。 【０００３】しかし、有機溶剤系の物質で洗浄する方法
は、その物質に毒性があったり、地球環境によくなかっ
たりと云ったことの外に、ランニングコストを下げるた
めには有機溶剤の回収をはからねばならないため、この
ための装置が必要となり、装置全体が大きくなるという
問題があった。 【０００４】勿論、近時、毒性が少なく、地球環境によ
い物質の開発も進められていて、幾分の改善はなされて
いるにしても、やはり大きな装置を要することは依然変
わりがない状態である。とりわけ、球体が錆びやすい金
属の場合、脱脂した状態で長時間放置すると発錆が心配
されるので、脱脂後は早く処理する必要があるが、この
ように長い時間を要する場合には、特に空調設備を設置
する必要が生ずる。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】本発明は上述の如き実
状に対処し、上記問題点を取り除くことを課題とし、特
に油の中で表面検査を行うことを見出すことにより、従
来の如き油のシミの問題がなく、脱脂の必要をなくして
錆びやすい金属でも発錆の恐れなく、従って、長い処理
時間でも問題なく、空調設備も設置不要で、コンパクト
化が可能であり、設置スペースも少なくて済み、洗浄−
選別工程の連続化を達成し、作業性向上図ることを目的
とするものである。 【０００６】 【課題を解決するための手段】しかして、上記目的を達
成する本発明の特徴は、下記の球体表面検査装置の構成
よりなる。即ち、被検査球体を供給する装置、供給され
た球体を洗浄する装置、洗浄された球体を配管を通じて
送り検査・選別する装置及び検査された球体を選別に従
って取り出す装置の結合であり、かつ洗浄装置は供給さ
れた球体を１個宛入れる穴を同心円上に径方向，円周方
向共に同じピッチで設けた回転円盤を表面側に、一方、
一部に取り出し用切り欠きを設けた固定円盤を裏面側に
互いに重合状態で配設してなると共に、回転円盤表面の
回転方向側所要位置に洗浄用ブラシを触設して、穴の中
に供給された球体を回転円盤の回転に従って洗浄ブラシ
により洗浄し、固定円盤の切り欠きを通じて順次下方へ
送出するようになっており、検査・選別装置は回転する
ドライビングローラー上に球体を１個宛載せてゆく整流
フィンガーと、前記ドライビングローラー上に載せられ
た球体を回転方向に押し込むフィーディングローラー
と、前記ドライビングローラー外周で押し込まれた球体
表面に接する如く配設された１組の円錐形状コントロー
ルローラと、コントロールローラー後方側に隣接して設
けられ、球体を支持するサポートローラーと、前記ドラ
イビングローラー，１組のコントロールローラー及びサ
ポートローラーで支持された球体の表面を検査するセン
サーとを備えると共に、サポートローラーの排出側に判
別ゲートを配して構成されていて、これら各ローラー及
びセンサーと判別ゲートは油槽中に収設されて、球体の
表面を油中で検査してその良否を判別し、選別し得るよ
うになっている構成である。そして、選別された各球体
は選別に従って各別に取り出され、夫々別個のケー内に
収容される。 【０００７】 【作用】上記本発明装置によれば、供給装置上にのせら
れた球体は、洗浄装置に定量供給された後、一球ずつ分
離された状態で洗浄ブラシの回転で洗浄される。そし
て、洗浄された球体は選別装置に一列で送られる。選別
装置の検査部は油の中にあり、センサーにより一球ずつ
表面検査を行った後、自動的に良品と不良品に選別す
る。選別された球体は油の中より引き上げられ、良品は
防錆油を塗布された後、取り出し装置上の容器に回収さ
れ、不良品は別の容器に回収される。 【０００８】特に洗浄装置においては、上記の構成によ
り定量供給された球体は、自重により転がって回転する
円盤の穴の中に入る。このとき、この穴は同心円上に半
径・円周方向とも同じピッチで開いているので球体は、
半径方向のピッチに合わして案内溝の付いたシュートに
より穴の中に導かれる。 【０００９】円盤は回転しており、穴の中に入った球体
は順次ブラシ部に運ばれ、ほぼ一回転しながら回転する
ブラシで洗浄されることになる。洗浄された球体は固定
円盤の切り欠き部より下へ取り出され、整流装置で一列
に整流され、次の検査部へ向けて各々一列で送り出され
る。 【００１０】また、検査・選別装置では、洗浄装置から
一列で送られてきた球体はシュート先端で、整流フィン
ガー、フィーディングローラーにより一つずつ検査点へ
供給される。この時の動作は先ず、整流フィンガーが上
昇して球体が一つ通過する。その後、整流フィンガーは
元の位置へ戻り、後ろの球体が流れて来るのを止めると
いう具合である。 【００１１】ドライビングローラーの上にのった球体
は、同ローラーと同心で回転運動するフィーディングロ
ーラーにより検知点に押し込まれる。球体は検査点では
ドライビングローラー、１組のコントロールローラー、
サポートローラーの４点で支持される。 【００１２】ドライビングローラーは進行方向に回転
し、この回転力が球体に伝わり、さらにこれに接する一
組のコントロールローラーを回転させる。コントロール
ローラーは、円錐形で反対側の先端にはギアが付いてい
て、このギアの動きが検査される球体に伝わるため、軽
く静かに廻る必要があり、歯形は偏心ハスバになってい
るので、それぞれが同量偏心しており、この偏心により
球体にひねりを与える。このひねりにより球体はセンサ
ーに対して運動をし、センサーにより前面が検査され
る。そして、検査が済むと良・不良を電気回路で判定
し、サポートローラーを動かし、検査点より球体を排出
し、判別ゲートで選別する。 【００１３】以下、更に添付図面を参照し、本発明の具
体的実施の形態を説明する。 【００１４】図１は本発明に係る球体表面検査装置の全
体を示す平面概要図、図２はその正面概要図である。 【００１５】図に示す如く本発明装置は基本的に供給装
置１、洗浄装置Ａ、検査・選別装置Ｂと、油中引上げ装
置８′、良球取り出し通路９及び不良球取り出し通路１
０よりなる一連の取り出し装置の結合によって構成され
ている。 【００１６】供給装置１は通常、球体の半径方向ピッチ
に合わせて案内溝の付いたシュート（図３参照）であ
り、検査しようとする球体を収納した容器Ｃ１より球体
Ｓを取り出して洗浄装置Ａに向かって定量供給する。 【００１７】洗浄装置Ａは図３に詳細を示すように球体
Ｓが１個づつ入る穴２ａのあいた回転円盤２とし、球体
Ｓを支持して一部に取り出し用切り欠き３ａを穿孔した
固定円盤３とを互いに重合状態に配層せしめ、略４５°
の傾斜に保持させると共に回転円盤２表面に該円盤２上
の球体表面に接するようにナイロンブラシ等よりなる円
盤状の洗浄ブラシ４を複数個、図では３個配設すること
によって構成されており、円盤状ブラシ４はブラシ部よ
り洗浄油が散布されるようになっている。なお、回転円
盤２に設けられた前記の穴２ａは自重により転がってく
る球体を入れるに適したもであり、球体より一回り大き
な径とすることが効果的で、同心円上に半径・円周方向
共に同じピッチで設けられている。 【００１８】ここで上記洗浄装置の単位時間当たりの処
理量を多くするには、円盤２の穴に球体の入っていない
空きがないようにしなければならない。そのためには、
円盤２の部分に穴数より多くの球体を供給する必要があ
る。しかし、その場合には穴の中に入りきらない球体が
出てくるが、これらの球体は、円盤２が水平であればブ
ラシのところに転がって行くものもあり、そのような球
体はブラシに跳ね飛ばされてしまう。そのため円盤２に
傾斜（４５°前後）をつけることにより、供給された球
体のうち、穴に入らなかった球体は、次の穴が来るまで
供給された位置で待機することになり、スムースに球体
の供給を行うことができる。 【００１９】なお、球体は回転円盤２の半径方向ピッチ
に合わせて案内溝を付けたシュートで回転円盤２の穴に
供給されるが、円盤２の穴に入りきらなかった球体の幾
つかは穴と穴の間のフラット部に滞留する。球体が入る
穴は、、全てが同一ピッチで同心円上にあれば、これら
穴と穴の間のフラット部に滞留した球体はいつまでも穴
に入らずに残球する。そのため、半ピッチずらした穴を
設ければ、これらの球体は、いつまでも滞留することな
く洗浄される。そのため、このような穴を同一円周上に
数個所設けることが好適である。 【００２０】そして、この回転円盤２の厚さは洗浄性を
考慮すれば薄い方が良好であるが、洗浄中に球体が飛び
出さないようにするため、通常、球体の直径の１／２〜
１／３位とすることが好適であり、更に回転円盤２及び
固定円盤３は共に傷の発生を防止する上から耐油性のゴ
ムが通常、使用されている。 【００２１】回転円盤２は、回転しつつ球体を送るが、
ほぼ一回転しながらその間に球体は回転する円盤状ブラ
シ４で洗浄される。回転円盤２の回転数は洗浄性、処理
速度に関係し、球体の大きさが大きい程、回転数は低
く、小さいもの程、高いものとする。円盤状ブラシ４の
ブラシ高さは円盤２もしくは円盤２上の球体に軽く触れ
る程度とし、洗浄後の球体は背面の固定円盤３の切り欠
き部３ａより下へ取り出され、後述する整流フィンガー
により一列に整列され、取り出しシュート５を経て４ケ
所の検査部８へ向けて夫々の通路６より各々１列で送出
される。 【００２２】検査・選別装置Ｂは上記送られて来た球体
を受け入れ、これを検査し、良否を選別する一連の工程
を受け持つものであり、図４に示すように整流フィンガ
ー１１、フィーディングローラー１２，ドライビングロ
ーラー１３，判別ゲート１４、センサー１６，１組（２
個）のコントロールローラー１７、及びタイミング検知
装置１５により構成されている。そして、この検査・選
別装置Ｂの特徴として、上記各構成中、少なくともフィ
ーディングローラー１２、ドライビングローラー１３、
判別ゲート１４、センサー１６及び１組のコントロール
ローラー１７と、球体を支持するサポートローラー１８
は油槽７中で油面下に収設配置されていて、油中におい
て検査，選別が行われるようになっている。 【００２３】整流フィンガー１１は前述した取り出しシ
ュート５に連続した通路６の先端側上部に配設され、球
体Ｓを１個宛通過させ、後続のドライビングローラー１
３上の載せると共に、通過後は元の位置に戻り、後ろの
球体の侵入を防止させるようになっている。 【００２４】フィーディングローラー１２はドライビン
グローラー１３を内部に包含して同ドライビングローラ
ー１３と同心で回転運動するように配設され、その回転
に従って球体をドライビングローラー１３の外周に沿い
検査部に向かって押し込む。 【００２５】コントロールローラー１７は図５及び図６
に示すように上記押し込まれた球体検査のためセンサー
１６下部でドライビングローラー１３及びサポートロー
ラー１８と共に支持するローラーで、２個１組の円錐
（９０°）形状ローラーからなり、反対側の先端にはギ
ア１９が付設されている。 【００２６】そして、ドライビングローラー１３の回転
力がその上に載っている球体に伝わって、これに接する
１組のコントロールローラー１７を回転させるが、この
とき、上記反対側のギア１９の動きが検査される球体に
伝わるため、軽く静かに廻る必要があり、歯形は通常偏
心ハスバになっている。そのため、それぞれが同量偏心
していて、その偏心により球体にひねりが与えられ、こ
のひねりにより球体はセンサー１６に対して図７のよう
な運動をし、結局、センサー１６により前面の検査が行
われる。 【００２７】上記ドライビングローラー１３、コントロ
ールローラー１７，サポートローラー１８によって支持
され、球体が検査される検査点にはその近傍に判別ゲー
ト１４が設置されていて球体表面の検査が終了すると、
良，不良を電気回路で判定し、サポートローラー１８を
図４の矢示方向に動かし、検査点より球体を排出し判別
ゲート１４で選別する。 【００２８】なお、検査・選別装置の上記球体の投入か
ら排出までの一連の動作は図４点線で示すカム２０の回
転により行われ、動作のタイミングはタイミング検知装
置１５により制御される。このタイミング検知装置１５
の信号検出用円板１５ａ及びカム軸は同じモーターで回
転させ、同一回転数としている。一方、ドライビングロ
ーラー１３は別のモーターＭで回転し、この２つのモー
ターは球体の大きさに応じて可変となっている。 【００２９】しかして、上記構成において、ドライビン
グローラー１３などの回転部より気泡が発生すると、こ
れがセンサーの前に来ると不良信号がでるので、本発明
では特に気泡が発生しないような工夫が加えられてい
る。即ち、ドライビングローラー１３の回転は当初、ベ
ルト伝導により行われていたが、この場合、ベルトが油
の中へ出入りするため、空気を巻き込み気泡発生の原因
となっていたので、本発明では図８に示すように油中に
あるドライビングローラー１３の軸と、モーターＭに直
結された軸とを歯車２１で連結し、回転部が空気と油の
間を出入りしないようになっている。 【００３０】また、２個のコントロールローラー１７の
回転をつなぐギアは油面で回転する場合は当然、気泡が
発生するが、高速で回転するため油中にあっても細かい
気泡が発生する。そのため、このギアも完全に空気中に
出した構成としている。なお、前記検査部８を構成する
各ローラーが収容される油槽７の油は気泡が発生し難
く、または発生しても消え易いものが好ましく、一般に
はパラフィン系石油溶剤が使用される。 【００３１】また、油中で球体を回転させると、球体と
コントロールローラー１７の接点の摩擦が減少し、スリ
ップする。そのためスリップの影響を試験し、球体が検
査中に飛び出さないようにするため、正規の位置よりｅ
だけ奥へずらし、寸法１を小さくしてＡ１＞Ａ２（図
５）としている。（正規の寸法の場合Ａ１＝Ａ２） 【００３２】次に前記センサー１６の先端部は油中に浸
漬するので、耐油性を考慮して石英系の光ファイバー
（グラスファイバー）（太さ５０μｍ）を選択使用す
る。センサー１６の形状は検査幅・検査面積に大きく関
係し、ひいては検査機の処理速度・選別精度を大きく左
右する。即ち、 センサーの検査幅が狭いほど、球体のひねり量、即ち
最大線間隔（図７）を小さくしなければ、球体の前面を
検査することができない。そのため、検査中の球体の回
転回数を多くする必要があるので、高速で回転させない
と処理速度が遅くなる。また、球体が大きくなるほど表
面積が広くなるので、そのため、検査幅が同じであれば
ますます処理速度が遅くなることになる。 同じ大きさの傷であっても検査面積が大きくなればな
るほど電気回路で取り出される信号は小さくなり、ノイ
ズに対する相対的な大きさが下がり検出が困難になる。
従って選別精度が悪くなる。 検査幅内を傷が通過する場合、傷が１００％検査幅の
中にあれば、検査幅内のどこを通過しても同じ感度であ
るが、１００％でない状態で通過する場合は当然感度が
落ちる。という現象がある。 【００３３】そこで、これらの点から考えて図９に示す
形状のセンサーを見出した。検査される球体の形状から
考えて、真中に投光部１６ａを置き、この投光部の周り
に受光部１６ｂを配置して球体表面からの反射光を受け
るようにする。ところで、この反射光は、球の周辺部へ
行くほど外部へ散乱して受光部１６ｂへ入る割合が減少
する。また、この傾向は曲率が大きい程顕著になる。反
射光量が減少すると、光量に応じて取り出される信号電
圧が小さくなるため、これを電気回路で増幅しなければ
ならない。そうすると、ＳＮ比が悪くなるため、傷に対
する感度が悪くなる。感度の低下を防ぐためには反射光
の受光量を増やさなければならないが、それには光源を
強くする方法と、受光部の大きさを大きくして面積を大
きくする方法がある。光源の強さには限界があるため、
受光部の面積を大きくする方法を取らなければならない
が、面積を大きくすればする程、傷に対する感度が悪く
なる。しかし、面積を大きくするために図９のセンサー
寸法、特に受光部１６ｂの直径寸法を大きくすれば、検
査幅が大きくなるため処理速度は上がる。 【００３４】このように選別機の感度は処理速度は、相
反する関係にあるが、この関係を打破するため、即ち、
感度を下げずに処理速度を上げるため図９の如く受光部
１６ｂが分割された、いわゆる、「分岐センサー」を用
いることが有効である。 【００３５】すなわち、傷に対する感度をできるだけ上
げる対策として、リング上の受光部１６ｂは面積を小さ
くするため同じ大きさに分割し、それぞれの反射光量を
別々の電気部で感知するするようにする。ところで、分
割すると、境界線を通過する傷は、両方の受光部より分
断されて捕らえられるため、結果的に小さい傷と同じに
なり、感度が下がる。そのため分割する数は奇数とし、
傷が検査幅のどの部分を通っても、分割された受光部の
どれかのセンサー近くを通過するようにする。通常、そ
の分割する数はセンサーの大きさにより３個か５個とす
る。このようにすると、受光部の端から端まで同じ感度
で検査でき、感度が高く、検査幅の広いセンサーができ
ることになる。 【００３６】このような考えで作られたセンサーの検査
幅に応じて、前記最大線間幅（図７）を決めなければな
らないが、最大線間幅は検査幅より少し狭くし、端の部
分は重複して検査するようにする。そして、この最大線
間幅で球体がひねられるように、偏心ハスバギアの偏心
量を決める。ここで球体が大きくなるほど検査面積が広
くなるので、検査時間をできるだけ短くするためにはセ
ンサー径を大きくして検査幅を大きくすることが好適で
ある。従って最大線間幅・偏心ハスバギアの偏心量も大
きくなる。 【００３７】本発明装置は、以上説明したような各構成
をもって実施され、供給装置上に載せられた容器中の球
体は、洗浄装置に定量供給されて、一球ずつ分離された
状態でナイロンブラシの回転で洗浄され、かくて洗浄さ
れた球体は、選別装置に一列で送られ、油の中にある選
別装置の検査部で光線、うず電流等を用いて一球ずつ表
面検査を行った後、自動的に良品と不良品に選別され、
選別された球体は油の中より引き上げられ、良品は防錆
油を塗布された後、通路９を経てケースＣ２に回収さ
れ、不良品は別の通路１０を通ってケースＣ３に回収さ
れることによって球体の表面検査が行われる。 【００３８】 【発明の効果】本発明は、以上説明したように、油槽中
に検査・選別装置の主要部分を収設して洗浄の後、油中
で表面検査を行い、良，不良を自動的に判定し選別する
装置であり、油中で表面検査を行うため油のシミの問題
はなく、脱脂する必要がないのみならず、錆やすい金属
でも発錆の心配はなく、また洗浄装置はコンパクトで簡
易化され、設置スペースの縮小、コストの低減を達成す
ることができる。しかも、上記の如く設備のコンパクト
から洗浄と検査・選別工程の連続化が容易となり、作業
性の向上をはかることができる。 【００３９】更に、本発明は偏心ハスバギアによる１組
の円錐形状コントロールローラーの回転とドライビング
ローラーとの相乗回転効果により球体にひねりが与えら
れ、センサーによる全面検査が可能となって、検査効率
を高め、精度を向上する効果も有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る表面検査装置の平面概要図であ
る。 【図２】同装置の正面概要図である。 【図３】本発明における洗浄装置の要部を示す部分概要
図である。 【図４】本発明における検査・選別装置の構成を示す概
要図である。 【図５】本発明における検査装置の要部を示す概要図で
ある。 【図６】本発明検査装置の各部の位置関係を示す概要図
である。 【図７】球体におけるセンサー検査軌跡を示す説明図で
ある。 【図８】ドライビングローラーの駆動系統を示す説明図
である。 【図９】本発明に使用する分岐センサーの各例で、
（イ）は４分岐センサー、（ロ），（ハ）は６分岐セン
サーの各例である。 【符号の説明】 Ａ 洗浄装置 Ｂ 検査・選別装置 Ｓ 球体 １ 供給装置 ２ 回転円盤 ３ 固定円盤 ４ 洗浄ブラシ ５ 取り出しシュート ７ 油槽 ８ 検査部 １１ 整流フィンガー １２ フィーディングローラー １３ドライビングローラー １４ 判別ゲート １６ センサー １７ コントロールローラー １８ サポートローラー
る。 【図２】同装置の正面概要図である。 【図３】本発明における洗浄装置の要部を示す部分概要
図である。 【図４】本発明における検査・選別装置の構成を示す概
要図である。 【図５】本発明における検査装置の要部を示す概要図で
ある。 【図６】本発明検査装置の各部の位置関係を示す概要図
である。 【図７】球体におけるセンサー検査軌跡を示す説明図で
ある。 【図８】ドライビングローラーの駆動系統を示す説明図
である。 【図９】本発明に使用する分岐センサーの各例で、
（イ）は４分岐センサー、（ロ），（ハ）は６分岐セン
サーの各例である。 【符号の説明】 Ａ 洗浄装置 Ｂ 検査・選別装置 Ｓ 球体 １ 供給装置 ２ 回転円盤 ３ 固定円盤 ４ 洗浄ブラシ ５ 取り出しシュート ７ 油槽 ８ 検査部 １１ 整流フィンガー １２ フィーディングローラー １３ドライビングローラー １４ 判別ゲート １６ センサー １７ コントロールローラー １８ サポートローラー
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フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01B 11/00 - 11/30 102
G01N 21/84 - 21/958
B08B 1/00 - 13/00
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】被検査球体を供給する装置、供給された球
体を洗浄する装置、洗浄された球体を配管を通じて送り
検査・選別する装置及び検査された球体を選別に従って
取り出す装置の結合であって、前記洗浄装置は供給され
た球体を１個宛入れる穴を同心円上に径方向，円周方向
共に同じピッチで設けた回転円盤を表面側に、一方、一
部に取り出し用切り欠きを設けた固定円盤を裏面側に互
いに重合状態で配設して傾斜保持せしめてなると共に、
回転円盤表面の回転方向側所要位置に洗浄用ブラシを触
設して、穴の中に供給された球体を回転円盤の回転に従
って洗浄ブラシにより洗浄し、固定円盤の切り欠きを通
じて順次下方へ送出するようになっており、検査・選別
装置は回転するドライビングローラー上に球体を１個宛
載せてゆく整流フィンガーと、前記ドライビングローラ
ー上に載せられた球体を回転方向に押し込むフィーディ
ングローラーと、前記ドライビングローラー外周で押し
込まれた球体表面に接する如く配設された１組の円錐形
状コントロールローラと、コントロールローラー後方側
に隣接して設けられ、球体を支持するサポートローラー
と、前記ドライビングローラー，１組のコントロールロ
ーラー及びサポートローラーで支持された球体の表面を
検査するセンサーとを備えると共に、サポートローラー
の排出側に判別ゲートを配して構成され、これら各ロー
ラー，センサー及び判別ゲートは油槽中に収設されて、
球体の表面を油中で検査してその良否を判別し、選別し
得るようになっており、かつ、選別された各球体は選別
に従って各別に取り出され、夫々別個のケー内に収容さ
れるよう構成されていることを特徴とする球体の表面検
査装置。
Priority Applications (5)
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|---|---|---|---|
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| US09/906,536 US6501544B2 (en) | 2001-03-21 | 2001-07-16 | Inspection apparatus for surfaces of spheres |
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Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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| JP3438136B2 true JP3438136B2 (ja) | 2003-08-18 |
Family
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
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| JP (1) | JP3438136B2 (ja) |
| CN (1) | CN1159573C (ja) |
| GB (1) | GB2373580B (ja) |
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