JP3855264B2 - 非貫通孔の深さ検査方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワークに形成した非貫通孔（いわゆる盲孔）の深さを検査する検査技術の技術分野に属する。本発明は、穿孔工程でドリルやニードル（針）を使わず、レーザーやウォータージェットあるいは電子ビーム、イオンビームやプラズマジェットで穿孔する場合のように、非貫通孔の深さが一義的に定まりにくい場合には特に有効である。
【０００２】
【従来の技術】
従来技術１としては、図７に示すように、レーザー光線でワークに穿孔していき、穿孔中の孔の先端からワークの裏側に漏れ出す透過光を光センサーで検知したならば穿孔を停止する方法があった。このような方法は、特開平１０−８５９６６号公報などに開示されている。
【０００３】
しかし、このような穿孔方法では、レーザー光線がワークの裏側に透過して漏れ出るほどにまで、非貫通孔の先端部がワークの裏面に近づいていることが必要である。それゆえ、非貫通孔の深さは貫通直前の寸止め状態にならざるを得ず、非貫通孔の深さを任意に設定することはできなかった。
【０００４】
また、非貫通孔の深さを精密に寸止め状態とするためには、光センサからのフィードバック制御装置を必要とし、このフィードバックシステムが高価なために設備投資がかさんでしまっていた。
【０００５】
そこで、非貫通孔の深さを自由に設定できない不都合を解消するために、特開２０００−２０５４６６号公報では、加工用レーザーパルスと測定用レーザーパルスとをほぼ同軸に発射して、両レーザーパルスが互いに干渉しないようにした技術（従来技術２）が開示されている。
【０００６】
この従来技術２は、非貫通孔の深さを任意に設定することができるばかりではなく、穿孔と並行して深さ測定がなされるので非貫通孔が深くなりすぎることがない点でも優れた技術であった。しかしながら、測定用レーザーパルス装置と、両レーザーパルスを同期させるための制御装置とが必要になるので、従来技術２においても、やはり設備投資がやや高価になってしまいがちであるという不都合があった。
【０００７】
なお、参考技術として、特開２０００−２３８６０３号公報には、針孔の先端が部材を貫通していることを光学的に確認する技術が開示されている。しかし、この技術は非貫通孔には適用できないので、本発明の従来技術からは外れているものと考えられる。
【０００８】
また、同公報の技術では、エアバッグ用の破口を生じる蓋を形成する用途などに適用するには、次の二つの点で不都合がある。第一に、ニードル（刺し針）を使ってワークとしての樹脂板に穿孔するので、穿孔する表面側では、貫通孔の根本開口部周辺に盛り上がりが生じ、この盛り上がりがエアバッグ展開時に破片となって飛散してしまうことが、乗員保護の上で不都合である。第二に、ニードル穿孔では、レーザ穿孔に比べるとどうしても貫通孔の内径が大きくならざるを得ないので、隣接する貫通孔との距離も大きく取らざるを得なくなる。その結果、貫通孔の間の破断部が大きくなってしまうので、エアバッグ展開時に飛散する破片がさらに生じやすくなるうえに、破断面のギザギザの突起が大きくなってしまうことが、乗員保護の上で不都合である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明は、従来技術１とは異なって非貫通孔の深さを任意に設定することができながら、従来技術１および従来技術２よりも加工用の設備投資を安価にすることができる「非貫通孔の深さ検査方法」を提供することを解決すべき課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、発明者は以下の手段を発明した。
【００１１】
（第１手段）
本発明の第１手段は、ワークの加工部にその表面からその内部の所定深さにまで達する非貫通孔を形成する穿孔工程と、このワークの表面とこの表面に背向する裏面とのうち一方に向けて光を照射し他方から漏れ出る光を観測してこの孔の深さを検査する検査工程とを有する、非貫通孔の深さ検査方法である。ただし、出願人は、このことをもって公知の前提条件とは位置づけしない。なぜならば、ワークの裏面から光を照射して表面の孔の開口から漏れる光を検出する技術を開示した文献は、少なくとも発明者および出願人の調査では発見されていないからである。
【００１２】
ここで、ワークの加工部における表面および裏面は、穿孔工程での便宜上の表裏の区別であって、製品を使用する状態など、他の状態での表裏とは全く関係がない。
【００１３】
さて、本手段の主たる特徴は、次の三点にある。
【００１４】
第一に、前述の穿孔工程および検査工程に加えて、予備工程なる工程をさらに有することである。この予備工程とは、ワークの一部分を前記非貫通孔の穿孔部分がもつ厚さ以下の所定の厚さにした検査領域と、前記ワークと同じ材料からなり少なくとも一部は前記非貫通孔の穿孔部分よりも薄い所定の厚さに試験片とのうち、少なくとも一方である検査部を設ける工程のことである。
【００１５】
すなわち、検査部は、ワークの一部であってその加工部と一体である検査領域と、加工部のあるワークとは別体である試験片とのうち、ふつうはいずれか一方である。そして、検査部が検査領域であっても試験片であっても、検査部は加工部と少なくとも穿孔に係わる性質に関して同等の性質を持つ同じ材料からなり、検査部の厚さは、加工部の厚さ以下ないしそれ未満である。
【００１６】
第二に、前記穿孔工程は、前記加工部と同等の条件で前記検査部にも穿孔する工程であることである。
【００１７】
第三に、前記検査工程は、前記予備工程以降に、前記検査部の前記一方から前記他方へ漏れた前記光を観測して、前記加工部における前記非貫通孔の深さと前記検査部の厚さとの長短を判定する工程であることである。
【００１８】
ここで、予備工程と穿孔工程との前後関係は問わず、予備工程の後に穿孔工程がなされても良いし、逆に穿孔工程の後に予備工程がなされても良い。あるいは、ワークが成形される際に同時に非貫通孔も形成されるような製造方法もあり、予備工程と穿孔工程とが同時に行われてもよい。
【００１９】
また、検査工程は、穿孔工程の後に行われるのが普通ではあるが、これに限定されるものではない。すなわち、穿孔工程でレーザ穿孔を行いながら、同時にそのレーザ光を裏面から観測すれば、穿孔工程と検査工程とは同時に行われる。なお、加工部と検査部とが別部分になっている場合には、穿孔工程と検査工程とは相前後して行われる。この際、検査部の穿孔を先にすれば、検査工程が穿孔工程に先立って行われることになる。逆に、加工部と検査部とが一部重複しているような場合には、検査工程は穿孔工程の少なくとも一部と同時に行われる。
【００２０】
この説明で示唆されているように、検査部がワークの一部である検査領域である場合には、加工部のうち少なくとも一部が検査部と重複している場合もあり得る。
【００２１】
本手段では、穿孔工程で、加工部と同等の条件で検査部にも穿孔がなされる。それゆえ、検査部には、加工部と同じ深さで孔が穿たれる。その結果、加工部での非貫通孔の深さが、検査部の穿孔部分の厚さよりも浅ければ検査部にも非貫通孔が形成され、逆に検査部の穿孔部分の厚さよりも深ければ検査部には貫通孔が形成される。すなわち、検査部に穿たれた孔の深さが検査部の厚さよりも浅い場合には、検査部には他方側に肉が残って非貫通孔となる。逆に、この孔の深さが検査部の厚さよりも深い場合には、穿孔工程で検査部に孔が貫通し、この孔は貫通孔になる。
【００２２】
そして検査工程では、穿孔された検査部の表裏両面うち一方から光を照射し、検査部の他方から漏れ出た光を観測する。すると、ワークが透明な材料からなる場合でない限り、検査部に穿孔された孔が非貫通孔であれば光は検知されない。それゆえ、このことをもって検査部の厚さよりも加工部での非貫通孔の穿孔深さの方が浅いことが分かる。逆に、検査部に貫通孔が開口していれば貫通孔を通ってきた光が検知されるので、このことをもって検査部の厚さよりも加工部の非貫通孔の穿孔深さの方が深いことが分かる。
【００２３】
すなわち、前述のように加工部と検査部とでは同等の条件で穿孔されるから、穿孔深さは同等であると確信を持って推定することができる。それゆえ、検査部を穿孔してその孔が検査部を貫通したか否かを光を通して判定すれば、検査部の穿孔部分の厚さと、加工部に形成された非貫通孔の深さとのうち、いずれが厚いか薄いか、長短の判別が着く。こうして、検査部の厚さを適正に設定しておけば、穿孔工程で開けた孔が検査部を貫通したか否かをもって、加工部に形成された非貫通孔の深さが検査部の厚さよりも長いか短いかを、極めて容易に判定できるようになる。
【００２４】
しかも、この方法によれば、前述の従来技術１とは異なり、貫通孔の穿孔深さを貫通直前の寸止め状態にする必要がないので、加工部の厚さに対して任意に設定した非貫通孔の深さを検査することができるようになる。
【００２５】
また、前述の従来技術１および従来技術２とも異なり、光センサで検知した光量に基づいて穿孔装置をフィードバック制御する高価な制御装置が不要であり、フィードバックなしに穿孔工程を行うことができる。その結果、穿孔工程に要する時間を短縮することができるうえに、穿孔工程に使用する穿孔システムの設備投資が大幅に軽減される。具体的に言うと、発明者は、穿孔システムの構成に要する設備投資は半減ないし７割減になるものとみている。
【００２６】
したがって、本手段の非貫通孔の深さ検査方法によれば、次の三つの効果が得られるようになる。
【００２７】
第一に、前述の従来技術１とは異なり、加工部において非貫通孔の穿孔深さを貫通直前の寸止め状態にする必要がないので、加工部の厚さに対して任意に設定した非貫通孔の深さを検査することができるようになるという効果がある。
【００２８】
第二に、従来技術１および従来技術２とは異なり、フィードバックなしに穿孔工程を行うことができるので、穿孔工程に要する時間を短縮することができるようになるという効果がある。
【００２９】
第三に、従来技術１および従来技術２とは異なり、フィードバック制御装置が不要になるので、穿孔工程に使用する穿孔システムの設備投資が大幅に軽減されるという効果がある。
【００３０】
（第２手段）
本発明の第２手段は、前述の第１手段において、前記検査部は、前記非貫通孔の前記所定深さの許容最小値に相当する厚さを持つ第一検査部と、前記非貫通孔の前記所定深さの許容最大値に相当する厚さを持つ第二検査部とのうち、少なくとも一方を持つことを特徴とする。
【００３１】
本手段では、第一検査部で貫通孔が開いたか否かを光学的に検知すれば、加工部での非貫通孔の深さが許容最小値を超えているか否かが判定できる。同様に、第二検査部で貫通孔が開いたか否かを検知すれば、加工部での非貫通孔の深さが許容最大値を超えているか否かを判定することができる。
【００３２】
それゆえ、第一検査部および第二検査部の両方が検査部に備わっている方が、加工部で非貫通孔の深さが所定の許容範囲に収まっていることを高い信頼性をもって推定するうえで望ましい。すなわち、比較的薄い第一検査部には貫通孔が形成されている一方、比較的厚い第二検査部には非貫通孔が形成されているのであれば、加工部に形成された非貫通孔の深さは、許容最小値と許容最大値との間の許容範囲に収まっていることが分かる。したがって、検査部に第一検査部および第二検査部の両方があれば、加工部では非貫通孔の深さが寸法公差の許容範囲に収まっていることを、検査部で間接的に検査することができる。
【００３３】
逆に、非貫通孔の深さの許容最小値に相当する厚さをもつ第一検査部に、孔が貫通しておらず、非貫通孔が形成されている場合には、加工部でも非貫通孔の深さが許容最小値に達していないほど浅すぎることが分かる。一方、非貫通孔の深さの許容最大値に相当する厚さをもつ第二検査部に、孔が貫通してしまっており、貫通孔が形成されている場合には、加工部でも非貫通孔の深さが許容最大値を超えて深すぎることが分かる。いずれの場合にも、ワークは寸法公差を満たしていない不良品として製品から外されることであろう。
【００３４】
なお、第一検査部と第二検査部とのうち一方だけが検査部に備わっている場合もあり得る。もちろん、第一検査部だけがあるのは、加工部での非貫通孔の深さが許容最小値を超えていれば、非貫通孔がいくらか深すぎても構わない場合に適当である。逆に、第二検査部だけがあるのは、加工部での非貫通孔の深さが許容最大値に達してさえいなければ、非貫通孔がいくらか浅すぎても構わない場合に適当である。
【００３５】
余談ながら、加工部が第一検査部および第二検査部のうち一方を兼ねていても良い。加工部が第一検査部を兼ねている場合には、（本発明の範囲を外れるが）加工部には全て貫通孔が開いていることであろう。逆に、加工部が第二検査部を兼ねている場合には、加工部の全ての穿孔部分で光学検査を行うことにより、加工部には貫通孔が無く、加工部に穿たれた孔は全て非貫通孔であることが確実に保証される。
【００３６】
したがって本手段によれば、前述の第１手段の効果に加えて、非貫通孔深さの寸法公差において、許容最小値および許容最大値のうち少なくとも一方が保証されるという効果がある。
【００３７】
（第３手段）
本発明の第３手段は、前述の第１手段において、前記検査部は、前記非貫通孔の前記所定深さの許容範囲をカバーする範囲でその厚さが連続的または段階的に変化する傾斜検査部であり、前記穿孔工程は、この傾斜検査部のうちその厚さが異なる複数部分に穿孔する工程であることを特徴とする。
【００３８】
本手段では、検査部が傾斜検査部であり、そのうち厚さが異なる複数の部分に加工部と同じ条件で穿孔されるので、加工部に形成された非貫通孔の深さをより精密に推定することが可能になる。
【００３９】
たとえば、前述の第２手段において、第一検査部と第二検査部との間に三段階の厚さの違いがある部分があり、第一検査部から第二検査部に至るまでに傾斜検査部の厚さが五段階に分かれているものと仮定しよう。もちろん、どの段階の検査部にも、穿孔工程では加工部と同じ条件で孔が穿たれるものとする。すると、検査工程で、傾斜検査部のうちどれだけの厚さの部分にまで孔が貫通しているかを検査すれば、加工部での非貫通孔の深さがおおよそ五段階で把握できるようになる。
【００４０】
あるいは、検査部が、非貫通孔深さの許容範囲をカバーする範囲でその厚さが連続的に変化する傾斜検査部であり、穿孔工程で、傾斜方向に沿って多数の孔が穿たれるものと仮定する。すると、傾斜検査部のうちどの程度の厚さの部分まで孔が貫通しているかを検査すれば、加工部に形成された非貫通孔の深さをかなり細かく段階的に推定することができる。
【００４１】
たとえば、傾斜検査部の厚さが、非貫通孔の許容最大値を少し超える厚さから許容最小値を少し下回る厚さにまで連続的に平らな斜面を形成してテーパーしているものとしよう。この範囲に等間隔で百箇所穿孔すれば、非貫通孔から貫通孔へどの厚さの部分で遷移しているかを検査することによって、加工部に形成された非貫通孔の深さを約百段階で推定することが可能になる。
【００４２】
いずれの場合にも、穿孔工程ですでに加工部に穿孔済みであればそのワークには対応することができないが、次のワークの穿孔深さをどの程度調整すればよいかが分かるので、次のワークでは非貫通孔深さをより適正な程度に調整していくことができる。ただし、穿孔工程で加工部に先立って傾斜検査部から穿孔を始め、次の第４手段のように穿孔工程と並行して検査工程が行われるのであれば、そのワーク自体の加工部の穿孔深さに検査結果を反映することもできる。
【００４３】
したがって本手段によれば、前述の第１手段の効果に加えて、所望の段階精度で加工部に形成された非貫通孔の穿孔深さを推定することが可能になり、その結果、穿孔工程での穿孔深さを適正に調節していくことができるようになるという効果がある。
【００４４】
（第４手段）
本発明の第４手段は、前述の第１手段において、前記穿孔工程は、レーザー光線によって前記ワークに穿孔する工程であり、前記検査工程は、このレーザー光線が前記ワークの前記検査部を貫通するか否かを検出する工程であることを特徴とする。
【００４５】
本手段では、穿孔工程でワークの検査部にレーザー穿孔がなされるにあたり、これと並行してレーザー光線が検査部を貫通するか否かを検出する検査工程が行われる。それゆえ、穿孔工程の後に別途で検査工程を行う必要がなくなり、その分だけ工数が低減される。
【００４６】
したがって本手段によれば、前述の第１手段の効果に加えて、穿孔工程および検査工程の全体として工数が低減され、より速く穿孔加工およびその検査が進むという効果がある。
【００４７】
（第５手段）
本発明の第５手段は、前述の第１手段において、前記検査工程は、前記検査部から漏れ出た前記光を散乱性の半透明体および乱反射面とのうちいずれかである散乱手段で受光し、この散乱手段から発散した散乱光を検知する工程であることを特徴とする。
【００４８】
ここで、散乱性の半透明体としては、磨りガラス、トレーシングペーパー、白色の薄い樹脂シートなどがあり、極論すれば白い薄紙でも構わない。一方、散乱性の乱反射面としては、白色のセラミックス板、白色の塗装が施された板材などがあり、極論すれば白色の紙であっても構わない。
【００４９】
本手段では、ワークの検査部に開いた貫通孔を通ってきた光を直接検知するのではなく、その散乱光を検知するので、受光範囲が拡がる。その結果、検査員が目視により検査する場合であっても、あるいはＣＣＤなどの光センサで自動的に検査する場合であっても、受光部（すなわち検査員の肉眼または光センサ）の位置について許容範囲が拡がる。その結果、受光部の位置に関してロバスト性が向上し、検査の信頼性が高まる。特に、検査員が肉眼で検査する場合においては、光センサのように受光部を固定しておくことが困難であるので、検査員が頭をかなり動かしても依然として目視確認できるようになり、検査員の疲労軽減効果は大きい。
【００５０】
したがって本手段によれば、前述の第１手段の効果に加えて、検査員の肉眼や光センサの受光範囲が拡がるという効果がある。その結果、検査の信頼性が向上するうえに、特に検査員による目視検査の場合には高い疲労軽減効果が得られるという効果がある。
【００５１】
【発明の実施の形態】
本発明の「非貫通孔の深さ検査方法」を実施する形態については、当業者に実施可能な理解が得られるよう、以下の実施例で明確かつ十分に説明する。
【００５２】
［実施例１］
（実施例１の構成）
本発明の実施例１としての非貫通孔の深さ検査方法は、ワーク１の加工部Ｂにその表面１ａからその内部の所定深さにまで達する非貫通孔２１を形成する穿孔工程（図１参照）と、ワーク１の表面１ａに向けて光を照射し、他方から漏れ出る光を観測してこの孔の深さを検査する検査工程（図２参照）とを有する。本実施例の検査方法は、ワーク１の一部分を非貫通孔２１の穿孔部分がもつ厚さＴ０以下の所定の厚さＴ１，Ｔ２にした検査領域である検査部Ｃを設ける予備工程をさらに有する。
【００５３】
ここで、前記穿孔工程は、ワーク１の加工部Ｂと同等の条件で検査部Ｃにも穿孔する工程である。一方、前記検査工程は、前記予備工程以降に、検査部Ｃの表面１ａから裏面１ｂ’，１ｂ”へ漏れた光を観測して、加工部Ｂにおける非貫通孔２１の深さと検査部Ｃの厚さＴ１，Ｔ２との長短を判定する工程である。さらに、検査部Ｃは、非貫通孔２１の所定深さの許容最小値に相当する厚さＴ１を持つ第一検査部Ｃ１と、非貫通孔２１の所定深さの許容最大値に相当する厚さＴ２を持つ第二検査部Ｃ２とを持つ。
【００５４】
すなわち、本実施例は、第一に予備工程としてワーク１を成形する成形工程と、第二にワーク１にレーザー穿孔する穿孔工程（図１参照）と、第三にワーク１に開いた貫通孔２０を光学的に見つける検査工程（図２参照）との三つの工程からなる、非貫通孔の深さ検査方法である。
【００５５】
第一に、予備工程としての成形工程は、図１に示すように、ワーク１の主要部に、所定の深さの非貫通孔２１を形成すべき部分である加工部Ｂを設け、ワーク１の端部に、非貫通孔２１の穿孔部分がもつ厚さ以下の所定の厚さにした検査領域である検査部Ｃを設ける工程である。
【００５６】
ワーク１は、ポリプロピレン系の熱可塑性樹脂からなり、所定の厚さに形成された板材である。ワーク１を形成する樹脂は黒色の微細な顔料を多量に含んで黒色をしており、ワーク１の透明度は極めて低い。そして、ワーク１には、図１に示すように、非貫通孔２１が形成されるべき主要部である加工部Ｂと、非貫通孔２１の深さを検査するためにワーク１の端部に設けられていて加工部Ｂよりも板厚が薄い検査部Ｃとが形成されている。
【００５７】
ここで、ワーク１の加工部Ｂの板厚Ｔ０は、非貫通孔２１の許容最大深さよりも厚く成形されている。逆に言うと、非貫通孔２１の深さの許容最大値は、加工部Ｂの板厚Ｔ０よりも浅く設定されている。それゆえ、後述する穿孔工程が正常であり、非貫通孔２１の深さその許容最大値を越えていなければ、加工部Ｂには非貫通孔２１だけが穿孔され、貫通孔２０が穿孔されることはない。
【００５８】
一方、検査部Ｃは、非貫通孔２１の所定深さの許容最小値に相当する厚さＴ１を持つ第一検査部Ｃ１と、非貫通孔２１の所定深さの許容最大値に相当する厚さＴ２を持つ第二検査部Ｃ２とを持つ。
【００５９】
このように、加工部Ｂと検査部Ｃとでは板厚が違うので、ワーク１の表面１ａは一様な平面であるが、ワーク１の裏面には、加工部Ｂの裏面１ｂと検査部Ｃの裏面１ｂ’，１ｂ”との間に段差がある。さらに、検査部Ｃのうち、第一検査部Ｃ１の裏面１ｂ’と第二検査部Ｃ２の裏面１ｂ”との間にも段差がある。それゆえ、ワーク１の厚さは、加工部Ｂ（厚さＴ０）、第二検査部Ｃ２（厚さＴ２）、そして第一検査部Ｃ１（厚さＴ１）の順に、段階的に薄くなっていくが、これらの段差部では応力集中が生じないように緩やかに段差が着いている。
【００６０】
第二に、穿孔工程は、同じく図１に示すように、ワーク１の加工部Ｂに、その表面１ａからその内部の所定深さにまで達する非貫通孔２１を形成する工程である。そして、穿孔工程は、加工部Ｂと同等の条件で、第一検査部Ｃ１および第二検査部Ｃ２からなる検査部Ｃにも穿孔する工程である。
【００６１】
なお、図１では模式的に、第一検査部Ｃ１および第二検査部Ｃ２にそれぞれ二箇所ずつ穿孔されるようになっているが、実際には適当な数（数カ所程度）の穿孔がなされる。また、穿孔には、スラブ型の炭酸ガスレーザー加工機が使用され、同加工機は、加工部Ｂの一端から他端まで所定の口径で所定範囲の深さの非貫通孔２１を、多数、所定ピッチで穿孔した後、そのまま検査部Ｃにも同じ条件で複数個の孔を穿孔する。
【００６２】
ここで、ワーク１のうち任意の部分に一つの非貫通孔２１を穿孔する際には、レーザー加工機はその一点に留まり、短いレーザーパルスを多数の所定回数だけワーク１の表面１ａからワーク１の内部に打ち込んで、穿孔していく。この際、レーザー照射を受けた黒色樹脂は、照射部分が瞬時に昇温し、蒸発した高温のガスと炭化した微粒子とに分解して、孔の根本の開口部から自然に吹き出される。一回のパルスで穿孔される深さや、穿孔径は、レーザーパルスの出力（ワット数）およびパルス幅（持続時間）と、ワーク１を形成している樹脂の性質とで概ね決まる。それゆえ、加工部Ｂなどの一箇所に所定回数のレーザーパルスの照射を行えば、所定範囲でのばらつきこそあれ、所定深さの非貫通孔２１が形成される。なお、非貫通孔２１および貫通孔２０の根本部分では、表面１ａでの開口径がワーク内部の孔の内径よりもやや大きくなるだけで、ニードル穿孔とは異なって開口部の周囲に盛り上がりが形成されることはない。
【００６３】
すなわち、穿孔工程では、加工部Ｂと同じ条件で検査部Ｃにも穿孔がなされるので、穿孔工程が正常であって穿孔深さがその許容範囲ないし管理幅Ｔｔに収まっていれば、次のようになる。先ず、非貫通孔２１の所定深さの許容最大値に相当する厚さＴ２を持つ第二検査部Ｃ２は、表面１ａから裏面１ｂ”のすぐ手前まで穿孔され、裏面１ｂ”にまでは孔が貫通しないので、第二検査部Ｃ２には非貫通孔２１が形成される。次に、非貫通孔２１の所定深さの許容最小値に相当する厚さＴ１を持つ第一検査部Ｃ１は、表面１ａから裏面１ｂ’にまで貫通して穿孔され、第一検査部Ｃ１には貫通孔２０が開く。
【００６４】
第三に、検査工程は、図２に示すように、ワーク１の表面１ａに向けて光を照射し、裏面１ｂ，１ｂ’１ｂ”から漏れ出る光を観測してこれらの孔の深さを検査する工程である。より詳しくは、検査工程は、前記予備工程以降に、検査部Ｃの表面１ａから裏面１ｂ’，１ｂ”へ漏れた光を観測して、加工部Ｂにおける非貫通孔２１の深さと検査部Ｃの厚さとの長短を判定する工程である。
【００６５】
すなわち、検査工程では、検査用光源として直棒状の蛍光灯ＦＬが使用され、検査員が肉眼Ｅでワーク１の貫通孔２０を通じて漏れ出る光を観測し、非貫通孔２１の深さが適正な範囲に収まっているかどうかの目視判定が行われる。ワーク１は、蛍光灯ＦＬの光が貫通孔２０を通して検査員の肉眼Ｅに入射するように、位置と姿勢とを合わせて蛍光灯ＦＬと検査員の肉眼Ｅとの間に置かれる。
【００６６】
その結果、検査部Ｃのうち貫通孔２０が形成された部分から蛍光灯ＦＬの光が目視確認でき、非貫通孔２１が形成されている部分では光が目視できないので、検査員は瞬時に非貫通孔２１と貫通孔２０とを見分けることができる。そして、第一検査部Ｃ１には所定の位置の全てに貫通孔２０が開いていて光が視認でき、逆に第二検査部Ｃ２では光が視認できない場合に限って、ワーク１の検査結果を合格とする。これ以外の場合には、加工部Ｂにおいて非貫通孔２１の深さが所定の許容範囲Ｔｔに入っていないものと推定し、検査結果を不合格として、ワーク１の非貫通孔２１の深さを管理することができるようになっている。
【００６７】
なお、本実施例では、第一検査部Ｃ１および第二検査部Ｃ２だけではなく、加工部Ｂも併せて目視検査される。これは、例外的な不具合が生じて加工部Ｂで孔が貫通しているようなことがないことを確認するためである。
【００６８】
（実施例１の作用効果）
本実施例の非貫通孔の深さ検査方法は、以上のように構成されているので、以下のような作用効果を発揮する。
【００６９】
先ず、穿孔工程では、再び図１に示すように、前述のように加工部Ｂと全く同等の条件で検査部Ｃにもレーザー穿孔がなされるから、第一検査部Ｃ１および第二検査部Ｃ２からなる検査部Ｃにも、加工部Ｂと同じ深さで孔が穿たれる。その結果、加工部Ｂでの非貫通孔２１の深さが、検査部Ｃの穿孔部分の厚さよりも浅ければ、検査部Ｃにも非貫通孔２１が形成される。逆に、検査部Ｃの厚さよりも穿孔深さが深ければ、検査部Ｃには貫通孔２０が形成される。すなわち、検査部Ｃに穿たれた孔の深さが、検査部Ｃの厚さよりも浅い場合には、検査部Ｃには裏面１ｂ”の側に肉が残って非貫通孔２１が形成される。逆に、穿孔深さが検査部Ｃの厚さよりも深い場合には、穿孔工程で検査部Ｃの裏面１ｂ’をも孔が貫通し、この孔は貫通孔２０になる。
【００７０】
次に、検査工程では、再び図２に示すように、穿孔された検査部Ｃの表面１ａの側から蛍光灯ＦＬで光を照射し、貫通孔２０を通じて検査部Ｃの裏面１ｂ’，１ｂ”から漏れ出た光を、検査員が肉眼Ｅで目視観測する。すると、前述のようにワーク１は光をほとんど通さない黒色樹脂からなるので、検査部Ｃに穿孔された孔が非貫通孔２１であれば光は視認されない。それゆえ、このことをもって、検査部Ｃのうち第二検査部Ｃ２の厚さよりも、加工部Ｂでの非貫通孔２１の穿孔深さの方が浅いことが分かる。一方、検査部Ｃのうち第一検査部Ｃ１には、貫通孔２０が開口しているので、貫通孔２０を通ってきた光が視認されるので、このことをもって第一検査部Ｃ１の厚さよりも加工部Ｂの非貫通孔２１の穿孔深さの方が深いことが分かる。
【００７１】
すなわち、前述のように、加工部Ｂと検査部Ｃとでは、ワーク１の材質は同じであり、そのうえ同等の条件でレーザー穿孔されるから、穿孔されるべき深さは所定のばらつきにの範囲内で同等であると確信を持って推定することができる。それゆえ、検査部Ｃを穿孔してその孔が検査部Ｃを貫通したか否かを光を通して判定すれば、検査部Ｃの穿孔部分の厚さと、加工部Ｂに形成された非貫通孔２１の深さとのうち、いずれが厚いか薄いか、長短の判別が着く。こうして、検査部Ｃの厚さを適正に設定しておけば、穿孔工程で開けた孔が検査部Ｃを貫通したか否かをもって、加工部Ｂに形成された非貫通孔２１の深さが検査部Ｃの厚さよりも長いか短いかを、極めて容易に判定できるようになる。
【００７２】
さらに、検査部Ｃは、加工部Ｂに形成されるべき非貫通孔２１の深さの許容最小値に相当する厚さＴ１をもつ第一検査部Ｃ１と、加工部Ｂに形成されるべき非貫通孔２１の深さの許容最大値に相当する厚さＴ２をもつ第二検査部Ｃ２との二つの部分からなる。それゆえ、第一検査部Ｃ１で貫通孔２０が開いたか否かを光学的に検知すれば、加工部Ｂでの非貫通孔２１の深さが許容最小値Ｔ１を越えているか否かが判定できる。同様に、第二検査部Ｃ２で貫通孔２０が開いたか否かを検知すれば、加工部Ｂでの非貫通孔２１の深さが許容最大値Ｔ２を越えているか否かを判定することができる。
【００７３】
換言すれば、第一検査部Ｃ１および第二検査部Ｃ２の両方が検査部Ｃに備わっているので、加工部Ｂで非貫通孔２１の深さが所定の許容範囲Ｔｔに収まっていることを高い信頼性をもって推定することができる。すなわち、比較的薄い板厚Ｔ１をもつ第一検査部Ｃ１には貫通孔２０が形成されている一方、比較的厚い板厚Ｔ２をもつ第二検査部Ｃ２には非貫通孔２１が形成されているのであれば、加工部Ｂに形成された非貫通孔２１の深さは、許容最小値Ｔ１と許容最大値Ｔ２との間の許容範囲Ｔｔに収まっていることが分かる。その結果、検査部Ｃに第一検査部Ｃ１および第二検査部Ｃ２の両方が備わっているので、加工部Ｂでも非貫通孔２１の深さが寸法公差の許容範囲Ｔｔに収まっていることを、検査部Ｃで間接的に検査して保証することができる。
【００７４】
このことは、同じく図２に示すように、加工部Ｂに穿孔された非貫通孔２１の先端が、許容最小値Ｔ１と許容最大値Ｔ２との間の許容範囲Ｔｔに収まっていることから明らかである。
【００７５】
逆に、非貫通孔２１の深さの許容最小値に相当する厚さＴ１をもつ第一検査部Ｃ１に、孔が貫通しておらず、非貫通孔２１が形成されている場合には、加工部Ｂでも非貫通孔２１の深さが許容最小値に達していないほど浅すぎることが分かる。一方、非貫通孔２１の深さの許容最大値Ｔ２に相当する厚さをもつ第二検査部Ｃ２に、孔が貫通してしまっており、貫通孔２０が形成されている場合には、加工部Ｂでも非貫通孔２１の深さが許容最大値を超えて深すぎることが分かる。あるいは、第一検査部Ｃ１にたった一つでも貫通孔２０が形成されており、第二検査部Ｃ２にたった一つでも非貫通孔２１が形成されている場合には、加工部Ｂでの非貫通孔２１の穿孔深さにばらつきが大きく、許容範囲ないし管理幅Ｔｔに収まっていないことが分かる。いずれの場合にも、ワーク１は非貫通孔２１の寸法公差を満たしていない不良品として、製品になるのを待たずに加工ラインから外されることであろう。
【００７６】
しかも、本実施例によれば、前述の従来技術１とは異なり、貫通孔２０の穿孔深さを貫通直前の寸止め状態にする必要がないので、加工部Ｂの厚さに対して任意に設定した非貫通孔２１の深さを検査することができるようになる。
【００７７】
また、前述の従来技術１および従来技術２とも異なり、光センサで検知した光量に基づいて穿孔装置をフィードバック制御する高価な制御装置が不要であり、フィードバックなしに穿孔工程を行うことができる。その結果、穿孔工程に要する時間を短縮することができるうえに、穿孔工程に使用する穿孔システムの設備投資が大幅に軽減される。具体的には、発明者は、穿孔システムの構成に要する設備投資は半減するものとみている。
【００７８】
なお、発明者が実験したところによれば、検査員の肉眼Ｅによる目視確認は、極めて短時間で判定ができるだけではなく、信頼性も極めて高いことが分かっている。それゆえ、大量生産しないのであれば、判定用の光センサシステム一式を揃える設備投資を控え、検査工程は検査員による目視確認に頼ることも有力な選択肢である。
【００７９】
したがって、本実施例の非貫通孔の深さ検査方法によれば、次の四つの効果が得られるようになる。
【００８０】
第一に、前述の従来技術１とは異なり、加工部Ｂにおいて非貫通孔２１の穿孔深さを貫通直前の寸止め状態にする必要がないので、加工部Ｂの厚さに対して任意に設定した非貫通孔２１の深さを検査することができるようになるという効果がある。逆に言うと、加工部Ｂの厚さＴ０は第二検査部Ｃ２の板厚Ｔ２に比べてどれだけ大きく設計されていても良く、極論すると加工部Ｂはブロックであっても構わないという効果がある。
【００８１】
第二に、非貫通孔２１の穿孔深さ管理が容易になるという効果がある。すなわち、加工部Ｂにおける非貫通孔２１の穿孔深さが、第一検査部Ｃ１の板厚Ｔ１と第二検査部Ｃ２の板厚Ｔ２との間の許容範囲ないし管理幅Ｔｔに収まっていると、十分に高い信頼性をもって推定される製品だけが、検査工程にパスする。それゆえ、非貫通孔２１の穿孔深さに関する不良品は、検査工程で容易に排除されるという効果がある。
【００８２】
第三に、従来技術１および従来技術２とは異なり、フィードバックなしに穿孔工程を行うことができるので、穿孔工程に要する時間を短縮することができるようになるという効果がある。その結果、穿孔工程および検査工程に要する時間の合計は、従来技術１および従来技術２の穿孔工程に要する時間よりも、概ね半減するという効果がある。
【００８３】
第四に、従来技術１および従来技術２とは異なり、フィードバック制御装置が不要になるので、穿孔工程に使用する穿孔システムの設備投資が大幅に軽減されるという効果がある。この効果は、設備投資が半減ないし三分の一に減るくらいに大きなものと推測される。
【００８４】
なお、段差のある検査部Ｃは、製品の端部に隠れるなどして美観上や機能上の不都合がなければ、そのまま残して置いてもよい。逆に、検査部Ｃを残しておくと不都合がある場合には、検査部Ｃをワーク１から切り落としても構わない。あるいは、当初から検査部Ｃをワーク１の加工部Ｂとは独立した試験片としておき、穿孔工程ではワーク１と並べて穿孔し、検査工程ではこの試験片だけを検査するなどしても良い。
【００８５】
（実施例１の変形態様１）
本実施例の変形態様１として、図３に示すように、検査工程は、検査部Ｃから漏れ出た光を、散乱性の半透明体としての磨りガラスＦなる散乱手段で受光し、磨りガラスＦを透過した散乱光を検知する工程である、非貫通孔の深さ検査方法の実施が可能である。磨りガラスＦは、ワーク１の裏面１ｂに近接して置かれることが望ましいが、ワーク１の裏面１ｂと接触してしまっては汚れるので、ワーク１の裏面１ｂから少し離して置かれている。
【００８６】
本変形態様では、ワーク１の第一検査部Ｃ１および第二検査部Ｃ２からなる検査部Ｃに開いた貫通孔２０を通ってきた光を直接目視するのではなく、磨りガラスＦを透過した散乱光を見るので受光範囲が拡がる。すなわち、検査員は磨りガラスＦの裏面にある輝点Ｐを目視すれば良くなり、検査員が目視により検査していても、検査員の肉眼Ｅの位置について許容範囲が拡がる。
【００８７】
その結果、検査員の肉眼Ｅの位置に関してロバスト性が向上して、検査員による検査の信頼性が高まる。すなわち、前述の実施例１と同じく、本変形態様でも検査員が肉眼Ｅで検査しており、光センサのように受光部を固定しておくことは困難である。しかし、本変形態様では、検査員が頭をかなり動かしても、磨りガラスＦ上の輝点Ｐを依然として目視確認できるようになるので、検査員が得る疲労軽減効果は大きい。
【００８８】
したがって本変形態様によれば、前述の実施例１の効果に加えて、検査員の肉眼Ｅの受光範囲が拡がって検査の信頼性が向上するという効果があるうえに、検査員の高い疲労軽減効果が得られるという効果がある。
【００８９】
なお、散乱性の半透明体としては、磨りガラスＦの他にも、トレーシングペーパー、白色の薄い樹脂シートなどを採用することもでき、極論すれば白い薄紙であっても構わない。
【００９０】
逆に、散乱性の半透明体の代わりに、乱反射面をもつ散乱手段で、検査部Ｃから漏れ出た光を受け、乱反射面から乱反射された散乱光を検知するようにしても良い。ここで、散乱性の乱反射面としては、白色のセラミックス板、白色の塗装が施された板材などがあり、極論すれば白色の紙であっても構わない。
【００９１】
この際、乱反射面はワーク１の裏面１ｂに近接して置くことが望ましいが、そうすると検査員の頭部が入る場所がなくなってしまう。それでは不都合なので、乱反射面は４５°ほど傾けておき、検査員は横方向から（図２の紙面に垂直な方向から）のぞき込むようにすると良い。
【００９２】
また、検査用光源として、一本の蛍光灯ＦＬを使うだけではなく、複数の蛍光灯や電灯を検査用光源に使い、検査用光源とワーク１との間にも、磨りガラスＦなど散乱性の透過板を置いておくとよい。こうすると、検査部Ｃの非貫通孔２１および貫通孔２０が一直線に並んでいない場合にも、対応できるようになる。すなわち、ワーク１に穿孔された全ての非貫通孔２１および貫通孔２０に、平行な検査用光線が入射するようになり、検査員が一瞥するだけで検査工程が完了してしまうという効果がある。もちろん、検査用光源とワーク１との間に磨りガラスＦが装置されるのであれば、検査用光源は蛍光灯ＦＬである必要はなく、点光源などであっても差し支えない。
【００９３】
さらに、前述の実施例１および本変形態様において、検査員の肉眼Ｅを光センサシステムで置き換えて検査工程の自動化を図ったさらなる変形態様も可能である。この光センサシステムは、レーザー加工機をフィードバック制御するものではなく、単に検査工程で明暗を判別するだけものであるから、たいした設備投資費にはならない。また、光センサとしては、直線状に配列されたＣＣＤや面状に多数の画素が配列されたＣＣＤなど、必要に応じて多様な種類の光センサから適正に選択したものを使えばよい。このように検査工程が自動化された変形態様では、いくらかの設備投資費はかかるものの、人件費までもが低減されるという効果がある。
【００９４】
（実施例１の変形態様２）
本実施例の変形態様２として、図４に示すように、穿孔工程は、レーザー光線によってワーク１に穿孔する工程であり、検査工程は、このレーザー光線がワーク１の検査部Ｃを貫通するか否かを検出する工程である、非貫通孔の深さ検査方法の実施が可能である。
【００９５】
本変形態様では、前述の実施例１と同様に、穿孔工程では、ワーク１の検査部Ｃにレーザー穿孔がなされる。一方、前述の実施例１とは異なり、この穿孔工程と並行してレーザー光線が検査部Ｃを貫通するか否かを検出する検査工程が行われることが、本変形態様の特徴である。
【００９６】
レーザー加工機からワーク１に照射されたレーザー光線は、もしもワーク１を貫通してしまうと、レーザー加工機の軸線の延長線上にありワーク１の裏面１ｂの側に配置された光学ガラスＧに斜めに入射する。光学ガラスは、透明度が高い薄い平面ガラスであって、レーザー光線が４５°で入射するように傾けて固定されている。レーザー光線が光学ガラスに入射すると、レーザー光線のうち大半は光学ガラスを透過してしまい、ほんの一部だけが反射されて光センサ装置Ｓに入射する。
【００９７】
ここで、本変形態様の装置構成では、レーザー加工機と光学ガラスＧと光センサ装置Ｓとの位置および姿勢が、互いに精密に決まっていないといけないから、これらはベッドに固定されている。そして、ワーク１の表面１ａのうち穿孔されるべき箇所がレーザー光線に当たる位置にくるように、ワーク１が自動的に順次移動していくように移動装置（図略）が設計されている。
【００９８】
光センサ装置Ｓは、入射したレーザー光線を磨りガラスや光学フィルタなどを通してさらに減衰させたうえで、内蔵の光センサで受光し、受光レベルが所定の閾値を越えるとレーザー光線を検知した旨の信号を発するようになっている。それゆえ、非貫通孔２１の先端がワーク１の裏面１ｂ，１ｂ’，１ｂ”に近接し、わずかに透過光が漏れた程度では光センサ装置Ｓは受光信号を発することがない。その結果、光センサから受光信号が発せられるのは、レーザー穿孔中にワーク１に貫通孔２０が開いた場合だけである。
【００９９】
つまり、加工部Ｂに穿孔中に光センサＳから受光信号がでれば、加工部Ｂに貫通孔２０が開いてしまったことを意味するから、その段階でワーク１は不良品と判断されて加工ラインから外される。同様に、第二検査部Ｃ２に穿孔中に光センサＳから受光信号がでれば、第二検査部Ｃ２に貫通孔２０が開いてしまい、加工部Ｂでの穿孔深さが深すぎたことを意味するから、やはりその段階でワーク１は不良品と判断されて加工ラインから外される。逆に、第一検査部Ｃ１で任意の貫通孔２０の穿孔完了に至っても光センサ装置Ｓから受光信号がでないままであれば、加工部Ｂでの穿孔深さが不足していたものと見なされ、ワーク１は不良品と見なされる。
【０１００】
すなわち、本変形態様では、穿孔工程の後に別途で検査工程を行う必要がなくなり、その分だけ工数が低減される。そればかりではなく、加工部Ｂや第二検査部Ｃ２の穿孔工程中であっても、穿孔工程の途中で不良品を発見して加工ラインから外すことができるので、不良品にその後の無用な穿孔工程を続ける必要がなくなり、さらに工数が低減される。
【０１０１】
したがって本変形態様によれば、前述の実施例１がもつ四つの効果に加えて、並行して進められる穿孔工程および検査工程の全体として工数が低減され、より速く穿孔加工およびその検査が進むという効果がある。
【０１０２】
なお、レーザー加工機の状態を一定保つことができ、レーザー光線の出力が十分に安定しているのであれば、第一検査部Ｃ１、第二検査部Ｃ２、そして加工部Ｂの順にレーザー穿孔していっても構わない。こうすると、加工部Ｂに先立って検査部Ｃがレーザー穿孔されながら検査されるので、早い段階で不良品の判定がなされ、工程の無駄がさらになくなるという効果がある。
【０１０３】
（実施例１の変形態様３）
本実施例の変形態様３として、前述の実施例１、その変形態様１および変形態様２において、ワーク１の表裏を逆転させた非貫通孔の深さ検査方法を実施することもできる。すると、レーザー穿孔が行われる表面に検査部Ｃの段差があり、裏面を面一にした状態で穿孔工程および検査工程が実施される。
【０１０４】
本変形態様では、非貫通孔２１および貫通孔２０の根本の開口がある穿孔工程での表面を、製品状態では裏面として多数の開口を隠し、製品状態での表面には穿孔工程での段差のない裏面をもってくることができる。その結果、第一検査部Ｃ１の貫通孔２０が形成する小さないくつかの開口が、美観や機能のうえで不都合を起こさなければ、面一の表面をもつ製品ができあがる。もちろん、第一検査部Ｃ１の貫通孔２０が不都合であれば、第一検査部Ｃ１だけをワーク１から切り離しても良い。
【０１０５】
（実施例１の変形態様４）
本実施例の変形態様４として、前述の実施例１、その変形態様１または変形態様３において、穿孔工程と検査工程とでワーク１の表裏を逆転させた非貫通孔の深さ検査方法を実施することもできる。本変形態様でも、貫通孔２０を通ってくる蛍光灯ＦＬの光は検知できるから、特に不都合が生じることはなく、前述の実施例１などと同様の作用効果が得られる。
【０１０６】
［実施例２］
（実施例２の構成）
本発明の実施例２として、図５に示すように、ワーク１が傾斜検査部Ｃ’をもつことを特徴とする非貫通孔の深さ検査方法を実施することができる。ここで、ワーク１は、加工部Ｂに隣り合う検査部として、非貫通孔２１の所定深さの許容範囲Ｔｔをカバーする範囲でその厚さが連続的に変化する傾斜検査部Ｃ’をもつ。そして穿孔工程は、傾斜検査部Ｃ’のうちその厚さが異なる複数部分に穿孔する工程である。
【０１０７】
すなわち、本実施例では、ワーク１の形状が実施例１と異なり、板厚Ｔ０をもつ加工部Ｂの端部には、板厚がＴ０からＴ３にまで連続的に変化する斜面で裏面１ｃが形成された傾斜検査部Ｃ’が続いている。ここで、傾斜検査部Ｃ’の最大板厚Ｔ０および最小板厚Ｔ３と、非貫通孔２１の穿孔深さの許容最小値Ｔ１および許容最大値Ｔ２との関係は、Ｔ３＜Ｔ１＜Ｔ２＜Ｔ０である。
【０１０８】
そして、非貫通孔２１の穿孔深さの許容範囲ないし管理幅Ｔｔに相当する板厚をもつ部分は、所定の幅の許容範囲Ｃｔを、傾斜検査部Ｃ’の中央部付近に形成している。このことからも、傾斜検査部Ｃ’での板厚が、非貫通孔２１の所定深さの許容範囲Ｔｔをカバーする範囲でその厚さが連続的に変化していることは、明らかである。
【０１０９】
（実施例２の作用効果）
本実施例では、傾斜検査部Ｃ’が、非貫通孔２１深さの許容範囲Ｔｔをカバーする範囲でその厚さが連続的に変化する平らな斜面であり、穿孔工程では、その傾斜方向に沿って多数の孔が穿たれる。すると、傾斜検査部Ｃ’のうちどの程度の厚さの部分まで穿孔されているかを検査すれば、加工部Ｂに形成された非貫通孔２１の深さをかなり細かく段階的に推定することができる。
【０１１０】
すなわち、傾斜検査部Ｃ’の厚さは、非貫通孔２１の穿孔深さの許容最大値Ｔ２を所定分だけ越える厚さＴ０から、許容最小値Ｔ１を所定分だけ下回る厚さＴ３にまで連続的に平らな斜面を形成してテーパーしている。穿孔工程では、この範囲に等間隔で多数箇所に穿孔されているので、検査工程では、傾斜検査部Ｃ’のうちどの厚さの部分で、非貫通孔２１から貫通孔２０へ遷移しているかが検査される。すると、傾斜検査部Ｃ’のうち非貫通孔２１から貫通孔２０へ遷移している部分の厚さをもって、加工部Ｂに形成された非貫通孔２１の深さとみなし、非貫通孔２１の穿孔深さを比較的精密に推定することが可能になる。
【０１１１】
検査工程での検査結果は、穿孔工程ですでに加工部Ｂに穿孔済みであるから、そのワーク１には対応することができない。しかし、次のワーク１の穿孔深さをどの程度調整すればよいかが分かるので、次のワーク１では非貫通孔２１の穿孔深さをより適正な程度に調整していくことができる。
【０１１２】
ここで、非貫通孔２１から貫通孔２０への遷移位置が、傾斜検査部Ｃ’のうち所定の幅の許容範囲Ｃｔに収まっていれば、加工部Ｂでも非貫通孔２１の穿孔深さは許容範囲Ｔｔに収まっているものと推定される。さらに、この遷移位置が、許容範囲Ｃｔの中央部にあれば、非貫通孔２１の穿孔深さは、許容最小値Ｔ１と許容最大値Ｔ２とのちょうど真ん中にあり、最も好ましい状態であるといえる。逆に、この遷移位置が許容範囲Ｃｔの中央部を外れていれば、どちらの向きにどれだけ外れているかを観測することによって、非貫通孔２１の穿孔深さをどの程度調整すべきかが明らかになる。
【０１１３】
なお、傾斜検査部Ｃ’に所定ピッチで形成された互いに隣り合う孔の間に生じる傾斜検査部Ｃ’の厚さの差よりも、非貫通孔２１の穿孔深さのばらつきの方が大きい場合には、非貫通孔２１から貫通孔２０への遷移が行きつ戻りつ徐々に起こることもあり得る。このような場合には、遷移位置を一箇所に特定しがたく、ある程度の幅を持って遷移位置を特定せざるを得ない。しかし、その幅のある遷移位置が許容範囲Ｃｔに収まっていれば、非貫通孔２１の穿孔深さも所望の許容範囲ないしは管理幅Ｔｔに収まっているものと推定される。
【０１１４】
したがって本実施例によれば、前述の実施例１の四つの効果に加えて、精度良く加工部Ｂに形成された非貫通孔２１の穿孔深さを推定することが可能になり、その結果、穿孔工程での穿孔深さを適正に調節していくことができるようになるという効果がある。
【０１１５】
（実施例２の各種変形態様）
本実施例の非貫通孔の深さ検査方法に対しても、前述の実施例１に対するその変形態様１ないし変形態様４に対応する各種の変形態様を実施することができ、各変形態様に固有の作用効果が得られる。
【０１１６】
さらに、穿孔工程で、傾斜検査部Ｃ’の傾斜方向に対して所定の角度をもった斜め方向に沿って穿孔されるようにした変形態様の実施も可能である。本変形態様によれば、互いに隣り合う孔の位置での板厚の差が小さくなり、より精密に穿孔深さを測定することができるようになる。すなわち、傾斜検査部Ｃ’の幅を増やして傾きを小さくしなくても、傾斜検査部Ｃ’の幅を増やすことなく、同様の効果が得られる。
【０１１７】
［実施例３］
（実施例３の構成および作用）
本発明の実施例３として、図６に示すように、自動車のエアバッグを収容する部分の蓋板をワーク１とする非貫通孔の深さ検査方法の実施も可能である。ワーク１は、非貫通孔２１を穿孔すべき加工部Ｂの中央部分に、非貫通孔２１の穿孔深さのうち許容最小値に相当する板厚Ｔ１の第一検査部Ｃ１を有する。
【０１１８】
すなわち、ワーク１は、エアバッグの展開時には上下に扉が開くように開いてほぼ矩形の破口を生じるように、Ｈ字状の脆弱部を形成する目的で、所定の内径をもつ非貫通孔２１がＨ字状に所定ピッチで並んでいる。それゆえ、図６中の左右両端部の非貫通孔２１から上下方向（図６の紙面に垂直な方向）に、図示しない多数の非貫通孔２１からなる列が左右一対、形成されている。また、ワーク１のうち、水平に並んで穿孔される図示の加工部Ｂには、その中央に所定の幅で板厚が薄い第一検査部Ｃ１が形成されている。一方、実施例１とは異なって、本実施例のワーク１には、第二検査部Ｃ２は形成されていない。
【０１１９】
ここで、左右両側のある一対の加工部Ｂの中央部に、最も板厚が薄い第一検査部Ｃ１を配置したのは、エアバッグが展開する際にその膨張力を受けて、加工部Ｂの中央部から破口が開き始めることを意図してのことである。
【０１２０】
なお、穿孔工程で第一検査部Ｃ１の裏面１ｂ’には複数の貫通孔２０が開口するが、検査工程が終了した後で、第一検査部Ｃ１の裏面１ｂ’には、軟質樹脂からなるロゴなどの飾りプレートが貼り付けられる。飾りプレートを貼り付けるのは、これらの貫通孔２０が製品状態では乗員から見えないようにして美感を向上させるためである。また、飾りプレートの材料に軟質樹脂を採用したのは、エアバッグの展開時に裂けた飾りプレートが乗員に触れても、乗員に傷を負わせないようにとの配慮である。
【０１２１】
さて、予備工程では、ワーク１が前述の所定形状に形成される。ワーク１を形成している材料は、前述の実施例１と同様に、黒色のポリプロピレン系熱可塑性樹脂である。ワーク１の形状は、第一検査部Ｃ１を除いてほぼ一定の厚さをもち、裏面１ｂに向かって凸のごく緩やかな二次曲面を形成している板材である。なお、ワーク１が製品としての蓋板となった状態では、非貫通孔２１も開口している穿孔工程での表面１ａが裏側になり、一方、穿孔工程での裏面１ｂが乗員から見える表側になる。
【０１２２】
それゆえ、ワーク１の裏面１ｂには、皮革状の美観を呈する絞（シボ=grain）なる凹凸が形成されている。一方、ワーク１の表面１ａは平滑である。そして、ワーク１の板厚Ｔ０は、表面１ａから裏面１ｂの凹凸の平均高さの面までを言うものとする。
【０１２３】
次に、穿孔工程では、実施例１と同様にレーザー加工機によるレーザー穿孔が行われる。この際、非貫通孔２１は、エアバッグの展開時にワーク１が容易に破口を生じることができるように、裏面１ｂのごく近傍にまで達していることが望ましい。その一方で、ワーク１が製品となりエアバッグの蓋板として設置されているときに、乗員から開口が見えては美観を損ねてしまう。そこで、非貫通孔２１の先端は、裏面１ｂに達しない範囲で適度に裏面１ｂに近く設定されていることが望ましい。
【０１２４】
具体的には、非貫通孔２１の穿孔深さは、その平均値を板厚Ｔ０よりも０．３５ｍｍ小さく設計し、その平均値の上下に±０．２０ｍｍの許容範囲を設けることにした。すなわち、非貫通孔２１の穿孔深さの許容最大値Ｔ２は、ワーク１の板厚Ｔ０よりも０．１５ｍｍだけ小さい値であり、逆に許容最小値Ｔ１は、ワーク１の板厚Ｔ０よりも０．５５ｍｍだけ小さい値である。それゆえ、非貫通孔２１の穿孔深さの許容範囲ないし管理幅Ｔｔは、０．４ｍｍである。
【０１２５】
なお、前述の±０．２０ｍｍなる許容範囲は、成型時に生じるワーク１の基材特性のばらつきと、レーザー加工機の精度限界（約±０．１ｍｍ）と、ワーク１の裏面１ｂのシボ粗さとを勘案して定めた設計値である。
【０１２６】
また、穿孔工程では、各非貫通孔２１は、内径はわずか０．２ｍｍ程度で形成されるが、表面１ａの開口部だけは内径０．３ｍｍ程度に拡がって形成される。そして、非貫通孔２１のピッチは０．５ｍｍであるから、互いに隣り合う非貫通孔２１の間はわずかに０．３ｍｍだけ離れている。もちろん、第一検査部Ｃ１にも加工部Ｂと同様の条件でレーザー穿孔されるから、貫通していること以外は非貫通孔２１と同じ内径やピッチをもった多数の貫通孔２０が、第一検査部Ｃ１に形成される。
【０１２７】
ここで、従来技術の項で紹介したニードル穿孔では、非貫通孔２１の内径は小さくできても０．５ｍｍどまりであるから、穿孔工程でレーザ加工を施す本実施例の方がより細い非貫通孔２１をより緻密に形成することができる。それゆえ、自然に互いに隣り合う非貫通孔２１および貫通孔２０の間の肉が薄くなる分だけ、破口を生じた際に飛び散る破片はより小さくなるうえに、破断面のギザギザもより小さくなり、乗員を傷つけにくくなる。また、本実施例では、ニードル穿孔とは異なって、非貫通孔２１および貫通孔２０の根本の開口部に樹脂の盛り上がりが生じないので、この盛り上がりが破片となって飛散して乗員の目に入るような不都合がない。
【０１２８】
最後に、検査工程では、同じく図３に示すように、検査用光源として蛍光灯を３本使って貫通孔２０と非貫通孔２１との判別を目視検査する。
【０１２９】
すなわち、実施例１と同様に水平方向に渡して加工部Ｂの非貫通孔２１と第一検査部Ｃ１の貫通孔２０との内部に向かって光を照射する蛍光灯ＦＬに加え、縦に２本の蛍光灯ＦＬ１，ＦＬ２を並べて用いる。これら２本の蛍光灯ＦＬ１，ＦＬ２は、Ｈ字状に形成される脆弱部の両側にある縦の線に沿って並んだ加工部（図略）に形成された非貫通孔２１の内部に光を照射する検査用光源である。これら３本の蛍光灯ＦＬ，ＦＬ１，ＦＬ２は、ワーク１の表面１ａの側から全ての貫通孔２０および非貫通孔２１の内部を照射するように配置されている。
【０１３０】
一方、ワーク１の裏面１ｂに近接して磨りガラスＦが配置されており、磨りガラスＦの背後から検査員が肉眼Ｅで輝点Ｐを目視確認することによって、貫通孔２０が形成されている位置の検査が行われる。
【０１３１】
すなわち、磨りガラスＦのうち、第一検査部Ｃ１の背後にあたる部分にだけ、同程度の大きさおよび輝度の輝点Ｐが等間隔で並んでおり、他の部分に輝点Ｐが視認されなければ、レーザー穿孔に関する検査は合格である。
【０１３２】
一方、第一検査部Ｃ１に当たる部分に輝点Ｐの欠落があれば、多くの場合には非貫通孔２１の深さも不足しているものと推定されるので、検査結果は不合格となろう。逆に、第一検査部Ｃ１に当たる部分以外で輝点Ｐが認められれば、多くの場合には非貫通孔２１が深すぎ、脆弱部が強度不足に陥っていることが推定されるので、やはり検査結果は不合格になることであろう。
【０１３３】
ただし、加工部Ｂに生じた貫通孔の数少なく、それらの開口が微細で美観に影響がなく、ワーク１が適正な強度試験にも耐えることができれば、検査工程での検査結果を覆すこともあるかもしれない。この辺の合否のボーダーラインをどこに引くかは、製造者が抱く品質管理に関する考え方によっていくらか異なってくる設計事項であろう。
【０１３４】
（実施例３の効果）
本実施例では、前述のように、非貫通孔２１の穿孔深さの許容最小値Ｔ１にあたる厚さをもつ第一検査部Ｃ１だけがあり、加工部Ｂは穿孔深さの許容最大値Ｔ２よりも厚い。それゆえ、第一検査部Ｃ１を光学検査することにより、全ての貫通孔２０が適正にワーク１の第一検査部Ｃ１を貫通していることが確認される。また、加工部Ｂの全ての穿孔部分にも光学検査を行うことにより、加工部Ｂには貫通孔２０が無いことが確認されれば、加工部Ｂに穿たれた孔は全て非貫通孔２１であることが確実に保証される。
【０１３５】
その結果、前述の実施例１が発揮する四つの効果とほぼ同様の効果が得られるうえに、本実施例に特有な次のような効果が得られる。
【０１３６】
第一に、エアバッグ作動時に破口を生じるＨ字状の脆弱部のうち、ちょうど中央部に、貫通孔２０があって板厚が他の部分よりも薄い第一検査部Ｃ１があるので、破口は脆弱部のうち第一検査部Ｃ１がある中央部から始まる。その結果、製品（エアバッグの蓋板）となったワーク１は、中央部から生じた破口が左右にほぼ対称形に拡がっていき、偏りのないスムースな開口部が得られるという効果がある。
【０１３７】
第二に、レーザー穿孔された非貫通孔２１および貫通孔２０は非常に細く、配列のピッチも細かく形成されている。それゆえ、エアバッグの作動時にワーク１の破口から生じる破片は極めて小さくごく少ないうえに、破口のギザギザがごく細かいので、破片の散乱や破口の接触によって乗員を傷つけることがよりよく防止されるという効果がある。
【０１３８】
（実施例３の各種変形態様）
本実施例の非貫通孔の深さ検査方法に対しても、前述の実施例１に対するその変形態様１ないし変形態様４に対応する各種の変形態様を実施することができ、各変形態様に固有の作用効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施例１の穿孔工程を示す断面模式図
【図２】 実施例１の検査工程を示す断面模式図
【図３】 実施例１の変形態様１の検査工程を示す断面模式図
【図４】 実施例１の変形態様２の穿孔検査方法を示す断面模式図
【図５】 実施例２の検査工程を示す断面模式図
【図６】 実施例３の検査工程を示す断面模式図
【図７】 従来技術１の穿孔深さ検出方法を示す模式図
【符号の説明】
１：ワーク（非貫通孔を形成される被加工物）
１ａ：表面（穿孔工程での表面であり製品としての表裏とは無関係）
１ｂ：裏面（穿孔工程での裏面であり製品としての表裏とは無関係）
１ｂ’：第一検査部の裏面
１ｂ”：第二検査部の裏面
１ｃ：傾斜検査部の傾斜した裏面
２０：貫通孔 ２１：非貫通孔
Ｂ：加工部（ワークのうち穿孔される部分）
Ｃ：検査部（ワークのうち穿孔のうえ検査される部分）
Ｃ１：第一検査部（非貫通孔深さの許容最小値に相当する厚み部分）
Ｃ１：第二検査部（非貫通孔深さの許容最大値に相当する厚み部分）
Ｃ’：傾斜検査部（非貫通孔深さの許容範囲をカバー）
Ｃｔ：傾斜検査部の許容範囲
Ｔ０：加工部の板厚
Ｔ１：第一検査部の板厚（非貫通孔深さの許容最小値に相当）
Ｔ２：第二検査部の板厚（非貫通孔深さの許容最大値に相当）
Ｔ３：傾斜検査部の端部板厚（Ｔ３＜Ｔ１＜Ｔ２＜Ｔ０）
Ｔｔ：非貫通孔深さの許容範囲（穿孔深さの管理幅、Ｔｔ＝Ｔ２−Ｔ１）
Ｅ：検査員の肉眼 Ｆ：磨りガラス
ＦＬ，ＦＬ１，ＦＬ２：直棒状の蛍光灯（検査用光源）
Ｇ：光学ガラス Ｐ：輝点 Ｓ：光センサ装置

Claims (5)

1. ワークの加工部に、その表面からその内部の所定深さにまで達する非貫通孔を形成する穿孔工程と、
   このワークの表面とこの表面に背向する裏面とのうち一方に向けて光を照射し、他方から漏れ出る光を観測してこの孔の深さを検査する検査工程と、
   を有する非貫通孔の深さ検査方法であって、
   前記ワークの一部分を前記非貫通孔の穿孔部分がもつ厚さ以下の所定の厚さにした検査領域と、前記ワークと同じ材料からなり少なくとも一部は前記非貫通孔の穿孔部分よりも薄い所定の厚さをもつ試験片とのうち、少なくとも一方である検査部を設ける予備工程をさらに有し、
   前記穿孔工程は、前記加工部と同等の条件で前記検査部にも穿孔する工程であり、
   前記検査工程は、前記予備工程以降に、前記検査部の前記一方から前記他方へ漏れた前記光を観測して、前記加工部における前記非貫通孔の深さと前記検査部の厚さとの長短を判定する工程であることを特徴とする、
   非貫通孔の深さ検査方法。
2. 前記検査部は、前記非貫通孔の前記所定深さの許容最小値に相当する厚さを持つ第一検査部と、前記非貫通孔の前記所定深さの許容最大値に相当する厚さを持つ第二検査部とのうち、少なくとも一方を持つ、
   請求項１記載の非貫通孔の深さ検査方法。
3. 前記検査部は、前記非貫通孔の前記所定深さの許容範囲をカバーする範囲でその厚さが連続的または段階的に変化する傾斜検査部であり、
   前記穿孔工程は、この傾斜検査部のうちその厚さが異なる複数部分に穿孔する工程である、
   請求項１記載の非貫通孔の深さ検査方法。
4. 前記穿孔工程は、レーザー光線によって前記ワークに穿孔する工程であり、
   前記検査工程は、このレーザー光線が前記ワークの前記検査部を貫通するか否かを検出する工程である、
   請求項１記載の非貫通孔の深さ検査方法。
5. 前記検査工程は、前記検査部から漏れ出た前記光を、散乱性の半透明体および乱反射面とのうちいずれかである散乱手段で受光し、この散乱手段から発散した散乱光を検知する工程である、
   請求項１記載の非貫通孔の深さ検査方法。

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