JP4169718B2 - 金属リング検査装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動車等車両に搭載されるＶベルト式無段変速機のベルト（以下「ＣＶＴベルト」という。）を構成する部品の一つである金属リングの欠陥検査を行う金属リング検査装置に関する。

従来より、ＣＶＴベルトとして、厚さ０．２ｍｍ程度の薄い金属リングを多数枚重ねたものに、スチール製のエレメントを連続して嵌め込んで一体化した構造のものが知られている（たとえば、非特許文献１参照。）。

図７（ａ）は、ＣＶＴベルトの外観図である。この図において、ＣＶＴベルト１は、多数枚（たとえば、１２枚程度）の金属リング２ａを積み重ねた二連のベルト積層体２に、多数個（たとえば、４００個程度）の金属エレメント３ａからなるエレメント積層体３を担持させて組み立てられている。

このような構造のＣＶＴベルト１は、次の手順で製造される。
（１）まず、マルエージング鋼等の超強靱鋼の薄板の端部同士を溶接してリング状のドラムを形成する。
（２）次に、そのドラムを所定幅ずつ輪切り状に裁断して圧延し、基本周長の金属リング２ａを作成する。
（３）次に、上記の金属リング２ａに溶体化処理等を施した後、「周長補正装置」を用いて、ＣＶＴベルト１の積層場所に対応した所要の周長を与える。ここで、“周長”とは、金属リング２ａの一周の長さのことをいう。金属リング２ａの周長はＣＶＴベルト１の積層場所毎に微妙に異なる。たとえば、最外周層では若干長く、最内周層では若干短い。
（４）次に、「周長測定装置」を用いて、積層場所毎の適正な周長が与えられているか否かを検査すると共に、「金属リング検査装置」を用いて、金属リング２ａの表面欠陥の有無を検査する。ここで、金属リング２ａの“表面”とは、通常、リング外周面（外表面）又はリング内周面（内表面）のことをいうが、金属リング検査装置によっては、さらに、金属リングの側端面も含めることもある。
（５）最後に、検査をパスした金属リング２ａに時効処理や窒化処理などを施して表面硬度を高めた後、各層毎に適正な周長差が付けられた金属リング２ａを順次に積層し、その積層体に金属エレメント３ａを嵌め込んで一体化して、ＣＶＴベルト１を完成する。

先に説明したとおり、ＣＶＴベルト１を構成する金属リング２ａは、１２枚程度の枚数で積層されている。
図７（ｂ）は、金属リング２ａの積層状態図である。この図において、金属リング２ａの積層枚数をｎとすると、２ａ(1)はもっとも内側（以下「最内周層」という。）に位置する金属リング、２ａ(n)はもっとも外側（以下「最外周層」という。）に位置する金属リングであり、２ａ(2)〜２ａ(n-1)はそれらの間（以下「中間層」という。）に位置する金属リングである。

「金属リング検査装置」は、積層前の金属リング２ａに対し、所定の“判定基準”を適用して欠陥の有無を判断する。そして、判定基準に合致する傷を負った金属リング２ａは、不良品として破棄される一方、判定基準に満たない小さな傷や浅い傷を負った金属リング２ａ（及び当然ながら無欠陥の金属リング２ａ）は、良品として積層され、ＣＶＴベルト１に組み付けられる。

ところで、上記の“判定基準”は、ＣＶＴベルト１における金属リング２ａの積層位置毎に異ならせることが望ましい。すべての金属リング２ａに厳密な判定基準（きわめて微細な傷や極浅い傷も欠陥として検出できる判定基準）を一律に適用した場合、金属リング２ａの積層位置によっては欠陥の過剰検出となってしまうからである。

ＣＶＴベルト１に組み付けられる際の金属リング２ａの積層状態においては、中間層に位置する金属リング２ａ(2)〜２ａ(n-1)と金属エレメント３ａとの間、最外周層に位置する金属リング２ａ(n)の内表面と金属エレメント３ａとの間、さらに、最内周層に位置する金属リング２ａ(1)の外表面と金属エレメント３ａとの間は、いずれも直接的に接していないが、それ以外のもの、すなわち、最外周層に位置する金属リング２ａ(n)の外表面と金属エレメント３ａとの間、及び、最内周層に位置する金属リング２ａ(1)の内表面と金属エレメント３ａとの間は直接的に接している。

このため、金属リング２ａの表面に存在する小さな傷や浅い傷は、金属エレメント３ａと直接接触しない、中間層の金属リング２ａ(2)〜２ａ(n-1)、最外周層に位置する金属リング２ａ(n)の内表面、及び、最内周層に位置する金属リング２ａ(1)の内表面においては無視することができても、金属エレメント３ａに直接的に接触する、最外周層や最内周層の金属リング２ａ(1)、２ａ(n)においては無視できない。

金属エレメント３ａとの接触によって傷の大きさや深さが徐々に進行することがあるからであり、とりわけ、最内周層の金属リング２ａ(1)の内表面にあっては、エンジンの駆動力を伝達する際に相当大きな力が金属エレメント３ａとの間に働くからである。

このように、単に欠陥を見つけ出すための“判定基準”といっても、金属リング２ａの積層位置毎にそれぞれ最適な値を適用しなければならない。たとえば、中間層の金属リング２ａ(2)〜２ａ(n-1)に適用する判定基準をベースにすると、金属リング２ａの表面がむき出しになる最外周層や最内周層に位置する金属リング２ａ(1)、２ａ(n)には、それよりも厳密な判断基準を適用する必要があり、特に、最内周層に位置する金属リング２ａ(1)に対しては、もっとも厳密な判断基準を適用しなければならない。

宮地知巳著"理想の変速機ＣＶＴの性能を最大限に引き出す"、［online］、［平成１４年８月２５日検索］、インターネット＜URL: http://www.idemitsu.co.jp/lube/cvt/cvtbody2.html＞

しかしながら、従来の「金属リング検査装置」にあっては、単に、検査対象物である金属リング２ａを１本ずつ装置にセットして欠陥を検査するだけのものに過ぎず、前記の判定基準の指定は、もっぱら検査を担当する作業員の意思に委ねられていた。

このため、不適切な判定基準の指定を否めなかった。たとえば、もっとも厳密な判定基準を適用すべき最内周層の金属リング２ａ(1)に対して、それ以外の判定基準を適用してしまった場合には、金属リング２ａを良品として誤判断してしまうことがある。また、中間層の金属リング２ａ(2)〜２ａ(n-1)に間違った判断基準を適用してしまった場合には、本来であれば無視しても差し支えない小さな傷や浅い傷を欠陥として過剰検出してしまうことがある。

そこで、本発明の目的は、検査対象物である金属リングの積層位置情報又は周長補正情報若しくは周長測定情報を活用して、それらの情報からＣＶＴベルトの実際の積層位置を判断し、その積層位置に適合した欠陥検出の判定基準を採用することにより、過剰な欠陥検出の問題や、コスト上昇の問題を解決した金属リング検査装置を提供することにある。

請求項１に記載の発明は、周長補正と周長測定の両方又はいずれか一方を行った後の金属リングの表面欠陥を検査する欠陥検査部を有する金属リング検査装置において、前記欠陥検査部における欠陥検査のための判定基準を、周長補正情報又は周長測定情報若しくはそれらの情報に密接に関連する他の情報に基づいて発生する判定基準発生手段を備え、前記判定基準発生手段は、周長補正情報又は周長測定情報若しくはそれらの情報に密接に関連する他の情報が、もっとも短い周長を表しているときであって、且つ、対象となる被検査面が金属リングの内表面であるときに、前記欠陥検査部における欠陥検査の感度を最大に高めるための第一の判定基準を発生し、もっとも長い周長を表しているときであって、且つ、対象となる被検査面が金属リングの外表面であるときに、前記欠陥検査部における欠陥検査の感度を次位に高めるための第二の判定基準を発生し、それらの中間の周長を表しているとき、又は、もっとも短い周長を表しているときであって、且つ、対象となる被検査面が金属リングの外表面であるとき、若しくは、もっとも長い周長を表しているときであって、且つ、対象となる被検査面が金属リングの内表面であるときに、前記欠陥検査部における欠陥検査の感度を最小にするための第三の判定基準を発生することを特徴とする金属リング検査装置である。
請求項２に記載の発明は、少なくとも二つのプーリと、該プーリ間に掛け渡される検査対象物としての金属リングと、該プーリを回転させて前記金属リングに周回運動を与える回転駆動手段と、回転中の前記プーリの間隔を加減しながら前記金属リングに所定のテンションを与えるテンション付与手段と、周回運動中の前記金属リングの被検査面の欠陥を検査する欠陥検査部とを有し、前記欠陥検査部は、検査対象物の被検査面を照明する光源と、前記被検査面からの反射光を第一の受光素子に導く第一の導光路及び該反射光を第二の受光素子に導く第二の導光路と、前記第一の受光素子から出力される電気信号又はその電気信号に相関する電気信号と前記第二の受光素子から出力される電気信号又はその電気信号に相関する電気信号との差分値を演算する差分値演算手段と、前記差分値と判定基準とを比較して前記被検査面の欠陥の有無を判別する判別手段とを備えた金属リング検査装置において、前記欠陥検査部における欠陥検査のための判定基準を、前記金属リングの周長補正情報又は前記周長測定情報若しくはそれらの情報に密接に関連する他の情報に基づいて発生する判定基準発生手段を備え、前記判定基準発生手段は、周長補正情報又は周長測定情報若しくはそれらの情報に密接に関連する他の情報が、もっとも短い周長を表しているときであって、且つ、対象となる被検査面が金属リングの内表面であるときに、前記欠陥検査部における欠陥検査の感度を最大に高めるための第一の判定基準を発生し、もっとも長い周長を表しているときであって、且つ、対象となる被検査面が金属リングの外表面であるときに、前記欠陥検査部における欠陥検査の感度を次位に高めるための第二の判定基準を発生し、それらの中間の周長を表しているとき、又は、もっとも短い周長を表しているときであって、且つ、対象となる被検査面が金属リングの外表面であるとき、若しくは、もっとも長い周長を表しているときであって、且つ、対象となる被検査面が金属リングの内表面であるときに、前記欠陥検査部における欠陥検査の感度を最小にするための第三の判定基準を発生することを特徴とする金属リング検査装置である。

本発明によれば、欠陥検査部における欠陥検査のための判定基準が、金属リングの周長補正情報又は周長測定情報若しくはそれらの情報に密接に関連する他の情報に基づいて発生させられる。
ここで、これらの情報は、金属リングの周長を表しており、周長と、金属リングをＣＶＴベルトに組み込む際の積層位置とは一定の関係（最内周層→周長小、最外周層→周長大、中間層→周長中）があるから、結局、金属リングの積層位置に対応した判定基準が得られる。
したがって、従来、人手で行っていた判定基準の指定を自動化することができ、人為的ミスを排除して、過剰な欠陥検出の問題や、コスト上昇の問題を解決した金属リング検査装置を提供することができる。

以下、本発明の実施例を、図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明における様々な細部の特定ないし実例および数値や文字列その他の記号の例示は、本発明の思想を明瞭にするための、あくまでも参考であって、それらのすべてまたは一部によって本発明の思想が限定されないことは明らかである。また、周知の手法、周知の手順、周知のアーキテクチャおよび周知の回路構成等（以下「周知事項」）についてはその細部にわたる説明を避けるが、これも説明を簡潔にするためであって、これら周知事項のすべてまたは一部を意図的に排除するものではない。かかる周知事項は本発明の出願時点で当業者の知り得るところであるので、以下の説明に当然含まれている。

図１は、金属リング検査装置の概念的な構成図であり、この金属リング検査装置は、以下の説明からも明らかになるが、冒頭で説明した「周長補正装置」及び「周長測定装置」の機能も備えた兼用装置である。

金属リング検査装置１０は、モータ１１（回転駆動手段）によって回転駆動される位置固定の駆動プーリ１２、その駆動プーリ１２と同一の回転平面上に離隔配置される位置可変の従動プーリ１３、所定の質量（例：８０Ｋｇ）を持つ荷重体１４（テンション付与手段）、欠陥検査部１５、周長補正部１６、周長測定部１７、及び、動作モード切換部兼積層位置指定部１８を含んで構成される。なお、駆動プーリ１２と従動プーリ１３に加えて、さらに、１個又は複数個の案内プーリを備えていてもよいが、必要最小限のプーリは駆動プーリ１２と従動プーリ１３の２個である。発明の要旨に記載の「少なくとも二つのプーリ」とは、この必要最小限のプーリを意味する。

この金属リング検査装置１０は、上記のとおりの兼用装置であり、「周長補正」、「周長測定」及び「欠陥検査」の三つの処理目的のために用いられる。以下、それぞれについて説明する。

＜周長補正＞
金属リング２ａの周長を補正する際には、まず、動作モード切換部兼積層位置指定部１８を用いて動作モードを「周長補正」に切り換える。この周長補正では、従動プーリ１３を初期位置（一点鎖線アの位置）にして、二つのプーリ（駆動プーリ１２と従動プーリ１３）間に金属リング２ａを掛け渡し、次いで、従動プーリ１３に荷重体１４を取り付けて従動プーリ１３を移動させることにより、金属リング２ａに所要のテンションを与えた後、モータ１１を駆動して金属リング２ａを一定方向（矢印イ方向）に周回させる。

そして、その状態で、動作モード切換部兼積層位置指定部１８に、金属リング２ａの積層位置（ＣＶＴベルト１を組み立てる際の積層位置）を指定すると、動作モード切換部兼積層位置指定部１８によって、積層位置に適合した周長設定値ＤＨ（周長補正情報）が計算され、その周長設定値ＤＨが周長補正部１６に与えられる。周長補正部１６は、周長設定値ＤＨに従って荷重体１４の質量を調整し、これにより、金属リング２ａのテンションが増減操作され、金属リング２ａの周長が補正される。

＜周長測定＞
上記の周長補正の可否は、この周長測定によって確認される。すなわち、動作モード切換部兼積層位置指定部１８の動作モードを「周長測定」に切り換えると、まず、動作モード切換部兼積層位置指定部１８から周長補正部１６に与えられる周長設定値ＤＨが、周長測定実行を示す所定値に設定される。これにより、周長補正部１６は、荷重体１４の質量を本来の所定値（例：８０Ｋｇ）に戻し、金属リング２ａに対して基準のテンションを与える。

そして、その状態で、従動プーリ１３の移動量を周長測定部１７により計測し、その計測値から金属リング２ａの周長測定値ＤＫ（周長測定情報）（ＤＫ＝［駆動プーリ１２の外周長の半分］＋［従動プーリ１３の外周長の半分］＋［駆動プーリ１２と従動プーリ１３の間隔の２倍］）を演算する。動作モード切換部兼積層位置指定部１８は、その演算結果（ＤＫ）と、上記の周長設定値ＤＨとを比較して、一致（ＤＨ＝ＤＫ）の場合には、所要の周長が与えられたと判断して、次に説明する欠陥検査を行い、ＤＫ＜ＤＨの場合には、その差を修正すべく、再び上記の周長補正を行う。なお、ＤＫ＞ＤＨの場合には、過剰な周長を与えてしまったと判断して、その金属リング２ａを破棄する。

＜欠陥検査＞
金属リング２ａを検査する際には、動作モード切換部兼積層位置指定部１８で動作モードを「欠陥検査」に切り換える。金属リング２ａは、上記の周長測定によって既に駆動プーリ１２と従動プーリ１３に掛け渡されたままの状態にある。

この欠陥検査では、まず、上記の周長測定と同様に、動作モード切換部兼積層位置指定部１８から周長補正部１６に与えられる周長設定値ＤＨが、欠陥検査実行を示す所定値に設定される。これにより、周長補正部１６は、荷重体１４の質量を所定値（例：８０Ｋｇ）に戻し、金属リング２ａに対して基準のテンションを与える。そして、その状態で、モータ１１を駆動して金属リング２ａを一定方向（矢印イ方向）に周回させつつ、欠陥検査部１５を用いて、金属リング２ａの欠陥検査を行う。

ここで、この欠陥検査に用いられる判定基準（しきい値）は、動作モード切換部兼積層位置指定部１８から欠陥検査部１５に与えられる積層情報ＤＬ（発明の要旨に記載の「周長補正情報や周長測定情報に密接に関連する他の情報」に相当）に基づいて選択されたものであり、詳しくは後述する。

図２は、欠陥検査部１５の概念構成図である。この図において、欠陥検査部１５は、少なくとも二つの光学的センサ部２０、３０（以下、「Ａ系光学的検査部２０」、「Ｂ系光学的検査部３０」又は、単に「Ａ系２０」、「Ｂ系３０」と称する。）と、判定部４０とを含む。なお、“少なくとも二つ”の光学的センサ部２０、３０を備える理由については後で説明する。

Ａ系２０及びＢ系３０は、同一の構成を有している。つまり、Ａ系２０（Ｂ系３０）は、光源２１（３１）からの光を検査対象物（金属リング２ａ）の被検査面（ここでは、金属リング２ａの“外表面”とするが、“内表面”であってもよい。）に並行して導くための２本の照光用光ファイバー２２、２３（３２、３３）と、この照光用光ファイバー２２、２３（３２、３３）の間に挟まれた１本の受光用光ファイバー２４（３４）と、受光用光ファイバー２４（３４）によって導かれた被検査面からの反射光Ｐａ（Ｐｂ）を電気信号Ｓａ（Ｓｂ）に変換する受光素子２５（３５）とを含んで構成されている。受光用光ファイバー２４は発明の要旨に記載の「第一の導光路」を構成し、受光素子２５は同要旨に記載の「第一の受光素子」を構成する。また、受光用光ファイバー３４は同要旨に記載の「第二の導光路」を構成し、受光素子３５は同要旨に記載の「第二の受光素子」を構成する。

判定部４０は、Ａ系２０の受光素子２４から出力された電気信号ＳａとＢ系３０の受光素子３４から出力された電気信号Ｓｂとに基づいて、金属リング２ａの被検査面の傷の有無を判定するものであり、その基本原理は、「二つの受光素子２５（３５）に入射する光の強度は、被検査面に欠陥がないときはほぼ同じとなり、欠陥があるときは異なる」ことに着目し、「二つの受光素子２５（３５）から出力された電気信号Ｓａ、Ｓｂの差分値をとって、その差分値が大きい場合に、被検査面に欠陥があると判別する」というものである。

このことをもう少し分かりやすく説明すると、今、金属リング２ａの被検査面に欠陥がない場合は、被検査面は平滑な面であり、照光用光ファイバー２２、２３（３２、３３）からの光は、その平滑な面で一様に反射し、乱反射はほとんど生じない。このため、二つの受光素子２５（３５）に入射する光の強度はほぼ同じ大きさとなり、この場合、電気信号Ｓａ、Ｓｂの差分値はほぼ「０」となる。

これに対して、金属リング２ａの被検査面に欠陥があった場合、照光用光ファイバー２２、２３（３２、３３）からの光は、その欠陥場所で乱反射するため、受光用光ファイバー２４（３４）を介して受光素子２５（３５）に導かれる光の強度が、その乱反射の分だけ低下する。このとき、Ａ系２０とＢ系３０の間隔が距離Ｌだけ離れているため、この距離Ｌを上記の欠陥サイズよりも充分に大きくしておけば、一方の系の受光用光ファイバー（たとえば、Ａ系２０の受光用光ファイバー２４）が、その欠陥の影響によって強度が低下した光を導いているとき、他方の系の受光用光ファイバー（Ｂ系３０の受光用光ファイバー３４）は、強度が低下しない光（つまり、欠陥がない平滑な面からの強い反射光）を導くこととなる。したがって、この場合には、電気信号Ｓａ＜電気信号Ｓｂとなるので、その差分値は、上記の正常時（Ｓａ＝Ｓｂ）に比べて明らかに大きくなる。

以上の原理のとおり、「二つの受光素子２５（３５）から出力された電気信号Ｓａ、Ｓｂの差分値をとって、その差分値が大きい場合に、被検査面に欠陥があると判別する」ことができる。

なお、すくなくとも二つの系（Ａ系２０、Ｂ系３０）を必要とする理由は、次のとおりである。上記の原理説明より、被検査面に欠陥がない場合は、いずれの系から出力された電気信号Ｓａ（又はＳｂ）も「大きな値」となる。そして、被検査面に欠陥がある場合は、いずれの系も、その欠陥からの反射光（乱反射している分だけ強度が低下した光）を受光しているときは、その系から出力された電気信号Ｓａ（またはＳｂ）は「小さな値」となる。

原理上、これらの「大きな値」と「小さな値」を見分けることにより欠陥の判定は可能である。しかしながら、安定した判定は期待できず、実用上の点で支障がある。なぜならば、検査対象物、とりわけ、ＣＶＴベルトに用いられる金属リング２ａの表面は艶消し状態になっていることが多く、しかも、その艶消しの程度が製品（又はロット）毎に一定していないため、正常判定時の基準となる電気信号Ｓａ（又はＳｂ）の「大きな値」にバラツキが生じるからである。光学的センサ部を“少なくとも二つの系”で構成し、それらの系から出力された電気信号Ｓａ（及びＳｂ）の“差分値”をとることにより、上記のバラツキの影響を排除できる。

図３は、判定部４０のブロック図である。この図において、判定部４０は、Ａ系用増幅器４１、Ｂ系用増幅器４２、Ａ系用ＡＧＣ回路４３、Ｂ系用ＡＧＣ回路４４、差分演算部４５（差分値演算手段）、ハイ側しきい値判定部４６（判別手段）、ロー側しきい値判定部４７（判別手段）、警報信号発生部４８、及び、しきい値選択部４９（判定基準発生手段）などを含んで構成されている。

Ａ系用増幅器４１は、Ａ系の受光素子２５から出力された電気信号Ｓａを増幅するものであり、その増幅率はＡ系用ＡＧＣ回路４３の出力によって増減制御されるようになっている。Ａ系用ＡＧＣ回路４３は、Ａ系用増幅器４１の出力信号の中から直流分を含む低周波成分のみをとりだすローパスフィルタ５０と、そのローパスフィルタ５０の出力と所定のリファレンス電圧ＲＥＦ１との差に応じた大きさのＡＧＣ電圧を発生する差動増幅器５１とを含み、Ａ系用増幅器４１は、このＡＧＣ電圧に応じた増幅率で電気信号Ｓａを増幅する。このＡＧＣ電圧の目的は、電気信号Ｓａに含まれる低周波成分の“揺らぎ”（金属リング２ａの“面ぶれ”に伴って発生する）を取り除くことにある。

Ｂ系用増幅器４２も、上記のＡ系用増幅器４１と同様に、Ｂ系の受光素子３５から出力された電気信号Ｓｂを増幅するものであり、その増幅率はＢ系用ＡＧＣ回路４４の出力によって増減制御されるようになっている。Ｂ系用ＡＧＣ回路４４は、Ｂ系用増幅器４２の出力信号の中から直流分を含む低周波成分のみをとりだすローパスフィルタ５２と、そのローパスフィルタ５２の出力と所定のリファレンス電圧ＲＥＦ１との差に応じた大きさのＡＧＣ電圧を発生する差動増幅器５３とを含み、Ｂ系用増幅器４２は、このＡＧＣ電圧に応じた増幅率で電気信号Ｓｂを増幅する。このＡＧＣ電圧の目的も、上記と同様であり、電気信号Ｓｂに含まれる低周波成分の“揺らぎ”を取り除くことにある。

差分演算部４５は、Ａ系用増幅器４１から出力された電気信号Ｓａ＿４１とＢ系用増幅器４２から出力された電気信号Ｓｂ＿４２の差分値Ｓｄ（Ｓｄ＝［Ｓａ＿４１］−［Ｓｂ＿４２］）を演算するものである。

ハイ側しきい値判定部４６は、差分演算部４５で演算された差分値Ｓｄと、しきい値選択部４９によって選択されたハイ側しきい値ＳＬ＿Ｈとを比較して、Ｓｄ＞ＳＬ＿Ｈの場合にアクティブとなるハイ側判定結果信号Ｓｃ＿Ｈを出力し、ロー側しきい値判定部４７は、同差分値Ｓｄと、しきい値選択部４９によって選択されたロー側しきい値ＳＬ＿Ｌとを比較して、Ｓｄ＞ＳＬ＿Ｌの場合にアクティブとなるロー側判定結果信号Ｓｃ＿Ｌを出力する。そして、警報信号発生部４８は、これら二つの判定結果信号（Ｓｃ＿Ｈ、Ｓｃ＿Ｌ）のいずれか一方がアクティブの時に、被検査面の欠陥検出を示す警報信号ＡＬＭを出力する。

しきい値選択部４９は、動作モード切換部兼積層位置指定部１８から与えられる積層情報ＤＬ（ＣＶＴベルト１に組み付けられる際の金属リング２ａの積層位置を示す情報）に対応したしきい値（ＳＬ＿Ｈ、ＳＬ＿Ｌ）を選択するものである。

図４は、しきい値選択部４９の動作概念図である。しきい値選択部４９は、まず、動作モード切換部兼積層位置指定部１８から与えられる積層情報ＤＬを取り込み（ステップＳ１）、次いで、そのＤＬが最内周層（１層目）であるか否かを判定する（ステップＳ２）。そして、最内周層（１層目）であれば、次に、被検査面は内表面であるか否かを判定し（ステップＳ３）、ＤＬが最内周層（１層目）で且つ被検査面が内表面である場合（金属エレメント３ａと直接接触する内表面である場合）には、もっとも厳密な判定基準（第一の判定基準）であるしきい値ＳＬ＿Ｈ(Low）、ＳＬ＿Ｌ(Low)を選択し、それをＳＬ＿ＨとＳＬ＿Ｌにセットして出力する（ステップＳ４）。

一方、ＤＬが最内周層（１層目）でない場合には、次に、ＤＬが最外周層（ｎ層目）であるか否かを判定する（ステップＳ５）。そして、最外周層（ｎ層目）であれば、次に、被検査面は外表面であるか否かを判定し（ステップＳ６）、ＤＬが最外周層（ｎ層目）で且つ被検査面が外表面である場合（金属エレメント３ａと直接接触する外表面である場合）には、上記に次いで厳密な判定基準（第二の判定基準）であるしきい値ＳＬ＿Ｈ(Mid）、ＳＬ＿Ｌ(Mid)を選択し、それをＳＬ＿ＨとＳＬ＿Ｌにセットして出力する（ステップＳ７）。

他方、ＤＬが最内周層（１層目）であって且つその被検査面が内表面でない場合（金属エレメント３ａと直接接触しない面である場合）、ＤＬが最外周層（ｎ層目）であって且つその被検査面が外表面でない場合（同）、又は、ＤＬが最内周層（１層目）や最外周層（ｎ層目）のいずれでもない場合（同）には、比較的簡易な判定基準（第三の判定基準）であるしきい値ＳＬ＿Ｈ(Hi）、ＳＬ＿Ｌ(Hi)を選択し、それをＳＬ＿ＨとＳＬ＿Ｌにセットして出力する（ステップＳ８）。

ここで、“もっとも厳密な判定基準”とは、きわめて微小な傷や極浅い傷も欠陥として正確に検出できる高感度な判定基準のことをいい、“上記に次いで厳密な判定基準”とは、それよりも若干低感度な判定基準のことをいう。そして、“比較的簡易な判定基準”とは、さらに低感度な判定基準、つまり、ある程度大きな傷や深めの傷だけを欠陥として検出できる判定基準のことをいう。

図５及び図６は、本実施形態における欠陥検出の概念図である。図５（ａ）において、二つの受光用光ファイバー２４、３４は距離Ｌだけ離れており、また、金属リング２ａは、たとえば、速度Ｖで一定方向に移動している。

金属リング２ａの表面に欠陥５３が存在している場合は、まず、右側の受光用光ファイバー３４の端面が欠陥５３に対向し、ある時間の経過後に、左側の受光用光ファイバー２４の端面が欠陥５３′に対向する。ここで、欠陥５３′は速度Ｖで移動した後の欠陥５３である。

欠陥５３（５３′）の乱反射によって光量が低下した光は、最初に右側の受光素子３５で受光され、ある時間の経過後に左側の受光素子２５で受光される。図５（ｂ）はこのときの右側の受光素子３５の出力信号波形（Ｓｂ）を示し、図５（ｃ）は同左側の受光素子２５の出力信号波形（Ｓａ）を示している。

これらの信号波形中に示す数字（“５０”、“０”）は、説明のための便宜的な信号レベルを表している。たとえば、“５０”は金属リング２ａの正常部分からの強い反射光レベル、“０”は金属リング２ａの欠陥５３（５３′）の部分からの弱い反射光レベルを表している。

いま、これら二つの信号波形の差分、つまり、〔「図５（ｂ）の波形」−「図５（ｃ）の波形」〕を計算すると、図６（ａ）〜（ｃ）の波形（差分値Ｓｄ）が得られる。

この差分値Ｓｄは、「図５（ｂ）の波形」と「図５（ｃ）の波形」が共に“５０”のときに“０”、また、「図５（ｂ）の波形」が“０”且つ「図５（ｃ）の波形」が“５０”のときに“−５０”、さらに、「図５（ｂ）の波形」が“５０”且つ「図５（ｃ）の波形」が“０”のときに“５０”となる。

したがって、このような差分値Ｓｄに、たとえば、“５０”を若干下回る大きさのハイ側しきい値（ＳＬ＿Ｈ）と、“−５０”を若干下回る大きさロー側しきい値（ＳＬ＿Ｌ）とを適用することにより、各々、欠陥５３、５３′に対応する信号５４、５４′を取り出すことができ、欠陥検出の警報信号ＡＬＭを発生することができる。

さて、冒頭で説明したとおり、欠陥検出のシビアさは、金属リング２ａの積層位置によって異なる。最内周層の内表面（金属エレメント３ａと直接接触する内表面）でもっともシビアな欠陥検出を行わなければならず、最外周層の外表面（金属エレメント３ａと直接接触する外表面）ではそれに次ぐシビアさ、また、それらの中間層や最内周層の外表面及び最外周層の内表面（金属エレメント３ａと直接接触しない内・外表面）では比較的お大まかなシビアさでよい。

上記のように、ハイ側しきい値（ＳＬ＿Ｈ）と、ロー側しきい値（ＳＬ＿Ｌ）に固定値を用いた場合、その固定値を、たとえば、最内周層の内表面に適合したものとした場合は、それ以外の中間層などで欠陥を過剰検出してしまい、それらも排除するから、コストの点で好ましくない。

あるいは、その固定値を、たとえば、中間層に適合したものとした場合は、最外周層の外表面や最内周層の内表面の微細な欠陥を検出することができない。

本実施の形態においては、金属リング２ａの積層情報ＤＬに基づいて、しきい値選択部４９で適切なしきい値を選択するため、上記のような不都合（コストアップや信頼性の低下）を招かない。

すなわち、図６（ａ）に示すように、最内周層に用いる金属リング２ａの内表面（金属エレメント３ａと直接接触する内表面）を検査する際には、もっとも低めの高感度なしきい値（ＳＬ＿Ｈ(Low)、ＳＬ＿Ｌ(Low)）を選択して使用し、又は、図６（ｂ）に示すように、最外周層に用いる金属リング２ａの外表面（金属エレメント３ａと直接接触する外表面）を検査する際には、それに次ぐ低さの次位感度なしきい値（ＳＬ＿Ｈ(Mid)、ＳＬ＿Ｌ(Mid)）を選択して使用し、あるいは、図６（ｃ）に示すように、中間層に用いる金属リング２ａの内外表面、最内周層に用いる金属リング２ａの外表面、及び、最外周層に用いる金属リング２ａの内表面（金属エレメント３ａと直接接触しない内・外表面）を検査する際には、いずれも比較的高目の低感度なしきい値（ＳＬ＿Ｈ(Hi)、ＳＬ＿Ｌ(Hi)）を選択して使用するので、最内周層の金属リング２ａの内表面や最外周層の金属リング２ａの外表面（これらはいずれも金属エレメント３ａと直接接触する面である。）を検査する際の信頼性を確保しつつ、しかも、中間層の金属リング２ａの内外表面や、最内周層の金属リング２ａの外表面及び最外周層の金属リング２ａの内表面（これらはいずれも金属エレメント３ａと直接接触しない面である。）を検査する際の過剰な欠陥検出に伴うコストアップも回避することができる。

以上のとおり、本実施形態では、周長補正処理や周長測定処理の際に用いた「積層情報ＤＬ」を活用して、しきい値選択部４９で適切なしきい値を選択しているため、被検査物である金属リング２ａの積層位置に対応した、常に正しいしきい値を用いて欠陥検査を行うことができ、間違ったしきい値による欠陥の過剰検出や検出すべき欠陥の見逃しなどの不都合を招くことがないという格別有益な効果を奏することができる。

なお、上記の実施形態では、周長補正処理や周長測定処理の際に用いた「積層情報ＤＬ」を活用しているが、これに限定されない。ＣＶＴベルト１に組み付ける際の積層位置が分かる情報であればよく、たとえば、周長補正処理の際に用いられる「周長設定値ＤＨ」を活用したり、又は、周長測定処理の際に得られる「周長測定値ＤＫ」を活用したりしてもよい。

金属リング検査装置の概念的な構成図である。 欠陥検査部１５の概念構成図である。 判定部４０のブロック図である。 しきい値選択部４９の概念図である。 本実施形態における欠陥検出の概念図である。 本実施形態における欠陥検出の概念図である。 ＣＶＴベルトの外観図及び金属リングの積層状態図である。

符号の説明

ＤＨ 周長設定値（周長補正情報）
ＤＫ 周長測定値（周長測定情報）
ＤＬ 積層情報（他の情報）
ＳＬ＿Ｈ ハイ側しきい値（判定基準）
ＳＬ＿Ｌ ロー側しきい値（判定基準）
ＳＬ＿Ｈ(Low) しきい値（第一の判定基準）
ＳＬ＿Ｌ(Low) しきい値（第一の判定基準）
ＳＬ＿Ｈ(Mid) しきい値（第二の判定基準）
ＳＬ＿Ｌ(Mid) しきい値（第二の判定基準）
ＳＬ＿Ｈ(Hi) しきい値（第三の判定基準）
ＳＬ＿Ｌ(Hi) しきい値（第三の判定基準）
２ａ 金属リング
１０ 金属リング検査装置
１１ モータ（回転駆動手段）
１２ 駆動プーリ（プーリ）
１３ 従動プーリ（プーリ）
１４ 荷重体（テンション付与手段）
１５ 欠陥検査部
２１ 光源
２４ 受光用光ファイバー（第一の導光路）
２５ 受光素子（第一の受光素子）
３１ 光源
３４ 受光用光ファイバー（第二の導光路）
３５ 受光素子（第二の受光素子）
４５ 差分演算部（差分値演算手段）
４６ ハイ側しきい値判定部（判別手段）
４７ ロー側しきい値判定部（判別手段）
４９ しきい値選択部（判定基準発生手段）

Claims (2)

1. 周長補正と周長測定の両方又はいずれか一方を行った後の金属リングの表面欠陥を検査する欠陥検査部を有する金属リング検査装置において、
   前記欠陥検査部における欠陥検査のための判定基準を、周長補正情報又は周長測定情報若しくはそれらの情報に密接に関連する他の情報に基づいて発生するする判定基準発生手段を備え、
   前記判定基準発生手段は、周長補正情報又は周長測定情報若しくはそれらの情報に密接に関連する他の情報が、もっとも短い周長を表しているときであって、且つ、対象となる被検査面が金属リングの内表面であるときに、前記欠陥検査部における欠陥検査の感度を最大に高めるための第一の判定基準を発生し、もっとも長い周長を表しているときであって、且つ、対象となる被検査面が金属リングの外表面であるときに、前記欠陥検査部における欠陥検査の感度を次位に高めるための第二の判定基準を発生し、それらの中間の周長を表しているとき、又は、もっとも短い周長を表しているときであって、且つ、対象となる被検査面が金属リングの外表面であるとき、若しくは、もっとも長い周長を表しているときであって、且つ、対象となる被検査面が金属リングの内表面であるときに、前記欠陥検査部における欠陥検査の感度を最小にするための第三の判定基準を発生する
   ことを特徴とする金属リング検査装置。
2. 少なくとも二つのプーリと、該プーリ間に掛け渡される検査対象物としての金属リングと、該プーリを回転させて前記金属リングに周回運動を与える回転駆動手段と、回転中の前記プーリの間隔を加減しながら前記金属リングに所定のテンションを与えるテンション付与手段と、周回運動中の前記金属リングの被検査面の欠陥を検査する欠陥検査部とを有し、
   前記欠陥検査部は、検査対象物の被検査面を照明する光源と、前記被検査面からの反射光を第一の受光素子に導く第一の導光路及び該反射光を第二の受光素子に導く第二の導光路と、前記第一の受光素子から出力される電気信号又はその電気信号に相関する電気信号と前記第二の受光素子から出力される電気信号又はその電気信号に相関する電気信号との差分値を演算する差分値演算手段と、前記差分値と判定基準とを比較して前記被検査面の欠陥の有無を判別する判別手段とを備えた金属リング検査装置において、
   前記欠陥検査部における欠陥検査のための判定基準を、前記金属リングの周長補正情報又は前記周長測定情報若しくはそれらの情報に密接に関連する他の情報に基づいて発生する判定基準発生手段を備え、
   前記判定基準発生手段は、周長補正情報又は周長測定情報若しくはそれらの情報に密接に関連する他の情報が、もっとも短い周長を表しているときであって、且つ、対象となる被検査面が金属リングの内表面であるときに、前記欠陥検査部における欠陥検査の感度を最大に高めるための第一の判定基準を発生し、もっとも長い周長を表しているときであって、且つ、対象となる被検査面が金属リングの外表面であるときに、前記欠陥検査部における欠陥検査の感度を次位に高めるための第二の判定基準を発生し、それらの中間の周長を表しているとき、又は、もっとも短い周長を表しているときであって、且つ、対象となる被検査面が金属リングの外表面であるとき、若しくは、もっとも長い周長を表しているときであって、且つ、対象となる被検査面が金属リングの内表面であるときに、前記欠陥検査部における欠陥検査の感度を最小にするための第三の判定基準を発生する
   ことを特徴とする金属リング検査装置。

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