JP4581661B2 - 表面欠陥検査方法 - Google Patents

Description

本発明は、シール部材などの環状部材の内周に設けられた環状凸部の表面の欠陥を検査する表面欠陥検査方法に関するものである。

従来、オイルシールのリップ部分に光を照射して、そのシルエットからリップ部の表面に欠陥があるか否かを検査する方法及びシステムが知られている（例えば、特許文献１参照）。このような従来例に係る表面欠陥検査方法及び表面欠陥検査システムについて、図７を参照して説明する。図７は従来例に係る表面欠陥検査システムの概略図である。

図示のように、従来例に係る表面欠陥検査システムは、製品（ここでは、オイルシールの一種であるアブソーバシール４００）を照射するレーザ光源３１０と、製品を介してレーザ光源３１０とは反対側に設けられるＣＣＤカメラ３３０と、ＣＣＤカメラ３３０によって撮影されたデータを受信すると共に、受信したデータに基づいて欠陥の有無を判定するコンピュータ３４０とを備えている。

この表面欠陥検査システムの場合、レーザ光源３１０と製品との間にスリットを有する板３２０を配置することによって、スリットから平行光を製品に照射させていた。これによって、製品のエッジ（ここでは、シールリップ４０１の先端）を際立たせることで、微小な欠陥（バリや欠け）を検出していた。

しかしながら、上記のような検査方法及び検査システムにおいては、環状部材の内周側の最も内径の小さい部分については、その表面の欠陥を検査できるものの、その他の部分については、その表面の欠陥を検査することができない。例えば、図示のアブソーバシール４００の場合には、シールリップ４０１よりも内径が大きな環状のゲート部４０２を備えているが、上記の検査方法及び検査システムでは、このゲート部４０２の表面の欠陥を検査することができない。
特開平８−５４３４５号公開公報

本発明の目的は、環状部材における内周側の部分のうち、最小径ではない部分についても、その表面を、簡易な構成で適切に検査することのできる表面欠陥検査方法を提供することにある。

本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。

すなわち、本発明の表面欠陥検査方法は、
環状のシール部材の内周側に設けられた環状凸部であって、シール部材の内周側に設けられたシールリップ先端の内径よりも、その先端の内径が大きな環状凸部の表面に欠陥があるか否かを検査する表面欠陥検査方法であって、
シールリップを介して環状凸部とは反対側から光を照射するステップと、
シール部材のシルエットを撮影するステップと、を有し、
シールリップを介して環状凸部とは反対側から光を照射する際に、光を拡散させて、シールリップに備えられた環状凸部側の傾斜面に光を照射させることにより、その反射光を環状凸部に照射して、該環状凸部の内周面の形状を認識可能なシルエットの撮影画像から、前記環状凸部の表面に欠陥があるか否かを検査することを特徴とする。

本発明によれば、複雑な構成を必要とすることなく、光を拡散させることによって、シールリップに設けられた傾斜面に光を照射させるだけで、環状凸部に光を照射することができる。従って、そのシルエットにより、シールリップ先端の内径よりも、その先端の内径が大きな環状凸部の表面に欠陥があるか否かを検査することができる。

また、本発明の表面欠陥検査方法は、
環状部材の内周側に設けられた第１環状凸部であって、環状部材の内周側に設けられた第２環状凸部先端の内径よりも、その先端の内径が大きな第１環状凸部の表面に欠陥があるか否かを検査する表面欠陥検査方法であって、
第２環状凸部を介して第１環状凸部とは反対側から光を照射するステップと、
環状部材のシルエットを撮影するステップと、を有し、
第２環状凸部を介して第１環状凸部とは反対側から光を照射する際に、光を拡散させて、第２環状凸部に備えられた第１環状凸部側の傾斜面に光を照射させることにより、その反射光を第１環状凸部に照射して、第１環状凸部の内周面の形状を認識可能なシルエットの撮影画像から、第１環状凸部の表面に欠陥があるか否かを検査することを特徴とする。

本発明によれば、複雑な構成を必要とすることなく、光を拡散させることによって、第２環状凸部に設けられた傾斜面に光を照射させるだけで、第１環状凸部に光を照射することができる。従って、そのシルエットにより、第２環状凸部の先端の内径よりも、その先端の内径が大きな第１環状凸部の表面に欠陥があるか否かを検査することができる。

以上説明したように、本発明によれば、環状部材における内周側の部分のうち、最小径ではない部分についても、その表面を、簡易な構成で適切に検査することができる。

以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

図１〜図６を参照して、本発明の実施例に係る表面欠陥検査方法及び表面欠陥検査システムについて説明する。図１は本発明の実施例に係る表面欠陥検査システムの概略図である。なお、図１においては、検査対象製品であるアブソーバシール２００をシステム内の所定の位置に配置した状態を示しており、このアブソーバシール２００のうち、図中、左側半分は断面にて示している。図２は本発明の実施例に係る表面欠陥検査システムを用いた場合における光の照射の様子を示す概略図である。なお、図２中、検査対象製品であるアブソーバシール２００については断面の一部を示している。図３は本発明の実施例に係る検査対象製品の模式的断面図の一部である。図４は本発明の実施例に係る検査対象製品のシルエットの一例を示した平面図である。図５は本発明の実施例に係る表面欠陥検査システムにおける検査対象製品の配置図である。なお、図５中、検査対象製品であるアブソーバシール２００については断面の一部を示している。図６は本発明の実施例に係る検査対象製品の模式的断面図の一部である。

＜表面欠陥検査システム＞
特に、図１を参照して、本発明の実施例に係る表面欠陥検査システムの全体的な構成を説明する。本発明の実施例に係る表面欠陥検査システム１００は、光源装置１１０と、光源装置１１０によって発生される光を検査対象製品（ここでは、アブソーバシール２００）に対して照射するための照射部１２０と、検査対象製品を載置する透明のガラス板１３０と、検査対象製品のシルエットを撮影するカメラ１４０と、カメラ１４０によって撮影された映像を受信すると共に、欠陥の有無を判定するコンピュータ１５０とを備えている。

照射部１２０は、照射部材としての平面ライトガイド１２１と、平面ライトガイド１２１からの光を拡散させる拡散板１２２とを備えている。ガラス板１３０は、平面ライトガイド１２１と平行になるように配置されている。カメラ１４０は、カメラ本体（ここでは、ＣＣＤカメラ）１４１と、レンズ１４２とを備えている。また、カメラ１４０はガラス板１３０を介して照射部１２０とは反対側に、レンズ１４２がガラス板１３０に向かうように配置されている。また、カメラ１４０の光軸（レンズ１４２の光軸）は、ガラス板１３０の表面に対して垂直となるように配置されている。

＜表面欠陥検査方法＞
特に、図１〜図４を参照して、本発明の実施例に係る表面欠陥検査方法について説明する。本実施例においては、検査対象製品として、環状のシール部材であるアブソーバシール２００の場合を例にして説明する。このアブソーバシール２００は、その内周側にシー
ルリップ２１０と環状凸部としてのゲート部２２０とを備えている。シールリップ２１０は、軸部材などの表面に摺動自在に設置されてシール機能を発揮するものである。また、このシールリップ２１０は、内径方向に傾きながら軸方向に向かって伸びる構成である。ゲート部２２０は、アブソーバシール２００を射出成形により成形する際に、金型キャビティ内に成形材料を注入する部分に相当する位置に形成されるものである。このゲート部２２０に大きなバリが残っていると品質上望ましくないため、一定以上のバリが残ったものについては不良品とする必要がある。そこで、本実施例においては、このゲート部２２０の内周表面に欠陥があるか否か（一定以上のバリが存在しているか否か）を検査ための検査方法について説明する。

アブソーバシール２００に設けられたゲート部２２０の先端の内径（内周面の径）は、シールリップ２１０の先端の内径よりも大きい。そのため、従来例のように、平行光をアブソーバシール２００に照射しても、ゲート部２２０の部分のシルエットを得ることはできない。そこで、本実施例では、以下のような方法によって、ゲート部２２０のシルエットを得るようにしている。

まず、アブソーバシール２００をガラス板１３０の上に載置する。このとき、環状のアブソーバシール２００の中心軸が、カメラ１４０の光軸とほぼ一致するようにアブソーバシール２００を載置する。そして、光源装置１１０によって適度な強度の光を発生させることにより、平面ライトガイド１２１から拡散板１２２に平行光を入射させる。この平行光は拡散板１２２によって拡散され、拡散された光がアブソーバシール２００に照射される（図２参照）。なお、図２中、矢印は光が進む方向を示している。

このように、シールリップ２１０を介してゲート部２２０とは反対側から照射される光は、拡散板１２２によって拡散される。これにより、シールリップ２１０に備えられたゲート部２２０側の傾斜面２１１に光が照射される。すると、この傾斜面２１１に照射された光が反射して、その反射光によってゲート部２２０が照射される。なお、ゲート部２２０におけるシールリップ２１０とは反対側の傾斜面２２１には、光が照射されないように構成されている。

以上のように、シールリップ２１０に備えられたゲート部２２０側の傾斜面２１１に照射された光の反射光がバックライトとなってゲート部２２０を照射するため、このゲート部２２０の内周面の形状を認識することのできるシルエットを得ることができる。図４はシルエットの一例を示したもので、（Ａ）はアブソーバシール２００全体のシルエットであり、（Ｂ）はその中央付近の拡大図である。この中央に孔の空いた円形のシルエットのうち、孔の外周に相当する部分が、ゲート部２２０の内周面に相当する。この図４に示したものは不良品の例であり、図中矢印Ｘに示す箇所にバリが残っていることが分かる。

そして、上記のように得られるシルエットをカメラ１４０によって撮影する。カメラ１４０によって撮影された映像データは、コンピュータ１５０に送られる。コンピュータ１５０は、受信した映像データに基づいて、ゲート部２２０の内周表面に欠陥があるか否かを判定する。判定方法としては、種々の公知技術を適用可能であるが、例えば、映像データに基づくシルエット部分の画素の数と、予め設定されている画素の数（良品の場合における画素の数）とを比較して、これらの数の差が一定範囲内であれば良品と判定し、一定範囲外であれば不良品と判定することができる。その他にも様々な方法があるが、判定方法については公知技術であるので、詳細な説明は省略する。

＜具体例＞
本発明の実施例に係る表面欠陥検査システムを用いて、ゲート部２２０の内周表面に欠陥があるか否かを検査するためには、シールリップ２１０に備えられたゲート部２２０側
の傾斜面２１１に照射された光の反射光が、ゲート部２２０を照射するためのバックライトとして機能しなければならない。そのため、検査が可能であるための条件として、検査対象製品であるアブソーバシール２００と拡散板１２２との配置関係やアブソーバシール２００の形状については制限がある。そのような条件は、アブソーバシール２００の素材や各種装置の性能等、様々な要因によって変わるため、明確な条件を定めることはできないが、各種の実験や考察によって得られた大まかな条件を説明する。

シールリップ２１０に備えられたゲート部２２０側の傾斜面２１１に光が照射されるためには、この傾斜面２１１の傾斜角度α（図５に示すように、拡散板１２２の表面の法線に対する傾き角度）が拡散板１２２によって拡散される光の最大傾斜角度（拡散板１２２の表面の法線に対する最大の傾き角度）よりも小さいことが最低限必要となる。そして、この傾斜面２１１に照射された光の反射光がバックライトとして機能するためには、傾斜面２１１が十分明るくなるように光を照射しなければならない。そこで、上記傾斜角度αの条件としては、６０°以下であると好適であると考えられる。

また、本実施例に係る照射部１２０によって照射される光は、強い拡散光を発することが特徴であるが、その反面、光の直進性が低い。そのため、シールリップ２１０の先端から拡散板１２２の表面までの距離Ｌ４（図５参照）はあまり長くすることはできない。そこで、検証の結果、傾斜面２１１に照射された光の反射光がバックライトとして機能するために、距離Ｌ４の条件としては、１５ｍｍ以下であると好適であると考えられる。

また、傾斜面２１１に照射された光の反射光がゲート部２２０に十分照射されるためには、シールリップ２１０の先端からゲート部２２０までの距離Ｌ５（図５参照）もあまり長くすることはできない。そこで、考察の結果、傾斜面２１１に照射された光の反射光がバックライトとして機能するために、距離Ｌ５の条件としては、１０ｍｍ以下であると好適であると考えられる。

次に、各種装置について、好適に適用することのできる具体例を説明する。まず、光源装置１１０については、ハロゲン等の照明によって、最大照度が６０万Ｌｕｘ程度以上のものを好適に適用できる。平面ライトガイド１２１については、例えば、Ｋｅｎｋｏ製ＦＰ６Ｍ−１０００Ｆと同程度の性能を有するものを好適に適用できる。カメラ１４０については、白黒プログレッシブ操作型ＣＣＤエリアカメラなどを好適に適用できる。コンピュータ１５０については、汎用のデスクトップ型パソコンなどを好適に適用できる。

例えば、図１において、光源装置１１０としてＫｅｎｋｏ製ＫＴＳ−１５０ＲＳＶＬを用い、平面ライトガイド１２１としてＫｅｎｋｏ製ＦＰ１０Ｍ−１０００Ｍを用い、カメラ１４０として竹中システム製ＦＣ１３００を用い、コンピュータ１５０としてＧａｔｅｗａｙ製ＧＰ−６００を用い、ガラス板１３０として厚さＬ１が５ｍｍのものを用い、平面ライトガイド１２１の上面からガラス板１３０までの距離Ｌ２を１３ｍｍに設定し、ガラス板１３０の上面からカメラ１４０のレンズ１４２までの距離Ｌ３を２５ｍｍに設定して、アブソーバシール２００の検査を行った。その結果、ゲート部２２０の内周表面に欠陥があるか否かを好適に検査することができた。

以上のように、本実施例によれば、複雑な構成を必要とすることなく、シールリップ２１０の先端の内径よりも大きな内径であるゲート部２２０についても、その内周表面に欠陥があるか否かを検査することができる。

＜その他＞
上記実施例においては、検査対象製品として、ゲート部２２０が、環状のアブソーバシール２００の内周のうち軸方向の中央付近にある場合を例にして説明した。しかしながら
、例えば、図６に示すアブソーバシール２００ａのように、ゲート部２２０ａがシールリップ２１０ａとは反対側の端部に設けられている場合にも、上述した検査方法及び検査システムを利用して、ゲート部２２０ａの内周表面に欠陥があるか否かを好適に検査することができる。

また、アブソーバシールに限られず、同様の形状を有する製品についても、同様の部位について欠陥があるか否かを検査することができる。すなわち、環状の部材であって、その内周側に複数の環状凸部を有する部材について、環状凸部のうち、内径が最小のものでないものについても、他の環状凸部に設けられた傾斜面からの反射光をバックライトとして利用できるものについては、上述した検査方法及び検査システムを利用して、環状凸部の内周面に欠陥があるか否かを検査することができる。

なお、上述の例では、バリの有無を判定する場合を例にして説明したが、表面に欠落部があるか否かについても検査することができることは言うまでもない。

図１は本発明の実施例に係る表面欠陥検査システムの概略図である。 図２は本発明の実施例に係る表面欠陥検査システムを用いた場合における光の照射の様子を示す概略図である。 図３は本発明の実施例に係る検査対象製品の模式的断面図の一部である。 図４は本発明の実施例に係る検査対象製品のシルエットの一例を示した平面図である。 図５は本発明の実施例に係る表面欠陥検査システムにおける検査対象製品の配置図である。 図６は本発明の実施例に係る検査対象製品の模式的断面図の一部である。 図７は従来例に係る表面欠陥検査システムの概略図である。

符号の説明

１００ 表面欠陥検査システム
１１０ 光源装置
１２０ 照射部
１２１ 平面ライトガイド
１２２ 拡散板
１３０ ガラス板
１４０ カメラ
１４１ カメラ本体
１４２ レンズ
１５０ コンピュータ
２００，２００ａ アブソーバシール
２１０，２１０ａ シールリップ
２１１ 傾斜面
２２０，２２０ａ ゲート部
２２１ 傾斜面

Claims (2)

1. 環状のシール部材の内周側に設けられた環状凸部であって、シール部材の内周側に設けられたシールリップ先端の内径よりも、その先端の内径が大きな環状凸部の表面に欠陥があるか否かを検査する表面欠陥検査方法であって、
   シールリップを介して環状凸部とは反対側から光を照射するステップと、
   シール部材のシルエットを撮影するステップと、を有し、
   シールリップを介して環状凸部とは反対側から光を照射する際に、光を拡散させて、シールリップに備えられた環状凸部側の傾斜面に光を照射させることにより、その反射光を環状凸部に照射して、該環状凸部の内周面の形状を認識可能なシルエットの撮影画像から、前記環状凸部の表面に欠陥があるか否かを検査することを特徴とする表面欠陥検査方法。
2. 環状部材の内周側に設けられた第１環状凸部であって、環状部材の内周側に設けられた第２環状凸部先端の内径よりも、その先端の内径が大きな第１環状凸部の表面に欠陥があるか否かを検査する表面欠陥検査方法であって、
   第２環状凸部を介して第１環状凸部とは反対側から光を照射するステップと、
   環状部材のシルエットを撮影するステップと、を有し、
   第２環状凸部を介して第１環状凸部とは反対側から光を照射する際に、光を拡散させて、第２環状凸部に備えられた第１環状凸部側の傾斜面に光を照射させることにより、その反射光を第１環状凸部に照射して、第１環状凸部の内周面の形状を認識可能なシルエットの撮影画像から、第１環状凸部の表面に欠陥があるか否かを検査することを特徴とする表面欠陥検査方法。

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