JP5043571B2

JP5043571B2 - 内面検査装置

Info

Publication number: JP5043571B2
Application number: JP2007236535A
Authority: JP
Inventors: 千典農宗; 幸男吉川
Original assignee: Nidec Tosok Corp
Current assignee: Nidec Tosok Corp
Priority date: 2007-09-12
Filing date: 2007-09-12
Publication date: 2012-10-10
Anticipated expiration: 2027-09-12
Also published as: JP2009069374A

Description

本発明は、孔の内面の状態を検査する内面検査装置に関する。

従来、孔の内面を検査する際には、内面検査装置が用いられていた（例えば、特許文献１）。

この内面検査装置は、検査対象孔に挿入される内視鏡を備えており、該内視鏡は、円筒状のスコープ本体と、スコープ本体に設けられたライトガイドと、スコープ本体先端にガラスパイプを介して固定された円錐状のコーンミラーとによって構成されている。

これにより、この内視鏡のコーンミラーに投影された映像をＣＣＤカメラで撮像することで、検査を行えるように構成されている。
特開平９−０８９７８８号公報

しかしながら、このような従来の内面検査装置にあっては、コーンミラーを支持する為の円筒状のガラスパイプを前記コーンミラーを外周部に設ける必要があった。

また、照明を照射する為に、前記ガラスパイプのさらに外側にライトガイドが必要であり、外形寸法が大径化されてしまう。

このため、直径の小さな孔の検査には、不向きであった。

また、小径化に対応する為に、前記コーンミラーを小径化する方法が考えられるが、この場合、コーンミラーに投影された映像をレンズで拡大する必要がある。しかし、レンズを前記コーンミラーに近付けると、深い孔を検査することができなくなってしまう。

本発明は、このような従来の課題に鑑みてなされたものであり、小さな直径の孔であっても深い孔であっても検査が可能な内面検査装置を提供することを目的とするものである。

前記課題を解決するために本発明の内面検査装置にあっては、孔の内面の状態を検査する内面検査装置において、前記孔へ先端部より挿入される透明な円柱状であって一端が平面状に研磨されてなる平面部及び他端が円錐状に刳り貫かれて研磨された円錐部が設けられた円柱体と、前記平面部から前記円柱体内部へ光を入力し当該円柱体で導かれた光を前記円錐部で反射して前記内面を照明する照明照射手段と、前記円錐部に映るとともに前記円柱体内部を通って前記平面部に導かれた前記内面の状態の像を前記平面部を介して撮像する撮像手段と、を備えている。

すなわち、照明照射手段からの照明光は、円柱体基端の平面部から当該円柱体内部へ入力され、該円柱体の側面に全反射しながら当該円柱部内部を進む。そして、該円柱体先端の円錐部で反射して、検査対象孔の内面に照射される。

前記照明光が照射された前記内面からの反射光は、前記円錐部で反射して当該円柱体の基端側へ進み、基端が構成する平面部を直進して撮像手段に入力される。

これにより、前記照明光で照らされた前記内面は、その状態が撮像手段で撮像され、欠損の有無等が検査される。

このとき、前記内面を映す前記円錐部は、中実の円柱体の先端面が刳り貫かれ研磨されることによって、当該円柱体に一体形成されている。このため、孔内に挿入される円柱体の直径と同径の円錐部が形成される。

また、前記照明光は、前記内面に対してほぼ直角に照射される。このため、正反射に近い光を画像化することができる。

さらに、前記円錐部に映った像は、中実の円柱体で導かれて撮像手段に達するため、当該円柱体の屈折率により浮き上がって見える。このため、撮像手段のレンズを遠い位置設置でき、深い孔の検査が可能となる。

以上説明したように本発明の内面検査装置にあっては、中実の円柱体の先端面を刳り貫き研磨して検査対象孔の内面を映す円錐部を形成したので、検査対象孔に挿入される円柱体の直径と同径の円錐部を当該円柱体に一体形成することができる。

このため、円錐状のコーンミラーの外周部に円筒状のガラスパイプを設けてコーンミラーを支持しなければならなかった従来と比較して、小径化を図ることができる。

また、照明光を中実の円柱体で導いて検査対象孔の内面に当てることができるため、前記コーンミラーを支持した前記ガラスパイプの外側にライトガイドを設けて照明を照射する従来と比較して、照明の為の大径化も防止することができる。

これにより、前記内面を映す前記円錐部を小径化すること無く、円柱体の小径化を実現できるため、直径の小さな孔であっても検査が可能となる。

このとき、前記照明光は、前記内面に対してほぼ直角に照射される。このため、正反射に近い光を画像化することができるので、前記内面に形成された巣や欠け等の欠損の検査に適する。

そして、前記円錐部に映った像は、中実の円柱体で導かれて撮像手段に達する構造上、当該円柱体の屈折率により浮き上がって見え、当該像とカメラのレンズとの見かけ上の距離を近づけることができる。

これにより、コーンミラーに映った像を中空体を通して撮像する場合と比較して、カメラレンズの焦点距離が同じであっても、前記円錐部を離れた位置に設定することができ、より深い孔の検査が可能となる。

したがって、直径が小さく、深い孔であっても検査が可能となる。

以下、本発明の一実施の形態を図に従って説明する。図１は、本実施の形態にかかる内面検査装置１を示す図であり、該内面検査装置１は、筒体等も含む被検査ワーク２に設けられた検査対象孔３の内面４の状態を検査する装置である。

この内面検査装置１は、前記検査対象孔３に挿入される円柱体１１と、該円柱体１１の基端側に配置された照明照射手段としての照明１２と、前記円柱体１１の基端側に配置された撮像手段としてのＣＣＤカメラ１３とを備えている。

前記円柱体１１は、透明なガラスやアクリルによって中実の円柱状に形成されており、当該円柱体１１は、その先端部より前記検査対象孔３に挿入されるように構成されている。

この円柱体１１の基端面は、平面状に研磨されており、当該円柱体１１の基端には、平坦な平面部２１が形成されている。また、前記円柱体１１の先端面は、円錐状に刳り貫かれた後、研磨されており、当該円柱体１１の先端部には、内側へ円錐状に後退した円錐部２２が設けられている。

この円錐部２２の斜面２３は、研磨後にコーティングしても良く、ミラーコーティングすることが望ましい。そして、この斜面２３は、当該円柱体１１の中心軸２４に対して約４５度傾斜するように設定されている。

前記照明１２は、円形リング状に形成されており、中央部には、中央開口部３１が設けられている。この照明１２は、前記円柱体１１の基端よりやや上方へ離れた位置に配置されており、その中心が前記円柱体１１の中心軸２４上に配置されるように設定されている。これにより、前記照明１２の前記中央開口部３１の真下に、前記円柱体１１が配置されるように構成されている。

この照明１２からは、前記円柱体１１基端の前記平面部２１の外周部斜め上方から該平面部２１へ向けて照明光４１を照射するように構成されており、該照明光４１を前記平面部２１から前記円柱体１１内部へ入力するように構成されている。

この照明光４１は、前記平面部２１で屈折し前記円柱体１１の周面５１を反射しながら当該円柱体１１に沿って先端側へ導かれるように構成されており、該円柱体１１の先端部では、前記円錐部２２の前記斜面２３で反射して当該円柱体１１の外側へ出力されるように構成されている。

これにより、前記照明１２からの前記照明光４１によって前記検査対象孔３の内面４を照明できるように構成されており、この照明光４１で照らされた前記内面４の部位が前記円錐部２２の斜面２３に映るように構成されている。

前記ＣＣＤカメラ１３は、前記照明１２の上部に配設されており、当該ＣＣＤカメラ１３のレンズ６１が前記照明１２の前記中央開口部３１の真上に配置されている。

これにより、当該ＣＣＤカメラ１３は、そのレンズ６１が前記照明１２の前記中央開口部３１を介して前記円柱体１１の前記平面部２１に対向するように構成されており、前記円柱体１１の円錐部２２に映った前記内面４の状態を、前記平面部２１及び前記照明１２の中央開口部３１を介して前記ＣＣＤカメラ１３で撮像できるように構成されている。

そして、このＣＣＤカメラ１３は、図外のパソコン等で構成された制御装置に接続されており、取得した内面画像を解析することで、前記内面４の状態を検査できるように構成されている。

以上の構成において、被検査ワーク２の検査対象孔３を検査する際には、前記円柱体１１を先端から前記検査対象孔３に挿入し、前記照明１２及び前記ＣＣＤカメラ１３並びに前記円柱体１１を前記検査対象孔３に対して移動しながら、あるいは前記照明１２及び前記ＣＣＤカメラ１３並びに前記円柱体１１に対して前記検査ワーク２を移動しながら検査を行う。

このとき、前記照明１２からの照明光４１は、前記円柱体１１基端の平面部２１から当該円柱体１１内部へ入力され、該円柱体１１の周面５１に全反射しながら当該円柱部１１内部を進む。そして、該円柱体１１先端の円錐部２２の斜面２３で反射して、検査対象孔３の内面４に照射される。

この照明光４１が照射された前記内面４からの反射光７１は、前記円錐部２２の斜面２３で反射して当該円柱体１１の基端側へ進み、基端が構成する平面部２１を直進し、レンズ６１を介してＣＣＤカメラ１３で撮像される。

これにより、前記照明光４１で照らされた前記内面４の状態を、前記ＣＣＤカメラ１３で撮像し、その内面画像から欠損の有無等を制御装置によって検査することができる。

このとき、前記内面４を映す前記円錐部２２は、中実の円柱体１１の先端面が刳り貫かれ研磨されることによって、当該円柱体１１に一体形成されている。このため、前記検査対象孔３内に挿入される円柱体１１の直径と同径の円錐部２２を当該円柱体１１に一体形成することができる。

また、前記照明光４１を中実の円柱体１１で導いて前記検査対象孔３の内面４に当てることができる。このため、前記コーンミラーを支持した前記ガラスパイプの外側にライトガイドを設けて照明を照射する従来と比較して、照明するの為の大径化も防止することができる。

これにより、前記内面４を映す前記円錐部２２を小径化すること無く、円柱体１１の小径化を実現できるので、直径の小さな検査対象孔３であっても検査が可能となる。

また、前記照明光４１は、前記内面４に対してほぼ直角に照射され、正反射に近い光を画像化することができる。このため、前記内面４に形成された巣や欠け等の欠損の画像化に適し、これらの検査に適用することができる。

そして、前記ＣＣＤカメラ１３及び前記照明１２を前記円柱体１１の基端側に配置するとともに、前記照明１２からの照明光４１を前記内面４に対してほぼ直角に照射することができる。このため、図２に示すように、中途部で内径寸法が変化する段付き穴１０１や、底面１０２を備えた非貫通穴１０３であっても隅々まで検査を行うことができる。

さらに、前記円錐部２２に映った像は、中実の円柱体１１で導かれて前記ＣＣＤカメラ１３のレンズ６１に達する構造上、当該円柱体１１の屈折率により浮き上がって見え、当該像への見かけ上の焦点位置を近づけることができる。

このため、図３に示すように、コーンミラー２０１に映った像を中空体２０２を通してＣＣＤカメラ２０３で撮像する場合と比較して、焦点距離が同じであっても、前記ＣＣＤカメラ１３から前記円錐部２２を離れた位置に設定することができ、より深い検査対象孔３の検査が可能となる。

したがって、直径が小さく、深い検査対象孔３であっても検査が可能となる。

本発明の一実施の形態を示す図である。同実施の形態の使用例を示す説明図である。同実施の形態の効果を示す説明図である。

符号の説明

１内面検査装置
２被検査ワーク
３検査対象孔
４内面
１１円柱体
１２照明
１３ＣＣＤカメラ
２１平面部
２２円錐部
６１レンズ

Claims

孔の内面の状態を検査する内面検査装置において、
前記孔へ先端部より挿入される透明な円柱状であって一端が平面状に研磨されてなる平面部及び他端が円錐状に刳り貫かれて研磨された円錐部が設けられた円柱体と、
前記平面部から前記円柱体内部へ光を入力し当該円柱体で導かれた光を前記円錐部で反射して前記内面を照明する照明照射手段と、
前記円錐部に映るとともに前記円柱体内部を通って前記平面部に導かれた前記内面の状態の像を前記平面部を介して撮像する撮像手段と、
を備えたことを特徴とする内面検査装置。