JPH0651862U - 成形品の検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 弾性材製の成形品５１の表面５２に欠陥があ
るか否かを検査する成形品の検査装置について、照明装
置１の照度が低くても、欠陥のコントラストが明確に出
るようにする。 【構成】 検査時に成形品５１の表面５２に硬質透明材
製の押圧部材３を相対に押し付けることによって表面荒
さを無くして表面を鏡面に近いものとする。このように
すると反射光の正反射成分をカメラ２で受光することに
しても略均一な照度の画像を撮影することができる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、成形品の検査装置に係り、更に詳しくは、弾性材製の成形品の表面 にクラック等の欠陥があるか否かを検査する成形品の検査装置に関する。また本 考案の成形品には、例えばＯリングのようにその全体が弾性材よりなる成形品の 他に、例えば補強環付きのオイルシールのようにその一部が弾性材よりなる成形 品が含まれる。

【０００２】

【従来の技術】

従来、この種の検査は、次のようにして行なわれている。 Ａ）成形品がＯリングまたはオイルシール等の密封要素であり、更にそれ以外 の種類のものを含むときは、成形品の表面をカメラで撮影してその画像から表面 に欠陥があるか否かを検査している。 Ｂ）成形品がＯリングまたはオイルシール等の密封要素であり、特にこの密封 要素の表面の一部であるシール部に欠陥があるか否かを検査するときは、密封要 素を仮に装着状態に置いて流体を流してみて、漏れ量を計測し、この計測値と予 め設定しておいた許容値とを比較してシール性を損なうような欠陥があるか否か を検査している。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら上記従来技術には、次の問題がある。 ａ）上記Ａについては、強力な照明装置が必要であるという問題がある。これ は以下の理由による。すなわち、成形品の表面には所謂表面荒さがあり、このよ うな表面で反射した反射光の正反射成分をカメラで受光してもその画像は「むら 」のあるものとなってしまう。このため従来は、やむを得ず反射光量の少ない反 射光の乱反射成分をカメラで受光しており、これに伴って反射光量の絶対量を大 きくするために、ハロゲンランプ等の強力な照明装置が必要となっている。 ｂ）上記Ｂについては、許容値を適切な値に設定するために欠陥の大きさと流 体の流量特性の相関関係を予め正確に把握しておく必要があり、この作業が厄介 である問題がある。また計測値にシール部以外からの漏れが含まれる可能性があ るために、検査精度が余り良くない問題がある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

本考案は以上の点に鑑み、上記従来技術にみられる問題を解消すべく案出され たものであって、この目的を達成するため、弾性材製の成形品の表面に欠陥があ るか否かを検査する成形品の検査装置において、検査時に前記表面に相対に押し 付けられる硬質透明材製の押圧部材を有することを特徴とする成形品の検査装置 を提供する。

【０００５】

【作用】

上記Ａにおいて、検査時に成形品の表面に硬質透明材製の押圧部材を相対に押 し付けると、表面荒さを無くして表面を鏡面に近いものにし（欠陥のみが凹凸と して残る）、反射光の正反射成分をカメラで受光することにしても略均一な照度 の画像を撮影することが可能となる。したがって照明装置についても照度の低い もので十分に欠陥のコントラストを得ることが可能となる。 上記Ｂにおいて、検査時に密封要素のシール部に硬質透明材製の押圧部材を相 対に押し付けると、押圧部材はシール部の正常な部分に対してのみ押し付けられ 、欠陥部分との間に隙間を生じ、この状態を透明材製の押圧部材の裏側から視認 することが可能となる。したがって従来の準備が厄介な装置を用いなくてもシー ル部に欠陥があるか否かを検査することが可能となる。

【０００６】

【実施例】

つぎに本考案の実施例を図面にしたがって説明する。

【０００７】 図１および図２は本考案の第一実施例を示している。この実施例は上記Ａに係 るものである。すなわち、当該検査装置は、ゴム状弾性材製のＯリング５１の表 面５２にクラック等の欠陥５３（図３参照）があるか否かを検査するものであっ て、光学系の構成要素として、撮影時にＯリング５１の表面５２を照らす照明装 置１と、表面５２を撮影するＣＣＤカメラ２と、表面５２に押し付けられる透明 なガラス棒３と、を有している。

【０００８】 上記構成の検査装置は、検査時、Ｏリング５１の表面５２にガラス棒３を押し 付け、押圧したところを照明装置１で照らしながらＣＣＤカメラ２でガラス棒３ を透かして撮影し、その画像から欠陥５３の有無を検査するものであって、Ｏリ ング５１を回転テーブル４の上に載せて軸心５４を中心として回転させることに よってＯリング５１の全周を順次、検査する。そしてＯリング５１の表面５２に ガラス棒３を押し付けることにしたために、図３に示すように、表面荒さを無く して表面５２を鏡面に近いものにすることができ、反射光の正反射成分５をカメ ラ２で受光することにしても略均一な照度の画像を撮影することができる。した がって照明装置１についても照度の低いもので十分に欠陥５３のコントラストを 得ることができ、また照明装置１に従来と同等のものを使用した場合には検出能 力を向上させることができる。

【０００９】 図４は本考案の第二実施例を示している。この実施例は上記Ｂに係るものであ る。すなわち、当該検査装置は、ゴム状弾性材製のＯリング７１のシール部であ る軸方向両端面７２，７３にそれぞれクラック等の欠陥（図示せず）があるか否 かを検査するものであって、第一実施例におけるガラス棒３の代わりに、一対の 円盤状の平板１４，１５を有している。この平板１４，１５は光学ガラス（透明 アクリル等の透明樹脂でも可）によって成形されている。そしてこの一対の平板 １４，１５の間にＯリング７１を挾み、軸方向に所定の荷重（実際に使用される ときの接触圧と等しいことが好ましい）を加えて固定し、一方の平板１５に設け た配管ポート１６からＯリング７１の内周側の空間１７に所定の圧力（空気、水 、油または不活性ガス等であって、実際に使用されるときの圧力条件と等しいこ とが好ましい）を印加し、この状態で、軸方向両端面７２，７３のそれぞれの平 板１４，１５に対する接触状態を平板１４，１５の裏側から透かして視、欠陥の 有無を目視検査する。また目視検査の代わりに、同図に示したように、軸方向両 端面７２，７３の平板１４，１５に対する接触状態をそれぞれ平板１４，１５の 裏側からカメラ１８，１９で撮影し、その画像２０，２１から欠陥の有無を検査 する。

【００１０】 図５は本考案の第三実施例を示している。この実施例は上記Ｂに係るものであ る。すなわち、当該検査装置は、オイルシール６１のシール部であるゴム状弾性 材製のシールリップ６２の先端６３（以下、リップ端とも称する）にクラック等 の欠陥６４（図６参照）があるか否かを検査するものであって、第一実施例にお けるガラス棒３および第二実施例における平板１４，１５の代わりに、プリズム 軸６を有している。このプリズム軸６は検査対象であるシールリップ６２の内径 寸法より僅かに大きな外径寸法（実際に使用される相手シャフトの寸法公差の下 限寸法と等しいことが好ましい）を有し、内周面にテーパ面７を有し、外周面を 滑らかな円筒面に仕上げられた光学ガラス（透明アクリル等の透明樹脂でも可） によって成形されている。そしてこのプリズム軸６の外周にオイルシール６１を 装着し、上下方向から押え治具８，９により固定し、一方の押え治具８に設けた 配管ポート１０からオイルシール６１とプリズム軸６の間の空間１１に所定の圧 力（空気、水、油または不活性ガス等であって、実際に使用されるときの圧力条 件と等しいことが好ましい）を印加し、この状態で、リップ端６３のプリズム軸 ６に対する接触状態をプリズム軸６の裏側（内周側）から透かして視、欠陥６４ の有無を目視検査する。すなわち、リップ端６３に欠陥６４が無ければリップ端 ６３はプリズム軸６に全周に亙って略同じ幅（軸方向幅）で接触するが、リップ 端６３に欠陥６４があるとこの欠陥部においてリップ端６３がプリズム軸６に対 して非接触となって隙間を生じるか、または接触幅が正常部に比べて極端に狭く なり、これによって欠陥６４があるか否かを検査することができる。

【００１１】 また図５に示したように、リップ端６３のプリズム軸６に対する接触状態をプ リズム軸６の裏側（内周側）からカメラ１２で撮影し、その画像１３から欠陥６ ４の有無を検査することが可能である。この場合は、接触状態を全周に亙って順 次検査するために、オイルシール６１をその軸心６５を中心としてプリズム軸６ および押え治具８，９とともに回転させる。この場合の検査結果の一例を示すと 以下のとおりである。すなわち、図７（Ａ）に示すように、リップ端６３の円周 上の一箇所に、円周方向の長さａが０．１５ｍｍ、軸方向の長さｂが０．０３ｍ ｍの欠陥６４があることが予め分っている、シールリップ６２の内径寸法がφ２ ４．４ｍｍのオイルシール６１を、外径寸法がφ２４．８ｍｍのプリズム軸６に 装着すると、このプリズム軸６のテーパ面７上に、図７（Ｂ）に示すような接触 画像１３が見られる。この接触画像１３における正常部の接触幅ｃは０．０６ｍ ｍ、欠陥６４による非接触部の円周方向の長さｄは０．０７ｍｍであった。

【００１２】 図８は本考案の第四実施例を示している。この実施例は上記Ｂに係り、更に以 下の点で第三実施例を改良したものである。 すなわち、上記した第三実施例においては、検査すべき密封要素のシール面の 内径寸法（オイルシール６１ではシールリップ６２の内径寸法）に成形上の誤差 による寸法のばらつきがあると、シール面のプリズム軸に対する接触幅がばらつ くことになる。そしてこの事は、例えば、或るオイルシール６１が、シールリッ プ６２の内径寸法が寸法公差の下限値以下であって、しかもリップ端６３に許容 値以上の大きさの欠陥があるような二重の不良品であっても、接触幅が基準値以 上に大きくなって欠陥を押し潰してしまうために、このオイルシール６１を良品 であると誤って判定してしまう虞があることを意味している。このような例は極 端であるとしても、シールリップ６２の内径寸法にばらつきがあることによって 接触幅がばらつくことは判定基準がばらつくことに他ならず、この点において第 三実施例には更なる改良の余地がある。

【００１３】 この点に鑑みて、当該実施例に係る検査装置は、密封要素を支持する受け治具 と、密封要素を受け治具に押し付ける押え治具と、光学ガラス等の透明材料より なり、密封要素のシール面の内径寸法より僅かに大きな外径寸法を有し、内周面 に末広がりの内周テーパ面を有し、外周面に先細の外周テーパ面を有し、受け治 具の内周側にシール部材を介して摺動自在に嵌着されたテーパプリズム軸と、テ ーパプリズム軸を軸方向に移動させる駆動装置と、内周テーパ面に投影される密 封要素とテーパプリズム軸の接触部の画像を撮影するカメラと、カメラで撮影し た接触画像を画像処理し、接触部の幅を計測し、この計測値と予め設定した基準 値とを比較して両者の差からテーパプリズム軸の移動量を演算し、移動信号を出 力する画像処理装置と、画像処理装置からの移動信号を受け、駆動装置の作動を 制御する制御装置と、受け治具、テーパプリズム軸、密封要素および押え治具を 中心軸の回りで回転させる回転装置と、接触画像に非接触部がある場合にこれを 不良と判定する判定装置と、を有し、密封要素をテーパプリズム軸の外周側に嵌 着してシール部を外周テーパ面に接触させ、テーパプリズム軸を軸方向に移動さ せることによって接触部の幅を調整する機能を有している。

【００１４】 これを図８にしたがって説明する。すなわち、先ず、環状の受け治具２２があ り、この受け治具２２の内周側にＯリング等のシール部材２３を介して光学ガラ ス等の透明材料よりなるテーパプリズム軸２４が摺動自在に嵌着されている。テ ーパプリズム軸２４はオイルシール８１のシールリップ８２の内径寸法より僅か に大きな外径寸法を有し、内周面に上端へ向けて末広がりの内周テーパ面２５を 有し、外周面に上端へ向けて先細の外周テーパ面２６を有している。このテーパ プリズム軸２４の外周側にオイルシール８１を嵌着し、その端面８３が受け治具 ２２に所定の面圧をもって圧接するまでオイルシール８１を押え治具２７によっ て下方へ押し込む。符号２８は押え治具２７を作動させる空圧シリンダ等の駆動 装置である。この状態でオイルシール８１のリップ端８４はテーパプリズム軸２ ４の外周テーパ面２６に接触しており、当該検査装置はテーパプリズム軸２４を 上下動させることによってこの接触部の幅を調整する機能を有している。テーパ プリズム軸２４を上下動させるのは駆動装置２９の作動による。駆動装置２９は 先ずモータ３０を有しており、このモータ３０のトルクをねじ送り機構３１を介 してロッド３２の直線往復動に変換し、ロッド３２の上端に固定したテーパプリ ズム軸２４を上下動させる。

【００１５】 テーパプリズム軸２４の内周テーパ面２５の垂線３３上にカメラ３４が配置さ れており、このカメラ３４によって、内周テーパ面２５に投影されたリップ端８ ４とテーパプリズム軸２４の接触部の画像を撮影する。次いでパソコン等の画像 処理装置３５によって、撮影した接触画像３６を画像処理（接触部３７と非接触 部３８とに二値化）し、接触部３７の幅を計測し、この計測値と予め設定してお いた基準値とを比較して両者の差からテーパプリズム軸２４の上下動移動量を演 算し、移動信号を出力する。次いでシーケンサー等の制御装置３９によって、移 動信号を受け、この移動信号に応じた量だけモータ３０を作動させ、計測値と基 準値が等しくなるようにオイルシール８１とテーパプリズム軸２４の相対位置を 決める。

【００１６】 モータ等よりなる駆動装置４０を作動させて受け部材２２、テーパプリズム軸 ２４、オイルシール８１および押え部材２７を中心軸４１の回りで少なくても一 回転させ、接触画像３６を全周に亙って撮影し、パソコン等の判定装置４２によ って、接触画像３６に非接触部３８が無い場合にこれを良と判定し、接触画像３ ６に非接触部３８が有る場合にこれを不良と判定し、この判定結果に基づいてオ イルシール８１を良品毎、不良品毎に排出する。尚、テーパプリズム軸２４に加 圧ポート４３を設けておき、検査時、この加圧ポート４３からテーパプリズム軸 ２４、オイルシール８１および受け治具２２に囲まれる空間４４に所定の圧力（ 空気圧等）を印加するようにしても良い。しかして、この検査装置によれば、オ イルシール８１のシールリップ８２の内径寸法のばらつきによる接触幅のばらつ きを無くすことが可能となり、その結果、一定の判定基準の下でシール性能検査 を行うことになって、検査精度を向上させることができる。

【００１７】

【考案の効果】

本考案は次の効果を奏する。すなわち、先ず、上記Ａについて、検査時に成形 品の表面に硬質透明材製の押圧部材を相対に押し付けることによって表面荒さを 無くして表面を鏡面に近いものとするようにしたために、反射光の正反射成分を カメラで受光することにしても略均一な照度の画像を撮影することができる。し たがって照明装置についても照度の低いもので十分に欠陥のコントラストを得る ことができ、照明装置に従来と同等のものを使用した場合には検出能力を向上さ せることができる。 また上記Ｂについては、検査時に密封要素のシール部に硬質透明材製の押圧部 材を相対に押し付けることによってシール部の正常部分と欠陥部分を目視によっ て見分けることができるようにしたために、欠陥の有無を目視検査によって確認 することができる。またカメラを使った光学的な検査が可能であることも上記し たとおりである。

【提出日】平成５年４月２０日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００３

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら上記従来技術には、次の問題がある。 ａ）上記Ａについては、強力な照明装置が必要であるという問題がある。これ は以下の理由による。すなわち、成形品の表面には所謂表面粗さがあり、このよ うな表面で反射した反射光の正反射成分をカメラで受光してもその画像は「むら 」のあるものとなってしまう。このため従来は、やむを得ず反射光量の少ない反 射光の乱反射成分をカメラで受光しており、これに伴って反射光量の絶対量を大 きくするために、ハロゲンランプ等の強力な照明装置が必要となっている。 ｂ）上記Ｂについては、許容値を適切な値に設定するために欠陥の大きさと流 体の流量特性の相関関係を予め正確に把握しておく必要があり、この作業が厄介 である問題がある。また計測値にシール部以外からの漏れが含まれる可能性があ るために、検査精度が余り良くない問題がある。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００５

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００５】

【作用】

上記Ａにおいて、検査時に成形品の表面に硬質透明材製の押圧部材を相対に押 し付けると、表面粗さを無くして表面を鏡面に近いものにし（欠陥のみが凹凸と して残る）、反射光の正反射成分をカメラで受光することにしても略均一な照度 の画像を撮影することが可能となる。したがって照明装置についても照度の低い もので十分に欠陥のコントラストを得ることが可能となる。 上記Ｂにおいて、検査時に密封要素のシール部に硬質透明材製の押圧部材を相 対に押し付けると、押圧部材はシール部の正常な部分に対してのみ押し付けられ 、欠陥部分との間に隙間を生じ、この状態を透明材製の押圧部材の裏側から視認 することが可能となる。したがって従来の準備が厄介な装置を用いなくてもシー ル部に欠陥があるか否かを検査することが可能となる。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００８

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００８】 上記構成の検査装置は、検査時、Ｏリング５１の表面５２にガラス棒３を押し 付け、押圧したところを照明装置１で照らしながらＣＣＤカメラ２でガラス棒３ を透かして撮影し、その画像から欠陥５３の有無を検査するものであって、Ｏリ ング５１を回転テーブル４の上に載せて軸心５４を中心として回転させることに よってＯリング５１の全周を順次、検査する。そしてＯリング５１の表面５２に ガラス棒３を押し付けることにしたために、図３に示すように、表面粗さを無く して表面５２を鏡面に近いものにすることができ、反射光の正反射成分５をカメ ラ２で受光することにしても略均一な照度の画像を撮影することができる。した がって照明装置１についても照度の低いもので十分に欠陥５３のコントラストを 得ることができ、また照明装置１に従来と同等のものを使用した場合には検出能 力を向上させることができる。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１７】

【考案の効果】

本考案は次の効果を奏する。すなわち、先ず、上記Ａについて、検査時に成形 品の表面に硬質透明材製の押圧部材を相対に押し付けることによって表面粗さを 無くして表面を鏡面に近いものとするようにしたために、反射光の正反射成分を カメラで受光することにしても略均一な照度の画像を撮影することができる。し たがって照明装置についても照度の低いもので十分に欠陥のコントラストを得る ことができ、照明装置に従来と同等のものを使用した場合には検出能力を向上さ せることができる。 また上記Ｂについては、検査時に密封要素のシール部に硬質透明材製の押圧部 材を相対に押し付けることによってシール部の正常部分と欠陥部分を目視によっ て見分けることができるようにしたために、欠陥の有無を目視検査によって確認 することができる。またカメラを使った光学的な検査が可能であることも上記し たとおりである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第一実施例に係る検査装置の説明図

【図２】図１のＸ方向矢視図

【図３】Ｏリングとガラス棒の接触状態および光の反射
状態を示す説明図

【図４】本考案の第二実施例に係る検査装置の説明図

【図５】本考案の第三実施例に係る検査装置の説明図

【図６】オイルシールの裁断斜視図

【図７】（Ａ）は図６のＹ方向矢視図、（Ｂ）は（Ａ）
と同じ部分の画像を示す説明図

【図８】本考案の第四実施例に係る検査装置の説明図

【符号の説明】

１ 照明装置 ２，１２，１８，１９，３４ カメラ ３ ガラス棒（押圧部材） ４ 回転テーブル ５ 反射光の正反射成分 ６ プリズム軸（押圧部材） ７ テーパ面 ８，９，２７ 押え治具 １０，１６ 配管ポート １１，１７，４４ 空間 １３，２０，２１ 画像 １４，１５ 平板（押圧部材） ２２ 受け治具 ２３ シール部材 ２４ テーパプリズム軸（押圧部材） ２５ 内周テーパ面 ２６ 外周テーパ面 ２８，２９，４０ 駆動装置 ３０ モータ ３１ ねじ送り機構 ３２ ロッド ３３ 垂線 ３５ 画像処理装置 ３６ 接触画像 ３７ 接触部 ３８ 非接触部 ３９ 制御装置 ４１ 中心軸 ４２ 判定装置 ４３ 加圧ポート ５１，７１ Ｏリング（成形品） ５２ 表面 ５３，６４ 欠陥 ５４，６５ 軸心 ６１，８１ オイルシール（成形品） ６２，８２ シールリップ ６３，８４ 先端（リップ端） ７２，７３ 軸方向端面 ８３ 端面

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 弾性材製の成形品の表面に欠陥があるか
   否かを検査する成形品の検査装置において、検査時に前
   記表面に相対に押し付けられる硬質透明材製の押圧部材
   を有することを特徴とする成形品の検査装置。