JPS5987308A - 部品の貫通孔試験方法 - Google Patents

部品の貫通孔試験方法

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JPS5987308A
JPS5987308A JP19682182A JP19682182A JPS5987308A JP S5987308 A JPS5987308 A JP S5987308A JP 19682182 A JP19682182 A JP 19682182A JP 19682182 A JP19682182 A JP 19682182A JP S5987308 A JPS5987308 A JP S5987308A
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Hiromoto Kiyomiya
清宮 弘基
Naomichi Oota
太田 直路
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Hitachi Shonan Denshi Co Ltd
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/95Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
    • G01N21/956Inspecting patterns on the surface of objects
    • G01N21/95692Patterns showing hole parts, e.g. honeycomb filtering structures

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、合成樹脂成型品等の部品に設けられた貫通孔
の中心軸と貫通孔の基準面とのなす角度の試験方法に関
するものである。
成型品等に設けられた中空貫通孔が、開口面積に比し比
較的長く、かつこの中心軸が基準面となす角度が、機能
上の要求によって厳しい精度を要求される場合がある。
この一つの例として、乾電池陽極封孔用成型品を第1図
に示す。
封孔用成型品1の中央部にある突起部2の内部貫通孔3
は、陽極導通ビン(図示せず)を気密に嵌挿するため、
開口断面積に比し比較的長ぐつ(られ、またこの孔の中
心軸aと、基準面すとのなす角度(本例の場合は直角)
は、乾電池の構造上電液漏洩を忌む見地から、厳密な精
度を要求される。この部品は射出成型により大量につく
られるが、成型時型離れの不均一が起る等の偶発的な原
因で、上記角度(本例の場合面角度)の不良が稀に発生
し、良品の中に混入することがある。従ってこれを組立
工程以前に弁別排除する必要があるが、この角度を機械
的に測定しようとしても、形状が複雑で小さく、数量が
多いために、迅速的確な試験が困難であり、従来は計量
値判定によらず目視による試験を行い、このため作業者
の習熟度。
疲労度等による影響が避けられず、最終製品の品質のバ
ラツキの因ともなっていた。
本発明は上述の事情に鑑みてなされ、試験対象部品の貫
通孔がその基準面とのなす角度を光電光学的に計測し、
非接触で検出精叩が高く、かつ迅速な試験を行うことを
可能とした試験方法を提供することを目的とする。
上ieの目的を達成するため、本発明は平行光束を試験
対象部品の貫通孔開口部中心に入射させ、かつ拘通孔の
基準面に対し元軸が規定角度になるよう当該部品を置く
。即ち試験対象品の貫通孔中心軸が基準面に対し正しい
角度にある場合は、孔の中心軸と光軸とが合致するので
、貫通孔を通るf、は中途で遮られることなく直進する
。しかしこれが成る角度をもつ場合には、光束の一部は
1通孔内壁を照射するので、直進光量はその分だけ減少
するほか、この照射面で光の反射、散乱が起る。
この直進光量と散乱を量(反射を含む)は、光の方向が
異るので、これらを受光器で捕捉、光電変換し、電1気
回路で処理する。このようにして貫通孔の基準面に対す
る角度の、正しい角度に対する傾き量を電気量として把
握するように構成するのが本試験方法の特徴である。
次に本発明の実施例を第2図、第3図について説明する
。第2図は本発明の試験方法を用いた試験装置の一構成
例を説明するための原理図、第3図は第2図における部
分拡大説明図である。なおこれらに引用した試験対象品
は第1図に示した乾電池陽極封孔用成型品である。
第2図は光源部にピンホールΦコリメータ法光学系を、
また集光部に積分理法光学系を用いたものを示してあり
、これらはいづれもヘーズメータ。
温度計等で使われている既知のものである。試験対象品
1は、その基準面すがt軸Cに対し2て正しく規定の角
度(本例では直角)になるよう、9た貫通孔3の中心が
ほぼ光軸−ヒにあるように位置させる。
ラング光源4の発する光束5il′i:、コンデンサレ
ンズ6によりピンホール7の位置に収創され、さらにコ
リメータレンズ8により平行光束9となり、シャドウマ
スク10を通って、太いさ及び形状が整えられた断面が
均一の明るさをもつ平行光束11(本例の場合は円形光
束)となる。光束11は試験対象品1の貫通孔部に入射
され、孔3を素通りした光束11−1は積分球12の光
入射口12−1から球内に入射し、ライトトラツ7’t
5内を直進し、例えばフォトダイオードを用いた直進光
受光器14に達して光電変換され、ここで発生した電気
量は電気回路加で増巾され、直進光束11−1の光量に
対応した電気iTpが得られる。
第3図は、第2図における試験対象品10貫通孔3の部
分を拡大したもので、同図(alは上述の角度θが正し
く直角の場合を、同図fblはθが直角でない場合即ち
中空突起部2が基準面すに対し傾いている不良品の場合
を示す。矢示Aの方向に入射した平行光束11は、前述
のように貫通孔3を素通りする光束11−1のほか、環
状光束11−2が試験対象品1の表面16を照射する。
この環状光束11−2は、一部は表面16で反射して失
われ、他は試験対象品1の内部に入り、例えば矢示18
の経路で減衰しながら試験対象品1の界面で反射を繰返
し、さらにその一部は1の表面から、光軸Cとは異る矢
示18−1の方向へ散乱放射し、積分球光入射口12−
1から積分球内に入る。
第3図(blのように貫通孔3の中心MILが光軸Cに
対して傾いていると、平行光束11の一部は貫通孔内壁
17を照射するので、ここで反射光11−3を生ずるほ
か、一部は例えば矢示19のような経路で試験対象品]
の内部で反射した後、矢示19−1のような方向に散乱
放射する。前述の矢示18−1の経路による光量は角度
θが規定角度(本例の場合は直角)より多少ずれていて
も、これに殆ど影響されず、いわば散乱光の固定弁であ
るのに対し、反射光11−3及び散乱光19−1は角度
θの直角に対する傾きに応じて変化する、いわば散乱光
の変動分として積分球12内へ入射する。
積分球12の内面12−2は反射率の艮い塗装又はメッ
キ等で仕上げられており、さまざまな角度をもって入射
口12−1から入射する散乱光を乱反射し、球面12−
2を散乱光総量に対応した一様の明るさに保つ。この明
るさ即ち散乱光総量に対応し。
た電気量は、球面12−2の一部に設けた散乱光受光器
13で把握し、これを電気回路21で増巾し、電気量T
dを得る。なお当然の事ながら第3図(blの場合は、
同図(&1の場合に比し、直進光束1]−1は内壁17
で遮られた分だけ光−tは減少し、従って電気量’rp
も小となる。
以上の説明で分るように、第2図において試験対象品1
の貫通孔中心軸aが光軸Cと平行、即ち第1図における
角度θが直角である場合に電気量Tpは最大かつTdは
最小であり、角度θが直角よジずれる程度の大きさに応
じ、Tp 、 TdO値はそれぞれ減少、増大する。こ
のように、本発明の方法は、元の直進性、及び光路な遮
る面があるとそこで反射、散乱が起る性質を利用してい
るので、角度θに僅かの変化があっても之に伴う光量の
変化は敏感であり、かつ時間的遅れが無い。よってこれ
らの電気量’rp 、 Tdおのおのの値、又は両者を
更に電気回路22によって例えばTd/Tpのように角
度θの変化が顕著にあられれるような演算式に従って演
算して得た値と、前記角度θが規定値にある場合に得る
夫々の値とを比較することによって、試験対象品1の角
度θの規定角度に対する傾き量を知ることができ、部品
の精度試験を行うことができる。
従って、この試験方法では、試験対象品1の基準面すが
光軸Cに対して正しく規定角度になるように試験対象品
を保持しないと、計測値に誤差を生ずるが、これを実現
するには、例えば第5図に示したように積分球光入射口
12−1の部分に試験対象品1を装着する凹所12−3
を設け、この凹所の試験品装着基準面b′を光軸Cに対
し正しく加工して置き、この面に試験対象品1の基準面
すを接触させるようにすればよい。
なお、以上の説明は半透明成型品を実施例として説明し
たが、金属部品等の不透明品についても適用しうろこと
は勿論であり、不透明品の場合は、第3図における部品
内を経由する散乱光、即ち矢示18−1及び19−1が
発生せず、散乱光受光器13が捕捉する散乱光は、矢示
11−3即ち反射光と、これにもとづく貫通孔内壁散乱
光(矢示せず)であり、本方法の基本動作原理に変りは
無い。
なおまた、孔や線の内外径を光学的に計測する方法とし
て、上記説明したと類似の、平行光束を照射し、試験対
象物の陰影又は陽形をつく一部、その光量を測定して前
記孔や線の内外径を知る方法は既知のものであるが、こ
れらはいづれも平行光束を本来遮る面の大きさを測定対
象とするのに対し、本発明では、比較的長い孔の深さ方
向の曲り、即ち孔の中心軸と光軸とが傾いているとき、
貫通孔内壁で遮られる為の光量の減少程度を計測するも
のであって、双方の着意は異るものである。
第2図は、前述のように本発明の試験方法による試験装
置構成の一例として最も理想的なものを示したが、以下
之をやや簡略化した他の構成例について述べる。
第2図におけるライトトラップ15は、その内面が無反
射処理しであるので、若干の散乱光がライトトラップ1
5に入っても、内面で急速に減衰し、受光器14に到達
する迄の間にこれを消滅させるに足る長さを有し、結果
的に受光器14は直進光のみに感応するようになってい
る。また受光器14の受光面は元軸Cに対し傾けてあり
、受光面での直進光の反射を光源側へ返すことなく、ラ
イトトラップ15の内面で消滅させ、よって計測値の誤
差を極力小とするようになっている。従って多少の誤差
を許すときは受光面の傾きをなくし、あるいはライトト
ラップ自体を省略して試験装置の構造を簡略化できる。
’jfc積分球12は散乱光のあらゆる方向のものに対
して球面12−2が乱反射することによって入射散乱光
総量に対応した電気量が把握できるので、精度の高い計
測に適するが、試験対象物の形状等から、捕捉すべき散
乱光のうちの主要なW分の放射方向があらかじめ分って
いる場合は、積分球を省略し、上記散乱光の放射方向に
受光器を配置すればよく、多少の誤差を許して試験装置
の構造を簡略化できる。
さらに光源部として第2図に引用したピンホール・コリ
メータ法光学系は、高精度の断面間るさ均一な平行光束
が得られ、為に試験対象品の貫通孔中心が光軸中心に対
し多少の位置ずれがあっても、直進光束l】−1及び環
状光束11−2の光量は変らないので計測値に誤差を生
じない。従って多少の誤差を許すときは、簡単な平行光
束発生光源を用いて試験装置の構造を簡略化できる。
以上述べたところをもとにし、第2図と異る試験装置の
構成例を説明するための原理図を第4図に示す。
第4図(atは、レンズ乙の焦点位置にラング光源Uを
置いて得られるほぼ平行な光束5を、内面26−1に無
反射処理を施し、′fc、フード筒26を設けて、この
中を通る光束25−1の不要な拡がりを制限し、さらに
受光器27はその受光面を環状のものとし、@進光束2
5−2は受光器の中心孔部な素通ジさせて消滅させ、受
光器nでは、試験対象品1がら円錐状に拡がる散乱光量
25−3のみを捕捉するように構成している。
第4図fblは、レンズ28−1をその管球の一部分と
して有する構造のクランf別を用い、レンズ28−1を
通して得られるほぼ平行な光束29を゛、シャドウマス
ク304通過させて形状、大いさを整えた光束29−1
を試験対象品1に当て、光軸上には直進光29−2を捕
捉するための受光器3]を配設した構成を示す。即ち第
4図は第2図に例示した光学系の簡略構造のものであ、
す、同図(alは散乱光量のみを、(b)は直進光景の
みを利用した試験装置の構造例に当る。
以上詳述したように、本発明は、部品に設けられた貫通
孔の、基邸面に対する角度を試験するに当り、試験対象
品の貫通孔開口部中心に平行光束を入射させ、かつ光軸
に対して貫通孔の基法面の゛ト仁す角度を規定角度に設
定して、貫通孔中心軸が基準面に対して正しい角度l【
ある場合に該中心軸と−>’6軸が一致するようICL
、中心軸と光軸が成る傾きを有する場合には、平行光束
の一部が貫通孔内壁に遼られる結果、直進光束が減少し
、叩た内壁に当る光がその部分で反射、散乱を起すこと
を利用し、この直進1景の増減、散乱光景の増減を捕捉
し、電気的に処理して上記傾き葉を電気量として把握す
るJl構成することにより、試験対象品に非接触で、検
出感度鎖敏な計量値判定が可卵であり、かつ迅速な試験
の遂行が容易であるという優れた実用的効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る試験方法によって試験する部品の
一例の断面図、第2図は本発明に係る試!−−1の一構
成例を説明した原理図、第3図(at fblは第2図
における部分拡大図、第4図(al (blは第2図と
異る構成例の原理図、第5図は本試験方法による試験装
置の部分構造の一例を示す図である。 4 1・・・試験対象品、3・・・貫通孔、a・・・貫通孔
中心軸、b・・・基準面、4・・・ラング光源、6,8
・・・レンズ、7・・・eンホ−ル、9 、11・・・
平行光束、1o・・・シャドウマスク、12・・・積分
球、12−1・・・光入射口、12−2・・・球面、1
3・・・散乱光受光器、14・・・直進光受光器、15
・・・ライトトラップ、20〜22・・・電気回路。 特許出願人  日立湘南電子株式会社 代理人弁理士  秋  本 正  実 第3図 (a) 11−2       77 第4肥 (b)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、試験対象部品の貫通孔開口部に平行光束を入射させ
    、かつ貫通孔の基準面と平行光束の光軸とのなす角度を
    規定角度に設定し、試験対象部品の貫通孔の核光束出射
    側における前記平行光束中の貫通孔を素通りする直進光
    量と直進光以外の散乱光量の少くとも何れか一方を捕捉
    し、試験対象部品の貫通孔の中心軸と光軸が一致する場
    合と傾きを有する場合とで生ずる直進光量の変化9反射
    散乱光量の変化のうち少くとも何れか一方を電気量の変
    化として把握し、この変化量から前記傾き量を判定すべ
    くなしたることを特徴とする部品の貫通孔試験方法。 2、試験対象部品の貫通孔開口部に平行光束を入射させ
    、かつ貫通孔の基準面と平行光束の光軸とのなす角度を
    規定角度に設定し、前記平行光束の一部が貫通孔内壁に
    当ることにより変化する直進光量と前記内壁に肖って生
    ずる反射散乱光量とをそれぞれ別個に捕捉し、これらを
    光電変換して得た電気量を用いて(反射及び散乱光量)
    /(直進光量)の演算を行い、かくして得られ7?:、
    電気量の変化によって前記傾き量を判定すべくなしたる
    ことを特徴とする部品の貫通孔試験方法。
JP19682182A 1982-11-11 1982-11-11 部品の貫通孔試験方法 Granted JPS5987308A (ja)

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS52132884A (en) * 1976-04-28 1977-11-07 Toshiba Corp Apparatus for measuring amount of distortion

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS52132884A (en) * 1976-04-28 1977-11-07 Toshiba Corp Apparatus for measuring amount of distortion

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