JPS637323B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は円型部材の平面部検査装置、特に平面
部を非接触で光学的に自動検査できる改良された
平面部検査装置に関するものである。

各種産業分野において密封シールその他多くの
用途に供される円型部材が用いられ、その材質と
してもゴム等の弾性材あるいはプラスチツク等
種々の材質が使用されている。この種の円型部材
は切断加工面等から形成される平面部を有し、こ
の平面部の欠陥が大きな問題となる場合があり、
従来においても、この平面部の欠陥を精密に検査
する方式が要望されていた。

例えば、周知のように油圧あるいは水圧装置に
おいて各種のシール部材が用いられており、特に
シリンダ内で摺動するピストン等にはリング状あ
るいはカツプ状の円型シール部材が用いられ、こ
れらの円型シール部材は圧力伝達を行う最も重要
な機能部品を形成する。従つて、円型シール部材
のシール面は高精度で加工されなければならず、
その表面欠陥は圧力漏洩、耐久力低下更にシール
部材の破損等を引起す原因となり、装置に組込ま
れる前に充分にその品質が検査されなければなら
ない。

前述した円型シール部材として自動車等のブレ
ーキシリンダにおけるゴム製のカツプが周知であ
り、運転者のブレーキ踏力を油圧力に変換して車
輪に制動力を与える重要な機能部品を形成し、カ
ツプの品質低下は自動車の制動機能に大きな悪影
響を与えるため、良好な品質及び高い耐久性が要
求される。従つて、自動車等のカツプはブレーキ
シリンダに組込む前にその全数が検査され微細な
表面欠陥であつても確実に検出し、このようなカ
ツプを不良品として除去しなければならない。

前述したカツプ等の円型シール部材は通常の場
合１枚のゴムシート上に複数個のカツプが同時成
型され、その後の加工工程においてシートから各
カツプが切離されて単体の製品となる。そして、
この切離し加工は切断刃を所定部位に押当て行う
ので、切断刃の刃面荒れあるいは加工時のゴムの
逃げ等によつてこの加工面からなる平面部に疵が
つき易いという問題があり、この平面部はブレー
キシリンダ等と直接摺動接触することはないが、
平面部の疵すなわち肌荒れ、バリ、ピンホール、
ヒビ割れ、切れ込み等の表面欠陥に起因してカツ
プの耐久性が著しく低下し短時間の使用にてシー
ル面自体に欠陥が拡大するという問題があつた。

従来の円型シール部材の欠陥検出は主として目
視により行われ、前述したカツプ等では全数に対
して目視検査が行われるが、検査者の個人差ある
いは疲労度による誤差等の検査精度変動幅が大き
く、必ずしも満足な検査結果を得ることができな
いという欠点があつた。更に、前記平面部の明瞭
な割れその他は比較的容易に検査可能であるが、
僅かな疵その他平面部の表面欠陥を確実に検出す
ることが困難であり、更に大量のシール部材を自
動的かつ効果的に検査することができないという
欠点があつた。

特に平面部の欠陥は切断刃の損耗度に起因する
ことが多く、このために、円型シール部材の平面
部検査は加工工程直後に行うことが好適であり、
従来のように製品として保管されているシール部
材を最終工程で検査する場合には、切断刃の異常
発見が遅れ、大量の不良シール部材を発生させる
という問題があり、従来においても、検査工程を
加工工程直後に設けることが望まれているが、前
述した目視による検査では実際上このようなこと
が検査者の安全管理その他の面から行うことがで
きないという欠点があつた。

本発明は上記従来の課題に鑑みなされたもので
あり、その目的は、円型シール部材の平面部を自
動的に非接触で光学検査することができ、安定し
た検査を行い、かつ加工工程直後に自動検査可能
な平面部検査装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明に係る装置
は、円型シール部材を載置回転する回転台と、円
型シール部材の平面部に該平面部を横切るととも
に平面部より十分に長いスリツト光束を大きな入
射角で照射するスリツト光束発生装置と、平面部
からの正反射光を受光して反射光量に応じた電気
信号に変換する光電検出器と、光電検出器の電気
信号を回転台の少なくとも一回転中連続的に処理
し加工面の欠陥から生じる乱反射により欠陥を検
出する欠陥検出回路と、を含み、前記欠陥検出回
路は光電検出器の検出信号とこの検出信号から高
次成分が除去された浮動閾値とを比較する比較器
を有し、平面部を非接触で光学的に検査できるこ
とを特徴とする。

以下図面に基づいて本発明の好適な実施例を説
明する。

第１図には本発明において表面欠陥の検査に供
される円型シール部材の好適な一例としての自動
車用カツプが示され、この円型シール部材１０は
軟質ゴムから成り、軸１００に対して軸対称の形
状から成り、自動車用ブレーキシリンダ内に挿入
されてその外周面がシール面として働く。第１図
のシール部材１０では４個所の主要なシール部を
有し、すなわちシール部材１０の上面にあるリン
グ状の加工面からなる平面部１０ａ、シリンダと
接触する２個の円錐台面から成るシール面１０
ｂ，１０ｃの稜を形成する外周シール部１０ｄを
含み、本発明においてはシール面に悪影響を与え
る平面部１０ａの表面欠陥が検査される。

第２図には本発明に係るシール面検査装置の好
適な実施例が示され、前記円型シール部材１０は
回転台１２上に載置されており、シール部材１０
の軸１００と回転台１２の回転台軸２００とがほ
ぼ同一軸に位置決めされている。回転台１２の回
転台軸１４には傘歯車１６が固定されており、モ
ータ１８に固定された小傘歯車２０と前記傘歯車
１６とを噛合結合することにより、モータ１８の
回転によつて回転台１２すなわち円型シール部材
１０が矢印Ａ方向に回転駆動されることとなる。
回転台軸１４の下端にはエンコーダ２２が固定さ
れており、シール部材１０の回転位置及び角度が
回転角信号として電気的に検査され、この信号が
欠陥検出回路２４へ供給されている。

円型シール部材１０の近傍にはスリツト光束発
生装置２６が設けられており、平面部１０ａに平
面部１０ａを横切るスリツト光束３００が大きな
入射角θで照射されている。実施例におけるスリ
ツト光束発生装置２６はランプあるいはレーザ光
源等から成り平行光束を発生する光源２８を含
み、平行光束はレンズ鏡系３０にて集束及び方向
変換され、外部へ放射され、前記スリツト光束３
００として実施例においては回転台１２の軸２０
０に向うスリツト光束３００が得られている。

円型シール部材１０の平面部１０ａにて反射さ
れた反射光４００は光電検出器３４にて電気信号
に変換され、実施例における光電変換器３４は受
光レンズ３６及び光電変換器３８を含み、平面部
１０ａからの正反射光が受光されるとともに受光
量に対応した電気信号に変換され、この電気信号
が前記欠陥検出回路２４へ供給される。

欠陥検出回路２４の出力は表示部４６及び選別
機構４８へ供給され、各円型シール部材１０の平
面部１０ａに欠陥があるか否かにより良不良の表
示を行い、また表面欠陥のある円型シール部材１
０を不良品として除去することができる。

本発明の実施例は以上の構成から成り、以下に
その作用を説明する。

加工工程から排出された円型シール部材１０は
直ちに図示していない供給装置により順次回転台
１２へ供給され、回転台１２の軸２００と円型シ
ール部材１０の軸１００とがほぼ整列した位置で
モータ１８による回転台１２の矢印Ａ方向の回転
が開始され、同時にスリツト光束発生装置２６か
らはスリツト光束３００が平面部１０ａに向つて
照射される。この時のスリツト光束３００はその
長手方向が円型シール部材１０の半径方向に向
い、この結果、円型シール部材１０の寸法あるい
は品種が変更され、または回転台１２との軸の不
整あるいはシール部材１０の歪み等の影響を受け
ることなく常にスリツト光束３００をその平面部
１０ａに照射することができる。また、スリツト
光束３００の入射角θは大きく設定され、実施例
においては70゜程度に設定されており、この結果、
黒色ゴムのような極めて低反射率の材質から形成
されている円型シール部材１０に対しても正反射
方向に大きな反射光４００を生じさせることがで
き、ノイズ混入の少ない効果的な反射作用を得る
ことが可能となる。また、入射角θを大きくする
ことにより、平面部１０ａの幅が大きく変化した
場合においても、平面部１０ａを確実に平面部よ
り十分に長いスリツト光束３００内に納めること
ができ、形状の異なる種々の円型シール部材１０
を同一の検査装置にて検査することができるとい
う利点も有する。

以上のようにして、回転台１２の少なくとも１
回転により、平面部１０ａを全面に渡つてスリツ
ト光束３００にて照射することができ、この時の
反射光４００を光電検出器３４により検出するこ
とにより、平面部１０ａの全面を検査することが
可能となる。すなわち、平面部１０ａの表面が正
常である場合には、ほぼ均一の光量を有する反射
光４００が得られ、この結果光電検出器３４の電
気信号もほぼ一定値となるが、平面部１０ａに疵
その他の表面欠陥がある場合には、反射光４００
は乱反射によつて著しく減少し、この結果光電検
出器３４の電気信号も著しく低下し、この電気信
号値の変化を欠陥検出回路２４により電気的に処
理することによつて欠陥を確実に高精度で検出す
ることが可能となる。

前記光電検出器３４の受光レンズ３６は光検出
の視野、視方向を限定し、背景光あるいは拡散光
の入射を阻止してノイズ混入を防ぐために有効で
あり、その光軸はほぼ正反射方向に設定されてい
るが、平面部１０ａへの結像は不要でその視野及
び視方向は充分に大きな領域を有するように設定
されており、平面部１０ａの位置が若干移動した
場合においても良好な光検出作用を達成すること
ができ、円型シール部材１０の大きさあるいは回
転台１２への設置位置が変化しても良好な検出作
用を得ることが可能となる。

以上のようにして光電検出器３４の出力は表面
欠陥に対応した変化を示し、このことから円型シ
ール部材１０の良否を判定することができるが、
電気的な信号処理をする欠陥検出回路２４の好適
な実施例が第３図に示されている。

平面部１０ａからの反射光４００は回転台１２
の１回転に対して周期的な変動を有し、この変動
は表面欠陥の有無に拘らず平面部の角度あるいは
シール部材１０の偏心等に起因し、この周期的変
動を除去するために、実施例における欠陥検出回
路２４は検出信号と対応した浮動閾値を検出信号
と比較して表面欠陥を識別する機能を有する。第
３図において、欠陥検出回路２４は比較器４０を
有し、その負入力端には光電検出器３４の検出信
号が直接供給され、また正入力端には光電検出器
３４の検出信号に対応する浮動閾値が供給されて
いる。すなわち、光電検出器３４の出力はローパ
スフイルタ４２及び減衰器４４を通つて高次成分
が除去されるとともに所定の減衰作用が行われ、
浮動閾値として比較器４０へ供給されている。

第４図には欠陥検出回路２４の特性図が示さ
れ、第４図Ａには実線で光電検出器３４の出力が
示され、またこれにほぼ追従しかつ高次成分が除
去されるとともに電圧値が減衰された浮動閾値が
破線にて示されている。この浮動閾値方式によれ
ば、平面部１０ａの全周に渡る低次の反射率不均
一、回転の偏心、光源光量の変動等の影響を軽減
することができ、常に均一の欠陥検出精度を得る
ことが可能となる。第４図Ａにおいて欠陥部は出
力の著しい減少として示され、この時浮動閾値は
ロータスフイルタ４２の作用によつてこの急激な
変動を平滑しているので、欠陥部において、光電
検出器３４の出力は浮動閾値より低下することと
なり、第４図Ｂで示されるように比較器４０から
は「１」なる検出信号を得ることができる。

前述した欠陥検出回路２４の欠陥検出作用は実
施例において回転台１２の１回転に渡つて行わ
れ、検出作用の開始及び終了信号はエンコーダ２
２から欠陥検出回路２４へ供給される信号により
行われ、本発明においては両信号を検出するため
にエンコーダ２２以外の他のパルス発生器を用い
ることも可能である。

欠陥検出回路２４により回転台１２の１回転の
欠陥検出作用が完了した後、前述したように表示
部４６及び選別機構４８が欠陥検出回路２４の出
力によつて作動し、不良シール部材を除去すると
ともに不良表示を行い、その後新たな円型シール
部材が回転台１２へ供給され再び加工面検査が継
続される。

以上説明したように、本発明によれば、従来の
目視ではほとんど検出できなかつた微細な表面欠
陥をも極めて高精度に検出することができ、また
大量の円型シール部材を迅速に無接触で自動検査
可能となり、平面部の欠陥に起因する円型シール
部材の不良あるいは耐久性低下を確実に防止し、
特に自動車等のブレーキに用いられるカツプの検
査に極めて好適である。また、本発明によれば、
自動検査装置を加工工程の直後に配置することが
でき、平面部の欠陥によつて切断刃の損耗等を迅
速に発見することができ、円型シール部材の不良
率を著しく低下させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明により検査される円型シール部
材の好適な実施例を示す断面図、第２図は本発明
に係る加工面検査装置の好適な実施例を示す概略
構成図、第３図は第２図における欠陥検出回路の
好適な実施例を示す回路図、第４図は第３図の作
用を説明する波形図である。 １０……円型シール部材、１０ａ……平面部、
１２……回転台、２４……欠陥検出回路、２６…
…スリツト光束発生装置、３４……光電検出器、
３８……光電変換器、３００……スリツト光束。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 円型シール部材を載置回転する回転台と、円
   型シール部材の平面部に該平面部を横切るととも
   に平面部より十分に長いスリツト光束を大きな入
   射角で照射するスリツト光束発生装置と、平面部
   からの正反射光を受光して反射光量に応じた電気
   信号に変換する光電検出器と、光電検出器の電気
   信号を回転台の少なくとも一回転中連続的に処理
   し加工面の欠陥から生じる乱反射により欠陥を検
   出する欠陥検出回路と、を含み、前記欠陥検出回
   路は光電検出器の検出信号とこの検出信号から高
   次成分が除去された浮動閾値とを比較する比較器
   を有し、平面部を非接触で光学的に検査できるこ
   とを特徴とする円型シール部材の平面部検査装
   置。