(57)【要約】【課題】受光部による被検査物の穴欠陥の過剰検出を確実に防止して、穴欠陥の有無、及び穴欠陥があった場合のその位置の検出を精度良く行うことができる穴欠陥検出装置及び穴欠陥検出方法を得る。【解決手段】投光部２と受光部３との間に被検査物を該受光部３の配列方向と直行する方向に進入させて、投光部２から照射されて該被検査物の穴欠陥１ａを透過した光を上記受光部２によって順次検出する構成の穴欠陥検出装置において、投光部２と被検査物との間の空間及び受光部３と被検査物との間の空間４のうち少なくともいずれか一方の空間に、投光部２及び／又は受光部３から被検査物の方向に立ちあがって該空間を縦に仕切る複数の遮光板５を並設する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を照射する投光部と、該投光部と対向する位置に直列状に配置され、投光部からの光を受光する複数の受光部とを備え、これら投光部と受光部との間に被検査物を該受光部の配列方向と直行する方向に進入させて、上記投光部から照射されて該被検査物の穴欠陥を透過した光を上記受光部によって順次検出する構成の穴欠陥検出装置において、
上記投光部と被検査物との間の空間及び上記受光部と被検査物との間の空間のうち少なくともいずれか一方の空間に、投光部及び／又は受光部から被検査物の方向に立ちあがって該空間を縦に仕切る複数の遮光板を並設したことを特徴とする穴欠陥検出装置。
【請求項２】
上記各遮光板は、上記被検査物の進入方向に対してそれぞれ斜めの方向に延びていて、各遮光板は相互に平行なるように配設されていることを特徴とする請求項１に記載の穴欠陥検出装置。
【請求項３】
上記投光部は被検査物の上部側に、上記受光部は被検査物の下部側にそれぞれ配置されていて、上記遮光板は鉛直方向に直立していることを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載の穴欠陥検出装置。
【請求項４】
光を照射する投光部と、該投光部と対向する位置に直列状に配置されて投光部からの光を受光する複数の受光部との間に、被検査物を該受光部の配列方向と直行する方向に進入させて、上記投光部から照射されて該被検査物の穴欠陥を透過した光を上記受光部によって順次検出する穴欠陥検出方法において、
上記投光部と被検査物との間の空間及び上記受光部と被検査物との間の空間のうち少なくともいずれか一方の空間に、投光部及び／又は受光部から被検査物の方向に立ちあがって該空間を縦に仕切る複数の遮光板を並設した状態で上記投光部から被検査物に光を照射することを特徴とする穴欠陥検出方法。
【請求項５】
上記各遮光板は、上記被検査物の進入方向に対してそれぞれ斜めの方向に延びていて、各遮光板は相互に平行なるように配設されていることを特徴とする請求項４に記載の穴欠陥検出方法。
【請求項６】
上記投光部は被検査物の上部側に、上記受光部は被検査物の下部側にそれぞれ配置されていて、上記遮光板は鉛直方向に直立していることを特徴とする請求項４又は請求項５のいずれかに記載の穴欠陥検出方法。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえば各種鋼板等の被検査物の穴欠陥の検出する検出装置及び検出方法に関するもので、さらに詳しくは、被検査物の穴欠陥の位置を精度良く検出することができる穴欠陥検出装置及び穴欠陥検出方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、鋼板等の穴欠陥を検出するに際して、図４に示すように、光を照射する投光部１１と、該投光部１１と対向する位置に配置された複数の受光部１２との間に被検査物１３を通し、投光部１１から照射されて被検査物１３の穴欠陥１３ａを透過した光を受光１２部によって順次検出するものは広く知られている。
この種の穴欠陥の検出手段は、上記複数の受光部１２は、被検査物１３の移動方向（図４において前後方向）に対して直交する向き、即ち被検査物１３の幅方向（図４においては左右方向）に向けて直列的に配置されていて、被検査物１３を連続的且つ直線的に移動させて投光部１１から被検査物１３に光を連続的に照射することにより、被検査物１３全体を検査することができる構成となっている。そして、穴欠陥がある場合には、該穴欠陥を透過した光をいずれかの受光部が感知し、その感知した受光部の位置により被検査物の穴欠陥の位置を特定することができる。
【０００３】
しかしながら、上記発光部１１から照射される光が、被検査物１３の穴欠陥１３ａに対して様々な入射角で入射し、透過することから、この種の検査装置においては、入射角の大きな光（図４中の符号１４の光）が穴欠陥１３ａの場所以外に位置する他の受光部に入射する可能性が高く、この結果、本来光を感知すべき穴欠陥の部分に位置する受光部以外にも、穴欠陥の位置とは関係のない他の受光部までが光を感知するという過剰検出が生じ、これにより、被検査物１３の穴欠陥１３ａの正確な位置が特定できないという問題があった。
さらに、被検査物１３の穴欠陥１３ａを透過した光が、受光部１２と被検査物１３の間で乱反射することがあり、その乱反射した光（図４中の符号１５の光）が、穴欠陥１３ａの場所とは全く関係ない位置にある受光部に入射することから、その乱反射する光も穴欠陥の過剰検出を生じさせる原因の一つになっていた。
特に、鋼板等の各種金属板の生産ラインにおいては、過剰検出によって穴欠陥の正確な位置検出ができないと、検査後の再検査ラインあるいは精整ライン等において穴欠陥を除去する際に、その穴欠陥の発見・確認作業のためにライン速度の減速や停止が必要以上に発生するだけでなく、穴欠陥を見落とすと、穴欠陥のある製品を出荷することにつながるため、過剰検出を防止して穴欠陥の正確な位置を検出するようにすることは非常に重要な課題となっていた。
【０００４】
一方で、被検査物の穴欠陥を検出手段として、特許文献１には、金属板等における穴欠陥は介在物などの成分上の問題や製造工程上の問題によって生じることが多く、穴欠陥の周囲には穴発生原因となった疵欠陥が顕在化していることを利用して、穴欠陥の位置と疵欠陥の位置との両方を検出・比較して、穴欠陥を検出した位置に確実に穴欠陥があるか否かを判断し、穴欠陥の誤検出を減らす技術が開示されている。しかしながら、この特許文献１に記載のものは、穴欠陥と疵欠陥の両方を検出するためのシステムの構成が全体として非常に複雑である上、最終的な欠陥の検出を特定するために様々なステップを踏む必要があり、判断に至るまでの過程が複雑であるという欠点がある。
しかも、この特許文献１のものは、最終的な穴欠陥の誤検出を減らすことができても、上述したような受光部による穴欠陥の過剰検出そのものを防ぐことができないため、穴欠陥の過剰検出がなされた場合でも、その度に疵欠陥の位置といちいち照合していく必要が生じ、これにより、穴欠陥の検出を判断・特定するのに非常に手間がかかるという問題があった。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−３４３３３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の技術的課題は、受光部による被検査物の穴欠陥の過剰検出を確実に防止して、穴欠陥の有無、及び穴欠陥があった場合のその位置の検出を精度良く行うことができる穴欠陥検出装置及び穴欠陥検出方法を提供することにある。
本発明の他の技術的課題は、被検査物の穴欠陥の検出を従来に比べてきわめて簡易な構成で、簡単且つ確実に行うことができる穴欠陥検出装置及び穴欠陥検出方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明の穴欠陥検出装置は、光を照射する投光部と、該投光部と対向する位置に直列状に配置され、投光部からの光を受光する複数の受光部とを備え、これら投光部と受光部との間に被検査物を該受光部の配列方向と直行する方向に進入させて、上記投光部から照射されて該被検査物の穴欠陥を透過した光を上記受光部によって順次検出する構成の穴欠陥検出装置において、上記投光部と被検査物との間の空間及び上記受光部と被検査物との間の空間のうち少なくともいずれか一方の空間に、投光部及び／又は受光部から被検査物の方向に立ちあがって該空間を縦に仕切る複数の遮光板を並設したことを特徴とする。
【０００８】
本発明においては、上記各遮光板は、上記被検査物の進入方向に対してそれぞれ斜めの方向に延びていて、各遮光板は相互に平行なるように配設されているものとすることが好ましい。これにより、被検査物の検査中に遮光板が一時的に穴欠陥の場所に位置することはあっても常時位置することがないため、遮光板自体が穴欠陥を塞いで光の穴欠陥の透過を妨げることがなく、これにより、遮光板に起因する穴欠陥の検出精度の低下を確実に防止することができる。
また、本発明の具体的な構成態様によれば、上記投光部は被検査物の上部側に、上記受光部は被検査物の下部側にそれぞれ配置されていて、上記遮光板は鉛直方向に直立している。
【０００９】
一方、本発明の穴欠陥検出方法は、光を照射する投光部と、該投光部と対向する位置に直列状に配置されて投光部からの光を受光する複数の受光部との間に、被検査物を該受光部の配列方向と直行する方向に進入させて、上記投光部から照射されて該被検査物の穴欠陥を透過した光を上記受光部によって順次検出する穴欠陥検出方法において、上記投光部と被検査物との間の空間及び上記受光部と被検査物との間の空間のうち少なくともいずれか一方の空間に、投光部及び／又は受光部から被検査物の方向に立ちあがって該空間を縦に仕切る複数の遮光板を並設した状態で上記投光部から被検査物に光を照射することを特徴とする。
【００１０】
この場合、上記各遮光板は、上記被検査物の進入方向に対してそれぞれ斜めの方向に延びていて、各遮光板は相互に平行なるように配設されていることが好ましい。
さらに、本発明においては、上記各遮光板は、上記被検査物の進入方向に対してそれぞれ斜めの方向に延びていて、各遮光板は相互に平行なるように配設されているものとすることができる。
さらに、本発明の具体的な構成態様によれば、上記投光部は被検査物の上部側に、上記受光部は被検査物の下部側にそれぞれ配置されていて、上記遮光板は鉛直方向に直立している。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、投光部と被検査物との間の空間及び上記受光部と被検査物との間の空間のうち少なくともいずれか一方の空間に、投光部及び／又は受光部から被検査物の方向に立ちあがって該空間を縦に仕切る複数の遮光板を並設したため、投光部と被検査物との間の空間に遮光板を配設した場合には、投光部から照射された光あるいは乱反射する光のうち、被検査物の穴欠陥の位置にある受光部以外の他の受光部に入射するような、比較的大きな入射角の光の穴欠陥への入射を、上記遮光板により穴欠陥を透過する前に予め遮ることができるため、本来光を受光すべき受光部のみが光を受光して、穴欠陥の過剰検出を防止することが可能となる。
一方、上記受光部と被検査物との間の空間に遮光板を配設した場合には、被検査物の穴欠陥の位置にある受光部以外の他の受光部に入射するような比較的大きな入射角の光が穴欠陥を透過したとしても、遮光板がその光を他の受光部に至る前に遮るため、この場合であっても、穴欠陥の過剰検出を防止することが可能となる。さらに、この場合においては、穴欠陥を透過した後被検査物と受光部との間で乱反射するような光であっても、上記遮光板が他の受光部への入射を遮るため、穴欠陥の過剰検出を一層確実に防止することができる。
また、本発明によれば、投光部と被検査物との間の空間及び上記受光部と被検査物との間の空間のうち少なくともいずれか一方の空間に上記遮光板を配置する構成であるため、従来のものに比べて全体の構成がきわめて簡易であり、しかも、この遮光板によって本来受光すべき受光部以外の他の受光部への光の入射を遮る構成としたことにより、穴欠陥の過剰検出を比較的簡単に、且つ確実に防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１〜図３は、本発明の穴欠陥検出装置の一実施の形態を示すもので、この実施の形態の検出装置は、コイルに巻取られる鋼板等、長尺の金属板の穴欠陥の検出に使用するもので、被検査物である金属板１に光を照射する投光部２と、該投光部２と対向する位置に直列的に配置されて投光部２からの光を受光する複数の受光部３とを有している。そして、これら投光部２と受光部３との間に、図示しない搬送手段によって金属板１を受光部３の配列方向（図１では、左右方向）と直交する方向（図１では前後方向）から直線的且つ一定の高さで水平に進入させて、投光部２から照射されて金属板１の穴欠陥１ａを透過した光を受光部３によって順次検出することにより、その穴欠陥の有無及び穴欠陥の位置を検出する構成となっている。
【００１３】
上記投光部２は、上記金属板１の全幅に対して高光度で照射可能な光源を備えたもので、被検査物である金属板１の上部側に位置して、該金属板１の上面側の板面に向けて光を照射するようになっている。
なお、この実施の形態においては、光源として、上記受光部３の配列方向と平行に延びて、該配列方向の両端部に位置する受光部３，３にまで至る長さを有する棒状に形成された蛍光灯であって、緑色の光を発するものが用いられている。
【００１４】
上記各受光部３は、被検査物である金属板１の下部側に位置して、穴欠陥１ａを通じて金属板１の上面側から下面側に透過した光を受けるもので、これらの受光部３は、金属板１の幅方向長さよりも十分に長くなる程度に直線的に配置されて、金属板１の全幅に亘って検査を行うことができるようになっている。
また、各受光部３は、いずれも同型で、同じ性能のものを用いており、受光部３の上面側に位置して入射する光を集める集光レンズ（図示せず）と、該集光レンズの下面側に位置して、集光レンズによって集められた光を感知する光検出素子（図示せず）とをそれぞれ備えている。
この実施の形態においては、上記光検出素子として、フォトマル（光電子倍増管）を使用しているが、フォトダイオード等各種光検出素子を使用しても良い。また、上記受光部３は、配列可能な長さの限度内でできるだけ多く設けて、光の位置を可能な限り細かい範囲で検出できるようにすることが好ましい。
【００１５】
上記受光部３と金属板１との間の空間４には、受光部３から金属板１の方向に鉛直に立ち上がって、該空間４を縦に仕切る複数の遮光板５が等間隔で並設されており、この遮光板５の広い板面両面を、光を遮る遮光面５ａ，５ａとして機能させて、穴欠陥への入射角が大きくて穴欠陥１ａの場所から異なる位置にある受光部に入射しようとする光（図１中の符号６の光）や、一旦穴欠陥１ａから入射して受光部３と金属板１との間で乱反射している光等の不要な光を遮光し、穴欠陥１ａのほぼ真下に位置する受光部に直接的に入射する光（図１中の符号７の光）のみを進行させるようにしている。
【００１６】
上記各遮光板５は、上端が金属板１に接触しない範囲内で、できるだけ該金属板１近くにまで延びるような高さに形成されていて、上記１つの受光部３の上面に複数枚の遮光板５が位置するような間隔で配置されている。このように、各遮光板５を金属板１に近い高さにまで延ばした上、これらの遮光板５で空間４をできるだけ細かく仕切ることにより、上述のような不要な光が進行できる範囲を小さくして該不要な光を一層確実に遮ることができるため、その不要な光が他の受光部に与える影響を抑え、穴欠陥１ａのほぼ直下に位置する受光部のみに確実に光を受光させることができる。
図１においては、上記各遮光板５，５の間の間隔は、１つの受光部３上に２〜３枚程度が配設されるような間隔としているが、この遮光板５，５間の間隔は狭ければ狭いほど好ましく、また遮光板５はその間隔に合わせて何枚でも配設してもよい。
【００１７】
また、上記各遮光板５は、図２に示すように、それぞれ上記金属板１の進入方向（図２中の矢印方向）に対して角度βの方向に向けて斜めに延びる横長の薄板状に形成されていて、いずれの遮光板５も、すべて同型で且つ相互に平行なるように同じ方向に延びた状態で配設されている。これにより、金属板１の検査中において、遮光板５が一時的に穴欠陥１ａの場所、即ち穴欠陥１ａの真下に位置して該穴欠陥１ａと重なることがあっても、金属板１が直進することにより穴欠陥１ａの場所が遮光板５の位置からすぐにずれて、相互の重なりが解消されるため、遮光板５が穴欠陥１ａの場所に常時位置することがない。したがって、遮光板５自体が穴欠陥１ａを塞いで光の透過を妨げることがなく、これにより、遮光板５に起因する穴欠陥１ａの検出精度の低下が確実に防止される。
【００１８】
ここで、各遮光板５の、金属板１の進入方向に対する角度βは、０°及び９０°以外であれば穴欠陥１ａと遮光板５との重なりが解消されるため、該角度βは基本的に０°及び９０°を除いた適当な角度に設定することができる。ただし、この角度βが小さいと、１枚の遮光板５が２つ以上の受光部３にまたがってしまう場合があり、その際には、金属板１の進行中に穴欠陥１ａが複数の遮光板５上を通過することになることから、それらの遮光板間の隙間８内に入射した光が、各遮光板５の長手方向に拡散あるいは乱反射して複数の受光部に入射する可能性がある。その結果、穴欠陥１ａの正確な位置の特定が面倒になることがあることから、この様な事態を可及的に回避することができるように角度βは可能な限り大きい方が良く、穴欠陥の未検出が生じない限度で９０°に近い角度に設定することが好ましい。
【００１９】
さらに、上記各遮光板５は、遮光板５の表面、特に遮光面５ａについては、光を吸収しやすいように黒色に着色されていて、できるだけ光の反射を抑えるようになっており、また、表面については、つやを少なくして光を反射しにくくしている。
なお、この実施の形態においては、各遮光板５全体を、ある程度剛性の高い黒色の厚紙で形成しているが、遮光板５の材質・色については、耐久性があって光の反射が生じにくいものであれば適宜選択することができる。
【００２０】
ところで、上記各遮光板５は、図２に示すように、高剛性で保形性を有する平面視略平行四辺形状の保持枠９内にすべて配設されている。これにより、遮光板５を設置すべき空間、即ちこの実施の形態の場合は受光部３と金属板との間の空間４に該遮光板５を簡単に設置することができ、該空間４内における各遮光板５の位置の設定も容易であるという利点がある。
具体的に、この保持枠９は、上記遮光板５とほぼ同じ高さ及び厚さに形成されていて、内壁部分に各遮光板５の長手方向の両端部がそれぞれ位置不動に固定されている。また、この保持枠９の長手方向の両端部分は、各遮光板５と平行となるように形成されていて、この部分も遮光板として機能するようになっている。
この場合において、上記保持枠９は、枠内に上記投光部２の投光面及び受光部３の受光面が収まるように形成されることが好ましい。
【００２１】
なお、この実施の形態の検出装置における上記投光部２及び受光部３並びに遮光板を配設する部分、金属板１を通す投光部２と受光部３との間の空間については、外部からの光が入射しないように遮蔽してあり、その外部からの光に起因する過剰検出や誤検出を防止するようにしている。
【００２２】
上記構成を有する穴欠陥検出装置は、投光部２と受光部３との間に金属板１を連続的に進入させる一方で、投光部２から金属板１に光を照射し、金属板１に穴欠陥１ａがあった場合には、穴欠陥１ａを透過した光が受光部３に入射することにより、穴欠陥１ａが存在すること及びその穴欠陥１ａの位置が検出される。
このとき、上記受光部３と被検査物である金属板１との間の空間４に、受光部３から金属板の方向に立ち上がって、該空間４を縦に仕切る複数の遮光板５が並設された状態で金属板１に光が照射されるため、穴欠陥１ａの位置にある受光部以外の他の受光部に入射するような比較的大きな入射角の光６が穴欠陥を透過するような場合でも、遮光板５がその光６を他の受光部３に至る前に遮る。そして、本来光を受光すべき受光部、即ち該穴欠陥１ａの場所に位置する受光部のみに光を入射させて受光させるため、穴欠陥１ａの過剰検出を防止することできる。また、穴欠陥１ａを透過した後、金属板１と受光部との間で乱反射するような光であっても、上記遮光板５が遮って他の受光部へ入射することを防ぐことができるため、穴欠陥の過剰検出を一層確実に防止して、穴欠陥の有無を精度よく検出すると共に、穴検出の位置を正確に検出することができる。
【００２３】
さらに、上記構成の穴欠陥検出装置は、上記受光部３と金属板１との間の空間４に上記遮光板を配置するという比較的簡易な構成であるため、検出の精度を向上させために複雑な構成を採用している従来のものに比べて全体の構成がきわめて簡単であり、製造や設置、メンテナンス等もきわめて容易である。しかも、上記受光部３と金属板１との間の空間４に上記遮光板５を配置するだけで、過剰検出を防ぎながらの穴欠陥１ａの検出を容易に行うことができるため、検出作業を比較的簡単且つ確実に行うことができる。
【００２４】
上記実施の形態においては、複数の遮光板５を、受光部３と被検査物である金属板１との間の空間４に配設した例を示しているが、図３に示すように、遮光板を受光部３と金属板１との間の空間４、及び投光部２と金属板１との間の空間１０の両方の空間にそれぞれ配設するようにしても良い。具体的には、上記空間１０に、投光部から金属板１の方向に立ちあがって（この場合は鉛直方向に直立）、該空間１０を縦に仕切る複数の遮光板５´を並設することができる。
この場合、空間１０にある遮光板５´が、投光部２から照射された光あるいは乱反射する光のうち、金属板１の穴欠陥１ａの位置にある受光部以外の他の受光部に入射するような、比較的大きな入射角の光（図３中の符号６´の光）の穴欠陥１ａへの入射を、穴欠陥１ａを透過する前に予め遮るため、受光部３と金属板１との間の空間４に配設した遮光板５の作用と相まって、金属板１の穴欠陥１ａの過剰検出を一層確実に防止することができる。
なお、このように両方の空間４，１０に遮光板５，５´を設ける場合、上記空間１０に配置する各遮光板５´と、上記空間４に配置する各遮光板５とは、遮光板間の間隔を相互に異なるものとしてもよく、また、両空間４，１０の遮光板５，５´の枚数や高さ、配設位置、被検査物の進行方向に対する角度β等は、それぞれの空間４，１０ごとに別々に設定することができる。
【００２５】
また、上記遮光板は、投光部２と被検査物との間の空間にのみ設けてもよく、この場合には、上述のように、他の受光部に入射するような比較的大きな入射角の光の穴欠陥への入射を、該穴欠陥を透過する前に予め遮ることができるため、この空間に遮光板を配設するだけでも穴欠陥の過剰検出を防止することが可能となる。
【００２６】
さらに、上記実施の形態においては、投光部２を被検査物である金属板１の上部側に、受光部３を金属板１の下部側にそれぞれ配置し、上記遮光板５は鉛直方向に直立させた態様としているが、投光部及び受光部の位置関係は、上下逆転してもよいことは勿論である。
また、上記実施の形態の場合は、被検査物である金属板１を、投光部２と受光部３との間に水平に進入されるようにしているが、金属板１を傾斜させた状態で進入させる場合や、金属板を鉛直に進入させる場合であっても、投光部２の光の照射方向及び受光部３の受光方向を適正な方向、即ち光の照射及び受光・検出を最も適当に行うことができる方向に設定した上で、上記投光部２と被検査物との間の空間及び上記受光部３と被検査物との間の空間のうち少なくともいずれか一方の空間に、投光部２及び／又は受光部３から被検査物の方向に立ちあがって該空間を縦に仕切る複数の遮光板を並設することができれば、金属板１の搬送ラインの状況に合わせて適当な態様とすることが可能である。
【００２７】
さらに、上記実施の形態においては、被検査物として金属板を採用した例を示しているが、被検査物としては、シート状のものあるいはブロック状等の板体以外の各種形状のものであってよく、また金属以外の素材であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明に係る穴欠陥検出装置の概略的に示す正面図である。
【図２】本発明の遮光板の平面図である。
【図３】本発明に係る穴欠陥検出装置における図１とは異なる実施の形態を概略的に示す正面図である。
【図４】従来の穴欠陥検出装置を概略的に示す正面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１      金属板（被検査物）
１ａ    穴欠陥
２      投光部
３      受光部
４，１０      空間
５      遮光板
β      被検査物の進入方向に対する遮光板の角度
【図１】
2010091460.tif 000003
【図２】
2010091460.tif 000004
【図３】
2010091460.tif 000005
【図４】
2010091460.tif 000006