(57)【要約】【課題】簡易な構成により、ナイロンコートが付された金属部材の表面を検査する。【解決手段】円筒形の金属部材の表面を検査するための表面検査装置において、前記金属部材の長手方向を撮像するラインスキャナと、前記金属部材を円筒形の中心軸の回りで回転させるための第１ローラと、前記第１ローラとともに前記金属部材を載置し、前記金属部材の回転角度を検出するためのロータリーエンコーダが取り付けられた第２ローラと、前記ラインスキャナと、前記第１ローラを駆動するモータと、前記ロータリーエンコーダとに接続された制御装置とを備えたことを特徴とする。【選択図】図３
2014035331.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒形の金属部材の表面を検査するための表面検査装置において、
前記金属部材の長手方向を撮像するラインスキャナと、
前記金属部材を円筒形の中心軸の回りで回転させるための第１ローラと、
前記第１ローラとともに前記金属部材を載置し、前記金属部材の回転角度を検出するためのロータリーエンコーダが取り付けられた第２ローラと、
前記ラインスキャナと、前記第１ローラを駆動するモータと、前記ロータリーエンコーダとに接続された制御装置と
を備えたことを特徴とする表面検査装置。
【請求項２】
円筒形の金属部材の表面を検査するための表面検査方法において、
前記金属部材を円筒形の中心軸の回りで回転させるための第１ローラと、前記金属部材の回転角度を検出するためのロータリーエンコーダが取り付けられた第２ローラとに、前記金属部材を載置するステップと、
前記金属部材の長手方向を撮像するラインスキャナを、前記金属部材の表面と所定の間隔で設定するステップと、
前記第１ローラによって前記金属部材を回転させ、撮像を開始する位置決めを行うステップと、
前記第１ローラによって前記金属部材を回転させ、前記ロータリーエンコーダにより角度検出を行いながら、前記ラインスキャナによる前記金属部材表面の撮像を行うステップと
を備えたことを特徴とする表面検査方法。
【請求項３】
前記ラインスキャナによって撮像された前記金属部材表面の画像を、制御装置に格納するステップと、
前記制御装置により、格納された前記画像の画素を解析して、前記金属部材の表面を検査するステップと
を備えたことを特徴とする請求項２に記載の表面検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ナイロンコート部材の表面検査装置およびその方法に関し、より詳細には、ナイロンコートが付された金属部材であって、円筒形の部材の表面を検査するための装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、アルミ合金、炭素鋼などの金属部材の表面にポリアミド樹脂を融着させてコーティングした製品が知られている。ポリアミド樹脂の被覆により、金属部材同士の摩擦面を保護して製品の長寿命化を図ったり、金属部材同士が接触するときの衝撃を吸収して消音性を高くすることができる。ポリアミド樹脂として代表的なものにナイロンパウダー（ナイロン１１）があり、ナイロンコート製品として代表的なものに、自動車のスプラインシャフト、ステアリングシャフト、リバースシャフトなど駆動系の金属部材がある。
【０００３】
図１に、従来のナイロンコート製品の一例を示す。トラック用のリバーストランスミッションに使用されるリバースギアシャフトである。炭素鋼からなるリバースギアシャフトの本体（ワーク）１１は、トランスミッションの操作軸に取り付けられる基部１２と、ミッション駆動軸との間で摺動可能に取り付けられる円筒形の摺動部１３とに分かれている。摺動部１３には、厚さ０．４ｍｍのナイロンコート１４が付されている。
【０００４】
図２に、従来の粉体流動浸漬法によるナイロンコートの工程を示す。機械加工工程（ステップ１０１）では、金属部材の機械加工を行なう。この工程において、炭素鋼を機械加工により所望の形状、例えば上記の本体（ワーク）１１のように加工する。洗浄工程（ステップ１０２）では、本体１１の湿式洗浄を行う。トリクロールエチレン、苛性ソーダ等により、機械加工により付着した油分の脱脂等を行なう。
【０００５】
サンドブラスト工程（ステップ１０３）では、本体１１の摺動部１３の表面にサンドブラストを行い、表面の凹凸が２０μｍ程度になるように加工する。細かい凹凸形状（ポーラス）をつけることにより、金属部材の表面とナイロンとの接着面積を増して接着強度を高めている。プライマー処理工程（ステップ１０４）では、洗浄した本体１１の摺動部１３に接着剤（プライマー）塗布を行なう。具体的には、エポキシ系熱硬化樹脂を、含浸法により塗布する。
【０００６】
加熱工程（ステップ１０５）では、粉体流動浸漬工程を行うために、被着材となる本体１１を加熱する。加熱温度は、ナイロン１１が十分に溶融可能な温度（１８７℃以上）であり、鉄の変体点を超えない温度とし、一般的には、２２０℃〜から２３０℃程度である。次に、粉体流動浸漬工程（ステップ１０６）において、摺動部１３に溶融樹脂の自由成長片肉を見越して最大で厚さ０．８ｍｍ程度のナイロンコートを行なう。粉体流動浸漬法とは、流動炉内において、空気圧により粉体ナイロンを流動させ、浮遊する粉体中に予熱された金属部材（ワーク）を浸漬し、金属部材表面に付着した粉体を溶融流動させて連続したナイロンの皮膜を形成する方法である。
【０００７】
冷却工程（ステップ１０７）では、本体１１（ワーク）を冷却して、表面に付着したナイロンを固着させる。成形（バイスブローチ加工）工程（ステップ１０８）では、ナイロンコートされた本体１１が、所望の形状となるように切削加工を行なう。切削刃を有するバイスに、ナイロンコートが付され摺動部１３を通して、ナイロンコートの厚さを０．４ｍｍ程度に成型する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平５−２５６６３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述したリバースギアシャフトは、摺動部品であり、ナイロンコート表面の加工精度は、２／１００ｍｍ程度求められている。そこで、成型されたナイロンコートの表面の検査が行われている。例えば、特許文献１に記載されているように、ビデオカメラにより、本体１０を円筒形の中心軸で回転させながら摺動部１３の円周方向を走査する。続いて、ビデオカメラを円筒形の中心軸方向に移動させながら円筒形全体を走査し、取得した画像をもとに検査を行っていた。具体的には、陰影に基づいた傷の有無、色の変化に基づいたナイロンコートの固着の程度を検査する。
【００１０】
しかしながら、ビデオカメラ走査系と金属部材の回転駆動系とを備える検査装置は、装置構成が複雑であり、両系統の同期制御が煩雑であった。また、取得した画像の画像処理を行うためのシステムも複雑となって、高価であるという問題があった。
【００１１】
本発明の目的は、簡易な構成により、ナイロンコートが付された金属部材の表面を検査することができる表面検査装置およびその方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
このような目的を達成するために、本発明の一実施態様は、円筒形の金属部材の表面を検査するための表面検査装置において、前記金属部材の長手方向を撮像するラインスキャナと、前記金属部材を円筒形の中心軸の回りで回転させるための第１ローラと、前記第１ローラとともに前記金属部材を載置し、前記金属部材の回転角度を検出するためのロータリーエンコーダが取り付けられた第２ローラと、前記ラインスキャナと、前記第１ローラを駆動するモータと、前記ロータリーエンコーダとに接続された制御装置とを備えたことを特徴とする。
【００１３】
本発明の他の実施態様は、円筒形の金属部材の表面を検査するための表面検査方法において、前記金属部材を円筒形の中心軸の回りで回転させるための第１ローラと、前記金属部材の回転角度を検出するためのロータリーエンコーダが取り付けられた第２ローラとに、前記金属部材を載置するステップと、前記金属部材の長手方向を撮像するラインスキャナを、前記金属部材の表面と所定の間隔で設定するステップと、前記第１ローラによって前記金属部材を回転させ、撮像を開始する位置決めを行うステップと、前記第１ローラによって前記金属部材を回転させ、前記ロータリーエンコーダにより角度検出を行いながら、前記ラインスキャナによる前記金属部材表面の撮像を行うステップとを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
以上説明したように、本発明によれば、円筒形の金属部材の円周方向をラインスキャナによって走査することにより、金属部材の表面を全周にわたって検査することができ、走査系との同期制御を簡単に行うことができる。また、２次元の撮像画像を、１回の走査で取得することができるので、取得した画像の画像処理も簡易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】従来のナイロンコート製品の一例を示す図である。
【図２】従来の粉体流動浸漬法によるナイロンコートの工程を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態にかかる表面検査装置の構成を示す図である。
【図４】表面検査装置を側面から見た図である。
【図５】表面検査装置による検査方法を示すフロー図である。
【図６】表面検査装置によって取得された画像の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００１７】
図３に、本発明の一実施形態にかかる表面検査装置の構成を示す。図４は、表面検査装置を側面から見た図である。表面検査装置２０は、ラインスキャナ２１により、検査対象となる金属部材２２の長手方向（円筒形の中心軸Ａ方向）を撮像する。金属部材２２は、例えば、図１に示したリバースギアシャフトである。金属部材２２は、金属部材２２の中心軸と直交する断面において、第１ローラ２３と、第２ローラ２４とにより二点で載置されている。ラインスキャナ２１は、図の上下方向に移動可能なように設置されており、ラインスキャナ２１の撮像面２１ａと金属部材２２の表面との間隔を、ラインスキャナ２１の焦点距離に合せて調整することができる。
【００１８】
第１ローラ２３は、金属部材２２を中心軸の回りで回転させるための駆動ローラであり、駆動用のステッピングモータ２５に接続されている。第１ローラ２３は、シリコンラバーで被覆された円筒形の金属部材である。第２ローラ２４も、シリコンラバーで被覆された円筒形の金属部材であり、第１ローラ２３によって回転させられた金属部材２２の回転角度を検出するためのロータリーエンコーダ２６が取り付けられている。
【００１９】
ラインスキャナ２１と、ステッピングモータ２５と、ロータリーエンコーダ２６とは、それぞれ制御装置に接続されている。
【００２０】
図５に、表面検査装置による検査方法を示す。検査対象となる金属部材２２を、第１ローラ２３および第２ローラ２４上に載置する（ステップ２０１）。制御装置により、ラインスキャナ２１の撮像面２１ａと金属部材２２の表面との間隔を設定する（ステップ２０２）。本実施形態では、０．３±０．２ｍｍとなるように設定される。
【００２１】
制御装置により、第１ローラ２３によって金属部材２２を回転させ、撮像を開始する位置決めを行う（ステップ２０３）。本実施形態では、例えば、金属部材２２（リバースギアシャフト）の基部に設けられている鋼球圧入穴を検知して、開始位置とする。
【００２２】
制御装置は、第１ローラ２３によって金属部材２２を回転させ、ロータリーエンコーダ２６により角度検出を行いながら、ラインスキャナ２１による金属部材２２表面の撮像を行う（ステップ２０４）。具体的には、制御装置は、ロータリーエンコーダ２６からの信号を取り込み、ラインスキャナ２１へ同期信号を生成して出力する。制御装置は、ラインスキャナ２１の解像度、金属部材２２の外周径、第１ローラ２３の回転速度を考慮して、予め設定された設定された算出手順により、同期信号を生成する。
【００２３】
図６に、表面検査装置によって取得された画像の一例を示す。円筒形の金属部材（リバースギアシャフト）の本体３１（リバースギアシャフト）の円周方向を、上述のラインスキャナ２１によって走査した結果を示す。制御装置は、取得したが画像の摺動部３３の画素を解析して、ナイロンコートの表面の検査を行う（ステップ２０５）。
【００２４】
本実施形態によれば、円筒形の金属部材の円周方向を、ラインスキャナによって走査することだけで、金属部材の表面を全周にわたって検査することができる。回転駆動系は、金属部材を回転させるだけでよいので、走査系との同期制御を簡単に行うことができる。また、２次元の撮像画像を、１回の走査で取得することができるので、取得した画像の画像処理も簡易に行うことができる。
【符号の説明】
【００２５】
１１，３１  本体
１２，３２  基部
１３，３３  摺動部
１４  ナイロンコート
２０  表面検査装置
２１  ラインスキャナ
２２  金属部材
２３  第１ローラ
２４  第２ローラ
２５  ステッピングモータ
２６  ロータリーエンコーダ
【図２】
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【図３】
2014035331.tif 000004
【図４】
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【図５】
2014035331.tif 000006
【図１】
2014035331.tif 000007
【図６】
2014035331.tif 000008