(57)【要約】【課題】画像処理カメラの焦点不一致の発生を極力抑制して高検査精度が得られる軸状物の検査装置を提供する。【解決手段】カム面１０１を有するカムシャフト１００と、カムシャフト１００のカム面１０１と相似形のカム面１１１を有するマスタカムシャフト１１０を同期して回転駆動する被検査物回転駆動部２０およびマスタモデル回転駆動部１０と、回転するマスタカムシャフト１１０のカム面１１１に倣って揺動する第１ローラ５２および第２ローラ５３を備えた倣部５６と画像処理カメラ６０がリンク機構４４を介して連動し、倣部５６の揺動に基づいてレンズ光軸６０ａがカムシャフト１００カム面１０１に対して垂直になる位置に画像処理カメラ６０を揺動するカメラ揺動部３０とを備える。【選択図】  図２
2004233195.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸心からの距離が連続して変化する外周面を有する軸状物の外観を検査する軸状物の検査装置において、
上記軸状物の外周面と相似形の外周面を有するマスタモデルを回転駆動するマスタモデル回転駆動部と、
上記軸状物を上記マスタモデルと同位相でかつ同期回転駆動する被検査物回転駆動部と、
回転する上記マスタモデルの外周面に倣って揺動する倣部と画像処理カメラがリンク機構を介して連動し、上記倣部の揺動に基づいてレンズ光軸が上記軸状物の外周面に対して垂直になる位置に上記画像処理カメラを揺動するカメラ揺動部とを備えたことを特徴とする軸状物の検査装置。
【請求項２】
軸心からの距離が連続して変化する外周面を有する軸状物の外観を検査する軸状物の検査装置において、
上記軸状物の外周面と相似形の外周面を有するマスタモデルを回転駆動するマスタモデル回転駆動部と、
上記軸状物を上記マスタモデルと同位相でかつ同期回転駆動する被検査物回転駆動部と、
回転する上記マスタモデルの外周面に倣って揺動する倣部と画像処理カメラがリンク機構を介して連動し、上記倣部の揺動に基づいてレンズ光軸が上記軸状物の外周面に対して垂直になる位置に上記画像処理カメラを揺動すると共に画像処理カメラと軸状物の外周面との間を一定に維持するカメラ揺動部とを備えたことを特徴とする軸状物の検査装置。
【請求項３】
上記倣部の移動量に基づいて上記マスタモデルおよび軸状物の回転速度を制御することを特徴とする請求項１または２に記載の軸状物の検査装置。
【請求項４】
軸心からの距離が連続して変化する外周面を有する軸状物の外観を検査する軸状物の検査装置において、
上記軸状物の外周面と相似形の外周面を有するマスタモデルを回転駆動するマスタモデル回転駆動部と、
上記軸状物を上記マスタモデルと同位相でかつ同期回転駆動する被検査物回転駆動部と、
カメラ揺動部とを備え、
該カメラ揺動部は、
互いに離反して配置された第１基部および第２基部と、
上記第１基部および第２基部にそれぞれ同軸上で移動自在に支持された第１支持ロッドおよび第２支持ロッドと、
上記第１支持ロッドおよび第２支持ロッドの各先端にそれぞれ揺動自在に軸支された第１リンク部材および第２リンク部材と、
上記第１リンク部材と第２リンク部材の各端部間に揺動自在に軸支されて掛け渡された第３リンク部材および第４リンク部材と、
上記第３リンク部材と第４リンク部材の間に揺動自在に軸支されて掛け渡された第５リンク部材と、
上記第５リンク部材に設けられて上記回転するマスタモデルの外周面に倣って転動する第１ローラおよび第２ローラを有する倣部と
上記回転する軸状物の外周面に対してレンズ光軸が垂直になる上記第１リンク部材の位置に配置された画像処理カメラと、
上記第１ローラおよび第２ローラを上記マスタモデルの外周面に押接付勢する付勢手段とを備えたことを特徴とする軸状物の検査装置。
【請求項５】
上記第１支持ロッドの移動量を検出するスキャン速度検出手段を有し、該スキャン速度検出手段による第１支持ロッドの移動量検出に基づいて上記マスタモデルおよび軸状物の回転速度を制御することを特徴とする請求項４に記載の軸状物の検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、軸状物の検査装置に関し、特に軸心からの距離が連続変化する外周面を有する軸状物の検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
軸心からの距離が連続して変化する外周面を有する軸状物、例えばエンジンの吸気弁や排気弁等の動弁機構に用いられるカムシャフトのカム面に発生する傷、割れ、削り跡、未加工部、巣等の外観欠陥の検査は、主に作業者の目視により検査されている。
【０００３】
しかし、目視検査は、検査毎に作業者の経験と感で人為的になされることから、作業者による個人差がある。この対策として、種々の軸状物の検査装置が提案されている。例えば被検査物であるカムシャフトを回転駆動し、被検査面であるカム面を光源によって照射し、このカム面から反射する反射光をリニヤセンサが設けられている画像処理カメラで受光し、反射光の強弱を電圧に変換し、その電圧変化の特長によって検査面の良否を判定する軸状物の外観検査装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平７−２７０３２４号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献１に記載の検査装置によると、カム面から反射する反射光を画像処理カメラで受光し、反射光の強弱を電圧に変換し、その電圧変化の特長によってカム面の良否が判定できる。
【０００６】
しかし、検査の全範囲に亘って画像処理カメラは固定された状態に保持されることから、カム面のように軸心からの距離が連続変化する外周面によって形成されるものにあっては、被検査物の回転に伴って画像処理カメラから被検査面となる外周面までの距離が変化し、かつ画像処理カメラレンズの光軸と被検査面との角度変化による焦点の変化、およびスキャン速度の変化が発生し、画像処理カメラの焦点調整が困難になり、画像処理カメラの焦点不一致に起因する検査精度の低下が懸念される。
【０００７】
したがって、かかる点に鑑みなされた本発明の目的は、画像処理カメラの焦点不一致の発生を極力抑制して高検査精度が得られる軸状物の検査装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する請求項１に記載の軸状物の検査装置は、軸心からの距離が連続して変化する外周面を有する軸状物の外観を検査する軸状物の検査装置において、上記軸状物の外周面と相似形の外周面を有するマスタモデルを回転駆動するマスタモデル回転駆動部と、上記軸状物を上記マスタモデルと同位相でかつ同期回転駆動する被検査物回転駆動部と、回転する上記マスタモデルの外周面に倣って揺動する倣部と画像処理カメラがリンク機構を介して連動し、上記倣部の揺動に基づいてレンズ光軸が上記軸状物の外周面に対して垂直になる位置に上記画像処理カメラを揺動するカメラ揺動部とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
請求項１の発明によると、マスタモデルと被検査物である軸状物を同位相でかつ同期回転駆動し、マスタモデルの外周面に倣って揺動する倣部と画像処理カメラをリンク機構で連動させることによって、画像処理カメラのレンズ光軸が被検査面となる外周面に対して垂直に維持されて、画像処理カメラのレンズ光軸と外周面との角度変化による焦点の変化が抑制されて画像処理カメラの焦点調整が容易になると共に、焦点不一致の発生が抑制されて高検査精度が確保できる。
【００１０】
請求項２に記載の軸状物の検査装置は、軸心からの距離が連続して変化する外周面を有する軸状物の外観を検査する軸状物の検査装置において、上記軸状物の外周面と相似形の外周面を有するマスタモデルを回転駆動するマスタモデル回転駆動部と、上記軸状物を上記マスタモデルと同位相でかつ同期回転駆動する被検査物回転駆動部と、回転する上記マスタモデルの外周面に倣って揺動する倣部と画像処理カメラがリンク機構を介して連動し、上記倣部の揺動に基づいてレンズ光軸が上記軸状物の外周面に対して垂直になる位置に上記画像処理カメラを揺動すると共に画像処理カメラと軸状物の外周面との間を一定に維持するカメラ揺動部とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
請求項２の発明によると、請求項１の発明に加え、画像処理カメラと軸状物の外周面との間を一定に維持することによって、さらに画像処理カメラの焦点不一致の発生が抑制されて高検査精度が得られる。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２の軸状物の検査装置において、上記倣部の移動量に基づいて上記マスタモデルおよび軸状物の回転速度を制御することを特徴とする。
【００１３】
請求項３の発明によると、軸心から外周面への連続する距離の変化に伴う倣部の移動量に基づいてマスタモデルおよび軸状物の回転速度を制御することによって画像処理カメラによる軸状物の外周面のスキャン速度を一定にすることが可能になり、より高度の検査が得られる。
【００１４】
請求項４に記載の軸状物の検査装置は、軸心からの距離が連続して変化する外周面を有する軸状物の外観を検査する軸状物の検査装置において、上記軸状物の外周面と相似形の外周面を有するマスタモデルを回転駆動するマスタモデル回転駆動部と、上記軸状物を上記マスタモデルと同位相でかつ同期回転駆動する被検査物回転駆動部と、カメラ揺動部とを備え、該カメラ揺動部は、互いに離反して配置された第１基部および第２基部と、上記第１基部および第２基部にそれぞれ同軸上で移動自在に支持された第１支持ロッドおよび第２支持ロッドと、上記第１支持ロッドおよび第２支持ロッドの各先端にそれぞれ揺動自在に軸支された第１リンク部材および第２リンク部材と、上記第１リンク部材と第２リンク部材の各端部間に揺動自在に軸支されて掛け渡された第３リンク部材および第４リンク部材と、上記第３リンク部材と第４リンク部材の間に揺動自在に軸支されて掛け渡された第５リンク部材と、上記第５リンク部材に設けられて上記回転するマスタモデルの外周面に倣って転動する第１ローラおよび第２ローラを有する倣部と、上記回転する軸状物の外周面に対してレンズ光軸が垂直になる上記第１リンク部材の位置に配置された画像処理カメラと、上記第１ローラおよび第２ローラを上記マスタモデルの外周面に押接付勢する付勢手段とを備えたことを特徴とする。
【００１５】
請求項４の発明は、上記請求項１の発明をより具体的構成にしたもので、第１リンク部材〜第５リンク部材の各リンク部材によって倣部と画像処理カメラを同期連動させるリンク機構が形成される。また、第１ローラおよび第２ローラによって倣部が構成され、画像処理カメラのレンズ光軸が被検査面となる外周面に対して垂直に維持されて画像処理カメラのレンズ光軸と外周面との角度変化による焦点の変化が抑制されて焦点調整が容易になると共に、焦点不一致の発生が抑制されて高検査精度が確保できる。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、請求項４の軸状物の検査装置において、上記第１支持ロッドの移動量を検出するスキャン速度検出手段を有し、該スキャン速度検出手段による第１支持ロッドの移動量検出に基づいて上記マスタモデルおよび軸状物の回転速度を制御することを特徴とする。
【００１７】
請求項５の発明によると、軸心から外周面への連続する距離の変化に伴う第１支持ロッドの移動量検出に基づいてマスタモデルおよび軸状物の回転速度を制御することによって画像処理カメラによるスキャン速度を一定にすることが可能になり、より高度の検査が得られる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による軸状物の検査装置の実施の形態を図１乃至図６を参照して被検査物である軸状物がエンジンのカムシャフトの場合を例に説明する。
【００１９】
図１は、本実施の形態における軸状物の検査装置１の概要を示す平面図であり、図２は側面図である。
【００２０】
検査装置１は、カムシャフト１００の被検査面となる外周面であるカム面１０１と相似形の外周面であるカム面１１１を有するマスタモデルとなるマスタカムシャフト１１０を回転駆動するマスタモデル回転駆動部１０と、マスタカムシャフト１１０の回転と同期連動して検査すべきカムシャフト１００を回転駆動する被検査物回転駆動部２０と、カメラ揺動部３０を備えている。
【００２１】
マスタモデル回転駆動部１０は、回転駆動手段であるモータ１１の出力軸１２にマスタカムシャフト１１０の一端１１０ａを保持する位置決め用ピンあるいはキー等の保持部１３が設けられ、この出力軸１２と対向して同軸線上でマスタカムシャフト１１０の他端１１０ｂを支持する芯押しユニット１５を備え、保持部１３と芯押しユニット１５によって両端が支持されたマスタカムシャフト１１０をモータ１１によってそのマスタモデル回転中心軸線ａを中心に回転駆動する。
【００２２】
被検査物回転駆動部２０は、軸受２１によって回転自在に支持された回転軸２２の先端にカムシャフト１００の一端１００ａを保持する保持部２３が設けられ、この回転軸２２と対向して同軸線上でカムシャフト１００の他端１００ｂを支持する芯押しユニット２５を備え、保持部２３と芯出しユニット２５によってカムシャフト１００がマスタモデル回転中心軸線ａと平行な被検査物回転中心軸線ｂを中心に回転自在に支持される。
【００２３】
モータ１１の出力軸１２と回転軸２２は、出力軸１２および回転軸２２にそれぞれ設けられたスプロケット２７、２８と、これらスプロケット２７と２８に巻き掛けられたコグドベルト２９とを備えた同期回転伝導機構２６によって同位相でかつ同期回転可能に連結される。すなわち、マスタモデル回転駆動部１０のモータ１１によって回転駆動するマスタカムシャフト１１０と被検査物回転駆動部２０に保持されたカムシャフト１００が同位相でかつ同期して回転駆動する。このモータ１１の出力軸１２と回転軸２２を同期回転させる同期回転伝導機構２６はギヤ列等他の機構によって構成することもできる。
【００２４】
カメラ揺動部３０は、互いに離間して配置された第１基部３１および第２基部３２を有し、図２に示すように側面視において上記マスタモデル回転中心軸線ａと被検査物回転中心軸線ｂを共に通り、かつ図１に示すようにこれらの回転中心軸線ａおよびｂと直交する基準軸線ｃに沿って往復動自在に一対のガイドロッド３４が第１基部３１に設けられたロッド支持部３３を貫通して支持され、この一対のガイドロッド３４を連結する連結部３４ａを介して基準軸線ｃと同軸上で第１支持ロッド３５が配設されている。
【００２５】
また、第１支持ロッド３５と離間して、シリンダロッド３７が基準軸線ｃと同軸上で往復動する油圧シリンダ３６が第２基部３２に設けられている。このワークセット手段となる油圧シリンダ３６のシリンダロッド３７の先端には、有底のガイド穴３７ａが穿設され、ガイド穴３７ａに基準軸線ｃと同軸上で往復動自在に第２支持ロッド３８の基端が嵌合支持されている。さらに、シリンダロッド３７と第２支持ロッド３８との間に、第２支持ロッド３８をガイド穴３７ａ内に挿入する方向、すなわち第１基部３１側から第２基部側に向けて付勢する付勢手段であるスプリング３９が張設されている。
【００２６】
第１支持ロッド３５の先端にマスタモデル回転中心軸線ａおよび被検査物回転中心軸線ｂと平行に延在すると共に、基準軸線ｃと交差する中心軸線を有する第１支持軸４１によって、第１リンク部材４５の長さ方向の中心部が揺動自在に軸支されている。一方、第２支持ロッド３８の先端にマスタモデル回転中心軸線ａおよび被検査物回転中心軸線ｂと平行に延在すると共に、基準軸線ｃと交差する中心軸線を有する第２支持軸４２によって、第２リンク部材４６の長さ方向の中心部が揺動自在に軸支されている。
【００２７】
第１リンク部材４５および第２リンク部材４６の各一方の端部間に、マスタモデル回転中心軸線ａおよび被検査物回転中心軸線ｂと平行に延在する第１連結軸５０ａと第２連結軸５０ｂによって第３リンク部材４７の両端部が揺動自在に軸支されて掛け渡されている。第１リンク部材４５および第２リンク部材４６の他方端部間に、マスタモデル回転中心軸線ａおよび被検査物回転中心軸線ｂと平行に延在する第３連結軸５０ｃと第４連結軸５０ｄによって第４リンク部材４８の両端部が揺動自在に軸支されて掛け渡されている。
【００２８】
さらに、第３リンク部材４７および第４リンク部材４８の長手方向中間部間にマスタモデル回転中心軸線ａおよび被検査物回転中心軸線ｂと平行に延在する第５連結軸５０ｅと第６連結軸５０ｆによって両端部が折曲形成された略コ字状の第５リンク部材４９が揺動自在に掛け渡されている。これら第１〜第６連結軸５０ａ〜５０ｆによって互いに連結された第１〜第５リンク部材４５〜４９によって平行リンク機構４４を形成している。
【００２９】
第５リンク部材４９の長手方向中央部からマスタモデル回転中心軸線ａと平行にローラ支持部材５１が突設し、このローラ支持部材５１の先端部５１ａにマスタカムシャフト１１０のカム面１１１に当接して転動する第１ローラ５２と第２ローラ５３の一対のローラを備えた倣部５６が設けられている。
【００３０】
ローラ支持部材５１の先端部５１ａに配設される倣部５６の第１ローラ５２および第２ローラ５３は、図３（ａ）に図１のＩ−Ｉ線拡大断面図を示すようにマスタモデル回転中心軸線ａと平行に延在するローラ支軸５４、５５によってローラ支持部材５１の先端部５１ａに回転自在に軸支されて、回転駆動されるマスタカムシャフト１１０のカム面１１１上を転動すると共に、第１ローラ５２および第２ローラ５３のカム面１１１との接点５２ａ、５３ａが図２に示す側面視状態で第５連結軸５１ｅと第６連結軸５１ｆの中心軸軸線を結ぶ仮想線ｆ上となるように設定されている。さらに、図４（ａ）に示すように仮想線ｆが中心軸線ｃと直交するように第５リンク部材４９が起立した状態では第１ローラ５２と第２ローラ５３の回転中心軸線５２ｃと５３ｃを結ぶ仮想線ｇの中間点ｈが基準軸線ｃ上に位置し、かつ仮想線ｇと直交して中間点ｈを通る基準線ｉがカム面１１１に対して略垂直となるように設定されている。
【００３１】
第１リンク部材４５の長手方向中央部付近から被検査物回転中心軸線ｂと平行にカメラ支持部材５７が突設し、このカメラ支持部材５７の先端部５７ａに画像処理カメラ６０が取り付けられている。この画像処理カメラ６０は、被検査物回転駆動部２０の保持部２３と芯出しユニット２５との間に取り付けられるカムシャフト１００のカム面１０１と対向し、かつ図３（ｂ）に示すようにカメラレンズの光軸６０ａが基準線ｉと平行、すなわちカム面１０１に対して垂直となるように位置決めされてカメラ支持部材５７の先端部５７ａに取り付けられる。
【００３２】
さらに、第１基部３１には、画像処理カメラ６０によるカムシャフト１００のカム面１０１のスキャン速度を検出するためのスキャン速度検出手段として、ガイドロッド３４の移動量を検知するリニヤスケール６５が配設され、かつカムシャフト１００のカム面１０１を照明するための光源が設けられている。
【００３３】
次に、このように構成された本実施の形態における検査装置１の作用を説明する。
【００３４】
先ず、図１および図２に示す状態から、カメラ揺動部３０の第２基部３２に設けられた油圧シリンダ３６に油圧を供給してシリンダロッド３７を押し出し、シリンダロッド３７のガイド穴３７ａに嵌合支持された第２支持ロッド３８に第２支持軸４２を介して軸支された第２リンク部材４６を第１基部３１側に押しやり、連結部３４ａがロッド支持部３３に当接して移動が規制されたワークセット位置に平行リンク機構４４を保持する。
【００３５】
この平行リンク機構４４をワークセット位置に保持した状態で、マスタモデル回転駆動部１０の保持部１３と芯出しユニット１５の間にマスタカムシャフト１１０を掛け渡し、保持部１３と芯押しユニット１５にマスタカムシャフト１１０の両端を支持させる。一方、被検査物回転駆動部２０の保持部２３と芯出しユニット２５の間に検査しようとするカムシャフト１００を掛け渡し、カムシャフト１００をマスタカムシャフト１１０の位相と一致させた状態で、カムシャフト１００を保持部２３と芯出しユニット２５によって支持する。
【００３６】
このように、マスタカムシャフト１１０およびカムシャフト１００をセットした後、油圧シリンダ３６の油圧を排出してシリンダロッド３７を図１および図２に示す作動位置に退避させる。この状態では、第１リンク部材４５の中央部がガイドロッド３４を介してロッド支持部３３によって基準軸線ｃ方向に移動自在に支持された第１支持ロッド３５の先端に揺動自在に軸支され、シリンダロッド３７のガイド穴３７ａに基準軸線ｃ方向に往復動自在に支持された第２支持ロッド３８の先端に第２リンク部材４６の中央部が軸支されて平行リンク機構４４が基準軸線ｃ方向に往復動自在に支持される。かつ第２支持ロッド３８がスプリング３９に張力によって第２基部３２側に付勢される。
【００３７】
このスプリング３９の付勢力によって、第２支持ロッド３８に第２支持軸４２を介して連結された第２リンク部材４６、この第２リンク部材４６に連結された第３リンク部材４７および第４リンク部材４８、第３リンク部材４７および第４リンク部材４８に連結された第５リンク部材４９等を介して倣部５６の第１ローラ５２と第２ローラ５３がマスタカムシャフト１１０のカム面１１１に押し付けられる。この第１ローラ５２および第２ローラ５３のカム面１１１へ押接によってカム面１１１に倣って揺動する倣部５６によって第５リンク部材４９が傾倒する。この第５リンク部材４９の傾倒に伴って第３リンク部材４７および第４リンク部材４８を介して第１リンク部材４５が第５リンク部材４９と同期して平行状態を維持しつつ傾倒して第１リンク部材４５にカメラ支持部材５７を介して支持された画像処理カメラ６０がカムシャフト１００のカム面１０１の回りを揺動する。そして、マスタモデル回転駆動部１０によるマスタカムシャフト１１０と、被検査物回転駆動部２０によるカムシャフト１００を同期回転伝導機構２６を介して同位相でかつ同期回転させると共に、光源からカム面１０１に照射し、そのカム面１０１からの反射光を画像処理カメラ６０で受光し、反射光の強弱を電圧に変換し、既存の方法による電圧変換の特長によってカムシャフト１００のカム面１１１の外観検査をする。
【００３８】
より具体的に説明すると、第２基部３２に設けられた油圧シリンダ３６のシリンダロッド３７と第２支持ロッド３８との間に張設されたスプリング３９の付勢力によって支持ロッド３８の先端に第２支持軸４２を介して中央部が支持された第２リンク部材４６が第１基部３１側から第２基部３２側に向けて付勢され、第２リンク部材４６に第２連結軸５０ｂおよび第４連結軸５０ｄを介して連結された第３リンク部材４７および第４リンク部材４８が第１基部３１側から第２基部３２側に向けて付勢される。
【００３９】
第３リンク部材４７および第４リンク部材４８の付勢によって第３リンク部材４７と第４リンク部材４８間に第５連結軸５０ｅおよび第６連結部材５０ｆを介して両端部が連結された第５リンク部材４９が第１基部３１側から第２基部３２側に向けて付勢される。
【００４０】
そして、第５リンク部材４９に突設されたローラ支持部材５１の先端５１ａに設けられた倣部５６の第１ローラ５２および第２ローラ５３がマスタカムシャフト１１０のカム面１１１に押し付けられる。
【００４１】
この第１ローラ５２および第２ローラ５３のカム面１１１への押接によって、カム面１１１の第１ローラ５２および第２ローラ５３と当接する面に倣って倣部５６が揺動し、ローラ支持部材５１を介して第５リンク部材４９が例えば図２および図３（ａ）に示すように揺動する。ここで、第５リンク部材４９と第５連結軸５０ｅ、第６連結軸５０ｆを介して連結された第３リンク部材４７および第４リンク部材４８、第３リンク部材４７および第４リンク部材４８に第１連結軸５０ａ、第３連結軸５０ｃを介して連結された第１リンク部材４５によって形成された平行リンク機構４４に従って第５リンク部材４９と同期して平行に第１リンク部材４５が揺動し、かつ第１リンク部材４５にカメラ支持部材５７を介して支持された画像処理カメラ６０も同期して揺動する。
【００４２】
このときの画像処理カメラ６０のレンズ光軸６０ａは、図３（ｂ）に示すようにマスタカムシャフト１１０のカム面１１１に当接する第１ローラ５２と第２ローラ５３によって決定される基準線ｉと平行であって、かつ基準線ｉがカム面１１１と交差する点ｊと対応して、被検査面となるカム面１０１の点ｓと交差するように設定される。この画像処理カメラ６０からカム面１０１の点ｓまでの距離Ｆが画像処理カメラ６０の焦点距離となる。このときのレンズ光軸６０ａは点ｓにおいてカム面１０１に対して垂直はあるいは略垂直に維持される。
【００４３】
マスタカムシャフト１１０が図３（ａ）に示す位置から矢印方向に回転して図４（ａ）に示すように回転すると、この回転に伴ってスプリング３９の張力によってカム面１１１に押接付勢された第１ローラ５２、第２ローラ５３がカム面１１１上を転動する。このカム面１１１における第１ローラ５２、第２ローラ５３との当接面の変化に倣って第５リンク部材４９が次第に揺動して起立し、かつカム回転中心０から当接面までの距離Ｌの変化に伴って第１ローラ５２、第２ローラ５３がスプリング３９の張力に抗して第２基部３２側から第１基部３１側に移動する。このときマスタカムシャフト１１０のカム面１１１に当接する第１ローラ５２と第２ローラ５３の回転中心軸線５２ｃと５３ｃを結ぶ仮想線ｇと直交する基準線ｉも傾倒して基準軸線ｃ上まで移動する。
【００４４】
一方、第５リンク部材４９の揺動に同期して平行リンク機構４４によって第１リンク部材４５が第５リンク部材４９と平行に揺動し、第１リンク部材４５に支持された画像処理カメラ６０のレンズ光軸６０ａは、図３（ｂ）に示す位置から図４（ｂ）に示すように基準線ｉの傾倒と同期して傾倒すると共に、画像処理カメラ６０もカム面１１１における第１ローラ５２、第２ローラ５３との当接面の変化に同期して第２基部３２側から第１基部３１側に移動し、かつマスタカムシャフト１１０のカム面１１１上の点ｊの移動と同期してカムシャフト１００のカム面１０１上の点ｓも移動する。また、この画像処理カメラ６０からカム面１０１の点ｓまでの距離、すなわち画像処理カメラ６０の焦点距離Ｆが略一定に維持され、かつ、レンズ光軸６０ａは点ｓにおけるカム面１０１に対して垂直あるいは略垂直に維持される。
【００４５】
さらに、第１ローラ５２、第２ローラ５３の第２基部３２側から第１基部３１側への移動に伴って、第５リンク部材４９、第３リンク部材４７、第４リンク部材４８、第１リンク部材４５等を介して第１支持ロッド３５が押しやられ、ガイドロッド３４が移動する。この移動量をリニヤスケール６５で測定し、この移動量、すなわち軸心Ｏから第１ローラ５２、第２ローラ５３が当接する面までの距離Ｌの連続する変化に追従してモータ１１によるマスタカムシャフト１１０およびカムシャフト１００の回転速度を下降制御することによって画像処理カメラ６０によるスキャン速度を一定に維持する。
【００４６】
さらに、マスタカムシャフト１１０が図４（ａ）に示す位置から図５（ａ）に示すように回転すると、この回転に伴ってスプリング３９の張力によってカム面１１１に押接付勢された第１ローラ５２、第２ローラ５３がカム面１１１上を転動する。このときのカム面１１１の第１ローラ５２、第２ローラ５３との当接面の連続する変化に倣って、第５リンク部材４９が次第に傾倒して基準線ｉが次第に起立し、かつその軸心Ｏから当接面までの距離Ｌの連続する変化に伴って、第１ローラ５２、第２ローラ５３がスプリング３９による張力によって第１基部３１側から第２基部３２側に移動する。
【００４７】
一方、第５リンク部材４９の揺動と同期して第１リンク部材４５が傾倒し、第１リンク部材４５に支持された画像処理カメラ６０のレンズ光軸６０ａは、図４（ｂ）に示す位置から図５（ｂ）に示すように基準線ｉの起立と同期して平行状態で揺動して起立すると共に、画像処理カメラ６０もカム面１１１における第１ローラ６２、第２ローラ６３が押接する当接面の変化に同期して第１基部３１側から第２基部３２側に移動して、マスタカムシャフト１１０のカム面１１１上の点ｊの移動と同期して点ｓが移動する。また、この画像処理カメラ６０からカム面１０１の点ｓまでの距離が略一定に維持され、画像処理カメラ６０の焦点距離Ｆが略一定に維持されると共に、レンズ光軸６０ａは点ｓにおけるカム面１０１に対して垂直あるいは略垂直に維持される。
【００４８】
さらに、第１ローラ５２、第２ローラ５３の  第１基部３１が赤ら第２基部３２側への移動に伴って、第５リンク部材４９、第３リンク部材４７、第４リンク部材４８、第１リンク部材４５等を介して第１支持ロッド３５が第１基部３１側から第２基部３２側に移動し、ガイドロッド３４が移動する。この移動量をリニヤスケール６５で測定し、この移動量、すなわち軸心Ｏから第１ローラ５２、第２ローラ５３が当接する面までの距離Ｌの連続する変化に追従してモータ１１によるマスタカムシャフト１１０およびカムシャフト１００の回転速度を上昇制御することによって画像処理カメラ６０によるスキャン速度を一定に維持する。
【００４９】
マスタカムシャフト１１０が図５（ａ）に示す位置から図６（ａ）に示すように回転すると、この回転に伴ってスプリング３９の張力によってカム面１１１に押接付勢された第１ローラ５２、第２ローラ５３がカム面１１１上を転動する。このときのカム面１１１の第１ローラ５２、第２ローラ５３の当接面の連続する変化に倣って、第５リンク部材４９が次第に起立して基準線ｉが次第に起立する。このとき、軸心Ｏから当接面までの距離Ｌの変化量は比較的少なく、第１ローラ５２、第２ローラ５３の基準軸線ｃ方向の移動は少なく、基準線ｉは基準線ｃと重なるまで傾倒する。
【００５０】
一方、第５リンク部材４９の起立と同期して第１リンク部材４５が起立し、画像処理カメラ６０のレンズ光軸６０ａは、図５（ｂ）に示す位置から図６（ｂ）に示すように基準線ｉの起立と同期して平行状態で起立すると共に、画像処理カメラ６０もカム面１１１における第１ローラ６２、第２ローラ６３が押接する当接面の変化に同期して移動して、マスタカムシャフト１１０のカム面１１１上の点ｊの移動と同期して点ｓが移動する。また、この画像処理カメラ６０からカム面１０１の点ｓまでの距離が略一定に維持され、画像処理カメラ６０の焦点距離Ｆが略一定に維持されると共に、レンズ光軸６０ａは点ｓにおけるカム面１０１に対して垂直あるいは略垂直に維持される。
【００５１】
ここでは、第１ローラ５２、第２ローラ５３の基準軸線ｃ方向の移動は小さく、ガイドロッド３４の移動が小さい。この移動量をリニヤスケール６５で測定される移動量、すなわち軸心Ｏから第１ローラ５２、第２ローラ５３の当接面までの距離Ｌが略一定に維持され、モータ１１によるマスタカムシャフト１１０およびカムシャフト１００の回転速度を略一定に維持して画像処理カメラ６０によるスキャン速度を一定に維持する。
【００５２】
マスタカムシャフト１１０が図６（ａ）に示す位置から図３（ａ）に示すように回転すると、この回転に伴ってスプリング３９の張力によってカム面１１１に押接付勢された第１ローラ５２、第２ローラ５３がカム面１１１上を転動する。このときのカム面１１１の第１ローラ５２、第２ローラ５３の当接面の変化に倣って、第５リンク部材４９が次第に傾倒して基準線ｉが次第に傾倒する。このとき、軸心Ｏから当接する面までの距離Ｌの変化量は比較的少なく、第１ローラ５２、第２ローラ５３の基準軸線ｃ方向の移動は少ない。
【００５３】
一方、第５リンク部材４９の揺動と同期して第１リンク部材４５が傾倒し、画像処理カメラ６０のレンズ光軸６０ａは、図６（ｂ）に示す位置から図３（ｂ）に示すように基準線ｉの揺動と同期して傾倒すると共に、画像処理カメラ６０もカム面１１１における第１ローラ６２、第２ローラ６３が押接する当接面の連続する変化に同期して移動して、マスタカムシャフト１１０のカム面１１１上の点ｊの移動と同期して点ｓが移動する。また、この画像処理カメラ６０からカム面１０１の点ｓまでの距離が略一定に維持され、画像処理カメラ６０の焦点距離Ｆが略一定に維持されると共に、レンズ光軸６０ａは点ｓにおけるカム面１０１に対して垂直あるいは略垂直に維持される。
【００５４】
ここでは、第１ローラ５２、第２ローラ５３の基準軸線ｃ方向の移動は小さく、ガイドロッド３４の移動が小さい。この移動量をリニヤスケール６５で測定される移動量、すなわちカム回転中心Ｏから第１ローラ５２、第２ローラ５３の当接する面までの距離Ｌが略一定に維持され、モータ１１によるマスタカムシャフト１１０およびカムシャフト１００の回転速度を略一定に維持されて画像処理カメラ６０によるスキャン速度を一定に維持される。
【００５５】
この検査におけるリニヤスケール６５により検出される移動量と画像処理カメラ６０によるスキャン速度との相関は、カム面形状によって異なり、この移動量に相応する回転速度の制御は予めシミュレーション等によって各カムシャフトに応じて設定されている。
【００５６】
このようにして回転駆動されるカムシャフト１００のカム面１０１からの反射光を画像処理カメラ６０で受光して、その反射光の強弱を電圧に変換し、その変化の特長によってカム面１０１に発生する傷、割れ、削り跡、未加工部、巣等の欠陥画像を画像処理すると共に記録し、かつ予め設定された検査基準と対比してカム面１０１の良否を判定する。
【００５７】
カム面１０１の良否を判定して検査が終了すると、モータ１１の停止によりマスタモデル回転駆動部１０および被検査物回転駆動部２０によるマスタカムシャフト１１０およびカムシャフト１００の回転駆動を停止し、カメラ揺動部３０の第２基部３２に設けられた油圧シリンダ３６に油圧を供給してシリンダロッド３７を押し出してシリンダロッド３７のガイド穴３７ａに嵌合支持された第２支持ロッド３８を第１基部３１側に押しやり、第１リンク部材４５〜第５リンク部材４９等によって形成された平行リンク機構４４をワークセット位置に移動させて保持する。
【００５８】
この平行リンク機構４４をワークセット位置に保持した状態で、被検査物回転駆動部２０の保持部２３と芯出しユニット２５の間に保持された検査済みのカムシャフト１００を取り外し、次の検査しようとするカムシャフト１００を保持部２３と芯出しユニット２５によって支持させ、上記同様の作動によるカムシャフト１００のカム面１０１の外観検査を繰り返す。
【００５９】
したがって、本実施の形態によると、マスタカムシャフト１１０と検査すべきカムシャフト１００を同位相で同期回転させ、マスタカムシャフト１１０のカム面１１１に接して転動する第１ローラ５２および第２ローラ５３による倣部５６の揺動と、平行リンク機構４４によって画像処理カメラ６０とを同期して揺動させることによって、画像処理カメラ６０のレンズ光軸６０ａがカム面１０１の被検査面に対して垂直あるいは略垂直状態でかつ画像処理カメラ６０と被検査面との距離Ｆが一定に保持される。この結果、画像処理カメラ６０からカム面１０１の点ｓまでの距離が略一定に維持され、かつ画像処理カメラ６０のレンズ光軸６０ａと被検査面との角度変化による焦点の変化が抑制されて画像処理カメラ６０の焦点調整範囲が極めて狭くなり、焦点調整が容易になると共に、画像処理カメラ６０の焦点不一致の発生が極力抑制されて高検査精度が確保できる。
【００６０】
また、軸心Ｏから第１ローラ５２、第２ローラ５３が当接する面までの距離Ｌの変化に追従して移動するガイドロッド３４の移動量をリニヤスケール６５によって検出し、この移動量に従ってモータ１１によるマスタカムシャフト１１０およびカムシャフト１００の回転速度を制御することによって画像処理カメラ６０によるスキャン速度を一定に維持でき、より検査精度を向上することができる。
【００６１】
さらに、本検査装置１は、複雑なＮＣ制御等を用いることなく、比較的簡単な構成のリンク機構によってカメラ揺動部３０が形成されることから、製造コストおよびランニングコストを極力抑制でき、汎用性に優れたものである。
【００６２】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば上記実施の形態ではカムシャフト１００の１つのカム面１０１の外観検査を例に説明したが、カメラ揺動部３０をマスタ回転軸線ａおよび被検査物回転軸線ｂ方向に移動することによってカムシャフトの複数のカム面を連続的に検査することも、また複数のカメラ揺動部３０を複数並設することによって複数のカム面を並行して同時に検査するように構成することもできる。また、上記実施の形態ではワークセット手段として油圧シリンダ３６を使用したが、油圧シリンダに代えてエアシリンダ等を使用することもできる。さらに、カムシャフトに限定されることなく他の軸状物の外観検査を行うこともできる。
【００６３】
【発明の効果】
以上説明した本発明の軸状物の検査装置によると、軸心からの距離が連続して変化する外周面を有する軸状物と、この軸状物の外周面と相似形の外周面を有するマスタモデルを同期回転駆動し、カメラ揺動部のマスタモデルの外周面に倣って揺動する倣部と画像処理カメラをリンク機構で連動させることによって、画像処理カメラのレンズ光軸が被検査面となる外周面に垂直に維持される。したがって画像処理カメラのレンズ光軸と外周面との角度変化による焦点の変化が抑制されて焦点調整が容易になると共に、焦点不一致の発生が抑制されて高検査精度が確保できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による軸状物の検査装置の実施の形態の概要を示す検査装置の平面図である。
【図２】同じく、図１の側面図である。
【図３】作用を示す説明図であり、（ａ）は、カム面と倣部との相対関係を示す図１のＩ−Ｉ線拡大断面図、（ｂ）はカム面と画像処理カメラのレンズ光軸との相対関係を示す説明図である。
【図４】同じく、作用を示す説明図であり、（ａ）はカム面と倣部との相対関係を示す説明図、（ｂ）はカム面と画像処理カメラのレンズ光軸との相対関係を示す説明図である。
【図５】同じく、作用を示す説明図であり、（ａ）はカム面と倣部との相対関係を示す説明図、（ｂ）はカム面と画像処理カメラのレンズ光軸との相対関係を示す説明図である。
【図６】同じく、作用を示す説明図であり、（ａ）はカム面と倣部との相対関係を示す説明図、（ｂ）はカム面と画像処理カメラのレンズ光軸との相対関係を示す説明図である。
【符号の説明】
１      検査装置
１０      マスタモデル回転駆動部
１１      モータ（回転駆動手段）
２０      被検査物回転駆動部
２６      同期回転伝導機構（同期回転手段）
３０      カメラ揺動部
３１      第１基部
３２      第２基部
３３      ロッド支持部
３４      ガイドロッド
３５      第１支持ロッド
３８      第２支持ロッド
３９      スプリング（付勢手段）
４４      平行リンク機構（リンク機構）
４５      第１リンク部材
４６      第２リンク部材
４７      第３リンク部材
４８      第４リンク部材
４９      第５リンク部材
５１      ローラ支持部材
５２      第１ローラ
５３      第２ローラ
５６      倣部
５７      カメラ支持部材
６０      画像処理カメラ
６０ａ    レンズ光軸
６５      リニヤスケール（スキャン速度検出手段）
１００      カムシャフト（軸状物）
１０１      カム面（外周面、被検査面）
１１０      マスタカムシャフト（マスタモデル）
１１１      カム面（外周面）
【図１】
2004233195.tif 000003
【図２】
2004233195.tif 000004
【図３】
2004233195.tif 000005
【図４】
2004233195.tif 000006
【図５】
2004233195.tif 000007
【図６】
2004233195.tif 000008