(57)【要約】  【課題】１つの表面検査装置で、内径の異なるあらゆる円筒体の内面を検査できるようにする。  【解決手段】センサヘッド２０とミラー１２までの距離ｄｍと、円筒体２の軸芯から内面２ａまでの距離ｄｗとを加算した値ｄが、センサヘッド２０の焦点距離に対して、常に一定となるように、距離ｄｍを可変させる。【選択図】図１
2005164398.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒体の内面に検査光を照射し、その反射光量の変化に基づき該内面の欠陥部の有無を検査する表面検査装置において、
上記内面の軸芯上に、検査光を該軸芯方向へ出射するセンサヘッドの光軸を一致させた状態で配設し、
上記センサヘッドの光軸上に、上記検査光を上記内面に対し略直角に照射させると共に上記円筒体に対して相対回転する反射部材を配設し、
上記センサヘッドと上記反射部材との距離を、上記円筒体の内径と該センサヘッドの焦点距離とに基づき、上記センサヘッドから上記反射部材を介して上記内面へ至る距離と上記センサヘッドの焦点距離との関係が一定となるように設定する
ことを特徴とする表面検査装置。
【請求項２】
円筒体の内面に検査光を照射し、その反射光量の変化に基づき該内面の欠陥部の有無を検査する表面検査装置において、
上記内面の軸芯上に、検査光を該軸芯方向へ出射するセンサヘッドの光軸を一致させた状態で配設し、
上記センサヘッドの光軸上に、上記検査光を上記内面に対し略直角に照射させると共に上記円筒体に対して相対回転する反射部材を配設し、
上記内面のテーパ部を走査するときは、該テーパ部から上記反射部材を経て上記センサヘッドに至る距離を、該センサヘッドの焦点距離に対して一定となるように、上記センサヘッドと上記反射部材との距離を設定する
ことを特徴とする表面検査装置。
【請求項３】
円筒体の内面に検査光を照射し、その反射光量の変化に基づき該内面の欠陥部の有無を検査する表面検査装置において、
上記内面の軸芯上に、検査光を該軸芯方向へ出射するセンサヘッドの光軸を一致させた状態で配設し、
上記センサヘッドの光軸上に、上記検査光を上記内面に対し略直角に照射させると共に上記円筒体に対して相対回転する反射部材を配設し、
上記軸芯に沿う方向に形成されている上記内面を走査するときは、上記センサヘッドと上記反射部材との距離を、上記円筒体の内径と該センサヘッドの焦点距離とに基づき、上記センサヘッドから上記反射部材を介して上記内面へ至る距離と上記センサヘッドの焦点距離との関係が一定となるように設定し、又上記内面に形成されたテーパ部を走査するときは、該テーパ部から上記反射部材を経て上記センサヘッドに至る距離を、該センサヘッドの焦点距離に対して一定となるように、上記センサヘッドと上記反射部材との距離を設定する
ことを特徴とする表面検査装置。
【請求項４】
上記反射部材は、上記センサヘッドに外装された回転筒に固設されており、
上記回転筒の回転により上記反射部材を回転させる
ことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の表面検査装置。
【請求項５】
上記反射部材は、上記センサヘッドに外装された回転筒に固設されており、
上記回転筒の回転により上記反射部材を回転させると共に、
上記センサヘッドは、上記回転筒と同軸上に配設した筒状体に固設されており、
上記回転筒と上記筒状体とを軸芯方向へ一体移動させることで上記内面を螺旋状に走査させる
ことを特徴とする請求項１記載の表面検査装置。
【請求項６】
上記反射部材は、上記センサヘッドに外装された回転筒に固設されており、
上記回転筒の回転により上記反射部材を回転させると共に、
上記センサヘッドは、上記回転筒と同軸上に配設した筒状体に固設されており、
上記回転筒と上記筒状体とを軸芯方向へ相対移動させることで上記テーパ部を螺旋状に走査させる
ことを特徴とする請求項２記載の表面検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円筒体の内面の欠陥部を光学的検査手段を用いて検査する表面検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、加工された被検査物の表面の傷或いは表面上の異物等の欠陥部を、自動的に検査するものとして、光学的な表面検査装置が使用される。かかる表面検査装置は、図示は省略したが光源から投光した検査光を対物レンズを介して被検査物の表面に集光し、その反射光を対物レンズを介してフォトセンサで受光し、この受光量を予め設定して、あるしきい値と比較することにより、欠陥部を検出するものである。
【０００３】
そして、被検査物の表面に沿って投光部と受光部を移動するか、或いは被検査物を移動することにより、表面の広がりに対処している。
【０００４】
ところで、上述した従来の表面検査装置では、被検査物が、例えばエンジンシリンダ、ブレーキシリンダ、コンプレッサシリンダ、その他各種の作動シリンダの如き円筒状をなすものの内周面である場合、その内周表面に投光部、受光部を臨ませることが難しく、測定が困難である。
【０００５】
そのため、本出願人は、特開平１１−２８１５８３号公報において、電動モータの先端に回転円筒を設け、この回転円筒内に投光ファイバ及び受光ファイバを配設し、回転円筒をエンジンシリンダ等の円筒体の軸芯上に挿通し、電動モータの回転により回転円筒を回転させると共に、所定ピッチ毎に回転軸に沿った方向へ移動させながら、投光ファイバからの検査光をほぼ直角方向へ出射して、円筒体の内壁面に照射し、その反射光を受光ファイバで受光し、受光した光の強度から傷、或いは異物の付着等の欠陥部の有無を判定する表面検査装置を提案した。
【特許文献１】特開平１１−２８１５８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、表面検査装置に設けたレンズの焦点距離は一定であるため、円筒体の内径が異なる場合には、対応することができない。この場合、円筒体の内径に合わせた焦点距離となるように、レンズを交換する等して一々設定する必要があり、段取りが煩雑化する問題がある。
【０００７】
又、例えば自動車の油圧制御系に採用されているオイルシリンダでは、内部にテーパ部が設けられており、このテーパ部にＯリングが接触してオイルの流れを制御しているため、このテーパ部に傷等の欠陥部があれば、全閉状態であってもオイル漏れを起こすため、テーパ部分の表面検査は重要である。しかし、従来の表面検査装置を用いてテーパ部の傷等の欠陥部を検出することは困難であった。
【０００８】
これらの問題に対処するに、電動ズームなどを用いてレンズの焦点距離を円筒体の内径の変化に合わせて可変設定することも考えられるが、ズーム機構が複雑で、製品コストが高くなるばかりでなく、先端部分の外径が大型化する問題がある。
【０００９】
従って、本発明の目的は、装置を大型化すること無く、製品コストの大幅なアップを抑制し、異なる内径の円筒体に対しても簡単に対応することができて、段取り時間の大幅な削減を実現できるばかりでなく、円筒体にテーパ部が形成されていても、テーパ部の表面を容易に検査することのできる表面検査装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明による第１の表面検査装置は、円筒体の内面に検査光を照射し、その反射光量の変化に基づき該内面の欠陥部の有無を検査する表面検査装置において、上記内面の軸芯上に、検査光を該軸芯方向へ出射するセンサヘッドの光軸を一致させた状態で配設し、上記センサヘッドの光軸上に、上記検査光を上記内面に対し略直角に照射させると共に上記円筒体に対して相対回転する反射部材を配設し、上記センサヘッドと上記反射部材との距離を、上記円筒体の内径と該センサヘッドの焦点距離とに基づき、上記センサヘッドから上記反射部材を介して上記内面へ至る距離と上記センサヘッドの焦点距離との関係が一定となるように設定することを特徴とする。
【００１１】
このような構成では、センサヘッドと反射部材との距離を、円筒体の内径とセンサヘッドの焦点距離とに基づき、センサヘッドから反射部材を介して、円筒体の内面へ至る距離と、センサヘッドの焦点距離との関係が一定となるように設定するので、内径の異なるあらゆる円筒体に対して適応させることができる。また、レンズ等の対物光学系を動かすのではなく、センサヘッドと反射部材との距離を変化させるだけでよいので、構造が簡略化され、外径も比較的コンパクトにすることができる。
【００１２】
第２の表面検査装置は、円筒体の内面に検査光を照射し、その反射光量の変化に基づき該内面の欠陥部の有無を検査する表面検査装置において、上記内面の軸芯上に、検査光を該軸芯方向へ出射するセンサヘッドの光軸を一致させた状態で配設し、上記センサヘッドの光軸上に、上記検査光を上記内面に対し略直角に照射させると共に上記円筒体に対して相対回転する反射部材を配設し、上記内面のテーパ部を走査するときは、該テーパ部から上記反射部材を経て上記センサヘッドに至る距離を、該センサヘッドの焦点距離に対して一定となるように、上記センサヘッドと上記反射部材との距離を設定することを特徴とする。
【００１３】
このような構成では、円筒体の内面にテーパ部を有する場合、テーパ部から反射部材を経て上記センサヘッドに至る距離を、センサヘッドの焦点距離に対して一定となるように、センサヘッドと反射部材との距離を設定するようにしたので、円筒体の内面に形成されたテーパ部を容易に検査することができる。
【００１４】
第３の表面検査装置は、円筒体の内面の検査光を照射し、その反射光量の変化に基づき該内面の欠陥部の有無を検査する表面検査装置において、上記内面の軸芯上に、検査光を該軸芯方向へ出射するセンサヘッドの光軸を一致させた状態で配設し、上記センサヘッドの光軸上に、上記検査光を上記内面に対し略直角に照射させると共に上記円筒体に対して相対回転する反射部材を配設し、上記軸芯に沿う方向に形成されている上記内面を走査するときは、上記センサヘッドと上記反射部材との距離を、上記円筒体の内径と該センサヘッドの焦点距離とに基づき、上記センサヘッドから上記反射部材を介して上記内面へ至る距離と上記センサヘッドの焦点距離との関係が一定となるように設定し、又上記内面に形成されたテーパ部を走査するときは、該テーパ部から上記反射部材を経て上記センサヘッドに至る距離を、該センサヘッドの焦点距離に対して一定となるように、上記センサヘッドと上記反射部材との距離を設定することを特徴とする。
【００１５】
このような構成では、センサヘッドと反射部材との距離を、円筒体の内径とセンサヘッドの焦点距離とに基づき、センサヘッドから反射部材を介して、円筒体の内面へ至る距離と、センサヘッドの焦点距離との関係が一定となるように設定するので、内径の異なるあらゆる円筒体に対して適応させることができるばかりでなく、円筒体の内面にテーパ部を有する場合であっても、テーパ部から反射部材を経て上記センサヘッドに至る距離を、センサヘッドの焦点距離に対して一定となるように、センサヘッドと反射部材との距離を設定するようにしたので、円筒体の内面に形成されたテーパ部を容易に検査することができる。
【００１６】
第４の表面検査装置は、第１〜第３の表面検査装置において、上記反射部材は、上記センサヘッドに外装された回転筒に固設されており、上記回転筒の回転により上記反射部材を回転させることを特徴とする。
【００１７】
このような構成では、反射部材を回転筒を介して回転させるようにしたので、反射部材を円筒体の外部から容易に回転させることが可能となる。
【００１８】
第５の表面検査装置は、第１の表面検査装置において、上記反射部材は、上記センサヘッドに外装された回転筒に固設されており、上記回転筒の回転により上記反射部材を回転させると共に、上記センサヘッドは、上記回転筒と同軸上に配設した筒状体に固設されており、上記回転筒と上記筒状体とを軸芯方向へ一体移動させることで上記内面を螺旋状に走査させることを特徴とする。
【００１９】
このような構成では、反射部材を回転筒に固設し、回転筒の回転により反射部材を回転させ、又センサヘッドを回転筒と同軸上に配設した筒状体に固設して、回転筒と筒状体とを軸芯方向へ一体移動させることで内面を螺旋状に走査させるようにしたので、内面を連続的に走査することができる。
【００２０】
第６の表面検査装置は、第２の表面検査装置において、上記反射部材は、上記センサヘッドに外装された回転筒に固設されており、上記回転筒の回転により上記反射部材を回転させると共に、上記センサヘッドは、上記回転筒と同軸上に配設した筒状体に固設されており、上記回転筒と上記筒状体とを軸芯方向へ相対移動させることで上記テーパ部を螺旋状に走査させることを特徴とする。
【００２１】
このような構成では、反射部材を回転筒に固設し、回転筒の回転により反射部材を回転させると共に、センサヘッドを回転筒と同軸上に配設した筒状体に固設して、回転筒と筒状体とを軸芯方向へ相対移動させるようにしたので、円筒体の内面にテーパ部が形成されていても、焦点距離を一定に保持した状態でテーパ部を螺旋状に走査させることができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、装置を大型化すること無く、製品コストの大幅なアップを抑制し、異なる内径の円筒体に対しても簡単に対応することができて、段取り時間の大幅な削減を実現できるばかりでなく、円筒体にテーパ部が形成されていても、テーパ部の表面を容易に検査することができる等、優れた効果が奏される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、図面に基づいて本発明の一形態を説明する。図１〜図７に本発明の第１形態を示す。図１に表面検査装置の概略構成図を示す。
【００２４】
同図の符号１は生産ラインの中途に配設されている検査ステーションであり、この検査ステーション１において、所定に加工済みの被検査物である円筒体２の内面２ａに傷や異物が付着している等の欠陥部が有るか否かの検査を行う。尚、円筒体２としては、エンジンシリンダ、ブレーキシリンダ、コンプレッサシリンダ、その他各種の作動シリンダが含まれる。
【００２５】
円筒体２が載置される検査ステージ（図示せず）の上方に、架台３が配設されている。この架台３は昇降装置（図示せず）に連設されて昇降自在にされており、架台３に表面検査装置４の装置本体４ａが載置されている。
【００２６】
装置本体４ａには、回転センサ用スライダ５が内装されている。回転センサ用スライダ５は、装置本体４ａの上下方向に延出されて、装置本体４ａに両端が固設されたスライダ用ガイドロッド６に支持されて上下方向へ移動自在にされている。又、装置本体４ａの上部に送り用駆動モータ７が配設され、この送り用駆動モータ７から下方へスライダ用スクリュー軸８が延出されている。
【００２７】
このスライダ用スクリュー軸８はスライダ用ガイドロッド６と平行に延出されており、このスライダ用スクリュー軸８が、回転センサ用スライダ５に固設されているガイドナット９に螺入されている。送り用駆動モータ７のスライダ用スクリュー軸８が正転すると、ガイドナット９を介して回転センサ用スライダ５が下降し、スライダ用スクリュー軸８が逆転すると回転センサ用スライダ５が上昇する。
【００２８】
又、回転センサ用スライダ５に回転筒用モータ１０が配設されている。この回転筒用モータ１０に回転筒１１の基端が連設されている。回転筒１１の先端方向は、架台３に穿設されている孔部３ａを貫通して下方へ延出されている。この回転筒１１の下部に、反射部材としてのミラー１２が配設されている。尚、回転筒１１は必ずしも円筒である必要はなく、角筒であっても良い。
【００２９】
図２に示すように、ミラー１２は回転筒１１の軸芯に対して直交方向へ延出するミラー軸１３に固定されており、このミラー軸１３の両端が回転筒１１に固設されている。ミラー１２はミラー軸１３に対し、チルト方向に４５°の傾斜角度を有して固設されている。更に、回転筒１１の反射方向に窓部１１ａが開口されている。
【００３０】
又、回転筒１１と同軸上に筒状体１４が配設されている。筒状体１４の基端は回転筒１１を貫通してブラケット１５に固設されている。このブラケット１５は、回転センサ用スライダ５に対し、上下方向へ延出した状態で固設されている筒状体用ガイドロッド１６に昇降自在に支持されている。
【００３１】
又、筒状体用ガイドロッド１６と平行に筒状体用スクリュー軸１７が配設されている。筒状体用スクリュー軸１７は回転センサ用スライダ５に固設されているセンサヘッド位置調整用アジャストモータ１８から延出されており、その中途がブラケット１５に螺入されている。尚、送り用駆動モータ７、センサヘッド位置調整用アジャストモータ１８は、制御装置３１（図５参照）からの駆動信号に基づいて動作される。尚、制御装置３１はマイクロコンピュータ等のコンピュータを主体に構成されている。
【００３２】
図３に示すように、筒状体１４の下端にセンサヘッド２０が配設されている。図４に示すように、センサヘッド２０に、投光ファイバ２２の先端部と受光ファイバ２３の先端部とが結束された状態で配設されていると共に、各ファィバ２２，２３の先端部がレンズ保持筒２１に保持されている。更に、レンズ保持筒２１に１枚以上のレンズで構成された対物光学系２４が保持され、この対物光学系２４の光軸が筒状体１４の軸芯に一致された状態に配設されている。
【００３３】
ところで、対物光学系２４によって設定される焦点距離は一定であるため、対物光学系２４からミラー１２までの距離（以下「光学系・ミラー間距離」と称する）をｄｍ、ミラー１２から円筒体２の内面２ａまでの距離（以下「ミラー・内面間距離」と称する）をｄｗとした場合、対物光学系２４の先端から円筒体２の内面２ａまでの距離ｄは、
ｄ＝ｄｍ＋ｄｗ＝一定  …（１）
の関係を有する。
【００３４】
又、図５に示すように、各ファイバ２２，２３の後端が、演算回路部２５に設けられている光源部２６と検査演算部２７とにそれぞれ接続されている。光源部２６にはＬＤドライバ２６ａと、ＬＤドライバ２６ａから駆動信号で発行するレーザダイオード２６ｂとが設けられており、このレーザダイオード２６ｂに投光ファイバ２２の入射端が対設されている。尚、投光ファイバ２２の光源としては、レーザダイオード２６ｂに限らず、発光ダイオード等を用いることもできる。
【００３５】
更に、検査演算部２７には、受光ファイバ２３の出射端に対設するフォトセンサ２７ａが設けられ、このフォトセンサ２７ａに増幅回路２７ｂを介して比較回路２７ｃの一方の入力端が接続され、この比較回路２７ｃの他方の入力端にしきい値設定回路２７ｄが接続されている。比較回路２７ｃでは増幅回路２７ｂから出力される、フォトセンサ２７ａで受光して光電変換した反射光量を示す電圧値Ｖｏとしきい値設定回路２７ｄから出力されるしきい値とを比較し、その結果を制御装置３１へ出力する。
【００３６】
図６に示すように、しきい値はハイレベルＬHiとローレベルＬLiとを有しており、比較回路２７ｃでは、反射光量を示す電圧値Ｖｏとしきい値ＬHi，ＬLiとを比較して、円筒体２の内面２ａに傷が形成されているか否か、或いは異物が混入しているか否かを判断し、その結果を制御装置３１へ出力する。
【００３７】
制御装置３１では、比較回路２７ｃでの比較結果に基づき、円筒体２の内面２ａの表面の傷、或いは異物に対する必要な表示、印字等を行うため駆動信号をモニタ、プリンタ等の出力手段（図示せず）に出力すると共に、今回のデータを記憶する。
【００３８】
次に、このような構成による本形態の作用について説明する。検査ステーション１に設けられているステージに上に円筒体２を移送した後、円筒体２の軸芯を、表面検査装置４の回転筒１１の軸芯に一致させる。次いで、装置本体４ａを載置する架台３を下降させ、筒状体２の上面に当接させて、筒状体２を固定する。又、表面検査装置４に設けた回転センサ用スライダ５は上昇されており、この回転センサ用スライダ５と一体に移動する回転筒１１の下端が、架台３の少なくとも底面付近で待機されている。
【００３９】
一方、制御装置３１は、内径データの入力待ち状態となっており、モニタには内径データの入力を要求する画面が表示されている。そして、図７に示す光学系・ミラー間距離設定ルーチンのステップＳ１で、円筒体２の内径データ２ｄｗが入力されると、ステップＳ２へ進み、（１）式に基づき、光学系・ミラー間距離ｄｍを算出する。
【００４０】
ｄｍ←ｄ−ｄｗ
そして、ステップＳ３へ進み、光学系・ミラー間距離ｄｍに対応する駆動信号をセンサヘッド位置調整用アジャストモータ１８へ出力して、ルーチンを終了する。尚、光学系・ミラー間距離設定ルーチンは、円筒体２毎に入力しても良いが、生産ロット後に入力しても良い。
【００４１】
センサヘッド位置調整用アジャストモータ１８では、制御装置３１から出力された光学系・ミラー間距離ｄｍに対応する駆動信号に基づき、筒状体用スクリュー軸１７を所定量正転、或いは逆転させる。筒状体用スクリュー軸１７が回転すると、ブラケット１５が筒状体用ガイドロッド１６に支持された状態で下降、或いは上昇し、ブラケット１５の下面に固設されている筒状体１４を同方向へ一体移動させる。
【００４２】
その結果、筒状体１４の下端に設けたセンサヘッド２０の対物光学系２４とミラー１２との間の距離である光学系・ミラー間距離ｄｍが、円筒体２の内径データ（２ｄｗ）に対応した距離、すなわち、（１）式の関係が成立する距離に設定される。
【００４３】
そして、回転筒用モータ１０と送り用駆動モータ７とを共に正転方向へ定速回転させる。回転筒用モータ１０が回転すると、回転筒１１が定速回転し、この回転筒１１の下端にミラー軸１３を介して固定されているミラー１２が同方向へ一定回転する。又、送り用駆動モータ７が回転すると、送り用駆動モータ７のスライダ用スクリュー軸８に螺入されているガイドナット９を介して回転センサ用スライダ５がスライダ用ガイドロッド６に沿って移動し、この回転センサ用スライダ５に保持されている回転筒１１及び筒状体１４を一体的に移動させる。その結果、回転筒１１は定速回転しながら、送り用駆動モータ７の回転数で設定されたピッチで下降する。
【００４４】
筒状体１４の下端に設けたセンサヘッド２０に結束されている投光ファイバ２２の先端からは、演算回路部２５に設けた光源部２６のレーザダイオード２６ｂからの検査光が出射されており、この検査光が対物光学系２４を介し、ミラー１２により９０°方向へ反射されて、円筒体２の内面２ａにほぼ直角に照射される。
【００４５】
ミラー１２は筒状体１４と一体回転しており、しかも、筒状体１４が一定ピッチで下降しているため、円筒体２の内面２ａに照射される検査光は、内面２ａを一定ピッチで螺旋状に走査する。このピッチは回転筒用モータ１０の回転数と、送り用駆動モータ７の送り量とで決定される。例えば、０．３ｍｍ以上の大きさの傷を検出する精度を必要とする場合は、回転筒１１を１回転当たり、０．１５ｍｍの送り量とする。従って、回転筒１１を３０００ｒｐｍで回転させた場合には、この回転筒１１を１秒間に７．５ｍｍの速さで送り出せば良いことになる。
【００４６】
そして、円筒体２の内面２ａからの反射光が、ミラー１２にて９０°方向へ反射され、対物光学系２４を介して受光ファイバ２３に入射され、この受光ファイバ２３にガイドされて、演算回路部２５の検査演算部２７に設けられているフォトセンサ２７ａにて受光される。フォトセンサ２７ａで受光した反射光は、光電変換されて、増幅回路２７ｂで所定に増幅された後、比較回路２７ｃへ出力される。
【００４７】
反射光は、円筒体２の内面２ａに傷が存在すると散乱されるため、フォトセンサ２７ａでの受光量が減少し、低い電圧値Ｖｏとなる。一方、加工ラインにおいて、円筒体２の内面２ａに異物が付着してしまった場合、この異物からの反射光は、通常の内面２ａからの反射光よりも強く反射する場合があり、このような場合には、高い電圧値Ｖｏが検出される。
【００４８】
比較回路２７ｃでは、増幅回路２７ｂを介して入力された電圧値Ｖｏとしきい値設定回路２７ｄから出力されているローレベルＬLo、ハイレベルＬHiの各しきい値とを比較する。尚、このしきい値ＬLi，ＬHiは、円筒体２の内面２ａから反射した反射光量に基づき、表面に傷、異物が存在することを示す電圧値を、実験などから予測して設定した値である。
【００４９】
そして、比較回路２７ｃでは、図６に示すように、電圧値Ｖｏが両しきい値ＬLi，ＬHi内に収まっているときはＬ信号を出力し、電圧値ＶｏがローレベルＬLi以下、或いはハイレベルＬHi以上のときはＨ信号を出力する。尚、データの比較は、他の手法、例えば、画像処理技術等を用いて制御装置内で行ってもよい。
【００５０】
制御装置３１では、比較回路２７ｃからの信号に基づき、円筒体２の内面２ａの傷、或いは異物の付着に対する必要な表示をモニタ、プリンタ等へ出力すると共に、所定に記憶する。
【００５１】
このように、本形態では、被検査物である円筒体２の内径が異なる場合であっても、その内径に応じて、筒状体１４を上下させることで、対物光学系２４から円筒体２の内面２ａまでの距離を一定にするようにしたので、レンズを交換する等の煩雑な作業が不要となり、取り扱い性が良いばかりでなく、内径の異なるあらゆる円筒体に対しても対応することができるので、段取り時間の大幅な削減を実現できて作業効率が良く、製品コストの低減を実現することができる。
【００５２】
又、円筒体２の内面２ａを螺旋状に走査することで、欠陥部の有無を検査するようにしたので、内面２ａの上端から下端まで連続的に検査することができて、作業性が良い。又、送り用駆動モータ７の送り量をより低速に設定すれば、内面２ａの欠陥部をより細密に検査することが可能となる。
【００５３】
又、図８〜図１１に本発明の第２形態を示す。本形態では、円筒体２’の内面２ａにテーパ部２ｂが形成されており、このテーパ部２ｂに傷等の欠陥部が存在する可否かを検査できるようにしたものである。例えば自動車の油圧制御系に採用されているオイルシリンダのように、内部に形成したテーパ部と、このテーパ部に対設するバルブとの距離でオイル流量を制御し、又、テーパ部にバルブを密着させることで、オイルの流れを遮断するようにしているため、テーパ部に欠陥が存在しているとオイル漏れが生じ易くなる。
【００５４】
本形態では、ミラー１２の傾斜角度をテーパ部の角度に応じて設定すると共に、光学系・ミラー間距離ｄｍを可変させることで、焦点距離を一定にしたままで、テーパ部を連続的に走査できるようにしたものである。尚、本形態では、検査ステーションを２つ有し、一方の検査ステーションでは、第１形態と同様、円筒体２の軸芯に沿う方向に形成されている内面２ａを検査し、他方の検査ステーションにおいて、テーパ部２ｂを検査するものとする。この場合、走査によって得られた反射光量に基づく欠陥部の有無の検査については、第１形態と同様であるため、説明を省略する。
【００５５】
検査ステーション１’に設けられているステージに上に円筒体２’を移送した後、円筒体２’の軸芯を、表面検査装置４’の回転筒１１の軸芯に一致させる。次いで、装置本体４ａを載置している架台３を下降させ、円筒体２’の上面に当接させて、円筒体２’を固定する。
【００５６】
又、テーパ部２ｂの傾斜角αに基づき、検査光をテーパ部２ｂに対してほぼ直角に照射させるべく、ミラー１２の傾斜角αｍを、
αｍ＝４５°＋（α／２）  …（２）
から算出し、ミラー１２を傾斜させる。このミラー１２の傾斜は手動によって行っても、ステッピングモータ等のモータで駆動させるようにしても良い。
【００５７】
一方、制御装置３１は、データ初期設定の入力待ち状態となっており、モニタにはデータの入力を要求する画面が表示されている。そして、図１１に示す光学系・ミラー間距離初期設定ルーチンのステップＳ２１で、テーパ部２ｂの高さ方向の距離である測定距離ｄｔを入力する。次いで、ステップＳ２２で、テーパ部２ｂの傾斜角αを入力する。
【００５８】
そして、ステップＳ２３でミラー・テーパ部間距離ｄｗを入力する。次いで、ステップＳ２４で、光学系・ミラー間距離ｄｍ’を、（１’）式から算出する。
【００５９】
ｄｍ’＝ｄ−ｄｗ
尚、ｄは焦点距離に基づいて設定される対物光学系２４の先端からテーパ部２ｂまでの距離である。
【００６０】
その後、ステップＳ２５へ進み、光学系・ミラー間距離ｄｍ’に対応する駆動信号をセンサヘッド位置調整用アジャストモータ１８へ出力して、ルーチンを終了する。
【００６１】
そして、回転筒用モータ１０の回転により回転筒１１を定速回転させて、テーパ部２ｂの表面を走査するに際し、送り用駆動モータ７にて回転筒１１と筒状体１４を一体的に一定速度で送ると共に、以下の関係が維持されるように、センサヘッド位置調整用アジャストモータ１８を駆動して、光学系・ミラー間距離ｄｍ’を可変設定する。
【００６２】
ｄｍ’＝ｄ−（ｄｗ−ｄｔ・ｔａｎα）／ｃｏｓα  …（３）
その結果、図１０に示すように、対物光学系２４の先端からテーパ部２ｂまでの距離ｄを常に一定の状態にしたまま、テーパ部２ｂを連続的に走査することができるため、作業効率が大幅に上昇する。
【００６３】
尚、円筒体２の軸芯に沿う方向に形成された内面２ａとテーパ部２ｂとを連続的に走査する場合は、ミラー１２にチルト機構を設け、軸芯に沿う方向に形成された内面２ａを走査する場合は、チルト角を４５°に設定し、テーパ部２ｂを走査するときは、チルト角を（２）式に基づき設定することで、連続的に走査することができる。その結果、一つのセンサヘッド２０でテーパ部２ｂを含む円筒体２の内面を連続的に検査することができる。
【００６４】
なお、本発明は、上述した形態に限るものではなく、表面検査に際しては、例えば回転筒１１は回転させず、円筒体２側を回転させて走査するようにしても良い。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明の表面検査装置は、例えばエンジンシリンダ、ブレーキシリンダ、コンプレッサシリンダ、その他各種の作動シリンダの如き円筒状をなすものの内周面の欠陥部を、光学的に検査する装置として利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】第１形態による表面検査装置の概略構成図
【図２】同、図１に示す回転筒の右側面断面図
【図３】同、センサヘッドの拡大断面図
【図４】同、図３のIV-IV断面図
【図５】同、演算回路部の構成図
【図６】同、フォトセンサで検出した電圧値としきい値との関係を示す波形図
【図７】同、光学系・ミラー間距離設定ルーチンを示すフローチャート
【図８】第２形態による表面検査装置の概略構成図
【図９】同、図８に示す回転筒の右側面断面図
【図１０】同、表面検査装置の動作状態を示す説明図
【図１１】同、光学系・ミラー間距離初期設定ルーチンを示すフローチャート
【符号の説明】
【００６７】
２，２’円筒体
２ａ  内面
２ｂ  テーパ部
４，４’  表面検査装置
４ａ  装置本体
５  回転センサ用スライダ
６  スライダ用ガイドロッド
７  送り用駆動モータ
８  スライダ用スクリュー軸
９  ガイドナット
１０  回転筒用モータ
１１  回転筒
１１ａ  窓部
１２  ミラー
１３  ミラー軸
１４  筒状体
１５  ブラケット
１６  筒状体用ガイドロッド
１７  筒状体用スクリュー軸
１８  センサヘッド位置調整用アジャストモータ
２０  センサヘッド
３１  制御装置
α，αｍ  傾斜角
ｄ  距離
ｄｍ，ｄｍ’光学系・ミラー間距離
ｄｔ  測定距離
ｄｗ，ｄｗ’  ミラー・テーパ部間距離
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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