(57)【要約】【課題】  被検査面の照明方向を工夫することにより被検査面に付いたスポット傷のみならず周方向や幅方向に延びるきわめて幅の狭い線傷も検出できるようにする。【解決手段】  一定方向に移動する検査対象物（２）の被検査面を照明する光源（３１、４１）、前記被検査面からの反射光を第一の受光素子（３３）に導く第一の導光路（３２）及び該反射光を第二の受光素子（４３）に導く第二の導光路（４２）、前記第一の受光素子から出力される電気信号又はその電気信号に相関する電気信号と前記第二の受光素子から出力される電気信号又はその電気信号に相関する電気信号との差分値を演算する差分値演算手段、前記差分値と所定のしきい値とを比較して前記被検査面の欠陥の有無を判別する判別手段を備え、前記光源（３１、４１）からの光を前記検査対象物の移動方向に対して略４５度の交差角（φｃ、φｄ）で照射する。【選択図】  図２
2005283301.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一定方向に移動する検査対象物の被検査面を照明する光源と、
前記被検査面からの反射光を第一の受光素子に導く第一の導光路及び該反射光を第二の受光素子に導く第二の導光路と、
前記第一の受光素子から出力される電気信号又はその電気信号に相関する電気信号と前記第二の受光素子から出力される電気信号又はその電気信号に相関する電気信号との差分値を演算する差分値演算手段と、
前記差分値と所定のしきい値とを比較して前記被検査面の欠陥の有無を判別する判別手段とを備えた金属リング欠陥検出装置において、
前記光源からの光を前記検査対象物の移動方向に対して略４５度の交差角で照射することを特徴とする金属リング欠陥検出装置。
【請求項２】
前記検査対象物は、無端ベルト状の金属リングであって、且つ、前記光源からの光を、該金属リングの周方向に対して略４５度の交差角で照射することを特徴とする請求項１記載の金属リング欠陥検出装置。
【請求項３】
一定方向に移動する検査対象物の被検査面を照明する光源と、
前記被検査面からの反射光を第一の受光素子に導く第一の導光路及び該反射光を第二の受光素子に導く第二の導光路と、
前記第一の受光素子から出力される電気信号又はその電気信号に相関する電気信号と前記第二の受光素子から出力される電気信号又はその電気信号に相関する電気信号との差分値を演算する差分値演算手段と、
前記差分値と所定のしきい値とを比較して前記被検査面の欠陥の有無を判別する判別手段とを備えた金属リング欠陥検出装置において、
前記光源からの光を前記検査対象物の移動方向に対して略９０度の交差角で照射することを特徴とする金属リング欠陥検出装置。
【請求項４】
前記検査対象物は、無端ベルト状の金属リングであって、且つ、前記光源からの光を、該金属リングの周方向に対して略９０度の交差角で照射することを特徴とする請求項３記載の金属リング欠陥検出装置。
【請求項５】
一定方向に移動する検査対象物の被検査面を照明する光源と、
前記被検査面からの反射光を第一の受光素子に導く第一の導光路及び該反射光を第二の受光素子に導く第二の導光路と、
前記第一の受光素子から出力される電気信号又はその電気信号に相関する電気信号と前記第二の受光素子から出力される電気信号又はその電気信号に相関する電気信号との差分値を演算する差分値演算手段と、
前記差分値と所定のしきい値とを比較して前記被検査面の欠陥の有無を判別する判別手段とを備えた金属リング欠陥検出装置において、
前記光源からの光を前記検査対象物の移動方向と並行に照射することを特徴とする金属リング欠陥検出装置。
【請求項６】
前記検査対象物は、無端ベルト状の金属リングであって、且つ、前記光源からの光を、該金属リングの周方向と並行に照射することを特徴とする請求項５記載の金属リング欠陥検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車等車両に搭載されるＶベルト式無段変速機のベルト（以下「ＣＶＴベルト」という。）を構成する部品の一つである、無端ベルト状の金属リングの欠陥を検出する金属リング欠陥検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＶＴベルトとしては、たとえば、非特許文献１に記載されているように、厚さ０．２ｍｍ程度の薄板状の金属リングを多数枚重ねたものに、スチール製のエレメントを連続して嵌め込んで一体化した構造のものが知られている。
【０００３】
図８は、ＣＶＴベルトの外観図である。この図において、ＣＶＴベルト１は、多数枚（たとえば、１２枚程度）の金属リング２を積み重ねた二連のベルト積層体３に、多数個（たとえば、４００個程度）のスチール製のエレメント４からなるエレメント積層体５を担持させて組み立てられている。
【０００４】
図９は、ＣＶＴベルト１の概略的な製造工程図である。この図において、“超強靱鋼”（詳しくは後述する）の薄板６の端部６ａ同士を突き当てて溶接し、リング状のドラム７を形成する。次いで、そのドラム７を所定幅ずつ輪切り状に裁断して圧延し、基本周長の金属リング２を作成する。
【０００５】
次に、上記の金属リング２に溶体化処理等を施した後、各々の金属リング２に、ＣＶＴベルト１の積層場所に対応した所要の周長を与える周長補正処理を実行する。
【０００６】
次に、周長補正後の金属リング２に対して、時効処理や窒化処理などを施して表面硬度を高めた後、金属リング２の表面欠陥の有無を検査し、検査をパスした金属リング２を順次に積層し、その積層体にエレメント４を嵌め込んで一体化して、ＣＶＴベルト１を完成する。
【０００７】
上記のとおり、ＣＶＴベルト１の金属リング２には「超強靱鋼」が用いられる。ＣＶＴベルト１に相応しい超強靱鋼としては、たとえば、特許文献１に記載されているようなマルエージング鋼がある。マルエージング鋼は靱性に優れているという特徴から、ＣＶＴベルト１に用いて好適であるが、疲労強度の点で充分とはいえない。この疲労強度を補うために、たとえば、特許文献２に記載されているような窒化処理を行っている。
【０００８】
窒化処理とは、非特許文献２に記載されているように、鋼の表面に窒素を浸透させて窒化鉄の硬化層（硬化膜）を形成する処理のことをいう。塩浴窒化法や、タフトライド法、プラズマ窒化法、あるいは、ガス軟窒化法など知られているが、ＣＶＴベルト１等の量産部品においては、一般にコストの点でガス軟窒化法が用いられる。この方法によれば、鋼表面に、硬度Ｈｖ４００〜７００程度の硬化層を、８〜１５μｍ程度の深さで形成することができる。
【０００９】
このように、表面に硬化層を形成した金属リング２であるが、その硬度は完全なものではなく（Ｈｖ４００〜７００程度）、金属リング２同士の擦れやぶつかり、又は、他の器物との干渉等により、不本意ながら、しばしば、その表面に傷（以下「欠陥」という。）が付くことがある。
【００１０】
図１０は、たとえば、特許文献３に記載された「欠陥検出装置」（以下、従来装置という。）の概念構成図である。この従来装置は、検査用光源８からの照射光を、一定方向に移動する被検査面９（金属リング２の外表面又は内表面）の“真上”に導くための複数本の照明用導光路１０ａ〜１０ｃ（光ファイバー）と、この照明用導光路１０ａ〜１０ｃの間に交互に配置され、被検査面９からの反射光Ｐａ、Ｐｂを受光部１１ａ、１１ｂに導くための少なくとも二つの受光用導光路１２ａ、１２ｂ（光ファイバー）とを備えるというものであり、二つの受光用導光路１２ａ、１２ｂを、僅かな距離Ｌを隔てて離隔配置した点がポイントである。
【００１１】
このように構成すると、被検査面９に傷等の欠陥がない場合には、二つの受光用導光路１２ａ、１２ｂによって導かれた反射光Ｐａ、Ｐｂはほぼ同等の強さで受光部１１ａ、１１ｂに与えられる一方、被検査面９に欠陥があった場合には、当該欠陥部位の反射光が低下（乱反射による光量低下）するので、二つの受光用導光路１２ａ、１２ｂよって導かれた反射光Ｐａ、Ｐｂに差が生じ、その差分の大きさから欠陥の有無を自動的に判別することができる。
【００１２】
図１１は、従来装置における欠陥の検出概念図である。同図（ａ）において、二つの受光用導光路１２ａ、１２ｂは距離Ｌだけ離れており、また、被検査面９は、たとえば、速度Ｖで一定方向に移動している。
【００１３】
被検査面９に欠陥１３が存在している場合は、まず、右側の受光用導光路１２ｂの端面が欠陥１３に対向し、ある時間の経過後に、左側の受光用導光路１２ａの端面が欠陥１３′に対向する。ここで、欠陥１３′は速度Ｖで移動した後の欠陥１３である。
【００１４】
欠陥１３（１３′）の乱反射によって光量が低下した光は、最初に右側の受光部１１ｂで受光され、ある時間の経過後に、左側の受光部１１ａで受光される。同図（ｂ）はこのときの右側の受光部１１ｂの出力信号波形を示し、同図（ｃ）は同左側の受光部１１ａの出力信号波形を示している。
【００１５】
これらの信号波形中に示す数字（“５０”、“０”）は、説明のための便宜的な信号レベルを表している。たとえば、“５０”は被検査面９の無欠陥部分からの強い反射光レベル、“０”は被検査面９の欠陥１３（１３′）の部分からの弱い反射光レベルを表している。
【００１６】
いま、これら二つの信号波形の差分、つまり、〔「同図（ｂ）の波形」−「同図（ｃ）の波形」〕を計算すると、同図（ｄ）の波形（以下「差分値」という。）が得られる。
【００１７】
この差分値は、「同図（ｂ）の波形」と「同図（ｃ）の波形」が共に“５０”のときに“０”、また、「同図（ｂ）の波形」が“０”且つ「同図（ｃ）の波形」が“５０”のときに“−５０”、さらに、「同図（ｂ）の波形」が“５０”且つ「同図（ｃ）の波形」が“０”のときに“５０”となる。
【００１８】
したがって、このような差分値に、適切なしきい値、たとえば、“５０”を若干下回る大きさのハイ側しきい値（ＳＬ＿Ｈ）と、“−５０”を若干下回る大きさロー側しきい値（ＳＬ＿Ｌ）とを適用することにより、各々、欠陥１３、１３′に対応する信号１４、１４′を取り出すことができ、この信号１４、１４′を利用して、欠陥検出の警報を発することができる。
【００１９】
【非特許文献１】宮地知巳著“理想の変速機ＣＶＴの性能を最大限に引き出す”、［online］、［平成１４年８月２５日検索］、インターネット＜URL: http://www.idemitsu.co.jp/lube/cvt/cvtbody2.html＞
【非特許文献２】ＤＥＳＩＧＮ  ＭＥＣＨＡＮＩＣ  ｆｏｒ  ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ  ＆  ｄｅｓｉｇｎｅｒｓ“窒化処理”、[online]、[平成１６年２月２８日]、インターネット＜URL: http://homepage1.nifty.com/seas/database/heat/nitro.htm＞
【特許文献１】特開平１１−１１７０１７公報
【特許文献２】特開平１１−２０００１０公報
【特許文献３】特開平１１−２４８６３７公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
しかしながら、上記の従来装置を適用した場合、次の不都合があった。
すなわち、図１０の構成からも明らかなように、従来装置における被検査面９の照明は、照明用導光路１０ａ〜１０ｃを介して行われており、この照明用導光路１０ａ〜１０ｃの光軸は、被検査面９のほぼ鉛直方向に沿って配置されている。つまり、被検査面９は“真上”から照明されている。
【００２１】
このため、被検査面９に存在する様々な欠陥（傷）のうち、比較的面積のある傷（以下「スポット傷」という。）については、照明光によって周囲から目立たせることができ、前記の従来装置によって支障無く検出できるものの、直線状の細い傷、たとえば、被検査面９を金属リング２の表面とした場合に、その金属リング２の周方向に沿って付けられた直線傷や、その金属リング２の幅方向に沿って付けられた直線傷については、照明光によって周囲から目立たせることができず、前記の従来装置によっても検出できないことがあった。
【００２２】
図１２は、スポット傷や直線傷の例を示す図である。この図において、金属リング２の表面には、比較的面積のあるスポット傷１５に加え、金属リング２の周方向に延びるきわめて幅が狭い直線傷１６と、金属リング２の幅方向に延びるきわめて幅が狭い直線傷１７とが付けられている。
【００２３】
このような傷のうち、比較的面積があるスポット傷１５は、被検査面の真上から照明を行っても、その大きな面積で広範囲な乱反射が生じるので、判別は容易であるが、きわめて幅が狭い直線傷１６、１７は、乱反射が生じにくいため、判別は容易でなく、したがって、従来装置を用いてもなかなかその欠陥（直線傷１６、１７）を検出できないことがあった。
【００２４】
そこで、本発明の目的は、被検査面の照明方向を工夫することにより、被検査面に付いたスポット傷のみならず、周方向や幅方向に延びるきわめて幅の狭い線傷も検出できるようにした金属リング欠陥検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
本発明は、一定方向に移動する検査対象物の被検査面を照明する光源と、前記被検査面からの反射光を第一の受光素子に導く第一の導光路及び該反射光を第二の受光素子に導く第二の導光路と、前記第一の受光素子から出力される電気信号又はその電気信号に相関する電気信号と前記第二の受光素子から出力される電気信号又はその電気信号に相関する電気信号との差分値を演算する差分値演算手段と、前記差分値と所定のしきい値とを比較して前記被検査面の欠陥の有無を判別する判別手段とを備えた金属リング欠陥検出装置に関するものであり、その特徴は、前記光源からの光を前記検査対象物の移動方向に対して略４５度の交差角で照射することにある。
また、好ましくは、前記検査対象物は、無端ベルト状の金属リングであって、且つ、前記光源からの光を、該金属リングの周方向に対して略４５度の交差角で照射することを特徴とするものである。
又は、本発明は、一定方向に移動する検査対象物の被検査面を照明する光源と、前記被検査面からの反射光を第一の受光素子に導く第一の導光路及び該反射光を第二の受光素子に導く第二の導光路と、前記第一の受光素子から出力される電気信号又はその電気信号に相関する電気信号と前記第二の受光素子から出力される電気信号又はその電気信号に相関する電気信号との差分値を演算する差分値演算手段と、前記差分値と所定のしきい値とを比較して前記被検査面の欠陥の有無を判別する判別手段とを備えた金属リング欠陥検出装置において、前記光源からの光を前記検査対象物の移動方向に対して略９０度の交差角で照射することを特徴とするものであり、
好ましくは、前記検査対象物は、無端ベルト状の金属リングであって、且つ、前記光源からの光を、該金属リングの周方向に対して略９０度の交差角で照射することを特徴とするものである。
又は、本発明は、一定方向に移動する検査対象物の被検査面を照明する光源と、前記被検査面からの反射光を第一の受光素子に導く第一の導光路及び該反射光を第二の受光素子に導く第二の導光路と、前記第一の受光素子から出力される電気信号又はその電気信号に相関する電気信号と前記第二の受光素子から出力される電気信号又はその電気信号に相関する電気信号との差分値を演算する差分値演算手段と、前記差分値と所定のしきい値とを比較して前記被検査面の欠陥の有無を判別する判別手段とを備えた金属リング欠陥検出装置において、前記光源からの光を前記検査対象物の移動方向と並行に照射することを特徴とするものであり、
好ましくは、前記検査対象物は、無端ベルト状の金属リングであって、且つ、前記光源からの光を、該金属リングの周方向と並行に照射することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、光源からの光を検査対象物の移動方向に対して略４５度の交差角（図２のφｃ、φｄ参照）で照射したので、当該検査対象物の被検査面のスポット傷はもちろんのこと、当該検査対象物の移動方向に沿って延在する線傷（図１２の線傷１６参照）や、当該検査対象物の幅方向に沿って延在する線傷（図１２の線傷１７参照）に対しても、上記の交差角（略４５度）で光を照射して、それらの欠陥部分を目立たせることができる。したがって、いずれの傷の部分でも乱反射に伴う反射光量の低下が生じるため、非欠陥部分の反射光との比較によって、それらの欠陥（スポット傷や線傷）を支障無く検出することができる。
また、光源からの光を検査対象物の移動方向に対して略９０度の交差角で照射するようにすれば、検査対象物の移動方向に沿って延在する線傷を検出する一方、当該検査対象物の幅方向に沿って延在する線傷を検出しない（無視する）ようにできる。
また、光源からの光を検査対象物の移動方向と並行に照射するようにすれば、上記とは逆に、検査対象物の移動方向に沿って延在する線傷を検出しない（無視する）ようにできる一方、当該検査対象物の幅方向に沿って延在する線傷を検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の実施例を、図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明における様々な細部の特定ないし実例および数値や文字列その他の記号の例示は、本発明の思想を明瞭にするための、あくまでも参考であって、それらのすべてまたは一部によって本発明の思想が限定されないことは明らかである。また、周知の手法、周知の手順、周知のアーキテクチャおよび周知の回路構成等（以下「周知事項」）についてはその細部にわたる説明を避けるが、これも説明を簡潔にするためであって、これら周知事項のすべてまたは一部を意図的に排除するものではない。かかる周知事項は本発明の出願時点で当業者の知り得るところであるので、以下の説明に当然含まれている。
【００２８】
図１は、金属リング欠陥検出装置の概念的な構成図である。金属リング欠陥検出装置２０は、リング周回駆動用モータ２１によって回転駆動される位置固定の駆動プーリ２２、その駆動プーリ２２と同一の回転平面上に離隔配置される位置可変の従動プーリ２３、所定の質量（例：８０Ｋｇ）を持つ荷重体２４、及び、欠陥検出部２５を含んで構成される。なお、駆動プーリ２２と従動プーリ２３に加えて、さらに、１個又は複数個の案内プーリを有していてもよいが、必要最小限のプーリは駆動プーリ２２と従動プーリ２３の二つである。
【００２９】
検査対象物である金属リング２を検査する際には、まず、従動プーリ２３を初期位置（一点鎖線アの位置）にして、駆動プーリ２２と従動プーリ２３の間に金属リング２を掛け渡し、次いで、従動プーリ２３に荷重体２４を取り付けて従動プーリ２３を移動させることにより、金属リング２に所要のテンションを与える。そして、その状態でリング周回駆動用モータ２１を駆動して金属リング２を一定方向（矢印イ方向）に周回させつつ、欠陥検出部２５を用いて、当該金属リング２の欠陥検出を行う。
【００３０】
図２は、欠陥検出部２５の概念構成図である。この図において、欠陥検出部２５は、少なくとも二つの光学的センサ部３０、４０（以下、「Ａ系光学的検査部３０」、「Ｂ系光学的検査部４０」又は、単に「Ａ系３０」、「Ｂ系４０」と称する。）と、判定部５０とを含む。なお、“少なくとも二つ”の光学的センサ部３０、４０を備える理由については後で説明する。
【００３１】
Ａ系３０及びＢ系４０は、同一の構成を有している。つまり、Ａ系３０（Ｂ系４０）は、検査対象物である金属リング２の表面（被検査面）を“所定の方向”（詳しくは後述）から照明する光源３１（４１）と、被検査面の鉛直方向に光軸を配すると共にその端面を被検査面から僅かに離隔し且つ互いに距離Ｌを隔てて並行に配された受光用光ファイバー３２（４２）と、受光用光ファイバー３２（４２）によって導かれた被検査面からの反射光Ｐａ（Ｐｂ）を電気信号Ｓａ（Ｓｂ）に変換する受光素子３３（４３）とを含んで構成されている。Ａ系３０の受光用光ファイバー３２は発明の要旨に記載の「第一の導光路」を構成し、Ａ系３０の受光素子３３は同要旨に記載の「第一の受光素子」を構成する。また、Ｂ系４０の受光用光ファイバー４２は同要旨に記載の「第二の導光路」を構成し、Ｂ系４０の受光素子４３は同要旨に記載の「第二の受光素子」を構成する。
【００３２】
上記のとおり、本実施形態の光源３１（４１）は、検査対象物である金属リング２の被検査面を“所定の方向”から照明する点に特徴がある。この“所定の方向”について説明すると、今、光源３１（４１）の光軸をそれぞれＰ３１、Ｐ４１とし、同図（ａ）に示すように、光軸Ｐ３１、Ｐ４１と金属リング２の表面（被検査面）とのなす角（照射光の入射角）をφａ、φｂとするとき、φａ、φｂはそれぞれ約４５度である。また、同図（ｂ）に示すように、光軸Ｐ３１、Ｐ４１と金属リング２の周方向に延びる中央線Ｌ２とのなす角（交差角）をφｃ、φｄとするとき、φｃ、φｄも、それぞれ約４５度である。
【００３３】
但し、前者の「φａ＝φｂ≒４５度」は、好ましい一例であり、特にその角度に限定されない。つまり、被検査面への照射光の入射角は０度以上且つ９０度以下の範囲にあればよく、４５度はその一例に過ぎないが、後者の「φｃ＝φｄ≒４５度」は、被検査面に付けられたスポット傷（図１２のスポット傷１５参照）のみならず、周方向に延びる直線傷（図１２の直線傷１６参照）や、幅方向に延びる直線傷（図１２の直線傷１７参照）も支障無く検出するための必須の事項であり、本実施形態のポイントである。スポット傷や直線傷の検出の原理については後述する。
【００３４】
判定部５０は、Ａ系３０の受光素子３３から出力された電気信号ＳａとＢ系４０の受光素子４３から出力された電気信号Ｓｂとに基づいて、金属リング２の被検査面の欠陥の有無を判定するものであり、その基本原理は、「二つの受光素子３３（４３）に入射する光の強度は、被検査面に欠陥がないときはほぼ同じとなり、欠陥があるときは異なる」ことに着目し、「二つの受光素子３３（４３）から出力された電気信号Ｓａ、Ｓｂの差分値をとって、その差分値が大きい場合に、被検査面に欠陥があると判別する」というものである。
【００３５】
このことをもう少し分かりやすく説明すると、今、金属リング２の被検査面に欠陥がない場合は、被検査面は平滑な面であり、被検査面への照射光は、その平滑な面で一様に反射し、乱反射はほとんど生じない。このため、二つの受光素子３３（４３）に入射する光の強度はほぼ同じ大きさとなり、この場合、電気信号Ｓａ、Ｓｂの差分値はほぼ「０」となる。
【００３６】
これに対して、金属リング２の被検査面に欠陥があった場合、被検査面への照射光は、その欠陥場所で乱反射するため、受光用光ファイバー３２（４２）を介して受光素子３３（４３）に導かれる光の強度が、その乱反射の分だけ低下する。このとき、Ａ系３０とＢ系４０の受光用光ファイバー３２（４２）の間隔Ｌを欠陥のサイズよりも充分に大きくしておけば、一方の系の受光用光ファイバー（たとえば、Ａ系３０の受光用光ファイバー３２）が、その欠陥の影響によって強度が低下した光を導いているとき、他方の系の受光用光ファイバー（Ｂ系４０の受光用光ファイバー４２）は、強度が低下しない光（つまり、欠陥がない平滑な面からの強い反射光）を導くこととなる。したがって、この場合には、電気信号Ｓａ＜電気信号Ｓｂとなるので、その差分値は、上記の正常時（Ｓａ＝Ｓｂ）に比べて明らかに大きくなる。
【００３７】
以上の原理により、「二つの受光素子３３（４３）から出力された電気信号Ｓａ、Ｓｂの差分値をとって、その差分値が大きい場合に、被検査面に欠陥があると判別する」ことができる。
【００３８】
なお、すくなくとも二つの系（Ａ系３０、Ｂ系４０）を必要とする理由は、次のとおりである。上記の原理説明より、被検査面に欠陥がない場合は、いずれの系から出力された電気信号Ｓａ（又はＳｂ）も「大きな値」となる。そして、被検査面に欠陥がある場合は、いずれの系も、その欠陥からの反射光（乱反射している分だけ強度が低下した光）を受光しているときは、その系から出力された電気信号Ｓａ（またはＳｂ）は「小さな値」となる。
【００３９】
基本的に、これらの「大きな値」と「小さな値」を見分けることにより欠陥の判定は可能である。しかしながら、これだけでは、安定した判定は期待できず、実用上の点で支障がある。なぜならば、検査対象物、とりわけ、ＣＶＴベルト１に用いられる金属リング２の表面全体は、窒化処理によって艶消し状態になっており、しかも、その艶消しの程度が製品（又はロット）毎に一定していないため、正常判定時の基準となる電気信号Ｓａ（又はＳｂ）の「大きな値」にバラツキが生じるからである。光学的センサ部を“少なくとも二つの系”で構成し、それらの系から出力された電気信号Ｓａ（及びＳｂ）の“差分値”をとることにすれば、上記のバラツキの影響を排除し、安定した判定を行って、実用的なものとすることができる。
【００４０】
図３は、判定部５０のブロック図である。この図において、判定部５０は、Ａ系用増幅器５１、Ｂ系用増幅器５２、Ａ系用ＡＧＣ回路５３、Ｂ系用ＡＧＣ回路５４、差分演算部５５（差分値演算手段）、ハイ側しきい値判定部５６（判別手段）、ロー側しきい値判定部５７（判別手段）、及び、警報信号発生部５８などを含んで構成されている。
【００４１】
Ａ系用増幅器５１は、Ａ系の受光素子３３から出力された電気信号Ｓａを増幅するものであり、その増幅率はＡ系用ＡＧＣ回路５３の出力によって増減制御されるようになっている。Ａ系用ＡＧＣ回路５３は、Ａ系用増幅器５１の出力信号の中から直流分を含む低周波成分のみをとりだすローパスフィルタ５９と、そのローパスフィルタ５９の出力と所定のリファレンス電圧ＲＥＦ１との差に応じた大きさのＡＧＣ電圧を発生する差動増幅器６０とを含み、Ａ系用増幅器５１は、このＡＧＣ電圧に応じた増幅率で電気信号Ｓａを増幅する。このＡＧＣ電圧の目的は、電気信号Ｓａに含まれる低周波成分の“揺らぎ”（主に金属リング２の“面ぶれ”に伴って発生する）を取り除くことにある。
【００４２】
Ｂ系用増幅器５２も、上記のＡ系用増幅器５１と同様に、Ｂ系の受光素子４３から出力された電気信号Ｓｂを増幅するものであり、その増幅率はＢ系用ＡＧＣ回路５４の出力によって増減制御されるようになっている。Ｂ系用ＡＧＣ回路５４は、Ｂ系用増幅器５２の出力信号の中から直流分を含む低周波成分のみをとりだすローパスフィルタ６１と、そのローパスフィルタ６１の出力と所定のリファレンス電圧ＲＥＦ１との差に応じた大きさのＡＧＣ電圧を発生する差動増幅器６２とを含み、Ｂ系用増幅器５２は、このＡＧＣ電圧に応じた増幅率で電気信号Ｓｂを増幅する。このＡＧＣ電圧の目的も、上記と同様であり、電気信号Ｓｂに含まれる低周波成分の“揺らぎ”を取り除くことにある。
【００４３】
差分演算部５５は、Ａ系用増幅器５１から出力された電気信号Ｓａ＿５１とＢ系用増幅器５２から出力された電気信号Ｓｂ＿５２の差分値Ｓｄ（Ｓｄ＝［Ｓａ＿５１］−［Ｓｂ＿５２］）を演算するものである。
【００４４】
ハイ側しきい値判定部５６は、差分演算部５５で演算された差分値Ｓｄと所定のハイ側しきい値ＳＬ＿Ｈとを比較して、Ｓｄ＞ＳＬ＿Ｈの場合にアクティブとなるハイ側判定結果信号Ｓｃ＿Ｈを出力し、ロー側しきい値判定部５７は、同差分値Ｓｄと所定のロー側しきい値ＳＬ＿Ｌとを比較して、Ｓｄ＞ＳＬ＿Ｌの場合にアクティブとなるロー側判定結果信号Ｓｃ＿Ｌを出力する。そして、警報信号発生部５８は、これら二つの判定結果信号（Ｓｃ＿Ｈ、Ｓｃ＿Ｌ）のいずれか一方がアクティブの時に、被検査面の欠陥検出を示す警報信号ＡＬＭを出力する。
【００４５】
さて、本発明の課題は、既述のとおり、「被検査面の照明方向を工夫することにより、被検査面に付いたスポット傷のみならず、周方向や幅方向に延びるきわめて幅の狭い線傷も検出できるようにした金属リング欠陥検出装置を提供する」ことにある。
【００４６】
以下、この点について説明する。既述のとおり、本実施形態の光源３１（４１）は、検査対象物である金属リング２の被検査面を“所定の方向”から照明する点に特徴がある。この“所定の方向”は、具体的には、光源３１（４１）の光軸Ｐ３１、Ｐ４１と金属リング２の表面（被検査面）とのなす角（照射光の入射角）φａ、φｂをそれぞれ約４５度にすると共に、光軸Ｐ３１、Ｐ４１と金属リング２の周方向に延びる中央線Ｌ２とのなす角（交差角）φｃ、φｄもそれぞれ約４５度にすることによって得られるものである。
【００４７】
先にも説明したように、判定部５０における欠陥検出の基本原理は、「二つの受光素子３３（４３）に入射する光の強度は、被検査面に欠陥がないときはほぼ同じとなり、欠陥があるときは異なる」ことに着目し、「二つの受光素子３３（４３）から出力された電気信号Ｓａ、Ｓｂの差分値をとって、その差分値が大きい場合に、被検査面に欠陥があると判別する」というものである。つまり、被検査面の無欠陥部分では、その被検査面への照射光は平滑な面で一様に反射するが、欠陥部分では、乱反射して反射光量が低下するため、無欠陥部分と欠陥部分の反射光量差に基づいて、欠陥を検出するというものである。
【００４８】
図４は、スポット傷１５の検出概念図である。この図に示すように、本実施形態では、光源３１（４１）からの照射光が、約４５度の入射角（φａ、φｂ）で照射されると共に、金属リング２の周方向に延びる中央線Ｌ２に対しても約４５度の交差角（φｃ、φｄ）で照射されている。このため、被検査面の無欠陥部分（スポット傷１５以外の部分）では、その照射光は入射角（約４５度）と同角度で一様に反射するが、欠陥部分（スポット傷１５の部分）では乱反射を生じるので、その乱反射の分だけ反射光量が低下し、結局、上記の基本原理により、このスポット傷１５を判定部５０によって支障無く検出することができる。
【００４９】
一方、図５及び図６は、直線傷１６、１７の検出概念図である。これらの図において、被検査面の無欠陥部分（直線傷１６、１７以外の部分）では、上記のスポット傷１５と同様に、光源３１（４１）からの照射光は入射角（約４５度）と同角度で一様に反射し、欠陥部分（直線傷１６、１７の部分）では乱反射を生じる。
【００５０】
図５において、直線傷１６は、金属リング２の周方向に沿って付いた直線状のきわめて細い傷である。また、図６において、直線傷１７は、金属リング２の幅方向に沿って付いた直線状のきわめて細い傷である。このため、これらの直線傷１６、１７に対して、従来技術のように真上（図面の直上）から光を照射しても、いずれも傷幅がきわめて狭いため、乱反射を生じにく、その直線傷１６、１７を目立たせることができない。
【００５１】
これに対して、本実施形態のように、光源３１（４１）からの光を、被検査面に対して約４５度の入射角（φａ、φｂ）で照射すると共に、金属リング２の周方向に対して約４５度の交差角（φｃ、φｄ）で照射すれば、乱反射を生じやすくすることができ、それだけ直線傷１６、１７を目立たせることができる。その結果、上記の基本原理により、これらの直線傷１６、１７についても、判定部５０によって支障無く検出することができる。
【００５２】
それゆえ、本実施形態では、被検査面の照明方向を上記のように工夫したので、被検査面に付いたスポット傷１５のみならず、周方向や幅方向に延びるきわめて幅の狭い線傷１６、１７も検出できるようにした金属リング欠陥検出装置を提供することができるのである。
【００５３】
なお、以上の実施形態では、光源３１（４１）からの光を、金属リング２の周方向に対して約４５度の交差角（φｃ、φｄ）で照射するようにしているが、これは、金属リング２の周方向に沿って付いた直線傷１６と、金属リング２の幅方向に沿って直線傷１７との両方を検出するための必須の事項である。いずれか一方の直線傷だけを検出するのであれば、以下のようにしてもよい。
【００５４】
図７は、金属リング２の周方向に沿って付いた直線傷１６と、金属リング２の幅方向に沿って直線傷１７とのいずれか一方だけを検出する場合の概念図である。同図（ａ）において、光源３１（４１）の光軸Ｐ３１、Ｐ４１は、金属リング２の周方向に延びる中央線Ｌ２に対して、ほぼ９０度で直交している。つまり、φｃとφｄは約９０度である。
【００５５】
このようにすると、光源３１（４１）からの光は、金属リング２の周方向に沿って付いた直線傷１６に対してほぼ直交方向に照射されるため、その直線傷１６に乱反射を生じさせ得るが、金属リング２の幅方向に沿って付いた直線傷１７に対しては、その直線傷１７の延在方向に照射されるため、乱反射は生じにくくなる。
【００５６】
その結果、図示のように、光源３１（４１）の光軸Ｐ３１、Ｐ４１を、金属リング２の周方向に延びる中央線Ｌ２に対して、ほぼ９０度で直交させた場合には、金属リング２の周方向に沿って付いた直線傷１６を検出するようにできる一方、金属リング２の幅方向に沿って付いた直線傷１７を検出しないようにすることができる。
【００５７】
同様に、同図（ｂ）において、光源３１（４１）の光軸Ｐ３１、Ｐ４１は、金属リング２の周方向に延びる中央線Ｌ２に対して並行になっている。つまり、交差角（φｃ、φｄ）がほぼ０度になっている。
【００５８】
このようにすると、光源３１（４１）からの光は、金属リング２の幅方向に沿って付いた直線傷１７に対してほぼ直交方向に照射されるため、その直線傷１７に乱反射を生じさせ得るが、金属リング２の周方向に沿って付いた直線傷１６に対しては、その直線傷１６の延在方向に照射されるため、乱反射は生じにくくなる。
【００５９】
その結果、図示のように、光源３１（４１）の光軸Ｐ３１、Ｐ４１を、金属リング２の周方向に延びる中央線Ｌ２に対して並行させた場合には、金属リング２の幅方向に沿って付いた直線傷１７を検出するようにできる一方、金属リング２の周方向に沿って付いた直線傷１６を検出しないようにすることができる。
【００６０】
なお、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、その技術思想の範囲において、様々な変形例や発展例を包含することはもちろんであり、たとえば、以下のようにしてもよい。
【００６１】
上記の実施形態では、被検査面を金属リング２の“表面”としているが、同リングの“裏面”としてもよい。
【００６２】
また、上記の実施形態では、光源３１、４１からの光を、直接的に被検査面に照射しているが、たとえば、光学レンズ等の光学要素を介して間接的に照射してもよい。
【００６３】
また、上記の実施形態では、光学的センサ部を二系統（Ａ系３０、Ｂ系４０）としているが、二を超える多系統としてもよいし、さらに、二を超える多系統とする場合には、各々の系を、金属リング２の周回方向と幅方向に配列（二次元配列）してもよい。
【００６４】
また、上記の実施形態では、被検査面からの反射光を、受光用光ファイバー３２、４２を介して受光素子３３、４３に導いているが、この“光ファイバー”の利用は、実施例のベストモードを示しているに過ぎない。要は、被検査面からの反射光をできるだけ少ない損失で受光素子３３、４３に導くことができる「導光体」であればよく、たとえば、損失や柔軟性を無視又は軽視すれば、ガラス製やプラスチック製などの単なる導光体であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】金属リング欠陥検出装置の概念的な構成図である。
【図２】欠陥検出部２５の概念構成図である。
【図３】判定部５０のブロック図である。
【図４】スポット傷１５の検出概念図である。
【図５】直線傷１６の検出概念図である。
【図６】直線傷１７の検出概念図である。
【図７】金属リング２の周方向に沿って付いた直線傷１６と、金属リング２の幅方向に沿って直線傷１７とのいずれか一方だけを検出する場合の概念図である。
【図８】ＣＶＴベルトの外観図である。
【図９】ＣＶＴベルト１の概略的な製造工程図である。
【図１０】従来装置の概念構成図である。
【図１１】従来装置における欠陥の検出概念図である。
【図１２】スポット傷や直線傷の例を示す図である。
【符号の説明】
【００６６】
φｃ  交差角
φｄ  交差角
３１  光源
３２  受光用光ファイバー（第一の導光路）
３３  受光素子（第一の受光素子）
４１  光源
４２  受光用光ファイバー（第二の導光路）
４３  受光素子（第二の受光素子）
５５  差分演算部（差分値演算手段）
５６  ハイ側しきい値判定部（判別手段）
５７  ロー側しきい値判定部（判別手段）
【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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【図１２】
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