(57)【要約】【課題】  一定の断面形状を有する細長部材（チューブ、パイプ、棒材）の外形欠陥（ふくれ、突起、波打ち、破れ、等）及び表面欠陥（亀裂、破れ、シース不良、傷、ピンホール、等）を単一の装置で検出することができ、かつ細長部材が不透明であっても内部欠陥（異物混入、等）を同一の装置で検出することができる細長部材の欠陥検出方法及び装置を提供する。【解決手段】  断面形状が一定の細長部材１の外形欠陥、表面欠陥及び内部欠陥を検出する細長部材の欠陥検出方法。細長部材１を透過しかつ一部吸収される波長の電磁波２を照射し、細長部材を透過した前記電磁波３の透過強度の変化から細長部材の欠陥を検出する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
断面形状が一定の細長部材の外形欠陥、表面欠陥及び内部欠陥を検出する細長部材の欠陥検出方法であって、
細長部材を透過しかつ一部吸収される波長の電磁波を照射し、細長部材を透過した前記電磁波の透過強度の変化から細長部材の欠陥を検出する、ことを特徴とする細長部材の欠陥検出方法。
【請求項２】
前記電磁波は、テラヘルツ波またはミリ波である、ことを特徴とする請求項１に記載の細長部材の欠陥検出方法。
【請求項３】
断面形状が一定の細長部材を透過しかつ一部吸収される波長の電磁波を発振する発振源と、前記電磁波を細長部材の全断面を透過するように集束する集束素子と、該集束素子の集束面に設置され細長部材を透過した前記電磁波の透過強度を検出する透過強度検出器と、該透過強度の変化から細長部材の欠陥を判別する欠陥判別器とを備えた、ことを特徴とする細長部材の欠陥検出装置。
【請求項４】
前記発振源は、テラヘルツ波を発振するテラヘルツ波源、またはミリ波を発振するミリ波源である、ことを特徴とする請求項３に記載の細長部材の欠陥検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、押出し成形等で製造された細長部材の欠陥検出方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ビニール、プラスチック、ゴム、ガラス等からなる断面形状が一定の細長い中空管や棒材（以下、細長部材と呼ぶ）は、通常、押出し成形等で連続的に高速で製造される。しかし、製造された細長部材は、ふくれ、突起、波打ち、異物混入、亀裂、破れ、シース不良、傷、ピンホール、等の欠陥をもっている場合がある。
【０００３】
これらの欠陥を検出するために、従来は、非特許文献１、２に例示される外径凹凸検出器と表面欠陥検出器が用いられていた。
【０００４】
外径凹凸検出器は、チューブの形状的な欠陥（ふくれ、突起、波打ち、破れ、等）を検出するものであり、図６に示すようにチューブに一定光量の可視光を照射し、チューブの凹凸で変化する通過光量の変化から異常を検出するものである。
また、表面欠陥検出器は、チューブの表面の欠陥（亀裂、破れ、シース不良、傷、ピンホール、等）を検出するものであり、図７に示すようにチューブ表面に可視光を照射し、その乱反射光を受光しその光量変化から表面の異常を検出するものである。
【０００５】
なお、［非特許文献１］［非特許文献２］はその他の関連文献である。
【０００６】
【非特許文献１】カタログ「外径凹凸検出器」、タキカワエンジニアリング株式会社
【非特許文献２】カタログ「表面欠陥検出器」、タキカワエンジニアリング株式会社
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−７２２６９号公報
【特許文献２】特開２００３−５２３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述した外径凹凸検出器と表面欠陥検出器には、以下の問題点があった。
（１）外径凹凸検出器において、チューブの外形異常を検出するためには、ふくれ、突起等の欠陥が周方向のどの位置に発生しているかが不明なため、周方向の複数の向きから光を照射・受光する必要があり、複数の検出器が必要となり、装置が大型化する。
（２）亀裂、シース不良、傷、ピンホール、等の表面欠陥は、外径凹凸検出器では検出できないため、表面欠陥検出器を併用する必要があり、更に装置が大型化する。
（３）図８に示すように、異物混入のような内部欠陥は、対象チューブが不透明の場合、外径凹凸検出器と表面欠陥検出器のどちらでも検出できない。
【０００９】
本発明は、かかる問題点を解決するために創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、一定の断面形状を有する細長部材の外形欠陥（ふくれ、突起、波打ち、破れ、等）及び表面欠陥（亀裂、破れ、シース不良、傷、ピンホール、等）を単一の装置で検出することができ、かつ細長部材が不透明であっても内部欠陥（異物混入、等）を同一の装置で検出することができる細長部材の欠陥検出方法及び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】
本発明によれば、断面形状が一定の細長部材の外形欠陥、表面欠陥及び内部欠陥を検出する細長部材の欠陥検出方法であって、
細長部材を透過しかつ一部吸収される波長の電磁波を照射し、細長部材を透過した前記電磁波の透過強度の変化から細長部材の欠陥を検出する、ことを特徴とする細長部材の欠陥検出方法が提供される。
【００１１】
また本発明によれば、断面形状が一定の細長部材を透過しかつ一部吸収される波長の電磁波を発振する発振源と、前記電磁波を細長部材の全断面を透過するように集束する集束素子と、該集束素子の集束面に設置され細長部材を透過した前記電磁波の透過強度を検出する透過強度検出器と、該透過強度の変化から細長部材の欠陥を判別する欠陥判別器とを備えた、ことを特徴とする細長部材の欠陥検出装置が提供される。
【００１２】
本発明の好ましい実施形態によれば、前記電磁波は、テラヘルツ波またはミリ波である。また、前記発振源は、テラヘルツ波を発振するテラヘルツ波源、またはミリ波を発振するミリ波源である。
【発明の効果】
【００１３】
上記本発明の方法及び装置によれば、以下の効果が得られる。
（１）  物質透過性を有し、欠陥のサイズと同程度の波長であるテラヘルツ波またはミリ波（１０ＧＨｚ〜１０ＴＨｚ：波長約３０μｍ〜３０ｍｍ）を使用するため、従来使用していた可視光では不可能であった不透明な細長部材（チューブ、パイプ、棒材）においても、欠陥などの異常が検出可能である。
（２）  従来技術では円周上の多方向から測定を行い外形異常を検出していたが、透過波で検出を行うので１方向のみの測定でよい。
（３）  従来技術では外形異常検出器および表面欠陥検出器の２台が必要であったが、本発明では、透過波で検出を行うため１台でよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の好ましい実施形態を図面を参照して説明する。なお各図において、共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明は省略する。
【００１５】
図１は、本発明の細長部材の欠陥検出装置の全体構成図である。この図に示すように、本発明の細長部材の欠陥検出装置１０は、発振源１２、集束素子１４、透過強度検出器１６および欠陥判別器１８を備える。
【００１６】
本発明において、細長部材１は、ビニール、プラスチック、ゴム、ガラス等からなる断面形状が一定の細長いチューブ、中空管、棒材等である。この細長部材１は、全体が均質である限り、透明であっても、可視光に対して不透明であってもよい。また、押出し成形等で連続的に高速で製造され、細長部材の長さ方向に移動するのが好ましいが、これに限定されず、任意の長さに切断し、位置が固定された細長部材であってもよい。
【００１７】
発振源１２は、断面形状が一定の細長部材１を透過可能であり、かつ一部が吸収される波長の電磁波２を発振する。この発振源は、１〜１０ＴＨｚ（波長約３０〜３００μｍ）のテラヘルツ波を発振するテラヘルツ波源、または１０〜１０００ＧＨｚ（波長約０．３〜３０ｍｍ）のミリ波を発振するミリ波源であるのがよい。
テラヘルツ波源は、例えば、特許文献１、２に開示されている。またミリ波源は、市販品をそのまま適用することができる。
テラヘルツ波の特徴の１つは、電波の物質透過性を有する最短波長域であり、かつ光波の直進性を備えた最長波長であるという点である。すなわち、電波のように様々な物質を透過することができ、電波帯では最も高い空間分解能が得られ、かつ光波のようにレンズやミラーによる引き回しが可能である。そのため、テラヘルツ波は、半導体、プラスチック、紙、ゴム、ビニル、木材、繊維、セラミック、コンクリート、歯、骨、脂肪、乾燥食品などを透過可能である。
なお、テラヘルツ波またはミリ波は、対象とする細長部材１の材質と大きさに合わせて、その波長と強度を設定する。
【００１８】
集束素子１４は、前記電磁波２（テラヘルツ波またはミリ波）を細長部材１の全断面を透過するように集束する。集束素子１４として、図１Ａに示す光学的な集光レンズまたは図１Ｂに示す反射ミラーを用いることができる。またその他の光学素子、例えば複合レンズを用いてもよい。
透過強度検出器１６は、集束素子１４による集束面（光学的な焦点面に相当する）に設置され、細長部材１を透過した透過電磁波３の透過強度を検出する。欠陥判別器１８は、例えばＰＣであり、検出した透過電磁波３の強度変化から細長部材１の欠陥を判別する。
【００１９】
すなわち、図１において、発振源１２より出たテラヘルツ波あるいはミリ波は、細長部材１の断面を透過し、透過強度検出器１５の受光面で集光される。細長部材１に亀裂や異物がある場合、受光面上での透過強度が変化するため、欠陥を検出することができる。
【実施例１】
【００２０】
原理の実証試験として、図２に示すような異物が混入した欠陥チューブを作製し、実験を行った。使用したチューブは外径５ｍｍ、内径３ｍｍのビニールチューブで、内部に４ｍｍ程度のアルミホイルを混入させた。図１に示した装置を用いて測定を行った結果を図３に示す。使用したテラヘルツ波の周波数は１．６ＴＨｚ（１８７μｍ）である。異物（アルミホイル）の領域において、透過強度が減少していることが示されている。
【実施例２】
【００２１】
次に別の実証試験結果を示す。この試験では、図４に示すような欠陥が生じたチューブを作製し、同様の実験を行った。その結果を図５に示す。欠陥の領域において透過強度が変化（増加）していることが示されている。
【００２２】
このように異物や亀裂などの欠陥による透過強度が大きく変化するので、非破壊でチューブ内の異常を検出することが可能となる。なお、今回は原理の実証のため実験には透明チューブを用いたが、不透明チューブでも同じ結果が得られる。
なお原理上一方向で検査可能であり、本実施例でも一方向により実証試験を行ったが、検査精度の向上等のため複数方向で検査することを妨げるものではない。
【００２３】
上述のように、テラヘルツ波およびミリ波（１０ＴＨｚ〜１０ＧＨｚ：波長約３０μｍ〜３０ｍｍ）を使用すことにより、以下の効果が得られる。
（１）不透明な対象物に対しても欠陥検査が可能。
従来の方法では不透明な対象物の内部の欠陥や異物混入の検出は不可能であった。しかし、テラヘルツ波およびミリ波は対象物の透明・不透明を問わない。
（２）非常に小さい欠陥も検出が可能。
透明な対象物でも非常に小さい欠陥の場合、従来の画像処理や目視観察では検出が困難であった。テラヘルツ波およびミリ波は欠陥との大きな透過強度の違いを検出するので、非常に小さい欠陥も検出が可能である。
（３）製造工程との相性が良い。
本発明の方法は、ラインスキャンで検出できるため、製造過程の高速化が可能であり、製造工程と非常に相性がよい。
（４）ラインスキャン以外に１ショットスキャンでも欠陥検出が可能。
ビームを広げて対象物に照射し、透過の変化を見る。この場合、ラインスキャンとは異なり、１度で対象物の欠陥検出が可能となる。
【００２４】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々に変更することができることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の細長部材の欠陥検出装置の全体構成図である。
【図２】異物が混入した欠陥チューブを示す写真である。
【図３】本発明の実施例を示す図である。
【図４】欠陥が生じたチューブを示す写真である。
【図５】本発明の別の実施例を示す図である。
【図６】従来の外径凹凸検出器の原理図である。
【図７】従来の表面欠陥検出器の原理図である。
【図８】従来技術で検出不可能な欠陥例を示す図である。
【符号の説明】
【００２６】
１  細長部材（チューブ、パイプ、棒材）、
２  電磁波（テラヘルツ波またはミリ波）、３  透過波、
１０  欠陥検出装置、１２  発振源（テラヘルツ波源またはミリ波源）、
１４  集束素子（集光レンズ、反射ミラー）、
１６  透過強度検出器、１８  欠陥判別器（ＰＣなど）、
【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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