(57)【要約】【課題】金属板の両面に対して容易に表面欠陥を測定すること。【解決手段】表面欠陥測定装置１は、二本のアーム部材４，５が、一方端側を連結部６で接続させた状態で他方端同士によって測定対象である金属板の両面を挟み込むように可動する可動構造と、第１アーム部材４の先端部として金属板の表面に面接触する第１測定部２と、第２アーム部材５の先端部として金属板の裏面に面接触する第２測定部３と、を備え、第１測定部２および第２測定部３は、金属板の同じ範囲を両面側から挟み込む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
二本のアーム部材が、各アーム部材の一方端側を連結部で接続させた状態において各アーム部材の他方端同士で測定対象である金属板の両面を挟み込むように可動する可動構造と、
第１アーム部材の他方端に設けられ、前記金属板の表面に面接触する第１測定手段と、
第２アーム部材の他方端に設けられ、前記金属板の裏面に面接触する第２測定手段と、を備え、
前記第１測定手段および前記第２測定手段は、前記金属板の同じ範囲を両面側から挟み込む
ことを特徴とする表面欠陥測定装置。
【請求項２】
前記第１アーム部材および前記第２アーム部材のうち少なくともいずれか一方には、可動方向に屈曲している部分が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の表面欠陥測定装置。
【請求項３】
前記第１測定手段は、
前記金属板の表面側で表面欠陥の大きさを測定するための透明な第１スケーラーと、
前記金属板の表面に密着する第１密着部と、を有し、
前記第２測定手段は、
前記金属板の裏面側で表面欠陥の大きさを測定するための透明な第２スケーラーと、
前記金属板の裏面に密着する第２密着部と、を有し、
各スケーラーは、前記第１密着部が前記金属板の表面に密着し、前記第２密着部が前記金属板の裏面に密着している状態において、前記金属板の両面で同じ範囲を測定対象に含む
ことを特徴とする請求項１または２に記載の表面欠陥測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面欠陥測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋼板などの金属板の製造工場では、金属板の表面に異物や付着物や凹みや疵などの欠陥があるかを検査している。その検査工程では、表面欠陥の有無に加え、表面欠陥の大きさを測定する。検査工程の一例として、製造ラインのオフライン中にメジャーを用いて表面欠陥の大きさを直接測定することが行われている。
【０００３】
特許文献１には、微小欠陥の有無を検査する方法として、光と治具とを用いて微小欠陥の大きさを判定する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２３３３５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した製造工場での検査工程において、仮に金属板に表面欠陥が発見された場合、何に起因する表面欠陥であるかを特定するために、表面と裏面をそれぞれチェックする必要がある。このチェック時には、表面側の欠陥が、裏面側の欠陥に起因するものであるか否かを判別するために、裏面側のどの位置が表面側の欠陥に対応する箇所であるかを正確に特定する必要がある。
【０００６】
しかしながら、上述したメジャーを用いる測定方法では、欠陥部の裏面がどのような状態になっているかを確認するためには、測定により表面側の欠陥位置を特定してから、その欠陥位置に対応する裏面側の位置の特定をすることになる。このように、金属板の両面に対して片面ずつ位置を測定して欠陥位置を特定する作業は煩雑である。特に、微小な表面欠陥を測定する場合、表面欠陥の有無を判定することに加え、両面で対応する位置を特定することも容易ではない。
【０００７】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、金属板の両面の位置を照合しながら容易に表面欠陥を測定することができる表面欠陥測定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る表面欠陥測定装置は、二本のアーム部材が、各アーム部材の一方端側を連結部で接続させた状態において各アーム部材の他方端同士で測定対象である金属板の両面を挟み込むように可動する可動構造と、第１アーム部材の他方端に設けられ、前記金属板の表面に面接触する第１測定手段と、第２アーム部材の他方端に設けられ、前記金属板の裏面に面接触する第２測定手段と、を備え、前記第１測定手段および前記第２測定手段は、前記金属板の同じ範囲を両面側から挟み込むことを特徴とする。
【０００９】
本発明は、上記発明において、前記第１アーム部材および前記第２アーム部材のうち少なくともいずれか一方には、可動方向に屈曲している部分が設けられていることが好ましい。
【００１０】
本発明は、上記発明において、前記第１測定手段は、前記金属板の表面側で表面欠陥の大きさを測定するための透明な第１スケーラーと、前記金属板の表面に密着する第１密着部と、を有し、前記第２測定手段は、前記金属板の裏面側で表面欠陥の大きさを測定するための透明な第２スケーラーと、前記金属板の裏面に密着する第２密着部と、を有し、各スケーラーは、前記第１密着部が前記金属板の表面に密着し、前記第２密着部が前記金属板の裏面に密着している状態において、前記金属板の両面で同じ範囲を測定対象に含むことが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、第１測定手段と第２測定手段とによって金属板の同じ範囲を両面側から挟み込むため、金属板の両面に対して容易に表面欠陥を測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、第１実施形態の表面欠陥測定装置を示す模式図である。
【図２】図２（ａ）は、各測定部の構造を示す模式図である。図２（ｂ）は、金属板の表面に接触する部分を示す模式図である。
【図３】図３は、表面欠陥測定装置によって金属板の両面側を挟み込んだ測定状態を示す断面図である。
【図４】図４は、第２実施形態の表面欠陥測定装置を示す模式図である。
【図５】図５（ａ）は、プレス加工された金属板の一例を示す斜視図である。図５（ｂ）は、図５（ａ）に示す金属板のプレス加工部分を含む断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態における表面欠陥測定装置について具体的に説明する。なお、本実施形態によって本発明が限定されるものではない。また、図面の記載において、同一部分には同一の符号を付して示している。
【００１４】
［１．第１実施形態］
図１は、第１実施形態の表面欠陥測定装置を示す模式図である。第１実施形態の表面欠陥測定装置１は、鋼板などの金属板Ｓ（図３に示す）を測定対象とするものである。
【００１５】
表面欠陥測定装置１は、第１測定部２と、第２測定部３と、第１アーム部材４と、第２アーム部材５と、連結部６と、を有する。表面欠陥測定装置１は、金属板Ｓの測定用治具であって、第１測定部２と第２測定部３とによって金属板Ｓを両面側から挟み込むように二本のアーム部材４，５が可動する。第１実施形態では、各アーム部材４，５が直線形状に形成されている。
【００１６】
第１測定部２は、金属板Ｓの一方の面（表面）を測定対象とするものであり、第１アーム部材４と一体構造に構成されている。第１アーム部材４は、一方端側が連結部６に接続されており、他方端側の先端部には第１測定部２が設けられている。
【００１７】
第２測定部３は、金属板Ｓの他方の面（裏面）を測定対象とするものであり、第２アーム部材５と一体構造に構成されている。第２アーム部材５は、一方端側が連結部６に接続されており、他方端側の先端部には第２測定部３が設けられている。
【００１８】
連結部６は、第１アーム部材４と第２アーム部材５とを接続する部分である。表面欠陥測定装置１は人が手に持って検査作業（測定作業）を行える大きさの測定用治具に構成されている場合、連結部６は把持部として機能する。
【００１９】
このように、表面欠陥測定装置１は、二本のアーム部材４，５が一方端側を連結部６で接続させた状態において、各アーム部材４，５の先端部に設けられた第１測定部２および第２測定部３で金属板Ｓの両面を挟み込むように動作する構造（可動構造）を備えている。その動作時（測定時）、各アーム部材４，５は一方端側の連結部６を支点にして、他方端側の第１測定部２と第２測定部３が近づくように可動する。例えば、各アーム部材４，５は、板状部材からなり、第１アーム部材４は可動板、第２アーム部材５は受け板となる。図１には、各アーム部材４，５の先端側の可動方向を矢印で示してある。
【００２０】
なお、金属板Ｓを挟まない場合、第１測定部２と第２測定部３とは接触する。その接触状態から第１測定部２と第２測定部３とが離れる方向に可動する。また、連結部６は、第１測定部２と第２測定部３が金属板Ｓを両面側から挟み続けられる荷重を各アーム部材４，５に作用させることができるように構成されてもよい。
【００２１】
図２（ａ）は、各測定部２，３の構造を示す模式図である。図２（ｂ）は、金属板の表面に接触する部分を示す模式図である。なお、第１測定部２と第２測定部３とは同じ構造を有するため、図２（ａ），（ｂ）には各測定部２，３の符号を併記する。
【００２２】
図２（ａ）に示すように、第１測定部２は、環状の窓枠２ａと、窓枠２ａの内部に設けられた透明な第１スケーラー２ｂとを有する。第１スケーラー２ｂには、直交する二方向に目盛が設けられている。また、第１アーム部材４は、細長い平板状に形成されている。
【００２３】
第２測定部３は、環状の窓枠３ａと、窓枠３ａの内部に設けられた透明な第２スケーラー３ｂとを有する。第２スケーラー３ｂには、直交する二方向に目盛が設けられている。また、第２アーム部材５は、細長い平板状に形成されている。
【００２４】
図２（ｂ）に示すように、第１測定部２は、金属板Ｓに接触する側に、金属板Ｓの一方の面（表面Ｓ１）と接触する第１密着部２ｃを有する。第１密着部２ｃは、樹脂などの弾性を有する材料からなる。その第１密着部２ｃは、金属板Ｓと面接触する部分であるため、窓枠２ａの形状に合わせて設けられているとともに、第１アーム部材４の一部にも設けられている。また、第１アーム部材４の先端側には、第１密着部２ｃと金属板Ｓとを密着させる力を作用されるための磁石７が設けられている。なお、磁石７は、第１アーム部材４の第１測定部２よりも根元側（連結部６側）に配置されている。
【００２５】
第２測定部３は、金属板Ｓに接触する側に、金属板Ｓの他方の面（裏面Ｓ２）と接触する第２密着部３ｃを有する。第２密着部３ｃは、樹脂などの弾性を有する材料からなる。その第２密着部３ｃは、金属板Ｓと面接触する部分であるため、窓枠３ａの形状に合わせて設けられているとともに、第２アーム部材５の一部にも設けられている。また、第２アーム部材５の先端側には、第２密着部３ｃと金属板Ｓとを密着させる力を作用されるための磁石７が設けられている。なお、磁石７は、第２アーム部材５の第２測定部３よりも根元側（連結部６側）に配置されている。
【００２６】
図３は、表面欠陥測定装置１によって金属板Ｓの両面側を挟み込んだ測定状態を示す断面図である。ここでは、表面欠陥測定装置１を用いた測定方向について説明する。図３に示すように、表面欠陥測定装置１を用いて金属板Ｓの表面欠陥を測定する際、金属板Ｓの両面Ｓ１，Ｓ２の同じ位置を、第１測定部２および第２測定部３で厚さ方向に挟み込む。
【００２７】
第１測定部２は、表面Ｓ１の所定の範囲ＳＡ１を測定対象とする。第２測定部３は、裏面Ｓ２の所定の範囲ＳＡ２を測定対象とする。表面Ｓ１側の測定対象となる範囲ＳＡ１と、裏面Ｓ２側の測定対象となる範囲ＳＡ２とは、金属板Ｓの同じ範囲となる。このように、表面欠陥測定装置１が金属板Ｓを両面Ｓ１，Ｓ２を挟み込んでいる状態では、作業員からは、上述した図２（ａ）に示すように見える。その状態において、作業員は第１測定部２の第１スケーラー２ｂから金属板Ｓの表面Ｓ１を測定する（あるいは第２測定部３の第２スケーラー３ｂから金属板Ｓの裏面Ｓ２を測定する）。
【００２８】
また、図３に示す測定状態では、第１アーム部材４に設けられた磁石７の磁力によって、金属板Ｓの表面Ｓ１と第１密着部２ｃとが密着している。さらに、第２アーム部材５に設けられた磁石７の磁力によって、金属板Ｓの裏面Ｓ２と第２密着部３ｃとが密着している。
【００２９】
例えば、表面欠陥測定装置１を用いて、金属板Ｓの表面Ｓ１（裏面Ｓ２）に表面欠陥の有無を検査することができる。仮に、金属板Ｓの表面Ｓ１に表面欠陥を発見した場合、その表面欠陥に対応する裏面Ｓ２（範囲ＳＡ２内）にも表面欠陥があるかを確認（照合）することができる。
【００３０】
［２．実施例］
ここで、表面欠陥測定装置１の実施例を説明する。表面欠陥測定装置１は、製造工場において、連続溶融亜鉛めっき浴・電気亜鉛めっき浴で製造する板の検査工程に使用される。その適用範囲は、連続溶融亜鉛めっき鋼板製造設備、溶融亜鉛めっき工程、連続焼鈍設備、焼鈍設備工程、連続電気亜鉛めっき鋼板製造設備、電気亜鉛めっき工程を含む。表面欠陥測定装置１が対象とする金属板Ｓは、溶融亜鉛めっき鋼板、焼鈍鋼板、電気亜鉛めっき鋼板などを含む。
【００３１】
以上説明した通り、第１実施形態の表面欠陥測定装置１によれば、測定対象の金属板Ｓに対して両面Ｓ１，Ｓ２側から第１測定部２および第２測定部３によって同じ位置を対象として表面欠陥の大きさを測定することができる。これにより、表面欠陥の大きさを、両面Ｓ１，Ｓ２側から測定することが容易になる。製造工場の検査工程において、金属板Ｓに対して両面Ｓ１，Ｓ２の異物、付着物の有無を短時間でチェックできる。さらに、異物、付着物の大きさを同時に計測できる。その結果、表面欠陥の検査工程が簡易になる。したがって、表面欠陥の測定が、高精度かつ高効率に実施可能となる。また、表面欠陥の大きさの測定も、各測定部２，３により、位置の照合と同時に、表面欠陥の大きさを測定することが可能となる。
【００３２】
また、表面欠陥測定装置１は、測定時、各密着部２ｃ，３ｃが両面に密着している状態で金属板Ｓを挟み込んでいるので、例えば表面Ｓ１を測定した後に裏返す際に測定位置がずれてしまうことを抑制できる。これにより、金属板Ｓの表面Ｓ１と裏面Ｓ２の同じ範囲ＳＡ１，ＳＡ２を一回の挟み込みで測定できる。さらに、測定対象の金属板Ｓが作業員一人で持つことができる大きさと重さの場合、表面欠陥測定装置１で金属板Ｓを挟み込んだ状態で、作業員が両面Ｓ１，Ｓ２をチェックすることが容易になる。そして、上述した第１実施形態では、各アーム部材４，５が直線形状に形成されているため、平板の金属板Ｓを測定対象とする検査工程や、金属板Ｓの周縁部付近の平坦面を測定対象とする検査工程に、好適である。
【００３３】
［３．第２実施形態］
図４は、第２実施形態の表面欠陥測定装置を示す模式図である。図４に示すように、第２実施形態の表面欠陥測定装置１０は、第１実施形態とは異なり、第１アーム部材１４および第２アーム部材１５が屈曲形状に形成されている。なお、表面欠陥測定装置１０が有する第１測定部１２、第２測定部１３、連結部１６、磁石１７は、上述した第１測定部２、第２測定部３、連結部６、磁石７と同様の構成であるため、ここでの説明は省略する。
【００３４】
第１アーム部材１４は、可動方向で第２アーム部材１５から離れる方向に屈曲している第１屈曲部１４ａと、可動方向で第２アーム部材１５に近づく方向に屈曲している第２屈曲部１４ｂと、を有する。つまり、可動方向において、第１屈曲部１４ａと第２屈曲部１４ｂとが反対方向に屈曲している。図４に示す例では、第１アーム部材１４は、連結部１６側（一方端側）から先端の第１測定部１２側（他方端側）に向けて、第１屈曲部１４ａ、第２屈曲部１４ｂの順に一連に形成された板状部材である。これにより、第１アーム部材１４では、第２屈曲部１４ｂから第１測定部１２までの直線形状部分が可動しやすい形状を有することになる。
【００３５】
第２アーム部材１５は、可動方向で第１アーム部材１４に近づく方向に屈曲している第１屈曲部１５ａと、可動方向で第１アーム部材１４から離れる方向に屈曲している第２屈曲部１５ｂと、を有する。つまり、可動方向において、第１屈曲部１５ａと第２屈曲部１５ｂとが反対方向に屈曲している。図４に示す例では、第２アーム部材１５は、連結部１６側（一方端側）から先端の第２測定部１３側（他方端側）に向けて、第１屈曲部１５ａ、第２屈曲部１５ｂの順に一連に形成された板状部材である。さらに、第２アーム部材１５では、連結部１６から第１屈曲部１５ａまでの直線形状部分と、第２屈曲部１５ｂから第２測定部１３までの直線形状部分と、が平行になるように構成されている。これにより、表面欠陥測定装置１０は、第２アーム部材１５において第１屈曲部１５ａと第２屈曲部１５ｂとの間の部分が傾斜していることになり、プレス加工された屈曲形状を有する金属板Ｓ（図５に示す）を測定対象とすることができる。つまり、第１測定部１２と第２測定部１３とによって、図５に示すように、プレス加工された金属板Ｓについて表面欠陥を測定することができる。
【００３６】
図５（ａ）は、プレス加工された金属板Ｓの一例を示す斜視図である。図５（ｂ）は、図５（ａ）に示す金属板Ｓのプレス加工部分を含む断面図である。
【００３７】
図５（ａ）に示すように、金属板Ｓは、周縁部分は平板形状のまま中央部分のみ裏面Ｓ２側からプレス加工された形状（パン形状）に形成されている。表面欠陥測定装置１０は、図５（ａ）に示す金属板Ｓの表面欠陥を測定することができる。第１アーム部材１４および第２アーム部材１５が上述した屈曲形状を有することによって、第１測定部１２と第２測定部１３との間の距離（測定部高さ）が、プレス加工後の金属板Ｓの張り出し成形高さ（凹凸高さ）以上となるように構成されている。
【００３８】
ここでは、図５（ｂ）に示すように、裏面Ｓ２側からプレス加工されたことにより表面Ｓ１側に張出す形状を有する部分を対象として、表面欠陥測定装置１０によって表面欠陥を測定する方法を説明する。この測定方法では、表面欠陥測定装置１０が、図４に示すように第１測定部１２と第２測定部１３とが離れている状態で、金属板Ｓの周縁部分から中央部分に向けて張出し成形部分を乗り越えることができる。そして、各測定部１２，１３は、プレス加工部分の両面Ｓ１，Ｓ２側から金属板Ｓと対向することができる。この対向状態から、第２アーム部材１５を受け板として、第１アーム部材１４の先端部分（第１測定部１２）が第２アーム部材１５（第２測定部１３）に近づくように力を作用する。例えば、第１アーム部材１４の第２屈曲部１４ｂよりも先端側を第２アーム部材１５側に押圧する。これにより、第１アーム部材１４の各屈曲部１４ａ,１４ｂが変形して、第１測定部１２の第１密着部１２ｃが図５（ｂ）に示す金属板Ｓの表面Ｓ１に接触し、かつ第２測定部１３の第２密着部１３ｃが図５（ｂ）に示す金属板Ｓの裏面Ｓ２に接触する。このように、第１測定部１２と第２測定部１３とで金属板Ｓを両面Ｓ１，Ｓ２側から挟み込むことができる。
【００３９】
仮に、図５（ｂ）に示すように、表面Ｓ１に付着物である欠陥Ａがある場合、その欠陥Ａを含む範囲を第１測定部１２で測定することにより、同じ範囲の裏面Ｓ２側を第２測定部１３で測定することができる。この場合、表面欠陥測定装置１０の各測定部１２，１３によって金属板Ｓを挟み込んでいる状態で、欠陥Ａの位置に対応する裏面Ｓ２部分には欠陥がないことを確認できる。あるいは、表面Ｓ１に異常な膨らみとしての欠陥Ｂ１がある場合、その欠陥Ｂ１を含む範囲を第１測定部１２で測定することにより、同じ範囲の裏面Ｓ２側を第２測定部１３で測定することができる。この場合、表面欠陥測定装置１０の各測定部１２，１３によって金属板Ｓを挟み込んでいる状態で、欠陥Ｂ１の位置に対応する裏面Ｓ２部分には、付着物である欠陥Ｂ２があることを特定できる。同時に、両面Ｓ１，Ｓ２側で欠陥Ｂ１と欠陥Ｂ２の位置を特定できるため、表面Ｓ１側の欠陥Ｂ１は、裏面Ｓ２を欠陥Ｂ２が付着したままプレス加工したことにより生じたものと特定できる。
【００４０】
以上説明した通り、第２実施形態の表面欠陥測定装置１０によれば、凹凸成形もしくは張出す成形を施した金属板の両面Ｓ１，Ｓ２の異物や付着物の測定をする際に、浮きがない状態で密着して測定することができる。これにより、プレス加工された金属板であっても、両面Ｓ１，Ｓ２での位置にずれがなく測定することが可能である。つまり、プレス加工された金属板Ｓの押圧部分を対象とする表面欠陥の有無の検査が容易になる。例えば、金属板Ｓの裏面Ｓ２側の欠陥に起因して表面Ｓ１側に欠陥がある場合、その欠陥の位置を両面Ｓ１，Ｓ２側で特定することができる。
【００４１】
さらに、金属板(凹凸、張出し成形を施したプレス成形板)の両面Ｓ１，Ｓ２を正確に測定できる。また、第１測定部１２と第２測定部１３との高さは、測定するプラス加工後の金属板の凹凸・張り出し成形高さ以上、例えば、４０〜６０ｍｍ程度以上の高さに形成されることが好ましい。
【００４２】
上述した第２実施形態の変形例として、表面欠陥測定装置１０は、第１アーム部材１４と第２アーム部材１５とのうち少なくともいずれか一方に、上述した屈曲部が設けられている構造であってもよい。具体的には、表面欠陥測定装置１０は、第１アーム部材１４のみに屈曲部が形成され、かつ第２アーム部材は第１実施形態の第２アーム部材５である構造であってもよい。例えば、第１アーム部材１４は、第１測定部１２と第２屈曲部１４ｂとの間に、第２アーム部材５側に屈曲する第３屈曲部（図示せず）を有する構造に形成されている。この場合、第１アーム部材１４の先端である第１測定部１２と、第２アーム部材５の先端である第２測定部３との間の距離は、プレス成形高さ以上であることが好ましい。
【００４３】
なお、本発明は、上述した各実施形態に限定されず、本発明の目的を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。
【００４４】
例えば、密着部は、測定物に傷をつけない観点からは、第１測定部と第２測定部で金属板を挟む際の衝撃を緩和させることができる材料からなることが好ましく、測定対象となる金属板よりも軟らかい材料からなる密着部として樹脂を例示したが、樹脂に限定されない。また、上述した磁石は必ずしも設けられていなくてもよい。
【００４５】
また、各アーム部材の間には、可動方向で第１測定部と第２測定部とが離れる方向の付勢力を作用するバネが設けられてもよい。これにより、第１測定部と第２測定部で金属板の両面を挟み込んだ状態を解除することが容易になる。
【符号の説明】
【００４６】
１，１０  表面欠陥測定装置
２，１２  第１測定部
２ａ，１２ａ  窓枠
２ｂ  第１スケーラー
２ｃ，１２ｃ  第１密着部
３，１３  第２測定部
３ａ，１３ａ  窓枠
３ｂ  第２スケーラー
３ｃ，１３ｃ  第２密着部
４，１４  第１アーム部材
１４ａ  第１屈曲部
１４ｂ  第２屈曲部
５，１５  第２アーム部材
１５ａ  第１屈曲部
１５ｂ  第２屈曲部
６  連結部
１７  磁石
Ｓ  金属板
Ｓ１  表面
Ｓ２  裏面
ＳＡ１，ＳＡ２  範囲
Ａ，Ｂ１，Ｂ２  表面欠陥
【図１】
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【図２】
2017129483.tif 000004
【図３】
2017129483.tif 000005
【図４】
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【図５】
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