(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体の平坦且つ環状の検査面に凹部が存在するか否かを検出する装置であって、
前記被検体の検査面に当接可能であり、該検査面との当接面が平坦に形成される環状の当接部と、該当接部の当接面に開口し、環状溝からなる吐出孔とを備えたノズル体と、
前記吐出孔に通ずる供給路を備え、該供給路を介して前記吐出孔に加圧流体を供給する流体供給手段と、
前記供給路内の流体圧を検出する圧力検出手段と、
前記ノズル体の当接面を前記被検体の検査面に押し付ける押圧手段とを備えてなり、
前記ノズル体には、前記環状の当接部により囲まれた領域に面する外面とそれ以外の外面とにそれぞれ開口するように穿孔された貫通孔が形成されてなることを特徴とする被検体検査面の凹部検出装置。
【請求項２】
前記圧力検出手段によって検出された前記供給路内の流体圧データを受信し、受信した検出流体圧と予め設定された基準圧とを比較して、検出流体圧が基準圧より低い圧力となったとき、前記検査面に凹部が存在すると判定する判定手段を、更に設けたことを特徴とする請求項１記載の被検体検査面の凹部検出装置。
【請求項３】
前記押圧手段は、上下動自在に設けられる昇降ロッドを備え、該昇降ロッドが、前記被検体をその検査面が上側を向くように上端面に支持可能に構成された昇降手段と、前記昇降手段の上方に上下動自在に設けられ、前記ノズル体をその当接面が下側を向くように下端部に支持する支持シャフトとからなり、前記昇降手段が、前記昇降ロッドを、前記被検体の検査面が前記ノズル体の当接面に当接して該ノズル体を前記支持シャフトとともに上方に移動させる位置まで上昇させるように構成されてなることを特徴とする請求項１又は２記載の被検体検査面の凹部検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被検体の検査面に凹部が存在するか否かを検出するための装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
凹部の有無確認が必要な検査対象物の一例として、ラジアル軸受のシール材を挙げることができる。このラジアル軸受（以下、単に「軸受」という）は、外輪と、外輪の内側に配置される内輪と、これら外輪，内輪間に配置される転動体などから構成され、外輪と内輪との間の開口部には、例えば、樹脂からなるシール材が圧入されて、軸受内部が密封されている。尚、シール材は、軸受内に異物が混入するのを防ぐために嵌め込まれるもので、適宜圧入装置を用いて前記外輪と内輪との間に圧入される。
【０００３】
ところで、圧入装置を用いてシール材を圧入する場合、圧入時に使用される治具の状態や、治具にセッティングした際のシール材の姿勢、圧入代といった諸条件によって、シール材表面に、例えば、図４（ａ）及び（ｂ）に示すようなへこみやたわみ（以下、「凹部」と総称する）が生じる場合がある。このような凹部が生じると、機能的にはさほど問題はないものの、製品としての外観品質上の問題がある。尚、図４（ａ）及び（ｂ）では、シール材の横断面形状を示している。
【０００４】
そこで、従来、圧入後のシール材表面を目視検査してその良否を判別し、不良品を排除するようにしていた。
【０００５】
尚、検査の手法としては、上記目視検査に代えて、差動トランス機構や画像処理を用いた検査も可能である。
【０００６】
差動トランス機構を用いた検査では、円筒状に形成された一次及び二次コイルからなり、一次コイルに電圧を印加することによって二次コイルに誘導起電力が生じるように構成されたコイル体と、シール材表面に接触する測定子と、コイル体内に配置され、測定子の変位に連動してコイル体内で変位する磁性体などから成る検査装置が用いられる。この検査装置は、コイル体内における磁性体の位置によって二次コイルに生起される誘導起電力が変化することを利用したものであり、凹部部分とそうでない部分とで、測定子に連動した磁性体の位置が変位し、これによってコイルに生じた誘導起電力が変化するため、かかる誘導起電力を監視することで前記凹部が検出されるのである。
【０００７】
また、画像処理による検査装置は、ＣＣＤカメラなどの撮像手段と、この撮像手段によって撮像されたシール材表面の画像を処理して、凹部の有無を検出する検出手段などから構成され、撮像手段によって撮像されたシール材表面の濃淡画像が、検出手段によって２値化処理された後、得られた２値化画像を基に、形状特徴が抽出され、前記凹部が検出される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述した目視検査では、ヒューマンエラーが起こり易く、また、小さなへこみや広範囲に渡るたわみを発見し難いといった問題があり、信頼性の高い検査を行うことができないという問題があった。
【０００９】
また、差動トランス機構を用いた検査では、シール材の全表面の内、測定子が接触可能な範囲しか検査することができないため、シール材の全面を検査するためには、適宜設置した軸受の回りに検査装置を多数配設したり、或いは１台の検査装置を用いる場合には、軸受を回転させる回転駆動機構部を設けて、当該回転駆動機構部により軸受を回転させて、測定子がシール材の全表面と摺接し得る構造としなければならず、いずれにしても検査装置の製造コストが高くなるという問題がある。また、検査装置を多数配設する構造では、取り付けスペースの関係上、設置し得る検査装置の個数におのずと限界があり、精緻な検査を行うことができないという問題もある。
【００１０】
更に、シール材表面に、例えば、製造ロット番号などの浮き出し文字が形成されている場合、測定子がこの文字部分に接触すると、正確な測定を行うことができないという問題もある。
【００１１】
また、画像処理を用いた検査では、凹部部分の深さが浅い場合には、凹部部分とそうでない部分とでその反射光量に差異がないため、得られる濃淡画像に変化がなく、当該凹部を検出し難いという問題がある。
【００１２】
本発明は、以上の実情に鑑みなされたものであって、被検体の検査面に存在する凹部を高精度、且つ高効率に検出し得る凹部検出装置の提供をその目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段及びその効果】
上記目的を達成するための本発明は、
被検体の平坦且つ環状の検査面に凹部が存在するか否かを検出する装置であって、
前記被検体の検査面に当接可能であり、該検査面との当接面が平坦に形成される環状の当接部と、該当接部の当接面に開口し、環状溝からなる吐出孔とを備えたノズル体と、
前記吐出孔に通ずる供給路を備え、該供給路を介して前記吐出孔に加圧流体を供給する流体供給手段と、
前記供給路内の流体圧を検出する圧力検出手段と、
前記ノズル体の当接面を前記被検体の検査面に押し付ける押圧手段とを備えてなり、
前記ノズル体には、前記環状の当接部により囲まれた領域に面する外面とそれ以外の外面とにそれぞれ開口するように穿孔された貫通孔が形成されてなることを特徴とする被検体検査面の凹部検出装置に係る。
【００１４】
この検出装置によると、ノズル体の環状の当接面（当接部）が押圧手段によって被検体の環状の検査面に押し付けられるとともに、流体供給手段により、供給路を介して吐出孔に加圧流体が供給される。そして、供給路内の流体圧が圧力検出手段によって検出される。
【００１５】
被検体の検査面に凹部が存在しない場合には、押圧手段によって押し付けられるノズル体の当接面と被検体の検査面との間に隙間が生じておらず、これらが相互に密着して吐出孔の開口部が封止された状態となる。したがって、吐出孔に供給された加圧流体は、吐出孔開口部からは吐出されず、この結果、供給路内の内圧が上昇することになる。
【００１６】
一方、被検体の検査面に凹部が存在する場合には、押圧手段によって押し付けられるノズル体の当接面と被検体の検査面との間に隙間を生じており、吐出孔に供給された加圧流体が、吐出孔開口部から吐出されて前記隙間から漏出することになる。したがって、供給路内に加圧流体が供給されることによって、その内圧は上昇するものの、前記隙間からの流体漏出量に応じて、その上昇圧は低くなる。
【００１７】
斯くして、この検出装置では、圧力検出手段によって検出される供給路内の内圧を予め設定された所定の基準圧と比較することにより、当該検査面に凹部が存在するか否かを検出することができる。尚、前記基準圧は経験的に設定することができる。
【００１８】
ところで、被検体の検査面に凹部が存在し、且つノズル体の環状当接面が検査面に当接した際に、当該当接面の環状内側部分と検査面との間には隙間が生じる一方、環状外側部分と検査面との間には隙間が生じていないような場合に、環状当接部の内側が閉塞空間となっていると、前記当接面の環状内側部分と検査面との間に形成された隙間から環状当接部の内側に加圧流体が漏出しても、当該環状当接部の内側が閉塞空間となっているために、同閉塞空間内の内圧が高まって、ついには同隙間から加圧流体が漏出されなくなり、結果、供給路内の内圧が、当接面と検査面との間に隙間がない状態と同じ圧力に上昇して、基準圧との圧力差による凹部の検出ができないことになる。
【００１９】
そこで、前記ノズル体に、その環状の当接部により囲まれた領域（前記閉塞空間）に面する外面とそれ以外の外面とにそれぞれ開口する貫通孔を穿孔すれば、環状当接部の内側空間に漏出した流体が、貫通孔を通じてノズル体外に排出されるため、加圧流体の漏出を拒むまで同内側空間の内圧が高まることはなく、結果、環状当接部の内側空間に継続的に加圧流体が漏出され、供給路内の内圧が、当接面と検査面との間に隙間がない状態に比べて低い圧力となり、基準圧との圧力差による凹部の検出が可能となる。
【００２０】
このように、本発明に係る検出装置によれば、例えば、ラジアル軸受の外輪と内輪との間に圧入されるシール材のように環状をした検査面の全面を一度にしかも高精度に検査することができ、効率的である。また、被検体が小さなものであっても、難なくこれを検査することができる。
【００２１】
尚、上記構成に加えて、前記圧力検出手段によって検出された前記供給路内の流体圧データを受信し、受信した検出流体圧と予め設定された基準圧とを比較して、検出流体圧が基準圧より低い圧力となったとき、前記検査面に凹部が存在すると判定する判定手段を設ければ、凹部の有無を自動的に検出することができ、更に効率的である。
【００２２】
また、前記押圧手段は、上下動自在に設けられる昇降ロッドを備え、該昇降ロッドが、前記被検体をその検査面が上側を向くように上端面に支持可能に構成された昇降手段と、前記昇降手段の上方に上下動自在に設けられ、前記ノズル体をその当接面が下側を向くように下端部に支持する支持シャフトとからなり、前記昇降手段が、前記昇降ロッドを、前記被検体の検査面が前記ノズル体の当接面に当接して該ノズル体を前記支持シャフトとともに上方に移動させる位置まで上昇させるように構成されていても良い。
【００２３】
このようにすれば、昇降手段の昇降ロッドの上端面に被検体が支持された後、当該昇降ロッドが上昇して被検体の検査面とノズル体の当接面とが当接するが、昇降ロッドの上昇端位置が、検査面と当接面とが当接後、ノズル体を支持シャフトとともに押し上げる位置に設定されていることから、当該ノズル体及び支持シャフトの自重により、検査面と当接面とを相互に押圧して密接させることができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の具体的な実施形態について添付図面に基づき説明する。図１は、本実施形態に係る凹部検出装置の概略構成を一部ブロック図で示した側断面図である。尚、本例の検査対象物は、図２に示すような、外輪３１と、外輪３１の内側に配置される内輪３２と、外輪３１，内輪３２間に配置される転動体３３と、外輪３１と内輪３２との間に圧入されたシール材３４などから構成されるラジアル軸受３０（以下、単に「軸受３０」という）であり、本例の凹部検出装置１は、シール材３４表面（検査面）に存在するへこみやたわみ（以下、「凹部」と総称する）を検出するように構成されている。
【００２５】
図１に示すように、前記凹部検出装置１は、基台１０と、基台１０上に配設された支持フレーム１１と、支持フレーム１１に一定間隔を隔ててそれぞれ支持された一対のシャフト１２ａ，１２ｂと、シャフト１２ａ，１２ｂの下端部に固設されたプレート１４と、プレート１４の下面に固設されたノズル体２０と、ノズル体２０の下方に配設され、検査対象物たる軸受３０が載置される載置台１５と、載置台１５の下方の基台１０上に配設され、軸受３０を昇降させる昇降手段４０と、ノズル体２０内に圧縮空気を供給する供給手段５０と、シール材３４表面の凹部を検出する検出部５５などから構成される。
【００２６】
前記支持フレーム１１は、垂直辺部１１ａと水平辺部１１ｂとを有する鉤状の部材からなり、前記シャフト１２ａ，１２ｂが水平辺部１１ｂに固設された軸受１３ａ，１３ｂによってそれぞれ上下動自在に保持されている。
【００２７】
前記載置台１５は、ノズル体２０と昇降手段４０との間に設けられるもので、支持フレーム１１の水平辺部１１ｂと平行となるように、その端部が垂直辺部１１ａに固設されている。また、この載置台１５の軸受３０が載置される部分には、上下方向に貫通する貫通孔１６が形成されている。
【００２８】
前記昇降手段４０は、油圧シリンダや空圧シリンダなどから構成され、上下方向（矢示方向）に昇降可能となった昇降ロッド４１を備え、昇降ロッド４１の上端面４２には、凸形状をした位置決め部４３が形成されている。尚、この昇降ロッド４１は載置台１５の貫通孔１６と同軸に設けられており、当該貫通孔１６に対して嵌合可能となっている。斯くして、昇降ロッド４１が下降端位置から上方に移動すると、これが載置台１５の貫通孔１６に嵌挿された後、その位置決め部４３が軸受３０の内輪３２内周部に嵌挿され、当該軸受３０が昇降ロッド４１の前記上端面４２上に載置，支持される。
【００２９】
図２及び図３に示すように、前記ノズル体２０はブロック状の部材からなり、その下面に環状をした当接部２３を備えている。この当接部２３は、前記シール材３４表面と当接する平坦な環状の当接面２１、及びこの当接面２１に開口した環状溝からなる吐出孔２２を備え、また、ノズル体２０には、吐出孔２２に連通する第１供給孔２４、この第１供給孔２４と連通する第２供給孔２５、この第２供給孔２５に連通し、当該ノズル体２０の側面に開口する第３供給孔２６が穿孔され、更にノズル体２０の側面及び環状当接部２３の内側下面の双方に開口する貫通孔２７が穿孔されている。
【００３０】
また、当接部２３の内側のノズル体２０の下面には、その中心部に位置決めピン２８が設けられており、前記昇降ロッド４１が軸受３０を支持しながら上昇して上昇端位置に達すると、位置決めピン２８が、軸受３０の内輪３２内周部に嵌挿されて、軸受３０が当接部２３に対して位置決めされるとともに、当接面２１とシール材３４表面とが当接するようになっている。尚、昇降ロッド４１の上昇端位置は、シール材３４表面が当接部２３に当接した後、ノズル体２０及びシャフト１２ａ，１２ｂを所定量だけ上方に押し上げる位置となっており、これにより、ノズル体２０及びシャフト１２ａ，１２ｂの自重がシール材３４に作用して、当接部２３の当接面２１とシール材３４表面とが相互に押圧され、密接するようになっている。
【００３１】
前記供給手段５０は、コンプレッサなどから構成される圧縮空気供給部５１と、この圧縮空気供給部５１と前記ノズル体２０の第３供給孔２６とを接続する供給管５２と、この供給管５２内を流通する圧縮空気の空気圧及び流量をそれぞれ調節する圧力制御部５３及び流量制御部５４などからなる。
【００３２】
尚、供給管５２は、圧縮空気供給部５１と圧力制御部５３とを接続する第１供給管５２ａと、圧力制御部５３と流量制御部５４とを接続する第２供給管５２ｂと、流量制御部５４と第３供給孔２６とを接続する第３供給管５２ｃとからなる。また、圧力制御部５３は減圧弁などから構成され、流量制御部５４は流量制御弁などから構成される。
【００３３】
斯して、圧縮空気供給部５１から供給管５２内に供給された空気は、圧力制御部５３及び流量制御部５４によって所定の圧力及び流量に調節された後、第３供給孔２６に流入し、前記第２供給孔２５及び第１供給孔２４内を流通した後、前記吐出孔２２から吐出される。
【００３４】
前記検出部５５は、第３供給管５２ｃに接続し、当該第３供給管５２ｃ内の空気圧を検出する圧力センサ５６と、圧力センサ５６から検出圧信号を受信し、圧力センサ５６によって検出された空気圧と予め設定された基準圧とを比較して、検出圧が基準圧よりも低い圧力となったとき、前記シール材３４表面に凹部が存在すると判定し、判定結果を図示しない適宜表示手段に表示する判定部５７とから構成される。尚、判定用の前記基準圧は経験的に設定される。
【００３５】
以上のように構成された本例の凹部検出装置１によれば、まず、軸受３０が適宜載置台１５上に載置される。尚、このとき、前記昇降ロッド４１は、下降端位置に位置している。
【００３６】
次に、前記昇降手段４０が作動して昇降ロッド４１が上方に移動すると、この昇降ロッド４１の位置決め部４３が載置台１５上に載置された軸受３０の内輪３２内周部に嵌挿され、昇降ロッド４１の上端面４２に軸受３０が載置，支持された状態で、当該昇降ロッド４１が上昇端位置に達する。
【００３７】
昇降ロッド４１が上昇端位置に達すると、前記位置決めピン２８が軸受３０の内輪３２内周部に嵌挿されて、当該軸受３０が当接部２３に対して位置決めされるとともに、当接面２１とシール材３４表面とが密接する。
【００３８】
また、このとき、前記圧縮空気供給部５１から前記第１供給管５２ａ，圧力制御部５３，第２供給管５２ｂ，流量制御部５４，第３供給管５２ｃ，第３供給孔２６，第２供給孔２５及び第１供給孔２４を順次介して前記吐出孔２２に、所定圧及び流量に調節された圧縮空気が供給される。そして、第３供給管５２ｃ内の空気圧が前記圧力センサ５６によって検出される。
【００３９】
シール材３４表面に、例えば図４（ａ）及び（ｂ）に示すような凹部３４ｂが存在しない場合には、当接部２３の当接面２１とシール材３４表面とが密接して、当接面２１とシール材３４表面との間に隙間が生じておらず、吐出孔２２の開口部が封止された状態となる。したがって、吐出孔２２に供給された圧縮空気は、吐出孔２２の開口部からは吐出されず、この結果、第３供給管５２ｃ内の内圧が、前記圧力制御部５３によって調節された圧力まで上昇することになる。
【００４０】
一方、シール材３４表面に、図４（ａ）及び（ｂ）に示すような凹部３４ｂが存在する場合には、当接部２３の当接面２１とシール材３４表面との間に隙間が生じており、吐出孔２２に供給された圧縮空気が、吐出孔２２の開口部から吐出され、前記隙間から漏出することになる。したがって、第３供給管５２ｃ内に圧縮空気が供給されることによって、その内圧は上昇するものの、隙間からの漏出量に応じて、その上昇圧は低くなる。
【００４１】
斯くして、前記判定部５７は、圧力センサ５６によって検出される第３供給管５２ｃ内の内圧を、予め設定された所定の基準圧とを比較することにより、シール材３４表面に凹部が存在するか否かを検出することができる。
【００４２】
尚、凹部３４ｂが、図４（ｄ）に示すように、当接面２１及び吐出孔２２によって形成される領域内に収まるようなものである場合には、当接面２１とシール材３４表面との間に隙間が生じないため、これを検出することができないが、このような小さな凹みは、品質上問題になることはない。
【００４３】
ところで、図４（ｃ）に示すように、シール材３４表面に凹部３４ｂが存在し、且つノズル体２０の当接面２１がシール材３４表面に当接した際に、当該当接面２１の環状内側部分２１ａとシール材３４表面との間には隙間が生じる一方、環状外側部分２１ｂとシール材３４表面との間には隙間が生じていないような場合に、当接部２３の内側空間Ｖが閉塞空間となっている場合には、当接面２１の環状内側部分２１ａとシール材３４表面との間に形成された隙間から前記空間Ｖに圧縮空気が漏出しても、空間Ｖが閉塞空間となっているために、同空間Ｖ内の内圧が高まって、ついには同隙間から圧縮空気が漏出されなくなり、結果、第３供給管５２ｃ内の内圧が、当接面２１とシール材３４表面との間に隙間がない状態と同じ圧力に上昇して、基準圧との圧力差による凹部３４ｂの検出ができないことになる。
【００４４】
本例では、上記のように、環状に形成された当接部２３の内面及びノズル体２０の外側面の双方に開口する貫通孔２７をノズル体２０に穿孔しているので、環状当接部２３の内側空間Ｖに漏出した圧縮空気が、貫通孔２７を通じてノズル体２０外に排出されるため、圧縮空気の漏出を拒むまで同内側空間Ｖの内圧が高まることはなく、結果、内側空間Ｖに継続的に圧縮空気が漏出され、第３供給管５２ｃ内の内圧が、当接面２１とシール材３４表面との間に隙間がない状態に比べて低い圧力となり、基準圧との圧力差による凹部３４ｂの検出が可能となっている。
【００４５】
そして、上記のようにしてシール材３４表面の凹部３４ｂの検出を終了すると、圧縮空気供給部５１による供給を停止するととともに、昇降ロッド４１を下降端位置まで降下させる。これにより、軸受３０が再び載置台１５上に載置される。以後、上記処理を繰り返すことにより、当該軸受３０の裏面に当たるシール材３４表面や、新たな軸受３０のシール材３４表面に、凹部３４ｂが存在するか否かが検査される。
【００４６】
このように、本例の凹部検出装置１によれば、当接面２１に開口した吐出孔２２を備えた当接部２３の前記当接面２１をシール材３４表面に当接せしめ、吐出孔２２に圧縮空気を供給して、当接面２１とシール材３４表面との間に隙間があるか否か、即ち、シール材３４表面に凹部３４ｂが存在するか否かを、吐出孔２２に圧縮空気を供給するための管路（第３供給管５２ｃ）内の内圧を基に、その上昇度合いを基準圧と比較することによって検出するようにしているので、シール材３４表面に存在する凹部３４ｂを高精度、且つ効率的に検査することができる。
【００４７】
また、当接面２１をシール材３４表面の全面に渡って当接させるようにしているので、シール材３４表面の全面を一度に検査することができ、被検体たるシール材３４が小さなものであっても、難なくこれを検査することができる。
【００４８】
また、凹部３４ｂが存在するか否かの判定を、前記判定部５７により自動的に行うようにしているので、この意味でも効率的な検出が可能である。
【００４９】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明の採り得る具体的な態様は、何らこれに限定されるものではない。
【００５０】
例えば、上例では、軸受３０のシール材３４表面に存在する凹部３４ｂを検出するように構成したが、検査対象物はかかるシール材３４に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】        本発明の一実施形態に係る凹部検出装置の概略構成を一部ブロック図で示した側断面図である。
【図２】        本実施形態に係るノズル体及びラジアル軸受を示した断面図である。
【図３】        本実施形態に係るノズル体を示した底面図である。
【図４】        （ａ），（ｂ），（ｃ）及び（ｄ）は、それぞれシール材表面に存在するへこみやたわみを説明するための説明図である。
【符号の説明】
１    凹部検出装置
１５  載置台
２０  ノズル体
２１  当接面
２２  吐出孔
２３  当接部
２４  第１供給孔
２５  第２供給孔
２６  第３供給孔
３０  （ラジアル）軸受
３４  シール材
４０  昇降手段
４１  昇降ロッド
５０  供給手段
５１  圧縮空気供給部
５２  供給管
５５  検出部
５６  圧力センサ
５７  判定部
【図１】
0003779233.tif 000002
【図２】
0003779233.tif 000003
【図３】
0003779233.tif 000004
【図４】
0003779233.tif 000005