特許 6294763 内面検査装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6294763

(24)【登録日】2018年2月23日

(45)【発行日】2018年3月14日

(54)【発明の名称】内面検査装置

(51)【国際特許分類】

   G01N 21/954 20060101AFI20180305BHJP

   G02B 23/24 20060101ALI20180305BHJP

   G02B 23/26 20060101ALI20180305BHJP

【ＦＩ】

   G01N21/954 A

   G02B23/24 A

   G02B23/26 C

【請求項の数】16

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2014-107817(P2014-107817)

(22)【出願日】2014年5月26日

(65)【公開番号】特開2015-224877(P2015-224877A)

(43)【公開日】2015年12月14日

【審査請求日】2017年3月31日

(73)【特許権者】

【識別番号】000220505

【氏名又は名称】日本電産トーソク株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】000232302

【氏名又は名称】日本電産株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100135013

【弁理士】

【氏名又は名称】西田 隆美

(72)【発明者】

【氏名】野村 昭

(72)【発明者】

【氏名】天野 陽一

【審査官】 藤田 都志行

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−３１５８０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５２−１４７４５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５９−１０３２７０（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開平１−２７６０４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１８５６２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−６９３７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平４−３６６４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００７／０１５３２９６（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ ２１／９５４

Ｇ０２Ｂ ２３／２４

Ｇ０２Ｂ ２３／２６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基端から先端へ軸方向に延び、少なくとも前記先端を被検査物の穴の内部に配置して、前記穴をなす前記被検査物の内面の状態を検査する内面検査装置であって、
前記先端側に配置され、径方向外側から入射した光を前記基端側へ反射する、反射部と、
前記反射部に対して前記基端側に配置され、前記反射部からの光を撮像する、撮像手段と、
前記反射部と前記撮像手段との間において、軸方向に延びる、光通路と、
軸方向に延びる、第１エア通路と、
前記第１エア通路の前記先端側から、径方向に向けられた、第２エア通路と、
前記第１エア通路に気体を導入する、エア導入部と、
前記先端側に配置され、前記第２エア通路から外部へ前記気体を吐出する、エア吹出し口と、
前記第１エア通路に導入された前記気体の流量または圧力を測定する、測定部と、
を有し、
前記光通路と、前記第１エア通路とは、軸方向の範囲が重なる、内面検査装置。

【請求項2】

請求項１に記載の内面検査装置であって、
軸方向に延びる、筒状のケーシング
をさらに有し、
前記光通路および前記第１エア通路は、前記ケーシングの内部に配置される、内面検査装置。

【請求項3】

請求項２に記載の内面検査装置であって、
前記ケーシングの内部に収容され、軸方向に延びる、ロッドレンズ
をさらに有し、
前記ロッドレンズは、前記先端側の端部に前記反射部を有し、
前記ロッドレンズの内部が前記光通路である、内面検査装置。

【請求項4】

請求項３に記載の内面検査装置であって、
前記第１エア通路は、前記ロッドレンズの外周面と、前記ケーシングの内周面との間の空間である、内面検査装置。

【請求項5】

請求項３または請求項４に記載の内面検査装置であって、
前記ケーシングの前記ロッドレンズを取り囲む内周面は円筒状であり、
前記ロッドレンズは、円柱形状である、内面検査装置。

【請求項6】

請求項５に記載の内面検査装置であって、
前記ロッドレンズは、前記先端側の端面から前記基端側に凹む凹部を有し、
前記凹部が前記反射部である、内面検査装置。

【請求項7】

請求項３ないし請求項６のいずれかに記載の内面検査装置であって、
前記ロッドレンズの前記先端側の端部は、前記ケーシングの前記先端側の端部よりも前記先端側に突出し、
前記反射部の少なくとも一部は、前記ケーシングの前記先端側の端部よりも前記先端側に配置される、内面検査装置。

【請求項8】

請求項３ないし請求項７に記載の内面検査装置であって、
前記ケーシングと、前記ロッドレンズとは、同じ材料により形成される、内面検査装置。

【請求項9】

請求項８に記載の内面検査装置であって、
前記ケーシングと、前記ロッドレンズとは、ガラスにより形成される、内面検査装置。

【請求項10】

請求項３ないし請求項９のいずれかに記載の内面検査装置であって、
前記ケーシングの前記基端側の開口に取り付けられる、基端蓋
をさらに有し、
前記基端蓋は、前記ロッドレンズを取り付ける基端取付部を有する、内面検査装置。

【請求項11】

請求項１０に記載の内面検査装置であって、
前記基端蓋と、前記ロッドレンズとは、同じ材料により形成される、内面検査装置。

【請求項12】

請求項３ないし請求項１１のいずれかに記載の内面検査装置であって、
前記ケーシングの前記先端側の開口に取り付けられる、先端蓋
をさらに有し、
前記先端蓋は、前記ロッドレンズを固定する固定孔を有する、内面検査装置。

【請求項13】

請求項２に記載の内面検査装置であって、
前記光通路と、前記第１エア通路とは、前記ケーシング内部の同一空間である、内面検査装置。

【請求項14】

請求項１３に記載の内面検査装置であって、
前記反射部を前記基端側の表面に有する、反射鏡と、
前記ケーシングの前記先端側の端部に配置され、前記反射鏡を支持する、透明かつ略円筒形状の支持部と、
をさらに有する、内面検査装置。

【請求項15】

請求項１ないし請求項１４のいずれかに記載の内面検査装置であって、
前記反射部は、前記基端側から前記先端側に向けて径が拡がる、円錐形状である、内面検査装置。

【請求項16】

請求項１ないし請求項１５のいずれかに記載の内面検査装置であって、
前記エア吹出し口を２つ有し、
前記エア吹出し口の１つは、前記エア吹出し口の他の１つとは反対の方向に、前記気体を吐出する、内面検査装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、穴の内面の状態を検査する内面検査装置に関する。

【背景技術】

【0002】

電気機器や自動車など種々の装置には、筒状の部材や、筒状の穴部を有する部材を有するものがある。このような形状の部材は、内部に流体を通すパイプや、他の部材と嵌合する部位となる。このため、筒状の内面に、亀裂や気泡などの欠陥を有していないことや、成型精度の誤差が小さいことが求められる。例えば、自動車のエンジンに用いられるシリンダでは、円筒状の内面が高精度に仕上げられている必要がある。

【0003】

そのため、従来、筒状の部材や部材の穴部について、穴の内面の欠陥の有無を検査するために、内面検査装置が用いられていた。従来の内面検査装置については、例えば、特開２００９−６９３７４号公報に記載されている。

【特許文献1】特開２００９−６９３７４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特開２００９−６９３７４号公報に記載の従来の内面検査装置では、穴の内面形状を映像として可視化することにより、穴の内面に欠陥があるか否かを判断する。ただし、当該公報の内面検査装置は、穴の内径を計測する機能を有していない。したがって、内面検査装置とは別に、内径計測装置を用いて当該穴の内径を計測することにより、成型精度の誤差の有無を判断する。

【0005】

しかしながら、従来の手法では、内面検査と内径計測とを別々の装置を用いて行うため、同一の部材について、装置へのセッティングを２度行う必要がある。また、内面検査と内径計測とを別々の装置を用いて行うため、内面検査で異常を検知した部分と、内径計測で内径の精度誤差を検知した部分とを関連づけるためには、内面計測における位置データと内径計測における位置データとの整合性をとる必要がある。

【0006】

本発明の目的は、内面検査と内径計測との作業効率を向上できる技術を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本願の例示的な第１発明は、基端から先端へ軸方向に延び、少なくとも前記先端を被検査物の穴の内部に配置して、前記穴をなす前記被検査物の内面の状態を検査する内面検査装置であって、前記先端側に配置され、径方向外側から入射した光を前記基端側へ反射する、反射部と、前記反射部に対して前記基端側に配置され、前記反射部からの光を撮像する、撮像手段と、前記反射部と前記撮像手段との間において、軸方向に延びる、光通路と、軸方向に延びる、第１エア通路と、前記第１エア通路の前記先端側から、径方向に向けられた、第２エア通路と、前記第１エア通路に気体を導入する、エア導入部と、前記先端側に配置され、前記第２エア通路から外部へ前記気体を吐出する、エア吹出し口と、前記第１エア通路に導入された前記気体の流量または圧力を測定する、測定部と、を有し、前記光通路と、前記第１エア通路とは、軸方向の範囲が重なる、内面検査装置である。

【発明の効果】

【0008】

本願の例示的な第１発明によれば、内面検査と内径計測との作業効率を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、第１実施形態に係る内面検査システムの概略図である。

【図2】図２は、第１実施形態に係る内面検査装置の断面図である。

【図3】図３は、第１実施形態に係る内面検査装置の側面図である。

【図4】図４は、内面検査システムにおける作業工程を示したフローチャートである。

【図5】図５は、変形例に係る内面検査装置の断面図である。

【図6】図６は、変形例に係る内面検査装置の断面図である。

【図7】図７は、変形例に係る内面検査装置の断面図である。

【図8】図８は、変形例に係る内面検査装置の側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明の例示的な実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、本願では、ケーシングの中心軸と平行な方向を「軸方向」、中心軸に直交する方向を「径方向」、中心軸を中心とする円弧に沿う方向を「周方向」、とそれぞれ称する。

【0011】

＜１．第１実施形態＞
＜１−１．内面検査システムの構成＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る内面検査システム１の斜視図である。図２は、内面検査装置１０の断面図である。図３は、内面検査装置１０の先端側から見た側面図である。図１に示すように、内面検査システム１は、内面検査装置１０、制御部１１、ステージ１２、エア供給部１３、およびモニタ１４を有する。

【0012】

内面検査装置１０は、基端から先端へ軸方向に延び、少なくともその先端を被検査物８の穴８１の内部に配置して、穴８１をなす被検査物８の内面の状態を検査する装置である。内面検査装置１０は、例えば、電気機器や自動車など種々の装置を構成する、筒状の部材の内面や、部材の有する穴部の内面を検査する。図２に示すように、内面検査装置１０は、ケーシング２、ロッドレンズ３、撮像手段４、および、光源５を有する。

【0013】

ケーシング２は、中心軸９に沿って基端側から先端側へ軸方向に延びる、略円筒形の部材である。本実施形態のケーシング２は、ガラスにより形成されるが、ケーシング２は、アルミニウム等の金属や、樹脂などの他の材料により形成されていてもよい。ケーシング２は、基端部２１、円筒部２２、および先端部２３を有する。

【0014】

基端部２１は、ケーシング２の最も基端側に位置する略円筒形状の部位である。本実施形態では、基端部２１の内径が、円筒部２２の内径よりも大きい。基端部２１の内部には、光源５が配置される。

【0015】

円筒部２２は、基端部２１から先端側に向かって軸方向に延びる略円筒形状の部位である。円筒部２２の内部には、ロッドレンズ３および後述する第１エア通路６１が配置される。本実施形態では、円筒部２２の内周面は円筒状である。すなわち、ケーシング２のうちロッドレンズ３を取り囲む部分の内周面は円筒状である。

【0016】

先端部２３は、円筒部２２の先端側の開口を、部分的に覆う環状の部位である。先端部２３は、円筒部２２の先端側の端部から、径方向内側へ向けて延びる。また、先端部２３の中央には、ロッドレンズを嵌挿固定する円形の先端孔２３１が設けられている。

【0017】

ロッドレンズ３は、中心軸９に沿って軸方向に延びる、円柱形状のレンズである。本実施形態のロッドレンズ３は、ガラスにより形成されているが、光透過性の高い材料であれば、樹脂などの他の材料により形成されていてもよい。

【0018】

ロッドレンズ３は、その先端側端面から基端側に向かって凹む凹部３１を有する。凹部３１は、基端側から先端側に向けて径が拡がる円錐形状に形成されている。凹部３１を構成するロッドレンズ３の表面は、研磨されており、径方向外側から入射した光を基端側へ反射するとともに、基端側から入射した光を径方向外側へと反射する反射部３２を構成する。

【0019】

なお、反射部３２の円錐形状の母線は、中心軸９に対して４５度である。これにより、径方向外側から中心軸９に向かって入射した光は、反射部３２において、中心軸９に沿って先端側から基端側へと反射し、ロッドレンズ３の外周面で反射することなくロッドレンズ３の基端側端部へと向かう。

【0020】

なお、本実施形態では、凹部３１を構成するロッドレンズ３の表面には、鏡面加工が施されている。これにより、反射部３２における反射率を向上できる。また、本実施形態では、反射部３２が内面検査装置１０の最も先端側に配置されている。これにより、被検査物の穴が軸方向に長い場合であっても、奥の方まで検査をすることができる。

【0021】

ロッドレンズ３の基端側の端部は、平面状に研磨された基端面３３となっている。基端面３３は、中心軸９に対して垂直に配置されている。

【0022】

ロッドレンズ３の基端側の端部は、基端蓋２４により支持されている。基端蓋２４は、ケーシング２の円筒部２２の基端側の端部に取り付けられる。基端蓋２４は、円筒部２２の基端側の開口を覆う板状の円板部２４１と、円板部２４１から先端側に突出した円環状の基端取付部２４２とを有する。基端取付部２４２の外周面は、円筒部２２の内周面に嵌挿固定される。また、ロッドレンズ３の基端側の端部付近の外周面は、基端取付部２４２の内周面に嵌挿固定により取り付けられる。これにより、基端保持部２４２は、ロッドレンズ３の基端側の端部を保持する。

【0023】

なお、ケーシング２と基端蓋２４とは、圧入により固定されてもよいし、接着などの他の方法により固定されてもよい。また、基端蓋２４とロッドレンズ３とは、圧入により固定されてもよいし、接着などの他の方法により固定されてもよい。また、ケーシング２と基端蓋２４との間、および、基端蓋２４とロッドレンズ３との間には、Ｏリングなどのシール材が介在していてもよい。

【0024】

本実施形態では、ケーシング２の内部において、基端部２１の内部の空間と、円筒部２２の内部の空間との連通が、基端蓋２４により遮断されている。すなわち、基端蓋２４は、ケーシング２の内部において基端側と先端側との連通を遮断している。これにより、後述する第１エア通路６１の基端側の端部からの気体の漏れが、防止されている。

【0025】

また、基端蓋２４は、ロッドレンズ３と一体に形成されていてもよい。すなわち、ロッドレンズ３が、基端蓋２４に相当する、ケーシングに対して固定される固定部を有していてもよい。

【0026】

ロッドレンズ３の先端側は、ケーシング２の先端部２３の先端孔２３１の内部に嵌挿固定される。ロッドレンズ３と先端部２３とは、圧入により固定されてもよいし、接着などの他の方法により固定されてもよい。また、ロッドレンズ３と先端部２３との間に、Ｏリングなどのシール材が介在していてもよい。本実施形態では、ロッドレンズ３と先端部２３との固定箇所において、ケーシング２の円筒部２２の内部の空間と、外部の空間との連通が遮断されている。これにより、後述する第１エア通路６１の先端側の端部からの気体の漏れが、防止されている。

【0027】

ロッドレンズ３の先端側の端部は、ケーシング２の先端側の端部よりも先端側に突出する。したがって、反射部３２の少なくとも一部は、ケーシング２の先端側の端部よりも先端側に配置される。これにより、反射部３２は、図２中に二点鎖線で示すように、ケーシング２の先端側の端部よりも先端側において、径方向外側から入射した光を基端側へと反射する。

【0028】

ロッドレンズ３の内部は、反射部３２から基端面３３へと軸方向先端側から基端側に向かう光を伝達するとともに、光源５から基端面３３へと入力した光を軸方向基端側から先端側に伝達する、光通路３０の一部となっている。

【0029】

本実施形態では、ケーシング２の内部に、第１エア通路６１が設けられている。また、ケーシング２に、第２エア通路６２、エア導入部６３、およびエア吹出し口６４が設けられている。

【0030】

第１エア通路６１は、ロッドレンズ３の外周面と、ケーシング２の円筒部２２の内周面との間の空間である。第１エア通路６１は、ケーシング２の内部において、軸方向に略円筒状に延びている。

【0031】

第２エア通路６２は、円筒部２２の内面から外面まで貫通する貫通孔により形成されている。第２エア通路６２は、円筒部２２の先端側端部付近に配置される。本実施形態の円筒部２２は、第２エア通路６２を２つ有する。図２に示すように、２つの第２エア通路６２は、同一の軸方向位置に配置される。また、図３に示すように、第２エア通路６２の１つと、第２エア通路６２の他の１つとは、中心軸９に対して対称の位置に配置されている。

【0032】

第２エア通路６２は、第１エア通路６１の先端側の端部付近から、径方向外側に向かって、軸方向に対して略垂直に延びる。これにより、第２エア通路６２は、第１エア通路６１の先端側の端部付近と、ケーシング２の外部の空間とを連通する。

【0033】

エア導入部６３は、円筒部２２の内面から外面まで貫通する貫通孔により形成されている。エア導入部６３は、円筒部２２の基端側端部付近に配置される。エア導入部６３には、エア供給部１３が接続されている。これにより、エア供給部１３からエア導入部６３を介して第１エア通路６１の内部に気体を供給できる。

【0034】

第２エア通路６２の径方向外側の端部の開口はそれぞれ、第２エア通路６２から外部へ気体を吐出するエア吹出し口６４となっている。前述の通り、第２エア通路６２は円筒部２２の先端側端部付近に配置されるため、エア吹出し口６４も、内面検査装置１の先端側端部付近に配置される。

【0035】

上記構成により、エア導入部６３に気体が導入されると、当該気体はエア導入部６３から第１エア通路６１へと供給される。そして当該気体は、第１エア通路６１を軸方向に基端側から先端側へと進み、２つの第２エア通路６２を介して、２つのエア吹出し口６４からそれぞれ径方向外側に向かって吐出される。

【0036】

本実施形態では、ケーシング２、ロッドレンズ３、および基端蓋２４は、いずれもガラスにより形成されている。ガラスは加工精度が良く、耐熱性が高く、かつ、膨張しにくいため、内面検査装置１０の各部材を構成するのに適している。

【0037】

同一の材料により形成されていることより、ケーシング２、ロッドレンズ３、および基端蓋２４の膨張係数は同一となる。したがって、環境温度によらず、ケーシング２、ロッドレンズ３、および基端蓋２４の同軸性を確保できる。これにより、ロッドレンズ３内の光通路３０と、第１エア通路６１との同軸性を確保できる。

【0038】

また、ケーシング２、ロッドレンズ３、および基端蓋２４が同一の材料により形成されていることにより、各部材間に隙間が生じにくい。本実施形態の内面検査装置１０では、ケーシング２の内部に第１エア通路６１が配置されているため、部材間に隙間が生じると第１エア通路６１から基端部２１の内部や先端孔２３１の外部へと気体が漏れる虞がある。そのため、各部材が同一の材料により形成されていることが、本実施形態では特に有用である。

【0039】

撮像手段４は、レンズ４１を有するＣＣＤカメラである。撮像手段４は、反射部３２に対して基端側に配置され、反射部３２からの軸方向の光を撮像する。本実施形態では、撮像手段４のレンズ４１は、光源５の後述する開口部５１の軸方向基端側に配置される。すなわち、レンズ４１は、開口部５１を介してロッドレンズ３の基端面３３と軸方向に対向する。これにより、撮像手段４は、ロッドレンズ３の反射部３２に映った反射部３２の径方向外側の映像を、基端面３３および開口部５１を介して撮像できる。

【0040】

光源５は、環状に形成されており、中央に開口部５１を有する。これにより、光源５は、ロッドレンズ３と軸方向に重ならない。したがって、ロッドレンズ３の内部から軸方向基端側へ向かう光は、基端蓋２４を通って、開口部５１を含むケーシング２の基端部２１内の空間を通って、撮像手段４のレンズ４１へと向かう。これにより、光通路３０は、反射部３２と撮像手段４のレンズ４１との間において、軸方向に延びる。すなわち、ロッドレンズ３の内部と、基端蓋２４と、基端部２１の内部の空間とが、光通路３０を構成している。このように、内面検査装置１０では、光通路３０および第１エア通路６１は、ともにケーシング２の内部に配置される。

【0041】

光源５は、先端側に向かって光を照射する。光源５から照射された光は、図２中破線で示すように、基端蓋２４を介してロッドレンズ３に入射し、ロッドレンズ３の外周面で反射しつつ先端側へ向かって進み、反射部３２により径方向外側へと反射する。これにより、光源５から照射された光の一部は、反射部３２の径方向外側へ向かい、被検査物８の穴８１の内面を照射する。その結果、基端側において、穴８１の内面の映像を反射部３２を介して撮像できる。

【0042】

図１に示すように、本実施形態では、制御部１１はパーソナルコンピュータにより構成される。制御部１１は、撮像手段４、光源５、ステージ１２、エア供給部１３、およびモニタ１４と電気的に接続されている。制御部１１は、光源５、ステージ１２、およびエア供給部１３の駆動を制御する。また、制御部１１には、撮像手段４から出力される映像Ｓ４と、エア供給部１３の圧力／電圧変換部１３２から出力されるエア圧力情報Ｓ１３２とが入力される。制御部１１は、エア圧力情報Ｓ１３２に基づいて、穴８１の内径Ｓ１１１を算出する。そして、制御部１１は、撮像手段４から入力された映像Ｓ４と、内径Ｓ１１１とをモニタ１４へと出力する。

【0043】

ステージ１２は、載置台１２１およびステージ駆動部１２２を有する。載置台１２１には、内面検査装置１０が載置される。ステージ駆動部１２２は、例えば、内部にモータを有する載置台１２１の移動機構である。ステージ駆動部１２２は、載置台１２１のｘ軸方向（内面検査装置１０の軸方向であり、水平方向）、ｙ軸方向（ｘ軸方向と直交する水平方向）、およびｚ軸方向（ｘ軸方向およびｙ軸方向と直交する鉛直方向）の位置を移動させる。

【0044】

本実施形態では、作業者が制御部１１に指令を入力することにより、制御部１１からステージ駆動部１２２に位置調節指令信号Ｓ１１２が入力される。これにより、ステージ駆動部１２２は、位置調節指令信号Ｓ１１２に従って載置台１２１の各方向の位置を調節する。なお、制御部１１が、例えば、位置検知センサ（図示せず）からの信号等に基づいて載置台１２１の各方向の目標位置を算出し、位置調節指令信号Ｓ１１２を出力してもよい。

【0045】

エア供給部１３は、エア供給源１３１と、圧力／電圧変換部１３２とを有する。エア供給源１３１は、制御部１１から出力される内径計測指令信号Ｓ１１３に基づいて、レギュレータなどの圧力調整手段で一定圧力に調整された気体を、圧力／電圧変換部１３２を介して、エア導入部６３から第１エア通路６１内へと供給する。その結果、当該気体が第１エア通路６１および第２エア通路６２を通ってエア吹出し口６４から径方向外側へ向かって吐出する。なお、エア供給源１３１から供給される気体には、例えば空気が用いられる。

【0046】

このとき、穴８１のエア吹出し口６４付近の内径に応じて、圧力／電圧変換部１３２における当該気体の圧力が変化する。圧力／電圧変換部１３２は、圧力／電圧変換部１３２を通過する当該気体の圧力を電圧信号であるエア圧力情報Ｓ１３２に変換し、制御部１１へと出力する。このように、圧力／電圧変換部１３２は、エア導入部６３における気体の圧力を測定する。すなわち、電力／圧力変換部１３２は、第１エア通路６１に導入された気体の圧力を測定する測定部である。

【0047】

なお、圧力／電圧変換部１３２に代えて、エア導入部６３または第１エア通路６１における気体の流量を測定する測定部が用いられてもよい。その場合、制御部１１は、エア導入部６３における気体の流量に基づいて、穴８１の内径Ｓ１１１を算出する。

【0048】

モニタ１４は、制御部１１から出力される映像Ｓ４および内径Ｓ１１１を表示する、ディスプレイである。本実施形態では、モニタ１４には、映像Ｓ４と内径Ｓ１１１とが同時に表示されるため、映像Ｓ４と内径Ｓ１１１とを関連づけて検査することができる。

【0049】

本実施形態では、ケーシング２は、２つのエア吹出し口６４を有する。また、エア吹出し口６４の１つは、エア吹出し口６４の他の１つとは反対の方向に気体を吐出する。すなわち、２つのエア吹出し口６４は、ケーシング２の外周面のうち、周方向の互いの距離が最も遠い位置に配置されている。これにより、穴８１の内径をより正確に計測できる。

【0050】

＜１−２．作業工程について＞
続いて、図４を参照しながら、内面検査システム１を用いた内面検査および内径計測の作業工程について説明する。図４は、内面検査システム１における作業工程を示したフローチャートである。

【0051】

まず、被検査物８を内面検査システム１にセットする（ステップＳＴ１０１）。次に、作業者が制御部１１に指令を入力することにより、ステージ駆動部１２２が載置台１２１のｘ軸方向、ｙ軸方向、およびｚ軸方向の位置を微調整し、内面検査装置１０と被検査物８の穴８１の位置合わせを行う（ステップＳＴ１０２）。このとき、内面検査装置１０の中心軸９と、穴８１の中心軸８０とを一致させる。また、内面検査装置１０の先端を、穴８１の入り口付近に配置させる。

【0052】

次に、制御部１１は、ステージ駆動部１２２を駆動させて、内面検査装置１０をｘ軸方向正方向に移動させつつ、内面検査工程を行う（ステップＳＴ１０３）。すなわち、内面検査装置１０の先端を穴８１の入り口から奥へと移動させつつ、内面検査工程が行われる。具体的には、光源５を駆動させて穴８１の内面に反射部３２を介して光を照射し、当該内面の映像を反射部３２を介して撮像手段４が撮像する。これにより、ｘ軸方向の位置ごとの当該内面の映像データが制御部１１に保存される。

【0053】

続いて、制御部１１は、ステージ駆動部１２２を駆動させて、内面検査装置１０をｘ軸方向負方向に移動させつつ、内径計測工程を行う（ステップＳＴ１０４）。すなわち、内面検査装置１０の先端を穴８１の奥から入り口方向へと移動させつつ、内径計測工程が行われる。具体的には、エア供給源１３１から圧力／電圧変換部１３２を介してエア導入部６３に気体を導入し、圧力／電圧変換部１３２において測定された気体の圧力に基づいて、制御部１１が穴８１の内径Ｓ１１１を算出する。これにより、ｘ軸方向の位置ごとの穴８１の内径データが制御部１１に保存される。

【0054】

そして、内面検査工程と内径計測工程とが終了した後、被検査物８が内面検査システム１から取り外される（ステップＳＴ１０５）。

【0055】

本実施形態では、内面検査装置１０がｘ軸方向に１往復する間に内面検査工程と内径計測工程とが行われたが、本発明はこの限りではない。内面検査装置１０がｘ軸方向に１往復する間ずっと内面検査工程が行われ、次にもう１往復する間ずっと内径計測工程が行われてもよい。また、内面検査工程と、内径計測工程とが、同時に行われてもよい。

【0056】

このように、内面検査装置１０を用いることにより、内面検査と内径計測とを別々の装置を用いることなく、単一の装置で行うことができる。したがって、ステップＳＴ１０１およびステップＳＴ１０２に相当する被検査物８の装置へのセッティング工程や、ステップＳＴ１０５の被検査物８の取り外し工程を、１度のみにすることができるため、作業効率が向上する。

【0057】

また、上記構成により、本実施形態では、内面検査装置１０の光通路３０と第１エア通路６１とは、軸方向の範囲が重なる。これにより、反射部３２の軸方向の位置と、エア吹出し口６４の軸方向の位置とを、ともに、内面検査装置１０の先端付近に配置できる。その結果、有底円筒形状の被検査物であっても、その穴の底部の近傍まで内面検査および内径計測の双方を１つの装置で行うことができる。

【0058】

また、内面検査工程と内径計測工程とを、位置合わせ工程を挟むことなく連続して行うことができるため、被検査物の穴の内面の映像と、穴の内径とのｘ方向の位置を関連づけやすい。すなわち、内面検査の結果と内径計測の結果とを容易に関連づけることができる。

【0059】

＜２．変形例＞
以上、本発明の例示的な実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。

【0060】

図５は、一変形例に係る内面検査装置１０Ａの断面図である。内面検査装置１０Ａは、ケーシング２Ａ、反射鏡３Ａ、撮像手段４Ａ、および光源５Ａを有する。図５の例の内面検査装置１０Ａは、ロッドレンズに代えて、反射鏡３Ａを有する。また、内面検査装置１０Ａは、反射鏡を支持する支持部２５Ａを有する。

【0061】

反射鏡３Ａは、反射部３２Ａを基端側の表面に有する。反射部３２Ａは、基端側から先端側に向けて径が拡がる円錐形状の面である。

【0062】

支持部２５Ａは、ケーシング２Ａの先端側の端部に配置され、透明かつ円筒形状の部材である。図５の例では、支持部２５Ａは、ガラスにより形成されている。これにより、支持部２５Ａは、反射部３２から径方向外側へ向かう光、および、径方向外側から反射部３２Ａに向かう光を透過させる。

【0063】

図５の例では、ケーシング２Ａの内面が鏡面加工されている。このため、ケーシング２Ａの内面が光を効率よく反射する反面、ケーシング２Ａは光を透過しにくい。これにより、破線で示すように、光源５Ａから照射された光は、ケーシング２Ａの内面で反射しつつ先端側へ向かって進み、反射部３２Ａにより径方向外側へと反射する。当該光が支持部２５Ａを透過することにより、被検査物の穴の内面を照射できる。

【0064】

また、二点鎖線で示すように、径方向外側から支持部２５Ａを介してケーシング２の内部の空間に入射した光は、反射部３２Ａにより軸方向先端側から基端側に向かう。すなわち、ケーシング２Ａの内部の空間が、反射部３２Ａから撮像手段４Ａへと光を伝達する光通路３０Ａを構成している。

【0065】

一方、エア導入部６３Ａからケーシング２Ａの内部に気体が導入されると、当該気体は、ケーシング２Ａの内部を基端側から先端側へと流れ、第２エア通路６２Ａを介して２つのエア吹出し口６４Ａから互いに逆方向に向かってケーシング２Ａの外部へと吐出される。すなわち、ケーシング２Ａの内部の空間が第１エア通路６１Ａを構成している。

【0066】

このように、図５の例では、光通路３０Ａと、第１エア通路６１Ａとは、ケーシング２Ａの内部の同一空間である。図３のように、内面検査装置は、ロッドレンズを有していなくてもよい。

【0067】

図６は、他の変形例に係る内面検査装置１０Ｂの断面図である。内面検査装置１０Ｂは、ケーシング２Ｂ、反射鏡３Ｂ、撮像手段４Ｂ、および光源５Ｂを有する。また、内面検査装置１０Ｂのケーシング２Ｂは、ガラスなどの透明な材料で形成されている。ケーシング２Ｂの内面は、反射鏡３Ｂの径方向外側を除いて、鏡面加工されている。

【0068】

反射鏡３Ｂは、反射部３２Ｂを基端側の表面に有する。反射部３２Ｂは、基端側から先端側に向けて径が拡がる円錐形状の面である。光源５Ｂから照射され先端側へ向かう光は、破線で示すように、反射鏡３Ｂの反射部３２Ｂで反射され、ケーシング２を介して径方向外側へ向かう。一方、ケーシング２Ｂの径方向外側から反射鏡３Ｂに向かって入射した光は、二点鎖線で示すように、反射鏡３Ｂで反射され、軸方向基端側へと向かう。

【0069】

図６の例のように、ケーシング２Ｂを透明な材料により形成することにより、反射鏡３Ｂを支持する透明な支持部を、ケーシング２Ｂとは別に設ける必要が無い。

【0070】

図７は、他の変形例に係る内面検査装置１０Ｃの断面図である。図８は、図７の例の内面検査装置１０Ｃの先端側から見た側面図である。内面検査装置１０Ｃは、ケーシング２Ｃ、基端蓋２４Ｃ、先端蓋２６Ｃ、ロッドレンズ３Ｃ、撮像手段４Ｃ、および光源５Ｃを有する。内面検査装置１０Ｃは、ケーシングの先端部に代えて、先端蓋２６Ｃを有する。

【0071】

先端蓋２６Ｃは、ケーシング２Ｃの先端側の開口に取り付けられる。また、先端蓋２６Ｃは、ロッドレンズ３Ｃを固定する固定孔２６１Ｃを有する。ケーシング２Ｃおよび先端蓋２６Ｃは、圧入により固定されてもよいし、接着などの他の方法により固定されてもよい。また、先端蓋２６Ｃとロッドレンズ３Ｃとは、圧入により固定されてもよいし、接着などの他の方法により固定されてもよい。

【0072】

また、ケーシング２Ｃと先端蓋２６Ｃとの間、および、先端蓋２６Ｃとロッドレンズ３との間には、Ｏリングなどのシール材が介在していてもよい。図７および図８の例では、ケーシング２Ｃと先端蓋２６Ｃとの固定箇所、および、先端蓋２６Ｃとロッドレンズ３Ｃとの固定箇所において、ケーシング２Ｃと外部空間との連通が遮断されている。

【0073】

図７および図８の例のように、内面検査装置は、ケーシングの先端部に代えて、先端蓋を有していてもよい。

【0074】

また、上記の実施形態では、反射部に鏡面加工が施されていたが、本発明はこの限りではない。反射部が、径方向外側から入射した光を一定以上の反射率（例えば、６０％）で反射すれば、鏡面加工が施されていなくてもよい。

【0075】

光源は、光通路の基端側に配置されなくてもよい。光源として、光通路の基端側に配置されたライトに代えて、ケーシングの先端付近に配置されたＬＥＤライトや、ケーシングの周囲に巻き付けられたフレキシブル有機ＥＬシートなどを用いてもよい。

【0076】

その他、内面検査装置の細部の形状については、本願の各図面と相違していてもよい。また、上記の実施形態や変形例に登場した各要素を、矛盾が生じない範囲で、適宜に組み合わせてもよい。

【産業上の利用可能性】

【0077】

本発明は、内面検査装置に利用できる。

【符号の説明】

【0078】

１ 内面検査システム
２，２Ａ，２Ｂ，２Ｃ ケーシング
３，３Ｃ ロッドレンズ
３Ａ，３Ｂ 反射鏡
４，４Ａ，４Ｂ，４Ｃ 撮像手段
５，５Ａ，５Ｂ，５Ｃ 光源
９ 中心軸
１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ 内面検査装置
１１ 制御部
１２ ステージ
１３ エア供給部
１４ モニタ
２１ 基端部
２２ 円筒部
２３ 先端部
２４，２４Ｃ 基端蓋
２５Ａ 支持部
２６Ｃ 先端蓋
３０，３０Ａ 光通路
３１ 凹部
３２，３２Ａ，３２Ｂ 反射部
３３ 基端面
４１ レンズ
５１ 開口部
６１，６１Ａ 第１エア通路
６２ 第２エア通路
６３，６３Ａ エア導入部
６４ エア吹出し口
１３１ エア供給源
１３２ 圧力／電圧変換部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】