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JP2005283301A - Metal ring defect detector - Google Patents

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JP2005283301A
JP2005283301A JP2004097225A JP2004097225A JP2005283301A JP 2005283301 A JP2005283301 A JP 2005283301A JP 2004097225 A JP2004097225 A JP 2004097225A JP 2004097225 A JP2004097225 A JP 2004097225A JP 2005283301 A JP2005283301 A JP 2005283301A
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JP
Japan
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light
electric signal
metal ring
inspected
light receiving
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Pending
Application number
JP2004097225A
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Japanese (ja)
Inventor
Koji Tange
宏司 丹下
Ushio Suzuki
潮 鈴木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JATCO Ltd
Fuji Opto Co Ltd
Original Assignee
JATCO Ltd
Fuji Opto Co Ltd
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To detect not only spot marks on a surface to be inspected but also an extremely wide and narrow line mark extended in the peripheral direction and width direction, by devising the irradiation direction of the surface to be inspected. <P>SOLUTION: A metal ring defect detector comprises light sources 31, 41 for irradiating the surface to be inspected of an inspection target 2 traveling in a fixed direction with light; a first waveguide 32 for guiding reflection light from the surface to be inspected to a first light receiving element 33 and a second waveguide 42 for guiding the reflection light to a second light receiving element 43; a differential value computing means for calculating the differential value between an electric signal output from the first light receiving element or an electric signal correlated to the electric signal, and an electric signal output from the second light receiving element or the electric signal related to the electric signal; and a discrimination means for discriminating the presence and absence of defects on the surface to be inspected by comparing the differential value with a prescribed threshold. Light from the light sources 31, 41 is applied in the traveling direction of the inspection target at approximately 45° crossing angles (ϕc, ϕd). <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

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。   The present invention detects a defect in an endless belt-like metal ring, which is one of the parts constituting a belt of a V-belt type continuously variable transmission (hereinafter referred to as “CVT belt”) mounted on a vehicle such as an automobile. The present invention relates to a metal ring defect detection device.

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。   As a CVT belt, for example, as described in Non-Patent Document 1, steel elements are continuously fitted in a stack of a large number of thin metal rings having a thickness of about 0.2 mm. An integrated structure is known.

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。   FIG. 8 is an external view of the CVT belt. In this figure, a CVT belt 1 is composed of a plurality of (for example, about 400) steel elements 4 on a double belt laminate 3 in which a large number (for example, about 12) of metal rings 2 are stacked. The element laminate 5 is assembled and supported.

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。   FIG. 9 is a schematic manufacturing process diagram of the CVT belt 1. In this figure, end portions 6 a of thin plates 6 of “super tough steel” (details will be described later) are abutted and welded to form a ring-shaped drum 7. Next, the drum 7 is cut into a circular shape by a predetermined width and rolled to form a metal ring 2 having a basic circumference.

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。   Next, after the above-described metal ring 2 is subjected to a solution treatment or the like, a circumference correction process is performed to give each metal ring 2 a required circumference corresponding to the place where the CVT belt 1 is laminated.

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。   Next, the metal ring 2 after the circumference correction is subjected to aging treatment or nitriding treatment to increase the surface hardness, and then the presence or absence of surface defects in the metal ring 2 is inspected, and the metal ring 2 that has passed the inspection. Are sequentially laminated, and the element 4 is fitted into the laminated body and integrated to complete the CVT belt 1.

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。   As described above, “super tough steel” is used for the metal ring 2 of the CVT belt 1. Examples of super tough steel suitable for the CVT belt 1 include maraging steel as described in Patent Document 1. Maraging steel is suitable for use in the CVT belt 1 because of its excellent toughness, but it is not sufficient in terms of fatigue strength. In order to compensate for this fatigue strength, for example, nitriding treatment as described in Patent Document 2 is performed.

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。   As described in Non-Patent Document 2, the nitriding treatment refers to a treatment for forming a hardened layer (cured film) of iron nitride by infiltrating nitrogen into the steel surface. A salt bath nitriding method, a tuftride method, a plasma nitriding method, a gas soft nitriding method, and the like are known. However, in mass production parts such as the CVT belt 1, the gas soft nitriding method is generally used in terms of cost. According to this method, a hardened layer having a hardness of about Hv 400 to 700 can be formed on the steel surface with a depth of about 8 to 15 μm.

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。   Thus, although it is the metal ring 2 which formed the hardened layer on the surface, the hardness is not perfect (Hv400-700 grade), and the metal rings 2 are rubbed and collided with each other, or interference with other objects. In many cases, the surface is often unintentionally scratched (hereinafter referred to as “defect”).

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。   FIG. 10 is a conceptual configuration diagram of a “defect detection device” (hereinafter referred to as a conventional device) described in Patent Document 3, for example. In this conventional apparatus, a plurality of illumination guides for guiding the irradiation light from the inspection light source 8 “directly above” the surface 9 to be inspected (the outer surface or the inner surface of the metal ring 2) moving in a certain direction. At least two light receiving portions that are alternately arranged between the optical paths 10a to 10c (optical fibers) and the light guide paths 10a to 10c for illumination and guide the reflected light Pa and Pb from the surface 9 to be inspected to the light receiving portions 11a and 11b. The light guide paths 12a and 12b (optical fibers) are provided, and the point that the two light guide paths 12a and 12b for light reception are spaced apart by a slight distance L is a point.

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。   With this configuration, when there is no defect such as a scratch on the surface 9 to be inspected, the reflected light Pa and Pb guided by the two light receiving light guides 12a and 12b have substantially the same intensity with the light receiving unit 11a, On the other hand, if there is a defect on the surface 9 to be inspected, the reflected light of the defective portion is reduced (the amount of light is reduced due to irregular reflection), so the reflection guided by the two light receiving light guides 12a and 12b. A difference occurs between the light beams Pa and Pb, and the presence or absence of a defect can be automatically determined from the magnitude of the difference.

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。   FIG. 11 is a conceptual diagram of defect detection in a conventional apparatus. In FIG. 2A, the two light receiving light guides 12a and 12b are separated by a distance L, and the surface 9 to be inspected moves in a constant direction at a speed V, for example.

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。   When the defect 13 is present on the surface 9 to be inspected, first, the end face of the right light receiving light guide 12b faces the defect 13, and after a certain period of time, the end face of the left light receiving light guide 12a is defective. Opposite to 13 '. Here, the defect 13 ′ is the defect 13 after moving at the speed V.

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。   The light whose amount of light has decreased due to the irregular reflection of the defect 13 (13 ′) is first received by the right light receiving unit 11b, and is received by the left light receiving unit 11a after a certain period of time. FIG. 5B shows the output signal waveform of the right light receiving section 11b at this time, and FIG. 5C shows the output signal waveform of the left light receiving section 11a.

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。   The numbers (“50” and “0”) shown in these signal waveforms represent signal levels for convenience of explanation. For example, “50” represents a strong reflected light level from the defect-free portion of the surface 9 to be inspected, and “0” represents a weak reflected light level from the portion of the defect 13 (13 ′) on the surface 9 to be inspected.

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。   Now, when calculating the difference between these two signal waveforms, that is, “[waveform of FIG. (B)] −“ waveform of FIG. (C) ”], the waveform (hereinafter“ difference value ”) of FIG. Is obtained).

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。   The difference value is “0” when both “the waveform in FIG. 5B” and “the waveform in FIG. 5C” are “50”, and “the waveform in FIG. “-50” when “the waveform of FIG. 5C” is “50”, and “the waveform of FIG. 5B” is “50” and “the waveform of FIG. When “0”, it becomes “50”.

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。   Therefore, an appropriate threshold value such as a high side threshold value (SL_H) slightly smaller than “50” and a low side threshold value slightly smaller than “−50” (SL_H) SL_L), signals 14 and 14 'corresponding to the defects 13 and 13' can be taken out, respectively, and a defect detection alarm can be issued using the signals 14 and 14 '. .

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>Tomohiro Miyaji “Extracting the Performance of the Ideal Transmission CVT”, [online], [Search August 25, 2002], Internet <URL: http://www.idemitsu.co.jp/lube /cvt/cvtbody2.html> 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>DESIGN MECHANIC for mechanical engineers & designers “nitriding”, [online], [February 28, 2004], Internet <URL: http://homepage1.nifty.com/seas/database/heat/nitro.htm> 特開平11−117017公報JP 11-1117017 A 特開平11−200010公報JP-A-11-200010 特開平11−248637公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-248637

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。
However, when the above conventional apparatus is applied, there are the following disadvantages.
That is, as apparent from the configuration of FIG. 10, the surface 9 to be inspected in the conventional apparatus is illuminated through the light guides 10a to 10c for illumination, and the optical axes of the light guides 10a to 10c for illumination. Are arranged along a substantially vertical direction of the surface 9 to be inspected. That is, the surface 9 to be inspected is illuminated from “directly above”.

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。   For this reason, among various defects (scratches) present on the surface 9 to be inspected, a scratch having a relatively large area (hereinafter referred to as a “spot scratch”) can be made conspicuous from the surroundings by the illumination light. Although it can be detected without any trouble by the conventional apparatus, a straight thin scratch, for example, when the surface 9 to be inspected is the surface of the metal ring 2, a straight scratch attached along the circumferential direction of the metal ring 2, About the straight damage | wound attached along the width direction of the metal ring 2, it was not able to be made conspicuous from the surroundings with illumination light, and even the said conventional apparatus might not be able to be detected.

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。   FIG. 12 is a diagram illustrating an example of spot flaws and straight flaws. In this figure, on the surface of the metal ring 2, in addition to the spot flaw 15 having a relatively large area, a straight flaw 16 having a very narrow width extending in the circumferential direction of the metal ring 2 and a very wide width extending in the width direction of the metal ring 2. Is attached with a narrow straight scratch 17.

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。   Among such scratches, the spot scratch 15 having a relatively large area is easy to discriminate because a wide range of irregular reflection occurs in the large area even when illuminated from directly above the surface to be inspected. The straight flaws 16 and 17 having a narrow width are difficult to discriminate because they are less likely to cause irregular reflection. Therefore, the defects (straight flaws 16 and 17) may not be detected easily even if a conventional apparatus is used.

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。   Therefore, the object of the present invention is to devise the illumination direction of the surface to be inspected so that not only spot scratches on the surface to be inspected but also extremely narrow line scratches extending in the circumferential direction and the width direction can be detected. The object is to provide a metal ring defect detection device.

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。
The present invention provides a light source that illuminates a surface to be inspected of an inspection object that moves in a fixed direction, a first light guide that guides reflected light from the surface to be inspected to a first light receiving element, and the reflected light to a second light source. A second light guide path leading to the light receiving element, an electric signal output from the first light receiving element or an electric signal correlated with the electric signal, and an electric signal output from the second light receiving element or the electric signal thereof A difference value calculating means for calculating a difference value with an electric signal correlated with the metal, and a determining means for comparing the difference value with a predetermined threshold value to determine the presence or absence of a defect on the surface to be inspected. The present invention relates to a ring defect detection device, which is characterized in that light from the light source is irradiated at an intersection angle of approximately 45 degrees with respect to the moving direction of the inspection object.
Preferably, the inspection object is an endless belt-shaped metal ring, and the light from the light source is irradiated at an intersection angle of approximately 45 degrees with respect to a circumferential direction of the metal ring. It is a feature.
Alternatively, the present invention provides a light source that illuminates a surface to be inspected of an inspection object that moves in a fixed direction, a first light guide that guides reflected light from the surface to be inspected to a first light receiving element, and the reflected light. A second light guide path leading to the second light receiving element, an electric signal output from the first light receiving element or an electric signal correlated with the electric signal, and an electric signal output from the second light receiving element or the same Difference value calculating means for calculating a difference value between the electric signal correlated with the electric signal and a determining means for comparing the difference value with a predetermined threshold value to determine the presence or absence of a defect on the surface to be inspected. In the metal ring defect detection apparatus, the light from the light source is irradiated at an intersection angle of approximately 90 degrees with respect to the moving direction of the inspection object,
Preferably, the inspection object is an endless belt-shaped metal ring, and irradiates light from the light source at an intersection angle of about 90 degrees with respect to a circumferential direction of the metal ring. To do.
Alternatively, the present invention provides a light source that illuminates a surface to be inspected of an inspection object that moves in a fixed direction, a first light guide that guides reflected light from the surface to be inspected to a first light receiving element, and the reflected light. A second light guide path leading to the second light receiving element, an electric signal output from the first light receiving element or an electric signal correlated with the electric signal, and an electric signal output from the second light receiving element or the same Difference value calculating means for calculating a difference value between the electric signal correlated with the electric signal and a determining means for comparing the difference value with a predetermined threshold value to determine the presence or absence of a defect on the surface to be inspected. In the metal ring defect detection apparatus, the light from the light source is irradiated in parallel with the moving direction of the inspection object,
Preferably, the inspection object is an endless belt-shaped metal ring and irradiates light from the light source in parallel with a circumferential direction of the metal ring.

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。
According to the present invention, the light from the light source is irradiated at an intersection angle of approximately 45 degrees (see φc and φd in FIG. 2) with respect to the moving direction of the inspection object. In addition to scratches, line wounds extending along the direction of movement of the inspection object (see line wounds 16 in FIG. 12) and line wounds extending along the width direction of the inspection object (FIG. 12). Also, the defect portion can be made conspicuous by irradiating light at the crossing angle (approximately 45 degrees). Therefore, since the amount of reflected light is reduced due to irregular reflection at any scratched part, those defects (spot scratches and line scratches) can be detected without hindrance by comparison with the reflected light of the non-defective part.
Further, if the light from the light source is irradiated at a crossing angle of about 90 degrees with respect to the moving direction of the inspection object, a line wound extending along the moving direction of the inspection object is detected, It is possible not to detect (neglect) the flaws extending along the width direction of the inspection object.
Further, if the light from the light source is irradiated in parallel with the moving direction of the inspection object, contrary to the above, the line flaw extending along the moving direction of the inspection object is not detected (ignored). On the other hand, it is possible to detect a line wound extending along the width direction of the inspection object.

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。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. It should be noted that the specific details or examples in the following description and the illustrations of numerical values, character strings, and other symbols are only for reference in order to clarify the idea of the present invention, and the present invention may be used in whole or in part. Obviously, the idea of the invention is not limited. In addition, a well-known technique, a well-known procedure, a well-known architecture, a well-known circuit configuration, and the like (hereinafter, “well-known matter”) are not described in detail, but this is also to simplify the description. Not all or part of the matter is intentionally excluded. Such well-known matters are known to those skilled in the art at the time of filing of the present invention, and are naturally included in the following description.

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。   FIG. 1 is a conceptual configuration diagram of a metal ring defect detection apparatus. The metal ring defect detection device 20 includes a fixed position driving pulley 22 that is rotationally driven by a ring rotation driving motor 21, a position variable driven pulley 23 that is spaced apart on the same rotational plane as the driving pulley 22, a predetermined pulley. A load body 24 having a mass (for example, 80 kg) and a defect detection unit 25 are included. In addition to the driving pulley 22 and the driven pulley 23, one or a plurality of guide pulleys may be provided, but the minimum necessary pulleys are the driving pulley 22 and the driven pulley 23. .

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。   When inspecting the metal ring 2 to be inspected, first, the driven pulley 23 is set to the initial position (the position of the one-dot chain line a), and the metal ring 2 is spanned between the drive pulley 22 and the driven pulley 23, Next, the load body 24 is attached to the driven pulley 23 and the driven pulley 23 is moved, thereby applying a required tension to the metal ring 2. In this state, the ring ring driving motor 21 is driven to circulate the metal ring 2 in a certain direction (arrow A direction), and the defect detection unit 25 is used to detect a defect of the metal ring 2.

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。   FIG. 2 is a conceptual configuration diagram of the defect detection unit 25. In this figure, the defect detection unit 25 includes at least two optical sensor units 30 and 40 (hereinafter, “A system optical inspection unit 30”, “B system optical inspection unit 40”, or simply “A system 30”). , Referred to as “B system 40”) and a determination unit 50. The reason why the “at least two” optical sensor units 30 and 40 are provided will be described later.

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。   The A system 30 and the B system 40 have the same configuration. That is, the A system 30 (B system 40) includes a light source 31 (41) that illuminates the surface (surface to be inspected) of the metal ring 2 as an inspection object from a “predetermined direction” (details will be described later), and the object to be inspected. A light receiving optical fiber 32 (42) having an optical axis in the vertical direction of the surface and having an end surface slightly spaced from the surface to be inspected and parallel to each other with a distance L, and a light receiving optical fiber 32 (42) And a light receiving element 33 (43) for converting the reflected light Pa (Pb) from the surface to be inspected guided by the above into an electric signal Sa (Sb). The light receiving optical fiber 32 of the A system 30 constitutes the “first light guide” described in the gist of the invention, and the light receiving element 33 of the A system 30 constitutes the “first light receiving element” described in the gist. The light receiving optical fiber 42 of the B system 40 constitutes the “second light guide” described in the same summary, and the light receiving element 43 of the B system 40 constitutes the “second light receiving element” described in the same summary. .

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。   As described above, the light source 31 (41) of the present embodiment is characterized in that it illuminates the surface to be inspected of the metal ring 2 as the inspection object from a “predetermined direction”. This “predetermined direction” will be described. Now, let the optical axes of the light source 31 (41) be P31 and P41, respectively, and the optical axes P31 and P41 and the surface of the metal ring 2 (covered) as shown in FIG. When the angles (incident angles of irradiation light) made with the inspection surface are φa and φb, φa and φb are about 45 degrees, respectively. As shown in FIG. 5B, when the angles (intersection angles) formed between the optical axes P31 and P41 and the center line L2 extending in the circumferential direction of the metal ring 2 are φc and φd, φc and φd are Each is about 45 degrees.

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。   However, the former “φa = φb≈45 degrees” is a preferable example, and the angle is not particularly limited. In other words, the incident angle of the irradiation light on the surface to be inspected should be in the range of 0 ° to 90 °, and 45 ° is just one example, but the latter “φc = φd≈45 °” Not only spot scratches (see spot scratch 15 in FIG. 12) applied to the inspection surface, but also straight scratches extending in the circumferential direction (see straight scratch 16 in FIG. 12), and straight scratches extending in the width direction (straight scratch in FIG. 12). 17) is an indispensable matter for detecting without trouble, and is a point of this embodiment. The principle of detecting spot flaws and straight flaws will be described later.

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。   Based on the electrical signal Sa output from the light receiving element 33 of the A system 30 and the electrical signal Sb output from the light receiving element 43 of the B system 40, the determination unit 50 determines whether there is a defect on the inspection surface of the metal ring 2. The basic principle is that the intensity of light incident on the two light receiving elements 33 (43) is substantially the same when there is no defect on the surface to be inspected, and is different when there is a defect. And taking the difference value of the electrical signals Sa and Sb output from the two light receiving elements 33 (43) and determining that the surface to be inspected is defective when the difference value is large. It is.

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。   To explain this a little more clearly, now, when there is no defect on the surface to be inspected of the metal ring 2, the surface to be inspected is a smooth surface, and the light irradiated onto the surface to be inspected is uniform on the smooth surface. Reflected in the same manner, hardly any irregular reflection occurs. For this reason, the intensities of the light incident on the two light receiving elements 33 (43) are substantially the same. In this case, the difference value between the electric signals Sa and Sb is substantially “0”.

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。   On the other hand, when the surface to be inspected of the metal ring 2 has a defect, the light irradiated onto the surface to be inspected is irregularly reflected at the defect location, and therefore the light receiving element 33 (through the light receiving optical fiber 32 (42). The intensity of the light guided to 43) decreases by the amount of the irregular reflection. At this time, if the distance L between the light receiving optical fibers 32 (42) of the A system 30 and the B system 40 is sufficiently larger than the size of the defect, the light receiving optical fiber of one system (for example, the light receiving of the A system 30). When the optical fiber 32) guides light whose intensity has been lowered due to the influence of the defect, the other light-receiving optical fiber (light-receiving optical fiber 42 of the B system 40) has light whose intensity does not decrease (that is, the defect) Intense reflected light from a smooth surface with no light). Therefore, in this case, since the electric signal Sa <the electric signal Sb, the difference value is clearly larger than that in the normal state (Sa = Sb).

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。   Based on the above principle, “the difference value between the electric signals Sa and Sb output from the two light receiving elements 33 (43) is taken, and when the difference value is large, it is determined that the surface to be inspected is defective”. Can do.

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。   The reason for requiring at least two systems (A system 30 and B system 40) is as follows. From the above description of the principle, when there is no defect on the surface to be inspected, the electric signal Sa (or Sb) output from any system becomes a “large value”. When there is a defect on the surface to be inspected, any system receives light reflected from the defect (light whose intensity has decreased by the amount of irregular reflection) and is output from that system. The electric signal Sa (or Sb) has a “small value”.

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。   Basically, it is possible to determine a defect by distinguishing between these “large value” and “small value”. However, with this alone, stable determination cannot be expected, and there is a problem in practical use. This is because the entire surface of the object to be inspected, particularly the metal ring 2 used in the CVT belt 1, is matted by nitriding, and the degree of matting is constant for each product (or lot). This is because the “large value” of the electrical signal Sa (or Sb) serving as a reference at the time of normality varies. By configuring the optical sensor unit with “at least two systems” and taking the “difference value” of the electrical signals Sa (and Sb) output from those systems, the influence of the above-mentioned variation is eliminated, A stable determination can be made to make it practical.

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。   FIG. 3 is a block diagram of the determination unit 50. In this figure, the determination unit 50 includes an A-system amplifier 51, a B-system amplifier 52, an A-system AGC circuit 53, a B-system AGC circuit 54, a difference calculation section 55 (difference value calculation means), and a high side threshold. A value determination unit 56 (determination unit), a low-side threshold determination unit 57 (determination unit), an alarm signal generation unit 58, and the like are configured.

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。   The A-system amplifier 51 amplifies the electric signal Sa output from the A-system light receiving element 33, and the amplification factor is controlled to increase or decrease by the output of the A-system AGC circuit 53. The A-system AGC circuit 53 extracts a low-pass filter 59 that extracts only a low-frequency component including a direct current component from the output signal of the A-system amplifier 51, and the difference between the output of the low-pass filter 59 and a predetermined reference voltage REF1. The A-system amplifier 51 amplifies the electric signal Sa with an amplification factor corresponding to the AGC voltage. The purpose of this AGC voltage is to remove the “fluctuation” of the low-frequency component contained in the electrical signal Sa (mainly caused by the “surface shake” of the metal ring 2).

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。   Similarly to the A-system amplifier 51, the B-system amplifier 52 also amplifies the electric signal Sb output from the B-system light receiving element 43, and the amplification factor is the output of the B-system AGC circuit 54. Increase / decrease control is performed by. The B-system AGC circuit 54 extracts a low-pass filter 61 that extracts only a low-frequency component including a DC component from the output signal of the B-system amplifier 52, and the difference between the output of the low-pass filter 61 and a predetermined reference voltage REF1. The B-system amplifier 52 amplifies the electric signal Sb at an amplification factor corresponding to the AGC voltage. The purpose of this AGC voltage is the same as described above, and is to remove the “fluctuation” of the low frequency component included in the electric signal Sb.

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。   The difference calculation unit 55 calculates a difference value Sd (Sd = [Sa_51] − [Sb_52]) between the electric signal Sa_51 output from the A-system amplifier 51 and the electric signal Sb_52 output from the B-system amplifier 52. It is.

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。   The high-side threshold determination unit 56 compares the difference value Sd calculated by the difference calculation unit 55 with a predetermined high-side threshold SL_H, and becomes a high-side determination result signal that is active when Sd> SL_H. Sc_H is output, and the low-side threshold determination unit 57 compares the difference value Sd with a predetermined low-side threshold SL_L, and outputs a low-side determination result signal Sc_L that is active when Sd> SL_L. Output. The alarm signal generator 58 outputs an alarm signal ALM indicating detection of a defect on the inspection surface when one of these two determination result signals (Sc_H, Sc_L) is active.

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。   As described above, the problem of the present invention is that, by devising the illumination direction of the surface to be inspected, not only spot scratches on the surface to be inspected, but also extremely narrow lines extending in the circumferential direction and the width direction. The object is to provide a metal ring defect detection device capable of detecting flaws.

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。   Hereinafter, this point will be described. As described above, the light source 31 (41) of the present embodiment is characterized in that it illuminates the surface to be inspected of the metal ring 2 that is the inspection object from a “predetermined direction”. Specifically, the “predetermined direction” is defined by angles (incident angles of irradiation light) φa and φb formed by the optical axes P31 and P41 of the light source 31 (41) and the surface of the metal ring 2 (surface to be inspected). Each angle is about 45 degrees, and angles (intersection angles) φc and φd formed by the optical axes P31 and P41 and the center line L2 extending in the circumferential direction of the metal ring 2 are each about 45 degrees. .

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。   As described above, the basic principle of defect detection in the determination unit 50 is that “the intensity of light incident on the two light receiving elements 33 (43) is substantially the same when there is no defect on the surface to be inspected. Focusing on the difference when there is, the difference between the electric signals Sa and Sb output from the two light receiving elements 33 (43) is taken, and when the difference is large, the surface to be inspected has a defect. It is determined that there is. In other words, in the defect-free part of the surface to be inspected, the light irradiated to the surface to be inspected is uniformly reflected by a smooth surface, but in the defective part, the amount of reflected light is reduced due to irregular reflection, so the defect-free part and the defect The defect is detected based on the difference in the amount of reflected light at the part.

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。   FIG. 4 is a conceptual view of spot spot 15 detection. As shown in this figure, in the present embodiment, irradiation light from the light source 31 (41) is irradiated at an incident angle (φa, φb) of about 45 degrees, and the center line extending in the circumferential direction of the metal ring 2 L2 is also irradiated at an intersection angle (φc, φd) of about 45 degrees. For this reason, in the non-defect portion of the surface to be inspected (the portion other than the spot scratch 15), the irradiation light is uniformly reflected at the same angle as the incident angle (about 45 degrees). ) Causes irregular reflection, the amount of reflected light is reduced by the amount of irregular reflection, and this spot flaw 15 can be detected without any trouble by the determination unit 50 according to the basic principle.

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。   On the other hand, FIGS. 5 and 6 are detection conceptual diagrams of the straight scratches 16 and 17. In these figures, in the defect-free portion (portion other than the straight scratches 16 and 17) of the surface to be inspected, the irradiation light from the light source 31 (41) is incident on an incident angle (about 45 degrees), as with the spot scratch 15 described above. Are uniformly reflected at the same angle, and irregular reflection occurs at the defective portion (the portions of the straight scratches 16 and 17).

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。   In FIG. 5, the straight scratch 16 is a straight and extremely thin scratch attached along the circumferential direction of the metal ring 2. Further, in FIG. 6, the straight scratch 17 is a linear and extremely thin scratch attached along the width direction of the metal ring 2. For this reason, even if these straight scratches 16 and 17 are irradiated with light from directly above (directly above the drawing) as in the prior art, since the scratch width is very narrow, irregular reflection hardly occurs. The straight scratches 16 and 17 cannot be conspicuous.

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。   On the other hand, as in this embodiment, the light from the light source 31 (41) is irradiated at an incident angle (φa, φb) of about 45 degrees with respect to the surface to be inspected, and the circumferential direction of the metal ring 2 In contrast, if irradiation is performed at an intersection angle (φc, φd) of about 45 degrees, irregular reflection can be easily generated, and the straight scratches 16 and 17 can be made conspicuous accordingly. As a result, according to the basic principle described above, the straight line scratches 16 and 17 can be detected by the determination unit 50 without any trouble.

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。   Therefore, in this embodiment, since the illumination direction of the surface to be inspected is devised as described above, not only the spot scratch 15 attached to the surface to be inspected, but also a very narrow line scratch 16 extending in the circumferential direction and the width direction. , 17 can be detected, and a metal ring defect detecting device can be provided.

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。   In the above embodiment, the light from the light source 31 (41) is irradiated at an intersecting angle (φc, φd) of about 45 degrees with respect to the circumferential direction of the metal ring 2. This is an indispensable matter for detecting both the straight scratch 16 attached along the circumferential direction of the metal ring 2 and the straight scratch 17 along the width direction of the metal ring 2. If only one of the straight scratches is detected, the following may be performed.

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。   FIG. 7 is a conceptual diagram in the case of detecting only one of the straight flaw 16 attached along the circumferential direction of the metal ring 2 and the straight flaw 17 along the width direction of the metal ring 2. In FIG. 5A, the optical axes P31 and P41 of the light source 31 (41) are orthogonal to the center line L2 extending in the circumferential direction of the metal ring 2 at approximately 90 degrees. That is, φc and φd are about 90 degrees.

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。   In this way, the light from the light source 31 (41) is irradiated in a substantially orthogonal direction with respect to the linear scratch 16 attached along the circumferential direction of the metal ring 2, so that the linear scratch 16 is diffusely reflected. However, since the linear scratch 17 attached along the width direction of the metal ring 2 is irradiated in the extending direction of the linear scratch 17, irregular reflection hardly occurs.

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。   As a result, as shown in the figure, when the optical axes P31 and P41 of the light source 31 (41) are orthogonal to the central line L2 extending in the circumferential direction of the metal ring 2 at approximately 90 degrees, the metal ring 2 The straight scratch 16 attached along the circumferential direction of the metal ring 2 can be detected, while the straight scratch 17 attached along the width direction of the metal ring 2 can be prevented from being detected.

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。   Similarly, in FIG. 2B, the optical axes P31 and P41 of the light source 31 (41) are parallel to the center line L2 extending in the circumferential direction of the metal ring 2. That is, the crossing angles (φc, φd) are almost 0 degrees.

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。   In this way, light from the light source 31 (41) is irradiated in a substantially orthogonal direction with respect to the linear scratch 17 attached along the width direction of the metal ring 2, so that irregular reflection is caused in the linear scratch 17. However, since the linear scratch 16 attached along the circumferential direction of the metal ring 2 is irradiated in the extending direction of the linear scratch 16, irregular reflection hardly occurs.

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。   As a result, when the optical axes P31 and P41 of the light source 31 (41) are parallel to the center line L2 extending in the circumferential direction of the metal ring 2 as shown in the drawing, the width of the metal ring 2 is increased. It is possible to detect the straight flaw 17 attached to the metal ring 2, while preventing the straight flaw 16 attached along the circumferential direction of the metal ring 2 from being detected.

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。   In addition, this invention is not limited to said embodiment, Of course, various modifications and development examples are included in the range of the technical thought, for example, it may be as follows.

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。   In the above embodiment, the surface to be inspected is the “front surface” of the metal ring 2, but may be the “back surface” of the ring.

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。   Moreover, in said embodiment, although the light from the light sources 31 and 41 is directly irradiated to the to-be-inspected surface, you may irradiate indirectly via optical elements, such as an optical lens, for example.

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。   Moreover, in said embodiment, although the optical sensor part is made into two systems (A system 30, B system 40), it is good also as multiple systems exceeding two, and also when setting it as multiple systems exceeding two. Each system may be arranged in the circumferential direction and the width direction of the metal ring 2 (two-dimensional arrangement).

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。   In the above embodiment, the reflected light from the surface to be inspected is guided to the light receiving elements 33 and 43 via the light receiving optical fibers 32 and 42. The use of this "optical fiber" is the best mode of the embodiment. It only shows. In short, any “light guide” that can guide the reflected light from the surface to be inspected to the light receiving elements 33 and 43 with as little loss as possible can be used. For example, if the loss and flexibility are ignored or neglected, it is made of glass. Or a simple light guide made of plastic or the like.

金属リング欠陥検出装置の概念的な構成図である。It is a notional block diagram of a metal ring defect detection device. 欠陥検出部25の概念構成図である。3 is a conceptual configuration diagram of a defect detection unit 25. FIG. 判定部50のブロック図である。3 is a block diagram of a determination unit 50. FIG. スポット傷15の検出概念図である。FIG. 3 is a conceptual diagram of detection of a spot flaw 15. 直線傷16の検出概念図である。FIG. 6 is a conceptual diagram of detection of a straight flaw 16. 直線傷17の検出概念図である。FIG. 6 is a conceptual diagram of detection of a linear scratch 17. 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。FIG. 6 is a conceptual diagram in the case of detecting only one of a straight scratch 16 attached along the circumferential direction of the metal ring 2 and a straight scratch 17 along the width direction of the metal ring 2. CVTベルトの外観図である。It is an external view of a CVT belt. CVTベルト1の概略的な製造工程図である。3 is a schematic manufacturing process diagram of the CVT belt 1. FIG. 従来装置の概念構成図である。It is a conceptual block diagram of a conventional apparatus. 従来装置における欠陥の検出概念図である。It is a conceptual diagram of defect detection in a conventional apparatus. スポット傷や直線傷の例を示す図である。It is a figure which shows the example of a spot wound and a linear wound.

符号の説明Explanation of symbols

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)
φc Crossing angle φd Crossing angle 31 Light source 32 Optical fiber for receiving light (first light guide)
33 Light receiving element (first light receiving element)
41 Light source 42 Optical fiber for light reception (second light guide path)
43 Light receiving element (second light receiving element)
55 Difference calculation part (difference value calculation means)
56 High-side threshold judgment unit (discrimination means)
57 Low-side threshold judgment unit (discrimination means)

Claims (6)

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。
A light source that illuminates the surface to be inspected of the inspection object moving in a certain direction;
A first light guide that guides reflected light from the surface to be inspected to the first light receiving element and a second light guide that guides the reflected light to the second light receiving element;
A difference value between an electric signal output from the first light receiving element or an electric signal correlated with the electric signal and an electric signal output from the second light receiving element or an electric signal correlated with the electric signal is calculated. Difference value calculation means;
In the metal ring defect detection apparatus comprising a determination unit that compares the difference value with a predetermined threshold value to determine the presence or absence of a defect on the surface to be inspected.
The metal ring defect detection apparatus, wherein the light from the light source is irradiated at an intersection angle of about 45 degrees with respect to the moving direction of the inspection object.
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。 The inspection object is an endless belt-shaped metal ring, and irradiates light from the light source at an intersection angle of approximately 45 degrees with respect to a circumferential direction of the metal ring. The metal ring defect detection device according to 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。
A light source that illuminates the surface to be inspected of the inspection object moving in a certain direction;
A first light guide that guides reflected light from the surface to be inspected to the first light receiving element and a second light guide that guides the reflected light to the second light receiving element;
A difference value between an electric signal output from the first light receiving element or an electric signal correlated with the electric signal and an electric signal output from the second light receiving element or an electric signal correlated with the electric signal is calculated. Difference value calculation means;
In the metal ring defect detection apparatus comprising a determination unit that compares the difference value with a predetermined threshold value to determine the presence or absence of a defect on the surface to be inspected.
A metal ring defect detecting device, wherein the light from the light source is irradiated at an intersection angle of approximately 90 degrees with respect to the moving direction of the inspection object.
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。 The inspection object is an endless belt-shaped metal ring and irradiates light from the light source at an intersection angle of approximately 90 degrees with respect to a circumferential direction of the metal ring. 3. The metal ring defect detection device according to 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。
A light source that illuminates the surface to be inspected of the inspection object moving in a certain direction;
A first light guide that guides reflected light from the surface to be inspected to the first light receiving element and a second light guide that guides the reflected light to the second light receiving element;
A difference value between an electric signal output from the first light receiving element or an electric signal correlated with the electric signal and an electric signal output from the second light receiving element or an electric signal correlated with the electric signal is calculated. Difference value calculation means;
In the metal ring defect detection apparatus comprising a determination means for comparing the difference value and a predetermined threshold value to determine the presence or absence of defects on the surface to be inspected,
A metal ring defect detection apparatus, wherein the light from the light source is irradiated in parallel with a moving direction of the inspection object.
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。
6. The metal ring defect detection according to claim 5, wherein the inspection object is an endless belt-shaped metal ring, and irradiates light from the light source in parallel with a circumferential direction of the metal ring. apparatus.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2011013191A (en) * 2009-07-06 2011-01-20 Honda Motor Co Ltd Device and method for inspecting ring-like workpiece

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