内表面检查装置的制作方法

本实用新型涉及对孔的内表面的状态进行检查的内表面检查装置。

背景技术：

电气设备或汽车等各种装置具备筒状的部件或具有筒状的孔的部件。这样形状的部件为在内部供流体通过的管或与其他的部件嵌合的部位。因此，要求在筒状的内表面上不具有裂纹或气泡等缺陷、成型精度的误差小。例如，在用于汽车的发动机的气缸、或用于精密电气设备的内螺纹部件中，需要将其内表面高精度地精加工。

因此，以往，对于部件的筒状的孔，为了检查孔的内表面有无缺陷，而使用了内表面检查装置。关于以往的内表面检查装置，例如在日本特开2007-187634号公报中进行了记载。

专利文献1：日本特开2007-187634号公报

在日本特开2007-187634号公报所记载的以往的内表面检查装置中，将来自裂隙光源的裂隙光与轴向垂直地照射到沿轴向延伸的被检查孔的内表面。另一方面，摄像部相对于轴向斜着拍摄该内表面中的被照射的部位。

在日本特开2007-187634号公报中记载的内表面检查装置中，摄像部相对于轴向斜着拍摄对象物的内表面。因此，在对象物的内表面具有螺纹槽等凹凸的情况下，有时会产生摄像部拍摄不到的部位。

另一方面，在日本特开2007-187634号公报所记载的内表面检查装置中，在仅调换了向对象物的内表面照射的裂隙光的光轴和通过摄像部拍摄该内表面时的光轴的情况下，裂隙光相对于轴向斜着照射到该内表面。在该情况下，当对象物的内表面上存在螺纹槽等凹凸时，有时因该凹凸而产生阴影，无法适当地拍摄内表面的状况。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于，提供如下的技术：在内表面检查装置中，即使在被检查物的内表面上存在凹凸的情况下，也能够适当地拍摄该内表面的状态。

本申请的例示的第1实用新型提供一种内表面检查装置，其检查具有被检查孔的被检查物的内表面的状态，该被检查孔沿轴向延伸，其特征在于，该内表面检查装置具有：载置部，其载置所述被检查物；反射镜部件，其被配置到载置在所述载置部上的所述被检查物的所述被检查孔的内部，具有第1反射面和第2反射面；移动机构，其使所述被检查物和所述反射镜部件在轴向上相对移动；光照射部，其被配置在所述被检查孔的轴向一侧，照射具有指向性的照射光；以及摄像部，其被配置在所述被检查孔的轴向一侧，所述第1反射面和所述第2反射面被配置成V字形的槽状，并且所述第1反射面与所述第2反射面所成的角为钝角，所述光照射部朝向所述第1反射面从轴向一侧向轴向另一侧照射所述照射光，所述第1反射面将所述照射光反射到与轴向垂直的方向，所述第2反射面将被所述照射光照射的被检查孔的内表面的影像从与轴向垂直的方向反射到轴向一侧，所述摄像部拍摄由所述第2反射面反射的所述影像。

根据本申请的例示的第1实用新型，即使在被检查孔的内表面具有螺纹槽等凹凸的情况下，也能够抑制阴影的产生地拍摄内表面的状况。

由以下的本发明优选实施方式的详细说明，参照附图，可以更清楚地理解本发明的上述及其他特征、要素、步骤、特点和优点。

附图说明

图1是第1实施方式的内表面检查装置的概略图。

图2是示出第1实施方式的反射镜部件的检查时的状况的立体图。

图3是第1实施方式的反射镜部件的侧视图。

图4是第1实施方式的反射镜部件的剖视图。

图5是示出第1实施方式的反射镜部件在检查时的状况的侧视图。

图6是示出第1实施方式的反射镜部件在检查时的状况的立体图。

图7是示出在一变形例的内表面检查装置中反射镜部件在检查时的状况的立体图。

图8是示出在一变形例的内表面检查装置中反射镜部件在检查时的状况的立体图。

图9是另一变形例的内表面检查装置的概略图。

具体实施方式

以下，关于本实用新型的例示的实施方式，参照附图进行说明。另外，在本申请中，将与反射镜部件的中心轴线平行的方向称为“轴向”，将与中心轴线垂直的方向称为“径向”，将沿着以中心轴线为中心的圆弧的方向称为“周向”。

并且，在本申请中，“垂直”包含“大致垂直”，“平行”包含“大致平行”，“相同”包含“大致相同”。

＜1.第1实施方式＞

＜1-1.内表面检查装置的结构＞

图1是本实用新型的第1实施方式的内表面检查装置1的立体图。如图1所示，内表面检查装置1具有支承部20、反射镜部件30、光源40、摄像部50、操作部60以及控制部10。

该内表面检查装置1是这样的装置：将反射镜部件30的至少一部分配置到被检查物8所具有的被检查孔81的内部，以检查被检查物8的形成被检查孔81的内表面的状态。内表面检查装置1例如对构成电气设备或汽车等各种装置的筒状部件的内表面进行检查。

支承部20具有主体部21、台22以及台驱动部23。主体部21对反射镜部件30、光源40和摄像部50分别进行支承。在本实施方式中，反射镜部件30相对于主体部21被固定。并且，光源40和摄像部50被固定为能够相对于主体部21调整角度和位置。

台22是用于载置被检查物8的载置部。在台22的中央设置有上下贯穿的贯穿孔221。反射镜部件30被插入于贯穿孔221中。台22被支承为能够相对于主体部21移动。

台驱动部23具有使台22在轴向上移动的移动机构。当使移动机构进行动作时，载置于台22上的被检查物8和反射镜部件30在轴向上进行相对移动。由此，能够使被检查孔81的内表面的被照射部80(参照图2)在轴向上移动。另外，被照射部80是指来自光源40的照射光借助于反射镜部件30所照射的部位。

另外，在本实施方式中，在检查时，反射镜部件30、光源40以及摄像部50的位置是固定的。因此，台驱动部23在将反射镜部件30、光源40与摄像部50的相对位置保持为不变的状态下，使反射镜部件30、光源40以及摄像部50与被检查物8在轴向上进行相对移动。由此，能够在不改变从光源40经由反射镜部件30的后述的第1反射面31、被检查孔81的内表面以及反射镜部件30的后述的第2反射面32而到达摄像部50的光路的相对位置关系的情况下，使被检查孔81的内表面的被照射部80沿轴向移动。

并且，台驱动部23还具有使台22以后述的中心轴线9为中心旋转的旋转机构。当使旋转机构进行动作时，载置在台22上的被检查物8以在轴向上延伸的旋转轴线为中心旋转。由此，能够使被检查孔81的内表面上的被照射部80沿周向移动。

如图1所示，被检查物8以被检查孔81沿着中心轴线9延伸的方式载置在台22上。另外，在本实施方式的台22上具有对被检查物8进行固定的固定部件(未图示)。

另外，如图1中所示，在本实施方式中，设沿着中心轴线9的方向为z方向。并且，设与中心轴线9垂直、且相互垂直的2个方向为x方向和y方向。

反射镜部件30是沿着中心轴线9延伸的大致圆柱状的部件。在后述的检查工序中，如图1所示，反射镜部件30的至少轴向一侧的端面被配置到载置于台22上的被检查物8的被检查孔81的内部。

图2是示出检查时的反射镜部件30的周边的状况的立体图。图3是从反射镜部件30的x方向观察到的侧视图。图4是反射镜部件30的A-A’截面处的剖视图。

如图2所示，反射镜部件30的轴向(z方向)一侧的端面具有第1反射面31、第2反射面32以及中央边界线33。反射镜部件30的轴向一侧的端面相对于轴向(z方向)和y方向倾斜约45°。构成第1反射面31和第2反射面32的反射镜部件30的表面被研磨，并被进行了镜面加工。

中央边界线33是形成第1反射面31与第2反射面32的边界的线。如图2所示，本实施方式的中央边界线33相对于作为轴向的z方向倾斜约45°。即，中央边界线33相对于与轴向垂直的xy平面倾斜约45°。另外，在本实施方式中，中央边界线33相对于y方向倾斜约45°。

这里，在反射镜部件30的轴向一侧的端面上，将与中央边界线33垂直的方向称为宽度方向。第1反射面31从中央边界线33向宽度方向一侧呈平面状扩展。并且，第2反射面32从中央边界线33向宽度方向另一侧呈平面状扩展。

如图4所示，第1反射面31与第2反射面32被配置成V字状。即，第1反射面31与第2反射面32在反射镜部件30的轴向一侧的端面上形成V字状的槽。第1反射面31与第2反射面32所成的角是钝角。另外，钝角是指大于90°且小于180°的角度。这样，通过将第1反射面31和第2反射面32配置成V字状，能够在1个反射镜部件30中高效地配置第1反射面31和第2反射面32。

在本实施方式中，第1反射面31与第2反射面32关于包含中央边界线33的平面而面对称。即，第1反射面31与第2反射面32关于在轴向(z方向)上延伸的面而面对称。

光源40是照射具有指向性的照射光的光照射部。光源40被配置在被检查物8的被检查孔81的轴向一侧。本实施方式的光源40是照射激光的激光振荡器。

摄像部50被配置在被检查物8的被检查孔81的轴向一侧。本实施方式的摄像部50是具有镜头的CCD照相机。

操作部60具有监视器61和输入部62。监视器61是用于显示与内表面检查装置1的各处理有关的各种信息(例如，台22的位置信息、摄像部50所拍摄的影像等)的部位。监视器61例如使用液晶显示器等显示装置。

输入部62是用于向控制部10输入各种指令的部位。内表面检查装置1的作业者能够一边确认监视器61一边对输入部62进行操作。输入部62例如使用键盘或鼠标。另外，作为操作部60也可以使用触摸面板式的显示器等监视器61与输入部62为一体的装置。

控制部10控制内表面检查装置1的各部分。如图1所示，控制部10与台驱动部23、光源40、摄像部50、操作部60的监视器61以及输入部62电连接。本实施方式的控制部10由个人计算机构成。另外，控制部10也可以是电子电路等其他的结构。

＜1-2.关于检查工序＞

接着，对使用了内表面检查装置1的检查工序进行说明。

在本实施方式中，在被检查物8被载置在台22上之后，作业者经由输入部62向控制部10输入初始设定指令。由此，从控制部10向台驱动部23输入驱动指令信号。台驱动部23根据该驱动指令信号将台22配置到初始位置。

此时，也可以根据来自控制部10的指令信号来调整光源40和摄像部50的角度或轴向位置。具体而言，也可以在输入初始设定指令之后，从控制部10向调节这些位置的调节机构输入指令信号，而调整光源40和摄像部50的角度或轴向位置。

在初始设定结束之后，通过由作业者经输入部62向控制部10输入检查开始指令而开始检查，或者控制部10自动地开始检查。当开始检查时，控制部10开始利用光源40进行照射光的照射以及利用摄像部50对被照射部80的影像进行拍摄。并且，控制部10开始利用台驱动部23使台22在轴向上移动和旋转。由此，使被检查孔81的内表面中的成为被照射部80的部位移动。

接着，关于检查时的照射光的光轴和被照射部80的影像到达摄像部50的光路进行说明。图5是从x方向观察检查时反射镜部件30的周边的状况的侧视图。图6是从轴向一侧且y方向观察检查时反射镜部件30的周边的状况的立体图。

如图1、图2、图5以及图6所示，光源40朝向第1反射面31从轴向一侧向轴向另一侧照射出照射光L1。另外，在各图中，照射光L1与后述的照射光L2由实线表示。

在本实施方式中，如图5所示，从光源40照射的照射光L1在x方向上观察时与轴向(z方向)平行地行进。即，照射光L1的光轴与xz平面平行。另一方面，如图6所示，照射光L1的光轴相对于轴向向x方向倾斜。另外，在本实施方式中，照射光L1的光轴相对于轴向的角度约为12°。这样，照射光L1的前进方向相对于轴向的角度优选为15°以下。

第1反射面31将照射光L1反射到与轴向垂直的方向。这里，将照射光L1在第1反射面31上被反射后的光称为照射光L2。照射光L2的前进方向与轴向垂直。即，照射光L2的光轴与xy平面平行。并且，照射光L2照射作为被检查物8的被检查孔81的内表面的一部分的被照射部80。

第2反射面32将被照射光L2照射的被检查孔81的内表面的影像从与轴向垂直的方向反射到轴向一侧。然后，摄像部50对在第2反射面32上被反射后的该影像进行拍摄。

这里，在被照射部80的影像到达摄像部50为止的光路中，将从被照射部80到第2反射面32的部分称为光路L3，将从第2反射面32到摄像部50的部分称为光路L4。光路L3和光路L4在各图中由双点划线表示。光路L3与轴向垂直。即，光路L3与xy平面平行。光路L4从轴向另一侧向轴向一侧前进。

在本实施方式中，调整照射光L1的角度，以使被照射部80的周向上的中央相对于在轴向上延伸且与中央边界线33重合的平面交叉。由此，照射光L1、L2与光路L3、L4相对于在轴向上延伸且与中央边界线33重合的平面对称地配置。其结果为，如图5所示，在沿x方向观察时，照射光L1与光路L4重合。并且，在沿x方向观察时，照射光L2与光路L3重合。

光路L4与照射光L1的光轴一样，在x方向上观察时与轴向平行。即，光路L4与xz平面平行。并且，如图6所示，光路L4相对于轴向向x方向倾斜。另外，光路L4优选为相对于轴向的角度在12°以下。

这样，在该内表面检查装置1中，经由第1反射面31朝向被检查孔81的内表面的照射光L2的光轴以及被照射部80的影像到达摄像部50为止的光路中的从被照射部到第2反射面32的光路L3与轴向垂直。由此，即使在被检查孔81的内表面具有螺纹槽等凹凸的情况下，也能够抑制阴影的产生而适当地拍摄内表面的状况。

如图4所示，在本实施方式中，第1反射面31与第2反射面32所成的角的角度约为172°。当第1反射面31与第2反射面32所成的角过小时，需要使反射镜部件30与被检查孔81的内表面之间的距离减小。因此，很难进行直径大的被检查孔81的检查。另一方面，当第1反射面31与第2反射面32所成的角大致为180°时，照射光L1的反射与被照射部80的影像的反射很难分别通过反射面31、32来进行。因此，第1反射面31与第2反射面32所成的角的角度优选为160°以上且178°以下。并且，第1反射面31与第2反射面32所成的角的角度更优选为172°。

＜2.变形例＞

以上，对本实用新型的例示的实施方式进行了说明，但本实用新型不限于上述的实施方式。

图7是示出一变形例的内表面检查装置的检查时的反射镜部件30A的周边的状况的立体图。图8是示出图7的例子的内表面检查装置的检查时的反射镜部件30A的周边的状况的立体图。

在图7和图8的例子的内表面检查装置中，光源(未图示)是照射裂隙光的裂隙光照射部。因光源是裂隙光照射部，与光源是激光的情况相比，能够增大被照射部80A的大小。

该光源照射具有长边方向和与长边方向垂直的短边方向的大致长方形状的裂隙光。因此，从光源朝向第1反射面31A的照射光L1A在第1反射面31A上的照射范围310A为大致长方形。同样，被照射部80A也为大致长方形。在图7和图8的例子中，照射范围310A的长边方向与反射镜部件30A的中央边界线33A平行。由此，被照射部80A的长边方向与轴向一致。

并且，在图7和图8的例子中，从光源向第1反射面31A入射的照射光L1A的前进方向与轴向平行。这样，向第1反射面入射的照射光的光轴的方向可以与轴向平行，也可以相对于轴向倾斜。

图9是另一变形例的内表面检查装置1B的概略图。该内表面检查装置1B还具有追加反射部件41B。

在图9的例子的内表面检查装置1B中，从光源40B照射的照射光L0B入射到追加反射部件41B。并且，照射光L0B在追加反射部件41B上反射而形成的照射光L1B入射向第1反射面31B。即，从光源40B照射的照射光不直接入射向第1反射面31B，而是经由追加反射部件41B而入射。

在上述的实施方式中，来自光源的照射光直接入射向第1反射面，但本实用新型不限于此。也可以像图9的例子那样，来自光源的照射光不直接入射向第1反射面。

并且，在上述的实施方式中，被照射部的影像仅经由第2反射部而到达摄像部，但本实用新型不限于此。被照射部的影像也可以经由第2反射部和追加反射部件而到达摄像部。

并且，在上述的实施方式中，反射镜部件的位置被固定，通过作为移动机构的台驱动部来使载置有被检查物的台移动。然而，本实用新型不限于此。移动机构只要使被检查物和反射镜部件在轴向上相对移动即可。

因此，也可以是，载置有被检查物的载置部的位置被固定，由移动机构使反射镜部件在轴向上移动。另外，也可以是，载置被检查物的载置部的位置被固定，由移动机构使固定有反射镜部件、光源以及摄像部的部件移动。由此，反射镜部件、光源、摄像部的相对的位置被固定。并且，也可以由移动机构使载置被检查物的载置部与反射镜部件这双方在轴向上移动。

并且，在上述的实施方式中，单独的反射镜部件具有第1反射面和第2反射面两者，但本实用新型不限于此。反射镜部件也可以包含具有第1反射面的第1反射镜部件和具有第2反射面的第2反射镜部件。

除此之外，关于内表面检查装置的细节部的形状，也可以与本申请的各附图不同。并且，也可以使上述的实施方式或变形例中出现的各要素在不产生矛盾的范围中适当地组合。