孔檢測方法及裝置的制作方法

專利名稱：孔檢測方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種孔檢測方法及裝置。
背景技術：
近年來，利用工業用內窺鏡對孔狀的被檢測物(以下，稱為檢測孔。)的內壁壁面 (以下，稱為孔壁面。)進行拍攝，由此來檢測孔壁面有無缺陷等。進行這種檢測時，將末端 具備廣角鏡的細長的插入軸插入到檢測孔中。這時，如果鏡頭或孔壁面上附著有水滴、切屑 及異物等附著物時，根據由內窺鏡拍攝到的圖像無法正確地檢查出有無缺陷。
所以，在日本特開平08 - 050207號公報中，被揭示有一種在光纜的末端端面上裝 設清洗裝置的光纖視鏡，該清洗裝置噴射出空氣，除去附著在末端端面上的異物。在該光纖 視鏡上配置包覆光纜外周的撓性管，在撓性管的內周表面和光纜的外周表面之間構成空氣 通路，使撓性管的末端部向內側彎折，從而構成空氣噴出部。
然而，在日本特開平08 — 050207號公報中揭示的技術中，即使能夠除去附著在光 纜末端端面上的異物，也不能除去附著在孔壁面上的附著物。附著在孔壁面上的附著物會 妨礙檢測，從而導致不能進行準確的檢測作業。
另外，在現有方法中，當通過光纖視鏡判明檢測孔中有異物時，將清掃工具插入到 孔內，從而去除異物。但是，在孔較細的情況下，將清掃工具插入到孔內時，會有很大的負荷 作用于光纜，所以效果并不理想。此外，在孔更加細小的情況下，需要臨時拔出光纜，而僅將 清掃工具插入到孔中。因此，必須在不依賴圖像的情況下將清掃工具按壓到需要清掃的位 置上，操作相當困難。發明內容
本發明鑒于以上的問題，目的在于提供一種即使是細孔的場合也能夠容易地除去 孔壁面上的附著物的孔檢測方法及裝置。
本發明的孔檢測方法是檢測孔的壁面的方法，該方法的特征在于，在將末端上具 備廣角鏡的插入軸插入到所述孔內，并基于通過所述廣角鏡獲得的圖像，對所述孔的壁面 進行檢測時，使氣體沿所述插入軸的外周表面噴向所述孔的深處。
根據本發明的孔檢測方法，通過使氣體沿插入軸的外周表面噴向孔的深處，能夠 去除附著在孔的壁面上的水滴、切屑、異物等附著物。而且，通過這種方式，還能夠去除鏡頭 表面上的霧氣、水滴等。所以，能夠提高檢測精度。其中，孔例如是一種用于配置燃料噴射 裝置的孔。
本發明的孔檢測裝置是檢測孔的壁面的裝置，該裝置的特征在于，具備插入軸和 氣體噴出機構，所述插入軸插入到所述孔內，該插入軸的末端上具備廣角鏡；所述氣體噴出 機構使氣體沿所述插入軸的外周表面噴向所述孔的深處。
根據本發明的孔檢測裝置，氣體噴出機構使氣體沿插入軸的外周表面噴向孔的深 處。由此，能夠去除附著在孔的壁面上的水滴、切屑、異物等附著物。而且，通過這種方式，還能夠去除鏡頭表面上的霧氣、水滴等。所以，能夠提高檢測精度。其中，孔例如是一種用 于配置燃料噴射裝置的孔。
另外，在本發明的孔檢測裝置中，所述氣體噴出機構優選為由導向件和氣體供給 部構成，所述導向件包圍所述插入軸末端側的部分，在所述導向件和所述插入軸的外周表 面之間形成有沿該插入軸的長度(軸)方向延伸的氣體噴出通道；所述氣體供給部向所述 導向件的內部空間供給氣體。
在這種情況下，由于氣體噴出通道的氣壓，使得插入軸的末端側的部分以不與導 向件接觸的形式被支承在導向件的內部空間的中心。所以，能夠使插入軸的末端側的部分 以與軸心相一致的狀態被很好地支承。而且，能夠將具備氣體噴出機構的孔檢測裝置的末 端部分設為細且簡單的結構。
另外，本發明的孔檢測裝置優選為具備支承體，該支承體具有氣室，該氣室與所 述導向件的內部空間連通，并容納有所述導向件的基端側的凸緣部，所述氣體供給部向該 氣室供給氣體，所述插入軸被配置成在其長度(軸)方向上貫穿所述導向件和所述氣室，并 且所述插入軸的基端側的部分被所述支承體支承。
在這種情況下，插入軸的基端側受支承體支承，插入軸的末端側受氣壓支承。因 此，能夠以較高的精度穩定地對插入軸進行支承，能夠降低插入軸末端部的偏位。所以，無 須采用高價且大型的高精度襯套機構，就能夠實現支承體的小型化及低成本。
而且，由于導向件的凸緣部被氣壓推壓向氣室的底面，在導向件上作用超過氣壓 的外力時，導向件會發生移動。所以，導向件即使接觸到孔的壁面，也能夠瞬間向上移動，因 此能夠最小限度地抑制孔壁面的損傷。


圖1是表示本發明的實施方式中的孔檢測裝置的概略剖面圖。
圖2是表示本發明的其他實施方式中的孔檢測裝置的概略剖面圖。
符號說明
10，50 :孔檢測裝置；11 :插入軸；12 :支承架(支承體)；
13 :導向件；13a :導向件主體；13b :凸緣部；14 :氣體供給設備；14a :軟管；14b 連接器；14c :氣體供給部；15 :廣角鏡；16 :支承架主體；16a :第一支承部；16b :第二支承 部；16c :聯結部；16d :氣室；16e :氣體供給口 ；17，52 :第一支承襯套(bush) ;18，53 :第二 支承襯套(bush) ；19 :氣體噴出機構；30 :控制裝置；40 :圖像顯示裝置；51 :渦輪葉片；54 旋轉編碼器；R :氣體噴出通道。
具體實施方式
參照圖1，說明本發明的實施方式中的孔檢測裝置10。孔檢測裝置10例如用于檢 測孔狀的被檢測物(以下，稱為檢測孔。)的內壁壁面(以下，稱為孔壁面。)上是否存在 孔眼等缺陷。
另外，檢測孔例如可以是用于配置直噴發動機的燃料噴射裝置(injector)而形 成的孔。但是，針對該檢測孔，并不限定其用途、形狀、孔徑及深度等。例如，檢測孔可以是 貫穿孔，也可以是有底壁的孔。另外，檢測孔可以是孔徑為固定的直孔，也可以是孔徑逐漸發生變化的圓錐孔。
孔檢測裝置10具備插入軸11、支承架(支承體)12、導向件13以及氣體供給設 備14。
插入軸11整體外觀呈細長的棒狀，其長度方向(圖1中的上下方向。以下也稱上 下方向)上的末端部分(下端部分)在進行檢測時，被插入于檢測孔內。插入軸11在其最 末端部分具備魚眼鏡頭等廣角鏡頭15。
這里，插入軸11構成內窺鏡。具體來說，插入軸11具有由不銹鋼等硬質材料形成 的圓筒狀的外殼。并且，雖然未圖示，插入軸11的末端部內藏有包括廣角鏡頭15的透鏡機 構以及由CCD、CMOS等構成的攝像元件等。
但是，插入軸11并不僅僅限定于內藏有攝像元件等的插入軸。例如，也可以是下 述一種插入軸通過內藏于插入軸11中的透鏡機構或/和光纖并經由廣角鏡頭15而獲取 的孔壁面的圖像在配置于孔檢測裝置10的外部的攝像元件的攝像面上成像。
通過攝像元件進行光電變換后的孔壁面圖像的圖像信號經由信號線被傳送給位 于插入軸11內或孔檢測裝置10外部的未被圖示的圖像信號處理部，從而生成影像信號。并 且，生成的影像信號被輸出到孔檢測裝置10外部的圖像顯示裝置40上，在圖像顯示裝置40 的顯示畫面上顯示孔壁面的圖像。
檢查人員通過目視該圖像，來檢測孔壁面是否存在缺陷。或者，雖然未被圖示，但 可以將生成的影像信號發送給影像解析裝置，自動判定有無缺陷等。
支承架12由支承架主體16和兩個支承襯套17、18構成。支承架主體16由不銹 鋼等硬質材料構成，其由第一支承部16a和第二支承部16b借助聯結部16c聯結而一體地 形成。
第一支承部16a位于末端側(下方側)且在內部形成有氣室16d,該氣室16d由圓 柱狀的空間構成。氣室16d的上方開放。并且，第一支承部16a的側壁上形成有用于向氣 室16d供給氣體的氣體供給口 16e。另外，氣體優選是氮等惰性氣體或空氣。但是，并不對 其進行特別限定。
第一支承襯套17在第一支承部16a的基端側(上方側)通過未圖示的防松螺絲 等被固定安裝在第一支承部16a上，將氣室16d的上側封閉。另外，第一支承襯套17在其 中心部形成有貫穿孔，插入軸11密封性地穿過該貫穿孔。由此，插入軸11的中間部受第一 支承襯套17支承而被固定。
第二支承部16b位于基端側，且形成有用于裝設第二支承襯套18的貫穿孔。第二 支承襯套18在其中心部形成有貫穿孔，插入軸11穿過該貫穿孔。由此，插入軸11的基端 部受第二支承襯套18支承而被固定。
導向件13包圍插入軸11的末端側的部分，對插入軸11進行導向的同時，對噴出 氣體進行導向。導向件13例如可以通過塑鋼(polyacetal)等的工程塑料樹脂等具有優越 的耐磨性的材料形成。
在導向件13的中心部形成有圓柱狀的貫穿孔，該貫穿孔沿插入軸11的長度方向 (上下方向)貫穿。插入軸11的末端側的部分穿過該貫穿孔。其中，插入軸11的最末端 部從導向件13突出。另外，導向件13的內周表面和插入軸11的外周表面之間在正常的時 候是非接觸的，其間形成間隙。中空圓筒狀的間隙在該上下方向上延伸，構成氣體噴出通道R0
導向件13通過圓筒狀的導向件主體13a和圓環板狀的凸緣部13b形成一體而構 成。導向件主體13a的外徑與在第一支承部16a的氣室16d的下方形成的貫穿孔的孔徑大 致相同；凸緣部13b的外徑與氣室16d的內徑大致相同。并且，凸緣部13b容納于氣室16d 的內部。
這樣，導向件13在與插入軸11的長度方向(上下方向)正交的方向(圖1中的 左右方向)上不能移動。該凸緣部13b在氣室16d內能夠在滑動容許范圍內沿上下方向移 動。
氣體供給設備14由軟管14a、連接器(連接工具)14b和氣體供給部14c構成。 連接器14b用于將軟管14a連接到氣體供給口 16e上；氣體供給部14c例如由壓縮器 (compressor)、儲氣瓶、控制閥等構成。氣體供給部14c的壓縮器等連接在孔檢測裝置10外 部的控制裝置上，根據來自控制裝置30的控制信號進行動作，將高壓氣體供給到氣室16d 內部。
在按照上述方式構成的孔檢測裝置10中，從氣體供給部14c被供給到氣室16d內 的高壓氣體經由氣體噴出通道R，沿插入軸11的外周表面從檢測孔的深處(下方)噴出。 這樣，孔檢測裝置10中的氣體噴出機構19是由氣體噴出通道R、氣室16d和氣體供給部14c 構成。
以下，說明使用本發明的實施方式中的孔檢測裝置10實施檢測的孔檢測方法。
首先，檢測前事先用水等將通過切削加工等形成的檢測孔的內部洗凈。然后，以自 動的方式或操作者用手動的方式將孔檢測裝置10的插入軸11的末端部插入到檢測孔內。
這時,從氣體供給部14c供給高壓氣。通過氣體供給部14c向氣室16d供給高壓氣 時，在氣室16d充滿高壓氣。導向件13的凸緣部13b被該高壓氣推壓向氣室16d的底面。
并且，充滿于氣室16d內的高壓氣經由氣體噴出通道R，按圖1的箭頭所示，從導向 件13的末端沿插入軸11的外周，噴向檢測孔的深處。所述氣體噴出通道R是指沿與氣室 16d連通的導向件13以及插入軸11的整周形成的間隙。
然后，在根據需要將插入軸11向檢測孔的深處徐徐移動的同時，對孔壁面進行拍 攝。對拍攝到的圖像進行展開處理等適當的圖像處理后，將處理后的圖像顯示到圖像顯示 裝置40上。檢測人員通過目視所述被顯示的圖像來檢測有無孔眼等缺陷或者由未被圖示 的影像解析裝置基于所述被顯示的圖像自動檢測有無孔眼等缺陷。
加工、洗凈后的孔壁面上有可能會附著在洗凈時使用的水滴、洗凈時未被除去的 切屑或異物等附著物。當孔壁面上附著有附著物時，有可能會導致產生誤檢測，造成檢測精 度下降。而且，剛洗凈后的檢測孔內處于高溫、高濕度的狀態，有可能會導致在廣角鏡15的 表面上發生起霧現象。在鏡頭表面出現霧氣時，則很難拍攝到正確的圖像，造成檢測精度下 降。
但是，在使用孔檢測裝置10實施檢測的本孔檢測方法中，在將插入軸11的末端部 插入到檢測孔內的同時，從氣體噴出通道R噴出氣體，使沿插入軸11的末端部的整個外周 表面層流的氣體向檢測孔的深處流動。由此，產生如圖1中的空心箭頭所示的負壓，使得孔 壁面上附著的水滴、切屑、異物等附著物被吸向插入軸11側，從而能夠可靠地去除這些附 著物。因此，能夠提高檢測精度。
此外，與從檢測孔外通過實施氣吹去除附著物的方法相比，使用本發明的方法能 夠產生相同或者更為良好的去除孔壁面的附著物的效果。所以，能夠省去在檢測前對檢測 孔內實施氣吹的作業。
另外，如圖1中的箭頭所示，在廣角鏡15的表面附近會產生氣流漩渦。因此，如空 心箭頭所示，會產生能夠剝離鏡頭表面上的附著物的負壓。因此，能夠可靠地去除鏡頭表面 上的水滴和霧氣等。所以，即使在高溫高濕的環境下，廣角鏡15也能夠在清晰的狀態下進 行拍攝，從而能夠提聞檢測精度。
而且，由于這個原因，即使在用水等將檢測孔內洗凈的情形下，也無需等到干燥后 再進行檢測，而是在剛洗凈后就能夠進行檢測(拍攝)。所以，能夠縮短到檢測結束為止所 需的時間。
另外，能夠在拍攝到孔壁面或鏡頭表面上附著的附著物的同時、或幾乎同時，除去 這些附著物。因此，在洗凈后起到進行拍攝為止的期間，異物等流入檢測孔內且附著物附著 在孔壁面或鏡頭表面上的可能性極小。
此外，根據帕斯卡定律，在氣體噴出通道R中，在沿插入軸11的外周表面整周的范 圍內，高壓氣的氣壓相同。所以，能夠通過氣壓，使插入軸11的末端側部分以與導向件13 不接觸的形式，被支承在導向件13的內部空間的中心。且能夠使插入軸11以與軸心保持 一致的狀態，被良好地支承。
使用兩個支承襯套17，18來分別支承插入軸11的中間部和基端側，使用氣壓來支 承插入軸11的末端側。因此，能夠防止插入軸11的軸心偏位。即使產生軸心偏位也能夠 自動進行校正，同時能夠減輕構件間的松動不穩。
另外，在氣室16d的內壁壁面以及導向件13的內壁壁面的垂直加工精度較為良好 的情況下，上述效果較高。因此，通過充分確保這些加工精度，就無需采用高價且大型的高 精度襯套機構。所以，能夠實現支承架12的小型化，減少插入軸11的末端部的偏位，以及 實現低成本。
例如，在使用迄今為止的方法，用襯套機構支承插入軸11的末端側的情況下，具 備襯套機構的部分被大型化，如果檢測孔較為細小，則無法插入。因此，特別是在檢測細孔 的壁面直到深處部分為止的情況下，插入軸11的末端部的偏位會變得很大。而另一方面， 使用孔檢測裝置10時，只要是在能夠將導向件13插入檢測孔內的范圍內的細孔，就能夠大 幅度地降低插入軸11在末端部附近的偏位。
而且，通過將導向件13的導向件主體部13a設定得較長，使得氣體噴出通道R的 長度變長，這樣，氣體不會產生亂流，能夠在損失較低的情況下噴出氣體。因此，能夠有效地 防止起霧并且可去除附著物。
另外，由于利用氣壓將導向件13的凸緣部13b向下推壓到氣室16d的底面上，因 此在向上作用有超過氣壓的外力時，導向件13向上方移動。這樣，導向件13被構造成根據 外力能夠容易地向上方移動。
所以，即使接觸到孔壁面，導向件13也能夠瞬間向上方移動，因此能夠最小限度 地抑制孔壁面的損傷。
當外部的障礙物或孔壁面等接觸到導向件13，對導向件13作用了向上方的較大 的外力時，導向件13會向上方移動。這樣，導向件13的凸緣部13b封閉住氣體供給口 16e，從氣體供給部14c經由氣體供給口 16e供給到氣室16d的氣體受阻。
所以，沒有必要在直徑較細的插入軸11等中設置接觸傳感器等傳感器，通過在孔 檢測裝置10的外部設置測定供給氣體的氣壓的設備，能夠測定出是否接觸到障礙物。
而且，通過在檢測到導向件13發生了接觸時發出警報，或者在自動插入孔檢測裝 置10的情況下緊急停止插入等措施，能夠防止孔壁面或孔檢測裝置10的損傷。
另外，只須設定導向件13的長度，使得插入軸11的突出量較短，就能夠更可靠地 防止插入軸11與孔壁面產生接觸。但是，在這種情況下，孔檢測裝置10的末端部附近的外 徑變大，導向件13接觸到孔壁面的可能性增高。因此，優選的是，根據檢測孔的圓錐角等適 當地設定插入軸11的突出量。
如上所述，在使用孔檢測裝置10實施檢測的孔檢測方式中，能夠實現去除孔壁面 或鏡頭表面上的附著物、防止鏡頭起霧、穩定地支承插入軸11這三種效果。所以，提高了孔 壁面的檢測精度。
以下，參照圖2說明本發明的其他實施方式中的孔檢測裝置50。由于孔檢測裝置 50與上述的孔檢測裝置10相類似，所以僅對不同的構成以及功能進行說明。孔檢測裝置 50以插入軸11能夠進行旋轉的形式構成，適用于ET檢測。
ET檢測是指在使測量探針以固定速度旋轉的同時將其插入到孔內部，從而檢測 測量探針側面周圍的孔壁面。根據ET檢測，利用測量探針和被檢測對象的電磁感應，能夠 測定出無法通過圖像檢測來判別的細微的傷痕及其深度，或是沒有出現在孔壁面上的內部 的孔眼等缺陷。將孔檢測裝置50用于ET檢測時，插入軸11起到測量探針的作用。
在插入軸11的、與導向件13的內周表面相對的外周表面上固定有渦輪葉片51。 并且，插入軸11以能夠進行旋轉的形式分別受兩個支承襯套52，53支承。另外，在插入軸 11的基端部設置有測定插入軸11的轉速的旋轉編碼器54。
在使用孔檢測裝置50實施檢測的孔檢測方法中，插入軸11因在氣體噴出通道R 流動的氣體而進行轉動。所以，只要將氣室16d內保持在恒定的氣壓下，插入軸11就能夠 定速旋轉。此外，也可以根據基于旋轉編碼器54測定出的轉速的反饋，通過控制供給到氣 室16d的高壓氣的流量，來控制插入軸11的旋轉速度。
使用孔檢測裝置50的孔檢測方法也能夠獲得與使用孔檢測裝置10的孔檢測方法 相同的效果。
在現今的ET檢測中，是使用DC電機等作為動力源來使測量探針旋轉。而采用孔 檢測裝置50時，則無需另外準備DC電機等動力源，只要加設渦輪葉片51等，就能夠使作為 測量探針的插入軸11旋轉，能夠簡略地構成旋轉機構。而且，能夠在除去附著物的同時進 行檢測。
另外，可以根據去除附著物所需的氣流壓力或/和流量來選定渦輪葉片51，使得 插入軸11能夠以最適當的轉速進行定速旋轉。并且，只需使氣室16d內保持規定的恒壓， 插入軸11就能夠在穩定地進行定速旋轉的同時，可靠地去除孔壁面或鏡頭表面的附著物。
以上，就本發明的實施方式進行了說明。但是，本發明并不僅限于此。例如，支承 架12可以不具有第二支承部16b，插入軸11的基端側可以不受支承襯套18支承。另外，雖 然就插入軸11、導向件13及氣室16d的剖面是圓形的情形進行了說明，但是這些剖面并不 被限定為圓形，也可以是多角形等任意形狀。
權利要求
1.一種孔檢測方法，其是檢測孔的壁面的方法，該方法的特征在于，在將末端上具備廣角鏡的插入軸插入到所述孔內，并基于通過所述廣角鏡獲得的圖像對所述孔的壁面進行檢測時，使氣體沿所述插入軸的外周表面噴向所述孔的深處。
2.根據權利要求1所述的孔檢測方法，其特征在于，所述孔用于配置燃料噴射裝置。
3.—種孔檢測裝置，其是檢測孔的壁面的裝置，該孔檢測裝置的特征在于具備插入軸和氣體噴出機構，所述插入軸插入到所述孔內，該插入軸的末端上具備廣角鏡；所述氣體噴出機構使氣體沿所述插入軸的外周表面噴向所述孔的深處。
4.根據權利要求3所述的孔檢測裝置，其特征在于，所述氣體噴出機構由導向件和氣體供給部構成，所述導向件包圍所述插入軸的末端側的部分，在所述導向件和所述插入軸的外周表面之間形成有沿該插入軸的長度方向延伸的氣體噴出通道；所述氣體供給部向所述導向件的內部空間供給氣體。
5.根據權利要求4所述的孔檢測裝置，其特征在于，該孔檢測裝置具備支承體，該支承體具有氣室，該氣室與所述導向件的內部空間連通，并容納所述導向件的基端側的凸緣部，所述氣體供給部向所述氣室供給氣體， 所述插入軸被配置成在其長度方向上穿過所述導向件和所述氣室，并且所述插入軸的基端側的部分被所述支承體支承。
6.根據權利要求3所述的孔檢測裝置，其特征在于，所述孔用于配置燃料噴射裝置。
7.根據權利要求4所述的孔檢測裝置，其特征在于，所述孔用于配置燃料噴射裝置。
8.根據權利要求5所述的孔檢測裝置，其特征在于，所述孔用于配置燃料噴射裝置。
全文摘要
本發明提供一種孔檢測方法及裝置。在將末端上具備廣角鏡(15)的插入軸(11)插入到孔內，基于通過廣角鏡(15)獲得的圖像對孔壁面進行檢測時，通過氣體噴出機構(19)將氣體沿插入軸(11)的外周表面噴向孔的深處。氣體噴出機構(19)由導向件(13)和氣體供給部(14c)構成，導向件(13)包圍插入軸(11)的末端側的部分，在導向件(13)的內周表面和插入軸(11)的外周表面之間形成沿該插入軸(11)的長度方向延伸的氣體噴出通道(R)；氣體供給部(14c)向導向件(13)的內部空間供給氣體。
文檔編號G01N21/88GK103048328SQ20121038717
公開日2013年4月17日 申請日期2012年10月12日 優先權日2011年10月13日
發明者石塚康孝, 及川聰, 大久保巖謙, 大野政一 申請人:本田技研工業株式會社