JPH09280805A - 自動車用リム溶接部検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 傷部に影響されずに正確に溶接部を検出でき
る自動車用リム溶接部検出装置の提供。 【解決手段】 渦流センサ１１を有し、渦流センサのリ
ム軸方向寸法ａと渦流センサのリム周方向寸法ｂとの比
ａ／ｂを３以上に設定した自動車用リム溶接部検出装
置。ａ寸法を大にしたので、溶接部２でのセンサ検出出
力は大となり、傷は一般的に小のため傷部３でのセンサ
検出出力は相対的に小となり、溶接部と傷部との区別が
容易になって、高精度の溶接部検出が可能になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車用ホイール
（車輪）のリム（環状部）の溶接部の位置を検出するた
めの装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車用ホイールのリムを製造する工程
は次の通りである。 １．定尺切断：平板を定尺に切断する。 ２．巻き：定尺切断された平板を丸めて円筒状にする。 ３．突き合わせ溶接：丸められた円筒の突き合わせ端部
を突き合わせ溶接する。この溶接部を検出するのが本発
明の装置である。 ４．トリミング：溶接部のバリをとる。 ５．サイドカット：溶接部は軸方向にもバリが生じてい
るのでカットする。 ６．エッジ加工：リムの壁を軸方向にＶ溝ロールで押し
てリムの軸方向端部の角を丸める。 ７．フレアリング：円筒状リム素材の軸方向両端部を拡
径する。 ８．成形工程：成形ロールで複数段かけてリム形を出
す。 ９．整形：割り型のエキスパンダ、シュリンカでリム断
面を真円に近づける。 １０．溶接部エア洩れ検査：リム溶接部にエア洩れがな
いことを確認するための検査を行う。 １１．バルブ穴抜き：穴抜きポンチでバルブ穴を抜く。

【０００３】上記工程のうち、その工程に入る直前に、
突き合わせ溶接部の位置を検知し、その位置を割り出す
必要のある工程がいくつかある。たとえば、トリミン
グ、サイドカット、エア洩れ検査、バルブ穴抜きの工程
がそうである。溶接部の位置の検出に対しては、従来、
渦流磁気センサ（以下、単に渦流センサという）を用い
て溶接部を検出する方法（たとえば、本出願人による特
願平６−６２８１６号の自動車用リム溶接部検出位置決
め装置に用いられた方法）が用いられている。そこで
は、図９、図１０に示すように、自動車用リム５１のフ
ラッシュバット溶接部５２に対向して設けた渦流磁気セ
ンサ５３により、リム５１を回転させつつ、溶接部５２
を検出している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の、渦流
センサを用いた溶接部検出方法には、次の問題があっ
た。すなわち、従来用いている渦流センサ５３はリム軸
方向寸法ａが５ｍｍ、リム周方向寸法ｂが７ｍｍの極小
型センサであり、ａ寸法が短いため、リム５１に傷５４
があると傷による検出出力が１００％となり、溶接部５
２の検出出力も１００％であるから、溶接部５２の出力
と傷部５４の出力が同等の検出出力となって（図１１参
照）、溶接部５２と傷部５４との区別ができなくなる。
したがって、傷部を溶接部と誤認し、誤検出となる。そ
の結果、溶接部の検出精度は悪くなり、１００％の検出
精度を望むことができない。本発明の目的は、リムの傷
部に影響されずに正確に溶接部を検出できる自動車用リ
ム溶接部検出装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の装置は、次の通りである。 （１） リムに接近され、電流が通じるとリムに渦電流
を誘導発生させ、リム回転中の渦電流の変化を検出する
渦流センサを有し、該渦流センサのリム軸方向寸法ａと
該渦流センサのリム周方向寸法ｂとの比ａ／ｂを３以上
の値に設定した自動車用リム溶接部検出装置。 （２） 前記渦流センサが、中央磁極と、その両側の外
側磁極と、中央磁極に巻きつけられた電流を流すための
コイルと、外側磁極に巻きつけられた誘導電流が生成さ
れるコイルと、からなり、一方の外側磁極、中央磁極、
他方の外側磁極、の並びの方向がリム周方向とされてい
る（１）記載の自動車用リム溶接部検出装置。

【０００６】上記（１）の装置において、溶接部がその
他の部分と透磁率が変わるので、渦流センサがリムの透
磁率が変わる部分を検出したときに、その部分を溶接部
とみなす。また、傷部も透磁率が変化するのでそれが渦
流センサで検出されるとノイズとなる。しかし、溶接部
はリム幅全長にわたって存在し、一直線状で非常に長
い。これに対し、傷部はリム加工中にできる打痕傷、す
り傷などで一般に小さく、長さも短い。本発明では、渦
流センサのリム軸方向寸法ａをｂにくらべて３倍以上に
長くしてあるので、溶接部のセンサ出力は大きくなり、
傷部のセンサ出力は小さく、溶接部のセンサ出力に比べ
て相対的に小さくなる。したがって、センサ出力が大き
い所を溶接部とすることにより、溶接部を傷部と区別す
ることが可能になり、高精度の溶接部検出を行うことが
できる。上記（２）の装置においては、中央磁極に巻い
たコイルに電流を流したときに、２つの外側磁極に巻い
たコイルに誘導電流が流れるが、両誘導電流の大きさが
異なったところが溶接部位置に対応する。

【０００７】

【発明の実施の形態】図１〜図７は本発明の実施例装置
を、図８はそれによる溶接部検出信号を示している。図
１〜図３において、３０はコンベア上を送られてくるリ
ム１を１個づつ出す１個出しステーションを示し、その
下流に個出しされたリム１を溶接部検出ステーション３
２に搬入する搬入ステーション３１が設けられる。検出
ステーション３２では、溶接部の検出、位置出しが行わ
れ、その後、検出ステーション３２の下流に設けた搬出
ステーション３３にリム１は搬出される。

【０００８】１個出しステーション３０には、空圧シリ
ンダ１２により上下する１個出しストッパ４が設けら
れ、該ストッパ４が上昇すると送り中のリム１を止め、
一定時間だけ下ると１個だけリム１が個出しされる。搬
入ステーション３１は位置決めストッパ５を有してお
り、１個出しされて送られてきたリム１を搬入ステーシ
ョンの定位置に停止させる。

【０００９】搬入ステーション３１、検出ステーション
３２、搬出ステーション３３の下方には、フィーダ７が
設けられている。フィーダ７は、サーボモータ１４によ
りリム送り方向に往復動可能であるとともに、空圧シリ
ンダ１３により上下動可能である。搬入ステーション３
１には、リム１が搬入ステーションの定位置にリム１が
搬入されたことを検出するセンサ６が設けられている。
リム１が定位置にきたことをセンサ６が検知すると、フ
ィーダ７は空圧シリンダ１３により上昇した後サーボモ
ータ１４により前進してリム１を検出ステーション３２
に送り、ついで空圧シリンダ１３により下降して、リム
１がテーブルローラ８上に置かれる。

【００１０】検出ステーション３２には、空圧シリンダ
１５によるセンタリングユニット９がリム１の両側に設
けられ、リム１に向って前進されるとリム１がセンタリ
ングされる。検出ステーション３２には、また、センタ
リングされたリム１を回転させるための回転円盤１０が
設けられ、リム１に向って下降され、リム１に接触され
る。回転円盤１０の回転はサーボモータ１６にて行わ
れ、サーボモータ１６のパルス信号により、リム１の回
転位置がディジタル的に位置出しされる。サーボモータ
１６、回転円盤１０の上下動は、サーボモータ１６をと
りつけたブラケットを空圧シリンダ１７で上下動させる
ことにより行う。

【００１１】検出ステーション３２には、さらに、渦流
センサ１１が、空圧シリンダ１８によってリム１のビー
ドシート部またはドロップ部に（フランジ部での溶接部
検出は誤差が多いのでフランジ部は除く）進退可能に、
設けられる。渦流センサ１１には電流が通され、リム１
内部に渦電流を誘導する。リム１の溶接部と溶接部以外
の部分とでは渦電流が変化するので、リム１をリム軸芯
まわりに変化させ、リム１が渦流センサ１１に対して回
転して溶接部が渦流センサ１１の部位にきたときに、渦
電流の変化を検出し、その位置が溶接部であると認識
し、検出する。リム１回転中における溶接部の位置を、
回転円盤用サーボモータ１６のパルス信号を利用して記
憶し、リム１の回転後に、記憶したリム突き合わせ溶接
部が所定の位置にくる迄リム１を回転させてその位置で
リムの回転を止め、位置出しする。なお、図３に示すよ
うに、渦流センサ１１は、モータ１９、２０により、さ
らに位置調整が可能で、ラインを流れるリム１の種類が
変ってリム１の大きさが変化しても、それに対応できる
ようになっている。

【００１２】図４は、渦流センサ１１の構造と作動原理
の概略を示している。渦流センサ１１は、中央磁極１１
ａと、その両側の、一対の外側磁極１１ｂ、１１ｃと、
中央磁極１１ａに巻きつけられたコイル１１ｄと、外側
磁極１１ｂ、１１ｃに巻きつけられたコイル１１ｅ、１
１ｆとを有している。一方の外側磁極１１ｂ、中央磁極
１１ａ、他方の外側磁極１１ｃ、の並びの方向が、リム
１の周方向に一致される。中央磁極１１ａと、外側磁極
１１ｂ、１１ｃとは、リム１に対向する側と反対側で一
体化されていて、磁気回路を形成できるようになってい
る。中央磁極１１ａに巻きつけられたコイル１１ｄには
電流が流され、それによって中央磁極１１ａ、リム１、
外側磁極１１ｂ、１１ｃの磁気回路が生成され、外側電
極１１ｂ、１１ｃに巻きつけられたコイル１１ｅ、１１
ｆに誘導電流が生成される。この場合、リム１の溶接部
と非溶接部とでは透磁率が異なるので、コイル１１ｅと
コイル１１ｆに生成される誘導電流、電圧の大きさ、位
相等が異なってきたところが溶接部であると認識する。

【００１３】リム１には、エキスパンダ等による整形時
に生じる加工硬化や形状の凹凸があり、これらによって
リム１の透磁率が部分的に変化するので、それらのノイ
ズを除去するために、渦流センサ１１のリム周方向寸法
を極小（コイル中心間隔を約３ｍｍ、ｂ寸法を約７ｍｍ
とする）とするとともに、渦流センサ１１から得られた
信号の処理手段に、リム１を１回転させる間の最大の信
号（溶接部に対応）をピークホールドするピークホール
ド手段と、溶接部信号とノイズとの区別をするための位
相検波手段（溶接部とその近傍以外のノイズをフィルタ
するフィルタ手段）を加えてある。

【００１４】図５、図６に示すように、リム１には、リ
ム加工中の打痕傷やすり傷などの傷部３がある場合があ
る。この傷部３があると、上記のフィルタが働かず、傷
部３によってリム１の透磁率が局部的に変化するので従
来法では傷部３を溶接部２と誤認するおそれがあった。
本発明実施例では、傷部３によるノイズを渦流センサ１
１が拾って溶接部２と誤認することがないようにするた
めに、渦流センサ１１のリム軸方向寸法ａの渦流センサ
１１のリム周方向寸法ｂに対する比ａ／ｂを３以上にし
てある。

【００１５】この意味はつぎの通りである。センサのリ
ム周方向寸法ｂはノイズを拾わないようにするために小
さい方がよい。しかし、磁極間にコイル巻きスペースを
とることからｂ寸法は最小、約７ｍｍとなる。一方、傷
部３は長さが短いので、傷部３と溶接部２を区別するた
めには、センサのリム軸方向寸法ａは大きい方がよい。
しかし、リムビードシート部の軸方向長さやドロップ部
の軸方向長さより大にすると、センサがリムビードシー
ト部から外れたりあるいはドロップ部に入り込まなくな
るので、それよりは小でなければならない。その意味
で、ａ／ｂを３以上と定めた。

【００１６】図８は、本発明実施例装置における渦流セ
ンサ１１の出力信号を示している。大きな振幅の信号が
溶接部２に対応し、この大きな振幅の信号のあらわれる
間隔がリム１回転で、その間の小さな振幅の信号はリム
１のエキスパンダ加工における駒間の変形に対応してい
る。また、図１１の従来のセンサ出力信号に比べて、傷
部３の信号が溶接部２の信号に比べて相対的に小さくな
って、溶接部２と傷部３とが区別され、溶接部２の検出
精度が格段に向上している。

【００１７】検出ステーション３２から搬出ステーショ
ン３３へのリム１の移動は、前述のフィーダ７によって
行われる。搬出ステーション３３から、リム１は次の工
程へと搬出されていく。

【００１８】つぎに、上記装置の動作を説明する。駆動
コンベア上を数個つらなって流れてくるリム１は、１個
出しステーション３０で、空圧シリンダ１２により上下
する１個出しストッパ４により分離され、１個づつ搬入
ステーション３１に送られる。１個出しされて送られて
きたリム１は、装置本体に固定してある位置決めストッ
パ５により搬入ステーション３１の定位置に停止され
る。リム１が定位置にきたことをセンサ６が検知する
と、フィーダ７が空圧シリンダ１３により上昇した後、
サーボモータ１４により前進してリム２を検出ステーシ
ョン３２に送り、空圧シリンダ１３により下降してテー
ブルローラ８上に置く。リム１が検出ステーション３２
に供給されると、空圧シリンダ１５により駆動されるセ
ンタリングユニット９がリム１に対して前進し、リム１
を中央に位置決めした後、サーボモータ１６にて駆動さ
れる回転円盤１０が空圧シリンダ１７により下降してリ
ム１の上面に接し、リム１を回転させる。

【００１９】リム１が回転し始めると、センタリングユ
ニット９と同時に空圧シリンダ１８によりリム１に向っ
て前進していた渦流センサ１１に電流が通じ、リム１の
内部に渦電流を誘導する。リム１の回転中に渦電流の変
化を渦流センサ１１が検出すると、その位置をリム突き
合わせ溶接部であると認識し、その位置を回転円盤用サ
ーボモータ１６のパルス信号を利用して記憶しておいた
後、リム１の突き合わせ溶接部を所定の位置に合わせて
停止する。リム１が停止すると回転円盤１０が空圧シリ
ンダ１７により上昇するとともに、溶接部検出中にサー
ボモータ１４により後退を完了していたフィーダ７が、
再び空圧シリンダ１３により上昇した後サーボモータ１
４により前進し、検出完了したリム１を搬出ステーショ
ン３３に送るとともに、搬入ステーション３１で待機し
ていた次のリムを検出ステーション３２へ送る。搬出ス
テーション３３へ送られたリム１は、不要な回転をして
突き合わせ溶接部の相対位置が働かないように、クラン
プされて次工程へ送られる。以下で１工程終了であり、
後は上記の繰り返しとなる。

【００２０】

【発明の効果】請求項１の装置によれば、渦流センサの
寸法比ａ／ｂを３以上にしたので、溶接部でのセンサ出
力は大きくなり傷部でのセンサ出力は小さくなって、リ
ムの溶接部と傷部とを区別できるようになり、精度の高
い溶接部の検出が可能になる。請求項２の装置によれ
ば、中央磁極のコイルに電流を通したときに外側磁極の
コイルに生成される誘導電流の変化に基づいてリムの溶
接部を検出でき、検出を自動化できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る自動車用リム溶接部検
出装置の側面図である。

【図２】図１の装置の平面図である。

【図３】図１の装置のうち渦流センサとその近傍の拡大
正面図である。

【図４】本発明実施例の渦流センサとリムの一部との概
略構成図である。

【図５】本発明実施例の渦流センサとリムの概略正面図
である。

【図６】本発明実施例の渦流センサの概略正面図であ
る。

【図７】本発明実施例の渦流センサの磁極の斜視図であ
る。

【図８】本発明実施例の渦流センサの検出信号図であ
る。

【図９】従来の渦流センサとリムの概略正面図である。

【図１０】従来の渦流センサの概略正面図である。

【図１１】従来の渦流センサの検出信号図である。

【符号の説明】

１ リム ２ 溶接部 ３ 傷部 １１ 渦流センサ １１ａ 中央磁極 １１ｂ 外側磁極 １１ｃ 外側磁極

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 リムに接近され、電流が通じるとリムに
   渦電流を誘導発生させ、リム回転中の渦電流の変化を検
   出する渦流センサを有し、該渦流センサのリム軸方向寸
   法ａと該渦流センサのリム周方向寸法ｂとの比ａ／ｂを
   ３以上にした自動車用リム溶接部検出装置。
2. 【請求項２】 前記渦流センサが、中央磁極と、その両
   側の外側磁極と、中央磁極に巻きつけられた電流を流す
   ためのコイルと、外側磁極に巻きつけられた誘導電流が
   生成されるコイルと、からなり、一方の外側磁極、中央
   磁極、他方の外側磁極、の並びの方向がリム周方向とさ
   れている請求項１記載の自動車用リム溶接部検出装置。