JPH10170249A - ホイールリムのフラッシュバット溶接位置検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 溶接位置の検出の精度を高めるホイールリム
のフラッシュバット溶接位置検出装置の提供。 【解決手段】 リム軸方向各端に対して設けられフラン
ジ落ち込み部１ｄとビードシート部１ｃとの両方に接触
可能な位置に設けられた倣いローラ６０と、各倣いロー
ラ６０の中心と共に移動するように各倣いローラ６０の
支持具６１に支持されたカラーマークセンサ７０と、か
らなるホイールリムのフラッシュバット溶接位置検出装
置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ホイールリムのフ
ラッシュバット溶接位置検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車用のリムは、平板状の鋼板を所定
寸法に切断し丸めた後、突き合わせ部をフラッシュバッ
ト溶接によって接合し、その後、ロールでリム形状に成
形して、製作される。リムは、形状出し後、バルブ穴加
工とエア漏れ検査が行なわれる。エア漏れ検査は、溶接
部が対象となるので、溶接部が検査装置に対向する角度
姿勢でリムが搬入されなければならない。バルブ穴加工
は溶接部を避けて行なう必要があるので、溶接部がパン
チから外れる角度でリムがバルブ穴加工装置に搬入され
なければならない。そのため、リムはエア漏れ検査およ
びバルブ穴加工される前に、溶接部が検出され溶接部が
所定角度位置にくるように回転方向に位置決めされる。
従来は、図７、８に示すように、リム１のドロップセン
タ部１ａに対向して１個のカラーマークセンサ５を設
け、溶接部とそれ以外の部分で色が異なることを利用し
てリム１の溶接位置を検出している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の溶接位
置検出には、つぎの問題がある。 ドロップ部１ａは、成形時の変形量が多く成形時に傷
がつきやすい。その結果、成形時の傷を溶接部と誤検出
することがあり、検出の精度が低下する。 ドロップ部１ａは、寸法精度が高くは要求されない部
位であるため、ワークとセンサー間の距離が必要とされ
るカラーマークセンサで測定する場合に、リムとセンサ
ー間の距離が変動して検出精度が低下する。 リムサイズが変更されると、リム軸方向の長さも変化
するので、カラーマークセンサがサイドウォール部への
移行部に対向する場合が生じ、リムとカラーマークセン
サとの距離が変わってしまう。そのため、リムサイズ変
更時にはカラーマークセンサをリム軸方向に移動させて
位置決めする必要があり、位置決めに時間がかかる。 本発明の目的は、溶接位置の検出の精度を高めることが
できるホイールリムのフラッシュバット溶接位置検出装
置を提供することにある。本発明のもう一つの目的は、
溶接位置の検出精度を高めることができるとともに、リ
ムサイズ変更時のセンサの段取りに要する時間を短縮で
きるホイールリムのフラッシュバット溶接位置検出装置
を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明はつぎの通りである。 （１）リム軸方向各端に対して設けられフランジ落ち込
み部とビードシート部との両方に接触可能な位置に設け
られた倣いローラと、各倣いローラの中心と共に移動す
るように各倣いローラの支持具に支持されたカラーマー
クセンサと、からなるホイールリムのフラッシュバット
溶接位置検出装置。 （２）各前記倣いローラおよびカラーマークセンサをリ
ム軸方向に移動させた時に前記倣いローラおよびカラー
マークセンサの位置を固定する段取りピンを有する上記
（１）記載のホイールリムのフラッシュバット溶接位置
検出装置。

【０００５】上記（１）の装置では、カラーマークセン
サは倣いローラの中心の動きに連動するので、倣いロー
ラが接触するフランジ落ち込み部をカラーマークセンサ
の検出領域とすることができる。フランジ落ち込み部
は、ドロップ部に比べて成形時に傷がつきにくいので、
傷を溶接部と誤検出することは少なく、溶接位置の検出
精度が高くなる。また、倣いローラが接触するフランジ
落ち込み部とビードシート部は、タイヤが装着される部
位でありドロップ部に比べて寸法精度が高いので、リム
とカラーマークセンサとの間の距離を一定に保つことが
でき、溶接位置の検出精度が高くなる。上記（２）の装
置では、リムサイズが変更になった場合は、フランジ落
ち込み部とビードシート部の位置が変わるので、倣いロ
ーラおよびカラーマークセンサはリム軸方向に移動させ
られる。移動後の倣いローラおよびカラーマークセンサ
の位置は、段取りピンにより固定されるので、倣いロー
ラおよびカラーマークセンサを短時間で位置決めでき、
リムサイズ変化時の段取りが簡単となる。

【０００６】

【発明の実施の形態】図１〜図６は、本発明の一実施例
を示している。まず、リムの構造について説明する。リ
ム１は、平板状の鋼板を丸めた後、突き合わせ部をフラ
ッシュバット溶接によって接合し、その後、ロールでリ
ム形状に成形して、製作される。フラッシュバット溶接
で生じた溶接バリは、リム形状を出す前にトリミングさ
れる。リム１は、リム軸方向中央部に縮径されたドロッ
プ部１ａを有している。ドロップ部１ａのリム軸方向両
端部には、半径方向外方に延びるサイドウォール部１ｂ
が連なる。各サイドウォール部１ｂの外周部には、リム
軸方向に延びるビードシート部１ｃが連なる。各ビード
シート部１ｃのリム軸方向外側端には、半径方向外方に
延びるフランジ落ち込み部１ｄが連なり、各フランジ落
ち込み部１ｄの外周端には、フランジそり返り部１ｅが
連なっている。フランジ落ち込み部１ｄとフランジそり
返り部１ｅはフランジ部を構成する。

【０００７】図１に示すように、リムのフラッシュバッ
ト溶接位置検出装置１０は、回転ローラ２０、２つの押
さえローラ３０、フランジ押さえローラ４０、２つのガ
イドローラ５０、２つの倣いローラ６０、２つのカラー
マークセンサ７０を有している。回転ローラ２０は、リ
ム１の内側に配置されており、リム１の上部を内側から
支持している。回転ローラ２０は、シャフト２１と、シ
ャフト２１に固定された固定ローラ２２と、シャフト２
１に対し軸方向に可動な可動ローラ２３と、固定ローラ
２２と可動ローラ２３との間に介装されたカラー２４と
からなる。カラー２４は、リム１のサイズに応じて最適
な長さのものに交換される。固定ローラ２２には、一方
のフランジ部側（Ａ１側）のビードシート部１ｃを内側
から支持する受け面２２ａと、フランジ落ち込み部１ｄ
の軸方向外側面と接触可能な規制面２２ｂと、が形成さ
れている。可動ローラ２３には、他方のフランジ部側
（Ａ２側）のビードシート部１ｃを内側から支持する受
け面２３ａが形成されている。シャフト２１には、シャ
フト２１を軸芯まわりに回転駆動するモータ（図示略）
が連結される。リム１は、シャフト２１の回転による固
定ローラ２２および可動ローラ２３の回転によって、軸
芯まわりに回転駆動される。モータは、後述する制御装
置によって回転制御される。

【０００８】２つの押さえローラ３０は、リム１の外側
に、回転ローラ２０に対してリム回転方向前後に配置さ
れている。各押さえローラ３０は、支持部材３１によ
り、軸芯まわりに回転自在に支持されている。支持部材
３１は、図５に示すように、固定ブラケット８０に支持
されたエアシリンダ３４により上下方向に移動かつ付勢
可能となっている。各押さえローラ３０は、エアシリン
ダ３４のロッドの外周に設けられたスプリング３２の付
勢力によっても、ドロップ部１ａに外側から押しつけら
れる。

【０００９】フランジ押さえローラ４０は、可動ローラ
２３と隣接している。フランジ押さえローラ４０は、シ
ャフト２１に対して軸方向に可動であり、リム１のＡ２
側のフランジ落ち込み部１ｄの軸方向外面に押付けられ
る。押さえローラ４０の外周面のうち可動ローラ２３側
の端部は、可動ローラ２３側に近づくにしたがって縮径
するテーパー面４１に形成されており、フランジ部のＲ
部の逃げとなっている。シャフト２１の軸端には、取外
し可能なストッパ４２が設けられている。押さえローラ
４０とストッパ４２との間には、フランジ押さえローラ
４０を軸方向に付勢し、固定ローラ２２の規制面２２ｂ
と押さえローラ４０との間にリム１を軸方向に挟み込む
スプリング４４が設けられている。

【００１０】２つのガイドローラ５０は、回転ローラ２
０より下方に配置されている。ガイドローラ５０は、軸
芯まわりに回転自在であり、リム軸方向に間隔をもって
配置されている。ガイドローラ５０は、リム１のフラン
ジそり返り部１ｅと接触しリム１の軸方向の動きを規制
する。各ガイドローラ５０は、リム軸方向に可動であ
り、リムサイズに応じて間隔が変えられる。

【００１１】２つの倣いローラ６０は、回転ローラ２０
より上方に位置しており、リム軸方向端部に対して設け
られる。一方の倣いローラ６０は、支持具６１によっ
て、軸芯まわりに回転自在に支持されている。他方の倣
いローラ６０は、支持具６１′に軸芯まわりに回転自在
に支持されている。図５に示すように、支持具６１は、
エアシリンダ６４により上下方向に可動に支持されてい
る。支持具６１′は、別のエアシリンダ６４に対して上
下方向に可動に支持されている。一方の倣いローラ６０
は、エアシリンダ６４のロッドの外周に配置されたスプ
リング６６により固定ローラ２２に向けて付勢されてい
る。一方の倣いローラ６０は、軸芯がリム１の軸芯に対
してに傾けられており、ローラ外周面がＡ１側のフラン
ジ落ち込み部１ｄとビードシート部１ｃの両方に接触可
能となっている。他方の倣いローラ６０は、エアシリン
ダ６４のロッドの外周に設けられたスプリング６６によ
り可動ローラ２３に向けて付勢されている。他方の倣い
ローラ６０は、軸芯がリム１の軸芯に対してに傾けられ
ており、ローラ外周面がＡ２側のフランジ落ち込み部１
ｄとビードシート部１ｃの両方に接触可能となってい
る。

【００１２】支持具６１、６１′には、下方に延びるセ
ンサ取付け部６２（支持具６１′のセンサ取付け部は図
示略）が形成されている。カラーマークセンサ７０は、
倣いローラ６０の中心と共に移動するように支持具６
１、６１′のセンサ取付け部６２に支持されている。カ
ラーマークセンサ７０は、溶接部２とそれ以外の部分と
で色が異なることを利用して溶接部２を検出する。一方
のカラーマークセンサ７０は、Ａ１側のフランジ落ち込
み部１ｄの溶接部２を検出する。他方のカラーマークセ
ンサ７０は、Ａ２側のフランジ落ち込み部１ｄの溶接部
２を検出する。図６に示すように、各カラーマークセン
サ７０のリム軸芯となす角度θは、８〜１５°とするの
が望ましい。リム軸方向両端に設けられたカラーマーク
センサ７０は、リム軸芯を含む同じ平面内に設けられて
おり、溶接部２を同時に検出する。各カラーマークセン
サ７０の出力は、図示しない制御装置に入力されてい
る。制御装置は、リム１が１回転する間に２つのカラー
マークセンサ７０が同時にＯＮとなった場合は、溶接部
２であると判断し、２周目でリム１の回転方向の位置決
めを行なう。制御装置は、各カラーマークセンサ７０か
らの信号が上記以外の場合（２ケともＯＮとならない場
合、１ケのみＯＮとならない場合、または２ケ同時ＯＮ
が２か所以上の場合）はＮＧと判断する。

【００１３】図５は、倣いローラおよびカラーマークセ
ンサをリム軸方向に移動させ、移動位置にて固定する機
構を示している。図５の斜線部は固定ブラケット８０を
示している。固定ブラケット８０の端部には、ベース８
１がリム軸方向に可動に支持されている。ベース８１に
は、エアシリンダ８２が取付けられている。エアシリン
ダ８２のロッドは、リム軸方向に延びる連結棒８３の一
端部と連結されている。連結棒８３の他端部は、固定ブ
ラケット８０に可動に支持されている。一方のエアシリ
ンダ６４は、連結棒８３に固定されている。連結棒８３
には、可動ブラケット８４がリム軸方向に可動に支持さ
れている。可動ブラケット８４には、エアシリンダ８５
が取付けられている。エアシリンダ８５のロッドは、別
の連結棒８６を介して他方のエアシリンダ６４に連結さ
れている。エアシリンダ８２は、溶接部２の検出時には
一方の倣いローラ６０をＡ１側のフランジ落ち込み部１
ｄに軸方向に押しつけるように働く。エアシリンダ８５
は、溶接部２の検出時には他方の倣いローラ６０をＡ２
側のフランジ落ち込み部１ｄに軸方向に押しつけるよう
に働く。

【００１４】固定ブラケット８０の端部には、穴８８、
８９がリム軸方向に間隔をおいて形成されている。ベー
ス８１には、穴９０が形成されている。穴８８、８９、
９０には、Ａ１側の倣いローラ６０およびカラーマーク
センサ７０をリム軸方向に位置決めする段取りピン９１
が差し込み可能となっている。図５の実線で示すよう
に、段取りピン９１を重ね合わされた穴８８、９０に差
し込んだ場合は、Ａ１側の倣いローラ６０およびカラー
マークセンサ７０は実線で示す位置に固定される。ま
た、段取りピン９１をベース８１のリム軸方向への移動
によって重ね合わされた穴８９、９０に差し込んだ場合
は、Ａ１側の倣いローラ６０およびカラーマークセンサ
７０は２点鎖線で示す位置に固定される。固定ブラケッ
ト８０の上部には、穴９３、９４がリム軸方向に間隔を
おいて形成されている。可動ブラケット８４には、穴９
５が形成されている。穴９３、９４、９５には、Ａ２側
の倣いローラ６０およびカラーマークセンサ７０のリム
軸方向の位置決めをする段取りピン９６が差し込み可能
となっている。図５の実線で示すように、重ね合わせた
穴９３、９５に段取りピン９６を差し込んだ場合は、Ａ
２側の倣いローラ６０およびカラーマークセンサ７０は
実線で示す位置に固定される。また、段取りピン９２を
可動ブラケット８４のリム軸方向への移動によって重ね
合わされた穴９４、９５に差し込んだ場合は、Ａ２側の
倣いローラ６０およびカラーマークセンサ７０は２点鎖
線で示す位置に固定される。

【００１５】つぎに、上記の溶接位置検出装置の作用に
ついて説明する。ロール成形によりリム形状を出された
リム１は、図示しない搬送装置によりリムフラッシュバ
ット溶接位置検出装置１０に搬送される。リム１は、軸
方向を水平にした姿勢で、図３に示すように、上部で内
側から回転ローラ２０によって支持される。ついで、回
転ローラ２０は図示しないエアシリンダによって上昇
し、リム１は押さえローラ３０側に向けて持ち上げられ
る。この状態では、図４に示すように、押さえローラ３
０がドロップ部１ａを、各倣いローラ６０が各ビードシ
ート部１ｃを、フランジ押さえローラ４０がＡ２側のフ
ランジ落ち込み部１ｄの軸方向外面を、それぞれ押さえ
る。その後、各倣いローラ６０はエアシリンダ８２、８
５によって 各フランジ落ち込み部１ｄ側に移動し、同
時に各ガイドローラ５０はリム下部の各フランジそり返
り部１ｅを押さえる。図１は、各倣いローラ６０が各フ
ランジ落ち込み部１ｄ側に移動した状態を示している。
この状態では、一方の倣いローラ６０は、スプリング６
６とエアシリンダ８２の押圧力によりＡ１側のフランジ
落ち込み部１ｄとビードシート部１ｃの両方に接触す
る。他方の倣いローラ６０は、スプリング６６とエアシ
リンダ８５の押圧力によりＡ２側のフランジ落ち込み部
１ｄとビードシート部１ｃの両方に接触する。

【００１６】ついで、リム１をリム軸芯まわりに回転ロ
ーラ２０により回転させ、溶接部２の検出を行なう。カ
ラーマークセンサ７０は、成形時に傷がつきにくいフラ
ンジ落ち込み部１ｄでを検出するので、傷を溶接部２と
誤検出することは少なく、溶接位置の検出精度が高くな
る。倣いローラ６０が接触するビードシート部１ｃとフ
ランジ落ち込み部１ｄは、図示しないタイヤが装着され
る部位でありドロップ部１ａに比べて寸法精度が高いの
で、カラーマークセンサ７０とリム１との間の距離を一
定に保つことが可能となる。カラーマークセンサ７０
は、特性上、検出距離にばらつきがあると検出精度が低
下するが、カラーマークセンサ７０とリム１との間の距
離が一定に保たれるので、溶接位置の検出精度は高くな
る。また、リム１は、各倣いローラ６０によって各フラ
ンジ落ち込み部１ｄとビードシート部１ｃで押さえられ
ているので、上下およびリム軸方向の振れが抑制され
る。さらに、リム１は、回転ローラ２０と各押さえロー
ラ３０によって矢印Ｆ方向と上下方向の振れが押さえら
れ、かつフランジ押さえローラ４０と固定ローラ２２に
よってリム軸方向の振れが押さえられる。そのため、カ
ラーマークセンサ７０とリム１との間の距離はほとんど
変化しない。制御装置における溶接部２であるとの判断
は、２個のカラーマークセンサ７０が同時にＯＮとなる
ことを条件としているので、１個のカラーマークセンサ
７０を用いた場合に比べて成形時に生じた傷を溶接部２
と誤検出することは少なくなる。

【００１７】制御装置は、１回転で溶接部２が検出され
るとそれに続く２回転目で溶接部２が所定位置にくるよ
うにリム１の回転方向の位置決めをする。位置決めされ
たリム１は、回転姿勢を保持したままエア漏れ検査ステ
ーションに搬送され、そこでエア漏れ検査が行なわれ
る。リム１は、溶接部２が所定位置にくるように位置決
めされているので、溶接部２を対象としたエア漏れ検査
が可能となる。エア漏れ検査が終了すると、たとえば次
工程でバルブ穴加工が行なわれる。この場合は、リム１
は姿勢を変えることなく次工程に搬送されるので、溶接
部２を避けたバルブ穴加工が可能となる。

【００１８】リムサイズが変更された場合は、各倣いロ
ーラ６０および各カラーマークセンサ７０は、リム軸方
向に移動される。図５に示すように、これらを移動させ
る際には、実線で示す段取りピン９１を穴８８、９０か
ら抜取り、段取りピン９６を穴９３、９５から抜取る。
ついで、ベース８１および可動ブラケット８４をリム軸
方向に移動させ、穴９０を穴８９に重ね合わせ、穴９５
を穴９４に重ね合わせる。ついで、２点鎖線に示すよう
に、穴９０と穴８９に段取りピン９１を差し込み、穴９
４と穴９５に段取りピン９６を差し込む。この状態で
は、各倣いローラ６０と各カラーマークセンサ７０は移
動位置にて固定される。この固定では、カラーマークセ
ンサ７０のセンサ取付け部への段取りが必要とされず、
段取りピン９１、９６を差し込むだけで済むため、リム
サイズ変化時の段取りが簡単となり、かつ短時間で行な
える。

【００１９】

【発明の効果】請求項１の装置によれば、リム軸方向各
端に対して設けられフランジ落ち込み部とビードシート
部との両方に接触可能な位置に設けられた倣いローラ
と、各倣いローラの中心と共に移動するように各倣いロ
ーラの支持具に支持されたカラーマークセンサとを有す
るので、成形時に傷がつきにくいフランジ落ち込み部を
カラーマークセンサの検出領域とすることができるとと
もに、リムとカラーマークセンサとの間の距離をほぼ一
定に保つことが可能となり、溶接位置の検出の精度を高
めることができる。請求項２の装置によれば、倣いロー
ラおよびカラーマークセンサのリム軸方向の位置を固定
する段取りピンを有するので、リムサイズが変更された
場合でも、倣いローラおよびカラーマークセンサを短時
間で正確に位置決めすることができ、段取りに要する時
間を短縮することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るホイールリムのフラッ
シュバット溶接位置検出装置の正面図である。

【図２】図１の側面図である。

【図３】図１のホイールリムがフラッシュバット溶接位
置検出装置に搬送された状態を示す正面図である。

【図４】図１の装置により溶接位置検出を開始する直前
の状態を示す正面図である。

【図５】図１の倣いローラとカラーマークセンタとをリ
ム軸方向に移動させる機構を示す正面図である。

【図６】図１のカラーマークセンサの取付け状態を示す
部分拡大正面図である。

【図７】従来の溶接位置検出装置の正面図である。

【図８】図７の側面図である。

【符号の説明】

１ リム １ｃ ビードシート部 １ｄ フランジ落ち込み部 １０ フラッシュバット溶接位置検出装置 ２０ 回転ローラ ３０ 押さえローラ ４０ フランジ押さえローラ ５０ ガイドローラ ６０ 倣いローラ ７０ カラーマークセンサ ９１、９６ 段取りピン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 堺 勝夫 東京都千代田区四番町５番地９ トピー工 業株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 リム軸方向各端に対して設けられフラン
   ジ落ち込み部とビードシート部との両方に接触可能な位
   置に設けられた倣いローラと、 各倣いローラの中心と共に移動するように各倣いローラ
   の支持具に支持されたカラーマークセンサと、からなる
   ホイールリムのフラッシュバット溶接位置検出装置。
2. 【請求項２】 各前記倣いローラおよびカラーマークセ
   ンサをリム軸方向に移動させた時に前記倣いローラおよ
   びカラーマークセンサの位置を固定する段取りピンを有
   する請求項１記載のホイールリムのフラッシュバット溶
   接位置検出装置。