JP3011090U - スポット溶接のナゲットの検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 スポット溶接におけるナゲットに対し、これ
を破壊することなく、オフラインにて、ナゲットの溶接
状態、形状を的確且つ容易に全数検査できる便利なスポ
ット溶接のナゲットの検査装置を提供する。 【構成】 スポット溶接のナゲットＡに対し磁界の変化
を与えた場合に生ずる磁気余効の現象を利用してナゲッ
トＡの溶接状態を測定することを原理とするものであっ
て、第一に、スポット溶接のナゲットＡに対し磁界の変
化を与える駆動コイル１と、前記磁界の変化に基づくナ
ゲットＡ近傍の磁束密度の変化を検知する磁気感応素子
３とを有することを特徴とするものであり、第二に、前
記磁気感応素子３をナゲットＡ及びその周辺部に対しア
レイ配置することを特徴とするものである。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、スポット溶接におけるナゲット（溶着部）の溶接状態を非破壊でオ フラインにて検査する装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来、スポット溶接におけるナゲットの検査方法としては、ドライバーチェッ ク方法、溶接時のジュール熱からナゲット径を推定する方法、高周波電流を流し たコイルのインダクタンスの変化からナゲットの溶接状態を推定する方法などが 知られている。

【０００３】 上記のドライバーチェックは、溶接部を剥してナゲット径を測定するいわゆる 破壊試験であって、サンプル試験や抜き取り試験が必要で全数検査が不可能であ った。又、上記のジュール熱を利用する方法は、インラインに限定されると共に ナゲットの内部欠陥特に溶接直後に発生する剥れ、割れなどは検出することがで きない欠点があった。又、インダクタンスの変化から推定する方法は、ナゲット とセンサーとの位置関係が極めて微妙であって、常に同一に設定しなければ正確 な値が出ず、同一試料でもセンサーを傾けたり離したりすると値が変化すると共 にナゲット形状の良否を判定することはできない等の欠点があった。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

本考案は、叙上の従来のスポット溶接におけるナゲットの検査方法における問 題点を解消すべく案出したものであって、スポット溶接におけるナゲットに対し 、これを破壊することなく、オフラインにて、ナゲットの形状及び溶接状態を的 確且つ容易に全数検査できる便利なスポット溶接のナゲットの検査装置を提供す ることを目的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】 上記の目的を達成するための本考案の構成を、実施例に対応する図面を用いて 説明すると、スポット溶接のナゲットＡに対し磁界の変化を与えた場合に生ずる 磁気余効の現象を利用してナゲットＡの溶接状態を測定することを原理とするも のであって、第一に、スポット溶接のナゲットＡに対し磁界の変化を与える駆動 コイル１と、前記磁界の変化に基づくナゲットＡ近傍の磁束密度の変化を検知す る磁気感応素子３とを有することを特徴とするものであり、第二に、前記磁気感 応素子３をナゲットＡ及びその周辺部に対しアレイ配置することを特徴とするも のである。

【０００６】

【作用】

上記の手段により、駆動コイル１を駆動させてスポット溶接のナゲットＡに対 し磁界の変化を与えると、磁性材そのものに固有な性質によって磁気余効が生じ 、ナゲットＡにはスポット溶接後に急冷してマルテンサイトが生成されるために 、ナゲットＡとナゲット部外とでは磁気余効に違いが発生する。

【０００７】 ナゲットＡ近傍の磁気余効の現象たる磁束密度の変化を磁気感応素子３で検知 し、その信号をデータ処理してナゲットＡの溶接状態を測定することができる。

【０００８】 前記磁気感応素子３をナゲットＡ及びその周辺部に対しアレイ配置した場合、 ナゲットＡ及びその周辺部の広い面積における磁気余効の情報を得ることができ 、ナゲットＡの溶接状態及びその形状を一層明確に測定することができる。

【０００９】

【実施例】

以下、本考案を図示する実施例に基づき説明すると、図１は本考案装置の構成 図であり、１は被測定物たるスポット溶接のナゲットＡに対し垂直磁界を加える 駆動コイルであって、該駆動コイル１に通電する駆動コイルドライバ２は、図２ に例示する如き正負のパルス駆動を行ない、これにより駆動コイル１はナゲット Ａに対し磁界の変化を与える。

【００１０】 ３は駆動コイル１による磁界の変化に伴うナゲットＡ近傍の磁束密度の変化を 検知するホール素子等の磁気感応素子であって、該磁気感応素子３は適宜なホー ル素子基板にハンダ付けで固定支持される。ホール素子基板は多層基板を使用し 、＋側出力パターンと−側出力パターンを可能な限り同位置に配置するよう設定 することが好ましい。このようにすると、急激な磁界の変化による配線パターン 上での影響を相殺することができる。

【００１１】 ４は磁気感応素子３からの検知信号に基づきナゲットＡの物性を計測、解析す るコントロール部であって、磁気感応素子３からの検知信号を増幅するセンサー 回路部５、センサー回路部５で増幅された信号をＡ／Ｄ変換、データ処理するデ ータ処理部６、処理データの表示、設定を行なう表示部７から構成される。

【００１２】 上記の構成において、磁気感応素子３を被測定物たるスポット溶接のナゲット Ａ位置に相対させ、駆動コイル１に駆動コイルドライバ２によって図２に例示す る如きパルス駆動波形を加える。該パルス駆動波形が磁界の強さに比例する。（ 実際は駆動コイル１のイングクタンス成分より遅れが生じる。）

【００１３】 このようにして駆動コイル１がスポット溶接のナゲットＡに対し磁界の変化を 与えると、物質そのものに固有な性質による磁気余効が生じることから、ナゲッ トＡではスポット溶接後急冷してマルテンサイトが生成されるために、それ以外 のナゲット部外とでは磁気余効に違いが発生し、 ナゲットＡの緩和時定数＞ナゲット部外の緩和時定数 となって、ナゲットＡでは図３に例示する如き波形Ｘに、ナゲット部外では図４ に例示する如き稟形Ｙを得る。

【００１４】 駆動コイル１をパルス駆動させることによって、磁気余効の現象の発生を顕著 にすると共に正負に駆動させることで、被測定物たるスポット溶接のナゲットＡ 部分の磁化を防止することができる。

【００１５】 この磁気余効の現象をナゲットＡに臨ませた磁気感応素子３で検知し、コント ロール部４においてデータ処理を行ない、ナゲットＡの溶接状態を測定すること ができる。

【００１６】 図５は多数の磁気感応素子３を恰も碁盤の目状態にアレイ配置した場合を例示 するもので、このように構成した場合、ナゲットＡ及びその周辺部の広い面積の 磁気余効の情報を得て、ナゲットＡの溶接状態及びその形状を一層詳細且つ明確 に測定することができ、きわめて有効である。

【００１７】 図５に例示する如く１６個の磁気感応素子３をナゲットＡ及びその周辺部の所 定面積内に臨ませてアレイ配置した場合、駆動コイル１をパルス駆動させると、 各々の磁気感応素子３には被測定物の相対している部分の性質に応じて磁束密度 の変化が表われる。

【００１８】 そこで、アレイ配置した磁気感応素子３からの信号の処理を簡素化するため、 図６に例示する如く４個の磁気感応素子３を１グループとすると、各磁気感応素 子３の＋側出力４本、−側出力４本を各々アナログＳ／Ｗ８で高速に切替え、＋ 側出力１本、−側出力１本とし差動増幅すると、４個の磁気感応素子３の信号が 重畳した状態の信号４本となる。それらをＡ／Ｄ変換後、分離、解析を行ない、 １６個の磁気感応素子３に相対したナゲットＡ及びその周囲の所定面積内の各部 分の物性からナゲットＡの形状及び溶接状態を測定し、表示を行なうことができ る。

【００１９】

【考案の効果】

本考案は以上説明した如くなるものであって、スポット溶接のナゲットＡに対 し磁界の変化を与えた場合に生ずる磁気余効の現象を利用してナゲットＡの溶接 状態、形状を測定するものであるから、非破壊で、サンプル等の余分な試料が必 要なく全数検査が可能であると共にオフラインであって、溶接直後の内部欠陥を も検出できる。しかも、測定毎の誤差も生じるおそれなく、ナゲットの溶接状態 、その形状を容易に且つ正確に測定することができ、きわめて便利である等の実 用的効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】全体の構成図である。

【図２】駆動コイルのパルス駆動波形である。

【図３】スポット溶接のナゲットで得られるパルス波形
である。

【図４】スポット溶接のナゲット部外で得られるパルス
波形である。

【図５】磁気感応素子のアレイ配置を例示する平面図で
ある。

【図６】磁気感応素子をアレイ配置をした場合の構成図
である。

【符号の説明】

Ａ スポット溶接のナゲット １ 駆動コイル ２ 駆動コイルドライバ ３ 磁気感応素子 ４ コントロール部 ５ センサー回路部 ６ データ処理部 ７ 表示部 ８ アナログＳ／Ｗ

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 スポット溶接のナゲットＡに対し磁界の
   変化を与える駆動コイル１と、前記磁界の変化に基づく
   ナゲットＡ近傍の磁束密度の変化を検知する磁気感応素
   子３とを有することを特徴とするスポット溶接のナゲッ
   トの検査装置。
2. 【請求項２】 前記磁気感応素子３をナゲットＡ及びそ
   の周辺部に対しアレイ配置することを特徴とする請求項
   １記載のスポット溶接のナゲットの検査装置。