JP4412670B2

JP4412670B2 - 磁性金属部材の欠落検出方法およびその装置

Info

Publication number: JP4412670B2
Application number: JP2006006208A
Authority: JP
Inventors: 幸佐藤; 邦彦藤田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2006-01-13
Filing date: 2006-01-13
Publication date: 2010-02-10
Anticipated expiration: 2026-01-13
Also published as: JP2007187566A

Description

本発明は磁性金属部材が成形品の所定位置に取り付けられているかを検査する磁性金属部材の欠落検出方法およびその装置に関するものである。

従来、プラスチックス成形品にインサートされる磁性金属よりなるナットやボルト、あるいはアルミ製のエンジンブロックに一体的にインサートされる磁性金属よりなるシリンダライナ等のインサート部材の欠落は、目視検査やシリンダライナ内に近接スイッチを挿入配置させて行うのが一般的であった。しかし、目視検査では検査ミスをなくすることが難しいうえに省力化を推進できないという問題があった。また、近接スイッチによる検査では移送されてくるエンジンブロックを検査毎に停止させる必要があり、製造ラインの速度を低下させるという問題があった。また、各種繊維製品に混入する折れ針や待ち針等の磁性金属部品を永久磁石で探知するものがある（例えば、特許文献２参照）。さらに、微小変位を永久磁石と超磁歪素子により検出するものがある（例えば、特許文献３参照）。また、磁性体検出装置として磁石と磁気センサとを備えたものがある（例えば、特許文献１参照）。

しかし、永久磁石の直流磁界中の直流磁束と鎖交する磁性金属部材とにより生じる電圧から磁性金属部品を検出する特許文献２のものは、第１と第２の検出コイルに発生した検出信号は微弱であるため新たな電子回路を付加する必要があり、装置が複雑で高価なものとなる問題があった。また、特許文献３のものも磁力を超磁歪素子により検出するものであるから、前記と同様に電子回路が必要となり、装置が複雑で高価なものとなる問題があった。特許文献１のものも磁気センサの検知結果に基づきＣＰＵにより判断を行うものであり、装置が高価となる問題があった。
特開平８−３０４００７号公報特開平１０−９０４３１号公報特開２００５−４３２３９号公報

解決しようとする問題点は、電子回路を付加することなく簡単な構造で磁性金属部品を確実で検出することができる磁性金属部材の欠落検出方法およびその装置を提供することを目的とするものである。

本発明は、永久磁石の吸着力により浮動することがない複数の筒状の磁性金属部材をインサートした被検査体の前記筒状の磁性金属部材の外径位置に、一定距離離隔させて対向させるとともに被検査体との相対的な走査方向と直交するよう配置させた二つの永久磁石を前記各磁性金属部材で吸引させ、該永久磁石の吸引回数をピーク出力電圧として出力する荷重計のピーク出力電圧数に基づいて磁性金属部材の欠落を検知する磁性金属部材の欠落検出方法を請求項１の発明とし、永久磁石の吸着力により浮動することがない複数の筒状の磁性金属部材をインサートした被検査体の前記筒状の磁性金属部材の外径位置に対向され、且つ一定距離離隔させた二つの永久磁石を被検査体との相対的な走査方向と直交するよう配置させ、前記各磁性金属部材に吸引されることによって永久磁石に加えられる吸引回数をピーク出力電圧として出力する荷重計を設けた磁性金属部材の欠落検出装置を請求項２の発明とし、請求項２の発明において、二つの永久磁石の極性を異なせた磁性金属部材の欠落検出装置を請求項３の発明とし、請求項２または３の発明において、被検査体がアルミよりなるエンジンブロックであり、筒状の磁性金属部材がシリンダライナである磁性金属部材の欠落検出装置を請求項４の発明とするものである。

本発明は、永久磁石の吸着力により浮動することがない複数の筒状の磁性金属部材をインサートした被検査体の前記筒状の磁性金属部材の外径位置に、一定距離離隔させて対向させるとともに被検査体との相対的な走査方向と直交するよう配置させた二つの永久磁石を前記各磁性金属部材で吸引させ、該永久磁石の吸引回数をピーク出力電圧として出力する荷重計のピーク出力電圧数に基づいて磁性金属部材の欠落を検知するものであるから、永久磁石にかかる吸引力は荷重計に直接かかるので、荷重計は永久磁石に対する吸引力を直接検出することとなって従来の磁力を検出する装置より簡単な構造となり、新たな電子回路を付加させることなく磁性金属部材を高精度で検知することができる。また、駆動機構が必要ないので故障が生じにくいうえに非接触による検出であるため摩耗や損傷が生じ難く長期耐用できるものとなる。

また、永久磁石と被検査体が相対的に移動されて走査が行われるものとすることにより、最小の永久磁石数で広い面積を有する被検査体の検査が可能となる。また、永久磁石を固定として被検査体を可動するものとすれば、製造ライン等から搬送されていく被検査体を検査することができる。

さらに、二つの永久磁石を筒状の磁性金属部材の外径位置に対向させて臨ませるとともに走査方向と直交するように配置させたものとすることにより、永久磁石による磁性金属部材への吸引力をより大きくすることができ、筒状の磁性金属部材を確実に検知して検出精度を向上させることができる。

請求項３のように、永久磁石の極性を異なせることにより、磁束はループ状となり永久磁石の吸着力は強くなり検出精度を高めることができる。

次に、図１、２に示されるアルミダイカスト成形されたエンジンブロックにインサートされる磁性金属部材よりなるシリンダライナの欠落を検出する装置に基づいて本発明の好ましい実施の形態を詳細に説明する。
図１中、１は検査装置であり、該検査装置１はベース２に取り付けられる荷重計３と、該荷重計３の着力点を下面に当接させてベース２に取り付けられる軸受に基端を枢軸により枢着させたブラケット４と、該ブラケット４の先端に取り付けられる左右一対の永久磁石５とからなるもので、永久磁石５が磁性金属部材１１により吸引されると、該吸引力に応じてブラケット４は下方に枢動することとなり、ブラケット４に加えられる下方への枢動力はブラケット４の下面を受ける荷重計３により直接検出されることとなる。また、永久磁石５は被検査体１０と一定距離離隔され、且つ筒状の磁性金属部材１１の外径位置に対向させて臨ませるとともに走査方向と直交するように配置されている。さらに、対向する二つの永久磁石５は極性を逆に異ならせて、磁性金属部材１１を介して磁束がループ状に形成されるようにしている。このように磁束をループ状にすることにより永久磁石５の吸着力が増して磁性金属部材１１の検出精度を高めることができる。なお、６はブラケット４に生じる振動を吸収するばねであり、該ばね６により振動を吸収することにより検出精度の低下を防止するものとしているが、検査装置１を上向きとして配置させる場合にはブラケット４が重力で垂れ下がらないように吊下げるばね６が必須となることはいうまでもない。また、基端をベース２に枢着させた前記ブラケット４は、ブラケット４の下面に配置される荷重計３の位置を調整することにより検出精度を変更することができる。

前記被検査体１０はアルミ製のエンジンブロックとして６０〜８０ｋｇの重量があるので永久磁石５の吸着力により浮動されることはなく、ブラケット４に取り付けられる永久磁石５が吸引されるようになっている。また、該エンジンブロックはコンベア等により次工程へ搬送される間に検査されて磁性金属部材１１としてのシリンダライナの欠落が検出されるものとしている。磁性金属部材１１としてのシリンダライナは図３に示されるよう
にアルミ製のエンジンブロックにインサートされるものである。このような筒状のシリンダライナの欠落を検出するため永久磁石５は図３に示されるようにシリンダライナの対向する外径位置に２個対向配置させたものとし、検出値が明確なピークとして表れるようにしてシリンダライナの欠落判定をより確実に行えるようにしているが、外径位置に１個だけ配置するものとしてもよいことはいうまでもない。

図３に示されるように２気筒目のシリンダライナが欠落したエンジンブロックを用いて静特性を実験した結果、図５に示されるようなデータが得られ、２番目の気筒位置の測定荷重がゼロであることから２気筒目のシリンダライナの欠落を検出できることが確認できた。また、図３におけるシリンダボア内に記入された１〜４の数字は気筒番号を示すものである。また、図５のグラフに示される丸枠内の１〜４の数字は各気筒位置を示すものである。

これらの実験から、磁性金属部材１１の欠落判定は荷重計３からのピーク出力電圧がエンジンの気筒数分出力されればＯＫとなるＯＫ方式と、出力電圧がピークの１／２となった場合、測定開始点より第１の気筒が配設されている距離までの間にピークがない場合、測定終了点前より最後の気筒が配設されている距離までにピークがない場合等にＮＧとするＮＧ方式をとることができるという知見を得た。

このように構成されたものは、アルミダイカスト成形されて磁性金属部材１１としてのシリンダライナがインサートされた被検査体１０としてのエンジンブロックを次工程に搬送される際、図１、２に示されるように検査装置１の左右一対の永久磁石５の下方を通過させれば、左右一対の永久磁石５により磁性金属部材１１よりなるシリンダライナは吸着されることとなる。

被検査体１０としてのエンジンブロックは重量があり永久磁石５の吸着力により浮動することがないので、永久磁石５は逆に磁性金属部材１１に引き寄せられようとする。この吸引力はブラケット４を介して荷重計３に直接伝達されることとなる。そして、荷重計３に加えられるブラケット４の押圧力に応じて荷重計３は図４示されるような電圧を出力することとなる。図４においてエンジンブロックの全長を走査する時間は約１．５秒としているが、この走査時間はコンベアの搬送速度により決まることはいうまでもない。

４気筒エンジンではシリンダライナは４つあるから、荷重計３から出力される電圧のピークは４個所となり、４つのシリンダライナがインサートされていることが判定できることとなる。もし、シリンダライナが欠落していれば図５（荷重を表示）に示されるようにピークは４箇所より少なくなるのでシリンダライナの欠落を判定できることとなる。

なお、前記好ましい実施の形態では、被検査体１０をエンジンブロックとして永久磁石５の吸着力では浮動しない重さを有しているが、被検査体１０がプラスチックスように軽量で永久磁石５の吸着力で浮動するものの場合、被検査体１０を固定物等に係止させて浮動しないようにすることはいうまでもない。

本発明の好ましい実施の形態を示す一部切欠正面図である。本発明の好ましい実施の形態を示す一部切欠側面図である。エンジンブロック上を永久磁石が走査する状態を示す説明図である。シリンダライナの欠落のない４気筒のエンジンブロックを約１．５秒で走査した際、荷重計より出力される電圧を示すグラフである。２気筒目のシリンダライナが欠落したエンジンブロックを始端から終端まで走査した際、荷重計が検出した荷重値を示すグラフである。

符号の説明

３荷重計
５永久磁石
10 被検査体
11 磁性金属部材

Claims

永久磁石の吸着力により浮動することがない複数の筒状の磁性金属部材をインサートした被検査体の前記筒状の磁性金属部材の外径位置に、一定距離離隔させて対向させるとともに被検査体との相対的な走査方向と直交するよう配置させた二つの永久磁石を前記各磁性金属部材で吸引させ、該永久磁石の吸引回数をピーク出力電圧として出力する荷重計のピーク出力電圧数に基づいて磁性金属部材の欠落を検知することを特徴とする磁性金属部材の欠落検出方法。
永久磁石の吸着力により浮動することがない複数の筒状の磁性金属部材をインサートした被検査体の前記筒状の磁性金属部材の外径位置に対向され、且つ一定距離離隔させた二つの永久磁石を被検査体との相対的な走査方向と直交するよう配置させ、前記各磁性金属部材に吸引されることによって永久磁石に加えられる吸引回数をピーク出力電圧として出力する荷重計を設けたことを特徴とする磁性金属部材の欠落検出装置。
二つの永久磁石の極性を異なせたことを特徴とする請求項２に記載の磁性金属部材の欠落検出装置。
被検査体がアルミよりなるエンジンブロックであり、筒状の磁性金属部材がシリンダライナであることを特徴とする請求項２または３に記載の磁性金属部材の欠落検出装置。