JP5456405B2 - 検査装置 - Google Patents
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Description
その代表的な方式として隔壁貫通方式(スルーパーティション方式)が知られている(例えば、特許文献1参照)。このスルーパーティション方式は、隔壁を介して隣接するセル室内の中間極柱同士を、隔壁の貫通孔において溶接し接続するものである。これは従来から用いられてきた隔壁オーバー方式に比べ、接続に必要な導体を短くすることができるので、電圧特性が向上し、使用する鉛合金の量も低減可能となる利点を有している。
スルーパーティション方式の抵抗溶接においては、セル間の隔壁に設けた貫通孔を挟む形でセル間接続体(中間極柱)を配置する。
次に、電極を押圧した状態で正負それぞれのセル間接続体に接触させ、この電極により両セル間接続体を加圧して変形させ、セル間の隔壁の貫通孔内へ導入して、貫通孔内部で両セル間接続体を接触させる。その後、電極に所定の溶接電流を流して、両セル間接続体の接触面で抵抗溶接を行う。
また、溶接不十分な状態や、溶融鉛が飛散した状態であっても、外観からはその発見が困難であるという問題点があった。
さらに溶接時の溶融鉛の飛散は、その後の化成工程や、実際の使用状態において動作不良などの不具合が生じる可能性があり、セル間接続体の溶接状態を非破壊で確実に検出できることが望まれていた。
そこで、本発明の目的は、電槽隔壁を介して隣接するセル内に配置されたセル間接続体同士を、隔壁の貫通孔内において溶接することにより得られる溶接部の欠陥を非破壊で確実に検出することができる検査装置を提供することにある。
これにより、磁路形成部材は、溶接部を通過し耳部に向かう前の交流磁束を前記検出コイルの受信側に導き、検出コイルは受信した交流磁束に基づいて検査信号を判別部に出力する。
判別部は、検査信号に基づいて、セル間接続体の溶接部の状態(溶接部における溶接状態)の適否を判別する。
上記構成によれば、検査プローブをセル間接続体に対し、適切な位置に配置するだけで、検出コイルから送信された交流磁束を、確実に溶接部を通過させ、耳部に向かう前に検出コイルの受信側に導かせることができるので、より容易に検査を行うことができる。
上記構成によれば、溶接部を通過した後の交流磁束を確実に耳部に向かう前に検出コイルの受信側に導かせることができるので、ストラップと耳部との集合溶接部分の形状あるいは溶接状態の影響を受けることなく、確実に検査が行える。
図1は、実施形態の検査装置の概要構成ブロック図である。
検査装置10は、大別すると、検出コイル11を有し、鉛蓄電池12を構成するストラップ13A、13Bから導出されたセル間接続体14A、14Bの溶接部15に対向して溶接部15の検査を行うための検査プローブ16と、参照コイル17と、検出コイル11及び参照コイル17からの検査信号SD1、SD2に基づいて溶接部15の適否判定を行う検査装置本体18と、を備えている。
鉛蓄電池12は、スルーパーティション方式のモノブロック式鉛蓄電池であり、電槽内は、電槽隔壁21により各セル室22に仕切られ、電槽隔壁21の上部には貫通孔21Aが形成されている。
各セル室22内には、図示しない複数の正極板と、負極板とが図示しないセパレーターを介して交互に積層された極板群が収容されており、符号13Aは、二つのセル室22のうち、一方のセル室22内に収納された極板群の正極板のみの複数の耳部23Aをキャストオンストラップ法(COS)等により形成したストラップである。また符号13Bは、他方のセル室22内に収納された極板群の負極板のみの複数の耳部23Bをキャストオンストラップ法(COS)等により形成したストラップである。
各ストラップ13A、13Eは、金属材料(鉛合金等)で形成されている。各ストラップ13A、13Bの一端側の端部には、上方に起立するセル間接続体14A、14Bが導出されており、このセル間接続体14A、14Bは、電槽隔壁21の貫通孔21A内で溶接などによって一体化されている。
そして、図示しない両端のセル室22のストラップ13A、13Bからそれぞれ導出された正極柱および負極柱を図示しない電槽蓋体を介して上方に起立する正極端子、負極端子を形成し、鉛蓄電池として構成している。
また、図3は、検出プローブの動作説明図である。
検査プローブ16は、交流磁束を発生する検出コイル11と、検出コイル11から引き出された信号ケーブル31と、検査時にセル間接続体14A、14Bを構成する金属材料に検出コイル11が直接ふれないようにするための樹脂製のカバー部32と、セル間接続体14A、14Bにおける溶接部15を通過し耳部23A、23Bに向かう前の交流磁束を捕捉し、検出コイル11の受信側に導く磁路形成部材33と、を備えている。
磁路形成部材33としては、ストラップ13A、13Bを構成する金属材料(鉛合金)の比透磁率よりも大きな比透磁率を有する非磁性体材料で構成する。
具体的には、ストラップ13A、13Bの比透磁率=0.999の場合に、比透磁率=1.015のステンレス(SUS304)を磁路形成部材33としている。
この場合において、本実施形態では、磁路形成部材33を板状としているが、このときストラップ13A、13B側から見て、直径xφ、厚さL1の検出コイル11が見えないように下方側を覆うように、幅W≧x、奥行きL2≧L1となるように磁路形成部材33の寸法を定めるのが好ましい。
すなわち、印加電圧を高くすると検査範囲が広くなり、交流磁束の周波数を上げると磁力線の透過がしがたくなる。
また、板状ではなく、磁路形成部材33を円筒を直径部分で切った半円筒状としたり、検出コイル11の周囲を覆うことが可能な円筒形状や、断面矩形状の筒形状としたりしてもよい。
検出コイル11は、図2に示すように、略ドーナツ形状を有しており、その発生する磁界中の磁束経路中にストラップ13A、13Bから導出されたセル間接続体14A、14Bを溶接することにより得られる溶接部15が位置するように、図3に示すように、検出コイル11の回転中心軸CCが電槽隔壁21の貫通孔21Aの中心とほぼ一致するように配置することが好ましい。
このため、磁路形成部材33の厚さは、検出コイル11の回転中心軸CCが貫通孔21Aの中心とほぼ一致するのを必要以上に妨げない厚さとすることが好ましい。
続いて、検査原理について説明する。
参照コイル17により送信され、受信されて出力される検査信号SD2は、検出対象を地磁気以外の影響を受けていない大気としているため、一様であり、変動しない。
まず、検査装置本体18は、予め設定された電圧及び周波数の交流電力を検出コイル11及び参照コイル17に出力する。
これにより所定の周波数を有する交流磁束が検出コイル11及び参照コイル17から送信されることとなる。
この状態で、オペレーターが検査プローブ16の把持部16Aを把持して、図3に示すように、ストラップ13Bの上面に検査プローブ16を載せ、カバー部32をセル間接続体14Bに押し当てるようにすると、検出コイル11の回転中心軸CCは、溶接部15の中心とほぼ一致するような位置となる。
一方、溶接部15の中心より下方では、検出コイル11から送信された交流磁束は、磁路形成部材33を設けない場合には、図3に破線MG3で示すような経路に沿って溶接部15を通過して再び検出コイル11に受信されることとなる。この結果、ストラップ13Aの下方に溶接されている耳部23Aおよびストラップ13Bの下方に溶接されている耳部23Bの材料および形状の影響を受けてしまうこととなり、正確な溶接部15の状態を把握することは困難となるが、本実施形態では、磁路形成部材33としてSUS304の板状部材を検出コイル11とストラップ13Bとの間の位置に配置するようにしているので、検出コイル11から送信された交流磁束は、図3に実線MG2で示すように、ストラップ13Bよりも交流磁束が通過しやすい、磁路形成部材33の中、あるいは、近傍を通って、再び検出コイル11に受信されることとなる。
一つの鉛蓄電池12が6個のセル室22を有する電槽とした場合には、溶接部15は、電槽隔壁21の枚数5枚と等しい、5箇所存在する。
そこで、二つの鉛蓄電池A、Bのそれぞれの溶接部について、上述したような方法で、測定結果を得ると、得られる位相差(°)は、図4に示すようなものとなっていた。
この場合に、不良品判別用のしきい値THとして、位相差20°と設定したとすると、一方の鉛蓄電池Aは、全ての溶接部15において、しきい値TH=位相差20°以下となっているため、検査装置本体18により良品と判別される。
この場合において、同一の鉛蓄電池に対して、磁路形成部材33を設けた場合には、溶接部15が良品である場合には、その値が磁路形成部材33を設けない場合と比較して位相差が小さく検出され、溶接部15が不良品である場合には、その値が磁路形成部材33を設けない場合と比較して位相差が大きく検出されていた。
このため、磁路形成部材33を設けなかった従来においては、しきい値THをより大きな値とする必要があり(例えば、従来はしきい値THを位相差30°に設定)、検査精度をあまり高くすることができなかったが、本実施形態のように磁路形成部材33を設けることで、しきい値THを上述したように小さな値とすることができ、より確実、かつ、高精度で不良品を判別できることがわかった。
11 検出コイル
12 鉛蓄電池
13A ストラップ
13B ストラップ
14A、14B セル間接続体
15 溶接部
16 検査プローブ
17 参照コイル
18 検査装置本体(判別部)
21 電槽隔壁
21A 貫通孔
22 セル室
23A、23B 耳部
32 カバー部
33 磁路形成部材
CC 回転中心軸
SD1、SD2 検査信号
TH しきい値
Claims (2)
- 同極性極板の耳部がそれぞれ集合溶接された金属材料製の複数のストラップと、各前記ストラップから導出されたセル間接続体と、貫通孔を有する電槽隔壁と、を有する鉛蓄電池における、前記貫通孔を介して溶接された一対の前記セル間接続体の溶接部の状態を、電磁誘導探傷法を用いて検査する検査装置において、
交流磁束を発生して送信し、前記溶接部を通過させて、通過後の前記交流磁束を受信して検査信号を出力する検出コイルと、
前記溶接部を通過し前記耳部に向かう前の交流磁束を前記検出コイルの受信側に導く磁路形成部材と、
前記検査信号に基づいて、前記溶接部の状態の適否を判別する判別部と、
を備えたことを特徴とする検査装置。 - 請求項1記載の検査装置において、
前記磁路形成部材は、前記ストラップを構成する金属材料の比透磁率よりも大きな比透磁率を有する非磁性体で構成されていることを特徴とする検査装置。
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