JPH01259205A

JPH01259205A - リム端部割れ検出装置

Info

Publication number: JPH01259205A
Application number: JP8516588A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Iwai; 岩井　宏彰; Osamu Fujita; 修藤田; Yoshiichi Mori; 森　芳一; Shigeru Yuki; 結城　滋; Toshio Nakane; 中根　登史夫; Mitsuo Heiji; 瓶子　光男
Original assignee: KANAI SHIYARIN KOGYO KK; Kobe Steel Ltd
Current assignee: KANAI SHIYARIN KOGYO KK; Kobe Steel Ltd
Priority date: 1988-04-08
Filing date: 1988-04-08
Publication date: 1989-10-16
Anticipated expiration: 2012-11-05
Also published as: JP2671993B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野コ本発明は、タイヤホイールにおけるリムの欠陥部を自動
的に検出するリム端部割れ検出方法および装置に関する
ものである。

［従来の技術］自動車用鋼板製リム（タイヤホイール）は、製造工程の
後に、製品の品質管理ならびに安全性の要請から、エア
洩れ検査が行われている。

第５図は、特開昭５５−３６７４５号公報により提案さ
れている「タイヤホイールにおける欠陥部自動検出装置
」の概略説明図であって、２１はホイールリム、２１ａ
は密閉中空部、２　］、　ｂはホイールリム２１の外周
壁面、２１ｃは亀裂、２２゜２２′は密封部材、２３は
加熱エア注入装置、２４はエア導入管、２５は加熱ヒー
タ、２６は加熱エア感知用の検出端、２７は判別装置、
２８はホイールリム回転制御装置、２９はリム回転装置
、Ａはエアである。

この欠陥部自動検出装置の動作は、検査されるホイール
リム２１の両端開口部には密封部材２２゜２２′が嵌合
され、形成された密閉中空部２１ａに加熱エアが導入さ
れる。もし、ホイールリム２１に亀裂（割れ）２１ｃが
あれば亀裂２１　ｃを通過した加熱エアが検出端２６を
加熱し亀裂の検出が行える。全円周を検査するために、
ホイールリム２１を回転させるか、あるいはホイールリ
ム２１円周外方に検出端２６＆多数配置する等がなされ
る。

［解決しようとする課題］ところが、上記のエア洩れ検査については、ホイールリ
ム（以下、リムということがある）の内側と外側のシー
ルを行う必要があり、密封部材が使用される。したがっ
て、リムの端部（特に溶接部）に発生した割れについて
は、シール材によりかくされてしまう。

リム端部割れを検出するために、他の非破壊検査手段を
とるとすれば、一般に行われている非破壊試験の中では
、電磁誘導試験（ＥＴ）が比較的に可能性があるが、本
発明者等の実験によれば、形状、材質変化等により検出
性能が大きく影響され不安定である。

以」二要約すると、下記の問題がある。

（１）リムの内外のシールを行う必要性から、ある幅を
もった密封部材が使用され、リムの端部に発生した割れ
については、シール材によりかくされ、検出が不可能で
ある。

（２）電磁誘導試験においては、溶接部材による透磁率
、電気伝導度の変化、リフトオフの変化等により検出性
能が大きく変わり、確実に割れを検出できない。また他
の非破壊試験方法では、検出性能、設備コスト、処理時
間で問題がある。

本発明は、上記の問題を解決しようとするもので、リム
端部に限定して割れを高精度で検出するリム端部割れ検
出方法およびその装置を得ることを目的とする。

［ｉｎ！！　題を解決するための手段］本発明のリム端
部割れ検出方法は、リム端部を挾んでレーザ光を発する
レーザ光源と同レーザ光を検出する受光素子とを配し、
前記リム端部を通過する前記レーザ光の検出をもって前
記リム端部に割れ有と判定することを特徴とし、また、
本発明のリム端部割れ検出装置は、光線の入射を検知す
る受光素子と、同受光素子に向けて集束したレーザ光を
投射するレーザ光源と、前記受光素子とレーザ光源ある
いはいずれか一方を一体に載置し且つ前記受光素子とレ
ーザ光源との間に検査されるホイールのリム端部が位置
するように同リム端部に密着する１の位置状態と前記リ
ムの搬送移動が可能なように前記リム端部から離間した
２の位置状態との２つの位置状態間を移動可能に構成さ
れた検査架台とが設けられたことを特徴としている。

［作用］Ｌ　Ｅ　Ｄなどの一般光源は、コンデンサレンズで集束
しても距離が離れるにつれて照射スポット径が大きくな
り、照度が低下するが、レーザ光は同一位相光であるた
め完全な平行光線とすることができ、距離によって照度
が低下することがない。

本発明は、」１記のレーザ光の特性を利用して、高照度
光源を必要とするが、検出信号のコントラストの良好な
光透過法によりリム端部の貫通割れを検出しようとする
もので、通過光量が微少な細かい割れでも検出する高照
度光源としてまた多少遠方に配置しても照度の低下しな
い背光光源としてレーザ光源を使用している。

また、本発明装置では、装置を簡略化するために、前記
の光源位置の自由度を利用して、光源、受光素子の位置
決め凝すム現物倣いとして機械的に行っている。

［実施例］以下、本発明の一実施例を図面により詳細に説明する。

第１図は、−実施例としてのリム端部割れ検出方法によ
る検出装置の模式的な横断面図であって、１は割れを検
査されるリム、２は検査架台４〜８を上下ごせる上部シ
リンダ、３は上部シリンダ２の軸である上部軸、４はバ
ネ７を介して上部軸３に回転可能に取付けられている回
転カバー、５はレーザ光を発生し受光器８に向けて投光
するレーザ光源としての上部レーザ投光器、６はレーザ
光を発生し受光器９に向けて投光するレーザ光源として
の下部レーザ投光器、７は回転カバー４の軸受を弾性的
に支持するバネ、８はリム上縁の割れを透過レーザ光に
よって検出する受光素子としての上部受光器であり、上
記４〜８によって検査架台を構成している。

９はリム下縁の割れを透過レーザ光によって検出する受
光素子としての下部受光器、１０は検査されるリムが載
置される検査ステージ、１１は検査ステージ１０を回転
させるモータ、１２はモータ１１の動力を検査ステージ
１０に伝達する回転ベルト、１３は検査ステージ１０を
支える下部軸である。

第２図は、検査ステージ１ｏの前後搬送ラインの模式的
な縦断面図であって、１４は搬送ローラである。

第３図は、同実施例検査装置の制御関係ブロック図であ
って、１５はセンサアンプ、１６は割込み入カニニット
、１７はシーケンサである。

ここで、本方法装置の構成理由について説明する。

リム１の端部割れが見つかる範囲は、端部より５ｍｍ程
度であり、その範囲にレーザビームを投射する必要があ
る。反射方式のセンサを用いた場合に、レーザビームの
反射強度は割れの所で低下する。しかし、欠陥（割れ）
の幅が小さくなると（１ｍｍ程度以下）反射強度の下が
り方が少なくなり、検出スレッショルドレベルにかから
ない状況となる。実験では、２ｍｍ幅以上の欠陥しか検
出できない。

また、リム１の表面の反射率が低下して反射光強度が検
出スレッショルドレベル以下になると全面欠陥判定とい
う状態にもなる。

しかし、割れはリム１端部であるため全て貫通しており
、光透過方式を用いると、レーザビームの透過を検出す
ることで、非常に幅の狭い欠陥も検出できる。この場合
は、リム１の反射率の影響は受けないので、欠陥の幅の
みで検出レベルが決まる。実際に０．５ｍｍ程度の幅の
欠陥でも検出可能となる。

また、ＬＥＤ等の一般光源を用いた場合は、集束レンズ
を用いても光束が拡散し減衰するので、リム１の検査面
に対し数１０ｍｍ以内程度のごく近傍に光源を設定しな
ければならないが、レーザ光は単波長同一位相であり、
長距離に亘ってビームを拡散しない状態にすることが可
能であるため、光源の位置を比較的に自由に設定できる
。

このようにリム１の端部割れを検出するには、レーザ光
を集束させ透過型として使用することが必要条件となる
。

次に投光器、受光器の位置決め機構について説明する。

リム１の高さは、第４図のようにＭｉｎサイズの１８と
Ｍａｘサイズの１ｄとで違っており、一定していない。

しかし端部割れについては、前記のように端部より５ｍ
ｍ程度の１ｂ〜１ｅに必要検査範囲が固定されている。

そこでセンサ（投光器、受光器）の架台４〜８を第１図
のようにすることで、リム１の高さ変化があっても機械
的に位置設定ができる。

第１図において、回転カバー４は、バネ７を介して上部
シリンダ２の軸３に連結されており、上部シリンダ２が
伸びると、リム１上面のＢ面に回転カバー４が当り、上
部レーザ投光器５がＢ面より一定距離にセットされる。

回転カバー４とリム１が接触後、上部シリンダ２は引続
き伸びてバネ７が縮まり、下部レーザ投光器６がリム１
の下面と同レベルにある下部軸１３のＡ面に接触する所
で上部シリンダ２は停止する。

このようにしてリム１の下側と同レベルのＡ面およびリ
ム１の上側Ｂ面から、ある決められた距離の位置に上下
部レーザ投光器５，６が設定される。

上部受光器８は回転カバー４の軸受に固定されているの
で、上部レーザ投光器５の反対側へ自動的にセットされ
る。

また下部受光器９はＡ面と同レベルの０面で固定されて
おり、下部レーザ投光器６と下部受光器９の光軸は一致
する。

以十、のようにバネ７とシリンダ２を用いることで、任
意の高さのリム１に対してセンサ５，６゜７．８をリム
端から５ｍｍ以内を測定範囲とするように設定すること
ができる。

本実施例の検査装置はこのように構成されており、次の
ように動作する。

（１）第２図の右側からリムＪが搬送ローラ１４を使っ
て検査ステーシエ０に導かれる。このとき上下部レーザ
投光器５，６、上部受光器８を含む検査架台４〜８は、
検査ステージ１０の上方に待避している。なお、以上の
動作および以下（６）項までの動作はシーケンサ１７の
制御の下に行われる。

（２）リム］が検査ステージ１０にセラ１〜されると、
」二段シリンダ２の作動によって、上側から検査架台４
〜８が降りてきて、レーザ投光器５，６を所定の位置に
セットする（リム１のサイズにかかわらず所定の位置に
セラ１−する）。

（３）モータ１コ−を回転させ、回転ベル１−１２を介
して検査ステージ１０を回転させる。

（４）受光器８，９からの信号は、センサアンプ１５で
増幅されデジタル化され、割込み入力ユニッｌ−１６を
経由してシーケンサ１７に取込まれ割れの有無が判定さ
れる。

（５）検査ステージ１０を停止させ、検査架台４〜８を
上方に待避させる。

（６）搬送ローラ１４にてリム１を第２図の左側に送り
出す。

このようにして、本実施例の検査装置により、これまで
検出できなかったリム端の割れが検出できて、製品の信
頼性髪著しく向−４ニさせることができる。

なお、上記の実施例においては、下部レーザ投光器６は
待避姿勢の時」一方に移動したが、第１図中の下部軸１
３を中空としてその中に収納し、下部シリンダ（図示せ
ず）で下方に待避するようにしてもよく、この場合は下
部レーザ投光器６の」二昇時位置をリム上の大きさに関
係な（一定とし、また、バネ７に省略することができる
。

［発明の効果］本発明のりｌ＼端部割れ検出方法は、リム端部を挾んで
レーザ光を発するレーザ光源と同レーザ光を検出する受
光素子とを配し、前記リム端部を通過する前記レーザ光
の検出をもって前記リム端部に割れ有と判定しており、
また。

本発明のリム端部割れ検出装置は、光線の入射を検知す
る受光素子と、同受光素子に向けて装束したレーザ光を
投射するレーザ光源と、前記受光素子とレーザ光源ある
いはいずれか一方を一体に載置し且つ前記受光素子とレ
ーザ光源との間に検査されるホイールのリム端部が位置
するように同リム端部に密着する１の位置状態と前記リ
ムの搬送移動が可能なように前記リム端部から離間した
２の位置状態との２つの位置状態間を移動可能に構成さ
れた検査架台とが設けられており、（１）レーザ光送受
のセンサを置くだけでリムの表面状況に左右されず確実
に欠陥を検出できる。

（２）レーザビームを用いることで、非常に小さな割れ
の検出が可能である。

（３）センサの応答が速く、リムを速く回転させること
で高速検出が可能であり、検査時間を短くすることがで
きる等によりこれまで検出不能であった小さな割れをも検出
することができ、ホイールリム製品の信頼性を著しく向
上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は一実施例としてのリム端部割れ検出方法による
検出装置の模式的な横断面図、第２図は同実施例の検出
装置の前後搬送ラインの模式的な縦断面図、第３図は同
実施例の検査装置の制御関係ブロック図、第４図はリム
のＭａｘサイズとＭｉｎサイズの大きさを示す断面図、
第５図は従来のタイヤホイールにおける欠陥部自動検出
装置の概略説明図である。１・・・・・リム、２・・・・・上部シリンダ、３・・
・上部軸、４　・回転カバー、５，６・・・レーザ光源
としてのレーザ投光器、７　・・バネ、８，９・・・・
受光素子としての受光器、１０・・・・・検査ステージ
、１１　・・モータ、１２・・回転ベルト、１３・・・
・下部軸、１４・・・・・・搬送ローラ、１５　・・・
・センサアンプ、１６・・・・・割込み人カユニツ１〜
．１７　・シーケンサ。特許出願人　金井車軸工業株式会社（外１名）代理人　　弁理士　　小　林　　傅第２図第４図第５図第３図１ｂ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）リム端部を挾んでレーザ光を発するレーザ光源と
同レーザ光を検出する受光素子とを配し、前記リム端部
を通過する前記レーザ光の検出をもって前記リム端部に
割れ有と判定することを特徴とするリム端部割れ検出方
法。
（２）光線の入射を検知する受光素子と、同受光素子に
向けて集束したレーザ光を投射するレーザ光源と、前記
受光素子とレーザ光源あるいはいずれか一方を一体に載
置し且つ前記受光素子とレーザ光源との間に検査される
ホィールのリム端部が位置するように同リム端部に密着
する１の位置状態と前記リムの搬送移動が可能なように
前記リム端部から離間した２の位置状態との２つの位置
状態間を移動可能に構成された検査架台とが設けられた
ことを特徴とするリム端部割れ検出装置。