JPH0219729Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この考案は、栓溶接検出器に関し、詳しくは、
栓溶接した後、塗装を施した鉄板などのように栓
溶接箇所が外部から分からないような磁性を有す
る部材に対して外部から栓溶接個所を容易に検出
できるような栓溶接検出器に関する。

［従来の技術］及び［解決しようとする課題］ 栓溶接した後に塗装された鉄板などについて栓
溶接個所を検出する場合、従来は、栓溶接箇所の
磁気特性の相違を利用して１個のＥ型磁芯等の電
磁式センサなどにより測定すべき範囲を全面走査
して栓溶接箇所の座標を摘出している。

このＥ型磁芯による方式は、それを移動させる
ことにより、それが磁気特性の相違したところを
移動した際にその中央の検出コイル部分に微分波
形を発生させてその位置を検出するものである
が、そのため、ノイズに影響され易く、その検出
波形が走査に影響されて不安定で捉え難く、その
労力は大変なものであつた。また、この方式を機
械的、自動的に行い、情報を記憶し、データ処理
してて検出することももちろん可能であるが、処
理が複雑、高度で高価なものとなる欠点がある。

この考案の目的は、比較的簡単な装置で、例え
ば、塗布された板状磁性材料等について広い塗装
の外から容易に栓溶接個所を検出できる栓溶接検
出器を提供することにある。

［解決しようとする課題］ このような目的を達成するために、この考案に
おいては、櫛形の磁芯の多数の歯部分にそれぞれ
検出用コイルを巻き、隣接する歯部分を連結支持
する根元連結部分にそれぞれ励磁コイルを巻き、
その先端が栓溶接個所に隣接して位置した２つの
歯部分の検出コイルにそれぞれ起電力を誘起させ
て栓溶接箇所を検出するものである。

［作用］ このように構成することで、栓溶接個所に隣接
して位置した歯部分の検出コイルが共有する隣接
した２つの磁気回路には栓溶接による部分的材質
の不均質によつて磁気的な不均衡が生じるので、
それによりそれぞれの磁気回路の磁気抵抗の差か
ら起電力を誘起させることができる。そこで、栓
溶接箇所に隣接した２つの検出コイルに誘起する
起電力を検出することで栓溶接個所を容易に検出
できる。

その結果、従来のＥ形磁芯を利用してその微分
波形の信号を検出し、かつ、それを走査に応じて
一点ずつ点状態で検出することに比べて走査速度
などの影響によるような不安定な要因がなく、ノ
イズに影響され難い栓溶接箇所が検出できる。ま
た、多数の歯部分を設けることができるので、一
度に複数の栓溶接箇所を同時に検出することも可
能であり、栓溶接箇所の検査の効率を向上させる
ことができる。

［実施例］ 以下、この考案の一実施例について図面を参照
して詳細に説明する。

第１図は、この考案の栓溶接検出器を適用した
一実施例の要部説明図であり、第２図は、その各
検出コイルの出力を示す説明図である。

第１図に示すように、栓溶接検出器は、櫛形を
していて、８は、その櫛形磁芯であり、その多数
の歯部分には、検出コイル５（ｎ−３），５（ｎ
−２），５（ｎ−１），５（ｎ），５（ｎ＋１），５
（ｎ＋２），５（ｎ＋３），……が巻装されている。
なお、５は、これら検出コイルを代表する符号で
ある。

４，４，……は、隣接した歯部分の根元を結合
している櫛形磁芯の連結部にそれぞれ巻装された
励振コイル（ただし、各コイルは全て同一方向に
励振するように巻回されている）である。

１，２は、栓溶接されたそれぞれの鉄板であ
り、３は、鉄板１の表面上に塗布された塗装層で
ある。６は、鉄板１，２を栓溶接した栓溶接個所
である。

ここで、各励磁コイル４に同じ大きさの電流が
一定方向に流されたときには、それぞれの励磁コ
イル４により連結部分には等しい磁束が同一方向
に生じる。７は、その場合に発生する磁束の磁力
線を示している。

各歯部分に巻装された検出コイル５（ｎ−３），
５（ｎ−２），５（ｎ−１），５（ｎ），５（ｎ＋
１），５（ｎ＋２），５（ｎ＋３）は、それぞれｎ
−３番目、ｎ−２番目、……ｎ＋２番目、ｎ＋３
番目の櫛の歯に巻いた検出コイルである。磁力線
７で示される磁気回路をみると理解できるよう
に、これら検出コイルのうち栓溶接箇所６に隣接
していないｎ−３番目、ｎ−２番目、あるいはｎ
＋２番目、ｎ＋３番目の検出コイルでは、これら
の検出コイルを共有している隣接した２つの磁気
回路の磁気抵抗は互いに等しい状態にある。しか
も、検出コイルが巻装された歯部分では磁力線７
の方向が逆になる。したがつて、検出コイル内の
磁力線（磁束）は打ち消し合い、ｎ−３番目、ｎ
−２番目、あるいはｎ＋２番目、ｎ＋３番目とし
て示される検出コイルには起電力が生じない。

一方、ｎ−１番目のコイル５（ｎ−１）やｎ＋
１番目のコイル５（ｎ＋１）では、磁力線７で示
される、これらのコイルを共有する２つの隣接す
る磁気回路の磁気抵抗は、一方の回路にのみ栓溶
接個所６（他部分とは透磁率が異なる）が存在し
ているために、これら磁気回路での磁力線７は互
いに等しくならない。その結果、ここでは磁力線
（磁束）が打ち消し合い切れずに残留し、この残
留する磁力線（磁束）によりこれらの検出コイル
には起電力が生ずる。ただし、丁度、栓溶接個所
６の真上に位置するコイル５（ｎ）の場合は、こ
のコイルを共有する２つの隣接磁気回路の磁気抵
抗は互いにほぼ等しいので起電力はほとんど生じ
ない。

この様子をそれぞれの検出コイルについて出力
電圧の形で示すのが第２図である。中央の直線部
分は、電圧ゼロのレベルを示していて、縦方向が
出力レベルあり、横方向が各検出コイルの配置さ
れる位置に対応している。そして、●点で示す点
９（ｎ−３），９（ｎ−２），……９（ｎ＋２），
９（ｎ＋３）は、それぞれ直線部の位置において
検出コイルが配置される位置に対応し、かつ、縦
方向において検出コイル５（ｎ−３），５（ｎ−
２），……５（ｎ＋２），５（ｎ＋３）に生じた起
電力、即ち出力電圧値に対応してプロツトしたも
のである。なお、点線で示す線は、検出コイルが
栓溶接箇所に対してそれぞれ対応して位置にずれ
て配置された場合の出力レベルを示している。

第１図は、検出コイル５（ｎ−１）と検出コイ
ル５（ｎ＋１）との磁気回路が最も不平衡となつ
た状態の位置に対応していて、このとき起電力は
最大になる。したがつて、どちらかへ櫛形磁芯８
の位置がずれているときには不平衡の状態が緩和
されてその出力点線のように低下するが、これ
は、櫛形磁芯の位置を移動させることで第２図の
ような最大の起電力が得られるような不平衡状態
を採ることが可能である。

いずれにしろ、この図に示されるように点９
（ｎ−１）と９（ｎ＋１）とにあつては（或は、
点線で示すレベルのものにあつては）、互いに逆
位相の起電力となつている。このような関係は、
栓溶接箇所６の大きさと検出コイル５（ｎ）の位
置とに関係するが、栓溶接箇所６の面積が小さく
なると、隣接する検出コイルの起電力も小さくな
るがそれぞれの位相関係が逆位相となることは変
わらない。なお、栓溶接箇所６が小さすぎる場合
には歯部分もそれに対応して小さいものとすれば
第２図に示す関係になる。一方、栓溶接箇所６の
面積が大きくなると、起電力の生じない検出コイ
ル５（ｎ）の数が逆位相の検出コイルの間に多く
なるだけである。

この逆位相の起電力は、一方を整流すれば発生
時点では逆位相でも同位相となる。励磁コイル４
は、従来と同様に、通常、交流の電流がながされ
るので、それに応じて誘起される起電力について
の信号も一般的には交流信号の形で取出される。

ところで、この栓溶接検出器の磁芯８の左右両
端部の歯部分に巻装された検出コイルは、隣接す
る磁気回路が形成されないためどのような検出状
態でも歯部分の磁力線７（磁束）が不均衡となり
常に起電力を生じるので検出には寄与できない。
しかし、ここに検出コイルが装着されているの
は、その１つ前の歯部分の検出コイルに対する磁
気回路としてバランスを採るためと、この検出コ
イルの出力を他の検出コイルの出力に対する補正
値として取出して利用する場合などに利点があ
る。また、通常、栓溶接箇所は部材の周囲にはな
いので、この検出コイルで栓溶接箇所を検出しな
いことに対する問題は生じない。

そこで、栓溶接箇所の検出は、櫛の両側の歯部
分を除いた歯部分に装着された検出コイルで行わ
れる。そして、ここでは、栓溶接箇所に隣接して
配置される２つ以上の歯部分の検出コイルから起
電力を得て、それを検出信号として栓溶接箇所を
検出するので、櫛の歯数は最低でも５は必要にな
る。

このように栓溶接箇所の両側で逆位相の起電力
を発生させることにより従来より容易に栓溶接個
所を検出できる。また、これまで栓溶接個所が１
個所だけ存在する場合について説明しているが、
複数個所に栓溶接個所が存在しても同様にして検
出できる。すなわち、櫛形磁芯８の歯部分の数を
多くすればそれだけ多くの領域で栓溶接箇所を同
時に検出することができる。

この実施例のように多数の歯を有する櫛形磁芯
とすれば、第１図に示した栓溶接検出器の歯部分
を接触させた鉄板について図の紙面に沿つた歯の
配列方向（ただし両端は除く）にある栓溶接箇所
が一度に検出できるので、紙面に垂直な方向に査
するだけで、平面を全て走査して栓溶接箇所を検
出することができ、検出効率が向上する。

以上説明してきたが、実施例では、鉄板におい
て栓溶接箇所を検出する例を挙げているが、この
発明は、建築物の鉄筋の栓溶接箇所等の検出も可
能である。

実施例では、多数の歯部分を有する線状にした
櫛型の栓溶接検出器を例としているが、このよう
な栓溶接検出器を多数並列に二次元配置して平面
的にすれば、一層効果的である。しかし、一般的
には効果対費用の面から見れば、線状検出器がよ
り実用的なものと言える。

［考案の効果］ 以上説明したようにこの考案にあつては、例え
ば、表面に塗装がされていて外部から栓溶接箇所
が分からないような鉄板等の磁性体であつても２
つの磁気回路の不平衡によつて生じる起電力をそ
れぞれ検出コイルで検出することによつて、従来
のＥ形磁芯を利用して微分波形の信号を検出し、
かつ、それを走査に応じて一点ずつ点状態で検出
することに比べて査速度などの影響によるような
不安定な要因がなく、ノイズに影響され難い栓溶
接箇所が検出できる。また、多数の歯部分を設け
ることができるので、一度に複数の栓溶接箇所を
同時に検出することも可能であり、栓溶接箇所の
検査の効率を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この考案の栓溶接検出器を適用した
一実施例の要部説明図、第２図は、その各検出コ
イルの出力を示す説明図である。 １，２……栓溶接された鉄板、３……塗装層、
４……励磁コイル、５……検出コイル、６……栓
溶接個所、７……磁力線、８……櫛形磁芯、９
（ｎ−１），９（ｎ），９（ｎ＋１）……検出コイ
ル出力点。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ５以上の複数の歯部分を有する櫛形の磁芯と、
   前記複数の歯部分のそれぞれに巻装された複数の
   検出コイルと、隣接する前記歯部分の根元を連結
   する連結部分のそれぞれに巻装された複数の励磁
   コイルとを備え、前記複数の歯部分の先端側は磁
   性を有する栓溶接部材の表面に接触され、前記複
   数の励磁コイルにより前記連結部分のそれぞれに
   等しい磁束を同一方向に発生させて前記検出コイ
   ルのうち前記磁芯の端部にある歯部分に巻装され
   た検出コイルを除いて前記歯部分の先端が栓溶接
   個所に隣接して位置する２つの歯部分の検出コイ
   ルにそれぞれ起電力を誘起させてこれら起電力を
   検出することにより栓溶接箇所を検出することを
   特徴とする栓溶接検出器。