特開 2024-113450 積層鉄心の溶接ビードの検査装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024113450

(43)【公開日】2024-08-22

(54)【発明の名称】積層鉄心の溶接ビードの検査装置

(51)【国際特許分類】

   H02K 15/02 20060101AFI20240815BHJP

【ＦＩ】

H02K15/02 F

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023018437

(22)【出願日】2023-02-09

(71)【出願人】

【識別番号】513296958

【氏名又は名称】東芝産業機器システム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000567

【氏名又は名称】弁理士法人サトー

(72)【発明者】

【氏名】石塚 照雄

(72)【発明者】

【氏名】山際 晃平

(72)【発明者】

【氏名】浦野 雅春

【テーマコード（参考）】

5H615

【Ｆターム（参考）】

5H615AA01

5H615BB14

5H615PP06

5H615SS03

5H615SS05

5H615SS10

5H615SS16

5H615SS57

(57)【要約】      （修正有）

【課題】低コストでかつ検査結果のバラツキを低減し更には生産性の向上を図ることができる積層鉄心の溶接ビードの検査装置を提供する。
【解決手段】積層鉄心の厚み方向に延びる溶接溝６に形成された溶接ビード７の良否を検査する検査装置は、検査時に溶接ビード７に接触することで溶接ビード７の溶接溝６からの飛び出しを検知する検知機構３０と、検知機構３０を溶接ビード７の長手方向へ移動させる移動機構２０と、を備える。検知機構３０は、導電性を有する材料で構成され、検査時に積層鉄心の外周面のうち溶接溝６の両外側に接触する外周面検知部材４０と、導電性を有する材料で構成されかつ外周面検知部材４０と電気的に絶縁され、検査時に溶接ビード７と対向する位置に配置され溶接溝６に対する溶接ビード７の盛り上がりが予め設定された規定値以上である場合に当該溶接ビード７に接触するビード検知部材５０と、を有している。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

積層鉄心の厚み方向に延びる溶接溝に形成された溶接ビードの良否を検査する装置であって、
検査時に前記溶接ビードに接触することで前記溶接ビードの前記溶接溝からの飛び出しを検知する検知機構と、
前記検知機構を前記溶接ビードの長手方向へ移動させる移動機構と、を備え、
前記検知機構は、
導電性を有する材料で構成され、検査時に前記積層鉄心の外周面のうち前記溶接溝の両外側に接触する外周面検知部材と、
導電性を有する材料で構成されかつ前記外周面検知部材と電気的に絶縁され、検査時に前記溶接ビードと対向する位置に配置され前記溶接溝に対する前記溶接ビードの盛り上がりが予め設定された規定値以上である場合に当該溶接ビードに接触するビード検知部材と、を有している、
積層鉄心の溶接ビードの検査装置。

【請求項2】

前記外周面検知部材は、前記溶接溝の長手方向へ回転可能に構成されている、
請求項１に記載の積層鉄心の溶接ビードの検査装置。

【請求項3】

前記外周面検知部材として、前記ビード検知部材を挟む位置に配置され相互に電気的に絶縁された第１外周面検知部材と第２外周面検知部材とを有して構成されている、
請求項１に記載の積層鉄心の溶接ビードの検査装置。

【請求項4】

前記外周面検知部材と前記積層鉄心とが導通した状態であり、かつ、前記ビード検知部材と前記積層鉄心とが導通していない状態であった場合に前記溶接ビードが良好であると判断し、前記外周面検知部材と前記積層鉄心とが導通した状態であり、かつ、前記ビード検知部材と前記積層鉄心とが導通した状態である場合に前記溶接ビードが不良であると判断する処理を実行可能な制御部を更に備える、
請求項１から３のいずれか一項に記載の積層鉄心の溶接ビードの検査装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、積層鉄心の溶接ビードの検査装置に関する。

【背景技術】

【0002】

電動機に用いられる積層鉄心は、電磁鋼板をプレスで打ち抜いたものを積層したのち、外周部分を自動溶接装置によって溶接されて結束される。近年、電動機が搭載される製品の小型化が望まれており、電動機を搭載するためのスペースの余裕が少なくなってきている。そのため、溶接によって形成された溶接ビードが規定値を超えて盛り上がり、積層鉄心の外周から飛び出していると、溶接ビードが他の構造物と干渉して組み立て不能となることがある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１９－０３３５９５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

そのため、上述したような積層鉄心については、厳密な寸法管理が必要であるため、溶接ビードに関して厳格な検査を行っている。溶接ビードの検査方法としては、例えば基準となるゲージを用いて作業者の手作業で検査を行うゲージ検査がある。しかしながら、作業者の手作業によるゲージ検査の場合、熟練した技術が必要であることから検査できる作業者が限られている。また、作業者の手作業によるゲージ検査は、作業者の負担が大きく、更には作業者によって判定にバラツキが生じる、といった問題があった。

【0005】

そこで、例えばカメラやレーザセンサ等の光学装置や３次元測定装置等を用いて自動で検査を行うことも考えられる。しかしながら、これらの装置はコストが非常に高く、また、その装置の扱いにも熟練した技術が必要となる。

【0006】

そこで、低コストでかつ検査結果のバラツキを低減し更には生産性の向上を図ることができる積層鉄心の溶接ビードの検査装置を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0007】

実施形態による積層鉄心の溶接ビードの検査装置は、積層鉄心の厚み方向に延びる溶接溝に形成された溶接ビードの前記溶接溝からの飛び出しに関する良否を検査する装置である。積層鉄心の溶接ビードの検査装置は、検査時に前記溶接ビードに接触することで前記溶接ビードの前記溶接溝からの飛び出しを検知する検知機構と、前記検知機構を前記溶接ビードの長手方向へ移動させる移動機構と、を備える。前記検知機構は、導電性を有する材料で構成され、検査時に前記積層鉄心の外周面のうち前記溶接溝の両外側に接触する外周面検知部材と、導電性を有する材料で構成されかつ前記外周面検知部材と電気的に絶縁され、検査時に前記溶接ビードと対向する位置に配置され前記溶接溝に対する前記溶接ビードの盛り上がりが予め設定された規定値以上である場合に当該溶接ビードに接触するビード検知部材と、を有している。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】実施形態による検査装置の対象となる積層鉄心の一例を示す斜視図

【図2】第１実施形態による検査装置の一例を概略的に示す図

【図3】第１実施形態による検査装置について検知機構の一例を示す平断面図

【図4】第１実施形態による検査装置について電気的構成の一例を示すブロック図

【図5】第１実施形態による検査装置について判定内容の一例を示す図

【図6】第１実施形態による検査装置について制御部で実行される制御内容の一例を示すフローチャート

【図7】第２実施形態による検査装置について検知機構の一例を示す平断面図

【図8】第２実施形態による検査装置について電気的構成の一例を示すブロック図

【図9】第２実施形態による検査装置について判定内容の一例を示す図

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、積層鉄心の溶接ビードの検査装置に係る複数の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、各実施形態において実質的に同一の要素には同一の符号を付して、その説明を省略する。また、以下の説明では、積層鉄心の溶接ビードの検査装置を単に検査装置と称する。各実施形態で説明する検査装置は、積層鉄心に形成された溶接ビードの盛り上がりが規定値を超えているか否か、例えば溶接溝から溶接ビードが飛び出していないか否かを判定するためのものである。

【0010】

まず、各実施形態における検査装置の検査対象となる積層鉄心１について、図１を参照して説明する。積層鉄心１は、図１に示すように、複数枚の鉄心片２を積層することにより形成されている。以下、鉄心片２の積層方向において、紙面の上側を積層鉄心１の上端と称し、紙面の下側を積層鉄心１の下端と称することがある。また、各鉄心片２の積層方向を、積層鉄心１の厚み方向と称することがある。

【0011】

各鉄心片２は、例えば薄い帯状の電磁鋼板を図示しないプレス機により環状に打ち抜いて形成されている。積層鉄心１には、中空部３及び複数のスロット４が形成されている。図示しない固定子は中空部３の内側に収容される。スロット４は、中空部３側へ向かって開口しており、図示しない巻線が収容される。また、積層鉄心１は、複数の耳部５を有している。耳部５は、積層鉄心１の外周側から外方へ突出した形状に形成されており、積層鉄心１を図示しない筐体に固定するために用いられる。本実施形態の場合、耳部５は、積層鉄心１の周方向に等間隔となる例えば３箇所に設けられている。なお、中空部３、スロット４、及び耳部５の形状や数および位置は一例であり、積層鉄心１の構成は、図１に例示した構成例に限定されない。

【0012】

積層された複数の鉄心片２は、例えばアーク溶接等によって溶接されることで相互に結合される。そのため、積層鉄心１は、複数の溶接溝６及び溶接ビード７を有している。溶接溝６及び溶接ビード７は、積層鉄心１の外周面９側に設けられている。溶接溝６は、積層された鉄心片２を互いに溶接するための構成である。溶接溝６は、積層鉄心１の外周面９から窪んだ溝状に形成されており、積層鉄心１の厚み方向つまり鉄心片２の積層方向に沿って積層鉄心１の上端から下端まで延びている。溶接溝６は、例えば積層鉄心１の周方向において等間隔となる例えば６箇所に形成されている。

【0013】

溶接ビード７は、溶接によって発生する溶接痕の盛り上がりである。溶接ビード７は、溶接溝６の幅方向の中央部分に設けられており、溶接溝６に沿って形成されている。溶接溝６は、各鉄心片２を積層しない状態つまり各鉄心片２の単体の状態で既に形成されている。一方で、溶接ビード７は、各鉄心片２を積層しない状態では未だ形成されておらず、各鉄心片２を積層し溶接することで初めて形成される。

【0014】

（第１実施形態）
以下では、第１実施形態による検査装置について図２から図５も参照して説明する。検査装置１０は、図２に示すように、架台１１と、１組以上の移動機構２０及び検知機構３０と、を備えている。架台１１は、検査対象となる積層鉄心１を載置するための構成である。本実施形態の場合、積層鉄心１は、積層鉄心１の中心軸方向つまり積層方向が上下方向を向く姿勢で架台１１に載置される。移動機構２０は、検知機構３０を、架台１１に載置された積層鉄心１の厚み方向に沿って、つまり溶接溝６及び溶接ビード７の長手方向に沿って移動させるための構成である。

【0015】

本実施形態の場合、移動機構２０は、検知機構３０を、図２の矢印Ａで示す方向すなわち上下方向に移動させる。移動機構２０は、電力や空気圧若しくは油圧など外部からの動力原を受けて駆動する構成であり、例えばエアシリンダ、電動シリンダ、リニアステージ、モータ及びラックアンドピニオンなどで構成することができる。移動機構２０は、例えば直進方向に移動可能に構成されて検知機構３０を取り付け可能な移動部材２１を有して構成することができる。

【0016】

検知機構３０は、検査時に溶接ビード７に接触することで溶接ビード７の溶接溝６からの飛び出しを検知するための構成である。検知機構３０は、図３に示すように、外周面検知部材４０、ビード検知部材５０、軸受け部材３1、支持部材３２、接続部材３３、弾性部材３４、及び絶縁部材３５、３６を有している。

【0017】

外周面検知部材４０は、金属などの剛性及び導電性を有する材料で構成されている。また、外周面検知部材４０は、全体として外径の異なる複数の円柱又は円筒を組み合わせた形状に形成されている。外周面検知部材４０は、外周面接触部４１を有している。外周面接触部４１は、外周面検知部材４０の外周面を構成している。外周面接触部４１は、検査時に、積層鉄心１の外周面９のうち溶接溝６の幅方向に対する両外側に接触する部分である。

【0018】

本実施形態の場合、外周面検知部材４０は、例えば第１外周面検知部材４０１と第２外周面検知部材４０２とに分割したものを組み合わせて構成することができる。第１外周面検知部材４０１及び第２外周面検知部材４０２は、それぞれ外周面接触部４１を有している。第１外周面検知部材４０１と第２外周面検知部材４０２とは、例えば導通部材４０３を介して相互に電気的に接続されている。導通部材４０３は、例えば導電性を有する芯材の外側面に電気絶縁性を有する層を設けた部材で構成されている。そして、導通部材４０３は、両端部のそれぞれが第１外周面検知部材４０１及び第２外周面検知部材４０２に接触しており、ビード検知部材５０との絶縁を維持した状態で、第１外周面検知部材４０１と第２外周面検知部材４０２とを電気的に接続している。

【0019】

ビード検知部材５０は、外周面検知部材４０と同様に、金属などの剛性及び導電性を有する材料で構成されている。また、ビード検知部材５０は、全体として外径の異なる複数の円柱又は円筒を組み合わせた形状に形成されている。本実施形態の場合、外周面検知部材４０とビード検知部材５０との間に絶縁部材３５が設けられている。絶縁部材３５は、樹脂、ガラス、若しくはセラミックなどの電気絶縁性を有する部材で構成されている。これにより、ビード検知部材５０と外周面検知部材４０とは、相互に電気的に絶縁されている。

【0020】

ビード検知部材５０は、ビード接触部５１を有している。ビード接触部５１は、外周面検知部材４０の外周面を構成する。ビード接触部５１は、ビード検知部材５０のうち検査時に溶接ビード７と対向する位置に配置される部分である。また、ビード接触部５１は、検査時に、溶接溝６に対する溶接ビード７の盛り上がりが予め設定された規定値以上である場合に当該溶接ビード７に接触する部分である。規定値は、例えばユーザ等が積層鉄心１の仕様などに応じて適宜設定することができる。

【0021】

この場合、外周面接触部４１は、ビード接触部５１に対して積層鉄心１の周方向の両外側に設けられている。すなわち、ビード接触部５１は、外周面接触部４１によって挟まれている。外周面接触部４１及びビード接触部５１は、積層鉄心１のうち耳部５を除いた部分の外周面に沿って湾曲しかつ連続した湾曲面に形成することができる。なお、外周面接触部４１及びビード接触部５１は、湾曲面状に限られず、製造が容易な平坦面でも良い。

【0022】

外周面検知部材４０は、溶接溝６の長手方向へ回転可能に構成されている。本実施形態の場合、外周面検知部材４０とビード検知部材５０とは一体的に回転可能に構成されている。この場合、外周面検知部材４０及びビード検知部材５０は、それぞれ軸部４２、５２を有している。各軸部４２、５２の中心軸Ｊは共通しており、移動部材２１の移動方向に対して直角方向、つまり積層鉄心１の外周面９の接線方向を向いている。

【0023】

各軸部４２、５２は、それぞれ軸受け部材３1を介して支持部材３２に回転可能に支持されている。軸受け部材３1及び支持部材３２は、金属などの導電性を有する部材で構成されている。以下の説明では、軸受け部材３1及び支持部材３２のうち、一方を第１軸受け部材３１１及び第１支持部材３２１と称し、他方を第２軸受け部材３1２及び第２支持部材３２２と称することがある。第１軸受け部材３１１及び第１支持部材３２１と、第２軸受け部材３1２及び第２支持部材３２２とは、分離された別部材で構成されており電気的に接続されていない。

【0024】

図３の例において、第１軸受け部材３１１は、外周面検知部材４０の軸部４２を回転可能に支持している。そのため、外周面検知部材４０は、第１軸受け部材３1を介して第１支持部材３２１に電気的に接続されている。また、第２軸受け部材３1２は、ビード検知部材５０の軸部５２を回転可能に支持している。そのため、ビード検知部材５０は、第２軸受け部材３1２を介して第２支持部材３２２に電気的に接続されている。

【0025】

接続部材３３は、検知機構３０を移動部材２１に接続するための構成である。接続部材３３は、例えば金属で構成することができる。この場合、接続部材３３のうち積層鉄心１側には、絶縁部材３６を介して第１支持部材３２１及び第２支持部材３２２が固定されている。絶縁部材３６は、絶縁部材３５と同様に、樹脂、ガラス、若しくはセラミックなどの電気絶縁性を有する部材で構成されている。これにより、絶縁部材３６は、第１支持部材３２１と第２支持部材３２２とが、接続部材３３を介して相互に電気的に接続することを防いでいる。なお、接続部材３３を、例えばエンジニアリングプラスチックなどのように剛性及び電気絶縁性を有する部材で構成した場合には、絶縁部材３６を省略することができる。

【0026】

接続部材３３のうち積層鉄心１に対する反対側は、移動部材２１に接続されている。接続部材３３は、検知機構３０が移動部材２１の移動方向に対して直角方向へ移動可能となるように接続している。すなわち、接続部材３３は、移動部材２１に対して、積層鉄心１の溶接溝６から離れる方向及び近づく方向、つまり図２及び図３の矢印Ｂで示す方向へ移動可能に構成されている。例えば接続部材３３は、支持部材３２に摺動可能に通された摺動部３３１を有して構成することができる。

【0027】

弾性部材３４は、検知機構３０に対して、検知機構３０が積層鉄心１側へ向かう方向の弾性力を作用させる機能を有する。弾性部材３４は、例えばコイルスプリングで構成することができる。弾性部材３４がコイルスプリングである場合、弾性部材３４は、弾性部材３４の内側に摺動部３３１が通されて、弾性部材３４の自然長に対して常に圧縮された状態で移動部材２１と接続部材３３との間に配置されている。なお、弾性部材３４は、コイルスプリングに限られず、例えば他の種類のばねや、さらには空圧式又は油圧式のダンパなどで構成することもできる。

【0028】

積層鉄心１は、検査前の状態において、つまり外周面接触部４１が積層鉄心１に接触していない状態において、外周面接触部４１のうち積層鉄心１側の縁部分と、積層鉄心１の外周側の縁部分とが、平面視で僅かに重なる位置に配置される。そして、検査が開始されると、検知機構３０は、外周面接触部４１が積層鉄心１に接触しながら下降する。このとき、検知機構３０は、積層鉄心１から離れる方向へ移動し、弾性部材３４を圧縮しながら図３の紙面上側へ押し込まれる。すると、圧縮された弾性部材３４は、外周面接触部４１が積層鉄心１の外周面９に押し付ける方向へ弾性力を作用させ、これにより外周面接触部４１は積層鉄心１の外周面９に密着する。したがって、検知機構３０は、積層鉄心１の外径の寸法誤差を吸収でき、その結果、外周面接触部４１が積層鉄心１に接触しないことに基づく検査の失敗を低減することができる。

【0029】

検査装置１０は、外周面側電流計測部Ａ１、ビード側電流計測部Ａ２、及び電源Ｖ１、Ｖ２を更に備えている。外周面側電流計測部Ａ１は、外周面検知部材４０と積層鉄心１との間に流れる電流を計測するためのものである。すなわち、外周面側電流計測部Ａ１は、外周面検知部材４０と積層鉄心１との間の電気的な導通を検出する機能を有する。ビード側電流計測部Ａ２は、ビード検知部材５０と積層鉄心１との間に流れる電流を計測するためのものである。すなわち、ビード側電流計測部Ａ２は、ビード検知部材５０と積層鉄心１との間の電気的な導通を検出する機能を有する。

【0030】

本実施形態の場合、軸受け部材３1及び支持部材３２は導電性を有する部材で構成されている。すなわち、外周面検知部材４０と第１軸受け部材３１１と第１支持部材３２１とは電気的に導通している。そこで、外周面側電流計測部Ａ１に接続された導線９１の他方の端部は、回転する外周面検知部材４０の軸部４２ではなく、回転しない第１支持部材３２１に接続されている。電源Ｖ１は、外周面検知部材４０と積層鉄心１との間に電位差を与えるためのものである。

【0031】

また、ビード検知部材５０と第２軸受け部材３１２と第２支持部材３２２とは電気的に導通している。そこで、ビード側電流計測部Ａ２に接続された導線９２の他方の端部は、回転するビード検知部材５０の軸部５２ではなく、回転しない第２支持部材３２２に接続されている。電源Ｖ２は、ビード検知部材５０と積層鉄心１との間に電位差を与えるためのものである。

【0032】

ここで、外周面検知部材４０は、検査時に積層鉄心１の外周面のうち溶接溝６の両外側に接触するように構成されている。この場合、外周面検知部材４０が積層鉄心１に接触していると、外周面検知部材４０と積層鉄心１との間に電流が生じる。一方で、外周面検知部材４０が積層鉄心１に接触していなければ、外周面検知部材４０と積層鉄心１との間には電流は生じない。そのため、外周面側電流計測部Ａ１が電流を計測していれば、外周面検知部材４０が積層鉄心１に接触している状態であることがわかる。これに対し、外周面側電流計測部Ａ１が電流を計測していなければ、外周面検知部材４０が積層鉄心１から離れている状態であることがわかる。

【0033】

また、ビード検知部材５０は、検査時に溶接ビード７と対向する位置に配置され、かつ、溶接溝６に対する溶接ビード７の盛り上がりが予め設定された規定値以上である場合に溶接ビード７に接触するように構成されている。この場合、ビード検知部材５０が溶接ビード７に接触していると、ビード検知部材５０と積層鉄心１との間に電流が生じる。一方で、ビード検知部材５０が溶接ビード７に接触していなければ、ビード検知部材５０と積層鉄心１との間には電流は生じない。そのため、ビード側電流計測部Ａ２が電流を計測していなければ、ビード検知部材５０が溶接ビード７に接触していない状態であることがわかる。すなわち、ビード側電流計測部Ａ２が電流を計測していなければ、溶接ビード７の盛り上がり量が規定値未満であり、検査対象の積層鉄心１が良品であることがわかる。

【0034】

これに対し、ビード側電流計測部Ａ２が電流を計測していれば、ビード検知部材５０が溶接ビード７に接触した状態であることがわかる。すなわち、ビード側電流計測部Ａ２が電流を計測していれば、溶接ビード７の盛り上がり量が規定値以上であること、換言すれば検査対象の積層鉄心１が不良品であることがわかる。以下の説明では、外周面側電流計測部Ａ１及びビード側電流計測部Ａ２において、それぞれ電流を計測している状態を「ＯＮ」と称し、電流を計測していない状態を「ＯＦＦ」と称することがある。

【0035】

図４に示すように、検査装置１０は、制御部６０を備えている。制御部６０は、例えばＰＬＣやパソコンなどのように演算部６０１及び記憶部６０２を有して任意のプログラミングが可能な汎用的なコンピュータや、専用の制御回路などで構成することができる。なお、ＰＬＣは、Programmable Logic Controllerの略である。演算部６０１は、例えばＣＰＵを含んで構成されており、各種の演算を行う。記憶部６０２は、例えば演算部６０１における演算結果や各種のコンピュータプログラムを記憶するための記憶領域である。

【0036】

制御部６０は、検査装置１０の動作を制御するとともに、検査結果を判断しその検査結果を出力する機能を有する。制御部６０は、外周面検知部材４０と積層鉄心１との導通状態、及びビード検知部材５０と積層鉄心１との導通状態に基づいて、溶接ビード７の良否を判定する処理を実行する。具体的には、制御部６０は、外周面検知部材４０と積層鉄心１とが導通した状態であり、かつ、ビード検知部材５０と積層鉄心１とが導通していない状態であった場合には、溶接ビード７が良好であると判断する。また、制御部６０は、外周面検知部材４０と積層鉄心１とが導通した状態であり、かつ、ビード検知部材５０と積層鉄心１とが導通した状態である場合には溶接ビード７が不良であると判断する。

【0037】

検査装置１０は、始端センサ６１、終端センサ６２、出力部６３、外周面側電流計測部Ａ１、及びビード側電流計測部Ａ２を備えている。始端センサ６１、終端センサ６２、出力部６３、外周面側電流計測部Ａ１、及びビード側電流計測部Ａ２は、制御部６０に電気的に接続されている。

【0038】

始端センサ６１及び終端センサ６２は、移動部材２１の位置を検出する機能を有する。始端センサ６１及び終端センサ６２は、例えば光電スイッチや近接スイッチなどで構成することがきるが、移動部材２１の位置を検出可能なものであれば検出原理や接触方式又は非接触方式のいずれであるかは特に限定されない。

【0039】

始端センサ６１は、移動部材２１の移動範囲の開始位置の近傍、図２の例では上端位置Ｓの近傍に設けられている。そして、始端センサ６１は、移動部材２１が移動範囲における開始位置Ｓ、この場合、図２における移動部材２１の移動範囲における上端位置Ｓに位置しているか否かを検出する。始端センサ６１は、移動部材２１が始端位置Ｓに位置している場合つまり移動部材２１を検出している場合は「ＯＮ」状態となり、移動部材２１が始端位置Ｓに位置していない場合つまり移動部材２１を検出していない場合は「ＯＦＦ」状態となる。

【0040】

終端センサ６２は、移動部材２１の移動範囲の終了位置Ｅの近傍、図２の例では下端位置Ｅの近傍に設けられている。そして、終端センサ６２は、移動部材２１が移動範囲における終了位置Ｅ、この場合、図２における移動部材２１の移動範囲における下端位置Ｅに位置しているか否かを検出する。終端センサ６２は、移動部材２１が終端位置Ｅに位置している場合つまり移動部材２１を検出している場合は「ＯＮ」状態となり、移動部材２１が終端位置Ｅに位置していない場合つまり移動部材２１を検出していない場合は「ＯＦＦ」状態となる。

【0041】

出力部６３は、検査装置１０の判定結果をユーザに提示する機能を有している。出力部６３は、例えばディスプレイやスピーカ若しくはブザーなどで構成することができ、表示や音などで判定結果をユーザに提示する。

【0042】

制御部６０は、図５に示すように、外周面側電流計測部Ａ１、ビード側電流計測部Ａ２、始端センサ６１、及び終端センサ６２の「ＯＮ」及び「ＯＦＦ」の組み合わせにより、検査状態及び検査結果を判定する処理を実行することができる。すなわち、始端センサ６１が「ＯＮ」で、かつ終端センサ６２が「ＯＦＦ」である場合、制御部６０は、移動部材２１及び検知機構３０が図２の上端位置Ｓに位置している、すなわち検査が実行前の待機状態であると判断する。

【0043】

また、始端センサ６１が「ＯＦＦ」で、かつ終端センサ６２が「ＯＮ」である場合、制御部６０は、移動部材２１及び検知機構３０が図２の下端位置Ｅに位置している、すなわち検査が終了した状態であると判断する。そして、始端センサ６１及び終端センサ６２のいずれもが「ＯＦＦ」である場合、制御部６０は、移動部材２１及び検知機構３０が図２の上端位置Ｓ及び下端位置Ｅのいずれもから離れた位置である、すなわち検査中の状態であると判断する。

【0044】

また、検査中において、外周面側電流計測部Ａ１が「ＯＮ」であり、かつビード側電流計測部Ａ２が「ＯＦＦ」である場合、外周面接触部４１は積層鉄心１に接触し、かつビード接触部５１は溶接ビード７に接触していないことを意味する。したがって、この場合、制御部６０は、検査対象である積層鉄心１の溶接ビード７が規定値に収まっていると判断する。なお、図５では、溶接ビード７の盛り上がりが規定値に収まっていることを「ＯＫ」の文字で示している。

【0045】

また、検査中において、外周面側電流計測部Ａ１及びビード側電流計測部Ａ２のいずれもが「ＯＦＦ」である場合、外周面接触部４１及びビード接触部５１の両方が積層鉄心１及び溶接ビード７に接触していないことを意味する。したがって、この場合、制御部６０は、検査が正常に行われていないつまり検査異常であると判断する。

【0046】

また、検査中において、ビード側電流計測部Ａ２が「ＯＮ」である場合、ビード接触部５１が溶接ビード７に接触していることを意味する。したがって、この場合、制御部６０は、検査対象である積層鉄心１の溶接ビード７が規定値を超えて盛り上がっていると判断する。なお、図５では、溶接ビード７の盛り上がりが規定値を超えていることを「ＮＧ」の文字で示している。

【0047】

そして、制御部６０は、検査の開始から終了までの期間、つまり上端位置Ｓから下端位置Ｅに亘って全て「ＯＫ」の状態が維持された場合に、検査対象の積層鉄心１が良品であるつまり検査結果が合格である判定する。一方、制御部６０は、検査の開始から終了までの期間、つまり上端位置Ｓから下端位置Ｅに亘って一か所でも「ＮＧ」が検出された場合には、検査対象の積層鉄心１が不良品であるつまり検査結果が不合格であると判定する。

【0048】

次に、図６も参照して、制御部６０で実行される制御フローについて説明する。制御部６０は、検査を開始すると、ステップＳ１１に処理を移行し、移動機構２０を動作させて移動部材２１とともに検知機構３０の移動を開始させる。すると、移動部材２１は、図２の開始位置Ｓから終端位置Ｅこの場合下方へ向けて移動を開始する。次に、制御部６０は、ステップＳ１２において、現在の判定がＯＫであるか否かを判断する。

【0049】

現在の判定がＯＫでない場合（ステップＳ１２でＮＯ）、すなわち図５に示す検査異常又はＮＧとなった場合、制御部６０は、ステップＳ１３に処理を移行させ、移動機構２０の動作を異常停止させて、検査を中断する。そして、制御部６０は、ステップＳ１５へ処理を移行させる。

【0050】

一方で、現在の判定がＯＫである場合（ステップＳ１２でＹＥＳ）、制御部６０は、ステップＳ１４に処理を移行させる。そして、制御部６０は、ステップＳ１４において、終端センサ６２がＯＮしたか否か、すなわち移動部材２１が終端位置Ｅに到達したか否かを判断する。制御部６０は、終端センサ６２がＯＦＦである場合（ステップＳ１４でＮＯ）、すなわち移動部材２１が未だ終端位置Ｅに到達していない場合、ステップＳ１２に処理を戻し検査を継続する。そして、移動部材２１が未だ終端位置Ｅに到達し終端センサ６２がＯＮになると（ステップＳ１４でＹＥＳ）、制御部６０は、ステップＳ１５へ処理を移行させる。

【0051】

そして、制御部６０は、ステップＳ１５において、出力部６３を用いて検査結果を報知する。検査結果が良品つまり合格であった場合、制御部６０は、出力部６３を用いて、例えば検査結果が合格である旨の文字を表示させたり合格を想起させる音声を再生したりすることで、検査結果を報知する。また、検査結果が不良品つまり不合格であった場合、制御部６０は、出力部６３を用いて、例えば検査結果が不合格である旨の文字を表示させたり不合格であることを想起させる音声を再生したりすることで、検査結果を報知する。そして、制御部６０は、一連の検査を終了させる。なお、出力部６３は、例えば上述したように検査結果を報知することに代えて、又は検査結果を報知することに加えて、検査結果を電気信号として外部の装置に出力する構成でも良い。これによれば、検査装置１０を、例えば自動ラインで使用することができる。

【0052】

以上説明した実施形態によれば、検査装置１０は、積層鉄心１の厚み方向に延びる溶接溝６に形成された溶接ビード７の良否を検査する装置である。検査装置１０は、移動機構２０と、検知機構３０と、を備える。移動機構２０は、検知機構３０を溶接ビード７の長手方向へ移動させる機能を有する。検知機構３０は、検査時に溶接ビード７に接触することで溶接ビード７の溶接溝６からの飛び出しを検知する機能を有する。

【0053】

検知機構３０は、外周面検知部材４０と、ビード検知部材５０と、を有する。外周面検知部材４０は、導電性を有する材料で構成され、検査時に積層鉄心１の外周面のうち溶接溝６の両外側に接触する。ビード検知部材５０は、導電性を有する材料で構成されかつ外周面検知部材４０と電気的に絶縁されている。そして、ビード検知部材５０は、検査時に溶接ビード７と対向する位置に配置され溶接溝６に対する溶接ビード７の盛り上がりが予め設定された規定値以上である場合に当該溶接ビード７に接触する。

【0054】

これによれば、検査装置１０又はユーザは、検査時における、外周面検知部材４０と積層鉄心１との導通状態、及びビード検知部材５０と積層鉄心１との導通状態、に基づいて溶接ビード７の良否を判断することができる。このたため、実施形態の検査装置１０によれば、溶接ビード７の検査結果に人の判断が関与しないため、作業者がゲージ検査を行った場合等に生じる検査結果のバラツキを低減することができる。

【0055】

また、実施形態の検査装置１０によれば、溶接ビード７の検査を人の判断に寄らずに自動化することができ、その結果、溶接ビード７の検査に関する作業性の向上すなわち積層鉄心１の生産性の向上を図ることができる。更には、実施形態の検査装置１０によれば、コストの高い光学装置や３次元測定装置を用いていないため、高精度でバラツキの少ない検査装置１０を低コストで実現することができる。

【0056】

外周面検知部材４０は、溶接溝６の長手方向へ回転可能に構成されている。これによれば、外周面検知部材４０が、積層鉄心１の外周面のうち溶接溝６の両外側に接触して移動する際に、外周面検知部材４０が回転するため、外周面検知部材４０と積層鉄心１との接触部分にひっかき傷などの発生を抑制できる。

【0057】

また、実施形態の検査装置１０は、制御部６０を更に備えている。制御部６０は、外周面検知部材４０と積層鉄心１とが導通した状態であり、かつ、ビード検知部材５０と積層鉄心１とが導通していない状態であった場合に溶接ビード７が良好つまり検査が合格であると判断する。また、制御部６０は、外周面検知部材４０と積層鉄心１とが導通した状態であり、かつ、ビード検知部材５０と積層鉄心１とが導通した状態である場合に溶接ビード７が不良であるつまり検査が不合格であると判断する。これによれば、検査の良否を制御部６０が自動で判断するため、更に生産性を向上させることができる。

【0058】

（第２実施形態）
次に、第２実施形態について図７から図９を参照して説明する。第２実施形態は、検知機構３０の具体的構成が第１実施形態と異なる。なお、本実施形態の制御部６０で実行される制御フローは、第１実施形態と同様である。第２実施形態の検知機構３０は、第１実施形態の検知機構３０に共通する構成として、軸受け部材３１、支持部材３２、接続部材３３、弾性部材３４、及び絶縁部材３５、３６を有している。また、第２実施形態の検知機構３０は、第１実施形態の検知機構３０と異なる構成として、２つの外周面検知部材７０１、７０２、１つのビード検知部材８０、及び軸部材３７を有している。

【0059】

外周面検知部材７０１、７０２は、第１実施形態の外周面検知部材４０に相当する構成であり、金属などの剛性及び導電性を有する材料で構成されている。外周面検知部材７０１、７０２は、ビード検知部材８０を挟む位置に配置されており、相互に電気的に絶縁されている。外周面検知部材７０１、７０２は、全体として外径の異なる複数の円柱又は円筒を組み合わせた形状に形成されている。外周面検知部材７０１、７０２は、相互に分離されており、同一形状の部品を対称に配置して構成されている。すなわち、外周面検知部材７０１、７０２は、それぞれ外周面接触部７１及び軸部７２を有している。外周面接触部７１及び軸部７２は、第１実施形態の外周面接触部４１及び軸部４２に相当する。以下の説明では、２つの外周面検知部材７０１、７０２のうち一方を第１外周面検知部材７０１と称し、他方を第２外周面検知部材７０２と称することがある。

【0060】

第１外周面検知部材７０１の軸部７２は、第１軸受け部材３１１に回転可能に支持されている。そして、第１外周面検知部材７０１は、第１軸受け部材３１１を介して第１支持部材３２１に電気的に接続されている。また、第２外周面検知部材７０２の軸部７２は、第２軸受け部材３１２に回転可能に支持されている。そして、第２外周面検知部材７０２は、第２軸受け部材３１２を介して第２支持部材３２２に電気的に接続されている。

【0061】

ビード検知部材８０は、第１実施形態のビード検知部材５０に相当する構成である。ビード検知部材８０は、ビード検知部材５０のビード接触部５１に相当する構成として、ビード接触部８１を有している。本実施形態の場合、ビード検知部材８０は、例えば円筒又は円環板状に構成されており、２つの外周面検知部材７０１、７０２に挟まれて配置されている。外周面検知部材７０１、７０２とビード検知部材８０との間には絶縁部材３５が配置されており、これにより、外周面検知部材７０１、７０２とビード検知部材８０とは電気的に絶縁されている。すなわち、ビード検知部材８０は、第１支持部材３２１及び第２支持部材３２２のいずれに対しても電気的に絶縁されている。

【0062】

軸部材３７は、第１外周面検知部材７０１、第２外周面検知部材７０２、及びビード検知部材８０の中心に通された軸であり、第１外周面検知部材７０１、第２外周面検知部材７０２、及びビード検知部材８０を相互に連結している。この場合、軸部材３７は、例えば第１外周面検知部材７０１と第２外周面検知部材７０２とビード検知部材８０とが一体的に回転するように、第１外周面検知部材７０１と第２外周面検知部材７０２とビード検知部材８０とを連結する構成とすることができる。なお、第１外周面検知部材７０１と第２外周面検知部材７０２とビード検知部材８０とが相対的に回転可能な構成であっても良い。

【0063】

また、第２実施形態の検査装置１０は、図７及び図８に示すように、外周面側電流計測部Ａ１１、Ａ１２、ビード側電流計測部Ａ２、及び電源Ｖ１１、Ｖ１２、Ｖ２を備えている。この場合、外周面側電流計測部Ａ１１、Ａ１２は、例えば導線９１１、９１２を介してそれぞれ外周面検知部材７０１、７０２に電気的に接続されている。また、ビード側電流計測部Ａ２は、第１実施形態と同様に、例えば導線９２を介してビード検知部材８０に電気的に接続されている。以下の説明では、外周面側電流計測部Ａ１１、Ａ１２のうち、第１外周面検知部材７０１に接続された方を第１外周面側電流計測部Ａ１１と称し、第２外周面検知部材７０２接続された方を第２外周面側電流計測部Ａ１２と称することがある。

【0064】

制御部６０は、図９に示すように、第１外周面側電流計測部Ａ１１、第２外周面側電流計測部Ａ１２、ビード側電流計測部Ａ２、始端センサ６１、及び終端センサ６２の「ＯＮ」及び「ＯＦＦ」の組み合わせにより、検査状態及び検査結果を判定する処理を実行することができる。そして、本実施形態では、制御部６０は、第１外周面側電流計測部Ａ１１及び第２外周面側電流計測部Ａ１２の「ＯＮ」、「ＯＦＦ」によって検査状態を更に詳細に判定することができる。

【0065】

すなわち、制御部６０は、始端センサ６１及び終端センサ６２の「ＯＮ」、「ＯＦＦ」の組み合わせにより、第１実施形態と同様に、待機中であるか、検査中であるか、又は検査終了であるかを判断する。また、制御部６０は、ビード側電流計測部Ａ２が「ＯＮ」であることに基づいて、検査結果がＮＧであること、すなわち積層鉄心１の溶接ビード７が規定値を超えて盛り上がっていることを判断する。

【0066】

そして、制御部６０は、第１外周面側電流計測部Ａ１１及び第２外周面側電流計測部Ａ１２の「ＯＮ」、「ＯＦＦ」の組み合わせにより、現在の検査状態が正常であるか否か、すなわち２つの外周面検知部材７０１、７０２が積層鉄心１の外周面に接触しているか否かを判断することができる。つまり、外周面側電流計測部Ａ１１、Ａ１２のいずれもが「ＯＮ」であるということは、外周面検知部材７０１、７０２の両方が積層鉄心１に接触していることを意味する。この場合、制御部６０は、検査が正常に行われていると判断する。

【0067】

一方で、外周面側電流計測部Ａ１１、Ａ１２のずれかが「ＯＮ」で他方が「ＯＦＦ」であるということは、外周面検知部材７０１、７０２の一方が積層鉄心１に接触し他方が接触していないことを意味する。この場合、例えば積層鉄心１の外周面に対して検知機構３０が傾いて配置されるなどして、外周面検知部材７０１、７０２の一方側が積層鉄心１の外周面から浮き上がってしまっていることなどが考えられる。そして、この場合には正常な検査結果を得ることができない。したがって、制御部６０は、外周面側電流計測部Ａ１１、Ａ１２のずれかが「ＯＮ」で他方が「ＯＦＦ」となった場合には、検査に異常が生じていると判断する。そして、制御部６０は、外周面側電流計測部Ａ１１、Ａ１２のずれも「ＯＮ」でかつビード側電流計測部Ａ２が「ＯＦＦ」である場合に、検査結果がＯＫであると判断する。

【0068】

以上説明したように、第２実施形態による検査装置１０は、ビード検知部材８０を挟む位置に配置され相互に電気的に絶縁された第１外周面検知部材７０１と第２外周面検知部材７０２とを有して構成されている。これによれば、第１外周面検知部材７０１と第２外周面検知部材７０２との接触状態つまり検査状態をより詳細に判断することができるため、検査の精度を更に向上させることができる。

【0069】

本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。

【符号の説明】

【0070】

１…積層鉄心、６…溶接溝、７…溶接ビード、９…外周面、１０…検査装置、２０…移動機構、３０…検知機構、４０…外周面検知部材、４０１…第１外周面検知部材、外周面検知部材、４０２…第２外周面検知部材、外周面検知部材、５０…ビード検知部材、６０…制御部、７０１…第１外周面検知部材、外周面検知部材、７０２…第２外周面検知部材、外周面検知部材、８０…ビード検知部材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】