(57)【要約】【課題】簡便な溶着部品の取付位置検知方法を提供する。【解決手段】燃料タンク１のタンク外壁３の平板部７の外面に、超音波プローブ９を面当たりさせる探査面７Ａを設定し、平板部７の内面に溶着された溶着部品５の位置を検知する。溶着部品５には、探査面７Ａと平行な反射面１３Ａとなっている被検出部１３を形成する。そして、超音波プローブ９にて超音波を送受信して、反射面１３Ａからの反射波の音圧が所定の閾値以上である場合には、溶着部品５が正規取付位置に取り付けられていると判断する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース部材の平板部の外面に、超音波プローブを面当たりさせる探査面を設定し、前記平板部の内面に溶着された溶着部品の位置を検知する取付位置検知方法であって、
前記溶着部品に、前記平板部とは反対側へ突出した形態であり、且つ突出端面が前記探査面と平行な反射面となっている被検出部を形成した上で、
前記超音波プローブにて超音波を送受信して、前記反射面からの反射波の音圧が所定の閾値以上である場合には、前記溶着部品が正規取付位置に取り付けられていると判断する取付位置検知方法。
【請求項２】
前記被検出部は、前記反射面に対して斜めをなす傾斜面を有している請求項１に記載の取付位置検知方法。
【請求項３】
前記被検出部は、円錐台状をなす請求項１又は２に記載の取付位置検知方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は取付位置検知方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、タンクの内蔵部品の取付位置を測定する測定方法が開示されている。この測定方法では、複数の超音波探触用プローブ（超音波プローブ）を溶着部基準位置に配置し、タンク肉厚と溶着部品を合わせた溶着部厚さ、及びタンク肉厚を測定することで、内蔵部品の位置ずれの有無を検出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−７０９９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記の方法では、複数の超音波探触用プローブを用いることが前提とされており、より簡便な測定方法が求められていた。
【０００５】
本発明は、上記従来の実情に基づいて完成されたものであって、簡便な溶着部品の取付位置検知方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の取付位置確認方法は、ベース部材の平板部の外面に、超音波プローブを面当たりさせる探査面を設定し、前記平板部の内面に溶着された溶着部品の位置を検知する取付位置検知方法であって、
前記溶着部品に、前記平板部とは反対側へ突出した形態であり、且つ突出端面が前記探査面と平行な反射面となっている被検出部を形成した上で、
前記超音波プローブにて超音波を送受信して、前記反射面からの反射波の音圧が所定の閾値以上である場合には、前記溶着部品が正規取付位置に取り付けられていると判断する取付位置検知方法である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の構成では、溶着部品が正規取付位置に取り付けられていれば、被検出部の反射面で反射された反射波の音圧が閾値以上となり、正規取付位置に取り付けられていることを検知できる。
一方、溶着部品の正規取付位置からずれた位置に取り付けられていれば、反射面のうち超音波プローブと正対する領域の面積が小さくなるので、反射面での超音波の反射が少なくなり、反射波の音圧が低下して閾値未満となる。よって、閾値未満では、溶着部品の位置ずれを検知できる。
このようにして、反射波の音圧を観察することによって、簡便に溶着部品の取付位置を検知できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】取付位置検知方法に用いる溶着部品の斜視図である。
【図２】取付位置検知方法に用いる溶着部品が取り付けられたタンク外壁の斜視図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】図３のＢ視説明図である。
【図５】溶着部品が正規取付位置に取り付けられている場合の超音波波形図である。
【図６】溶着部品が正規取付位置からずれている場合を示す断面図である。
【図７】図６のＢ視説明図である。
【図８】溶着部品が正規取付位置からずれて取り付けられている場合の超音波波形図である。
【図９】溶着部品が正規取付位置からずれている場合を示す断面図である（溶着部品が、反射面に対して斜めをなす傾斜面を有さずに、反射面と垂直な垂直面を有する形状の場合を示す）。
【図１０】図９のＢ視説明図である。
【図１１】溶着部品が正規取付位置からずれて取り付けられている場合の超音波波形図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（１）本発明の取付位置検知方法では、前記被検出部は、前記反射面に対して斜めをなす傾斜面を有していることが好ましい。
超音波プローブは、その先端面と平行な反射面で反射した超音波を受けることで溶着部品の位置ずれを検出している。
仮に溶着部品が、反射面に対して斜めをなす傾斜面を有さずに、反射面と垂直な垂直面を有する形状とされている場合には、次のような課題がある。すなわち、溶着部品が位置ずれし、超音波プローブから発信された超音波が被検出部の反射面から少しでもずれると、超音波は、被検出部の反射面のみならず、溶着部品の非突出部である一般面からも反射されてしまう。つまり、観察される超音波波形に２つのピークが生じる。よって、２つのピークでも観察可能な超音波プローブを必要とする場合がある。
【００１０】
一方、溶着部品が傾斜面を有する場合には、傾斜面の部分の反射波は、超音波プローブに戻らないから、溶着部品が少し位置ずれしたとしても、反射波は、被検出部の反射面で反射された１種のみとなる。つまり、観察される超音波波形に１つのピークが生じる。よって、本構成の場合には、安価な超音波プローブを用いても溶着部品の取付位置を確認できる。
【００１１】
（２）本発明の取付位置測定方法では、前記被検出部は、円錐台状をなすことが好ましい。
この構成では、円錐台状の上面は円形となり、正規位置から、どの方向にずれても、反射波の音圧減少は同程度となり、位置ずれ検出の方向依存性が抑制される。
【００１２】
＜実施例１＞
次に、本発明の取付位置検知方法を具体化した実施例１について、図面を参照しつつ説明する。以下の説明では、取付位置検知方法の適用対象として自動車用の燃料タンク１を例に挙げて説明する。
実施例１の取付位置検知方法は、図３に示すように、燃料タンク１のタンク外壁３の平板部７の外面に、超音波プローブ（超音波探触用プローブ）９を面当たりさせる探査面７Ａを設定し、平板部７の内面に溶着された溶着部品５の位置を検知する。溶着部品５には、探査面７Ａと平行な反射面１３Ａを有する被検出部１３を形成する。そして、超音波プローブ９にて超音波を送受信して、反射面１３Ａからの反射波の音圧が所定の閾値以上である場合には、溶着部品５が正規取付位置に取り付けられていると判断する。
【００１３】
以下、より詳細に説明する。図２は、燃料タンク１のタンク外壁３の内側に図１に示す溶着部品５が取り付けられている状態を示している。タンク外壁３は、本発明のベース部材に相当する。タンク外壁３は、１層で形成してもよく、多層で形成することもできる。多層で形成する場合には、例えば、外側から順に表皮層、外部本体層、外部接着剤層、バリヤ層、内部接着剤層及び内部本体層からなる６層で形成することができる。６層以上又は６層未満の層構成を有するパリソンを使用することもできる。また、表皮層は外部本体層に再生部材や、フィラー等を混入する場合に使用される場合があるが、表皮層を省略することもできる。なお、剛性と耐燃料油性を有する材料を使用すれば、１層構成のパリソンを使用することもできる。
【００１４】
タンク外壁３には、図３に示すように、平板部７が備えられている。平板部７の外面には、超音波プローブ９を面当たりさせる探査面７Ａを設定する。探査面７Ａは、超音波プローブ９を面当たりさせるために、凹凸のない平坦な面とされている。探査面７Ａは、図３に示されるように、正規取付位置に溶着部品５が取り付けられた状態で、被検出部１３の反射面１３Ａの真上に位置するように設定される。
【００１５】
溶着部品５は、図１に示すように、円板状の本体部１１と、本体部１１の略中央に位置する被検出部１３を備えている。被検出部１３は、本体部１１と別体又は一体で形成することができる。実施例１では、溶着部品５は燃料タンク１の内側に取り付けられる内蔵部品とされている。
溶着部品５は、例えば、ポリアセタール、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）等の耐燃料油性の熱可塑性合成樹脂で形成することができる。溶着部品５を耐燃料油性の熱可塑性合成樹脂で形成することにより、燃料油による膨潤が抑制される。また、溶着部品５は、円板状の本体部１１と、被検出部１３とを同一の材料にて形成することが好ましい。両者を同一の材料にて形成することで、両者の間に、超音波を反射し、測定精度を低下させるおそれのある境界面が形成されることを抑制できる。なお、本体部１１の形状は円板状に限定されず、任意の形状を採用することができる。
【００１６】
被検出部１３は、平板部７とは反対側へ突出した円錐台状とされている。被検出部１３は、円錐台の２つの底面のうち面積の広い底面が本体部１１側になるように配されている。被検出部１３は、突出端面が探査面７Ａと平行な反射面１３Ａとされており、側面は、反射面１３Ａに対して斜めをなす傾斜面１３Ｂとされている。また、反射面１３Ａは、略円形をなしている。反射面１３Ａの径は、超音波プローブ９の先端面の径よりも大きくされており、超音波プローブ９と反射面１３Ａとの位置関係が同軸の状態から少しずれたとしても、超音波は反射面１３Ａで全反射するようにされている。すなわち、超音波プローブ９の先端面の径に対する、反射面１３Ａの径を所定の値（１倍よりも大きい値）に規定することで位置ずれの許容範囲を調整できるようにされている。実施例１では、反射面１３Ａは円形であるので、その径を規定することで位置ずれの許容範囲を調整できるようにされている。
【００１７】
超音波プローブ９は、円形の平らな先端面を有し、発信素子及び受信素子を備えている。発信素子は、超音波を発生させる発信機として機能する。発信素子により発生した超音波は、図３に示されるように、タンク外壁３の内側、及び溶着部品５の内側を通り、反射面１３Ａで反射される。受信素子は、反射面１３Ａで反射された超音波の受信機として機能する。受信素子により受信された超音波は、演算装置（図示せず）により演算処理される。詳細には、超音波プローブ９の先端面からの深さと、その深さで反射された超音波の音圧とを関連づけたデータとして演算処理される。なお、ここで、超音波プローブ９の先端面からの深さは、超音波プローブ９が面当たりした位置での垂直断面における、タンク外壁３及び溶着部品５の合計厚さに等しい。例えば、図３において、超音波プローブ９の先端面からの深さは、タンク外壁３及び溶着部品５の合計厚さであり、符号Ｄで示される。
【００１８】
図３の場合においては、超音波プローブ９の先端面からＤの深さのところに反射面１３Ａが存在している。言い換えれば、タンク外壁３及び溶着部品５の合計厚さがＤのところに反射面１３Ａが存在している。この場合、超音波プローブ９が面当たりした位置において厚み方向には、反射面１３Ａ以外の他の反射面は存在していない。よって、図３の場合には、反射面１３Ａで反射された超音波のみが、図５のグラフに示されるように、厚さＤにおける音圧ピークとして観察されることになる。従って、厚さＣにおける音圧ピークは観察されない。また、図３の場合には、超音波プローブ９の発信素子により発生した超音波の全てが反射面１３Ａで反射されている。よって、この場合には、音圧レベルが１００（％）として観察される。溶着部品５の位置ずれが大きくなるほど、反射面１３Ａでの超音波の反射が減少し、音圧レベルが低下する。閾値は、溶着部品５の位置ずれの許容限度において、すなわち、最大許容できる位置ずれの場合において、観察される音圧レベルを基準として規定される。実施例１では、発生した超音波の全てが反射面１３Ａで反射された場合の音圧レベルを１００とした場合に、所定の閾値を例えば８０〜１００、好ましくは、８５〜９５に設定することができる。実施例１では、音圧レベルが所定の閾値以上であれば、溶着部品５の位置ずれが許容限度内であることを確認できるようにされている。
【００１９】
ここで、実施例１の取付位置検知方法の作用効果について説明する。まず、図２に示すように、タンク外壁３の内側に溶着部品５が取り付けられている燃料タンク１を用意する。
次に、タンク外壁３の探査面７Ａに超音波プローブ９を面当たりさせる。すなわち、探査面７Ａに超音波プローブ９を垂直に当てる。この際、超音波プローブ９の先端が、正規取付位置における被検出部１３の中心軸と同軸になるようにする。そして、超音波プローブ９にて超音波を送受信する。
【００２０】
溶着部品５が正規取付位置に取り付けられている場合には、図３に示すように、超音波プローブ９で発生した超音波の全てが反射面１３Ａで反射される。よって、図５の超音波波形において、厚さＤにおける音圧ピークが所定の閾値以上になる。すなわち、探査面７Ａに超音波プローブ９を当てて反射された超音波を測定し、厚さＤにおける音圧ピークが所定の閾値以上となれば、溶着部品５が正規取付位置に取り付けられていることを確認できる。
【００２１】
なお、図３のＢから視た説明図である図４では、最外周の円は溶着部品５の外周円を示し、その内側の円が被検出部１３の根元の外周円を示し、その内側の円が被検出部１３の反射面１３Ａの外周円を示している。また、図４の中央の円は、超音波プローブ９の先端面の外周円を示している。この図４の場合には、超音波プローブ９の先端面の全ての領域が、被検出部１３の反射面１３Ａの範囲内に収まっている状態を示している。従って、超音波プローブ９で発生した超音波の全部が反射面１３Ａで反射されることとなる。
【００２２】
次に、溶着部品５が正規取付位置からずれている場合について説明する。図６に示すように、溶着部品５が正規取付位置からずれている場合には、超音波プローブ９で発生した超音波の一部は傾斜面の反射波となり超音波プローブに戻らない。よって、図８の超音波波形において、厚さＤにおける音圧ピークが所定の閾値未満となる。なお、この場合、反射面１３Ａのみで超音波が反射されるから、厚さＣにおける音圧ピークは観察されない。
このように、探査面７Ａに超音波プローブ９を当てて反射された超音波を測定し、厚さＤにおける音圧ピークが所定の閾値未満であれば、溶着部品５が正規取付位置からずれていることを確認できる。
但し、溶着部品５が正規取付位置からずれている場合であっても、ずれの程度が小さい場合（位置ずれの許容限度内の場合）には、溶着部品５が正規取付位置に取り付けられていると判断される。実施例１では、（１）超音波プローブ９の先端面に対する反射面１３Ａの大きさ（図４における反射面１３ＡのＬ寸法（半径）等）を調整すること、及び／又は（２）音圧ピークの閾値の設定によって、溶着部品５の位置ずれの許容範囲が調整される。
【００２３】
なお、図６のＢから視た説明図である図７では、図４と同様に、最外周の円は溶着部品５の外周円を示し、その内側の円が被検出部１３の根元の外周円を示し、その内側の円が被検出部１３の反射面１３Ａの外周円を示している。また、図７の中央から左にずれた円は、超音波プローブ９の先端面の外周円を示している。この図７の場合には、超音波プローブ９の先端面の一部領域が、被検出部１３の反射面１３Ａの範囲外となっている状態を示している。従って、超音波プローブ９で発生した超音波の一部は傾斜面の反射波となり超音波プローブに戻らない。
【００２４】
以上のように、実施例１の取付位置検知方法では、溶着部品５が正規取付位置に取り付けられていれば、被検出部１３の反射面１３Ａで反射された反射波の音圧が閾値以上となり、正規取付位置に取り付けられていることを検知できる。
一方、溶着部品５が正規取付位置からずれた位置に取り付けられていれば、反射面のうち超音波プローブ９と正対する領域の面積が小さくなるので、反射面１３Ａでの超音波の反射が少なくなり、反射波の音圧が低下して閾値未満となる。よって、閾値未満のときには、溶着部品５の位置ずれを検知できる。
このようにして、反射波の音圧を観察することによって、１つの超音波プローブ９を用いて簡便に溶着部品５の取付位置を検知できる。
【００２５】
また、実施例１の取付位置検知方法では、燃料タンク１の内側を確認しなくても外側から溶着部品５が正規位置に取り付けられているか否かを容易に確認できる。
【００２６】
また、実施例１の取付位置検知方法では、被検出部１３は、反射面１３Ａに対して斜めをなす傾斜面１３Ｂを有している。
仮に溶着部品５が、反射面１３Ａに対して斜めをなす傾斜面１３Ｂを有さずに、反射面１３Ａと垂直な垂直面１３Ｃを有する形状とされている場合には、次のような課題がある。この課題について、図９，１０，１１を参照しつつ説明する。
【００２７】
図９は、溶着部品５が、反射面１３Ａに対して斜めをなす傾斜面１３Ｂを有さずに、反射面１３Ａと垂直な垂直面１３Ｃを有する形状の場合に、溶着部品５が正規取付位置からずれて取り付けられている状態を示している。
この場合には、溶着部品５が位置ずれし、超音波プローブ９から発信された超音波が被検出部１３の反射面１３Ａから少しでもずれると、以下のようになる。すなわち、超音波は、被検出部１３の反射面１３Ａのみならず、溶着部品５の本体部１１の非突出部である一般面１１Ａからも反射されてしまう（ここでは、一般面１１Ａは、探査面７Ａと平行と仮定する）。図９の場合で説明すると、超音波プローブ９の先端面からＣという深さのところに反射面となる一般面１１Ａが存在することになる。よって、この場合には、図１１に示すように、観察される超音波波形に２つのピークが生じる。よって、２つのピークを観察可能な高感度で高価な超音波プローブ９が必要である。
【００２８】
なお、図９のＢから視た説明図である図１０では、最外周の円は溶着部品５の外周円を示し、その内側の円が被検出部１３の反射面１３Ａの外周円を示している。この図１０では、最外周の円とその内側の円の間は、本体部１１の非突出部である一般面１１Ａとなっている。また、図１０の中央から左にずれた円は、超音波プローブ９の先端面の外周円を示している。この図１０の場合には、超音波プローブ９の先端面の一部領域が、被検出部１３の反射面１３Ａの範囲外となり、本体部１１の非突出部である一般面１１Ａの領域と重なっている。従って、超音波プローブ９で発生した超音波は、反射面１３Ａ及び一般面１１Ａの両方で反射することなり、上記２つのピークとして観察されるのである。
【００２９】
一方、溶着部品５が傾斜面１３Ｂを有する場合には、傾斜面１３Ｂの部分では、図６に示すように、超音波の反射波は超音波プローブ９に戻らないから、溶着部品５が少し位置ずれしたとしても、反射波は、被検出部１３の反射面１３Ａで反射された１種のみとなる。つまり、図８に示すように、観察される超音波波形には、１つのピークが生じるのみである。よって、実施例１の場合には、安価な超音波プローブ９を用いても溶着部品５の取付位置を確認できる。
【００３０】
なお、本発明においては、溶着部品５が傾斜面１３Ｂを有する場合が好ましいが、傾斜面１３Ｂを有さずに、反射面１３Ａと垂直な垂直面１３Ｃを有する形状の場合であっても本発明の技術的範囲に含まれる。
【００３１】
また、実施例１の取付位置測定方法では、被検出部１３は、円錐台状をなしている。この構成では、円錐台状の上面は円形となり、正規位置から、どの方向にずれても、反射波の音圧減少は同程度となり、位置ずれ検出の方向依存性が抑制される。
【００３２】
＜他の実施例＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施例に限定されるものではなく、例えば次のような実施例も本発明の技術的範囲に含まれる。
【００３３】
（１）実施例１では、自動車用の燃料タンクに取付位置検知方法を適用する例を挙げて説明したが、自動車用の燃料タンク以外にも、溶着部品を有するタンク、その他の成形品等について幅広く適用することができる。
（２）実施例１では、溶着部品５は、円板状の本体部１１を備えていることとしたが、本体部１１の形状は特に限定されず、任意の形状に適宜変更できる。
（３）実施例１では、溶着部品５には、耐燃料油性の熱可塑性合成樹脂を用いたが、溶着部品５の材質は特に限定されず、ベース部材の材質に応じて適宜変更することができる。
（４）実施例１では、被検出部１３は、円錐台状としたが、被検出部１３は、反射面１３Ａを有していれば、その形状は特に限定されず、任意の形状とすることができる。
【符号の説明】
【００３４】
１…燃料タンク
３…タンク外壁
５…溶着部品
７…平板部
７Ａ…探査面
９…超音波プローブ（超音波探触用プローブ）
１１…本体部
１１Ａ…一般面
１３…被検出部
１３Ａ…反射面
１３Ｂ…傾斜面
１３Ｃ…垂直面
【図１】
2018124131.tif 000003
【図２】
2018124131.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2018124131.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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