JPH0328375Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、部材に組立てられた特殊形状のボル
トを検査する超音波探傷プローブに関する。まず
検査対象である特殊形状のボルトと、該ボルトを
部材に組込んだ状態を第１図に示す。

このボルト１は、下部外周に雄ねじ１ａを形成
し、中央外周にフランジ１ｂを形成し、更に上端
から中央部にかけて軸方向に沿うスリツト１ｃを
形成している。このボルト１は、部材２に座金３
を介してナツト４で締付けることにより、ナツト
４とフランジ１ｂ間で固定され、またボルト１の
頭部は部材５にはめ込まれている。このボルト１
は、部材２と５の位置決めをなすもので、スリツ
ト１ｃがばねの役割りをして部材２，５間の「ガ
タツキ」を吸収するものである。

このように組立てられたボルト１において、ボ
ルト１の健全性、すなわちフランジ付根部ａ，ｂ
の欠陥の有無を超音波探傷試験により調べる場
合、ボルト１が部材２，５内に埋没しているため
に、ボルト頭先端１ｄあるいはスリツト面１ｅか
ら超音波を入射させる必要がある。

しかしボルト頭先端１ｄから超音波を入射させ
る方法は、入射方向が適切とはいえない。すなわ
ちフランジ付根部ａ，ｂに欠陥の入る方向は、ボ
ルト１の応力解析及び事故品の調査により約45゜
の方向であることが知られている。従つてこの欠
陥に超音波が当つても、反射方向は入射方向から
約90゜ずれ、受信し難い。

これに対しスリツト面１ｅから超音波を入射さ
せる方法は第２図に示すように振動子８から送ら
れた超音波Ｕはウエツジ７を通り、ボルト外周面
１ｆ及び欠陥６で反射され、更に上記ボルト外周
面１ｆを反射して上記振動子８で受信されること
となる。

しかしこの方法は、フランジの角１ｇが理論的
に反射し易い形状を有していることと、この種の
ボルト１においてはフランジの角１ｇのビーム路
程（超音波伝播時間）が予想される欠陥６の位置
とほぼ等しいこととから、フランジの角１ｇを反
射源とする疑似エコーU′が発生する問題がある。

すなわち振動子８から発信した超音波は、ウエ
ツジ７で方向を定められ、被検物であるボルト１
ｄの外周面１ｆでバウンドしてフランジ付根部
ａ，ｂに到達する。ここに欠陥６があれば、欠陥
面で超音波が反射し、エコーとして同じ経路を通
つて振動子８に受信される。しかしこの際、超音
波ビームは、振動子８の寸法と周波数に依存する
拡がりを有するため、一部が外周面１ｆでバウン
ドせずに直進する。この超音波U′は、フランジ
の角１ｇに到達し、ここで反射波が生じて、欠陥
６からの反射波とまぎらわしいエコーが振動子８
で受信される。

なお振動子が単一な場合すなわち振動子が送受
信を兼ねる場合にも、疑似エコーを受信しない角
度及び位置の設定は可能であるが、欠陥からの反
射率は、音波が欠陥に対し直交する条件で最大
で、傾くにしたがつて低下するため、反射率に起
因する欠陥検出能の低下をきたすことにある。

本考案は上記事情に鑑みてなされたもので、そ
の目的とするところは、超音波を確実に入射でき
るとともに疑似エコーを受信しない超音波探傷プ
ローブを得んとするものである。

すなわち本考案は、一端から中央部にかけて軸
方向に沿うスリツトを形成し、中央部外周にフラ
ンジを形成し、他端部外周に雄ねじ部を形成して
なるボルトの該スリツト内に挿入されて、該雄ね
じ部のフランジ部付根部の欠陥を検査する超音波
探傷プローブにおいて、プローブ本体に形成した
フレーム部に、該本体から湾曲状に突出した２枚
の板ばねと、回転軸を介し、かつフレームとの間
に回転ストツパを設けて特定の範囲において回転
自在に設けた探触子をそれぞれ取付け、かつ該探
触子に超音波の送受信方向の前後に送信用振動子
と受信用振動子とをそれぞれウエツジを介して配
置し、さらに前記両振動子の間に遮音用仕切板を
配置してなる超音波探傷プローブである。

以下本考案を図示する実施例を参照して説明す
る。

第３図は超音波探傷プローブの平面図を示した
ものである。このプローブは、プローブ本体１１
にフレーム部１２を形成し、このフレーム部１２
の両側に板ばね１３，１３の両端を取付けてい
る。板ばね１３は、第４図に示すように上記フレ
ーム部１２から湾曲状に突出して設けられてい
る。更に上記フレーム部１２内には、探触子ケー
ス１４で補強された探触子１５が回転軸１６を介
して取付けられている。この探触子ケース１４に
は、第５図に示すように回転ストツパー１４ａが
突出し、フレーム部１２に形成した溝１２ａ内に
挿入されている。この回転ストツパー１４ａは探
触子１５が矢印方向へ回動するのを必要最小限に
抑えるためのものである。なお図中１７はプロー
ブホルダー、１８は超音波探傷器に接続される同
軸ケーブルである。

更に探触子１５は、第８図に示すように前部の
送信用ウエツジ１９に送信用の振動子２０を、後
部の受信用ウエツジ２１に受信用の振動子２２を
独立して配設し、これらウエツジ１９，２１間に
仕切板２３を介装している。この仕切板２３は送
信用振動子２０がウエツジ１９，２１を通じて受
信用振動子２２に直接伝播するのを防ぐものであ
る。

なお振動子を送信用と受信用と独立させること
は、金属の薄板を探傷する際に不感帯（送信波の
影響で探触子近傍の探傷ができない部分）を軽減
する目的、あるいは特定部分の超音波の強度を強
くする目的では公知である。しかしこれらは本考
案の如く疑似エコーを軽減することを目的とした
ものではない。

次にこの超音波探傷プローブの作用を説明す
る。

第６図及び第７図に示すように、ボルト１のス
リツト１ｃへプローブを挿入すると、板ばね１
３，１３がスリツト面１e′に当り、この反作用に
より反対側のスリツト面１ｅに探触子１５が密着
される。また探触子１５は、回転軸１６によりフ
レーム部１２に支持されているので板ばね１３，
１３の作用が探触子１５の各面に均一にかかるこ
ととなる。なお検査作業時には、スリツト１ｃに
超音波伝播媒質として水などが充満されている
か、あるいは水などが塗布してあるものとする。

スリツト１ｃに挿入したプローブにおいて、第
８図に示すように送信用振動子２０から超音波を
発信すると、ウエツジ１９を通過した後ボルト１
に入射し、さらにボルト外周面１ｆでバウンドし
た後フランジ付根部ｂに達する。ここで仮にフラ
ンジ付根部ｂに欠陥６があるとすれば、超音波は
欠陥部で反射し、ボルト外周面１ｆでバウンドし
た後ウエツジ２１を通過して、受信用振動子２２
に欠陥エコーとして受信される。

一方ボルト外周面１ｆでバウンドせずに直進し
た一部の超音波は、フランジの角１ｇで反射され
る。しかし受信用振動子２２は、スリツト１ｃの
頭部側にずれているため、フランジの角１ｇから
反射された超音波は、フランジ１ｂにさえぎられ
て消失し、受信用振動子２２での受信が防止され
る。

以上の如くスリツト内に超音波探傷プローブを
挿入して、ここから超音波を斜入射させるので、
フランジ付根部の欠陥、欠陥方向に対し、適正な
方向の超音波を入射させることができる。

また送信用振動子と受信用振動子とを独立さ
せ、その配設位置をずらすことにより、フランジ
の角を反射源とする疑似エコーが消失して、フラ
ンジ付根部の欠陥検出が容易となる。

更に板ばねの作用及び探触子を回動自在に支持
したことにより、接触子がスリツト面に均一に密
着し、振動子から発振する超音波が確実に被検物
に伝播し、安定した検査が可能となるなど顕著な
効果を奏する。

なお本考案に係るプローブは、フランジを形成
せずスリツトを形成したボルトに対しても検査可
能であり、又ボルトが埋没していない場合にも適
用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は被検物である特殊形状ボルト及びその
取付状態を示す説明図、第２図はスリツトに挿入
した一般的な超音波探傷プローブの作用説明図、
第３図は本考案の一実施例を示す超音波探傷プロ
ーブの一部欠切平面図、第４図は第３図の−
線に沿う断面図、第５図は第３図の−線に沿
う断面図、第６図及び第７図は超音波探傷プロー
ブをスリツトに挿入する状態を順に示した説明
図、第８図は同プローブでボルトのフランジ付根
部の欠陥を探傷している状態を示す説明図であ
る。 １……ボルト、１ａ……雄ねじ、１ｂ……フラ
ンジ、１ｃ……スリツト、１ｄ……ボルト頭先
端、１ｅ……スリツト面、１ｆ……ボルト外周
面、１ｇ……フランジの角、２，５……部材、３
……座金、４……ナツト、６……欠陥、７……ウ
エツジ、８……振動子、１１……プローブ本体、
１２……フレーム部、１２ａ……溝、１３……板
ばね、１４……探触子ケース、１４ａ……回転ス
トツパー、１５……探触子、１６……回転軸、１
７……プローブホルダー、１８……同軸ケーブ
ル、１９……送信用ウエツジ、２１……受信用ウ
エツジ、２０……送信用振動子、２２……受信用
振動子、２３……仕切板。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 一端から中央部にかけて軸方向に沿うスリツト
   を形成し、中央部外周にフランジを形成し、他端
   部外周に雄ねじ部を形成してなるボルトの該スリ
   ツト内に挿入されて、該雄ねじ部のフランジ部付
   根部の欠陥を検査する超音波探傷プローブにおい
   て、プローブ本体に形成したフレーム部に、該本
   体から湾曲状に突出した２枚の板ばねと、回転軸
   を介し、かつフレームとの間に回転ストツパを設
   けて特定の範囲において回転自在に設けた探触子
   をそれぞれ取付け、かつ該探触子に超音波の送受
   信方向の前後に送信用振動子と受信用振動子とを
   それぞれウエツジを介して配置し、さらに前記両
   振動子の間に遮音用仕切板を配置してなる超音波
   探傷プローブ。