JPH09145698A - 金属棒材の超音波探傷装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数個の超音波探触子で探傷を行ってもノイ
ズが発生することなく高精度で金属棒材の内部欠陥の探
傷ができ、走間ラインに特別な設置スペースが不要であ
り、超音波探触子を揺動あるいは回転させるための駆動
装置を必要とせず、かつ走間ラインの流れ速度を減速し
なくてよい金属棒材の超音波探傷装置を提供する。 【解決手段】 ダイス２で引抜加工または皮剥加工を施
されて丸形もしくは多角形の断面形状に成型される金属
棒材１の超音波探傷装置において、上記ダイス２のダイ
スホルダー３内に、ダイス加工後の上記金属棒材１に臨
むように複数個の超音波探触子４を設けると共に、金属
棒材１と上記超音波探触子４との間に接触媒質として加
工油室９を形成してなるものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ダイスで加工され
る金属棒材の内部欠陥を超音波を利用して探傷を行う装
置に係り、特に超音波の反射を利用して金属棒材の内部
欠陥を探傷する金属棒材の超音波探傷装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】物体内部に弾性波である超音波を送り込
むと物体内に伝播し、端面や欠陥に当るとそこで反射し
て戻ってくる。この現象を利用して、物体内部の状態を
外部から非破壊で測定しようとしたものが、超音波探傷
法である。

【０００３】これまで、ダイスで引抜加工または皮剥加
工を施されて丸形もしくは多角形の断面形状に成型され
た金属棒材の内部欠陥の有無は、超音波探傷装置で行わ
れてきた。

【０００４】図３（Ａ）〜（Ｃ）は、従来の超音波探傷
装置を示している。

【０００５】金属棒材（例えば電線用などの荒引き銅棒
材など）の内部欠陥を探傷するには、図３（Ａ），
（Ｂ）に示すように、一つの超音波探触子１３を金属棒
材１１の表面で矢印方向に揺動または回転させて、金属
棒材１１の内部を探傷するか、あるいは図３（Ｃ）に示
すように、走間ラインで金属棒材１１を回転型固定具１
９で固定し、複数個の超音波探触子１３を用いて内部探
傷をする超音波探傷装置を用いていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図３
（Ａ），（Ｂ）のように、一つの超音波探触子１３で探
傷を行う場合は、超音波探触子１３を揺動あるいは回転
させるための駆動装置が必要であり、また、走間ライン
中に設置する場合は、設置スペースも必要となるばかり
か、超音波探傷装置の探傷速度によっては、走間ライン
の流れ速度を減速しなければならない等の問題があっ
た。

【０００７】また、図３（Ｃ）のように複数個の超音波
探触子１３を有する超音波探傷装置を走間ラインに設置
して探傷を行う場合は、超音波探触子１３を揺動あるい
は回転させるための駆動装置を必要とせず、また、加工
ラインの流れ速度を落とさずに済むが、複数個の超音波
探触子１３から発信される超音波が互いに干渉しあって
受信側にノイズが発生し、高精度で金属棒材１１の内部
欠陥を探傷できない等の問題があった。

【０００８】そこで本発明は、上記課題を解決し、走間
ラインにおいて複数個の超音波探触子で探傷を行っても
ノイズが発生することなく、また、超音波探触子を揺動
あるいは回転させるための駆動装置を必要とせず、さら
に超音波探触子の特別な設置スペースが不要であり、か
つ走間ラインの流れ速度を減速することなく、高精度で
金属棒材の内部欠陥の探傷ができる金属棒材の超音波探
傷装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に請求項１の発明は、ダイスで引抜加工または皮剥加工
を施されて丸形もしくは多角形の断面形状に成型される
金属棒材の超音波探傷装置において、上記ダイスのダイ
スホルダー内に、ダイス加工後の上記金属棒材に臨むよ
うに複数個の超音波探触子を設けると共に、金属棒材と
上記超音波探触子との間に接触媒質としての加工油室を
形成してなるものである。

【００１０】請求項２の発明は、上記それぞれの超音波
探触子が超音波探傷器に接続され、上記超音波探傷器
は、それぞれの超音波探触子に順次、時分割された送信
パルスを送信するものである。

【００１１】請求項３の発明は、上記ダイスホルダー内
の加工油室に、上記それぞれの超音波探触子の前面に加
工油を注入する送油管を設けたものである。

【００１２】上記の構成によれば、走間ラインにおける
ダイスのダイスホルダー内に、接触媒質としての加工油
を介して金属棒材に面するように複数個の超音波探触子
を埋め込んで配置することにより、超音波探触子を揺動
あるいは回転させるための駆動装置および超音波探触子
を設置するための特別なスペースを必要とせず、かつ加
工ラインの流れ速度を減速することなく、加工油を接触
媒質としたそれぞれの超音波探触子が、超音波探傷器か
ら送信される時分割された送信パルスを順次、金属棒材
内部に発信させることにより、超音波探触子相互間の超
音波の干渉によるノイズの発生を防ぎ、高精度で金属棒
材の内部欠陥を探傷することができる。

【００１３】

【実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明する。

【００１４】図１は、本発明の超音波探傷装置の縦断面
図である。図２は、図１におけるＡ−Ａ線矢視図であ
る。

【００１５】図１ないし図２に示すように、金属材料１
ａを丸形もしくは多角形の断面形状を有する金属棒材１
に成型するためのダイス２は、金属材料１ａを挿入する
ための挿入口２ａと引き抜くための引抜口２ｂとを有す
る。

【００１６】このダイス２には、その外周部を所定の層
厚をもって囲繞すると共に引抜口２ｂ側を覆って保持す
るためのダイスホルダー３が設けられている。

【００１７】本発明にあっては、ダイス２の引抜口２ｂ
側を覆うダイスホルダー３は、引抜口２ｂを取り囲んで
所定の層厚に形成されると共に、引抜口２ｂと同軸上に
引抜口２ｂの径より拡径されて引き抜かれる金属棒材１
を軸方向ないし長手方向に案内するための通路２１が形
成されている。

【００１８】また、この通路２１は、図示するようにダ
イスホルダー３の軸芯部に形成され、軸方向に所定の長
さを有している。

【００１９】この通路２１には、円周方向に等間隔を隔
てて半径方向外方に貫通されて超音波探触子４を取り付
けるための取付孔１０が３個形成されている。これら取
付孔１０には、超音波探触子４を着座させて、ダイス２
から引き抜かれて加工された被検査対象となる金属棒材
１の表面部に臨ませるための段部１０ａが形成されてい
る。

【００２０】したがって、これら取付孔１０には、超音
波探触子４が段部１０ａに着座し、その取付フランジ４
ｆが固定ネジ６により段部１０ａに取り付けられて、そ
れぞれ支持されている。

【００２１】ダイスホルダー３に取り付けられた超音波
探触子４と被検査対象となる金属棒材１の表面部との間
には所定の間隙Ｓが形成され、この間隙Ｓは、ダイス２
から引き抜かれる金属棒材１の外周部に沿って金属棒材
１を囲繞するように形成され、この間隙Ｓ内には、ダイ
スホルダー３に形成された送油管５から加工油が供給さ
れて満たされ、加工油室９が形成されている。この加工
油室９の加工油が、超音波探傷の接触媒質となる。

【００２２】尚、本発明にあっては、加工油室９は一端
部がダイス２の引抜口２ｂ側で閉じられ、他端部が解放
されているが、この開口部２２にシール部材を設けて閉
じても良いことは勿論である。

【００２３】それぞれの超音波探触子４ａ，４ｂ，４ｃ
は超音波探傷器７と接続され、超音波探傷器７から超音
波探触子４へ送信される送信パルスは、時分割されてそ
れぞれの超音波探触子４ａ，４ｂ，４ｃから順次発信さ
れ、送信パルスの反射エコーで金属棒材１内部の内部欠
陥８の有無を探傷するように構成されている。

【００２４】次に本発明の作用を説明する。

【００２５】金属材料１ａを引抜加工または皮剥加工を
施すダイス２を用いることによって、金属材料１ａは、
丸形もしくは多角形の断面形状を有する金属棒材１（例
えば電線用などの荒引き銅棒材など）に成型され、走間
ラインのダイスホルダー３から引抜かれる。

【００２６】ダイス２等によって加工された金属棒材１
の内部には、加工欠陥が存在するおそれがあるため、金
属棒材１の内部欠陥８の有無を超音波探傷で探傷を行
う。

【００２７】走間ラインにおけるダイス２のダイスホル
ダー３内の半径方向に複数個配置された超音波探触子４
ａ，４ｂ，４ｃは、加工油室９の加工油を接触媒質とし
て、超音波探傷器７からそれぞれの超音波探触子４ａ，
４ｂ，４ｃに送信される送信パルスを発信し、その送信
パルスの反射エコーによってダイス加工後の金属棒材１
の内部欠陥８の探傷を行う。ダイス２のダイスホルダー
３内で超音波探傷を行うため、金属棒材１の位置変動は
極めて小さく、常に安定した探傷が可能となる。

【００２８】それぞれの超音波探触子４ａ，４ｂ，４ｃ
から金属棒材１の内部へ発信された送信パルスは、金属
棒材１の底面あるいは内部欠陥８において反射し、その
送信パルスの反射エコーは、それぞれの超音波探触子４
ａ，４ｂ，４ｃにおいて受信され、超音波探傷器７で超
音波エコーとして検知される。

【００２９】引抜加工等の場合、内部欠陥８は、加工時
長手方向に延伸され、その横断面は偏平形状となるた
め、一つの超音波探触子４を用いる場合、超音波探触子
４から発信された送信パルスが、偏平面に当たらないと
十分な反射エコーを得られないことがあるが、例えば、
三個の超音波探触子４ａ，４ｂ，４ｃを金属棒材１の円
周方向に放射状に配置することによって、いずれかの超
音波探触子４から発信された送信パルスが、金属棒材１
の内部欠陥８の偏平面で反射するために、確実に十分な
反射エコーが得られる。

【００３０】時分割された送信パルスで金属棒材１内部
の内部欠陥を探傷する理由を以下に説明する。

【００３１】超音波探触子４ａから送信パルスを発信さ
せる場合、超音波探触子４ｂ，４ｃからの送信パルスの
発信を停止させ、次に、ほんの少し遅れて超音波探触子
４ｂから送信パルスを発信させる場合、超音波探触子４
ａ，４ｃからの送信パルスの発信を停止させるといった
具合に、ある１つの超音波探触子４から送信パルスが発
信される時は、他の超音波探触子４からの送信パルスの
発信を停止させることにより、それぞれの超音波探触子
４ａ，４ｂ，４ｃから発信される送信パルスの相互干渉
を防ぎ、ノイズの発生を防止することができる。

【００３２】尚、本発明では３個の超音波探触子をダイ
スホルダーに埋め込んで固定しているが、超音波探触子
の数は適宜に増減しても良く、通常、引抜加工において
は、多様なサイズ（特に直径のサイズ）の金属棒材を用
いており、ダイスの内径はその都度に変化するため、ダ
イスの外径を一定にし、ダイスホルダーにできる限り多
くの超音波探触子を配置しておくことにより、小口径か
ら大口径までのあらゆる直径を有する金属棒材に対応す
ることができる。

【００３３】

【発明の効果】以上要するに本発明によれば、次のよう
な優れた効果を発揮する。

【００３４】（１） 走間ラインにおけるダイスのダイ
スホルダー内に、超音波探触子を配置することにより、
走間ラインの流れ速度を減速することなく、かつ超音波
探触子を設置するための特別なスペースを必要としなく
なる。

【００３５】（２） 複数個の超音波探触子を用いて超
音波探傷を行うことにより、超音波探触子を揺動あるい
は回転させるための駆動装置を必要としなくなる。

【００３６】（３） 加工油室の加工油を接触媒質とし
たそれぞれの超音波探触子が、超音波探傷器から送信さ
れる時分割された送信パルスを、順次金属棒材内部に発
信することにより、超音波探触子相互間の超音波の干渉
によるノイズの発生を防ぎ、高精度で金属棒材の内部欠
陥を探傷することができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の超音波探傷装置の縦断面図を示す図で
ある。

【図２】図１におけるＡ−Ａ線矢視図である。

【図３】従来の超音波探傷装置を示す図である。

【符号の説明】

１ 金属棒材 ２ ダイス ３ ダイスホルダー ４ 超音波探触子 ５ 送油管 ７ 超音波探傷器 ９ 加工油室

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ダイスで引抜加工または皮剥加工を施さ
   れて丸形もしくは多角形の断面形状に成型される金属棒
   材の超音波探傷装置において、上記ダイスのダイスホル
   ダー内に、ダイス加工後の上記金属棒材に臨むように複
   数個の超音波探触子を設けると共に、金属棒材と上記超
   音波探触子との間に接触媒質としての加工油室を形成し
   てなることを特徴とする金属棒材の超音波探傷装置。
2. 【請求項２】 上記それぞれの超音波探触子が超音波探
   傷器に接続され、上記超音波探傷器は、それぞれの超音
   波探触子に順次、時分割された送信パルスを送信する請
   求項１記載の金属棒材の超音波探傷装置。
3. 【請求項３】 上記ダイスホルダー内の加工油室に、上
   記それぞれの超音波探触子の前面に加工油を注入する送
   油管を設けた請求項１記載の金属棒材の超音波探傷装
   置。