JPH11142379A - 超音波探触子走査ホルダー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高所であっても、足場の架設や大掛かりな段
取りが不要で、突合せ溶接部の超音波探傷検査を能率的
に行うことができるようにする。 【解決手段】 超音波送信用斜角探触子２ａと超音波受
信用斜角探触子２ｂとを、左右に所要間隔を隔てて向か
い合わせに配置する。探触子２ａ，２ｂを、左右方向に
延びる保持板４に間隔調整可能に保持させる。保持板４
の両端部を、マグネット車輪６を有する支持板７に支持
させて、ホルダー本体１を構成する。ホルダー本体１の
中央部に、アーム１３を回動自在に取り付けて、全体と
してＴ字型の超音波探触子ホルダーとする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は高所に位置する鋼構
造物の突合せ溶接部を超音波探傷検査する際に用いる超
音波探触子走査ホルダーに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】たとえば、高速道路等の道路橋の建設現
場において、桁材の突合せ溶接部を超音波探傷検査する
場合、従来では、探触子を手動で走査させる方式と自動
で走査させる方式とがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、手動方式の
場合、溶接部が下向きであると、作業者は中腰姿勢とな
るため、長時間の作業には多大の労力を要する問題があ
り、又、溶接部が立向きで且つ手を伸ばしても届かない
ような高所であると、足場が必要となる。

【０００４】一方、自動方式の場合には、自動走査機構
をセットしなければならないが、自動走査機構は大掛か
りで高価であるだけでなく、セットするまでに時間を要
し、しかも補助作業員が必要である、という問題があ
る。

【０００５】そこで、本発明は、高所であっても、足場
の架設や大掛かりな段取りが不要で、突合せ溶接部の超
音波探傷検査を能率的に行うことができるような超音波
探触子走査ホルダーを提供しようとするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、左右に所要間隔を隔てて配置した超音波
送信用斜角探触子と超音波受信用斜角探触子を、左右方
向に延びる前後の保持板に間隔調整可能に取り付け、該
前後の保持板の左右方向両端部をマグネット車輪を有す
る左右の支持板に支持させてホルダー本体を構成し、且
つ上記前後の保持板の中央部間に固定板を設けて、該固
定板にアームを回動自在に取り付けた構成とする。

【０００７】２つの探触子が突合せ溶接部を挟むように
ホルダー本体を配置して、アームの走査でホルダー本体
を走査移動させることにより、突合せ溶接部の検査を行
うことができる。したがって、アームの長さ範囲であれ
ば、高い位置でも足場の架設が不要となる。

【０００８】又、左右に所要間隔を隔てて配置した超音
波送信用斜角探触子と超音波受信用斜角探触子を、左右
に対峙させた保持板に保持させ、中間部にベベルギヤを
介在させて左右方向に延びるスクリュー軸と左右方向に
延びるガイドロッドを、上記左右の保持板の前後部に貫
通配置して、該スクリュー軸とガイドロッドの左右方向
両端部を、マグネット車輪を有する左右の支持板に支持
させてホルダー本体を構成し、且つ上記スクリュー軸と
ガイドロッドの中間部間に架け渡したベベルギヤ機構の
ガイドケーシング上に、ベベルギヤ機構の入力軸を突出
させて、該入力軸に、ユニバーサルジョイントを介して
アームを取り付けた構成とした場合は、手元でのアーム
の回転操作で探触子の間隔を調整することができるよう
になる。

【０００９】更に、探触子を下方へ押し付け付勢するた
めのスプリングを組み付けた構成とすることにより、探
触子を検査対象面へ確実に接触させることができる。

【００１０】更に又、ユニバーサルジョイントに連結す
るアームを、芯軸と外管とからなる二重構造として、芯
軸の先端をユニバーサルジョイントに連結し、芯軸の後
端につまみを設けた構成とすることによって、探触子の
間隔調整操作をより円滑に行うことができるようにな
る。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。

【００１２】図１及び図２は本発明の実施の一形態を示
すもので、一対一組とした超音波送信用斜角探触子２ａ
と超音波受信用斜角探触子２ｂとを、左右に所要間隔を
隔てて向かい合わせて配設し、該両探触子２ａ，２ｂの
前面部間及び後面部間に、左右方向に延びる長孔３を有
する保持板４を配置して、両探触子２ａ，２ｂに、保持
板４の長孔３を通した止めねじ５を螺着し、両探触子２
ａ，２ｂが止めねじ５を介して長孔３に沿い左右方向へ
移動できるようにすると共に、止めねじ５の締め込みで
探触子２ａ，２ｂの間隔を固定できるようにし、又、上
記前後の保持板４の左右両端部を、下部前後位置にマグ
ネット車輪６を取り付けた支持板７に支持させて、ホル
ダー本体１を構成し、マグネット車輪６を鋼構造物表面
に吸着させることにより探触子２ａ，２ｂを鋼構造物表
面に接触させられるようにする。

【００１３】上記保持板４と支持板７との取合部は、図
２に詳細を示す如く、支持板７の前後両端部に、上下方
向に延びる切欠孔８を設けて、この切欠孔８内に、保持
板４の端部に形成した突片４ａを、上下方向へ移動自在
に差し込み、且つ支持板７の切欠孔８よりも上部位置
に、上下方向の貫通孔９を設けると共に、該貫通孔９を
通して上方より連結ねじ１０を挿通させて、該連結ねじ
１０の下端部を保持板４の突片４ａに螺合させて連結
し、更に、該突片４ａの上面と切欠孔８の上面との間
に、上記連結ねじ１０に組み付けるようにスプリング１
１を介在させ、スプリング１１の弾発力で保持板４が押
し下げ付勢されるようにしてある。なお、保持板４が押
し下げ付勢されている状態で、探触子２ａ，２ｂの下面
とマグネット車輪６の下面との間に、探触子２ａ，２ｂ
が僅かに下方へ突出するようにレベル差Ｅが設定してあ
る。

【００１４】更に、上記ホルダー本体１における前後の
保持板４の中央部上縁間に固定板１２を取り付け、且つ
該固定板１２の上面中央に、アーム１３の一端となる先
端を、ヒンジ１４にて上下方向へ回動自在に取り付け、
アーム１３の先端にホルダー本体１が支持されるように
して、全体としてＴ字型の超音波探触子ホルダーとす
る。

【００１５】図３に示す如き桁材１５の立向きの突合せ
溶接部１６の超音波探傷検査を行う場合には、予め、突
合わせ溶接部１６の近傍の上部位置に、たとえば、マグ
ネット付きエンコーダ１７を固定して、該エンコーダ１
７から引き出したスケールワイヤ１８の先端を、ホルダ
ー本体１の保持板に４に係止させておき、左右の探触子
２ａ，２ｂが突合せ溶接部１６を挟むようにホルダー本
体１をセットして、アーム１３の下からの操作でホルダ
ー本体１を突合せ溶接部１６に沿わせて上下方向へ走査
させるようにする。

【００１６】上記の場合、ホルダー本体１を桁材１５の
表面に近付けると、マグネット車輪６の下面よりも下方
へ突出するようにレベル差Ｅが設定されているため、探
触子２ａ，２ｂが最初に桁材１５の表面に接触するが、
アーム１３の操作でホルダー本体１に押付力を与える
と、探触子２ａ，２ｂを保持する保持板４がスプリング
１１に抗して相対的に押し上げられることになると同時
に、マグネット車輪６が桁材１５の表面に吸着させられ
ることになる。したがって、マグネット車輪６の作用で
ホルダー本体１の走査を安定化させることができ、且つ
探触子２ａ，２ｂは、ホルダー本体１を走査させても、
マグネット車輪６の吸着力とスプリング１１の弾発力の
作用で、桁材１５の表面に対する接触性が確保される。

【００１７】ホルダー本体１を走査させつつ、送信用斜
角探触子２ａから超音波を斜め方向に出射して伝搬さ
せ、突合せ溶接部１６で反射してきた散乱波を受信用斜
角探触子２ｂに入射させ、それを大きいノイズとして検
出し、ノイズエコーをＡ／Ｄ変換器によりデジタル化
し、デジタル化した波形をメモリに記録させると共に、
画像化演算器で画像化して、波形及び走査画像を表示器
にリアルタイムで表示させるようにする。又、ノイズ周
波数特性の変化により非破壊的に欠陥部の存在を検出さ
せるようにする。この際、ノイズの定量的評価は、ノイ
ズスペクトルの面積及び帯域を演算器で求め、予め作成
して記憶させておいたマスターカーブ（欠陥のない健全
な溶接部による）と比較し、欠陥量を推定することによ
って行うようにする。

【００１８】なお、上述したような探傷検査を行う場
合、送信用斜角探触子２ａと受信用斜角探触子２ｂとの
間隔が適正であるかは、予め対比試験体の溶接部を検査
して確認するようにさせる。この場合、探触子２ａ，２
ｂの間隔は、止めねじ５を弛めて探触子２ａ，２ｂを移
動させることにより行うことができる。

【００１９】上記において、左右の探触子２ａ，２ｂを
保持するホルダー本体１はアーム１３の操作で取り扱う
ことができるため、立向きの突合せ溶接部１６が、作業
員が単に手を伸ばした高さ位置よりも上方に位置してい
ても、アーム１３の長さ範囲であれば容易に検査するこ
とができる。又、図３における下向きの突合せ溶接部１
９に適用しても、同様に、アーム１３の操作でホルダー
本体１を走査させることで対処できるので、中腰姿勢を
とらずに検査することができる。したがって、従来方式
に比して大幅に段取り時間を短縮することができるの
で、検査作業の効率化を図ることができる。

【００２０】次に、図４及び図５は本発明の他の実施の
形態を示すもので、左右の探触子２ａ，２ｂの間隔を簡
単に調整できるようにしたものである。

【００２１】すなわち、左右に対峙させた保持板２７の
対向面部に、それぞれ探触子２ａ，２ｂを配置し、保持
板２７の対向面部前後位置に、探触子２ａ，２ｂを各々
前後から挟むように前後部ブラケット２０を張り出させ
て、該前後部ブラケット２０の先端部に上下方向の長孔
２１を設け、且つ該長孔２１に、探触子２ａ，２ｂの前
後面に立てたピン２２を挿通支持させ、更に、保持板２
７の上端に、探触子２ａ，２ｂの上方へ各々張り出すよ
うに上部ブラケット２３を取り付け、該ブラケット２３
の先端部に設けた上下方向の貫通孔２４を通して探触子
２ａ，２ｂの上面部に取付ねじ２５を螺合させて、取付
ねじ２５に、スプリング２６を介装させる。

【００２２】又、上記左右の保持板２７の更に左右外側
方部に、下部前後位置にマグネット車輪６を取り付けた
支持板７を対峙させて配置し、該支持板７の対向面部間
には、保持板２７を移動自在に貫通させたガイドロッド
３９の両端部と、保持板２７に貫通螺合させたスクリュ
ー軸２８の両端部とを前後に支持させ、且つ該スクリュ
ー軸２８の左右方向の中間部を分断させて左右部を逆ね
じにすると共に、該分断部に上部の入力用ベベルギヤ２
９と左右の伝達用ベベルギヤ３０とからなるベベルギヤ
機構３１を介在させ、入力用ベベルギヤ２９の回転を伝
達用ベベルギヤ３０を介しスクリュー軸２８に伝えるこ
とにより、左右の探触子２ａ，２ｂの間隔をスクリュー
軸２８及びガイドロッド３９に沿わせて調整できるよう
にしたホルダー本体１′を構成する。

【００２３】更に、上記スクリュー軸２８の分断部を支
持するようにスクリュー軸２８とガイドロッド３９との
間に架け渡したギヤケーシング３２上に、上記入力用ベ
ベルギヤ２９の入力軸３３を突出させ、該入力軸３３
に、芯軸３４と外管３５とからなる二重構造としたアー
ム３６の上記芯軸３４の先端を、ユニバーサルジョイン
ト３７を介して連結し、且つ上記芯軸３４の後端に、つ
まみ３８を設け、つまみ３８の回転操作により芯軸３４
を回転させて、その回転をユニバーサルジョイント３７
を介し入力用ベベルギヤ２９に伝えられるようにする。

【００２４】図４及び図５に示す構成を採用した場合、
アーム３６の芯軸３４の後端に設けられたつまみ３８を
手元で回転させて芯軸３４を回転させると、その回転力
が順次ユニバーサルジョイント３７、ベベルギヤ機構３
１、スクリュー軸２８へと伝えられるため、保持板２７
の移動を介し左右の探触子２ａ，２ｂの間隔を調整する
ことができる。したがって、図３において、立向きの突
合せ溶接部１６の検査から下向きの突合せ溶接部１９の
検査へ移行する場合等、溶接部の条件が異なる場合等
に、探触子２ａ，２ｂの間隔を簡単な操作で調整できる
ので有利である。又、探触子２ａ，２ｂと上部ブラケッ
ト２３との間に介在させたスプリング２６は、図２に示
したスプリング１１と同じ機能を有するので、検査時の
検査対象面への探触子２ａ，２ｂの接触性を確保するこ
とができる。

【００２５】なお、図２で示したスプリング１１及び図
５で示したスプリング２６は必要不可欠なものではない
こと、又、図４及び図５に示したアーム３６の外管３５
は、芯軸３４の回転操作を楽にするためのものである
が、芯軸３４のみをアームとして構成してもよいこと、
その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変
更を加え得ることは勿論である。

【００２６】

【発明の効果】以上述べた如く、本発明の超音波探触子
走査ホルダーによれば、次の如き優れた効果を発揮す
る。 (1) 左右に所要間隔を隔てて配置した超音波送信用斜角
探触子と超音波受信用斜角探触子を、左右方向に延びる
前後の保持板に間隔調整可能に取り付け、該前後の保持
板の左右方向両端部をマグネット車輪を有する左右の支
持板に支持させてホルダー本体を構成し、且つ上記前後
の保持板の中央部間に固定板を設けて、該固定板にアー
ムを回動自在に取り付けた構成としてあるので、２つ探
触子を保持するホルダー本体とアームとがＴ字型とな
り、したがって、高い位置の立ち向き突合せ溶接部や下
向き突合せ溶接部の検査に、足場の架設や大掛かりな段
取りが不要となって楽な姿勢で作業を行うことができ、
補助作業員を要することなく高能率且つ安価に検査作業
を実施することができる。 (2) 左右に所要間隔を隔てて配置した超音波送信用斜角
探触子と超音波受信用斜角探触子を、左右に対峙させた
保持板に保持させ、中間部にベベルギヤを介在させて左
右方向に延びるスクリュー軸と左右方向に延びるガイド
ロッドを、上記左右の保持板の前後部に貫通配置して、
該スクリュー軸とガイドロッドの左右方向両端部を、マ
グネット車輪を有する左右の支持板に支持させてホルダ
ー本体を構成し、且つ上記スクリュー軸とガイドロッド
の中間部間に架け渡したベベルギヤ機構のガイドケーシ
ング上に、ベベルギヤ機構の入力軸を突出させて、該入
力軸に、ユニバーサルジョイントを介してアームを取り
付けた構成とすることにより、手元でアームを回転させ
ると、順次その回転をスクリュー軸まで伝えて保持板の
移動を介し探触子の間隔を調整できるので、取り扱いが
より楽になる。 (3) 探触子を下方へ押し付け付勢するためのスプリング
を組み付けた構成とすることにより、検査対象面への探
触子の接触性を確保することができる。 (4) ユニバーサルジョイントに連結するアームを、芯軸
と外管とからなる二重構造として、芯軸の先端をユニバ
ーサルジョイントに連結し、芯軸の後端につまみを設け
た構成とすることによって、探触子の間隔調整操作をよ
り円滑に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の超音波探触子走査ホルダーの実施の一
形態を示す概要図である。

【図２】図１のＡ部の詳細を示す一部切断正面図であ
る。

【図３】使用状態の一例を示す概略図である。

【図４】本発明の他の実施の形態を示す概略平面図であ
る。

【図５】図４のＢ−Ｂ方向矢視図である。

【符号の説明】

１、１′ ホルダー本体 ２ａ 超音波送信用斜角探触子 ２ｂ 超音波受信用斜角探触子 ４ 保持板 ６ マグネット車輪 ７ 支持板 １１ スプリング １２ 固定板 １３ アーム ２６ スプリング ２７ 保持板 ２８ スクリュー軸 ３１ ベベルギヤ機構 ３３ 入力軸 ３４ 芯軸 ３５ 外管 ３６ アーム ３７ ユニバーサルジョイント ３８ つまみ ３９ ガイドロッド

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 左右に所要間隔を隔てて配置した超音波
   送信用斜角探触子と超音波受信用斜角探触子を、左右方
   向に延びる前後の保持板に間隔調整可能に取り付け、該
   前後の保持板の左右方向両端部をマグネット車輪を有す
   る左右の支持板に支持させてホルダー本体を構成し、且
   つ上記前後の保持板の中央部間に固定板を設けて、該固
   定板にアームを回動自在に取り付けた構成を有すること
   を特徴とする超音波探触子走査ホルダー。
2. 【請求項２】 左右に所要間隔を隔てて配置した超音波
   送信用斜角探触子と超音波受信用斜角探触子を、左右に
   対峙させた保持板に保持させ、中間部にベベルギヤを介
   在させて左右方向に延びるスクリュー軸と左右方向に延
   びるガイドロッドを、上記左右の保持板の前後部に貫通
   配置して、該スクリュー軸とガイドロッドの左右方向両
   端部を、マグネット車輪を有する左右の支持板に支持さ
   せてホルダー本体を構成し、且つ上記スクリュー軸とガ
   イドロッドの中間部間に架け渡したベベルギヤ機構のガ
   イドケーシング上に、ベベルギヤ機構の入力軸を突出さ
   せて、該入力軸に、ユニバーサルジョイントを介してア
   ームを取り付けた構成を有することを特徴とする超音波
   探触子走査ホルダー。
3. 【請求項３】 探触子を下方へ押し付け付勢するための
   スプリングを組み付けた請求項１又は２記載の超音波探
   触子走査ホルダー。
4. 【請求項４】 ユニバーサルジョイントに連結するアー
   ムを、芯軸と外管とからなる二重構造として、芯軸の先
   端をユニバーサルジョイントに連結し、芯軸の後端につ
   まみを設けた請求項２記載の超音波探触子走査ホルダ
   ー。