JPS598190Y2 - 超音波探傷機の探触子装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は超音波探触子を用いて、被検査物の溶接部等の
内部欠陥を検査する超音波探傷機の探触子装置に関する
ものである。

例えば、自動車の差動装置と駆動輪とを接続するリャア
クスルシャフトは、通常軸部分とフランジ部分をフリク
ション溶接により接合して作られ、このような溶接部の
検査は、超音波探傷装置によって行なわれる。

超音波探傷では被検査物と超音波探触子の対向面間に空
気層が介在すると、探触子より発信される超音波が大き
く減衰したり、あるいはこの空気層の反射波によるゴー
ストが生じたりして誤った検査の原因になる。

そこで、従来では被検査物と超音波探触子との対向面に
噴流により水を吹き付け、被検査物と超音波探触子の対
向面間の空気層を取り除いて探傷検査する方法がある。

しかしながらこの場合には噴流の密度あるいは分布等に
より気泡が含まれ易く、被検査物の超音波探触子との対
向面の空気層を完全に取り除くことが出来ない欠点があ
った。

又、従来の別な手段として被検査物及び超音波探触子を
水中に浸漬して設置するようにした方法があるが、この
場合には被検査物の形状、大きさに応じて水槽が大型化
する欠点があり、スペース的にも好ましくなかった。

そこで本考案は従来の超音波探傷機における探触子装置
の上記欠点に鑑みこれを改良し、簡単な構或で検出精度
の高い探触子装置を提供せんとするものである。

以下本考案の構或をリャアクスルシャフトのフリクショ
ン溶接部を検査する場合に基づいて、図面を参照して説
明すると次の通りである。

第１図乃至第５図において、４は装置本体５の底部に直
立状に設置されたシリンダー、６はシリンダー４のピス
トンロツド７先端にガイドアーム８を介して取り付けら
れた上面を開口してなる液槽である。

この液槽６で使用する液体は、水若しくは油等でも良い
。

以下は使用する液体を水とし、液槽６を水槽として説明
する。

９は水槽６より溢れた水を貯溜して排水するための水槽
６下方に一体に形威された貯溜槽、１０はガイドアーム
８を案内するガイドである。

水槽６内には底面に第３図に示すように中空状のホルダ
ー１１が設けられている。

このホルダー１１内に超音波探触子３を嵌着して探触子
３が水中に浸漬するように配置される。

ホルダー１１の上端面１１ ａは超音波探触子３の上端
面３ａより若干高く設定されている。

水槽６の開口部と探触子３との間に内周面に斜め上方へ
開口する噴射孔１２を多数設けてなる環状の対流発生部
材１３が支持アーム３０を介して設置されている。

１４は水槽６の上蓋、１５は上蓋１４の中央開口部１６
の端縁に装着されたガイドリングである。

タンク３１よりポンプ３２で汲み上げられた水は、圧送
液ホース３３を介して対流発生部材１３に供給される。

また貯溜槽９の水は排液ホース３４を介してタンク３１
に還流される。

３５は超音波発生器（図示せず）と超音波探触子３とを
接続するケーブルである。

尚、ピストンロツド７のストロ・−クｌは第５図に示す
ように最短のリャアクスルシャフト１が若干押し上げら
れるように、一定の長さに設定されている。

装置本体５の上部には、適当間隔を置いてシリンダー４
の延長線上でリャアクスルシャフト１を支持するブラケ
ット１７と■ブロック１８よりなる支持台が取り付けら
れている。

ブラケット１７は第２図及び第４図に示すようにＵ字状
の溝１９と、この溝１９の両壁面に開口する水平方向の
ボール孔２０を有し、ボール孔２０にスプリング２１に
より上記開口側へ附勢されてその一部をＵ字状の溝１９
へ突出するロツクボール２２が嵌合保持されている。

２３はＶブロック１８のＶ字状溝である。■ブロック１
８の上方にはリャアクスルシャフト１の供給の有無を検
出する近接スイッチ２４が装置本体５に取り付けられて
位置し、またブラケット１７の上方には底部を開口した
スイッチボックス２５が装置本体５に取り付けられて位
置する。

スイッチボックス２５の内壁面には、後述の要領でシリ
ンダー４を所定ストロークｌ突出動作させて水槽６内の
ポルダー上端面１１ ａでリャアクスルシャフト１の下
端面１ａを所定の位置まで押し上げた場合に、リャアク
スルシャフト１のフランジ部２の位置を検出してリャア
クスルシャフト１の長さ寸法を検出する近接スイッチ２
６ ．２７ ，２８ ．２９が所定の間隔を置いて設置
されている。

これらの近接スイッチ２４，２６，２７，２８．２９は
、例えば発光素子と受光素子のを内蔵し、発光素子より
照射された光がリャアクスルシャフト１に当って乱反射
する反射光を受光素子で捉えて出力する光電スイッチで
ある。

近接スイッチ２６，２７，２８．２９の各出力は、ブラ
ウン管上のゲートの位置を、多種寸法のリャアクスルシ
ャフト１のフリクション溶接部１ｂに対応させるように
その長さに応して切り換え、溶接部１ｂの判定を後述の
要領で行なわせる。

次に以上のように構威された装置の動作態様を説明する
。

先づ生産ラインより適当なクランプ治具で、ある寸法の
リャアクスルシャフト１が取り出され、そのフランジ部
２側に近い円筒状部がブラケット１７のＵ字状溝１９に
押し込まれる。

円筒状部はその途中でＵ字状溝１９に突出するロツクボ
ール２２を押圧し、溝奥部の壁面に達すると、ロツクボ
ール２２がスプリング２１の付勢力により復帰し、抜け
止めがなされる。

またこのロツクボール２２はリャアクスルシャフト１と
の摺動抵抗により、リャアクスルシャフト移動時の制動
をも同時に行なう。

一方、リャアクスルシャフト１の下方部位はＶブロック
１８のＶ字状溝２３に当接してその揺動が抑えられ、安
定する。

このような状態でクランプ治具を開放すると、フランジ
部２がブラケット１７の上端面１７ ａに衝合してこれ
に吊持支持される。

リャアクスルシャフト１は上下方向に摺動自在である。

このようにしてリャアクスルシャフト１が供給されると
、その有無を検出する近接スイッチ２４がＯＮ動作し、
シリンダー４へ突出動作の指示を与える。

ピストンロツド７先端に取り付けられた水槽６は、ピス
トンロツド７の突出動作に伴いガイドアーム８を介して
ガイド１０に案内されて上昇を始め、リャアクスルシャ
フト１の下端面１ａに近接動作する。

そして下端面１ａがガイドリング１５内を通過して水槽
６内の水面に達するようになると、対流発生部材１３の
噴射孔１２より通常の状態で中央開口部１９の水面が盛
り上がる程度の勢いで噴射される噴流水により、リャア
クスルシャフト下端面１ａに介在する気泡が除去される
。

更に水槽６の上昇が進むと、下端面１ａはホルダー１１
の上端面１１ ａに衝合し、以後はこの水槽６の上昇動
作に伴って押し上げられ、ピストンロツド７の所定スト
ロークｌ突出動作後停止する。

この時ガイドリング１５より溢れた水は排水タンク９に
回収される。

上記ストロークｌは多種寸法のリャアクスルシャフト１
が最小長さ部材であっても、これを所定量押し上げるよ
うに設定されており、これにより全種類のリャアクスル
シャフト下端面１ａとホルダー１１の上端面１１ ａを
ストロークを変えることなく衝合させることが出来、全
てのリャアクスルシャフト１のフリクション溶接部１ｂ
の探傷検査が可能となる。

またリャアクスルシャフト１のフランジ部２は、どの種
類のものであっても下端面１ａの位置が所定の位置に設
定されるので、シャフト全長の寸法いかんによって上下
方向位置が変化し、これに対応する近接スイッチ２６，
２７，２８．２９のいずれかに検出される。

要するに、どの寸法のリャアクスルシャフト１が供給さ
れて来たかを知ることが出来る。

また近接スイッチ２６ ，２７ ，２８ ．２９の上記
検出信号は制御部に送られ、制御部はこの信号の到来に
てブラウン管上のゲートの位置をリャアクスルシャフト
１の寸法に応じてそのフリクション溶接部１ｂに対応さ
せる。

もし、フリクション液接部１ｂに亀裂、空洞等の不良個
所があると、超音波探触子３から伝播する超音波が不良
の度合に応じて反射波を発生し、ブラウン管上の対応す
る位置に表示される。

従ってこの反射波の大きさをゲートで判別すれば、良品
・不良品の判別が可能となる。

尚、反射波がゲートを越えた場合が不良品である。

以後はシリンダー４に退入動作を行なわせて水槽６を復
帰させ、リャアクスルシャフト１を良品と不良品毎に別
けて取り出せば良い。

尚、以上は本考案の装置をシリンダー４のピストンロツ
ド７先端に取り付けて、リャアクスルシャフト１に対し
て近接動作させるようにした実施例の場合を説明したが
、本装置はこれに限定されるものではなく、例えばリャ
アクスルシャフト１を水槽６内の超音波探触子３に近接
動作させる構戊のものであっても良い。

以上説明したように本考案は、上部を開口して被検査物
と対向状に配置した液槽と、槽内液面下に配置した探触
子と、液槽の開口部と探触子との間に介在した被検査物
に向けて液槽の液を対流させる対流発生部材とで構威し
たから、装置が縦型形式となり、液槽及び装置全体の大
幅な小型化が図れる。

また被検査物と探触子との間に間在する空気槽（気泡）
を対流発生部材より噴射される噴流水にて完全に除去す
ることが出来、これに起因して発生する検出誤差を防止
して検出精度の向上が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る装置の側面図、第２図は正面図、
第３図は液槽及び超音波探触子を示す断面図、第４図は
ブラケットの平面図、第５図は多種寸法の被検査物に対
するピストンロツドの一定のストロークを示す概略図で
ある。 ６・・・・・・液槽、３・・・・・・超音波探触子、１
１・・・・・・ホルダー、１１ ａ・・・・・・ホルダ
ー上端面、１６・・・・・・上蓋中央開口部、１２・・
・・・・噴射孔、１３・・・・・・対流発生部材。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 上部を開口して被検査物と対向状に配置した液槽と、槽
   内液面下に配置した探触子と、液槽の開口部と探触子と
   の間に介在した被検査物に向けて液槽の液を対流させる
   対流発生部材とで構或したことを特徴とする超音波探傷
   機の探触子装置。