JPS598191Y2 - 超音波探傷装置 - 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、数種の長さを持つ被検
査物の溶接部等の内部欠陥を検査する装置に関するもの
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、軸部とフランジ部がフリクシ
ョン溶接により接合されて作られ、この溶接部の検査は
、超音波探傷装置によって行なわれる。

すなわち、例えばリャアクスルシャフトのフランジ部を
下側にして適当な治具に固定し、上端に超音波探触子を
固定する。

この固定はリャアクスルシャフトの上端面に油を滴下し
、超音波探触子を摺り合わせ、間在する空気を追い出し
、密接させて行なわれる。

これは、リャアクスルシャフトの上端面と超音波探触子
の接合面との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
で反射波が生じたりして誤った検査の原因になるからで
ある。

上記のようにリャアクスルシャフトと探触子を密接させ
た後は、発振器で発生させた超音波を探触子より発信さ
せてリャアクスルシャフトに伝播し、その反射波をブラ
ウン管上に写し出して検査する。

超音波は均質な材質の部分では反射がなく、傷や空洞等
による異質界面で大きな反射波を生じる。

従って、リャアクスルシャフトのフリクション溶接が良
好である場合には、リャアクスルシャフトの中間部分で
は反射波は生じず、両端部分で大きな反射波を発生する
。

ところが、フリクション溶接部に亀裂、空洞等の不良個
所があると、その度合に応じた反射波が発生し、ブラウ
ン管上の対応する位置に写し出される。

作業員はこれを判別して良品、不良品の決定を行なって
いる。

しかしながら、従来の上記方法では油をリャアクスルシ
ャフトの上端面に滴下して、超音波探触子の接合面との
間に間在する空気層を取り除いているので、作業性、作
業工数とも劣るうえに検査工程の終了後にリャアクスル
シャフトを他工程へ搬送する途中で油が床面に滴下して
附着することがあり、作業の安全上並びに公害防止上好
ましくなかった。

また従来では、一般に被検査物と超音波探触子との接合
面噴流により水を吹き付け、超音波探触子の接合面との
間の空気層を取り除く方法もあるが、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、完全に
空気層を取り除くことが出来ない欠点があった。

すなわち、検査精度に劣る欠点があった。

更に従来の別な方法として、水槽の中に被検査物を横置
にし、超音波探触子を水槽の壁面に取り付けたり、ある
いは水槽の中に浸漬して設置し、被検査物と超音波探触
子との間に適当なギャップを設けて検査する方法もある
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。

また以上の従来の各実施例にあっては、被検査物の寸法
が変った場合に、治具あるいは超音波探触子をプリセッ
トし直す必要があり、更には被検査物に対して探触子を
シリンダー作動により近接させる場合には、寸法の異な
る多種の被検査物に応じてピストンロッドのストローク
を制御する必要があり、多種寸法の被検査物を連続自動
化して検査することができず、作業性の劣化となる欠点
があった。

そこで本考案は従来の上記欠点に鑑み、これを改良除去
したものである。

以下本考案の構戒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。

第１図乃至第５図において、４は装置本体５の底部に水
平面と直交する方向に立設されたシリンダー、６はシリ
ンダー４のピストンロッド７先端にガイドアーム８を介
して取り付けられた水槽、９は水槽６より溢れた水を貯
溜して排水する貯溜槽、１０はガイドアーム８を案内す
るガイドである。

水槽６内には第３図に示すようにセラミックで被覆され
た超音波探触子３が浸漬して設置され、その外周側に円
筒状のホルダー１１が嵌着されている。

このホルダー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。

ホルダー１１の上方には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のストローク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の途中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へ突出するロックボール２２が嵌合保持されてい
る。

２３は■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
ホルダー上端面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の位置を検出してノヤアクスルシャフト
１の長さ寸法を検出する近接スイッチ２６ ，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 ．２７，２８．２
９は、例えば発光素子と受光素子とを内蔵し、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充電スイッ
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
うにその長さに応じて切り換え、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或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が押圧し、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の附勢力により復帰し、抜け
止めがなされる。

またこのロックボール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泊具を開放すると、フランジ
部２がブラケット１７の上端面１７ Ｈ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１１ａ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。

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、その位
置が自らの長さ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 ， ２
８ ．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。

もしフリクション溶接部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
けて取り出せは゛良い。

以上説明したように本考案は、所定の一定ストロークに
設定したピストンロツドを有し、装置本体に設置された
シリンダーと、ピストンロツドの端部に取り付けられた
ホルダーと、ホルダ一端面との間に間隙を有しホルダー
に支持させた探触子と、ピストンロツドの延長線上にお
いて被検査物を摺動自在に保持する支持台とで構或した
から、被検査物の寸法が変わる毎に超音波探触子若しく
は被検査物の固定位置を変える必要がなく、多種寸法の
被検査物が混合して供給されるラインの中にあっても連
続自動運転が可能となり、作業時間の短縮及び量産に優
れ、コスト低下が図れる。

また装置が縦型形式であるため水槽並びに装置全体の小
型化が図れる。

尚、本装置は横型形式であっても多種寸法の被検査物が
混合して供給されるラインの中で、連続自動運転が可能
である。

【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図は本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ストロークを示す概略図であ
る。 ４・・・・・・シリンダー、７・・・・・・ピストンロ
ツド、１１・・・・・・ホルダー、３・・・・・・探触
子、１・・・・・・被検査物（リャアクスルシャフト）
、１７・・・・・・ブラケット（支持台）、１８・・・
・・・■ブロック（支持台）。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 所定の一定ストロークに設定したピストンロツドを有し
   、装置本体に設置されたシリンダーと、ピストンロツド
   の端部に取り付けられたホルダーと、ホルダ一端面との
   間に間隙を有しホルダーに支持させた探触子と、ピスト
   ンロツドの延長線上において被検査物を摺動自在に保持
   する支持台とで構或したことを特徴とする超音波探傷装
   置。