JPS5991364A - ライニング部の非破壊検査方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明ｔまライニング部の非破壊検査方法に関し、ラ
イニングレ１５材と本体との密着状齢匈を簡単月つ（ｔ
ｒｉ：実に検査できる方法を提供しようとしている。

例えば、自ＵＩ車用エンジンの燃焼室部分において、本
体をアルミで形成すると共にシリンダー内面を銅製のラ
イニング部材で形成することが行なわれており、本体と
ライニング部材とｆｉ焼ばめ１１′９合によりて一体に
組立てられている。

そして上記ライニングＨｉｓ　ＩＪと本体との嵌合度あ
るいは密着度は、エンジンの使用時における放ＦＡ効果
・熱変形等の性能に非″Ｍに大きな影響を及＃了すこと
が判ＥＪＪ　している〇 またライニング部材は本体に嵌合した後、内面を切削あ
るいｔｒｉ研削ｈ！ＦＶＣで仕上げ加工を施すが、本体
あるいけライニング部材の真円度等の工作精度によって
、仕上がったライニング部材の厚みにバラツキが生じた
り、局１４９的なル、み不足が生じる可能性４ｂある。

従りて、上記ライニング部材と本体とのｍ　Ｒ度やライ
ニングＩＩｓ材の厚みを、正確に且つ迅速に検査するこ
とが要望されていた。特にエンジンのシリンダー内部の
ように狭い個所での検査を行なう場合には検査装賄の小
型化・収扱い易さ等もψｙ求される。

上記諸点について６神の既知の非破υＪ柚貞方法につい
て検問すると、放射線や電磁誘導等による方法は装置が
大型になって取扱いも難かしい。またライニング材の残
留応力を測定するＸ線回折等のひずみ測定方法では、ラ
イニング部の圧入程度の相系を残留応力の柑玖として検
査できるが、機械加工時の残留応力等による誤差が大き
く発生し、Ｘ線回折装置が大きく狭い個所での検査は不
可能である。

そこでこの発明方法においては、上記要望を充足する好
適な検査方法を開発したものであって、その方法として
は、ライニング部材と本体との接触１１１１ＶＣ対して
垂直方向から超音波を発射し、接触而からの反射波によ
ってライニング部材と本体との密着度あるいはライニン
グ部材の厚み句を測定することを特徴としている。

次いで、この発明の実施態様について図を参照しながら
以下に例示する。

まず、被検査品として、本体［１０１がアルミにて製３
１′３された自＋１ｉＱ車川エンジンのうち、耐熱性を
要するシリンダー内面のみを鋼のライニングｉｌＢ　ｔ
Ａ’　１２０）で形成し、本体００１の円筒状内面に円
筒状のライニング部材１２１１＋を焼ばめ嵌合したもの
を検査する場合を例示する。

そして圓は超音波探触子であり、ケーブル等で検査装置
本体（図示せず）と連結され、前面から超音波を発射す
ると共に、反射波を受信して検査装置本体へ送り返すよ
うにしている。従って検査中はライニングｉｌ′Ｉ５材
■の内部には探触子α１）のみを押入すれは、外部に設
けた検査装麿木体側で検査結果を知ることが可能である
。

なお検査は、被検査品を水中または油中％に浸けて行な
う、いわゆる水浸法による本のとする。

セして探触子（３０）より、シリング−内面のライニン
グ部＠■と本体ｉｌｌとの嵌合接触面（４［１）　Ｋ対
して、垂直方向から超音波を発射する。

すると超音波の一部はライニング部材（２０１の表面で
反射する。これが表面反射波（８）であり探触子（ｙ：
）で受信される。一方ライニング部材（イ））内へ進行
した残りの超音波は、ライニング都祠舛と本体ｆｌｔｉ
ｌとの接触而（４ωで一部の超音波が反射すると共に残
りの超音波は本体（１０１内へ通過してしまう。また上
記反射波はライニング部材（淵の表面で、再び一部のＡ
’（４音波が反射して接触而（１側へ進行すると共に残
りの反射波が第１次反射波（１，）として探ｆｐｌｔ子
■で受信される。

なお上記接触面（但側へ進行した超音波は接触１石（４
ｉｌ＋およびライニング部材（？ＪｊＩの表面で次々に
反射しながら往復し、第２次反射波（Ｔ、）、第８次反
射波（１，）・・・を探触子（ぶ））で受信する。

そして上記接触而（４０）における超音波の反射率力玉
、接触而（４０）でのライニング部材■と本体００）と
の密着度あるいは隙間の有無等によって変化することを
とらえ、探触子■で受信した反射波（１，）　（Ｉ！　
）・・・の強弱によって密着度の検査を行なうものであ
る。

上記原理を詳しく説ＥＪｉすると、超音波が異なる物質
の境界面に進行すると、一部が反射すると共に残りの超
音波はそのまま進行することになる。

そして、その反射率ｒは物質の組合せによって異なり、
両方の物質の音響インピーダンス２（２＝Ｐ、Ｃ，ここ
でＰ；密度ｍ　Ｃｉ音速）の値によって下式で表わされ
る。

（１）式を前記ライニング部材（２！Ｊ）と本体（１０
１との接触面（４１）に適用し、鋼製のライニング部材
α力とアルミ製の本体（１０１とが充分に密着している
場合と、密着せず隙間が生じている場合とを１し較する
。

（１）　　密着が不充分で隙間がある場合（銅と隙間の
望気との境界で反射） 中１　・・・・・・・・・・・・（２）（１）　　完全
に密着している場合 中０．４６８・・・・・・（８） なお実際の接触面（４０）では充分に密狽している場合
でも、接触面＋４＋１　を細かな波状にうねっているも
のと思われるので、（８）式の値よりも反射率ｔｄ　ｉ
１％　＜なる。例えば、実際の密着率を上記理論伯の５
０％とすると、 ＝０．９２５　　・・・・・・・・・（８）上記（２）
　（８１式を比較しても、密着が不充分な個所の反射率
は、充分密着している個所の反射率より大きくなる（０
．９２６倍）。従って反射波を検査装置本体のＣＲＴ　
画面＊に表示したときのエコー１ｉ’Ｗｌさが、密＠都
は非密着部に比べて低くなる（０゜９２５倍）。

即ち上記エコー高さを計測することによって、当ｎＡ個
所の密着１１合を検査できることになる。

なお上記比率は、測定の誤差その他、を考慮すると、必
ずしも有意とけ舊えずに１！−Ｊ確な判ｌυ［が行ない
＄＋Ｉい場合もある。そこで反射波として、第１次反射
波だけでなく、４１・１のライニング部材Ｖ１１問を往
復して反射する超音波【τよる第２次・第８次・・・の
戊則波を含めた多重反射波のエコー高さを検査すｊｔｔ
：丁、より止イ１１１に検査が行なえる。

即ち、第１次反射波では例えは０．９２５の比率である
のが、第２次反射波では０．９２♂、免ｎ次反射波では
０．９２５”の比率で表わされ、１゛１・！’！’ｔあ
Ｚ〕いけ非密橋の判定がよりＬＪＩＩ　（ｌ＋Ｆに行な
えることになる。

なお上記反則波を８（す定することによりて、ライニン
グ部材ｆ′？Ｊｌ＋の厚さくＷ）をも検伯：することが
でき２）。

即ち、探触子＋３０１で受信する表面エコー（８）と？
１．ｉ次反則波（工１）との時間１１−１ずれ（１゛）
を測定ずれシ」、上記時１目的ずれα）ｉｊ超音波がラ
イニングｔｈ”ｒトｌ’　ｔ２１＋１を往復する時間Ｖ
ｃ′４Ｆシいゆえ、 Ｗ＝Ｔ嗜Ｃ／２　　・・・・・・・・・・・・（４）で
ライニングれ１へ祠Ｃ＋ｔａのＨ，さ心５がｄ固定でき
る。土ｄ己時間的ずれ（ｒ）は、第１次反射波（１１）
と第２次反射波（Ｉｔ）、あるいｔ／′ｉ、第２次反射
波（Ｉ、）とｆｌ′Ｊ３次反射波（工３）の間吉＜同様
の時間１１Ｓ、Ｉずれｃｉ’＋を測定できる（第４図参
照）。

上述の検斎方法のうち、探触子ｔ；（１１について１、
検査を行なう接触面＋４０１　Ｋ対して正４Ｗ　Ｉｃ　
ｉｊＧ的方白方向超音波を発射する必要があり、またラ
イニング都ｆｒＡ’　ｔ２１１＋の内面と探触子側との
距１１１１１についても常に一定でなければならない等
の条件がある。

その為には、探触予測をシリンダー内部等で所定の位１
ｉ１１′に固定する治具を設けるのが好ましく、特にシ
リンダー内部等の円８あるいは直線方向のましい。

また探触子印）から発射する超音波の同波数・強度につ
いては、ライニング部材■と本体００１の桐俤・厚みＶ
［よりて適宜選択する必要があり、探触子５（））の振
動子寸法も検査個所のスペースＳｖｃより゛Ｃ跋史する
ものとする。

次に測定結果の記録は、ＣＲＴ　ｉｔ！ｊｉ面上にエコ
ー波形を表示させ、その図形を写真撮影するなどしてエ
コー高さを実測する方法のほか、反射波の強さを定量的
に適宜電圧計その他の計器に表示する方法、さらＫは反
射波の強弱を電気的に判断して密着性の良否を直接表示
するようにすることもできる。

次に、この発明の検査方法による具体例について説明す
る。

被検査体としては、自動車用エンジンのアルミ製本体Ｏ
ｕ１と銅製ライニング部材■が焼にめ嵌合されたもの、
４柚類を使用し、各被検査体について円周方向４個所（
Ａ−Ｄ）、および深さ方向２個所（１，２）の計８個所
について測定を行ない、ＣＩＩＴ　画面を直接撮影して
記録をとった。

なお反射波は第１次反射波（工、）と第２次反射波（■
りのエコ゛−高さを計測して、密着性の′Ｉ’ｌＪ　Ｉ
ｔ７「を行なった。即ち後記表Ｉおよび表■において判
定基準は以下による。

エコー高さｌ；ｊ　ＣＲＴ　画面上で表面エコーが６０
％となるように感度調整した後、２０ｄＢ感度を高めて
測定した。

使用した検査装置は、装置本体がＤＳＬ−８２（クラク
トクレーマ社製）、探触子がｖｌＩｇ（パナメトリック
ス社製）で使用周波数１５ＭＨｇ１　振動子寸法ｙ３６
．８麿で実施した。

なお被検査体ＴＰＮｎｌのＣＩＩ／ｉ表面エコーの追込
み現象の為、１富エコーが得られず、判定不能であった
。

上記表１．１から明らかなように、密着性の良否によっ
てエコー旨さにｌ：１１確な差が生じ、特に第２次反射
波までを判定資料とすれば、充分ｖｃ　ｚ’　ｎＪでき
るものである。なお上記判定が実際のライニング部材（
イ）と本体（１０１との密着性に対応することも１Ｖｔ
認できた。

また、ライニング部材（４）の厚みをも同時に検査して
おり、これによってライニング部材（２ｎｌの扁心度・
厚み不足等を検査することができた。

上記した、この発明方法は、例示した自１１の車用エン
ジンのライニング部のほか、各種機械部品における異種
部品の焼ばめ・匝入嵌合＃ｉ；ｌ’？：よるライニング
部の密着性あるいｔｉｔ陣間の有無の検査ＶＣ嫡用でき
、被検査個所に応じて前記密着性の判１！７ｉ規準は変
わ−てくる。

以上のごとく構成された、この発明方法によれば、ライ
ニング部の密着性を非破壊検査する方法として、超音波
をライニングｒｉｏｔ　Ｈ（２０＋と本体ｆｌｆｔ＋と
の接触面（４０１Ｋ発射し、接触面（４（ａにおける反
射率の用途によって密着度を判定するものである。即ち
、接触面（４０）の密着性が不充分であると反射率が高
くなることに着目することによって、反射波の強さを測
定して、密着性を適確に判断できるのである。

なお反射波として、第１次反射波だけでなく複数次の反
射波による多重反射波を判断資料として用いれは、より
正確な検査が行なえ好適である。

しかも多重反射波の時間的ずれ■からライニング部１’
　１２０＋の厚みを検査することも可能であり、一層至
便である。

さらに、超音波を発射および受信する探触チリのみを被
検査個所に押入配貯すればよいので、シリンダー内面な
どの狭い場所における検査も容易に行なえ、また放射線
や磁気その他を用いる非破壊検査方法に比べて、装置全
体も小型で収扱い易ジン等のライニング部の密着性等の
非破壊検査を迅速且つ正確に行なえ、エンジン等の品質
向上にも大きく貢献できる優れた長所を有する検査方法
を提供できるものである。

【図面の簡単な説明】

図はこの発明の実施想様を例示するものであり、第１図
は検査時の水平断面図、第２図Ｆ′ｉ縦断曲図、第８図
は要部拡大断面図、第４図はエコー図形の概略図である
。 （Ｉｔｌｌ・・・・・・本体　　　　　■・・・・・・
ライニングｔ）Ｉｓ　’ｆＡω・・・・・・探触子　　
　　（４〔・・・・・・接触面。 特許出願人　　非破壊検査株式会社 第２図 第３図 第４図 吋闇

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　ライニング部材と本体との接触面に対して垂直方
   向から超音波を発射し、接触面からの反射波によってラ
   イニング部材と本体との密着度あるいはライニング部材
   の厚み等を測定することを特徴とするライニング部の非
   破壊検査方法。 ２、超音波による接触面からの多重反射波によって測定
   をする上記特許請求の範囲第１項記載のライニング部の
   非破壊検査方法。