JP2002257798A - 中実軸部材の探傷方法及び探傷装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 軸端から遠方に超音波ビームを集束させると
共に、軸周面走査時の走査ピッチを小さくすることによ
り、中実軸部材に存在するきずを精度良く検出し得る超
音波探傷方法を提供する。 【解決手段】 中実軸部材の超音波探傷方法であって、
平面上に併設された複数の超音波振動子から構成される
アレイ探触子を前記中実軸部材の端面に接触させるステ
ップと、前記アレイ探触子を構成する超音波振動子のう
ち、２以上の所定数の超音波振動子からなる振動子群
に、予め設定された狙い位置に超音波ビームを送受信で
きるように送受信遅延を与えて探傷するステップと、前
記振動子群を順次切り替えて走査することにより、前記
中軸軸部材の周方向の探傷位置を変化させて、前記狙い
位置での全周検査をするステップとを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、中実軸部材に存在
するきずを超音波探傷する方法及び装置に関し、特に、
鉄道中実車軸などの軸部材を自動探傷し、外周面に発生
する割れきず及び内在きずを精度良く検出するのに好適
な中実軸部材の超音波探傷方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ＪＲ在来線、０系及び１００
系新幹線並びに民間鉄道の車両には、中実車軸が使用さ
れている（２００系以降の新幹線では、質量軽減のため
車軸中心部を直径６０ｍｍ程度でくり抜いた中ぐり車軸
が採用されている）。斯かる車軸は、鉄道車両の安全性
を支える重要な走行装置の一部品であるが、フェイルセ
ーフ構造とはなっていないため、走行中に折損するよう
なことになれば重大な事故に結びつく恐れがある。

【０００３】そこで、所定の走行距離毎に必ず超音波探
傷が行われ、安全性を確保している。中実車軸の超音波
検査方法としては、例えば「超音波試験技術−理論と実
際−」（クラウトクレーマー著 日本能率協会）（１９
８０年２月２５日発行）の第３２６頁〜３３２頁に記載
されているように、車軸端面又は軸周面に配置した超音
波探触子から車軸内部に超音波を入射し、きずによって
反射した超音波を前記探触子で受信する方法が採用され
ている。

【０００４】ここで、軸周面上には車輪、駆動ギア、ブ
レーキディスク等が圧入又は焼きばめで取り付けられて
いる。また、車輪間の軸表面は著しく腐食している場合
が多いため、車軸端面から探傷する方法が有効である。
つまり、焼きばめられた車輪等を車軸から取り外すこと
なく探傷可能であると共に、腐食した軸表面を研磨する
手間が掛からず効率的に探傷することができるためであ
る。

【０００５】車軸端面からの探傷は、通常、図８に示す
ような複数（４個）の超音波探触子１００からなる探触
子群を、車軸端面の中心に存在するセンターポンチ孔に
センターポンチ２００を挿入することにより、車軸端面
に接触させた後、前記探触子群をセンターポンチ２００
周りに所定の速度で回転させながら行われている。各探
触子１００は、所定の屈折角度（図９に示す例では、１
５度、１３度、１０度及び４度の４種類）を有してお
り、各探触子１００が円周方向に回転することで、４つ
の狙い位置（図９（ｂ）にＡ〜Ｄで示す）における全周
検査（円周走査）を実現している。

【０００６】ここで、軸周面からの探傷を不要にすると
共に、軸端面からの探傷におけるきず検出能を向上させ
るための方法として、端面探傷に用いる超音波探触子に
よって送受信する超音波ビームを集束させる方法が考え
られる。図１０に示すように、伝搬距離が長くても、原
理的には、狙い位置（図中、Ｂで示す）で超音波ビーム
を絞ることにより、当該位置でのきず検出能は向上する
ことになる。

【０００７】しかし、車軸端面（φ９０〜１１０ｍｍ程
度）の中心に存在するセンターポンチ孔（図９（ａ）に
符号３００で示す）（φ３０〜４０ｍｍ程度）によっ
て、使用する探触子径が所定の大きさ以下に制限を受け
る（通常φ２０〜３０ｍｍ程度）ため、ビーム集束も十
分には行えないのが実情である。

【０００８】また、探触子を円周方向に回転させるため
の機構が必要であった。さらに、端面からの探傷におい
ても所定の狙い位置に超音波ビームが照射できるように
屈折角度を設定する必要があるが、形状や寸法において
数多くのバリエーションを有する車軸を検査するために
は、車軸の形状や寸法に応じた探触子群を準備してお
き、被検査車軸に合わせてそれらを取り替える必要があ
るため、多くの探触子群の準備コストや取り替え手間を
要するという問題があった。

【０００９】この問題に関しては、例えば、特開平１１
−２３５４０号公報に記載されているように、軸端全周
をカバーできるように複数の探触子セグメントを配列し
た探触子構造体を軸端面に密着させ、探傷を行うセグメ
ントを順次切り替えて円周走査を実現する方法が知られ
ている。斯かる公報に記載の発明は、各セグメントから
送受信される超音波ビームの伝搬方向及び焦点距離を電
子位相制御により調整可能とされておリ、これにより前
述した課題を克服しようとしている。

【００１０】しかしながら、前記公報記載の発明は、複
数の探触子セグメントに分割し、各セグメント毎に探傷
を行うことに起因して、以下のような問題が残存してい
る。すなわち、（１）セグメント毎に探傷を行い、電子
的にセグメントを切り替えて円周走査をするため、例え
ば、全周を１０分割する（１０個のセグメント）のであ
れば、円周走査ピッチが３６度となるが如く、円周走査
のピッチが粗くなるという問題がある。また、（２）逆
に走査ピッチを小さくしようとすると各セグメントの寸
法を小さくする必要がある。例えば、１０度ピッチに探
傷するためには、３６個のセグメントを必要とし、直径
１００ｍｍ程度の軸端部を３６分割すればセグメント１
個あたりの寸法は円周方向に９ｍｍ弱程度となる。斯か
る場合、超音波を送受信するセグメント１個あたりの面
積が小さくなるので、超音波ビームが拡散し易くなり、
軸端部から離れた位置に超音波ビームを集束させること
が困難になるという問題がある。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、斯かる従来
技術の問題点を解決するべくなされたもので、軸端から
遠方に超音波ビームを集束させると共に、軸周面走査時
の走査ピッチを小さくすることにより、中実軸部材に存
在するきずを精度良く検出し得る超音波探傷方法及び探
傷装置を提供することを課題とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、斯かる従来技
術の課題を、平面上に超音波振動子を複数併設したアレ
イ探触子を用い、該アレイ探触子を構成する各振動子の
送受信を適切に制御することで解決しようとするもので
あり、以下の知見に基づき完成されたものである。つま
り、（１）有効探触子幅及び探触子高さを増大させるこ
とにより、中実軸部材（特に車軸）端面から５００ｍｍ
以遠の距離まで超音波ビームを集束させることを実現
し、端面からのきず検出能を向上させることができる。
また、（２）超音波探傷におけるビーム集束及び屈折角
度の偏向を、アレイ探触子を構成する各超音波振動子に
与える送受信遅延時間によって制御すれば、１つのアレ
イ探触子によって複数類の中実軸部材（車軸）断面を探
傷可能であり、探触子回転機構が不要になると共に、部
材（車軸）に応じて探触子群を取り替える必要のない超
音波探傷方法及び探傷装置を提供することができる。

【００１３】より具体的に説明すると、以下のようにな
る。すなわち、軸端面の全周をカバーし得る複数の超音
波振動子から構成されるアレイ探触子（探触子構造体）
を軸端面に接触させ、中実軸部材（車軸）のきずを検出
する際に、（１）アレイ探触子を構成する超音波振動子
のうち、２以上の所定数の超音波振動子からなる振動子
群を形成する。これにより、個々には小さな振動子であ
っても、これらを集めて振動子群とすることで、１振動
子群の有効探触子幅及び探触子高さを大きくし、遠方で
集束させることができる。また、（２）予め設定された
狙い位置（端面からの距離及び角度）に超音波ビームを
送受信できるように、１振動子群を構成する各超音波振
動子に送受信遅延を与え、中実軸部材（車軸）を探傷す
る。さらに、（３）１振動子群を構成する振動子を順次
ずらし、狙い位置での全周検査を行なう。例えば、最初
の検査で超音波振動子＃１〜＃１０までを１振動子群と
して選択すると、次は超音波振動子＃２〜＃１１を１振
動子群を構成する振動子として選ぶ。これにより、周方
向の走査ピッチは、振動子群の寸法で決まるのではな
く、個々の振動子の寸法で決まることになるため、小さ
な走査ピッチを得ることができる。

【００１４】本発明は、以上の知見に基づき完成された
ものであり、中実軸部材の超音波探傷方法であって、複
数の超音波振動子から構成されるアレイ探触子を前記中
実軸部材の端面に接触させるステップと、前記アレイ探
触子を構成する超音波振動子のうち、２以上の所定数の
超音波振動子からなる振動子群に、予め設定された狙い
位置に超音波ビームを送受信できるように送受信遅延を
与えて探傷するステップと、前記振動子群を順次切り替
えて走査することにより、前記中軸軸部材の周方向の探
傷位置を変化させて、前記狙い位置での全周検査をする
ステップとを備えることを特徴とする中実軸部材の超音
波探傷方法を提供するものである。

【００１５】好ましくは、前記アレイ探触子は、複数の
扇形超音波振動子から構成される円環状アレイ探触子と
される。

【００１６】また、本発明は、中実軸部材の超音波探傷
装置であって、複数の超音波振動子から構成されるアレ
イ探触子と、前記超音波振動子に送受信遅延を与える送
受信遅延素子と、予め設定された狙い位置に応じた送受
信遅延時間を前記送受信遅延素子に与える狙い位置制御
器と、前記アレイ探触子を構成する複数の超音波振動子
のうち、超音波の送受信に寄与する２以上の所定数の超
音波振動子からなる振動子群を選択、切り替えすること
により、前記中実軸部材の前記狙い位置での周方向走査
を実現する周方向走査器と、前記選択された各振動子群
を構成する各超音波振動子で得られた受信信号を所定の
受信遅延を施した後に加算する加算器と、前記加算され
た受信信号の強度に基づき前記中実軸部材のきずを評価
するきず評価器とを備えることを特徴とする中実軸部材
の探傷装置を提供する。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しつつ、本
発明の一実施形態について説明する。図１は、本発明に
係る超音波探傷装置の一実施形態を示す概略構成図であ
る。図１に示すように、本実施形態に係る超音波探傷装
置１は、アレイ探触子１０と、送信用遅延素子群２０
と、受信用遅延素子群３０と、狙い位置制御器４０と、
円周走査制御器５０と、加算器６０と、きず評価器７０
と、パルサー群８０と、レシーバー群９０とを備えてい
る。

【００１８】本実施形態のアレイ探触子１０は、内径３
０ｍｍ、外径９０ｍｍの円環状に複数の扇形超音波振動
子１００（本実施形態では＃１〜＃３２の３２個）が並
設されて構成されている。送信用遅延素子群２０は、パ
ルサー群８０を介して接続された各超音波振動子１００
に送信遅延を与え、受信用遅延素子群３０は、各超音波
振動子１００に接続されたレシーバー群９０へ入力され
た受信信号に受信遅延を与えるものである。狙い位置制
御器４０は、予め設定された狙い位置に応じた送受信遅
延時間をそれぞれ送信用遅延素子群２０及び受信用遅延
素子群３０に与える。円周走査制御器５０は、アレイ探
触子１０を構成する複数の超音波振動子１００のうち、
超音波の送受信に寄与する２以上の所定数の超音波振動
子１００からなる振動子群を選択、切り替えすることに
より、中実軸部材の前記狙い位置での円周方向走査を実
現するものである。加算器６０は、前記選択された各振
動子群を構成する各超音波振動子１００で得られた受信
信号を所定の受信遅延を施した後に加算する。きず評価
器７０は、前記加算された受信信号の強度に基づき中実
軸部材のきずを評価するものである。

【００１９】以下、図２に示すフローチャート、並びに
図６及び図７を適宜参照しつつ、前記構成を有する超音
波探傷装置１における処理フローについて説明する。

【００２０】超音波探傷装置１の使用に際しては、まず
アレイ探触子１０を被探傷車軸の端面に接触させる（図
２のＳ１及びＳ２）。

【００２１】次に、１つの振動子群（グループ）を構成
する振動子１００の数を設定する（図２のＳ３）。ここ
では、例えば、図６に示すように、３２個の振動子１０
０（＃１〜＃３２）のうち、１１個の振動子１００が１
グループとされ、斯かる１つのグループを構成する振動
子１００を用いて１回の探傷が行われる。これにより、
各振動子１００の面積は小さくても、つまり、周方向の
走査ピッチが細かくても、１回の探傷に使用する振動子
群の面積は大きくできることになる。

【００２２】次に、狙い位置制御器４０により、探傷す
るべき軸方向の位置を決定し（例えば、端面から軸方向
に距離Ａの位置）、１グループを構成する振動子１００
のそれぞれに、前記決定した軸方向位置と各振動子１０
０のグループ内での配置位置とに対応する送受信遅延時
間を設定する（図２のＳ４）。

【００２３】次に、円周走査制御器５０により、送受信
に最初に寄与する振動子群（第１グループ）を選択し
（図２のＳ５）、斯かる第１グループを構成する各振動
子１００に前記設定した送受信遅延を与えて、所定位置
（軸方向距離Ａ、周方向角度Ｘ）の探傷を行い（図２の
Ｓ６）、その位置におけるきずの有無を判定する（図２
のＳ７）。本実施形態では、図７に示すように、＃１〜
＃１１の振動子を第１グループとし、これにより最初の
探傷が行われることになる。

【００２４】ここで、図２のＳ６における超音波ビーム
の送信の際には、前記選択した振動子群を構成する各振
動子１００に対して、送信用遅延素子群２０によって所
定の遅延時間が与えられ、その後、パルサー群８０によ
り送信電圧が印加されることにより、車軸内部に超音波
ビームが送信される。このように、選択した振動子群を
構成する各振動子１００に与える遅延時間設定を調整す
ることにより、任意の位置に超音波ビームを集束させる
ことが可能である。

【００２５】一方、図２のＳ６におけるきずエコー等の
受信の際には、前記選択した振動子群を構成する各振動
子１００に受信された信号が、レシーバー群９０に入力
された後、受信用遅延素子群３０（例えば、各受信用遅
延素子としてアナログ遅延線を使用することができる）
において送信側と同様の遅延時間がそれぞれ与えられ、
加算器６０において加算される。

【００２６】図２のＳ７においては、加算器６０におい
て加算された受信信号が、増幅器による所定の増幅後
に、きず評価器７０で予め決められたしきい値と比較さ
れ、きずの有無が評価される。

【００２７】以上のようにして、所定位置（軸方向距離
Ａ、周方向角度Ｘ）での探傷が完了する。

【００２８】次に、当該軸方向距離Ａにおける探傷が全
周分完了したか否かを判定する（図２のＳ８）。ここで
は、まだ全周分完了していないので、次に図７に示す＃
２〜＃１２の振動子を第２グループとし（Ｓ５）、斯か
る第２グループを構成する各振動子に、前記設定した送
受信遅延を与え、周方向に約１１度（＝３６０÷３２）
ずれた位置（軸方向距離Ａ、周方向角度Ｘ＋１１度）の
探傷を行い（図２のＳ６）、きずの有無を判定する（図
２のＳ７）。

【００２９】同様にして、当該軸方向距離Ａにおける探
傷が全周分完了したか否かを判定し（図２のＳ８）、ま
だ完了していないので、図７に示す＃３〜＃１３の振動
子を第３グループとして、斯かる第３グループを構成す
る各振動子に、前記設定した送受信遅延を与え、周方向
に更に約１１度ずれた位置（軸方向距離Ａ、周方向角度
Ｘ＋２２度）の探傷を行い（図２のＳ６）、きずの有無
を判定する（図２のＳ７）。同様にして、順次全周分
（すなわち３２回）を繰り返す（図２のＳ５〜Ｓ８）。
これにより、軸方向距離Ａについての全周の探傷が完了
する。

【００３０】以上のようにして、超音波ビーム形成に寄
与する選択する振動子群（１１個の振動子からなるグル
ープ）を所定間隔で順次切り替え走査することにより、
超音波ビームを円周方向へ回転走査することが可能とな
り、アレイ探触子１０を固定したままで車軸全周の探傷
が可能になる。

【００３１】次に、探傷するべき狙い位置（軸方向位
置）の全てにおいて探傷が完了したか否かを判定する
（図２のＳ９）。探傷するべき軸方向位置が複数ある場
合、まだ完了していないので、次に探傷するべき軸方向
の位置を決定し（例えば、端面からの軸方向距離Ｂ）、
１グループを構成する振動子１００のそれぞれに、前記
決定した軸方向位置と各振動子１００のグループ内での
配置位置とに対応する送受信遅延時間を設定し直す（図
２のＳ４）。以降、軸方向距離Ｂの位置について全周分
の探傷が完了するまで、前述したのと同様の動作が繰り
返され（図２のＳ５〜Ｓ８）、さらに、探傷するべき軸
方向位置での全ての探傷が完了するまで繰り返された後
（図２のＳ４〜Ｓ９）、完了すれば、測定結果を出力し
て（図２のＳ１０）、動作は終了する。

【００３２】なお、本実施形態では、探傷するべき軸方
向位置が変わっても、１グループを構成する振動子１０
０の数を同数としたが、軸方向の距離に応じて１グルー
プを構成する振動子１００の数を変更しても良い。すな
わち、図２に示すフローチャートにおいて、Ｓ９の判定
で「ＮＯ」の場合、Ｓ４ではなく、Ｓ３に戻すような処
理を行うことも可能である。斯かる場合、軸方向の距離
が大きくなる程、１つのグループを構成する振動子１０
０の数を多くして、超音波ビームの送受信に寄与する領
域の面積が大きくなるようにすれば、ビームを集束させ
易くなる点で好ましい。

【００３３】また、同じ構造の車軸を複数本探傷するな
ど、１グループを構成する振動子１００の数をその都度
変更する必要がない場合には、図２に示すフローチャー
トにおけるＳ１の前に予め振動子数を設定しておき、Ｓ
２の次にＳ３の処理を行わずにＳ４を行うような処理フ
ローとすれば、設定の手間が軽減し、使い勝手の良い探
傷装置とすることができる。

【００３４】なお、アレイ探触子１０を構成する超音波
振動子１００の全数及び１グループの振動子数は、被探
傷材に求められるきず検出の精度等に応じて適宜定める
ことが可能である。例えば、振動子１００の全数を多く
すれば、周方向の走査ピッチを細かくできるので、きず
検出精度は向上すると考えられる。しかしながら、振動
子１００の全数に応じて、必要となるパルサー、レシー
バー、遅延素子の数も増えるため、装置構成が複雑とな
り、コストも掛かることになる。従って、予め実験を行
い、十分な検出精度が得られ且つ過剰にならない程度の
数とすることが肝要である。特に、鉄道車軸のきずを検
出する場合であって、本実施形態のような複数の扇形状
の振動子１００で円環状のアレイ探触子１０を構成する
場合、振動子１００の全数は、２５〜５０程度であれ
ば、十分な検出精度での探傷を期待することができる。

【００３５】また、振動子１００の全数が同一の場合、
１グループを構成する振動子数が多いほど、超音波の送
受信に寄与する振動子群の面積（有効面積）は大きくな
る。振動子１００と探傷位置との軸方向距離に応じて、
適切な振動子数、すなわち適切な有効面積は異なること
が予想されるため、予め実験等により適切な振動子数を
算出しておくことが肝要である。

【００３６】以上に説明したように、本実施形態に係る
超音波探傷装置１は、選択する振動子群を順次電子的に
切り替えることで円周方向への回転走査を実現する装置
構成であるため、従来必要であった探触子ヘッド部の回
転機構が不要となり、装置全体が簡素化されると共に、
可動部の入念なメンテナンスが不必要である。また、同
一のアレイ探触子によって、任意の軸方向距離における
探傷が可能なため、形状や寸法においてバリエーション
の豊富な車軸においても、車軸に応じた探触子群を準備
する必要がない。さらに、車軸端面から遠方の地点であ
っても十分な精度でのきず検出能を確保できるという効
果を有する。

【００３７】なお、本実施形態のアレイ探触子１０は、
円環状に振動子１０が並設されたものとしており、配置
・構成の簡易性や制御の容易性の観点からは好ましい
が、本発明はこれに限るものではなく、例えば、図５に
示すように、格子状に微小長方形振動子１０１を併設し
たアレイ探触子としても良い。つまり、所定の遅延時間
を与えることで予め決められた狙い位置に超音波ビーム
を送信し、受信することができるアレイ探触子であっ
て、選択する振動子群を順次切り替えることにより探傷
位置の周方向走査が可能な探触子であれば、任意の形状
・配置のものを使用することが可能である。

【００３８】

【実施例】以下、実施例を説明することにより、本発明
の効果をより一層明らかにする。図３に、本実施例にお
けるアレイ探触子を用いて超音波ビームを集束させた際
のビームプロファイルを測定した結果を示す。なお、本
実施例では、前述した実施形態と同様のアレイ探触子を
使用したが、１グループを１６個の振動子で構成するこ
とにした。また、比較例として、従来より通常用いられ
ている５ＭＨｚ、φ２０ｍｍ探触子（集束なし）のビー
ムプロファイルを併記した。

【００３９】図３に示すように、本実施例のアレイ探触
子でも、端面からの距離５００ｍｍ以遠の位置に超音波
ビームを集束させることは困難であることが判明した。
しかしながら、従来の探触子に比較すれば、端面から５
００ｍｍ以遠においても、ビーム径を１／３程度に縮小
できていることが分かる。これは、図１に示す３２個の
振動子群からなる円環状アレイ探触子を用いて、１６個
の振動子を１つのグループとすることにより、超音波ビ
ームの送受信に寄与する領域の大きさを拡大できたため
であると考えられる。すなわち、見掛け上、φ６０〜８
０ｍｍ程度の大きさを有する通常探触子と同等のビーム
集束能力を有することになったためである。

【００４０】また、図４に、本実施例のアレイ探触子及
び比較例の探触子を用いて、深さ１ｍｍ（長さ２０ｍ
ｍ）のノッチ状人工きずを探傷した際の探傷信号ＳＮ比
を示す。本実施例のアレイ探触子によれば、端面からの
距離５００ｍｍ、７００ｍｍ及び１０００ｍｍの位置で
のきず信号のＳＮ比が、比較例に比べて、飛躍的に増大
していることが分かる。なお、ＳＮ比が３程度以上であ
れば、十分な精度できずの検出が可能であり、本発明に
よれば、端面から１０００ｍｍ離れた位置のきずも十分
な精度で検出可能であるといえる。

【００４１】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明に係る中
実軸部材の探傷方法及び探傷装置によれば、中実軸部材
の端面に接触させたアレイ探触子を用いて、予め定めら
れた狙い位置に超音波ビームを集束させながらきず検出
を行うと共に、選択する振動子群を順次切り替えること
で円周走査を実現することができる。このため、唯一の
アレイ探触子を用いて中実軸部材の全断面のきず検査を
精度良く行うことが可能であるという優れた効果を奏す
るものである。従って、特に、鉄道中実車軸などの軸部
材を自動探傷し、外周面に発生する割れきず及び内在き
ずを精度良く検出するのに好適である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１は、本発明に係る超音波探傷装置の一実
施形態を示す概略構成図である。

【図２】 図２は、本発明に係る超音波探傷装置におけ
る処理フローを示すフローチャートである。

【図３】 図３は、本発明の一実施例に係るアレイ探触
子を用いて超音波ビームを集束させた際のビームプロフ
ァイルを測定した結果を示す。

【図４】 図４は、本発明の一実施例に係るアレイ探触
子を用いて、深さ１ｍｍ（長さ２０ｍｍ）のノッチ状人
工きずを探傷した際の探傷信号ＳＮ比を示す。

【図５】 図５は、本発明の他の実施形態に係るアレイ
探触子を示す概略構成図である。

【図６】 図６は、本発明に係るアレイ探触子における
振動子群の選択例を示す説明図である。

【図７】 図７は、本発明に係るアレイ探触子における
振動子群の切り替え例を示す説明図である。

【図８】 図８は、従来の探触子を概略的に示す斜視図
である。

【図９】 図９は、従来の車軸端面からの探傷方法を示
す説明図であり、（ａ）は車軸の軸方向位置について、
（ｂ）は円周走査についての説明図である。

【図１０】 図１０は、きず検出能を向上させるための
方法として超音波ビームの集束を説明する説明図であ
る。

【符号の説明】

１ ・・・超音波探傷装置 １０ ・・・アレイ探触子 ２０ ・・・送信用遅延素子群 ３０ ・・・受信用遅延素子群 ４０ ・・・狙い位置制御器 ５０ ・・・円周走査制御器 ６０ ・・・加算器 ７０ ・・・きず評価器 ８０ ・・・パルサー群 ９０ ・・・レシーバー群 １００・・・超音波振動子

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中実軸部材の超音波探傷方法であって、 複数の超音波振動子から構成されるアレイ探触子を前記
   中実軸部材の端面に接触させるステップと、 前記アレイ探触子を構成する超音波振動子のうち、２以
   上の所定数の超音波振動子からなる振動子群に、予め設
   定された狙い位置に超音波ビームを送受信できるように
   送受信遅延を与えて探傷するステップと、 前記振動子群を順次切り替えて走査することにより、前
   記中軸軸部材の周方向の探傷位置を変化させて、前記狙
   い位置での全周検査をするステップとを備えることを特
   徴とする中実軸部材の超音波探傷方法。
2. 【請求項２】 前記アレイ探触子は、複数の扇形超音波
   振動子から構成される円環状アレイ探触子であることを
   特徴とする請求項１に記載の中実軸部材の超音波探傷方
   法。
3. 【請求項３】 中実軸部材の超音波探傷装置であって、 複数の超音波振動子から構成されるアレイ探触子と、 前記超音波振動子に送受信遅延を与える送受信遅延素子
   と、 予め設定された狙い位置に応じた送受信遅延時間を前記
   送受信遅延素子に与える狙い位置制御器と、 前記アレイ探触子を構成する複数の超音波振動子のう
   ち、超音波の送受信に寄与する２以上の所定数の超音波
   振動子からなる振動子群を選択、切り替えすることによ
   り、前記中実軸部材の前記狙い位置での周方向走査を実
   現する周方向走査器と、 前記選択された各振動子群を構成する各超音波振動子で
   得られた受信信号を所定の受信遅延を施した後に加算す
   る加算器とを備えることを特徴とする中実軸部材の探傷
   装置。
4. 【請求項４】前記加算された受信信号の強度に基づき前
   記中実軸部材のきずを評価するきず評価器を更に備える
   ことを特徴とする請求項３に記載の中実軸部材の探傷装
   置。