【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は回転式の超音波探傷ヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、航空機の翼などの構造部材における内部欠陥を検出する超音波探傷に用いられる超音波探傷ヘッドとして回転式のものがある（例えば特許文献１参照。）。
【０００３】
図５はこの回転式の超音波探傷ヘッドを示す断面図である。この超音波探傷ヘッドは次に述べるように構成されている。図中１は主軸で、これはプローブ１をＯリング１２を介して保持するプローブ内蔵部１ａを有している。６はガイドローラで、これは主軸１の一端に軸受９と軸受リテーナ１０とＯリング７を介して設けられている。８はエアブリーダで、これはガイドローラ６の中心部に設けられている。４はガイドリングで、これは主軸１の他端に設けられ軸受１３とオイルシール２と軸受リテーナ３を介して設けられている。オイルシール２は軸受１３に対して外側（軸受リテーナ３とは反対側）に位置している。５は弾性を有するタイヤで、これは軸受リテーナ３、１０の外周を包むように設けられている。このタイヤ５はニトリル・ブタジエン・ゴム（ＮＢＲ）により形成されている。また、１６は接触媒質で、これはタイヤ５とプローブ内蔵部１ａと軸受リテーナ３，１０とで形成される空間部に封入されている。この接触媒質１６には低粘度アルコール水溶液が用いられている。１５はプローブ１１に接続されたコードである。
【０００４】
そして、この超音波探傷ヘッドでは、被検査物の超音波探傷検査を行なう場合には、タイヤ５とプローブ内蔵部１ａと軸受リテーナ３，１０とで形成されるの間に形成される空間部に接触媒質１６を充填して気泡を除去する。この空間部への接触媒質１６の充填は次に述べるようにして行なう。エアブリーダ８を螺挿してある主軸１に形成したねじ孔からエアブリーダ８を取外す。接触媒質１６を入れた注射器の針を主軸１に形成したねじ孔に挿入して接触媒質１６を空間部に注入する。空間部にある気泡は接触媒質１６の圧力によりエアブリーダ８から排出される。
【０００５】
次いで、被検査物の表面にタイヤ５を接触させ、プローブ１１より超音波を発信、受信させながら超音波探傷ヘッドを移動させる。ガイドリング４とガイドローラ６が主軸１を中心として回転し、タイヤ５が被検査物の表面に接触しながら回転する。
【０００６】
【特許文献１】
実公平８−２６１１号公報（第２頁、図１−図３）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
回転型の超音波探傷ヘッドにおいて、超音波に含まれるノイズを発生させる条件のひとつとして、プローブから発信された超音波が通過する接触媒質およびタイヤの材質が挙げられる。従来の超音波探傷ヘッドでは、接触媒質１６は低粘度アルコール水溶液が用いられ、タイヤにはニトリル・ブタジエン・ゴムが用いられている。しかし、このような接触媒質とタイヤの材質の組み合せでは、接触媒質とタイヤを有価する超音波の損失とノイズの発生を減少させるのには限界があり、超音波探傷による検査の精度を高める上でさらに超音波の損失とノイズの発生を減少させることが要望されている。
【０００８】
従来の超音波探傷ヘッドでは、タイヤ５とプローブ内蔵部１ａと軸受リテーナ３、１０とで形成される空間部に接触媒質１６を注入するためには、エアブリーダ８を緩め主軸１に形成したねじ孔に注射器の針を通して注入するので注入操作が大変不便であり、接触媒質の注入と内部空気の排出に同じ孔を用いるため、接触媒質を安定して確実に注入すること困難である。
【０００９】
従来の超音波探傷ヘッドでは、オイルシール２は軸受１３に対して外側（軸受リテーナ３とは反対側）に位置しているので、軸受１３をヘッド外部から封止して外部からの水分や塵芥の進入を防ぐことはできるが、オイルシール３をヘッド内部から封止することはできない。このため、軸受１３はタイヤ５とプローブ内蔵部１ａと軸受リテーナ３、１０とで形成される空間部に露出し、この空間部に充填された接触媒質１６に接触して次第に腐食されていき軸受の機能に影響を与えることになる。
【００１０】
本発明は精度の高い超音波探傷検査を行なうことができる超音波探傷ヘッドを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明の超音波探傷ヘッドは、超音波を発信、受信する振動子を備えたプローブと、このプローブを保持するプローブ保持部を有する主軸と、前記主軸における前記プローブ保持部を挟んだ位置に夫々対向して軸受を介して回転自在に設けられた第１および第２の端板体と、これら第１および第２の端板体の周縁部間を跨いで前記第１および第２の端板体の周方向に全体に亘って配置され前記第１および第２の端板体に固定された弾性を有するタイヤと、前記主軸のプローブ保持部と前記第１および第２の端板体と前記タイヤとで形成される空間部に充填された超音波を通過させる接触媒質とを具備し、前記タイヤはシリコンゴムにより形成され、前記接触媒質はエチレングリコール水溶液であることを特徴とする。
【００１２】
請求項２の発明の超音波探傷ヘッドは、請求項１の記載において、前記第１および第２の端板体を夫々支持する軸受に対して前記空間部側で隣接した位置にシール部材が設けられていることを特徴とする。
【００１３】
請求項３の発明の超音波探傷ヘッドは、請求項１の記載において、前記第１および第２の端板体の一方または両方には、前記接触媒質を前記空間部の内部に注入するバルブと、前記空間部の内部の気体を排出するバルブが夫々設けられていることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施の形態について図１ないし図４を参照して説明する。
図１はこの実施の形態における超音波探傷ヘッドの外観を示す斜視図、図２は図３のＺ−Ｚ線に沿う超音波探傷ヘッドの断面図、図３は超音波探傷ヘッドの平面図、図４は超音波探傷ヘッドの使用状態を示す断面図である。
【００１５】
図２において２１は主軸、２２はプローブ、２３Ａは第１の端板体、２３Ｂは第２の端板体、２４はタイヤ、２５は接触媒質、２６Ａ、２６Ｂはバルブ、２７Ａ、２７Ｂは軸受、２８Ａ、２８Ｂはオイルシールである。
【００１６】
主軸２１は丸棒からなるもので、その長さ方向中間部にプローブ保持部３１が設けられている。このプローブ保持部３１は主軸２１の軸線方向に対して直角な直径方向に沿う筒形をなすもので、主軸２１の直径方向で対向する両側部から直径方向に沿って突出して設けられており、一端面が開放されているとともに他端面が閉塞されている。また、主軸２１にはプローブ保持部３１から一端に到る部分には挿通孔３２が軸方向に沿って貫通して形成されている。
【００１７】
主軸２１におけるプローブ保持部３１にはプローブ２２が挿入保持されているこのプローブ２２は振動子２２ａをダンパと組み合せて取扱い易いようにケース２２ｂの内部に組込んだものである。振動子２２ａとしては水晶、チタン酸バリウム、ジルコンチタン酸亜鉛、硝酸リチウムなどの圧電材料を切り出したものである。プローブ２２は開放された一端面からプローブ保持部３１の内部に挿入されて保持されている。
【００１８】
この実施の形態のプローブ２２は振動子２２ａに複合型（コンポジット型）のものを用いている。この型式の振動子２２ａを用いたプローブ２２は、変換効率が大きく、感度が良く、信号対雑音比が大である。すなわち、ノイズレベルが一定である場合に出力信号が大であり、受信信号も大である。このため、この複合型（コンポジット型）のプローブ２２を用いることにより、精度が高い超音波探傷検査を行なうことができる、
なお、プローブ２２には電気信号の授受を行なうコード３３が接続され、このコード３３はプローブ保持部３１から主軸２１の挿通孔３２に挿通され、主軸２１の一端部にコネクタ３４に接続されている。プローブ２２はプローブ保持部３１の内部に気密および液密に密接して挿入され、プローブ２２の一端部はプローブ保持部３１の開放された一端部を介して外部に露出している。
【００１９】
図２に示すように第１の端板体２３Ａは、主軸２１においてプローブ保持部３１に対して一方の端部に設けられ、端板４１とガイドリング４２とを備えている。端板４１は円板形をなすもので、中央部には円筒部４１ａを有しており、この円筒部４１ａは端板４１の一側面部から外側へ向けて軸方向に沿って延びるように形成されている。なお、端板４１の一側面部の周縁部にはタイヤ固定用の溝４１ｂが周方向全体にわたり形成されている。
【００２０】
ガイドリング４２は端板４１よりやや大きい直径を有する円環形をなすもので、中央部には円筒部４１ａの外径より大きい直径を有する円形の中央孔４２ａが形成されている。ガイドリング４２は端板４１の一側面に同心円状に重ねて配置され、中央孔４２ａが端板４１の円筒部４１ａに嵌合されている。図３に示すようにガイドリンク４２と端板４１とは複数のボルト４３を用いて互いに固定される。
【００２１】
そして、端板４１は円筒部４１ａが突出する一側面が探傷ヘッドの外側に位置する向きに設定され、円筒部４１ａは主軸２１においてプローブ保持部３１に対して一方の端部に嵌合され、この円筒部４１ａは玉軸受２７Ａを介して主軸２１に回転自在に支持されている。この玉軸受２７Ａはラジアル荷重用のもので、主軸２１と円筒部４１ａに係合された一対の保持リング４４により軸方向の両端が支持されている。
【００２２】
また、端板４１の円筒部４１ａの内部では玉軸受２７Ａに対して探傷ヘッドの内部側に隣接する位置にオイルシール２８Ａが配置されている。このオイルシール２８Ａは円筒部４１ａとこの円筒部４１ａに挿通された主軸２１との間で形成される円形空間部に配置される円環形をなすもので、保持リング４４と端板４１に形成されたフランジ４１ｃに挟まれて支持されて円筒部４１ａの内周面と主軸２１の外周面に接触している。すなわち、このオイルシール２８Ａは後述するように第１の端板体２３Ａと第２の端板体２３Ｂとの間で形成される空間部Ｓと玉軸受２７Ａとの間を仕切って玉軸受２７Ａをこの空間部Ｓに対して封止するものである。
【００２３】
このため、玉軸受２７Ａはオイルシール２８Ａに覆われて空間部Ｓに直接露出せず、後述するように空間部Ｓに充填される接触媒質２５であるエチレングリコール水溶液に直接触れることがない。従って、玉軸受２７Ａは空間部Ｓに充填される接触媒質２５により腐食することを防止して長期にわたって端板体を回転自在に支持することができる。
【００２４】
図２に示すように第２の端板体２３Ｂは、主軸２１においてプローブ保持部３１に対して他方の端部に設けられ、端板５１とガイドリング５２とを備えている。端板５１は円板形をなすもので、中央部には円筒部５１ａを有しており、この円筒部５１ａは端板５１の他側面部から外側へ向けて軸方向に沿って延びるように形成されている。端板５１の他側面部の周縁部にはタイヤ固定用の溝５１ｂが周方向全体にわたり形成されている。端板５１の直径および円筒部５１ａの直径は端板４１の直径および円筒部４１ａの直径と同じ大きさである。溝５１ｂの直径は端板４１の溝４１ｂの直径と同じ大きさである。
【００２５】
ガイドリング５２は端板５１よりやや大きい直径を有する円環形をなすもので、中央部には円筒部５１ａの外径より大きい直径を有する円形の中央孔５２ａが形成されている。ガイドリング５２は端板５１の一側面に同心円状に重ねて配置され、中央孔５２ａが端板５１の円筒部５２ａに嵌合されている。図２に示すようにガイドリンク５２と端板５１とは複数のボルト５３を用いて互いに固定される。ガイドリング５２の直径はガイドリンク４２の直径と同じ大きさである。
【００２６】
そして、端板５１は円筒部５１ａが突出する一側面が探傷ヘッドの外側に位置した向きが設定され、円筒部５１ａは主軸２１において他方の端部に位置する部分に嵌合され、この円筒部５１ａは玉軸受２７Ｂを介して主軸２１に回転自在に支持されている。この玉軸受２７Ｂはラジアル荷重用のもので、主軸２１と円筒部５１ａに係合された一対の保持リング５４により軸線方向の両端が支持されている。
【００２７】
また、端板５１の円筒部５１ａの内部では玉軸受２７Ｂに対して探傷ヘッドの内部側に隣接する位置にオイルシール２８Ｂが配置されている。このオイルシール２８Ｂは円筒部５１ａと、この円筒部５１ａに挿通された主軸２１との間で形成される円形空間部に配置される円環形をなすもので、保持リング５４と端板５１に形成されたフランジ５１ｃに挟まれて支持されて円筒部５１ａの内周面と主軸２１の外周面２１に接触している。すなわち、このオイルシール２８Ｂは第１の端板体２３Ａと第２の端板体２３Ｂとの間で形成される空間部と玉軸受２７Ｂとの間を仕切って玉軸受２７Ｂをこの空間部に対して封止するものである。
【００２８】
このため、玉軸受２７Ｂはオイルシール２８Ｂに覆われて空間部Ｓに直接露出せず、後述するように空間部Ｓに充填される接触媒質２５であるエチレングリコール水溶液に直接触れることがない。従って、玉軸受２７Ｂは空間部Ｓに充填される接触媒質２５により腐食することを防止して長期にわたって端板体を回転自在に支持することができる。
【００２９】
このように第１の端板体２３Ａと第２の端板体２３Ｂは、主軸２１の軸方向においてプローブ保持部３１を挟んで間隔を存した位置で、主軸２１の軸方向に対して直角な向きで互いに対向して設けられる。
【００３０】
タイヤ２４は、主軸２１のプローブ保持部２１ａとこれを挟む第１の端板体２３Ａと第２の端板体２３Ｂとで形成される空間部を、第１の端板体２３Ａと第２の端板体２３Ｂの周縁部の間で周方向全体に亙って覆うものである。タイヤ２４は第１の端板体２３Ａの端板４１の周縁部と第２の端板体２３Ｂの端板５１の周縁部との間隔より広い幅と、これら端板４１，５１の直径より大きい直径を有する幅広の円筒体をなしている。タイヤ２４の幅方向両側縁部には夫々周方向全体に亘って固定部２４ａが形成されている。この固定部２４ａは断面が鉤形をなすもので、タイヤ側縁部からタイヤ内部に向けて直径方向に沿って直角に折り曲げられ、さらにタイヤ内部に向けて幅方向に沿って直角に折り曲げられている。
【００３１】
そして、タイヤ２４は第１の端板体２３Ａの端板４１の周縁部と第２の端板体２３Ｂの端板５１の周縁部との間で形成される円環状の開放部分にこの開放部分を跨いで周方向全体に配置される。タイヤ２４の両側縁部に夫々形成され鉤形の固定部２４ａは，端板４１と端板５１の各周縁部に形成された溝４１ａと溝５１ａに係合され、さらに外側からガイドリンク４２とガイドリンク５２にこれによりタイヤ２４は第１の端板体２３Ａと第２の端板体２３Ｂの両周縁部間を跨いでこれら両周縁部に固定されて設けられている。
【００３２】
ここで、タイヤ２４は半透明なシリコンゴムを材料として成形されている。また、シリコンゴムは従来タイヤを成形する材料として採用されていたニトリル・ブタジエン・ゴムに比較して耐久性が高く、耐水性も優れており、製作も容易である。また、シリコンゴムは弾性を有している。さらに、シリコンゴムは透明性を有しており、探傷ヘッドの外部からタイヤ２４を通して探傷ヘッドの内部、つまりタイヤ２４で覆われた空間部Ｓの内部の様子を目視することを可能としている。すなわち、シリコンゴムからなるタイヤ２４に透明性を持たせることにより、空間部Ｓの内部に気泡が存在する場合に、タイや２４の外部からタイヤ２４を通して内部の気泡を視認することができるようにしている。
【００３３】
また、タイヤ２４は断面が幅方向両側部から幅方向中央部に向けて円弧を描きながらタイヤ外部へ向けてゆるやかに膨出する形状に形成されている。すなわち、タイヤ２４は全体が太鼓形をなすように形成されており、直径が両側縁部から中央にかけて少しずつ拡大している。このタイヤ２４の幅方向両側部および中央部の直径は第１および第２の端板体２３Ａ、２３Ｂのガイドリンク４２、５２の直径よりやや大きい値である。
【００３４】
このタイヤ２４の断面形状における湾曲の曲率は、タイヤ２４を被検査物Ｈに接触させた時に被検査物から加わる抵抗により中央部が内側へ凹入することを阻止し、幅方向に沿ってできるだけ広い範囲で被検査物の面に接触するように弾性変形できることを考慮して設定する。タイヤ２４は成形時にこのような太鼓形をなすように成形され、この太鼓形の形状を常時維持できるようになっている。
このようにして設けられたタイヤ２４は、主軸２１のプローブ保持部３１と、これを挟む第１の端板体２３Ａと第２の端板体２３Ｂとで空間部Ｓを構成している。
【００３５】
バルブ２６Ａ、２６Ｂは第１の端板体２３Ａにおいて主軸２１を挟んで対向する位置に主軸２１から等距離を置いて設けられている。これらバルブ２６Ａ、２６Ｂは、タイヤ２４と、主軸２１のプローブ保持部３１と、これを挟む第１の端板体２３Ａと第２の端板体２３Ｂとで構成される空間部Ｓの内部に液体（エチレングリコール水溶液）である接触媒質２５を注入する時に、一方が接触媒質注入用として用いられ、他方が注入された接触媒質２５の圧力で空間部Ｓの内部にあった空気を外部に排出するために使用される。
【００３６】
これらバルブ２６Ａ、２６Ｂは、例えば自動車のタイヤのチューブに接続されるバルブが用いられている。この自動車のチューブに接続されるバルブはエアバルブと呼ばれ（タイヤバルブとも呼ばれる。）ている。バルブ２６Ａ、２６Ｂは、逆止弁の形式をなすもので゛、筒形の本体の内部に、この本体に形成される通路を開閉する弁体、この弁体に対して閉じる向きに力を加える弾性部材を設けたもので、接触媒質２５を注入する時に接触媒質２５の圧力で弁体が開いて注入を可能し、常時は注入された接触媒質２５が外部へ出ることを阻止している。また、バルブ２６Ａ、２６Ｂは、接触媒質２５の注入時に注入される接触媒質２５の圧力で空間部Ｓの内部にある空気（気泡）を外部に排出することが可能である。
【００３７】
バルブ２６Ａ、２６Ｂは、第１の端板体２３Ａにおける端板４１とガイドリング４２に第１の端板体２３Ａの軸方向に沿って貫通して固定して設けられており、夫々一方の端部（注入側端部）が第１の端板体２３Ａの外側に突出しているとともに他方の端部が空間部Ｓの内部に面している。
【００３８】
そして、接触媒質２５を空間部Ｓに注入する場合には、接触媒質２５を供給するポンプ、このポンプに接続するホースおよびこのホースの先端部に取付けてバルブ２６Ａ、２６Ｂに組み合さるアダプタを用意する。このアダプタはバルブ２６Ａ、２６Ｂの一端部に接続して組み合せることにより、常時は閉塞状態にあるバルブ２６Ａ、２６Ｂの弁体を動かして開放状態にするものである。すなわち、バルブ２６Ａ、２６Ｂの一方、例えばバルブ２６Ａの第１の端板体２３Ａの外側に突出している端部にアダプタを接続する。ポンプを駆動してエチレングリコール水溶液を溜めたタンクからこの水溶液をホース通して送り出し、アダプタおよびバルブ２６Ａ、２６Ｂの一方を通して超音波探傷ヘッドの空間部Ｓの内部に注入する。
【００３９】
このように超音波探傷ヘッドにバルブ２６Ａ、２６Ｂを設けることにより、接触媒質２５をポンプおよびホースを用いて超音波探傷ヘッドの空間部Ｓの内部に安定して確実に注入することができる。また、ホースをバルブに接続する作業も簡単である。
【００４０】
必要量の接触媒質２５を空間部Ｓの内部に注入した時点でポンプによる供給を停止し、アダプタをバルブ２６Ａから外す。接触媒質２５の注入量はタイヤ２４を被検査物に接触させた時にタイヤ２４の良好な弾性を持って被検査物に接触できるようにタイヤ２４の形状を維持できる量である。
【００４１】
接触媒質２５をバルブ２６Ａから空間部Ｓの内部に注入してゆくと、接触媒質２５に押されて空間部Ｓの内部にあった空気が他方のバルブ２６ｂを通って外部へ排出され、空間部Ｓの内部が接触媒質２５で満たされる。このため、超音波は空間部Ｓの内部に満たされた接触媒質２５を通過するので、その損失を少なくすることができる。
【００４２】
バルブ２６Ａ、２６Ｂは、タイヤ２４と、主軸２１のプローブ保持部３１と、これを挟む第１の端板体２３Ａと第２の端板体２３とで構成される空間部Ｓの内部に接触媒質２５を注入、充填する。接触媒質２５はエチレングリコール水溶液を用いている。
【００４３】
エチレングリコール水溶液からなる接触媒質２５とシリコンゴムからなるタイヤ２４とを組合せることにより、超音波が通過する通路における超音波の損失とノイズの発生を低く抑えることができる。そして、超音波がエチレングリコール水溶液からなる接触媒質２５からシリコンゴムからなるタイヤ２４に入る時にも超音波の損失とノイズの発生を低く抑えることができる。
【００４４】
接触媒質２５であるエチレングリコール水溶液はタイヤのシリコンゴムに対して化学的変化を及ぼすことがないとともに、シリコンゴムが有する耐久性および透明性を損なうことがなく、シリコンゴムはエチレングリコール水溶液に対して化学的変化を及ぼすことがない。
【００４５】
なお、図２に示すように主軸２１の一端部における外周部には、軸方向に沿うキー溝２１ａが形成されている。このキー溝２１ａは、後述するようにこの超音波探傷ヘッドを用いて透過法により超音波探傷検査を行なう場合に、プローブ保持部３１が必要とする位置に来るように超音波探傷ヘッドの向きを確認する手段の一例である。
【００４６】
このように構成された超音波探傷ヘッドを用いて透過法により超音波探傷検査を行なう場合について図４を参照して述べる。
【００４７】
図４は透過法により超音波探傷検査を行なう場合を模式的に示すものである。図中Ｈは被検査物で、例えば航空機における垂直尾翼である。透過法による検査は、被検査物Ｈを挟んでその両側に夫々超音波探傷ヘッド６１を対向して位置させる。被検査物Ｈの両側には夫々ガイドレール６３を対向して設け、このガイドレール６３には保持体６２を夫々移動可能に設ける。各保持体６２は図示しない移動機構により被検査物Ｈを挟んでガイドレール６３に沿って同期して移動させる。各保持体６２には夫々超音波探傷ヘッド６１を被検査物Ｈを挟んで対向して保持する。すなわち、各超音波探傷ヘッド６１は、被検査物Ｈを挟んで同一直線上に位置してプローブ２２が被検査物Ｈに対して直角に向くように向きを設定し、タイヤ２４が被検査物Ｈの表面に接触するように位置を設定して保持する。各保持体６２では、夫々プローブ２２が超音波探傷ヘッド６１を被検査物Ｈを挟んで対向させて保持する。
【００４８】
そこで、保持体６２には超音波探傷ヘッド６１における主軸２１のキー溝２１ａが係合するキー６４を設ける。このキー６４は、主軸２１のキー溝２１ａをキー６４に係合することにより、プローブ２２が被検査物Ｈに対して直角に向くように位置および向きを設定する。このため、主軸２１のキー溝２１ａをキー６４に係合させるだけの操作で、超音波探傷ヘッド６１を必要とする向きと位置をもって保持体６２に保持させることができる。
【００４９】
超音波探傷ヘッド６１におけるタイヤ２４は、幅方向中央部から両側部に亙って被検査物Ｈの表面に接触する。タイヤ２４の表面と被検査物Ｈの表面との間には水、油などを介在させる。
【００５０】
図４は超音波探傷ヘッド６１を水平移動して探傷検査を行なう場合を示している。すなわち、被検査体Ｈの両側に夫々ガイドレール６３を水平にして平行に設け、各ガイドレール６３に夫々対向して保持体６２を設ける。各保持体６２には、主軸２１のキー溝２１ａを係合することにより、プローブ２２が被検査物Ｈを挟んで同一水平線上に位置し、タイヤ２４が被検査体Ｈの側面に接触するように超音波探傷ヘッド６１の向きと位置を規定するキー６４を設ける。そして、主軸２１のキー溝２１ａをキー６４に係合して超音波探傷ヘッド６１を必要とする向きと位置をもって保持体６２に保持させる。
【００５１】
一方の超音波探傷ヘッド６１では、プローブ２２から空間部Ｓに向けて超音波を発信させる。発信された超音波は一方の超音波探傷ヘッド６１において空間部Ｓに充填された接触媒質２５であるエチレングリコール水溶液と空間部Ｓを覆うタイヤ２４を通過する。次いで、金属などからなる被検査物Ｈの内部を厚さ方向に沿って通過する。
【００５２】
さらに、超音波は他方の超音波探傷ヘッド６１において空間部Ｓを覆うタイヤ２４と空間部Ｓに充填された接触媒質２５であるエチレングリコール水溶液を通過する。他方の超音波探傷ヘッド６１では空間部Ｓの接触媒質２５を通過した超音波をプローブ２２で受信する。被検査物Ｈの内部に欠陥がある場合には超音波の通過率が変化するので、その通過の状態に変化に応じて内部欠陥の位置や大きさを知ることができる。
【００５３】
各超音波探傷ヘッド６１では、主軸２１のプローブ保持部３１と第１および第２の端板体２３Ａ、２３Ｂとタイヤ２４とで形成される空間部Ｓに充填する接触媒質２５にエチレングリコール水溶液を使用し、またタイヤ２４をシリコンゴムにより形成して、これらエチレングリコール水溶液からなる接触媒質とシリコンゴムからなるタイヤとを組合せて超音波が通過する通路を構成することにより、超音波探傷を行なう時に超音波の損失が大変小さくノイズの発生が小さいので信号対雑音比に優れ精度の高い超音波探傷検査を行なうことができる。
【００５４】
そして、被検査物Ｈの両側において夫々保持体６２をガイドレール６３に沿って同期して水平移動させる。各保持体６２の移動とともに各保持体６２に夫々保持された各超音波探傷ヘッド６１が同期して対向した状態を維持して移動する。超音波探傷ヘッド６１は保持体６２に保持されている主軸２１が移動し、主軸２１に設けられた第１および第２の端板体２３Ａ、２３Ｂとタイヤ２４が移動する。第１および第２の端板体２３Ａ、２３Ｂは主軸２１に回転可能に支持されており、第１および第２の端板体２３Ａ、２３Ｂに取付けられたタイヤ２４は被検査物Ｈの表面に接触している。タイヤ２４が被検査物Ｈの表面に接触して水平方向へ移動しようとすると、タイヤ２４と被検査物Ｈとの間の摩擦力により第１および第２の端板体２３Ａ、２３Ｂに回転トルクが発生して主軸２１を中心として回転する。タイヤ２４は被検査物Ｈの表面上を回転して接触しながら水平方向へ移動する。すなわち、主軸２１の移動によりタイヤ２４が被検査物Ｈにころがり接触して接触状態を保持する。このため、超音波探傷ヘッド６１が水平方向に移動する領域全体全に亘り超音波探傷検査を行なうことができる。
【００５５】
この超音波探傷ヘッド６１は、タイヤ２４をシリコンゴムで形成することと、接触媒質２５にエチレングリコール水溶液を用いることとを組み合せることにより、従来の超音波探傷ヘッドに比較して接触媒質およびタイヤを通過する時の超音波損失の度合いが約２０％程減少した。
【００５６】
なお、本発明は前述した実施の形態に限定されず、種々変形して実施することができる。前述した実施の形態では、バルブを第１の端板体に２組設けているが、これに限定されず、バルブを設ける構成を種々変更できる。
【００５７】
【発明の効果】
本発明の超音波探傷ヘッドによれば、主軸のプローブ保持部と第１および第２の端板体とタイヤとで形成される空間部に充填する接触媒質にエチレングリコール水溶液を使用し、またタイヤをシリコンゴムにより形成して、これらエチレングリコール水溶液からなる接触媒質とシリコンゴムからなるタイヤとを組合せて超音波が通過する通路を構成することにより、超音波探傷を行なう時に超音波の損失が大変小さくノイズの発生が小さいので信号対雑音比に優れ精度の高い超音波探傷検査を行なうことができる。
【００５８】
また、端板体に接触媒質注入用のバルブを設けることにより、接触媒質を空間部の内部に簡単な作業で安定して確実に注入することができる。
【００５９】
さらに、端板体を回転自在に支持する軸受を、接触媒質を充填する空間部に対してオイルシールで覆うので、空間部に充填される接触媒質であるエチレングリコール水溶液に直接触れて腐食することがなく、長期にわたって端板体を回転自在に支持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態における超音波探傷ヘッドを示す斜視図。
【図２】同実施の形態における超音波探傷ヘッドを示す断面図。
【図３】同実施の形態における超音波探傷ヘッドを示す平面図。
【図４】同実施の形態において超音波探傷ヘッドを使用する状態を示す図。
【図５】従来の形態における超音波探傷ヘッドを示す断面図。
【符号の説明】
２１…主軸
２１ａ…プローブ保持部
２２…プローブ
２３Ａ…第１の端板体
２３Ｂ…第２の端板体
２４…タイヤ
２５…接触媒質
２６Ａ…バルブ
２６Ｂ…バルブ
２７Ａ…軸受
２７Ｂ…軸受
２８Ａ…オイルシール
２８Ｂ…オイルシール
３１…プローブ保持部
６１…超短波探傷ヘッド
６２…保持体
６４…キー
Ｈ…被検査物
Ｓ…空間部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a rotary ultrasonic testing head.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, there is a rotary ultrasonic inspection head used for ultrasonic inspection for detecting internal defects in a structural member such as an aircraft wing (see, for example, Patent Document 1).
[0003]
FIG. 5 is a sectional view showing the rotary ultrasonic testing head. This ultrasonic flaw detection head is configured as described below. In the figure, reference numeral 1 denotes a main shaft, which has a probe built-in portion 1a for holding the probe 1 via an O-ring 12. A guide roller 6 is provided at one end of the main shaft 1 via a bearing 9, a bearing retainer 10 and an O-ring 7. Reference numeral 8 denotes an air bleeder, which is provided at the center of the guide roller 6. Reference numeral 4 denotes a guide ring, which is provided at the other end of the main shaft 1 and is provided via a bearing 13, an oil seal 2, and a bearing retainer 3. The oil seal 2 is located outside the bearing 13 (on the side opposite to the bearing retainer 3). Reference numeral 5 denotes an elastic tire, which is provided so as to wrap the outer periphery of the bearing retainers 3 and 10. The tire 5 is made of nitrile butadiene rubber (NBR). Reference numeral 16 denotes a couplant, which is sealed in a space formed by the tire 5, the probe built-in portion 1a, and the bearing retainers 3, 10. A low-viscosity alcohol aqueous solution is used for the couplant 16. Reference numeral 15 denotes a cord connected to the probe 11.
[0004]
In this ultrasonic flaw detection head, when performing an ultrasonic flaw detection inspection of the inspection object, a space formed between the tire 5, the probe built-in portion 1a, and the bearing retainers 3, 10 is formed. The couplant 16 is filled to remove air bubbles. The filling of the space with the couplant 16 is performed as described below. The air bleeder 8 is removed from a screw hole formed in the main shaft 1 into which the air bleeder 8 is screwed. The needle of the syringe containing the couplant 16 is inserted into a screw hole formed in the main shaft 1 to inject the couplant 16 into the space. Bubbles in the space are discharged from the air bleeder 8 by the pressure of the couplant 16.
[0005]
Next, the tire 5 is brought into contact with the surface of the inspection object, and the ultrasonic inspection head is moved while transmitting and receiving ultrasonic waves from the probe 11. The guide ring 4 and the guide roller 6 rotate around the main shaft 1, and the tire 5 rotates while contacting the surface of the inspection object.
[0006]
[Patent Document 1]
Japanese Utility Model Publication No. 8-2611 (Page 2, FIG. 1 to FIG. 3)
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
One of the conditions for generating noise included in the ultrasonic wave in the rotary ultrasonic inspection head is a couplant and a tire material through which the ultrasonic wave transmitted from the probe passes. In the conventional ultrasonic testing head, a low viscosity alcohol aqueous solution is used for the couplant 16 and nitrile / butadiene / rubber is used for the tire. However, with such a combination of the couplant and the material of the tire, there is a limit in reducing the loss of the ultrasonic waves and the generation of noise which are valuable for the couplant and the tire, and there is a limit in improving the accuracy of the inspection by the ultrasonic flaw detection. It is desired to further reduce the loss of ultrasonic waves and the generation of noise.
[0008]
In the conventional ultrasonic testing head, in order to inject the couplant 16 into the space formed by the tire 5, the probe built-in portion 1a, and the bearing retainers 3, 10, the air bleeder 8 is loosened and the screw hole formed in the main shaft 1 is loosened. Since the injection is performed through the needle of the syringe, the injection operation is very inconvenient. Since the same hole is used for the injection of the couplant and the discharge of the internal air, it is difficult to stably and surely inject the couplant.
[0009]
In the conventional ultrasonic flaw detection head, since the oil seal 2 is located outside the bearing 13 (on the side opposite to the bearing retainer 3), the bearing 13 is sealed from the outside of the head and moisture or dust from the outside is sealed. However, the oil seal 3 cannot be sealed from the inside of the head. For this reason, the bearing 13 is exposed to a space formed by the tire 5, the probe built-in portion 1a, and the bearing retainers 3, 10, and comes into contact with the couplant 16 filled in this space to be gradually corroded. Function will be affected.
[0010]
An object of the present invention is to provide an ultrasonic inspection head capable of performing an ultrasonic inspection with high accuracy.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
An ultrasonic flaw detection head according to the first aspect of the present invention sandwiches a probe having a transducer for transmitting and receiving ultrasonic waves, a main shaft having a probe holding portion for holding the probe, and the probe holding portion on the main shaft. First and second end plate members provided at respective positions to be rotatable via bearings, and the first and second end plate members straddling the periphery of the first and second end plate members. An elastic tire fixed to the first and second end plate members, which is disposed over the entire end plate member in a circumferential direction, a probe holding portion of the main shaft, and the first and second end plate members A couplant that allows ultrasonic waves to pass through a space formed by the body and the tire, wherein the tire is formed of silicon rubber, and the couplant is an aqueous solution of ethylene glycol. .
[0012]
In the ultrasonic flaw detection head according to a second aspect of the present invention, in the first aspect, a seal member is provided at a position adjacent to the bearing supporting the first and second end plate bodies on the space side. It is characterized by having been done.
[0013]
An ultrasonic flaw detection head according to a third aspect of the present invention is the ultrasonic inspection head according to the first aspect, wherein one or both of the first and second end plates are provided with a valve for injecting the couplant into the space. And a valve for discharging the gas inside the space is provided.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is a perspective view showing the appearance of the ultrasonic inspection head in this embodiment, FIG. 2 is a cross-sectional view of the ultrasonic inspection head along the line ZZ in FIG. 3, FIG. 3 is a plan view of the ultrasonic inspection head, FIG. 4 is a cross-sectional view showing a use state of the ultrasonic flaw detection head.
[0015]
In FIG. 2, 21 is a main shaft, 22 is a probe, 23A is a first end plate, 23B is a second end plate, 24 is a tire, 25 is a couplant, 26A and 26B are valves, 27A and 27B are bearings, 28A and 28B are oil seals.
[0016]
The main shaft 21 is made of a round bar, and a probe holding portion 31 is provided at an intermediate portion in the length direction. The probe holding portion 31 is formed in a cylindrical shape along a diameter direction perpendicular to the axial direction of the main shaft 21, and is provided so as to protrude along the diametric direction from both sides opposed in the diametric direction of the main shaft 21. One end is open and the other end is closed. An insertion hole 32 is formed in the main shaft 21 at a portion extending from the probe holding portion 31 to one end thereof so as to penetrate in the axial direction.
[0017]
A probe 22 is inserted and held in a probe holding portion 31 of the main shaft 21. The probe 22 has a vibrator 22a incorporated in a case 22b for easy handling in combination with a damper. The vibrator 22a is obtained by cutting out a piezoelectric material such as quartz, barium titanate, zinc zircon titanate, and lithium nitrate. The probe 22 is inserted into and held by the probe holding section 31 from one open end face.
[0018]
The probe 22 according to this embodiment uses a composite type (composite type) as the transducer 22a. A probe 22 using this type of vibrator 22a has high conversion efficiency, good sensitivity, and a large signal-to-noise ratio. That is, when the noise level is constant, the output signal is large, and the received signal is also large. Therefore, by using the composite type (composite type) probe 22, it is possible to perform an ultrasonic inspection with high accuracy.
The probe 22 is connected to a cord 33 for transmitting and receiving an electric signal. The cord 33 is inserted from the probe holder 31 into the insertion hole 32 of the main shaft 21, and is connected to a connector 34 at one end of the main shaft 21. . The probe 22 is inserted into the probe holding unit 31 in a gas-tight and liquid-tight manner, and one end of the probe 22 is exposed to the outside via an open end of the probe holding unit 31.
[0019]
As shown in FIG. 2, the first end plate 23 </ b> A is provided at one end of the main shaft 21 with respect to the probe holding unit 31, and includes an end plate 41 and a guide ring 42. The end plate 41 is formed in a disk shape, and has a cylindrical portion 41a at a center portion. The cylindrical portion 41a extends from one side surface of the end plate 41 outward in the axial direction. Is formed. A groove 41b for fixing a tire is formed in the peripheral portion of one side surface of the end plate 41 over the entire circumferential direction.
[0020]
The guide ring 42 is formed in an annular shape having a diameter slightly larger than that of the end plate 41, and has a circular central hole 42a having a diameter larger than the outer diameter of the cylindrical portion 41a in the center. The guide ring 42 is arranged concentrically on one side surface of the end plate 41, and the center hole 42 a is fitted in the cylindrical portion 41 a of the end plate 41. As shown in FIG. 3, the guide link 42 and the end plate 41 are fixed to each other using a plurality of bolts 43.
[0021]
The end plate 41 is set so that one side from which the cylindrical portion 41a protrudes is located outside the flaw detection head, and the cylindrical portion 41a is fitted to one end of the main shaft 21 with respect to the probe holding portion 31, The cylindrical portion 41a is rotatably supported by the main shaft 21 via a ball bearing 27A. The ball bearing 27A is for a radial load, and both ends in the axial direction are supported by a pair of holding rings 44 engaged with the main shaft 21 and the cylindrical portion 41a.
[0022]
An oil seal 28A is disposed inside the cylindrical portion 41a of the end plate 41 at a position adjacent to the inside of the flaw detection head with respect to the ball bearing 27A. The oil seal 28A has an annular shape disposed in a circular space formed between the cylindrical portion 41a and the main shaft 21 inserted into the cylindrical portion 41a, and is formed on the holding ring 44 and the end plate 41. It is supported by being sandwiched between the flanges 41 c and contacts the inner peripheral surface of the cylindrical portion 41 a and the outer peripheral surface of the main shaft 21. That is, the oil seal 28A partitions the ball bearing 27A by separating the space S formed between the first end plate 23A and the second end plate 23B and the ball bearing 27A as described later. The space S is sealed.
[0023]
For this reason, the ball bearing 27A is covered with the oil seal 28A and is not directly exposed to the space S, and does not directly touch the ethylene glycol aqueous solution as the couplant 25 filled in the space S as described later. Therefore, the ball bearing 27A can rotatably support the end plate for a long period of time by preventing corrosion by the couplant 25 filled in the space S.
[0024]
As shown in FIG. 2, the second end plate 23 </ b> B is provided at the other end of the main shaft 21 with respect to the probe holding unit 31, and includes an end plate 51 and a guide ring 52. The end plate 51 is formed in a disk shape, and has a cylindrical portion 51a at a central portion. The cylindrical portion 51a extends from the other side surface of the end plate 51 outwardly along the axial direction. Is formed. A groove 51b for fixing a tire is formed in the peripheral portion of the other side surface of the end plate 51 over the entire circumferential direction. The diameter of the end plate 51 and the diameter of the cylindrical portion 51a are the same as the diameter of the end plate 41 and the diameter of the cylindrical portion 41a. The diameter of the groove 51b is the same as the diameter of the groove 41b of the end plate 41.
[0025]
The guide ring 52 has an annular shape having a diameter slightly larger than that of the end plate 51, and has a circular central hole 52a having a diameter larger than the outer diameter of the cylindrical portion 51a in the center. The guide ring 52 is arranged concentrically on one side surface of the end plate 51, and the center hole 52 a is fitted in the cylindrical portion 52 a of the end plate 51. As shown in FIG. 2, the guide link 52 and the end plate 51 are fixed to each other using a plurality of bolts 53. The diameter of the guide ring 52 is the same as the diameter of the guide link 42.
[0026]
The end plate 51 is set so that one side from which the cylindrical portion 51a protrudes is located outside the flaw detection head, and the cylindrical portion 51a is fitted to a portion of the main shaft 21 located at the other end. 51a is rotatably supported by the main shaft 21 via a ball bearing 27B. This ball bearing 27B is for a radial load, and both ends in the axial direction are supported by a pair of holding rings 54 engaged with the main shaft 21 and the cylindrical portion 51a.
[0027]
An oil seal 28B is disposed inside the cylindrical portion 51a of the end plate 51 at a position adjacent to the inside of the flaw detection head with respect to the ball bearing 27B. The oil seal 28B has an annular shape disposed in a circular space formed between the cylindrical portion 51a and the main shaft 21 inserted into the cylindrical portion 51a, and is formed on the holding ring 54 and the end plate 51. And is in contact with the inner peripheral surface of the cylindrical portion 51 a and the outer peripheral surface 21 of the main shaft 21. That is, the oil seal 28B partitions a space formed between the first end plate 23A and the second end plate 23B and the ball bearing 27B to separate the ball bearing 27B from the space. To seal.
[0028]
For this reason, the ball bearing 27B is covered with the oil seal 28B and is not directly exposed to the space S, and does not directly touch the ethylene glycol aqueous solution as the couplant 25 filled in the space S as described later. Therefore, the ball bearing 27B can rotatably support the end plate for a long period of time by preventing corrosion by the couplant 25 filled in the space S.
[0029]
As described above, the first end plate 23A and the second end plate 23B are perpendicular to the axial direction of the main shaft 21 at positions spaced with the probe holding portion 31 therebetween in the axial direction of the main shaft 21. They are provided facing each other in the orientation.
[0030]
The tire 24 has a space formed by the probe holding portion 21a of the main shaft 21 and the first end plate 23A and the second end plate 23B sandwiching the probe holding portion 21a, and the first end plate 23A and the second end plate 23B. It covers the entire peripheral direction between the peripheral edges of the end plate 23B. The width of the tire 24 is wider than the gap between the peripheral edge of the end plate 41 of the first end plate 23A and the peripheral edge of the end plate 51 of the second end plate 23B, and is larger than the diameter of the end plates 41, 51. It has a wide cylindrical body with a diameter. At both side edges in the width direction of the tire 24, fixing portions 24a are formed over the entire circumferential direction. The fixing portion 24a has a hook-shaped cross section, and is bent at right angles along the diametric direction from the side edge of the tire toward the inside of the tire, and further bent at right angles along the width direction toward the inside of the tire. I have.
[0031]
The tire 24 has an annular open portion formed between the periphery of the end plate 41 of the first end plate 23A and the periphery of the end plate 51 of the second end plate 23B. Are arranged over the entire circumferential direction. The hook-shaped fixing portions 24a formed on both side edges of the tire 24 are engaged with the grooves 41a and 51a formed on the respective peripheral portions of the end plate 41 and the end plate 51, respectively. As a result, the tire 24 is provided on the guide link 52 so as to straddle the two peripheral portions of the first end plate 23A and the second end plate 23B and to be fixed to the two peripheral portions.
[0032]
Here, the tire 24 is formed using translucent silicone rubber as a material. Silicon rubber has higher durability, better water resistance, and is easier to manufacture than nitrile / butadiene / rubber which has been conventionally used as a material for molding tires. Silicon rubber has elasticity. Further, the silicone rubber has transparency, so that the inside of the flaw detection head, that is, the inside of the space S covered with the tire 24 can be visually observed through the tire 24 from outside the flaw detection head. In other words, by giving transparency to the tire 24 made of silicone rubber, when bubbles exist inside the space S, the bubbles inside the tie or 24 can be visually recognized through the tire 24 from outside. ing.
[0033]
The cross section of the tire 24 is formed so as to gradually expand toward the outside of the tire while drawing an arc from both sides in the width direction toward the center in the width direction. That is, the tire 24 is formed so as to have a drum shape as a whole, and the diameter is gradually increased from both side edges to the center. The diameters of both sides and the center in the width direction of the tire 24 are slightly larger than the diameters of the guide links 42 and 52 of the first and second end plates 23A and 23B.
[0034]
The curvature of curvature in the cross-sectional shape of the tire 24 is such that when the tire 24 is brought into contact with the test object H, the center portion is prevented from being recessed inward due to resistance applied from the test object, and as much as possible along the width direction. The setting is made in consideration of the fact that it can be elastically deformed so as to come into contact with the surface of the inspection object in a wide range. The tire 24 is formed so as to have such a drum shape at the time of molding, and can always maintain the shape of the drum.
In the tire 24 provided in this manner, the probe holder 31 of the main shaft 21 and the first end plate 23A and the second end plate 23B sandwiching the probe holder 31 constitute a space S.
[0035]
The valves 26A and 26B are provided at positions equidistant from the main shaft 21 at positions opposing the main shaft 21 in the first end plate 23A. These valves 26A and 26B are provided with a liquid inside a space S formed by the tire 24, the probe holding portion 31 of the main shaft 21, and the first end plate 23A and the second end plate 23B sandwiching the same. When injecting the couplant 25 (ethylene glycol aqueous solution), one is used for couplant injection, and the other exhausts the air inside the space S to the outside under the pressure of the injected couplant 25. Used for
[0036]
As these valves 26A and 26B, for example, valves connected to tubes of automobile tires are used. The valve connected to the tube of the vehicle is called an air valve (also called a tire valve). The valves 26A and 26B are in the form of a check valve, and apply a force to the inside of a cylindrical body for opening and closing a passage formed in the body, and to close the valve body in a closing direction. An elastic member is provided, and when the couplant 25 is injected, the valve body is opened by the pressure of the couplant 25 to enable injection, and the injected couplant 25 is normally prevented from going outside. Further, the valves 26A and 26B can discharge air (bubbles) inside the space S to the outside by the pressure of the couplant 25 injected at the time of injecting the couplant 25.
[0037]
The valves 26A and 26B are provided so as to penetrate along the axial direction of the first end plate 23A on the end plate 41 and the guide ring 42 of the first end plate 23A, and have one end each. The part (injection side end) protrudes outside the first end plate 23A, and the other end faces the inside of the space S.
[0038]
When the couplant 25 is injected into the space S, a pump for supplying the couplant 25, a hose connected to the pump, and an adapter to be attached to the tip of the hose and combined with the valves 26A and 26B are prepared. . The adapter is connected to one end of each of the valves 26A and 26B and combined with each other to move the valve bodies of the normally closed valves 26A and 26B to open the valve. That is, the adapter is connected to one of the valves 26A and 26B, for example, the end protruding outside the first end plate 23A of the valve 26A. The pump is driven to send out the aqueous solution of ethylene glycol from a tank storing the aqueous solution of ethylene glycol through a hose, and injected into the space S of the ultrasonic inspection head through one of the adapter and one of the valves 26A and 26B.
[0039]
By providing the ultrasonic inspection head with the valves 26A and 26B in this manner, the couplant 25 can be stably and reliably injected into the space S of the ultrasonic inspection head using a pump and a hose. Also, the work of connecting the hose to the valve is simple.
[0040]
When the required amount of the couplant 25 is injected into the space S, the supply by the pump is stopped, and the adapter is removed from the valve 26A. The injection amount of the couplant 25 is an amount that can maintain the shape of the tire 24 so that when the tire 24 is brought into contact with the inspection object, the tire 24 has good elasticity and can contact the inspection object.
[0041]
When the couplant 25 is injected into the space S from the valve 26A, the air which was pushed by the couplant 25 and was inside the space S is discharged to the outside through the other valve 26b, and The inside of S is filled with the couplant 25. For this reason, since the ultrasonic waves pass through the couplant 25 filled in the space S, the loss can be reduced.
[0042]
The valves 26A and 26B are provided with a couplant inside the space S formed by the tire 24, the probe holding portion 31 of the main shaft 21, and the first end plate 23A and the second end plate 23 sandwiching the same. 25 is injected and filled. The couplant 25 uses an ethylene glycol aqueous solution.
[0043]
By combining the couplant 25 made of an aqueous solution of ethylene glycol and the tire 24 made of silicon rubber, it is possible to suppress the loss of ultrasonic waves and the generation of noise in the passage through which ultrasonic waves pass. Also, when the ultrasonic waves enter the tire 24 made of silicon rubber from the couplant 25 made of an aqueous ethylene glycol solution, the loss of ultrasonic waves and the generation of noise can be suppressed to a low level.
[0044]
The ethylene glycol aqueous solution, which is the couplant 25, does not chemically change the silicone rubber of the tire and does not impair the durability and transparency of the silicone rubber. No chemical change.
[0045]
In addition, as shown in FIG. 2, a keyway 21a is formed along the axial direction at an outer peripheral portion at one end of the main shaft 21. When the ultrasonic flaw detection head is used to perform ultrasonic flaw inspection by the transmission method as described later, the key groove 21a is oriented so that the probe holding unit 31 is at a required position. This is an example of a checking unit.
[0046]
A case where an ultrasonic flaw inspection is performed by a transmission method using the ultrasonic flaw detection head thus configured will be described with reference to FIG.
[0047]
FIG. 4 schematically shows a case where an ultrasonic inspection is performed by a transmission method. In the figure, H denotes an inspection object, for example, a vertical tail in an aircraft. In the inspection by the transmission method, the ultrasonic flaw detection heads 61 are positioned opposite to each other with the inspection object H interposed therebetween. Guide rails 63 are provided on both sides of the inspection object H so as to face each other, and holding bodies 62 are provided on the guide rails 63 so as to be movable. Each holder 62 is synchronously moved along the guide rail 63 across the inspection object H by a moving mechanism (not shown). The ultrasonic testing head 61 is held on each of the holders 62 with the inspection object H interposed therebetween. That is, each ultrasonic flaw detection head 61 is positioned on the same straight line with the object H interposed therebetween, and is set so that the probe 22 is oriented at right angles to the object H. The position is set and held so as to contact the surface of H. In each of the holders 62, the probe 22 holds the ultrasonic inspection head 61 so as to face each other with the inspection object H interposed therebetween.
[0048]
Therefore, the holding body 62 is provided with a key 64 with which the key groove 21a of the main shaft 21 of the ultrasonic flaw detection head 61 is engaged. The key 64 engages the key groove 21 a of the main shaft 21 with the key 64, thereby setting the position and the direction of the probe 22 so that the probe 22 is oriented at right angles to the inspection object H. For this reason, the ultrasonic flaw detection head 61 can be held by the holding body 62 in a required direction and position only by engaging the key groove 21a of the main shaft 21 with the key 64.
[0049]
The tire 24 in the ultrasonic flaw detection head 61 contacts the surface of the inspection object H from the center in the width direction to both sides. Water, oil, or the like is interposed between the surface of the tire 24 and the surface of the inspection object H.
[0050]
FIG. 4 shows a case where the flaw detection inspection is performed by moving the ultrasonic flaw detection head 61 horizontally. That is, guide rails 63 are provided horizontally and in parallel on both sides of the test object H, and the holding members 62 are provided to face the respective guide rails 63. By engaging the key groove 21a of the main shaft 21 with each of the holders 62, the probe 22 is positioned on the same horizontal line with the inspection object H interposed therebetween so that the tire 24 comes into contact with the side surface of the inspection object H. A key 64 for defining the direction and position of the ultrasonic flaw detection head 61 is provided. Then, the key groove 21a of the main shaft 21 is engaged with the key 64, and the ultrasonic inspection head 61 is held by the holder 62 in a required direction and position.
[0051]
In one ultrasonic flaw detection head 61, an ultrasonic wave is transmitted from the probe 22 toward the space S. The transmitted ultrasonic wave passes through one of the ultrasonic flaw detection heads 61, the ethylene glycol aqueous solution as the couplant 25 filled in the space S, and the tire 24 covering the space S. Next, it passes through the inside of the inspection object H made of metal or the like along the thickness direction.
[0052]
Further, the ultrasonic wave passes through the tire 24 covering the space S in the other ultrasonic flaw detection head 61 and the ethylene glycol aqueous solution as the couplant 25 filled in the space S. In the other ultrasonic flaw detection head 61, the ultrasonic wave that has passed through the couplant 25 in the space S is received by the probe 22. If there is a defect inside the inspection object H, the transmittance of the ultrasonic wave changes, so that it is possible to know the position and size of the internal defect according to the change in the passing state.
[0053]
In each ultrasonic flaw detection head 61, an ethylene glycol aqueous solution is applied to the couplant 25 to be filled in the space S formed by the probe holding portion 31 of the main shaft 21, the first and second end plates 23A and 23B, and the tire 24. When the ultrasonic flaw detection is performed by forming a passage through which ultrasonic waves pass by using the tire 24 made of silicon rubber and combining the couplant composed of the aqueous solution of ethylene glycol and the tire composed of the silicon rubber. Since the loss of ultrasonic waves is very small and the generation of noise is small, it is possible to perform an ultrasonic inspection with high signal-to-noise ratio and high accuracy.
[0054]
Then, the holders 62 are horizontally moved along the guide rails 63 on both sides of the inspection object H, respectively. As the holders 62 move, the ultrasonic inspection heads 61 held by the holders 62 move in synchronization with each other while maintaining the facing state. In the ultrasonic test head 61, the main shaft 21 held by the holding body 62 moves, and the first and second end plate bodies 23A and 23B provided on the main shaft 21 and the tire 24 move. The first and second end plate members 23A and 23B are rotatably supported by the main shaft 21, and the tire 24 attached to the first and second end plate members 23A and 23B is mounted on the surface of the inspection object H. In contact. When the tire 24 comes into contact with the surface of the inspection object H and tries to move in the horizontal direction, the frictional force between the tire 24 and the inspection object H causes the first and second end plates 23A and 23B to rotate. Occurs, and rotates about the main shaft 21. The tire 24 moves in the horizontal direction while rotating and contacting the surface of the inspection object H. That is, the movement of the spindle 21 causes the tire 24 to roll into contact with the inspection object H and maintain the contact state. Therefore, the ultrasonic inspection can be performed over the entire area where the ultrasonic inspection head 61 moves in the horizontal direction.
[0055]
The ultrasonic flaw detection head 61 combines the formation of the tire 24 with silicone rubber and the use of an ethylene glycol aqueous solution for the couplant 25 to provide a couplant and a tire which are compared with the conventional ultrasonic flaw detection head. The degree of ultrasonic loss when passing through is reduced by about 20%.
[0056]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, but can be implemented with various modifications. In the above-described embodiment, two sets of valves are provided on the first end plate. However, the present invention is not limited to this.
[0057]
【The invention's effect】
According to the ultrasonic testing head of the present invention, an ethylene glycol aqueous solution is used as a couplant to fill a space formed by the probe holding portion of the main shaft, the first and second end plates, and the tire. Is formed of silicon rubber, and the couplant composed of the ethylene glycol aqueous solution and the tire made of silicon rubber are combined to form a passage through which ultrasonic waves pass. Since the noise generation is small and the signal-to-noise ratio is excellent, it is possible to perform highly accurate ultrasonic inspection.
[0058]
Further, by providing a valve for injecting a couplant into the end plate, the couplant can be stably and reliably injected into the interior of the space by a simple operation.
[0059]
Furthermore, the bearing that rotatably supports the end plate body is covered with an oil seal over the space filled with the couplant, so that it is directly corroded by the ethylene glycol aqueous solution that is the couplant filled in the space. And the end plate can be rotatably supported for a long period of time.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing an ultrasonic flaw detection head according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a sectional view showing the ultrasonic inspection head according to the embodiment.
FIG. 3 is a plan view showing the ultrasonic inspection head according to the embodiment.
FIG. 4 is a view showing a state where the ultrasonic flaw detection head is used in the embodiment.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing an ultrasonic testing head in a conventional mode.
[Explanation of symbols]
21 ... spindle
21a: Probe holding part
22 Probe
23A: First end plate
23B: Second end plate
24 ... Tires
25 ... couplant
26A… Valve
26B… Valve
27A ... Bearing
27B ... Bearing
28A: Oil seal
28B: Oil seal
31 ... Probe holding part
61 ... Ultra short wave flaw detection head
62 ... Holder
64 ... key
H: Inspection object
S ... space
