JP2007171187A - 非破壊検査用の回転ヘッド - Google Patents

Abstract

【課題】被験物あるいは被験体、特に棒状のローラ材料等の金属材料の形式の被験物の非破壊検査を行う機器内で使用される回転ヘッドにおいて、より低コストな稼動が可能になるとともに、より改善され、また、より広範な適用性が達成されるように前記の回転ヘッドを改良する。加えて、漏れ磁束検査に加えて渦流深傷検査への適用も可能にする。
【解決手段】回転ヘッドは、プローブ支持部材、漏れ磁束あるいは渦流センサの他に結合リング（１８０）ならびに弾力的な連結要素を備える。この方式によって、各プローブ支持部材の回転動作を殆ど強制してタンデム式に結合するよう機能する。
【選択図】図３

Description

この発明は、被験物あるいは被験体、特に棒状のローラ材料等の金属材料の形式の被験物の非破壊検査を行う機器内で使用される回転ヘッドに関する。

同様な装置が欧州特許第０４５２４４３号明細書（特許文献１）によって知られている。重複を避けるためにこの文献の内容を全体的に引用する。

本発明も、例えば鉄製あるいは非鉄製の丸型未加工材を検査するための回転ヘッドに関する。

欧州特許第０４５２４４３号明細書

従って、本発明の目的は、より低コストな稼動が可能になるとともに、より改善され、また、より広範な適用性が達成されるように前記の回転ヘッドを改良することである。加えて、漏れ磁束検査に加えて渦流深傷検査への適用も可能になるものである。

前記の課題は、請求項１に特徴を有する回転ヘッドによって解決される。

次に、本発明につき、添付図面を参照しながら以下に説明するが、ここで図１は前述した欧州特許第０４５２４４３号明細書によって開示された従来の技術を示したものである。ここでケース部材１０に対して回転可能に取り付けられた回転盤５０と、それと共に取り付けられたボルト（あるいは同様なもの）５４周りで回転可能なプローブレバー５２が示されている。プローブレバーは実効信号を発信するセンサとして渦流発生器６０を備えており、これは例えばプローブ心棒部５８上に取り付けられる。

この従来の技術に近い構造要素が図２に示されており、ここでヨーク８２，８４が励磁コイル８０，９０と共に被験物６２が既知の漏れ磁束検査方式に従って磁化されるように作用し、従ってセンサ６０が被験体の材料損傷に起因した漏れ磁束あるいは漏れ磁束変化を検出することができる。本発明に係る装置は、極僅かの設計変更によって渦流検出機構を備えることが可能である点において前述した従来の技術と大きく異なっている。このことは、本発明によって以前に比べ渦流センサを被験物により近づけることが可能になることに基づいている。その理由は、従来実施されていたあるいは実施可能であったものに比べて被験物に対するセンサの圧接力を大幅に小さく保持することが可能であるためである。そのため、（従来必要であった非接触センサ機構に代えて）むしろ微小である被験体への接触圧力によって機能することができる渦流センサ機構を設けることができる。その結果、より高い信号周波数を検出することができ、あるいは従来可能であったものに比べてより小さな被験体の損傷を検出することができる。

実質的な本発明の革新部が図３および図４に示されている。

図３に示されているように、固定要素（例えばボルト）５４，５４′周りで回転可能な各プローブレバー５２，５２′が結合リング１８０を介して連動するように結合されているが、直接的ではなく弾力要素を介在して結合されている。そのため結合リングに対するプローブレバーの所要の弾力性結合を達成する連結要素１７０，１７２が設けられる。この方式によって、例えば被験体６２の偏心性および接触しているセンサ６０′によって生じるプローブレバー１５２′の左方への回転動作が、センサレバー１５２上のセンサ６０が圧接バネ、電磁サーボモータ等を要することなく前記の回転動作に従って所要の方向に追随することを可能にする。同様なことがプローブレバーの右方への回転動作にも該当し、これがセンサ６０′を含めたプローブレバー１５２′に対して牽引動作を及ぼし、従って図示されている両方のセンサが比較的小さな圧接力によって被験体上に保持されるか、少なくとも常に被験体の直近に保持される。結合リング１８０の内径は被験体６２の外径よりも大きくする必要があることが理解される。結合リング１８０はチタンあるいはアルミニウム、あるいは炭素繊維複合体等の軽量かつ安定的な材料から形成することが好適である。

図３に示されている関係が大幅に概略化して図４に示されている。被験体６２の偏心状態およびそれによって生じる接触圧力Ｆ１によってもたらされるセンサＳ１（参照符号６０）の変動が、例えばゴム緩衝材の形式で形成された弾力的に作用する構成要素Ｄ１を介して殆ど直接的に連結リング１８０に伝達される。これは、一方で同様に弾力的に作用する第２の構成要素Ｄ２を介してセンサレバー１５２′に作用し、その慣性モーメントはＭ２で示すことができる。この方式によって、センサレバー１５２′は付属するセンサＳ２（参照符号６０′）と共にバネ圧力を要することなく被験体“Ｍ”（参照符号６２′）の後退動作に追従することができる。センサＳ２との接触が生じ接触圧力Ｆ２によってセンサＳ２が変位する場合同様なことが該当し、従って弾性材Ｄ１およびＤ２ならびに結合リング１８０によってそれに続いたセンサＳ１の変位が生じる。加えて、被験体の直径が公称値と相違している場合に、弾性材Ｄ１およびＤ２によってセンサＳ１およびＳ２の被験体上での位置が調節される。

本発明によれば、必要に応じて選択的に作用する追加的な構成要素Ｄ１１，Ｄ１２，Ｄ２１およびＤ２２を設けることが好適であり、それらによって、被験体６２が存在しない場合に付属する結合リング１８０を含めたセンサＳ１およびＳ２の初期位置（基準角度位置）の設定が実施される。

全体として本発明の革新性によって、被験体の末端が回転ヘッド内に進入した後即座に走査すなわち検査することができる点で顕著な利点がもたらされ、これは従来の方法においては不可能であった。さらに、従来渦流センサにおいて必要であった電子動作式距離補償装置を省略し得る点も顕著な利点である。

前述した弾性構成要素は金属から形成するか、あるいはフッ素シリコンゴム等の高品位のゴム状材料から形成することができる。

従来の回転ヘッドを示した構成図である。 本発明に係る回転ヘッドを示した構成図である。 本発明に係る回転ヘッドを示した構成図である。 図３の回転ヘッドの各要素間の関係を示した概略図である。

符号の説明

１０ ケース部材
５０ 回転盤
５２，５２′，１５２，１５２′ プローブレバー
５４，５４′ ボルト
５８ 心棒部
６０，６０′ センサ
６２，６２′ 被験体
８０，９０ コイル
８２，８４ ヨーク
１７０，１７２ 連結要素
１８０ 結合リング

Claims (2)

1. 長形の被験体の表面を走査するための回転ヘッドであり、
   プローブ支持部材（１５２，１５２′）上に取り付けられていて被験体（６２）を接触走査するための少なくとも２つの漏れ磁束センサ（６０，６０′）あるいは渦流センサと、
   結合リング（１８０）と、
   被験体（６２）の偏心的な位置変化による前記漏れ磁束あるいは渦流センサおよび付属するプローブ支持部材の変動に際して前記各プローブ支持部材の回転動作を殆ど強制してタンデム式に結合するための弾性的に作用する構成要素Ｄ１，Ｄ２、
   を備えてなる回転ヘッド。
2. 被験体（６２）が存在しない場合に各センサを初期位置（基準角度位置）に調節するための弾性的に作用する構成要素（Ｄ１１，Ｄ１２，Ｄ２１，Ｄ２２）を備えてなる請求項１記載の回転ヘッド。