JP2010025690A - 積層ゴムの非破壊検査治具 - Google Patents

Abstract

【課題】超音波探触子で発信された超音波をゴム層へ入射し、かつ、ゴム層で反射された超音波を受信できる、積層ゴムの非破壊検査治具を提供する。
【解決手段】積層ゴムの非破壊検査治具１０は、樹脂又はゴム材料で成形された箱形状の保持体１２を備えている。保持体１２を検査対象である積層ゴム２２に当てたとき、外側を向く背面１２Ａの中央部には、円形状の凹部１６が形成されている。凹部１６は、超音波探触子２４の円柱状の発信部２４Ｌが挿入される大きさとなっている。発信部２４Ｌが挿入されると、先端面２４Ｓと底部１６Ｓが面で接触する。凹部１６の底部１６Ｓのゴム層１８側には、超音波伝播部１４が一体成形されている。超音波伝播部１４は、断面が矩形状の柱体であり、ゴム層１８に沿って延出し、保持体１２の外側へ張り出している。超音波伝播部１４のゴム層１８と対面する側面１４Ｂは、ゴム層１８の外周面に沿って円弧状に凹んでいる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ゴム層の非破壊検査に用いる積層ゴムの非破壊検査治具に関する。

免震建築物に用いられ、建築物を支持し免震機能を発揮する積層ゴムは、鋼板とゴム層の積層構造とされ、ゴム層で振動を吸収している。このため、ゴム層については、地震による損傷の程度や経年劣化による損傷の程度等を正確に把握しておき、いつでも免震機能を発揮できる状態に維持する必要がある。

しかし、ゴム層は、上下面を積層された鋼板で挟まれており、外部に露出しているのはゴム層の外周面のみである。このため、ゴム層内部の損傷の程度を直接に目視で確認することはできず、簡易な非破壊検査法の確立が求められている。

積層ゴムの非破壊検査法としては、例えば、Ｘ線ＣＴ装置を利用する方法（特許文献１）や超音波検査装置を利用する方法が考えられる。

Ｘ線ＣＴ装置を利用する方法は、ゴム層にＸ線を透過させる必要があり、ゴム層の径や測定場所が制限される問題がある。更に、検査をする者が、Ｘ線を取り扱う資格を有する者に限定されるという問題もある。
一方、超音波検査装置を利用する方法は、上記問題点をクリアできる長所がある。

しかし、超音波を発生させる超音波探触子は、超音波をゴム層の外周面から内部へ入射させ、更に、ゴム層の内部を透過させる性能が要求される。

現在、金属や鉄筋コンクリートの非破壊検査用に超音波が利用されているが、ゴム層は、金属や鉄筋コンクリートに比べ、超音波を入射させる際の入射抵抗、内部を透過させる際の透過抵抗がいずれも大きく、ゴム層用の超音波探触子は大きな出力が必要とされる。
具体的には、超音波探触子の改良を見越しても、超音波探触子の径は、現在、鉄筋コンクリート用として使用されているものとほぼ同等の５０ｍｍ程度の円柱となる。

一方、広く使用されている積層ゴムに使用されているゴム層の厚さは４ｍｍ〜１０ｍｍ程度である。このため、このままでは、超音波探触子で発生させた超音波を、効率よく被検査体であるゴム層に入射させることができない。

また、多くの積層ゴムの構造は、ゴム層の外径が鋼板の外径より一回り小さく、ゴム層の外周面は、上下の鋼板の外周面より奥側にあり、超音波探触子を鋼板の外周面に当てて超音波を入射した場合、超音波は、入射抵抗の小さい鋼板にすべて入射し、ゴム層に超音波を入射させることはできない。

そこで、超音波探触子で発生させた超音波を効率よくゴム層に入射させ、ゴム層で反射した超音波を受信できる非破壊検査治具が求められている。
特開２００１−３３４０２号公報

本発明は、上記事実に鑑み、超音波探触子で発信された超音波をゴム層へ入射し、かつ、ゴム層で反射された超音波を受信できる、積層ゴムの非破壊検査治具を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明に係る積層ゴムの非破壊検査治具は、ゴム層と鋼板を積層した積層ゴムの前記鋼板の外周面に取付けられる保持体と、前記保持体に設けられ、前記鋼板の間へ入り込み前記ゴム層の外周面と対面する超音波伝播部と、前記保持体の外面に形成され、超音波を発信する超音波発信部又は超音波を受信する超音波受信部を前記超音波伝播部へ接触させる凹部と、を有することを特徴としている。

請求項１に記載の発明によれば、保持体に設けられた超音波伝播部が、鋼板と鋼板の間へ入り込み、ゴム層の外周面と対面する。また、保持体に設けられた凹部において、超音波伝播部と、超音波を発信する超音波発信部又は超音波を受信する超音波受信部が接触する。

即ち、２つの積層ゴムの非破壊検査治具を用いれば、超音波伝播部を介して、超音波発信部とゴム層の間、及びゴム層と超音波受信部の間で超音波を伝播させることができる。

これにより、ゴム層の径が鋼板の径より小さく、ゴム層の外周面が鋼板と鋼板の間へ入り込んでいても、超音波伝播部を介して、凹部に接触させた超音波発信部から発信した超音波をゴム層に伝播させることができる。同様に、ゴム層の内部で反射されて戻ってきた超音波を、超音波伝播部を介して超音波受信部で受信できる。

請求項２の発明に係る、請求項１に記載の積層ゴムの非破壊検査治具は、前記保持体と前記超音波伝播部を、一体成形したことを特徴としている。
請求項２に記載の発明によれば、保持体と超音波伝播部が一体で成形されている。
これにより、超音波伝播部を介して、超音波発信部からゴム層へ伝播される超音波、若しくはゴム層から超音波受信部へ伝播される超音波が、保持体と超音波伝播部の境目で減衰されない。

請求項３の発明に係る、請求項１又は２に記載の積層ゴムの非破壊検査治具は、前記超音波伝播部に、前記ゴム層の外周面と前記超音波伝播部との隙間を埋める接触触媒を注入可能とする貫通孔を形成したことを特徴としている。
請求項３に記載の発明によれば、貫通孔から接触触媒を注入して、ゴム層の外周面と超音波伝播部との隙間を接触触媒で埋めることができる。

接触触媒を介することにより、超音波の減衰を抑えて、超音波伝播部からゴム層へ超音波を伝播することができる。同様に、超音波の減衰を抑えて、ゴム層から超音波伝播部へ超音波を伝播することができる。

請求項４の発明に係る、請求項１〜３のいずれか１項に記載の積層ゴムの非破壊検査治具は、前記保持体を、磁石で前記鋼板の外周面に取付けたことを特徴としている。
請求項４に記載の発明によれば、保持体が、磁石で鋼板の外周面に取付けられる。
これにより、保持体を、鋼板の外周面に容易に着脱でき、非破壊検査の作業性が向上する。

請求項５の発明に係る、請求項１〜４のいずれか１項に記載の積層ゴムの非破壊検査治具は、前記鋼板の外周面と対面する前記保持体の対向面と、前記鋼板の外周面との隙間が、前記超音波伝播部の周囲に形成されていることを特徴としている。

請求項５に記載の発明によれば、保持体の超音波伝播部の周囲には、隙間が形成されている。この隙間は、鋼板の外周面と保持体の対向面の間の隙間である。
これにより、超音波発信部から発信され、超音波伝播部を伝播する超音波を、鋼板に入射させることなくゴム層に入射させることができる。

請求項６の発明に係る、請求項１〜５のいずれか１項に記載の積層ゴムの非破壊検査治具は、前記ゴム層の外周面と対面する前記超音波伝播部の対向面は、前記ゴム層の外周面に沿って円弧状に凹んでいることを特徴としている。

請求項６に記載の発明によれば、ゴム層の外周面と対面する超音波伝播部の対向面が、ゴム層の外周面に沿って円弧状に凹んでいる。
これにより、超音波伝播部とゴム層を密着させ、かつ、超音波伝播部からゴム層への超音波の入射面積を増大させ、超音波の入射量を増やすことができる。また、同様に、ゴム層から超音波伝播部への超音波の入射面積を増大させ、超音波の入射量を増やすことができる。

請求項７の発明に係る、請求項１〜６のいずれか１項に記載の積層ゴムの非破壊検査治具は、円弧状に凹んだ前記超音波伝播部の上下面に、弾性部材を取付けたことを特徴としている。

請求項７に記載の発明によれば、弾性部材が、超音波伝播部の上下面に取付けられている。
これにより、超音波伝播部を、鋼板と鋼板の間に入り込ませ、ゴム層の外周面と対面させたとき、鋼板と鋼板の間の中間位置で超音波伝播部を保持でき、安定した状態で超音波が伝播される。また、超音波伝播部の上面又は下面と、上下にある鋼板が直接に接触するのを防止でき、超音波が、超音波伝播部から鋼板に入射されるのを防止できる。更に、ゴム層の外周面と超音波伝播部の間に注入された接触触媒が、超音波伝播部の上下面と鋼板の間から、外へ漏れ出るのを防止できる。

請求項８の発明に係る、請求項７に記載の積層ゴムの非破壊検査治具は、前記超音波伝播部の上下面に、前記弾性部材を着脱可能に係止する係止部を設けたことを特徴としている。

請求項８に記載の発明によれば、弾性部材を着脱可能に係止する係止部を、超音波伝播部の上下面に設けている。
これにより、超音波伝播部への弾性部材の着脱が容易となり、弾性部材をゴム層の厚さに応じて交換することで、多様な厚さのゴム層に広く対応できる。

請求項９の発明に係る、請求項４〜８のいずれか１項に記載の積層ゴムの非破壊検査治具は、前記磁石には、ボルトが螺合するナットが接合され、前記保持体には、前記ボルトが貫通する貫通孔が設けられ、前記ナットと前記保持体の間に、前記超音波伝播部を前記ゴム層の外周面へ押し当てる力を調整するバネを設けたことを特徴としている。

請求項９に記載の発明によれば、保持体が、超音波伝播部をゴム層の外周面へ押し当てる力を調整するバネを介して、磁石に接合されたナットにボルト接合されている。
これにより、超音波伝播部をゴム層の外周面へ押し当てる力を一定に調整でき、超音波伝播部からゴム層への超音波の入射条件、及びゴム層の外周面から超音波伝播部への超音波の入射条件を一定にでき、安定した超音波の伝播ができる。

請求項１０の発明に係る、請求項１〜９のいずれか１項に記載の積層ゴムの非破壊検査治具は、１つの保持体に、前記超音波発信部用の前記凹部と前記超音波受信部用の前記凹部を、前記ゴム層の周方向に並べて設けたことを特徴としている。

請求項1０に記載の発明によれば、超音波発信部用の凹部と超音波受信部用の凹部が、ゴム層の周方向に並べられ、それらが１つの保持体に設けられている。

これにより、超音波を発信する超音波発信部と超音波を受信する超音波受信部の位置が固定され、検査の信頼性が向上する。また、１つの保持体の取付け作業で、超音波発信部と超音波受信部を取付けることができ、取付け作業の手間が省ける。

請求項１１の発明に係る、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の積層ゴムの非破壊検査治具は、１つの保持体に、前記超音波伝播部を、前記ゴム層の積層方向に複数個設け、１つの前記凹部で複数の前記超音波伝播部に前記超音波発信部又は前記超音波受信部を接触させることを特徴としている。

請求項1１に記載の発明によれば、ゴム層の積層方向に超音波伝播部が複数個設けられ、１つの凹部で複数の超音波伝播部に、超音波発信部又は超音波受信部を接触させることができる。

これにより、１つの超音波発信部から発信された超音波を、複数の超音波伝播部を介して、複数のゴム層に同時に伝播できる。同様に、複数のゴム層からの超音波を、複数の超音波伝播部を介して、１つの超音波受信部に、同時に伝播できる。

請求項１２の発明に係る、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の積層ゴムの非破壊検査治具は、１つの保持体に、前記超音波伝播部を、前記ゴム層の積層方向に複数個設け、複数の前記超音波伝播部に対応して、前記凹部を、前記ゴム層の積層方向に複数個設けたことを特徴としている。

請求項1２に記載の発明によれば、１つの保持体に、超音波伝播部がゴム層の積層方向に複数個設けられ、かつ、ゴム層の積層方向に凹部が複数設けられている。
複数設けられた凹部に、超音波発信部又は超音波受信部を順次差し替えることで、超音波発信部又は超音波受信部の位置を容易に移動させることができる。

請求項１３の発明に係る、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の積層ゴムの非破壊検査治具は、１つの保持体に、前記超音波伝播部を、前記ゴム層の積層方向に複数個設け、前記凹部を、前記ゴム層の積層方向に延設して長凹部とし、前記長凹部内で、前記超音波発信部又は前記超音波受信部を挟持してスライドさせ、前記超音波伝播部の位置で保持する挟持手段を設けたことを特徴としている。

請求項1３に記載の発明によれば、ゴム層の積層方向に連続して開口された長凹部に、超音波発信部又は超音波受信部が挟持される。このとき、超音波発信部又は超音波受信部は、挟持された位置で保持され、かつ、保持された状態で、ゴム層の積層方向にスライドできる。

これにより、超音波発信部又は超音波受信部を、検査対象であるゴム層の位置へスライドさせて移動できる。また、移動した位置で保持できるため、超音波発信部又は超音波受信部の移動操作が容易となり、検査の効率が向上する。

請求項１４の発明に係る、請求項１〜３、５〜８、１０〜１３のいずれか１項に記載の積層ゴムの非破壊検査治具は、前記積層ゴムの上部及び下部のフランジの外周面に沿って、それぞれ取り付けられた回動用ガイド部材と、上下に配置された前記回動用ガイド部材に案内され、前記積層ゴムの外周面に沿って移動する鉛直ガイド部材と、前記鉛直ガイド部材に取付けられ、前記鉛直ガイド部材に沿って前記保持体を移動可能とする昇降手段と、を有することを特徴としている。

請求項1４に記載の発明によれば、回動用ガイド部材が積層ゴムの上部及び下部のフランジの外周面に沿って取り付けられ、回動用ガイド部材には、鉛直ガイド部材が取付けられている。鉛直ガイド部材は、上下に配置された回動用ガイド部材に案内されて、積層ゴムの外周面に沿って移動できる。また、鉛直ガイド部材には昇降手段が取付けられ、昇降手段には保持体が取付けられ、保持体を鉛直ガイド部材に沿って移動可能としている。

これにより、保持体を、積層ゴムの外周面に沿って任意の位置に移動できる。更に、積層ゴムの積層方向に沿って任意の位置に移動できる。
また、治具の位置を変更する際の手間が省け、検査時間が短縮される。

請求項１５の発明に係る、請求項１４に記載の積層ゴムの非破壊検査治具は、前記回動用ガイド部材、前記鉛直ガイド部材又は前記昇降手段の少なくとも１つに取付けられ、前記保持体の基準位置からの移動方向と移動量を計測する計測手段を有することを特徴としている。

請求項1５に記載の発明によれば、回動用ガイド部材、鉛直ガイド部材又は昇降手段の少なくとも１つに、保持体の基準位置からの移動方向及び移動量を計測する計測手段が設けられている。

これにより、保持体に設けられた、超音波発信部及び超音波受信部の位置を正確に把握でき、検査の自動化が図れると共に、検査結果の信頼性が向上する。

本発明は、上記構成としてあるので、超音波探触子で発信された超音波をゴム層へ入射し、かつ、ゴム層で反射された超音波を受信できる。

（第１の実施の形態）
図１、２に示すように、第１の実施の形態に係る積層ゴムの非破壊検査治具１０は、積層ゴム２２のゴム層１８の損傷具合を検査するための治具として使用される。

ここで、積層ゴム２２について説明する。

積層ゴム２２は、ゴム層１８と鋼板２０の積層構造とされ、免震建築物（図示せず）を支持している。ゴム層１８の径は鋼板２０の径より小さく、ゴム層１８の外周面は鋼板の外周面より奥に位置している。積層ゴム２２の中央には、軸部を貫通する貫通孔１９（図５参照）が形成されており、後述する超音波は、貫通孔１９の空気層との境界面で反射する。

図１、２に示すように、積層ゴムの非破壊検査治具１０は、樹脂又はゴム材料で成形された箱形状の保持体１２を備えている。
保持体１２を検査対象である積層ゴム２２に当てたとき、外側を向く背面１２Ａの中央部には、円形状の凹部１６が形成されている。凹部１６は、超音波発信部である超音波探触子２４の円柱状の発信部２４Ｌが挿入される大きさとなっている。発信部２４Ｌが挿入されると、発信部２４Ｌの先端面２４Ｓと凹部１６の底部１６Ｓが面で接触する構成である。

凹部１６の底部１６Ｓのゴム層１８側には、超音波伝播部１４が一体成形されている。超音波伝播部１４は、断面が矩形状の柱体であり、ゴム層１８に沿って延出し、保持体１２の外側へ張り出している。また、超音波伝播部１４のゴム層１８と対面する側面１４Ｂは、ゴム層１８の外周面に沿って円弧状に凹んでいる（ゴム層１８の外周面と等しい径の円弧）。

さらに、保持体１２の側壁１２Ｃ、１２Ｄは、保持体１２の外側へ張り出した超音波伝播部１４が保持体１２と接触しない幅と高さで切り欠かれている。これにより、超音波伝播部１４は、上下方向及び積層ゴム２２の径方向において、保持体１２と非接触状態とされ、発信部２４Ｌから発信された超音波は、凹部１６を介して殆んどが、超音波伝播部１４へ伝播される。

また、超音波伝播部１４の厚さｔｃは、鋼板２０と鋼板２０の間に入り込ませ、鋼板２０とは接触せずにゴム層１８の外周面と対向させるため、ゴム層１８の厚さｔｇより小さくされている。

これにより、超音波を、超音波伝播部１４を介してゴム層１８に伝播できる。また、保持体１２と超音波伝播部１４を一体成形してあり、保持体１２と超音波伝播部１４の境目で超音波が減衰することがない。

保持体１２の角部には、磁石取付座３８が形成され、磁石取付座３８には磁石２６が接合されている。磁石２６で保持体１２を鋼板２０の外周面へ着脱することで、保持体１２の移動作業が容易となり、検査の作業性が向上する。

以上説明したように、積層ゴムの非破壊検査治具１０を用いることで、超音波探触子２４で発生させた超音波を、超音波伝播部１４を経由して、ゴム層１８に伝播させることができる。

図３に示すように、ゴム層１８の貫通孔１９（図５参照）で反射された超音波（反射波）も、同じ積層ゴムの非破壊検査治具１０を利用して、凹部１６に超音波を受信する超音波波探触子２５を挿入すれば受信できる。

即ち、積層ゴムの非破壊検査治具１０を、同じゴム層１８の周方向に２つ並べてセットし、超音波伝播部１４をゴム層１８の外周面に対面させ、超音波発信側の凹部１６に超音波波探触子２４を挿入し、超音波受信側の凹部１６に超音波波探触子２５を挿入すれば、ゴム層１８の外周部から超音波を入射し、ゴム層１８の貫通孔１９で反射された超音波をゴム層１８の外周面で受信できる。

次に、積層ゴムの非破壊検査治具１０を用いた非破壊検査装置について説明する。
図４に示すように、非破壊検査装置４６は、建物４４を積層ゴム２２が支持した状態で、積層ゴム２２のゴム層１８の損傷の有無を検査する。ゴム層１８は、１つの積層ゴム２２に複数枚が積層されており、１枚ずつ、かつ全周囲に渡り検査を行う。

非破壊検査装置４６は、設定した検査順序に従い検査内容を制御する制御ソフトや、超音波の検出結果を読み込んで解析する解析ソフト等を内蔵した制御装置（パソコン）４０と、制御装置４０からの指示に従い、超音波発生用のパルスを発生させるパルス発生装置４２と、パルス発生装置４２からのパルスに基づき超音波を発生させる超音波探触子２４と、超音波探触子２４で発生させた超音波をゴム層１８に伝播させる積層ゴムの非破壊検査治具１０と、ゴム層１８の貫通孔１９で反射された超音波を超音波探触子２５に伝播させる積層ゴムの非破壊検査治具１０と、伝播された超音波を受信してパルス発生装置４２を経由し、制御装置４０に送信する超音波探触子２５と、を有している。

非破壊検査装置４６を用いて、次の手順で検査を行う。
先ず、２つの積層ゴムの非破壊検査治具１０を、検査するゴム層１８に、定められた間隔で取付ける。このとき、ゴム層１８の外周面に超音波伝播部１４の対向面１４Ｂを密着させ、鋼板２０の外周面に磁石２６を用いて取付ける。その後、超音波発信側の凹部１６に超音波探触子２４を、超音波受信側の凹部１６に超音波探触子２５を挿入する。

次に、制御装置４０から超音波の発生指示を出す。指示を受けて、パルス発生装置４２は、発生させる超音波に対応したパルスを発生させ、ケーブル２８を介して超音波探触子２４に送る。超音波探触子２４がパルスに基づき超音波を発生させる。

発生させた超音波は、超音波探触子２４から超音波伝播部１４を介して、ゴム層１８に直接伝播される。ゴム層１８の外周面から入射された超音波は、ゴム層１８の内部を直進し、損傷部位等で反射される。反射した超音波は、ゴム層１８の外周面から超音波伝播部１４を介して超音波探触子２５に伝播される。

最後に、超音波探触子２５で検出された超音波が制御装置４０に送られ、制御装置４０は送られた超音波を分析し、ゴム層１８の損傷具合を判断する。

ここで、超音波でゴム層１８の損傷位置を検出するメカニズムを説明する。
図５に示すように、損傷のない正常な部位Ｘ１では、超音波探触子２４で、ゴム層１８の外周面から貫通孔１９へ向けて入射された超音波Ｗ１は、直進して貫通孔１９に到達後、空気層との境界面で反射して超音波Ｗ２となり、ゴム層１８の外周面から超音波探触子２５に伝播される。

この時の波形は、図６（Ａ）に示すように、超音波Ｗ１を入射して時間Ｔｓが経過した後に、波形振幅値のピークＰ１、Ｐ２が発生している。
即ち、損傷のない正常な部位Ｘ１では、超音波Ｗ１、Ｗ２のゴム層１８の内部での減衰は少なく、検出された超音波Ｗ２の波形振幅値のピークＰ１、Ｐ２は高い。

また、時間Ｔｓは、超音波Ｗ１を入射してから超音波Ｗ２が受信されるまでの経過時間であり、既知のゴム層１８の外周面から貫通孔１９までの距離と、ゴム層１８中での超音波Ｗ１の伝播速度から、予め算出できる。

一方、図５に示すように、超音波Ｗ１の通路の途中に損傷２７がある部位Ｘ２では、超音波探触子２４で、ゴム層１８の外周面から貫通孔１９へ向けて入射された超音波Ｗ１は、損傷２７で反射され、一部は超音波Ｗ２となり、ゴム層１８の外周面で超音波探触子２５に伝播される。

この結果、波形は、図６（Ｂ）に示すように、超音波Ｗ１を入射後、時間Ｔｆで最初の波形振幅値のピークＰ３、Ｐ４が見られる。時間Ｔｆは時間Ｔｓより短く、貫通孔１９に至る途中にある損傷２７で反射した超音波Ｗ２であることが推定される。

ここに、損傷２７で反射された波形振幅値のピークＰ３、Ｐ４は、損傷２７の反射面の形状に左右される。即ち、損傷２７の反射面で乱反射をしたり、反射の方向が超音波Ｗ２の計測位置と逆方向となる場合等では、波形振幅値のピークＰ３、Ｐ４は小さくなる。

なお、時間Ｔｓ経過時に、第２のピークである波形振幅値のピークＰ５、Ｐ６が見られる。これは、超音波Ｗ１の一部が貫通孔１９で反射した超音波である。
超音波Ｗ２とノイズを区別するため、予め波形振幅値の閾値Ｑを設定しておき、閾値Ｑより高い波形振幅値のみを超音波Ｗ２として扱うのが望ましい。

（第２の実施の形態）
図７（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、第２の実施の形態の積層ゴムの非破壊検査治具５８は、保持体２９の背面２９Ａに貫通孔３０を設けている。さらに、超音波伝播部３３にも、貫通孔３０の軸線上に貫通孔３２が設けられている。他の構成は、第１の実施の形態と同じであるので、異なる点について説明する。

貫通孔３０と貫通孔３２は、保持体２９の背面２９Ａからゴム層１８の外周面と超音波伝播部３３の対向面３３Ｂの間に、接触触媒３６を注入するチューブ３４を挿入する通路となっている。

ここに、接触触媒３６は、ゲル状の油であり、代表例としてグリセリンが挙げられる。接触触媒３６は、ゴム層１８の外周面と超音波伝播部３３の対向面３３Ｂの間に充填され、超音波が、ゴム層１８の外周面と超音波伝播部３３の対向面３３Ｂの間を伝播する際の減衰を抑制する。さらに、接触触媒３６を注入することで、ゴム層１８の外周面に凹凸があっても、超音波伝播部３３の対向面３３Ｂを密着させて、超音波を効率よく伝播させることができる。

なお、図７（Ｄ）に示すように、貫通孔３０と貫通孔３２に、予めチューブ３４を挿入し、チューブ３４を利用して、矢印Ｐ方向から接触触媒３６を注入してもよい。接触触媒３６の注入が容易になる。

このように、貫通孔３０と貫通孔３２を設けることで、保持体２９を積層ゴム２２に取付けた後に、ゴム層１８の外周面と超音波伝播部３３の対向面３３Ｂの間に、接触触媒３６を注入することができる。

（第３の実施の形態）
図８（Ａ）〜（Ｅ）に示すように、第３の実施の形態に係る積層ゴムの非破壊検査治具６０は、超音波伝播部３５の上面と下面に弾性部材３７を取付けている。他の構成は、第１の実施の形態と同じであるので、異なる点について説明する。

超音波伝播部３５の上面及び下面には、全幅に渡り深さＨ１、幅Ｄ１で溝が設けられ、弾性部材３７の係止部４８とされている。弾性部材３７は、例えばゴム材であり、係止部４８の溝幅Ｄ１より広い幅Ｄ２で形成され、弾性部材３７を圧縮して係止部４８に挿入できる。これにより、弾性部材３７の弾性力で係止部４８に係止できる。

弾性部材３７は、溝の深さＨ１より大きい高さＨ２とされ、弾性部材３７の一部が超音波伝播部３５の上面及び下面から突き出ている。

これにより、超音波伝播部３５の対向面３５Ｂを、鋼板２０と鋼板２０の間に入り込ませ、ゴム層１８の外周面と対向させたとき、弾性部材３７が上側及び下側の鋼板２０と当接し、超音波伝播部３５の位置を保持できる。

同時に、超音波伝播部３５の上面が上側の鋼板２０と、又は下面が下側の鋼板２０と直接に接触するのを防止でき、超音波が、超音波伝播部３５から鋼板２０に入射されるのを防止できる。

更に、ゴム層１８の外周面と超音波伝播部３５の側面３５Ｂの間に注入された接触触媒３６が、超音波伝播部３５の上面と上側の鋼板２０の間、又は下面と下側の鋼板２０の間から、外へ漏れ出るのを防止できる。

また、弾性部材３７が係止部４８に着脱可能とされているため、厚さの異なる弾性部材３８を用意しておけば、ゴム層１８の厚さに応じて弾性部材３７を交換でき、多様な厚さのゴム層１８に対応できる。

なお、超音波伝播部３５の対向面３５Ｂの端面３５Ｃは、鋼板２０の間に入り込ませるのを容易とすべく、面取りがされている。

（第４の実施の形態）
図９に示すように、第４の実施の形態に係る積層ゴムの非破壊検査治具６２は、磁石２６と保持体１２の接合部に、バネ５２を挿入している。他の部分は、第１の実施の形態と同じであるので、異なる点について説明する。

磁石２６の側面２６Ａには、接合用のボルト５６と螺合するナット５０が接合されている。また、保持体１２の側壁の角部は、側面１２Ａの角部を残して切り欠かれ、側面１２Ａの角部には、接合用のボルト５６が挿入される貫通孔５８が設けられている。ナット５０と保持体１２の間には、超音波伝播部１４をゴム層１８の外周面へ押し当てる力を調整する、圧力調整用のバネ５２がボルト５６に挿通されている。

これにより、保持体１２を鋼板２０の外周面に取付けた状態で、ボルト５６のねじ込み量を調整することで、圧力調整用のバネ５２の圧縮量が変化し、超音波伝播部１４をゴム層１８の外周面へ押し当てる力を調整できる。

このように、保持体１２の四隅の締付力を調整することで、超音波伝播部１４の全面をゴム層１８の外周面へ均等に密着させ、各測定部において、超音波伝播部１４からゴム層１８への超音波の入射量、ゴム層１８から超音波伝播部１４への超音波の受信量を一定にでき、検査の信頼性が向上する。

（第５の実施の形態）
図１０（Ａ）に示すように、第５の実施の形態に係る積層ゴムの非破壊検査治具６４は、ゴム層１８の方向に幅が広い保持体６６を有している。

保持体６６の背面６６Ａには、超音波探触子２４が挿入される凹部１６と、超音波探触子２５が挿入される凹部１６が２つ並べて設けられている。超音波伝播部１４もそれぞれの凹部１６に対応して一体成形されている。２つの超音波伝播部１４は、保持体６６の内部で所定の距離を開けて配置されている。保持体６６及び超音波伝播部１４の基本的な構成は、第１の実施の形態と同じである。

図１０（Ｂ）に示すように、保持体６６をゴム層１８の周方向に取付け、一方の凹部１６には超音波を発信する超音波探触子２４を挿入し、他方の凹部１６には超音波を受信する超音波探触子２５を挿入すれば、１つの積層ゴムの非破壊検査治具６４で超音波Ｗ１の発信と超音波Ｗ２の受信ができる。これにより、超音波探触子２４と超音波探触子２５の位置が一定に維持され、同じ条件で検査ができる。

また、１つの積層ゴムの非破壊検査査治具６４を取付けるだけで検査の準備が終えるため、準備作業の手間が省ける。

（第６の実施の形態）
図１１（Ａ）に示すように、第６の実施の形態に係る積層ゴムの非破壊検査治具６８の超音波伝播部７２には、ゴム層７４の周方向にスリット状に溝７２Ｃが設けられ、溝７２Ｃで分割された細い凸部が、ゴム層７４の外周面との対向面７２Ｂとされている。溝７２Ｃは、超音波伝播部７２の周方向の全幅に渡って設けられている。

具体的には、対向面７２Ｂの厚さｔ１は、ゴム層７４の厚さｔ２より薄く、鋼板７６と接触せずに鋼板７６の間に入り込んでゴム層７４の外周面と対向する厚さとされている。また、溝７２Ｃの深さＤ１は、鋼板７６の外周面とゴム層７４の外周面との距離Ｄ２より大きい値とされている。

これにより、超音波伝播部７２の対向面７２Ｂをゴム層７４の外周面と密着させ、かつ、鋼板７６の外周面と超音波伝播部７２の溝７２Ｃが接触するのを防止できる。
図１１（Ｂ）に示すように積層ゴム２２は、一般的には厚さが４ｍｍ〜１０ｍｍ程度である。一方、超音波探触子２４の径は５０ｍｍ前後である。

これにより、１つの超音波探触子２４から発信された超音波を、凹部１６から超音波伝播部７２の複数の対向面７２Ｂを介して、複数のゴム層７４に同時に伝播でき、検査の効率が向上する。

同様に、超音波受信部においても、先端が分割された超音波伝播部７２の複数の対向面７２Ｂを介して、複数のゴム層７４からの超音波を、１つの超音波探触子２５に同時に伝播できる。

（第７の実施の形態）
図１２に示すように、第７の実施の形態に係る積層ゴム非破壊検査治具７８は、保持体８０をゴム層１８の積層方向に延長させた構成である。

保持体８０は、ゴム層１８の積層方向に長く形成され、保持体８０の背面８０Ａには凹部１６が積層方向に複数設けられている。
また、凹部１６のゴム層１８側には、それぞれの凹部１６に対応させて、超音波伝播部１４が、ゴム層１８の周方向に複数設けられている。

これにより、検査対象のゴム層１８の位置に、容易に超音波探触子２４を移動させることができる。
なお、ゴム層１８からの超音波の受信は、超音波探触子２４に替えて超音波探触子２５を挿入することで、可能となる。

（第８の実施の形態）
図１３に示すように、第８の実施の形態に係る積層ゴム非破壊検査治具８２は、保持体８３に長凹部８４を設けている。
保持体８３は、ゴム層１８の積層方向に長く成形され、背面８３Ａには、ゴム層１８の積層方向に長凹部８４が設けられている。

長凹部８４は、超音波探触子２４が挿入され、ゴム層１８の積層方向にスライド可能な寸法で形成されている。

長凹部８４の底面には、ゴム層１８の周方向に複数の超音波伝播部８５が一体成形され、超音波伝播部８５のゴム層１８の外周面と対面する対向面８５Ｂは、円弧状に形成されている。

図示は省略するが、長凹部８４の両壁面には、超音波探触子２４を挿入したとき、挿入位置で超音波探触子２４を挟持する挟持手段としての板バネが取付けられている。
この板バネは、超音波探触子２４を挟持した状態で、超音波探触子２４に上下方向の力を加えれば、長凹部８４の内部を上下方向にスライドできる構成とされている。
これにより、超音波探触子２４の移動操作が容易となり、検査の効率が向上する。

なお、ゴム層１８からの超音波の受信は、超音波探触子２４に替えて超音波探触子２５を挿入することで、可能となる。

（第９の実施の形態）
図１４に示すように、第９の実施の形態に係る積層ゴム非破壊検査治具８６は、積層ゴム２２のフランジ８８を囲む、回動用ガイド部材９０を有している。回動用ガイド部材９０は、３つの円弧状のフレームで構成されており、このフレームをそれぞれ連結することでフランジ８８に取付く、円形のガイドを構成する。

積層ゴム２２の上部にはフランジ８８が、下部にはフランジ８９が設けられている。フランジ８８の外周面には、外周面に沿って回動用ガイド部材９０が全周に渡り取り付けられ、フランジ８９の外周面には、外周面に沿って回動用ガイド部材９１が全周に渡り取り付けられている。

回動用ガイド部材９０には下向きに溝９０Ａが設けられ、この溝９０Ａには、上側の車輪９２が回転可能に配置されている。また、回動用ガイド部材９１には上向きの溝９１Ａが設けられ、この溝９１Ａには、下側の車輪９３が回転可能に配置されている。

車輪９２、９３にはそれぞれ車軸９４、９５が取付けられ、車軸９４、９５は、片側が積層ゴム２２の径方向に向けて外側に延出している。

車軸９４は、後述する鉛直ガイド部材９６と交差され、交点において、上側の車軸固定具９８で鉛直ガイド部材９６と接合され、車軸９５は、下側の車軸固定具９９で鉛直ガイド部材９６と接合されている。

鉛直ガイド部材９６は、円形断面の鋼材で形成され、回動用ガイド部材９０と回動用ガイド部材９１の間に鉛直方向に配置されている。鉛直ガイド部材９６は、２本が並行して設けられ、これらの上端部は車軸固定具９８と接合され、下端部は車軸固定具９９と接合されている。

これにより、鉛直ガイド部材９６は、上部を車輪９２で支持され、下部を車輪９３で支持され、鉛直状態を維持している。車輪９２、９３を走行させれば、回動用ガイド部材９０に沿って、積層ゴム２２の周囲を移動できる。

鉛直ガイド部材９６の中間部には、鉛直ガイド部材９６を囲み上下に移動可能な、昇降部材１００が取付けられている。昇降部材１００は、任意の位置で鉛直ガイド部材９６に固定用ネジ１０２でネジ止めされる。

また、昇降部材１００には、中空の筒部を有する保持体ガイド１０４が、筒部を水平方向にして取付けられている。

一方、保持体１０８の両側の側面には、位置決め金具１０６が水平方向（ゴム層の径方向）に取付けられている。位置決め金具１０６は、円形断面の鋼材で形成され、片持ち状態で、保持体１０８に取付けられている。

位置決め金具１０６の開放端側を、保持体ガイド１０４の中空部に挿入させ、保持体１０８を保持する。保持体ガイド１０４の中空部は位置決め金具１０６が摺動可能な寸法とされており、保持体１０８をゴム層１８の径方向にスライド可能としている。ゴム層１８の外周面と超音波伝播部１４の隙間を最適な位置にスライドさせた後、ネジ１１０で保持体１０８を固定する。

このような構成とすることにより、保持体１０８を、ゴム層１８の外周面に沿って、全周囲を移動させることができる。また、ゴム層１８の積層方向に沿って、鉛直方向に移動させることができる。更に、ゴム層１８の径方向に沿って、ゴム層１８の外周面との距離を調整できる。

これにより、検査位置を変更する際の、保持体１０８の着脱の手間が省け、検査時間が短縮される。このとき、第５の実施の形態に示すように、保持体１０８を、超音波探触子２４と超音波探触子２５を一体とすれば、より効率的な検査ができる。

（第１０の実施の形態）
図１５に示すように、第１０の実施の形態に係る積層ゴム非破壊検査治具１１６は、第９の実施の形態に、保持体１０８の移動方向と移動量を計測する、移動量計測手段を追加している。他は、第９の実施の形態と同じであるので、異なる点について説明する。

鉛直ガイド部材９６の上部に取付けられた車軸固定具９８には、フランジ８８の基準位置からの鉛直ガイド部材９６の、移動方向と移動量を計測する、位置センサ１１２が取付けられている。

位置センサ１１２は、回動ガイド部材９０の溝部に配置された車輪９２の回転数と回転方向を計測して、結果を制御手段であるパソコン４０へ送る。具体的には、車輪９２の外周部に所定の間隔で孔を設け、レーザー光を車輪９２に当て、反射光の有無をカウントし、結果をパソコン４０に送る。

パソコン４０は、計測された車輪９２の走行方向と走行距離から、鉛直ガイド部材９６の、フランジ８８に設けた基準位置からの移動量と移動方向を算出する。これにより、保持体１０８の、ゴム層１８の周方向における位置を把握できる。なお、この構成に限らず、車輪９２の回転数をエンコーダーで計測してもよい。

また、昇降部材１００には、鉛直ガイド部材９６の基準位置からの、昇降部材１００の移動量と移動方向を計測する位置センサ１１４が取付けられている。具体的には、鉛直ガイド部材９６の外周部に所定の間隔で孔を設け、レーザー光を鉛直ガイド部材９６に当て、反射光の有無をカウントし、結果をパソコン４０へ送る。

パソコン４０は、計測結果から、昇降部材１００の基準位置からの昇降方向と移動量を算出する。これにより、保持体１０８の、ゴム層１８の鉛直方向における位置を把握できる。
このように、積層ゴム２２の外周に配置した保持体１０８の位置を、パソコン４０で周
方向、及び厚さ方向に把握でき、検査の自動化が図れる。

本発明の第１の実施の形態に係る積層ゴムの非破壊検査治具の基本構成を示す図である。 本発明の第１の実施の形態に係る積層ゴムの非破壊検査治具の基本構成を示す図である。 本発明の第１の実施の形態に係る積層ゴムの非破壊検査治具の基本構成を示す図である。 本発明の第１の実施の形態に係る積層ゴムの非破壊検査治具の検査装置の概要を示す図である。 本発明の第１の実施の形態に係る積層ゴムの非破壊検査治具の検査概念を示す図である。 本発明の第１の実施の形態に係る積層ゴムの非破壊検査治具の検査概念を示す図である。 本発明の第２の実施の形態に係る積層ゴムの非破壊検査治具の基本構成を示す図である。 本発明の第３の実施の形態に係る積層ゴムの非破壊検査治具の基本構成を示す図である。 本発明の第４の実施の形態に係る積層ゴムの非破壊検査治具の基本構成を示す図である。 本発明の第５の実施の形態に係る積層ゴムの非破壊検査治具の基本構成を示す図である。 本発明の第６の実施の形態に係る積層ゴムの非破壊検査治具の基本構成を示す図である。 本発明の第７の実施の形態に係る積層ゴムの非破壊検査治具の基本構成を示す図である。 本発明の第８の実施の形態に係る積層ゴムの非破壊検査治具の基本構成を示す図である。 本発明の第９の実施の形態に係る積層ゴムの非破壊検査治具の基本構成を示す図である。 本発明の第１０の実施の形態に係る積層ゴムの非破壊検査治具の基本構成を示す図である。

符号の説明

１０ 積層ゴムの非破壊検査治具
１２ 保持体
１４ 超音波伝播部
１６ 凹部
１８ ゴム層
２０ 鋼板
２２ 積層ゴム
２４ 超音波発信部（超音波探触子）
２５ 超音波受信部（超音波探触子）
２６ 磁石
３６ 接触触媒
３７ 弾性部材
４８ 係止部
５０ ナット
５２ バネ
５６ ボルト

Claims (15)

1. ゴム層と鋼板を積層した積層ゴムの前記鋼板の外周面に取付けられる保持体と、
   前記保持体に設けられ、前記鋼板の間へ入り込み前記ゴム層の外周面と対面する超音波伝播部と、
   前記保持体の外面に形成され、超音波を発信する超音波発信部又は超音波を受信する超音波受信部を前記超音波伝播部へ接触させる凹部と、
   を有する積層ゴムの非破壊検査治具。
2. 前記保持体と前記超音波伝播部を、一体成形した請求項１に記載の積層ゴムの非破壊検査治具。
3. 前記超音波伝播部に、前記ゴム層の外周面と前記超音波伝播部との隙間を埋める接触触媒を注入可能とする貫通孔を形成した請求項１又は２に記載の積層ゴムの非破壊検査治具。
4. 前記保持体を、磁石で前記鋼板の外周面に取付けた請求項１〜３のいずれか１項に記載の積層ゴムの非破壊検査治具。
5. 前記鋼板の外周面と対面する前記保持体の対向面と、前記鋼板の外周面との隙間が、前記超音波伝播部の周囲に形成されている請求項１〜４のいずれか１項に記載の積層ゴムの非破壊検査治具。
6. 前記ゴム層の外周面と対面する前記超音波伝播部の対向面は、前記ゴム層の外周面に沿って円弧状に凹んでいる請求項１〜５のいずれか１項に記載の積層ゴムの非破壊検査治具。
7. 円弧状に凹んだ前記超音波伝播部の上下面に、弾性部材を取付けた請求項１〜６のいずれか１項に記載の積層ゴムの非破壊検査治具。
8. 前記超音波伝播部の上下面に、前記弾性部材を着脱可能に係止する係止部を設けた請求項７に記載の積層ゴムの非破壊検査治具。
9. 前記磁石には、ボルトが螺合するナットが接合され、
   前記保持体には、前記ボルトが貫通する貫通孔が設けられ、
   前記ナットと前記保持体の間に、前記超音波伝播部を前記ゴム層の外周面へ押し当てる力を調整するバネを設けた請求項４〜８のいずれか１項に記載の積層ゴムの非破壊検査治具。
10. １つの保持体に、前記超音波発信部用の前記凹部と前記超音波受信部用の前記凹部を、前記ゴム層の周方向に並べて設けた請求項１〜９のいずれか１項に記載の積層ゴムの非破壊検査治具。
11. １つの保持体に、前記超音波伝播部を、前記ゴム層の積層方向に複数個設け、１つの前記凹部で複数の前記超音波伝播部に、前記超音波発信部又は前記超音波受信部を接触させる請求項１〜１０のいずれか１項に記載の積層ゴムの非破壊検査治具。
12. １つの保持体に、前記超音波伝播部を、前記ゴム層の積層方向に複数個設け、複数の前記超音波伝播部に対応して、前記凹部を、前記ゴム層の積層方向に複数個設けた請求項１〜１０のいずれか１項に記載の積層ゴムの非破壊検査治具。
13. １つの保持体に、前記超音波伝播部を、前記ゴム層の積層方向に複数個設け、前記凹部を、前記ゴム層の積層方向に延設して長凹部とし、前記長凹部内で、前記超音波発信部又は前記超音波受信部を挟持してスライドさせ、前記超音波伝播部の位置で保持する挟持手段を設けた請求項１〜１０のいずれか１項に記載の積層ゴムの非破壊検査治具。
14. 前記積層ゴムの上部及び下部のフランジの外周面に沿って、それぞれ取り付けられた回動用ガイド部材と、
    上下に配置された前記回動用ガイド部材に案内され、前記積層ゴムの外周面に沿って移動する鉛直ガイド部材と、
    前記鉛直ガイド部材に取付けられ、前記鉛直ガイド部材に沿って前記保持体を移動可能とする昇降手段と、
    を有する請求項１〜３、５〜８、１０〜１３のいずれか１項に記載の積層ゴムの非破壊検査治具。
15. 前記回動用ガイド部材、前記鉛直ガイド部材又は前記昇降手段の少なくとも１つに取付けられ、前記保持体の基準位置からの移動方向と移動量を計測する計測手段を有する請求項１４に記載の積層ゴムの非破壊検査治具。

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