JP2011257307A - 打音検査システム - Google Patents

Abstract

【課題】検査者の技量に関わらず検査対象物の状態を検査可能な打音検査システムを提供する。
【解決手段】ショックレスハンマー２によって検査対象物を打撃した時にショックレスハンマー２が跳ね返ることなく、検査対象物に密着した状態で、ショックレスハンマー２に取り付けられたマイク２０によって検出された打撃音の測定結果を演算して検査対象物の状態を把握することにより、検査者の技量に関わらず検査対象物の状態を検査可能となる。例えば、検査対象物の積層材の剥離が無い部位と、積層材の剥離がある部位とでは、ショックレスハンマー２による打撃時にマイク２０によって測定される打撃音の信号が異なる。この信号の違いによって、検査対象物の状態を容易に把握することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、打撃によって検査対象物の状態を検査する打音検査システムに関する。

従来、検査対象物をハンマーによって打撃し、打撃音に基づいて検査対象物の状態（積層材の剥離や金属部品のひび割れの有無等）を検査することが行われている。このような打撃によって検査対象物の状態を把握するためのハンマーとして、例えば特許文献１に記載されたものがある。

特開２００１―３４３３６９号公報

しかしながら、このような打撃音を用いた検査は、検査者が検査対象物を打撃し、その打撃音に基づいて状態を把握するものであり、正確に打撃音を聞き分けて状態を把握するためには検査者の技量に左右されることになる。

そこで本発明はこのような問題点に鑑み、検査者の技量に関わらず検査対象物の状態を検査可能な打音検査システムを提供することを目的とする。

そのため本発明は、ショックレスハンマーと、ショックレスハンマーに取り付けられ、ショックレスハンマーによって検査対象物を打撃し、検査対象物内に伝播され反射してくる応答音を測定するマイクを備えることを特徴とする。

本発明によれば、ショックレスハンマーによって検査対象物を打撃することにより、打撃時にショックレスハンマーが跳ね返ることなくショックレスハンマーと検査対象物とが密着した状態が維持され、ショックレスハンマーに取り付けられたマイクによって応答音を効率よく受音することができる。このマイクによって受音された応答音（音波）に基づいて検査対象物の状態を把握することにより、検査者の技量にかかわらずより確実に検査対象物の状態を検査可能となる。

また、ショックレスハンマーは、検査対象物を打撃する打撃部と該打撃部に連結されたグリップ部とより構成され、打撃部は中空構造であり、該打撃部の内部に打撃による反動を吸収するためのショック吸収体が収容されている、ことが好ましい。これにより、ショックレスハンマーによって検査対象物を打撃すると、ショック吸収体が打撃部の内部を検査対象物側に移動して打撃部を検査対象物側に押し付ける力が生じるため、打撃時の反動（打撃部の跳ね返り）を効果的に防止できる。

また、マイクは、ショックレスハンマーにおける検査対象物の打撃側端部に設けられ、ショックレスハンマーは、打撃側の端部からマイクにかけて、検査対象物からの応答音を導くための導音孔が設けられている、ことが好ましい。これにより、導音孔を通じて応答音を効率よくマイクに導くことができる。

また、マイクから出力された信号に応じた表示を行う表示部を備えることにより、検査対象物内に伝播され反射してくる応答音に基づいて演算・表示された数値に基づいて検査対象物の状態を容易に把握することができる。

また、演算・表示された数値を記憶する記憶部を備えることにより、過去に記憶した打撃の結果の比較を行うことができる等、打撃結果を有効に利用することが可能となる。

本発明によれば、検査者の技量に関わらず検査対象物の状態を検査可能となる。

実施形態に係る打音検査システムを示す全体構成図である。 ショックレスハンマーを示す図である。 ショックレスハンマーを先端キャップ側から見た図である。 マイクによって測定される測定結果を示す図である。

次に、本発明の実施の形態を説明する。なお、本実施形態において、同一構成要素には同一番号を付して説明を省略する。

図１は、打音検査システムを示す全体構成図である。打音検査システム１は、検査対象物を打撃するためのショックレスハンマー２と、表示部３と、記憶部４とを含んで構成されている。

ショックレスハンマー２は、検査対象物を打撃する打撃部１０と、該打撃部１０に連結されたグリップ部３０とより構成される。打撃部１０とグリップ部３０とは、Ｌ字状の連結金具３１によって連結されている。なお、打撃部１０とグリップ部３０とはビスによって連結され、同様に、グリップ部３０と連結金具３１とはビスによって連結されている。

打撃部１０は、四角筒状の本体部１１と、本体部１１の両端の開口をそれぞれ封止する先端キャップ１２及び後端キャップ１３とより構成されている。また、先端キャップ１２の内部には、ショックレスハンマー２によって検査対象物を打撃したとき、検査対象物内に伝播され反射してくる応答音を受音するマイク２０が設けられている。なお、打撃部１０は、先端キャップ１２が設けられる側で検査対象物を打撃する。本体部１１は、アルミ材によって構成され、先端キャップ１２は、ナイロン、アクリルなどの樹脂、またはステンレス、アルミなどの金属によって構成されている。

グリップ部３０は、四角筒状のアルミ材によって構成されている。グリップ部３０は、本体部１１と連結される側の端部近傍に引込孔３２が設けられ、引込孔３２が設けられた側の端部と反対側の端部近傍には、コネクタ３３が設けられている。引込孔３２は、マイク２０から延びる信号線２１をグリップ部３０内に引き込むためのものである。グリップ部３０内に引き込まれた信号線２１は、コネクタ３３に接続されている。

表示部３及び記憶部４は、ケーブルＬを介してコネクタ３３に接続されている。これにより、マイク２０によって受音された応答音の信号が表示部３及び記憶部４に入力される。表示部３は、マイク２０によって検出された応答音の測定結果を演算し、表示を行うものである。また、記憶部４は、マイク２０によって測定された打撃音の測定結果を演算し、表示した数値を記憶するためのものである。また、記憶部４に記憶されている数値は、表示部３に表示可能となっている。

次に、ショックレスハンマー２の打撃部１０の詳細について説明する。図２は、打撃部１０の断面を示す図である。図３は、ショックレスハンマー２を先端キャップ１２側から見た図である。図２に示すように、先端キャップ１２は、本体部１１に取り付けられる側の端部に、本体部１１の開口内に挿入される挿入部１２ａを有している。先端キャップ１２は、本体部１１の外側から挿入部１２ａにねじ込まれるビス１８によって本体部１１に固定される。先端キャップ１２の内部にはマイク２０が取り付けられている。

マイク２０は、先端キャップ１２において検査対象物の打撃時に検査対象物と当接する打撃面１２ｃから、例えば５ｍｍ程度の距離を設けて配置される。
マイク２０は打撃の直接振動から保護するため周囲をスポンジ等のクッション３５で囲まれている。
また、先端キャップ１２には、打撃面１２ｃからマイク２０にかけて導音孔１２ｂが設けられている。導音孔１２ｂは、ショックレスハンマー２によって検査対象物を打撃したときの応答音を先端キャップ１２内のマイク２０に導くためのものである。導音孔１２ｂは、例えば２ｍｍ程度の直径となっている。先端キャップ１２には、マイク２０から延びる信号線２１を先端キャップ１２外へ引き出すための引出孔１２ｄが設けられている（図３参照）。

後端キャップ１３は、本体部１１に取り付けられる側の端部に、本体部１１の開口内に挿入される挿入部１３ａを有している。後端キャップ１３は、本体部１１の外側から挿入部１３ａにねじ込まれるビス１８によって本体部１１に固定される。

本体部１１の内部には、内には、打撃部１０によって検査対象物を打撃したときの反動を吸収するための鋼球１５（ショック吸収体）が収容されている。鋼球１５は、本体部１１の内部を自由に移動可能となっている。この打撃の反動を吸収する部材としては、鋼球１５に限定されることなく、ポリマー粒、液体ＰＵ硬化剤、高密度ポリエチレン、散弾を用いることができる。
またショック吸収体が打撃の際、大きな音を発生するのを防止するため、先端キャップ１２裏面にスポンジ、ゴムなどのクッション３４が貼られている。

図４に、マイク２０によって測定される測定結果を示す。ショックレスハンマー２によって検査対象物を打撃すると、打撃音に応じた信号として、図４に示すように時間経過とともに電圧値が変化する信号がマイク２０から出力される。ここで、ショックレスハンマー２によって検査対象物を打撃したときに、鋼球１５が打撃面１２ｃ側に移動するため、鋼球１５の移動に起因した音が生じる。また、周囲の雑音をマイク２０が測定してしまうことがある。しかしながら、ショックレスハンマー２によって検査対象物を打撃したときの打撃音は、鋼球１５の移動に起因する音や周囲の雑音よりも音圧レベルが大きいため、予め定められた所定の閾値以上の信号についてのみを測定対象の信号とすることにより、雑音等の影響を受けること無く検査対象物内に伝播され反射してくる応答音を正確に測定することができる。

従って、表示部３は、信号の電圧値（電圧値の絶対値）が所定の閾値を超えたところで特徴的な周波数を解析する。例えば、図４では、閾値を超えた信号の周波数として、１７７μｓが得られたものとする。表示部３は、この解析によって得られた１７７μｓを、検査対象物を打撃したときの測定結果として表示する。また、この解析によって得られた測定結果が、記憶部４に記憶される。記憶部４に記憶された測定結果は、検査者による呼び出し操作等によって表示部３に表示可能となっている。

本実施形態は以上のように構成され、ショックレスハンマー２によって検査対象物を打撃することにより、打撃時にショックレスハンマー２が跳ね返ることなくショックレスハンマー２と検査対象物とが密着した状態が維持され、ショックレスハンマー２に取り付けられたマイク２０によって、検査対象物内に伝播され反射してくる応答音を効率よく測定することができる。このマイク２０によって検出された信号に基づいて検査対象物の状態を把握することにより、検査者の技量に関わらず検査対象物の状態を検査可能となる。例えば、検査対象物の積層材の剥離が無い部位と、積層材の剥離がある部位とでは、ショックレスハンマー２による打撃時にマイク２０によって受音される検査対象物内に伝播され反射してくる応答音の信号が異なる。この信号の違いによって、検査対象物の状態を容易に把握することができる。

打撃部１０の内部に鋼球１５を収容することにより、ショックレスハンマー２によって検査対象物を打撃すると、鋼球１５が本体部１１の内部を打撃面１２ｃ側に移動して本体部１１を検査対象物側に押し付ける力が生じる。これにより、打撃時の反動（本体部１１の跳ね返り）を効果的に防止できる。

また、マイク２０を先端キャップ１２に取り付け、さらに導音孔１２ｂを設けたことにより、検査対象物を打撃したときの検査対象物内に伝播され反射してくる応答音を導音孔１２ｂを通じて効率よくマイクに導くことができる。また、マイクの後方側、即ち、マイク２０の集音方向の反対側に鋼球１５が位置することとなるため、ショックレスハンマー２の打撃時に鋼球１５の移動によって生じる音がマイク２０によって測定されてしまうことを低減することができる。

また、打音検査システム１は、表示部３を備えることにより、応答音に基づいて演算・表示された数値に基づいて、検査者が検査対象物の状態を容易に把握することができる。

また、応答音に基づいて演算・表示された数値を記憶する記憶部４を備えることにより、過去に記憶した測定結果を呼び出して比較を行うことができるなど、過去の測定結果を有効に利用することが可能となる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、表示部３は、マイク２０によって受音された応答音の信号を演算して表示するものとしたが、表示部３としてオシロスコープ等を用いた場合には、信号の電圧波形そのものをオシロスコープ等に表示しても良い。

また、打撃部１０の形状を四角柱として説明したが、形状についてはこれに限定されず、円柱状等、適宜の形状とすることができる。

１・・・打音検査システム
２・・・ショックレスハンマー
３・・・表示部
４…記憶部
１２ｂ…導音孔
１５…鋼球
２０…マイク
３０・・・グリップ部

Claims (5)

1. ショックレスハンマーと、
   前記ショックレスハンマーに取り付けられ、前記ショックレスハンマーによって検査対象物を打撃したときの応答音を検出し信号を出力するマイクと、
   を備えたことを特徴とする打音検査システム。
2. 前記ショックレスハンマーは、検査対象物を打撃する打撃部と、該打撃部に連結されたグリップ部と、より構成され、
   前記打撃部は、中空構造であり、該打撃部の内部に打撃による反動を吸収するためのショック吸収体が収容されている、
   ことを特徴とする請求項１に記載の打音検査システム。
3. 前記マイクは、前記ショックレスハンマーにおける検査対象物の打撃側端部に設けられ、
   前記ショックレスハンマーは、前記打撃側の端部から前記マイクにかけて、検査対象物の応答音を導くための導音孔が設けられている、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の打音検査システム。
4. 前記マイクから出力された信号に応じた数値表示を行う表示部を備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の打音検査システム。
5. 前記マイクから出力された信号に応じた数値を記憶する記憶部を備えたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の打音検査システム。
   

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