JP2012032360A - 超音波探触子の接触構造 - Google Patents

Abstract

【課題】凹部と接触部材の間に空気溜まりが残ることを防止し且つ凹部の清掃を不要にする超音波探触子の接触構造を提供する。
【解決手段】検査対象物Ｓの凹部Ｄに対し、凸状の接触部材３を先端に配した超音波探触子１を接触部材３側から押し付け、検査対象物Ｓの超音波探傷を行う超音波探触子の接触構造であって、
凸状の接触部材３を検査対象物Ｓの凹部Ｄに押し付ける際に、凸状の接触部材３は、凹部Ｄ内に点接触または面接触した後、凹部Ｄ内の空気を周囲外方へ逃がすように変形し、更に凹部の形状に沿って変形して凹部Ｄの底面Ｄ１及び周囲面Ｄ２の全面に密接するように構成され、
凸状の接触部材３を検査対象物Ｓの凹部Ｄから離間した後に、凸状の接触部材３は、元の形状に戻るように構成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、検査対象物を超音波探傷するための超音波探触子の接触構造に関するものである。

一般に、鋼材や金属等の検査対象物を超音波探傷する際には、超音波探触子の先端表面と検査対象物の間に水やゼリー状の接触部材を介在させて検査対象物を超音波探傷している。

ここでゼリー状の接触部材は、超音波を透過する粘性の素材のものであり、ゼリー状の接触部材を使用する際には、超音波探触子の先端表面または検査対象物にゼリー状の接触部材を１回の使用ごとに塗布して使用している。

尚、超音波探触子の接触構造の一般的技術水準を示すものとしては、例えば、特許文献１がある。

特公平２−２１２５２号公報

しかしながら、凹部がある検査対象物に対し、水やゼリー状の接触部材を用いて超音波探傷した後には、検査対象物の凹部に水やゼリー状の接触部材の一部が残るため、残った水やゼリー状の接触部材の一部を検査対象物の凹部から拭き取るように清掃しなければならない等の問題があった。

また図９に示す如く超音波探触子１に平面状のゲルシートの接触部材２を配して金属等の検査対象物Ｓを超音波探傷することが考えられているが、検査対象物Ｓの凹部Ｄに接触部材２側から超音波探触子１を押し付ける際には、凹部Ｄ内の空気を逃がすことができず（図９では凹部Ｄ内の矢印で示す）、図１０に示す如く凹部Ｄと接触部材２の間に超音波非透過性の空気溜まりＡが残るため、検査対象物Ｓを適切に超音波探傷することができないという問題があった。

本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなしたもので、凹部と接触部材の間に空気溜まりが残ることを防止し且つ凹部の清掃を不要にする超音波探触子の接触構造を提供することを目的とする。

本発明の超音波探触子の接触構造は、検査対象物の凹部に対し、凸状の接触部材を先端に配した超音波探触子を接触部材側から押し付け、検査対象物の超音波探傷を行う超音波探触子の接触構造であって、前記凸状の接触部材を検査対象物の凹部に押し付ける際に、前記凸状の接触部材は、凹部内に点接触または面接触した後、凹部内の空気を周囲外方へ逃がすように変形し、更に凹部の形状に沿って変形して凹部の底面及び周囲面の全面に密接するように構成され、前記凸状の接触部材を検査対象物の凹部から離間した後に、前記凸状の接触部材は、元の形状に戻るように構成されるものである。

本発明の超音波探触子の接触構造において、凸状の接触部材は、凹部の底面に先端を向ける円錐体、凹部の底面に端面を向ける截頭円錐体、凹部の底面に曲面を向ける曲面体から選択された１つを備えることが好ましい。

本発明の超音波探触子の接触構造によれば、前記凸状の接触部材を検査対象物の凹部に押し付ける際に、前記凸状の接触部材は、凹部内の空気を周囲外方へ逃がすように変形し、更に変形して凹部の底面及び周囲面の全面に密接するので、検査対象物の凹部と凸状の接触部材の間に空気溜まりが残ることを防止し、検査対象物を適切に超音波探傷することができる。また前記凸状の接触部材を検査対象物の凹部から離間した後に、前記凸状の接触部材は、元の形状に戻るので、検査後、検査対象物の凹部に凸状の接触部材の一部が残ることを防ぎ、検査対象物の凹部の清掃を不要にすることができるという優れた効果を奏し得る。

本発明の実施の形態の第一例を示す概念図である。 本発明の接触部材の取付構造を示す概念図である。 本発明の接触部材の他の取付構造を示す概念図である。 本発明の接触部材の別の取付構造を示す概念図である。 本発明の接触部材を押し付ける直前の状態を示す概念図である。 本発明の接触部材を押し付けた状態を示す概念図である。 本発明の実施の形態の第二例を示す概念図である。 本発明の実施の形態の第三例を示す概念図である。 従来の接触部材を押し付ける直前の状態を示す概念図である。 従来の接触部材を押し付けた状態を示す概念図である。

以下、本発明の超音波探触子の接触構造を実施する形態の第一例を図１〜図６を参照して説明する。なお、図中、図９、図１０と同一の符号を付した部分は同一物を表わしている。

実施の形態の第一例の超音波探触子の接触構造は、鋼材や金属等の検査対象物Ｓの表面に形成されたスポット溶接等の凹部Ｄに対応するものである。ここで凹部Ｄは、開口から数ｍｍの深さに位置する底面Ｄ１と、該底面Ｄ１から開口へ向かって内径が広がる周囲面Ｄ２とから形成されており、凹部Ｄの底面Ｄ１の径は、数ｍｍ以上数十ｍｍ以下、好ましくは３ｍｍ以上２０ｍｍ以下になっている。なお凹部Ｄの周囲面Ｄ２には角がないことが好ましい。

超音波探触子１は、内部に振動子（図示せず）を備え、先端側から超音波を発振するものであり、超音波探触子１の先端には凸状の接触部材３が配置されている。凸状の接触部材３は、外方に先端を向ける円錐体４と、円錐体４の底面側に位置して超音波探触子１の先端に配置する胴部体５とを備えて形成されている。また凸状の接触部材３は、検査対象物Ｓの凹部Ｄの大きさに対応して種々の大きさを備えることが可能であり、具体的な一例を提示すると、検査対象物Ｓの凹部Ｄの深さが１ｍｍ、底面Ｄ１の径が５ｍｍの場合には、円錐体４は高さ１ｍｍ、底面の径６〜７ｍｍ、胴部体５は高さ１ｍｍ、内径６〜７ｍｍになっている。

更に凸状の接触部材３の材質は、超音波を透過するゲル状、ゴム状のものであって、検査対象物Ｓの凹部Ｄに接触した際には変形し、更に検査対象物Ｓの凹部Ｄから離間した後には元の形状に戻るものになっている。また凸状の接触部材３の材質は、有機物、無機物等のどのようなものでも良いが、炭化水素系高分子ゲル、シリコンゴム等が好ましい。更に凸状の接触部材３は、凹部Ｄに充填し得る体積を有して配置されている。

ここで凸状の接触部材３は、超音波探触子１の先端に接触部材３自体の粘着性により貼り付けても良いし、粘着シートや接着剤等の部材を介して貼り付けても良い。また図２に示す如く超音波探触子１の先端に嵌合する筒状の嵌合部６を備えても良いし、図３に示す如く超音波探触子１の先端側と係合するように超音波探触子１の段部７に対応する係合部８を備えても良いし、図４に示す如く紐やバンド等の係止手段９により筒状の嵌合部６を係止するようにしても良い。

以下、本発明の超音波探触子の接触構造を実施する形態の第一例の作用を説明する。

検査対象物Ｓを超音波探傷するために検査対象物Ｓの一箇所の凹部Ｄに対して超音波探触子１を接触部材３側から押し付ける際には、凸状の接触部材３のうち円錐体４の先端が、図５に示す如く凹部Ｄの底面Ｄ１に点接触した後、凹部Ｄ内の空気を周囲外方へ逃がすように変形し、更に図６に示す如く凹部Ｄの形状に沿って変形し、凹部Ｄの底面Ｄ１及び周囲面Ｄ２の全面に密接する。

一方、検査対象物Ｓを超音波探傷した後に接触部材３を検査対象物Ｓの凹部Ｄから離間した際には、凸状の接触部材３は、変形した状態から元の形状に戻る。

このように実施の形態の第一例によれば、凸状の接触部材３を検査対象物Ｓの凹部Ｄに押し付ける際に、凸状の接触部材３は、凹部Ｄとの間に空気溜まりＡが残ることを防止し、検査対象物Ｓを適切に超音波探傷することができる。また凸状の接触部材３を検査対象物Ｓの凹部Ｄから離間した後に、凸状の接触部材３は元の形状に戻るので、検査後、検査対象物Ｓの凹部Ｄに接触部材３の一部が残ることを防ぎ、検査対象物Ｓの凹部Ｄの清掃を不要にすることができる。

更に実施の形態の第一例において、凸状の接触部材３は、凹部Ｄの底面Ｄ１に先端を向ける円錐体４を備えると、凸状の接触部材３を凹部Ｄに押し付ける際に、凸状の接触部材３の先端を凹部Ｄの底面Ｄ１に向け、凸状の接触部材３を凹部Ｄに対して容易に位置合わせし得るので、凸状の接触部材３を適切に変形させ、凹部Ｄとの間に空気溜まりＡが残ることを防止し、検査対象物Ｓを好適に超音波探傷することができる。

以下、本発明の超音波探触子の接触構造を実施する形態の第二例を図７を参照して説明する。なお、図中、第一例の図１〜図６と同一の符号を付した部分は同一物を表わしている。

実施の形態の第二例の超音波探触子の接触構造は、第一例における凸状の接触部材３の形状を変えたものであって、第一例と同様な検査対象物Ｓの凹部Ｄに対応するようになっている。

凸状の接触部材３は、外方に端面１１ａを向ける截頭円錐体１１と、截頭円錐体１１の底面側に位置して超音波探触子１の先端に配置する胴部体１２とを備えて形成されている。ここで截頭円錐体１１は、円錐体の頭部を底面と平行な平面で切り取り、残った部分が為す立体であり、また平行な平面で切り取った面の端面１１ａは、凹部Ｄの底面Ｄ１より小さく形成されている。更に凸状の接触部材３は、第一例と同様に、検査対象物Ｓの凹部Ｄの大きさに対応して種々の大きさを備えることが可能であり、具体的な一例を提示すると、検査対象物Ｓの凹部Ｄの深さが１ｍｍ、底面Ｄ１の径が５ｍｍの場合には、截頭円錐体１１は高さ１ｍｍ、端面の径４〜５ｍｍ、底面の径６〜７ｍｍ、胴部体５は高さ１ｍｍ、内径６〜７ｍｍになっている。

また凸状の接触部材３の材質は、第一例と同様に構成されており、更に凸状の接触部材３は、第一例と同様な手段や形状により配置されている。

以下、本発明の超音波探触子の接触構造を実施する形態の第二例の作用を説明する。

検査対象物Ｓを超音波探傷するために検査対象物Ｓの一箇所の凹部Ｄに対して超音波探触子１を接触部材３側から押し付ける際には、凸状の接触部材３のうち截頭円錐体１１の端面１１ａが、凹部Ｄの底面Ｄ１に面接触した後、凹部Ｄ内の空気を周囲外方へ逃がすように変形し、更に凹部Ｄの形状に沿って変形し、凹部Ｄの底面Ｄ１及び周囲面Ｄ２の全面に密接する。

一方、検査対象物Ｓを超音波探傷した後に接触部材３を検査対象物Ｓの凹部Ｄから離間した際には、凸状の接触部材３は、変形した状態から元の形状に戻る。

このように実施の形態の第二例によれば、第一例と同様な作用効果を得ることができる。また凸状の接触部材３は、凹部Ｄの底面Ｄ１に先端を向ける截頭円錐体１１を備えると、凸状の接触部材３の先端を凹部Ｄの形状にほぼ合致する形状にし得るので、凹部Ｄとの間に空気溜まりＡが残ることを一層防止し、検査対象物Ｓを好適に超音波探傷することができる。

以下、本発明の超音波探触子の接触構造を実施する形態の第三例を図８を参照して説明する。なお、図中、第一例の図１〜図６と同一の符号を付した部分は同一物を表わしている。

実施の形態の第三例の超音波探触子の接触構造は、第一例における凸状の接触部材３の形状を変えたものであって、第一例と同様な検査対象物Ｓの凹部Ｄに対応するようになっている。

凸状の接触部材３は、外方に曲面を向ける曲面体１３と、曲面体１３の底面側に位置して超音波探触子１の先端に配置する胴部体１４とを備えて形成されている。ここで曲面体１３は、円球の一側（胴部体側）を平面に切り欠いた立体、または楕円球の一側（胴部体側）を平面に切り欠いた立体である。

また凸状の接触部材３の材質は、第一例及び第二例と同様に構成されており、更に凸状の接触部材３は、第一例及び第二例と同様な手段や形状により配置されている。

以下、本発明の超音波探触子の接触構造を実施する形態の第三例の作用を説明する。

検査対象物Ｓを超音波探傷するために検査対象物Ｓの一箇所の凹部Ｄに対して超音波探触子１を接触部材３側から押し付ける際には、凸状の接触部材３のうち曲面体１３の曲面が、凹部Ｄの底面Ｄ１に点接触した後、凹部Ｄ内の空気を周囲外方へ逃がすように変形し、更に凹部Ｄの形状に沿って変形し、凹部Ｄの底面Ｄ１及び周囲面Ｄ２の全面に密接する。

一方、検査対象物Ｓを超音波探傷した後に接触部材３を検査対象物Ｓの凹部Ｄから離間した際には、凸状の接触部材３は、変形した状態から元の形状に戻る。

このように実施の形態の第三例によれば、第一例と同様な作用効果を得ることができる。また凸状の接触部材３は、凹部Ｄの底面Ｄ１に先端を向ける曲面体１３を備えると、凹部Ｄの形状の許容範囲が広がるので、凹部Ｄとの間に空気溜まりＡが残ることを容易に防止し、検査対象物Ｓを容易に超音波探傷することができる。

なお、本発明の超音波探触子の接触構造は、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

１ 超音波探触子
３ 接触部材
４ 円錐体
１１ 截頭円錐体
１１ａ 端面
１３ 曲面体
Ｄ 凹部
Ｄ１ 底面
Ｄ２ 周囲面
Ｓ 検査対象物

Claims (2)

1. 検査対象物の凹部に対し、凸状の接触部材を先端に配した超音波探触子を接触部材側から押し付け、検査対象物の超音波探傷を行う超音波探触子の接触構造であって、
   前記凸状の接触部材を検査対象物の凹部に押し付ける際に、前記凸状の接触部材は、凹部内に点接触または面接触した後、凹部内の空気を周囲外方へ逃がすように変形し、更に凹部の形状に沿って変形して凹部の底面及び周囲面の全面に密接するように構成され、
   前記凸状の接触部材を検査対象物の凹部から離間した後に、前記凸状の接触部材は、元の形状に戻るように構成されたことを特徴とする超音波探触子の接触構造。
2. 凸状の接触部材は、凹部の底面に先端を向ける円錐体、凹部の底面に端面を向ける截頭円錐体、凹部の底面に曲面を向ける曲面体から選択された１つを備えることを特徴とする請求項１に記載の超音波探触子の接触構造。

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