JP2018185232A - 繊維強化樹脂製板バネの超音波探傷装置 - Google Patents

Abstract

【課題】側面視で曲面形状を有する板バネを、大まかな複数の代表点を定義するだけで正確に探傷できるようにする。
【解決手段】超音波探傷装置は、超音波探触子と走査機構との間に介在する追従機構を備える。前記追従機構は、前記走査機構に接続される基部と、前記基部に対して前記キャリアを上下方向に変位させるスライド部と、前記基部に対して前記キャリアを下方に付勢するスライドバネと、前記基部に対して前記キャリアを前記板バネの幅方向に延びるピッチング軸線周りに回動させるピッチング部と、前記ピッチング軸線周りにおいて前記キャリアの接触面が水平となる向きに前記基部に対して前記キャリアを付勢するピッチングバネと、を有する。
【選択図】図３

Description

本発明は、側面視で曲面形状を有する繊維強化樹脂製板バネの欠陥の有無を検査する超音波探傷装置に関する。

近年、様々な分野にて金属材料に代えて繊維強化樹脂が用いられている。例えば、特許文献１では、台車枠のうち側梁を省く代わりに繊維強化樹脂製の板バネを用いた鉄道車両台車が開示されている。当該台車では、前後一対の軸箱が車両長手方向に延びた板バネの両端部を支持し、板バネの中央部が台車枠の横梁を支持する。台車の出荷時及び定期検査時においては、繊維強化樹脂製の板バネの内部欠陥の有無を検査することが望まれる。例えば、特許文献２では、複合材等の内部欠陥の有無を検査する非破壊検査として超音波探傷検査が開示されている。そして、特許文献３では、超音波探傷検査の際に、被検査物の形状の代表点のデータを入力し、当該データをスプライン補間して被検査物の形状を算出することで、被検査物の形状データの測定及び入力の手間を低減する方法が提案されている。

特許第５５７６９９０号公報 特開２０１５−１２５００８号公報 特開平５−４５３４７号公報

側面視で曲面形状を有する繊維強化樹脂製板バネでは、同じ仕様の板バネであっても製造時の形状バラツキや超音波検査時の設置状態のバラツキによって、超音波探傷装置に設置された板バネの各部分の上下方向位置及び傾斜角度が個体ごとに異なる場合がある。そうすると、板バネの形状の代表点を入力するだけでは、正確な板バネの形状が算出されずに、適切な探傷が行われない可能性がある。

そこで本発明は、側面視で曲面形状を有する板バネを、大まかな複数の代表点を定義するだけで正確な探傷ができるようにすることを目的とする。

本発明の一態様に係る繊維強化樹脂製板バネの超音波探傷装置は、側面視で曲面形状を有する繊維強化樹脂製板バネの欠陥の有無を検査する超音波探傷装置であって、超音波探触子と、前記超音波探触子を保持し且つ前記板バネに接触する接触面が形成されたキャリアと、前記板バネに対して前記超音波探触子及び前記キャリアを走査させる走査機構と、前記超音波探触子と前記走査機構との間に介在する追従機構と、入力された複数の代表点の位置データを補間して前記板バネの形状を算出し、前記算出された形状に沿って前記超音波探触子が移動するように前記走査機構を制御するコントローラと、を備え、前記追従機構は、前記走査機構に接続される基部と、前記基部に対して前記キャリアを上下方向に変位させるスライド部と、前記基部に対して前記キャリアを下方に付勢するスライドバネと、前記基部に対して前記キャリアを前記板バネの幅方向に延びるピッチング軸線周りに回動させるピッチング部と、前記ピッチング軸線周りにおいて前記接触面が水平となる向きに前記基部に対して前記キャリアを付勢するピッチングバネと、を有する。

前記構成によれば、側面視で曲面形状を有する板バネにおいて上下方向及びピッチング方向の二方向に表面形状のバラツキがあっても、追従機構により超音波探触子が板バネに対して正しい位置に自動修正される。よって、側面視で曲面形状を有する板バネを、大まかな複数の代表点を定義するだけで正確に探傷できる。

本発明によれば、側面視で曲面形状を有する板バネを、大まかな複数の代表点を定義するだけで正確に探傷できる。

実施形態に係る超音波探傷装置の斜視図である。 図１に示す可動ケース及びその内部の平面図である。 図１に示す超音波探触子及びその近傍の斜視図である。 図３に示すキャリアの下方から見た斜視図である。 図３に示す超音波探触子及びその近傍の断面図である。 図１に示す第１端設定部及びその近傍の側面図である。 図１に示す超音波探傷装置のコントローラに入力される板バネの代表点を説明する側面図である。 図３に示すキャリア及び超音波探触子の走査を説明する上方から見た平面図である。 図８に示すキャリアと板バネとの位置関係を説明する下方から見た裏面図である。

以下、図面を参照して実施形態を説明する。なお、以下の説明では、板バネの長手方向をＸ方向とし、板バネの長手方向に直交する幅方向をＹ方向とし、Ｘ方向及びＹ方向に直交する鉛直方向をＺ方向と定義する。

図１は、実施形態に係る超音波探傷装置１の斜視図である。図２は、図１に示す可動ケース３及びその内部の平面図である。なお、図１では超音波探触子４の近傍を概略的に示し、後述の図３にてその詳細を示す。図１及び２に示すように、超音波探傷装置１は、繊維強化樹脂製の板バネ７０，７１の欠陥の有無を検査するための装置であり、例えば、板バネ７０，７１は鉄道車両用台車に用いられるものである。超音波探傷装置１は、局部水浸式である。超音波探傷装置１は、内側に検査空間Ｓを形成するフレーム２を備える。

フレーム２で囲まれた検査空間Ｓには、被検査物である板バネ７０，７１を収容する可動ケース３がＹ方向にスライド自在に配置される。即ち、フレーム２には、可動ケース３が引出可能に収納される。フレーム２及び可動ケース３の各々の外形は、Ｘ方向に延びた略直方体形状を有する。フレーム２のＹ方向手前側には、可動ケース３が通過できる開口２ａが形成されている。フレーム２には、検査空間Ｓの底側において可動ケース３をスライド自在に下方から支持可能な支持部２ｂ（例えば、底部）が設けられている。

フレーム２には、超音波探触子４及びそれを保持するキャリア９（図３参照）を板バネ７０，７１に対して走査させる走査機構５が支持されている。走査機構５は、フレーム２に載せられてＸ方向に延びる第１ガイド６と、第１ガイド６にＸ方向に案内されてＹ方向に延びる第２ガイド７と、第２ガイド７にＹ方向に案内されたＺ方向に延びる第３ガイド８とを備える。第３ガイド８には、超音波探触子４及びキャリア９を支持する支持装置１０がＺ方向に案内される。

走査機構５は、第１ガイド６に沿って第２ガイド７をＸ方向に移動させる第１モータ１１と、第２ガイド７に沿って第３ガイド８をＹ方向に移動させる第２モータ１２と、第３ガイド８に沿って支持装置１０をＺ方向に移動させる第３モータ１３とを備える。第３ガイド８には、超音波探傷器１４が取り付けられている。即ち、走査機構５による超音波探触子４のＸ−Ｙ方向の移動に伴って、超音波探傷器１４もＸ−Ｙ方向に移動する。超音波探触子４は、電気ケーブル１５を介して超音波探傷器１４に接続されている。超音波探傷器１４は、物理的には、プロセッサ、揮発性メモリ、不揮発性メモリ及びＩ／Ｏインターフェース等を有する。超音波探傷器１４は、走査機構５を制御するコントローラＣと同期し超音波探傷データを記録する。

可動ケース３は、ケース部１６及び移動機構部１７を備える。ケース部１６は、一対の板バネ７０，７１を収容し、上方に開放されている。ケース部１６は、Ｘ方向に延びた長方形状の底壁１６ａと、底壁１６ａの周縁部から上方に延びて透明板を有する側周壁１６ｂとを備える。底壁１６ａには、排水口１６ｃが設けられている。移動機構部１７は、例えば、ケース部１６の下端部に設けられた脚輪２１と、フレーム２に対してスライドするケース部１６のガイド体（図示せず）とで構成される。即ち、ケース部１６がフレーム２に支持されるとともに、脚輪２１がフレーム２の外部に配置されて地面に置かれる。フレーム２から外側に引き出された可動ケース３をＹ方向奥側に押すと、可動ケース３がフレーム２の開口２ａを介して検査空間Ｓに配置される。

板バネ７０，７１は、繊維強化樹脂の積層体である。板バネ７０，７１は、互いに同一である。板バネ７０，７１は、長手方向及び厚さ方向に直交する幅方向（Ｙ方向）から見た側面視で曲面形状を有する。板バネ７０，７１の各々は、Ｙ方向から見た側面視で弓形状を有し、その中央部７０ａ，７１ａの肉厚はその端部７０ｂ，７１ｂの肉厚よりも大きい。ケース部１６の内部には、設置部２３、端設定部２４及び基準試験片設置部２５が設けられている。

設置部２３には、複数の板バネ７０，７１が互いに平行でＸ方向に延びた状態で設置される。一方の板バネ７０は、その表面（凹面）が超音波探触子４に向くように上方に向けた状態で設置部２３に支持され、他方の板バネ７１は、その裏面（凸面）が超音波探触子４に向くように上方に向けた状態で設置部２３に支持される。即ち、板バネ７０，７１は、互いに表裏が逆転した状態で設置部２３に夫々設置される。

端設定部２４は、板バネ７０，７１の長手方向（Ｘ方向）の端縁を位置決めする機能や板バネ７０，７１の長手方向（Ｘ方向）の端部に到達したキャリア９の一部等を支持する機能を有する。端設定部２４の詳細構造は、図６を用いて後述する。基準試験片設置部２５は、被検査物である板バネ７０，７１を超音波探触子４により実際に探傷する前にゼロ補正のために試験探傷される基準試験片２６が設置される台座である。基準試験片設置部２５は、ケース部１６内において、設置部２３、端設定部２４及び板バネ７０，７１と平面視で重ならない位置に設けられている。

図３は、図１に示す超音波探触子４及びその近傍の斜視図である。図１及び３に示すように、支持装置１０は、超音波探触子４及びキャリア９（ウェッジとも称す）を板バネ７０の上面に沿って追従させる追従機構３０を備える。即ち、追従機構３０は、キャリア９（超音波探触子４）と走査機構５との間に介在する。追従機構３０は、キャリア９の接触面９ａ（下面）が板バネ７０に接触して反力を受けることにより、キャリア９の接触面９ａが板バネ７０の上面に対して平行状態で安定接触するように、キャリア９を上下方向、ピッチング方向及びロール方向に受動的に変位させるものである。

追従機構３０は、基部３１、スライド部３２、スライドバネ３３，３４（図１参照）、ピッチング／ロール部３５、ピッチング／ロールバネ３６，３７、ヘッド部３８、ホイールエンコーダ４０、ダミーホイール４１を備える。基部３１は、走査機構５の第３ガイド８に接続され、第３モータ１３により第３ガイド８に沿って上下方向に移動される。スライド部３２は、基部３１に対して上下方向に変位可能に基部３１に取り付けられている。スライドバネ３３は、基部３１に対してスライド部３２を下方に付勢することで、間接的に基部３１に対してキャリア９を下方に付勢する。別のスライドバネ３４は、基部３１に対してスライド部３２を上方に付勢することで、間接的に基部３１に対してキャリア９を上方に付勢する。即ち、スライド部３２は、スライドバネ３３，３４により基部３１に対して弾性的に保持されている。

ピッチング／ロール部３５は、スライド部３２に対してヘッド部３８をＹ方向に延びるピッチング軸線Ｐ周りに回動させることで、間接的に基部３１に対してキャリア９をピッチング軸線Ｐ周りに回動させると共に、スライド部３２に対してヘッド部３８が上下方向にも可動しＸ方向に延びるロール軸線Ｒ周りのロール方向の位置調整を行う。具体的には、ピッチング／ロール部３５は、スライド部３２に対してヘッド部３８を回動自在に接続し、上下方向にも可動する回転軸である。ピッチング軸線ＰのＸ方向位置は、超音波探触子４の中心のＸ方向位置と同じであり、ロール軸線ＲのＹ方向位置は、超音波探触子４の中心のＹ方向位置と同じである。ピッチング／ロールバネ３６，３７は、基部３１に対してピッチング軸線Ｐ周り及びロール軸線Ｒ周りにヘッド部３８を付勢する。即ち、ピッチング／ロールバネ３６，３７は、ピッチング軸線Ｐ周り及びロール軸線Ｒ周りにおいてヘッド部３８に固定されたキャリア９の接触面９ａが水平となる向きにスライド部３２に対してキャリア９を付勢する。

図４は、図３に示すキャリア９の下方から見た斜視図である。図５は、図３に示す超音波探触子４及びその近傍の断面図である。図３乃至５に示すように、ホイールエンコーダ４０は、ヘッド部３８のＸ方向一方側に配置された状態でヘッド部３８に取り付けられることで、キャリア９に接続されている。ダミーホイール４１は、ヘッド部３８のＸ方向他方側に配置された状態でヘッド部３８に取り付けられることで、キャリア９に接続されている。ホイールエンコーダ４０及びダミーホイール４１は、キャリア９の接触面９ａが板バネ７０の上面に接触した状態で板バネ７０の上面に当接する。即ち、ヘッド部３８に固定されたキャリア９が板バネ７０に沿ってＸ方向に移動するのに伴って、ホイールエンコーダ４０及びダミーホイール４１が板バネ７０の上面を転動する。

ホイールエンコーダ４０は、その回転数を検出することでホイールエンコーダ４０のＸ方向の走行距離を検出し、その検出信号をコントローラＣに送信する。即ち、コントローラＣは、ホイールエンコーダ４０からの信号により板バネ７０の上面に対する超音波探触子４の移動距離を把握し、走査機構５を制御する。ダミーホイール４１は、単なるローラである。ダミーホイール４１が板バネ７０の上面に接触することで、板バネ７０の上面に対するホイールエンコーダ４０の接触が保たれる。

ホイールエンコーダ４０及びダミーホイール４１は、それぞれホイール支持部材４６に回転自在に支持されている。ホイール支持部材４６は、テンションバネ４７を介してヘッド部３８に固定されたブラケット４８に弾性的に接続されている。即ち、ホイールエンコーダ４０及びダミーホイール４１は、テンションバネ４７によりヘッド部３８に対して下方に付勢され、板バネ７０の上面に押し付けられる。

超音波探触子４は、Ｙ方向に並べられた複数の検出素子を有する。キャリア９は、板バネ７０の上面に接触する接触面９ａと、接触面９ａに囲まれて超音波探触子４から出力された超音波が通過する開口９ｂと、接触面９ａに形成されて開口９ｂからＸ方向に延びる溝９ｃと、溝９ｃに形成されて溝９ｃを介して開口９ｂに連通する水ノズル９ｄとを有する。開口９ｂは、接触面９ａの法線方向から見た平面視において閉じた形状を有する。本実施形態では、開口９ｂは、Ｙ方向に延びた矩形状を有する。溝９ｃは、Ｙ方向において開口９ｂの端縁よりも開口９ｂの中央寄りに配置されている。複数の溝９ｃは、Ｘ方向及びＹ方向に対称に配置されている。水ノズル９ｄには、チューブ４９を介して水ポンプ（図示せず）から水が供給される。超音波探触子４の下面（即ち、板バネ７０との対向面）は、接触面９ａと接触した板バネ７０の上面と隙間Ｇをあけるように接触面９ａよりも上方に位置している。開口９ｂに形成された隙間Ｇには、水ノズル９ｄから溝９ｃを介して供給される水が溜められる。

超音波探触子４及びキャリア９は、走査機構５により板バネ７０の上面をＸ方向に走査しながら探傷を行い、超音波探触子４で検出された探傷データは、電気ケーブル１５を介して超音波探傷器１４に送信される。超音波探傷器１４は、超音波探触子４のＸ−Ｙ方向の移動に伴ってＸ−Ｙ方向に移動するので、走査距離が長い場合でも電気ケーブル１５を長くせずに済み、超音波探触子４から超音波探傷器１４に送信される検査信号の信頼性を確保できる。

図６は、図１に示す端設定部２４及びその近傍の側面図である。なお、図１及び２に示すように、複数の端設定部２４は、板バネ７０，７１のＸ方向両側に夫々配置され、互いにＸ方向に対称構造である。また、板バネ７０用の端設定部２４と板バネ７１用の端設定部２４とは、互いに高さ位置が異なるが基本的には同構造である。そのため、図６では１つの端設定部２４について代表して説明する。

図６に示すように、端設定部２４は、ベース部５１と、水平スライド部５２と、位置決め壁部５３と、タブ部材５４と、鉛直スライド部５５と、回動部５６とを備える。ベース部５１は、ケース部１６の底壁１６ａに固定されている。水平スライド部５２は、ベース部５１に対してＸ方向にスライド可能に取り付けられている。位置決め壁部５３は、水平スライド部５２に固定され、水平スライド部５２のスライド移動に伴って板バネ７０のＸ方向の端縁に当接又は離反する。

タブ部材５４は、鉛直スライド部５５及び回動部５６を介して水平スライド部５２に取り付けられている。タブ部材５４は、設置部２３に設置された板バネ７０の長手方向外側にて板バネ７０に隣接して配置される。タブ部材５４は、鉛直スライド部５５により水平スライド部５２に対してＺ方向に相対変位可能である。タブ部材５４は、回動部５６により水平スライド部５２に対してＹ方向軸線周りに回動可能である。水平スライド部５２と鉛直スライド部５５と回動部５６とを用いた位置調整によって、板バネ７０のＸ方向端縁が位置決め壁部５３に当接した状態において、タブ部材５４の上面が板バネ７０の上面と連続して面一になるように設定される。なお、水平スライド部５２、鉛直スライド部５５及び回動部５６には、夫々の変位を規制するロック装置が設けられているとよい。

図１及び６に示すように、一方の端設定部２４の位置決め壁部５３を先に板バネ７０の一端に当接させてから他方の端設定部２４の位置決め壁部５３を板バネ７０の他端に当接させる場合には、一方の端設定部２４の位置決め壁部５３が文字通り位置決め壁部の役目を果たし、他方の端設定部２４の位置決め壁部５３が押圧部の役目を果たすことになる。即ち、板バネ７０が、そのＸ方向両側の位置決め壁部５３の間に挟まれてＸ方向に位置決めされる。

超音波探触子４が板バネ７０のＸ方向端縁に到達してキャリア９の接触面９ａやダミーホイール４１（又はホイールエンコーダ４０）が板バネ７０より外方にはみ出しても、そのはみ出した部分がタブ部材５４に接触することで、接触面９ａを板バネ７０の表面と平行に保つことができる。よって、超音波探触子４が板バネ７０のＸ方向端縁に到達した際にもキャリア９の開口９ｂが水で安定的に満たされ、板バネ７０のＸ方向端縁も正確に超音波探傷することができる。

図７は、図１に示す超音波探傷装置１のコントローラＣに入力される板バネ７０’の代表点Ａ，Ｂを説明する側面図である。図７に示すように、コントローラＣには、板バネ７０’の外形の代表点Ａ，Ｂの位置データが入力される。なお、代表点Ａ，Ｂは、個々の板バネ７０，７１毎に計測されたものではなく、板バネ７０，７１の設計上の外形（即ち、設計図面上の板バネ７０’の外形）の代表点である。即ち、複数の板バネ７０，７１に対して超音波探傷を順次行う際に、検査対象の板バネが交換されても代表点Ａ，Ｂは一定である。そのため、代表点Ａ，Ｂは、板バネ７０，７１の実際の外形から若干ずれる可能性がある。

板バネ７０’の表面７０ｃ’（凹面）を上面として超音波探傷を行う際には、コントローラＣは、板バネ７０’の表面７０ｃ’の複数の代表点Ａの位置データを補間（例えば、スプライン補間）して板バネ７０’の表面７０ｃ’の形状を算出する。板バネ７０’の裏面７０ｄ’（凸面）を上面として超音波探傷を行う際には、コントローラＣは、板バネ７０’の裏面７０ｄ’の複数の代表点Ｂの位置データを補間（例えば、スプライン補間）して板バネ７０’の裏面７０ｄ’の形状を算出する。そして、コントローラＣは、その算出された形状に沿って超音波探触子４が移動するように走査機構５を制御する。

その際、側面視で曲面形状を有する実際の板バネ７０において上下方向及びピッチング方向の二方向に表面形状のバラツキがあっても、前述した追従機構３０により超音波探触子４及びキャリア９が板バネ７０に対して正しい位置に自動修正される（図１及び３参照）。よって、側面視で曲面形状を有する板バネ７０を、大まかな複数の代表点Ａ，Ｂを定義するだけで正確に探傷できる。

具体的には、コントローラＣは、Ｚ方向に関し、キャリア９の接触面９ａが代表点Ａ，Ｂに基づいて算出された板バネの上面形状よりも下方の位置に到達するように、走査機構５によりスライド部３２を下方に変位させる。キャリア９の接触面９ａが板バネ７０に接触すると、キャリア９は実際の板バネ７０の上面から反力を受け、キャリア９が板バネ７０に当接して停止した状態のまま基部３１だけが目的位置まで下方に変位する。キャリア９と板バネ７０との接触状態は、スライドバネ３３の付勢力により保たれる。

また、ピッチング方向に関し、走査機構５によりスライド部３２を下方に変位させることで、ホイールエンコーダ４０、キャリア９の接触面９ａ及びダミーホイール４１が順番に板バネ７０の上面に対して下方に押し付けられ、その反力によりピッチング／ロール部３５においてヘッド部３８がピッチング軸線Ｐ周りに回動すると共にローリング軸線Ｒ回りにも回動する。よって、キャリア９の接触面９ａは、板バネ７０の上面のうちキャリア９の接触面９ａが対向する部分に対して平行に保たれる。

また、板バネ７０の上面が曲面形状を有しても、超音波探傷器１４がホイールエンコーダ４０からの信号により超音波探触子４のＸ方向の位置を正確に検出できると共に、ダミーホイール４１によりホイールエンコーダ４０と板バネ７０との間の接触が安定し、ホイールエンコーダ４０の検出精度が向上する。

図８は、図３に示すキャリア９及び超音波探触子４の走査を説明する上方から見た平面図である。図９は、図８に示すキャリア９と板バネ７０との位置関係を説明する下方から見た裏面図である。図８及び９に示すように、コントローラＣは、平面視においてＹ方向にキャリア９の開口９ｂの一部（図９のハッチング部）が板バネ７０からはみ出した状態でキャリア９の接触面９ａを板バネ７０の上面に接触させ、超音波探触子４が板バネ７０を走査するように走査機構５を制御する。

具体的には、超音波探触子４をＸ方向の一方に向けて移動させる際には、Ｙ方向における開口９ｂの一端部が板バネ７０からはみ出すように走査機構５を制御する。また、超音波探触子４をＸ方向の他方に向けて移動させる際には、Ｙ方向における開口９ｂの他端部が板バネ７０から食み出すように走査機構５を制御する。その際、キャリア９の溝９ｃ及び水ノズル９ｄは、Ｙ方向において開口９ｂの両端よりも内側に配置されている。即ち、キャリア９の溝９ｃ及び水ノズル９ｄは、平面視において板バネ７０からはみ出ずに板バネ７０と重なるように配置される。超音波探触子４の走査時に往路から復路に折り返す際には、キャリア９を板バネ７０から上方に離してキャリア９をＹ方向に平行移動させるように走査機構５を制御する。

このようにすれば、水ノズル９ｄから吐出された水が、開口９ｂを満たして超音波探触子４と板バネ７０との間に介在すると共に、その水が開口９ｂのうち板バネ７０からはみ出した部分から外部に排出されるため、超音波探触子４と板バネ７０との間に気泡が混入しても当該気泡は迅速に排出される。そして、超音波探触子４を保持するキャリア９を板バネ７０に接触させるので、板バネ７０とキャリア９との間に一定の隙間を設けるための制御も不要になる。よって、複雑な制御を要さずに超音波探触子４と板バネ７０との間に気泡が滞留することを防止できる。

また、板バネ７０のうちＹ方向の何れの端部を走査するかに関わらず、キャリア９の開口９ｂから外部への排水を円滑に保つことができる。また、超音波探触子４の走査時に往路から復路に折り返す際に、超音波探触子４の向きを反転させずに済むので、走査機構５が複雑化することも防止できる。また、溝９ｃ及び水ノズル９ｄは、Ｙ方向において開口９ｂの両端よりも内側に位置するので、キャリア９の開口９ｂを満たす水の流れがより円滑になり、気泡の滞留を好適に防止できる。このようにして、板バネ７０の表面（凹面）の超音波探傷検査が完了すると、引き続き並設された板バネ７１の裏面（凸面）の超音波探傷検査が同様に開始される。

１ 超音波探傷装置
４ 超音波探触子
５ 走査機構
９ キャリア
９ａ 接触面
９ｂ 開口
９ｃ 溝
９ｄ 水ノズル
１４ 超音波探傷器
１５ 電気ケーブル
２３ 設置部
３０ 追従機構
３１ 基部
３２ スライド部
３３，３４ スライドバネ
３５ ピッチング／ロール部
３６，３７ ピッチング／ロールバネ
４０ ホイールエンコーダ
４１ ダミーホイール
７０，７１ 板バネ
Ａ，Ｂ 代表点
Ｃ コントローラ
Ｐ ピッチング軸線
Ｒ ローリング軸線

Claims (5)

1. 側面視で曲面形状を有する繊維強化樹脂製板バネの欠陥の有無を検査する超音波探傷装置であって、
   超音波探触子と、
   前記超音波探触子を保持し且つ前記板バネに接触する接触面が形成されたキャリアと、
   前記板バネに対して前記超音波探触子及び前記キャリアを走査させる走査機構と、
   前記超音波探触子と前記走査機構との間に介在する追従機構と、
   入力された複数の代表点の位置データを補間して前記板バネの形状を算出し、前記算出された形状に沿って前記超音波探触子が移動するように前記走査機構を制御するコントローラと、を備え、
   前記追従機構は、
   前記走査機構に接続される基部と、
   前記基部に対して前記キャリアを上下方向に変位させるスライド部と、
   前記基部に対して前記キャリアを下方に付勢するスライドバネと、
   前記基部に対して前記キャリアを前記板バネの幅方向に延びるピッチング軸線周りに回動させるピッチング部と、
   前記ピッチング軸線周りにおいて前記接触面が水平となる向きに前記基部に対して前記キャリアを付勢するピッチングバネと、を有する、繊維強化樹脂製板バネの超音波探傷装置。
2. 前記追従機構は、
   前記基部に対して前記キャリアを前記板バネの長手方向に延びるロール軸線周りに回動させるロール部と、
   前記ロール軸線周りにおいて前記キャリアが水平となる向きに前記基部に対して前記キャリアを付勢するロールバネと、を更に有する、請求項１に記載の繊維強化樹脂製板バネの超音波探傷装置。
3. 前記追従機構は、
   前記板バネの長手方向一方側において前記キャリアに接続されて前記板バネ上を転動するホイールエンコーダと、
   前記板バネの長手方向他方側において前記キャリアに接続されて前記板バネ上を転動するダミーホイールと、を更に有し、
   前記コントローラは、前記ホイールエンコーダの信号に基づいて前記走査機構を制御する、請求項１又は２に記載の繊維強化樹脂製板バネの超音波探傷装置。
4. 前記超音波探触子は、超音波探傷データを記録する超音波探傷器に電気ケーブルを介して接続されており、
   前記超音波探傷器は、前記超音波探触子の移動に伴って移動するように前記走査機構に取り付けられている、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の繊維強化樹脂製板バネの超音波探傷装置。
5. 前記板バネが設置される設置部と、
   前記設置部に設置された前記板バネの長手方向外側にて前記板バネに隣接して配置され、前記板バネの上面と面一に設定可能な上面を有するタブ部材と、を更に備える、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の繊維強化樹脂製板バネの超音波探傷装置。

Images