JP3332635B2

JP3332635B2 - 溶着部検査装置およびその検査方法

Info

Publication number: JP3332635B2
Application number: JP01703995A
Authority: JP
Inventors: 仁立川
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1995-02-03
Filing date: 1995-02-03
Publication date: 2002-10-07
Anticipated expiration: 2017-10-07
Also published as: JPH08211030A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、溶着部検査装置および
その検査方法に関し、詳しくは、プラスチック製品の溶
着部などの結合検査に好適な超音波による非破壊方式の
溶着部検査装置およびその検査方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】プラスチックの超音波溶着に代表され
る、不可逆な結合工程は、廉価で、信頼性も高く、ま
た、使用者の不用意な分解などによる問題が避けられる
ため産業上、多用されている。

【０００３】しかし、その結合強度を定量的に非破壊検
査する方法が確立されていないため、結合条件の不具合
等により、結合不良が発生した場合、その発見が遅れ、
多量の不良品を発生する危険性が高い。

【０００４】そこで、かかる結合強度の不良を早く発見
するために、生産工程において結合品をサンプリング
し、破壊検査でそのサンプリングした製品の結合強度を
検査する手法も行われているが、かかる少数の選択的破
壊検査では信頼性に問題があり、また、破壊してしまう
検査であるためにコスト面で支障のある製品も多い。一
方、超音波探傷に代表される超音波非破壊検査装置は、
従来から特に数少ない製品の非破壊結合面検査技術とし
て用いられてきた。

【０００５】確かに、公知の例として、航空機の主要構
造材など、高価で生産量が少なく、検査に十分な時間が
かけられるものや、食品容器などのように生産量が非常
に多いものの、製品自体に結合の良否が比較的危険性に
結びつかず、かつ生産タクトなどの点からＸ線検査や視
覚センサ等による検査の適用に向かないものには、超音
波検査を実施している例が見受けられる。また、ＩＣの
熱耐久検査など、原理的に破壊検査ができないものに
も、超音波検査を適用している例がある。

【０００６】ところで、樹脂系材料による家電やＯＡ機
器のような製品に対して、その結合部分を超音波非破壊
検査するには下記のような理由で問題がある。

【０００７】１）一般に超音波検査には、水に沈める浸
漬法が用いられるが、工程上、または、製品の構成・性
質上、水に沈めることが不可能である場合が多い。

【０００８】２）空気中の超音波センシングによる結合
面評価は信号再現性やＳ／Ｎ比が比較的悪く、定量検査
が望まれる工程には受け入れにくい。

【０００９】３）家電ＯＡ機器は一般的に複雑な形状を
しており、超音波プローブによる探査のための走査には
向かない場合が多い。

【００１０】４）比重が１に満たない製品の場合は、ま
ず水に沈めた状態に保持することが難しく検査に適して
いない。

【００１１】そこで、本出願人は、先に特願平６−２９
６９９０号により、結合強度評価方法、およびその装置
に関して下記の案を提案した。

【００１２】すなわち、本出願による提案は、２つの部
品を溶着してなる製品の超音波で検査するにあたり、よ
り高精度な評価が得られる方法、および装置を具現化す
ることを主たる目的としたものである。図５にその超音
波溶着動作を模式的に示す。不図示の超音波発振子から
与えられた超音波エネルギが上部部品１に設けられた、
略三角形の断面形状をした溶着用リブ１Ａを溶かし、下
部部品２と一体化されるが、この場合、一体化の進行が
十分であれば、超音波のインピーダンス整合が十分得ら
れることで、溶着面３Ａからの超音波反射が極めて少な
くなる。しかし、超音波エネルギの不足や取付状態の不
完全さ、経年変化などの理由で、溶融が十分に進行せ
ず、１）溶着幅、２）溶着品位（単位幅あたりの強度）の少なくともいずれか一方が不足した場合には、溶着強
度が不足する。

【００１３】上記提案は、上記部品１，２からなる溶着
製品４の溶着部３における強度不足を、超音波探傷技術
を用いて、非破壊的に、信頼性高く、検出するようにし
たものであり、複数の部材を結合して構成される物品の
結合部の強度を、気体中に置かれた状態で検査するため
の結合部検査装置であって、超音波探傷子と前記物品と
を相対的に移動させるための移動手段と、前記超音波探
傷子と前記物品の接触圧を所定の圧力に調整する圧力調
整手段と、前記超音波探傷子から前記物品に向けて出射
された超音波が前記物品内で反射されて戻ってきた反射
信号の強度の時間変化を検出する反射信号検出手段と、
該反射信号検出手段からの検出結果に基づいて前記結合
部の強度を判定する判定手段とを具備することを特徴と
している。

【００１４】また、この発明に係わる結合部検査装置に
おいて、前記反射信号の強度の時間変化を検出するとき
に、前記反射信号の強度に対応する前記超音波探傷子の
位置を記録しておく記録手段をさらに具備することを特
徴としている。

【００１５】なお、これまで通常最もよく用いられてき
た超音波探傷による結合部の良否の判定方法は、溶着面
からの反射のピーク値が、所定の強度より大きくなった
時、不良とするものであった。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、反射信
号強度や、帰着時間、または帰着時間の分布には、溶着
の進行状態や品位によって大きな差異があり、いずれに
しても一か所の信号強度では、良品を不良品と判定する
確率、不良品を良品と判定する確率がともに高く、実用
化に支障を来してきた。

【００１７】また、部品の厚さ、材質などは当然製品ご
とに異なるが、従来の測定装置は、判定に用いる帰着時
間の変更が手動式可変抵抗器であったり、判定閾値の変
更が、外部電圧による入力などであるため、測定製品変
更に、時間と経験が必要であった。

【００１８】さらにまた、超音波探傷子の接触状態も、
検出信号に大きな影響を与えるが、例えば図６の（Ａ）
に示すように超音波探傷子１０の先端に設けるカップリ
ングゴム１１が破損した場合、一般に先端は見にくい配
置となっているため、検出信号が不正確になり、しか
も、検査装置の使用者が気付くまで時間がかかることが
多かった。なお、１３はゴム先端の破損部を示す。１４
は探傷子１０に超音波を供給するための配線、１５はカ
ップリングゴム１１と探傷子１０先端部との間に充填さ
れる溶剤のための溶剤溜めである。

【００１９】また図６の（Ｂ）に示すように超音波探傷
子１０の先端部カップリングゴム１１に塵埃１２が付着
した場合、サブミクロン以下のすき間感度を持つ超音波
探傷子１０にとって、かかる塵埃１２の影響は無視でき
ないものがあり、工場の劣悪な環境の元で、測定する場
合に支障となる。

【００２０】本発明の第１の目的は、２つの部品間の結
合強度に対しさらに一層の信頼性と高い評価が得られる
溶着部検査装置およびその検査方法を提供および提案す
ることにある。

【００２１】本発明の第２の目的は、２つの部品の結合
面間の結合強度に対して、信頼性の高い評価が得られ、
かつ複数の形態の異なる製品においても簡略に使用でき
る溶着部検査装置およびその検査方法を提供および提案
することにある。

【００２２】本発明の第３の目的は、２つの部品の結合
面間の結合強度に対して、高い信頼性を長期間維持する
ことにある。

【００２３】本発明の第４の目的は、２つの部品の結合
面間の結合強度に対する信頼性を製品の洗浄状態によっ
て一層高く維持することにある。

【００２４】

【課題を解決するための手段】以上に述べた目的を達成
するために、請求項１に記載の本発明による溶着部検査
方法は、２つの部品を溶着してなる製品の溶着部の結合
強度を検査するための溶着部検査方法において、２つの
部品のうち一方の部品の上面から超音波を入射し、溶着
部からの反射信号および他方の部品の下面からの反射信
号を時系列に従って受信し、該時系列に従って得られた
２つの反射信号に示される溶着部からの反射信号の時間
幅、および、他方の部品の下面からの反射信号の入射か
ら受信までの帰着時間のうちの少なくとも何れか一方に
基づいて結合の良否を判定することを特徴とする。

【００２５】また、２つの反射信号に基づく判定は、更
に、溶着部からの反射信号の強さ、他方の部品の下面か
らの反射信号の強さ、超音波を入出力する超音波入出力
手段の一方の部品の上面に接触する入射方向の位置にか
かわるデータに基づいて行われると好ましい。

【００２６】請求項３に記載の本発明による溶着部検査
装置は、２つの部品を溶着してなる製品の溶着部の結合
強度を検査するための溶着部検査装置において、２つの
部品のうちの一方の部品の上面から超音波を入射・受信
可能な超音波入出力手段と、入射された超音波の溶着面
からの反射信号および他方の部品の下面からの反射信号
を時系列に従って受信し、該時系列に従って得られた２
つの反射信号に示される溶着部からの反射信号の時間
幅、および、他方の部品の下面からの反射信号の入射か
ら受信までの帰着時間のうちの少なくとも何れか一方に
基づいて製品の溶着部における結合の良否を判断する結
合判定手段とを具備することを特徴とする。

【００２７】この場合、結合判定手段は、更に、溶着部
からの反射信号の強さ、他方の部品の下面からの反射信
号の強さ、超音波を入出力する超音波入出力手段の一方
の部品の上面に接触する入射方向の位置にかかわるデー
タに基づいて製品の溶着部における結合の良否を判断す
ると好ましい。また、超音波入出力手段の一方の部品の
上面に対する接触圧を調整する調整手段を更に備えると
好ましい。更に、時間幅および帰着時間のうちの少なく
とも何れか一方についての判別基準を、製品の種類に応
じて切替可変であると好ましい。

【００２８】また、超音波入出力手段の一方の部品の上
面と接触する面を観察する撮像手段を具備すると好まし
い。更に、溶着により結合される製品の２つの部品のう
ちの一方の部品の上面を掃拭する掃拭手段と、超音波入
出力手段を部品の上面に接触させるのに先行して掃拭手
段により部品の上面を掃拭させるように制御する制御手
段とを具備すると好ましい

【００２９】

【作用】本発明においては、一方の部品から入射した超
音波は、溶着面と他方の部品の下面から反射される。し
かして、通常、溶着面からの反射が小さいほど、溶着部
は強く一体化している、また、溶着部を貫通して、他方
の部品の下面で反射され、再び溶着部を通って超音波入
出力手段でもある超音波探傷子に帰着する反射信号は、
上述のように溶着部が強く一体化しているほど、すなわ
ち良品の度合いが大きいほど大きくなる。これに対し
て、溶着不良の時には、溶着リブの構造が多く残存する
ため、溶着部からの反射信号の時間幅が大きくなり、超
音波入出力手段の接触面から他方の部品の下面までの距
離が増加するため、他方の部品の下面からの反射信号に
遅れが生じて帰着時間がそれだけ遅くなる。従って、不
良によって大きくなる溶着面からの反射と、不良によっ
て小さくなる他方の部品の下面からの反射との双方を時
系列に従って受信し、溶着部からの反射信号の時間幅
と、他方の部品の下面からの反射信号の帰着時間との少
なくとも何れか一方に基づいて、溶着の良、不良の判定
を行えば、従来にない高い信頼性で溶着不良を検査する
ことができる。

【００３０】また、２つの反射信号の受信結果として溶
着部からの反射信号の強さと、他方の部品の下面からの
反射信号の強さと、さらに超音波入出力手段の一方の部
品上面に接触する入射方向の位置にかかわるデータを用
いることで、より一層判定の精度を高めることができ
る。

【００３１】更に、本発明によれば、超音波入出力手段
による接触圧を検査中、調整手段により常に所定の値に
保つことができる。また、結合の良否を判定する判定手
段に予め設定される時系列にかかわる時間を、製品の種
類に応じて自動的に変更することが可能となり、検査対
称となる製品の範囲を広げることができる。

【００３２】そして、撮像手段により検査実施前に超音
波入出力手段の製品への接触面を観察することにより、
超音波入出力手段の接触不良等による誤判定を防止する
ことができる。

【００３３】更、検査実施に先行して一方の部品の上面
を掃拭手段により掃拭して前記上面に付着の塵埃を取除
くことにより、判定の精度がより一層高められる。

【００３４】

【実施例】以下に、図面に基づいて本発明の実施例を詳
細かつ具体的に説明する。

【００３５】図１は本発明にかかる溶着部検査装置の構
成例を示す。ここで、５は互いに平行する上下面を有す
る２つの部品からなる製品４をその溶着部３の長手方向
に沿って移動可能に支持する支持台（ステージ）、６は
ステージ５を移動させるための駆動モータ、また、１０
は超音波探傷子、８は探傷子１０を製品４の上面側から
鉛直方向に支持する探傷子支持部材、９は支持部材８を
介して探傷子１０に所定の圧力を供給するための駆動モ
ータであり、駆動モータ９により探傷子１０をサブミク
ロン単位の分解能で上下方向に移動させることができ
る。２０は探傷子１０の製品４に対する検出時の接触圧
を検出するための圧力計、２１はその圧力制御装置であ
る。

【００３６】また、２２は超音波の送受信を行う超音波
探傷器本体であり、本例では探傷器本体２２にオシログ
ラフ２２Ａが設けられていて、探傷子１０を介して得ら
れる製品からの超音波の反射波が後述するようにしてオ
シログラフ２２Ａ上に時間軸をベースに表示される。２
３は本装置制御用のコンピュータであり、コンピュータ
２３により圧力制御装置２１を介して製品検査時の接触
圧が制御される外、モータドライバ２４を介して駆動モ
ータ６の駆動を制御し、また、探傷器２２から探傷子１
０への超音波出力を制御すると共に、探傷器２２から後
述する信号波形を受信し、溶着部３の結合の良否を判断
する。２５はＡ／Ｄ変換用インタフェースである。

【００３７】続いて、本発明による溶着の良否検査にか
かわる判断の基礎的条件を図２を参照しつつ説明する。

【００３８】なお、説明を分り易くするために、本例で
は、超音波探傷子１０の先端振幅が、理想状態の溶着幅
と略等しいように製作されているものとする。

【００３９】溶着の状態を図２に示すように（Ａ）〜
（Ｄ）に分類すると、以下のようになる。なお、（Ａ）
〜（Ｄ）において、その左列は溶着部３の断面を、また
その右列はそれぞれの状態での時間軸ベースの反射信号
出力波形を示す。

【００４０】評価について：（Ａ）幅も品位も、規格以上（Ｂ）幅は規格以上だが、品位が規格以下（Ｃ）幅は規格以下だが、品位が規格以上（Ｄ）幅も品位も規格以下、または全く溶着していな
いすなわち、（Ａ）ではリブ１Ａが十分に溶けて上下の部
品１，２が正常に溶着されていることにより、領域２に
示される溶着面３Ａからの反射信号は少なく、領域３に
示される部品２の下面からの反射出力信号が強く表われ
る。

【００４１】（Ｂ）では、（Ａ）に比べて領域２に示さ
れる溶着面３Ａからの信号が増大し、領域３に示される
部品２の下面からの信号が減少する。

【００４２】（Ｃ）では、（Ｂ）と溶着面３Ａからの反
射信号の強さについてはほぼ同様であるが、リブ１Ａが
Δ分だけ余計に残存するため領域２での溶着面３Ａから
の信号が（Ｂ）より長い時間分布をもち、その広がり分
に対応するだけ、部品２の下面からの反射が領域３に示
すように遅延する。

【００４３】（Ｄ）では、（Ｃ）とほぼ同様、領域２に
反射信号の時間分布と遅延が見られる外、さらに領域３
に示されるように部品２の下面からの反射がほとんどな
くなる。

【００４４】図３は、本発明にかかる検査方法での計測
アルゴリズムとしての制御動作の手順を示す。まず、検
査開始に先立って、ステップＳ１で測定対象である溶着
面３Ａの形成が可能な非検査製品４の良品、不良品の判
別基準（図２（Ａ）参照）を、その製品４の品名と共に
制御コンピュータ２３に入力しておくことによって、ス
テップＳ２で検査製品４専用の判断基準に切り替えられ
る。

【００４５】次に、ステップＳ３でモータ６によって駆
動される移動台５に製品４を載置し、測定開始位置まで
移動する。ついで、ステップＳ４において、支持部材８
に支持される超音波探傷子１０を下方向に移動して製品
４の上面にこれを接触させる。そして、その接触圧を圧
力計２０によって計測し、次のステップＳ５で、所定の
設定圧力になるように、圧力制御装置２１により、支持
部材８を下方向に移動する。かくして所定の設定圧力に
なった時点でステップＳ６において、超音波探傷子１０
の高さ、すなわち、支持部材８の高さ方向の座標を、コ
ンピュータ２３に記録する。

【００４６】以上の手順で接触作業が完了したところで
次のステップＳ９に進み、ここで、超音波探傷器２２に
より、超音波パルス電圧を出力させ、これを超音波探傷
子１０に印加して超音波パルスを発生させ、製品４に打
ち込む。かくして打ち込まれた超音波パルスが、製品４
の上面、溶着面、および底面からそれぞれ反射され、超
音波探傷子１０に時系列的に入力される。よって、入力
された超音波の波高に比例した電圧が、超音波探傷子１
０に発生するので、これらを超音波探傷器２２で、Ａ／
Ｄ変換に適当な電圧に直した上、ステップＳ８でＡ／Ｄ
変換インターフェース２５に入力させる。

【００４７】かくしてＡ／Ｄ変換インターフェース２５
により、デジタル化された超音波信号が、時系列的に、
コンピュータ２３に入力されるので、コンピュータ２３
では、付属するＣＲＴ２３Ａなどにオシロスコープ像と
して出力させ、超音波パルス反射の時間変化を記録する
ことができる。

【００４８】よって、続くステップＳ９〜Ｓ２０で図２
に示した各領域２，３でのピーク値Ｖ２，Ｖ３を検出し
た上、さらにステップＳ１１で後述する演算式により良
否の判別値Ｘを演算し、ステップＳ１３またはＳ１４に
より良、不良の判断がなされてステップＳ１５に移行す
る。なお、ステップＳ１５のあとはステップＳ４以下の
動作手順が繰返される。

【００４９】続いて、製品４の結合面３Ａにおける良否
の判断にかかわる条件の設定について述べることとす
る。

【００５０】先に図２の説明で、（Ａ）に示す結合状態
が結合幅と共に品位も規格以上ある合格の場合と述べた
が、これに対して（Ｃ）に示す製品の結合例はリブ１Ａ
が結合に十分なだけ溶け切っておらず、上下の部品１，
２間の溶着強度が弱いことを示している。しかして、こ
のように、合格と不合格との差異の特徴は、ａ）溶着面３Ａからの反射信号Ｖ２が大きいか否か。

【００５１】ｂ）溶着面３Ａからの反射信号が、リブ１
Ａの略三角形の形状が残存していることにより、入射パ
ルス幅よりも広くなっていないかどうか。

【００５２】ｃ）底面からの信号Ｖ３が小さいか否か。

【００５３】ｄ）底面からの信号Ｖ３の帰着時間が、リ
ブ１Ａの厚さが残っているΔ分だけ遅くなっていないか
どうか。

【００５４】の点と、さらに信号自体の特徴ではない
が、ｅ）不良品のほうが、リブ１Ａの溶け方が悪いため、Δ
分だけ製品４として厚くなり、したがって、超音波探傷
子１０の接触位置が高いか否か。

【００５５】以上のａ）〜ｅ）のいずれかに起因する。

【００５６】しかし、溶着面３Ａの形状や一体化の程
度、さらには製品４自体の形状の特性などからすると、
これらａ）〜ｅ）のうちの１つだけの特徴からは、分離
できない不良や、不良と推量されてしまう良品が混交し
てしまう虞があり、効果的でない。

【００５７】たとえば、ａ）とｂ）とだけで判断した場
合、溶着強度は、十分であるのに、溶着幅がやや狭い製
品を不良としてしまう可能性が高い。また超音波探傷子
１０の接触不良等が起きた時、不良品を良品とみなして
しまう虞がある。

【００５８】また、ｃ）の特徴だけで判断すると、遅れ
て帰着してきた溶着面３Ａからの信号と、通常の帰着時
間である底面からの信号との区別がつかなくなる可能性
がある。

【００５９】さらにまたｄ）やｅ）だけの特徴の元に判
断すると、やや厚めの良品を不良品にしたり薄めの不良
品を良品にしたりする。

【００６０】以上の点から、良品・不良品の判定は、
ｃ）の特徴を中心にしながらも、ほかの特徴を加味して
行うことが適切であると考えられる。

【００６１】そこで、本実施例では、ソフト的に以下の
ような演算値に基づいて判別を行い、良否を判別するよ
うにした。

【００６２】

【数１】Ｘ＝ＡＶ₁ ＋ＢＶ₂ …（１）ここで、Ｘ：測定得点Ａ：比例常数例 −１Ｖ₁ ：溶着面からの信号のピーク電圧値（相対値）Ｂ：比例常数例＋２Ｖ₂ ：底面からの信号のピーク電圧値（相対値）上記の式（１）により演算の結果、Ｘ＞２であれば良
品、Ｘ≦０であれば不良、その間の演算値の場合は限度
品と、判別する。すなわち、式（１）の場合溶着面３Ａ
からの反射信号値（ピーク電圧値）が底面からのそれに
比して充分に小さければ良好な結合がなされていると判
断するものである。

【００６３】ただし、反射信号値Ｖ₂ のピーク発生位置
が、時系列的に発生設定位置より、リブの高さの例えば
１／３に相当する時間以上遅い場合、および探傷子の接
触高さが設定高さより、リブの高さの例えば１／３以上
高い場合は正常な状態での結合が得られなかった製品で
あるとして不良と判断する。

【００６４】なお、上述の判定制御による場合は、先に
述べた判別のための信号特徴のうち、ａ），ｃ），ｄ）
およびｅ）の４つを用いていることになり、非常に初等
的ではあるが、高速に判定できるというメリットがあ
る。

【００６５】なお、このような判定には、コンピュータ
２３に最近進歩の著しい、人工知能アルゴリズムやニュ
ーロアルゴリズムなどを使用してさらに複雑な演算をす
ることがより好ましく、それに、より一層、信頼性を向
上させることができ、微小な差を判定できる。

【００６６】以上述べたようにして１つの測定点の判定
が終了すると、あらかじめ設定された、次の測定点へと
製品４を移動し、上記測定手順を繰り返す。そして、全
ての測定が終了した時点で、被測定物である製品４を検
査装置から取り出して製品４の良・不良を総合的に査定
する。

【００６７】上記の第１実施例によれば、１）接触圧の制御について、コンピュータに格別のソフ
トウェアを設けることなく独立した機構として圧力制御
手段と製品移動装置とを設けるだけでよく、製品を自由
に連続移動してその結合部の良否を計測することがで
き、さらにソフトウェアによる制御と相俟って、高速な
検査が実現できる。

【００６８】２）製品に対する良、不良の判定を、超音
波信号をＡ／Ｄ変換したあと、ソフトウェアのみで実施
するので、設計の違う製品を測定する場合も、ソフトウ
ェアに適用する、演算式とその演算にかかわる数値を変
更するだけで、対応することができ、高速な自動変更が
可能である。

【００６９】図４は本発明の他の実施例を示す。本例
は、製品結合部の溶着良・不良判断に先行して先ず超音
波探傷子１０の先端部を調査すると共に、さらに判定の
妨げとなる製品４表面に付着のごみ等を掃拭するように
したものである。

【００７０】このことは、先にも図６によって説明した
ように、超音波探傷子１０の先端には製品４表面との接
触性を良くするためにカップリングゴム１１やさらにそ
の溶剤溜め１５（図６参照）に潤滑剤が充填されるが、
カップリングゴム１１の接触面に図６の（Ａ）に示した
ような破損１３があったり図６の（Ｂ）に示したように
塵埃１２が付着していたりすると、超音波の伝導率が悪
くなり、誤判定を招き易くなる。本例はかかる誤判断を
未然に防止するものであって、以下に、その構成を図４
に従って説明する。

【００７１】ここで、３１は検査領域外において超音波
探傷子１０の先端部対向位置に配設され、カップリング
ゴム１１の接触面を撮像可能なテレビカメラ、３２はそ
の撮像結果の表示が可能なテレビモニタである。また、
３３は製品４の探傷子１０が接触する上面を掃拭するた
めのクリーニングヘッド、３４はクリーニングヘッド３
３を上下方向に移動自在とする例えば空気圧等によるス
ライダである。

【００７２】そこで、本実施例ではテレビカメラ３１に
よって撮像されたカップリングゴム１１の接触面の状態
を、テレビモニタ３２で観察し、もし汚れていた場合
は、図示されていない、化学雑巾や粘着テープなどで、
汚れを落としてから計測を開始する。

【００７３】また、観察した結果、上記接触面に傷がつ
いていたり、劣化している場合は、新品と交換してから
計測を開始する。

【００７４】かくして、検査動作開始後、製品４の測定
開始位置が、超音波探傷子１０の真下に到達するのに先
立って接触可能な位置に設けられたクリーニングヘッド
３３をスライダ３４によって下降させ、製品４の上面に
押し付けながら掃拭する。その結果、製品４の上面の超
音波探傷子１０に接触する部分が掃拭され、ほこりやご
みなどによる予期せぬ信号異常を回避することができ
る。

【００７５】本実施例によれば、上述の第１実施例によ
る効果に加えてクリーニングヘッド３３がスライダ３４
によって製品４の上面に押圧された状態が保たれるの
で、例えば空気圧により接触圧を一定に保つことが可能
となり、コンピュータ２３からのスライダ３４に対する
指示としては、接触するか否かだけで墨、複雑な制御機
構を設ける必要はない。

【００７６】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、２つの部品のうち一方の部品の上面から超音波を入
射し、前記溶着部からの反射信号および他方の部品の下
面からの反射信号を時系列に従って受信し、該時系列に
従って得られた２つの反射信号に示される溶着部からの
反射信号の時間幅、および、他方の部品の下面からの反
射信号の入射から受信までの帰着時間のうちの少なくと
も何れか一方に基づいて結合の良否を判定するので、２
つの部品の溶着強度を、溶着の進行度、溶着の品位など
によらず、検査でき、不良品を良品としたり、反対に良
品を不良品としたりする誤判定を解消することが可能と
なり、高い信頼性で溶着の良・不良を検査することが可
能となった。

【００７７】また、本発明によれば、２つの反射信号の
受信結果の判定が、更に、溶着部からの反射信号の強
さ、前記他方の部品の下面からの反射信号の強さ、およ
び、前記超音波を入出力する超音波入出力手段の前記一
方の部品の上面に接触する入射方向の位置にかかわるデ
ータに基づいて行われるので、より一層判定の精度が高
められ、誤判定を解消することが可能となった。

【００７８】更に、本発明によれば、超音波入出力手段
による接触圧を検査中、調整手段により常に所定の値に
保つことができる。また、結合の良否を判定する判定手
段に予め設定される時系列にかかわる時間を、製品の種
類に応じて自動的に変更することが可能であるので、測
定対象の製品が変更になった場合でも、製品形状に応じ
た時系列にかかわる時間を装置に設定するのみで、受信
結果の帰着時間分布に使用して判定を行うことが可能と
なった。

【００７９】また、本発明によれば、一方の部品の上面
と接触する面を観察する撮像手段を具備するので、２つ
の部品の結合強度を、超音波反射信号を用いて検査する
装置の超音波入出力手段に、通常状態では目視不能な、
塵埃などが存在した場合、速やかに検出でき、信号強度
の異常による誤判定を予防できる。

【００８０】更に、本発明によれば、溶着により結合さ
れる製品の２つの部品のうちの一方の部品の上面を掃拭
する掃拭手段と、前記超音波入出力手段を前記部品の上
面に接触させるのに先行して前記掃拭手段により前記部
品の上面を掃拭させるように制御する制御手段とを具備
するので、２つの部品の結合強度を、超音波入出力手段
を介して得られる超音波反射信号に基づいて検査する装
置の検査方法で、被検製品の、超音波入出力手段との接
触部に塵埃等が付着していても掃拭手段によって自動的
に除去できるため、信号強度の異常による誤判定を予防
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例による超音波検査装置の構
成を示すブロック図である。

【図２】本発明の検査にかかる製品の溶着状態と対応す
る検出信号波形との関係を（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）およ
び（Ｄ）の４種類について示す説明図である。

【図３】本発明検査方法による動作手順を示すフローチ
ャートである。

【図４】本発明の第２実施例による超音波検査装置の構
成を示すブロック図である。

【図５】超音波溶着動作を開始直前の状態（Ａ）および
溶着後の状態（Ｂ）によって示す説明図である。

【図６】超音波探傷子の不具合な状態を模式的（Ａ）お
よび（Ｂ）の２例で示す説明図である。

【符号の説明】

１，２部品１Ａ溶着用リブ３溶着部３Ａ溶着面４製品５支持台６駆動モータ１０超音波探傷子１１カップリングゴム１２塵埃１３破損部２０圧力計２１圧力制御装置２２探傷器２３コンピュータ３１テレビカメラ３２テレビモニタ３３クリーニングヘッド３４スライダ

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】２つの部品を溶着してなる製品の溶着部
の結合強度を検査するための溶着部検査方法において、前記２つの部品のうち一方の部品の上面から超音波を入
射し、前記溶着部からの反射信号および他方の部品の下
面からの反射信号を時系列に従って受信し、該時系列に
従って得られた２つの反射信号に示される前記溶着部か
らの反射信号の時間幅、および、前記他方の部品の下面
からの反射信号の前記入射から受信までの帰着時間のう
ちの少なくとも何れか一方に基づいて結合の良否を判定
することを特徴とする溶着部検査方法。
【請求項２】前記２つの反射信号に基づく判定は、更
に、前記溶着部からの反射信号の強さ、前記他方の部品
の下面からの反射信号の強さ、前記超音波を入出力する
超音波入出力手段の前記一方の部品の上面に接触する入
射方向の位置にかかわるデータに基づいて行われること
を特徴とする請求項１に記載の溶着部検査方法。
【請求項３】２つの部品を溶着してなる製品の溶着部
の結合強度を検査するための溶着部検査装置において、前記２つの部品のうちの一方の部品の上面から超音波を
入射・受信可能な超音波入出力手段と、入射された前記超音波の溶着面からの反射信号および他
方の部品の下面からの反射信号を時系列に従って受信
し、該時系列に従って得られた２つの反射信号に示され
る前記溶着部からの反射信号の時間幅、および、前記他
方の部品の下面からの反射信号の前記入射から受信まで
の帰着時間のうちの少なくとも何れか一方に基づいて前
記製品の溶着部における結合の良否を判断する結合判定
手段とを具備することを特徴とする溶着部検査装置。
【請求項４】前記結合判定手段は、更に、前記溶着部
からの反射信号の強さ、前記他方の部品の下面からの反
射信号の強さ、前記超音波を入出力する超音波入出力手
段の前記一方の部品の上面に接触する入射方向の位置に
かかわるデータに基づいて前記製品の溶着部における結
合の良否を判断することを特徴とする請求項３に記載の
溶着部検査装置。
【請求項５】該超音波入出力手段の前記一方の部品の
上面に対する接触圧を調整する調整手段を更に備えるこ
とを特徴とする請求項３または４に記載の溶着部検査装
置。
【請求項６】前記時間幅および前記帰着時間のうちの
少なくとも何れか一方についての判別基準を、前記製品
の種類に応じて切替可変であることを特徴とする請求項
３〜５の何れか一項に記載の溶着部検査装置。
【請求項７】前記超音波入出力手段の前記一方の部品
の上面と接触する面を観察する撮像手段を具備すること
を特徴とする請求項３〜６の何れか一項に記載の溶着部
検査装置。
【請求項８】前記溶着により結合される製品の２つの
部品のうちの一方の部品の上面を掃拭する掃拭手段と、
前記超音波入出力手段を前記部品の上面に接触させるの
に先行して前記掃拭手段により前記部品の上面を掃拭さ
せるように制御する制御手段とを具備することを特徴と
する請求項３〜７の何れか一項に記載の溶着部検査装
置。