JP6658603B2 - 溶接部検査装置 - Google Patents

Description

本発明は溶接部検査装置に係る。特に、本発明は、溶接部に超音波を照射し、その反射波（反射エコー）に基づいて溶接部の検査を行うための溶接部検査装置の改良に関する。

従来、自動車等の車体におけるスポット溶接部の溶接品質の良否を検査する装置として、超音波を利用した溶接部検査装置が知られている。この溶接部検査装置は、スポット溶接部に超音波を照射し、この超音波の反射波に基づいて（例えば反射波の強度や、反射波から作成されたスポット溶接部の画像データ等に基づいて）スポット溶接部の溶接品質の良否を検査するためのものである。

また、特許文献１には、この種の溶接部検査装置において、超音波の発振部を備えた検出器をフローティング機構によって支持することが開示されている。具体的には、多関節ロボットに取り付けられた固定板と検出器が取り付けられた可動板との間にコイルスプリングを介在させた構成としている。これにより検出器を弾性支持したフローティング機構を実現している。つまり、溶接品質の検査精度を高く得るためにはスポット溶接部の表面に対して直交方向から検出器を当接させる必要があるが、前記フローティング機構を採用することにより、スポット溶接部の表面に対して検出器が傾いている場合であっても、検出器がスポット溶接部の表面に当接した際の該表面からの反力によって検出器の向きを変化させることができ、これによりスポット溶接部の表面に対して直交方向から検出器を当接させることを可能にしている。

特開２０１３−２２６０５号公報

一般に、溶接部検査装置にあっては、前記検出器は超音波の発振部であるプローブの先端に音響伝播媒体としてのシューが取り付けられて構成され、このシューをスポット溶接部の表面に当接させて前述した溶接品質の検査が行われる。このシューは、超音波の透過性に優れた材料であって、例えばアクリル樹脂等によって形成されている。このようにシューは、スポット溶接されている金属板（鋼板）よりも硬度が低い材料によって形成されている。

このため、前記検査が多数回に亘って行われた際には、シューの先端面に摩耗が生じてしまう可能性がある。例えば、シューの先端面に微小な凹凸（所謂ザラツキ）が生じたり、シューの先端面に偏摩耗が生じたりすることがある。このような摩耗が生じた場合、シューの先端面とスポット溶接部の表面との接触状態が良好に得られず、検査精度に悪影響を与えてしまうことになる。例えば、スポット溶接部の表面に対してプローブおよびシューが傾いている場合には前記フローティング機構によってプローブおよびシューの向きを変化させることになるが、この場合、シューの先端面の一部がスポット溶接部の表面に片当たりすることに起因して前記偏摩耗等が生じてしまう可能性がある。このため、従来の溶接部検査装置にあってはシューの長寿命化を図ることが難しく、シューの交換頻度が多くなってしまう。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、音響伝播媒体（シュー）の先端面の摩耗を抑制することが可能な溶接部検査装置を提供することにある。

前記の目的を達成するための本発明の解決手段は、超音波を発振するプローブおよび該プローブの先端に取り付けられた音響伝播媒体を備え、金属板の溶接部に前記音響伝播媒体の先端面を対向させた状態で、前記プローブから発振された超音波を、前記音響伝播媒体を経て前記溶接部に照射し、この超音波の反射波に基づいて前記溶接部の検査を行うための溶接部検査装置を前提とする。そして、この溶接部検査装置は、前記プローブおよび前記音響伝播媒体が、弾性支持機構によって装置本体に弾性支持されており、前記金属板よりも硬度の高い材料で成り且つ少なくとも前記音響伝播媒体の側方に位置するガイド部材を備えており、該ガイド部材には、前記音響伝播媒体の前記先端面よりも突出して成る突出部分が当該ガイド部材における外縁部の複数箇所に設けられており、前記弾性支持機構は、前記装置本体と前記ガイド部材との間に介在され且つ一端が前記ガイド部材に当接するコイルスプリングを備えており、前記ガイド部材における前記複数の突出部分のうち一部の突出部分のみが前記金属板の表面に当接した場合に、全ての突出部分が前記金属板の表面に当接するように前記コイルスプリングが弾性変形して前記プローブおよび前記音響伝播媒体が姿勢変化する構成となっていることを特徴とする。

この特定事項により、音響伝播媒体の先端面を溶接部に対向させた状態で行われる溶接部の検査時には、ガイド部材の一部（音響伝播媒体の先端面よりも突出している部分；突出部分）が溶接部の表面に当接されることになり、音響伝播媒体の先端面が溶接部の表面に直接的に当接することはない。このため、この検査が多数回に亘って行われても音響伝播媒体の先端面に摩耗が生じてしまうことは回避され、音響伝播媒体の先端面にザラツキが生じたり偏摩耗が生じたりすることが抑制されて、検査精度を高く維持することができる。従って、音響伝播媒体の長寿命化を図ることができ、音響伝播媒体の交換頻度を大幅に少なくしたり、または、音響伝播媒体の交換の必要を無くしたりすることができる。

また、ガイド部材が溶接部の表面に当接される場合、このガイド部材の複数箇所に配置された突出部分（音響伝播媒体の先端面よりも突出しているガイド部材の一部）それぞれが溶接部の表面に当接することになる。そして、これら突出部分は、ガイド部材における外縁部の複数箇所に配置されていることから、音響伝播媒体の中心に対してある程度の距離がある。このため、溶接部の表面に対して音響伝播媒体およびプローブが傾いている場合に、前記突出部分が溶接部の表面に当接した際の該表面から受ける反力を大きく得ることができて、前記弾性支持機構により音響伝播媒体およびプローブの向きを容易に変化させることができる。つまり、音響伝播媒体およびプローブを溶接部の表面に対して直交する姿勢とすることができる。従って、前記突出部分に、音響伝播媒体の保護機能（音響伝播媒体の先端面を溶接部の表面に当接させないことによる音響伝播媒体の摩耗防止機能）と、音響伝播媒体およびプローブを溶接部の表面に対して直交する姿勢にする機能（調芯機能）とを備えさせることができる。

また、前記音響伝播媒体の前記先端面は矩形状であり、前記音響伝播媒体の前記先端面よりも突出している前記ガイド部材の一部は、前記音響伝播媒体の前記先端面における４つの角部それぞれに隣接した外側位置に配置されていることが好ましい。

溶接部の表面には溶接時に生じた凹凸部分が存在していることがある。例えばスポット溶接が行われたものにあっては溶接機の電極による挟持に起因する打痕が凹凸部分として存在している。ガイド部材の突出部分（音響伝播媒体の先端面よりも突出しているガイド部材の一部）のうちの一つがこの凹凸部分（特に凸部分）に当接する状況では、音響伝播媒体およびプローブを溶接部の表面に対して直交する姿勢にすることが難しくなる。このため、前記突出部分としては、溶接部の表面に存在する凹凸部分に当接しないようにするためには個数は少ない方が好ましいが、一方では、前記調芯機能を十分に発揮させるためには個数は多い方が好ましい。これらの点に鑑み、本解決手段では、十分な調芯機能を得ることができる範囲内で突出部分の個数をできるだけ少なくして、溶接部の表面に存在する凹凸部分に突出部分が当接し難くなるように、矩形状の音響伝播媒体の先端面における４つの角部それぞれに隣接した外側位置に各突出部分を配置させている。これにより、十分な調芯機能を得て、音響伝播媒体およびプローブを溶接部の表面に対して直交する姿勢にすることが可能になる。

また、前記溶接部検査装置の使用形態としては、多関節ロボットのアーム先端部に取り付けられ、前記溶接部の検査時には、前記多関節ロボットの作動によって前記音響伝播媒体の前記先端面が前記溶接部に対向されるようになっていることが挙げられる。

このように多関節ロボットのアーム先端部に溶接部検査装置を取り付けて溶接部の検査を行う場合、前記ガイド部材を備えていない従来の溶接部検査装置にあっては、音響伝播媒体が比較的高い速度で溶接部の表面に当接する可能性がある。例えば多関節ロボットのティーチングが適正に行われなかった場合などである。この場合、音響伝播媒体の破損が懸念される状況となる。これに対し、本発明では前記ガイド部材を備えさせ、音響伝播媒体が溶接部の表面に直接的に当接することがないものとなっているので、仮に多関節ロボットのティーチングが適正に行われなかった場合であっても、音響伝播媒体の破損を抑制することができる。つまり、前記ガイド部材を備えさせたことにより、多関節ロボットを利用した溶接部検査の自動化の実用性を高めることができる。

また、前記ガイド部材を前記溶接部の表面に当接させた際に前記音響伝播媒体の前記先端面と前記溶接部の前記表面との間に形成される空間の容積量よりも多い量のジェルを前記溶接部の前記表面に塗布しておくジェル塗布手段を備えさせることが好ましい。

前記ガイド部材の一部が音響伝播媒体の先端面よりも突出していることにより、溶接部の検査時には音響伝播媒体の先端面と溶接部の表面との間には空間が形成されることになる。そして、音響伝播媒体の先端面と溶接部の表面との間に空気が存在すると、溶接部への超音波の照射が適正に行えなくなる場合があるため、この両者間にジェルを介在させる必要がある。本解決手段では、前記空間をジェルで満たすべく、ジェル塗布手段を備えさせ、このジェル塗布手段によるジェルの塗布量を、前記空間の容積量よりも多い量に設定している。これにより、音響伝播媒体の先端面と溶接部の表面との間に空気が存在することを抑制でき、溶接部への超音波の照射が適正に行え、検査精度を高く得ることができる。

本発明では、溶接部検査装置の音響伝播媒体の側方に位置するガイド部材を備えさせ、このガイド部材の一部を音響伝播媒体の先端面よりも突出させている。これにより、音響伝播媒体が溶接部の表面に直接的に当接することがなくなり、音響伝播媒体の先端面に摩耗が生じてしまうことを回避できる。その結果、音響伝播媒体の長寿命化を図ることができ、音響伝播媒体の交換頻度を大幅に少なくしたり、または、音響伝播媒体の交換の必要を無くしたりすることができる。

実施形態に係る溶接部検査装置の斜視図である。 実施形態に係る溶接部検査装置の一部を破断した正面図である。 実施形態に係る溶接部検査装置の側面図である。 実施形態に係る溶接部検査装置の組み立て作業を説明するための図である。 プローブガイドの斜視図である。 プローブクランプの斜視図である。 シューおよびプローブガイドの先端部分の斜視図である。 溶接部検査装置が多関節ロボットに取り付けられた状態を示す斜視図である。 シューおよびプローブガイドの先端部分の正面図であって、図９（ａ）はプローブガイドの先端がスポット溶接部の表面に当接した時点の状態を、図９（ｂ）はフローティング機構による自動調芯が行われた状態をそれぞれ示す図である。 フローティング機構による自動調芯が行われた状態を示す図２相当図である。 車体のスポット溶接部の検査を行っている状態を示す斜視図である。 車体パネルの凹部に位置するスポット溶接部に対して溶接部検査装置による検査を行う場合を説明するための図である。 変形例１における図７相当図である。 変形例２における図７相当図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施形態は、自動車の車体製造ライン上での検査工程においてスポット溶接部の溶接品質を検査するための溶接部検査装置として本発明を適用した場合について説明する。

−溶接部検査装置の全体構成の説明−
先ず、本実施形態に係る溶接部検査装置の全体構成について説明する。図１は溶接部検査装置１の斜視図である。図２は溶接部検査装置１の一部を破断した正面図である。図３は溶接部検査装置１の側面図である。図４は溶接部検査装置１の組み立て作業を説明するための図である。

以下では、溶接部検査装置１の中心線Ｏ（図２の一点鎖線を参照）に沿う方向（図２における上下方向）をＺ方向とする。また、このＺ方向に直交する方向であって溶接部検査装置１の幅方向（図２における左右方向）をＸ方向とする。また、前記Ｚ方向に直交する方向であって溶接部検査装置１の厚さ方向（図３における左右方向）をＹ方向とする。そして、前記Ｚ方向において図２の下側をＺ１方向と呼び、図２の上側をＺ２方向と呼ぶ。また、前記Ｘ方向において図２の右側をＸ１方向と呼び、図２の左側をＸ２方向と呼ぶ。また、前記Ｙ方向において図３の右側をＹ１方向と呼び、図３の左側をＹ２方向と呼ぶ。また、以下では、溶接部検査装置１が図１〜図４の姿勢にあるときの下側の面を下面と呼び、下側を下方と呼ぶこととする。

図１〜図４に示すように溶接部検査装置１は、１個のベースブラケット（装置本体）２、２個のガイドブラケット３，３、１個の超音波検査ユニット４、２個のプローブガイド５，５、２個のプローブクランプ６，６、１個のコイルスプリング７、および、１個のジェル塗布装置８が一体的に組み付けられて構成されている。そして、この溶接部検査装置１は、超音波検査ユニット４からスポット溶接部（金属板（鋼板）の溶接部）に超音波を照射し、この超音波の反射波（反射エコー）に基づいてスポット溶接部の溶接品質に係る情報を出力するものとなっている。以下、この溶接部検査装置１を構成する各部材について説明する。

（ベースブラケット）
ベースブラケット２は、ベースプレート２１およびベースブラケット本体２２を備えている。

ベースプレート２１は、後述する多関節ロボット１００（図８を参照）のアーム先端部１０１に取り付けられる部分であって、略直方体形状で成っている。また、このベースプレート２１には、多関節ロボット１００のアーム先端部１０１にボルト止めするためのボルトＢ１，Ｂ１，…がねじ込まれるボルト孔２１ａ，２１ａ，…が板厚方向（Ｚ方向）に沿って貫通形成されている。なお、図２および図３では、ベースプレート２１が取り付けられる多関節ロボット１００のアーム先端部１０１および前記ボルトＢ１，Ｂ１，…をそれぞれ仮想線で示している。

ベースブラケット本体２２は、前記ベースプレート２１の下側（Ｚ１方向側）に連続する部分であって、その各側面（Ｘ１方向側およびＸ２方向側にそれぞれ位置する側面）２２ａ，２２ａにおける前記Ｙ方向の中央部分には上下方向（Ｚ方向）に沿って延びる凸部２２ｂ，２２ｂがそれぞれ設けられている。また、これら凸部２２ｂ，２２ｂの中央部分（Ｙ方向における中央部分）には上下方向に亘る３箇所にボルト孔２２ｃ，２２ｃ，２２ｃ（図４を参照）がＸ方向に沿って貫通形成されている。また、このベースブラケット本体２２の下面（Ｚ１方向側に位置する面）には、後述するコイルスプリング７の上端部（研削されたクローズドエンド形状の上端部）が嵌め込まれる溝２２ｄ（図２および図３を参照）が形成されている。

そして、前記ベースプレート２１およびベースブラケット本体２２には、これら両者に亘って中心線Ｏに沿う方向（Ｚ方向）に貫通し前記超音波検査ユニット４を挿通するためのユニット挿通孔２３が形成されている。

（ガイドブラケット）
ガイドブラケット３は、前記ベースブラケット本体２２の側面２２ａに組み付けられる部材であって、ベースブラケット本体２２に対向する内側面に、ベースブラケット本体２２の側面２２ａに設けられている前記凸部２２ｂが嵌り込む凹部３ａ（図４を参照）が形成されている。また、このガイドブラケット３には、前記ベースブラケット本体２２に形成されているボルト孔２２ｃ，２２ｃ，２２ｃに対応するボルト挿通孔３ｂ，３ｂ，３ｂが形成されている。そして、このボルト挿通孔３ｂ，３ｂ，３ｂがベースブラケット本体２２のボルト孔２２ｃ，２２ｃ，２２ｃに位置合わせされ、このボルト挿通孔３ｂ，３ｂ，３ｂにボルトＢ２，Ｂ２，Ｂ２が挿通されると共に、このボルトＢ２，Ｂ２，Ｂ２がボルト孔２２ｃ，２２ｃ，２２ｃにねじ込まれることによって各ガイドブラケット３，３がベースブラケット２の側面２２ａ，２２ａにそれぞれ組み付けられている。

また、このガイドブラケット３の長手方向（Ｚ方向）の寸法は前記ベースブラケット本体２２の長手方向の寸法よりも長く設定されている。また、各ガイドブラケット３，３がベースブラケット本体２２に組み付けられた状態では、各ガイドブラケット３，３の上面位置はベースブラケット本体２２の上端位置に一致している。このため、各ガイドブラケット３，３の下側部分はベースブラケット２の下端よりも下側（Ｚ１側）に延びている。以下、この下側に延びている部分をガイドブラケット３の延長部３１と呼ぶこととする。

図２において一部を破断して示すように、ガイドブラケット３の延長部３１の下部における内側面（中心線Ｏ側に向いている内側面）には、下側（Ｚ１側）に向かうに従って内側に傾斜する傾斜面３１ａ、および、この傾斜面３１ａの下端から水平方向内側に延びるストッパ面３１ｂが形成されている。この傾斜面３１ａおよびストッパ面３１ｂは、前記超音波検査ユニット４の抜け止め機能や位置決め機能を発揮する部分である（これら機能については後述する）。

（超音波検査ユニット）
超音波検査ユニット４は、プローブ（超音波トランスデューサ）４１、シュー４２および信号ケーブル４３を備えている。

プローブ４１は、直方体形状のプローブ本体４１ａと、このプローブ本体４１ａの上側に一体形成され且つ前記信号ケーブル４３が接続されるコネクタ部４１ｂとを備えている。プローブ本体４１ａの内部には、多数の圧電振動素子がマトリクス状に整列配置された基板が収容されている。各圧電振動素子には、図示しないコントローラで発生した作動信号が前記信号ケーブル４３を経て送信され、この作動信号に従って各圧電振動素子が作動して超音波を発振するようになっている。

また、プローブ４１の下面（Ｚ１方向側に位置する面）は長方形状である。また、このプローブ４１の下面は正方形状や円形状であってもよい。

シュー４２は、プローブ４１の先端にネジ止め等によって取り付けられた本発明でいう音響伝播媒体であって、超音波の透過性に優れた材料によって形成されている。例えばアクリル樹脂等によって形成されている。このシュー４２は、前記プローブ４１の先端に取り付けられる直方体形状のベース部４２ａと、このベース部４２ａの下側（Ｚ１側）に連続する四角錐台形状の先端部４２ｂとを有している。このシュー４２の上面（ベース部４２ａの上面）の形状はプローブ４１の下面の形状に合致している。つまり長方形状となっている。また、このシュー４２の上面は正方形状や円形状であってもよい。また、前記先端部４２ｂは、先端側に向かって先細りとなる形状（前記四角錐台形状）となっており、その先端面４２ｃ（シュー４２の下面）は正方形状であって、例えば一辺が１０ｍｍとなっている。この一辺の寸法はこれに限定されるものではない。また、このシュー４２の先端面４２ｃは長方形状や円形状であってもよい。

信号ケーブル４３は、前記コントローラと前記プローブ４１との間を接続してこれらの間で信号の送受信を行う。つまり、プローブ４１の各圧電振動素子に前記作動信号を送信したり、各圧電振動素子が受信した反射エコーに基づく電気信号をコントローラに送信したりする。

なお、コントローラでは、反射エコーの電気信号を信号検出回路を経て信号処理部に送り、この信号処理部で並列演算処理を行い、検査対象であるスポット溶接部の溶接品質の良否が判定され、その判定結果が出力されるようになっている。

（プローブガイド）
本実施形態において特徴とする部材であるプローブガイド５は、プローブ４１およびシュー４２の側面（Ｘ１方向側およびＸ２方向側にそれぞれ位置する側面）を覆う部材である。図５は一方のプローブガイド５の斜視図である。このプローブガイド５は左右一組で構成され、各プローブガイド５，５によってプローブ４１およびシュー４２の左右両側面が覆われている。

図５に示すように、プローブガイド５は、プローブ４１の側面を覆うプローブガイド部５１（図５における一点鎖線よりも上側の部分）と、このプローブガイド部５１の下側に連続し、シュー４２の側面を覆うシューガイド部５２（図５における一点鎖線よりも下側の部分）と、前記プローブガイド部５１の上側に連続し、前記ガイドブラケット３に係止される係止部５３とを備えている。

プローブガイド部５１は、平板状で成り、その側面の形状（Ｘ方向から見た形状）は前記プローブ４１のプローブ本体４１ａの側面の形状に略合致している。そして、このプローブガイド部５１がプローブ４１のプローブ本体４１ａの側面に重ね合わされることで、このプローブ本体４１ａの側面の全体がプローブガイド部５１によって覆われている。

シューガイド部５２は、シュー４２のベース部４２ａおよび先端部４２ｂそれぞれの側面に重ね合わされることで、シュー４２の側面の全体を覆っている。つまり、このシューガイド部５２は、シュー４２のベース部４２ａの側面に沿う平板状の平板部５２ａと、シュー４２の先端部４２ｂの側面に沿うように平板部５２ａの下端から中心線Ｏ側に向かって傾斜する傾斜板部５２ｂとを有している。

係止部５３は、前記プローブ４１のコネクタ部４１ｂを把持するホールド部５３ａと、前記ガイドブラケット３に形成された前記傾斜面３１ａおよびストッパ面３１ｂに当接することで超音波検査ユニット４の抜け止めおよび位置決めを行う位置決め部５３ｂとを備えている。

前記ホールド部５３ａは、その内面５３ｇ（図５においてＸ１方向側に位置する面）がプローブガイド部５１の内面よりもコネクタ部４１ｂ側（Ｘ１方向側）に位置するように突出している。このホールド部５３ａの突出寸法は、コネクタ部４１ｂの側面に対するプローブ本体４１ａの側面の突出寸法に略一致している。このため、プローブガイド部５１がプローブ本体４１ａの側面に重ね合わされた状態では、ホールド部５３ａの内面５３ｇがコネクタ部４１ｂの側面に当接することになる。プローブガイド５は左右一組で構成されているため、各プローブガイド５，５がプローブ４１およびシュー４２の側面に当接した状態では、各プローブガイド５，５のホールド部５３ａ，５３ａの内面５３ｇ，５３ｇがコネクタ部４１ｂの側面にそれぞれ当接することにより、これらプローブガイド５，５のホールド部５３ａ，５３ａによってコネクタ部４１ｂが左右両側（Ｘ方向の両側）から挟持されることになる（図２を参照）。また、このホールド部５３ａの外面５３ｆ（図５においてＸ２方向側に位置する面）は平面視（Ｚ方向から見た形状）が円弧形状とされている。この外面５３ｆの円弧の半径は後述するコイルスプリング７の内周部の半径に略一致されており、ホールド部５３ａにコイルスプリング７の下端部が嵌め込まれた状態で、コイルスプリング７の内周部が外面５３ｆに当接することでコイルスプリング７の位置決めがなされるようになっている。

前記位置決め部５３ｂは、プローブガイド部５１の外面よりも外側（ガイドブラケット３側）に向けて突出している。そして、この位置決め部５３ｂは、水平方向に延びる下面５３ｃを有していると共に、この下面５３ｃの外側端から外側に向かって上方に傾斜する傾斜面５３ｄを有している。この傾斜面５３ｄの傾斜角度（下面５３ｃに対する傾斜角度）は、前記ガイドブラケット３の延長部３１の内側面に形成されている前記傾斜面３１ａの傾斜角度（ストッパ面３１ｂに対する傾斜角度）に略一致している。このため、図２に示すように位置決め部５３ｂの下面５３ｃが、ガイドブラケット３のストッパ面３１ｂに当接した状態では、位置決め部５３ｂの傾斜面５３ｄがガイドブラケット３の傾斜面３１ａに沿うことになる。つまり、下面５３ｃとストッパ面３１ｂとが当接することによって超音波検査ユニット４の抜け止め機能（プローブ４１がガイドブラケット３，３から抜け落ちることを防止する機能）が発揮されると共に、傾斜面５３ｄと傾斜面３１ａとが当接することによって超音波検査ユニット４のプローブ４１およびシュー４２の中心線が溶接部検査装置１の中心線Ｏに一致する位置決め機能が発揮されるようになっている。また、位置決め部５３ｂの上面５３ｅは、コイルスプリング７の下端部（研削されたクローズドエンド形状の下端部）が当接されるスプリング受け座として構成されている。

また、プローブガイド５には、前記プローブガイド部５１およびシューガイド部５２に亘る上下方向（Ｚ方向）の３箇所にボルト孔５４，５４，５４がＹ方向に沿って貫通形成されている。

また、プローブガイド５は、自動車の車体を構成する金属板（鋼板）よりも硬度の高い材料で形成されている。例えばステンレスによって形成されている。このプローブガイド５の材料はこれに限定されるものではなく適宜設定される。

このようにプローブガイド５は、プローブ４１およびシュー４２の側面を覆っており、このプローブガイド５が本発明でいうガイド部材（溶接部の金属板よりも硬度の高い材料で成り且つ少なくとも音響伝播媒体の側方に位置するガイド部材）に相当することになる。

（プローブクランプ）
プローブクランプ６は、プローブ４１の前面（Ｙ２方向側に位置する面）および後面（Ｙ１方向側に位置する面）を覆う部材である。図６は一方のプローブクランプ６の斜視図である。このプローブクランプ６は、前記一対のプローブガイド５，５同士を連結し、これによって各プローブガイド５，５をプローブ４１に離脱不能に組み付けるためのものである。

具体的に、このプローブクランプ６は、前記プローブ本体４１ａの前面および後面の形状に略合致する平板部６１と、この平板部６１におけるＸ方向の外側に一体形成された締結部６２，６２とを備えている。締結部６２，６２には、前記プローブガイド５，５に形成されているボルト孔５４，５４，５４に対応するボルト挿通孔６２ａ，６２ａ，６２ａが形成されている。そして、このボルト挿通孔６２ａ，６２ａ，６２ａがプローブガイド５のボルト孔５４，５４，５４に位置合わせされ、このボルト挿通孔６２ａ，６２ａ，６２ａにボルトＢ３，Ｂ３，Ｂ３（図４を参照）が挿通されると共に、このボルトＢ３，Ｂ３，Ｂ３がボルト孔５４，５４，５４にねじ込まれることによって各プローブクランプ６，６が各プローブガイド５，５同士の間に跨って組み付けられている。この状態では、各プローブガイド５，５と各プローブクランプ６，６とが連結されていることで、これらプローブガイド５，５およびプローブクランプ６，６が、プローブ４１およびシュー４２の外周囲を覆った状態で一体的に組み付けられている。

また、プローブクランプ６における平板部６１の上部には、この平板部６１に対して直交方向（Ｙ方向の外側）に突出するスプリング受け座６３が形成されている。このスプリング受け座６３は、その外縁が前記コイルスプリング７の外縁形状に沿う円弧形状となっている。

（プローブガイドの突起）
本実施形態の特徴は、前記プローブガイド５の先端部に突起５５，５５が設けられている点にある。以下、具体的に説明する。

図７は、シュー４２およびプローブガイド５の先端部分の斜視図である。この図７に示すように、プローブガイド５の先端部５６における、その長手方向（Ｙ方向）の両端部（Ｙ１方向側の端部およびＹ２方向側の端部）それぞれに直方体形状の突起５５，５５が一体に設けられている。この突起５５は、プローブガイド５の先端部５６の幅方向（Ｘ方向）の寸法に一致する寸法の一辺を有する正方形の先端面５５ａを有している。

また、プローブガイド５の先端部５６の位置（突起５５が設けられていない先端部５６のＺ方向の位置）は、このプローブガイド５がプローブクランプ６に組み付けられてシュー４２の側面を覆っている状態において、シュー４２の先端面４２ｃよりも上側（Ｚ２方向側）の位置にある。つまり、図７における寸法ｔ１だけ、シュー４２の先端面４２ｃの方がプローブガイド５の先端部５６よりも下側（Ｚ１側）に位置している。そして、前記突起５５，５５の高さ寸法（Ｚ方向の寸法）は、前記寸法ｔ１よりも長く設定されており、これによって突起５５，５５の先端面５５ａはシュー４２の先端面４２ｃよりも下側（Ｚ１側）に位置している。つまり、突起５５，５５の先端部分はシュー４２の先端面４２ｃよりも突出している。この突出寸法（図７における寸法ｔ２）としては、スポット溶接部の表面に存在している微小な凹凸部分（溶接機の電極による挟持に起因する打痕による凹凸部分）の高さ寸法（特に凸部の高さ寸法）よりも大きく設定されている。具体的にはシュー４２の先端面４２ｃからの突出寸法が０．４ｍｍとなるように突起５５，５５の高さ寸法は設定されている。また、各突起５５，５５の高さ寸法は互いに一致している。この寸法は前記の値に限定されることなく適宜設定される。このような構成により、本発明でいう「ガイド部材の一部が、音響伝播媒体の先端面よりも突出している」構成を実現している。つまり、前記突起５５，５５においてシュー４２の先端面４２ｃよりも突出している部分（突出寸法ｔ２の部分）が本発明でいう「音響伝播媒体の先端面よりも突出しているガイド部材の一部（突出部分）」となっている。

また、前記プローブガイド５におけるシューガイド部５２の傾斜板部５２ｂ（図５を参照）は、下側（Ｚ１側）に向かって幅方向（Ｙ方向）の寸法が次第に小さくなっており、Ｘ方向から見た形状が略台形状となっている（図３を参照）。そして、この台形の斜辺に相当する傾斜板部５２ｂの側縁の傾斜角度（図３における角度α１）は、シュー４２の先端部４２ｂの側面（図３において破線で示す先端部４２ｂの側面）の斜辺の傾斜角度よりも小さくなっている（シュー４２の先端部４２ｂの側面の斜辺よりも垂直に近い角度となっている）。このため、シューガイド部５２の下端部分の幅寸法（Ｙ方向の幅寸法；図３における寸法ｔ３）はシュー４２の先端面４２ｃの一辺の寸法（図３に破線で示すシュー４２の先端部４２ｂの下端の幅寸法ｔ４）よりも大きくなっている。そして、前記突起５５，５５は、プローブガイド５の先端部５６における、その長手方向（Ｙ方向）の両端部に配置されていることから、これら突起５５，５５は、シュー４２の先端面４２ｃの各辺よりも外側の位置に配置されている。より具体的には、シュー４２の先端面４２ｃの角部と突起５５の角部とが当接するように各突起５５，５５，…は配置されている（図７を参照）。このようにして、各突起５５，５５，…は、シュー４２の先端面４２ｃにおける４つの角部それぞれに隣接した外側位置に配置されている。

このように、各突起５５，５５，…をシュー４２の先端面４２ｃにおける４つの角部それぞれに隣接した外側位置に配置した理由は以下のとおりである。つまり、スポット溶接部の表面には前述したように溶接時に生じた凹凸部分が存在していることがある。例えば溶接機の電極による挟持に起因する打痕が凹凸部分として存在している。プローブガイド５，５の先端部５６，５６に設けられた複数の突起５５，５５，…のうちの一つがこの凹凸部分（特に凸部分）に当接する状況では、シュー４２およびプローブ４１をスポット溶接部の表面に対して直交する姿勢にすることが難しくなる。このため、突起５５，５５，…としては、スポット溶接部の表面に存在する凹凸部分に当接しないようにするためには個数は少ない方が好ましいが、一方では、後述する調芯機能（コイルスプリング７によるフローティング機構９によって、シュー４２およびプローブ４１をスポット溶接部の表面に対して直交する姿勢にする機能）を十分に発揮させるためには個数は多い方が好ましい。これらの点に鑑み、本実施形態では、十分な調芯機能を得ることができる範囲内で突起５５，５５，…の個数をできるだけ少なくして、スポット溶接部の表面に存在する凹凸部分に突起５５，５５，…が当接し難くなるように、シュー４２の先端面４２ｃにおける４つの角部それぞれに隣接した外側位置に各突起５５，５５，…を配置させている。これにより、十分な調芯機能を得て、シュー４２およびプローブ４１をスポット溶接部の表面に対して直交する姿勢にすることを可能にしている。

（コイルスプリングによるフローティング機構）
次に、前記コイルスプリング７を利用することでプローブ４１およびシュー４２をベースブラケット（装置本体）２に弾性支持するフローティング機構（弾性支持機構）９について説明する。前述したようにプローブガイド５，５の位置決め部５３ｂ，５３ｂはガイドブラケット３，３の下端部に係止されている。つまり、プローブガイド５，５はガイドブラケット３，３に固定されていない。そして、前記ベースブラケット２のベースブラケット本体２２と、プローブクランプ６のスプリング受け座６３の上面および位置決め部５３ｂの上面５３ｅとの間にコイルスプリング７が圧縮された状態で介在されている（図１〜図３を参照）。このため、超音波検査ユニット４は、コイルスプリング７から下向きの付勢力を受けながら、この付勢力に抗して変位することが可能となっており、これによりフローティング機構９が構成されている。

つまり、プローブガイド５等に外力が作用していない場合には、前記コイルスプリング７の付勢力により、プローブガイド５の位置決め部５３ｂの下面５３ｃがガイドブラケット３のストッパ面３１ｂに当接（押圧）されると共に、位置決め部５３ｂの傾斜面５３ｄがガイドブラケット３の傾斜面３１ａに当接（押圧）されることによって（図２を参照）、超音波検査ユニット４のプローブ４１およびシュー４２の中心線が溶接部検査装置１の中心線Ｏに一致した状態で超音波検査ユニット４が位置決めされる。これに対し、プローブガイド５等に外力が作用した場合（プローブガイド５がスポット溶接部の表面に当接することで外力が作用した場合）には、その外力によってコイルスプリング７が弾性変形し、プローブガイド５の位置決め部５３ｂの下面５３ｃがガイドブラケット３のストッパ面３１ｂから離れたり、位置決め部５３ｂの傾斜面５３ｄがガイドブラケット３の傾斜面３１ａから離れたりすることによって超音波検査ユニット４のプローブ４１およびシュー４２の姿勢を変化させることが可能となっている。つまり、プローブ４１およびシュー４２の中心線を溶接部検査装置１の中心線Ｏに対して傾斜させることが可能となっている（図１０を参照）。

（ジェル塗布装置）
スポット溶接部の溶接品質を検査する際に、シュー４２の先端面４２ｃとスポット溶接部の表面との間に空気が存在すると、スポット溶接部への超音波の照射が適正に行えなくなる場合があるため、この両者間にジェルを介在させる必要がある。このため、本実施形態に係る溶接部検査装置１は、このジェルをスポット溶接部の表面に塗布するためのジェル塗布装置（ジェル塗布手段）８を備えている。

このジェル塗布装置８は、所定量のジェルをスポット溶接部の表面に塗布するものであって、一方側（Ｘ１方向側）のガイドブラケット３に取り付けられた支持ブラケット８１にジェルノズル８２が支持された構成となっている。ジェルノズル８２の先端部（ジェルの吐出口）はプローブガイド５の先端部近傍に位置している。また、このジェルノズル８２には図示しないジェル供給管が接続されており、図示しないポンプから圧送されたジェルが、電磁弁の開閉動作に応じて、ジェル供給管からジェルノズル８２に導入されて、スポット溶接部の表面に向けて所定量だけ塗布されるようになっている。

このジェル塗布装置８からスポット溶接部の表面に塗布されるジェルの量は、プローブガイド５，５の突起５５，５５，…をスポット溶接部の表面に当接させた際にシュー４２の先端面４２ｃとスポット溶接部の表面との間に形成される空間の容積量よりも所定量だけ多い量に設定されている。これは、前記空間に空気を存在させないためである。つまり、本実施形態では、プローブガイド５の先端部５６に突起５５，５５が設けられていることから、シュー４２の先端面４２ｃとスポット溶接部の表面との間には空間（従来技術にあっては生じていなかった空間）が形成されることになる。そして、前述したようにこの両者間に空気が存在すると、スポット溶接部への超音波の照射が適正に行えなくなる場合があるため、この両者間にジェルを介在させる必要がある。本実施形態では、この空間をジェルで満たすべく、このジェルの塗布量は、前記空間の容積量よりも多い量に設定されている。これにより、シュー４２の先端面４２ｃとスポット溶接部の表面との間に空気が存在することを抑制し、スポット溶接部への超音波の照射を適正に行って、検査精度を高く得ることができるようにしている。このジェルを塗布するタイミングおよびジェルの塗布量を調整するための電磁弁の開閉動作は前記コントローラからの制御信号に基づいて行われる。

−溶接部検査装置の組み立て作業−
ここで、前記溶接部検査装置１の組み立て作業について簡単に説明する。この組み立て作業では、図４に示すように、ベースブラケット２のユニット挿通孔２３に対し上側から超音波検査ユニット４のプローブ４１およびシュー４２を挿通させておく。そして、コイルスプリング７の内側にプローブ４１およびシュー４２を通過させ、このコイルスプリング７の上端部を、ベースブラケット本体２２の下面に形成されている溝２２ｄ（図２を参照）に嵌め込む。

そして、プローブ４１およびシュー４２の各側面にプローブガイド５，５を当接させると共に、プローブ４１の前面および後面にプローブクランプ６，６を当接させ、これらプローブガイド５，５とプローブクランプ６，６とをボルトＢ３，Ｂ３，Ｂ３によって一体的に組み付ける。

その後、ベースブラケット２の各側面２２ａ，２２ａにガイドブラケット３，３をそれぞれボルトＢ２，Ｂ２，Ｂ２によって組み付ける。この際、コイルスプリング７の下端部を、前記ホールド部５３ａに嵌め込むと共に、このコイルスプリング７の下端部を、前記位置決め部５３ｂの上面５３ｅおよびスプリング受け座６３に当接させて、ベースブラケット本体２２と、プローブガイド５およびプローブクランプ６との間にコイルスプリング７を圧縮した状態で介在させる。また、プローブガイド５，５の位置決め部５３ｂをガイドブラケット３，３に係止させておく。つまり、位置決め部５３ｂの下面５３ｃをガイドブラケット３のストッパ面３１ｂに当接させ、位置決め部５３ｂの傾斜面５３ｄをガイドブラケット３の傾斜面３１ａに当接させる（図２を参照）。このようにしてベースブラケット２の各側面２２ａ，２２ａにガイドブラケット３，３を組み付けた状態では、超音波検査ユニット４の前記抜け止め機能および前記位置決め機能が発揮されることになる。また、前記フローティング機構９が構成されることになる。その後、一方のガイドブラケット３に支持ブラケット８１を介してジェルノズル８２を取り付ける。

−溶接部検査動作−
次に、溶接部検査動作について説明する。

以上の如く構成された溶接部検査装置１は多関節ロボット１００のアーム先端部１０１に取り付けられ（図８を参照）、この多関節ロボット１００の作動によって溶接部検査が行われる。

本実施形態で採用されている多関節ロボット１００は、複数の回転軸を備えたものである。また、この多関節ロボット１００は、前記アーム先端部１０１が溶接部検査装置１の中心線Ｏ回りに回転可能となっている。つまり、このアーム先端部１０１には、溶接部検査装置１の中心線Ｏと同軸上に回転可能な電動モータ１０２が備えられており、この電動モータ１０２の作動に伴うアーム先端部１０１の回転によって溶接部検査装置１がその中心線Ｏ回りに回転可能な構成とされている（図８における中心線Ｏ回りの矢印を参照）。

なお、自動車の車体におけるスポット溶接部は多数存在するが、溶接部検査にあっては、これら多数のスポット溶接部のうち予め設定された所定箇所のスポット溶接部を検査対象として検査することになる。つまり、多関節ロボット１００には予めオフラインティーチングによって、検査対象であるスポット溶接部に向けて溶接部検査装置１を移動させるための情報（各関節の回転角度量等の情報）が入力されている。そして、車体製造ライン上の検査工程まで搬送されてきた車体に対し、この情報に従って多関節ロボット１００が作動することで、検査対象であるスポット溶接部に向けて溶接部検査装置１を順次移動させていくことになる。

スポット溶接部の検査が開始されると、多関節ロボット１００の作動により、シュー４２の先端面４２ｃが検査対象であるスポット溶接部に対向する位置まで溶接部検査装置１が移動される。この時点では未だプローブガイド５，５の突起５５，５５，…はスポット溶接部の表面に当接していない。そして、プローブガイド５，５の突起５５，５５，…がスポット溶接部の表面に当接する前に前記ジェル塗布装置８のジェルノズル８２から所定量のジェルがスポット溶接部の表面に塗布される。その後、溶接部検査装置１がスポット溶接部に近づくように多関節ロボット１００が作動し、プローブガイド５，５の突起５５，５５，…がスポット溶接部の表面に当接する。

この際、図９（ａ）に示すように、スポット溶接部Ｗの表面に対してプローブ４１およびシュー４２が傾いている場合には、前記突起(片側の突起)５５がスポット溶接部Ｗの表面に当接し、この際の該表面からの反力を受けることになる。そして、この反力によって前記コイルスプリング７が弾性変形し、図９（ｂ）に矢印で示すようにプローブ４１およびシュー４２の向きが変化して、プローブ４１およびシュー４２はスポット溶接部Ｗの表面に対して直交する姿勢となる。この時点で全ての突起５５，５５，…がスポット溶接部の表面に当接することになる。特に、本実施形態のものでは、突起５５，５５，…は、プローブガイド５，５の先端部５６における外縁部に配置されていることから、シュー４２の先端面４２ｃの中心に対してある程度の距離があるため、前記反力を大きく得ることができて、プローブ４１およびシュー４２の向きを容易に変化させることが可能である。図１０は、プローブ４１およびシュー４２の向きが変化してプローブ４１およびシュー４２がスポット溶接部の表面に対して直交する姿勢となった状態を示す正面図である。この図１０からも解るようにフローティング機構９の調芯機能によって自動調芯が行われた場合（プローブ４１およびシュー４２がスポット溶接部の表面に対して自動的に直交する姿勢とされた場合）には、プローブ４１およびシュー４２の中心線Ｏ１が溶接部検査装置１の中心線Ｏに対して傾斜されることになる。また、図１１は車体Ｖのスポット溶接部の検査を行っている状態を示す斜視図である。具体的に、この図１１は、多関節ロボット１００が車体Ｖのドア開口部から車室内空間に入り込み、フロアパネルＦＰに対するレインフォースメントＲＦのスポット溶接部の検査を行っている状態を示している。

このようにプローブ４１およびシュー４２をスポット溶接部Ｗの表面に対して直交する姿勢とした状態（図９（ｂ）を参照）では、前記突起５５，５５，…がスポット溶接部Ｗの表面に当接されることになり、シュー４２の先端面４２ｃがスポット溶接部Ｗの表面に直接的に当接することはない。

このようにしてシュー４２の先端面４２ｃをスポット溶接部Ｗの表面に対向させた状態で、前記コントローラから作動信号が信号ケーブル４３を経てプローブ４１に送信され、このプローブ４１では、この作動信号に従って各圧電振動素子が作動して超音波を発振する。発振された超音波は、シュー４２を経てスポット溶接部Ｗに照射される。この超音波は、各金属板の端面や底面、溶接欠陥が存在する場合にはその欠陥部分でそれぞれ反射されることになり、各圧電振動素子がその反射エコーを受信する。各圧電振動素子が受信した反射エコーの電気信号は信号ケーブル４３を経てコントローラに送信される。コントローラでは、前述したように反射エコーの電気信号が信号検出回路を経て信号処理部に送られ、この信号処理部で並列演算処理が行われて、検査対象であるスポット溶接部Ｗの溶接品質の良否が判定され、その判定結果が出力される。なお、この判定結果の出力は、車体製造ラインの後工程での作業に利用される。

以上説明したように、本実施形態では、シュー４２の先端面４２ｃをスポット溶接部Ｗの表面に対向させた状態で行われる検査時には、プローブガイド５，５に設けられた突起５５，５５，…がスポット溶接部Ｗの表面に当接されることになり、シュー４２の先端面４２ｃがスポット溶接部Ｗの表面に直接的に当接することはない。このため、この検査が多数回に亘って行われてもシュー４２の先端面４２ｃに摩耗が生じてしまうことは回避され、シュー４２の先端面４２ｃにザラツキが生じたり偏摩耗が生じたりすることが抑制されて、検査精度を高く維持することができる。従って、シュー４２の長寿命化を図ることができ、シュー４２の交換頻度を大幅に少なくしたり、または、シュー４２の交換の必要を無くしたりすることができる。また、前記フローティング機構９によってシュー４２およびプローブ４１をスポット溶接部Ｗの表面に対して直交する姿勢とすることができる。このため、前記突起５５，５５，…に、シュー４２の保護機能（シュー４２の先端面４２ｃをスポット溶接部Ｗの表面に当接させないことによるシュー４２の摩耗防止機能）と、シュー４２およびプローブ４１をスポット溶接部Ｗの表面に対して直交する姿勢にする機能（調芯機能）とを備えさせることができる。

また、本実施形態では、多関節ロボット１００を使用して溶接部検査装置１による検査を行うようにしている。このように多関節ロボット１００を使用して検査を行う場合、前記プローブガイド５，５を備えていない従来の溶接部検査装置にあっては、シューが比較的高い速度でスポット溶接部の表面に当接する可能性がある。例えば多関節ロボットのティーチングが適正に行われなかった場合などである。この場合、シュー４２の破損が懸念される状況となる。これに対し、本実施形態ではプローブガイド５，５に突起５５，５５を備えさせ、シュー４２の先端面４２ｃがスポット溶接部Ｗの表面に直接的に当接することがないものとなっているので、仮に多関節ロボット１００のティーチングが適正に行われなかった場合であっても、シュー４２の破損を抑制することができる。つまり、プローブガイド５，５を備えさせたことにより、多関節ロボット１００を利用した溶接部検査の自動化の実用性を高めることができる。

また、本実施形態では、プローブガイド５等に外力が作用していない場合には、コイルスプリング７の付勢力により、プローブガイド５の位置決め部５３ｂの下面５３ｃがガイドブラケット３のストッパ面３１ｂに当接（押圧）されると共に、位置決め部５３ｂの傾斜面５３ｄがガイドブラケット３の傾斜面３１ａに当接（押圧）されることによって、超音波検査ユニット４のプローブ４１およびシュー４２の中心線が溶接部検査装置１の中心線Ｏに一致した状態で超音波検査ユニット４は位置決めされるようになっている。このため、突起５５，５５，…がスポット溶接部Ｗの表面に当接するまでは（外力が作用していない状況では）、多関節ロボット１００の作動に伴って移動する溶接部検査装置１の移動軌跡としてティーチングの再現性を良好に確保することができる。

また、本実施形態で採用されている多関節ロボット１００は、前述したように、アーム先端部１０１が溶接部検査装置１の中心線Ｏ回りに回転可能となっている。このため、検査対象であるスポット溶接部Ｗが車体パネルの凹部に位置する場合に、この凹部内に溶接部検査装置１を挿入可能とすることができる。つまり、図２および図３からも解るように、本実施形態に係る溶接部検査装置１は、Ｘ方向の寸法が比較的大きくなっている。このため、例えば図１２（ａ）に示すように検査対象であるスポット溶接部Ｗが車体パネルの凹部Ｐ１に位置している際、この凹部Ｐ１の幅寸法が溶接部検査装置１のＸ方向の寸法よりも小さい場合には、図１２（ａ）に示す状態から、多関節ロボット１００のアーム先端部１０１を９０°回転させ（前記電動モータ１０２の作動によるアーム先端部１０１の回転によって溶接部検査装置１をその中心線Ｏ回りに９０°回転させ）、図１２（ｂ）に示すようにＸ方向に比べて寸法が小さいＹ方向を凹部Ｐ１の幅方向に合わせる。これにより、検査対象であるスポット溶接部Ｗに向けて凹部Ｐ１内に溶接部検査装置１を挿入することが可能となる。このように、本実施形態では、比較的狭い隙間の間に存在するスポット溶接部Ｗに対しても、多関節ロボット１００による検査の自動化を図ることができる。

−変形例１−
次に本発明の変形例１について説明する。本変形例はプローブガイド５の先端部分の形状が前記実施形態のものと異なっている。その他の構成および溶接部検査動作は前記実施形態の場合と同様である。従って、ここではプローブガイド５の先端部分の形状についてのみ説明する。

図１３は本変形例におけるシュー４２およびプローブガイド５の先端部分の斜視図である。この図１３に示すように、本例ではプローブガイド５のシューガイド部５２の下端部の全体がシュー４２の先端面４２ｃよりも下側（Ｚ１側）に位置した構成となっている。つまり、シューガイド部５２の下端部の全体が面一とされ、この下端部の全体がシュー４２の先端面４２ｃよりも突出した位置にあることになる。また、このシューガイド部５２の下端部の突出寸法（シュー４２の先端面４２ｃからの突出寸法）は前記実施形態における突起５５，５５の突出寸法（同じくシュー４２の先端面４２ｃからの突出寸法）に一致している。本変形例では、このような構成により、本発明でいう「ガイド部材の一部が、音響伝播媒体の先端面よりも突出している」構成を実現している。

本変形例の構成によっても前記実施形態の場合と同様に、シュー４２の先端面４２ｃがスポット溶接部Ｗの表面に直接的に当接することはないため、検査が多数回に亘って行われてもシュー４２の先端面４２ｃに摩耗が生じてしまうことは回避され、検査精度を高く維持することができる。従って、シュー４２の長寿命化を図ることができ、シュー４２の交換頻度を大幅に少なくしたり、または、シュー４２の交換の必要を無くしたりすることができる。

また、本変形例の構成によれば、シューガイド部５２の先端面５７の全面が前記実施形態における突起５５の機能を果たすことになるため、スポット溶接部の表面に対する接触面積を大きく得ることができ、前記調芯機能を十分に得ることが可能となる。また、シューガイド部５２の先端部分の強度を高く確保することができ、シューガイド部５２の破損を防止することもできる。

−変形例２−
次に本発明の変形例２について説明する。本変形例はシュー４２およびプローブガイド５の形状が前記実施形態のものと異なっている。その他の構成および溶接部検査動作は前記実施形態の場合と同様である。従って、ここではシュー４２およびプローブガイド５の形状についてのみ説明する。

図１４は本変形例におけるシュー４２およびプローブガイド５の先端部分の斜視図である。この図１４に示すように、本例におけるシュー４２の先端面４２ｃは円形となっている。つまり、シュー４２は円錐台形状となっている。このため、各プローブガイド５，５としては、シュー４２の周方向の略１／４（周方向の角度で９０°）の範囲を覆う形状となっており、その先端部５８における周方向の両端位置に突起５９，５９が設けられた構成となっている。この突起５９，５９の突出寸法は前記実施形態における突起５５，５５の突出寸法に一致している。本変形例では、このような構成により、本発明でいう「ガイド部材の一部が、音響伝播媒体の先端面よりも突出している」構成を実現している。

本変形例の構成によっても前記実施形態の場合と同様に、シュー４２の先端面４２ｃがスポット溶接部Ｗの表面に直接的に当接することはないため、検査が多数回に亘って行われてもシュー４２の先端面４２ｃに摩耗が生じてしまうことは回避され、検査精度を高く維持することができる。従って、シュー４２の長寿命化を図ることができ、シュー４２の交換頻度を大幅に少なくしたり、または、シュー４２の交換の必要を無くしたりすることができる。

−他の実施形態−
なお、本発明は、前記実施形態および前記各変形例に限定されるものではなく、特許請求の範囲および当該範囲と均等の範囲で包含される全ての変形や応用が可能である。

例えば、前記実施形態および前記各変形例では、自動車の車体のスポット溶接部を検査するための溶接部検査装置１として本発明を適用した場合について説明したが、その他の部材のスポット溶接部を検査するための溶接部検査装置としても本発明は適用することが可能である。

また、前記実施形態および前記各変形例では、スポット溶接部Ｗの検査を行う溶接部検査装置１として本発明を適用した場合について説明した。本発明はこれに限らず、シーム溶接等その他の種類の溶接による溶接部の検査を行う溶接部検査装置として適用することも可能である。

また、前記実施形態および前記各変形例では、溶接部検査装置１の使用形態として多関節ロボット１００のアーム先端部１０１に取り付けた場合について説明した。本発明はこれに限らず、作業者が溶接部検査装置１を把持してスポット溶接部Ｗの検査を行う使用形態とすることもできる。

また、前記実施形態および前記変形例２では、突起５５（５９）の構成として、平坦な先端面５５ａを備えたものとしていた。本発明はこれに限らず、円錐形状の突起や、半球体形状の突起としてもよい。

また、前記実施形態および前記変形例２では、突起５５（５９）の数を合計４個としていた。これに限らず、突起５５（５９）を３個としたり、５個以上とした場合も本発明の技術的思想に含まれる。

本発明は、スポット溶接部の溶接品質の良否を検査する溶接部検査装置に適用可能である。

１ 溶接部検査装置
２ ベースブラケット（装置本体）
４１ プローブ
４２ シュー（音響伝播媒体）
４２ｃ 先端面
５ プローブガイド（ガイド部材）
５５，５９ 突起
５６ プローブガイドの先端部
７ コイルスプリング
８ ジェル塗布装置（ジェル塗布手段）
９ フローティング機構（弾性支持機構）
１００ 多関節ロボット
１０１ アーム先端部
Ｗ スポット溶接部

Claims (4)

1. 超音波を発振するプローブおよび該プローブの先端に取り付けられた音響伝播媒体を備え、金属板の溶接部に前記音響伝播媒体の先端面を対向させた状態で、前記プローブから発振された超音波を、前記音響伝播媒体を経て前記溶接部に照射し、この超音波の反射波に基づいて前記溶接部の検査を行うための溶接部検査装置において、
   前記プローブおよび前記音響伝播媒体は、弾性支持機構によって装置本体に弾性支持されており、
   前記金属板よりも硬度の高い材料で成り且つ少なくとも前記音響伝播媒体の側方に位置するガイド部材を備えており、該ガイド部材には、前記音響伝播媒体の前記先端面よりも突出して成る突出部分が当該ガイド部材における外縁部の複数箇所に設けられており、
   前記弾性支持機構は、前記装置本体と前記ガイド部材との間に介在され且つ一端が前記ガイド部材に当接するコイルスプリングを備えており、前記ガイド部材における前記複数の突出部分のうち一部の突出部分のみが前記金属板の表面に当接した場合に、全ての突出部分が前記金属板の表面に当接するように前記コイルスプリングが弾性変形して前記プローブおよび前記音響伝播媒体が姿勢変化する構成となっていることを特徴とする溶接部検査装置。
2. 請求項１記載の溶接部検査装置において、
   前記音響伝播媒体の前記先端面は矩形状であり、
   前記音響伝播媒体の前記先端面よりも突出している前記ガイド部材の突出部分は、前記音響伝播媒体の前記先端面における４つの角部それぞれに隣接した外側位置に配置されていることを特徴とする溶接部検査装置。
3. 請求項１または２記載の溶接部検査装置において、
   多関節ロボットのアーム先端部に取り付けられ、前記溶接部の検査時には、前記多関節ロボットの作動によって前記音響伝播媒体の前記先端面が前記溶接部に対向されるようになっていることを特徴とする溶接部検査装置。
4. 請求項１、２または３のうち何れか一つに記載の溶接部検査装置において、
   前記ガイド部材を前記溶接部の表面に当接させた際に前記音響伝播媒体の前記先端面と前記溶接部の前記表面との間に形成される空間の容積量よりも多い量のジェルを前記溶接部の前記表面に塗布しておくジェル塗布手段を備えていることを特徴とする溶接部検査装置。

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