JPH0134118Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は丸棒ビレツトの超音波自動探傷装置に
おいて、被検査材の曲りに対して探触子を自在に
倣い追従される優れた追従性を持つ探触子追従機
構に関するものである。

丸棒ビレツト例えば丸棒鋼ビレツトは、一般
に、棒鋼、形鋼等の最終圧延製品あるいは最終鍛
造製品になる中間粗圧延品で、曲り、端部形状の
異形等が、顕著であり、通常、曲りは20mm／ｍ程
度、また、シヤー切断される端部は50〜100mmの
範囲に渉つて約20mm程度の局部的端部鼻曲りを持
つものがあり、その様子は第１図および第２図に
示す通りである。

このような丸棒ビレツトの外形、形状に対して
超音波探傷を適用する場合、第３図に示すよう
に、被検査材１に上方から鞍型探傷ヘツド２を接
触させ、鞍型探傷ヘツド２に装着した複数の接触
子３，３′を音響接触媒質として水または油の薄
膜を介して超音波を入射させ、その伝播経路内に
存在する欠陥４からの反射の有無を検査する方法
をとつているから、前記探触子が丸棒ビレツトの
探傷面に対して常に良好な接触をさせておく必要
がある。

一方、第３図に示すように、複数の探触子３，
３′から被検査材１に入射する超音波の被検査材
１中での広がり、すなわち音場が極めて狭いため
に、鞍型探傷ヘツド２と被検査材１を、単に軸方
向に相対的に移動させて行なう、いわゆる軸方向
走査探傷では、断面方向の探傷領域が狭いことか
ら被検査材内質の極く限定された部分しか探傷す
ることができない。このような不具合を改善する
ために被検査材１を回転させながら鞍型探傷ヘツ
ド２を軸方向に相対移動させて行なう第４図に示
すようないわゆるスパイラル走査探傷があり、こ
の方式では断面方向の探傷領域が全領域となるた
め、丸棒鋼ビレツトの超音波自動探傷では、この
方式の走査探傷が多用されるようになつて来た。

スパイラル走査探傷を行なう場合、被検査材１
を固定位置で回転させ、鞍型探傷ヘツド２を軸方
向に移動させる方法と、鞍型探傷ヘツド２を軸方
向定位置とし、被検査材１を回転させながら軸方
向に移動させる方法の２方法がある。いずれにし
ても鞍型探傷ヘツド２と被検査材１の軸方向の動
きは相対的なものであるから、効果として同等で
はあるが、被検査材の性状、設備コスト、処理量
などの観点からいずれかの方法が選択される。特
に丸棒ビレツトでは前述のように曲り、端部鼻曲
りが大きいため、後者の方法は技術的に困難であ
り、一般に前者の方法が採用されている。以下に
被検査材固定位置回転、鞍型探傷ヘツド軸方向移
動によるスパイラル走査探傷の場合を想定して本
考案の探触子追従機構を説明する。

第５図はこの方式の探傷機構を模式的に画いた
全体図である。被検査材１は両端を外周駆動ロー
ラ５，５′および６，６′によつて駆動されて回転
する。被検査材１上に複数の探触子３，３′を装
着した鞍型探傷ヘツド２が接触し被検査材１の回
転に同期した速度で矢示の軸方向に移動しながら
探傷する。鞍型探傷ヘツド２は探触子追従機構７
によつて支持され、また探触子追従機構７は被検
査材１の上方に架設された案内ビーム９上を走行
移動する台車８に懸吊して取付けられる。なお案
内ビーム９の架設に要する支柱は図示を省略して
ある。

このような構成の探傷機構では第５図図示のよ
うに被検査材１に曲りがあつても、被検査材１の
回転に伴つて生ずる振れ廻りに鞍型探傷ヘツドが
密着しながら追従することが探傷実施上不可欠の
条件である。

従来、この目的のために使用されていた探触子
追従機構を第６図に例示する。図において取付部
材１０と昇降可動部１１の間に平行四辺形リンク
腕１２，１２′および１３，１３′が軸着される。
取付部材１０の上方に延出した腕１４に空圧シリ
ンダ１５の上端が取付けられ、空圧シリンダ１５
のシリンダロツド１６の下端は平行四辺形リンク
腕１３，１３′間に軸着したロツド１７に取付け
られ、空圧シリンダ１５を作動することによつて
昇降可動部１１を昇降させることができる。鞍型
探傷ヘツド２の上部の垂直軸１８は昇降可動部１
１に回転可能に軸支される。また取付部材１０も
垂直に吊下する取付軸１９に回動可能に軸支され
る。

以上述べた従来の探触子追従機構の作用を第７
図に示す。本作用説明図に示すように、本機構で
は鞍型探傷ヘツド２に対して左右方向変位ａ、上
下方向変位ｂ、および左右方向傾斜ｃについて追
従の自由度を与えるが、上下方向の傾斜Ａに追従
する自由度を欠く致命的な欠陥を持つている。ま
た、機構を構成する部材が多く、そのため、被検
査材の変動に追従する部材の質量が大きく、追従
性を損うばかりでなく、回動揺動する軸支箇所が
多いので、機構的に複雑となり比較的に高価にな
らざるを得ない欠点があつた。

本考案は被検査材の曲りによつて生ずる左右方
向変位、上下方向変位、左右方向傾斜および上下
方向傾斜についての追従の自由度を鞍型探傷ヘツ
ドに与えるとともに、機構を構成する部材は少く
軽量で追従性に優れ、回動揺動する軸支箇所も少
く機構的に簡単で比較的に安価な丸棒ビレツト用
探触子追従機構を提供することを目的とする。

以下に本考案の機構を説明する。

第８図は本考案の丸棒ビレツト用探触子追従機
構の一実施例の斜視図、第９図、第１０図、第１
１図は機構要部を示す図である。第８図におい
て、鞍型探傷ヘツド２は被検査材１に空圧シリン
ダ１５によつて押圧される。第８図、第９図で鞍
型探傷ヘツド２の両側に突設した支軸２０，２
０′には２本の腕２１，２１′の１端部を球面軸受
等の自在軸受２２，２２′を介して連結し、この
腕２０，２０′の他端部は第１０図に示すように
軸取付金具２４，２４′の下端から延出する軸２
３，２３′に回動自在に支承される。軸２５は軸
金具２６に回動自在に支承され、両端部に軸取付
金具２４，２４′が取付けられる。また、軸金具
２６の上端から延出する軸２７と取付部２８とは
回動自在に支承される。

第８図において取付部２８は、例えば凹状の溶
接構造体でほぼ逆Ｌ字状に形成されて、被検査材
１の上方に架設された案内ビーム９に跨座する移
動台車８から延出する支持腕２９に取付けられ
る。取付部２８の上部突出端部２８′と腕２１，
２１′のほぼ中央部には押圧機構としての空圧シ
リンダ１５が装着してあり、この空圧シリンダ１
５のシリンダロツド１６の先端は押圧金具３０に
連結され、押圧金具３０は球面軸受３１を介して
軸３２に係合し、軸３２は更に腕２１，２１′に
軸架するとともに、空圧シリンダ１５の上端部１
５′においては取付部２８の上部突出端部２８′に
軸架した軸３４に上端部１５′を係合し、この上
端部１５′と軸３４の係合部ならびに、軸３２と
２本の腕２１，２１′との軸架係合部は、それぞ
れ球面軸受３５，３３，３３′で結合する。更に、
腕２１，２１′の鞍型探傷ヘツド２側の支持部の
軸２０，２０′の球面軸受２２，２２′の支承につ
いては、球面軸受２２，２２′を軸２０，２０′に
カラー３７，３７′で固定されるが、これに対し
て押付金具３０の箇所では軸３２と腕２１，２
１′の連結に用いる球面軸受３３，３３′は該軸上
で軸方向に遊合にして摺動自在とする。

なお、第９図の鞍型探傷ヘツド２の２斜面の中
央部に装着された探触子部３６，３６′は詳設を
省くが、接触媒質として水を供給して水膜を形成
し、被検査材１の探傷面との間に超音波の送受を
行なう探触子ヘツドを構成し、該ヘツドは探傷面
に押圧するための自在押圧機構としてジンバル等
を形成してバネで押圧するものとする。

以上本考案の構成について述べたが、本考案に
よれば機構を構成する各部材連結部のうち、空圧
シリンダ１５の上端部１５′、シリンダロツド１
６の軸３２との係合部、押圧機構の軸３２の腕２
１，２１′との係合部に球面軸受等の自在軸受を
介装し、２本の腕２１，２１′の取付部２８側の
端部において通常の軸受により軸支させてあるの
で、第１２図の作用説明図に示す矢印方向の自由
度を持ち、従つて曲りの大きい丸棒ビレツトを外
周駆動回転させたときに生ずる振れ廻り、上下方
向、および左右方向の傾斜に対してすべて追従自
在であり、更に詳述すれば、振れ廻りによる左右
変位には矢印ａ、上下変位には矢印ｂの、また曲
りによる左右傾斜には矢印ｃ、上下傾斜には矢印
ｄの自由度が有効に対応し、さらに、振れ廻りに
よつて生ずる加速度衝撃に対しては空圧シリンダ
１５等から成る押圧機構が対処して働く。

以上述べたように本考案の追従機構は、極めて
簡単な構造で丸棒ビレツトの外周駆動回転時に曲
りによる上下、左右、および左右傾斜、上下傾斜
の自由度を与えていること、および空圧シリンダ
押圧機構により、丸棒ビレツトのすべての不整に
対応して接触子の安定な接触を確保できることか
ら、探傷性能の向上を実現するのに極めて効果が
ある。更に機構を構成する部材は少く軽量で追従
性に優れ、回転揺動する軸支箇所も少く機構的に
簡単で比較的安価である効果も見逃せない。なお
本考案説明は被検査材を定位置で回転し、鞍型探
傷ヘツドを軸方向に移動させるスパイラル走査探
傷を想定したが、鞍型探傷ヘツドを軸方向定位置
とし、被検査材を回転させながら軸方向に移動さ
せるスパイラル走査探傷でも全く支障なく使用で
きることは説明するまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１と２図は被検査材丸棒ビレツトの曲り変位
の説明図、第３図は鞍型探傷ヘツドによる被検査
材探傷の説明図、第４図はスパイラル走査探傷の
説明図、第５図はスパイラル走査探傷において被
検査材が固定位置で回転し、鞍型探傷ヘツドが軸
方向に移動する場合の模式的探触子追従機構の説
明図、第６図は従来の探触子追従機構の実施例を
示す説明図、第７図は従来の探触子追従機構の作
用説明図、第８図は本考案の丸棒ビレツト用探触
子追従機構の一実施例の斜視図、第９，１０およ
び１１図は本考案の探触子追従機構の要部を示す
説明図、第１２図は本考案の探触子追従機構の作
用説明図である。 １……被検査材、２……鞍型探傷ヘツド、３と
３′……探触子、４……欠陥、５と５′と６と６′
……ローラ、７……探触子追従機構、８……台
車、９……案内ビーム、１０……取付部材、１１
……昇降可動部、１２と１２′と１３と１３′と１
４……腕、１５……空圧シリンダ、１６……シリ
ンダ、ロツド、１７……ロツド、１８……垂直
軸、１９……取付軸、２０と２０′……支軸、２
１と２１′……腕、２２と２２′……軸受、２３と
２３′……軸、２４と２４′……軸取付金具、２５
と２７と３２と３４……軸、２６……軸金具、２
８……取付部、２９……支持腕、３０……押圧金
具、３１と３３と３３′と３５……球面軸受、３
６と３６′……探触子部、３７と３７′……カラ
ー。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 追従機構を支持する支持腕２９と、この支持腕
   ２９からの結合手段により被検査材１に上方から
   当接して倣い追従する鞍型探傷ヘツド２とを備
   え、この鞍型探傷ヘツド２に装着した探触子で回
   転する被検査材１の超音波探傷を行うようにした
   上記追従機構において、鞍型探傷ヘツド２の両側
   に突設した支軸２０と２０′にそれぞれ自在軸受
   ２２と２２′を介して２本の腕２１と２１′の一端
   を連結し、この腕２１と２１′の他端を軸取付金
   具２４と２４′の下端から延出する軸２３と２
   ３′と回転自在に支承し、この軸取付金具２４と
   ２４′に連結する軸２５をその中央部において軸
   金具２６と回転自在に支承し、さらにこの軸金具
   ２６の上端から延出する軸２７を取付部２８と回
   動自在に支承し、取付部２８の上端に空圧シリン
   ダ１５の上端を自在軸受３５を介して枢着すると
   ともに、シリンダロツド１６の先端を２本の腕２
   １と２１′の中央部とそれぞれ自在軸受３３と３
   ３′を介して連結した軸３２と自在軸受３１およ
   び押圧金具３０を介して結合し、さらに取付部２
   ８を支持腕２９に固着することを特徴とする丸棒
   ビレツト用探触子追従装置。