JPH02114172A - 超音波検査方法およびその検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、金属薄板同志の接着状態（例えば、缶入りよ
うかんなどのシェルに接着されているタブの接着状態）
の良否を検査ケるための超音波検査方法と、その検査装
置に関する。

〔従来の技術〕

金属板同志の接着状態の検査には、従来より超音波探１
０が主に用いられているが、その金属板は１＃以−［の
厚物を対象としでいるのが通常である。

即１う、第４図に承りように、送波ｊ！！ｊ　Ｔと受波
器Ｒとを兼ねる探触子４を油などの接触媒質５を介して
金属板１に接着剤３により接着された金属板２の接着部
分の上面に押し当て、送信器６からの高周波パルスを探
触子４で超音波パルス振動に変えて金属板２、接着剤３
、金属板１内に超音波を入射し、反射波を探触子４で受
（プ、その出力を受信器７を通して例えばブラウン管オ
シロスコープのような表示器８に送信パルスＴ、接着界
面］−コーＦ、底面エコーＢを表示させるものである。

そして、上記探触子４は、第１３図に示？ｔＪ、うに、
コネクタ４ｂを有する本体４ａと、該本体４ａ内に収納
された加硫ゴム又はエポキシ樹脂などのグンパー４Ｃ、
チクン耐バリウム又はジルコチタン酸鉛などの圧電セラ
ミックスから形成された振動子４ｄから成っている。

かかる探触子４をもって上記の超高波探傷をする場合に
は、金属板１．２が厚いので、送信パルスＴ、接着界面
エコー［、底面エコー〇がそれぞれ十分隔離しで表示さ
れるため、１妄着界面エコーＦと接着状態とを対応させ
、ぞの接着状態の良否を判別することが可能であった。

〔発明が解決しようと１−る課題〕 本発明は、下記例示のように非常に薄肉な金属板同志の
接着状態を超音波探傷するものである。

即ち、第１図、第２図に示すように、缶入りようかんな
どのシェル９（約０．２ｍｍ厚のＴＦＳ祠）の上面に接
着剤３（ポリアミド樹脂）により接着されている（接着
面積的６０ｍｍ２、接着層厚さ約２０μｍ）タブ１０（
約０．４６ｎｍ厚のΔ１月）の接る状態の検査に係るも
のである。

而して、上記の缶の開缶に際しては、第１段階として、
タブ１０の円孔１０ａに指を引掛けてタブ１０をほぼ垂
直に引起しくこのとき、タブ１０の先端部１０ｂがシェ
ル９に形成されているオープニングスコア９ａの一部を
押圧しで該スコア９ａを部分的に切り離す。第３図参照
）、次いて・第２段階として、タブ１０を斜め上方に引
張ってシェル９を引き起し、上記部分的に切り離されて
いるシー［ル９をさらにオープニングスコア９ａに沿い
強制的に切り離してシェル９の一部を取除くしのである
。

したがって、シェル９へのタブ１０の接着が不完全Ｃあ
ると、開缶時のシェル９の取除きに際する第１段階或い
は第２段階においてタブ１０がシェル９から取れてしま
い、開缶のためのタブ１０の機能を消失しに欠陥商品と
なることから、製蓋の際に、タブ１０の接着状態の検査
が行われる。

このように、約０．２ｍｍ厚のシェル９に約６０ｍｍ　
２の接着面積で接着されている約０．４６１＋！＃ｌ厚
のタブ１０のＩｇ　？Ｓ状態の超音波検査にあっては、
シェル９及びタブ１０の板厚が極めて薄く、接着面積の
小さい近距離探傷となるため、送信パルス干、接右界面
エコー「、底面１コーＢが非常に近接して見分けること
ができなくなり、接る状態の良否の判別を正確に行い１
！１ないという問題があっｌこ　。

本発明は、上記のＪ、うに、近距離探傷の超音波検査方
法の問題点に鑑みなされたしので、送信パルスＴに対し
て接着界面エコーＦと底面エコーＢとの合成多重反射波
形である多重エコー波形を遅延させると共に、多重エコ
ー波形から接着界面エコーＦど底面エコーＢとの分離を
可能にして、接着状態の良否を正確に判別し１！７る超
音波検査方法と、その検査装置を提供することを目的と
する。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の超音波検査り法は、薄層の１８省剤でｎに接る
されＩこ金ｆｇ簿板の１＆乙部のに面に１妄触媒買を介
して合成樹脂の遅延材からなる接触ヘッドを（１６えた
送受波兼用の超８波探触子を接触さけ、超音波エコーの
うら底面の２次１コー以降の振ｒｌの人ささで接４の良
否を判別することにある。

イして、超８波探触了の接触ヘッドとして、アクリル樹
脂からなり、先端断面を【、１ぼ矩形状に形成したｄ延
＋４を使用することにある。

また、本発明の超音波検査方法は、検査体を一個あて懸
吊する複数の孔を有する搬送体と、前記孔に検査体を一
個あて供給り−る検査体収納のホッパーと、検査体の検
査部に接触媒質を付（プる４作装置と、合成樹脂の遅延
材からなる接触ヘッドを備えた超８波探触子の上下動駆
動装置ど、検査体の良品、不良品を区別し′Ｃ搬送体よ
り取出す取出し装置とから構成したことにある。

（作用） 薄層ηの接着剤でｈに接着された金属薄板の接着部の近
距離探傷にあっては、合成多重エコー波形から接着の良
否を判別することが有効である。

即ち、第７図（△）　（Ｂ）に示Ｊように、合成多重１
コー波形Ｉは接着界面からの多重エコー波Ｆと底面から
の多重エコー波ＢがｍＷされたものである。

接着が良好な場合には、同図（Ａ）に示すように、接着
界面多重エコー波Ｆの減資が大きく、接着不良の場合に
は、同図（Ｂ）に示すように底面多重エコー波Ｂの減資
が大きくなるので、初めの波形では両者の差は小さいが
、「５間をＲらせて底面多重エコー波の２番目０守の振
巾の大きざでｊ妾着の良否が判別可能となる。

そして、探触子の接触ヘッドをアクリル樹脂の遅延材か
ら形成し、先端断面をほぼ矩形状にすることにより、検
出感度が丁度良くなり、送信パルスＴに対して接着界面
及び底面の各多重１コーＦ、Ｂを分離ぐぎ、かつ接４界
面多重エコーＦと底面多重エローＢの分離もしやすくな
る。

さらに、搬送体への検査体の供給、検査体の検査部への
接触媒質の塗布、探触子の上下動による超音波探傷、良
品、不良品の搬送体からの取出しがシーケンス制御によ
って全自動で行われる。

〔実施例〕

本発明の実施例を図面を参照して説明する。

本発明の超名波検査方法は、第４図に示す重直深傷法に
使用される第１３図の探触子４に代えで、第５図に示す
探触子１１を使用するしのである。

即ら、コネクタ１１ｂを有する本体１１ａ内に、加硫ゴ
ム又はエポキシ樹脂などのダンパー１１ｃ、ブタン酸バ
リウム又はジルコヂタン酸鉛などの圧電セラミックスか
ら成る振動子１１ｄ、シリコンオイル膜層１１Ｃ１アク
リル樹脂の遅延材よりなる接触ヘッド１２を収納し、該
接触ｌ＼ラッド２の端部を本体１１ａに支持し、本体１
１ａに螺合づるナツト１３を有する。

而して、上記接触ヘッド１２の形状は、第６図（△）　
（Ｂ）に示すように、振動子１１ｄの載置部外周にフラ
ンジ１２ａ１を形成した円盤部１２ａと、該円盤部１２
ａの下面Ｊこり下方に突設された先端にタブ１０に当接
するほぼ矩形状の接触面１２ｂ１を形成したヘッド部１
２ｂとを有し、接触面１２ｂ　　の各短辺からフランジ
１２ａ１の半円弧状内周縁に至る外壁１２ｂ２は面憎す
る弧状をなし、また各長辺からフランジ１２ａ１の内周
縁に〒る外壁１２ｂ３は漸減する平面を形成している。

而して、円盤部１２ａの外径φを約８ｍ、接触面１２ｂ
１の各短辺の良さρを約２．５Ｍ、各長辺の長ざＬを約
６ｍ（前記接着面梢約６０Ｍ２の１／４以上の接触面積
の設定）、円盤部１２ａの上面から接触面１２ｂ１間の
長さ１１を約１０ｍにそれぞれ設定しである。

なお、ヘッド部１２ｂの形状は、第６図（Ｂ）に示すも
のに限定されず、接触面１２ｂ１の面積ｔま接４面積の
１１５以上に設定されれば、例えば同図（Ｃ）（Ｄ）に
示す形状のものも有効である。

上記のような遅延材からなる接触ヘッド１２を備えた探
触子１１を使用して超音波検査を行うときは、丁度適度
な検出感度となり、送信パルスＴに対して多重エコー波
形Ｉが分刻１され、しかも底面多重エコーＢと接着界面
多重エコーＦの分刻がしやすくなり、第７図に示すＪ、
うに、多重エコー波形Ｉの最初の時点から２次底面１τ
１−波形にあたる部分Ｚより以降のおよぞ１′波長分の
波形の正ず）のレベルを判別し、負電圧■の大きさが０
．９〜１．ＯＶｒ接触良好、０．６ＶＬＸＦで接乙不良
と判断する。

次に、上記の検査方法を実施する検査装置ｆｆｊ”の実
施例を図面を参照して説明する。

第８図は間欠回転するターンテーブルを示し、該ターン
テーブル１４は、（の外周部に１１状段部１４ｂを形成
した複数の円形穴１４ａが設置）られている（第９図参
照〉。

而して、上記環状段部１４ｂの上面にはタブ１０を１と
青しｌこシェル９（以上、検査体Ｃという）の外周部を
吸着し、検査体Ｃを円形穴１４ａに懸架する永久Ｉａ石
１４ｃが複数個段ｕＪられている。

１５は上記円形穴１４ａの回動軌道上に設けられ、検査
体Ｃを多数積重ね収納したホッパーであリ、該ホッパー
１５の下面に（４図示しないが、ターンテーブル１４の
間欠回転に同期して蓋を回転し分離する装置が設けられ
、円形穴１４８に検査体Ｃを一個あて供給１するように
されている。

ターンテーブル１４がホッパー１５の位置にり所定角度
（例えば９０°）回転した位置Ｐの円形、・″〈１４ａ
に対応して、ｊｊｉツバ−１５より円形穴１４ａに供給
された検査体Ｃの検査部位置規正装置が設ｉられている
。

この検査部位置規正装置は、タブ１０がシェル９の中心
部にないので、後工程の接触媒質塗布のスポンジの降十
位ｒ及び超音波探（ｎの探触子の降下位置に検査部を位
置させるものであるが、検査部が検査体Ｃの中心にある
場合には上記現正装買はなくてしよい。

第９図は検査体Ｃの検査部位置規正装置１６を示し、円
形穴１４ａの下方に位置し、表面に複数の永久磁石１６
ａ１を取付りたアダプター１６ａと、該アダプター１６
ａの裏面中央に垂設された支１）杆１６ｂと、該支１．
！■杆１６ｂの下端とモータ１６ｃの回転軸１６Ｃ１と
の間に介在されたクラッチブレーキ１６ｄと、上記モー
タ１６Ｇを上下動させる（アダプター１６８を円形穴１
４ａに進入、退出さＵる）エアーシリンダ１６ｅと、ア
ダプター１６ａの垂直上下動を規制する案内板１６ｆど
から成る検査体Ｃの上下回転Ｆ３．　Ｈ４と、ターンテ
ーブル１４の表面に設【ノられた支台１６Ｑと、該支台
１６ＣＩより円形穴１４ａの方向に延設された薄肉平鋼
板１６ｈど、該平鋼ｇｉ１６ｈの先端に垂設され、検査
体Ｃのタブ］０の側面に当接する規正爪１６ｆＪとから
構成されている。

よって、Ｐの位置に回転したターンテーブル１４は停止
覆ると共に、検査体Ｃの上下回転代構が作動し、エアー
シリンダ１６ｃの作動によりアダプター１６８は上背し
、検査体Ｃを永久ｍ石１６ａ１に吸着固定した状態ぐ上
背させ（この際、検査体Ｃは永久磁石１４Ｇより離脱す
る）、次いでモータ１６Ｇの作動により検査体Ｃをアダ
プター１６ａと共に一方向に回転させる。

そして、検査体Ｃが回転し、タブ１０の一方の側面が規
正爪１６Ｎに当接すると（タブ１０の位置が定められた
時点）クラッチブレーキ１６ｄの作ｆｈによりアダプタ
ー１６ａの回転が停止すると共にモータ１６Ｃの回転も
止り、エアーシリンダ１６Ｇの作動によりアダプター１
６ａは検査体Ｃを吸着した状態で降下するが、検査体Ｃ
は段部１４ｂに当接したとぎアダプター１６ａより離れ
、かつ段部１４ｂに設けである永久磁石１４Ｇに吸容さ
れて上記位置決め状態を保って円形穴１４ａに懸架され
、ターンテーブル１４の回転によって次の工程位置に搬
送される。

ターンテーブル１４がさらに所定角度（例えば６０°）
回転した位置Ｗの円形穴１４ａの上方には、第１０図に
示す水、油、アルコールなどの接触媒質をタブ１０の接
着部（検査部）の上面に付【ノる塗布装置１７が設けら
れている。

即ち、接触ｔＢ、質の入った容器１７ａと、エアーシリ
ンダ１７ｂと、該エアーシリンダ１７ｂのビス１−ン１
コツト１７ｂ１の先端に取付【ノたスポンジ１７ｃと、
該スポンジ１７Ｃに一端を取付け、他端を容器１７ａ内
の接触媒質中に入れたガーピ１７（ｊとから成る。

よって、Ｗの位置に回転したターンテーブル１４は停止
すると共に、エアーシリンダ１７ｂの作動により、ガー
げ１７ｄの毛細管現象によって容Ｚ１７ａ内の接触ｖ１
７１を供給されでいるスポンジ１７ｃは降下してタブ１
０の接着部（検査部）の上面に押し当てられ、接触（ｌ
！ｉｑが塗布される。

ターンデープル１４がさらに所定角１食（例えば３０°
）回転した位置Ｓの円形穴１４ａの上方には、１）り記
接触ヘッド１２を備えた探触子１１が」下動可能に設（
）られている。

即ち、第１１図に示すように、台枠１８の上枠１８ａに
１７−シリンダ１９が取付（Ｊられ、そのビスＩ−ンロ
ツド１９ａの先端に探触子１１の一側を固定した支持枠
２０の上端部を固定覆ると共に、支持枠２０の下端部よ
り）？触ヘッド１２が突出している。

２１は探触子１１の垂直上下動を規正するために、上記
支持枠２０の両側が摺動するように台秤１８の側枠１８
ｂ１．：設けた案内板″Ｃある。

よっと、ＳＱン位置に回転したターンチー１ル１４４Ｊ
停止すると共に、エン−シリンダー９の作ｆｆ１１によ
り探触子１１のｊＪ延材からなる接触ヘッド１２がささ
にタブ１０　ｔｉ）接ン；部の上面にくい作した接触媒
質に当接し、超８波探傷によって接着状態σ）良ＩＩ　
／ノー判別される１、 ぞして、ターンｘｉ’　−１ル］４がさらに所定角度（
例えば９０°　）回転した位置Ｙａで１δ青不良どｒ１
ｊ別さｌ’ｌ／こ検査体Ｃはターンデー１ル１４より取
出さシし、＼らにターノテ・ゾル１１１が所定角度（例
えばａｏ゛　＋回転した１ンゴ１１Ｙ、て・接ンコ良好
と判別された検査体Ｃ（よターンテーブルＩ　Ｉｉより
取出されろ。

第１２図はターン１〜プル１４がＹ、Ｙｂの位７１　’
；回転しＩζ際の円形穴１４ａに対応して設（プられた
取出し装置２２を承り。

該取出し装置は、円形穴１４ａのＦ方に設置］られた１
アーシリンダ２２ａと、該エアーシリンダ２２ａのビス
１〜ンロツド２２ａ１に取（Ｊけられた押上げ円板２２
ｂとから成る検査体Ｃの叩Ｊ−げＩ構と、円形穴１４ａ
の上方に設置）られた両端間［１の収納円ｆｉ１２２ｃ
と、該収納円Ｇ’＋Ｌ　２２　Ｇの内壁１・方に設けら
れた環状フランジ２２（１ど、該環状フランジ２２（」
の内周縁部に上方へのみ回動Ｆｉｌ能にして通常水・ｙ
位置を保持するように恰着された複数の支持板２２ｃ（
１２０°間隔に３個が有効）とから成る順次積Φ支持機
構と力目つ構成されでいる。

よって、Ｙ　　−’Ｉ７ｂのｆＯ盾に回り几７ｊター）
ｊ一ブル１４は停止づると共に、エアーシリンダ２２ａ
の作動により押−Ｌげ円板２２［）がＬ冒しく検査（Ａ
　Ｃを押上げる５゜ 押上げられた検査体ｃ　１１先１ｉ　支１．’ｊの検査
体Ｃを載置して支持板２２ｅを上方に回動させ４ｊがら
支持板２２ｅ８重りこえたとき支持板２２　ｅ　Ｌ；Ｌ
水平位匠に復帰し、押上げ円板２２ｂの１・降に伴い倹
杏体Ｃは支持板２２ｅにより支持さ−れる。

而して、前２のターンテーブル１４の間欠回転、ホッパ
ー１５の蓋分離装［δ、検査体Ｃの検査部（タブ１０の
接着部）の位置規正装置１６の上下回転ｍ構、接触ｔＪ
ｉ質の塗布装置１７のエアーシリンダ１７ｂ、探触子１
１の上下駆動のエアーシリンダ１９、検査体Ｃの取出し
ＨＰｆ２２の１７−シリング２２ａの各順序作動ｔよ図
示しないが適宜なシーケンス制御によって行われる。

なお、検査体Ｃの搬送はＬ記のターンテーブルに限らず
、直線上ｌ’ｉ　ｉ７）　７−プルでもよく、また１ア
ーシリンダもカム笠の他の駆動手段にすることも可能で
ある。

〔発明の効果〕

（ａ）　　本発明は、探触子に設（）た接触ヘッドがｊ
？延材として有効に機能し、送信パルスと多重１］−波
形の分離及び接を界面エコーと底面１コーとの分列が可
能となるため、多重エコー波形のうち底面の２次エコー
以降のおよそ半波長の波形のレベルを容易に判別するこ
とができ、接着状態の良否を正確に行うことができる。

（ｂ）　　本発明は、搬送体の間欠移動、搬送体への検
査体の供給、検査部表面への接触媒質の塗布、超音波探
傷のための探触子の上下動、良品、不良品の搬送体から
の取出しの順序作動が仝Ｃ自動的に行われるので、省力
化が可能となり、検査能率が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図はタブを接着したシェルの平面図、第２図はタブ
の接着部分の拡大断面図、第３図はタブを引起した状態
の拡大断面図、第４図は超音波探傷の概要図、 第５図は本発明の超音波検査方法に使用１６探触子の縦
断面図、 第６図は接触ヘッドを示し、 同図（Ａ）は斜視図、 同図（Ｂ）は同図（△）のＸ−Ｘ線断 面図、 同図（Ｃ）、（Ｄ）は伯の形状の断面 図、 第７図は本発明の超音波検査方法による合成多重Ｔコー
、底面エコー、接着界面エコ ーの一例を示し、 同図（Ａ＞は接着良好の波形、 同図（Ｂ）は接着不良の波形、 第８図はターンテーブルの平面図、 第９図は検査体の検査部位置規正装置の一部断面概要図
、 第１０図は接触媒質の塗布装置の概要図、第１１図は探
触子の駆動装置の一部断面概要図、第１２図は検査体の
取出し装置の一部断面概要図、 第１３図は従来の探触子の縦断面図である。 ９・・・シェル、１０・・・タブ、１１・・・探触子、
２・・・接触ヘッド、１４・・・ターンテーブル、６・
・・検査体の検査部位置規正装置、６ａ・・・アダプタ
ー　１６ｃ・・・モータ、６ｆＪ・・・規正爪、１７・
・・接触媒質の４荀装置、２・・・検査体の取出し装置
。 ん２ 、茗 図 図 遺 図 字 ／２ 図 茅 ／３ 図 図 手 続 ンｒｔｉ 正 男 （自弁） １旧和６３年１１月３０口 １）許庁長官 古 田 文 殺 殿 事１′１の表示 昭和　６３　イに 特 ム′［ 願 第２６７ １６３号 発明の名称 超合波検査方法およびその倹査装買 補正をする賃 事件との関係

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、薄層の接着剤で互に接着された金属薄板の接着部表
   面に接触媒質を介して合成樹脂の遅延材からなる接触ヘ
   ッドを備えた送受波兼用の超音波探触子を接触させ、超
   音波エコーのうち底面の２次エコー以降の振巾の大きさ
   で接着の良否を判別することを特徴とする超音波検査方
   法。 ２、超音波探触子の接触ヘッドは、アクリル樹脂からな
   り、先端断面をほぼ矩形状に形成した遅延材が使用され
   る請求項１記載の超音波検査方法。 ３、検査体を一個あて懸架する複数の孔を有する搬送体
   と、前記孔に検査体を一個あて供給する検査体収納のホ
   ッパーと、検査体の検査部に接触媒質を付ける塗布装置
   と、合成樹脂の遅延材からなる接触ヘッドを備えた超音
   波探触子の上下動駆動装置と、検査体の良品、不良品を
   夫々搬送体より取出す取出し装置とから成る超音波検査
   装置。