JPH0232248A - 長尺材の渦流探傷装置 - 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】 ある。

〔従来の技術〕

最近、金属材の表面傷や表面近傍の内部欠陥を検査する
探傷方法として、渦流探傷法が注目されている。

この渦流探傷法は、原理的には、励振コイルが発生する
渦電流を被検査材に流し、被検査材中に流れる渦電流の
変化を検査コイルで検出して電子回路により表面傷や内
部欠陥の有無を判定するもので、この渦流探傷法は、磁
気探傷法のように被検査材を磁化する必要がないし、ま
た高速で連続した探傷を行なえるために、レール、各種
型鋼、棒材等の長尺材の探傷に適している。

第５図は上記渦流探傷法によって長尺材を探傷する従来
の渦流探傷装置を示したもので、図中２は被検査材１の
走行路を構成する被検香材搬送ローラであり、被検査材
１はこの搬送ローラ２上を走行してくる。３は被検査材
１の走行路の途中に配置された渦流探傷プローブである
。このプローブ３は、磁心の外側に励振コイルと検査コ
イルとを設けたプローブコイルをケース内に収納したも
のであり、このプローブ３はプローブ支持機構４に支持
させて、その先端面が被検査材１の検査面に対し一定の
ギャップｈを存して近接対向するように設けられている
。上記プローブ支持機構４は、固定フレーム５で案内さ
れて被検査材１に対し接離する方向に移動するロッド６
に支持されたプローブ支持部材７と、このプローブ支持
部材７に設けられた検査面倣いローラ８と、上記プロー
ブ支持部材７を被検査材１側に押圧してこの支持部材７
に設けられている検査面倣いローラ８を被検査材］の検
査面に接触させるコイルばね９とからなっており、プロ
ーブ３は上記プローブ支持部材７に取付けられている。

この渦流探傷装置は、被検査材１をその長さ方向に走行
させながら上記渦流探傷プローブ３によって被検査材１
を探傷するもので、この被検査材１の探傷は一般に自己
比較法（差動法ともいう）によって行なわれている。こ
の自己比較法は、励振コイルの誘起電圧と、被検査材１
中に流れる渦電流によって検査コイルに誘起する電圧（
励振コイルとは逆方向の電圧）との比較によって傷の有
無を検査する方法であり、被検査材１巾を流れる渦電流
が一様であれば、励振コイルと検査コイルとの誘起電圧
（逆方向の電圧）が互いに打消し合って出力電圧は出な
いが、被検査材１に表面傷や内部欠陥があると、被検査
材１中を流れる渦電流の分布が変化して検査コイルに誘
起する電圧の大きさおよび位相が変化し、この変化に応
じた電圧信号が検査コイルから出力される。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記従来の渦流探傷装置では、検査面倣
いローラ８とプローブ３とを被検査材１の検査面に対し
て垂直に接離移動するプローブ支持部材７に設けている
ために、被検査材１に反りがあると、第６図に示すよう
にプローブ３と被検査材１の検査面との間のギャップｈ
が変化してしまい、このギャップの変化によってもプロ
ーブ３の出力か変化するために、これが誤探傷の原因と
なっていた。

本発明は上記のような実情にかんがみてなされたもので
あって、その目的とするところは、被検査材の反りに対
してもプローブと被検査材の検査面との間のギャップを
一定に保って信頼性の高い探傷を行うことができる長尺
材の渦流探傷装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上記目的を達成するために、被検査材の検査面
に接する第１と第２の検査面倣いローラを備え、かつこ
の第１と第２の検査面倣いローラは前記被検査材の長さ
方向に間隔をおいて配置するとともに、前記検査面倣い
ローラの一方は、前記被検査材の検査面に対して接離移
動するプローブ支持ユニットに支持させ、他方の倣いロ
ーラは、前記プローブ支持ユニットに前記一方の倣いロ
ーラの設置位置を支点として前記被検査材の検査面に対
し接離回動可能に設けられかつばね力により前記被検査
材側に押圧される傾動テーブルに設けるとともに、前記
傾動テーブルに渦流探傷プローブを支持させたものであ
る。

〔作用〕

この渦流探傷装置によれば、被検査材に反りがあっても
、この被検査材の検査面に接する第１と第２の検査面倣
いローラが被検査材の反りに応じて変位し、この第１と
第２の検査面倣いローラの変位にともなって前記傾動テ
ーブルが被検査材と平行になるように回動するために、
この傾動テーブルに支持した渦流探傷プローブと、被検
査材の検査面との間のギャップが変化することはなく、
したがって、被検査材の反りに対してもプローブと被検
査材の検査面との間のギャップを一定に保って信頼性の
高い探傷を行なうことができる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を、レールの足部を探傷する渦
流探傷装置について説明する。

第１図〜第３図において、図中１１は探傷装置全体を支
持する昇降フレームであり、この昇降フレーム１１は、
被検査レールＩＯの走行路と平行な左右２本の横梁１２
．１２と、レール走行路に対して直交する前後２本の水
平ロッド１３．１３とからなっている。この昇降フレー
ム１１は、被検査レール１０の走行路の下方に水平に設
けられており、レール走行路の両側に２本ずつ垂直に設
けられた４本の固定ガイドポスト１４，１４で左右の横
梁１２．１２の両端部を案内されて昇降するようになっ
ている。１５は昇降フレーム１１の２本のロッドｉａ、
　　１３に摺動可能に支持されてレール走行路の幅方向
に移動する角枠状の横移動部材であり、この横移動部材
１５は、上記各ロッド１３．１３の両端側にそれぞれ嵌
装したばね力の等しい一対のコイルばねｔｅ、　ｔｅに
より両側から押圧されて、常時はロッド１３の長さ方向
中央部に位置している。１７はこの横移動部材１５を昇
降フレーム１１とともに昇降させるメインシリンダ（エ
アーシリンダ）であり、このメインシリンダ１７は、横
移動部材１５の中央部に設けたブラケット１８に連結さ
れている。なお、このメインシリンダ１７は、横移動部
材１５の横移動にともなって傾動するように設けられて
いる。１９はプローブ支持ユニットであり、このプロー
ブ支持ユニット１９は、上記横移動部材１５に支持され
てその上側に設けられた揺動枠２０と、この揺動枠２０
内に設けられた前後一対の傾動テーブル２１．２１とか
らなっている。そして上記揺動枠２０は、その前後面の
幅方向中央部を上記横移動部材１５の前後部に設けたブ
ラケット２２、２２に支軸２３により枢支されて、左右
方向（被検査レール１０の幅方向）に傾き回動可能に支
持されている。２４は揺動枠２０の両測部中央と上記横
移動部材１５との間に介在されたばね力が等しい一対の
コイルばねであり、揺動枠２０は、このコイルばね２４
．２４によって水平状態に保持されている。また上記前
後一対の傾動テーブル２１．２１はそれぞれ、揺動枠中
央側の基端部を揺動枠２０の前後方向中央部にレール走
行路と直交させて設けた支軸２５に支持されて、この支
軸２５を中心として上下方向つまり被検査レール１０の
足裏面に対して接離する方向に回動可能に設けられてい
る。この各傾動テーブル２１．２１は、揺動枠２０に設
けたばね受け２６．２６と傾動テーブル２１．２１の先
端部下面との間に介在させたコイルばね２７．２７によ
って上方に押圧されている。なお、この傾動テーブル２
１．２１は図示しない長孔と長孔摺動ビンとにより傾動
範囲を規制されて、水平状態から上下方向にそれぞれ５
″〜ＩＯ″程度ずつだけ傾動するようになっている。そ
して、この各傾動テーブル２１．２１の上面には、それ
ぞれ、この傾動テーブル２１．２１と一体に傾動するプ
ローブ支持プレート２８．２８が被検査レール１０の幅
方向に移動可能に設けられており、前側傾動テーブル２
１上のプローブ支持プレート２８には、レール足部の右
側縁部を探傷する２個の固定プローブ３０とレール足裏
面の右半分を探傷する旋回プローブ３１が支持され、後
側傾動テーブル２１上のプローブ支持プレート２８には
、レール足部の左側縁部を探傷する２個の固定プローブ
３０とレール足裏面の左半分を探傷する旋回プローブ３
１が支持されている。また、各プローブ支持プレート２
８．２８はそれぞれ、傾動テーブル２１．２１に支持さ
せたエアーシリンダ２９．２９によって移動されるよう
になっており、上記固定プローブ３０および旋回プロー
ブ３１は、このプローブ支持プレート２８．２８の移動
により被検査レールＩＯの側縁部および足裏面に近接対
向されるようになっている。

上記各プローブ支持プレート２８．２８にそれぞれ支持
された２個の固定プローブ３０の一方はレール足部の裏
面に対向し、他方のプローブはレール足部の側面に対向
しており、この固定プローブ３０は、レール走行路を走
行してくる被検査レール１０の足部側縁部をレール長さ
方向に直線状にスキャンしてレール足部側縁部を探傷す
る。そして、この２個の固定プローブ３０は、プローブ
支持プレート２８゜２８に取付けたプローブ取付は部材
３２に固定されており、またこのプローブ取付は部材３
２には、被検査レール１０の足部側面に接して固定プロ
ーブ３０とレール足部側縁との間のギャップを確保する
足部側面倣いローラ３３が軸支されている。

また、各プローブ支持プレート２ｇ、　Ｈにそれぞれ支
持された旋回プローブ３１．３１は、それぞれ、プロー
ブ支持プレート２８に固定したモータ３４に連結されて
回転する回転体３５に、その回転中心からずらして２個
ずつ取付けられており、この旋回プローブ３１は、回転
体３５の回転により旋回されてレール足裏面の半分の領
域のほぼ全幅を円を描くようにスキャンする。なお、３
６は旋回プローブ３１と図示しない探傷回路とを接続す
る非接触型中継器（例えばトランス）である。

第４図は各プローブ支持プレート２８．２８にそれぞれ
支持された旋回プローブ３１．３１のレール検査面スキ
ャン軌跡を示したもので、図中３１ａ　、　３１ａは各
旋回プローブ３１．３１の有効探傷範囲を示している。

この図に示すように、各旋回プローブ３１゜３１は、レ
ール足裏面の右半分の領域と左半分の領域とをそれぞれ
この領域のほぼ全幅を円を描くようにスキャンする。ま
た、この実施例では、回転体３５に２個の旋回プローブ
３１を図示のような配置で取付けているから、レール足
裏面を、内側プローブと外側プローブとの有効探傷範囲
３１ａを加えた広幅の円を描くようにスキャンして、高
い探傷密度でレール足裏面を探傷することができる。ま
た、旋回プローブ３１．３１は、円を描くようにレール
足裏面をスキャンするから、レール長さ方向に沿う縦倍
も、斜め傷もレール長さ方向に沿う横倍もこれと交差す
る方向にスキャンすることになり、したがってこの旋回
プローブ３１は、縦、斜め、横のいずれの傷も感度よく
検出する。

一方、第１図〜第３図において、３７．３８はプローブ
支持ユニット１９の中間部と前後部とに設けられて被検
査レールＩＯの足裏面に接する足裏面倣いローラであり
、レール足裏面に対向する固定プローブ３０および旋回
プローブ３１とレール足裏面との間のギャップは、この
足裏面倣いローラ３７．３８によって確保されるように
なっている。この足裏面倣いローラのうち、中間の足裏
面倣いローラ３７は、前記傾動テーブル２１．２１の傾
動中心の真上に位置させて揺動枠２０の上部に横架１．
たローラ取付は板３９上に設けられており、前後の足裏
面倣いローラ３８、３８はそれぞれ、上記傾動テーブル
２１．２１の先端部にそれぞれ立設したローラ取付は部
４０．４０の上端に軸支されている。なお、中間の足裏
面倣いローラ３７は、前記傾動テーブル２１．２１が水
平状態にあるときに前後の足裏面倣いローラ３８．３ｇ
と同じレベルになる高さに設けられている。

上記渦流探傷装置は、レール走行路を走行してきた被検
査レールＩＯの先端が各足裏面倣いローラ３７、３８の
上を通過したときにメインシリンダ１７によって上昇さ
れ、各足裏面倣いローラ３７．３８により被検査レール
ｌＯの足裏面を倣いながら上記固定プローブ３０．３０
および旋回プローブ３１．３１により被検査レール１０
の足裏面を探傷するもので、各足裏面倣いローラ３７．
３８のうち、中間の足裏面倣いローラ３７はメインシリ
ンダ１７の押力によってレール足裏面に押付けられ、前
後の足裏面倣いローラ３８、３８は、傾動テーブル２１
．２１を上方つまり被検査レール１０側に押圧している
コイルばね２７．２７のばね力によってレール足裏面に
押付けられる。

そして、上記渦流探傷装置では、中間の足裏面倣いロー
ラ３７は被検査レール１０の検査面（足裏面）に対して
接離移動するプローブ支持ユニット１９に支持させ、前
後の足裏面倣いローラ３８．３８は、前記プローブ支持
ユニット１９に前記中間の倣いローラ３７の設置位置を
支点として前記被検査レール１０の検査面に対し接離回
動可能に設けられかつばね力により前記被検査レール１
０側に押圧される傾動テーブル２１．２１に設けるとと
もに、前記傾動テーブル２１．２１にそれぞれ、その上
に設けたプローブ支持プレート２８．２８に支持させて
渦流探傷プローブ（固定プローブ３０と旋回プローブ３
１）を設けているから、この４渦流探傷装置によれば、
被検査レール１０に上下方向の反りがあっても、この披
検査レールＩＯの検査面に接する中間と前後の検査面倣
いローラ３７．３８が被検査レール１０の反りに応じて
変位し、この中間と前後の検査面倣いローラ３７゜３８
の変位にともなって前記傾動テーブル２１が被検査レー
ル１０と平行になるように回動するために、この傾動テ
ーブル２１に支持したプローブａｏ、　ａｉと、被検査
レール１０の検査面との間のギャップが変化することは
ない。したがって、上記渦流探傷装置によれば、被検査
レール１０の反りに対してもプローブ３０．３１と被検
査レールＩＯの検査面との間のギャップを一定に保って
信頼性の高い探傷を行なうことができる。

なお、上記実施例では、レール足部の右側縁部とレール
足裏面の右半分を探傷する固定プローブ３０および旋回
プローブ３１と、レール足部の左側縁部とレール足裏面
の左半分を探傷する固定プローブ３０および旋回プロー
ブ３１とを、それぞれ別の傾動テーブル２１．２１に支
持させているが、これらプローブ３０．３１は全て同じ
傾動テーブル２１に支持させてもよい。また上記実施例
では、レール足部側縁とレール足裏面を探傷する装置に
ついて説明したか、本発明は、レール頭部の頂面やレー
ル頭部の側面を探傷する装置にも、またレール以外の長
尺材の探傷装置にも適用できるし、また使用する渦流探
（易プローブも、旋回プローブに限らず、多数の固定プ
ローブを被検査材の検査面の幅方向に並べて配置しても
よい。

〔発明の効果〕

本発明の渦流探傷装置によれば、被検査材に反りがあっ
ても、この被検査材の検査面に接する第１と第２の検査
面倣いローラが被検査材の反りに応じて変位し、この第
１と第２の検査面倣いローラの変位にともなって前記傾
動テーブルが被検査材と平行になるように回動するため
に、この傾動テーブルに支持した渦流探傷プローブと、
被検査材の検査面との間のギャップが変化することはな
く、したがって、被検査材の反りに対してもプローブと
被検査材の検査面との間のギャップを一定に保って信頼
性の高い探傷を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は本発明をレールの足部を探傷する渦流
探傷装置に適用した一実施例を示したもので、第１図は
第２図のＩ−Ｉ線に沿う断面図、第２図は渦流探傷装置
の平面図、第３図は第２図の■−■線に沿う断面図、第
４図は旋回プローブのレール検査面スキャン軌跡図であ
る。第５図および第６図は従来の渦流探傷装置の原理図
および披検査Ｈの反りによるプローブと被検査材の検査
面との間のギャップの変化を示す拡大図である。 １０・・・彼検査レール、１９・・・プローブ支持ユニ
ット、２１・・・傾動テーブル、２５・・・支軸、２７
・・・各カ、均テーブル押圧用コイルばね、２８・・・
プローブ支持プレート、３０・・・固定プローブ、３１
・・・旋回プローブ、３４・・・モータ、３５・・・回
転体、３７．３８・・・足裏面倣いローラ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 長尺の被検査材をその長さ方向に走行させながらこの被
   検査材の検査面に対向する渦流探傷プローブにより前記
   被検査材を探傷する渦流探傷装置において、前記被検査
   材の検査面に接する第１と第２の検査面倣いローラを備
   え、かつこの第１と第２の検査面倣いローラは前記被検
   査材の長さ方向に間隔をおいて配置するとともに、前記
   検査面倣いローラの一方は、前記被検査材の検査面に対
   して接離移動するプローブ支持ユニットに支持させ、他
   方の倣いローラは、前記プローブ支持ユニットに前記一
   方の倣いローラの設置位置を支点として前記被検査材の
   検査面に対し接離回動可能に設けられかつばね力により
   前記被検査材側に押圧される傾動テーブルに設けるとと
   もに、前記傾動テーブルに渦流探傷プローブを支持させ
   たことを特徴とする長尺材の渦流探傷装置。