JPH04143654A - 超音波探触子の走査装置 - 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、超音波を用いた検査装置に係り、特に被検査
体の任意の面に対して、超音波探触子を非接触で一定の
角度および一定の距離を保ちながら、自動的に検査を行
うに好適な超音波検査装置の超音波探触子の走査装置に
関する。

〔従来の技術〕

従来の超音波探触子の走査装置の一例としては、昭和６
３年２月に日本非破壊検査協会により発行された春季大
会講演会概要集の第１５２頁から第１５３頁の「曲面形
状物体用自動超音波探傷装置の開発」に記載されたもの
が知られている。これによれば、超音波探触子の走査装
置は、Ｘ、Ｙ。

Ｚ軸方向に駆動できる装置と、このＺ軸回りに回転する
θ軸と、このθ軸に対して揺動するα軸を含んでなり、
このα軸の先端に超音波探触子を取付けた構成となって
いる。

このような走査装置により、曲面を含んでなる被検査体
を走査するに当っては、先づレーザ距離計等によって被
検査体の形状を計測し、これに基づいて超音波探触子を
走査するようにしている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記の従来技術は、被検査体の曲面形状をあらかじめレ
ーザ距離計等で測定し、このデータをもとに検査面に対
する超音波探触子の姿勢と距離を制御している。

この姿勢制御は、θ軸とα軸との２軸によっている。そ
のため、ｘ、ｙ、ｚ軸を制御して超音波探触子の中心軸
を検査点に合わせた後、その姿勢を調整しようとすると
、α軸を動かすことになる。

しかし、α軸を動かすと、超音波探触子の中心軸が検査
点から外れてしまい、この外れを補うために、再びｘ、
ｙ、ｚ軸等のすべての軸を協調制御しなければならず、
姿勢制御が複雑であるという問題があった。

本発明の目的は、探傷走査における探触子の姿勢制御を
簡単にすることができる超音波接触子の走査装置を提供
することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の走査装置は、上記目的を達成するために、支持
金具の先端部に取付けられた円弧状の軌道と、この軌道
に沿って摺動可能に係合された同一曲率中心を有する円
弧状のガイドレールと、このガイドレールに沿って摺動
可能に係合されたスライダと、このスライダに上記円弧
の曲率中心に向けて取付けられた超音波探触子とを含ん
でなる。

〔作用〕

本発明によれば超音波探触子が取り付けられたスライダ
は、円弧状のガイドレールの端から他の端まで同心円上
を移動できる。従って超音波探触子の中心軸は常に上記
円弧の曲率中心を通る。この曲率中心と被検査体上の検
査点とを一致させるように、走査装置を支持している支
持金具をＸ。

Ｙ、Ｚ軸方向に操作する。つぎにθ軸の旋回とスライダ
の移動操作で超音波探触子の中心軸を検査点における曲
面の法線又は希望の入射角に一致させる。このように、
θ軸又はスライダを移動操作しても、超音波探触子の中
心軸は検査点から外れないので、ｘ、ｙ、ｚ軸を繰返し
操作する必要がなくなり、姿勢制御が極めて簡単になる
のである。

しかも、ガイドレールは、円弧状の軌道の端から他の端
までの動作範囲を移動できる。したがって、超音波探触
子の動作範囲はスライダの動作範囲とガイドレールの動
作範囲を加算した動作を得ることができ、被検査体の検
査範囲を拡大できる。

また、上記走査装置を基本構成とする装置を同心円状に
２段に重ね、各々を直交させて連結し、下段のスライダ
に超音波探触子を取り付けた構成とすれば、θ軸を操作
することなく、上下のスライダを操作することにより、
超音波探触子の姿勢を制御できる。これによれば、周囲
の条件により走査装置全体をθ軸回りに回転できない場
合に有効である。

〔実施例〕

以下、図面に基づいて本発明に係る実施例を説明する。

第１図は本発明に係る一実施例の透視図、第２図は第１
図の■−■矢視の側面図である。

支持金具１３の基部には４個の取付孔が開孔したベース
１０が設けられ、このベース１０は駆動装置（図示せず
）のｘ、ｙ、ｚ軸およびこのＺ軸の周りに回動できるθ
軸とを備えた装置の先端に取付けられている。支持金具
１３の先端は円弧状の軌道２の中央上部に固定されてい
る。この軌道２の内周面にＶガイド溝１４が形成されて
いる。

このＶガイド溝１４には円弧状のガイドレール３の外周
面に６設したＶガイド１５が摺動可能に嵌挿されている
。

ガイドレール３の幅方向の両側には、Ｖガイド７とラッ
ク５とが全長にわたって設けられている。

このガイドレール３を囲むように下側からＵ字状のスラ
イダ４が設けられている。

このスライダ４の両側枠の一方に複数の案内ローラ８が
設けられている。この案内ローラ８は前記Ｖガイド７を
上下から挟んで設けられている。

スライダ４の反対側の側枠には上記ラック５と噛合って
回転できるピニオン９が軸支されている。

上記ピニオン９は回転軸１２を介してモータ６に連結さ
れている。またスライダ４の下面に、円筒状のホルダ１
１が取付けられ、このホルダ１１の先端には超音波探触
子１が設けられている。この超音波探触子１の中心軸１
６は上記ガイドレール３の曲率中心０と交叉するように
設けられている。

このように構成される実施例の動作について第３図を用
いて説明する。第３図は第２図の■−■矢視による動作
説明図である。ベース１０は第１図のＺ軸（垂直方向の
軸）およびこのＺ軸の周りに回動できるθ軸の先端に固
定される。

いま、被検膏体Ｑ上の検査点Ｐを検査するものとする。

まず、検査点Ｐと支持金具１３の中心軸１６とを一致さ
せる。この位置では超音波による検査面に対して直角方
向からの検査ができない。

そこで、ガイドレール３とスライダ４を移動して、超音
波探触子１の中心線が検査点Ｐにおける法線Ｐ−Ａ、と
一致する２αまで移動する。この移動によっても、超音
波探触子１の中心線は検査点Ｐから外れることがないの
で、容易に姿勢を合わせることかできる。

ここで検査点Ｐと超音波探触子１との間に油、水などの
液体を導入すれば、検査点Ｐの探傷ができる。検査点Ｐ
における法線がＰ−Ａ、であるならば、ガイドレール３
は摺動させることなくスライダ４だけをα１だけ移動す
ればよい。

また、被検査体Ｑが半球面である場合には、θ軸を旋回
しながらスライダ４の運動とを組合せて探傷する。その
他の曲面であっても、検査点Ｐにおける法線と中心軸１
６とを一致させて走査する。

また、上記実施例の走査装置を２段に連結すれば、さら
に姿勢制御が容易になる。つまり、１つの走査装置の超
音波探触子１に代えて、他の走査装置のベース１０を取
付け、かつこれらのガイドレール３を直交させて構成す
る。これによれば、θ軸を回転動作させなくても、各々
のスライダ４を組合せて制御すれば、θ軸を駆動したと
きと同様の作用、効果を示す。

特に被検査体Ｑや周囲の障害物によって、θ軸を旋回で
きない場合に有効である。

第４図は、本発明の他の実施例の側面図である。

本実施例は、ガイドレール３の走行をモータ２゜のコン
トロールによって自動化したものである。

すなわち、ガイドレール３の中央の上部にラック２３を
設け、このラック２３に噛み合うピニオン２２を軌道２
に回転自由に取り付け、このピニオン２２を軸２１を介
してモータ２０により駆動するようにしたのである。な
お第２図に示したものと同一符号を付した部品等は同一
の機能・構成を有するものであるから説明を省略する。

第５図は本発明の更に他の実施例の正面図である。この
実施例は支持金具１３をバーズ１ｏ側の基部１３Ａと軌
道２側の先端部１３Ｂとに分割し、これらの間に軌道２
と直交する方向にピン３゜（六角頭付ボルト）を介装し
、反対側はナツト（図示せず）によって固定したもので
ある。これによればピン３０の軸を中心にして、ガイド
レール３を揺動でき、中心軸１６を例えば±Ｐ′の位１
ｉ（Ａ４軸）迄移動させることができる。

したがって、本実施例によれば、さらに走査範囲を拡大
できる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、円弧状のガイドレールに沿って摺動す
る超音波探触子を設けたので、この超音波探触子の中心
線が上記円弧の曲率中心を常に通る。この曲率中心に検
査点を置けば、θ軸とスライダ位置を調整して超音波探
触子を移動させるだけで、上記中心軸を検査点における
法線又は希望の入射角と一致させることができる。

特に、ガイドレールを円弧状の軌道の端から他の端まで
移動できるようにしたことから、超音波探触子の摺動範
囲を拡大でき、姿勢制御の範囲を拡大できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る一実施例の透視図、第２図は第１
図のｎ−ｎ矢視の側面図、第３図は第２図の■−■矢視
による動作説明図、第４図は本発明の他の実施例の側面
図、第５図は本発明の更に他の実施例の正面図である。 １・・・超音波探触子、１０・・・ベース、２・・・軌
道、 ３・・・ガイドレール、 ４・・・スライダ、 ５・・・ラック、 ６・・・モータ、 ７・・・ｖガイド、 ８・・案内ローラ、 ９・・・ピニオン、 １・・・ホルダ、 ２・・・回転軸、 ３・・支持金具、 ４・・・Ｖガイド溝、 ５・・・Ｖガイド、 ６・・中心軸、 ０・・・曲率中心、 Ｐ・・・検査点。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、支持金具の先端部に取付けられた円弧状の軌道と、
   この軌道に沿って摺動可能に係合された同一曲率中心を
   有する円弧状のガイドレールと、このガイドレールに沿
   って摺動可能に係合されたスライダと、このスライダに
   上記円弧の曲率中心に向けて取付けられた超音波探触子
   とを含んでなる超音波探触子の走査装置。 ２、支持金具の先端部に取付けられた円弧状の第１の軌
   道と、この第１の軌道に沿って摺動可能に係合された同
   一円弧状の第１のガイドレールと、この第１のガイドレ
   ールに沿って摺動可能に係合された第１のスライダと、
   この第１のスライダに取付けられ、上記第１のガイドレ
   ールと直交する向に取付けられた同一曲率中心の円弧状
   の第２の軌道と、この第２の軌道に沿って摺動可能に係
   合された同一円弧状の第２ガイドレールと、この第２の
   ガイドレールに沿って摺動可能に係合された第２のスラ
   イダと、この第２スライダに上記円弧の曲率中心に向け
   て取付けられた超音波探触子とからなる超音波探触子の
   走査装置。３、上記支持金具が基部とこの基部にピンを
   介して扇形に回動できる先端部とから成ることを特徴と
   する請求項第１項又は第２項記載の超音波探触子の走査
   装置。 ４、上記スライダを走行させる走行手段を備え、この走
   行手段は上記ガイドレールの長手方向に延在して設けた
   ラックと、上記スライダに回転自由に支持され上記ラッ
   クに噛合されたピニオンと、このピニオンを回転駆動す
   るモータとを含んでなる請求項第１項、第２項、第３項
   のいずれか一つに記載の超音波探触子の走査装置。 ５、上記ガイドレールが長手方向に延在する一対のＶガ
   イドを備え、このＶガイドを挾む如く転接する複数の案
   内ローラと係合し、この案内ローラがスライダに回転自
   由に設けられている請求項第１項、第２項、第３項、第
   ４項のいずれか一つに記載の超音波探触子の走査装置。