JPS6117902A - 溶接止端部のフランク角測定センサ− - 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、溶接部の溶接止端部におけるフランク角を即
時的に測定できるようにした溶接止端部のフランク角測
定センサーに関するものである。

〔従来の技術〕

溶接構造物、あるいは繰返し荷重を受ける溶接部品の疲
労強度は、主として溶接部の応力集中係数によって決捷
る場合が多く、この応力集中係数は一般に溶接部全体の
形状、例えば第４図に示す隅肉溶接においては、溶接脚
長α、フランク角θ、溶接止端部の曲率半径Ｒｗなどに
よって決捷る。

従って、溶接部の安全性を確認するには、溶接部の形状
を検査する必要があり、従来よりモールド法と呼ばれる
検査方法が広く使用されてきた。モールド法は、第４図
ないし第６図に示すように粘弾性素材（パテなど）（ｂ
）を溶接止端部に押し当ててその形状を写し取り（第４
図参照）、前記素材（ｂ）を固形化したのち溶接線Ｃに
直角方向に切断して板状の薄片（ｄｉを切り出しく第５
図参照）、次いで切り出した薄片（ｄ）を拡大鏡を用い
て観察しく第６図参照）、観察して得られたフランク角
θ、曲率半径ＲＷ々どのデータを用いて応力集中係数を
算出し、合否の判定をするようにしていた。

しかし、この方法によると判定結果を得るまでに約１時
間を要するので、その間溶接作業を中断しなければなら
ず、溶接継手の多い構造物の品質管理に適用できない欠
点があった。

〔発明が解決しＪ：うとする問題点〕

本発明は、前述の欠点に鑑み、溶接部の応力集中係数の
可否を即時的に判定する対策のうち最重要課題である溶
接止端部のフランク角測定センサーを提供せんとするも
のである。すなわち応力集中係数は、前述したように溶
接脚長ａ、フランク角θ、溶接止端部の曲率半径Ｒｕな
どによって決捷るが、溶接継手の形状（隅肉、突合わせ
など）および板厚などの溶接条件が定まると、溶接脚長
ａの寸法が定まり、実際の溶接作業における溶接脚長ａ
のばらつきはほぼ一定範囲内にある。従って応力集中係
数の可否を判定するには、フランク角θと曲率半径Ｒｗ
を測定すればよく、一方向率半径Ｒｗについては、他の
測定器（例えば同一出願人による特願昭５８−１２８６
５６号および特願昭５８−１２８６５７号参照）々どを
用いて即時的に判定できるので、これらの測定器を併用
して応力集中係数を即時的に判定せんとするものである
。

〔問題点を解決するだめの手段〕

上記問題点を解決するための本発明の溶接止端部のフラ
ンク角測定センサーは、ホルダーに伸縮自在に支持した
芯枠と、該芯棒先端部およびホルダー間に取り付けられ
前記芯枠の側方に相互に反対方向に且つ屈曲自在に張り
出した二個の接触片を有する検出ヘッドと、前記芯枠の
伸縮動作を電気的に検出する装置と、検出結果を表示す
る装置とを備えたものであり、二個の接触片を溶接部に
密着させてフランク角を検出すると、検出した角度が芯
枠の伸縮動作に変換されて電気的に検出され、表示装置
に表示されるので、フランク角を即時的に測定でき、別
に求めた溶接止端部曲率半径の測定結果を参照すること
により応力集中係数の可否を即時的に判定できるなどの
利点を有するものである。

〔実　施　例〕

以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。第１
図ないし第６図は本発明の一実施例を示すもので、本発
明のフランク角測定センサーは、７ランク角を検出し、
検出したフランク角に対応する電気信号を送り出す検出
部と、該検出部から送られた電気信号を増幅し予め設定
□した値と比較してフランク角を表示する判定部などに
よって構成される。

検出部は、第１図に示すごとく、差動トランスのコイル
（１）を収納し、人間の手で掴み易い寸法に形成した円
筒状のホルダー（２）と、このホルダー（２）の中心部
に伸縮自在に支持され前記差動トランスのコア（３）に
連結したグラスファイバー人エポキシ樹脂製の芯枠（４
）と、ホルダー（２）端部および芯枠（４）先端部間に
取り付けられ芯枠（４）の側方に左右対称にパンタグラ
フ状に張り出し且つ相互に屈曲自在に構成した中央片（
５）、接触片（６）　（６）、支持片（７）　（７）な
どからなる検出ヘッド（８）と、前記芯枠（４）を突′
出方向に付勢するスプリング（９）などからなり、芯枠
（４）を軸線方向に移動すると、移動量に応じて二枚の
接触片（６）　（６）が相互に挾む角度θ′が変化し、
一方、差動トランスは芯枠（４）の移動量に応じた大き
さの電気信号を出力するようになっている。

検出ヘッド（８）は硬質ポリエチレン製の一体の板状部
材でつくられ、各月（５）（６）（７）は、各片相互間
の屈曲部に相当する部分に切れ口ＱＱ　（１１）　０２
を設けることにより簡素に且つ小型に構成されている。

また、中央片（５）の幅ｆは、第５図に示すように検出
ヘッドを溶接止端部に押し当てて測定する際、接触片（
６）　（６）が曲率部の凹み０→を跨いで母材および溶
接部の表面に当接するように設定されており、凹み０４
）の形状（曲率半径、凹凸）が複雑な場合でも測定精度
に影響を受け々いようになっている。

判定部は、第２図に示すように前記差動トランスのコイ
ル（１）から導線θのを経て入力した電気信号（ｇ）を
増幅するＤＴＰ信号増幅回路（以下増幅回路と称す）　
ＱＩＩＳと、接触片（６）　（６）の挾む角度（この角
度は標準角度ゲージを用いて確認される）が１００度か
ら１０度おきに１５０度まで変化した際の各増幅出力に
等しい出力信号を設定した設定回路０力と、前記各回路
ｏｒ＋　（１７）から送られた電気信号（ｈ）（ｚｌの
大きさを比較し、設定信号に一致した電気信号（ｊ）を
出力する比較回路α８）と、前記信号（ｊ）を受は取り
設定信号に対応する表示窓を点灯表示する表示装置０［
相］などからなる。

次に、本測定センサーの取扱要領および作動について説
明する。フランク角を測定する際は、ホルダー（２）を
手に持って検出ヘッド（８）の先端にある中央片（５）
が曲率部の凹み０→を跨越するように配置し、検出ヘッ
ド（８）を溶接止端部に押圧する（第３図参照）。この
操作によって芯枠（４）がスプリング（９）の弾性力に
打ちかつてホルダー（２）内に引っ込み（矢印ｋ）、二
つの接触片（６）　（６）が挾む角度が増大する。そし
て各接触片（６）　（６）が母材および溶接部の各表面
（イ）（２１）にすき間なく密着したときｌはフランク
角θに一致するので、このどきの角度を表示装置０ゆか
ら読み取る。

差動ｌ・ランスが、接触片（６）　（６）が挾む角度に
対応した電気信号を送り出し、この信号が増幅され、設
定信号に一致するとブランク角が点灯表示されるので、
即時的にフランク角を測定することができる。

なお、本発明は前述の実施例にのみ限定されるものでは
なく、例えば表示装置は表示窓点灯方式の替わりに目盛
表示、あるいは警報表示してもよいことなど、その信奉
発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を加
え得ることは勿論である。

〔発明の効果〕

以上に述べたごとく、本発明の溶接止端部のフランク角
測定センザーは次の優れた効果を発揮する。

（１）二つの接触片が溶接部および母材の各表面にそれ
ぞれ密着するように検出ヘッドを構成してフランク角を
検出し、検出したフランク′　角を芯枠の伸縮動作に対
応させて電気的に検出し、検出結果を表示するようにし
たので、フランク角を即時的に測定することができる。

（ＩＩ）溶接止端部の曲率半径を別途測定することによ
り、溶接部の応力集中係数の可否を即時的に判定するこ
とができ、溶接作業に追従して迅速に溶接検査を進行さ
せることができる。

（ｉｉＤ　　二つの接触片を所要幅を有する中央片を介
して芯棒先端に取９伺けることによシ、二つの接触片は
溶接止端部の曲率部を跨越した場所において測定部に密
着することになり、測定精度を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第６図は本発明の実施例を示し、第１図は
検出部の切断側面図、第２図は判定部のブロック線図、
第３図は本センサーの取扱要領の説明図、第４図ないし
第６図は従来のフランク角測定方法の説明図である。 図中、（１）はコイル、（２）はホルダー、（３）はコ
ア、（４）は芯枠、（６）は接触片、（８）は検出ヘッ
ド、（イ）はＤＴＰ信号増幅回路、α力は設定回路、α
８）は比較回路、θ■は表示装置を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）ホルダーに伸縮自在に支持した芯棒と、該芯棒先端
   部およびホルダー間に取り付けられ前記芯棒の側方に相
   互に反対方向に且つ屈曲自在に張り出した二個の接触片
   を有する検出ヘッドと、前記芯棒の伸縮動作を電気的に
   検出する装置と、検出結果を表示する装置とを備えたこ
   とを特徴とする溶接止端部のフランク角測定センサー。