JPS629266A - 超音波探傷装置 - 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】 ａ、産業上の利用分野 本発明は超音波探傷装置、特にタイヤ式超音波探傷装置
に関する。

ｂ、従来の技術 超音波を用いて探傷をする場合、超音波トランスデユー
サと被験物の間に空気等が存在するとき超音波伝播径路
に音響インピーダンスに変化が生じ、このインピーダン
ス不整合に起因して超音波の反射が境界面で起る。すな
わち超音波トランスデユーサから被験物へ超音波が効率
的に送信されない。これを避けるために、超音波トラン
スデユーサと被験物の中間を空気に代えて水等の液体で
充たし一１音響インピーダンスの変化を少くした浸漬式
探傷装置がある。

浸漬式探傷装置は正確な探傷装置であるが、連続的に製
造される鋼材あるいはレールのための探傷には、液体を
保持するための浸漬槽等が必要で装置が大規模かつ複雑
となる。

連続的に製造される鋼材あるいはレールを探傷するため
に、浸漬式探傷装置と同じ原理に基づくタイヤ式超音波
探傷装置が知られている。これは１、被験物である走行
鋼板の表面に密接して回転するウレタンなどで作られた
タイヤの中に、超音波伝播媒質としての媒質液体と超音
波トランスデユーサを配設したものである。超音波トラ
ンスデユーサから送信された超音波は、媒質液体、タイ
ヤを経て被験物内部に送られ、欠陥等からの反射超音波
を検出して探傷を行う。

第２図に従来技術によるタイヤ式超音波探傷装置の一例
の概念的断面図を示す、これについては本発明の実施例
と共通する部分が多いので、対応する部材には共通の参
照番号を付し、説明を省略する。

Ｃ１発明が解決しようとする問題点 超音波探傷の精度は、超音波の波長によって制限される
。すなわち超音波の周波数を高くすると超音波探傷の精
度が向上する。

しかしながら超音波はウレタンなどの高分子化合物中に
おいては減衰が著しいので、超音波を被験物に効率的に
送るためにはタイヤの厚さを薄くしなければならないと
いう問題がある。

さらに近年、製造技術の向上に伴い、連続的に製造され
る鋼材等の生産速度が速くなり、被験物とタイヤ探傷装
置の相対速度が大となっている。

またレール探傷においても探傷効率を向上するために上
記相対速度が大であることが要求される。

この結果、タイヤの回転速度が非常に速（なり、特に被
験物の速度変動の際にはタイヤの回転が被験物の速度に
追随できないことがある。単にタイヤの回転を被験物の
速度に追随させることは、タイヤと被験物の間の結合を
密にすることにより達成することができる。しかしこの
場合必然的にタイヤの厚さの増大を伴い、超音波探傷の
精度を向上させることが困難となる。

本発明は、超音波探傷の精度向上と、探傷速度の向上と
いう相反的要求を満足する超音波探傷装置を提供するこ
とを目的とする。

ｄ０問題点を解決するための手段 上記問題点は、固定中心軸と、固定中心軸に固定された
超音波トランスデユーサと、固定中心軸に対して自由に
回転可能かつ水密に取付けられたタイヤと、固定中心軸
とタイヤの間に保持された超音波伝播媒質としての液体
を備え、上記タイヤがその外周の一部に剛性の大きい環
体を内蔵することを特徴とするタイヤ式超音波探傷装置
によって解決された。

００作用 タイヤの全体としての剛性は、剛性が大きい環体によっ
て保証されるので、タイヤを被験物に強く圧接すること
ができる。したがってタイヤの回転速度は被験物の速度
変動に確実に追随する。

他方上記剛性環体は外周の一部にのみ配設されている、
すなわち他の部分はタイヤの肉圧を薄くすることができ
る。したがって超音波トランスデエーサから放射される
超音波ビームをこの肉厚の薄い部分を通して被験物に送
信することによりタイヤ部分における減衰を少なくする
ことができる。

したがって高い周波数の超音波を使用して、精度の高い
探傷を行うことができる。

ｆ、実施例 第１図は本発明に係るタイヤ式超音波探傷装置の断面図
である。

第１図の紙面に対して垂直方向に運動する鋼板１の表面
にタイヤ２の外側表面が密接し、鋼板２の運動に追随し
てウレタンで作られたタイヤ２が固定中心軸３ａ、　３
ｂのまわりを回転する。

タイヤ２の外周近傍の両端付近に剛性が大きくかつ変形
可能な環体４ａ、　４ｂがウレタン製タイヤの中に埋め
込まれている。上記環体は、例えば鋼あるいは合成ゴム
で作ることができる。なお被験物に密接するタイヤ外周
において上記環体４ａ、　４ｂで挿まれる領域２ａは、
極めて薄く作られている。タイヤ２は中心軸３ａ、　３
ｂに軸受けを介して回転自在に取付けられたリム５ａ、
　５ｂに固定され、さらにタイヤ２の中に充填されてい
る媒質液体６を水密に保持するためのシール７が固定中
心軸とタイヤの間に配設されている。

固定中心軸に固定された取付は部材８に超音波トランス
デユーサ９が配設され、超音波１０が常に被験物１の表
面に向って発射される。超音波１０は回転するタイヤ２
の肉厚の薄い領域２ａを通って被験物ｌに照射される。

この実施例の場合は被験物１が薄い鋼板であり、超音波
は図示のように多重反射をしながら被験物中を進マチす
る。被験物ｌからの反射波を超音波トランスデユーサで
検出し、信号解析装置１）で欠陥１ａの存在１種類等を
解析する。なお被験物は薄板に限られず、レール等の探
傷に用いることもできる。

超音波伝播媒質としての液体は通常水または油が用いら
れる。また取付は部材８を調節することにより超音波ト
ランスデユーサ９の向きを変え、超音波ビームの方向を
変えることもできる。

ｇ０発明の効果 ｌ）　タイヤの肉厚が従来技術においては４ミリメート
ル程度以上必要であったのに対し、０．７　ミリメート
ル程度まで薄くできる。この結果、超音波の周波数を従
来技術の２　ＭＨｚ程度から、１０ＭＨｚ程度にまで高
くすることができる。従って探傷精度が向上する。

２）剛性環を内蔵しているので、被験物との密着圧力を
高くできる。したがって超音波探傷装置と被験物の相対
速度が２５０ｍ／ｓｅｃ程度まで、“すべり”を伴うこ
となく被験体の運動に追随してタイヤを回転させること
ができ、この側面からも探傷精度が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る超音波探傷装置の好ましい実施例
の概念的断面図、第２図は従来技術によるタイヤ式超音
波探傷装置の一例の概念的断面図である。 １・・・被験物、　　　　　２・・・タイヤ、３ａ、　
３ｂ・・・固定中心軸、　４ａ、　４ｂ・・・剛性環体
、６・・・媒質液体、 ９・・・超音波トランスデユーサ、 １０・・・超音波。 ＃Ｉ　１　図 手続補正書印釦 昭和６０年　９月１３日 １、事件の表示 昭和６０年特許願第１４８０３２号 ２、発明の名称 超音波探傷装置 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 −名称　　（３３Ｂ）株式会社　東京計器４、代理人　
〒１０７ Ｊ′。 氏名　　（６００６）弁理士　　奥　山　尚　男１−１
゜（ばか２名） ５、補正の対象　　　明細書の「発明の詳細な説明」の
欄。 補正の内容 第７頁第１）行のｒ　２５０ｍ／ｓｅｅ　Ｊをｒ２５０
ｍ／ｍ１ｎＪに訂正する。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）固定中心軸と、固定中心軸に固定された超音波ト
   ランスデューサと、固定中心軸に対して自由に回転可能
   かつ水密に取付けられたタイヤと、固定中心軸とタイヤ
   の間に保持された超音波伝播媒質としての液体を備え、
   上記タイヤがその外周の一部に剛性の大きい環体を内蔵
   することを特徴とする超音波探傷装置。
2. （２）上記タイヤがウレタンであることを特徴とする特
   許請求の範囲第（１）項記載の超音波探傷装置。
3. （３）上記環体が鋼であることを特徴とする特許請求の
   範囲第（１）項記載の超音波探傷装置。
4. （４）上記環体が合成ゴムであることを特徴とする特許
   請求の範囲第（１）項記載の超音波探傷装置。
5. （５）上記液体が水であることを特徴とする特許請求の
   範囲第（１）項記載の超音波探傷装置。
6. （６）上記環体がタイヤ外周近傍の両端部に配設されて
   いることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の
   超音波探傷装置。