JPS6349721Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はパイプ、丸棒あるいは型鋼等の鉄鋼あ
るいは非鉄圧延長尺製品の超音波自動探傷装置に
おいて、被検査材の曲り等に対して探触子を自在
に倣い追従させる優れた追従性を持つ探触子追従
機構に関するものである。 例えば丸棒、パイプ等の長尺圧延製品を超音波
自動探傷を行なう場合、これら被検査材を軸方向
に直進搬送あるいはスパイラル状に回転しながら
直進させて搬送しながら、探触子を被検査材表面
に設定し、全長にわたる探傷を行なう。この場合
に探触子と被検査材は常に一定の相対的位置関係
を保持する必要がある。特に、これらの長尺圧延
製品は製品の品質を損わない程度の曲りは許容さ
れるので例えば丸棒については一般に３mm／ｍ程
度の曲りがあり、従つて製品長さが例えば10ｍあ
れば最悪全長について30mm程度の曲りがあり得
る。また、このような曲り材を搬送装置で搬送す
る場合、曲りによつて上下、左右方向の被検査材
の位置変動を生ずるばかりでなく、被検査材先
端、尾端のローラーへの乗り上げ、乗り下がりに
よる搬送振動を避けることができない。探触子追
従機構は、このような被検査材の位置変動、搬送
振動に対して追従性の優れた機構が望まれてき
た。 第１図、第２図に丸棒の超音波自動探傷のため
に従来から使用されている探触子追従機構を例示
する。第１図はその斜視図、第２図はその側面図
である。第１図、第２図において１ａ，１ｂは上
部腕、１ｃ，１ｄは下部腕であり、１ａ，１ｂ
間、１ｃ，１ｄ間はそれぞれ２ａ，２ｂおよび２
ｃ，２ｄのスペーサを介して固着され、１ａ，１
ｂおよび１ｃ，１ｄは、それぞれ１体の腕として
働く。上部腕１ａ，１ｂの固定端は５ａ、下部腕
１ｃ，１ｄの固定端は５ｂの軸により、それぞれ
軸受３ａ，３ｂに軸支され、軸周りに揺動でき
る。同様に、上部腕１ａ，１ｂの可動端は６ａ、
下部腕１ｃ，１ｄの可動端は６ｂの軸によりそれ
ぞれ軸受４ａ，４ｂに軸支され、軸周りに揺動す
ることができる。固定端軸受３ａ，３ｂは取付板
２０を介して固定フレーム２１に取付けられる。
また、可動端側軸受４ａ，４ｂは探傷ヘツド取付
板７に取付けられる。すなわち、上部腕１ａ，１
ｂと、下部腕１ｃ，１ｄは平行四辺形リンクとし
て働き、第２図紙面内において固定端側を固定軸
として可動端を上下方向に揺動させることができ
る。この上下方向の揺動は後述するが、被検査材
２２の上下方向の位置変動に対する上下追従の自
由度として働く。 更に平行四辺形リンクの１部に、第１図、第２
図では下部腕１ｃ，１ｄの中間部に中間ロツド１
５を設け、中間ロツド１５にナツクル１６を係合
させ、このナツクル１５に空圧シリンダ１７のピ
ストンロツドを連結する。空圧シリンダ１７の上
端クレビス１９はアーム１８と揺動自在に係合す
る。更にアーム１８は取付板２０に固定される。
このように構成された平行四辺形リンクはシリン
ダ１７の操作により第２図紙面内において固定端
を固定軸として、空圧を印加することにより、可
動端を上下に退避させることができる。２１は固
定フレームの１部を示す。 第３図に探触子ヘツド部を示す。第１図、第２
図、第３図において７は探触子ヘツド取付板であ
り、接触子ヘツド取付板７には上下２位置左右に
突起したヨーク８ａ，８ｂ、および９ａ，９ｂが
あり、それぞれ案内ロツド１１ａ，１１ｂをヨー
ク間に固着してある。この案内ロツド１１ａ，１
１ｂにはスライド軸受１２ａ，１２ｂを介して可
動ブロツク１０が取付けられる。可動ブロツク１
０の下端には鞍型ヘツド１３を取付け、鞍型ヘツ
ド１３には左右に超音波探触子１４ａ，１４ｂを
装着してある。なお、超音波探触子１４ａ，１４
ｂには接触媒質として水を供給するホースを設け
るが図中省略する。 前述した空圧シリンダ１７を操作して鞍型ヘツ
ド１３を下降させると、鞍型ヘツド１３は被検査
材２２上に当接する。被検査材２２を図示矢印の
方向に直進あるいはスパイラル状に回転しながら
直進搬送する間に超音波探傷が行なわれる。この
とき、鞍型ヘツド１３は被検査材２２の位置変動
に対し、左右方向については可動ブロツク１０内
に装着したスライド軸受１２ａ，１２ｂの左右軸
により、上下方向については前述した平行四辺形
リンクの上下揺動によつて追従することができ
る。 以上説明した従来使用されている探触子追従機
構は上下倣いは平行四辺形リンクの動き、左右倣
いはスライド軸受により２方向の自由度を得てい
るが、平行四辺形リンク各腕の支軸の軸受、スラ
イド軸受など、倣い追従時の摺動部が多く、また
機構も部品数が多く、複雑高価となり、更に探触
子ヘツド部を含めた可動部の質量が大きくなるた
めに、急激な倣いに対して慣性力が増し、倣い性
能を阻害する問題があつた。 本考案は、この従来機構の欠点を改善した倣い
機能を有する探触子追従機構として、倣い追従に
摺動部を極力制限して部品数を少く、機構を簡易
化して廉価に、また追従部の質量を極力小さくし
て追従性能を向上した超音波探傷用探触子追従機
構を提供することを目的とする。 以下に本考案になる機構の実施例につき図面に
基づき、その構成と作用を詳説する。 第４図は、本考案の超音波探傷用探触子追従機
構の、一実施例を示す説明図である。図におい
て、固定フレーム４８にその位置を設置される枠
形フレーム３１は、上部板３２、下部板３３およ
び左右のロツド３４ａ，３４ｂにより枠形に組ま
れている。枠形フレーム３１の中央にヘツド取付
板３５があり、ヘツド取付板の中央穴３６の上部
に鞍型ヘツド１３を取付けてあり、鞍型ヘツド１
３の左右に超音波探触子１４ａ，１４ｂが装着さ
れる。なお、超音波探触子１４ａ，１４ｂには接
触媒質として水を供給するホースを要するが図示
を省略する。 ヘツド取付板３５の両側部に設けた凸起３６
ａ，３６ｂは平行板バネ３７ａ，３７ｂおよび３
８ａ，３８ｂにより、左右の中間板３９、および
４０のそれぞれの凸起３９ａ，４０ａに連接され
る。更に中間板３９および４０はそれぞれ上、下
の凸起３９ｂ，３９ｃおよび４０ｂ，４０ｃにお
いて上、下それぞれ２組の平行板バネ４１ａ，４
１ｂ，４２ａ，４２ｂ、および４３ａ，４３ｂ，
４４ａ，４４ｂにより、上部板３２、および下部
板３３の凸起３２ａ，３２ｂおよび３３ａ，３３
ｂに連接される。 このように構成された探触子追従機構はスライ
ド板４５により懸架され、スライド板４５はスラ
イドガイド４６ａ，４６ｂに案内され、空圧シリ
ンダ４７により上下に昇降操作できる。４８は固
定フレームの１部を示す。 被検査材２２がスパイラル状に回転しながら直
進搬送されて、その先端がヘツド取付板３５の中
央穴３６に達すると、空圧シリンダ４７を操作し
て枠形フレーム３１を下降させる。枠形フレーム
３１の下降によつて鞍型ヘツド１３が被検査材２
２の上に当接され超音波探傷が開始される。この
とき鞍型ヘツド１３と被検査材２２の接触を更に
安定に確保するためにコイルバネ４９の圧縮力が
付勢されることが好ましく、なお、枠形フレーム
３１が空圧シリンダ４７によつて上昇している時
はヘツド取付板３５はストツパ５０に押付けられ
て安定位置にあるようにすることが望ましい。第
４図は枠形フレーム３１が下降して鞍型ヘツド１
３が被検査材２２に当接している状態を示す。 次に第５図において、被検査材２２の曲りによ
つて、その中心位置が０から０′に変動する場合
は同図に示すように、各部の平行板バネの撓みに
よつて、鞍型ヘツド１３は被検査材２２の変位に
追従して、平行状態を保持したまま、変位するこ
とができる。従つて変位しても被検査材と接触子
の相対的関係位置は常に一定に保持される。 このように本考案の機構は追従に際し、平行板
バネの撓みによるのみで全く摺動部材を含まず、
枠形フレームとバネと若干変位する可動部材とよ
りなり、極めて簡易な機構で部品数は少く廉価で
ある。可動部材としてのヘツド取付板３５の質量
は小さくして急激な倣に対して慣性力は減少し倣
い性能を阻害することがない。更にヘツド取付板
３５、および左右の中間板３０および４０は質量
を軽減するためにプラスチツク材料を用いること
が望ましい。 被検査材２２の曲りが大きく、ヘツド取付板３
５の変位が大きい場合には、中間板３９、および
４０を懸吊している平行板バネ４１ａ，４１ｂ，
４２ａ，４２ｂおよび４３ｃ，４３ｂ，４４ａ，
４４ｂの撓みが上部板３２、下部板３３の間で拘
束されているためにヘツド取付板３５の左右方向
の変位が充分変位し得ない恐れがある。この場合
には第６図のように構成することができる。 第６図では平行板バネ４１ａ，４１ｂおよび４
３ａ，４３ｂを上部板３２に連接せず、可動板５
１に連接し、可動板５１をスライド軸受５２ａ，
５２ｂを介してそれぞれ左右のロツド３４ａ，３
４ｂにスライド可能に係合させたものである。こ
の構成によれば、平行板バネ４１ａ，４１ｂ，４
２ａ，４２ｂおよび４３ａ，４３ｂ，４４ａ，４
４ｂの撓みは拘束されることなく、ヘツド取付板
３５は被検材の大きな曲りに応じて必要充分の変
位を行なうことができる。 以上の説明においてヘツド取付板３５と鞍型ヘ
ツド１３を示す各図面上で紙面に対して前後方向
の相対位置関係は、本考案の探触子追従機構の追
従性の説明において直接的に関係しないので特に
詳細な説明は行なわないが、ヘツド取付板３５が
紙面背面例と、紙面手前側において鞍型が等量の
突出をなすのがバランス上好ましい。また、以上
の説明ではヘツド取付板３５に鞍型ヘツド１３が
直接取付けられ、被検査材２２に対する鞍型ヘツ
ド１３の当接は枠形フレーム３１を空圧シリンダ
４７で昇降させて行なう場合を例示したが、第７
図に示すように、ヘツド取付板５６に小型空圧シ
リンダ５７を取付け、鞍型ヘツド５３に空圧シリ
ンダ４７のピストンロツドを連結し、昇降案内機
構５４ａ，５４ｂにより鞍型ヘツド５３を案内さ
せ、小型空圧シリンダ５７を操作して鞍型ヘツド
５３を被検査材２２に当接させることもできる。
この場合には鞍型ヘツド５３が上昇して被検査材
２２より離れている時には、ヘツド取付板５６が
上下方向に安定するように下方からヘツド取付板
５６を押上げる方向にバランス用コイルバネ５５
を装着しておくことが必要である。なお、この場
合には枠形フレーム３１の昇降は必要ないことは
説明するまでもない。 以上の実施例においては被検査材２２はパイ
プ、丸棒のような円形外形をもつ長尺の被検査材
で何れも軸方向にスパイラル状に回転しながら直
進搬送させるものとして示したが、軸方向に直進
搬送される場合にはヘツド取付板３５あるいは５
６は鞍型ヘツド１３あるいは５３と被検査材２２
との接触摩擦により進行方向に引張られるという
不具合が生ずるので、鞍型ヘツド１３あるいは５
３の接触面に４フツ化エチレン材を使用したり、
この接触面の接触を初める部分と接触を終る部分
にローラーを設ける等接触摩擦を軽減する技術手
段が必要である。また被検査材２２が型鋼等の場
合には鞍型ヘツドの形状を変える必要がある。 このように本考案は倣い追従に摺動部を極力制
限して部品数を少くして廉価に、また追従部の質
量を極力小さくして追従性能を向上した超音波探
傷用探触子追従機構を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の超音波探傷用探触子追従機構の
斜視図、第２図は第１図の側面図、第３図は従来
機構の接触ヘツド部の背面図、第４図と第５図は
本考案の超音板探傷用探触子追従機構の一実施例
を示す説明図、第６図と第７図とはそれぞれ本考
案の機構の他の実施例を示す説明図である。 １ａと１ｂ……上部腕、１ｃと１ｄ……下部
腕、２ａと２ｂと２ｃと２ｄ……スペーサ、５ａ
と５ｂと６ａと６ｂ……軸、３ａと３ｂと４ａと
４ｂ……軸受、７……探傷ヘツド取付板、８ａと
８ｂと９ａと９ｂ……ヨーク、１０……可動ブロ
ツク、１１ａと１１ｂ……案内ロツド、１２ａと
１２ｂ……スライド軸受、１３……鞍型ヘツド、
１４ａと１４ｂ……超音波探触子、１５……中間
ロツド、１６……ナツクル、１７……空圧シリン
ダ、１８……アーム、１９……クレビス、２０…
…取付板、２１……固定フレーム、３１……枠形
フレーム、３２……上部板、３３……下部板、３
４ａと３４ｂ……ロツド、３５……ヘツド取付
板、３６……中央穴、３２ａと３２ｂと３３ａと
３３ｂと３６ａと３６ｂ……凸起、３７ａと３７
ｂと３８ａと３８ｂと４１ａと４１ｂと４２ａと
４２ｂと４３ａと４３ｂと４４ａと４４ｂ……平
行板バネ、４５……スライド板、４６ａと４６ｂ
……スライドガイド、４７……空圧シリンダ、４
８……固定フレーム、４９……コイルバネ、５０
……ストツパ、５１……可動板、５２ａと５２ｂ
……スライド軸受、５３……鞍型ヘツド、５６…
…ヘツド取付板、５７……小型空圧シリンダ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 固定フレームとこの固定フレームからの結合手
   段により、被検査材の外形に当接して倣い追従す
   る可動部材とを備え、高速で軸方向に搬送される
   円形外形をもつ長尺の上記被検査材を上記可動部
   材に装着される探触子ヘツドで超音波探傷を行う
   ようにした追従機構において、上記固定フレーム
   にその位置を設置する枠形フレームおよび上記可
   動部材としての上記探触子ヘツドを装着するヘツ
   ド取付板を何れも上記被検査材が貫通するように
   設け、このヘツド取付板の左右をそれぞれ２組の
   平行板バネにより左右の中間板に連接し、これら
   中間板の上下をそれぞれ２組の平行板バネで上記
   枠形フレームに懸吊保持するようにして上記ヘツ
   ド取付板に上下、左右方向の変位の自由度を付与
   し、上記被検査材の上下、左右方向の何れの変位
   に対しても上記ヘツド取付板を常に平行変位させ
   ることを特徴とする超音波探傷用探触子追従機
   構。