TWI641822B - Method and device for detecting flaws of shaft joint of engine valve - Google Patents

Method and device for detecting flaws of shaft joint of engine valve Download PDF

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TWI641822B
TWI641822B TW105124416A TW105124416A TWI641822B TW I641822 B TWI641822 B TW I641822B TW 105124416 A TW105124416 A TW 105124416A TW 105124416 A TW105124416 A TW 105124416A TW I641822 B TWI641822 B TW I641822B
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Abstract

本發明具備有：以使閥軸部端面(2b)在水中正對超音波檢查室(20)之水槽(21)內朝上配置之探傷探針(22)之方式來保持閥(1)，並對軸接部(2a)之內部進行探傷之檢查步驟；以及以包含軸接部(2a)之閥軸部(2)側面接近且正對與檢查室(20)鄰接之渦流檢查室(30)之朝橫向配置之探傷探針(32)之方式保持閥(1)，一邊使該探針(22)與閥(1)相對轉動，一邊對軸接部(2a)表面進行探傷之檢查步驟；且同時將閥(1)自搬入位置移載至超音波檢查室，自超音波檢查室移載至渦流檢查室，並自渦流檢查室移載至搬出位置，以謀求設備之小型化及檢查之循環時間之縮短。

Description

引擎閥的軸接部之探傷檢查方法及裝置
本發明係關於引擎閥的軸接部之探傷檢查方法及裝置，尤其關於使用超音波探傷探針及渦流探傷探針對引擎閥的軸接部進行探傷檢查之探傷檢查方法及裝置。
汽車用引擎閥雖於軸部的一端側一體形成有傘部，但尤其在作為排氣閥使用之情形時，相對於曝露在燃燒室或排氣通道之燃燒氣體中之傘部被要求要具有耐熱性，軸部則不會被要求如同傘部之程度的耐熱性。
因此，已知有一種閥，其係藉由摩擦壓接將傘部側構件及軸端側構件接合(以下，稱為軸接合)而被一體化者，該傘部側構件係由耐熱性優異的金屬所構成，而該軸端側構件係由耐熱性稍差但機械強度優異之金屬所構成。由於藉由選擇分別符合閥的傘部側及軸部側所要求之特性的金屬材料，可實現耐久性及成本削減之雙方，因此近年來有被廣泛地使用之傾向。
下述之專利文獻1揭示有一種焊接的接縫之檢查裝置，其使搭載有渦流探傷感測器及超音波探傷感測器之感測器單元沿著焊接之接縫移行，若渦流探傷感測器檢測出接縫之表面傷痕，便在該位置使感測器單元之移行停止，並使用超音波探傷感測器進行接縫內部之探傷檢查(以下，稱為內部探傷檢查)。
然而，於專利文獻1所記載之檢查裝置中，雖對於平板狀金屬構件之接縫之探傷檢查有效，但對於檢查對象較小、且包含接縫即軸接部的閥軸部為細長的圓柱狀之引擎閥，無法有效率地進行檢查，尤其無法進行內部探傷檢查。
又，已知有一種方法，其以使超音波探傷感測器正對在長邊方向途中具有接合部的金屬製棒狀構件之端面之方式接觸於該端面，使超音波自棒狀構件的端面入射，而對接合部的內部進行探傷。然而，該方法需要使接觸媒介(例如，水或油)介存於超音波探傷感測器與棒狀構件端面之間，以提高探傷感測器與棒狀構件端面間超音波之傳遞效率，不僅非常麻煩，且難以實現內部探傷檢查之自動化。
又，已知有一種方法，其於充滿作為接觸媒介之水之水槽內，以使端面正對設置在水中之超音波探傷感測器的方式保持金屬製棒狀構件，而對金屬製棒狀構件的接合部之內部進行探傷(被稱為液浸探傷法)。由於在超音波探傷感測器與棒狀構件端面間一直介存有接觸媒介的水，因此可實現內部探傷檢查之自動化。
因此，過去藉由具備渦流探傷感測器之表面探傷檢查裝置來進行閥的軸接部之表面探傷檢查，並藉由具備超音波探傷感測器之內部探傷檢查裝置來進行閥的軸接部之內部探傷檢查，詳細而言，該內部探傷檢查裝置係構成為可以閥軸部端面正對配置在充滿作為接觸媒介之水的水槽內之超音波探傷感測器之方式來保持閥者。
[先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1：日本專利特開平6-258295號公報(參照段落0016~0023、圖1~4)
然而，於習知之閥的軸接部之探傷檢查中，存在有以下的問題。
第一、需要個別獨立之表面探傷檢查裝置及內部探傷檢查裝置之2台檢查裝置，使設備因此大型化，且成本也增加。
第二、由於在自裝置中將已由一探傷檢查裝置完成檢查的閥取出並搬送至另一探傷檢查裝置之後，再搬入另一裝置內，因此即使將兩裝置配置得很近，探傷檢查步驟之循環時間仍較長。
因此，發明人想到將2台檢查裝置一體化。詳細而言，發明人想到若在裝置殼體內鄰接地配置超音波探傷檢查室及渦流探傷檢查室，並使沿著與兩檢查室鄰接之左右方向依序隔著相當於兩檢查室間之距離所並排設置的3個閥支撐件，一體地朝左右方向及上下方向移動，便可同時分別將裝置外的新閥移載至一檢查室，將一檢查室的完成檢查閥移載至另一檢查室，並將另一檢查室的完成檢查閥移載至裝置外，而可實現探傷檢查設備之小型化及探傷檢查所需循環時間之縮短。
然後，發明人在試作出探傷檢查裝置，並對其功效進行驗證後，確認該方法有效，從而提出本專利案之申請。
本發明係鑑於前述之習知技術之問題點而完成者，其目的在於提供可將設備小型化，而且可縮短檢查之循環時間之使用 超音波探傷探針與渦流探傷探針之引擎閥的軸接部之探傷檢查方法及裝置。
為了解決前述之問題，本發明第一態樣係使用超音波探傷探針及渦流探傷探針來對引擎閥的軸接部之內部及表面進行探傷檢查之方法，其特徵在於，其具備有：內部探傷檢查步驟，其於裝置殼體內之超音波檢查室中，以使閥軸部之端面在水中正對水槽內朝上配置於水中之超音波探傷探針的方式來保持閥，並藉由上述超音波探傷探針對上述軸接部之內部進行探傷；以及表面探傷檢查步驟，其於上述裝置殼體內與上述超音波檢查室鄰接之渦流檢查室中，以使下方之閥軸部包含軸接部之側面接近且正對朝橫向配置之渦流探傷探針的方式來保持閥，並且一邊使上述渦流探傷探針及上述閥沿著閥軸部的外周相對轉動，一邊藉由上述渦流探傷探針對上述軸接部的表面進行探傷；沿著與上述兩檢查室鄰接之左右方向進退動作之閥移載機構，分別保持閥軸部朝下之姿勢，同時將既定之搬入位置的閥移載至上述超音波檢查室，將上述超音波檢查室的完成內部探傷檢查閥移載至上述渦流檢查室，並將上述渦流檢查室的完成外部探傷檢查閥移載至既定之搬出位置。
為了解決前述之問題，本發明之第二態樣係使用超音波探傷探針及渦流探傷探針來對引擎閥的軸接部之內部及表面進行探傷檢查之裝置，其特徵在於：於裝置殼體內，在左右方向鄰接而設置有具備超音波探傷探針 之超音波檢查室、及具備渦流探傷探針之渦流檢查室，且於上述超音波檢查室設置有水槽及第一閥保持機構，該水槽係於水中朝上地配置有上述超音波探傷探針，該第一閥保持機構係於閥軸部之端面在水中正對上述超音波探傷探針之既定位置保持閥，另一方面，在上述渦流檢查室設置有朝橫向配置之渦流探傷探針、第二閥保持機構、以及轉動機構，該第二閥保持機構係於下方之閥軸部包含軸接部之側面接近且正對上述渦流探傷探針的既定位置保持閥，該轉動機構係使上述渦流探傷探針及上述閥沿著閥軸部的外周相對轉動，且於上述裝置殼體，設置有閥移載機構，該閥移載機構係使被配置於沿著與上述兩檢查室鄰接之左右方向依序隔著上述第一、第二保持機構間之距離之3個部位之、以閥軸部朝下之方式分別支撐閥的閥支撐件，一體地朝左右方向及上下方向移動，而同時將既定之搬入位置之閥移載至上述第一閥保持機構，將被保持於上述第一閥保持機構的完成內部探傷檢查閥移載至上述第二閥保持機構，並將被保持於上述第二閥保持機構的表面探傷完成檢查閥移載至既定之搬出位置，並且設置有控制單元，其控制上述閥移載機構、上述第一及第二閥保持機構、上述超音波探傷探針、上述渦流探傷探針以及上述轉動機構之驅動。
(第一、第二態樣之作用)
藉由驅動閥移載機構，亦即、藉由各閥支撐件朝左右方向及上下方向一體地移動(進退動作及升降動作)，同時分別將既定的搬入 位置之閥移載至超音波檢查室，將超音波檢查室的完成檢查閥移載至渦流檢查室並將渦流檢查室的完成檢查閥移載至既定之搬出位置。
詳細而言，各閥支撐件分別將被分別保持於既定的搬入位置、第一閥保持機構、及第二閥保持機構的閥加以支持，一體地朝前進方向及升降方向移動，並同時分別將各閥支撐件所支撐的閥移載(交接)至第一閥保持機構、第二閥保持機構、及既定之搬出位置。然後，於藉由移載(交接)閥而變空的各閥支撐件，一體地朝後退方向及升降方向移動而返回至原來的位置之期間，於超音波檢查室、渦流檢查室已分別結束使用超音波探傷探針、渦流探傷探針對被分別移載至第一閥保持機構、第二閥保持機構之閥的軸接部所進行之探傷檢查。因此，藉由反覆地進行3次使各閥支撐件一體地朝左右方向及上下方向移動的進退/升降動作，而使既定的搬入位置之閥被移載至超音波檢查室，並進行軸接部的表面探傷檢查，接著，在被移載至渦流檢查室而進行軸接部的內部探傷檢查後，被移載至既定之搬出位置。
過去，閥的軸接部之探傷檢查雖需要獨立之2台檢查裝置(渦流探傷檢查裝置及超音波探傷檢查裝置)，但本發明第一、第二態樣，以一台檢查裝置即可進行對應，該檢查裝置係於裝置殼體內，使具備有超音波探傷探針之超音波檢查室及具備有渦流探傷探針之渦流檢查室相鄰接而一體化。
尤其，由於本發明第一、第二態樣藉由將閥自超音波檢查室朝向渦流檢查室之移載之一連串的動作，即可進行將已在一檢查裝置中結束檢查之閥朝向裝置外之取出(移載)、及將閥朝向另一檢查裝置之導入(移載)之過去需分別進行的2個動作，所以能藉 此縮短探傷檢查步驟之循環時間。
又，作為閥的軸接部之探傷檢查之順序，若先進行表面探傷檢查步驟，其後再進行內部探傷檢查步驟，由於水滴會附著於內部探傷檢查步驟結束後之閥上，因此存在有自探傷檢查步驟所延伸之閥搬送路徑會泡水之可能性，而必須在探傷檢查步驟設置乾燥機或送風機等之水滴去除手段。
然而，本發明第一、第二態樣，先於超音波檢查室中進行以將閥軸部浸在水中之形態所進行之內部探傷檢查步驟，然後在渦流檢查室中進行表面探傷檢查步驟。而且，由於分別自超音波檢查室被移載至渦流檢查室、及自渦流檢查室被移載至既定之搬出位置之閥的姿勢，係閥軸部向下之姿勢，因此在移載閥時，附著於閥軸部之水滴會自軸端側朝下方掉落。其結果，於被移載至渦流檢查室之閥的軸接部幾乎不會殘留水滴，且即使假設水滴殘留在包含軸接部之閥軸部，也完全不會對使用渦流探傷探針之表面探傷檢查造成影響。
又，即使假設水滴殘留在渦流檢查室中已結束表面探傷檢查之閥上，由於在將閥自渦流檢查室移載至既定之搬出位置時，甚至在將閥搬送至後處理步驟時，水滴仍會確實地自閥的軸端側掉落，因此不存在附著有水滴之閥會被搬送至探傷檢查之後處理步驟的可能性。
本發明第三態樣，其特徵在於，在上述第二態樣中，上述閥移載機構具備有：滑動框架，其可朝與上述兩檢查室鄰接之左右方向進退動作；及上述閥支撐件，其係可朝上下方向進行升降動作地被安裝於上述滑動框架。
(第三態樣之作用)
由於各閥支撐件係構成為可分別相對於能朝左右方向進退動作之滑動框架朝上下方向升降動作，所以雖然閥移載機構之構造及驅動控制會因此變複雜，但仍具有如下之優點。
亦即，雖然有時會有作為檢查對象之閥存在有傘徑或全長等之規格不同之閥，且在包含既定之閥搬入位置與閥搬出位置之閥移載機構中閥交接位置會分別在上下方向不一致之情形，但由於各閥支撐件可相對於滑動框架分別朝上下方向升降動作，因此藉由依照閥的規格或閥交接位置之高低，來調整各閥支撐件上下方向之升降量等，則完全不必變更閥交接位置即可加以對應。
本發明第四態樣，其特徵在於，在上述第二態樣中，上述閥移載機構具備有：滑動框架，其可朝與上述兩檢查室鄰接之左右方向進退動作及朝上下方向升降動作；以及上述閥支撐件，其與上述滑動框架被一體化。
(第四態樣之作用)
由於滑動框架係構成為可朝左右方向進退動作及朝上下方向升降動作，因此如第三態樣般，不必將各閥支撐件構成為可相對於滑動框架朝上下方向升降動作，各閥支撐件即可一體地朝左右方向及上下方向移動。所以，閥移載機構之構成因此變簡潔。
又，由於不必使各閥支撐件相對於滑動框架朝上下方向升降動作，所以驅動閥移載機構之控制也因此變簡潔。
根據本發明第一、第二態樣，由於藉由一台探傷檢查裝置即可進行閥的軸接部之內部及表面之探傷檢查，因此探傷檢查設備變緊湊且簡潔。
又，由於同時進行將閥自既定之搬入位置朝向超音波檢查室之移載、將閥自超音波檢查室朝向渦流檢查室之移載、及將閥自渦流檢查室朝向既定之搬出位置之移載，尤其藉由將閥自超音波檢查室朝向渦流檢查室之移載之一連串的動作，即可進行將閥朝向超音波探傷檢查裝置外之移載動作、及將閥朝向渦流檢查裝置內之移載動作之過去需分別進行的動作，所以能大幅地縮短閥的軸接部內部及表面之探傷檢查之循環時間。
又，由於不存在附著有水滴的閥經由閥搬送路徑被搬送至後處理步驟的情形，因此既不存在閥搬送路徑泡水、或因附著在閥上之水滴而妨礙後處理步驟之加工的情形，也不需要在探傷檢查步驟設置乾燥機或送風機等之水滴去除手段。
根據本發明第三態樣，由於藉由依照閥的規格來調整閥支撐件上下方向之升降量，而可完全不必變更裝置側之構造，從而使得規格不同之各種閥的探傷檢查成為可能，因此可提供通用性優異之探傷檢查裝置。
根據本發明第四態樣，由於閥移載機構之構造簡潔，使閥移載機構之控制也因此變簡潔，而可削減探傷檢查裝置之成本。
1‧‧‧提動閥(引擎閥)
1A、1B、1C‧‧‧閥
2‧‧‧閥軸部
2a‧‧‧軸接部
2b‧‧‧閥的軸端面
3‧‧‧內圓角部
4‧‧‧閥傘部
4a‧‧‧閥的傘表(閥座)
4b‧‧‧閥的傘表
10、10A、10B‧‧‧探傷檢查裝置
12、12A‧‧‧裝置殼體
18、38‧‧‧(作為閥搬送路徑之)滑件
19、19A‧‧‧夾頭
20、20A‧‧‧超音波檢查室
21‧‧‧水槽
21a‧‧‧水
22‧‧‧超音波探傷探針
24、24A‧‧‧(作為第一閥保持機構之)第一夾頭
24a‧‧‧閥軸部夾持用之爪
25、35、35A‧‧‧伺服馬達
26、36、36A‧‧‧線性導軌/滾珠螺桿驅動單元
26A、36A、36B‧‧‧伺服馬達/線性導軌/滾珠螺桿驅動單元
30、30A、30B‧‧‧渦流檢查室
31‧‧‧圓筒體
31a‧‧‧驅動馬達
31b‧‧‧皮帶
31c1‧‧‧驅動側皮帶輪
31c2‧‧‧從動側皮帶輪
31d‧‧‧探針罩
32、32B‧‧‧渦流探傷探針
33、33A‧‧‧轉動機構
34、34A‧‧‧(作為第二閥保持機構之)第二夾頭
34B‧‧‧(作為第二閥保持機構之)筒夾夾頭
34a‧‧‧閥傘部支撐保持用之爪
37‧‧‧定心用導引
37a‧‧‧爪
39‧‧‧分配機構
40、40A‧‧‧閥移載機構
42、42A‧‧‧滑動框架
42B‧‧‧第二滑動框架
43‧‧‧線性導軌
43A、43B‧‧‧線性導軌
44‧‧‧伺服馬達/滾珠螺桿驅動單元
44A、44B‧‧‧伺服馬達/滾珠螺桿驅動單元
45‧‧‧(作為閥支撐件之)吸附墊治具
45A‧‧‧(作為閥支撐件之)夾頭治具
45a‧‧‧負壓吸附墊
45b‧‧‧夾頭治具之爪
46、46A‧‧‧線性導軌
47、47A‧‧‧伺服馬達/滾珠螺桿驅動單元
51‧‧‧筒夾
51a‧‧‧頭部
51b‧‧‧貫通孔
51c‧‧‧筒夾之下端側
52‧‧‧拉桿
53‧‧‧定位銷
55‧‧‧外筒
56‧‧‧軸承
57‧‧‧內筒
57a‧‧‧套管
58a‧‧‧驅動側皮帶輪
58b‧‧‧皮帶
58c‧‧‧從動側皮帶輪
d‧‧‧既定距離
L‧‧‧旋轉中心軸
M‧‧‧伺服馬達
P1‧‧‧閥搬入位置
P2‧‧‧閥搬出位置
W1、W2‧‧‧工作件
U、U1、U2‧‧‧控制單元
圖1為本發明之探傷檢查方法之作為檢查對象之被軸接合的內 燃機用之引擎閥的縱剖視圖。
圖2為本發明第一實施例之探傷檢查裝置的前視圖。
圖3為設置於作為該檢查裝置之主要部分之超音波檢查室、及渦流檢查室之第一、第二閥保持機構的俯視圖。
圖4為作為該檢查裝置之主要部分之超音波檢查室的縱剖視圖(沿圖2、3所示之線IV-IV的剖視圖)。
圖5為作為該檢查裝置之主要部分之渦流檢查室的縱剖視圖(沿圖2、3所示之線V-V的剖視圖)。
圖6為本發明第二實施例之探傷檢查裝置的前視圖。
圖7為本發明第三實施例作為探傷檢查裝置之主要部分之渦流檢查室的縱剖視圖。
以下，根據實施例對本發明之實施形態進行說明。
圖1顯示被軸接合之內燃機用之引擎閥的一例。符號1係於筆直地延長之軸部2之一端側，經由外徑逐漸變大之R形狀之內圓角部3，而一體地形成有傘部4之提動閥，且於傘部4之外周設置有推拔形狀之閥座4a。符號4b為閥1之傘表，符號2b為閥1之軸端面。
詳細而言，提動閥1係由藉由摩擦壓接將傘部4側之工作件W1與軸端側之工作件W2之軸端面彼此接合而一體化之工作件接合體所構成，該工作件W1係由耐熱性優異之金屬材料(例如，SUH35)所構成之閥中間構件，該工作件W2係由機械強度優異之金屬材料(例如，SUH11)所構成之軸端構件。而且，於閥軸部2之長度方向之途中，傘部側之工作件(閥中間構件)W1與軸端側之 工作件(軸端構件)W2之軸接部(接合部)2a雖已很明顯，但肉眼仍難以辨別。
其次，根據圖2~圖5，對作為本發明第一實施例之閥的軸接部之探傷檢查裝置進行說明。
於圖2~圖5中，在探傷檢查裝置10之殼體12內，沿左右方向(圖2、3之左右方向)鄰接而設置有具備超音波探傷探針22(參照圖4)之超音波檢查室20、及具備渦流探傷探針32(參照圖5)之渦流檢查室30。
如圖4所示，於超音波檢查室20配置裝有水21a之水槽21，且於水槽21內之底部，向上地配置有超音波探傷探針22。又，於水槽21之上方，以沿上下方向升降動作，而成為閥軸部2之端面2b在水中正對超音波探傷探針22之既定位置的方式，設置有作為保持閥1之第一閥保持機構的第一夾頭24。
第一夾頭24具有藉由汽缸(未圖示)而朝左右方向進行開閉動作之一對爪24a(參照圖3、4)，且藉由被介設於與裝置殼體12之間之伺服馬達25及線性導軌/滾珠螺桿驅動單元26，而可如圖4箭頭所示般，相對於裝置殼體12沿上下方向進行升降動作。
因此，於超音波檢查室20中，如圖4所示，藉由後述之閥移載機構40自既定之閥搬入位置P1(參照圖2)所移載之閥軸部2呈朝下之姿勢之閥1，係由第一夾頭24所夾持，並下降至閥軸部2之端面2b正對水中之超音波探傷探針22之既定位置，而藉由超音波探傷探針22來進行軸接部2a之內部探傷檢查。超音波探傷探針22之檢查全在瞬間結束，而檢查後之閥1係藉由第一夾頭24上升至原來的位置，並藉由閥移載機構40被移載至鄰接之渦流檢 查室30。
另一方面，如圖5所示，於渦流檢查室30，朝橫向且相對向地配置有渦流探傷探針32，而於探針32之上方設置有作為第二閥保持機構之第二夾頭34，該第二夾頭34夾持藉由閥移載機構40自超音波檢查室20所移載之閥1，並於閥軸部2之包含軸接部2a之側面接近且正對渦流探傷探針32之既定位置保持閥1。亦即，第二夾頭34係與超音波檢查室20之第一夾頭24相同地，具有藉由汽缸(未圖示)而朝左右方向進行開閉動作之一對爪34a(參照圖3、5)，並藉由被介設於與裝置殼體12之間之伺服馬達35及線性導軌/滾珠螺桿驅動單元36，而可如圖5箭頭所示般，相對於裝置殼體12沿上下方向進行升降動作。
再者，構成第二夾頭34之一對爪34a，係構成為形成在閉合時同協動作而支撐保持閥傘部4且呈沿著圓周方向連續之截面圓弧狀之傘支承面，閥1係以閥傘部4由第二夾頭34(之爪34a)所支撐之形態被保持，而進行升降動作。
又，如圖5所示，於被固定在裝置殼體12之水準基板12a，可旋轉地支承有上下方向縱長之圓筒體31，並且於圓筒體31之擴徑之上端部內側，夾著圓筒體31之旋轉中心軸L設置有一對探傷探針32，且探傷探針32被構成為可與圓筒體31一體地轉動。符號31a、31b為驅動馬達、皮帶，而符號31c1、31c2為驅動側皮帶輪、從動側皮帶輪。符號31d為被固定於水準基板12a且覆蓋探傷探針32之圓筒形狀之探針罩。
亦即，驅動馬達31a、驅動側皮帶輪31c1、皮帶31b、從動側皮帶輪31c2及圓筒體31，構成使渦流探傷探針32沿著閥軸 部2(之軸接部2a)之外周轉動之轉動機構33。
又，於罩31d之正上方附近，設置有將由第二夾頭34所保持之閥1的軸部2導引至圓筒體31之定心(centering)用導引37。定心用導引37具備有藉由汽缸(未圖示)而朝左右進行180度開閉動作之一對爪37a，且一對爪37a之對接部，於閉合時協同動作而形成推拔形導引孔，並沿著圓筒體31之旋轉中心軸L確實地導引由第二夾頭34所支撐而與第二夾頭34一體地下降之閥1的軸部2。
再者，定心用導引37由於與第二夾頭34之下降連動而開放，因此可使第二夾頭34不與定心用導引37產生干涉而下降至接近罩31d之既定位置。亦即，由於可增加閥軸部2朝設置有渦流探傷探針32之圓筒體31內之插入量，因此即使對於閥1的軸接部2a靠近閥傘部4、即該軸接部2a位於接近內圓角部3之位置之規格的閥，也可進行渦流探傷檢查。
因此，於渦流檢查室30中，如圖5所示，藉由後述之閥移載機構40自超音波檢查室20所移載之閥軸部2呈朝下之姿勢之閥1，係由第二夾頭34所支撐保持，並一邊保持閥軸部2包含軸接部2a之側面接近且正對與圓筒體31一體地旋轉之渦流探傷探針32之形態一邊下降，藉此利用渦流探傷探針32進行軸接部2a之全周圍之表面探傷檢查。利用渦流探傷探針32所進行之檢查，係與利用超音波探傷探針22所進行之檢查相同地，會在瞬間結束，而檢查後之閥1，係藉由第二夾頭34上升至原來的位置，並藉由閥移載機構40被移載至既定之閥搬出位置P2(參照圖2)。
再者，圖2省略被設置於超音波檢查室20之第一夾 頭24、及被設置於渦流檢查室30之第二夾頭34之圖示。
接著，根據圖2，對被配置於左右鄰接的超音波檢查室20及渦流檢查室30之背面側，且同時地分別將既定之閥搬入位置P1之閥1移載至超音波檢查室20、將超音波檢查室20之完成檢查閥1移載至渦流檢查室30、並將渦流檢查室30之完成檢查閥1移載至既定之閥搬出位置P2之閥移載機構40進行說明。閥1藉由閥移載機構40所移載之方向，於圖2中如箭頭所示，為從左到右。
閥移載機構40具備有使超音波檢查室20、渦流檢查室30之背面側朝左右向進退動作之滑動框架42。滑動框架42係形成為前視時左右方向及上下方向為既定長度之矩形，且藉由被介設於與裝置殼體12之間且朝左右延長之線性導軌43及伺服馬達/滾珠螺桿驅動單元44，而可相對於裝置殼體12朝左右方向進退動作。
而且，於面向超音波檢查室20、渦流檢查室30之滑動框架42之側面，在各隔著對應於第一夾頭24與第二夾頭34之間之既定距離d的左右方向3個部位，分別設置有作為以閥軸部2朝下之方式支撐閥1之閥支撐件的吸附墊治具45。
吸附墊治具45具有對閥傘表4b進行負壓吸附之吸附墊45a，並藉由被介設於與滑動框架42之間之線性導軌46及伺服馬達/滾珠螺桿驅動單元47，而可相對於滑動框架42朝上下方向升降動作。
亦即，閥移載機構40係構成為藉由朝左右方向進退動作之滑動框架42、及相對於滑動框架42朝上下方向升降動作之3個吸附墊治具45，分別保持閥軸部2朝下之姿勢，同時地將被搬入至既定之閥搬入位置P1之閥1移載(交接)至超音波檢查室20之 第一夾頭24、將第一夾頭24所保持之完全內部探傷檢查閥1移載(交接)至渦流檢查室30之第二夾頭34、並將第二夾頭34所保持之表面探傷完成檢查閥1移載(交接)至既定之閥搬出位置P2。
再者，如圖2所示，於閥搬入位置P1，以傘表4a朝上(閥軸部2朝下)之姿勢懸吊保持有藉由閥搬入用滑件18所搬入之閥1。於閥搬入位置P1之正下方，設置有夾頭19，該夾頭19係與閥移載機構40之吸附墊治具45之下降動作連動地夾持閥軸部2，且以傘表4a正對自上方下降之吸附墊45a的方式保持閥1。而且，夾頭19在下降之吸附墊治具45吸附傘部4a之同時，解除對閥軸部2之夾持。
另一方面，於閥搬出位置P2設置有閥搬出用滑件38，而藉由閥移載機構40被移載至閥搬出位置P2之閥1，藉由自重而沿滑件38滑動。
又，於裝置殼體12之背面側設置有控制單元U(參照圖2)，該控制單元U控制閥搬入位置P1之夾頭19、閥移載機構40(滑動框架42、吸附墊治具45)、超音波檢查室20之第一夾頭24及超音波探傷探針22、渦流檢查室30之第二夾頭34、定心用導引37、以及渦流探傷探針32及轉動機構33各自的驅動。
又，控制單元U藉由將經由超音波探傷探針22及渦流探傷探針32所分別取得之探傷檢查資料，分別與預先設定之容許值(內部的傷痕、表面傷痕之容許值)進行比較，來判斷適宜與否，並且為了將被判斷為不適宜(任一者之檢查結果為NG)之閥導引至廢棄閥專用滑件(未圖示)，而驅動被設置於作為後述之閥搬送路徑之滑件38之中途的分配機構39。
接著，對閥移載機構40移載閥1之動作詳細地進行說明。
如圖2所示，各吸附墊治具45在分別支撐(吸附保持)分別由閥搬入位置P1之夾頭19、超音波檢查室20之第一夾頭24、及渦流檢查室30之第二夾頭34所保持之閥1A、1B、1C而上升既定量，並與滑動框架42一同前進既定量(朝圖2右方向移動)之後，下降既定量，藉此同時地分別將各吸附墊治具45支撐(吸附保持)之閥1A、1B、1C移載(交接)至第一夾頭24、第二夾頭34、及閥搬出位置P2。
詳細而言，於超音波檢查室20、渦流檢查室30中，在第一夾頭24、第二夾頭34分別把持、支撐保持由吸附墊治具45所分別支撐(吸附保持)之閥1A、1B之同時，解除藉由吸附墊治具45對閥1A、1B之支撐(吸附保持)。另一方面，於閥搬出位置P2，吸附墊治具45之支撐(吸附保持)被解除之閥1C，藉由自重而沿滑件38滑動。
若閥1A、1B、1C藉由各吸附墊治具45而朝向第一夾頭24、第二夾頭34、閥搬出位置P2之移載(交接)結束，各吸附墊治具45便藉由上升既定量，並與滑動框架42一同後退既定量之後，再下降既定量，而返回原來之位置。
然後，於各吸附墊治具45將閥1A、1B、1C分別進行移載(交接)之後，再後退而返回原來的位置之期間，於超音波檢查室20、渦流檢查室30中，分別被移載至第一夾頭24、第二夾頭34之閥1A、1B，分別被保持於第一夾頭24、第二夾頭34而下降既定量，並藉由超音波探傷探針22、渦流探傷探針32分別進行軸 接部2a之探傷檢查後，上升既定量，而返回至當初之移載位置。又，於該期間中，被移載至閥搬出位置P2之閥1C，係經由滑件38被搬出，另一方面，於閥搬入位置P1，作為檢查對象之新的閥1係經由作為閥搬送路徑之滑件18被搬入。
因此，藉由重複進行3次由滑動框架42及3個吸附墊治具45所構成之閥移載機構40之前述一連串之進退動作、即各吸附墊治具45之上升→前進→下降→上升→後退→下降之一連串之動作，被保持於閥搬入位置P1之閥1便被移載至超音波檢查室20，進行閥的軸接部2a之表面探傷檢查，接著在被移載至渦流檢查室30，進行閥的軸接部2a之內部探傷檢查之後，被移載至閥搬出位置P2而被搬出。
由以上說明可清楚得知，根據本實施例，由於藉由一台探傷檢查裝置10即可進行閥1的軸接部2a之內部及表面之探傷檢查，因此探傷檢查設備變得緊湊且簡潔。
又，根據本實施例，由於同時地進行閥1自閥搬入位置P1朝向超音波檢查室20之移載、閥1自超音波檢查室20朝向渦流檢查室30之移載、及閥1自渦流檢查室30朝向閥搬出位置P2之移載，尤其由於以閥自超音波檢查室20朝向渦流檢查室30之移載之一連串的動作，進行在過去須分別進行之閥朝向第一探傷檢查裝置外之移載動作及閥朝向第二探傷檢查裝置內之移載動作，因此可大幅地縮短閥1之軸接部2a之內部及表面之探傷檢查之循環時間。
又，根據本實施例，由於不會有附著水滴的閥1經由作為閥搬送路徑之滑件38被搬送至後處理步驟之情形，因此也不 會有滑件38泡水、或因附著在閥上的水滴而妨礙後處理步驟之加工的情形，也不需要在探傷檢查步驟設置乾燥機或送風機等之水滴去除手段。
尤其，於本實施例中，由於3個吸附墊治具45係構成為可相對於滑動框架42分別朝上下方向升降動作，因此，雖然閥移載機構20之構造及驅動控制因此變得複雜，但具有如下之優點。
亦即，雖然有時作為檢查對象之閥1存在有傘徑或全長等之規格不同之閥，而且，包含既定之閥搬入位置P1或閥搬出位置P2之閥移載機構40之閥交接位置會分別在上下方向不一致，但由於各吸附墊治具45可相對於滑動框架42分別朝上下方向升降動作，因此藉由配合閥1之規格或閥交接位置之高低來調整各吸附墊治具45上下方向之升降量等，完全不用變更閥交接位置即可應對。
又，於本實施例中，由於構成為藉由作為閥支撐件之吸附墊治具45吸附閥1之傘表4b而可將閥1懸吊保持，因此吸附墊治具45為了在既定之閥交接位置進行閥1之交接，只要於閥交接位置之正上方使吸附墊治具45進行升降動作即可。亦即，於進行升降動作之吸附墊治具45交接閥1時，由於吸附墊治具45只能接近至閥搬入位置P1上之滑件18、超音波檢查室20內之第一夾頭24、渦流檢查室30內之第二夾頭34、及閥搬出位置P2上之滑件38之上方既定位置，因此完全不存在吸附墊治具45與該等產生干涉之可能性。因此，於本實施例中，如不以吸附墊治具45，而以例如把持閥1之軸部2之夾頭治具來構成閥移載機構40之閥支撐件 之情形般，完全不需用來避免與滑件18、第一夾頭24、第二夾頭34、滑件38產生干涉之任何手段。
接著，根據圖6，對本發明第二實施例之閥的軸接部之探傷檢查裝置10A進行說明。
該第二實施例之探傷檢查裝置10A，係與前述之第一實施例之探傷檢查裝置10，存在以下之差異。
第一，於探傷檢查裝置10中，構成閥移載機構40之閥支撐件，係由負壓吸附閥傘表4a且以閥軸部2朝下之方式支撐(吸附保持)閥1之吸附墊治具45所構成，並且吸附墊治具45係構成為可相對於能沿左右方向進退動作之滑動框架42，朝上下方向進行升降動作。
另一方面，於探傷檢查裝置10A中，構成閥移載機構40A之閥支撐件，係由具有進行開閉動作而夾持閥軸部2之一對爪45b之夾頭治具45A所構成，並且該夾頭治具45A分別被固定於3個臂42a下端，而與滑動框架42A一體化，該3個臂42a下端係朝相對於裝置殼體12沿左右方向進退動作及沿上下方向升降動作之滑動框架42A之下方延長。
詳細而言，如圖6所示，於裝置殼體12之上方配設有與裝置殼體12一體化且朝左右延長之裝置殼體12A，且獨立於滑動框架42A之第二滑動框架42B係構成為藉由被介設於與裝置殼體12A之間之朝左右延長之線性導軌43A及伺服馬達/滾珠螺桿驅動單元44A，而相對於裝置殼體12(裝置殼體12A)沿左右方向進退動作。而且，滑動框架42A藉由被介設於與第二滑動框架42B之間之朝上下延長之線性導軌43B及伺服馬達/滾珠螺桿驅動單元 44B，而可相對於滑動框架42B沿上下方向升降動作。
亦即，閥移載機構40A係由與裝置殼體12一體化之裝置殼體12A、可沿左右方向進退動作地被安裝於裝置殼體12A之滑動框架42B、可沿上下方向升降動作地被安裝於滑動框架42B之滑動框架42A、及被固定於滑動框架42A而一體化之3個夾頭治具45A所構成。
如此，將夾頭治具45A一體化之滑動框架42A，係構成為可相對於裝置殼體12沿左右方向進退動作及沿上下方向升降動作。
因此，由於不需要將各夾頭治具45A構成為可相對於滑動框架42A分別沿上下方向滑動，因此雖然裝置殼體12、12A整體之高度變大，但閥移載機構40A之構成，變得較第一實施例之閥移載機構40更簡潔。
又，由於各夾頭治具45A並非相對於滑動框架42A分別沿上下方向升降之構造，因此對閥移載機構40A之驅動進行控制之控制單元U1之構成，也因此變得簡潔。
第二，於上述第一實施例中，作為超音波檢查室20之第一閥保持機構之第一夾頭24及作為渦流檢查室30之第二閥保持機構之第二夾頭34，皆藉由被介設於與裝置殼體12之間之伺服馬達25、35及線性導軌/滾珠螺桿驅動單元26、36，而可相對於裝置殼體12沿上下方向升降動作。
另一方面，於該第二實施例中，作為超音波檢查室20A之第一閥保持機構之第一夾頭24A及作為渦流檢查室30A之第二閥保持機構之第二夾頭34A，皆藉由被介設於與裝置殼體12 之間之伺服馬達/線性導軌/滾珠螺桿驅動單元26A、36A，而可相對於裝置殼體12沿上下方向升降動作。
第三、雖然在閥移載機構40A(之夾頭治具45A)、與超音波檢查室20A之第一夾頭24A及渦流檢查室30A之第二夾頭34A之間分別進行閥1之交接，但由於相較於夾頭治具45A之爪45b對閥1之把持位置，第一、第二夾頭24A、34A之爪24a、34a對閥1之把持位置較更靠近傘部4，因此在閥1之交接時，以夾頭治具45A與第一、第二夾頭24A、34A分別不會產生干涉的方式，來控制夾頭治具45A之爪45b、及第一、第二夾頭24A、34A之爪24a、34a之開閉。
詳細而言，在將閥1自夾頭治具45A分別交接至第一、第二夾頭24A、34A時，由於與夾頭治具45A之下降連動，而使第一、第二夾頭24A、34A之爪24a、34a大幅地開放，因此夾頭治具45A之爪45b可下降至較爪24a、34a更下方。然後，由於在爪24a、34a把持閥1之軸部2之同時，夾頭治具45A之爪45b解除對閥1之軸部2之把持而大幅地開放，因此夾頭治具45A可不與第一、第二夾頭24A、34A產生干涉而上升。
另一方面，於空閒之夾頭治具45A分別自第一夾頭24A及第二夾頭34A接到閥1時，由於與夾頭治具45A下降連動，而使爪45b大幅地開放，因此夾頭治具45A之爪45b可下降至較把持閥1之第一、第二夾頭24A、34A之爪24a、34a更下方。然後，由於在夾頭治具45A之爪45b把持閥1之軸部2之同時，第一、第二夾頭24A、34A之爪24a、34a解除對閥1之軸部2之把持而分別大幅地開放，因此接到閥1之夾頭治具45A，可不與第一、第二夾 頭24A、34A產生干涉而上升。
第四，於上述第一實施例中，雖閥1藉由滑件18被搬入閥搬入位置P1，但於該第二實施例中，閥1藉由閥搬入用V字導引18A而以水平之姿勢被搬入閥搬入位置P1。
又，於閥搬入位置P1設置有可上下方向升降動作且可繞轉動支點19a進行擺動動作之夾頭19A。而且，夾頭19A夾持V字導引18A上之閥1(之軸部2)而上升既定量，繞轉動支點19a擺動(朝縱向旋轉)，並以與閥移載機構40A之吸附墊治具45A正對之方式，將閥1保持為傘表4a朝上之形態。
其他之構造，由於與前述之第一實施例之探傷檢查裝置10之構造相同，因此賦予相同之符號，並省略重複之說明。
接著，根據圖7，對本發明第三實施例之探傷檢查裝置10B之主要部分進行說明。
於前述之第一、第二實施例中，如圖5、6所示，於渦流檢查室30、30A中，藉由閥移載機構40、40A而自超音波檢查室20、20A所移載之閥1，均藉由閥軸部2由第二夾頭34、34A所支撐保持，一邊保持下方之閥軸部2之包含軸接部2a之側面接近且正對與圓筒體31一體地旋轉之渦流探傷探針32之形態一邊下降，而進行藉由渦流探傷探針32之軸接部2a之全周圍之表面探傷檢查。
亦即，渦流檢查室30、30A係渦流探傷探針32分別相對於由第二夾頭34、34A所保持之閥1進行轉動之構造，然而該第三實施例之渦流檢查室30B係成為由第二夾頭34B所保持之閥1與第二夾頭34B一體地相對被橫向配置之渦流探傷探針32B進行旋 轉之構造。
詳細而言，於該第3實施例中，渦流檢查室30B之第二閥保持機構，係由以傘表4a朝上之方式把持閥軸部2之筒夾夾頭34B所構成。
亦即，於被固定在基板12b之外筒55之內側，經由軸承56可旋轉地支承有上下方向較長之內筒57，而內筒57之上端部內周面被形成為推拔形狀，於內筒57上端部形成有套管57a，並且於內筒57內插通有具有頭部51a之筒夾51，該頭部51a具有與套管57a之錐面匹配之推拔形狀的外周面。於筒夾51形成有可供閥軸部2插通之貫通孔51b，於筒夾頭部51a，在圓周方向3等分之3個部位形成有縱長狹縫(未圖示)，而於筒夾51之下端側51c螺合有藉由汽缸(未圖示)而可沿上下方向進退動作之圓筒形狀之拉桿52。
而且，藉由拉桿52朝軸向之進退動作使筒夾頭部51a之內徑擴縮，藉此進行被插通於筒夾51之貫通孔51b之閥軸部2之把持及解除。亦即，藉由形成有套管57a之內筒57及相對於內筒57朝軸向進退動作之筒夾51，來構成把持閥1之軸部2之筒夾夾頭34B。符號53為朝拉桿52及筒夾51內延伸，而調整閥軸部2朝筒夾夾頭34B之插入量之定位銷。
又，於基板12b，與外筒55鄰接地配置有伺服馬達M，藉由伺服馬達M之旋轉經由驅動側皮帶輪58a、皮帶58b、從動側皮帶輪58c被傳遞至內筒57，使閥1與筒夾夾頭34B、內筒57一體地旋轉。亦即，藉由內置有筒夾夾頭34B且可旋轉地被支承之內筒57、伺服馬達M、驅動側皮帶輪58a、皮帶58b及從動側 皮帶輪58c，構成使閥1繞內筒57之旋轉中心軸L1旋轉之轉動機構33A。
又，於筒夾夾頭34B之上方，渦流探傷探針32B被配置於成為接近且正對由筒夾夾頭34B所把持之閥軸部2之包含軸接部2a之側面之形態的既定位置。並且，渦流探傷探針32B，藉由伺服馬達/線性導軌/滾珠螺桿驅動單元36B，而能沿閥軸部2朝上下方向升降動作。
而且，藉由閥移載機構40之吸附墊治具45，在閥1被移載至筒夾夾頭34B之後，相對於與筒夾夾頭34B一體地旋轉之閥1，一邊保持渦流探傷探針32B接近且正對閥軸部2之包含軸接部2a之側面之形態一邊例如上升，藉此進行藉由渦流探傷探針32之軸接部2a之全周圍之表面探傷檢查。
其他之構成，由於與前述之第一實施例之探傷檢查裝置10相同，因此省略重複之說明。

Claims (4)

  1. 一種引擎閥的軸接部之探傷檢查方法，係使用超音波探傷探針及渦流探傷探針來對引擎閥的軸接部之內部及表面進行探傷檢查者，其特徵在於，其具備有：內部探傷檢查步驟，其於裝置殼體內之超音波檢查室中，以使閥軸部之端面在水中正對水槽內朝上配置於水中之超音波探傷探針的方式來保持閥，並藉由上述超音波探傷探針對上述軸接部之內部進行探傷；以及表面探傷檢查步驟，其於上述裝置殼體內與上述超音波檢查室鄰接之渦流檢查室中，以使下方之閥軸部包含軸接部之側面接近且正對朝橫向配置之渦流探傷探針的方式來保持閥，並且一邊使上述渦流探傷探針及上述閥沿著閥軸部的外周相對轉動，一邊藉由上述渦流探傷探針對上述軸接部的表面進行探傷；沿著與上述兩檢查室鄰接之左右方向進退動作之閥移載機構，係使被配置於隔著上述兩檢查室間之距離之3個部位之閥支撐件，一體地朝左右方向及上下方向移動，而分別保持閥軸部朝下之姿勢，同時將既定之搬入位置的閥移載至上述超音波檢查室，將上述超音波檢查室的完成內部探傷檢查閥移載至上述渦流檢查室，並將上述渦流檢查室的完成外部探傷檢查閥移載至既定之搬出位置。
  2. 一種引擎閥的軸接部之探傷檢查裝置，係使用超音波探傷探針及渦流探傷探針來對引擎閥的軸接部之內部及表面進行探傷檢查者，其特徵在於：於裝置殼體內，在左右方向鄰接而設置有具備超音波探傷探針之超音波檢查室、及具備渦流探傷探針之渦流檢查室，且 於上述超音波檢查室設置有水槽及第一閥保持機構，該水槽係於水中朝上地配置有上述超音波探傷探針，該第一閥保持機構係於閥軸部之端面在水中正對上述超音波探傷探針之既定位置保持閥，另一方面，在上述渦流檢查室設置有朝橫向配置之渦流探傷探針、第二閥保持機構、以及轉動機構，該第二閥保持機構係於下方之閥軸部包含軸接部之側面接近且正對上述渦流探傷探針的既定位置保持閥，該轉動機構係使上述渦流探傷探針及上述閥沿著閥軸部的外周相對轉動，且於上述裝置殼體，設置有閥移載機構，該閥移載機構係使被配置於沿著與上述兩檢查室鄰接之左右方向依序隔著上述第一、第二保持機構間之距離之3個部位之、以閥軸部朝下之方式分別支撐閥的閥支撐件，一體地朝左右方向及上下方向移動，而同時將既定之搬入位置之閥移載至上述第一閥保持機構，將被保持於上述第一閥保持機構的完成內部探傷檢查閥移載至上述第二閥保持機構，並將被保持於上述第二閥保持機構的表面探傷完成檢查閥移載至既定之搬出位置，並且設置有控制單元，其控制上述閥移載機構、上述第一及第二閥保持機構、上述超音波探傷探針、上述渦流探傷探針以及上述轉動機構之驅動。
  3. 如請求項2之引擎閥的軸接部之探傷檢查裝置，其中，上述閥移載機構具備有：滑動框架，其可沿與上述兩檢查室鄰接之左右方向進退動作；及上述閥支撐件，其可朝上下方向進行升降動作地被安裝於上述滑動框架。
  4. 如請求項2之引擎閥的軸接部之探傷檢查裝置，其中，上述閥 移載機構具備有：滑動框架，其可沿與上述兩檢查室鄰接之左右方向進退動作並朝上下方向進行升降動作；以及上述閥支撐件，其與上述滑動框架被一體化。
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