(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波プローブを使用して車軸を検査するための方法であって、
ａ）既知の内外径形状が変化する壁（ＰＡ）を備える管状車軸（ＡＥ）を検査ベンチ（ＢＣ）に置くステップと、
ｂ）前記壁（ＰＡ）の外側表面（ＳＥ）または内側表面（ＳＩ）の、その形状および前記軸（ＡＥ）の潜在的な負荷に応じて選択された第１のサイトに少なくとも１つの超音波プローブ（ＳＵ）を置き、次いで、各プローブ（ＳＵ）で、第１の長手方向または横方向に配向された第１の選択された角度セクタにおいて、前記壁（ＰＡ）の第１の選択された部分を分析し、前記プローブ（ＳＵ）に対して前記軸（ＡＥ）の様々な相対角位置用の分析データを取得するようにするステップと、
ｃ）前記壁（ＰＡ）の形状および前記軸（ＡＥ）の前記潜在的な負荷に応じて選択された少なくとも１つの第２のサイトに、少なくとも１つのプローブ（ＳＵ）を移動し、次いで、各プローブ（ＳＵ）で、前記第１の方向とは反対の第２の方向に配向された第２の選択された角度セクタにおいて、前記壁（ＰＡ）の第２の選択された部分を分析し、前記プローブ（ＳＵ）に対して前記軸（ＡＥ）の様々な相対角位置用の他の分析データを取得するようにするステップと、
ｄ）前記取得された分析データから、前記壁（ＰＡ）内のエコーの表示の横方向または長手方向の配向および位置を表すマップを作成するステップと、
を有し、
長手方向に配向された角度セクタにおいて、超音波分析を実行し、これにより、前記壁（ＰＡ）内のエコーの表示の横方向の配向および位置を表すマップを作成するように、前記壁（ＰＡ）の前記外側表面（ＳＥ）または前記内側表面（ＳＩ）に各超音波プローブ（ＳＵ）を置くことによって、ステップｂ）〜ｄ）を少なくとも１回実行し、次いで、横方向に配向された角度セクタにおいて、超音波分析を実行し、これにより、前記壁（ＰＡ）内のエコーの表示の長手方向の配向および位置を表すマップを作成するように、前記壁（ＰＡ）の前記外側表面（ＳＥ）または前記内側表面（ＳＩ）に少なくとも１つの超音波プローブ（ＳＵ）を置くことによって、ステップｂ）〜ｄ）を再度少なくとも１回実行することを特徴とする、方法。
【請求項２】
前記壁（ＰＡ）内のエコーの表示の位置および配向を表すマップを作成するように、前記壁（ＰＡ）の前記外側表面（ＳＥ）に各超音波プローブ（ＳＵ）を置くことによって、ステップｂ）〜ｄ）を最初に実行し、次いで、前記プローブ（ＳＵ）に対する前記軸（ＡＥ）の様々な相対角位置用の分析データを取得するように、ならびに、前記壁（ＰＡ）内のエコーの表示の前記位置および配向を表すマップを作成するように、前記壁（ＰＡ）の前記内側表面（ＳＩ）の、その形状に応じて選択された少なくとも１つの第３のサイトに少なくとも１つの超音波プローブ（ＳＵ）を置き、その後、各プローブ（ＳＵ）で、少なくとも１つの選択された長手方向または横方向に配向された第３の選択された角度セクタにおいて、前記壁（ＰＡ）の第３の選択された部分を分析することによって、少なくとも前記ステップｂ）およびｄ）を再度実行することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
ステップｄ）を実行した後に、超音波に基づいたものとは異なる他の分析技術を使用して、前記壁（ＰＡ）の少なくとも前記外側表面（ＳＥ）の分析が行われ、プローブ（ＳＵ）に対する前記軸（ＡＥ）の様々な相対角位置用の分析データを取得するようにするステップｅ）が提供されることを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
ステップｅ）を実行した後に、これらの取得された分析データから、前記壁（ＰＡ）の表面表示の位置および配向を表すマップが作成されるステップｆ）が実行されることを特徴とする、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記他の分析技術は、いわゆる漏洩磁束技術およびいわゆる渦電流技術を含む群から選択されることを特徴とする、請求項３または４に記載の方法。
【請求項６】
前記壁の第１、第２および可能であれば第３の部分の各々は、前記軸（ＡＥ）に対する少なくとも１つのプローブ（ＳＵ）の長手方向の相対変位によって、および／または、少なくとも１つのプローブ（ＳＵ）で電子走査することによって、分析されることを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記ステップｂ）、ｃ）およびｅ）の少なくとも１つにおいて、プローブ（ＳＵ）に対する前記軸（ＡＥ）の前記様々な相対角位置は、プローブ（ＳＵ）に対して前記軸（ＡＥ）を回転駆動することによって得られることを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記ステップｂ）、ｃ）およびｅ）の少なくとも１つにおいて、プローブ（ＳＵ）に対する前記軸（ＡＥ）の前記様々な相対角位置は、前記軸（ＡＥ）に対して少なくとも１つのプローブ（ＳＵ）を回転駆動することによって得られることを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
ステップｄ）中で得られた前記マップデータが、検査されたものと同一のタイプであるが欠陥のない第１の参照軸上で得られた第１の参照マップデータと比較され、前記第１の参照マップに示されていないエコーの表示を表すデータのみを選択し、これにより、訂正されたマップを作成するようにするステップｇ）を有することを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
ステップｄ）またはｇ）中で得られた前記マップデータが、検査されたものと同一のタイプであるが既知の欠陥が含まれる第２の参照軸上で得られた第２の参照マップデータと比較され、前記第２の参照マップに示された既知の欠陥を表すエコーの表示を表すデータのみを選択し、これにより、欠陥マップを作成するようにするステップｈ）を有することを特徴とする、請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
ステップｄ）またはｇ）中で得られた前記マップデータの振幅が、選択された閾値振幅と比較され、前記閾値振幅より高い、欠陥を示す振幅を備えたエコーの表示を表すデータのみを選択し、これにより、欠陥マップを作成するようにするステップｉ）を有することを特徴とする、請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記閾値振幅より高い振幅を検出した場合に、警告が発せられることを特徴とする、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
少なくとも１つのマップがスクリーン（ＥＣ）に表示されるステップｊ）を有することを特徴とする、請求項１から１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
単一の可変角度方向に超音波を放出することができるプローブ（ＳＵ）が使用されることを特徴とする、請求項１から１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
前記角度は、長手方向または横方向に対して、０度から７０度の間を変動することを特徴とする、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
選択された角度セクタにある方向に超音波を放出することができるいわゆるフェーズドアレイ型のプローブ（ＳＵ）が使用されることを特徴とする、請求項１から１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１７】
前記角度セクタは、長手方向または横方向に対して、０度から７０度の間であることを特徴とする、請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
車軸（ＡＥ）を検査するための装置であって、ｉ）既知の内外径形状が変化する１つの壁（ＰＡ）を有する管状車軸（ＡＥ）を受け取るように配置された検査ベンチ（ＢＣ）と、ｉｉ）選択された角度セクタにおいて、前記壁（ＰＡ）の少なくとも１つの選択された部分を分析し、これにより、分析データを取得するように配置された少なくとも１つの超音波プローブ（ＳＵ）と、ｉｉｉ）第１および第２の対向する長手方向または横方向に配向された少なくとも１つの第１のおよび少なくとも１つの第２の選択された角度セクタにおいて、前記壁（ＰＡ）の少なくとも１つの第１のおよび少なくとも１つの第２の選択された部分をそれぞれ分析するように、ならびに、それにしたがい、プローブ（ＳＵ）に対する前記軸（ＡＥ）の様々な相対角位置用の分析データを取得するように、前記壁（ＰＡ）の外側表面（ＳＥ）または内側表面（ＳＩ）の、その形状および前記軸の潜在的な負荷に応じて選択された第１のサイトに各プローブ（ＳＵ）を置くように、前記検査ベンチ（ＢＣ）を制御するように整えられた制御手段（ＭＣ）と、ｉｖ）前記取得された分析データから、前記壁（ＰＡ）内のエコーの表示の横方向または長手方向の配向および位置を表すマップを作成するように配列された処理手段（ＭＴ）と、
を備え、
前記制御手段（ＭＣ）は、ｉ）長手方向に配向された角度セクタにおいて、超音波分析を実行するように、ならびに、前記処理手段（ＭＴ）が作成するエコーの表示の横方向の配向および位置を表すマップから分析データを取得するように、前記壁（ＰＡ）の前記外側表面（ＳＥ）または前記内側表面（ＳＩ）に対する少なくとも１つのプローブ（ＳＵ）の相対変位を少なくとも最初に制御し、次いで、ｉｉ）横方向に配向された角度セクタにおいて、超音波分析を実行するように、ならびに、前記処理手段（ＭＴ）が作成するエコーの表示の長手方向の配向および位置を表すマップから分析データを取得するように、前記壁（ＰＡ）の前記外側表面（ＳＥ）または前記内側表面（ＳＩ）に対する少なくとも１つのプローブ（ＳＵ）の相対変位を少なくとも二度目に制御するように整えられることを特徴とする、装置。
【請求項１９】
前記制御手段（ＭＣ）は、前記プローブ（ＳＵ）に対する前記軸（ＡＥ）の様々な相対角位置用の分析データを取得するように、前記壁（ＰＡ）の前記外側表面（ＳＥ）に対する少なくとも１つのプローブ（ＳＵ）の相対変位を最初に制御し、次いで、選択された長手方向または横方向に配向された少なくとも１つの第３の選択された角度セクタにおいて、前記壁（ＰＡ）の少なくとも１つの第３の選択された部分を分析するように、ならびに、それにしたがい、前記プローブ（ＳＵ）に対する前記軸（ＡＥ）の様々な相対角位置用の他の分析データを取得するように、前記壁（ＰＡ）の前記内側表面（ＳＩ）に対する少なくとも１つのプローブ（ＳＵ）の相対変位を二度目に制御し、かつ、前記処理手段（ＭＴ）は、前記取得された分析データから、前記壁（ＰＡ）内のエコーの表示の位置および配向を表すマップを作成するように整えられることを特徴とする、請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
プローブ（ＳＵ）に対する前記軸（ＡＥ）の様々な相対角位置用の分析データを取得するように超音波に基づいたものとは異なる他の分析技術によって、前記壁（ＰＡ）の少なくとも前記外側表面（ＳＥ）を分析するように整えられた表面分析手段を備えることを特徴とする、請求項１８または１９に記載の装置。
【請求項２１】
前記処理手段（ＭＴ）は、前記表面分析手段（ＭＡＳ）を通して取得されたこれらの分析データから、前記壁（ＰＡ）の表面表示の位置および配向を表すマップを作成するように整えられることを特徴とする、請求項２０に記載の装置。
【請求項２２】
前記表面分析手段は、漏洩磁束分析手段および渦電流分析手段を含む群から選択されることを特徴とする、請求項２０または２１に記載の装置。
【請求項２３】
前記軸（ＡＥ）に対して少なくとも１つのプローブ（ＳＵ）を長手方向に相対的に変位するように整えられた変位手段（ＭＤ）を備え、前記制御手段（ＭＣ）は、前記壁（ＰＡ）の第１、第２および該当する場合は第３の部分の少なくとも一部を分析するように、前記軸（ＡＥ）に対して少なくとも１つのプローブ（ＳＵ）を長手方向に相対的に変位するように、前記変位手段（ＭＤ）を制御するように整えられることを特徴とする、請求項１８から２２のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２４】
前記制御手段（ＭＣ）は、前記壁（ＰＡ）の前記第１、第２および該当する場合には第３の部分の少なくとも一部を分析するように、少なくとも１つのプローブ（ＳＵ）で電子走査を実行するように整えられることを特徴とする、請求項１８から２３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２５】
前記検査ベンチ（ＢＣ）は、各プローブ（ＳＵ）に対して前記軸（ＡＥ）の様々な相対角位置を画成するように、各プローブ（ＳＵ）に対して前記軸（ＡＥ）を回転駆動するように配置されることを特徴とする、請求項１８から２４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２６】
前記検査ベンチ（ＢＣ）は、各プローブ（ＳＵ）に対して前記軸（ＡＥ）の様々な相対角位置を画成するように、前記軸（ＡＥ）に対して少なくとも１つのプローブ（ＳＵ）を回転駆動するように配置されることを特徴とする、請求項１８から２５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２７】
前記処理手段（ＭＴ）は、検査されるべき前記軸（ＡＥ）上で得られたマップデータを、検査されたものと同一のタイプであるが欠陥のない第１の参照軸上で得られた第１の参照マップデータと比較し、前記第１の参照マップに示されていないエコーの表示を表すデータのみを選択し、これにより、訂正されたマップを作成するように整えられることを特徴とする、請求項１８から２６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２８】
前記処理手段（ＭＴ）は、検査されるべき前記軸（ＡＥ）上で得られたマップデータを、検査されたものと同一のタイプであるが既知の欠陥が含まれる第２の参照軸上で得られた第２の参照マップデータと比較し、前記第２の参照マップに示された既知の欠陥を表すエコーの表示を表すデータのみを選択し、これにより、欠陥マップを作成するように整えられることを特徴とする、請求項１８から２７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２９】
前記処理手段（ＭＴ）は、検査されるべき前記軸（ＡＥ）上で得られたマップデータの振幅を、選択された閾値振幅と比較し、前記閾値振幅より高い、欠陥を示す振幅を備えたエコーの表示を表すデータのみを選択し、これにより、欠陥マップを作成するように整えられることを特徴とする、請求項１８から２８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項３０】
前記処理手段（ＭＴ）は、前記閾値振幅より高い振幅を検出した場合に、警告を発するように整えられることを特徴とする、請求項２９に記載の装置。
【請求項３１】
前記処理手段（ＭＴ）によって作成された前記マップの少なくとも複数を表示することができるスクリーン（ＥＣ）を備えることを特徴とする、請求項１８から３０のいずれか一項に記載の装置。
【請求項３２】
前記プローブ（ＳＵ）は、単一の可変角度方向に、超音波を放出することができることを特徴とする、請求項１８から３１のいずれか一項に記載の装置。
【請求項３３】
前記角度は、長手方向または横方向に対して、０度から７０度の間を変動することを特徴とする、請求項３２に記載の装置。
【請求項３４】
前記プローブ（ＳＵ）は、いわゆるフェーズドアレイ型であり、選択された角度セクタにある方向に超音波を放出することができることを特徴とする、請求項１８から３１のいずれか一項に記載の装置。
【請求項３５】
前記角度セクタは、長手方向または横方向に対して、０度から７０度の間であることを特徴とする、請求項３４に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、鉄道の分野に使用される車軸に関し、より具体的には、非破壊技術を使用してそのような軸を検査（または、点検）することに関する。
【背景技術】
【０００２】
専門家が認識しているように、いくつかの車軸、特にかなりの量の負荷を支持しなければならないものは、国際標準に合致するために製造およびメンテナンスの異なる段階で、非破壊検査を経なければならない。公知の非破壊検査方法は、中実車軸に非常によく適合している。これらは、通常、超音波プローブを使用した音響分析に基づいており、場合によっては、例えば表面分析または放射線画像分析等の追加分析に基づいている。中実車軸が満たすべき標準は、特に、欧州では、ＮＦ  ＥＮ１３２６１−２００４、世界的には、ＩＳＯ５９４８−１９９４およびＩＳＯ６９３３−１９８６、米国では、Ｍ  １０１／９０−Ａ（米国鉄道協会（Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｒａｉｌｒｏａｄ）（ＡＡＲ））、ブラジルでは、ＮＢＲ７９４７−１９８９、日本では、ＪＩＳ４５０２−１−２００２である。
【０００３】
取得された分析データから、軸を形成する中実材料内の横方向または長手方向の不完全部および欠陥の位置を推定し、これにより、この軸が国際標準（製造または定期メンテナンス）に合致するか否かを決定することが可能である。
【０００４】
いくつかの中実車軸を管状車軸と交換することが近年提案されたが、その壁は内外径形状が変化する。これらの新しい管状車軸は、通常は重量において３０％程度の有意な減少を達成するため輸送される積荷の増加が可能となり、これに伴ってエネルギ消費が減少し、それゆえに汚染も減少するため、特に有利である。しかし、このタイプの管状車軸の検査は多数の問題を引き起こす。
【０００５】
当然、変化する内径形状が存在するため、角のある域（または隅）から生じるエコーを、不完全部または構造的欠陥から生じるエコーと区別することが困難である。
【０００６】
さらに、かなりの数のこれらの不完全部および／または欠陥は、中実車軸で遭遇するものよりも小さな寸法を有し、超音波が移動する短い距離を考慮すると、検出がさらに困難になる。
【０００７】
最後に、車軸を形成するために、特に車輪（圧力嵌め）およびブレーキディスク等のいくつかの器具を管状車軸のいくつかの部分に位置決めすることは、また、さらなる不完全部および／または構造的欠陥を招くのを免れないか、または、事前に行われた熱間鍛造および機械加工作業によって生じたいくつかの構造的欠陥および／または不完全部の寸法を増加させることさえある。結果として、最初の組み立て中および（器具を車軸から取り外すか取り外さないかにかかわらず）メンテナンス作業中の両方で、これらの部分および隣接する域を検査することがさらにより必要である。これらの分析を、車軸のいくつかの部分に器具が取り付けられているときに既存の検査方法で実行することは、困難であるか不可能でさえある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、したがって、管状車軸（より一般的には、中空（管状）回転製品）の大部分を、あるいは可能であればその全体を、器具が嵌められているときも含めて、少なくとも半自動の方法で、正確に検査する非破壊検査方法および装置を提案することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この目的のために、下記のステップを備える管状車軸を検査する方法が提案される。すなわち、
ａ）既知の内外径形状が変化する壁を備える管状車軸を検査ベンチに置くステップと、
ｂ）プローブに対して軸の様々な相対角位置用の分析データを取得するために、この壁の外側表面または内側表面の、その形状および軸の潜在的な負荷に応じて選択された第１のサイトに少なくとも１つの超音波プローブを置き、次いで、各プローブで、第１の長手方向または横方向に配向された第１の選択された角度セクタにおいて、壁の第１の選択された部分を分析するステップと、
ｃ）プローブに対して軸の様々な相対角位置用の他の分析データを取得するために、これもまた形状および軸の潜在的な負荷に応じて選択された第２のサイトに、少なくとも１つのプローブを移動し、次いで、各移動されたプローブで、第１の方向とは反対の第２の方向に配向された第２の選択された角度セクタにおいて、壁の第２の選択された部分を分析するステップと、
ｄ）取得された分析データから、壁内のエコーの表示の横方向または長手方向の配向および位置を表すマップを作成するステップとを有する方法である。
【００１０】
ここで、「エコーの表示」とは、（物質と空気の）接触面上または不完全部上または（構造的）欠陥上の反射によって、壁内に得られた情報を意味する。さらに、ここで、「不完全部」とは、エコーを発生させた壁の一部分であり、その振幅が選択された閾値よりも低く、したがって、結果として軸が不良品と判断される性質ではないものを意味する。最後に、ここでいう「欠陥」とは、エコーを発生させた壁の一部分であり、その振幅が選択された閾値よりも高く、したがって、結果として軸が不良品と判断される性質であるものを意味する。
【００１１】
本発明によれば、本方法は、数種類の変形例に分けることができ、その少なくともいくつかの特徴は、互いに組み合わせることができ、特に、下記の通りである。
【００１２】
−例えば、壁内のエコーの表示の位置および配向を表すマップを作成するために、壁の外側表面に各超音波プローブを置くことによって、ステップｂ）〜ｄ）を最初に実行することができる。その後、プローブに対する軸の様々な相対角位置用の分析データを取得し、ならびに、壁内のエコーの表示の位置および配向を表すマップを作成するために、形状に応じて選択される壁の内側表面の第３のサイトに少なくとも１つの超音波プローブを置くことによって、次いで、少なくとも１つの選択された長手方向または横方向に配向された第３の選択された角度セクタにおいて、各プローブで壁の第３の選択された部分を分析することによって、少なくともステップｂ）〜ｄ）を二度目に実行することができる。
【００１３】
−例えば、長手方向に配向された角度セクタにおいて、超音波分析を実行し、これにより、壁内のエコーの表示の横方向の配向および位置を表すマップを作成するために、壁の外側表面または内側表面に各超音波プローブを置くことによって、ステップｂ）〜ｄ）を少なくとも１回実行することができる。次いで、横方向に配向された角度セクタにおいて、超音波分析を実行し、これにより、壁内のエコーの表示の長手方向の配向および位置を表すマップを作成するために、壁の外側表面または内側表面に少なくとも１つの超音波プローブを置くことによって、ステップｂ）〜ｄ）を再度少なくとも１回実行することができる。
【００１４】
−ステップｄ）を実行した後に、例えばステップｅ）を提供することができ、その中で、軸に対する少なくとも１つのプローブの様々な相対角位置用の分析データを取得するために、超音波に基づいたものとは異なる他の分析技術を使用して、壁の少なくとも外側表面の分析が行われ、かつ、適用可能である場合には、これらの取得された分析データから、壁の表面表示の位置および配向を表すマップが作成されるステップｆ）を提供することができる。
【００１５】
例えば、この他の分析技術は、いわゆる漏洩磁束技術およびいわゆる渦電流技術から選択することができる。
【００１６】
−壁の第１、第２、および該当する場合は第３の部分の各々は、例えば、軸に対する少なくとも１つのプローブの長手方向の相対変位によって、および／または、少なくとも１つのプローブで電子走査することによって、分析することができる。
【００１７】
−例えば、ステップｂ）、ｃ）およびｅ）の少なくとも１つの実行中に、各プローブに対する軸の様々な相対角位置は、各プローブに対してこの軸を回転駆動することによって、または、この軸に対して各プローブを回転駆動することによって、のいずれかで得ることができる。
【００１８】
−この方法は、第１の参照マップに示されていないエコーの表示を表すデータのみを選択し、これにより、「訂正された」マップを作成するために、ステップｄ）中で得られたマップデータが、検査されたものと同一のタイプであるが欠陥のない第１の参照軸上で先に得られた第１の参照マップデータと比較されるステップｇ）を有してもよい。
【００１９】
−この方法は、第２の参照マップに示された既知の欠陥を表すエコーの表示を表すデータのみを選択し、これにより、欠陥マップを作成するために、ステップｄ）またはｇ）中で得られたマップデータが、検査されたものと同一のタイプであるが既知の欠陥が含まれる第２の参照軸上で得られた第２の参照マップデータと比較されるステップｈ）を有してもよい。
【００２０】
−この方法は、結果的に欠陥を示すものとなる、閾値振幅より高い振幅を備えたエコーの表示を表すデータのみを選択し、これにより、欠陥マップを作成するために、ステップｄ）またはｇ）中で得られたマップデータの振幅が、選択された閾値振幅と比較されるステップｉ）を有してもよい。
【００２１】
閾値振幅より高い振幅を検出する場合には、適用可能であれば、警告を発してもよい。
【００２２】
−この方法は、少なくとも１つのマップをスクリーンに表示するステップｊ）を有してもよい。
【００２３】
−例えば、単一の可変角度方向に超音波を放出することができるプローブが使用されてもよい。
【００２４】
例えば、角度は、長手方向または横方向に対して、約０度から約７０度の間で変動してもよい。
【００２５】
−変形例として、例えば、選択された角度セクタにある方向に超音波を放出することができるいわゆるフェーズドアレイ型のプローブを使用することができる。
【００２６】
例えば、角度セクタは、長手方向または横方向に対して、約０度から約７０度の間であり得る。
【００２７】
なお、ステップａ）〜ｄ）は、この順序で完了されなければならないが、他のステップｅ）〜ｊ）は、必ずしもこの順序で完了する必要はない。特に、ステップｊ）をステップｄ）の後に実行することは十分に可能である。
【００２８】
本発明はまた、車軸を検査するための装置にも関し、上述の方法を実施するように意図されている。この装置は、より具体的には下記を備える。すなわち、
−既知の内外径形状が変化する壁を備える管状車軸を受け取るように設計された検査ベンチと、
−選択された角度セクタにおいて、この壁の少なくとも１つの選択された部分を分析し、これにより、分析データを取得するように設計された少なくとも１つの超音波プローブと、
−第１および第２の対向する長手方向または横方向に配向された少なくとも１つの第１のおよび少なくとも１つの第２の選択された角度セクタにおいて、壁の少なくとも１つの第１のおよび少なくとも１つの第２の選択された部分をそれぞれ分析するように、ならびに、これにより、上記プローブに対する軸の様々な相対角位置用の分析データを取得するように、壁の外側表面または内側表面の、その形状および軸の潜在的な負荷に応じて選択される第１のサイトに各プローブを置くために、検査ベンチを制御するように設計された制御手段と、
−取得された分析データから、壁内のエコーの表示の長手方向または横方向の配向、および、長手方向または横方向の位置を表すマップを作成するように設計された処理手段とを備える装置である。
【００２９】
本発明によれば、この装置は数種類の変形例に分けることができ、同装置の少なくともいくつかの特徴は、互いに組み合わせることができ、特に、下記の通りである。
【００３０】
−その制御手段は、上記プローブに対する軸の様々な相対角位置用の分析データを取得するように、壁の外側表面に対する各プローブの相対変位を最初に制御する。次いで、選択された長手方向または横方向に配向された少なくとも１つの第３の選択された角度セクタにおいて、壁の少なくとも１つの第３の選択された部分を分析し、これにより、上記プローブに対する軸の様々な相対角位置用の他の分析データを取得するように、壁の内側表面に対する少なくとも１つのプローブの相対変位を二度目に制御するように設計することができる。この場合、処理手段は、取得された分析データから、壁内のエコーの表示の位置および配向を表すマップを作成するように設計される。
【００３１】
−この制御手段は、ｉ）長手方向に配向された角度セクタにおいて、超音波分析を実行するように、それからエコーの表示の横方向の配向および位置を表すマップを処理手段が作成するもととなる分析データを取得するように、壁の外側表面または内側表面に対する各プローブの相対変位を少なくとも最初に制御し、次いで、ｉｉ）横方向に配向された角度セクタにおいて、超音波分析を実行し、それからエコーの表示の長手方向の配向および位置を表すマップを処理手段が作成するもととなる分析データを取得するように、壁の外側表面または内側表面に対する各プローブの相対変位を少なくとも二度目に制御するように設計されてもよい。
【００３２】
−この装置は、プローブに対する軸の様々な相対角位置用の分析データを取得するために、超音波に基づいたものとは異なる他の分析技術を使用して、壁の少なくとも外側表面を分析するように設計された表面分析手段を備えてもよい。この場合、処理手段は、適用可能である場合には、（表面分析手段を通して取得された）これらの分析データから、壁の表面表示の位置および配向を表すマップを作成するように設計されてもよい。
【００３３】
例えば、表面分析手段は、漏洩磁束分析手段および渦電流分析手段から選択される。
【００３４】
−この装置は、軸に対して少なくとも１つのプローブを長手方向に相対的に変位させるように設計された変位手段を備えてもよい。この場合、その制御手段は、壁の第１、第２および可能であれば第３の部分の少なくとも一部を分析するように、軸に対して少なくとも１つのプローブを長手方向に相対的に変位させるように、変位手段を制御するように設計される。
【００３５】
−代替的にまたは追加的に、その制御手段は、壁の第１、第２および可能であれば第３の部分の少なくとも一部を分析するように、少なくとも１つのプローブで電子走査を実行するように設計ことができる。
【００３６】
−そのベンチは、プローブに対して軸の様々な相対角位置を画成するために、各プローブに対して軸を回転駆動するように設計されてもよい。あるいは、ベンチは、上記プローブに対してこの軸の様々な相対角位置を画成するために、軸に対して少なくとも１つのプローブを回転駆動するように設計されてもよい。
【００３７】
−その処理手段は、検査されるべき軸上で得られたマップデータを、検査されたものと同一のタイプであるが欠陥のない第１の参照軸上で得られた第１の参照マップデータと比較し、第１の参照マップに示されていないエコーの表示を表すデータのみを選択し、これにより、訂正されたマップを作成するように設計されてもよい。
【００３８】
−その処理手段は、検査されるべき軸上で得られたマップデータを、検査されたものと同一のタイプであるが既知の欠陥が含まれる第２の参照軸上で得られた第２の参照マップデータと比較し、第２の参照マップに示された既知の欠陥を表すエコーの表示を表すデータのみを選択し、これにより、欠陥マップを作成するように設計されてもよい。
【００３９】
−その処理手段は、検査されるべき軸上で得られたマップデータの振幅を、選択された閾値振幅と比較し、この閾値振幅より高い振幅を備えた、欠陥を示すエコーの表示を表すデータのみを選択し、これにより、欠陥マップを作成するように設計されてもよい。
【００４０】
その処理手段は、閾値振幅より高い振幅を検出した場合に、警告を発するように設計してもよい。
【００４１】
−この装置は、その処理手段によって作成されたマップの少なくともいくつかを表示するのに適切なスクリーンを備えてもよい。
【００４２】
−例えば、各プローブは、単一の可変角度方向に、例えば長手方向または横方向に対して、約０度から約７０度の間に、超音波を放出するように設計されてもよい。
【００４３】
−あるいは、例えば、各プローブは、いわゆるフェーズドアレイ型であってもよく、選択された角度セクタにある方向に、例えば長手方向または横方向に対して、約０度から約７０度の間に、超音波を放出するように設計されてもよい。
【００４４】
本発明の他の特徴および利点は、下記の詳細な説明および添付の図面から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】器具が嵌められていない形態の管状車軸の長手方向概略断面図である。
【図２】器具が嵌められた管状車軸の形態の一部の長手方向概略断面図である。
【図３】本発明による検査装置の一実施の形態を概略的かつ機能的に示す図である。
【図４Ａ】長手方向分析用に、軸壁の一部の外側表面の選択されたサイトにプローブを配置した例を示す概略斜視図である。
【図４Ｂ】長手方向分析用に、軸壁の一部の外側表面の選択されたサイトにプローブを配置した例を示す概略斜視図である。
【図５】横方向分析用に、軸壁の一部の外側表面の選択されたサイトにプローブを配置した例を示す概略斜視図である。
【図６】長手方向分析用に、軸壁の一部の内側表面の選択されたサイトにプローブを配置した例を示す概略斜視図である。
【図７Ａ】第１の長手方向に配向された３０度に等しい放出角度をなすように右から左へ長手方向に変位された３つの一方向性プローブによって検査される壁の一部の第１の部分を表す図である。
【図７Ｂ】第１の長手方向に配向された４５度に等しい放出角度をなすように右から左へ長手方向に変位された３つの一方向性プローブによって検査される壁の一部の第１の部分を表す図である。
【図７Ｃ】第１の長手方向に配向された６０度に等しい放出角度を成すように右から左へ長手方向に変位された３つの一方向性プローブによって検査される壁の一部の第１の部分を表す図である。
【図８Ａ】第２の長手方向に配向された３０度に等しい放出角度用に左から右へ長手方向に変位された、図７Ａ〜７Ｃと同一の３つの一方向性プローブによって検査される図７Ａ〜７Ｃに示された壁の一部の第２の部分を描いた図である。
【図８Ｂ】第２の長手方向に配向された４５度に等しい放出角度用に左から右へ長手方向に変位された、図７Ａ〜７Ｃと同一の３つの一方向性プローブによって検査される図７Ａ〜７Ｃに示された壁の一部の第２の部分を描いた図である。
【図８Ｃ】第２の長手方向に配向された６０度に等しい放出角度用に左から右へ長手方向に変位された、図７Ａ〜７Ｃと同一の３つの一方向性プローブによって検査される図７Ａ〜７Ｃに示された壁の一部の第２の部分を描いた図である。
【図９Ａ】第１の長手方向に配向され、３０度から７０度の間の角度セクタ用に、３つのフェーズドアレイ・プローブによって検査される、図７Ａ〜７Ｃに示された壁の一部の第１および第２の部分を示す図である。
【図９Ｂ】第２の長手方向に配向され、３０度から７０度の間の角度セクタ用に、３つのフェーズドアレイ・プローブによって検査される、図７Ａ〜７Ｃに示された壁の一部の第１および第２の部分を示す図である。
【図１０】長手方向に配向された３０度から７０度の間の角度セクタ用に、内側表面に置かれたフェーズドアレイ・プローブによって検査される壁の一部の第３の部分を示す図である。
【図１１Ａ】同一の車軸壁上で得られたマップの２つの例を示す図である。
【図１１Ｂ】同一の車軸壁上で得られたマップの２つの例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４６】
添付の図面は、本発明を補足するだけではなく、適用可能である場合には、その定義の一部を成す目的でも使用することができる。
【００４７】
本発明の目的は、管状車軸の大部分を、可能であればその全体を、管状車軸に器具が嵌められているときも含めて、非破壊的にかつ少なくとも半自動的に検査するのを可能にすることである。
【００４８】
検査されるべき管状軸は、品物または乗客を運ぶための貨車の車軸の一部を形成するように意図されていることが下記では想定されている。しかし、本発明はこの用途に限定されない。当然、これは、稼働中の応力、例えば疲労歪等を受け、それの壁が、既知の内外径形状が変化するいずれのタイプの中空（管状）回転製品に関する。
【００４９】
図１に示されるように、管状（車）軸ＡＥは壁ＰＡを有し、これは、熱間鍛造および機械加工作業によって画成され、最終的に可変の外半径Ｒ１および内半径Ｒ２の形状を呈する。なお、半径方向（すなわち、長手方向軸ＸＸに垂直な方向）の厚さは、必ずしも一定ではない。換言すれば、外半径Ｒ１および内半径Ｒ２の形状は、必ずしも相似的に重なり合うことはできない。
【００５０】
このタイプの軸の自動検査は、図１の形態のように器具を備えていないか、または、図２の形態のように器具ＥＱ（例えば、特に、車輪および／またはブレーキディスク）を備えるかのいずれかの状態で、図３に概略的にかつ機能的に描かれたタイプの検査装置を使用して実行される。
【００５１】
そのような装置は、少なくとも１つの検査ベンチＢＣと、少なくとも１つの超音波プローブＳＵ（ここでは、３つが示されている）と、制御モジュールＭＣと、処理モジュールＭＴと、好ましくはスクリーンＥＣと、を有する。なお、制御モジュールＭＣ、処理モジュールＭＴおよびスクリーンＥＣは、図３の非限定的な例として示されるように、検査ベンチＢＣにおよび各プローブＳＵに接続されたマイクロコンピュータ（またはワークステーション）ＭＯの一部を形成することができる。下記において、装置は少なくとも２つのプローブＳＵを有することが想定されている。
【００５２】
検査ベンチＢＣは、例えば、支持部ＭＳを備え、その上に、（器具の有無に係わらず）車軸ＡＥと、制御モジュールＭＣによって生成された命令を受け取る際に選択された角部分にしたがって車軸ＡＥを回転駆動するように設計された駆動軸ＡＢと、を配置することができる。なお、選択された角部分は、完全回転に対応する３６０度に等しくてもよい。また、駆動軸ＡＢが車軸ＡＥも支持することができるときには、支持部ＭＳを省略することができる。当然ながら、軸ＡＥが回転駆動されるのを可能にする他のいずれの手段が考慮されてもよい。重要な事実は、ベンチＢＣが、プローブＳＵに対するこの軸ＡＥの様々な相対角位置を規定するためにプローブＳＵに対して軸ＡＥを回転駆動するか、または、プローブＳＵに対するこの軸ＡＥの様々な相対角位置を規定するために軸ＡＥに対してプローブＳＵを回転駆動するか、のいずれかを課されてもよいということである点に留意することが重要である。換言すれば、ベンチＢＣは、プローブＳＵに対する軸ＡＥの相対的な位置決めを制御する。下記において、非限定的な例として、ベンチＢＣがプローブＳＵに対して軸ＡＥを回転駆動することができることが容認される。
【００５３】
超音波プローブＳＵは、単一の方向に超音波を放出するような配列であり、その角度は選択されるが要件にしたがって変動可能な配列か、または、いわゆるフェーズドアレイ型であり、すなわち、要件にしたがって（角度電子走査によって）選択された角度セクタにある数方向に超音波を放出するような配列のいずれかの形で配列することができる。センサの長手方向変位の等価物もまた、電子走査を使用して得ることができる。
【００５４】
第１の場合（一方向性）では、各プローブＳＵは、分析されている壁ＰＡから来るエコーを受信するように設計された単一の検出素子を有する。第２の場合（フェーズドアレイ・プローブ）では、各プローブＳＵは、様々な角度で（おそらく複数の）屈折および／または反射後に分析されている壁ＰＡから来るエコーを受信するように設計された複数の検出素子を有する。検出素子は一般に複合材料から作られ、トランスデューサ上に置かれることが想起される。プローブの検出素子が励起されると、発散分析ビームを生成する。この形態およびそれに伴う入射の略方向は、プローブの検出素子の励起の選択された瞬間のレベルで時間遅延を導入することによって、電子的に修正することができる。プローブの検出素子と、所与の略方向で分析ビームを生成するために使用されるあらゆる関連した時間遅延との組み合わせは、通常、「仮想プローブ」と称される。フェーズドアレイ・プローブは、したがって、これが特徴とする組み合わせに応じて複数の（例えば、数ダースの）仮想プローブを形成することができる。トランスデューサの励起周波数は、通常、数メガヘルツ（２〜５ＭＨｚ）程度ある。放出で励起されないときには、これらの同一の検出素子を使用して、物質と空気の接触面または物質と液体の接触面から来るエコー、不完全部および欠陥を検出する。それらは、これにより、エミッタ／レシーバタイプのセンサを形成する。
【００５５】
壁ＰＡの内半径Ｒ２および外半径Ｒ１の形状、ならびに、軸ＡＥの潜在的な負荷が、例えば、ＣＩＶＡ８．０タイプのシミュレーションソフトウェア（フランス原子力庁（ＣＥＡ）により開発および販売されている）を使用して分析され、そのタイプ（一方向性またはフェーズドアレイ（および、この第２の場合には、検出素子の数））、ならびに、第１および第２の対向する方向にしたがって長手方向または横方向の分析を実行するように配向されることができるという事実に依存して、軸ＡＥの全体または単に選択された部分のみを分析するために必要なプローブＳＵの数を決定するようにする。
【００５６】
ここで、「長手方向分析」とは、欠陥および／または不完全部を調べるために、好ましくは長手方向に配向され、または、長手方向ＸＸに対して小鋭角（通常は±２５度未満、好ましくは±５度未満の鋭角は）をなして実行される分析を意味する。「傾斜」という用語は、この欠陥配向を称するために使用されることもある。この分析は、長手方向ＸＸに垂直な方向に放出されたビームを使用して実行され、すなわち、その略方向は、長手方向ＸＸに垂直な平面に実質的に含まれるか、または、この垂直方向で小鋭角（通常は±１０度未満）を作る。
【００５７】
さらに、「横方向分析」とは、欠陥および／または不完全部を調べるために、好ましくは横方向に配向され、または、長手方向ＸＸに垂直な平面に対して小鋭角（典型的に±２５度未満、好ましくは±５度未満の鋭角）を成して実行される分析を意味する。「傾斜」という用語は、この欠陥配向を称するために使用されることもある。この分析は、長手方向ＸＸに平行な方向に放出されたビームを使用して実行され、すなわち、その略方向は、それ自体が長手方向ＸＸを含む平面に実質的に含まれるか、または、この長手方向で小鋭角（通常は±１０度未満）を作る。
【００５８】
軸ＡＥの壁ＰＡに通常見られる内半径Ｒ２および外半径Ｒ１の形状および軸ＡＥの通常の負荷の形態を考慮して、一方向性プローブＳＵの放出の角度は、一般に、長手方向ＸＸに対して、約０度から約７０度の間で変動することができなければならず、フェーズドアレイ・プローブＳＵの放出の角度セクタは、一般に、長手方向ＸＸに対して、約０度から約７０度の間でなければならない。
【００５９】
第１の長手方向または横方向に配向された第１の選択された角度セクタにおいて、壁ＰＡの第１の選択された部分を分析するように当初軸ＡＥに対して置かれなければならない（第１の）選択されたサイト、および、第１の方向とは反対の第２の長手方向または横方向に配向された第２の選択された角度セクタにおいて、壁ＰＡの第２の選択された部分を分析するようにその後軸ＡＥに対して置かれなければならない可能な（第２の）選択されたサイトが各プローブＳＵ用に決定されており、プローブＳＵは、第１のそれぞれの選択されたサイトに置かれることができる。
【００６０】
軸ＡＥに対するプローブＳＵのこの相対配置は、要件（および軸ＡＥの構成）にしたがって、壁ＰＡの外側表面ＳＥまたはこの壁ＰＡの内側表面ＳＩのいずれかに位置する第１の選択されたサイトで実行することができる。まず、例えば、プローブＳＵを壁ＰＡの外側表面ＳＥに置くことによって超音波分析を行うことができ、次いで、適用可能である場合には、これらの分析は、その後、壁ＰＡの内側表面ＳＩに（すなわち、管状軸ＡＥの内部に）プローブＳＵを置くことによって、これらの分析を補足することができる。しかし、逆もまた可能である。
【００６１】
プローブＳＵと壁ＰＡの内側表面ＳＩまたは外側表面ＳＥとの間の接続は、当業者に公知のいずれの手段によっても達成することができ、特に、好ましくは防食剤と混合して、グリセリンを使用するかまたは水に浸漬することによって可能である。
【００６２】
図４Ａおよび４Ｂは、長手方向分析用に、軸ＡＥの壁ＰＡの一部の外側表面ＳＥの２つの選択されたサイトにプローブＳＵを相対配置する２つの例を示す。図５はまた、横方向分析用に、軸ＡＥの壁ＰＡの一部の外側表面ＳＥの選択されたサイトにプローブＳＵを相対配置する例を示す。図６はまた、長手方向分析用に、軸ＡＥの壁ＰＡの一部の内側表面ＳＩの選択されたサイトにプローブＳＵを相対配置する例を示す。
【００６３】
プローブＳＵは、選択されたサイトの平面上に留まることによって、または、（当初選択されたサイトに対応する）開始位置と（他の選択されたサイトに対応する）終了位置との間で、１つまたはそれ以上の中間位置（各々が他の選択されたサイトに対応する位置）を経由して適用可能である場合には、相対的にかつ長手方向および／または横方向に変位されることによって、のいずれかで、それに割り当てられた部分を分析することができることに留意することが重要である。
【００６４】
プローブＳＵのこれらの相対配置は、それに接続された変位手段ＭＤを使用して実行することができる。各変位手段ＭＤは、例えば、制御モジュールＭＣによって生成された命令にしたがって長手方向に変位することができるように、ベンチＢＣに対して並進で装着されたプローブキャリアである。なお、各プローブキャリアＭＤは、適用可能である場合には、第１の長手方向または横方向に配向された第１の選択された角度セクタにおける長手方向または横方向の分析（長手方向ＸＸに対して垂直な放出の略方向）から、第１の方向とは反対の第２の長手方向または横方向に配向された第２の選択された角度セクタにおける長手方向または横方向の分析へ進むことができるように１８０度の角度で、または、第１および第２の選択された角度セクタにおける長手方向の分析から第３の選択された角度セクタにおける横方向の分析へ、ならびに、その逆に進むことができるように９０度の角度で、のいずれかで、プローブＳＵの配向を変えるように回転駆動されてもよい。組み合わされた長手方向および横方向の変位から生じる分析もまた考えられる。
【００６５】
プローブＳＵは固定されてもよく、一方、ベンチＢＣは、軸ＡＥを長手方向に動かすことができ、かつ／あるいは、これを回転駆動することができる。軸ＡＥに対してプローブＳＵを長手方向に動かしかつこれを回転駆動すること、または、逆も可能である。
【００６６】
１つの変形例において、制御モジュールＭＣは、壁ＰＡの第１、第２および可能であれば第３の部分の少なくとも一部を分析するように、プローブＳＵの少なくともいくつかによる電子走査の実行を課されることがある。フェーズドアレイの選択されたサイトに位置するこれらの検出素子のいくつかを使用することによって、かつ、連続して放出するようにこれらの選択された検出素子に選択された遅延を割り当てることによって、プローブＳＵ用の電子走査が得られることに留意すべきである。変位のこの「電子」的な方法は、プローブＳＵを機械的に動かす必要性を回避するので、有利である。
【００６７】
なお、少なくともいくつかのプローブＳＵがそれに割り当てられた壁の部分を分析できるようにするために、長手方向の（機械的）変位および電子走査の両方を組み合わせることも可能である。この場合、選択されたプローブＳＵを相対的にかつ長手方向に動かすように変位手段ＭＤに対して必要な命令を生成し、電子走査を促すように選択されたプローブＳＵに必要な命令を生成することを課されてもよいのは、制御モジュールＭＣである。
【００６８】
また、選択された壁ＰＡの全部分を分析するために使用される解法は、利用可能なプローブＳＵのタイプに依存し、さらに、フェーズドアレイ・プローブの場合には、それらを構成する検出素子の数に依存する。壁ＰＡの割り当てられた部分を覆うような数のプローブＳＵの検出素子が適応される場合には、機械長手方向変位を提供する必要はないが、それは、電子走査で代用することができるからである。例えば、プローブＳＵが、１００ｍｍに等しい長手方向の延長により壁ＰＡの一部を覆わなければならない場合には、例えば、一対の間が約０．１ｍｍに等しい距離だけ離れた、０．５ｍｍを測定する少なくとも２００個の検出素子を備えなければならない。検出素子の寸法が小さくなればなるほど、分析の角度セクタは大きくなることが可能である点に留意すべきである。機械的な長手方向変位を回避するように、プローブＳＵの検出素子の数と電子走査によって提供される検査対象範囲を拡張する可能性との間に、妥協を見出すことができる。
【００６９】
フェーズドアレイ・プローブの使用は、一方向性プローブの使用よりも有利であるが、それは、超音波源のいずれの角変位を回避しながら、同一の角度セクタ分析でより良好な連続性を得ることができるからであることにも留意すべきである。
【００７０】
本発明によれば、ひとたびプローブＳＵが、第１のサイト（その形状および軸ＡＥの潜在的な負荷に応じて選択される）で壁ＰＡの外側表面ＳＥまたは内側表面ＳＩに置かれると、そのプローブＳＵの各々は、第１の長手方向または横方向に配向される第１の選択された角度セクタにおいて、壁ＰＡの第１の割り当てられた部分の分析を開始する。各プローブＳＵは、これにより、上記プローブＳＵに対する軸ＡＥの現在の相対角位置の分析データを取得することができる。連続した選択された角度セクタにおいて、軸ＡＥを回転駆動することによって（ここでは、検査ベンチＢＣを使用して、例えば駆動軸ＡＢで実施）、各プローブＳＵは、各角変位後に、分析データの新たな取得を実行することができる。分析データは、これにより、検査された壁ＰＡの各第１の部分の全円周に関連して、得ることができる。
【００７１】
例えば、これらの分析データは、放出角度、放出の瞬間および超音波の受信（または、これと同等である、放出の瞬間と受信の瞬間との間の時間間隔）、ならびに、受信角度を備える。例えば、選択された参照枠に対して第１の検査部分の長手方向位置および角位置に対応するメモリＭＹに格納することを課される制御モジュールＭＣへ、プローブＳＵによって、ならびに、適用可能である場合には、それらを得るために使用されるプローブＳＵの識別子によって、送信される。
【００７２】
その後、プローブＳＵの少なくともいくつかが、（形状および軸ＡＥの潜在的な負荷に応じて選択される）第２のサイトで壁ＰＡの外側表面ＳＥまたは内側表面ＳＩに（相対的に）移動され、そのため、第１の方向とは反対の第２の長手方向または横方向に配向される第２の選択された角度セクタにおいて、それぞれ割り当てられた壁ＰＡの第２の部分の分析を続行する。
【００７３】
例えば、第１の方向が長手方向軸ＸＸの左から右へ向かう方向に一致する場合には、第２の方向は、上記長手方向軸ＸＸの右から左へ向かう方向に対応する。同様に、第１の方向が長手方向軸ＸＸに垂直な第２の軸の左から右へ向かう方向に一致する場合には、第２の方向は、上記第２の軸の右から左へ向かう方向に一致する。
【００７４】
各移動されたプローブＳＵは、これにより、軸ＡＥの現在の角位置の分析データを取得することができる。選択された角度セクタで軸ＡＥを回転駆動することによって、各プローブＳＵは、各角変位後に、分析データの新たな取得を実行することができる。分析データは、これにより、検査された壁ＰＡの各第２の部分の全円周に関連して、利用可能である。これらの分析データは、例えば、選択された参照枠に対して第２の検査部分の長手方向位置および角位置に対応してメモリに格納することを課される制御モジュールＭＣへ、プローブＳＵによって、ならびに、適用可能である場合には、それらを得るために使用されるプローブＳＵの識別子によって、送信される。
【００７５】
対向する方向におけるこの二重分析の結果として、図７〜１０に示されるように、車軸ＡＥのすべてまたは一部を（要件にしたがって）検査することができる。より具体的には、下記の通りである。
【００７６】
−図７Ａ〜７Ｃは、それぞれ、（右から左へ向かう）第１の長手方向に配向された３０度、４５度および６０度に等しい放出角度用に、外側表面ＳＥに置かれ相対的にかつ長手方向に右から左へ変位された３つの一方向性プローブによってカバーすることができる壁のパートの第１の部分を表す。
【００７７】
−図８Ａ〜８Ｃは、それぞれ、（左から右へ向かう）第２の長手方向に配向された３０度、４５度および６０度に等しい放出角度用に、外側表面ＳＥに置かれ相対的にかつ長手方向に左から右へ変位された同一の３つの一方向性プローブによって検査することができる壁の同一のパートの第２の部分を表す。
【００７８】
−図９Ａは、（右から左へ向かう）第１の長手方向に配向された３０度から７０度の間の角度セクタ用に、外側表面ＳＥに置かれた３つのフェーズドアレイ・プローブによって検査することができる壁の同一の一部の第１の部分を表す。
【００７９】
−図９Ｂは、（左から右へ向かう）第２の長手方向に配向された３０度から７０度の間の角度セクタ用に、外側表面ＳＥに置かれた同一の３つのフェーズドアレイ・プローブによって検査することができる壁の同一のパートの第２の部分を表す。
【００８０】
−図１０は、（左から右へ向かう）長手方向に配向された３０度から７０度の間の角度セクタ用に、内側表面ＳＩに置かれた１つのフェーズドアレイ・プローブによって検査することができる壁の同一のパートの第３の部分を表す。
【００８１】
軸ＡＥの壁ＰＡに通常見られる内半径Ｒ２および外半径Ｒ１の形状および軸ＡＥの通常の負荷の形態を鑑みて、一方向性プローブＳＵの放出の角度は、一般に、長手方向ＸＸまたは横方向に対して、約０度から約７０度の間で変動することができなければならず、フェーズドアレイ・プローブＳＵの放出の角度セクタは、一般に、長手方向ＸＸまたは横方向に対して、約０度から約７０度の間でなければならない。
【００８２】
図７〜１０の例において、各双方向矢印は、（上に置かれた）プローブＳＵによって分析される（第１の）部分の長手方向の延長を表す。車軸ＡＥの負荷は、同一のプローブＳＵによって技術的に分析される（検査対象とされる）ことができる部分の長手方向延長を、いくつかの部分で、顕著に減少することが理解される。これは、車輪の下に位置する部分で特に見られ、この部分では圧力嵌めによっておよび／または支持される負荷によって生じた構造的欠陥を有する可能性が大きく、したがって、可能な限りもっとも注意深く完全な検査（分析）を経なければならない。
【００８３】
格納された分析データは、処理モジュールＭＴによって抽出され、次いで、横方向または長手方向の配向、および、壁ＰＡ内のエコーを示す位置を表すマップを作成するように関連する軸域に応じてグループ化が課される。
【００８４】
エコーの表示は、物質と空気の接触面もしくは物質と液体の接触面、または、不完全部、または、欠陥のいずれかにおける反射から生じることに留意すべきである。
【００８５】
長手方向分析は、（通常もっとも頻度が高い）横方向の不完全部および欠陥の検出に特に適しているが、一方、横方向分析は長手方向の不完全部および欠陥の検出に特に適していることにもまた留意すべきである。
【００８６】
２つの対向する方向であるために非常に異なる分析の方向で物質を検査することは、より小さい寸法の不完全部および欠陥の検出を可能にし、したがって、中実軸に適応された先行技術によるこれまでの方法および検査装置で行うよりも多数の不完全部および欠陥を検出することを可能にする。しかし、同検査はまた、壁ＰＡ内部の斜めのかつ傾いた（または「傾斜した」）不完全部および欠陥の適切な検出を可能にする。
【００８７】
なお、処理モジュールＭＴは、適用可能である場合には、壁の第１のおよび／または第２の部分検査対象区域を構成する同一域に関連する分析データの間で「相関」を示すように配列されてもよい。これにより、三次元タイプ（３Ｄ）が適用可能である場合には、対象範囲のこれらの区域の「未加工」マップを作成することができる。
【００８８】
未加工マップを構成するデータファイルは、メモリＭＹに格納されることが好ましい。これらのマップは、次いで、スクリーンＥＣに個別に（次々に）または一群で（一度に数個）表示され、技術者による分析を受けるか、または、最初に自動的に分析を受けるかのいずれかが可能であり、その後、「訂正された」マップまたは「欠陥」マップに変換されてスクリーンＥＣに個別にまたは一群で表示されることが可能である。
【００８９】
数種類の対照分析は、「未加工」マップで実行することができる。
【００９０】
例えば、処理モジュールＭＴには、検査されるべき軸ＡＥで得られたマップのうち少なくともいくつかのマップのデータと、検査されたものと同一のタイプであるが欠陥のない第１の参照軸上で得られた第１の参照マップデータとの比較を課すことができる。この場合、処理モジュールＭＴは、メモリＭＹに格納する訂正されたマップを作成するために、第１の参照マップに示されていないエコーの表示を表すデータのみを選択する。
【００９１】
代替的にまたは追加的に、処理モジュールＭＴには、軸ＡＥで得られた（未加工または訂正された）マップのうち少なくともいくつかのマップのデータと、検査されたものと同一のタイプであるが既知の欠陥が含まれる第２の参照軸上で得られた第２の参照マップからのデータとの比較を課すことができる。この場合、処理モジュールＭＴは、メモリＭＹに格納する欠陥マップを作成するために、第２の参照マップに示された既知の欠陥を表すエコーの表示を表すデータのみを選択する。
【００９２】
代替的にまたは追加的に、処理モジュールＭＴには、少なくともいくつかのマップ上に表されたエコーの表示の振幅と、選択された閾値振幅との比較を課すことができる。この場合、処理モジュールＭＴは、欠陥マップを作成するために、選択された閾値振幅よりも高い、結果的に欠陥から生じると想定される振幅を備えたエコーの表示を表すデータのみを選択する。
【００９３】
さらに、処理モジュールＭＴは、選択された閾値振幅よりも高い振幅を検出するたびに、（聴覚および／または視覚（スクリーンＥＣ上に表示される））警告を発することも可能である。
【００９４】
車軸ＡＥの同一の壁ＰＡで得られる未加工マップの２つの例が、図１１Ａおよび１１Ｂに示されている。検出された構造的な欠陥にはＤＳの符号が付されている。
【００９５】
先に示されたように、壁ＰＡは、プローブＳＵを外側表面ＳＥにまたは内側表面ＳＩに置くことによって、分析することができる。しかし、二重分析を行うこともでき、例えば、まずプローブＳＵを外側表面ＳＥに置き、次いで、プローブＳＵのいくつかを内側表面ＳＩに置く。より正確には、この場合、プローブＳＵに対する軸ＡＥの様々な相対角位置用の分析データを取得するために、プローブＳＵは、壁ＰＡの外側表面ＳＥの、第１の選択されたサイトに置かれ、これらのプローブＳＵで、第１の長手方向（または横方向）に配向された第１の選択された角度セクタにおいて、壁ＰＡの第１の選択された部分が分析される。次いで、プローブＳＵに対する軸ＡＥの様々な相対角位置用の分析データを取得するために、プローブＳＵの少なくともいくつかが、壁ＰＡの外側表面ＳＥの、第２の選択されたサイトに移動され、これらのプローブＳＵで、第１の方向とは反対の第２の長手方向（または横方向）に配向された第２の選択された角度セクタにおいて、壁ＰＡの第２の選択された部分が分析される。最後に、プローブＳＵに対する軸ＡＥの様々な相対角位置用の分析データを取得するために、プローブＳＵの少なくともいくつかが、壁ＰＡの内側表面ＳＩの、第３の選択されたサイトに置かれ、これらのプローブＳＵで、少なくとも１つの長手方向（または横方向）に、または、場合によっては２つの対向する方向に、配向された第３の選択された角度セクタにおいて、壁ＰＡの第３の選択された部分が分析される。
【００９６】
次いで、処理モジュールＭＴは、すべての分析データから、壁ＰＡ内のエコーの表示の位置および配向を表すマップを作成する。
【００９７】
この外側と内側の二重分析は、検査されるべき壁ＰＡの部分のすべてを対象とすることができるが、一方、この壁ＰＡの形状および／または軸ＡＥの負荷のため、外側分析のみによってすべての部分を対象とすることは、不可能であると判明する場合もある。
【００９８】
（上記に示されるように）両方向で外側に（または内側に）第１の長手方向分析を実行し、次いで、少なくとも一方向で外側に（または内側に）第２の横方向分析を実行するし、これにより壁ＰＡ内のエコーの表示の横方向の配向および位置を表すマップ、ならびに、同一の壁ＰＡ内のエコーの表示の長手方向の配向および位置を表すマップを作成することも可能である。
【００９９】
両方向で外側における第１の長手方向分析を実行し、次いで、少なくとも一方向で内側における第２の横方向分析を実行することも可能である。
【０１００】
両方向で内側に第１の横方向分析を実行し、次いで、少なくとも一方向で外側に第２の分析を実行することもまた可能である。
【０１０１】
原則として、内側および外側の長手方向および横方向の分析のすべての組み合わせが考えられる。
【０１０２】
なお、場合によっては、内側分析は、この軸ＡＥの内部に少なくとも１つのプローブＳＵを壁ＰＡの内側表面ＳＩに向けて置くのを可能にするように、適用可能である場合には適切な変位手段ＭＤによる相対変位を可能にするように、管状車軸ＡＥの少なくとも両端の口径を広げる必要があることもある。
【０１０３】
また、プローブＳＵを変位するためのサイト、プローブＳＵの各々の超音波による分析の様々な角度または様々な角度セクタ、および、様々なプローブに割り当てられた壁の部分は、適用可能である場合には、応力に応じて、選択が可能である。これにより、検査の一部はビームで行われ、その略方向は、長手方向ＸＸをそれ自体が含む平面に実質的に含まれ、対で検査対象範囲の選択された率が例えば５０％を呈する壁の部分にある場合で、および／または、検査の一部は連続ビームで行われ、その略方向は、この長手方向ＸＸで０度から２０度の間および０度から−２０度の間である鋭角を形成する平面に実質的に含まれる場合が考えられる。さらに、プローブＳＵの検出素子の傾斜の角度は、要件にしたがって選択することができる。非限定的な例として、長手方向ＸＸに対する４５度の角度を選択することができる。
【０１０４】
当業者が認識しているように、各トランスデューサの増幅率は、例えば、壁ＰＡの接触面から来る第１のエコーで得られた信号の振幅が、例えばマップ用に使用される総振幅動力の約５０％に等しい振幅に相当するように、キャリブレーションフェーズ中に調整されなければならないことにもまた留意されたい。
【０１０５】
さらに、キャリブレーションフェーズはまた、好ましくは、検査されるべきものと同一のタイプであるが正常である（すなわち、不完全部および構造的欠陥がない）参照管状車軸上で実行される超音波分析の結果を表す、上記参照マップの取得専用の第１の部分も含む。当然、キャリブレーションフェーズのこの第１の部分は、壁ＰＡ（および特に隅、さらにより一般的には、内半径Ｒ２または外半径Ｒ１が著しく変動する区域）の形状配置によって発生するエコーを前もって知ることを可能にし、これにより、検査されるべき管状車軸ＡＥの不完全部および構造的欠陥によって発生するものとの区別を可能にする。
【０１０６】
同様に、キャリブレーションフェーズはまた、検査されるべきものと同一のタイプの参照管状車軸上で実行される超音波分析の結果を表すが、この参照は、選択されたサイトで画成された特徴的な構造的または人工的な欠陥（例えば、特徴的なノッチまたはキャビティ等）を備える上記参照マップの取得専用の第２の部分も含むことができる。これらの特徴的な構造的または人工的な欠陥は、不完全部と欠陥とを分類するための閾値を定める仕様および／または標準にしたがって画成される。生来の欠陥上のエコーから来る信号の振幅が分類するための閾値よりも低い場合には、不完全部がある。これが閾値よりも高い場合には、欠陥がある。事実上、キャリブレーションフェーズのこの第２の部分は、特徴的な構造的または人工的な欠陥によって発生するエコーを前もって知ることを可能にし、これにより、検査されるべき管状車軸ＡＥにおける類似タイプのエコー（または特徴）を発生させる「物体」を、分類するための閾値と比較することによって、マップ上でより容易に検出するのを可能にする。
【０１０７】
ひとたび管状車軸ＡＥの長手方向および／または横方向の超音波分析が完了すると、次いで、他のタイプの少なくとも１つの追加分析を実行することが可能になる。例えば、表面分析手段に対する軸ＡＥの様々な相対位置用の表面分析データを取得するために、壁ＰＡの外側表面ＳＥの分析を実行することができる。
【０１０８】
使用することができる表面分析技術は、特に、いわゆる漏洩磁束技術およびいわゆる渦電流技術を含む。これらの技術のいくつかは有益であるが、それは、これらが、壁ＰＡの表面欠陥の位置および配向を表すマップを作成することができる表面分析データを提供するからである。これらの表面欠陥マップのデータファイルは、技術者によって分析されるためにおよび／またはプローブＳＵで得られたマップと比較されるために、スクリーンＥＣに、上記表面欠陥マップが個別に（次々と）または一群で（一度に数個）表示され、該当する場合には、（超音波によって得られる）構造的欠陥のマップも併せて表示されるように、メモリＭＹに格納されることが好ましい。こうすることで、表面欠陥マップおよび超音波によって得られたマップの装置による自動比較も可能となる。
【０１０９】
ＭＰＩ（「磁粉探傷検査（Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｐａｒｔｉｃｌｅ  Ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ）」）タイプの表面分析もまた実行することができることに留意されたい。この技術は、磁粉および蛍光剤を使用して壁ＰＡの外側表面ＳＥをカバーし、次いで、検査されるべき壁を磁化し、次いで、これらの磁粉の配向の不規則性、欠陥または不完全部の存在に連結した配向の不規則性を、ＵＶ（紫外線）灯下で視覚的な観察する（目で）ことを伴うことに留意すべきである。この表面分析技術の不利点は、現在、表面欠陥マップを提供せず、したがって、もっぱら軸ＡＥ上で検査を行う技術者による視覚的な観察に頼っており、その後、超音波によって得られたマップとの視覚的な非自動比較を必要とするという事実である。次いで、オペレータによる解釈および関連リスクに依存する。
【０１１０】
上記に言及されたマップは、当業者には既知のいずれのタイプであってもよく、特に、Ａ−スキャン、Ｂ−スキャン、Ｃ−スキャン、Ｄ−スキャンおよびＳ−スキャン（またはセクタスキャン）タイプであってもよいことにもまた留意されたい。純粋に例示的な目的のためにいうと、例えば、（一部の形状配置に関する不完全部の場所の描写を提供する）Ｃ−スキャンタイプのマップを作成することができ、該当する場合には、（固定プローブ位置で、容量における場所の表示を提供する）Ｓ−スキャンタイプのマップも可能である。
【０１１１】
本発明のおかげで、厚さ約２ｍｍ（すなわち、壁ＰＡの半径方向の公称厚さの約５％）、長さ約５ｍｍおよび幅約１ｍｍの不完全部および欠陥を検出することが可能である。さらに、通常は±２５度よりも小さく、好ましくは±５度よりも小さい鋭角で傾斜を呈する長手方向および横方向の不完全部および欠陥を検出することができる。さらに、約６０度までの失見当角度（または「傾斜角度」）を呈する長手方向または横方向のキャビティ（または「不備」）を検出することができる。
【０１１２】
本発明は、単に例として上述された管状車軸を検査するための方法および装置の例に限定されず、当業者によって下記特許請求の範囲の枠組み内にあるとみなされ得るすべての変形例を含む。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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