(57)【要約】【課題】オイルの供給量と吸引量とを効率的に調整することができる超音波探傷装置を提供することを課題とする。【解決手段】超音波振動子１２０を有する探傷ヘッド１０と、超音波振動子１２０の前側及び後側に取り付けられるオイルシール２０と、オイルシール２０によって囲まれたシール領域Ｓにオイルを供給するオイル供給手段と、シール領域Ｓからオイルを吸引すると共に、シール領域Ｓの外部にリークしたオイルを空気と一緒に吸引するオイル吸引手段とを備える超音波探傷装置１において、オイル吸引手段は、第１吸引通路１４ａと、第１吸引通路１４ａと連通する第２吸引通路１４ｂとを備えてなり、且つ第１吸引通路１４ａと第２吸引通路１４ｂとの合流部分に、オイルと空気の吸引量を調整するための吸引量調整弁Ｂを設けてある。【選択図】      図３
2014142296.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部が中空の中ぐり軸の内部を探傷するための超音波探傷装置であって、探傷用の超音波振動子を有する探傷ヘッドと、前記超音波振動子の前側及び後側に取り付けられるオイルシールと、前記探傷ヘッドが前記中ぐり軸の内部を軸方向に沿って移動する際に前記オイルシールによって囲まれたシール領域にオイルを供給するオイル供給手段と、前記シール領域からオイルを吸引すると共に、前記シール領域の外部にリークしたオイルを空気と一緒に吸引することで、前記シール領域がオイルで満たされるようにするオイル吸引手段とを備える超音波探傷装置において、前記オイル吸引手段は、前記シール領域からオイルを吸引する第１吸引通路と、該第１吸引通路と連通して前記シール領域の前側にリークしたオイルを空気と一緒に吸引する第２吸引通路とを備えてなり、且つ前記第１吸引通路と前記第２吸引通路との合流部分に、オイルと空気の吸引量を調整するための吸引量調整弁を設けてあることを特徴とする超音波探傷装置。
【請求項２】
前記第２吸引通路の断面積を、前記第１吸引通路の断面積よりも大きく形成してあると共に、前記第１吸引通路と前記第２吸引通路との合流部分よりも下流側の吸引通路の一部に、吸引通路の断面積を他の部分の断面積よりも小さく形成してなる狭窄領域を設けてあることを特徴とする請求項１に記載の超音波探傷装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、鉄道車両等に用いられる内部が中空になった中ぐり軸を超音波により探傷する超音波探傷装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
新幹線鉄道車両の車軸には、軽量化等の観点から内部が中空になった中ぐり軸が使用されている。この中ぐり軸は、車両走行に伴い、軸表面上、軸周方向に沿って傷が発生することがある。このため中ぐり軸については、所定走行距離毎の交番検査において傷の有無を検査し、傷が発生していた場合には列車の運行規制をする等して中ぐり軸を交換している。
【０００３】
従来、このような中ぐり軸を超音波により探傷する超音波探傷装置としては、例えば下記文献１に開示されたものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−８２１００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に示す超音波探傷装置は、図５に示すように、中ぐり軸２の内部２ａを軸方向に沿って移動可能で超音波振動子７０を備える探傷ヘッド４と、超音波振動子７０の前側及び後側に取り付けられるオイルシール５と、中ぐり軸２の内壁と前後のオイルシール５によって囲まれたシール領域Ｓにオイルを供給するオイル供給通路８と、シール領域Ｓからオイルを吸引すると共に、シール領域Ｓの外部にリークしたオイルを空気と一緒に吸引することで、シール領域Ｓがオイルで満たされるようにするオイル吸引通路９とを主として備えている。
【０００６】
このような構成からなる超音波探傷装置３を用いて中ぐり軸２の探傷を行う場合、ガイドチューブ６の巻き解き動作又は巻き取り動作により、探傷ヘッド４を中ぐり軸２の内部２ａに挿入して軸方向に移動させる。そしてオイル供給通路８からオイルを供給してシール領域Ｓをオイルで満たすことで、超音波振動子７０により中ぐり軸２の内部２ａを探傷する。
この際、シール領域Ｓが絶えずオイルで満たされるように、オイル供給通路８からのオイル供給量とオイル吸引通路９からのオイル吸引量を調整する。
【０００７】
即ち、探傷ヘッド４が中ぐり軸２の内部２ａを軸方向に沿って移動する際、オイル供給通路８はシール領域Ｓにオイルを供給し、第１吸引通路９ａはシール領域Ｓからオイルを吸引する。また第１吸引通路９ａと連通する第２吸引通路９ｂはシール領域外へリークしたオイルを空気と一緒に吸引する。
このような構成とすることで、シール領域Ｓからのオイルのリークによりオイルの供給と吸引とがバランスしてシール領域Ｓが絶えずオイルで満たされることになる。
またオイルの供給と吸引との調整は、例えばシール領域Ｓへのオイル供給量よりもシール領域Ｓからのオイル吸引量が小さくなるようにし、過剰供給分のオイルがシール領域Ｓからリークするように設定することで行っている。
一方、検査終了時に中ぐり軸２の内部２ａに残存するオイルを回収しないと、潤滑剤と混合してしまい、潤滑剤が本来の性能を発揮しなくなるおそれがある。そのため、オイルのリーク量を少なくした安定したオイルの供給量と吸引量とのバランスが求められていた。
【０００８】
しかし従来の超音波探傷装置３においては、図５に簡略化して示すように、第１吸引通路９ａと第２吸引通路９ｂとを含むオイル吸引通路９の全領域を、同一形状、同一断面積の通路で形成する構成であった。
このような構成を備える従来の超音波探傷装置３においては、オイルの供給と吸引とのバランスが崩れる現象が生じる可能性があった。
【０００９】
つまり、オイルと空気とでは粘性が異なると共に、オイル自体は温度変化によって粘性が変化するものであるところ、第１吸引通路９ａと第２吸引通路９ｂとを同一形状、同一断面積の通路で形成する構成とすることで、例えばオイルよりも粘性の低い空気が第２吸引通路９ｂから過剰に吸引された場合には、第１吸引通路９ａから吸引されるオイル量が所望のオイル量に満たない現象が生じる可能性があった。このような現象が生じた場合、シール領域Ｓにオイルが過剰に供給されることになり、オイルが多量にシール領域Ｓから漏れ出て、中ぐり軸２の内部２ａにオイルが残存する可能性があった。
また、これとは逆の現象（第１吸引通路９ａからオイルが過剰に吸引された場合）が生じた場合には、シール領域Ｓに気泡が入り、超音波ノイズが生じる可能性があった。
よって、オイルの供給と吸引とのバランスを如何にして調整するかが重要な開発課題となっていた。
【００１０】
そこで本願発明は上記従来の課題を解決し、オイルの供給量と吸引量とを効率的に調整することができる超音波探傷装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の超音波探傷装置は、内部が中空の中ぐり軸の内部を探傷するための超音波探傷装置であって、探傷用の超音波振動子を有する探傷ヘッドと、前記超音波振動子の前側及び後側に取り付けられるオイルシールと、前記探傷ヘッドが前記中ぐり軸の内部を軸方向に沿って移動する際に前記オイルシールによって囲まれたシール領域にオイルを供給するオイル供給手段と、前記シール領域からオイルを吸引すると共に、前記シール領域の外部にリークしたオイルを空気と一緒に吸引することで、前記シール領域がオイルで満たされるようにするオイル吸引手段とを備える超音波探傷装置において、前記オイル吸引手段は、前記シール領域からオイルを吸引する第１吸引通路と、該第１吸引通路と連通して前記シール領域の前側にリークしたオイルを空気と一緒に吸引する第２吸引通路とを備えてなり、且つ前記第１吸引通路と前記第２吸引通路との合流部分に、オイルと空気の吸引量を調整するための吸引量調整弁を設けてあることを第１の特徴としている。
【００１２】
上記本発明の第１の特徴によれば、内部が中空の中ぐり軸の内部を探傷するための超音波探傷装置であって、探傷用の超音波振動子を有する探傷ヘッドと、前記超音波振動子の前側及び後側に取り付けられるオイルシールと、前記探傷ヘッドが前記中ぐり軸の内部を軸方向に沿って移動する際に前記オイルシールによって囲まれたシール領域にオイルを供給するオイル供給手段と、前記シール領域からオイルを吸引すると共に、前記シール領域の外部にリークしたオイルを空気と一緒に吸引することで、前記シール領域がオイルで満たされるようにするオイル吸引手段とを備える超音波探傷装置において、前記オイル吸引手段は、前記シール領域からオイルを吸引する第１吸引通路と、該第１吸引通路と連通して前記シール領域の前側にリークしたオイルを空気と一緒に吸引する第２吸引通路とを備えてなり、且つ前記第１吸引通路と前記第２吸引通路との合流部分に、オイルと空気の吸引量を調整するための吸引量調整弁を設けてあることから、オイルの供給量と吸引量とを効率的に調整することができる。
【００１３】
また本発明の超音波探傷装置は、上記本発明の第１の特徴に加えて、前記第２吸引通路の断面積を、前記第１吸引通路の断面積よりも大きく形成してあると共に、前記第１吸引通路と前記第２吸引通路との合流部分よりも下流側の吸引通路の一部に、吸引通路の断面積を他の部分の断面積よりも小さく形成してなる狭窄領域を設けてあることを第２の特徴としている。
【００１４】
上記本発明の第２の特徴によれば、上記本発明の第１の特徴による作用効果に加えて、前記第２吸引通路の断面積を、前記第１吸引通路の断面積よりも大きく形成してあると共に、前記第１吸引通路と前記第２吸引通路との合流部分よりも下流側の吸引通路の一部に、吸引通路の断面積を他の部分の断面積よりも小さく形成してなる狭窄領域を設けてあることから、一段と効果的にオイルの供給量と吸引量とを調整することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の超音波探傷装置によれば、オイルの供給量と吸引量とを効率的に調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態に係る超音波探傷装置を示す全体構成図である。
【図２】本発明の実施形態に係る超音波探傷装置を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施形態に係る超音波探傷装置の探傷ヘッドを示す図で、（ａ）は軸方向における断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線方向における断面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る超音波探傷装置のオイル吸引通路の要部を示す図である。
【図５】従来の超音波探傷装置を示す図で、図３（ａ）に相当する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下の図面を参照して、本発明の実施形態に係る超音波探傷装置１を説明し、本発明の理解に供する。しかし、以下の説明は本発明の実施形態であって、特許請求の範囲に記載の内容を限定するものではない。
【００１８】
まず図１〜図４を参照して、本発明の実施形態に係る超音波探傷装置１を説明する。
【００１９】
本発明の超音波探傷装置１は、図１、図３に示すように、探傷ヘッド１０と、オイルシール２０と、ガイドチューブ３０と、送り機構４０と、アダプタ５０と、探傷器６０と、オイルユニット８０と、コンピュータ９０を備えてなる。
【００２０】
前記探傷ヘッド１０は、図１に示すように、左右両側に車輪３（図１においては一方のみを示す）を有する中ぐり軸２の内部２ａの径よりもやや小さい径を持つ略円筒状に形成され、主として中ぐり軸２の内壁に超音波ビームを照射するためのものである。
この探傷ヘッド１０は、図３に示すように、カバー１１と、探触部１２と、オイル供給通路１３と、オイル吸引通路１４とから構成される。
【００２１】
前記カバー１１は、探傷ヘッド１０の骨格を形成するものである。
このカバー１１は、その後端にガイドチューブ３０が固着されており、送り機構４０を用いてガイドチューブ３０を正逆何れかの方向に略水平に送ることで、カバー１１（探傷ヘッド１０）が水平移動される。
【００２２】
前記探触部１２は、図３（ａ）に示すように、探傷ヘッド１０の中ほどやや先端寄りに設けられると共に、超音波振動子１２０を備えるものである。
本実施形態においては、探触部１２内において、前側超音波振動子１２１と後側超音波振動子１２２との前後２列に渡って、探傷ヘッド１０の中心軸周りに等角度おきに複数の超音波振動子１２０を配置する構成としてある。
詳しくは図示していないが、これらの超音波振動子１２０は、アクリル樹脂製のカバーによって覆われている。
また前側超音波振動子１２１は、円錐面に貼り付けられ、所定角度だけ前方に向かって斜め入射となるような姿勢で配置されている。
また後側超音波振動子１２２も、円錐面に貼り付けられ、所定角度だけ後方に向かって斜め入射となるような姿勢で配置されている。
【００２３】
各超音波振動子１２０は、セラミックス素子（素子材質としては、例えばジルコンチタン酸鉛等）をポリマーで包み込んだコンポジット振動子であり、中ぐり軸２の内壁に照射される超音波ビームが広がるように凸レンズ状に形成されているが、音入射効率（振動子から出た音が再び振動子に戻る割合）も考慮して、その曲率半径が定められている。
そしてカバーと超音波振動子１２０との間には接着剤が充填されており、空気層は介在していない。
【００２４】
前記オイル供給通路１３は、後述する前後のオイルシール２１、２２に挟まれたシール領域Ｓにオイルを供給するための通路である。
このオイル供給通路１３は、図１に示すキャスタ付き台車Ｋに内蔵されるオイルユニット８０と接続されており、図示しないオイルポンプによりオイル供給通路１３を介してシール領域Ｓにオイルが供給される。
なお、オイル供給通路１３とオイルユニット８０とで本発明のオイル供給手段が構成されている。
【００２５】
前記オイル吸引通路１４は、後述する前後のオイルシール２１、２２に挟まれたシール領域Ｓ内及びシール領域Ｓ外のオイルを吸引するための通路である。
本実施形態においては、図３（ａ）に示すように、シール領域Ｓからオイルを吸引するための第１吸引通路１４ａと、第１吸引通路１４ａと連通してシール領域Ｓの前側にリークしたオイルを吸引するための第２吸引通路１４ｂとでオイル吸引通路１４が構成されている。
また第１吸引通路１４ａは、図１に示すキャスタ付き台車Ｋに内蔵されるオイルユニット８０と接続されており、図示しない真空ポンプにより第１吸引通路１４ａを介してシール領域Ｓのオイルが吸引される。
また第２吸引通路１４ｂは、図１に示すキャスタ付き台車Ｋに内蔵されるオイルユニット８０と接続されており、図示しない真空ポンプにより第２吸引通路１４ｂを介してシール領域Ｓの前側へリークしたオイルが空気と一緒に吸引される。
なお、オイル吸引通路１４とオイルユニット８０とで本発明のオイル吸引手段が構成されている。
【００２６】
また本実施形態においては、図３（ａ）、図４に示すように、第１吸引通路１４ａと第２吸引通路１４ｂとの合流部分に、オイルと空気の吸引量を調整するための吸引量調整弁Ｂを設けてある。
本実施形態においては、この吸引量調整弁Ｂは、先細な平板状部材で形成されており、その端部でピンＣを介してカバー１１に回動自在に取り付けられている。
即ち、図４に破線で示すように、超音波探傷装置１の駆動前においては、吸引量調整弁Ｂはその自重により第１吸引通路１４ａを塞いだ状態の位置に配置されている。
そして超音波探傷装置１が駆動されると、第１吸引通路１４ａから吸引されるオイルによって自動的に上方へと持ち上げられると共に、第２吸引通路１４ｂから吸引される空気及びオイルによって自動的に下方へと押し下げられることで、第１吸引通路１４ａから吸引されるオイル量と、第２吸引通路１４ｂから吸引される空気量、オイル量とを自動的に調整する。
【００２７】
また図示していないが、本実施形態においては、オイル吸引通路１４のうち、吸引量調整弁Ｂと接する部分の探傷ヘッド１０の周方向における断面形状を略矩形状に形成し、その他の部分の断面形状は円筒状に形成してある。
【００２８】
更に本実施形態においては、図３（ａ）、図４に簡略化して示すように、第２吸引通路１４ｂの断面積を、第１吸引通路１４ａの断面積よりも大きく形成してあると共に、第１吸引通路１４ａと第２吸引通路１４ｂとの合流部分よりも下流側の吸引通路の一部に、吸引通路の断面積を他の部分の断面積よりも小さく形成してなる狭窄領域Ｎを設けてある。
なお、図４に示す第１吸引通路１４ａの直径Ｐは３ｍｍ程度、第２吸引通路１４ｂの直径Ｑは６ｍｍ程度とすることが望ましい。
また図４に示す狭窄領域Ｎにおける最も細い部分の直径Ｖは４ｍｍ程度、狭窄領域Ｎよりも下流側のオイル吸引通路１４の直径Ｗは６ｍｍ程度とすることが望ましい。
【００２９】
また探傷ヘッド１０の先端面には、図示しない残圧排気ポートが設けられている。この残圧排気ポートは、中ぐり軸２の内部２ａが探傷ヘッド１０の挿入側のみ開口され、その反対側が閉塞されている場合、探傷ヘッド１０が内部２ａの奥へと前進したときに内圧が上がらないようにしたり、探傷ヘッド１０が内部２ａから開口側へと後退したときに内圧が下がらないようにしたりするための空気抜きの役割等を果たすものである。
【００３０】
前記オイルシール２０は、超音波振動子１２０の前後における探傷ヘッド１０の外周に取り付けられ、中ぐり軸２内に探傷ヘッド１０を挿入させた際に、中ぐり軸２と接触することで探傷ヘッド１０との間に密閉空間を作り出すための、いわゆるＯリング（オーリング）である。
本実施形態においては、図３（ａ）に示すように、探触部１２の前側及び後側に、１対のオイルシール２０（前側オイルシール２１と後側オイルシール２２）を設ける構成としてある。
このオイルシール２０は、詳しくは図示していないが、探傷ヘッド１０（カバー１１）の周方向に設けてある嵌合用溝１１ａに嵌め合わされることで、探傷ヘッド１０に取り付けられている。
【００３１】
前記ガイドチューブ３０は、探傷ヘッド１０の後端に固着され、送り機構４０を介して探傷ヘッド１０を正逆何れかの方向に略水平に移動させるためのものである。
【００３２】
前記送り機構４０は、探傷ヘッド１０と固着されるガイドチューブ３０を正逆何れかの方向に略水平に移動させるためのものである。
より具体的には、図１に示すように、上下各複数個のピンチローラ４１を備え、この上下のピンチローラ４１でガイドチューブ３０を上下から挟み込んだ状態で正逆何れかの方向に略水平にガイドチューブ３０を移動させる。
【００３３】
前記アダプタ５０は、探傷ヘッド１０を中ぐり軸２の内部２ａから抜き出すときのオイル回収を容易にするためのものである。
より具体的には、底部にオイル回収パン５１を備え、ここに溜まったオイルは回収チューブ５２を介してオイルユニット８０の図示しないオイルタンクに回収される。
【００３４】
前記探傷器６０は、超音波振動子１２０から超音波を発射させると共に、超音波振動子１２０からの信号を受信してコンピュータ９０に表示するためのものである。
より具体的には、図２に示すように、各超音波振動子１２０に設けられた送受信回路６１と、コンピュータ９０から入力される位相制御信号に基づいて送信パルスを発生させて送受信回路６１へ送る送信パルス発生器６２と、各送受信回路６１を介して受信した各超音波振動子１２０からの信号を増幅・検波してコンピュータ９０へ出力する受信増幅器６３とを備えている。
【００３５】
前記コンピュータ９０は、図２に示すように、探傷器６０の送信パルス発生器６２に送信パルスの位相制御信号を送ったり、受信増幅器６３から信号を受信して表示ディスプレイ９１に表示したりするためのものである。
また送り機構４０を構成するピンチローラ４１にはロータリーエンコーダ４２が取り付けられており、コンピュータ９０はこのロータリーエンコーダ４２から信号を受信して探傷ヘッド１０の軸方向距離を算出する。
【００３６】
次に、本実施形態に係る超音波探傷装置１を用いて中ぐり軸２を探傷する手順を説明する。
まず中ぐり軸２の内部２ａの一端を開口し、その端部にアダプタ５０を取り付ける。
そして探傷ヘッド１０の先端をアダプタ５０に挿入し、送り機構４０のピンチローラ４１を駆動させてガイドチューブ３０を中ぐり軸２の内部２ａに送り込む。
【００３７】
すると、探傷ヘッド１０はアダプタ５０を経て中ぐり軸２の内部２ａに至り、この内部２ａを前進する。この内部２ａが探傷ヘッド１０の挿入側のみ開口され、その反対側が閉塞されている場合であっても、探傷ヘッド１０が内部２ａの奥へと前進すると、探傷ヘッド１０の先端側は残圧排気ポートを介して外気と通じているため、探傷ヘッド１０の先端側の内圧が上がって探傷ヘッド１０が前進しなくなることはない。
【００３８】
そして探傷ヘッド１０が中ぐり軸２の内部２ａに挿入され、探触部１２のシール領域Ｓが閉空間となった後、オイル吸引通路１４（第１吸引通路１４ａ及び第２吸引通路１４ｂ）からの空気の吸引を開始し、それにつれてオイル供給通路１３からのオイルの供給を開始する。
これによってシール領域Ｓがオイルで満たされる。以後は、このシール領域Ｓが絶えずオイルで満たされるように、オイル供給通路１３からのオイル供給量とオイル吸引通路１４からのオイル吸引量とを調整する。
なお、シール領域Ｓをオイルで満たすのは、超音波振動子１２０から発射された超音波がこのシール領域Ｓを伝播して中ぐり軸２の内壁に達するようにするためである。
【００３９】
ここで、シール領域Ｓからオイルがリークしない（漏れ出ない）ように一対のオイルシール２１、２２のシール性を高めることも考えられるが、そうすると探傷ヘッド１０を移動する際の送り抵抗が大きくなりすぎて探傷ヘッド１０が軸方向に沿ってスムーズに移動しなくなるおそれが生じる。
そこでシール領域Ｓからオイルをリークさせることにより送り抵抗を小さくする一方、リークしたオイルが残存しないように第２吸引通路１４ｂによって吸引し、更にオイルがリークしたとしてもシール領域Ｓが絶えずオイルで満たされるようにオイルの供給と吸引とをバランスさせている。
【００４０】
即ち、探傷ヘッド１０が中ぐり軸２の内部２ａを軸方向に沿って移動する際、オイル供給通路１３はシール領域Ｓにオイルを供給し、第１吸引通路１４ａはシール領域Ｓからオイルを吸引し、第２吸引通路１４ｂはシール領域外へリークしたオイルを空気と一緒に吸引する。
そして両オイルシール２１、２２のシール性やオイル供給量、オイル吸引量は、シール領域Ｓからのオイルのリークによりオイルの供給と吸引とがバランスしてシール領域Ｓが絶えずオイルで満たされるように設定されている。
例えばシール領域Ｓへのオイル供給量よりもシール領域Ｓからのオイル吸引量が小さくなるようにし、過剰供給分のオイルがシール領域Ｓからリークするように設定されている。
本実施形態においては、このようなオイル供給量、オイル吸引量が吸引量調整弁Ｂによって自動的に調整される。
【００４１】
そして探傷ヘッド１０が中ぐり軸２の他端に達したら、今度は送り機構４０によりガイドチューブ３０を逆向きに、つまりガイドチューブ３０を中ぐり軸２の内部２ａから抜き取るように送る。
すると、探傷ヘッド１０は中ぐり軸２の内部２ａを後退する。
なお、この内部２ａが探傷ヘッド１０の挿入側のみ開口され、その反対側が閉塞されている場合であっても、探傷ヘッド１０が後退すると探傷ヘッド１０の先端側は残圧排気ポートを介して外気と通じているため、探傷ヘッド１０の先端側の内圧が下がって探傷ヘッド１０が後退しなくなることはない。
【００４２】
そして探傷ヘッド１０が内部２ａを後退する際に、超音波振動子１２０から超音波を発射し、探傷を行う。
より具体的には、探傷ヘッド１０が中ぐり軸２の内部２ａを軸方向に沿って移動する（後退する）際、コンピュータ９０は、探傷器６０の送信パルス発生器６２に送信パルスの位相制御信号を送る。
すると探傷器６０の送信パルス発生器６２は、この位相制御信号に従って各送受信回路６１を介して各列の超音波振動子１２０を順次一方向に一つずつずらしながら振動させる。
このとき、前側超音波振動子１２１は斜め前方に超音波を発射し、後側超音波振動子１２２は斜め後方に超音波を発射する。
【００４３】
そして探傷器６０の受信増幅器６３は、各送受信回路６１を介して受信した各超音波振動子１２０からの信号を増幅、検波してコンピュータ９０へ出力する。
コンピュータ９０は、受信増幅器６３から受信した信号を表示ディスプレイ９１に表示する。
表示に当たっては、ＸＹＺ座標を用い、Ｘ軸を軸方向位置、Ｙ軸を周方向位置、Ｚ軸を出力差とする。
【００４４】
ここで、出力差は次のようにして得られる。
即ち、予め中ぐり軸２の内部２ａに傷が全くないものにつき、この超音波探傷装置１により超音波探傷を行い、そのときの受信信号をコンピュータ９０の記憶装置（ハードディスク等）にブランクとして記憶しておく。
そして検査対象の中ぐり軸２の内部２ａについて、超音波探傷を行い、そのときの受信信号とブランクの受信信号とを比較し、両信号の出力差を得る。
【００４５】
これにより、Ｚ軸のピーク部分が傷のある位置を示すことになるから、Ｘ軸、Ｙ軸の値によってその位置を特定すればよい。なおコンピュータ９０は、ピンチローラ４１に取り付けられたロータリーエンコーダ４２から受信した信号に基づいて探傷ヘッド１０の軸方向位置を算出するが、周方向位置についてはどの超音波振動子１２０から超音波を発射させたかが判っているため、その超音波振動子１２０の位置を認識すればよい。
【００４６】
以上の構成からなる本発明の実施形態に係る超音波探傷装置１は、以下の効果を奏する。
【００４７】
第１吸引通路１４ａと第２吸引通路１４ｂとの合流部分に、ピンＣを介して吸引量調整弁Ｂをカバー１１に回動自在に取り付ける構成とすることで、第１吸引通路１４ａによるオイルの吸引量、第２吸引通路１４ｂによるオイル及び空気の吸引量の変化によって吸引量調整弁Ｂを自動的に動作させて、オイルの供給量と吸引量とを効率的に調整することができる。
【００４８】
より具体的には、オイルの供給量が多い場合は、図４に示す吸引量調整弁Ｂが第１吸引通路１４ａによるオイルの吸引によって自動的に上方へと持ち上げられる。これによって第１吸引通路１４ａと第２吸引通路１４ｂとの合流部分の吸引通路においては、第２吸引通路１４ｂ側の断面積が自動的に縮小される。つまり、第２吸引通路１４ｂ側の吸引量が自動的に抑えられ、第１吸引通路１４ａによるオイルの吸引量が増加する。
一方、オイルの供給量が少ない場合は、図４に示す吸引量調整弁Ｂが第２吸引通路１４ｂによる空気の吸引によって自動的に下方へと押し下げられる。これによって第１吸引通路１４ａと第２吸引通路１４ｂとの合流部分の吸引通路においては、第１吸引通路１４ａ側の断面積が自動的に縮小される。つまり、第１吸引通路１４ａ側のオイルの吸引量が自動的に抑えられ、第２吸引通路１４ｂによるオイル及び空気の吸引量が増加する。
【００４９】
これにより、シール領域Ｓへ供給されるオイル量が過剰となって中ぐり軸２内にオイルが残存することや、シール領域Ｓに供給されるオイル量が不足してシール領域Ｓ内に気泡が発生することを効果的に防止することができる。
よって、中ぐり軸２内にオイルが残存することを効果的に防止することができると共に、探傷精度に優れる超音波探傷装置１とすることができる。
【００５０】
またピンＣを介して吸引量調整弁Ｂをカバー１１に回動自在に取り付ける構成とすることで、簡易な構成で吸引量調整弁Ｂを備える超音波探傷装置１を形成することができる。
【００５１】
また第２吸引通路１４ｂの断面積を第１吸引通路１４ａの断面積よりも大きく形成してあると共に、第１吸引通路１４ａと第２吸引通路１４ｂとの合流部分よりも下流側の吸引通路の一部に、吸引通路の断面積を他の部分の断面積よりも小さく形成してなる狭窄領域Ｎを設ける構成とすることで、いわゆるベンチュリー効果により、狭窄領域Ｎにおいてオイル及び空気の吸引速度を効果的に上昇させることができる。これに伴い、第１吸引通路１４ａ、第２吸引通路１４ｂからのオイル、空気の吸引を一段と効率的に行うことができる。
よって吸引量調整弁Ｂによるオイルの供給量と吸引量との調整を一段と効率的に行うことができる。
【００５２】
従来の超音波探傷装置３においては、図５に簡略化して示すように、第１吸引通路９ａと第２吸引通路９ｂとを含むオイル吸引通路９の全領域を、同一形状、同一断面積の通路で形成する構成であった。
このような構成を備える従来の超音波探傷装置３においては、オイルの供給と吸引とのバランスが崩れる現象が生じる可能性があった。
【００５３】
つまり、オイルと空気とでは粘性が異なると共に、オイル自体は温度変化によって粘性が変化するものであるところ、第１吸引通路９ａと第２吸引通路９ｂとを同一形状、同一断面積の通路で形成する構成とすることで、例えばオイルよりも粘性の低い空気が第２吸引通路９ｂから過剰に吸引された場合には、第１吸引通路９ａから吸引されるオイル量が所望のオイル量に満たない現象が生じる可能性があった。このような現象が生じた場合、シール領域Ｓにオイルが過剰に供給されることになり、中ぐり軸２の内部２ａにオイルが残存する可能性があった。
また、これとは逆の現象（第１吸引通路９ａからオイルが過剰に吸引された場合）が生じた場合には、シール領域Ｓに気泡が入り、超音波ノイズが生じる可能性があった。
よって、オイルの供給と吸引とのバランスを如何にして調整するかが重要な開発課題となっていた。
【００５４】
従って、本発明の実施形態に係る超音波探傷装置１の構成とすることで、既述したように、第１吸引通路１４ａによるオイルの吸引量、第２吸引通路１４ｂによるオイル及び空気の吸引量の変化によって吸引量調整弁Ｂを自動的に動作させて、オイルの供給量と吸引量とを効率的に調整することができる。
よって、中ぐり軸２内にオイルが残存することを効果的に防止することができると共に、探傷精度に優れる超音波探傷装置１とすることができる。
【００５５】
また探傷ヘッド１０を中ぐり軸２内に挿入させた際に、シール領域Ｓにのみオイルを供給する構成とすることで、超音波振動子１２０の超音波を中ぐり軸２の内壁まで伝播させるためだけにオイルを使用している。よってオイルの使用量を効果的に抑えることができる。
【００５６】
またシール領域Ｓのオイルは、第１吸引通路１４ａ、第２吸引通路１４ｂ及びオイルユニット８０により回収可能であるため、探傷検査と同時にオイルの回収作業を実施できる。よって別途オイル回収作業を実施する必要がなく、作業効率を効果的に向上させることができる。またオイルが中ぐり軸２の内部２ａに残存することがないので、オイルが潤滑剤に混入して潤滑剤の本来の性能を損ねるおそれを確実に回避することができる。
【００５７】
また一対のオイルシール２１、２２の外周縁が中ぐり軸２の内壁と接触しているため、探傷ヘッド１０を軸方向に沿って移動させる際に送り抵抗が発生するが、ガイドチューブ３０を上下からピンチローラ４１で挟み込んだ状態で略水平に送ることにより大きな推力を発生させているため、探傷ヘッド１０を軸方向に沿ってスムーズに移動させることができる。
【００５８】
またシール領域Ｓからオイルをリークさせることにより送り抵抗を小さくする一方、リークしたオイルが残存しないように第２吸引通路１４ｂによって吸引し、更にオイルがリークしたとしてもシール領域Ｓが絶えずオイルで満たされるようにオイルの供給と吸引をバランスさせていることから、探傷ヘッド１０をスムーズに移動させることができる。よって良好な操作性を実現できる。
【００５９】
また超音波振動子１２０は、前方に向かって斜め入射となるような姿勢で配置された前側超音波振動子１２１と、後方に向かって斜め入射となるような姿勢で配置された後側超音波振動子１２２とで構成されているため、中ぐり軸２に発生する傷の向きによって、例えば前側超音波振動子１２１が発射した超音波の反射波に基づいて傷の有無を判断する際に傷なしと誤認するようなおそれがある場合でも、後側超音波振動子１２２が発射した超音波の反射波に基づけば傷ありと明確に認識することができる。
よって探傷の精度をより高くすることができる。
【００６０】
なお、超音波振動子１２０の個数は本実施形態のものに限るものではなく、適宜変更可能である。
また吸引量調整弁Ｂの形状、大きさ、カバー１１への取り付け方法等も本実施形態のものに限るものではなく、適宜変更可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明は内部が中空の中ぐり軸を探傷するための超音波探傷装置として利用することができる。
【符号の説明】
【００６２】
１          超音波探傷装置
２          中ぐり軸
２ａ        内部
３          超音波探傷装置
４          探傷ヘッド
４ａ        カバー
４ｂ        嵌合用溝
５          オイルシール
５ａ        前側オイルシール
５ｂ        後側オイルシール
６          ガイドチューブ
７          探触部
８          オイル供給通路
９          オイル吸引通路
９ａ        第１吸引通路
９ｂ        第２吸引通路
１０        探傷ヘッド
１１        カバー
１１ａ      嵌合用溝
１２        探触部
１３        オイル供給通路
１４        オイル吸引通路
１４ａ      第１吸引通路
１４ｂ      第２吸引通路
２０        オイルシール
２１        前側オイルシール
２２        後側オイルシール
３０        ガイドチューブ
４０        送り機構
４１        ピンチローラ
４２        ロータリーエンコーダ
５０        アダプタ
５１        オイル回収パン
５２        回収チューブ
６０        探傷器
６１        送受信回路
６２        送信パルス発生器
６３        受信増幅器
７０        超音波振動子
７１        前側超音波振動子
７２        後側超音波振動子
８０        オイルユニット
９０        コンピュータ
９１        表示ディスプレイ
１２０      超音波振動子
１２１      前側超音波振動子
１２２      後側超音波振動子
Ｂ          吸引量調整弁
Ｃ          ピン
Ｋ          キャスタ付き台車
Ｎ          狭窄領域
Ｐ          直径
Ｑ          直径
Ｓ          シール領域
Ｖ          直径
Ｗ          直径
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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