(57)【要約】【目的】被溶接材同士を隅肉溶接した検査対象に対して、簡易な作業で溶接部の検査を行うことが可能な方法を提供する。【構成】本発明の一態様の溶接部検査装置１００は、溶接された第１と第２の被溶接材のうち、第１の被溶接材に衝撃を加える振動体１０と、かかる衝撃によって第１の被溶接材から溶接部を介して第２の被溶接材に伝搬した衝撃波の第２の振動強度を測定するセンサ１２と、衝撃によって第１の被溶接材を伝搬した衝撃波の第２の振動強度を測定するセンサ４１２と、測定された第１と第２の振動強度の比を用いて、溶接部の検査パラメータを演算する演算部７２と、  を備えたことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶接された第１と第２の被溶接材のうち、前記第１の被溶接材に衝撃を加える振動体と、
前記衝撃によって前記第１の被溶接材から前記溶接部を介して前記第２の被溶接材に伝搬した衝撃波の第２の振動強度を測定する第１のセンサと、
前記衝撃によって前記第１の被溶接材を伝搬した衝撃波の第２の振動強度を測定する第２のセンサと、
測定された第１と第２の振動強度の比を用いて、前記溶接部の検査パラメータを演算する演算部と、
を備えたことを特徴とする溶接部検査装置。
【請求項２】
テーブルと、
前記テーブルを支持する複数の脚と、
前記テーブルに形成された第１の開口部を通して前記テーブルのテーブル面と直交する方向に移動可能に配置された第１の軸と、
前記複数の脚によって支持されるテーブル面側の前記第１の軸の先端部と前記振動体とを、接合する角度が自由に変化可能に繋ぐ第１の自在継手と、
前記テーブルに形成された第２の開口部を通して前記テーブルのテーブル面と直交する方向に移動可能に配置された第２の軸と、
前記複数の脚によって支持されるテーブル面側の前記第２の軸の先端部と前記第１のセンサとを、接合する角度が自由に変化可能に繋ぐ第２の自在継手と、
前記テーブルに形成された第３の開口部を通して前記テーブルのテーブル面と直交する方向に移動可能に配置された第３の軸と、
前記複数の脚によって支持されるテーブル面側の前記第３の軸の先端部と前記第２のセンサとを、接合する角度が自由に変化可能に繋ぐ第３の自在継手と、
前記振動体の筺体の先端に配置され、前記振動体の筺体を前記第１の被溶接材と密着させる磁石部材と、
をさらに備えたことを特徴とする請求項１記載の溶接部検査装置。
【請求項３】
前記第１のセンサを前記第２の被溶接材側に押圧する第１のバネ部材と、
前記第２のセンサを前記第１の被溶接材側に押圧する第２のバネ部材と、
をさらに備えたことを特徴とする請求項２記載の溶接部検査装置。
【請求項４】
前記第１のセンサの先端に配置され、前記第２の被溶接材と接する第１のシート部材と、
前記第２のセンサの先端に配置され、前記第１の被溶接材と接する第２のシート部材と、
をさらに備えたことを特徴とする請求項２又は３記載の溶接部検査装置。
【請求項５】
前記第２の自在継手の角度の移動を抑制する第１の抑制ガイドと、
前記第３の自在継手の角度の移動を抑制する第２の抑制ガイドと、
をさらに備えたことを特徴とする請求項２〜４いずれか記載の溶接部検査装置。
【請求項６】
第１と第２の被溶接材を隅肉溶接した溶接部を挟んで、前記第１の被溶接材に振動体を配置し、前記第２の被溶接材に第１のセンサを配置し、前記第１の被溶接材に第２のセンサを配置した状態で、前記振動体を用いて、前記第１の被溶接材に衝撃を加える工程と、
前記第１のセンサを用いて、前記衝撃によって前記第１の被溶接材から前記溶接部を介して前記第２の被溶接材に伝搬した衝撃波の第１の振動強度を測定する工程と、
前記第２のセンサを用いて、前記衝撃によって前記第１の被溶接材を伝搬した衝撃波の第２の振動強度を測定する工程と、
測定された第１と第２の振動強度の比を用いて、前記溶接部の検査パラメータを演算する工程と、
を備えたことを特徴とする溶接部検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶接部検査装置及び溶接部検査方法に係り、例えば、原油タンクの底板等の溶接個所の検査方法および検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
原油タンクは、炭素鋼等の金属材料の板材を溶接することによって形成されている。例えば、円筒状に形成される。原油タンクの直径は例えば１００ｍにも及び、原油タンクの底板は、膨大な数の板材が隙間なく重ね溶接されている。例えば、板材同士を重ねて一方の端部と他方の表面との間に隅肉溶接をおこなっている。よって、かかる板材同士の溶接部の数や、各板の溶接部を合計した長さも膨大な長さになる。かかる原油タンクは、定期的にメンテナンスが要求されるが、メンテナンスの際には、原油が抜かれた真っ暗なタンク内に、作業員が入ってライトを照らしながら目視により溶接個所の点検を行っていた。点検は、例えば、隅肉溶接ののど厚を測定することが行われていた。しかしながら、目視でのど厚を測定することは困難であるので、溶接部の脚長等を測定して、そこから断面の型ゲージ等にあてて、のど厚を計算により求めるものであった。これらの作業を膨大な長さの溶接部に対して、作業員が目視での測定と型紙等にあててののど厚計算とを随時行う労力は計り知れないものであった。そのため、メンテナンスの際には、もっと簡易な作業で検査ができることが望ましい。このように、原油タンクに代表される例えば板材同士を重ねて隅肉溶接をおこなった検査対象に対して、簡易な作業で溶接部の検査を行うことができる手法が望まれている。
【０００３】
ここで、隅肉溶接ののど厚測定に関して、横板と横板の裏面側に配置された立板とを隅肉溶接して、横板の表面側からフェイズトアレイ探触子で走査して、隅肉溶接部ののど厚値を測定する手法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。かかる手法では、横板と立板とを隅肉溶接したものを対象としているので、原油タンクの底板とは構造が異なるものである。また、かかる手法の場合、効率良く超音波を被検出部へ伝搬させるために、探触子にグリースを塗布する必要があり、作業操作性が悪いことが問題である。そして、かかる手法は非溶接材の裏面から測定する。よって、かかる手法は、原油タンクの底板の点検には適さないと考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１４７５４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明は、上述した問題点を克服し、被溶接材同士を隅肉溶接した検査対象に対して、簡易な作業で溶接部の検査を行うことが可能な装置および方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様の溶接部検査装置は、
溶接された第１と第２の被溶接材のうち、第１の被溶接材に衝撃を加える振動体と、
かかる衝撃によって第１の被溶接材から溶接部を介して第２の被溶接材に伝搬した衝撃波の第２の振動強度を測定する第１のセンサと、
衝撃によって第１の被溶接材を伝搬した衝撃波の第２の振動強度を測定する第２のセンサと、
測定された第１と第２の振動強度の比を用いて、溶接部の検査パラメータを演算する演算部と、
を備えたことを特徴とする。
【０００７】
また、テーブルと、
テーブルを支持する複数の脚と、
テーブルに形成された第１の開口部を通して前記テーブルのテーブル面と直交する方向に移動可能に配置された第１の軸と、
複数の脚によって支持されるテーブル面側の第１の軸の先端部と振動体とを、接合する角度が自由に変化可能に繋ぐ第１の自在継手と、
テーブルに形成された第２の開口部を通してテーブルのテーブル面と直交する方向に移動可能に配置された第２の軸と、
複数の脚によって支持されるテーブル面側の第２の軸の先端部と第１のセンサとを、接合する角度が自由に変化可能に繋ぐ第２の自在継手と、
テーブルに形成された第３の開口部を通してテーブルのテーブル面と直交する方向に移動可能に配置された第３の軸と、
複数の脚によって支持されるテーブル面側の第３の軸の先端部と第２のセンサとを、接合する角度が自由に変化可能に繋ぐ第３の自在継手と、
振動体の筺体の先端に配置され、振動体の筺体を第１の被溶接材と密着させる磁石部材と、
をさらに備えると好適である。
【０００８】
また、第１のセンサを第２の被溶接材側に押圧する第１のバネ部材と、
第２のセンサを第１の被溶接材側に押圧する第２のバネ部材と、
をさらに備えると好適である。
【０００９】
また、第１のセンサの先端に配置され、第２の被溶接材と接する第１のシート部材と、
第２のセンサの先端に配置され、第１の被溶接材と接する第２のシート部材と、
をさらに備えると好適である。
【００１０】
また、第２の自在継手の角度の移動を抑制する第１の抑制ガイドと、
第３の自在継手の角度の移動を抑制する第２の抑制ガイドと、
をさらに備えると好適である。
【００１１】
本発明の一態様の溶接部検査方法は、
第１と第２の被溶接材を隅肉溶接した溶接部を挟んで、第１の被溶接材に振動体を配置し、第２の被溶接材に第１のセンサを配置し、第１の被溶接材に第２のセンサを配置した状態で、振動体を用いて、第１の被溶接材に衝撃を加える工程と、
第１のセンサを用いて、衝撃によって第１の被溶接材から溶接部を介して第２の被溶接材に伝搬した衝撃波の第１の振動強度を測定する工程と、
第２のセンサを用いて、衝撃によって第１の被溶接材を伝搬した衝撃波の第２の振動強度を測定する工程と、
測定された第１と第２の振動強度の比を用いて、溶接部の検査パラメータを演算する工程と、
を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の一態様によれば、被溶接材同士を隅肉溶接した検査対象に対して、簡易な作業で溶接部の検査を行うことができる。さらに、測定される信号強度の不安定性を解消できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施の形態１における溶接部検査装置の装置構成の一例を示す概念図である。
【図２】実施の形態１における溶接部検査装置の治具部の斜視図である。
【図３】実施の形態１における振動体とセンサとの配置関係を示す図である。
【図４】実施の形態１における振動体の先端部分の構成を示す図である。
【図５】実施の形態１における制御回路の内部構成の一例を示す概念図である。
【図６】実施の形態１における検査対象の一例を示す断面図である。
【図７】実施の形態１における溶接部検査方法の要部工程を説明するためのフローチャート図である。
【図８】実施の形態１における直流成分が含まれる衝撃波プロファイルの一例を示す図である。
【図９】実施の形態１における衝撃波プロファイルの一例を示す図である。
【図１０】実施の形態１における試験片の断面の一例を示す図である。
【図１１】実施の形態１における信号強度比とのど厚との相関データの一例を示すグラフである。
【図１２】実施の形態１におけるピーク電圧の演算方法の一例を説明するための概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１における溶接部検査装置の装置構成の一例を示す概念図である。図１において、溶接部検査装置１００は、治具部１５０と制御部１６０とを備えている。
【００１５】
図２は、実施の形態１における溶接部検査装置の治具部の斜視図である。図１，２において、治具部１５０は、振動体１０、センサ１２，４１２、テーブル１４、軸部材（シャフト）１６，１８，４１８、自在継手（ユニバーサルカップリング）２０，２２，４２２、複数の脚２３，２４、複数の雄ネジ２５、複数の高さ調整ブロック２６、複数のローレットナット２８、ガイド３０，３２，４３２、抜け止め部材３４，３６，４３６、バネ材３０２，４０２、磁石部材３１０、シート３１２，４５２、抑制ガイド３２２，４６２、及び磁石部材３２３，３２４を有している。
【００１６】
テーブル１４の裏面は、高さ固定の例えば２本の脚２３と、高さ調整可能な例えば２セットの脚２４及び雄ネジ２５の組み合わせによって支持される。例えば、テーブル１４の振動体１０が配置される側が高さ固定の例えば２本の脚２３によって支持される。逆に、テーブル１４のセンサ１２が配置される側が高さ調整可能な例えば２セットの脚２４及び雄ネジ２５の組み合わせによって支持されてもよい。脚２４は、脚２３より短く形成される。脚２４のテーブル１４側の端部には、雄ネジ２５が組み合わされる。そして、雄ネジ２５の先端にはローレットナット２８が配置され、ローレットナット２８により雄ネジ２５を回転させることができる。雄ネジ２５は、テーブル１４の裏面に固定された雌ねじが形成されている高さ調整ブロック２６を介して脚２４に接続される。よって、雄ネジ２５と高さ調整ブロック２６の雌ねじとがかみ合って、テーブル１４の裏面側に突き出る雄ネジ２５の長さを調整できる。
【００１７】
テーブル１４面の左右の領域の一方には１つ、他方には２つの計３つの貫通する開口部３１，３３，４３３が形成される。例えば、左右の領域の一方には開口部３１が、左右の領域の他方には開口部３３，４３３が形成される。開口部４３３は、例えば、開口部３１，３３を結ぶ直線方向と例えば直交する方向であって開口部３３を通過する直線上に形成される。但し、これに限るものではない。角度がずれても構わない。
【００１８】
開口部３１（第１の開口部）にはガイド３０が組み込まれる。開口部３３（第２の開口部）にはガイド３２が組み込まれる。開口部４３３（第３の開口部）にはガイド４３２が組み込まれる。そして、テーブル１４に形成された開口部３１を通してテーブル１４のテーブル面と直交する方向にガイド３０によって移動可能に軸部材１６（第２の軸）が配置される。また、テーブル１４に形成された開口部３３を通してテーブル１４のテーブル面と直交する方向にガイド３２によって移動可能に軸部材１８（第１の軸）が配置される。また、テーブル１４に形成された開口部４３３を通してテーブル１４のテーブル面と直交する方向にガイド４３２によって移動可能に軸部材４１８（第３の軸）が配置される。ガイド３０，３２，４３２として、例えば、リニアガイドを用いると好適である。これにより、軸部材１６，１８，４１８はスムーズに上下方向に移動できる。或いは、ガイド３０，３２，４３２として、例えば、スライド軸受等であっても好適である。或いは、ガイド３０，３２，４３２を用いずに、軸部材１６が開口部３１側面を、軸部材１８が開口部３３側面を、軸部材４１８が開口部４３３側面を、それぞれスライドしてもよい。
【００１９】
軸部材１８の両先端部のうち、複数の脚２３，２４によって支持されるテーブル面（裏面）側の先端部と振動体１０とが、自在継手２２（第１の自在継手）によって繋がれている。自在継手２２によって繋ぐことで、接合する角度が自由に変化可能にできる。振動体１０として、例えば、ソレノイド等を用いると好適である。軸部材１６の両先端部のうち、複数の脚２３，２４によって支持されるテーブル面（裏面）側の先端部とセンサ１２とが、自在継手２０（第２の自在継手）によって繋がれている。自在継手２０によって繋ぐことで、接合する角度が自由に変化可能にできる。軸部材４１８の両先端部のうち、複数の脚２３，２４によって支持されるテーブル面（裏面）側の先端部とセンサ４１２とが、自在継手４２２（第３の自在継手）によって繋がれている。自在継手４２２によって繋ぐことで、接合する角度が自由に変化可能にできる。
【００２０】
振動センサ１２，４１２は、例えば、１０Ｈｚ〜１５ｋＨｚの測定周波数を有するものが好適である。但し、これに限るものではない。振動体１０からの衝撃を測定可能な周波数帯を有していれば良い。また、例えば、１０００ｍＶ程度の測定レンジを有するものが好適である。また、振動体１０からの衝撃等によって軸部材１６がテーブル１４の開口部３１から抜けないように軸部材１６の他方の先端には、開口部３１或いはガイド３０の内径よりも外径が大きい抜け止め部材３４が配置される。同様に、軸部材１８の他方の先端には、開口部３３或いはガイド３２の内径よりも外径が大きい抜け止め部材３６が配置される。同様に、軸部材４１８の他方の先端には、開口部４３３或いはガイド４３２の内径よりも外径が大きい抜け止め部材４３６が配置される。
【００２１】
図３は、実施の形態１における振動体とセンサとの配置関係を示す図である。図３において、センサ４１２（第２のセンサ）は、例えば、振動体１０とセンサ１２（第１のセンサ）を結ぶ直線方向と例えば直交する方向であって振動体１０を通過する直線上に形成される。但し、これに限るものではない。角度がずれても構わない。振動体１０とセンサ１２（第１のセンサ）との中心間距離Ｌ３は、適宜設定すればよいが、溶接部５４の脚長よりも長い寸法であって、例えば、６０ｍｍ程度に設定される。振動体１０とセンサ４１２（第２のセンサ）との中心間距離Ｌ４は、適宜設定すればよいが、Ｌ３と同等の寸法が望ましい。例えば、６０ｍｍ程度に設定される。但し、これに限るものではない。Ｌ３とＬ４の関係は特に同じ寸法でなくてもよい。一度設定したら、その位置関係を維持するようにすればよい。
【００２２】
また、センサ１２の先端には、シート部材３１２（第１のシート部材）が配置される。よって、センサ１２が検査対象となる板材５０（第２の被溶接材）上にセットされる際には、シート部材３１２が板材５０と接触する。センサ１２と板材５０との間にシート部材３１２を挟むことで板材５０面に凹凸があった場合でもセンサ１２と板材５０との間に隙間が残ることを防止できる。同様に、センサ４１２の先端には、シート部材４５２（第２のシート部材）が配置される。よって、センサ４１２が検査対象となる板材５２（第１の被溶接材）上にセットされる際には、シート部材４５２が板材５２と接触する。センサ４１２と板材５２との間にシート部材４５２を挟むことで板材５２面に凹凸があった場合でもセンサ４１２と板材５２との間に隙間が残ることを防止できる。シート部材３１２，４５２としては、ビニールシート等の可撓性材料であればよい。
【００２３】
さらに、実施の形態１では、ガイド３０と自在継手２０との間にバネ部材３０２（第１のバネ部材）を配置する。バネ部材３０２は、その内部を軸部材１６が移動可能になるように配置されると好適である。ガイド３０はテーブル１４に固定されるので、バネ部材３０２が縮む位置でセンサ１２が板材５０上に配置されるように構成することで、バネ部材３０２の弾性力によってセンサ１２を板材５０側に押圧できる。これにより、シート部材３１２を介してセンサ１２を板材５０に密着させることができる。同様に、ガイド４３２と自在継手４２２との間にバネ部材４０２（第２のバネ部材）を配置する。バネ部材４０２は、その内部を軸部材４１８が移動可能になるように配置されると好適である。ガイド４３２はテーブル１４に固定されるので、バネ部材４０２が縮む位置でセンサ４１２が板材５２上に配置されるように構成することで、バネ部材４０２の弾性力によってセンサ４１２を板材５２側に押圧できる。これにより、シート部材５４２を介してセンサ４１２を板材５２に密着させることができる。バネ部材３０２，４０２の弾性力としては、例えば、３Ｎ程度で良い。但し、これに限るものではない。その他の弾性力であってもよい。ここで、バネ部材３０２，４０２のいずれの弾性力によってもテーブル１４が浮き上がらないように、２セットの脚２４のテーブル１４側とは逆側（検査対象となる板材５２側）の端部には、それぞれ磁石部材３２４が配置され、脚２４が載せられる板材に磁力でくっつけて固定する（脚２４が浮かないようにする）。同様に、２セットの脚２３のテーブル１４側とは逆側（検査対象となる板材５０側）の端部には、それぞれ磁石部材３２３が配置され、脚２３が載せられる板材に磁力でくっつけて固定する（脚２３が浮かないようにする）。このように、複数の磁石部材３２３，３２４が、複数の脚２３，２４のそれぞれ対応する脚の先端に配置される。
【００２４】
さらに、実施の形態１では、バネ部材３０２の弾性力によって自在継手２０が角度を曲げないように、自在継手２０の外周側に抑制ガイド３２２（第１の抑制ガイド）をはめ込む。自在継手２０の外周側に抑制ガイド３２２をはめ込むことで、自在継手２０の角度の移動をバネ部材３０２の弾性力では曲がらない程度に抑制できる。同様に、バネ部材４０２の弾性力によって自在継手４２２が角度を曲げないように、自在継手４２２の外周側に抑制ガイド４６２（第２の抑制ガイド）をはめ込む。自在継手４２２の外周側に抑制ガイド４６２をはめ込むことで、自在継手４２２の角度の移動をバネ部材４０２の弾性力では曲がらない程度に抑制できる。抑制ガイド３２２，４６２として、例えば、筒状の熱収縮性樹脂チューブを用いると好適である。
【００２５】
図４は、実施の形態１における振動体の先端部分の構成を示す図である。図４（ａ）では断面図が、図４（ｂ）では底面図が示されている。振動体１０は、実際に振動を起こす振動素子３５０と振動素子３５０の周囲を覆う筺体３５２とを有している。実施の形態１では、振動体の筺体の先端に磁石部材３１０を配置する。磁石部材３１０は、筺体３５２の外周形状に合わせて、例えば、中空の円筒状に形成されると好適である。これにより、筺体３５２の先端面の周方向に対して隙間なく配置できる。磁石部材３１０は、振動体１０の筺体３５２を板材５２（第１の被溶接材）と密着させる。これにより、打撃を与える際の振動体１０の板材５２への当り具合を略一定にできる。よって、良好な打撃を与えるために、振動体１０の板材５２への当り具合を調整する必要を無くすことができる。
【００２６】
また、制御部１６０は、制御計算機１１０、メモリ１１１、インターフェース（Ｉ／Ｆ）回路１１９、制御回路１２０、及び磁気ディスク装置等の記憶装置１４０を有している。制御計算機１１０、メモリ１１１、Ｉ／Ｆ回路１１９、制御回路１２０、及び記憶装置１４０は、図示しないバスを介して互いに接続されている。
【００２７】
制御計算機１１０内には、測定部７０及びパラメータ演算部７２が配置される。測定部７０及びパラメータ演算部７２といった各機能は、プログラムといったソフトウェアで構成されても良い。或いは、電子回路等のハードウェアで構成されてもよい。或いは、これらの組み合わせであってもよい。制御計算機ユニット１１０内に必要な入力データ或いは演算された結果はその都度メモリ１１１に記憶される。また、測定部７０及びパラメータ演算部７２の少なくとも１つがソフトウェアで構成される場合には、ＣＰＵ或いはＧＰＵといった計算器が配置される。
【００２８】
図５は、実施の形態１における制御回路の内部構成の一例を示す概念図である。図５において、制御回路１２０内には、計算器ユニット１１２、直流成分除去回路１１４，５１４、アンプ１１６，５１６、及び駆動回路１１８を有している。計算器ユニット１１２内には、取得部８０、Ｔ０演算部８２、Ｖ０演算部８４、メモリ８６、取得部５８０、Ｔ’０演算部５８２、Ｖ’０演算部５８４、信号強度比（ｒ）演算部５８６、及び制御部８８が配置される。取得部８０、Ｔ０演算部８２、Ｖ０演算部８４、取得部５８０、Ｔ’０演算部５８２、Ｖ’０演算部５８４、信号強度比（ｒ）演算部５８６、及び制御部８８といった各機能は、プログラムといったソフトウェアで構成されても良い。或いは、電子回路等のハードウェアで構成されてもよい。或いは、これらの組み合わせであってもよい。計算器ユニット１１２内に必要な入力データ或いは演算された結果はその都度メモリ８６に記憶される。また、取得部８０、Ｔ０演算部８２、Ｖ０演算部８４、取得部５８０、Ｔ’０演算部５８２、Ｖ’０演算部５８４、信号強度比（ｒ）演算部５８６、及び制御部８８の少なくとも１つがソフトウェアで構成される場合には、ＣＰＵ或いはＧＰＵといった計算器が配置される。
【００２９】
ここで、図１〜５では、実施の形態１を説明する上で必要な構成を記載している。溶接部検査装置１００にとって、通常、必要なその他の構成を備えていても構わない。
【００３０】
図６は、実施の形態１における検査対象の一例を示す断面図である。検査対象となる板材５０（第２の被溶接材）と板材５２（第１の被溶接材）は、重ねて、例えば、板材５２の端部と板材５０の表面との間で隅肉溶接されている。ここでは、例えば、炭素鋼の板材を用いている。但し、これに限るものではない。その他の溶接可能な金属材料であってもよい。また、例えば、縦１．２ｍ×横１ｍ×厚さ９ｍｍの材料を用いる。但し、これに限るものではない。縦横サイズや厚さはその他のサイズであってもよい。図５に示すように、隅肉溶接によって、板材５２と板材５０の結合部には、溶接部５４が形成される。実施の形態１では、溶接部５４の例えばのど厚Ｌ１を溶接部５４の検査パラメータとして測定する。ここでは、例えば、板材５０表面と板材５２の端部側面との交点Ｏから板材５０表面に対して４５°の角度の溶接部５４の隅肉表面までの長さをのど厚として測定する。但し、のど厚の定義は、これに限るものではなく、例えば、溶接部５４の脚長Ｌ２の０．７倍の値（或いは、脚長Ｌ２を√２で割った値）をのど厚としてもよい。よって、検査パラメータとして、のど厚Ｌ１の他に、例えば、溶接部５４の脚長Ｌ２等を用いても好適である。図６の例では、溶接部５４の脚長Ｌ２（底辺長さ）が高さ（板材５２の厚さ）よりも長くなるように溶接しているが、これに限るものではない。溶接強度が十分であれば、溶接部５４の断面が、設計上、直角２等辺三角形の形状になっても構わない。
【００３１】
かかる検査パラメータを測定するにあたって、まず、検査対象となる板材５０と板材５２に溶接部検査装置１００の治具部１５０を配置する。図１に示したように、板材５０，５２を隅肉溶接した溶接部５４を挟んで、板材５２表面上に振動体１０を配置する。そして、板材５０表面上にセンサ１２を配置する。板材５２表面上にセンサ４１２を配置する。かかる位置に合わせて、治具部１５０を配置する。図１の例では、板材５０表面上に２本の脚２３を載せる。そして、板材５０に板材５２を重ねたことで高さが高くなった板材５２表面上に２本の脚２４を載せる。そして、２本の脚２４側で高さ調整を行うことで、テーブル１４をできるだけ水平に配置する。振動体１０とセンサ１２は、溶接部５４の溶接線に対して、直交する方向に配置する。より好ましくは、溶接部５４の溶接線に対して、略線対称の位置になるように配置すると好適である。振動体１０とセンサ４１２は、溶接部５４の溶接線に対して、平行な方向に配置すると好適である。振動体１０と軸部材１８は自在継手２２によって繋がれているので、軸部材１８を固定しているテーブル１４が水平状態からずれても、振動体１０は板材５２に接触面積が広くなるように設置できる。言い換えれば、水平に設置できる。よって、加える衝撃値のムラ（誤差）を抑制できる。同様に、センサ１２と軸部材１６は自在継手２０によって繋がれているので、軸部材１６を固定しているテーブル１４が水平状態からずれても、センサ１２は板材５０に接触面積が広くなるように設置できる。よって、検出する振動強度の検出誤差を低減できる。
【００３２】
ここで、溶接線に対する振動体１０と振動センサ１２の位置関係による測定毎のばらつきを抑えるために、振動体１０と振動センサ１２の間に、図示しない線発光する光源或いは直線的に並ぶ複数の点光源から光線を溶接線と例えば板材５２との境目に対して照射しても好適である。また、振動体１０を駆動するための電源ケーブルと振動センサ１２，４１２の測定用ケーブルは、例えばテーブル１４に設けた図示しないコネクターから制御部１６０へと接続すると好適である。これにより、ケーブルを外せば、治具部１５０と制御部１６０とを別々に持ち運ぶことができる。
【００３３】
なお、図１の例では、上側の板材５２上に振動体１０とセンサ４１２を配置し、下側の板材５０上にセンサ１２を配置したが、これに限るものではない、配置位置は逆であってもよい。
【００３４】
図７は、実施の形態１における溶接部検査方法の要部工程を説明するためのフローチャート図である。図７において、コマンド送信工程（Ｓ１０２）と、衝撃印加工程（Ｓ１０４）と、振動強度測定工程（Ｓ１０６）と、直流成分除去工程（Ｓ１０８）と、衝撃波プロファイル取得工程（Ｓ１１０）と、ピーク時間演算工程（Ｓ１１２）と、ピーク電圧演算工程（Ｓ１１４）と、信号強度比演算工程（Ｓ１１５）と、パラメータ演算工程（Ｓ１１６）という一連の工程を実施する。
【００３５】
コマンド送信工程（Ｓ１０２）として、測定部７０は、制御回路１２０に対して、測定開始コマンドを送信する。制御回路１２０内では、計算器ユニット１１２，５１２が測定開始コマンドを入力する。そして、計算器ユニット１１２内の制御部８８は、駆動回路１１８に対して、衝撃印加を指示する信号を出力する。
【００３６】
衝撃印加工程（Ｓ１０４）として、溶接部５４を挟んで板材５２に振動体１０を配置し、板材５０にセンサ１２を配置し、板材５２にセンサ４１２を配置した状態で、駆動回路１１８は、振動体１０を駆動して、板材５２に衝撃を加える。駆動回路１１８は、測定開始の時刻０〜Ｔ１は０Ｖとし、その後の時刻Ｔ１〜Ｔ２に間に振動体１０が駆動する電圧を振動体１０に印加する。衝撃は、１回加えればよい。鉄板の音速を５９５０ｍ／ｓとすると、例えば１５ｋＨｚの波長が約４０ｃｍとなり、板材５０，５２の厚さや溶接部５３断面の外径寸法に対して十分長くなる。これにより溶接部全体を伝搬してきた波を検知できる。よって、１回の衝撃波で十分溶接部全体を伝搬してきた波を検知できる。但し、これに限るものではなく、複数回の衝撃を加えてもよい。但し、複数回の衝撃を加える場合には、１つ前の衝撃波が減衰した後に加えると好適である。また、振動体１０による衝撃荷重は、センサ１２，４１２によって数１００ｍＶ程度の振動強度が得られる程度が好適である。但し、これに限るものではない。センサの性能に応じて適宜設定してもよい。
【００３７】
振動強度測定工程（Ｓ１０６）として、センサ１２は、板材５２への衝撃によって板材５２から溶接部５４を介して板材５０に伝搬した衝撃波６０の振動強度（第１の振動強度）を検出（測定）する。センサ１２は、上述した時刻Ｔ１〜Ｔ２の間の衝撃波の振動強度を検出する。これにより、時間のずれによる測定ミスを防止できる。センサ１２の検出結果は、アンプ１１６に出力され、増幅される。
【００３８】
また、同時に、センサ４１２は、板材５２への衝撃によって板材５２中を伝搬した衝撃波６０の振動強度（第２の振動強度）を検出（測定）する。センサ４１２は、上述した時刻Ｔ１〜Ｔ２の間の衝撃波の振動強度を検出する。これにより、時間のずれによる測定ミスを防止できる。センサ４１２の検出結果は、アンプ５１６に出力され、増幅される。
【００３９】
直流成分除去工程（Ｓ１０８）として、直流成分除去回路１１４は、アンプ１１６の出力から直流成分を除去する。同様に、直流成分除去回路５１４は、アンプ５１６の出力から直流成分を除去する。
【００４０】
図８は、実施の形態１における直流成分が含まれる衝撃波プロファイルの一例を示す図である。図８では、縦軸に振動強度、横軸に時間を示す。測定された衝撃波の振動強度には、バイアス成分（直流成分）が含まれている場合があり、図８の例では、衝撃波プロファイル全体が、１００ｍＶ程度シフトしている。そこで、直流成分除去回路１１４は、かかる直流成分を除去して、測定開始前の振動強度の値が触れていない状態を０に調整する。また、直流成分が含まれていない場合には、直流成分除去工程（Ｓ１０８）を省略してもよい。同様に、直流成分除去回路５１４は、かかる直流成分を除去して、測定開始前の振動強度の値が触れていない状態を０に調整する。また、直流成分が含まれていない場合には、直流成分除去工程（Ｓ１０８）を省略してもよい。
【００４１】
衝撃波プロファイル取得工程（Ｓ１１０）として、取得部８０は、直流成分除去回路１１４から衝撃波プロファイルを取得する。同様に、取得部５８０は、直流成分除去回路５１４から衝撃波プロファイルを取得する。
【００４２】
図９は、実施の形態１における衝撃波プロファイルの一例を示す図である。図９において、縦軸に振動強度、横軸に時間が示される。図９の例では、直流成分が除去された衝撃波プロファイルの一例が示されている。また、図９の例では、時刻Ｔ１を時間０として、時間軸を調整している。
【００４３】
ピーク時間演算工程（Ｓ１１２）として、Ｔ０演算部８２は、測定開始（Ｔ１）時刻からセンサ１２によって測定された振動強度のピーク（最大値）Ａ時刻までの時間Ｔ０を演算する。或いは、ある基準時刻からの時間を演算してもよい。同様に、Ｔ’０演算部５８２は、測定開始（Ｔ１）時刻からセンサ４１２によって測定された振動強度のピーク（最大値）Ａ時刻までの時間Ｔ’０を演算する。或いは、ある基準時刻からの時間を演算してもよい。ここでは、サンプリング周期で得られた、振動強度（電圧）の時系列データから、最大電圧の時刻（或いは測定開始（Ｔ１）時刻からの時間）を計算すればよい。
【００４４】
ピーク電圧演算工程（Ｓ１１４）として、Ｖ０演算部８４は、時間Ｔ０に対応する、測定された振動強度のピーク電圧Ｖ０（最大電圧）を演算する。演算されたピーク電圧Ｖ０は、制御計算機１１０に出力される。同様に、Ｖ’０演算部５８４は、時間Ｔ０に対応する、測定された振動強度のピーク電圧Ｖ’０（最大電圧）を演算する。
【００４５】
信号強度比（ｒ）演算工程（Ｓ１１５）として、信号強度比（ｒ）演算部５８６は、センサ１２から得られた信号強度（第１の信号強度）と参照用のセンサ４１２から得られた信号強度（第２の信号強度）と比を演算する。信号強度比（ｒ）は、以下の式（１）で演算すればよい。演算された信号強度比（ｒ）は、制御計算機１１０に出力される。
（１）  ｒ＝Ｖ０／Ｖ’０
【００４６】
図１０は、実施の形態１における試験片の断面の一例を示す図である。検査に先だって、予め、信号強度比ｒと検査パラメータとの相関データを取得しておく。そのために、検査対象と同じ材料、同じ板厚、同じ板幅等で溶接部の検査パラメータを可変にした複数の試験片を用意する。図１０の例では、検査パラメータとして、溶接部ののど厚を用いている。図１０（ａ）では、板材５１ａと板材５３ａとを隅肉溶接した溶接部５５ａが直角三角形になる設計のど厚と実質的に同様な溶接を行った試験片の例を示している。図１０（ｂ）では、板材５１ｂと板材５３ｂとを隅肉溶接した溶接部５５ｂの隅肉表面が凹んでいる（のど厚が設計のど厚よりも小さい）試験片の例を示している。図１０（ｃ）では、板材５１ｃと板材５３ｃとを隅肉溶接した溶接部５５ｃの隅肉表面が凸に膨らんでいる（のど厚が設計のど厚よりも大きい）試験片の例を示している。図１０に示すような、のど厚の値を可変にした複数の試験片を用意して、同様の衝撃を各試験片に加え、それぞれピーク電圧Ｖ０，Ｖ’０を測定し、信号強度比ｒを演算しておく。また、設置場所（固定方法）等の条件も検査対象に合わせておく。各試験片ののど厚の値は、断面から実測すればよい。
【００４７】
図１１は、実施の形態１における信号強度比とのど厚との相関データの一例を示すグラフである。図１１において、縦軸に信号強度比、横軸にのど厚を示している。のど厚の値を可変にした複数の試験片から得られた信号強度比ｒをプロットして、測定点を近似して近似式を演算する。図１１の例では、例えば、１次比例の近似式（ｙ＝ａｘ＋ｂ）を得る。そして、かかる近似式のデータを信号強度比ｒと検査パラメータとの相関データとして、記憶装置１４０に格納しておく。
【００４８】
パラメータ値演算工程（Ｓ１１６）として、パラメータ演算部７２は、記憶装置１４０に格納された相関データ（例えば近似式、或いは近似式の係数）を読み出し、測定された信号強度比ｒを相関データ（例えば近似式）に代入して、溶接部５３ののど厚（検査パラメータの一例）を演算する。そして、演算結果は、Ｉ／Ｆ回路１１９を介して、図示しない表示装置（例えばモニタ）へ出力される。出力されたのど厚を用いて、溶接部５３の使用可否（安全性）を判定すればよい。
【００４９】
以上のように検査することで、被溶接材同士を隅肉溶接した検査対象に対して、簡易な作業で溶接部５３の検査を行うことができる。また、時或いは場所を変えて、同じ条件の測定対象に対して同じ駆動電圧を振動体１０に印加した際に、例えば、測定される信号強度が異なってしまう場合等でも、信号強度比は一定にできる。よって、測定用のセンサ１２と参照用のセンサ４１２とのそれぞれによって測定された信号強度比を用いることで、測定される信号強度の不安定性を解消できる。
【００５０】
図１２は、実施の形態１におけるピーク電圧の演算方法の一例を説明するための概念図である。例えば、センサ１２によるサンプリング周期が実際のピーク電圧の時刻に一致せず、ピーク電圧を検出していない場合もあり得る。かかる場合に、ピーク時間演算工程（Ｓ１１２）において、Ｔ０演算部８２は、測定開始（Ｔ１）から、例えば、検出されたデータのピーク付近と想定される複数の時間Ｔｎ−１，Ｔｎ，Ｔｎ＋１を演算する。時間Ｔｎ−１，Ｔｎ，Ｔｎ＋１は、サンプリング周期と同期している。そして、これらの複数の時間Ｔｎ−１，Ｔｎ，Ｔｎ＋１での振動強度をプロットして、多項式により近似する。そして、ピーク電圧演算工程（Ｓ１１４）として、Ｖ０演算部８４は、近似された曲線から振動強度のピーク電圧Ｖ０（最大電圧）を演算する。これにより、実際のピーク電圧により近い電圧Ｔ０を演算できる。センサ４１２によるピーク電圧の演算方法も同様である。
【００５１】
ここで、上述した例では、ピーク電圧Ｖ０，Ｖ’０を用いているが、これに限るものではない。例えば、図９に示す振動強度の最大値Ａと最小値Ｂの差分値（差分電圧）を用いてもよい。かかる場合には、上述した複数の試験片を用いて予め実験し、相関データとして、センサ１２により得られた振動強度の最大値と最小値の差分電圧とセンサ４１２により得られた振動強度の最大値と最小値の差分電圧との比とのど厚との相関データを取得しておくことは言うまでもない。そして、Ｖ０演算部８４は、ピーク電圧Ｖ０を演算するだけでなく、最小電圧を演算し、さらに、これらの差分電圧を演算すれよい。同様に、Ｖ’０演算部５８４は、ピーク電圧Ｖ’０を演算するだけでなく、最小電圧を演算し、さらに、これらの差分電圧を演算すれよい。
【００５２】
以上、具体例を参照しつつ実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。例えば、検査パラメータとして、上述したように脚長を用いてもよい。かかる場合には、脚長を可変にした複数の試験片を用いて予め実験し、相関データとして、振動強度のピーク電圧（最大値）と溶接部の脚長との相関データを取得しておくことは言うまでもない。或いは、振動強度の最大値と最小値の差分電圧と溶接部の脚長との相関データを取得しておけばよい。
【００５３】
また、装置構成や制御手法等、本発明の説明に直接必要しない部分等については記載を省略したが、必要とされる装置構成や制御手法を適宜選択して用いることができる。
【００５４】
その他、本発明の要素を具備し、当業者が適宜設計変更しうる全ての溶接部検査方法及び溶接部検査装置は、本発明の範囲に包含される。
【符号の説明】
【００５５】
１０  振動体
１２  センサ
１４  テーブル
１６，１８，４１８  軸部材
２０，２２，４２２  自在継手
２３，２４  脚
２５  雄ネジ
２６  高さ調整ブロック
２８  ローレットナット
３０，３２，４３２  ガイド
３１，３３，４３３  開口部
３４，３６，４３６  抜け止め部材
６０  衝撃波
７０  測定部
７２  パラメータ演算部
８０  取得部
８２  Ｔ０演算部
８４  Ｖ０演算部
８６  メモリ
８８  制御部
１００  溶接部検査装置
１１０  制御計算機
１１１  メモリ
１１２  計算器ユニット
１１４  直流成分除去回路
１１６  アンプ
１１８  駆動回路
１１９  Ｉ／Ｆ回路
１２０  制御回路
１４０  記憶装置
１５０  治具部
１６０  制御部
３０２，４０２  バネ材
３１０  磁石部材
３１２，４５２  シート
３２２，４６２  抑制ガイド
３２３，３２４  磁石部材
５８０  取得部
５８２  Ｔ’０演算部
５８４  Ｖ’０演算部
５８６  ｒ演算部
【図１】
2015184075.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2015184075.tif 000010
【図９】
2015184075.tif 000011
【図１０】
2015184075.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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