(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下方へ開放する箱状の本体を備え、当該本体の頂壁に超音波探傷プローブを本体空間内へ向けて設けるとともに、前記本体の室壁には接触媒質を当該本体内へ流通させる媒質供給路と媒質排出路を設け、かつ前記本体の開口縁を、棒状の被探傷材の上半周面に倣い液密的にこれに接する形状に形成し、かつ前記本体空間の頂壁を下方へ傾斜開放するように形成するとともに、接触媒質を前記媒質供給路から前記本体空間を経て当該本体空間の上方へ延びる媒質排出路へ流通させるようしたことを特徴とする超音波探傷器の探傷プローブ保持具。
【請求項２】
前記本体を分離可能な上半部と下半部で構成し、異なる断面形状の被探傷材の上半周面に倣った形状に形成した開口縁を有する他の下半部に取替え可能とした請求項１に記載の超音波探傷器の探傷プローブ保持具。
【請求項３】
前記被探傷材は丸棒材であり、前記本体ないし下半部の開口縁を、被探傷材の円弧状に突出する上半周面に倣った凹曲面とした請求項１又は２に記載の超音波探傷器の探傷プローブ保持具。    
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は超音波探傷器の探傷プローブ保持具に関し、特に、探傷用プローブを、円弧状に膨出する被探傷体の上半周面に沿って良好に保持できる探傷プローブ保持具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ライン内での鋼材の精密な自動探傷に超音波探傷が使用されつつあるが、探傷時のガタや付着スケールの存在等の種々の要因によって過検出による誤探傷を生じることがある。この場合、疵有りと判定された鋼材はオフラインで再度探傷を行うが、従来は携帯型の超音波探傷器の探傷プローブを、接触媒質である水中で作業員が手にもって鋼材表面に当てて行っている。なお、特許文献１には携帯用超音波探傷器の一例が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−３３７５３４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記従来のような探傷プローブを直接手に持った探傷では、正確に丸棒直上かつ丸棒長手方向の軸とフェーズドアレイプローブの素子配列方向の軸が直交する位置へと探傷プローブを配置することができず高精度な探傷結果が得られないという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明はこのような課題を解決するもので、携帯型探傷器の探傷プローブを使用して簡易かつ高精度に被探傷材の探傷を行うことができる超音波探傷器の探傷プローブ保持具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】
上記目的を達成するために、本第１発明では、下方へ開放する箱状の本体（１）を備え、当該本体（１）の頂壁に超音波探傷プローブ（２）を本体空間（Ｓ）内へ向けて設けるとともに、前記本体（１）の室壁には接触媒質を当該本体（１）内へ流通させる媒質供給路（１１１）と媒質排出路（Ｓ１〜Ｓ４）を設け、かつ前記本体（１）の開口縁（１２１）を、棒状の被探傷材（Ｍ）の上半周面に倣い液密的にこれに接する形状に形成し、かつ前記本体空間（Ｓ）の頂壁（１６）を下方へ傾斜開放するように形成するとともに、接触媒質を前記媒質供給路（１１１）から前記本体空間（Ｓ）を経て当該本体空間（Ｓ）の上方へ延びる媒質排出路（Ｓ１〜Ｓ３）へ流通させる。
【０００７】
本第１発明においては、超音波探傷プローブを箱状本体に設け、本体空間内を接触媒質で満たした状態で当該本体を棒状被探傷材の上半周面に液密的に接するように設けることによって、従来のような作業員が超音波探傷プローブを手にもって被探傷材表面に当てて探傷を行なうのに比して、簡易かつ高精度に被探傷材の探傷を行うことができる。
【０００８】
本第２発明では、前記本体（１）を分離可能な上半部（１１）と下半部（１２）で構成し、異なる断面形状の被探傷材（Ｍ）の上半周面に倣った形状に形成した開口縁を有する他の下半部（１２）に取替え可能とする。
【０００９】
本第２発明においては、異なる断面形状の被探傷材の探傷を一台の探傷プローブ保持具で行うことが可能である。
【００１０】
本第３発明では、前記被探傷材（Ｍ）は丸棒材であり、前記本体（１）ないし下半部（１２）の開口縁を、被探傷材（Ｍ）の円弧状に突出する上半周面に倣った凹曲面とする。
【００１１】
なお、上記カッコ内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を参考的に示すものである。
【発明の効果】
【００１２】
以上のように、本発明の超音波探傷器の探傷プローブ保持具によれば、携帯型探傷器の探傷プローブを使用して簡易かつ高精度に鋼材の探傷を行うことができる
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態を示す、探傷プローブ保持具を丸棒材の上半周面に設置した状態の斜視図である。
【図２】探傷プローブ保持具の垂直断面図である。
【図３】図２のIII−III線に沿った断面図である。
【図４】丸棒材の直径と平板表面からの超音波収束位置の設定換算グラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
なお、以下に説明する実施形態はあくまで一例であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が行う種々の設計的改良も本発明の範囲に含まれる。
【００１５】
図１には、探傷プローブ保持具Ｈを、被探傷材である中実の丸棒材Ｍの上半周面に設置した状態の斜視図を示す。また、図２には探傷プローブ保持具Ｈの垂直断面図を示す。探傷プローブ保持具（以下、単に保持具という）Ｈは、その本体１が樹脂材の矩形ブロック体で、内部に空間Ｓが形成された箱状をなし、内部空間Ｓは下方へ開放している。本体１は分離可能な上半部１１と下半部１２で構成されている。
【００１６】
本体１の上半部１１にはその頂壁の中央に、丸棒材と直交する方向へ直線案内溝１１２が形成されており、当該案内溝１１２内に長方形状のスライド基板１７が摺動可能に設置されている。スライド基板１７には中央に上方へ向けて矩形筒状の収容部１３が突設されており、収容部１３内にこれよりもやや小さい探傷プローブ２が収容されている。
【００１７】
スライド基板１７の長手方向の一端には、水平方向へメネジ部３１１を貫通形成したナット部材３１が立設されており、一方、上半部１１の側面に設けたステー３２にはオネジ部３３１を形成した調整ネジ３３が水平姿勢で回転可能に支持されている。そして、調整ネジ３３のオネジ部３３１がナット部材３１のメネジ部３１１内に進入結合されている。これにより、調整ネジ３３を正逆回転させてスライド基板１７、すなわち、探傷プローブ２を丸棒材Ｍと直交する図２の左右方向で直線的に正逆移動させることができる。
【００１８】
探傷プローブ２は市販のフェーズドアレイ型のもので、スライド基板を貫通する収容部の下側開口を介して下方の本体空間Ｓ内へ向く探傷プローブ２の下面には、丸棒材を横断する図２の左右方向へ、互いに隣接して複数の超音波振動子が配設されている。探傷プローブ２は上面から延出するケーブル２１が図略の携帯型超音波探傷器に接続されている。
【００１９】
上記収容部１３の下側開口１３１の周縁には図３に示すように、その四辺にそれぞれ内方へ支持片１４が突出させてあり、各支持片１４の境界である開口１３１の四隅は外方へ抉られてそれぞれ間隙Ｓ１が形成されている。収容部１３内に探傷プローブ２を収容した状態で、探傷プローブ２の下面の四辺が支持片１４上に位置してこれらに支持され、この状態で探傷プローブ２の四隅では上記間隙Ｓ１が上下方向へ延びている。
【００２０】
図２において、収容部１３の上側開口には蓋体１５が覆着されており、蓋体１５の下面と探傷プローブ２の上面との間には上記間隙Ｓ１に通じる間隙Ｓ２が形成されている。また、ケーブル２１の周囲には蓋体１５との間に間隙Ｓ３が形成されて間隙Ｓ２に連通している。このような間隙Ｓ１〜Ｓ３によって本体１内の空間Ｓは外気に連通し、後述する接触媒質としての水の排出路が形成されている。
【００２１】
なお、本体１内の空間Ｓの頂壁１６は、丸棒材Ｍを横断する図２の左右方向で図示するように支持片１４から一定角度で下方へ開放しており、一方、丸棒材Ｍに沿った図２の紙面前後方向で室壁１９は上下方向へ平行に延びている（図３）。これにより、後述する接触媒体の充填に時間を要さず気泡の巻込みも抑制できる十分小さい本体１の容積を維持しつつ、図２の左右方向へ発射される超音波のノイズ反射を抑えることができる。また、上半部１１の側壁には接触媒体としての水を供給するための供給路１１１が貫通形成されている。
【００２２】
本体１の下半部１２は矩形のリング体に成形されており、その上側開口は本体上半部１１の下側開口に一致した形状となっている。また、下半部１２の下側開口の開口縁は、丸棒材Ｍに沿う方向に位置する前後の下端面１２１が、丸棒材Ｍの断面の上半周面に倣って円弧状に湾曲する凹曲面に形成されるとともに、左右の下端面１２２は同じく丸棒材Ｍの長手方向へ延びる上半周面に倣った湾曲面としてある。これにより、本体１内の空間Ｓの開口１８は丸棒材Ｍの上半周面の、一定範囲の湾曲面に液密的に接している。
【００２３】
このような探傷プローブ保持具Ｈを使用して丸棒材Ｍの探傷を行う場合には、保持具Ｈの本体開口１８を、図２に示すように、探傷が必要な領域の丸棒材Ｍの上半周面に液密的に接して位置させ、この状態で供給路１１１にホースを接続して本体１の空間Ｓ内へ水を供給する。供給された水は本体空間Ｓを満たすとともに水排出路を構成する間隙Ｓ１〜Ｓ３を経て本体１の上方から外部へ排出される。
【００２４】
探傷プローブ２の各超音波振動子は予め定められた遅延時間でそれぞれ励振されて、干渉合成による超音波ビームが下方の空間Ｓ内へ送出される。このビームは例えば丸棒材Ｍの底面からＤ／４（Ｄは丸棒材の直径）の位置に収束する（フォーカス）ようなものとされる（図２参照）。なおこの際、超音波ビームが丸棒材Ｍの断面中心直下で収束するように、調整ネジ３３を適宜回転させて探傷プローブ２の位置を変更調整する。
【００２５】
ここで、市販の携帯型超音波探傷器は平板及び／又はパイプの探傷深さ（収束位置）を自動設定、すなわちこの時の各超音波振動子の遅延時間を自動算出できるものが普通で、中実の丸棒材Ｍの探傷深さは自動設定できるようになっていない。この場合、平板やパイプの設定で中実丸棒材Ｍの探傷を行うと、必要な位置に超音波が収束せず、探傷が良好に行われない。
【００２６】
そこで本実施形態では、予め中実丸棒材Ｍを探傷可能な超音波探傷器で、丸棒材Ｍの底面からＤ／４の位置に収束する超音波ビームを形成した時の各超音波振動子の遅延時間を算出しておき、当該遅延時間の設定で平板内に超音波ビームを形成した時の収束位置をシミュレーションで確認しておく。これを、異なる直径の丸棒材Ｍについて確認してグラフ化したものが図４である。
【００２７】
これによると、例えば丸棒材Ｍの直径（Ｄ）が３５ｍｍであった場合に、その底面からＤ／４＝８．７５ｍｍの位置に超音波を収束させる場合には、携帯型超音波探傷器において平板の表面からの収束位置を５．０ｍｍに設定すれば良い。
【００２８】
以上のような探傷を、丸棒材Ｍを適宜回転ないし移動させて行うことによって、防水、防振、防塵に優れかつ安価な市販の携帯型超音波探傷器を使用して、オフラインでの探傷を簡易かつ高精度に行うことができる。
【００２９】
なお、本実施形態において、異なる外径の丸棒材Ｍを探傷する場合には、予めその上半周面に倣った異なる凹曲面に形成した他の下半部１２に取り替えることによって容易に対応することができる。また、上記実施形態では丸棒材の探傷について説明したが、棒材の断面形状は特に限定されない。
【符号の説明】
【００３０】
１…本体、１１…上半部、１１１…水供給路（媒質供給路）、１２…下半部、１２１…下端面（開口縁）２…超音波探傷プローブ、Ｍ…丸棒材（被探傷材）、Ｓ…空間、Ｓ１〜Ｓ３…間隙（媒質排出路）。
【図１】
0006690251.tif 000002
【図２】
0006690251.tif 000003
【図３】
0006690251.tif 000004
【図４】
0006690251.tif 000005