(57)【要約】【課題】調整機構の簡略化及び調整作業の効率化を図ることができる超音波探傷用探触子のアライメント調整機構を提供する。【解決手段】  オフセット機構は、取付け面４ａに固定される支持部材５と、オフセット調整用ボルト８によって、支持部材５に対して前後方向に移動可能に連結されると共に探触子１が取付けられる調整部材７とを備え、支持部材５に対してオフセット調整用ボルト８を進退させることで、取付け面４ａからの探触子１のオフセット量を変更する。さらに、平行度調整機構は、支持部材５と調整部材７を回転可能に連結する平行度調整用支点ボルト１０と、調整部材７の幅方向端面に、オフセット調整用ボルト８に当接可能に螺合される平行度調整用ボルト９とを備え、平行度調整ボルト９の進退によって、平行度調整用支点ボルト１０を支点として、探触子１を回転する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属板を挟んで一対の探触子を対向配置して探傷する超音波探傷装置で使用される前記探触子を取付け面に対して位置調整するアライメント調整機構であって、前記取付け面に直交する軸回りに前記探触子を回転させる平行度調整機構と、前記探触子を前記取付け面に直交する方向に進退するオフセット調整機構とを有する超音波探傷用探触子のアライメント調整機構において、
前記オフセット調整機構は、前記取付け面に固定される平板状の支持部材と、オフセット調整用ボルトによって、前記取付け面に直交する方向に進退可能に連結されると共に前記探触子が取付けられる平板状の調整部材とを備え、前記平板状の支持部材に対して前記オフセット調整用ボルトを進退させることで、前記取付け面からの前記探触子のオフセット量を調整し、
前記平行度調整機構は、前記平板状の支持部材と、平板状の調整部材を回転可能に連結する平行度調整用支点ボルトと、前記平板状の調整部材の幅方向端面に、前記オフセット調整用ボルトに当接可能に螺合される平行度調整用ボルトとを備え、前記平行度調整ボルトの進退によって、前記平行度調整用支点ボルトを支点として、前記探触子を回転することによって平行度を調整することを特徴とする超音波探傷用探触子のアライメント調整機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼板をはじめとする圧延金属板等の金属板の介在物の検出を行うための超音波探傷装置で使用される探触子の位置を調整するアライメント調整機構に係り、特に広い範囲を一度に探傷可能なラインフォーカス型の超音波ラインセンサにおける、対向する送信子、受信子のアライメント微調整機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属板に含まれる微小な介在物の探傷を広い範囲にわたり一度に行うときには、例えば、鋼板を挟んで対向配置するラインフォーカス型の送受信子の組を、板幅方向に且つ板幅以上の長さにわたり複数組配置することで超音波探傷装置である超音波ラインセンサを構成する。ここで、ラインフォーカス型の探触子（送信子及び受信子）は、それぞれ複数個の素子の配列、つまり複数チャンネルから構成される。
【０００３】
上記複数の送信探触子及び受信探触子は、それぞれ板幅方向に沿って平行に延びる送信用枠体若しくは受信用枠体に取り付けられる。このとき、複数チャンネルの受信波形を安定させてゲート範囲を広げ、表面不感帯を出来る限り狭くして、感度を高くすることにより微小な介在物を検出するためには、対向する送受信子についてアライメント調整して上記枠体に取り付けることが重要となる。また、取付け後であっても、アライメントに狂いが生じる場合があり、その場合であっても再度のアライメント調整が要求される。
【０００４】
従来のアライメント調整に関する技術を挙げると、例えば、特許文献１において、開示されている取付け構造では、図６に示すように、取付け板１００の取付け面１００ａに対し、テーパ付きのシム１３０を使用したオフセット調整機構Ａが取付けられ、このオフセット調整機構Ａの可動部である第１取付け座１２０に平行度調整機構Ｂが取付けられ、この平行度調整機構Ｂの可動部第２取付け座１８０に送信子１が取付けられるようになっている。すなわち、アライメント調整は、取付け面１００ａに直交する方向（以下、「前後方向」と称する）に進退させる調整であるオフセット調整、および、前記取付け面１００ａに直交する軸回りに回転させる調整である平行度調整の両方を行う調整である。
【０００５】
具体的には、前記オフセット調整機構Ａは、基準板１１０、第１取付け座１２０、及びシム１３０によって構成される。前記基準板１１０は、前記取付け板１００の取付け面１００ａに固定され、この基準板１１０の送信子１側の面は、下方に向かうにつれて取付け面１００ａに近づくテーパがついた傾斜面１１０ａを有する。前記第１取付け座１２０は、前記基準板１１０の傾斜面１１０ａと前記シム１３０を介して対向し、４本のボルト１４０によって前記基準板１１０に取り付けられている。前記ボルト１４０の軸部の途中には、皿バネ１５０が設けられている。この皿バネ１５０の変形により、前記基準板１１０と前記第１取付け座１２０の距離を変化させることが可能となっている。
【０００６】
また、前記第１取付け座１２０の下部には、張出部１６０が基準板１１０側に突設されている。前記張出部１６０には、上下方向にネジ用の穴が貫通され、このネジ用の穴に下側からオフセット用調整ネジ１７０が差し込まれて回転自在な状態で固定されており、その軸部先端部が前記シム１３０の下端部に螺合されている。
他方、前記平行度調整機構Ｂは、前記第１取付け座１２０及び第２取付け座１８０によって主要部が構成される。
【０００７】
具体的には、前記第１取付け座１２０には、第２取付け座１８０が当接されている。前記第１取付け座１２０及び第２取付け座１８０の下部中央にネジ穴が設けられており、この両ネジ穴にネジ１９０を締結することで、第２取付け座１８０が、第１取付け座１２０に対し当該ネジ１９０を支点として正逆回転可能な状態で支持される。
また、第２取付け座１８０の上部左右対称位置には、棒体２００を遊挿可能大きさの大径穴がそれぞれ穿設されており、前記大径穴内を前記棒体２００が貫通している。また、前記第２取付け座１８０の幅方向端面上部には、前記大径穴内に向けて平行度調整用ネジ２１０がそれぞれ螺合されている。前記平行度調整用ネジ２１０の各軸部先端が前記棒体２００側面に対向可能に配置されている。
そして、前記第２取付け座１８０には、探触子取付け用ボルト穴２２０が設けられており、前記ボルト穴２２０を通じて送信子１が取り付けられる。
【０００８】
次、上記取付け構造における、アライメント微調整の方法について説明すると、まず、平行度の微調整を行う場合には、ネジ１９０を仮締め状態として、一対の平行度調整ネジ２１０、２１０の螺合量を変化させることで、第１取付け座１２０に対し第２取付け座１８０がネジ１９０を支点にして回転変位する。これによって、受信子２に対して平行となるように送信子１を微調整することができる。
【０００９】
次に、オフセット微調整を行う場合には、張出部１６０に回転自在な状態で固定したオフセット用調整ネジ１７０を正逆回転させてシム１３０に対する軸部の螺合位置を変位させることで、シム１３０の上下方向の位置を変位させる。このシム１３０の上下スライドに伴い、皿バネ１５０の伸縮変形によって、第１取付け座１２０が水平方向に移動する。これによって、受信子２に対して正対するように、送信子１の取付け板１００に対する水平方向のオフセットを微調整することができる。
【特許文献１】特開２００２−２６７６４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記の従来取付け構造によるアライメント調整では、皿バネ１５０が常に押圧されるため、一定の使用期間が経つと、その復元力特性が低下し、アライメントずれが生ずるという問題があった。また、上記取付け構造を常に水没して使用するため、シム１３０及びネジ１７０の動きが悪くなり易いという問題もあった。これらの問題を回避するためには、皿バネの交換、アライメントずれの調整およびオフセット調整機構Ａの清掃、オーバーホール等が必要であるため、これらの調整作業に長時間を要していた。
本発明は、上記のような点に着目してなされたもので、アライメント調整機構を簡略化して調整作業の簡易化及び効率化を図ることができる超音波探傷用探触子のアライメント調整機構を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため、本発明は、金属板を挟んで一対の探触子を対向配置して探傷する超音波探傷装置で使用される前記探触子を取付け面に対して位置調整するアライメント調整機構であって、前記取付け面に直交する軸回りに前記探触子を回転させる平行度調整機構と、前記探触子を前記取付け面に直交する方向に進退するオフセット調整機構とを有する超音波探傷用探触子のアライメント調整機構において、前記オフセット調整機構は、前記取付け面に固定される平板状の支持部材と、オフセット調整用ボルトによって、前記取付け面に直交する方向に進退可能に連結されると共に前記探触子が取付けられる平板状の調整部材とを備え、前記平板状の支持部材に対して前記オフセット調整用ボルトを進退させることで、前記取付け面からの前記探触子のオフセット量を調整し、前記平行度調整機構は、前記平板状の支持部材と、平板状の調整部材を回転可能に連結する平行度調整用支点ボルトと、前記平板状の調整部材の幅方向端面に、前記オフセット調整用ボルトに当接可能に螺合される平行度調整用ボルトとを備え、前記平行度調整ボルトの進退によって、前記平行度調整用支点ボルトを支点として、前記探触子を回転することによって平行度を調整することを特徴とする超音波探傷用探触子のアライメント調整機構である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る超音波探傷用探触子のアライメント調整機構におけるオフセット調整機構は、平板状の支持部材と、オフセット調整用ボルトによって、前記平板状の支持部材に対して前後方向に移動可能に連結されると共に前記探触子が取付けられる平板状の調整部材とを備え、前記板状支持部材に対して前記オフセット調整用ボルトを進退させることで、前記取付け面からの前記探触子のオフセット量を変更することができる。
【００１３】
また、本発明に係る超音波探傷用探触子のアライメント調整機構における平行度調整機構は、平板状の支持部材と、平板状の調整部材を回転可能に連結する平行度調整用支点ボルトと、平板状の調整部材の幅方向端面に、前記オフセット調整用ボルトに当接可能に螺合される平行度調整用ボルトとを備え、前記平行度調整ボルトの進退によって、前記平行度調整用支点ボルトを支点として、前記探触子を回転することができる。
従って、本発明は、従来の皿バネやシム等からなるスライド機構を不要とするため、アライメント調整機構を簡略化することができる。また、皿バネの交換、調整及びオーバーホールを行う必要がなくなるため、調整作業の簡易化及び効率化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の好ましい実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の超音波探傷用探触子のアライメント調整機構を示す側面図、図２は本発明の超音波探傷用探触子のアライメント調整機構を示す正面図、図３は本発明の平行度調整機構を示す正面図、図４は本発明のオフセット調整機構の一部を示す側面図、図５は本発明の支持部を示す正面図、図６は従来技術の説明図である。
【００１５】
図１は、本発明に係る超音波探傷用探触子のアライメント調整機構を示す側面図である。超音波ラインセンサの送信子１と受信子２とは、被検査板である金属板３の通過路を挟んで上下に対向配置されている。上記各探触子は、ラインフォーカス型超音波探触子である一次元アレイ型探触子からそれぞれ構成される。
上記構成によって、送信子１から超音波が送信され、金属板３を板厚方向に往復して受信子２に到達する往復透過波と金属板３を板厚方向に往復して受信子２に到達する往復透過波との間にあらわれる反射波が抽出され、その反射波が所定レベル以上である場合には内部欠陥からの反射として検出されるようになっている。
【００１６】
上記送信子１側のアライメント調整機構は、図１に示すように、取付け板４の取付け面４ａに固定される平板状の支持部材５と、この平板状の支持部材５に移動、回転可能に連結される平板状の調整部材７とによって主要部が構成される。
具体的には、前記支持部材５の中央部の対称位置には、図１及び図５に示すように、４本の取付け用ネジ穴５ａが開設されており、これらの取付けネジ穴５ａ内を４本の取付け用ボルト６が貫通して、これらの先端部が前記取付け板４のネジ穴（図示せず）に螺合している。また、前記支持部材５の４隅部には、前記調整部材７を支持し、かつ、オフセット調整を行うためのオフセット調整用ネジ穴５ｂが設けられている。更に、前記支持部材５の下部中央には、平行度調整を行うための平行度調整用支点ネジ穴５ｃが設けられている（図５を参照）。
【００１７】
次に、前記調整部材７の左右端部には、図３に示すように、２本の取付けネジ穴７ａがそれぞれ設けられており、これらの取付けネジ穴７ａを介して、前記調整部材７に探触子１が固定されている（図１及び図２を参照）。
一方、前記支持部材５のオフセット調整用ネジ穴５ｂ（図１及び図５を参照）の位置に対応して、前記調整部材７の４隅部には、図４に示すような大径穴１１がそれぞれ設けられ、前記大径穴１１内には、オフセット調整用ボルト８が遊挿自在に貫通している（図１乃至図３を参照）。また、オフセット調整ボルト８の頭部は、図４に示すように、ワッシャ１２を介してオフセット調整用ボルト８をナット８ａで締めることで前記調整部材７に固定される。さらに、オフセット調整用ボルト８の先端部は、図１に示すように、前記オフセット調整用ネジ穴５ｂに螺合している。そして、前記オフセット調整ボルト８を回転調整することにより、前記支持部材５に対して前記調整部材７が前後方向に（図１中の矢印方向）に移動でき、オフセット量の調整が可能となる。
ここで、前記支持部材５、調整部材７及びオフセット調整用ボルト８によってオフセット調整機構が構成される（図１を参照）。
【００１８】
また、前記調整部材７の幅方向端面正面には、図３に示すように、前記オフセット調整用ボルト８に当接可能に、前記大径穴１１に向けて２本の平行度調整用ボルト９が取付けられる。このとき、この平行度調整用ボルト９の各軸部先端が前記オフセット調整用ボルト８の側面に当接している。さらに、前記調整部材７の下部中央には、支点ネジ穴（図示せず）が設けられ、この支点ネジ穴内に平行度調整用支点ボルト１０が貫通し、その先端部が前記平行度調整用支点ネジ穴５ｃに螺合している。なお、前記ネジ穴５ｃ、支点ネジ穴の軸は前記取付け面４ａに直交し、この両ネジ穴に平行度調整用支点ボルト１０を締結することで、前記調整部材７が、前記支持部材５に対して前記支点ボルト１０を支点として正逆回転可能な状態で支持される。なお、オフセット調整用ボルト８と大径穴１１との間には、隙間があるため、前記平行度調整用ボルト９により、調整部材７を前記間隙とオフセット調整用ボルト８が干渉しない範囲で回転することができ、平行度調整が可能となる。
ここで、前記支持部材５、調整部材７及び平行度調整用ボルト９、支点ボルト１０によって平行度調整機構が構成される（図３を参照）。
【００１９】
次に、本発明のアライメント調整機構の作動方法について説明する。
まず、平行度の微調整について説明する。対向する受信子２と送信子１との間の平行度を調整する場合には、平行度調整用支点ボルト１０を仮締め状態として、上側一対の平行度調整用ボルト９を利用することで、オフセット調整用ボルト８と大径穴１１との隙間を調整しながら、支持部材５に対して、調整部材７を前記平行度調整用支点ボルト１０を支点にして回転する。これによって、受信子２に対し送信子１が平行となるように微調整する。調整が終了したら、前記平行度調整用支点ボルト１０について本締めを行う。
【００２０】
なお、平行度の微調整の確認は、次のように行う。すなわち、送信子１の各素子から同期をとって超音波を送信させて対応する受信子２の各素子で受信させ、その各素子に対応するチャネルでの受信時刻を検出する。この受信時刻は、伝搬時間に対応した時刻である。即ち、受信時刻から送信時刻を減算処理すれば伝搬時間となる。
例えば、複数のチャンネルの複数超音波探触子を使用した場合には、各チャンネルの受信信号に基づき、当該信号の伝播時間が同じになるように、各送信子１、受信子２の組について、平行度の微調整を行うことで、対向する送受信子１、２を正確に平行にすることが可能となる。
【００２１】
次に、オフセットの微調整について説明する。取付け面４ａに対して送信子１のオフセット量を調整する場合には、オフセット調整用ボルト８を正逆回転させて支持部材５に対する軸部の螺合位置を変化させることで、調整部材７を前後方向に位置調整する。例えば、４本のオフセット調整用ボルト８を右回りに回転させると、この回転量に応じて、前記調整部材７が後進することで、送信子１の位置が取付け面４ａから離れる方向にオフセットする。このとき、前記オフセット調整用ボルト８と前記大径穴１１との間には、隙間があるため、上下方向（図１中の矢印方向に垂直する方向）にも前記調整部材７を移動することができる。
【００２２】
一方、従来のオフセット調整機構では、前後方向に平行移動しかできなかったため、探触子の製作等の誤差があると、複数のチャンネルの感度を同時に高めることが困難であった。
これに対して、本発明では、４本のオフセット調整用ボルト８をそれぞれ独立に調整できるため、各送信子１、受信子２の組を上下、前後方向にオフセットすることにより、最適なオフセット位置を特定できるとともに、全てのチャンネルの感度を容易に高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の超音波探傷用探触子のアライメント調整機構を示す側面図である。
【図２】本発明の超音波探傷用探触子のアライメント調整機構を示す正面図である。
【図３】本発明の平行度調整機構を示す正面図である。
【図４】本発明のオフセット調整機構の一部を示す側面図である。
【図５】本発明の支持部を示す正面図である。
【図６】従来技術の説明図である。
【符号の説明】
【００２４】
Ａ    オフセット調整機構
Ｂ    平行度調整機構
１    探触子（送信子）
２    探触子（受信子）
３    金属板
４    取付け板
４ａ  取付け面
５    平板状の支持部材
５ａ  取付け用ネジ穴
５ｂ  オフセット調整用ネジ穴
５ｃ  平行度調整用支点ネジ穴
６    取付け用ボルト
７    平板状の調整部材
７ａ  取付け穴
８    オフセット調整用ボルト
８ａ  ナット
９    平行度調整用ボルト
１０  平行度調整用支点ボルト
１１  大径穴
１２  ワッシャ
【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】
2005249581.tif 000007
【図６】
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