(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の部材にリベットを貫通させて、該リベットの先端部をつぶして、かしめ、かしめ部を形成して前記各部材を接合した接合部の検査方法において、前記かしめ部側の部材の表面からパルスを発信し、該パルスのうち、部材表面からかしめ部に伝搬される透過パルスの成分と、リベット軸を経由してかしめ部に伝搬される透過パルスの成分とを、リベットのかしめ部表面において夫々受信し、各透過パルスの到達時間と透過パルスの高さとを夫々測定し、両透過パルスを、予め測定した正規接合部における透過パルスと比較検討し、前記リベットの状態を判定することを特徴としたリベット接合部の検査方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、接合部を破壊することなく接合部の良否を検査するリベット接合部の検査方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
部材（例えば板状）を接合する手段として、広くリベット接合が使用されている。この接合部が健全にかしめられているか否かを確認するには、製品を破壊するか、非破壊による場合は目視による以外には方法がなかった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来の検査方法で、目視による場合は、多少の浮きや斜めの接合は見落とされるおそれがあった。また、緩い接合や多少浮き上がったリベットでも見掛け上、適正な外観形状を保ってあれば、リベットとの部材の接合程度を計量的に測定する訳ではないので、健全と判断される問題点があった。
【０００４】
また、リベットかしめ頭の画像処理による非破壊の検査方法も提案されている（特開平５−２４８８３７等）が、画像処理による方法では、やはり外観に現れない軸部の良否を検査できないと共に、小径のリベットの場合には検査し難いという問題点があった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
然るにこの発明は、パルスを使用して、リベットの軸部に関係する測定もするので、前記問題点を解決した。
【０００６】
即ち、この発明の方法は、複数の部材にリベットを貫通させて、該リベットの先端部をつぶして、かしめ、かしめ部を形成して前記各部材を接合した接合部の検査方法において、前記かしめ部側の部材の表面からパルスを発信し、該パルスのうち、部材表面からかしめ部に伝搬される透過パルスの成分と、リベット軸を経由してかしめ部に伝搬される透過パルスの成分とを、リベットのかしめ部表面において夫々受信し、各透過パルスの到達時間と透過パルスの高さとを夫々測定し、両透過パルスを、予め測定した正規接合部における透過パルスと比較検討し、前記リベットの状態を判定することを特徴としたリベット接合部の検査方法である。
【０００７】
【試験例】
（１）試験方法
試験体３０：下記６種類、１１体を使用した。
(1)正規品                φ5.2    N1-5.2     N2-5.2
(2)正規品                φ9.0    N1-9       N2-9
(3)不良品（軸が斜め）    φ5.2    S1-5.2     S2-5.2
(4)不良品（軸が斜め）    φ9.0    S1-9       S2-9
(5)不良品（かしめが浮き）φ5.2    F1-5.2       −
(6)不良品（かしめが浮き）φ9.0    F1-9       F2-9
探傷器３１：クラウトクレーマー社製 ＵＳＤ−１５
探触子：送信用の探触子８ ジャパンプローブ製
５Ｚ５．５×５Ａ４０
５Ｚ８．９×５Ａ７０
受信用の探触子１０ パナメトリックス製 Ｖ５３５
【０００８】
図１７（ａ）のように、試験体３０は、所定形状の２枚の鋼板２０、２０のリベット孔２２、２２にリベット１７の軸１８を挿通して先端を潰してかしめ、かしめ部１９を形成して両鋼板２０、２０を接合して構成する。
【０００９】
発信用の探触子８を、試験体３０のリベット１７のかしめ部１９に近接した鋼板２０上に配置する。また、受信用の探触子１０を、試験体３０のリベット１７の軸１８の上方にかからないようにかしめ部１９の上に配置する。
【００１０】
パルス透過法により、探触子８からパルスを発信し、その透過パルスを探触子１０で受信し、透過パルスの遅延時間Ｔ（画面３２上は鋼板中の距離を表示してある。図６〜１６）及び透過パルスの高さを測定すると共に、透過パルスの波形を記録する。また、測定は図１７（ｂ）のように、試験体のリベットの軸の回りで、時計回りに４５度毎に、Ｄ１ 方向（第１）、Ｄ２方向（第２）、Ｄ３ 方向（第３）、Ｄ４ 方向（第４）、・・・・、Ｄ８ 方向（第８）の各位置（８点）で測定を行う。
【００１１】
（２）試験結果探傷器３１の画面３２に表示された透過パルスの波形を、１１個の試験体毎に、かつＤ１ 〜Ｄ８ の各方向毎に記録し、その結果を図６乃至図１６に示す。
【００１２】
また、探傷器３１の画面３２上に表示される透過パルスの立上がり（正確には画面３２で５％の高さに達する位置）までの鋼板中距離Ｔの測定値を下記表１に示す。
【００１３】
【表１】
0003878969.tif 000002
【００１４】
表１中で、「40+N」は送信側が屈折角４０度の斜角探触子で、受信側が垂直探触子であることを表す。また、表１の内容をグラフで表したものを図１８、１９、２０に示す。
【００１５】
（３）結論リベット１７が鋼板２０、２０に密着していれば、鋼板２０の表面２１からリベット１７のかしめ部１９に、直接伝達される透過パルス（経路Ａ）が確認された。また、リベット１７のかしめ部１９や頭部が浮いているか否かに拘らず、鋼板２０のリベット孔２２の中に十分充填されている場合には、リベット孔２２及びリベット１７の軸１８を経由して伝搬する透過パルス（経路Ｂ）によって確認することができる（図１７（ａ））。
【００１６】
従って、以下のようなことが言える。
【００１７】
即ち、リベット１７の接合状態によって、鋼板２０から発信したパルスが、直接にリベット１７のかしめ部１９を通過して伝搬されて受信される経路（経路Ａ）によるパルスＰA と、鋼板２０から発信されたパルスがリベット１７の軸１８及びリベット１７のかしめ部１９を通過して伝搬されて受信される経路（経路Ｂ）によるパルスＰB とが、伝搬経路が異なることから、検出するパルスＰA 、ＰB に相違が生じる。即ち、受信までの時間ＴA 、ＴB 及びエコー高さを測定することにより、リベット１７の接合状態を検査できる。
【００１８】
図１において、正規品の場合には伝搬経路Ａの透過パルスＰA を受けた（時間ＴA ）後に、伝搬経路Ｂの高いパルスＰB を受ける（時間ＴB ）。その際の探触子のスコープ波形の概略を示す（図１（ａ））。これは、リベット１７の軸１８に対して８方向において同様になる。
【００１９】
これに対して、リベット１７の軸１８が斜めになった不良品では、かしめ部１９も斜めになるので、Ｄ１ 〜Ｄ８ のいずれかの測定方向で、伝搬経路Ａの透過パルスＰA を受けることなく、伝搬経路ＢのパルスＰB を受ける（図１（ｂ））。この場合、かしめ部１９が鋼板２０に接した測定方向ではパルスＰA を受けることになる。また、軸が斜めになっているので、Ｄ１ 〜Ｄ８ の測定方向によって、パルスＰB の波形（到達時間ＴB 及び高さ）にばらつきが生じることになる。
【００２０】
また、かしめ部１９が鋼板２０の表面２１から浮いた状態では、鋼板２０とかしめ部１９とが接していないので、伝搬経路Ａの透過パルスＰA を受けないで、伝搬経路ＢのパルスＰB のみ受けることになる（図１（ｃ））。
【００２１】
また、リベット１７の軸１８が回転するような不良品では、伝搬経路Ａ、Ｂのいずれのパルスも検出しない（図１（ｄ））。
【００２２】
以上のようにして、パルスＰA 、ＰB の波形（到達時間ＴA 、ＴB 及び高さ）の比較検討により、リベット１７の施工状態を検査できる。
【００２３】
また、鋼板２０の表面には、実際の製品と同様に塗装膜を有していたが、リベットの健全性を判断できた。また、発信用の探触子の射角との関係では、40+Nの組合わせで正規品と、不良品との差異が大きく、高い信頼性で推定できると思われる。尚、70+Nの組合わせでは、差異が小さいので、実際の現場で使用する場合には工夫が必要である。
【００２４】
【実施の態様】
リベットのかしめ部側の部材の表面にパルス発信用の探触子を密着させ、かしめられたリベットのかしめ部の表面に、パルス受信用の探触子を密着させる。発信用の探触子からパルスを送信する。部材表面からかしめ部に伝搬される透過パルスの成分と、リベット軸を経由してかしめ部に伝搬される透過パルスの成分とを、リベットのかしめ部表面のパルス受信用の探触子で受信する。この透過パルスの到達時間と透過パルス高さを測定し、透過パルスの波形を記録し、これらを正常品の接合部のものと比較検討して、リベットの軸及びかしめ部と部材との密着の度合い（接合状態）を判定することにより、リベット接合部の良否を検査する。
【００２５】
また、所定のケース内にパルス送信用の探触子を固定する。ケース内で、送信用の探触子に近接して、パルス受信用の探触子を、昇降自在でかつ下方に押圧して取付ける。各探触子の送信受信面に、弾性を有する高分子材料からなるカップリングシートによる層を形成してリベット接合部の測定装置を構成する。この測定装置は、所定のデーター表示処理手段を持った探傷器などに接続して、リベット検査に使用される。
【００２６】
【実施例１】
図３に基づきこの発明の実施に使用する検査装置について説明する。
【００２７】
並列した側板１、１の上縁を頂板２で連設してなる下方に開放したケース３の一側４下部に、発信用の探触子８を取付ける。また、ケース３の他側５で側板１、１の内面１ａに弾性を有した緩衝支持板（各種ゴム材）６、６を対向して貼着する。前記緩衝支持板６、６で挟むように受信用の探触子１０を取付ける。受信用の探触子１０は、緩衝支持板６、６に挟まれ、ケース３内の上下の所望位置に保持できる。前記における送信用の探触子は横波斜角探触子（角度４０又は７０）、受信用の探触子は縦波垂直探触子を使用する。
【００２８】
また、前記探触子８の底面９には、ほぼ全面に亘って、弾性を有する合成樹脂製（例えば、シリコーンゴム製。今井ゴム（株）製：SN001-S30 等）のカップリングシート１３を貼着する。同様に、受信用の探触子１０の底面１１にも、ほぼ全面に亘って、同様のカップリングシート１３を貼着する。
【００２９】
以上のようにして、リベット接合部の測定装置１５を構成する（図３（ａ）（ｂ））。装置１５の使用法については、実施例２の欄で説明する。
【００３０】
前記実施例において、ケース３内面に緩衝支持板６を設けて測定装置１５を構成したが、他の手段を使用して受信用の探触子１０を昇降自在でかつ下方に付勢した状態で取付けることもできる。例えば、受信用の探触子１０の両側面に略水平方向の案内棒２５、２５を突設し、ケース３内に収容した探触子１０の該案内棒２５を、ケース３の側板１、１に穿設した縦長孔２６、２６から突出させる。ケース３の頂板２と探触子１０との間にスプリング２７を介装して、測定装置１５を構成する（図３（ｃ）（ｄ））。この場合、探触子１０は案内棒２５と縦長孔２６とに案内され、昇降自在であり、またスプリング２７により下方に付勢される。
【００３１】
また、前記実施例において、水平面内で９０度、あるいは１８０度の角度を保って、２組の測定装置を連結して、測定装置１５を構成することもできる（図示していない）。この場合には、１回の配置で、２方向の測定ができるので、測定作業を簡略化できる。更に、４組の測定装置１５、１５を９０度づつ角度を保って、結合して測定装置を構成することもできる（図示していない）。
【００３２】
【実施例２】
次に、図１、２、４、５等に基づき方法の発明の実施例について説明する。
【００３３】
板材（鋼板）２０、２０のリベット孔２２に、リベット１７の軸１８を挿通して、他側の板材２０の表面２１で、軸１８の先端部が潰されかしめ、かしめ部１９が形成されて、板材２０、２０が接合されている。
【００３４】
前記試験例のように、測定装置１５の探触子８、１０を所定の探傷器３１に接続する（図１７（ａ））。測定装置１５をリベット１７のかしめ部１９にできるだけ近くなるように、探触子８を板材２０の表面２１に位置させ（Ｄ８ 方向）、同時に、探触子８が板材２０の表面２１と当接した際に、探触子１０がリベット１７のかしめ部分１９の表面１９ａに当接するように、探触子１０をケース３内で移動させる（図２（ａ）（ｂ））。
【００３５】
受信用の探触子１０をリベット１７のかしめ部１９の表面１９ａに接触し、発信用の探触子８を、板材２０の表面２１で、リベット１７に近接した位置に、所定の圧力で当接密着させる。ここで、受信用の探触子１０を摺動させ、所定高さ位置で止める。この位置で、探触子１０は緩衝支持板６、６に挟まれているので、リベット１７のかしめ部１９の表面１９ａに弾性して当接する。
【００３６】
また、この際、探触子８、１０の下面にはカップリングシート１３が貼着してあるので、探触子８、１０は、板材２０の表面２１、リベット１７のかしめ部１９に夫々密着できる。
【００３７】
続いて、探傷器３１を作動させ、探触子８から発信したパルスを探触子１０で受け、透過パルスを計測する。透過パルスが、図１（ａ）のような波形であれば、この方向では正常と判断される。同様に、９０度回転し、Ｄ２ 方向に向きを変え、同様にパルスを計測する。以下、９０度づつ移動して、Ｄ３ 方向、Ｄ４ 方向の合計４ヶ所でパルスを計測する。この際、送受信の探触子８、１０がケース３内に収納されているので、測定装置１５はケース３を持って検査対象（リベット１７、板材２０）に当接させれば、片手で操作できる。
【００３８】
この計測によりＤ１ 、Ｄ２ 、Ｄ３ 、Ｄ４ 全ての位置で、図１（ａ）のような波形であれば、このリベットは正常と判断される。また、経路Ｂのみのパルスが計測されれば、その方向では、かしめ部１９に浮きがあることがわかる。また、経路Ａ、Ｂのいずれの経路のパルスも計測されなければ、リベット孔２２とリベット軸１８とに緩みがある不良品であると判断できる。
【００３９】
また、複数の測定位置で検査するので、不良品である場合、リベット全体（全方向）が不良なのか、一部（不良パルスが生じた方向のみ）で不良が発生しているのかが判別できる。従って、施工不良の発生原因の究明の一手段とすることもできる。例えば、一方向でのみパルスＡが生じ、パルスＢの到達時間ＴB や高さが方向により、ばらつきがある場合には、リベットの軸が斜になっていることが予想される。
【００４０】
前記実施例の方法において９０度毎に、４ヶ所で、測定したが、少なくとも３ヶ所（１２０°毎）以上で測定することが望ましい。また、６ヶ所（６０°毎）、８ヶ所（４５°毎）あるいはそれ以上の位置で測定すれば、より正確にリベットの接合状態を検査できる。
【００４１】
また、前記実施例の方法において、カップリングシート１３を用いて、ドライカップリングにより測定したが、従来のような各種の接触媒質（液状シリコン樹脂など）２４を使用することもできる（図４）。ただし、この場合には、経路Ａの検出において、図４に示すように、接触媒質２４から直接透過するパルスＰ０ と、接触媒質２４内で１回反射した透過パルスＰ１ 、接触媒質２４内で２回反射した透過パルスＰ２ など、接触媒質２４内の多重反射の位相の違いにより、まれに、パルスの大きさに変化（雑音が加わる）が発生する（図５（ｂ））。従って、ドライカップリングとする方がパルスのみだれが生じるおそれなく（図５（ａ））、また測定面が接触媒質２４で汚れることもないので望ましい。
【００４２】
また、前記実施例の方法において、前記測定装置１５を使用すれば、送信用探触子に近接して、受信用探触子を、昇降自在でかつ下方に押圧して取付けたので、片手で測定装置を扱うことができると共に、高さが異なる部材の表面とリベットのかしめ部とに容易に探触子を密着できる効果があるので望ましいが、従来の他の受信用の探触子、発信用の探触子を使用することもできる（図示していない）。
【００４３】
【発明の効果】
この発明によれば、部材表面でパルスを発信し、部材表面からかしめ部に伝搬する成分と、リベット軸を経由してかしめ部に伝搬される成分とを、リベットのかしめ部表面において受信し、リベットのかしめ部の良否のみではなく、リベットの軸の充填・密封の良否も合わせて判断でき、リベットを破壊することなく、適格にリベットの施工の良否を判定できる。また、パルスによる検査としたので、部材の表面に塗装などの各種被膜が形成されている場合にも、検査できる効果がある。
【００４４】
従って、ある程度の気密性を要求される製品の検査等にも使用でき、リベットの信頼性を高めることができるので、施工が容易なリベットの利用範囲を広げることができる効果もある。更に、ドライカップリングによる方法・装置とすれば、検査面を汚すことなく検査でできるので、最終製品の状態で検査することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】リベットを検査中の概略した縦断面図とその時のパルスとを表す図で、（ａ）は正常品、（ｂ）は軸が斜になった不良品、（ｃ）はかしめが浮いた不良品、（ｄ）は軸が回転する不良品を夫々表す。
【図２】この発明の実施例の検査方法を説明する図で、（ａ）はリベットとケースとを破切した正面図、（ｂ）はケースを破切した平面図である。
【図３】この発明の実施に使用する測定装置で、（ａ）は実施例の正面図、（ｂ）は同じく側面図、（ｃ）は他の実施例の正面図、（ｄ）は同じく側面図である。
【図４】接触媒質を使用した検査方法を説明する縦断面図である。
【図５】カップリングの違いによるパルスを表した図で、（ａ）は接触媒質を使用せずドライカップリングとした場合、（ｂ）は接触媒質を使用した場合を夫々表す。
【図６】（ａ）〜（ｈ）は、試験結果の１〜８の各方向のパルスで、正規品φ5.2 Ｎｏ１を表す。
【図７】（ａ）〜（ｈ）は同じく、正規品φ5.2 Ｎｏ２を表す。
【図８】（ａ）〜（ｈ）は同じく、正規品φ9 Ｎｏ１を表す。
【図９】（ａ）〜（ｈ）は同じく、正規品φ9 Ｎｏ２を表す。
【図１０】（ａ）〜（ｈ）は同じく、不良品（斜め）φ5.2 Ｎｏ１を表す。
【図１１】（ａ）〜（ｈ）は同じく、不良品（斜め）φ5.2 Ｎｏ２を表す。
【図１２】（ａ）〜（ｈ）は同じく、不良品（斜め）φ9 Ｎｏ１を表す。
【図１３】（ａ）〜（ｈ）は同じく、不良品（斜め）φ9 Ｎｏ２を表す。
【図１４】（ａ）〜（ｈ）は同じく、不良品（浮き）φ5.2 Ｎｏ１を表す。
【図１５】（ａ）〜（ｈ）は同じく、不良品（浮き）φ9 Ｎｏ１を表す。
【図１６】（ａ）〜（ｈ）は同じく、不良品（浮き）φ9 Ｎｏ２を表す。
【図１７】この発明の測定方法の構成を表す概略した図で（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図である。
【図１８】遅延時間の測定結果を示したグラフで、正規品を表す。
【図１９】同じく、不良品（斜め）を表す。
【図２０】同じく、不良品（浮き）を表す。
【図２１】測定結果からリベットの状態を３次元で表したグラフで、（ａ）は射角４０度、（ｂ）は射角７０度を夫々表す。
【符号の説明】
３ ケース
６ 緩衝支持板
８ 発信用の探触子
９ 探触子８の底面
１０ 受信用の探触子
１１ 探触子１０の底面
１３ カップリングシート
１５ 測定装置
１７ リベット
１８ リベットの軸
１９ リベットのかしめ部
１９ａ かしめ部の表面
２０ 板材（鋼板）
２１ 板材（鋼板）の表面
２２ 板材（鋼板）のリベット孔
２４ 接触媒質
２５ 案内棒
２６ 縦長孔
２７ スプリング
３０ 試験体
３１ 探傷器
【図１】
0003878969.tif 000003
【図２】
0003878969.tif 000004
【図３】
0003878969.tif 000005
【図４】
0003878969.tif 000006
【図５】
0003878969.tif 000007
【図６】
0003878969.tif 000008
【図７】
0003878969.tif 000009
【図８】
0003878969.tif 000010
【図９】
0003878969.tif 000011
【図１０】
0003878969.tif 000012
【図１１】
0003878969.tif 000013
【図１２】
0003878969.tif 000014
【図１３】
0003878969.tif 000015
【図１４】
0003878969.tif 000016
【図１５】
0003878969.tif 000017
【図１６】
0003878969.tif 000018
【図１７】
0003878969.tif 000019
【図１８】
0003878969.tif 000020
【図１９】
0003878969.tif 000021
【図２０】
0003878969.tif 000022
【図２１】
0003878969.tif 000023