(57)【要約】【課題】アクセスし難い位置にある軸受に関わる探傷、例えば軸受の回転軸に対する密着度の評価を可能とする超音波探傷方法および超音波探傷装置が求められる。【解決手段】超音波探傷方法は、回転軸と一体に設けられたフランジの正面をなす端面上に超音波探傷装置を取り付ける工程と、前記フランジ部の正面側から、前記回転軸上で前記フランジ部の背面側に装着された軸受の方に向かって超音波を発振して、少なくとも前記軸受付近を超音波探傷する工程と、とを含む。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸と一体に設けられたフランジ部の正面をなす端面上に超音波探傷装置を取り付ける工程と、
前記フランジ部の正面側から、前記回転軸上で前記フランジ部の背面側に装着された軸受の方に向かって超音波を発振して、少なくとも前記軸受付近を超音波探傷する工程と、
を含む、ことを特徴とする超音波探傷方法。
【請求項２】
前記軸受は、前記回転軸に密着して固定されるべき内輪と、外輪と、前記内輪と前記外輪の間に転動自在に保持される複数の転動体と、を有し、前記内輪および外輪上に前記転動体の摺動面を備える転がり軸受であり、
前記超音波探傷により得られた探傷画像において、前記摺動面を示すエコーの有無および状態のいずれか一以上に基づき、前記内輪の前記回転軸に対する密着度を評価する工程を含む、ことを特徴とする請求項１記載の超音波探傷方法。
【請求項３】
前記密着度が高い場合、発振された前記超音波は前記内輪と前記回転軸の境界を通過して前記摺動面付近で反射し、前記探傷画像には前記摺動面を示すエコーが出現し、
前記密着度が低い場合、発振された前記超音波は、前記内輪と前記回転軸の境界で先に反射し、前記探傷画像には前記摺動面を示すエコーが出現しない又は明瞭には出現しない、
ことを特徴とする請求項２記載の超音波探傷方法。
【請求項４】
前記回転軸は、前記フランジ部の背面側と前記軸受との間に径が変化する部分を備え、
前記軸受付近の超音波探傷時、前記径が変化する部分を超音波探傷する、ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一に記載の超音波探傷方法。
【請求項５】
前記超音波探傷する工程において、
超音波探触子は、前記フランジ部の周方向に移動操作されながら、前記超音波を発振し、且つ該超音波探触子の位置が測定されること、
を特徴とする請求項１〜４のいずれか一に記載の超音波探傷方法。
【請求項６】
回転軸に装着された転がり軸受が備える転動体と内輪との摺動面からの反射エコーに基づいて、前記内輪の前記回転軸に対する密着度を評価する、ことを特徴とする超音波探傷方法。
【請求項７】
所定面上に取り付けられる環状レールの周面に沿って走行自在な走行部と、
前記走行部に接続され、前記環状レールの径方向に延在する径方向ガイドと、
前記径方向ガイドに静止又は移動自在に取り付けられる超音波探触子と、
前記所定面上で摺動可能に、および前記超音波探触子から前記環状レールの周方向に離間するよう、前記超音波探触子に直接又は間接的に取り付けられるエンコーダと、
を有する、ことを特徴とする超音波探傷装置。
【請求項８】
前記環状レールは、フランジ部の正面をなす端面上に設置され、
前記走行部は、前記超音波探触子と共に前記端面上を周回自在である、
ことを特徴とする請求項７に記載の超音波探傷装置。
【請求項９】
前記環状レールは、互いに接続される複数の弧状レールと、前記複数の弧状レールを接続し且つ磁力をもって前記所定面に接合するマグネット固定部と、を備える、ことを特徴とする、請求項７又は８に記載の超音波探傷装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波探傷方法および超音波探傷装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、軸部材の端面に、軸部材の周方向に回転可能に取り付けたフェイズドアレイ探触子から縦波の探傷超音波を入射して、セクタスキャン法により軸部材の軸方向に走査を行いつつ、軸部材周方向に、特に軸部材上で歯車が圧入された部分を探傷する超音波探傷方法が開示されている。
【０００３】
特許文献２には、車輪や歯車を嵌合した電車用車軸の嵌合部などを含む軸外周面近傍の材料きずを、軸端面に設置した、ＳＨ超音波を発生するフェイズドアレイ超音波探触子により斜角探傷する超音波探傷方法が開示されている。
【０００４】
特許文献３には、軸受を回転軸に固定する軸受ナットの端面上に、超音波探触子を設置して、軸受の予圧状態を検出する超音波測定装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２５６６２４号公報
【特許文献２】特開２０００−１４６９２２号公報
【特許文献３】特開２０００−２７５１２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
以下の分析は本発明によるものである。
特許文献１又は２には、回転軸上で歯車又は車輪が嵌合される部分の探傷についての開示があるが、軸受に関わる探傷、例えば軸受の内輪と、それが装着される回転軸との間の境界に関する探傷については開示がない。
【０００７】
特許文献３の発明によれば、軸受の直近にアクセスして、超音波探傷装置を設置する必要がある。しかしながら、このような軸受直近へのアクセスが困難な場合や、又は手間がかかる場合がある。
【０００８】
例えば風力発電装置において、ナセル内に配置され、ロータハブと増速機の間を接続する主軸（回転軸）を回転自在に支持する転がり軸受の周辺にアクセスして、直接的に探傷を行うには手間と労力を要する。
【０００９】
かくして、アクセスし難い位置にある軸受に関わる探傷、例えば軸受の回転軸に対する密着度に関する探傷を可能とする超音波探傷方法および超音波探傷装置が求められている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
第１の視点において、超音波探傷方法は下記の工程を備えている：
（Ａ）回転軸と一体に設けられたフランジ部の正面をなす端面上に超音波探傷装置を取り付ける；
（Ｂ）前記フランジ部の正面側から、前記回転軸上で前記フランジ部の背面側に装着された軸受の方に向かって超音波を発振して、少なくとも前記軸受付近を超音波探傷する。
【００１１】
第２の視点において、超音波探傷方法は下記の工程を備えている：
回転軸に装着された転がり軸受が備える転動体（コロ又はボール等）と内輪との摺動面での反射エコーに基づいて（有無ないし強度等の状態に応じて）、前記内輪の前記回転軸に対する密着度を評価する。
【００１２】
第３の視点において、超音波探傷装置は下記の要素を備えている：
（Ａ）所定面上に取り付けられる環状レールの周面に沿って走行自在な走行部；
（Ｂ）前記走行部に接続され、前記環状レールの径方向に延在する径方向ガイド；
（Ｃ）前記径方向ガイドに静止又は移動自在に取り付けられる超音波探触子；
（Ｄ）前記所定面上で作動可能に、および前記超音波探触子から前記環状レールの周方向に離間するよう、前記超音波探触子に取り付けられるエンコーダ。
【発明の効果】
【００１３】
第１〜第３の視点によれば、アクセスし難い位置にある軸受に関わる探傷、例えば軸受の回転軸に対する密着度に関する探傷を容易化する超音波探傷方法および超音波探傷装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】一実施例に係る超音波探傷方法および装置が適用される風力発電装置のナセル内の構造を例示する模式図である。
【図２】一実施例に係る超音波探傷装置の全体構造を例示する模式図である。
【図３】図２中のIII部分の拡大図である。
【図４】（Ａ）および（Ｂ）は、一実施例に係る超音波探傷方法におけるスキャン方法を例示する模式図であって、（Ａ）は全体図、（Ｂ）は（Ａ）の要部拡大図である。
【図５】（Ａ）および（Ｂ）は、一実施例において軸受に関わる超音波探傷の原理を説明するための模式図であり、（Ａ）は内輪の主軸に対する密着度が高い場合の模式図、（Ｂ）は同密着度が低い場合の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
上記各視点において、以下の好ましい形態が可能である。なお、本発明は、下記の形態又は図示の形態に限定されるものではない。例えば本開示に基づく超音波探傷方法および装置は、図１に例示する風力発電装置のナセル内におけるような探傷に限定されるものではなく、様々な探傷に適用することができる。また、以下の形態は、様々に組み合わせて用いることができる。
【００１６】
（形態１）形態１は、第１の視点のとおりである。第１の視点によれば、軸受付近の状態を、軸受に直接又は直近に超音波探触子を配置しなくても、遠くから正確に探傷することができる。特に、軸受の回転軸に対する密着度を正確かつ容易に検出することができる。併せて、軸受付近の断面形状変化部（例えば軸受を係止するための段付部）、及び／又は、軸受装着面の状態も正確に探傷することができる。なお、転動体（ベアリングローラ、ボールなど）自体および内外輪自体を探傷することも可能である。
【００１７】
（形態２）前記軸受は、前記回転軸に密着して固定されるべき内輪と、外輪と、前記内輪と前記外輪の間に転動自在に保持される複数の転動体と、を有し、前記内輪および外輪上に前記転動体の摺動面を備える転がり軸受である。形態２による超音波探傷方法は、前記超音波探傷により得られた探傷画像において、前記摺動面を示すエコー（これを「摺動面エコー」と称する）の有無および高さ等の状態のいずれか一以上に基づき、前記内輪の前記回転軸に対する密着度を判定する工程を含む。この形態によれば、探傷画像において、その有無が明瞭に現れる摺動面エコー（軸受奥部からの探傷情報、例えば調心軸受の場合には所定のテーパ面および隙間によるベアリングレーステーパ面エコー）に基づいて、間接的に、軸受内輪の主軸に対する密着度（軸受内周面に関する情報）を正確に判定することができる。
【００１８】
（形態３）内輪の回転軸に対する密着度が高い場合、発振された超音波は内輪と回転軸の境界を通過して、軸受奥部の摺動面付近で反射する（図５（Ａ）参照）。この結果、超音波探傷画像にはこの摺動面を示す摺動面エコー（例えばベアリングレーステーパ面エコー）が出現する。これに対して、内輪の回転軸に対する密着度が低い場合、発振された超音波は、内輪と回転軸の境界で先に反射して回転軸の他端側へ向かってしまい（図５（Ｂ）参照）、超音波探傷画像には摺動面エコーが出現しない又は明瞭には出現しない。
【００１９】
（形態４）前記回転軸は、前記フランジ部の背面側と前記軸受との間に径が変化する部分（これを「断面形状変化部」とも称する）、回転軸は、例えば軸受を回転軸の軸方向に係止するための段付部を備える。回転軸において、径が急激に変化する部分には応力がかかりやすい。そこで、前記軸受に関わる超音波探傷時、前記径が変化する部分も超音波探傷する。この形態によれば、同時ないし一回の電子的スキャンで、複数箇所を探傷することができるため、効率的である。
【００２０】
（形態５）前記超音波探傷する工程において、超音波探触子は、前記フランジ部の周方向に移動操作されながら、前記超音波を発振し、且つ該超音波探触子の位置が測定される。この形態によれば、“きず”の位置および状態（高さないし大きさ等）を三次元的に特定することができるため、探傷データ採取後の解析が容易となる。
【００２１】
（形態６）形態６は、第２の視点のとおりである。第２の視点によれば、超音波探傷画像において、その有無等が明瞭である摺動面エコーに基づいて、間接的に、軸受内輪の回転軸に対する密着度（軸受内輪と回転軸との間の境界の状態）を正確に判定することができる。よって、第２の視点ないし形態６によれば、例えば内輪の焼き嵌め不良（回転軸への固定不良、内輪内周面と回転軸外周面間に隙間ないしガタが有る状態）を検出することができ、更には、この初期不良に基づいて発生するフレッティング（振動により内輪が回転軸に打ち付けられ、回転軸外周面に“きず”が発生し、上記隙間等が拡大される現象）を検出することができる。
【００２２】
（形態７）形態７は、第３の視点のとおりである。第３の視点によれば、エンコーダによって、超音波探触子の位置を自動的に検出できる。また、エンコーダを走行部から張り出すよう配置することによって、走行部の走行が安定する。さらに、径方向ガイドによって、超音波探傷の径方向位置を変更することもできる。
【００２３】
（形態８）前記環状レールは、フランジ部の正面をなす端面上に設置される。前記走行部は、前記超音波探触子と共に、前記端面上を周回自在である。この形態によれば、フランジ部の正面側から、フランジ部の背面側に配置された軸受、ないし軸受と回転軸間の隙間を探傷することが容易となる。
【００２４】
（形態９）前記環状レールは、互いに接続される複数の弧状レールと、前記複数の弧状レールを接続し且つ磁力をもって前記所定面に接合するマグネット固定部と、を備える。この形態によれば、連続的スキャンのための周方向走行路の構築にかかる手間が削減される。
【００２５】
以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。しかし、本発明は、以上の実施形態および以下の実施例に限定されるものではなく、他の形態でも実施可能であり、又、様々な形態を組み合わせて実施することもできる。
【実施例】
【００２６】
図１は、一実施例に係る超音波探傷方法および装置が適用される風力発電装置のナセル内の構造を例示する模式図である。図１を参照すると、不図示のタワー上にヨーイング自在に設置されるナセル１００の先端には、ロータハブ５が回転自在に支持される。
【００２７】
ナセル１００内には、ロータハブ５の回転力が伝達される主軸（回転軸）３、増速機７および発電機８が収容される。ナセル１００内で、主軸３は、その先端部に設けられたフランジ部４を介して、ロータハブ５に連結され、フランジ部４と増速機７の間に配置された軸受（転がり軸受）６によって回転自在に支持される。
【００２８】
主軸３とロータハブ５の接続を確実にするため、フランジ部４は主軸３よりも径大に形成される。したがって、主軸３において、フランジ部４の背面側と軸受６の間には、径が変化する部分、すなわち断面形状変化部３ａ（これを「径変化部」とも称する）が形成される。また、主軸３上には、断面形状変化部３ａとして、軸受６を係止するための「段付部」も形成される。
【００２９】
このような風力発電装置は、火力発電装置等とは異なる、下記のような条件下にある：
・商用の風力発電装置では、主軸３は、高所であってアクセスに手間が掛かるナセル１００内に配置される。
・軸受６自体も、各機構に挟まれたアクセスが容易でない位置にある。
・風力発電装置で、主軸３等を検査するためには、風力発電装置を運転停止する必要がある。天候又は経済的理由から、検査期間の短縮が求められる。
・風力発電装置では、動力源である風の向き乃至強さが変動し、又風力発電装置の主要部はタワー上でヨーイングするナセル１００内に配置されているため、主軸３の振動が発生しやすい。
・風力発電装置では、メンテナンス性および組立性を考慮して、主軸３の軸受には、コロ又はボールのような転動体を備えた転がり軸受（軸受６）が使用される。なお、火力発電装置では、一般的に、油膜を介したジャーナル軸受（すべり軸受）が主軸の軸受に使用される。
・転がり軸受（軸受６）では、転動体を回動自在に支持する内輪が、隙間なく主軸３に固定されていることが重要である。この内輪は比較的薄いため、転動体からの荷重が内輪を介して主軸３に局部的に伝達されやすい。したがって、主軸３と軸受６の内輪との間に隙間があると、振動によって、主軸３にすりきず（これを「フレッティング」と称する）が発生するおそれがある。
・以上より、風力発電装置における主軸３の検査では、その断面形状変化部３ａだけでなく、軸受６の主軸３に対する密着度の検査も重要である。
【００３０】
そこで次に、少なくともこの密着度に関する探傷に好適な、一実施例に係る超音波探傷装置１の構成及びそれを用いて好適に実行される超音波探傷方法について説明する。本実施例において、超音波探傷装置１は、主軸３のフランジ部４の正面（主軸３の端面部）に取り付けられ、超音波探傷は軸受６から離れた遠方から実行される。
【００３１】
図２は、一実施例に係る超音波探傷装置１の全体構造を例示する模式図である。図３は、図２中のIII部分の拡大図である。図２および図３を参照すると、超音波探傷装置１は、下記の要素を有する：
（Ａ）環状レール（走査リング）２の周面に沿って走行自在な走行部（車台）１１；
（Ｂ）走行部１１に接続され、環状レール２の径方向に延在する径方向ガイド（シャフトガイド）１３；
（Ｃ）径方向ガイド１３に静止又は移動自在に取り付けられる超音波探触子１５；
（Ｄ）フランジ部４の正面上で摺動可能に、および超音波探触子１５から環状レール２の周方向に離間するよう、超音波探触子１５に対して取り付けられるエンコーダ１９。
【００３２】
環状レール２は、複数の弧状な分割レール２ａが接続部２ｂで互いに接続されて形成される。複数の分割レール２ａは、接続部（マグネット固定部）２ｂで、磁力により確実に接続される。複数の分割レール２ａを、ファスナによる機械的締結力によって接続してもよい。環状レール２は、接続部２ｂに磁力をもたせることによって、フランジ部４に簡単に取り外せるよう固定される。なお、フランジ部４に予め設置されている環状のリブないし溝を、環状レール２として利用してもよい。
【００３３】
走行部１１は、環状レール２から脱落しないよう、走行可能に環状レール２に係合する。走行部１１の走行方向前部および後部には、環状レール２の内周面又はレール溝上を走行するローラ１２ａ，１２ｂが回転自在に支持される。
【００３４】
径方向ガイド１３は、走行部（車台）１１においてローラ１２ａ，１２ｂの間に、接続部１３ａを介して取り付けられる。
【００３５】
径方向ガイド１３には、径方向ガイド１３に固定又は径方向ガイド１３に沿って直進自在なスライダ１４が取り付けられる。図示の形態において、スライダ１４は、断面が円状のロッドおよび筒を介して、径方向ガイド１３に係合しているが、他の断面形状を有する直進ガイド機構を介して係合してもよい。超音波探触子１５は、スライダ１４上に搭載される。スライダ１４の径方向ガイド１３上における位置を変えることによって、検査対象である主軸３の径に応じて、主軸３の径方向における超音波探触子１５の位置（超音波入射点）を最適化することができる。
【００３６】
スライダ１４ないし超音波探触子１５には、径方向ガイド１３の延在方向と直角をなすよう方向に延在する、張出部（アウトリガー）１６が設けられる。張出部１６の先端側には、取付軸１８周りの取付角度を調整自在に、エンコーダホルダ１７が取り付けられる。エンコーダ１９は、エンコーダホルダ１７に、フランジ部４の正面上を走行可能な高さに取り付けられる。
【００３７】
超音波探傷装置１を用いた走査ないしスキャン方法を説明する。走行部１１を環状レール２に沿って手動操作又は各種アクチュエータを用いて機械的に操作することにより（周方向の機械的走査）、超音波探触子１５を移動させながら、超音波探傷を実行する。これによって、主軸３および軸受６の全周にわたる探傷ができる。要求される探傷箇所に応じて、超音波探傷装置１を径方向ガイド１３に沿って移動させてもよい。超音波探傷装置１の現在位置は、エンコーダ１９の出力から特定することができる。エンコーダ１９からの位置情報（超音波入射点を示す）と、超音波探傷装置１によるスキャン情報（エコー信号、探傷情報）とから、後述する評価基準により軸受６の密着度を評価することができ、さらには、き裂又はフレッティング等のきずの有無、およびきずの発生箇所などを特定することができる。
【００３８】
好ましくは、超音波探傷を、多数の振動子を備えた超音波探触子を用いるフェィズドアレイ法により実行する。フェィズドアレイ法によれば、多数の振動子を電子的に走査して所望の方向へビームを伝搬させ、所望の位置に焦点を結ぶことができる。なお、フェィズドアレイ法以外の方法を用いて、超音波探傷を実行してもよい。
【００３９】
次に、超音波探傷装置１などを用いて、風力発電装置の主軸３および主軸３に装着された軸受６に関わる超音波探傷を行う方法を説明する。
【００４０】
図４（Ａ）および（Ｂ）は、一実施例に係る超音波探傷方法におけるスキャン方法を模式的に例示している。図４（Ａ）を参照すると、超音波探傷装置１は、主軸３端部にあるフランジ部４の正面上に取り付けられている。軸受（調心転がり軸受）６は、主軸３に密着固定されるべき内輪６ａと、内輪６ａの径方向外方に配置される外輪６ｂと、内輪６ａと外輪６ｂの間で転動自在に保持される複数のコロ６ｃと、有する。ここで、主軸３の外周面において、フランジ部４と軸受６の間であって軸受６直前の断面形状変化部３ａを「段付部」３ａとも称し、内輪６ａの内周面が焼き嵌めされている部分を「焼き嵌め面」３ｂと称し、内輪６ａの外周面において、コロ６ｃが摺動する面を「摺動面（ベアリングレーステーパ面）」６ｄと称する。
【００４１】
図４（Ｂ）を参照すると、超音波探傷装置１から発振されたビームＵは、断面形状変化部である段付部３ａで反射する。また、段付部３ａ付近にき裂(１)がある場合には、ここでビームＵは反射して、探傷画像にはき裂(１)を示すエコーが出現し、焼き嵌め面３ｂ付近にき裂(２)がある場合には、ここでビームＵは反射して、探傷画像にはき裂(２)を示すエコーが出現する。
【００４２】
［内輪６ａの主軸３に対する密着度の評価方法］
（１）図５（Ａ）参照：内輪６ａの主軸３に対する密着度が高い場合
内輪６ａが主軸３に密着している場合、フランジ部４の正面側から発振された超音波（送信波６０１）は焼き嵌め面（内輪６ａと主軸３の境界）３ｂを通過し（反射が起こらない）、摺動面６ｄに到達する。摺動面６ｄ上には、コロ６ｃの転動を許容するための隙間および所定の斜面ないし曲面があるから、摺動面６ｄ付近で超音波は反射する（反射波６０２参照）。この結果、探傷画像には、摺動面６ｄを示す摺動面エコー（これを「ベアリングレーステーパ面エコー」と称する）が出現する。
【００４３】
（２）図５（Ｂ）参照：内輪６ａの主軸３に対する密着度が低い場合
内輪６ａと主軸３の間に隙間がある場合、フランジ部４の正面側から発振された超音波（送信波６０１参照）は、焼き嵌め面３ｂ付近で反射して回転軸３の反対側へ向かってしまい（反射波６０３参照）、基本的に摺動面６ｄまで到達することができない。この結果、探傷画像には、ベアリングレーステーパ面エコーは出現しない又は明瞭には出現しない。
【００４４】
また、超音波探傷装置１を周方向に機械的走査することによって、主軸３および軸受６の全周にわたる探傷および評価が容易となる。
【００４５】
［実験１］
以上説明した一実施例に基づき、主軸３のフランジ部４の正面側から、主軸３のフランジ部４の背面側の領域を、フェィズドアレイ法により超音波探傷した。得られた探傷画像から、主軸３自体および主軸３を支持する軸受６に関わる状態を、図５（Ａ）および（Ｂ）を参照して説明した基準により判定した。次に、超音波探傷による判定と目視観察結果とを照合し、超音波探傷による判定の正否を評価した。
【００４６】
（実験条件）
・超音波探傷した二本の主軸３の内訳：
・・Ａ主軸（新品）
・・Ｂ主軸（使用済み、廃棄品）
・探傷画像上でその有無を評価するエコー
・・断面形状変化部（段付部）３ａの“きず”によるエコー
・・焼き嵌め面３ｂの“きず”によるエコー
・・摺動面６ｄからのベアリングレーステーパ面エコー
（注）（ベアリングレーステーパ面エコーの有無が焼き嵌め面３ｂ上における内輪６ａの密着度の高低を示す）
【００４７】
（評価）
新品のＡ主軸の探傷画像には、断面形状変化部３ａの“きず”によるエコーが無く、摺動面６ｄからのベアリングレーステーパ面エコーが有った。超音波探傷によれば、断面形状変化部３ａの状態は“良”であり、又軸受６の密着度は高く（図５（Ａ）参照）、焼き嵌め面３ｂの状態は“良”と判定された。目視観察結果も、超音波探傷による判定結果のとおりであった。
【００４８】
使用品であるＢ主軸の探傷画像には、断面形状変化部３ａの“きず”によるエコーが無く、摺動面６ｄからのベアリングレーステーパ面エコーが無かった。超音波探傷によれば、断面形状変化部３ａの状態は“良”であるが、軸受６の密着度は低いと判定された（図５（Ｂ）参照）。目視観察結果によると、焼き嵌め面３ｂには、“きず”が確認された。これは、軸受６の密着不良による“フレッティング”に起因する“きず”であると考えられる。
【００４９】
下記の表１に、実験１の結果を要約して示す。
【００５０】
【表１】
2016217979.tif 000003
３ａ：主軸３の断面形状変化部（段付部）
３ｂ：主軸３の焼き嵌め面（軸受装着面）
６ｄ：軸受６の摺動面（ベアリングレーステーパ面）
*1 主軸Ａは新品
*2 焼き嵌め面３ｂにフレッティング有り
【００５１】
以上の実験結果により、一実施例に係る超音波探傷方法によって、摺動面６ｄに関わる“ベアリングレーステーパ面エコー”の有無ないし状態に基づき、間接的に、軸受６の内輪６ａの主軸３に対する密着度、さらには焼き嵌め面３ｂの状態を確定的に評価できることがわかった。
【００５２】
［実験２］
軸受６が装着される焼き嵌め面（軸受接触部）３ｂに“き裂”を有する主軸３に対して、さらに、軸受６を主軸３の軸方向に係止するため断面形状が変化するよう加工した段付部（断面形状変化部）３ａに人工的に“きず”を形成し、一実施例に係る超音波探傷方法によって、探傷画像を得た。この探傷画像には、段付部３ａの“形状”によるエコー、段付部３ａの“きず”によるエコー、および焼き嵌め面（軸受接触部）３ｂの“き裂”によるエコーがいずれも出現した。この実験２の結果より、主軸３ないし軸受６に関わる複数箇所を一度に超音波探傷して、正確な評価ができることがわかった。
【００５３】
［実験３］
新品であり、軸受６の内輪６ａが高い密着度で装着されたＡ主軸のフランジ部の正面に図２に示した超音波探傷装置１を取り付けて、環状レール２上を走行させながら（機械的走査）、フェィズドアレイ法に基づく電子的走査を行い、種々の探傷画像を得た。
【００５４】
得られた通常の周方向断面画像、所定の超音波角度のみによる周方向断面画像、任意の断面視画像、および上方視画像において、上述した高い“ベアリングレーステーパ面エコー”が連続的に確認された。これは、焼き嵌め面３ｂの全周にわたって、内輪６ａの主軸３に対する密着度が高く、内輪６ａの片当たりも無いことを示し、結局、軸受６周辺における主軸３の健全性を意味している。よって、一実施例に係る超音波探傷装置１を用いて、主軸３の周方向に連続性のある探傷画像評価が可能であり、又軸受６の密着度の僅かな変化や主軸３に発生し得る小さなき裂を確定的に評価できることが確認された。
【００５５】
以上、本発明の例示的な実施形態および実施例を説明したが、本発明は、上記した実施形態等に限定されるものではなく、本発明の基本的な技術的思想を逸脱しない範囲で、更なる変形、置換又は調整を加えることができる。
【００５６】
なお、上記の特許文献の各開示を、本書に引用をもって繰り込むものとする。本発明の全開示（請求の範囲を含む）の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施形態ないし実施例の変更・調整が可能である。また、本発明の全開示の枠内において種々の開示要素（各請求項の各要素、各実施形態ないし実施例の各要素、各図面の各要素等を含む）の多様な組み合わせ、ないし選択が可能である。すなわち、本発明は、請求の範囲を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。さらに、本願に記載の数値範囲及び上限ないし下限数値は、特に明示のない場合も、記載された数値ないし数値範囲に限定されず、任意の小範囲ないし任意の中間値が記載されているものとみなされるものとする。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本開示よる技術は、風力発電装置の回転軸ないし主軸およびそれを回転自在に支持する転がり軸受に関わる超音波探傷に好適に適用される。本開示による技術は、その他の回転軸および軸受に関わる超音波探傷にも適用することができる。
【符号の説明】
【００５８】
１  超音波探傷装置
２  環状レール（走査リング）
２ａ  分割レール
２ｂ  接続部、マグネット固定部
３  回転軸、主軸、風力発電装置の主軸
３ａ  断面形状変化部、径変化部、段付部
３ｂ  焼き嵌め面
４  フランジ部、回転軸（主軸）のフランジ部
５  ロータハブ
６  軸受、転がり軸受
６ａ  内輪
６ｂ  外輪
６ｃ  コロ（転動体）
６ｄ  摺動面、ベアリングレーステーパ面
７  増速機
８  発電機
１１  走行部、車台
１２ａ，１２ｂ  ローラ
１３  径方向ガイド（シャフトレール）
１３ａ  接続部、ヒンジ
１４  スライダ
１５  超音波探触子（アレイ探触子）
１６  張出部
１７  エンコーダホルダ
１８  取付軸
１９  エンコーダ
１００  ナセル
６０１  送信波、超音波探触子からの送信波
６０２  摺動面（ベアリングレーステーパ面）からの反射波
６０３  焼き嵌め面からの反射波
Ｕ  ビーム
【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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