(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
棒材の表面疵を検査する探傷装置用倣い機構のガイド部であって、前記棒材を挿通する開口と、前記開口の周囲に周方向へ間隔をおいて三箇所以上に配設されて径方向へ直線状に延びる案内溝と、案内溝に沿って内外方向へ移動自在に設けられたガイド部材と、これらガイド部材を同時に同量だけ内方へ移動させて前記棒材の外周へ当接させる移動操作部材とを具備し、前記移動操作部材は前記ガイド部材に対応した数の同形のカム面を周方向へ間隔をおいて形成した回動操作可能なものであり、前記各カム面の同位置が、外方へ移動付勢された前記各ガイド部材の外端面に当接して、前記移動操作部材を回動操作することにより前記ガイド部材を同時に同量だけ移動させ、前記移動操作部材の一方への回動操作に伴い前記開口の中心に近づく前記カム面を介して前記ガイド部材を内方へ移動させて前記棒材の外周へ当接させ前記ガイド部材によって前記棒材を挟持するようにした探傷装置用倣い機構のガイド部。
【請求項２】
前記各ガイド部材にローラを設けて、これらローラを棒材の外周へ当接させるようにした請求項１に記載の探傷装置用倣い機構のガイド部。
【請求項３】
棒材の外周に沿って旋回しつつ探傷する回転型探傷プローブを有し、当該回転型探傷プローブの前後位置にそれぞれ請求項１に記載の探傷装置用倣い機構のガイド部を設けたことを特徴とする探傷装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は探傷装置に用いられる倣い機構のガイド部の構造改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プローブの励磁コイルによって材料表面に渦電流を生じさせ、表面疵による渦電流の変化をプローブの検出コイルで検知して探傷する渦流探傷装置が知られている。渦流探傷装置では、検出コイルのいわゆるリフトオフノイズを抑制するために、プローブと材料表面の間隔を常に一定に維持する必要がある。特に棒材では往々にして局部的な曲がりを生じているため、倣い機構を使用して棒材の曲がりに応じてプローブを移動させることにより棒材表面との間隔を一定に保つようにしている。
【０００３】
このような倣い機構の概念図を図６に示し、入口スリーブ７１、磁化コイル７２、および回転型プローブ７３は倣い機構のベースプレート８１上に一体に設けられており、このベースプレート８１はバネ部材８２によって基盤８３に対して浮かしてある。ベースプレート８１には前後位置にガイド部９Ａ´，９Ｂ´が設けられ、入口スリーブ７１に挿通された棒材Ｍの外周を各ガイド部９Ａ´，９Ｂ´の一対のローラ９１，９２が上下から挟持している。棒材Ｍは矢印方向へ移動しており、局部的な曲がりによって図６の上下方向や紙面垂直方向へ棒材Ｍが偏心すると、ガイド部９Ａ´，９Ｂ´およびこれと一体のベースプレート８１が棒材Ｍに追従して移動して、回転型プローブ７３と棒材Ｍ表面との間隔が一定に保たれる。このような倣い機構は例えば特開平２−２１６４５１号公報に示されている。
【０００４】
上記ガイド部９Ａ´の構造としては例えば図７に示すように、丸棒材Ｍを上下から一対のＶ溝ローラ９３，９４によって挟持したもの（図７（Ａ））、あるいは丸棒材ＭをＶ溝ローラ９３と平ローラ９５によって挟持したもの（図７（Ｂ））がある。ガイド部９Ｂ´も同様である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来のガイド部の構造では、確実に挟持できる丸棒の外径が限られているとともに丸棒以外の棒材は挟持が困難であるという問題がある。また、丸棒の外径の変化に応じて一方のローラを他方のローラに対して移動させ、その後、再度丸棒の芯合わせをするために両ローラを移動調整する手間を要するという問題がある。これを図８で説明すると、小径の丸棒Ｍ１から大径の丸棒Ｍ２へ変更する際に、下側ローラ９４を下方へ移動させて調整するが（図８（Ａ））、これでは新たな丸棒Ｍ２の中心が従前のＣ１からＣ２へと下方へずれてしまう。そこで、両ローラ９３，９４を上方へ移動させて（図８（Ｂ））、丸棒Ｍ２の中心を再度Ｃ２からＣ１へ合致させる必要がある。
【０００６】
本発明はこのような課題を解決するもので、挟持できる棒材の断面形状や外径の制約が少なく、かつ棒材の外径が変化した時にも再度の芯合わせの必要がない探傷装置用倣い機構のガイド部を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本第１発明では、棒材（Ｍ）の表面疵を検査する探傷装置用倣い機構（８）のガイド部（９Ａ，９Ｂ）であって、棒材（Ｍ）を挿通する開口（２１）と、開口（２１）の周囲に周方向へ間隔をおいて三箇所以上に配設されて径方向へ直線状に延びる案内溝（２３）と、案内溝（２３）に沿って内外方向へ移動自在に設けられたガイド部材（６）と、これらガイド部材（６）を同時に同量だけ内方へ移動させて棒材（Ｍ）の外周へ当接させる移動操作部材（３）とを具備し、移動操作部材（３）はガイド部材（６）に対応した数の同形のカム面（３ａ，３ｂ，３ｃ）を周方向へ間隔をおいて形成した回動操作可能なものであり、各カム面（３ａ，３ｂ，３ｃ）の同位置が、外方へ移動付勢された各ガイド部材（６）の外端面に当接して、移動操作部材（３）を回動操作することによりガイド部材（６）を同時に同量だけ移動させ、移動操作部材（３）の一方への回動操作に伴い開口（２１）の中心に近づくカム面（３ａ，３ｂ，３ｃ）を介してガイド部材（６）を内方へ移動させて棒材（Ｍ）の外周へ当接させガイド部材（６）によって棒材（Ｍ）を挟持するようにする。
【０００８】
本第１発明においては、周方向の三箇所以上でガイド部材を内方へ移動させて棒材を挟持するようにしているから、従来のようなＶ溝ローラやこれと平ローラの組み合わせで上下から棒材を挟持するのに比して、大径から小径までの外径が異なる棒材を確実に挟持することができるとともに、挟持できる棒材は丸棒に限られない。また、三箇所以上に設けたガイド部材が同時に同量だけ内方へ移動させられるから、外径の異なる棒材を挟持しても棒材の軸芯が変位することはなく、芯合わせのための再調整が不要である。このようなガイド部によれば、倣い機構のセッティングを速やかに行うことができる。 また、このような構造により、複数のガイド部材の同時移動を簡易に実現することができる。
【００１０】
本第２発明では、各ガイド部材（６）にローラ（６５）を設けて、これらローラ（６５）を棒材（Ｍ）の外周へ当接させる。このような構造によれば、当接したローラが棒材の移動に伴って回転するから当接部における摩擦の軽減が図られる。
【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示すものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１には本発明のガイド部を有する探傷装置用倣い機構８を示す。倣い機構８は、基盤８３上に配設された第１ベースプレート８５と第２ベースプレート８４を有し、上方に位置する第２ベースプレート８４は、前後（図の左右）の下面がスライドレール８６によって下方に位置する第１ベースプレート８５上に支持されて、紙面垂直方向へ移動可能である。第２ベースプレート８４の上方には第３ベースプレート８１が位置しており、この第３プレート８１は板面の四隅がコイルバネ８２によって第２ベースプレート８４上に支持されている。各コイルバネ８２の中心を第２ベースプレート８４上に立設されたボルト８７が貫通しており、第３ベースプレート８１はボルト８７にガイドされて上下動可能であるとともに、第２べースプレート８４と一体に紙面垂直方向へも移動可能である。
【００１３】
第３ベースプレート８１上には中央に探傷装置４が設けられるとともに、その前後位置（図１の左右位置）に詳細を後述するガイド部９Ａ，９Ｂが配設されている。なお、ガイド部９Ａには前後面にそれぞれ入口スリーブ７１と磁化コイル７２が固定されており、ガイド部９Ｂには後面に磁化コイル７２が固定されている。探傷装置４のハウジング４１内には筒状のシャフト４２が水平姿勢で配設され、このシャフト４２は外周に設けたベアリング４２１によってハウジング４１に回転自在に支持されている。シャフト４２は前端部（図１の左端部）が拡径されて、ここに回転型プローブ７３が固定されている。回転型プローブ７３の径方向対称位置にはダミープローブ４４が固定されている。
【００１４】
ハウジング４１の頂壁上にはモータ４５が固定されており、これの出力軸に設けたプーリ４５１と上記シャフト４２の後端外周に設けられたプーリ４２２とがベルト（図示略）で連結されて、シャフト４２が所定速度で回転させらる。回転型プローブ７３の先端は、シャフト４２の中心を水平方向へ貫通する丸棒Ｍの外周に近接して位置し、図１の矢印方向へ送られる丸棒Ｍの外周面の傷を当該外周面に沿って回転しつつ検出する。回転型プローブ４３の検出信号はシャフト４２の中央外周に設けられた回転トランス４６を介して外部へ取り出されている。回転型プローブ４３の先端と丸棒Ｍの外周面との間隔は、前後のガイド部９Ａ，９Ｂによって第３ベースプレート８１が丸棒Ｍの偏心に追従して移動させられることにより常に一定に保たれている。このようなガイド部９Ｂの詳細構造を図２、図３に示す。なお、ガイド部９Ａは前面に入口スリーブ７１が固定されていることを除いて、ガイド部９Ｂと同一構造である。
【００１５】
ガイド部９Ｂは直立する基板１を有し、この基板１は上半部１１が一部欠けた半円形に成形される（図３）とともに、下端部は直角に屈曲して（図２）取付フランジ１２となっている。この取付フランジ１２には左右二箇所に取付穴１２１が設けられ、これら取付穴１２１にボルトが挿通されて第３ベースプレート８１（図１）に結合固定される。
【００１６】
基板１の上半部１１板面には中心に円形開口１３（図２）が形成されるとともに、この開口１３と中心を一致させてこれよりもやや小さい開口２１を有する円形リング状の保持板２が基板上半部１１の前面（図２の左面）にボルト２２で固定されている。保持板２の外方にはこれと同心にリング状の枠板３が配設されており、枠板３は外周が円形であるとともに、内周は、開口中心からの距離が漸次遠くなる同形のカム面３ａ，３ｂ，３ｃ（図３）が周方向等間隔の三箇所で繰り返す形状となっている。なお、基板上半部１１の後面には、保持板２の内径とほぼ等しい内径のリング状磁化コイル７２（図２）が保持板２と同心に位置して固定されている。
【００１７】
保持板２と枠板３を覆って円形の容器状蓋体５が前方より被せられ、この蓋体５は板面の周方向三箇所を、保持板２を固定するボルト２２の頭部にねじ込まれたビス５１で固定されている。枠板３の外周面は蓋板５の外周壁５２の内面に接しており、枠板３の外周に突設したスタッドボルト３１（図３）が、蓋板５の外周壁５２中央に周方向へ一定長で形成された長孔５３内を外方へ貫通している。スタッドボルト３１にはアーム３２１付きのナット３２が結合してあり、アーム３２１を掴んでナット３２を緩め、これを長孔５３に沿って引くと、長孔５３の両端面にスタッドボルト３１が当接するまでの範囲で枠板３が図３の矢印で示すように正逆回動させられる。枠板３を固定するにはナット３２を締めてその下端面３２２（図３）を長孔５３の側縁５３１（図２）に圧接させる。
【００１８】
上記保持板２には周方向の三箇所に径方向へ延びる案内溝２３が形成されており、これら案内溝２３内には内外方へ移動自在にガイド部材６が設けられている。図４、図５にガイド部材６の詳細を示す。ガイド部材６は平面視でコ字形に成形された本体６１（図５）を有し、本体６１の両脚部６１１，６１２側面が案内溝２３の内面に接して摺動する。両脚部６１１，６１２間には支軸６２が架設されており、この支軸６２には、左右位置にスペーサ６３，６４を配してボール６５１を内蔵した平ローラ６５が取り付けられている。また、本体６１の中間部６１３下面にはピン体６６がねじ込み固定されており、各ガイド部材６のピン体６６は図２に示すように、基板１の上半部１１前面の周方向三箇所にそれぞれ内外方向へ形成された凹所１３内へ突出している。各凹所１３内にはその内端とピン体６６との間にバネ部材６７が配設され、そのバネ力によってガイド部材６は本体６１の端面が枠板３のカム面３ａ〜３ｃに当接するまで外方へ移動付勢されている。
【００１９】
上記ナット３２を緩めて枠板３を図３のＸ方向へ回動させると、各ガイド部材６の本体６１の端面が当接するカム面３ａ〜３ｃは漸次開口２１の中心に近づくから、各ガイド部材６はバネ部材６７のバネ力に抗して同時に同量だけ上記中心に向けて内方へ進出させられる。反対に、枠板３を図３のＹ方向へ回動させると各ガイド部材６の本体６１の端面が当接するカム面３ａ〜３ｃは漸次開口２１の中心から遠ざかるから、各ガイド部材６はバネ部材６７のバネ力によって同時に同量だけ外方へ後退させられる。
【００２０】
このようなガイド部９Ｂで丸棒Ｍを挟持する場合には、枠板３を図３のＹ方向へ回動させて各ガイド部材６を外方へ後退させておき、図２の鎖線で示すように開口２１内に丸棒Ｍを挿通させる。その後、枠板３を図３のＸ方向へ回動させて各ガイド部材６を内方へ進出させ、各平ローラ６５を図３の鎖線で示すように丸棒Ｍの外周の三箇所へそれぞれ当接させる。この時、既に説明したように、各ガイド部材６（すなわち各平ローラ６５）は同時に同量だけ進出するから、丸棒Ｍはその軸芯が開口２１の中心に一致した状態で平ローラ６５によって三方から挟持される。このようなガイド部９Ｂと、これと同一構造のガイド部９Ａが探傷装置４を挟んで前後二箇所に設けられ（図１）、丸棒Ｍの局部的曲がりに応じて第３ベースプレート８１が倣い移動させられて、回転型プローブ７３と丸棒Ｍ表面との間隔が一定に維持され、リフトオフノイズの発生が抑えられる。
【００２１】
上記ガイド部９によれば、三個の平ローラ６５を大きく内外へ移動させることによって、小径から大径までの広い範囲の丸棒に対応できるとともに、丸棒以外の三角棒等をも挟持することができる。また、三個の平ローラ６５が同時に三方から同量だけ進出させられるから、丸棒の外径が変わっても挟持後の丸棒の軸芯位置は変化しない。したがって、従来のように挟持後に再度丸棒の芯合わせをする必要がない。なお、発明者の実験によれば、本実施形態のガイド部を使用すると、回転型プローブを丸棒表面に対して０．１ｍｍ程度の精度で位置決めすることができ、従来の０．２〜０．３ｍｍ程度の位置決め精度に比して良好な結果が得られた。
【００２２】
（他の実施形態）
なお、ガイド部材の設置数は上記実施形態に限られるものではなく、四個以上設けることによって多角形の棒材にも対応することができる。また、枠板のカム面にガイド部材を当接させる上記実施形態の構造に代えて、例えば枠板に上記カム面と同様に湾曲する長孔を形成し、この長孔に、ガイド部材に突設したピンを挿通して、枠板の回動に伴ってガイド部材が内外方へ移動するような構造としても良い。さらに、当接時の摩擦等が問題にならない場合には、平ローラを省略してガイド部材本体を直接棒材に当接させるようにしても良い。
【００２３】
【発明の効果】
以上のように、本発明の探傷装置用倣い機構のガイド部によれば、挟持できる棒材の断面形状や外径の制約が少なく、かつ棒材の外径が変化した時にも再度の芯合わせの必要がない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のガイド部を備えた探傷装置用倣い機構の垂直断面図である。
【図２】ガイド部の破断面側面図で、断面部は図３のII−II線に沿うものである。
【図３】ガイド部の半断面正面図で、断面部は図２のIII −III 線に沿うものである。
【図４】ガイド部材の側面図である。
【図５】ガイド部材の半断面平面図である。
【図６】探傷装置用倣い機構の概念図である。
【図７】従来のガイド部の正面図である。
【図８】従来のガイド部の正面図である。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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