(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
多角形ソケットねじ（３）に組込まれた超音波検査用のテストヘッドで、その多角形ソケット（１５）は底面（４）を有しており、またテストヘッド（５）は、少なくとも１つの超音波変換器（９）を適切に位置させる適応部材を備えており、前記超音波変換器（９）は前記適応部材の前記底面から離間した側に配置されており、かつ前記適応部材は前記底面（４）の輪郭を有するアダプターピース（６）であるものにおいて、
前記アダプターピース（６）は可撓性材料から形成され、また前記超音波変換器（９）はリング（８）として形成され、かつ前記多角形ソケット（１５）の内側面と前記アダプターピース（６）の周囲（１８）との間にはフリースペース（１６）があることを特徴とする超音波検査用のテストヘッド。
【請求項２】
前記アダプターピース（６）の、前記底面（４）に向く側の一部は吸音材料で構成されている請求項１に記載の超音波検査用のテストヘッド。
【請求項３】
前記アダプターピース（６）の、前記多角形ソケットの底面（４）から離間した側に、平らなベース面（７）が形成されている請求項１に記載の超音波検査用のテストヘッド。
【請求項４】
前記アダプターピース（６）の、前記多角形ソケットの底面(４)から離間した側は、円錘ベース面として構成されている請求項１に記載の超音波検査用のテストヘッド。
【請求項５】
前記リングは、個別的の超音波変換器(９ａ)を組合わせたリング構造(８ａ)をなしており、前記構造により、全ての超音波変換器を一緒に作動させたり、超音波変換器のグループとして作動させたり、または個別の超音波変換器として作動させることができるようになっている請求項１に記載の超音波検査用のテストヘッド。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多角形ソケットねじに組込まれた超音波検査用のテストヘッドで、その多角形ソケットは底面を有しており、またテストヘッドには、少なくとも１つの超音波変換器を適切に位置させる適応部材を備えており、前記超音波変換器は前記適応部材の前記底面から離間した側に配置されており、かつ前記適応部材は前記底面の輪郭を有するアダプターピースであるものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のテストヘッドが、ＵＳ  ５，１５６，０５５Ａに開示されている。
【０００３】
六角形ソケットの底面の輪郭は、製作誤差を有している。剛性材料からなる連結部材は、これら製作誤差を補償することはできない。従って、連結部材と底面の表面の全てを接触させることはできない。この結果、不正確な測定となる。さらに、テストヘッドの案内は、テストヘッドのハウジングと、六角形ソケットの内側面との間の芯合わせにより規定される。
【０００４】
もし、内側面とハウジングとの間の芯合わせが、連結部部材と底面との間の芯合わせを許容しない場合には、避けられない製作誤差は、連結部材の、例えば円錘状の底面への誤った接触をもたらすことになる。
【０００５】
ＵＳ  ３，９２１，４４２Ａには、超音波検査装置用の連結部材で、その材料が水との親和力を有するもの、従って音響上は水と類似の挙動をするものが開示されている。使用される材料は、弾性を有するものでもよい。
【０００６】
ＥＰ  ０，６３５，７１９  Ａ２に、ブーツ状の超音波変換器が開示されている。これは溶接シームに沿ってまたは他の試料のラフな表面上を動かされるもので、可撓メンブレンで囲まれた液充填部を有している。
【０００７】
さらに、ＤＥ  ３５  ０４  ５２２  Ａ１には、スロットされたねじに対する超音波検査装置が開示されている。この場合、超音波テストヘッドは、スロットにより区画されたねじの各端部に配置されている。
【０００８】
最後に、ＤＥ  ４０  ０５  ５４５  Ｃ２には、端から近付き得る頭付きねじ用の検査装置が開示されている。これには、超音波テストヘッドの構造については述べられていない。特に、その図２から明らかなように、ねじの端と超音波変換器との間の距離のために、検査はイマージョン技術に従ってなされている。
【０００９】
超音波をパイロット水パスを介して適用するところのイマージョン技術用に設計された垂直検査ヘッドを用いる音の伝搬では、テストヘッドの位置決めおよび芯合わせの不正確さに対して敏感である。
【００１０】
これらの不正確は、イマージョン技術による検査では、音場の変形となる。従って、検査作業に際して、センサー配置の制限になる。特に、イマージョン技術による検査では、多角形ソケットの底面が、円錘穴面になっている場合には、その形状の製作誤差に敏感になる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、冒頭に記載の形式のテストヘッドを特定し、多角形ソケットの底面を介して行われる検査の不正確を克服し得るようにすることを目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、上記目的は、可撓性材料からなるアダプターピース，リングとして構成されている超音波変換器、および多角形ソケット内側面とアダプターピースの周囲との間のフリースペースとにより達成される。
【００１３】
アダプターピースは、所望の輪郭に対する底面の製作誤差を補償する。超音波変換器の均質な環状構造は、アダプターピースの可撓性のある適応変位により、所望の音の方向を確保する。これにより、超音波変換器の一定の検査感度を得ることができる。また、フリースペースにより、テストヘッドの芯合わせは、アダプターピースと底面との間においてのみなされる。
【００１４】
音の好ましくない伝搬を減衰させるために、アダプターピースの前記底面に向く側の一部は吸音収材料で形成されている。
【００１５】
アダプターピースの、多角形ソケットの底面から離間した側は、平らな面または円錘ベース面として形成されている。
【００１６】
ベース面の形状は同時に、発生音の特有の角度を定めるのに用いられる。
【００１７】
リングは好ましくは、個別的の超音波変換器を組合わせたリング構造が望ましい。この構造により、全ての超音波変換器を一緒に作動させたり、超音波変換器のグループとして作動させたり、または個別の超音波変換器として作動させることができる。
【００１８】
こうして、検査目的により、各種の音場構造を発生させることができる。こうして、ねじの特定の部分を、高い感度で検査することができる。個々の超音波変換器の対応するサイクリングにより、または超音波変換器をグループを形成するように接続することにより、テストヘッドの感度の制御並びに感度の高いゾーンの位置の制御を行うことができる。多くの個別の超音波変換器の作用、または超音波変換器グループの発信および受信の場合の作用により、超音波をねじの軸方向に対し、角度を持って入射させることができる。
【００１９】
全装置の操作中、他方では、個別の超音波変換器から発信された全ての音波を重ねることにより、軸方向に発信する音場を得ることができる。個々の超音波変換器の全体としての操作中、または個々の超音波変換器のサブアセンブリーとしての操作中、送信励起の適当なライン遅れ、または個々のエレメントの受信信号の伝達時間遅れにより、発信および受信装置の方向効果および焦点特性を、計画したように制御することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明のテストヘッドの実施の形態の一例を、図面を参照して以下に説明する。
【００２１】
図１〜３は、多角形ソケットねじ３により相互に接続された２つの部材１，２の断面を示している。多角形ソケット１５の有する底面４は、円錘形状をなしており、所謂円錘穴を示している。ねじ３、特にねじ軸及びねじ軸と底面４からのねじヘッドとの間の移行部のテストのために、超音波テストヘッド５は図１〜３に示される位置にまで動かされる。
【００２２】
図４，５及び６に拡大して示されている超音波テストヘッド５は、アダプターピース６を有している。このアダプターピース６は、超音波の動作周波数領域で、低い減衰の弾性材料で構成されている。アダプターピース６のねじヘッドに向く側の形状は、底面４の輪郭に対応している。アダプターピース６の、底面４と反対側のベース面７は、この例では僅かに円錘状をなしている。しかし、水平方向からみて、一直線に平らに合わせてもよい。
【００２３】
アダプターピース６の、円錘穴として形成された底面から離間した、ベース面７の上に、図５に示される、一体リング８が配置されており、これが一体超音波変換器９を形成している。リング８はアダプターピース６に、底面４の現実の輪郭に対応して変位が可能なように、接続されている。アダプターピース６の、多かれ少なかれ厳密に円錘状に構成されたベース面７は、音を伝える方向に影響を及ぼす。
【００２４】
多角形ソケット１５の内側面とアダプターピース６の周囲１８との間には、フリースペース１６がある（図４）。こうして、アダプターピース６と多角形ソケット１５の内側面との間に形成されたスペースは、アダプターピース６と底面４の円錘領域との間を完全に接触させるために必要な、芯合わせ操作を阻害することはない。
【００２５】
アダプターピース６のホルダーとしてのべロー１１と、多角形ソケット１５の内側面との間に同様にスペースがある。従って、超音波テストヘッド５の芯合わせは、可撓性を有して構成されているアダプターピース６を介して、妨害なく行われる。
【００２６】
超音波変換器９からの供給ライン及びドレインライン１０は、制御及び評価装置（図示せず）に通じている。
【００２７】
ベース面７の中心に、装置(図示せず）に属するベロー１１が、テストヘッド５をねじヘッドに対して相対的に動かすために、連結されている。
【００２８】
リング８の外径は、アダプターピース６の外径より小さいか、精々等しくなっている。
【００２９】
ベース面７を有するアダプターピース６は、好ましくは、その頂点部及び／又は円錘部に、吸音材料からなるインサート１２を備えていることが望ましい。これらにより、テスト結果に悪影響を及ぼすであろうところの好ましくない音波を減衰させることができる。
【００３０】
図２及び３は、図４と共に、ベース面７上に配置される、複数のセグメント状の超音波変換器９ａからなるリング構造８ａを示している。超音波変換器の間にはダンピング層１７が配置されている。ダンピング層１７を含む、個別的の超音波変換器９ａは、接続されて剛性を有するリング構造８ａを形成している。このリング構造８ａは、芯合わせ及び適応プロセスの操作中、底面４とアダプターピース６との間で、一体として、必要な動きをする。個々の超音波変換器９ａには、制御及び評価装置(図示せず)への供給及びドレインラインが、接続されている。
【００３１】
この構成を用いることにより、ベース面上に規定される音場を変えることができる。各変形のタイプは、例えば、全ての超音波変換器９ａが同時に働くか、あるいはグループとして働くかにより、異なる。図２に模式的に示す状態では、全ての超音波変換器９ａが同時に働いている。その結果、多角形ソケットねじ３の軸方向に発信される、矢印１３で示される音場が得られる。若し、ねじ軸に対して傾斜する（図３の矢印１４、即ちベース面７により規定される音界方向の変更を示す）音場を発生させようとする場合は、超音波変換器グループの超音波変換器９ａが相次いで励起される。
【００３２】
従って、この構成により、適当な制御手段を用いて、発信及び受信信号の方向効果及び焦点合せ特性を計画的に制御できる。また、図４に見られるように、アダプターピースの周囲と多角形ソケット１５の内側面との間にフリースペース１６がある。
【００３３】
図６に示される構成には、相互に同心に配置された２つのリング構造８ａが示されている。これらリング構造は、超音波変換器９ａに関しては、図２〜５に記載のものと同様にして、構成される。この構造は、細かい検査結果を得るためのものである。そして、相互に同心でなく配置されたリング構造にしてもよい。
【００３４】
【発明の効果】
多角形ソケットの底面を介して行われる検査の不正確を克服することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  部材中に挿入される、超音波テストヘッドを備えた多角形ソケットねじの説明図。
【図２】  図１に示す、超音波テストヘッドを備えた多角形ソケットねじの音伝搬プロセス中の説明図。
【図３】  図１に示す、超音波テストヘッドを備えた多角形ソケットねじの、他の音伝搬プロセス中の説明図。
【図４】  図２又は図３に示すねじ及びテストヘッドの矢印III方向の、拡大説明図。
【図５】  図１に示す一体リングを備えた、図４に示すテストヘッドの説明図。
【図６】  複数リングを備えた、図４によるテストヘッドの説明図。
【符号の説明】
３…多筋ソケットねじ，４…円錘底面、５…テストヘッド、６…アダプターピース、７…ベース面、８…リング、８ａ…リング構造、９、９ａ…超音波変換器、１５…多角形ソケット、１６…フリースペース。
【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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