JPS61260159A - タイヤ形探触子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は超薄鋼板に存在する欠陥を、超音波を利用して
検出する超音波探傷装置のタイヤ形探触子に関する。

〔従来技術〕

ゴム製タイヤの内部に超音波発受信子を設けて、タイヤ
内部に水又は油を充填してあり、前記タイヤ外周面に高
速で搬送される鋼板等の被検査材料を連続的に接触させ
て被検査材料に存在する欠陥を検出するタイヤ形探触子
が知られている。また、この種のタイヤ形探触子に装着
された超音波発受信子の取付角度を変更可能にして、被
検査材料に対する超音波の入射角を変化させることによ
り、探傷モードを自由に且つ連続的に変化させ検査精度
を向上させることも知られている（実公昭４５＝１０４
７１号）。

ところで、最近製造される厚さ０．２〜０．３鰭程度の
薄鋼板を製造ラインで連続的に従来のタイヤ形探触子を
用いて探傷するには種々の問題がある。

第１に現在市販されている発受信子の探傷周波数はせい
ぜい１〜２　ＭＢ２である。第２図はこれら薄鋼板を製
造ラインで連続的に探傷する場合のモードをグラフ化し
たものを示している。この第２図において、縦軸が超音
波入射角であり、横軸が周波数（ＭＨｚ）と板厚（ｖａ
　）の積で表されている。

例えば薄鋼板の板厚が０．２　ｍｍであって、そのとき
用いる探傷周波数がＩ　ＭＨｚの場合には、両者の積は
０．２となり、第２図横軸の０．２の位置を上に辿ると
Ｓｏモードを示す曲線と交差する。このときの入射角を
縦軸より読みとると約１６．３度であることが判る。し
かし、一般的にこの３０モードは波形がブロードであり
、分解能が悪いという問題がある。

第２に、これらの素材となるスラブ等の鋼片は、最近は
殆ど連続鋳造で製造されていて発生する欠陥も微細化し
ている。したがって、微細な欠陥を検出する場合、通常
は分解能を向上させるべく探傷周波数を高くするのが一
般的な方法である。また、タイヤ形探触子のタイヤリム
はゴム等の可撓性材料により形成されその厚さは２〜３
削程度である。第３図はゴム膜の厚さとエコー高さとの
関係を示しており、膜厚が薄い程、高いレベルのエコー
が得られる。そして周波数が高くなると、ゴム部分での
減衰が著しくなり、例えば探傷周波数を１０〜１５ＭＨ
ｚに高くするとタイヤリムに用いるゴム厚さを約０．２
〜０．３　ｆｉと極めて薄くする必要がある。ところで
、タイヤリムに用いるゴム厚さを０．２〜０．３鶴に薄
くすると、高速で移動する薄鋼板等の被検査材料に連続
的に接触するため、タイヤリムの回転を円滑に行わしめ
ることが困難であり、タイヤリムの片減り、破裂等の事
故を惹起する虞れがある。

第３に、タイヤ形探触子ではタイヤの内側に水又は油を
充虜するために、これらの漏洩を防止すべくシール材と
軸との接合を密にする必要があり、このためにタイヤリ
ムの回転運動に支障を来し、円滑に回転しない実状にあ
り、タイヤの厚さを更に薄くすることはこの問題を更に
悪化させる。

第４に、探傷を行う場合、超音波伝播媒体としてタイヤ
形探触子の前方で薄鋼板上に水又は油を滴下させタイヤ
リムと薄鋼板との間に、水又は油膜を形成させるが、タ
イヤリムの回転が円滑でないと、これらの水又は油膜が
潤滑材となって、タイヤリムの回転が不調となり、タイ
ヤリムの片減り等を生じることになってタイヤリムの破
損を招くことになる等の問題がある。従ってタイヤの薄
膜化は危険である。

〔目　的〕

本発明はこのような問題点を解決するためになされたも
のであって、高い周波数域の超音波を使用して高速で搬
送される薄鋼板の疵を探傷す条ことができるタイヤ形探
触子を提供することを目的とする。

（構　成） 本発明に係るタイヤ形探触子は、共通の保持部材に回転
自在に支持されている支持用タイヤと探傷用タイヤとを
備えて、前記探傷用タイヤのタイヤ部材の厚さを、前記
支持タイヤより薄肉のタイヤ部材で形成し、探傷用タイ
ヤの、内側に超音波発受信子を設けていることを特徴と
し、ｉｓ板に存在する欠陥を連続的に検出して、従来の
タイヤ形探触子の問題点を解決したもの′である。

〔実施例〕

以下本発明をその実施例を示す図面に基づいて詳述する
。

第１図は本発明に係るタイヤ形探触子の断面図である。

このタイヤ形探触子Ａはダブルタイヤ形式となっており
、断面コ字状に形成されている探触子枠体１の一側の内
側に、十分厚肉の合成ゴムからなるタイヤリムを有する
支持用タイヤ２が設けられている。この支持用タイヤ２
は探触子枠体１の一側に設けた軸受３に一端を回転自在
に支持させた支持用タイヤ軸４とこの支持用タイヤ軸４
と一体的に取付けたタイヤホイール５の外周面に形成し
たタイヤ取付溝５８に、支持用タイヤ２の内周端縁２ａ
を嵌入して取付けられている。前記タイヤホイール５の
他端にはネジ軸部５ｂが設けられている。そして支持用
タイヤ２の内側には空気を加圧して充填しており、支持
用タイヤ２は被検査材料である鋼板Ｐに転接して鋼板Ｐ
の搬送により円滑な回転運動を行うようになっている。

なおこの支持用タイヤ２としては上記空気充填部分にも
ゴムが詰っている無垢のものでもよい。

またネジ軸部５ｂのネジは鋼板Ｐを搬送させた場合に回
転する支持用タイヤ２の回転方向と逆方向に甥設されて
いて、鋼板Ｐの搬送で後述するディスク６との連結が外
れないようにしである。このネジ軸部５ｂには、小径筒
状で内周面にネジ溝が形成されている連結軸部６ａと、
この連結軸部６ａと同心状で大径筒状の軸受支持部６ｂ
とを有するディスク５の前記連結軸部６ａを炊合させて
連結させている。

そして軸受支持部６ｂの内側には軸受７を嵌着させた軸
受支持部材８を固定的に取付けている。この軸受７には
第１のシャフト９の一端が回転自在に支持されており、
第１のシャフト９の他端には断面がコ字状をしたギヤ収
容部１０ａとこれに連接された軸筒部１０ｂとからなる
第２のシャフト１０が取付けられている。そして前記ギ
ヤ収容部１０ａの一例の内側に嵌着した軸受１１に一端
を回転自在に支持し、他端側を前記軸筒部１０ｂ内を挿
通させて探触子枠１の他側に支持させた軸棒１２を設け
ている。

そして探触子枠１の他側より延出した軸棒１２の端部に
は摘み１３が取付けられ軸棒１２を半固定で回動させ得
るようになっている。軸棒１２の軸筒部１０ｂの端部側
には、前記軸受支持部材８と同寸同形状の軸受支持部材
８′が固定的に取付けられていて、その内側には前記軸
受７と同寸同形状の軸受７′が嵌着されている。また両
軸受け７，７′が対向する両側にはオイルシール１４．
１４’が設けられている。更に軸受支持部材８，８′の
外周面にはタイヤ取付部材１５．１５’が固定的に取付
けられていて、このタイヤ取付部材１５．１５’と結合
するホルダ１６．１６’とで合成ゴムからなる探傷用タ
イヤ１７の内周端縁を挾持させて、探傷用タイヤ１７を
タイヤ取付部材１５．１５’に取付けている。

この探傷用タイヤ１７は外周面の軸方向幅寸法の略半分
部分１７ａが約０．２〜０．３Ｎの薄い厚さとなってお
り、他の外周面部分は強度を高めるべく２〜３ｆｌの厚
さとなっている。そして探傷用タイヤ１７の内側には超
音波媒体である水又は油等の液体りが充填されている。

前記支持用タイヤ２と探傷用タイヤ１７は、支持用タイ
ヤ軸４と第１のシャフト９及び軸棒１２とからなる共通
の保持部材により回転自在に支持されており、支持用タ
イヤ２と探傷用タイヤ１７とは連動して円滑に回転する
ようになっている。なお、探傷用タイヤ１７内に充填し
た液体りは前記オイルシール１４．１４’により漏洩し
ないようにしている。

前記第２のシャフト１０のギヤ収容部１０ａが位置して
いる軸棒１２にはウオームギヤ１８を取付けており、こ
のウオームギヤ１８には、ピン１９で回転自在に支持し
ている超音波発受信子２０を取付けた支持板２１の端部
を噛合させている。したがって摘み１３を緩めて軸棒１
２を回動させることにより超音波発受信子２０の取付角
度を変化させることができ、鋼板Ｐへの超音波入射角度
を変化させることができるようになっている。

叙上の如く構成された本発明に係るタイヤ形探触子は、
図示しない昇降機構により支持用タイヤ２及び探傷用タ
イヤ１７の外周面（タイヤ面）を被検査材料である薄鋼
板Ｐの表面に接するように位置せしめる。一方、超音波
発受信子２０の超音波が探傷用タイヤ１７の薄肉部を所
要の入射角で通るよう超音波発受信子２０の向きを設定
する。その後、被検査材料のｉ鋼板Ｐを搬送させると、
支持用タイヤ２及び探傷用タイヤ１７が回転してｉｍ板
Ｐに転接して、超音波発受信子２０の発振する超音波ビ
ームが液体り及び探傷用タイヤ１７を介して薄鋼板Ｐに
侵入し、伝播経路中に疵が存在したときは、この疵部分
からの反射波が超音波発受信子２０に捉えられることに
なり、疵信号として処理される。

例えば、探傷周波数を１０〜１５ＭＩＩｚと高くし、薄
鋼板Ｐの厚さが０．２Ｎとすれば、探傷周波数と薄鋼板
Ｐの厚さとの積が２〜３となって、第２図に示した２〜
３の位置を上に辿った’１　＋　　ａｌ　ｌ　　Ｓｏ　
＋ａｏの４種のモードに適合することになる。一般にａ
モードはＳモードに比してパルス幅が狭いので、分解能
が高い。従って探傷周波数を高い周波数域に設定して薄
鋼板Ｐに通したモードを選定し、検査することができる
。これは従来では５Ｑモードしか用いられなかったのに
比し、本発明の利点であるということができる。また、
支持用タイヤ２を厚肉で形成して薄鋼板Ｐに対し支持さ
せるのでその回転が円滑に行われて、薄肉部を有する探
傷用タイヤ１７は支持用タイヤ２と共廻りして探傷用タ
イヤ１７には強い圧力及び摩擦力が加わらす探傷用タイ
ヤ１７の摩耗や破裂を防ぐことができ、探傷用タイヤ１
７は探傷の機能を十分に発揮し、長期使用に耐えさせ得
る。

なお、本実施例によれば支持用及び探傷用のりイヤ２，
１７をいずれも合成ゴムによるタイヤリムで形成したが
、他の材質によって形成しても同様の効果があることは
勿論である。また探傷用タイヤ１７の内部に充填する液
体は水、油に限定されるものではない。また探傷用タイ
ヤ１７の厚さはその全幅に亘って０．２〜０．３鶴の一
定厚さであっても良い。

〔効　果〕

以上詳述した如く本発明に係るタイヤ形探触子Ａは、共
通の保持部材に回転自在に支持用タイヤ２及び探傷用タ
イヤ１７を支持して、探傷用タイヤ１７を薄肉により形
成しタイヤの内部に超音波発受信子２０を設けたので、
超音波発受信子２０の周波数を高めて薄鋼板Ｐに投射し
、薄鋼板Ｐ内の疵を的確に捉えることができる。また支
持用タイヤ２により探触子Ａの殆どの荷重又は鋼板Ｐか
らの反力を支持させるため、薄肉部を有する探傷用タイ
ヤ１７には大きな圧力が加わらず転接による摩耗や破裂
を防ぎ得、且つ円滑な回転により探傷機能を十分に発揮
することができる。したがって、本発明により薄鋼板Ｐ
の高精度の探傷検査が可能となり、従来の問題点を解消
させて産業上に寄与するところ大である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すものであり、第１図は本発
明に係るタイヤ形探触子の断面図、第２図は探傷する場
合の周波数と板厚との積と入射角との関係を示すグラフ
、第３図は鋼板を垂直探傷したときの反射エコー高さと
タイヤのゴム膜の厚さとの関係を示すグラフである。 １・・・探触子枠　２・・・支持用タイヤ　４・・・支
持用タイヤ軸　５・・・タイヤホイール　９・・・第１
のシャフト　１０・・・第２のシャフト　１２・・・軸
棒１５．１５’・・・タイヤ取付部材　１７・・・探傷
用タイヤ２０・・・超音波発受信子　Ｌ・・・液体時　
許　出願人　　住友金属工業株式会社代理人　弁理士　
　河　　野　　登　　夫□□□□−＝− ！ｊ１＃ｘｇｃ４　（ＭＨ！／５ｅｃＸ””）喜　２　
凹 コ゛ム用（・厚ざ 莫　３ｖ；Ｊ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、共通の保持部材に回転自在に支持されている支持用
   タイヤ及び探傷用タイヤを具備し、前記探傷用タイヤは
   前記支持用タイヤより薄肉のタイヤ部材で形成されその
   内側に超音波発受信子を設けていることを特徴とするタ
   イヤ形探触子。