ボルト検査装置
【課題】ボルトの頭部に探触子を当てるだけでボルト軸全体を安定して、かつ高感度で検査できるボルト検査装置を提供する。
【解決手段】複合探触子１２−２は、ボルトの頭部に装着される。複合探触子１２−２は、ボルトの頭部に装着された状態において前記頭部をボルト軸方向に見て円周状に配置された１２個の周辺垂直振動子１ｃｈ〜１２ｃｈを有する。ボルト検査装置の制御部は、複合探触子１２−２の１２個の周辺垂直振動子の中から、互いに隣接して配置された３つの周辺垂直振動子からなるグループを順次選択する。ボルト検査装置の送受信部は、制御部によって前記グループが選択されるごとに、選択された前記グループに含まれる３個の周辺垂直振動子の全部を動作させることにより動作させた３個の周辺垂直振動子を介してエコーを受信する。
【解決手段】複合探触子１２−２は、ボルトの頭部に装着される。複合探触子１２−２は、ボルトの頭部に装着された状態において前記頭部をボルト軸方向に見て円周状に配置された１２個の周辺垂直振動子１ｃｈ〜１２ｃｈを有する。ボルト検査装置の制御部は、複合探触子１２−２の１２個の周辺垂直振動子の中から、互いに隣接して配置された３つの周辺垂直振動子からなるグループを順次選択する。ボルト検査装置の送受信部は、制御部によって前記グループが選択されるごとに、選択された前記グループに含まれる３個の周辺垂直振動子の全部を動作させることにより動作させた３個の周辺垂直振動子を介してエコーを受信する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波を用いてボルトに欠陥が存在するかどうかを検査するボルト検査装置、及びボルト検査装置に使用される超音波探触子に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１６に従来例を示す。図１６のように、従来のボルト用の超音波探触子５０には、中央に１個の垂直振動子１０しか組み込まれていなかった。このため、垂直振動子１０が垂直超音波ビーム６を発した場合には、図１６に示すように超音波が到達しない「未到達領域５１」が生じてしまい、「未到達領域５１」に欠陥が存在する場合には検出できないという課題があった。
【０００３】
図１７は、別の従来例を示す（例えば非特許文献１）。図１７では、超音波探触子５０に斜角振動子１１０が組み込まれている。斜角振動子１１０を超音波探触子５０に組み込むことで、図１６に示した「未到達領域５１」に斜角超音波ビーム７０が到達し、この領域に存在する欠陥を検出するこが可能である。しかし、図１６に示した「未到達領域５１」のすべての表面付近を検査するには、斜角振動子１１０を組み込んだ超音波探触子５０をボルト軸回りに回転させる必要があるという課題があった。
【０００４】
一方、斜角振動子では、ボルト頭部表面からの多重エコーが検出され、この多重エコーが妨害となるという課題があった（例えば特許文献１）。
【０００５】
また、超音波探傷装置自体の課題として、超音波探触子５０とボルト頭部上面２ａとの接触状況により検査データが影響を受けるため、超音波探触子５０とボルト頭部上面２ａとの接触状況に細かな注意を払わなければならないという課題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−００８８２７号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】「ボルトの疲労割れ、遅れ割れ検査」、［ｏｎｌｉｎｅ］、［平成１８年２月２０日検索］、（株）日鐵テクノリサーチ、インターネット＜ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｎｓｔｒ．ｃｏ．ｊｐ／ｂｏｒｕｔｏ．ｈｔｍ＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、簡易な手段によってボルトの検査に適用することができ、特にボルトの頭部に超音波探触子を当てるだけでボルト軸全体を検査することのできるボルトのボルト検査装置を提供することを目的とする。
【０００９】
また本発明は、超音波探触子とボルト頭部上面との接触状況に左右されない安定した検査を可能にするボルトのボルト検査装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明のボルト検査装置は、
頭部と軸部とからなるボルトの前記頭部に装着されるとともに前記軸部に向けて超音波を発し、発した超音波のエコーを検出する超音波探触子であって、前記超音波探触子が前記頭部に装着された状態において前記軸部の軸方向と略同一の方向に超音波を発し、発した超音波のエコーを検出すると共に前記装着された状態において前記頭部を前記軸方向に見て円周状に配置された複数の垂直振動子である複数の周辺垂直振動子を有する超音波探触子と、
前記超音波探触子の有する前記複数の周辺垂直振動子の中から、隣接して配置された複数の周辺垂直振動子からなるグループを順次選択する制御部と、
前記制御部によって前記グループが選択されるごとに、選択された前記グループに含まれる複数の周辺垂直振動子の全部を動作させることにより動作させた前記複数の周辺垂直振動子を介してエコーを受信する送受信部と
を備えたことを特徴とする。
【００１１】
前記超音波探触子は、
第１から第Ｎ（Ｎは３以上の整数）まで前記円周状に配置されたＮ個の周辺垂直振動子を有し、
前記制御部は、
前記グループとして、Ｎ個の周辺垂直振動子の中から、互いに隣接して配置されたＡ個（Ａは２≦Ａ≦Ｎ−１を満たす整数）の周辺垂直振動子からなるグループを予め設定された規則に従って順次選択することを特徴とする。
【００１２】
前記超音波探触子は、
第１から第１２まで前記円周状に配置された１２個の周辺垂直振動子を有し、
前記制御部は、
前記グループを順次選択する場合に、
第１周辺垂直振動子〜第３周辺垂直振動子からなる第１グループ、
第３周辺垂直振動子〜第５周辺垂直振動子からなる第２グループ、
第５周辺垂直振動子〜第７周辺垂直振動子からなる第３グループ、
第７周辺垂直振動子〜第９周辺垂直振動子からなる第４グループ、
第９周辺垂直振動子〜第１１周辺垂直振動子からなる第５グループ、
第１１周辺垂直振動子、第１２周辺垂直振動子、第１周辺垂直振動子からなる第６グループ、
の６つのグループを、予め設定された順番で順次選択することを特徴とする。
【００１３】
前記制御部は、
前記予め設定された順番として、前記第１グループから前記第６グループの順に順次選択することを特徴とする。
【００１４】
前記超音波探触子は、さらに、
前記円周状に配置された複数の周辺垂直振動子に囲まれるように配置されると共に、前記軸部の軸方向と略同一の方向に超音波を発し、発した超音波のエコーを検出する垂直振動子である中央垂直振動子を有し、
前記送受信部は、
前記中央垂直振動子を動作させることにより前記中央垂直振動子を介してエコーを受信することを特徴とする。
【００１５】
前記ボルト検査装置は、さらに、
前記超音波探触子の前記中央垂直振動子が発した超音波に起因する前記ボルトの特定の部位である特定部からのエコーに対応するデータである特定部エコーデータを記憶する特定部エコーデータ記憶部と、
Ａ個の周辺垂直振動子からなる前記グループと前記中央垂直振動子とのうちの少なくともいずれかが検出したエコーに対応するデータである検出エコーデータを記憶する検出エコーデータ記憶部と、
前記特定部エコーデータ記憶部が記憶した特定部エコーデータを予め設定されている基準値と比較し、比較結果に基づいて、所定の処理を指令する指令信号を生成して出力する指令信号出力部と、
前記指令信号出力部が出力した指令信号を入力し、入力した指令信号にしたがって、前記検出エコーデータ記憶部が記憶した検出エコーデータに所定の処理を実行する処理実行部と
を備えたことを特徴とする。
【００１６】
前記指令信号出力部は、
前記特定部エコーデータ記憶部が記憶した特定部エコーデータを予め設定されている基準値と比較し、比較結果に基づいて、前記検出エコーデータ記憶部が記憶した検出エコーデータを有効とする処理を指令する有効指令信号と無効とする処理を指令する無効指令信号とのいずれかを生成して出力し、
前記処理実行部は、
有効指令信号を入力した場合には前記検出エコーデータ記憶部が記憶した検出エコーデータを有効とし、無効指令信号を入力した場合には前記検出エコーデータ記憶部が記憶した検出エコーデータを無効とすることを特徴とする。
【００１７】
前記指令信号出力部は、
前記特定部エコーデータ記憶部が記憶した特定部エコーデータを予め設定されている基準値と比較し、比較結果に基づいて、前記検出エコーデータ記憶部が記憶した検出エコーデータの補正処理を指令する補正指令信号を生成して出力し、
前記処理実行部は、
補正指令信号を入力した場合には、前記検出エコーデータ記憶部が記憶した検出エコーデータを補正することを特徴とする。
【００１８】
前記超音波探触子は、さらに、
前記ボルトの前記頭部を磁力で吸引することにより、前記超音波探触子を前記ボルトの前記頭部に固定するための磁石を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
この発明により、ボルトの頭部に探触子を当てるだけでボルト軸全体を安定して検査できるボルトのボルト検査装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施の形態１における複合探触子１２を備えたボルト検査装置１００を示す図。
【図２】実施の形態１における複合探触子１２の構成を示す図。
【図３】実施の形態１における複合探触子１２をボルト頭部上面２ａに装着した図。
【図４】実施の形態１における複合探触子１２が、さらに磁石９を備えた構成を示す図。
【図５】実施の形態２におけるデータ採否処理を行なうデータ処理部１９のブロック図。
【図６】図５のデータ処理部１９の動作を示すフローチャート。
【図７】実施の形態２における中央垂直振動子１０の出力エコー波形。
【図８】実施の形態２における周辺垂直振動子１１の出力エコー波形。
【図９】実施の形態２におけるデータ補正処理を行うデータ処理部１９のブロック図。
【図１０】図９のデータ処理部１９の動作を示すフローチャート。
【図１１】実施の形態３におけるボルト検査装置（１００−２）の構成図。
【図１２】実施の形態３における複合探触子（１２−２）を示す図。
【図１３】実施の形態３におけるボルト検査装置（１００−２）の動作概要を示すフローチャート。
【図１４】実施の形態３における複合探触子（１２−２）の周方向特性を示すグラフ。
【図１５】実施の形態３における複合探触子（１２−２）の周方向特性を説明する図。
【図１６】従来技術を説明する図。
【図１７】従来技術を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下の実施の形態１〜実施の形態３は、試験体であるボルトに超音波を照射する探触子及び超音波探傷するボルト検査装置に関する。
【００２２】
実施の形態１．
図１〜図４を参照して実施の形態１を説明する。実施の形態１は、ボルトの超音波探傷に使用される複合探触子であって中央垂直振動子と複数の周辺垂直振動子とを備えた複合探触子に関する。
【００２３】
図１は、「実施の形態１の複合探触子１２」が用いられるボルト検査装置１００を示している。ボルト検査装置１００は、検査装置本体１５、切換部１４、複合探触子１２とを備える。切換部１４と複合探触子１２とは、接続ケーブル１３で接続されている。
【００２４】
検査装置本体１５は、送受信部１６、増幅部１７、データ処理部１９、制御部２６、出力部２０を備える。
（１）送受信部１６は、それぞれの振動子に送信パルスを与えるとともに中央垂直振動子１０や周辺垂直振動子１１が検出した超音波エコー信号（エコーデータともいう）を受信する。
（２）増幅部１７は、受信信号を増幅する。
（３）データ処理部１９は、データを処理する。
（４）制御部２６は、切換部１４や送受信部１６やデータ処理部１９を制御する。
（５）出力部２０は、処理結果を外部に出力する。
制御部２６とデータ処理部１９とは、データ処理ブロック１８を構成する。
【００２５】
図１に示すように、複合探触子１２は、ボルト１のボルト頭部上面２ａに装着される。図１に示すように「ボルト頭部上面２ａ」とは、ボルトの頭部の上面である。通常、複合探触子１２をボルト頭部上面２ａに装着する場合には、例えばゼリー状の接触媒質５が、ボルト頭部上面２ａに塗布される。
【００２６】
複合探触子１２の詳細ついて説明する前に、ボルト検査装置１００の動作概要を図２を参照して説明する。図２は、複合探触子１２の構成を示す図である。図２は、一例として一つの中央垂直振動子（Ｎｏ．９）と８個の周辺垂直振動子（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．８）とを備えた複合探触子１２を示している。ここで「周辺垂直振動子」とは図２に示すように円周状に配置された個々の垂直振動子のことを指す。また、「中央垂直振動子」とは、円周状に配置された複数の周辺垂直振動子に囲まれるように配置された垂直振動子のことを指す。図２（ｂ）は、複合探触子１２が頭部２のボルト頭部上面２ａに装着された状態において、複合探触子１２をボルト１の軸方向にみた場合に相当する。
【００２７】
中央垂直振動子、周辺垂直振動子の数を限定するものではない。複合探触子１２では、複数の周辺垂直振動子が、中央垂直振動子の周りにこの中央垂直振動子を囲むように配置されていればよい。例えば、複合探触子１２は、一つの中央垂直振動子と１２個の周辺垂直振動子とを備えるような構成でも構わない。以下では、複合探触子１２が、一つの中央垂直振動子（Ｎｏ．９）と８個の周辺垂直振動子（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．８）とを備えた場合を例に説明する。図２による複合探触子１２の詳しい説明は後述する。
（１）制御部２６が切換部１４の端子１〜端子９のうちのいずれかの端子に切り替える。後述する図２に示すように複合探触子１２は９個の振動子を備えており、端子１〜端子９がそれぞれの振動子（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．９）に対応する。Ｎｏ．１〜Ｎｏ．８が周辺垂直振動子１１であり、Ｎｏ．９が中央垂直振動子１０である。制御部２６は、切換部１４のいずれかの端子に切り替えた後、送受信部１６に送信パルスを送信させる。この送信パルスにより対応する振動子が超音波を発する。
（２）超音波を発した振動子は、自身の発した超音波のエコーを検出する。このエコーは前記振動子により検出信号（エコーデータという場合がある）に変換され送受信部１６が受信する。
（３）送受信部１６は、前記検出信号を増幅部１７に出力する。
（４）データ処理部１９は、増幅部１７により増幅され検出信号（エコーデータ）を処理する。
（５）出力部２０は、データ処理部１９が処理したデータを他の装置に出力する。
【００２８】
図２を用いて複合探触子１２の構成を詳しく説明する。図２に示すように、複合探触子１２は、超音波を送受信することのできる中央垂直振動子１０（Ｎｏ．９）と複数の周辺垂直振動子１１（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．８）とを備えている。
（１）「中央垂直振動子１０」は、複合探触子１２がボルト頭部上面２ａに装着された状態において、図１に示すようにボルト１の幹部３（軸部）の軸方向と略同一の方向に垂直超音波ビーム６（以下、中央垂直超音波ビームという）を発し、発した中央垂直超音波ビーム６のエコーを検出する。
（２）「周辺垂直振動子１１」は、複合探触子１２がボルト頭部上面２ａに装着された状態において、幹部３（軸部）の軸方向と略同一の方向に垂直超音波ビーム７（以下、周辺垂直超音波ビームという）を発し、発した周辺垂直超音波ビーム７のエコーを検出する。ここで「垂直」とは、複合探触子１２がボルト頭部上面２ａに正常に装着された状態において、振動子の超音波ビームを発する方向がボルト１の軸方向であることを意味する。すなわち、周辺垂直振動子１１は、中央垂直振動子１０と同様にボルト１の軸方向に超音波ビームを発する。
【００２９】
図２（ｂ）の平面図に示すように、複合探触子１２では、中央垂直振動子１０が中心に配置され、複数の周辺垂直振動子１１が中央垂直振動子１０の周りに中央垂直振動子１０を囲むように、Ｎｏ．１〜Ｎｏ．８の周辺垂直振動子１１が連続して円周状に配置されている。
【００３０】
また、図２（ａ），（ｂ）に示すように、中央垂直振動子１０と複数の周辺垂直振動子１１とは、同一のケース３０に収納されており、一体化した複合探触子１２として構成されている。
【００３１】
以上、図２に示したように、実施の形態１の複合探触子１２は中央垂直振動子１０と複数の周辺垂直振動子１１を備える。このため、図１に示すように、中央垂直振動子１０の中央垂直超音波ビーム６と、複数の周辺垂直振動子１１のそれぞれによる周辺垂直超音波ビーム７とにより、表面を含めたボルト軸の内部全体を検査することができる。すなわち、周辺垂直振動子１１の周辺垂直超音波ビーム７はボルト軸方向に円錐状に広がって進むので図１６で示した「未到達領域５１」の課題を解消できると共に、それぞれの周辺垂直振動子１１はボルトの軸方向に超音波を発するためボルト頭部表面からのエコ−検出による妨害エコーの課題も解消できる。また、図１７で述べたような探触子を回転させる手間も不要になる。
【００３２】
図３、図４は、複合探触子１２が、さらに磁石９を備えた構成を示す図である。図３は、複合探触子１２をボルト頭部上面２ａに装着した様子を示す。図４は、磁石９が組み込まれた接材用リング８を備えた複合探触子１２の構成を示す。図４に示すように、複合探触子１２は、１個の中央垂直振動子１０と８個の周辺垂直振動子１１とが収納されているケース３０と、磁石９が組み込まれた接材用リング８とを備えている。図４に示すように、ケース３０は円柱状である。接材用リング８は、その内径側がケース３０の外径側と固着している。接材用リング８は、円柱状であるケース３０のうちのボルト頭部上面２ａに接する側の底面側付近に取り付けられる。このように、ケース３０の外周に接材用リング８を設け、接材用リング８の全体または一部に磁石を用いることで、ケース３０を外部から押さえる必要がなくなる。例えば、人が手で複合探触子１２を押さえることなく、固定的に複合探触子１２をボルト頭部上面２ａに装着することができる。
【００３３】
本実施の形態１の複合探触子１２は、中央垂直振動子１０と複数の周辺垂直振動子１１とを備えたので、図１６で示した超音波の「未到達領域」をなくすことができる。また、複数の周辺垂直振動子を備えたので複合探触子１２をボルト軸周りに回転させる必要がない。このため、ボルトの超音波探傷試験において、複合探触子１２の装着後は複合探触子１２を動かす必要がなくなり、作業効率が向上する。また、周辺垂直振動子１１は複合探触子１２がボルト頭部に装着された状態においてボルトの軸方向に超音波を発するので（斜角振動子ではないので）、ボルト頭部表面からのエコ−検出による妨害エコーの課題も解消できる。
【００３４】
本実施の形態１の複合探触子１２は、磁石を備えたので、複合探触子１２をボルト頭部上面部に装着する場合に複合探触子１２を押さえる必要ない。このため、ボルトの超音波探傷検査の作業効率が向上する。
【００３５】
実施の形態２．
図５〜図１０を用いて実施の形態２を説明する。実施の形態２は、図１の実施の形態１において説明した複合探触子１２を備えるボルト検査装置１００に関する。実施の形態２のボルト検査装置１００の構成は、図１に示した通りである。
【００３６】
実施の形態２で説明するボルト検査装置１００の概要は次の様である。
（１）ボルト検査装置１００は、超音波を送受信することのできる中央垂直振動子１０および複数の周辺垂直振動子１１からなる複合探触子１２を備える。
（２）そして、その複合探触子１２をボルト１のボルト頭部上面２ａに接触（装着）させるだけで、ボルト１の各部に存在する欠陥からの反射波を複合探触子１２によって検出する。
（３）反射波を検出する場合に、ボルト検査装置１００は、複合探触子１２の中央垂直振動子１０から超音波を発するとともに発した超音波のエコーを中央垂直振動子１０が検出することにより、ボルト１の特定の部位（以下、特定部という場合がある）からのエコー（特定部エコーデータ）を検出する。超音波の感度は接触媒質の状況や試験体の表面性状によって大きく左右されることから、実施の形態２のボルト検査装置１００では、中央垂直振動子１０で得られた特定部からの特定部エコーデータのエコー高さと、予め記憶している基準値とを比較する。そしてボルト検査装置１００は、この比較結果に基づき、中央垂直振動子１０が検出したエコーあるいは周辺垂直振動子１１が検出したエコーのデータ処理を決定する。例えば、ボルト検査装置１００は、特定部エコーデータのエコー高さと基準値との比較結果に基づき、検出したエコーをデータとして採用するか否かの採否判断を行う。あるいは、ボルト検査装置１００は、特定部エコーデータのエコー高さと基準値との比較結果に基づき、検出したエコーのデータを補正する補正量を決定し補正処理を実行する。
（４）このように実施の形態２のボルト検査装置１００は、中央垂直振動子１０が発した超音波に起因する特定部からのエコーに対応する特定部エコーデータを記憶しておき、この記憶した特定部エコーデータと予め設定されている基準値とを比較し、比較結果に基づき、中央垂直振動子１０、周辺垂直振動子１１の検出したデータに所定の処理（検出したデータを採用する否かの採否処理、検出したデータに補正を加える補正処理等）を行なうことが特徴である。このような処理により、安定した性能でボルトの超音波探傷検査をすることができる。以下の説明では、先ずデータの採否について説明し、次にデータの補正について説明する。
【００３７】
図５を用いてデータの採否処理について説明する。図５は、実施の形態２で説明するボルト検査装置１００のデータ処理部１９の内部構成を示すブロック図である。
【００３８】
図５に示すように、データ処理部１９は、第１記憶部２１Ｓ（特定部エコーデータ記憶部）、第２記憶部２１Ｈ（検出エコーデータ記憶部）、比較部２２（指令信号出力部）、判定部２３（処理実行部）を備える。第１記憶部２１Ｓと比較部２２とが特定側処理部１９Ｓを構成し、第２記憶部２１Ｈと判定部２３とが検出側処理部１９Ｈを構成する。
【００３９】
図６〜図８を参照して図５のデータ処理部１９の動作を説明する。
図６は、図５に示すデータ処理部１９の動作を示すフローチャートである。
図７は、複合探触子１２が備える中央垂直振動子１０の出力エコー波形を示す。
図８は、複合探触子１２が備える周辺垂直振動子１１の出力エコー波形を示す。
【００４０】
まず図７を説明する。
図７は、横軸は時間を示す。縦軸は、中央垂直振動子１０が発した超音波のエコーを中央垂直振動子１０自身が検出した際のエコー高さを示す。
記号はそれぞれ以下を示す。
すなわち、
ＴＨ：送信パルス、
Ｓ１：ボルト頭部上面２ａからのエコー、
Ｆ１：ある欠陥部からの欠陥部エコー（検出エコーデータ）、
Ｆ１−１：Ｆ１の欠陥部と異なるある欠陥部からの欠陥部エコー（検出エコーデータ）、ＦＥ１：欠陥部エコーＦ１のエコー高さ、
Ｂ：バックエコー（特定部エコーデータ）、
ＢＥ：バックエコー高さ、
ＪＬ：基準値
を示している。
【００４１】
次に図８を説明する。
図８は、横軸は時間を示す。縦軸は、ある一つの周辺垂直振動子１１に着目し、その周辺垂直振動子１１が発した超音波のエコーをその周辺垂直振動子１１自身が検出した際のエコー高さを示す。
記号はそれぞれ以下を示す。
すなわち、
ＴＳ：送信パルス、
Ｓ２：ボルト頭部上面２ａからのエコー、
Ｆ２：ある欠陥部からの欠陥部エコー（検出エコーデータ）、
ＦＥ２：欠陥部エコーＦ２のエコー高さ、
Ｂ２：バックエコー（特定部エコーデータ）、
ＢＥ２：バックエコー高さ、
ＪＬ２：基準値を示している。
【００４２】
図６のフローチャートを参照して図５のデータ処理部１９の動作を説明する。
【００４３】
Ｓ１０１において、第１記憶部２１Ｓが図７に示すバックエコーＢ（特定部エコーデータ）を入力して記憶する。このバックエコーＢは、中央垂直振動子１０が発した超音波に起因するボルト１の特定部からのエコーに対応する特定部エコーデータである。特定部エコーデータとして採用するのは、中央垂直振動子１０が検出したデータのうち、好適なものを採用してよい。
【００４４】
Ｓ１０２において、第２記憶部２１Ｈ（検出エコーデータ記憶部）が、複数の周辺垂直振動子１１と中央垂直振動子１０とのうちの少なくともいずれかが検出したエコーに対応するデータである検出エコーデータを記憶する。すなわち図２に示したＮｏ．１〜Ｎｏ．９のうちのいずれかが検出したエコーに対応するデータである検出エコーデータを記憶する。第２記憶部２１Ｈは、Ｎｏ．１〜Ｎｏ．９振動子のうち全部の振動子の検出したデータを記憶することができる。図７では、欠陥部エコーＦ１、Ｆ１−１は、いずれも検出エコーデータである。また図８では欠陥部エコーＦ２が検出エコーデータである。第２記憶部２１Ｈは、これら検出エコーデータである欠陥部エコーＦ１、Ｆ１−１、Ｆ２等を記憶する。
【００４５】
Ｓ１０３において、比較部２２（指令信号出力部）は、第１記憶部２１Ｓが記憶したバックエコーＢ（特定部エコーデータ）と予め設定されている基準値ＪＬとを比較する。そのイメージを図７に示している。比較部２２（指令信号出力部）は、例えば第１記憶部２１Ｓに記憶されたバックエコーＢ（特定部エコーデータ）と基準値ＪＬ（制御部２６から送られてくる）とを比較する。その比較方法として、例えば、比較部２２（指令信号出力部）は、図７に示すようにバックエコーＢの「バックエコー高さＢＥ」と、基準値ＪＬとを比較する。比較部２２は、その比較結果に基づいて、第２記憶部２１Ｈが記憶した検出エコーデータを有効とする処理の実行を指令する「有効指令信号ＪＳ」と無効とする処理を令する「無効指令信号ＪＳ」とのいずれかを生成して出力する。具体例としては、比較部２２は、「バックエコー高さＢＥ」が基準値ＪＬの７０％未満の場合には無効指令信号ＪＳを生成して出力し、７０％以上の場合は有効指令信号ＪＳを生成して出力する。
【００４６】
Ｓ１０４において、判定部２３（処理実行部）は、有効指令信号を入力した場合には第２記憶部２１Ｈが記憶した検出エコーデータである欠陥部エコーＦ１、Ｆ１−１、Ｆ２等を有効とする。一方、判定部２３は、無効指令信号を入力した場合には第２記憶部２１Ｈが記憶した検出エコーデータである欠陥部エコーＦ１、Ｆ１−１、Ｆ２等を無効とする。判定部２３（処理実行部）は、欠陥部エコーＦ１、Ｆ１−１、Ｆ２等を有効とした場合には出力部にこれらを出力する（図５の出力ＦＶ）。
【００４７】
次に図９、図１０と前述の図７、図８を用いて、データを補正する場合を説明する。
【００４８】
図９は、データの補正を行う場合のデータ処理部１９のブロック図である。図９では、図５に対して比較部２２が補正量演算部２４（指令信号出力部）となっており、判定部２３が補正部２５（処理実行部）となっている。図１０のフローチャートを参照して、図９に示したデータ処理部１９の補正処理の動作を説明する。
【００４９】
Ｓ２０１において、Ｓ１０１の場合と同様に、第１記憶部２１Ｓが図７に示すバックエコーＢ（特定部エコーデータ）を入力して記憶する。
【００５０】
Ｓ２０２において、Ｓ１０２の場合と同様に、第２記憶部２１Ｈ（検出エコーデータ記憶部）が、複数の周辺垂直振動子１１と中央垂直振動子１０とのうちの少なくともいずれかが検出したエコーに対応するデータである検出エコーデータを記憶する。第２記憶部２１Ｈは、Ｓ１０２同様に、検出エコーデータである欠陥部エコーＦ１、Ｆ１−１、Ｆ２等を記憶する。
【００５１】
Ｓ２０３において、補正量演算部２４（指令信号出力部）は、第１記憶部２１Ｓが記憶したバックエコーＢ（特定部エコーデータ）と予め設定されている基準値ＪＴ（例えば制御部２６から送られてくる）とを比較する。その比較方法としてはＳ１０３と同様に、補正量演算部２４は、図７に示すようにバックエコーＢの「バックエコー高さＢＥ」と、基準値ＪＴとを比較する。補正量演算部２４は、その比較結果に基づいて、第２記憶部２１Ｈが記憶した検出エコーデータの補正を指令する補正指令信号ＪＣを生成して出力する。具体例としては、補正量演算部２４は「バックエコー高さＢＥ」と基準値ＪＴとの比率を計算する。その計算の結果、「バックエコー高さＢＥ」が基準値ＪＴの５０％である場合には、第２記憶部２１Ｈが記憶する検出エコーデータの値（大きさ）を２倍にする指示を内容とする補正指令信号ＪＣを生成して出力する。
【００５２】
Ｓ２０４において、補正部２５は、補正指令信号ＪＣを入力した場合には、入力した補正指令信号ＪＣにしたがって、第２記憶部２１Ｈが記憶した検出エコーデータを補正する。前記の例で説明すれば、補正部２５は、第２記憶部２１Ｈが記憶している検出エコーデータの値（大きさ）を２倍にする指示を内容とする補正指令信号ＪＣを入力した場合には、第２記憶部２１Ｈが記憶している検出エコーデータである欠陥部エコーＦ１、Ｆ１−１、Ｆ２等の値を２倍にする補正を実行する。補正部２５は、補正後のデータを出力部２０に出力する（図９のＦＮ）。
【００５３】
以上ではデータの採否、データの補正について説明したがこれは一例である。図５に示した比較部２２は、第１記憶部２１Ｓが記憶した特定部エコーデータを予め設定されている基準値と比較し、比較結果に基づいて、所定の処理の実行を指令する指令信号を生成して出力する機能を有するものである。そして、判定部２３は、比較部２２が出力した指令信号を入力し、入力した指令信号にしたがって、第２記憶部２１Ｈが記憶した検出エコーデータに所定の処理を実行する機能を有するものである。なお周辺垂直振動子自身のエコーでもデータの採否、補正が可能である。
【００５４】
実施の形態２のボルト検査装置１００は、判定部２３が、検出したデータの採否を判定するので、精度の高い測定結果を得ることができる。
【００５５】
実施の形態２のボルト検査装置１００は、補正部２５が、検出したデータの補正処理を行なうので、安定した性能で検査することができる。
【００５６】
以上の実施の形態では、超音波を送受信することのできる中央垂直振動子および複数の周辺垂直振動子からなる超音波探触子と、それぞれの振動子に送信パルスを与えるとともに検出した超音波エコー信号を受信する送受信部と、受信信号を増幅する増幅部と、増幅した受信信号を記憶したり判断処理するデータ処理部と、処理結果を外部に提示する出力部とから成り、前記中央垂直振動子を中心に置き、複数の周辺垂直振動子をその周りに配置して同じケースに収納され、一体化した複合探触子として構成されていることを特徴とするボルトのボルト検査装置を説明した。
【００５７】
以上の実施の形態では、送受信部、増幅部、データ処理部および出力部に関し、中央垂直振動子と周辺垂直振動子との間で、一つまたは複数の部分を共用化するために時間的に切り替えて使用するようにしたボルト検査装置を説明した。
【００５８】
以上の実施の形態では、複合探触子の外周に接材用リングを設け、接材用リングの全体または一部に磁石を用いることで、探触子を外部から抑えなくても開放状態で探触子全体がボルトの頭部に接触できるようにしたボルト検査装置を説明した。
【００５９】
以上の実施の形態では、中央垂直振動子のデータ処理で得られるボルト特定部からのエコー高さによって、中央垂直振動子および周辺垂直振動子のデータ処理で得られるボルトの検査データの有効／無効を判断するようにしたボルト検査装置を説明した。
【００６０】
以上の実施の形態では、中央垂直振動子のデータ処理で得られるボルト特定部からのエコー高さによって、中央垂直振動子および周辺垂直振動子のデータ処理で得られるボルトの検査データの感度に補正を加えるボルト検査装置を説明した。
【００６１】
実施の形態３．
次に、図１１〜図１５を用いて実施の形態３を説明する。実施の形態３は、実施の形態１の図２において説明した複合探触子１２に類似の複合探触子（１２−２）を備えたボルト検査装置（１００−２）に関する。
【００６２】
図１１は、複合探触子（１２−２）を備えたボルト検査装置（１００−２）の構成を示している。
【００６３】
図１２は実施の形態３における複合探触子（１２−２）を示す図である。図１２は図２（ｂ）に対応する図であり、一例として、周辺垂直振動子１１を１２個（１ｃｈ〜１２ｃｈ）、中央垂直振動子１０を１個有する場合を示した。
【００６４】
実施の形態２におけるボルト検査装置１００によるボルト探傷では各振動子を単独で駆動させるが、各振動子を単独で駆動させたとしても得られる感度はあまり高くはない。つまり、図１２に示す周辺垂直振動子１１を、１ｃｈ、２ｃｈ・・・と単独で駆動させても、各周辺垂直振動子の１個当りの送信エネルギーは小さいので、欠陥などから反射してくるエネルギーも小さい。これは結果として比較的小さい欠陥を見逃す可能性がある。
【００６５】
そこで、実施の形態３のボルト検査装置（１００−２）では、各振動子を単独で駆動させるのではなく、複数の振動子を並列に接続して一緒に駆動させる構成とする。例えば図１２において、１ｃｈと２ｃｈの周辺垂直振動子１１を並列に接続して同時に駆動する。以降、３ｃｈと４ｃｈ、５ｃｈと６ｃｈなど、周辺垂直振動子１１を順次並列に接続して駆動する。この場合、送信１回で駆動される振動子面積が広がるために、出力される送信エネルギーおよび受信される反射エネルギーも増大し、高い感度での探傷が可能となる。この方法は何も２ｃｈの並列接続に限ったことではない。例えば１ｃｈ〜３ｃｈ、４ｃｈ〜６ｃｈ・・・など３ｃｈづつ駆動させてもよいし、更に多くのチャンネルを並列接続してもよい。
【００６６】
このように、ボルト検査装置（１００−２）の特徴は、制御部（２６−２）が、切換部（１４−２）を制御することにより、１ｃｈ〜１２ｃｈの周辺垂直振動子１１の中から、隣接して配置された複数の周辺垂直振動子からなるグループを順次選択することである。
【００６７】
ボルト検査装置（１００−２）の上記の特徴により、ボルト検査装置１００）に対して、ボルト検査装置（１００−２）は、制御部（２６−２）、切換部（１４−２）及び複合探触子（１２−２）等の構成が相違する。このため、符号に「−２」を付けて区別した。
【００６８】
（ボルト検査装置（１００−２）の動作概要）
図１３はボルト検査装置（１００−２）の動作概要を説明する図である。図１３を参照して説明する。
【００６９】
図１１に示すように、複合探触子（１２−２）がボルト頭部上面２ａに装着された状態とする。
【００７０】
Ｓ３０１において、制御部（２６−２）が、複合探触子（１２−２）の有する複数の周辺垂直振動子１１の中から、隣接して配置された複数の周辺垂直振動子からなるグループを順次選択する。
例えば、制御部（２６−２）は、
周辺垂直振動子（１ｃｈ）〜周辺垂直振動子（３ｃｈ）からなる第１グループ、
周辺垂直振動子（４ｃｈ）〜周辺垂直振動子（６ｃｈ）からなる第２グループ、
周辺垂直振動子（７ｃｈ）〜周辺垂直振動子（９ｃｈ）からなる第３グループ、
周辺垂直振動子（１０ｃｈ）〜周辺垂直振動子（１２ｃｈ）からなる第４グループ、
の４つのグループを、予めプログラムされた順番で順次選択する。この例では、制御部（２６−２）は、前記第１グループから第４グループの順に選択するものとする。
【００７１】
この選択に関しては、図１１に示すように、切換部（１４−２）によって、複数個の周辺垂直振動子１１を並列接続することができる。制御部（２６−２）は、切換部（１４−２）に対し、プログラムに従って、前記第１グループから第４グループにかけて順次切り換える制御信号を出力し、周辺垂直振動子１１の接続を切り換える。
【００７２】
Ｓ３０２において、送受信部１６は、制御部（２６−２）によって３個の周辺垂直振動子１１からなるグループが選択されるごとに、選択されたグループに含まれる３個の周辺垂直振動子１１の全部を動作させることにより動作させた３個の周辺垂直振動子１１を介してエコーを受信する。
【００７３】
（有効指令信号／無効指令信号、補正指令信号）
Ｓ３０３において、受信されたエコーは、実施の形態２で述べた「検出エコーデータ」として、第２記憶部２１Ｈに記憶される。また、ボルト検査装置（１００−２）では中央垂直振動子１０も駆動させて、そのエコーである特定部エコーデータを第１記憶部２１Ｓに記憶する。そして、実施の形態２の図６、図１０等に示した処理と同様に、ボルト検査装置（１００−２）では、有効指令信号／無効指令信号（図６）あるいは補正指令信号（図１０）を生成し、ボルト検査装置１００と同様の処理を実施する。
【００７４】
（周辺垂直振動子１１の切換方式）
Ｓ３０１で述べたように隣接する複数の周辺垂直振動子１１を並列に接続して駆動した場合は送信１回当りの感度は高くなるが、各送受信ブロック間（ブロックとは選択された複数の周辺垂直振動子１１を一つの振動子とみたもの）の周方向間隔（角度）も大きくなる。このため、特定の角度で感度が低下する。
【００７５】
図１４は、角度と感度との関係を示す実験データのグラフである。図１４は、図１１に示す首下部３ｍｍ深さスリット２１０に対する感度特性を示すグラフである。首下部３ｍｍ深さスリット２１０とは、図１１に示す位置においてボルト軸方向に対して直角方向に３ｍｍ切り込んだスリット欠陥である。図１４では横軸が周方向角度ずれ（度）を示し、縦軸がエコー高さ（％）を示している。また、図１５は図１４を補足する図である。図１４は、３つの周辺垂直振動子からなるグループにおいて、その中央の周辺垂直振動子からの周方向角度と感度（エコー高さ）との関係を示している。さらに具体的に説明する。図１４は図１５において「１ｃｈ〜３ｃｈ」をグループとして選択した場合の中心となる周辺垂直振動子（２ｃｈ）からの周方向角度と感度との関係を示している。もちろん他の隣接する３つの周辺垂直振動子についても同様である。「横軸の周方向角度ずれ（度）」とは、図１５において「１ｃｈ〜３ｃｈ」のうち中央に位置する周辺垂直振動子（２ｃｈ）からの周方向角度を示している。周方向角度ずれ＝「０°」の場合とは、図１５において、首下部３ｍｍ深さスリット２１０が周辺垂直振動子（２ｃｈ）の中央を示す線分６２の真下に位置することを意味し、周方向角度ずれ＝「０°」における「８０％」とは、この「０°」における「１ｃｈ〜３ｃｈ」のグループによるエコー高さ（感度に相当）を８０％と定めたものである。１００％でないのは単に８０％と定めただけである。また、図１４において例えば周方向角度ずれ＝「４５°」におけるエコー高さとは、図１５において線分６２から４５°の位置にある線分６０位置における「１ｃｈ〜３ｃｈ」のグループの検出したエコー高さ（感度）を示している。
【００７６】
例えばＳ３０１のように、１ｃｈ〜３ｃｈ、４ｃｈ〜６ｃｈ、７ｃｈ〜９ｃｈ、１０ｃｈ〜１２ｃｈと順次に３ｃｈずつ並列接続する場合、１ｃｈ〜３ｃｈの真中は２ｃｈの真中であり（図１５の線分６２）、４ｃｈ〜６ｃｈの真中は５ｃｈの真中（線分６５）である。両者の真中どうしには図１５に示すように周方向角度で９０°の開きがある。このため、各送受信ブロックは真中から±４５°の周方向角度（例えば線分６２〜線分６０までの範囲、線分６５〜線分６０までの範囲）をカバーする必要がある。
【００７７】
上述の図１４の実験例でのデータに示すように、±４５°の周方向角度があった場合、感度の数値は約「３３％」である。０度の場合は感度の数値は約「８０％」であるので、約０．４倍程度に感度が低下する可能性がある。すなわち、図１５の場合に示す１ｃｈ〜３ｃｈ、４ｃｈ〜６ｃｈを例にとれば、線分６０の位置では、線分６２、線分６５の位置に比べて感度が約０．４倍程度低下する可能性がある。
【００７８】
そこで、複数（この例では３個）の周辺垂直振動子１１を並列接続する場合に際して、並列チャンネル数より少ないチャンネル数づつシフトしながら接続し切り換えてもよい。
【００７９】
例えば３つのチャンネルを並列接続する場合、図１５において、
「１ｃｈ〜３ｃｈ」、
「２ｃｈ〜４ｃｈ」、
「３ｃｈ〜５ｃｈ」、
「４ｃｈ〜６ｃｈ」、
「５ｃｈ〜７ｃｈ」、
「６ｃｈ〜８ｃｈ」、
「７ｃｈ〜９ｃｈ」、
「８ｃｈ〜１０ｃｈ」、
「９ｃｈ〜１１ｃｈ」、
「１０ｃｈ〜１２ｃｈ」、
「１１ｃｈ、１２ｃｈ、１ｃｈ」、
「１２ｃｈ、１ｃｈ、２ｃｈ」、と順次に１２グループを切り換えていく。この場合、各送受信ブロック間の周方向角度差は３０°であるから、±１５°をカバーすればよいことになる。したがって、その範囲での感度の低下量は僅かなものである。図１４を参照すると１５°での感度の数値は約「７３％」であり低下量はわずかである。
【００８０】
あるいは、切換方法は、回数の少ない中間的な案として、
周辺垂直振動子（１ｃｈ）〜周辺垂直振動子（３ｃｈ）からなる第１グループ、
周辺垂直振動子（３ｃｈ）〜周辺垂直振動子（５ｃｈ）からなる第２グループ、
周辺垂直振動子（５ｃｈ）〜周辺垂直振動子（７ｃｈ）からなる第３グループ、
周辺垂直振動子（７ｃｈ）〜周辺周辺垂直振動子（９ｃｈ）からなる第４グループ、
周辺垂直振動子（９ｃｈ）〜周辺垂直振動子（１１ｃｈ）からなる第５グループ、
周辺垂直振動子（１１ｃｈ）、周辺垂直振動子（１２ｃｈ）、周辺垂直振動子（１ｃｈ）からなる第６グループ、
の６つのグループを、予めプログラムされた順番で順次選択してもよい。
【００８１】
なお、制御部（２６−２）は、６つのグループを切り換える場合は、第１グループ、第２グループというように順番に選択していくが、これは一例であり、グループの選択順序は限定されない。例えば第５グループ、第２グループ、第４グループ、第１グループ、第３グループ、第６グループのように順次選択しても構わない。
【００８２】
以上のように、実施の形態３のボルト検査装置（１００−２）は、複数の周辺垂直振動子１１を一緒に駆動させてエコーを検出するので、高感度でボルト内部の欠陥を発見することができる。
【００８３】
以上の実施の形態３では周辺垂直振動子が１ｃｈ〜１２ｃｈあり、この１２個の周辺垂直振動子の中から隣接する３つの周辺垂直振動子を選択する場合を示したが、１２個の周辺垂直振動子の中から互いに隣接する２つの周辺垂直振動子を選択しても良いし（例えば「１ｃｈ、２ｃｈ」、「３ｃｈ、４ｃｈ」・・・、あるいは「１ｃｈ、２ｃｈ」、「２ｃｈ、３ｃｈ」・・・）、隣接する４つの周辺垂直振動子を選択しても良い（例えば「１ｃｈ〜４ｃｈ」、「２ｃｈ〜５ｃｈ」・・・、あるいは「１ｃｈ〜４ｃｈ」、「３ｃｈ〜６ｃｈ」・・・、あるいは「１ｃｈ〜４ｃｈ」、「４ｃｈ〜７ｃｈ」・・・、「１ｃｈ〜４ｃｈ」、「５ｃｈ〜８ｃｈ」等）。これらのように、どのように周辺振動子のグループを選択するかについては、「予め設定された規則」として制御部２６−２が保有している。
【００８４】
また、実施の形態３では周辺垂直振動子が１ｃｈ〜１２ｃｈの１２個の場合を示したが例示である。周辺垂直振動子は１２個に限らず任意の複数個で構わない。例えば６個、８個、１０個等でも構わない。これらの複数の周辺垂直振動子の中から、上記のように、２個の周辺垂直振動子からなるグループを順次選択してもよいし、あるいは３個の周辺垂直振動子からなるグループを順次選択してもよいし、いくつの周辺垂直振動子からなるグループを順次選択してもよい。すなわち、複合探触子１２−２は、第１から第Ｎ（Ｎは３以上の整数）まで隣接して前記円周状に配置されたＮ個の周辺垂直振動子を有する。そして、
制御部２６−２は、グループとして、Ｎ個の周辺垂直振動子の中から、互いに隣接して配置されたＡ個（Ａは２≦Ａ≦Ｎ−１を満たす整数）の周辺垂直振動子からなるグループを予め設定された規則に従って順次選択する。
【００８５】
以上のようにボルト検査装置１００−２は、複数の振動子からなるグループを順次切り替えてエコーを検出するので、高感度でボルト内部の欠陥を検出することができる。
【符号の説明】
【００８６】
１ ボルト、２ ボルトの頭部、２ａ ボルト頭部上面、２ｂ ボルト頭部下面、３ ボルトの幹部、４ ボルトのネジ部、５ 接触媒質、６ 中央垂直超音波ビーム、７ 周辺垂直超音波ビーム、８ 接材用リング、９ 磁石、１０ 中央垂直振動子、１１ 周辺垂直振動子、１２，１２−２ 複合探触子、１３ 接続ケーブル、１４，１４−２ 切換部、１５ 検査装置本体、１６ 送受信部、１７ 増幅部、１８ データ処理ブロック、１９ データ処理部、１９Ｈ 検出側処理部、１９Ｓ 特定側処理部、２０ 出力部、２１Ｈ 第２記憶部、２１Ｓ 第１記憶部、２２ 比較部、２３ 判定部、２４ 補正量演算部、２５ 補正部、２６，２６−２ 制御部、３０ ケース、５０ 超音波探触子、５１ 未到達領域、１００，１００−２ ボルト検査装置、２１０ 首下部３ｍｍ深さスリット、Ｆ１ 欠陥部エコー、ＦＥ 欠陥部エコー高さ、Ｂ バックエコー、ＢＥ バックエコー高さ、ＪＬ 基準値、ＪＳ 有効／無効指令信号、ＪＴ 基準値、ＪＣ 補正指令信号。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波を用いてボルトに欠陥が存在するかどうかを検査するボルト検査装置、及びボルト検査装置に使用される超音波探触子に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１６に従来例を示す。図１６のように、従来のボルト用の超音波探触子５０には、中央に１個の垂直振動子１０しか組み込まれていなかった。このため、垂直振動子１０が垂直超音波ビーム６を発した場合には、図１６に示すように超音波が到達しない「未到達領域５１」が生じてしまい、「未到達領域５１」に欠陥が存在する場合には検出できないという課題があった。
【０００３】
図１７は、別の従来例を示す（例えば非特許文献１）。図１７では、超音波探触子５０に斜角振動子１１０が組み込まれている。斜角振動子１１０を超音波探触子５０に組み込むことで、図１６に示した「未到達領域５１」に斜角超音波ビーム７０が到達し、この領域に存在する欠陥を検出するこが可能である。しかし、図１６に示した「未到達領域５１」のすべての表面付近を検査するには、斜角振動子１１０を組み込んだ超音波探触子５０をボルト軸回りに回転させる必要があるという課題があった。
【０００４】
一方、斜角振動子では、ボルト頭部表面からの多重エコーが検出され、この多重エコーが妨害となるという課題があった（例えば特許文献１）。
【０００５】
また、超音波探傷装置自体の課題として、超音波探触子５０とボルト頭部上面２ａとの接触状況により検査データが影響を受けるため、超音波探触子５０とボルト頭部上面２ａとの接触状況に細かな注意を払わなければならないという課題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−００８８２７号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】「ボルトの疲労割れ、遅れ割れ検査」、［ｏｎｌｉｎｅ］、［平成１８年２月２０日検索］、（株）日鐵テクノリサーチ、インターネット＜ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｎｓｔｒ．ｃｏ．ｊｐ／ｂｏｒｕｔｏ．ｈｔｍ＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、簡易な手段によってボルトの検査に適用することができ、特にボルトの頭部に超音波探触子を当てるだけでボルト軸全体を検査することのできるボルトのボルト検査装置を提供することを目的とする。
【０００９】
また本発明は、超音波探触子とボルト頭部上面との接触状況に左右されない安定した検査を可能にするボルトのボルト検査装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明のボルト検査装置は、
頭部と軸部とからなるボルトの前記頭部に装着されるとともに前記軸部に向けて超音波を発し、発した超音波のエコーを検出する超音波探触子であって、前記超音波探触子が前記頭部に装着された状態において前記軸部の軸方向と略同一の方向に超音波を発し、発した超音波のエコーを検出すると共に前記装着された状態において前記頭部を前記軸方向に見て円周状に配置された複数の垂直振動子である複数の周辺垂直振動子を有する超音波探触子と、
前記超音波探触子の有する前記複数の周辺垂直振動子の中から、隣接して配置された複数の周辺垂直振動子からなるグループを順次選択する制御部と、
前記制御部によって前記グループが選択されるごとに、選択された前記グループに含まれる複数の周辺垂直振動子の全部を動作させることにより動作させた前記複数の周辺垂直振動子を介してエコーを受信する送受信部と
を備えたことを特徴とする。
【００１１】
前記超音波探触子は、
第１から第Ｎ（Ｎは３以上の整数）まで前記円周状に配置されたＮ個の周辺垂直振動子を有し、
前記制御部は、
前記グループとして、Ｎ個の周辺垂直振動子の中から、互いに隣接して配置されたＡ個（Ａは２≦Ａ≦Ｎ−１を満たす整数）の周辺垂直振動子からなるグループを予め設定された規則に従って順次選択することを特徴とする。
【００１２】
前記超音波探触子は、
第１から第１２まで前記円周状に配置された１２個の周辺垂直振動子を有し、
前記制御部は、
前記グループを順次選択する場合に、
第１周辺垂直振動子〜第３周辺垂直振動子からなる第１グループ、
第３周辺垂直振動子〜第５周辺垂直振動子からなる第２グループ、
第５周辺垂直振動子〜第７周辺垂直振動子からなる第３グループ、
第７周辺垂直振動子〜第９周辺垂直振動子からなる第４グループ、
第９周辺垂直振動子〜第１１周辺垂直振動子からなる第５グループ、
第１１周辺垂直振動子、第１２周辺垂直振動子、第１周辺垂直振動子からなる第６グループ、
の６つのグループを、予め設定された順番で順次選択することを特徴とする。
【００１３】
前記制御部は、
前記予め設定された順番として、前記第１グループから前記第６グループの順に順次選択することを特徴とする。
【００１４】
前記超音波探触子は、さらに、
前記円周状に配置された複数の周辺垂直振動子に囲まれるように配置されると共に、前記軸部の軸方向と略同一の方向に超音波を発し、発した超音波のエコーを検出する垂直振動子である中央垂直振動子を有し、
前記送受信部は、
前記中央垂直振動子を動作させることにより前記中央垂直振動子を介してエコーを受信することを特徴とする。
【００１５】
前記ボルト検査装置は、さらに、
前記超音波探触子の前記中央垂直振動子が発した超音波に起因する前記ボルトの特定の部位である特定部からのエコーに対応するデータである特定部エコーデータを記憶する特定部エコーデータ記憶部と、
Ａ個の周辺垂直振動子からなる前記グループと前記中央垂直振動子とのうちの少なくともいずれかが検出したエコーに対応するデータである検出エコーデータを記憶する検出エコーデータ記憶部と、
前記特定部エコーデータ記憶部が記憶した特定部エコーデータを予め設定されている基準値と比較し、比較結果に基づいて、所定の処理を指令する指令信号を生成して出力する指令信号出力部と、
前記指令信号出力部が出力した指令信号を入力し、入力した指令信号にしたがって、前記検出エコーデータ記憶部が記憶した検出エコーデータに所定の処理を実行する処理実行部と
を備えたことを特徴とする。
【００１６】
前記指令信号出力部は、
前記特定部エコーデータ記憶部が記憶した特定部エコーデータを予め設定されている基準値と比較し、比較結果に基づいて、前記検出エコーデータ記憶部が記憶した検出エコーデータを有効とする処理を指令する有効指令信号と無効とする処理を指令する無効指令信号とのいずれかを生成して出力し、
前記処理実行部は、
有効指令信号を入力した場合には前記検出エコーデータ記憶部が記憶した検出エコーデータを有効とし、無効指令信号を入力した場合には前記検出エコーデータ記憶部が記憶した検出エコーデータを無効とすることを特徴とする。
【００１７】
前記指令信号出力部は、
前記特定部エコーデータ記憶部が記憶した特定部エコーデータを予め設定されている基準値と比較し、比較結果に基づいて、前記検出エコーデータ記憶部が記憶した検出エコーデータの補正処理を指令する補正指令信号を生成して出力し、
前記処理実行部は、
補正指令信号を入力した場合には、前記検出エコーデータ記憶部が記憶した検出エコーデータを補正することを特徴とする。
【００１８】
前記超音波探触子は、さらに、
前記ボルトの前記頭部を磁力で吸引することにより、前記超音波探触子を前記ボルトの前記頭部に固定するための磁石を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
この発明により、ボルトの頭部に探触子を当てるだけでボルト軸全体を安定して検査できるボルトのボルト検査装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施の形態１における複合探触子１２を備えたボルト検査装置１００を示す図。
【図２】実施の形態１における複合探触子１２の構成を示す図。
【図３】実施の形態１における複合探触子１２をボルト頭部上面２ａに装着した図。
【図４】実施の形態１における複合探触子１２が、さらに磁石９を備えた構成を示す図。
【図５】実施の形態２におけるデータ採否処理を行なうデータ処理部１９のブロック図。
【図６】図５のデータ処理部１９の動作を示すフローチャート。
【図７】実施の形態２における中央垂直振動子１０の出力エコー波形。
【図８】実施の形態２における周辺垂直振動子１１の出力エコー波形。
【図９】実施の形態２におけるデータ補正処理を行うデータ処理部１９のブロック図。
【図１０】図９のデータ処理部１９の動作を示すフローチャート。
【図１１】実施の形態３におけるボルト検査装置（１００−２）の構成図。
【図１２】実施の形態３における複合探触子（１２−２）を示す図。
【図１３】実施の形態３におけるボルト検査装置（１００−２）の動作概要を示すフローチャート。
【図１４】実施の形態３における複合探触子（１２−２）の周方向特性を示すグラフ。
【図１５】実施の形態３における複合探触子（１２−２）の周方向特性を説明する図。
【図１６】従来技術を説明する図。
【図１７】従来技術を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下の実施の形態１〜実施の形態３は、試験体であるボルトに超音波を照射する探触子及び超音波探傷するボルト検査装置に関する。
【００２２】
実施の形態１．
図１〜図４を参照して実施の形態１を説明する。実施の形態１は、ボルトの超音波探傷に使用される複合探触子であって中央垂直振動子と複数の周辺垂直振動子とを備えた複合探触子に関する。
【００２３】
図１は、「実施の形態１の複合探触子１２」が用いられるボルト検査装置１００を示している。ボルト検査装置１００は、検査装置本体１５、切換部１４、複合探触子１２とを備える。切換部１４と複合探触子１２とは、接続ケーブル１３で接続されている。
【００２４】
検査装置本体１５は、送受信部１６、増幅部１７、データ処理部１９、制御部２６、出力部２０を備える。
（１）送受信部１６は、それぞれの振動子に送信パルスを与えるとともに中央垂直振動子１０や周辺垂直振動子１１が検出した超音波エコー信号（エコーデータともいう）を受信する。
（２）増幅部１７は、受信信号を増幅する。
（３）データ処理部１９は、データを処理する。
（４）制御部２６は、切換部１４や送受信部１６やデータ処理部１９を制御する。
（５）出力部２０は、処理結果を外部に出力する。
制御部２６とデータ処理部１９とは、データ処理ブロック１８を構成する。
【００２５】
図１に示すように、複合探触子１２は、ボルト１のボルト頭部上面２ａに装着される。図１に示すように「ボルト頭部上面２ａ」とは、ボルトの頭部の上面である。通常、複合探触子１２をボルト頭部上面２ａに装着する場合には、例えばゼリー状の接触媒質５が、ボルト頭部上面２ａに塗布される。
【００２６】
複合探触子１２の詳細ついて説明する前に、ボルト検査装置１００の動作概要を図２を参照して説明する。図２は、複合探触子１２の構成を示す図である。図２は、一例として一つの中央垂直振動子（Ｎｏ．９）と８個の周辺垂直振動子（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．８）とを備えた複合探触子１２を示している。ここで「周辺垂直振動子」とは図２に示すように円周状に配置された個々の垂直振動子のことを指す。また、「中央垂直振動子」とは、円周状に配置された複数の周辺垂直振動子に囲まれるように配置された垂直振動子のことを指す。図２（ｂ）は、複合探触子１２が頭部２のボルト頭部上面２ａに装着された状態において、複合探触子１２をボルト１の軸方向にみた場合に相当する。
【００２７】
中央垂直振動子、周辺垂直振動子の数を限定するものではない。複合探触子１２では、複数の周辺垂直振動子が、中央垂直振動子の周りにこの中央垂直振動子を囲むように配置されていればよい。例えば、複合探触子１２は、一つの中央垂直振動子と１２個の周辺垂直振動子とを備えるような構成でも構わない。以下では、複合探触子１２が、一つの中央垂直振動子（Ｎｏ．９）と８個の周辺垂直振動子（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．８）とを備えた場合を例に説明する。図２による複合探触子１２の詳しい説明は後述する。
（１）制御部２６が切換部１４の端子１〜端子９のうちのいずれかの端子に切り替える。後述する図２に示すように複合探触子１２は９個の振動子を備えており、端子１〜端子９がそれぞれの振動子（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．９）に対応する。Ｎｏ．１〜Ｎｏ．８が周辺垂直振動子１１であり、Ｎｏ．９が中央垂直振動子１０である。制御部２６は、切換部１４のいずれかの端子に切り替えた後、送受信部１６に送信パルスを送信させる。この送信パルスにより対応する振動子が超音波を発する。
（２）超音波を発した振動子は、自身の発した超音波のエコーを検出する。このエコーは前記振動子により検出信号（エコーデータという場合がある）に変換され送受信部１６が受信する。
（３）送受信部１６は、前記検出信号を増幅部１７に出力する。
（４）データ処理部１９は、増幅部１７により増幅され検出信号（エコーデータ）を処理する。
（５）出力部２０は、データ処理部１９が処理したデータを他の装置に出力する。
【００２８】
図２を用いて複合探触子１２の構成を詳しく説明する。図２に示すように、複合探触子１２は、超音波を送受信することのできる中央垂直振動子１０（Ｎｏ．９）と複数の周辺垂直振動子１１（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．８）とを備えている。
（１）「中央垂直振動子１０」は、複合探触子１２がボルト頭部上面２ａに装着された状態において、図１に示すようにボルト１の幹部３（軸部）の軸方向と略同一の方向に垂直超音波ビーム６（以下、中央垂直超音波ビームという）を発し、発した中央垂直超音波ビーム６のエコーを検出する。
（２）「周辺垂直振動子１１」は、複合探触子１２がボルト頭部上面２ａに装着された状態において、幹部３（軸部）の軸方向と略同一の方向に垂直超音波ビーム７（以下、周辺垂直超音波ビームという）を発し、発した周辺垂直超音波ビーム７のエコーを検出する。ここで「垂直」とは、複合探触子１２がボルト頭部上面２ａに正常に装着された状態において、振動子の超音波ビームを発する方向がボルト１の軸方向であることを意味する。すなわち、周辺垂直振動子１１は、中央垂直振動子１０と同様にボルト１の軸方向に超音波ビームを発する。
【００２９】
図２（ｂ）の平面図に示すように、複合探触子１２では、中央垂直振動子１０が中心に配置され、複数の周辺垂直振動子１１が中央垂直振動子１０の周りに中央垂直振動子１０を囲むように、Ｎｏ．１〜Ｎｏ．８の周辺垂直振動子１１が連続して円周状に配置されている。
【００３０】
また、図２（ａ），（ｂ）に示すように、中央垂直振動子１０と複数の周辺垂直振動子１１とは、同一のケース３０に収納されており、一体化した複合探触子１２として構成されている。
【００３１】
以上、図２に示したように、実施の形態１の複合探触子１２は中央垂直振動子１０と複数の周辺垂直振動子１１を備える。このため、図１に示すように、中央垂直振動子１０の中央垂直超音波ビーム６と、複数の周辺垂直振動子１１のそれぞれによる周辺垂直超音波ビーム７とにより、表面を含めたボルト軸の内部全体を検査することができる。すなわち、周辺垂直振動子１１の周辺垂直超音波ビーム７はボルト軸方向に円錐状に広がって進むので図１６で示した「未到達領域５１」の課題を解消できると共に、それぞれの周辺垂直振動子１１はボルトの軸方向に超音波を発するためボルト頭部表面からのエコ−検出による妨害エコーの課題も解消できる。また、図１７で述べたような探触子を回転させる手間も不要になる。
【００３２】
図３、図４は、複合探触子１２が、さらに磁石９を備えた構成を示す図である。図３は、複合探触子１２をボルト頭部上面２ａに装着した様子を示す。図４は、磁石９が組み込まれた接材用リング８を備えた複合探触子１２の構成を示す。図４に示すように、複合探触子１２は、１個の中央垂直振動子１０と８個の周辺垂直振動子１１とが収納されているケース３０と、磁石９が組み込まれた接材用リング８とを備えている。図４に示すように、ケース３０は円柱状である。接材用リング８は、その内径側がケース３０の外径側と固着している。接材用リング８は、円柱状であるケース３０のうちのボルト頭部上面２ａに接する側の底面側付近に取り付けられる。このように、ケース３０の外周に接材用リング８を設け、接材用リング８の全体または一部に磁石を用いることで、ケース３０を外部から押さえる必要がなくなる。例えば、人が手で複合探触子１２を押さえることなく、固定的に複合探触子１２をボルト頭部上面２ａに装着することができる。
【００３３】
本実施の形態１の複合探触子１２は、中央垂直振動子１０と複数の周辺垂直振動子１１とを備えたので、図１６で示した超音波の「未到達領域」をなくすことができる。また、複数の周辺垂直振動子を備えたので複合探触子１２をボルト軸周りに回転させる必要がない。このため、ボルトの超音波探傷試験において、複合探触子１２の装着後は複合探触子１２を動かす必要がなくなり、作業効率が向上する。また、周辺垂直振動子１１は複合探触子１２がボルト頭部に装着された状態においてボルトの軸方向に超音波を発するので（斜角振動子ではないので）、ボルト頭部表面からのエコ−検出による妨害エコーの課題も解消できる。
【００３４】
本実施の形態１の複合探触子１２は、磁石を備えたので、複合探触子１２をボルト頭部上面部に装着する場合に複合探触子１２を押さえる必要ない。このため、ボルトの超音波探傷検査の作業効率が向上する。
【００３５】
実施の形態２．
図５〜図１０を用いて実施の形態２を説明する。実施の形態２は、図１の実施の形態１において説明した複合探触子１２を備えるボルト検査装置１００に関する。実施の形態２のボルト検査装置１００の構成は、図１に示した通りである。
【００３６】
実施の形態２で説明するボルト検査装置１００の概要は次の様である。
（１）ボルト検査装置１００は、超音波を送受信することのできる中央垂直振動子１０および複数の周辺垂直振動子１１からなる複合探触子１２を備える。
（２）そして、その複合探触子１２をボルト１のボルト頭部上面２ａに接触（装着）させるだけで、ボルト１の各部に存在する欠陥からの反射波を複合探触子１２によって検出する。
（３）反射波を検出する場合に、ボルト検査装置１００は、複合探触子１２の中央垂直振動子１０から超音波を発するとともに発した超音波のエコーを中央垂直振動子１０が検出することにより、ボルト１の特定の部位（以下、特定部という場合がある）からのエコー（特定部エコーデータ）を検出する。超音波の感度は接触媒質の状況や試験体の表面性状によって大きく左右されることから、実施の形態２のボルト検査装置１００では、中央垂直振動子１０で得られた特定部からの特定部エコーデータのエコー高さと、予め記憶している基準値とを比較する。そしてボルト検査装置１００は、この比較結果に基づき、中央垂直振動子１０が検出したエコーあるいは周辺垂直振動子１１が検出したエコーのデータ処理を決定する。例えば、ボルト検査装置１００は、特定部エコーデータのエコー高さと基準値との比較結果に基づき、検出したエコーをデータとして採用するか否かの採否判断を行う。あるいは、ボルト検査装置１００は、特定部エコーデータのエコー高さと基準値との比較結果に基づき、検出したエコーのデータを補正する補正量を決定し補正処理を実行する。
（４）このように実施の形態２のボルト検査装置１００は、中央垂直振動子１０が発した超音波に起因する特定部からのエコーに対応する特定部エコーデータを記憶しておき、この記憶した特定部エコーデータと予め設定されている基準値とを比較し、比較結果に基づき、中央垂直振動子１０、周辺垂直振動子１１の検出したデータに所定の処理（検出したデータを採用する否かの採否処理、検出したデータに補正を加える補正処理等）を行なうことが特徴である。このような処理により、安定した性能でボルトの超音波探傷検査をすることができる。以下の説明では、先ずデータの採否について説明し、次にデータの補正について説明する。
【００３７】
図５を用いてデータの採否処理について説明する。図５は、実施の形態２で説明するボルト検査装置１００のデータ処理部１９の内部構成を示すブロック図である。
【００３８】
図５に示すように、データ処理部１９は、第１記憶部２１Ｓ（特定部エコーデータ記憶部）、第２記憶部２１Ｈ（検出エコーデータ記憶部）、比較部２２（指令信号出力部）、判定部２３（処理実行部）を備える。第１記憶部２１Ｓと比較部２２とが特定側処理部１９Ｓを構成し、第２記憶部２１Ｈと判定部２３とが検出側処理部１９Ｈを構成する。
【００３９】
図６〜図８を参照して図５のデータ処理部１９の動作を説明する。
図６は、図５に示すデータ処理部１９の動作を示すフローチャートである。
図７は、複合探触子１２が備える中央垂直振動子１０の出力エコー波形を示す。
図８は、複合探触子１２が備える周辺垂直振動子１１の出力エコー波形を示す。
【００４０】
まず図７を説明する。
図７は、横軸は時間を示す。縦軸は、中央垂直振動子１０が発した超音波のエコーを中央垂直振動子１０自身が検出した際のエコー高さを示す。
記号はそれぞれ以下を示す。
すなわち、
ＴＨ：送信パルス、
Ｓ１：ボルト頭部上面２ａからのエコー、
Ｆ１：ある欠陥部からの欠陥部エコー（検出エコーデータ）、
Ｆ１−１：Ｆ１の欠陥部と異なるある欠陥部からの欠陥部エコー（検出エコーデータ）、ＦＥ１：欠陥部エコーＦ１のエコー高さ、
Ｂ：バックエコー（特定部エコーデータ）、
ＢＥ：バックエコー高さ、
ＪＬ：基準値
を示している。
【００４１】
次に図８を説明する。
図８は、横軸は時間を示す。縦軸は、ある一つの周辺垂直振動子１１に着目し、その周辺垂直振動子１１が発した超音波のエコーをその周辺垂直振動子１１自身が検出した際のエコー高さを示す。
記号はそれぞれ以下を示す。
すなわち、
ＴＳ：送信パルス、
Ｓ２：ボルト頭部上面２ａからのエコー、
Ｆ２：ある欠陥部からの欠陥部エコー（検出エコーデータ）、
ＦＥ２：欠陥部エコーＦ２のエコー高さ、
Ｂ２：バックエコー（特定部エコーデータ）、
ＢＥ２：バックエコー高さ、
ＪＬ２：基準値を示している。
【００４２】
図６のフローチャートを参照して図５のデータ処理部１９の動作を説明する。
【００４３】
Ｓ１０１において、第１記憶部２１Ｓが図７に示すバックエコーＢ（特定部エコーデータ）を入力して記憶する。このバックエコーＢは、中央垂直振動子１０が発した超音波に起因するボルト１の特定部からのエコーに対応する特定部エコーデータである。特定部エコーデータとして採用するのは、中央垂直振動子１０が検出したデータのうち、好適なものを採用してよい。
【００４４】
Ｓ１０２において、第２記憶部２１Ｈ（検出エコーデータ記憶部）が、複数の周辺垂直振動子１１と中央垂直振動子１０とのうちの少なくともいずれかが検出したエコーに対応するデータである検出エコーデータを記憶する。すなわち図２に示したＮｏ．１〜Ｎｏ．９のうちのいずれかが検出したエコーに対応するデータである検出エコーデータを記憶する。第２記憶部２１Ｈは、Ｎｏ．１〜Ｎｏ．９振動子のうち全部の振動子の検出したデータを記憶することができる。図７では、欠陥部エコーＦ１、Ｆ１−１は、いずれも検出エコーデータである。また図８では欠陥部エコーＦ２が検出エコーデータである。第２記憶部２１Ｈは、これら検出エコーデータである欠陥部エコーＦ１、Ｆ１−１、Ｆ２等を記憶する。
【００４５】
Ｓ１０３において、比較部２２（指令信号出力部）は、第１記憶部２１Ｓが記憶したバックエコーＢ（特定部エコーデータ）と予め設定されている基準値ＪＬとを比較する。そのイメージを図７に示している。比較部２２（指令信号出力部）は、例えば第１記憶部２１Ｓに記憶されたバックエコーＢ（特定部エコーデータ）と基準値ＪＬ（制御部２６から送られてくる）とを比較する。その比較方法として、例えば、比較部２２（指令信号出力部）は、図７に示すようにバックエコーＢの「バックエコー高さＢＥ」と、基準値ＪＬとを比較する。比較部２２は、その比較結果に基づいて、第２記憶部２１Ｈが記憶した検出エコーデータを有効とする処理の実行を指令する「有効指令信号ＪＳ」と無効とする処理を令する「無効指令信号ＪＳ」とのいずれかを生成して出力する。具体例としては、比較部２２は、「バックエコー高さＢＥ」が基準値ＪＬの７０％未満の場合には無効指令信号ＪＳを生成して出力し、７０％以上の場合は有効指令信号ＪＳを生成して出力する。
【００４６】
Ｓ１０４において、判定部２３（処理実行部）は、有効指令信号を入力した場合には第２記憶部２１Ｈが記憶した検出エコーデータである欠陥部エコーＦ１、Ｆ１−１、Ｆ２等を有効とする。一方、判定部２３は、無効指令信号を入力した場合には第２記憶部２１Ｈが記憶した検出エコーデータである欠陥部エコーＦ１、Ｆ１−１、Ｆ２等を無効とする。判定部２３（処理実行部）は、欠陥部エコーＦ１、Ｆ１−１、Ｆ２等を有効とした場合には出力部にこれらを出力する（図５の出力ＦＶ）。
【００４７】
次に図９、図１０と前述の図７、図８を用いて、データを補正する場合を説明する。
【００４８】
図９は、データの補正を行う場合のデータ処理部１９のブロック図である。図９では、図５に対して比較部２２が補正量演算部２４（指令信号出力部）となっており、判定部２３が補正部２５（処理実行部）となっている。図１０のフローチャートを参照して、図９に示したデータ処理部１９の補正処理の動作を説明する。
【００４９】
Ｓ２０１において、Ｓ１０１の場合と同様に、第１記憶部２１Ｓが図７に示すバックエコーＢ（特定部エコーデータ）を入力して記憶する。
【００５０】
Ｓ２０２において、Ｓ１０２の場合と同様に、第２記憶部２１Ｈ（検出エコーデータ記憶部）が、複数の周辺垂直振動子１１と中央垂直振動子１０とのうちの少なくともいずれかが検出したエコーに対応するデータである検出エコーデータを記憶する。第２記憶部２１Ｈは、Ｓ１０２同様に、検出エコーデータである欠陥部エコーＦ１、Ｆ１−１、Ｆ２等を記憶する。
【００５１】
Ｓ２０３において、補正量演算部２４（指令信号出力部）は、第１記憶部２１Ｓが記憶したバックエコーＢ（特定部エコーデータ）と予め設定されている基準値ＪＴ（例えば制御部２６から送られてくる）とを比較する。その比較方法としてはＳ１０３と同様に、補正量演算部２４は、図７に示すようにバックエコーＢの「バックエコー高さＢＥ」と、基準値ＪＴとを比較する。補正量演算部２４は、その比較結果に基づいて、第２記憶部２１Ｈが記憶した検出エコーデータの補正を指令する補正指令信号ＪＣを生成して出力する。具体例としては、補正量演算部２４は「バックエコー高さＢＥ」と基準値ＪＴとの比率を計算する。その計算の結果、「バックエコー高さＢＥ」が基準値ＪＴの５０％である場合には、第２記憶部２１Ｈが記憶する検出エコーデータの値（大きさ）を２倍にする指示を内容とする補正指令信号ＪＣを生成して出力する。
【００５２】
Ｓ２０４において、補正部２５は、補正指令信号ＪＣを入力した場合には、入力した補正指令信号ＪＣにしたがって、第２記憶部２１Ｈが記憶した検出エコーデータを補正する。前記の例で説明すれば、補正部２５は、第２記憶部２１Ｈが記憶している検出エコーデータの値（大きさ）を２倍にする指示を内容とする補正指令信号ＪＣを入力した場合には、第２記憶部２１Ｈが記憶している検出エコーデータである欠陥部エコーＦ１、Ｆ１−１、Ｆ２等の値を２倍にする補正を実行する。補正部２５は、補正後のデータを出力部２０に出力する（図９のＦＮ）。
【００５３】
以上ではデータの採否、データの補正について説明したがこれは一例である。図５に示した比較部２２は、第１記憶部２１Ｓが記憶した特定部エコーデータを予め設定されている基準値と比較し、比較結果に基づいて、所定の処理の実行を指令する指令信号を生成して出力する機能を有するものである。そして、判定部２３は、比較部２２が出力した指令信号を入力し、入力した指令信号にしたがって、第２記憶部２１Ｈが記憶した検出エコーデータに所定の処理を実行する機能を有するものである。なお周辺垂直振動子自身のエコーでもデータの採否、補正が可能である。
【００５４】
実施の形態２のボルト検査装置１００は、判定部２３が、検出したデータの採否を判定するので、精度の高い測定結果を得ることができる。
【００５５】
実施の形態２のボルト検査装置１００は、補正部２５が、検出したデータの補正処理を行なうので、安定した性能で検査することができる。
【００５６】
以上の実施の形態では、超音波を送受信することのできる中央垂直振動子および複数の周辺垂直振動子からなる超音波探触子と、それぞれの振動子に送信パルスを与えるとともに検出した超音波エコー信号を受信する送受信部と、受信信号を増幅する増幅部と、増幅した受信信号を記憶したり判断処理するデータ処理部と、処理結果を外部に提示する出力部とから成り、前記中央垂直振動子を中心に置き、複数の周辺垂直振動子をその周りに配置して同じケースに収納され、一体化した複合探触子として構成されていることを特徴とするボルトのボルト検査装置を説明した。
【００５７】
以上の実施の形態では、送受信部、増幅部、データ処理部および出力部に関し、中央垂直振動子と周辺垂直振動子との間で、一つまたは複数の部分を共用化するために時間的に切り替えて使用するようにしたボルト検査装置を説明した。
【００５８】
以上の実施の形態では、複合探触子の外周に接材用リングを設け、接材用リングの全体または一部に磁石を用いることで、探触子を外部から抑えなくても開放状態で探触子全体がボルトの頭部に接触できるようにしたボルト検査装置を説明した。
【００５９】
以上の実施の形態では、中央垂直振動子のデータ処理で得られるボルト特定部からのエコー高さによって、中央垂直振動子および周辺垂直振動子のデータ処理で得られるボルトの検査データの有効／無効を判断するようにしたボルト検査装置を説明した。
【００６０】
以上の実施の形態では、中央垂直振動子のデータ処理で得られるボルト特定部からのエコー高さによって、中央垂直振動子および周辺垂直振動子のデータ処理で得られるボルトの検査データの感度に補正を加えるボルト検査装置を説明した。
【００６１】
実施の形態３．
次に、図１１〜図１５を用いて実施の形態３を説明する。実施の形態３は、実施の形態１の図２において説明した複合探触子１２に類似の複合探触子（１２−２）を備えたボルト検査装置（１００−２）に関する。
【００６２】
図１１は、複合探触子（１２−２）を備えたボルト検査装置（１００−２）の構成を示している。
【００６３】
図１２は実施の形態３における複合探触子（１２−２）を示す図である。図１２は図２（ｂ）に対応する図であり、一例として、周辺垂直振動子１１を１２個（１ｃｈ〜１２ｃｈ）、中央垂直振動子１０を１個有する場合を示した。
【００６４】
実施の形態２におけるボルト検査装置１００によるボルト探傷では各振動子を単独で駆動させるが、各振動子を単独で駆動させたとしても得られる感度はあまり高くはない。つまり、図１２に示す周辺垂直振動子１１を、１ｃｈ、２ｃｈ・・・と単独で駆動させても、各周辺垂直振動子の１個当りの送信エネルギーは小さいので、欠陥などから反射してくるエネルギーも小さい。これは結果として比較的小さい欠陥を見逃す可能性がある。
【００６５】
そこで、実施の形態３のボルト検査装置（１００−２）では、各振動子を単独で駆動させるのではなく、複数の振動子を並列に接続して一緒に駆動させる構成とする。例えば図１２において、１ｃｈと２ｃｈの周辺垂直振動子１１を並列に接続して同時に駆動する。以降、３ｃｈと４ｃｈ、５ｃｈと６ｃｈなど、周辺垂直振動子１１を順次並列に接続して駆動する。この場合、送信１回で駆動される振動子面積が広がるために、出力される送信エネルギーおよび受信される反射エネルギーも増大し、高い感度での探傷が可能となる。この方法は何も２ｃｈの並列接続に限ったことではない。例えば１ｃｈ〜３ｃｈ、４ｃｈ〜６ｃｈ・・・など３ｃｈづつ駆動させてもよいし、更に多くのチャンネルを並列接続してもよい。
【００６６】
このように、ボルト検査装置（１００−２）の特徴は、制御部（２６−２）が、切換部（１４−２）を制御することにより、１ｃｈ〜１２ｃｈの周辺垂直振動子１１の中から、隣接して配置された複数の周辺垂直振動子からなるグループを順次選択することである。
【００６７】
ボルト検査装置（１００−２）の上記の特徴により、ボルト検査装置１００）に対して、ボルト検査装置（１００−２）は、制御部（２６−２）、切換部（１４−２）及び複合探触子（１２−２）等の構成が相違する。このため、符号に「−２」を付けて区別した。
【００６８】
（ボルト検査装置（１００−２）の動作概要）
図１３はボルト検査装置（１００−２）の動作概要を説明する図である。図１３を参照して説明する。
【００６９】
図１１に示すように、複合探触子（１２−２）がボルト頭部上面２ａに装着された状態とする。
【００７０】
Ｓ３０１において、制御部（２６−２）が、複合探触子（１２−２）の有する複数の周辺垂直振動子１１の中から、隣接して配置された複数の周辺垂直振動子からなるグループを順次選択する。
例えば、制御部（２６−２）は、
周辺垂直振動子（１ｃｈ）〜周辺垂直振動子（３ｃｈ）からなる第１グループ、
周辺垂直振動子（４ｃｈ）〜周辺垂直振動子（６ｃｈ）からなる第２グループ、
周辺垂直振動子（７ｃｈ）〜周辺垂直振動子（９ｃｈ）からなる第３グループ、
周辺垂直振動子（１０ｃｈ）〜周辺垂直振動子（１２ｃｈ）からなる第４グループ、
の４つのグループを、予めプログラムされた順番で順次選択する。この例では、制御部（２６−２）は、前記第１グループから第４グループの順に選択するものとする。
【００７１】
この選択に関しては、図１１に示すように、切換部（１４−２）によって、複数個の周辺垂直振動子１１を並列接続することができる。制御部（２６−２）は、切換部（１４−２）に対し、プログラムに従って、前記第１グループから第４グループにかけて順次切り換える制御信号を出力し、周辺垂直振動子１１の接続を切り換える。
【００７２】
Ｓ３０２において、送受信部１６は、制御部（２６−２）によって３個の周辺垂直振動子１１からなるグループが選択されるごとに、選択されたグループに含まれる３個の周辺垂直振動子１１の全部を動作させることにより動作させた３個の周辺垂直振動子１１を介してエコーを受信する。
【００７３】
（有効指令信号／無効指令信号、補正指令信号）
Ｓ３０３において、受信されたエコーは、実施の形態２で述べた「検出エコーデータ」として、第２記憶部２１Ｈに記憶される。また、ボルト検査装置（１００−２）では中央垂直振動子１０も駆動させて、そのエコーである特定部エコーデータを第１記憶部２１Ｓに記憶する。そして、実施の形態２の図６、図１０等に示した処理と同様に、ボルト検査装置（１００−２）では、有効指令信号／無効指令信号（図６）あるいは補正指令信号（図１０）を生成し、ボルト検査装置１００と同様の処理を実施する。
【００７４】
（周辺垂直振動子１１の切換方式）
Ｓ３０１で述べたように隣接する複数の周辺垂直振動子１１を並列に接続して駆動した場合は送信１回当りの感度は高くなるが、各送受信ブロック間（ブロックとは選択された複数の周辺垂直振動子１１を一つの振動子とみたもの）の周方向間隔（角度）も大きくなる。このため、特定の角度で感度が低下する。
【００７５】
図１４は、角度と感度との関係を示す実験データのグラフである。図１４は、図１１に示す首下部３ｍｍ深さスリット２１０に対する感度特性を示すグラフである。首下部３ｍｍ深さスリット２１０とは、図１１に示す位置においてボルト軸方向に対して直角方向に３ｍｍ切り込んだスリット欠陥である。図１４では横軸が周方向角度ずれ（度）を示し、縦軸がエコー高さ（％）を示している。また、図１５は図１４を補足する図である。図１４は、３つの周辺垂直振動子からなるグループにおいて、その中央の周辺垂直振動子からの周方向角度と感度（エコー高さ）との関係を示している。さらに具体的に説明する。図１４は図１５において「１ｃｈ〜３ｃｈ」をグループとして選択した場合の中心となる周辺垂直振動子（２ｃｈ）からの周方向角度と感度との関係を示している。もちろん他の隣接する３つの周辺垂直振動子についても同様である。「横軸の周方向角度ずれ（度）」とは、図１５において「１ｃｈ〜３ｃｈ」のうち中央に位置する周辺垂直振動子（２ｃｈ）からの周方向角度を示している。周方向角度ずれ＝「０°」の場合とは、図１５において、首下部３ｍｍ深さスリット２１０が周辺垂直振動子（２ｃｈ）の中央を示す線分６２の真下に位置することを意味し、周方向角度ずれ＝「０°」における「８０％」とは、この「０°」における「１ｃｈ〜３ｃｈ」のグループによるエコー高さ（感度に相当）を８０％と定めたものである。１００％でないのは単に８０％と定めただけである。また、図１４において例えば周方向角度ずれ＝「４５°」におけるエコー高さとは、図１５において線分６２から４５°の位置にある線分６０位置における「１ｃｈ〜３ｃｈ」のグループの検出したエコー高さ（感度）を示している。
【００７６】
例えばＳ３０１のように、１ｃｈ〜３ｃｈ、４ｃｈ〜６ｃｈ、７ｃｈ〜９ｃｈ、１０ｃｈ〜１２ｃｈと順次に３ｃｈずつ並列接続する場合、１ｃｈ〜３ｃｈの真中は２ｃｈの真中であり（図１５の線分６２）、４ｃｈ〜６ｃｈの真中は５ｃｈの真中（線分６５）である。両者の真中どうしには図１５に示すように周方向角度で９０°の開きがある。このため、各送受信ブロックは真中から±４５°の周方向角度（例えば線分６２〜線分６０までの範囲、線分６５〜線分６０までの範囲）をカバーする必要がある。
【００７７】
上述の図１４の実験例でのデータに示すように、±４５°の周方向角度があった場合、感度の数値は約「３３％」である。０度の場合は感度の数値は約「８０％」であるので、約０．４倍程度に感度が低下する可能性がある。すなわち、図１５の場合に示す１ｃｈ〜３ｃｈ、４ｃｈ〜６ｃｈを例にとれば、線分６０の位置では、線分６２、線分６５の位置に比べて感度が約０．４倍程度低下する可能性がある。
【００７８】
そこで、複数（この例では３個）の周辺垂直振動子１１を並列接続する場合に際して、並列チャンネル数より少ないチャンネル数づつシフトしながら接続し切り換えてもよい。
【００７９】
例えば３つのチャンネルを並列接続する場合、図１５において、
「１ｃｈ〜３ｃｈ」、
「２ｃｈ〜４ｃｈ」、
「３ｃｈ〜５ｃｈ」、
「４ｃｈ〜６ｃｈ」、
「５ｃｈ〜７ｃｈ」、
「６ｃｈ〜８ｃｈ」、
「７ｃｈ〜９ｃｈ」、
「８ｃｈ〜１０ｃｈ」、
「９ｃｈ〜１１ｃｈ」、
「１０ｃｈ〜１２ｃｈ」、
「１１ｃｈ、１２ｃｈ、１ｃｈ」、
「１２ｃｈ、１ｃｈ、２ｃｈ」、と順次に１２グループを切り換えていく。この場合、各送受信ブロック間の周方向角度差は３０°であるから、±１５°をカバーすればよいことになる。したがって、その範囲での感度の低下量は僅かなものである。図１４を参照すると１５°での感度の数値は約「７３％」であり低下量はわずかである。
【００８０】
あるいは、切換方法は、回数の少ない中間的な案として、
周辺垂直振動子（１ｃｈ）〜周辺垂直振動子（３ｃｈ）からなる第１グループ、
周辺垂直振動子（３ｃｈ）〜周辺垂直振動子（５ｃｈ）からなる第２グループ、
周辺垂直振動子（５ｃｈ）〜周辺垂直振動子（７ｃｈ）からなる第３グループ、
周辺垂直振動子（７ｃｈ）〜周辺周辺垂直振動子（９ｃｈ）からなる第４グループ、
周辺垂直振動子（９ｃｈ）〜周辺垂直振動子（１１ｃｈ）からなる第５グループ、
周辺垂直振動子（１１ｃｈ）、周辺垂直振動子（１２ｃｈ）、周辺垂直振動子（１ｃｈ）からなる第６グループ、
の６つのグループを、予めプログラムされた順番で順次選択してもよい。
【００８１】
なお、制御部（２６−２）は、６つのグループを切り換える場合は、第１グループ、第２グループというように順番に選択していくが、これは一例であり、グループの選択順序は限定されない。例えば第５グループ、第２グループ、第４グループ、第１グループ、第３グループ、第６グループのように順次選択しても構わない。
【００８２】
以上のように、実施の形態３のボルト検査装置（１００−２）は、複数の周辺垂直振動子１１を一緒に駆動させてエコーを検出するので、高感度でボルト内部の欠陥を発見することができる。
【００８３】
以上の実施の形態３では周辺垂直振動子が１ｃｈ〜１２ｃｈあり、この１２個の周辺垂直振動子の中から隣接する３つの周辺垂直振動子を選択する場合を示したが、１２個の周辺垂直振動子の中から互いに隣接する２つの周辺垂直振動子を選択しても良いし（例えば「１ｃｈ、２ｃｈ」、「３ｃｈ、４ｃｈ」・・・、あるいは「１ｃｈ、２ｃｈ」、「２ｃｈ、３ｃｈ」・・・）、隣接する４つの周辺垂直振動子を選択しても良い（例えば「１ｃｈ〜４ｃｈ」、「２ｃｈ〜５ｃｈ」・・・、あるいは「１ｃｈ〜４ｃｈ」、「３ｃｈ〜６ｃｈ」・・・、あるいは「１ｃｈ〜４ｃｈ」、「４ｃｈ〜７ｃｈ」・・・、「１ｃｈ〜４ｃｈ」、「５ｃｈ〜８ｃｈ」等）。これらのように、どのように周辺振動子のグループを選択するかについては、「予め設定された規則」として制御部２６−２が保有している。
【００８４】
また、実施の形態３では周辺垂直振動子が１ｃｈ〜１２ｃｈの１２個の場合を示したが例示である。周辺垂直振動子は１２個に限らず任意の複数個で構わない。例えば６個、８個、１０個等でも構わない。これらの複数の周辺垂直振動子の中から、上記のように、２個の周辺垂直振動子からなるグループを順次選択してもよいし、あるいは３個の周辺垂直振動子からなるグループを順次選択してもよいし、いくつの周辺垂直振動子からなるグループを順次選択してもよい。すなわち、複合探触子１２−２は、第１から第Ｎ（Ｎは３以上の整数）まで隣接して前記円周状に配置されたＮ個の周辺垂直振動子を有する。そして、
制御部２６−２は、グループとして、Ｎ個の周辺垂直振動子の中から、互いに隣接して配置されたＡ個（Ａは２≦Ａ≦Ｎ−１を満たす整数）の周辺垂直振動子からなるグループを予め設定された規則に従って順次選択する。
【００８５】
以上のようにボルト検査装置１００−２は、複数の振動子からなるグループを順次切り替えてエコーを検出するので、高感度でボルト内部の欠陥を検出することができる。
【符号の説明】
【００８６】
１ ボルト、２ ボルトの頭部、２ａ ボルト頭部上面、２ｂ ボルト頭部下面、３ ボルトの幹部、４ ボルトのネジ部、５ 接触媒質、６ 中央垂直超音波ビーム、７ 周辺垂直超音波ビーム、８ 接材用リング、９ 磁石、１０ 中央垂直振動子、１１ 周辺垂直振動子、１２，１２−２ 複合探触子、１３ 接続ケーブル、１４，１４−２ 切換部、１５ 検査装置本体、１６ 送受信部、１７ 増幅部、１８ データ処理ブロック、１９ データ処理部、１９Ｈ 検出側処理部、１９Ｓ 特定側処理部、２０ 出力部、２１Ｈ 第２記憶部、２１Ｓ 第１記憶部、２２ 比較部、２３ 判定部、２４ 補正量演算部、２５ 補正部、２６，２６−２ 制御部、３０ ケース、５０ 超音波探触子、５１ 未到達領域、１００，１００−２ ボルト検査装置、２１０ 首下部３ｍｍ深さスリット、Ｆ１ 欠陥部エコー、ＦＥ 欠陥部エコー高さ、Ｂ バックエコー、ＢＥ バックエコー高さ、ＪＬ 基準値、ＪＳ 有効／無効指令信号、ＪＴ 基準値、ＪＣ 補正指令信号。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
頭部と軸部とからなるボルトの前記頭部に装着されるとともに前記軸部に向けて超音波を発し、発した超音波のエコーを検出する超音波探触子であって、前記超音波探触子が前記頭部に装着された状態において前記軸部の軸方向と略同一の方向に超音波を発し、発した超音波のエコーを検出すると共に前記装着された状態において前記頭部を前記軸方向に見て円周状に配置された複数の垂直振動子である複数の周辺垂直振動子を有する超音波探触子と、
前記超音波探触子の有する前記複数の周辺垂直振動子の中から、隣接して配置された複数の周辺垂直振動子からなるグループを順次選択する制御部と、
前記制御部によって前記グループが選択されるごとに、選択された前記グループに含まれる複数の周辺垂直振動子の全部を動作させることにより動作させた前記複数の周辺垂直振動子を介してエコーを受信する送受信部と
を備えたことを特徴とするボルト検査装置。
【請求項２】
前記超音波探触子は、
第１から第Ｎ（Ｎは３以上の整数）まで前記円周状に配置されたＮ個の周辺垂直振動子を有し、
前記制御部は、
前記グループとして、Ｎ個の周辺垂直振動子の中から、隣接して配置されたＡ個（Ａは２≦Ａ≦Ｎ−１を満たす整数）の周辺垂直振動子からなるグループを予め設定された規則に従って順次選択することを特徴とする請求項１記載のボルト検査装置。
【請求項３】
前記超音波探触子は、
第１から第１２まで前記円周状に配置された１２個の周辺垂直振動子を有し、
前記制御部は、
前記グループを順次選択する場合に、
第１周辺垂直振動子〜第３周辺垂直振動子からなる第１グループ、
第３周辺垂直振動子〜第５周辺垂直振動子からなる第２グループ、
第５周辺垂直振動子〜第７周辺垂直振動子からなる第３グループ、
第７周辺垂直振動子〜第９周辺垂直振動子からなる第４グループ、
第９周辺垂直振動子〜第１１周辺垂直振動子からなる第５グループ、
第１１周辺垂直振動子、第１２周辺垂直振動子、第１周辺垂直振動子からなる第６グループ、
の６つのグループを、予め設定された順番で順次選択することを特徴とする請求項２記載のボルト検査装置。
【請求項４】
前記制御部は、
前記予め設定された順番として、前記第１グループから前記第６グループの順に順次選択することを特徴とする請求項３記載のボルト検査装置。
【請求項５】
前記超音波探触子は、さらに、
前記円周状に配置された複数の周辺垂直振動子に囲まれるように配置されると共に、前記軸部の軸方向と略同一の方向に超音波を発し、発した超音波のエコーを検出する垂直振動子である中央垂直振動子を有し、
前記送受信部は、
前記中央垂直振動子を動作させることにより前記中央垂直振動子を介してエコーを受信することを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載のボルト検査装置。
【請求項６】
前記ボルト検査装置は、さらに、
前記超音波探触子の前記中央垂直振動子が発した超音波に起因する前記ボルトの特定の部位である特定部からのエコーに対応するデータである特定部エコーデータを記憶する特定部エコーデータ記憶部と、
Ａ個の周辺垂直振動子からなる前記グループと前記中央垂直振動子とのうちの少なくともいずれかが検出したエコーに対応するデータである検出エコーデータを記憶する検出エコーデータ記憶部と、
前記特定部エコーデータ記憶部が記憶した特定部エコーデータを予め設定されている基準値と比較し、比較結果に基づいて、所定の処理を指令する指令信号を生成して出力する指令信号出力部と、
前記指令信号出力部が出力した指令信号を入力し、入力した指令信号にしたがって、前記検出エコーデータ記憶部が記憶した検出エコーデータに所定の処理を実行する処理実行部と
を備えたことを特徴とする請求項５記載のボルト検査装置。
【請求項７】
前記指令信号出力部は、
前記特定部エコーデータ記憶部が記憶した特定部エコーデータを予め設定されている基準値と比較し、比較結果に基づいて、前記検出エコーデータ記憶部が記憶した検出エコーデータを有効とする処理を指令する有効指令信号と無効とする処理を指令する無効指令信号とのいずれかを生成して出力し、
前記処理実行部は、
有効指令信号を入力した場合には前記検出エコーデータ記憶部が記憶した検出エコーデータを有効とし、無効指令信号を入力した場合には前記検出エコーデータ記憶部が記憶した検出エコーデータを無効とすることを特徴とする請求項６記載のボルト検査装置。
【請求項８】
前記指令信号出力部は、
前記特定部エコーデータ記憶部が記憶した特定部エコーデータを予め設定されている基準値と比較し、比較結果に基づいて、前記検出エコーデータ記憶部が記憶した検出エコーデータの補正処理を指令する補正指令信号を生成して出力し、
前記処理実行部は、
補正指令信号を入力した場合には、前記検出エコーデータ記憶部が記憶した検出エコーデータを補正することを特徴とする請求項６または７のいずれかに記載のボルト検査装置。
【請求項９】
前記超音波探触子は、さらに、
前記ボルトの前記頭部を磁力で吸引することにより、前記超音波探触子を前記ボルトの前記頭部に固定するための磁石を有することを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のボルト検査装置。
【請求項１】
頭部と軸部とからなるボルトの前記頭部に装着されるとともに前記軸部に向けて超音波を発し、発した超音波のエコーを検出する超音波探触子であって、前記超音波探触子が前記頭部に装着された状態において前記軸部の軸方向と略同一の方向に超音波を発し、発した超音波のエコーを検出すると共に前記装着された状態において前記頭部を前記軸方向に見て円周状に配置された複数の垂直振動子である複数の周辺垂直振動子を有する超音波探触子と、
前記超音波探触子の有する前記複数の周辺垂直振動子の中から、隣接して配置された複数の周辺垂直振動子からなるグループを順次選択する制御部と、
前記制御部によって前記グループが選択されるごとに、選択された前記グループに含まれる複数の周辺垂直振動子の全部を動作させることにより動作させた前記複数の周辺垂直振動子を介してエコーを受信する送受信部と
を備えたことを特徴とするボルト検査装置。
【請求項２】
前記超音波探触子は、
第１から第Ｎ（Ｎは３以上の整数）まで前記円周状に配置されたＮ個の周辺垂直振動子を有し、
前記制御部は、
前記グループとして、Ｎ個の周辺垂直振動子の中から、隣接して配置されたＡ個（Ａは２≦Ａ≦Ｎ−１を満たす整数）の周辺垂直振動子からなるグループを予め設定された規則に従って順次選択することを特徴とする請求項１記載のボルト検査装置。
【請求項３】
前記超音波探触子は、
第１から第１２まで前記円周状に配置された１２個の周辺垂直振動子を有し、
前記制御部は、
前記グループを順次選択する場合に、
第１周辺垂直振動子〜第３周辺垂直振動子からなる第１グループ、
第３周辺垂直振動子〜第５周辺垂直振動子からなる第２グループ、
第５周辺垂直振動子〜第７周辺垂直振動子からなる第３グループ、
第７周辺垂直振動子〜第９周辺垂直振動子からなる第４グループ、
第９周辺垂直振動子〜第１１周辺垂直振動子からなる第５グループ、
第１１周辺垂直振動子、第１２周辺垂直振動子、第１周辺垂直振動子からなる第６グループ、
の６つのグループを、予め設定された順番で順次選択することを特徴とする請求項２記載のボルト検査装置。
【請求項４】
前記制御部は、
前記予め設定された順番として、前記第１グループから前記第６グループの順に順次選択することを特徴とする請求項３記載のボルト検査装置。
【請求項５】
前記超音波探触子は、さらに、
前記円周状に配置された複数の周辺垂直振動子に囲まれるように配置されると共に、前記軸部の軸方向と略同一の方向に超音波を発し、発した超音波のエコーを検出する垂直振動子である中央垂直振動子を有し、
前記送受信部は、
前記中央垂直振動子を動作させることにより前記中央垂直振動子を介してエコーを受信することを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載のボルト検査装置。
【請求項６】
前記ボルト検査装置は、さらに、
前記超音波探触子の前記中央垂直振動子が発した超音波に起因する前記ボルトの特定の部位である特定部からのエコーに対応するデータである特定部エコーデータを記憶する特定部エコーデータ記憶部と、
Ａ個の周辺垂直振動子からなる前記グループと前記中央垂直振動子とのうちの少なくともいずれかが検出したエコーに対応するデータである検出エコーデータを記憶する検出エコーデータ記憶部と、
前記特定部エコーデータ記憶部が記憶した特定部エコーデータを予め設定されている基準値と比較し、比較結果に基づいて、所定の処理を指令する指令信号を生成して出力する指令信号出力部と、
前記指令信号出力部が出力した指令信号を入力し、入力した指令信号にしたがって、前記検出エコーデータ記憶部が記憶した検出エコーデータに所定の処理を実行する処理実行部と
を備えたことを特徴とする請求項５記載のボルト検査装置。
【請求項７】
前記指令信号出力部は、
前記特定部エコーデータ記憶部が記憶した特定部エコーデータを予め設定されている基準値と比較し、比較結果に基づいて、前記検出エコーデータ記憶部が記憶した検出エコーデータを有効とする処理を指令する有効指令信号と無効とする処理を指令する無効指令信号とのいずれかを生成して出力し、
前記処理実行部は、
有効指令信号を入力した場合には前記検出エコーデータ記憶部が記憶した検出エコーデータを有効とし、無効指令信号を入力した場合には前記検出エコーデータ記憶部が記憶した検出エコーデータを無効とすることを特徴とする請求項６記載のボルト検査装置。
【請求項８】
前記指令信号出力部は、
前記特定部エコーデータ記憶部が記憶した特定部エコーデータを予め設定されている基準値と比較し、比較結果に基づいて、前記検出エコーデータ記憶部が記憶した検出エコーデータの補正処理を指令する補正指令信号を生成して出力し、
前記処理実行部は、
補正指令信号を入力した場合には、前記検出エコーデータ記憶部が記憶した検出エコーデータを補正することを特徴とする請求項６または７のいずれかに記載のボルト検査装置。
【請求項９】
前記超音波探触子は、さらに、
前記ボルトの前記頭部を磁力で吸引することにより、前記超音波探触子を前記ボルトの前記頭部に固定するための磁石を有することを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のボルト検査装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２０１１−１６３７９８（Ｐ２０１１−１６３７９８Ａ）
【公開日】平成２３年８月２５日（２０１１．８．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２３９９９（Ｐ２０１０−２３９９９）
【出願日】平成２２年２月５日（２０１０．２．５）
【出願人】（３９２０３６１５３）菱電湘南エレクトロニクス株式会社 (13)
【出願人】（３９００２１５７７）東海旅客鉄道株式会社 (413)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年８月２５日（２０１１．８．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月５日（２０１０．２．５）
【出願人】（３９２０３６１５３）菱電湘南エレクトロニクス株式会社 (13)
【出願人】（３９００２１５７７）東海旅客鉄道株式会社 (413)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]