接合部位の検査方法、及び接合部位の検査装置
【課題】接合部位の超音波による検査を精度良く行え、しかも探触子の配置部位の制約が少ない接合部位の検査方法を提供する。
【解決手段】超音波探傷装置の探触子４０から超音波をインサート１４の第２のフランジ部１４Ｂと部品１２の天板部１２Ｂとの接着面に向けて発射し、接着面で反射した超音波の反射波を受信して１回目の超音波探傷検査を実施して接着面の状態を画像として得る。次に、インサート１４に負荷を与えてから負荷を除去し、２回目の超音波探傷検査を実施して接着面の状態を画像として得る。接着不良が有った場合、接着面に対して剥離する方向の負荷を掛けることで、接着不良個所に隙間を生じさせることができ、正しく接着している部位と隙間が生じている部位とで反射波に差異が生じ、画像から接着不良個所を特定することができる。
【解決手段】超音波探傷装置の探触子４０から超音波をインサート１４の第２のフランジ部１４Ｂと部品１２の天板部１２Ｂとの接着面に向けて発射し、接着面で反射した超音波の反射波を受信して１回目の超音波探傷検査を実施して接着面の状態を画像として得る。次に、インサート１４に負荷を与えてから負荷を除去し、２回目の超音波探傷検査を実施して接着面の状態を画像として得る。接着不良が有った場合、接着面に対して剥離する方向の負荷を掛けることで、接着不良個所に隙間を生じさせることができ、正しく接着している部位と隙間が生じている部位とで反射波に差異が生じ、画像から接着不良個所を特定することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接合部位を超音波を用いて検査する接合部位の検査方法、及び接合部位の検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ＦＲＰ構造体に部品を取り付ける場合、ネジ部を持つ金属インサートをＦＲＰ構造体内部に接着し、金属インサートにボルトを用いて部品を固定する構造がある。
このような構造では、取付部の強度にとって接着は極めて重要である。
【０００３】
その接着状態をＦＲＰ構造体を成形後に検査する方法として、超音波探傷法を用いることが考えられている。
超音波探傷法としては、反射波を用いて、その振幅、位相にて判断する方法と、透過波を用いる方法がある。
例えば、特許文献１には、反射波を用いて金属と複合材料との接着界面を検査する方法が開示されている。
また、特許文献２には、透過波を用いて接着部を検査する方法が開示されている。
【特許文献１】特開平１１−２０１９５０号公報
【特許文献２】特開平０８−２７８２９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、反射波を用いて検査する場合、ＦＲＰと金属インサートが剥れているにもかかわらず密着している場合、接着状態は良好である、という間違った判断をしてしまう問題がある。
【０００５】
一方、透過波を用いて検査する場合、インサート形状によっては、中間に空隙があると透過波が使えないケースがある。また、透過波を用いて検査する場合、超音波発射用探触子と超音波受信用探触子との間に検査対象を配置しなければならず、検査対象が自動車等の場合、超音波発射用探触子の反対側のスペースの制約のため、超音波受信用探触子を超音波発射用探触子とは反対側の部分に当てられないケースがある。
【０００６】
本発明は上記事実を考慮し、接合部位の超音波による検査を精度良く行うことのできる接合部位の検査方法、及び接合部位に検査装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明は、第１の部材と第２の部材との接合面の接合状態を超音波を用いて検査する接合部位の検査方法であって、前記接合面に対して前記第１の部材と前記第２の部材とが離間する方向の負荷を掛ける負荷工程と、負荷の掛かった前記接合面に向けて超音波を発射し、負荷の掛かった前記接合面で反射した前記超音波の反射波を受信することで前記接合面の接合状態を検査する検査工程と、を備える。
【０００８】
次に、請求項１に記載の接合部位の検査方法を説明する。
請求項１に記載の接合部位の検査方法では、先ず、負荷工程で、接合面に対して第１の部材と第２の部材とが離間する方向の負荷を掛ける。
【０００９】
次に、検査工程にて、負荷の掛かった接合面に向けて超音波を発射し、負荷の掛かった接合面で反射した超音波の反射波を受信することで接合面の接合状態を検査する。
【００１０】
接合面において接合不良個所があった場合には、負荷を掛けることで第１の部材と第２の部材とを接合不良個所で離間させて隙間を生じさせることができ、正しく接合している部位と隙間の形成された接合不良個所とで、反射波の振幅や位相が明確に異なり、超音波の反射波を用いて接合状態を検査するに当たり接合不良個所を確実に特定することができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、第１の部材と第２の部材との接合面の接合状態を超音波を用いて検査する接合部位の検査方法であって、負荷の掛かっていない前記接合面に向けて超音波を発射し、前記接合面で反射した前記超音波の反射波を受信することで前記接合面の接合状態を検査する第１の工程と、前記接合面に対して前記第１の部材と前記第２の部材とが離間する方向の負荷を掛け、負荷の掛かった前記接合面に向けて超音波を発射し、負荷の掛かった前記接合面で反射した前記超音波の反射波を受信することで負荷の掛かった前記接合面の接合状態を検査する第２の工程と、前記第１の検査工程の検査結果と前記第２の検査工程の検査結果とを比較する第３の工程と、を備える。
【００１２】
次に、請求項３に記載の接合部位の検査方法を説明する。
請求項３に記載の接合部位の検査方法では、先ず、第１の工程で、負荷の掛かっていない接合面に向けて超音波を発射し、接合面で反射した超音波の反射波を受信することで負荷の掛かっていない接合面の接合状態を検査する。
【００１３】
次の第２の工程では、接合面に対して第１の部材と第２の部材とが離間する方向の負荷を掛け、負荷の掛かった接合面に向けて超音波を発射し、負荷の掛かった接合面で反射した超音波の反射波を受信することで負荷の掛かった接合面の接合状態を検査する。
【００１４】
次の第３の工程では、第１の検査工程の検査結果と前記第２の検査工程の検査結果とを比較する。第１の検査工程の検査結果と第２の検査工程の検査結果との間に差異が生じていれば、差異が生じている部位の接合面は接合不良であると判断できる。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、第１の部材と第２の部材との接合面の接合状態を超音波を用いて検査する接合部位の検査方法であって、前記接合面に対して前記第１の部材と前記第２の部材とが離間する方向の負荷を掛ける負荷工程と、負荷を除去した後の前記接合面に向けて超音波を発射し、前記接合面で反射した前記超音波の反射波を受信することで前記接合面の接合状態を検査する検査工程と、を備える。
【００１６】
次に、請求項３に記載の接合部位の検査方法を説明する。
請求項３に記載の接合部位の検査方法では、先ず、負荷工程で、接合面に対して第１の部材と第２の部材とが離間する方向の負荷を掛ける。ここで、接合面において第１の部材と第２の部材とが適切に接合されている場合には、第１の部材と第２の部材とが剥離することはないが、例えば、密着しているが、実際には接合していない場合、接合強度が部分的劣っている場合等の接合不良がある場合には、負荷を掛けることで、接合不良個所が離間して隙間が生ずる。部材が弾性変形して元の状態に戻らない場合には、負荷を除去した後も接合不良個所の隙間があいたままとなるので、接合面で反射した超音波の反射波を受信して接合面の接合状態を検査すれば、隙間のあいた部分と正しく接合している部分との差異が生ずるので、差異が生じている部位の接合面は接合不良であると判断できる。
【００１７】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の接合部位の検査方法において、前記接合面に対して垂直方向に負荷を掛ける。
【００１８】
次に、請求項４に記載の接合部位の検査方法を説明する。
接合面に対して垂直方向に負荷を掛けることで、第１の部材と第２の部材とを接合面に対して垂直方向に離間させて第１の部材と第２の部材との接合不良個所において効率的に隙間を生じさせることができる。なお、接合面に対して平行に負荷を掛けた場合、第１の部材と第２の部材との接合不良個所において、隙間を生じさせることができず、接合不良個所を判断できなくなる場合がある。
【００１９】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の接合部位の検査方法において、前記第１の部材と前記第２の部材とは接着剤で接合され、負荷の大きさは、前記接着剤の単位面積当たりの接着強度と接着面積との積の値よりも小さい、ことを特徴とする。
【００２０】
次に、請求項５に記載の接合部位の検査方法を説明する。
請求項５に記載の接合部位の検査方法では、第１の部材と前記第２の部材とを接着剤で接合したものが検査対象となっており、接着面（接合面）に付与する負荷の大きさは、接着剤の単位面積当たりの接着強度と接着面積との積の値よりも小さく設定する。
【００２１】
仮に、負荷の大きさが、接着剤の単位面積当たりの接着強度と接着面積との積の値以上になると、負荷を掛けたことで、適正に接着していた部分で剥離が生じ、第１の部材と第２の部材とが分離してしまう虞がある。
【００２２】
したがって、接着面に付与する負荷の大きさは、予め実験等を行い、接着剤の単位面積当たりの接着強度と接着面積との積の値よりも小さく設定することが好ましい。
【００２３】
請求項６に記載の接合部位の検査装置は、第１の部材と第２の部材とが接合された検査対象に対して、前記第１の部材と前記第２の部材とが離間する方向に負荷を掛ける負荷装置と、前記第１の部材と第２の部材との接合面に向けて超音波を発射し、前記接合面で反射した前記超音波の反射波を受信することで前記接合面の接合状態を検査する超音波探傷装置と、を備えている。
【００２４】
次に、請求項６に記載の接合部位の検査装置の作用を説明する。
請求項６に記載の接合部位の検査装置は、負荷装置、及び超音波探傷装置を備えており、負荷装置は、第１の部材と第２の部材とが接合された検査対象に対して、第１の部材と第２の部材とが離間する方向に負荷を掛けることができ、超音波探傷装置は、第１の部材と第２の部材との接合面に向けて超音波を発射し、接合面で反射した超音波の反射波を受信することで接合面の接合状態を検査することができる。
【００２５】
したがって、請求項６に記載の接合部位の検査装置は、負荷を掛けていない状態の接合面の接合状態を超音波で検査したり、負荷を掛けた状態の接合面の接合状態を超音波で検査したり、負荷を一旦掛けた後に負荷を取り除いてから接合面の接合状態を超音波で検査すること等ができる。
【００２６】
例えば、接合面において第１の部材と第２の部材とが密着しているものの接合（接着）不良を生じている場合には、負荷を掛けることで、接合不良個所において第１の部材と第２の部材とを離間させて隙間を生じさせることができ、正しく接合している部位と隙間の形成された接合不良個所とで、反射波の振幅や位相が明確に異なり、超音波の反射波を用いて接合状態を検査するに当たり、接合不良個所を確実に特定することができるようになる。
【００２７】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の接合部位の検査装置において、前記負荷装置は、接合面に対して垂直方向に負荷を掛ける。
【００２８】
次に、請求項７に記載の接合部位の検査装置の作用を説明する。
負荷装置は、接合面に対して垂直方向に負荷を掛けることができ、接合面において接合不良個所があった場合には、第１の部材と第２の部材とが接合面に対して垂直方向に離間させて効率的に隙間を生じさせることができる。なお、接合面に対して平行に負荷を掛ける場合、第１の部材と第２の部材との接合不良個所において、隙間を生じさせることができず、接合不良個所を判断できなくなる場合がある。
【００２９】
請求項８に記載の発明は、請求項６または請求項７に記載の接合部位の検査装置において、前記負荷装置は、前記負荷の大きさが調整可能とされている。
【００３０】
次に、請求項８に記載の接合部位の検査装置の作用を説明する。
負荷装置の調整によって、接合面に作用させる負荷の大きさを調整することができる。
【００３１】
請求項９に記載の発明は、請求項６〜請求項８の何れか１項に記載の接合部位の検査装置において、前記負荷装置によって負荷を掛けながら、前記超音波探傷装置によって前記接合面の状態を検査する。
【００３２】
次に、請求項９に記載の接合部位の検査装置の作用を説明する。
請求項９に記載の接合部位の検査装置では、負荷装置と超音波探傷装置を同時に作動させることができ、これにより、負荷装置によって負荷を掛けながら、超音波探傷装置によって接合面の状態を検査することができる。
【発明の効果】
【００３３】
以上説明したように本発明の接合部位の検査装置によれば、接合部位の超音波による検査を精度良く行え、しかも探触子の配置部位の制約が少ない。
【００３４】
また、本発明の接合部位の検査方法によれば、接合部位の超音波による検査を精度良く行え、しかも探触子の配置部位の制約が少ない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
（検査対象）
図１には、接合部位の検査方法を行うための検査対象としての構造体１０が断面図にて示されている。
図１に示すように、本実施形態の構造体１０は、角パイプ状に形成された部品１２の内部に、インサート１４が配置されているものである。
【００３６】
本実施形態では、部品１２の材質が例えばＣＦＲＰであり、インサート１４の材質が例えばアルミニューム合金等の金属である。なお、部品１２、及びインサート１４の材質は、上記以外の材質の場合もある。
【００３７】
インサート１４は、断面円形の柱状に形成され、軸方向中央部分が略一定径に形成され、下側には部品１２の底板部１２Ａの内面に接触する第１のフランジ部１４Ａ、上側には天板部１２Ｂの内面に接触する第２のフランジ部１４Ｂ、また、第２のフランジ部１４Ｂの中央には天板部１２Ｂに形成された孔１６を貫通する突起部１８が形成され、軸心には、突起部側から第１のフランジ部１４Ａに向けてネジ孔２０が形成されている。
【００３８】
第１のフランジ部１４Ａと底板部１２Ａ、及び第２のフランジ部１４Ｂと天板部１２Ｂとは各々接着剤１９で接着されている。
【００３９】
（接合部位検査装置）
次に、図２〜図４にしたがって、接合部位の検査を行うための接合部位検査装置２２の概略構成を説明する。
接合部位検査装置２２は、検査対象を搭載する基台２４と、検査対象に負荷を与える負荷装置２６、超音波探傷装置２８等から構成されている。
【００４０】
本実施形態の負荷装置２６は、基台２４の上面に取り付けられる１対のレール３０、レール３０に対して移動可能に支持されるベース３２、ベース３２に立設される支柱３４、支柱３４の上部に鉛直方向に取り付けられるエアシリンダー３６、エアシリンダー３６に圧縮空気を供給するエア供給装置３８を含んで構成されている。なお、エア供給装置３８は、エアコンプレッサー、圧力調整弁、圧力計等から構成されている。
【００４１】
検査対象に負荷を与える場合には、エア供給装置３８で所望の圧力に調整された圧縮空気をエアシリンダー３６に供給する。なお、検査対象に与える負荷の大きさは、エアシリンダー３６のピストンの面積とピストンが受ける圧力とから決まる。
【００４２】
超音波探傷装置２８は、超音波の送受信を行う探触子４０、モニタ４２、超音波の反射波（エコー）の波形信号を解析して検査部位の画像をモニタ４２に表示させる超音波探傷装置本体４３、探触子４０を３次元に移動可能な探触子移動装置４４等を備えており、超音波検査に一般的に用いられている公知の構成のものであり、例えば、超音波探傷反射波画像（反射波の振幅、位相の相対関係を色で表した画像）、即ち検査対象部位がカラーで表示され、適正に接着している部位と、接着されていない部位（隙間が形成されている）部位との色が異なって表示できる様に構成されているものである。
【００４３】
探触子移動装置４４は、基台２４の両端側に配置される１対のフレーム４６、フレーム４６の上端に配置される第１のレール４８、第１のレール４８に沿って移動可能に支持されたサブフレーム５０、サブフレーム５０に内蔵されサブフレーム５０を移動させる駆動装置（図示せず）、サブフレーム５０の上部に配置され、前記第１のレール４８とは直交する方向に延びる第２のレール５２、第２のレール５２に沿って移動可能に支持される移動ベース５４、移動ベース５４に内蔵され移動ベース５４を移動させる駆動装置（図示せず）、移動ベース５４に取り付けられて探触子４０を上下方向に移動する昇降装置５６、昇降装置５６及び駆動装置を制御する制御装置５８等を備えている。
【００４４】
このため、制御装置５８に予め探触子４０の移動軌跡を記憶させておくことで、制御装置５８は昇降装置５６及び駆動装置を駆動して探触子４０を自動で移動させることができる。
【００４５】
（検査方法その１）
次に、検査対象である構造体１０の検査方法の一例を以下に説明する。
本実施形態では、第２のフランジ部１４Ｂと天板部１２Ｂとの接着部位を検査する例を説明する。
【００４６】
先ず、図１（Ａ）に示すように、基台２４の上に、スペーサ６０を介して構造体１０を載せる。このとき、エアシリンダー３６のピストンロッド６２の直下に突起部１８が位置するように、負荷装置２６、及び構造体１０を位置決めすると共に、スペーサ６０はインサート１４から離れるように、構造体１０の底板部１２Ａの両端部直下に位置するように配置する。
【００４７】
次に、天板部１２Ｂの上面に超音波探傷装置２８の探触子４０を当てて周方向に移動させながら、超音波を第２のフランジ部１４Ｂと天板部１２Ｂとの接着面に向けて発射し、接着面で反射した超音波の反射波を受信する。これにより、超音波探傷装置２８のモニタ４２に第２のフランジ部１４Ｂと天板部１２Ｂとの接着面の状況が画像として写し出される。
【００４８】
ここで、第２のフランジ部１４Ｂと天板部１２Ｂとが全面的に密着していれば、接着面のどの部位においても反射波に差異を生じることは無く、モニタ４２に映し出された接着部位の画像からは接着不良個所を判断することは出来ない。
【００４９】
例えば、モニタ４２には、図５の１回目の画像ａが示すように、接着個所が一様な色（本願明細書では濃度で図示）となったリング状の接着個所が映し出される。
【００５０】
次に、図１（Ｂ）に示すように、インサート１４のネジ孔２０にボルト状の冶具６４を取り付け、エアシリンダー３６の上部気室３６Ａに予め設定した圧力の圧縮空気を流入させ、下降させたピストンロッド６２を冶具６４の上端に当ててインサート１４を下方に押圧する。インサート１４を下方に押圧することで、構造体１０の底板部１２Ａはインサート１４から負荷を受けて下方に湾曲するように撓み（撓みは微小であるため、図１（Ｂ）では撓みは図示せず。）、インサート１４は底板部１２Ａの撓みに伴って若干量下方に変位する。一方、インサート１４に接着されている天板部１２Ｂは、インサート１４の第２のフランジ部１４Ｂが接着されているので、インサート１４の変位に伴って第２のフランジ部１４Ｂとインサート１４との接着面に、垂直方向の負荷が作用することになる。
【００５１】
ここで、第２のフランジ部１４Ｂとインサート１４との接着面において、密着しているものの実際には接着していない場合、接着しているものの接着強度が部分的に極端に低下している部位がある場合等の接着不良が有った場合、接着面に対して垂直方向の負荷を掛けることで、接着不良個所において、第２のフランジ部１４Ｂとインサート１４とを離間させて隙間（空隙）を生じさせることができる。
【００５２】
本実施形態では、このようにして接着面に負荷を掛けた後、負荷をとって無負荷状態とし、１回目と同様に、天板部１２Ｂの上面に超音波探傷装置２８の探触子４０を当てて第２のフランジ部１４Ｂと天板部１２Ｂとの接着面の超音波探傷検査を行う。
【００５３】
再び、モニタ４２には、第２のフランジ部１４Ｂと天板部１２Ｂとの接着面の状況が画像として写し出されるが、接着面に接着不良個所があった場合には、前述した様に接着不良個所において隙間が生じるので、正しく接着している部位と隙間が生じている部位とで反射波の振幅や位相に差異が生じ、モニタ４２に映し出された画像から接着不良個所を特定することができる。例えば、モニタ４２には、図５の２日目の下側の画像ｂに示すように、リング状の接着個所が映し出されるが、部分的に色が変化しており、色の変化している部位（図において、濃度の濃い部位）が接着不良個所であることが一目瞭然に分かる。
【００５４】
一方、負荷を掛けた後、図５ｃに示すように、接着個所で色の変化が無い場合には、接着個所に隙間は生じておらず、接着不良は無いことが一目瞭然に分かる。
【００５５】
なお、負荷の大きさは、構造体１０を塑性変形させるような大きな負荷としないことは勿論であり（即ち、弾性限度内の変形のみ許容）、接着剤の単位面積当たりの接着強度と、接着面の接着面積とを掛け合わせた値よりも小さく設定することも勿論である。
【００５６】
負荷が大きすぎれば、構造体１０が塑性（永久）変形したり、正しく接着されていた部位の接着破壊を生じさせ、構造体１０が使用出来なくなる。
【００５７】
また、探触子４０を移動する際に、超音波探傷装置２８と負荷装置２６とが干渉する場合には、移動可能に設けている負荷装置２６を超音波探傷装置２８から離せば良い。
本実施形態では、反射波を用いて接着面の検査を実施する必要があるため、探触子４０と接着面との間に、空隙が存在しないように構造体１０と探触子４０との位置関係を決めて超音波探傷検査を行うようにしなければならないことは言うまでも無い。
【００５８】
（検査方法その２）
上記検査方法その１では、１回目の超音波探傷検査と２回目の超音波探傷検査との間に、接着面に対して一旦負荷を掛けてから負荷を取り除いたが、本検査方法その２では、２回目の超音波探傷検査中にも継続して負荷を掛ける。
【００５９】
検査方法その１は、例えば、構造体１０の形状等により、負荷を掛けた状態では負荷装置２６のピストンロッド等が探触子４０と干渉する等して、超音波探傷検査が困難な場合に有効であり、検査方法その２では、負荷を掛けて離間していた部分が負荷を取り除くことで再び密着してしまうような場合に有効である。
【００６０】
（検査方法その３）
本実施形態では、超音波探傷検査を行う前にインサート１４に負荷を掛け、超音波探傷検査を行う際には、負荷と取り、無負荷状態で超音波探傷検査を行う。
【００６１】
この方法は、前述した検査方法その１と同様に、構造体１０の形状等により、負荷を掛けた状態では負荷装置２６のピストンロッド等が探触子４０と干渉する等して、超音波探傷検査が困難で、かつ負荷付与前に、無負荷状態の構造体１０の超音波探傷検査を行う必要が無い場合に有効である。
【００６２】
（検査方法その４）
本実施形態では、構造体１０の検査に際し、最初からインサート１４に負荷を掛けた状態で超音波探傷検査を行う。本実施形態の検査方法は、無負荷で構造体１０の超音波探傷検査を行う必要の無い場合に有効である。
【００６３】
［その他の実施形態］
上記検査方法では、インサート１４に対して鉛直方向（軸方向）の負荷を掛けて接着面に剥離方向の負荷を付与したが、接着面に対して剥離方向の負荷が付与できれば、例えば、図１（Ｂ）の矢印Ａで示すように、インサート１４に対して水平方向（軸方向とは交差する方向）の負荷を掛ける等、負荷を掛ける方向は前述した実施形態のものに限らない。また、検査対象によっては、負荷として捩りを加えるようにしても良い。
【００６４】
上記実施形態では、第２のフランジ部１４Ｂと天板部１２Ｂとの接着部位を検査する方法を説明したが、第１のフランジ部１４Ａと底板部１２Ａとの接着部位を検査する場合には、構造体１０を上下に反転し、冶具６４を下方に移動できるようにピストンロッド６２と冶具６４を連結すれば良い。下方に向けた冶具６４を下方に移動することで、第１のフランジ部１４Ａと底板部１２Ａとを剥離する方向の負荷を掛けることができる。
【００６５】
上記実施形態では、インサート１４に対して探触子４０を直接接触させたが、従来知られている様に、水、オイル等の液体を入れた水槽に構造体１０を浸漬し、液体を介して超音波を構造体１０に向けて発射して超音波探傷検査を行っても良い。
【００６６】
上記実施形態では、角パイプ状に形成された部品１２の内部にインサート１４を接着した構造体１０を検査する方法を説明したが、検査対象は、このような構造体１０に限るものではなく、また、検査部位は、接着に限らず、２つの部材が接合されている部位であれば良く、例えば、インジェクション成形等において、合成樹脂中に金属部品を埋設し、接着剤を用いずに合成樹脂と金属部品とを一体的に固着させた構成のもの、摩擦熱によって２つの部材を固着（接合面を溶融）させた構成のもの、溶接、ロー付け等によって２つの部材を固着させたもの等であっても検査対象となる。
【００６７】
上記実施形態の接合部位検査装置２２では、探触子４０を自動で移動する探触子移動装置４４を設けていたが、探触子移動装置４４は無くても良く、探触子移動装置４４が無い場合には、作業員が探触子４０を手で移動すれば良い。また、探触子４０は、超音波をスキャンする電子スキャン方式のものであっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】（Ａ）〜（Ｃ）は、構造体の検査手順を示す断面図である。
【図２】検査装置の平面図である。
【図３】図２に示す検査装置のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】図２に示す検査装置のＢ−Ｂ線断面図である（超音波探傷装置は図示省略） 。
【図５】超音波探傷検査結果を示す画像の一例である。
【符号の説明】
【００６９】
１０ 構造体（検査対象）
１２ 部品（第１の部材）
１４ インサート（第２の部材）
１９ 接着剤
２２ 接合部位検査装置
２６ 負荷装置
２８ 超音波探傷装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接合部位を超音波を用いて検査する接合部位の検査方法、及び接合部位の検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ＦＲＰ構造体に部品を取り付ける場合、ネジ部を持つ金属インサートをＦＲＰ構造体内部に接着し、金属インサートにボルトを用いて部品を固定する構造がある。
このような構造では、取付部の強度にとって接着は極めて重要である。
【０００３】
その接着状態をＦＲＰ構造体を成形後に検査する方法として、超音波探傷法を用いることが考えられている。
超音波探傷法としては、反射波を用いて、その振幅、位相にて判断する方法と、透過波を用いる方法がある。
例えば、特許文献１には、反射波を用いて金属と複合材料との接着界面を検査する方法が開示されている。
また、特許文献２には、透過波を用いて接着部を検査する方法が開示されている。
【特許文献１】特開平１１−２０１９５０号公報
【特許文献２】特開平０８−２７８２９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、反射波を用いて検査する場合、ＦＲＰと金属インサートが剥れているにもかかわらず密着している場合、接着状態は良好である、という間違った判断をしてしまう問題がある。
【０００５】
一方、透過波を用いて検査する場合、インサート形状によっては、中間に空隙があると透過波が使えないケースがある。また、透過波を用いて検査する場合、超音波発射用探触子と超音波受信用探触子との間に検査対象を配置しなければならず、検査対象が自動車等の場合、超音波発射用探触子の反対側のスペースの制約のため、超音波受信用探触子を超音波発射用探触子とは反対側の部分に当てられないケースがある。
【０００６】
本発明は上記事実を考慮し、接合部位の超音波による検査を精度良く行うことのできる接合部位の検査方法、及び接合部位に検査装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明は、第１の部材と第２の部材との接合面の接合状態を超音波を用いて検査する接合部位の検査方法であって、前記接合面に対して前記第１の部材と前記第２の部材とが離間する方向の負荷を掛ける負荷工程と、負荷の掛かった前記接合面に向けて超音波を発射し、負荷の掛かった前記接合面で反射した前記超音波の反射波を受信することで前記接合面の接合状態を検査する検査工程と、を備える。
【０００８】
次に、請求項１に記載の接合部位の検査方法を説明する。
請求項１に記載の接合部位の検査方法では、先ず、負荷工程で、接合面に対して第１の部材と第２の部材とが離間する方向の負荷を掛ける。
【０００９】
次に、検査工程にて、負荷の掛かった接合面に向けて超音波を発射し、負荷の掛かった接合面で反射した超音波の反射波を受信することで接合面の接合状態を検査する。
【００１０】
接合面において接合不良個所があった場合には、負荷を掛けることで第１の部材と第２の部材とを接合不良個所で離間させて隙間を生じさせることができ、正しく接合している部位と隙間の形成された接合不良個所とで、反射波の振幅や位相が明確に異なり、超音波の反射波を用いて接合状態を検査するに当たり接合不良個所を確実に特定することができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、第１の部材と第２の部材との接合面の接合状態を超音波を用いて検査する接合部位の検査方法であって、負荷の掛かっていない前記接合面に向けて超音波を発射し、前記接合面で反射した前記超音波の反射波を受信することで前記接合面の接合状態を検査する第１の工程と、前記接合面に対して前記第１の部材と前記第２の部材とが離間する方向の負荷を掛け、負荷の掛かった前記接合面に向けて超音波を発射し、負荷の掛かった前記接合面で反射した前記超音波の反射波を受信することで負荷の掛かった前記接合面の接合状態を検査する第２の工程と、前記第１の検査工程の検査結果と前記第２の検査工程の検査結果とを比較する第３の工程と、を備える。
【００１２】
次に、請求項３に記載の接合部位の検査方法を説明する。
請求項３に記載の接合部位の検査方法では、先ず、第１の工程で、負荷の掛かっていない接合面に向けて超音波を発射し、接合面で反射した超音波の反射波を受信することで負荷の掛かっていない接合面の接合状態を検査する。
【００１３】
次の第２の工程では、接合面に対して第１の部材と第２の部材とが離間する方向の負荷を掛け、負荷の掛かった接合面に向けて超音波を発射し、負荷の掛かった接合面で反射した超音波の反射波を受信することで負荷の掛かった接合面の接合状態を検査する。
【００１４】
次の第３の工程では、第１の検査工程の検査結果と前記第２の検査工程の検査結果とを比較する。第１の検査工程の検査結果と第２の検査工程の検査結果との間に差異が生じていれば、差異が生じている部位の接合面は接合不良であると判断できる。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、第１の部材と第２の部材との接合面の接合状態を超音波を用いて検査する接合部位の検査方法であって、前記接合面に対して前記第１の部材と前記第２の部材とが離間する方向の負荷を掛ける負荷工程と、負荷を除去した後の前記接合面に向けて超音波を発射し、前記接合面で反射した前記超音波の反射波を受信することで前記接合面の接合状態を検査する検査工程と、を備える。
【００１６】
次に、請求項３に記載の接合部位の検査方法を説明する。
請求項３に記載の接合部位の検査方法では、先ず、負荷工程で、接合面に対して第１の部材と第２の部材とが離間する方向の負荷を掛ける。ここで、接合面において第１の部材と第２の部材とが適切に接合されている場合には、第１の部材と第２の部材とが剥離することはないが、例えば、密着しているが、実際には接合していない場合、接合強度が部分的劣っている場合等の接合不良がある場合には、負荷を掛けることで、接合不良個所が離間して隙間が生ずる。部材が弾性変形して元の状態に戻らない場合には、負荷を除去した後も接合不良個所の隙間があいたままとなるので、接合面で反射した超音波の反射波を受信して接合面の接合状態を検査すれば、隙間のあいた部分と正しく接合している部分との差異が生ずるので、差異が生じている部位の接合面は接合不良であると判断できる。
【００１７】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の接合部位の検査方法において、前記接合面に対して垂直方向に負荷を掛ける。
【００１８】
次に、請求項４に記載の接合部位の検査方法を説明する。
接合面に対して垂直方向に負荷を掛けることで、第１の部材と第２の部材とを接合面に対して垂直方向に離間させて第１の部材と第２の部材との接合不良個所において効率的に隙間を生じさせることができる。なお、接合面に対して平行に負荷を掛けた場合、第１の部材と第２の部材との接合不良個所において、隙間を生じさせることができず、接合不良個所を判断できなくなる場合がある。
【００１９】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の接合部位の検査方法において、前記第１の部材と前記第２の部材とは接着剤で接合され、負荷の大きさは、前記接着剤の単位面積当たりの接着強度と接着面積との積の値よりも小さい、ことを特徴とする。
【００２０】
次に、請求項５に記載の接合部位の検査方法を説明する。
請求項５に記載の接合部位の検査方法では、第１の部材と前記第２の部材とを接着剤で接合したものが検査対象となっており、接着面（接合面）に付与する負荷の大きさは、接着剤の単位面積当たりの接着強度と接着面積との積の値よりも小さく設定する。
【００２１】
仮に、負荷の大きさが、接着剤の単位面積当たりの接着強度と接着面積との積の値以上になると、負荷を掛けたことで、適正に接着していた部分で剥離が生じ、第１の部材と第２の部材とが分離してしまう虞がある。
【００２２】
したがって、接着面に付与する負荷の大きさは、予め実験等を行い、接着剤の単位面積当たりの接着強度と接着面積との積の値よりも小さく設定することが好ましい。
【００２３】
請求項６に記載の接合部位の検査装置は、第１の部材と第２の部材とが接合された検査対象に対して、前記第１の部材と前記第２の部材とが離間する方向に負荷を掛ける負荷装置と、前記第１の部材と第２の部材との接合面に向けて超音波を発射し、前記接合面で反射した前記超音波の反射波を受信することで前記接合面の接合状態を検査する超音波探傷装置と、を備えている。
【００２４】
次に、請求項６に記載の接合部位の検査装置の作用を説明する。
請求項６に記載の接合部位の検査装置は、負荷装置、及び超音波探傷装置を備えており、負荷装置は、第１の部材と第２の部材とが接合された検査対象に対して、第１の部材と第２の部材とが離間する方向に負荷を掛けることができ、超音波探傷装置は、第１の部材と第２の部材との接合面に向けて超音波を発射し、接合面で反射した超音波の反射波を受信することで接合面の接合状態を検査することができる。
【００２５】
したがって、請求項６に記載の接合部位の検査装置は、負荷を掛けていない状態の接合面の接合状態を超音波で検査したり、負荷を掛けた状態の接合面の接合状態を超音波で検査したり、負荷を一旦掛けた後に負荷を取り除いてから接合面の接合状態を超音波で検査すること等ができる。
【００２６】
例えば、接合面において第１の部材と第２の部材とが密着しているものの接合（接着）不良を生じている場合には、負荷を掛けることで、接合不良個所において第１の部材と第２の部材とを離間させて隙間を生じさせることができ、正しく接合している部位と隙間の形成された接合不良個所とで、反射波の振幅や位相が明確に異なり、超音波の反射波を用いて接合状態を検査するに当たり、接合不良個所を確実に特定することができるようになる。
【００２７】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の接合部位の検査装置において、前記負荷装置は、接合面に対して垂直方向に負荷を掛ける。
【００２８】
次に、請求項７に記載の接合部位の検査装置の作用を説明する。
負荷装置は、接合面に対して垂直方向に負荷を掛けることができ、接合面において接合不良個所があった場合には、第１の部材と第２の部材とが接合面に対して垂直方向に離間させて効率的に隙間を生じさせることができる。なお、接合面に対して平行に負荷を掛ける場合、第１の部材と第２の部材との接合不良個所において、隙間を生じさせることができず、接合不良個所を判断できなくなる場合がある。
【００２９】
請求項８に記載の発明は、請求項６または請求項７に記載の接合部位の検査装置において、前記負荷装置は、前記負荷の大きさが調整可能とされている。
【００３０】
次に、請求項８に記載の接合部位の検査装置の作用を説明する。
負荷装置の調整によって、接合面に作用させる負荷の大きさを調整することができる。
【００３１】
請求項９に記載の発明は、請求項６〜請求項８の何れか１項に記載の接合部位の検査装置において、前記負荷装置によって負荷を掛けながら、前記超音波探傷装置によって前記接合面の状態を検査する。
【００３２】
次に、請求項９に記載の接合部位の検査装置の作用を説明する。
請求項９に記載の接合部位の検査装置では、負荷装置と超音波探傷装置を同時に作動させることができ、これにより、負荷装置によって負荷を掛けながら、超音波探傷装置によって接合面の状態を検査することができる。
【発明の効果】
【００３３】
以上説明したように本発明の接合部位の検査装置によれば、接合部位の超音波による検査を精度良く行え、しかも探触子の配置部位の制約が少ない。
【００３４】
また、本発明の接合部位の検査方法によれば、接合部位の超音波による検査を精度良く行え、しかも探触子の配置部位の制約が少ない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
（検査対象）
図１には、接合部位の検査方法を行うための検査対象としての構造体１０が断面図にて示されている。
図１に示すように、本実施形態の構造体１０は、角パイプ状に形成された部品１２の内部に、インサート１４が配置されているものである。
【００３６】
本実施形態では、部品１２の材質が例えばＣＦＲＰであり、インサート１４の材質が例えばアルミニューム合金等の金属である。なお、部品１２、及びインサート１４の材質は、上記以外の材質の場合もある。
【００３７】
インサート１４は、断面円形の柱状に形成され、軸方向中央部分が略一定径に形成され、下側には部品１２の底板部１２Ａの内面に接触する第１のフランジ部１４Ａ、上側には天板部１２Ｂの内面に接触する第２のフランジ部１４Ｂ、また、第２のフランジ部１４Ｂの中央には天板部１２Ｂに形成された孔１６を貫通する突起部１８が形成され、軸心には、突起部側から第１のフランジ部１４Ａに向けてネジ孔２０が形成されている。
【００３８】
第１のフランジ部１４Ａと底板部１２Ａ、及び第２のフランジ部１４Ｂと天板部１２Ｂとは各々接着剤１９で接着されている。
【００３９】
（接合部位検査装置）
次に、図２〜図４にしたがって、接合部位の検査を行うための接合部位検査装置２２の概略構成を説明する。
接合部位検査装置２２は、検査対象を搭載する基台２４と、検査対象に負荷を与える負荷装置２６、超音波探傷装置２８等から構成されている。
【００４０】
本実施形態の負荷装置２６は、基台２４の上面に取り付けられる１対のレール３０、レール３０に対して移動可能に支持されるベース３２、ベース３２に立設される支柱３４、支柱３４の上部に鉛直方向に取り付けられるエアシリンダー３６、エアシリンダー３６に圧縮空気を供給するエア供給装置３８を含んで構成されている。なお、エア供給装置３８は、エアコンプレッサー、圧力調整弁、圧力計等から構成されている。
【００４１】
検査対象に負荷を与える場合には、エア供給装置３８で所望の圧力に調整された圧縮空気をエアシリンダー３６に供給する。なお、検査対象に与える負荷の大きさは、エアシリンダー３６のピストンの面積とピストンが受ける圧力とから決まる。
【００４２】
超音波探傷装置２８は、超音波の送受信を行う探触子４０、モニタ４２、超音波の反射波（エコー）の波形信号を解析して検査部位の画像をモニタ４２に表示させる超音波探傷装置本体４３、探触子４０を３次元に移動可能な探触子移動装置４４等を備えており、超音波検査に一般的に用いられている公知の構成のものであり、例えば、超音波探傷反射波画像（反射波の振幅、位相の相対関係を色で表した画像）、即ち検査対象部位がカラーで表示され、適正に接着している部位と、接着されていない部位（隙間が形成されている）部位との色が異なって表示できる様に構成されているものである。
【００４３】
探触子移動装置４４は、基台２４の両端側に配置される１対のフレーム４６、フレーム４６の上端に配置される第１のレール４８、第１のレール４８に沿って移動可能に支持されたサブフレーム５０、サブフレーム５０に内蔵されサブフレーム５０を移動させる駆動装置（図示せず）、サブフレーム５０の上部に配置され、前記第１のレール４８とは直交する方向に延びる第２のレール５２、第２のレール５２に沿って移動可能に支持される移動ベース５４、移動ベース５４に内蔵され移動ベース５４を移動させる駆動装置（図示せず）、移動ベース５４に取り付けられて探触子４０を上下方向に移動する昇降装置５６、昇降装置５６及び駆動装置を制御する制御装置５８等を備えている。
【００４４】
このため、制御装置５８に予め探触子４０の移動軌跡を記憶させておくことで、制御装置５８は昇降装置５６及び駆動装置を駆動して探触子４０を自動で移動させることができる。
【００４５】
（検査方法その１）
次に、検査対象である構造体１０の検査方法の一例を以下に説明する。
本実施形態では、第２のフランジ部１４Ｂと天板部１２Ｂとの接着部位を検査する例を説明する。
【００４６】
先ず、図１（Ａ）に示すように、基台２４の上に、スペーサ６０を介して構造体１０を載せる。このとき、エアシリンダー３６のピストンロッド６２の直下に突起部１８が位置するように、負荷装置２６、及び構造体１０を位置決めすると共に、スペーサ６０はインサート１４から離れるように、構造体１０の底板部１２Ａの両端部直下に位置するように配置する。
【００４７】
次に、天板部１２Ｂの上面に超音波探傷装置２８の探触子４０を当てて周方向に移動させながら、超音波を第２のフランジ部１４Ｂと天板部１２Ｂとの接着面に向けて発射し、接着面で反射した超音波の反射波を受信する。これにより、超音波探傷装置２８のモニタ４２に第２のフランジ部１４Ｂと天板部１２Ｂとの接着面の状況が画像として写し出される。
【００４８】
ここで、第２のフランジ部１４Ｂと天板部１２Ｂとが全面的に密着していれば、接着面のどの部位においても反射波に差異を生じることは無く、モニタ４２に映し出された接着部位の画像からは接着不良個所を判断することは出来ない。
【００４９】
例えば、モニタ４２には、図５の１回目の画像ａが示すように、接着個所が一様な色（本願明細書では濃度で図示）となったリング状の接着個所が映し出される。
【００５０】
次に、図１（Ｂ）に示すように、インサート１４のネジ孔２０にボルト状の冶具６４を取り付け、エアシリンダー３６の上部気室３６Ａに予め設定した圧力の圧縮空気を流入させ、下降させたピストンロッド６２を冶具６４の上端に当ててインサート１４を下方に押圧する。インサート１４を下方に押圧することで、構造体１０の底板部１２Ａはインサート１４から負荷を受けて下方に湾曲するように撓み（撓みは微小であるため、図１（Ｂ）では撓みは図示せず。）、インサート１４は底板部１２Ａの撓みに伴って若干量下方に変位する。一方、インサート１４に接着されている天板部１２Ｂは、インサート１４の第２のフランジ部１４Ｂが接着されているので、インサート１４の変位に伴って第２のフランジ部１４Ｂとインサート１４との接着面に、垂直方向の負荷が作用することになる。
【００５１】
ここで、第２のフランジ部１４Ｂとインサート１４との接着面において、密着しているものの実際には接着していない場合、接着しているものの接着強度が部分的に極端に低下している部位がある場合等の接着不良が有った場合、接着面に対して垂直方向の負荷を掛けることで、接着不良個所において、第２のフランジ部１４Ｂとインサート１４とを離間させて隙間（空隙）を生じさせることができる。
【００５２】
本実施形態では、このようにして接着面に負荷を掛けた後、負荷をとって無負荷状態とし、１回目と同様に、天板部１２Ｂの上面に超音波探傷装置２８の探触子４０を当てて第２のフランジ部１４Ｂと天板部１２Ｂとの接着面の超音波探傷検査を行う。
【００５３】
再び、モニタ４２には、第２のフランジ部１４Ｂと天板部１２Ｂとの接着面の状況が画像として写し出されるが、接着面に接着不良個所があった場合には、前述した様に接着不良個所において隙間が生じるので、正しく接着している部位と隙間が生じている部位とで反射波の振幅や位相に差異が生じ、モニタ４２に映し出された画像から接着不良個所を特定することができる。例えば、モニタ４２には、図５の２日目の下側の画像ｂに示すように、リング状の接着個所が映し出されるが、部分的に色が変化しており、色の変化している部位（図において、濃度の濃い部位）が接着不良個所であることが一目瞭然に分かる。
【００５４】
一方、負荷を掛けた後、図５ｃに示すように、接着個所で色の変化が無い場合には、接着個所に隙間は生じておらず、接着不良は無いことが一目瞭然に分かる。
【００５５】
なお、負荷の大きさは、構造体１０を塑性変形させるような大きな負荷としないことは勿論であり（即ち、弾性限度内の変形のみ許容）、接着剤の単位面積当たりの接着強度と、接着面の接着面積とを掛け合わせた値よりも小さく設定することも勿論である。
【００５６】
負荷が大きすぎれば、構造体１０が塑性（永久）変形したり、正しく接着されていた部位の接着破壊を生じさせ、構造体１０が使用出来なくなる。
【００５７】
また、探触子４０を移動する際に、超音波探傷装置２８と負荷装置２６とが干渉する場合には、移動可能に設けている負荷装置２６を超音波探傷装置２８から離せば良い。
本実施形態では、反射波を用いて接着面の検査を実施する必要があるため、探触子４０と接着面との間に、空隙が存在しないように構造体１０と探触子４０との位置関係を決めて超音波探傷検査を行うようにしなければならないことは言うまでも無い。
【００５８】
（検査方法その２）
上記検査方法その１では、１回目の超音波探傷検査と２回目の超音波探傷検査との間に、接着面に対して一旦負荷を掛けてから負荷を取り除いたが、本検査方法その２では、２回目の超音波探傷検査中にも継続して負荷を掛ける。
【００５９】
検査方法その１は、例えば、構造体１０の形状等により、負荷を掛けた状態では負荷装置２６のピストンロッド等が探触子４０と干渉する等して、超音波探傷検査が困難な場合に有効であり、検査方法その２では、負荷を掛けて離間していた部分が負荷を取り除くことで再び密着してしまうような場合に有効である。
【００６０】
（検査方法その３）
本実施形態では、超音波探傷検査を行う前にインサート１４に負荷を掛け、超音波探傷検査を行う際には、負荷と取り、無負荷状態で超音波探傷検査を行う。
【００６１】
この方法は、前述した検査方法その１と同様に、構造体１０の形状等により、負荷を掛けた状態では負荷装置２６のピストンロッド等が探触子４０と干渉する等して、超音波探傷検査が困難で、かつ負荷付与前に、無負荷状態の構造体１０の超音波探傷検査を行う必要が無い場合に有効である。
【００６２】
（検査方法その４）
本実施形態では、構造体１０の検査に際し、最初からインサート１４に負荷を掛けた状態で超音波探傷検査を行う。本実施形態の検査方法は、無負荷で構造体１０の超音波探傷検査を行う必要の無い場合に有効である。
【００６３】
［その他の実施形態］
上記検査方法では、インサート１４に対して鉛直方向（軸方向）の負荷を掛けて接着面に剥離方向の負荷を付与したが、接着面に対して剥離方向の負荷が付与できれば、例えば、図１（Ｂ）の矢印Ａで示すように、インサート１４に対して水平方向（軸方向とは交差する方向）の負荷を掛ける等、負荷を掛ける方向は前述した実施形態のものに限らない。また、検査対象によっては、負荷として捩りを加えるようにしても良い。
【００６４】
上記実施形態では、第２のフランジ部１４Ｂと天板部１２Ｂとの接着部位を検査する方法を説明したが、第１のフランジ部１４Ａと底板部１２Ａとの接着部位を検査する場合には、構造体１０を上下に反転し、冶具６４を下方に移動できるようにピストンロッド６２と冶具６４を連結すれば良い。下方に向けた冶具６４を下方に移動することで、第１のフランジ部１４Ａと底板部１２Ａとを剥離する方向の負荷を掛けることができる。
【００６５】
上記実施形態では、インサート１４に対して探触子４０を直接接触させたが、従来知られている様に、水、オイル等の液体を入れた水槽に構造体１０を浸漬し、液体を介して超音波を構造体１０に向けて発射して超音波探傷検査を行っても良い。
【００６６】
上記実施形態では、角パイプ状に形成された部品１２の内部にインサート１４を接着した構造体１０を検査する方法を説明したが、検査対象は、このような構造体１０に限るものではなく、また、検査部位は、接着に限らず、２つの部材が接合されている部位であれば良く、例えば、インジェクション成形等において、合成樹脂中に金属部品を埋設し、接着剤を用いずに合成樹脂と金属部品とを一体的に固着させた構成のもの、摩擦熱によって２つの部材を固着（接合面を溶融）させた構成のもの、溶接、ロー付け等によって２つの部材を固着させたもの等であっても検査対象となる。
【００６７】
上記実施形態の接合部位検査装置２２では、探触子４０を自動で移動する探触子移動装置４４を設けていたが、探触子移動装置４４は無くても良く、探触子移動装置４４が無い場合には、作業員が探触子４０を手で移動すれば良い。また、探触子４０は、超音波をスキャンする電子スキャン方式のものであっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】（Ａ）〜（Ｃ）は、構造体の検査手順を示す断面図である。
【図２】検査装置の平面図である。
【図３】図２に示す検査装置のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】図２に示す検査装置のＢ−Ｂ線断面図である（超音波探傷装置は図示省略） 。
【図５】超音波探傷検査結果を示す画像の一例である。
【符号の説明】
【００６９】
１０ 構造体（検査対象）
１２ 部品（第１の部材）
１４ インサート（第２の部材）
１９ 接着剤
２２ 接合部位検査装置
２６ 負荷装置
２８ 超音波探傷装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の部材と第２の部材との接合面の接合状態を超音波を用いて検査する接合部位の検査方法であって、
前記接合面に対して前記第１の部材と前記第２の部材とが離間する方向の負荷を掛ける負荷工程と、
負荷の掛かった前記接合面に向けて超音波を発射し、負荷の掛かった前記接合面で反射した前記超音波の反射波を受信することで前記接合面の接合状態を検査する検査工程と、
を備える接合部位の検査方法。
【請求項２】
第１の部材と第２の部材との接合面の接合状態を超音波を用いて検査する接合部位の検査方法であって、
負荷の掛かっていない前記接合面に向けて超音波を発射し、前記接合面で反射した前記超音波の反射波を受信することで前記接合面の接合状態を検査する第１の工程と、
前記接合面に対して前記第１の部材と前記第２の部材とが離間する方向の負荷を掛け、負荷の掛かった前記接合面に向けて超音波を発射し、負荷の掛かった前記接合面で反射した前記超音波の反射波を受信することで負荷の掛かった前記接合面の接合状態を検査する第２の工程と、
前記第１の検査工程の検査結果と前記第２の検査工程の検査結果とを比較する第３の工程と、
を備える接合部位の検査方法。
【請求項３】
第１の部材と第２の部材との接合面の接合状態を超音波を用いて検査する接合部位の検査方法であって、
前記接合面に対して前記第１の部材と前記第２の部材とが離間する方向の負荷を掛ける負荷工程と、
負荷を除去した後の前記接合面に向けて超音波を発射し、前記接合面で反射した前記超音波の反射波を受信することで前記接合面の接合状態を検査する検査工程と、
を備える接合部位の検査方法。
【請求項４】
前記接合面に対して垂直方向に負荷を掛ける、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の接合部位の検査方法。
【請求項５】
前記第１の部材と前記第２の部材とは接着剤で接合され、
負荷の大きさは、前記接着剤の単位面積当たりの接着強度と接着面積との積の値よりも小さい、ことを特徴とする請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の接合部位の検査方法。
【請求項６】
第１の部材と第２の部材とが接合された検査対象に対して、前記第１の部材と前記第２の部材とが離間する方向に負荷を掛ける負荷装置と、
前記第１の部材と第２の部材との接合面に向けて超音波を発射し、前記接合面で反射した前記超音波の反射波を受信することで前記接合面の接合状態を検査する超音波探傷装置と、
を備えた接合部位の検査装置。
【請求項７】
前記負荷装置は、接合面に対して垂直方向に負荷を掛ける、請求項６に記載の接合部位の検査装置。
【請求項８】
前記負荷装置は、前記負荷の大きさが調整可能とされている、請求項６または請求項７に記載の接合部位の検査装置。
【請求項９】
前記負荷装置によって負荷を掛けながら、前記超音波探傷装置によって前記接合面の状態を検査する請求項６〜請求項８の何れか１項に記載の接合部位の検査装置。
【請求項１】
第１の部材と第２の部材との接合面の接合状態を超音波を用いて検査する接合部位の検査方法であって、
前記接合面に対して前記第１の部材と前記第２の部材とが離間する方向の負荷を掛ける負荷工程と、
負荷の掛かった前記接合面に向けて超音波を発射し、負荷の掛かった前記接合面で反射した前記超音波の反射波を受信することで前記接合面の接合状態を検査する検査工程と、
を備える接合部位の検査方法。
【請求項２】
第１の部材と第２の部材との接合面の接合状態を超音波を用いて検査する接合部位の検査方法であって、
負荷の掛かっていない前記接合面に向けて超音波を発射し、前記接合面で反射した前記超音波の反射波を受信することで前記接合面の接合状態を検査する第１の工程と、
前記接合面に対して前記第１の部材と前記第２の部材とが離間する方向の負荷を掛け、負荷の掛かった前記接合面に向けて超音波を発射し、負荷の掛かった前記接合面で反射した前記超音波の反射波を受信することで負荷の掛かった前記接合面の接合状態を検査する第２の工程と、
前記第１の検査工程の検査結果と前記第２の検査工程の検査結果とを比較する第３の工程と、
を備える接合部位の検査方法。
【請求項３】
第１の部材と第２の部材との接合面の接合状態を超音波を用いて検査する接合部位の検査方法であって、
前記接合面に対して前記第１の部材と前記第２の部材とが離間する方向の負荷を掛ける負荷工程と、
負荷を除去した後の前記接合面に向けて超音波を発射し、前記接合面で反射した前記超音波の反射波を受信することで前記接合面の接合状態を検査する検査工程と、
を備える接合部位の検査方法。
【請求項４】
前記接合面に対して垂直方向に負荷を掛ける、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の接合部位の検査方法。
【請求項５】
前記第１の部材と前記第２の部材とは接着剤で接合され、
負荷の大きさは、前記接着剤の単位面積当たりの接着強度と接着面積との積の値よりも小さい、ことを特徴とする請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の接合部位の検査方法。
【請求項６】
第１の部材と第２の部材とが接合された検査対象に対して、前記第１の部材と前記第２の部材とが離間する方向に負荷を掛ける負荷装置と、
前記第１の部材と第２の部材との接合面に向けて超音波を発射し、前記接合面で反射した前記超音波の反射波を受信することで前記接合面の接合状態を検査する超音波探傷装置と、
を備えた接合部位の検査装置。
【請求項７】
前記負荷装置は、接合面に対して垂直方向に負荷を掛ける、請求項６に記載の接合部位の検査装置。
【請求項８】
前記負荷装置は、前記負荷の大きさが調整可能とされている、請求項６または請求項７に記載の接合部位の検査装置。
【請求項９】
前記負荷装置によって負荷を掛けながら、前記超音波探傷装置によって前記接合面の状態を検査する請求項６〜請求項８の何れか１項に記載の接合部位の検査装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１０−１１７２５２（Ｐ２０１０−１１７２５２Ａ）
【公開日】平成２２年５月２７日（２０１０．５．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２９１０５３（Ｐ２００８−２９１０５３）
【出願日】平成２０年１１月１３日（２００８．１１．１３）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【出願人】（０００２３５５３２）非破壊検査株式会社 (49)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年５月２７日（２０１０．５．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月１３日（２００８．１１．１３）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【出願人】（０００２３５５３２）非破壊検査株式会社 (49)
【Ｆターム（参考）】
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