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JP5332941B2 - Measuring head for inner surface inspection equipment - Google Patents
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JP5332941B2 - Measuring head for inner surface inspection equipment - Google Patents

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Description

本発明は、被検査物のボアを臨む内周面における表面及び内部の欠陥を検査する内周面検査装置の測定ヘッドに係り、特に、エンジンのシリンダまたはシリンダブロックのシリンダボアを臨むシリンダ内周面における表面及び内部の欠陥を検査する内周面検査装置の測定ヘッドに関する。   The present invention relates to a measuring head of an inner peripheral surface inspection apparatus that inspects a surface and an internal defect on an inner peripheral surface facing a bore of an object to be inspected, and in particular, a cylinder inner peripheral surface facing a cylinder bore of an engine cylinder or a cylinder block. The present invention relates to a measuring head of an inner peripheral surface inspection apparatus that inspects a surface and an internal defect.

エンジンのシリンダまたはシリンダブロックのシリンダボアを臨むシリンダ内周面における表面及び内部の欠陥を検査する内周面検査装置では、図10に示すように、測定ヘッド100の先端部に、例えば渦流探傷センサ101が、センサ面を外方に向けて設置されている。この測定ヘッド100は、図示しない昇降ユニットによりシリンダボア内に挿入され、図示しないに回転ユニットにより回転される間に、シリンダ内周面の表面及び内部に存在する欠陥、例えば鋳巣や傷などを検査する。   In the inner peripheral surface inspection apparatus for inspecting the surface and internal defects on the inner peripheral surface of the cylinder facing the cylinder bore of the engine cylinder or cylinder block, as shown in FIG. However, it is installed with the sensor surface facing outward. The measuring head 100 is inserted into the cylinder bore by a lifting unit (not shown) and inspected for defects existing on the inner peripheral surface of the cylinder and inside, for example, a cast hole and a flaw, while being rotated by a rotating unit (not shown). To do.

ところで、渦流探傷センサ101では、センサ面とシリンダ内周面との距離が検出中に変化すると、その距離変化が検出結果に大きな影響を及ぼしてしまう。例えば、シリンダブロックが固定され、このシリンダブロックに対して測定ヘッド100が常に同一軌跡で運動する場合であっても、このシリンダブロックのシリンダボア位置や、シリンダ内周面の直径、シリンダ内周面の傾き等のばらつきによって、渦流探傷センサ101とシリンダ内周面との距離が渦流探傷センサ101の検出中に変化してしまい、欠陥の検出が不可能になる場合がある。   By the way, in the eddy current flaw detection sensor 101, if the distance between the sensor surface and the cylinder inner peripheral surface changes during the detection, the change in the distance greatly affects the detection result. For example, even when the cylinder block is fixed and the measuring head 100 always moves with the same locus relative to the cylinder block, the cylinder bore position of the cylinder block, the diameter of the cylinder inner peripheral surface, the cylinder inner peripheral surface Due to variations in inclination or the like, the distance between the eddy current flaw detection sensor 101 and the inner peripheral surface of the cylinder may change during detection by the eddy current flaw detection sensor 101, and the defect may not be detected.

そこで、特許文献1に記載のように、測定ヘッドに変位センサを追加して設置し、この変位センサとシリンダ内周面との距離を測定し、この測定値に基づきXYテーブルを駆動して測定ヘッドの位置を補正し、これにより、探傷センサとシリンダ内周面との距離を一定に維持する検査装置が知られている。   Therefore, as described in Patent Document 1, a displacement sensor is additionally installed in the measurement head, the distance between the displacement sensor and the cylinder inner peripheral surface is measured, and the XY table is driven based on the measured value. There is known an inspection apparatus that corrects the position of the head and thereby maintains a constant distance between the flaw detection sensor and the inner peripheral surface of the cylinder.

特開2003−294710号公報JP 2003-294710 A

特許文献1に記載の検査装置では、例えば800rpmの回転速度で回転する測定ヘッドを、XYテーブルによりX方向及びY方向にリアルタイムで位置補正することになる。しかし、このような位置補正は、処理時間やXYテーブル駆動部の応答性などから制御が困難であり、これを実現するためには、複雑で高価な検査装置になってしまう。   In the inspection apparatus described in Patent Document 1, for example, the position of a measurement head that rotates at a rotation speed of 800 rpm is corrected in real time in the X direction and the Y direction using an XY table. However, such position correction is difficult to control due to processing time, responsiveness of the XY table driving unit, and the like, and in order to realize this, a complicated and expensive inspection apparatus is required.

本発明の目的は、上述の事情を考慮してなされたものであり、探傷センサのセンサ面と被検査物の内周面との距離を簡単な構造で一定に維持して、前記内周面の表面及び内部の欠陥を高精度に検出できる内周面検査装置の測定ヘッドを提供することにある。   The object of the present invention has been made in consideration of the above-mentioned circumstances, and maintains the distance between the sensor surface of the flaw detection sensor and the inner peripheral surface of the inspection object constant with a simple structure, and the inner peripheral surface. Another object of the present invention is to provide a measuring head for an inner peripheral surface inspection apparatus that can detect a surface defect and an internal defect with high accuracy.

本発明は、被検査物のボア内に挿入されて、このボアを臨む内周面の周方向に回転し、この内周面の表面及び内部の欠陥を検査する内周面検査装置の測定ヘッドであって、フレーム、ムービングベース、探傷センサガイドローラ及び変位センサを備えた測定ヘッド本体を有し、前記ムービングベースは、前記フレームに対して前記被検査物の内周面の直径方向に移動可能に設けられ、前記探傷センサは、前記ムービングベースに取り付けられて、センサ面が前記被検査物の内周面に対向し、この内周面の表面及び内部の欠陥を検出し、前記ガイドローラは、前記ムービングベースの、平面視において前記探傷センサの両側であって、側面視において前記探傷センサと同一高さの位置に取り付けられ、測定ヘッドの回転時に前記ムービングベースと共に前記内周面の半径方向外側へ移動し、この内周面に押圧された状態で転動するよう構成される一方、前記ムービングベースには、前記探傷センサと同軸上で、且つこの探傷センサと反対位置に、前記探傷センサのセンサ面と被検査物の内周面との距離変化を求めるための変位センサが配置されたことを特徴とするものである。 The present invention relates to a measuring head of an inner peripheral surface inspection apparatus that is inserted into a bore of an object to be inspected, rotates in the circumferential direction of the inner peripheral surface facing the bore, and inspects the surface of the inner peripheral surface and internal defects. A measuring head body having a frame, a moving base, a flaw detection sensor , a guide roller, and a displacement sensor , wherein the moving base moves in a diameter direction of an inner peripheral surface of the inspection object with respect to the frame. The flaw detection sensor is attached to the moving base, the sensor surface faces the inner peripheral surface of the object to be inspected, detects the surface of the inner peripheral surface and internal defects, and the guide roller the said moving base, a both sides of the flaw sensor in plan view, is attached at a position of the flaw sensor the same height as viewed from the side, the moving base during rotation of the measuring head Go radially outwardly of the inner peripheral surface with the scan, whereas that consists to roll in pressed state to the inner circumferential surface, said the moving base on the flaw sensor coaxially, and the flaw detection A displacement sensor for determining a change in the distance between the sensor surface of the flaw detection sensor and the inner peripheral surface of the inspection object is disposed at a position opposite to the sensor .

本発明によれば、測定ヘッドの回転時に、ムービングベースが被検査物の内周面の半径方向外側へ移動し、このムービングベースに取り付けられたガイドローラが前記内周面に押圧された状態で転動し、これにより、ムービングベースに取り付けられた探傷センサが前記内周面に追従して位置づけられる。このため、探傷センサのセンサ面と被検査物の内周面との距離を簡単な構造で一定に維持でき、この結果、探傷センサにより被検査物の内周面における表面及び内部の欠陥を高精度に検出できる。   According to the present invention, when the measuring head is rotated, the moving base moves outward in the radial direction of the inner peripheral surface of the object to be inspected, and the guide roller attached to the moving base is pressed against the inner peripheral surface. Thus, the flaw detection sensor attached to the moving base is positioned following the inner peripheral surface. For this reason, the distance between the sensor surface of the flaw detection sensor and the inner peripheral surface of the object to be inspected can be kept constant with a simple structure. As a result, the flaw detection sensor increases the surface and internal defects on the inner peripheral surface of the inspection object. It can be detected with accuracy.

本発明に係る内周面検査装置の測定ヘッドにおける一実施の形態が適用されたシリンダ内周面欠陥検査装置を示し、(A)は正面図、(B)は図1(A)のIB矢視図。The cylinder inner peripheral surface defect inspection apparatus to which one embodiment in the measuring head of the inner peripheral surface inspection apparatus according to the present invention is applied is shown, (A) is a front view, (B) is an IB arrow in FIG. Visual view. 図1の測定ヘッドを示す斜視図。The perspective view which shows the measuring head of FIG. 図2の測定ヘッドを斜め下方から目視して示す斜視図。FIG. 3 is a perspective view showing the measuring head of FIG. 2 as viewed from obliquely below. (A)は図2の測定ヘッドを示す側面図、(B)は図4(A)の部分拡大図。(A) is a side view showing the measuring head of FIG. 2, (B) is a partially enlarged view of FIG. 4 (A). 図2の測定ヘッドを示す底面図。The bottom view which shows the measuring head of FIG. 図2の測定ヘッドの組付け斜視図。FIG. 3 is an assembled perspective view of the measurement head of FIG. 2. 図6における2種類のスペーサをそれぞれ示す底面図。FIG. 7 is a bottom view showing two types of spacers in FIG. 6. セッティングゲージを用いた渦流探傷センサの位置調整状況を示す斜視図。The perspective view which shows the position adjustment condition of the eddy current flaw detection sensor using a setting gauge. 図8のセッティングゲージを示す組付け斜視図。The assembly perspective view which shows the setting gauge of FIG. 従来の内周面検査装置の測定ヘッドを示す斜視図。The perspective view which shows the measuring head of the conventional inner peripheral surface test | inspection apparatus.

以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面に基づき説明する。   The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1は、本発明に係る内周面検査装置の測定ヘッドにおける一実施の形態が適用されたシリンダ内周面欠陥検査装置を示し、(A)が正面図、(B)が図1(A)のIB矢視図である。この図1に示す内周面検査装置としてのシリンダ内周面欠陥検査装置10は、被検査物としてのシリンダまたはシリンダブロック1の複数のシリンダボア2を臨むそれぞれのシリンダ内周面3における表面及び内部の欠陥(例えば鋳巣や傷など)を検査するものであり、昇降ユニット11、回転ユニット12及び測定ヘッド13を有して構成される。   1A and 1B show a cylinder inner peripheral surface defect inspection apparatus to which an embodiment of a measuring head of an inner peripheral surface inspection apparatus according to the present invention is applied. FIG. 1A is a front view, and FIG. It is an IB arrow line view of). A cylinder inner peripheral surface defect inspection device 10 as an inner peripheral surface inspection device shown in FIG. 1 includes a surface and an inner surface of each cylinder inner peripheral surface 3 facing a plurality of cylinder bores 2 of a cylinder or a cylinder block 1 as an inspection object. In this case, the elevating unit 11, the rotating unit 12, and the measuring head 13 are configured.

昇降ユニット11は、架台14に固定された固定プレート15に、昇降駆動源としての例えばサーボモータ16が固定して取り付けられ、このサーボモータ16の回転軸にボールねじ17が鉛直下向きに延在され、スライドプレート18の裏面に設置されたナット19が前記ボールねじ17に螺合されて構成される。   The elevating unit 11 is attached to a fixed plate 15 fixed to the gantry 14 with, for example, a servo motor 16 as an elevating drive source fixed, and a ball screw 17 extends vertically downward on a rotation shaft of the servo motor 16. A nut 19 installed on the back surface of the slide plate 18 is screwed into the ball screw 17.

また、回転ユニット12は、スライドプレート18の表面にモータ20が回転駆動源として設置され、このモータ20にタイミングベルト21等を介して回転シャフト22が連結されたものである。この回転シャフト22は、スライドプレート18に設置されたベアリングユニット23によって、スライドプレート18に回転自在に支持される。そして、回転シャフト22の下部先端に前記測定ヘッド13が取り付けられる。   The rotation unit 12 has a motor 20 installed on the surface of the slide plate 18 as a rotation drive source, and a rotation shaft 22 connected to the motor 20 via a timing belt 21 and the like. The rotary shaft 22 is rotatably supported on the slide plate 18 by a bearing unit 23 installed on the slide plate 18. The measuring head 13 is attached to the lower end of the rotating shaft 22.

従って、サーボモータ16の駆動により、ボールねじ17及びナット19を介してスライドプレート18が昇降する。また、モータ20の駆動により、タイミングベルト21を介して回転シャフト22が回転する。これらにより、測定ヘッド13は、シリンダブロック1のシリンダボア2内に挿入され、シリンダ内周面3の周方向に沿って回転して、このシリンダ内周面3の表面及び内部の欠陥を検査する。この検査時に、測定ヘッド13は、シリンダ内周面3に対して例えば1回転する毎にシリンダ内周面3の軸方向に一定距離だけ昇降または下降し、これを繰り返してシリンダ内周面3の全面に対して欠陥を検査する。   Therefore, the drive of the servo motor 16 moves the slide plate 18 up and down via the ball screw 17 and the nut 19. Further, the rotation shaft 22 is rotated via the timing belt 21 by the driving of the motor 20. As a result, the measuring head 13 is inserted into the cylinder bore 2 of the cylinder block 1 and rotates along the circumferential direction of the cylinder inner peripheral surface 3 to inspect the surface and internal defects of the cylinder inner peripheral surface 3. At the time of this inspection, the measuring head 13 moves up and down by a certain distance in the axial direction of the cylinder inner peripheral surface 3 every time it rotates, for example, relative to the cylinder inner peripheral surface 3. Inspect the entire surface for defects.

測定ヘッド13は、図2〜図4に示すように、フレーム24、ムービングベース25、渦流探傷センサ26、ガイドローラ27及び渦電流変位センサ28を備えた測定ヘッド本体29と、この測定ヘッド本体29を回転シャフト22に結合させるためのスペーサ30とを有して構成される。回転シャフト22からの回転力及び昇降移動力がスペーサ30を介して測定ヘッド本体29へ付与される。   2 to 4, the measurement head 13 includes a measurement head main body 29 including a frame 24, a moving base 25, an eddy current flaw detection sensor 26, a guide roller 27, and an eddy current displacement sensor 28, and the measurement head main body 29. And a spacer 30 for coupling to the rotating shaft 22. A rotational force and a lifting / lowering moving force from the rotary shaft 22 are applied to the measurement head main body 29 via the spacer 30.

フレーム24は、フレーム平面部24Aの底面から一対のフレーム垂下部24Bが一体に垂下されてなる。これら一対のフレーム垂下部24Bのそれぞれの先端部にガイドブッシュ31Aが嵌装される。そして、各ガイドブッシュ31A内に、一端が前記ムービングベース25のアーム部25Aに固定された一対のガイドバー31のそれぞれが挿通される。   The frame 24 is formed by hanging a pair of frame hanging parts 24B integrally from the bottom surface of the frame plane part 24A. A guide bush 31A is fitted to the tip of each of the pair of frame hanging parts 24B. Each of the pair of guide bars 31 having one end fixed to the arm portion 25A of the moving base 25 is inserted into each guide bush 31A.

これらのガイドバー31は、図4及び図5に示すように、前記渦流探傷センサ26の両側にこの渦流探傷センサ26と平行して、且つこの渦流探傷センサ26と同一高さに配置される。これらのガイドバー31により、ムービングベース25は、渦流探傷センサ26の軸方向、つまりシリンダ内周面3の直径方向にのみ移動可能にフレーム垂下部24Bに取り付けられる。   As shown in FIGS. 4 and 5, these guide bars 31 are arranged on both sides of the eddy current flaw detection sensor 26 in parallel with the eddy current flaw detection sensor 26 and at the same height as the eddy current flaw detection sensor 26. By these guide bars 31, the moving base 25 is attached to the frame hanging portion 24B so as to be movable only in the axial direction of the eddy current flaw detection sensor 26, that is, in the diameter direction of the cylinder inner peripheral surface 3.

また、図2及び図3に示すように、ムービングベース25の両アーム部25Aとフレーム垂下部24Bとの間に圧縮スプリング32が、ガイドバー31と同軸に配置されると共に、このガイドバー31の他端にストッパ33が固定されている。このストッパ33がガイドブッシュ31Aに当接することで、圧縮スプリング32のばね力によるムービングベース25の移動が規制(制止)される。   2 and 3, a compression spring 32 is disposed coaxially with the guide bar 31 between both arm portions 25A of the moving base 25 and the frame hanging portion 24B. A stopper 33 is fixed to the other end. When the stopper 33 comes into contact with the guide bush 31A, the movement of the moving base 25 by the spring force of the compression spring 32 is restricted (restrained).

渦流探傷センサ26は、シリンダブロック1のシリンダ内周面3の表面及び内部の欠陥を検出するものであり、センサハウジング34に取り付けられる。このセンサハウジング34は、ムービングベース25に取付ビス35を用いて固定されるが、この取付ビス35を緩めることで、ムービングベース25に対して渦流探傷センサ26の軸方向(つまりシリンダ内周面3の直径方向)に微調整可能に設けられる。このセンサハウジング34は、渦流探傷検出への影響を回避するために、例えばプラスチックにて構成されている。渦流探傷センサ26がセンサハウジング34を介してムービングベース25に取り付けられた状態で、渦流探傷センサ26のセンサ面36は、図5に示すように、シリンダブロック1のシリンダ内周面3に対向して設けられる。   The eddy current flaw detection sensor 26 detects a defect on the surface and inside of the cylinder inner peripheral surface 3 of the cylinder block 1 and is attached to the sensor housing 34. The sensor housing 34 is fixed to the moving base 25 using a mounting screw 35. By loosening the mounting screw 35, the axial direction of the eddy current flaw detection sensor 26 with respect to the moving base 25 (that is, the cylinder inner peripheral surface 3). (In the diameter direction) can be finely adjusted. The sensor housing 34 is made of plastic, for example, in order to avoid an influence on detection of eddy current flaw detection. With the eddy current flaw detection sensor 26 attached to the moving base 25 via the sensor housing 34, the sensor surface 36 of the eddy current flaw detection sensor 26 faces the cylinder inner peripheral surface 3 of the cylinder block 1 as shown in FIG. Provided.

図4及び図5に示すように、ムービングベース25における一対のアーム部25Aのそれぞれの前方に、前記ガイドローラ27が回転自在に設置される。これら一対のガイドローラ27は、平面視または底面視(図5)において渦流探傷センサ26の両側に配置され、側面視(図4)において渦流探傷センサ26と同一高さに位置付けられる。これらのガイドローラ27は、測定ヘッド13がシリンダブロック1のシリンダボア2内に挿入されたときにシリンダ内周面3に接触し、このときの渦流探傷センサ26のセンサ面36とシリンダ内周面3との距離Mは、図12に示すセッティングゲージ47(後述)を用いて、例えば0.3mmの適性値になるように、センサハウジング34がムービングベース25に対して位置調整される。   As shown in FIGS. 4 and 5, the guide roller 27 is rotatably installed in front of each of the pair of arm portions 25 </ b> A in the moving base 25. The pair of guide rollers 27 are disposed on both sides of the eddy current flaw detection sensor 26 in a plan view or a bottom view (FIG. 5), and are positioned at the same height as the eddy current flaw detection sensor 26 in a side view (FIG. 4). These guide rollers 27 come into contact with the cylinder inner peripheral surface 3 when the measuring head 13 is inserted into the cylinder bore 2 of the cylinder block 1. At this time, the sensor surface 36 of the eddy current flaw detection sensor 26 and the cylinder inner peripheral surface 3. The position of the sensor housing 34 is adjusted with respect to the moving base 25 using a setting gauge 47 (described later) shown in FIG.

更に、図5に示すように、シリンダボア2の中心(即ちシリンダ内周面3の中心O)と測定ヘッド13の回転中心Pとがずれている場合、一対のガイドローラ27は、測定ヘッド13におけるシリンダ内周面3の周方向に沿う回転時(例えば図5の矢印A方向の回転時)に、ムービングベース25に作用する遠心力と圧縮スプリング32によるばね力によって、ムービングベース25と共にシリンダ内周面3の半径方向外側へ移動し、このシリンダ内周面3に押圧されて転動する。従って、ムービングベース25は、シリンダ内周面3の位置に追従して動き、この結果、ムービングベース25にセンサハウジング34を介して取り付けられた渦流探傷センサ26も、シリンダ内周面3に追従して位置付けられる。このため、シリンダ内周面3の中心Oと測定ヘッド13の回転中心Pとがずれている場合にも、渦流探傷センサ26のセンサ面36とシリンダ内周面3との距離Mが前述の適性な一定値(例えば0.3mm)に維持される。   Furthermore, as shown in FIG. 5, when the center of the cylinder bore 2 (that is, the center O of the cylinder inner peripheral surface 3) and the rotation center P of the measuring head 13 are shifted, the pair of guide rollers 27 is connected to the measuring head 13. When rotating along the circumferential direction of the cylinder inner peripheral surface 3 (for example, when rotating in the direction of arrow A in FIG. 5), the centrifugal force acting on the moving base 25 and the spring force of the compression spring 32 cause the cylinder inner periphery together with the moving base 25. It moves to the outer side in the radial direction of the surface 3 and is pressed by the cylinder inner peripheral surface 3 to roll. Accordingly, the moving base 25 moves following the position of the cylinder inner peripheral surface 3, and as a result, the eddy current flaw detection sensor 26 attached to the moving base 25 via the sensor housing 34 also follows the cylinder inner peripheral surface 3. Positioned. Therefore, even when the center O of the cylinder inner peripheral surface 3 and the rotation center P of the measuring head 13 are deviated, the distance M between the sensor surface 36 of the eddy current flaw detection sensor 26 and the cylinder inner peripheral surface 3 is the above-mentioned suitability. A constant value (for example, 0.3 mm) is maintained.

ここで、ガイドローラ27はプラスチックにて構成されて、シリンダ内周面3への接触時にこのシリンダ内周面3を傷つけることが防止される。   Here, the guide roller 27 is made of plastic and prevents the cylinder inner peripheral surface 3 from being damaged when contacting the cylinder inner peripheral surface 3.

これら一対のガイドローラ27のそれぞれには、図4及び図5に示すように、測定ヘッド13をシリンダブロック1のシリンダボア2内に挿入する際に、シリンダ内周面3の周縁部4に当接して、ムービングベース25をシリンダ内周面3の半径方向において内側(シリンダ内周面3の中心O側)へ移動させるためのテーパ面37が形成されている。   As shown in FIGS. 4 and 5, each of the pair of guide rollers 27 comes into contact with the peripheral edge portion 4 of the cylinder inner peripheral surface 3 when the measuring head 13 is inserted into the cylinder bore 2 of the cylinder block 1. Thus, a tapered surface 37 is formed for moving the moving base 25 inward (in the center O side of the cylinder inner peripheral surface 3) in the radial direction of the cylinder inner peripheral surface 3.

測定ヘッド13がシリンダボア2内に存在しないとき(つまり、ムービングベース25の動作がストッパ33によって制止されているとき)には、測定ヘッド13の回転中心Pからガイドローラ27のシリンダ内周面3への接触点までの距離Lは、シリンダ内周面3の精度のばらつきに対応させるために、シリンダ内周面3の半径よりも例えば0.5mm程度大きく設定されている。この測定ヘッド13がシリンダボア2に近づいたとき、測定ヘッド13のガイドローラ27のテーパ面37がシリンダ内周面3の周縁部4に当接し、この周縁部4からテーパ面37へ作用する力Fの半径方向分力Fx(図4(B))は、ムービングベース25を渦流探傷センサ26の軸方向内側(即ちシリンダ内周面3の半径方向内側)へ、圧縮スプリング32の付勢力に抗して移動させる。これにより、測定ヘッド13は、ガイドローラ27のテーパ面37に案内されて、シリンダボア2内に挿入される。この測定ヘッド13がシリンダボア2内に挿入された状態を図4及び図5に示す。   When the measuring head 13 does not exist in the cylinder bore 2 (that is, when the movement of the moving base 25 is stopped by the stopper 33), the rotation center P of the measuring head 13 moves to the cylinder inner peripheral surface 3 of the guide roller 27. The distance L to the contact point is set to be, for example, about 0.5 mm larger than the radius of the cylinder inner peripheral surface 3 in order to cope with variations in accuracy of the cylinder inner peripheral surface 3. When the measuring head 13 approaches the cylinder bore 2, the tapered surface 37 of the guide roller 27 of the measuring head 13 comes into contact with the peripheral edge 4 of the cylinder inner peripheral surface 3, and the force F acting on the tapered surface 37 from the peripheral edge 4. The radial component force Fx of FIG. 4B (FIG. 4B) resists the urging force of the compression spring 32 by moving the moving base 25 inward in the axial direction of the eddy current flaw detection sensor 26 (that is, radially inward of the cylinder inner peripheral surface 3). To move. As a result, the measuring head 13 is guided by the tapered surface 37 of the guide roller 27 and inserted into the cylinder bore 2. A state in which the measuring head 13 is inserted into the cylinder bore 2 is shown in FIGS.

前記ガイドローラ27のテーパ面37を形成するテーパ角度θは、シリンダ内周面3の周縁部4からテーパ面37へ作用する力Fのうち、半径方向分力Fxが軸方向分力Fyよりも大きくなるように微小な角度に設定される。   The taper angle θ that forms the tapered surface 37 of the guide roller 27 is such that the radial component force Fx is greater than the axial component force Fy of the force F acting on the tapered surface 37 from the peripheral edge 4 of the cylinder inner peripheral surface 3. A small angle is set so as to increase.

また、ガイドローラ27のテーパ面37は、ガイドローラ27の下部に設けられるが、更に測定ヘッド13の側面視において、渦流探傷センサ26の下端26Aよりも下方の領域に形成される。従って、測定ヘッド13がガイドローラ27のテーパ面37に案内されてシリンダボア2内に挿入されるときに、渦流探傷センサ26がシリンダ内周面3に干渉(衝突)することがなく、更に、測定ヘッド13がシリンダボア2内に挿入されたときには、渦流探傷センサ26のセンサ面36とシリンダ内周面3との距離Mは、前述の一定値(例えば0.3mm)に設定される。   The tapered surface 37 of the guide roller 27 is provided below the guide roller 27, and is formed in a region below the lower end 26 </ b> A of the eddy current flaw detection sensor 26 in a side view of the measurement head 13. Therefore, when the measuring head 13 is guided by the tapered surface 37 of the guide roller 27 and inserted into the cylinder bore 2, the eddy current flaw detection sensor 26 does not interfere (collision) with the cylinder inner peripheral surface 3, and the measurement is further performed. When the head 13 is inserted into the cylinder bore 2, the distance M between the sensor surface 36 of the eddy current flaw detection sensor 26 and the cylinder inner peripheral surface 3 is set to the above-described constant value (for example, 0.3 mm).

図3及び図4に示すように、ムービングベース25に固定されたセンサハウジング34には、渦流探傷センサ26と同軸上で、且つこの渦流探傷センサ26と反対位置に、前記渦電流変位センサ28がセンサブラケット39を用いて設定される。この渦電流変位センサ28は、渦流探傷センサ26のセンサ面36とシリンダ内周面3との距離Mの変化を求めるためのものであり、そのセンサ面38とシリンダ内周面3との距離N(図5)を測定する。この距離Nは、測定ヘッド13がシリンダボア2内に挿入されてガイドローラ27がシリンダ内周面3に接触したときに、例えば1.0mmの適性な一定値に設定される。   As shown in FIGS. 3 and 4, the sensor housing 34 fixed to the moving base 25 is provided with the eddy current displacement sensor 28 coaxially with the eddy current flaw detection sensor 26 and at a position opposite to the eddy current flaw detection sensor 26. It is set using the sensor bracket 39. This eddy current displacement sensor 28 is for obtaining a change in the distance M between the sensor surface 36 of the eddy current flaw detection sensor 26 and the cylinder inner peripheral surface 3, and the distance N between the sensor surface 38 and the cylinder inner peripheral surface 3. (FIG. 5) is measured. This distance N is set to an appropriate constant value of, for example, 1.0 mm when the measuring head 13 is inserted into the cylinder bore 2 and the guide roller 27 comes into contact with the cylinder inner peripheral surface 3.

シリンダボア2の中心(シリンダ内周面3の中心O(図5))と測定ヘッド13の回転中心Pとがずれた状態で測定ヘッド13がシリンダボア2内に挿入され、測定ヘッド13がシリンダ内周面3の周方向に沿って回転したとき、渦電流変位センサ28は、センサハウジング34に取り付けられることで、渦流探傷センサ26と共にシリンダ内周面3の位置に追従して移動する。このとき、渦流探傷センサ26と渦電流変位センサ28とが180度反対位置に配置されたので、渦流探傷センサ26がシリンダ内周面3に接近したときには、同じ量だけ渦電流変位センサ28がシリンダ内周面3から離反することになる。従って、渦電流変位センサ28のセンサ面38とシリンダ内周面3との距離Nの変化を測定することで、この測定値とシリンダ内周面3の直径の値とから、渦流探傷センサ26のセンサ面36とシリンダ内周面3との距離Mの変化を算出することが可能になる。   The measurement head 13 is inserted into the cylinder bore 2 in a state where the center of the cylinder bore 2 (center O of the cylinder inner peripheral surface 3 (FIG. 5)) and the rotation center P of the measurement head 13 are shifted, and the measurement head 13 is inserted into the cylinder inner periphery. When rotating along the circumferential direction of the surface 3, the eddy current displacement sensor 28 is attached to the sensor housing 34 and moves along with the position of the cylinder inner circumferential surface 3 together with the eddy current flaw detection sensor 26. At this time, since the eddy current flaw detection sensor 26 and the eddy current displacement sensor 28 are disposed at positions opposite to each other by 180 degrees, when the eddy current flaw detection sensor 26 approaches the cylinder inner peripheral surface 3, the eddy current displacement sensor 28 is moved to the cylinder by the same amount. It will be separated from the inner peripheral surface 3. Therefore, by measuring the change in the distance N between the sensor surface 38 of the eddy current displacement sensor 28 and the cylinder inner peripheral surface 3, the measured value and the value of the diameter of the cylinder inner peripheral surface 3 are used to determine the eddy current flaw detection sensor 26. It is possible to calculate a change in the distance M between the sensor surface 36 and the cylinder inner peripheral surface 3.

渦流探傷センサ26はそのセンサ面36とシリンダ内周面3との距離Mの変化によって、検出精度が大きな影響を受けるという特性を有する。この距離Mは、前述のように適性な一定値(例えば0.3mm)に維持されるが、何らかの理由で変化することがある。このため、上述のように渦電流変位センサ28の測定値に基づいて渦流探傷センサ26のセンサ面36とシリンダ内周面3との距離Mの変化を求め、この値を元に渦流探傷センサ26の検出データを補正することで、渦流探傷センサ26による欠陥の検出精度を安定化でき、且つ向上させることが可能になる。   The eddy current flaw detection sensor 26 has a characteristic that the detection accuracy is greatly affected by a change in the distance M between the sensor surface 36 and the cylinder inner peripheral surface 3. The distance M is maintained at a suitable constant value (for example, 0.3 mm) as described above, but may change for some reason. Therefore, as described above, a change in the distance M between the sensor surface 36 of the eddy current flaw detection sensor 26 and the cylinder inner peripheral surface 3 is obtained based on the measurement value of the eddy current displacement sensor 28, and the eddy current flaw detection sensor 26 is obtained based on this value. By correcting the detection data, it is possible to stabilize and improve the accuracy of defect detection by the eddy current flaw detection sensor 26.

次に、上述の渦流探傷センサ26、ガイドローラ27及び渦電流変位センサ28等を備えた測定ヘッド本体29を回転シャフト22に結合させるスペーサ30について、特に図6及び図7を用いて説明する。   Next, a spacer 30 that couples the measuring head main body 29 including the eddy current flaw detection sensor 26, the guide roller 27, the eddy current displacement sensor 28, and the like to the rotating shaft 22 will be described with reference to FIGS.

図4に示すように、測定ヘッド13がシリンダボア2内に存在せず、ムービングベース25の動作がストッパ33によって制止されているときには、測定ヘッド13の回転中心P(図5)からガイドローラ27のシリンダ内周面3への接触点までの距離Lは、前述の如く、シリンダ内周面3の半径よりも例えば0.5mm程度大きく設定されている。従って、測定ヘッド13(測定ヘッド本体29)をシリンダボア2内へ挿入するための測定ヘッド13(測定ヘッド本体29)の半径方向の余裕は例えば0.5mm程度である。このため、測定ヘッド本体29自体で対応可能なシリンダ内周面3の半径範囲は、例えば±0.25mm程度と少ない。それ故、この測定ヘッド本体29を用いて、半径が広い範囲で異なるシリンダ内周面3の欠陥を検査するためには、この測定ヘッド本体29の中心と測定ヘッド13の回転中心P(即ち回転シャフト22の回転中心)との距離を変更する必要がある。   As shown in FIG. 4, when the measurement head 13 is not present in the cylinder bore 2 and the operation of the moving base 25 is stopped by the stopper 33, the guide roller 27 is moved from the rotation center P (FIG. 5) of the measurement head 13. As described above, the distance L to the contact point with the cylinder inner peripheral surface 3 is set to be, for example, about 0.5 mm larger than the radius of the cylinder inner peripheral surface 3. Therefore, the margin in the radial direction of the measurement head 13 (measurement head body 29) for inserting the measurement head 13 (measurement head body 29) into the cylinder bore 2 is, for example, about 0.5 mm. For this reason, the radius range of the cylinder inner peripheral surface 3 that can be handled by the measurement head main body 29 itself is as small as about ± 0.25 mm, for example. Therefore, in order to inspect defects on the inner circumferential surface 3 of the cylinder having different radii using the measuring head body 29, the center of the measuring head body 29 and the rotation center P of the measuring head 13 (that is, the rotation) It is necessary to change the distance from the rotation center of the shaft 22.

本実施の形態では、測定ヘッド本体29の中心と測定ヘッド13の回転中心Pとの距離を変更させるために、シリンダ内周面3の直径に応じて異なる複数種類のスペーサ30(例えば図6及び図7に示すスペーサ30A、30B)を用いる。   In the present embodiment, in order to change the distance between the center of the measurement head main body 29 and the rotation center P of the measurement head 13, a plurality of types of spacers 30 (for example, FIG. The spacers 30A and 30B) shown in FIG. 7 are used.

つまり、スペーサ30(30A、30B)の底面には、回転シャフト22の係合凸部40に係合するインロー部41が設けられる。これらの係合凸部40とインロー部41とが係合することで、回転シャフト22に対しスペーサ30(30A、30B)が位置決めされる。また、スペーサ30(30A、30B)の天面には、測定ヘッド本体29のフレーム平面部24Aに係合する溝42と、測定ヘッド本体29の位置決めピン43に嵌合するピン孔44とが形成されている。フレーム平面部24Aが溝42に係合し、位置決めピン43がピン孔44に嵌合することで、スペーサ30(30A、30B)に対し測定ヘッド本体29が位置決めされる。   That is, an inlay portion 41 that engages with the engagement convex portion 40 of the rotary shaft 22 is provided on the bottom surface of the spacer 30 (30A, 30B). The spacers 30 (30 </ b> A and 30 </ b> B) are positioned with respect to the rotary shaft 22 by the engagement of the engagement convex portions 40 and the spigot portions 41. Further, a groove 42 that engages with the frame flat surface portion 24A of the measurement head main body 29 and a pin hole 44 that engages with the positioning pin 43 of the measurement head main body 29 are formed on the top surface of the spacer 30 (30A, 30B). Has been. The frame head portion 29 is positioned with respect to the spacer 30 (30A, 30B) by the frame flat portion 24A engaging with the groove 42 and the positioning pin 43 fitting into the pin hole 44.

スペーサ30Aとスペーサ30Bでは、図7に示すように、係合部としてのインロー部41の中心と、位置決め部としてのピン孔44との寸法Sが異なり、スペーサ30Aの寸法SAは、スペーサ30Bの寸法SBよりも大きく設定されている。従って、直径の大きなシリンダ内周面3に対してはスペーサ30Aを介して測定ヘッド29を回転シャフト29に結合させ、直径の小さなシリンダ内周面3に対してはスペース30Bを介して測定ヘッド29を回転シャフト22に結合させる。これにより、測定ヘッド本体29の中心と測定ヘッド13の回転中心P(回転シャフト22の回転中心)との距離を、シリンダ内周面3の直径に応じて異ならせることが可能になる。ここで、測定ヘッド本体29は、締結ボルト48を用いてスペーサ30(30A、30B)に結合され、スペーサ30(30A、30B)は、締結ボルト49を用いて回転シャフト22に結合される。   In the spacer 30A and the spacer 30B, as shown in FIG. 7, the dimension S between the center of the spigot part 41 as the engaging part and the pin hole 44 as the positioning part is different, and the dimension SA of the spacer 30A is the same as that of the spacer 30B. It is set larger than the dimension SB. Therefore, the measuring head 29 is coupled to the rotary shaft 29 via the spacer 30A for the cylinder inner peripheral surface 3 having a large diameter, and the measuring head 29 is connected to the cylinder inner peripheral surface 3 having a small diameter via the space 30B. Is coupled to the rotating shaft 22. Thereby, the distance between the center of the measurement head main body 29 and the rotation center P of the measurement head 13 (the rotation center of the rotary shaft 22) can be made different according to the diameter of the cylinder inner peripheral surface 3. Here, the measurement head main body 29 is coupled to the spacer 30 (30A, 30B) using a fastening bolt 48, and the spacer 30 (30A, 30B) is coupled to the rotary shaft 22 using a fastening bolt 49.

このようにスペーサ30(30A、30B)を用いて、測定ヘッド本体29の中心と測定ヘッド13の回転中心Pとの距離をシリンダ内周面3の直径に応じて変更することで、測定ヘッド本体29における渦流探傷センサ26のセンサ面36とシリンダ内周面3との距離Mが、例えば0.3mmの適正な一定値に保持される。   In this way, by using the spacer 30 (30A, 30B), the distance between the center of the measurement head body 29 and the rotation center P of the measurement head 13 is changed according to the diameter of the cylinder inner peripheral surface 3, whereby the measurement head body. 29, the distance M between the sensor surface 36 of the eddy current flaw detection sensor 26 and the cylinder inner peripheral surface 3 is maintained at an appropriate constant value of 0.3 mm, for example.

また、測定ヘッド本体29の渦電流変位センサ28においても、センサブラケット39をシリンダ内周面3の直径に応じて複数種類(例えば直径の大きなシリンダ内周面3用のセンサブラケット39Aと、直径の小さなシリンダ内周面3用のセンサブラケット39B)用意する。シリンダ内周面3の直径に応じてセンサブラケット39(39A、39B)を変更することで、測定ヘッド本体29における渦電流変位センサ28のセンサ面38とシリンダ内周面3との距離Nが、例えば1.0mmの適正な一定値に保持される。   Also in the eddy current displacement sensor 28 of the measuring head main body 29, a plurality of types of sensor brackets 39 (for example, a sensor bracket 39A for the cylinder inner peripheral surface 3 having a large diameter, A sensor bracket 39B) for a small cylinder inner peripheral surface 3 is prepared. By changing the sensor bracket 39 (39A, 39B) according to the diameter of the cylinder inner peripheral surface 3, the distance N between the sensor surface 38 of the eddy current displacement sensor 28 and the cylinder inner peripheral surface 3 in the measurement head main body 29 is For example, it is held at an appropriate constant value of 1.0 mm.

上述のように、スペーサ30(30A、30B)を用いて、測定ヘッド本体29の中心と測定ヘッド13の回転中心Pとの距離をシリンダ内周面3の直径に応じて変更すると、特にシリンダ内周面3の直径が大きな場合には、測定ヘッド本体29の中心が測定ヘッド13の回転中心Pから大きく離れて、この測定ヘッド13では、回転中心Pまわりのアンバランスが過大になり振動が発生してしまう。そこで、スペーサ30(30A、30B)のウェイト取付部45に、インロー部41の中心とピン孔44との寸法S(SA、SB)に応じて増減されるバランスウェイト46が取り付けられる。このバランスウェイト46の重量を調整することで、上述の測定ヘッド13のアンバランスが解消される。   As described above, when the distance between the center of the measurement head main body 29 and the rotation center P of the measurement head 13 is changed according to the diameter of the cylinder inner peripheral surface 3 by using the spacer 30 (30A, 30B), particularly in the cylinder. When the diameter of the peripheral surface 3 is large, the center of the measurement head main body 29 is far away from the rotation center P of the measurement head 13, and in this measurement head 13, the unbalance around the rotation center P becomes excessive and vibration is generated. Resulting in. Therefore, a balance weight 46 that is increased or decreased according to the dimension S (SA, SB) between the center of the spigot portion 41 and the pin hole 44 is attached to the weight attachment portion 45 of the spacer 30 (30A, 30B). By adjusting the weight of the balance weight 46, the unbalance of the measurement head 13 described above is eliminated.

次に、渦流探傷センサ26のガイドローラ27に対する位置調整を実施するためのセッティングゲージ47について、図8及び図9を用いて説明する。   Next, a setting gauge 47 for adjusting the position of the eddy current flaw detection sensor 26 with respect to the guide roller 27 will be described with reference to FIGS.

このセッティングゲージ47は、測定ヘッド13のガイドローラ27がシリンダ内周面3に接触したときに、渦流探傷センサ26のセンサ面36とシリンダ内周面3との距離Mを例えば0.3mmの適正な一定値に設定するものであり、図9に示すように、ダイヤルゲージ50、ゲージベース51及びゲージマスタ52を備えて構成される。   The setting gauge 47 has an appropriate distance M between the sensor surface 36 of the eddy current flaw detection sensor 26 and the cylinder inner peripheral surface 3 of 0.3 mm, for example, when the guide roller 27 of the measuring head 13 contacts the cylinder inner peripheral surface 3. As shown in FIG. 9, the dial gauge 50, the gauge base 51, and the gauge master 52 are provided.

ダイヤルゲージ50は、ゲージ取付ブラケット53に固定して取り付けられる。ゲージベース51は、ゲージ取付ブラケット53に交換可能に取り付けられ、シリンダ内周面3の半径と同一半径に形成された湾曲凹面54を備える。ゲージマスタ52は、シリンダ内周面3の半径と同一半径に形成された湾曲凸面55備えると共に、結合孔56が形成される。ゲージベース51に突設された結合ボルト57をゲージマスタ52の結合孔56に挿入して結合することで、ゲージマスタ52の湾曲凸面55がゲージベース51の湾曲凹面54に接触した状態で、ゲージマスタ52がゲージベース51に装着される。   The dial gauge 50 is fixedly attached to the gauge attachment bracket 53. The gauge base 51 is attached to the gauge mounting bracket 53 in a replaceable manner, and includes a curved concave surface 54 formed to have the same radius as the radius of the cylinder inner peripheral surface 3. The gauge master 52 includes a curved convex surface 55 formed to have the same radius as the radius of the cylinder inner peripheral surface 3, and a coupling hole 56 is formed. By inserting the coupling bolt 57 projecting from the gauge base 51 into the coupling hole 56 of the gauge master 52 and coupling them, the curved convex surface 55 of the gauge master 52 is in contact with the curved concave surface 54 of the gauge base 51. A master 52 is attached to the gauge base 51.

ダイヤルゲージ50がゲージ取付ブラケット53を介してゲージベース51に取り付けられ、このゲージベース51にゲージマスタ52が装着された状態で、ダイヤルゲージ50の測定子58をゲージマスタ52の湾曲凸面55に接触させて、ダイヤルゲージ50を0点合せする。   The dial gauge 50 is attached to the gauge base 51 via the gauge mounting bracket 53, and the gauge 58 is attached to the gauge base 51 with the gauge 58 in contact with the curved convex surface 55 of the gauge master 52. The dial gauge 50 is set to zero.

次に、ゲージマスタ52をゲージベース51から離脱させ、図8に示すように、このゲージベース51の湾曲凹面54に測定ヘッド13のガイドローラ27を接触させる。このとき、ダイヤルゲージ50の測定子58を測定ヘッド13の渦流探傷センサ26のセンサ面36に垂直になるようにセットする。この状態で、渦流探傷センサ26が取り付けられたセンサハウジング34をムービングベース25に対して渦流探傷センサ26の軸方向に微小移動させ、ダイヤルゲージ50の数値が例えば−0.3mmとなるように、渦流探傷センサ26のセンサ面36の位置を調整する。   Next, the gauge master 52 is detached from the gauge base 51, and the guide roller 27 of the measuring head 13 is brought into contact with the curved concave surface 54 of the gauge base 51 as shown in FIG. At this time, the probe 58 of the dial gauge 50 is set to be perpendicular to the sensor surface 36 of the eddy current flaw detection sensor 26 of the measurement head 13. In this state, the sensor housing 34 to which the eddy current flaw detection sensor 26 is attached is finely moved in the axial direction of the eddy current flaw detection sensor 26 with respect to the moving base 25 so that the numerical value of the dial gauge 50 becomes −0.3 mm, for example. The position of the sensor surface 36 of the eddy current flaw detection sensor 26 is adjusted.

尚、このセッティングゲージ47では、検査対象となるシリンダブロック1のシリンダ内周面3の半径が異なった場合には、このシリンダ内周面3の半径と同一半径の湾曲凹面54、湾曲凸面55をそれぞれ備えたゲージベース51、ゲージマスタ52が用いられる。   In the setting gauge 47, when the radius of the cylinder inner peripheral surface 3 of the cylinder block 1 to be inspected is different, the curved concave surface 54 and the curved convex surface 55 having the same radius as the radius of the cylinder inner peripheral surface 3 are provided. A gauge base 51 and a gauge master 52 respectively provided are used.

以上のように構成されたことから、本実施の形態によれば、次の効果(1)〜(10)を奏する。   With the configuration as described above, the following effects (1) to (10) are achieved according to the present embodiment.

(1)シリンダブロック1のシリンダボア2内に挿入された測定ヘッド13の回転時には、ムービングベース25がシリンダ内周面3の半径方向外側へ移動し、このムービングベース25に取り付けられたガイドローラ27がシリンダ内周面3に押圧された状態で転動し、これによりムービングベース25に取り付けられた渦流探傷センサ26がシリンダ内周面3の位置に追従して移動する。このため、渦流探傷センサ26のセンサ面36とシリンダ内周面3との距離Mを、簡単な構造で適正な一定値に維持できるので、渦流探傷センサ26によりシリンダブロック1のシリンダ内周面3における表面及び内部の欠陥を高精度に検出できる。   (1) When the measuring head 13 inserted into the cylinder bore 2 of the cylinder block 1 rotates, the moving base 25 moves outward in the radial direction of the cylinder inner peripheral surface 3, and a guide roller 27 attached to the moving base 25 The eddy current flaw detection sensor 26 attached to the moving base 25 moves following the position of the cylinder inner peripheral surface 3 by rolling while being pressed against the cylinder inner peripheral surface 3. For this reason, since the distance M between the sensor surface 36 of the eddy current flaw detection sensor 26 and the cylinder inner peripheral surface 3 can be maintained at an appropriate constant value with a simple structure, the cylinder inner peripheral surface 3 of the cylinder block 1 by the eddy current flaw detection sensor 26. The surface and internal defects in can be detected with high accuracy.

(2)渦流探傷センサ26が一対のガイドローラ27と同一高さに設置されているので、渦流探傷センサ26のセンサ面36をガイドローラ27と同一高さで、シリンダ内周面3の位置に正確に追従されることができる。   (2) Since the eddy current flaw detection sensor 26 is installed at the same height as the pair of guide rollers 27, the sensor surface 36 of the eddy current flaw detection sensor 26 is at the same height as the guide roller 27 and at the position of the cylinder inner peripheral surface 3. It can be followed accurately.

(3)シリンダブロック1のシリンダボア2内に挿入された測定ヘッド13の回転時には、ムービングベース25に作用する遠心力及び圧縮スプリング32のばね力の作用で、ガイドローラ27がムービングベース25と共にシリンダ内周面3の半径方向外側へ移動し、シリンダ内周面3に押圧されて転動する。このため、ムービングベース25がシリンダ内周面3の位置に追従して動き、このムービングベース25にセンサハウジング34を介して取り付けられた渦流探傷センサ26も、シリンダ内周面3の位置に追従する。この結果、測定ヘッド13の回転時にムービングベース25に作用する遠心力のみによって渦流探傷センサ26をシリンダ内周面3の位置に追従させる場合に比べ、この渦流探傷センサ26の追従性を安定化できる。   (3) When the measuring head 13 inserted into the cylinder bore 2 of the cylinder block 1 rotates, the guide roller 27 and the moving base 25 are moved into the cylinder by the centrifugal force acting on the moving base 25 and the spring force of the compression spring 32. It moves to the outer side in the radial direction of the peripheral surface 3 and is pressed and rolled by the cylinder inner peripheral surface 3. For this reason, the moving base 25 moves following the position of the cylinder inner peripheral surface 3, and the eddy current flaw detection sensor 26 attached to the moving base 25 via the sensor housing 34 also follows the position of the cylinder inner peripheral surface 3. . As a result, the followability of the eddy current flaw detection sensor 26 can be stabilized as compared with the case where the eddy current flaw detection sensor 26 is caused to follow the position of the cylinder inner peripheral surface 3 only by the centrifugal force acting on the moving base 25 when the measuring head 13 rotates. .

(4)ガイドローラ27には、測定ヘッド13をシリンダボア2内に挿入する際に、シリンダ内周面3の周縁部4に当接してムービングベース25をシリンダ内周面3の半径方向内側へ移動させるためのテーパ面37が形成されている。このため、シリンダボア2の中心(シリンダ内周面3の中心O)と測定ヘッド13の回転中心P(回転シャフト22の回転中心)とがずれている場合にも、測定ヘッド13をシリンダボア2内に容易に挿入でき、測定ヘッド13の回転中心Pをシリンダ内周面3の中心Oに一致させる動作を行なう機構を装備する必要がない。   (4) When the measuring head 13 is inserted into the cylinder bore 2, the guide roller 27 contacts the peripheral edge 4 of the cylinder inner peripheral surface 3 and moves the moving base 25 inward of the cylinder inner peripheral surface 3 in the radial direction. A tapered surface 37 is formed. Therefore, even when the center of the cylinder bore 2 (center O of the cylinder inner peripheral surface 3) and the rotation center P of the measurement head 13 (rotation center of the rotary shaft 22) are deviated, the measurement head 13 is placed in the cylinder bore 2. It is not necessary to provide a mechanism that can be easily inserted and that performs an operation of causing the rotation center P of the measuring head 13 to coincide with the center O of the cylinder inner peripheral surface 3.

(5)ガイドローラ27のテーパ面37が、測定ヘッド13の側面視において、渦流探傷センサ26の下端26Aよりも下方の領域に形成されたので、測定ヘッド13がガイドローラ27のテーパ面37に案内されてシリンダボア2内に挿入されるときに、渦流探傷センサ26がシリンダ内周面3に干渉することを防止できる。   (5) Since the tapered surface 37 of the guide roller 27 is formed in a region below the lower end 26 </ b> A of the eddy current flaw detection sensor 26 in the side view of the measuring head 13, the measuring head 13 is formed on the tapered surface 37 of the guide roller 27. When guided and inserted into the cylinder bore 2, the eddy current flaw detection sensor 26 can be prevented from interfering with the cylinder inner peripheral surface 3.

(6)渦流探傷センサ26は、そのセンサ面36とシリンダ内周面3との距離Mの変化によって、検出精度が大きな影響を受けるという特性を有する。この距離Mは、前述のように適性な一定値(例えば0.3mm)に維持されるが、何らかの理由で変化することがある。測定ヘッド13には渦電流変位センサ28が設置され、この渦電流変位センサ28は、センサ面38とシリンダ内周面3との距離Nの変化を測定することで、渦流探傷センサ26のセンサ面36とシリンダ内周面3との距離Mの変化を求める。そして、この距離Mの変化に基づいて渦流探傷センサ26の出力データが補正されることから、渦流探傷センサ26によるシリンダ内周面3の欠陥検出精度を安定化でき、且つ向上させることができる。   (6) The eddy current flaw detection sensor 26 has a characteristic that the detection accuracy is greatly affected by a change in the distance M between the sensor surface 36 and the cylinder inner peripheral surface 3. The distance M is maintained at a suitable constant value (for example, 0.3 mm) as described above, but may change for some reason. An eddy current displacement sensor 28 is installed in the measuring head 13, and the eddy current displacement sensor 28 measures the change in the distance N between the sensor surface 38 and the cylinder inner peripheral surface 3, thereby detecting the sensor surface of the eddy current flaw detection sensor 26. A change in the distance M between 36 and the cylinder inner peripheral surface 3 is obtained. Since the output data of the eddy current flaw detection sensor 26 is corrected based on the change in the distance M, the defect detection accuracy of the cylinder inner peripheral surface 3 by the eddy current flaw detection sensor 26 can be stabilized and improved.

(7)渦電流変位センサ28が、測定ヘッド13のセンサハウジング34において渦流探傷センサ26と同軸上に配置されたので、例えば渦電流変位センサ28が渦流探傷センサ26の上方または下方位置で、渦流探傷センサ26と並列に配置された場合に比べ、シリンダ内周面3に対して同一の位置で、渦電流変位センサ28の測定値(距離Nの変化)から渦流探傷センサ26とシリンダ内周面3との距離Mの変化を求めることができる。従って、この距離Mの変化に基づく渦流探傷センサ26の検出データの補正を適正に実施できる。   (7) Since the eddy current displacement sensor 28 is disposed coaxially with the eddy current flaw detection sensor 26 in the sensor housing 34 of the measuring head 13, for example, the eddy current displacement sensor 28 is positioned above or below the eddy current flaw detection sensor 26. Compared with the case where the flaw detection sensor 26 is arranged in parallel, the eddy current flaw detection sensor 26 and the cylinder inner peripheral surface are measured from the measured value (change in the distance N) of the eddy current displacement sensor 28 at the same position relative to the cylinder inner peripheral surface 3. 3 can be obtained. Therefore, correction of the detection data of the eddy current flaw detection sensor 26 based on the change of the distance M can be appropriately performed.

(8)渦電流変位センサ28が、測定ヘッド13のセンサハウジング34において渦流探傷センサ26と反対位置に配置されている。つまり、渦流探傷センサ26と渦電流変位センサ28とは共に電磁気を利用して検出、測定をそれぞれ実施するものであり、これらの渦流探傷センサ26と渦電流変位センサ28とが反対位置に配置されることは、渦流探傷センサ26の検出時と渦電流変位センサ28の測定時にそれぞれの電磁波が互いに干渉することを防止できる。   (8) The eddy current displacement sensor 28 is disposed at a position opposite to the eddy current flaw detection sensor 26 in the sensor housing 34 of the measuring head 13. That is, both the eddy current flaw detection sensor 26 and the eddy current displacement sensor 28 perform detection and measurement using electromagnetics. The eddy current flaw detection sensor 26 and the eddy current displacement sensor 28 are disposed at opposite positions. This can prevent the electromagnetic waves from interfering with each other during detection by the eddy current flaw detection sensor 26 and measurement by the eddy current displacement sensor 28.

(9)測定ヘッド13は、測定ヘッド本体29及びスペーサ30を備えてなり、測定ヘッド本体29がスペーサ30を介して回転シャフト22に結合され、このスペーサ30が、検査すべきシリンダブロック1のシリンダ内周面3の直径に対応して複数種類(例えばスペーサ30A、30B)設けられている。従って、欠陥を検査すべきシリンダブロック1のシリンダ内周面3の直径が広い範囲で異なっている場合(例えばシリンダ内周面3の直径が90mm、60mmなどの場合)にも、同一の測定ヘッド本体29を用いて、これらのシリンダ内周面3の欠陥を、コスト上昇させることなく正確に検査することができる。   (9) The measuring head 13 includes a measuring head main body 29 and a spacer 30. The measuring head main body 29 is coupled to the rotary shaft 22 via the spacer 30, and the spacer 30 is a cylinder of the cylinder block 1 to be inspected. A plurality of types (for example, spacers 30 </ b> A and 30 </ b> B) are provided corresponding to the diameter of the inner peripheral surface 3. Accordingly, even when the diameter of the cylinder inner peripheral surface 3 of the cylinder block 1 to be inspected is different in a wide range (for example, when the diameter of the cylinder inner peripheral surface 3 is 90 mm, 60 mm, etc.), the same measuring head is used. Using the main body 29, these cylinder inner peripheral surfaces 3 can be accurately inspected for defects without increasing costs.

(10)渦流探傷センサ26のガイドローラ27に対する位置調整が、ダイヤルゲージ50、ゲージベース51及びゲージマスタ52を備えた専用のセッティングゲージ47を用いて実施されるので、前記位置調整を正確かつ簡単に実施できる。   (10) Since the position adjustment of the eddy current flaw detection sensor 26 with respect to the guide roller 27 is performed using a dedicated setting gauge 47 having a dial gauge 50, a gauge base 51, and a gauge master 52, the position adjustment is performed accurately and easily. Can be implemented.

以上、本発明を上記実施の形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、本実施の形態では、渦流探傷センサ26のセンサ面36とシリンダ内周面3との距離Mの変化を求めるための変位センサが渦電流変位センサ28の場合を述べたが、他の方式の変位センサ、例えばレーザーや超音波などを利用した変位センサを用いてもよい。   As mentioned above, although this invention was demonstrated based on the said embodiment, this invention is not limited to this. For example, in the present embodiment, the case where the displacement sensor for obtaining the change in the distance M between the sensor surface 36 of the eddy current flaw detection sensor 26 and the cylinder inner peripheral surface 3 is the eddy current displacement sensor 28 has been described. For example, a displacement sensor using a laser or an ultrasonic wave may be used.

1 シリンダブロック(被検査物)
2 シリンダボア
3 シリンダ内周面
4 周縁部
10 シリンダ内周面欠陥検査装置(内周面検査装置)
13 測定ヘッド
22 回転シャフト
24 フレーム
25 ムービングベース
26 渦流探傷センサ
26A 下端
27 ガイドローラ
28 渦電流変位センサ
29 測定ヘッド本体
30、30A、30B スペーサ
36 センサ面
37 テーパ面
41 インロー部(係合部)
44 ピン穴(位置決め部)
46 バランスウェイト
47 セッティングゲージ
50 ダイヤルゲージ
51 ゲージベース
52 ゲージマスタ
53 ゲージ取付ブラケット
54 湾曲凹部
55 湾曲凸面
58 測定子
M 距離
S、SA、SB 寸法
1 Cylinder block (inspection object)
2 Cylinder bore 3 Cylinder inner peripheral surface 4 Peripheral portion 10 Cylinder inner peripheral surface defect inspection device (inner peripheral surface inspection device)
13 Measuring head 22 Rotating shaft 24 Frame 25 Moving base 26 Eddy current flaw detection sensor 26A Lower end 27 Guide roller 28 Eddy current displacement sensor 29 Measuring head body 30, 30A, 30B Spacer 36 Sensor surface 37 Tapered surface 41 Inlay portion (engaging portion)
44 Pin hole (positioning part)
46 Balance Weight 47 Setting Gauge 50 Dial Gauge 51 Gauge Base 52 Gauge Master 53 Gauge Mounting Bracket 54 Curved Concave 55 Curved Convex Surface 58 Probe M Distance S, SA, SB Dimensions

Claims (5)

被検査物のボア内に挿入されて、このボアを臨む内周面の周方向に回転し、この内周面の表面及び内部の欠陥を検査する内周面検査装置の測定ヘッドであって、
フレーム、ムービングベース、探傷センサガイドローラ及び変位センサを備えた測定ヘッド本体を有し、
前記ムービングベースは、前記フレームに対して前記被検査物の内周面の直径方向に移動可能に設けられ、
前記探傷センサは、前記ムービングベースに取り付けられて、センサ面が前記被検査物の内周面に対向し、この内周面の表面及び内部の欠陥を検出し、
前記ガイドローラは、前記ムービングベースの、平面視において前記探傷センサの両側であって、側面視において前記探傷センサと同一高さの位置に取り付けられ、測定ヘッドの回転時に前記ムービングベースと共に前記内周面の半径方向外側へ移動し、この内周面に押圧された状態で転動するよう構成される一方、
前記ムービングベースには、前記探傷センサと同軸上で、且つこの探傷センサと反対位置に、前記探傷センサのセンサ面と被検査物の内周面との距離変化を求めるための変位センサが配置されたことを特徴とする内周面検査装置の測定ヘッド。
A measuring head of an inner peripheral surface inspection device that is inserted into a bore of an object to be inspected, rotates in the circumferential direction of the inner peripheral surface facing the bore, and inspects the surface of the inner peripheral surface and internal defects,
It has a measuring head body equipped with a frame, a moving base, a flaw detection sensor , a guide roller and a displacement sensor ,
The moving base is provided to be movable in the diameter direction of the inner peripheral surface of the inspection object with respect to the frame.
The flaw detection sensor is attached to the moving base, the sensor surface is opposed to the inner peripheral surface of the object to be inspected, and the surface of the inner peripheral surface and internal defects are detected,
The guide rollers are attached to both sides of the flaw detection sensor in a plan view of the moving base and at the same height as the flaw detection sensor in a side view, and the inner circumference together with the moving base when the measuring head rotates. while moving the radially outer surface, Ru is configured to roll in pressed state to the inner circumferential surface,
The moving base is provided with a displacement sensor for determining a change in distance between the sensor surface of the flaw detection sensor and the inner peripheral surface of the object to be inspected on the same axis as the flaw detection sensor and opposite to the flaw detection sensor. A measuring head of an inner peripheral surface inspection apparatus characterized by the above.
前記ガイドローラには、測定ヘッドを被検査物のボア内に挿入する際に、このボアを臨む内周面の周縁部に当接して、ムービングベースを前記内周面の半径方向内側へ移動させるためのテーパ面が形成されたことを特徴とする請求項1に記載の内周面検査装置の測定ヘッド。 When the measuring head is inserted into the bore of the object to be inspected, the guide roller is brought into contact with the peripheral edge of the inner peripheral surface facing the bore, and the moving base is moved inward in the radial direction of the inner peripheral surface. The measuring head of the inner peripheral surface inspection apparatus according to claim 1, wherein a tapered surface is formed. 前記ガイドローラのテーパ面は、側面視において探傷センサの下端よりも下方の領域に設けられたことを特徴とする請求項2に記載の内周面検査装置の測定ヘッド。 The measuring head of the inner peripheral surface inspection apparatus according to claim 2, wherein the tapered surface of the guide roller is provided in a region below the lower end of the flaw detection sensor in a side view. 前記被検査物がエンジンのシリンダまたはシリンダブロックであり、前記内周面がシリンダ内周面であることを特徴とする請求項1に記載の内周面検査装置の測定ヘッド。 2. The measuring head of the inner peripheral surface inspection apparatus according to claim 1, wherein the object to be inspected is an engine cylinder or a cylinder block, and the inner peripheral surface is a cylinder inner peripheral surface. 前記探傷センサが渦流探傷センサであること及び前記変位センサが渦電流変位センサであることを特徴とする請求項1に記載の内周面検査装置の測定ヘッド。 The measuring head of the inner peripheral surface inspection apparatus according to claim 1, wherein the flaw detection sensor is an eddy current flaw detection sensor and the displacement sensor is an eddy current displacement sensor .
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