(57)【要約】【課題】本発明は、容易な作業で、被探傷部位の表面に超音波出入射面部を密着させることができる超音波探傷器を提供する。【解決手段】本発明は、超音波探傷部１ａの超音波が出・入射する超音波出入射面部１２を、超音波透過性を有するゲルシート１４で形成した。これにより、被検査体２０の被探傷部位２０ａを超音波で探傷するときは、ゲルシート１４を被探傷部位の表面に押し当てるだけで、ゲルシート１４の表面が探傷部位の表面と隙間なく密着し、超音波出入射面部１２と被探傷部位２０ａ間は空気層が無い状態となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波が出・入射する超音波出入射面部を有した超音波探傷部を備え、前記超音波出入射面部から出射される超音波のエコーにより、被探傷部位の探傷を行う超音波探傷器であって、
前記超音波出入射面部が、超音波透過性を有するゲルシートで形成される
ことを特徴とする超音波探傷器。
【請求項２】
前記超音波探傷部は、超音波が出・入射する超音波探傷子と、同超音波探傷子を移動可能に収めるとともに被探傷部位の表面と接する部分を超音波出入射面部とした室を形成するチャンバ部と、同チャンバ部の室を満たす超音波伝播媒質とを有し、
前記チャンバ部の超音波入射面部が、超音波透過性を有するゲルシートで形成される
ことを特徴とする請求項１に記載の超音波探傷器。
【請求項３】
前記超音波伝播媒質は、前記ゲルシートが前方へ突き出る姿勢となるよう前記チャンバ部の室に充填されることを特徴とする請求項２に記載の超音波探傷器。
【請求項４】
前記ゲルシートは、前面中央が凸となる曲面を有するゲルシート部材で形成されることを特徴とする請求項１に記載の超音波探傷器。
【請求項５】
前記ゲルシートの全周部は、所定の姿勢を保つよう保持されることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一つに記載の超音波探傷器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検査体の被探傷部位を超音波で探傷する超音波探傷器に関する。
【背景技術】
【０００２】
組立工場などでは、例えばスポット溶接した部材（被検査体）の溶接部位（被探傷部位）を探傷する場合、超音波探傷器を用いることが多い。
こうした超音波探傷器は、超音波が出・入射する超音波出入射面部を有する超音波探傷部をもち、超音波出入射面部から探傷すべき部位へ超音波を出射させ、戻る超音波（エコー）から、被探傷部位に傷が有るか否かを判別する。
【０００３】
ところで、超音波は空気層を伝播しにくい。このため、被検査体の被探傷部位を超音波で探傷する際、被探傷部位の表面と超音波出入射部面部との間に隙間があると、隙間に有る空気層が超音波の伝播を妨げ、超音波出入射面部からの超音波が被探傷部位に伝達されない。
そこで、被検査体の被探傷部位の表面に、特許文献１に開示されているように、被検査体の被探傷部位の表面に、隙間を無くために、別途、超音波透過部材を貼り付けたり、塗布したりすることが行なわれている。例えば特許文献１では、被探傷部位の表面に、超音波透過性を有するゲルシートを貼り付け、このゲルシートの表面に、超音波出入射面部を押し当てる構造を採用して、超音波出入射面部の表面と被探傷部位の表面との間に隙間の無い密着状態を作り出すことが考えられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１１４２２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、こうした被探傷部位の表面に超音波透過部材を貼り付けたり塗布したりする技術は、超音波探傷作業が面倒になる問題がある。
すなわち、超音波探傷作業には、超音波探傷を行なう都度、被探傷部位の表面に、ゲルシートなどの超音波透過部材を貼り付けたり塗布したりしてから、同超音波透過部材の表面に超音波出入射面部を密着させるという作業が求められる。このため、超音波出入射面部を被探傷部位の表面に配置するまでの作業に手間を要する難点があり、同手間が超音波探傷作業を面倒にしていた。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、容易な作業で、探傷部位の表面に超音波出入射面部を密着させることができる超音波探傷器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明は、上記目的を達成するために、超音波探傷部の超音波が出・入射する超音波出入射面部を、超音波透過性を有するゲルシートで形成したことにある。
同構成によると、被検査体の被探傷部位を超音波で探傷するときは、超音波出入射面部をなすゲルシートを被探傷部位に押し当てる。これにより、ゲルシートの表面が、隙間無く探傷部位の表面と密着し、超音波出入射面部と被探傷部位間に空気層の無い状態が作り出される。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、さらに水浸式の超音波探傷器に好適なように、超音波探傷部は、超音波が出・入射する超音波探傷子と、同超音波探傷子を移動可能に収めるとともに被探傷部位の表面と接する部分を超音波出入射面部とした室を形成するチャンバ部と、同チャンバ部の室を満たす超音波伝播媒質とを有する水浸式の場合は、チャンバ部の超音波入射面部を、超音波透過性を有するゲルシートで形成することとした。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、さらにゲルシートを被探傷部位の表面に押し当てる作業だけで、ゲルシートの表面が、空気を十分に逃がしながら被探傷部位の表面と密着するよう、チャンバ部の室を満たす超音波伝播媒質は、ゲルシートが前方へ突き出る姿勢となるように充填されることにして、初期のゲルシートの姿勢は、被探傷部位の表面と当たるときの挙動により空気が周囲に逃がしやすい姿勢、すなわち前面中央が凸となる曲面状にすることとした。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、どのような被探傷部位の表面形状でも、押し当てる作業だけで、ゲルシートが十分に空気を逃がしながら被探傷部位の表面と密着するよう、ゲルシートは、前面中央が凸となる曲面を有するゲルシート部材で形成して、空気を周囲に逃がしやすくした。
請求項５に記載の発明は、安定した姿勢で被探傷部位の表面に密着するよう、ゲルシートの全周部は、所定の姿勢を保つように保持され、被探傷部位に密着したとき、ゲルシートが傾く挙動が抑えられるようにした。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１の発明によれば、被探傷部位の表面と接する超音波出入射面部をゲルシートで形成したので、超音波探傷器部のゲルシートを被探傷部位に押し当てるだけで、超音波出入射面部を、空気を逃がしながら探傷部位の表面と密着させることができる。
それ故、超音波探傷作業は、被探傷部位毎、別途、超音波透過部材を被探傷部位に付けるという作業は不要になり、容易な作業で超音波探傷を行うことができる。
【００１２】
請求項２の発明によれば、水浸式の超音波探傷部は、チャンバ部の超音波出入射面部をゲルシートで形成するという簡単な構造で、探傷作業しやすい構造にすることができる。
請求項３の発明によれば、水浸式の超音波探傷器において、超音波伝播媒質を利用して、初期のゲルシートの姿勢を、空気を周囲に逃がしやすい姿勢（前面中央が凸となる曲面状）にすることができる。それ故、ゲルシートは、空気を十分に逃がしながら被探傷部位の表面と密着させることができ、良好に被探傷部位の超音波探傷ができる。
【００１３】
請求項４の発明によれば、どのような表面形状の被探傷部位でも、ゲルシートは、前面中央が凸となる姿勢（曲面）により、空気を十分に逃がしながら被探傷部位の表面と密着でき、良好に被探傷部位の超音波探傷ができる。
請求項５の発明によれば、ゲルシートの全周部が所定の姿勢に保持されるので、被探傷部位に密着したときのゲルシートが傾く挙動が抑えられ、安定した姿勢のもとで超音波探傷ができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る超音波探傷器の断面図。
【図２】同超音波探傷器の超音波出入面部を被探傷部位の表面に押し当てたときを説明する断面図。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る超音波探傷器の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を図１および図２に示す第１の実施形態にもとづいて説明する。
図１は本発明を適用した超音波探傷器、例えば水浸式の超音波探傷器１の断面を示している。ここでは、例えば手作業で超音波探傷を行なう超音波探傷器が示してある。
同超音波探傷器１の主な構造を説明すると、図１中１ａは超音波探傷器１に形成された水浸式の超音波探傷部を示している。同超音波探傷部１ａは、例えば作業者の手αで把持可能な筒形ケース２の下端部に設けてある。同超音波探傷部１ａは、例えば筒形ケース２の下部に設けたチャンバ部３と、チャンバ部３内に収められた探傷ヘッド部４とを有している。
【００１６】
このうち探傷ヘッド４部は、例えば下方（前方）を超音波出入方向とした超音波探傷子、例えば超音波トランスジューサ６が内蔵されていて、同超音波トランスジューサ６から超音波が前方へ発振されたり、反射して戻る超音波（エコー）を受けたりする。探傷ヘッド部４は、例えばシャフト８介して、探傷ヘッド部４を水平方向に移動、例えば直径方向に移動させる走査機構９に接続されている。この走査機構９により、チャンバ部３内で超音波トランスジューサ６を矢印ｘ方向に移動させて、探傷すべき被探傷部位に超音波が走査されるようにしてある。もちろん、超音波トランジューサ６は、直線方向に移動させるだけでなく、シャフト８を走査機構９により回転させて、シャフト８の軸心周りに偏心回転させてもよい（回転＋直線移動）。超音波トランスジューサ６は、例えば筒形ケース２に内蔵された探傷回路部１０に接続され、被探傷部位から戻る超音波を解析して、被探傷部位に傷が有るか否かの判別が行なわれるようにしてある。
【００１７】
チャンバ部３は、例えば筒形の室で形成してある。このチャンバ部３の室うち、下端面部は被探傷部位の表面と接する部分となっていて、同下端面部を、超音波トランスジューサ６からの超音波が出射したり、戻る超音波(エコー)が入射したりする超音波出入射面部１２としてある。この超音波出入射面部１２が、超音波透過性のゲルシート１４で形成してある。
【００１８】
すなわち、ゲルシート１４には、超音波を透過するだけでなく、高い密着性を備えるなど、超音波探傷に優れた特性をもつゲル状のゲルシート部材、例えばシリコンゴムで形成されたシートが用いられている。このゲルシート１４がチャンバ部３の下端部に、同下端部の開口を覆うように取着され、ゲルシート部材自身がチャンバ部３の室の壁をなして、超音波出入射面部１２を形成している。
【００１９】
チャンバ部３の内部は、超音波伝播媒質、例えば水１６で満たされている。これにより、超音波トランスジューサ６から発振された超音波は、水１６を伝わりゲルシート１４から外部へ出射され、被探傷部位から反射した超音波は、ゲルシート１４に入射して水１６を伝わり超音波トランスジューサ６に入射される。なお、チャンバ部３には、内部に水１６を注入するための注入部１７が設けてある。
【００２０】
またゲルシート１４は、被探傷部位との密着性を高めるために、図１に示されるように中央が凸となって前方へ突き出る姿勢にさせてある。これは、チャンバ部３の室に充填される水１６の充填量を増してゲルシート１４のシート部分を外部へ椀状に膨出させたり、水１６の自重によりゲルシート１４を外側に向かい椀状に膨出させたりして得ている。これで、初期のゲルシート１４の姿勢は、被探傷部位の表面と密接するとき、被探傷部位との間から空気が周囲に逃げやすい姿勢にしている。すなわち、前面中央が凸となる曲面状にしている。
【００２１】
またチャンバ部３内の水１６が、ゲルシート１４を被探傷部位に密着させるときの密着性を妨げないよう、チャンバ部３をなす室の一部は可動式の壁部、例えばケース２側の壁部は、シャフト８と共に変位が可能なダイヤフラム１８で形成してある。つまり、可変式のチャンバ部３を用いて、ゲルシート１４を被探傷部位の表面に密着させると、ダイヤフラム１８が変形し、ゲルシート１４の変位を許容する構造となっている。これで、ゲルシート１４は、どのような形状の被探傷部位の表面に対しても、その形状に倣いながら同表面に密着されるようにしている。
【００２２】
またゲルシート１４の全周部は、保持部材、例えばキャップ部材１９により、チャンバ下部の開口端に所定に挟み付けられて保持されている。この保持により、ゲルシート１４の周縁部における変形を抑制して、被探傷部位の表面にゲルシート１４を密着したとき、ゲルシート１４が傾くという挙動を抑えるようにしてある。
このように超音波出入射面部１２をゲルシート１４で形成すると、超音波探傷の作業は容易になる。
【００２３】
すなわち、図２（ａ），（ｂ）に示されるように被検査体の被探傷部位、例えば被検査体２０のスポット溶接した溶接部２０ａを探傷するときは、図２（ａ）中の矢印βに示されるように作業者により、溶接痕となる凹み部分を含むその周囲の表面２１に、チャンバ部先端に有るゲルシート１４を押し当てる。このとき、ゲルシート１４は、チャンバ部３端から椀状（前面中央が凸となる曲面）に膨出しているから（当初姿勢）、図２（ａ）に示されるように最初にゲールシート１４の中央部が被検査体２０の表面２１と当たり、続いてその周りのゲル部分が被検査体２０の表面２１に当たる。
【００２４】
このゲルシート１４の当たり面が中央から周囲に拡がる挙動にしたがい、ゲルシート１４は、凹み部分の表面部分やその周りの表面部分の形状に倣いながら、被探傷部位の表面２１と密着していく。これでゲルシート１４の表面は、図２（ａ）中の矢印ａや、図２（ｂ）中の矢印ｂに示されるように空気を周囲に逃がしながら、被検査体２０の表面２１と密着する。これにより、超音波出入射面部１２と被探傷部位間は、隙間が無い状態、すなわち空気層の無い状態が作り出される。なお、ゲルシート１４がチャンバ部３内に押し込まれる挙動は、ダイヤフラム１８の変位により許容される。
【００２５】
この際、ゲルシート１４の全周部は、キャップ部材１９にて所定の姿勢に保たれ、ゲルシート１４が傾こうとする挙動は抑えられているから、超音波出入射面部１２は、安定した所期の姿勢を保ちながら、被探傷部位の表面２１に位置決められる。
その後、走査機構９や探傷回路部１０の作動により、図２（ｂ）中の矢印γに示されるように超音波トランスジューサ６をチャンバ部３内で移動させながら、同図中の矢印ｅに示されるように超音波トランスジューサ６から超音波を発振すると、同超音波が水１６、ゲルシート１４を経て表面２１に伝わり、溶接部２０ａが走査される。このとき、反射する超音波（エコー：矢印ｆ）がゲルシート１４、水１６を伝わり超音波トランジューサ６に戻る。そして、探傷回路部１０で解析され、被探傷部位となる溶接部２０ａの傷の有無の判別が行なわれる。
【００２６】
このように超音波探傷作業は、超音波出入射面部１２がゲルシート１４で形成されることによって、超音波探傷器部１ａのゲルシート１４を被探傷部位に押し当てて、超音波探傷するだけでよい。
それ故、別途、超音波透過部材を、被探傷部位毎に装着するという面倒な作業を必要とせずに、容易に超音波探傷を行なうことができる。
【００２７】
特に水浸式の超音波探傷部１ａの場合は、チャンバ部３の被探傷部位の表面と接する部分をゲルシート１４で形成するという簡単な構造で、探傷作業がしやすい構造にできる。しかも、水浸式の超音波探傷部１ａの場合、チャンバ部３の室に充填される水１６により、ゲルシート１４が前方へ突き出るようにすると、空気が周囲に逃げやすい姿勢になるから、一層、高い密着性が確保できる。
【００２８】
またゲルシート１４の全周部が所定姿勢に保持してあると、ゲルシート１４を被探傷部位に密着させたとき、ゲルシート１４が倒れるような挙動（ゲルシート１４が変形して周囲に張り出るような挙動）が抑えられるから、安定した姿勢のもとで超音波探傷ができる。特に手作業で、被探傷部位を超音波探傷するときには有効である。
図３は、本発明の第２の実施形態を示す。
【００２９】
本実施形態は、第１の実施形態のような超音波伝播媒質である水に超音波探傷子を移動可能に浸漬させて、被探傷部位を探傷する方式の超音波探傷器ではなく、超音波伝播媒質を用いず、さらには超音波探傷子を移動させないで超音波の走査を可能としたマトリックスアレイやフェーズドアレイなどの超音波探傷子を用いた超音波探傷器に本発明を適用したものである。
【００３０】
すなわち、図３に示されるように探傷ヘッド部２９に多数のエレメント３０を並列に配置して形成したマトリックスアレイ超音波探傷子３１やフェーズドアレイ超音波探傷子３２などを有して構成される超音波探傷器３３を用い、同超音波探傷器３３の被探傷部位と接触する部分にゲルシート３５を取着して、探傷ヘッド部２９の超音波出入面部３４を超音波透過性を有するゲルシート３５で形成したものである。
【００３１】
このように超音波出入面部３４ゲルシート３５で形成しても、第１の実施形態と同様の効果を奏する。特に第２の実施形態のゲルシート３５は、前面中央が凸となる曲面を有するゲルシート部材で形成して、同曲面部３６で空気を周囲に逃がしやすくしてあるので、どのような表面形状の被探傷部位でも、ゲルシート１４の表面は被探傷部位と十分に密着する。
【００３２】
但し、第２の実施形態において、第１の実施形態と同じ部分には同一符号を付してその説明を省略した。
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々可変して実施しても構わない。例えば上述した実施形態は、ゲルシートに、シリコンゴムから形成されたゲルシート部材を用いたが、これに限らず、他の超音波透過性を有する部材から構成されたゲルシートを用いてもよいことはいうまでもない。また上述した実施形態は、作業者の手作業により、被探傷部位を超音波探傷する超音波探傷器を挙げたが、これに限らず、機械、さらには自動機械で、被探傷部位を超音波探傷する超音波探傷器にも、本発明を適用できることはもちろんである。
【符号の説明】
【００３３】
１  超音波探傷器
１ａ  超音波探傷部
３  チャンバ部
６  超音波トランスジューサ（超音波探傷子）
１２  超音波出入射面部
１４  ゲルシート
１６  水（超音波伝播媒質）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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