(57)【要約】 検査対象である構造物の大きさや形状への対応、および、構造物への取り付けが容易であり、かつ、小型化および低価格化を図ることができる非破壊検査用走査装置および非破壊検査装置を提供する。検査対象（Ｐ）における欠陥の検出に用いられる探触子（３）を、検査対象（Ｐ）の探傷面に対して相対移動させる非破壊検査用走査装置（２）であって、検査対象（Ｐ）に配置され、検査対象（Ｐ）の面に沿って延びる棒状の誘導部（２７）と、検査対象（Ｐ）と接触する円周面に誘導部（２７）を内部に挟む環状の溝部（２３Ｆ）を有する一対の車輪（２３）と、車輪（２３）を検査対象（Ｐ）に押し付ける吸引力を発生させる吸引部（２３）と、探触子（３）を保持するとともに、一対の車輪（２３）が接触する検査対象（Ｐ）の面に対して交差する方向に延びる回転軸線まわりに、一対の車輪（２３）が回動可能に取り付けられる筐体（２１）と、が設けられている。
2010137706.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象における欠陥の検出に用いられる探触子を、前記検査対象の探傷面に対して相対移動させる非破壊検査用走査装置であって、
前記検査対象に配置され、前記検査対象の面に沿って延びる棒状の誘導部と、
前記検査対象と接触する円周面に前記誘導部を内部に挟む環状の溝部を有する一対の車輪と、
前記車輪を前記検査対象に押し付ける吸引力を発生させる吸引部と、
前記探触子を保持するとともに、前記一対の車輪が接触する前記検査対象の面に対して交差する方向に延びる回転軸線まわりに、前記一対の車輪が回動可能に取り付けられる筐体と、
が設けられている非破壊検査用走査装置。
【請求項２】
前記検査対象は、磁性材料から形成されたものであって、
前記吸引部は、磁力により前記検査対象との間に吸引力を発生させる請求項１記載の非破壊検査用走査装置。
【請求項３】
前記誘導部は、磁力により前記検査対象に吸着する固定部により、前記検査対象に取り付けられる請求項２記載の非破壊検査用走査装置。
【請求項４】
前記誘導部は、弾性材料から形成されている請求項１から３のいずれかに記載の非破壊検査用走査装置。
【請求項５】
前記誘導部における前記車輪と対向する領域に、凹凸が前記誘導部の長手方向に沿って並ぶ誘導側歯型部が設けられ、
前記溝部の底面には、前記誘導側歯型部と噛み合う凹凸が前記溝部の周方向に並ぶ車輪側歯型部が設けられていることを特徴とする請求項４記載の非破壊検査用走査装置。
【請求項６】
前記検査対象は、非磁性材料から形成されたものであって、
少なくとも、前記検査対象における前記誘導部が配置される領域に配置されるとともに、磁性材料から形成された覆部が設けられ、
前記吸引部は、磁力により前記検査対象との間に吸引力を発生させる請求項１記載の非破壊検査用走査装置。
【請求項７】
前記検査対象における前記車輪と隣接する位置に、前記車輪が移動する方向に沿って延びて配置されるズレ防止部が設けられている請求項１から６のいずれかに記載の非破壊検査用走査装置。
【請求項８】
検査対象における欠陥の検出に用いられる探触子と、
該探触子を制御する制御部と、
前記探触子を、前記検査対象に対して相対移動させる請求項１から請求項７のいずれかに記載の非破壊検査用走査装置と、
が設けられている非破壊検査装置。
【請求項９】
前記探触子には、
超音波を送受信する超音波素子と、
前記超音波素子と前記探傷面との間に配置され、前記超音波素子と前記探傷面との間で前記超音波を伝播させる弾性体と、
前記超音波素子および前記弾性体を保持する本体と、
が設けられている請求項８記載の非破壊検査装置。
【請求項１０】
前記弾性体は、水性ゲルから形成される請求項９記載の非破壊検査装置。
【請求項１１】
前記弾性体は、油性ゲルから形成される請求項９記載の非破壊検査装置。
【請求項１２】
前記弾性体は、浸出および／または移行する分散媒を含まないゲルから形成される請求項９記載の非破壊検査装置。
【請求項１３】
超音波を送受信する超音波素子と、
前記超音波素子と前記検査対象の探傷面との間に配置され、前記超音波素子と前記探傷面との間で前記超音波を伝播させる弾性体と、を備え、
前記弾性体は、水性ゲルである、検査対象における欠陥の検出に用いられる探触子。
【請求項１４】
超音波を送受信する超音波素子と、
前記超音波素子と前記検査対象の探傷面との間に配置され、前記超音波素子と前記探傷面との間で前記超音波を伝播させる弾性体と、を備え、
前記弾性体は、油性ゲルである、検査対象における欠陥の検出に用いられる探触子。
【請求項１５】
超音波を送受信する超音波素子と、
前記超音波素子と前記検査対象の探傷面との間に配置され、前記超音波素子と前記探傷面との間で前記超音波を伝播させる弾性体と、を備え、
前記弾性体は、浸出および／または移行する分散媒を含まないゲルである、検査対象における欠陥の検出に用いられる探触子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に管状構造物における超音波探傷検査や、渦電流探傷検査や、磁気探傷検査や、電位差法を用いた探傷検査などの非破壊検査に用いて好適な、非破壊検査用走査装置および非破壊検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、金属材料から形成された構造物は、時間の経過や繰り返し応力の負荷等に伴い徐々に劣化して、傷などの欠陥が生じる場合があることが知られている。
例えば、火力発電所や、原子力発電所等に用いられている冷却水配管や蒸気配管などの金属から形成された筒状の構造物についても傷が生じる場合があり、特に、配管の溶接部分では、溶接時におけるスラグの巻き込みや、溶け込み不良等に起因して生ずる亀裂などの内在欠陥が発生しやすいことが知られている。【０００３】
上述の亀裂などの内在欠陥は、次第に大きな亀裂に進展して、最後には配管などの構造物の破損に至る場合がある。
このような破損を防止するため、構造物を破壊することなく亀裂などの内在欠陥を検出するとともに、当該内在欠陥の評価を行う非破壊検査が行われている。ここで、亀裂などの内在欠陥の検出等を行う非破壊検査としては、超音波探傷検査や、渦電流探傷検査や、磁気探傷検査や、電位差法を用いた探傷検査などが知られている。【０００４】
例えば、超音波探傷検査は、超音波を配管などの検査対象に向けて送信するとともに検査対象から反射した超音波（エコー）を受信する探触子（プローブ）を、検査対象における内在欠陥の有無を調べる検査領域の表面（探傷面）に配置し、探触子を走査することにより行われている。【０００５】
従来は、検査員が手動で探触子の走査を行っていたが、内部欠陥の検出精度の向上や、検査の省力化を図ることを目的として、探触子の走査を自動化する様々な走査装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−１７０６８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１には、探触子を保持する探触子ホルダを含む自動超音波探傷装置を、管状構造物の外周面に沿って環状に連結し、探触子ホルダを周方向に走行させることにより、探触子の走査を自動化する技術が開示されている。
しかしながら、上述の自動超音波探傷装置では、一の管状構造物（主管）の外周面等に他の管状構造物（枝管）が溶接接合された管台などの複雑な形状を有するものや、鉛直方向に延びる管状構造物のエルボ部分などについては、探触子を走査できる領域が制限される。特に、一の管状構造物と他の管状構造物との溶接部における内部欠陥の検査が困難になるという問題があった。【０００８】
その一方で、内部欠陥の検査を行う際には、探触子ホルダ等を検査対象である管状構造物の外周面に沿って環状に連結する必要があり、自動超音波探傷装置の設置に時間と手間がかかるという問題があった。
さらに、検査対象である管状構造物の径が、探触子ホルダ等と比較して小さくなりすぎると、探触子ホルダ等を管状構造物の外周面に沿って環状に連結できず、内部欠陥の検査が行えなくなるという問題があった。【０００９】
一方で、上述の自動超音波探傷装置を原子力発電所における一次冷却水が流れる配管における内部欠陥の検査に用いた場合には、当該自動超音波探傷装置は放射線にさらされるため（被曝するため）、検査後も原子炉格納容器内に留置される場合がある。
上述の自動超音波探傷装置では、検査対象である管状構造物の外周面に沿って環状に連結する構成であるため、自動超音波探傷装置が検査対象である管状構造物に応じて大型化するとともに高価になる。すると、検査後に自動超音波探傷装置の回収が困難な一次冷却水用配管に、上述の自動超音波探傷装置を用いにくくなるという問題があった。【００１０】
上述の自動超音波探傷装置以外にも、レールなどの誘導部材を検査対象である管状構造物に固定し、当該誘導部材に取り付けられた探触子ホルダを、誘導部材に沿って移動させることにより、探触子の走査を自動化する技術も知られている。
誘導部材としては、管状構造物の周方向に延びるリング状の部材や、管状構造物の長手方向に延びる棒状の部材などを例示することができる。【００１１】
さらに、探触子を移動させる方法としては、車輪を管状構造物の表面や、誘導部材に当接させて回転駆動することにより移動させる方法や、誘導部材と探触子ホルダとの間にラック・アンド・ピニオン機構を設けて、これにより探触子ホルダを移動させる方法などを例示することができる。【００１２】
しかしながら、いずれの方法においても、探触子ホルダは誘導部材を介して管状構造物に取り付けられることになるため、誘導部材には、探触子ホルダを支持できる強度が必要となる。さらに、誘導部材は、自己の重量および探触子ホルダの重量に耐えられる程度に、管状構造物に固定されることが必要となる。【００１３】
例えば、管台の溶接部のように複雑な形状の探傷面について検査を行う場合には、当該探傷面に沿って延びる誘導部材を用いる必要がある。しかしながら、上述のように、探触子ホルダを支持できる強度を有する誘導部材を探傷面に沿った形状に曲げることは難しく、かつ、異なる形状を有する探傷面ごとに、このように曲げられた誘導部材を準備する必要がある。そのため、管台の溶接部における検査を行いにくくなるという問題があった。【００１４】
さらに、誘導部材および探触子ホルダの重量に耐えられる程度に、誘導部材を管状構造物に固定する必要があるため、誘導部材の取り付け、特に管台の溶接部や、鉛直方向に延びる配管のエルボ部分への誘導部材の取り付けに時間や手間がかかるという問題があった。【００１５】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、検査対象である構造物の大きさや形状への対応、および、構造物への取り付けが容易であり、かつ、小型化および低価格化を図ることができる非破壊検査用走査装置および非破壊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】
【００１６】
上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
本発明の一態様に係る非破壊検査用走査装置は、検査対象における欠陥の検出に用いられる探触子を、前記検査対象の探傷面に対して相対移動させる非破壊検査用走査装置であって、前記検査対象に配置され、前記検査対象の面に沿って延びる棒状の誘導部と、前記検査対象と接触する円周面に前記誘導部を内部に挟む環状の溝部を有する一対の車輪と、前記車輪を前記検査対象に押し付ける吸引力を発生させる吸引部と、前記探触子を保持するとともに、前記一対の車輪が接触する前記検査対象の面に対して交差する方向に延びる回転軸線まわりに、前記一対の車輪が回動可能に取り付けられる筐体と、が設けられている。【００１７】
本発明によれば、探触子を保持する筐体は、吸引部から発生される吸引力により検査対象に取り付けられ、一対の車輪が回転することにより検査対象に対して相対移動される。車輪の溝部に誘導部が挟み込まれているとともに、車輪は回転軸線まわりに回動するため、誘導部が延びる方向に車輪の向きが変わり、誘導部に沿って筐体を移動させることができる。【００１８】
つまり、吸引部により発生される吸引力により、筐体は検査対象に直接取り付けるため、検査対象に配置された誘導部に筐体を取り付ける方法と比較して、誘導部は筐体や探触子などの重量を支持する必要がないことから、誘導部の検査対象への取り付けに、着脱が容易な簡易な方法を用いることができる。
誘導部に対して、筐体や探触子などの支持に必要な強度を持たせる必要がないため、誘導部を検査対象の面に沿う形状に容易に変形させることができる。例えば、配管のエルボ部分や、管台における溶接部分などの複雑な形状を有する面に沿う形状に、誘導部を容易に変形させることができる。【００１９】
その一方で、吸引力により筐体を検査対象に取り付けるため、例えば、環状に取り囲むことにより筐体を検査対象に取り付ける方法と比較して、非破壊検査用走査装置を小型化できる。一対の車輪により検査対象に対して探触子を有する筐体を移動させるため、例えば、４つの車輪により筐体を移動させる場合と比較して、非破壊検査用走査装置を小型化できる。
そのため、筐体と検査対象との間の干渉の発生を抑制できるとともに、筐体を検査対象に取り付ける場合における検査対象の大きさや形状に関する制約を緩和することができる。【００２０】
上記発明においては、前記検査対象は、磁性材料から形成されたものであって、前記吸引部は、磁力により前記検査対象との間に吸引力を発生させることが望ましい。【００２１】
本発明によれば、吸引部と検査対象との間に働く吸引力によって、車輪が検査対象に押し付けられ、筐体が検査対象に直接に取り付け、取り外しされる。そのため、検査対象に配置された誘導部に筐体が取り付けられている場合と比較して、非破壊検査用走査装置の検査対象への取り付けや、取り外しが容易となる。
吸引部は、車輪と一体に構成されていてもよいし、車輪とは分離して筐体に配置されていてもよく、特に限定するものではない。【００２２】
上記発明においては、前記誘導部は、磁力により前記検査対象に吸着する固定部により、前記検査対象に取り付けられることが望ましい。【００２３】
本発明によれば、誘導部を間に挟んで固定部を検査対象に吸着することにより、誘導部が検査対象に取り付けられる。その一方で、固定部を検査対象から離間させることにより、誘導部を検査対象から取り除くことができるため、誘導部の着脱が容易となる。【００２４】
筐体は吸引部により発生された吸引力により検査対象に取り付けられるため、固定部は誘導部のみを検査対象に取り付け、固定するだけの吸引力を発生すればよい。そのため、例えば、誘導部が筐体等を支持する場合と比較して、検査対象への固定部の着脱に要する力は小さくてよく、誘導部の着脱が容易となる。【００２５】
上記発明においては、前記誘導部は弾性材料から形成されていることが望ましい。【００２６】
本発明によれば、車輪の誘導性と、誘導部における検査対象に対する追従性とを両立させることができる。
弾性材料としては、弾性率の高い金属材料や、弾性率の低いゴム材料等を例示することができる。例えば、弾性材料として金属材料を用いた場合には、車輪の誘導性が高くなる。その一方で、ゴム材料を用いた場合には、誘導部における検査対象に対する追従性が高くなる。【００２７】
上記発明においては、前記誘導部における前記車輪と対向する領域に、凹凸が前記誘導部の長手方向に沿って並ぶ誘導側歯型部が設けられ、前記溝部の底面には、前記誘導側歯型部と噛み合う凹凸が前記溝部の周方向に並ぶ車輪側歯型部が設けられていることが望ましい。【００２８】
本発明によれば、誘導側歯型部と、車輪側歯型部とが噛み合うことにより、検査対象に配置された誘導部に対する非破壊検査用走査装置の相対位置をより正確に保持することができる。【００２９】
例えば、検査対象の面に誘導部が上下方向に延びて配置されている場合、非破壊検査用走査装置は重力に逆らって上下方向に移動することになる。このとき、吸引部により吸着された車輪と検査対象との間でスリップが発生しやすく、検査対象に配置された誘導部と、非破壊検査用走査装置との相対位置が変動しやすい。【００３０】
その一方で、誘導側歯型部と車輪側歯型部とが噛み合わされていると、重力によって非破壊検査用走査装置に働く下方向への力の一部は、誘導部によって受け止められる。そのため、車輪と検査対象との間でのスリップが発生しにくくなり、検査対象に配置された誘導部と、非破壊検査用走査装置との相対位置が変動にくくなる。【００３１】
上記発明においては、前記検査対象は、非磁性材料から形成されたものであって、少なくとも、前記検査対象における前記誘導部が配置される領域に配置されるとともに、磁性材料から形成された覆部が設けられ、前記吸引部は、磁力により前記検査対象との間に吸引力を発生させることが望ましい。【００３２】
本発明によれば、覆部を用いることにより、検査対象が非磁性材料から形成されたものであっても、探触子を有する筐体を検査対象に取り付けることができる。つまり、磁性材料から形成された覆部を検査対象に配置するとともに、当該覆部に探触子を有する筐体を取り付けることにより、筐体を検査対象に取り付けることができる。
覆部の上で筐体を移動させることにより、探触子を検査対象の探傷面に対して相対移動させることができる。【００３３】
上記発明においては、水前記検査対象における前記車輪と隣接する位置に、前記車輪が移動する方向に沿って延びて配置されるズレ防止部が設けられていることが望ましい。【００３４】
本発明によれば、車輪の進行方向が所定の方向から逸れても、車輪の側面がズレ防止部と接触することにより、車輪の進行方向を所定の方向に戻すことができる。特に、検査対象における面が水平方向に対して交差する方向に延びる場合には、重力の働く方向に車輪の進行方向が逸れやすくなる。このような場合に、ズレ防止部を用いることにより、非破壊検査用走査装置のズレ落ちを防止することができる。【００３５】
本発明の一態様に係る非破壊検査装置は、検査対象における欠陥の検出に用いられる探触子と、該探触子を制御する制御部と、前記探触子を、前記検査対象に対して相対移動させる上記本発明の非破壊検査用走査装置と、が設けられている。【００３６】
本発明によれば、上記本発明の非破壊検査用走査装置が設けられているため、検査対象の大きさや形状に関する制約を緩和するとともに、検査対象への取り付けを容易にし、かつ、非破壊検査装置の小型化および低価格化を図ることができる。【００３７】
上記発明においては、前記探触子には、超音波を送受信する超音波素子と、前記超音波素子と前記探傷面との間に配置され、前記超音波素子と前記探傷面との間で前記超音波を伝播させる弾性体と、前記超音波素子および前記弾性体を保持する本体と、が設けられていることが望ましい。【００３８】
上記発明においては、前記弾性体は、水性ゲルから形成されていることとしてもよい。【００３９】
上記発明においては、前記弾性体は、油性ゲルから形成されていることとしてもよい。【００４０】
上記発明においては、前記弾性体は、浸出および／または移行する分散媒を含まないゲルから形成されていることとしてもよい。【００４１】
本発明によれば、超音波素子から送信された超音波は、弾性体を介して検査対象の探傷面に入射する。その一方で、検査対象から反射した超音波は、探傷面から弾性体を介して超音波素子に受信される。
探傷面の形状や表面粗さ等の探傷面の状態に関わらず、弾性体は探傷面に密着できる。そのため、弾性体と探傷面との間で、安定して超音波を伝播させることができる。このとき、弾性体と探傷面との間にカプラント（接触媒体）や、油や、水等の液体を介在させている。
【発明の効果】
【００４２】
本発明の非破壊検査用走査装置および非破壊検査装置によれば、探触子を保持する筐体は、吸引部から発生される吸引力により検査対象に取り付けられるとともに、車輪の溝部に誘導部が挟み込まれ、誘導部が延びる方向に車輪の向きが変わるため、検査対象である管状構造物の径および形状への対応、および、管状構造物への取り付けが容易であり、かつ、小型化および低価格化を図ることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る超音波探傷装置の概略を説明する模式図である。
【図２】図１のスキャナと配管との位置関係を説明する模式図である。
【図３】図２のスキャナの構成を説明する正面視図である。
【図４】図２のスキャナの構成を説明する上面視図である。
【図５】図２のスキャナの構成を説明する側面視図である。
【図６】図１のスキャナとＸ軸軌道レールガイドとの位置関係を説明する正面視図である。
【図７】図１のスキャナとＸ軸軌道レールガイドとの位置関係を説明する上面視図である。
【図８】図２のＹ軸ユニットおよびＹ軸ガイドロッドの構成を説明する部分側面視図である。
【図９】図２の探触子の構成を説明する部分拡大図である。
【図１０】図９の探触子の別の実施例を説明する部分拡大図である。
【図１１】図２のスキャナの別の実施例を説明する模式図である。
【図１２】本発明の第２の実施形態に係る超音波探傷装置の概略を説明する模式図である。
【図１３】図１２のスキャナの構成を説明する正面視図である。
【図１４】図１２のスキャナの構成を説明する上面視図である。
【図１５】図１２のスキャナの構成を説明する側面視図である。
【図１６】図１３のＹ軸ユニットおよびＹ軸ガイドロッドの構成を説明する部分側面視図である。
【図１７】本発明の第３の実施形態に係る超音波探傷装置と配管との位置関係を説明する模式図である。
【図１８】図１７のスキャナとＸ軸軌道レールガイドとの位置関係を説明する正面視図である。
【図１９】本発明の第４の実施形態に係る超音波探傷装置と配管との位置関係を説明する模式図である。
【図２０】図１９のスキャナとＸ軸軌道レールガイドとの位置関係を説明する正面視図である。
【図２１】本発明の第５の実施形態に係るスキャナの車輪の構成を説明する正面視図である。
【図２２】図２１の車輪の構成を説明する側面視図である。
【図２３】図２１のスキャナを配管に配置した状態を説明する模式図である。
【図２４】図２１のスキャナを鉛直方向に延びる配管に配置した状態を説明する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
〔第１の実施形態〕
以下、本発明の第１の実施形態に係る超音波探傷装置ついて図１から図１１を参照して説明する。
図１は、本実施形態に係る超音波探傷装置の概略を説明する模式図である。図２は、図１のスキャナと配管との位置関係を説明する模式図である。
本実施形態では、本発明の非破壊検査装置を、超音波探傷法を用いて配管（検査対象）Ｐの内部欠陥の有無を検査する超音波探傷装置（非破壊検査装置）１に適用して説明する。
【００４５】
なお、本発明の非破壊検査装置は、上述のように超音波探傷法による内部欠陥の有無の検査に用いられる超音波探傷装置１に適用してもよいし、渦電流探傷法や、磁気探傷法や、電位差法を用いた内部欠陥の有無の検査に用いてもよく、特に限定するものではない。
本実施形態では、配管Ｐは磁石が吸着する材料から形成されたものに適用して説明する。
【００４６】
超音波探傷装置１には、図１および図２に示すように、スキャナ（非破壊検査用走査装置）２と、探触子３と、超音波探傷器（制御部）４と、情報処理部５と、が主に設けられている。
本実施形態では、説明を容易にするため、配管Ｐの面に沿う方向であって、スキャナ２が移動する方向をＸ軸方向、当該Ｘ軸方向と直交する方向をＹ軸方向、配管Ｐの面に対して直交する方向をＺ軸方向として説明する。
【００４７】
図３は、図２のスキャナの構成を説明する正面視図である。図４は、図２のスキャナの構成を説明する上面視図である。図５は、図２のスキャナの構成を説明する側面視図である。
スキャナ２は、図２に示すように、配管Ｐの面に対して探触子３を相対移動、つまり走査させるものである。
【００４８】
スキャナ２には、図３から図５に示すように、Ｘ軸ユニット（筐体）２１と、Ｙ軸ユニット（筐体）２２と、マグネットローラ（車輪、吸引部）２３と、Ｙ軸ガイドロッド２４と、探触子取り付けフォーク２５と、探触子ホルダ２６と、が設けられている。
【００４９】
図６は、図１のスキャナとＸ軸軌道レールガイドとの位置関係を説明する正面視図である。図７は、図１のスキャナとＸ軸軌道レールガイドとの位置関係を説明する上面視図である。
スキャナ２には、図２、図６および図７に示すように、Ｘ軸軌道レールガイド（誘導部）２７と、Ｘ軸軌道レール固定具（固定部）２８と、が設けられている。
【００５０】
Ｘ軸ユニット２１は、図３から図５に示すように、Ｙ軸ユニット２２およびマグネットローラ２３が取り付けられるものであって、スキャナ２の土台となる板状の部品である。具体的には、Ｘ軸ユニット２１における中央に設けられた一対のＺ軸方向に延びた板状の部分にＹ軸ユニット２２が配置され、Ｘ軸方向の両端部であって、Ｘ軸およびＹ軸方向に延びる板状の部分にマグネットローラ２３が配置されている。
【００５１】
図８は、図２のＹ軸ユニットおよびＹ軸ガイドロッドの構成を説明する部分側面視図である。
Ｙ軸ユニット２２は、図３から図５、および図８に示すように、Ｘ軸ユニット２１に取り付けられるとともに、Ｙ軸ガイドロッド２４が取り付けられるものである。
具体的には、Ｙ軸ユニット２２は直方体状に形成された部材であって、Ｘ軸ユニット２１に対して、Ｘ軸方向に沿って延びる回転軸線まわりに回動可能に取り付けられるものである。Ｙ軸方向に延びるＹ軸ガイドロッド２４が、Ｙ軸ユニット２２を貫通して取り付けられている。
【００５２】
Ｙ軸ユニット２２には、Ｙ軸ステップ送りハンドル２２Ａと、Ｙ軸ロータリエンコーダ２２Ｂと、エンコーダ用コネクタボックス２２Ｃと、が設けられている。
【００５３】
Ｙ軸ステップ送りハンドル２２Ａは、Ｙ軸ガイドロッド２４をＹ軸方向に移動させるものであって、Ｙ軸ユニット２２の上面に配置された円板状の部材を有するものである。
Ｙ軸ステップ送りハンドル２２Ａは、Ｚ軸方向に延びる回転軸線まわりに回転可能に配置され、Ｙ軸ステップ送りハンドル２２Ａを回転させることにより、探触子３やＹ軸ガイドロッド２４を＋Ｙ軸方向や−Ｙ軸方向に移動させるものである。
【００５４】
本実施形態では、Ｙ軸ステップ送りハンドル２２Ａはステップ状に回転されるように構成され、Ｙ軸ステップ送りハンドル２２Ａを一ステップだけ回転させると、Ｙ軸ガイドロッド２４は＋Ｙ軸方向、または、−Ｙ軸方向に、一ステップに対応する距離だけ移動される例に適用して説明する。
【００５５】
Ｙ軸ロータリエンコーダ２２Ｂは、Ｙ軸ガイドロッド２４の位置または移動距離を測定するものであって、探触子３やＹ軸ガイドロッド２４の＋Ｙ軸方向や、−Ｙ軸方向への移動距離を測定するものである。Ｙ軸ロータリエンコーダ２２Ｂは、Ｙ軸ユニット２２の内部に配置されたものである。
Ｙ軸ロータリエンコーダ２２Ｂから出力された測定信号は、エンコーダ用コネクタボックス２２Ｃを介して、情報処理部５に入力されている。
【００５６】
エンコーダ用コネクタボックス２２Ｃは、後述するＸ軸ロータリエンコーダ２３ＥおよびＹ軸ロータリエンコーダ２２Ｂと、情報処理部５との接続部分である。
【００５７】
本実施形態では、Ｘ軸ユニット２１およびＹ軸ユニット２２をアルミニウム合金から形成されたものに適用して説明しているが、アルミニウム合金から形成されたものに限定されるものではなく、特に限定するものではない。
【００５８】
マグネットローラ２３は、図３から図５に示すように、配管Ｐと接触して吸着する部分であって、スキャナ２を配管Ｐの面に沿って移動させるものである。マグネットローラ２３は、Ｘ軸ユニット２１におけるＸ軸方向の一方の端部および他方の端部にそれぞれ取り付けられるものであって、Ｚ軸方向に延びる回転軸線まわりに回動可能に取り付けられるものである。
【００５９】
マグネットローラ２３には、ローラ本体２３Ａと、ローラ支持部２３Ｂと、ローラバネ部２３Ｃと、が設けられている。一対のマグネットローラ２３のうちの一方には、Ｘ軸ステップ送りハンドル２３Ｄが設けられ、他方にはＸ軸ロータリエンコーダ２３Ｅが設けられている。
【００６０】
ローラ本体２３Ａは、ローラ支持部２３ＢによりＹ軸方向に延びる回転軸線まわりに回転可能に支持されたものであって、配管Ｐの外周面を転動する円柱状の部材である。その一方で、ローラ本体２３Ａには、永久磁石などの磁力を発生する部品が設けられているため、ローラ本体２３Ａは磁力により配管Ｐに吸着するものである。
ローラ本体２３Ａにおける配管Ｐと接触する円周面には、溝部２３Ｆが形成されている。
【００６１】
溝部２３Ｆは、ローラ本体２３Ａの円周面に環状に形成された凹部であって、ローラ本体２３Ａを配管Ｐに吸着させた際に、内部にＸ軸軌道レールガイド２７が挟み込まれるものである。そのため、溝部２３Ｆにおける幅方向（Ｙ軸方向）の長さ、および、深さ方向（Ｚ軸方向）の長さは、Ｘ軸軌道レールガイド２７の断面における直径よりも長くなっている。
【００６２】
ローラ支持部２３Ｂは、ローラ本体２３Ａが配管Ｐの外周面を転動可能に支持するとともに、Ｘ軸ユニット２１に対して回動可能に取り付けられるものである。具体的には、Ｘ軸ユニット２１に対してＺ軸方向に延びる回転軸線まわりに回動可能に取り付けられるものである。
ローラ支持部２３Ｂにおける上端部（＋Ｚ軸方向の端部）には、ローラ本体２３Ａの回転軸線とＹ軸とが平行となるように付勢するローラバネ部２３Ｃが設けられている。
【００６３】
ローラバネ部２３Ｃは、ローラ支持部２３ＢとＸ軸ユニット２１との間に配置されたものであり、二つのローラバネ部２３Ｃが一つのローラ支持部２３Ｂに対して配置されている。
具体的には、ローラ支持部２３Ｂの上端部のＹ軸方向における両端部に、それぞれローラバネ部２３Ｃの一端が取り付けられ、ローラバネ部２３Ｃの他端は、Ｘ軸ユニット２１における中央近傍の領域に取り付けられている。
【００６４】
ローラ支持部２３Ｂに外力が負荷されていない場合には、ローラ支持部２３Ｂは回転軸線まわりに自由に回動し、一方および他方のローラバネ部２３Ｃによる付勢力が等しくなる。つまり、ローラ本体２３Ａの回転軸線とＹ軸とが平行となる。
【００６５】
その一方で、外力を受けてローラ支持部２３Ｂが回転軸線まわりに一の回転方向に回動すると、一方のローラバネ部２３Ｃが伸びるとともに、他方のローラバネ部２３Ｃが縮む。伸びたローラバネ部２３Ｃによる付勢力は、縮んだローラバネ部２３Ｃによる付勢力よりも大きくなり、ローラ支持部２３Ｂを他の回転方向に回動させる力が発生する。
そのため、上記の外力がなくなったり、弱くなったりした場合には、ローラ支持部２３Ｂはローラバネ部２３Ｃの付勢力により回動し、ローラ本体２３Ａの回転軸線とＹ軸とが平行となる、または、平行に近づく。
【００６６】
Ｘ軸ステップ送りハンドル２３Ｄは、ローラ本体２３Ａを回転させるものであって、一対のマグネットローラ２３のうちの一方に設けられた円板状の部材を有するものである。
Ｘ軸ステップ送りハンドル２３Ｄは、Ｙ軸方向に延びる回転軸線まわりに回転可能に配置され、Ｘ軸ステップ送りハンドル２３Ｄを回転させることにより、探触子３やＸ軸ユニット２１などを＋Ｘ軸方向や、−Ｘ軸方向に移動させるものである。
【００６７】
本実施形態では、Ｘ軸ステップ送りハンドル２３Ｄはステップ状に回転されるように構成され、Ｘ軸ステップ送りハンドル２３Ｄを１ステップだけ回転させると、Ｘ軸ステップ送りハンドル２３Ｄは＋Ｘ軸方向、または、−Ｘ軸方向に、１ステップに対応する距離だけ移動される例に適用して説明する。
【００６８】
Ｘ軸ロータリエンコーダ２３Ｅは、ローラ本体２３Ａの位相または回転角度を測定するものであって、探触子３やＸ軸ユニット２１などの＋Ｘ軸方向や、−Ｘ軸方向への移動距離を測定するものである。Ｘ軸ロータリエンコーダ２３Ｅは、一対のマグネットローラ２３のうちの他方に設けられたものである。
Ｘ軸ロータリエンコーダ２３Ｅから出力された測定信号は、Ｙ軸ロータリエンコーダ２２Ｂから出力された測定信号と同様に、エンコーダ用コネクタボックス２２Ｃを介して、情報処理部５に入力されている。
【００６９】
Ｙ軸ガイドロッド２４は、図３から図５、および図８に示すように、Ｙ軸ユニット２２に配置されているとともに、Ｙ軸ユニット２２に対してＹ軸方向に相対移動できるように配置されたものであって、少なくとも一方の端部に、探触子取り付けフォーク２５が取り付けられるものである。
具体的には、Ｙ軸ガイドロッド２４は、Ｙ軸ユニット２２とともにＸ軸ユニット２１に対してＸ軸方向に延びる回転軸線まわりに回動するとともに、Ｙ軸ステップ送りハンドル２２Ａを回転させることにより、Ｘ軸ユニット２１およびＹ軸ユニット２２に対して、Ｙ軸方向に移動されるものである。
【００７０】
Ｙ軸ガイドロッド２４は、Ｙ軸方向に延びるとともにＸ軸方向に並んで配置された一対の棒状部材２４Ａと、Ｘ軸方向に延びるとともに一対の棒状部材２４Ａの端部を繋ぐ一対の端部材２４Ｂと、が設けられている。
【００７１】
一対の棒状部材２４Ａのうちの一方には、Ｙ軸ユニット２２に対するＹ軸ガイドロッド２４の位置や移動距離などを示す目盛りが表示されている。
これにより、探触子３におけるＹ軸方向の位置や移動距離を目視で確認することができる。
【００７２】
端部材２４Ｂは、探触子取り付けフォーク２５が着脱可能に取り付けられるとともに、Ｙ軸方向に延びる回転軸線まわりに探触子取り付けフォーク２５が回転可能に取り付けられるものである。
本実施形態では、一対の端部材２４Ｂの両方に対して、探触子取り付けフォーク２５が着脱可能とされる例に適用して説明する。なお、一対の端部材２４Ｂの一方のみに対して、探触子取り付けフォーク２５が着脱可能とされてもよく、特に限定するものではない。
【００７３】
探触子取り付けフォーク２５は、図２、図４および図７に示すように、Ｙ軸ガイドロッド２４に取り付けられるとともに、探触子ホルダ２６を支持するものである。
具体的には、探触子取り付けフォーク２５は、Ｙ軸ガイドロッド２４とともにＹ軸ユニット２２に対してＹ軸方向に移動するとともに、Ｙ軸ガイドロッド２４に対してＹ軸方向に延びる回転軸線まわりに回転可能とされるものである。
【００７４】
探触子取り付けフォーク２５には、Ｙ軸ガイドロッド２４に取り付けられる取付部２５Ａと、探触子ホルダ２６を支持するフォーク部２５Ｂと、取付部２５Ａとフォーク部２５Ｂとの間に配置されたフォークバネ部２５Ｃと、が設けられている。
【００７５】
取付部２５Ａは、Ｙ軸ガイドロッド２４の端部材２４Ｂに取り付けられるものであって、フォーク部２５Ｂを支持するものである。
具体的には、取付部２５Ａは端部材２４Ｂに対して着脱可能に、かつ、Ｙ軸方向に延びる回転軸線まわりに回転可能に取り付けられるものである。取付部２５Ａは、Ｘ軸方向に延びる回転軸線まわりにフォーク部２５Ｂを回動可能に支持するものである。
【００７６】
端部材２４Ｂと取付部２５Ａとの間の着脱に関する構成としては、公知の構成を用いることができ、特に限定するものではない。
【００７７】
フォーク部２５Ｂは、取付部２５Ａに回動可能に支持されたものであって、探触子ホルダ２６を支持するものである。
具体的には、フォーク部２５Ｂはコの字型に形成された板状の部材であって、フォーク部２５Ｂに囲まれた内部に探触子ホルダ２６が配置されるものである。フォーク部２５Ｂは、Ｘ軸方向に延びる回転軸線まわりに探触子ホルダ２６を回動可能に支持するものである。
【００７８】
フォークバネ部２５Ｃは、取付部２５Ａとフォーク部２５Ｂとの間に配置されたものであり、取付部２５Ａに対するフォーク部２５Ｂの姿勢を所定の姿勢にする付勢力を発揮するものである。
具体的には、取付部２５Ａにおける−Ｚ軸方向（配管Ｐ側）に突出する部分にフォークバネ部２５Ｃの一端が取り付けられ、フォークバネ部２５Ｃの他端は、フォーク部２５Ｂの側面に取り付けられている。
【００７９】
フォーク部２５Ｂに外力が負荷されていない場合には、フォークバネ部２５Ｃは付勢力により縮むことから、フォーク部２５ＢはＸ軸方向に延びる回転軸線まわりに、−Ｚ軸方向に回動する。つまり、フォーク部２５Ｂは配管Ｐに近づく方向に回動する。
【００８０】
そのため、スキャナ２が配管Ｐに取り付けられた場合には、フォーク部２５Ｂに支持された探触子３は、フォークバネ部２５Ｃの付勢力により配管Ｐの円周面に押し付けられる。
【００８１】
探触子ホルダ２６は、図２、図４および図７に示すように、探触子３を支持するとともに、探触子取り付けフォーク２５に対して回動可能に支持されるものである。
具体的には、探触子ホルダ２６は、探触子３の周囲を囲うロの字状に形成された板状の部材であって、探触子ホルダ２６の中央に形成された貫通孔に探触子３が配置されるものである。
【００８２】
Ｘ軸軌道レールガイド２７は、図２、図６および図７に示すように、配管Ｐの円周面に配置される金属から形成された円柱状または筒状の部材であって、Ｘ軸ユニット２１などの移動方向を規定するものである。具体的には、マグネットローラ２３におけるローラ本体２３Ａの溝部２３Ｆに配置されるものであって、ローラ支持部２３ＢをＸ軸軌道レールガイド２７が延びる方向に回動させるものである。
【００８３】
Ｘ軸軌道レールガイド２７としては、配管Ｐの円周面に沿って容易に変形が可能なものであって、マグネットローラ２３におけるローラ支持部２３ＢをＸ軸ユニット２１に対して回動させる程度の強度を有するものを用いることができ、特に限定するものではない。
【００８４】
Ｘ軸軌道レール固定具２８は、図２、図６および図７に示すように、Ｘ軸軌道レールガイド２７を配管Ｐに固定するものである。Ｘ軸軌道レール固定具２８には、一対の永久磁石２８Ａと、固定具本体２８Ｂと、把持部２８Ｃと、が設けられている。
【００８５】
一対の永久磁石２８Ａは、Ｘ軸軌道レールガイド２７を間に挟む位置に配置され、固定具本体２８ＢとともにＸ軸軌道レールガイド２７を配管Ｐに固定するものである。
固定具本体２８Ｂは、一対の永久磁石２８Ａが配置されるとともに、把持部２８Ｃが設けられているものである。
把持部２８Ｃは固定具本体２８Ｂから延びる板状の部材であって、Ｘ軸軌道レール固定具２８の取り付けや、取り外しを行う際に検査員によって把持されるものである。
【００８６】
図９は、図２の探触子の構成を説明する部分拡大図である。
探触子３は、図２および図９に示すように、配管Ｐに対して超音波を送信するとともに、配管Ｐや配管Ｐの内部欠陥から反射した超音波を受信するものである。
探触子３には、超音波素子３１と、探触子本体３２と、くさび本体（本体）３３と、弾性体３４と、が設けられている。
【００８７】
超音波素子３１は、超音波を発生する発振子として機能するとともに、反射した超音波を検出するセンサとしても機能するものである。
超音波素子３１は、探触子本体３２におけるくさび本体３３が取り付けられる面に配置されている。超音波素子３１は、超音波探傷器４から超音波を発生させる電圧が入力可能に、かつ、超音波探傷器４に対して反射した超音波の受信信号を出力可能に接続されている。
【００８８】
超音波素子３１としては、ジルコン酸チタン酸鉛系や、チタン酸鉛系などのセラミックス、ビニリデンフルオライド・トリフルオロライドの共重合体（ＶＤＦ・ＴｒＦＥ）や、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）などの高分子膜、酸化亜鉛（ＺｎＯ）を用いた圧電薄膜などを用いたものを例示することができ、特に限定するものではない。
【００８９】
探触子本体３２は、超音波素子３１およびくさび本体３３が取り付けられるものである。探触子本体３２における配管Ｐと対向する面には、超音波素子３１が配置されるとともに、くさび本体３３が取り付けられている。
探触子本体３２の構成としては、超音波が配管Ｐ側のみに向って伝播するとともに、超音波素子３１から発生される超音波の余震を抑制する構成であればよく、特に限定するものではない。
【００９０】
くさび本体３３は、探触子本体３２および探触子３と、配管Ｐとの間に配置されるものであって、探触子３から発振された超音波が配管Ｐに入射する角度を定めるものである。くさび本体３３は、内部に弾性体３４を保持するものでもある。
本実施形態では、配管Ｐと対向する面に対して、くさび本体３３における探触子本体３２および探触子３と対向する面が傾斜している例に適用して説明する。つまり、配管Ｐの探傷面（円周面）に対して斜めに進行する超音波を入射させる例に適用して説明する。
【００９１】
弾性体３４はくさび本体３３の内部に配置され、探触子３と配管Ｐの探傷面との間で超音波を伝播させるものである。弾性体３４は、くさび本体３３から配管Ｐ側に突出して配置されているため、探触子３を配管Ｐの探傷面に配置した際に、配管Ｐの探傷面と接触する。
【００９２】
本実施形態では、弾性体３４として水性ゲルである蒟蒻（コンニャク）を用いる例に適用して説明する。弾性体３４としては、超音波の進行を妨げるものでなく、かつ、配管Ｐの探傷面の形状にならって容易に変形するものであればよく、例えば、超音波ファントム等に用いられる油性ゲルや、さらには、水や油などの浸出および／または移行する分散媒を全く含まないゲル（例えば、セグメント化ポリウレタンゲル（ＳＰＵＧ））を用いることもでき、特に限定するものではない。
【００９３】
図１０は、図９の探触子の別の実施例を説明する部分拡大図である。
探触子３としては、図９に示すように弾性体３４として蒟蒻（コンニャク）を用いてもよいし、図１０に示すように、粘性ゲルからなる弾性体３４Ａを用いてもよい。また、弾性体３４としては、油性ゲルや、水や油などの浸出および／または移行する分散媒を全く含まないゲル（例えば、セグメント化ポリウレタンゲル）を用いることもでき、特に限定するものではない。
【００９４】
図１０では、探触子３Ａの探触子本体３２Ａは円柱状に形成され、探触子３における下端面が、超音波素子３１が設けられた探触子面となっている。
探触子本体３２Ａの下端には、内部に弾性体３４Ａが配置される筒体３３Ａが設けられている。筒体３３Ａの内周面における上端側には、探触子本体３２Ａに形成された雄ネジ部と螺合する雌ネジ部が形成されている。筒体３３Ａを形成する材料としては、アクリル樹脂などの樹脂を例示することができる。
【００９５】
本実施形態では、探触子本体３２Ａは直径が約１０ｍｍの円柱状に形成され、筒体３３Ａの長さＴが約５ｍｍや約１０ｍｍである場合に適用して説明する。
【００９６】
筒体３３Ａの内部に配置された弾性体３４Ａである粘性ゲルは、探触子３Ａにおける探触子面と配管Ｐの探傷面とに吸着する。弾性体３４Ａは、薄肉の厚さ測定を行う際に用いられる遅延材としての役割も果たす。
そのため、弾性体３４Ａを用いることにより、液状の接着媒質を用いることなく、超音波探傷法による内部欠陥の有無の検査を行うことができる。
弾性体３４Ａとして疎水性を有する油性ゲルを用いた場合には、周辺温度変化にも強く、含水率の変化による特性変化もないため、長期間使用した場合であっても耐久性に優れるといった利点がある。
弾性体３４としてセグメント化ポリウレタンゲルなどの、浸出および／または移行する分散媒を全く含まないゲルを用いた場合には、長期間空気中に放置した場合であっても含水率の変化による特性変化や粘着力の減少等の性能の経時的変化が起こらないため、安定性、耐久性に優れるといった利点がある。
【００９７】
超音波探傷器４は、図１に示すように、探触子３の超音波素子３１とともに配管Ｐの超音波探傷による検査を行うものである。
超音波探傷器４は、超音波素子３１に対して超音波を発生させるパルス状の電圧を供給するとともに、超音波素子３１が受信した反射した超音波に係る受信信号が入力されるものである。
超音波探傷器４としては、公知のものを用いることができ、特に限定するものではない。
【００９８】
情報処理部５は、超音波探傷器４を制御するとともに、Ｘ軸ロータリエンコーダ２３ＥおよびＹ軸ロータリエンコーダ２２Ｂから入力された信号、および、超音波探傷器４から入力された情報に基づいて、配管Ｐにおける内部欠陥の有無の判断に用いられる画像などを表示するものである。
情報処理部５としては、パーソナルコンピュータなどの公知の情報処理装置を用いることができ、特に限定するものではない。
【００９９】
次に、上記の構成からなる超音波探傷装置１における内部欠陥の有無の検査方法について説明する。
配管Ｐにおける傷などの内部欠陥の有無を検査する場合には、図２、図６および図７に示すように、Ｘ軸軌道レールガイド２７が、配管Ｐにおける探傷面の近傍の円周面、つまりスキャナ２のＸ軸ユニット２１などが移動する面に沿って延びる形状に曲げられる。このように曲げられたＸ軸軌道レールガイド２７は、一対のＸ軸軌道レール固定具２８によって、配管Ｐの円周面に取り付けられる。
【０１００】
本実施形態では、Ｘ−Ｙ平面に沿って延びるとともに、＋Ｘ軸方向に向って−Ｙ軸方向に曲がる配管Ｐのエルボ部分にＸ軸軌道レールガイド２７が取り付けられている例に適用して説明する。
【０１０１】
Ｘ軸軌道レールガイド２７が配管Ｐに取り付けられると、次に、スキャナ２が、配管Ｐにおける検査開始位置の近傍に取り付けられる。
このとき、スキャナ２のローラ本体２３Ａは、磁力により配管Ｐの円周面に直接吸着する。図２に示すように、配管Ｐに取り付けられたＸ軸軌道レールガイド２７が、ローラ本体２３Ａの溝部２３Ｆに配置される。
【０１０２】
本実施形態では、Ｘ軸軌道レールガイド２７が曲げられているため、マグネットローラ２３は、図７に示すように、Ｚ軸方向に延びる回転軸線まわりに回動し、Ｘ軸軌道レールガイド２７に沿う状態となる。
【０１０３】
図２に示すように、Ｙ軸ユニット２２をＸ軸方向に延びる回転軸線まわりに回動させる、つまり首振りさせるとともに、Ｙ軸ユニット２２に対してＹ軸ガイドロッド２４の配置位置を調節して、探触子３を配管Ｐの探傷面に配置する。
探触子３が配管Ｐの探傷面と接触すると、探触子ホルダ２６がＸ軸方向に延びる回転軸線まわりに回動して、くさび本体３３における配管Ｐと対向する面が探傷面に接触し、弾性体３４が探傷面と接触する。
【０１０４】
配管Ｐの探傷面に、カプラント（接触媒体）や、油や、水等の液体を塗布し、弾性体３４が探傷面との間の上記液体が介在する状態とされている。
このようにすることで、探傷面の形状や表面粗さ等の探傷面の状態に関わらず、弾性体３４を、液体を介在させた状態で探傷面に密着させることができる。そのため、弾性体３４と探傷面との間で、安定して超音波を伝播させることができる。
【０１０５】
探触子３における配管Ｐへの押付け力は、フォーク部２５ＢにおけるＸ軸方向に延びる回転軸まわりの回動、および、フォークバネ部２５Ｃにおける付勢力により調節される。
つまり、Ｙ軸ユニット２２における回動角が大きく、探触子３が配管Ｐに強く押し付けられる場合には、フォークバネ部２５Ｃが伸び、探触子３が配管Ｐから離れる方向にフォーク部２５Ｂが回動する。その一方で、Ｙ軸ユニット２２における回動角が小さく、探触子３の配管Ｐへの押付け力が小さい場合には、フォークバネ部２５Ｃが縮み、探触子３が配管Ｐに接近する方向にフォーク部２５Ｂが回動する。
【０１０６】
以上により、配管Ｐへのスキャナ２の取付けが完了し、次に、配管Ｐに対する内部欠陥の有無の検査が行われる。
図１に示すように、情報処理部５から制御信号が入力された超音波探傷器４は、超音波を発生させるパルス状の電圧を探触子３に向けて出力する。パルス状の電圧は、探触子３の超音波素子３１に入力され、超音波素子３１から配管Ｐの探傷面に向けて超音波が送信される。
【０１０７】
超音波は、図９に示すように、超音波素子３１から弾性体３４を介して配管Ｐの探傷面に入射する。内部欠陥がある場合には、配管Ｐに入射した超音波の少なくとも一部は内部欠陥で反射する。反射した超音波は、配管Ｐの探傷面から弾性体３４を介して超音波素子３１に入射する。
超音波素子３１は、入射した超音波に基づいて受信信号を出力する。受信信号は、超音波探傷器４を介して情報処理部５に入力される。
【０１０８】
その後、検査員はスキャナ２をＸ軸軌道レールガイド２７に沿って移動させ、再び配管Ｐに対する検査を行う。
スキャナ２は、Ｘ軸ステップ送りハンドル２３Ｄを回転させて、ローラ本体２３Ａを回転させることにより行われる。例えば、Ｘ軸ステップ送りハンドル２３Ｄを１ステップだけ回転させることにより、スキャナ２を１ステップに対応する距離だけ移動させる。
【０１０９】
このとき、ローラ本体２３Ａは、溝部２３ＦにＸ軸軌道レールガイド２７を挟みつつ、配管Ｐの円周面の上を転がりながら移動する。本実施形態の場合には、湾曲したＸ軸軌道レールガイド２７により、マグネットローラ２３が回動した状態、つまりローラ本体２３Ａの回転軸線がＹ軸方向に対して交差する位相の状態とされつつ、Ｘ軸軌道レールガイド２７に沿って移動する。
【０１１０】
その一方で、スキャナ２のＸ軸方向への移動は、Ｘ軸ロータリエンコーダ２３Ｅにより測定される。Ｘ軸ロータリエンコーダ２３Ｅから出力された測定信号は、情報処理部５に入力される。
スキャナ２および探触子３をＸ軸軌道レールガイド２７に沿って所定距離だけ移動させると、再び、配管Ｐに対する内部欠陥の有無の検査が行われる。この作業を、探触子３が探傷面の端に至るまで繰り返される。
【０１１１】
探触子３が探傷面の端に至ると、次に、Ｙ軸ステップ送りハンドル２２Ａを回転させて、Ｙ軸ガイドロッド２４をＹ軸方向に移動させることにより、探触子３などを配管Ｐの周方向に移動させる。例えば、Ｙ軸ステップ送りハンドル２２Ａを１ステップだけ回転させることにより、探触子３を１ステップに対応する距離だけ移動させる。
【０１１２】
探触子３の周方向への移動は、Ｙ軸ロータリエンコーダ２２Ｂにより測定される。Ｙ軸ロータリエンコーダ２２Ｂから出力された測定信号は、情報処理部に入力される。
その後、配管Ｐに対する内部欠陥の有無の検査およびＸ軸軌道レールガイド２７に沿う移動が繰り返されることにより、探傷面の全面に対して内部欠陥の有無の検査が行われる。
【０１１３】
情報処理部５は、超音波探傷器４、Ｘ軸ロータリエンコーダ２３Ｅ、および、Ｙ軸ロータリエンコーダ２２Ｂから入力された信号等に基づき、情報処理を行う。具体的には、内部欠陥が存在する場合には、探傷面における内部欠陥が存在する位置（Ｘ軸座標、およびＹ軸座標）や、深さ方向に位置や、内部欠陥の大きさなどを演算により求める。
【０１１４】
上記の構成によれば、探触子３を保持するＸ軸ユニット２１やＹ軸ユニット２２などは、マグネットローラ２３から発生される吸引力により配管Ｐに取り付けられ、一対のマグネットローラ２３が回転することにより配管Ｐに対して相対移動される。マグネットローラ２３の溝部２３ＦにＸ軸軌道レールガイド２７が挟み込まれているとともに、マグネットローラ２３はＺ軸方向に延びる回転軸線まわりに回動するため、Ｘ軸軌道レールガイド２７が延びる方向にマグネットローラ２３の向きが変わり、Ｘ軸軌道レールガイド２７に沿ってＸ軸ユニット２１などを移動させることができる。
【０１１５】
つまり、マグネットローラ２３により発生される吸引力により、Ｘ軸ユニット２１などは配管Ｐに直接取り付けるため、配管Ｐに配置されたＸ軸軌道レールガイド２７にＸ軸ユニット２１などを取り付ける方法と比較して、Ｘ軸軌道レールガイド２７はＸ軸ユニット２１などや探触子３などの重量を支持する必要がない。そのため、Ｘ軸軌道レールガイド２７を配管Ｐに取り付ける際に、着脱が容易な簡易な方法を用いることができる。
【０１１６】
Ｘ軸軌道レールガイド２７に対して、Ｘ軸ユニット２１などや探触子３などの支持に必要な強度を持たせる必要がないため、Ｘ軸軌道レールガイド２７を配管Ｐの円周面に沿う形状に容易に変形させることができる。例えば、配管Ｐのエルボ部分や、管台における溶接部分などの複雑な形状を有する面に沿う形状に、Ｘ軸軌道レールガイド２７を容易に変形させることができる。言い換えると、検査対象である配管Ｐの径および形状への対応が容易となる。
【０１１７】
その一方で、吸引力によりＸ軸ユニット２１などを配管Ｐに取り付けるため、例えば、環状に取り囲むことによりＸ軸ユニット２１などを配管Ｐに取り付ける方法と比較して、スキャナ２を小型化できる。一対のマグネットローラ２３により配管Ｐに対して探触子３を有するＸ軸ユニット２１などを移動させるため、例えば、４つのマグネットローラ２３によりＸ軸ユニット２１などを移動させる場合と比較して、スキャナ２を小型化できる。
【０１１８】
そのため、Ｘ軸ユニット２１などと配管Ｐとの間の干渉の発生を抑制できるとともに、Ｘ軸ユニット２１などを配管Ｐに取り付ける場合における配管Ｐの大きさや形状に関する制約を緩和することができる。
その一方で、スキャナ２の小型化により低価格化を図ることができるため、スキャナ２を使い捨てが必要な分野で使用することができる。具体的には、原子力発電所における一次冷却系の配管における検査に使用することができる。
【０１１９】
マグネットローラ２３と配管Ｐとの間に働く吸引力によって、マグネットローラ２３が配管Ｐに押し付けられ、Ｘ軸ユニット２１などが配管Ｐに直接に取り付け、取り外しされる。そのため、配管Ｐに配置されたＸ軸軌道レールガイド２７にＸ軸ユニット２１などが取り付けられている場合と比較して、スキャナ２の配管Ｐへの取り付けや、取り外しが容易となる。
【０１２０】
Ｘ軸軌道レールガイド２７を間に挟んでＸ軸軌道レール固定具２８を配管Ｐに吸着することにより、Ｘ軸軌道レールガイド２７が配管Ｐに取り付けられる。その一方で、Ｘ軸軌道レール固定具２８を配管Ｐから離間させることにより、Ｘ軸軌道レールガイド２７を配管Ｐから取り除くことができるため、Ｘ軸軌道レールガイド２７の着脱が容易となる。
【０１２１】
Ｘ軸ユニット２１などはマグネットローラ２３により発生された吸引力により配管Ｐに取り付けられるため、Ｘ軸軌道レール固定具２８はＸ軸軌道レールガイド２７のみを配管Ｐに取り付け、固定するだけの吸引力を発生すればよい。そのため、例えば、Ｘ軸軌道レールガイド２７がＸ軸ユニット２１などを支持する場合と比較して、配管ＰへのＸ軸軌道レール固定具２８の着脱に要する力は小さくてよく、Ｘ軸軌道レールガイド２７の着脱が容易となる。
【０１２２】
図１１は、図２のスキャナの別の実施例を説明する模式図である。
配管Ｐがステンレス合金など、磁石が吸着しない、または、スキャナ２の重量を支持できるだけの吸着力が発生しない場合には、図１１に示すように、鉄板などの磁石が吸着する材料から形成された板状の覆部Ｐ１を用いて、スキャナ２を配管Ｐに配置してもよく、特に限定するものではない。
【０１２３】
具体的には、少なくとも配管Ｐにおけるスキャナ２や、Ｘ軸軌道レールガイド２７や、Ｘ軸軌道レール固定具２８などが配置される円周面に覆部Ｐ１を固定し、覆部Ｐ１にスキャナ２などが磁力を利用して取り付けられる。
その後、覆部Ｐ１の上でスキャナ２を移動させることにより、探触子３を配管Ｐの探傷面に対して相対移動させることができる。
【０１２４】
〔第２の実施形態〕
次に、本発明の第２の実施形態について図１２から図１６を参照して説明する。
本実施形態の超音波探傷装置の基本構成は、第１の実施形態と同様であるが、第１の実施形態とは、探触子の移動方法が異なっている。よって、本実施形態においては、図１２および図１６を用いて探触子の移動にかかる構成のみを説明し、その他の構成要素等の説明を省略する。
図１２は、本実施形態に係る超音波探傷装置の概略を説明する模式図である。図１３は、図１２のスキャナの構成を説明する正面視図である。図１４は、図１２のスキャナの構成を説明する上面視図である。図１５は、図１２のスキャナの構成を説明する側面視図である。図１６は、図１３のＹ軸ユニットおよびＹ軸ガイドロッドの構成を説明する部分側面視図である。
第１の実施形態と同一の構成要素については、同一の符号を付して、その説明を省略する。
【０１２５】
超音波探傷装置（非破壊検査装置）１０１には、図１２に示すように、スキャナ（非破壊検査用走査装置）１０２と、スキャナコントローラ１０６と、探触子３と、超音波探傷器４と、情報処理部５と、が主に設けられている。
【０１２６】
スキャナ１０２には、図１３から図１６に示すように、Ｘ軸ユニット２１と、Ｙ軸ユニット（筐体）１２２と、マグネットローラ（車輪、吸引部）１２３と、Ｙ軸ガイドロッド２４と、探触子取り付けフォーク２５と、探触子ホルダ２６と、が設けられている。
【０１２７】
Ｙ軸ユニット１２２には、Ｙ軸ステップ送りハンドル１２２Ａと、Ｙ軸ロータリエンコーダ２２Ｂと、エンコーダ用コネクタボックス２２Ｃと、が設けられ、Ｙ軸ステッピングモータ１２２Ｄと、ステッピングモータ用コネクタボックス１２２Ｅと、が設けられている。
【０１２８】
Ｙ軸ステップ送りハンドル１２２Ａは、第１の実施形態のＹ軸ステップ送りハンドル２２Ａと同様に、Ｙ軸ガイドロッド２４をＹ軸方向に移動させるものであって、Ｙ軸ユニット２２の上面に配置された円板状の部材を有するものである。
【０１２９】
Ｙ軸ステップ送りハンドル１２２Ａは、Ｙ軸ガイドロッド２４に対して駆動力の伝達および切り離しが選択可能に構成されている。例えば、Ｙ軸ステッピングモータ１２２Ｄを用いてＹ軸ガイドロッド２４を移動させる場合には、Ｙ軸ガイドロッド２４との間が切り離される。
【０１３０】
Ｙ軸ステッピングモータ１２２Ｄは、図１４および図１６に示すように、Ｚ軸方向に延びる回転軸線まわりに回転可能に配置され、回転駆動されることにより、探触子３やＹ軸ガイドロッド２４を＋Ｙ軸方向や−Ｙ軸方向に移動させるものである。
本実施形態では、Ｙ軸ステッピングモータ１２２Ｄと、Ｙ軸ガイドロッド２４の棒状部材２４Ａとの間に、ラック・アンド・ピニオン機構を設けることにより、Ｙ軸ステッピングモータ１２２Ｄの回転を、Ｙ軸ガイドロッド２４の＋Ｙ軸方向や−Ｙ軸方向への移動に変換する例に適用して説明する。
【０１３１】
Ｙ軸ステッピングモータ１２２Ｄは、ステッピングモータ用コネクタボックス１２２Ｅを介してスキャナコントローラ１０６に接続され、スキャナコントローラ１０６からＹ軸ステッピングモータ１２２Ｄを駆動制御する駆動電流が供給されている。
【０１３２】
ステッピングモータ用コネクタボックス１２２Ｅは、後述するＸ軸ステッピングモータ１２３ＤおよびＹ軸ステッピングモータ１２２Ｄと、スキャナコントローラ１０６との接続部分である。
【０１３３】
マグネットローラ１２３には、ローラ本体２３Ａと、ローラ支持部２３Ｂと、ローラバネ部２３Ｃと、が設けられている。一対のマグネットローラ１２３のうちの一方には、Ｘ軸ステッピングモータ１２３Ｄが設けられ、他方にはＸ軸ロータリエンコーダ２３Ｅが設けられている。
【０１３４】
Ｘ軸ステッピングモータ１２３Ｄは、ローラ本体２３Ａを回転させるものであって、一対のマグネットローラ２３のうちの一方に設けられたものである。
Ｘ軸ステッピングモータ１２３Ｄは、Ｙ軸方向に延びる回転軸線まわりに回転可能に配置され、回転駆動されることにより、探触子３やＸ軸ユニット２１などを＋Ｘ軸方向や、−Ｘ軸方向に移動させるものである。
【０１３５】
Ｘ軸ステッピングモータ１２３Ｄは、ステッピングモータ用コネクタボックス１２２Ｅを介してスキャナコントローラ１０６に接続され、スキャナコントローラ１０６からＸ軸ステッピングモータ１２３Ｄを駆動制御する駆動電流が供給されている。
【０１３６】
Ｘ軸ステッピングモータ１２３Ｄは、マグネットローラ１２３に対して着脱可能に取り付けられており、Ｘ軸ステッピングモータ１２３Ｄを取り外した後のマグネットローラ１２３には、第１の実施形態のＸ軸ステップ送りハンドル２３Ｄを取り付けることができる。
【０１３７】
スキャナコントローラ１０６は、図１２に示すように、ステッピングモータ用コネクタボックス１２２Ｅを介してＸ軸ステッピングモータ１２３ＤおよびＹ軸ステッピングモータ１２２Ｄを駆動制御するものである。
【０１３８】
次に、上記の構成からなる超音波探傷装置１０１の特長であるスキャナ１０２の駆動方法について説明する。
配管Ｐにスキャナ１０２を取り付ける方法や、内部欠陥の有無の検査方法については、第１の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
【０１３９】
図１２に示すように、スキャナコントローラ１０６は情報処理部５から制御信号、例えば、スキャナ１０２をＸ軸軌道レールガイド２７に沿って所定の距離だけ移動させる制御信号を受けると、Ｘ軸ステッピングモータ１２３Ｄを駆動制御する駆動電流を出力する。
Ｘ軸ステッピングモータ１２３Ｄは駆動電流に基づいて回転駆動され、回転駆動力はローラ本体２３Ａに伝達される。ローラ本体２３Ａの回転により、スキャナ１０２および探触子３は、Ｘ軸軌道レールガイド２７に沿って移動する。
【０１４０】
その後、配管Ｐにおける内部欠陥の有無の検査が行われる。内部欠陥の有無の検査が終了すると、再び、上述のように、Ｘ軸軌道レールガイド２７に沿ってスキャナ１０２および探触子３が移動される。この作業を、探触子３が探傷面の端に至るまで繰り返される。
【０１４１】
探触子３が探傷面の端に至ると、次に、情報処理部５から探触子３を配管Ｐの円周方向、つまり、Ｙ軸ガイドロッド２４を＋Ｙ軸方向や−Ｙ軸方向に移動させる制御信号がスキャナコントローラ１０６に出力される。
スキャナコントローラ１０６は上述の制御信号が入力されると、Ｙ軸ステッピングモータ１２２Ｄを駆動制御する駆動電流を出力する。
【０１４２】
Ｙ軸ステッピングモータ１２２Ｄは駆動電流に基づいて回転駆動され、当該回転駆動によりＹ軸ガイドロッド２４が＋Ｙ軸方向または−Ｙ軸方向に移動される。すると、探触子３は配管Ｐの円周方向に移動される。
その後、配管Ｐに対する内部欠陥の有無の検査およびＸ軸軌道レールガイド２７に沿う移動が繰り返されることにより、探傷面の全面に対して内部欠陥の有無の検査が行われる。
【０１４３】
上記の構成によれば、自動で、スキャナ１０２をＸ軸軌道レールガイド２７に沿って移動させたり、探触子３を配管Ｐの円周方向に移動させたりすることができ、第１の実施形態の超音波探傷装置１０１のように検査員が手動で移動させる必要がない。
そのため、検査員が入れない領域であっても、配管Ｐの内部欠陥の有無を検査することができる。
【０１４４】
〔第３の実施形態〕
次に、本発明の第３の実施形態について図１７および図１８を参照して説明する。
本実施形態の超音波探傷装置の基本構成は、第１の実施形態と同様であるが、第１の実施形態とは、Ｘ軸軌道レールガイドの構成が異なっている。よって、本実施形態においては、図１７および図１８を用いて探触子の移動にかかる構成のみを説明し、その他の構成要素等の説明を省略する。
図１７は、本実施形態に係る超音波探傷装置と配管との位置関係を説明する模式図である。図１８は、図１７のスキャナとＸ軸軌道レールガイドとの位置関係を説明する正面視図である。
第１の実施形態と同一の構成要素については、同一の符号を付して、その説明を省略する。
【０１４５】
超音波探傷装置（非破壊検査装置）２０１のスキャナ２には、図１７および図１８に示すように、Ｘ軸軌道レールガイド（誘導部）２２７が設けられている。
【０１４６】
Ｘ軸軌道レールガイド２２７は、図１７および図１８に示すように、配管Ｐの円周面に配置されるゴム材料などの弾性体から形成された柱状の部材であって、Ｘ軸ユニット２１などの移動方向を規定するものである。具体的には、マグネットローラ２３におけるローラ本体２３Ａの溝部２３Ｆに配置されるものであって、ローラ支持部２３ＢをＸ軸軌道レールガイド２２７が延びる方向に回動させるものである。
Ｘ軸軌道レールガイド２２７の断面における幅は、溝部２３Ｆの幅よりも狭く形成されている。
【０１４７】
その一方で、Ｘ軸軌道レールガイド２２７は、金属材料から形成されたＸ軸軌道レールガイド２２７と比較して軽量であるため、両面テープなどを用いて配管Ｐの円周面の表面に固定することができる。
第１の実施形態と同様にＸ軸軌道レール固定具２８を用いて固定してもよく、特に限定するものではない。
【０１４８】
このように、Ｘ軸軌道レールガイド２２７をゴム材料から形成することにより、Ｘ軸軌道レールガイド２２７を配管Ｐの表面に沿った形状に容易に変形させることができる。言い換えると、Ｘ軸軌道レールガイド２２７における配管Ｐに対する追従性を高くすることができる。
【０１４９】
〔第４の実施形態〕
次に、本発明の第４の実施形態について図１９および図２０を参照して説明する。
本実施形態の超音波探傷装置の基本構成は、第１の実施形態と同様であるが、第１の実施形態とは、Ｘ軸軌道レールガイドおよびマグネットローラの溝部の構成が異なっている。よって、本実施形態においては、図１９および図２０を用いて探触子の移動にかかる構成のみを説明し、その他の構成要素等の説明を省略する。
図１９は、本実施形態に係る超音波探傷装置と配管との位置関係を説明する模式図である。図２０は、図１９のスキャナとＸ軸軌道レールガイドとの位置関係を説明する正面視図である。
第１の実施形態と同一の構成要素については、同一の符号を付して、その説明を省略する。
【０１５０】
超音波探傷装置（非破壊検査装置）３０１のスキャナ２には、図１９および図２０に示すように、マグネットローラ（車輪、吸引部）３２３と、Ｘ軸軌道レールガイド（誘導部）３２７が設けられている。
【０１５１】
マグネットローラ３２３は、配管Ｐと接触して吸着する部分であって、スキャナ２を配管Ｐの面に沿って移動させるものである。マグネットローラ３２３は、Ｘ軸ユニット２１におけるＸ軸方向の一方の端部および他方の端部にそれぞれ取り付けられるものであって、Ｚ軸方向に延びる回転軸線まわりに回動可能に取り付けられるものである。
【０１５２】
マグネットローラ３２３のローラ本体２３Ａにおける配管Ｐと接触する円周面には、溝部３２３Ｆが形成されている。
溝部３２３Ｆは、ローラ本体２３Ａの円周面に環状に形成された凹部であって、ローラ本体２３Ａを配管Ｐに吸着させた際に、内部にＸ軸軌道レールガイド３２７が挟み込まれるものである。
【０１５３】
溝部３２３Ｆの底面には、凹凸が溝部３２３Ｆの周方向に並ぶ車輪側歯型部３２３Ｇが設けられている。言い換えると、溝部３２３Ｆはタイミングプーリの溝や、歯付きベルトと噛み合うプーリの溝状に形成されている。
【０１５４】
車輪側歯型部３２３Ｇは、Ｘ軸軌道レールガイド３２７のガイド側歯型部３２７Ｇと噛み合うものである。
具体的には、車輪側歯型部３２３Ｇはローラ本体２３Ａの回転軸線に沿う方向に延びる凸状の部分と、凹状の部分とが、溝部３２３Ｆの周方向に交互に並んで構成されている。本実施形態では、４つの凸状の部分と、４つの凹状の部分とが交互に並んでいる例に適用して説明しているが、これに限定されるものではない。
【０１５５】
Ｘ軸軌道レールガイド３２７には、凹凸がＸ軸軌道レールガイド３２７の長手方向に並ぶガイド側歯型部（誘導側歯型部）３２７Ｇが設けられている。言い換えると、Ｘ軸軌道レールガイド３２７は、タイミングベルトや、歯付きベルト（コグベルト）状に形成されている。
【０１５６】
ガイド側歯型部３２７Ｇは、溝部３２３Ｆの車輪側歯型部３２３Ｇと噛み合うものである。
具体的には、ガイド側歯型部３２７ＧはＸ軸軌道レールガイド３２７の長手方向に対して直交して延びる凸状の部分と、凹状の部分とが、Ｘ軸軌道レールガイド３２７の長手方向に交互に並んで構成されている。
【０１５７】
上記の構成によれば、ガイド側歯型部３２７Ｇと、車輪側歯型部３２３Ｇとが噛み合うことにより、配管Ｐに配置されたＸ軸軌道レールガイド３２７に対するスキャナ２の相対位置をより正確に保持することができる。
【０１５８】
例えば、配管Ｐの面にＸ軸軌道レールガイド３２７が上下方向に延びて配置されている場合、スキャナ２は重力に逆らって上下方向に移動することになる。このとき、マグネットローラ３２３と配管Ｐとの間でスリップが発生しやすく、配管Ｐに配置されたＸ軸軌道レールガイド３２７と、スキャナ２との相対位置が変動しやすい。
【０１５９】
その一方で、ガイド側歯型部３２７Ｇと車輪側歯型部３２３Ｇとが噛み合わされていると、重力によってスキャナ２に働く下方向への力の一部は、Ｘ軸軌道レールガイド３２７によって受け止められる。そのため、マグネットローラ３２３とＸ軸軌道レールガイド３２７との間でのスリップが発生しにくくなり、配管Ｐに配置されたＸ軸軌道レールガイド３２７と、スキャナ２との相対位置が変動にくくなる。
【０１６０】
〔第５の実施形態〕
次に、本発明の第５の実施形態について図２１から図２４を参照して説明する。
本実施形態の超音波探傷装置の基本構成は、第１の実施形態と同様であるが、第１の実施形態とは、車輪の構成が異なっている。よって、本実施形態においては、図２１から図２４を用いて探触子の移動にかかる構成のみを説明し、その他の構成要素等の説明を省略する。
図２１は、本実施形態に係るスキャナの車輪の構成を説明する正面視図である。図２２は、図２１の車輪の構成を説明する側面視図である。
第１の実施形態と同一の構成要素については、同一の符号を付して、その説明を省略する。
【０１６１】
本実施形態の超音波探傷装置４０１におけるスキャナ４０２には、図２１および図２２に示すように、Ｘ軸ユニット２１と、Ｙ軸ユニット２２と、車輪４２３と、が主に設けられている。
【０１６２】
車輪４２３は、配管Ｐと接触して、スキャナ２を配管Ｐの面に沿って移動させるものである。車輪４２３は、Ｘ軸ユニット２１におけるＸ軸方向の一方の端部および他方の端部にそれぞれ取り付けられるものであって、Ｚ軸方向に延びる回転軸線まわりに回動可能に取り付けられるものである。
【０１６３】
車輪４２３には、ローラ本体４２３Ａと、ローラ支持部２３Ｂと、ローラバネ部２３Ｃと、が設けられている。一対のマグネットローラ２３のうちの一方には、Ｘ軸ステップ送りハンドル２３Ｄが設けられ、他方にはＸ軸ロータリエンコーダ２３Ｅが設けられている。
【０１６４】
ローラ本体４２３Ａは、ローラ支持部２３ＢによりＹ軸方向に延びる回転軸線まわりに回転可能に支持されたものであって、配管Ｐの外周面を転動する円柱状の部材である。
ローラ本体４２３Ａの円周面には、Ｙ軸方向のほぼ中央に溝部２３Ｆが形成され、かつ、溝部４２３Ｆにより２分割された円周面のそれぞれに、配管Ｐの外周面と接触するリング部４２３Ｇが設けられている。
【０１６５】
リング部４２３Ｇは円環状に形成された弾性部材、例えばゴムから形成されたものである。本実施形態では、２分割された円周面のそれぞれにリング部４２３Ｇが配置されている例に適用して説明する。
【０１６６】
図２３は、図２１のスキャナを配管に配置した状態を説明する模式図である。
上述のスキャナ４０２を配管Ｐに配置する場合には、図２３に示すように、取付ベルト部４５０が用いられる。
取付ベルト部４５０は、マグネットローラ２３等のように配管Ｐに吸着する手段を持たない本実施形態のスキャナ４０２を配管Ｐに取り付けるものであるとともに、配管Ｐの円周面上を、スキャナ４０２が図２３の紙面に沿って移動可能に支持するものである。
取付ベルト部４５０には、複数の台車４５１と、ベルト４５２と、が主に設けられている。
【０１６７】
複数の台車４５１は、スキャナ４０２とともに配管Ｐの円周面上を移動する車輪を有するものであって、ベルト４５２によってスキャナ４０２とともに配管Ｐの円周面上に押しつけられるものである。台車４５１はベルト４５２を配管Ｐの円周面から所定の間隔をあけて保持するものでもある。
本実施形態では、１０個の台車４５１を用いてスキャナ４０２を配管Ｐに取り付ける例に適用して説明する。
【０１６８】
スキャナ４０２と隣接する台車４５１は、接続部４５３によってスキャナ４０２の車輪４２３と連結されている。接続部４５３は、車輪４２３の回転を阻害することなく台車４５１とスキャナ４０２とをつなぐものである。
【０１６９】
ベルト４５２は、配管Ｐの円周面上に所定の間隔をあけて配置された複数の台車４５１の上から配管Ｐを巻くように配置されたものであり、スキャナ４０２および台車４５１を配管Ｐの円周面に押しつけるものである。
【０１７０】
取付ベルト部４５０を用いて配管Ｐに取り付けられたスキャナ４０２は、車輪４２３の回転および台車４５１の車輪の回転により、配管Ｐの円周面上を周方向に移動することができる。言い換えると、スキャナ４０２は、取付ベルト部４５０とともに配管Ｐの円周面上を周方向に移動することができる。
このようにすることで、配管Ｐの材料を問わずにスキャナ４０２を配管Ｐに取り付けることができる。つまり、磁力による吸着のみでスキャナ４０２を配管Ｐに取り付けることができない材料（非磁性体や、弱磁性体など）で形成された配管Ｐであっても、スキャナ４０２を配管Ｐに取り付けることができる。
【０１７１】
図２４は、図２１のスキャナを鉛直方向に延びる配管に配置した状態を説明する模式図である。
ここで、配管Ｐが水平方向に延びて配置されている場合には、スキャナ４０２は取付ベルト部４５０を用いることで、配管Ｐの円周面に安定して取り付けられる。
その一方で、図２４に示すように、配管Ｐが鉛直方向に延びている場合などには、取付ベルト部４５０を用いても、スキャナ４０２が下方にズレ落ちる可能性がある。
【０１７２】
そのため、スキャナ４０２が下方にズレ落ちたり、車輪４２３の回転による移動方向以外の方向に移動したりする可能性がある場合、特に、スキャナ４０２が重力により下方にズレ落ちる可能性がある場合には、図２４に示すように、ズレ落ち防止部（ズレ防止部）４６１を用いてもよい。
【０１７３】
ズレ落ち防止部４６１は、配管Ｐの円周面上に巻かれて配置された部材であって、スキャナ４０２の移動方向である配管Ｐの周方向に延びて配置されたものである。ズレ落ち防止部４６１は、スキャナ４０２の車輪４２３の側面と接触してスキャナ４０２を下方（図２４の下側）から支えることにより、スキャナ４０２のズレ落ちを防止するものである。
【０１７４】
ズレ落ち防止部４６１は、上述の第１の実施形態から第４の実施形態に記載のスキャナに対しても用いてもよく、特に限定するものではない。
【符号の説明】
【０１７５】
１，１０１，２０１，３０１  超音波探傷装置（非破壊検査装置）
２，１０２  スキャナ（非破壊検査用走査装置）
３，３Ａ  探触子
４  超音波探傷器（制御部）
２１  Ｘ軸ユニット（筐体）
２２，１２２  Ｙ軸ユニット（筐体）
２３，１２３，３２３  マグネットローラ（車輪、吸引部）
２３Ｆ，３２３Ｆ  溝部
２７，２２７，３２７  Ｘ軸軌道レールガイド（誘導部）
２８  Ｘ軸軌道レール固定具（固定部）
３１  超音波素子
３３  くさび本体（本体）
３４，３４Ａ  弾性体
３２３Ｇ  車輪側歯型部
３２７Ｇ  ガイド側歯型部（誘導側歯型部）
４６１  ズレ落ち防止部（ズレ防止部）
Ｐ  配管（検査対象）
Ｐ１  覆部    
【図１】
2010137706.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
2010137706.tif 000021
【図２０】
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【図２１】
2010137706.tif 000023
【図２２】
2010137706.tif 000024
【図２３】
2010137706.tif 000025
【図２４】
2010137706.tif 000026
【手続補正書】
【提出日】平成23年9月30日(2011.9.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
検査対象における欠陥の検出に用いられる探触子を、前記検査対象の探傷面に対して相対移動させる非破壊検査用走査装置であって、
前記検査対象に着脱可能に配置され、前記検査対象の面に沿って延びる形状に湾曲可能な棒状の誘導部と、
前記検査対象と接触する円周面に前記誘導部を内部に挟む環状の溝部を有する一対の車輪と、
前記車輪を前記検査対象に押し付ける吸引力を発生させる吸引部と、
前記探触子を保持するとともに、前記一対の車輪が接触する前記検査対象の面に対して交差する方向に延びる回転軸線まわりに、前記一対の車輪が回動可能に取り付けられる筐体と、
が設けられ、
前記溝部に挟み込まれた状態で、前記誘導部に沿って、前記車輪が移動する方向が規定される非破壊検査用走査装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１３】
超音波を送受信する超音波素子と、
前記超音波素子と前記検査対象の探傷面との間に配置され、前記超音波素子と前記探傷面との間で前記超音波を伝播させる弾性体と、
前記超音波素子および前記弾性体を保持する本体と、を備え、
前記弾性体は、前記検査対象に吸着可能な水性ゲルのみから形成される、検査対象における欠陥の検出に用いられる探触子。
【手続補正３】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１４】
超音波を送受信する超音波素子と、
前記超音波素子と前記検査対象の探傷面との間に配置され、前記超音波素子と前記探傷面との間で前記超音波を伝播させる弾性体と、
前記超音波素子および前記弾性体を保持する本体と、を備え、
前記弾性体は、前記検査対象に吸着可能な油性ゲルのみから形成される、検査対象における欠陥の検出に用いられる探触子。
【手続補正４】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１５】
超音波を送受信する超音波素子と、
前記超音波素子と前記検査対象の探傷面との間に配置され、前記超音波素子と前記探傷面との間で前記超音波を伝播させる弾性体と、
前記超音波素子および前記弾性体を保持する本体と、を備え、
前記弾性体は、前記検査対象に吸着可能な浸出および／または移行する分散媒を含まないゲルのみから形成される、検査対象における欠陥の検出に用いられる探触子。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
本発明の一態様に係る非破壊検査用走査装置は、検査対象における欠陥の検出に用いられる探触子を、前記検査対象の探傷面に対して相対移動させる非破壊検査用走査装置であって、前記検査対象に着脱可能に配置され、前記検査対象の面に沿って延びる形状に湾曲可能な棒状の誘導部と、前記検査対象と接触する円周面に前記誘導部を内部に挟む環状の溝部を有する一対の車輪と、前記車輪を前記検査対象に押し付ける吸引力を発生させる吸引部と、前記探触子を保持するとともに、前記一対の車輪が接触する前記検査対象の面に対して交差する方向に延びる回転軸線まわりに、前記一対の車輪が回動可能に取り付けられる筐体と、が設けられ、前記溝部に挟み込まれた状態で、前記誘導部に沿って、前記車輪が移動する方向が規定される。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
上記発明においては、前記弾性体は、前記検査対象に吸着可能な水性ゲルのみから形成されていることとしてもよい。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３９】
上記発明においては、前記弾性体は、前記検査対象に吸着可能な油性ゲルのみから形成されていることとしてもよい。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
上記発明においては、前記弾性体は、前記検査対象に吸着可能な浸出および／または移行する分散媒を含まないゲルのみから形成されていることとしてもよい。
【手続補正書】
【提出日】平成24年2月3日(2012.2.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象における欠陥の検出に用いられる探触子を、前記検査対象の探傷面に対して相対移動させる非破壊検査用走査装置であって、
前記検査対象に着脱可能に配置され、前記検査対象の面に沿って延びる形状に湾曲可能な棒状の誘導部と、
前記検査対象と接触する円周面に前記誘導部を内部に挟む環状の溝部を有する一対の車輪と、
前記車輪を前記検査対象に押し付ける吸引力を発生させる吸引部と、
前記探触子を保持するとともに、前記一対の車輪が接触する前記検査対象の面に対して交差する方向に延びる回転軸線まわりに、前記一対の車輪が回動可能に取り付けられる筐体と、
が設けられ、
前記溝部に挟み込まれた状態で、前記誘導部に沿って、前記車輪が移動する方向が規定される非破壊検査用走査装置。
【請求項２】
前記検査対象は、磁性材料から形成されたものであって、
前記吸引部は、磁力により前記検査対象との間に吸引力を発生させる請求項１記載の非破壊検査用走査装置。
【請求項３】
前記誘導部は、磁力により前記検査対象に吸着する固定部により、前記検査対象に取り付けられる請求項２記載の非破壊検査用走査装置。
【請求項４】
前記誘導部は、弾性材料から形成されている請求項１から３のいずれかに記載の非破壊検査用走査装置。
【請求項５】
前記誘導部における前記車輪と対向する領域に、凹凸が前記誘導部の長手方向に沿って並ぶ誘導側歯型部が設けられ、
前記溝部の底面には、前記誘導側歯型部と噛み合う凹凸が前記溝部の周方向に並ぶ車輪側歯型部が設けられていることを特徴とする請求項４記載の非破壊検査用走査装置。
【請求項６】
前記検査対象は、非磁性材料から形成されたものであって、
少なくとも、前記検査対象における前記誘導部が配置される領域に配置されるとともに、磁性材料から形成された覆部が設けられ、
前記吸引部は、磁力により前記検査対象との間に吸引力を発生させる請求項１記載の非破壊検査用走査装置。
【請求項７】
前記検査対象における前記車輪と隣接する位置に、前記車輪が移動する方向に沿って延びて配置されるズレ防止部が設けられている請求項１から６のいずれかに記載の非破壊検査用走査装置。
【請求項８】
検査対象における欠陥の検出に用いられる探触子と、
該探触子を制御する制御部と、
前記探触子を、前記検査対象に対して相対移動させる請求項１から請求項７のいずれかに記載の非破壊検査用走査装置と、
が設けられている非破壊検査装置。
【請求項９】
前記探触子には、
超音波を送受信する超音波素子と、
前記超音波素子と前記探傷面との間に配置され、前記超音波素子と前記探傷面との間で前記超音波を伝播させる弾性体と、
前記超音波素子および前記弾性体を保持する本体と、
が設けられている請求項８記載の非破壊検査装置。
【請求項１０】
前記弾性体は、水性ゲルから形成される請求項９記載の非破壊検査装置。
【請求項１１】
前記弾性体は、油性ゲルから形成される請求項９記載の非破壊検査装置。
【請求項１２】
前記弾性体は、浸出および／または移行する分散媒を含まないゲルから形成される請求項９記載の非破壊検査装置。
【国際調査報告】
2010137706.tif 000027
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2010137706.tif 000029
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