(57)【要約】【課題】超音波探触子の外周側に必要な大きさ（スペース）を小さくする。【解決手段】超音波探触子の測定面が被測定部の被測定面に押し付けられ超音波探触子によって被測定部に対して超音波を送受信することにより被測定部の厚さを測定する超音波厚さ測定装置において、超音波探触子の測定面側とは反対側に配置される支持部と、支持部と超音波探触子とを接続すると共に少なくとも一部が弾性変形可能な接続変形部と、超音波探触子の初期位置への位置決めに用いられると共に超音波探触子の径方向における超音波探触子の移動量を制限するガイド部と、を備える。【選択図】図１
2019011979.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波探触子の測定面が被測定部の被測定面に押し付けられ、前記超音波探触子によって前記被測定部に対して超音波を送受信することにより、前記被測定部の厚さを測定する超音波厚さ測定装置であって、
前記超音波探触子の前記測定面側とは反対側に配置される支持部と、
前記支持部と前記超音波探触子とを接続すると共に少なくとも一部が弾性変形可能な接続変形部と、
前記超音波探触子の初期位置への位置決めに用いられると共に前記超音波探触子の径方向における前記超音波探触子の移動量を制限するガイド部と、
を備える超音波厚さ測定装置。
【請求項２】
請求項１記載の超音波厚さ測定装置であって、
前記接続変形部は、前記支持部と前記超音波探触子とに接続されると共に弾性変形可能な変形部材である、
超音波厚さ測定装置。
【請求項３】
請求項１記載の超音波厚さ測定装置であって、
前記接続変形部は、前記超音波探触子に接続されると共に弾性変形可能な変形部材と、前記変形部材と前記支持部とに接続される球面ベアリングと、を有する、
超音波厚さ測定装置。
【請求項４】
請求項１記載の超音波厚さ測定装置であって、
前記接続変形部は、前記支持部に接続されると共に弾性変形可能な第１変形部材と、前記超音波探触子に接続されると共に弾性変形可能な第２変形部材と、前記第１変形部材と前記第２変形部材とに接続される中間支持部材と、を有し、
前記中間支持部材の初期位置への位置決めに用いられると共に前記中間支持部材の径方向における前記中間支持部材の移動量を制限する第２ガイド部を更に備える、
超音波厚さ測定装置。
【請求項５】
請求項４記載の超音波厚さ測定装置であって、
前記第１変形部材は、前記第２変形部材よりも低剛性である、
超音波厚さ測定装置。
【請求項６】
請求項５記載の超音波厚さ測定装置であって、
前記接続変形部は、前記第１変形部材と前記支持部とに接続される球面ベアリングを更に有する、
超音波厚さ測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波厚さ測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の超音波厚さ測定装置としては、円筒形の超音波探触子と、超音波探触子の周囲を取り囲むように超音波探触子に固定されるリング状部材と、リング状部材の外周側面に接するようにケースに固定されるリング状弾性体と、を備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この超音波厚さ測定装置では、超音波探触子の測定面が被測定物の被測定面に押し付けられる際に、リング状弾性体の弾性力により、超音波探触子の測定面と被測定物の被測定面とが平行になりながら押し付けられる。これにより、被測定物の被測定面が超音波探触子の測定面に対して傾斜していても（両者が平行でなくても）、超音波探触子の測定面を被測定物の被測定面に密着させることができる。そして、超音波探触子の測定面から超音波を発射すると共に被測定物からの反射波を利用して被測定物の厚さを測定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−２０６４７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の超音波厚さ測定装置では、超音波探触子の外周側にリング状部材やリング状弾性体、ケースが位置するから、超音波探触子の外周側に必要な大きさ（スペース）が大きくなりやすい。超音波探触子の外周側に必要な大きさが大きいと、超音波探触子の測定面が被測定物の被測定面（被押付位置）に押し付けられる前にケースなどの部材が被測定物に当接するなどして邪魔になりやすい。
【０００５】
本発明の超音波厚さ測定装置は、超音波探触子の外周側に必要な大きさ（スペース）を小さくすることを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の超音波厚さ測定装置は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
本発明の超音波厚さ測定装置は、
超音波探触子の測定面が被測定部の被測定面に押し付けられ、前記超音波探触子によって前記被測定部に対して超音波を送受信することにより、前記被測定部の厚さを測定する超音波厚さ測定装置であって、
前記超音波探触子の前記測定面側とは反対側に配置される支持部と、
前記支持部と前記超音波探触子とを接続すると共に少なくとも一部が弾性変形可能な接続変形部と、
前記超音波探触子の初期位置への位置決めに用いられると共に前記超音波探触子の径方向における前記超音波探触子の移動量を制限するガイド部と、
を備えることを要旨とする。
【０００８】
この本発明の超音波厚さ測定装置では、超音波探触子の測定面側とは反対側に配置される支持部と、支持部と超音波探触子とを接続すると共に少なくとも一部が弾性変形可能な接続変形部と、超音波探触子の初期位置への位置決めに用いられると共に超音波探触子の径方向における超音波探触子の移動量を制限するガイド部と、を備える。したがって、接続変形部が、超音波探触子と支持部材との間すなわち超音波探触子の測定面側とは反対側に位置するから、超音波探触子の外周側に位置するものに比して、超音波探触子の外周側に必要な大きさ（スペース）を小さくすることができる。そして、被測定部の厚さを測定する際には、支持部と接続変形部と超音波探触子とが被測定部側に移動し、接続変形部の少なくとも一部の弾性変形（圧縮や座屈）を伴って超音波探触子の測定面が被測定部の被測定面（被押付位置）に平行になりながら押し付けられ、超音波探触子によって被測定部に対して超音波を送受信することにより、被測定部の厚さを測定する。この超音波厚さ測定装置では、超音波探触子の外周側に必要な大きさを小さくすることができるから、超音波探触子の測定面が被測定物の被測定面に押し付けられる前に何らかの部材が被測定物に当接するなどして邪魔になるのを抑制することができる。また、超音波探触子の測定面が被測定物の被測定面に押し付けられる際に、ガイド部によって超音波探触子のその径方向における移動量を制限することができ、超音波探触子の測定面が被測定部の被測定面（所望の被押付位置）からずれた位置に押し付けられるのを抑制することができる。さらに、被測定部の厚さの測定後に超音波探触子の測定面が被測定部の被測定面から離間したときに、ガイド部によって超音波探触子を初期位置に位置決めすることができる。
【０００９】
本発明の超音波厚さ測定装置において、前記接続変形部は、前記支持部と前記超音波探触子とに接続されると共に弾性変形可能な変形部材であるものとしてもよい。ここで、変形部材としては、コイルばねやゴムなどを用いることができる。
【００１０】
本発明の超音波厚さ測定装置において、前記接続変形部は、前記超音波探触子に接続されると共に弾性変形可能な変形部材と、前記変形部材と前記支持部とに接続される球面ベアリングと、を有するものとしてもよい。こうすれば、変形部材がよりスムーズに弾性変形することができる。ここで、変形部材としては、コイルばねやゴムなどを用いることができる。
【００１１】
本発明の超音波厚さ測定装置において、前記接続変形部は、前記支持部に接続されると共に弾性変形可能な第１変形部材と、前記超音波探触子に接続されると共に弾性変形可能な第２変形部材と、前記第１変形部材と前記第２変形部材とに接続される中間支持部材と、を有し、前記中間支持部材の初期位置への位置決めに用いられると共に前記中間支持部材の径方向における前記中間支持部材の移動量を制限する第２ガイド部を更に備えるものとしてもよい。こうすれば、超音波探触子の測定面が被測定物の被測定面に押し付けられる際に、第２ガイド部によって中間支持部材のその径方向における移動量を制限することができ、接続変形部全体としての変形量（支持部と超音波探触子との間での湾曲量）が大きくなるのを抑制することができる。また、被測定部の厚さの測定後に超音波探触子の測定面が被測定部の被測定面から離間したときに、第２ガイド部によって中間支持部材を初期位置に位置決めすることができる。ここで、第１変形部材や第２変形部材としては、コイルばねやゴムなどを用いることができる。
【００１２】
この場合、前記第１変形部材は、前記第２変形部材よりも低剛性であるものとしてもよい。こうすれば、第１変形部材が第２変形部材よりも縮みやすく、中間支持部材が第１変形部材側に移動しやすくなり、第２変形部材の弾性変形量を小さくすることができる。
【００１３】
また、この場合、前記接続変形部は、前記第１変形部材と前記支持部とに接続される球面ベアリングを更に有するものとしてもよい。こうすれば、第１変形部材がよりスムーズに弾性変形することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１実施例の超音波厚さ測定装置２０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】超音波厚さ測定装置２０の超音波探触子３０の測定面が被測定部１１の被測定面に押し付けられる際の様子を示す説明図である。
【図３】変形例の超音波厚さ測定装置２０Ｂの構成の概略を示す構成図である。
【図４】超音波厚さ測定装置２０Ｂの超音波探触子３０の測定面が被測定部１１の被測定面に押し付けられる際の様子を示す説明図である。
【図５】第２実施例の超音波厚さ測定装置１２０の構成の概略を示す構成図である。
【図６】超音波厚さ測定装置１２０の超音波探触子３０の測定面が被測定部１１の被測定面に押し付けられる際の様子を示す説明図である。
【図７】変形例の超音波厚さ測定装置１２０Ｂの構成の概略を示す構成図である。
【図８】超音波厚さ測定装置１２０Ｂの超音波探触子３０の測定面が被測定部１１の被測定面に押し付けられる際の様子を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。
【実施例１】
【００１６】
図１は、本発明の第１実施例の超音波厚さ測定装置２０の構成の概略を示す構成図である。なお、第１実施例において、超音波厚さ測定装置２０の上下方向は、図１に示した通りである。また、超音波厚さ測定装置２０の水平方向は、上下方向に直交する方向である。
【００１７】
図示するように、超音波厚さ測定装置２０は、超音波を用いて被測定物１０における被測定部１１の厚さＤを測定するのに用いられ、枠部２２と、枠部２２に固定される支持部２９と、支持部２９の下側に配置される超音波探触子３０と、超音波探触子３０を保持する探触子ホルダ３２と、超音波探触子３０に取り付けられるガイドパイプ３４と、支持部２９と超音波探触子３０（探触子ホルダ３２）とに接続されると共に弾性変形可能なコイルばね（変形部材）４０と、を備える。
【００１８】
枠部２２は、円板状の第１円板部２３と、第１円板部２３よりも下側で且つ第１円板部２３と同軸に配置される第２円板部２４と、第１円板部２３と第２円板部２４とを周方向に間隔をおいて接続する複数の連結部２７と、を備える。第１円板部２３および第２円板部２４は、それぞれ中央に円形の穴２３ｈ，２４ｈを有する。支持部２９は、円柱状に形成されており、第１円板部２３の穴２３ｈに挿通されて固定されている。
【００１９】
超音波探触子３０は、測定面（下端面）側で超音波を送受信する直接接触型の垂直探触子として構成されている。この超音波探触子３０は、第２円板部２４の穴２４ｈの径よりも小さい外径を有する円柱状に形成されおり、超音波探触子３０の上端部付近の側面（図１の右側）には、図示しない探触子側コネクタが設けられている。探触子ホルダ３２は、第２円板部２４の穴２４ｈの径よりも大きい外径を有すると共に下端面側および図１の右側で開口する凹部を有する円柱状に形成されており、この凹部に、超音波探触子３０が、探触子側コネクタが図１の右側となるように挿入されて固定されている。超音波探触子３０および探触子ホルダ３２は、一体にされ（或いは一体の市販品が用いられ）、第２円板部２４よりも第１円板部２３側（上側）から超音波探触子３０が第２円板部２４の穴２４ｈに挿通される。また、超音波探触子３０の探触子側コネクタには、表示部３６に接続されたケーブル３７の端部に設けられた表示部側コネクタ３８が接続されている。表示部３６は、超音波探触子３０からの信号に基づいて、測定結果としての被測定部１１の厚さＤの検出値を表示する。表示部側コネクタ３８としては、直角タイプのものが用いられ、ケーブル３７は、表示部側コネクタ３８から枠部２２の連結部２７に沿って第１円板部２３側（上側）に延びている。
【００２０】
ガイドパイプ３４は、樹脂などによって外周面が滑らかな円筒状に形成されており、超音波探触子３０の延在方向（図１の上下方向）における中央部付近を包囲するように超音波探触子３０に取り付けられている。上述の第２円板部２４の穴２４ｈの径は、このガイドパイプ３４の外径よりも若干大きい値に定められている。なお、この第２円板部２４の穴２４ｈの径（穴２４ｈとガイドパイプ３４との隙間）は、超音波探触子３０の測定面と被測定部１１の被測定面との傾斜の許容角度（例えば、４度や５度、６度）に基づいて定められる。
【００２１】
コイルばね４０としては、その全長が平均径の４倍よりも長いものが用いられる。ここで、コイルばね４０の平均径は、コイルばね４０の外径と内径との和を値２で除した値に相当する。このコイルばね４０は、弾性力により、探触子ホルダ３２を第２円板部２４側（下側）に付勢する。これにより、超音波探触子３０が第２円板部２４の穴２４ｈに挿通している状態で探触子ホルダ３２の下端面が第２円板部２４の上端面に当接し、超音波探触子３０が初期位置（枠部２２に対する相対的な初期位置）に位置決めされる。
【００２２】
この超音波厚さ測定装置２０では、コイルばね４０が、超音波探触子３０の測定面側とは反対側（超音波厚さ測定装置２０における上側）に位置するから、超音波探触子３０の外周側に位置するものに比して、超音波探触子３０の外周側に必要な大きさ（スペース）を小さくすることができる。例えば、第２円板部２４の外径などを小さくすることができる。
【００２３】
次に、こうして構成された超音波厚さ測定装置２０の動作、具体的には、超音波厚さ測定装置２０を用いて被測定物１０における被測定部１１の厚さＤを測定する際の動作について説明する。第１実施例では、超音波探触子３０が初期位置のとき（図１のとき）に超音波探触子３０の測定面と被測定部１１の被測定面とが平行でない場合について説明する。なお、支持部２９は、ロボットアームなどの図示しない移動装置に取り付けられる。また、被測定部１１の厚さＤを測定する前に、準備処理として、被測定部１１の被測定面に水やグリセリンなどの粘性を有する媒質（粘性流体）が供給されると共に移動装置により支持部２９の水平方向における位置が調節される。被測定部１１の被測定面に媒質を供給するのは、超音波探触子３０からの超音波を被測定部１１に効率よく伝達させるためである。
【００２４】
被測定部１１の厚さＤを測定する際には、移動装置により、支持部２９や枠部２２、コイルばね４０、超音波探触子３０が一体に被測定部１１側（下側）に移動する。すると、超音波探触子３０の測定面の一部が被測定部１１の被測定面に当接し、被測定部１１の被測定面からの力により、図２に示すように、枠部２２に対する相対的な超音波探触子３０の傾斜や上側（斜め上側を含む）への移動（図２では反時計回りに傾斜しながら上側への移動）、コイルばね４０の弾性変形（圧縮や座屈）を伴って、超音波探触子３０の測定面が被測定部１１の被測定面に平行になりながら押し付けられる。これにより、超音波探触子３０の測定面と被測定部１１の被測定面とを（媒質を介して）密着させることができる。第１実施例では、上述したように、超音波探触子３０の外周側に必要な大きさ（スペース）を小さくすることができるから、超音波探触子３０の測定面が被測定部１１の被測定面に押し付けられる前に第２円板部２４などが被測定物１０に当接するなどして邪魔になるのを抑制することができる。また、第２円板部２４の穴２４ｈの内周面や上端縁によって、超音波探触子３０のその径方向の移動量を制限することができ、超音波探触子３０の測定面が被測定部１１の被測定面（所望の被押付位置）からずれた位置に押し付けられるのを抑制することができる。図２のように左右方向で被測定物１０の厚さＤが異なる場合、超音波探触子３０の測定面が押し付けられる位置がずれると、被測定部１１の厚さＤを正確に測定できない可能性がある。このため、超音波探触子３０のその径方向の移動量を制限する意義は大きい。さらに、コイルばね４０として全長が平均径の４倍よりも長いものを用いるから、コイルばね４０がよりスムーズに座屈することができる。加えて、表示部側コネクタ３８として直角タイプのものを用いると共にケーブル３７を表示部側コネクタ３８から枠部２２の連結部２７に沿って第１円板部２３側（上側）に延びるように配線するから、超音波探触子３０の測定面が被測定部１１の被測定面に平行になる際にケーブル３７が邪魔になるのを抑制することができる。また、超音波探触子３０にガイドパイプ３４を取り付けるから、超音波探触子３０（およびガイドパイプ３４）が第２円板部２４の穴２４ｈの内周面に対してスムーズに移動することができる。
【００２５】
そして、超音波探触子３０により被測定部１１に対して超音波を送受信すると（被測定部１１に超音波を送信して被測定部１１の裏面からの反射波を受信すると）、その受信結果に基づく信号を超音波探触子３０から表示部３６に出力し、表示部３６で被測定部１１の厚さＤの検出値として表示する。このようにして被測定部１１の厚さＤを測定することができる。
【００２６】
被測定部１１の厚さＤを計測すると、移動装置により、支持部２９や枠部２２、コイルばね４０、超音波探触子３０を被測定部１１から離間する側（上側）に移動する。そして、超音波探触子３０の測定面が被測定部１１の被測定面から離間すると、コイルばね４０の弾性力や超音波探触子３０などの重力によって、超音波探触子３０が第２円板部２４の穴２４ｈに沿って枠部２２に対して相対的に下側に移動し、探触子ホルダ３２の下端面が第２円板部２４の上端面に当接し、超音波探触子３０が初期位置に戻る（再度、位置決めされる）。
【００２７】
なお、被測定物１０における異なる複数の被測定部１１の厚さＤを測定する際には、移動装置により支持部２９を水平方向に移動させて超音波探触子３０と被測定物１０との相対位置を変更して、それぞれの被測定部１１の厚さＤを測定すればよい。また、被測定物１０における或る特定の被測定部１１の厚さＤを複数回に亘って測定する際には、移動装置により支持部２９を所定角度（例えば９０度など）ずつ回転させて、同一の被測定部１１の厚さＤを測定することが考えられる。後者は、被測定物１０の傾斜方向の高い側と超音波探触子３０に対する表示部側コネクタ３８側との相対関係により、表示部側コネクタ３８の邪魔になりやすさが異なる場合があるためである。
【００２８】
以上説明した第１実施例の超音波厚さ測定装置２０によれば、コイルばね４０が超音波探触子３０の測定面側とは反対側（超音波厚さ測定装置２０における上側）に位置するから、超音波探触子３０の外周側に位置するものに比して、超音波探触子３０の外周側に必要な大きさ（スペース）を小さくすることができる。この結果、超音波探触子３０の測定面が被測定部１１の被測定面（被押付位置）に押し付けられる前に第２円板部２４などが被測定物１０に当接するなどして邪魔になるのを抑制することができる。また、超音波探触子３０の測定面が被測定部１１の被測定面に押し付けられる際に、第２円板部２４の穴２４ｈによって、超音波探触子３０のその径方向における移動量を制限することができ、超音波探触子３０の測定面が被測定部１１の被測定面（所望の被押付位置）からずれた位置に押し付けられるのを抑制することができる。さらに、超音波探触子３０の測定面が被測定部１１の被測定面から離間したときに、探触子ホルダ３２や第２円板部２４の穴２４ｈや上端面によって、超音波探触子３０を初期位置に位置決めすることができる。
【００２９】
第１実施例の超音波厚さ測定装置２０では、図１に示したように、支持部２９と超音波探触子３０（探触子ホルダ３２）とを接続すると共に少なくとも一部が弾性変形可能な接続変形部として、コイルばね４０を用いるものとした。しかし、図３の超音波厚さ測定装置２０Ｂに示すように、接続変形部として、探触子ホルダ３２に接続されるコイルばね４０と、支持部２９とコイルばね４０とに接続される球面ベアリング５２と、を備えるものとしてもよい。この場合、枠部２２や支持部２９、接続変形部（球面ベアリング５２、コイルばね４０）、超音波探触子３０が被測定部１１側（下側）に移動して超音波探触子３０の測定面が被測定部１１の被測定面に押し付けられる際に、図４に示すように、コイルばね４０がよりスムーズに弾性変形することができる。
【００３０】
第１実施例の超音波厚さ測定装置２０では、変形部材として、コイルばね４０を用いるものとしたが、コイルばね４０に代えて、弾性変形可能な柱状のゴムなどを用いるものとしてもよい。
【実施例２】
【００３１】
次に、本発明の第２実施例の超音波厚さ測定装置１２０について説明する。図５は、第２実施例の超音波厚さ測定装置１２０の構成の概略を示す構成図である。図５の第２実施例の超音波厚さ測定装置１２０は、枠部２２を枠部１２２に変更した点や、支持部２９と超音波探触子３０（探触子ホルダ３２）とを接続すると共に少なくとも一部が弾性変形可能な接続変形部としてのコイルばね４０を接続変形部１４０に変更した点を除いて、図１に示した第１実施例の超音波厚さ測定装置２０と同一の構成をしている。したがって、重複した説明を回避するために、第２実施例の超音波厚さ測定装置１２０のうち第１実施例の超音波厚さ測定装置２０と同一の構成については、同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。なお、第２実施例において、超音波厚さ測定装置１２０の上下方向は、図５に示した通りである。また、超音波厚さ測定装置１２０の水平方向は、上下方向に直交する方向である。
【００３２】
超音波厚さ測定装置１２０の枠部１２２は、超音波厚さ測定装置２０の枠部２２と同様の第１円板部２３や第２円板部２４、連結部２７に加えて、円板状の第３円板部１２５および第４円板部１２６を備える。第３円板部１２５および第４円板部１２６は、第１円板部２３と第２円板部２４との間に第１円板部２３側から第３円板部１２５、第４円板部１２６の順に且つ第１円板部２３や第２円板部２４と同軸に配置されており、第１円板部２３や第２円板部２４と共に複数の連結部２７により連結されている。また、第３円板部１２５および第４円板部１２６は、それぞれ、中央に円形の穴１２５ｈ，１２６ｈを有する。第３円板部１２５の穴１２５ｈの径は、第４円板部１２６の穴１２６ｈの径よりも大きい値に定められている。
【００３３】
接続変形部１４０は、支持部２９に接続されると共に弾性変形可能な第１コイルばね（第１変形部材）１４２と、超音波探触子３０に接続されると共に弾性変形可能な第２コイルばね（第２変形部材）１５０と、第１コイルばね１４２と第２コイルばね１５０とに接続される中間支持部材１４４と、を備える。以下、第１コイルばね１４２、中間支持部材１４４、第２コイルばね１５０の順に説明する。
【００３４】
第１コイルばね１４２としては、第２コイルばね１５０よりも全長が短く且つばね定数が小さい（柔らかい）ものが用いられる。この第１コイルばね１４２は、弾性力により、中間支持部材１４４を第２コイルばね１５０側（下側）に付勢する。
【００３５】
中間支持部材１４４は、円柱状の柱状部１４５と、柱状部１４５から第１コイルばね１４２側（上側）に延出する円錐台状の第１円錐台部１４６と、柱状部１４５から第２コイルばね１５０側（下側）に延出すると共に柱状部１４５よりも大きい外径を有するフランジ部１４７と、フランジ部１４７から第２コイルばね１５０側（下側）に延出する円錐台状の第２円錐台部１４８と、を備える。第１円錐台部１４６は、柱状部１４５側から第１コイルばね１４２側に向かうにつれて、外径が、柱状部１４５と同一の値から第３円板部１２５の穴１２５ｈの径よりも大きい値まで徐々に大きくなるように形成されている。フランジ部１４７の外径は、第３円板部１２５の穴１２５ｈよりも小さく且つ第４円板部１２６の穴１２６ｈよりも大きい値に定められている。第２円錐台部１４８は、フランジ部１４７側から第２コイルばね１５０側に向かうにつれて、外径が、第４円板部１２６の穴１２６ｈよりも小さい値から徐々に小さくなるように形成されている。この中間支持部材１４４は、第３円板部１２５よりも第１円板部２３側（上側）から第３円板部１２５の穴１２５ｈに挿通され、第２円錐台部１４８やフランジ部１４７、柱状部１４５が第３円板部１２５の穴１２５ｈを通過して配置される。この中間支持部材１４４は、第１コイルばね１４２の弾性力により、第１円錐台部１４６の傾斜面が第３円板部１２５の穴１２５ｈの上端縁に当接すると共にフランジ部１４７の下端面が第４円板部１２６の上端面に当接し、中間支持部材１４４が初期位置（枠部１２２に対する相対的な初期位置）に位置決めされる。
【００３６】
第２コイルばね１５０としては、コイルばね４０と同様に、その全長が平均径の４倍よりも長いものが用いられる。この第２コイルばね１５０は、弾性力により、探触子ホルダ３２を第２円板部２４側（下側）に付勢する。これにより、超音波探触子３０が第２円板部２４の穴２４ｈに挿通している状態で探触子ホルダ３２の下端面が第２円板部２４の上端面に当接し、超音波探触子３０が初期位置（枠部１２２に対する相対的な初期位置）に位置決めされる。
【００３７】
この超音波厚さ測定装置１２０では、接続変形部１４０（第１コイルばね１４２や中間支持部材１４４、第２コイルばね１５０）が、超音波探触子３０の測定面側とは反対側（超音波厚さ測定装置１２０における上側）に位置するから、超音波探触子３０の外周側に位置するものに比して、超音波探触子３０の外周側に必要な大きさ（スペース）を小さくすることができる。例えば、第２円板部２４の外径などを小さくすることができる。
【００３８】
次に、こうして構成された超音波厚さ測定装置１２０の動作、具体的には、超音波厚さ測定装置１２０を用いて被測定物１０における被測定部１１の厚さＤを測定する際の動作について説明する。第２実施例では、超音波探触子３０や中間支持部材１４４が初期位置のとき（図５のとき）に超音波探触子３０の測定面と被測定部１１の被測定面とが平行でない場合について説明する。なお、第１実施例と同様に、支持部２９は図示しない移動装置に取り付けられており、被測定部１１の厚さＤを測定する前に、準備処理として、被測定部１１の被測定面に水やグリセリンなどの粘性を有する媒質（粘性流体）が供給されると共に移動装置により支持部２９の水平方向における位置が調節される。
【００３９】
被測定部１１の厚さＤを測定する際には、移動装置により、支持部２９や枠部１２２、接続変形部１４０（第１コイルばね１４２、中間支持部材１４４、第２コイルばね１５０）、超音波探触子３０が一体に被測定部１１側（下側）に移動する。すると、超音波探触子３０の測定面の一部が被測定部１１の被測定面に当接し、被測定部１１の被測定面からの力により、図６に示すように、枠部１２２に対する相対的な超音波探触子３０の傾斜や上側（斜め上側を含む）への移動（図６では反時計回りに傾斜しながら上側への移動）、第２コイルばね１５０の弾性変形（圧縮や座屈）、枠部１２２に対する相対的な中間支持部材１４４の傾斜や上側（斜め上側を含む）への移動（図６では時計回りに傾斜しながら上側への移動）、第１コイルばね１４２の弾性変形（圧縮や座屈）を伴って、超音波探触子３０の測定面が被測定部１１の被測定面に平行になりながら押し付けられる。これにより、超音波探触子３０の測定面と被測定部１１の被測定面とを（媒質を介して）密着させることができる。第２実施例では、第１実施例と同様に以下の効果などを奏する。超音波探触子３０の外周側に必要な大きさ（スペース）を小さくすることができるから、超音波探触子３０の測定面が被測定部１１の被測定面に押し付けられる前に第２円板部２４などが被測定物１０に当接するなどして邪魔になるのを抑制することができる。また、第２円板部２４の穴２４ｈの内周面や上端縁によって、超音波探触子３０のその径方向の移動量を制限することができ、超音波探触子３０の測定面が被測定部１１の被測定面（所望の被押付位置）からずれた位置に押し付けられるのを抑制することができる。さらに、第２コイルばね１５０として全長が平均径の４倍よりも長いものを用いるから、第２コイルばね１５０がよりスムーズに座屈することができる。また、第２実施例では、第１実施例とは異なり、以下の効果も奏する。第３円板部１２５の穴１２５ｈの内周面や上端縁、第４円板部１２６の穴１２６ｈの内周面や上端縁によって、中間支持部材１４４のその径方向の移動量を制限することができ、接続変形部１４０の全体としての変形量（支持部２９と探触子ホルダ３２との間での湾曲量）が大きくなるのを抑制することができる。また、第１コイルばね１４２として第２コイルばね１５０よりもばね定数が小さい（柔らかい）ものを用いるから、第１コイルばね１４２が第２コイルばね１５０よりも縮みやすく、中間支持部材１４４の傾斜や上側への移動がより容易になり、第１コイルばね１４２の弾性変形量を小さくすることができる。
【００４０】
そして、超音波探触子３０により被測定部１１に対して超音波を送受信すると（被測定部１１に超音波を送信して被測定部１１の裏面からの反射波を受信すると）、その受信結果に基づく信号を超音波探触子３０から表示部３６に出力し、表示部３６で被測定部１１の厚さＤの検出値として表示する。このようにして被測定部１１の厚さＤを測定することができる。
【００４１】
被測定部１１の厚さＤを計測すると、移動装置により、支持部２９や枠部１２２、接続変形部１４０（第１コイルばね１４２、中間支持部材１４４、第２コイルばね１５０）、超音波探触子３０が被測定部１１から離間する側（上側）に移動する。そして、超音波探触子３０の測定面が被測定部１１の被測定面から離間すると、第１コイルばね１４２の弾性力や超音波探触子３０などの重力によって、中間支持部材１４４が第３円板部１２５の穴１２５ｈや第４円板部１２６の穴１２６ｈに沿って枠部１２２に対して相対的に下側に移動し、第１円錐台部１４６の傾斜面が第３円板部１２５の穴１２５ｈの上端縁に当接すると共にフランジ部１４７の下端面が第４円板部１２６の上端面に当接し、中間支持部材１４４が初期位置に戻る（再度、位置決めされる）。また、これと並行して、第２コイルばね１５０の弾性力や超音波探触子３０などの重力によって、超音波探触子３０が第２円板部２４の穴２４ｈに沿って枠部１２２に対して相対的に下側に移動し、探触子ホルダ３２の下端面が第２円板部２４の上端面に当接し、超音波探触子３０が初期位置に戻る（再度、位置決めされる）。
【００４２】
以上説明した第２実施例の超音波厚さ測定装置１２０によれば、接続変形部１４０（第１コイルばね１４２、中間支持部材１４４、第２コイルばね１５０）が超音波探触子３０の測定面側とは反対側（超音波厚さ測定装置１２０における上側）に位置するから、超音波探触子３０の外周側に位置するものに比して、超音波探触子３０の外周側に必要な大きさ（スペース）を小さくすることができる。この結果、超音波探触子３０の測定面が被測定部１１の被測定面（被押付位置）に押し付けられる前に第２円板部２４などが被測定物１０に当接するなどして邪魔になるのを抑制することができる。また、超音波探触子３０の測定面が被測定部１１の被測定面に押し付けられる際に、第２円板部２４の穴２４ｈによって、超音波探触子３０のその径方向における移動量を制限することができ、超音波探触子３０の測定面が被測定部１１の被測定面（所望の被押付位置）からずれた位置に押し付けられるのを抑制することができる。さらに、この際に、第３円板部１２５の穴１２５ｈや第４円板部１２６の穴１２６ｈによって、中間支持部材１４４のその径方向の移動量を制限することができ、接続変形部１４０の全体としての変形量（支持部２９と探触子ホルダ３２との間での湾曲量）が大きくなるのを抑制することができる。加えて、超音波探触子３０の測定面が被測定部１１の被測定面から離間したときに、探触子ホルダ３２や第２円板部２４の穴２４ｈや上端面によって、超音波探触子３０を初期位置に位置決めすることができる。また、このときに、第３円板部１２５の穴１２５ｈや第４円板部１２６の穴１２６ｈや上端面によって、中間支持部材１４４を初期位置に位置決めすることができる。
【００４３】
第２実施例の超音波厚さ測定装置１２０では、図５に示したように、支持部２９と超音波探触子３０（探触子ホルダ３２）とを接続すると共に少なくとも一部が弾性変形可能な接続変形部１４０として、第１コイルばね１４２と中間支持部材１４４と第２コイルばね１５０とを備えるものとした。しかし、図７の超音波厚さ測定装置１２０Ｂに示すように、接続変形部１４０Ｂとして、第１コイルばね１４２と中間支持部材１４４と第２コイルばね１５０とに加えて、支持部２９と第１コイルばね１４２とに接続される球面ベアリング１５２を更に備えるものとしてもよい。この場合、枠部１２２や支持部２９、接続変形部１４０（球面ベアリング１５２、第１コイルばね１４２、中間支持部材１４４、第２コイルばね１５０）、超音波探触子３０が被測定部１１側（下側）に移動して超音波探触子３０の測定面が被測定部１１の被測定面に押し付けられる際に、図８に示すように、第１コイルばね１４２がよりスムーズに弾性変形することができる。
【００４４】
第２実施例の超音波厚さ測定装置１２０では、中間支持部材１４４が初期位置に位置決めされる際に、第１円錐台部１４６の傾斜面が第３円板部１２５の穴１２５ｈの上端縁に当接すると共にフランジ部１４７の下端面が第４円板部１２６の上端面に当接するものとした。しかし、この際に、第１円錐台部１４６の傾斜面が第３円板部１２５の穴１２５ｈの上端縁に当接するがフランジ部１４７の下端面が第４円板部１２６の上端面に当接しないものとしてもよいし、フランジ部１４７の下端面が第４円板部１２６の上端面に当接するが第１円錐台部１４６の傾斜面が第３円板部１２５の穴１２５ｈの上端縁に当接しないものとしてもよい。
【００４５】
第２実施例の超音波厚さ測定装置１２０では、接続変形部１４０の中間支持部材１４４は、柱状部１４５と第１円錐台部１４６とフランジ部１４７と第２円錐台部１４８とを備えるものとしたが、この形状に限定されるものではない。例えば、第１円錐台部１４６を備えずに柱状部１４５とフランジ部１４７と第２円錐台部１４８とを備えるものとしたり、フランジ部１４７や第２円錐台部１４８を備えずに柱状部１４５と第１円錐台部１４６とを備えるものとしたり、フランジ部１４７を備えずに柱状部１４５と第１円錐台部１４６と第２円錐台部１４８とを備えるものとしたり、柱状部１４５とフランジ部１４７と第２円錐台部１４８とを備えずに第１円錐台部１４６だけを備えるものとしたりしてもよい。なお、これらの場合、各部の寸法（円錐台部やフランジ部の外径、円錐台部の傾斜角度など）を適宜調整する必要がある。
【００４６】
第２実施例の超音波厚さ測定装置１２０では、第１コイルばね１４２として、第２コイルばね１５０よりも全長が短く且つばね定数が小さい（柔らかい）ものを用いるものとしたが、第２コイルばね１５０と全長が同一のものや、第２コイルばね１５０とばね定数が同一のものを用いるものとしてもよい。
【００４７】
第２実施例の超音波厚さ測定装置１２０では、第１変形部材や第２変形部材として、第１コイルばね１４２と第２コイルばね１５０とを用いるものとしたが、第１コイルばね１４２や第２コイルばね１５０に代えて、弾性変形可能な柱状の第１ゴムや第２ゴムなどを用いるものとしてもよい。
【００４８】
実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。第１実施例では、超音波探触子３０が「超音波探触子」に相当し、支持部２９が「支持部」に相当し、コイルばね４０が「接続変形部」に相当し、探触子ホルダ３２と第２円板部２４とが「ガイド部」に相当する。第２実施例では、超音波探触子３０が「超音波探触子」に相当し、支持部２９が「支持部」に相当し、接続変形部１４０（第１コイルばね１４２、第２コイルばね１５０、中間支持部材１４４）が「接続変形部」に相当し、探触子ホルダ３２と第２円板部２４とが「ガイド部」に相当する。また、第２実施例では、第３円板部１２５と第４円板部１２６とが「第２ガイド部」に相当する。
【００４９】
なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。
【００５０】
以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明は、超音波厚さ測定装置の製造産業などに利用可能である。
【符号の説明】
【００５２】
１０  被測定物、１１  被測定部、２０，２０Ｂ，１２０，１２０Ｂ  超音波厚さ測定装置、２２，１２２  枠部、２３  第１円板部、２３ｈ，２４ｈ，１２５ｈ，１２６ｈ  穴、２４  第２円板部、２７  連結部、２９  支持部、３０  超音波探触子、３２  探触子ホルダ、３４  ガイドパイプ、３６  表示部、３７  ケーブル、３８  表示部側コネクタ、４０  コイルばね、５２，１５２  球面ベアリング、１２５  第３円板部、１２６  第４円板部、１４０  接続変形部、１４２  第１コイルばね、１４４  中間支持部材、１４５  柱状部、１４６  第１円錐台部、１４７  フランジ部、１４８  第２円錐台部、１５０  第２コイルばね。
【図１】
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【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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