(57)【要約】【課題】  簡便且つ精度よく接合部材の軸部と頭部との境界部の割れの有無を判定することの可能な接合部材の検査装置及び検査方法をを提供すること。【解決手段】  接合部材１００は、被接合部材を貫通する軸部１０２と、軸部１０２よりも大径で且つ被接合部材の表面から突出する頭部１０１Ａとを有する。頭部１０１Ａは、外面の少なくとも一部に一定の曲率形状となる湾曲面部１０３を有する。探触子２は、湾曲面部１０３に略一致する走査面２３を備えた楔部材２１に取り付けられてある。探触子２は、楔部材２１を介して頭部１０１Ａへ超音波を入射させて接合部材１００に横波ＰＳ及び縦波ＰＬを伝搬させると共に湾曲面部１０３に沿って走査される。信号処理部は、受信した反射波の内の横波の反射波に基づいて軸部１０２と頭部１０１Ａとの境界部１０４Ａの割れＤ１の有無を判定する。【選択図】    図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の被接合部材を貫通しこれらを接合する接合部材に超音波を入射させると共に前記接合部材からの反射波を受信する探触子と、前記探触子で受信した反射波に基づいて前記接合部材における割れを評価する信号処理部とを備えた接合部材の検査装置であって、
前記接合部材は、前記被接合部材を貫通する軸部と、前記軸部よりも大径で且つ前記被接合部材の表面から突出する頭部とを有し、
前記頭部は、外面の少なくとも一部に一定の曲率形状となる湾曲面部を有し、
前記探触子は、前記湾曲面部に略一致する走査面を備えた楔部材に取り付けられてあり、
前記探触子は、前記楔部材を介して前記頭部へ前記超音波を入射させて前記接合部材に横波及び縦波を伝搬させると共に前記湾曲面部に沿って走査され、
前記信号処理部は、前記受信した反射波の内の前記横波の反射波に基づいて前記軸部と前記超音波が入射された頭部との境界部の割れの有無を判定する接合部材の検査装置。
【請求項２】
前記信号処理部は、前記受信した反射波の走査画像を生成する請求項１記載の接合部材の検査装置。
【請求項３】
前記走査画像は、前記頭部の縁部と頂部との間を走査した際のものである請求項２記載の接合部材の検査装置。
【請求項４】
前記走査画像は、Ｂスキャン画像である請求項２又は３記載の接合部材の検査装置。
【請求項５】
前記走査画像は、Ａスキャン画像である請求項２又は３記載の接合部材の検査装置。
【請求項６】
前記信号処理部は、前記受信した反射波の内の前記頭部の座面からの前記縦波の反射波と前記割れからの前記縦波の反射波とに基づいて前記割れの深さを推定する請求項１〜５のいずれかに記載の接合部材の検査装置。
【請求項７】
前記探触子は、縦波垂直探触子である請求項１〜６のいずれかに記載の接合部材の検査装置。
【請求項８】
前記頭部の外面は、球面状を呈する請求項１〜７のいずれかに記載の接合部材の検査装置。
【請求項９】
複数の被接合部材を貫通しこれらを接合する接合部材に超音波を入射させると共に前記接合部材からの反射波を受信し、前記探触子で受信した反射波に基づいて前記接合部材における割れを評価する接合部材の検査方法であって、
前記接合部材は、前記被接合部材を貫通する軸部と、前記軸部よりも大径で且つ前記被接合部材の表面から突出する頭部とを有し、
前記頭部は、外面の少なくとも一部に一定の曲率形状となる湾曲面部を有し、
前記探触子は、前記湾曲面部に略一致する走査面を備えた楔部材に取り付けられてあり、
前記楔部材を介して前記探触子から前記頭部へ前記超音波を入射させて前記接合部材に横波及び縦波を伝搬させると共に前記探触子を前記湾曲面部に沿って走査し、
前記受信した反射波の内の前記横波の反射波に基づいて前記軸部と前記超音波が入射された頭部との境界部の割れの有無を判定する接合部材の検査方法。
【請求項１０】
前記探触子を前記頭部の縁部と頂部との間を走査すると共にその走査を前記頭部の周方向に繰り返し行う請求項９記載の接合部材の検査方法。
【請求項１１】
前記受信した反射波の内の前記頭部の座面からの前記縦波の反射波と前記割れからの前記縦波の反射波とに基づいて前記割れの深さを推定する請求項９又は１０記載の接合部材の検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接合部材の検査装置及び検査方法に関する。さらに詳しくは、複数の被接合部材を貫通しこれらを接合する接合部材に超音波を入射させると共に前記接合部材からの反射波を受信する探触子と、前記探触子で受信した反射波に基づいて前記接合部材における割れを評価する信号処理部とを備えた接合部材の検査装置及び検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
板状部材など複数の部材（被接合部材）を接合する手段として、従来よりリベット接合（リベット継手）が行われている。リベット接合は、リベットが接合する被接合部材の孔部が割れのストップホールの役目を果たし、脆性破壊で瞬時に破断しないので、溶接よりも信頼性が高く、船や橋梁などの接合部で多く採用されているが、接合後に経年劣化等の健全性の確認（点検）方法が確立されていない。その手法として、打音・目視検査が実施されているが、作業者の技量に依存するため、定量的評価の可能な非破壊検査手法が求められていた。また、リベット接合が多量に用いられている場合、検査効率の向上も要求される。
【０００３】
これに対して、例えば特許文献１に記載の如き検査方法が知られている。この方法では、リベットの先端部を潰してかしめ部を形成し、かしめ部側の部材表面にパルスを発信し、該パルスのうち、部材表面からかしめ部に伝搬される透過パルスの成分と、リベット軸を経由してかしめ部に伝搬される透過パルスの成分とを、リベットのかしめ部表面において夫々受信し、各透過パルスの到達時間と透過パルスの高さとを夫々測定し、両透過パルスを予め測定した正規接合部における透過パルスと比較しリベットの状態を判定している。しかし、周囲の構造物の形状や寸法等により送信用探触子と受信用探触子とを近接配置することが困難な場合が多く、検査対象が限られていた。しかも、検査可能な箇所であっても、リベットの頭部が平坦でなければ、送信用探触子及び受信用探触子の双方の接触状態が安定せず、検出精度が低下する場合もあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−２４９４７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
かかる従来の実情に鑑みて、本発明は、簡便且つ精度よく接合部材の軸部と頭部との境界部の割れの有無を判定することの可能な接合部材の検査装置及び検査方法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】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明に係る接合部材の検査装置の特徴は、複数の被接合部材を貫通しこれらを接合する接合部材に超音波を入射させると共に前記接合部材からの反射波を受信する探触子と、前記探触子で受信した反射波に基づいて前記接合部材における割れを評価する信号処理部とを備えた構成において、前記接合部材は、前記被接合部材を貫通する軸部と、前記軸部よりも大径で且つ前記被接合部材の表面から突出する頭部とを有し、前記頭部は、外面の少なくとも一部に一定の曲率形状となる湾曲面部を有し、前記探触子は、前記湾曲面部に略一致する走査面を備えた楔部材に取り付けられてあり、前記探触子は、前記楔部材を介して前記頭部へ前記超音波を入射させて前記接合部材に横波及び縦波を伝搬させると共に前記湾曲面部に沿って走査され、前記信号処理部は、前記受信した反射波の内の前記横波の反射波に基づいて前記軸部と前記超音波が入射された頭部との境界部の割れの有無を判定することにある。
【０００７】
検査対象となる接合部材は、被接合部材を貫通する軸部と、軸部よりも大径で且つ被接合部材の表面から突出する頭部とを有する。そして、この頭部は、外面の少なくとも一部に一定の曲率形状となる湾曲面部を有する。このような接合部材では、探触子が載置される頭部と軸部との境界部において、割れは軸部の外側から中心に向けて発生する。そのため、割れからの反射波と頭部の座面からの反射波は、ほぼ同じ位置に表れることとなり、割れに起因する信号を識別することが困難となる。
【０００８】
上記構成によれば、探触子は、湾曲面部に略一致する走査面を備えた楔部材に取り付けられてあり、探触子は、楔部材を介して頭部へ超音波を入射させて接合部材に横波及び縦波を伝搬させると共に湾曲面部に沿って走査される。ここで、縦波は横波と比較して指向性が鈍く拡がって伝搬するので、頭部内を伝搬した縦波は割れ及び被接合部材の表面に対向する（接する）頭部の座面において反射する。他方、横波は指向性が鋭いので、頭部内を伝搬した大部分の横波は、頭部の座面には伝搬（到達）せずに第一境界部へ向かって伝搬する。よって、信号処理部が、受信した反射波の内の横波の反射波に基づいて軸部と超音波が入射された頭部との境界部の割れの有無を判定することが可能となる。
【０００９】
上記構成において、前記信号処理部は、前記受信した反射波の走査画像を生成することが望ましい。これにより、割れの有無の判定が視覚的に容易となる。係る場合、前記走査画像は、前記頭部の縁部と頂部との間を走査した際のものであるとよい。頭部の縁部と頂部との間を走査することで、常に、縦波の超音波ビームの中心が接合部材の軸部と超音波が入射された頭部との境界部近傍に位置するため、座面からの反射信号と割れからの反射信号の双方が得られる。よって、これら縦波による反射信号が目印となり、横波による割れからの反射信号を容易に検出（識別）することができる。そして、前記走査画像は、例えばＢスキャン画像であるとよく、Ａスキャン画像であってもよい。
【００１０】
上記いずれかの構成に加えて、前記信号処理部は、前記受信した反射波の内の前記頭部の座面からの前記縦波の反射波と前記割れからの前記縦波の反射波とに基づいて前記割れの深さを推定するようにしてもよい。上述したように、頭部内を伝搬した縦波は、指向性が鈍く拡がって伝搬するので、割れ及び座面で反射する。割れを検出する探触子が頭部の縁部から頂部へ移動するため、割れが剪断応力によって軸部の外面から軸部の中心に向かって伸びる（大きくなる）に従い、探触子から割れまでの縦波の伝搬距離は長くなる。従って、頭部の座面からの縦波の反射波と割れからの縦波の反射波とに基づいて割れの深さを推定することができる。
【００１１】
また、上記いずれかの構成において、前記探触子は、縦波垂直探触子であるとよい。また、前記頭部の外面は、例えば球面状を呈する。
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明に係る接合部材の検査方法の特徴は、複数の被接合部材を貫通しこれらを接合する接合部材に超音波を入射させると共に前記接合部材からの反射波を受信し、前記探触子で受信した反射波に基づいて前記接合部材における割れを評価する接合部材の検査方法において、前記接合部材は、前記被接合部材を貫通する軸部と、前記軸部よりも大径で且つ前記被接合部材の表面から突出する頭部とを有し、前記頭部は、外面の少なくとも一部に一定の曲率形状となる湾曲面部を有し、前記探触子は、前記湾曲面部に略一致する走査面を備えた楔部材に取り付けられてあり、前記楔部材を介して前記探触子から前記頭部へ前記超音波を入射させて前記接合部材に横波及び縦波を伝搬させると共に前記探触子を前記湾曲面部に沿って走査し、前記受信した反射波の内の前記横波の反射波に基づいて前記軸部と前記超音波が入射された頭部との境界部の割れの有無を判定することにある。
【００１３】
係る場合、前記探触子を前記頭部の縁部から頂部に向けて走査すると共に、その走査を前記頭部の周方向に繰り返し行うとよい。これにより、接合部材の境界部の全周を効率よく検査することができる。
【００１４】
また、上記いずれかの構成に加えて、前記受信した反射波の内の前記頭部の座面からの前記縦波の反射波と前記割れからの前記縦波の反射波とに基づいて前記割れの深さを推定するようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１５】
上記本発明に係る接合部材の検査装置及び検査方法の特徴によれば、簡便且つ精度よく接合部材の軸部と頭部との境界部の割れの有無を判定することが可能となった。
【００１６】
本発明の他の目的、構成及び効果については、以下の発明の実施の形態の項から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係る検査装置を示す概略図である。
【図２】接合部材の割れＤ２，Ｄ３に対する超音波送信位置を説明する図である。
【図３】接合部材の割れＤ１に対し超音波を入射させた場合の反射波を模式的に示す図である。
【図４】入射した縦波及び横波の伝搬を説明する図である。
【図５Ａ】接合部材の縁部近傍での縦波及び横波の伝搬状態を説明する図である。
【図５Ｂ】接合部材の頂部近傍での縦波及び横波の伝搬状態を説明する図である。
【図６】走査経路の一例を示す図である。
【図７】走査経路の他の一例を示す図である。
【図８】深さ１ｍｍの人工欠陥を設けた試験体におけるＢスキャン画像の一例を示す図である。
【図９】深さ２ｍｍの人工欠陥を設けた試験体におけるＢスキャン画像の一例を示す図である。
【図１０】深さ３ｍｍの人工欠陥を設けた試験体におけるＢスキャン画像の一例を示す図である。
【図１１】深さ１ｍｍの人工欠陥を設けた試験体におけるＡスキャン画像の一例を示す図であり、上段は人工欠陥部を走査したＡスキャン画像、下段は健全部を走査したＡスキャン画像を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
次に、適宜添付図面を参照しながら、本発明をさらに詳しく説明する。
本発明に係る検査装置１は、図１に示すように、大略、接合部材１００に超音波Ｐを入射させると共に接合部材１００からの反射波Ｑを受信する探触子２と、探触子２で受信した反射波Ｑに基づいて接合部材１００における割れＤ１を評価する信号処理部３とを備える。
【００１９】
本実施形態の検査対象となる接合部材１００は、図１に示すように、例えば、被接合体１１０としての複数の板状の被接合部材１１１，１１２を接合するリベットである。接合部材としてのリベット１００は、被接合部材１１１，１１２の貫通孔１１０ａを貫通する軸部１０２と、軸部１０２よりも大径で且つ被接合体１１０（被接合部材１１１）の表面１１０ｂから突出する一対の頭部１０１Ａ，１０１Ｂとよりなる。本実施形態において、リベット１００の頭部１０１Ａ，１０１Ｂは、その外面１０３が略球面状を呈する。また、外面１０３全体が、一定の曲率形状となる湾曲面部となる。さらに、頭部１０１Ａ，１０１Ｂは、被接合体１１０（被接合部材１１１）の表面１１０ｂに対向する（接する）座面１０５と、軸部１０２よりも外側部分に位置する縁部１０７とを有する。
【００２０】
このようなリベット接合では、図２に示すように、板状の被接合部材１１１，１１２による剪断応力ｆがリベット１００に負荷されるため、頭部１０１Ａ，１０１Ｂと軸部１０２との各境界部１０４Ａ，１０４Ｂや被接合部材１１１，１１２が相対する部分１１２Ｎに被接合部材１１１，１１２の平面に沿う方向に割れＤ１〜Ｄ３が発生する。
【００２１】
ここで、被接合部材１１１，１１２が相対する部分１１２Ｎや探触子２から離隔した（超音波Ｐが入射されない）頭部１０１Ｂと軸部１０２との第二境界部１０４Ｂでは、図２に示すように、これら部位に向けて直接超音波Ｐを送信することで、割れＤ２，Ｄ３からの反射波（コーナー反射信号）を他の信号と明瞭に識別することができ、割れＤ２，Ｄ３の検出は容易である。
【００２２】
一方、探触子２が載置される（超音波Ｐが入射される）頭部１０１Ａと軸部１０２との第一境界部１０４Ａでは、図３に示すように、頭部１０１Ａの座面１０５（被接合体１００との係止部分）の直近の軸部１０２の外側から中心に向かって割れＤ１が発生する。そのため、割れＤ１からの反射波Ｑ’と座面１０５からの反射波Ｑ’’は、ほぼ同じタイミングで受信されるので、識別することが困難となる。そこで、他方の頭部１０１Ｂから第一境界部１０４Ａへ向けて超音波Ｐを入射させることも考えられるが、被接合体１１０の構造によっては、図３に例示する如き障害物Ｏｂにより、頭部１０１Ｂに探触子２を載置できない場合もある。
【００２３】
このように、本発明は、被接合体１１０（被接合部材１１１）の表面１１０ｂから突出する頭部１０１Ａから超音波Ｐを入射させて、接合部材１００の軸部１０２と超音波Ｐを入射させた頭部１０１Ａとの第一境界部１０４に生じる割れＤ１の有無を判定するものである。
【００２４】
本実施形態において、探触子２には、例えば縦波垂直探触子が用いられる。そして、この探触子２は、図１に示すように、頭部１０１の湾曲面部１０３に略一致する走査面２３を備えた楔部材２１の固定部２２に取り付けられてある。以下の説明において、縦波垂直探触子２及び楔部材２１を合わせて、斜角探触子２０と称する。
【００２５】
信号処理部３は、例えばパーソナルコンピューターにより構成され、図１に示すように、パルサー３２を制御して探触子２から超音波パルスを発生させる。送信された超音波パルスは、楔部材２１内を伝搬し、頭部１０１Ａに横波ＰＳ及び縦波ＰＬを伝搬させる。そして、リベット１００内部から反射波Ｑが探触子２で受信される。受信した反射信号（反射波Ｑ）は、プリアンプ３３により増幅されてレシーバー３４で受信され、フィルター３５によりノイズが除去された状態でＡ／Ｄ変換部３６によりデジタル信号に変換される。そして、信号処理部３にて信号処理がなされ、表示部６に表示される。
【００２６】
また、信号処理部３は、斜角探触子２０の走査位置を検出する位置検出部４の走査位置データを計数部５を介して受信した反射信号と共に処理し、Ａスキャン画像やＢスキャン画像等の走査画像を生成して、表示器６に表示させる。さらに、信号処理部３は、割れＤ１の存在を警告する警告部７を備えることも可能である。なお、この信号処理部３をパーソナルコンピューターにより構成したが、同様に機能を有する信号処理部３と、パルサー３２、プリアンプ３３、レシーバー３４、フィルター３５、Ａ／Ｄ変換部３６、表示部６及び計数部５を有する探傷装置１０を用いることも可能である。
【００２７】
次に、図４，５を参照しながら頭部１０１Ａ内での超音波（横波ＰＳ及び縦波ＰＬ）の伝搬について説明する。
上述したように、被接合体１１０の剪断応力ｆによって、第一境界部１０４の割れＤ１は、主に、被接合部材１１１の平面に沿う方向（軸部１０２の径方向）に軸部１０２の外面から軸部１０２の中心に向けて発生する。
【００２８】
ここで、図４に示すように、割れＤ１に超音波Ｐが垂直に入射する場合を考えると、頭部１０１Ａ内への縦波屈折角θLは、下記式１で求められる。
θL＝ｓｉｎ-1（（Ｒ２−ｈ）／Ｒ１）・・・・式１
ここで、Ｒ２は軸部１０２の半径、ｈは割れＤ１の深さ（軸部１０２の外面から縦波ＰＬの超音波ビームの中心と割れＤ１との交点までの距離）、Ｒ１は頭部１０１Ａの半径である。
【００２９】
一方、頭部１０１Ａ内への横波屈折角θSは、スネルの法則により下記式２で求められる。
θS＝ｓｉｎ-1（ＣS・ｓｉｎθL／ＣL）・・・・式２
ここで、ＣSは頭部１０１Ａ（リベット１００）内の横波音速、ＣLは頭部１０１Ａ内の縦波音速である。
【００３０】
例えば図４において、縦波入射角αL＝１３．６°、Ｒ２＝１１ｍｍ、ｈ＝１．０ｍｍ、Ｒ１＝１７．５ｍｍとした場合、縦波屈折角θL＝３４．８°、横波屈折角θS＝１８．２°となり、頭部１０１Ａ内を縦波ＰＬ及び横波ＰＳの双方が存在（伝搬）する。しかし、縦波入射角αLを大きくし、例えばαL＝２５．４°とした場合、横波音速ＣSは＝３２３０ｍ／ｓ、縦波音速ＣL＝５９００ｍ／ｓとすると、横波屈折角θS＝３４．８°となるが、縦波屈折角θLは求めることができない。すなわち、楔部材２１から頭部１０１Ａへの縦波入射角αLが大きくなると、縦波屈折角θL及び横波屈折角θSも大きくなり、縦波屈折角θLが９０°を超えると頭部１０１Ａ内に縦波ＰＬは伝搬（存在）せず、横波ＰＳのみ伝搬（存在）することとなる。
【００３１】
超音波の指向角φは、下記式３で求められる。
φ＝７０λ／ｄ・・・・式３
ここで、λは波長、ｄは探触子２の振動子の直径である。
例えば、周波数が５ＭＨｚで振動子の直径が１／４インチ（６．３５ｍｍ）の探触子２を使用した場合、上述の縦波音速ＣL及び横波音速ＣSの値で計算すると、縦波指向角φL＝１３．０°、横波指向角φS＝７．１°となる。このように、縦波ＰＬは、横波ＰＳに比べ指向性が鈍く幅広の拡がりＰＬ’をもって伝搬するが、横波ＰＳは指向性が鋭いので縦波ＰＬほど広がらず幅狭の拡がりＰＳ’をもって伝搬する。
【００３２】
そして、図５Ａに示すように、斜角探触子２０が縁部１０７近傍に位置する場合、縦波ＰＬは、縦波屈折角θLにより座面１０５及び割れＤ１の双方で反射する。一方、横波ＰＳは、横波屈折角θSは縦波屈折角θLよりも屈折角度及び指向角が小さいので、座面１０５にほとんど伝搬することなく、割れＤ１で反射する。そして、図５Ｂに示すように、斜角探触子２０が頂部１０６近傍に位置する場合、縦波ＰＬは、縦波屈折角θLにより座面１０５及び割れＤ１の双方で反射する。一方、横波ＰＳは、横波屈折角θSは縦波屈折角θLよりも角度が小さいので、この場合においても、座面１０５にほとんど伝搬することなく、割れＤ１で反射する。また、例え横波ＰＳが座面１０５へ入射したとしても、その横波ＰＳは超音波の音圧が非常に弱い部分（拡がりＰＳ’の外縁部分）であるので、反射信号としては微小なものとなり、きず信号の識別に与える影響は小さい。
【００３３】
このように、本発明では、頭部１０１Ａに縦波ＰＬ又は横波ＰＳの双方を発生（伝搬）させて、図５Ａ，５Ｂに示す如く斜角探触子２０を走査することで、割れＤ１からの反射信号を縦波ＰＬ又は横波ＰＳの双方から得ると共に、座面１０５からの反射信号を実質的に縦波ＰＬのみとすることで、割れＤ１の識別を可能とする。
【００３４】
次に、検査方法について説明する。
まず、検査対象となるリベット（接合部材）１００の頭部１０１Ａの外面（湾曲面部）１０３の曲率形状に略一致するように楔部材２１の走査面２３を形成する。また、頭部１０１Ａ内に縦波ＰＬ及び横波ＰＳの双方が伝搬するように縦波入射角αLを定め、楔部材２１の固定部２２を形成する。この楔部材２１に縦波垂直探触子２を固定する。そして、斜角探触子２０を縁部１０７から頂部１０６に向けて走査し、向きを変えて頂部１０６から縁部１０７に向けて走査する。これを頭部１０１Ａの周方向に適宜間隔をおいて順次繰り返し行い、図６に示す如く走査し、軸部１０２と斜角探触子２０が載置された頭部１０１Ａとの第一境界部１０４Ａの割れＤ１の有無を判定する。
【００３５】
判定に際しては、例えば、図８〜１０に示す如きＢスキャン画像やＡスキャン画像を表示部６に表示等し、横波ＰＳの反射信号の有無により割れＤ１の有無を判定する。
【００３６】
ここで、発明者らは、本発明に係る検査装置及び検査方法の有用性を検証するために、割れＤ１を模した人工欠陥を形成した試験体を用いて実験を行った。その結果を図８〜１０に示す。これらの図（グラフ）の横軸は走査距離であり、縦軸は超音波伝搬距離（時間）を示す。人工欠陥として、図６に示す如く、放電加工により深さｄｅ（軸部１０２の径方向の長さ）が１ｍｍ，２ｍｍ，３ｍｍのスリットｄ１ａ〜ｄ１ｃを軸部１０２の外側から中心に向けて形成した。また、斜角探触子２０の走査は、図６に示す如き経路Ｃにて行った。
【００３７】
図８に示すように、健全部Ｈにおいては、楔部材２１からの縦波ＰＬの反射信号ＱL0及び座面１０５からの縦波ＰＬの反射信号ＱL1が出現している。一方、深さｄｅが１ｍｍのスリットｄ１ａでは、楔部材２１からの縦波ＰＬの反射信号ＱL0の他、スリットｄ１ａからの縦波ＰＬの反射信号ＱL2及びスリットｄ１ａからの横波ＰＳの反射信号ＱS2が出現している。スリットの深さを異ならせた場合においても、図９，１０に示すように、同様の結果となった。このように、横波ＰＳの反射信号ＱS2は、健全部Ｈでは出現していないので、横波ＰＳの反射信号ＱS2により容易に割れＤ１の有無を判定可能であることが分かる。
【００３８】
最後に、本発明の他の実施形態の可能性について言及する。なお、上述の実施形態と同様の部材には同一の符号を附してある。
上記実施形態において、検査対象となる接合部材１００を軸部１０２の両端に頭部１０１Ａ，１０１Ｂを有するリベットとした。しかし、接合部材１００はこのリベットに限られるものではなく、例えば、図１に二点鎖線に示す如く、一方の頭部１０１’Ｂが平坦なリベットや、一方の頭部１０１が省略された部材であってもよい。
【００３９】
上記実施形態において、図６に示すように、斜角探触子２０（探触子２）を頭部１０１Ａの縁部１０７と頂部１０６との間を走査させると共にその走査を頭部１０１Ａの周方向に繰り返し行った（経路Ｃ）。しかし、例えば図７に示す如き、斜角探触子２０（探触子２）を縁部１０７側において頭部１０１Ａの周方向に１周走査させて、その後頂部１０６側にずらして同様に１周走査させても構わない（経路Ｃ’）。また、頭部１０１Ａ上を渦巻き状に走査することも可能である。但し、これらの走査の場合、超音波ビームの中心が第一境界部１０４Ａの軸部１０２の外面近傍（割れＤ１の発生位置）からズレる可能性がある。一方、上記実施形態の如き、縁部１０７と頂部１０６との間を走査する場合、図５に示す如く、超音波ビームの中心が、割れＤ１の発生し得る部位を横切るため、検出精度の点で上記実施形態が優れている。
【００４０】
また、上記実施形態においては、横波ＰＳの反射信号ＱS2により割れＤ１の有無を判定した。ここで、図８〜１０を比較すると、健全部Ｈにおける座面１０５からの縦波ＰＬの反射信号ＱL1に対して人工欠陥（スリット）ｄ１ａ〜ｄ１ｃ（割れＤ１）からの縦波ＰＬの反射信号ＱL2との出現位置（時間差Δｔ）が変化していることが分かる。これは、割れＤ１の深さが大きくなるに従って、軸部１０２の中心側でも割れＤ１からの反射信号を検出できるので、超音波の伝搬時間が長くなるためである（Δｔ１＜Δｔ２＜Δｔ３）。すわなち、信号処理部３において、割れＤ１が存在すると判定した場合に、受信した反射波の内の頭部１０１Ａの座面１０５からの縦波ＰＬの反射波（反射信号ＱL1）と割れＤ１からの縦波ＰＬの反射波（反射信号ＱL2）とに基づいて割れＤ１の深さを推定することも可能である。例えば、予め既知の長さの割れＤ１に起因する反射信号の出現位置（座面１０５からのピーク信号と既知の割れｄ１からのピーク信号との時間差Δｔ）を求めておき、それに基づいて割れＤ１の深さを推定する。なお、縦波ＰＬの反射波による割れＤ１の深さの推定を単独で実施することも可能である。
【００４１】
また、上記実施形態において、図８〜１０に示す如きＢスキャン画像を例に説明した。しかし、走査画像は、Ｂスキャン画像に限られるものではなく、Ａスキャン画像でも構わない。図１１に示すように、第一境界部１０３Ａに形成した人工欠陥（スリット）から得られる横波ＰＳの反射信号Ｑ’S2の出現位置（時間Ｔ）において、その信号強度に差異（強弱）が生じる。この差異により、割れＤ１の有無の判定が可能となる。例えば、既知の深さの人工欠陥から得られる横波ＰＳの反射信号Ｑ’S2の出現位置における信号強度に基づいて予め閾値を設定しておき、測定（検査）時に同出現位置における信号強度を閾値と比較することにより、割れＤ１の有無を判定する。なお、同図はスリットの深さが１ｍｍの例であるが、他の寸法でも同様に割れＤ１の検出は可能である。
【００４２】
また、接合部材１００の頭部１０１の外面形状も上記実施形態の如き球面に限らず、頭部１０１の外面１０３が球面を呈する頭部１０１の外面１０３の少なくとも一部に一定の曲率形状となる湾曲面部を有する形状のものであれば、リベットの他、ボルトやこのような形状部分を有する試験体等であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明は、例えば、板状部材など複数の部材（被接合部材）を接合するリベット接合（リベット継手）におけるリベット等の接合部材の検査装置及び検査方法として利用することができる。
【符号の説明】
【００４４】
１：検査装置、２：探触子（縦波垂直探触子）、３：信号処理部（ＰＣ）、２０：斜角探触子、２１：楔部材、２２：固定部、２３：走査面、１００：接合部材（リベット）、１０１，１０１Ａ，１０１Ｂ，１０１’：頭部、１０２，１０２’：軸部、１０３：外面（湾曲面部）、１０４Ａ：第一境界部、１０４Ｂ：第二境界部、１０５：座面（係止部）、１０６：頂部、１０７：縁部、１１０：被接合体、１１０ａ：貫通孔、１１０ｂ：表面、１１１，１１２：被接合部材、Ｄ１〜Ｄ３：割れ（亀裂）、ｄ１：人工欠陥（スリット）、ｆ：剪断応力、Ｈ：健全部、Ｏｂ：障害物、Ｐ：超音波、ＰＬ：縦波、ＰＳ：横波、Ｑ：反射波、Ｒ１：頭部の半径、Ｒ２：軸部の半径、θL：縦波屈折角、θS：横波屈折角、αL：縦波入射角
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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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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