(57)【要約】【課題】探触子と検査対象との間隔を調整できるようにすること。【解決手段】超音波探傷装置１は、検査対象に向けて超音波を発信し、前記検査対象内で反射した前記超音波を受信する探触子と、前記探触子を保持する保持体と、前記保持体の前記検査対象側に設けられて、前記検査対象と前記探触子との間隔を一定に保持するボールローラ又はボールベアと、前記ボールローラ又は前記ボールベアが備えるボールの先端と前記保持体との距離を変更できる調整機構と、を含む。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象に向けて超音波を発信し、前記検査対象内で反射した前記超音波を受信する探触子と、
前記探触子を保持する保持体と、
前記保持体の前記検査対象側に設けられて、前記検査対象と前記探触子との間隔を一定に保持する間隔保持部と、
前記間隔保持部の先端と前記保持体との距離を変更できる調整機構と、
を含む、超音波探傷装置。
【請求項２】
前記調整機構は、
前記間隔保持部が備えるボールとは反対側に設けられたボルトと、
前記保持体に設けられて、前記ボルトが取り付けられる孔と、
を有する、請求項１に記載の超音波探傷装置。
【請求項３】
前記間隔保持部は、ボールローラ又はボールベアである、請求項１又は請求項２に記載の超音波探傷装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波で構造物内の傷を探知する超音波探傷装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波探傷は、超音波を利用して構造物の健全性を探知する技術である。例えば、特許文献１には、探触子と、探触子を前記超音波が前記検査対象へ入射するときの角度を調整するための支持体と、前記支持体の前記検査対象側に設けられて、前記検査対象と前記支持体との間隔を一定に保持する隙間形成手段とを含む超音波探傷装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１７３０６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
超音波探傷においては、探触子と検査対象との間の隙間は、検査対象の表面の状態等によって変更する必要がある。特許文献１に記載された技術は、検査対象と支持体との間隔を調整することができず、改善の余地がある。
【０００５】
本発明は、探触子と検査対象との間隔を調整できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、検査対象に向けて超音波を発信し、前記検査対象内で反射した前記超音波を受信する探触子と、前記探触子を保持する保持体と、前記保持体の前記検査対象側に設けられて、前記検査対象と前記探触子との間隔を一定に保持する間隔保持部と、前記間隔保持部の先端と前記保持体との距離を変更できる調整機構と、を含む、超音波探傷装置である。
【０００７】
この調整機構は、間隔保持部の先端と前記保持体との距離を変更できるので、探触子と検査対象との間隔を調整することができる。
【０００８】
前記調整機構は、前記間隔保持部が備えるボールとは反対側に設けられたボルトと、前記保持体に設けられて、前記ボルトが取り付けられる孔と、を有することが好ましい。調整機構にボルトを用いることで、ボルトのねじ込み量を変更するのみで、探触子と検査対象との間隔を簡単に調整することができる。
【０００９】
前記間隔保持部は、ボールローラ又はボールベアであることが好ましい。ボールローラ又はボールベアは、押付力を受けても押付力の方向に対する変位はほとんど発生しないので、探触子と検査対象との間隔を一定に保ちやすくなる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、探触子と検査対象との間隔を調整できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、実施形態１に係る超音波探傷装置を示す平面図である。
【図２】図２は、実施形態１に係る超音波探傷装置の側面図である。
【図３】図３は、実施形態１に係る超音波探傷装置が有する調整機構の例を示す図である。
【図４】図４は、実施形態１に係る超音波探傷装置が有する調整機構の例を示す図である。
【図５】図５は、探触子を検査対象の表面に直接接触させて走査させた場合を示す図である。
【図６】図６は、探触子を検査対象の表面に直接接触させて走査させた場合を示す図である。
【図７】図７は、本実施形態に係る超音波探傷装置によって配管の検査をする場合を示す図である。
【図８】図８は、配管の周方向の走査時に用いられる超音波探傷装置を示す平面図である。
【図９】図９は、配管の周方向の走査時に用いられる超音波探傷装置を示す側面図である。
【図１０】図１０は、配管の管軸方向の走査時に用いられる超音波探傷装置を示す平面図である。
【図１１】図１１は、配管の管軸方向の走査時に用いられる超音波探傷装置を示す側面図である。
【図１２】図１２は、実施形態２に係る超音波探傷装置を示す正面図である。
【図１３】図１３は、実施形態２に係る超音波探傷装置が備える駆動装置の一例を示す図である。
【図１４】図１４は、周方向における探触子の位置を説明するための図である。
【図１５】図１５は、実施形態２に係る超音波探傷装置の制御に用いるテーブルの一例を示す図である。
【図１６】図１６は、実施形態２に係る超音波探傷装置の制御例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１３】
（実施形態１）
図１は、実施形態１に係る超音波探傷装置を示す平面図である。図２は、実施形態１に係る超音波探傷装置の側面図である。超音波探傷装置１は、図２に示す検査対象ＴＢの内部に超音波を発信し、検査対象ＴＢの内部で反射して戻ってきた超音波を受信することにより、検査対象ＴＢ内の傷等を検出するものである。超音波探傷装置１の検査対象ＴＢは、例えば、発電プラント又は化学プラント等が有する配管等である。本実施形態において、検査対象ＴＢは配管である。超音波探傷装置１は、検査対象ＴＢの表面ＴＢＰを移動し、異なる位置で超音波を発信及び受信して、検査対象ＴＢの内部又は溶接部等に存在する傷等を検出する。
【００１４】
超音波探傷装置１は、探触子２と、保持体３と、隙間形成機構としてのボールローラ４と、を含む。本実施形態において、探触子２は、例えば、超音波の発信及び受信が可能なトランスデューサである。探触子２は、トランスデューサに限定されるものではない。探触子２は、発信部２Ｇ及び受信部２Ｒを有する。発信部２Ｇは、検査対象ＴＢに向けて超音波ＳＳｇを発信し、受信部２Ｒは、発信部２Ｇによって発信され、かつ検査対象ＴＢ内で反射した超音波ＳＳｒを受信する。
【００１５】
発信部２Ｇ及び受信部２Ｒは、探触子２の、検査対象ＴＢと対向する側からそれぞれ超音波を発信し、反射された超音波を受信する。符号２ＰＴは、探触子２の、超音波を発信し、受信する面を示す。発信部２Ｇは、超音波ＳＳｇを発信する方向が決まっており、受信部２Ｒは、検査対象ＴＢ内で反射した超音波ＳＳｒを受信できる方向が決まっている。探触子２は、例えば、検査対象ＴＢの表面ＴＢＰを、超音波ＳＳｇが発信される側（矢印Ｓで示す方向）に移動し、検査対象ＴＢの表面ＴＢＰにおける複数の箇所で検査を実行する。
【００１６】
保持体３は、探触子２を保持する部材である。保持体３の形状は、図１に示すように、平面視において矩形である。本実施形態において、保持体３は、探触子２を保持する保持部３Ｂと、間隔保持部としてのボールローラ４が取り付けられる取付部３Ｆとを有する。本実施形態において、取付部３Ｆは、図１及び図２に示すように、保持体３の側部３Ｓから外側に張り出している。図２に示すように、本実施形態において、取付部３Ｆは、保持体３の、検査対象ＴＢの表面ＴＢＰ側の４隅に設けられる。
【００１７】
ボールローラ４は、保持体３の検査対象ＴＢ側に設けられて、検査対象ＴＢと探触子２との間隔Ｒを一定に保持する。間隔Ｒの大きさｔは、超音波の周波数、エネルギー、検査対象ＴＢの材質又は検査対象ＴＢの表面ＴＢＰの状態等によって適宜決定されるものであって、特に限定されるものではない。探触子２が検査対象ＴＢを超音波探傷、すなわち検査する際には、探触子２が保持体３に取り付けられ、保持体３に検査対象ＴＢに向かう押付力Ｆが与えられる。このとき、ボールローラ４によって間隔Ｒは一定の大きさｔに保たれる。ボールローラ４の代わりにボールベアが間隔保持部として用いられてもよい。超音波探傷装置１は、隙間形成機構にボールローラ４又はボールベアが用いられることにより、間隔Ｒの大きさｔを確実に一定に保持することができる。
【００１８】
ボールローラ４は、ボール４Ｂと、ボール保持部４Ｓと、取付部材４Ｔとを有する。ボール４Ｂは、検査対象ＴＢの表面ＴＢＰに接触する。ボール保持部４Ｓは、ボール４Ｂを回転可能に保持する。取付部材４Ｔは、ボール保持部４Ｓに取り付けられる。取付部材４Ｔは、ボール４Ｂを保持したボール保持部４Ｓを、保持体３の取付部３Ｆに取り付ける。本実施形態において、取付部材４Ｔは、例えば、ボルトである。取付部材４Ｔは、保持体３の取付部３Ｆに設けられたねじ孔にねじ込まれる。
【００１９】
ボールローラ４は、取付部材４Ｔによって保持体３の取付部３Ｆに取り付けられる。前述したように、本実施形態において、保持体３は、４個の保持部４Ｓを有しているので、保持体３には４個のボールローラ４を有している。ボールローラ４の数は４個に限定されるものではないが、少なくとも３個は必要である。
【００２０】
図３及び図４は、実施形態１に係る超音波探傷装置が有する調整機構の例を示す図である。超音波探傷装置１は、間隔保持部の先端、すなわちボールローラ４が備えるボール４Ｂの先端と保持体３との距離を変更できる調整機構ＡＵ又は調整機構ＡＵａを有する。調整機構ＡＵ又は調整機構ＡＵａは、取付部材４として、ボルトを備える。
【００２１】
図３に示す調整機構ＡＵは、ボールローラ４のボール４Ｂとは反対側に設けられた取付部材（ボルト）４Ｔと、保持体３に設けられて、取付部材４Ｔが取り付けられる孔としてのねじ孔３ＨＳとを有する。本実施形態において、ねじ孔３ＨＳは、保持体３の取付部３Ｆに設けられている。調整機構ＡＵは、ボールローラ４の取付部材４Ｔに、ロックナット５がねじ込まれている。ロックナット５は、保持体３の取付部３Ｆのボールローラ４と対向する側の面に接する。取付部材４Ｔをねじ孔３ＨＳにねじ込んだ後、ロックナット５を締め付けることにより、ボールローラ４を取付部３Ｆに固定することができる。ロックナット５を緩めて、取付部材４Ｔのねじ孔３ＨＳに対するねじ込み量を変更することにより、ボールローラ４が備えるボール４Ｂの先端と保持体３との距離が変更される。この距離が変更されることにより、図２に示す検査対象ＴＢと探触子２との間隔Ｒの大きさｔを変更し、調整することができる。
【００２２】
図４に示す調整機構ＡＵａは、図３に示す調整機構ＡＵが有するねじ孔３ＨＳに代えて、保持体３に設けられて、取付部材４Ｔが取り付けられる孔としての貫通孔３Ｈとを有する点が異なる。本実施形態において、貫通孔３Ｈは、保持体３の取付部３Ｆに設けられている。調整機構ＡＵは、ボールローラ４の取付部材４Ｔに、第１ナット５Ａ及び第２ナット５Ｂがねじ込まれている。第１ナット５Ａは、保持体３の取付部３Ｆのボールローラ４と対向する側の面に接している。
【００２３】
取付部材４Ｔを貫通孔３Ｈに挿通させた後、第１ナット５Ａと第２ナット５Ｂとで取付部３Ｆを挟み込んでこれら締め付けることにより、ボールローラ４を取付部３Ｆに固定することができる。第１ナット５Ａ及び第２ナット５Ｂの少なくとも一方を緩めて、取付部材４Ｔの長手方向における位置を第１ナット５Ａの位置を変更することにより、ボールローラ４が備えるボール４Ｂの先端と保持体３との距離が変更される。この距離が変更されることにより、図２に示す検査対象ＴＢと探触子２との間隔Ｒの大きさｔを変更し、調整することができる。超音波探傷装１は、調整機構ＡＵ及び調整機構ＡＵａ以外の調整機構を備えていてもよい。
【００２４】
図５及び図６は、探触子を検査対象の表面に直接接触させて走査させた場合を示す図である。探触子２０２による検査時において、図５に示すように、探触子２０２を保持体２０３に取り付け、保持体２０３に検査対象ＴＢに向かう押付力Ｆを与えることにより、検査対象ＴＢの表面ＴＢＰに探触子２０２の面２０２ＰＴを押し付ける。検査対象ＴＢの表面ＴＢＰには、液体の接触媒質（例えば、グリセリン又は水等、以下適宜カプラントという）ＣＰが塗布されている。カプラントＣＰは、探触子２０２と保持体２０３との間に介在している。
【００２５】
探触子２０２による超音波探傷の検査において、カプラントＣＰが塗布された検査対象ＴＢの表面ＴＢＰに探触子２０２の面２０２ＰＴを接触させ、所定の方向Ｓに走査させる。すると、図６に示すように、探触子２０２によってカプラントＣＰが掻き取られてしまう。このため、探触子２０２を検査対象ＴＢの表面ＴＢＰに接触させて検査する場合、カプラントＣＰを供給し続けたり、カプラントＣＰが掻き取られた部分に新たなカプラントＣＰを塗布したりする必要がある。
【００２６】
本実施形態において、超音波探傷装置１は、図２に示すように、保持体３が有するボールローラ４によって、検査対象ＴＢと探触子２との間に間隔Ｒを設け、この間隔Ｒの大きさｔを一定に保持することができる。この間隔Ｒによって、探触子２が検査対象ＴＢの表面ＴＢＰを走査した場合に、探触子２がカプラントＣＰを掻き取る量が抑制される。また、ボールローラ４は、探触子２が検査対象ＴＢの表面ＴＢＰを走査する際に、探触子２の面２ＰＴと検査対象ＴＢの表面ＴＢＰとの摩擦を低減できるので、探触子２は、検査対象ＴＢの表面ＴＢＰを滑らかに移動することができる。
【００２７】
探触子２による検査時において、探触子２は、検査対象ＴＢの表面ＴＢＰを様々な方向に移動することがある。超音波探傷装置１は、ボールローラ４を検査対象ＴＢの表面ＴＢＰに接触させるため、このような探触子２の動きにも対応することができる。
【００２８】
図７は、本実施形態に係る超音波探傷装置によって配管の検査をする場合を示す図である。超音波探傷装置１の検査対象ＴＢが配管である場合、超音波探傷装置１は、配管ＴＢの周方向Ｃ及び管軸Ｌ方向の両方向に走査して、検査対象ＴＢの複数箇所を検査する。以下の説明において、検査対象ＴＢを、適宜配管ＴＢと称する。この場合、検査対象ＴＢの表面ＴＢＰは、配管ＴＢの外周面、すなわち表面ＴＢＰとなる。
【００２９】
図８は、配管の周方向の走査時に用いられる超音波探傷装置を示す平面図である。図９は、配管の周方向の走査時に用いられる超音波探傷装置を示す側面図である。図１０は、配管の管軸方向の走査時に用いられる超音波探傷装置を示す平面図である。図１１は、配管の管軸方向の走査時に用いられる超音波探傷装置を示す側面図である。図７に示す配管ＴＢの周方向Ｃの走査時には、図８及び図９に示す第１超音波探傷装置１Ａが用いられる。配管ＴＢの管軸Ｌ方向の走査時には、図１０及び図１１に示す第２超音波探傷装置１Ｂが用いられる。第１超音波探傷装置１Ａは第１探触子２Ａを備え、第２超音波探傷装置１Ｂは第２探触子２Ｂを備える。
【００３０】
配管ＴＢの周方向Ｃの検査において、第１超音波探傷装置１Ａは、管軸Ｌ方向のある位置で配管ＴＢを周方向Ｃに走査しながら超音波探傷する。この位置での周方向における検査が終了したら、第１超音波探傷装置１Ａは、管軸Ｌ方向に移動して、周方向Ｃの検査が終了した位置とは異なる位置で、配管ＴＢを周方向Ｃに走査しながら超音波探傷する。
【００３１】
配管ＴＢの管軸Ｌ方向の検査において、第２超音波探傷装置１Ｂは、周方向Ｃのある位置で配管ＴＢを管軸Ｌ方向に走査しながら超音波探傷する。この位置での管軸Ｌ方向における検査が終了したら、第２超音波探傷装置１Ｂは、周方向Ｃに移動して、管軸方向￥Ｌの検査が終了した位置とは異なる位置で、配管ＴＢを管軸Ｌ方向に走査しながら超音波探傷する。
【００３２】
図８及び図１０に示すように、第１超音波探傷装置１Ａ及び第２超音波探傷装置１Ｂは、いずれも平面視が長方形である。第１探触子２Ａの発信部２ＧＡと受信部２ＲＡとは、短手方向に並んで配置される。第２探触子２Ｂの発信部２ＧＢと受信部２ＲＢとは、短手方向に並んで配置される。第１探触子２Ａ及び第２探触子２Ｂは、平面視において長手方向に走査される。
【００３３】
図９に示すように、第１探触子２Ａは、配管ＴＢの表面ＴＢＰと対向する面２ＰＴＡが、配管ＴＢの表面ＴＢＰに沿った形状となっている。第１超音波探傷装置１Ａの保持体３Ａは、取付部３Ｆと側部３Ｓとのなす角度αが９０度よりも大きくなっている。このようにすることで、取付部３Ｆに取り付けられたボールローラ４は、第１探触子２Ａ側に向かって傾斜する。このような構造により、第１超音波探傷装置１Ａは、配管ＴＢの周方向Ｃの検査において、第１探触子２Ａの面２ＰＴＡと配管ＴＢの表面ＴＢＰとの大きさｔを一定に保った状態で、配管ＴＢの周方向Ｃに移動し、走査することができる。また、第１超音波探傷装置１Ａは、管軸Ｌ方向に対しても同様に移動することができる。
【００３４】
図１１に示すように、第２探触子２Ｂは、配管ＴＢの表面ＴＢＰと対向する面２ＰＴＢが、配管ＴＢの表面ＴＢＰに沿った形状となっている。第２超音波探傷装置１Ｂの保持体３Ｂは、取付部３Ｆと側部３Ｓとのなす角度αが９０度よりも大きくなっている。このようにすることで、取付部３Ｆに取り付けられたボールローラ４は、第２探触子２Ｂ側に向かって傾斜する。このような構造により、第２超音波探傷装置１Ｂは、配管ＴＢの管軸Ｌ方向の検査において、第２探触子２Ｂの面２ＰＴＢと配管ＴＢの表面ＴＢＰとの大きさｔを一定に保った状態で、配管ＴＢの管軸Ｌ方向に移動し、走査することができる。また、第２超音波探傷装置１Ｂは、周方向Ｃに対しても同様に移動することができる。
【００３５】
本実施形態において、配管ＴＢの周方向Ｃを検査する場合には第１超音波探傷装置１Ａが用いられ、配管ＴＢの管軸Ｌ方向を検査する場合には第２超音波探傷装置１Ｂが用いられる。このように、検査の方向に応じて第１超音波探傷装置１Ａ又は第２超音波探傷装置１Ｂのいずれかを用いることにより、効率的に配管ＴＢを検査することができる。
【００３６】
（実施形態２）
図１２は、実施形態２に係る超音波探傷装置を示す正面図である。図１３は、実施形態２に係る超音波探傷装置が備える駆動装置の一例を示す図である。図１４は、周方向における探触子の位置を説明するための図である。超音波探傷装置１Ｃは、探触子２と、探触子２に、検査対象ＴＢに向かう押付力Ｆを付与し、かつ探触子２が超音波を発信し、受信する面２ＰＴの姿勢に応じて押付力Ｆの大きさを変更する押付力付与装置２０と、を含む。
【００３７】
図１２に示すように、配管ＴＢの外周部の表面ＴＢＰには、案内部材８が取り付けられている。案内部材８は、取付部８Ｉと、案内部８ＧＲと、支持部８Ｓとを有する。取付部８Ｉは、環状の部材であって２分割されている。取付部８Ｉは、配管ＴＢの大きさにより、２分割以上に分割されてもよい。分割された取付部８Ｉは、それぞれ円弧状の形状であって、円弧の両端部に張出部８Ｆを有している。分割された取付部８Ｉの張出部８Ｆ、８Ｆ同士をボルト８Ｂとナット８Ｎとで締結することにより、分割された取付部８Ｉを配管ＴＢの外周部に取り付けることができる。ボルト８Ｂとナット８Ｎとによる締結を解除することで、分割された取付部８Ｉを配管ＴＢの管軸Ｌ方向に沿って移動させ、配管ＴＢに対する取付部８Ｉの位置を変更することができる。
【００３８】
取付部８Ｉの外周部には、複数の支持部８Ｓが取り付けられ、放射状に配置されている。支持部８Ｓの一端部は取付部８Ｉの外周部に取り付けられ、他端部は、案内部８ＧＲに取り付けられる。案内部８ＧＲは、板状部材を環状に形成した部材である。案内部８ＧＲは、取付部８Ｉと支持部８Ｓとにより、配管ＴＢの外側を取り囲むように設けられる。
【００３９】
案内部材８の案内部８ＧＲには、駆動装置１０が取り付けられる。駆動装置１０は、保持体３に保持された探触子２を案内部材８、より具体的には案内部８ＧＲに沿って移動させる。本実施形態において、駆動装置１０は、保持体３を介して探触子２を支持する。駆動装置１０は、本体１１と、第１基板１４と、第２基板１７とを備えている。本体１１は、駆動ローラ１３Ｄと、予圧ローラ１３Ｐとで案内部８ＧＲを挟持する。駆動ローラ１３Ｄは、本体１１に備えられた電動機１２によって回転する。駆動ローラ１３Ｄが回転することにより、本体１１は案内部８ＧＲに沿って移動するので、本体１１に支持された探触子２は、面２ＰＴを配管ＴＢの外周面である表面ＴＢＰに対向させ、かつ配管ＴＢの周方向Ｃに向かって移動する。
【００４０】
案内部材８の案内部８ＧＲは、配管ＴＢの管軸Ｌを中心とした円となっている。したがって、駆動装置１０及び探触子２は、配管ＴＢの管軸Ｌを中心とした円の円周に沿って移動する。この円の中心は、配管ＴＢの管軸Ｌであり、案内部８ＧＲの中心も配管ＴＢの管軸Ｌである。本実施形態においては、配管ＴＢの管軸Ｌと直交する断面において、管軸Ｌを原点とするａ−ｂ平面座標を定義する。ｂ軸の＋方向を上方Ｕ、−方向を下方Ｄとする。下方Ｄとは重力の作用する方向側、すなわち鉛直方向側であり、上方Ｕとは鉛直方向の反対方向側である。
【００４１】
本実施形態において、ａ−ｂ平面座標の原点、すなわち管軸Ｌを基準とした角度θを用いて、探触子２の周方向Ｃにおける位置を表す。この場合、＋ｂ方向を０°とし、ａ−ｂ平面座標の第２象限、第３象限、第４象限、第１象限に向かって角度θが増加するものとする。
【００４２】
駆動装置１０の第２基板１７には、押付力付与装置２０が取り付けられる。押付力付与装置２０は、配管ＴＢに向かう力Ｆを発生し、この力Ｆを探触子２に付与する。駆動装置１０は、例えば、エンコーダのような位置検出装置９を備えており、周方向における探触子２の位置を検出することができる。配管ＴＢに向かう力Ｆは、探触子２を配管（検査対象）ＴＢの表面ＴＢＰに押し付ける力である。以下において、この力Ｆを、適宜押付力Ｆという。
【００４３】
図１２及び図１３に示すように、本実施形態において、第１基板１４は、本体１１に取り付けられている。第２基板１７は、第１基板１４に取り付けられたガイド部材１５Ｒと、第２基板１７に取り付けられたガイド部材１５Ｒとを介して第１基板１４に支持されている。図１３に示すように、第１基板１４には電動機１６が取り付けられている。電動機１６の出力軸には、例えば、ねじ１６Ｓが取り付けられている。このねじ１６Ｓを、第２基板１７に取り付けられたねじ孔にねじ込んで電動機１６を回転させることにより、第２基板１７を第１基板１４に対して管軸Ｌ方向に移動させることができる。ガイド部材１５Ｒ、ガイド部材１５Ｒ及び第２基板１７は、探触子２を周方向Ｃと交差（本実施形態では直交）する方向へ移動させる軸方向移動機構となる。
【００４４】
図１２及び図１３に示すように、本実施形態において、保持体３は、第２基板１７に取り付けられたガイド部材１９Ｒと、保持体３に取り付けられたガイド部材１９Ｒとを介して第２基板１７に支持されている。このような構造により、第２基板１７を第１基板１４に対して案内部材８の径方向に移動させることができる。
【００４５】
図１３に示すように、押付力付与装置２０は、支持部材１８を介して第２基板１７に支持されている。押付力付与装置２０は、例えば、エアシリンダである。以下において、押付力付与装置２０を、適宜エアシリンダ２０という。エアシリンダ２０には、空気圧調整装置７から所定の圧力に調整された気体（本実施形態では空気）Ａが供給される。空気圧調整装置７から供給された気体Ａによって、エアシリンダ２０は伸縮する。空気圧調整装置７としては、例えば、電空レギュレータが用いられる。
【００４６】
エアシリンダ２０のピストン軸２０Ｓが伸縮することにより、保持体３は、第２基板１７に取り付けられたガイド部材１９Ｒに沿って移動する。エアシリンダ２０のピストン軸２０Ｓが伸びると、保持体３に取り付けられたボールローラ４のボール４Ｂが配管ＴＢの表面ＴＢＰに接触する。エアシリンダ２０のピストン軸２０Ｓが縮むと、保持体３に取り付けられたボールローラ４のボール４Ｂが配管ＴＢの表面ＴＢＰから離れる。また、前述した第２基板１７が、第１基板１４に対して移動することにより、保持体３に保持された探触子２は、配管ＴＢの管軸Ｌ方向に移動する。
【００４７】
駆動装置１０の動作は、制御装置６によって制御される。制御装置６は、例えば、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）及びメモリ等を有する処理部と、情報を記憶する記憶部とを備えている。駆動装置１０の動作としては、探触子２を配管ＴＢの周方向Ｃ、管軸Ｌ方向及び径方向に移動させる動作と、エアシリンダ２０によって探触子２に付与される押付力Ｆの大きさの調整とが含まれる。押付力Ｆは、空気圧調整装置７からエアシリンダ２０に供給される気体Ａの圧力Ｐが変更されることにより変化する。制御装置６は、空気圧調整装置７を制御することにより、エアシリンダ２０に供給される気体Ａの圧力Ｐを変更して、押付力Ｆを変更する。
【００４８】
また、制御装置６は、超音波探傷装置１Ｃが配管ＴＢを検査する際には、探触子２が超音波を発信し、受信する面２ＰＴの姿勢に応じてエアシリンダ２０に供給される気体Ａの圧力Ｐを変更して、押付力Ｆの大きさを変更する。このとき、制御装置６は、前述した面２ＰＴが下方Ｄを向いている状態から上方Ｕを向くにしたがって、エアシリンダ２０による押付力Ｆを大きくする。このように、制御装置６は、探触子２の面２ＰＴの姿勢に応じて、エアシリンダ２０による押付力Ｆを変更する。
【００４９】
図１４に示す例では、角度θ＝０°のとき、探触子２の面２ＰＴは下方Ｄを向いている。角度θ＝９０°及び２７０°のとき、探触子２の面２ＰＴは、水平面、すなわち鉛直方向と直交する平面と略直交する。角度θ＝１８０°のとき、探触子２の面２ＰＴは上方Ｕを向いている。本実施形態において、制御装置６は、角度θが０°から１８０°に増加するにしたがってエアシリンダ２０に供給される気体Ａの圧力Ｐを大きくすることにより、押付力Ｆを大きくする。また、制御装置６は、角度θが１８０°から３６０°に増加するにしたがってエアシリンダ２０に供給される気体Ａの圧力Ｐを小さくすることにより、押付力Ｆを小さくする。
【００５０】
図１５は、実施形態２に係る超音波探傷装置の制御に用いるテーブルの一例を示す図である。図１６は、実施形態２に係る超音波探傷装置の制御例を示すフローチャートである。本実施形態において、押付力付与装置としてのエアシリンダ２０は、探触子２の周方向の位置に対応して、押付力Ｆが予め設定されている。本実施形態では、エアシリンダ２０に供給される気体Ａの圧力Ｐが、探触子２の周方向の位置に対応して予め設定されることにより、探触子２の周方向の位置に対応して、押付力Ｆが予め設定される。以下において、探触子２を検査対象ＴＢの表面ＴＢＰに押し付けるため、エアシリンダ２０に供給される気体Ａの圧力Ｐを、適宜押付圧Ｐという。
【００５１】
前述したように、探触子２の周方向の位置、具体的には配管ＴＢの周方向における位置は、角度θによって表される。本実施形態において、図１５に示すテーブルＭＰには、所定範囲（この例では４５°）の角度θに対して、押付圧Ｐが定められている。角度θが０°以上４５°未満の場合及び３１５°以上３６０°未満の場合、押付圧はＰ１、角度θが４５°以上９０°未満の場合及び２２５°以上３１５°未満の場合、押付圧はＰ２、角度θが９０°以上１３５°未満の場合及び２２５°以上２７０°未満の場合、押付圧はＰ３、角度θが１３５°以上１８０°未満の場合及び１８０°以上２２５°未満の場合、押付圧はＰ４となっている。それぞれの押付圧の関係は、Ｐ１＜Ｐ２＜Ｐ３＜Ｐ４である。角度θは、図１２及び図１３に示す位置検出装置９によって検出される。テーブルＭＰは、制御装置６の記憶部に記憶されている。本実施形態では、押付圧Ｐを４段階に変更することで押付力Ｆを４段階に変化させているが、押付圧Ｐ及び押付力Ｆの変化は４段階に限定されるものではない。
【００５２】
本実施形態に係る超音波探傷装置１の制御は、制御装置６が実現する。ステップＳ１において、位置検出装置９は配管ＴＢの周方向における探触子２の位置を検出する。制御装置６は、位置検出装置９が検出した探触子２の位置、すなわち角度θを取得する。ステップＳ２において、制御装置６は、テーブルＭＰを参照して、ステップＳ２において取得した角度θから対応する押付圧Ｐを決定する。ステップＳ３において、制御装置６は、決定した押付圧Ｐとなるように空気圧調整装置７を制御する。
【００５３】
探触子２が配管ＴＢを超音波探傷する場合、押付力Ｆが変化すると計測の感度にばらつきが生じやすいため、押付力Ｆは一定であることが好ましい。周囲をその周方向に移動する場合、押付力付与装置２０に、例えば、ばねを用いると、探触子２が上方Ｕにある場合と下方Ｄにある場合とで、探触子２を保持する保持体３に取り付けられたボールローラ４が配管ＴＢを押す力（以下、適宜押圧力という）が異なる。すなわち、探触子２が下方Ｄにある場合には、重力の作用によって、探触子２が上方Ｕにある場合よりも押圧力が小さくなる。押圧力の変化は、探触子２の質量が大きくなるとより顕著になり、結果として計測の感度にばらつきが発生しやすくなる。
【００５４】
超音波探傷装置１Ｃは、押付力Ｆを探触子２の面２ＰＴの姿勢に応じて変化させる。すなわち、超音波探傷装置１Ｃは、探触子２の面２ＰＴが下方Ｄを向いているときよりも上方Ｕを向いているときの方が押付力Ｆを大きくする。また、超音波探傷装置１Ｃは、探触子２の面２ＰＴが下方Ｄを向く姿勢と上方Ｕを向く姿勢との中間の姿勢である場合、押付力Ｆを両者の間の大きさにする。このようにすることで、超音波探傷装置１Ｃは、探触子２の面２ＰＴの姿勢が変化した場合でも、押圧力の変化を所定の範囲内に抑えることができるので、検査の精度低下を抑制することができる。また、探触子２の面２ＰＴが上方Ｕを向いた場合に、面２ＰＴが検査対象ＴＢの表面ＴＢＰから離れる可能性を低減できるので、確実に検査を実行できる。
【００５５】
ステンレスの鋳造材は組織が粗大化する傾向があるため、超音波探傷による検査が難しい。このような材料を超音波探傷する場合、低周波かつエネルギーの大きな超音波を試用する必要があるが、このような超音波を発生させる探触子２は大型化し、質量は大きくなる。超音波探傷装置１Ｃは、押付力Ｆを探触子２の面２ＰＴの姿勢に応じて変化させるので、質量が大きい探触子２を用いた場合でも、押圧力を所定の範囲に管理でき、また検査を確実に実行できる。
【００５６】
本実施形態において、超音波探傷装置１Ｃが備える押付力付与装置はエアシリンダ２０に限定されるものではない。押付力付与装置にエアシリンダ２０が用いられると、仮にエアシリンダ２０が発生する押付力Ｆが過大になったり、検査対象ＴＢの表面ＴＢＰに凹凸があったりしても、気体Ａ（空気）の圧縮性により、探触子２を保持した保持体３は逃げることができる。また、検査対象ＴＢにボールローラからの過大な力が作用することを抑制できる。
【００５７】
本実施形態において、超音波探傷装置１Ｃは、探触子２の面２ＰＴの姿勢に対応して押付力Ｆを予め設定し、探触子２の姿勢に対応して設定された押付力Ｆとなるようにする。すなわち、超音波探傷装置１Ｃは、押付力Ｆ又は押付圧Ｐを検出し、目標値と検出値との差分が０になるようなフィードバック制御をする訳ではない。このようにすることで、超音波探傷装置１Ｃは、設定された押付力Ｆを速やかにエアシリンダ２０に発生させることができる。
【００５８】
以上、実施形態１及び実施形態２について説明したが、前述した内容により実施形態１及び実施形態２が限定されるものではない。また、前述した実施形態１及び実施形態２の構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、前述した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。また、実施形態１及び実施形態２の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換及び変更を行うことができる。
【符号の説明】
【００５９】
１、１Ｃ  超音波探傷装
１Ａ  第１超音波探傷装置
１Ｂ  第２超音波探傷装置
２、２０２  探触子
２Ａ  第１探触子
２Ｂ  第２探触子
２Ｇ、２ＧＡ、２ＧＢ  発信部
２Ｒ、２ＲＡ、２ＲＢ  受信部
２ＰＴ、２ＰＴＡ、２ＰＴＢ、２０２ＰＴ  面
３、３Ａ、３Ｂ、２０３  保持体
３Ｆ  取付部
３Ｈ  貫通孔
３ＨＳ  孔
４  ボールローラ
４Ｂ  ボール
４Ｓ  ボール保持部
４Ｔ  取付部材
６  制御装置
７  空気圧調整装置
８  案内部材
９  位置検出装置
１０  駆動装置
１１  本体
１４  第１基板
１７  第２基板
１８  支持部材
２０  押付力付与装置（エアシリンダ）
２０Ｓ  ピストン軸
ＡＵ、ＡＵａ  調整機構
Ｆ  押付力
ＭＰ  テーブル
Ｒ  間隔
ＴＢ  検査対象（配管）
ＴＢＰ  表面
【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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【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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