(57)【要約】【課題】管内での拡縮が自在であり、且つ、最も小さく縮径した場合にさらにコンパクト化された超音波検査装置を提供する。【解決手段】管の内部への挿入が可能な超音波検査装置であり、軸部と、拡縮アームと、走行部と、伸縮部と、伸縮制御部と、中空軸モータと、超音波探触子と、音響反射部とを含む。拡縮アームは、軸部の外周部から突設され、軸部の軸心を中心とした放射方向に拡縮可能である。走行部は、拡縮アームの先端部に設けられ、管の内壁に当接する。中空軸モータは、軸部の一端部に配設され、軸部と同軸の中空回転部材と、中空回転部材を囲繞する非回転部材とを含む。超音波探触子は、非回転部材に連設固定され、軸部の軸心に音軸が一致する超音波を発信するように配置される。音響反射部は、中空回転部材と連動して回転可能に設けられ、超音波探触子から発信された超音波を、管の内壁に垂直に入射する方向に反射させる。【選択図】図２
2015169548.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸部と、
前記軸部の外周部から突設され、且つ前記軸部の軸心を中心とした放射方向に拡縮可能な複数の拡縮アームと、
前記拡縮アームに設けられた走行部と、
前記拡縮アームを拡縮させる伸縮部と、
前記伸縮部を遠隔操作する伸縮制御部と、
中空回転部材および前記中空回転部材を囲繞する非回転部材を含む中空軸モータと、
前記非回転部材に連設固定され、且つ前記軸心方向に超音波を発信するように配置された超音波探触子と、
前記中空回転部材と連動して回転可能に設けられ、かつ前記超音波を、前記軸心方向から前記放射方向に反射させる音響反射部と、を含む超音波検査装置。
【請求項２】
前記伸縮部の可動部が前記軸部の軸心方向に移動するように設けられている、請求項１に記載の超音波検査装置。
【請求項３】
前記伸縮部が前記軸部の軸心方向に伸縮するように、前記軸部の前記外周部に配設されている、請求項１に記載の超音波検査装置。
【請求項４】
前記伸縮部が前記軸部の少なくとも一部を構成する、請求項１または２に記載の超音波検査装置。
【請求項５】
前記拡縮アームが収容部を有し、
前記拡縮アームが最も縮小した場合に、前記伸縮部が前記収容部内に収容される、請求項１から４のいずれか１項に記載の超音波検査装置。
【請求項６】
少なくとも前記中空軸モータを収容する筐体部を含み、
前記拡縮アームが最も縮小した場合に、前記筐体部の、前記軸心方向への投影に、前記拡縮アームの全部が重なる、請求項１から５のいずれか１項に記載の超音波検査装置。
【請求項７】
前記複数の拡縮アームそれぞれの基端が、前記軸心方向における、前記軸部の前記一端の側と他端の側との２箇所に軸着され、前記一端の側に配置される前記拡縮アームと、前記他端の側に配置される前記拡縮アームとは、前記軸心方向の向きが互いに反対である、請求項１から６のいずれか１項に記載の超音波検査装置。
【請求項８】
前記拡縮アームが、先端に前記走行部が配設された長アーム片と、前記長アーム片より短い短アーム片とがリンク機構を形成したものであり、
前記短アーム片が、基端は前記伸縮部の前記可動部に、先端は前記長アーム片の前記先端と基端との間にそれぞれ回転自在に固定された、請求項１から７のいずれか１項に記載の超音波検査装置。
【請求項９】
前記超音波探触子の少なくとも一部が、前記中空回転部材の中空部内に配設されている、請求項１から８のいずれか１項に記載の超音波検査装置。
【請求項１０】
前記伸縮部が、前記拡縮アームの動作を補助する補助バネを有する、請求項１から９のいずれか１項に記載の超音波検査装置。
【請求項１１】
前記伸縮部が気圧により駆動されるものである、請求項１から１０のいずれか１項に記載の超音波検査装置。
【請求項１２】
前記伸縮部がエアシリンダである、請求項１１に記載の超音波検査装置。
【請求項１３】
前記中空回転部材または前記音響反射部に設けられたポジションマーカと、前記超音波探触子に連設固定された、前記ポジションマーカを検出するセンサとを有する回転センサを含む、請求項１から１２のいずれか１項に記載の超音波検査装置。
【請求項１４】
請求項１から１３のいずれか１項に記載の超音波検査装置を用いて、管の内部を超音波検査する、超音波検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、管の内部への挿入が可能な超音波検査装置およびそれを用いた超音波検査法に関する。より具体的には、本発明は、管内での拡縮が自在であり且つコンパクトな超音波検査装置およびそれを用いた超音波検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
管の内部へ挿入して管内壁に超音波を発信して、管の損傷状態および管の肉厚等を測定する超音波装置が開発されている。
【０００３】
例えば、特開２０１１−１５８３９２号公報（特許文献１）に記載の配管減肉測定装置は、水平面内又は傾斜面内に配置された配管内に挿入される測定台車と、測定台車の前側に設けられ配管の厚みを測定する厚み測定手段と、測定台車の後部に配置され、測定台車を前進させる推進手段とを有する配管減肉測定装置であって、測定台車は、中央に配置される円筒ケーシングと、円筒ケーシングの外周部から半径方向外側に向けて突出する少なくとも３つの平行リンク機構と、各平行リンク機構の半径方向外側に設けられた前後対となる全方向移動車輪とを有し、厚み測定手段は、円筒ケーシング内に配置されたモータと、モータによって回転駆動され円筒ケーシングの軸心位置に配置されたセンサホルダと、センサホルダに直交して取付けられた厚み測定センサとを有し、しかも、円筒ケーシングの半径方向外側の一部には、測定台車の位置を一定方向に保持する錘が設けられていることを特徴とする。
【０００４】
また、特開２００１−８３１２４号公報（特許文献２）に記載の管の超音波探傷装置は、管の中に超音波探触子と回転体とを入れ、回転体の先側に４５度傾斜したミラーを設けて、超音波探触子から発した超音波をミラーによって反射させ、その反射波を超音波探触子によって検知するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−１５８３９２号公報
【特許文献２】特開２００１−８３１２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の装置においては、センサホルダが円筒ケーシングの軸心位置に配置され、厚み測定センサつまり超音波探触子が当該センサホルダに直交して取り付けられているため、管内で、超音波探触子の径方向への突出量が大きい。したがって、平行リンク機構の突出量を最も少なくした場合であっても、コンパクトさに欠ける。
【０００７】
特許文献２の装置は、水ジェットノズルによる回転駆動機構が用いられるため、径が変化する管に適用することは設計上不可能である。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、管内での拡縮が自在であり、且つ、最も小さく縮径した場合にさらにコンパクト化された超音波検査装置およびそれを用いた超音波検査方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（１）
本発明は、管の内部検査に利用することができる超音波検査装置である。本発明の超音波検査装置は、軸部と、拡縮アームと、走行部と、伸縮部と、伸縮制御部と、中空軸モータと、超音波探触子と、音響反射部とを含む。
拡縮アームは、軸部の外周部から突設される。さらに、拡縮アームは、軸部の軸心を中心とした放射方向に拡縮可能である。
走行部は、拡縮アームに設けられる。
さらに、伸縮制御部により伸縮部を遠隔操作して拡縮アームの拡縮を行うことができる。このため、管内での縮径および拡径が自在となる。
中空軸モータは、中空回転部材と、中空回転部材を囲繞する非回転部材とを含む。
超音波探触子は、非回転部材に連設固定される。さらに、超音波探触子は、軸部の軸心方向に超音波を発信するように配置される。
音響反射部は、中空回転部材と連動して回転可能に設けられる。さらに、音響反射部は、超音波探触子から発信された超音波を、軸心方向から放射方向に反射させる。
【００１０】
本発明の超音波検査装置が管内へ挿入された場合、拡縮アームが管内壁へ向かって突っ張るように拡張し、拡縮アームに設けられた走行部が管内壁へ接触する。これにより、超音波検査装置が保持される。また、伸縮部を伸縮させて拡縮アームの拡縮を行うことができる。このため、管内での縮径および拡径が自在となる。
なお、本発明の超音波検査装置は、管の内部へ挿入される内部移動部（具体的には、（１）の場合、拡縮アーム、走行部、伸縮部、中空軸モータ、超音波探触子、音響反射部）と、管の外部で操作する外部操作部（具体的には、（１）の場合、伸縮制御部）とを含み、本明細書において、超音波検査装置が管内へ挿入されると記載する場合、内部移動部が管内へ挿入されることをいう。
【００１１】
なお、本発明の超音波検査装置が挿入される管は、超音波検査の対象となりうるものであれば特に限定されず、たとえば、金属管、樹脂管、およびモルタルなどの多孔質または樹脂などでライニングされた金属管が挙げられる。
【００１２】
また、超音波を反射する音響反射部が回転可能に設けられることにより、超音波探触子を固定された状態で設けることができる。これによって、超音波検査装置の、軸部の軸心を中心とした放射方向の大きさ（特に、拡縮アームが最も縮小する場合の大きさ）をコンパクトにすることができる。たとえば、当該放射方向に延在するように超音波探触子を設けるとともに、軸心を中心として超音波探触子自体を回転させる場合に比べて効率よくコンパクト化を図ることができる。
【００１３】
さらに、音響反射部の回転に中空軸モータを用いることによって、中空回転部材の中空部内を超音波が伝搬するように構成されるため、超音波探触子自体を軸心方向に配設することができる。これによっても、超音波検査装置の放射方向の大きさをコンパクトにすることができる。
【００１４】
なお、本明細書において、連設固定とは、他の部材を介さずに直接的に固定される態様と、他の部材を介して間接的に固定される態様との両方を意味する。また、本明細書において、管の寸法に関して記載される径とは、特に断りがない限り内径を意味する。
【００１５】
また、超音波が軸部の軸心方向に発信されるとは、超音波が軸心上に発信されることに限定されず、軸心に平行かつ軸心から放射方向へ±５ｍｍ以内、好ましくは±３ｍｍ以内のずれをもって発信されること、および、軸心から±５度、好ましくは±３度傾斜した方向へのずれをもって発信されることの両方を含む。
たとえば、音響反射部によって超音波を軸心方向から放射方向に反射させる位置は軸心上であることが好ましいが、当該位置は、軸心から放射方向へ±５ｍｍ以内であればよく、±３ｍｍであることがより好ましい。これによって、好ましい感度を得ることができる。たとえば、エコー高さの低減を最大で半分（具体例として最大６ｄＢ分減少）程度に留まらせることができる。
さらに、音響反射部によって反射させた超音波は管の内壁の接線に対して９０度で入射することが好ましいが、入射角は、８５度以上９５度以下であればよい。さらに、当該入射角が８８度以上９２度以下、特に９０度であれば、感度の観点からより好ましい。たとえば、エコー高さの低減を最大で半分（具体例として最大６ｄＢ分減少）程度に留まらせることができる。
【００１６】
（２）
本発明の超音波検査装置は、拡縮アームを拡縮させる伸縮部を含んでよい。伸縮部の可動部は、軸部の軸心方向に移動するように設けられることができる。
【００１７】
この場合、拡縮アームは伸縮部の伸縮に伴って拡縮し、伸縮部の伸縮方向は軸部の軸心方向である。これによって、超音波検査装置の、軸部の軸心を中心とした放射方向の大きさをコンパクトにすることができる。たとえば、当該放射方向に伸縮するように伸縮部が配設される場合に比べて効率よくコンパクト化を図ることができる。
【００１８】
（３）
上記（１）に記載の本発明の超音波検査装置において、伸縮部は、軸部の軸心方向に伸縮するように、軸部の外周部に配設されていてよい。
【００１９】
この場合、伸縮部の伸縮方向が軸部の軸心方向であるため、伸縮部自体が軸部の外周部に設けられていても、超音波検査装置の、当該軸心を中心とした放射方向の大きさをコンパクトにすることができる。たとえば、軸部の外周部に、当該放射方向に伸縮するように伸縮部が配設される場合に比べ、効率よくコンパクト化を図ることができる。
【００２０】
（４）
上記（１）および（２）に記載の本発明の超音波検査装置において、伸縮部は、軸部の少なくとも一部を構成してよい。
【００２１】
この場合、軸部の少なくとも一部に伸縮部の機能を担わせるため、軸部の外周部に、比較的大きな寸法の伸縮部を設けない構造が可能となる。たとえば、軸部の外周部に伸縮部を全く設けないことも可能であるし、軸部の外周部に伸縮部の動作を補助する補助バネなどの補助部材（当該補助部材も伸縮部の構成要素とする。）のみを設けることも可能である。したがって、超音波検査装置の、軸部の軸心を中心とした放射方向の大きさをコンパクトにすることができる。
【００２２】
（５）
本発明の超音波検査装置は、拡縮アームが収容部を有し、拡縮アームが最も縮小した場合に、伸縮部が収容部内に収容されるように構成されてよい。
【００２３】
これによって、超音波検査装置の、軸部の軸心を中心とした放射方向の大きさをコンパクトにすることができる。
【００２４】
（６）
本発明の超音波検査装置は、少なくとも中空軸モータを収容する筐体部を含んでよい。この場合、拡縮アームが最も縮小した場合に、筐体部の、軸心方向への投影に、拡縮アームの全部が重なることが好ましい。
【００２５】
この場合、拡縮アームが最も縮小した場合における超音波検査装置の当該放射方向の大きさをコンパクトにすることができる。
【００２６】
（７）
複数の拡縮アームそれぞれの基端は、軸心方向における、軸部の一端の側と他端の側との２箇所に軸着されていることが好ましい。この場合、一端の側に配置される拡縮アームと、他端の側に配置される拡縮アームとは、軸心方向の向きが互いに反対である。
なお、複数の拡縮アームそれぞれの基端は、軸心方向の所定の位置において軸心周りに等間隔で配置され、拡縮アームは、当該基端を中心として放射方向に９０度を超えない角度で回転可能であるように構成されている。
【００２７】
この場合、拡縮アームは、最も縮小した場合に軸体の軸心にほぼ沿って延在し、拡張時には、所定の位置に配置された当該基端を中心とし、先端が軸心から当該反射方向に離れるように立ち上がり、縮小時には、当該先端が軸心に近づくように倒れる。従って、拡縮アームそれぞれの構造をシンプルにすることができ、超音波検査装置の、軸部の軸心を中心とした放射方向の大きさをコンパクトにすることができる。
さらにこの場合において、拡縮アームの当該基端を中心とする回転角は９０度を超えない。このように、シンプルな構造の拡縮アームが軸心方向において所定の可動域内で動くため、超音波検査装置の、軸部の軸心方向の大きさもコンパクトにすることができる。
従って、拡縮アームの動作の軌跡が占める空間を小さくすることができる。このため、チーズ型配管のような分岐管の中の方向変換が容易となる。
【００２８】
さらに、管内での軸体の調芯が安定的に行われるため、超音波検査装置が管内で安定的に保持される。
【００２９】
（８）
上記（１）から（７）に記載の本発明の超音波検査装置においては、拡縮アームが、先端に走行部が配設された長アーム片と、当該長アーム片より短い短アーム片とがリンク機構を形成したものであってよい。このリンク機構においては、短アーム片は、基端は伸縮部の可動部に、先端は長アーム片の先端と基端との間にそれぞれ回転自在に固定される。
【００３０】
この場合、拡縮アームの動作の軌跡が占める空間を小さくすることができるとともに、簡易な構造のリンク機構により、伸縮部の伸縮動作を拡縮アームの拡縮動作に連動させることができる。なお、短アーム片は、長アーム片の先端近傍に設けられることが、拡縮アームの安定性等の観点から好ましい。
【００３１】
（９）
本発明の超音波検査装置においては、超音波探触子の少なくとも一部が、中空回転部材の中空部内に配設されていることが好ましい。
【００３２】
これによって、超音波検査装置の、軸部の軸心方向の大きさをコンパクトにすることができる。
【００３３】
（１０）
上記（１）から（９）に記載の本発明の超音波検査装置において、伸縮部は、拡縮アームの動作を補助する補助バネを有してよい。
【００３４】
これによって、補助バネによって拡縮アームの動作が補助されるため、拡縮アームの動作がよりスムーズになる。
【００３５】
（１１）
上記（１）から（１０）に記載の本発明の超音波検査装置において、伸縮部は、気圧により駆動されるものであってよい。
【００３６】
この場合、媒体が空気であるため、万一媒体の漏れが発生した場合であっても、管内の汚染、引火、感電等の危険性が回避される。
【００３７】
（１２）
上記（１１）に記載の本発明の超音波検査装置において、伸縮部はエアシリンダであってよい。
【００３８】
これによって、簡易な構造によって伸縮部の伸縮動作を拡縮アームの拡縮動作に連動させることができる。
【００３９】
（１３）
本発明の超音波検査装置においては、中空回転部材または音響反射部に設けられたポジションマーカと、超音波探触子に連設固定された、ポジションマーカを検出するセンサとを有する回転センサを含むことが好ましい。
【００４０】
これによって、超音波により検査すべき管内壁の周方向の位置を正確に判断することができる。
【００４１】
（１４）
本発明の超音波検査方法は、上記（１）から（１３）に記載の超音波を用いて、管の内部を超音波検査する。
これによって、小口径から管内に挿入後、管内を走行しつつ、管内壁の径変化に応じて拡縮アームを拡縮し、管内壁に超音波を発信することで、管の内部を超音波検査することができる。
【発明の効果】
【００４２】
本発明によって、管内での拡縮が自在であり、且つ、最も小さく縮径した場合にさらにコンパクト化された超音波検査装置およびそれを用いた超音波検査方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】第１実施形態にかかる超音波検査装置のブロック図である。
【図２】第１実施形態にかかる超音波検査装置の、拡径時における模式的側断面図および模式的側面図である。
【図３】第１実施形態にかかる超音波検査装置の模式的正面図である。
【図４】第１実施形態にかかる超音波検査装置の模式的正断面図である。
【図５】第１実施形態にかかる超音波検査装置の、縮径時における模式的側断面図および模式的側面図である。
【図６】第１実施形態にかかる超音波検査装置の、検知部を含む要部の模式的側断面図である。
【図７】図６の要部の模式的分解図である。
【図８】第２実施形態にかかる超音波検査装置の模式的背面図である。
【図９】第２実施形態にかかる超音波検査装置の、拡縮アームを含む要部の拡径時における模式的側断面図である。
【図１０】第２実施形態にかかる超音波検査装置の、拡縮アームを含む要部の縮径時における模式的側断面図である。
【図１１】第３実施形態にかかる超音波検査装置の模式的正断面図である。
【図１２】第３実施形態にかかる超音波検査装置の、拡縮アームを含む要部の模式的一部側断面図である。
【図１３】第４実施形態にかかる超音波検査装置の、拡縮アームを含む要部の拡径時における模式的一部側断面図である。
【図１４】第４実施形態にかかる超音波検査装置の、拡縮アームを含む要部の縮径時における模式的一部側断面図である。
【図１５】第５実施形態にかかる超音波検査装置の、拡縮アームを含む要部の拡径時における模式的一部側断面図である。
【図１６】第５実施形態にかかる超音波検査装置の模式的一部断面図である。
【図１７】第５実施形態にかかる超音波検査装置の、拡縮アームを含む要部の縮径時における模式的一部側断面図である。
【図１８】第６実施形態にかかる超音波検査装置の、拡縮アームを含む要部の拡径時における模式的一部側断面図である。
【図１９】第６実施形態にかかる超音波検査装置の、拡縮アームを含む要部の縮径時における模式的一部側断面図である。
【図２０】第７実施形態にかかる超音波検査装置の模式的一部側面図である。
【図２１】第７実施形態にかかる超音波検査装置の模式的正面図である。
【図２２】第８実施形態にかかる超音波検査装置の拡径時の模式的外観図である。
【図２３】第８実施形態にかかる超音波検査装置のケーブルを含む要部の模式的外観図である。
【図２４】第８実施形態にかかる超音波検査装置の縮径時の模式的外観図である。
【図２５】第８実施形態にかかる超音波検査装置の模式的背断面図である。
【図２６】第８実施形態にかかる超音波検査装置がチーズ型管内を方向変換する態様を説明する概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の要素には同一の符号を付しており、それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。
【００４５】
［第１実施形態−超音波検査装置１００］
図１は、第１実施形態にかかる超音波検査装置のブロック図である。
図２は、第１実施形態にかかる超音波検査装置の、拡径時における模式的側断面図および模式的側面図である。図２においては、管内に挿入された状態の超音波検査装置を示し、図中の一点鎖線によって管の内壁面Ｌを示す（以下の図において同様）。図２における拡縮アームを含む要部は、上半分に、後述の図４のＡ−Ａ線断面が示され、下半分に、当該断面図として記載した要部の外観に相当する図が模式的に示される。
図３は、第１実施形態にかかる超音波検査装置の模式的正面図である。正面とは、進行方向側から管の軸心方向に超音波検査装置を見た場合の外観をいう。
図４は、第１実施形態にかかる超音波検査装置の模式的正断面図である。具体的には、図２のＢ−Ｂ線断面を示す。
図５は、第１実施形態にかかる超音波検査装置の、縮径時における模式的側断面図および模式的側面図である。図５は、拡縮態様が異なることを除いて、図２と同様に表示している。
【００４６】
なお、以下においては、説明の便宜上、矢印Ｆ（図２、図５参照）の方向を進行方向、矢印Ｆと反対の方向を退行方向、内壁面Ｌの軸心Ｏ（図３、図４参照）を軸心、内壁面Ｌの径方向を径方向と記載する場合がある。
【００４７】
［構成概要］
図１に示すように、本実施形態にかかる超音波検査装置１００は、内部移動部１１０と外部操作部１２０とを含む。内部移動部１１０と外部操作部１２０とは、ケーブル１３０で物理的および電気的に接続されている。
【００４８】
内部移動部１１０は、管内に挿入されて管の軸心方向に走行する部分であり、筒部（軸部）２００、エアシリンダ３００、拡縮アーム４００、車輪５００を有する。その他に、内部移動部１１０は、中空軸モータ６１０、方向変換部６２０及び検知部７００を有する。内部移動部１１０については図２から図５を、検知部７００については図２、図３、図６、図７を用いて詳述する。なお、これら図においては、内部移動部１１０と接続されるケーブル１３０の図示を省略する。
【００４９】
外部操作部１２０は、管外で操作される部分であり、伸縮制御部１２１、その他モータ制御部１２２、方向制御部１２３および検知条件制御部１２４といった入力部と、検知情報解析部１２５と、出力部１２６を有する。
【００５０】
伸縮制御部１２１は、エアシリンダ３００の伸縮を制御する。具体例として、エアシリンダ３００を構成する部品の１つであるソレノイドバルブ（後述）を制御するシーケンサ等が挙げられる。モータ制御部１２２は、車輪５００の走行速度を制御する。また、モータ制御部１２２は、中空軸モータ６１０を制御する。方向制御部１２３は、車輪５００の走行方向を変換する。検知条件制御部１２４は、検知部７００に対し、測定条件等の入力情報の制御および測定結果等の出力情報に基づくフィードバック制御等の制御を行う。検知情報解析部１２５は、検知部７００による出力情報の解析を行う。出力部１２６は、検知部７００による出力情報を出力する。
【００５１】
［筒部］
図２及び図４に示すように、内部移動部１１０は、正面視中央に筒部２００を有する。筒部２００は、管の内壁面Ｌの軸心方向に延在し、軸筺体部２１０と、軸筺体部２１０の外周面上に設けられた連結用部材２２０とから構成される。
【００５２】
軸筺体部２１０内には、所望の部材を収容することができる。たとえば、エアシリンダ３００の関連部品（後述）を収容することができる。その他、図１に示した方向変換部６２０およびケーブル１３０等を収容することができる。
【００５３】
連結用部材２２０は、筒部２００と他の部材を連結する。本実施形態では、エアシリンダ３００および拡縮アーム４００を連結する。連結用部材２２０は、拡縮アーム４００の拡縮機構に応じた態様で設けられる。
【００５４】
本実施形態では、連結用部材２２０は、軸筺体部２１０の外周面を軸心方向に摺動可能となるように設けられた摺動リング２２１と、軸筺体部２１０の外周面に固定された固定リング２２２，２２３，２２５とを含む。軸心方向において進行方向Ｆ側から順に、固定リング２２３、固定リング２２５、摺動リング２２１および固定リング２２２が設けられる。
【００５５】
摺動リング２２１は、拡縮アーム４００の基部を軸着する。これにより、拡縮アーム４００の基部が回転自在且つ軸方向に移動可能な状態で連結される。
固定リング２２２，２２３も、拡縮アーム４００の基部を軸着する。これにより、拡縮アーム４００の基部が回転自在に固定された状態で連結される。
一方固定リング２２５は、エアシリンダ３００を保持するよう固定する。
【００５６】
［エアシリンダ］
エアシリンダ３００は、空気の圧力を利用して駆動するアクチュエータである。従って、ピストン３１０およびシリンダ３２０、その他図示しない関連部品で構成される。関連部品としては、空気流通に必要な部品、具体的にはエア配管および圧縮空気源等が挙げられる。そのほか、関連部品として、動作に必要な部品、具体的には、速度を調節するスピードコントローラ、ピストン位置を検知するセンサ、および空気の方向を切り替えるソレノイドバルブ等が挙げられる。
【００５７】
エアシリンダ３００は、図２に示すように、軸心方向に延在するように配置される。これによって、エアシリンダ３００の伸縮方向が軸心方向となる。シリンダ３２０の部分が固定リング２２５に固定される一方、エアシリンダ３００のピストン３１０のロッド３１１は摺動リング２２１に固定される。したがって、エアシリンダ３００の伸縮動作によって摺動リング２２１が軸心方向に摺動し、これにより、後に詳述するように、摺動リング２２１と連結する拡縮アーム４００を動作させることができる。
【００５８】
［拡縮アームおよび車輪］
図２および図４に示すように、拡縮アーム４００は、筒部２００の連結用部材２２０に連結されることにより、筒部２００の軸心を中心とする放射方向、つまり管の径方向に突設される。拡縮アーム４００の先端つまり拡縮アーム４００のうち筒部２００から最も離間した部分には、車輪５００が設けられる。本実施形態においては、拡縮アーム４００および車輪５００のセットは、軸心まわりに等間隔となるように３セット設けられる。
【００５９】
拡縮アーム４００は、主アーム片４１１と、リンクアーム片４１２と、副アーム片４１３と、同期アーム片４１４とを含む。これらは、連結用部材２２０およびエアシリンダ３００と相まって、エアシリンダ３００の伸縮動作を拡縮アーム４００の拡縮動作に連動させるリンク機構を構成する。
【００６０】
図４に示すように、主アーム片４１１、リンクアーム片４１２、副アーム片４１３および同期アーム片４１４は、車輪５００の車軸を両持ちするように車軸５００の両端部に一対ずつ設けられ、対をなすアーム片の間にはフリースペースＳが形成される。
【００６１】
図２に示すように、主アーム片４１１は基端部が摺動リング２２１に軸着されることにより、軸着部分を中心として、軸心に対する角度が変化するように回転動作できる。主アーム片４１１先端部は後述のように同期アーム片４１４を介して車輪５００に連結しているため、当該回転動作により、車輪５００の筒部２００からの離間量を物理的に規定する。
【００６２】
主アーム片４１１は、摺動リング２２１の軸心方向の移動に伴って基端位置が軸心方向に移動可能である。摺動リング２２１は前述のようにエアシリンダ３００のロッド３１１を固定している。つまり、主アーム片４１１の基端位置は、エアシリンダ３００伸縮動作に伴って移動する。
【００６３】
さらに主アーム片４１１の先端部と基端部との間では、リンクアーム片４１２の先端部が回転自在に固定されている。リンクアーム片４１２は、基端部が、先端部の固定位置よりも退行方向側において固定リング２２２に軸着されている。したがって、リンクアーム片４１２は、主アーム片４１１の基端部との相対位置の変化に応じ、軸着部分を中心として主アーム片４１１と反対方向に回転動作するととともに、主アーム片４１１の先端部を、筒部２００と近接または離間するように動作させる。
【００６４】
副アーム片４１３は、主アーム片４１１と同形同大であり、基端部が固定リング２２３に軸着されることにより主アーム片４１１と同様の回転動作が可能である。さらに副アーム片４１３の先端部は、主アーム片４１１の先端部が回転可能に固定された同期アーム片４１４に、回転可能かつ軸心方向に摺動可能であるように連結される。したがって、副アーム片４１３は、同期アーム片４１４によって、主アーム片４１１の回転動作に同期して回転動作する。
【００６５】
さらに、副アーム片４１３の先端部における当該回転動作とともに、連結位置が軸心方向に移動するため、同期アーム片４１４は動作の間一貫して、軸心と略平行の姿勢を保つ。同期アーム片４１４の軸心方向両端には車輪５００が設けられているため、軸心に平行な内壁面Ｌに両車輪５００が確実に接触できる。
なお、車輪５００に関連する他の図示しない部材、たとえば駆動装置およびサスペンション等が設けられていてよい。
【００６６】
［拡縮動作］
図２に示すように、拡径時においては、伸縮制御部１２１（図１参照）を操作してエアシリンダ３００を矢印Ｅの方向へ伸長させることに伴い、摺動リング２２１が矢印Ｅと同じ方向へ移動することで主アーム片４１１の基端位置も矢印Ｅと同じ方向へ移動する。これによって主アーム片４１１の基端部とリンクアーム片４１２の基端部との間が狭まるため、リンクアーム片４１２がその先端部を筒部２００から離間する方向へ起こすとともに、主アーム片４１１を筒部２００から離間する方向へ起こす。この主アーム片４１１の動作が同期アーム片４１４を介して副アーム片４１３を同様に起きるように動作させる。その結果、拡縮アーム４００が矢印ＳＵの方向へ拡長した態様となり、同期アーム片４１４の両端に設けられた車輪５００を内壁面Ｌに対して突っ張らせる負荷を与える。
【００６７】
この場合、伸縮制御部１２１（図１参照）の操作により筒部２００に対して設けられた全ての拡縮アーム４００においてエアシリンダ３００が同期伸長するため、全ての拡縮アーム４００において、拡長の程度および拡長のタイミングが略等しくなる。このような拡縮アーム４００の拡張動作によって、図４に示すように、筒部２００の軸心が内壁面Ｌの軸心に略一致するように調芯される。
【００６８】
反対に、図５に示すように、縮径時（最小限まで縮径させる時）においては、伸縮制御部１２１（図１参照）を操作してエアシリンダ３００を矢印Ｃの方向へ縮小させることに伴い、摺動リング２２１が矢印Ｃと同じ方向へ移動することで主アーム片４１１の基端位置も矢印Ｃと同じ方向へ移動する。これによって主アーム片４１１の基端部とリンクアーム片４１２の基端部との間が拡がるため、リンクアーム片４１２がその先端部を筒部２００に近接する方向へ倒すとともに、主アーム片４１１を筒部２００へ近づく方向へ倒す。この主アーム片４１１の動作が同期アーム片４１４を介して副アーム片４１３を同様に倒すように動作させる。その結果、拡縮アーム４００が矢印ＳＤの方向へ縮小した態様となる。この場合にも、拡縮アーム４００は、同期アーム片４１４の両端に設けられた車輪５００を内壁面Ｌに対して突っ張らせる負荷を与える。
【００６９】
この場合、伸縮制御部１２１（図１参照）の操作により筒部２００に対して設けられた全ての拡縮アーム４００においてエアシリンダ３００が同期収縮するため、全ての拡縮アーム４００において、縮小の程度および縮小のタイミングが略等しくなる。このような拡縮アーム４００の縮小動作によっても、筒部２００の軸心が内壁面Ｌの軸心に略一致するように調芯される。
【００７０】
さらに図５のように拡縮アーム４００が最小限まで縮小された場合、拡縮アーム４００に形成されたフリースペースＳ（図４参照）の中にエアシリンダ３００の一部が収容される。つまり、エアシリンダ３００の存在が縮径に支障しない。このため、拡縮アーム４００が最小限まで縮小された場合に超音波検査装置１００の放射方向の大きさをコンパクトにすることができる。
【００７１】
このような拡縮アーム４００の拡縮が、外部操作部１２０の伸縮制御部１２１（図１参照）により、エアシリンダ３００の伸縮動作を遠隔操作することにより行われるため、管内での縮径および拡径が自在である。これによって、内壁面Ｌの径の変化の大きい部分であっても、内壁面Ｌの径の変化に応じて積極的に縮径および拡径することができる。さらに、チーズ形状の配管内での方向変換も容易になる。
【００７２】
［モータおよび検知部］
図２に示すように、筒部２００の進行方向Ｆ側の端部には、筺体部８００に収容された中空軸モータ６１０、および検知部７００が配設される。中空軸モータ６１０は回転する中空回転部材６１１と回転しない非回転部材６１２から構成され、検知部７００は超音波探触子７１０と音響反射部７２０とから構成される。
【００７３】
図３に示すように、中空回転部材６１１は、中空部を確保するための貫通孔６１５を有する正面視円形のパイプ状であり、筒部２００の軸心Ｏと同軸に配置される。非回転部材６１２は中空回転部材６１１の外表面に対応する貫通孔を有する正面視略正方形のブロック状であり、当該貫通孔内に中空回転部材６１１を貫通させることにより中空回転部材６１１を回転可能に囲繞する。また、非回転部材６１２の当該略正方形の四隅近傍には固定用ねじ穴が凹設される。
【００７４】
図６および図７に示すように、中空軸モータ６１０を収容する筺体部８００は、退行方向側が開口したケーシング部材８１０と、当該開口部分を密嵌するケーシングカバー部材８２０とから構成される。ケーシング部材８１０とケーシングカバー部材８２０との密嵌部分はガスケットにより封止される。ケーシング部材８１０とケーシングカバー部材８２０には、それぞれ、軸心Ｏと同軸の貫通孔８１３と貫通孔８２２とが穿設されている。また、ケーシングカバー部材８２０には、中空軸モータ６１０のモータケーブル１３６を貫通させるケーブル孔８２６が設けられており、モータケーブル１３６を筺体部８００内部から外部へ配線させる。さらに、ケーシングカバー部材８２０には、中空軸モータ６１０の非回転部材６１２に設けられた固定用ねじ穴に対応する位置にねじ孔が穿設されており、非回転部材６１２をねじ止めにより固定する（図６下半分表示参照）。
【００７５】
このように非回転部材６１２に固定されたケーシングカバー部材８２０には、さらに、退行方向側で探触子固定部材７５０がねじ止め固定されている（図６上半分表示参照）。図６および図７に示すように、探触子固定部材７５０には軸心Ｏと同軸かつ超音波探触子７１０を嵌通可能な径で貫通孔７５５が穿設されており、貫通孔７５５に超音波探触子７１０を嵌通させることにより超音波探触子７１０を固定する。これにより、超音波探触子７１０は、探触子固定部材７５０とケーシングカバー部材８２０とを介して、中空軸モータ６１０の非回転部材６１２に固定される。この場合、図６に示すように、超音波探触子７１０の超音波伝搬部７１２は、ケーシングカバー部材８２０の貫通孔８２２内も貫通し、進行方向側の端が筺体部８００内の中空軸モータ６１０の貫通孔６１５内（中空部内）に達するまで挿入される。これにより、超音波検査装置の軸心Ｏ方向の長さを短くすることができる。
なお、超音波探触子７１０の探触子ケーブル１３７は、軸筺体部２１０（図２参照）内へ配線される。
【００７６】
上記のように固定された超音波探触子７１０は、軸心Ｏと同軸配置となっているため、発信部７１１から発信され超音波伝搬部７１２内を伝搬された超音波は、軸Ｏに音軸が一致するように進行方向へ発信される。
一方、図６に示すように、固定された超音波探触子７１０の進行方向側には、発信された超音波の伝搬方向を変更するための音響反射部７２０が回転可能な態様で設けられる。図６および図７に示すように、音響反射部７２０は、反射部材７２１と、反射部材７２１が取り付けられる回転ホルダ７２４とから構成される。
【００７７】
回転ホルダ７２４は、反射部材７２１を挿嵌する進行方向側の径大筒部７２５と、中空回転部材６１１に固定される退行方向側の径小筒部７２６とを有する筒状部材である（図７参照）。図６に示すように、回転ホルダ７２４は、ケーシング部材８１０の貫通孔８１３を遊貫して筺体部８００内部に挿入され、さらに径小筒部７２６が、中空回転部材６１１の貫通孔６１５内に嵌通される。この場合、回転ホルダ７２４の挿入量は、径大筒部７２５と径小筒部７２６との境界に形成される係止面７２９が、中空回転部材６１１の進行方向側の端面へ当接係止することにより決定される。これにより、径小筒部７２６の退行方向側の端部が、ケーシングカバー部材８２０の貫通孔内に遊挿され、かつ当該端部の最端面と、探触子固定部材７５０の当接面７５１との間にはクリアランス（たとえば、０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下の隙間）を生じさせる。それとともに、径小筒部７２６の内部には超音波探触子７１０の超音波伝搬部７１２を遊挿させる。
【００７８】
図６に示すように、回転ホルダ７２４は、径小筒部７２６が中空回転部材６１１の貫通孔６１５内に嵌通されることで中空回転部材６１１に固定されるため、中空回転部材６１１の回転駆動を受けて一体的に回転することができる。
【００７９】
一方、図６に示すように、回転ホルダ７２４の径大筒部７２５とケーシング部材８１０の貫通孔８１３との遊貫部分には、貫通孔８１３に刻設されたパッキン溝８１１（図７参照）にパッキンが嵌着され、回転ホルダ７２４の径小筒部７２６とケーシングカバー部材８２０の貫通孔８２２との遊挿部分においては、貫通孔８２２に刻設されたパッキン溝８２４にパッキンが嵌着される。なお、パッキンとしては回転運動用シール材であればよく、一例としてオイルシールが挙げられる。
さらに、回転ホルダ７２４の径小筒部７２６と超音波伝搬部７１２との遊挿部分においては、径小筒部７２６の内壁７２８と、超音波伝搬部７１２の外表面との間にクリアランス（たとえば、０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下の隙間）が生じている。
【００８０】
このように回転ホルダ７２４を中空回転部材６１１以外の部材に固定されないように設けることによって、中空回転部材６１１と一体的に回転自在としながら、筺体部８００および超音波探触子７１０には中空回転部材６１１の回転駆動を伝えることなく、非回転部材６１２と共に非回転状態を維持することができる。
【００８１】
回転ホルダ７２４の径大筒部７２５の開口端に挿嵌されて固定される反射部材７２１は、退行方向側に、超音波を反射可能な傾斜面７２３を有する。具体的には、傾斜面７２３は、側面視で軸心Ｏに対して４５度をなすように形成されており、径大筒部７２５内で、超音波探触子７１０から軸心Ｏ方向に発信された超音波を軸心Ｏ上で反射しその伝搬方向を垂直に変化させる。なお、傾斜面７２３における反射部材７２１の素材は、音響インピーダンスの値が、超音波探触子７１０からの超音波の伝搬媒質（本実施形態においては、水）の音響インピーダンスの値に対して大きな差を有する金属材料、樹脂材料、セラミック材料などから構成される。
回転ホルダ７２４の径大筒部７２５の側面には、傾斜面７２３により伝搬方向が変更された超音波の外部への出口となる出口孔７２７が設けられる。
【００８２】
これにより、図２の点線で示すように、超音波探触子７１０から発信された超音波は、傾斜面７２３で伝搬方向を変更され、出口孔７２７内を通って外部へ伝搬し、管の内壁Ｌへ垂直に入射する。
さらに、回転ホルダ７２４が中空軸モータ６１０の回転により軸心Ｏを中心として回転すると、反射部材７２１の傾斜面７２３も一体的に回転する。これによって、管の内壁Ｌへの入射角度を保ったまま、入射位置を管の周方向に沿って回転移動させることができる。したがって、管の周方向の内壁面Ｌをまんべんなく走査することができる。
【００８３】
さらに、筺体部８００の内部には、図６に示すように、一回転センサ７７０が設けられる。一回転センサ７７０は、中空回転部材６１１に固定されたポジションマーカ７７１と、ケーシングカバー部材８２０に固定されたセンサ７７２とから構成される。ポジションマーカ７７１は、永久磁石など、センサ７７２によって検知されるものであり、中空回転部材６１１とともに回転する。一方、センサ７７２は、ホール素子など、ポジションマーカ７７１の特性に応じて選択されるセンサであり、非回転部材６１２とともに非回転状態が維持される。
【００８４】
したがって、回転するポジションマーカ７７１の位置が図示される位置に一致した時にセンサ７７２が検知することで、中空回転部材６１１の一回転の時間を検出する。さらに詳細なポジションマーカの位置は、センサ７７２の検出タイミング（周期Ｔ）とポジションマーカ７７１の回転時間（＜Ｔ）とから導出することができる。
【００８５】
［第２実施形態−超音波検査装置１００ａ］
図８は、第２実施形態にかかる超音波検査装置の模式的背面図である。背面とは、装置を、退行方向側から管の軸心方向に見た場合の外観をいう。図９は、第２実施形態にかかる超音波検査装置の、拡径時における模式的一部側断面図である。図９においては、図８のＤ−Ｄ線断面を模式的に示し、中空軸モータ６１０、検知部７００および筺体部８００は第１実施形態と同様につき省略する。図１０は、第２実施形態にかかる超音波検査装置の、縮径時における模式的一部側断面図である。図１０は、拡縮態様が異なることを除いて、図９と同様に表示している。
【００８６】
第２実施形態においては、主に第１実施形態と異なる部分について説明し、同様の部分については説明を省略する。
図８から図１０に示す超音波検査装置１００ａの内部移動部１１０ａは、第１実施形態と異なるリンク機構を有する拡縮アーム４００ａ、および補助車輪５１０ａを有する。
【００８７】
［連結用部材］
連結用部材２２０ａは、拡縮アーム４００ａに応じた態様で設けられる。本実施形態では、連結用部材２２０ａは、軸筺体部２１０の外周面を軸心方向に摺動可能となるように設けられた摺動リング２２１ａと、筒部２００ａの軸筺体部２１０の外周面に固定された固定リング２２４ａ，２２５ａとを含む。軸心方向において進行方向Ｆ側から順に、固定リング２２４ａ、摺動リング２２１ａおよび固定リング２２５ａが設けられる。
【００８８】
［エアシリンダ］
エアシリンダ３００は、固定リング２２５ａに固定され、ロッド３１１が摺動リング２２１ａに固定される。したがって、エアシリンダ３００の伸縮動作によって摺動リング２２１ａが軸心方向に摺動し、これにより、後に詳述するように、摺動リング２２１ａと連結する拡縮アーム４００ａを動作させることができる。
【００８９】
［拡縮アーム］
拡縮アーム４００ａは、主アーム片４１１ａおよび主アーム片４１１ａより短い長さで構成されたリンクアーム片４１２ａを含む。これらは、連結用部材２２０ａおよびエアシリンダ３００と相まって、エアシリンダ３００の伸縮動作を拡縮アーム４００ａの拡縮動作に連動させるリンク機構を構成する。
【００９０】
図８に示すように、主アーム片４１１ａおよびリンクアーム片４１２ａは、車輪５００ａの車軸を両持ちするように車軸５００の両端部に一対ずつ設けられるため、対をなすアーム片の間にはフリースペースＳａが形成される。
【００９１】
図９に示すように、主アーム片４１１ａは基端部が固定リング２２４ａに軸着されることにより、軸着部分を中心として、軸心に対する角度θが変化するように回転動作できる。主アーム片４１１ａ先端には車輪５００ａが連結しているため、当該回転動作により、車輪５００ａの筒部２００ａからの離間量を物理的に規定する。角度θは、９０度を越えなければよい。さらに、拡縮アーム４００ａが最も拡径した場合の超音波検査装置１００ａの安定性の観点から６０度以下、または４５度以下であってよい。
【００９２】
さらに主アーム片４１１ａの先端部と基端部との間では、リンクアーム片４１２ａの先端部が回転自在に固定されている。リンクアーム片４１２ａは、基端部が、先端部の固定位置よりも進行方向Ｆ側において摺動リング２２１ａに軸着されている。これにより、軸着部分を中心として、軸心に対する角度が変化するように回転動作できるとともに、摺動リング２２１ａの軸心方向の移動に伴って基端位置が軸心方向に移動可能である。したがって、リンクアーム片４１２ａは、主アーム片４１１ａの基端部との相対位置の変化に応じ、軸着部分を中心として主アーム片４１１と同じ方向に回転動作するととともに、主アーム片４１１ａの先端部を、筒部２００ａと近接または離間するように動作させる。
【００９３】
なお、主アーム片４１１ａは一対の補助車輪５１０ａを有する。一対の補助車輪５１０ａは、基端部と先端部との間、本実施形態では基端部近傍に軸着される。補助車輪５１０ａは、車輪軸が主アーム片４１１ａの短手方向に摺動可能であり、側面視において主アーム片４１１ａから内壁面Ｌ側へ露出する方向に付勢されている。車輪軸は、主アーム片４１１ａの先端部が筒部２００ａに近接して補助車輪５１０ａが内壁面Ｌに接する場合に、付勢力に抗って摺動する。
【００９４】
［拡縮動作］
図９に示すように、拡径時においては、伸縮制御部１２１（図１参照）を操作してエアシリンダ３００を矢印Ｃ方向へ収縮させることに伴い、摺動リング２２１ａが矢印Ｃと同じ方向へ移動することでリンクアーム片４１２ａの基端位置も矢印Ｃと同じ方向へ移動する。これによってリンクアーム片４１２ａの基端部と主アーム片４１１ａの基端部との間が広がるため、リンクアーム片４１２ａがその先端部を筒部２００ａから離間する方向へ起こすとともに、主アーム片４１１ａを筒部２００ａから離間する方向へ起こす。その結果、拡縮アーム４００ａが矢印ＳＵの方向へ拡長した態様となり、主アーム片４１１ａの先端部に設けられた車輪５００ａを内壁面Ｌに対して突っ張らせる負荷を与える。
【００９５】
この場合、伸縮制御部１２１（図１参照）の操作により筒部２００ａに対して設けられたすべての拡縮アーム４００ａにおいてエアシリンダ３００が同期収縮するため、全ての拡縮アーム４００ａにおいて、拡長の程度および拡長のタイミングが略等しくなる。このような拡縮アーム４００ａの拡張動作によって、筒部２００ａの軸心が内壁面Ｌの軸心に略一致するように調芯される。
【００９６】
反対に、図１０に示すように、縮径時（最小限まで縮径させる時）においては、伸縮制御部１２１（図１参照）を操作してエアシリンダ３００を矢印Ｅの方向へ伸長させることに伴い、摺動リング２２１ａが矢印Ｅと同じ方向へ移動することでリンクアーム片４１２ａの基端位置も矢印Ｅと同じ方向へ移動する。これによってリンクアーム片４１２ａの基端部と主アーム片４１１ａの基端部との間が狭まるため、リンクアーム片４１２ａがその先端部を筒部２００ａに近接する方向へ倒すとともに、主アーム片４１１ａを筒部２００ａへ近づく方向へ倒す。その結果、拡縮アーム４００ａが矢印ＳＤの方向へ縮小した態様となる。この場合にも、拡縮アーム４００ａは、車輪５００ａを内壁面Ｌに対して突っ張らせる負荷を与える。
【００９７】
この場合、伸縮制御部１２１（図１参照）の操作により筒部２００ａに対して設けられたすべての拡縮アーム４００ａにおいてエアシリンダ３００が同期伸長するため、全ての拡縮アーム４００ａにおいて、縮小の程度および縮小のタイミングが略等しくなる。このような拡縮アーム４００ａの縮小動作によっても、筒部２００ａの軸心が内壁面Ｌの軸心に略一致するように調芯される。
【００９８】
さらに図１０のように拡縮アーム４００ａが最小限まで縮小された場合、拡縮アーム４００ａを構成するアーム片が軸心と平行となるまで折り畳まれる。このとき、主アーム片４１１ａの基端部近傍に設けられた補助車輪５１０ａが内壁面Ｌに接触することにより、超音波検査装置１００ａのバランスをとる。さらに、拡縮アーム４００ａに形成されたフリースペースＳａ（図８参照）の中にエアシリンダ３００が収容される。つまり、エアシリンダ３００の存在が縮径に支障しない。このため、拡縮アーム４００ａが最小限まで縮小された場合に超音波検査装置１００ａの放射方向の大きさをコンパクトにすることができる。
【００９９】
［第３実施形態−超音波検査装置１００ｂ］
図１１は、第３実施形態にかかる超音波検査装置の模式的正面図である。図１２は、第３実施形態にかかる超音波検査装置の模式的側断面図である。図１２においては、図１１のＥ−Ｅ線断面を示す。
【０１００】
図１１および図１２に示す超音波検査装置１００ｂの内部移動部１１０ｂは、補助車輪５１０ａを有しないことを除いて第２実施形態の拡縮アーム４００ａおよび車輪５００ａと同じ拡縮アーム４００ｂおよび車輪５００ｂを有する。拡縮アーム４００ｂは、筒部２００ｂの連結用部材２２０ｂに連結されることにより、筒部２００ｂの軸心を中心として放射状に突設される。拡縮アーム４００ｂの先端つまり拡縮アーム４００ｂのうち筒部２００ｂから最も離間した部分には、車輪５００ｂが設けられる。
【０１０１】
本実施形態においては、図１１に示すように、拡縮アーム４００ｂおよび車輪５００ｂのセットは、軸心まわりに等間隔となるように６セット設けられる。図１２に示すように、隣り合う拡縮アーム４００ｂは、軸心方向の向きが互い違いになるように配設される。このため、進行方向Ｆ側と対向方向側の両方で常に車輪５００ｂが内壁面Ｌに接している。したがって、管内において超音波検査装置１００ｂを常に安定に保持することができる。
【０１０２】
拡縮アーム４００ｂが、主アーム片４１１ｂと、主アーム片４１１ｂより短い長さで構成されたリンクアーム片４１２ｂとを含むこと、および、これらが連結用部材２２０ｂおよびエアシリンダ３００と相まって、エアシリンダ３００の伸縮動作を拡縮アーム４００ｂの拡縮動作に連動させるリンク機構を構成することは、第２実施形態の内部移動部１１０ａにおけるものと同じである。従って、拡縮アーム４００ｂの動作および機能も、第２実施形態の内部移動部１１０ａにおけるものと同じである。
【０１０３】
［第４実施形態−超音波検査装置１００ｃ］
図１３は、第４実施形態にかかる超音波検査装置の拡径時における模式的一部側断面図である。図１４は、第４実施形態にかかる超音波検査装置の縮径時における模式的一部側断面図である。
【０１０４】
図１３および図１４に示す超音波検査装置１００ｃは、第３実施形態にかかる超音波検査装置１００ｂの変形態様である。具体的には、内部移動部１１０ｃにおいて、拡縮アーム４００ｃおよびその構成アーム片（主アーム４１１ｃおよびリンクアーム４１２ｃ）、車輪５００ｃ、フリースペースＳｃは、それぞれ、第３実施形態にかかる超音波検査装置１００ｂの内部移動部１１０ｂにおける、拡縮アーム４００ｂおよびその構成アーム片（主アーム４１１ｂおよびリンクアーム４１２ｂ）、車輪５００ｂ、フリースペースＳｂと同じである。一方、第３実施形態にかかる超音波検査装置１００ｂの軸筺体部２１０およびエアシリンダ３００の代わりに、それぞれ、軸筺体部２１０ｃおよびエアシリンダ３００ｃを有する。
【０１０５】
本実施形態においては、連結用部材２２０ｃとして、進行方向側から、固定リング２２４ｃ、摺動リング２２１ｃ、摺動リング２２６ｃ、および固定リング２２７ｃが設けられている。固定リング２２４ｃ，２２７ｃは軸筺体部２１０ｃに固定され、摺動リング２２１ｃ，２２６ｃは、軸筺体部２１０ｃ表面を軸心方向に摺動可能となるように設けられる。軸筺体部２１０ｃは、後述のエアシリンダ３００ｃの一部（エアタンク３３０ｃ）を構成する。
【０１０６】
主アーム片４１１ｃの基端部は、固定リング２２４ｃに軸着される。リンクアーム片４１２ｃの基端部は、固定リング２２４ｃより退行方向側に設けられた、軸方向に手動可能な摺動リング２２１ｃに軸着される。摺動リング２２１ｃと固定リング２２４ｃとは、それぞれがリンクアーム片４１２ｃおよび主アーム片４１１ｃの軸着部を有するとともに、両者が後述のエアシリンダ３００ｃの一部（追従部３４０ｃ）を構成するように形成されている。
【０１０７】
［エアシリンダ］
エアシリンダ３００ｃは、エアタンク３３０ｃ、追従部３４０ｃおよび補助バネ３５０ｃを含む。
エアタンク３３０ｃは、拡縮アーム４００ｃの動作源となる空気の送入および排出がなされるものであり、軸筺体部２１０ｃによって構成される。エアタンク３３０ｃには、空気の送入および排出のための図示しないエアチューブが連結されている。
【０１０８】
追従部３４０ｃは、エアタンク３３０ｃへの空気の送入およびエアタンク３３０ｃからの排出に伴って動作が追従するように伸縮機構を構成する。つまり、エアシリンダ３００ｃの伸縮動作は、この追従部３４０の伸縮動作に起因する。
【０１０９】
追従部３４０ｃは、摺動リング２２１ｃと固定リング２２４ｃとによって構成される。より具体的には、摺動リング２２１ｃが進行方向Ｆ側に開口するハウジング部を有し、固定リング２２４ｃが、退行方向に延出する延出部を有し、摺動リング２２１ｃの内周側面に固定リング２２４ｃの延出部の外周面が摺動可能に密着することにより、伸縮機構を構成する。さらに、ハウジング部内の空間ＡＲとエアタンク３３０ｃ内の空間とは、エアタンク３００ｃに設けられた連通孔によって連通する。これによって、エアタンク３３０ｃへの空気の送入およびエアタンク３３０ｃからの空気の排出動作が、ハウジング部内の空間ＡＲの体積を変化させるとともに、追従部３４０ｃの伸縮動作を生じさせる。
【０１１０】
以下において、エアシリンダ３００ｃの伸縮に関する説明のため、固定リング２２４ｃをエアシリンダ３００ｃの固定部３２４ｃ、摺動リング２２１ｃをエアシリンダ３００ｃの可動部３２１ｃと記載する場合がある。
【０１１１】
補助バネ３５０ｃは、摺動リング２２１ｃの退行方向側に、軸心方向に延在するように設けられ、一方が摺動リング２２６ｃに、他方が固定リング２２７ｃに固定される。さらに、摺動リング２２１ｃと摺動リング２２６ｃとは互いに固定されているため、補助バネ３５０ｃは、摺動リング２２１ｃの移動に伴って動く。
【０１１２】
［拡縮動作］
図１３に示すように、拡径時においては、伸縮制御部１２１（図１参照）を操作し、エアシリンダ３００ｃのエアタンク３３０ｃ内に空気を送り込む。これにより、送り込まれた空気はエアタンク３３０ｃの連通孔内を図中矢印ＦＬの方向へ移動し、空間ＡＲ内に空気が流れ込む。これに伴い、可動部３２１ｃが摺動リング２２６ｃと共に移動するため、リンクアーム片４１２ｃの基端位置が退行方向へ移動する。これによってリンクアーム片４１２ｃと主アーム片４１１ｃとの間が広がるため、リンクアーム片４１２ｃがその先端部を筒部２００ｃから離間する方向へ起こすとともに、主アーム片４１１ｃを筒部２００ｃから離間する方向へ起こす。その結果、拡縮アーム４００ｃが矢印ＳＵの方向へ拡長した態様となり、主アーム片４１１ｃの先端部に設けられた車輪５００ｃを内壁面Ｌに対して突っ張らせる負荷を与える。
一方で、補助バネ３５０ｃは、摺動リング２２６ｃの移動とともに収縮する。
筒部２００ｃの軸心が内壁面Ｌの軸心と略一致するように調芯された状態で拡径されることは、上述の実施形態と同様である。
【０１１３】
反対に図１４に示すように、縮径時（最小限まで縮径させる時）においては、伸縮制御部１２１（図１参照）を操作し、エアシリンダ３００ｃのエアタンク３３０ｃから空気を排出する。これにより、空間ＡＲ内の空気がエアタンク３３０ｃの連通孔内を図中矢印ＦＬの方向へ移動し、空間ＡＲから空気が排出される。これに伴い、可動部３２１ｃが摺動リング２２６ｃと共に移動するため、リンクアーム片４１２ｃの基端位置が進行方向へ移動する。同時に、拡径によって収縮していた補助バネ３５０ｃが戻る力が可動部３２１ｃに加わるため、当該摺動動作がスムーズに起きる。
【０１１４】
これによってリンクアーム片４１２ｃと主アーム片４１１ｃとの間が狭まるため、リンクアーム片４１２ｃがその先端部を筒部２００ｃに近接する方向へ倒すとともに、主アーム片４１１ｃを筒部２００ｃへ近づく方向へ倒す。その結果、拡縮アーム４００ｃが矢印ＳＤの方向へ縮小した態様となる。この場合にも、拡縮アーム４００ｃは、車輪５００ｃを内壁面Ｌに対して突っ張らせる負荷を与える。
筒部２００ｃの軸心が内壁面Ｌの軸心と略一致するように調芯された状態で縮径されることは、上述の実施形態と同様である。
【０１１５】
さらに図１４のように拡縮アーム４００ｃが最小限まで縮小された場合、拡縮アーム４００ｃに形成されたフリースペースＳｃの中に補助バネ３５０ｃが収容される。つまり、補助バネ３５０ｃの存在が縮径に支障しない。このため、拡縮アーム４００ｃが最小限まで縮小された場合に超音波検査装置１００ｃの放射方向の大きさをコンパクトにすることができる。
【０１１６】
なお、本実施形態では、補助バネ３５０ｃが、軸心方向において摺動リング２２１ｃに対し固定リング２２４ｃとは反対側に配設されている例を挙げたが、この態様に限定されるものではない。たとえば、補助バネ３５０ｃが固定リング２２４ｃと摺動リング２２１ｃとの間にそれぞれ両端が固定された状態で配設されてよい。この場合、拡径時においては補助バネが伸長し、縮径時においては当該伸長した補助バネが戻る力により拡縮アーム４００ｃの復帰動作を補助することができる。
【０１１７】
［第５実施形態−超音波検査装置１００ｄ］
図１５は、第５実施形態にかかる超音波検査装置の拡径時における模式的一部側断面図である。図１６は、第５実施形態にかかる超音波検査装置の模式的一部断面図である。図１７は、第５実施形態にかかる超音波検査装置の縮径時における模式的一部側断面図である。
【０１１８】
図１５から図１７に示す超音波検査装置１００ｄは、第４実施形態にかかる超音波検査装置１００ｃの変形態様である。具体的には、内部移動部１１０ｄにおいて、拡縮アーム４００ｄおよびその構成アーム片（主アーム４１１ｄおよびリンクアーム４１２ｄ）、車輪５００ｄ、軸筺体部２１０ｄ、固定リング２２４ｄ（固定部３２４ｄ）、摺動リング２２１ｄ（可動部３２１ｄ）、摺動リング２１６ｄ、エアシリンダ３００ｄおよびその構成部材（エアタンク３３０ｄ、追従部３４０ｄ、補助バネ３５０ｄ）、フリースペースＳｄは、それぞれ、第４実施形態にかかる超音波検査装置１００ｃの内部移動部１１０ｃにおける、拡縮アーム４００ｃおよびその構成アーム片（主アーム４１１ｃおよびリンクアーム４１２ｃ）、車輪５００ｃ、軸筺体部２１０ｃ、固定リング２２４ｃ（固定部３２４ｃ）、摺動リング２２１ｃ（可動部３２１ｃ）、摺動リング２１６ｃ、エアシリンダ３００ｃおよびその構成部材（エアタンク３３０ｃ、追従部３４０ｃ、補助バネ３５０ｃ）、フリースペースＳｃと同じである。一方、第４実施形態にかかる超音波検査装置１００ｃの固定リング２２７ｃの代わりに、摺動リング２２８ｄおよび固定リング２２９ｄを有する。
【０１１９】
摺動リング２２８ｄは、補助バネ３５０ｄの他端が固定され、かつ、軸筺体部２１０表面を軸心方向に摺動可能となるように設けられる。固定リング２２９ｄは、軸筺体部２１０に固定される。
【０１２０】
［拡縮動作］
図１５に示すように、拡径時においては、第４実施形態と同様に、調芯された状態で、矢印ＳＵの方向へ拡縮アーム４００ｄの拡長が起こる。
一方で、補助バネ３５０ｄは、摺動リング２２６ｄ，２２８ｄの移動とともに退行方向へ移動する。
【０１２１】
図１６（ａ）および図１６（ｂ）は、図１５の状態からさらに拡径された場合について説明するものである。
本実施形態においては、固定リング２２９ｄが、摺動リング２２８ｄの退行方向側の端壁２２８Ｈｄを突き当てる当接壁２２９Ｈｄを有する。
ここで、図１５の状態からさらに伸縮制御部１２１（図１参照）を操作し、エアタンク３３０ｄに空気を送り込むことによって追従部３４０ｄ内の空間ＡＲにさらに空気を流れ込ませると、補助バネ３５０ｄも同様に移動するとともに、図１６（ａ）に示すように、当接壁２２９Ｈｄに摺動リング２２８ｄの退行方向側の端壁２２８Ｈｄが突き当る。これにより、補助バネ３５０ｄの他端が固定される。
【０１２２】
この場合、可動部３２１ｄの加速度合い等によっては、図１６（ｂ）に示すように、可動部３２１ｄが、さらに図中矢印の方向へ動くことがある。この場合、すでに他端が固定された補助バネ３５０ｄが収縮することでクッションとなる。
【０１２３】
反対に図１７に示すように、縮径時（最小限まで縮径させる時）においても、第４実施形態と同様に、調芯された状態で、矢印ＳＤの方向へ拡縮アーム４００ｄの縮小が起きる。この場合、補助バネ３５０ｄは、摺動リング２２６ｃ，２２８ｄの移動とともに進行方向Ｆへ移動する。
【０１２４】
さらに図１７のように拡縮アーム４００ｃが最小限まで縮小された場合、フリースペースＳｄの中に補助バネ３５０ｄが収容される点も第４実施形態と同様である。
【０１２５】
［第６実施形態−超音波検査装置１００ｅ］
図１８は、第６実施形態にかかる超音波検査装置の拡径時における模式的一部側断面図である。図１９は、第６実施形態にかかる超音波検査装置の縮径時における模式的一部側断面図である。
【０１２６】
図１８および図１９に示す超音波検査装置１００ｅは、第３実施形態にかかる超音波検査装置１００ｂの変形態様である。具体的には、内部移動部１１０ｅにおいて、拡縮アーム４００ｅおよびその構成アーム片（主アーム４１１片ｅおよびリンクアーム片４１２ｅ）、車輪５００ｅ、フリースペースＳｅは、それぞれ、第３実施形態にかかる超音波検査装置１００ｂの内部移動部１１０ｂにおける、拡縮アーム４００ｂおよびその構成アーム片（主アーム４１１ｂおよびリンクアーム４１２ｂ）、車輪５００ｂ、フリ−スペースＳｂと同じである。一方、第３実施形態にかかる超音波検査装置１００ｂの軸筺体部２１０ｂ、エアシリンダ３００の代わりに、軸筺体部２１０ｅ、エアシリンダ３００ｅを有する。
【０１２７】
本実施形態においては、連結用部材２２０ｅとして、進行方向Ｆ側から、固定リング２２４ｅ、摺動リング２２１ｅが設けられている。固定リング２２４ｅは軸筺体部２１０ｅに固定され、摺動リング２２１ｅは、軸筺体部２１０ｅを軸心方向に摺動可能となるように設けられる。
【０１２８】
主アーム片４１１ｅの基端部は、固定リング２２４ｅに軸着される。リンクアーム片４１２ｅの基端部は、摺動リング２２１ｅに軸着される。
【０１２９】
［エアシリンダ］
本実施形態では、軸筺体部２１０ｅの一部がエアシリンダ３００ｅを構成する。具体的には、軸筺体部２１０ｅの端部がシリンダ部を形成し、当該シリンダ部内周壁に密着可能に軸心方向に摺動するピストン部３２１ｅが、軸筺体部２１０ｅの側面に形成されたスリット孔を通じて摺動リング２２１ｅに連設している。これによって、ピストン部３２１ｅの移動とともに摺動リング２２１ｅが移動可能となる。
【０１３０】
固定リング２２４ｅと摺動リング２２１ｅとの間には、軸心方向に延在する補助バネ３５０ｅが設けられ、補助バネ３５０ｅの一端が固定リング２２４ｅに、他端が摺動リング２２１ｅに固定される。このため、補助バネ３５０ｅは、摺動リング２２１ｅの移動に伴って伸縮する。
【０１３１】
［拡縮動作］
図１８に示すように、拡径時においては、伸縮制御部１２１（図１参照）を操作し、エアシリンダ３００ｅ内の空間ＡＲに空気を送り込むことによって、矢印Ｅの方向へ伸長させる。これに伴い、ピストン部３２１ｅが摺動リング２２１ｅと共に移動するため、リンクアーム片４１２ｅの基端位置が矢印Ｅと同じ方向へ移動する。これと同時に、補助バネ３５０ｅが伸長される。
したがって、第３実施形態と同様に、調芯された状態で、矢印ＳＵの方向へ拡縮アーム４００ｅの拡長が起こる。
【０１３２】
反対に図１９に示すように、縮径時（最小限まで縮径させる時）においても、第３実施形態と同様に、調芯された状態で、矢印ＳＤの方向へ拡縮アーム４００ｅの縮小が起きる。同時に、補助バネ３５０ｅは、拡径によって伸長していた補助バネ３５０ｃが戻る力がピストン部３２１ｅに加わるため、縮径動作がスムーズに起きる。
【０１３３】
さらに図１９のように拡縮アーム４００ｅが最小限まで縮小された場合、フリースペースＳｅの中に補助バネ３５０ｅが収容される点も第３実施形態と同様である。
【０１３４】
なお、本実施形態では、補助バネ３５０ｅが固定リング２２４ｅと摺動リング２２１ｅとの間に配設されている例を挙げたが、この態様に限定されるものではない。たとえば、補助バネ３５０ｅが、軸心方向において摺動リング２２１ｅに対して固定リング２２４ｅとは反対側に配設されていてもよい。この場合、補助バネの一方が摺動リング２２１ｅに固定され、他方が筒部２００ｅの外周部に固定される。この場合、拡径時においては補助バネが収縮し、縮径時においては当該収縮した補助バネが戻る力により拡縮アーム４００ｅの復帰動作を補助することができる。
【０１３５】
［第７実施形態−超音波検査装置１００ｉ］
図２０は、第７実施形態にかかる超音波検査装置の模式的一部側面図である。図２１は、第７実施形態にかかる超音波検査装置の模式的正面図である。図２０に示す超音波検査装置１００ｉを構成する各部（内部移動部１１０ｉ、拡縮アーム４００ｉ、車輪５００ｉ）は第６実施形態にかかる超音波検査装置ｅの各部（内部移動部１１０ｅ、拡縮アーム４００ｅ、車輪５００ｅ）と同様である。
【０１３６】
図２０に示す超音波検査装置１００ｉは、筺体部８００ｉには車輪８５０が設けられている。図２０において、超音波検査装置１００ｉは、拡縮アーム４００ｉが最小限に縮小した状態である。筺体部８００ｉに設けられた車輪８５０が内壁面Ｌに接することにより、内壁面Ｌ内における超音波検査装置１００ｉを安定に保持する。
【０１３７】
さらに、超音波検査装置１００ｉが図２０の態様である場合、図２１に示すように、筺体部８００ｉを進行方向Ｆ（図２０参照）側から軸心方向へ投影すると、当該投影に、拡縮アーム４００ｉの全てが重なる。このため、拡縮アーム４００ｉが超音波検査装置１００ｉの放射方向の大きさに支障しない。
【０１３８】
［第８実施形態−超音波検査装置１００ｅ’］
図２２は、第８実施形態にかかる超音波検査装置１００ｅ’の拡径時の外観図である。図２３は、超音波検査装置１００ｅ’のケーブル部分の外観図である、図２４は、超音波検査装置１００ｅ’の縮径時の外観図である。図２５は、図２４におけるＦ−Ｆ線断面図である。
【０１３９】
図２２に示す超音波検査装置１００ｅ’を構成する各部（内部移動部１１０ｅ’、筒部２００ｅ’、軸筺体部２１０ｅ’、摺動リング２２１ｅ’、固定リング２２４ｅ’、エアシリンダ３００ｅ’、補助ばね３５０ｅ’（破線図示にて省略）、拡縮アーム４００ｅ’、主アーム片４１１ｅ’、リンクアーム片４１２ｅ’、車輪５００ｅ’）は第６実施形態にかかる超音波検査装置ｅの各部（内部移動部１１０ｅ、筒部２００ｅ、軸筺体部２１０ｅ、摺動リング２２１ｅ、固定リング２２４ｅ、エアシリンダ３００ｅ、補助ばね３５０ｅ、拡縮アーム４００ｅ、主アーム片４１１ｅ、リンクアーム片４１２ｅ、車輪５００ｅ）に対応する。超音波検査装置１００ｅ’においては、各部が、さらなるコンパクト化等のために適したサイズに変更されていることを除いて、超音波検査装置１００ｅの各部と同様である。
【０１４０】
図２２においては、超音波検査装置１００ｅ’のケーブル１３０の配線も示す。ケーブル１３０は、エアシリンダ３００ｅ’内に連通するエアケーブル１３３、中空軸モータ６１０のモータケーブル１３６、および超音波探触子７１０の探触子ケーブル１３７を含む。
【０１４１】
図２２に示すように、エアケーブル１３３は、軸筺体部２１０ｅ’の退行方向端面から外に配線される。筺体８００から外部に出たモータケーブル１３６は、筒部２００ｅ’に沿って退行方向へ向かって配線される。探触子ケーブル１３７は、軸筺体部２１０ｅ’内を通り、退行方向端面から配線されたエアケーブル１３３の中に挿入される。
【０１４２】
さらに図２３に示すように、モータケーブル１３６と、探触子ケーブル１３７が挿入されたエアケーブル１３３とは、中継器１３５を介し、エアケーブル１３３と連通するエアケーブル１３４内にモータケーブル１３６と探触子ケーブル１３７との両方が挿入された状態で配線されなおす。エアケーブル１３４は、コンプレッサに接続される。
なお、エアケーブル１３４の材質としては、可撓性のある樹脂チューブが用いられてよい。適宜、エアケーブル１３４の内部または外周部に金属ワイヤなどのこしが強い可撓性を有する軸体をさらに沿わせてもよい。これより、エアケーブル１３４部分を持って、超音波検査装置１００ｅ’を管内に挿入しやすくなる。
【０１４３】
図２４および図２５に示すように、最も縮径された時の超音波検査装置１００ｅ’は、筺体部８００の軸心方向への投影に、拡縮アーム４００ｅ’と車輪５００ｅ’との全てが重なるほどにコンパクト化される。この場合、筺体部８００から外部に配線されたモータケーブル１３６は、筒部２００ｅ’の外周部において、折り畳まれた拡縮アーム４００ｅ’の間に位置するため、超音波検査装置１００ｅ’のコンパクト性に支障しない。なお、超音波検査装置１００ｅ’は、最も縮径された時において、当該投影から車輪５００ｅ’の一部がはみ出す程度に、図２４に示した態様よりわずかに拡径させ、管内での拡縮アームの拡径動作をより容易にしてもよい。
【０１４４】
図２６において、一例として超音波検査装置１００ｅ’を挙げて、チーズ型管内を方向変換する態様を説明する。図２６において、超音波検査装置１００ｅ’が挿入される管Ｔは、たとえば消火栓に用いられるチーズ型配管である。管Ｔの挿入口は、たとえば内径φ７５ｍｍの小径管である。超音波検査装置１００ｅ’は最も縮径した状態で当該挿入口から挿入され、管Ｔの分岐部に達すると、当該縮径状態を保って方向変換する。超音波検査装置１００ｅ’に例示される本発明の超音波検査装置は、軸心に対する放射方向および軸心方向の両方向でコンパクトに設計されることにより、管内での９０度方向変換が可能となる。
【０１４５】
［他の例］
他の例においては、図示しない変形例について説明する。
【０１４６】
［軸筺体部の変形例］
上述の実施形態では、軸部が軸筺体部２１０を有する筒部２００，２００ａ，２００ｂである態様を挙げたが、これに限定されるものではない。たとえば、軸部は中実の棒状であってもよい。また、上述の実施形態および他の例では、軸筺体部２１０の断面が円形である例を挙げたが、断面の形状はこれに限定されるものではない。たとえば、四角形、六角形などの多角形およびそれらの変形形状等、任意の形状が許容される。
【０１４７】
さらに、上述の実施形態では、連結用部材２２０，２２０ａ，２２０ｂ，２２０ｄ，２２０ｅ，２２０ｅ’が断面円形のリング部に軸着部が設けられた態様であるものを挙げたが、この態様に限定されるものではない。たとえば、リング部の断面外周は四角形、六角形などの多角形およびそれらの変形形状等、任意の形状が許容される。また、摺動しない連結用部材の代わりに、軸筺体部２１０に軸着部のみが固定されていてもよい。
【０１４８】
［伸縮部の変形例］
上述の実施形態では、伸縮部が、伸縮制御部１２１によって制御可能なエアシリンダ３００，３００ｃ，３００ｄ，３００ｅ，３００ｅ’である例を挙げたが、伸縮制御部１２１によって遠隔操作が可能な伸縮機構を有するものであれば特に限定されるものではない。たとえば、油圧シリンダ、空気ばね、可動部を電気的制御により駆動させるコイルばねであってもよい。この場合のコイルばねは、軸心が筒部２００，２００ａ，〜，２００ｅ，２００ｉ，２００ｅ’の外周部に配設されてもよいし、軸筐体部２１０の軸心と同軸となるように配設されてもよい。いずれも、管内での縮径および拡径が自在である。
【０１４９】
上述の実施形態では、エアシリンダ３００が軸心方向に延在する態様を挙げたが、これに限定されるものではない。たとえば、エアシリンダ３００が放射方向に延在するように設けられることを許容する。この場合、エアシリンダの両端はそれぞれ、摺動しない連結用部材と、拡縮アーム４００，４００ａ，４００ｂを構成するいずれかのアーム片とに固定されて連結される。
【０１５０】
［拡縮アームの変形例］
上述の実施形態では、拡縮アーム４００，４００ａ，〜，４００ｅ，４００ｉ，４００ｅ’の数が３または６である態様を挙げたが、これに限定されるものではない。拡縮アームの数は複数であればよい。
【０１５１】
上述の実施形態では、拡縮アーム４００，４００ａ，〜，４００ｅ，４００ｉ，４００ｅ’が特定のリンク機構を有する態様を挙げたが、これに限定されるものではない。エアシリンダ３００，３００ｃ，３００ｄ，３００ｅ，３００ｅ’の伸縮動作を拡縮アーム４００，４００ａ，〜，４００ｅ，４００ｉ，４００ｅ’の拡縮動作に連動させるリンク機構であれば、他の任意の機構が許容される。
【０１５２】
［伸縮部と拡縮アームとの組み合わせの変形例］
たとえば、第１実施形態にかかる超音波検査装置１００、第２実施形態にかかる超音波検査装置１００ａ、第３実施形態にかかる超音波検査装置１００ｂのエアシリンダ３００の代わりに、第４実施形態にかかる超音波検査装置１００ｃのエアシリンダ３００ｃ、第５実施形態にかかる超音波検査装置１００ｄのエアシリンダ３００ｄ、第６実施形態から第８実施形態にかかる超音波検査装置１００ｅ，１００ｉ，１００ｅ’のエアシリンダ３００ｅ，３００ｅ’のいずれかを任意に組み合わせることができる。
【０１５３】
［走行部の変形例］
上述の実施形態では、走行部が車輪５００，５００ａ，〜，５００ｅ，５００ｉ，５００ｅ’である態様を挙げたが、これに限定されるものではない。例えば、キャタピラであってもよい。その場合、例えば同期アーム片４１４の軸方向の両端それぞれにおいて、同期アーム片４１４をはさむように一対の歯車を同軸で軸着し、それぞれの歯車に、キャタピラを巻きつける。
また、車輪は、駆動機構を有する自走式であってもよい。さらに、走行部は水噴射機構により走行可能とするものであってもよい。
【０１５４】
［検出部の変形例］
上述の実施形態では、超音波探触子７１０（具体的には超音波伝搬部７１２）の一部が中空回転部材６１１の中空部内に挿入された態様を挙げたが、超音波探触子７１０の挿入量はこの態様に限定されるものではない。超音波探触子７１０の全てが中空回転部材６１１の中空部内に挿入されていてもよいし、反対に超音波探触子７１０の全てが中空回転部材６１１の中空部外に配設されてもよい。後者の場合、超音波探触子７１０は、軸筐体部２１０内に固定されてもよい。
【０１５５】
［回転センサの変形例］
上述の実施形態では、ポジションマーカ７７１が中空回転部材６１１に固定された態様を挙げたが、ポジションマーカ７７１は、センサ７７２によって検出可能な位置である限り、音響反射部７２０の回転ホルダ７２４に固定されてもよい。また、上述の実施形態では、回転センサが一回転センサ７７０である態様を挙げたが、これに限定されるものではない。たとえば、ロータリーエンコーダであってもよい。
【０１５６】
［筐体部の変形例］
上述の実施形態では、筐体部８００，８００ｉが検知部７００を具備する態様を挙げたが、さらに他の構成要素が具備されてもよい。他の構成要素としては、たとえば、撮像装置および照明（一例としてＬＥＤ）が挙げられる。これらの構成要素は、筐体部８００，８００ｉの進行方向側の端部に設けられることができる。これによって、管内を照らしながら撮影を行いつつ、超音波検査を行うことができる。
【０１５７】
筐体部８００，８００ｉの進行方向側の端部に設けられる当該他の構成要素としては、上述の他、連結可能部も挙げられる。連結可能部は、たとえば、連結用部材に係合または嵌合等により着脱可能に連結することができる部位である。このような連結可能部の使用態様の一例を説明すると、以下のとおりである。
【０１５８】
測定すべき管の、超音波検査装置が挿入される入口とは別の、進行方向側に位置する開口端から、連結用部材（一例としてフック）付きケーブルなどの牽引部材を管内へ挿入し、当該連結用部材を筐体部８００，８００ｉに設けられた連結可能部に連結させた後、牽引部材を上述の開口端の外へ引っ張ることにより、超音波検査装置を進行方向に進行させることができる。
【０１５９】
［内部移動部の変形例］
上述の実施形態では、１の超音波検査装置１００，１００ａ，〜，１００ｅ，１００ｉ，１００ｅ’につき１の内部移動部１１０，１１０ａ，〜，１１０ｅ，１１０ｉ，１１０ｅ’を有する例を挙げたが、この態様に限定されるものではない。１の超音波検査装置１００，１００ａ，〜，１００ｅ，１００ｉ，１００ｅ’につき複数の互いに連結された内部移動部１１０，１１０ａ，〜，１１０ｅ，１１０ｉ，１１０ｅ’を有してもよい。
【０１６０】
［実施形態および他の例により奏される効果］
超音波検査装置１００，１００ａ，〜，１００ｅ，１００ｉ，１００ｅ’は、管内へ挿入された場合、拡縮アーム４００，４００ａ，〜，４００ｅ，４００ｉ，４００ｅ’が内壁面Ｌへ向かって突っ張るように拡張し、車輪５００，５００ａ，〜，５００ｅ，５００ｉ，５００ｅ’が内壁面Ｌへ接触する。これにより、超音波検査装置１００，１００ａ，〜，１００ｅ，１００ｉ，１００ｅ’が保持される。エアシリンダ３００，３００ｃ，３００ｄ，３００ｅ，３００ｅ’の伸縮により拡縮アーム４００，４００ａ，〜，４００ｅ，４００ｉ，４００ｅ’の拡縮を行うことができる。このため、管内での縮径および拡径が自在となる。
【０１６１】
また、音響反射部７２０が回転可能に設けられることにより、超音波探触子７１０を固定された状態で設けることができる。これによって、超音波検査装置１００，１００ａ，〜，１００ｅ，１００ｉ，１００ｅ’の、筒部２００，２００ａ，〜，２００ｅ，２００ｅ’の軸心を中心とした放射方向の大きさ（特に、拡縮アーム拡縮アーム４００，４００ａ，〜，４００ｅ，４００i，４００ｅ’が最も縮小する場合の大きさ）をコンパクトにすることができる。
【０１６２】
さらに、音響反射部７２０の回転に中空軸モータ６１０を用いることによって、中空回転部材６１１の中空部内を超音波が伝搬するように構成されるため、超音波探触子７１０自体を筒部２００，２００ａ，〜，２００ｅ，２００ｉ，２００ｅ’と同軸に配設することができる。これによっても、超音波検査装置１００，１００ａ，〜，１００ｅ，１００ｉ，１００ｅ’の放射方向の大きさをコンパクトにすることができる。
【０１６３】
エアシリンダ３００，３００ｃ，３００ｄ，３００ｅ，３００ｅ’のロッド３１１、エアシリンダ３００ｃ，３００ｄの可動部３２１ｃ，３２１ｄ、エアシリンダ３００ｅ，３００ｅ’のピストン３２１ｅは、筒部２００，２００ａ，〜，２００ｅ，２００ｉ，２００ｅ’の軸心方向に移動するように設けられているため、拡縮アームが最も縮小した場合における超音波検査装置１００，１００ａ，〜，１００ｅ，１００ｉ，１００ｅ’の放射方向の大きさをコンパクトにすることができる。
【０１６４】
エアシリンダ３００は、筒部２００，２００ａ，２００ｂの軸心方向に伸縮するように連結用部材２２０，２２０ａ，２２０ｂに固定されているため、放射方向つまり拡縮アーム４００，４００ａ，４００ｂの拡縮方向ＳＵ，ＳＤに伸縮しない。したがって、エアシリンダ３００が筒部２００，２００ａ，２００ｂの外周部に配置されていても、拡縮アームが最も縮小した場合における超音波検査装置１００，１００ａ，１００ｂの放射方向の大きさをコンパクトにすることができる。
【０１６５】
エアシリンダ３００ｃ，３００ｄは、軸筺体部２１０ｃ，２１０ｄ全体を含み、エアシリンダ３００ｅ，３００ｅ’は、軸筺体部２１０ｅの一部を含むため、超音波検査装置１００ｃ，１００ｄ，１００ｅ，１００ｉ，１００ｅ’の放射方向の大きさをコンパクトにすることができる。
【０１６６】
超音波検査装置１００，１００ａ，〜，１００ｅ，１００ｉ，１００ｅ’においては、拡縮アーム４００，４００ａ，〜，４００ｅ，４００ｅ’がフリースペースＳ，Ｓａ，〜，Ｓｅを有するため、拡縮アーム４００，４００ａ，〜，４００ｅ，４００ｅ’が最も縮小した場合に、エアシリンダ３００，３００ｃ，３００ｄ，３００ｅ，３００ｅ’の少なくとも一部がフリースペースＳ，Ｓａ，〜，Ｓｅ内に収容される。このため、拡縮アーム４００，４００ａ，〜，４００ｅ，４００ｅ’が最も縮小した場合における超音波検査装置１００，１００ａ，〜，１００ｅ，１００ｉ，１００ｅ’の放射方向の大きさをコンパクトにすることができる。
【０１６７】
超音波検査装置１００，１００ａ，〜，１００ｉ，１００ｅ’は、拡縮アーム４００，４００ａ，〜，４００ｅ，４００ｉ，４００ｅ’が最も縮小した場合に、筺体部８００，８００ｉの、軸心方向への投影に、拡縮アーム４００，４００ａ，〜，４００ｅ，４００ｉ，４００ｅ’が重なるため、放射方向の大きさをコンパクトにすることができる。
【０１６８】
拡縮アーム４００ａ，〜，４００ｅ，４００ｉ，４００ｅ’は、最も縮小した場合に筒部２００ａ，〜，２００ｅ，２００ｅ’の軸心Ｏにほぼ沿って延在し、固定リング２２４ａ，２２４ｃ〜２２４ｅ，２２４ｅ’の軸着部を中心とし、９０度を超えない回転角で回転運動するシンプルな構造を有するため、放射方向の大きさをコンパクトにすることができるとともに、軸心Ｏ方向の大きさもコンパクトにすることができる。従って、拡縮アーム４００ａ，〜，４００ｅ，４００ｉ，４００ｅ’の動作の軌跡が占める空間を小さくすることができるため、チーズ型配管Ｔのような分岐管の中の方向変換が容易となる。
【０１６９】
さらに、拡縮アーム４００ｂ，〜，４００ｅ，４００ｉ，４００ｅ’は、固定リング２２４ｃ〜２２４ｅ，２２４ｅ’が軸心Ｏ方向の進行方向側と退行歩行側との２箇所に設けられ、それぞれの箇所に軸着される拡縮アーム４００ｂ，〜，４００ｅ，４００ｉ，４００ｅ’が軸心Ｏ方向の向きが反対であるため、拡縮アーム４００ｂ，〜，４００ｅ，４００ｉ，４００ｅ’の動作の軌跡が占める空間を小さくすることができるとともに、管内で超音波検査装置１００ｂ，〜，１００ｅ，１００ｉ，１００ｅ’が管内で安定的に保持される。
【０１７０】
拡縮アーム４００ａ，〜，４００ｅ，４００ｉ，４００ｅ’は、先端に車輪５００ａ，〜，５００ｅ，５００ｉ，５００ｅ’が配設された主アーム片４１１ａ，〜，４１１ｅ，４１１ｅ’と、より短いリンクアーム片４１２ａ，〜，４１２ｅ，４１２ｅ’とがリンク機構を形成したものであるため、このように、簡易な構造のリンク機構により、エアシリンダ３００，３００ｃ，３００ｄ，３００ｅ，３００ｅ’の伸縮動作を拡縮アーム４００ａ，〜，４００ｅ，４００ｉ，４００ｅ’の拡縮動作に連動させることができる。
【０１７１】
超音波探触子７１０は、その一部が中空回転部材６１１の中空部内に配設されるため、超音波検査装置１００，１００ａ，〜，１００ｅ，１００ｉ，１００ｅ’の軸心方向の大きさをコンパクトにすることができる。
【０１７２】
エアシリンダ３００ｃ，３００ｄ，３００ｅ，３００ｅ’は、拡縮アーム４００ｃ，４００ｄ，４００ｅ，４００ｉ，４００ｅ’の拡長動作からの復帰を補助する補助バネ３５０ｃ，３５０ｄ，３５０ｅ，３５０ｅ’を有するため、拡縮アーム４００ｃ，４００ｄ，４００ｅ，４００ｉ，４００ｅ’の動作がよりスムーズになる。
【０１７３】
超音波検査装置１００，１００ａ，〜，１００ｅ，１００ｉ，１００ｅ’は、伸縮部が気圧により駆動するエアシリンダ３００，３００ｃ，３００ｄ，３００ｅ，３００ｅ’であるため、万一漏れが発生した場合にも、管内の汚染、引火、感電等の危険性が回避され、かつ、簡易な構造による拡縮動作が可能である。
【０１７４】
超音波検査装置１００，１００ａ，〜，１００ｅ，１００ｉ，１００ｅ’は、管内挿入後に、伸縮制御部１２１によりエアシリンダ３００，３００ｃ，３００ｄ，３００ｅ，３００ｅ’を操作できるため、拡縮アームを遠隔操作により自在に拡縮することができる。
【０１７５】
超音波検査装置１００，１００ａ，〜，１００ｅ，１００ｉ，１００ｅ’は、回転センサ７７０を含むことによって、超音波により検査すべき管内壁Ｌの周方向の位置を正確に判断することができる。
【０１７６】
［実施形態および他の例における各部と請求項の各構成要素との対応関係］
本発明においては、超音波検査装置１００，１００ａ，〜，１００ｅ，１００ｉ，１００ｅ’が「超音波検査装置」に相当し、伸縮制御部１２１が「伸縮制御部」に相当し、筒部２００，２００ａ，〜，２００ｅ，２００ｉ，２００ｅ’が「軸部」に相当し、連結用部材２２０，２２０ａ，〜，２２０ｅが「外周部」に相当し、エアシリンダ３００，３００ｃ，３００ｄ，３００ｅ，３００ｅ’が「伸縮部」に相当し、ロッド３１１、可動部３２１ｃ,３２１ｄ、およびピストン３２１ｅが「可動部」に相当し、補助バネ３５０ｃ，３５０ｄ，３５０ｅ，３５０ｅ’が「補助バネ」に相当し、拡縮アーム４００，４００ａ，〜，４００ｅ，４００ｉ，４００ｅ’が「拡縮アーム」に相当し、主アーム片４１１ａ，〜，４１１ｅ，４１１ｅ’が「長アーム片」に相当し、リンクアーム片４１２ａ，〜，４１２ｅ，４１２ｅ’が「短アーム片」に相当し、車輪５００，５００ａ，〜，５００ｅ，５００ｉ，５００ｅ’が「走行部」に相当し、中空軸モータ６１０が「中空軸モータ」に相当し、中空回転部材６１１が「中空回転部材」に相当し、非回転部材６１２が「非回転部材」に相当し、超音波探触子７１０が「超音波探触子」に相当し、音響反射７２０が「音響反射部」に相当し、一回転センサ７７０が「回転センサ」に相当し、ポジションマーカ７７１が「ポジションマーカ」に相当し、センサ７７２が「ポジションマーカを検出するセンサ」に相当し、筺体部８００，８００ｉが「筺体部」に相当し、フリースペースＳ，Ｓａ，〜，Ｓｅが「収容部」に相当し、軸心Ｏが「軸心」に相当し、進行方向Ｆが「進行方向」に相当する。
【０１７７】
本発明の好ましい実施形態は上記の通りであるが、本発明はそれらのみに限定されるものではなく、本発明の趣旨と範囲とから逸脱することのない様々な実施形態が他になされる。さらに、本実施形態において述べられる作用および効果は一例であり、本発明を限定するものではない。
【符号の説明】
【０１７８】
１００，１００ａ，〜，１００ｅ，１００ｉ，１００ｅ’  超音波検査装置
１２１  伸縮制御部
２００，２００ａ，〜，２００ｅ，２００ｉ，２００ｅ’  筒部
２２０，２２０ａ，〜，２２０ｅ  連結用部材
３００，３００ｃ，３００ｄ，３００ｅ，３００ｅ’  エアシリンダ
３１１  ロッド
３２１ｃ,３２１ｄ  可動部
３２１ｅ  ピストン
３５０ｃ，３５０ｄ，３５０ｅ，３５０ｅ’  補助バネ
拡縮アーム４００，４００ａ，〜，４００ｅ，４００ｉ，４００ｅ’  拡縮アーム
４１１ａ，〜，４１１ｅ，４１１ｅ’  主アーム片
４１２ａ，〜，４１２ｅ，４１２ｅ’  リンクアーム片
５００，５００ａ，〜，５００ｅ，５００ｉ，５００ｅ’  車輪
６１０  中空軸モータ
６１１  中空回転部材
６１２  非回転部材
７１０  超音波探触子
７２０  音響反射部
７７０  一回転センサ
７７１  ポジションマーカ
７７２  センサ
８００，８００ｉ  筺体部
Ｓ，Ｓａ，〜，Ｓｅ  フリースペース
Ｏ  軸心
Ｆ  進行方向
【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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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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