(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
探傷センサ素子を埋め込んだセンサ部と、該センサ部を回転可能に支持するホルダーと、該ホルダーを一端部に取付けホルダー内のセンサ部を検査体の表面へ付勢せしめる板ばね部とから成るセンサ部保持機構と、前記板ばね部の他端部に連結され前記センサ部を検査体の検査部位に沿って移動せしめる走査機構とを備え、前記センサ部のセンサ面を平坦状に形成するとともに前記センサ部の前記ホルダーに対する回転支持位置をセンサ部の重心位置よりもセンサ面に近づけた位置に設けたことを特徴とする複雑形状部の探傷装置。
【請求項２】
前記ホルダーに対する前記センサ部の姿勢を所定位置に保持する姿勢保持手段が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の複雑形状部の探傷装置。
【請求項３】
前記ホルダーは前記センサ部を回転支持する第１ホルダー部と前記板ばね部が取り付けられる第２ホルダー部とからなり、第１ホルダー部と第２ホルダー部との間には前記板ばねの撓み方向に直交する方向の捻れを吸収するリンク機構が介設されていることを特徴とする請求項１に記載の複雑形状部の探傷装置。
【請求項４】
前記センサ部が半球状からなり、該半球状の先端部分には平坦状のセンサ面が形成され、前記ホルダーに球面接触によって回動可能に支持されるとともに半球状の底部と前記ホルダーとの間に前記姿勢保持手段のコイルばねが設けられていることを特徴とする請求項２に記載の複雑形状部の探傷装置。
【請求項５】
前記センサ部が球形状からなり、前記ホルダーに球面接触によって回動可能に支持されるとともに前記ホルダーとの間に前記姿勢保持手段のコイルばねが設けられていることを特徴とする請求項２に記載の複雑形状部の探傷装置。
【請求項６】
前記検査体の検査部位が原子炉容器の上部または下部を貫通する管台と該容器との溶接部およびその近傍であることを特徴とする請求項１に記載の複雑形状部の探傷装置。
【請求項７】
探傷センサ素子を埋め込んだセンサ部と、該センサ部を中央部分に取付け支持する弾性帯板部材と、略コ字形状に形成されて前記弾性帯板部材の両端部を該コ字形状の開口両端部にそれぞれ固定して前記センサ部をコ字形状の開口内に保持するホルダーと、該ホルダーを一端部に取付けホルダー内のセンサ部を検査体の表面へ付勢せしめる板ばね部とから成るセンサ部保持機構と、前記板ばね部の他端部に連結され前記センサ部を検査体の検査部位に沿って移動せしめる走査機構とを備え、前記弾性帯板部材によってコ字形状の開口内に位置される検査体の凸面に前記センサ部のセンサ面を押し付けるように構成したことを特徴とする複雑形状部の探傷装置。
【請求項８】
前記弾性帯板部材が該帯板部材の中央部と前記コ字形状の底面中央部とを連結する縦部を有したＴ字形状からなることを特徴とする請求項７記載の複雑形状部の探傷装置。
【請求項９】
前記弾性帯板部材が前記コ字形状の開口部分の全面を覆うように固定されていることをと特徴とする請求項７記載の複雑形状部の探傷装置。
【請求項１０】
前記センサ部が前記弾性帯板部材の中央部分に前記コ字形状の開口深さ方向または深さ方向に直角の横方向に沿って複数個取付けられていることを特徴とする請求項７乃至９のいずれか１項に記載の複雑形状部の探傷装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原子炉容器の上部蓋や下部の半球殻状の低面を貫通する管台と、原子炉容器との溶接部位のような、狭隘で複雑形状な部位を検査するための探傷装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、溶接不良箇所や材料内部の欠陥等の検査に用いられる探傷装置として、超音波探傷装置、渦電流探傷装置等が知られている。この超音波探傷装置とは、探触子から被検査体へ入射された超音波は欠陥があればそこから反射波として戻ってくることを利用して、入射してから戻ってくるまでの時間を測定することによって、探触子から反射源までの距離を知ることができるものである。また、渦電流探傷装置とは、交流を流したコイルを金属（導電体）の被検査体に近づけると金属には渦巻き状の電流（渦電流）が誘導され、この渦電流は傷などにより変化するのでその変化した渦電流を検出することにより欠陥を見つけることができるものである。
【０００３】
そして、これら探傷装置において、検査対象部位の形状、配置場所等に応じて、探傷装置の探触子を検査対象部位に確実に密着させるための探触子保持機構、さらに探触子を検査対象範囲に沿ってその探触子を移動させるための移動機構等について種々の提案されている。
【０００４】
例えば、実公平５−６５３２号（特許文献１）には、被検査体の鋼板の表面に取り付けられる送信用斜角探触子１５より発せられて、鋼板の内部を伝播してきた超音波の音圧分布を、対向する受信用斜角探触子１９によって測定して内部の欠陥を探傷する超音波探傷装置について示されている。そして、そこには安定した状態で探触子を保持できる探触子保持機構について開示されている。
【０００５】
特許文献１に示された探触子保持機構について、同文献の図３（ａ）側面図、（ｂ）正面図、（ｃ）平面図に示されている構成を、図１６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示し、同図１６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）を参照して説明すれば、第１６図（ａ）は、探触子保持機構の側面図であり、板バネ０２０ａで受信用斜角探触子０１９が、ホルダー０１８内へ確実に収納されるように上から押付けている。そして板バネ０２０ｃにより、探触子を保持するホルダー０１８は固定されるものであるが、ホルダー０１８が被検材上面に押し付けられるように角度αの曲げ加工が施されており、受信用斜角探触子０１９が被検材の表面に沿って移動する際に被検材上面に波曲がりがあっても、確実に被検材上面へ密着できるようにした構成が示されている。
【特許文献１】実公平５−６５３２号公報（公報第３欄４２行〜第４欄７行、図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１に記載の超音波探傷装置は、被検査体が鋼板等の平板状のものを対象としており、探触子０１９を保持するホルダー０１８の形状が、底面が平坦で角部が直角形状をしており、さらにホルダー０１８内には探傷水がはいり水幕を形成するものであり小型には適さない構造であるため、湾曲している被検査体、狭隘部での倣い性、密着性を向上する形状には適さないものである。
また、開示されている探触子保持機構については、板ばね０２０ｃによってホルダー０１８を鋼板上面に押し付けるように構成されているが、その探触子０１９はホルダー０１８内に板バネ０２０ａによって確実に収納固定されている構造であり、探触子０１９の部分だけが自由に動き得る構成でないため、被検査体が曲面である場合には、ホルダー０１８全体として曲面形状に対応して動かなければならず、被検査体が湾曲していたり、狭い箇所における探傷では被検査体への倣い性、密着性が十分とは言えず、正確な検査を行なえない問題がある。
さらには、ホルダー０１８の捻り方向の動きに対しての倣い性、密着性も十分とはいえないものである。
【０００７】
このため、特許文献１に示されているような探触子保持機構を備えた超音波探傷装置は、原子炉容器の上下部を貫通する計装管台の溶接部のような、狭隘部で溶接形状が複雑に変化する箇所の探傷装置としては適さないものである。
【０００８】
原子炉容器の下部計装管台の溶接部は、丸底の容器に管台が挿入されている構造であるため、検査対象の溶接部の形状が単なる円形状でなく楕円形状に複雑に変化していること、さらに容器底部には５０から６０本もの管台が曲面状の容器を貫通する狭隘部でもあること、さらに原子炉容器内には冷却水が満たされているため人が簡単には入ることもできず遠隔での検査が必要とされることから、確実な探傷が困難であり、このような箇所へ適用可能で安定性、検出性の高い探傷装置が望まれていた。
【０００９】
そこで、本発明は、このような背景に鑑みなされたものであり、原子炉容器の下部計装管台の溶接部のような複雑な形状、狭隘な部位においても、被検査体への密着性、および倣い性が良好な探触子の保持機構を提供することによって、探傷性能の安定性、欠陥の検出性を向上する探傷装置を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するため、本発明によれば、探傷センサ素子を埋め込んだセンサ部と、該センサ部を回転可能に支持するホルダーと、該ホルダーを一端部に取付けホルダー内のセンサ部を検査体の表面へ付勢せしめる板ばね部とから成るセンサ部保持機構と、前記板ばね部の他端部に連結され前記センサ部を検査体の検査部位に沿って移動せしめる走査機構とを備え、前記センサ部のセンサ面を平坦状に形成するとともに前記センサ部の前記ホルダーに対する回転支持位置をセンサ部の重心位置よりもセンサ面に近づけた位置に設けたことを特徴とする。
【００１１】
かかる発明によれば、ホルダーに取り付けられた板ばねによって、ホルダーに支持されたセンサ部を検査体に押し付けるため、検査体の形状に応じてセンサ部のセンサ面が検査体に密着し、安定した検査を可能にすることができる。
また、センサ部だけがホルダーに回転可能に支持されるためセンサ部の回動によって曲面形状の部位や、狭隘部においてもセンサ面が形状に追従できる。
さらに、センサ部のセンサ面を平坦状に形成するとともに前記センサ部の前記ホルダーに対する回転支持位置をセンサ部の重心位置よりもセンサ面に近づけた位置に設けたため、ホルダーの走査によってもセンサ部がホルダー内で転倒せずにセンサ面の検査体への接触を安定化することができる。
従って、原子炉容器の下部計装管台の溶接部のような複雑な形状、狭隘な部位においても、被検査体への密着性、および倣い性が良好な探触子（センサ部）の保持機構を提供することが可能になる。
【００１２】
請求項２に記載の発明によれば、前記ホルダーに対する前記センサ部の姿勢を所定位置に保持する姿勢保持手段が設けられていることを特徴とする。かかる構成によって、ホルダーの走査に伴ってセンサ部がホルダー内で転倒することを防止するとともに、センサ部が検査体に接触していないときに、センサ面を所定の位置に保持することができる。
【００１３】
また請求項３に記載の発明によれば、前記ホルダーは前記センサ部を回転支持する第１ホルダー部と前記板ばね部が取り付けられる第２ホルダー部とからなり、第１ホルダー部と第２ホルダー部との間には前記板ばねの撓み方向に直交する方向の捻れを吸収するリンク機構が介設されていることを特徴とする。リンク機構を設けることによって、センサ部と検査体の捩れ、凹凸による影響を吸収し、センサ面を検査体に密着でき、安定した検査を可能にする。すなわち、板ばね部によってセンサ部を検査体へ押し付けるとともに、板ばね部の捩れによってもセンサ部と検査体との捩れを吸収するが、大きな捩れが作用したときには板ばね部だけでは吸収しきれないため、このような捩れに対してリンク機構が有効に作用して安定した検査を可能にする。
【００１４】
また請求項４に記載の発明によれば、前記センサ部が半球状からなり、該半球状の先端部分には平坦状のセンサ面が形成され、前記ホルダーに球面接触によって回動可能に支持されるとともに半球状の底部と前記ホルダーとの間に前記姿勢保持手段のコイルばねが設けられていることを特徴とし、また請求項５に記載の発明によれば、前記センサ部が球形状からなり、前記ホルダーに球面接触によって回動可能に支持されるとともに前記ホルダーとの間に前記姿勢保持手段のコイルばねが設けられていることを特徴とする。
【００１５】
このような構成によって、ホルダーが検査体の表面に対して捩れている場合や、検査体の表面が曲面形状等の複雑形状の場合であっても、センサ部が球面接触の状態でホルダーに回動可能に支持されるため、センサ部の動きを検査体表面形状に追従した動きで支持可能になり、センサ面の検査体への追従性を向上することができる。また、半球状または球状からなる単純な構造によってセンサ部を構成することができるため、構造が単純化し部品点数の削除を可能にするとともにコスト低減をも可能にすることができる。
【００１６】
また請求項６に記載の発明によれば、前記検査体の検査部位が原子炉容器の上部または下部を貫通する管台と該容器との溶接部およびその近傍であることを特徴とする。かかる構成によって、原子炉容器の下部または上部の計装管台の溶接部のような複雑な形状、狭隘な部位においても、被検査体への密着性、および倣い性が良好なセンサ部の保持機構を提供することが可能になり、探傷性能の安定性、欠陥の検出性を向上する探傷装置を得ることができる。
【００１７】
さらに、請求項７に記載の発明によれば、探傷センサ素子を埋め込んだセンサ部と、該センサ部を中央部分に取付け支持する弾性帯板部材と、略コ字形状に形成されて前記弾性帯板部材の両端部を該コ字形状の開口両端部にそれぞれ固定して前記センサ部をコ字形状の開口内に保持するホルダーと、該ホルダーを一端部に取付けホルダー内のセンサ部を検査体の表面へ付勢せしめる板ばね部とから成るセンサ部保持機構と、前記板ばね部の他端部に連結され前記センサ部を検査体の検査部位に沿って移動せしめる走査機構とを備え、前記弾性帯板部材によってコ字形状の開口内に位置される検査体の凸面に前記センサ部のセンサ面を押し付けるように構成したことを特徴とする。
【００１８】
そして、かかる請求項７に記載の発明によれば、前記弾性帯板部材によってコ字形状の開口内に位置される検査体の凸面に前記センサ部のセンサ面が押し付けられることによって、弾性帯板部材が伸張され、センサ面が検査体の表面に密着するので、欠陥の検出性能が向上する。
また、検査体の表面形状が変化する場合でも弾性帯板部材が伸縮することによって、センサ面の倣い性が向上する。すなわち弾性帯板部材が帯板状の長手方向の伸縮だけでなく長手方向に直角方向に、また長手方向に対して捩れる方向に、また長手方向に直角方向に対して捩れる方向に、それぞれ伸縮する。いわゆるセンサ部の動きに対して弾性帯板部材が３軸方向にかつその軸周りの捩れ方向に対して伸縮することが可能なことによって倣い性が向上する。
【００１９】
また、好ましくは、前記弾性帯板部材が該帯板部材の中央部と前記コ字形状の底面中央部とを連結する縦部を有したＴ字形状からなることを特徴とする。このような構成によって、弾性帯板部材と検査体との接触抵抗が大きい場合には、センサ部保持機構の移動に伴って弾性帯板部材が長手方向に大きく伸縮してセンサ部の位置がずれるおそれがあるが、このようなセンサ部の位置ずれに対してＴ字形状の縦部を有することで、弾性帯板部材が長手方向に大きく伸縮することを防ぐことができ、センサ部の位置ずれを防止することができる。
【００２０】
また、好ましくは、前記弾性帯板部材が前記コ字形状の開口部分の全面を覆うように固定されていることを特徴とし、このような構成によって、前記のＴ字形状からなる弾性帯板部材と同様に、弾性帯板部材と検査体との接触抵抗が大きい場合には、センサ部保持機構の移動に伴って弾性帯板部材が長手方向の伸縮が大きくなってセンサ部の位置がずれるおそれがあるが、このようなセンサ部の位置ずれを防止することができる。
【００２１】
また、好ましくは、前記センサ部が前記弾性帯板部材の中央部分に前記コ字形状の開口深さ方向または深さ方向に直角の横方向に沿って複数個取付けられていることを特徴とし、このような構成によって、保持金具を移動することによって、同時に複数個所を検査できるため欠陥の検出効率が向上する。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の複雑形状部の探傷装置によれば、原子炉容器の下部計装管台の溶接部のような複雑な形状、狭隘な部位においても、被検査体への密着性、および倣い性が良好な探触子（センサ部）の保持機構を得ることができ、探傷性能の安定性、欠陥の検出性を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
次に、本発明の実施の形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
参照する図面において、図１は、本発明に係る複雑形状部の探傷装置を適用する原子炉容器の下部計装管台の全体概要図であり、図２は、図１のＡ部拡大図である。また、図３は探傷領域の説明図である。図４は本願発明の第１の実施形態に係る説明図であり、探傷状態を示す。図５は第１の実施形態に係るセンサ部保持機構の説明図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は正面図である。図６は本願発明の第２の実施形態に係るセンサ部保持機構の説明図であり、（ａ）は検査時の状態を示し、（ｂ）は側面図、（ｃ）は平面図である。図７は容器と管台との溶接部位におけるセンサ部の動きを説明する説明図であり、（ａ）は溶接部位にさしかかる状態、（ｂ）は溶接部位における状態を示す。図８は本願発明の第３の実施形態に係るセンサ部保持機構の説明図であり、（ａ）は検査時の状態を示し、（ｂ）は側面図、（ｃ）は平面図、（ｄ）は正面図である。図９は本願発明の第４の実施形態に係るセンサ部保持機構の説明図であり、（ａ）は検査時の状態を示し、（ｂ）は平面図、（ｃ）は正面図である。図１０は本願発明の第５の実施形態に係るセンサ部保持機構の説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図、（ｄ）センサ部の拡大図である。図１１は本願発明の第５の実施形態に係る説明図であり、探傷状態を示す。図１２は本願発明の第６の実施形態に係るセンサ部保持機構の説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。図１３は本願発明の第７の実施形態を示す平面図である。図１４は本願発明の第８の実施形態を示す平面図である。図１５は本願発明の第９の実施形態を示す平面図である。
【００２４】
図１は、本発明による複雑形状部の探傷装置の実施形態を、原子炉容器の下部計装管台とともに示す概要図であり、図１に示すように、加圧水型原子炉容器２において、底面部３には丸底の容器に多数本（５０〜６０本）の管台４が挿嵌されている。
加圧水型原子炉の炉心は格子状に配列した燃料集合体と軽水とから構成され、これらは原子炉容器２内に収容されている。そしてこの炉心の反応速度を制御するための制御棒クラスタは燃料集合体内に上方から挿入または上方へ引き抜きされるように構成されている。また、原子炉容器２内は、冷却水６で満たされている。
この図１のＡ部の拡大図を図２に示す。図２に示すように、容器２に挿嵌された管台４は、管台４の外周面と容器２との間を容器内側から溶接によって結合されている。溶接部８は管台４の周囲と容器２との交差部であるが、容器形状が丸底状態に湾曲しているので溶接部８の形状も円状ではなく、楕円状に形成されている。
【００２５】
次に、上述のように構成された原子炉容器２の下部構造において、管台４の傷や、溶接部８の溶接欠陥や、容器２の底面部３における傷等を検査する探傷装置１０について、第１の実施形態を図４、図５を参照して説明する。
【００２６】
図４に示すように探傷装置１０は、センサ部保持機構１２と、そのセンサ部保持機構１２によって保持されているセンサ部１４を検査領域の探傷部位に沿って走査せしめる走査機構１６とから構成される。
【００２７】
この走査機構１６の詳細は図示しないが、作動アーム１８を有しセンサ部保持機構１２に連結されている。作動アーム１８は所定の動きをするようにプログラムされたマニュピレータ２０によって制御されるように構成されている。そして、探傷を行なうときには走査機構１６の作動によってセンサ部１４が、管台４の側面、溶接部８、容器２の内面に接触しながら走査される。具体的には、管台４の側面の探傷では、センサ部１４が管台４の側面に接触しながら、上がってから周方向に少し回転し下がり、また周方向に少し回転して上がるという動作を繰り返して上から下、または下から上に走査される。さらに、溶接部８から容器２の内面における探傷では、センサ部１４が周方向に１周し半径方向に少し動いてまた周方向に回転する動きをして走査される。
【００２８】
（第１の実施形態）
第１の実施形態のセンサ部保持機構１２についての詳細を、図５を参照して説明する。
このセンサ部保持機構１２は、図５（ｂ）、（ｃ）に示すように探傷センサ素子２２を埋め込んだセンサ部１４と、該センサ部１４を回転可能に支持するホルダー２４と、該ホルダー２４を一端部に支持しホルダー２４内のセンサ部１４を管台４の表面へ付勢せしめる板ばね部である板ばね２６とから構成されている。
【００２９】
探傷センサ素子２２は、本実施の形態においては渦電流探傷装置を説明するため、交流電圧が加えられるコイルからなり、センサ部１４の中央部に形成された円筒状の孔２８の内部に探傷センサ素子２２のコイルが埋め込まれている。また、センサ部１４は、交流電流に影響を与えないように樹脂製、例えばジュラコンによって略直方体状に形成されている。このジュラコン樹脂は、自己潤滑性にすぐれていることから滑りもよく、また耐摩耗性にも優れているため、センサ部１４の材料としては好適である。
なお、探傷装置を超音波探傷センサを採用する構造とするのであれば、交流電流の影響を考慮する必要が無いことからセンサ部１４を特に樹脂製にする必要はなく、他の軽合金製のものとしてもよい。
【００３０】
また、センサ部１４のセンサ面３０である底面は、管台４への接触を確保するため、又は安定な接触を確保するために平坦に形成され、さらに底面から側面への角部３２は、複雑な検査対象形状および狭隘部での検査を可能にするためにＲ形状に形成されている。
【００３１】
ホルダー２４は、一方の端部には板ばね２６が取り付けられ、他方の端部は二股状のアーム３４、３４を備え、そのアーム３４、３４間にセンサ部１４が回転可能に支持されている。回転の支持位置３６は、センサ部１４の重心位置よりもセンサ面３０に近い位置に設けられている。このように支持位置３６をより接触面に近い位置に設定することによって、走査の際にセンサ部１４が転倒してセンサ面３０が管台４から離れることを防止している。
【００３２】
走査機構１６の作動アーム１８とホルダー２４との間には板ばね２６が設けられ、作動アーム１８の移動量、移動方向によって板ばね２６は、所定量撓んでホルダー２４およびセンサ部１４を管台４の側面に押付ける付勢力を与えている。
また、板ばね２６の中央部分には図５（ｂ）で示すように長円形の孔３８が形成されている。これによって、板ばね２６のばねの撓み方向の吸収だけでなく、ばねの撓みに直角方向の捩れに対する吸収をも可能にしている。
【００３３】
さらに、センサ部１４の回転支持ピン４０には、コイルばね４２が巻かれ、一端がホルダー２４に固定され、他端がセンサ部１４に固定されて、自然状態でコイルばね４２のスプリング力によって、センサ部１４の姿勢すなわちセンサ面３０が下方（接触面方向）に向くように保持されており、このコイルばね４２によって姿勢保持手段を形成している。
【００３４】
以上のような第１の実施形態によれば、ホルダー２４に取り付けられた板ばね２６によって、ホルダー２４に支持されたセンサ部１４を検査体である管台４の側面に押し付けるため、センサ部１４のセンサ面３０が密着し、安定した検査を可能にすることができる。
また、センサ部１４だけがホルダー２４に回転可能に支持されるため、ホルダー２４を含めた全体を狭隘部や曲面形状部に密着させるよりも、センサ部１４だけの回転によって曲面形状の部位や、狭隘部においてセンサ面３０の検査体への追従が容易に達成できる。
【００３５】
さらに、センサ部１４のセンサ面３０を平坦状に形成するとともにセンサ部１４のホルダー２４に対する回転の支持位置３６をセンサ部１４の重心位置よりもセンサ面３０に近づけて設けたため、ホルダー２４の走査によってもセンサ部１４がホルダー２４内で転倒せずにセンサ面３０の管台４の側面への接触を安定化することができる。
従って、原子炉容器２の下部計装管台４の溶接部８のような複雑な形状、狭隘な部位においても、密着性、および倣い性が良好なセンサ部保持機構１２を提供することができる。
【００３６】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態のセンサ部保持機構５０について図６、図７を参照して説明する。
この第２の実施形態は、第１の実施形態に対して、ホルダー５２が、センサ部１４を回転支持する第１ホルダー部５４と、板ばね５６が取り付けられる第２ホルダー部５８とからなり、第１ホルダー部５４と第２ホルダー部５８との間に、板ばね５６の撓み方向に直交する方向の捻れを吸収するリンク機構６０が介設されている点、およびセンサ部１４の回転角を規制するストッパーピン６２が設けられている点が相違し、その他は第１の実施の形態と同様である。
【００３７】
第１ホルダー部５４と第２ホルダー部５８とは互いにホルダー５２の長手方向の中心軸周りに回転可能なように結合ピン６３にて連結されており、この結合ピン６３による連結機構によってリンク機構が構成されている。さらに、互いの回転角度を規制するために角度規制用の突起６６が第２ホルダー部から第１ホルダー部に向って突出して形成されている。
また、センサ部１４の回転角度を規制するために、第１ホルダー部５４のアーム６８にストッパーピン６２が形成されている。なお、このストッパーピン６２は、第１の実施形態のセンサ部１４の回転角度を規制するために設けてもよい。
【００３８】
リンク機構６４を設けることによって、センサ面３０を検査体の管台４の側面や溶接部８に密着でき、安定した検査を可能にする。すなわち、板ばね５６の撓みによってセンサ部１４を管台４へ押し付けるとともに、板ばね５６の捩れによってもセンサ部１４と管台４や溶接部８との捩れを吸収するが、大きな捩れが作用したときには板ばね５６だけでは吸収しきれないため、このような大きな捩れに対してリンク機構６４が有効に作用して安定したセンサ面３０の接触を維持して探傷検査を可能にする。
【００３９】
また、センサ部１４の回転角度を規制するストッパーピン６２を設けることによって、センサ部１４が管台４の側面から溶接部８にかけて下降してきたときに、センサ面３０がホルダー５２の内部（図７（ａ）矢印Ｅ方向）に倒れ込まないように規制することができる。
【００４０】
ここで、ボトム探傷用のセンサ部保持機構とは、図３に示すように、溶接部８を含むＣ領域を探傷するのに適したセンサ部保持機構のことをいい、チューブ探傷用のセンサ部保持機構とは、管台４の側面領域のＢ領域を探傷するのに適したセンサ部保持機構をいう。
前述した第１の実施形態で説明したセンサ部保持機構１２は、第２の実施形態で説明したようなリンク機構６４やストッパーピン６２を設けていないためボトム探傷用のセンサ部保持機構には適さず、チューブ探傷用に適しているものである。
【００４１】
図７を参照して、第２の実施形態のセンサ部保持機構５０が、管台４の側面から溶接部８へかけての動き、さらにそのときのセンサ部１４の動きについて説明する。
図７（ａ）は、センサ部１４が溶接部８にさしかかる状態を示し、センサ面３０が管台４の側面に接している。その後、センサ部１４が下降して溶接部８に接すると、図７（ｂ）で示すようにセンサ部１４は図７（ａ）の矢印Ｅ方向の回転はストッパーピン６２で規制されるため、センサ面３０の接触状態を維持しつつ矢印Ｄ方向に回転する。これによって、センサ部１４のホルダー２４に対する回転の支持位置３６をセンサ部１４の重心位置よりもセンサ面３０に近づけて状態のまま溶接部８、容器２の表面へとセンサ面３０を移動できるため、センサ部１４の接触が安定化し探傷検出性能を向上できる。
【００４２】
（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態のセンサ部保持機構８０について図８を参照して説明する。
この第３の実施形態は、第１の実施形態に対して、センサ部８２の構造が相違し、その他は第１の実施の形態と同様である。
センサ部８２は、先端の半球状部８４と基幹の円筒部８６からなり、該半球状部８４の周囲がホルダー８８に対して球面支持されている。円筒部８６の内部に探傷センサ素子２２が埋め込まれている。半球状部８４の先端部には、センサ面９０を形成するために平坦に形成され、接触安定性を確保している。また、円筒部８６の周囲にはコイルばね９２が介装され、このばね９２の下端はセンサ部８２に固定され、上端もホルダー８８の上壁９４に固定されている。このコイルばね９２によってセンサ部８２が半球状の中心軸９６の周りにおける位置が所定位置に保持されるとともに、センサ面９０を常に下方向（接触面方向）に向けるようにも作用しており、姿勢保持手段を構成している。
【００４３】
このような構成によって、ホルダー８８に対して検査体の管台４の側面または溶接部８が捩れている場合でも、ホルダー８８に対してセンサ部８２が球面接触９７によって回動可能に支持されるため、検査体の形状に追従したセンサ部８２の支持が可能になり、センサ面９０との接触性を向上できる。また、半球状または球状からなる単純な構造によってセンサ部を構成することができるため、構造が単純化し部品点数の削除を可能にするとともにコスト低減をも可能にすることができる。
【００４４】
（第４の実施形態）
次に、第４の実施形態のセンサ部保持機構１００について図９を参照して説明する。
この第４の実施形態は、第１の実施形態に対して、センサ部１０２の構造が相違し、その他は第１の実施の形態と同様である。
センサ部１０２は、球形状をしており、先端部には平坦状のセンサ面１０６を形成し、また、コイルばね１０８がセンサ部１０２とホルダー１１０との間に設けられて、センサ面１０６を常に下方向（接触面方向）に向けるようにも作用しており、姿勢保持手段を構成している。
【００４５】
このような構成によって、ホルダー１１０が検査体の表面に対して捩れている場合や、検査体の表面が曲面形状等の複雑形状の場合であっても、センサ部１０２が球面接触の状態でホルダー１１０に回動可能に支持されるため、センサ部１０２の動きを検査体表面形状に追従した動きで支持可能になり、センサ面１０６の検査体への追従性を向上することができる。
また、球状からなる単純な構造によってセンサ部を構成することができるため、構造が単純化し部品点数の削除を可能にするとともにコスト低減をも可能にすることができる。
【００４６】
なお、前記第３の実施形態で説明して半球状のセンサ部８２、および第４の実施形態で説明した球状のセンサ部１０２ともに、センサ部８２、１０２が球面接触の状態でホルダー８８、１１０に支持されるため、ホルダー８８、１１０と検査体の管台４の側面または溶接部８とが捩れている場合でも、検査体の形状に追従したセンサ部８２、１０２の動きをホルダー８８、１１０で支持可能になり、センサ面９０、１０２の接触性、追従性を向上できることから、ボトム探傷用のセンサ部保持機構として適している。
【００４７】
（第５の実施形態）
次に、第５の実施形態のセンサ部保持機構１２０について、図１０、１１を参照して説明する。
このセンサ部保持機構１２０は、探傷センサ素子１２２を埋め込んだセンサ部１２４と、センサ部１２４を中央部分に取付け支持する弾性帯板部材であるゴムバンド１２６と、略コ字形状に形成されてゴムバンド１２６の両端部をコ字形状の開口端部１２８、１２８にそれぞれ固定してセンサ部１２４をコ字形状の開口１３０内に保持する金属製のホルダー１３２と、ホルダー１３２を一端部に取付けホルダー１３２内のセンサ部１２４を検査体の表面へ付勢せしめる板ばね１３４（板ばね部）とから構成されている。
【００４８】
ゴムバンド１２６は伸縮性ゴムバンドであり、耐水性、耐熱性、耐放射線性を備えている。さらに、検査体の金属材と接触するため低摩耗性を備えている。そしてゴムバンド１２６の両端部はビス１３６によって、コ字形状の開口端部１２８、１２８にそれぞれ固定されている。
コ字形状の開口幅Ｗは、管台４が開口１３０に入る幅を有している。また、コ字形状の角部にはそれぞれ、検査体に対するホルダー１３２の姿勢を保持するために、検査体との接触点を形成する樹脂製の接触部材１４０、１４０が取付けられている。
【００４９】
さらに、ホルダー１３２はコ字形状の底辺中央部分で、ホルダー支持部１３３に回転軸１４２（図１０（ｃ））を中心に、コ字形状の開口１３０の中心軸線Ｘ回りに回転自在に支持されている。そして、このホルダー支持部１３３に板ばね１３４の一端部が取付けられ、板ばね１３４の他端部は、走査機構１６を構成する作動アーム１８の連結部１４４に取付けられている。
【００５０】
図１０（ｄ）に示すように、センサ部１２４の裏面はセンサ面１２３になっており、このセンサ面１２３が検査体に当接するようになっている。センサ部１２４は第１の実施形態と同様に、ジュラコン樹脂製で円筒状に形成され、その内部に探傷センサ素子１２２としての交流電流が加えられるコイルが埋め込まれている。
その他の構成部品については、第１の実施形態と同様であり、同一符号を付して説明を省略する。
【００５１】
図１１に、以上の第５の実施形態のセンサ部保持機構１２０を装着し、走査機構１６によって走査する状態を示す。
原子炉容器２の底面側から探傷しながら上昇していき、溶接部８に進入する場合（矢印Ａ方向）と、原子炉容器２の側面側から探傷しながら下降していき溶接部８に進入する場合（矢印Ｂ方向）とを示す。
【００５２】
それぞれの場合において、溶接部８に到達するとコ字形状の開口１３０内に管台４を位置させるようにホルダー１３２を管台４へ押し付ける。そして、溶接部８の隆起部分にセンサ部１２４の裏面のセンサ面１２３が当接してゴムバンド１２６が伸びるとともに、溶接部８の表面に沿ってゴムバンド１２６が捩れて、溶接部８の表面に密着する。そして開口１３０内に溶接部８を位置させてセンサ面１２３を密着させた状態で、走査機構１６がホルダー１３２を管台４の回りを回転させることによって、管台４周囲の溶接部８の探傷を行う。
【００５３】
以上の第５の実施形態によれば、板ばね１３４の付勢力によってホルダー１３２が容器２の壁面または溶接部８に押し付けられると共に、ホルダー１３２は中心軸線Ｘ（図１０（ａ）参照）回りに回転自在のため、コ字形状の開口１３０内に管台４を位置させ、ゴムバンド１２６がコ字形状の開口１３０内に位置された管台４周囲の溶接部８の凸面にセンサ部１２４のセンサ面１２３を押し付けることができる。これによって、ゴムバンド１２６が伸張されるとともに捩れて、センサ面１２３が溶接部８の表面に密着して、密着性が向上することで欠陥の検出性能が向上する。
【００５４】
また、溶接部８の表面形状が変化する場合でもゴムバンド１２６が伸縮することによって、センサ面の倣い性が向上する。すなわちゴムバンド１２６が帯板状の長手方向の伸縮だけでなく長手方向に直角方向に、また長手方向に対して捩れる方向に、また長手方向に直角方向に対して捩れる方向に、それぞれ伸縮する。すなわちセンサ部１２４の動きに対してゴムバンド１２６が３軸方向にかつその軸周りの捩れ方向に対して伸縮することが可能なことによって倣い性が向上する。
【００５５】
（第６の実施形態）
さらに、第６の実施形態を、図１２を参照して説明する。この第６の実施形態は、前記第５の実施形態において、検査体である溶接部８や、容器２内面や、管台４側面が凸状に膨出していなくても、センサ部１２４のセンサ面１２３の密着性を向上させるために、図１２に示すように、ゴムバンド１２６の長手方向の両端部とコ字形状の開口端部１２８、１２８との間にゴム押え部材１５０、１５０を介装させて取付けたものである。ゴム押え部材はゴムバンド１２６と略同一幅を有した長方形状の板部材であり、その長方形状の一端部が開口端部１２８とゴムバンド１２６の間に取り付けられている。
【００５６】
このようなゴム押え部材１５０、１５０を設けることによって、被検体が凹面の場合でゴムの伸張が期待できない場合であっても、ゴム押え部材１５０によってゴムバンド１２６をセンサ部１２４近くまで被検体に押さえ付けるため、ゴムバンド１２６の検査体からの撓み量が抑えられ、ゴムバンド１２６による検査体への押付力が向上し、被検体が凹面の場合でも、押付けることができる。
【００５７】
（第７の実施形態）
次に、第７の実施形態を、図１３を参照して説明する。この第７の実施形態は第５の実施形態における長手形状のゴムバンド１２６の変形例であり、ゴムバンド１５３が帯板部１５４と帯板部１５４の中央部とコ字形状の底面中央部とを連結する縦部１５６を有したＴ字形状からなる。
Ｔ字形状の両端部はビス１３６によって、また底面中央部はビス１５８によってホルダー１３２のコ字形状のそれぞれの辺部分に固定されている。
【００５８】
このような第７の実施形態よれば、ゴムバンド１２６と検査体の溶接部８との接触抵抗が大きい場合には、センサ部保持機構１２０の移動に伴ってゴムバンド１２６が長手方向に大きく伸縮してセンサ部１２４の位置がずれるおそれがあるが、このような位置のずれに対して縦部１５６を有するＴ字形状のゴムバンド１５３とすることで、この縦部１５６が突っ張り作用をすることで帯板部１５４が長手方向に大きく伸縮することを防ぐことができ、センサ部１２４の位置ずれを防止することができる。
【００５９】
（第８の実施形態）
次に、第８の実施形態を、図１４を参照して説明する。この第８の実施形態も第７の実施形態と同様に、第５の実施形態における長手形状のゴムバンド１２６の変形例であり、ゴムバンド１６０がホルダー１３２のコ字形状の開口１３０の全面を覆うように形成され、ゴムバンド１６０の周囲がビス１６２によってコ字形状の各辺部分に固定されている。
【００６０】
第８の実施形態によれば、ゴムバンド１２６ではセンサ部１２４と検査体の溶接部８との接触抵抗が大きい場合には、センサ部保持機構１２０の移動に伴ってゴムバンド１２６が長手方向に大きく伸縮してセンサ部１２４の位置がずれるおそれがあるが、このような位置のずれに対してコ字形状の開口１３０の全面を覆うようなゴムバンド１６０とすることで、前記第７の実施形態のＴ字形状のゴムバンドと同様にゴムバンド１６０の幅が広がるため長手方向の伸縮に対して、ゴムバンドの幅方向の部分が突っ張り作用をすることで長手方向に大きく伸縮することを防ぐことができ、センサ部１２４の位置ずれを防止することができる。
【００６１】
（第９の実施形態）
次に、第９の実施形態を、図１５を参照して説明する。この第９の実施形態も第８の実施形態と同様に、第５の実施形態における長手形状のゴムバンド１２６の変形例であり、ゴムバンド１７０の幅を第５の実施形態におけるゴムバンド１２６の幅よりも広くして、センサ部１２４を複数個、ゴムバンド１７０の中央部分にコ字形状の開口深さ方向に並べて取付けたものである。
この第９の実施形態によれば、複数個のセンサ部１２４を同時に走査することができため、センサ部保持機構１２０の移動方向を図１５のＳ方向に移動することで、同時に複数個所を検査できるため欠陥の検査効率が向上する。
また、複数個のセンサ部１２４を図１５のようにゴムバンド１７０の中央部分にコ字形状の開口深さ方向に並べずに、深さ方向に直角の横方向並べて取付けてよい。この場合には、センサ部保持機構１２０の移動方向を図１５のＳ方向に直角方向に移動することで、同時に複数個所を検査できる。
【００６２】
なお、以上の形態においては、加圧水型原子炉への適用について説明したが、加圧水型と同様に容器に多数本の管台が挿嵌される沸騰水型原子炉における管台と容器との溶接部分、さらにその他容器と管との結合部分等の複雑形状部分に適用できることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明の複雑形状部の探傷装置によれば、被検査体への密着性、および倣い性が良好な探触子（センサ部）の保持機構を備え、探傷性能の安定性、欠陥の検出性を向上することがでる探傷装置を得ることができるので、原子炉容器の下部計装管台の溶接部のような複雑な形状、狭隘な部位を検査する探傷装置への適用に際して有益である。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明に係る複雑形状部の探傷装置を適用する原子炉容器の下部計装管台の全体概要図である。
【図２】図１のＡ部拡大図である。
【図３】探傷領域の説明図である。
【図４】本願発明の第１の実施形態に係る説明図であり、探傷状態を示す。
【図５】第１の実施形態に係るセンサ部保持機構の説明図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は正面図である。
【図６】第２の実施形態に係るセンサ部保持機構の説明図であり、（ａ）は探傷検査時の状態を示し、（ｂ）は側面図、（ｃ）は平面図である。
【図７】容器と管台との溶接部位におけるセンサ部の動きを説明する説明図である。
【図８】第３の実施形態に係るセンサ部保持機構の説明図であり、（ａ）は探傷検査時の状態を示し、（ｂ）は側面図、（ｃ）は平面図、（ｄ）は正面図である。
【図９】第４の実施形態に係るセンサ部保持機構の説明図であり、（ａ）は探傷検査時の状態を示し、（ｂ）は平面図、（ｃ）は正面図である。
【図１０】第５の実施形態に係るセンサ部保持機構の説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図、（ｄ）センサ部の拡大図である。
【図１１】第５の実施形態に係る説明図であり、探傷状態を示す。
【図１２】第６の実施形態に係るセンサ部保持機構の説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。
【図１３】第７の実施形態を示す平面図である。
【図１４】第８の実施形態を示す平面図である。
【図１５】第９の実施形態を示す平面図である。
【図１６】従来技術を示す説明図であり（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）平面図である。
【符号の説明】
【００６５】
２                              原子炉容器
４                              管台
８                              溶接部
１０                              探傷装置
１２、５０、８０、１００、１２０  センサ部保持機構
１４、８２、１０２、１２４        センサ部
１６                              走査機構
２２、１２２                      探傷センサ素子
２４、５２、８８、１１０、１３２  ホルダー
２６、５６、１３４                板ばね（板ばね部）
３０、９０、１０６、１２３        センサ面
４２、９２、１０８                コイルばね（姿勢保持手段）
５４                              第１ホルダー部
５８                              第２ホルダー部
６３                              結合ピン（リンク機構）
１２６、１５３、１６０、１７０    ゴムバンド（弾性帯板部材）
【図１】
0004823046.tif 000002
【図２】
0004823046.tif 000003
【図３】
0004823046.tif 000004
【図４】
0004823046.tif 000005
【図５】
0004823046.tif 000006
【図６】
0004823046.tif 000007
【図７】
0004823046.tif 000008
【図８】
0004823046.tif 000009
【図９】
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【図１０】
0004823046.tif 000011
【図１１】
0004823046.tif 000012
【図１２】
0004823046.tif 000013
【図１３】
0004823046.tif 000014
【図１４】
0004823046.tif 000015
【図１５】
0004823046.tif 000016
【図１６】
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