(57)【要約】【課題】被検査体に凹凸等があっても、容易に測定できる超音波探触子を提供する。【解決手段】超音波の送受信を行うプローブ２０と、被検査体と接触しプローブ２０からの超音波を伝達するシュー３０を有する超音波探触子１０において、プローブ２０は、プローブ下面２１に超音波の受発信素子２３を有し、シュー３０の上面を摺動可能に設ける。シュー３０は、プローブ下面２１が摺動可能な平面状のシュー上面３２を形成したことを特徴とする超音波探触子である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波の送受信を行うプローブと、被検査体と接触し該プローブからの超音波を伝達するシューを有する超音波探触子において、
上記プローブは、プローブ下面に超音波の受発信素子を有し、上記シューの上面を摺動可能に設け、
上記シューは、上記プローブの下面が摺動可能な平面状のシュー上面を形成したことを特徴とする超音波探触子。
【請求項２】
上記シューは、上記プローブと接触するシュー上部と、該シュー上部から下方に一体に延設され上記被検査体と接触するシュー下部から形成され、上記シュー上部は、上記シュー下部よりも側方に張り出したシュー上部張出部を有し、該シュー上部張出部を含めた上記シュー上部の上面は、上記プローブの下面が摺動可能な平面状のシュー上面を形成した請求項１に記載する超音波探触子。
【請求項３】
上記シュー上面に上記プローブを収納するプローブ保持構造体を設け、該プローブ保持構造体内に上記プローブが上記シュー上面を所定速度で摺動するスライド機構を設けた請求項１又は請求項２に記載する超音波探触子。
【請求項４】
上記スライド機構は、上記プローブの両端に螺線溝が形成されたプローブスライドブッシュをプローブ保持構造体の内部に回転可能に取付け、該プローブスライドブッシュを回転させて上記プローブを摺動させた請求項３に記載する超音波探触子。
【請求項５】
上記プローブスライドブッシュの回転は、モータにより行う請求項４に記載する超音波探触子。
【請求項６】
上記シュー下部の下面は、上記被検査体の凹凸に対応した凹凸面を有する請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の超音波探触子。
【請求項７】
上記プローブ下面は、長方形に形成され、上記プローブの上記受発信素子は、上記プローブ下面の長手方向に複数個並んで設けられた請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の超音波探触子。
【請求項８】
上記受発信素子は、上記プローブ下面の略全面に亘り並んで設けられた請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の超音波探触子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種製品を超音波検査するときに使用する超音波探触子に関するものであり、シューを直接被検査体に当接させて検査する超音波探触子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、被検査体に超音波を照射して、その超音波画像を得るためには、図１１に示すように、超音波を受発信するプローブ１２０とシュー１３０を一体的に組み合わせたものを被検査体５０に当接させて、その表面を一定速度で摺動し、走査させて検査していた（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
この場合には、被検査体５０とプローブ１２０の超音波の集束距離の調整のためシュー１３０を使用し、シュー１３０を介して超音波が被検査体５０の表面に超音波を伝搬させて、反射した超音波を、シュー１３０を介してプローブ１２０で受信することができる
このため、プローブ１２０とシュー１３０を一体に結合部材１１１で固定して、プローブ１２０とシュー１３０を一体に被検査体５０の表面を摺動させて走査している。
【０００４】
この測定のためには、シュー１３０を被検査体５０に接触させたままで摺動させる必要があり、プローブ１２０とシュー１３０と一体のものを、接触を保ったままで被検査体５０の表面を摺動させるためには、プローブ１２０とシュー１３０が被検査体５０の隅まで移動できるように、一定の平面が必要である。
【０００５】
また、超音波エコーを得るために、プローブ１２０とシュー１３０と一体のもので、被検査体５０の真上から超音波を照射する必要があるが、そのため、プローブ１２０とシュー１３０と一体のものを接触を保ったままで被検査体５０の真上からその表面を摺動させる。しかしながら、被検査体５０の表面に凹凸や段差がある場合には、シュー１３０がその凹凸等に引っ掛かり、計測可能部分が制限される場合がある。
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−１１６７３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで本発明は、被検査体に凹凸等があっても、容易に測定できる超音波探触子を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために請求項１の本発明は、超音波の送受信を行うプローブと、被検査体と接触しプローブからの超音波を伝達するシューを有する超音波探触子において、
プローブは、プローブ下面に超音波の受発信素子を有し、シューの上面を摺動可能に設け、
シューは、プローブの下面が摺動可能な平面状のシュー上面を形成したことを特徴とする超音波探触子である。
【０００９】
請求項１の本発明では、超音波の送受信を行うプローブと、被検査体と接触しプローブからの超音波を伝達するシューを有する超音波探触子において、プローブは、プローブ下面に超音波の受発信素子を有し、シューの上面を摺動可能に設け、シューは、プローブの下面が摺動可能な平面状のシュー上面を形成した。このため、プローブとシューを固定せずに分離して設けて、シューを被検査体に接触させて動かさないで、プローブのみをシューの上面に対して摺動させることにより、被検査体に対して超音波を走査させて検査することができ、被検査体の表面の平面が少なかったり凹凸や段差があったりしても、被検査体を容易に検査することができる。
【００１０】
請求項２の本発明は、シューは、プローブと接触するシュー上部と、シュー上部から下方に一体に延設され被検査体と接触するシュー下部から形成され、シュー上部は、シュー下部よりも側方に張り出したシュー上部張出部を有し、シュー上部張出部を含めたシュー上部の上面は、プローブの下面が摺動可能な平面状のシュー上面を形成したことを特徴とする超音波探触子である。
【００１１】
請求項２の本発明では、シューは、プローブと接触するシュー上部と、シュー上部から下方に一体に延設され被検査体と接触するシュー下部から形成されている。このため、シュー下部を被検査体に接触させて被検査体の超音波を走査させる部分を覆うに必要な形状を構成させるとともに、シュー上部をプローブが摺動するに必要な大きさに形成することができる。従って、被検査体は、シュー下部に接触できればよく、被検査体の表面の平面が少なかったり凹凸や段差があったりしても、被検査体を容易に検査することができる。
【００１２】
シュー上部は、シュー下部よりも側方に張り出したシュー上部張出部を有し、シュー上部張出部を含めたシュー上部の上面は、プローブの下面が摺動可能な平面状のシュー上面を形成した。このため、シュー上部をシュー下部よりも大きく形成して、プローブを摺動させることができる面積を大きく形成して、被検査体の凹凸にかかわらず、プローブの摺動範囲を広げて、シュー下部が接触している被検査体の部分を端から端まで全面的に検査することができる。
【００１３】
請求項３の本発明は、シュー上面にプローブを収納するプローブ保持構造体を設け、プローブ保持構造体内にプローブがシュー上面を所定速度で摺動するスライド機構を設けた超音波探触子である。
【００１４】
請求項３の本発明では、シュー上面にプローブを収納するプローブ保持構造体を設け、プローブ保持構造体内にプローブがシュー上面を所定速度で摺動するスライド機構を設けた。このため、プローブがシュー上面と接触を保ちつつ、プローブ保持構造体内をプローブが確実に所定速度で摺動することができ、超音波を所定の条件の下で走査することができ、確実で正確な測定をすることができる。
【００１５】
請求項４の本発明は、スライド機構は、プローブの両端に螺線溝が形成されたプローブスライドブッシュをプローブ保持構造体の内部に回転可能に取付け、プローブスライドブッシュを回転させてプローブを摺動させた超音波探触子である。
【００１６】
請求項４の本発明では、スライド機構は、プローブの両端に螺線溝が形成されたプローブスライドブッシュをプローブ保持構造体の内部に回転可能に取付け、プローブスライドブッシュを回転させてプローブを摺動させた。このため、プローブスライドブッシュを回転させることでスムースに所定速度でプローブを摺動させることができ、測定が確実に素早くできる。
【００１７】
請求項５の本発明は、プローブスライドブッシュの回転は、モータにより行う超音波探触子である。
【００１８】
請求項５の本発明では、プローブスライドブッシュの回転は、モータにより行うため、プローブの摺動速度を、所定速度で確実に制御することができるとともに、容易に変更することができる。
【００１９】
請求項６の本発明は、シュー下部の下面は、被検査体の凹凸に対応した凹凸面を有する超音波探触子である。
【００２０】
請求項６の本発明では、シュー下部の下面は、被検査体の凹凸に対応した凹凸面を有するため、被検査体が凹凸を有しても、シューの下面を被検査体と接触したまま保つことができ、被検査体に対して超音波を走査させて検査することができ、被検査体の表面に凹凸や段差があっても、被検査体を容易に検査することができる。
【００２１】
請求項７の本発明は、プローブ下面は、長方形に形成され、プローブの受発信素子は、プローブ下面の長手方向に複数個並んで設けられた超音波探触子である。
【００２２】
請求項７の本発明では、プローブ下面は、長方形に形成され、プローブの受発信素子は、プローブ下面の長手方向に複数個並んで設けられた。このためプローブを、シュー上面を横又は縦方向に移動させるのみで、広い範囲で超音波を走査することができ、効率的である。
【００２３】
請求項８の本発明は、受発信素子は、プローブ下面の略全面に亘り並んで設けられた超音波探触子である。
【００２４】
請求項８の本発明では、受発信素子は、プローブ下面の略全面に亘り並んで設けられたためプローブを、シュー上面の全面をシュー上面を横又は縦方向に移動させるのみで、被検査体の被検査部分の全面を測定することができる。
【発明の効果】
【００２５】
超音波探触子において、プローブとシューを固定せずに分離して設けて、シューを被検査体に接触させて動かさないで、プローブをシューの上面に対して摺動させることにより、被検査体の表面に凹凸や段差があっても、被検査体を容易に検査することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第１の実施の態様を示すもので、プローブとシューを分離して設けた状態を示す模式図である。
【図２】本発明の第１の実施の態様を示すもので、プローブの下面図である。
【図３】本発明の第１の実施の態様を示すもので、シューの側面図である。
【図４】本発明の第１の実施の態様を示すもので、シューの下面図である。
【図５】本発明の第１の実施の態様を示すもので、プローブがシュー上面を摺動する状態を示す模式図である。
【図６】本発明の第１の実施の態様を示すもので、凹凸を有する被検査体の表面に対応したシュー下面の形状を有するシューを被検査体の上面に置いた状態を示す模式図である。
【図７】本発明の第２の実施の態様を示すもので、シューの上部にプローブ保持構造体を取付け、プローブ保持構造体の中にプローブを取付けた平面図である。
【図８】本発明の第２の実施の態様を示すもので、シューの上部にプローブ保持構造体を取付け、プローブ保持構造体の中にプローブを取付けた断面図である。
【図９】本発明の第２の実施の態様を示すもので、シューの側面図である。
【図１０】本発明の第２の実施の態様を示すもので、シューの下面図である。
【図１１】従来の超音波探触子を示すもので、プローブとシューを結合部材で一体的に結合した状態を示す模式図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
本発明の実施の形態を図１〜図１０に基づき説明する。
本発明は広く、超音波により被検査体を検査する超音波探触子に関するものであり、特に平面部分の少ない製品や、凹凸面を有する製品を検査する超音波探触子に使用することができる。
図１〜６は本発明の第１の実施の形態を示す図であり、図７〜１０は本発明の第２の実施の形態を示す図である。
【００２８】
まず、第１の実施の形態について図１〜６に基づき説明する。
図１に示すように、超音波探触子１０は、プローブ２０とシュー３０から構成され、プローブ２０とシュー３０は、互いに固定されることなく、分離して設けられているが、プローブ下面２１とシュー上面３２は接触することが可能で、プローブ２０がシュー上面３２を摺動可能に構成されている。
【００２９】
第１の実施の形態ではプローブ２０は、図２に示すように、プローブ下面２１が長方形に形成されている。そして、プローブ下面２１には、超音波を発信し、反射波を受信できるように受発信素子２３が取付けられている。プローブ２０にはケーブル２２が取付けられて、ケーブル２２は、超音波探触子１０からの超音波信号を演算して処理する計測装置（図示せず。）に接続されている。
【００３０】
受発信素子２３は、ケーブル２２から供給された信号により駆動されて超音波を発生させる発信機として働き、被検査体５０の被検査部分５１から反射された超音波の受信機としても機能している。
【００３１】
図２に示すように、プローブ下面２１は、長方形に形成され、プローブ２０の受発信素子２３は、小さな短冊状に形成されて、その受発信素子２３は、短冊状のものをプローブ下面２１の長手方向に直角に向けて、長手方向に複数個横に並んで設けられている。このためプローブ２０が、シュー上面３２を横又は縦方向に移動するのみで、広い幅で、超音波を走査することができ、効率的である。
【００３２】
受発信素子２３をプローブ下面２１の長手方向の端から端まで、略全面に亘り並んで設けることが好ましい。この場合には、プローブ２０を、シュー上面３２の幅と略同じに形成すれば、プローブ２０をシュー上面３２の横又は縦方向に一度移動させるのみで、被検査体５０の被検査部分５１を走査して、測定することができる。
【００３３】
第１の実施の形態では、プローブ２０のプローブ下面２１は、図２に示すように長方形に形成され、受発信素子２３を取り囲むように収納するため、受発信素子２３の面積よりも張り出して大きく形成されて、所定の大きさを有する。このため、シュー下部３５が接触している被検査体５０の被検査部分５１の走査する部分を受発信素子２３が漏れなく走査するためには、シュー３０が摺動する面を大きくすることが好ましい。この場合には、シュー上面３２を大きくすることで、端から端まで全面的に検査することができる。
【００３４】
プローブ下面２１の形状は、シュー上面３２を摺動するために、平面状であるが、長方形に限定されることなく、被検査体５０の形状に応じて、円形や正方形等の形状を適宜有することができる。プローブ２０の全体の形状は、プローブ２０を保持してシュー上面３２を摺動させることができるように、把持し易い形状をとることができる。
【００３５】
第１の実施の形態ではシュー３０は、図３と図４に示すように、シュー上部３１とシュー下部３５から構成される。シュー上部３１は、円盤状に形成することが好ましい。この場合には、シュー下部３５よりも側方に張り出したシュー上部張出部３３を有している。シュー上部３１のシュー上面３２は、平面状に形成されている。
このため、シュー上面３２はシュー下部３５の平面面積よりも大きく形成されることができ、プローブ２０を摺動させるシュー上面３２を大きく形成することができる。
第１の実施の形態ではシュー３０は、シュー上部３１が側方に張り出したシュー上部張出部３３を有しているが、シュー上部３１とシュー下部３５が同じ大きさで一体に形成されてもよい。
【００３６】
例えば、被検査体５０が燃料タンクである場合において、金属製の場合には溶接部分や、合成樹脂製の場合には溶着部分や外壁部分において、不十分な部分の有無を検査する場合には、図５に示すように、被検査体５０の被検査部分５１の上にシュー３０を置き、シュー下面３６を被検査部分５１に対向させる。
【００３７】
このとき、シュー下面３６と被検査体５０の間には、接触媒質を塗布することが好ましい。接触媒質としては、例えば、水やグリセリンを使用することができる。接触媒質により、シュー下面３６と被検査体５０の間に隙間をなくすることができ、超音波の伝達を良くすることができる。
【００３８】
シュー３０は、合成樹脂で形成されている。たとえば、ポリスチレン、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、又はその複合体等を使用することができる。これによって、シュー３０と被検査体５０との間に隙間をなくして、プローブ２０からの超音波やその反射波を伝達することができる。
さらに、シュー３０により受発信素子２３から発信された超音波のビームを被検査体５０の被検査部分５１に適切に照射することができる。
【００３９】
また、図６に示すように、被検査体５０が凹凸面や段差を有する場合には、シュー下面３６は、被検査体５０の凹凸に対応した凹凸面を有するシュー下面段部３７形成することができる。この場合には、被検査体５０が凹凸を有しても、シュー下面段部３７を被検査体５０と接触したままシュー３０を動かすことなく、シュー上面３２を、プローブ２０を摺動させることができ、被検査体５０に対して超音波を走査させて検査することができる。この場合においても、被検査体５０と、シュー下面段部３７の間に、接触物質を塗布することが好ましい。そのため、被検査体５０の表面に凹凸や段差があっても、被検査体５０を容易に検査することができる。
【００４０】
次に、第２の実施の形態について図７〜１０に基づき説明する。
図７と図８に示すように、第２の実施の形態では、シュー上面３２にプローブ２０を収納するプローブ保持構造体４０を設けた。
第２の実施の形態では、図９と図１０に示すように、シュー３０のシュー上部３１は、プローブ保持構造体４０の形状に合わせた、例えば、正方形又は長方形の板状である。シュー下部３５は、第１の実施の形態と同様に円柱状に形成することができる。シュー下部３５は、円柱状以外に、適宜他の形状のものを使用することができる。被検査体５０の表面に当接するように、シュー下面３６は被検査部分５１に合わせた大きさである。第２の実施の形態では、プローブ保持構造体４０は、箱状に形成したが、プローブ２０を保持してシュー上面３２を摺動することができるものであれば、適宜の形状を用いることができる。
【００４１】
プローブ保持構造体４０は、シュー上部３１の４辺を囲むようにプローブ保持外壁４１が設けられている。プローブ保持外壁４１の内部には、対向する２つの壁に近接して板状のプローブブッシュ取付部４３が取付けられている。
プローブブッシュ取付部４３の両端には、プローブスライドブッシュ４２がプローブ保持外壁４１の内面に平行に回転可能に取付けられている。
【００４２】
図７と図８に示すように、プローブスライドブッシュ４２は、螺旋形に溝が形成された棒状のものである。プローブスライドブッシュ４２は、長方形のプローブ２０の両端に設けられた挿入孔に挿入される。挿入孔にはプローブスライドブッシュ４２の溝に係合する突起が形成されている。このため、プローブスライドブッシュ４２を回転させると、螺旋形の溝によりプローブ２０が図８の矢印に示すように横方向に、シュー上面３２を摺動することができる。
【００４３】
プローブスライドブッシュ４２の回転は、モータ（図示せず。）により行うことができる。モータは、プローブスライドブッシュ４２を回転させることができれば、各種のモータを使用することができるが、サーボモータを使用することが好ましい。サーボモータを使用する場合には、サーボモータの回転を精密に制御することができるため、プローブスライドブッシュ４２の回転を制御して、プローブ２０がシュー上面３２と接触を保ちつつ、プローブ保持構造体４０内をプローブ２０が確実に所定速度で摺動することができ、測定が所定の条件の下で、確実に素早くできる。
【００４４】
例えば、燃料タンク等の表面に凹凸を有する被検査体５０において、凹んだ被検査部分５１を検査する場合には、図８に示すように、凹んだ被検査部分５１にシュー３０のシュー下部３５を挿入して、シュー下面３６を被検査部分５１に接触させる。このとき、被検査部分５１とシュー下面３６の間には、接触媒質としては、水やグリセリンを塗布することが好ましい。
なお、シュー下面３６が平面の場合には、凹んだ部分のみならず、一定の平面状の部分を有するものであるなら、平面部分が小さくても、シュー下面３６が当接可能であれば測定することができる。
【００４５】
そして、プローブスライドブッシュ４２を回転させて、プローブ２０がシュー上面３２を摺動して走査する。このとき、シュー下部３５は所定の高さを有しているため、被検査体５０に凹凸があってもシュー下面３６を当接させて、測定できる。また、シュー上部３１はシュー上部張出部３３を有しているため、大きな幅で摺動することができ、シュー下部３５に対応するシュー上面３２を端から端まで洩れなく摺動して、被検査部分５１の全体に超音波を照射して、検査することができる。
【００４６】
このとき、シュー３０は、被検査体５０に対して固定したままでよく、プローブ２０のみを摺動させることで検査できるため、凹凸面や段差を有する被検査体５０でも容易に、確実に検査することができる。
なお、被検査体５０の表面に段差や凸部を有する場合には、その形状に応じてシュー下面３６に、凹んだ被検査部分５１に対応する段差や凸部を設けて、被検査部分５１の表面とシュー下面３６の接触を維持させることができる。
【符号の説明】
【００４７】
１０  超音波探触子
２０  プローブ
３０  シュー
３１  シュー上部
３２  シュー上面
３３  シュー上部張出部
３５  シュー下部
３６  シュー下面
４０  プローブ保持構造体
４２  プローブスライドブッシュ
５０  被検査体
５１  被検査部分
【図１】
2013130517.tif 000003
【図２】
2013130517.tif 000004
【図３】
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【図４】
2013130517.tif 000006
【図５】
2013130517.tif 000007
【図６】
2013130517.tif 000008
【図７】
2013130517.tif 000009
【図８】
2013130517.tif 000010
【図９】
2013130517.tif 000011
【図１０】
2013130517.tif 000012
【図１１】
2013130517.tif 000013