(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検査材との隙間へ接触媒体として水を注入しつつ探傷する超音波探触子の局部水浸治具に於いて、前記探触子を挿通せしめてその下端部外側面へ固定され、前記隙間へ供給する水の供給通路を設けた枠体と，当該枠体の下面の下方に空間を設けて配設され、その外側端縁を枠体へ固定すると共に内側端縁を被検査材へ接触する自由端とした弾性材から成るスカート材と,前記枠体と前記スカート材との間に位置して枠体の下面に気密に固定され、前記スカート材の上方空間へ給水する通水孔を有する偏平筒状の弾性体と,から形成したことを特徴とする超音波探触子用局部水浸治具。
【請求項２】
偏平筒状の弾性体の外側端縁を枠体の外側面へ固定する構成とした請求項１に記載の超音波探触子用局部水浸治具。
【請求項３】
スカート材の外側端縁を枠体の外側面へ固定する構成とした請求項１に記載の超音波探触子用局部水浸治具。
【請求項４】
スカート材を、四角い鍔状の一体形成品とすると共に、内側へ向って漸次その厚みを薄くした請求項１に記載の超音波探触子用局部水浸治具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は局部水浸式超音波探傷装置の改良に関するものであり、局部水浸式超音波探触子により被検査材の外表面を自動走査する際に、探触子底面と被検査材外表面との隙間へ所要量の接触媒体（水）を円滑且つ十分に供給することができ、外表面に凹凸の多い被検査材の場合であっても、或いは底面積の大きな大型探触子を用いる場合であっても、より高精度で連続的に探傷できるようにした超音波探触子用局部水浸治具に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
局部水浸法による超音波探傷は、厚さ１３ｍｍ以上の鋼材の内部欠陥の有無を検査する方法として広く実用されており、具体的にはＪＩＳＧ０８０１−１９７４、ＪＩＳＺ２３４４−１９７３等に細かく規定されている。
【０００３】
図３は上記局部水浸式超音波探傷で使用する局部水浸式超音波探触子の一例を示すものであり、図に於いて１は探触子、２は探触子ハウジング、７は継手、８は水供給管、９は被検査材、１２は水供給溝、１３は水膜、１４は探触子ホルダー、１５はリード線、１６はＸ・Ｙスキャナ、１７はＺスキャナである。
【０００４】
前記探触子を格納する探触子ハウジング２の下端面２ｂには略四角状断面の水供給溝１２がループ状に形成されており、水供給管８、供給通路２ａを通して供給された接触媒体である水Ｗが、被検査材９の外表面９ａと探触子底面１ａとの隙間へ供給されることにより、適宜の厚さの水膜１３が形成される。
【０００５】
前記水膜１３の厚さＬは、探触子底面１ａの形状・寸法やスキャンニング速度、被検査材外表面９ａの状態等に応じて通常３〜１５ｍｍの厚さに設定され、当該厚さＬの水膜１３が形成されるよう水Ｗの供給圧及び供給流量を制御しており、通常は０．５〜１．０Ｌ／ｍｉｎの水Ｗが供給されている。
【０００６】
尚、前記図３に於いては、水供給溝１２を探触子１を格納する探触子ハウジング２の下端面２ｂにループ状に形成するようにしているが、図４に示すように、別途に形成した筒状枠体３の下端面３ｂに水供給溝１２をループ状に設け、当該枠体３を探触子ハウジング２の下端部の外側面に固定するようにした構成の局部水浸用超音波探触子も、従前から広く利用されている。枠体３を別体とした方が水供給溝１２の加工が容易になるからである。
【０００７】
ところで、前記水供給溝１２から水を流し乍ら探傷を行なう局部水浸式超音波探傷にあっては、（１）測定中、探触子底面１ａから被検査材外表面９ａまでの超音波伝播範囲が伝播媒質である水Ｗで完全に満たされていること、（２）探触子底面１ａと被検査材外表面９ａとの距離Ｌが一定であること、および（３）接触媒体である水Ｗの中や被検査材９の外表面９ａに気泡等の異物が存在しないこと等が、探傷精度を高める上で不可欠の要件となる。もしも、これ等の要件が満されない場合には、超音波エコーが被検査材９まで伝わらないで途中で反射エコーとして戻ったり、或いは測定したい位置の情報が得られなくなったりするからである。
【０００８】
そのため、供給する水Ｗの流量や探触子底面１ａと被検査材外表面９ａ間の隙間Ｌは、測定中特に厳格に管理する必要があり、被検査材外表面９ａとＸＹスキャナの平行度や被検査材外表面９ａの平滑度を高めて前記隙間Ｌを正確に管理することができれば、局部水浸式超音波探傷は優れた実用的効用を奏するものである。
【０００９】
しかし、当該局部水浸式超音波探傷にも解決すべき多くの問題が残されており、中でも、大型の探触子１を用いた場合には、必要な量の水Ｗ（即ち水膜１３）を探触子底面１ａと被検査材外表面９ａとの隙間に確保し難いと云う点の解決が急がれている。
即ち、探触子底面１ａの寸法が約６０ｍｍ×６０ｍｍまでであれば、前記水膜１３の厚みＬを探触子底面１ａの全面に亘って比較的容易に、約５〜１５ｍｍの均一な厚みに保持することができる。
【００１０】
ところが、探触子底面１ａの寸法が約１００ｍｍ×１００ｍｍを越える大型探触子１になると、探触子底面１ａの全面に亘って水Ｗが十分に行き渡らなくなり、水膜１３の厚さＬが不均一になるだけでなく、水膜１３の無い部分さえ生ずることになり、高精度な探傷が困難となる。
また、探触子ハウジング下端面２ａや枠体下端面３ｂの隙間から外部へ漏洩する水量が多くなり、多量の水Ｗを必要とするうえ、給水圧や給水量の調整による水膜１３の厚み制御が行ない難くなる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従前の局部水浸式超音波探傷に於ける上述の如き問題、即ち（１）大型の探触子１になると探触子底面１ａへ十分に水Ｗが行き渡り難くなり、被検査材外表面９ａに凹凸が多い場合には高精度な探傷が可能になること、及び（２）ハウジング下端面２ａの隙間から漏洩する水量が多くなり、消費水量が増加すると共に水膜１３の厚み制御が困難になること等の問題を解決せんとするものであり、大型探触子１を用いる場合でも、或いは外表面９ａに凹凸の多い被検査材９の場合でも、探触子底面１ａに十分な量の水Ｗを確保することが可能となって、常に高精度で安定した探傷を行なえるようにした超音波探触子用局部水浸治具を提供するものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、被検査材との隙間へ接触媒体として水を注入しつつ探傷する超音波探触子の局部水浸治具に於いて、前記探触子を挿通せしめてその下端部外側面へ固定され、前記隙間へ供給する水の供給通路を設けた枠体と，当該枠体の下面の下方に空間を設けて配設され、その外側端縁を枠体へ固定すると共に内側端縁を被検査材へ接触する自由端とした弾性材から成るスカート材と,前記枠体と前記スカート材との間に位置して枠体の下面に気密に固定され、前記スカート材の上方空間へ給水する通水孔を有する偏平筒状の弾性体と,から形成したことを発明の基本構成とするものである。
【００１３】
請求項２の発明は、請求項１の発明に於いて、偏平筒状の弾性体の外側端縁を枠体の外側面へ固定するようにしたものである。
【００１４】
請求項３の発明は、請求項１の発明に於いて、スカート材の外側端縁を枠体の外側面へ固定するようにしたものである。
【００１５】
請求項４の発明は、請求項１の発明に於いて、スカート材を四角い鍔状の一体形成品とすると共に、内側へ向って漸次その厚みを薄くしたものである。
【００１６】
探触子１等の重量がかかると、探触子ハウジング２の外囲を覆うスカート材５の裏面側５ａがスカート材自体の有する弾力性によって被検査材９の外表面９ａへ気密状に押し付けられる。
接触媒体である水Ｗは、スカート材５の上部の空間５ｃ内へ所定の圧力でもって注入され、注入された水Ｗは探触子底面１ａと被検査材外表面９ａとの隙間へ入り込む。
スカート材の裏面側５ａは被検査材外表面９ａへ所定の弾性力でもって密接しているため、スカート材裏面側５ａの隙間から漏洩する水Ｗは比較的ない。その結果、注水圧力及び注水流量を適宜に調整することにより、探触子１は注入した水の圧力によってホバークラフトのように所定の距離Ｌだけ持ち上げられる。
【００１７】
探触子１をＸＹスキャナ等に取り付けて探傷する場合には、前記距離Ｌはスキャナ側で予め所定の値に設定される。また、ＸＹスキャナ等を用いずに、手動又は他の駆動源により探触子１を移動させる場合には、探触子１を被検査材外表面９ａに沿って所定の速度で移動させる。
探傷中、水Ｗは所定の圧力でもって連続的に供給され、これによって漏洩した水量の補充が行なわれる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明に係る超音波探触子用局部水浸治具の斜面図であり、図２は図１のイーイ視断面図である。尚、図１及び図２に於いて、前記図３及び図４と共通する部材にはこれと同一の参照番号が付されている。
【００１９】
図１及び図２に於いて、Ａは局部水浸式超音波探傷装置、Ｂは超音波探触子用局部水浸治具、Ｗは接触媒体（水）、１は探触子、２は探触子ハウジング、３は筒状枠体、４は偏平状弾性体、５はスカート材、６は固定金具、７は継手、８は水供給管、９は被検査材、１０は取付用ねじ孔、１１は支持片であり、本発明に係る超音波探触子用局部水浸治具Ｂは枠体３、偏平状弾性体４、スカート材５、固定具６、継手７等より形成されている。
【００２０】
前記筒状の枠体３は断面略四角状の鋼材により四角形に形成されている。探触子１を格納した探触子ハウジング２を前記枠体３内へ挿入し、取付用ねじ孔１０へ螺着した固定ねじ（図示省略）を締め込むことにより、探触子１が枠体３へ挿入固定されている。
また、枠体３には図２に示すように水の供給通路３ａが孔穿されており、更に、その上面側には水供給管７の継手８が固定されている。
【００２１】
前記偏平状弾性体４は、所謂弾性材によりループ状に形成された偏平状のホース体であり、枠体３の下面３ｂ側に配設されている。当該弾性体４の上面側４ｃは枠体下面３ｂへ気密状に固定されている。
また、偏平状弾性体４には、前記水の供給通路３ａと対向する部分に通水孔４ａ、４ａ′が設けられており、この通水孔４ａ、４ａ′を通して水Ｗが偏平状弾性体４の内部及びスカート材上面５ｂの上方空間５ｃへ供給される。
更に、偏平状弾性体４の外側端縁は後述するスカート材５の外側端縁と一緒に固定金具６を介して枠体３の外側面へ支持固定されている。
【００２２】
尚、図１及び図２の実施例に於いては、弾性を有する偏平ホースを四角のループ状に彎曲形成したものを弾性体４として使用しているが、弾性体４の形状は、適宜のクッション作用を奏するものであれば如何なる形状のものであってもよい。
また、図１及び図２の実施例では、偏平状弾性体４を使用しているが、当該弾性体４を省略することも可能である。
【００２３】
前記スカート材５は、弾性を有する細幅の合成樹脂板又は合成樹脂と織布の積層板等により四角形の鍔状に一体形成したものであり、その断面形状は所謂橇状に形成されている。
また、当該スカート材５は、スカート材上面５ｂ側に所定寸法の空間５ｃを形成するように配設されており、その外側端縁は固定金具６を介して枠体３の外側面へ支持固定されている。更に、スカート材５の先端側（内側先端）は自由端となっており、被検査材９の外表面９ａへ所定の圧力で接触している。
【００２４】
尚、本実施形態に於いては、スカート材５を四角形の鍔状に成形又は型抜きにより一体形成品として製作しているが、複数枚のスカート片を組み合せて四角状の鍔状に形成するようにしてもよい。
また、スカート材５の断面形状は、内側先端縁（探触子底面１ａ側）へ行くほどその厚みが薄くなるように形成されている。
【００２５】
前述の通り、探触子１等の重量がかかると、探触子ハウジング２の外囲を覆うスカート材５の裏面側５ａが、その弾力性によって被検査材外表面９ａへ気密状に押し付けられる。供給された接触媒体である水Ｗは、スカート材５の上部空間５ｃ内へ所定の圧力でもって注入され、注入された水Ｗは探触子底面１ａと被検査材外表面９ａとの隙間へ入り込む。
スカート材５の裏面側５ａは被検査材外表面９ａへ所定の圧力でもって密接しているため、スカート材裏面５ａと被検査材外表面９ａとの隙間から漏洩する水は比較的ない。その結果、注水圧力及び注水流量を適宜に調整することにより、探触子１は注入した水Ｗの圧力によってホバークラフトのように所定の距離Ｌだけ持ち上げられた状態となり、この状態で所定の方向へ移動されることになる。
【００２６】
【発明の効果】
本発明に於いては、探触子ハウジング２の下端部外周に固定する筒状の枠体３の下面３ｂの下方に、空間５ｃを置いて弾性材製のスカート材５を配設し、当該スカート材５の内側端縁を自由端とすると共にその外側端縁を枠体３へ固定し、枠体３に設けた供給通路３ａを通して供給した水Ｗを前記空間５ｃから探触子底面１ａの下方へ注入する構成としている。
その結果、スカート材５の上方空間５ｃへ供給された水Ｗは、殆んど外部へ漏出することなしに極めて円滑に探触子１と被検査材９との隙間へ圧入されることになり、大型の探触子１の場合であっても、或いは被検査材外表面９ａに多数の凹凸がある場合であっても、隙間内に接触媒体である水を十分に確保することができ、高精度な超音波探傷が可能となる。
また、前記隙間から外部へ漏洩する水量が少なくなることにより、給水圧力や給水流量の調整による隙間寸法（即ち水膜１３の厚さＬ）の制御が容易となり、手動又は簡易型スキャナ等によって探傷する場合には特に好都合である。
本発明は上述の通り、簡単な構成に拘わらず優れた実用的効用を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る超音波探触子用局部水浸治具の斜面図である。
【図２】  図１のイ−イ視断面概要図である。
【図３】  従前の局部水浸式超音波探触子の一例を示すものである。
【図４】  従前の超音波探触子用局部水浸治具の一例を示すものである。
【符号の説明】
Ａは局部水浸式超音波探傷装置、Ｂは超音波探触子用局部水浸治具、Ｗは接触媒体（水）、Ｌは隙間寸法、１は探触子、２は探触子ハウジング、３は筒状枠体、３ａは水の供給通路、３ｂは下面、４は偏平筒状弾性体、４ａ・４ａ′は通水孔、４ｂは下面側、４ｃは上面側、５はスカート材、５ａはスカート裏面、５ｂはスカート上面、５ｃは空間、６は固定金具、７は継手、８は水供給管、９は被検査材、９ａは被検査材外表面、１０は局部水浸治具の取付用ねじ孔、１１は局部水浸治具の支持片、１２は水供給溝、１３は水膜、１４は探触子ホルダ、１５はリード線、１６はＸＹスキャナ、１７はＺスキャナ。
【図１】
0004353604.tif 000002
【図２】
0004353604.tif 000003
【図３】
0004353604.tif 000004
【図４】
0004353604.tif 000005