(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023118367
(43)【公開日】2023-08-25
(54)【発明の名称】超音波検査用スカーターおよび超音波検査装置
(51)【国際特許分類】
G01N 29/28 20060101AFI20230818BHJP
【ＦＩ】
G01N29/28
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022021289
(22)【出願日】2022-02-15
(71)【出願人】
【識別番号】000004215
【氏名又は名称】株式会社日本製鋼所
(74)【代理人】
【識別番号】100091926
【弁理士】
【氏名又は名称】横井 幸喜
(72)【発明者】
【氏名】仁村 弘樹
(72)【発明者】
【氏名】河原 昇生
【テーマコード（参考）】
2G047
【Ｆターム（参考）】
2G047AA05
2G047BA01
2G047BC03
2G047CA01
2G047GA01
2G047GE02
2G047GE03
(57)【要約】
【課題】液体の噴流を安定して噴射することを可能にする。
【解決手段】超音波検査用スカーターは、液体を噴射するノズルと、
前記ノズルのノズル孔の基端が接続され、ノズル孔方向に沿って延びる筒穴状の中央中空部を有する中央筒部と、中央中空部に液体が供給される液体供給口と、中央筒部の中央中空部内に位置し、ノズル方向に沿った整流面を有する中央整流部とを有し、ノズルから噴流される液体内で伝播される超音波を送信または受信する超音波探触子を有する。
【選択図】図２
【解決手段】超音波検査用スカーターは、液体を噴射するノズルと、
前記ノズルのノズル孔の基端が接続され、ノズル孔方向に沿って延びる筒穴状の中央中空部を有する中央筒部と、中央中空部に液体が供給される液体供給口と、中央筒部の中央中空部内に位置し、ノズル方向に沿った整流面を有する中央整流部とを有し、ノズルから噴流される液体内で伝播される超音波を送信または受信する超音波探触子を有する。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
液体を噴射するノズルと、
前記ノズルのノズル孔の基端が接続され、ノズル孔方向に沿って延びる筒穴状の中央中空部を有する中央筒部と、
前記中央中空部に液体が供給される液体供給口と、
前記中央筒部の中央中空部内に位置し、ノズル方向に沿った整流面を有する中央整流部と、を有し、
前記ノズルから噴流される液体内で伝播される超音波を送信または受信する超音波探触子を有する超音波測定用スカーター。
前記ノズルのノズル孔の基端が接続され、ノズル孔方向に沿って延びる筒穴状の中央中空部を有する中央筒部と、
前記中央中空部に液体が供給される液体供給口と、
前記中央筒部の中央中空部内に位置し、ノズル方向に沿った整流面を有する中央整流部と、を有し、
前記ノズルから噴流される液体内で伝播される超音波を送信または受信する超音波探触子を有する超音波測定用スカーター。
【請求項2】
前記中央筒部の外周側で、前記中央筒部を、間隔を空けて囲み、前記中央筒部との間で筒状の外周内側中空部を形成する外周内側筒部と、
前記外周内側筒部の外周側で、前記外周内側筒部を、間隔を空けて囲み、前記外周内側筒部との筒状の外周外側中空部を形成する外周外側筒部と、
前記外周外側中空部に液体が供給される前記液体供給口と、
前記外周内側中空部内に位置し、ノズル方向に沿った整流面を有する外周整流部と、を有し、
前記外周内側中空部と前記中央中空部と、が連結され、
前記外周外側中空部と前記外周内側中空部と、が連結されている請求項１記載の超音波測定用スカーター。
前記外周内側筒部の外周側で、前記外周内側筒部を、間隔を空けて囲み、前記外周内側筒部との筒状の外周外側中空部を形成する外周外側筒部と、
前記外周外側中空部に液体が供給される前記液体供給口と、
前記外周内側中空部内に位置し、ノズル方向に沿った整流面を有する外周整流部と、を有し、
前記外周内側中空部と前記中央中空部と、が連結され、
前記外周外側中空部と前記外周内側中空部と、が連結されている請求項１記載の超音波測定用スカーター。
【請求項3】
前記外周内側中空部が、前記中央中空部のノズル方向後端側に連結され、
外周外側筒部中空部が、前記外周内側中空部のノズル方向前端側に連結されていて、
前記中央中空部の後方側に前方側より大径とした連絡中空部を有し、前記連絡中空部を介して前記外周内側中空部と中央中空部とが連結していて、
前記外周外側中空部の厚さは、前記外周内側中空部の厚さよりも小さくなっている請求項１または２に記載の超音波測定用スカーター。
外周外側筒部中空部が、前記外周内側中空部のノズル方向前端側に連結されていて、
前記中央中空部の後方側に前方側より大径とした連絡中空部を有し、前記連絡中空部を介して前記外周内側中空部と中央中空部とが連結していて、
前記外周外側中空部の厚さは、前記外周内側中空部の厚さよりも小さくなっている請求項１または２に記載の超音波測定用スカーター。
【請求項4】
前記外周外側中空部に、前記液体供給口から供給される液体が流れる流域にフィルタを有し、
前記フィルタは、前記液体が通過する網目構造を有する請求項２または３に記載の超音波測定用スカーター。
前記フィルタは、前記液体が通過する網目構造を有する請求項２または３に記載の超音波測定用スカーター。
【請求項5】
ノズルを下方に向けた状態の全体形状において、少なくとも、正面視の断面形状が５０ｍｍ径の円形内に収まる形状を有し、
前記中央中空部および前記ノズルのノズル孔には、後方側から先端側に向けて内径が小さくなるテーパ面を有している請求項１～４のいずれか１項に記載の超音波測定用スカーター。
前記中央中空部および前記ノズルのノズル孔には、後方側から先端側に向けて内径が小さくなるテーパ面を有している請求項１～４のいずれか１項に記載の超音波測定用スカーター。
【請求項6】
受信用の超音波検査用スカーターと送信用の超音波検査用スカーターとを各スカーターに備えるノズルが、噴流方向が互いに対向するように位置させて受信用の超音波検査用スカーターと送信用超音波検査用スカーターとを固定するスカーター固定具と、
被検査物を保持し、少なくとも、前記被検査物の被検査部を受信用の超音波検査用スカーターと送信用超音波検査用スカーターの各ノズル間に位置させて前記被検査物を移動させるマニピュレーターと、を有し、
受信用の前記超音波検査用スカーターと送信用の前記超音波検査用スカーターの少なくとも一方が請求項１～５のいずれか１項に記載の超音波検査用スカーターからなる超音波検査装置。
被検査物を保持し、少なくとも、前記被検査物の被検査部を受信用の超音波検査用スカーターと送信用超音波検査用スカーターの各ノズル間に位置させて前記被検査物を移動させるマニピュレーターと、を有し、
受信用の前記超音波検査用スカーターと送信用の前記超音波検査用スカーターの少なくとも一方が請求項１～５のいずれか１項に記載の超音波検査用スカーターからなる超音波検査装置。
【請求項7】
前記マニピュレーターは、被検査部を挟む空間の狭小側に請求項１～５のいずれか１項に記載の超音波検査用スカーターが位置するように被検査物を保持し、
さらに前記ノズル間の液体噴流方向と交差する方向に被検査物を回転移動可能にし、
かつ前記噴流方向と交差する方向に被検査物をスライド移動可能にする請求項６に記載の超音波検査装置。
さらに前記ノズル間の液体噴流方向と交差する方向に被検査物を回転移動可能にし、
かつ前記噴流方向と交差する方向に被検査物をスライド移動可能にする請求項６に記載の超音波検査装置。
【請求項8】
受信用の超音波検査用スカーターおよび送信用超音波検査用スカーターの少なくとも一方は、前記スカーター固定具への固定において、噴流方向において被検査物との距離を測定する距離測定センサを有する請求項６または７に記載に記載の超音波検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、超音波検査に用いる超音波測定用スカーターおよび超音波検査装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
超音波測定に際し、被検査物にスカーターにより水を噴射し、その噴流で形成される水柱中で超音波を伝播させて超音波透過法により被検査物の測定を行う方法が知られている。
例えば、特許文献１では、開口部からハウジングの内部に水を誘導するためにハウジングの内部を減圧する減圧装置を備え、噴射口から噴射されて被検査物の表面に衝突した水をハウジングの開口側に誘導して水柱を形成する超音波式測定装置が提案されている。
また、特許文献２では、水を噴射するノズルに、被検査物体に当たって飛散する水が噴流による水柱に当たることを防止するカバーを設けている。
例えば、特許文献１では、開口部からハウジングの内部に水を誘導するためにハウジングの内部を減圧する減圧装置を備え、噴射口から噴射されて被検査物の表面に衝突した水をハウジングの開口側に誘導して水柱を形成する超音波式測定装置が提案されている。
また、特許文献２では、水を噴射するノズルに、被検査物体に当たって飛散する水が噴流による水柱に当たることを防止するカバーを設けている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２００５－７７１９６号公報
【特許文献2】特開２０２０－３４３９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、噴流中で超音波を伝搬させる場合、良好な検査結果を得るためには噴流が安定した状態で被検査部に当たり、その噴流中で超音波が安定して伝搬しているのが望ましい。
特許文献１、２では、被検査部に噴流が当たった後に、水が水柱に当たる課題について考慮しているが、噴流を良好な状態にして被検査部に当てることについては配慮がされていない。
特許文献１、２では、被検査部に噴流が当たった後に、水が水柱に当たる課題について考慮しているが、噴流を良好な状態にして被検査部に当てることについては配慮がされていない。
【0005】
本願発明は、上記事情を背景としてなされたものであり、噴流を安定した状態で噴射して、被検査物の超音波検査を良好に行うことができる超音波検査用スカーターおよび超音波検査装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
すなわち、本発明の超音波検査用スカーターのうち、第１の形態は、
液体を噴射するノズルと、
前記ノズルのノズル孔の基端が接続され、ノズル孔方向に沿って延びる筒穴状の中央中空部を有する中央筒部と、
前記中央中空部に液体が供給される液体供給口と、
前記中央筒部の中央中空部内に位置し、ノズル方向に沿った整流面を有する中央整流部と、を有し、
前記ノズルから噴流される液体内で伝播される超音波を送信または受信する超音波探触子を有する。
液体を噴射するノズルと、
前記ノズルのノズル孔の基端が接続され、ノズル孔方向に沿って延びる筒穴状の中央中空部を有する中央筒部と、
前記中央中空部に液体が供給される液体供給口と、
前記中央筒部の中央中空部内に位置し、ノズル方向に沿った整流面を有する中央整流部と、を有し、
前記ノズルから噴流される液体内で伝播される超音波を送信または受信する超音波探触子を有する。
【0007】
本発明の超音波検査装置の一形態は、受信用の超音波検査用スカーターと送信用の超音波検査用スカーターとを各スカーターに備えるノズルが、噴流方向が互いに対向するように位置させて受信用の超音波検査用スカーターと送信用超音波検査用スカーターとを固定するスカーター固定具と、
被検査物を保持し、少なくとも、前記被検査物の被検査部を受信用の超音波検査用スカーターと送信用超音波検査用スカーターの各ノズル間に位置させて前記被検査物を移動させるマニピュレーターと、を有し、
受信用の前記超音波検査用スカーターと送信用の前記超音波検査用スカーターの少なくとも一方が前記形態の発明の超音波検査用スカーターからなる。
被検査物を保持し、少なくとも、前記被検査物の被検査部を受信用の超音波検査用スカーターと送信用超音波検査用スカーターの各ノズル間に位置させて前記被検査物を移動させるマニピュレーターと、を有し、
受信用の前記超音波検査用スカーターと送信用の前記超音波検査用スカーターの少なくとも一方が前記形態の発明の超音波検査用スカーターからなる。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、スカーターのノズルから安定した状態で液体を噴射することができ、超音波探傷を良好に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1A】本発明の一実施形態の超音波検査用スカーターの平面図である。
【図1B】超音波検査用スカーターの側面図である。
【図1C】超音波検査用スカーターの底面図である。
【図1D】超音波検査用スカーターの正面図である。
【図2】超音波検査用スカーターの縦断面側面図である。
【図3】中央中空部１０Ａにある整流部の斜視図である。
【図4A】外周内側中空部１２Ａにある整流部の平面図である。
【図4B】外周内側中空部１２Ａにある整流部の整流板を一部省略した正面図である。
【図5A】スカーター本体の一部を構成する本体部材２Ａの平面図である。
【図5B】スカーター本体の一部を構成する本体部材２Ａの正面図である。
【図5C】スカーター本体の一部を構成する本体部材２Ａの底面図である。
【図6A】スカーター本体の一部を構成する本体部材２Ｂの平面図である。
【図6B】スカーター本体の一部を構成する本体部材２Ｂの正面図である。
【図6C】スカーター本体の一部を構成する本体部材２Ｂの底面図である。
【図7A】スカーター本体の一部を構成する本体部材２Ｃの平面図である。
【図7B】スカーター本体の一部を構成する本体部材２Ｃの一部を断面した正面図である。
【図7C】スカーター本体の一部を構成する本体部材２Ｃの底面図である。
【図8】実施形態の超音波検査用スカーターにおける水の流れを説明する図である。
【図9】実施形態の超音波測定用スカーターを使用した例を示す概略図である。
【図10】狭小空間を有する被検査物の概略斜視図である。
【図11】実施形態および関連技術の超音波検査用スカーターを狭小空間に配置して使用した例を示す概略図である。
【図12】超音波検査装置の実施形態を示す概略平面図およびブロック図である。
【図13】超音波検査用スカーター間で、被検査物をマニピュレーターで保持した状態を示す概略正面図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
＜超音波検査用スカーター＞
この実施形態では、超音波検査用スカーターの一形態を説明する。
この実施形態では、超音波検査用スカーターの一形態を説明する。
【0011】
超音波検査用スカーター１は、図１Ａ～図１Ｄに示すように、外形形状が横断面円形状のスカーター本体２を有し、スカーター本体２の一端側はノズル孔１１Ａを有するノズル１１を構成している。以降では、ノズル孔１１Ａの噴射方向を前方（図１Ｂ示下方）として説明する。
スカーター本体２は、後端側に探触子３が設けられ、探触子３に超音波を伝達するケーブル４が接続されており、ケーブル４には、後述する超音波伝送ケーブルが接続される。なお、探触子３は、使用用途などに応じて異なるサイズのものに取り替え可能である。また、スカーター本体２の側壁には、給水口５が設けられており、給水口５には、導入管５Ａが接続され、導入管５Ａにさらに給水管６が接続されている。給水口５は、本発明の液体供給口に相当する。
スカーター本体２は、正面視で、下方側が一部球面形状を有し、ケーブル４、給水管６を除いて、３８ｍｍ径の球形状の内側に収まる全体形状を有している。本実施形態では、スカーター本体２は、５０ｍｍ径の球形状内に収まる全体形状を有するものが望ましい。
スカーター本体２は、後端側に探触子３が設けられ、探触子３に超音波を伝達するケーブル４が接続されており、ケーブル４には、後述する超音波伝送ケーブルが接続される。なお、探触子３は、使用用途などに応じて異なるサイズのものに取り替え可能である。また、スカーター本体２の側壁には、給水口５が設けられており、給水口５には、導入管５Ａが接続され、導入管５Ａにさらに給水管６が接続されている。給水口５は、本発明の液体供給口に相当する。
スカーター本体２は、正面視で、下方側が一部球面形状を有し、ケーブル４、給水管６を除いて、３８ｍｍ径の球形状の内側に収まる全体形状を有している。本実施形態では、スカーター本体２は、５０ｍｍ径の球形状内に収まる全体形状を有するものが望ましい。
【0012】
スカーター本体２は、図２に示すように、ノズル孔１１Ａの後方側に、内部に横断面円形の中央中空部１０Ａを有する中央筒部１０を有している。
中央中空部１０Ａは、前方に向けて徐々に径が小さくなるテーパ面１０Ｂを有しており、テーパ面１０Ｂは、ノズル１１内でノズル孔１１の先端側まで延長している。すなわち、テーパ面１０Ｂの一部は、ノズル孔１１Ａの側面を構成している。
中央中空部１０Ａは、前方に向けて徐々に径が小さくなるテーパ面１０Ｂを有しており、テーパ面１０Ｂは、ノズル１１内でノズル孔１１の先端側まで延長している。すなわち、テーパ面１０Ｂの一部は、ノズル孔１１Ａの側面を構成している。
【0013】
中央筒部１０の外周側には、中央筒部１０の外周側を囲むように間隔を空けて、ノズル方向に伸張する外周内側筒部１２を有しており、中央筒部１０外周面と外周内側筒部１２内周面との間で環状の外周内側中空部１２Ａが形成されている。
また、中央中空部１０Ａの後方側には、外周内側筒部１２の上方側の内空間により連結中空部１２Ｂが形成されており、連結中空部１２Ｂは、中央中空部１０Ａよりも大径になっている。連結中央部１２Ｂの外周側は、外周内側中空部１２Ａの後方端に環状に連通しており、連結中央部１２Ｂを介して中央中空部１０Ａと外周内側中空部１２Ａとが連通している。
また、中央中空部１０Ａの後方側には、外周内側筒部１２の上方側の内空間により連結中空部１２Ｂが形成されており、連結中空部１２Ｂは、中央中空部１０Ａよりも大径になっている。連結中央部１２Ｂの外周側は、外周内側中空部１２Ａの後方端に環状に連通しており、連結中央部１２Ｂを介して中央中空部１０Ａと外周内側中空部１２Ａとが連通している。
【0014】
外周内側筒部１２の外周側には、外周内側筒部１２の外周側を囲むように間隔を空けて、ノズル方向に伸張する外周外側筒部１３を有しており、外周内側筒部１２の外周面と外周外側筒部１３の内周面との間で環状の外周外側中空部１３Ａが形成されている。
なお、外周外側中空部１３Ａの厚さは、外周内側中空部１２Ａの厚さよりも小さくなっている。外周外側筒部１３の外周面はスカーター本体２の側面を構成している。
なお、外周外側中空部１３Ａの厚さは、外周内側中空部１２Ａの厚さよりも小さくなっている。外周外側筒部１３の外周面はスカーター本体２の側面を構成している。
【0015】
外周外側中空部１３Ａの前方側は、外周内側中空部１２Ａの前端側に環状に連結されている。外周内側中空部１２Ａおよび外周外側中空部１３Ａの連結側には、ノズル１１の下面の球面形状に沿って、内側に向けて次第に前方に位置する曲面状の傾斜面１３Ｂを有しており、外周外側中空部１３Ａから外周内側中空部１２Ａにかけて水が円滑に流れ、水の流れに乱れが生じにくくなっている。
【0016】
外周外側筒部１３の一側壁側には、前記した給水口５が貫通するようにして形成されており、給水口５には外部に伸張する給水管６が接続される。給水口５は、外周外側中空部１３Ａに連通しており、最終的には中央中空部１０Ａに連通している。給水管６には、外部の給水ポンプに接続されて、給水管６内の給水連絡路６Ａを通じて給水口５への水の供給が可能になっている。
なお、給水口５は、この実施形態では、外周外側筒部１３の側壁に設けるものとして説明したが、外周外側筒部１３に限定されるものではなく、外周外側中空部１３Ａに給水できる個所に設けるものであればよい。
なお、給水口５は、この実施形態では、外周外側筒部１３の側壁に設けるものとして説明したが、外周外側筒部１３に限定されるものではなく、外周外側中空部１３Ａに給水できる個所に設けるものであればよい。
【0017】
さらに、中央中空部１０Ａでは、ノズル孔１１Ａの後方側において、中空部１０Ａ内周面にほぼ嵌まるようにして整流部２０が配置されている。
整流部２０は、図３に示されるように、中央に貫通孔２０Ａを有し、その外周に放射状に７枚の整流板２０Ｂが同角度間隔で設けられている。整流板２０Ｂは、ノズル方向に沿った形状を有し、その表裏面が整流面２０Ｃとなっている。これにより、中空部１０Ａを通過する水は、整流部２０の貫通孔２０Ａおよび整流面２０Ｃ、２０Ｃ間の空間を通過して流れが整えられる。整流板２０Ｂの側面は、テーパ面１０Ｂに沿ったテーパ形状を有している。
この例では、１枚の板を折り曲げて、中央に貫通孔２０Ａを有するように複数の整流板２０Ｂを成形している。ただし、本発明としては整流部の製造方法が特に限定されるものではなく、形状も適宜変更することができる。また、中央の貫通孔を設けないものとしてもよい。上記整流部２０は、本発明の中央整流部に相当する。なお、中央整流部は、中央筒部と一体に形成されているものであってもよい。
整流部２０は、図３に示されるように、中央に貫通孔２０Ａを有し、その外周に放射状に７枚の整流板２０Ｂが同角度間隔で設けられている。整流板２０Ｂは、ノズル方向に沿った形状を有し、その表裏面が整流面２０Ｃとなっている。これにより、中空部１０Ａを通過する水は、整流部２０の貫通孔２０Ａおよび整流面２０Ｃ、２０Ｃ間の空間を通過して流れが整えられる。整流板２０Ｂの側面は、テーパ面１０Ｂに沿ったテーパ形状を有している。
この例では、１枚の板を折り曲げて、中央に貫通孔２０Ａを有するように複数の整流板２０Ｂを成形している。ただし、本発明としては整流部の製造方法が特に限定されるものではなく、形状も適宜変更することができる。また、中央の貫通孔を設けないものとしてもよい。上記整流部２０は、本発明の中央整流部に相当する。なお、中央整流部は、中央筒部と一体に形成されているものであってもよい。
【0018】
さらに、外周内側中空部１２Ａ内には、図４Ａ、４Ｂに示す整流部２１が設けられている。
整流部２１は環状の形状を有しており、外周内側中空部１２Ａに環状に収まる。整流部２１は、中央筒部１０の外周面に沿う形状の整流部筒体２１Ａを有し、整流部筒体２１Ａの外周面に放射状に等角度間隔で複数の整流板２１Ｂが設けられている。
整流板２１Ｂは、この例では１６枚からなり、その外周端は外周内側筒体１２の内周面にほぼ沿う形状を有している。整流板２１Ｂは、整流部筒体２１Ａよりも後方に伸張しており、前方側では、整流部筒体２１Ａと整流板２１Ｂとは前方端位置が揃っている。整流板２１Ｂの側面はノズル方向に沿った整流面２１Ｃとなっている。
整流部筒体２１Ａは、整流板２１Ｂを固定するためのものであり、整流板２１Ｂの整流面２１Ｃに沿って水が流れることで水の流れを安定させる。整流部２１は、本発明の外周整流部に相当する。本発明の外周整流部は、外周内側筒部または外周外側筒部と一体に形成されているものであってもよい。
整流部２１は環状の形状を有しており、外周内側中空部１２Ａに環状に収まる。整流部２１は、中央筒部１０の外周面に沿う形状の整流部筒体２１Ａを有し、整流部筒体２１Ａの外周面に放射状に等角度間隔で複数の整流板２１Ｂが設けられている。
整流板２１Ｂは、この例では１６枚からなり、その外周端は外周内側筒体１２の内周面にほぼ沿う形状を有している。整流板２１Ｂは、整流部筒体２１Ａよりも後方に伸張しており、前方側では、整流部筒体２１Ａと整流板２１Ｂとは前方端位置が揃っている。整流板２１Ｂの側面はノズル方向に沿った整流面２１Ｃとなっている。
整流部筒体２１Ａは、整流板２１Ｂを固定するためのものであり、整流板２１Ｂの整流面２１Ｃに沿って水が流れることで水の流れを安定させる。整流部２１は、本発明の外周整流部に相当する。本発明の外周整流部は、外周内側筒部または外周外側筒部と一体に形成されているものであってもよい。
【0019】
また、外周外側中空部１３Ａ内には、外周外側筒部１３の内周面と、外周内側筒部１２の外周面との空間において、厚さ方向を塞ぐように、全周に亘ってフィルタ２２が配置されている。フィルタ２２は、給水口５の前方側、すなわち水の流れにおいて下流側に配置されている。
フィルタ２２は、不織布で構成され、網目構造を有している（商品名：ミガギロンＺ；三共理化学製＃１５０～３２０）。給水口５に導入された水は、予め定めた流量（例えば５～１０Ｌ／分）で送られており、フィルタ２２において目の間を通ることで圧損が生じつつ、網目を通過することで水の流れが整えられる。なお、本発明としては、フィルタの種別や網目の大きさ等は特に限定されるものではない。
フィルタ２２は、不織布で構成され、網目構造を有している（商品名：ミガギロンＺ；三共理化学製＃１５０～３２０）。給水口５に導入された水は、予め定めた流量（例えば５～１０Ｌ／分）で送られており、フィルタ２２において目の間を通ることで圧損が生じつつ、網目を通過することで水の流れが整えられる。なお、本発明としては、フィルタの種別や網目の大きさ等は特に限定されるものではない。
【0020】
超音波検査用スカーター１は、図５Ａ、Ｂ、Ｃ、図６Ａ、Ｂ、Ｃ、図７Ａ、Ｂ、Ｃに示すように、複数の部材によって構成されている。この例では、スカーター本体２は、本体部材２Ａ、２Ｂ、２Ｃで構成されている。
以下の説明では、ノズルを下方側に位置させた状態で説明する。
以下の説明では、ノズルを下方側に位置させた状態で説明する。
【0021】
本体部材２Ａは、図５Ａ、５Ｂ、５Ｃに示すように、スカーター本体２の下方側形状を構成しており、その下方側は下面を球面とする球欠形状のノズル１１を有している。ノズル１１上の中央に中央筒部１０が立ち上がっている。ノズル１１の中心に上下に貫通するノズル孔１１Ａが形成され、中央筒部１０の内部に筒穴形状の中央中空部１０Ａを有しており、中央中空部１０Ａはノズル孔１１Ａが連通している。中央中空部１０Ａとノズル孔１１Ａには、先端に向けて次第に径が小さくなるテーパ面１０Ｂを有しており、テーパ面１０Ｂの一部はノズル孔１１Ａの傾斜面を構成している。
ノズル１１の上面外周端に環状に上面周壁１１Ｂを有し、ノズル１１の上面側では上面周壁１１Ｂを除いて内側に向けて、中央筒部１０の外周面に至るまで次第に深くなる環状のくぼみを有しており、湾曲した傾斜面１３Ｂを構成する。環状のくぼみは、外周外側中空部１３Ａの前端側と外周内側中空部１２Ａの前端側を連通させる。
ノズル１１の下面の球面形状は、超音波検査用スカーター１をＲ部の内周側に配置する際に、超音波検査用スカーター１の回転動作を容易にする。
ノズル１１の上面外周端に環状に上面周壁１１Ｂを有し、ノズル１１の上面側では上面周壁１１Ｂを除いて内側に向けて、中央筒部１０の外周面に至るまで次第に深くなる環状のくぼみを有しており、湾曲した傾斜面１３Ｂを構成する。環状のくぼみは、外周外側中空部１３Ａの前端側と外周内側中空部１２Ａの前端側を連通させる。
ノズル１１の下面の球面形状は、超音波検査用スカーター１をＲ部の内周側に配置する際に、超音波検査用スカーター１の回転動作を容易にする。
【0022】
本体部材２Ｂは、図６Ａ、６Ｂ、６Ｃに示すように、ノズル１１の上面周壁１１Ｂ上に接し、上面周壁１１Ｂと同じ厚さ（２．４ｍｍ）の筒壁からなる円筒状の外周外側筒部１３を有しており、外周外側筒部１３の上端には、内周側に３ｍｍ厚（筒壁肉厚を含む）としたリブ１３Ｃが形成されている。リブ１３Ｃの内径は２７ｍｍになっている。
さらに、外周外側筒部１３の側壁には、給水口５が開口されており、給水口５に接続されるように外周外側筒部１３の外壁に導入管５Ａが設けられている。
さらに、外周外側筒部１３の側壁には、給水口５が開口されており、給水口５に接続されるように外周外側筒部１３の外壁に導入管５Ａが設けられている。
【0023】
本体部材２Ｃは、図７Ａ、７Ｂ、７Ｃに示す円筒状の外周内側筒部１２を有し、外周内側筒部１２の上端近くに、前後方向に互いに間隔を有する２重のリブ１２Ｃを有し、外周内側筒体１２の上端に蓋部１２Ｄを有している。蓋部１２Ｄには、探触子３を挿入するための取付孔１２Ｅが形成されている。取付孔１２Ｅの内径は、リブ１２Ｃの内径と略同じになっている。
外周内側筒体１２の外径は、外周外側筒体１３のリブ１３Ｃの内径内に隙間なく嵌まる大きさ（２７ｍｍ径）を有しており、外周内側筒体１２は、外周外側筒体１３のリブ１３Ｃの内径側に挿入される。外周内側筒体１２は、蓋部１２Ｃがリブ１３Ｃの上端に当たるまで嵌め込んだ状態で、外周外側筒体１３の下端とほぼ同じ下端位置になる長さを有している。
外周内側筒体１２の外径は、外周外側筒体１３のリブ１３Ｃの内径内に隙間なく嵌まる大きさ（２７ｍｍ径）を有しており、外周内側筒体１２は、外周外側筒体１３のリブ１３Ｃの内径側に挿入される。外周内側筒体１２は、蓋部１２Ｃがリブ１３Ｃの上端に当たるまで嵌め込んだ状態で、外周外側筒体１３の下端とほぼ同じ下端位置になる長さを有している。
【0024】
上記本体部材２Ａ、２Ｂ、２Ｃの組み立てにおいては、中央中空部１０Ａ内へ整流部２０を配置し、外周内側中空部１２Ａ内に整流部２１を配置し、外周外側中空部１３Ａ内に、隙間なく環状にフィルタ２２を配置する。この際に、フィルタ２２は、給水口５の下方側すなわち水の流れにおける下流側に配置する。本実施形態では、整流部２０、２１、フィルタ２２を配置したが、本発明としては、少なくとも整流部２０を必要とし、整流部２１、フィルタ２２は省略することが可能である。ただし、より良好な水の噴流状態を得るためには、整流部２０とともに、整流部２１、フィルタ２２を設けるのが望ましい。
【0025】
取付孔１２Ｅには、探触子３が嵌め込まれる。探触子３は、リブ１２Ｃの内径内に収まり、下端がリブ１２Ｃの下面に揃うように取り付けが行われる。これにより連結中空部１２Ｂの上面側は探触子３側の下面とリブ１２Ｃの下面で塞がれ、２段のリブ１２Ｃ間の凹部にはシーリング１２Ｆが配置される。
本体部材２Ａ、２Ｂ、２Ｃは、ボルト、ナット、ねじなどの固定具を用いることなく、互いに接する面を接着により接合することができる。これにより、超音波検査用スカーター１全体を、給水口５を後方にし、ケーブル４や給水管６を除いた正面視で３８ｍｍ径内に収まる小さな形状にすることができる。
この実施形態では、本体部材２Ａ、２Ｂ、２Ｃによりスカーター本体２が構成されるものとしたが、スカーター本体を構成する部材の数や形状が限定されるものではなく、スカーター本体２が一体で構成されるものであってもよい。
本体部材２Ａ、２Ｂ、２Ｃは、ボルト、ナット、ねじなどの固定具を用いることなく、互いに接する面を接着により接合することができる。これにより、超音波検査用スカーター１全体を、給水口５を後方にし、ケーブル４や給水管６を除いた正面視で３８ｍｍ径内に収まる小さな形状にすることができる。
この実施形態では、本体部材２Ａ、２Ｂ、２Ｃによりスカーター本体２が構成されるものとしたが、スカーター本体を構成する部材の数や形状が限定されるものではなく、スカーター本体２が一体で構成されるものであってもよい。
【0026】
超音波検査用スカーター１における水の流れを図８に基づいて説明する。
給水管６の給水連絡路６Ａを通って給水口５から外周外側中空部１３Ａに環状に水が導入される。この水は、フィルタ２２を通過した後、外周外側中空部１３Ａの前方側にあるくぼみの傾斜面１３Ｂに沿って外周内側中空部１２Ａの前端側に円滑に流れ込み外周内側中空部１２Ａ内を後方側に移動する。その際に、水はフィルタ２２を通過することによって整流され、さらに、水は外周内側中空部１２Ａ内を流れて整流部２１を通過して整流され、外周内側中空部１２Ａを後方側に移動する。
水は、外周内側中空部１２Ａの後方端で連結中空部１２Ｂに環状に移動した後、中央中空部１０Ａで前方側に移動する。中央中空部１０Ａでは、水は前方側に移動し、整流部２０を通過してさらに整流がされる。
整流部２０を通過した水は、中央中空部１０Ａおよびノズル１１に移動し、テーパ面１０Ｂで絞られつつ前方に移動し、ノズル孔１１Ａから前方に噴射される。
給水管６の給水連絡路６Ａを通って給水口５から外周外側中空部１３Ａに環状に水が導入される。この水は、フィルタ２２を通過した後、外周外側中空部１３Ａの前方側にあるくぼみの傾斜面１３Ｂに沿って外周内側中空部１２Ａの前端側に円滑に流れ込み外周内側中空部１２Ａ内を後方側に移動する。その際に、水はフィルタ２２を通過することによって整流され、さらに、水は外周内側中空部１２Ａ内を流れて整流部２１を通過して整流され、外周内側中空部１２Ａを後方側に移動する。
水は、外周内側中空部１２Ａの後方端で連結中空部１２Ｂに環状に移動した後、中央中空部１０Ａで前方側に移動する。中央中空部１０Ａでは、水は前方側に移動し、整流部２０を通過してさらに整流がされる。
整流部２０を通過した水は、中央中空部１０Ａおよびノズル１１に移動し、テーパ面１０Ｂで絞られつつ前方に移動し、ノズル孔１１Ａから前方に噴射される。
【0027】
中央中空部１３Ａを通過する水はフィルタ２２で整流され、さらに、外周外側中空部１２Ａおよび外周内側中空部１０Ａを通過する水は、上記した二つの整流部２０、２１によって整流され、ノズル孔１１Ａから前方に噴射される水は、乱流がなく、良好な層流状態を有している。
【0028】
超音波検査用スカーター１を送信用に使用する場合、探触子３から超音波を前方に送り、中央中空部１０Ａおよびノズル孔１１Ａ内を流れる水に伝播させる。超音波は、層流状態の水中を進み、減衰が少なく、安定して伝播することができる。
超音波検査用スカーター１を受信用に使用する場合、層流状態の噴流中を超音波の減衰が少なく安定して伝搬し、探触子３で受信される。
超音波検査用スカーター１を受信用に使用する場合、層流状態の噴流中を超音波の減衰が少なく安定して伝搬し、探触子３で受信される。
【0029】
図９は、超音波検査における使用状態の一例を示すものである。
超音波検査用スカーター１を送信用とし、被検査物１００をノズル１１の前方に配置し、被検査物１００を挟んだ対向側に受信用の超音波検査用スカーター５０を配置する。超音波検査用スカーター５０は、関連技術に関するものであり、ノズルの前方に被検査物１００が位置するようにする。
超音波検査用スカーター１を送信用とし、被検査物１００をノズル１１の前方に配置し、被検査物１００を挟んだ対向側に受信用の超音波検査用スカーター５０を配置する。超音波検査用スカーター５０は、関連技術に関するものであり、ノズルの前方に被検査物１００が位置するようにする。
【0030】
この状態で、超音波検査用スカーター１および超音波検査用スカーター５０のノズルから水を噴射して、被検査物１００の被検査部１００Ａに水柱３０を打ち当てる。
水の供給量は特に限定されないが、例えば５～１０Ｌ／分の供給量とすることができる。
この際に、超音波検査用スカーター１で探触子３より超音波を発生させて超音波検査用スカーター１内を流れる水に超音波を伝播させる。超音波は、水柱３０とともに被検査物１００の被検査部１００Ａに当たり、被検査部１００Ａを透過し、超音波検査用スカーター５０から噴射された水柱６０内を伝播して超音波検査用スカーター５０内に伝わる。超音波検査用スカーター５０では、探触子５１で被検査部１００Ａを透過した超音波を受信する検査が行われる。この際に超音波は安定した状態で被検査部１００Ａに当たることで超音波の超音波検査を良好に行うことができる。
水の供給量は特に限定されないが、例えば５～１０Ｌ／分の供給量とすることができる。
この際に、超音波検査用スカーター１で探触子３より超音波を発生させて超音波検査用スカーター１内を流れる水に超音波を伝播させる。超音波は、水柱３０とともに被検査物１００の被検査部１００Ａに当たり、被検査部１００Ａを透過し、超音波検査用スカーター５０から噴射された水柱６０内を伝播して超音波検査用スカーター５０内に伝わる。超音波検査用スカーター５０では、探触子５１で被検査部１００Ａを透過した超音波を受信する検査が行われる。この際に超音波は安定した状態で被検査部１００Ａに当たることで超音波の超音波検査を良好に行うことができる。
【0031】
本実施形態の超音波検査用スカーター１では、水が被検査部１００Ａに当たった際に、安定した水傘状になる。これは、水が良好な層流状態になっていることにより得られる。一方、水が乱流状態であると、被検査物に当たった際に、安定した水傘状態にならず、水が四散しやすくなる。安定した層流状態の水の流れでは、超音波の減衰が小さく、伝播も安定している。
【0032】
上記の例では、送信用の超音波検査用スカーター１で、探触子３より１ＭＨｚの周波数で超音波を送信し、受信用の超音波検査用スカーター５０では、１ＭＨｚの超音波を測定したところ、エコーの高さ変動は、２０．５～２８．０％となり、変動が少なく安定していた。一方、水の整流が十分になされていないスカーターを用いた場合、水が乱流状態になり、エコーの高さ変動は６．０～１９．０％になって減衰量が多くなるとともに常に変動が生じて不安定な超音波の伝搬状態になっていた。
また、本実施形態の超音波検査用スカーター１は、正面視で３８ｍｍ径内に収まる形状を有しているため、整流を行うためには十分な流路を確保することが難しくなるが、整流部２０、２１の配置およびフィルタ２２の配置により整流作用が十分に得られるため、噴射された水は良好な層流状態が得られている。
また、本実施形態の超音波検査用スカーター１は、正面視で３８ｍｍ径内に収まる形状を有しているため、整流を行うためには十分な流路を確保することが難しくなるが、整流部２０、２１の配置およびフィルタ２２の配置により整流作用が十分に得られるため、噴射された水は良好な層流状態が得られている。
【0033】
上記した例では、平盤状の被検査物１００を対象にして説明をしたが、例えば、被検査物１１０を対象にして、送信用の超音波検査用スカーター１を狭小な空間に配置する場合について説明する。
被検査物の一例を図１０に示す。
被検査物１１０は、長尺形状を有し、断面Ｒ形状となるＲ部を中央部分に有しており、断面Ｒ形状部分を挟んで両側の片が約４５度の角度差を有している。Ｒ部には、コア１１１のあるものと、ないものとがある。図では、コア１１１を有するものを示しており、本実施形態としては、コアの有無が限定されるものではない。この被検査物１１０は、例えば航空機用の翼ノーズ部などが例として挙げられる。
この例では、Ｒ部を被検査部１１０Ａとしており、例えば断面Ｒ形状部分の内面側に送信用の超音波検査用スカーター１を配置し、断面Ｒ形状部分の外面側に受信用の超音波検査用スカーター５０を配置する。
被検査部１１０Ａは、測定範囲が頂上部分に限定されるものではなく、その周囲を測定する必要がある。この際に、超音波検査用スカーター１は、被検査部１１０Ａにできるだけ垂直に水を当て、その先に受信用に超音波検査用スカーター５０を配置するのが望ましい。
被検査物の一例を図１０に示す。
被検査物１１０は、長尺形状を有し、断面Ｒ形状となるＲ部を中央部分に有しており、断面Ｒ形状部分を挟んで両側の片が約４５度の角度差を有している。Ｒ部には、コア１１１のあるものと、ないものとがある。図では、コア１１１を有するものを示しており、本実施形態としては、コアの有無が限定されるものではない。この被検査物１１０は、例えば航空機用の翼ノーズ部などが例として挙げられる。
この例では、Ｒ部を被検査部１１０Ａとしており、例えば断面Ｒ形状部分の内面側に送信用の超音波検査用スカーター１を配置し、断面Ｒ形状部分の外面側に受信用の超音波検査用スカーター５０を配置する。
被検査部１１０Ａは、測定範囲が頂上部分に限定されるものではなく、その周囲を測定する必要がある。この際に、超音波検査用スカーター１は、被検査部１１０Ａにできるだけ垂直に水を当て、その先に受信用に超音波検査用スカーター５０を配置するのが望ましい。
【0034】
しかし、スカーターを狭小な空間に配置した際に、移動が制限されると、噴射される水を被検査部に良好に当てることが難しくなる。
図１１は、被検査物１１０の内面側に送信用の超音波測定用スカーターを配置した図であり、図示右側の図は、本実施形態の超音波検査用スカーター１を配置したものであり、図示左側の図は、関連技術で角形の形状を有する超音波検査用スカーター５０を配置したものである。図中の二点鎖線は、スカーターと被検査物１１０の回転位置が変更された際の位置関係を示している。
超音波検査用スカーター１は、ノズル１１を下方にした正面視の状態で横幅が３３ｍｍ、探触子３を含めた縦長さが３５．５ｍｍで、全体が３８ｍｍの円形内に収まっている。超音波検査用スカーター５０は、ノズルを下方にした正面視の状態で、横幅が３７ｍｍ、探触子３を含めた縦長さが４０ｍｍ、本体形状が矩形状の形を有し、全体形状は４９ｍｍの円形内に収まる形状を有している。
図１１は、被検査物１１０の内面側に送信用の超音波測定用スカーターを配置した図であり、図示右側の図は、本実施形態の超音波検査用スカーター１を配置したものであり、図示左側の図は、関連技術で角形の形状を有する超音波検査用スカーター５０を配置したものである。図中の二点鎖線は、スカーターと被検査物１１０の回転位置が変更された際の位置関係を示している。
超音波検査用スカーター１は、ノズル１１を下方にした正面視の状態で横幅が３３ｍｍ、探触子３を含めた縦長さが３５．５ｍｍで、全体が３８ｍｍの円形内に収まっている。超音波検査用スカーター５０は、ノズルを下方にした正面視の状態で、横幅が３７ｍｍ、探触子３を含めた縦長さが４０ｍｍ、本体形状が矩形状の形を有し、全体形状は４９ｍｍの円形内に収まる形状を有している。
【0035】
超音波検査用スカーター５０は、被検査部１１０Ａの頂上部分に向けた状態では、角部が被検査物１１０の被検査部１１０Ａの内面に近接しており、回転範囲が制限され、回転角度が大きくなると被検査物１１０の内面と接触してしまう。このため被検査部１１０Ａに対しては斜めに水を当てて測定を行わざるを得ず、良好な超音波透過を行うことができない。
これに対し、超音波検査用スカーター１は、給水管６を被検査物１００の長尺方向に配置して、被検査物１１０の内面と広い範囲に亘って所定のクリアランスを保つことができ、超音波検査用スカーター１を大きな角度範囲で調整することができる。これによりノズル１１から噴射される水を被検査物１１０の内面に水をほぼ垂直に当てることができ、被検査物１００に対し超音波を良好に透過させることができる。特に超音波検査用スカーター１は、ノズル１１がある下面側が断面弧状に形成されており、回転調整をより容易に行うことができる。
これに対し、超音波検査用スカーター１は、給水管６を被検査物１００の長尺方向に配置して、被検査物１１０の内面と広い範囲に亘って所定のクリアランスを保つことができ、超音波検査用スカーター１を大きな角度範囲で調整することができる。これによりノズル１１から噴射される水を被検査物１１０の内面に水をほぼ垂直に当てることができ、被検査物１００に対し超音波を良好に透過させることができる。特に超音波検査用スカーター１は、ノズル１１がある下面側が断面弧状に形成されており、回転調整をより容易に行うことができる。
【0036】
＜超音波検査装置＞
次に、送信用のスカーターと受信用のスカーターとを用いて、被検査物１１０をマニピュレーターで保持・移動する超音波検査装置について、図１２～図１４の図に基づいて説明する。
図１２は、超音波検査装置２００の平面概略図とブロック図を示しており、超音波検査用スカーター１と、超音波検査用スカーター５０とを水の噴射方向が対向するように向かい合わせに設置固定される。
超音波検査装置２００では、超音波検査用スカーター１と、超音波検査要スカーター５０とに給水を行う給水ポンプ２０１が配置されており、給水ポンプ部２０１の出側は、超音波検査用スカーター１と、超音波検査要スカーター５０とに給水配管２０２に接続されている。図では、簡略のため、一本のラインで給水配管２０２が記載されているが、実際には、それぞれの超音波検査用スカーター１、５０に独立して給水を行うことができる。
給水ポンプ２０１、給水配管２０２によって所定の水量で超音波検査用スカーター１と超音波検査要スカーター５０とに給水を行うことができる。
次に、送信用のスカーターと受信用のスカーターとを用いて、被検査物１１０をマニピュレーターで保持・移動する超音波検査装置について、図１２～図１４の図に基づいて説明する。
図１２は、超音波検査装置２００の平面概略図とブロック図を示しており、超音波検査用スカーター１と、超音波検査用スカーター５０とを水の噴射方向が対向するように向かい合わせに設置固定される。
超音波検査装置２００では、超音波検査用スカーター１と、超音波検査要スカーター５０とに給水を行う給水ポンプ２０１が配置されており、給水ポンプ部２０１の出側は、超音波検査用スカーター１と、超音波検査要スカーター５０とに給水配管２０２に接続されている。図では、簡略のため、一本のラインで給水配管２０２が記載されているが、実際には、それぞれの超音波検査用スカーター１、５０に独立して給水を行うことができる。
給水ポンプ２０１、給水配管２０２によって所定の水量で超音波検査用スカーター１と超音波検査要スカーター５０とに給水を行うことができる。
【0037】
また、超音波検査用スカーター１および超音波検査要スカーター５０の探触子には超音波信号を伝送する超音波伝送ケーブル２１５が設置されており、その一端は、探傷器２１０に接続されている。
探傷器２１０には、信号ケーブル２２５によって、収録ＰＣ２１１、解析ＰＣ２１２が接続されており、解析ＰＣ２１２では、超音波検査用スカーター５０で測定された超音波を受けて被検査部における探傷の解析を行い、必要に応じて解析前または解析後のデータを収録ＰＣ２１１に保存する。
探傷器２１０には、信号ケーブル２２５によって、収録ＰＣ２１１、解析ＰＣ２１２が接続されており、解析ＰＣ２１２では、超音波検査用スカーター５０で測定された超音波を受けて被検査部における探傷の解析を行い、必要に応じて解析前または解析後のデータを収録ＰＣ２１１に保存する。
【0038】
マニピュレーター２３０には、信号ケーブル２２２によりロボットコントローラー２２１が接続されており、ロボットコントローラー２２１は信号ケーブル２２６によって制御盤２２０が接続されている。さらに、ロボットコントローラー２２１は、スカーター側のセンサと信号ケーブル２２７により接続されている。信号ケーブル２２６、ロボットコントローラー２２１、信号ケーブル２２２を介して、制御盤２２０によってマニピュレーター２３０に対する位置信号が送られ、制御盤２２０の指令に従ってロボットコントローラー２２１によりマニピュレーター２３０の動作が制御される。スカーター側のセンサによる位置信号は、信号ケーブル２２７を通じてロボットコントローラー２２１に通知される。
【0039】
制御盤２２０には、信号ケーブル２２３によってＰＬＣ２１３（Programmable Logic Controller）が接続されており、ＰＬＣ２１３と制御盤２２０との間では、マニピュレーター２３０による被検査物の位置信号のやりとりが行われる。
また、ＰＬＣ２１３には信号ケーブル２２４により前記した探傷器２１０が接続されている。ＰＬＣ２１３からは探傷器２１０に位置信号が送られ、探傷位置と探傷結果との関連付けが行われる。
また、ＰＬＣ２１３には信号ケーブル２２４により前記した探傷器２１０が接続されている。ＰＬＣ２１３からは探傷器２１０に位置信号が送られ、探傷位置と探傷結果との関連付けが行われる。
【0040】
超音波検査装置２００は、図１２、１３に示すように、超音波検査用スカーター１と超音波検査用スカーター５０が対向して配置され、それぞれが後述するスカーター固定具２５０Ａ、２５０Ｂに固定されており、その後方側にマニピュレーター２３０が配置されており、マニピュレーター２３０の一側方に被検査物置き台２４５を設置されている。
マニピュレーター２３０の後方側にハンド置き台２４０が設けられている。
マニピュレーター２３０の後方側にハンド置き台２４０が設けられている。
【0041】
ハンド置き台２４０には、ワーククランプハンド２４１が配置される。ワーククランプハンドは、被検査物の大小に対応して異なるサイズのものを用いることができ、図では、大サイズのワーククランプハンド大２４１Ａと小サイズのワーククランプハンド小２４１Ｂとが置かれている。
【0042】
マニピュレーター２３０は、基台上にベース部２３０Ａが縦軸により水平回転可能に取り付けられており、ベース部２３０Ａに第１アーム部２３０Ｂの基端側が水平軸により縦回転可能に取り付けられており、第１アーム部２３０Ｂの先端側に第２アーム部２３０Ｃの基端側が水平軸により縦回転可能に取り付けられている。第２アーム部２３０Ｃの先端側には、ハンド部２３０Ｄが第２アーム部２３０Ｃに沿った軸により自転可能となっている。これによりハンド部２３０Ｄは、図１３の動作範囲Ｂ内で移動することができる。
【0043】
マニピュレーター２３０は、制御盤２２０の制御指令を受けてロボットコントローラー２２１を介して各回転軸が回転して所定の位置に移動する。最初に、ハンド置き台２４０にあるワーククランプハンド２４１を取り出して吸着により保持する。
マニピュレーター２３０では、ベース部２３０Ａ、第１アーム部２３０Ｂ、第２アーム部２３０Ｃ、ハンド部２３０Ｄの回転移動により、ワーククランプハンド２４１を保持しているハンド部２３０Ｄを移動させ、被検査物置き台２４５に設置されている被検査物１１０をクランプし、この被検査物１１０を測定に備えて移動させる。
マニピュレーター２３０では、ベース部２３０Ａ、第１アーム部２３０Ｂ、第２アーム部２３０Ｃ、ハンド部２３０Ｄの回転移動により、ワーククランプハンド２４１を保持しているハンド部２３０Ｄを移動させ、被検査物置き台２４５に設置されている被検査物１１０をクランプし、この被検査物１１０を測定に備えて移動させる。
【0044】
被検査物１１０は、マニピュレーター２３０の移動動作により、超音波検査用スカーター１と超音波検査要スカーター５０の間の上方から、被検査物１１０が縦になった状態で下降させる。その際には、被検査物１１０のＲ部内面側すなわち被検査部１１０Ａの内面が超音波検査用スカーター１側に向き、かつ超音波検査用スカーター１の先端側から所定の距離、例えば５ｍｍ程度の間隔を維持するようにする。被検査部１１０と超音波検査用スカーターとの距離は、超音波検査要スカーター５０側に設けられた距離測定センサ２５１Ａ、２５１Ｂの測定により行うことができる。
【0045】
測定の際は、超音波検査用スカーター１と超音波検査要スカーター５０のノズルからそれぞれ水を噴射した状態で、超音波検査用スカーター１から水柱中を伝搬させて被検査部１１０Ａを透過させ、超音波検査要スカーター５０で水柱中に超音波を伝搬させ、受信した超音波によって被検査部１１０Ａの探傷を行う。超音波は、超音波伝送ケーブル２１５を経て探傷器２１０に送られ、解析ＰＣ２１２により超音波測定に対する解析が行われる。その際の被検査部１１０Ａの位置はセンサ２５１Ａ、２５１Ｂによる検知結果、位置信号指令から取得することができ、ＰＬＣ２１３を介して探傷器２１０に通知され、探傷結果と探傷位置との関連付けが行われる。
【0046】
被検査部１１０Ａの異なる位置を測定する場合は、マニピュレーター２３０により、超音波検査用スカーター１の周りで被検査物１１０を、被検査部１１０Ａの縦軸を中心に回転させ、Ｒ部周辺の測定を行う。この際には、超音波検査用スカーター１の先端側と同じ間隔を有するように距離測定センサ２５１Ａ、２５１Ｂで間隔を測定しつつ、被検査物１１０の回転移動を行う。その後、上記と同様に被検査部１１０Ａの測定を行うことができる。
また、マニピュレーター２３０により被検査物１１０を縦方向に移動させて、同様に異なる位置での被検査部１１０Ａの測定を行い、また同様に、被検査物１１０を回転させて被検査部１１０Ａ周辺の測定を行う。
また、マニピュレーター２３０により被検査物１１０を縦方向に移動させて、同様に異なる位置での被検査部１１０Ａの測定を行い、また同様に、被検査物１１０を回転させて被検査部１１０Ａ周辺の測定を行う。
【0047】
以上の動作により、超音波検査用スカーター１と超音波検査用スカーター５０をスカーター固定具に固定して被検物110の測定を行うことが可能になる。
これによりスカーターから噴射される噴流は安定し、水量の変動や水しぶきの発生が抑えられることから噴流中を伝播する超音波は安定した状態で被検査部にあたり、検査精度が向上する。また被検物１１０はマニピュレーター２３０により縦方向に動かして測定を行うため、被検物が長尺であったり、または可撓性を持つ場合に発生するたわみや曲げ応力を抑えることが出来るため、被検物のたわみに応じた探傷位置の補正が不要で、測定位置の精度を上げることが可能で、さらに曲げ応力抑制は被検物の破損防止にもつながる。
検査された被検査物１１０は、マニピュレーター２３０によって所定個所に移動させることができる。本実施形態の超音波検査用スカーター１は、全体の断面形状を小さくして配置を容易にしており、また、被検査物を回転させて測定する際にも広い範囲で測定をすることが可能になる。
これによりスカーターから噴射される噴流は安定し、水量の変動や水しぶきの発生が抑えられることから噴流中を伝播する超音波は安定した状態で被検査部にあたり、検査精度が向上する。また被検物１１０はマニピュレーター２３０により縦方向に動かして測定を行うため、被検物が長尺であったり、または可撓性を持つ場合に発生するたわみや曲げ応力を抑えることが出来るため、被検物のたわみに応じた探傷位置の補正が不要で、測定位置の精度を上げることが可能で、さらに曲げ応力抑制は被検物の破損防止にもつながる。
検査された被検査物１１０は、マニピュレーター２３０によって所定個所に移動させることができる。本実施形態の超音波検査用スカーター１は、全体の断面形状を小さくして配置を容易にしており、また、被検査物を回転させて測定する際にも広い範囲で測定をすることが可能になる。
【0048】
なお、上記形態では、マニピュレーターとして第１アーム部と第２アーム部とハンド部を有するものについて説明したが、構成部材は特に限定されるものではなく、適宜の機構を組み合わせてマニピュレーターを構成することができる。
【0049】
なお、上記実施形態では、超音波検査用マニピュレーターから水が噴射されるものとして水に限定して説明したが、その他の液体を用いるものであってもよい。
【0050】
以上、本発明について上記実施形態に基づいて説明を行ったが、本発明の範囲を逸脱しない限りは上記実施形態に対する適宜の変更が可能である。
【符号の説明】
【0051】
１ 超音波検査用スカーター
２ スカーター本体
２Ａ 本体部材
２Ｂ 本体部材
２Ｃ 本体部材
３ 探触子
４ ケーブル
５ 給水口
５Ａ 導入管
６ 給水管
６Ａ 給水連絡路
１０ 中央筒部
１０Ａ 中央中空部
１０Ｂ テーパ面
１１ ノズル
１１Ａ ノズル孔
１１Ｂ 上面周壁
１２ 外周内側筒部
１２Ａ 外周内側中空部
１２Ｂ 連結中空部
１２Ｃ リブ
１２Ｄ 蓋部
１２Ｅ 取付孔
１２Ｆ シーリング
１３ 外周外側筒部
１３Ａ 外周外側中空部
１３Ｂ 傾斜面
１３Ｃ リブ
２０ 整流部
２０Ａ 貫通孔
２０Ｂ 整流板
２０Ｃ 整流面
２１ 整流部
２１Ａ 整流部筒体
２１Ｂ 整流板
２１Ｃ 整流面
２２ フィルタ
３０ 水柱
５０ 超音波検査用スカーター
６０ 水柱
１００ 被検査物
１００Ａ 被検査部
１１０ 被検査物
１１０Ａ 被検査部
２００ 超音波検査装置
２０１ 給水ポンプ
２０２ 給水配管
２１０ 探傷器
２１１ 収録ＰＣ
２１２ 解析ＰＣ
２１３ ＰＬＣ
２１５ 超音波伝送ケーブル
２２０ 制御盤
２２１ ロボットコントローラー
２２２ 信号ケーブル
２２３ 信号ケーブル
２２４ 信号ケーブル
２２５ 信号ケーブル
２２６ 信号ケーブル
２２７ 信号ケーブル
２３０ マニピュレーター
２３０Ａ ベース部
２３０Ｂ 第１アーム部
２３０Ｃ 第２アーム部
２３０Ｄ ハンド部
２４０ ハンド置き台
２４１ ワーククランプハンド
２４１Ａ ワーククランプ大
２４１Ｂ ワーククランプ小
２４５ 被測定物置き台
２５０Ａ スカーター固定具
２５０Ｂ スカーター固定具
２５１Ａ 距離測定センサ
２５１Ｂ 距離測定センサ
２ スカーター本体
２Ａ 本体部材
２Ｂ 本体部材
２Ｃ 本体部材
３ 探触子
４ ケーブル
５ 給水口
５Ａ 導入管
６ 給水管
６Ａ 給水連絡路
１０ 中央筒部
１０Ａ 中央中空部
１０Ｂ テーパ面
１１ ノズル
１１Ａ ノズル孔
１１Ｂ 上面周壁
１２ 外周内側筒部
１２Ａ 外周内側中空部
１２Ｂ 連結中空部
１２Ｃ リブ
１２Ｄ 蓋部
１２Ｅ 取付孔
１２Ｆ シーリング
１３ 外周外側筒部
１３Ａ 外周外側中空部
１３Ｂ 傾斜面
１３Ｃ リブ
２０ 整流部
２０Ａ 貫通孔
２０Ｂ 整流板
２０Ｃ 整流面
２１ 整流部
２１Ａ 整流部筒体
２１Ｂ 整流板
２１Ｃ 整流面
２２ フィルタ
３０ 水柱
５０ 超音波検査用スカーター
６０ 水柱
１００ 被検査物
１００Ａ 被検査部
１１０ 被検査物
１１０Ａ 被検査部
２００ 超音波検査装置
２０１ 給水ポンプ
２０２ 給水配管
２１０ 探傷器
２１１ 収録ＰＣ
２１２ 解析ＰＣ
２１３ ＰＬＣ
２１５ 超音波伝送ケーブル
２２０ 制御盤
２２１ ロボットコントローラー
２２２ 信号ケーブル
２２３ 信号ケーブル
２２４ 信号ケーブル
２２５ 信号ケーブル
２２６ 信号ケーブル
２２７ 信号ケーブル
２３０ マニピュレーター
２３０Ａ ベース部
２３０Ｂ 第１アーム部
２３０Ｃ 第２アーム部
２３０Ｄ ハンド部
２４０ ハンド置き台
２４１ ワーククランプハンド
２４１Ａ ワーククランプ大
２４１Ｂ ワーククランプ小
２４５ 被測定物置き台
２５０Ａ スカーター固定具
２５０Ｂ スカーター固定具
２５１Ａ 距離測定センサ
２５１Ｂ 距離測定センサ
【図1A】
【図1B】
【図1C】
【図1D】
【図2】
【図3】
【図4A】
【図4B】
【図5A】
【図5B】
【図5C】
【図6A】
【図6B】
【図6C】
【図7A】
【図7B】
【図7C】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】