(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-11-27
(45)【発行日】2023-12-05
(54)【発明の名称】超音波検査装置
(51)【国際特許分類】
G01N 29/265 20060101AFI20231128BHJP
G01N 29/04 20060101ALI20231128BHJP
【ＦＩ】
G01N29/265
G01N29/04
【請求項の数】
7
(21)【出願番号】P 2019094603
(22)【出願日】2019-05-20
(65)【公開番号】P2020190432
(43)【公開日】2020-11-26
【審査請求日】2022-05-19
【前置審査】
(73)【特許権者】
【識別番号】000006208
【氏名又は名称】三菱重工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100112737
【弁理士】
【氏名又は名称】藤田 考晴
(74)【代理人】
【識別番号】100136168
【弁理士】
【氏名又は名称】川上 美紀
(74)【代理人】
【識別番号】100172524
【弁理士】
【氏名又は名称】長田 大輔
(72)【発明者】
【氏名】上林 正和
(72)【発明者】
【氏名】杉浦 篤
(72)【発明者】
【氏名】増田 拓郎
【審査官】村田 顕一郎
(56)【参考文献】
【文献】特許第６４７０４６０（ＪＰ，Ｂ１）
【文献】特開２０１７－１９１０７６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１３－５２９７９１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１２－１７３２５９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１２－００２５８６（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１７／０３２２１８５（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０１Ｎ ２９／００－２９／５２
Ｆ０１Ｄ ２５／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
ロータディスクを超音波により検査するための超音波検査装置であって、前記ロータディスクのディスク面へ超音波を送信する超音波探触子と、
前記ロータディスクの前記ディスク面に対して、前記超音波探触子を移動可能に保持する保持部と、
前記超音波探触子を前記ロータディスクの半径方向と交差する方向へ移動させると移動部と、
前記移動部の移動方向を調整する調整部と、
前記ディスク面に対して保持されている前記超音波探触子の前記半径方向の位置を検出する位置検出部と、
前記位置検出部が検出した情報に基づいて、前記超音波探触子の前記半径方向の位置が所定の範囲内となるように前記調整部を制御する制御部と、を備える超音波検査装置。
【請求項2】
前記移動部を駆動する駆動部を備える請求項１に記載の超音波検査装置。
【請求項3】
前記保持部は、前記ディスク面に吸着する磁石を有し、前記磁石は、前記ディスク面と離間している請求項１または請求項２に記載の超音波検査装置。
【請求項4】
前記移動部によって移動した距離を検出する移動距離検出部を備える請求項１から請求項３のいずれかに記載の超音波検査装置。
【請求項5】
ロータディスクを超音波により検査するための超音波検査装置であって、前記ロータディスクのディスク面へ超音波を送信する超音波探触子と、
前記超音波探触子が固定される探触子側ホルダと、
前記超音波探触子と前記ディスク面との間に設けられ、超音波を透過し、前記ディスク面に押し付けられることで変形可能な変形部と、
前記ディスク面に吸着する吸着部を有し、前記探触子側ホルダよりも前記ロータディスク側に設けられ、前記変形部を保持するロータディスク側ホルダと、
前記探触子側ホルダを前記ロータディスク側に付勢する付勢部と、を備える超音波検査装置。
【請求項6】
前記ディスク面に対する前記超音波探触子の角度を変更する角度調整部を備えている請求項５に記載の超音波検査装置。
【請求項7】
前記超音波探触子は、前記ロータディスクの前記ディスク面へ超音波を送信する第１超音波探触子と、前記ディスク面へ超音波を送信し、前記第１超音波探触子と隣接して設けられる第２超音波探触子と、を有し、前記第１超音波探触子を前記第２超音波探触子の反対側へ傾斜させる第１傾斜手段と、
前記第２超音波探触子を前記第１超音波探触子の反対側へ傾斜させる第２傾斜手段と、をさらに備えた請求項１から請求項６のいずれかに記載の超音波検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、超音波検査装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
発電プラントにおける蒸気タービンのタービンロータは、高い温度条件で運転される。このため、長期間使用されると、応力を受ける部位にＳＣＣ（応力腐食割れ）が発生することがある。特に、動翼の翼根部が植え込まれているロータディスクの翼溝部には、応力が大きく作用するため、ＳＣＣが発生し易い。したがって、翼溝部に発生するＳＣＣの非破壊検査が行われている。翼溝部の非破壊検査の手法としては、汎用性や現地施工性の観点から、超音波探傷法が良く適用されることがある。
【0003】
特許文献１には、ロータディスクの翼植込部を超音波により検査するための超音波検査装置が記載されている。この装置は、プローブと、プローブをロータディスクに沿ってロータディスクの周方向に相対移動させるための台車とを備えている。台車は、ロータディスクのディスク面を走行するための複数のロータディスク走行用ローラと、ロータディスクと同心に設けられたロータシャフトの周面を走行するための複数のロータシャフト走行用ローラと、プローブをディスク面に対向した状態で保持するホルダを含むホルダアセンブリと、ホルダをロータシャフトの径方向に案内するための少なくとも一つのガイドレールと、を含む。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開２０１６－２０６０４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところで、大型のタービンロータのディスク面は、動翼からの蒸気の流れを効率良く静翼（車室）側に流れるようにするために、ディスク面に鍔を設けている。このため、他の領域よりも突出する鍔がある部分は、隣接するディスクとの隙間が狭い狭隘部となる。特許文献１の装置は、プローブをディスクの周方向に移動させるための台車を備えているので、比較的大型である。よって、狭隘部では、超音波検査装置と隣接するタービンロータと干渉する等の理由から、プローブの周方向走行が不安定となる可能性がある。
【0006】
また、ディスク面に鍔を有しているディスク面から翼溝部を超音波検査で探傷する場合には、鍔の湾曲面に超音波探触子を配置する必要がある。特許文献１の装置は、鍔の湾曲面に配置することを考慮していないため、ディスク面の鍔の湾曲面から翼溝部を探傷する場合には、超音波探触子をセットした装置がタービンロータのディスク間に物理的に配置できない、また超音波探触子と湾曲しているディスク面との間に空気層等が形成されるなど、超音波の効果的な入射ができない可能性がある。
【0007】
また、特許文献１の装置で、ディスク面が湾曲しているディスク面から超音波検査で探傷する際に、探傷領域となる翼溝範囲に超音波を集束させるためには、湾曲部の形状（曲率）に応じるように湾曲形状に倣った素子配列を有する探触子、または一般的な平滑状に配列された素子から超音波を湾曲面に入射させるための中間媒質となるウェッジ等を用意する必要がある。このため、素子の使い回しができず、検査の準備が煩雑となる可能性があった。
【0008】
このような観点から、特許文献１の装置では、タービンロータのディスク面が湾曲している大型のタービンロータにおいて、好適に検査を行えない可能性があった。
【0009】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、タービンロータのディスク面が湾曲している大型のタービンロータにおいて、好適に検査を行うことができる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】
【0010】
上記課題を解決するために、本発明の超音波検査装置は以下の手段を採用する。
本発明の第１態様に係る超音波検査装置は、ロータディスクを超音波により検査するための超音波検査装置であって、前記ロータディスクのディスク面へ超音波を送信する超音波探触子と、前記ロータディスクの前記ディスク面に対して、前記超音波探触子を移動可能に保持する保持部と、前記超音波探触子を前記ロータディスクの半径方向と交差する方向へ移動させると移動部と、前記移動部の移動方向を調整する調整部と、前記ディスク面に対して保持されている前記超音波探触子の前記半径方向の位置を検出する位置検出部と、前記位置検出部が検出した情報に基づいて、前記超音波探触子の前記半径方向の位置が所定の範囲内となるように前記調整部を制御する制御部と、を備える。
本発明の第１態様に係る超音波検査装置は、ロータディスクを超音波により検査するための超音波検査装置であって、前記ロータディスクのディスク面へ超音波を送信する超音波探触子と、前記ロータディスクの前記ディスク面に対して、前記超音波探触子を移動可能に保持する保持部と、前記超音波探触子を前記ロータディスクの半径方向と交差する方向へ移動させると移動部と、前記移動部の移動方向を調整する調整部と、前記ディスク面に対して保持されている前記超音波探触子の前記半径方向の位置を検出する位置検出部と、前記位置検出部が検出した情報に基づいて、前記超音波探触子の前記半径方向の位置が所定の範囲内となるように前記調整部を制御する制御部と、を備える。
【0011】
上記構成では、ロータディスクのディスク面に対して超音波探触子が移動可能に保持され、かつ、超音波探触子が移動部によって移動する。これにより、ロータディスクのディスク面を超音波検査装置が走行する。また、上記構成では、制御部が超音波探触子の半径方向の位置が所定の範囲内となるように調整部を制御している。これにより、超音波探触子がロータディスクの半径方向と交差する方向へ移動する際に、超音波探触子の半径方向の位置を所定の範囲内とすることができる。すなわち、超音波探触子を、所定の半径方向の位置を維持したまま、周方向へ移動させることができる。
【0012】
このように、上記構成では、超音波検査装置が、ロータディスクのディスク面を周方向に走行することができる。したがって、例えば、ロータシャフトに固定される台車等を設けることで超音波探触子の半径方向の位置を固定する構成と比較して、台車等を設けない分小型化することができる。よって、例えば、大型のロータディスク等のように、隣接するロータディスクとの距離が短いロータディスクであっても、容易に超音波検査装置をロータディスクのディスク面に設置することができる。
【0013】
また、本発明の第１態様に係る超音波検査装置は、前記移動部を駆動する駆動部を備えてもよい。
【0014】
上記構成では、超音波検査装置が、移動部を駆動する駆動部を備えている。これにより、外部から動力を得る必要がないので、ロータディスクのディスク面を超音波検査装置が自走することができる。よって、超音波検査装置が外部から動力を得る構造と比較して、動力線の取り回しがなく超音波検査装置の移動自由度を確保することができる。
また、超音波検査装置が自走するので、超音波検査装置を作業員が手動で動かす必要がないので、作業員等の手が届きにくい大型のロータディスクの検査にも適用することができる。
また、超音波検査装置が自走するので、超音波検査装置を作業員が手動で動かす必要がないので、作業員等の手が届きにくい大型のロータディスクの検査にも適用することができる。
【0015】
また、本発明の第１態様に係る超音波検査装置は、前記保持部は、前記ディスク面に吸着する磁石を有し、前記磁石は、前記ディスク面と離間していてもよい。
【0016】
上記構成では、磁石はディスク面と離間している。これにより、超音波検査装置が移動する際の走行抵抗を低減することができる。
【0017】
また、本発明の第１態様に係る超音波検査装置は、前記移動部によって移動した距離を検出する移動距離検出部を備えてもよい。
【0018】
上記構成では、移動した距離を検出する移動距離検出部を備えている。これより、超音波検査装置の周方向の位置を把握することができる。したがって、超音波探触子の検査結果と周方向の位置とを関連付けることができる。よって、ロータディスクに生じている損傷の位置を特定することができる。
【0019】
本発明の第２態様に係る超音波検査装置は、ロータディスクを超音波により検査するための超音波検査装置であって、前記ロータディスクのディスク面へ超音波を送信する超音波探触子と、前記超音波探触子が固定される探触子側ホルダと、前記超音波探触子と前記ディスク面との間に設けられ、超音波を透過し、前記ディスク面に押し付けられることで変形可能な変形部と、前記ディスク面に吸着する吸着部を有し、前記探触子側ホルダよりも前記ロータディスク側に設けられ、前記変形部を保持するロータディスク側ホルダと、前記探触子側ホルダを前記ロータディスク側に付勢する付勢部と、を備える。
【0020】
上記構成では、超音波探触子とロータディスクとの間に、ロータディスクに押し付けられることで変形する変形部が設けられている。これにより、変形部をロータディスクに押し付けることで、変形部がロータディスクの表面に応じて変形するので、ロータディスクの表面の空気層を排除することができる。超音波探触子とロータディスクとの間の空気層を除去することができるので、超音波探触子からロータディスクへ好適に超音波を伝達することができる。したがって、例えば、大型のロータディスク等のように、ディスク面が湾曲しているロータディスクであっても、変形部を変形させることで、好適に検査を行うことができる。
【0021】
また、上記構成では、変形部がディスク面の湾曲態様に応じて変化するため、いずれの湾曲態様であっても空気層を除去することができる。よって、例えば、超音波検査装置が移動する場合には、移動に伴って検査対象であるディスク面の湾曲態様が変化することがある。このような場合であっても、ディスク面の湾曲態様の変化に従って、変形部が変化する。よって、超音波検査装置を移動させつつ、好適に検査を行うことができる。
【0022】
また、上記構成では、探触子側ホルダが、付勢部によって、ロータディスク側に付勢している。これによって、探触子側ホルダを介して、変形部をロータディスクに押し付けることができる。したがって、より好適に変形部をロータディスクに押し付けることができる。よって、より好適に変形部をロータディスクのディスク面に応じて変形させ、空気層を除去することができる。
【0023】
また、本発明の第２態様に係る超音波検査装置は、前記ディスク面に対する前記超音波探触子の角度を変更する角度調整部を備えていてもよい。
【0024】
上記構成では、ロータディスクのディスク面に対する超音波探触子の角度を変更する角度調整部を備えている。これにより、超音波探触子の角度を調整することで、的確に目的箇所（検査対象箇所）へ超音波を送信することができる。
【0025】
本発明の第３態様に係る超音波検査装置は、ロータディスクを超音波により検査するための超音波検査装置であって、前記ロータディスクのディスク面へ超音波を送信する第１超音波探触子と、前記ディスク面へ超音波を送信し、前記第１超音波探触子と隣接して設けられる第２超音波探触子と、前記第１超音波探触子を前記第２超音波探触子の反対側へ傾斜させる第１傾斜手段と、前記第２超音波探触子を前記第１超音波探触子の反対側へ傾斜させる第２傾斜手段と、を備えている。
【0026】
上記構成では、第１超音波探触子を第２超音波探触子の反対側へ傾斜させる第１傾斜手段と、第２超音波探触子を第１超音波探触子の反対側へ傾斜させる第２傾斜手段とを備えている。これにより、第１超音波探触子及び第２超音波探触子を傾斜させた状態で、第１超音波探触子及び第２超音波探触子から超音波を送信することで、第１超音波探触子から送信される超音波と、第２超音波探触子から送信される超音波とが、ロータディスクの内部で集束させることができる。また、傾斜角度を調整することで、超音波の集束位置の深さ（ロータディスクのディスク面からの距離）を調整することができる。したがって、例えば、大型のロータディスク等のように、ディスク面が湾曲しているタービンであっても、湾曲部の形状に応じて、第１超音波探触子及び第２超音波探触子の傾斜角度を調整することで、所望の位置に超音波を集束させることができる。よって、湾曲部の形状（曲率）に応じるように屈折角を計算した素子等を用意する必要がないため、検査を容易化することができる。
【0027】
また、第１超音波探触子の傾斜角度と、第２超音波探触子の傾斜角度とを異なる角度とすることで、超音波の集束位置を、第１超音波探触子側または第２超音波探触子側とすることができる。すなわち、第１超音波探触子の傾斜角度を、第２超音波探触子の傾斜角度よりも大きくした場合には、超音波の集束位置が第２超音波探触子側となる。また、反対に、第２超音波探触子の傾斜角度を、第１超音波探触子の傾斜角度よりも大きくした場合には、超音波の集束位置が第１超音波探触子側となる。したがって、より広い範囲で超音波を収束させることができる。
【発明の効果】
【0028】
タービンロータのディスク面が湾曲している大型のタービンロータにおいて、好適に検査を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【0029】
【図1】本発明の実施形態に係るタービンロータ及び動翼の縦断面図である。
【図2】本発明の実施形態に係るロータディスクのディスク面を正面から見た図である。
【図3】本発明の実施形態に係るロータディスクの上面図である。
【図4】本発明の実施形態に係る超音波検査装置の模式的な斜視図である。
【図6】本発明の実施形態に係る超音波検査装置の斜視図である。
【図7】本発明の実施形態に係る超音波検査装置の斜視図であって、ロータディスクに設置されている状態を示す図である。
【図8】本発明の実施形態に係る制御装置のブロック図である。
【図9】本発明の実施形態に係る検査部の斜視図である。
【図10】本発明の実施形態に係る検査部の斜視図であって、アーム部を省略した図である。
【図11】本発明の実施形態に係る検査部の斜視図であって、アーム部及び角度調整部を省略した図である。
【図12】本発明の実施形態に係る検査部の断面を示す斜視図である。
【図13】本発明の実施形態に係る検査部に設けられた第２磁石及び転動ローラを示す模式的な図である。
【図14】本発明の実施形態に係る検査部の模式的な側面図である。
【図15A】本発明の実施形態に係る傾斜調整機構を示す模式的な図である。
【図15B】本発明の実施形態に係る傾斜調整機構を示す模式的な図である。
【図15C】本発明の実施形態に係る傾斜調整機構を示す模式的な図である。
【図15D】本発明の実施形態に係る傾斜調整機構を示す模式的な図である。
【図17】本発明の実施形態に係る検査部の模式的な側面図である。
【発明を実施するための形態】
【0030】
以下に、本発明に係る超音波検査装置の一実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の説明において、ロータディスクの半径方向をＸ方向とも称し、ロータディスクの板厚方向をＹ方向とも称し、ロータディスクの接線方向（Ｘ方向及びＹ方向と直交する方向）をＺ方向もと称する。
【0031】
図１は、蒸気タービンの縦断面図である。図１に示すように、蒸気タービン１は、タービンロータ２と、タービンロータ２に固定される動翼３とを備えている。タービンロータ２は、ロータシャフト４と、ロータシャフト４と同心状に設けられた複数のロータディスク５を有する。ロータディスク５は、図２に示すように、外周部に動翼３が嵌め込まれる複数の翼溝部６が形成されている。
【0032】
本実施形態に係る超音波検査装置１００は、図１に示すように、ロータディスク５のディスク面５ａに取り付けられ、翼溝部６を超音波により検査するための装置である。具体的には、翼溝部６に向かって超音波を送信することで、翼溝部６にＳＣＣ（応力腐食割れ）等の破損が発生しているか否かを検査する装置である。本実施形態では、複数のロータディスク５のうち、大型のロータディスク５を検査対象とする例について説明する。
【0033】
図１に示すように、大型のロータディスク５のディスク面５ａは、平坦面ではない。詳細には、ディスク面５ａは、ロータディスク５の半径方向に湾曲するとともに、ロータディスク５の周方向にも湾曲しており、二次元曲面形状となっている。以下の説明では、単に「半径方向」といった場合には、ロータディスク５の半径方向を意味する。また、単に「周方向」といった場合には、ロータディスク５の周方向を意味する。また、ディスク面５ａの半径方向の湾曲を「小径Ｒ」とも称し、周方向の湾曲を「大径Ｒ」とも称する。
【0034】
図２に示すように、ロータディスク５に形成される各翼溝部６は、ロータディスク５の外周面から凹む溝であって、ロータディスク５の一側のディスク面５ａから他側のディスク面５ａに向かって延在する、いわゆるサイドエントリー型の溝である。また、各翼溝部６は、図３に示すように、板厚方向と傾斜するように形成される、いわゆるスキュードタイプの溝である。複数の翼溝部６は、周方向に所定の間隔で並ぶように形成されている。動翼３は、いわゆるクリスマスツリー形状の翼根部を有するサイドエントリー型動翼である。
【0035】
超音波検査装置１００は、図１に示すように、翼溝部６とロータシャフト４との間に形成され、ディスク面５ａから突出する突出部よりも、ロータシャフト４側の湾曲面に取り付けられている。また、詳しくは後述するが、超音波検査装置１００は、図２に示すように、ロータディスク５のディスク面５ａを、ロータディスク５の周方向に沿って移動する（図２矢印参照）。
【0036】
［超音波検査装置］
次に、超音波検査装置１００の詳細について、図４から図８を用いて説明する。
超音波検査装置１００は、図４及び図５に示すように、超音波を送信する検査部１０と、ロータディスク５のディスク面５ａに対して、検査部１０を移動可能に保持する複数の第１磁石（保持部）１１と、検査部１０をロータディスク５の半径方向と交差する方向へ移動させると駆動輪（移動部）１２と、駆動輪１２の進行方向を調整する操舵輪（調整部）１３と、ディスク面５ａに対して保持されている検査部１０の半径方向の位置を検出する２基のストロークセンサ（位置検出部）１４と、ストロークセンサ１４が検出した情報に基づいて操舵輪１３を制御する制御装置（制御部）１５と、を備えている。超音波検査装置１００は、駆動輪１２等によってロータディスク５を周方向に走行しながら、検査部１０によって、ロータディスク５の周方向の全域のデータ（ＵＴデータ）を検出する。
また、超音波検査装置１００は、駆動輪１２を支持する駆動輪支持部１６と、操舵輪１３を支持する操舵輪支持部１７とを備えている。駆動輪支持部１６及び操舵輪支持部１７は、板状の部材であって、板面がロータディスク５のディスク面５ａと対向するように設けられる。以下では、ディスク面５ａと対向する駆動輪支持部１６及び操舵輪支持部１７の板面を、対向面１６ａ、１７ａと称する。
次に、超音波検査装置１００の詳細について、図４から図８を用いて説明する。
超音波検査装置１００は、図４及び図５に示すように、超音波を送信する検査部１０と、ロータディスク５のディスク面５ａに対して、検査部１０を移動可能に保持する複数の第１磁石（保持部）１１と、検査部１０をロータディスク５の半径方向と交差する方向へ移動させると駆動輪（移動部）１２と、駆動輪１２の進行方向を調整する操舵輪（調整部）１３と、ディスク面５ａに対して保持されている検査部１０の半径方向の位置を検出する２基のストロークセンサ（位置検出部）１４と、ストロークセンサ１４が検出した情報に基づいて操舵輪１３を制御する制御装置（制御部）１５と、を備えている。超音波検査装置１００は、駆動輪１２等によってロータディスク５を周方向に走行しながら、検査部１０によって、ロータディスク５の周方向の全域のデータ（ＵＴデータ）を検出する。
また、超音波検査装置１００は、駆動輪１２を支持する駆動輪支持部１６と、操舵輪１３を支持する操舵輪支持部１７とを備えている。駆動輪支持部１６及び操舵輪支持部１７は、板状の部材であって、板面がロータディスク５のディスク面５ａと対向するように設けられる。以下では、ディスク面５ａと対向する駆動輪支持部１６及び操舵輪支持部１７の板面を、対向面１６ａ、１７ａと称する。
【0037】
検査部１０は、ロータディスク５のディスク面５ａへ超音波を送信及び受信する超音波探触子３１を有している。検査部１０は、超音波探触子３１によって得られたＵＴデータを取得し、制御装置１５へ送信する。検査部１０は、駆動輪支持部１６と操舵輪支持部１７との間に設けられている。図６に示すように、検査部１０は、駆動輪支持部１６及び操舵輪支持部１７に対して、ロール方向（図６の矢印Ａ２参照）に回転可能とされている。ロール方向とは、超音波検査装置１００の進行方向（図６矢印Ａ１参照）を中心軸線Ｃ１とする回転方向である。検査部１０の具体的な構造については後述する。
【0038】
第１磁石１１は、駆動輪支持部１６に２つ設けられ、２つの第１磁石１１は半径方向に並んで配置されている。また、第１磁石１１は、操舵輪支持部１７にも２つ設けられており、２つの第１磁石１１は半径方向に並んで配置されている。各第１磁石１１は、駆動輪支持部１６及び操舵輪支持部１７の対向面１６ａ、１７ａに固定されている。各第１磁石１１は、対向面１６ａ、１７ａからロータディスク５方向へ突出するように設けられている。４つの第１磁石１１は、ロータディスク５のディスク面５ａに磁力により吸着することで、超音波検査装置１００をディスク面５ａに保持する。ただし、４つの第１磁石１１は、ディスク面５ａから離間するように配置されている。これは、駆動輪１２及び操舵輪１３が第１磁石１１よりもタービンディスク側に突出しているためである（図５参照）。
各第１磁石１１は、各々、ストローク制御装置１８によって対向面１６ａ、１７ａからの突出する長さを調整されている。図７に示すように、湾曲面に吸着する際には、ストローク制御装置１８が各第１磁石１１の突出長さを湾曲面に応じた長さとすることで、第１磁石１１とディスク面５ａとの距離が一定とする。これにより、第１磁石１１がディスク面５ａを好適に吸着することができる。なお、ストローク制御装置１８は必須ではなく、第１磁石１１とディスク面５ａとの距離が一定となるように、図面情報を基に磁石設置位置を事前に設定しておいてもよい。
各第１磁石１１は、各々、ストローク制御装置１８によって対向面１６ａ、１７ａからの突出する長さを調整されている。図７に示すように、湾曲面に吸着する際には、ストローク制御装置１８が各第１磁石１１の突出長さを湾曲面に応じた長さとすることで、第１磁石１１とディスク面５ａとの距離が一定とする。これにより、第１磁石１１がディスク面５ａを好適に吸着することができる。なお、ストローク制御装置１８は必須ではなく、第１磁石１１とディスク面５ａとの距離が一定となるように、図面情報を基に磁石設置位置を事前に設定しておいてもよい。
【0039】
駆動輪１２は、駆動輪支持部１６の対向面１６ａに設けられている。駆動輪１２は、ロータディスク５のディスク面５ａと接触するように配置されている。駆動輪１２は、モータ（図示省略）からの駆動力によって回転駆動する。なお、モータは、駆動輪１２に内蔵されていてもよく、駆動輪１２の外部に設けられていてもよい。駆動輪１２が回転駆動することで、超音波検査装置１００がディスク面５ａを走行する。駆動輪１２の内部にはエンコーダ（移動距離検出部）が内蔵されている。エンコーダは、駆動輪１２の移動量を検出する。エンコーダは、検出した情報を制御装置１５へ送信する。
【0040】
操舵輪１３は、操舵輪支持部１７の対向面１７ａに設けられている。操舵輪１３は、ロータディスク５のディスク面５ａと接触するように配置されている。操舵輪１３は、対向面１７ａと直交する中心軸線Ｃ２を中心として回転可能に操舵輪支持部１７に支持されている。中心軸線Ｃ２を中心に操舵輪１３を回転させることにより、超音波検査装置１００の進行方向を調整する。
【0041】
ストロークセンサ１４は、駆動輪支持部１６と操舵輪支持部１７に１基ずつ設けられている。ストロークセンサ１４は、ロータディスク５の半径方向の基準部と、超音波検査装置１００との距離を検出する。ストロークセンサ１４は、検出した情報を制御装置１５へ送信する。図７の例では、半径方向の基準部として、ディスク面５ａから突出する肩部５ｂを適用している。具体的には、各ストロークセンサ１４の先端に設けられた鉤部を肩部５ｂに引っ掛けることで、基準の位置を把握している。なお、基準部は肩部５ｂでなくてもよい。半径方向の基準となる部分であればよく、例えば、ロータシャフト４の外周面を基準部としてもよい。
【0042】
制御装置１５は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、及びコンピュータ読み取り可能な記憶媒体等から構成されている。そして、各種機能を実現するための一連の処理は、一例として、プログラムの形式で記憶媒体等に記憶されており、このプログラムをＣＰＵがＲＡＭ等に読み出して、情報の加工・演算処理を実行することにより、各種機能が実現される。なお、プログラムは、ＲＯＭやその他の記憶媒体に予めインストールしておく形態や、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体に記憶された状態で提供される形態、有線又は無線による通信手段を介して配信される形態等が適用されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記憶媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、半導体メモリ等である。
【0043】
制御装置１５は、図８に示すように、超音波検査装置１００をディスク面５ａに設置した際の超音波検査装置１００と肩部（基準部）との距離の値（初期値）を記憶する記憶部２１と、ストロークセンサ１４が検出した情報に基づいて超音波検査装置１００の半径方向の位置が所定の範囲内となるように操舵輪１３の向きを制御する操舵輪制御部２２と、エンコーダからの情報に基づいて自己位置を検出する自己位置検出部（移動距離検出部）２３と、ロータディスク５の損傷を把握する損傷把握部２４と、を有する。
【0044】
操舵輪制御部２２は、記憶部２１が記憶している初期値及びストロークセンサ１４が検出した情報に基づいて、超音波検査装置１００と肩部（基準部）との距離が初期値となるように、操舵輪１３の回転する角度を制御する。このように操舵輪１３を制御することで、所定の半径方向の位置を維持したまま周方向に走行することができる。
【0045】
自己位置検出部２３は、エンコーダからの上方に基づいて走行距離を算出し、超音波検査装置１００の周方向の自己位置を検出する。
【0046】
損傷把握部２４は、検査部１０が検出したロータディスク５のＵＴデータと、エンコーダからの自己位置の情報とを、時間的同期をとって記録する。すなわち、ＵＴデータと、当該ＵＴデータが得られた周方向の位置とを紐づける。これにより、ロータディスク５のどの部分にどのような損傷が生じているのかを把握することができる。
【0047】
［検査部］
次に、検査部１０の詳細について、図９から図１３を用いて説明する。なお、図４から図７では、検査部１０と操舵輪支持部１７及び駆動輪支持部１６との連結構造を模式的に示しているが、検査部１０と操舵輪支持部１７及び駆動輪支持部１６は、図９から図１３に示す固定アーム３０によって連結されている。また、以下の説明では、ロータディスク５側の方向を一方向と称し、一方向と反対方向については他方向と称する。また、一方向側の端部を一端部と称し、他方向側の端部を他端部と称する。
次に、検査部１０の詳細について、図９から図１３を用いて説明する。なお、図４から図７では、検査部１０と操舵輪支持部１７及び駆動輪支持部１６との連結構造を模式的に示しているが、検査部１０と操舵輪支持部１７及び駆動輪支持部１６は、図９から図１３に示す固定アーム３０によって連結されている。また、以下の説明では、ロータディスク５側の方向を一方向と称し、一方向と反対方向については他方向と称する。また、一方向側の端部を一端部と称し、他方向側の端部を他端部と称する。
【0048】
検査部１０は、図９に示すように、ロータディスク５のディスク面５ａへ超音波を送信する２つの超音波探触子３１と、超音波探触子３１が固定される探触子側ホルダ３２と、超音波探触子３１とディスク面５ａとの間に設けられる軟化ゲル部（変形部）３３と、探触子側ホルダ３２よりもロータディスク５側に設けられ、軟化ゲル部３３を保持するロータディスク側ホルダ３４と、探触子側ホルダ３２をロータディスク５側に付勢する付勢部３５と、ディスク面５ａに対する超音波探触子３１の角度を変更する角度調整部３６と、を備えている。
【0049】
各超音波探触子３１は、ロータディスク５へ超音波を送信する装置である。２つの超音波探触子３１は、各々、傾斜調整機構５０を介して、探触子側ホルダ３２に固定されている。傾斜機構の詳細については、後述する。２つの超音波探触子３１は、並んで配置されている。詳細には、超音波検査装置１００をロータディスク５へ設置した際に、径方向と交差する方向（Ｚ方向）に並んで配置されている。以下の説明では、一方の超音波探触子３１を第１超音波探触子３１ａと称し、他方の超音波探触子３１を第２超音波探触子３１ｂと称する。
【0050】
探触子側ホルダ３２は、１対の固定アーム３０に対して接続されている。探触子側ホルダ３２は、１対の固定アーム３０を介して、駆動輪支持部１６及び操舵輪支持部１７に連結されている。探触子側ホルダ３２と固定アーム３０とは角度調整部３６及び回転固定部を介して接続されている。角度調整部３６及び回転固定部については、後述する。
探触子側ホルダ３２は、他端部に第１超音波探触子３１ａが固定される第１探触子側ホルダ３２ａと、他端部に第２超音波探触子３１ｂが固定される第２探触子側ホルダ３２ｂとを有する。第１探触子側ホルダ３２ａと第２探触子側ホルダ３２ｂとは、矩形の枠体を枠体の中心軸線を基準として対称となるように分割した形状をしている。すなわち、第１探触子側ホルダ３２ａと第２探触子側ホルダ３２ｂとは、端部どうした接触することで、図１２に示すように、中心に空間Ｓ１が形成される略矩形の枠体を構成する。この空間Ｓ１には、軟化ゲル部３３（図１３参照）が充填されている。探触子側ホルダ３２の一端部は平面となっており、ロータディスク側ホルダ３４の他端部と当接している。探触子側ホルダ３２の他端部には、２つの超音波探触子３１が固定されている。以下では、第１探触子側ホルダ３２ａと、第２探触子側ホルダ３２ｂとを分けて説明しなくてもよい場合には、単に探触子側ホルダ３２と称する。
探触子側ホルダ３２は、他端部に第１超音波探触子３１ａが固定される第１探触子側ホルダ３２ａと、他端部に第２超音波探触子３１ｂが固定される第２探触子側ホルダ３２ｂとを有する。第１探触子側ホルダ３２ａと第２探触子側ホルダ３２ｂとは、矩形の枠体を枠体の中心軸線を基準として対称となるように分割した形状をしている。すなわち、第１探触子側ホルダ３２ａと第２探触子側ホルダ３２ｂとは、端部どうした接触することで、図１２に示すように、中心に空間Ｓ１が形成される略矩形の枠体を構成する。この空間Ｓ１には、軟化ゲル部３３（図１３参照）が充填されている。探触子側ホルダ３２の一端部は平面となっており、ロータディスク側ホルダ３４の他端部と当接している。探触子側ホルダ３２の他端部には、２つの超音波探触子３１が固定されている。以下では、第１探触子側ホルダ３２ａと、第２探触子側ホルダ３２ｂとを分けて説明しなくてもよい場合には、単に探触子側ホルダ３２と称する。
【0051】
ロータディスク側ホルダ３４は、探触子側ホルダ３２よりもロータディスク５側に設けられている。ロータディスク側ホルダ３４の一端部は、小径Ｒに対応するように湾曲面となっている。またロータディスク側ホルダ３４の他端部は平面となっており、探触子側ホルダ３２の一端部と当接している。また、ロータディスク側ホルダ３４は矩形の枠形状であって、中心には空間Ｓ２が形成されている。空間Ｓ２は、図１２に示すように、他側よりも一側の方が、Ｚ方向の長さが長くなっている。空間Ｓ２の一側の端部では、ロータディスク側ホルダ３４のＺ方向の全域に亘って形成されるとともに、遮蔽板３７によってＸ方向に分割されている。空間Ｓ２は、探触子側ホルダ３２の中心に形成された空間Ｓ１と連通しており、Ｓ１とＳ２とで軟化ゲル部３３が充填される空間Ｓを形成している。
【0052】
ロータディスク側ホルダ３４は、図１３に示すように、ディスク面５ａに吸着する第２磁石（吸着部）３８と、ボールローラ３９とを有している。第２磁石３８は、ロータディスク側ホルダ３４の一端部に埋め込まれている。ボールローラ３９は、第２磁石３８を挟むように配置されており、一部がロータディスク側ホルダ３４の一端部に埋め込まれているとともに、一部がロータディスク側ホルダ３４の一端から突出している。ボールローラ３９は、ディスク面５ａと接触することで、ロータディスク側ホルダ３４とディスク面５ａとの相対移動を円滑にする。
【0053】
軟化ゲル部３３は、押圧力が作用しない状態では、所定の形状を保っているが、押圧されることで変形する部材である。また、軟化ゲル部３３は、超音波を好適に透過する部材である。軟化ゲル部３３は、空間Ｓ内に充填されている。軟化ゲル部３３の一端部は、超音波検査装置１００が取り付けられるディスク面５ａの湾曲態様（例えば、小径Ｒ）に応じた形状に形成される。軟化ゲル部３３の一端部は、ロータディスク側ホルダ３４の一端部よりも、さらにロータディスク５側に突出するように配置されている。これにより、ロータディスク側ホルダ３４をディスク面５ａに押し付けることで、軟化ゲル部３３もディスク面５ａに押し付けられる。この押圧力によって軟化ゲル部３３は、ディスク面５ａに密着するように変形する。
【0054】
付勢部３５は、図９及び図１１に示すように、固定アーム３０に固定される板状の第１ブラケット４０と、第１ブラケット４０に他端部が固定されるバネ４１と、探触子側ホルダ３２に固定される板状の第２ブラケット４２と、を有する。バネ４１の一端部は、第２ブラケット４２に当接している。これにより、バネ４１の付勢力が、第２ブラケット４２を介して探触子側ホルダ３２に伝達されるので、探触子側ホルダ３２が一端側（ロータディスク５側）に付勢される。
【0055】
また、第１ブラケット４０には、スライダ部４３が固定されている。また、探触子側ホルダ３２には、レール部４４が固定されている。スライダ部４３及びレール部４４は、Ｙ方向に延在している。スライダ部４３及びレール部４４は、係合可能に構成されている。スライダ部４３とレール部４４とが係合することで、固定アーム３０と探触子側ホルダ３２とのＸ方向及びＺ方向の移動を規制する。
【0056】
また、第２ブラケット４２の一端部は探触子側ホルダ３２の一端部よりも突出している。第２ブラケット４２は、この突出した部分が、ロータディスク側ホルダ３４のＸ方向の端面と当接又は近接している。よって、第２ブラケット４２は、探触子側ホルダ３２とロータディスク側ホルダ３４とのＸ方向の相対移動を規制している。
【0057】
角度調整部３６は、図１０に示すように、探触子側ホルダ３２と固定アーム３０との間に設けられている。角度調整部３６は、探触子側ホルダ３２を、固定アーム３０に対して中心軸線Ｃ１（図６参照）に沿って延びるシャフト（図示省略）を中心として回転可能としている。よって、角度調整部３６に設けられたレバー４５を動かすことによって、検査部１０を所望の角度とすることができる。また、角度調整部３６は、固定アーム３０に設けられた回転固定用ネジ４６を締めこむことで、ゴム材で形成された回転固定用ネジ４６の先端とシャフトとが当接することで、回転が規制される。よって、検査部１０の角度を固定することができる。
【0058】
［傾斜調整機構］
次に、傾斜調整機構５０について図１４から図１７を用いて説明する。
本実施形態に係る検査部１０は、図１４に示すように、傾斜調整機構（第１傾斜手段、第２傾斜手段）５０によって、第１探触子側ホルダ３２ａ及び第１超音波探触子３１ａを、第２探触子側ホルダ３２ｂ及び第２超音波探触子３１ｂの反対側へ、所望の角度傾斜させることができる。また、傾斜調整機構５０によって、第２探触子側ホルダ３２ｂ及び第２超音波探触子３１ｂを第１探触子側ホルダ３２ａ及び第１超音波探触子３１ａの反対側へ、所望の角度傾斜させることができる。
次に、傾斜調整機構５０について図１４から図１７を用いて説明する。
本実施形態に係る検査部１０は、図１４に示すように、傾斜調整機構（第１傾斜手段、第２傾斜手段）５０によって、第１探触子側ホルダ３２ａ及び第１超音波探触子３１ａを、第２探触子側ホルダ３２ｂ及び第２超音波探触子３１ｂの反対側へ、所望の角度傾斜させることができる。また、傾斜調整機構５０によって、第２探触子側ホルダ３２ｂ及び第２超音波探触子３１ｂを第１探触子側ホルダ３２ａ及び第１超音波探触子３１ａの反対側へ、所望の角度傾斜させることができる。
【0059】
第１探触子側ホルダ３２ａ及び第１超音波探触子３１ａを傾斜させる傾斜調整機構５０と、第２探触子側ホルダ３２ｂ及び第２超音波探触子３１ｂを傾斜させる傾斜調整機構５０とは、対称に構成されている。したがって、以下では、第１探触子側ホルダ３２ａ及び第１超音波探触子３１ａを傾斜させる傾斜調整機構５０を説明し、第２探触子側ホルダ３２ｂ及び第２超音波探触子３１ｂを傾斜させる傾斜調整機構５０の説明は省略する。
【0060】
傾斜調整機構５０は、図１５Ａ及び図１５Ｂに示すように、第１探触子側ホルダ３２ａ及びロータディスク側ホルダ３４を貫通する２本の外側ネジ５１と、２本の内側ネジ５２を有している。内側ネジ５２の長さは、外側ネジ５１の長さよりも長くなっている。各ネジの先端には、球体部５１ａ、５２ａが設けられている。２本の外側ネジ５１は第１超音波探触子３１ａを挟むように配置されている。また、２本の内側ネジ５２は、外側ネジ５１よりも内側に設けられ、第１超音波探触子３１ａを挟むように配置されている。
【0061】
第１探触子側ホルダ３２ａには、外側ネジ５１が挿通する２つの外側ネジ孔５３及び内側ネジ５２が挿通する２つの内側ネジ孔５４が形成されている。探触子側ホルダ３２に形成されている外側ネジ孔５３及び内側ネジ孔５４は、いずれも探触子側ホルダ３２を貫通している。外側ネジ孔５３は、外側ネジ５１が螺合可能な雌ネジが内周面に形成されている。内側ネジ孔５４の直径は、内側ネジ５２の軸部の直径よりも十分に大きく形成されている。すなわち、内側ネジ孔５４と内側ネジ５２とは螺合しない。
【0062】
ロータディスク側ホルダ３４には、外側ネジ５１が挿通する２つの外側ネジ孔５６及び内側ネジ５２が挿通する２つの内側ネジ孔５７が形成されている。ロータディスク側ホルダ３４に形成される内側ネジ孔５７及び外側ネジ孔５６は、各々、有底状の凹部形状をしている。外側ネジ孔５６及び内側ネジ孔５７の底部は、球体部５１ａ、５２ａが挿入される球状空間５６ａ、５７ａが形成されている。また、外側ネジ孔５６及び内側ネジ孔５７の内周面は、内側ネジ５２及び外側ネジ５１が傾斜可能なように、第２探触子側ホルダ３２ｂ及び第２超音波探触子３１ｂから離れるように傾斜している。
【0063】
また、内側ネジ５２には、第１探触子側ホルダ３２ａよりも他側に、ナット５８が螺合している。ナットを螺合する位置は、用途によって異なる。例えば、図１５Ｂに示すように、第１探触子側ホルダ３２ａに接触するようにナット５８を螺合させ、図１５Ｂの矢印で示すように、外側ネジ５１と内側ネジ５２とを同時に回転させた場合には、図１５Ｃに示すように、第１探触子側ホルダ３２ａ及び第１超音波探触子３１ａが平行の状態のままロータディスク側ホルダ３４から離間する。
【0064】
一方、図１５Ｄに示すように、内側ネジ５２の基端側にナット５８を螺合させた場合には、軟化ゲルの押圧力（矢印Ａ３参照）によって、第１探触子側ホルダ３２ａ及び第１超音波探触子３１ａの内側のみが他側に移動する。これによって、第１探触子側ホルダ３２ａ及び第１超音波探触子３１ａが第２探触子側ホルダ３２ｂ及び第２超音波探触子３１ｂの反対側へ傾斜する。ナット５８と第１探触子側ホルダ３２ａとが接触した位置で、第１探触子側ホルダ３２ａ及び第１超音波探触子３１ａは停止するので、ナット５８の螺合する位置を調整することで、第１探触子側ホルダ３２ａ及び第１超音波探触子３１ａの傾斜角度θ１を所望の角度とすることができる。傾斜角度θ１は、第１探触子側ホルダ３２ａの一端面と、ロータディスク側ホルダ３４の他端面とが為す角度である。
【0065】
また、第１探触子側ホルダ３２ａとロータディスク側ホルダ３４との間にさらにナット（図示省略）を設け、当該ナットを第１探触子側ホルダ３２ａの一端面と接触させる場合には、ナットにより第１探触子側ホルダ３２ａ及び第１超音波探触子３１ａを支持することができるので軟化ゲルの押圧力に依らずに、第１探触子側ホルダ３２ａ及び第１超音波探触子３１ａを所望の傾斜角度θ１に固定することができる。
【0066】
［傾斜調整機構５０の変形例］
なお、傾斜調整機構５０は、図１６Ａから図１６Ｃに示すように、構成されてもよい。
本変形例では、外側ネジ５１の代わりに、蝶番６１及び引張バネ６２が設けられている点で図１５Ａから図１５Ｄに示されている構成と異なっている。内側ネジ５２の構成は図１５Ａから図１５Ｄに示されている構成と略同一であるので、説明は省略する。蝶番６１は、ロータディスク側ホルダ３４のＺ方向の外側に固定されている。また、蝶番６１は、第１探触子側ホルダ３２ａのＺ方向の外側に引張バネ６２を介して固定されている。引張バネ６２は、第１探触子側ホルダ３２ａをロータディスク側ホルダ３４方向へ付勢している。
なお、傾斜調整機構５０は、図１６Ａから図１６Ｃに示すように、構成されてもよい。
本変形例では、外側ネジ５１の代わりに、蝶番６１及び引張バネ６２が設けられている点で図１５Ａから図１５Ｄに示されている構成と異なっている。内側ネジ５２の構成は図１５Ａから図１５Ｄに示されている構成と略同一であるので、説明は省略する。蝶番６１は、ロータディスク側ホルダ３４のＺ方向の外側に固定されている。また、蝶番６１は、第１探触子側ホルダ３２ａのＺ方向の外側に引張バネ６２を介して固定されている。引張バネ６２は、第１探触子側ホルダ３２ａをロータディスク側ホルダ３４方向へ付勢している。
【0067】
このような構成でも、図１６Ｃに示すように、内側ネジ５２の基端側にナット５８を螺合させた場合には、軟化ゲルの押圧力（矢印Ａ３参照）によって、第１探触子側ホルダ３２ａ及び第１超音波探触子３１ａの内側のみが他側に移動する。これによって、第１探触子側ホルダ３２ａ及び第１超音波探触子３１ａが第２探触子側ホルダ３２ｂ及び第２超音波探触子３１ｂの反対側へ傾斜する。ナット５８と第１探触子側ホルダ３２ａとが接触した位置で、第１探触子側ホルダ３２ａ及び第１超音波探触子３１ａは停止するので、ナット５８の螺合する位置を調整することで、第１探触子側ホルダ３２ａ及び第１超音波探触子３１ａの傾斜角度θ１を所望の角度とすることができる。
【0068】
本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
本実施形態では、ロータディスク５のディスク面５ａに対して超音波検査装置１００が移動可能に保持され、かつ、超音波検査装置１００が駆動輪１２によって移動する。これにより、ロータディスク５のディスク面５ａを超音波検査装置１００が走行する。また、本実施形態では、制御装置１５が超音波探触子３１の半径方向（Ｘ方向）の位置が所定の位置となるように操舵部を制御している。これにより、超音波探触子３１がロータディスク５の半径方向と交差する方向（Ｚ方向）へ移動する際に、超音波探触子３１の半径方向の位置を所定の位置とすることができる。すなわち、超音波探触子３１を、所定の半径方向の位置を維持したまま、周方向へ移動させることができる。
本実施形態では、ロータディスク５のディスク面５ａに対して超音波検査装置１００が移動可能に保持され、かつ、超音波検査装置１００が駆動輪１２によって移動する。これにより、ロータディスク５のディスク面５ａを超音波検査装置１００が走行する。また、本実施形態では、制御装置１５が超音波探触子３１の半径方向（Ｘ方向）の位置が所定の位置となるように操舵部を制御している。これにより、超音波探触子３１がロータディスク５の半径方向と交差する方向（Ｚ方向）へ移動する際に、超音波探触子３１の半径方向の位置を所定の位置とすることができる。すなわち、超音波探触子３１を、所定の半径方向の位置を維持したまま、周方向へ移動させることができる。
【0069】
このように、本実施形態では、超音波検査装置１００が、ロータディスク５のディスク面５ａを周方向に走行することができる。したがって、例えば、ロータシャフト４に固定される台車等を設けることで超音波探触子３１の半径方向の位置を固定する構成と比較して、台車等を設けない分小型化することができる。よって、例えば、大型のロータディスク５等のように、隣接するロータディスク５との距離が短いロータディスク５であっても、隣接するロータディスク５との干渉を抑制し、容易に超音波検査装置１００をロータディスク５のディスク面５ａに設置することができる。
【0070】
本実施形態では、超音波検査装置１００が、駆動輪１２を駆動するモータを備えている。これにより、外部から動力を得る必要がないので、ロータディスク５のディスク面５ａを超音波検査装置１００が自走することができる。よって、超音波検査装置１００が外部から動力を得る構造と比較して、構造を簡素化することができる。
また、超音波検査装置１００が自走するので、超音波検査装置１００を作業員が手動で動かす必要がないので、作業員等の手が届きにくい大型のロータディスク５の検査にも適用することができる。
また、超音波検査装置１００が自走するので、超音波検査装置１００を作業員が手動で動かす必要がないので、作業員等の手が届きにくい大型のロータディスク５の検査にも適用することができる。
【0071】
本実施形態では、第１磁石１１を用いて、ディスク面５ａと接触しないように超音波探触子３１をディスク面５ａに対して保持している。これにより、超音波検査装置１００が移動する際の走行抵抗を低減することができる。
【0072】
本実施形態では、移動した距離を検出するエンコーダを備えている。これより、超音波検査装置１００の周方向の位置を把握することができる。したがって、超音波探触子３１の検査結果と周方向の位置とを関連付けることができる。よって、ロータディスク５に生じている損傷の位置を特定することができる。
【0073】
本実施形態では、超音波探触子３１とロータディスク５との間に、ロータディスク５に押し付けられることで変形する軟化ゲル部３３が設けられている。これにより、軟化ゲル部３３をロータディスク５に押し付けることで、軟化ゲル部３３がロータディスク５の表面に応じて変形するので、ロータディスク５の表面の空気層を排除することができる。超音波探触子３１とロータディスク５との間の空気層を除去することができるので、超音波探触子３１からロータディスク５へ好適に超音波を伝達させることができる。したがって、例えば、大型のロータディスク５等のように、ディスク面５ａが湾曲しているロータディスク５であっても、軟化ゲル部３３を変形させることで、好適に検査を行うことができる。
【0074】
また、本実施形態では、軟化ゲル部３３がディスク面５ａの湾曲態様に応じて変化するため、いずれの湾曲態様であっても空気層を除去することができる。よって、例えば、同一のタービンロータで複数のディスク翼溝部を探傷する場合に、縦断面図にて同様な形状を有する鍔部の湾曲面がディスク面に存在すると、ディスク上の探触子を配置する位置の直径寸法によって、検査対象であるディスク面５ａの湾曲態様（大径Ｒ）が変化する。このような場合であっても、ディスク面５ａの湾曲態様の変化に応じて、軟化ゲル部３３が変形する。よって、ディスク直径が異なっても同一形状の鍔部に対して探触子やホルダを変更することなく、同一の超音波検査装置１００を移動させつつ、好適に検査を行うことができる。
【0075】
また、本実施形態では、探触子側ホルダ３２が、付勢部３５によって、ロータディスク５側に付勢している。これによって、探触子側ホルダ３２を介して、軟化ゲル部３３をロータディスク５に押し付けることができる。したがって、より好適に軟化ゲル部３３をロータディスク５に押し付けることができる。よって、より好適に軟化ゲル部３３をロータディスク５のディスク面５ａに応じて変形させ、空気層を除去することができる。
【0076】
本実施形態では、ロータディスク５のディスク面５ａに対する超音波探触子３１の角度を変更する角度調整部３６を備えている。これにより、超音波探触子３１の角度を調整することで、的確に目的箇所（検査対象箇所）へ超音波を送信することができる。
【0077】
本実施形態では、第１超音波探触子３１ａを第２超音波探触子３１ｂの反対側へ傾斜させる傾斜調整機構５０と、第２超音波探触子３１ｂを第１超音波探触子３１ａの反対側へ傾斜させる傾斜調整機構５０とを備えている。これにより、第１超音波探触子３１ａ及び第２超音波探触子３１ｂを傾斜させた状態で、第１超音波探触子３１ａ及び第２超音波探触子３１ｂから超音波を送信することで、第１超音波探触子３１ａから送信される超音波と、第２超音波探触子３１ｂから送信される超音波とが、ロータディスク５の内部で集束させることができる。また、傾斜角度θ１を調整することで、超音波の集束位置の深さＬ（ロータディスク５のディスク面５ａからの距離。図１３参照）を調整することができる。したがって、例えば、大型のロータディスク５等のように、ディスク面５ａが湾曲しているタービンであっても、湾曲部の形状に応じて、第１超音波探触子３１ａ及び第２超音波探触子３１ｂの傾斜角度θ１を調整することで、所望の位置に超音波を収束させることができる。よって、湾曲部の形状（曲率）に応じるように屈折角を計算した素子等を用意する必要がないため、検査を容易化することができる。
【0078】
傾斜調整機構５０は、傾斜角度θ１を所望の角度とすることができる。また、第１超音波探触子３１ａの傾斜角度と、第２超音波探触子３１ｂの傾斜角度とを異なる角度とすることで、超音波の集束位置を、第１超音波探触子３１ａ側または第２超音波探触子３１ｂ側とすることができる。すなわち、図１７に示すように、第１超音波探触子３１ａの傾斜角度を、第２超音波探触子３１ｂの傾斜角度よりも大きくした場合には、超音波の集束位置Ｐ’が第２超音波探触子３１ｂ側となる。また、反対に、第２超音波探触子３１ｂの傾斜角度を、第１超音波探触子３１ａの傾斜角度よりも大きくした場合には、超音波の集束位置が第１超音波探触子３１ａ側となる。したがって、より広い範囲で超音波を収束させることができる。特に、図３に示すような、スキュードタイプの翼溝部６に対して、楔などを用いることなく、翼溝部６の延在する方向に超音波を収束させることができるので、検査を容易化することができる。
【0079】
なお、本発明は、上記各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、適宜変形が可能である。
例えば、超音波検査装置１００は、慣性計測装置やレーザレンジファインダやソナー等をさらに備えてもよい。このような計器類をもうけることで、超音波検査装置１００の制御精度を向上させることができる。
例えば、超音波検査装置１００は、慣性計測装置やレーザレンジファインダやソナー等をさらに備えてもよい。このような計器類をもうけることで、超音波検査装置１００の制御精度を向上させることができる。
【0080】
また、第１磁石１１の表面をゲル等の低摩擦材で覆い、低摩擦材をディスク面５ａに接触させてもよい。このような方法でも、走行抵抗を低減することができる。
【符号の説明】
【0081】
１ ：蒸気タービン
２ ：タービンロータ
３ ：動翼
４ ：ロータシャフト
５ ：ロータディスク
５ａ ：ディスク面
６ ：翼溝部
１０ ：検査部
１１ ：第１磁石（保持部）
１２ ：駆動輪（移動部）
１３ ：操舵輪（調整部）
１４ ：ストロークセンサ（位置検出部）
１５ ：制御装置（制御部）
１６ ：駆動輪支持部
１６ａ ：対向面
１７ ：操舵輪支持部
１７ａ ：対向面
１８ ：ストローク制御装置
２１ ：記憶部
２２ ：操舵輪制御部
２３ ：自己位置検出部（移動距離検出部）
２４ ：損傷把握部
３０ ：固定アーム
３１ ：超音波探触子
３１ａ ：第１超音波探触子
３１ｂ ：第２超音波探触子
３２ ：探触子側ホルダ
３２ａ ：第１探触子側ホルダ
３２ｂ ：第２探触子側ホルダ
３３ ：軟化ゲル部
３４ ：ロータディスク側ホルダ
３５ ：付勢部
３６ ：角度調整部
３７ ：遮蔽板
３８ ：第２磁石
３９ ：ボールローラ
４０ ：第１ブラケット
４１ ：バネ
４２ ：第２ブラケット
４３ ：スライダ部
４４ ：レール部
４５ ：レバー
４６ ：回転固定用ネジ
５０ ：傾斜調整機構（第１傾斜手段、第２傾斜手段）
５１ ：外側ネジ
５１ａ ：球体部
５２ａ ：球体部
５２ ：内側ネジ
５３ ：外側ネジ孔
５４ ：内側ネジ孔
５６ ：外側ネジ孔
５６ａ ：球状空間
５７ａ ：球状空間
５７ ：内側ネジ孔
５８ ：ナット
６１ ：蝶番
６２ ：引張バネ
１００ ：超音波検査装置
２ ：タービンロータ
３ ：動翼
４ ：ロータシャフト
５ ：ロータディスク
５ａ ：ディスク面
６ ：翼溝部
１０ ：検査部
１１ ：第１磁石（保持部）
１２ ：駆動輪（移動部）
１３ ：操舵輪（調整部）
１４ ：ストロークセンサ（位置検出部）
１５ ：制御装置（制御部）
１６ ：駆動輪支持部
１６ａ ：対向面
１７ ：操舵輪支持部
１７ａ ：対向面
１８ ：ストローク制御装置
２１ ：記憶部
２２ ：操舵輪制御部
２３ ：自己位置検出部（移動距離検出部）
２４ ：損傷把握部
３０ ：固定アーム
３１ ：超音波探触子
３１ａ ：第１超音波探触子
３１ｂ ：第２超音波探触子
３２ ：探触子側ホルダ
３２ａ ：第１探触子側ホルダ
３２ｂ ：第２探触子側ホルダ
３３ ：軟化ゲル部
３４ ：ロータディスク側ホルダ
３５ ：付勢部
３６ ：角度調整部
３７ ：遮蔽板
３８ ：第２磁石
３９ ：ボールローラ
４０ ：第１ブラケット
４１ ：バネ
４２ ：第２ブラケット
４３ ：スライダ部
４４ ：レール部
４５ ：レバー
４６ ：回転固定用ネジ
５０ ：傾斜調整機構（第１傾斜手段、第２傾斜手段）
５１ ：外側ネジ
５１ａ ：球体部
５２ａ ：球体部
５２ ：内側ネジ
５３ ：外側ネジ孔
５４ ：内側ネジ孔
５６ ：外側ネジ孔
５６ａ ：球状空間
５７ａ ：球状空間
５７ ：内側ネジ孔
５８ ：ナット
６１ ：蝶番
６２ ：引張バネ
１００ ：超音波検査装置
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15A】
【図15B】
【図15C】
【図15D】
【図16A】
【図16B】
【図16C】
【図17】