JP2017191030A - 超音波検査治具、および、超音波検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】穴回りの検査を容易に実行可能にするための超音波検査治具、および、超音波検査方法を提供する。【解決手段】超音波検査治具は、検査対象物１の穴１０に挿入される挿入部２２と、挿入部２２に接続され、検査対象物１に接触するフランジ部２３とを備える。フランジ部２３は、検査対象物１に接触する側の表面であるフランジ部第１表面２３１と、探触子４１に接触する側の表面であるフランジ部第２表面２３２とを備える。フランジ部第２表面２３２には、探触子４１の位置が穴１０の中心軸Ｃから離間した位置に維持されるように、探触子４１の位置を規制する位置規制部２６が設けられている。【選択図】図１

Description

本発明は、超音波検査治具、および、超音波検査方法、特に、超音波検査で用いる穴回りの検査治具、および、穴回りの検査方法に関する。

超音波探触子を用いて穴を有する検査対象物を検査することを想定する。探触子の超音波出射面の位置と穴の位置とが重なる時に探触子が検出する超音波検出信号と、探触子の超音波出射面の位置と穴の位置とが重ならない時に探触子が検出する超音波検出信号とは、互いに大きく異なる。このため、探触子の位置と穴の位置とが重ならない状態と、探触子の位置と穴の位置とが重なる状態との間で状態が頻繁に変化する場合には、検出信号が安定しない。もちろん、穴に近づかないように探触子を操作すれば、検出信号は安定化する。しかし、この場合には、穴の周辺部分の検査が不十分となるおそれがある。

以上のとおり、超音波探触子を用いて穴を有する検査対象物を検査する場合、作業者には、熟練度が要求される。

関連する技術として、特許文献１（特開２０１４−１４９２４１号公報）には、検査対象穴を検査する超音波探傷用治具が記載されている。しかし、特許文献１に記載の超音波探傷用治具を用いた場合であっても、探触子の位置と穴の位置とが重ならない状態から、探触子の位置と穴の位置とが重なる状態に、状態が変化し得る。

特開２０１４−１４９２４１号公報

本発明の目的は、穴回りの検査を容易に実行可能にするための超音波検査治具、および、超音波検査方法を提供することにある。

この発明のこれらの目的とそれ以外の目的と利益とは以下の説明と添付図面とによって容易に確認することができる。

以下に、発明を実施するための形態で使用される番号・符号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号・符号は、特許請求の範囲の記載と発明を実施するための形態との対応関係の一例を示すために、参考として、括弧付きで付加されたものである。よって、括弧付きの記載により、特許請求の範囲は、限定的に解釈されるべきではない。

いくつかの実施形態における超音波検査治具は、検査対象物（１）の穴（１０）に挿入される挿入部（２２）と、前記挿入部（２２）に接続され、前記検査対象物（１）に接触するフランジ部（２３）とを備える。前記フランジ部（２３）は、前記検査対象物（１）に接触する側の表面であるフランジ部第１表面（２３１）と、探触子（４１）に接触する側の表面であるフランジ部第２表面（２３２）とを有する。前記フランジ部第２表面（２３２）には、前記探触子（４１）の位置が前記穴（１０）の中心軸（Ｃ）から離間した位置に維持されるように、前記探触子（４１）の位置を規制する位置規制部（２６）が設けられている。

上記超音波検査治具において、前記位置規制部（２６）は、前記探触子（４１）の移動をガイドする第１環状壁面（２６０）を有していてもよい。

上記超音波検査治具において、前記第１環状壁面（２６０）は、前記探触子（４１）が前記中心軸（Ｃ）から離れる方向に移動することを防止するか、あるいは、前記探触子（４１）が前記中心軸（Ｃ）に近づく方向に移動することを防止するように構成されていてもよい。

上記超音波検査治具において、前記中心軸（Ｃ）と前記第１環状壁面（２６０ａ）との間の距離（Ｌ１）は、前記中心軸（Ｃ）と前記挿入部（２２）の外周面との間の距離（Ｌ２）よりも小さくてもよい。

上記超音波検査治具において、前記位置規制部（２６）は、前記第１環状壁面（２６０ａ）を含む複数の壁面によって規定される第１環状凹部（Ｄ１）を含んでいてもよい。また、前記位置規制部（２６）は、前記第１環状凹部（Ｄ１）とは異なる第２の位置規制部（２６１）を含んでいてもよい。

上記超音波検査治具において、前記フランジ部（２３）は、前記フランジ部（２３）と前記検査対象物（１）との間にカップリング剤を供給するように構成された供給流路（２８）を備えていてもよい。

上記超音波検査治具において、前記フランジ部（２３）は、前記検査対象物（２）に接触配置される内周側部分（２３４ａ）と、前記内周側部分（２３４ａ）よりも外側に配置され、前記検査対象物（２）に対して離間配置される外周側部分（２３４ｂ）とを備えていてもよい。

上記超音波検査治具において、前記挿入部（２２）の外側に配置され、前記穴（１０）に挿入される部分の外径の大きさを調整する第１アタッチメント部材（６）を更に備えていてもよい。

上記超音波検査治具において、前記フランジ部第１表面（２３２）上に配置され、前記探触子（４１）がガイドされる領域を調整する第２アタッチメント部材（７）を更に備えていてもよい。

上記超音波検査治具において、前記位置規制部（２６）は、前記フランジ部（２３）に対する前記探触子（４１）の相対位置を第１位置に維持する第１機構（２６４）を備えていてもよい。また、前記フランジ部（２３）は、前記探触子（４１）とともに、前記中心軸（Ｃ）まわりを回転するように構成されていてもよい。

上記超音波検査治具において、前記位置規制部（２６）は、前記フランジ部（２３）に対する前記探触子（４１）の相対位置を第２位置に維持する第２機構（２６５）を備えていてもよい。前記第１機構（２６４）によって位置決めされた前記探触子（４１）がとおる軌道と、前記第２機構（２６５）によって位置決めされた前記探触子（４１）がとおる軌道とは、一部分が互いにオーバーラップし、他の一部分が互いにオーバーラップしていなくてもよい。

いくつかの実施形態における超音波検査方法は、超音波検査治具（２）の挿入部（２２）を検査対象物（１）の穴（１０）に挿入する工程と、前記超音波検査治具（２）のフランジ部（２３）の第１表面（２３１）が前記検査対象物（１）に接触するように、前記フランジ部（２３）を配置する工程と、前記フランジ部（２３）の第２表面（２３２）に、探触子（４１）を配置する工程と、前記探触子（４１）を用いて、前記検査対象物（１）のうち前記穴（１０）の回りの領域を検査する検査工程とを具備する。前記検査工程において、前記探触子（４１）は、前記第２表面（２３２）に設けられた位置規制部（２６）によって、前記探触子（４１）の位置が前記穴（１０）の中心軸（Ｃ）から離間した位置に維持される。

上記超音波検査方法において、前記位置規制部（２６）は、前記探触子（４１）の移動をガイドする第１環状壁面（２６０）を有していてもよい。前記検査工程において、前記探触子（４１）は、前記第１環状壁面（２６０）に沿って、前記中心軸（Ｃ）のまわりを回転移動してもよい。

上記超音波検査方法において、前記検査工程において、前記探触子（４１）は、前記フランジ部（２３）とともに、前記中心軸（Ｃ）のまわりを回転移動してもよい。

上記超音波検査方法において、前記検査工程において、前記探触子（４１）の超音波出射面と前記穴（１０）との間のオーバーラップ領域に対応する幅は、０．１ｍｍ以上２ｍｍ以下に維持されてもよい。

本発明により、穴回りの検査を容易に実行可能にするための超音波検査治具、および、超音波検査方法が提供できる。

図１は、実施形態における超音波検査治具の一例を示す２面図である。図１の上側には、平面図が記載され、図１の下側には、側面図が記載されている。 図２Ａは、第１変形例における超音波検査治具を示す概略平面図である。 図２Ｂは、図２ＡのＡ−Ａ矢視断面図である。 図３は、第２変形例における超音波検査治具を示す概略断面図である。 図４は、第３変形例における超音波検査治具を示す概略断面図である。 図５は、第２アタッチメント部材の一例を示す概略側面図である。 図６は、第４変形例における超音波検査治具を示す概略断面図である。 図７Ａは、第５変形例における超音波検査治具を示す概略平面図である。 図７Ｂは、図７ＡのＢ−Ｂ矢視断面図である。 図８Ａは、第６変形例における超音波検査治具を示す概略平面図である。 図８Ｂは、図８ＡのＥ−Ｅ矢視断面図である。 図８Ｃは、探触子の移動軌跡を模式的に示す概略平面図である。 図９は、超音波検査方法の一例を示すフローチャートである。 図１０は、オーバーラップ領域およびオーバーラップ幅について説明するための図である。

以下、実施形態に係る超音波検査治具、および、超音波検査方法に関して、添付図面を参照して説明する。なお、添付図面において、同一の機能を有する構成要素には、同一の符号が付与されている。同一の符号が付された構成要素についての繰り返しとなる説明は省略される。

（実施形態における超音波検査治具）
図１を参照して、実施形態における超音波検査治具２について説明する。図１の上側には、平面図が記載され、図１の下側には、側面図が記載されている。

超音波検査治具２は、検査対象物１の穴回り、すなわち、穴１０の近傍領域を検査するための治具である。穴１０の近傍領域は、例えば、穴１０の外縁からの距離が０ｍｍ以上１００ｍｍ以下の領域である。検査対象物１は、例えば、穴１０を有するＦＲＰ製（繊維強化プラスチック製）の板である。穴１０は、例えば、締結用ファスナーが挿入される穴である。図１に記載の例では、穴の断面形状（穴の中心軸Ｃに垂直な断面の形状）は、真円である。しかし、穴の断面形状は、真円とは異なる形状、例えば、長円あるいは楕円であってもよい。また、図１に記載の例では、穴１０の中心軸Ｃに垂直な断面の形状は、中心軸Ｃに沿って変化していない。しかし、穴１０の中心軸Ｃに垂直な断面の形状は、中心軸Ｃに沿って変化してもよい。例えば、穴１０は、皿穴付きの穴であってもよい。

超音波検査治具２は、検査用超音波を透過可能あるいは伝達可能な材料によって構成される。超音波検査治具２の材質は、例えば、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリエステル系樹脂等の樹脂を含む。なお、超音波検査治具２中において、超音波の伝播速度は、空気中における超音波の伝播速度よりも遅い。すなわち、超音波検査治具２は、超音波の伝播速度を低下させる遅延材として機能する。超音波出射面から出射された直後の超音波は不安定である場合があるが、遅延材の存在により、超音波が安定化する。

超音波検査治具２は、穴１０に挿入される挿入部２２を備える。挿入部２２の中心軸と、穴１０の中心軸Ｃとは、互いに一致している。挿入部２２の外周面の形状は、穴１０を規定する壁面の形状に相補的な形状を有する。すなわち、挿入部２２の外周面と穴を規定する壁面との間の隙間は、極力小さい値に設定される。穴１０が円柱状のストレート穴である場合には、挿入部２２の形状は、円柱形状を有する。なお、円柱形状には略円柱形状も含まれる。図１に記載の例では、挿入部２２の下端は、検査対象物１の下面１１ｂよりも下方に突出している。代替的に、挿入部２２の下端は、検査対象物１の下面１１ｂよりも上側に位置していてもよい。

超音波検査治具２は、検査対象物１に接触するフランジ部２３を備える。フランジ部２３と挿入部２２とは、互いに接続されている。なお、図１に記載の例では、フランジ部２３と挿入部２２とは、一体に形成されているが、フランジ部２３と挿入部２２とは、別体であってもよい。この場合、挿入部２２は、フランジ部２３に対して、着脱自在であってもよい。挿入部２２が、フランジ部２３に対して着脱自在である場合には、穴１０のサイズに応じて、適切なサイズの挿入部２２がフランジ部２３に取り付けられる。

フランジ部２３は、第１表面２３１と、第２表面２３２とを備える。第１表面２３１は、検査対象物１の表面（例えば、検査対象物の上面１１ａ）に接触する側の面である。第２表面２３２は、探触子４１に接触する側の面である。

第２表面２３２には、位置規制部２６が設けられている。位置規制部２６は、探触子４１の位置が穴１０の中心軸Ｃから離間した位置に維持されるように、探触子４１の位置を規制する部分である。なお、図１に記載の例では、位置規制部２６は、第１突出部２５の側面である。第１突出部２５は、フランジ部２３から、挿入部２２の突出方向とは反対側の方向に突出する突出部である。図１に記載の例では、位置規制部２６は、探触子４１が中心軸Ｃに近づく方向に移動することを防止する規制部材である。位置規制部２６の存在により、中心軸Ｃに沿う方向に見て、探触子４１と穴１０とが互いにオーバーラップすることが抑制される。特に、中心軸Ｃに沿う方向に見て、探触子４１と穴１０の中心軸Ｃとが互いにオーバーラップすることはない。その結果、探触子４１によって検出される信号の不安定化が抑制される。また、検出信号中のノイズの量が低減される。また、ノイズの量が低減される結果、検査対象物中の欠陥を検出する際のエラーの発生が低減される。また、位置規制部２６の存在により、オペレーターに依存して検査結果がバラつくことが抑制される。また、位置規制部２６の存在により、穴を避けるための極度に慎重な操作が不要となる。その結果、検査の効率化および検査時間の短縮が実現される。

図１に記載の例では、位置規制部２６は、探触子４１の移動をガイドする環状の壁面、すなわち、第１環状壁面２６０である。第１環状壁面２６０は、探触子４１の側面が接触する壁面である。オペレーターは、単に、第１環状壁面２６０に沿って、探触子４１を移動させるだけで、穴１０の回りを、漏れなく、安定的に検査することが可能となる。図１に記載の例では、穴１０の回りの環状の領域（図１の斜線によって示される領域）を、安定的に検査することが可能となる。図１に記載の例では、第１環状壁面２６０の半径は、穴１０の半径よりも僅かに（例えば、０ｍｍ〜２ｍｍの範囲のうちの任意の値だけ）小さいが、第１環状壁面２６０の半径は、穴１０の半径と等しくてもよい。なお、本明細書において、「環状」は、「円環状」に限定されない。例えば、穴１０の断面形状が長円形状である場合には、第１環状壁面２６０は、長円形状の断面を有する壁面となる。

図１に記載の例では、位置規制部２６が、第１突出部２５の側面によって構成されているが、位置規制部２６の具体的な構造または形状は、図１に記載の例に限定されない。本明細書では、位置規制部２６について、様々な変形例が説明される。

（第１変形例）
図２Ａおよび図２Ｂを参照して、第１変形例における超音波検査治具２について説明する。図２Ａは、第１変形例における超音波検査治具を示す概略平面図である。また、図２Ｂは、図２ＡにおけるＡ−Ａ矢視断面図である。

（第１環状凹部Ｄ１）
第１変形例における超音波検査治具２では、位置規制部２６が、第１環状凹部Ｄ１である。第１環状凹部Ｄ１は、第１環状壁面２６０ａと、凹部底面２３２ａと、第２環状壁面２６０ｂとによって規定される凹部である。

第１環状凹部Ｄ１は、探触子４１が移動可能な環状の軌道を規定する。第１環状壁面２６０ａは、第１突出部２５の外周面であり、探触子４１が穴１０ａの中心軸Ｃに近づく方向に移動することを防止する壁面である。

凹部底面２３２ａは、探触子４１の超音波出射面が接触する面である。他方、超音波検査治具２の第２表面２３２のうち、第１突出部２５の上面および第２突出部２５ｂの上面２３２ｂは、探触子４１の超音波出射面が接触しない面である。

第２環状壁面２６０ｂは、第２突出部２５ｂの内周面であり、探触子４１が中心軸Ｃから離れる方向に移動することを防止する壁面である。なお、第２突出部２５ｂは、フランジ部２３から、挿入部２２の突出方向とは反対側の方向に突出する部分であり、第１突出部２５よりも外側に位置する部分である。

第１変形例では、超音波検査治具２が、第１環状凹部Ｄ１を備える。このため、探触子４１の移動軌跡が安定する。よって、第１変形例では、穴１０ａの回りの検査を、より安定的に行うことが可能である。なお、第１環状凹部Ｄ１の幅Ｗ１、すなわち、第１環状壁面２６０ａと第２環状壁面２６０ｂとの間の距離が、探触子４１の直径よりも大きい場合には、第１環状壁面２６０ａおよび第２環状壁面２６０ｂのうちの一方を、探触子４１をガイドするためのガイド面として用いればよい。代替的に、第１環状壁面２６０ａをガイド面として用いて、第１回目の検査を行い、第２環状壁面２６０ｂをガイド面として用いて、第２回目の検査を行ってもよい。この場合、検査が２回行われることにより、検査の信頼性が向上する。なお、図２Ｂに記載の例では、第１環状壁面２６０ａの半径は、穴１０ａの半径よりも僅かに（例えば、０ｍｍ〜２ｍｍの範囲のうちの任意の値だけ）小さいが、第１環状壁面２６０ａの半径は、穴１０ａの半径と等しくてもよい。

図２Ｂに示されるように、穴１０ａの中心軸Ｃと第１環状壁面２６０ａとの間の距離Ｌ１は、穴１０ａの中心軸Ｃと挿入部２２の外周面との間の距離Ｌ２よりも小さくてもよい。この場合、第１環状壁面２６０ａによってガイドされる探触子４１の超音波出射面と、穴１０ａとが、中心軸Ｃに沿う方向に見て、わずかにオーバーラップすることとなる。その結果、穴１０の回りが、穴１０に接する領域を含めて、漏れなく検査されることとなる。なお、距離Ｌ２と距離Ｌ１との間の差は、例えば、０．１ｍｍ以上２ｍｍ以下である。

（カップリング剤の供給）
第１変形例では、超音波検査治具２は、液体のカップリング剤を供給する供給流路２８を備える。液体のカップリング剤は、例えば、水である。探触子４１の超音波出射面と検査対象物１との間に空気が介在すると、検査対象物１への超音波の伝達が阻害される。このため、探触子４１の超音波出射面と検査対象物１との間に存在する空気は、液体のカップリング剤で置換されることが望ましい。図２Ａおよび図２Ｂに記載の例では、供給流路２８を用いて、フランジ部２３と検査対象物１との間にカップリング剤が供給される。なお、図２Ａに記載の例では、複数の供給流路２８が、中心軸Ｃの回りに等間隔に配置されている。図２Ａおよび図２Ｂに記載の例では、供給流路２８の存在により、カップリング剤を継続的に供給することが可能となる。

なお、供給流路２８を介して供給されるカップリング剤には、気泡が混入している場合がある。フランジ部２３と検査対象物１との間に気泡が介在すると、検査対象物１への超音波の伝達が阻害されるおそれがある。このため、図２Ｂに記載の例では、フランジ部２３と、検査対象物１との間の接触面積を低減することにより、フランジ部２３と検査対象物１との間に存在する気泡が容易に除去されるようにしている。すなわち、供給流路２８の出口から空間２３６までの距離が短いため、気泡が除去され易い。また、フランジ部２３と検査対象物１との間の接触面積を低減することにより、フランジ部２３から検査対象物１に向けて作用する圧力が大きくなる。その結果、フランジ部２３と検査対象物１との間の気泡が除去され易くなる。

図２Ｂに記載の例では、フランジ部２３と検査対象物１との間の接触面積を低減するために、第１表面２３１の一部が、第１表面２３１の他の部分よりも後退した位置にある。図２Ｂに記載の例では、後退した位置に対応する部分が、外周側部分２３４ｂであり、検査対象物に接触する位置に対応する部分が、内周側部分２３４ａである。換言すれば、フランジ部２３は、検査対象物１に接触配置される内周側部分２３４ａと、内周側部分２３４ａよりも外側に配置され、検査対象物１に対して離間配置される外周側部分２３４ｂとを備える。その結果、外周側部分２３４ｂと検査対象物１との間に空間２３６が形成される。なお、図２Ｂに記載の例では、内周側部分２３４ａと外周側部分２３４ｂとの間の段差部が、中心軸Ｃに平行な面２３７を含むが、当該段差部は、傾斜面を含んでいてもよい。すなわち、段差部は、中心軸Ｃから離れるに従って検査対象物１との間の距離が大きくなる傾斜面を含んでいてもよい。なお、図２Ｂに記載の例では、外周側部分２３４ｂの幅Ｗ２は、５ｍｍ以上５０ｍｍ以下である。

なお、供給流路２８の構成、および／または、フランジ部２３と検査対象物１との間の接触面積を低減する構成は、上述の実施形態、あるいは、後述の他の変形例にも適用可能である。

（超音波探触装置）
図２Ｂに記載の例では、超音波探触装置４は、探触子４１と、ディスプレイ４４を備えたコンピュータシステムと、検出信号伝達線４２とを備える。検出信号伝達線４２は、探触子４１によって検出された信号を、コンピュータシステムに伝達する。ディスプレイ４４は、探触子４１による検出結果を表示する。なお、探触子４１は、無線によって、検出信号を、コンピュータシステムに伝達してもよい。この場合には、検出信号伝達線４２を、省略することが可能である。検出信号伝達線４２が無い場合には、探触子４１を中心軸Ｃ回りに回転させた時、検出信号伝達線４２が絡まるリスクがない。

（第２変形例）
図３を参照して、第２変形例における超音波検査治具２について説明する。図３は、第２変形例における超音波検査治具２を示す概略断面図である。

（第２の位置規制部）
第２変形例における超音波検査治具２は、第１環状凹部Ｄ１とは異なる第２の位置規制部２６１を備えている。

第２の位置規制部２６１は、第１の位置規制部である第１環状凹部Ｄ１とは異なる位置規制部である。第２の位置規制部２６１を用いてガイドされる探触子４１の移動軌跡は、第１環状凹部Ｄ１を用いてガイドされる探触子４１の移動軌跡とは異なる。図３に記載の例では、第２の位置規制部２６１が、第１環状凹部Ｄ１よりも外周側にある。よって、相対的に小さな穴１０ａの回りを検査する時には、第１環状凹部Ｄ１を用いて探触子４１をガイドすればよく、また、相対的に大きな穴１０ｂの回りを検査する時には、第２の位置規制部２６１を用いて探触子４１をガイドすればよい。代替的に、第２の位置規制部２６１は、第１環状凹部Ｄ１よりも内周側にあってもよい。

図３に記載の例では、第２の位置規制部２６１は、第２環状凹部Ｄ２を含む。第２環状凹部Ｄ２と第１環状凹部Ｄ１とは、環状の第３突出部２５ｃを介して、互いに隣接している。第２環状凹部Ｄ２は、第３環状壁面２６１ａと、凹部底面２３２ａと、第４環状壁面２６１ｂとによって規定される凹部である。第３環状壁面２６１ａおよび／または第４環状壁面２６１ｂが、第２の位置規制部２６１として機能する。

（第１アタッチメント部材）
第２変形例における超音波検査治具２は、挿入部２２の外側（外周側）に配置され、穴１０ｂに挿入される部分の外径の大きさを調整する第１アタッチメント部材６を備える。第１アタッチメント部材６は、挿入部２２に対して、着脱自在に構成される。相対的に小さな穴１０ａの回りを検査する時には、第１アタッチメント部材６は使用されない。この場合、挿入部２２の外周面が、穴１０ａに直接面することとなる。他方、相対的に大きな穴１０ｂの回りを検査する時には、第１アタッチメント部材６が使用される。この場合、第１アタッチメント部材６の外周面が、穴１０ｂに直接面することとなる。第１アタッチメント部材６の外周面は、穴１０ｂを規定する壁面に相補的な形状を有する。図３に記載の例では、第１アタッチメント部材６の外周面の形状は、仮想的な円筒の外周面に一致する形状を含む。図３に記載の例では、第１アタッチメント部材６は、リング形状を有する部材である。

なお、穴１０ｂよりも更に大きな穴の回りを検査する場合には、挿入部２２の外側に第１アタッチメント部材６を配置し、当該第１アタッチメント部材６の外側に、更に別のアタッチメント部材を配置すればよい。また、第１の位置規制部および第２の位置規制部に加えて、他の位置規制部を設ければよい。

第２変形例における超音波検査治具２は、様々なサイズの穴の回りを検査するために使用することが可能である。

（第３変形例）
図４を参照して、第３変形例における超音波検査治具２について説明する。図４は、第３変形例における超音波検査治具を示す概略断面図である。

（第２アタッチメント部材）
第３変形例における超音波検査治具２は、第２表面２３２上に配置される第２アタッチメント部材７を備える。第２アタッチメント部材７は、探触子４１がガイドされる領域を調整する。

図４に記載の例では、第２アタッチメント部材７は、第１環状凹部Ｄ３内に配置されている。図４に記載の例における第１環状凹部Ｄ３の幅は、図２Ａに記載の例における第１環状凹部Ｄ１の幅よりも大きい。

第２アタッチメント部材７は、その内周面が、第１突出部２５の第１環状壁面２６０ａに接するように配置される。そして、第２アタッチメント部材７の外周面７ａ（環状壁面）が、位置規制部として機能する。相対的に小さな穴１０ａの回りを検査する時には、第２アタッチメント部材７は使用されない。この場合、第１環状壁面２６０ａが位置規制部として機能し、探触子４１は、第１環状壁面２６０ａに沿って案内される。他方、相対的に大きな穴１０ｂの回りを検査する時には、第２アタッチメント部材７が使用される。この場合、第２アタッチメント部材７の外周面７ａが位置規制部として機能し、探触子４１は、外周面７ａに沿って案内される。

なお、図４に記載の例では、第１アタッチメント部材６と第２アタッチメント部材７とが用いられている。中心軸Ｃと外周面７ａとの間の距離Ｌ３（すなわち、第２アタッチメント部材７の半径）は、中心軸Ｃと第１アタッチメント部材６の外周面との間の距離Ｌ４（すなわち、第１アタッチメント部材６の半径）よりも小さくてもよい。この場合、探触子４１を外周面７ａに沿って案内すると、探触子４１の超音波出射面と、穴１０ｂとが、中心軸Ｃに沿う方向に見て、わずかにオーバーラップすることとなる。その結果、穴１０ｂの回りが、穴１０ｂに接する領域を含めて、漏れなく検査されることとなる。なお、距離Ｌ４と距離Ｌ３との間の差は、例えば、０．１ｍｍ以上２ｍｍ以下である。

図４に記載の例では、第２アタッチメント部材７の外周面７ａの形状は、仮想的な円筒の外周面に一致する形状を含む。図４に記載の例では、第２アタッチメント部材７は、リング形状を有する部材である。代替的に、図５に示されるように、第２アタッチメント部材７は、第１突出部２５の形状に相補的な形状を有する凹部７ｂを備えた部材であってもよい。

なお、穴１０ｂよりも更に大きな穴の回りを検査する場合には、第１突出部２５の外側に第２アタッチメント部材７を配置し、当該第２アタッチメント部材７の外側に、更に別のアタッチメント部材を配置すればよい。

第３変形例における超音波検査治具２は、様々なサイズの穴の回りを検査するために使用することが可能である。

（第４変形例）
図６を参照して、第４変形例における超音波検査治具２について説明する。図６は、第４変形例における超音波検査治具を示す概略断面図である。

（第２アタッチメント部材）
第４変形例における超音波検査治具２は、第２表面２３２上に配置される第２アタッチメント部材７を備える。第２アタッチメント部材７は、探触子４１がガイドされる領域を調整する。

図６に記載の例では、第２アタッチメント部材７は、仮想的な円板に相補的な形状を有する凹部Ｄ４内に配置されている。代替的に、第２アタッチメント部材７は、図４に示されるような第１環状凹部Ｄ３内に配置されてもよい。

第２アタッチメント部材７は、その外周面が、第２突出部２５ｂの第２環状壁面２６０ｂに接するように配置される。そして、第２アタッチメント部材７の内周面７ｃ（環状壁面）が、位置規制部として機能する。相対的に小さな穴１０ａの回りを検査する時には、第２アタッチメント部材７が使用される。この場合、内周面７ｃが位置規制部として機能し、探触子４１は、内周面７ｃに沿って案内される。他方、相対的に大きな穴１０ｂの回りを検査する時には、第２アタッチメント部材７は使用されない。この場合、第２環状壁面２６０ｂが位置規制部として機能し、探触子４１は、第２環状壁面２６０ｂに沿って案内される。

なお、図６に記載の例では、相対的に大きな穴１０ｂの回りを検査する時に、挿入部２２の外側に第１アタッチメント部材６が配置されてもよい。

図６に記載の例では、第２アタッチメント部材７の内周面７ｃの形状は、仮想的な円筒の外周面に一致する形状を含む。図６に記載の例では、第２アタッチメント部材７は、リング形状を有する部材である。

なお、穴１０ａよりも更に小さな穴の回りを検査する場合には、第２突出部２５ｂの内側に第２アタッチメント部材７を配置し、当該第２アタッチメント部材７の内側に、更に別のアタッチメント部材を配置すればよい。

第４変形例における超音波検査治具２は、様々なサイズの穴の回りを検査するために使用することが可能である。

（第５変形例）
図７Ａおよび図７Ｂを参照して、第５変形例における超音波検査治具２について説明する。図７Ａは、第５変形例における超音波検査治具２を示す概略平面図である。また、図７Ｂは、図７ＡのＢ−Ｂ矢視断面図である。

図７Ａおよび図７Ｂに記載の例では、フランジ部２３が探触子４１とともに、中心軸Ｃまわりを回転する。

図７Ａおよび図７Ｂに記載の例では、フランジ部２３が、フランジ部２３に対する探触子４１の相対位置を第１位置に維持する第１機構２６４を備える。本変形例では、第１機構２６４が、位置規制部２６として機能する。図７Ａおよび図７Ｂに記載の例では、第１機構２６４は、探触子４１を受け入れる凹部である。より具体的には、第１機構２６４は、探触子４１を受け入れる凹部を構成する内周面である。代替的に、第１機構２６４は、探触子４１を、フランジ部２３に着脱自在に固定する任意の係合部であってもよい。

図７Ａおよび図７Ｂに記載の例では、探触子４１またはフランジ部２３をＲ方向に回転させることにより、フランジ部２３が、探触子４１とともに、中心軸Ｃのまわりを回転する。探触子４１が中心軸Ｃのまわりを回転することにより、穴１０ａの回りが検査される。なお、第１機構２６４によって位置決めされた探触子４１に関し、探触子４１の超音波出射面上の任意の一点と中心軸Ｃとの間の最小距離Ｌ７（換言すれば、探触子４１を受け入れる凹部を構成する内周面と中心軸Ｃとの間の最小距離Ｌ７）は、挿入部２２の外周面と中心軸Ｃとの間の距離Ｌ８よりも短い。この場合、第１機構２６４によって位置決めされた探触子４１を中心軸Ｃまわりに移動させると、探触子４１の超音波出射面と、穴１０ａとが、中心軸Ｃに沿う方向に見て、わずかにオーバーラップすることとなる。その結果、穴１０ａの回りが、穴１０ａに接する領域を含めて、漏れなく検査されることとなる。なお、距離Ｌ８と距離Ｌ７との間の差は、例えば、０．１ｍｍ以上２ｍｍ以下である。

図７Ａおよび図７Ｂに記載の例では、単に、フランジ部２３を中心軸Ｃのまわりに回転させるだけで、穴１０ａの回りを安定的に検査することが可能である。なお、図７Ａおよび図７Ｂに記載の例では、挿入部２２とフランジ部２３とが一体的に回転するが、挿入部２２とフランジ部２３とが回転自在に連結されている場合には、挿入部２２の回転を抑制しつつ、フランジ部２３のみを回転させることも可能である。また、図７Ａおよび図７Ｂに記載の例では、位置規制部２６である第１環状壁面２６０の代わりに、位置規制部２６である第１機構２６４が設けられている。代替的に、第１環状壁面２６０に加えて、第１機構２６４が設けられてもよい。

（第６変形例）
図８Ａ乃至図８Ｃを参照して、第６変形例における超音波検査治具２について説明する。図８Ａは、第６変形例における超音波検査治具２を示す概略平面図である。また、図８Ｂは、図８ＡのＥ−Ｅ矢視断面図である。図８Ｃは、探触子の移動軌跡を模式的に示す概略平面図である。

図８Ａおよび図８Ｂに記載の例では、フランジ部２３が、第１機構２６４に加えて、フランジ部２３に対する探触子４１の相対位置を第２位置に維持する第２機構２６５を備える。本変形例では、第１機構２６４または第２機構２６５が、位置規制部２６として機能する。図８Ａおよび図８Ｂに記載の例では、第２機構２６５は、探触子４１を受け入れる凹部である。より具体的には、第２機構２６５は、探触子４１を受け入れる凹部を構成する内周面である。代替的に、第２機構２６５は、探触子４１を、フランジ部２３に着脱自在に固定する任意の係合部であってもよい。

図８Ａおよび図８Ｂに記載の例では、探触子４１またはフランジ部２３をＲ方向に回転させることにより、フランジ部２３が、探触子４１とともに、中心軸Ｃのまわりを回転する。また、図８Ａおよび図８Ｂに記載の例では、超音波検査治具２を、様々なサイズの穴の回りを検査するために使用することが可能である。すなわち、相対的に小さな穴１０ａの回りを検査する時には、探触子４１を第１機構２６４によって第１位置に位置決めすればよいし、相対的に大きな穴１０ｂの回りを検査する時には、探触子４１を第２機構２６５によって第２位置に位置決めすればよい。なお、図８Ｂに示されるように、第２機構２６５によって第２位置に位置決めされた探触子４１を用いて、相対的に大きな穴１０ｂの回りを検査する時には、第１アタッチメント部材６を挿入部２２の外側に配置すればよい。

図８Ｃを参照して、フランジ部２３を回転させることによって、探触子４１がとおる軌跡について説明する。図８Ｃに記載の例では、フランジ部２３を回転させることによって、第１機構２６４によって位置決めされた探触子４１がとおる軌道Ｐ１と、フランジ部２３を回転させることによって、第２機構２６５によって位置決めされた探触子４１がとおる軌道Ｐ２とは、一部分が互いにオーバーラップし（斜線部分を参照）、他の一部分が互いにオーバーラップしていない。このような場合、超音波検査治具２を、穴１０ａの回りの検査に用いるとともに、穴１０ａよりもわずかに大きな穴１０ｂの検査に用いることが可能となる。

（超音波検査方法）
図１等と、図９および図１０を参照して、超音波検査方法について説明する。図９は、超音波検査方法の一例を示すフローチャートである。また、図１０は、オーバーラップ領域およびオーバーラップ幅について説明するための図である。超音波検査方法は、上述の実施形態における超音波検査治具２または上述の変形例のいずれかにおける超音波検査治具２を用いて実行される。

図１等および図９を参照して、第１ステップＳ１において、超音波検査治具２の挿入部２２が検査対象物１の穴１０に挿入される。なお、第１ステップＳ１の前に、超音波検査治具２の挿入部２２の外側に第１アタッチメント部材６が配置されてもよい。この時、第１アタッチメント部材６が、挿入部２２から外れないように、第１アタッチメント部材６と挿入部２２とが互いに係合されてもよい。

第２ステップＳ２において、超音波検査治具２のフランジ部２３の第１表面２３１が検査対象物１に接触するように、フランジ部２３が配置される。なお、第２ステップＳ２の前に、検査対象物１の表面に液体のカップリング剤が適用されてもよい。代替的に、第２ステップＳ２の後に、供給流路２８を介して、フランジ部２３と検査対象物１との間にカップリング剤が供給されてもよい。供給流路２８へのカップリング剤の供給は、供給流路２８に連結された管を介して行われてもよいし、あるいは、供給流路２８に連結された注射器を介して行われてもよい。

第３ステップＳ３において、フランジ部２３の第２表面２３２に、探触子４１が配置される。なお、第３ステップＳ３より前に、第２表面２３２上に、上述のいずれかの変形例における第２アタッチメント部材７が配置されてもよい。代替的に、あるいは、付加的に、探触子４１の超音波出射面と第２表面２３２との間に、液体のカップリング剤が適用されてもよい。

第４ステップＳ４において、探触子４１を用いて、検査対象物１のうち穴１０の回りの領域が検査される。なお、第４ステップＳ４においては、探触子４１は、第２表面２３２に設けられた位置規制部２６によって、探触子４１の位置が穴１０の中心軸Ｃから離間した位置に維持されている。

実施形態における超音波検査方法では、位置規制部２６を利用しながら、探触子４１が、穴１０の中心軸Ｃのまわりを回転移動する。その結果、探触子４１によって検出される検出信号に、穴１０の存在に起因して発生するノイズが含まれるリスクが低減される。その結果、安定的な超音波検査が実現される。

第２表面２３２に設けられた位置規制部２６は、探触子４１の移動をガイドする第１環状壁面２６０を有していてもよい。この場合、第４ステップＳ４において、探触子４１は、第１環状壁面２６０に沿って、中心軸Ｃまわりを回転移動することとなる。なお、第１環状壁面２６０は、探触子４１の側面との接触により、探触子４１をガイドする面である。

図７Ａおよび図７Ｂを参照して、フランジ部２３は、フランジ部２３に対する探触子４１の相対位置を第１位置に維持する第１機構２６４を備えていてもよい。第１機構２６４は、位置規制部２６として機能する。この場合、第４ステップＳ４において、探触子４１は、フランジ部２３とともに、中心軸Ｃのまわりを回転移動することとなる。

実施形態における超音波検査方法では、位置規制部２６によって、探触子４１と穴１０の中心軸Ｃとの間の距離が一定に維持される。その結果、探触子４１が回転移動する際に、中心軸Ｃに沿う方向に見て、探触子４１の超音波出射面と穴１０とがオーバーラップする領域の面積が、時間と共に、ほとんど変動しない。なお、オーバーラップ領域は、図１０において斜線で示される領域である。なお、本明細書において、「オーバーラップ領域」とは、中心軸Ｃに沿う方向に見て、探触子４１の超音波出射面と、穴１０とが互いにオーバーラップする領域を意味する。穴１０の断面が中心軸Ｃに沿って変化する場合には、「オーバーラップ領域」とは、中心軸Ｃに沿う方向に見て、探触子４１の超音波出射面と、穴の中心軸Ｃに垂直な断面のうち面積が最小となる部分の断面とが互いにオーバーラップする領域を意味する。なお、探触子４１が回転移動する際に、オーバーラップ領域に対応する幅は、０．１ｍｍ以上２ｍｍ以下に維持されるようにしてもよい。なお、本明細書において、「オーバーラップ領域に対応する幅」とは、穴の中心軸Ｃに垂直な直線であって、穴の中心軸Ｃと探触子４１の長手方向中心軸Ｃ２とを結ぶ直線が、オーバーラップ領域を横切る部分の長さＷ３を意味する。

本発明は上記各実施形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、各実施形態は適宜変形又は変更され得ることは明らかである。また、各実施形態又は変形例で用いられる種々の技術は、技術的矛盾が生じない限り、他の実施形態又は変形例にも適用可能である。

１ ：検査対象物
２ ：超音波検査治具
４ ：超音波探触装置
６ ：第１アタッチメント部材
７ ：第２アタッチメント部材
７ａ ：外周面
７ｂ ：凹部
７ｃ ：内周面
１０、１０ａ、１０ｂ：穴
１１ａ ：上面
１１ｂ ：下面
２２ ：挿入部
２３ ：フランジ部
２５ ：第１突出部
２５ｂ ：第２突出部
２５ｃ ：第３突出部
２６ ：位置規制部
２８ ：供給流路
４１ ：探触子
４２ ：検出信号伝達線
４４ ：ディスプレイ
２３１ ：第１表面
２３２ ：第２表面
２３２ａ ：凹部底面
２３２ｂ ：上面
２３４ａ ：内周側部分
２３４ｂ ：外周側部分
２３６ ：空間
２６０、２６０ａ：第１環状壁面
２６０ｂ ：第２環状壁面
２６１ ：第２の位置規制部
２６１ａ ：第３環状壁面
２６１ｂ ：第４環状壁面
２６４ ：第１機構
２６５ ：第２機構
Ｃ ：中心軸
Ｄ１、Ｄ３：第１環状凹部
Ｄ２ ：第２環状凹部
Ｄ４ ：凹部

Claims (15)

1. 検査対象物の穴に挿入される挿入部と、
   前記挿入部に接続され、前記検査対象物に接触するフランジ部と
   を備え、
   前記フランジ部は、
   前記検査対象物に接触する側の表面であるフランジ部第１表面と、
   探触子に接触する側の表面であるフランジ部第２表面と
   を有し、
   前記フランジ部第２表面には、前記探触子の位置が前記穴の中心軸から離間した位置に維持されるように、前記探触子の位置を規制する位置規制部が設けられている
   超音波検査治具。
2. 前記位置規制部は、前記探触子の移動をガイドする第１環状壁面を有する
   請求項１に記載の超音波検査治具。
3. 前記第１環状壁面は、前記探触子が前記中心軸から離れる方向に移動することを防止するか、あるいは、前記探触子が前記中心軸に近づく方向に移動することを防止するように構成されている
   請求項２に記載の超音波検査治具。
4. 前記中心軸と前記第１環状壁面との間の距離は、前記中心軸と前記挿入部の外周面との間の距離よりも小さい
   請求項２または３に記載の超音波検査治具。
5. 前記位置規制部は、前記第１環状壁面を含む複数の壁面によって規定される第１環状凹部を含み、
   前記位置規制部は、前記第１環状凹部とは異なる第２の位置規制部を含む
   請求項２乃至４のいずれか一項に記載の超音波検査治具。
6. 前記フランジ部は、前記フランジ部と前記検査対象物との間にカップリング剤を供給するように構成された供給流路を備える
   請求項１乃至５のいずれか一項に記載の超音波検査治具。
7. 前記フランジ部は、前記検査対象物に接触配置される内周側部分と、
   前記内周側部分よりも外側に配置され、前記検査対象物に対して離間配置される外周側部分と
   を備える
   請求項６に記載の超音波検査治具。
8. 前記挿入部の外側に配置され、前記穴に挿入される部分の外径の大きさを調整する第１アタッチメント部材を更に備える
   請求項１乃至７のいずれか一項に記載の超音波検査治具。
9. 前記フランジ部第１表面上に配置され、前記探触子がガイドされる領域を調整する第２アタッチメント部材を更に備える
   請求項１乃至８のいずれか一項に記載の超音波検査治具。
10. 前記位置規制部は、前記フランジ部に対する前記探触子の相対位置を第１位置に維持する第１機構を備え、
    前記フランジ部は、前記探触子とともに、前記中心軸まわりを回転するように構成されている
    請求項１乃至９のいずれか一項に記載の超音波検査治具。
11. 前記位置規制部は、前記フランジ部に対する前記探触子の相対位置を第２位置に維持する第２機構を備え、
    前記第１機構によって位置決めされた前記探触子がとおる軌道と、前記第２機構によって位置決めされた前記探触子がとおる軌道とは、一部分が互いにオーバーラップし、他の一部分が互いにオーバーラップしていない
    請求項１０に記載の超音波検査治具。
12. 超音波検査治具の挿入部を検査対象物の穴に挿入する工程と、
    前記超音波検査治具のフランジ部の第１表面が前記検査対象物に接触するように、前記フランジ部を配置する工程と、
    前記フランジ部の第２表面に、探触子を配置する工程と、
    前記探触子を用いて、前記検査対象物のうち前記穴の回りの領域を検査する検査工程と
    を具備し、
    前記検査工程において、前記探触子は、前記第２表面に設けられた位置規制部によって、前記探触子の位置が前記穴の中心軸から離間した位置に維持される
    超音波検査方法。
13. 前記位置規制部は、前記探触子の移動をガイドする第１環状壁面を有し、
    前記検査工程において、前記探触子は、前記第１環状壁面に沿って、前記中心軸のまわりを回転移動する
    請求項１２に記載の超音波検査方法。
14. 前記検査工程において、前記探触子は、前記フランジ部とともに、前記中心軸のまわりを回転移動する
    請求項１２に記載の超音波検査方法。
15. 前記検査工程において、前記探触子の超音波出射面と前記穴との間のオーバーラップ領域に対応する幅は、０．１ｍｍ以上２ｍｍ以下に維持される
    請求項１２乃至１４のいずれか一項に記載の超音波検査方法。
    

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