超音波プローブ用治具及び超音波プローブ装置、並びに、超音波プローブ用治具の製造方法
【課題】超音波プローブ装置の信頼性を高めると共に超音波検査を長時間安定して行う。
【解決手段】超音波検査装置の超音波プローブＰ１に装着される超音波プローブ用治具Ｊ１であって、一方向において一方側から他方側に貫通する貫通孔２３が形成され、貫通孔２３の前記一方側の開口部２３ａに超音波プローブ１０が挿入される治具本体２０と、貫通孔２３内に充填され、貫通孔２３内に挿入された超音波プローブ１０に密着する充填部３１、及び、充填部３１に連続すると共に治具本体２０から前記他方側に向けて突出して設けられ、弾性変形した状態で超音波照射対象Ｂに密着可能な弾性突出部３２を有し、超音波プローブ１０と超音波照射対象Ｂとの間で超音波を伝達させる媒質体３０と、を備え、媒質体３０は、非流動性の材料で形成されていることを特徴とする。
【解決手段】超音波検査装置の超音波プローブＰ１に装着される超音波プローブ用治具Ｊ１であって、一方向において一方側から他方側に貫通する貫通孔２３が形成され、貫通孔２３の前記一方側の開口部２３ａに超音波プローブ１０が挿入される治具本体２０と、貫通孔２３内に充填され、貫通孔２３内に挿入された超音波プローブ１０に密着する充填部３１、及び、充填部３１に連続すると共に治具本体２０から前記他方側に向けて突出して設けられ、弾性変形した状態で超音波照射対象Ｂに密着可能な弾性突出部３２を有し、超音波プローブ１０と超音波照射対象Ｂとの間で超音波を伝達させる媒質体３０と、を備え、媒質体３０は、非流動性の材料で形成されていることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波プローブ用治具及び超音波プローブ装置、並びに、超音波プローブ用治具の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、例えば、原子力プラントの配管や配管接続部の溶接部の内部欠陥を検出するために、超音波検査が広く用いられている。
【０００３】
この超音波検査には、超音波を送受信する送受信面が平坦な超音波プローブを用いるのが一般的であるが、超音波プローブの送受信面を、溶接部や配管のエルボ部に対して隙間なく沿わせることは困難である。
【０００４】
そこで、超音波プローブの送受信面と試験対象物とを音響的に確実に接続するために、超音波プローブの送受信面と試験対象物との間に液状の媒質を介在させるのが通常である。このような技術としては、試験対象物全体を水没して超音波探傷する全没水浸法や、試験対象物の検査部位を局部的に水没させて超音波探傷する局部水浸法がある（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２１５８７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、全没水浸法は、超音波プローブと試験対象物全体を水没させるために、水没装置が大掛かりで現地での実施が容易ではなく、一方、局部水浸法は、探傷する検査部位を局部的に水没させる水槽と試験対象物との間を液密にシールさせる必要があることから実施が容易ではない。
【０００７】
これらの試験方法よりも実施が容易な試験方法としては、局部液浸型の超音波プローブ装置を用いて行うものがある。この種の超音波プローブ装置は、治具本体の一方向の一方側から他方側に貫通孔を形成し、貫通孔の一方側の開口部に超音波プローブを挿入すると共に、他方側の開口部を薄膜ゴムで被覆し、薄膜ゴムと超音波プローブとの間に液状の媒質（水やひまし油）を貯留している。つまり、この超音波プローブ装置を用いた検査方法では、超音波プローブと薄膜ゴムとの間に貯留された液状の媒質を介在させて、超音波プローブと試験対象物の検査部位とを音響的に接続している。
しかしながら、上記の装置構成の場合には、薄膜が破れた場合に液状の媒質が流出してしまって検査ができなくなるという問題があった。
【０００８】
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、超音波プローブ装置の信頼性を高めると共に超音波検査を長時間安定して行うことを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を採用している。
すなわち、本発明に係る超音波プローブ用治具は、超音波検査装置の超音波プローブに装着される超音波プローブ用治具であって、一方向において一方側から他方側に貫通する貫通孔が形成され、前記貫通孔の前記一方側の開口部に前記超音波プローブが挿入される治具本体と、前記貫通孔内に充填され、前記貫通孔内に挿入された前記超音波プローブに密着する充填部、及び、前記充填部に連続すると共に前記治具本体から前記他方側に向けて突出して設けられ、弾性変形した状態で超音波照射対象に密着可能な弾性突出部を有し、前記超音波プローブと前記超音波照射対象との間で超音波を伝達させる媒質体と、を備え、前記媒質体は、非流動性の材料で形成されていることを特徴とする。
このようにすれば、超音波プローブと超音波照射対象との間で超音波を伝達させる媒質体が非流動性の材料で形成されているので、媒質体が流出することがない。これにより、超音波プローブ装置の信頼性を高めることができ、超音波検査を長時間安定して行うことができる。
なお、媒質体の充填部と弾性突出部とは一体であってもよいし、別体であってもよい。
【００１０】
また、前記弾性突出部は、ゲル材料で形成されていることを特徴とする。
このようにすれば、弾性突出部がゲル材料で形成されているので、超音波照射対象に対して良好に密着が可能になると共に超音波を良好に伝達させることができる。
なお、この明細書において、ゲル材料とは、液体と固体との中間の形態を持ち、柔軟性と弾力性を兼ね備えた性質を示す物質からなる部材をいい、多量の水分を含む含水ゲル（ハイドロゲル）の他、水分や他の分散媒を含まない成分からなるゲル（例えば、セグメント化ポリウレタンゲル）を含む概念である。
【００１１】
また、充填部は、前記弾性突出部と同一材料で形成されていることを特徴とする。
このようにすれば、充填部が弾性突出部と同一材料であるので、充填部と弾性突出部とのそれぞれの音の伝達速度を同一にすることができる。これにより、充填部及び弾性突出部の音響インピーダンスが同一となって、擬似エコーが生じることを防止することができる。
【００１２】
また、前記充填部は、音の伝達速度が前記ゲル材料と近似する加工容易性材料で形成されていることを特徴とする。
このようにすれば、充填部が、音の伝達速度がゲル材料と近似する加工容易性材料で形成されているので、充填部及び弾性突出部の音響インピーダンスの差を小さくすることができ、擬似エコーを低減することができる。
【００１３】
また、前記充填部は、前記一方側における一端面の中央側が、前記一方側に盛り上がって形成されていることを特徴とする。
このようにすれば、超音波プローブを貫通孔の開口部に挿入した場合に一端面の盛り上がりが押し潰されて、一端面が超音波プローブに密着する。これにより、超音波プローブから充填部に対して超音波を良好に伝達させることができる。
【００１４】
また、前記弾性突出部の表面に設けられた薄膜体を備えることを特徴とする。
このようにすれば、弾性突出部の表面に薄膜体を備えるので、弾性突出部の磨耗を防ぐことができる。
【００１５】
また、前記充填部と前記貫通孔の内周面との間に設けられた吸音体を備えることを特徴とする
このようにすれば、充填部と貫通孔の内周面との間に吸音体を備えるので、治具本体の貫通孔内において、超音波の回り込みや散乱を防ぐことが可能であるので、超音波検査装置が検出する類似エコーを低減することができる。
【００１６】
また、前記超音波プローブを前記挿入孔内において前記治具本体に対して揺動可能に支持する回動支持部を備えることを特徴とする。
このようにすれば、超音波プローブを揺動可能な支持機構を有しているので、超音波照射方向を変更することが可能であり、様々な屈折角での検査が可能となる。
【００１７】
また、本発明に係る超音波プローブ装置は、上記のうちいずれか一の超音波プローブ用治具と、前記治具本体の前記貫通孔の一方側の開口部に挿入された超音波プローブと、を具備することを特徴とする。
このようにすれば、上記のうちいずれか一の超音波プローブ用治具を備えるので、装置の信頼性を高めることができると共に、超音波検査を長時間安定して行うことができる。
【００１８】
また、本発明に係る超音波プローブ用治具の製造方法は、超音波検査装置の超音波プローブに装着される超音波プローブ用治具の製造方法であって、一方向において一方側から他方側に貫通する貫通孔が形成された治具本体に対して凹部が形成された第一型体を装着して、前記貫通孔に対して前記凹部を対向させる型装着工程と、前記第一型体の凹部と前記治具本体の貫通孔とに流動性を有する媒質材料を充填する充填工程と、前記治具本体の貫通孔の前記一方側の開口部に閉塞体を挿入した状態で、前記媒質材料が非流動性を有するまで固化させることにより、前記超音波プローブと前記超音波照射対象との間で超音波を伝達させる媒質体を得る固化工程と、を有することを特徴とする。
このようにすれば、弾性突出部の形状が複雑な形状であっても容易に形成することができる。
【００１９】
また、本発明に係る超音波プローブ用治具の製造方法は、超音波検査装置の超音波プローブに装着される超音波プローブ用治具の製造方法であって、治具本体において一方向の一方側から他方側に貫通する貫通孔の前記一方側の開口部に閉塞体を挿入する挿入工程と、前記貫通孔に挿入した前記閉塞体に密着するように、超音波を伝達させる非流動性の充填部を、前記貫通孔内の前記他方側に充填する充填工程と、超音波を伝達させるゲル材料を前記貫通孔の他方側に位置させるゲル材料配置工程と、前記ゲル材料を治具本体に向けて薄膜体で押さえ付けて前記薄膜体を固定することにより、前記充填部に対して連続すると共に前記治具本体から前記他方側に突出する弾性突出部を形成する弾性突出部形成工程と、を有することを特徴とする。
このようにすれば、塊状のゲル材料を薄膜体で押さえ付けることで、複雑な形状の弾性突出部を容易に形成することができる。
【００２０】
また、前記閉塞体は、前記超音波プローブの形状を模した第二型体であることを特徴とする。
このようにすれば、閉塞体に第二型体を用いるので、超音波プローブを用いなくても超音波プローブ用治具を製造することができる。
【００２１】
また、前記閉塞体は、前記超音波プローブであることを特徴とする。
このようにすれば、閉塞体に超音波プローブを用いるので、媒質体と超音波プローブとの密着性を高めることができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明に係る超音波プローブ用治具によれば、超音波プローブ装置の信頼性を高めることができ、超音波検査の長時間安定して行うことができる。
本発明に係る超音波プローブ装置によれば、装置の信頼性を高めることができると共に、超音波検査を長時間安定して行うことができる。
本発明に係る超音波プローブ用治具の製造方法によれば、複雑な形状の弾性突出部を容易に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第一実施形態に係る超音波プローブ装置Ｐ１の縦断面図である。
【図２】本発明の第一実施形態に係るシュー２０の部品図であって、（ａ）が平面図であり、（ｂ）が（ａ）におけるＩ−Ｉ線断面図であり、（ｃ）が下面図である。
【図３】本発明の第一実施形態において、超音波検査における超音波プローブ装置Ｐ１の使用状態を示す縦断面図である。
【図４】本発明の第一実施形態に係る超音波プローブ装置Ｐ１の製造方法の各工程の概略を示す工程図である。
【図５】本発明の第一実施形態に係る超音波プローブ装置Ｐ１の製造方法のフローチャートである。
【図６】本発明の第一実施形態の超音波プローブ装置Ｐ１の製造方法の変更例１を示す縦断面図である。
【図７】本発明の第一実施形態の超音波プローブ装置Ｐ１の製造方法の変更例２を示す縦断面図である。
【図８】本発明の第一実施形態の超音波プローブ装置Ｐ１の改良例を示す縦断面図である。
【図９】本発明の第二実施形態に係る超音波プローブ装置Ｐ２の縦断面図である。
【図１０】本発明の第二実施形態に係る超音波プローブ装置Ｐ２の製造方法の各工程の概略を示す工程図である。
【図１１】本発明の第二実施形態に係る超音波プローブ装置Ｐ２の製造方法のフローチャートである。
【図１２】本発明の各実施形態の第一変形例に係る超音波プローブ装置Ｐ３の縦断面図である。
【図１３】本発明の各実施形態の第一変形例に係る超音波プローブ装置Ｐ３の製造方法の一工程を示した縦断面図である
【図１４】本発明の各実施形態の第二変形例に係る超音波プローブ装置Ｐ４の縦断面図である。
【図１５】本発明の各実施形態の第三変形例に係る超音波プローブ装置Ｐ５の縦断面図である。
【図１６】本発明の各実施形態の第三変形例に係る超音波プローブ装置Ｐ５の要部拡大平面図である。
【図１７】本発明の各実施形態の第四変形例に係る超音波プローブ装置Ｐ６の概略斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態について説明する。
「第一実施形態」
図１は、本発明の第一実施形態に係る超音波プローブ装置Ｐ１の縦断面図である。
超音波プローブ装置Ｐ１は、超音波プローブ１０と、超音波プローブ用治具Ｊ１とを備えている。
【００２５】
超音波プローブ１０は、略円柱状に形成されており、超音波検査装置（不図示）に対して信号線１１を介して接続されている。この超音波プローブ１０は、超音波検査装置（不図示）から供給されたパルス信号に基づいて円形の送受信面１０ａから超音波を照射すると共に、その反射波を送受信面１０ａで受信して超音波検査装置（不図示）に出力するようになっている。
【００２６】
超音波プローブ用治具Ｊ１は、超音波プローブ１０が装着されるシュー（治具本体）２０と、超音波プローブ１０と配管Ｂ（図３参照，超音波照射対象）との間で超音波を伝達させる媒質体３０とを備えている。
【００２７】
図２は、シュー２０の部品図であって、（ａ）が平面図であり、（ｂ）が（ａ）におけるＩ−Ｉ線断面図であり、（ｃ）が下面図である。
シュー２０は、円盤状に形成されており、シュー２０の厚さ方向の一方側に形成されたフランジ部２１と、厚さ方向の他方側に形成された対向部２２とを有している。
フランジ部２１の一端面２１ａには、シュー２０の厚さ方向に直交する仮想中心線Ｑの片側において、テーパ部２１ｂが形成されている。このテーパ部２１ｂは、仮想中心線Ｑ及び厚さ方向に直交する第一直交方向において、仮想中心線Ｑに沿って延びる始端２１ｃからフランジ部２１の外周２１ｄに向かうに従って、厚さ方向の他方側に向かうように直線状に傾斜している。
【００２８】
対向部２２は、下面側から見て、方形状に形成されている。より具体的には、対向部２２の外周を弓形状に切り欠くようにして形成された切欠部２２ｂが周方向に等しい間隔を空けて四つ形成されており、隣り合う二つの切欠部２２ｂの間に形成された角部が、仮想中心線Ｑの延在方向及び第一直交方向のそれぞれにおいて一対ずつ形成されている。
【００２９】
このシュー２０には、図２（ｂ）に示すように、厚さ方向の一方側から他方側に貫通する貫通孔２３が形成されている。この貫通孔２３は、フランジ部２１の一端面２１ａと対向部２２の他端面２２ａとの間を貫通している。この貫通孔２３は、その孔軸をテーパ部２１ｂの法線方向に向けるようにして、シュー２０の厚さ方向に対して傾斜させている。この貫通孔２３は、図２（ａ）（ｂ）に示すように、一方側開口部（開口部）２３ａが、フランジ部２１の一端面２１ａとテーパ部２１ｂとの間に亘って開口しており、一方側開口部２３ａよりも僅かに小径に形成された小径部２３ｂが、対向部２２の他端面２２ａに開口している。
図１に示すように、一方側開口部２３ａには、超音波プローブ１０が挿入されて嵌合している。
このようなシュー２０は、本実施形態においてはアクリル樹脂で形成しているが、金属やＦＲＰ、シリコン等を用いて形成してもよい。
なお、この超音波プローブ１０は、シュー２０に対する拘束方法は任意の方法を採用できるが、例えばシュー２０にボルト止めされた押付部材（不図示）により、超音波プローブ１０をシュー２０に対して押し付けて、シュー２０に対する変位を拘束する方法を採用することができる。
【００３０】
媒質体３０は、充填部３１と弾性突出部３２とが一体的に形成されてなる。この媒質体３０は、非流動性のゲル材料で形成された柔軟なものである。このゲル材料としては、本実施形態においては、超音波音波の減衰が小さい医療用超音波ゲルを用いており、具体的な製品名としては、タキロン株式会社製の「ソナゲル」を用いているが、株式会社エクシールコーポレーション製の「アスカーＣ」を用いることもできるし、「ゼラチン」や「寒天」を用いることもできる。
【００３１】
充填部３１は、シュー２０の貫通孔２３の小径部２３ｂに充填されており、図１に示すように、超音波プローブ１０の送受信面１０ａが貫通孔２３において小径部２３ｂ側に露出させた面の全面に対して密着している。この充填部３１は、貫通孔２３の内壁面２３ｃ及び超音波プローブ１０の送受信面１０ａに対して隙間なく密着している。
【００３２】
弾性突出部３２は、充填部３１に連続すると共にシュー２０から、シュー２０の厚さ方向の他方側に向けて突出している。より詳細には、対向部２２の他端面２２ａから、シュー２０の厚さ方向の他方側に向けて半球状に突出（膨出）している。
このような媒質体３０は、シュー２０に対して摩擦によって変位が拘束されているが、シュー２０と媒質体３０との間に接着剤を浸透させたり、他の固定手段を用いたりしてシュー２０に対して固定してもよい。
【００３３】
図３は、超音波検査における超音波プローブ装置Ｐ１の使用状態を示す縦断面図である。
図３に示すように、弾性突出部３２が弾性変形した状態で配管Ｂに密着する。すなわち、弾性突出部３２が柔軟性を有することから、配管Ｂの形状（配管の溶接凹凸部やエルボ部）に倣って弾性変形して密着する。この状態において、超音波プローブ１０の送受信面１０ａから超音波が照射されると、媒質体３０及び弾性突出部３２を介して配管Ｂに超音波が伝達される。そして、配管Ｂから反射した反射波が、媒質体３０及び弾性突出部３２を介して送受信面１０ａに伝達される。
【００３４】
以上説明したように、超音波プローブ装置Ｐ１においては、媒質体３０が非流動性のゲル材料からなっていることから、液状の媒質（例えば水やひまし油）を用いた場合のように、媒質が流出して検査が中断されることがない。これにより、超音波プローブ装置Ｐ１の信頼性を高めることができ、超音波検査を長時間安定して行うことができる。
また、仮に、長期間の使用により媒質体３０が磨耗等した場合には、新たな媒質体３０をシュー２０に付け替えたり、あるいはシュー２０ごと媒質体３０を交換したりするだけで超音波プローブ装置Ｐ１を再構成できるので、液状の媒質を交換する場合に比べて、交換時間を短縮することができると共に交換に要する労力を軽減することができる。
【００３５】
「第一実施形態の製造方法」
図４は、超音波プローブ装置Ｐ１の製造方法の各工程の概略を示す工程図である。
図４（ａ）に示すように、本製造方法は、シュー２０と、第一型体４０と、第二型体（閉塞体）５０とを用いて行う。
【００３６】
第一型体４０は、シュー２０の対向部２２を嵌め入れ可能に形成された嵌入穴部４１を有している。
嵌入穴部４１には、嵌入穴部４１にシュー２０の対向部２２に嵌め入れた状態で他端面２２ａに密着する底面４１ａの中央側において、凹部４１ｂが形成されている。
凹部４１ｂは、弾性突出部３２を模した（模った）形状となっており、底面４１ａから半球状に窪んでいる。
【００３７】
図４（ｄ）に示すように、第二型体５０は、貫通孔２３の一方側開口部２３ａに挿入される超音波プローブ１０の送受信面１０ａ側を模して略円柱状に形成された型部５１と、型部５１の基端部から径方向外周側に延出するフランジ部５２とを有している。
型部５１は、貫通孔２３の一方側開口部２３ａに嵌め入れることが可能であり、円形に形成された先端面５１ａを、一方側開口部２３ａと小径部２３ｂとの間に形成された段差面２３ｄに当接可能である。
フランジ部５２は、型部５１を貫通孔２３の一方側開口部２３ａに嵌め入れた場合において、テーパ部２１ｂに当接するように形成されている。
これら第一型体４０及び第二型体５０は、本実施形態においてはテフロン（登録商標）で形成しているが、金属やＦＲＰ、シリコン等を用いて形成してもよい。
【００３８】
続いて、超音波プローブ装置Ｐ１の製造方法について、図４と図５に示すフローチャートとを用いて説明する。
【００３９】
まず、図４（ａ）及び図５に示すように、シュー２０に対して第一型体４０を装着する（型装着工程Ｓ１１）。具体的には、シュー２０の対向部２２を嵌入穴部４１に嵌め入れる。
この状態において、シュー２０の対向部２２の他端面２２ａと、第一型体４０の嵌入穴部４１の底面４１ａとを密着させると共に、シュー２０の貫通孔２３に対して第一型体４０の凹部４１ｂを対向させる。
【００４０】
次に、図４（ｂ）及び図５に示すように、第一型体４０の凹部４１ｂとシュー２０の貫通孔２３とに流動性を有する媒質材料液Ｌ（例えば、タキロン株式会社製の「ソナゲル」）を充填する（充填工程Ｓ１２）。
この媒質材料液Ｌの具体例としては、例えば、ポリオール成分とポリイソシアネート成分をＯＨ／ＮＣＯが所定の価（１以上３．５以下が望ましい。）となるように混合すると共に、必要に応じて適量の触媒（例えば、ジブチル錫ジラウレートや、トリアルキルアミン、トリエチレンジアミンなどの第３級アミン）を混合して調製して得ている（詳しくは、特開２００７−１４３９４６号公報参照）。
この工程においては、シュー２０の貫通孔２３に対して、小径部２３ｂに媒質材料液Ｌを隙間なく充填するのが望ましく、貫通孔２３の孔軸が鉛直方向に向くようにシュー２０を傾けることが望ましい。
【００４１】
次に、図４（ｃ）及び図５に示すように、シュー２０の貫通孔２３の一方側開口部２３ａに第二型体５０を挿入して貫通孔２３を閉塞する（閉塞工程Ｓ１３）。より具体的には、第二型体５０の型部５１を貫通孔２３の一方側開口部２３ａに嵌め入れる。
【００４２】
次に、図５に示すように、シュー２０の貫通孔２３の一方側開口部２３ａに第二型体５０を挿入した状態で、媒質材料液Ｌが非流動性を有するまで固化させることにより、媒質体３０を得る（固化工程Ｓ１４）。
すなわち、上記具体例においては、材料液を型内に注入して常温ないし加温下に反応させることにより、セグメント化ポリウレタンゲルを作製する。なお、このセグメント化ポリウレタンゲルには、液体の前記有機系ゲル膨張媒を浸透、含有させるのが望ましい。
【００４３】
次に、図４（ｄ）及び図５に示すように、シュー２０から第一型体４０と第二型体５０とを取り外して、超音波プローブ用治具Ｊ１の製作を完了させる（型取り外し工程Ｓ１５）。
【００４４】
最後に、図５に示すように、シュー２０の貫通孔２３の一方側開口部２３ａに超音波プローブ１０を挿入して（嵌め入れて）、超音波プローブ装置Ｐ１の製作を完了させる（プローブ取付口定Ｓ１６）。
【００４５】
以上説明したように、この超音波プローブ装置Ｐ１の製造方法においては、媒質体３０をゲル材料で構成する場合であっても媒質体３０を良好に形成することができる。特に、超音波プローブ装置Ｐ１においては、弾性突出部３２の形状が半球状であり、例えば既製品のブロック状のゲル材料から形成するのが困難であるが、上記製造方法によって容易に得ることができる。
また、弾性突出部３２がゲル材料（例えばソナゲル）で形成されているので、配管Ｂに対して良好に密着が可能になると共に超音波を良好に伝達させることができる。
また、充填部３１が弾性突出部３２と同一材料であるので、充填部３１と弾性突出部３２とのそれぞれの音の伝達速度ｖを同一にすることができる。これにより、充填部３１及び弾性突出部３２の音響インピーダンスが同一となって、擬似エコーが生じることを防止することができる。
【００４６】
なお、上述した製造方法においては、二液を混合して常温ないし加温下で固化させる媒質材料液Ｌを用いたが（タキロン株式会社製の「ソナゲル」）、例えば株式会社エクシールコーポレーション製の「アスカーＣ」を用いた場合にも同様の手順で固化させることができる。また、粉末を水に溶かして固化させる媒質材料（例えば「ゼラチン」）や固形物を加温した後に冷まして固化させる媒質材料（例えば「寒天」）を用いてもよい。
【００４７】
なお、上述した製造方法においては、閉塞工程Ｓ１３において貫通孔２３を閉塞させる閉塞体として第二型体５０を用いたが、図６に示すように、第二型体５０に代えて超音波プローブ１０で貫通孔２３を閉塞させる構成にしてもよい（閉塞工程Ｓ１３Ａ）。この方法によれば、超音波プローブ１０を貫通孔２３の一方側開口部２３ａに挿入され、送受信面１０ａと媒質材料液Ｌとが接触した状態で媒質材料液Ｌが固化して媒質体３０が形成されるので、超音波プローブ１０を一方側開口部２３ａに嵌め入れた場合に、送受信面１０ａが媒質体３０に接触する位置関係となるので、密着性を高めることができる。これにより、超音波プローブ１０の送受信面１０ａと媒質体３０との間に接触媒質（例えばグリセリン）を塗布する作業と第二型体５０を準備する作業とを省略することができる。
また、超音波プローブ１０の送受信面１０ａと媒質体３０との密着性を高めることができるので、作業性及びメンテナンス性に優れた超音波プローブ用治具Ｊ１を得ることができる。
【００４８】
また、上述した製造方法においては、充填工程Ｓ１２の経た後に閉塞工程Ｓ１３を経る構成としたが、例えば、図７に示すように、シュー２０の貫通孔２３の内部と外部とを連通させる充填孔５３と空気逃がし孔５４とを形成した第二型体５０Ａで貫通孔２３を閉塞した後に（閉塞工程）、充填孔４３から媒質材料液Ｌを充填してもよい（充填工程Ｓ１３Ｂ）。同様に、シュー２０に充填孔や空気逃がし孔を形成し、閉塞工程を経た後に充填工程を経てもよい。
【００４９】
また、上述した超音波プローブ装置Ｐ１においては、弾性突出部３２を配管Ｂに直接接触させる構成にしたが、図８に示すように、弾性突出部３２の外表面を保護薄膜体（薄膜体）３３で被覆して、保護薄膜体３３を介して配管Ｂに接触させる構成にしてもよい。
この構成によれば、例えば、保護薄膜体３３を配管Ｂに対して摩擦係数の少ない材料（例えばＰＥＴフィルム）にすることで、配管Ｂに対して超音波プローブ装置Ｐ１の滑りを良くすることができ、弾性突出部３２の磨耗を防止することができる。
【００５０】
「第二実施形態」
続いて、本発明の第二実施形態について説明する。なお、以下の説明及びこの説明に用いる図面においては、上述した構成要素と同様の構成要素については、同一の符号を付して重複説明を省略する。
【００５１】
図９は、本発明の第二実施形態に係る超音波プローブ装置Ｐ２の縦断面図である。
図９に示すように、超音波プローブ装置Ｐ２は、超音波プローブ１０と、超音波プローブ用治具Ｊ２とを備えている。
【００５２】
超音波プローブ用治具Ｊ２は、シュー２０と、超音波プローブ１０と配管Ｂとの間で超音波を伝達させる媒質体６０と、押さえ薄膜体（薄膜体）６３とを備えている。
【００５３】
媒質体６０は、互いに別体に形成された、充填部６１と、上述した媒質体３０と同一材料（ゲル材料）で形成された弾性突出部６２とを有している。
【００５４】
充填部６１は、弾性突出部６２よりも硬くて加工及び充填が容易な非流動性のドライカプラント（例えばオリンパス株式会社製のＡＥＣ材、加工容易性材料）で形成されており、シュー２０の貫通孔２３の小径部２３ｂに充填されている。この充填部６１をなすドライカプラントは、音響インピーダンスの差を小さくして擬似エコーを低減させるために、弾性突出部６２をなすゲル材料に対して音の伝達速度ｖが近似するものを用いている。
本実施形態においては、ゲル材料（例えばソナゲル）の音の伝達速度ｖが約１５５０ｍ／ｓであるのに対して、ドライカプラント（例えばＡＥＣ材）の音の伝達速度ｖが約１５９０ｍ／ｓとなっている。
なお、本実施形態においては、充填部６１の材質としてドライカプラントを用いたが、他の加工容易性材料としては、天然ゴム（ｖ≒１５００ｍ／ｓ）やスチレン−ブタジエン−ゴム（ｖ≒１７６０ｍ／ｓ）、硬めの寒天（ｖ≒１５００ｍ／ｓ）を用いてもよい。
【００５５】
弾性突出部６２は、第一実施形態と同様の材料を用いたブロック状（塊状）のゲル材料６５（図１０参照）で形成されており、押さえ薄膜体６３がシュー２０（他端面２２ａ）に向けて押さえ付けることで、図９に示すように、半球状となっている。
【００５６】
押さえ薄膜体６３は、本実施形態においてはゴム膜からなっており、ブロック状のゲル材料６５をシュー２０に対して押さえ付けることで、半球状の弾性突出部６２を形成している。この押さえ薄膜体６３は、周縁部６３ａを他端面２２ａに接着されている。
なお、押さえ薄膜体６３は、接着する他に、係止機構等によってシュー２０に固定してもよい。
【００５７】
「第二実施形態の製造方法」
続いて、超音波プローブ装置Ｐ２の製造方法について図１０及び図１１を用いて説明する。図１０は、超音波プローブ装置Ｐ２の製造方法の各工程の概略を示す工程図であり、図１１は、超音波プローブ装置Ｐ２の製造方法のフローチャートである。
【００５８】
まず、図１０（ａ）及び図１１に示すように、シュー２０の貫通孔２３の一方側開口部２３ａに超音波プローブ１０を挿入する（挿入工程Ｓ２１）。
【００５９】
次に、図１０（ａ）及び図１１に示すように、シュー２０の貫通孔２３に挿入した超音波プローブ１０の送受信面１０ａに密着するように、充填部６１を貫通孔２３内の小径部２３ｂに充填する（充填工程Ｓ２２）。
【００６０】
次に、図１０（ｂ）及び図１１に示すように、ブロック状のゲル材料６５を、シュー２０の他端面２２ａにおける小径部２３ｂの開口に位置させる（ゲル材料配置工程Ｓ２３）。
【００６１】
次に、図１０（ｃ）及び図１１に示すように、押さえ薄膜体６３をシュー２０の他端面２２ａに向けて引っ張ることにより、ブロック状のゲル材料６５をシュー２０に向けて押さえ付ける。そして、図１０（ｄ）に示すように、押さえ薄膜体６３をシュー２０に固定することにより、半球状の弾性突出部６２を形成する（弾性突出部形成工程Ｓ２４）。具体的には、押さえ薄膜体６３の周縁部６３ａをシュー２０の対向部２２の他端面２２ａに接着する。この状態においては、押さえ薄膜体６３の張力によって、弾性突出部６２が充填部６１に向けて付勢されて双方が密着すると共に、充填部６１が超音波プローブ１０に向けて付勢されての送受信面１０ａと充填部６１とが密着する。そして、押さえ薄膜体６３の接着が完了すると、上記構成部材間の密着が保持される。
このようにして、超音波プローブ装置Ｐ２を得る。なお、本実施形態の場合においては、超音波プローブ用治具Ｊ２は超音波プローブ装置Ｐ２と同時に得られることとなる。
【００６２】
以上説明したように、超音波プローブ装置Ｐ２によれば、上述した超音波プローブ装置Ｐ１と同様の効果得ることができる。
また、超音波プローブ装置Ｐ２の製造方法によれば、ブロック状のゲル材料６５を用いたとしても、このブロック状のゲル材料６５を押さえ薄膜体６３で押さえ付けることで、半球状の弾性突出部６２を容易に得ることができる。
また、押さえ薄膜体６３の反力によって、弾性突出部６２と充填部６１とが密着すると共に、超音波プローブ１０の送受信面１０ａと充填部６１とが密着するので、媒質体６０を介して、超音波プローブ装置Ｐ２と配管Ｂとの間で超音波を良好に伝達させることができる。
これらにより、弾性突出部６２の形成に単純な形状の非流動性のゲル材料（６５）を用いることができる。
【００６３】
なお、上述した保護薄膜体３３（図８参照）と同様に、押さえ薄膜体６３を、保護薄膜体３３を配管Ｂに対して摩擦係数の少ないものにすることで、配管Ｂに対して超音波プローブ装置Ｐ１の滑りを良くすることができ、弾性突出部３２の磨耗を防止することができる。
【００６４】
また、上述した製造方法においては、挿入工程Ｓ２１においてシュー２０の一方側開口部２３ａに超音波プローブ１０を挿入する構成としたが、超音波プローブ１０に代えて第二型体５０を挿入してもよい。
【００６５】
「超音波プローブ装置Ｐ１，Ｐ２の第一変形例」
図１２は、上述した超音波プローブ装置Ｐ１の第一変形例である超音波プローブ装置Ｐ３の要部拡大断面図である。
超音波プローブ装置Ｐ３は、超音波プローブ１０と超音波プローブ用治具Ｊ３とを有している。超音波プローブ用治具Ｊ３は、シュー２０を有する点で超音波プローブ用治具Ｊ２と同様であるが、媒質体３０に代えて媒質体３０Ａを有する点で超音波プローブ用治具Ｊ２と相違する。
【００６６】
媒質体３０Ａは、充填部３１Ａと弾性突出部３２とを有している。
充填部３１Ａは、超音波プローブ１０の送受信面１０ａに対向する一端面３１ａの中央側が（外周側から中心側に向かうに従って）盛り上がって形成されている。この構成によれば、充填部３１Ａの一端面３１ａが盛り上がって形成されているので、超音波プローブ１０を一方側開口部２５ｂに挿入した場合に一端面３１ａの盛り上がりが押し潰されて、一端面３１ａが超音波プローブ１０の送受信面１０ａに密着する。従って、超音波プローブ１０から充填部３１Ａに対して超音波を良好に伝達させることができる。
また、超音波プローブ１０から充填部３１に対して超音波を良好に伝達させることができるので、充填部３１Ａの一端面３１ａと超音波プローブ１０の送受信面１０ａとに塗布する接触媒質（グリセリン等）を省略することができ、多重エコーを効果的に防止することができる。
【００６７】
なお、盛り上がった一端面３１ａは、例えば図１３に示すように、第二型体５０の先端面５０ａを窪んだ形状にすることで、容易に形成することができる。
また、超音波プローブ装置Ｐ２においても、充填部６１の一端面を機械加工等することによって、一端面を容易に盛り上がらせることができる。
【００６８】
「超音波プローブ装置Ｐ１，Ｐ２の第二変形例」
図１４は、上述した超音波プローブ装置Ｐ１の第二変形例である超音波プローブ装置Ｐ４の要部拡大断面図である。
図１４に示すように、超音波プローブ装置Ｐ４は、超音波プローブ１０と超音波プローブ用治具Ｊ４とを有している。超音波プローブ用治具Ｊ４は、シュー２０と媒質体３０とを有する点で超音波プローブ用治具Ｊ２と同様であるが、充填部３１と貫通孔２３の内壁面２３ｃとの間に、吸音体７０を有する点で超音波プローブ用治具Ｊ２と相違する。
【００６９】
吸音体７０は、筒状に形成されており、シュー２０の貫通孔２３の内壁面２３ｃの全面に貼付されている。本実施形態においては、吸音体７０をテフロン（登録商標）で形成しているが、他の材料（例えばコルク等）を用いて形成してもよい。
【００７０】
この構成によれば、シュー２０の貫通孔２３内において、超音波の回り込みや散乱を防ぐことが可能であるので、超音波検査装置（不図示）が検出する類似エコーを低減することができる。
【００７１】
なお、吸音体７０は、シュー２０の貫通孔２３の内壁面２３ｃに接着した後に、媒質材料液Ｌを貫通孔２３に充填することで、容易に超音波プローブ用治具Ｊ４に組み込むことが可能である。
また、超音波プローブ装置Ｐ２においても、充填部６１の外周に吸音体７０を巻いてから小径部２３ｂに充填することで、容易に組み込むことができる。
【００７２】
「超音波プローブ装置Ｐ１，Ｐ２の第三変形例」
図１５は、上述した超音波プローブ装置Ｐ１の第三変形例である超音波プローブ装置Ｐ５の要部拡大断面図であり、図１６は、超音波プローブ装置Ｐ５の要部拡大平面図である。
図１５及び図１６に示すように、超音波プローブ装置Ｐ５は、超音波プローブ１０と超音波プローブ用治具Ｊ５とを有している。超音波プローブ用治具Ｊ５は、シュー２０に代えてシュー治具本体）２０Ａを有する点と、媒質体３０に代えて媒質体３０Ｂを有する点と、超音波プローブ１０を揺動可能に支持する支持機構８０を有する点で、超音波プローブ用治具Ｊ２と相違する。
【００７３】
シュー２０Ａは、シュー２０に形成されていた貫通孔２３に代えて、貫通孔２５が形成されている。
貫通孔２５は、シュー２０Ａの厚さ方向の一方側から他方側に向かうに従って漸次単調に縮径する一方側開口部（開口部）２５ａと、シュー２０Ａの厚さ方向の一方側から他方側に向かうに従って漸次単調に拡径する拡径部２５ｂとを有している。
一方側開口部２５ａは、最小の径（拡径部２５ｂ側）が、超音波プローブ１０よりも大きく形成されている。この一方側開口部２５ａには、支持機構８０に支持された超音波プローブ１０を、遊びを持った状態で収容している。
【００７４】
媒質体３０Ｂは、充填部３１Ｂと弾性突出部３２とを有している。
充填部３１Ｂは、弾性突出部３２と同一の材料（ゲル材料）からなっており、シュー２０Ａの拡径部２５ｂに充填されていると共に、一方側開口部２５ａに僅かに突出しており、超音波プローブ１０の送受信面１０ａに密着している。
【００７５】
支持機構８０は、一対のピン８１Ａ，８１Ｂと、一対のピン８１を収容する一対の遊孔８２Ａ，８２Ｂとからなっている。
一対の一対のピン８１Ａ，８１Ｂは、それぞれ、超音波プローブ１０の外周に接合され、仮想中心線Ｑ（図２参照）の延在方向において互いに離間する方向に延びている。
一対の遊孔８２Ａ，８２Ｂは、それぞれ、シュー２０の一方側開口部２５ａの内壁面２５ｃにおいて、仮想中心線Ｑの延在方向において互いに対向する位置に、ピン８１（８１Ａ，８１Ｂ）の外径よりも大きい内径で形成されている。
支持機構８０は、一対のピン８１Ａ，８１Ｂが一対の遊孔８２Ａ，８２Ｂ内で変位可能であり、かつ、一方側開口部２５ａの内壁面２５ｃが超音波プローブ１０の変位に干渉しない大きさに設定されている。このため、支持機構８０は、超音波プローブ１０を揺動可能に支持している。
【００７６】
この構成によれば、超音波プローブ１０を揺動可能な支持機構８０を有しているので、超音波照射方向を変更することが可能であり、様々な屈折角での検査が可能となる。
【００７７】
「超音波プローブ装置Ｐ１，Ｐ２の第四変形例」
図１７は、上述した超音波プローブ装置Ｐ１の第四変形例である超音波プローブ装置Ｐ６の概略斜視図である。なお、図１７においては、超音波プローブ１０の図示を省略している。
【００７８】
図１７に示すように、超音波プローブ装置Ｐ６は、超音波プローブ１０と超音波プローブ用治具Ｊ６とを有している。超音波プローブ用治具Ｊ６は、シュー２０に代えて左右分割型のシュー（治具本体）２０Ｂを有する点で、超音波プローブ用治具Ｊ２と相違する。
シュー２０Ｂは、貫通孔２３の孔軸の延在方向に向けて配置された音響吸収壁９０を有している。
音響吸収壁９０は、コルクやテフロン（登録商標）からなっており、貫通孔２３内において充填部３１を二分していると共に、弾性突出部３２のシュー２０側を二分している。
この構成によっても、上述した第一実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００７９】
なお、音響吸収壁９０は、貫通孔２３の内部に配置した後に、媒質材料液Ｌを貫通孔２３に充填することで、容易に超音波プローブ用治具Ｊ６に組み込むことが可能である。
また、超音波プローブ装置Ｐ２においても、充填部６１とブロック状のゲル材料６５とを分断して、それぞれ分断片の間に音響吸収壁９０を位置させることで、容易に組み込むことができる。
【００８０】
なお、上述した実施の形態において示した動作手順、あるいは各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
例えば、上述した実施の形態においては、配管Ｂに対して超音波検査を行ったが、他の検査対象物に対して本発明を適用してもよい。
また、フェイズドアレイ式の超音波プローブ装置に本発明を適用してもよい。この場合には、各素子からのビームの指向性が広いので、ビームの経路となる媒質体のサイズは多少広げて製作するのが好ましい。
【符号の説明】
【００８１】
１０…超音波プローブ
２０，２０Ａ，２０Ｂ…シュー（治具本体）
２３，２５…貫通孔
２３ａ，２５ａ…一方側開口部（開口部）
２３ｃ，２５ｃ…内壁面
３０，３０Ａ，３０Ｂ，６０…媒質体
３１，３１Ａ，３１Ｂ，６１…充填部
３１ａ…一端面
３２，６２…弾性突出部
３３…保護薄膜体（薄膜体）
４０…第一型体
４１ｂ…凹部
５０，５０Ａ…第二型体
６３…押さえ薄膜体（薄膜体）
７０…吸音体
８０…支持機構
Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３，Ｊ４，Ｊ５，Ｊ６…超音波プローブ用治具
Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６…超音波プローブ装置
Ｂ…配管（超音波照射対象）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波プローブ用治具及び超音波プローブ装置、並びに、超音波プローブ用治具の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、例えば、原子力プラントの配管や配管接続部の溶接部の内部欠陥を検出するために、超音波検査が広く用いられている。
【０００３】
この超音波検査には、超音波を送受信する送受信面が平坦な超音波プローブを用いるのが一般的であるが、超音波プローブの送受信面を、溶接部や配管のエルボ部に対して隙間なく沿わせることは困難である。
【０００４】
そこで、超音波プローブの送受信面と試験対象物とを音響的に確実に接続するために、超音波プローブの送受信面と試験対象物との間に液状の媒質を介在させるのが通常である。このような技術としては、試験対象物全体を水没して超音波探傷する全没水浸法や、試験対象物の検査部位を局部的に水没させて超音波探傷する局部水浸法がある（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２１５８７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、全没水浸法は、超音波プローブと試験対象物全体を水没させるために、水没装置が大掛かりで現地での実施が容易ではなく、一方、局部水浸法は、探傷する検査部位を局部的に水没させる水槽と試験対象物との間を液密にシールさせる必要があることから実施が容易ではない。
【０００７】
これらの試験方法よりも実施が容易な試験方法としては、局部液浸型の超音波プローブ装置を用いて行うものがある。この種の超音波プローブ装置は、治具本体の一方向の一方側から他方側に貫通孔を形成し、貫通孔の一方側の開口部に超音波プローブを挿入すると共に、他方側の開口部を薄膜ゴムで被覆し、薄膜ゴムと超音波プローブとの間に液状の媒質（水やひまし油）を貯留している。つまり、この超音波プローブ装置を用いた検査方法では、超音波プローブと薄膜ゴムとの間に貯留された液状の媒質を介在させて、超音波プローブと試験対象物の検査部位とを音響的に接続している。
しかしながら、上記の装置構成の場合には、薄膜が破れた場合に液状の媒質が流出してしまって検査ができなくなるという問題があった。
【０００８】
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、超音波プローブ装置の信頼性を高めると共に超音波検査を長時間安定して行うことを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を採用している。
すなわち、本発明に係る超音波プローブ用治具は、超音波検査装置の超音波プローブに装着される超音波プローブ用治具であって、一方向において一方側から他方側に貫通する貫通孔が形成され、前記貫通孔の前記一方側の開口部に前記超音波プローブが挿入される治具本体と、前記貫通孔内に充填され、前記貫通孔内に挿入された前記超音波プローブに密着する充填部、及び、前記充填部に連続すると共に前記治具本体から前記他方側に向けて突出して設けられ、弾性変形した状態で超音波照射対象に密着可能な弾性突出部を有し、前記超音波プローブと前記超音波照射対象との間で超音波を伝達させる媒質体と、を備え、前記媒質体は、非流動性の材料で形成されていることを特徴とする。
このようにすれば、超音波プローブと超音波照射対象との間で超音波を伝達させる媒質体が非流動性の材料で形成されているので、媒質体が流出することがない。これにより、超音波プローブ装置の信頼性を高めることができ、超音波検査を長時間安定して行うことができる。
なお、媒質体の充填部と弾性突出部とは一体であってもよいし、別体であってもよい。
【００１０】
また、前記弾性突出部は、ゲル材料で形成されていることを特徴とする。
このようにすれば、弾性突出部がゲル材料で形成されているので、超音波照射対象に対して良好に密着が可能になると共に超音波を良好に伝達させることができる。
なお、この明細書において、ゲル材料とは、液体と固体との中間の形態を持ち、柔軟性と弾力性を兼ね備えた性質を示す物質からなる部材をいい、多量の水分を含む含水ゲル（ハイドロゲル）の他、水分や他の分散媒を含まない成分からなるゲル（例えば、セグメント化ポリウレタンゲル）を含む概念である。
【００１１】
また、充填部は、前記弾性突出部と同一材料で形成されていることを特徴とする。
このようにすれば、充填部が弾性突出部と同一材料であるので、充填部と弾性突出部とのそれぞれの音の伝達速度を同一にすることができる。これにより、充填部及び弾性突出部の音響インピーダンスが同一となって、擬似エコーが生じることを防止することができる。
【００１２】
また、前記充填部は、音の伝達速度が前記ゲル材料と近似する加工容易性材料で形成されていることを特徴とする。
このようにすれば、充填部が、音の伝達速度がゲル材料と近似する加工容易性材料で形成されているので、充填部及び弾性突出部の音響インピーダンスの差を小さくすることができ、擬似エコーを低減することができる。
【００１３】
また、前記充填部は、前記一方側における一端面の中央側が、前記一方側に盛り上がって形成されていることを特徴とする。
このようにすれば、超音波プローブを貫通孔の開口部に挿入した場合に一端面の盛り上がりが押し潰されて、一端面が超音波プローブに密着する。これにより、超音波プローブから充填部に対して超音波を良好に伝達させることができる。
【００１４】
また、前記弾性突出部の表面に設けられた薄膜体を備えることを特徴とする。
このようにすれば、弾性突出部の表面に薄膜体を備えるので、弾性突出部の磨耗を防ぐことができる。
【００１５】
また、前記充填部と前記貫通孔の内周面との間に設けられた吸音体を備えることを特徴とする
このようにすれば、充填部と貫通孔の内周面との間に吸音体を備えるので、治具本体の貫通孔内において、超音波の回り込みや散乱を防ぐことが可能であるので、超音波検査装置が検出する類似エコーを低減することができる。
【００１６】
また、前記超音波プローブを前記挿入孔内において前記治具本体に対して揺動可能に支持する回動支持部を備えることを特徴とする。
このようにすれば、超音波プローブを揺動可能な支持機構を有しているので、超音波照射方向を変更することが可能であり、様々な屈折角での検査が可能となる。
【００１７】
また、本発明に係る超音波プローブ装置は、上記のうちいずれか一の超音波プローブ用治具と、前記治具本体の前記貫通孔の一方側の開口部に挿入された超音波プローブと、を具備することを特徴とする。
このようにすれば、上記のうちいずれか一の超音波プローブ用治具を備えるので、装置の信頼性を高めることができると共に、超音波検査を長時間安定して行うことができる。
【００１８】
また、本発明に係る超音波プローブ用治具の製造方法は、超音波検査装置の超音波プローブに装着される超音波プローブ用治具の製造方法であって、一方向において一方側から他方側に貫通する貫通孔が形成された治具本体に対して凹部が形成された第一型体を装着して、前記貫通孔に対して前記凹部を対向させる型装着工程と、前記第一型体の凹部と前記治具本体の貫通孔とに流動性を有する媒質材料を充填する充填工程と、前記治具本体の貫通孔の前記一方側の開口部に閉塞体を挿入した状態で、前記媒質材料が非流動性を有するまで固化させることにより、前記超音波プローブと前記超音波照射対象との間で超音波を伝達させる媒質体を得る固化工程と、を有することを特徴とする。
このようにすれば、弾性突出部の形状が複雑な形状であっても容易に形成することができる。
【００１９】
また、本発明に係る超音波プローブ用治具の製造方法は、超音波検査装置の超音波プローブに装着される超音波プローブ用治具の製造方法であって、治具本体において一方向の一方側から他方側に貫通する貫通孔の前記一方側の開口部に閉塞体を挿入する挿入工程と、前記貫通孔に挿入した前記閉塞体に密着するように、超音波を伝達させる非流動性の充填部を、前記貫通孔内の前記他方側に充填する充填工程と、超音波を伝達させるゲル材料を前記貫通孔の他方側に位置させるゲル材料配置工程と、前記ゲル材料を治具本体に向けて薄膜体で押さえ付けて前記薄膜体を固定することにより、前記充填部に対して連続すると共に前記治具本体から前記他方側に突出する弾性突出部を形成する弾性突出部形成工程と、を有することを特徴とする。
このようにすれば、塊状のゲル材料を薄膜体で押さえ付けることで、複雑な形状の弾性突出部を容易に形成することができる。
【００２０】
また、前記閉塞体は、前記超音波プローブの形状を模した第二型体であることを特徴とする。
このようにすれば、閉塞体に第二型体を用いるので、超音波プローブを用いなくても超音波プローブ用治具を製造することができる。
【００２１】
また、前記閉塞体は、前記超音波プローブであることを特徴とする。
このようにすれば、閉塞体に超音波プローブを用いるので、媒質体と超音波プローブとの密着性を高めることができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明に係る超音波プローブ用治具によれば、超音波プローブ装置の信頼性を高めることができ、超音波検査の長時間安定して行うことができる。
本発明に係る超音波プローブ装置によれば、装置の信頼性を高めることができると共に、超音波検査を長時間安定して行うことができる。
本発明に係る超音波プローブ用治具の製造方法によれば、複雑な形状の弾性突出部を容易に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第一実施形態に係る超音波プローブ装置Ｐ１の縦断面図である。
【図２】本発明の第一実施形態に係るシュー２０の部品図であって、（ａ）が平面図であり、（ｂ）が（ａ）におけるＩ−Ｉ線断面図であり、（ｃ）が下面図である。
【図３】本発明の第一実施形態において、超音波検査における超音波プローブ装置Ｐ１の使用状態を示す縦断面図である。
【図４】本発明の第一実施形態に係る超音波プローブ装置Ｐ１の製造方法の各工程の概略を示す工程図である。
【図５】本発明の第一実施形態に係る超音波プローブ装置Ｐ１の製造方法のフローチャートである。
【図６】本発明の第一実施形態の超音波プローブ装置Ｐ１の製造方法の変更例１を示す縦断面図である。
【図７】本発明の第一実施形態の超音波プローブ装置Ｐ１の製造方法の変更例２を示す縦断面図である。
【図８】本発明の第一実施形態の超音波プローブ装置Ｐ１の改良例を示す縦断面図である。
【図９】本発明の第二実施形態に係る超音波プローブ装置Ｐ２の縦断面図である。
【図１０】本発明の第二実施形態に係る超音波プローブ装置Ｐ２の製造方法の各工程の概略を示す工程図である。
【図１１】本発明の第二実施形態に係る超音波プローブ装置Ｐ２の製造方法のフローチャートである。
【図１２】本発明の各実施形態の第一変形例に係る超音波プローブ装置Ｐ３の縦断面図である。
【図１３】本発明の各実施形態の第一変形例に係る超音波プローブ装置Ｐ３の製造方法の一工程を示した縦断面図である
【図１４】本発明の各実施形態の第二変形例に係る超音波プローブ装置Ｐ４の縦断面図である。
【図１５】本発明の各実施形態の第三変形例に係る超音波プローブ装置Ｐ５の縦断面図である。
【図１６】本発明の各実施形態の第三変形例に係る超音波プローブ装置Ｐ５の要部拡大平面図である。
【図１７】本発明の各実施形態の第四変形例に係る超音波プローブ装置Ｐ６の概略斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態について説明する。
「第一実施形態」
図１は、本発明の第一実施形態に係る超音波プローブ装置Ｐ１の縦断面図である。
超音波プローブ装置Ｐ１は、超音波プローブ１０と、超音波プローブ用治具Ｊ１とを備えている。
【００２５】
超音波プローブ１０は、略円柱状に形成されており、超音波検査装置（不図示）に対して信号線１１を介して接続されている。この超音波プローブ１０は、超音波検査装置（不図示）から供給されたパルス信号に基づいて円形の送受信面１０ａから超音波を照射すると共に、その反射波を送受信面１０ａで受信して超音波検査装置（不図示）に出力するようになっている。
【００２６】
超音波プローブ用治具Ｊ１は、超音波プローブ１０が装着されるシュー（治具本体）２０と、超音波プローブ１０と配管Ｂ（図３参照，超音波照射対象）との間で超音波を伝達させる媒質体３０とを備えている。
【００２７】
図２は、シュー２０の部品図であって、（ａ）が平面図であり、（ｂ）が（ａ）におけるＩ−Ｉ線断面図であり、（ｃ）が下面図である。
シュー２０は、円盤状に形成されており、シュー２０の厚さ方向の一方側に形成されたフランジ部２１と、厚さ方向の他方側に形成された対向部２２とを有している。
フランジ部２１の一端面２１ａには、シュー２０の厚さ方向に直交する仮想中心線Ｑの片側において、テーパ部２１ｂが形成されている。このテーパ部２１ｂは、仮想中心線Ｑ及び厚さ方向に直交する第一直交方向において、仮想中心線Ｑに沿って延びる始端２１ｃからフランジ部２１の外周２１ｄに向かうに従って、厚さ方向の他方側に向かうように直線状に傾斜している。
【００２８】
対向部２２は、下面側から見て、方形状に形成されている。より具体的には、対向部２２の外周を弓形状に切り欠くようにして形成された切欠部２２ｂが周方向に等しい間隔を空けて四つ形成されており、隣り合う二つの切欠部２２ｂの間に形成された角部が、仮想中心線Ｑの延在方向及び第一直交方向のそれぞれにおいて一対ずつ形成されている。
【００２９】
このシュー２０には、図２（ｂ）に示すように、厚さ方向の一方側から他方側に貫通する貫通孔２３が形成されている。この貫通孔２３は、フランジ部２１の一端面２１ａと対向部２２の他端面２２ａとの間を貫通している。この貫通孔２３は、その孔軸をテーパ部２１ｂの法線方向に向けるようにして、シュー２０の厚さ方向に対して傾斜させている。この貫通孔２３は、図２（ａ）（ｂ）に示すように、一方側開口部（開口部）２３ａが、フランジ部２１の一端面２１ａとテーパ部２１ｂとの間に亘って開口しており、一方側開口部２３ａよりも僅かに小径に形成された小径部２３ｂが、対向部２２の他端面２２ａに開口している。
図１に示すように、一方側開口部２３ａには、超音波プローブ１０が挿入されて嵌合している。
このようなシュー２０は、本実施形態においてはアクリル樹脂で形成しているが、金属やＦＲＰ、シリコン等を用いて形成してもよい。
なお、この超音波プローブ１０は、シュー２０に対する拘束方法は任意の方法を採用できるが、例えばシュー２０にボルト止めされた押付部材（不図示）により、超音波プローブ１０をシュー２０に対して押し付けて、シュー２０に対する変位を拘束する方法を採用することができる。
【００３０】
媒質体３０は、充填部３１と弾性突出部３２とが一体的に形成されてなる。この媒質体３０は、非流動性のゲル材料で形成された柔軟なものである。このゲル材料としては、本実施形態においては、超音波音波の減衰が小さい医療用超音波ゲルを用いており、具体的な製品名としては、タキロン株式会社製の「ソナゲル」を用いているが、株式会社エクシールコーポレーション製の「アスカーＣ」を用いることもできるし、「ゼラチン」や「寒天」を用いることもできる。
【００３１】
充填部３１は、シュー２０の貫通孔２３の小径部２３ｂに充填されており、図１に示すように、超音波プローブ１０の送受信面１０ａが貫通孔２３において小径部２３ｂ側に露出させた面の全面に対して密着している。この充填部３１は、貫通孔２３の内壁面２３ｃ及び超音波プローブ１０の送受信面１０ａに対して隙間なく密着している。
【００３２】
弾性突出部３２は、充填部３１に連続すると共にシュー２０から、シュー２０の厚さ方向の他方側に向けて突出している。より詳細には、対向部２２の他端面２２ａから、シュー２０の厚さ方向の他方側に向けて半球状に突出（膨出）している。
このような媒質体３０は、シュー２０に対して摩擦によって変位が拘束されているが、シュー２０と媒質体３０との間に接着剤を浸透させたり、他の固定手段を用いたりしてシュー２０に対して固定してもよい。
【００３３】
図３は、超音波検査における超音波プローブ装置Ｐ１の使用状態を示す縦断面図である。
図３に示すように、弾性突出部３２が弾性変形した状態で配管Ｂに密着する。すなわち、弾性突出部３２が柔軟性を有することから、配管Ｂの形状（配管の溶接凹凸部やエルボ部）に倣って弾性変形して密着する。この状態において、超音波プローブ１０の送受信面１０ａから超音波が照射されると、媒質体３０及び弾性突出部３２を介して配管Ｂに超音波が伝達される。そして、配管Ｂから反射した反射波が、媒質体３０及び弾性突出部３２を介して送受信面１０ａに伝達される。
【００３４】
以上説明したように、超音波プローブ装置Ｐ１においては、媒質体３０が非流動性のゲル材料からなっていることから、液状の媒質（例えば水やひまし油）を用いた場合のように、媒質が流出して検査が中断されることがない。これにより、超音波プローブ装置Ｐ１の信頼性を高めることができ、超音波検査を長時間安定して行うことができる。
また、仮に、長期間の使用により媒質体３０が磨耗等した場合には、新たな媒質体３０をシュー２０に付け替えたり、あるいはシュー２０ごと媒質体３０を交換したりするだけで超音波プローブ装置Ｐ１を再構成できるので、液状の媒質を交換する場合に比べて、交換時間を短縮することができると共に交換に要する労力を軽減することができる。
【００３５】
「第一実施形態の製造方法」
図４は、超音波プローブ装置Ｐ１の製造方法の各工程の概略を示す工程図である。
図４（ａ）に示すように、本製造方法は、シュー２０と、第一型体４０と、第二型体（閉塞体）５０とを用いて行う。
【００３６】
第一型体４０は、シュー２０の対向部２２を嵌め入れ可能に形成された嵌入穴部４１を有している。
嵌入穴部４１には、嵌入穴部４１にシュー２０の対向部２２に嵌め入れた状態で他端面２２ａに密着する底面４１ａの中央側において、凹部４１ｂが形成されている。
凹部４１ｂは、弾性突出部３２を模した（模った）形状となっており、底面４１ａから半球状に窪んでいる。
【００３７】
図４（ｄ）に示すように、第二型体５０は、貫通孔２３の一方側開口部２３ａに挿入される超音波プローブ１０の送受信面１０ａ側を模して略円柱状に形成された型部５１と、型部５１の基端部から径方向外周側に延出するフランジ部５２とを有している。
型部５１は、貫通孔２３の一方側開口部２３ａに嵌め入れることが可能であり、円形に形成された先端面５１ａを、一方側開口部２３ａと小径部２３ｂとの間に形成された段差面２３ｄに当接可能である。
フランジ部５２は、型部５１を貫通孔２３の一方側開口部２３ａに嵌め入れた場合において、テーパ部２１ｂに当接するように形成されている。
これら第一型体４０及び第二型体５０は、本実施形態においてはテフロン（登録商標）で形成しているが、金属やＦＲＰ、シリコン等を用いて形成してもよい。
【００３８】
続いて、超音波プローブ装置Ｐ１の製造方法について、図４と図５に示すフローチャートとを用いて説明する。
【００３９】
まず、図４（ａ）及び図５に示すように、シュー２０に対して第一型体４０を装着する（型装着工程Ｓ１１）。具体的には、シュー２０の対向部２２を嵌入穴部４１に嵌め入れる。
この状態において、シュー２０の対向部２２の他端面２２ａと、第一型体４０の嵌入穴部４１の底面４１ａとを密着させると共に、シュー２０の貫通孔２３に対して第一型体４０の凹部４１ｂを対向させる。
【００４０】
次に、図４（ｂ）及び図５に示すように、第一型体４０の凹部４１ｂとシュー２０の貫通孔２３とに流動性を有する媒質材料液Ｌ（例えば、タキロン株式会社製の「ソナゲル」）を充填する（充填工程Ｓ１２）。
この媒質材料液Ｌの具体例としては、例えば、ポリオール成分とポリイソシアネート成分をＯＨ／ＮＣＯが所定の価（１以上３．５以下が望ましい。）となるように混合すると共に、必要に応じて適量の触媒（例えば、ジブチル錫ジラウレートや、トリアルキルアミン、トリエチレンジアミンなどの第３級アミン）を混合して調製して得ている（詳しくは、特開２００７−１４３９４６号公報参照）。
この工程においては、シュー２０の貫通孔２３に対して、小径部２３ｂに媒質材料液Ｌを隙間なく充填するのが望ましく、貫通孔２３の孔軸が鉛直方向に向くようにシュー２０を傾けることが望ましい。
【００４１】
次に、図４（ｃ）及び図５に示すように、シュー２０の貫通孔２３の一方側開口部２３ａに第二型体５０を挿入して貫通孔２３を閉塞する（閉塞工程Ｓ１３）。より具体的には、第二型体５０の型部５１を貫通孔２３の一方側開口部２３ａに嵌め入れる。
【００４２】
次に、図５に示すように、シュー２０の貫通孔２３の一方側開口部２３ａに第二型体５０を挿入した状態で、媒質材料液Ｌが非流動性を有するまで固化させることにより、媒質体３０を得る（固化工程Ｓ１４）。
すなわち、上記具体例においては、材料液を型内に注入して常温ないし加温下に反応させることにより、セグメント化ポリウレタンゲルを作製する。なお、このセグメント化ポリウレタンゲルには、液体の前記有機系ゲル膨張媒を浸透、含有させるのが望ましい。
【００４３】
次に、図４（ｄ）及び図５に示すように、シュー２０から第一型体４０と第二型体５０とを取り外して、超音波プローブ用治具Ｊ１の製作を完了させる（型取り外し工程Ｓ１５）。
【００４４】
最後に、図５に示すように、シュー２０の貫通孔２３の一方側開口部２３ａに超音波プローブ１０を挿入して（嵌め入れて）、超音波プローブ装置Ｐ１の製作を完了させる（プローブ取付口定Ｓ１６）。
【００４５】
以上説明したように、この超音波プローブ装置Ｐ１の製造方法においては、媒質体３０をゲル材料で構成する場合であっても媒質体３０を良好に形成することができる。特に、超音波プローブ装置Ｐ１においては、弾性突出部３２の形状が半球状であり、例えば既製品のブロック状のゲル材料から形成するのが困難であるが、上記製造方法によって容易に得ることができる。
また、弾性突出部３２がゲル材料（例えばソナゲル）で形成されているので、配管Ｂに対して良好に密着が可能になると共に超音波を良好に伝達させることができる。
また、充填部３１が弾性突出部３２と同一材料であるので、充填部３１と弾性突出部３２とのそれぞれの音の伝達速度ｖを同一にすることができる。これにより、充填部３１及び弾性突出部３２の音響インピーダンスが同一となって、擬似エコーが生じることを防止することができる。
【００４６】
なお、上述した製造方法においては、二液を混合して常温ないし加温下で固化させる媒質材料液Ｌを用いたが（タキロン株式会社製の「ソナゲル」）、例えば株式会社エクシールコーポレーション製の「アスカーＣ」を用いた場合にも同様の手順で固化させることができる。また、粉末を水に溶かして固化させる媒質材料（例えば「ゼラチン」）や固形物を加温した後に冷まして固化させる媒質材料（例えば「寒天」）を用いてもよい。
【００４７】
なお、上述した製造方法においては、閉塞工程Ｓ１３において貫通孔２３を閉塞させる閉塞体として第二型体５０を用いたが、図６に示すように、第二型体５０に代えて超音波プローブ１０で貫通孔２３を閉塞させる構成にしてもよい（閉塞工程Ｓ１３Ａ）。この方法によれば、超音波プローブ１０を貫通孔２３の一方側開口部２３ａに挿入され、送受信面１０ａと媒質材料液Ｌとが接触した状態で媒質材料液Ｌが固化して媒質体３０が形成されるので、超音波プローブ１０を一方側開口部２３ａに嵌め入れた場合に、送受信面１０ａが媒質体３０に接触する位置関係となるので、密着性を高めることができる。これにより、超音波プローブ１０の送受信面１０ａと媒質体３０との間に接触媒質（例えばグリセリン）を塗布する作業と第二型体５０を準備する作業とを省略することができる。
また、超音波プローブ１０の送受信面１０ａと媒質体３０との密着性を高めることができるので、作業性及びメンテナンス性に優れた超音波プローブ用治具Ｊ１を得ることができる。
【００４８】
また、上述した製造方法においては、充填工程Ｓ１２の経た後に閉塞工程Ｓ１３を経る構成としたが、例えば、図７に示すように、シュー２０の貫通孔２３の内部と外部とを連通させる充填孔５３と空気逃がし孔５４とを形成した第二型体５０Ａで貫通孔２３を閉塞した後に（閉塞工程）、充填孔４３から媒質材料液Ｌを充填してもよい（充填工程Ｓ１３Ｂ）。同様に、シュー２０に充填孔や空気逃がし孔を形成し、閉塞工程を経た後に充填工程を経てもよい。
【００４９】
また、上述した超音波プローブ装置Ｐ１においては、弾性突出部３２を配管Ｂに直接接触させる構成にしたが、図８に示すように、弾性突出部３２の外表面を保護薄膜体（薄膜体）３３で被覆して、保護薄膜体３３を介して配管Ｂに接触させる構成にしてもよい。
この構成によれば、例えば、保護薄膜体３３を配管Ｂに対して摩擦係数の少ない材料（例えばＰＥＴフィルム）にすることで、配管Ｂに対して超音波プローブ装置Ｐ１の滑りを良くすることができ、弾性突出部３２の磨耗を防止することができる。
【００５０】
「第二実施形態」
続いて、本発明の第二実施形態について説明する。なお、以下の説明及びこの説明に用いる図面においては、上述した構成要素と同様の構成要素については、同一の符号を付して重複説明を省略する。
【００５１】
図９は、本発明の第二実施形態に係る超音波プローブ装置Ｐ２の縦断面図である。
図９に示すように、超音波プローブ装置Ｐ２は、超音波プローブ１０と、超音波プローブ用治具Ｊ２とを備えている。
【００５２】
超音波プローブ用治具Ｊ２は、シュー２０と、超音波プローブ１０と配管Ｂとの間で超音波を伝達させる媒質体６０と、押さえ薄膜体（薄膜体）６３とを備えている。
【００５３】
媒質体６０は、互いに別体に形成された、充填部６１と、上述した媒質体３０と同一材料（ゲル材料）で形成された弾性突出部６２とを有している。
【００５４】
充填部６１は、弾性突出部６２よりも硬くて加工及び充填が容易な非流動性のドライカプラント（例えばオリンパス株式会社製のＡＥＣ材、加工容易性材料）で形成されており、シュー２０の貫通孔２３の小径部２３ｂに充填されている。この充填部６１をなすドライカプラントは、音響インピーダンスの差を小さくして擬似エコーを低減させるために、弾性突出部６２をなすゲル材料に対して音の伝達速度ｖが近似するものを用いている。
本実施形態においては、ゲル材料（例えばソナゲル）の音の伝達速度ｖが約１５５０ｍ／ｓであるのに対して、ドライカプラント（例えばＡＥＣ材）の音の伝達速度ｖが約１５９０ｍ／ｓとなっている。
なお、本実施形態においては、充填部６１の材質としてドライカプラントを用いたが、他の加工容易性材料としては、天然ゴム（ｖ≒１５００ｍ／ｓ）やスチレン−ブタジエン−ゴム（ｖ≒１７６０ｍ／ｓ）、硬めの寒天（ｖ≒１５００ｍ／ｓ）を用いてもよい。
【００５５】
弾性突出部６２は、第一実施形態と同様の材料を用いたブロック状（塊状）のゲル材料６５（図１０参照）で形成されており、押さえ薄膜体６３がシュー２０（他端面２２ａ）に向けて押さえ付けることで、図９に示すように、半球状となっている。
【００５６】
押さえ薄膜体６３は、本実施形態においてはゴム膜からなっており、ブロック状のゲル材料６５をシュー２０に対して押さえ付けることで、半球状の弾性突出部６２を形成している。この押さえ薄膜体６３は、周縁部６３ａを他端面２２ａに接着されている。
なお、押さえ薄膜体６３は、接着する他に、係止機構等によってシュー２０に固定してもよい。
【００５７】
「第二実施形態の製造方法」
続いて、超音波プローブ装置Ｐ２の製造方法について図１０及び図１１を用いて説明する。図１０は、超音波プローブ装置Ｐ２の製造方法の各工程の概略を示す工程図であり、図１１は、超音波プローブ装置Ｐ２の製造方法のフローチャートである。
【００５８】
まず、図１０（ａ）及び図１１に示すように、シュー２０の貫通孔２３の一方側開口部２３ａに超音波プローブ１０を挿入する（挿入工程Ｓ２１）。
【００５９】
次に、図１０（ａ）及び図１１に示すように、シュー２０の貫通孔２３に挿入した超音波プローブ１０の送受信面１０ａに密着するように、充填部６１を貫通孔２３内の小径部２３ｂに充填する（充填工程Ｓ２２）。
【００６０】
次に、図１０（ｂ）及び図１１に示すように、ブロック状のゲル材料６５を、シュー２０の他端面２２ａにおける小径部２３ｂの開口に位置させる（ゲル材料配置工程Ｓ２３）。
【００６１】
次に、図１０（ｃ）及び図１１に示すように、押さえ薄膜体６３をシュー２０の他端面２２ａに向けて引っ張ることにより、ブロック状のゲル材料６５をシュー２０に向けて押さえ付ける。そして、図１０（ｄ）に示すように、押さえ薄膜体６３をシュー２０に固定することにより、半球状の弾性突出部６２を形成する（弾性突出部形成工程Ｓ２４）。具体的には、押さえ薄膜体６３の周縁部６３ａをシュー２０の対向部２２の他端面２２ａに接着する。この状態においては、押さえ薄膜体６３の張力によって、弾性突出部６２が充填部６１に向けて付勢されて双方が密着すると共に、充填部６１が超音波プローブ１０に向けて付勢されての送受信面１０ａと充填部６１とが密着する。そして、押さえ薄膜体６３の接着が完了すると、上記構成部材間の密着が保持される。
このようにして、超音波プローブ装置Ｐ２を得る。なお、本実施形態の場合においては、超音波プローブ用治具Ｊ２は超音波プローブ装置Ｐ２と同時に得られることとなる。
【００６２】
以上説明したように、超音波プローブ装置Ｐ２によれば、上述した超音波プローブ装置Ｐ１と同様の効果得ることができる。
また、超音波プローブ装置Ｐ２の製造方法によれば、ブロック状のゲル材料６５を用いたとしても、このブロック状のゲル材料６５を押さえ薄膜体６３で押さえ付けることで、半球状の弾性突出部６２を容易に得ることができる。
また、押さえ薄膜体６３の反力によって、弾性突出部６２と充填部６１とが密着すると共に、超音波プローブ１０の送受信面１０ａと充填部６１とが密着するので、媒質体６０を介して、超音波プローブ装置Ｐ２と配管Ｂとの間で超音波を良好に伝達させることができる。
これらにより、弾性突出部６２の形成に単純な形状の非流動性のゲル材料（６５）を用いることができる。
【００６３】
なお、上述した保護薄膜体３３（図８参照）と同様に、押さえ薄膜体６３を、保護薄膜体３３を配管Ｂに対して摩擦係数の少ないものにすることで、配管Ｂに対して超音波プローブ装置Ｐ１の滑りを良くすることができ、弾性突出部３２の磨耗を防止することができる。
【００６４】
また、上述した製造方法においては、挿入工程Ｓ２１においてシュー２０の一方側開口部２３ａに超音波プローブ１０を挿入する構成としたが、超音波プローブ１０に代えて第二型体５０を挿入してもよい。
【００６５】
「超音波プローブ装置Ｐ１，Ｐ２の第一変形例」
図１２は、上述した超音波プローブ装置Ｐ１の第一変形例である超音波プローブ装置Ｐ３の要部拡大断面図である。
超音波プローブ装置Ｐ３は、超音波プローブ１０と超音波プローブ用治具Ｊ３とを有している。超音波プローブ用治具Ｊ３は、シュー２０を有する点で超音波プローブ用治具Ｊ２と同様であるが、媒質体３０に代えて媒質体３０Ａを有する点で超音波プローブ用治具Ｊ２と相違する。
【００６６】
媒質体３０Ａは、充填部３１Ａと弾性突出部３２とを有している。
充填部３１Ａは、超音波プローブ１０の送受信面１０ａに対向する一端面３１ａの中央側が（外周側から中心側に向かうに従って）盛り上がって形成されている。この構成によれば、充填部３１Ａの一端面３１ａが盛り上がって形成されているので、超音波プローブ１０を一方側開口部２５ｂに挿入した場合に一端面３１ａの盛り上がりが押し潰されて、一端面３１ａが超音波プローブ１０の送受信面１０ａに密着する。従って、超音波プローブ１０から充填部３１Ａに対して超音波を良好に伝達させることができる。
また、超音波プローブ１０から充填部３１に対して超音波を良好に伝達させることができるので、充填部３１Ａの一端面３１ａと超音波プローブ１０の送受信面１０ａとに塗布する接触媒質（グリセリン等）を省略することができ、多重エコーを効果的に防止することができる。
【００６７】
なお、盛り上がった一端面３１ａは、例えば図１３に示すように、第二型体５０の先端面５０ａを窪んだ形状にすることで、容易に形成することができる。
また、超音波プローブ装置Ｐ２においても、充填部６１の一端面を機械加工等することによって、一端面を容易に盛り上がらせることができる。
【００６８】
「超音波プローブ装置Ｐ１，Ｐ２の第二変形例」
図１４は、上述した超音波プローブ装置Ｐ１の第二変形例である超音波プローブ装置Ｐ４の要部拡大断面図である。
図１４に示すように、超音波プローブ装置Ｐ４は、超音波プローブ１０と超音波プローブ用治具Ｊ４とを有している。超音波プローブ用治具Ｊ４は、シュー２０と媒質体３０とを有する点で超音波プローブ用治具Ｊ２と同様であるが、充填部３１と貫通孔２３の内壁面２３ｃとの間に、吸音体７０を有する点で超音波プローブ用治具Ｊ２と相違する。
【００６９】
吸音体７０は、筒状に形成されており、シュー２０の貫通孔２３の内壁面２３ｃの全面に貼付されている。本実施形態においては、吸音体７０をテフロン（登録商標）で形成しているが、他の材料（例えばコルク等）を用いて形成してもよい。
【００７０】
この構成によれば、シュー２０の貫通孔２３内において、超音波の回り込みや散乱を防ぐことが可能であるので、超音波検査装置（不図示）が検出する類似エコーを低減することができる。
【００７１】
なお、吸音体７０は、シュー２０の貫通孔２３の内壁面２３ｃに接着した後に、媒質材料液Ｌを貫通孔２３に充填することで、容易に超音波プローブ用治具Ｊ４に組み込むことが可能である。
また、超音波プローブ装置Ｐ２においても、充填部６１の外周に吸音体７０を巻いてから小径部２３ｂに充填することで、容易に組み込むことができる。
【００７２】
「超音波プローブ装置Ｐ１，Ｐ２の第三変形例」
図１５は、上述した超音波プローブ装置Ｐ１の第三変形例である超音波プローブ装置Ｐ５の要部拡大断面図であり、図１６は、超音波プローブ装置Ｐ５の要部拡大平面図である。
図１５及び図１６に示すように、超音波プローブ装置Ｐ５は、超音波プローブ１０と超音波プローブ用治具Ｊ５とを有している。超音波プローブ用治具Ｊ５は、シュー２０に代えてシュー治具本体）２０Ａを有する点と、媒質体３０に代えて媒質体３０Ｂを有する点と、超音波プローブ１０を揺動可能に支持する支持機構８０を有する点で、超音波プローブ用治具Ｊ２と相違する。
【００７３】
シュー２０Ａは、シュー２０に形成されていた貫通孔２３に代えて、貫通孔２５が形成されている。
貫通孔２５は、シュー２０Ａの厚さ方向の一方側から他方側に向かうに従って漸次単調に縮径する一方側開口部（開口部）２５ａと、シュー２０Ａの厚さ方向の一方側から他方側に向かうに従って漸次単調に拡径する拡径部２５ｂとを有している。
一方側開口部２５ａは、最小の径（拡径部２５ｂ側）が、超音波プローブ１０よりも大きく形成されている。この一方側開口部２５ａには、支持機構８０に支持された超音波プローブ１０を、遊びを持った状態で収容している。
【００７４】
媒質体３０Ｂは、充填部３１Ｂと弾性突出部３２とを有している。
充填部３１Ｂは、弾性突出部３２と同一の材料（ゲル材料）からなっており、シュー２０Ａの拡径部２５ｂに充填されていると共に、一方側開口部２５ａに僅かに突出しており、超音波プローブ１０の送受信面１０ａに密着している。
【００７５】
支持機構８０は、一対のピン８１Ａ，８１Ｂと、一対のピン８１を収容する一対の遊孔８２Ａ，８２Ｂとからなっている。
一対の一対のピン８１Ａ，８１Ｂは、それぞれ、超音波プローブ１０の外周に接合され、仮想中心線Ｑ（図２参照）の延在方向において互いに離間する方向に延びている。
一対の遊孔８２Ａ，８２Ｂは、それぞれ、シュー２０の一方側開口部２５ａの内壁面２５ｃにおいて、仮想中心線Ｑの延在方向において互いに対向する位置に、ピン８１（８１Ａ，８１Ｂ）の外径よりも大きい内径で形成されている。
支持機構８０は、一対のピン８１Ａ，８１Ｂが一対の遊孔８２Ａ，８２Ｂ内で変位可能であり、かつ、一方側開口部２５ａの内壁面２５ｃが超音波プローブ１０の変位に干渉しない大きさに設定されている。このため、支持機構８０は、超音波プローブ１０を揺動可能に支持している。
【００７６】
この構成によれば、超音波プローブ１０を揺動可能な支持機構８０を有しているので、超音波照射方向を変更することが可能であり、様々な屈折角での検査が可能となる。
【００７７】
「超音波プローブ装置Ｐ１，Ｐ２の第四変形例」
図１７は、上述した超音波プローブ装置Ｐ１の第四変形例である超音波プローブ装置Ｐ６の概略斜視図である。なお、図１７においては、超音波プローブ１０の図示を省略している。
【００７８】
図１７に示すように、超音波プローブ装置Ｐ６は、超音波プローブ１０と超音波プローブ用治具Ｊ６とを有している。超音波プローブ用治具Ｊ６は、シュー２０に代えて左右分割型のシュー（治具本体）２０Ｂを有する点で、超音波プローブ用治具Ｊ２と相違する。
シュー２０Ｂは、貫通孔２３の孔軸の延在方向に向けて配置された音響吸収壁９０を有している。
音響吸収壁９０は、コルクやテフロン（登録商標）からなっており、貫通孔２３内において充填部３１を二分していると共に、弾性突出部３２のシュー２０側を二分している。
この構成によっても、上述した第一実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００７９】
なお、音響吸収壁９０は、貫通孔２３の内部に配置した後に、媒質材料液Ｌを貫通孔２３に充填することで、容易に超音波プローブ用治具Ｊ６に組み込むことが可能である。
また、超音波プローブ装置Ｐ２においても、充填部６１とブロック状のゲル材料６５とを分断して、それぞれ分断片の間に音響吸収壁９０を位置させることで、容易に組み込むことができる。
【００８０】
なお、上述した実施の形態において示した動作手順、あるいは各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
例えば、上述した実施の形態においては、配管Ｂに対して超音波検査を行ったが、他の検査対象物に対して本発明を適用してもよい。
また、フェイズドアレイ式の超音波プローブ装置に本発明を適用してもよい。この場合には、各素子からのビームの指向性が広いので、ビームの経路となる媒質体のサイズは多少広げて製作するのが好ましい。
【符号の説明】
【００８１】
１０…超音波プローブ
２０，２０Ａ，２０Ｂ…シュー（治具本体）
２３，２５…貫通孔
２３ａ，２５ａ…一方側開口部（開口部）
２３ｃ，２５ｃ…内壁面
３０，３０Ａ，３０Ｂ，６０…媒質体
３１，３１Ａ，３１Ｂ，６１…充填部
３１ａ…一端面
３２，６２…弾性突出部
３３…保護薄膜体（薄膜体）
４０…第一型体
４１ｂ…凹部
５０，５０Ａ…第二型体
６３…押さえ薄膜体（薄膜体）
７０…吸音体
８０…支持機構
Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３，Ｊ４，Ｊ５，Ｊ６…超音波プローブ用治具
Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６…超音波プローブ装置
Ｂ…配管（超音波照射対象）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波検査装置の超音波プローブに装着される超音波プローブ用治具であって、
一方向において一方側から他方側に貫通する貫通孔が形成され、前記貫通孔の前記一方側の開口部に前記超音波プローブが挿入される治具本体と、
前記貫通孔内に充填され、前記貫通孔内に挿入された前記超音波プローブに密着する充填部、及び、前記充填部に連続すると共に前記治具本体から前記他方側に向けて突出して設けられ、弾性変形した状態で超音波照射対象に密着可能な弾性突出部を有し、前記超音波プローブと前記超音波照射対象との間で超音波を伝達させる媒質体と、を備え、
前記媒質体は、非流動性の材料で形成されていることを特徴とする超音波プローブ用治具。
【請求項２】
前記弾性突出部は、ゲル材料で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の超音波プローブ用治具。
【請求項３】
前記充填部は、前記弾性突出部と同一材料で形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の超音波プローブ用治具。
【請求項４】
前記充填部は、音の伝達速度が前記ゲル材料と近似する加工容易性材料で形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の超音波プローブ用治具。
【請求項５】
前記充填部は、前記一方側における一端面の中央側が、前記一方側に盛り上がって形成されていることを特徴とする請求項１から４のうちいずれか一項に記載の超音波プローブ用治具。
【請求項６】
前記弾性突出部の表面に設けられた薄膜体を備えることを特徴とする請求項１から５のうちいずれか一項に記載の超音波プローブ用治具。
【請求項７】
前記充填部と前記貫通孔の内周面との間に設けられた吸音体を備えることを特徴とする請求項１から６のうちいずれか一項に記載の超音波プローブ用治具。
【請求項８】
前記超音波プローブを前記挿入孔内において前記治具本体に対して揺動可能に支持する回動支持部を備えることを特徴とする請求項１から７のうちいずれか一項に記載の超音波プローブ用治具。
【請求項９】
請求項１から８のうちいずれか一項に記載の超音波プローブ用治具と、
前記治具本体の前記貫通孔の一方側の開口部に挿入された超音波プローブと、を具備することを特徴とする超音波プローブ装置。
【請求項１０】
超音波検査装置の超音波プローブに装着される超音波プローブ用治具の製造方法であって、
一方向において一方側から他方側に貫通する貫通孔が形成された治具本体に対して凹部が形成された第一型体を装着して、前記貫通孔に対して前記凹部を対向させる型装着工程と、
前記第一型体の凹部と前記治具本体の貫通孔とに流動性を有する媒質材料を充填する充填工程と、
前記治具本体の貫通孔の前記一方側の開口部に閉塞体を挿入した状態で、前記媒質材料が非流動性を有するまで固化させることにより、前記超音波プローブと前記超音波照射対象との間で超音波を伝達させる媒質体を得る固化工程と、を有することを特徴とする超音波プローブ用治具の製造方法。
【請求項１１】
超音波検査装置の超音波プローブに装着される超音波プローブ用治具の製造方法であって、
治具本体において一方向の一方側から他方側に貫通する貫通孔の前記一方側の開口部に閉塞体を挿入する挿入工程と、
前記貫通孔に挿入した前記閉塞体に密着するように、超音波を伝達させる非流動性の充填部を、前記貫通孔内の前記他方側に充填する充填工程と、
超音波を伝達させるゲル材料を前記貫通孔の他方側に位置させるゲル材料配置工程と、
前記ゲル材料を治具本体に向けて薄膜体で押さえ付けて前記薄膜体を固定することにより、前記充填部に対して連続すると共に前記治具本体から前記他方側に突出する弾性突出部を形成する弾性突出部形成工程と、を有することを特徴とする超音波プローブ用治具の製造方法。
【請求項１２】
前記閉塞体は、前記超音波プローブの形状を模した第二型体であることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の超音波プローブ用治具の製造方法。
【請求項１３】
前記閉塞体は、前記超音波プローブであることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の超音波プローブ用治具の製造方法。
【請求項１】
超音波検査装置の超音波プローブに装着される超音波プローブ用治具であって、
一方向において一方側から他方側に貫通する貫通孔が形成され、前記貫通孔の前記一方側の開口部に前記超音波プローブが挿入される治具本体と、
前記貫通孔内に充填され、前記貫通孔内に挿入された前記超音波プローブに密着する充填部、及び、前記充填部に連続すると共に前記治具本体から前記他方側に向けて突出して設けられ、弾性変形した状態で超音波照射対象に密着可能な弾性突出部を有し、前記超音波プローブと前記超音波照射対象との間で超音波を伝達させる媒質体と、を備え、
前記媒質体は、非流動性の材料で形成されていることを特徴とする超音波プローブ用治具。
【請求項２】
前記弾性突出部は、ゲル材料で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の超音波プローブ用治具。
【請求項３】
前記充填部は、前記弾性突出部と同一材料で形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の超音波プローブ用治具。
【請求項４】
前記充填部は、音の伝達速度が前記ゲル材料と近似する加工容易性材料で形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の超音波プローブ用治具。
【請求項５】
前記充填部は、前記一方側における一端面の中央側が、前記一方側に盛り上がって形成されていることを特徴とする請求項１から４のうちいずれか一項に記載の超音波プローブ用治具。
【請求項６】
前記弾性突出部の表面に設けられた薄膜体を備えることを特徴とする請求項１から５のうちいずれか一項に記載の超音波プローブ用治具。
【請求項７】
前記充填部と前記貫通孔の内周面との間に設けられた吸音体を備えることを特徴とする請求項１から６のうちいずれか一項に記載の超音波プローブ用治具。
【請求項８】
前記超音波プローブを前記挿入孔内において前記治具本体に対して揺動可能に支持する回動支持部を備えることを特徴とする請求項１から７のうちいずれか一項に記載の超音波プローブ用治具。
【請求項９】
請求項１から８のうちいずれか一項に記載の超音波プローブ用治具と、
前記治具本体の前記貫通孔の一方側の開口部に挿入された超音波プローブと、を具備することを特徴とする超音波プローブ装置。
【請求項１０】
超音波検査装置の超音波プローブに装着される超音波プローブ用治具の製造方法であって、
一方向において一方側から他方側に貫通する貫通孔が形成された治具本体に対して凹部が形成された第一型体を装着して、前記貫通孔に対して前記凹部を対向させる型装着工程と、
前記第一型体の凹部と前記治具本体の貫通孔とに流動性を有する媒質材料を充填する充填工程と、
前記治具本体の貫通孔の前記一方側の開口部に閉塞体を挿入した状態で、前記媒質材料が非流動性を有するまで固化させることにより、前記超音波プローブと前記超音波照射対象との間で超音波を伝達させる媒質体を得る固化工程と、を有することを特徴とする超音波プローブ用治具の製造方法。
【請求項１１】
超音波検査装置の超音波プローブに装着される超音波プローブ用治具の製造方法であって、
治具本体において一方向の一方側から他方側に貫通する貫通孔の前記一方側の開口部に閉塞体を挿入する挿入工程と、
前記貫通孔に挿入した前記閉塞体に密着するように、超音波を伝達させる非流動性の充填部を、前記貫通孔内の前記他方側に充填する充填工程と、
超音波を伝達させるゲル材料を前記貫通孔の他方側に位置させるゲル材料配置工程と、
前記ゲル材料を治具本体に向けて薄膜体で押さえ付けて前記薄膜体を固定することにより、前記充填部に対して連続すると共に前記治具本体から前記他方側に突出する弾性突出部を形成する弾性突出部形成工程と、を有することを特徴とする超音波プローブ用治具の製造方法。
【請求項１２】
前記閉塞体は、前記超音波プローブの形状を模した第二型体であることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の超音波プローブ用治具の製造方法。
【請求項１３】
前記閉塞体は、前記超音波プローブであることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の超音波プローブ用治具の製造方法。
【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１５】
【図１６】
【図１７】
【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１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２０１２−１７３２５９（Ｐ２０１２−１７３２５９Ａ）
【公開日】平成２４年９月１０日（２０１２．９．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−３８３７９（Ｐ２０１１−３８３７９）
【出願日】平成２３年２月２４日（２０１１．２．２４）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月１０日（２０１２．９．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月２４日（２０１１．２．２４）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
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