JP2024018586A - 検出装置、検出システム、及び伝搬部材 - Google Patents

Abstract

【課題】伝搬部材における気泡の発生を抑制できる、検出装置、検出システム、及び伝搬部材を提供する。【解決手段】実施形態に係る検出装置は、検出器と、第１伝搬部材と、第２伝搬部材と、固定具と、を備える。前記検出器は、超音波を送信して反射波を検出する。前記第１伝搬部材は、前記検出器に取り付けられ、前記超音波が伝搬する。前記第２伝搬部材は、前記第１伝搬部材の第１面と接する第２面を有する。前記第２面は、凸部を有する。前記第２伝搬部材は、前記第１伝搬部材よりも軟らかい。前記第２伝搬部材は、前記第１伝搬部材を伝搬した前記超音波が伝搬する。前記固定具は、前記第２伝搬部材の周囲を前記第１伝搬部材に向けて押し付ける。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、検出装置、検出システム、及び伝搬部材に関する。

対象に超音波を送信し、反射波を検出する検出装置がある。検出装置は、超音波を伝搬させるための伝搬部材を備える。伝搬部材には、気泡が少ない又は無いことが望ましい。

特開２００９－２０４３２７号公報

本発明が解決しようとする課題は、伝搬部材における気泡の発生を抑制できる、検出装置、検出システム、及び伝搬部材を提供する。

実施形態に係る検出装置は、検出器と、第１伝搬部材と、第２伝搬部材と、固定具と、を備える。前記検出器は、超音波を送信して反射波を検出する。前記第１伝搬部材は、前記検出器に取り付けられ、前記超音波が伝搬する。前記第２伝搬部材は、前記第１伝搬部材の第１面と接する第２面を有する。前記第２面は、凸部を有する。前記第２伝搬部材は、前記第１伝搬部材よりも軟らかい。前記第２伝搬部材は、前記第１伝搬部材を伝搬した前記超音波が伝搬する。前記固定具は、前記第２伝搬部材の周囲を前記第１伝搬部材に向けて押し付ける。

図１は、実施形態に係る検出装置を示す斜視図である。 図２は、実施形態に係る検出装置の先端近傍を示す断面図である。 図３（ａ）及び図３（ｂ）は、第２伝搬部材の一例を示す斜視図及び平面図である。 図４は、第２伝搬部材を示す断面図である。 図５（ａ）及び図５（ｂ）は、実施形態に係る検出装置を示す側面図である。 図６（ａ）及び図６（ｂ）は、実施形態に係る検出装置を示す側面図及び斜視図である。 図７（ａ）～図７（ｄ）は、別の固定具を模式的に示す側面図である。 図８（ａ）及び図８（ｂ）は、参考例に係る検出装置の一部を示す断面図である。 図９（ａ）及び図９（ｂ）は、参考例に係る検出装置の一部を示す断面図である。 図１０（ａ）～図１０（ｃ）は、実施形態に係る検出装置の一部を示す断面図である。 図１１（ａ）～図１１（ｃ）は、参考例に係る検出装置の一部を示す断面図である。 図１２（ａ）～図１２（ｃ）は、実施形態に係る検出装置の一部を示す断面図である。 図１３（ａ）は、第２伝搬部材の別の一例を示す平面図である。図１３（ｂ）は、図１３（ａ）のＢ１－Ｂ２断面図である。 図１４（ａ）は、第２伝搬部材の別の一例を示す平面図である。図１４（ｂ）は、図１４（ａ）のＢ１－Ｂ２断面図である。 図１５（ａ）は、第２伝搬部材の別の一例を示す平面図である。図１５（ｂ）は、図１５（ａ）のＢ１－Ｂ２断面図である。 図１６（ａ）は、第２伝搬部材の別の一例を示す平面図である。図１６（ｂ）は、図１６（ａ）のＢ１－Ｂ２断面図である。 図１７（ａ）は、第２伝搬部材の別の一例を示す平面図である。図１７（ｂ）は、図１７（ａ）のＢ１－Ｂ２断面図である。 図１８（ａ）は、第２伝搬部材の別の一例を示す平面図である。図１８（ｂ）は、図１８（ａ）のＢ１－Ｂ２断面図である。 図１９（ａ）は、第２伝搬部材の別の一例を示す斜視図である。図１９（ｂ）は、図１９（ａ）のＢ１－Ｂ２断面図である。 図２０（ａ）及び図２０（ｂ）は、実施形態に係る検出装置の一部を示す底面図である。 図２１は、実施形態に係る検出装置の先端を示す模式図である。 図２２は、探査により得られた３次元の検出結果を例示する模式図である。 図２３は、実施形態に係る検出システムを示す模式図である。図２３では、固定具１３が省略されている。 図２４は、実施形態に係る別の検出システムを示す模式図である。 図２５（ａ）～図２５（ｃ）は、実施形態に係る検出装置を用いた検査方法を説明するための模式図である。 図２６は、第２伝搬部材１２を交換するための各ユニットを表す模式図である。 図２７（ａ）～図２７（ｄ）は、第２伝搬部材を交換するための各ユニットの動作を表す模式図である。 図２８（ａ）～図２８（ｄ）は、第２伝搬部材を交換するための各ユニットの動作を表す模式図である。 図２９（ａ）及び図２９（ｂ）は、実施形態の変形例に係る検出装置を示す断面図である。 図３０は、ハードウェア構成を表す模式図である。

以下に、本発明の各実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。同じ部分を示す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
本願明細書と各図において、既に説明したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。

図１は、実施形態に係る検出装置を示す斜視図である。図２は、実施形態に係る検出装置の先端近傍を示す断面図である。
実施形態に係る検出装置１０は、図１及び図２に示すように、第１伝搬部材１１、第２伝搬部材１２、固定具１３、及び検出器１５を含む。

検出器１５は、超音波を送信して反射波を検出する。具体的には、検出器１５は、複数の検出素子を含む素子アレイ１５ａを備える。それぞれの検出素子は、超音波を送信する。また、それぞれの検出素子は、超音波の反射波を検出する。ここでは、検出器１５による超音波の送信及び反射波の検出を、探査と呼ぶ。素子アレイ１５ａの側方は、検出器１５の筐体１５ｈに囲まれる。側方は、超音波の送信方向と交差する方向である。

第１伝搬部材１１は、検出器１５（筐体１５ｈ）に取り付けられる。検出器１５から送信された超音波は、第１伝搬部材１１を伝搬する。第１伝搬部材１１は、検出器１５に接触する。又は、第１伝搬部材１１と検出器１５との間に、超音波が伝搬可能な別の部材が設けられても良い。

図２に示すように、第１伝搬部材１１は、第１面Ｓ１を有する。第２伝搬部材１２は、第１面Ｓ１に接する第２面Ｓ２を有する。第１伝搬部材１１を伝搬した超音波は、第２伝搬部材１２に入射し、第２伝搬部材１２を伝搬する。

ここでは、第１伝搬部材１１から第２伝搬部材１２に向かう方向を、Ｚ方向（第１方向）とする。Ｚ方向と交差する一方向を、Ｘ方向（第２方向）とする。Ｚ－Ｘ面と交差する一方向を、Ｙ方向（第３方向）とする。例えば、Ｘ方向、Ｙ方向、及びＺ方向は、相互に直交する。また、説明のために、第１伝搬部材１１から第２伝搬部材１２に向かう方向を「下」と言い、第２伝搬部材１２から第１伝搬部材１１に向かう方向を「上」と言う。これらの方向は、第１伝搬部材１１と第２伝搬部材１２との間の相対的な位置関係に基づき、重力の方向とは無関係である。

第１伝搬部材１１と第２伝搬部材１２が互いに接触した状態において、第１面Ｓ１及び第２面Ｓ２は、Ｘ－Ｙ面に平行である。例えば、検出器１５、第１伝搬部材１１、及び第２伝搬部材１２は、Ｚ方向において並んでいる。第１伝搬部材１１において、超音波の送信方向が変化しても良い。その場合、検出器１５、第１伝搬部材１１、及び第２伝搬部材１２は、Ｚ方向において並んでいなくても良い。

第１伝搬部材１１は、固体である。第１伝搬部材１１は、検出装置１０の動作時にも実質的な変形が生じないように、十分な硬さを有する。これにより、素子アレイ１５ａの損傷を抑制できる。第２伝搬部材１２は、ゲル状であり、液体では無い。第２伝搬部材１２は、第１伝搬部材１１よりも軟らかい。すなわち、第２伝搬部材１２の硬さは、第１伝搬部材１１の硬さよりも小さい。このため、第２伝搬部材１２は、第１伝搬部材１１に比べて、容易に変形する。第２伝搬部材１２は、検出装置１０の動作時に、探査の対象の表面形状に応じて変形できるように、十分な軟らかさを有する。

固定具１３は、第２伝搬部材１２の周囲を第１伝搬部材１１に向けて押し付ける。第２伝搬部材１２が固定具１３によって押されると、第２伝搬部材１２の第２面Ｓ２が、第１伝搬部材１１の第１面Ｓ１に接触する。第２伝搬部材１２が、第１伝搬部材１１の表面形状に沿って変形する。第１伝搬部材１１に対する第２伝搬部材１２の位置が、固定具１３によって固定される。

固定具１３による第２伝搬部材１２の押し付けを解除すると、第２伝搬部材１２は、第１伝搬部材１１から離れる。第２伝搬部材１２は、第１伝搬部材１１に対して着脱可能に固定される。

図１の例では、固定具１３は、板部材１３ａ及び締結具１３ｂを含む。板部材１３ａは、第１端部Ｅ１及び第２端部Ｅ２を含む。第１端部Ｅ１は、締結具１３ｂによって、筐体１５ｈに締結され、固定されている。締結具１３ｂは、例えばねじである。板部材１３ａは、筐体１５ｈから第２伝搬部材１２に向かう方向に沿って延びている。第１端部Ｅ１とは反対側の第２端部Ｅ２は、第２伝搬部材１２が第１伝搬部材１１と第２端部Ｅ２との間に位置するように、屈曲している。第２伝搬部材１２の周囲が、第２端部Ｅ２と第１伝搬部材１１とによって挟み込まれる。

板部材１３ａは、弾性を有する板ばねであっても良い。板部材１３ａには、第２伝搬部材１２を第１伝搬部材１１に向けて押さえ付ける方向に、弾性力が生じる。また、板部材１３ａに代えて、硬鋼線などの線状の部材によって第２伝搬部材１２が押さえ付けられても良い。一端を筐体１５ｈに対して固定でき、他端が第１伝搬部材１１に向けて第２伝搬部材１２を押し付ける押付部材を備えていれば、固定具１３の具体的な構造は適宜変更可能である。

第１伝搬部材１１及び第２伝搬部材１２には、樹脂を用いることができる。具体的な一例として、第１伝搬部材１１は、アクリルを含む。第２伝搬部材１２は、セグメント化ポリウレタンを含む。

例えば、検出装置１０は、接合体へ超音波を送信し、その反射波を検出する。接合に用いられる一般的な鋼板の音響インピーダンスは、４．５×１０^７（Ｐａ・ｓ／ｍ）程度である。検出装置１０と接合体との間で超音波が十分に伝搬するように、第１伝搬部材１１及び第２伝搬部材１２のそれぞれの音響インピーダンスは、１．０×１０^５（Ｐａ・ｓ／ｍ）よりも大きく、１．０×１０^８（Ｐａ・ｓ／ｍ）よりも小さいことが好ましい。音響インピーダンスは、ＪＩＳ Ａ１４０５－１（ＩＳＯ １０５３４－１）に従って測定できる。音響インピーダンスは、ＪＩＳ Ａ １４０９（ＩＳＯ ３５４）に従って測定されても良い。

第１伝搬部材１１の変形を抑制するために、第１伝搬部材１１のロックウェル硬さ（Ｍスケール）は、８０よりも大きく１１０未満であることが好ましい。ロックウェル硬さは、ＪＩＳ Ｚ ２２４５（ＩＳＯ ２０３９－２）に従って測定できる。対象の表面形状に応じて容易に変形できるように、アスカーゴム硬度計Ｆ型によって測定される第２伝搬部材１２の硬さは、４０よりも大きく６０未満であることが好ましい。

図３（ａ）及び図３（ｂ）は、第２伝搬部材の一例を示す斜視図及び平面図である。
図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、第２伝搬部材１２は、第１領域１２ａ及び第２領域１２ｂを含む。

第２伝搬部材１２は、Ｚ方向から見たときに、四角形である。第１領域１２ａは、第２伝搬部材１２の外周に位置し、固定具１３によって押される。第２領域１２ｂは、Ｘ－Ｙ面に沿って第１領域１２ａに囲まれている。第２領域１２ｂは、第２伝搬部材１２のＸ－Ｙ面における中心を含む。

図３（ａ）に示すように、第２領域１２ｂは、Ｚ方向に向けて第１領域１２ａよりも突出している。第２領域１２ｂの厚さＴ２は、第１領域１２ａの厚さＴ１よりも大きい。厚さは、Ｚ方向における長さに対応する。

図２に示すように、第１領域１２ａは、固定具１３によって、第１伝搬部材１１に向けて押さえ付けられる。第１領域１２ａが変形し、第１領域１２ａの厚みが小さくなる。例えば、第２領域１２ｂが、第１伝搬部材１１に密着する。

図４は、第２伝搬部材を示す断面図である。
図４に示すように、第１領域１２ａは、Ｚ方向と交差する第１部分面１２ａ１及び第２部分面１２ａ２を有する。第２部分面１２ａ２は、第１部分面１２ａ１とは反対側に位置する。第２領域１２ｂは、Ｚ方向と交差する第３部分面１２ｂ３及び第４部分面１２ｂ４を有する。第４部分面１２ｂ４は、第３部分面１２ｂ３とは反対側に位置する。

第３部分面１２ｂ３は、第１部分面１２ａ１と連なる。図示した例では、第３部分面１２ｂ３の外周のＺ方向における位置は、第１部分面１２ａ１のＺ方向における位置と同じである。第１部分面１２ａ１と第３部分面１２ｂ３とにより、第２伝搬部材１２の第２面Ｓ２が構成される。第２部分面１２ａ２のＺ方向における位置は、第３部分面１２ｂ３のＺ方向における位置と、第４部分面１２ｂ４のＺ方向における位置と、の間にある。すなわち、第４部分面１２ｂ４は、第２部分面１２ａ２に対して突出している。

図３（ｂ）及び図４に示すように、第２面Ｓ２の第３部分面１２ｂ３には、凸部Ｐが設けられている。図示した例では、凸部Ｐは、球面状である。凸部Ｐは、円錐状又は角錐状であっても良い。第１部分面１２ａ１のＺ方向における位置は、凸部Ｐの頂点のＺ方向における位置と、第２部分面１２ａ２のＺ方向における位置と、の間にある。すなわち、凸部Ｐは、第１部分面１２ａ１に対して突出している。第２伝搬部材１２が第１伝搬部材１１と接触する際、凸部Ｐは、第１伝搬部材１１の第１面Ｓ１に向けて突出している。

図５（ａ）及び図５（ｂ）は、実施形態に係る検出装置を示す側面図である。
図２に示すように、板部材１３ａの第２端部Ｅ２には、開口ＯＰが形成されている。開口ＯＰは、Ｚ方向に沿って第２端部Ｅ２を貫通している。第２伝搬部材１２の第２領域１２ｂは、開口ＯＰに挿入される。第１領域１２ａが固定具１３に押さえ付けられたとき、第２領域１２ｂは、図２、図５（ａ）、及び図５（ｂ）に示すように、固定具１３の第２端部Ｅ２よりもＺ方向に向けて突出する。探査時には、固定具１３から突出した第２領域１２ｂが、対象の表面形状に倣って変形する。

検出装置１０では、図１に示すように、第１伝搬部材１１の先端（第１面Ｓ１）の幅は、素子アレイ１５ａの幅よりも狭い。素子アレイ１５ａから送信された超音波は、第１伝搬部材１１の先端に向けて収束し、第１面Ｓ１の全面から出射される。幅は、Ｘ方向又はＹ方向における長さである。第１面Ｓ１の幅が素子アレイ１５ａの幅よりも狭いことで、対象の形状が複雑な場合、障害物が多い場合などでも、検出装置１０の先端を、対象の所望の部分に接触させ易い。

第２伝搬部材１２の第２面Ｓ２の幅は、第１伝搬部材１１の第１面Ｓ１の幅よりも広い。第２伝搬部材１２が第１伝搬部材１１に向けて押された際、第２伝搬部材１２の一部は、第１伝搬部材１１の側方に回り込み、第１伝搬部材１１の側面の一部と接する。

第２領域１２ｂの幅は、第１面Ｓ１の幅と同じか、第１面Ｓ１の幅よりも広いことが好ましい。第２領域１２ｂの幅が第１面Ｓ１の幅よりも狭いと、第１面Ｓ１の外周から出射された超音波が、固定具１３によって反射され、対象に到達しない。第２領域１２ｂの幅が第１面Ｓ１の幅以上であると、第１面Ｓ１から出射された超音波が、対象と接する第２領域１２ｂに伝搬し易くなる。探査の精度を向上させることができる。

また、開口ＯＰの幅は、第１面Ｓ１の幅よりも広いことが好ましい。第２伝搬部材１２が固定された際、第２伝搬部材１２の外周には、第１伝搬部材１１と固定具１３とによるせん断応力が加わる。開口ＯＰの幅が第１面Ｓ１の幅と同じであると、せん断応力が大きくなり、第２伝搬部材１２が損傷し易くなる。このため、開口ＯＰの幅は、第１面Ｓ１の幅よりも広いことが好ましい。

図６（ａ）及び図６（ｂ）は、実施形態に係る検出装置を示す側面図及び斜視図である。
固定具１３は、第２伝搬部材１２を、第１伝搬部材１１に対して着脱可能に固定する。すなわち、固定具１３を用いることで、第２伝搬部材１２が第１伝搬部材１１に対して固定された状態と、第２伝搬部材１２が第１伝搬部材１１に対して固定されていない状態と、を切り替え可能である。

例えば図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、締結具１３ｂを緩めることで、板部材１３ａを筐体１５ｈから取り外すことができる。板部材１３ａが筐体１５ｈから取り外されると、第２端部Ｅ２と第１伝搬部材１１との間の距離が広がる。これにより、第２端部Ｅ２から第２伝搬部材１２への押さえ付けが無くなる。第２伝搬部材１２が、取り外し可能となる。第２伝搬部材１２を取り外し、新しい別の第２伝搬部材１２を取り付けることができる。

又は、板部材１３ａは、板ばねであっても良い。この場合、板部材１３ａを変形させることで、第２端部Ｅ２を第１伝搬部材１１から遠ざけても良い。第２端部Ｅ２から第２伝搬部材１２への押さえ付けが無くなり、第２伝搬部材１２が取り外し可能となる。

図７（ａ）～図７（ｄ）は、別の固定具を模式的に示す側面図である。
図７（ａ）及び図７（ｂ）は、第２伝搬部材１２が第１伝搬部材１１に対して固定された状態を示す。図７（ｃ）及び図７（ｄ）は、第２伝搬部材１２が第１伝搬部材１１に対して固定されていない状態を示す。図７（ｂ）及び図７（ｄ）は、それぞれ、図７（ａ）及び図７（ｃ）の視点と反対方向の視点から固定具１３を見たときの様子を示す。

図７（ａ）～図７（ｄ）に示すように、板部材１３ａに、スリットＳが設けられても良い。スリットＳは、Ｚ方向に沿って延びている。締結具１３ｂを緩めると、板部材１３ａは、スリットＳが延びる方向に沿ってスライド可能となる。板部材１３ａがスライドすると、図７（ｃ）及び図７（ｄ）に示すように、板部材１３ａの第２端部Ｅ２が、第１伝搬部材１１から遠ざかる。第２端部Ｅ２から第２伝搬部材１２への押さえ付けが無くなり、第２伝搬部材１２が取り外し可能となる。

超音波を用いて対象の状態を調べる場合、検出装置と対象との間には、空気が存在しないことが好ましい。空気が存在しない場合、検出装置と対象との間で超音波が伝搬し易くなり、反射波が検出され易くなる。探査の精度が向上する。従来、超音波を伝搬させ易くするために、音響インピーダンスが良好な液体のカプラントが用いられている。予めカプラントが塗布された対象に検出装置を当てることで、検出装置と対象との間がカプラントで満たされる。

カプラントを用いる場合、探査後に、カプラントを拭き取る必要がある。カプラントが対象に付着したままでは、対象の表面に、変質（例えば錆び）又は劣化等が生じる可能性がある。さらに、カプラントの拭き取りは時間を要する。探査時間の短縮のために、カプラントの塗布及び拭き取りを省略できる技術が求められている。

検出装置１０によれば、カプラントに代えて、第２伝搬部材１２が用いられる。第２伝搬部材１２は、第１伝搬部材１１よりも軟らかく、検出装置１０の動作時に、対象の表面形状に応じて変形可能である。第２伝搬部材１２が変形し、第１伝搬部材１１と対象との間が第２伝搬部材１２で満たされることで、第１伝搬部材１１と対象との間の空気を少なくできる。

一方で、第２伝搬部材１２は、軟らかいため、傷付き易い。また、対象に付着した異物（例えば金属粉など）が、第２伝搬部材１２へ刺さり易い。第２伝搬部材１２の表面に、損傷又は異物の付着などの異常が生じると、第２伝搬部材１２と対象との間で超音波が伝搬し難くなる。超音波の検出の精度が低下する。このため、第２伝搬部材１２は、適切なタイミングで交換されることが好ましい。検出装置１０では、第２伝搬部材１２は、固定具１３によって着脱可能に固定される。このため、第２伝搬部材１２を容易に交換できる。

実施形態の利点の一側面を説明する。
図８（ａ）、図８（ｂ）、図９（ａ）、及び図９（ｂ）は、参考例に係る検出装置の一部を示す断面図である。
図８（ａ）に示した参考例に係る検出装置ｒ１では、第２伝搬部材１２が、凸部Ｐを有していない。第２伝搬部材１２が固定具１３の上に置かれた際、第２伝搬部材１２の周囲のみが固定具１３と接する。また、第２伝搬部材１２は、対象の表面形状に沿って変形できるように、十分な柔らかさを有する。このため、図８（ａ）に示すように、第２領域１２ｂが、自重によって重力方向に向けて変形する。第２面Ｓ２に窪みが生じる。特に、上述したように、アスカーゴム硬度計Ｆ型によって測定される第２伝搬部材１２の硬さが４０～６０である場合、第２領域１２ｂが容易に変形する。

図８（ａ）に示す状態で第２伝搬部材１２が第１伝搬部材１１に押し付けられた場合、図８（ｂ）に示すように、第１面Ｓ１と第２面Ｓ２との間に気泡Ｂが発生する。気泡Ｂ（空気）は、第１伝搬部材１１又は第２伝搬部材１２に比べて、超音波を伝搬させ難い。対象に超音波が到達し難くなり、対象の状態を反映した反射波が検出され難くなる。探査の精度が低下し、反射波に基づいて対象の状態を調べることが困難となる。このため、第１伝搬部材１１と第２伝搬部材１２との間には、気泡Ｂが存在しないことが望ましい。

図９（ａ）に示した参考例に係る検出装置ｒ２では、第２面Ｓ２にカプラントＣＰが塗布される。カプラントＣＰは、液体である。カプラントＣＰが塗布された第２伝搬部材１２を、第１伝搬部材１１に押し付けることで、図９（ｂ）に示すように、第１面Ｓ１と第２面Ｓ２との隙間にカプラントが充填され、気泡Ｂの発生を防止できる。

カプラントＣＰは、空気に比べて超音波を伝搬させ易い。カプラントＣＰを用いることで、超音波が対象に到達し易くなる。検出装置ｒ２によれば、検出装置ｒ１に比べて、探査の精度を向上できる。一方、検出装置ｒ２では、カプラントＣＰが存在する部分とカプラントＣＰが存在しない部分との間で、超音波の伝搬速度が異なる。このため、検出装置ｒ２についても、探査の精度について、未だ改善の余地がある。

図１０（ａ）～図１０（ｃ）は、実施形態に係る検出装置の一部を示す断面図である。
図１０（ａ）に示すように、実施形態に係る検出装置１０では、第２伝搬部材１２が凸部Ｐを有する。第２伝搬部材１２が第１伝搬部材１１に向けて押されると、図１０（ｂ）に示すように、まず、凸部Ｐが第１伝搬部材１１の第１面Ｓ１と接触する。その状態で、第２伝搬部材１２が第１伝搬部材１１に向けてさらに押されると、図１０（ｃ）に示すように、第２伝搬部材１２の第２面Ｓ２が、第１面Ｓ１と密着する。カプラントＣＰを用いない場合でも、凸部Ｐにより、第１面Ｓ１と第２面Ｓ２との間に、気泡Ｂが発生することを抑制できる。

実施形態によれば、第１伝搬部材１１と第２伝搬部材１２との間の気泡Ｂの発生を抑制できる。また、第１伝搬部材１１と第２伝搬部材１２との間の各点における超音波の伝搬速度のばらつきを低減できる。この結果、より正確な探査結果が得られる。

気泡Ｂの発生を効果的に抑制するために、凸部Ｐが設けられている範囲の幅は、第２領域１２ｂの幅の０．３倍よりも大きいことが好ましい。より好ましくは、凸部Ｐが設けられている範囲の幅は、第２領域１２ｂの幅の０．５倍よりも大きい。

実施形態の利点の別の側面を説明する。
図１１（ａ）～図１１（ｃ）は、参考例に係る検出装置の一部を示す断面図である。
図１１（ａ）に示した参考例に係る検出装置ｒ３では、第２面Ｓ２の幅が、第１面Ｓ１の幅と同じである。図１１（ａ）は、探査時の様子を示している。第２伝搬部材１２が、対象Ｏと接触している。

探査が終了した後、検出装置ｒ３は、対象Ｏから遠ざかる。第２伝搬部材１２は、ゲル状であるため、対象Ｏに粘着しうる。第２伝搬部材１２が対象Ｏから離れる際、第２伝搬部材１２が対象Ｏに向けて引っ張られる。これにより、図１１（ｂ）に示すように、第２面Ｓ２の外周が第１面Ｓ１から部分的に剥離する場合がある。

その後、第２伝搬部材１２が対象Ｏから離れると、第２面Ｓ２の剥離した部分は、第１面Ｓ１と再び接触する。このとき、図１１（ｃ）に示すように、第２面Ｓ２の剥離した外周と第１面Ｓ１との間に、気泡Ｂが発生する場合がある。探査が繰り返されると、より多くの気泡Ｂが発生する。また、発生した気泡Ｂが、徐々に第１面Ｓ１の中央側に移動する。この結果、反射波に基づいて対象の状態を調べることが困難となる。

図１２（ａ）～図１２（ｃ）は、実施形態に係る検出装置の一部を示す断面図である。
実施形態に係る検出装置１０では、図１２（ａ）に示すように、第２面Ｓ２の幅が、第１面Ｓ１の幅よりも広い。第２伝搬部材１２が、第１伝搬部材１１の第３面Ｓ３の一部と接する。第３面Ｓ３は、第１面Ｓ１に連なり、第１面に対して傾斜している。第３面Ｓ３は、Ｘ方向又はＹ方向と交差する。

検出装置１０が対象Ｏから離れる際、第２伝搬部材１２と第３面Ｓ３との接触面のＺ方向に対する傾きは、第２伝搬部材１２と第１面Ｓ１との接触面のＺ方向に対する傾きよりも小さい。第２伝搬部材１２と第３面Ｓ３との間で働く摩擦力は、第２伝搬部材１２と第１面Ｓ１との間で働く摩擦力よりも大きい。このため、図１２（ｂ）に示すように、第２伝搬部材１２が対象Ｏに向けて引っ張られた場合でも、第２面Ｓ２の外周が第１面Ｓ１から剥離することを抑制できる。

この結果、図１２（ｃ）に示すように、第１面Ｓ１と第２面Ｓ２との間での気泡Ｂの発生を抑制できる。実施形態によれば、第２伝搬部材１２の対象Ｏへの接触と剥離が繰り返された場合でも、より正確な探査結果が得られる。

さらに、第２面Ｓ２には、図９（ａ）に示すように、カプラントＣＰが塗布されても良い。カプラントＣＰが塗布されると、第１伝搬部材１１と第２伝搬部材１２との間の潤滑性が向上する。図１１（ｂ）に示す状態において第２面Ｓ２の外周が剥離した場合でも、第２面Ｓ２が、第１面Ｓ１又は第３面Ｓ３と滑らかに接触する。空気が第１伝搬部材１１及び第２伝搬部材１２の外部へ流れ易くなり、気泡の発生を抑制できる。

図１３（ａ）、図１４（ａ）、図１５（ａ）、図１６（ａ）、図１７（ａ）、及び図１８（ａ）は、第２伝搬部材の別の一例を示す平面図である。図１３（ｂ）、図１４（ｂ）、図１５（ｂ）、図１６（ｂ）、図１７（ｂ）、及び図１８（ｂ）は、図１３（ａ）～図１８（ａ）のＢ１－Ｂ２断面図である。
図１３（ａ）及び図１３（ｂ）に示す第２伝搬部材１２－１では、第２面Ｓ２に、複数の凸部Ｐ１が設けられている。なお、図１３（ａ）～図１８（ａ）の平面図では、色が白いほど、その点が上方に向けてより突出していることを示す。色が黒いほど、その点が下方に向けてより窪んでいることを示す。

複数の凸部Ｐ１は、互いに交差する二方向に沿って配列されている。第２伝搬部材１２－１によれば、第２伝搬部材１２の第２面Ｓ２が第１伝搬部材１１の第１面Ｓ１と接触する際、少なくともいずれかの凸部Ｐ１が第１面Ｓ１と最初に接触する。第１面Ｓ１と第２面Ｓ２との間の空気は、凸部Ｐ１同士の隙間を通して、第１伝搬部材１１及び第２伝搬部材１２の外部へ流れる。これにより、第１面Ｓ１と第２面Ｓ２との間における気泡の発生を抑制できる。

図１４（ａ）及び図１４（ｂ）に示す第２伝搬部材１２－２では、複数の凸部Ｐ１が、互いに交差する二方向に沿って配列されている。複数の凹部Ｒ１が、二方向に沿って配列されている。凸部Ｐ１と凹部Ｒ１は、Ｘ方向及びＹ方向において交互に設けられている。

第２伝搬部材１２－２によれば、第２伝搬部材１２－１と同様に、第１面Ｓ１と第２面Ｓ２との間の空気が、凸部Ｐ１同士の隙間を通して外部へ流れる。また、凸部Ｐ１が変形し、凹部Ｒ１へ移動することで、凹部Ｒ１が埋まる。これにより、第２伝搬部材１２－２が取り付けられた状態において、第２伝搬部材１２の各点における密度のばらつきを小さくできる。第２伝搬部材１２の各点における超音波の伝搬速度のばらつきを小さくできる。

図１５（ａ）及び図１５（ｂ）に示す第２伝搬部材１２－３では、Ｘ－Ｙ面に沿って湾曲した凸部Ｐ１と、Ｘ－Ｙ面に沿って湾曲した凹部Ｒ１と、が設けられている。凸部Ｐ１は、第２面Ｓ２の平坦部分に対して突出している。凹部Ｒ１は、第２面Ｓ２の平坦部分に対して窪んでいる。凸部Ｐ１と凹部Ｒ１は、それらが延びる方向と交差する方向において、交互に設けられている。

さらに、凸部Ｐ１には、その凸部Ｐ１が延びる方向において複数の凸部Ｐ２が設けられている。凸部Ｐ２は、凸部Ｐ１よりも突出している。凹部Ｒ１には、その凹部Ｒ１が延びる方向において複数の凹部Ｒ２が設けられている。凹部Ｒ２は、凹部Ｒ１よりも窪んでいる。各凸部Ｐ１、各凸部Ｐ２、各凹部Ｒ１、及び各凹部Ｒ２の表面は、球面状に湾曲している。

第２伝搬部材１２－３によれば、第１面Ｓ１と第２面Ｓ２との接触時、凸部Ｐ２及び凸部Ｐ１が第１面Ｓ１と順次接触する。第１面Ｓ１と第２面Ｓ２との間の空気は、凹部Ｒ１を通して、第１伝搬部材１１及び第２伝搬部材１２の外部へ流れる。第２伝搬部材１２が第１伝搬部材１１に向けてさらに押されると、凸部Ｐ１及び凸部Ｐ２が変形し、凹部Ｒ１及び凹部Ｒ２が埋まる。これにより、第１面Ｓ１と第２面Ｓ２との間における気泡の発生を抑制できる。また、変形した凸部Ｐ１及び凸部Ｐ２が凹部Ｒ１及び凹部Ｒ２に移動することで、第２伝搬部材１２の各点における密度のばらつきを小さくできる。第２伝搬部材１２の各点における超音波の伝搬速度のばらつきを小さくできる。

図１６（ａ）及び図１６（ｂ）に示す第２伝搬部材１２－４では、第２伝搬部材１２－３と比べて、凸部Ｐ０がさらに設けられている。凸部Ｐ０は、第２面Ｓ２の平坦部分に対して突出している。凸部Ｐ０は、球面状である。凸部Ｐ０の幅は、凸部Ｐ１、凸部Ｐ２、凹部Ｒ１、及び凹部Ｒ２のそれぞれの幅よりも広い。各凸部Ｐ１の少なくとも一部及び各凹部Ｒ１の少なくとも一部は、凸部Ｐ０の上に設けられている。第２領域１２ｂの中央側に設けられた凸部Ｐ２の頂点は、第２領域１２ｂの周辺側に設けられた凸部Ｐ２の頂点よりも上方に位置する。

第２伝搬部材１２－４によれば、凸部Ｐ０が設けられることで、自重による第２伝搬部材１２－３の変形が大きい場合でも、第２領域１２ｂの中央から周辺に向けて、第２面Ｓ２が第１面Ｓ１と順次接触していく。これにより、第１面Ｓ１と第２面Ｓ２との接触時に、空気が第１伝搬部材１１及び第２伝搬部材１２の外部へ流れ易い。第１面Ｓ１と第２面Ｓ２との間における気泡の発生をさらに抑制できる。

図１７（ａ）及び図１７（ｂ）に示す第２伝搬部材１２－５では、角錐状の凸部Ｐ１及び角錐状の凹部Ｒ１が設けられている。凸部Ｐ１と凹部Ｒ１のそれぞれは、互いに直交する二方向に沿って複数設けられている。また、凸部Ｐ１と凹部Ｒ１は、Ｘ方向及びＹ方向において、交互に設けられている。各凸部Ｐ１及び各凹部Ｒ１は、直交方向に沿う断面において、三角状である。

第２伝搬部材１２－５によれば、第２伝搬部材１２－３と同様に、第１面Ｓ１と第２面Ｓ２との接触時、凸部Ｐ１が第１面Ｓ１と順次接触する。これにより、第１面Ｓ１と第２面Ｓ２との間における気泡の発生を抑制できる。また、変形した凸部Ｐ１が凹部Ｒ１に移動することで、第２伝搬部材１２の各点における密度のばらつきを小さくできる。

図１８（ａ）及び図１８（ｂ）に示す第２伝搬部材１２－６では、第２伝搬部材１２－５と比べて、凸部Ｐ０がさらに設けられている。凸部Ｐ０は、球面状である。各凸部Ｐ１の少なくとも一部及び各凹部Ｒ１の少なくとも一部は、凸部Ｐ０の上に設けられている。第２領域１２ｂの中央側に設けられた凸部Ｐ１の頂点は、第２領域１２ｂの周辺側に設けられた凸部Ｐ１の頂点よりも上方に位置する。

第２伝搬部材１２－６によれば、第２伝搬部材１２－４と同様に、凸部Ｐ０が設けられることで、第１面Ｓ１と第２面Ｓ２との間における気泡の発生をさらに抑制できる。

第２伝搬部材１２－１～１２－６において、気泡Ｂの発生を効果的に抑制するために、凸部及び凹部が設けられている範囲の幅は、第２領域１２ｂの幅の０．３倍よりも大きいことが好ましい。より好ましくは、当該範囲の幅は、第２領域１２ｂの幅の０．５倍よりも大きい。

図１９（ａ）は、第２伝搬部材の別の一例を示す斜視図である。図１９（ｂ）は、図１９（ａ）のＢ１－Ｂ２断面図である。
図１９（ａ）及び図１９（ｂ）に示す第２伝搬部材１２－７は、凸部の代わりに、孔Ｈを有する。孔Ｈは、第２領域１２ｂをＺ方向に貫通している。孔Ｈは、複数設けられても良い。

第２伝搬部材１２－７が第１伝搬部材１１に押し付けられた際、第１面Ｓ１と第２面Ｓ２との間の空気は、孔Ｈを通して排出される。第２伝搬部材１２－６によれば、凸部が設けられている場合と同様に、第１面Ｓ１と第２面Ｓ２との間の気泡の発生を抑制できる。

第２伝搬部材１２－１～１２－６のいずれかに、孔Ｈが設けられても良い。凸部と孔Ｈとを組み合わせることで、第１面Ｓ１と第２面Ｓ２との間の気泡の発生を効果的に抑制できる。

図２０（ａ）及び図２０（ｂ）は、実施形態に係る検出装置の一部を示す底面図である。
図２０（ａ）に示すように、開口ＯＰは、スリット状に一方向に延びていても良い。図２０（ｂ）に示すように、板部材１３ａは、複数の線材Ｗによって構成されても良い。線材Ｗが設けられていない位置に、開口ＯＰが形成される。

以降では、検出器１５の構造、検出装置１０を含む検出システム、超音波を用いた検査、第２伝搬部材１２の交換について、具体的に説明する。

（検出器の具体構造）
図２１は、実施形態に係る検出装置の先端を示す模式図である。図２１では、固定具１３が省略されている。
検出器１５の内部には、図２１に示すように、素子アレイ１５ａが設けられる。素子アレイ１５ａは、複数の検出素子１５ｂを含む。検出素子１５ｂは、例えば、トランスデューサであり、１ＭＨｚ以上１００ＭＨｚ以下の周波数の超音波を発する。複数の検出素子１５ｂは、Ｘ方向及びＹ方向に沿って配列されている。

探査によって得られた反射波のデータは、対象の検査に用いることができる。図２１は、接合体５０を検査する様子を表している。接合体５０では、金属部材５１（第１部材）と金属部材５２（第２部材）が、溶接部５３において接合されている。溶接部５３は、スポット抵抗溶接により形成される。溶接部５３では、金属部材５１の一部と金属部材５２の一部が溶融し、混ざり合って凝固した凝固部５４が形成されている。それぞれの検出素子１５ｂは、接合体５０に向けて超音波ＵＳを送信し、接合体５０からの反射波ＲＷを受信する。

具体的な一例として、図２１に示すように、１つの検出素子１５ｂが溶接部５３に向けて超音波ＵＳを送信する。超音波ＵＳの一部は、接合体５０の上面または下面などで反射される。複数の検出素子１５ｂのそれぞれは、この反射波ＲＷを受信（検出）する。それぞれの検出素子１５ｂが順次超音波ＵＳを送信し、それぞれの反射波ＲＷを複数の検出素子１５ｂで検出する。これにより、溶接部５３近傍の状態を示す反射波の検出結果が得られる。

図２２は、探査により得られた３次元の検出結果を例示する模式図である。
探査では、上述したように、それぞれの検出素子１５ｂが超音波を順次送信し、それぞれの反射波を複数の検出素子１５ｂで検出する。図２２に示す具体例では、８×８の６４個の検出素子１５ｂが設けられている。この場合、６４個の検出素子１５ｂが超音波を順次送信する。１つの検出素子１５ｂは、反射波を６４回繰り返し検出する。１つの検出素子１５ｂからは、Ｚ方向の反射波強度分布の検出結果が、６４回出力される。１つの検出素子１５ｂから出力された６４回の反射波の強度分布は、合算される。合算された強度分布が、１回の探査において、１つの検出素子１５ｂが設けられた座標における強度分布となる。６４個の検出素子１５ｂのそれぞれによる検出結果について、同様の処理が実行される。これにより、Ｘ－Ｙ面内の各点において、Ｚ方向における反射波の強度分布が生成される。図２２は、その３次元の強度分布を画像で示す。図２２において、輝度が高い部分は、超音波の反射波強度が大きい部分である。検査には、３次元の強度分布のデータが用いられる。

（検出システム）
図２３は、実施形態に係る検出システムを示す模式図である。図２３では、固定具１３が省略されている。
検出システム１ａは、検出装置１０及び処理装置９０を備える。検出システム１ａでは、検出装置１０は、人が手で把持できる形状を有する。検出装置１０を把持した検査者は、検出装置１０先端の第２伝搬部材１２を溶接部５３に接触させ、溶接部５３を検査する。このとき、第２伝搬部材１２が溶接部５３の形状に倣って変形するように、検査者は、第２伝搬部材１２を接合体５０へ押し付ける。例えば、検査者は、固定具１３が接合体５０に接触するまで、第２伝搬部材１２を接合体５０へ押し付ける。検出装置１０が溶接部５３に接触した状態で、検査者は、探査を実行する。

処理装置９０は、検出装置１０の素子アレイ１５ａを制御する。例えば、検出装置１０と処理装置９０は、ケーブルにより接続される。探査では、処理装置９０からそれぞれの検出素子１５ｂへ電気信号が送信され、それぞれの検出素子１５ｂから超音波が送信される。また、それぞれの検出素子１５ｂは、反射波の検出に応じて電気信号を出力する。電気信号の大きさは、反射波の強度に対応する。それぞれの検出素子１５ｂは、検出した反射波の強度を示す強度データを処理装置９０へ送信する。処理装置９０は、強度データに基づいて、各種処理を実行する。

図２４は、実施形態に係る別の検出システムを示す模式図である。
図２４に示す検出システム１ｂは、ロボット２０及び処理装置９０を含む。ロボット２０は、マニピュレータ２１及び制御装置２２を含む。

図２４に示す例では、マニピュレータ２１は、垂直多関節型である。マニピュレータ２１は、水平多関節型又はパラレルリンク型であっても良い。制御装置２２は、マニピュレータ２１と接続され、マニピュレータ２１の動作を制御する。制御装置２２は、いわゆるロボットコントローラである。

図２４に示すように、マニピュレータ２１の先端には、検出装置１０が設けられる。マニピュレータ２１の先端に、撮像装置２５がさらに設けられても良い。撮像装置２５は、溶接された部材を撮影し、画像を取得する。処理装置９０は、得られた画像から溶接痕を抽出し、溶接部５３の位置を検出する。制御装置２２は、検出装置１０の先端が溶接部５３と接触するように、マニピュレータ２１を動作させる。

処理装置９０は、制御装置２２を介して検出装置１０を間接的に制御しても良いし、検出装置１０を直接的に制御しても良い。制御装置２２と処理装置９０が、無線通信又はネットワークを介して接続されても良い。

（検査）
図２５（ａ）～図２５（ｃ）は、実施形態に係る検出装置を用いた検査方法を説明するための模式図である。
図２３又は図２４に示す検出システム１ａ又は１ｂによって得られた反射波の検出結果（強度データ）は、溶接部５３の検査に使用される。処理装置９０は、強度データを用いて、以下の処理を実行しても良い。

図２５（ａ）に示すように、超音波ＵＳの一部は、金属部材５１の上面５１ａまたは溶接部５３の上面５３ａで反射される。超音波ＵＳの別の一部は、接合体５０に入射し、金属部材５１の下面５１ｂまたは溶接部５３の下面５３ｂで反射する。

上面５１ａ、下面５１ｂ、上面５３ａ、及び下面５３ｂのＺ方向における位置は、互いに異なる。すなわち、これらの面と検出素子１５ｂとの間のＺ方向における距離が、互いに異なる。検出素子１５ｂが、これらの面からの反射波を検出すると、反射波の強度のピークが検出される。超音波ＵＳを送信した後、各ピークが検出されるまでの時間を算出することで、どの面で超音波ＵＳが反射されているか調べることができる。

図２５（ｂ）及び図２５（ｃ）は、超音波ＵＳを送信した後の時間と、反射波ＲＷの強度と、の関係を例示するグラフである。ここでは、反射波ＲＷの強度を絶対値で表している。図２５（ｂ）のグラフは、金属部材５１の上面５１ａ及び下面５１ｂからの反射波ＲＷの検出結果を例示している。図２５（ｃ）のグラフは、溶接部５３の上面５３ａ及び下面５３ｂからの反射波ＲＷの検出結果を例示している。

図２５（ｂ）及び図２５（ｃ）のグラフにおいて、ピークＰｅ１０は、第１伝搬部材１１と第２伝搬部材１２からの反射波ＲＷに基づく。ピークＰｅ１１は、上面５１ａからの反射波ＲＷに基づく。ピークＰｅ１２は、下面５１ｂからの反射波ＲＷに基づく。超音波ＵＳの送信からピークＰｅ１１及びピークＰｅ１２が検出されるまでの時間は、それぞれ、金属部材５１の上面５１ａ及び下面５１ｂのＺ方向における位置に対応する。

同様に、ピークＰｅ１３は、上面５３ａからの反射波ＲＷに基づく。ピークＰｅ１４は、下面５３ｂからの反射波ＲＷに基づく。超音波ＵＳの送信からピークＰｅ１３及びピークＰｅ１４が検出されるまでの時間は、それぞれ、溶接部５３の上面５３ａ及び下面５３ｂのＺ方向における位置に対応する。

処理装置９０は、第１面内の各点におけるＺ方向の反射波強度分布において、ピークＰｅ１２が存在するか判定する。第１面は、Ｘ方向及びＹ方向に平行である。具体的な一例として、処理装置９０は、ピークＰｅ１２が検出されうるＺ方向の所定範囲におけるピークを検出する。所定範囲は、第１伝搬部材１１のＺ方向における長さ、第１伝搬部材１１と金属部材５１との間の距離などに応じて、予め設定される。処理装置９０は、ピークの強度を、所定の閾値と比較する。ピークが閾値を超えているとき、処理装置９０は、そのピークがピークＰｅ１２であると判定する。ピークＰｅ１２の存在は、そのピークの位置において下面５１ｂが存在し、金属部材５１と金属部材５２が接合されていないことを示す。処理装置９０は、ピークＰｅ１２が検出された点を、接合されていないと判定する。処理装置９０は、第１面内の各点が接合されているか、順次判定する。接合されていると判定された点の集合が、溶接部５３に対応する。例えば、検査では、溶接部５３が形成されているかを調べる。検査では、溶接部５３の径が算出されても良いし、径が十分かどうか判定されても良い。

反射波の強度は、任意の態様で表現されて良い。例えば、検出素子１５ｂから出力される反射波強度は、位相に応じて、正の値及び負の値を含む。正の値及び負の値を含む反射波強度に基づいて、各種処理が実行されても良い。正の値及び負の値を含む反射波強度を、絶対値に変換しても良い。各時刻における反射波強度から、反射波強度の平均値を減じても良い。又は、各時刻における反射波強度から、反射波強度の加重平均値、重み付き移動平均値などを減じても良い。反射波強度にこれらの処理を加えた結果を用いた場合でも、本願で説明する各種処理を実行可能である。

（第２伝搬部材の交換）
第２伝搬部材１２は、自動的に交換されても良い。以下で、第２伝搬部材１２を自動的に交換するための各ユニットについて説明する。

図２６は、第２伝搬部材１２を交換するための各ユニットを表す模式図である。
検出システム１ａ又は１ｂは、図２６に示した解除ユニット３１、押出ユニット３２、及び搬送ユニット３３を含んでも良い。

解除ユニット３１は、バー３１ａ、駆動部３１ｘ、及び駆動部３１ｙを含む。バー３１ａは、Ｚ方向と交差する方向に延びる部材である。駆動部３１ｘは、バー３１ａをＸ方向に移動させる。駆動部３１ｙは、バー３１ａ及び駆動部３１ｘを、ガイド３１ｇに沿ってＹ方向に移動させる。バー３１ａは、板部材１３ａに掛けられ、板部材１３ａを変形させる。これにより、固定具１３による第２伝搬部材１２の固定が解除される。バー３１ａは、一方向に延びていれば、その具体的な形状は任意である。例えば、バー３１ａの先端は、湾曲し、鉤状であっても良い。

押出ユニット３２は、バー３２ａ、押出部３２ｂ、駆動部３２ｘ、及び駆動部３２ｚを含む。バー３２ａは、Ｚ方向と交差する方向に延びる部材である。押出部３２ｂは、駆動部３２ｚを介して、バー３２ａの先端に取り付けられる。駆動部３２ｚは、押出部３２ｂを、Ｚ方向に移動させる。駆動部３２ｘは、バー３２ａをＸ方向に移動させる。

押出部３２ｂが第２端部Ｅ２に載置された第２伝搬部材１２の下方に位置する状態で、押出部３２ｂがＺ方向に移動する。押出部３２ｂは、第２伝搬部材１２に接触する。第２伝搬部材１２は、押出部３２ｂによって押し出され、第２端部Ｅ２から浮き上がる。これにより、第２伝搬部材１２が、第２端部Ｅ２から取り外し可能となる。

搬送ユニット３３は、保持部３３ａ、駆動部３３ｘ、及び駆動部３３ｚを含む。保持部３３ａは、Ｚ方向と交差する方向に延びる。保持部３３ａの先端は、第２伝搬部材１２を保持できる構造を有する。図２６の例では、保持部３３ａの先端に、爪が設けられている。保持部３３ａは、爪に第２伝搬部材１２を引っ掛けることで、第２伝搬部材１２を保持する。保持部３３ａの先端には、吸気口が設けられ、真空吸着により、第２伝搬部材１２が保持されても良い。

駆動部３３ｘは、保持部３３ａをＸ方向に移動させる。駆動部３３ｚは、駆動部３３ｘ及び保持部３３ａをＺ方向に移動させる。搬送ユニット３３は、第２伝搬部材１２を保持し、搬送する。搬送ユニット３３は、新しい第２伝搬部材１２が置かれた載置場所から、１つの新しい第２伝搬部材１２を第２端部Ｅ２へ搬送する。

例えば、駆動部３１ｘ、３２ｘ、及び３３ｘは、エアシリンダを含む。駆動部３１ｙ、３２ｚ、及び３３ｚは、モータを含む。

例えば図２６に示すように、解除ユニット３１、押出ユニット３２、及び搬送ユニット３３は、１つの交換装置３０として構成されても良い。又は、解除ユニット３１、押出ユニット３２、及び搬送ユニット３３は、各々が独立して別々に設けられても良い。この場合、バー３１ａ、バー３２ａ、及び保持部３３ａの移動方向は、互いに異なっても良い。

図２７（ａ）～図２７（ｄ）及び図２８（ａ）～図２８（ｄ）は、第２伝搬部材を交換するための各ユニットの動作を表す模式図である。
図２７（ａ）に示すように、解除ユニット３１のバー３１ａが、第１伝搬部材１１と板部材１３ａとの間に挿入される。図２７（ｂ）に示すように、解除ユニット３１は、バー３１ａを、第１伝搬部材１１から遠ざける方向に移動させる。これにより、板部材１３ａが変形し、第２伝搬部材１２の固定が解除される。第２伝搬部材１２が、第１伝搬部材１１から遠ざかる。押出ユニット３２は、押出部３２ｂの先端を、第２端部Ｅ２の下に位置させ、上昇させる。これにより、図２７（ｃ）に示すように、第２伝搬部材１２が第２端部Ｅ２から押し出される。

図２７（ｄ）に示すように、搬送ユニット３３は、保持部３３ａにより、第２領域１２ｂを挟み込み、押し出された第２伝搬部材１２を保持する。図６（ａ）に示すように第２端部Ｅ２の開口ＯＰがスリット状である場合、押出ユニット３２による第２伝搬部材１２の押出量は、図２７（ｂ）に示す例よりも小さくても良い。開口ＯＰが延びる方向に沿って第２伝搬部材１２をスライドさせることで、第２伝搬部材１２を第２端部Ｅ２から取り外せるためである。

図２８（ａ）に示すように、搬送ユニット３３は、保持した第２伝搬部材１２を、別の場所へ搬送する。図２８（ｂ）に示すように、搬送ユニット３３は、新しい別の第２伝搬部材１２を、第２端部Ｅ２の上へ搬送する。新しい第２伝搬部材１２が、押出部３２ｂの上に載せられる。図２８（ｃ）に示すように、押出ユニット３２は、押出部３２ｂを下降させ、第２伝搬部材１２を第２端部Ｅ２の上に載せる。図２８（ｄ）に示すように、解除ユニット３１は、バー３１ａを第１伝搬部材１１に近づけ、板部材１３ａの変形を解除する。以上の動作により、第２伝搬部材１２が交換される。

処理装置９０は、解除ユニット３１、押出ユニット３２、及び搬送ユニット３３の動作を制御する。例えば、処理装置９０は、第２伝搬部材１２が異常と判定されると、各ユニットに第２伝搬部材１２を交換させる。これにより、より適切な反射波の検出結果を得ることができる。

（変形例）
図２９（ａ）及び図２９（ｂ）は、実施形態の変形例に係る検出装置を示す断面図である。
変形例に係る検出装置１０ａでは、第２伝搬部材１２が凸部を有していない。代わりに、第２伝搬部材１２が第１伝搬部材１１へ押し付けられる際、図２９（ａ）に示すように、押出ユニット３２が、第２伝搬部材１２の中央を第１伝搬部材１１に向けて押し上げる。これにより、第２面Ｓ２の一部が第１伝搬部材１１に向けて突出する。第２面Ｓ２が、凸部が設けられている場合と同様の状態となる。

押出ユニット３２が第２伝搬部材１２を押し上げた際、第２伝搬部材１２が固定具１３から浮き上がらないように、第２伝搬部材１２の周囲は、Ｚ方向において固定具１３によって挟み込まれる。

押出ユニット３２が第２伝搬部材１２を押し上げた状態で、第２伝搬部材１２が第１伝搬部材１１に押し付けられる。第２伝搬部材１２の押し上げられた部分が第１伝搬部材１１の第１面Ｓ１と接触する。その状態で、第２伝搬部材１２が第１伝搬部材１１に向けてさらに押されると、図２９（ｂ）に示すように、第２伝搬部材１２の第２面Ｓ２が、第１面Ｓ１と密着する。

変形例に係る検出装置１０ａによれば、検出装置１０と同様に、第１面Ｓ１と第２面Ｓ２との間に、気泡Ｂが発生することを抑制できる。

図３０は、ハードウェア構成を表す模式図である。
処理装置９０として、例えば図３０に示すコンピュータ９０ａを用いることができる。コンピュータ９０ａは、ＣＰＵ９１、ＲＯＭ９２、ＲＡＭ９３、記憶装置９４、入力インタフェース９５、出力インタフェース９６、及び通信インタフェース９７を含む。

ＲＯＭ９２は、コンピュータ９０ａの動作を制御するプログラムを格納している。ＲＯＭ９２には、上述した各処理をコンピュータ９０ａに実現させるために必要なプログラムが格納されている。ＲＡＭ９３は、ＲＯＭ９２に格納されたプログラムが展開される記憶領域として機能する。

ＣＰＵ９１は、処理回路を含む。ＣＰＵ９１は、ＲＡＭ９３をワークメモリとして、ＲＯＭ９２又は記憶装置９４の少なくともいずれかに記憶されたプログラムを実行する。プログラムの実行中、ＣＰＵ９１は、システムバス９８を介して各構成を制御し、種々の処理を実行する。

記憶装置９４は、プログラムの実行に必要なデータや、プログラムの実行によって得られたデータを記憶する。

入力インタフェース（Ｉ／Ｆ）９５は、処理装置９０と入力装置９５ａとを接続する。入力Ｉ／Ｆ９５は、例えば、ＵＳＢ等のシリアルバスインタフェースである。ＣＰＵ９１は、入力Ｉ／Ｆ９５を介して、入力装置９５ａから各種データを読み込むことができる。

出力インタフェース（Ｉ／Ｆ）９６は、処理装置９０と出力装置９６ａとを接続する。出力Ｉ／Ｆ９６は、例えば、Digital Visual Interface（ＤＶＩ）やHigh-Definition Multimedia Interface（ＨＤＭＩ（登録商標））等の映像出力インタフェースである。ＣＰＵ９１は、出力Ｉ／Ｆ９６を介して、出力装置９６ａにデータを送信し、出力装置９６ａに画像を表示させることができる。

通信インタフェース（Ｉ／Ｆ）９７は、処理装置９０外部のサーバ９７ａと、処理装置９０と、を接続する。通信Ｉ／Ｆ９７は、例えば、ＬＡＮカード等のネットワークカードである。ＣＰＵ９１は、通信Ｉ／Ｆ９７を介して、サーバ９７ａから各種データを読み込むことができる。

記憶装置９４は、Hard Disk Drive（ＨＤＤ）及びSolid State Drive（ＳＳＤ）から選択される１つ以上を含む。入力装置９５ａは、マウス、キーボード、マイク（音声入力）、及びタッチパッドから選択される１つ以上を含む。出力装置９６ａは、モニタ及びプロジェクタから選択される１つ以上を含む。タッチパネルのように、入力装置９５ａと出力装置９６ａの両方の機能を備えた機器が用いられても良い。

上記の種々のデータの処理は、コンピュータに実行させることのできるプログラムとして、磁気ディスク（フレキシブルディスク及びハードディスクなど）、光ディスク（ＣＤ－ＲＯＭ、ＣＤ－Ｒ、ＣＤ－ＲＷ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ±Ｒ、ＤＶＤ±ＲＷなど）、半導体メモリ、又は、他の非一時的なコンピュータで読取可能な記録媒体（non-transitory computer-readable storage medium）に記録されても良い。

例えば、記録媒体に記録された情報は、コンピュータ（または組み込みシステム）により読み出されることが可能である。記録媒体において、記録形式（記憶形式）は任意である。例えば、コンピュータは、記録媒体からプログラムを読み出し、このプログラムに基づいてプログラムに記述されている指示をＣＰＵで実行させる。コンピュータにおいて、プログラムの取得（または読み出し）は、ネットワークを通じて行われても良い。

本発明の実施形態は、以下の態様を含む。
（付記１）
超音波を送信して反射波を検出する検出器と、
前記検出器に取り付けられ、前記超音波が伝搬する第１伝搬部材と、
前記第１伝搬部材の第１面と接する第２面を有し、前記第２面が凸部を有し、前記第１伝搬部材よりも軟らかく、前記第１伝搬部材を伝搬した前記超音波が伝搬する第２伝搬部材と、
前記第２伝搬部材の周囲を前記第１伝搬部材に向けて押し付ける固定具と、
を備えた、検出装置。
（付記２）
前記検出器から前記第１伝搬部材に向かう第１方向に垂直な第２方向における前記第２面の長さは、前記第２方向における前記第１面の長さよりも長い、付記１記載の検出装置。
（付記３）
前記第２伝搬部材は、
前記固定具に押さえられる第１領域と、
前記第１領域に囲まれ、前記第１領域よりも前記第１方向に向けて突出し、対象に接触する第２領域と、
を含む、付記２記載の検出装置。
（付記４）
前記第２方向における前記第２領域の長さは、前記第２方向における前記第１面の長さよりも長い、付記３記載の検出装置。
（付記５）
前記第２伝搬部材の一部は、前記第１伝搬部材の前記第２方向と交差する面の一部に接触する、付記２～４のいずれか１つに記載の検出装置。
（付記６）
前記検出器は、複数の検出素子を含む素子アレイを備え、
前記複数の検出素子のそれぞれは、前記超音波を送信して前記反射波を検出し、
前記第２方向における前記第１面の長さは、前記第２方向における前記素子アレイの長さよりも短い、付記２～５のいずれか１つに記載の検出装置。
（付記７）
前記第２面は、複数の前記凸部及び複数の凹部を有する、付記１～６のいずれか１つに記載の検出装置。
（付記８）
前記第２伝搬部材は、前記検出器から前記第１伝搬部材に向かう第１方向に沿って前記第２伝搬部材を貫通する孔を有する、付記１～７のいずれか１つに記載の検出装置。
（付記９）
アスカーゴム硬度計Ｆ型によって測定される前記第２伝搬部材の硬さは、４０よりも大きく６０未満である、付記１～８のいずれか１つに記載の検出装置。
（付記１０）
付記１～９のいずれか１つに記載の検出装置と、
前記検出器で検出された前記反射波の強度を示す強度データに基づき、前記超音波を反射した対象を検査する処理装置と、
を備えた、検出システム。
（付記１１）
前記対象は、溶接部を含む接合体であり、
前記処理装置は、前記溶接部を検査する、付記１０記載の検出システム。
（付記１２）
付記１～９のいずれか１つに記載の検出装置と、
先端に前記検出装置が設けられたマニピュレータと、
を備えた、検出システム。

以上で説明した検出装置、検出システム、又は第２伝搬部材によれば、第１伝搬部材と第２伝搬部材との間での気泡の発生を抑制でき、探査の精度を向上できる。

以上、本発明のいくつかの実施形態を例示したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更などを行うことができる。これら実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。また、前述の各実施形態は、相互に組み合わせて実施することができる。

１ａ，１ｂ：検出システム、 １０，１０ａ：検出装置、 １１：第１伝搬部材、 １２，１２－１～１２－７：第２伝搬部材、 １２ａ：第１領域、 １２ａ１：第１部分面、 １２ａ２：第２部分面、 １２ｂ：第２領域、 １２ｂ３：第３部分面、 １２ｂ４：第４部分面、 １３：固定具、 １３ａ：板部材、 １３ｂ：締結具、 １５：検出器、 １５ａ：素子アレイ、 １５ｂ：検出素子、 １５ｈ：筐体、 ２０：ロボット、 ２１：マニピュレータ、 ２２：制御装置、 ２５：撮像装置、 ３０：交換装置、 ３１：解除ユニット、 ３１ａ：バー、 ３１ｇ：ガイド、 ３１ｘ，３１ｙ：駆動部、 ３２：押出ユニット、 ３２ａ：バー、 ３２ｂ：押出部、 ３２ｘ，３２ｚ：駆動部、 ３３：搬送ユニット、 ３３ａ：保持部、 ３３ｘ，３３ｚ：駆動部、 ５０：接合体、 ５１：金属部材、 ５１ａ：上面、 ５１ｂ：下面、 ５２：金属部材、 ５３：溶接部、 ５３ａ：上面、 ５３ｂ：下面、 ５４：凝固部、 ９０：処理装置、 ９０ａ：コンピュータ、 ９１：ＣＰＵ、 ９２：ＲＯＭ、 ９３：ＲＡＭ、 ９４：記憶装置、 ９５：入力インタフェース、 ９５ａ：入力装置、 ９６：出力インタフェース、 ９６ａ：出力装置、 ９７：通信インタフェース、 ９７ａ：サーバ、 ９８：システムバス、 Ｂ：気泡、 ＣＰ：カプラント、 Ｅ１：第１端部、 Ｅ２：第２端部、 Ｈ：孔、 Ｏ：対象、 ＯＰ：開口、 Ｐ，Ｐ０，Ｐ１，Ｐ２：凸部、 Ｐｅ１０～Ｐｅ１４：ピーク、 Ｒ１，Ｒ２：凹部、 ＲＷ：反射波、 Ｓ：スリット、 Ｓ１：第１面、 Ｓ２：第２面、 Ｓ３：第３面、 Ｔ１，Ｔ２：厚さ、 ＵＳ：超音波、 Ｗ：線材、 ｒ１～ｒ３：検出装置

Claims (14)

1. 超音波を送信して反射波を検出する検出器と、
   前記検出器に取り付けられ、前記超音波が伝搬する第１伝搬部材と、
   前記第１伝搬部材の第１面と接する第２面を有し、前記第２面が凸部を有し、前記第１伝搬部材よりも軟らかく、前記第１伝搬部材を伝搬した前記超音波が伝搬する第２伝搬部材と、
   前記第２伝搬部材の周囲を前記第１伝搬部材に向けて押し付ける固定具と、
   を備えた、検出装置。
2. 前記検出器から前記第１伝搬部材に向かう第１方向に垂直な第２方向における前記第２面の長さは、前記第２方向における前記第１面の長さよりも長い、請求項１記載の検出装置。
3. 前記第２伝搬部材は、
   前記固定具に押さえられる第１領域と、
   前記第１領域に囲まれ、前記第１領域よりも前記第１方向に向けて突出し、対象に接触する第２領域と、
   を含む、請求項２記載の検出装置。
4. 前記第２方向における前記第２領域の長さは、前記第２方向における前記第１面の長さよりも長い、請求項３記載の検出装置。
5. 前記第２伝搬部材の一部は、前記第１伝搬部材の前記第２方向と交差する面の一部に接触する、請求項２～４のいずれか１つに記載の検出装置。
6. 前記検出器は、複数の検出素子を含む素子アレイを備え、
   前記複数の検出素子のそれぞれは、前記超音波を送信して前記反射波を検出し、
   前記第２方向における前記第１面の長さは、前記第２方向における前記素子アレイの長さよりも短い、請求項２～４のいずれか１つに記載の検出装置。
7. 前記第２面は、複数の前記凸部及び複数の凹部を有する、請求項１～４のいずれか１つに記載の検出装置。
8. 前記第２伝搬部材は、前記検出器から前記第１伝搬部材に向かう第１方向に沿って前記第２伝搬部材を貫通する孔を有する、請求項１～４のいずれか１つに記載の検出装置。
9. アスカーゴム硬度計Ｆ型によって測定される前記第２伝搬部材の硬さは、４０よりも大きく６０未満である、請求項１～４のいずれか１つに記載の検出装置。
10. 請求項１～４のいずれか１つに記載の検出装置と、
    前記検出器で検出された前記反射波の強度を示す強度データに基づき、前記超音波を反射した対象を検査する処理装置と、
    を備えた、検出システム。
11. 前記対象は、溶接部を含む接合体であり、
    前記処理装置は、前記溶接部を検査する、請求項１０記載の検出システム。
12. 請求項１～４のいずれか１つに記載の検出装置と、
    先端に前記検出装置が設けられたマニピュレータと、
    を備えた、検出システム。
13. 超音波を送信して反射波を検出する検出器と、
    前記検出器に取り付けられ、前記超音波が伝搬する第１伝搬部材と、
    前記第１伝搬部材よりも軟らかく、前記第１伝搬部材を伝搬した前記超音波が伝搬する第２伝搬部材と、
    前記第２伝搬部材の周囲を前記第１伝搬部材に向けて押し付ける固定具と、
    を備え、
    前記第１伝搬部材は、前記第１伝搬部材から前記第２伝搬部材に向かう第１方向と交差する第１面と、前記第１面に対して傾斜した第３面と、を有し、
    前記第２伝搬部材は、前記第１面及び前記第３面に接触する、検出装置。
14. 外周に設けられた第１領域と、前記第１領域に囲まれた第２領域と、を備え、超音波が伝搬可能なゲル状の伝搬部材であって、
    前記第１領域は、第１部分面と、前記第１部分面とは反対側の第２部分面と、を有し、
    前記第２領域は、前記第１部分面に連なる第３部分面と、前記第３部分面とは反対側の第４部分面と、を有し、
    前記第１部分面から前記第２部分面に向かう第１方向における前記第２部分面の位置は、前記第１方向における前記第３部分面の位置と、前記第１方向における前記第４部分面の位置と、の間にあり、
    前記第３部分面は凸部を有する、伝搬部材。
    

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