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| タイトル： | 公開特許公報(A)_検査装置及びこれを用いた検査方法 |
| 出願番号： | 2010076008 |
| 年次： | 2011 |
| IPC分類： | G01N 29/26,G01N 29/04 |
特許情報キャッシュ
藤尾 武成 江淵 高弘 城下 悟 永井 辰之 JP 2011209050 公開特許公報(A) 20111020 2010076008 20100329 検査装置及びこれを用いた検査方法 非破壊検査株式会社 000235532 北村 光司 100102048 高尾 俊雄 100146503 藤尾 武成 江淵 高弘 城下 悟 永井 辰之 G01N 29/26 20060101AFI20110922BHJP G01N 29/04 20060101ALI20110922BHJP JPG01N29/26 501G01N29/08 504 8 8 ＯＬ 10 2G047 2G047AA07 2G047AB01 2G047BA01 2G047BB02 2G047BC07 2G047CA01 2G047DB05 2G047EA11 2G047EA14 2G047GA02 2G047GA05 2G047GA06 2G047GJ07 2G047GJ12 2G047GJ16 2G047GJ28 本発明は、検査装置及びこれを用いた検査方法に関する。さらに詳しくは、探触子を備えた台車と、この台車を被検査体上で走行させるレールとを備え、前記台車を走行させて前記被検査体を検査する検査装置及びこれを用いた検査方法に関する。 上述の如き検査装置として、例えば特許文献１に記載の如きものが知られている（図８）。しかし、特許文献１には、配管等の湾曲面上を安定して走行させるための探触子付きの台車やレールの構造等について何ら開示されていない。一方、特許文献２（図１０及び段落００３１）に記載の検査装置は、台車を走行させるレールを架台に設置して検査を行うため、検査可能な部位が限られていた。その結果、現場に応じて探触子により安定した走査が行い難く、検査精度を向上させる上で問題となっていた。特開昭５７−１８７６０９号公報特開２００３−６６０１２号公報 かかる従来の実情に鑑みて、本発明は、簡素な構造でありながら配管等の湾曲面上で台車を安定走行させて検査することの可能な検査装置及びこれを用いた検査方法を提供することを目的とする。 上記目的を達成するため、本発明に係る検査装置の特徴は、探触子を備えた台車と、この台車を被検査体上で走行させるレールとを備え、前記台車を走行させて前記被検査体を検査する構成において、前記被検査体は少なくとも一部が湾曲した湾曲面を有し、前記台車は、モータ及びこのモータにより駆動する一対の動輪を有する台車本体と、前記探触子を支持する探触子支持部とを備え、前記レールは、一対の短レールを中間の接続部で接続してなるレールブロックを複数備えると共にこれらレールブロックを屈曲可能に連結してなり、前記台車の走行時において、前記一対の動輪の少なくとも一方は前記一対の短レールの貫通溝を介して前記湾曲面に接することにある。 上記構成によれば、レールは、一対の短レールを中間の接続部で接続したレールブロックより構成するので、短レールの貫通溝の幅は常に一定となる。しかも、レールブロックは屈曲可能に連結できるので、被検査体の湾曲面上にレールを直線状に容易に配置することができる。そして、台車の走行時において一対の動輪の少なくとも一方が短レールの貫通溝を介して被検査体の表面に接するので、台車をレール内で安定して走行させることが可能となる。 前記接続部は前記短レールの長手方向の略中央部に形成されており、前記接続部近傍にマグネットを設けるとよい。これにより、接続部及びマグネットを略中央部に設けることで、レールブロックを湾曲面上で安定させて連続配置することができる。しかも、接続部及びマグネットを設けた略中央部で被検査体の湾曲面に接触するので、接続部と湾曲面との距離（高さ）を最小とでき、台車の走行時の振動を低減させることができる。 また、前記台車本体は、走行方向の前後に一対の補助輪をさらに有することが望ましい。これにより、台車をさらに安定して走行させることができる。 前記探触子支持部は、前記レールの外部の前記被検査体上を転動する第二の車輪を一対有し、この第二車輪はマグネットを内蔵するとよい。これにより、探触子支持部を安定して湾曲面近傍に位置させることが可能となる。また、前記被検査体は管であるとよい。 前記台車及び前記レールを各一対設け、これら両台車を同期させて走行させるとよい。これにより、例えば架台部分等の通常検査の行いにくい箇所の減肉等を検査することが可能となる。 上記目的を達成するため、本発明に係る検査装置を用いた検査方法の特徴は、上記いずれかに記載の検査装置を用いた方法において、前記被検査体は少なくとも一部が湾曲した湾曲面を有し、前記台車は、モータ及びこのモータにより駆動する一対の動輪を有する台車本体と、前記探触子を支持する探触子支持部とを備え、前記レールは、一対の短レールを中間の接続部で接続してなるレールブロックを複数備えると共にこれらレールブロックを屈曲可能に連結してなり、前記レールを前記湾曲面上に取り付け、前記一対の動輪の少なくとも一方が前記一対の短レールの貫通溝を介して前記湾曲面に接するように前記台車を走行させて前記被検査体を検査することにある。 係る場合、前記レールを前記湾曲面上に一対取り付けると共に各レールに前記台車をそれぞれ配置し、これら両台車を同期させて走行させることが望ましい。 上記本発明に係る検査装置及びこれを用いた検査方法の特徴によれば、簡素な構造でありながら配管等の湾曲面上で台車を安定走行させて検査することが可能となった。 本発明の他の目的、構成及び効果については、以下の発明の実施の形態の項から明らかになるであろう。本発明に係る検査装置を模式的に示す図である。レールブロックを示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。レールブロックの連結状態を示す図である。台車を示す概略平面図である。台車を示す概略側面図である。台車本体を示す概略正面図である。探触子支持部を示す概略正面図である。台車の走行時の状態を説明する説明図である。 次に、適宜添付図面を参照しながら、本発明をさらに詳しく説明する。 図１に示すように、検査対象となる被検査体１００は、例えばプラント等で配管に用いられる鋼管であり、検査対象部１０１は例えば架台１０２により支持され隠蔽された腐食し易い部分である。 本発明に係る検査装置１は、図１に示すように、大略、探触子３を備えた台車２と、この台車２を鋼管１００上で走行させるレール４を有する。台車２は一対の第一、第二台車２ａ，２ｂよりなり、パルスモータ２１をそれぞれ備えている。第一、第二台車２ａ，２ｂには、送信子３ａ及び受信子３ｂが取り付けられている。レール４は、検査対象部１０１を挟んで互いに平行となるように一対設けられている。 レール４は、複数のレールブロック４０を連結してなる。図２に示すように、レールブロック４０は、チャンネル材の底部に貫通溝４２として一対の切り込みが形成され、一対の短レール４１，４１及び略台形状の接続部４３を備えている。レールブロック４０は、例えば一対のＬ型アングル材を組み合わせて構成することも可能であるが、本実施形態の如くチャンネル材により構成することで、容易に且つ精度よく製作することができる。また、接続部４３の斜面４３ａにより、後述の動輪２２及び補助輪２８は接続部４３を容易に乗り越え且つ台車２の急激な上下動が抑制される。 短レール４１の底面４１ａには、接続部４３の両端近傍にマグネット４４が取り付けられている。このマグネット４４により、レールブロック４０を鋼管１００に容易に着脱することができる。ここで、鋼管１００の湾曲面（表面）１００ａにレールブロック４０を設置する場合、平坦面である底面４１ａの中央部分を湾曲面１００ａに接触させると最も安定する。よって、短レール４１の長手方向の略中央部に接続部４３及びマグネット４４を設けることで、湾曲面１００ａ上でレールブロック４０を安定して設置することができる。 短レール４１の側面４１ｂには、連結部材５０のボルト５１を取り付ける取付孔４１ｃが形成されている。これにより、図３に示すように、レールブロック４０は、連結部材５０により屈曲させて連結することが可能となる。対向する各側面４１ｂ，４１ｂで平板状の継板５２を介して連結するので、レールブロック４０を鋼管１００上で直線状に容易に配置することができる。また、側面４１ｂの両角部には、屈曲させた際に隣接する短レール４１同士が接触しないように丸みを付している。 このレール４は、例えばレールブロック４０を複数個連結した状態で、マグネット４４により鋼管１００上に取り付けることで形成される。ここで、例えば鋼管１００上に目印となる配置線等を予め施しておくとよい。同様に、検査対象部１０１を挟んで複数個連結したレールブロック４０を鋼管１００上に配置する。そして、複数個連結したレールブロック４０，４０間の距離をその両端で測定し、互いが平行となるように微調整する。 検査装置１は、図１に示すように、送信子３ａから超音波を発生させるパルサー５と、受信子３ｂからの受信波を増幅するレシーバー６と、この増幅波をデジタルデータに変換してパーソナルコンピュータ（以下、「ＰＣ」と略す。）１０に取り込むＡ／Ｄコンバータ７とを備えている。また、ＰＣ１０は、各台車２ａ，２ｂのパルスモータ２１をモータドライバ８及びモータコントローラー９を介して制御する。ＰＣ１０にはマウスやモニタ等の入出力装置１１が接続され、検査結果が表示される。本実施形態では、第一、第二台車２ａ，２ｂをＰＣ１０により鋼管１００の管周方向Ｙに同期して走行させて、検査対象部１０１の減肉等の欠陥部Ｄを検出する。 図４に示すように、第一台車２ａは、大略、レール４上を走行する台車本体２０と、探触子３を取り付けた探触子支持部３０とからなる。なお、第二台車２ｂは第一台車２ａと同様の構成であり、第一台車２ａを例に以下説明する。 図４〜７に示すように、台車本体２０は、一対のフレーム板２０ａ，２０ａ、カバー２０ｂ、モータ固定板２５及び後述のホルダ取付板３４を組み付けて構成されている。この内部には、パルスモータ２１、一対の動輪２２，２２、第一〜第三プーリー２３ａ〜２３ｃ及び各プーリー２３ａ〜２３ｃに掛け渡されるタイミングベルト２４が設けられている。また、動輪２２の転動方向Ｒの前後には、一対のガイド部２６，２６が設けられる。 パルスモータ２１は、モータ固定板２５にレールブロック４０と接触しない位置（高さ）に固定されている。パルスモータ２１のモータ軸２１ａには、第一プーリー２３ａが取り付けられている。モータ固定板２５には、パルスモータ２１を取り付ける取付孔２５ａと、ボルト等の取付具を貫通させる長孔２５ｂと、動輪２２の軸２２ａを取り付ける貫通孔２５ｃが形成されている。長孔２５ｂにより、パルスモータ２１の取付高さを調整することができる。 動輪２２は、モータ固定板２５下部の貫通孔２５ｃに軸２２ａを介して回転可能に取り付けられ、後述の貫通溝４２内に配置される。この軸２２ａには、第二、第三プーリー２３ｂ，２３ｃがそれぞれ取り付けられ、第一プーリー２３ａと共にタイミングベルト２４が掛け渡される。これにより、パルスモータ２１の駆動が各プーリー２３ａ〜２３ｃ及びタイミングベルト２４を介して一対の動輪２２，２２に伝達され、第一台車２ａを走行させる。 図４，６に示すように、一対のガイド部２６，２６は、それぞれサポート部材２６ａを介してフレーム板２０ａに取り付けられている。ガイド部２６は、大略、コイルばね等の付勢手段２７ａが設けられたシャフト２７と、補助輪２８と、この補助輪２８を支持するアーチ状の支持部材２９よりなる。サポート部材２６ａは、直動ベアリング２６ｂを介してシャフト２７に接続され、鋼管１００に直交する方向に移動可能となる。これにより、第一台車２ａの走行時の振動等を吸収し、走行時において台車本体２０は安定する。 シャフト２７の一端には支持部材２９が接続され、補助輪２８が軸２８ａを介して回転可能に取り付けられる。この補助輪２８は、先の動輪２２と同様に貫通溝４２内に配置される。また、補助輪２８は、マグネット２８ｂにより鋼管１００に密着して転動可能である。そして、先の付勢手段２７ａにより補助輪２８は湾曲面１００ａに対し押圧され、安定して検査を行うことができる。 図４，５，７に示すように、探触子支持部３０は、大略、探触子３を固定する固定治具３１と、この固定治具３１を保持するホルダ３２と、鋼管１００上を転動する第二車輪としての一対の保持輪３３，３３よりなる。この探触子支持部３０は、ホルダ取付板３４によりレール４の外部に位置するように台車本体２０に取り付けられる。 固定治具３１は略円筒形状を呈し、探触子３を受け入れる受部３１ａが形成されている。探触子３は、貫通孔３１ｂを貫通する取付具により受部３１ａに固定される。 ホルダ３２は平面視略コの字状を呈し、固定治具３１を取り付ける取付部３２ａと、台車２の走行方向に突出する一対の突出部３２ｂ，３２ｂとが形成されている。取付部３２ａは、固定治具３１の側面に沿うように円弧状に形成されている。これにより、固定治具３１はホルダ３２に対し摺動可能に保持され、超音波の送受信方向を調整することができる。固定治具３１は、貫通孔３２ｃを貫通するボルト等の固定具により取付部３２ａに固定される。 一対の保持輪３３，３３は、一対の突出部３２ｂ，３２ｂにそれぞれ軸３３ａを介して転動可能に走行方向前後に設けられている。保持輪３３には、マグネット３３ｂが内蔵され、鋼管１００に密着させて走行させることができる。 ホルダ取付板３４は板状体よりなり、アーチ状部３５とこのアーチ状部３５から第一台車２ａの走行方向前後に突出する一対の取付部３６，３６が設けられている。この取付部３６は、先のホルダ３２の突出部３２ｂに対向するように設けられる。 取付部３６には、長孔３７が設けられると共にその内部に球面ベアリング３８が取り付けられている。球面ベアリング３８の軸３８ａの一端は、ホルダ３２の突出部３２ｂに固定される。これにより、ホルダ３２は軸３８ａ周りで摺動可能となり、一対の保持輪３３，３３を鋼管１００に均等接触させる。従って、探触子３の湾曲面１００ａに対する入射角度を一定に保つことができる。 次に、図８を参照しながら、台車２の走行状態について説明する。 上述したように、短レール４１の底面４１ａは平坦であり、短レール４１はマグネット４４によりその長手方向中央部で鋼管１００に吸着する。この中央部に接続部４３を設けているので、短レール４１は鋼管１００上でバランスが保たれる。また、短レール４１はその中央部で湾曲面１００ａと接するので、湾曲面１００ａからの距離は接続部４３の高さＨ１のみとなる。よって、台車２への接続部４３に乗り上げる際に生じる上下動を最小限に抑制することができる。しかも、短レール４１の底面４１ａと鋼管１００の湾曲面１００ａとの距離（高さ）Ｈ２は、短レール４１の両端部に向かう程大きくなる。よって、底面４１ａは、接続部４３間で転動する各車輪２２，２８が貫通溝４２から脱輪しないようにガイドする。 また、一対の動輪２２，２２間の距離Ｌ１は、接続部４３間の距離Ｌ２より小である。そのため、一方の動輪２２が接続部４３に乗り上げたとしても、他方の動輪２２は貫通溝４２内に位置する。従って、台車２の走行時において、動輪２２のいずれか一方は、常に貫通溝４２内で鋼管１００に吸着し、台車２をレール４内で安定走行させることができる。しかも、動輪２２の一方が接続部４３に乗り上げた際に生じる台車本体２０の傾きは、シャフト２７の付勢手段２７ａ及び直動ベアリング２６ｂにより緩和される。さらに、台車本体２０に連結された探触子支持部３０の傾きは、ホルダ取付板３４の球面ベアリング３８により緩和される。これらにより、台車２の走行中、探触子３は超音波を安定して送受信することができる。 最後に、本発明の他の実施形態の可能性について言及する。なお、上述の実施形態と同様の部材には同一の符号を附してある。 上記実施形態において、レールブロック４０をチャンネル材ではなく、例えば平板に貫通溝４２として切り込みを形成して構成しても構わないが、強度の点で上記実施形態が優れている。 上記実施形態において、一対の第一、第二台車２ａ，２ｂを用いて検査したが、送受信可能な探触子を用いて１台の台車のみで検査することも可能である。また、台車２を管周方向Ｙに走行させて走査したが、管軸方向Ｘにレール４を設けて走査することも可能である。 本発明は、鋼管の他、容器等の一部に湾曲面を有する被検査体の減肉等の欠陥を検査する検査装置及び検査方法として利用することができる。１：検査装置、２：台車、２ａ：第一台車、２ｂ：第二台車、３：探触子、３ａ：送信子、３ｂ：受信子、４：レール、５：パルサー、６：レシーバー、７：Ａ／Ｄコンバータ、８：モータドライバ、９：モータコントローラー、１０：ＰＣ、１１：入出力装置、２０：台車本体、２０ａ：フレーム板、２０ｂ：カバー、２１：パルスモータ、２１ａ：モータ軸、２２：動輪、２２ａ：軸、２２ｂ：マグネット、２３ａ〜２３ｃ：第一〜第三プーリー、２４：タイミングベルト、２５：モータ固定板、２５ａ：取付孔、２５ｂ：長孔、２５ｃ：貫通孔、２６：ガイド部、２６ａ：サポート部材、２６ｂ：直動ベアリング、２７：シャフト、２７ａ：コイルばね（付勢手段）、２８：補助輪、２８ａ：軸、２８ｂ：マグネット、２９：支持部材、３０：探触子支持部、３１：固定治具、３１ａ：受部、３１ｂ：貫通孔、３２：ホルダ、３２ａ：取付部、３２ｂ：突出部、３２ｃ：貫通孔、３３：保持輪、３３ａ：軸、３３ｂ：マグネット、３４：ホルダ取付板、３５：アーチ状部、３６：取付部、３７：長孔、３８：球面ベアリング、３８ａ：軸、３８ｂ：ベアリング固定板、４０：レールブロック、４１：短レール、４１ａ：底面、４１ｂ：側面、４１ｃ：取付孔、４２：貫通溝、４３：接続部、４３ａ：斜面、４４：マグネット、５０：連結部材、５１：ボルト、５２：継板、１００：被検査体（鋼管）、１００ａ：表面（湾曲面）、１０１：検査対象部、１０２：架台、Ｄ：欠陥部、Ｌ１，Ｌ２：距離、Ｈ１，Ｈ２：高さ、Ｒ：転動方向、Ｘ：管軸方向、Ｙ：管周方向探触子を備えた台車と、この台車を被検査体上で走行させるレールとを備え、前記台車を走行させて前記被検査体を検査する検査装置であって、前記被検査体は少なくとも一部が湾曲した湾曲面を有し、前記台車は、モータ及びこのモータにより駆動する一対の動輪を有する台車本体と、前記探触子を支持する探触子支持部とを備え、前記レールは、一対の短レールを中間の接続部で接続してなるレールブロックを複数備えると共にこれらレールブロックを屈曲可能に連結してなり、前記台車の走行時において、前記一対の動輪の少なくとも一方は前記一対の短レールの貫通溝を介して前記湾曲面に接する検査装置。前記接続部は前記短レールの長手方向の略中央部に形成されており、前記接続部近傍にマグネットを設けてある請求項１記載の検査装置。前記台車本体は、走行方向の前後に一対の補助輪をさらに有する請求項１又は２記載の検査装置。前記探触子支持部は、前記レールの外部の前記被検査体上を転動する第二の車輪を一対有し、この第二車輪はマグネットを内蔵してある請求項１〜３のいずれかに記載の検査装置。前記被検査体は管である請求項１〜４のいずれかに記載の検査装置。前記台車及び前記レールを各一対設け、これら両台車を同期させて走行させる請求項１〜５のいずれかに記載の検査装置。請求項１〜６のいずれかに記載の検査装置を用いた検査方法であって、前記被検査体は少なくとも一部が湾曲した湾曲面を有し、前記台車は、モータ及びこのモータにより駆動する一対の動輪を有する台車本体と、前記探触子を支持する探触子支持部とを備え、前記レールは、一対の短レールを中間の接続部で接続してなるレールブロックを複数備えると共にこれらレールブロックを屈曲可能に連結してなり、前記レールを前記湾曲面上に取り付け、前記一対の動輪の少なくとも一方が前記一対の短レールの貫通溝を介して前記湾曲面に接するように前記台車を走行させて前記被検査体を検査する検査方法。前記レールを前記湾曲面上に一対取り付けると共に各レールに前記台車をそれぞれ配置し、これら両台車を同期させて走行させる請求項７記載の検査方法。 【課題】 簡素な構造でありながら配管等の湾曲面上で台車を安定走行させて検査することの可能な検査装置及びこれを用いた検査方法を提供すること。【解決手段】 探触子を備えた台車と、この台車を被検査体上で走行させるレール４とを備え、台車を走行させて被検査体を検査する。被検査体は少なくとも一部が湾曲した湾曲面１００ａを有する。台車は、モータ及びこのモータにより駆動する一対の動輪２２，２２を有する台車本体と、探触子を支持する探触子支持部とを備える。レール４は、一対の短レール４１，４１を中間の接続部４３で接続してなるレールブロック４０を複数備えると共にこれらレールブロック４０を屈曲可能に連結してなる。台車の走行時において、一対の動輪２２，２２の少なくとも一方は一対の短レール４１，４１の貫通溝を介して湾曲面１００ａに接する。【選択図】 図８