JPH06331611A - リング状構造物の自動探傷装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 リング状構造物の欠陥検査作業を、多大な労
力を要することなく安全に行なうことができ、欠陥位置
のデータの信頼性を向上できる自動探傷装置を提供す
る。 【構成】 キルンタイヤ自動探傷装置は、走行台車５
と、この走行台車５に搭載された超音波探傷装置６と、
走行台車５を制御する制御装置とにより構成されてい
る。走行台車５には、キルンタイヤ外周面に磁力吸着し
つつ同外周面上を周方向に走行する駆動マグネットロー
ラ１３ａ、１３ｂと、キルンタイヤの側面に接触するサ
イドローラ２０ａ、２０ｂと、駆動モータ１４ａ、１４
ｂとが備えられている。また、超音波探傷装置６には、
キルンタイヤの幅方向に移動するための駆動モータ４７
が接続されている。さらに、走行台車５には、欠陥マー
キング機構５３、接触媒質供給機構、清掃用エアノズル
８１等が備えられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、たとえば、セメントプ
ラント用ロータリーキルンのキルンタイヤ等のリング状
構造物において、欠陥検査を自動で行なうことのできる
自動探傷装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】リング状構造物の代表的なものとして、
セメントプラント用ロータリーキルン（回転式焼成炉）
のキルンタイヤがある。このロータリーキルンは、鉄製
の大きな円筒を若干傾けて横方向に設置した炉体であっ
て、その上部からセメント原料を入れて、ロータリーキ
ルンを回転させながら、セメント原料を移動させつつ加
熱して焼成を行なう装置である。

【０００３】この装置において、キルンタイヤは、たと
えば直径７ｍ、幅１ｍ、総重量１００ｔといった巨大な
スチール製リングであって、ロータリーキルンを支える
とともに、駆動リムと接触してロータリーキルンを回転
させるためにロータリーキルン１基に対して３〜４箇所
設置されるものである。キルンタイヤは、常に高荷重や
高熱負荷のもとで、かつ風雨にさらされるという苛酷な
環境で使用されるものであるが、このキルンタイヤが破
損すると、それはロータリーキルンの停止につながり、
ひいてはセメントプラント全体の運転停止を招いてしま
うことになる。したがって、年１〜２回のロータリーキ
ルンの定期点検期間に合わせて、キルンタイヤの検査作
業を行なっているが、この検査作業は、大規模な足場を
構築し、作業者の人手によって全キルンタイヤの全外周
面に対して超音波探傷作業を行なうことにより欠陥箇所
を発見するというものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
キルンタイヤの検査作業においては、検査作業の前段階
としての大規模な足場の構築作業に多大の労力が必要と
されるばかりではなく、その作業は、作業者が足場に乗
って行なう、いわゆる高所作業であるので、作業に危険
が伴うという問題があった。また、欠陥箇所を発見した
場合には、作業者がその位置を手書きによって書き留め
る方法を取っているが、この方法ではデータの信頼性に
限度があるので、後の欠陥補修作業が円滑に行なわれな
いということが懸念されていた。なお、この問題はキル
ンタイヤに限るものではなく、他の大規模なリング状構
造物にも共通した問題となっている。

【０００５】本発明は、前記の課題を解決するためにな
されたものであって、リング状構造物の検査作業を多大
な労力を要することなく、安全に行ない得るとともに、
欠陥位置のデータの信頼性を向上させることのできるリ
ング状構造物の自動探傷装置を提供することを目的とす
るものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、請求項１記載のリング状構造物の自動探傷装置
は、リング状構造物に対して磁力吸着によって装着する
ための装着手段を有し、前記リング状構造物の外周面上
を周方向に走行自在に構成された走行台車と、この走行
台車に搭載され前記リング状構造物の外周面の欠陥を探
知する超音波探傷装置と、前記走行台車の走行をこの走
行台車と離間した位置から制御する制御装置を具備して
なることを特徴とするものである。

【０００７】また、請求項２記載のリング状構造物の自
動探傷装置は、前記走行台車が、フレームに、前記リン
グ状構造物の外周面に磁力吸着するとともに同外周面上
を走行することにより前記装着手段を構成する駆動マグ
ネットローラと、リング状構造物の側面に接触して前記
走行台車を保持するサイドローラと、前記駆動マグネッ
トローラを回転駆動する駆動機構とが設けられた構成と
されていることを特徴とするものである。

【０００８】また、請求項３記載のリング状構造物の自
動探傷装置は、前記超音波探傷装置が、前記走行台車上
に前記リング状構造物の幅方向に移動自在に取り付けら
れ、前記走行台車に、前記超音波探傷装置を前記幅方向
に移動させる駆動機構を設けたことを特徴とするもので
ある。

【０００９】また、請求項４記載のリング状構造物の自
動探傷装置は、前記走行台車に、前記超音波探傷装置が
探知したリング状構造物の外周面の欠陥位置上に塗料を
噴射させる欠陥マーキング機構を備えたことを特徴とす
るものである。

【００１０】また、請求項５記載のリング状構造物の自
動探傷装置は、前記走行台車に、前記超音波探傷装置の
超音波探触子とリング状構造物の外周面との間の空間に
接触媒質を供給する接触媒質供給機構を備えたことを特
徴とするものである。

【００１１】また、請求項６記載のリング状構造物の自
動探傷装置は、前記走行台車のフレームが、前フレーム
と後フレームとに別体として構成されるとともに、これ
ら前および後フレームにはそれぞれ前記駆動マグネット
ローラが設けられ、かつこれら前および後フレームは、
リング状構造物の接線方向に沿って位置される軸により
互いに回動自在に連結された構成とされていることを特
徴とするものである。

【００１２】また、請求項７記載のリング状構造物の自
動探傷装置は、前記超音波探傷装置に、この超音波探傷
装置の超音波探触子をリング状構造物の方向に付勢する
付勢装置を備えるとともに、この超音波探触子の周囲に
はガイドプレートを備えたことを特徴とするものであ
る。

【００１３】また、請求項８記載のリング状構造物の自
動探傷装置は、前記走行台車に、前記超音波探傷装置の
前方に位置して設置され、リング状構造物の外周面に向
けてエアを噴出する清掃用エアノズルを備えたことを特
徴とするものである。

【００１４】

【作用】請求項１ないし請求項３記載のリング状構造物
の自動探傷装置によれば、駆動マグネットローラ、サイ
ドローラおよび駆動機構を有する走行台車は、制御装置
によって制御されてリング状構造物の外周面上を周方向
に自動走行する。さらに、この走行台車に搭載された超
音波探傷装置はリング状構造物の幅方向に移動自在にさ
れているので、前記走行台車の移動と超音波探傷装置の
移動を組み合わせると、この超音波探傷装置はリング状
構造物の外周面上をくまなく移動して同外周面の欠陥位
置を確実に探知することができる。したがって、作業者
が制御装置を操作して走行台車および超音波探傷装置を
作動させることによって、自動的に欠陥検査作業を行な
うことができる。

【００１５】請求項４記載のリング状構造物の自動探傷
装置によれば、走行台車に備えられた欠陥マーキング機
構によって、超音波探傷装置が探知したリング状構造物
の外周面の欠陥位置上に塗料が噴射されるので、欠陥検
査終了後に欠陥位置を容易に判別することができる。

【００１６】請求項５記載のリング状構造物の自動探傷
装置によれば、走行台車に備えられた接触媒質供給機構
によって、超音波探傷装置の超音波探触子とリング状構
造物の外周面との間の空間に、超音波探傷に必要な接触
媒質が供給されるので、走行台車の外部から接触媒質を
供給する必要がなく、超音波探傷装置は超音波探傷を円
滑に実施することができる。

【００１７】請求項６記載のリング状構造物の自動探傷
装置によれば、走行台車のフレームがそれぞれ別体とさ
れ、軸によって連結される前フレームと後フレームとで
構成されているので、リング状構造物の外周面上に凹凸
部が存在して、その凹凸部により走行台車の各駆動マグ
ネットローラの高さが変わるようなことがあっても、前
記各フレームが前記軸を中心として相対的に回動するこ
とによって、各駆動マグネットローラはリング状構造物
の外周面に確実に接触することができる。

【００１８】請求項７記載のリング状構造物の自動探傷
装置によれば、超音波探傷装置には、超音波探触子を付
勢する付勢装置と、超音波探触子の前方から後方に延び
るガイドプレートとが備えられているので、超音波探触
子は、前記付勢装置によってリング状構造物側に押圧さ
れるとともに、リング状構造物の外周面の凹凸にかかわ
らず、ガイドプレートによって常にリング状構造物の外
周面に沿って円滑に移動することができる。

【００１９】請求項８記載のリング状構造物の自動探傷
装置によれば、走行台車に備えられた清掃用エアノズル
によって、エアが超音波探傷装置前方のリング状構造物
の外周面に向けて噴出されるので、噴出されたエアがリ
ング状構造物の外周面に付着した塵埃等の異物を飛散さ
せることによって、リング状構造物の外周面の欠陥のみ
を確実に検出することができる。

【００２０】

【実施例】以下、本発明をロータリーキルンのキルンタ
イヤに適用した場合の一実施例を図面に基づいて詳細に
説明する。図８は、ロータリーキルンにキルンタイヤ自
動探傷装置を取り付けた状態を示す図であって、符号１
は、地面２上に設置されたロータリーキルン、３はキル
ンタイヤ（リング状構造物）、４はロータリーキルンに
装着されたキルンタイヤ自動探傷装置（リング状構造物
の自動探傷装置）である。このキルンタイヤ自動探傷装
置４は、図１ないし図３に示す走行台車５および超音波
探傷装置６と、図６に示す制御装置７と、これらを接続
するケーブル８とによって概略構成されている。なお、
走行台車５は、キルンタイヤ３に装着されてキルンタイ
ヤ３上を走行するためのもの、超音波探傷装置６は、前
記走行台車５に搭載されてキルンタイヤ３外周面の欠陥
を探知するためのもの、制御装置７は、前記走行台車５
と離れた位置から走行台車５の動作を制御するためのも
のである。

【００２１】まず、図１ないし図５を用いて走行台車の
構成について説明する。走行台車５は、そのフレームが
前フレーム９と後フレーム１０とに２分割されて構成さ
れており、これらフレーム９、１０は、キルンタイヤ３
の周方向（接線方向）に沿う軸線をもつ走行本体継手１
１（軸）によって連結されるとともに、この走行本体継
手１１を中心軸として互いに回動自在に構成されてい
る。

【００２２】図１に示すように、前フレーム９の前部の
両側には、このフレーム９に支持された駆動軸１２ａに
駆動マグネットローラ１３ａ、１３ａが回転自在に支持
されている。この駆動マグネットローラ１３ａは磁力を
有するものであって、キルンタイヤ３上に配置した時に
この磁力によってキルンタイヤ３上に吸着して、走行台
車５全体をキルンタイヤ３上に確実に保持する機能を有
するものである。また、前フレーム９の前部には、駆動
モータ１４ａ（駆動機構）が固定されており、駆動モー
タ１４ａの回転力は動力伝達機構１５ａ（駆動機構）を
介して前記駆動軸１２ａに伝達されて、前記駆動マグネ
ットローラ１３ａ、１３ａを回転駆動させるようになっ
ている。

【００２３】前フレーム９の前部の両側部には、サイド
アーム１６ａ、１６ａがキルンタイヤ３の幅方向に移動
自在に支持され、さらに、このサイドアーム１６ａ、１
６ａに支持されたボルト１７ａ、１７ａを中心としてロ
ーラアーム１８ａ、１８ａが回動自在に支持されてい
る。また、前記ローラアーム１８ａの下端には軸１９が
形成され、この軸１９にはサイドローラ２０ａが回転自
在に支持されている。このサイドローラ２０ａは、キル
ンタイヤ３の側面に常に接触して、走行台車５の走行に
伴って前記側面上を転動するものであって、走行台車５
の走行方向を確実にキルンタイヤ３の周方向と平行に保
持する役目を果たすものである。

【００２４】ここで、図４に示すように、前記サイドア
ーム１６ａは、前フレーム９に固定されたサイドアーム
クランプシリンダ２１ａの軸２２に固定されており、こ
の軸２２が往復運動を行なうことによってサイドアーム
１６ａがキルンタイヤ３の幅方向に伸縮できるようにな
っている。また、前記ローラアーム１８ａの軸心とサイ
ドアーム１６ａの軸心との角度は、前記ボルト１７ａお
よびナットの緊定解除および緊定作業を行なうことによ
って変更できるようになっている。したがって、これら
の構成により、たとえ検査を行なうキルンタイヤ３の幅
やテーパ形状が異なる場合であっても、常にサイドロー
ラ２０ａはキルンタイヤ３の側面に接触するように調整
することができる。

【００２５】前フレーム９の前記動力伝達機構１５ａの
側方には、走行位置検出機構２３が設けられている。図
５に示すように、この走行位置検出機構２３は、前フレ
ーム９に固定された軸２４にローラ支持部材２５が軸２
４ａを中心として回動自在に支持され、さらに、ローラ
支持部材２５に固定された軸に位置検出ローラ２６が回
転自在に支持されている。この位置検出ローラ２６は、
スプリング２７によりローラ支持部材２５がキルンタイ
ヤ３方向に押圧されることによって、キルンタイヤ３外
周面に常に接触して、走行台車５の走行に伴って前記外
周面に沿って転動するようになっている。そして、位置
検出ローラ２６の回転数は、回転伝達機構２８を経て前
フレーム９に固定された走行位置検出器２９に伝達され
るようになっており、この走行位置検出器２９は前記回
転数に基づいて、走行台車５のキルンタイヤ３上の現在
位置を検出できるように構成されている。なお、この走
行位置検出機構２３が走行台車５の現在位置を検出する
際には、検査開始段階において、走行台車５に設置され
た図示しない基準位置検出センサが、キルンタイヤ３の
側面に埋設された図示しない基準位置マグネットを検出
して、その位置を座標の原点とし、その位置からのずれ
によって走行台車５のキルンタイヤ３上の現在位置が検
出されるようになっている。

【００２６】また、前フレーム９の後部には、キルンタ
イヤ３の幅方向に延びるガイドレール３０（詳細は後述
する）が固定されている。

【００２７】つぎに、後フレーム１０の両側には、駆動
マグネットローラ１３ｂ、１３ｂが回転自在に支持され
ている。この駆動マグネットローラ１３ｂについては、
その支持構造および駆動手段は前述した前フレーム側の
ものと同様であって、駆動モータ１４ｂ（駆動機構）の
回転力が動力伝達機構１５ｂ（駆動機構）を介して駆動
軸１２ｂに伝達されて、回転駆動されるようになってい
る。

【００２８】また、後フレーム１０の両側部には、サイ
ドアーム１６ｂがサイドアームクランプシリンダ２１ｂ
によってキルンタイヤ３の幅方向に移動自在に支持さ
れ、さらに、このサイドアーム１６ｂに対してローラア
ーム１８ｂがボルト１７ｂによって回動自在に支持され
ている。また、前記ローラアーム１８ｂの下端にはサイ
ドローラ２０ｂが回転自在に支持されている。これらの
支持構造についても、前述した前フレーム側のものと同
様であって、このサイドローラ２０ｂも前フレーム側の
サイドローラ２０ａとともに作用して、キルンタイヤ３
の側面に常に接触することによって、走行台車５の走行
方向を確実にキルンタイヤ３の周方向と平行に保持する
役目を果たすものである。

【００２９】つぎに、超音波探傷装置について詳細に説
明する。この超音波探傷装置６は走行台車５上に搭載さ
れ、キルンタイヤ３の外周面上を移動して同外周面上の
欠陥を探知するためのものである。図３において、符号
３１はケーシングであり、このケーシング３１には支持
部材３２が固定され、この支持部材３２には、前記ガイ
ドレール３０を挟んで前後に２本ずつおよび上下に２本
ずつ、合計８本の軸３３、３３…が固定されており、ロ
ーラ３４、３４…がこの軸３３、３３…を中心として回
転自在に支承されている。このローラ３４は、ローラ３
４本体の両側面に側板３５、３５を設けてなるものであ
り、超音波探傷装置をガイドレール３０に設置した状態
においては、両側板３５、３５がガイドレール３０を挟
んで、超音波探傷装置６がガイドレール３０から離脱で
きないように構成されている。

【００３０】また、前記ケーシング３１にはエアシリン
ダ３６が固定されており、エアシリンダ３６本体から突
出するロッド３７の先端には、超音波探触子モジュール
３８が取り付けられている。そして、この超音波探触子
モジュール３８は、モジュール本体３８ａと、これに取
り付けられた超音波探触子３９およびガイドプレート４
０によって構成されている。ここで、超音波探触子３９
はキルンタイヤ３の欠陥を探知すべく発射される超音波
の反射波を検知するためのもの、ガイドプレート４０は
キルンタイヤ３外周面に沿いつつ超音波探触子３９を誘
導するためのものである。なお、超音波探触子３９には
ケーブルベア４１が接続され、このケーブルベア４１の
他端には、超音波探傷器４２（詳細は後述する）が接続
されている。

【００３１】また、前記ロッド３７は、エアシリンダ３
６本体とロッド３７の先端に設けられたストッパ４３と
の間に介装されたスプリング４４（付勢装置）によって
常時、キルンタイヤ３方向へ突出するように付勢されて
いる。したがって、ロッド３７に取り付けられた超音波
探触子モジュール３８は、キルンタイヤ３外周面に非常
に接近した位置に配置されるようになっている。一方、
前記ロッド３７と前記支持部材３２との間には、第１の
平行リンク４５ａがピン４６、４６を介して回動自在に
架設されており、さらに、前記ロッド３７と前記超音波
探触子モジュール３８との間には、第２の平行リンク４
５ｂがピン４６、４６を介して回動自在に架設されてい
る。

【００３２】この構成のもとに、前記超音波探触子モジ
ュール３８は、ケーシング３１とともにガイドレール３
０上をキルンタイヤ３の幅方向に移動できるようになっ
ている。また、エアシリンダ３６を駆動するとキルンタ
イヤ３の外周面に対する超音波探触子モジュール３８の
位置が変更できるようになっている。そして、超音波探
触子モジュール３８は、前記平行リンク４５ａ、４５ｂ
によって常にロッド３７の軸線方向、すなわちキルンタ
イヤ３の外周面に直交する方向に動作方向を維持され
て、往復運動できるようになっている。

【００３３】一方、前フレーム９の後部には、超音波探
傷装置６を移動させるための駆動モータ４７（駆動機
構）が固定されており、駆動モータ４７の回転力は動力
伝達機構４８（駆動機構）を経て軸４９に伝達されるよ
うになっている。軸４９にはプーリ５０ａが固定されて
いるが、図１に示すように、このプーリ５０ａは前フレ
ーム９の一方の端部に位置するものであり、これと対向
する側の端部には別のプーリ５０ｂが回転自在に支持さ
れている。これらプーリ５０ａ、５０ｂ間には横走査ベ
ルト５１が巻回されているとともに、この横走査ベルト
５１の一部には連結部材５２が固定されており、この連
結部材５２は前記ケーシング３１に固定された支持部材
３２に固定されている。

【００３４】この構成のもとに、前記駆動モータ４７を
駆動した際には、駆動モータ４７の回転力は動力伝達機
構４８を経てプーリ５０ａに伝達されてプーリ５０ａが
回転し、それに伴って横走査ベルト５１が回転すること
によって、横走査ベルト５１に固定された超音波探傷装
置６がガイドレール３０に沿ってキルンタイヤ３の幅方
向に移動するようになっている。

【００３５】つぎに、走行台車５に搭載された欠陥マー
キング機構について説明する。この欠陥マーキング機構
５３は後フレーム１０に設置されており、前記超音波探
傷装置６がキルンタイヤ３外周面上の欠陥を探知した際
に、欠陥位置上に塗料によるマーキングを施しておき、
検査終了後、欠陥補修作業を行なう際に欠陥位置を容易
に判別することができるようにするためのものである。

【００３６】図２に示すように、後フレーム１０上に
は、支持板５４が立設され、支持板５４には軸５５を介
して支持体５６が回転自在に支持されている。そして、
支持体５６にはスプレー缶５７が固定されている。この
スプレー缶５７にはペイントが充填されており、スプレ
ー缶５７上部のボタン５７ａを押圧することによって内
部のペイントが噴射孔５７ｂから噴射されるようになっ
ている。また、前記支持体５６の上部にはソレノイド５
８が設置され、さらに、支持体５４に固定された固定ピ
ン５９にＬ字状のレバー６０が回動自在に支持されてい
る。そして、レバー６０の一端とソレノイド５８の作動
子５８ａとはピンを介して回動自在に連結されている。
なお、前記のように、支持体５６にはスプレー缶５７と
ソレノイド５８が固定されているが、支持体５６の下方
側の重量が大きくなるように設計されており、走行台車
５がキルンタイヤ３上のどのような位置にあってもスプ
レー缶５７は必ず直立し、スプレー缶５７上部のボタン
５７ａが押圧されると、内部のペイントは確実に噴射孔
５７ｂから噴射されるようになっている。

【００３７】常態において、ソレノイド５８の作動子５
８ａは側方に突出しており、その場合にはレバー６０は
２点鎖線に示す位置にある。ところが、ソレノイド５８
が作動した場合には、作動子５８ａが引張されてレバー
６０が実線の位置に回動し、この際にレバー６０がスプ
レー缶５７のボタン５７ａを押すことによって内部のペ
イントが図示しないペイント供給管に供給されるように
なっている。このペイント供給管の先端は、前記超音波
探傷装置６に接触した図１における符号６２で示す位置
に配置され、その供給口がキルンタイヤ３の外周面に向
けて設置されている。したがって、前記超音波探傷装置
６がキルンタイヤ３外周面上の欠陥を探知した際には、
この欠陥マーキング機構５３は、後述する制御装置７か
らの信号によってソレノイド５８を作動させることによ
って、欠陥位置上にペイントによるマーキングを施すよ
うに構成されている。

【００３８】つぎに、走行台車５に搭載された接触媒質
供給機構について説明する。この接触媒質供給機構は、
超音波の反射波を検知する超音波探触子３９とキルンタ
イヤ３外周面との間の微小な空間に超音波を伝達するた
めの所定の粘度をもった液体、いわゆる接触媒質を供給
するものである。この接触媒質供給機構も走行台車５上
に設けられるものであって、後フレーム１０上に図示し
ないタンクが設けられ、このタンクの内部に接触媒質が
充填されている。前記タンクには図示しない媒質供給管
が連結されるとともに、この媒質供給管には図示しない
工場配管等から高圧エアが導入されるようになってお
り、この高圧エアが導入された時には、ベンチュリー作
用によってタンク内部の接触媒質が媒質供給管内に吸入
されて同管内を流動するようになっている。

【００３９】一方、この媒質供給管の先端は、前記超音
波探傷装置６の前方の、図１における符号６４で示す位
置に配置され、その供給口がキルンタイヤ３の外周面に
向けて設置されている。したがって、接触媒質は常時、
超音波探傷装置６の前方のキルンタイヤ３の外周面上に
供給され、同外周面上に付着した接触媒質上を前記超音
波探触子３９が移動することによって、超音波探傷装置
６は確実に超音波探傷を行なうことができるようになっ
ている。

【００４０】また、前記超音波探傷装置６前部にあたる
接触媒質供給口６４の側方には、清掃用エアノズル８１
がそのエア噴出口をキルンタイヤ３の外周面に向けて設
置されている。そして、この清掃用エアノズル８１に
は、図示しない工場配管等から高圧エアが導入されるよ
うになっており、エアがキルンタイヤ３の外周面に吹き
付けられることによってキルンタイヤ３の外周面上に付
着した塵埃等の異物を飛散させるようになっている。

【００４１】つぎに、制御装置について説明する。制御
装置７は、図８に示したように、前記説明した走行台車
５とは離れた地上に設置され、走行台車５とはケーブル
８によって接続されるものであって、走行台車５の種々
の動作を制御するためのものである。図６は、制御装置
７の構成を表わすブロック図であるが、この図に示した
ように、制御装置７は、制御部６５とデータ判別部６６
とによって概略構成されている。

【００４２】まず、制御部６５について説明する。計数
部６７は、走行台車５に設置された前記走行位置検出機
構２３からの信号を受けて、走行台車５の現在位置をデ
ィジタル信号に変換するためのもの、設定入力部６８
は、走行台車５の軌道および検査範囲等のデータを作業
者が入力するためのものである。また、装置制御および
演算処理部６９は、前記設定入力部６８からのデータを
基準として計数部６７からの走行台車５の位置信号を比
較しつつ走行台車５の移動を制御するとともに、データ
表示部７０に各種データ信号を送信するためのものであ
る。マーカー部７１およびドライバー部７２は、装置制
御および演算処理部６９からの信号を受けて、それぞれ
走行台車５の欠陥マーキング機構５３、および各駆動モ
ータ１４ａ、１４ｂ、４７に作動信号を与えるためのも
のである。なお、データＩ／Ｏ部７３は前記各部間に介
在するインタフェイスである。

【００４３】つぎに、データ判別部６６は、超音波探傷
器４２とデータ判別ユニット７４によって構成されてい
る。超音波探傷器４２は、前記超音波探傷装置６の超音
波探触子３９が検知した反射波強度の信号を画面上に連
続波形として表示する機器であり、探知されたキルンタ
イヤ３の欠陥は波形のピークとして表示されるようにな
っている。また、データ判別ユニット７４は、ある一定
レベルの信号を基準値として持ち、前記波形のピークを
その基準値と比較して、そのピークが欠陥として判定さ
れるべき有意なデータであるか否かを判別するためのも
のである。そして、明らかに欠陥として判定されたデー
タが検知された場合には、その信号が前記制御部６５の
データＩ／Ｏ部７３を介して、装置制御および演算処理
部６９に送信されるように構成されている。

【００４４】ここで、前記構成のキルンタイヤ自動探傷
装置４を用いてキルンタイヤ３上の欠陥を検査する方法
について以下、説明する。図７は、キルンタイヤ自動探
傷装置４の設置方法を示す図であって、符号３はキルン
タイヤ、７５は駆動リム、２は地面、７は制御装置、８
はケーブル、５は走行台車、そして、７６はセッティン
グ梯子（詳細は後述する）である。

【００４５】まず、制御装置７を地上のキルンタイヤ３
近傍の適当な位置に配置する。そこで、ロータリーキル
ン１を停止させた状態において、セッティング梯子７６
を地面２上からキルンタイヤ３の外周面上に架設する。
このセッティング梯子７６は、２本のアルミフレーム７
７がその間隔を調整可能なように横板７８に支持された
ものであって、さらに、これらアルミフレーム７７、７
７の間には、フレームと平行な方向に延びる２枚の細長
い鉄板８０が横板７８に支持されている。なお、この２
枚の鉄板８０、８０の間隔は、前記走行台車５の左右１
対の駆動マグネットローラ１３ａ、１３ｂの間隔と一致
するように設定されている。

【００４６】ここで、作業者は、走行台車５の各サイド
ローラ２０ａ、２０ｂが各アルミフレーム７７の側面に
接触するように、また、各駆動マグネットローラ１３
ａ、１３ｂが各鉄板８０の上面に位置するように、走行
台車５を前記セッティング梯子７６の下部に装着する。
その後、作業者が制御装置７から指示を与えることによ
って、走行台車５はセッティング梯子７６に沿って、下
部から上部に昇っていきセッティング梯子７６からキル
ンタイヤ３へと乗り移って、キルンタイヤ３に装着され
るようになっている。なお、この際には、セッティング
梯子７６の２本のアルミフレーム７７、７７の間隔は、
キルンタイヤ３の幅に一致するように調節されているの
で、走行台車５の各サイドローラ２０ａ、２０ｂはセッ
ティング梯子７６を経て、そのままキルンタイヤ３の側
面に接触するようになっている。

【００４７】つぎに、前記のような方法によって走行台
車５をキルンタイヤ３上に装着した後に、走行台車５お
よび走行台車５に搭載された超音波探傷装置６を制御装
置７によって検査前の初期位置に誘導する。本実施例の
場合、走行台車の初期位置は図７における符号７９の位
置、また、超音波探傷装置６の初期位置は走行台車５上
の右端部の位置とする。なお、この時、ロータリーキル
ンを操作して、符号７９の位置には図示しない前記基準
位置マグネットが位置するようにしておく。初期位置に
誘導された後、超音波探傷装置６はキルンタイヤ３の外
周面上を移動して超音波探傷を開始するが、まず、超音
波探傷装置６が前記初期位置からキルンタイヤ３の幅方
向に移動して一側端に達した時に、走行台車５はキルン
タイヤ３の周方向にわずか前進する。そして、超音波探
傷装置６はキルンタイヤ３の幅方向に前記と逆方向に移
動して一側端に達した時に、走行台車５はキルンタイヤ
３の周方向にわずか前進する。以降、走行台車５および
超音波探傷装置６はこの動作を同様に繰り返していく。

【００４８】すなわち、本実施例の場合、（１）超音波
探傷装置６の右端部から左端部への移動、（２）走行台
車５の微小距離の前進、（３）超音波探傷装置６の左端
部から右端部への移動、（４）走行台車５の微小距離の
前進、という前記（１）〜（４）の動作を１サイクルと
して、走行台車５および超音波探傷装置６はこのサイク
ルを繰り返していく。これにより、超音波探傷装置６は
キルンタイヤ３の外周面上をくまなく移動して超音波探
傷を行なうことができる。

【００４９】ところで、超音波探傷作業において、超音
波探傷装置６がキルンタイヤ３上に異常を探知し、かつ
前記制御装置７のデータ判別部６６がその異常が明らか
に欠陥であると判断した場合には、欠陥マーキング機構
５３が作動してその欠陥位置上にマーキングを施すわけ
であるが、実際には、超音波探触子３９の位置と欠陥マ
ーキング機構５３のペイント供給口６２の位置とは異な
っているので、欠陥位置は制御装置７の装置制御および
演算処理部６９に一旦記憶されて、後でペイント供給口
６２が欠陥位置上に移動してきた時に、制御装置７は欠
陥マーキング機構５３を作動させるわけである。

【００５０】ところが、キルンタイヤ３の下部側には、
ロータリーキルン１を駆動させるための駆動リム７５等
の部材が接触しているので、前記走行台車５はキルンタ
イヤ３の全外周面上を移動することは不可能である。そ
こで、走行台車５を、図７の符号７９で示した初期位置
から移動を開始させると、キルンタイヤ３の上半周面の
検査を完了した時点で一旦初期位置７９まで戻し、さら
には、前記セッティング梯子７６を下降させて、地上近
傍まで移動させるようにする。そこで、作業者は、次に
検査すべきキルンタイヤ３に走行台車５を装着し直し、
以下、前記と全く同様な手順によってキルンタイヤ３の
上半周面の検査を実施する。そして、ロータリーキルン
１の３〜４箇所に設置された全てのキルンタイヤ３に対
して同様に上半周面の検査を完了した後に、ロータリー
キルン１を１／２回転させ、さらに、前記と全く同様な
手順によってキルンタイヤ３の上半周面の検査を実施す
ると、全キルンタイヤ３の全外周面の検査を完了するこ
とができるのである。

【００５１】以下、本実施例のキルンタイヤ自動探傷装
置の効果について説明する。本実施例のキルンタイヤ自
動探傷装置４は、地上に設置した制御装置７からの信号
によって、前記走行台車５がキルンタイヤ３上を移動し
つつ、超音波探傷装置６が超音波探傷を行なうように構
成されているので、作業者は地上において、制御装置７
を操作すること、および走行台車５を前記セッティング
梯子７６を用いてキルンタイヤ３に装着させること、の
２つの作業を行なうだけで欠陥検査作業を実施すること
ができる。したがって、従来の場合のように、検査のた
めに大規模な足場を構築し、作業者がその足場上で超音
波探傷を行なうといった、多大な労力を要し、危険を伴
う作業が不要になるので、検査作業全体を合理的、かつ
安全に行なうことができるようになる。

【００５２】また、本装置によって探知された欠陥位置
は、走行台車５に搭載された走行位置検出機構２３が制
御装置７の計数部６７を経てディジタル信号化されると
ともに、その信号データが制御装置７の装置制御および
演算処理部６９に記憶されたり、データ表示部７０に表
示されたりするものである。すなわち、欠陥位置のデー
タを取得するに際して、従来の場合のように、作業者が
目で見たり、手で書き留めたりといった、作業者の能力
が介在することがないので、そのデータの信頼性を向上
させることができる。

【００５３】また、前記制御装置７に接続された欠陥マ
ーキング機構５３の作用によって、前記欠陥上の正確な
位置にペイントによるマーキングが施されるので、検査
作業とその後の欠陥補修作業との期間が空いて、その間
にマーキング箇所が風雨にさらされるようなことがあっ
てもそのマーキングは消失することがなく、欠陥補修作
業時の目安に十分なり得るものである。

【００５４】また、前記接触媒質供給機構が走行台車５
に搭載されているので、超音波探傷に必要な接触媒質
を、走行台車５の外部から別の手段を用いて供給する必
要がなく、さらに、媒質供給管の供給口６４が超音波探
傷装置６のわずか前方に配置されているので、超音波探
触子３９が絶えず接触媒質に接触することによって、超
音波探傷を安定して行なうことができる。

【００５５】また、走行台車５のフレームは、前フレー
ム９と後フレーム１０とが走行本体継手１１を中心軸と
して互いに回動自在に構成されているので、キルンタイ
ヤ３の外周面に凹凸部が存在して各駆動マグネットロー
ラ１３ａ、１３ｂの高さが変わるようなことがあって
も、その場合には、前フレーム９と後フレーム１０とが
相対的に回動して、各駆動マグネットローラ１３ａ、１
３ｂは確実にキルンタイヤ３の外周面に接触し、同外周
面との吸着状態を保持することができる。

【００５６】また、超音波探傷装置６を構成する超音波
探触子モジュール３８には、超音波探触子３９およびこ
れを囲むガイドプレート４０が設けられているので、こ
のガイドプレート４０はキルンタイヤ３外周面に沿いつ
つ超音波探触子３９を誘導して、たとえば同外周面に凹
部があっても、この凹部に超音波探触子３９が落ち込む
ことで超音波探触子３９を破損させたり、超音波探傷装
置６の移動を不安定にするといった問題を解消すること
ができる。

【００５７】また、前記超音波探傷装置６前部には清掃
用エアノズル８１が設置されているので、キルンタイヤ
３の外周面に吹き付けられたエアによってキルンタイヤ
３の外周面上に付着した塵埃等の異物が飛散するため、
超音波探傷装置６が前記異物を欠陥として誤検出する率
を減少することができ、欠陥自体の検出率を向上させる
ことができる。

【００５８】なお、以上に本発明の一実施例を説明した
が、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、各
部の具体的な構成において、種々の設計的な変更を行な
い得ることは勿論である。しかしながら、超音波探傷装
置を搭載する走行台車がキルンタイヤに対して磁力吸着
によって装着されるという、本発明の主要な作用が達成
されるためには、走行台車の重量と磁力強度とのバラン
スや、走行台車の各構成要素の強度設計等については十
分な配慮が必要である。

【００５９】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、請求項１な
いし請求項３記載のリング状構造物の自動探傷装置によ
れば、駆動マグネットローラ、サイドローラおよび駆動
機構が備えられた走行台車は、制御装置によってリング
状構造物の外周面上を周方向に走行し、超音波探傷装置
はリング状構造物の幅方向に移動するので、この結果、
超音波探傷装置はリング状構造物の外周面上をくまなく
移動して同外周面上の欠陥位置を確実に探知することが
できる。したがって、作業者は、前記走行台車と離間し
た位置から制御装置を操作することによって自動的にリ
ング状構造物の欠陥検査作業を行なうことができる。す
なわち、従来の欠陥検査作業の場合のように、検査のた
めに大規模な足場を構築し、作業者がその足場上で超音
波探傷を行なうといった、労力を要し、かつ危険を伴う
作業が不要となるので、検査作業全体を合理的、かつ安
全に行なうことができるようになる。

【００６０】また、請求項４記載のリング状構造物の自
動探傷装置によれば、前記走行台車に備えられた欠陥マ
ーキング機構によって、超音波探傷装置が探知したリン
グ状構造物外周面上の欠陥位置上に塗料が自動的に噴射
されるので、従来の欠陥検査作業の場合のように、作業
員が手書きによってこの欠陥位置をデータに書き留める
といった作業は不要になり、欠陥位置のデータの信頼性
を向上させることができる。

【００６１】また、請求項５記載のリング状構造物の自
動探傷装置によれば、前記走行台車に備えられた接触媒
質供給機構によって、超音波探傷装置の超音波探触子と
リング状構造物外周面との間の空間に超音波探傷に必要
な接触媒質が供給されるので、走行台車外部から接触媒
質を供給する必要がなく、超音波探傷装置は欠陥位置を
確実に探知することができる。

【００６２】また、請求項６記載のリング状構造物の自
動探傷装置によれば、前記走行台車のフレームが前フレ
ームと後フレームによって構成され、これらフレームが
軸によって互いに回動自在に連結されているので、たと
えばリング状構造物の外周面上に凹凸部が存在して、そ
の凹凸部により走行台車の各駆動マグネットローラの高
さが変わるようなことがあっても、各駆動マグネットロ
ーラは、リング状構造物の外周面上に確実に吸着して、
走行台車全体をリング状構造物上に安定して装着させる
効果を奏することができる。

【００６３】また、請求項７記載のリング状構造物の自
動探傷装置によれば、前記超音波探傷装置には、付勢装
置とガイドプレートとが備えられているので、超音波探
傷装置の超音波探触子は、前記付勢装置の作用により、
常時、リング状構造物側に近接して配置されるととも
に、前記ガイドプレートの作用により、リング状構造物
外周面の凹凸にかかわらず、同外周面に沿って円滑に移
動できるため、この超音波探傷装置は安定して欠陥検査
を行なうことができる。

【００６４】また、請求項８記載のリング状構造物の自
動探傷装置によれば、清掃用エアノズルによりエアが超
音波探傷装置前方のリング状構造物の外周面に向けて噴
出されるので、エアがリング状構造物の外周面に付着し
た塵埃等の異物を飛散させることによって、超音波探傷
装置が前記異物を欠陥として誤検出することがなくな
り、欠陥自体の検出率を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のリング状構造物の自動探傷装置をキル
ンタイヤに適用した場合の一実施例における走行台車を
示す平面図である。

【図２】同、正面図である。

【図３】図１におけるＸ−Ｘ線に沿う側断面図である。

【図４】前記走行台車のサイドアーム部分を拡大視した
図である。

【図５】前記走行台車の走行位置検出機構部分を拡大視
した図である。

【図６】本実施例における制御装置を示すブロック図で
ある。

【図７】本実施例のキルンタイヤ自動探傷装置をキルン
タイヤに設置する方法を示す図である。

【図８】本実施例のキルンタイヤ自動探傷装置をキルン
タイヤに取り付けた状態を示す図である。

【符号の説明】

１ ロータリーキルン ３ キルンタイヤ（リング状構造物） ４ キルンタイヤ自動探傷装置（リング状構造物の自
動探傷装置） ５ 走行台車 ６ 超音波探傷装置 ７ 制御装置 ９ 前フレーム １０ 後フレーム １１ 走行本体継手（軸） １３ａ、１３ｂ 駆動マグネットローラ １４ａ、１４ｂ 駆動マグネットローラ用駆動モータ
（駆動機構） １５ａ、１５ｂ 駆動マグネットローラ用動力伝達機構
（駆動機構） ２０ａ、２０ｂ サイドローラ ３９ 超音波探触子 ４０ ガイドプレート ４４ スプリング（付勢装置） ４７ 超音波探傷装置用駆動モータ（駆動機構） ４８ 超音波探傷装置用動力伝達機構（駆動機構） ５３ 欠陥マーキング機構 ８１ 清掃用エアノズル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大野 光夫 茨城県稲敷郡東村大字釜井字立切1720 石 川島検査計測株式会社霞ヶ浦事業所内 (72)発明者 穂積 清介 茨城県稲敷郡東村大字釜井字立切1720 石 川島検査計測株式会社霞ヶ浦事業所内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 リング状構造物に対して磁力吸着によっ
   て装着するための装着手段を有し、前記リング状構造物
   の外周面上を周方向に走行自在に構成された走行台車
   と、この走行台車に搭載され前記リング状構造物の外周
   面の欠陥を探知する超音波探傷装置と、前記走行台車の
   走行をこの走行台車と離間した位置から制御する制御装
   置を具備してなることを特徴とするリング状構造物の自
   動探傷装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載のリング状構造物の自動探
   傷装置において、前記走行台車は、フレームに、前記リ
   ング状構造物の外周面に磁力吸着するとともに同外周面
   上を走行することにより前記装着手段を構成する駆動マ
   グネットローラと、リング状構造物の側面に接触して前
   記走行台車を保持するサイドローラと、前記駆動マグネ
   ットローラを回転駆動する駆動機構とが設けられている
   ことを特徴とするリング状構造物の自動探傷装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載のリング状構造
   物の自動探傷装置において、前記超音波探傷装置は、前
   記走行台車上に前記リング状構造物の幅方向に移動自在
   に取り付けられ、前記走行台車には、前記超音波探傷装
   置を前記幅方向に移動させる駆動機構が設けられている
   ことを特徴とするリング状構造物の自動探傷装置。
4. 【請求項４】 請求項１ないし３のいずれかに記載のリ
   ング状構造物の自動探傷装置において、前記走行台車に
   は、前記超音波探傷装置が探知したリング状構造物の外
   周面の欠陥位置上に塗料を噴射させる欠陥マーキング機
   構が備えられていることを特徴とするリング状構造物の
   自動探傷装置。
5. 【請求項５】 請求項１ないし４のいずれかに記載のリ
   ング状構造物の自動探傷装置において、前記走行台車に
   は、前記超音波探傷装置の超音波探触子とリング状構造
   物の外周面との間の空間に接触媒質を供給する接触媒質
   供給機構が備えられていることを特徴とするリング状構
   造物の自動探傷装置。
6. 【請求項６】 請求項１ないし５のいずれかに記載のリ
   ング状構造物の自動探傷装置において、前記走行台車の
   フレームは、前フレームと後フレームとに別体として構
   成されるとともに、これら前および後フレームにはそれ
   ぞれ前記駆動マグネットローラが設けられ、かつこれら
   前および後フレームは、リング状構造物の接線方向に沿
   って位置される軸により互いに回動自在に連結されてい
   ることを特徴とするリング状構造物の自動探傷装置。
7. 【請求項７】 請求項１ないし６のいずれかに記載のリ
   ング状構造物の自動探傷装置において、前記超音波探傷
   装置には、この超音波探傷装置の超音波探触子をリング
   状構造物の方向に付勢する付勢装置が備えられるととも
   に、この超音波探触子の周囲にはガイドプレートが備え
   られていることを特徴とするリング状構造物の自動探傷
   装置。
8. 【請求項８】 請求項１ないし７のいずれかに記載のリ
   ング状構造物の自動探傷装置において、前記走行台車に
   は、前記超音波探傷装置の前方に位置して設置され、リ
   ング状構造物の外周面に向けてエアを噴出する清掃用エ
   アノズルが備えられていることを特徴とするリング状構
   造物の自動探傷装置。