JPH10197498A

JPH10197498A - 検査装置

Info

Publication number: JPH10197498A
Application number: JP9004060A
Authority: JP
Inventors: Takehito Ookubo; 毅人大久保; Kazuo Sugawara; 一男菅原; Hiroshi Tsukahara; 浩塚原; Hidehiko Iida; 英彦飯田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp; Tokyo Metropolitan Government
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp; Tokyo Metropolitan Government
Priority date: 1997-01-13
Filing date: 1997-01-13
Publication date: 1998-07-31
Anticipated expiration: 2017-01-13
Also published as: JP3683665B2

Abstract

(57)【要約】【課題】水道管等の肉厚を超音波を利用してちどり状
に測定する検査装置において、管の大きさに関係なく、
広範囲にわたり容易に測定できる検査装置を得る。【解決手段】フレキシブルガイド２０をマグネット２
４を介して管表面に沿わせて取付け、屈曲式台車１７を
管径に合った角度に第２のヒンジ１３で設定する。屈曲
式台車１７は開閉式ローラーユニット１０で、フレキシ
ブルガイド２０の表面２０ａ、側面２０ｂ、内面２０ｃ
を挟むようにして保持され、モーター１６で駆動される
ギヤ１５がフレキシブルラック２１と噛み合い、管周方
向へ移動する。そして屈曲式台車１７上のスキャナー１
８で、プローブ１９を管軸方向へ移動させるので、プロ
ーブ１９は管表面をちどり状に走査して肉厚を測定す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は例えば水道管等の
磁性金属からなる鋼管の内部腐食量を調べるために、管
表面をちどり状に走査し、超音波を利用して肉厚を測定
する検査装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１５〜１８は従来の検査装置を示す図
である。図１５は従来装置全体の斜視図であり、図１６
は後述するローラーユニットの斜視図であり、図１７は
従来装置の管軸方向断面図であり、図１８は従来装置の
管周方向断面図である。図１５〜１８において１は被検
材となる管、２は２−１、２−２、２−３に示すように
３分割されて管１に沿って取付けられるガイド、３はガ
イド２上に管周方向へ取付けられているラック、４はガ
イド２の管軸方向両端表面２ａに接して転動する第１の
ローラー、５はガイド２の管軸方向両端側面２ｂに接し
て転動する第２のローラー、６はガイド２の管軸方向両
端内面２ｃに接して転動する第３のローラー、３６は第
１、第２、第３のローラー４、５、６を保持するローラ
ーホルダ、３７は上記第１、第２、第３のローラー４、
５、６とローラーホルダ３６から構成されるローラーユ
ニット、３８はガイド２を挟むようにローラーユニット
３７が４箇所に取付けられているシャーシ、１５はシャ
ーシ３８に回転自由度を有して支持され、ラック３と噛
み合い、シャーシ３８を管周方向へ移動させる駆動力を
伝えるギヤ、１６はシャーシ３８に固定されギヤ９に駆
動力を与えるモーター、３９は上記シャーシ３８とギヤ
１５とモーター１６と４箇所に取付けられたローラーユ
ニット３７から構成されている台車、１９は管１の肉厚
を測定するプローブ、１８は台車３９に片持ちで固定さ
れ、プローブ１９を管軸方向へ往復運動させるスキャナ
ーである。

【０００３】次に動作について説明する。図１５に示す
ように台車３９の前後左右４箇所にローラーユニット３
７が取付けられており、各ローラーユニットは図１６に
示すように第１、第２、第３のローラー４、５、６が取
付けられている。そして、図１８に示すように管１に取
付けられたガイド２両端表面２ａ、及び内面２ｃを、第
１、第３のローラー４、６で挟むことにより台車３９の
管半径方向への動きを制限する。また２個の第２のロー
ラー５がガイド２両側面２ｂを挟むことにより台車３９
の管軸方向への動きを制限する。この管半径方向への動
きと管軸方向への動きの制限によりシャーシ３８はガイ
ド２に沿って管周方向へ移動が可能となる。また台車３
９の構成品であるモーター１６によりギヤ１５が駆動さ
れ、ガイド２に固定されたラック３と噛み合うことによ
り、台車３９を管周方向へ走行させる。そして台車３９
上のスキャナー１８によりプローブ１９が台車３９の移
動方向と直交方向の往復運動をするため、プローブ１９
は管１表面上で管軸方向及び管周方向への２軸の動きが
可能となり、ちどり状に走査して肉厚測定することがで
きる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の検
査装置では、各管径に対応したガイドと台車が必要であ
り、仮に台車を共通化させても管の曲率によりプローブ
と管表面の距離が変わるため正確な肉厚測定が行えない
という問題点があった。また、管全周にわたりガイドを
取付ける必要があるため、管周方向にリブ等の障害物が
存在する箇所では測定が行えないという問題点もあっ
た。また、管が大きくなると管全周に渡りガイドを取付
けるのが非常に困難になるという問題点もあった。ま
た、管表面に溶接ビード等の突起物が存在する場合、ガ
イドを真円状に取付けられなくなり、さらにプローブが
突起物に引っ掛かるという問題点もあった。また管軸方
向にフランジ等の障害物がスキャナーの長さより短い間
隔で存在する場合、装置を取付けることができないとい
う問題点もあった。

【０００５】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、１種類の台車で管径によらず測定
を行える検査装置を得ることを目的としている。

【０００６】またこの発明は、１種類のガイドで管径に
よらず測定が容易に行え、管周方向にリブ等の障害物が
存在しても測定が行える検査装置を得ることを目的とし
ている。

【０００７】またこの発明は、管に小さな突起物が存在
してもガイドが管に取り付き、測定が行える検査装置を
得ることを目的としている。

【０００８】またこの発明は、管軸方向にビード等の凹
凸が存在してもプローブがビードを乗り越えて移動し、
ビード近傍の肉厚を測定できる検査装置を得ることを目
的としている。

【０００９】またこの発明は、管軸方向にフランジ等の
障害物が短い間隔で存在する狭部でも装置を取付けるこ
とができ、測定が行える検査装置を得ることを目的とし
ている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明による検査装置
は、台車のシャーシを第１のシャーシと第２のシャーシ
に２分割して任意角度に固定できる構造とし、ローラー
ユニットを第１のローラーが取付けられる第１のローラ
ーホルダと第２、第３のローラーが取付けられる第２の
ローラーホルダに分割して開閉できる開閉式ローラーユ
ニットとし、第１のシャーシに取付けられた開閉式ロー
ラーユニットの各ローラー回転軸とギヤの回転軸を同一
平面（以下仮想平面ａと示す）上に位置させ、さらに第
２のシャーシに取付けられた開閉式ローラーユニットの
各ローラー回転軸とプローブの中心を同一平面（以下仮
想平面ｂと示す）上に位置させたものである。

【００１１】また、この発明による検査装置は、ガイド
を曲げ性を有するフレキシブルガイドとし、ラックを曲
げ性のあるフレキシブルラックとし、フレキシブルガイ
ド内側に管軸方向へ列をなして固定されたマグネット
と、上記フレキシブルラックを一点でフレキシブルガイ
ドに固定する第１のラックホルダと、上記フレキシブル
ラックを管周方向へ滑るように数箇所でフレキシブルガ
イドに保持する第２のラックホルダとを備えたものであ
る。

【００１２】この発明による検査装置は、マグネットを
フレキシブルガイドに保持するマグネットホルダと、上
記マグネットとマグネットホルダの間に挿入された伸縮
性を持つクッションとを備えたものである。

【００１３】また、この発明による検査装置は、プロー
ブを保持するプローブホルダと、上記プローブ中心と管
軸を同一平面上に位置するようにプローブホルダに取付
けられ、管表面と点接触するピンと、上記ピンを管表面
に垂直に押しつける機構とを備えたものである。

【００１４】この発明による検査装置は、長さの異なる
スキャナーを容易に台車に脱着できる機構をスキャナー
と台車に備えたものである。

【００１５】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．図１〜６はこの発明の実施の形態１を示
す図であり、図１は装置全体の斜視図であり、図２は後
述する開閉式ローラーユニットの斜視図であり、図３は
開いた状態の開閉式ローラーユニットの斜視図であり、
図４は装置を管に装着した状態の管軸方向断面図であ
り、図５は装置を小径管に装着した状態の管軸方向断面
図であり、図６は装置の管周方向断面図を示す。図１〜
６において１〜６、１５、１６、１８、１９は従来の装
置と同一または相当部分を示すものであり、７は第１の
ローラー４の回転軸を保持する第１のローラーホルダ、
８は第２のローラー５と第３のローラー６の回転軸を直
角に保持している第２のローラーホルダ、９は第１のロ
ーラーホルダ７と第２のローラーホルダ８を回転自由度
を持たせて連結し、かつ直角に固定できる第１のヒン
ジ、１０は第１、第２、第３のローラー４、５、６と第
１、第２のローラーホルダ７、８と第１のヒンジ９から
構成される開閉式ローラーユニット、１１は開閉式ロー
ラーユニット１０がガイド２の管軸方向両側を挟むよう
に２箇所に取付けられている第１のシャーシ、１２は第
１のシャーシ１１と対になり、同様に開閉式ローラーユ
ニット１０がガイド２の管軸方向両側を挟むように２箇
所に取付けられている第２のシャーシ、１３は第１、第
２のシャーシ１１、１２を任意角度で固定できる第２の
ヒンジ、１７は第１、第２のシャーシ１１、１２と第２
のヒンジ１３とギヤ１５とモーター１６と計４つの開閉
式ローラーユニット１０から構成される屈曲式台車を示
す。

【００１６】上記のように構成された検査装置では、図
１に示すように開閉式ローラーユニット１０が屈曲式台
車１７に４箇所で取付けられており、各ローラーユニッ
ト１０は図２に示すように第１、第２、第３のローラー
４、５、６が取付けられている。そして、図６に示すよ
うに管１に取付けられたガイド２両端表面２ａ及び内面
２ｃを、第１、第３のローラー４、６で挟むことにより
屈曲式台車１７の管半径方向への動きを制限する。ま
た、２個の第２のローラー５がガイド２両側面２ｂを挟
むことにより、屈曲式台車１７の管軸方向への動きを制
限する。この管半径方向への動きと管軸方向への動きの
制限により屈曲式台車１７はガイド２に沿って管周方向
へ移動が可能となる。また、屈曲式台車１７に取付けら
れたモーター１６によりギヤ１５が駆動され、ガイド２
に取付けられたラック３と噛み合うことにより屈曲式台
車１７を管周方向へ走行させる。尚、図２に示す開閉式
ローラーユニット１０を図３に示すように開いた状態の
開閉式ローラーユニット１０ａにすれば屈曲式台車へ容
易に脱着できる。

【００１７】また、屈曲式台車１７をガイド２に取付け
る際には、上記仮想平面ａと仮想平面ｂが、管１中心軸
上に位置するように、第２のヒンジ１３で第１、第２の
シャーシ１１、１２の連結角度を定める。この連結角度
を調整することにより、任意管径に対応したガイド２に
屈曲式台車１７を取付けることができる。例えば図５に
示すように小径管１ａに合わせて連結角度を定めた屈曲
式台車１７ａを、小径用ガイド２Ａを介して取付けて
も、管１中心軸は仮想平面ａ及び仮想平面ｂ上に位置す
ることができる。このとき、ギヤ１５の回転軸は仮想平
面ａ上にあるため、任意管径に対してラック３と噛み合
い、屈曲式台車１７を安定して走行させることができ、
さらにプローブ１９が仮想平面ｂ上にあるため、任意管
径に対してプローブ１９を管表面に垂直かつ一定の距離
に位置させることができる。

【００１８】実施の形態２．図７、８、９はこの発明の
実施の形態２を示す図である。図７は装置全体の斜視
図、図８は装置を管に取付けた状態の管軸方向断面図、
図９は後述するフレキシブルガイドの管周方向断面図を
示す。図７、８、９において１、１０〜１９は実施の形
態１と同一のものである。２０は曲げ性のあるバネ鋼板
等の積層で構成されたフレキシブルガイド、２１は曲げ
性のある樹脂等で成形されたフレキシブルラック、２２
はフレキシブルラック２１をフレキシブルガイド２０へ
１点で固定する第１のラックホルダ、２３はフレキシブ
ルガイド２０上を管周方向へ滑るように数カ所でフレキ
シブルラック２１を保持する第２のラックホルダ、２４
はフレキシブルガイド２０に管軸方向へ列をなして固定
されたマグネットを示す。

【００１９】上記のように構成された検査装置では、任
意径の管１に対応した曲率でフレキシブルガイド２０を
曲げることが可能であり、任意径の管１に対して屈曲式
台車１７を管周方向へ案内できる。また図８に示すよう
に、フレキシブルラック２１はフレキシブルガイド２０
へ第１のラックホルダ２２により１点で固定され、その
他の箇所は図６に示すように第２のラックホルダ２３に
より隙間２３ａを設けて保持されているので、曲率変化
に対応してフレキシブルラック２１が部分的に管周方向
へ滑り、曲げたときに生じる復元力を小さくできる。ま
た、マグネット２４で管１に吸着するため、ガイドを管
１全周に固定する必要がないため作業も容易となり、さ
らに管１の周方向にリブ等の障害物が存在してもリブを
除いた管周上を測定することができる。

【００２０】実施の形態３．図１０、１１はこの発明の
実施の形態３を示した図である。図１０は上記フレキシ
ブルガイドの一部分の斜視図であり、図１１はフレキシ
ブルガイドを管に取付けた状態の断面図を示す。図１
０、１１において１、２０〜２４は実施の形態２と同一
のものである。２５はマグネット２４をフレキシブルガ
イド２０に保持するマグネットホルダ、２６はマグネッ
ト２４とマグネットホルダ２５の間に挿入された伸縮性
のあるクッションを示す。

【００２１】上記のように構成された装置では、管１上
に小さな突起１ｂが存在する場合でも突起１ｂ上に位置
したマグネット２４ａのみがクッション２６ａを縮ませ
て管１から浮き上がり、他のマグネット２４はクッショ
ン２６を縮ませずに管１に吸着されるので、装置全体と
しては強固に管１に固定される。さらにクッション２６
ａが突起１ｂを吸収するためフレキシブルガイド２０は
きれいな円弧状になり、屈曲式台車１７を管周方向へ案
内し、検査を行うことができる。

【００２２】実施の形態４．図１２はこの発明の実施の
形態４を示した装置のプローブ周辺の図である。図１２
において１、１８、１９は実施の形態１と同一のもので
ある。２７はプローブ１１を保持するプローブホルダ、
２８は前述した仮想平面ｂ上に位置し、管１表面と点接
触するピン、２９はプローブホルダ２７とスキャナー１
８の軸方向への可動部１８ａを接続し、接続部で回転自
由度を有する第１のアーム、３０は第１のアーム２９と
リンク機構をなす第２のアーム、３１はピン２８を管１
表面に押しつける引張りバネを示す。

【００２３】上記のように構成された装置では、図１２
に示すようにリンク機構を介してプローブ１９を保持し
ているため、常にプローブ１９を管１表面に対し垂直に
した状態で管１の法線方向に移動する。さらに引張りバ
ネ３１によりピン２６を管１表面へ押しつけているた
め、プローブ１９と管１表面の距離が管１の径によらず
一定になる。このため管１にビード等の凹凸が存在して
も、凹凸を乗り越えてプローブ１９は移動することがで
き、凹凸前後の検査が行える。

【００２４】実施の形態５．図１３はこの発明の実施の
形態５を示す装置のプローブ周辺の図である。図１３に
おいて１２、１８は実施の形態１と同一のものである。
３２は切り欠きのある穴を持つ板バネ、３３は上記板バ
ネ３２を第２のシャーシ１７に隙間を持たせて固定する
スペーサー、３４は板バネ３３の穴の切り欠きに引っ掛
かる構造を持ち、スキャナー１８の底部２箇所に固定さ
れたフック、３５はスキャナー１８と第２のシャーシ１
２を固定するファスナを示す。図１４は切り欠きのある
穴を持つ板バネ３３の形状図である。

【００２５】上記のように構成された検査装置では、フ
ック３４を板バネ３２の穴３２ａに通し、スキャナー１
８をずらすと板バネ３２を曲げながら穴の切り欠き部３
２ｂにフック３４が引っ掛かり、その板バネ３２の弾性
力でスキャナー１８を第２のシャーシ１７に固定する。
スキャナー１８をずらすのはファスナ３５で容易に行え
るため、装置を管に取付けた状態でも容易にスキャナー
１８の脱着を行うことができる。

【００２６】

【発明の効果】この発明によれば、台車の駆動部が取り
付いているシャーシとスキャナーが取り付いているシャ
ーシを任意角度で固定できるため、管径に合わせて角度
を決めることにより、任意管径に対し台車を共通化でき
る。さらに、開閉式ローラーユニットにより容易に台車
をガイドに脱着できる。

【００２７】この発明によれば、ガイドとラックを曲げ
性のあるフレキシブルガイドとフレキシブルラックにす
ることにより任意管径に対しガイドを共通化でき、さら
にマグネットで管に固定するため管全周にガイドを装着
する必要がなく、管周方向にリブ等の障害物が存在して
も測定が行える。

【００２８】この発明によれば、マグネットホルダとマ
グネットの間に伸縮性を有するクッションを挿入するた
め、管表面に小さな突起が存在しても、強固できれいな
円弧状にガイドを固定でき、台車を案内して測定が行え
る。

【００２９】この発明によれば、プローブをリンク機構
で保持し、引張りバネによりプローブホルダに取付けら
れたピンを一点で管表面に押しつけるため、管にビード
等の凹凸が存在しても、凹凸を乗り越えてプローブを移
動させることができ、さらにプローブと管表面の距離を
一定にできるので精度の高い測定が可能となる。

【００３０】この発明によれば、スキャナーの台車への
取付けを板バネにより容易にしたことにより、装置を管
に取付けた状態でスキャナーを交換することができ、管
の形状に合わせてスキャナーを選択することにより、管
のフランジ間等の狭部の測定も行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による実施の形態１を示す検査装置
全体の斜視図である。

【図２】この発明による実施の形態１の開閉式ローラ
ーユニットを示す斜視図である。

【図３】この発明による実施の形態１の開いた状態の
開閉式ローラーユニットを示す斜視図である。

【図４】この発明による実施の形態１を示す管に取付
けた検査装置の管軸方向から見た断面図である。

【図５】この発明による実施の形態１を示す小径管に
取付けた検査装置の管軸方向から見た断面図である。

【図６】この発明による実施の形態１を示す管に取付
けた検査装置の管周方向から見た断面図である。

【図７】この発明による実施の形態２を示す検査装置
全体の斜視図である。

【図８】この発明による実施の形態２を示す管に取付
けた検査装置の管軸方向から見た断面図である。

【図９】この発明による実施の形態２のフレキガイド
を管軸方向から見た断面図である。

【図１０】この発明による実施の形態３のフレキガイ
ドの斜視図である。

【図１１】この発明による実施の形態３のフレキガイ
ドの管軸方向から見た断面図である。

【図１２】この発明による実施の形態４のプローブ周
辺の図である。

【図１３】この発明による実施の形態５のスキャナー
と台車の接続部を示す図である。

【図１４】この発明による実施の形態５の板バネの図
である。

【図１５】従来の検査装置を示す斜視図である。

【図１６】従来の検査装置のローラーユニットを示す
斜視図である。

【図１７】従来の検査装置を管軸方向から見た断面図
である。

【図１８】従来の検査装置を管周方向から見た断面図
である。

【符号の説明】

１管、２ガイド、３ラック、４第１のローラ
ー、５第２のローラー、６第３のローラー、７第
１のローラーホルダ、８第２のローラーホルダ、９
第１のホルダ、１０開閉式ローラーユニット、１１
第１のシャーシ、１２第２のシャーシ、１３第２の
ヒンジ、１５ギヤ、１６モーター、１７屈曲式台
車、１８スキャナー、１９プローブ、２０フレキ
シブルガイド、２１フレキシブルラック、２２第１
のラックホルダ、２３第２のラックホルダ、２４マ
グネット、２５マグネットホルダ、２６クッショ
ン、２７プローブホルダ、２８ピン、２９第１の
アーム、３０第２のアーム、３１引張りバネ、３２
板バネ、３３スペーサ、３４フック、３５ファ
スナ、３６ローラーホルダ、３７ローラーユニッ
ト、３８シャーシ、３９台車。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者塚原浩埼玉県朝霞市宮戸１丁目２番53号７ (72)発明者飯田英彦神奈川県横浜市都筑区葛ケ谷７番302号

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】水道管等の磁性金属からなる管の内部腐
食による肉厚の減少を管軸方向及び管周方向へちどり状
に走査して測定する検査装置において、管表面に沿わせ
て取付けるガイドと、上記ガイド上に管周方向へ取付け
られたラックと、上記ガイドの管軸方向両端の表面に接
して管周方向へ転動する第１のローラーと、上記ガイド
の管軸方向両端の側面に接して転動する第２のローラー
と、ガイドの管軸方向両端の内面に接して転動する第３
のローラーと、上記第１のローラーを保持する第１のロ
ーラーホルダと、上記第２のローラーと第３のローラー
を回転軸が直角となるように保持する第２のローラーホ
ルダと、上記第１のローラーホルダと第２のローラーホ
ルダを回転自由度を持たせて連結し、かつ直角に固定で
きる第１のヒンジと、上記第１、第２のローラーホルダ
と第１のヒンジから構成される開閉式ローラーユニット
と、上記開閉式ローラーユニットがガイド両側を挟むよ
うに２箇所に取付けられている第１のシャーシと、上記
第１のシャーシと対になり、同様に開閉式ローラーユニ
ットがガイド両側を挟むように２箇所に取付けられてい
る第２のシャーシと、上記第１のシャーシと第２のシャ
ーシを任意角度で固定できる第２のヒンジと、上記ラッ
クと噛み合い、上記第１のローラーの回転軸と管軸を通
る平面上に回転軸を持ち、上記第１のシャーシに回転支
持されているギヤと、上記ギヤに駆動力を与えるモータ
ーと、上記第１、第２のシャーシと第２のヒンジとギヤ
とモーターと計４つの開閉式ローラーユニットから構成
される屈曲式台車と、上記第２のシャーシに片持ちで固
定され管軸方向への往復運動機構を有するスキャナー
と、上記第２のシャーシ上の第１、２、３のローラーの
回転軸を有する平面上に位置するようにスキャナーに保
持され、管軸方向に移動して管肉厚を測定するプローブ
とから構成されたことを特徴とする検査装置。
【請求項２】上記ガイドを曲げ性を有するフレキシブ
ルガイドとし、上記ラックを曲げ性のあるフレキシブル
ラックとし、フレキシブルガイド内側に管軸方向へ列を
なして固定されたマグネットと、上記フレキシブルラッ
クを一点で上記フレキシブルガイドに固定する第１のラ
ックホルダと、上記フレキシブルラックを滑るように数
箇所で上記フレキシブルガイドに保持する第２のラック
ホルダとを具備したことを特徴とする請求項１記載の検
査装置。
【請求項３】上記マグネットをフレキシブルガイドに
保持するマグネットホルダと、上記マグネットとマグネ
ットホルダの間に挿入された伸縮性を持つクッションと
を具備したことを特徴とする請求項２記載の検査装置。
【請求項４】上記プローブを保持するプローブホルダ
と、上記プローブ中心と管軸を通る平面上に位置するよ
うに上記プローブホルダに取付けられ、管表面と点接触
するピンと、上記ピンを管表面に垂直に押しつける機構
とを具備したことを特徴とする請求項１記載の検査装
置。
【請求項５】長さの異なるスキャナーを台車に脱着で
きる機構を上記スキャナーと台車に有することを特徴と
する請求項１記載の検査装置。