JPS62201357A - 超音波探傷機等の走行装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は超音波探傷機等の走行装置に係り、特に被検査
物の表面が円筒状形状である場合における吸着性及び走
行性を向上させるようにしている走行装置に関するもの
である。

「従来の技術」 原子力発電プラント、火力発電プラント、化学プラント
等における垂直な容器等の表面を、超音波探傷機によっ
て検査する場合、超音波探傷用の探触子を必要な位置に
設置するために、吸着機能を有する走行装置が使用され
る。この場合、走行装置が直線的な走行（移動）を行な
う場合であると、吸着機構を２組設けて、交互に吸着作
用を生じさせながら、相対的に平行移動させることによ
り、走行装置を必要とする位１ξに設定して、その位置
で探触子を少しずつ移動さＵ′ろことにより、超音波探
傷等の検査が実施される。

「発明が解決しようとする問題点」 しかしながら、１１り述した各プラント等では、垂直な
円筒状容器（タンク　）を使用することが多く、走行装
置を垂直方向に走行させる場合は、その移動が直線的に
なるために適用可能であるが、水平方向（円周方向）の
走行は、吸着機構を直線的に平行移動さ仕た場合に、円
筒状表面との間のずれにより眼前性が損なわれるために
、吸着機構を専用化したしのとしないと、適用できなく
なる。また、直線状及び円弧状の専用走行機能を両方設
けるようにすると、走行の大型化と大重量化を招くとい
う問題点を生じろ。

本発明は、このような従来技術の問題点を有効に解決す
ることをｎ的としているしのである。

「問題点を解決するための手段」 本発明における超音波探傷機等の走行装置は、被検査物
の表面に取り付ける主吸着機構と補助吸着機構とを設け
、主吸着機構には移動自在な主移動枠体と該主移動枠体
を走行させる位置制御機構とを設けるとともに、補助吸
着機構と主移動枠体との間に、吸着パッドを被検査物の
表面に密接さ仕る吸盤押し付け機構と、主吸着機構及び
補助吸着機構を相対的に傾斜可能に保持する揺動機構と
を設け、また、必要に応じて補助吸着機構と主移動枠体
との間に、補助吸着機構を支持して旋回させる旋回機構
を配設するようにしている。

「実施例」 以下、本発明における超音波探傷等の走行装置の一実施
例を第１図ないし第５図を参照して説明する。該−実施
例にあっては、被検査物の表面が第１図に示すように、
円筒状であるものとして説明する。

図中符号ｌ及び２は、被検査物の彼検査表面が垂直円筒
状の容器の表面である場合に、該被検寄表面に真空吸着
作用によって取り付けられる主吸着機構及び？ｉｌＴ助
吸着機構、符号３は、主吸着ｌａ溝ｌと補助吸着機構２
との間に介在させられるとともに、主吸着機構ｌに対し
て前後方向（走行方向、第２図において上下方向）に駆
動される主移動枠体、符号４は、主吸着機構１と主移動
枠体３との間に介在させられて、前後方向の相対移動を
行なう位置制御機構、符号５は、？！１１助吸着機構２
と主を多動枠体３との間に介在させられて、披検査表面
に沿って例えば９０度ずつこれらを相対的に旋回さ仕る
ための旋回機構、符号６は、主吸着機構１と主移動枠体
３との間に介在させられて主吸着機構１の角度を彼検森
表面に対応して変更自在とするための吸盤揺動機構、符
号７は、補助吸着機構２と旋回機構５との間に介在させ
られて補助吸着機構２を彼検査表面に密接させるための
吸盤押し付け４ａ横、符号８は探触子駆動機構、符号９
は、探触子押し付け機構、符号１０は、主移動枠体３に
搭載されて、その傾斜状態を検出するための傾斜角検出
センサ、符号Ｓは主移動枠体３、探触子駆動機構８、探
触子押し付け機構９に搭載される超音波探触子である。

そして、ｆｌｉ前記主吸着機構ｌは、被検査物の表面に
真空吸着させろための複数のアウターパッド１１と、該
アウターパッド１１に取り付けられているパッド支持ブ
ラケット１２と、該パッド支持ブラケット１２の間を一
体に連結しているガイドロッド１３とが設けられた構成
であり、アウターパッド１１は、加圧空気供給系［４か
ら加圧空気を送り込むことによって、例えばエゼクタか
らなる真空発生装置１５を作動させ、フィルタを介して
真空引きすることにより、必要な吸引力を得るものであ
り、また、アウターパッド１１は、被吸着面の形状変化
に対して追従するように柔軟性を有するとともに、一実
施例では、後述するひねり機構ｌｏｔ及び接面ｆｉｔ度
設定機構１０２を備えているため、円筒状表面に効率よ
く吸着するように、吸着リップに若干の湾曲を付与した
ちの（方向性を付与したもの）等が使用される。

前記補助吸着機構２は、真空吸着作用によって主移動枠
体３等の型組を選択的に支持オろものであり、被検査物
の表面に真空吸着させるための腹数（図示例では左右そ
れぞれに２個）のインナーパッド２１と、主移動枠体３
に連結状態のパッド支持ブラケット２２とが設けられた
構成であり、該インナーパッド２１も、加圧空気供給系
１４により真空発生袋Ｆ１１５を作動させて、前記主吸
着機構１とは別操作で真空引きすることにより、吸引力
を得るしのである。

前記主移動枠体３は、その走行方向の左右両側の係合部
材３１が主吸着機構ｌにおけるガイドロッド１３に外嵌
状態に支持されて、走行方向に摺動自在とされている。

前記位置制御機構４は、主吸着機構ｌと主移動枠体３と
の主吸着機構ｌと主移動枠体３との間に介在させられる
しのであり、パッド支持ブラケット１２に搭載されるス
テッピングモータ４１と、該ステッピングモータ４１の
回転を伝達するベルト等の伝達手段４２と、該伝達手段
４２に連結されているリードねじ４３と、該リードねじ
４３に螺合状態でかつ主移動枠体３に吸盤揺動機構６を
介して連結されているボス部４４とによって構成される
。また、位置制御機構４は、主吸着機構１の左右に一対
設けられ、通常の場合、同数のパルス信号でステッピン
グモータ４１を運転し、主移動枠体３を左右等量ずつ駆
動するものである。移動ｍをリニアボテンシジメータ等
で検出ずろことにより、自動走行が可能となる。

前記旋回機構５は、？＋Ｉｔ助吸着機構２と主移動枠体
３との間を被検査表面に沿って相対的に旋回させるもの
であり、主移動枠体３の中心に明けられた穴に、回転自
在に挿入されるとともに補助吸着機構２と連結されてい
るターンテーブル５１と、該ターンテーブル５１と一体
のリング５２と、該リング５２を保持している複数（第
１図においては８個）のガイドローラ５３と、主移動枠
体３に搭載されている旋回用モータ５４と、該旋回用モ
ータ５４の回転を伝達するウオーム・ホイール等の伝達
手段５５と、該伝達手段５５とリング５２の外周に設け
られたギヤ部とを連結するためのビニオン５６と、ター
ンテーブル５１の旋回量を検出するためのロータリーエ
ンコーダ５７とからなる構成である。

前記吸盤揺動機構６は、主移動枠体３とその係合部材３
１との間が、第１図及び第２図に示すように左右一対の
支持ビン６１によってピン結合された構造であり、主吸
着機構ｌと補助吸着機構２とを、位置制御機構４による
走行方向に対して相対的に傾斜可能な自由状態に連結す
るとともに、その近傍に第５図に示す振りロック機構６
２が併設され、該振りロック機構６２は、エアシリンダ
６３によって係合ブラケット６４を操作し、該係合ブラ
ケット６４の係合穴６５の範囲において、前記係合部材
３１と一体に設けられたロックピン６６に対して、第５
図に揺動角Ｏで示ず揺動自在な状態と、位置（イ）で示
すロックビン６６によって係止されたロック状態とを得
るようにしているものである。

前記吸盤押し付け機構７は、被検査表面と直交する方向
におけるｈｌｉ助吸着機措２と旋回機構５との相対的距
離を設定するものであり、第１図例では、エアシリンダ
により遠近２者択一的に位置の切り替えを行なうように
している。

前記探触子駆動機構８は、主移動枠体３の先端（第２図
における上方端部）に取り付けられている左右方向のサ
ポートガイド８１と、該サポートガイド８１に沿って前
記探触子Ｓを移動させるだめの移動ブロック８２と、該
移動ブロック８２と連結状態とされてサポートガイド８
１の左右両端近傍のプーリ８３に張架されているエンド
レスベルト８４と、該エンドレスベルト８４を左右に精
密走行させるための駆動モータ８５と、該駆動モータ８
５とエンドレスベルト８４との間に介在するベベルギヤ
、プーリ等の回転伝達機構８６と、移動ブロック８２の
左右移動限界を検出するためのリミットスイッヂ、移動
ブロック８２の移動量を検出するためのロータリーエン
コーダ等とを備えた構成とされている。

前記探触子押し付け機構９は、第１図及び第４図等に示
すように、主移動枠体３の下部にｎｉｆ　ＢＥ、探触子
駆動機構８の後部を支持ビン９１にｊ；って、被検査表
面と対向ずろ方向に揺動自在に支持ずろどともに、主移
動枠体３に搭載されたエアシリンダ９２によって、押し
付けローラ９３を操作し、探触子駆動機構８を被検査表
面に向けて回動させ、探触子Ｓを適宜の抑圧力で接触さ
せるしのである。

前記傾斜角検出センサ１０は、主移動枠体３に搭載され
て、核上移動枠体３が被検査表面を垂直に走行するとき
、その被検査表面に沿った左右方向の傾きを検出する乙
のであり、必要に応じて主移動枠体３に対して９０度回
転する駆動手段を備え、後述するように回転して主移動
枠体３の向きと一致さＵろことにより、その垂直性を検
出するものである。

なお、アウターパッド１１とパッド支持ブラケット１２
との間には、第３図に示すように、ひねり機ｈＷｌｏｌ
と接面角度設定機構１０２とが設けられており、ひねり
機構１０１は、ロータリーソレノイド等によって構成さ
れ、アウターパッド１１が湾曲している等の方向性をイ
「しているときに、主吸着機構１の向きを傾斜ｆＱ検出
センザ１０で検出して、その信号と主吸着機構ｌを旋回
さ仕る信号とによって、第３図矢印で示すように、アウ
ターパッド１１を９０度ひねり旋回さ仕るものである。

なお、前記ロータリーソレノイドは電動モータやエアン
リンダ等をＦｌｌ用した回転手段に置き換えることも可
能である。また、前記接面色度設定機構１０２は、円筒
状表面の曲率に合わＵ゛てアウターパッド１１の接面１
０度をあらかじめ設定するもので、第３図に示すように
、アウターパッド１１を回転自在に支持するボルト等の
ピン１０３と、その回転を〔ノックするナツト等の締結
具１０４とから構成されている。

このように構成されている走行装置の［超音波探傷作業
コ、［走行装置の移動］等について以下説明する。

［超音波探傷作業］ 主吸着機構Ｉを作動させた状態、つまり、加圧空気供給
装置１４から真空発生装置１５に加圧空気を送り込んで
、真空を発生させて複数のアウターパッド１１を被検査
表面に吸着させ、その吸着力により全体の重量を支持し
ておく。また、補助吸着機構２のインナーパッド２１の
吸着を解除した状態として、探触子押し付け機構９によ
り、超音波探触子Ｓを被検査表面に押し付けた状態とし
ておく。そして、位置制御機構４におけるスッテビング
モータ４１を運転して、主移動枠体３を必要な距離だけ
、第２図の場合、鎖線で示すまでの範囲において上下に
移動させ、一方、探触子駆動機構８を作動さ仕ることに
よって、超音波探触子Ｓを第２図左右に移動さＵ・、検
査対象箇所の超音波探傷等の検査を実施する乙のである
。

この場合は、第１図に示すように、主吸着機構１におけ
ろガイドロッド１３の長さ方向と、被検査表面の円周方
向とが、主移動枠体３の移動にともなってずれを生じる
が、位置制御機構４による移動範囲が小さいときは、探
触子押し付け機構９によるｈｌｉ　（τｉか行なわれて
、超音波探触子Ｓが常時被検杏表面に接触して検査を確
実に実施できる。

［走行装置の円周方向の移動］ 超音波探傷位置の変更等により、走行装置を被検査表面
の円周方向に太き（移動する場合について説明ずろと、
第１図の右方向に走行させる場合であると、アウターパ
ラ１−１１の（ひ置を第１図（Ａ）ない（Ｃ）における
ｆ１線の各矢印で示すように、移動させろことにより実
施される。

第１図（Ａ）に示す移動・ｈｌｉ助吸着機構２を作動状
聾として、その吸着力により全体の重量を支持しておく
とともに、主吸着機構ｌにおけるアウターパッドＩＩの
吸着作用を解除した状態とする。

そして、吸盤押し付け機構７を作動させて、ｈｌ？助吸
着機ｈＷ　２と主移動枠体３との相対間隔を大きくして
、主移動枠体３を被検査表面から離し、アウターパッド
１【を被検査表面からはがずことによって、上方鎖線で
示す位置までアウターパッド＋１を浮き上がらせる。ま
た、吸盤揺動機構６の振りロック機構６２を作動させて
、第５図に位置（イ　）で示ず揺動ロック状態にした後
、位置制御機構４におけるスッテビングモータ４１を作
動さ什て、アウターバット１１が右方鎖線で示す位置と
なるように主吸着機構１を移動させる。

第１図ＣＢ）に示す移動：吸盤ＬＴＳ動機＋１が６の振
りロック機構６２を逆方向に作動させて、第５図に位置
（口　）で示すロックビン６６の位置、つまり、揺動自
在な状態とするとともに、吸盤押し付け機構７を再度作
動させて、？＋Ｉｉ助吸着機＋Ｒ２と主■多動枠体３と
の相対間隔を小さくし、アウターパッド１１を実線の位
置から鎖線で示す位置まで移動さＵ・て、被検査表面に
接触させる。この場合において、主移動枠体３を揺動自
在とすることによって、主吸着機構ｌにおけろ複数のア
ウターパッド１１をそれぞれ被検査表面に正確に密接さ
仕ることができるようになっている。

第１図（Ｃ）に示す移動：主吸着機構１を作動させて、
その吸着力により全体の重量を支持しておくとと６に、
補助吸着機構２におけるインナーパッド２１の吸着作用
を解除した状態とする。そして、吸盤押し付け機構７を
作動させて、補助吸着機構２と主移動枠体３との相対間
隔を小さくして、ｈｌｉ助吸着機構２を被検査表面から
離し、冑ンナーパッド２１を被検査表面からはがずこと
によって、−ヒ方鎖線で示す位置まで浮き上がらせる。

また、吸盤揺動機構６の振りロック機構６２を作動させ
て揺動ロック状態にした後、位置制御機構４におけるス
ソテビングモータ４１を作動させて、インナーパッド２
１が右方墳線で示す位置となるように補助吸着機構２を
移動させる。このように補助吸着機構２におけろインナ
ーパッド２１の位置を必要とする箇所まで移動さＵｏた
ら、振りロック機構６２によろ揺動ｏ−７り状態を解除
し、Ｎｌｉ助吸着機購２を作動さ仕ろ。この？ｌｌｆ助
吸若機構２と主吸着機構１との両方で吸着させろことに
より、第１図（Δ）の状態になる。さらに、走行装置の
移動を必要とする場合は、第１図（Δ　）ないしくＣ）
の移動を操り返すことになる。

［走行装置の他の方向への移動］ 一実施例における走行装置は、旋回機構５を併用するこ
とにより、主移動枠体３、超音波探触子Ｓ等の向きの修
正と、被検査表面の任意の位置まで移動させることとを
行ない得るものである。

向きの修正：第１図においては、被検査表面が円筒面で
あるとしているので、円周方向が水平であるとすると、
超音波探触子Ｓの向いている方向が水平方向となる。し
たがって、超音波探触子Ｓが正しく水平方向に向けられ
ているかを、傾斜角検出センサ１０によって検出し、向
きにずれがあった場合は、旋回機構５を作動させること
によって修正することができる。

即ち、向きのずれが検出された場合は、補助吸着機構２
を吸着状態にして、主吸着機構ｌの吸着を解除し、吸盤
押し付け機構７によって主吸着機構ｌを浮かせ、旋回機
構５の旋回用モータ５４を運転して、ｈｌｉ助吸着機構
２に支持されているターンテーブル５１を旋回させる反
力で、主移動機構３、つまり、主吸着機構ｌを旋回させ
て、傾斜角検出センサｌＯが垂直状態を検出するように
修正する。

この主吸着機構ｌの修正が完了したら、吸盤押し付け機
＋１′ｌｉ７によって、主吸着機構１を被検査表面に密
接させ、吸着作用により全体の重量を支持するようにし
て、吸盤押し付け機構７により補助吸着機構２を浮かＵ
・るととらに、旋回機構５により曲の旋回量だけ、ｈｌ
ｉ助吸着機構２を元に戻して、超音波探触子Ｓを主移動
機構３の向きに合わせ、再び吸盤押し付け機構７により
補助吸着機構２を被検査表面に密接させた状態に戻すも
のであり、主吸着機構ｌ及びｈｌｉ助吸着機＋１１４２
の向きを修正することによって、超音波探触子Ｓを正確
に設定することかできる。

任意位置への移動：前述した円周方向の移動と旋回とを
組み合わＵ・ることにより、被検査表面の伝音の位置へ
の移動が可能となる。水平方向、円周方向への移動は、
前述した通りであるが、垂直方向の移動は、次のように
行なわれる。

即ち、補助吸着機構２を吸着状態にして、主吸着機構１
による吸着の解除、吸盤押し付け機構７による主吸着機
構１の接触状態の解除を行なって、旋回機構５を作動さ
せることにより主吸着機＋Ｍ　ｌを９０度旋回させると
ともに、旋回の途中で傾斜角検出センサ１０からの傾斜
状態の検出信号と、主吸着機構１を旋回さＵｏる信号と
によって、ひねり機構１０１を作動させ、第３図の矢印
で示すように、アウターパッド１１を９０度ひねり旋回
さＵ・るようにする。このようなひねり機構１０１の作
動は、アウターパッド１１が吸着を行なっていない状態
であれば、任意時に実施することかできる。また、旋回
終了時に傾斜μｍ検出セセンサ０ら９０度回転させて、
主吸着機構３の向きを検出てきるように設定する。

このように、主吸着機構１を垂直方向に向けて、アラク
ーパット［１による吸着を行なうとともに、ｈｌ？助吸
ｒｉ機構２による吸着の解除、位置制御機構４による主
移動機構３の垂直方向の移動を行なって、ｈｆｔ助吸看
機構２を必要な高さの位置に合わせ、ｈｌｉ助吸着機構
２による吸着作用を行なう。さらに、超音波探触子Ｓを
水平方向に向ける場合は、前述したように主吸着機構ｌ
の吸着を解除して、旋回機構５を作動さＵ′る等により
実施される。

なお、第１図例では、凸状の被検査表面に走行装置を吸
着させる場合を示したが、吸盤押し出し機構７により、
主吸着機構ｌと補助吸着機構２との相対間１賞を設定す
ることにより、容器の内周面のように凹面状表面、凹凸
の大きな被検査表面等に走行装置を吸若さ仕ることらで
きる。また、超音波探触子Ｓを上または下に向けた状態
で、主移動機構３を上下に移動させ、超音波探傷を実施
ずろことができろことは勿論である。

「発明の効果」 以り説明したように、本発明の超音波探傷機等の走行装
置は、被検ｄ物の表面に取り付ける主吸着機構と補助吸
着機構とを設け、主吸着機構には移動自在な主移動枠体
と該主移動枠体を走行させる位置制御機（Ｉ′４とを設
けるとともに、補助吸着機構と主移動枠体との間に、吸
着パッドを被検査物の表面に密接させる吸盤押し付け機
構と、主吸着機構及び補助吸着機構を相対的に傾斜可能
に保持する揺動機構とを設け、また、必要に応じて補助
吸着機構と主移動枠体との間に、補助吸着機構を支持し
て旋回させる旋回機構を配設ずろようにしているしので
あるから、超音波探傷等の検査時における走行装置の移
動方向と設定位置とを自由に選定することができる。さ
らに、両吸着機構の吸着パッドを被検査表面の形状に左
右されることなく、密接状態に設定することが容易であ
り、正確な検査を実施することができる等の効果を奏す
るものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明における超音波探傷機等の走行装置の一実
施例を示すもので、第１図の（Δ）ないしくＣ）は装置
の走行状態の概略図、第２図は正面図、第３図は第２図
のＩＩＩ　−Ｉｎ矢視図、第４図は第２図のＩＶ−ＩＶ
矢視図、第５図は吸盤揺動機構のロック機構部分の拡大
図である。 Ｓ・・・・・超音波探触子、ｌ・・・・・・主吸着機構
、２・・・・・・補助吸着機構、３・・・・・・主移動
枠体、４・・・・・・位置制御機構、５・・・・・・旋
回機構、６・・・・・・吸盤揺動機構、７・・・・・吸
盤押し付け機構、８・・・・・・探触子駆動機構、９・
・・・・・探触子押し付け機構、１０・・・・・・傾斜
角検出センサ、１１・・・・・アウターパッド、１２・
・・・・・パッド支持ブラケット、１３・・・・・・ガ
イドロッド、１４・・・・・・加圧空気供給装置、１５
・・・・・・真空発生装置、２［・・・・・・インナー
パッド、２２・・・・・・パッド支持ブラケヅｌ−１３
１・・・・・・係合部十オ、４１・・・・・・ステッピ
ングモータ、４２・・・・・・伝達手段、４３・・・・
・・リードねじ、４４・・・・・・ボス部、５１・・・
・・・ターンテーブル、５２・・・・・・リング、５３
・・・・・・ガイドローラ、５４・・・・・旋回用モー
タ、５５・・・・・・伝達手段、５６・・・・・ビニオ
ン、５７・・・・・・ロータリーエンコーダ、６）・・
・・・支持ビン、６２・・・・・・振りロック機構、６
３・・・・・・エアシリンダ、６４・・・・・・係合ブ
ラケット、６５・・・・・・係合穴、６６・・・・・・
ロックピン、８１・・・・・サポートガイド、８ｚ・・
・・・・移動ブロック、８３・・・・・プーリ、８４・
・・・・・エンドレスベルト、８５・・・・・駆動モー
タ、８６・・・・・・回転伝達機構、９１・・・・・・
支持ピン、９２・・・・・・エアシリンダ、１０１・・
・・・・ひねり機構、１０２・・・・・接面角度設定機
構、１０３・・・・・・ビン、１０４・・・・・・締結
具。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （ｉ）被検査物の表面に取り付ける主吸着機構と補助吸
   着機構とを設け、主吸着機構に移動自在な主移動枠体と
   該主移動枠体を走行させる位置制御機構とを設けるとと
   もに、補助吸着機構と主移動枠体との間には、吸着パッ
   ドを被検査物の表面に密接させる吸盤押し付け機構と、
   主吸着機構及び補助吸着機構を相対的に傾斜可能に保持
   する揺動機構とを配設したことを特徴とする超音波探傷
   機等の走行装置。 （ｉｉ）被検査物の表面に取り付ける主吸着機構と補助
   吸着機構とを設け、主吸着機構に移動自在な主移動枠体
   と該主移動枠体を走行させる位置制御機構とを設けると
   ともに、補助吸着機構と主移動枠体との間には、吸着パ
   ッドを被検査物の表面に密接させる吸盤押し付け機構と
   、主吸着機構及び補助吸着機構を相対的に傾斜可能に保
   持する揺動機構と、補助吸着機構を支持して旋回させる
   旋回機構とを配設したことを特徴とする超音波探傷機等
   の走行装置。