JP2000131299A - 弾性軌道式検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 種々の径の検査対象物に対する検査を可能と
すると共に作業者が近づくのが困難な狭隘部での検査も
可能とする。 【解決手段】 連なるモジュール群の隣接するモジュー
ル１，１同士に枢着されたアクチュエータ１５を駆動
し、一方のモジュール１を他方のモジュール１に対して
相対的に回動して、当該モジュール１に支持された弾性
を有するレール１２を、外周面が円形を成す検査対象物
４０の当該外周面に沿って敷設し、検査対象物４０の径
に応じて検査装置を個々に用意する必要を無くすと共
に、作業者が検査装置のセットの際に検査対象物４０の
検査部分に近づいて取り付け作業等を実施する必要を無
くすように構成して成るもの。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、外周面が円形を成
す検査対象物の当該外周面に沿ってセンサを走査するこ
とにより所定の検査を実施する検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えばプラント等の配管を検査する装置
としては、例えば、特開昭５９−３５１３９号公報に記
載の装置が知られている。この特開昭５９−３５１３９
号公報に記載の装置は、図７に示すように、配管１３１
の外周面に軌道１３０を取り付け、この軌道１３０に沿
って走行する台車１０７に対し、配管１３１の軸線方向
に延在するレール１１８、レール１１９を設けて、これ
らのレール１１８，１１９により走行体１２５を同上軸
線方向に案内するように構成し、この走行体１２５に検
査用センサ１２３を搭載すると共に配管１３１の外周面
に接する車輪１２４及びその駆動装置（不図示）を設け
て成る。

【０００３】そして、検査用センサ１２３の配管１３１
に対する円周方向及び軸線方向の走査により、配管１３
１の所定の検査が実施される構成になされている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記装
置では、配管１３１の大きさ（配管径）に応じて、個々
に適した大きさの軌道１３０を準備する必要がある。

【０００５】また、装置を軌道１３０及び配管１３１に
セットする際に、作業者が配管１３１の検査部分に近づ
いて取り付け作業等を実施する空間が必要となるが、場
合によっては当該空間が狭隘で、作業者が近づくのが困
難で検査を実施できないといった問題があった。

【０００６】本発明は、このような課題を解決するため
になされたものであり、種々の径の検査対象物に対して
適用可能であると共に、作業者が近づくのが困難な狭隘
部での検査も可能な弾性軌道式検査装置を提供すること
を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明による弾性軌道式
検査装置は、外周面が円形を成す検査対象物の当該外周
面に沿ってセンサを走査することにより所定の検査を実
施する検査装置であって、隣接するモジュール同士を互
いに回動可能に連結し連ねて成るモジュール群と、隣接
するモジュール同士に枢着された伸縮可能なアクチュエ
ータと、これらのモジュールに支持された弾性を有する
レールと、このレールをガイドとして移動する上記セン
サと、を備え、アクチュエータの駆動により、レールが
上記外周面に沿って敷設されることを特徴としている。

【０００８】このような本発明に係る弾性軌道式検査装
置によれば、連なるモジュール群の隣接するモジュール
同士に枢着されたアクチュエータが駆動されると、一方
のモジュールが他方のモジュールに対して相対的に回動
されて、当該モジュールに支持された弾性を有するレー
ルが、外周面が円形を成す検査対象物の当該外周面に沿
って敷設される。このため、検査対象物の径に応じて検
査装置を個々に用意する必要がなく、且つ、作業者が検
査装置のセットの際に検査対象物の検査部分に近づいて
取り付け作業等を実施する必要がない。

【０００９】ここで、アクチュエータとしては、具体的
には、例えばシリンダ及びピストンで構成されたアクチ
ュエータが採用され得る。

【００１０】また、アクチュエータとしては、具体的に
は、例えばベローズを有するベローズアクチュエータが
採用され得る。

【００１１】このベローズアクチュエータが採用される
と、作動流体が完全に密閉された状態で動作するため、
当該作動流体の漏れの虞がないと共に、ベローズは内部
圧力に伴い伸縮するため、シリンダ及びピストンより成
るアクチュエータの場合に必要とされるピストンを戻す
ための付勢手段が不要とされる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る弾性軌道式検
査装置の好適な実施形態について添付図面を参照して説
明する。なお、各図において、同一の要素には同一の符
号を付し、重複する説明は省略する。

【００１３】図１は、第１実施形態に係る弾性軌道式検
査装置を示す正面構成図、図２は、図１の弾性軌道式検
査装置を構成する複数のモジュール１，１，〜１のうち
の一部を抽出して示す一部破断拡大正面構成図、図３
は、図２の弾性軌道式検査装置の隣接するモジュール
１，１を抽出して示す断面平面図である。

【００１４】この弾性軌道式検査装置は、図１に示すよ
うに、剛体より成る基部としてのアーム２３を備え、こ
のアーム２３の先端部に多関節モジュール（モジュール
群）２０が取り付けられる。この多関節モジュール２０
は、基本構成単位となるモジュール１を複数個（本実施
形態では１４個）連結して成る。この多関節モジュール
２０を構成する各モジュール１の上部（図面上の上部；
以下上下は図面を基準とする）には支柱１１が各々立設
され、この支柱１１に、薄いバネ鋼製の長尺なるレール
１２が支持される（詳しくは後述）。そして、このレー
ル１２には、検査用センサ３５を設置した自走台車３０
が走行可能に搭載される。

【００１５】各モジュール１は、図３に示すように、平
板部とこの平板部の略中央に立設する立板部とから構成
されて略Ｔ字状を成し、平板部の両端部（図示左右端
部）のうちの一方の端部に、図２に示すように、凹部を
有し、他方の端部に凸部を有する。隣接するモジュール
１，１は、一方のモジュール１の凹部に対して他方のモ
ジュール１の凸部が緩挿するように配置されると共にこ
れらの凹部及び凸部がピン２により貫かれており、この
ピン２の両端部に、当該ピン２の軸方向の移動を規制す
るＥリング３ａ，３ｂが各々配置される。すなわち、隣
接するモジュール１，１同士は、互いに回動可能に連結
されている。

【００１６】また、隣接するモジュール１，１同士の間
には、図１〜図３に示すように、伸縮可能なアクチュエ
ータ１５が介装される。このアクチュエータ１５は、図
３に示すように、円筒形状の孔を有する固定子としての
シリンダ８と、このシリンダ８の孔を気密性を有して摺
動する可動子としてのピストン９と、を備え、各モジュ
ール１は、前述した立板部の所定部分に所定の切欠を備
える。アクチュエータ１５は、そのシリンダ８端部が、
隣接するモジュール１，１の一方のモジュール１の立板
部の切欠に緩挿するように配置され、そのピストン９端
部が、隣接するモジュール１，１の他方のモジュール１
の立板部の切欠に緩挿するように配置される。

【００１７】すなわち、図１〜図３を参照すれば、最も
アーム２３寄りのモジュール（図１における一番左側の
モジュール）１では、その立板部の切欠に、最もアーム
２３寄りのアクチュエータ１５のシリンダ８端部が緩挿
されるように配置され、最も先端側のモジュール（図１
における一番右側のモジュール）１では、その立板部の
切欠に、最も先端側のアクチュエータ１５のピストン９
端部が緩挿されるように配置され、これら以外のモジュ
ール１では、その立板部の切欠に、一方のアクチュエー
タ１５のシリンダ８端部と他方のアクチュエータ１５の
ピストン９端部とが緩挿されるように配置される。これ
らのシリンダ８、ピストン９の端部はピン５により各々
貫かれ、このピン５の両端部に、当該ピン５の軸方向の
移動を規制するＥリング６ａ，６ｂが各々配置される。
すなわち、アクチュエータ１５は、隣接するモジュール
１，１同士の各立板部にピン５を介して回動可能に連結
されている。

【００１８】また、隣接するモジュール１，１同士の間
には、引っ張りコイルバネ１０が介装される。この引っ
張りコイルバネの一端は、図２に示すように、隣接する
モジュール１，１の一方のモジュール１の立板部に係合
され、他端は、隣接するモジュール１，１の他方のモジ
ュール１の立板部に係合される。

【００１９】さらに、前述した支柱１１の上部には、図
２に示すように、ガイドピン１３が図示手前側に垂直に
立設される。一方、前述したレール１２には、モジュー
ル１の連なる方向（図２における左右方向）に沿って長
孔１６がモジュール１の個数分切り欠かれ、この長孔１
６にガイドピン１３が遊嵌配置される。このガイドピン
１３は、その頭部が長孔１６の上下方向幅より大きくさ
れており、アクチュエータ１５のピストン９伸張時に、
ガイドピン１３が長孔１６から離脱せずにレール１２を
曲げ得るようになされている。

【００２０】次に、このように構成された弾性軌道式検
査装置の作用について説明する。本実施形態の検査対象
物は、図４に示すような例えばプラントの配管４０であ
り、この場合、作業者は先ず、配管４０の側方に図１に
示した弾性軌道式検査装置を配置する。

【００２１】次いで、作業者は所定の操作を行い、各ア
クチュエータ１５のチャンバに圧力を制御された流体を
送り込む。これにより、シリンダ８とピストン９との間
に伸長方向の力が発生し、この力とモジュール１，１間
に設置された引っ張りコイルバネ１０とレール１２の弾
性変形によって生じる反力とのバランスで、各モジュー
ル１が、図５に示すように、ピン２を支点として回動
し、図４に示すように、配管４０に巻き付くように取り
囲む。この時、モジュール１上部のガイドピン１３がレ
ール１２の長孔１６を摺動しながら内方に移動するた
め、このガイドピン１３の移動に伴いレール１２が曲げ
られる。

【００２２】以上の多関節モジュール２０の動作によ
り、図４に示すように、レール１２が配管４０を囲繞す
るようにして巻き付き、このレール１２をガイドとして
図１に示した自走台車３０が走行し、この自走台車３０
に設置された検査用センサ３５の走査により、配管４０
に対する例えば超音波探傷、管厚測定、磁気探傷等の検
査が実施されることになる。

【００２３】本発明者の実験によれば、例えば、モジュ
ール１の長さ（モジュール１，１間のピッチ）を２４ｍ
ｍ、シリンダ８の内径を６ｍｍ、作動流体を空気とし圧
力を６ｋｇｆ／ｃｍ²、レール１２の幅（高さ）を１０
ｍｍ、レール１２の厚さを０．３ｍｍ、モジュール数を
１４個とすることで、外径を４０ｍｍ〜８０ｍｍとした
配管４０に巻き付いてレール１２が良好に敷設され、配
管４０外周面の上記検査を実施することができた。

【００２４】そして、検査が終了しアクチュエータ１５
に送り込まれた作動流体を抜けば、多関節モジュール２
０は、上記引っ張りコイルバネ１０の付勢力により、図
１に示した元の状態に戻ることになる。

【００２５】このように、本実施形態においては、多関
節モジュール２０の隣接するモジュール１，１同士に枢
着されたアクチュエータ１５が駆動されると、一方のモ
ジュール１が他方のモジュール１に対して相対的に回動
されて、当該モジュール１に支持された弾性を有するレ
ール１２が、配管４０の外周面に沿って敷設されるた
め、配管４０の径に応じて検査装置を個々に用意する必
要がなく、且つ、作業者が検査装置のセットの際に配管
４０の検査部分に近づいて取り付け作業等を実施する必
要がなくされている。このため、種々の径の配管４０に
対する検査が可能にされていると共に、作業者が近づく
のが困難な狭隘部での検査も可能にされている。

【００２６】なお、本実施形態においては、アクチュエ
ータ１５を単動シリンダとしているが、複動シリンダと
し、引っ張りコイルバネ１０を無くすことも可能であ
る。

【００２７】図６は、第２実施形態に係る弾性軌道式検
査装置を示す図２と同様の一部破断拡大正面構成図であ
る。この第２実施形態の弾性軌道式検査装置が第１実施
形態のそれと違う点は、シリンダ８及びピストン９より
成るアクチュエータ１５を、金属ベローズ１８を有する
所謂ベローズアクチュエータ１９に代えた点である。こ
の金属ベローズ１８は、金属のドーナツ型の薄板を溶接
して複数接続して成る公知のものである。

【００２８】このように構成された弾性軌道式検査装置
によれば、各ベローズアクチュエータ１９のチャンバに
圧力を制御された流体を送り込むことにより金属ベロー
ズ１８に伸長方向の力が発生し、この力とレール１２の
弾性変形によって生じる反力とのバランスで、各モジュ
ール１がピン２を支点として回動し、図４に示した第１
実施形態と同様に、レール１２が配管４０を囲繞するよ
うに敷設されることになる。

【００２９】すなわち、この第２実施形態では、先の第
１実施形態と同様な効果を得ることができる。加えて、
第１実施形態においては、シリンダ８とピストン９との
隙間から作動流体が漏れ、伸長方向の力が減少したり周
囲を汚すといった虞があるが、この第２実施形態におい
ては、金属ベローズ１８を採用しているため、作動流体
が完全に密閉された状態で動作し当該作動流体の漏れの
発生がなく、経済的且つ安定して良好なレール１２の敷
設が可能となっている。さらに、金属ベローズ１８は内
部の圧力に伴い伸縮するため、第１実施形態で用いてい
た引っ張りコイルバネ１０が不要となり、装置の小型化
及び低コスト化を図ることも可能になっている。

【００３０】以上、本発明をその実施形態に基づき具体
的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるも
のではなく、例えば、上記実施形態においては、伸縮可
能なアクチュエータを、シリンダ８及びピストン９より
成るアクチュエータ１５や、ベローズアクチュエータ１
９としているが、これらに限定されるものではなく、例
えば、電磁ソレノイド等に代えることも可能である。

【００３１】また、上記実施形態においては、検査対象
物を配管４０としているが、これに限定されるものでは
なく、配管以外の円筒物（環状物）または円柱物に対し
ても適用可能である。

【００３２】

【発明の効果】本発明による弾性軌道式検査装置は、連
なるモジュール群の隣接するモジュール同士に枢着され
たアクチュエータを駆動し、一方のモジュールを他方の
モジュールに対して相対的に回動して、当該モジュール
に支持された弾性を有するレールを、外周面が円形を成
す検査対象物の当該外周面に沿って敷設し、検査対象物
の径に応じて検査装置を個々に用意する必要を無くすと
共に、作業者が検査装置のセットの際に検査対象物の検
査部分に近づいて取り付け作業等を実施する必要を無く
すように構成したものであるから、種々の径の検査対象
物に対する検査が可能となると共に、作業者が近づくの
が困難な狭隘部での検査も可能なる。その結果、検査装
置全体のコスト低減が可能となると共に、所望の部位の
検査を確実に実施するのが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態に係る弾性軌道式検査装置を示す
正面構成図である。

【図２】図１の弾性軌道式検査装置を構成する複数のモ
ジュールのうちの一部を抽出して示す一部破断拡大正面
構成図である。

【図３】図２の弾性軌道式検査装置の隣接するモジュー
ルを抽出して示す断面平面図である。

【図４】図１の弾性軌道式検査装置の動作を示す平面図
である。

【図５】図４の弾性軌道式検査装置の隣接するモジュー
ルの動作を示す拡大断面平面図である。

【図６】第２実施形態に係る弾性軌道式検査装置を示す
図２と同様の一部破断拡大正面構成図である。

【図７】従来技術に係る検査装置を示す正面構成図であ
る。

【符号の説明】

１…モジュール、２…ピン、５…ピン、８…シリンダ、
９…ピストン、１１…支柱、１２…レール、１３…ガイ
ドピン、１５…アクチュエータ、１６…長孔、１８…ベ
ローズ、１９…ベローズアクチュエータ、２０…多関節
モジュール（モジュール群）、３０…自走台車、３５…
検査用センサ、４０…配管（検査対象物）。

フロントページの続き (72)発明者 西崎 信 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番１ 号 三菱重工業株式会社高砂研究所内 Ｆターム(参考） 2G047 AB01 BC07 EA11 EA12 EA16 GA06 GJ02 GJ03 GJ14

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外周面が円形を成す検査対象物の当該外
   周面に沿ってセンサを走査することにより所定の検査を
   実施する検査装置であって、 隣接するモジュール同士を互いに回動可能に連結し連ね
   て成るモジュール群と、 前記隣接するモジュール同士に枢着された伸縮可能なア
   クチュエータと、 これらのモジュールに支持された弾性を有するレール
   と、 このレールをガイドとして移動する前記センサと、を備
   え、 前記アクチュエータの駆動により、前記レールが前記外
   周面に沿って敷設されることを特徴とする弾性軌道式検
   査装置。
2. 【請求項２】 前記アクチュエータは、シリンダ及びピ
   ストンで構成されたアクチュエータであることを特徴と
   する請求項１記載の弾性軌道式検査装置。
3. 【請求項３】 前記アクチュエータは、ベローズを有す
   るベローズアクチュエータであることを特徴とする請求
   項１記載の弾性軌道式検査装置。