JP2007163178A

JP2007163178A - ガス容器検査方法及び検査装置並びに円筒体検査方法及び検査装置

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Publication number: JP2007163178A
Application number: JP2005356660A
Authority: JP
Inventors: Nobuki Yabushita; 延樹藪下; Kunihiko Shinoda; 邦彦篠田; Shigeyuki Matsubara; 重行松原; Hideki Yabushita; 秀記薮下; Naoto Ueha; 尚登上羽; Yoshikatsu Tani; 義勝谷; Hideto Komiya; 秀人小宮; Katsuyuki Murai; 克之村井
Original assignee: Iwatani Industrial Gases Corp; Iwatani International Corp; Non Destructive Inspection Co Ltd
Current assignee: Iwatani Industrial Gases Corp; Iwatani International Corp; Non Destructive Inspection Co Ltd
Priority date: 2005-12-09
Filing date: 2005-12-09
Publication date: 2007-06-28
Anticipated expiration: 2025-12-09
Also published as: JP4837986B2

Abstract

【課題】安価で確実・迅速にガス容器を検査することの可能なガス容器検査方法及び検査装置を提供すること及び安価で確実・迅速に様々な内径の円筒体を検査することの可能な円筒体検査方法及び検査装置を提供すること。
【解決手段】本体１０３内面に近接する探触子３とこの探触子３を回転支持する治具１０とを備える。この治具１０は探触子３を回転軸に近接又は離隔させる拡張機構２０を有する。拡張機構２０を縮小させて探触子３及び治具１０を口部１０４からガス容器１００内部に挿入する。拡張機構２０を拡張させて探触子３を本体１０３内面に近接させる。口部１０４及び胴部１０１のほぼ中心を回転軸２を貫通させて当該回転軸２周りで探触子３を回転させると共に当該回転軸２方向に移動させて本体１０１内面を走査することにより検査する。
【選択図】図２

Description

本発明は、円筒状の胴部及び半球状の端部よりなる本体と前記胴部より小径の口部とからなるガス容器を検査するためのガス容器検査方法及び検査装置並びに円筒体を検査するための円筒体検査方法及び検査装置に関する。

上述の如きガス容器としては、例えば燃料電池等に用いられる水素ガスボンベが知られている。水素ガスボンベは水素ステーションにおいて蓄圧器として水素ガスを蓄積する他、トレーラーに複数本を積層させて水素の運搬に供せられる。この種の水素ガスボンベは、常温高圧下の水素ガス雰囲気下において、水素脆化等の材料劣化を引き起こすことが知られている。

この種のガス容器を検査するに際しては、ガス容器の外側から検査を行う方法と、容器の内側から検査を行う方法とがある。ガス容器の外側から検査を行うには、トレーラーから長尺容器を取り外し、ガス容器外面の塗装を剥離させ、検査を行い、再塗装を行い、トレーラーに再度積み上げて管板に固定するという方法がとられる。その結果、検査前後の附帯作業が多大で検査負担が大きかった。

一方、特許文献１にみられるように、チューブ等の一様な内径の管体を検査する手法が知られている。しかし、小径の口部や端部を含む容器内部からの検査を行うに適切な手法は提唱されていなかった。また、大幅に径の異なる様々な円筒体内面の検査を行いうる治具を備えた検査装置は存在しなかった。
特開平１０−１９７５００号

かかる従来の実情に鑑みて、本発明は、安価で確実・迅速にガス容器を検査することの可能なガス容器検査方法及び検査装置を提供することを目的とする。

また、本発明の他の目的は、安価で確実・迅速に様々な内径の円筒体を検査することの可能な円筒体検査方法及び検査装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係るガス容器（以下、「円筒体」と呼ぶこともある。）検査方法の特徴は、円筒状の胴部及び半球状の端部よりなる本体と前記胴部より小径の口部とからなるガス容器を検査するためのガス容器検査方法であって、前記本体内面に近接する探触子とこの探触子を回転支持する治具とを備え、この治具は探触子を回転軸に近接又は離隔させる拡張機構を有し、前記拡張機構を縮小させて前記探触子及び前記治具を前記口部からガス容器内部に挿入し、前記拡張機構を拡張させて前記探触子を前記本体内面に近接させ、前記口部及び胴部のほぼ中心を前記回転軸を貫通させて当該回転軸周りで前記探触子を回転させると共に当該回転軸方向に移動させて前記本体内面を走査することにより検査することにある。

前記拡張機構が前記回転軸周りで回転する回転体に前記探触子を支持する第一リンクを揺動自在に取り付けてなる第一支持体部を備えていることが望ましい。

前記第一支持体部が前記第一リンクとほぼ対称的に拡張・縮小する第二リンクを備えていることが望ましい。

前記拡張機構が前記回転軸周りで回転する回転体にほぼ対称的に一対の第三リンクを揺動自在に取り付けてなる第二支持体部を前記第一支持体部に対し前記回転軸方向に並べて備えることが望ましい。

前記第二支持体部に対し前記第一支持体部を相対回転させる回転駆動機構により前記探触子を回転させることが望ましい。

前記拡張機構を前記胴部で拡張させ、前記治具に連続するロッドを前記口部から外部に突出させて操作することにより前記センサを前記胴部内で移動させて胴部の検査を行うことが望ましい。

前記第一リンクが前記回転体に支持されて揺動することにより前記端部内に沿って前記探触子を移動させることが望ましい。

前記第一リンクが弾性体であり前記回転体に支持されて揺動することにより前記端部内に沿って前記探触子を移動させることが望ましい。

前記治具が一方の前記口部に差し込まれ、前記第一リンクがねじ送り機構の回転により揺動することが望ましい。

また、上記目的を達成するため、本発明に係るガス容器検査装置の特徴は、
前記本体内面に近接する探触子とこの探触子を回転支持する治具とを備え、この治具は探触子を回転軸に近接又は離隔させる拡張機構を有し、前記拡張機構を縮小させて前記探触子及び前記治具を前記口部を挿通させ、前記拡張機構を拡張させて前記探触子を前記本体内面に近接させ、前記口部及び胴部のほぼ中心を前記回転軸を貫通させて当該回転軸周りで前記探触子を回転させると共に当該回転軸方向に移動させて前記本体内面を走査するための駆動機構を有することにある。

また、本発明の他の目的を達成するため、本発明に係る円筒体検査方法の特徴は、円筒体を検査するための円筒体検査方法であって、前記円筒体内面に近接する探触子とこの探触子を回転支持する治具とを備え、この治具は探触子を回転軸に近接又は離隔させる傘状の拡張機構を有し、前記拡張機構を縮小させて前記探触子及び前記治具を前記円筒体の一端から円筒体内部に挿入し、前記拡張機構を拡張させて前記探触子を前記円筒体内面に近接させ、前記円筒体のほぼ中心を前記回転軸を貫通させて当該回転軸周りで前記探触子を回転させると共に当該回転軸方向に移動させて前記円筒体内面を走査することにより検査することにある。

また、本発明の他の目的を達成するため、本発明に係る円筒体検査装置の特徴は、上記に記載の円筒体検査方法に用いる円筒体検査装置であって、前記円筒体内面に近接する探触子とこの探触子を回転支持する治具とを備え、この治具は探触子を回転軸に近接又は離隔させる傘状の拡張機構を有し、前記拡張機構を縮小させて前記探触子及び前記治具を前記円筒体の一端から円筒体内部に挿入し、前記拡張機構を拡張させて前記探触子を前記円筒体内面に近接させ、前記円筒体のほぼ中心を前記回転軸を貫通させて当該回転軸周りで前記探触子を回転させると共に当該回転軸方向に移動させて前記円筒体内面を走査するための駆動機構を有することにある。

上記本発明に係るガス容器検査方法及び検査装置の特徴によれば、上述の如く口部から挿入・拡張してセンサを内部で移動させる治具を合理的に用いることにより、安価で確実・迅速にガス容器を検査することが可能となった。また、上記本発明に係る円筒体検査方法及び検査装置の特徴によれば、安価で確実・迅速に様々な内径の円筒体を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。

次に、図１〜８を参照しながら、本発明をさらに詳しく説明する。
本実施形態に係るガス容器検査方法の検査対象は、水素ガスを蓄積又は運搬するための水素ボンベ１００である。図１に示すように、複数の水素ボンベ１００を積層しバンド１１２にて固定したボンベ群１１０がトレーラー荷台１１１に積載された状態において、水素ボンベ１００の内面の検査を行うことが可能である。

図２に示すように、水素ボンベ１００は、円筒状の胴部１０１とその両端に半球状の端部１０２とよりなる本体１０３と、その端部１０２のほぼ中央部には胴部１０１より小径の口部１０４とよりなる。本検査方法において、水素ボンベ１００の胴部１０１と端部１０２とは異なる治具１０，６０を用いて別個に行う。

本発明の第一実施形態である水素ボンベ１００の胴部１０１の検査について説明する。
図２（ａ）に示す如く、ガス容器検査装置１は、大略、探触子３、傘状に開閉する治具１０、回転駆動機構４０、軸方向駆動車５０及び図示しない信号処理装置とよりなる。治具１０は、回転駆動機構４０を挟んで第一支持体部１０Ａと第二支持体部１０Ｂとが回転軸２に沿った方向に直列に配置され、第二支持体部１０Ｂはロッド５４を介して水素ボンベ１００の外部の軸方向駆動車５０に連結されている。また、第一支持体部１０Ａ先端には、水素ボンベ１００の外部に重り５８の繋がれたワイヤー５６が接続されている。

図３に示すように、第一支持体部１０Ａは、探触子３を支持する弾性を有する第一リンク２６ａ、第一支持体部１０Ａの位置決めを行う第二リンク２６ｂ及びこの第一、第二リンク２６ａ，２６ｂを開閉させる傘状の拡張機構２０とからなる。拡張機構２０は、回転軸２に沿う第一軸２１、第一、第二固定部２４ａ，２４ｂ及び駆動機構２５とよりなる。第一軸２１の先端にはより戻し２１ａを介してワイヤー５６が取り付けられ、他方端部はカップリング４５ｂを介して回転駆動機構４０と連結されている。より戻し２１ａは第一軸２１の回転に対して回転せずワイヤー５６のねじれを防止する。

第一固定部２４ａには第一、第二リンク２６ａ，２６ｂが枢着され、第二固定部２４ｂはアクチュエーター２５ｃによりスライダー２５ａと連結されている。第一、第二固定部２４ａ，２４ｂは第一軸２１に固定され、第一軸２１の回転に連動して回転する。

駆動機構２５は第一、第二固定部２４ａ，２４ｂ間に第一軸２１に対しスライド自在に取り付けられたスライダー２５ａを備えている。第一固定部２４ａとスライダー２５ａは縮小スプリング２５ｂにより連結され、第二固定部２４ｂとスライダー２５ａはアクチュエーター２５ｃにより連結されている。さらに、スライダー２５ａは第一、第二リンク２６ａ，２６ｂに枢着された一対の第三リンク２６ｃ，２６ｃが対称に枢着されている。

上記構成により、アクチュエーター２５ｃによって、スライダー２５ａは回転軸２に沿ってスライドし、スライダー２５ａに枢着された一対の第三リンク２６ｃ，２６ｃが第一、第二リンク２６ａ，２６ｂを開閉させる。さらに、第一軸２１は回転するので、その回転に連動して第一、第二固定部２４ａ，２４ｂも回転し、第一支持体部１０Ａ全体が回転することとなる。これらのスライド、回転運動により、第一リンク２６ａに取り付けられた探触子３は胴部１０１内面全面を螺旋状に走査する。水素ボンベの水素脆化等の材料劣化はボンベ内面から進行するため、ボンベ１００の口部１０４から探触子３を挿入し本体１０３の内面を走査する検査方法は合理的である。

また、探触子３には渦流探傷センサを用いる。このセンサ３は、センサ３内の励磁コイルにより磁束を発生させ、その磁束により生じるボンベ本体１０３の傷等による渦電流の乱れを磁束検出コイルのインピーダンスや電圧変化等により検出する。検出された信号は図示しない信号処理装置に送られ、傷等の位置、大きさ等をマップ表示等する。

第二支持体部１０Ｂは、第一支持体部１０Ａと基本的に同一構造であるが、センサ３が設けられていない点で相違する。この第二支持体部１０Ｂの第一固定部２４ａには一対の駆動リンク２７が第二軸２２に対しほぼ対称に枢着され、第二軸２２は回転駆動機構４０に固定されている。第二支持体部１０Ｂにおいても、スライダー２５ａは、アクチュエーター２５ｃによって回転軸２に沿ってスライドし、スライダー２５ａに枢着された一対の第三リンク２６ｃ，２６ｃが一対の駆動リンク２７，２７を開閉させる。

図４に示すように、回転駆動機構４０は、外筒４１内部に回転接点４３及び減速モーター４４を備えている。減速モーター４４の軸と回転接点４３の短軸４５ｃはカップリング４５ａにより連結され、短軸４５ｃはカップリング４５ｂにより第一軸２１と連結されている。また、カップリング４５ａには可動部４６ｂが設けられ、対向する外筒４１に固定部４６ａが設けられている。これらにより減速モーター４４の回転数を監視するエンコーダー４６を構成する。よって、減速モーター４４が短軸４５ｃを介して第一軸２１を回転させ、減速モーター４４及びエンコーダ４６により第一支持体部１０Ａのセンサ３の回転位置を監視・制御する。

外筒４１の固定部４２には第二軸２２が固定されており、第二支持体部１０Ｂが回転駆動機構４０により回転することはない。すなわち、第一支持体部１０Ａは、第二支持体部１０Ｂに対し相対的に回転することになる。

センサ３からの信号Ｓは、第一軸２１内部を通り、回転接点４３内において抽出され、テープ状のリード線４７を介し、減速モーター４４の電力と共に第二軸２２の内部を通りボンベ１００外部へ送られる。

次に、図５を参照しながら胴部１０１の検査手順について説明する。
図５（ａ）に示すように、始めにロッド５４を口部１０４から挿入し他方の口部１０４まで貫通させる。貫通したロッド５４の先端にワイヤー５６を接続し、ロッド５４を引き戻す。ボンベ１００内部に通されたワイヤー５６に重り５８を取り付ける。そして、通されたワイヤー５６を第一軸２１先端のより戻し２１ａに接続するとともに、第二軸２２とロッド５４とを接続して、ロッド５４を軸方向駆動車５０のホルダー５２に接続する。

次に、治具１０の全ての第一、第二リンク２６ａ，２６ｂ及び駆動リンク２７をアクチュエーター２５ｃによって閉じる。その閉じた状態で、ワイヤー５６を引きながら口部１０４から治具１０を他方の口部１０４近傍の胴部１０１まで挿入する。このとき、ワイヤー５６により挿入距離を監視してセンサ３の位置を確認する。

そして、センサ３が所定位置に到達すれば、アクチュエーター２５ｃを作動させ第一、第二リンク２６ａ，２６ｂを開き、センサ３を胴部１０１に近接させる。図５（ｂ）に示すように、減速モーター４４の電源を入れ、第一軸２１を回転させると共に、軸方向駆動車５０をボンベ１００から離隔させる方向に移動させる。これにより、センサ３が胴部１０１内面に沿って螺旋状に走査する。回転の遠心力、第一リンク２６ａの弾性及び縮小スプリング２５ｂの弾性により、胴部１０１と回転軸２の偏心や胴部１０１内面の凹凸を吸収し、センサ３の走査を安定させる。走査中は、軸方向駆動車５０のエンコーダー５３により回転軸２方向の移動距離を監視し、回転駆動機構４０のエンコーダ４６により第一軸２１の回転数を監視してセンサ３の走査位置を確認する。なお、上記実施形態において、回転駆動機構４０の回転監視にエンコーダ４６を用いた。しかし、エンコーダ４６は別途に設けなくてもよく、エンコーダ４６を減速モーター４４に直接組み込んだエンコーダ付き減速モーターを用いてもよい。

軸方向駆動車５０のエンコーダー５３により移動距離が胴部１０１全長を超えたことを確認すれば、減速モーター４４の電源を切り回転を止める。そして、図５（ｃ）に示すように、アクチュエーター２５ｃにより、治具１０の全ての第一、第二リンク２６ａ，２６ｂ及び駆動リンク２７を閉じて口部１０４より治具１０を引く抜く。最後に、第一軸２１先端のより戻し２１ａに接続されたワイヤー５６を外して完了する。

次に、本発明の第二実施形態である端部１０２の検査について説明する。
図２（ｂ）に示すように、端部１０２の検査には、上記実施形態における胴部１０１の検査装置１と異なり、回転駆動機構４０及び軸方向駆動車５０を用いず、治具６０によって探触子３の回転、進退運動を行い検査する。治具６０は、大略、第一軸６１、水素ボンベ１００の口部１０４に装着される口栓部６３及び回転ハンドル６９とよりなる。第一軸６１は回転ハンドル６９の回転により回転・進退運動を行う。本実施形態においても、探触子３には渦流探傷センサ３を用いる。

図６に示すように、第一軸６１は、第一軸６１に対し回転可能に取り付けられた第一停止部６４ａと第一軸６１に固定された移動部６５ａが第一軸６１に沿って直列的に配置されている。第一停止部６４ａにはセンサ３を先端に取り付けた弾性を有する第一リンク６６ａ及び治具６０の位置決めを行う第二リンク６６ｂが枢着され、口栓部６３のカラー６３ｄに回転自在に取り付けられた第二停止部６４ｂと保持ロッド６５ｂによって連結されている。よって、第一停止部６４ａと口栓部６３の距離は、保持ロッド６５ｂにより常に一定に保たれる。

第一リンク６６ａ及び第二リンク６６ｂには、センサ３近傍にダンパー６６ｃが取り付けられている。このダンパー６６ｃは、端部１０２の円弧の中心とセンサ３の円弧状の走査軌跡との中心の位置ずれによる半径差を調整する。これにより、センサ３が確実に端部１０２に沿って螺旋状に走査することができる。なお、ダンパー６６ｃは、ばね式、油圧式、空気圧式等のいずれのものであってもよく、ダンパー６６ｃの取付位置は第一リンク６６ａ及び第二リンク６６ｂの先端近傍に限られず、第一停止部６４ａ近傍に設けても構わない。さらに、取り付けるダンパー６６ｃの数は単数でも複数であってもよい。

移動部６５ａは、第一軸６１に固定され、第一、第二リンク６６ａ，６６ｂに枢着された駆動リンク６７が枢着されている。そのため、移動部６５ａは、第一軸６１の進退に連動して進退すると共に、第一軸６１の回転に連動して回転する。

図６、７に示すように、口栓部６３は、大略、口部１０４と螺合する外ねじ６３ａ、ヘッド６３ｃ及び第一停止部６４ａの位置を調整する円筒状のカラー６３ｄとよりなる。また、ヘッド６３ｃにはカラー６３ｄを口栓部６３に固定する固定具６３ｈが設けられている。

カラー６３ｄの先端にはリング状の第二停止部６４ｂが回転自在に取り付けられ、この第二停止部６４ｂの回転軸２方向の前後に第二停止部６４ｂの移動を制限する係止具６３ｅが設けられている。また、カラー６３ｄにはカラー６３ｄ内部を貫通する第一軸６１に設けられたねじ軸６２と螺合する内ねじ６３ｂ及び口栓部６３と螺合する外ねじ６３ｆが設けられている。この内ねじ６３ｂにより口栓部６３を貫通する第一軸６１の進退運動を一定ピッチで行うことができ、外ねじ６３ｆにより後述するカラー６３ｄの位置調整を一定ピッチで行うことができる。また、カラー６３ｄの他方端部にはカラー６３ｄの位置を調整するハンドルピン６３ｇが設けられている。

このカラー６３ｄは、ハンドルピン６３ｇにより回転させることができ、口部１０４に対する第二停止部６４ｂの相対位置を調整することができる。この位置調整により、保持ロッド６５ｂを介して第一停止部６４ａの位置を端部１０２の円弧の中心に一致させることができ、センサ３が確実に端部１０２に沿って螺旋状に走査する。

ねじ軸６２は、第一軸６１に固定されており、第一軸６１の進退による移動部６５ａの移動によりセンサ３が端部１０２内面に沿うように細かいピッチでねじ溝が設けられている。上述のダンパー６６ｃ、カラー６３ｄ及びねじ溝６２により、端部１０２の円弧とセンサ３の走査軌跡とを一致させ、端部１０２を確実に走査することが可能となる。

図６に示すように、第一軸６１の水素ボンベ１００の外部には回転接点６８及び回転ハンドル６９が設けられている。回転ハンドル６９には反射板７５ａが設けられており、この反射板７５ａに対向する口栓部６３のヘッド６３ｃにセンサ７５ｂが設けられている。これらにより回転ハンドル６９の回転数を監視するカウンターセンサー７５を構成する。第一軸６１の回転数と第一軸６１の進退距離はねじ軸６２のねじリードに比例し、進退距離により第一、第二リンク６６ａ，６６ｂの開閉角度が定まる。よって、回転ハンドル６９の回転数を監視することでセンサ３の端部１０２の走査位置を特定することができる。また、センサ３の信号Ｓは、第一リンク６６ａ及び駆動リンク６７を伝い第一軸６１内に通されたリード線を介して、回転接点６８より抽出され、信号処理装置に送られる。

上記構成によって、回転ハンドル６９を回転させることで、第一軸６１が回転すると共に、口栓部６３の内ねじ６３ｂのねじリードにより図６の一点鎖線で示す如く、第一軸６１及びねじ軸６２が一定ピッチで進退する。この回転・進退運動に連動して移動部６５ａが回転・進退運動を行うので、同図の一点鎖線で示す如く、駆動リンク６７を介して第一、第二リンク６６ａ，６６ｂを開閉させると共に、第一、第二停止部６４ａ，６４ｂ、保持ロッド６５ｂ及び第一、第二リンク６６ａ，６６ｂが回転し、センサ３が水素ボンベ１００の端部１０２内面全面を螺旋状に走査する。

なお、本実施形態において、カラー６３ｄにより第一停止部６４ａの位置調整を行った。しかし、口栓部６３にカラー６３ｄを設けずに、あらかじめ端部１０２の円弧の中心に第一停止部６４ａの位置を一致させる長さの保持ロッド６５ｂを使用してもよい。但し、保持ロッド６５ｂを端部１０２の円弧形状に合わせて取り替える必要がある場合もあり、上記実施形態の方が作業効率の面で優れている。

次に端部１０２の検査方法について説明する。
図８（ａ）に示すように、始めに回転ハンドル６９を回転させ第一、第二リンク６６ａ，６６ｂを閉じる。次に、第一停止部６４ａの位置が、端部１０２の円弧の中心と一致するように、ハンドルピン６３ｇで口栓部６３に螺合しているカラー６３ｄを回転させながらカラー６３ｄの位置を調整する。そして、位置が定まれば固定具６３ｈでカラー６３ｄを口栓部６３に固定する。カラー６３ｄを固定した後、治具６０をボンベ１００に挿入し治具６０を固定する。

次に、図８（ｂ）に示すように、第一軸６１を第一停止部６４ａ側からボンベ内に挿入し、口栓部６３の外ねじ６３ａと口部１０４を螺合させ治具６０をボンベ１００に対し固定する。

治具６０を固定後、回転ハンドル６９を回し、第一軸６１を回転させながら第一軸６１をボンベ１００内部に前進させる。図８（ｃ）に示すように、第一軸６１の回転により、第一軸６１に固定された移動部６５ａが回転する。その回転に連動して駆動リンク６７を介し第一、第二リンク６６ａ，６６ｂが回転すると同時に、移動部６５ａは第一軸６１の前進分移動する。これにより駆動リンク６７により第一、第二リンク６６ａ，６６ｂが端部１０２に沿うように開くと共に、ダンパー６６ｃにより第一、第二リンク６６ａ，６６ｂの長さが調整されて、センサ３は端部１０２に沿って螺旋状に走査する。さらに、回転の遠心力、第一リンク６６ａの弾力性により、端部１０２と回転軸２の偏心や端部１０２内面の凹凸を吸収し、センサ３の走査を安定させる。

走査中は回転ハンドル６９の回転数をカウンターセンサー７５により監視し、センサ３の位置を確認する。そして、回転数によりセンサ３が端部１０２を超えたと判断した場合には、回転を止め走査を完了する。走査終了後は、回転ハンドル６９を挿入時と反対方向に回して第一、第二リンク６６ａ，６６ｂを閉じると共に第一軸６１を後退させて、口栓部６３を口部１０４から取り外して治具６０を引き抜いて検査を完了する。

次に、本発明に係る別の実施形態について説明する。なお、上記実施形態と同様の部材には同符合を附してある。
上記第一の実施形態において、第一固定部２４ａと駆動機構２５のスライダー２５ａとを縮小スプリング２５ｂにより接続していたが、図９に示す如く、本実施形態においては、スライダー２５ａをスライドソケット２５ａ’及びベースリング２５ｂ’とした点が相違する。

スライドソケット２５ａ’は、第一軸２１にスライド自在に取り付けられ、一対の第三リンク２６ｃが枢着され、拡大スプリング２５ｃ’を介してベースリング２５ｂ’と連結されている。ベースリング２５ｂ’は、アクチュエーター２５ｃを介して第一軸２１に固定された第二固定部２４ｂに連結されると共に枢着された一対の補助リンク２６ｄを介して第三リンク２６ｃと連結されている。

上記構成により、アクチュエーター２５ｃによって、ベースリング２５ｂ’が進退し、その進退により拡大スプリング２５ｃ’によってスライドソケット２５ａ’も進退する。このスライドソケット２５ａ’及びベースリンク２５ｂ’の進退に連動して第三リンク２６ｃ及び第三リンク２６ｃに取り付けられた補助リンク２６ｄが第一、第二リンク２６ａ，２６ｂを開閉させる。

最後にその他の実施形態の可能性について言及する。
上記各実施形態において、第一、第二リンクにより傘状の拡張機構を構成した。しかし、拡張機構はセンサをボンベ内に挿入し、ボンベ内面にセンサを近接・離隔させることができればよく、例えば、風船等の膨張・縮小可能なものにセンサを取り付けボンベ内部で膨張・縮小させてもよい。しかし、安定性において上記各実施形態の如き傘状の拡張機構が優れている。

また、上記第一実施形態において、ガス容器の胴部検査について説明した。しかし、上記第一実施形態は、ガス容器の胴部検査に限られず、管等の円筒体の内面を検査方法及び検査装置として使用することもできる。特に上記第一実施形態の如き傘状に開閉可能な治具を有する場合には、治具は小さく畳むことができ小型であり、しかも、検査対象となる管の内径寸法にほとんど影響されず、様々な内径の管に対して内面の検査を行うことができる。

上記各実施形態において、傘状の治具の開閉にアクチュエーターを用いた。しかし、アクチュエーターを用いずに治具の開閉を行うようにしても構わない。かかる場合、治具の取り出しは、第一固定部を口部近傍まで引き寄せ、口部から棒状体を挿入してスライダー又は第三リンクに押し当てて手動で治具を閉じて取り出せばよい。また、治具を挿入する際には駆動リンクや第一、第二リンクを閉じるように手で握りながら挿入する又はスライダーを手で引っ張りながら駆動リンクや第一、第二リンクを閉じた状態で挿入すればよい。

上記第一実施形態において、第二保持部体１０Ｂを設けた。しかし、第二保持部体は治具の重量や回転の反力によって、センサが確実に走査できるように設ければよく、例えば検査対象のガス容器の胴部全長が長い場合には２以上設けてもよく、全長が短い場合には、第一支持部体のみで検査しても構わない。

上記各実施形態において、第二リンクは第一リンクに対し対称的に１本設け、駆動リンクは回転軸に対し対称的に２本設けた。しかし、これらの本数は特に制限されることはなく、治具重量等を考慮して決定すればよい。なお、複数本設ける場合には、治具重量が均等に加重されるよう回転軸に対して等角に配置することが望ましい。

上記第一実施形態において、走査距離を軸方向駆動車のエンコーダーで監視した。しかし、重りのワイヤにより走査距離を監視してもよく、さらに軸方向駆動車のエンコーダーと共に監視しても構わない。

上記各本実施形態において、探触子として渦流探傷センサを用いて渦流探傷検査により内面検査を行った。しかし、探触子は渦流探傷センサに限られず、漏洩磁束検査や超音波検査等に用いる磁気センサや一対の送受信子等を適宜用いて内面検査を行ってもよい。また、目視検査用のＣＣＤカメラを用いても構わない。さらに、ＣＣＤカメラを渦流探傷センサ等と併設又は単独に設け、ボンベ内面の走査による傷等の検出位置を目視確認する場合にも有効である。

上記第二実施形態において、第一停止部６４ａは第一軸６１に対し回転可能に取り付けられ、第一停止部６４ａと口栓部６３との距離を一定に保つ保持ロッド６５ｂを設けた。さらに、移動部６５ａを第一軸６１に対して固定した。しかし、第二停止部６４ｂ及び保持ロッド６５ｂを設けなくても構わない。

係る実施形態において、図１０に示すように、移動部６５ｃは第一軸６１の先端において固定され、第一リンク６６ａ及び第二リンク６６ｂが枢着されている。また、停止部６４ｃは口栓部６３のカラー６３ｄに回転可能に設けられ、駆動ロッド６７が枢着されている。移動部６５ｃと停止部６４ｃは、第一軸６１に沿うように直列的に配置され、駆動ロッド６７、第一リンク６６ａ及び第二リンク６６ｂを介して連結されている。

また、第一リンク６６ａ及び第二リンク６６ｂには、移動部６５ｃ近傍にダンパー６６ｃが取り付けられている。このダンパー６６ｃは、センサ３が端部１０２に沿って走査させるよう端部１０２の円弧の中心とセンサ３の円弧状の走査軌跡との中心の位置ずれによる半径差を調整する。なお、本実施形態においても、ダンパー６６ｃは、ばね式、油圧式、空気圧式等のいずれのものであってもよく、ダンパー６６ｃの取付位置は移動部６５ｃ近傍に限られず、センサ３近傍に設けても構わない。さらに、取り付けるダンパー６６ｃの数は単数でも複数であってもよい。

口栓部６３は、大略、口部１０４と螺合する外ねじ６３ａ、移動部６５ｃの位置を調整するカラー６３ｄ及びヘッド６３ｃとよりなる。カラー６３ｄの先端には係止具６３ｅが停止部６４ｃに対し回転軸２方向の前後に設けられ、停止部６４ｃの移動を制限する。また、カラー６３ｄには第一軸６１に設けられたねじ軸６２と螺合する内ねじ６３ｂ及び口栓部６３と螺合する外ねじ６３ｆが設けられている。このカラー６３ｄによって、停止部６４ｃの調整することができる。この位置調整により、端部１０２の円弧とセンサ３の走査軌跡とを一致させるよう移動部６５ｃの位置を調整する。ねじ軸６２は、第一軸６１の進退による移動部６５ｃの移動による端部１０２の円弧の中心からのずれを抑制するように細かいピッチでねじ溝が設けられている。上述のダンパー６６ｃ、カラー６３ｄ及びねじ溝６２により、端部１０２の円弧とセンサ３の走査軌跡とを一致させ、端部１０２を確実に走査することが可能となる。

端部１０２の検査においては、始めにボンベ１００に取り付ける前に回転ハンドル６９を回転させ第一、第二リンク６６ａ，６６ｂを閉じる。次に、移動部６５ｃの位置が、端部１０２の円弧の中心と一致するように、ハンドルピン６３ｇで口栓部６３に螺合しているカラー６３ｄを回転させながらカラー６３ｄの位置を調整する。そして、位置が定まれば固定具６３ｈでカラー６３ｄを口栓部６３に固定する。カラー６３ｄを固定した後、治具６０をボンベ１００に挿入し治具６０を固定する。

治具６０を固定後、回転ハンドル６９を上記第二実施形態と逆方向に回転させ、図１０の一点鎖線に示す如く、第一軸６１及びねじ軸６２を口部１０４へ後退させる。第一軸６１の回転により、第一軸６１に固定された移動部６５ｃが回転する。その回転に連動して第一、第二リンク６６ａ，６６ｂが回転すると共に、移動部６５ｃは第一軸６１の後退分移動する。これにより、同図の一点鎖線に示す如く、駆動リンク６７を介して第一、第二リンク６６ａ，６６ｂが端部１０２に沿うように開いていき、センサ３はダンパー６６ｃ及びカラー６３ｄによって確実に端部１０２に沿って螺旋状に漏れなく走査する。

走査終了後は、回転ハンドル６９を挿入時と反対方向に回して第一、第二リンク６６ａ，６６ｂを閉じると共に第一軸６１を前進させて、口栓部６３を口部１０４から取り外して治具６０を引き抜いて検査を完了する。なお、カラー６３ｄの挿入を電動にして移動部６５ｃの位置が端部１０２の円弧の中心に一致するように制御すればより高精度に端部１０２に沿って螺旋状に漏れなく走査することができる。

さらに、本実施形態では、端部１０２のみならず胴部１０１まで連続して走査することができる。
胴部１０１を検査する場合、端部１０２の検査が完了した時点で一旦第一軸６１の回転を止め、ハンドルピン６３ｇを第一軸６１まで貫通させ、第一軸６１とカラー６３ｄとを一体となるように固定する。そして、固定具６３ｈを緩めて第一軸６１を回転させて、第一軸６１をボンベ１００内部方向へ前進させる。第一軸６１とカラー６３ｄとはハンドルピン６３ｇにより一体であるため、第一軸６１の回転によりカラー６３ｄも回転し、カラー６３ｄの外ねじ６３ｆのねじリードにより移動部６５ｃが前進する。さらに、停止部６４ｃと移動部６５ｃ間の距離は一定に保たれ、かつ、移動部６５ｃが第一軸６１の回転に連動して回転するので、センサ３が胴部１０２内面に沿って螺旋状に走査する。

これにより、第一実施形態と異なり、ボンベ１００内部に回転駆動機構４０を挿入しなくてよいため、治具６０が軽量化され、さらに、治具６０は口栓部６３によりボンベ１００の口部１０４に固定されるから、より安定した走査が可能となる。また、両端部より検査を行う場合には、少なくともボンベ１００の全長の半分の長さの第一軸６１でボンベ１００内面を全て検査することができる。

上記各実施形態の端部１０２の検査において、回転ハンドル６９を用いた方法を例示したが、手動に限られず、電動であってもよい。電動の場合には、図１１に示すように、回転ハンドル６９に換えて、図４に示す回転駆動機構４０と同様の回転駆動機構８０を第一軸６１に接続する。減速モーター８４は内筒８１に固定され、回転防止ピン８８により内筒８１が口栓部６３に固定されている外筒８２に固定されている。これにより、減速モーター８４自体の回転及び進退運動を防止する。これにより、反射板７５ａ及びセンサ７５ｂを省略することができ、かつ一定速度で検査することができる。

本発明は、水素ガス、水素ガス以外のガス容器検査方法及び検査装置として利用することができる。さらには、管等の円筒体の検査方法及び検査装置としても利用することができる。

ガス容器の積載状態を示す正面図である。本発明に係るガス容器検査装置の概略図であり、（ａ）はガス容器胴部の検査装置、（ｂ）はガス容器端部の検査装置を示す。ガス容器胴部の検査状態を示す部分拡大図である。回転駆動機構の概略図である。ガス容器胴部の検査手順を示す概略図である。ガス容器端部の検査状態を示す部分拡大図である。口部拡大図である。ガス容器端部の検査手順を示す概略図である。本発明の他の実施形態を示す図３相当図である。本発明の他の実施形態を示す図６相当図である。本発明のさらに他の実施形態における図４相当図である。

符号の説明

１：ガス容器検査装置、２：回転軸、３：渦流センサ（探触子）、１０：治具、１０Ａ：第一支持体部、１０Ｂ：第二支持体部、２０，２０’：拡張機構、２１：第一軸、２１ａ：より戻し、２２：第二軸、２３：ロッド、２４ａ：第一固定部（回転体）、２４ｂ：第二固定部（回転体）、２５，２５’：駆動機構、２５ａ：スライダー、２５ｂ：縮小スプリング、２５ｃ：アクチュエーター、２５ａ’：スライドソケット、２５ｂ’：ベースリング、２５ｃ’：キャップ、２５ｄ’：拡大スプリング、２６ａ：第一リンク、２６ｂ：第二リンク、２６ｃ：第三リンク、２６ｄ：補助リンク、２７：駆動リンク、４０：回転駆動機構、４１：外筒、４２：固定部、４３：回転接点、４４：減速モーター、４５ａ，４５ｂ：カップリング、４５ｃ：短軸、４６：エンコーダー、４６ａ：固定部、４６ｂ：可動部、４７：テープ状リード線、５０：軸方向駆動車、５１：台車、５２：ホルダー、５３：エンコーダー、５３ａ：固定部、５３ｂ：可動部、５４：ロッド、５６：ワイヤー、５７：ローラー、５８：重り、６０：治具、６１：第一軸、６２：ねじ軸、６３：口栓部、６３ａ：外ねじ、６３ｂ：内ねじ、６３ｃ：ヘッド、６３ｄ：カラー、６３ｅ：係止具、６３ｆ：外ねじ、６３ｇ：ハンドルピン、６３ｈ：固定具、６４ａ：第一停止部（回転体）、６４ｂ：第二停止部（回転体）、６４ｃ：停止部（回転体）、６５ａ：移動部（回転体）、６５ｂ：保持ロッド、６５ｃ：移動部（回転体）、６６ａ：第一リンク、６６ｂ：第二リンク、６６ｃ：ダンパー、６７：駆動リンク、６８：回転接点、６９：回転ハンドル、７５：カウンターセンサー、７５ａ：反射板、７５ｂ：センサ、８０：回転駆動機構、８１：内筒、８２：外筒、８３：回転接点、８４：減速モーター、８５ａ，８５ｂ：カップリング、８５ｃ：短軸、８７：テープ状リード線、８８：回転防止ピン、１００ａ：本体内面、１００：水素ボンベ（ガス容器）、１０１：円筒状の胴部、１０２：半球状の端部、１０３：本体、１０４：口部、１１０：ボンベ群、１１１：トレーラー荷台、１１２：バンド、Ｓ：信号

Claims

円筒状の胴部及び半球状の端部よりなる本体と前記胴部より小径の口部とからなるガス容器を検査するためのガス容器検査方法であって、
前記本体内面に近接する探触子とこの探触子を回転支持する治具とを備え、この治具は探触子を回転軸に近接又は離隔させる拡張機構を有し、前記拡張機構を縮小させて前記探触子及び前記治具を前記口部からガス容器内部に挿入し、前記拡張機構を拡張させて前記探触子を前記本体内面に近接させ、前記口部及び胴部のほぼ中心を前記回転軸を貫通させて当該回転軸周りで前記探触子を回転させると共に当該回転軸方向に移動させて前記本体内面を走査することにより検査することを特徴とするガス容器検査方法。
前記拡張機構が前記回転軸周りで回転する回転体に前記探触子を支持する第一リンクを揺動自在に取り付けてなる第一支持体部を備えていることを特徴とする請求項１に記載のガス容器検査方法。
前記第一支持体部が前記第一リンクとほぼ対称的に拡張・縮小する第二リンクを備えていることを特徴とする請求項２に記載のガス容器検査方法。
前記拡張機構が前記回転軸周りで回転する回転体にほぼ対称的に一対の第三リンクを揺動自在に取り付けてなる第二支持体部を前記第一支持体部に対し前記回転軸方向に並べて備えることを特徴とする請求項３に記載のガス容器検査方法。
前記第二支持体部に対し前記第一支持体部を相対回転させる回転駆動機構により前記探触子を回転させることを特徴とする請求項４に記載のガス容器検査方法。
前記拡張機構を前記胴部で拡張させ、前記治具に連続するロッドを前記口部から外部に突出させて操作することにより前記探触子を前記胴部内で移動させて胴部の検査を行うことを特徴とする請求項１に記載のガス容器検査方法。
前記第一リンクが前記回転体に支持されて揺動することにより前記端部内に沿って前記探触子を移動させることを特徴とする請求項２に記載のガス容器検査方法。
前記第一リンクが弾性体であり前記回転体に支持されて揺動することにより前記端部内に沿って前記探触子を移動させることを特徴とする請求項２に記載のガス容器検査方法。
前記治具が一方の前記口部に差し込まれ、前記第一リンクがねじ送り機構の回転により揺動することを特徴とする請求項８に記載のガス容器検査方法。
請求項１〜９のいずれかに記載のガス容器検査方法に用いるガス容器検査装置であって、前記本体内面に近接する探触子とこの探触子を回転支持する治具とを備え、この治具は探触子を回転軸に近接又は離隔させる拡張機構を有し、前記拡張機構を縮小させて前記探触子及び前記治具を前記口部を挿通させ、前記拡張機構を拡張させて前記探触子を前記本体内面に近接させ、前記口部及び胴部のほぼ中心を前記回転軸を貫通させて当該回転軸周りで前記探触子を回転させると共に当該回転軸方向に移動させて前記本体内面を走査するための駆動機構を有することを特徴とするガス容器検査装置。
円筒体を検査するための円筒体検査方法であって、
前記円筒体内面に近接する探触子とこの探触子を回転支持する治具とを備え、この治具は探触子を回転軸に近接又は離隔させる傘状の拡張機構を有し、前記拡張機構を縮小させて前記探触子及び前記治具を前記円筒体の一端から円筒体内部に挿入し、前記拡張機構を拡張させて前記探触子を前記円筒体内面に近接させ、前記円筒体のほぼ中心を前記回転軸を貫通させて当該回転軸周りで前記探触子を回転させると共に当該回転軸方向に移動させて前記円筒体内面を走査することにより検査することを特徴とする円筒体検査方法。
請求項１１に記載の円筒体検査方法に用いる円筒体検査装置であって、前記円筒体内面に近接する探触子とこの探触子を回転支持する治具とを備え、この治具は探触子を回転軸に近接又は離隔させる傘状の拡張機構を有し、前記拡張機構を縮小させて前記探触子及び前記治具を前記円筒体の一端から円筒体内部に挿入し、前記拡張機構を拡張させて前記探触子を前記円筒体内面に近接させ、前記円筒体のほぼ中心を前記回転軸を貫通させて当該回転軸周りで前記探触子を回転させると共に当該回転軸方向に移動させて前記円筒体内面を走査するための駆動機構を有することを特徴とする円筒体検査装置。