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 - Google Patents

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 Download PDF

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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 (12)

  1. 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。
  2. 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。
  3. 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。
  4. 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。
  5. 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。
  6. 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。
  7. 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。
  8. 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。
  9. 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。
  10. 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。
  11. 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。
  12. 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。
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