JP2008249510A - 移動型探傷具 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は高架構造の道路におけるデッキプレートとＵ字断面鋼材としての縦リブとの溶接部の亀裂検査用の探傷装置に関し、探傷作業を効率的に行い得るようにするようにすることを目的とする。
【解決手段】移動型探傷具１６はデッキプレート１０の下面に当接する支持車輪３８を備え、永久磁石４４の吸引力により探傷具１６をデッキプレート１０に保持しつつ探傷具１６を縦リブ１２に沿って移動させることができる。探傷具１６は側面に案内車輪４０を備え、永久磁石５０の吸引力によりは案内車輪４０は軽微な力で縦リブ１２の側壁１２Ａに当接せしめられ、探傷具１６は側壁１２Ａによる案内を受けつつ縦方向に移動され、タイヤ型超音波探触子との距離を一定に維持しながら溶接部１４の探傷を行うことができる。
【選択図】図１

Description

この発明は移動型探傷具に関し、高架構造の道路におけるデッキプレート（鋼床版）とＵ字断面鋼材としての縦リブとの溶接部の亀裂検査作業等鋼材よりなる構造体の探傷作業の効率化に適したものである。

高架構造の道路の路面は鋼板であるデッキプレート上にアスファルトを敷設して構成される。補強のためデッキプレートの下面にはＵ字断面型鋼としての縦リブが幅方向に間隔をおいて配置される。各縦リブはその脚部においてデッキプレートの対向面に溶接されている。

デッキプレートはアスファルト舗装を介して通行車両からの繰り返し荷重を受けており、経年によって、デッキプレートと縦リブとの溶接部に疲労亀裂の発生をみることがあり、亀裂の放置は路面に対する損傷に繋がる恐れがある。そこで、定期点検作業として溶接部の探傷が行われるが、探傷具としてタイヤ型超音波探触子を使用したものが公知である（特許文献１及び２及び３等参照）。この種のタイヤ型超音波探触子にあっては、探触子内部に超音波の送受信機を備え、探触子をそのタイヤにより要探傷部位に沿って走行させ、かつ探傷データのデコーダが備えられ、デコーダにより解読される探傷データ、特に、エコー高さ及び走行距離から亀裂の有無を検知することができる。
特開平５−８００３５号公報 特開平６−６６７７２号公報 特開２００６−３４３１５４号公報

タイヤ型超音波探触子による構造物の探傷作業においては、タイヤ型超音波探触子を構造物に載置し、タイヤにて転動させながら探傷作業を行う。高架構造の道路におけるデッキプレートと縦リブとの溶接部の場合は要探傷部位が高所に位置し、作業員は高所作業車等に乗車し、上向き姿勢をとりながらタイヤ型超音波探触子を押し当て、転動させながら作業を行っていた。従って、作業中の作業者への体力的な負担が大きく、このような作業環境で効率的に作業を行いうる作業具が希求されていた。

この発明はこのような従来技術の問題点に鑑み、高架構造の道路におけるデッキプレートと縦リブとの溶接部などの要探傷部位にあってもタイヤ型超音波探触子による探傷作業を効率的に行い得るようにするようにすることを目的とする。

この発明の移動型探傷具は鋼材よりなる構造体の超音波による探傷に使用するものであり、高架構造道路におけるデッキプレートと縦リブとの溶接部の探傷検査に特に好適に使用することができるものである。探傷具は、構造体の要探傷部位に沿って移動する車輪付の本体を備え、本体にはタイヤ型超音波探触子が設けられ、また、本体は、前記構造体に対しタイヤ型超音波探触子を接触させつつ本体を構造体に磁力下で保持する保持手段と本体を構造体の要探傷部に沿って移動するように案内せしめる案内手段とを具備している。ここにタイヤ型超音波探触子とは、回転するタイヤと、内部に固定配置の超音波送受信機とを備え、超音波をタイヤを介して要探傷部に対して送受信させ、そのエコー高さとタイヤの走行距離データにより構造体の長手方向の部位毎の亀裂などの欠陥データを把握する公知のタイプのものである。そして、タイヤ型超音波探触子は構造体に当接させるとともに保持手段により探傷具を磁力下で構造体に対して保持しつつ、探傷具を案内手段により構造体における要探傷部に沿って移動させることにより構造体の探傷を行ことができる。

要探傷部位がデッキプレートと縦リブとの溶接部である場合は、本体はデッキプレートとの下面に当接する支持車輪と、本体をデッキプレート下面に保持し、永久磁石等により構成される保持手段と、探傷具をデッキプレートと縦リブとの溶接部位に沿って移動するように案内する案内手段を備え、デッキプレートと縦リブとの溶接部を超音波探触子により探傷することができる。そして、案内手段としては縦リブの側壁に対向するように本体に設けられる案内車輪と、案内車輪を縦リブの側壁に当接するよう磁力にて吸引付勢する付勢手段とを備える。

探傷具の本体は構造体に磁力下で支持されかつ構造体の被探傷部位に沿って移動するよう本体を磁力による吸引力等を使用して案内する案内又は倣い手段を備えているため、作業者は高架構造の道路におけるデッキプレートと縦リブとの溶接部の探傷のような作業の場合において探傷具は磁力により支持され、要検査部に沿って移動するように探傷具を軽く押してゆくだけで精密な探傷作業を実施することができ、また、作業者に無理な姿勢を強いることがなく、その作業時の負担が軽微となり作業効率の著しい向上が得られる。

図１〜図３において、１０は高架構造の道路におけるデッキプレート（鋼床版）であり、デッキプレート１０の上面はアスファルト舗装面が形成される。デッキプレート１０の下面にＵ字断面型鋼としての縦リブ１２が横方向に所定間隔をおいて配置されている。各縦リブ１２はデッキプレート１０の縦方向に延設されている。各縦リブ１２はその側壁１２Ａは幾分外側に拡開し、図１の如き下向きの先細形状をなしており、側壁１２Ａの上端部が外面側でデッキプレート１０の対向底面に全長に沿って溶接され、その溶接部（溶接ライン）を１４にて示している。デッキプレートと縦リブとの溶接構造がこの発明の鋼材よりなる構造体を構成する。

図１において、１６はこの発明による移動型探傷具を示す。移動型探傷具１６は枠体１８（本発明の本体）を備える。枠体１８にタイヤ型超音波探触子（センサ）２０が設けられる。タイヤ型超音波探触子２０は、それ自体は公知のものであり、内部には超音波送受信機２２が配置される。タイヤ型超音波探触子２０は両側に突出する支持軸２４を備え、支持軸２４に対して軸受２６によりタイヤ枠２８が回転自在とされ、タイヤ枠２８にタイヤ３０が装着された構造となっている。そのため、タイヤ枠２８とタイヤ３０とが支持軸２４に対して回転され、内部の超音波送受信機２２は回転しない。超音波送受信機２２の前面には振動子前面ゴム３１が配置され、超音波は一点鎖線Ｌにて示すようにタイヤ３０の走行方向（図１の紙面と直交する方向）に対して横方向に送信される。送信された超音波はタイヤ３０を介してデッキプレート１０の幅方向に送られ、受信されるエコーより溶接部１４の亀裂の有無の判別を行うことができる。図示しないが、タイヤ３０の回転パルスを計測するデコーダがタイヤに近接して配置され、デコーダからの回転パルスよりタイヤ３０の走行距離、換言すれば、縦リブ１２の縦方向の位置を把握しつつ各位置での亀裂の有無の情報を得ることができるようになっている。タイヤ３０の両側にはタイヤ支持板３２（図３）が設けられ、タイヤ支持板３２の両端に、図３に示すように、コイルばね３４の上端が固定され、コイルばね３４は下端は枠体１８の底面に当接し、そのためコイルばね３４の押圧力によってタイヤ３０はデッキプレート１０の対向底面に押し付けられつつ、タイヤ３０はデッキプレート１０に沿って転動するようになっている。

枠体１８は、平行な一対の縦枠材18-1を備えてりお、これらの一対の縦枠材18-1間に縦リブ１２の延設方向と直交する方向に延びかつデッキプレート１０の面（水平面）に平行な面内に位置する車軸３６が設けられる。車軸３６は一対設けられ、これらの一対の車軸３６は縦リブ１２の延設方向に離間して平行に設けられ、それぞれの車軸３６の両端に支持車輪３８が設けられる。そのため支持車輪３８はデッキプレート１０の対向面と当接させ、縦リブ１２の延設方向と平行な方向に矢印ａのように転がり移動させることができる。

一対の横枠材18-2の各々には円盤状永久磁石４４（この発明の保持手段）が適当な距離離間して２個設けられ（永久磁石４４は長方形の各頂点に都合４個設置され）、永久磁石４４の円形端面は対向するデッキプレート１０の底面に平行に近接対向位置する。永久磁石４４とデッキプレート１０との間には図３に示すように幾分の間隙δが設けられ、この間隙δの大きさはデッキプレート裏面の凹凸等表面の障害物との干渉を回避しつつ探傷具１６の磁力下での吸引保持を可能とするものである。そして、永久磁石４４の吸引力はコイルばね３４によるデッキプレート１０に対するタイヤ３０の押圧力より適当に強くされており、探傷具１６を磁力下で構造体に保持しつつタイヤ３０をデッキプレート１０の下面に転がり移動させることができる。そして、探傷具１６を落下することなく保持するための適当な吸引力が得られるように永久磁石４４の磁力及び設置数を適当に調整することができる。

図２に示すように、枠体１８は縦枠材18-1と直交する方向（縦リブ１２の延びる方向と直交する方向）に延びる並行な一対の横枠材18-2を備えており、各横枠材18-2は縦リブ１２に向かってその近接位置まで片持状に延びており、図１に示すように横枠材18-2の端面18-2Aは縦リブ１２の傾斜側壁１２Ａと平行な傾斜面をなしている。そして、各横枠材18-2の端部には案内車輪４０が車軸４２によって回転自在に設けられ、車軸４２の中心線は縦リブ１２の側壁１２Ａと平行な方向に延び、換言すれば、案内車輪４０は側壁１２Ａと直交するように当接し、側壁１２Ａ上を図１の紙面と直交する方向に転動可能となっている。更に、図１において、一対の横枠材18-2を接続するように磁石支持板４６が設けられ、磁石支持板４６の端面は縦リブ１２の側壁１２Ａと平行をなし、そして、磁石支持板４６における縦リブ１２の側壁１２Ａと平行な端面に円盤状永久磁石５０が適当な間隔をおいて設けられ、永久磁石５０の円形端面は対向する縦リブ１２の側壁１２Ａと平行に近接対向位置する。そのため、案内車輪４０は永久磁石５０による吸引付勢下で縦リブ１２の側壁１２Ａの対向面に当接せしめられ、その結果、案内車輪４０は縦リブ１２の側壁１２Ａと当接しつつ転がりながら縦リブ１２と平行な方向（矢印ａ）に移動することができる。すなわち、案内車輪４０により縦リブ１２の側壁１２Ａを倣うような縦リブ１２に沿ったタイヤ型超音波探触子２０の移動（矢印ａ方向の移動）が得られ、縦リブ１２に沿ったタイヤ型超音波探触子２０の移動の間、要探傷部位である溶接部１４に対するタイヤ型超音波探触子２０の距離の一定が確保され、幅方向へ発信される超音波により探傷を行うこのシステムにおける検査の精度を確保することができる。永久磁石５０は案内車輪４０をして縦リブ１２の側壁１２Ａに接触維持しながら縦リブ１２に沿ったタイヤ型超音波探触子２０の案内を行わしめる磁力を発生させる機能のものであり、永久磁石４４のように探傷具１６をその重さに関わらず保持するためのものではないため、永久磁石５０の吸引力としては永久磁石４４のそれと比較して相当軽微なものとして、適切な案内（倣い）作用が得られるようにする。

この発明の移動型探傷具による探傷作業においては、探傷具１６をデッキプレート１０の下面に永久磁石４４による吸引力により保持することにより探傷を行っており、作業者は探傷具１６を縦リブに沿って移動するよう軽く押すだけで作業を行うことができ、作業の負担を軽減することができ、また、永久磁石５０による吸引付勢下で案内車輪４０を縦リブ１２の側壁１２Ａに当接させ、縦リブ１２を倣うように探傷具１６を縦リブ１２に沿って移動させており、超音波探触子２０と要探傷部である溶接部１４との間隔をいつも一定に維持することができ、横方向に超音波を発信することで探傷を行うこの種システムにおいて精度の高い探傷を行うことができる。

図１はこの発明の移動型探傷具の横断面図である。 図２はこの発明の移動型探傷具の平面図である。 図３はこの発明の移動型探傷具の側面図である。

符号の説明

１０…デッキプレート（鋼床版）
１２…縦リブ
１４…溶接部（溶接ライン）
１６…移動型探傷具
１８…枠体（本体）
２０…タイヤ型超音波探触子
２２…超音波送受信機
３０…タイヤ
３２…タイヤ支持板
３４…コイルばね
３８…支持車輪
４０…案内車輪
４４…円盤状永久磁石（保持手段）
５０…円盤状永久磁石

Claims (6)

1. 鋼材よりなる構造体の超音波による移動型探傷具であって、本体と、本体に設けられ、構造体に下面にて当接する支持車輪と、前記本体に設けられたタイヤ型超音波探触子と、前記構造体下面に対し本体を磁力下で吸引保持せしめる保持手段と、タイヤ型超音波探触子が構造体における要探傷部位に沿って移動するべく本体を案内する案内手段を具備してなる移動型探傷具。
2. 請求項１に記載の発明において、前記案内手段は案内車輪と、前記案内車輪を構造体に沿って転動せしめるべく前記本体を構造体に対して磁力により吸引付勢する付勢手段とからなる移動型探傷具。
3. 高架構造道路における鋼板としてのデッキプレートとＵ字型鋼としての縦リブとの溶接部の超音波による探傷具であって、本体と、本体に設けられデッキプレート下面に当接移動する支持車輪と、本体に設けられ、タイヤ面がデッキプレートに当接され、溶接部に沿った本体の移動によって転動するタイヤ型超音波探触子と、デッキプレートに対し本体を磁力下で吸引保持せしめる保持手段と、タイヤ型超音波探触子がデッキプレートと縦リブとの溶接部に沿って移動するべく本体を案内する案内手段を具備してなる移動型探傷具。
4. 請求項３に記載の発明において、前記保持手段はデッキプレート下面に近接対向するように前記本体に設けられた永久磁石である移動型探傷具。
5. 請求項３に記載の発明において、前記案内手段は前記本体に設けられた案内車輪と、前記案内車輪を前記縦リブの外側側面に沿って転動せしめるべく前記本体を縦リブに対して磁力により吸引付勢する付勢手段とからなる移動型探傷具。
6. 請求項５に記載の発明において、前記付勢手段は縦リブの側面に近接対向するよう前記本体に取り付けられた永久磁石より成る移動型探傷具。

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