JP2012103081A

JP2012103081A - 穴検査装置

Info

Publication number: JP2012103081A
Application number: JP2010251314A
Authority: JP
Inventors: Yoshitake Kasugata; 祥剛霞流; Masaaki Ishii; 正明石井
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2010-11-09
Filing date: 2010-11-09
Publication date: 2012-05-31
Also published as: US20130192076A1; EP2639544A1; US9212881B2; WO2012063833A1; EP2639544A4; EP2639544B1

Abstract

【課題】穴検査装置において、検査作業の作業性の向上を可能とする。
【解決手段】直交するＸ方向及びＹ方向に沿って検査ヘッド１０５を移動自在に支持し、この検査ヘッド１０５に対して測定ヘッド１２５，１２６をＸ方向及びＹ方向に直交するＺ方向に沿って移動自在に支持し、この測定ヘッド１２５，１２６に複数の第１測定子１２７と複数の第２測定子１２８とを並んで並設し、Ｚ方向に対して後退可能であると共に前進した位置に保持可能とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、原子力プラントに熱交換器として使用される蒸気発生器にて、伝熱管を支持するために管支持板などに形成された穴の寸法を検査する穴検査装置に関するものである。

例えば、加圧水型原子炉（ＰＷＲ：Pressurized Water Reactor）では、軽水を原子炉冷却材及び中性子減速材として使用し、炉心全体にわたって沸騰しない高温高圧水とし、この高温高圧水を蒸気発生器に送って熱交換により蒸気を発生させ、この蒸気をタービン発電機へ送って発電するものである。そして、この加圧水型原子炉は、高温高圧の一次冷却水の熱を蒸気発生器により二次冷却水に伝え、二次冷却水で水蒸気を発生させるものである。この蒸気発生器は、多数の細い伝熱管の内側を一次冷却水が流れ、外側を流れる二次冷却水に熱を伝えて水蒸気を生成し、この水蒸気によりタービンを回して発電している。

この蒸気発生器において、中空密閉形状をなす胴部内に、その内壁面と所定間隔をもって管群外筒が配設され、この管群外筒内に逆Ｕ字形状をなす複数の伝熱管が配設され、各伝熱管の端部が管板に支持され、胴部の下端部に一次冷却水の入口側水室鏡及び出口側水室鏡が形成されている。また、胴部内に、管群外筒の上方に位置して二次冷却水の入口部が設けられると共に、気水分離器と湿分分離器が上下に並んで配設され、その上方に蒸気出口が設けられている。

従って、冷却水配管より入口側水室鏡を通して複数の伝熱管に一次冷却水が供給される一方、入口部からこの胴部内に二次冷却水が供給される。すると、複数の伝熱管内を流れる一次冷却水（熱水）と胴部内を循環する二次冷却水（冷水）との間で熱交換を行われることで、二次冷却水が熱を吸収して水蒸気が生成される。そして、生成された蒸気が気水分離器により水分が除去され、湿分分離器により湿分が除去された蒸気が蒸気出口から排出される一方、熱交換を終了した一次冷却水が出口側水室鏡から排出される。

このような蒸気発生器では、胴部内に設けられた多数の伝熱管は、複数の管支持板により支持されている。この管支持板は、多数形成された穴に伝熱管が挿入されることで、多数の伝熱管が振動しないように支持されている。この場合、管支持板の穴は、所定の加工装置により切削加工がなされて形成されるが、その後、その穴の位置や内径寸法などが適正かどうかを検査する必要がある。

特開平０９−３１８３０７号公報特開平０８−１５５７９４号公報

管支持板に形成された穴の内径検査を行う場合、従来、作業者がゲージを用いて検査を行っていたが、１つの管支持板には多数の穴が形成されていることから、作業性が良くないという問題がある。また、上述した特許文献１の内径変位測定装置では、伝熱管内にガイドホルダを挿入し、センサホルダの移動量に応じて内径の変位を測定している。特許文献２の内径非接触測定装置では、測定ヘッドにプローブとして、エアマイクロメータまたは静電圧計を装備し、エアマイクロメータが穴内にエアを吹き出し、このエアの流量に基づいて穴の内径寸法が所定の寸法範囲内であるかどうかを検査している。いずれの場合であっても、多数の穴を検査するには、長時間を有してしまい、作業性が良くないという問題がある。

本発明は、上述した課題を解決するものであり、検査作業の作業性の向上を可能とする穴検査装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するための本発明の穴検査装置は、交差する２つの方向に移動自在に支持される移動体と、該移動体に対して該移動体の移動方向に交差する方向に移動自在に支持される測定ヘッドと、前記移動体に対して前記測定ヘッドを移動可能な測定ヘッド移動装置と、前記測定ヘッドに対して該測定ヘッドの移動方向と同じ方向に移動自在に支持される複数の測定子と、該測定子を後退可能であると共に前進した前進位置に保持可能な測定子保持機構と、を備えることを特徴とするものである。

従って、測定ヘッドと共に複数の測定子を被検査部材に接近させると、測定子が前進位置のままで穴に挿入されたり、測定子が穴の周囲に当接してこの穴に挿入されずに後退したりすることで、この穴の良否を判定することができ、しかも、同時に複数の穴の検査を行うことができ、検査時間の短縮や作業者の負担を軽減して検査作業の作業性を向上することができる。

本発明の穴検査装置では、前記測定子は、前記測定ヘッド移動装置により前記測定ヘッドが前進することで被検査部材の穴に挿入した第１測定位置に移動可能であると共に、被検査物に当接して後退した第２測定位置に移動可能であることを特徴としている。

従って、測定子が穴に挿入した第１測定位置と、測定子が穴の周囲に当接してこの穴に挿入されずに後退した第２測定位置とを検出することで、この穴の良否を適正に判定することができる。

本発明の穴検査装置では、前記測定子は、被検査部材に形成された穴が最小公差よりも大きいときに挿入可能な第１測定子と、被検査部材に形成された穴が最大公差よりも小さいときに挿入不能な第２測定子とを有することを特徴としている。

従って、第１測定子が最小公差よりも大きい穴に挿入可能されたとき、且つ、第２測定子が最大公差よりも小さい穴に挿入されないときに、この穴を良好であると判定することができる。

本発明の穴検査装置では、前記第１測定子と前記第２測定子とは、所定の間隔をもって近接され、且つ、それぞれ前記移動体の移動方向に沿って等間隔で複数配列されることを特徴としている。

従って、第１測定子と第２測定子とを並んで複数配列することで、同時に複数の穴の検査を行うことができると共に、連続して同じ穴の検査を行うことができ、検査作業効率を向上することができる。

本発明の穴検査装置では、前記測定ヘッドに対する前記測定子の移動位置を検出する位置検出器と、該位置検出器の検出結果に基づいて被検査部材の穴の良否を判定する判定装置を設けることを特徴としている。

従って、測定子の移動位置に基づいて被検査部材の穴の良否を判定することで、簡単な構成で適正な穴の良否判定を行うことができる。

本発明の穴検査装置では、前記移動体を移動する移動体移動装置と、該移動体の移動位置を検出する位置検出器と、該位置検出器の検出結果に基づいて前記移動体移動装置を制御する制御装置を設け、該制御装置は、前記移動体を前記測定子の配列方向に沿って該測定子の数に対応する距離を１単位として１単位ごとに移動すると共に、配列方向の端部にある前記測定子が被検査部材の端部に形成された穴に対向するように移動することを特徴としている。

従って、被検査部材における１列の穴の数が、測定ヘッドに配列された測定子の数と同数または倍数でないとき、端部の測定子が被検査部材の端部の穴に対向するように移動して検査を行うことで、被検査部材における１列の穴の数に拘わらず容易に穴の全数検査を行うことができる。

本発明の穴検査装置によれば、該移動体に測定ヘッドを移動自在に支持し、この測定ヘッドに複数の測定子を後退可能であると共に前進した前進位置に保持可能とするので、複数の測定子により穴検査を効率的に行うことで、検査作業の作業性を向上することができる。

図１は、本発明の一実施例に係る穴検査装置を表す平面図である。図２は、本実施例の穴検査装置を表す正面図である。図３は、本実施例の穴検査装置における検査ヘッドを表す正面図である。図４は、穴検査装置における検査ヘッドの左側面図である。図５は、検査ヘッドにおける測定子を表す正面図である。図６−１は、本実施例の穴検査装置における第１検査子による検査方法を表す概略図である。図６−２は、本実施例の穴検査装置における第２検査子による検査方法を表す概略図である。図７は、本実施例の穴検査装置による検査ヘッドの移動方法を表す概略図である。図８は、本実施例の蒸気発生器が適用された原子力発電プラントの概略構成図である。図９は、本実施例の蒸気発生器を表す概略構成図である。

以下に添付図面を参照して、本発明に穴検査装置の好適な実施例を詳細に説明する。なお、この実施例により本発明が限定されるものではない。

図１は、本発明の一実施例に係る穴検査装置を表す平面図、図２は、本実施例の穴検査装置を表す正面図、図３は、本実施例の穴検査装置における検査ヘッドを表す正面図、図４は、穴検査装置における検査ヘッドの左側面図、図５は、検査ヘッドにおける測定子を表す正面図、図６は、本実施例の穴検査装置による検査方法を表す概略図、図７は、本実施例の穴検査装置による検査ヘッドの移動方法を表す概略図、図８は、本実施例の蒸気発生器が適用された原子力発電プラントの概略構成図、図９は、本実施例の蒸気発生器を表す概略構成図である。

本実施例の原子炉は、軽水を原子炉冷却材及び中性子減速材として使用し、炉心全体にわたって沸騰しない高温高圧水とし、この高温高圧水を蒸気発生器に送って熱交換により蒸気を発生させ、この蒸気をタービン発電機へ送って発電する加圧水型原子炉（ＰＷＲ：Pressurized Water Reactor）である。

本実施例の加圧水型原子炉を有する原子力発電プラントにおいて、図８に示すように、原子炉格納容器１１内には、加圧水型原子炉１２及び蒸気発生器１３が格納されており、この加圧水型原子炉１２と蒸気発生器１３とは冷却水配管１４，１５を介して連結されており、冷却水配管１４に加圧器１６が設けられ、冷却水配管１５に冷却水ポンプ１５ａが設けられている。この場合、減速材及び一次冷却水（冷却材）として軽水を用い、炉心部における一次冷却水の沸騰を抑制するために、一次冷却系統は加圧器１６により１５０〜１６０気圧程度の高圧状態を維持するように制御している。従って、加圧水型原子炉１２にて、燃料（原子燃料）として低濃縮ウランまたはＭＯＸにより一次冷却水として軽水が加熱され、高温の一次冷却水が加圧器１６により所定の高圧に維持した状態で冷却水配管１４を通して蒸気発生器１３に送られる。この蒸気発生器１３では、高圧高温の一次冷却水と二次冷却水との間で熱交換が行われ、冷やされた一次冷却水は冷却水配管１５を通して加圧水型原子炉１２に戻される。

蒸気発生器１３は、蒸気タービン１７と冷却水配管１８を介して連結されており、この蒸気タービン１７は高圧タービン１９及び低圧タービン２０を有すると共に、発電機２１が接続されている。また、高圧タービン１９と低圧タービン２０との間には、湿分分離加熱器２２が設けられており、冷却水配管１８から分岐した冷却水分岐配管２３が湿分分離加熱器２２に連結される一方、高圧タービン１９と湿分分離加熱器２２は低温再熱管２４により連結され、湿分分離加熱器２２と低圧タービン２０は高温再熱管２５により連結されている。

更に、蒸気タービン１７の低圧タービン２０は、復水器２６を有しており、この復水器２６には冷却水（例えば、海水）を給排する取水管２７及び排水管２８が連結されている。この取水管２７は、循環水ポンプ２９を有し、排水管２８と共に他端部が海中に配置されている。そして、この復水器２６は、冷却水配管３０を介して脱気器３１に連結されており、この冷却水配管３０に復水ポンプ３２及び低圧給水加熱器３３が設けられている。また、脱気器３１は、冷却水配管３４を介して蒸気発生器１３に連結されており、この冷却水配管３４には給水ポンプ３５及び高圧給水加熱器３６が設けられている。

従って、蒸気発生器１３にて、高圧高温の一次冷却水と熱交換を行って生成された蒸気は、冷却水配管１８を通して蒸気タービン１７（高圧タービン１９から低圧タービン２０）に送られ、この蒸気により蒸気タービン１７を駆動して発電機２１により発電を行う。このとき、蒸気発生器１３からの蒸気は、高圧タービン１９を駆動した後、湿分分離加熱器２２で蒸気に含まれる湿分が除去されると共に加熱されてから低圧タービン２０を駆動する。そして、蒸気タービン１７を駆動した蒸気は、復水器２６で海水を用いて冷却されて復水となり、低圧給水加熱器３３で、例えば、低圧タービン２０から抽気した低圧蒸気により加熱され、脱気器３１で溶存酸素や不凝結ガス（アンモニアガス）などの不純物が除去された後、高圧給水加熱器３６で、例えば、高圧タービン１９から抽気した高圧蒸気により加熱された後、蒸気発生器１３に戻される。

このように構成された原子力発電プラントに適用される蒸気発生器１３において、図９に示すように、胴部４１は、密閉された中空円筒形状をなし、上部に対して下部が若干小径となっている。この胴部４１は、上部胴４２と下部胴４３とが溶接により接合されて構成されている。この胴部４１における下部胴４３内には、この下部胴４３の内壁面と所定間隔をもって円筒形状をなす管群外筒４４が配設され、下端部が管板４５の近傍まで延設されている。

管群外筒４４内は、内部に所定の高さ位置に対応して複数の管支持板４６が配設されており、管板４５から上方に延設された複数のステーロッド４７により支持されている。そして、この管群外筒４４は、内部に逆Ｕ字形状をなす複数の伝熱管４８からなる伝熱管群４９が配設されており、各伝熱管４８の端部は管板４５に拡管して支持されると共に、中間部が複数の管支持板４６により支持されている。この場合、管支持板４６は、多数の貫通穴（図示略）が形成されており、各伝熱管４８がこの貫通穴内に挿通して支持されている。

下部胴４３は、下端部に水室鏡５０が固定されており、内部が隔壁５１により入室５２及び出室５３により区画されると共に、入口ノズル５４及び出口ノズル５５が形成され、各伝熱管４８の一端部が入室５２に連通し、他端部が出室５３に連通している。なお、この入口ノズル５４には上述した冷却水配管１４が連結される一方、出口ノズル５５には冷却水配管１５が連結されている。

上部胴４２は、内部に給水を蒸気と熱水とに分離する気水分離器５６と、この分離された蒸気の湿分を除去して乾き蒸気に近い状態とする湿分分離器５７が設けられている。また、上部胴４２は、伝熱管群４９と気水分離器５６との間に、胴部４１内に二次冷却水の給水を行う給水管５８が挿入される一方、天井部には蒸気出口５９が形成されている。そして、胴部４１は、給水管５８からこの胴部４１内に給水された二次冷却水を、胴部４１と管群外筒４４との間を流下して管板４５にて上方に循環し、伝熱管群４９内を上昇するときに各伝熱管４８内を流れる熱水（一次冷却水）との間で熱交換を行う給水路６０が設けられている。なお、給水管５８には上述した冷却水配管３４が連結される一方、蒸気出口５９には冷却水配管１８が連結されている。

従って、加圧水型原子炉１２で加熱された一次冷却水が冷却水配管１４を通して蒸気発生器１３の入室５２に送られ、多数の伝熱管４８内を通って循環して出室５３に至る。一方、復水器１９で冷却された二次冷却水が冷却水配管２１を通して蒸気発生器１３の給水管５８に送られ、胴部４１内の給水路６０を通って伝熱管４８内を流れる熱水（一次冷却水）と熱交換を行う。即ち、胴部４１内で、高圧高温の一次冷却水と二次冷却水との間で熱交換が行われ、冷やされた一次冷却水は出室５３から冷却水配管１５を通して加圧水型原子炉１２に戻される。一方、高圧高温の一次冷却水と熱交換を行った二次冷却水は、胴部４１内を上昇し、気水分離器５６で蒸気と熱水とに分離され、湿分分離器５７でこの蒸気の湿分を除去してから、冷却水配管１８を通して蒸気タービン１７に送られる。

このように構成された蒸気発生器１３にて、胴部４１は、内部に管支持板４６が所定間隔で複数配設されると共に、下部に管板４５が設けられており、伝熱管群４９を構成する複数の伝熱管４８が、各管支持板４６及び管板４５に形成された貫通穴に貫通して支持されている。この貫通穴は、円形ではなく、円形の周囲に１つ以上の切欠を有する形状（例えば、切欠が３つのときには、三つ葉形状）をなしている。即ち、この管支持板４６の貫通穴は、伝熱管４８が嵌合してこれを支持するだけでなく、発生した蒸気を管支持板４６より上方に移行させる必要がある。

本実施例の穴検査装置は、管支持板４６に形成された多数の貫通穴を検査するものであり、具体的には、管支持板４６の各貫通穴の内径が設定公差内に入っているかどうかを判定するものである。ここで、貫通穴は、前述したように、円形ではないことから、以下で説明する貫通穴の内径とは、貫通した伝熱管４８の外径を支持する箇所の内側の径である。

本実施例にて、図１及び図２に示すように、穴検査装置１００において、所定の位置に適正な大きさの支持台１０１が設置され、この支持台１０１上に、左右一対の第１走行レール１０２が設置されている。第２走行レール１０３は、左右の第１走行レール１０２に掛け渡されるように配置され、各端部がそれぞれ脚部１０４を介して第１走行レール１０２に移動自在に支持されている。そして、検査ヘッド１０５は、この第２走行レール１０３に吊り下げ支持されて移動自在となっている。この場合、第２走行レール１０３は、各脚部１０４に図示しない駆動装置を収容しており、第１走行レール１０２に対して移動可能となっている。

この場合、左右一対の第１走行レール１０２は、Ｘ方向に沿って配置され、第２走行レール１０３は、Ｘ方向に対して水平方向に直交（交差）するＹ方向に沿って配置されており、検査ヘッド１０５は、交差する２つのＸ方向、Ｙ方向に移動自在に支持されることとなる。

また、検査台１０６は、左右の第１走行レール１０２の間にて、支持台１０１上に設置されている。この検査台１０６は、円盤形状をなす管支持板（被検査部材）４６を載置可能な４つの支持ブロック１０７と、管支持板（被検査部材）４６の外周部を係止可能な２つの係止ブロック１０８が設けられている。

検査ヘッド１０５において、図３乃至図５に示すように、箱型形状をなす移動ブロック（移動体）１１１は、第２走行レール１０３の下方に配置され、移動方向における左右の両側に、複数のＬ字形状をなすブラケット１１２を介して支持ローラ１１３がそれぞれ装着されている。この各支持ローラ１１３は、第２走行レール１０３の両側に形成されたレール部１０３ａに嵌合し、且つ、転動自在となっている。なお、図４では、ブラケット１１２及び支持ローラ１１３を一方側のみ表している。

また、移動ブロック１１１は、側方に駆動モータ１１４を有する駆動装置１１５が装着されており、駆動モータ１１４により駆動回転するピニオンギア１１６が第２走行レール１０３の側部に固定されたラックギア１１７に噛み合っている。従って、駆動装置１１５より移動ブロック１１１が第２走行レール１０３の長手方向（Ｙ方向）に沿って移動することができる。なお、移動ブロック１１１は、上部に位置センサ（位置検出器）１１８が設けられており、この位置センサ１１８は、第２走行レール１０３の下部に固定された検出片１０３ｂを検出することで、移動ブロック１１１の移動位置を検出しており、制御装置１１９は、この検出結果に基づいて駆動装置１１５を制御している。

移動ブロック１１１は、下方に２種類のエアシリンダ（測定ヘッド移動装置）１２１，１２２が移動ブロック１１１の移動方向に複数（本実施例では、４個）が２列となって配列されており、基端部（上端部）が移動ブロック１１１の下部に固定されている。即ち、第１エアシリンダ１２１は、図３にて前列（図４にて右列）に位置し、移動ブロック１１１の移動方向に沿って設けられている。一方、第２エアシリンダ１２２は、図３にて後列（図４にて左列）に位置し、移動ブロック１１１の移動方向に沿って設けられている。この各エアシリンダ１２１，１２２は、それぞれが対向した位置に配置されている。

各エアシリンダ１２１，１２２は、下方に向って伸張（上下に伸縮）可能な駆動ロッド１２３，１２４を有しており、各駆動ロッド１２３，１２４の先端部に測定ヘッド１２５，１２６が連結されている。従って、各エアシリンダ１２１，１２２により駆動ロッド１２３，１２４を伸縮することで、各測定ヘッド１２５，１２６を上下方向、つまり、移動ブロック１１１の移動方向（Ｘ方向、Ｙ方向）に交差するＺ方向に移動可能となっている。

第１測定ヘッド１２５は、移動ブロック１１１の長手方向に沿って複数（本実施例では、２０個）の第１測定子１２７が直線状に等間隔で配列されている。一方、第２測定ヘッド１２６は、移動ブロック１１１の長手方向に沿って複数（本実施例では、２０個）の第２測定子１２８が直線状に等間隔で配列されている。各測定ヘッド１２５，１２６は、それぞれが対向した位置に配置されている。各測定子１２７，１２８は、外周面が球面形状をなす球ゲージである。

そして、第１測定子１２７において、測定子本体１３１は、棒状をなし、第１測定ヘッド１２５に形成された支持孔１２５ａに嵌合し、長手方向、つまり、第１測定ヘッド１２５と同じＺ方向に沿って移動自在となっている。この測定子本体１３１は、第１測定ヘッド１２５より上方に突出した基端部（上端部）に係止ブロック１３２が固定される一方、第１測定ヘッド１２５より下方に突出した先端部側に支持フランジ１３３が固定され、測定子本体１３１の周囲であって第１測定ヘッド１２５と支持フランジ１３３との間に圧縮コイルばね１３４が介装されている。また、測定子本体１３１は、先端の球面支持部１３１ａに検査体１３５が球面支持、つまり、三次元方向に移動自在に装着されており、測定子本体１３１における支持フランジ１３３により下方に固定された支持フランジ１３６との間に圧縮コイルばね１３７が介装されている。

この場合、係止ブロック１３２や圧縮コイルばね１３４などにより、本発明の測定子保持機構が構成されている。

従って、第１測定子１２７は、圧縮コイルばね１３４の付勢力により下方に付勢され、係止ブロック１３２が第１測定ヘッド１２５の上面に当接した前進位置に位置決め支持されている。この第１測定子１２７は、図６−１に示すように、検査体１３５が管支持板４６の貫通穴４６ａに挿入可能であるが、図６−２に示すように、検査体１３５が管支持板４６の貫通穴４６ａに挿入不能であるときには、第１測定子１２７が圧縮コイルばね１３４の付勢力に抗して上方の後退位置に移動可能となっている。また、この検査体１３５は、球面支持され、且つ、圧縮コイルばね１３７により所定の測定位置に付勢支持されており、この検査体１３５が管支持板４６の貫通穴４６ａに挿入するとき、Ｘ−Ｙ平面内で移動して各種の誤差を吸収することができる。

一方、第２測定子１２８は、第１測定子１２７とほぼ同様の構成となっていることから、詳細な説明は省略する。ただし、第１測定子１２７と第２測定子１２８は、検査体１３５，１３８の外径寸法が相違している。即ち、管支持板４６に形成された各貫通穴４６ａは、設計時に寸法公差が設定されており、この寸法公差は、規定の設計値に対して最小公差と最大公差が設定されている。そのため、第１測定子１２７にて、検査体１３５の外径寸法は、管支持板４６の貫通穴４６ａの内径が最小公差よりも大きい、つまり、設計値から最小公差を減算した数値よりも大きい内径のときに挿入可能な寸法となっている。一方、第２測定子１２８にて、検査体１３８の外径寸法は、管支持板４６の貫通穴４６ａの内径が最大公差よりも小さい、つまり、設計値から最大公差を加算した数値よりも小さい内径のときに挿入不能な寸法となっている。

つまり、第１測定子１２７の検査体１３５が管支持板４６の貫通穴４６ａに挿入でき、且つ、第２測定子１２８の検査体１３５が管支持板４６の貫通穴４６ａに挿入できないと、管支持板４６の貫通穴４６ａが設計値に対する寸法公差内にあるとして良品と判定する。一方、第１測定子１２７の検査体１３５が管支持板４６の貫通穴４６ａに挿入できなかったり、または、第２測定子１２８の検査体１３５が管支持板４６の貫通穴４６ａに挿入できてしまったりすると、管支持板４６の貫通穴４６ａが設計値に対する寸法公差内にないとして不良品と判定する。

そのため、第１測定ヘッド１２５は、第１測定子１２７の上端部に形成された検出フランジ１４１を検出する２つの位置センサ（位置検出器）１４２，１４３が設けられている。第１位置センサ１４２は、第１測定子１２７が前進位置にあるときの検出フランジ１４１を検出し、第２位置センサ１４３は、第１測定子１２７が後退位置にあるときの検出フランジ１４１を検出する。同様に、第２測定ヘッド１２６は、第２測定子１２８の上端部に形成された検出フランジ１４４を検出する２つの位置センサ（位置検出器）１４５，１４６が設けられている。第１位置センサ１４５は、第２測定子１２８が前進位置にあるときの検出フランジ１４４を検出し、第２位置センサ１４６は、第２測定子１２８が後退位置にあるときの検出フランジ１４４を検出する。

従って、制御装置（判定装置）１１９は、各位置センサ１４２，１４３，１４５，１４６の検出結果に基づいて管支持板４６の貫通穴４６ａの良否を判定する。具体的に説明すると、図６−１に示すように、第１測定ヘッド１２５において、第１エアシリンダ１２１により第１測定ヘッド１２５が下降（前進）し、第１測定子１２７も同様に下降（前進）するとき、検査体１３５が管支持板４６の貫通穴４６ａに挿入すると、第１測定子１２７が第１測定位置に移動することとなる。この場合、第１位置センサ１４２は検出フランジ１４１を検出するが、第２位置センサ１４３は検出フランジ１４１を検出しないことから、制御装置１１９は、第１測定子１２７が第１測定位置に移動したことを検出する。一方、図６−２に示すように、同様にして、第１測定子１２７が下降（前進）し、検査体１３５が管支持板４６の貫通穴４６ａに挿入できないと、第１測定子１２７が後退して第２測定位置に移動することとなる。この場合、第１位置センサ１４２は検出フランジ１４１を検出しないが、第２位置センサ１４３は検出フランジ１４１を検出することから、制御装置１１９は、第１測定子１２７が第２測定位置に移動したことを検出する。

また、図６−１に示すように、第２測定ヘッド１２６において、第２エアシリンダ１２２により第２測定ヘッド１２６が下降（前進）し、第２測定子１２８も同様に下降（前進）するとき、検査体１３８が管支持板４６の貫通穴４６ａに挿入すると、第２測定子１２８が第１測定位置に移動することとなる。この場合、第１位置センサ１４５は検出フランジ１４４を検出するが、第２位置センサ１４６は検出フランジ１４４を検出しないことから、制御装置１１９は、第２測定子１２８が第１測定位置に移動したことを検出する。一方、図６−２に示すように、同様にして、第２測定子１２８が下降（前進）し、検査体１３８が管支持板４６の貫通穴４６ａに挿入できないと、第２測定子１２８が後退して第２測定位置に移動することとなる。この場合、第１位置センサ１４５は検出フランジ１４４を検出しないが、第２位置センサ１４６は検出フランジ１４４を検出することから、制御装置１１９は、第２測定子１２８が第２測定位置に移動したことを検出する。

制御装置１１９は、第１測定子１２７が第１測定位置に移動したことを検出し、且つ、第２測定子１２８が第２測定位置に移動したことを検出すると、管支持板４６の貫通穴４６ａが寸法公差内にあるとして、良品と判定する。一方、制御装置１１９は、第１測定子１２７が第２測定位置に移動したことを検出したり、または、第２測定子１２８が第１測定位置に移動したことを検出したりすると、管支持板４６の貫通穴４６ａが寸法公差内にないとして、不良品と判定する。

ここで、上述した本実施例の穴検査装置１００による管支持板４６の貫通穴４６ａの検査方法について説明する。

管支持板４６は、円盤形状をなし、複数の貫通穴４６ａが直線上に所定間隔で形成されていると共に、所定の間隔で複数列形成されている。穴検査装置１００は、所定の列の貫通穴４６ａに対して検査を行う。この場合、図７に示すように、複数の貫通穴４６ａの列に対して、まず、一端部側（図７にて左側）から他端部側（図７にて右側）に向けて検査を行っていく。

即ち、穴検査装置１００の検査ヘッド１０５は、各測定ヘッド１２５，１２６がそれぞれ２０個ずつの測定子１２７，１２８を有していることから、管支持板４６に形成された１列の貫通穴４６ａに対して、一端部側（図７にて左側）から２０個の貫通穴４６ａに対して検査を行う。そのため、制御装置１１９は、まず、各２０個の測定子１２７，１２８のうちの一端部の測定子１２７，１２８が、所定の列の複数の貫通穴４６ａのうちの配列方向の一端部にある貫通穴４６ａに対向するように、検査ヘッド１０５を移動して各測定ヘッド１２５Ａ，１２６Ａの位置に位置させる。このとき、制御装置１１９は、２０個の第１測定子１２７を各貫通穴４６ａに対向させ、上述したように、第１測定ヘッド１２５Ａを下降して検査を行った後、２０個の第２測定子１２８を各貫通穴４６ａに対向させ、上述したように、第２測定ヘッド１２６Ａを下降して検査を行う。

１回目の検査が終了したら、次に、各測定子１２７，１２８の配列方向に沿ってこの測定子１２７，１２８の数（本実施例では、２０個）に対応する距離を１単位とし、制御装置１１９は、検査ヘッド１０５をこの１単位に対応する距離だけ移動する。すると、各測定ヘッド１２５，１２６の測定子１２７，１２８は、検査が終了した貫通穴４６ａを通過し、検査が終了していない貫通穴４６ａに対応した位置に移動することとなる。そして、この位置で、前述と同様に、検査を行う。このように制御装置１１９は、測定子１２７，１２８の数に対応する距離を１単位とし、検査ヘッド１０５をこの１単位ごとの距離だけ随時移動して検査を行う。

そして、最後に、測定ヘッド１２５Ｂ，１２６Ｂの位置で貫通穴４６ａの検査が終了すると、検査していない貫通穴４６ａの数は、６個となる。この場合、制御装置１１９が、測定子１２７，１２８の数に対応する距離を１単位として移動すると、測定子１２７，１２８が貫通穴４６ａと対向しない位置まで移動してしまう。そのため、この場合、制御装置１１９は、各２０個の測定子１２７，１２８のうちの他端部の測定子１２７，１２８が、配列方向の他端部にある貫通穴４６ａに対向するように、検査ヘッド１０５を移動して各測定ヘッド１２５Ｃ，１２６Ｃの位置に位置させる。即ち、一部の測定子１２７，１２８が既に検査済の貫通穴４６ａと対向させることで、一部の測定子１２７，１２８が貫通穴４６ａと対向しない位置まで移動しないようにする。この位置で、前述と同様に、検査を行うと、一部の貫通穴４６ａに対して２度の検査を行うこととなる。この場合、重複して検査した貫通穴４６ａの検査結果については、採用しないようにしてもよい。

このようにして所定の列の全ての貫通穴４６ａに対して検査が終了したら、隣の列の貫通穴４６ａに対して、前述と同様の検査を行う。

このように本実施例の穴検査装置にあっては、直交するＸ方向及びＹ方向に沿って検査ヘッド１０５を移動自在に支持し、この検査ヘッド１０５に対して測定ヘッド１２５，１２６をＸ方向及びＹ方向に直交するＺ方向に沿って移動自在に支持し、この測定ヘッド１２５，１２６に複数の第１測定子１２７と複数の第２測定子１２８を並んで並設し、Ｚ方向に対して後退可能であると共に前進した位置に保持可能としている。

従って、測定ヘッド１２５，１２６と共に複数の測定子１２７，１２８を管支持板４６に接近させると、測定子１２７，１２８が前進位置のままで貫通穴４６ａに挿入されたり、測定子１２７，１２８が貫通穴４６ａの周囲に当接してこの貫通穴４６ａに挿入されずに後退したりすることで、この貫通穴４６ａの良否を判定することができ、しかも、同時に複数の貫通穴４６ａの検査を行うことができ、検査時間の短縮や作業者の負担を軽減して検査作業の作業性を向上することができる。

また、本実施例の穴検査装置では、測定子１２７，１２８は、エアシリンダ１２１，１２２により測定ヘッド１２５，１２６が前進することで管支持板４６の貫通穴４６ａに挿入した第１測定位置に移動可能であると共に、管支持板４６に当接して後退した第２測定位置に移動可能としている。従って、測定子１２７，１２８が貫通穴４６ａに挿入した第１測定位置と、測定子１２７，１２８が貫通穴４６ａの周囲に当接してこの貫通穴４６ａに挿入されずに後退した第２測定位置とを検出することで、この貫通穴４６ａの良否を適正に判定することができる。

また、本実施例の穴検査装置では、管支持板４６に形成された貫通穴４６ａが最小公差よりも大きいときに挿入可能な第１測定子１２７と、管支持板４６に形成された貫通穴４６ａが最大公差よりも小さいときに挿入不能な第２測定子１２８とを設けている。従って、第１測定子１２７が最小公差よりも大きい貫通穴４６ａに挿入可能されたとき、且つ、第２測定子１２８が最大公差よりも小さい貫通穴４６ａに挿入されないときに、この貫通穴４６ａを良好であると判定することができる。

また、本実施例の穴検査装置では第１測定子１２７と第２測定子１２８とは、所定の間隔をもって近接し、且つ、それぞれ移動ブロック１１１の移動方向に沿って等間隔で複数配列されている。従って、第１測定子１２７と第２測定子１２８とを並んで複数配列することで、同時に複数の貫通穴４６ａの検査を行うことができると共に、連続して同じ貫通穴４６ａの検査を行うことができ、検査作業効率を向上することができる。

また、本実施例の穴検査装置では、測定ヘッド１２５，１２６に対する測定子１２７，１２８の移動位置を検出する位置センサ１４２，１４３，１４５，１４６と、この位置センサ１４２，１４３，１４５，１４６の検出結果に基づいて管支持板４６の貫通穴４６ａの良否を判定する制御装置１１９を設けている。従って、測定子１２７，１２８の移動位置に基づいて管支持板４６の貫通穴４６ａの良否を判定することで、簡単な構成で適正な貫通穴４６ａの良否判定を行うことができる。

また、本実施例の穴検査装置では、制御装置１１９は、位置センサ１１８が第２走行レール１０３の検出片１０３ｂを検出することで、移動ブロック１１１（測定ヘッド１２５，１２６）の移動位置を検出して駆動装置１１５を制御可能であり、検査ヘッド１０５により貫通穴４６ａの検査を行うとき、測定ヘッド１２５，１２６を測定子１２７，１２８の配列方向に沿ってこの測定子１２７，１２８の数に対応する距離を１単位として、この１単位ごとの距離を移動すると共に、配列方向の端部にある測定子１２７，１２８が管支持板４６の端部に形成された貫通穴４６ａに対向するように移動させている。従って、管支持板４６における１列の貫通穴４６ａの数が、測定ヘッド１２５，１２６に配列された測定子１２７，１２８の数と同数または倍数でないとき、端部の測定子１２７，１２８が管支持板４６の端部の貫通穴４６ａに対向するように移動して検査を行うことで、管支持板４６における１列の貫通穴４６ａの数に拘わらず容易に貫通穴４６ａの全数検査を行うことができる。

なお、上述した実施例にて、測定ヘッド１２５，１２６や測定子１２７，１２８の数や配置方向は２個や２０個に限定されるものではなく、検査を行う穴の配列や数などに応じて適宜設定すればよいものである。

また、上述した実施例では、被検査部材を管支持板４６として検査する穴を貫通孔４６ａとしたが、所定厚さの板材に多数の穴が形成されたものであればよく、どの分野にも適用することができる。

本発明に係る穴検査装置は、測定ヘッドに複数の測定子を後退可能であると共に前進した前進位置に保持可能とすることで、検査作業の作業性の向上を可能とするものであり、いずれの穴検査作業にも適用することができる。

１１原子炉格納容器
１２加圧水型原子炉
１３蒸気発生器
１７蒸気タービン
１９高圧タービン
２０低圧タービン
２１発電機
４１胴部
４５管板
４６管支持板（被検査部材）
４６ａ貫通穴（穴）
４４管群外筒
４８伝熱管
４９伝熱管群
１００穴検査装置
１０２第１走行レール
１０３第２走行レール
１０５検査ヘッド
１１１移動ブロック（移動体）
１１５駆動装置（移動体移動装置）
１１８位置センサ（位置検出器）
１１９制御装置（判定装置）
１２１第１エアシリンダ（測定ヘッド移動装置）
１２２第２エアシリンダ（測定ヘッド移動装置）
１２５第１測定ヘッド
１２６第２測定ヘッド
１２７第１測定子
１２８第２測定子
１３５，１３８検査体
１４２，１４５第１位置センサ
１４３，１４６第２位置センサ

Claims

交差する２つの方向に移動自在に支持される移動体と、
該移動体に対して該移動体の移動方向に交差する方向に移動自在に支持される測定ヘッドと、
前記移動体に対して前記測定ヘッドを移動可能な測定ヘッド移動装置と、
前記測定ヘッドに対して該測定ヘッドの移動方向と同じ方向に移動自在に支持される複数の測定子と、
該測定子を後退可能であると共に前進した前進位置に保持可能な測定子保持機構と、
を備えることを特徴とする穴検査装置。
前記測定子は、前記測定ヘッド移動装置により前記測定ヘッドが前進することで被検査部材の穴に挿入した第１測定位置に移動可能であると共に、被検査物に当接して後退した第２測定位置に移動可能であることを特徴とする請求項１に記載の穴検査装置。
前記測定子は、被検査部材に形成された穴が最小公差よりも大きいときに挿入可能な第１測定子と、被検査部材に形成された穴が最大公差よりも小さいときに挿入不能な第２測定子とを有することを特徴とする請求項１または２に記載の穴検査装置。
前記第１測定子と前記第２測定子とは、所定の間隔をもって近接され、且つ、それぞれ前記移動体の移動方向に沿って等間隔で複数配列されることを特徴とする請求項３に記載の穴検査装置。
前記測定ヘッドに対する前記測定子の移動位置を検出する位置検出器と、該位置検出器の検出結果に基づいて被検査部材の穴の良否を判定する判定装置を設けることを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載の穴検査装置。
前記移動体を移動する移動体移動装置と、該移動体の移動位置を検出する位置検出器と、該位置検出器の検出結果に基づいて前記移動体移動装置を制御する制御装置を設け、該制御装置は、前記移動体を前記測定子の配列方向に沿って該測定子の数に対応する距離を１単位として１単位ごとに移動すると共に、配列方向の端部にある前記測定子が被検査部材の端部に形成された穴に対向するように移動することを特徴とする請求項１から５のいずれか一つに記載の穴検査装置。