JP2012141009A - 配管位置特定方法及び配管位置特定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】配管の個体差によらず、配管外面である曲面上に検査位置を正確に特定することを可能とする手段を提供する。
【解決手段】本発明に係る配管位置特定方法は、配管の曲がり外面の曲面一端または曲面他端から、該曲面中心角度が所定角度となる位置を特定する配管位置特定方法であって、曲面一端及び曲面他端を特定するステップと、曲面一端と曲面他端とを結ぶ直線上で、所定角度と対応する位置に基点を特定するステップと、基点から所定角度と対応する方向を特定するステップと、当該方向に交差する曲面上の位置を特定するステップと、を備えるものである。
【選択図】図８

Description

本発明は、配管の曲がり外面における曲面一端または曲面終点から曲面中心角度が所定角度となる位置を特定する方法、及びそれに用いられる装置に関するものである。

各種プラントに設置される配管について経年劣化の検査等を行う場合、配管の特定位置の肉厚を測定し、その測定結果に基づいて配管について交換の要否等を決定するのが一般的である。ここで、検査対象となる配管の外面が曲面状に形成されている場合、配管の外面上で検査位置を特定する手段としては、所定位置から曲面に沿った距離を実測して検査位置を特定する方法が用いられる。例えば、曲面が円弧形状であって、曲面の一端から曲面中心角度が３０°の位置を検査位置として特定したい場合、まず直定規等を用いて配管外面における曲面始点及び曲面終点を検出する。そして、設計上の曲面半径Ｒと曲面中心角度３０°とに基づき、曲面に沿った理論上の離間距離を算出する。そして、曲面始点や曲面終点から前記離間距離を実測して検査位置を特定し、その位置にマーキングを施す。ここで、この離間距離の実測に際しては、例えば特許文献１に示される３次元計測装置を用いて行う。

特開２００３−０２８６２５号公報

しかし、曲面形状の配管外面上で検査位置を特定するための従来の配管位置特定方法では、設計上は同じ曲面形状を有する配管であっても、個体ごとに検査位置の特定にバラツキが生じ、正確な検査を行うことができないという問題がある。より詳細に説明すると、設計上は配管の曲面が正確な円弧形状であっても、製造誤差等によって各配管の曲面は正確な円弧形状にはなっていない。従って、曲面が正確な円弧形状であるとの前提で算出した離間距離に基づいて曲面の始点等から実測しても、特定される検査位置は、曲面の一端から曲面中心角度が必ずしも所望の角度にはなっていない。これにより、配管の個体差によって検査位置の特定にバラツキが生じる。

本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、配管の個体差によらず、配管外面である曲面上に検査位置を正確に特定することを可能とする手段を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を採用している。すなわち、本発明に係る配管位置特定方法は、配管の曲がり外面の曲面一端または曲面他端から、該曲面中心角度が所定角度となる位置を特定する配管位置特定方法であって、前記曲面一端及び前記曲面他端を特定するステップと、前記曲面一端と前記曲面他端とを結ぶ直線上で、前記所定角度と対応する位置に基点を特定するステップと、前記基点から、前記所定角度と対応する方向を特定するステップと、当該方向に交差する曲面上の位置を特定するステップと、を備えることを特徴とする。

このような方法によれば、曲面一端及び曲面他端を結ぶ直線上に特定される基点は、曲面一端または曲面他端から所定の曲面中心角度の方向に位置している。そして、この基点から更に所定の曲面中心角度の方向に向けて曲面上の位置を特定するので、この特定された位置もまた、曲面一端または曲面他端から所定の曲面中心角度の方向に位置している。これにより、配管の個体差によらずその曲面上に、曲面一端または曲面他端から所定の曲面中心角度の位置を正確に特定することができる。

また、本発明に係る配管位置特定方法は、前記配管の曲がりが略９０°であるとともに前記曲面中心角度が略３０°であって、前記基点が、前記直線を１：（１＋ｔａｎ１５°／１−ｔａｎ１５°）の比率で案分する位置に特定されることを特徴とする。

このような方法によれば、曲がり角度が略９０°の配管の曲面上に、配管の個体差によらず、曲面一端または曲面他端から曲面中心角度が略３０°の位置を正確に特定することができる。

また、本発明に係る配管位置特定装置は、配管の曲がり外面の曲面一端または曲面他端から、該曲面中心角度が所定角度となる位置を特定する配管位置特定装置であって、前記曲面一端側の直管外周面上を走行する第１走行部と、前記曲面他端側の直管外周面上を走行する第２走行部と、前記第１走行部、前記第２走行部のそれぞれに設けられて前記曲面一端または前記曲面他端を検出する検出手段と、前記第１走行部と前記第２走行部とを連結する直線状のバーと、前記バー上で前記所定角度と対応する位置に配置される支持部と、前記支持部に支持されて、前記所定角度と対応する方向に沿うように配される方向指示手段と、を備えることを特徴とする。

このような構成によれば、配管の曲がり外面の曲面一端または曲面他端のうち一方が第１走行部の検出手段によって、他方が第２走行部の検出手段によって検出される。そして、この曲面一端と曲面他端とを結ぶ直線上において、曲面一端または曲面他端から所定の曲面中心角度の方向に支持部が配置される。更に、支持部に支持される方向指示手段も、曲面一端または曲面他端から所定の曲面中心角度の方向を向くように配置される。従って、配管の個体差によらずその曲面上に、曲面一端または曲面他端から所定の曲面中心角度の位置を正確に特定することができる。

また、本発明に係る配管位置特定装置は、前記検出手段が、対応する前記第１走行部または前記第２走行部に対して基端部が回動可能に支持されて走行方向前方へ延びるシャフトと、前記シャフトの先端部に設けられて前記配管外周面上を移動する移動部と、前記シャフトの角度に応じて前記第１走行部または第２走行部を制動するストッパと、を備えることを特徴とする。

このような構成によれば、第１走行部または第２走行部が配管外周面に沿って走行すると、これに伴ってシャフトの先端に支持された移動部も配管外周面上を移動する。そして、この移動部が曲面一端または曲面他端に達すると、シャフトが第１走行部または第２走行部に対して回動することにより、ストッパが第１走行部または第２走行部を制動し、第１走行部または第２走行部が外周面上で停止する。これにより、第１走行部及び第２走行部によって、配管の曲面上に曲面一端または曲面他端が正確に検出される。

また、本発明に係る配管位置特定装置は、前記バーが、長手方向に伸縮可能であることを特徴とする。

このような構成によれば、第１走行部及び第２走行部の離間距離に応じてバーが長手方向に伸縮するので、バーの存在に拘らず第１走行部及び第２走行部が配管外周面上を自在に移動することができる。

また、本発明に係る配管位置特定装置は、前記バーが、その伸縮によらず前記支持部を挟んで前記第１走行部側へ延びる前記バーの長さと前記第２走行部側へ延びる前記バーの長さとの比率を一定に保つ支持部位置保持機構を有することを特徴とする。

このような構成によれば、バーが伸縮してその長さが変化しても、支持部を挟んで両側に延びるバーの長さ比率が一定に保たれる。従って、第１走行部及び第２走行部の走行によらず、支持部を曲面一端または曲面他端から所定の曲面中心角度の方向の位置に自動的に位置させることができる。

また、本発明に係る配管位置特定装置は、前記バーが、前記第１走行体及び前記第２走行体に対して角度変更可能に固定され、前記支持部が、前記バー上に長手方向に沿ってスライド可能に設けられ、前記方向指示手段が、前記支持部によって角度変更可能に支持されることを特徴とする。

このような構成によれば、配管の曲がり角度が変化しても、第１走行部及び第２走行部に対するバーの角度を適宜変更することにより対応することができる。また、曲面中心角度が変化しても、支持部をバー上で適宜スライドさせるとともに、方向指示手段の角度を適宜変更することにより対応することができる。

また、本発明に係る配管位置特定装置は、前記方向指示手段が、レーザポインタであることを特徴とする。

このような構成によれば、レーザポインタからレーザを照射することによって配管の曲面上に所定の曲面中心角度の位置を特定することができるので、方向指示手段から配管曲面までの距離によらず、配管の曲面上に、曲面一端または曲面他端から所定の曲面中心角度の方向の位置を正確に特定することができる。

本発明に係る配管位置特定方法によれば、配管の個体差によらず、配管外面である曲面上に検査位置を正確に特定することができる。

本発明の第１実施形態に係る配管位置特定装置の構成を示す概略正面図である。 図１における第２走行台車の検出手段を拡大した部分拡大正面図である。 第２走行台車の検出手段の動作を説明するための部分拡大正面図である。 図１のバーを構成する伸縮機構の構成を示す概略側面図である。 図４におけるＡ方向矢視図である。 第１実施形態に係る配管位置特定装置を用いた配管位置特定方法の手順、及びその作用効果を説明するための説明図である。 第１実施形態に係る配管位置特定装置を用いた配管位置特定方法の手順、及びその作用効果を説明するための説明図である。 第１実施形態に係る配管位置特定装置を用いた配管位置特定方法の手順、及びその作用効果を説明するための説明図である。 本発明の第２実施形態に係る配管位置特定装置の構成を示す概略正面図である。 配管継手の曲がり角度がθ°であって、その外面に形成される曲面の曲面半径がＲ、曲面上に特定しようとする検査位置が曲面始点または曲面終点から曲面中心角度がφ°の位置とした場合の各点の位置関係を示す模式図である。

（第１実施形態）
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態について説明する。まず、本発明の実施形態に係る配管位置特定方法に使用する配管位置特定装置の構成について説明する。図１は、第１実施形態に係る配管位置特定装置１０の構成を示す概略正面図である。配管位置特定装置１０は、略９０°の曲がり部分を有する配管の外面上に、曲面端部から曲面中心角度が略３０°の位置を検査位置として特定するために使用するものである。

配管位置特定装置１０は、図１に示すように、２台の走行台車１１（走行部）と、走行台車１１それぞれに設けられた検出手段１２と、２台の走行台車１１を互いに連結する連結バー１３と、連結バー１３上に設けられた支持部１４と、この支持部１４によって支持されたレーザポインタ１５（方向指示手段）と、を備えるものである。

２台の走行台車１１は、配管の外面上を走行するものである。この走行台車１１は、図１に示すように、第１走行台車１１Ａ（第１走行部）及び第２走行台車１１Ｂ（第２走行部）から構成される。ここで、第１走行台車１１Ａは、台車本体１６と、この台車本体１６によって回転可能に支持された複数の車輪１７とを有している。また、第２走行台車１１Ｂも、第１走行台車１１Ａと同様に、台車本体１６と、複数の車輪１７とを有している。このように構成される２台の走行台車１１は、それぞれの走行方向が互いに直交するようにしてそれぞれ配置される。

検出手段１２は、配管の外面上において曲面一端または曲面他端を検出するためのものである。ここで、図２は、第２走行台車１１Ｂの検出手段１２を拡大した部分拡大正面図である。検出手段１２は、走行方向前方側の車輪１７を支持する車軸１８に固定されたギア１９と、基端が車軸１８によって回転可能に支持されて走行方向前方に延びるシャフト２０と、このシャフト２０の先端に回転可能に支持されたコロ２１（移動部）と、シャフト２０と連結バー１３との間に圧縮状態で設けられた付勢バネ２２と、シャフト２０の基端部に突出して設けられてギア１９に噛み合う歯が形成されたストッパ２３と、を有している。そして、ストッパ２３は、その基端部に設けられたヒンジ２４を支点として外側へ回動可能となっている。尚、第１走行台車１１Ａの検出手段１２も、第２走行台車１１Ｂの検出手段１２と同じ構成である。

このように構成される検出手段１２によれば、図３に示すように、第２走行台車１１Ｂが配管２５の外面に沿って走行し、走行方向前部に位置するコロ２１が曲面２５ａに侵入すると、シャフト２０が回動し、その基端部に設けられたストッパ２３がギア１９に噛み合う。これにより、車軸１８が回転不能にロックされ、第２走行台車１１Ｂの走行が停止する。また、図３に示すように、手動にてストッパ２３を外側へ回動させ、ストッパ２３とギア１９との噛み合いを外せば、車軸１８のロックが解除されて、第２走行台車１１Ｂは走行可能な状態に復帰する。尚、図３では連結バー１３については図示を省略している。

連結バー１３は、図１に示すように、支持部１４を挟んで第１走行台車１１Ａの側へ延びる第１バー２６と、第２走行台車１１Ｂの側へ延びる第２バー２７と、連結バー１３の全長を調整する伸縮機構２８と、を具備するものである。ここで、図４及び図５は伸縮機構２８の構成を示す図であり、図４は概略側面図、図５は図４におけるＡ方向矢視図である。尚、図４では支持部１４については図示を省略している。

第１バー２６及び第２バー２７は、長手部材の表面に歯が形成されたいわゆるラック部材である。この第１バー２６は、図１に示すように、その長手方向一端が、第１走行台車１１Ａの台車本体１６に対し略４５°の角度をなすようにして固定されている。また、第２バー２７は、その長手方向一端が、第２走行台車１１Ｂの台車本体１６に対し略４５°の角度をなすようにして固定されている。

伸縮機構２８は、図４及び図５に示すように、相対向する一対の支持部１４の間に回転可能に軸支された大径ピニオン２９と、この大径ピニオン２９と一体的に回転する小径ピニオン３０と、第１バー２６を挟み込んでその移動方向を案内する２組の第１案内ローラ対３１と、第２バー２７を挟み込んでその移動方向を案内する２組の第２案内ローラ対３２と、を有している。

ここで、大径ピニオン２９の周面には第１バー２６に噛み合う歯が形成されるとともに、小径ピニオン３０の周面には第２バー２７に噛み合う歯が形成されている。そして、大径ピニオン２９と小径ピニオン３０の歯数比は、連結バー１３が伸縮しても、連結バー１３に対する支持部１４の相対的な位置が一定に保たれるように、すなわち支持部１４の両側へ延びる第１バー２６と第２バー２７の長さ比が一定に保たれるように、所定の歯数比に設定されている。

このように構成される伸縮機構２８によれば、図４に示すように、走行台車１１の走行に伴って第１走行台車１１Ａと第２走行台車１１Ｂの離間距離が小さくなると、これに伴って第１バー２６は第１案内ローラ対３１に案内されながら、図４に向かって右側へ移動する。これにより、この第１バー２６に噛み合った大径ピニオン２９が、図４に向かって反時計回りに回転する。そうすると、小径ピニオン３０と一体的に回転する小径ピニオン３０も、図４に向かって反時計回りに同じ速度で回転する。これにより、この小径ピニオン３０に噛み合った第２バー２７は、第２案内ローラ対３２に案内されながら、第１バー２６とは逆向きすなわち図４に向かって左側へ移動する。これにより、図４におけるＢ方向から見て第１バー２６と第２バー２７とが重なり合う部分が増える分、連結バー１３の全長が短くなる。尚、第１バー２６と第２バー２７の移動速度は、大径ピニオン２９と小径ピニオン３０の歯数比に反比例する。

支持部１４は、連結バー１３の伸縮機構２８を支持する役割と、レーザポインタ１５を支持する役割とを果たすものである。この支持部１４は、図１及び図４に示すように、所定間隔で平行するように配置された一対の平板部材からなるものである。そして、この支持部１４は、その内部に伸縮機構２８を支持するとともに、その外側面にレーザポインタ１５を支持している。このように構成される支持部１４は、図１に示すように、連結バー１３の長手方向中間部、本実施形態では第１バー２６の長さＬ１と第２バー２７の長さＬ２の比が、次の式（１）で示される通りになる。そして、第１走行台車１１Ａ及び第２走行台車１１Ｂの走行に伴って連結バー１３が伸縮しても、大径ピニオン２９と小径ピニオン３０の歯数比に反比例した速度で第１バー２６及び第２バー２７がそれぞれ移動することにより、第１バー２６と第２バー２７の長さ比Ｌ１：Ｌ２は一定に保たれるようになっている。尚、支持部１４の形状や大きさ等は、本実施形態に限定されず適宜設計変更が可能である。

レーザポインタ１５は、配管２５に向かってレーザビームを照射するためのものである。このレーザポインタ１５は、図１に示すように、第１走行台車１１Ａの走行方向に対して略６０°の角度をなす方向、すなわち第２走行台車１１Ｂの走行方向に対して略３０°の角度をなす方向に向いた状態で、支持部１４の外側面に固定されている。

次に、第１実施形態に係る配管位置特定装置１０を用いた配管位置特定方法の手順、及びその作用効果について、図６から図８を用いて説明する。本実施形態では、配管位置特定装置１０を、チーズと呼ばれるＴ字形状の配管継手に対して使用する場合を例に説明する。図６に示すように、この配管継手３３は、図６に示すように、略９０°の曲がり部分を有し、その曲がり部分の外面には曲面始点Ｓ（曲面一端）から曲面終点Ｅ（曲面他端）に至る曲面３３ａが形成されている。そしてこの曲面３３ａは、設計上は曲面半径Ｒの略円弧形状であるが、厳密には正確な円弧形状ではなく若干いびつな形状となっている。そして以下では、このような曲面３３ａ上に、曲面始点Ｓまたは曲面終点Ｅから曲面中心角度が略３０°の位置を検査位置Ｙとして特定する場合について説明する。

まず作業者は、配管継手３３の外面上に配管位置特定装置１０をセットする。すなわち作業者は、図６に示すように、配管継手３３の第１外面３３ｂの上に第１走行台車１１Ａを配置するとともに、第１外面３３ｂに直交する第２外面３３ｃの上に第２走行台車１１Ｂを配置する。そしてこの時、第１走行台車１１Ａ及び第２走行台車１１Ｂの両方が曲面３３ａの外側に位置する状態に、すなわち第１走行台車１１Ａが曲面始点Ｓより外側に位置し、且つ、第２走行台車１１Ｂが曲面終点Ｅより外側に位置する状態とする。

この時、連結バー１３の第１走行台車１１Ａ側への延長線は、曲面始点Ｓより外側の位置にて配管継手３３と交差する。そして、図６中に部分拡大図として示すように、第１走行台車１１Ａの検出手段１２を構成するストッパ２３はギア１９から離間しており、車軸１８はロックされず第１走行台車１１Ａは走行可能な状態である。同様に、連結バー１３の第２走行台車１１Ｂ側への延長線も、曲面終点Ｅより外側の位置にて配管継手３３と交差する。そして、図６中に部分拡大図として示すように、第２走行台車１１Ｂの検出手段１２を構成するストッパ２３もギア１９から離間しており、車軸１８はロックされず第２走行台車１１Ｂも走行可能な状態である。

次に作業者は、図６に示す状態から配管位置特定装置１０を配管継手３３に押し付けながら、第１走行台車１１Ａを曲面始点Ｓの側へ走行させるとともに、第２走行台車１１Ｂを曲面終点Ｅの側へ走行させる。そうすると、第１走行台車１１Ａと第２走行台車１１Ｂが曲面３３ａに近付くにつれて、正面視で第１バー２６と第２バー２７とが重なり合う部分が増加することにより、連結バー１３の全長が徐々に短くなっていく。但し前述のように、連結バー１３の全長が短くなっても、第１バー２６及び第２バー２７が図４に示す大径ピニオン２９と小径ピニオン３０の歯数比に反比例した速度で移動することにより、第１バー２６と第２バー２７の長さ比Ｌ１：Ｌ２は一定に保たれるものとなっている。

その後、図７に示すように、第１走行台車１１Ａが曲面始点Ｓを越えて曲面３３ａの内側に侵入し、連結バー１３の第１走行台車１１Ａ側への延長線が曲面始点Ｓにて配管継手３３と交差する状態になると、第１走行台車１１Ａの検出手段１２が曲面始点Ｓを検出する。すなわち、検出手段１２を構成するコロ２１が曲面３３ａに沿って移動するに伴ってシャフト２０が回動し、図７中に部分拡大図として示すように、シャフト２０に設けられたストッパ２３がギア１９に噛み合う。これにより、車軸１８が回転不能にロックされ、第１走行台車１１Ａが走行を停止する。すなわち、曲面３３ａの曲率等を考慮した上で、連結バー１３の第１走行台車１１Ａ側への延長線が曲面始点Ｓにて配管継手３３と交差する時に第１走行台車１１Ａの走行が停止するように、検出手段１２を構成する各部の構成、例えばシャフトの長さやストッパ２３とギア１９との位置関係を予め設定している。

そして、第１走行台車１１Ａが停止すると、第１バー２６の長手方向への移動が停止し、第１バー２６に噛み合った大径ピニオン２９の回転が停止する。これにより、大径ピニオン２９と一体回転する小径ピニオン３０の回転も停止し、第２バー２７の長手方向への移動も停止することにより、第２走行台車１１Ｂも走行を停止する。この時、前述のように配管継手３３の曲面３３ａは正確な円弧形状ではないため、第１走行台車１１Ａが曲面３３ａの内側に侵入しても、第２走行台車１１Ｂは曲面３３ａの内側に十分に侵入していない場合がある。この場合、連結バー１３の第２走行台車１１Ｂ側への延長線は、曲面終点Ｅより外側の位置にて配管継手３３と交差する。そしてこの時、図７中に部分拡大図として示すように、第２走行台車１１Ｂの検出手段１２を構成するストッパ２３はギア１９から離間しており、車軸１８はロックされず第２走行台車１１Ｂは走行可能な状態である。

次に作業者は、車軸１８がロックされた第１走行台車１１Ａを走行可能な状態に復帰させる。すなわち作業者は、図３に示すように、ギア１９に噛み合った状態のストッパ２３を、ヒンジ２４を支点として外側へ回動させることにより、ギア１９から離間させる。これにより、車軸１８のロックが解除され、第１走行台車１１Ｂは走行可能な状態となる。一方、第２走行台車１１Ｂは、前述のように停止状態ではあるが、車軸１８はロックされず走行可能な状態である。

そして作業者は、図７に示す状態から、第１走行台車１１Ａ及び第２走行台車１１Ｂを曲面３３ａの内側へ向かってそれぞれ押圧する。そうすると、停止状態の第１走行台車１１Ａが走行を再開するとともに、同じく停止状態の第２走行台車１１Ｂも曲面終点Ｅの方向へ走行を再開する。そして、第１走行台車１１Ａと第２走行台車１１Ｂが互いに近付くにつれて、正面視で第１バー２６と第２バー２７とが重なり合う部分が一層増加することにより、連結バー１３の全長が更に短くなっていく。

その後、図８に示すように、走行を再開した第１走行台車１１Ａは曲面３３ａの更に内側へ侵入する。一方、第２走行台車１１Ｂも走行を再開して曲面終点Ｅを越えて曲面３３ａの内側に侵入し、連結バー１３の第２走行台車１１Ｂ側への延長線が曲面終点Ｅにて配管継手３３と交差する状態になると、第２走行台車１１Ｂの検出手段１２が曲面終点Ｅを検出する。すなわち、検出手段１２を構成するコロ２１が曲面３３ａに沿って移動するに伴ってシャフト２０が回動し、図８中に部分拡大図として示すように、シャフト２０に設けられたストッパ２３がギア１９に噛み合う。これにより、車軸１８が回転不能にロックされ、第２走行台車１１Ｂの走行が停止する。

そして、第２走行台車１１Ｂが停止すると、第２バー２７の長手方向への移動が停止し、第２バー２７に噛み合った小径ピニオン３０の回転が停止する。これにより、小径ピニオン３０と一体回転する大径ピニオン２９の回転も停止し、第１バー２６の長手方向への移動も停止することにより、第１走行台車１１Ａも走行を停止する。ここで、図８に示すように、第２走行台車１１Ｂが停止した時に、連結バー１３の第２走行台車１１Ｂ側への延長線が配管継手３３と交差する位置を、仮想曲面始点Ｓ´として定義する。尚、図８中に部分拡大図として示すように、第１走行台車１１Ａの検出手段１２を構成するストッパ２３は、前述のようにヒンジ２４を支点として外側へ回動されることにより、ギア１９から離間した状態となっている。

そして、図８に示すように、第１走行台車１１Ａ及び第２走行台車１１Ｂが停止した状態では、連結バー１３上における支持部１４の位置は、仮想曲面始点Ｓ´から曲面中心角度が略３０°の位置である。これは、前述のように、連結バー１３の全長が短くなっても、第１バー２６と第２バー２７の長さ比が一定に保たれているからである。ここで、曲面中心Ｃから連結バー１３に対して垂線３４を下ろすと、垂線３４と連結バー１３との交点Ｋから曲面中心Ｃまでの距離Ｌ３は、Ｒｓｉｎ４５°であり、また交点Ｋから仮想曲面始点Ｓ´までの距離Ｌ４もＲｓｉｎ４５°である。また、交点Ｋから支持部１４までの距離Ｌ５は、Ｒｓｉｎ４５°・ｔａｎ１５°である。従って、支持部１４から仮想曲面始点Ｓ´までの距離、すなわち第１バー２６の長さＬ１は、次の式（２）で示される通りとなる。

一方、交点Ｋから曲面終点Ｅまでの距離Ｌ６は、Ｒｓｉｎ４５°であるため、支持部１４から曲面終点Ｅまでの距離、すなわち第２バー２７の長さＬ２は、次の式（３）で示される通りとなる。

従って、支持部１４から仮想曲面始点Ｓ´までの距離Ｌ１と、支持部１４から曲面終点Ｅまでの距離Ｌ２との比は、次の式（４）で示される通りとなる。

そして作業者は、図８に示すように、支持部１４に支持されたレーザポインタ１５を作動させることにより、レーザポインタ１５から配管継手３３の曲面３３ａに向けてレーザビームを照射する。ここで、レーザポインタ１５は、前述のように第２走行台車１１Ｂの走行方向に対して略３０°の角度をなす状態で支持部１４に固定されている。従って、配管継手３３の曲面３３ａ上においてレーザビームが照射される位置は、曲面中心Ｃから曲面中心角度が略３０°の位置である。従って作業者は、その位置に所定のマーキングを施すことにより、配管継手３３の外面上に検査位置Ｙを特定することができる。

このように、最初に第１走行台車１１Ａが曲面始点Ｓを検出して停止しても、そこでレーザポインタ１５からレーザビームを照射することなく、車軸１８のロックを解除して第１走行台車１１Ａを走行可能な状態に復帰させた後、更に第１走行台車１１Ａ及び第２走行台車１１Ｂを走行させる。そして、その後に第２走行台車１１Ｂが曲面終点Ｅを検出した時点で初めて、レーザポインタ１５からレーザビームを照射して配管継手３３の曲面３３ａ上に検査位置Ｙを特定する。このように最初の曲面始点Ｓの検出を捨てて、次の曲面終点Ｅの検出を採用するのは、曲面３３ａの形状によらず検査位置Ｙの特定を正確に行うためである。すなわち、曲面３３ａの形状が正確な円弧形状から大きく外れている場合、最初に第１走行台車１１Ａが曲面始点Ｓを検出して停止した時点では、第２走行台車１１Ｂは未だ曲面３３ａの外側に位置している場合がある。そして、このように第２走行台車１１Ｂが曲面３３ａから外れた状態では、検査位置Ｙを正確に特定することはできない。そこで、第１走行台車１１Ａと第２走行台車１１Ｂの両方が確実に曲面３３ａの内側に入った時点として、第２走行台車１１Ｂが曲面終点Ｅを検出して停止した時点を採用している。

尚、本実施形態では、第１走行台車１１Ａで曲面始点Ｓを、第２走行台車１１Ｂで曲面終点Ｅをそれぞれ検出したが、これとは逆に、第１走行台車１１Ａで曲面終点Ｅを、第２走行台車１１Ｂで曲面始点Ｓをそれぞれ検出してもよい。また、本実施形態では、第２走行台車１１Ｂが停止した後にレーザポインタ１５を作動させたが、配管位置特定装置１０を配管継手３３にセットする時点からレーザポインタ１５を作動させておいてもよい。また、連結バー１３の伸縮機構２８は、その全長を変更可能な機構であれば本実施形態に限定されず適宜設計変更が可能である。また、本実施形態では、本発明に係る移動部を回転可能なコロ２１として構成したが、移動部は曲面３３ａに沿って移動可能な部材であれば足り、必ずしも回転しながら移動する必要はない。

次に、第２実施形態に係る配管位置特定装置４０の構成について説明する。図９は、第２実施形態に係る配管位置特定装置４０の構成を示す概略正面図である。配管位置特定装置４０は、任意の角度の曲がり部分を有する配管継手３３の外面上に、曲面端部から曲面中心角度が任意の角度の位置を検査位置として特定するためのものである。

配管位置特定装置４０は、図９に示すように、２台の走行台車４１（走行部）と、走行台車４１それぞれに設けられた検出手段４２と、２台の走行台車４１を互いに連結する連結バー４３と、連結バー４３上に設けられた支持部４４と、この支持部４４によって支持されたレーザポインタ４５（方向指示手段）と、を備える点で第１実施形態の配管位置特定装置４０と同じである。しかし、本実施形態の配管位置特定装置４０は、第１実施形態と比較すると、連結バー４３の構成、支持部４４の構成、及びレーザポインタ４５の構成がそれぞれ異なっている。それ以外の構成は第１実施形態と同じであるため、図９では図１と同じ符号を付し、ここでは説明を省略する。

連結バー４３は、図９に示すように、小径のパイプ部材からなる第１バー４６と、大径のパイプ部材からなり第１バー４６が挿入される第２バー４７とを具備するものであって、第１バー４６の第２バー４７への挿入深さが変化することで連結バー４３の全長が変更可能となっている。また、第１バー４６の長手方向一端が固定具４８を介して第１走行台車４１Ａに固定されるとともに、第２バー４７の長手方向一端が固定具４９を介して第２走行台車４１Ｂに固定されている。そして、固定具４８，４９を取り外すことにより、第１バー４６の第１走行台車４１Ａに対する固定角度、及び第２バー４７の第２走行台車４１Ｂに対する固定角度をそれぞれ変更できるようになっている。

支持部４４は、図９に示すように、連結バー４３に沿ってスライド可能に設けられ、不図示の固定具を介して連結バー４３の任意の箇所に固定できるようになっている。
またレーザポインタ４５は、図９に示すように、その支持部４４に対する取り付け角度を任意に調整可能となっており、レーザビームを照射する方向を任意に変更できるようになっている。

このような構成によれば、第１走行台車４１Ａ及び第２走行台車４１Ｂに対する連結バー４３の固定角度をそれぞれ変更することにより、曲がり角度が９０°以外の角度である配管継手３３に対しても対応することができる。
また、支持部４４を連結バー４３に沿って適宜スライドさせてその固定位置を変更するとともに、レーザポインタ４５の支持部４４への取り付け角度を適宜調整することにより、特定しようとする検査位置Ｙの曲面中心角度が３０°以外の角度であっても対応することができる。

ここで、図１０は、配管継手３３の曲がり角度がθ°であって、その外面に形成される曲面３３ａの曲面半径がＲ、曲面３３ａ上に特定しようとする検査位置Ｙが曲面始点Ｓまたは曲面終点Ｅから曲面中心角度がφ°の位置とした場合の各点の位置関係を示す模式図である。ここで、図１０において点Ｃは曲面中心Ｃを、点Ｓは曲面始点Ｓを、点Ｅは曲面終点Ｅを、点Ｋは曲面中心Ｃから連結バー４３に垂線３４を下ろした場合の垂線３４と連結バー４３との交点を、点Ｘは支持部４４を、それぞれ意味している。

図１０に示すように、曲面中心Ｃから曲面始点Ｓまで延びる線分５０と垂線３４とがなす角度は、θ°／２である。従って、交点Ｋから曲面中心Ｃまでの距離Ｌ７は、Ｒｃｏｓ（θ°／２）であり、交点Ｋから曲面始点Ｓまでの距離Ｌ８はＲｓｉｎ（θ°／２）である。また、交点Ｋから点Ｘまでの距離Ｌ９は、Ｒｃｏｓ（θ°／２）・ｔａｎ（θ°／２−φ°）である。従って、点Ｘから曲面始点Ｓまでの距離、すなわち第１バー４６の長さＬ１０は、次の式（５）で示される通りとなる。

一方、交点Ｋから曲面終点Ｅまでの距離Ｌ１１は、Ｒｓｉｎ（θ°／２）であるため、点Ｘから曲面終点Ｅまでの距離、すなわち第２バー４７の長さＬ１２は、次の式（６）で示される通りとなる。

従って、点Ｘから曲面始点Ｓまでの距離Ｌ１０と点Ｘから曲面終点Ｅまでの距離Ｌ１２との比は、次の式（７）で示される通りとなる。

よって、第１走行台車４１Ａ及び第２走行台車４１Ｂの走行に伴って連結バー４３の全長が変化しても、この比を一定に保つように、すなわち連結バー４３と支持部４４との相対的な位置関係を一定に保つように、第１バー４６や第２バー４７の伸縮度合いを決定すればよい。

尚、上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ、或いは動作手順等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

１０ 配管位置特定装置
１１ 走行台車（走行部）
１１Ａ 第１走行台車（第１走行部）
１１Ｂ 第２走行台車（第２走行部）
１２ 検出手段
１３ 連結バー
１４ 支持部
１５ レーザポインタ
１６ 台車本体
１７ 車輪
１８ 車軸
１９ ギア
２０ シャフト
２１ コロ（移動部）
２２ 付勢バネ
２３ ストッパ
２４ ヒンジ
２５ 配管
２５ａ 曲面（配管）
２６ 第１バー（連結バー）
２７ 第２バー（連結バー）
２８ 伸縮機構
２９ 大径ピニオン
３０ 小径ピニオン
３１ 第１案内ローラ対
３２ 第２案内ローラ対
３３ 配管継手
３３ａ 曲面
３３ｂ 第１外面
３３ｃ 第２外面
３４ 垂線
４０ 配管位置特定装置
４１ 走行台車（走行部）
４２ 検出手段
４３ 連結バー
４４ 支持部
４５ レーザポインタ
４６ 第１バー（連結バー）
４７ 第２バー（連結バー）
４８ 固定具
４９ 固定具
５０ 線分
Ｃ 曲面中心
Ｅ 曲面終点
Ｋ 交点
Ｒ 曲面半径
Ｒ 曲面半径
Ｓ 曲面始点
Ｓ´ 仮想曲面始点
Ｙ 検査位置

Claims (8)

1. 配管の曲がり外面の曲面一端または曲面他端から、該曲面中心角度が所定角度となる位置を特定する配管位置特定方法であって、
   前記曲面一端及び前記曲面他端を特定するステップと、
   前記曲面一端と前記曲面他端とを結ぶ直線上で、前記所定角度と対応する位置に基点を特定するステップと、
   前記基点から、前記所定角度と対応する方向を特定するステップと、
   当該方向に交差する曲面上の位置を特定するステップと、
   を備えることを特徴とする配管位置特定方法。
2. 前記配管の曲がりが略９０°であるとともに前記曲面中心角度が略３０°であって、前記基点が、前記直線を１：（１＋ｔａｎ１５°／１−ｔａｎ１５°）の比率で案分する位置に特定されることを特徴とする請求項１に記載の配管位置特定方法。
3. 配管の曲がり外面の曲面一端または曲面他端から、該曲面中心角度が所定角度となる位置を特定する配管位置特定装置であって、
   前記曲面一端側の直管外周面上を走行する第１走行部と、
   前記曲面他端側の直管外周面上を走行する第２走行部と、
   前記第１走行部、前記第２走行部のそれぞれに設けられて前記曲面一端または前記曲面他端を検出する検出手段と、
   前記第１走行部と前記第２走行部とを連結する直線状の連結バーと、
   前記連結バー上で前記所定角度と対応する位置に配置される支持部と、
   前記支持部に支持されて、前記所定角度と対応する方向に沿うように配される方向指示手段と、
   を備えることを特徴とする配管位置特定装置。
4. 前記検出手段が、
   対応する前記第１走行部または前記第２走行部に対して基端部が回動可能に支持されて走行方向前方へ延びるシャフトと、
   前記シャフトの先端部に設けられて前記配管外周面上を移動する移動部と、
   前記シャフトの角度に応じて前記第１走行部または第２走行部を制動するストッパと、
   を備えることを特徴とする請求項３に記載の配管位置特定装置。
5. 前記連結バーが、長手方向に伸縮可能であることを特徴とする請求項３又は４に記載の配管位置特定装置。
6. 前記連結バーが、その伸縮によらず前記支持部を挟んで前記第１走行部側へ延びる前記連結バーの長さと前記第２走行部側へ延びる前記連結バーの長さとの比率を一定に保つ支持部位置保持機構を有することを特徴とする請求項５に記載の配管位置特定装置。
7. 前記連結バーが、前記第１走行体及び前記第２走行体に対して角度変更可能に固定され、
   前記支持部が、前記連結バー上に長手方向に沿ってスライド可能に設けられ、
   前記方向指示手段が、前記支持部によって角度変更可能に支持されることを特徴とする請求項３又は４に記載の配管位置特定装置。
8. 前記方向指示手段が、レーザポインタであることを特徴とする請求項３から７のいずれか１項に記載の配管位置特定装置。

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