JP2021156779A - 管内凹凸測定装置および管内凹凸測定方法 - Google Patents
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Abstract
Description
図1に示す管内凹凸測定装置20などは、以下のように作動するように構成される。
図2に、センタリング部30が最も縮小した状態を示す。このとき、センタリング駆動部31は、伸長した状態である。
例えば作業者が、カメラ19(図1参照)で撮影された画像を見ながら、凹凸部13の位置を確認する。そして、接触部63が測定対象位置(凹凸部13およびその周辺部)に近づくように、作業者が、測定部50を回転駆動させる操作(遠隔操作、指令)を行う。この操作により、図3に示す回転駆動部41が、本体部21に対して測定部50を回転駆動させる。
図4に示すように、ベース部51に対して測定子60が最も後退された状態(最も後退側Sbに配置された状態)を、測定子60の「収納状態」とする。測定子60が収納状態のとき、測定子60は、内面10aに接触しない。この場合、管内凹凸測定装置20が、管10の内部を適切に軸方向Zに移動できる(挿通性を確保できる)。
測定子60の進出側Saへの作動は、次のように行われる。図9に示す測定子駆動部53が、出力部53cを進出側Saに駆動させる。このとき、出力部53cは、ガイド部53bにガイドされながら、進出側Saに移動する。その結果、測定子60が、進出側Saに移動する。そして、接触部63の先端部が、管10の内面10a(図5を参照)に接触する。このとき、測定子60の進出側Saへの移動が、停止される。測定子60の停止は、自動または手動により行われる。例えば、作業者が、カメラ19(図1参照)が撮影した画像を見ながら、図5に示す接触部63が内面10aに接触したことを画像で確認したときに、測定子60を停止させる操作を行ってもよい。例えば、接触部63が内面10aに接触したときに生じる荷重を、図示しないセンサが検出してもよい。そして、センサに検出された荷重が所定値を超えたときに、測定子60が、自動または手動で停止させられてもよい。このセンサは、例えば、図10に示す測定子駆動部53が流体圧により駆動する場合は流体の圧力を検出するものでもよく、測定子駆動部53が電動である場合は電流などを検出するものでもよい。なお、測定子60の後退側Sbへの移動は、測定子60の進出側Saへの作動とは逆の作動により行われる。
図10に示すように、接触部63の先端部が管10の内面10a(図5参照)に接触した状態のときに、ベース部51に対する測定子60の測定子移動方向Sにおける位置を示す値(指示値)が取得される。例えば、カメラ19(図1参照)が撮影した画像から、測長部61bの目盛りの値(図10に示す例では60mm)を、作業者が目視で読み取ることで、指示値が取得されてもよい。また、ベース部51に対する測定子60の位置を検出するセンサ(図示なし)が設けられ、このセンサの検出値から指示値が取得されてもよい。図5に示すように、接触部63の先端部が端部13a1(後述)に接触したときの指示値を、「端部13a1での指示値」などという(他の部分に接触する場合も同様)。
図5に示すベース部51に対する測定子60の測定子移動方向Sへの移動可能な量(駆動可能な変位量)は、凹凸部13の高さを適切に測定できるように設定されることが好ましい。
凹凸部13の高さの測定および算出は、様々に行うことが可能である。凹凸部13が凸部13aの場合、凸部13aの両端部13a1・13a2の少なくともいずれかと、凸部13aの頂部13a3(所定部)と、で指示値が測定される。好ましくは、凸部13aの両端部13a1・13a2のそれぞれと、凸部13aの頂部13a3と、で指示値が測定される。凹凸部13の高さの算出は、管内凹凸測定装置20の外部の計算機により行われてもよく、管内凹凸測定装置20に搭載された計算機により行われてもよく、作業者が行ってもよい。なお、接触部63の形状および凸部13aの形状によっては、凸部13aの両端部13a1・13a2に接触部63の先端部を接触させることができない場合がある。この場合は、両端部13a1・13a2の近傍の円弧状部11での指示値を、両端部13a1・13a2での指示値としてもよい。
上記[例A2]や[例B2]が好ましい理由は次のとおりである。例えば、図6に示す偏心部15が無い場合や、偏心部15の高さが無視できる程度に低い場合など、軸方向Zから見て内面10aが真円に近い場合には、本体部中心軸21aは、管10の中心軸と一致または略一致する。この場合、理論的には、周方向Cのどの位置でも(測定部50の回転角度がどのような角度でも)、凹凸部13の高さを誤差なく測定することができる。
図6に示すように、偏心部15の高さが無視できない程度に高い場合など、軸方向Zから見て内面10aが真円でない場合には、本体部中心軸21aは、管10の中心軸に対してずれる。例えば、複数のアウトリガ37のうちの一部が、偏心部15に接触することにより、本体部中心軸21aが、管10の中心軸に対してずれる。すると、上記[例A1]のような算出方法では、凹凸部13の高さに誤差が生じる。一方、上記[例A2]や[例B2]では、誤差を小さくすることができる。
図1に示す管内凹凸測定装置20による効果は次の通りである。
管内凹凸測定装置20は、管10の内面10aの凹凸部13の高さを測定するものである。管内凹凸測定装置20は、本体部21と、センタリング部30と、測定部50と、図3に示す回転部40と、を備える。本体部21は、本体部中心軸21aを有する。センタリング部30は、本体部21に対して軸直交方向R(本体部軸直交方向)に拡縮し、本体部中心軸21aを管10(図1参照)の中心軸に近づける。測定部50は、本体部中心軸21aを中心に回転可能に本体部21に取り付けられる。回転部40は、本体部21に対して測定部50を回転駆動させる。図8に示すように、測定部50は、ベース部51と、測定子60と、測定子駆動部53と、を備える。ベース部51は、本体部21に回転可能に取り付けられる。測定子60は、軸直交方向Rに移動可能にベース部51に取り付けられる。測定子駆動部53は、測定子移動方向Sに、測定子60を駆動させる。測定子移動方向Sは、ベース部51に対する測定子60の移動方向であって、軸直交方向Rである。図5に示すように、測定部50は、測定子60が管10の内面10aに接触したときのベース部51部に対する測定子60の測定子移動方向Sにおける位置を測定するように構成される。図10に示すように、測定子60は、測定子基部61と、接触部63と、を備える。測定子基部61は、ベース部51に取り付けられる。接触部63は、測定子基部61に対して固定され、管10の内面10a(図5参照)に接触可能である。
[構成2]図4に示すように、管10の内面10aに接触したセンタリング部30の先端部から、本体部中心軸21aまでの軸直交方向Rにおける長さをAとする。ベース部51に対して測定子60が最も後退された状態(収納状態)のときの、測定子60の先端部から本体部中心軸21aまでの軸直交方向Rにおける長さをBとする。このとき、A−Bは、10mm以上である。
図5に示すように、管10の内面10aに接触したセンタリング部30の先端部から本体部中心軸21aまでの軸直交方向Rにおける長さAの2倍を幅Lとする。
管内凹凸測定装置20を用いた管内凹凸測定方法による効果は、次のとおりである。管内凹凸測定方法は、測定ステップと、算出ステップと、を備える。測定ステップは、図5に示すベース部51に対する測定子60の測定子移動方向Sにおける位置を示す値である指示値を、凹凸部13の両端部13a1・13a2と、凹凸部13の両端部13a1・13a2の間の所定部(頂部13a3)と、のそれぞれで測定する。
図13を参照して、第2実施形態の管内凹凸測定装置220について、第1実施形態との相違点を説明する。なお、管内凹凸測定装置220のうち、第1実施形態との共通点については、説明を省略する。管内凹凸測定装置220のうち、第1実施形態と同一の符号を付した部分は、第1実施形態との共通点である。共通点の説明を省略する点については、後述する他の実施形態の説明も同様である。管内凹凸測定装置220は、駆動部273と、反力受け部275と、を備える。
軸方向Zから見て内面10aが真円でない場合であって、複数のアウトリガ37の軸直交方向Rにおける位置が連動する場合は、複数のアウトリガ37の一部のみが内面10aに接触する場合がある。また、測定子60が内面10aを押す向き(進出側Sa)とは逆向きの力(後退側Sbの反力)が、測定部50を介して本体部21に作用する。すると、管10に対して本体部21が後退側Sbにずれる場合がある。このずれは、軸方向Zから見て内面10aに接触しているアウトリガ37が延びる方向(図13では上下方向)と、測定子移動方向Sと、のなす角度が大きいほど(90°に近いほど)生じやすい。そこで、反力受け部275が、内面10aのうち、接触部63が接触した部分の軸直交方向R反対側の部分に接触する。これにより、反力受け部275が、後退側Sbの反力を支持する。よって、管10に対する本体部21の軸直交方向Rへのずれが抑制される。
図14〜図15を参照して、第3実施形態の管内凹凸測定装置320について、第1実施形態との相違点を説明する。相違点は、測定子基部361、接触部363、および中継部材365などにある。
図16〜図17を参照して第4実施形態の管内凹凸測定装置420について、第3実施形態との相違点を説明する。相違点は、ベース部451および出力部453cなどにある。
上記の各実施形態は様々に変形されてもよい。例えば、互いに異なる実施形態の構成要素どうしが組み合わされてもよい。例えば、各構成要素の配置や形状が変更されてもよい。例えば、構成要素の数が変更されてもよく、構成要素の一部が設けられなくてもよい。例えば、構成要素どうしの固定や連結などは、直接的でも間接的でもよい。例えば、互いに異なる複数の部材や部分として説明したものが、一つの部材や部分とされてもよい。例えば、一つの部材や部分として説明したものが、互いに異なる複数の部材や部分に分けて設けられてもよい。
10a 内面
13 凹凸部
13a3 頂部
13b3 底部
20、220、320、420 管内凹凸測定装置
21 本体部
21a 本体部中心軸
30 センタリング部
40 回転部
50 測定部
51、451 ベース部
53 測定子駆動部
60 測定子
61、361 測定子基部
63、363 接触部
R 軸直交方向(本体部軸直交方向)
Ro 軸直交方向外側(本体部軸直交方向外側)
S 測定子移動方向
Claims (4)
- 管の内面の凹凸部の高さを測定する管内凹凸測定装置であって、
本体部中心軸を有する本体部と、
前記本体部に対して本体部軸直交方向に拡縮し、前記本体部中心軸を前記管の中心軸に近づけるセンタリング部と、
前記本体部中心軸を中心に回転可能に前記本体部に取り付けられた測定部と、
前記本体部に対して前記測定部を回転駆動させる回転部と、
を備え、
前記測定部は、
前記本体部に回転可能に取り付けられたベース部と、
本体部軸直交方向に移動可能に前記ベース部に取り付けられた測定子と、
前記ベース部に対する前記測定子の移動方向であって本体部軸直交方向である測定子移動方向に前記測定子を駆動させる測定子駆動部と、
を備え、
前記測定部は、前記測定子が前記管の内面に接触したときの前記ベース部に対する前記測定子の測定子移動方向における位置を測定するように構成され、
前記測定子は、
前記ベース部に取り付けられた測定子基部と、
前記測定子基部に対して固定され、前記管の内面に接触可能な接触部と、
を備え、
前記接触部は、前記測定子基部から、測定子移動方向かつ本体部軸直交方向外側に延び、
前記接触部の長手方向は、測定子移動方向であり、
測定子移動方向に直交する方向における前記接触部の最大幅は、測定子移動方向に直交する方向における前記測定子基部の最大幅よりも狭い、
管内凹凸測定装置。 - 請求項1に記載の管内凹凸測定装置であって、
前記管の内面に接触した前記センタリング部の先端部から前記本体部中心軸までの本体部軸直交方向における長さをAとし、
前記ベース部に対して前記測定子が最も後退された状態のときの、前記測定子の先端部から前記本体部中心軸までの本体部軸直交方向における長さをBとしたとき、
A−Bは、10mm以上である、
管内凹凸測定装置。 - 請求項1または2に記載の管内凹凸測定装置であって、
前記管の内面に接触した前記センタリング部の先端部から前記本体部中心軸までの本体部軸直交方向における長さの2倍を幅Lとしたとき、
前記幅Lが300mm以下の場合、前記ベース部に対する前記測定子の測定子移動方向における移動可能量は、6mm以上であり、
前記幅Lが300mmを超える場合、前記ベース部に対する前記測定子の測定子移動方向における移動可能量は、前記幅Lの2%以上である、
管内凹凸測定装置。 - 請求項1〜3のいずれか1に記載の管内凹凸測定装置を用いた管内凹凸測定方法であって、
前記ベース部に対する前記測定子の測定子移動方向における位置を示す値である指示値を、前記凹凸部の両端部と、前記凹凸部の両端部の間の所定部と、のそれぞれで測定する測定ステップと、
前記凹凸部の両端部での前記指示値の平均値と、前記凹凸部の前記所定部での前記指示値と、の差を、前記凹凸部の高さとして算出する算出ステップと、
を備え、
前記所定部は、前記凹凸部が凸部の場合は頂部であり、前記凹凸部が凹部の場合は底部である、
管内凹凸測定方法。
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JP2000074609A (ja) * | 1998-08-28 | 2000-03-14 | Kubota Corp | 管内面の螺旋突起の自動検査装置 |
JP2008058043A (ja) * | 2006-08-30 | 2008-03-13 | Jfe Steel Kk | 管の内面疵測定方法 |
JP2012058056A (ja) * | 2010-09-08 | 2012-03-22 | Ashimori Ind Co Ltd | 管路の内径測定装置、及び、管路の内径測定方法 |
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- 2020-03-27 JP JP2020058511A patent/JP7433109B2/ja active Active
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