JP7254825B2 - シールの状態を検出するためのシステムおよび方法 - Google Patents

Description

発明の背景
１．発明の分野
本発明は、シール検出に関し、特に、シールの関連特性を判別するためのシステムおよび方法に関する。

２．関連技術の説明
シール検出装置は、シールを修理または交換すべきタイミングを判別するために使用されている。Ｂｏｒｏｗｓｋｉらの米国特許第８，１６６，８９１号明細書は、適切な設置を視覚的に検出するための、封止面上の同心円状の山形部を開示している。Ｓｃｈｍｉｄｔらの米国特許第７，４７７，３７４号明細書は、封止面を検査する方法および装置であって、光偏向器を使用して封止面を横断するように光を散乱させる方法および装置を開示している。Ｈｅｉｎｚｅｎの米国特許第７，４０５，８１８号明細書は、光学センサおよび封止面上の摩耗インジケータを利用する自己監視静的シールを開示している。Ｆａｒｒｅｌｌの米国特許第９，１６８，６９６号明細書およびＦａｒｒｅｌｌらの同第９，６６２，８３３号明細書は、レーザを使用してシール面の光学特性を変更することを開示する。

発明の概要
本発明によって形成される例示的な一実施形態では、シール分析システムが、シールおよび／または接合機材（mating hardware）を測定および分析する。シール分析システムは、シール分析装置、例えばセンサと、シール分析装置と通信するように構成された電気処理回路、例えば、デジタルプロセッサ、アナログプロセッサ、または電気処理回路として使用されるように構成された任意の装置を含む。シール分析システムは、望ましくない特性、例えば、欠陥、耐用年数もしくは製造リコールに関する情報などを検出し、シールおよび／または接合機材の状態を分析するようにさらに構成される。シール分析システムは、シールおよび／または接合機材の表面または内部に位置する割れ、擦れ、欠け、凹みおよび他の傷を含む欠陥を検出することができる。シール分析装置は、携帯型または据置型であってよく、光学検査装置、レーザスキャナ、電話機および超音波スキャナを含む装置から構成可能である。シール分析装置は、さらに、静止画像および／または動画像を取得するために設けられていてもよい。シール分析装置と電気処理回路との間の通信は、有線または無線であってもよい。電気処理回路は、シール分析装置によって供給される状態または欠陥の情報を分析することができ、事前に設定された基準との比較、またはシールおよび／もしくは接合面の以前に取得された情報との比較を行うことができる。

本発明によって形成される例示的な別の実施形態では、シール分析装置、例えばセンサが提供される。シール分析装置は、電気処理回路を含み、望ましくない特性、例えば、欠陥、耐用年数もしくは製造リコールに関する情報などを検出し、シールおよび／または接合機材の状態を分析するように構成されている。シール分析装置は、シールおよび／または接合機材の表面もしくは内部に位置する割れ、擦れ、欠け、凹みおよび他の傷を含む欠陥を検出することができる。シール分析装置は、携帯型または据置型であってよく、光学検査装置、レーザスキャナ、電話機および超音波スキャナを含む装置から構成可能である。シール分析装置は、さらに、静止画像および／または動画像を取得するように設けることができる。電気処理回路は、シール分析装置によって供給される状態または欠陥の情報の分析、事前に設定された基準との比較、またはシールおよび／もしくは接合面の以前に取得された情報との比較を行うことができる。

本発明によって形成される例示的な別の実施形態では、シールおよび／または接合機材を分析するための方法が提供される。方法は、シールおよび／または接合機材を用意するステップと、必要に応じて接合機材を清掃するステップと、必要に応じて目視検査を行うステップと、望ましくない特性、例えば、欠陥、耐用年数もしくは製造リコールに関する情報などを検出するように構成されたシール分析装置、例えばセンサを用意するステップと、シール分析装置と通信するように構成された電気処理回路、例えば、デジタルプロセッサ、アナログプロセッサ、または電気処理回路として使用されるように構成された任意の装置を用意するステップと、シールおよび／または接合面に関する少なくとも１つの望ましくない特性を取得するステップと、少なくとも１つの望ましくない特性を電気処理回路に伝達するステップと、を含む。シール分析装置によって取得される少なくとも１つの望ましくない特性は、欠陥または状態を含むことができる。電気処理回路は、少なくとも１つの望ましくない特性、例えば、シールおよび／もしくは接合面の形状、表面の色もしくは光沢、または欠陥の深さもしくは周長を、事前に設定された基準点と比較するように構成可能である。

本発明の利点は、許容可能なシールおよび／または接合面を判別するための装置および方法が改良されることである。

本発明の上述のおよび他の特徴および利点ならびにこれらを達成する方法は、添付図面と併せて、本発明の実施形態の以下の説明を参照することにより、より明らかとなり、本発明は、より理解されるであろう。

本発明のシール分析システムのある実施形態を示す図である。 シール分析装置の別の実施形態の斜視図である。 シールおよび接合機材を分析するための方法のフローチャートの実施形態を示す図である。

対応する参照記号は、幾つかの図を通して対応する部分を示す。本明細書に挙げる例示は、本発明の実施形態を示し、こうした例示は、いかなる方式においても本発明の範囲を限定するものと解釈されるべきではない。

発明の詳細な説明
ここで、図面、より具体的には図１を参照すると、シール１２および接合機材１８を測定および分析するためのシール分析システム１０が示されている。シール分析システム１０は、概して、シール分析装置１４、例えばセンサと、シール分析装置１４と操作可能に通信する電気処理回路１６、例えば、デジタルプロセッサ、アナログプロセッサ、または電気処理回路として使用されるように構成された任意の装置と、を含む。シール分析システム１０は、シール１２および／または接合機材１８の望ましくない特性１２Ｄを検出し、望ましくない特性が存在する場合にシール１２および／または接合機材１８の状態を分析するように構成されている。

シール１２は、任意の所望のシール１２の形態であってよく、２つ以上の接合面を封止する。例えば、シール１２は、板状熱交換器ガスケット、鉄道車両用のマンホールシール、各種バルブおよびエンジン組立体のガスケット、配管系のシール、環状シール、軸シール、および任意の他の所望の用途のためのガスケットの形態であってよい。シール１２は、任意の所望の材料、例えばゴム材料、プラスチック材料、またはシールに使用される他の材料から構成可能である。シール１２は、識別情報、例えば識別ラベルの形態の固有識別子、例えば部品番号、マーク、または文字、形状、線、色、ストライプ、ＱＲコード、データマトリクス、マーク、ＲＦＩＤタグを含むデザイン、または任意の他の所望の識別子を含んでいてよい。固有識別子は、固有識別子のスキャンによって取得可能な、シール１２に関する情報と関連づけることができる。シール１２の識別子は、シール１２が適切に設置された場合にしか読み取り可能とならないことを理解されたい。

シール１２および／または接合機材１８の望ましくない特性１２Ｄは、任意の欠陥、例えば、割れ、擦れ、欠け、膨れ、凹み、および／またはシール１２の任意の他の傷の形態でありうるが、識別ラベルを含んでもよい。欠陥は、シール１２の表面に存在することもあり、シール１２の長さ、幅、もしくは深さ方向に延在していることもあり、かつ／またはシール１２の内部に存在していることもある。図示のように、欠陥は、シール１２の表面にあり、シール１２の深さ方向に延在している。

接合機材１８の望ましくない特性１８Ｄは、接合機材１８の本体の表面および／または内部の任意の欠陥の形態でありうる。例えば、欠陥は、割れ、擦れ、欠け、膨れ、凹み、ならびに／または接合機材１８上および／もしくはその内部にある任意の他の傷の形態でありうる。接合機材１８の欠陥は、接合機材１８の長さ、幅もしくは深さ方向に延在することがあり、かつ／または欠陥は、接合機材１８の内部に位置することもある。接合機材１８は、シールが接合されるあるいはシールが封止する、任意の機材またはその一部分の形態であってよい。例えば、接合機材１８は、板状熱交換器、鉄道車両のマンホールカバー、バルブ、各種配管系のパイプ、ドアカバー用機材、ハウジングシール用機材、および／またはチューブ接続用機材の形態であってよい。

シール分析装置１４は、シール１２固有の識別子、シール１２の欠陥１２Ｄ、および／またはシール１２が取り付けられた接合機材１８によって、シール１２の情報を取得し、またはシール１２を識別することができる。シール分析装置１４は、任意の所望のシール分析装置、例えばシール１２の写真および／もしくは動画像を撮影しうる光学検査装置、レーザスキャナ、ならびに／または超音波スキャナの形態であってよい。シール分析装置１４は、携帯型かつ／または据置型の装置であってよい。例えば、シール分析装置１４は、シール１２の全体またはその部分をスキャン可能な携帯型の３次元（３Ｄ）レーザスキャナ１４の形態であってよく、オペレータによって現場で操作可能である。これにより、携帯型３Ｄスキャナ１４は、シール１２および／もしくはシール１２の欠陥１２Ｄの３Ｄ画像、ならびに／または接合機材１８および／もしくは接合機材１８の欠陥１８Ｄの３Ｄ画像を取得することができる。例えば、シール分析装置１４によって取得された３Ｄデータは、シール１２および／またはシール１２の欠陥１２Ｄの３Ｄモデルを作成するために使用可能である。シール分析装置１４はまた、シール１２および／または接合機材１８に関するデータを取得するために、静止画像または動画像取得装置を備えた電話機の形態であってもよいことを理解されたい。

電気処理回路１６は、シール分析装置１４に操作可能に結合可能である。例えば、電気処理回路１６は、有線または無線接続によってシール分析装置１４と操作可能に通信することができる。図示している本実施形態では、シール分析装置１４は、電気処理回路１６と無線通信する。電気処理回路１６は、シール分析装置１４から受信されたデータを評価するソフトウェアを含む中央処理ユニット（ＣＰＵ）または制御ユニットの形態であってよい。例えば、電気処理回路１６は、シール１２の許容可能な状態または許容不能な状態を検出するため、シール分析装置１４によって取得された静止画像または動画像を事前に設定された基準と比較することによって、当該静止画像または動画像を処理するのに必要なソフトウェアを含むことができる。事前に設定された基準は、シール１２の形状、シール１２の色もしくは光沢、欠陥１２Ｄの深さ、またはシール１２の表面の欠陥１２Ｄの周長に関する許容レベルを含んでもよい。電気処理回路１６は、特定の種類のシール１２および／または接合機材１８の各種の事前設定された許容可能な状態または許容不能な状態を含むことができる。電気処理回路１６は、シール１２に関する事前情報または事前設定情報、例えば、シール１２の種類、シールのモデル番号、製造日、シール１２の設置日、シール１２の材料、前回および／もしくは次回の点検期間、写真、動画像、またはシール１２および／もしくは接合機材１８の前回の検査もしくは分析の点検報告、シール１２の交換日、ならびに任意の他の所望の情報を含むことができる。電気処理回路１６は、現場外、例えば遠隔の場所に配置されてもよい。この点に関して、シール分析装置１４によって取得された情報は、リモートデータベースにアップロード可能であり、その後に、電気処理回路１６を介して現場外のソフトウェアプログラムによって、かつ／または現場外の人員によって、チェック可能である。

ここで、図２を参照すると、シール分析装置１８の別の実施形態が示されている。シール分析装置１８は、シール分析装置１８が電気処理回路１６を含み、これにより電気処理回路１６がシール分析装置１８の内部に配置される点を除いて、シール分析装置１４と実質的に同じである。これにより、現場外の場所に情報を伝達する必要なしに、シール１２の分析を行うことができる。

ここで、図３を参照すると、本発明によるシール１２および／または接合機材１８を分析する方法が示されている。説明を簡潔にするために、方法を、シール分析装置１４に関して論じるが、シール分析装置１４，１８の両方を本発明の方法の実施に使用することもできる。作業中、現場のオペレータ、例えば技術者が、必要に応じて、許容可能な視覚画像を取得できるよう、古い部品を取り除いてシール１２を取り囲む機材を清掃することによって方法を開始することができる。現場のオペレータはまた、良好な機能状態とシール１２の正しい較正とを保証するために、シール１２、接合機材１８または任意の他の関連機器の目視検査を行ってもよい。例えば、シール１２および／または接合機材１８の目視検査は、封止された要素１２を視覚的にチェックすること、封止された要素１２もしくは接合機材１８の接触面を視覚的にチェックすること、ならびに／またはシール１２が付着もしくは封止していない非接触面および非封止面を視覚的にチェックすることを含んでいてよい。任意の準備ステップを行った後に、現場外または現場のオペレータが、シール１２および／または接合機材１８を識別するステップを行うことができる。シール１２を識別するステップは、シール１２に関する任意の所望の情報、例えば部品番号、ロット番号、シール１２の用途などを、シール分析装置１４および／または電気処理回路１６に直接入力することを含んでいてよい。効率的に、当該サブステップは、どのシール１２および／もしくは接合機材１８が手元にあるかがソフトウェアに既知となるように、かつ／またはシール１２および／もしくは接合機材１８の分析を続いて開始すべくシール１２の用途が識別されるように、電気処理回路１６のソフトウェアに適切な背景情報の手動での入力によって、完了させることができる。付加的にもしくは代替的に、シール１２および／または接合機材１８を識別するステップは、現場のオペレータによって、シール分析装置１４を使用して、シール１２および接合機材１８に関する情報を取得することを含んでいてよい。例えば、シール分析装置１４は、分析される特定のシール１２および／または接合機材１８について電気処理回路１６に自動的に通知するために、シール１２の画像を写真もしくは動画像の形態で取得したり、シール１２および／または接合機材１８の識別子をスキャンしたりすることができる。シール１２および／または接合機材１８を識別した後、または当該識別と同時に、現場のオペレータが、シール分析装置１４を使用して、情報、例えばシール１２、シール１２のシール欠陥１２Ｄおよび／または接合機材１８の写真または動画像の形態の画像を収集することができる。次いで、シール分析装置１４は、当該取得された画像を電気処理回路１６に伝達することができる。次いで、電気処理回路１６は、シール１２および／または接合機材１８の状態を判別するために、上で論じた予め決定された基準に基づいて情報を処理することができる。シール分析装置１４がシール１２および／または接合機材１８の接合面の３Ｄモデルの取得に使用される実施形態では、電気処理回路１６および／または現場外の人員が、シール１２の概形、シール１２の封止面、シール１２と接合機材１８との接合面の間の隙間、または隙間の欠如を分析することができる。さらに、次いで、現場外の人員が、電気処理回路１６によって行われた分析を評価して、その結論を確認することにより、シール１２および／または接合機材１８が許容可能であるかまたは許容不能であるかの最終分析を行うことができる。現場外の人員はまた、シール分析装置１４によって収集された情報を評価可能であることを理解されたい。方法はまた、シール１２、接合機材１８、および／またはアセンブリ内のシール１２と接合機材１８との複数の組み合わせの各構成部品について、上記の処理ステップを繰り返すステップを含んでもよい。方法は、シール１２および／または接合機材１８の設置中および／または設置後に写真または動画像を撮影して、設置および作業プロセスが適正であることを確認するステップをさらに含んでもよい。設置されたシール１２および／または接合機材１８の写真または動画像を撮影することもでき、その後、シール１２の設置が適正であることを確認するために、電気処理回路１６により、当該情報を既知の基準に対して分析することもできる。

本発明を少なくとも１つの実施形態に関して説明してきたが、本発明は、本開示の趣旨および範囲内でさらに修正可能である。したがって、本出願は、本発明の全般的な方式を使用した本発明の任意の変形、使用または適合化を包含することを意図している。さらに、本出願は、本発明が属する分野において既知または通例の実用の範囲に該当する、本開示からのこうした相違を包含することを意図している。

Claims (13)

1. シール分析システムであって、
   シールおよび接合機材の少なくとも一方を測定および分析するように構成されたスキャンセンサを有する携帯型シール分析装置と、
   前記スキャンセンサと操作可能に通信するように構成された電気処理回路と、
   を備え、
   前記スキャンセンサが、前記シールの写真または動画像の少なくとも一方を撮影するように構成され、
   手動入力された前記シールに関する情報によって、または、前記電気処理回路が前記シールの写真または動画像の少なくとも一方によりシール識別子を特定可能とすることによって、前記電気処理回路が、前記シールを識別するように構成され、
   前記スキャンセンサおよび前記電気処理回路が、前記シールおよび前記接合機材の少なくとも一方の少なくとも１つの望ましくない特性を検出しおよび分析するように構成され、
   前記電気処理回路が、前記望ましくない特性を、事前に設定された基準と比較するように構成され、
   前記事前に設定された基準が、前記シールおよび前記接合機材の少なくとも一方の形状、表面の色もしくは光沢、欠陥の深さまたは前記欠陥の周長に関する、事前設定された許容可能なまたは許容不能な許容レベルを含み、
   前記電気処理回路が、前記望ましくない特性を前記事前に設定された基準と比較して、前記望ましくない特性と前記事前に設定された基準との前記比較に基づいて、前記シールの許容可能なまたは許容不能な状態を検出するように構成されたソフトウェアを含む、
   シール分析システム。
2. 前記望ましくない特性が、割れ、擦れ、欠け、膨れ、凹みおよび傷のうちの少なくとも１つを含む、請求項１記載のシール分析システム。
3. 前記望ましくない特性が、バーコード、ＱＲコードおよびマークのうちの少なくとも１つを含む、請求項１または２記載のシール分析システム。
4. 前記望ましくない特性が、表面および内部箇所の少なくとも一方に位置している、請求項１から３までのいずれか１項記載のシール分析システム。
5. 前記携帯型シール分析装置が、光学検査装置、レーザスキャナ、電話機および超音波スキャナのうちの少なくとも１つである、請求項１から４までのいずれか１項記載のシール分析システム。
6. 前記携帯型シール分析装置が、３次元レーザスキャナである、請求項１から４までのいずれか１項記載のシール分析システム。
7. 前記電気処理回路が、有線接続または無線接続によって前記携帯型シール分析装置と操作可能に通信する、請求項１から６までのいずれか１項記載のシール分析システム。
8. 前記電気処理回路が、前記携帯型シール分析装置と一体である、請求項１から７までのいずれか１項記載のシール分析システム。
9. 携帯型シール分析装置であって、
   シールおよび接合機材を測定および分析するように構成されたスキャンセンサと、
   前記スキャンセンサと操作可能に通信するように構成された電気処理回路と、
   を備え、
   前記スキャンセンサが、前記シールの写真または動画像の少なくとも一方を撮影するように構成され、
   前記スキャンセンサおよび前記電気処理回路が、望ましくない特性を検出して、前記シールおよび前記接合機材の少なくとも一方の状態を分析するように構成され、
   手動入力された前記シールに関する情報によって、または、前記電気処理回路が前記シールの写真または動画像の少なくとも一方によりシール識別子を特定可能とすることによって、前記電気処理回路が、前記シールを識別するように構成され、
   前記電気処理回路が、前記望ましくない特性を、事前に設定された基準と比較するように構成され、
   前記事前に設定された基準が、前記シールおよび前記接合機材の少なくとも一方の形状、表面の色もしくは光沢、欠陥の深さまたは前記欠陥の周長に関する、事前設定された許容可能なまたは許容不能な許容レベルを含み、
   前記電気処理回路が、前記望ましくない特性を前記事前に設定された基準と比較して、前記望ましくない特性と前記事前に設定された基準との前記比較に基づいて、前記シールの許容可能なまたは許容不能な状態を検出するように構成されたソフトウェアを含む、
   携帯型シール分析装置。
10. シールおよび接合機材を分析する方法であって、
    前記シールおよび前記接合機材を用意するステップであって、前記シールの表面は、前記接合機材の表面と接合される、ステップと、
    前記シールおよび前記接合機材の目視検査を行うステップと、
    情報を取得するように構成された携帯型シール分析装置を用意するステップと、
    前記携帯型シール分析装置と通信するように構成された電気処理回路を用意するステップと、
    スキャンセンサにより、前記シールの写真または動画像の少なくとも一方を撮影するステップと、
    前記シールに関する情報を手動入力することによって、または、前記電気処理回路が前記シールの写真または動画像の少なくとも一方によりシール識別子を特定可能とすることによって、前記電気処理回路が前記シールを識別するステップと、
    前記携帯型シール分析装置によって前記シールおよび前記接合機材の少なくとも一方に関する少なくとも１つの望ましくない特性を取得するステップと、
    前記電気処理回路により、前記望ましくない特性を、事前に設定された基準と比較するステップであって、前記事前に設定された基準が、前記シールおよび前記接合機材の少なくとも一方の形状、表面の色もしくは光沢、欠陥の深さまたは前記欠陥の周長に関する、事前設定された許容可能なまたは許容不能な許容レベルを含む、ステップと、
    前記シールおよび前記接合機材の少なくとも一方に関する前記少なくとも１つの望ましくない特性を、前記携帯型シール分析装置から前記電気処理回路に伝達するステップと、
    を含み、
    前記電気処理回路が、前記望ましくない特性を前記事前に設定された基準と比較して、前記望ましくない特性と前記事前に設定された基準との前記比較に基づいて、前記シールの許容可能なまたは許容不能な状態を検出するように構成されたソフトウェアを含む、
    方法。
11. 前記少なくとも１つの望ましくない特性が、欠陥および状態の少なくとも一方である、請求項１０記載の方法。
12. 前記スキャンセンサが、前記シールの３次元モデルを取得するように構成されている、請求項１０または１１記載の方法。
13. 現場外の人員が前記シールの分析を行うステップがさらに設けられる、請求項１０から１２までのいずれか１項記載の方法。

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