JPH0251124B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、チユーブまたはパイプ形状のボデー
内に測定プローブを、確実な測定結果を得るのに
必要な、被点検パイプ面に相対的な位置を保持す
るようになつている位置決め装置に関する。点検
を効果的に行うには、チユーブまたはパイプ形状
のボデー内に測定プローブおよびそれに接続した
ケーブルを移動させうると共にパイプ表面に対す
るプローブの所要測定位置を維持できなければな
らない。

本発明の目的は、上記形式の位置決め装置であ
つて、約14mm又はそれ以上の比較的小さい内径の
パイプ、丸またはだ円横断面のパイプ、およびら
せん状パイプ、Ｕ字形屈曲パイプ、異形屈曲パイ
プのような屈曲パイプに使用できる位置決め装置
を提供することにある。

本発明の範囲内で使用できる測定プローブは、
たとえば、パイプまたはチユーブの内部点検を行
うためのうず流式（Eddy−flow）及び又は光学
式、及び又は超音波式の点検方法に基づきうる。

本発明の提案する解答は、限定するつもりはな
いが、超音波測定プローブについて説明すること
になる。これは基本的には、２組の軸線方向に隔
たつた支持部材を有し、これを介して位置決め装
置が真直ぐな、あるいは屈曲したチユーブまたは
パイプ内に可動状態で支えられ、装置の幾何学的
中心を通つて延びる長手軸線が真直ぐなパイプま
たはチユーブの軸線と一致するか、あるいは、２
組の支持部材間に境される屈曲パイプまたはチユ
ーブの湾曲軸線または湾曲パイプ面の中心の接線
に対して平行に延びる位置決め装置を特徴とす
る。このような構造の位置決め装置を用いること
によつて、回転自在の反射器を超音波振動のトラ
ンスジユーサと共にフレーム内に装着でき、か
つ、反射器によつて反射された超音波振動のビー
ムがパイプまたはチユーブ状ボデー内の組立体の
占めるべきいかなる位置でも常に一定の角度、た
とえば90度でパイプ表面に衝突するように反射器
を超音波トランスジユーサに対して配置すること
ができる。反射器、測定プローブを収容した位置
決め装置を被点検パイプまたはチユーブに通した
とき、信頼性ある測定結果を得ることができる。

いつそう詳しく言えば、本発明による位置決め
装置は、フレームと、このフレームによつてそれ
の長手軸線のまわりに回転できるように支えられ
ており、前記長手軸線に沿つた超音波振動ビーム
をたとえば前記長手軸線に対してほぼ直角の方向
にそらせることのできる反射器と、フレームにそ
こから突出するように取付けてあり、前記長手軸
線に対して横方向の平面において同期ピボツト運
動を行う第１組の位置決めアームと、これら第１
組の位置決めアームに連結してあり、フレームに
向う、パイプ内面によつて生じさせられた前記位
置決めアームの傾き運動に対抗するようなばね力
をそれぞれの位置決めアームに加える第１のばね
機構と、フレームにそこから突出するように取付
けてあり、前記長手軸線に対して横方向の平面に
おいて同期ピボツト運動を行う第２組の位置決め
アームと、これら第２組の位置決めアームに連結
してあつて、フレームに向う、パイプ内面によつ
て生じさせられる前記位置決めアームの傾き運動
に対抗するようなばね力をそれぞれの位置決めア
ームに加える第２のばね機構とを包含し、前記反
射器の中心が前記長手軸線上で第１、第２組の位
置決めアームの中間にあることを特徴とする。

コンパクトで簡単な構造を得るために、本発明
による位置決め装置は、１つの組を構成する位置
決めアームが前記長手軸線のまわりに回転できる
ようにフレームに取付けた共通の連結部材に各々
枢着してあり、それぞれの組の位置決めアームに
連結したばね機構がフレームとそれぞれの連結部
材との間に連結したただ１つのばねを包含するこ
とを特徴とする。

本発明による位置決め装置の実用的な構造は、
フレームが円筒形のハウジングを包含し、このハ
ウジングの一端に１組のピニオンが回転自在に装
着してあり、反射器が前記ハウジングの内に突入
する反射器キヤリヤによつて支えられており、こ
のキヤリヤが前記ピニオンとかみ合う内歯車によ
つて前記ハウジングに対して回転自在に支えられ
ており、１組の軸受保持片がハウジングに装着し
てあり、これらの軸受保持片が前記反射器キヤリ
ヤの外周に沿つて延びるくぼみに突入していて前
記ハウジングに対する前記反射器キヤリヤの軸線
方向変位を防ぐと共に反射器キヤリヤをハウジン
グに回転自在に装着する支持軸受として作用する
ことを特徴とする。

この構成により、反射器およびトランスジユー
サを回転させるのに必要な駆動装置をいつも同じ
側から位置決め装置に接続することが可能とな
る。同時に、チユーブまたはパイプの表面へのま
たそこからの超音波振動の伝達がなんの障害もな
しに行なえるという利点がある。

本発明の位置決め装置においては、フレーム
は、さらに、その長手軸線に沿つて前記トランス
ジユーサを通して伝えられるビームを反射器の中
心に向けるようにトランスジユーサを支えるよう
になつている。

本発明の一実施例を添付図面を参照しながら以
下に説明する。

第１，２図に示す本発明による位置決め装置の
実施例は反射器キヤリヤ１を回転自在に支えるフ
レームを包含し、このキヤリヤ内に反射器２が固
定してある。フレームは、さらに、第１、第２の
位置決めユニツト３，４を包含する。これらの位
置決めユニツトは後に詳しく説明するように機械
的ユニツトに連結してある。反射器キヤリヤ１は
ユニツト３内で回転する３つのピニオン（第１図
に２つだけ、７，８で示してある）によつてフレ
ームの円筒形ハウジング２６内に回転自在に装着
されている。これらのピニオンは中空円筒部を有
する、反射器キヤリヤ１の内歯車とかみ合つてい
る。さらに、反射器キヤリヤは玉軸受９，９′に
よつて回転自在に支えられており、これらの玉軸
受は位置決めユニツト内に装着してある。好まし
くは位置決めユニツト３上に回転自在に装着され
ておりかつ反射器キヤリヤ１の外周に沿つて延び
るくぼみに突入している１組の軸受保持片（たと
えば、１０，１１，１２）によつて、前記キヤリ
ヤがそこに回転自在に連結した位置決めユニツト
４と共に位置決めユニツト３に対して軸線方向に
変位するのが防止される。さらに、これらの軸受
保持片１０，１１，１２は反射器キヤリヤ１のた
めの支持軸受としていつしよに作用する。このよ
うにして、反射器キヤリヤ１は連結要素としても
作用し、２つの位置決めユニツト３，４が機械的
ユニツトに連結される。

位置決めユニツト３および反射器キヤリヤ１内
でフレームにはさらに超音波トランスジユーサ１
３が固定してあり、これは電気ケーブル１４に接
続してある。このトランスジユーサは、組立体の
長手軸線１５を沿つて伝えられ、受け取られた超
音波振動ビームを反射器２の中心１６に向けるよ
うに配置してある。この反射器２は、さらに、ト
ランスジユーサ１３からの超音波振動ビームを第
１図に矢印Ｐで示すような角度、たとえば、ほぼ
90度にそらせるように配置してある。

ピニオン７は位置決めユニツト３を越えて突出
する駆動軸を備えており、この駆動軸は位置決め
ユニツト３のその側に配置したモータ（図示せ
ず）に連結するようになつている。このピニオン
７がモータによつて回転させられると、反射器キ
ヤリヤ１、したがつて反射器２が内歯車を介して
回転させられる。トランスジユーサがケーブル１
４を経て電気信号を受け、超音波振動を伝えたと
き、たとえば長手軸線に対して直角の方向へ超音
波振動ビームが前記長手軸線のまわりに振られる
ことになる。

各位置決めユニツトは、さらに、１組の位置決
めアームを備え、実施例では１７，１８，１９の
３つであり、位置決めユニツト３について第２図
に示してある。１つの組を構成する位置決めアー
ムは長手軸線１５に対応して横方向の平面におい
て同期回動し、それぞれ位置決めユニツト３また
は４、すなわち反射器キヤリヤ１が回転するよう
になつている部分２０または２１に取付けてあ
る。第２図において、位置決めアーム１９のピボ
ツト点は１９′で示してある。１つの組の位置決
めアームの各々は対応したステアリングリンク２
２，２３，２４（第２図）を経てそれぞれの組に
共通の連結装置２５，２５′に連結してある。各
ステアリングリンクは一端を対応した位置決めア
ームに、他端を対応した連結装置に枢着してあ
る。各連結装置２５または２５′は対応したフレ
ーム部分２０または２１のまわりに回転できる。
フレーム部分２０，２１に固着したクランプリン
グ２６′，２７に円周の一部に沿つて延びる圧力
ばね２８，２９が装着してあり、このばねの一端
は対応した連結リングに取付けられ、他端は対応
したクランプ装置に取付けてある。こうして、こ
の圧力ばねはそれぞれの連結装置およびそれに連
結したステアリングリンクを介して対応した位置
決めアームを外向きに末端位置（第２図）に向つ
て押すように作用する。

各位置決めアームの自由端には支持部材、たと
えばプーリあるいは軸受ローラ３０，３１，３２
（第２図）が回転自在に装着してある。第１図に
おいて、軸受ローラ３１の反対側の、位置決めユ
ニツト４の軸受ローラは３１′で示してある。位
置決め装置は点検すべきチユーブまたはパイプの
内部において前記支持装置によつて可動状態に支
えられる。

反射器は、その中心１６が２組の軸受ローラ
（第１図にローラ３１，３１′のみを示す）の中間
で長手軸線１５上にあるように２組の軸受ローラ
に対して配置される。

上記構造では、各位置決めアームには対応した
圧力ばねによつて、フレームに向う、パイプ内面
で生じさせられた位置決めアームの回動あるいは
傾き運動に対抗するばね力が加えられる。それぞ
れの連結装置と対応したステアリングリンクとを
経た相互の結合のために、１つの組の位置決めア
ームは同期した回動を行うことができる。

このように設計した位置決め装置により、だ円
横断面を持つたパイプと屈曲したパイプの両方で
トランスジユーサによつて伝達される超音波振動
ビームは常に同じ角度、たとえば90度でパイプ内
面に衝突することになる。

第３図では、位置決め装置が屈曲パイプ部内に
配置された場合の本発明の原理を示している。こ
の位置決め装置の構造の結果として、特にパイプ
がだ円の場合、装置の長手軸線、すなわち、超音
波振動ビームが反射器の中心に衝突する軸線が２
組のキヤリヤアームの軸受ローラによつて境され
るパイプ軸線の円弧部分の中心の仮想接線に対し
て平行に延びることになる。換言すれば、たとえ
ば直価衝突を望む場合、反射器でそらされた超音
波振動ビームは常に上記円弧部分の曲率半径に沿
つた方向に向けられることになる。すなわち、放
射された超音波振動ビームは常に直角にパイプ壁
に衝突することになる。

本発明は第１，２図に関連して説明した実施例
に限定されない。

たとえば、反射器２をそれに取付けた長手方向
の軸によつて回転自在に支え、軸線方向に移動し
ないように位置決めユニツト４内に保持する場
合、内歯車とピニオンを持つた反射器１を設け
ず、１９あるいは６の代りに棒によつて位置決め
ユニツト３，４をユニツトに連結してもよい。し
かしながら、反射器を回転させる駆動モータは反
射器ユニツト４の邪魔にならない端に配置しなけ
ればならない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による位置決め装置をそれに組
込んだトランスジユーサおよび反射器と共に示
す、第２図の−線に沿つた部分横断面図、第
２図は第１図の−線に沿つた横断面図、第３
図は本発明の原理を示す図である。 １……反射器キヤリヤ、２……反射器、３，４
……位置決めユニツト、７，８……ピニオン、
９，９′……玉軸受、１０，１１，１２……軸受
保持片、１３……トランスジユーサ、１４……ケ
ーブル、１７，１８，１９……位置決めアーム、
２２，２３，２４……ステアリングリンク、２５
……連結装置、２６……ハウジング。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ フレームと、このフレームによつて長手軸線
   まわりに回転できるように支えられておりかつこ
   の長手軸線に沿つた方向の超音波振動ビームをた
   とえば前記長手軸線に対して例えばほぼ直角の方
   向にそらせるように作用する反射器と、前記フレ
   ームにそこから突出するように装着してあり、前
   記長手軸線に対して横方向の平面において同期ピ
   ボツト運動を行う第１組の位置決めアームと、こ
   れら第１組の位置決めアームに連結してあつて、
   フレームに向う、パイプの内面によつて生じさせ
   られた前記位置決めアームの傾き運動に対抗する
   ようにそれぞれの位置決めアームにばね力を加え
   る第１のばね機構と、フレームにそこから突出す
   るように装着してあり、前記長手軸線に対して横
   方向の平面において同期ピボツト運動を行う第２
   組の位置決めアームと、これら第２組の位置決め
   アームに連結してあつて、これら位置決めアーム
   に向う、パイプ内面によつて生じさせられた前記
   位置決め装置の傾き運動に対抗するようにそれぞ
   れの位置決めアームにばね力を加える第２のばね
   機構とを有し、前記反射器の中心が第１、第２の
   組の位置決めアームの間で前記長手軸線上に配置
   してあることを特徴とする位置決め装置。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の位置決め装置に
   おいて、１つの組をなす位置決めアームが各々そ
   れに共通の連結装置に枢着してあり、この連結装
   置が前記長手軸線の回りに回転できるようにフレ
   ームに装着しており、それぞれの組の位置決めア
   ームに連結されたばね機構がフレームとそれぞれ
   の連結装置との間に連結されたただ１つのばねを
   有することを特徴とする位置決め装置。 ３ 特許請求の範囲第１項又は第２項に記載の位
   置決め装置において、フレームが一端に１組のピ
   ニオンを回転自在に装着した円筒状のハウジング
   を有し、反射器が前記ハウジングの内部に突入し
   ている反射器キヤリヤによつて支えられており、
   このキヤリヤが前記ピニオンと係合する内歯車に
   よつて前記ハウジングに対して回転自在に支えら
   れており、前記反射器キヤリヤの外周に沿つて延
   びるくぼみに突入している１組の軸受保持片が設
   けてあり、これが前記反射器キヤリヤの前記ハウ
   ジングに対する軸線方向運動を防ぐと共に反射器
   キヤリヤをハウジング内に回転自在に装着する支
   持軸受として作用することを特徴とする位置決め
   装置。 ４ 特許請求の範囲第３項記載の位置決め装置に
   おいて、ピニオンの１つが駆動モータに連結され
   るようになつていることを特徴とする位置決め装
   置。