JPH07128313A - 天井クレーンのレール探傷用自動走査装置及びレール表面 のスケール除去装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目 的】天井クレーンが走行するレールの探傷を天井
クレーンを用いて走行させることにより自動的に行う走
査装置を提供する。 【構 成】台車のフレーム１の中央にレール１２を転動
するタイヤ２を、その前後にマグネットホィール３、４
を軸着する。タイヤ２には軸心に中空の車軸８が回転自
在に軸支され、車軸８には、その一端に超音波探触子が
回転可能に装着されると共に、中央に反射ミラーが取付
けてあり、モータ１３により車軸８を回動させると、反
射ミラーもこれと共に回動し、反射ミラーで反射してレ
ール１２に入射される超音波の入射角が変化する。フレ
ーム１は、アームに軸支され、アームはクレーンの取付
台に着脱可能に取着される。マグネットホィール４には
エンコーダが設けられ、パーソナルコンピュータがエン
コーダにより読取られたホィールの回転数より移動距離
を算出し、エコーが発生した位置をエコーの強さと共に
ディスプレイに表示する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、天井クレーンが走行す
るレールに形成されるクラック等の欠陥を天井クレーン
を利用して超音波により自動的に探傷するレール探傷用
自動走査装置と、該装置によるレール探傷に先立ってレ
ール表面に付着するスケールを除去する除去装置に関す
る。

【０００２】

【従来技術】天井クレーンの走行レールでは、レールの
取付け用孔を起点としてクラックが発生し易い。従来こ
うしたクラックの点検は、オペレータがクレーンを走ら
せたときの振動や音より判断し、異常有りと判断したと
きには、該当する箇所に検査員が出向いてレールに這い
つくばり、クラックの有無を目視により点検していた
が、オペレータが異常な振動や音を見過ごすことがあ
り，検査員による点検も高所であるため危険で、手間と
時間もかゝっていた。

【０００３】レールの探傷をレール上を走行する検査車
両に積み込んだ超音波による自動探傷装置で行うように
したものや、レール上を移動する手押し車に超音波によ
る探傷装置を組込んだものも鉄道において知られる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、天井クレー
ンの走行レールの探傷を超音波により自動的に探傷しよ
うとするものであるが、上述の鉄道で用いられるような
自動探傷装置を積込んだ検査車両を天井クレーンの走行
レールに乗せることはできないし、乗せることができた
としても使用しないときには邪魔となり、降ろすのも困
難である。この点、手押し車タイプのものは、天井クレ
ーンの走行レールにも容易に装着することができ、不用
時には取外すことも容易であるが、点検時には検査員が
手押し車を押しながら高所のレール上を移動せねばなら
ず、転落の危険性がある。

【０００５】また超音波によるレール探傷を行うに当た
っては、レール表面に付着するスケールを予め除去して
おく必要があるが、スケール除去のため作業員がレール
上を移動するのは同様に危険である。本発明は、上記の
問題を解消することを目的としてなされたもので、天井
クレーンを用いてレール上を走行させることができ、レ
ール探傷が簡便に行えるレール探傷用自動走査装置を提
供し、また該装置によるレール探傷に先立ってレール上
のスケールを除去する除去装置を提供しようとするもの
である。

【０００６】

【課題の解決手段及び作用】本発明のレール探傷用自動
走査装置は、天井クレーンの走行レールを転動する車輪
を有し、かつレール探傷用の超音波探触子を備えた台車
を天井クレーンの取付台に着脱可能に取付け、天井クレ
ーンの走行により超音波探触子をレール上で走査させて
超音波によるレール探傷を行うようにしたことを特徴と
するもので、超音波探触子より得られた探傷データは、
パーソナルコンピュータによって整理され、ディスプレ
イに表示される。

【０００７】超音波探触子をレールに直接接触させてレ
ール探傷を行うことは、レールとの間に接触媒質を介在
させておいても、超音波探触子の磨耗が激しくなり好ま
しくない。この対策としては、車輪、好ましくは肉厚の
薄いゴムタイヤに接触媒質、好ましくは油を充填して軸
心部に超音波探触子を設けるとよく、ゴムタイヤを用い
る場合には、ゴムタイヤの回転が確実に行われるよう
に、他の車輪より電導装置、例えばベルト電導装置を会
して回転されるようにするのが望ましい。

【０００８】超音波による探傷は、入射角を変えて複数
回、好ましくは三回行われる。入射角を変えた探傷を行
うには、入射角の異なる超音波探触子を複数、例えば垂
直探触子と入射角が逆向きの斜角探触子を設けるか、或
いは一つの探触子と反射ミラーを用い、反射ミラーの向
きを変えて入射角を変えるようにするか、探触子自体の
向きを変えられるようにするとよい。

【０００９】車輪は、台車の安定走行のため、そのうち
の少なくとも一つをマグネットホィールとするのが望ま
しい。レールに密着して転動し、跳ねることがないた
め、クラック等の誤報がなくなり、探傷の確実性が増す
ようになる。また超音波を常にレールの頭部中央から入
射させて探傷を行うためにレール頭部を両側より挟み、
装置の横振れを防ぐローラを設けるのが望ましい。

【００１０】探傷時には、レール走査面に接触媒質、例
えば水が供給されるが、接触媒質の供給は接触媒質が走
行レールよりこぼれ落ちるのを極力少なくするため、台
車が前進或いは後退して停止したとき、台車の停止と共
に自動的に停止されるのが望ましい。

【００１１】別の装置では、前述の探傷用自動走査装置
に車輪の回転数を検出するエンコーダが設けられる。こ
れによれば、パーソナルコンピュータにより車輪の回転
数から走行距離が求められ、エコーが発生したときの走
行距離よりクラック等の発生位置が算出される。そして
ディスプレイに例えば、横軸を移動距離、縦軸をエコー
の強さとした直角座標として表示されるか、或いはエコ
ーの強さと共にその位置がデジダル表示される。

【００１２】本発明のスケール除去装置は、天井クレー
ンの取付台に着脱可能に取着され、走行レールの走査面
に自重により或いはバネやエアシリンダー等の押え手段
により圧着するブラシよりなり、天井クレーンの走行に
よりブラシを走行レールの走査面に摺擦させてスケール
を除去するようにしたことを特徴とするものである。本
発明のスケール除去装置は通常、天井クレーンの架台に
前述のレール探傷用自動走査装置を取付けるのに先立っ
て取付け、天井クレーンを複数回往復動させてレールの
走査面上のスケールを充分に除去したのち、前述のレー
ル探傷を行うようにされるか、天井クレーンの架台にレ
ール探傷用自動走査装置と共に取付け、レール探傷に先
行してレール走査面上のスケールを除去するようにして
もよい。

【００１３】

【実施例】図１は、全体を符号Ａで示す走査装置の側面
図であり、図２は同装置Ａの平面図、図３は天井クレー
ンの取付台に取付けた走査装置Ａの側面図を示すもの
で、台車を構成するフレーム１には、中央にレール１２
を転動するゴム製のタイヤ２が、その前後にマグネット
ホィール３、４が、また前端と後方にレール頭部の側面
に弾接して該側面を転動し、レール頭部を挟んで台車の
横振れを防止するローラ１０及び２０がそれぞれ回転自
在に軸支され、タイヤ２には、マグネットホィール３の
プーリ５とタイヤ２のプーリ６との間に掛けられたベル
ト７を介してマグネットホィール３の回転が伝えられ、
マグネットホィール３により強制回転させられるように
してある。

【００１４】タイヤ２は、水密構造をなして、接触媒質
としての油が加圧充填してあり、その軸心には図４に詳
細に示されるように、中空の車軸８が回転自在に通さ
れ、その一端には超音波接触子９が車軸８に対し回転自
在に装着されていると共に、中央に反射ミラー１１が取
付けられ、探触子９より超音波が油中を伝播して反射ミ
ラー１１で反射し、レール１２に適当な角度で入射する
ようになっている。超音波は、ローラ１０及び２０でレ
ール頭部を両側より挟むことによってレール頭部中央に
入射されるようになっており、その入射角は、車軸８が
フレーム１に設置したモータ１３よりウオームギヤ１４
を介して回動するのに伴い、傾きを変える反射ミラー１
１により変えられ、入射角を設定値に設定するために、
フレーム１には円弧状の取付板１５が側方に突設され、
これに近接スイッチ１６ａ、１６ｂ、１６ｃが適当な間
隔で取付てある一方、車軸８にはレバー１７が半径方向
に突設され、レバー１７が回動して近接スイッチ１６
ａ、１６ｂ或いは１６ｃがこれを検出すると、検出信号
が後述のパーソナルコンピューターに送信され、パーソ
ナルコンピューターは、この検出信号に基づいてモータ
１３を停止させ、車軸８すなわち反射ミラー１１を所定
の角度で停止させるようになっている。

【００１５】タイヤ２の前後には図示していないが、ノ
ズルが下向きにして配置され、レール１２上面の走査面
上に水を散布できるようにしてあり、ノズルへの水の供
給或いは停止は、各ノズルの上方にそれぞれ設置した電
磁弁１９ａ、１９ｂにより制御されるようにしてある。
マグネットホィール３には、スクレーバ２１が当てら
れ、マグネットホィール３の回転に伴い、該ホィールに
付着したスケールを掻き落とすことができるようになっ
ており、またマグネットホィール４には、該ホィールの
回転数を読取り、パーソナルコンピュータに送信するエ
ンコーダ２３が取付けられている。

【００１６】図中、２４はフレーム１に螺着され、ノブ
２５の回動操作により上下動してレール１２に圧着し、
マグネットホィール３をレール上に浮かせるジャッキで
ある。以上のように構成される走査装置Ａは、アーム２
７の先端にピン２８により枢支され、アーム２７はクレ
ーンの取付台２９より側方に突設されるピン３１に差込
まれ、ピン３１に沿ってスライドできるようになってい
る。図中、３３はアーム２７に螺着され、ノブ３４の回
動操作により上下動してレール１２に圧着し、アーム２
７を持上げて走査装置Ａをレール上に浮かせるジャッキ
である。

【００１７】図５に示されるように、パーソナルコンピ
ュータ３６は、上述するようにモータ１３と電磁弁１９
ａ、１９ｂと探触子９を制御し、スタートするときのＯ
Ｎ信号によってモータ１３を駆動すると共に、前進側の
電磁弁１９ａを開いてノズルへ水を供給し、レール１２
の走査面上への水の散布を開始するようになっている。
モータ１３の駆動はレバー１７が回動し、近接スイッチ
１６ａ、１６ｂ或いは１６ｃがこれを検出したとき、パ
ーソナルコンピュータ３６からの制御信号によって停止
する。パーソナルコンピュータ３６からの制御信号によ
ってまた、探触子９より超音波が所定の入射角でレール
１２に入射される。

【００１８】パーソナルコンピュータ３６はまた、エン
コーダ２３により検出されたマグネットホィール４の回
転数からスタート後の移動距離を算出し、エコーがあっ
たときの強さと共にディスプレイ３７に横軸を移動距
離、縦軸をエコーの強さとした直角座標に表示する。図
６は、レール１２の走査面上に付着するスケールの除去
装置Ｂについて示すもので、クレーンの取付台より突設
される前記ピン３１に差込まれ、上下に枢動可能に支持
されるアーム４１には、下側にブラシ４２を備えたフレ
ーム４３が枢支され、アーム４１及びフレーム４３の自
重によりブラシ４２がレール１２の走査面に圧着するよ
うになっている。

【００１９】次に本装置によるレール探傷の手順の一例
を説明する。先ず、スケールの除去装置Ｂをクレーンの
取付台のピン３１に取付けたのち、クレーンを数回往復
動してレール１２の走査面上に圧着するブラシ４２で走
査面上に付着するスケールを掻き落とし除去する。次に
スケールの除去装置Ｂを取外して走査装置Ａを取付けた
のち、スタートのための入力信号をパーソナルコンピュ
ータ３６に入力すると、モータ１３が正転して車軸８が
時計方向に回転し、レバー１７が近接スイッチ１６ａよ
り離れて時計方向に回動する。そして近接スイッチ１６
ｂを経て近接スイッチ１６ｃに達し、近接スイッチ１６
ｃがこれを検出すると、近接スイッチ１６ｃの検出信号
に基づくパーソナルコンピュータ３６からの制御信号に
よりモータ１３が停止する。これにより、探触子９から
の反射ミラー１１を介してレール１２に入射される超音
波の入射角が例えば４５°に設定されてレール１２に４
５°の角度で入射される。スタートのための入力信号が
パーソナルコンピュータ３６に入力されるとまた、モー
タ１３が正転すると共に、前進側の電磁弁１９ａがＯＮ
となり、ノズル（図示省略）より水がレール１２の走査
面上に散布される。以後クレーンの走行によりレール探
傷が行われ、ディスプレイ３７にエコーがあったとき、
その強さと位置が表示される。

【００２０】走査装置Ａがレール端に達して停止し、停
止信号がパーソナルコンピュータ３６に入力されると、
電磁弁１９ａがＯＦＦとなり、ノズルへの水の供給が停
止する。次に再スタートのための入力信号をパーソナル
コンピュータ３６に再入力すると、モータ１３が逆転し
て車軸８が反時計方向に回転する。そして、レバー１７
が近接スイッチ１６ｃより離れて近接スイッチ１６ｂに
達し、近接スイッチ１６ｂがこれを検出すると、モータ
１３が停止する。これにより探触子９からの超音波の入
射角が例えば０に設定され、超音波がレール１２に垂直
に入射される。これと共に、後進側の電磁弁１９ｂがＯ
Ｎとなり、ノズルより水がレールの走査面上に散布さ
れ、以後クレーンの上記と逆方向への走行により、レー
ル探傷が同様にして行われ、ディスプレイ３７に表示さ
れる。

【００２１】走査装置Ａが元に戻って停止すると、前述
したと同様、電磁弁１９ｂがＯＦＦとなり、ノズルへの
水の供給が停止される。次に再スタートのための入力信
号をパーソナルコンピュータ３６に再び入力すると、入
射角が例えば−４５°に設定され、クレーンの走行と共
に−４５°の入射角で超音波によるレール探傷が行われ
る。そしてその結果がディスプレイ３７に表示される。

【００２２】

【発明の効果】本発明は以上のように構成され、次のよ
うな効果を奏する。請求項１記載の走査装置によれば、
走行レールの探傷が自動的に行え、また走査装置を走行
させるための動力を要しないから構造が簡単で、軽量化
することができ、クレーンへの着脱が容易となるほか、
走査装置を走行させるための作業員を要しないから安全
で省力化が可能となる。

【００２３】請求項２記載の走査装置によれば、車軸を
回動することにより一つの探触子で入射角を種々に変え
ることができる。請求項３記載の走査装置においては、
タイヤの回転がスムースに行えるようになる。

【００２４】請求項４記載の走査装置によれば、マグネ
ットホィールがレールに密着して転動するため、装置が
跳ねてエコーが誤って発生することがなく、したがって
レール探傷が確実に行えるようになり、またスリップや
ジャンピングがないたのでレールの欠陥位置の特定が容
易となる。請求項５記載の走査装置においては、走行レ
ール上への接触媒質の供給が台車の走行と共に行われ
る。

【００２５】請求項６記載の走査装置によれば、台車が
停止したときには接触媒質の供給も停止されるようにな
り、探傷が中断されるときに、接触媒質がレールよりこ
ぼれ落ちるのを防止することができる。請求項７記載の
走査装置によれば、クラック等の発生位置が的確に把握
できるようになる。

【００２６】請求項８記載の走査装置によれば、レール
の取付状態に左右されず、常に超音波がレール頭部中心
から入射されるので欠陥位置の検出が正確に行える。

【００２７】請求項９記載のスケール除去装置によれ
ば、走行レールに付着するスケールの除去が自動的に行
え、また除去装置走査装置を走行させるための動力を要
しないから構造が簡単で、軽量化することができ、クレ
ーンへの着脱が容易となるほか、走査装置を走行させる
ための作業員を要しないから安全で省力化が可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る走査装置を拡大した側面図。

【図２】 同装置の平面図。

【図３】 同装置を天井クレーンの取付台に取付けた側
面図。

【図４】 タイヤの拡大断面図。

【図５】 ブロック図。

【図６】 スケールの除去装置の斜視図。

【符号の説明】

Ａ・・・走査装置 Ｂ・・・スケー
ルの除去装置 １・・・フレーム ２・・・タイヤ ３、４・・・マグネットホィール ８・・・車軸 ９・・・超音波探触子 １０、２０・・
・ローラ １１・・・反射ミラー １２・・・レー
ル １３・・・モータ １６ａ、１６ｂ、１６ｃ・・・近接スイッチ １７・・・レバー １９ａ、１９ｂ
・・・電磁弁 ２１、２２・・・スクレーバ ２３・・・エン
コーダ ２４、３３・・・押え ２７・・・アー
ム ２８、３１・・・ピン ２９・・・取付
台 ３６・・・パーソナルコンピュータ ３７・・・ディ
スプレイ ４１・・・アーム ４２・・・ブラ
シ ４３・・・フレーム

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 天井クレーンの走行レールを転動する車
   輪と、超音波によるレール探傷を行う探触子とを有し、
   天井クレーンの取付台に着脱可能に取付けられる台車
   と、探触子より得られた探傷データを整理し、ディスプ
   レイに表示するパーソナルコンピュータよりなる天井ク
   レーンのレール探傷用自動走査装置。
2. 【請求項２】 走行レールを転動するタイヤが設けら
   れ、タイヤの軸心部には、中空の車軸が回転自在に軸支
   され、車軸の一端に探触子が回転自在に装着されると共
   に、中間部に反射ミラーが取付けられる請求項１記載の
   天井クレーンのレール探傷用自動走査装置。
3. 【請求項３】 タイヤは、車輪の一つより伝動装置を介
   して強制回転させられる請求項２記載の天井クレーンの
   レール探傷用自動走査装置。
4. 【請求項４】 車輪の少なくとも一つはマグネットホィ
   ールである請求項１又は３記載の天井クレーンのレール
   探傷用自動走査装置。
5. 【請求項５】 走行レールの走査面上に接触媒質を供給
   する供給装置が設けられる請求項１記載の天井クレーン
   のレール探傷用自動走査装置。
6. 【請求項６】 供給装置は、台車が停止したとき接触媒
   質の供給を停止する請求項５記載の天井クレーンのレー
   ル探傷用自動走査装置。
7. 【請求項７】 車輪の回転数を検出するエンコーダが設
   けられ、パーソナルコンピュータはエンコーダによって
   検出された車輪の回転数から走行距離を求め、エコーが
   発生したときの走行距離よりクラック等の発生位置を算
   出し、ディスプレイに表示する請求項１記載の天井クレ
   ーンのレール探傷用自動走査装置。
8. 【請求項８】 走査装置の前後にレール頭部側面を挟む
   ようにガイドローラを取付けた請求項１記載の天井クレ
   ーンのレール探傷用自動走査装置。
9. 【請求項９】 請求項１記載の装置に先立って天井クレ
   ーンの取付台に着脱可能に取着され、走行レールの走査
   面に自重により或いはバネやエアシリンダー等の押え手
   段により圧着するブラシよりなる走行レールのスケール
   除去装置。