JPH08320221A

JPH08320221A - 検査装置

Info

Publication number: JPH08320221A
Application number: JP15099495A
Authority: JP
Inventors: Kitao Yamamoto; 喜多男山本; Makoto Konosu; 真鴻巣; Toshihiko Sekimoto; 敏彦関本; Hisao Ono; 久雄大野; Osamu Iwai; 修岩井
Original assignee: Toshiba Corp; Tokyo Electric Power Co Inc; Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp; Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd; Tokyo Electric Power Co Holdings Inc
Priority date: 1995-05-25
Filing date: 1995-05-25
Publication date: 1996-12-03

Abstract

(57)【要約】【目的】摺動走査の際にセンサの受けた反力が外部に
伝わらないようにする。【構成】ゴムによって弾性変形可能に形成した取付け
台１２の下端には、前面を検査対象に接触させる、薄い
ゴムによって弾性変形可能に形成した滑りシート１８が
取り付けてある。一方、取り付け台１２の上部には、駆
動モータ３６によって回転するねじ軸２６を有する走査
部３２が設けてあり、走査部３２によって移動する耐圧
容器３０の下部に、複数の渦電流試験プローブをゴムモ
ールドした可撓なセンサシート２０が取り付けてある。
また、耐圧容器３０内には、センサシート２０を滑りシ
ート１８に押圧する、弾性変形可能な倣いゴム４８を昇
降させる昇降装置が内蔵してある。そして、滑りシート
１８とセンサシート２０との対向面には、ふっ素樹脂な
どの低摩擦部材がコーティングしてある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、センサの走査機構を有
する検査装置に係り、特に渦電流試験用プローブ、超音
波センサなどのように検査対象に接触させて摺動走査す
る接触型センサを有する検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】水力発電設備の水車は、大きな水圧を受
けて高速回転するため、ランナの翼付根部などに高応力
が発生しやすく、この高応力が繰り返し作用すると強度
が低下し、亀裂が発生して翼を破損するおそれがある。
このため、水力発電設備においては、定期的に水車の点
検を行っている。そして、従来の水車の点検作業は、水
車の排水路を形成しているドラフトチューブ内の水を排
出したのち、ドラフトチューブの側面に設けたマンホー
ルから作業員がドラフトチューブ内に入り、目視により
点検するようにしていた。

【０００３】しかし、このような点検作業は、作業員が
ドラフトチューブ内に入るため、ドラフトチューブ内の
排水作業を必要とするばかりでなく、点検のための足場
の取り付け、取り外しを行わなければならず、長い準備
作業を必要とする。しかも、点検作業は、危険を伴う高
所作業であるばかりでなく、作業員の目視による点検で
あるため、点検に多くの時間を必要とする。そこで、水
車内を排水せずに水中ロボットを入れてランナに誘導
し、水中ロボットのアームに取り付けた渦電流試験用セ
ンサを摺動走査して亀裂の存在の有無を点検できるよう
にすることが考えられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、水力発電用
の水車の点検を行う水中ロボットは、小型であるうえ
に、ほぼ水の比重を同じ比重となるように調整し、水中
に浮遊した状態で水車の点検を行うため、センサがラン
ナを摺動走査する際、ランナから受ける反力によって水
中ロボットが移動してしまい、センサを正確に走査させ
ることができなくなる。このため、センサを摺動走査さ
せた際の水中ロボットが受ける反力をできるだけ小さく
することができるセンサの開発が望まれている。また、
水車のランナは、曲面形状となっており、複雑な制御を
行わなければ曲面形状に倣ってセンサを摺動走査するこ
とが困難であり、装置が複雑化するとともに、効率的な
走査を行うことができなかった。

【０００５】本発明は、上記の要請に鑑みてなされたも
ので、摺動走査の際にセンサの受けた反力が外部に伝達
されないようにすることを目的としている。また、本発
明は、検査対象の曲面部を効率よく確実に摺動走査でき
るようにすることを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明に係る検査装置は、支持台に設けられ、前
面が検査対象に接触する滑りシートと、前記支持台に走
査手段とを介して取り付けられ、前記滑りシートの背面
を摺動する渦電流試験用プローブ等のセンサとを有する
構成にしてある。滑りシートは、薄いゴムなどによって
形成し、柔軟性を有するとともに弾性変形可能にし、か
つセンサは可撓なシート状に形成する。そして、走査手
段には、シート状センサを滑りシートの背面に押圧して
検査対象の形状に応じて変形させる弾性変形可能な曲面
倣い部材を設ける。そして、滑りシートは、前面側と背
面側との摩擦係数を同じにしてもよいが、背面に低摩擦
係数を有するふっ素樹脂などをコーティングして背面側
の摩擦係数を前面側の摩擦係数より小さくするとよい。
さらに、滑りシートと接触するセンサの前面にも低摩擦
樹脂をコーティングするとよい。また、走査手段には、
曲面倣い部材を進退させる進退手段を設け、この進退手
段に、センサの押し付け力を検出する力検出器を介して
曲面倣い部材を取り付ける。さらに、支持台は、ゴムな
どによって弾性体変形可能に形成する。そして、センサ
は、摺動可能に保持するようにする。

【０００７】

【作用】上記のごとく構成した本発明は、例えば水中ロ
ボットのアームに支持台を保持させ、水中ロボットの推
進器を駆動してアームによって支持台を水力発電用水車
などの検査対象に押し付けて固定し、支持台に設けた滑
りシートの前面を検査対象に接触させる。その後、支持
台に設けた走査部を駆動すると、センサが滑りシートの
背面を摺動走査する。そして、滑りシートとセンサと
は、いずれも支持台に設けてあるため、両者の相対移動
による反力は、支持台に吸収されて外部に伝達されるこ
とがない。従って、センサを摺動走査した際の反力が水
中ロボットに伝わることがなく、センサを摺動走査させ
ることによる水中ロボットの移動を防止でき、水力発電
用水車などの点検、検査を容易、かつ正確に行うことが
できる。

【０００８】また、滑りシートを弾性変形可能に形成す
るとともに、センサを可撓シート状に形成し、弾性変形
可能な曲面倣い部材によってセンサを押圧して検査対象
の曲面形状に応じて変形させることにより、曲面部の摺
動走査を複雑な制御を用いることなく容易、確実に行う
ことができる。さらに、曲面倣い部材を力検出器を介し
て進退手段に取り付けると、センサを一定の力で滑りシ
ートに圧接することができ、センサを確実に検査対象の
形状に対応させて変形することができるばかりでなく、
弾性変形可能な滑りシートの厚さを一定にでき、検査精
度の向上が図れる。そして、滑りシートの背面側の摩擦
係数を前面側より小さくすると、検査対象の凹凸があっ
た場合でも、センサの摺動走査を小さな力で滑らかに行
うことができ、センサを走査するエネルギーが少なくて
すみ、またセンサの受ける反力も小さくなって、外部へ
の影響をより小さくできる。また、支持台を弾性変形可
能に形成すると、支持台を検査対象に押し付けたときに
変形するため、検査対象の曲面部などに支持台を安定し
固定することができる。そして、センサを揺動可能に支
持脚に取り付けると、センサの変形をより容易、確実に
行うことができる。

【０００９】

【実施例】本発明に係る検査装置の好ましい実施例を、
添付図面に従って詳細に説明する。図１は、本発明の実
施例に係る水中検査用の検査装置の正面図である。

【００１０】図１において、検査装置１０は、支持台１
２の上面にベース板１４が固定してある。支持台１２
は、４本の脚１６を上部において連結した構造をなし、
ゴムによって形成されて弾性変形可能となっていて、例
えば水力発電用水車のランナに押し付けられたときに各
脚１６が弾性変形し、ランナに確実に接触できるように
してある。そして、脚１６の下端には、例えば厚さ０．
１５ｍｍのシリコンゴムによって形成した弾性変形可能
な滑りシート１８が固着してある。この滑りシート１８
は、センサであるセンサシート２０の摺動する背面とな
る図１の上側の面に摩擦係数の小さなふっ素樹脂がコー
ティングしてあって、背面側の摩擦係数が前面側の摩擦
係数よりずっと小さくなるようにしてある。これによ
り、支持台１２を検査対象に押圧して固定し、滑りシー
ト１８の背面をセンサシート２０が摺動したときに、支
持台１２と検査対象との間で滑りが生ぜず、しかもセン
サシート２０が容易に、かつ円滑に摺動できるようにな
っている。

【００１１】ベース板１４の両端部には、一対の板状ブ
ラケット２２、２４が固定してある。そして、ブラケッ
ト２２、２４の間には、ねじ軸２６が回転自在に取付け
てあるとともに、ねじ軸２６と平行にガイドシャフト２
８が設けてある（図２参照）。さらに、ベース板１４の
上には、ギヤモータからなる駆動モータ３６が設置して
ある。この駆動モータ３６は、ケーブル貫通金物３７を
設けた耐圧ケースに収納され、設置台２７を介してベー
ス板１４に固定してあり、ねじ軸２６とともに、箱状耐
圧容器３０を介してセンサシート２０を摺動走査させる
走査部（走査手段）３２を構成している。

【００１２】すなわち、ねじ軸２６は、一端側に歯車３
４が固定してあって、この歯車３４が耐圧ケース内に収
納してある駆動モータ３６の回転軸に固定した歯車３８
と噛み合っていて（図２参照）、駆動モータ３６によっ
て回転させられるようになっている。そして、ねじ軸２
６には、耐圧容器３０を支持したナット部材４０が螺合
していて、ナット部材４０がねじ軸２６の回転により軸
方向に移動し、耐圧容器３０を矢印４１のように図１の
左右方向に移動させる。これにより、耐圧容器３０の下
端部に保持されたセンサシート２０が耐圧容器３０と一
体にねじ軸２６に沿って移動する。

【００１３】耐圧容器３０は、取付けブラケット４２を
介してナット部材４０に取り付けてあるとともに、ガイ
ドシャフト２８が貫通している取付けブラケット４４を
介してガイドシャフト２８に支持されている。また、耐
圧容器３０は、下部両側に一対の逆Ｖ字状をした支持脚
４６が取り付けてあり、これらの支持脚４６を介してセ
ンサシート２０を支持している。さらに、耐圧容器３０
の下部には、センサシート２０の前面を滑りシート１８
の背面に押圧する曲面倣い部材である倣いゴム４８が設
けてある。この倣いゴム４８は、弾性変形可能となって
いて、断面略蒲鉾状に形成してある。そして、倣いゴム
４８は、上面に設けたプレート５０を介して、耐圧容器
３０に内蔵した進退手段である昇降装置５２に接続して
あって（図４参照）、センサシート２０に対して進退で
きるようにしてある。

【００１４】昇降装置５２は、モータ５４とこのモータ
５４によって回転させられるスクリュー５６を備えてい
る。モータ５６は、耐圧容器３０の底板５８に立設した
一対のサポート６０が支持するモータ台６２に回転軸を
下方に向けて取り付けてある。そして、一対のサポート
６０の上部には、渡し板６４が取り付けてあって、この
渡し板６４に軸受６６を介してスクリュー５６の上端部
が回転自在に支持させてある。スクリュー５６は、下端
部が軸受６８を介して底板５８に回転自在に支持される
とともに、モータ５４に設けた歯車７０と噛み合ってい
る歯車７２が下部に固定してあり、モータ５４の駆動力
が歯車７０、７２を介して伝達され、回転するようにな
っている。また、スクリュー５６には、スクリュー５６
の回転によって上下動する連結板７４の一端部が螺合し
ている。

【００１５】連結板７４は、他端部に下端部に倣いゴム
４８を保持したセンサロッド７６の上端部が固定してあ
って、スクリュー５６に沿って上下動することにより、
倣いゴム４８を矢印７５のように昇降させる。センサロ
ッド７６は、中空となっていて、内部の下端部に力検出
器である圧力センサ７８が設けてある。そして、圧力セ
ンサ７８のセンサケーブル（図示せず）は、センサロッ
ド７６内を通して耐圧容器３０の上部に固定したケーブ
ル貫通金物８０に導かれるようになっている。また、圧
力センサ７８の下端には、プレート５０を介して倣いゴ
ム４８が接続してあり、倣いゴム４８によるセンサシー
ト２０の押し付け力を検出できるようにしてある。さら
に、センサロッド７６の下端外周面には、図５に示した
ように、倣いゴム４８を支持するためのゴム保持板８２
が取り付けてある。このゴム保持板８２には、複数の貫
通孔が上下方向に形成してあって、これらの貫通孔を、
プレート５０を介して倣いゴム４８を下端に螺着した保
持スタッド８４が軸方向移動可能に貫通している。

【００１６】センサシート２０は、接触型センサである
渦電流試験用プローブ（図示せず）の複数をシリコンゴ
ムによってモールド成形したもので、撓むことができる
ようになっている。そして、各プローブは、図１の矢印
４１に示したセンサシート２０の走査方向と直交した方
向に２列に、千鳥状に配置してある。また、センサシー
ト２０は、スベリシート１８と対面する前面にふっ素樹
脂などの低摩擦部材がコーティングしてあって、滑りシ
ート１８との間の摩擦係数が小さくなるようにしてあ
る。さらに、センサシート２０は、端部が図５の矢印８
８に示したように、支持脚４６に対して揺動できるよう
になっている。

【００１７】すなわち、支持脚４６の下端部には、図６
に示してあるように、センサシート２０と平行にピン９
０が内側から外側に向けて挿入してある。このピン９０
は、軸回りに回転可能となっており、先端側上部が切り
欠かれた切欠き部９２となっている。そして、この切欠
き部９２には、ピン９０の軸線に直交して上下方向に貫
通孔が形成され、この貫通孔を貫通させた取付けねじ９
４の下端にセンサシート２０が螺着してある。また、支
持脚４６は、センサシート２０の移動方向（走査方向）
から見た下端部の形状が円弧状となっていて（図５参
照）、走査方向と直交した方向の面内でセンサシート２
０が容易に傾くことができるようにしてある。さらに、
支持脚４６は、逆Ｖ字状に形成するとともに、適宜の可
撓性を有していて、センサシート２０が検査対象の形状
に応じて変化した際に、センサシート２０の両端間の距
離の変化を吸収できるようにしている。

【００１８】上記のごとく構成した実施例の検査装置１
０は、図示しないブラケット等を介して例えば水中ロボ
ットに取り付けられる。そして、水中ロボットの推進器
を駆動して支持台１２の脚１６を水中の検査対象、例え
ば水力発電用水車のランナに押圧し、支持台１２を検査
対象に固定する。支持台１０は、ゴムによって弾性変形
可能に形成してあるため、曲面となっていたり、凹凸が
ある検査対象に押圧されると、脚１６が弾性変形して４
本の脚１６の先端を確実に検査対象に接触させることが
できる。

【００１９】支持台１２が固定されると、図示しない制
御装置が耐圧容器３０内に設けたモータ５４を駆動して
スクリュー５６を回転し、連結板７４、センサロッド７
６を介して倣いゴム４８をセンサシート２０に向けて前
進させ、センサシート２０を滑りシート１８の背面に押
圧する。これにより、センサシート２０の前面が滑りシ
ート１８の背面に密接するとともに、滑りシート１８の
前面が検査対象に密接する。そして、倣いゴム４８によ
るセンサシート２０の押圧力は、圧力センサ７８によっ
て検出され、検出値が制御装置にフィードバックれる。
制御装置は、倣いゴムの押し付け力が予め設定した押し
付け力となるようにモータ５４を介して制御する。

【００２０】倣いゴム４８によってセンサシート２０が
滑りシート１８に押圧されると、走査部を構成している
駆動モータ３６が起動され、歯車３８、３４を介してね
じ軸２６が回転する。これにより、下部の支持脚４６を
介してセンサシート２０を保持している耐圧容器３０が
ねじ軸２６に沿って移動し、センサシート２０が滑りシ
ート１８の背面を摺動走査して渦電流試験による探傷が
行われる。このとき、滑りシート１８から受けるセンサ
シート２０の反力は、滑りシート１８の背面とセンサシ
ート２０の前面とに摩擦係数の小さなふっ素樹脂がコー
ティングしてあるために極めて小さく、円滑な摺動走査
を行うことができる。しかも、滑りシート１８とセンサ
シート２０とは、いずれも支持台１２に設けてあるた
め、センサシート２０の受ける反力は支持台１２に吸収
され、外部に伝達されない。このため、実施例の検査装
置１０を水中ロボットに取り付けてセンサシート２０に
よる摺動走査を行ったとしても、水中ロボットがセンサ
シート２０の受ける反力によって移動することがなく、
探傷検査などを容易、かつ安定して正確に行うことがで
きる。

【００２１】また、滑りシート１８は薄いゴムによって
弾性変形可能に構成してあり、センサシート２０は複数
のプローブをゴムモールドしてあって可撓性を有するた
め、検査対象に凹部が存在すると、図７に模式的に示し
たように滑りシート１８、センサシート２０が検査対象
９６の形状に倣って変形する。このとき、センサシート
２０の支持脚４６への取り付け部は、ピン９０が回転す
ることにより支持脚４６に対して傾斜し、センサシート
２０の変形を容易にする。また、逆Ｖ字状の支持脚４６
は、下端部がセンサシート２０によって内側に引かれ、
内側に撓んでセンサシート２０の幅方向距離の変化を吸
収する。従って、検査対象９６に凹凸があったとしても
確実に摺動走査をすることができ、正確な検査を行うこ
とができる。しかも、滑りシート１８の背面側あの摩擦
抵抗が小さくしてあるため、検査対象に凹凸が存在する
場合でも、センサシート２０を小さな力で円滑に走査す
ることができる。

【００２２】なお、倣いゴム４８を種々の形状に形成
し、検査対象９６の形状に応じて交換するようにしても
よい。例えば、検査対象が図８（１）に示したように水
力発電用水車ランナ９８である場合、図８（１）Ａ部の
ようなランナの中央部では、図８（２）のように平面も
しくは緩やかな凹曲面をなしている。そこで、このよう
な部分を検査する場合には、図８（２）のような平板状
ないし角ブロック状の倣いゴム１００を使用し、矢印１
０１のように走査する。なお、図８（２）に示した符号
１０２は、ランナに生じる欠陥（傷）の方向である。ま
た、図８（１）のＢ部のようにランナ出口部において
は、凹状に大きく湾曲しているため、蒲鉾状の倣いゴム
４８を使用して、矢印１０３のように走査する。この場
合においても、倣いゴム４８の先端部の曲面の曲率は、
ランナの曲面の曲率に応じて決定する。さらに、図８
（１）のＣ部のようなランナ入口部においては、図８
（４）のように凸状の曲面をなしている。このような場
合、図８（４）に示したごとく先端面が凹状に湾曲した
倣いゴム１０４を使用して矢印１０５のように走査す
る。

【００２３】前記実施例においては、センサが渦電流試
験用プローブである場合について説明したが、センサは
検査対象の内部欠陥や厚さを検出するための超音波セン
サなどであってもよい。また、前記実施例においては、
滑りシート１８の背面側の摩擦係数が前面側より小さく
した場合について説明したが、前面側と背面側の摩擦係
数を同じにしてもよい。さらに、前記実施例において
は、水力発電用水車の水中における検査に適用した場合
について説明したが、水中の船舶の底部や水中の橋脚、
水中に配設した送油管などの検査、さらには地上におけ
る検査にも適用することができる。

【００２４】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、支持台に設けた滑りシートの前面を検査対象に接触
させるとともに、支持台に設けた走査部を介してセンサ
を滑りシートの背面を摺動走査するようにしたことによ
り、センサの受ける反力が支持台によって吸収され、外
部に伝達されることがなく、例えば水中ロボットに取り
付けてセンサを摺動走査させたとしても、その反力によ
って水中ロボットが移動するのを防止でき、水中におけ
る探傷検査等を容易、確実に行うことができる。

【００２５】また、滑りシートを弾性変形可能に形成す
るとともに、センサを可撓シート状に形成し、曲面倣い
部材によってセンサを滑りシートに押し付けるようにし
ているため、検査対象が形状に倣ってセンサの形状を変
化させることができ、曲面部などの摺動走査を複雑な制
御を用いることなく容易、確実に行うことができる。さ
らに、曲面倣い部材を力検出器を介して進退手段に取り
付けると、センサを一定の力で滑りシートに圧接するこ
とができ、センサを確実に検査対象の形状に対応させて
変形することができるばかりでなく、弾性変形可能な滑
りシートの厚さを一定にでき、検査精度の向上が図れ
る。そして、滑りシートの背面側の摩擦係数を前面側よ
り小さくしたことにより、検査対象に凹凸があってもセ
ンサの摺動走査を小さな力で滑らかに行うことができ、
センサの受ける反力も小さくなって、外部への影響をよ
り小さくできる。しかも、支持台を弾性変形可能とした
ことにより、支持台を検査対象の曲面部などに安定して
押し付け固定することができる。また、センサを揺動可
能に支持脚に取り付けたことにより、センサの変形をよ
り容易、確実に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る検査装置の正面図であ
る。

【図２】実施例に係る検査装置の平面図である。

【図３】実施例に係る検査装置の側面図である

【図４】実施例に係る検査装置の倣いゴムを昇降させる
昇降装置の断面図である。

【図５】実施例に係る倣いゴムの取付け構造の詳細を示
す断面図である。

【図６】実施例に係るセンサシートの取付け構造の詳細
を示す断面図である。

【図７】実施例に係る倣いゴムの作用を模式的に示す断
面図である。

【図８】水力発電用水車の断面図と検査位置の相違によ
る実施例に係る倣いゴムの形状の説明図である。

【符号の説明】

１０検査装置１２取付け台１８滑りシート２０センサ（センサシート）２６ねじ軸３０耐圧容器３２走査手段（走査部）３６駆動モータ４８曲面倣い部材（倣いゴム）５２進退手段（昇降装置）５４モータ５６スクリュー７８力検出器（圧力センサ）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者鴻巣真東京都中央区築地５丁目６番４号三井造船株式会社内 (72)発明者関本敏彦東京都中央区築地５丁目６番４号三井造船株式会社内 (72)発明者大野久雄東京都千代田区内幸町１丁目１番３号東京電力株式会社内 (72)発明者岩井修神奈川県横浜市鶴見区末広町２丁目４番地株式会社東芝京浜事業所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】支持台に設けられ、前面が検査対象に接
触する滑りシートと、前記支持台に走査手段とを介して
取り付けられ、前記滑りシートの背面を摺動する渦電流
試験用プローブ等のセンサとを有することを特徴とする
検査装置。
【請求項２】前記滑りシートは弾性変形可能に形成さ
れ、前記センサは可撓なシート状に形成されるととも
に、前記走査手段にはシート状センサを前記滑りシート
の背面に押圧して前記検査対象の形状に応じて変形させ
る弾性変形可能な曲面倣い部材が取り付けてあることを
特徴とする請求項１に記載の検査装置。
【請求項３】前記走査手段は前記曲面倣い部材を前記
センサに対して進退させる進退手段が設けられており、
前記曲面倣い部材は前記センサの前記滑りシートへの押
し付け力を検出する力検出器を介して前記進退手段に取
り付けてあることを特徴とする請求項２に記載の検査装
置。
【請求項４】前記滑りシートは、背面側の摩擦係数が
前面側より小さくしてあることを特徴とする請求項１な
いし３のいずれか１に記載の検査装置。
【請求項５】弾性変形可能な支持台に設けられ、前面
が検査対象に接触するとともに、検査対象に接触する前
面側の摩擦係数が背面側より大きくしてある弾性変形可
能な滑りシートと、前記支持台に走査手段を介して揺動可能に取り付けら
れ、前記滑りシートの背面を摺動する可撓性を有する渦
電流試験用プローブ等のセンサと、前記センサの背面側に配置され、前記センサを前記滑り
シートの背面に押し付けて前記検査対象の形状に応じて
変形させる曲面倣い部材と、前記走査手段に設けられ、前記センサを滑りシートに押
圧する力を検出する力検出器を介して取り付けた前記曲
面倣い部材を前記センサに対して進退させる進退手段
と、を有することを特徴とする検査装置。