JPH09329554A - 筒体内面の目視点検装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】奥行きがあり、傾斜があるような構造物内面の
非破壊検査に適用できる、安全でコンパクトな筒体内面
の点検装置を提供する。 【解決手段】点検装置のスキャナ１０は多段シリンダピ
ストン部、屈折リンク機構部、屈折アーム部からなり、
その先端にテレビカメラを内蔵したセンサ部２１を設け
ている。多段シリンダピストン部駆動と位置決めは、圧
縮空気の加圧と開放及び、ワイヤ巻取機構１５によるワ
イヤ１７の巻き取り／巻き戻しによって行なう。また、
外周シリンダスライド機構１６によって、外周シリンダ
１１（したがって、スキャナ１０）をスキャナ取付けフ
ランジ３２に対して水平移動し、ストロークの調整を可
能にしている。屈折リンク機構部の屈折は、シリンダピ
ストン１２内に出し入れできる屈折用シリンダピストン
２３が、連結リンク２４を押して屈折レバー２５を屈折
するように構成している。屈折角θは、調整ねじ３０の
位置を調整して設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、筒体内面の非破壊
検査装置に係り、特に被検体入口から奥行き深くまで遠
隔操作できる目視点検装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】筒体の内面など、人間の立ち入れない場
所を遠隔位置から目視点検する装置として、テレビカメ
ラなどを取付けた伸縮部材を所定の開口部から挿入し、
部材の長さを走査しながら被検面を撮像し、モニタによ
って目視点検するものが知られている。

【０００３】たとえば、特開昭６１−２５６３１６号公
報（引用例１）には、伸縮可能な第１アームと俯仰機構
を介して曲折可能に取り付けた第２アームとを設け、第
２アームの先端にテレビカメラなどの観察装置を設け、
被検体の小口径孔から水平方向に第１アームを送り出
し、観察箇所によっては俯仰機構を駆動して第２アーム
を垂直に起立して、被検面にテレビカメラを対設させる
遠隔点検装置が開示されている。

【０００４】また、特開平４−７０５５１号公報（引用
例２）には、密閉型タンクの管口部から細長の検査装置
本体を導入し、内部で多段式シリンダ部を起立したのち
伸縮して、その最内側シリンダの先端に設けたカメラを
被検面に対設させる内壁面検査装置が開示されている。
多段式シリンダの伸長は圧縮空気を供給しつつ、ワイヤ
ケーブルの巻き戻し量によって調節している。

【０００５】上記引用例１，２では、伸縮部材でなる走
査部を被検体内部の奥深くまで挿入でき、かつ、挿入方
向に対しカメラを担持する先端部を直角に屈曲できるの
で、一度の挿入で水平面及び垂直面を点検することがで
きる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の多段式シリンダ
における伸縮量の調節は、圧縮空気に対しワイヤの巻き
戻し量を調節している。このワイヤはシリンダの外側を
軸対象に張設し、細長い多段式シリンダに曲げ力が作用
しないようにしている。たとえば、上記引用例２では最
内側シリンダの先端からその外周の両側に沿って、操作
ハンドル部まで張設している。

【０００７】しかし、このようにシリンダの外側を張設
したワイヤは、被検体内部の構造物と擦れたり、汚損に
よって損耗しやすい。特に、走査部の屈曲部を経て張設
する場合には構造的にも断線の危険性が高まるが、ワイ
ヤの保護についての考慮は見られない。ワイヤが断線し
た場合、ピストンの暴走による検査装置と被検面の衝突
を招く恐れがある。また、２本のワイヤを外側に張設す
る構造は、走査部のコンパクト化の隘路の一つでもあ
る。

【０００８】さらに、上記引用例１，２における走査部
の屈曲構成は、水平位置から垂直位置への起立のみを示
し、任意の角度に安定して保持する構成が考慮されてい
ない。このため、円筒や直方体ではなく、内部に傾斜面
を持つ、たとえばガスタービン燃焼器などへの適用が困
難になる。

【０００９】図８は、ガスタービン燃焼器の断面構成を
示す。ガスタービン燃焼器１は燃料ノズル２から噴射さ
れた燃料を、燃焼室ライナー４で囲まれた燃焼室３内で
高圧空気と混合燃焼させ、トランジョンピース５を通路
として高温の燃焼ガスをタービンへ供給する。これまで
の燃焼器内部の定期検査は、燃料ノズルアッセンブリを
その取付けフランジ６から取り外し、燃焼室ライナー４
とトランジョンピース５を分解して、目視点検してい
た。

【００１０】本発明の第１の目的は、上記した従来技術
の問題点に鑑み、ワイヤ断線の危険が少なく、コンパク
トな多段式シリンダピストン構造による筒体内面の目視
点検装置を提供することにある。

【００１１】本発明の第２の目的は、任意な角度を安定
的に保持する屈曲構成を走査部に設け、傾斜面を持つ内
部構造にも適用できる筒体内面の目視点検装置を提供す
ることにある。

【００１２】本発明の第３の目的は、非操作時の走査部
の寸法を外周シリンダの長さまで短小化し、取扱の容易
な筒体内面の目視点検装置を提供することにある。

【００１３】本発明の第４の目的は、多段式シリンダピ
ストンの部品交換が可能な組立構成を有し、伸縮ストロ
ークを簡単に変更できる筒体内面の目視点検装置を提供
することにある。

【００１４】本発明のその他の目的は、以下の記載を通
じて明らかになるであろう。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的は、流体
により伸縮自在となる多段式シリンダ及びその伸縮量を
定めるワイヤ巻取装置を有するスキャナと、前記多段式
シリンダの最終段ピストンロットの先端部に取付けられ
たテレビカメラなどの回転可能なセンサを備え、筒体の
開口部から内部に挿入した前記スキャナの水平方向のス
トロークを走査しながら、前記センサによって取得した
筒体内面の映像を観察する目視点検装置において、前記
最終段ピストンロットの後端部の中心部に固定し、前記
多段式シリンダの中央部を挿通して前記ワイヤ巻取装置
に連結する１本のワイヤロープを張設したことにより達
成される。

【００１６】上記第２の目的は、流体により伸縮自在と
なる多段式シリンダ及びその伸縮量を定めるワイヤ巻取
装置、前記多段式シリンダの最終段ピストンロットと連
携する屈折機構と、その屈折機構によって屈曲される屈
折アームを有するスキャナと、前記屈折アームの先端部
に取付けられたテレビカメラなどの回転可能なセンサを
備え、筒体の開口部から内部に挿入した前記スキャナの
ストロークを走査しながら、前記センサによって取得し
た筒体内面の映像を観察する目視点検装置において、前
記最終段ピストンロットの後端部の中心に固定し、前記
多段式シリンダ内の中央部を挿通して前記ワイヤ巻取装
置に連結する１本のワイヤロープを張設したことにより
達成される。

【００１７】前記屈折機構は、前記最終段ピストンロッ
トの中空部をシリンダとする屈折用シリンダピストン
と、そのピストンロットの先端部と回動可能に軸止され
る連結レバーと、その連結レバーの先端部に前記屈折ア
ームを回動可能に軸止する連結ピンと、前記最終段ピス
トンロットの半弧状ないし先細の先端部と前記屈折アー
ムの所定位置を軸止する支点ピンと、その支点ピンを中
心に前記屈折アームが回動するときの屈折角を設定する
屈折角調整ねじを有し、前記屈折用シリンダピストンが
消勢されるとき、そのピストンロットが全収縮して前記
連結リンク及び前記屈折アームは水平状態を保持し、前
記屈折用シリンダピストンが付勢されるとき、そのピス
トンロットを押し出して前記連結ピンを中心に前記連結
レバーと前記屈折アームが屈折して、前記センサによる
筒体内面の観察方向を内面の傾斜に応じて変更できるこ
とを特徴とする。

【００１８】また、上記第２の目的は、前記目視点検装
置において、筒体の開口部から挿入した前記スキャナ
を、（１）前記多段式シリンダに前記屈折機構及び前記
屈折アームを収納している全収縮状態を初期状態とし、
（２）次に、前記多段式シリンダの外部段から所定ピッ
チずつ水平方向に伸長しながら全伸長のつど内部段へと
移行し、前記所定ピッチ進む度に前記センサの周回によ
る撮影を繰返し、（３）次に、前記多段式シリンダの水
平方向の移動が予め設定されている所定ストロークに到
達したとき前記ワイヤ巻取装置の動作を停止し、次に、
前記最終段ピストンロットの中空部に設けられた前記屈
折機構の屈折用シリンダを付勢してそのピストンロット
を押し出し、屈折リンク機構を介して前記屈折アームを
設定屈折角度まで屈折し、（４）次に、前記屈折アーム
の軸方向に該アームを伸長しながら前記センサの周回に
よる撮影を繰返す、ように制御する制御装置を備えたこ
とにより達成される。

【００１９】上記第３の目的は、前記屈折機構と前記屈
折アームは、前記水平状態において前記多段式シリンダ
内に収納できるようにしたことにより達成される。

【００２０】上記第４の目的は、前記筒体の開口部付近
に外周シリンダスライド機構と、前記多段式シリンダの
最外側の外周シリンダの外部に、前記外周シリンダスラ
イド機構とスライド可能に係合するガイド機構を設け、
前記筒体の開口部に対する前記外周シリンダの挿入位置
を移動して前記スキャナのストロークを調整できるよう
に構成したこと、また、前記外周シリンダの両端のフラ
ンジと前記ガイド機構の端部をボルト結合し、軸長の異
なる外周シリンダの交換を容易にしたことにより達成さ
れる。

【００２１】本発明のその他の目的ないし上記と重複す
る目的は、請求項５、８、９または１０に記載の発明に
よって達成ないし補強される。

【００２２】以上のような本発明の構成において、多段
式シリンダのワイヤロープ結合端を流体によって加圧す
ると多段シリンダピストンは伸長力を受ける。ここで、
ワイヤロープ巻取り機構によりワイヤロープを緩める
と、その分、多段ピストンは伸長する。また、シリンダ
内の圧力を大気開放又は十分減圧してワイヤロープを巻
取ると、多段ピストンは縮小する。

【００２３】本発明の構成では、ワイヤロープは多段式
シリンダの最終段の底部中心から中空の多段シリンダを
通り、最外周シリンダ端面の加圧側フランジ中心部をシ
ール構造を貫通してワイヤ巻取機構に連結されるので、
外部に現れることはなくしかも１本の張設のみで済む。
ワイヤシール構造も完全密封の必要はなく、作動機能上
はシリンダピストンに必要な圧力を確保できればよい。

【００２４】本発明によれば、多段式シリンダのほぼ全
長を挿入ストロークとして利用でき、かつ、屈折機構も
収納可能としているので、スキャナの軸長を著しく短小
にでき、点検時の取付けや運搬が容易になる。

【００２５】本発明によれば、最外周シリンダのスライ
ド機構を有しているので、これによってストロークの延
長をできるだけでなく、被検体の奥行きが深くストロー
クに不足を生じる場合に、外周シリンダのみを交換して
対処できる。

【００２６】請求項４の発明の構成によれば、被検体が
傾斜している場合でも簡易な構造で目視センサを傾斜対
応可能となる。

【００２７】本発明の構成によれば、被検体が傾斜して
いる場合に、その傾斜に合わせてスキャナの屈折アーム
の屈折角を設定できるので、タービン燃焼器の内部点検
などに好適である。

【００２８】本発明の構成によれば、ワイヤロープ切断
する危険性は従来に比べて大幅に低下する。しかし、万
一の対策として、多段式シリンダの流体供給ラインに絞
りオリフィスを設けて、ワイヤ切断時のシリンダでの流
体膨張により流体の供給を制限するようにして、シリン
ダピストンの移動に自律的な停止をもたらす。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態による
筒体内面の点検装置を、ガスタービン燃焼器に適用する
例を通して説明する。シリンダピストンの操作流体に
は、空気を使用するものとする。なお、各図を通して同
等の構成要素には同一の符号を付している。

【００３０】図１は、筒体内面の目視点検装置の主要部
の断面図である。以下、目視点検装置の走査部（スキャ
ナ）１０の構造と機能を説明する。スキャナ１０は、奥
行き方向に伸縮する多段シリンダピストン部、屈折リン
ク機構部及び屈折アーム部からなる。この屈折アーム部
の先端に、センサ回転機構部２２とテレビカメラ首振機
構を内蔵したセンサ部２１が設けられている。

【００３１】図示の目視点検装置はガスタービン燃焼器
１に適用した例で、燃料ノズルアッセンブリを取り外し
た取付けフランジ６にスキャナ１０が取付けられ、多段
シリンダピストン部のシリンダピストン１２とピストン
ロット１３が全ストローク伸長され、屈折機構部によっ
て屈折アーム部のピストンロット２６が燃焼室の傾斜に
合わせて屈曲されている。

【００３２】スキャナ１０は、奥行き方向への走査を行
なうために、外周シリンダ１１、その内周のシリンダピ
ストン１２、その内周のピストンロット１３からなる多
段シリンダピストン部を設けている。

【００３３】図２に、スキャナ１０の部分詳細図を示
す。取付けフランジ６にスキャナ取付フランジ３２を固
定し、その開口部にスライドベアリング３７を設けてい
る。外周シリンダ１１は、その両端の外周シリンダフラ
ンジ２０，４２と、円周方向に１２０°間隔で配置した
３本のガイドロット１９とにより一体的に結合してい
る。加圧側の外周シリンダフランジ２０と外周シリンダ
１１はＯリング４３でシールされている。ガイドロット
１９はスライドベアリング３７とスライド可能に係合さ
れ、また、外周シリンダ１１には軸方向にラック歯車１
８が設けてられている。一方、外周シリンダスライド機
構１６をスキャナ取付けフランジ３２に取付け、その電
動機によって回転されるピニオン歯車１６ａをラック歯
車１８に係合している。

【００３４】これによって、外周シリンダスライド機構
１６のピニオン歯車１６ａから、外周シリンダ１１のラ
ック歯車１８に動力が伝達される。外周シリンダ１１
は、一体結合しているガイドロット１９を介して、スラ
イドベアリング３７中を水平方向の前後にスライドし、
スキャナ１０の水平ストロークを可変できる。外周シリ
ンダフランジ２０、４２には図示していないリミットス
イッチが設けられ、所定のスライドストロークの移動
で、スライド機構１６の電動機を停止する。

【００３５】なお、外周シリンダ１１は上記のように、
フランジ２０、４２とガイドロット１９で結合されてい
るので、フランジ２０とガイドロット１９の固定ねじを
外すと、簡単に取り外しができる。したがって、スライ
ドストロークを延長したい場合に、軸長の長い外周シリ
ンダ１１との交換が可能になる。

【００３６】多段シリンダピストン部には、シリンダロ
ット１２とピストンロット１３の伸縮と位置決めのため
のワイヤ１７とワイヤ巻取機構１５が設けられている。
ワイヤ１７はピストンロット１３の底部中心１３ａに固
定され、シリンダピストン１２及び外周シリンダ１１の
中心部を通り、外周シリンダ１１の加圧側のフランジ２
０を挿通して、そこに設けられた巻取機構１５に連結さ
れている。

【００３７】ワイヤ１７がフランジ２０を貫通する部分
には、０リングによるワイヤシール１４を設け、加圧空
気の漏洩を抑制する。ワイヤ１７にはビニールコーテイ
ングし、Ｏリングシールの損傷を防止している。また、
ワイヤ巻取機構１５にはウオーム減速機を用い、停電し
てもシリンダピストン１２やピストンロット１３が暴走
するのを機械的に防止している。

【００３８】ガスタービン燃焼器１の取付けフランジ６
の開口部より内部に入るスキャナ１０などの機構部分
は、材料にアルミニューム合金を使用し、かつ表面を光
輝アルマイト処理をほどこし、高温雰囲気からの輻射熱
の伝達を抑制している。

【００３９】屈折リンク機構部は、ピストンロット１３
に内蔵した屈折用シリンダピストンロット２３、このロ
ット２３とピン３４で連結した連結レバー２４、この連
結レバー２４とピン３５で連結された屈折レバー２５、
及びピストンロット１３の先端１３ｂと屈折レバー２５
を連結するピン３６を設けている。ピン３６は屈折レバ
ー２５の回転支点となる。

【００４０】屈折レバー２５の屈折角θは、屈折角調整
ねじ３０を用い、屈折用シリンダピストン２３のストロ
ークの最長リミットを調整することによって設定する。
この屈折角調整ねじ３０の位置は、図示していない回転
駆動手段を通じて遠隔操作で設定できる。もちろん、被
検査面の傾斜角が一様な場合は、挿入前の初期設定のみ
ですむ。

【００４１】シリンダピストン１２、ピストンロット１
３が全縮状態においては、屈折アーム部と屈折アーム部
は後述する操作で水平状態となって、シリンダピストン
１２の内部に完全に収納され、外周シリンダ１１からは
センサ回転機構部２２とセンサ部２１のみが出ている状
態となる。したがって、屈折構成を含むスキャナ１０の
全長は、外周シリンダ１１の寸法にほぼ等しく短小化で
きる。

【００４２】屈折アーム部は、屈折レバー２５がエアシ
リンダで構成されていて、それに内挿されるピストンロ
ット２６を伸縮して、その先端のセンサ部２１を被検体
に接近できるように構成されている。

【００４３】次に、スキャナ１０の操作手順と動作を説
明する。図３に、スキャナ走査による各動作状態を示
す。まず、スキャナ１０を同図（ａ）の初期状態とする
ため、以下のように初期設定を行なう。

【００４４】（１）屈折レバー２５の屈折角θのセッ
ト。

【００４５】屈折用シリンダピストンロット２３のスト
ロークを屈折角調整ねじ３０の位置によって制限し、屈
折角θをセットする。初期の屈折角θは、被検査面の傾
斜が一様な場合、その傾斜角に適応するように設定され
る。

【００４６】（２）屈折レバー２５のストロークのセッ
ト 屈折レバー２５内蔵のシリンダ中にあるピストンロット
２６のストロークを、ロット延長軸２８の先端のストッ
パスリーブ２９によりセットする。

【００４７】（３）シリンダピストン１２、ピストンロ
ット１３のストロークを全収縮状態 シリンダのエア圧力開放状態で、ワイヤ１７を巻取機構
１５で巻き取り、ピストン１２とロット１３の左端が外
周シリンダフランジ２０に接し、そのリミットスイッチ
を作動して停止している。

【００４８】（４）外周シリンダ１１を全引抜き状態 駆動機構１６により引き抜かれ、スキャナ取付けフラン
ジ３２のリミットスイッチ作動により停止している。

【００４９】（５）屈折リンク機構を不作動状態 屈折用シリンダ２３の空気加圧口３９を大気開放、空気
加圧口４０を加圧状態とし、屈折レバー２５の屈折角θ
＝０°の状態とする。

【００５０】（６）ピストンロット２６を全収縮状態 屈折レバー２５の空気加圧口４１を大気開放し、ピスト
ンロット２６をバネ２７の付勢により全収縮状態とす
る。

【００５１】次に、外周シリンダ１１の空気加圧口３８
から圧縮空気を加え、センサー部２１に内蔵している首
振り機構でテレビカメラの方向を調整し、カメラ回転機
構２２でカメラを所定速度で回転させる。そして、巻取
り機構１５を作動してワイヤ１７を所定ピッチだけゆる
め、シリンダピストン１２のストロークを所定ピッチ伸
長し、この走査位置で内面全周の撮像を行い、これを所
定ピッチづつ繰り返していく。

【００５２】シリンダピストン１２が全ストローク伸長
すると、次にピストンロット１３が同様に所定ピッチず
つ伸長して一周分の撮像を繰り返し、初期設定されてい
る所定ストロークまで伸長すると、リミットスイッチが
作動してワイヤー巻取機構１５の電動機が停止する。図
３（ｂ）は、ワイヤー巻取機構１５が停止したときのス
トローク状態を示している。

【００５３】次に、外周シリンダスライド機構１６の電
動機が起動され、ピニオン歯車１６ａから、外周シリン
ダ１１のラック歯車１８に動力が伝達され、外周シリン
ダ１１はスライドベアリング３７中をスライドし、スキ
ャナ１０は燃焼器１の内部に所定ピッチずつ挿入され
る。このピッチ送り毎に一周分の撮像を繰り返し行な
い、スキャナ取付けフランジ２０に設けられたリミット
スイッチが作動したとき停止する。

【００５４】図３（ｃ）は、以上による水平挿入の状態
で、停止時のストローク長はセンサ部２１が燃焼器１の
内壁に接触しない範囲で、以後の傾斜部の点検に必要な
所定位置付近となるよう予め設定されている。被検体の
奥行きによっては、外周シリンダ１１のスライドを必要
としない場合、反対にストロークの長い外周シリンダ１
１への交換が必要な場合もある。

【００５５】水平挿入の停止時点で、屈折リンク機構が
作動される。すなわち、空気加圧口３９を加圧状態、空
気加圧口４０を大気開放とすると、屈折用シリンダピス
トンロット２３が右側に移動し、連結リンク２４が押し
出されてピン３５で結合している屈折レバー２５をピン
３６を支点として、図３（ｄ）のように屈折する。

【００５６】次に、屈折後の水平位置が予め設定されて
いる所定位置となるように、外周シリンダスライド機構
１６の再起動によって調整し、図３（ｅ）の状態とす
る。

【００５７】次に、シリンダ加圧口４１から屈折レバー
２５に内蔵のシリンダに加圧し、図３（ｆ）ようにばね
２７に抗してピストンロット２６を所定ストローク押出
しながら、センサ部２１を所定速度で回転させて、傾斜
部の内面の撮像を行う。なお、屈折リンク機構部が水平
状態では、ピストンロット２６の伸長によって水平方向
のストロークを増加することも可能である。

【００５８】このストロークの延長は、ロット延長軸２
８の端部に設けたストッパスリーブ２９を交換して行な
うことができる。また、ピストンロット２６の押出し速
度は、シリンダ加圧口４１に接続する圧縮空気ラインに
設けた図示していないスピード調整弁により予め調整し
ている。

【００５９】次に、目視点検後のスキャナ１０の動作を
説明する。これは概ね図３（ａ）〜（ｆ）の逆の操作と
なる。

【００６０】まず、空気加圧口４１を大気開放し、ピス
トンロット２６をバネ２７で収縮させる（ｅ）。次に、
スライド機構１６で外周シリンダ１１を、屈折リンク機
構部を水平に戻した場合にセンサ部２１が内面と接触し
ない位置まで引抜く（ｄ）。

【００６１】ここで、空気加圧口４０に加圧、空気加圧
口３９を大気開放し、屈折用シリンダピストンロット２
３の左側への移動によって、屈折リンク機構部を水平方
向に回動し、ストッパ３１への接触で停止して水平状態
となる（ｃ）。

【００６２】この後、引き続きスライド機構１６によっ
て外周シリンダ１１を引き抜き、スキャナ取付けフラン
ジ３２に設けたリミットスイッチが作動する全引抜き状
態で停止する（ｂ）。その後、外周シリンダ１１の空気
加圧口３８を大気開放して減圧後、ワイヤー巻取機構１
５によりシリンダロット１２とピストンロット１３をリ
ミットスイッチの作動位置まで収縮して点検を完了する
（ａ）。

【００６３】以上のように、本実施形態の点検装置によ
れば、ガスタービン燃焼器などの内面の非破壊検査に適
用して、その奥行きに応じて多段に水平ストロークを可
変し、また、屈折アームの屈曲角を対応可変して内部の
傾斜面の点検を可能にしている。さらに、ワイヤによる
スキャナの位置決めは水平挿入のストローク調整に用
い、屈曲先のアームの位置調整には適用していないの
で、屈曲による断線の危険がなく安全である。また、ワ
イヤは屈曲前の多段シリンダピストンの内部中心を挿通
して張設されるので、１本ですみスキャナをコンパクト
な構造にできる。

【００６４】さらに、屈折リンク機構部は水平状態にお
いて、多段シリンダピストン部の内部に収容できるの
で、スキャナの軸方向長さを短小化され、運搬や取付け
が容易になる。

【００６５】次に、万一の制御誤りなどに対応するた
め、屈折リンク機構部の誤動作に対する本実施例による
フェールセーフ対策を説明する。まず、屈折リンク機構
のピン３５の外周に合成樹脂ローラ６５を設け、屈折機
構部がシリンダピストン１２の内部にあるときに、誤っ
て屈折動作が行われてもシリンダピストン１２の内面損
傷を防止する。

【００６６】また、空気加圧口４１に加圧していない場
合、ピストンロット２６はバネ２７により全収縮し、こ
の状態での誤った屈折動作によってセンサ部２１が筒体
の内面と衝突する危険を低下している。内面構造が既知
の場合、所定の屈折角θによるセンサ部２１の下部面
は、図３（ｄ）のように、全収縮で水平下面から距離δ
の余裕ギャップを持つように設計されている。もちろ
ん、筒体内面の曲がり方向と屈折リンク機構の屈折方向
は合致させている。

【００６７】さらに、図４に示すように、センサ２１の
先端に近接センサスイッチ６１を設け、被検査面に異常
に近接したときの検出信号によりワイヤ巻取機構１５と
外周シリンダスライド機構１６を動作中の電動機を停止
する。あるいは、屈折レバー２５の非磁性体製（アルミ
ニュウム）のエアシリンダ内端部に、バネ６２と強磁性
体製のバネ受け６３を設け、センサ部２１の先端が被検
面に接触してピストンロット２６が押されると、バネ受
け６３も左側に移動し、エアシリンダの外部に設置した
磁性感知センサ６４によって検出し、ワイヤ巻取機構１
５と外周シリンダスライド機構１６の電動機を停止す
る。

【００６８】次に、スキャナの暴走に対する本実施例の
保護対策を説明する。図５に、多段シリンダピストン部
の保護構成を示す。シリンダピストンの圧縮空気供給ラ
インに、減圧弁５１、オリフィス５２、３方電磁弁５３
及び急速排気弁５４を図示の順序で設けて、外周シリン
ダ１１に結合している。また、ワイヤ巻取機構１５の滑
車５５の支持体５６にピン５９を支点とするレバー構造
を有し、ワイヤ１７が万一切断してレバー構造への張力
が失われると、バネ５７に押されてアクチュエータ６０
が検出スイッチ５８を作動する。

【００６９】ワイヤ１７が切断した場合、シリンダピス
トン１２とピストンロット１３が急速に動く。これによ
り、オリフィス５２によって絞られて供給空気が減少
し、外周シリンダ１１内の圧縮空気が膨張して圧力が低
下するため、シリンダピストン１２とピストンロット１
３の動きは自律的に減速もしくは停止する。さらに、検
出スイッチ５８の信号で三方電磁弁５３の後流が大気開
放され、これをパイロット圧力として大口径の急速排気
弁５４で外周シリンダ１１内の空気圧力を大気開放し、
シリンダピストン１２とピストンロット１３は停止す
る。

【００７０】なお、検出スイッチ５８の信号により、ワ
イヤ巻取機構１５の電動機も停止させ、ワイヤの巻きつ
きなど他のトラブルの派生を防止する。

【００７１】次に、高温雰囲気下に適応させるための本
実施例の冷却構造を説明する。図６は、センサ部２１と
センサ回転機構部２２の構造とその冷却経路を示してい
る。

【００７２】センサ部２１のフレームにはテレビカメラ
８１、照明ランプ８２、首振り用電動機８０を固定し、
電動機８０により回転する首振り中空軸８７を回転軸と
して、テレビカメラ８１が首振り動作を行う。センサ回
転機構部２２は、回転用電動機７８の動作をウオーム歯
車８８を介して回転軸８９に伝え、回転軸８９と直結さ
れた回転用中空アーム７９を介して、センサ部２１の回
転動作を行う。回転用中空アーム７９と首振り中空軸８
７は軸受を介して、首振り可能なように連結されてい
る。すなわち、回転用中空アーム７９に固定されている
固定歯車８６と首振り用電動機８０に直結している駆動
歯車８５が噛み合っているので、首振り用電動機８０の
方が固定歯車８６のピチサークル上を回転、旋回する。

【００７３】センサ部２１内の電気品であるテレビカメ
ラ８１、テレビカメラ８１を０°〜１３５°まで首振り
させる電動機８０、照明ランプ８２及びリミットスイッ
チなどの電気配線８４は、点線で示すように、センサ回
転機構部２２の回転用中空アーム７９中を通り、センサ
回転機構部２２に設置したスリップリング８３を介挿し
てフレキシブル電線管７７に導かれている。

【００７４】この配線経路と共通に、実線で示す冷却流
路７６を設けている。冷却用空気はフレキシブル電線管
７７を通ってセンサ回転機構部２２に導入され、ここで
回転用電動機７８、スリップリング８３等の電気品を冷
却し、回転用中空アーム７９を経由してセンサ部２１に
入り首振り用電動機８０、テレビカメラ８１、照明ラン
プ８２等を総合的に冷却してセンサ部１外に放出され
る。

【００７５】最後に、上記したスキャナ１０の一連の動
作を制御する制御器や撮像した映像のモニタなど含む、
筒体内面点検システムの構成を説明する。

【００７６】図７は、筒体内面点検システムの構成を示
したものである。スキャナ１０の操作に必要な圧縮空気
は、空気圧縮機１０２から電磁弁群１０１を経由して供
給され、多段シリンダピストンの伸長、屈折リンク機構
部の屈折と復帰、及び、屈折アーム部の伸縮を行なう。

【００７７】一方、電動機によるセンサ部２１の回転と
停止、ワイヤ巻取機構１５や外周シリンダスライド機構
１６の起動と停止等の動作は、制御器１０３に記憶した
プログラムによって自動制御され、検査員は起動指示を
与えるだけで実行することができる。

【００７８】センサ部２１から得られた映像は、映像表
示部１０４に表示されて、検査員による目視点検に供さ
れるとともに、映像収録処理装置１０５に挿入位置座
標、テレビカメラ回転角度とその首振り角度、被検体と
の距離等とともにデジタル映像で収録され、被検体との
距離、首振り角度及びテレビカメラの映像拡大特性など
から傷の大きさの演算を可能とする。さらに、映像プリ
ント装置１０６によってプリントすることも可能であ
る。

【００７９】本実施形態の点検装置は、ガスタービン燃
焼器の筒体内部に適用して説明したがこれに限られな
い。細長い内孔面であれば適用可能であり、断面形状も
円形である必要はない。特に、内部に傾斜面を持つよう
な筒体には好適である。また、本実施例では、スキャナ
の駆動流体として圧縮空気を使用したが、他の流体、例
えば、水や油類の使用しても差し支えない。

【００８０】

【発明の効果】本発明の構成によれば、シリンダピスト
ン構造を含むスキャナの巻き取りワイヤをシリンダ中心
部を１本のみ内挿して張設する構成としているので、従
来の外部周部の２本張設に比べて、機構が簡単になりか
つ、切断の危険も少ない。

【００８１】また、本発明の構成によれば、スキャナの
屈折機構を多段シリンダピストンの最内周のシリンダ部
に出し入れ可能に連結し、シリンダピストンの駆動力に
よって水平走査時に外部に押し出されるとともに、必要
時点で屈曲されて被検面に適応されるので、屈折機構が
コンパクト化できる。また、屈折角度が被検面の傾斜角
に応じて設定、制御できるので、筒体内に傾斜面を持つ
タービン燃焼器などに適用できる。さらに、屈折機構か
ら前方のセンサ部を担持する屈折アーム部は、従来のよ
うにワイヤによって調節しないので、ワイヤは屈折機構
の手前まで張設すればよく、切断の危険がより少なくな
る。

【００８２】さらに、本発明の構成によれば、多段シリ
ンダピストンの外周シリンダの駆動機構を別置している
ので、ストローク調整の自由度が高く、操作が容易にな
る。また、外周シリンダの交換が容易になり、必要によ
り最大ストロークを変更できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のー実施形態に係る筒体内面の点検装置
の主要部の断面図。

【図２】外周シリンダを主とするスキャナの一部と、外
周シリンダ駆動機構の構成図。

【図３】スキャナの動作順序を説明する模式図。

【図４】センサを担持した屈折アーム部の断面図。

【図５】シリンダピストンの暴走を抑止する安全機構の
説明図。

【図６】センサと回転機構の構造と冷却系の説明図。

【図７】本実施形態の点検装置を自動操作するシステム
構成図。

【図８】本実施形態の点検装置を適用するタービン燃焼
器の断面図。

【符号の説明】

１…タービン燃焼器、６…取付けフランジ、１０…スキ
ャナ、１１…外周シリンダ、１２…シリンダピストン、
１３…ピストンロット、１４…ワイヤシール、１５…ワ
イヤ巻取機構、１６…外周シリンダスライド機構、１７
…ワイヤ、１８…ラック歯車、１９…ガイドロット、２
０…外周シリンダフランジ、２１…センサ部、２２…セ
ンサ回転機構部、２３…屈折用シリンダピストンロッ
ト、２４…連結レバー（シリンダ）、２５…屈折レバ
ー、２６…ピストンロット、２７…バネ、２８…ロット
延長軸、２９…ストッパスリーブ、３０…屈折角調整ね
じ、３１…屈折リンクストッパ、３２…スキャナ取付け
フランジ、３３…スキャナ取付けボルト、３４，３５，
３６…ピン、３７…スライドベアリング、３８，３９，
４０，４１…空気加圧口、５１…減圧弁、５２…オリフ
ィス、５３…３方電磁弁、５４…急速放出弁、５５…滑
車、５８…検出スイッチ、７６…冷却流路、１０３…制
御器。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉田 洋司 茨城県日立市幸町三丁目２番１号 日立エ ンジニアリング株式会社内

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流体により伸縮自在となる多段式シリン
   ダ及びその伸縮量を定めるワイヤ巻取装置を有するスキ
   ャナと、前記多段式シリンダの最終段ピストンロットの
   先端部に取付けられたテレビカメラなどの回転可能なセ
   ンサを備え、筒体の開口部から内部に挿入した前記スキ
   ャナの水平方向のストロークを走査しながら、前記セン
   サによって取得した筒体内面の映像を観察する目視点検
   装置において、 前記最終段ピストンロットの後端部の中心部に固定し、
   前記多段式シリンダの中央部を挿通して前記ワイヤ巻取
   装置に連結する１本のワイヤロープを張設したことを特
   徴とする筒体内面の目視点検装置。
2. 【請求項２】 流体により伸縮自在となる多段式シリン
   ダ及びその伸縮量を定めるワイヤ巻取装置、前記多段式
   シリンダの最終段ピストンロットと連携する屈折機構
   と、その屈折機構によって屈曲される屈折アームを有す
   るスキャナと、前記屈折アームの先端部に取付けられた
   テレビカメラなどの回転可能なセンサを備え、筒体の開
   口部から内部に挿入した前記スキャナのストロークを走
   査しながら、前記センサによって取得した筒体内面の映
   像を観察する目視点検装置において、 前記最終段ピストンロットの後端部の中心に固定し、前
   記多段式シリンダ内の中央部を挿通して前記ワイヤ巻取
   装置に連結する１本のワイヤロープを張設したことを特
   徴とする筒体内面の目視点検装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２において、 前記筒体の開口部付近に外周シリンダスライド機構と、
   前記多段式シリンダの最外側の外周シリンダの外部に、
   前記外周シリンダスライド機構とスライド可能に係合す
   るガイド機構を設け、前記筒体の開口部に対する前記外
   周シリンダの挿入位置を移動して前記スキャナのストロ
   ークを調整できるように構成したことを特徴とする筒体
   内面の目視点検装置。
4. 【請求項４】 請求項３において、 前記外周シリンダの両端のフランジと前記ガイド機構の
   端部をボルト結合し、軸長の異なる外周シリンダの交換
   を容易にしたことを特徴とする筒体内面の目視点検装
   置。
5. 【請求項５】 請求項１、２または３において、 前記多段式シリンダへの前記流体の供給ラインに、流速
   に応じて流れを絞るオリフィスを設けた筒体内面の目視
   点検装置。
6. 【請求項６】 請求項２において、 前記屈折機構は、前記最終段ピストンロットの中空部を
   シリンダとする屈折用シリンダピストンと、そのピスト
   ンロットの先端部と回動可能に軸止される連結レバー
   と、その連結レバーの先端部に前記屈折アームを回動可
   能に軸止する連結ピンと、前記最終段ピストンロットの
   半弧状ないし先細の先端部と前記屈折アームの所定位置
   を軸止する支点ピンと、その支点ピンを中心に前記屈折
   アームが回動するときの屈折角を設定する屈折角調整ね
   じを有し、 前記屈折用シリンダピストンが消勢されるとき、そのピ
   ストンロットが全収縮して前記連結リンク及び前記屈折
   アームは水平状態を保持し、前記屈折用シリンダピスト
   ンが付勢されるとき、そのピストンロットを押し出して
   前記連結ピンを中心に前記連結レバーと前記屈折アーム
   が屈折して、前記センサによる筒体内面の観察方向を内
   面の傾斜に応じて変更できるように構成したことを特徴
   とする筒体内面の目視点検装置。
7. 【請求項７】 請求項６において、 前記屈折機構と前記屈折アームは、前記水平状態におい
   て前記多段式シリンダ内に収納できるように構成したこ
   とを特徴とする筒体内面の目視点検装置。
8. 【請求項８】 請求項７において、 前記連結ピンの外周に合成樹脂等によるローラを設けた
   筒体内面の目視点検装置。
9. 【請求項９】 請求項２、６、７または８において、 前記屈折アームは流体により伸縮自在となる屈折アーム
   用シリンダーで構成され、その屈折アーム用ピストンロ
   ットの先端に前記センサを取り付けるよう構成したこと
   を特徴とする筒体内面の目視点検装置。
10. 【請求項１０】 請求項９において、 前記屈折アーム用ピストンロットが付勢中に押し戻され
    たのを検知する接触センサを設け、前記センサが被検体
    に接触したことを検知できるようにした筒体内面の目視
    点検装置。
11. 【請求項１１】 流体により伸縮自在となる多段式シリ
    ンダ及びその伸縮量を定めるワイヤ巻取装置、前記多段
    式シリンダの最終段ピストンロットと連携する屈折機構
    と、その屈折機構によって屈曲される屈折アームを有す
    るスキャナと、前記屈折アームの先端部に取付けられた
    テレビカメラなどの回転可能なセンサを備える目視点検
    装置において、筒体の開口部から挿入した前記スキャナ
    を以下のように制御する制御装置を備えたことを特徴と
    する筒体内面の目視点検装置。 （１）前記多段式シリンダに前記屈折機構及び前記屈折
    アームを収納しているを全収縮状態を初期状態とし、
    （２）次に、前記多段式シリンダの外部段から所定ピッ
    チずつ水平方向に伸長しながら全伸長のつど内部段へと
    移行し、前記所定ピッチ進む度に前記センサの周回によ
    る撮影を繰返し、（３）次に、前記多段式シリンダの水
    平方向の移動が予め設定されている所定ストロークに到
    達したとき前記ワイヤ巻取装置の動作を停止し、次に、
    前記最終段ピストンロットの中空部に設けられた前記屈
    折機構の屈折用シリンダを付勢してそのピストンロット
    を押し出し、屈折リンク機構を介して前記屈折アームを
    設定屈折角度まで屈折し、（４）次に、前記屈折アーム
    の軸方向に該アームを伸長しながら前記センサの周回に
    よる撮影を繰返す。