JPS61250553A - 管検査用の無軌道式走査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 Ｃ発明の利用分野〕 本発明は、原子力発電プラント等の配管の超音波検査等
のための走査装置に係り、特に軌道を設けず、直管部や
曲管部を配管の周方向に偏って回ることなく安定して走
査し得る無軌道式走査装置に関する。

〔発明の背景〕

直管部、曲管部を配管の周方向に偏って回ることなく安
定して走査し得る無軌道式走査装置の従来例として、第
２図に示すような特願昭５９−１５５１９６号がある。

上記従来例は、配管Ｅの周方向（矢印Ｙ方向）に複数個
の駆動輪Ａの前後に曲率検出器Ｂを設け、これ等曲率検
出器により配管Ｅの曲率を検出し、直管部、曲管部を走
行できるように走査装置の姿勢を制御している。また、
上記従来例は、走査装置の配管Ｅの周方向の旋回を検出
する直進センサＣと、上記センサの検出信号に基づいて
前記駆動輪の軸心方向を制御する操舵機構りを設けて、
走査装置が配管の周方向に偏って回ることなく直進する
ように制御している。このように、上記従来例は、検査
対象の配管が３次元空間を立体的に配置されている場合
でも、複雑な制御によって、直管部や曲管部を配管の周
方向に偏って回ることがないような安定した走行を確保
している。

〔発明の目的〕

本発明は上記の事情に鑑みて為されたもので。

複雑な制御をすることなしに、直管部や曲管部を配管の
周方向に偏って回ることなく安定して走査し得る無軌道
式の走査装置を提供するものである。

〔発明の概要〕

上記の目的を達成するため、本発明の走査装置は、被検
査物である管に対して着脱可能な輪状のベースと、この
ベースに対して支承されて前記の配管に接触する走行車
の駆動輪から成る走行体を複数個有し、前記走行体間を
連節体の両端で連結し、その連節体により走行体の長さ
をとることで直進性を確保し、直管部でも曲管部でも安
定して走査し得ることを特徴とする。

〔発明の実施例〕

次に１本発明の一実施例を第１図、並びに、第３図乃至
第９図を用いて説明する。

第１図は本発明の一実施例における軸方向走行機能に関
する構成部分を示す斜視図である０本例の走査装置は被
検査物である配管１を囲んで着脱可能なように（例えば
二つ割り形）に構成したドーナツ状のベース２１と、該
ベース２１に固定されて配管工の外周に接触して回転す
る駆動輪３１を有する１組の軸方向駆動機構３と、該ベ
ース２１に固定されて配管１の外周に接触して回転する
従動輪４１を有する２組の軸方向従動機構４とベース２
１と配管１となす角を検出する姿勢センサ機構６とから
構成される１対の軸方向走行体２を有し、前記の１対の
軸方向走行体２を連結し、ベース２１との連結部５で旋
回可能な連節体５０を互いにベース２１の円周上に互い
に１８０＠の位置にある構成を有している。上記の１組
の軸方向駆動機構３と２組の軸方向従動機構４とは、配
管１を取り囲んで対称位置く互いに１２０”の位置）に
設けてあり、第１図では、２組の軸方向従動機構４のう
ち１組を描いてあり、また図面後方のベース２１にある
軸方向従動機構４は省略しである。

第３図は、軸方向駆動機構３の一実施例を示す図である
。軸方向駆動機構３は、ベース２１に取り付けられた駆
動機構ベース３７に軸方向駆動用モータ３２とウオーム
元歯車３３とウオーム受歯車３４、減速用歯車３５１，
３５２．駆動輪３１および速度用エンコーダ４０が第３
図に示す如く配置にされた構成をしている。駆動機構ベ
ース３７は、駆動機構ベース回転軸３８を中心に矢印３
８１の方向に回転できるようになっており、駆動機構ベ
ース押付バネ３９によって配管１の径方向に押し付けら
れている。このため駆動輪３１は。

常に配管１に適度な押付圧を有しながら接触している。

なお、ガイド板３６は、駆動機構ベース３７が駆動機構
押付バネ３９に押付けられて回転する時に前後に振れな
いようにする案内板である。

一方、軸方向従動機構４は、上記軸方向駆動機構３のう
ち、駆動輪３１（この場合は従動輪４１となる）、駆動
輪シャフト３１１（同じく従動輪シャフト４１１）およ
び駆動輪支持部３１２（同じく従動輪支持部４１２）で
構成され、該従動輪支持部４１２が直接ベース２１に固
定された構造を有している。

上記の構造により、駆動輪３１および２つの従動輪４１
は、駆動機構ベース押付バネ３９によって配管１の径方
向に押し付けられて、適度な押付圧を有しながら配管１
と接触している。この押付圧を調整することにより、本
走査装置は垂直管でも登板する能力を持つ、また１前後
にある二つの駆動輪の速度を各々の速度エンコーダ４ｏ
を監視して協調制御することにより安定した走行を確保
できる。

第４図は、ベース２１側の連結部５の構造を示し、第５
図は、連節体５０と連節体５０側の連結部５の構造を示
す。ウオーム受歯車５１がシャフト５５によりベース２
１に固定されている。連節棒５０の駆動側の構造は５０
２のように、他端は５０１のような構造をしており、ベ
ース２１に対してフリーになっている。そこで、連節体
５０に支持構造物５３により固定されている走行体姿勢
制御用モータ５４に電圧を印加するとウオーム元歯車５
２が回転し、ウオーム受歯車５１と一体となっているベ
ース２１すなわち軸方向走行体２が第６図（ａ）のごと
く旋回する。その結果、第６図（ｂ）のように連節体５
０と軸方向走行体２のなす角γを制御すれば、連節体５
０によって直進性を確保されながら、曲管部で安定して
走行可能となる。なお、５６はポテンショメータ５７は
カップリングである。

一般に、超音波探傷では、超音波探触子（後述）を配管
１に対して垂直に押当てる必要があるから、超音波探触
子を搭載する軸方向走行体２を配管１に常に垂直に保つ
必要がある。そのためには、軸方向走行体２に配管１と
軸方向走行体２のなす角を検出する姿勢センサを搭載す
る。第７図は、姿勢センサ機構６の本発明における一実
施例を示す図である。姿勢センサ機構６は、同センサ全
体する支持部６８、支持部６８に固定された案内棒６９
ａ、６９ｂ、案内棒６９ａ、６９ｂを上下移動するセン
サ支柱６４、距離センサ６３．距離センサ６３保持しセ
ンサ支持６４に固定されたセンサ保持具６７２、距離セ
ンサ６３の上下移動を案内し、支持部６９に固定された
センサ案内板６７１、センサ支柱に装着された車輪６１
ｂ、車軸６１ａを中心に回動可能なセンサ板６２．セン
サ板６２の距離センサ６３と反対側に取りつけられた車
軸８１ａ、センサ保持具６７２を常に押しつけることに
よって姿勢センサ機構６全体を配管１に押し付けるバネ
６６およびセンサ板６２とセンサ保持具６７２につけら
れ、センサ板６２をセンサ保持具側に引張っているバネ
６５から構成している。

そこで配管１の曲率が変化し車輪Ｂｌｂが浮いた時は、
バネ６６に支持部６９が下に押えられ、センサ板６２が
車輪６１ｂを中心回転し、センサ板６２と距離センサ６
３との距離が変化し、その変化を距離センサで検出し曲
率の変化を検出する。

一方、配管１の曲率が変化車軸６１ａが浮いた時は、バ
ネ６５で車軸６１ｂを中心に引張られて。

センサ６２と距離センサ６３との変化し、以下同様に曲
率の変化を検出する。姿勢センサ機構６のベース２１上
の最適位置は、感度の点から連節体５０に対し９０″ず
れた位置である。

第８図は、検査用センサとして超音波探触子を用いた場
合の同センサを配管の周方向に移動させる周方向回転駆
動機構８に関する構成部分を示す斜視図である。周方向
回転駆動機構８は、ベース２１に固定され、周方向回転
体駆動用モータ８１、駆動用歯車８３および周方向に複
数個配置されたガイドローラ８４から構成される６周方
向回転体駆動用モータ８１を制御することによって、内
歯歯車８２となっている周方向回転体７を旋回させる０
周方向回転体７に固定された超音波探触子機構９には、
超音波探触子９１がある。超音波探触子９１は、ジンバ
ル機構９２と超音波探触子押付は機構９３とによって常
に配管に垂直に押し付けられている。

該局方向回転駆動機構８と該超音波探触子機構９を２つ
ある軸方向走行体２に外側に向けて互いに背を向けるよ
うに取りつけ、検査の能率をあげることも出来る。また
、第９１！Ｉのような曲管部において、連節体５０の長
さＬを式（１）のように定める。

θ Ｌ＝２Ｒ８，、−・・・（１） ここで、Ｒ：第９図に示す曲管部の曲率半径θ：第９図
に示す曲管部の屈曲角 連節体５０の長さをこのようにすることによって、溶接
影響部すなわち４つの探傷領域Ｓ１゜Ｓ、　、　Ｓ、お
よびＳ、のうち、ＳｌとＳ、およびＳ２とＳ４が同時に
探傷でき探触時間の短縮を計ることが可能である。

第１０図は、連節体５０と走行体との連結部の他の実施
例の模式図、第１１図は走行体側すなわち軸方向走行体
２側の連結部の構造を示す図である０本実施例では、連
節体５ｏが曲管部の曲率と同一の曲率をなし、曲率部の
長さＬは式（２）で求められ、その両端に直線部を持つ
形状を有している。

Ｌ＝ＲＸθ ここで、Ｒ：第１０図に示す曲管部の曲率半径θ：第１
０図に示す曲管部の屈曲角 （ｒ　ａ　ｄ） また、連節体５０は、第１１図に示すように片側に歯が
切られ、反対側は鋭角的な三角形の形状をなしている。

そこで、連節体は、軸方向走行体２に固定されたプーリ
５３１と同様に軸方向走行体２に固定されている歯車５
４１と挟まれて支持されている。そこで、軸方向走行体
２に固定された走行体姿勢制御用モータ５４を駆動する
とウオーム元歯車５２１と歯車５４１と一体となってい
るウオーム受歯車により連節体５０は、プーリ５３１上
を移動できる。これと同一機構が軸方向走行体２の円周
上に１８０°ずれた位置にもある。

そこで、第１０図に示す２つある軸方向走行体２の右側
の軸方向走行体２の駆動輪３１と歯車５４１を同一方向
に回転させると、同軸方向走行体２のみが連節体５０に
沿って移動する。また、両軸方向走行体の駆動輪３１を
停止し、両軸方向走行体の歯車５４１を駆動すれば、両
軸方向走行体は停止したままで、連節体５０のみが移動
する。

そこで、第１２図（ａ）に示すように直管部では、両軸
方向走行体２を連節体５０の両端に移動されて、両軸方
向走行体のスパンをとり、走向体が周方向回転しずらく
して直進性を確保している。また、第１２図（ｂ）のよ
うに１曲管部にきた時は、片方の軸方向走行体を固定し
、他方の軸方向走行体を連節体５０と同期して曲管部を
走行させる。

この軸方向走行体が曲管部の他端に着いたら、停止させ
て固定し、今まで停止させて軸方向走行体を連節体５０
と同期して駆動し、たぐり寄せるように曲管部を走行さ
せる。このように、曲管部でも安定して走行できる。

軸方向駆動機構３などを設置したベース２１や、超音波
探触子などが固定されている周方向回転体７は、半割に
出来るような着脱自在機構を有している。第１３図は、
ベース２１に関するその一実施例を示したものである。

ベース２１には、ヒンジ１１とフック１２があり、フッ
ク１２をはずすと、ヒンジ１１を中心に開き、簡単に着
脱できるようになっている。

〔発明の効果〕

以上詳述したように、本発明の装置によれば。

検査対象物である管が屈曲部を有していて立体的に配管
されている場合、簡単な制御で安定して走行することが
でき、特に管の軸心回りに偏って旋回することなく走行
することができるという優れた実用的効果を奏し、配管
の遠隔探傷の精度向上及び能率向上に貢献するところ多
大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の走査装置の一実施例の軸方向走行部の
斜視図、第２図は従来例の説明図、第３図は軸方向駆動
機構の一実施例を示す図、第４図はベースの連結部の構
造を示す図、第５図は連節体と連節体側の連結部の構造
を示す図、第６図は連節体の動作を示す図、第７図は姿
勢センサ機構の一実施例を示す図、第８図は周方向回転
駆動機構の一実施例を示す図、第９図は連節体の長さと
曲管部の形状との関係を示す図、第１０図は連節体と走
行体との連結部の他の実施例の模式図、第１１図は軸方
向走行体側の連結部の構造を示す図、第１２図は第２の
実施例の動作を示す図、第１３図は、ベースの着脱機構
の正面図である。 １・・・配管、２・・・軸方向走行体、３・・・軸方向
駆動機構、４・・・軸方向従動機構、５・・・連結部、
６・・・姿勢センサ機構、７・・・周方向回転体、８・
・・周方向回転駆動機構、９・・・超音波探触子機構、
３１・・・駆動輪、４１・・・従動輪、５０・・・連節
体、９１・・・超音波探触子。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、被検査物である管に対して着脱可能な軸状のベース
   と、このベースに対して支承されて前記の管に接触する
   走行用の駆動輪あるいは従動輪とを有する軸方向走行体
   を複数個設けたことと、前記軸方向走行間を連結する連
   節体を設けたことを特徴とする、管検査用の無軌道式走
   査装置。 ２、前記の輪状のベースのうち少なくとも１つは、輪状
   の周方向回転体を備えたものとし、この周方向回転体と
   軸状のベースに対して同心状に回動可能に支承するとと
   もに回動駆動手段を設け、かつ、該周方向回転体に管検
   査用のセンサを搭載したことを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の管検査用の無軌道式走査装置。 ３、前記連節体の両端を軸方向走行体のベースの周方向
   の部分に接続し、かつその接続部で連節体あるいはベー
   スを回動可能としたことを特徴とする特許請求の範囲第
   １項又は第２項記載の管検査用の無軌道式走査装置。 ４、前記連節体の接続部に回動駆動手段を設けたことを
   特徴とする特許請求の範囲第３項記載の管検査用の無軌
   道式走査装置。 ５、前記軸方向走行体に管の曲率を検出するセンサを設
   け、上記センサの検出信号に基づいて、前記接続部の回
   動制御することを特徴とする特許請求の範囲第４項記載
   の管検査用の無軌道式走査装置。 ６、前記連節体を軸方向走行体との連続部をスライド可
   能とするスライド機構を設けたことを特徴とする特許請
   求の範囲第１項又は第２項記載の管検査用の無軌道式走
   査装置。 ７、前記連節体の形状を被検査配管曲管部の曲げ曲率を
   持つ円弧状としたことを特徴とする特許請求の範囲第６
   項記載の管検査用の無軌道式走査装置。