JP3583764B2 - 免震ダンパの検査方法及び検査装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、地震などによる構造物の揺れを抑制して構造物を保護するための免震ダンパの検査方法及び検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
近年、地震などによる構造物の揺れを抑制して構造物を保護する目的で、種々の免震ダンパが用いられている。
図９は、そのような免震ダンパの一例を示す図である。この免震ダンパ１０は、一つの平面に沿って湾曲する湾曲部１ａを設けた鉛柱体１の両端面にフランジ２を接合した構造を有している。
【０００３】
なお、この免震ダンパ１０において、湾曲部１ａは、中央部分が所定量だけ湾曲しているとともに、この湾曲した部分の両端から逆向きに湾曲して両端部に至っている。
また、鉛柱体１は、湾曲部１ａから両端部に至る部分で、径が徐々に大きくなる、いわゆるテーパ形状を有しており、両端面は互いに平行で、正対するように構成されている。
【０００４】
また、鉛柱体１の両端面に取り付けられたフランジ２は、ステンレス鋼などの鋼材（鋼板）から形成されており、鉛柱体１の両端面よりも大きな面を有している。また、フランジ２の四隅には、構造物及び構造物の基礎にボルトで固定するための孔（切り穴）２ａが設けられている。
【０００５】
上述のように構成されたこの免震ダンパ１０は、通常、免震構造において、両端のフランジ２を介して建物と基礎との間に連結され、そして、振動に対し鉛柱体１が柔らかく塑性変形することによって、振動エネルギーを吸収し、免震構造に減衰性能を付与して、建物と基礎との過大な相対変位を抑制する作用を果たすように構成されている。
【０００６】
そして、上記のような免震ダンパ１０が、振動エネルギーを吸収し、免震構造に減衰性能を付与して、建物と基礎との過大な相対変位を抑制する作用を確実に果たすためには、
(１)構造物あるいは構造物の基礎に固定されるフランジ２と振動エネルギーを吸収する鉛柱体１が確実に接合されていること、及び、
(２)免震ダンパ１０が設計通りの形状、構造を備えており、かつ、所定部分が設計値通りの寸法を有している（誤差が許容範囲に入っている）こと
が必須の要件となる。
【０００７】
なお、鉛柱体１とフランジ２の接合部（接合面）Ｓの接合状態を調べる方法としては、破壊検査と非破壊検査の方法があり、破壊検査は検査自体の信頼性は高いが、抜き取り検査になる点で、必ずしも十分な信頼性を確保することができないという問題点があり、製品を破壊することなく信頼性の高い検査を行うことが可能な非破壊検査方法が望まれている。
【０００８】
しかし、鉛柱体１とフランジ２の接合状態を非破壊検査による方法で調べることは、
(１)ステンレス鋼などの鋼材と鉛又は鉛合金という異質な材料の接合であって、接合状態が特殊であること、
(２)主たる材料として、鉛又は鉛合金が用いられており、Ｘ線撮影などの方法にもなじまないこと
などの理由から容易ではなく、製品である免震ダンパ１０の良否を非破壊で、確実に判定することは困難であるのが実情である。
【０００９】
また、免震ダンパの所定部分の寸法は、これまで、種々の計器を用いて測定されているが、図９に示すような、湾曲部１ａを有する免震ダンパ１０の湾曲部１ａなどの寸法を精度よく測定することは困難であり、手間がかかるばかりでなく、測定精度が低いという問題点がある。
【００１０】
本願発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、鉛柱体とフランジの接合状態を非破壊検査による方法で確実に調べることが可能であるとともに、免震ダンパの所定部分の寸法を精度よく測定することが可能な免震ダンパの検査方法及び該検査方法を効率よくかつ確実に実施することが可能な免震ダンパの検査装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本願発明（請求項１）の免震ダンパの検査方法は、
鉛又は鉛合金からなる柱体（以下「鉛柱体」という）の両端面に、鋼材からなるフランジが接合された構造を有する免震ダンパの検査方法であって、
フランジの上面側に溜めた水に浸漬した超音波探触子から超音波を入射し、反射エコーの大きさを検出して鉛柱体とフランジの接合状態を判定し、
光学式センサにより、免震ダンパと接触することなく、免震ダンパの所定部分の寸法を測定するとともに、
駆動機構により、超音波探触子及び光学式センサを移動させて、鉛柱体とフランジの接合状態の判定と、寸法の測定とを、複数の位置について行うこと
を特徴としている。
【００１２】
フランジの上面側に溜めた水に浸漬された超音波探触子から超音波を入射し、反射エコーの大きさから鉛柱体とフランジの接合状態を判定するとともに、光学式センサにより、免震ダンパと接触することなく、免震ダンパの所定部分の寸法を測定し、かつ、駆動機構により、超音波探触子及び光学式センサを移動させて、鉛柱体とフランジの接合状態の判定と、寸法の測定とを、複数の位置において行うようにしているので、鉛柱体とフランジの接合状態を複数の位置において容易、かつ確実に判定することが可能になるとともに、免震ダンパの複数の位置の寸法を精度よく、かつ容易に測定することが可能になり、免震ダンパの検査を高精度に、しかも効率よく行うことが可能になる。
【００１３】
なお、本願発明が採用している超音波探査法により、鉛柱体とフランジの接合状態を確実に判定することができるのは、以下の理由による。すなわち、鉛柱体とフランジが確実に接合されている場合には、接合部においてフランジから鉛柱体に超音波が定量的に透過し、接合部からの反射エコーは一定量になるが、鉛柱体とフランジが確実に接合されていない場合（例えば接合部に隙間や異物が存在しているような場合）には、隙間や異物の大きさに応じて、接合部からの反射エコーは大きくなる。したがって、例えば、予め、反射エコーの大きさと製品である免震ダンパの性能の関係を調べて、所定のしきい値を定めておき、反射エコーがしきい値より大きくなると接合状態が不良である（接合欠陥が存在する）と判定することにより、接合欠陥の有無を容易かつ確実に検出して、接合状態の良否判定を精度よく行うことが可能になる。
また、プログラムが組み込まれた装置を用いることにより、常に探触子の位置を自動的に調節し、適切な位置関係を保つことが可能になる。
【００１４】
それゆえ、超音波探触子により、鉛柱体とフランジの接合状態を調べるとともに、光学式センサにより、免震ダンパの複数の位置の寸法を検出することにより、製品の良否を確実に判定して、信頼性の高い免震ダンパを提供することが可能になる。
【００１５】
また、本願発明（請求項２）の免震ダンパの検査装置は、
鉛又は鉛合金からなる柱体（以下「鉛柱体」という）の両端面に、鋼材からなるフランジが接合された構造を有する免震ダンパの検査装置であって、
(ａ)免震ダンパが、その両端面が略水平になるような姿勢で載置されるテーブルと、
(ｂ)前記テーブル上に載置された免震ダンパの上側端面を構成するフランジ上に載置され、フランジの表面と密着することにより、水溜領域を形成する堰形成部材と、
(ｃ)反射エコーの大きさから鉛柱体とフランジの接合状態を判定するための超音波探触子であって、前記水溜領域内に溜めた水に浸漬された状態で、鉛柱体とフランジの接合部の検査領域に超音波を入射し、反射エコーの大きさを検出する超音波探触子と、
(ｄ)免震ダンパと接触することなく、免震ダンパの寸法を測定する光学式センサと、
(ｅ)前記超音波探触子及び前記光学式センサにより、免震ダンパの複数の位置における、鉛柱体とフランジの接合状態の判定、及び寸法の測定を行うことができるように、前記超音波探触子及び前記光学式センサを移動させる駆動機構と
を具備することを特徴としている。
【００１６】
本願発明（請求項２）の免震ダンパの検査装置は、(ａ)免震ダンパが所定の姿勢で載置されるテーブルと、(ｂ)免震ダンパの上側端面を構成するフランジ上に載置されて水溜領域を形成する堰形成部材と、(ｃ)水溜領域に溜めた水に浸漬された状態で、鉛柱体とフランジの接合部の検査領域に超音波を入射し、反射エコーの大きさを検出する超音波探触子と、(ｄ)免震ダンパの寸法を非接触で測定する光学式センサと、(ｅ)超音波探触子及び光学式センサを移動させて、免震ダンパの複数の位置における、鉛柱体とフランジの接合状態の判定、及び寸法の測定を行うことができるようにする駆動機構とを備えているので、鉛柱体とフランジの接合状態を複数の位置において容易かつ確実に判定することが可能になるとともに、免震ダンパの複数の位置の寸法を容易かつ高精度に測定することが可能になり、製品の良否を確実に判定して、信頼性の高い免震ダンパを提供することが可能になる。
【００１７】
また、請求項３の免震ダンパの検査装置は、前記テーブルが、載置される免震ダンパの位置決め機構を備えていることを特徴としている。
【００１８】
テーブルに、載置される免震ダンパの位置決め機構を設けることにより、超音波探触子及び光学式センサを移動させるだけで、免震ダンパとの関係において、超音波探触子及び光学式センサを確実に所望の位置に移動させることが可能になり、鉛柱体とフランジの接合状態の判定及び寸法の測定を確実に行うことが可能になり、本願発明をさらに実効あらしめることが可能になる。
【００１９】
また、請求項４の免震ダンパの検査装置は、前記テーブルが、平面的に回転させることができるように構成されていることを特徴としている。
【００２０】
テーブルを、平面的に回転させることができるように構成した場合、超音波探触子及び光学式センサの移動と、テーブルの回転により、さらに効率よく、所定の位置における鉛柱体とフランジの接合状態の判定及び寸法の測定を行うことが可能になる。
【００２１】
また、請求項５の免震ダンパの検査装置は、前記超音波探触子及び前記光学式センサが、一つの検査ヘッドに搭載されており、一つの駆動機構で前記検査ヘッドを移動させることにより、前記超音波探触子及び前記光学式センサを移動させることができるように構成されていることを特徴としている。
【００２２】
超音波探触子及び光学式センサを、一つの検査ヘッドに搭載し、一つの駆動機構により駆動させるようにした場合、一つの駆動機構により一つの検査ヘッドを移動させるだけで、超音波探触子及び光学式センサを移動させることが可能になり、設備構成を簡略化して、設備の小型化及びコストダウンを図ることが可能になる。
【００２３】
なお、本願発明は、超音波探触子及び光学式センサを、それぞれ別の検査ヘッドに搭載した構成を排除するものではなく、また、超音波探触子及び／又は光学式センサを複数備えている場合において、それぞれを別の検査ヘッドに搭載した構成も含むものである。
【００２４】
また、請求項６の免震ダンパの検査装置は、
前記光学式センサが、
(ａ)略水平方向に光を照射するとともに、その反射光を受光する第１の水平方向用光学式センサと、
(ｂ)前記第１の水平方向用光学式センサとは略１８０°異なる、略水平方向に光を照射するとともに、その反射光を受光する第２の水平方向用光学式センサと、
(ｃ)略垂直下方向に光を照射するとともに、その反射光を受光する垂直方向用光学式センサと
を備えていることを特徴としている。
【００２５】
光学式センサとして、上述のように、第１及び第２の水平方向用光学式センサと、垂直方向用光学式センサを備えた光学式センサを用いることにより、一つの投光部及び受光部を備えた一つの光学式センサを用い、この光学式センサを回動させて各方向の計測を行う場合に必要となるような、投光部及び受光部の回動機構を必要とすることなく、水平方向の、略１８０°異なる方向についての計測と、垂直下方向についての計測を容易かつ確実に行うことが可能になり、精度よく各方向についての計測を行うことが可能になる。
【００２６】
なお、請求項６の免震ダンパの検査装置においては、複数の光学式センサ（第１，第２の水平方向用光学式センサ及び垂直方向用光学式センサ）を備えており、部品点数が増えるという一面はあるが、
(１)一つの投光部及び受光部で各方向の計測を行う場合に必要となるような、投光部及び受光部の回動機構が不要になり、装置の複雑化を回避することができる、
(２)投光部及び受光部の回動機構を用いないため、投光部及び受光部を回動さる場合に生じるような位置ずれなどの誤差を排除することが可能になり、測定精度を向上させることが可能になる、
(３)投光部及び受光部は小型で、比較的安価な部品であり、複数個用いても、装置の全体としての大型化やコストの増大を招いたりしない
など、一つの投光部及び受光部で各方向の計測を行う場合に比べて有利な面が多い。
ただし、本願発明は、一つの投光部及び受光部で各方向の計測を行うようにした構成を排除するものではなく、一つの投光部及び受光部を用い、これらを回動させて、各方向の計測を行う構成も、本願発明の基本構成に含まれる。
【００２７】
また、請求項７の免震ダンパの検査装置は、免震ダンパの寸法を測定する前記光学式センサが、レーザ光線を用いたレーザ変位センサであることを特徴としている。
【００２８】
本願発明の免震ダンパの検査装置においては、免震ダンパの寸法を測定する光学式センサとして、種々のものを用いることが可能であるが、レーザ変位センサを用いることにより、高精度の寸法測定を行うことが可能になる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の実施の形態を示して、その特徴とするところをさらに詳しく説明する。
【００３０】
［実施形態１］
この実施形態では、図９に示すような、一つの平面に沿って湾曲する湾曲部１ａを備えた鉛柱体１の両端面に、構造物及び構造物の基礎にボルトで固定するための孔（切り穴）２ａを設けたフランジ２が接合された構造を有する免震ダンパ１０について、本願発明の免震ダンパの検査方法及び検査装置を用いて、鉛柱体１とフランジ２の接合部（接合面）Ｓの接合状態及び各部の寸法を調べる場合を例にとって説明する。
なお、図９の免震ダンパ１０の構造については、既に、従来の技術の欄で説明しているので、ここでは重複を避けるため細部の説明を省略する。
【００３１】
［免震ダンパの検査装置の構成］
図１は本願発明の一実施形態にかかる免震ダンパの検査装置の正面図、図２は側面図、図３は平面図、図４は本願発明の一実施形態にかかる免震ダンパの検査装置の要部構成を示す図である。
【００３２】
この免震ダンパの検査装置は、図１〜図３に示すように、免震ダンパ１０が、その両端面が略水平になるような姿勢で載置されるテーブル１１と、図４に示すように、免震ダンパ１０の上側端面を構成するフランジ２上に載置され、フランジ２の表面と密着することにより、内部に水１４を溜めるための水溜領域１２が形成される堰形成部材（この実施形態では、長さの短い単管からなるリング状フレーム）１３と、水溜領域１２に溜めた水１４に浸漬された状態で、鉛柱体１とフランジ２の接合部Ｓの所定の検査領域に超音波を入射するとともに、鉛柱体１とフランジ２の接合部Ｓからの反射エコーを検出し、反射エコーの大きさから鉛柱体１とフランジ２の接合状態の判定する超音波探触子１５と、免震ダンパ１０と接触することなく、免震ダンパ１０の所定部分の寸法を測定する光学式センサ１６と、免震ダンパ１０の所定の位置における鉛柱体１とフランジ２の接合状態の検出、及び寸法の測定を行うことができるように、超音波探触子１５及び光学式センサ１６を所定の位置に移動させる駆動機構１９（図１〜３）を備えている。
【００３３】
また、テーブル１１には、免震ダンパ１０を所定の位置に載置し、所定の姿勢で保持するための位置決め機構として、下側のフランジ２の２つの辺と当接して、免震ダンパ１０を所定の位置に保持する当接部材１７ａ，１７ｂ（図３）が配設されている。
また、この実施形態の免震ダンパの検査装置を構成するテーブル１１は、平面的に回転させることができるように構成されている。
【００３４】
また、超音波探触子１５及び光学式センサ１６は、一つの検査ヘッド１８に搭載されており、一つの駆動機構１９で検査ヘッド１８を移動させることにより、超音波探触子１５及び光学式センサ１６を所定の位置に移動させることができるように構成されている。
【００３５】
なお、この実施形態の免震ダンパの検査装置において、駆動機構１９は、マイクロモータ３１、リニアスケールユニット３２、ボールネジ３３、ケーブルベア３４、リニアウエイ３５、ボールスライド３６などを組み合わせて形成されており、検査ヘッド１８を前後方向（Ｙ軸方向）に移動させる前後駆動部１９ａ、左右方向（Ｘ軸方向）移動させる左右駆動部１９ｂ及び、上下方向（Ｚ軸方向）に移動させる上下駆動部１９ｃを備えており、超音波探触子１５及び光学式センサ１６が搭載された検査ヘッド１８をＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に移動させることができるように構成されている。ただし、この駆動機構１９の構成には、特に制約はなく、公知の種々の機構を採用することが可能である。
【００３６】
また、この実施形態においては、光学式センサ１６として、高い計測精度が得られるように、レーザ光線を用いたレーザ変位センサが用いられている。なお、光学式センサ１６は、これに制約されるものではなく、種々のタイプのものを用いることが可能である。
【００３７】
また、光学式センサ１６は、(ａ)略水平方向に光を照射するとともに、その反射光を受光する第１の水平方向用光学式センサ１６ａと、(ｂ)第１の水平方向用光学式センサとは略１８０°異なる、略水平方向に光を照射するとともに、その反射光を受光する第２の水平方向用光学式センサ１６ｂと、(ｃ)略垂直下方向に光を照射するとともに、その反射光を受光する垂直方向用光学式センサ１６ｃとを備えた構成とされている。
【００３８】
光学式センサ１６を、上述のような構成とすることにより、一つの投光部及び受光部で各方向の計測を行う場合に必要となるような、投光部及び受光部の回動機構を必要とすることなく、水平方向の、略１８０°異なる方向からの計測と、垂直下方向の計測を、確実に行うことが可能になる。
【００３９】
また、フランジ２上に載置される堰形成部材１３は、フランジ２との隙間から水が漏れないようにするために、マグネットによりフランジ２に固着され、フランジ２の下面と堰形成部材１３との間に隙間が生じないように構成されている。なお、必要に応じて、堰形成部材１３の下面にＯリング（図示せず）やインフレットシール機構（図示せず）を配設することも可能である。
【００４０】
また、水溜領域１２に水を供給したり、水溜領域１２に溜められた水１４を排出したりする際の作業性を向上させるために、堰形成部材１３にノズル（図示せず）を設けて、水の供給、排出をポンプなどにより自動的に行うように構成することも可能である。
【００４１】
また、この実施形態の免震ダンパの検査装置においては、エアシリンダ３７（図１）により超音波探触子１５を、上下方向に移動させることができるように構成されており、図４に示すように、検査時に、超音波探触子１５を下降させ、先端部を水溜領域１２に溜められた水１４に浸漬させた状態で超音波を照射するように構成されている。
【００４２】
また、この実施形態の免震ダンパの検査装置は、特に図示しないが、機構制御部、データの収録、処理を行うコンピュータ、結果を出力する出力手段などを備えている。
【００４３】
［検査方法］
次に、上述のように構成された免震ダンパの検査装置を用いて免震ダンパの検査を行う方法について説明する。
【００４４】
(１)鉛柱体とフランジの接合状態の検査
図４に示すように、フランジ２上に堰形成部材１３をセットし、マグネット（図示せず）によりフランジ２に固定する。
そして、堰形成部材１３の内側の水溜領域１２に、水１４を所定の深さになるまで供給する。
【００４５】
それから、検査ヘッド１８をフランジ２の上方の所定の位置に移動させた後、超音波探触子１５を下降させ、先端を水溜領域１２に溜めた水１４に浸漬させる。そして、その状態で、鉛柱体１とフランジ２の接合部（接合面）Ｓの所定の検査領域に、超音波を入射して、鉛柱体１とフランジ２の接合部（接合面）Ｓからの反射エコーを検出し、反射エコーの大きさから鉛柱体１とフランジ２の接合状態を検査する。なお、検査は、予め設定された走査ピッチで、連続して行われる。
そして、反射エコーの大きさから、所定の判定基準に基づいて、鉛柱体１とフランジ２の接合状態の良否を判定する。
【００４６】
(２)免震ダンパの寸法測定
＜（２−１）幅Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３の測定＞
ここでは、図５に示すように、免震ダンパ１０の鉛柱体１の上側部分と下側部分の幅Ｄ１，Ｄ３、及び湾曲部１ａの幅Ｄ２を測定する方法について説明する。
免震ダンパの幅を測定するにあたっては、まず、検査ヘッド１８（図１，図４）を移動させ、予め定められた高さ（Ｄ１の測定位置）に、光学式センサ１６（第１の水平方向用光学式センサ１６ａ）を移動させる。
【００４７】
それから、図５に示すように、検査ヘッド１８（図１，図４）を移動させ、第１の水平方向用光学式センサ１６ａを、免震ダンパ１０の鉛柱体１の外周に沿って移動させる。このとき、第１の水平方向用光学式センサ１６ａにより、レーザの値を測定し、図５の最小の距離ａをコンピュータに記憶する。
【００４８】
次に、図５に示すように、検査ヘッド１８（図１，図４）を反対方向に移動させ、第２の水平方向用光学式センサ１６ｂを、免震ダンパ１０の鉛柱体１の外周に沿って移動させる。このとき、第２の水平方向用光学式センサ１６ｂにより、レーザの値を測定し、図５の最小の距離ｂをコンピュータに記憶する。
【００４９】
そして、検査ヘッド１８（図１，図４）が機械的に移動した距離Ａと、上記距離ａ，ｂから、下記の式(1)により、Ｄ１を求める。
Ｄ１＝Ａ−ａ−ｂ ……(1)
そして、同様にして、Ｄ２、Ｄ３を測定する。
なお、さらに他の部分についても、同様に測定することが可能である。
【００５０】
＜(２−２)たわみδの測定＞
ここでは、上記（２−１）で測定した幅Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３の変位データから、たわみδを求める方法について説明する。
まず、Ｄ１測定時の距離（最小の距離）ａ，ｂから、図６に示す、鉛柱体１の上側部分の中心点Ｏを求める。
また、同様にして、Ｄ３測定時の距離（最小の距離）ｃ，ｄから、図６に示す、鉛柱体１の下側部分の中心点Ｐを求める。
そして、中心点Ｏ、Ｐから、一次方程式を算出し、Ｄ２測定時の距離ｅ（最小の距離）から、湾曲部１ａにおけるたわみδを求める。
【００５１】
＜（２−３）免震ダンパの高さＨの測定方法＞
ここでは、免震ダンパの高さ（全高）Ｈを求める方法について説明する。
まず、垂直方向用光学式センサ１６ｃが、フランジ２の上方を走査することが可能な、予め決められた高さに検査ヘッド１８（図１，図４）を移動させる。
次に、図７に示すように、垂直方向用光学式センサ１６ｃをフランジ２の中心に対向する位置まで移動させる。このときに、垂直方向用光学式センサ１６ｃにより、レーザの値を測定し、最小の距離ｆをコンピュータに記憶する。
そして、テーブル１１の上面から、垂直方向用光学式センサ１６ｃまでの距離Ｂと、上記最小の距離ｆから、下記の式(2)により、免震ダンパ１０の高さＨを求める。
Ｈ＝Ｂ−ｆ ……(2)
【００５２】
＜（２−４）切り穴の間隔Ｃの測定＞
垂直方向用光学式センサ１６ｃが、フランジ２の上方を走査することが可能な、予め決められた高さに検査ヘッド１８（図１，図４）を移動させる。
次に、図８(ａ)，(ｂ)に示すように、垂直方向用光学式センサ１６ｃを、予め決められた切り穴２ａの近傍に移動させる。
それから、垂直方向用光学式センサ１６ｃを、図８(ｂ)の線Ｌに沿って移動させることにより、切り穴２ａの近傍を密に走査し、切り穴２ａの両端（ｇ，ｈ）を検出する。さらに、同様にして、もう一方の切り穴２ａの近傍を密に走査し、切り穴２ａの両端（ｉ，ｊ）を検出する。
そして、切り穴２ａの両端の位置から、切り穴２ａの中心の位置を算出し、切り穴の間隔Ｃを求める。そして、同様にして、他の切り穴の間隔を求める。
これにより、免震ダンパの幅、たわみ、高さ、及び切り穴の間隔を正確に測定することができる。
【００５３】
上述のように、この実施形態の免震ダンパの検査装置を用いることにより、鉛柱体とフランジの接合状態を所定の複数の位置において容易かつ確実に判定することが可能になるとともに、免震ダンパの所定の複数の位置の寸法を容易かつ高精度に測定することが可能になり、免震ダンパの良否の検査を効率よく確実に判定することができる。
【００５４】
なお、上記実施形態では、鉛柱体１が湾曲部１ａを備えた、特有の形状を有する免震ダンパ１０を検査する場合を例にとって説明したが、本願発明においては、被検査体である免震ダンパの具体的な形状に特別の制約はない。
【００５５】
また、上記実施形態では、光学式センサ１６を、第１の水平方向用光学式センサ１６ａ、第２の水平方向用光学式センサ１６ｂ、及び垂直方向用光学式センサ１６ｃの３つのセンサを用いて構成した場合について説明したが、一つの投光部及び受光部からなる光学式センサを用い、これらを回動機構により回動させて、各方向の計測を行うように構成することも可能である。
【００５６】
なお、本願発明は、その他の点においても上記実施形態に限定されるものではなく、入射する超音波の周波数、光学式センサの種類、鉛柱体とフランジの接合状態の検査領域の区画方法や、光学式センサによる寸法測定を行うべき位置などに関し、発明の範囲内において、種々の応用、変形を加えることが可能である。
【００５７】
【発明の効果】
上述のように、本願発明（請求項１）の免震ダンパの検査方法は、フランジの上面側に溜めた水に浸漬された超音波探触子から超音波を入射し、反射エコーの大きさから鉛柱体とフランジの接合状態を判定するとともに、光学式センサにより、免震ダンパと接触することなく、免震ダンパの所定部分の寸法を測定し、かつ、駆動機構により、超音波探触子及び光学式センサを移動させて、鉛柱体とフランジの接合状態の判定と、寸法の測定とを、複数の位置において行うようにしているので、鉛柱体とフランジの接合状態を複数の位置において容易、かつ確実に判定することが可能になるとともに、免震ダンパの複数の位置の寸法を精度よく、かつ容易に測定することが可能になり、免震ダンパの検査を高精度に、しかも効率よく行うことができる。
また、プログラムが組み込まれた装置を用いることにより、鉛柱体とフランジの接合状態を正確に判定することが可能になり、人為的な誤差を防ぐことができるようになる。
【００５８】
また、請求項２の免震ダンパの検査装置は、(ａ)免震ダンパが所定の姿勢で載置されるテーブルと、(ｂ)免震ダンパの上側端面を構成するフランジ上に載置されて水溜領域を形成する堰形成部材と、(ｃ)水溜領域に溜めた水に浸漬された状態で、鉛柱体とフランジの接合部の検査領域に超音波を入射し、反射エコーの大きさを検出する超音波探触子と、(ｄ)免震ダンパの寸法を非接触で測定する光学式センサと、(ｅ)超音波探触子及び光学式センサを移動させて、免震ダンパの複数の位置における、鉛柱体とフランジの接合状態の判定、及び寸法の測定を行うことができるようにする駆動機構とを備えているので、鉛柱体とフランジの接合状態を複数の位置において容易かつ確実に判定することが可能になるとともに、免震ダンパの複数の位置の寸法を容易かつ高精度に測定することが可能になり、製品の良否を確実に判定して、信頼性の高い免震ダンパを提供することができるようになる。
【００５９】
また、請求項３の免震ダンパの検査装置のように、テーブルに、載置される免震ダンパの位置決め機構を設けることにより、超音波探触子及び光学式センサを移動させるだけで、免震ダンパとの関係において、超音波探触子及び光学式センサを確実に所望の位置に移動させることが可能になり、鉛柱体とフランジの接合状態の判定及び寸法の測定を確実に行うことが可能になり、本願発明をさらに実効あらしめることができる。
【００６０】
また、請求項４の免震ダンパの検査装置のように、テーブルを、平面的に回転させることができるように構成した場合、超音波探触子及び光学式センサの移動と、テーブルの回転により、さらに効率よく、所定の位置における鉛柱体とフランジの接合状態の判定及び寸法の測定を行うことができる。
【００６１】
また、請求項５の免震ダンパの検査装置のように、超音波探触子及び光学式センサを、一つの検査ヘッドに搭載し、一つの駆動機構により駆動させるようにした場合、一つの駆動機構により一つの検査ヘッドを移動させるだけで、超音波探触子及び光学式センサを移動させることが可能になり、設備構成を簡略化して、設備の小型化及びコストダウンを図ることができる。
【００６２】
また、請求項６の免震ダンパの検査装置のように、光学式センサとして、上述のように、第１及び第２の水平方向用光学式センサと、垂直方向用光学式センサを備えた光学式センサを用いた場合、一つの投光部及び受光部を備えた一つの光学式センサを用い、この光学式センサを回動させて各方向の計測を行う場合に必要となるような、投光部及び受光部の回動機構を必要とすることなく、水平方向の、略１８０°異なる方向についての計測と、垂直下方向についての計測を容易かつ確実に行うことが可能になり、精度よく各方向についての計測を行うことが可能になる。
【００６３】
また、請求項７の免震ダンパの検査装置のように、免震ダンパの寸法を測定する光学式センサとして、レーザ変位センサを用いた場合、高精度の寸法測定を行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明の一実施形態にかかる免震ダンパの検査装置の正面図である。
【図２】本願発明の一実施形態にかかる免震ダンパの検査装置の側面図である。
【図３】本願発明の一実施形態にかかる免震ダンパの検査装置の平面図である。
【図４】本願発明の一実施形態にかかる免震ダンパの検査装置の要部構成を示す図である。
【図５】本願発明の一実施形態にかかる免震ダンパの検査装置を用いて免震ダンパの幅を測定する方法を説明する図である。
【図６】本願発明の一実施形態にかかる免震ダンパの検査装置を用いて免震ダンパのたわみを測定する方法を説明する図である。
【図７】本願発明の一実施形態にかかる免震ダンパの検査装置を用いて免震ダンパの高さを測定する方法を説明する図である。
【図８】本願発明の一実施形態にかかる免震ダンパの検査装置を用いて免震ダンパのフランジの切り穴の間隔を測定する方法を説明する図である。
【図９】本願発明の実施形態において、鉛柱体とフランジの接合状態を調べた免震ダンパの構造を示す図である。
【符号の説明】
１ 鉛柱体
１ａ 湾曲部
２ フランジ
２ａ ボルトで固定するための孔（切り穴）
１０ 免震ダンパ
１１ テーブル
１２ 水溜領域
１３ 堰形成部材（リング状フレーム）
１４ 水
１５ 超音波探触子
１６ 光学式センサ
１６ａ 第１の水平方向用光学式センサ
１６ｂ 第２の水平方向用光学式センサ
１６ｃ 垂直方向用光学式センサ
１７ａ，１７ｂ 当接部材
１８ 検査ヘッド
１９ 駆動機構
１９ａ 前後駆動部
１９ｂ 左右駆動部
１９ｃ 上下駆動部
３１ マイクロモータ
３２ リニアスケールユニット
３３ ボールネジ
３４ ケーブルベア
３５ リニアウエイ
３６ ボールスライド
３７ エアシリンダ
ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ 最小の距離
ｇ，ｈ，ｉ，ｊ 切り穴の両端
Ａ 検査ヘッドが機械的に移動した距離
Ｂ テーブルの上面から垂直方向用光学式センサまでの距離
Ｃ 切り穴の間隔
Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３ 幅
Ｈ 免震ダンパの高さ
Ｌ 垂直方向用光学式センサの動線
Ｏ 鉛柱体の上側部分の中心点
Ｐ 鉛柱体の下側部分の中心点
Ｓ 鉛柱体とフランジの接合部（接合面）
δ たわみ
【発明の属する技術分野】
本願発明は、地震などによる構造物の揺れを抑制して構造物を保護するための免震ダンパの検査方法及び検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
近年、地震などによる構造物の揺れを抑制して構造物を保護する目的で、種々の免震ダンパが用いられている。
図９は、そのような免震ダンパの一例を示す図である。この免震ダンパ１０は、一つの平面に沿って湾曲する湾曲部１ａを設けた鉛柱体１の両端面にフランジ２を接合した構造を有している。
【０００３】
なお、この免震ダンパ１０において、湾曲部１ａは、中央部分が所定量だけ湾曲しているとともに、この湾曲した部分の両端から逆向きに湾曲して両端部に至っている。
また、鉛柱体１は、湾曲部１ａから両端部に至る部分で、径が徐々に大きくなる、いわゆるテーパ形状を有しており、両端面は互いに平行で、正対するように構成されている。
【０００４】
また、鉛柱体１の両端面に取り付けられたフランジ２は、ステンレス鋼などの鋼材（鋼板）から形成されており、鉛柱体１の両端面よりも大きな面を有している。また、フランジ２の四隅には、構造物及び構造物の基礎にボルトで固定するための孔（切り穴）２ａが設けられている。
【０００５】
上述のように構成されたこの免震ダンパ１０は、通常、免震構造において、両端のフランジ２を介して建物と基礎との間に連結され、そして、振動に対し鉛柱体１が柔らかく塑性変形することによって、振動エネルギーを吸収し、免震構造に減衰性能を付与して、建物と基礎との過大な相対変位を抑制する作用を果たすように構成されている。
【０００６】
そして、上記のような免震ダンパ１０が、振動エネルギーを吸収し、免震構造に減衰性能を付与して、建物と基礎との過大な相対変位を抑制する作用を確実に果たすためには、
(１)構造物あるいは構造物の基礎に固定されるフランジ２と振動エネルギーを吸収する鉛柱体１が確実に接合されていること、及び、
(２)免震ダンパ１０が設計通りの形状、構造を備えており、かつ、所定部分が設計値通りの寸法を有している（誤差が許容範囲に入っている）こと
が必須の要件となる。
【０００７】
なお、鉛柱体１とフランジ２の接合部（接合面）Ｓの接合状態を調べる方法としては、破壊検査と非破壊検査の方法があり、破壊検査は検査自体の信頼性は高いが、抜き取り検査になる点で、必ずしも十分な信頼性を確保することができないという問題点があり、製品を破壊することなく信頼性の高い検査を行うことが可能な非破壊検査方法が望まれている。
【０００８】
しかし、鉛柱体１とフランジ２の接合状態を非破壊検査による方法で調べることは、
(１)ステンレス鋼などの鋼材と鉛又は鉛合金という異質な材料の接合であって、接合状態が特殊であること、
(２)主たる材料として、鉛又は鉛合金が用いられており、Ｘ線撮影などの方法にもなじまないこと
などの理由から容易ではなく、製品である免震ダンパ１０の良否を非破壊で、確実に判定することは困難であるのが実情である。
【０００９】
また、免震ダンパの所定部分の寸法は、これまで、種々の計器を用いて測定されているが、図９に示すような、湾曲部１ａを有する免震ダンパ１０の湾曲部１ａなどの寸法を精度よく測定することは困難であり、手間がかかるばかりでなく、測定精度が低いという問題点がある。
【００１０】
本願発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、鉛柱体とフランジの接合状態を非破壊検査による方法で確実に調べることが可能であるとともに、免震ダンパの所定部分の寸法を精度よく測定することが可能な免震ダンパの検査方法及び該検査方法を効率よくかつ確実に実施することが可能な免震ダンパの検査装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本願発明（請求項１）の免震ダンパの検査方法は、
鉛又は鉛合金からなる柱体（以下「鉛柱体」という）の両端面に、鋼材からなるフランジが接合された構造を有する免震ダンパの検査方法であって、
フランジの上面側に溜めた水に浸漬した超音波探触子から超音波を入射し、反射エコーの大きさを検出して鉛柱体とフランジの接合状態を判定し、
光学式センサにより、免震ダンパと接触することなく、免震ダンパの所定部分の寸法を測定するとともに、
駆動機構により、超音波探触子及び光学式センサを移動させて、鉛柱体とフランジの接合状態の判定と、寸法の測定とを、複数の位置について行うこと
を特徴としている。
【００１２】
フランジの上面側に溜めた水に浸漬された超音波探触子から超音波を入射し、反射エコーの大きさから鉛柱体とフランジの接合状態を判定するとともに、光学式センサにより、免震ダンパと接触することなく、免震ダンパの所定部分の寸法を測定し、かつ、駆動機構により、超音波探触子及び光学式センサを移動させて、鉛柱体とフランジの接合状態の判定と、寸法の測定とを、複数の位置において行うようにしているので、鉛柱体とフランジの接合状態を複数の位置において容易、かつ確実に判定することが可能になるとともに、免震ダンパの複数の位置の寸法を精度よく、かつ容易に測定することが可能になり、免震ダンパの検査を高精度に、しかも効率よく行うことが可能になる。
【００１３】
なお、本願発明が採用している超音波探査法により、鉛柱体とフランジの接合状態を確実に判定することができるのは、以下の理由による。すなわち、鉛柱体とフランジが確実に接合されている場合には、接合部においてフランジから鉛柱体に超音波が定量的に透過し、接合部からの反射エコーは一定量になるが、鉛柱体とフランジが確実に接合されていない場合（例えば接合部に隙間や異物が存在しているような場合）には、隙間や異物の大きさに応じて、接合部からの反射エコーは大きくなる。したがって、例えば、予め、反射エコーの大きさと製品である免震ダンパの性能の関係を調べて、所定のしきい値を定めておき、反射エコーがしきい値より大きくなると接合状態が不良である（接合欠陥が存在する）と判定することにより、接合欠陥の有無を容易かつ確実に検出して、接合状態の良否判定を精度よく行うことが可能になる。
また、プログラムが組み込まれた装置を用いることにより、常に探触子の位置を自動的に調節し、適切な位置関係を保つことが可能になる。
【００１４】
それゆえ、超音波探触子により、鉛柱体とフランジの接合状態を調べるとともに、光学式センサにより、免震ダンパの複数の位置の寸法を検出することにより、製品の良否を確実に判定して、信頼性の高い免震ダンパを提供することが可能になる。
【００１５】
また、本願発明（請求項２）の免震ダンパの検査装置は、
鉛又は鉛合金からなる柱体（以下「鉛柱体」という）の両端面に、鋼材からなるフランジが接合された構造を有する免震ダンパの検査装置であって、
(ａ)免震ダンパが、その両端面が略水平になるような姿勢で載置されるテーブルと、
(ｂ)前記テーブル上に載置された免震ダンパの上側端面を構成するフランジ上に載置され、フランジの表面と密着することにより、水溜領域を形成する堰形成部材と、
(ｃ)反射エコーの大きさから鉛柱体とフランジの接合状態を判定するための超音波探触子であって、前記水溜領域内に溜めた水に浸漬された状態で、鉛柱体とフランジの接合部の検査領域に超音波を入射し、反射エコーの大きさを検出する超音波探触子と、
(ｄ)免震ダンパと接触することなく、免震ダンパの寸法を測定する光学式センサと、
(ｅ)前記超音波探触子及び前記光学式センサにより、免震ダンパの複数の位置における、鉛柱体とフランジの接合状態の判定、及び寸法の測定を行うことができるように、前記超音波探触子及び前記光学式センサを移動させる駆動機構と
を具備することを特徴としている。
【００１６】
本願発明（請求項２）の免震ダンパの検査装置は、(ａ)免震ダンパが所定の姿勢で載置されるテーブルと、(ｂ)免震ダンパの上側端面を構成するフランジ上に載置されて水溜領域を形成する堰形成部材と、(ｃ)水溜領域に溜めた水に浸漬された状態で、鉛柱体とフランジの接合部の検査領域に超音波を入射し、反射エコーの大きさを検出する超音波探触子と、(ｄ)免震ダンパの寸法を非接触で測定する光学式センサと、(ｅ)超音波探触子及び光学式センサを移動させて、免震ダンパの複数の位置における、鉛柱体とフランジの接合状態の判定、及び寸法の測定を行うことができるようにする駆動機構とを備えているので、鉛柱体とフランジの接合状態を複数の位置において容易かつ確実に判定することが可能になるとともに、免震ダンパの複数の位置の寸法を容易かつ高精度に測定することが可能になり、製品の良否を確実に判定して、信頼性の高い免震ダンパを提供することが可能になる。
【００１７】
また、請求項３の免震ダンパの検査装置は、前記テーブルが、載置される免震ダンパの位置決め機構を備えていることを特徴としている。
【００１８】
テーブルに、載置される免震ダンパの位置決め機構を設けることにより、超音波探触子及び光学式センサを移動させるだけで、免震ダンパとの関係において、超音波探触子及び光学式センサを確実に所望の位置に移動させることが可能になり、鉛柱体とフランジの接合状態の判定及び寸法の測定を確実に行うことが可能になり、本願発明をさらに実効あらしめることが可能になる。
【００１９】
また、請求項４の免震ダンパの検査装置は、前記テーブルが、平面的に回転させることができるように構成されていることを特徴としている。
【００２０】
テーブルを、平面的に回転させることができるように構成した場合、超音波探触子及び光学式センサの移動と、テーブルの回転により、さらに効率よく、所定の位置における鉛柱体とフランジの接合状態の判定及び寸法の測定を行うことが可能になる。
【００２１】
また、請求項５の免震ダンパの検査装置は、前記超音波探触子及び前記光学式センサが、一つの検査ヘッドに搭載されており、一つの駆動機構で前記検査ヘッドを移動させることにより、前記超音波探触子及び前記光学式センサを移動させることができるように構成されていることを特徴としている。
【００２２】
超音波探触子及び光学式センサを、一つの検査ヘッドに搭載し、一つの駆動機構により駆動させるようにした場合、一つの駆動機構により一つの検査ヘッドを移動させるだけで、超音波探触子及び光学式センサを移動させることが可能になり、設備構成を簡略化して、設備の小型化及びコストダウンを図ることが可能になる。
【００２３】
なお、本願発明は、超音波探触子及び光学式センサを、それぞれ別の検査ヘッドに搭載した構成を排除するものではなく、また、超音波探触子及び／又は光学式センサを複数備えている場合において、それぞれを別の検査ヘッドに搭載した構成も含むものである。
【００２４】
また、請求項６の免震ダンパの検査装置は、
前記光学式センサが、
(ａ)略水平方向に光を照射するとともに、その反射光を受光する第１の水平方向用光学式センサと、
(ｂ)前記第１の水平方向用光学式センサとは略１８０°異なる、略水平方向に光を照射するとともに、その反射光を受光する第２の水平方向用光学式センサと、
(ｃ)略垂直下方向に光を照射するとともに、その反射光を受光する垂直方向用光学式センサと
を備えていることを特徴としている。
【００２５】
光学式センサとして、上述のように、第１及び第２の水平方向用光学式センサと、垂直方向用光学式センサを備えた光学式センサを用いることにより、一つの投光部及び受光部を備えた一つの光学式センサを用い、この光学式センサを回動させて各方向の計測を行う場合に必要となるような、投光部及び受光部の回動機構を必要とすることなく、水平方向の、略１８０°異なる方向についての計測と、垂直下方向についての計測を容易かつ確実に行うことが可能になり、精度よく各方向についての計測を行うことが可能になる。
【００２６】
なお、請求項６の免震ダンパの検査装置においては、複数の光学式センサ（第１，第２の水平方向用光学式センサ及び垂直方向用光学式センサ）を備えており、部品点数が増えるという一面はあるが、
(１)一つの投光部及び受光部で各方向の計測を行う場合に必要となるような、投光部及び受光部の回動機構が不要になり、装置の複雑化を回避することができる、
(２)投光部及び受光部の回動機構を用いないため、投光部及び受光部を回動さる場合に生じるような位置ずれなどの誤差を排除することが可能になり、測定精度を向上させることが可能になる、
(３)投光部及び受光部は小型で、比較的安価な部品であり、複数個用いても、装置の全体としての大型化やコストの増大を招いたりしない
など、一つの投光部及び受光部で各方向の計測を行う場合に比べて有利な面が多い。
ただし、本願発明は、一つの投光部及び受光部で各方向の計測を行うようにした構成を排除するものではなく、一つの投光部及び受光部を用い、これらを回動させて、各方向の計測を行う構成も、本願発明の基本構成に含まれる。
【００２７】
また、請求項７の免震ダンパの検査装置は、免震ダンパの寸法を測定する前記光学式センサが、レーザ光線を用いたレーザ変位センサであることを特徴としている。
【００２８】
本願発明の免震ダンパの検査装置においては、免震ダンパの寸法を測定する光学式センサとして、種々のものを用いることが可能であるが、レーザ変位センサを用いることにより、高精度の寸法測定を行うことが可能になる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の実施の形態を示して、その特徴とするところをさらに詳しく説明する。
【００３０】
［実施形態１］
この実施形態では、図９に示すような、一つの平面に沿って湾曲する湾曲部１ａを備えた鉛柱体１の両端面に、構造物及び構造物の基礎にボルトで固定するための孔（切り穴）２ａを設けたフランジ２が接合された構造を有する免震ダンパ１０について、本願発明の免震ダンパの検査方法及び検査装置を用いて、鉛柱体１とフランジ２の接合部（接合面）Ｓの接合状態及び各部の寸法を調べる場合を例にとって説明する。
なお、図９の免震ダンパ１０の構造については、既に、従来の技術の欄で説明しているので、ここでは重複を避けるため細部の説明を省略する。
【００３１】
［免震ダンパの検査装置の構成］
図１は本願発明の一実施形態にかかる免震ダンパの検査装置の正面図、図２は側面図、図３は平面図、図４は本願発明の一実施形態にかかる免震ダンパの検査装置の要部構成を示す図である。
【００３２】
この免震ダンパの検査装置は、図１〜図３に示すように、免震ダンパ１０が、その両端面が略水平になるような姿勢で載置されるテーブル１１と、図４に示すように、免震ダンパ１０の上側端面を構成するフランジ２上に載置され、フランジ２の表面と密着することにより、内部に水１４を溜めるための水溜領域１２が形成される堰形成部材（この実施形態では、長さの短い単管からなるリング状フレーム）１３と、水溜領域１２に溜めた水１４に浸漬された状態で、鉛柱体１とフランジ２の接合部Ｓの所定の検査領域に超音波を入射するとともに、鉛柱体１とフランジ２の接合部Ｓからの反射エコーを検出し、反射エコーの大きさから鉛柱体１とフランジ２の接合状態の判定する超音波探触子１５と、免震ダンパ１０と接触することなく、免震ダンパ１０の所定部分の寸法を測定する光学式センサ１６と、免震ダンパ１０の所定の位置における鉛柱体１とフランジ２の接合状態の検出、及び寸法の測定を行うことができるように、超音波探触子１５及び光学式センサ１６を所定の位置に移動させる駆動機構１９（図１〜３）を備えている。
【００３３】
また、テーブル１１には、免震ダンパ１０を所定の位置に載置し、所定の姿勢で保持するための位置決め機構として、下側のフランジ２の２つの辺と当接して、免震ダンパ１０を所定の位置に保持する当接部材１７ａ，１７ｂ（図３）が配設されている。
また、この実施形態の免震ダンパの検査装置を構成するテーブル１１は、平面的に回転させることができるように構成されている。
【００３４】
また、超音波探触子１５及び光学式センサ１６は、一つの検査ヘッド１８に搭載されており、一つの駆動機構１９で検査ヘッド１８を移動させることにより、超音波探触子１５及び光学式センサ１６を所定の位置に移動させることができるように構成されている。
【００３５】
なお、この実施形態の免震ダンパの検査装置において、駆動機構１９は、マイクロモータ３１、リニアスケールユニット３２、ボールネジ３３、ケーブルベア３４、リニアウエイ３５、ボールスライド３６などを組み合わせて形成されており、検査ヘッド１８を前後方向（Ｙ軸方向）に移動させる前後駆動部１９ａ、左右方向（Ｘ軸方向）移動させる左右駆動部１９ｂ及び、上下方向（Ｚ軸方向）に移動させる上下駆動部１９ｃを備えており、超音波探触子１５及び光学式センサ１６が搭載された検査ヘッド１８をＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に移動させることができるように構成されている。ただし、この駆動機構１９の構成には、特に制約はなく、公知の種々の機構を採用することが可能である。
【００３６】
また、この実施形態においては、光学式センサ１６として、高い計測精度が得られるように、レーザ光線を用いたレーザ変位センサが用いられている。なお、光学式センサ１６は、これに制約されるものではなく、種々のタイプのものを用いることが可能である。
【００３７】
また、光学式センサ１６は、(ａ)略水平方向に光を照射するとともに、その反射光を受光する第１の水平方向用光学式センサ１６ａと、(ｂ)第１の水平方向用光学式センサとは略１８０°異なる、略水平方向に光を照射するとともに、その反射光を受光する第２の水平方向用光学式センサ１６ｂと、(ｃ)略垂直下方向に光を照射するとともに、その反射光を受光する垂直方向用光学式センサ１６ｃとを備えた構成とされている。
【００３８】
光学式センサ１６を、上述のような構成とすることにより、一つの投光部及び受光部で各方向の計測を行う場合に必要となるような、投光部及び受光部の回動機構を必要とすることなく、水平方向の、略１８０°異なる方向からの計測と、垂直下方向の計測を、確実に行うことが可能になる。
【００３９】
また、フランジ２上に載置される堰形成部材１３は、フランジ２との隙間から水が漏れないようにするために、マグネットによりフランジ２に固着され、フランジ２の下面と堰形成部材１３との間に隙間が生じないように構成されている。なお、必要に応じて、堰形成部材１３の下面にＯリング（図示せず）やインフレットシール機構（図示せず）を配設することも可能である。
【００４０】
また、水溜領域１２に水を供給したり、水溜領域１２に溜められた水１４を排出したりする際の作業性を向上させるために、堰形成部材１３にノズル（図示せず）を設けて、水の供給、排出をポンプなどにより自動的に行うように構成することも可能である。
【００４１】
また、この実施形態の免震ダンパの検査装置においては、エアシリンダ３７（図１）により超音波探触子１５を、上下方向に移動させることができるように構成されており、図４に示すように、検査時に、超音波探触子１５を下降させ、先端部を水溜領域１２に溜められた水１４に浸漬させた状態で超音波を照射するように構成されている。
【００４２】
また、この実施形態の免震ダンパの検査装置は、特に図示しないが、機構制御部、データの収録、処理を行うコンピュータ、結果を出力する出力手段などを備えている。
【００４３】
［検査方法］
次に、上述のように構成された免震ダンパの検査装置を用いて免震ダンパの検査を行う方法について説明する。
【００４４】
(１)鉛柱体とフランジの接合状態の検査
図４に示すように、フランジ２上に堰形成部材１３をセットし、マグネット（図示せず）によりフランジ２に固定する。
そして、堰形成部材１３の内側の水溜領域１２に、水１４を所定の深さになるまで供給する。
【００４５】
それから、検査ヘッド１８をフランジ２の上方の所定の位置に移動させた後、超音波探触子１５を下降させ、先端を水溜領域１２に溜めた水１４に浸漬させる。そして、その状態で、鉛柱体１とフランジ２の接合部（接合面）Ｓの所定の検査領域に、超音波を入射して、鉛柱体１とフランジ２の接合部（接合面）Ｓからの反射エコーを検出し、反射エコーの大きさから鉛柱体１とフランジ２の接合状態を検査する。なお、検査は、予め設定された走査ピッチで、連続して行われる。
そして、反射エコーの大きさから、所定の判定基準に基づいて、鉛柱体１とフランジ２の接合状態の良否を判定する。
【００４６】
(２)免震ダンパの寸法測定
＜（２−１）幅Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３の測定＞
ここでは、図５に示すように、免震ダンパ１０の鉛柱体１の上側部分と下側部分の幅Ｄ１，Ｄ３、及び湾曲部１ａの幅Ｄ２を測定する方法について説明する。
免震ダンパの幅を測定するにあたっては、まず、検査ヘッド１８（図１，図４）を移動させ、予め定められた高さ（Ｄ１の測定位置）に、光学式センサ１６（第１の水平方向用光学式センサ１６ａ）を移動させる。
【００４７】
それから、図５に示すように、検査ヘッド１８（図１，図４）を移動させ、第１の水平方向用光学式センサ１６ａを、免震ダンパ１０の鉛柱体１の外周に沿って移動させる。このとき、第１の水平方向用光学式センサ１６ａにより、レーザの値を測定し、図５の最小の距離ａをコンピュータに記憶する。
【００４８】
次に、図５に示すように、検査ヘッド１８（図１，図４）を反対方向に移動させ、第２の水平方向用光学式センサ１６ｂを、免震ダンパ１０の鉛柱体１の外周に沿って移動させる。このとき、第２の水平方向用光学式センサ１６ｂにより、レーザの値を測定し、図５の最小の距離ｂをコンピュータに記憶する。
【００４９】
そして、検査ヘッド１８（図１，図４）が機械的に移動した距離Ａと、上記距離ａ，ｂから、下記の式(1)により、Ｄ１を求める。
Ｄ１＝Ａ−ａ−ｂ ……(1)
そして、同様にして、Ｄ２、Ｄ３を測定する。
なお、さらに他の部分についても、同様に測定することが可能である。
【００５０】
＜(２−２)たわみδの測定＞
ここでは、上記（２−１）で測定した幅Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３の変位データから、たわみδを求める方法について説明する。
まず、Ｄ１測定時の距離（最小の距離）ａ，ｂから、図６に示す、鉛柱体１の上側部分の中心点Ｏを求める。
また、同様にして、Ｄ３測定時の距離（最小の距離）ｃ，ｄから、図６に示す、鉛柱体１の下側部分の中心点Ｐを求める。
そして、中心点Ｏ、Ｐから、一次方程式を算出し、Ｄ２測定時の距離ｅ（最小の距離）から、湾曲部１ａにおけるたわみδを求める。
【００５１】
＜（２−３）免震ダンパの高さＨの測定方法＞
ここでは、免震ダンパの高さ（全高）Ｈを求める方法について説明する。
まず、垂直方向用光学式センサ１６ｃが、フランジ２の上方を走査することが可能な、予め決められた高さに検査ヘッド１８（図１，図４）を移動させる。
次に、図７に示すように、垂直方向用光学式センサ１６ｃをフランジ２の中心に対向する位置まで移動させる。このときに、垂直方向用光学式センサ１６ｃにより、レーザの値を測定し、最小の距離ｆをコンピュータに記憶する。
そして、テーブル１１の上面から、垂直方向用光学式センサ１６ｃまでの距離Ｂと、上記最小の距離ｆから、下記の式(2)により、免震ダンパ１０の高さＨを求める。
Ｈ＝Ｂ−ｆ ……(2)
【００５２】
＜（２−４）切り穴の間隔Ｃの測定＞
垂直方向用光学式センサ１６ｃが、フランジ２の上方を走査することが可能な、予め決められた高さに検査ヘッド１８（図１，図４）を移動させる。
次に、図８(ａ)，(ｂ)に示すように、垂直方向用光学式センサ１６ｃを、予め決められた切り穴２ａの近傍に移動させる。
それから、垂直方向用光学式センサ１６ｃを、図８(ｂ)の線Ｌに沿って移動させることにより、切り穴２ａの近傍を密に走査し、切り穴２ａの両端（ｇ，ｈ）を検出する。さらに、同様にして、もう一方の切り穴２ａの近傍を密に走査し、切り穴２ａの両端（ｉ，ｊ）を検出する。
そして、切り穴２ａの両端の位置から、切り穴２ａの中心の位置を算出し、切り穴の間隔Ｃを求める。そして、同様にして、他の切り穴の間隔を求める。
これにより、免震ダンパの幅、たわみ、高さ、及び切り穴の間隔を正確に測定することができる。
【００５３】
上述のように、この実施形態の免震ダンパの検査装置を用いることにより、鉛柱体とフランジの接合状態を所定の複数の位置において容易かつ確実に判定することが可能になるとともに、免震ダンパの所定の複数の位置の寸法を容易かつ高精度に測定することが可能になり、免震ダンパの良否の検査を効率よく確実に判定することができる。
【００５４】
なお、上記実施形態では、鉛柱体１が湾曲部１ａを備えた、特有の形状を有する免震ダンパ１０を検査する場合を例にとって説明したが、本願発明においては、被検査体である免震ダンパの具体的な形状に特別の制約はない。
【００５５】
また、上記実施形態では、光学式センサ１６を、第１の水平方向用光学式センサ１６ａ、第２の水平方向用光学式センサ１６ｂ、及び垂直方向用光学式センサ１６ｃの３つのセンサを用いて構成した場合について説明したが、一つの投光部及び受光部からなる光学式センサを用い、これらを回動機構により回動させて、各方向の計測を行うように構成することも可能である。
【００５６】
なお、本願発明は、その他の点においても上記実施形態に限定されるものではなく、入射する超音波の周波数、光学式センサの種類、鉛柱体とフランジの接合状態の検査領域の区画方法や、光学式センサによる寸法測定を行うべき位置などに関し、発明の範囲内において、種々の応用、変形を加えることが可能である。
【００５７】
【発明の効果】
上述のように、本願発明（請求項１）の免震ダンパの検査方法は、フランジの上面側に溜めた水に浸漬された超音波探触子から超音波を入射し、反射エコーの大きさから鉛柱体とフランジの接合状態を判定するとともに、光学式センサにより、免震ダンパと接触することなく、免震ダンパの所定部分の寸法を測定し、かつ、駆動機構により、超音波探触子及び光学式センサを移動させて、鉛柱体とフランジの接合状態の判定と、寸法の測定とを、複数の位置において行うようにしているので、鉛柱体とフランジの接合状態を複数の位置において容易、かつ確実に判定することが可能になるとともに、免震ダンパの複数の位置の寸法を精度よく、かつ容易に測定することが可能になり、免震ダンパの検査を高精度に、しかも効率よく行うことができる。
また、プログラムが組み込まれた装置を用いることにより、鉛柱体とフランジの接合状態を正確に判定することが可能になり、人為的な誤差を防ぐことができるようになる。
【００５８】
また、請求項２の免震ダンパの検査装置は、(ａ)免震ダンパが所定の姿勢で載置されるテーブルと、(ｂ)免震ダンパの上側端面を構成するフランジ上に載置されて水溜領域を形成する堰形成部材と、(ｃ)水溜領域に溜めた水に浸漬された状態で、鉛柱体とフランジの接合部の検査領域に超音波を入射し、反射エコーの大きさを検出する超音波探触子と、(ｄ)免震ダンパの寸法を非接触で測定する光学式センサと、(ｅ)超音波探触子及び光学式センサを移動させて、免震ダンパの複数の位置における、鉛柱体とフランジの接合状態の判定、及び寸法の測定を行うことができるようにする駆動機構とを備えているので、鉛柱体とフランジの接合状態を複数の位置において容易かつ確実に判定することが可能になるとともに、免震ダンパの複数の位置の寸法を容易かつ高精度に測定することが可能になり、製品の良否を確実に判定して、信頼性の高い免震ダンパを提供することができるようになる。
【００５９】
また、請求項３の免震ダンパの検査装置のように、テーブルに、載置される免震ダンパの位置決め機構を設けることにより、超音波探触子及び光学式センサを移動させるだけで、免震ダンパとの関係において、超音波探触子及び光学式センサを確実に所望の位置に移動させることが可能になり、鉛柱体とフランジの接合状態の判定及び寸法の測定を確実に行うことが可能になり、本願発明をさらに実効あらしめることができる。
【００６０】
また、請求項４の免震ダンパの検査装置のように、テーブルを、平面的に回転させることができるように構成した場合、超音波探触子及び光学式センサの移動と、テーブルの回転により、さらに効率よく、所定の位置における鉛柱体とフランジの接合状態の判定及び寸法の測定を行うことができる。
【００６１】
また、請求項５の免震ダンパの検査装置のように、超音波探触子及び光学式センサを、一つの検査ヘッドに搭載し、一つの駆動機構により駆動させるようにした場合、一つの駆動機構により一つの検査ヘッドを移動させるだけで、超音波探触子及び光学式センサを移動させることが可能になり、設備構成を簡略化して、設備の小型化及びコストダウンを図ることができる。
【００６２】
また、請求項６の免震ダンパの検査装置のように、光学式センサとして、上述のように、第１及び第２の水平方向用光学式センサと、垂直方向用光学式センサを備えた光学式センサを用いた場合、一つの投光部及び受光部を備えた一つの光学式センサを用い、この光学式センサを回動させて各方向の計測を行う場合に必要となるような、投光部及び受光部の回動機構を必要とすることなく、水平方向の、略１８０°異なる方向についての計測と、垂直下方向についての計測を容易かつ確実に行うことが可能になり、精度よく各方向についての計測を行うことが可能になる。
【００６３】
また、請求項７の免震ダンパの検査装置のように、免震ダンパの寸法を測定する光学式センサとして、レーザ変位センサを用いた場合、高精度の寸法測定を行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明の一実施形態にかかる免震ダンパの検査装置の正面図である。
【図２】本願発明の一実施形態にかかる免震ダンパの検査装置の側面図である。
【図３】本願発明の一実施形態にかかる免震ダンパの検査装置の平面図である。
【図４】本願発明の一実施形態にかかる免震ダンパの検査装置の要部構成を示す図である。
【図５】本願発明の一実施形態にかかる免震ダンパの検査装置を用いて免震ダンパの幅を測定する方法を説明する図である。
【図６】本願発明の一実施形態にかかる免震ダンパの検査装置を用いて免震ダンパのたわみを測定する方法を説明する図である。
【図７】本願発明の一実施形態にかかる免震ダンパの検査装置を用いて免震ダンパの高さを測定する方法を説明する図である。
【図８】本願発明の一実施形態にかかる免震ダンパの検査装置を用いて免震ダンパのフランジの切り穴の間隔を測定する方法を説明する図である。
【図９】本願発明の実施形態において、鉛柱体とフランジの接合状態を調べた免震ダンパの構造を示す図である。
【符号の説明】
１ 鉛柱体
１ａ 湾曲部
２ フランジ
２ａ ボルトで固定するための孔（切り穴）
１０ 免震ダンパ
１１ テーブル
１２ 水溜領域
１３ 堰形成部材（リング状フレーム）
１４ 水
１５ 超音波探触子
１６ 光学式センサ
１６ａ 第１の水平方向用光学式センサ
１６ｂ 第２の水平方向用光学式センサ
１６ｃ 垂直方向用光学式センサ
１７ａ，１７ｂ 当接部材
１８ 検査ヘッド
１９ 駆動機構
１９ａ 前後駆動部
１９ｂ 左右駆動部
１９ｃ 上下駆動部
３１ マイクロモータ
３２ リニアスケールユニット
３３ ボールネジ
３４ ケーブルベア
３５ リニアウエイ
３６ ボールスライド
３７ エアシリンダ
ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ 最小の距離
ｇ，ｈ，ｉ，ｊ 切り穴の両端
Ａ 検査ヘッドが機械的に移動した距離
Ｂ テーブルの上面から垂直方向用光学式センサまでの距離
Ｃ 切り穴の間隔
Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３ 幅
Ｈ 免震ダンパの高さ
Ｌ 垂直方向用光学式センサの動線
Ｏ 鉛柱体の上側部分の中心点
Ｐ 鉛柱体の下側部分の中心点
Ｓ 鉛柱体とフランジの接合部（接合面）
δ たわみ
Claims (7)
- 鉛又は鉛合金からなる柱体（以下「鉛柱体」という）の両端面に、鋼材からなるフランジが接合された構造を有する免震ダンパの検査方法であって、
フランジの上面側に溜めた水に浸漬した超音波探触子から超音波を入射し、反射エコーの大きさを検出して鉛柱体とフランジの接合状態を判定し、
光学式センサにより、免震ダンパと接触することなく、免震ダンパの所定部分の寸法を測定するとともに、
駆動機構により、超音波探触子及び光学式センサを移動させて、鉛柱体とフランジの接合状態の判定と、寸法の測定とを、複数の位置について行うこと
を特徴とする免震ダンパの検査方法。 - 鉛又は鉛合金からなる柱体（以下「鉛柱体」という）の両端面に、鋼材からなるフランジが接合された構造を有する免震ダンパの検査装置であって、
(ａ)免震ダンパが、その両端面が略水平になるような姿勢で載置されるテーブルと、
(ｂ)前記テーブル上に載置された免震ダンパの上側端面を構成するフランジ上に載置され、フランジの表面と密着することにより、水溜領域を形成する堰形成部材と、
(ｃ)反射エコーの大きさから鉛柱体とフランジの接合状態を判定するための超音波探触子であって、前記水溜領域内に溜めた水に浸漬された状態で、鉛柱体とフランジの接合部の検査領域に超音波を入射し、反射エコーの大きさを検出する超音波探触子と、
(ｄ)免震ダンパと接触することなく、免震ダンパの寸法を測定する光学式センサと、
(ｅ)前記超音波探触子及び前記光学式センサにより、免震ダンパの複数の位置における、鉛柱体とフランジの接合状態の判定、及び寸法の測定を行うことができるように、前記超音波探触子及び前記光学式センサを移動させる駆動機構と
を具備することを特徴とする免震ダンパの検査装置。 - 前記テーブルが、載置される免震ダンパの位置決め機構を備えていることを特徴とする請求項２記載の免震ダンパの検査装置。
- 前記テーブルが、平面的に回転させることができるように構成されていることを特徴とする請求項２又は３記載の免震ダンパの検査装置。
- 前記超音波探触子及び前記光学式センサが、一つの検査ヘッドに搭載されており、一つの駆動機構で前記検査ヘッドを移動させることにより、前記超音波探触子及び前記光学式センサを移動させることができるように構成されていることを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の免震ダンパの検査装置。
- 前記光学式センサが、
(ａ)略水平方向に光を照射するとともに、その反射光を受光する第１の水平方向用光学式センサと、
(ｂ)前記第１の水平方向用光学式センサとは略１８０°異なる、略水平方向に光を照射するとともに、その反射光を受光する第２の水平方向用光学式センサと、
(ｃ)略垂直下方向に光を照射するとともに、その反射光を受光する垂直方向用光学式センサと
を備えていることを特徴とする請求項２〜５のいずれかに記載の免震ダンパの検査装置。 - 免震ダンパの寸法を測定する前記光学式センサが、レーザ光線を用いたレーザ変位センサであることを特徴とする請求項２〜６のいずれかに記載の免震ダンパの検査装置。
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