JP6778530B2

JP6778530B2 - 探触子移動装置および移動方法

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Publication number: JP6778530B2
Application number: JP2016141006A
Authority: JP
Inventors: 聡文中島; 和隆重岡
Original assignee: 神鋼検査サービス株式会社
Priority date: 2016-07-19
Filing date: 2016-07-19
Publication date: 2020-11-04
Anticipated expiration: 2036-07-19
Also published as: JP2018013332A

Description

本発明は、探触子移動装置および移動方法に関する。

従来、金属管に発生した欠陥、例えば、道路照明用の金属製の柱などの土やコンクリートに埋設された箇所や地際の部分における欠陥などを検知するために超音波探触子を用いた検知方法が知られている。この検知方法では、金属管に超音波を発信および受信する探触子を当該金属管の周方向に移動させることによって、金属管の全周において欠陥の有無を検知することが可能である。

このような探触子を金属管の周方向に移動させる装置として、例えば、特許文献１に記載される移動装置は、探触子を周方向へ移動可能に案内する周方向案内部と、当該周方向案内部に両端が連結された周方向ガイドと、伝達ギヤと、伝達ギヤを回転するモータとを備えている。周方向ガイドは、金属管の周方向に沿って取り付けられ、当該金属管の周面に対応して円弧状に延びる形状を有する。当該周方向ガイドの外周側には、伝達ギヤに噛み合う歯が形成されている。この移動装置では、モータによって伝達ギヤが回転することにより、伝達ギヤに噛み合う歯を有する周方向ガイドが金属管の周方向に移動し、それによって周方向案内部とともに探触子を周方向へ移動させることが可能である。

特開２０１６−９０４３０号公報（図２２）

上記のような探触子を周方向へ移動させる機構では、金属管の周方向に沿って取り付けられた周方向ガイドを介して周方向案内部および探触子に周方向への推進力を与えている。そのため、被検体である金属管の径が変われば、その都度、金属管の周面に対応する曲率の円弧状の周方向ガイドに変えなければならないという問題がある。

また、被検体の金属管の表面には、その内部を点検するための点検孔を覆う蓋などが取り付けられたりする場合が有るので、周方向ガイドを金属管の表面に沿って取り付けることができない場合もある。

本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、金属管の径が変わっても探触子の移動が可能であり、かつ、設置自由度が向上した探触子移動装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するためのものとして、本発明の請求項１に係る探触子移動装置は、金属管に発生した欠陥を検知するために当該金属管に超音波を発信および受信する探触子を当該金属管の周方向に移動させる探触子移動装置であって、前記探触子を前記金属管の周方向へ移動可能にする構成を有する探触子ホルダと、一方の端部が前記探触子ホルダに接続された線状体と、前記線状体の他方の端部から当該線状体を巻き取ることにより前記探触子ホルダを牽引する牽引機構と、前記牽引機構を前記金属管に固定するための固定部とを備えており、前記牽引機構は、前記金属管において前記牽引機構が固定された位置から、前記金属管の１周よりも大きな範囲に巻かれた前記線状体の他方の端部から当該線状体を巻き取ることによって、前記探触子ホルダを当該金属管の周方向へ当該金属管の１周よりも大きな距離を移動させるように構成されていることを特徴とする。

かかる構成によれば、探触子を搭載した探触子ホルダには線状体の一方の端部が接続される。金属管において牽引機構が固定された位置から、線状体が金属管の１周よりも大きな範囲に巻かれた状態で牽引機構によって当該線状体の他方の端部から巻き取られることにより、探触子ホルダを当該金属管の周方向へ当該金属管の１周よりも大きな距離を移動させることが可能である。したがって、金属管の径が変わっても、それに対応する長さの線状体を牽引機構から引き出しておけば、線状体を金属管に巻いて探触子ホルダを牽引することが可能である。そのため、従来のような金属管の径に対応する周方向ガイドなどの部品を交換する必要がなく、すべての径の金属管に対応して、探触子の移動が可能である。

また、金属管の表面に点検孔用の蓋などが取り付けられているなど当該金属管の表面に凹凸があっても、線状体を金属管の表面に沿って巻き取ることが可能であるので、探触子移動装置の設置自由度が向上する。
さらに、上記の構成によれば、固定部によって牽引機構を金属管に固定することが可能であるので、金属管の設置場所の表面などの影響を受けずに、探触子の移動が可能になる。

前記固定部は、前記金属管に掛け回されて前記牽引機構を前記金属管に固定する帯状体と、前記帯状体を締め上げる締上げ部とを備えているのが好ましい。

かかる構成によれば、牽引機構を金属管に掛け回された帯状体によって固定し、当該帯状体を締上げ部を用いて締め上げることにより、牽引機構は帯状体の張力を利用して金属管の表面に強固することが可能である。

前記固定部は、前記締上げ部を前記牽引機構に対して前記金属管の側面に対して接近する方向および離間する方向に旋回可能に連結する旋回連結部をさらに備えているのが好ましい。

かかる構成によれば、締上げ部が牽引機構に対して旋回連結部を介して旋回可能に連結されているので、金属管の径が変わっても、金属管に固定された牽引機構に対して締上げ部が金属管の側面に対して接近する方向および離間する方向に旋回することが可能である。したがって、牽引機構が金属管に固定された状態を維持しながら締上げ部を金属管の側面に当接して配置すること可能である。そのため、締上げ部は帯状体の締上げを安定した状態で行うことが可能である。

さらに、前記固定部は、前記牽引機構を前記金属管に磁力によって仮止めする仮止め部をさらに備えているのが好ましい。

かかる構成によれば、帯状体を金属管に掛け回す作業の前に仮止め部によって牽引機構を金属管に仮止めすることが可能であるので、作業者は牽引機構を手で支えないで帯状体を金属管に掛け回す作業が可能になる。そのため、牽引機構の取付作業性が向上する。

本発明の請求項５に係る探触子移動装置は、金属管に発生した欠陥を検知するために当該金属管に超音波を発信および受信する探触子を当該金属管の周方向に移動させる探触子移動装置であって、前記探触子を前記金属管の周方向へ移動可能にする構成を有する探触子ホルダと、前記探触子ホルダに接続された線状体と、前記線状体を巻き取ることにより前記探触子ホルダを牽引する牽引機構と、前記牽引機構を前記金属管に固定するための固定部と、を備えており、前記牽引機構は、前記金属管の１周以上の範囲に巻かれた前記線状体を巻き取ることによって、前記探触子ホルダを当該金属管の周方向へ当該金属管の１周以上移動させるように構成されており、前記牽引機構は、前記線状体を巻き取ることが可能な巻取り軸と、前記探触子ホルダよりも前記金属管から当該金属管の半径方向に離れた位置に配置され、前記線状体を前記金属管の軸方向に沿って前記巻取り軸へ案内するガイド部とをさらに備えることを特徴とする。

かかる構成によれば、ガイド部によって、線状体を金属管の軸方向に沿って牽引機構の巻取り軸へ案内することが可能である。そのため、巻取り軸およびその周辺の機構を探触子ホルダから金属管の軸方向に離れた位置に配置することが可能であり、探触子移動装置の設置自由度がさらに向上する。しかも、ガイド部は、探触子ホルダよりも金属管から当該金属管の半径方向に離れた位置に配置されているので、金属管の周方向に移動する探触子ホルダとの接触を回避することが可能である。

前記ガイド部は、前記探触子ホルダに近い側の端部において前記線状体に当接して前記線状体の向きを前記金属管の軸方向へ変える当接部を有するのが好ましい。

かかる構成によれば、当接部が探触子ホルダに近い位置で線状体に当接して、当該線状体の向きを金属管の軸方向へ変えることにより、線状体を確実に巻取り軸へ案内することが可能である。

さらに、前記ガイド部は、前記当接部を前記金属管の軸方向と平行な回転軸回りに回転自在に支持する回転支持部を有するのが好ましい。

かかる構成によれば、金属管の径が変わっても、金属管の側面から当接部へ向かう線状体の向きに追従して当接部の向きを変えることが可能である。したがって、あらゆる金属管の径であっても線状体を当接部を経由して巻取り軸へ円滑に送ることが可能になり、その結果、線状体の円滑な巻取りが可能になる。

前記ガイド部は、長さを変えることが可能な構成を有するのが好ましい。

かかる構成によれば、ガイド部の長さを変えることによって、金属管の軸方向におけるガイド部の端部と探触子ホルダとの位置合わせを容易に行なうことが可能である。これにより、巻取り軸およびその周辺の機構が探触子ホルダから金属管の軸方向に離れた位置に配置されていても、探触子ホルダにつながれた線状体を金属管の側面に沿わせながら確実にガイド部の端部へ導くことが可能である。その結果、探触子移動装置の設置自由度がより一層向上する。

前記牽引機構は、前記線状体を巻き取った状態を解除する解除部を有するのが好ましい。

かかる構成によれば、解除部によって牽引機構の線状体を巻き取った状態を解除することにより、当該牽引機構から線状体を容易に引き出すことを可能にする。

前記探触子ホルダは、前記金属管に吸着可能な磁力を発生する磁石を有し、当該金属管の周面を転動可能な転動部材を有するのが好ましい。

かかる構成によれば、探触子ホルダが有する転動部材は磁石の磁力によって金属管に吸着しながら転動することが可能である。したがって、探触子ホルダを金属管の周方向へ円滑に移動させることが可能である。

前記線状体は、複数の球状部および当該球状部分の間を連結する複数のリンク部を有するボールチェーンであるのが好ましい。

かかる構成によれば、ボールチェーンはワイヤと比較して使用による劣化（カールなど）のおそれが低いので、長時間の使用においても安定した速度で探触子ホルダを牽引することが可能である。

前記牽引機構は、前記線状体を巻き取る回転駆動力を発生する駆動部をさらに備えるのが好ましい。

かかる構成によれば、駆動部の回転駆動力を用いて自動的に線状体の巻取りが可能であり、探触子の周方向の走査を自動的に行うことが可能である。

前記線状体の巻取りのための手動の操作力が入力可能な構成を有する手動入力部をさらに備えるのが好ましい。

かかる構成によれば、手動入力部を介して入力された手動の操作力を用いて線状体の巻取りが可能であり、探触子の周方向の走査を手動操作で行うことが可能である。

本発明の探触子移動方法は、金属管に発生した欠陥を検知するために当該金属管に超音波を発信および受信する探触子を当該金属管の周方向に移動させる探触子移動方法であって、探触子を金属管の周方向へ移動可能な探触子ホルダに搭載する工程と、牽引機構を金属管に固定する工程と、前記牽引機構に一方の端部が接続された線状体を前記金属管に１周より大きい範囲で掛け回すとともに前記探触子ホルダに前記線状体の他方の端部を接続する工程と、前記金属管において前記牽引機構が固定された位置から、前記牽引機構が前記金属管の１周よりも大きな範囲に巻かれた前記線状体の一方の端部から当該線状体を巻き取ることによって、前記探触子ホルダを当該金属管の周方向へ当該金属管の１周よりも大きな距離を移動させる工程とを含むことを特徴とする。

上記の探触子移動方法によれば、牽引機構を金属管に固定し、牽引機構に一方の端部が接続された線状体を前記金属管に１周より大きい範囲で掛け回すとともに探触子を搭載した探触子ホルダには線状体の他方の端部が接続される。金属管において牽引機構が固定された位置から、線状体が金属管の１周よりも大きな範囲に巻かれた状態で牽引機構によって線状体の一方の端部から巻き取られることにより、探触子ホルダを当該金属管の周方向へ当該金属管の１周よりも大きな距離を移動させることが可能である。したがって、金属管の径が変わっても、それに対応する長さの線状体を牽引機構から引き出しておけば、線状体を金属管に巻いて探触子ホルダを牽引することが可能である。そのため、従来のような金属管の径に対応する周方向ガイドなどの部品を交換する必要がなく、すべての径の金属管に対応して、探触子の移動が可能である。

また、金属管の表面に点検孔用の蓋などが取り付けられているなど当該金属管の表面に凹凸があっても、線状体を金属管の表面に沿って巻き取ることが可能であるので、探触子移動装置の設置自由度が向上する。

以上説明したように、本発明の探触子移動装置および移動方法によれば、金属管の径が変わっても探触子の移動が可能である。しかも、探触子移動装置の設置自由度が向上する。

本発明の実施形態に係る探触子移動装置を備えた異常検知装置の構成を示す斜視説明図である。図１の探触子ホルダの側面図である。図２の探触子ホルダの矢視Ｄ１図である。図２の探触子ホルダの矢視Ｄ２図である。図２の車輪の部分断面図である。（ａ）は図１のボールチェーンの正面図、（ｂ）は（ａ）のボールチェーンの断面図である。図１の牽引機構および固定部のアセンブリの斜視図である。図７のアセンブリの矢視Ｄ３図である。図である。図７のアセンブリの矢視Ｄ４図である。図９のＸ―Ｘ線断面図である。図７のアセンブリの矢視Ｄ５図である。図１１のＸＩＩ―ＸＩＩ線断面図である。図１の牽引機構および固定部のアセンブリおよび探触子ホルダが金属管に取り付けられた状態を示す図であって、（ａ）は金属管の下方から見た図、（ｂ）は金属管の斜め上方から見た図である。図１３（ａ）、（ｂ）の探触子ホルダが金属管の周方向へ移動する状態を示す図であって、（ａ）は金属管の下方から見た図、（ｂ）は金属管の斜め上方から見た図である。図１３（ａ）、（ｂ）の探触子ホルダが金属管の周方向へ移動する状態を示す図であって、（ａ）は金属管の下方から見た図、（ｂ）は金属管の斜め上方から見た図である。図１３（ａ）、（ｂ）の探触子ホルダが金属管の周方向へ移動する状態を示す図であって、（ａ）は金属管の下方から見た図、（ｂ）は金属管の斜め上方から見た図である。図１３（ａ）、（ｂ）の探触子ホルダが金属管の周方向へ移動する状態を示す図であって、（ａ）は金属管の下方から見た図、（ｂ）は金属管の斜め上方から見た図である。

以下、図面を参照しながら本発明の探触子移動装置および移動方法の実施形態についてさらに詳細に説明する。

図１に示されるように、探触子移動装置１は、超音波探触子２（以下、探触子２という）探触子２を金属管Ｐの周方向Ａに移動させる装置である。土やコンクリートなどの設置面に一部埋設された状態で立設された金属管Ｐには、欠陥Ｃ（たとえば地中または地際で発生した腐食部分や亀裂など）が発生している場合がある。そこで、この欠陥Ｃを検知するために、探触子移動装置１は、金属管Ｐに超音波Ｓを発信および受信する探触子２を金属管Ｐの周方向Ａに走査する。

探触子移動装置１は、探触子２を搭載した探触子ホルダ４と、探触子ホルダ４に接続された線状体であるボールチェーン５と、当該ボールチェーン５を巻き取って探触子ホルダ４を金属管Ｐの周方向Ａに牽引する牽引機構６と、当該牽引機構６を金属管Ｐの側面に固定する固定部１０とを備えている。

本実施形態の探触子ホルダ４には、探触子ホルダ４の移動距離を測定するロータリエンコーダ３が搭載されている。探触子２およびロータリエンコーダ３は、信号線を介して測定器７にそれぞれ接続されている。測定器７は、牽引機構６のモータ２３を制御する制御部（図示せず）を備えている。

これら探触子２、ロータリエンコーダ３、探触子移動装置１、および測定器７によって、金属管Ｐの異常検知装置が構成されている。この異常検知装置では、探触子２は、下向きに超音波Ｓを発信しながら金属管Ｐの周方向Ａに走査され、探触子２で受信した反射波のデータに基づいて測定器７が欠陥Ｃを解析する。これにより、金属管Ｐの全周に亘って欠陥Ｃを検知することが可能である。

探触子ホルダ４は、探触子２を金属管Ｐの周方向Ａへ移動可能にする構成を有する。具体的には、探触子ホルダ４は、図２〜４に示されるように、本体ケース１１と、４個の車輪１２と、車軸１３とを有している。本体ケース１１は、金属管Ｐを向く側に開口１１ａを有する中空のケースである。本体ケース１１には、探触子２が当該開口１１ａを通して出没自在に挿入されている。探触子２と本体ケース１１の内壁との間には、バネ１４は圧縮状態で挟まれている。探触子２は、バネ１４の付勢力により金属管Ｐへ押し付けられる。

車輪１２は、図５に示されるように、鉄やステンレスなどからなる金属管Ｐに吸着可能な磁力を発生する円筒状の永久磁石１２ａと、当該永久磁石１２ａの両端の磁極１２ｃに取り付けられた金属円板１２ｂとを有する。車輪１２は、その軸方向に車軸１３が貫通され、当該車軸１３によって本体ケース１１に対して回転自在に取り付けられている。車輪１２は、金属管Ｐの周面に吸着した状態で、当該金属管Ｐの周面を転動することが可能であるので、車輪１２が発生する磁力が探触子ホルダ４の移動時の抵抗にならない。したがって、探触子ホルダ４を金属管Ｐの周方向Ａへ円滑に移動させることが可能である。

探触子ホルダ４に搭載される探触子２は、バネ１４によって金属管Ｐの表面に押し付けられ、金属管Ｐに接触した状態で下向きに超音波Ｓを送信し、金属管Ｐの下端または欠陥Ｃなどから反射した反射波を受信する。探触子２は、１個でもよいし、複数でもよい。例えば、送信用探触子と受信用探触子を金属管Ｐの軸方向Ｂまたは周方向Ａに並べて配置してもよい。

ロータリエンコーダ３は、本体ケース１１に取り付けられている。ロータリエンコーダ３は、金属管Ｐの周面に接触し、探触子ホルダ４の周方向Ａの移動に追従して回転する回転円板３ａを有する。

ボールチェーン５は、図６（ａ）、（ｂ）に示されるように、複数の球状部５ａおよび当該球状部５ａの間を連結する複数のリンク部５ｂを有する線状体である。球状部５ａおよびリンク部５ｂは鉄などの硬質の金属材料で製造される。リンク部５ｂが各球状部５ａに搖動自在に連結されているので、ボールチェーン５は、伸縮を規制されるとともに曲げが許容される。ボールチェーン５は、ワイヤと比較して使用による劣化（カールなど）のおそれが低く、経年劣化によって伸びるおそれも低いので、長時間の使用においても安定した速度で探触子ホルダ４を牽引することが可能である。

ボールチェーン５の端末の球状部５ａには、カプラ１５が連結されている。カプラ１５は、図２〜４に示されるように、ワイヤ１６を介して探触子ホルダ１３の２本の車軸１３に連結されている。これにより、ボールチェーン５は、金属管Ｐの軸方向Ｂにおける探触子２のほぼ中間位置に位置決めされる。

本発明では、探触子ホルダ４を牽引する線状体としてボールチェーン５を採用しているが、他の線状体、例えばワイヤなどを採用してもよい。

牽引機構６は、ボールチェーン５を巻き取ることにより探触子ホルダ４を牽引する機構である。牽引機構６は、金属管Ｐの１周以上の範囲に巻かれたボールチェーン５を巻き取ることによって、探触子ホルダ４を当該金属管Ｐの周方向Ａへ当該金属管Ｐの１周以上移動させるように構成されている。

具体的には、牽引機構６は、図７〜１２に示されるように、本体部２１と、ボールチェーン５を巻き取る巻取り軸２２と、ボールチェーン５を金属管Ｐの軸方向に沿って巻取り軸２２へ案内するガイド部２７と、巻取り軸２２を回転駆動するモータ２３と、巻取り軸２２を手動で回転操作するためのハンドル２４とを備える。

本体部２１は、平板状の台座部２１ａと、台座部２１ａの一方の面（金属管Ｐに対向する面の反対側の面）に設けられた軸受部２１ｂとを有する。台座部２１ａの他方の面（金属管Ｐに対向する面）には、モータ２３が取り付けられているが、他の場所に取り付けてもよい。

軸受部２１ｂは、巻取り軸２２を回転自在に支持する。巻取り軸２２には、ウォームホイール３３ａが同軸状に固定されている。軸受部２１ｂの内部には、ウォームホイール３３ａに噛み合うウォーム部材３３ｂが回転自在に収容されている。ウォーム部材３３ｂは、モータ２３の駆動軸２３ａにはすば歯車等を介して連結されている。これにより、モータ２３の回転駆動力は、ウォーム部材３３ｂおよびウォームホイール３３ａを介して巻取り軸２２に伝達され、当該巻取り軸２２を回転させて、ボールチェーン５を巻取り軸２２に巻き取らせることを可能にする。モータ２３は、ケーブル２３ｂを介して測定器７に電気的に接続される。

モータ２３は、測定器７に設けられたスタートボタン８を押すことにより、駆動を開始する。モータ２３は、スタートボタン８を押している間、またはスタートボタン８を押してから所定時間、駆動を継続するようにすればよい。

また、ウォーム部材３３ｂの端部は、軸受部２１ｂの外部に突出し、ハンドル２４が固定されている。これにより、作業者はハンドル２４を把持して回転操作することにより、手動によって、ボールチェーン５を巻取り軸２２に巻き取らせることを可能にする。

また、本実施形態では、牽引機構６は、ボールチェーン５を巻き取った状態を解除する解除ボタン９（図１参照）を有する。解除ボタン９は、本体部２１の軸受部２１ｂに設けられている。解除ボタン９を押すことによって牽引機構６のボールチェーン５を巻き取った状態を解除することが可能である。

ボールチェーン５案内用のガイド部２７は、探触子ホルダ４よりも金属管Ｐから当該金属管Ｐの半径方向に離れた位置に配置され、当該金属管Ｐの軸方向Ｂに沿って配置される。ガイド部２７は、円筒状の筒部２８と、当接部材２９と、回転支持部３４と、筒部２８に嵌合して当該筒部２８を支持する支持筒３０と、調節ねじ３１と備えている。

円筒状の筒部２８は、金属管Ｐの軸方向Ｂと同じ方向に延びるように配置される。筒部２８は、当該筒部２８の軸方向に摺動自在に支持筒３０の内部に嵌合している。調節ねじ３１は、円筒状の筒部２８を支持筒３０から任意の長さだけ引き出した位置で固定する。これにより、ガイド部２７は、長さを変えることが可能である。

当接部材２９は、ボールチェーン５に当接する部材である。当接部材２９としては、滑車や扇形のガイドなどが用いられる。当接部材２９がボールチェーン５に当接することにより、探触子ホルダ４に近い側の端部においてボールチェーン５に当接してボールチェーン５の向きを金属管Ｐの軸方向Ｂへ変え、当該ボールチェーン５を筒部２８の内部へ導くことが可能である。

当接部材２９におけるボールチェーン５に接触する部分の長さは、ボールチェーン５の球状部５ａの間隔よりも長くなるように設定されている。そのため、当接部材２９は、２個以上の球状部５ａに常時接触しているので、ボールチェーン５が当接部材２９から離脱しにくくなっている。当接部材２９が探触子ホルダ４に近い位置でボールチェーン５に当接して、当該ボールチェーン５の向きを金属管Ｐの軸方向Ｂへ変えることにより、ボールチェーン５を確実に巻取り軸２２へ案内することが可能である。

回転支持部３４は、筒部２８の先端部に取り付けられ、当接部材２９を筒部２８の周方向Ｒに回転自在に支持する。

上記構成のガイド部２７によると、探触子ホルダ４に接続されたボールチェーン５は、当接部材２９に当接して金属管Ｐの軸方向Ｂへ向きを変えられる。さらに、ボールチェーン５は、筒部２８の内部を通って、金属管Ｐの軸方向Ｂに沿って巻取り軸２２へ案内される。

なお、上記のガイド部２７は、円筒状の筒部２８を有しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、ボールチェーン５を案内することが可能な形状の長尺のものであればよい。例えば、Ｌ字形状断面を有する長尺の金属部品などであってもよい。

固定部１０は、牽引機構６を金属管Ｐに固定する構成を有する。具体的には、固定部１０は、図８および図１３（ａ）に示されるように、締付けベルト３２と、締上げ部２６と、仮止めマグネット２５と、締上げ部２６を支持する支持板３５と、ヒンジ部３６とを備える。

締付けベルト３２は、金属管Ｐに掛け回されて牽引機構６を金属管Ｐに固定する帯状の部材である。締付けベルト３２の先端側の端部には、フック３２ａが設けられている。フック３２ａは、牽引機構６の本体ケース２１の台座部２１ａに係合される。締付けベルト３２の根元側の端部は締付け部２６に巻き取られる。

締上げ部２６は、締付けベルト３２を締め上げる構成を有しており、例えば、ラチェット機構を有する。ラチェット機構は、締付けベルト３２を巻き上げるドラムと、当該ドラムを巻上げ方向のみに回転を規制する規制部とを有する。締上げ部２６は、支持板３５にボルトなどで固定されている。

ヒンジ部３６は、支持する支持板３５を本体ケース２１の台座部２１ａに対して金属管Ｐの側面に対して接近する方向および離間する方向に旋回可能に連結する。これにより、ヒンジ部３６は、締上げ部２６を牽引機構６に対して金属管Ｐの側面に対して接近する方向および離間する方向に旋回可能に連結する。すなわち、ヒンジ部３６は本発明の旋回連結部として機能することが可能である。

仮止めマグネット２５は、牽引機構６を金属管Ｐに磁力によって仮止めする仮止め部である。仮止めマグネット２５は、着磁力の発生および停止を切り換え可能な電磁石あるのが好ましい。仮止めマグネット２５は、本体ケース２１の台座部２１ａにおける金属管Ｐに対向する面に固定されている。

つぎに、上記のように構成された探触子移動装置１を用いて探触子２を金属管Ｐの周方向Ａに移動させる方法について説明する。

まず、図１および図１３に示されるように、牽引機構６を固定部１０によって金属管Ｐの側面に固定する。具体的には、牽引機構６の本体ケース２１の台座部２１ａを仮止めマグネット２５によって金属管Ｐの側面に仮止めする。

ついで、締付けバンド３２を金属管Ｐに掛け回し、牽引機構６の本体部２１の台座部２１ａに係合する。その後、締付け部２６によって締付けバンド３２を締め付けて牽引機構６の本止めを行う。これにより、締付け部２６を支持する支持板３５は、上記の台座部２１ａに連結されたヒンジ部３６を旋回中心として金属管Ｐに近づく方向へ旋回する。支持板３５は、ゴムなどの緩衝部材３７を介して当該金属管Ｐの側面に押圧される。

牽引機構６の金属管Ｐへの取付位置は、探触子ホルダ４の周方向Ａの移動の妨げにならない高さで、かつ、金属管Ｐに取り付けやすい高さであればよい。

つぎに、探触子２およびロータリエンコーダ３が搭載された探触子ホルダ４を、金属管Ｐの側面であって上記の牽引機構６よりも下方の位置に取り付ける。具体的には、探触子ホルダ４を車輪１２（具体的には、その永久磁石１２ａ（図５参照））の磁力によって金属管Ｐに吸着させる。このとき、車輪１２の転動方向を金属管Ｐの周方向Ａに一致させる。

そして、筒部２８の下端部の当接部材２９が探触子ホルダ４の高さ方向の中間位置に位置するように、ガイド部２７の長さを変更する。具体的には、図９の筒部２８を支持筒３０内部で上下方向へ摺動させて調節ねじ３１で固定する。

その後、解除ボタン９を押して牽引機構６のボールチェーン５を巻き取った状態を解除することにより、牽引機構６の巻取り軸２２からからボールチェーン５を引き出す。

ついで、図１３に示されるように、ボールチェーン５を、金属管Ｐの１周以上掛け回してからボールチェーン５の先端側の端部を探触子ホルダ４に連結する。具体的には、ガイド部２７の筒部２８の下端部から外部に出ているボールチェーン５を、金属管Ｐに掛け回し、当該ボールチェーン５の先端部を、当該ボールチェーン５と金属管Ｐの中心Ｏ_１とガイド部２７の筒部２８の中心Ｏ_２とを結ぶ線Ｌとが交差する位置で、探触子ホルダ４の車軸１３（図２参照）にカプラ１５およびワイヤ１６（同図２参照）を介して連結する。このとき、ガイド部２７の当接部材２９は、筒部２８の中心Ｏ_２回りに回転してボールチェーン５が延びる方向を向きながら当該ボールチェーン５に当接する。

牽引機構６および探触子ホルダ４を金属管Ｐに取り付ける作業が完了後、図１のスタートボタン８を押してモータ２３の回転駆動を開始する。ボールチェーン５が金属管Ｐの１周以上の範囲に巻かれた状態で牽引機構６によって巻き取られることにより、探触子ホルダ４は、図１３に示されるスタート位置Ｓから、図１３〜１７に示されるように金属管Ｐの周方向Ａへ当該金属管Ｐの全周を移動し、図１７に示されるようにスタート位置Ｓへ戻ることが可能である。また、探触子ホルダ４のスタート位置やボールチェーン５の金属管Ｐへ掛け回す回数などを適宜変更すれば、探触子ホルダ４を金属管Ｐの１周以上(例えば、１．５周や２周)移動させることが可能である。

したがって、金属管Ｐの径が変わっても、それに対応する長さのボールチェーン５を牽引機構６から引き出しておけば、ボールチェーン５を金属管Ｐに巻いて探触子ホルダ４を牽引することが可能である。そのため、従来のような金属管Ｐの径に対応する周方向ガイドなどの部品を交換する必要がなく、すべての径の金属管Ｐに対応して、探触子２の移動が可能である。

また、金属管Ｐの表面に点検孔用の蓋などが取り付けられているなど当該金属管Ｐの表面に凹凸があっても、ボールチェーン５を金属管Ｐの表面に沿って巻き取ることが可能であるので、探触子移動装置１の設置自由度が向上する。

本実施形態の探触子移動装置１は、固定部１０を有しているので、牽引機構６を金属管Ｐに固定することが可能である。その結果、金属管Ｐの設置場所の表面などの影響を受けずに、探触子２の移動が可能になる。

上記の固定部１０では、牽引機構６を金属管Ｐに掛け回された締付けベルト３２によって固定し、当該締付けベルト３２を締上げ部２６を用いて締め上げることにより、牽引機構６は締付けベルト３２の張力を利用して金属管Ｐの表面に強固することが可能である。したがって、牽引機構６がボールチェーン５を巻き上げるときにボールチェーン５から引き戻される方向へ反力を受けても、牽引機構６が金属管Ｐの表面から脱落することを回避することが可能である。

上記の固定部１０は、締上げ部２６が牽引機構６に対してヒンジ部３６を介して旋回可能に連結された構造を有している。そのため、金属管Ｐの径が変わっても、金属管Ｐに固定された牽引機構６に対して締上げ部２６が金属管Ｐの側面に対して接近する方向および離間する方向に旋回することが可能である。したがって、牽引機構６が金属管Ｐに固定された状態を維持しながら締上げ部２６を金属管Ｐの側面に当接して配置すること可能である。そのため、締上げ部２６は締付けベルト３２の締上げを安定した状態で行うことが可能である。本実施形態では、締上げ部２６は、支持板３５および緩衝部材３７を介して金属管Ｐの側面に当接しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、締上げ部２６を金属管Ｐの側面に直接当接させてもよい。

上記の固定部１０は、仮止めマグネット２５を備えているので、締付けベルト３２を金属管Ｐに掛け回す作業の前に仮止めマグネット２５によって牽引機構６を金属管Ｐに仮止めすることが可能である。したがって、作業者は牽引機構６を手で支えないで締付けベルト３２を金属管Ｐに掛け回す作業が可能になる。その結果、牽引機構６の取付作業性が向上する。

本実施形態の牽引機構６は、ボールチェーン５を金属管Ｐの軸方向Ｂに沿って巻取り軸２２へ案内するガイド部２７を備えている。したがって、ガイド部２７によって、ボールチェーン５を金属管Ｐの軸方向に沿って牽引機構６の巻取り軸２２へ案内することが可能である。そのため、巻取り軸２２およびその周辺の機構を探触子ホルダ４から金属管Ｐの軸方向に離れた位置に配置することが可能であり、探触子移動装置１の設置自由度がさらに向上する。しかも、ガイド部２７は、探触子ホルダ４よりも金属管Ｐから当該金属管Ｐの半径方向に離れた位置に配置されているので、金属管Ｐの周方向Ａに移動する探触子ホルダ４との接触を回避することが可能である。

上記のガイド部２７は、ボールチェーン５に当接する当接部材２９を有する。この当接部材２９が探触子ホルダ４に近い側の端部においてボールチェーン５に当接してボールチェーン５の向きを金属管Ｐの軸方向Ｂへ変えることにより、ボールチェーン５を確実に巻取り軸２２へ案内することが可能である。

また、ガイド部２７の当接部材２９は、回転支持部３４を介して筒部２８に対して当該筒部２８の周方向Ｒに回転自在に取り付けられているので、金属管Ｐの軸方向Ｂと平行な回転軸回りに回転することが可能である。これにより、金属管Ｐの径が変わっても、金属管Ｐの側面から当接部材２９へ向かうボールチェーン５の向きに追従して当接部材２９の向きを変えることが可能である。したがって、あらゆる金属管Ｐの径であってもボールチェーン５を当接部材２９を経由して巻取り軸２２へ円滑に送ることが可能になり、その結果、ボールチェーン５の円滑な巻取りが可能になる。また、探触子ホルダ４が金属管Ｐの周方向Ａに移動している間も、当接部材２９が筒部２８の周方向Ｒに回転しながらボールチェーン５の向きに追従するので、ボールチェーン５を確実に受けることが可能である。

上記のガイド部２７は、筒部２８を支持筒３０に対して軸方向に移動させることにより、長さを変えることが可能である。したがって、ガイド部２７の長さを変えることによって、金属管Ｐの軸方向におけるガイド部２７の端部（具体的には当接部材２９）と探触子ホルダ４との位置合わせを容易に行なうことが可能である。これにより、巻取り軸２２およびその周辺の機構が探触子ホルダ４から金属管Ｐの軸方向に離れた位置に配置されていても、探触子ホルダ４につながれたボールチェーン５を金属管Ｐの側面に沿わせながら確実にガイド部２７の端部へ導くことが可能である。その結果、探触子移動装置１の設置自由度がより一層向上する。

また、本実施形態の牽引機構６は、ボールチェーン５を巻き取った状態を解除する解除ボタン９を有する。これにより、解除ボタン９によって牽引機構６のボールチェーン５を巻き取った状態を解除することにより、当該牽引機構６からボールチェーン５を容易に引き出すことを可能にする。

牽引機構６は、ボールチェーン５を巻き取る回転駆動力を発生するモータ２３をさらに備える。したがって、モータ２３の回転駆動力を用いて自動的にボールチェーン５の巻取りが可能であり、探触子の周方向の走査を自動的に行うことが可能である。

牽引機構６は、ボールチェーン５の巻取りのための手動の操作力が入力可能なハンドル２４を備える。したがって、ハンドル２４を介して入力された手動の操作力を用いてボールチェーン５の巻取りが可能であり、探触子２の周方向Ａの走査を手動操作で行うことが可能である。例えば、モータ２３の駆動による巻取り軸２２のボールチェーン５の巻取り速度よりも速くボールチェーン５を巻き取りたい場合には、ハンドル２４を手動で回転させて巻取り軸２２を速く回転させれば、ボールチェーン５を速く巻き取ることが可能である。

なお、上記の牽引機構６は、モータ２３およびハンドル２４の両方を備えているが、本発明はこれに限定されるものではなく、モータ２３およびハンドル２４のうちのいずれか一方のみを備えていてもよい。

（変形例）
上記の実施形態では、探触子移動装置１は、牽引機構６を金属管Ｐに固定する固定部１０を備え、牽引機構６を金属管Ｐに固定した状態で使用する例が示されているが、本発明はこれに限定されるものではない。探触子移動装置１は固定部１０を備えていなくてもよく、その場合、牽引機構６を地面に設置するか、または地面に設置された台などに載置した状態で使用すればよい。

上記の実施形態の探触子ホルダ４は、永久磁石１２ａを有する車輪１２を備えているが、本発明はこれに限定されるものではない。探触子ホルダ４は、磁石と車輪とを別個に備えた構成であってもよく、その場合も、探触子ホルダ４は、金属管Ｐの側面に吸着しながら走行することが可能である。

上記の実施形態では、ホルダ部２７におけるボールチェーン５（線状体）に当接する当接部として、当接部材２９が滑車や扇形のガイドであって、筒部２８の先端部に取り付けられている例が示されているが、本発明はこれに限定されるものではい。当接部の他の例として、例えば、筒部２８の下端側の縁をラッパ状に滑らかに拡大して形成された部分を当接部として用いてもよい。

１探触子移動装置
２超音波探触子
４探触子ホルダ
５ボールチェーン（線状体）
６牽引機構
９解除ボタン
１０固定部
１２車輪
２２巻取り軸
２３モータ
２４ハンドル
２５仮止めマグネット(仮止め部)
２６締上げ部
２７ガイド部
２８筒部
２９当接部材（当接部）
３２締付ベルト
３４回転支持部
３５ヒンジ部
Ｐ金属管

Claims

金属管に発生した欠陥を検知するために当該金属管に超音波を発信および受信する探触子を当該金属管の周方向に移動させる探触子移動装置であって、
前記探触子を前記金属管の周方向へ移動可能にする構成を有する探触子ホルダと、
一方の端部が前記探触子ホルダに接続された線状体と、
前記線状体の他方の端部から当該線状体を巻き取ることにより前記探触子ホルダを牽引する牽引機構と、
前記牽引機構を前記金属管に固定するための固定部と
を備えており、
前記牽引機構は、前記金属管において前記牽引機構が固定された位置から、前記金属管の１周よりも大きな範囲に巻かれた前記線状体の他方の端部から当該線状体を巻き取ることによって、前記探触子ホルダを当該金属管の周方向へ当該金属管の１周よりも大きな距離を移動させるように構成されている、
探触子移動装置。
前記固定部は、
前記金属管に掛け回されて前記牽引機構を前記金属管に固定する帯状体と、
前記帯状体を締め上げる締上げ部と
を備えている、
請求項１に記載の探触子移動装置。
前記固定部は、前記締上げ部を前記牽引機構に対して前記金属管の側面に対して接近する方向および離間する方向に旋回可能に連結する旋回連結部をさらに備えている、
請求項２に記載の探触子移動装置。
前記固定部は、前記牽引機構を前記金属管に磁力によって仮止めする仮止め部をさらに備えている、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の探触子移動装置。
金属管に発生した欠陥を検知するために当該金属管に超音波を発信および受信する探触子を当該金属管の周方向に移動させる探触子移動装置であって、
前記探触子を前記金属管の周方向へ移動可能にする構成を有する探触子ホルダと、
前記探触子ホルダに接続された線状体と、
前記線状体を巻き取ることにより前記探触子ホルダを牽引する牽引機構と、
前記牽引機構を前記金属管に固定するための固定部と、
を備えており、
前記牽引機構は、前記金属管の１周以上の範囲に巻かれた前記線状体を巻き取ることによって、前記探触子ホルダを当該金属管の周方向へ当該金属管の１周以上移動させるように構成されており、
前記牽引機構は、
前記線状体を巻き取ることが可能な巻取り軸と、
前記探触子ホルダよりも前記金属管から当該金属管の半径方向に離れた位置に配置され、前記線状体を前記金属管の軸方向に沿って前記巻取り軸へ案内するガイド部と
をさらに備える、
探触子移動装置。
前記ガイド部は、前記探触子ホルダに近い側の端部において前記線状体に当接して前記線状体の向きを前記金属管の軸方向へ変える当接部を有する、
請求項５に記載の探触子移動装置。
前記ガイド部は、前記当接部を前記金属管の軸方向と平行な回転軸回りに回転自在に支持する回転支持部を有する、
請求項６に記載の探触子移動装置。
前記ガイド部は、長さを変えることが可能な構成を有する、
請求項５〜７のいずれか１項に記載の探触子移動装置。
前記牽引機構は、前記線状体を巻き取った状態を解除する解除部を有する、
請求項１〜８のいずれか１項に記載の探触子移動装置。
前記探触子ホルダは、前記金属管に吸着可能な磁力を発生する磁石を有し、当該金属管の周面を転動可能な転動部材を有する、
請求項１〜９のいずれか１項に記載の探触子移動装置。
前記線状体は、複数の球状部および当該球状部分の間を連結する複数のリンク部を有するボールチェーンである、
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の探触子移動装置。
前記牽引機構は、前記線状体を巻き取る回転駆動力を発生する駆動部をさらに備える、
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の探触子移動装置。
前記線状体の巻取りのための手動の操作力が入力可能な構成を有する手動入力部をさらに備える、
請求項１〜１２のいずれか１項に記載の探触子移動装置。
金属管に発生した欠陥を検知するために当該金属管に超音波を発信および受信する探触子を当該金属管の周方向に移動させる探触子移動方法であって、
探触子を金属管の周方向へ移動可能な探触子ホルダに搭載する工程と、
牽引機構を金属管に固定する工程と、
前記牽引機構に一方の端部が接続された線状体を前記金属管に１周より大きい範囲で掛け回すとともに前記探触子ホルダに前記線状体の他方の端部を接続する工程と、
前記金属管において前記牽引機構が固定された位置から、前記牽引機構が前記金属管の１周よりも大きな範囲に巻かれた前記線状体の一方の端部から当該線状体を巻き取ることによって、前記探触子ホルダを当該金属管の周方向へ当該金属管の１周よりも大きな距離を移動させる工程と
を含む探触子移動方法。