JP2009115782A - 倣い装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ワークの形状に対して、適応度の高い倣い装置を提供するにある。
【解決手段】 ワーク１００に接するシュー１と、シュー１がワーク１００に接する面上の点を旋回中心として、シュー１を円弧状に旋回させる円弧スライドガイド５Ａと、円弧スライドガイド５Ａと同じ旋回中心で、円弧スライドガイド５Ａと直交する方向にシュー１を円弧状に旋回させる円弧スライドガイド５Ｂとを備えた倣い装置。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ワークの形状を倣う倣い装置に関する。

一般に、検査、計測、加工などの分野において、表面を倣う倣い装置が用いられている。例えば、被検体の表面形状を模したダミー被検体を設け、ダミー被検体の表面形状に倣って上下動させ、これにより、被検体の表面形状に倣って上下動する超音波探傷装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
特開平６−２４２０８７号公報

しかしながら、上述の倣い装置は、対象となるワークの形状を事前に把握し、それぞれのワークの倣わせる部分に対応した準備をしなければならない。従って、これらの倣い装置では、倣わせる部分は、ワークの形状に依存するため、自由にワークを変更することはできない。

そこで、本発明の目的は、ワークの形状に対して、適応度の高い倣い装置を提供することにある。

本発明の観点に従った倣い装置は、ワークを倣う倣い装置であって、前記ワークに接するシューと、前記シューが前記ワークに接する面上の点を旋回中心として、前記シューを円弧状に旋回させる第１の旋回手段とを備えた構成である。

本発明によれば、ワークの形状に対して、適応度の高い倣い装置を提供することができる。

以下図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る倣い装置１０の構成を示す正面図である。図２は、本実施形態に係る倣い装置１０の構成を示す側面図である。図中に示されているＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸は、それぞれ直交する軸である。なお、以降において、同一部分には同一符号を付してその詳しい説明を省略し、異なる部分について主に述べる。以降の実施形態も同様にして重複した説明を省略する。

倣い装置１０は、シュー１、フレーム２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ、円弧スライドガイド５Ａ，５Ｂ、スライド部６、直動ガイド７、弾性体８、及び固定部９を備えている。倣い装置１０は、送り装置１５により制御されることにより、ワーク１００の表面を倣う。

シュー１は、倣おうとするワーク１００に接触させる部分である。シュー１は、フレーム２Ａに取り付けられている。

円弧スライドガイド５Ａは、フレーム２Ａの両側を挟むように、各１つずつ取り付けられている。円弧スライドガイド５Ａは、ブロック５１Ａ、レール５２Ａを備えている。レール５２Ａは、円弧状になっている。ブロック５１Ａは、フレーム２Ａに取り付けられている。レール５２Ａは、フレーム２Ｂに取り付けられている。

フレーム２Ａは、円弧スライドガイド５Ａにより、フレーム２Ｂに対して相対的に旋回運動するように可動する。円弧スライドガイド５Ａによるフレーム２Ａの旋回中心軸は、シュー１がワーク１００に接触する面にある。

円弧スライドガイド５Ｂは、円弧スライドガイド５Ａに対して、直交するように設けられている。即ち、円弧スライドガイド５Ａによりスライドする円弧が含まれる平面と、円弧スライドガイド５Ｂによりスライドする円弧が含まれる平面とが直交する。

円弧スライドガイド５Ｂは、フレーム２Ｂの両側を挟むように、各１つずつ取り付けられている。円弧スライドガイド５Ｂは、ブロック５１Ｂ、レール５２Ｂを備えている。レール５２Ｂは、円弧状になっている。ブロック５１Ｂは、フレーム２Ｂに取り付けられている。レール５２Ｂは、フレーム２Ｃに取り付けられている。

フレーム２Ｂは、円弧スライドガイド５Ｂにより、フレーム２Ｃに対して相対的に旋回運動するように可動する。円弧スライドガイド５Ｂによるフレーム２Ｂの旋回中心軸は、シュー１がワーク１００に接触する面にある。

フレーム２Ｄは、フレーム２Ｃの上部に設けられている。フレーム２Ｄは、スライド部６の上下方向（Ｚ軸方向）の動きを支持する。フレーム２Ｄの上部には、固定部９が設けられている。固定部９は、送り装置１５により保持され、倣い装置１０を各方向へ動かす。

４つの直動ガイド７は、スライド部６の四隅を指示するように設けられている。具体的には、直動ガイド７は、スライド部６の両側に各２つずつ取り付けられている。スライド部６の各片側に取り付けられた２つの直動ガイド７は、両端に位置するように取り付けられている。１つの直動ガイド７は、レール７１及び２つのブロック７２を備えている。レール７１は、スライド部６に固定されている。ブロック７２は、フレーム２Ｄに固定されている。２つのブロック７２は、垂直方向に可動する可動スライド部６を支持するように、上下に分けて設けられている。この構成により、スライド部６は、レール７１に沿うように、上下に可動する。

弾性体８は、スライド部６の下側に設けられている。弾性体８は、例えばバネである。弾性体８は、直動ガイド７により、スライド部６がスライドできる方向（即ち、上下方向）に伸縮する。弾性体８は、送り装置１５によるワーク１００への押付け力を緩衝する。これにより、倣い装置１０は、ワーク１００に過大な押付け力を掛けない。弾性体８は、ワーク１００を倣う際の上下方向のズレを許容する。

ここで、中心Ｏ点について説明する。

図３は、本実施形態に係る倣い装置１０のシュー１の動きを示す構成図である。図３に示す倣い装置１０は、フレーム２Ｂが図を見る方向（Ｙ軸方向）の手前側に傾き、フレーム２ＡがＸ軸方向の図を見る方向で右側に傾いた状態である。即ち、倣い装置１０は、シュー１のワーク１００と接触する面が見えている状態である。

中心Ｏ点は、円弧スライドガイド５Ａによるフレーム２Ａの旋回中心軸上の点であり、円弧スライドガイド５Ｂによるフレーム２Ｂの旋回中心軸上の点である。よって、中心Ｏ点は、２つの円弧スライドガイド５Ａ，５Ｂの中心軸の交点である。従って、２つの円弧スライドガイドの旋回中心は、シュー１がワーク１００と接触するワーク表面の１点だけに存在する。これにより、中心Ｏ点の位置は、シュー１の傾きによらず変化しない。

図４を参照して、倣い装置１０の動作について説明する。

送り装置１５は、ワーク１００の方向Ｆ１（下向き）に向けて倣い装置１０を移動させる。倣い装置１０のシュー１は、ワーク１００と接触する。さらに、倣い装置１０のスライド部６が下方に力が加わることにより、弾性体８が収縮する。これにより、シュー１は、ワーク１００に対して、押付け力を与える。

この押付け力は、幅を有するシュー１がワーク１００に接することによってモーメント力となる。このモーメント力は、ワーク１００の表面を旋回中心として、２つの円弧スライドガイド５Ａと５Ｂを旋回させる。この旋回により、シュー１は、ワーク１００の曲面の法線方向に向きを変える。このとき、シュー１にある中心Ｏ点は、ワーク１００との接触面の中央に位置している。

本実施形態によれば、円弧スライドガイド５Ａと５Ｂは直交して設けている。これらの２つ円弧スライドガイド５Ａ，５Ｂの旋回の組合せにより、シュー１は、ワーク１００の表面１点を回転中心として三次元の動きをする。これにより、倣い装置１０は、ワーク１００の三次元曲面を倣うことができる。

円弧スライドガイド５Ａ，５Ｂは、ワーク１００とシュー１との接触によりモーメント力が生じることで、旋回する。これにより、シュー１をワーク１００の表面の法線方向に向けることできる。

倣い装置１０は、外部からの複雑な制御や操作を必要とせずに、ワーク１００の曲面に倣わせることができる。このため、送り装置１５は、倣おうとする進行方向への操作、インデックス動作、及び押付け方向への操作で、ワーク１００の三次元曲面を倣うことができる。即ち、送り装置１５は、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸の直線３軸の動きを、倣い装置１０に与えるだけで、ワーク１００の三次元曲面を倣うことができる。

シュー１の旋回中心である中心Ｏ点をワーク表面に設けているため、例えワーク表面に倣うことでシュー１が傾いても、接触している点はワーク表面の１点である。即ち、シュー１とワーク１００の接触している点は、旋回中心から移動しない。よって、倣うポイント（接触位置）のＸ−Ｙ平面内のズレがない。従って、送り装置１５による倣い装置１０の制御は、接触点の位置補正をする必要がないため、制御を容易にすることができる。

倣い装置１０は、弾性体８を設けることにより、ワーク１００の表面の上下方向の凹凸を許容して、ワーク１００を倣うことができる。これにより、倣い装置１０は、ワーク１００の表面が複雑である場合においても、ある程度の高さの凹凸であれば、送り装置１５による図のＺ方向の細かい制御を必要とせずに、ワーク１００を倣うことができる。

従って、倣い装置１０は、直線運動以外の複数の制御軸を設けて、特別に複雑な制御を行わなくとも、曲面（曲板を含む）や平板のワークを倣うことができる。

（第２の実施形態）
図５は、本発明の第２の実施形態に係る倣い装置１０Ａの構成を示す構成図である。

倣い装置１０Ａは、図１に示す第１の実施形態に係る倣い装置１０において、フレーム２Ｃ及び円弧スライドガイド５Ｂを取り除き、フレーム２Ｂをフレーム２Ｄに直接取り付けている。その他の点は、倣い装置１０と同様である。

次に、倣い装置１０Ａの動作について説明する。

ワーク１００Ａは、平板を一方向に曲げてアーチ状をしたような曲板である。従って、シュー１とワーク１００Ａとの接点における法線の変化は、図中のＸ−Ｚ平面だけである。

倣い装置１０Ａは、このＸ−Ｚ平面と円弧スライドガイド５Ａによりスライドする円弧を含む平面が平行となるように、ワーク１００Ａの表面に置く。即ち、倣い装置１０Ａは、円弧スライドガイド５Ａの旋回できる方向がＸ−Ｚ平面上になるように、ワーク１００Ａの上に設置する。

送り装置１５による倣い装置１０Ａの制御方法は、倣い装置１０Ａを一方向に移動させる点以外は、第１の実施形態に係る倣い装置１０と同様である。

本実施形態によれば、法線の変化する方向が１方向のワーク１０Ａの場合において、簡易な構成の倣い装置１０Ａで、ワーク１０Ａを倣うことができる。従って、送り装置１５による倣い装置１０Ａの制御方法は、Ｘ、Ｙ、Ｚ方向の単純な制御を行うことで、ワーク１００Ａを倣うことができる。

（第３の実施形態）
図６は、本発明の第３の実施形態に係る倣い装置１０Ｂの構成を示す構成図である。

倣い装置１０Ｂは、図１に示す第１の実施形態に係る倣い装置１０において、弾性体８の代わりに、エアシリンダ２０及び精密減圧弁２３を設けている。その他の点は、倣い装置１０と同様である。

エアシリンダ２０は、スライド部６の下側に設けられている。エアシリンダ２０は、直動ガイド７により、スライド部６がスライドできる方向（即ち、上下方向）に伸縮する。

エアシリンダ２０は、倣い装置１０Ｂの押付けストロークを緩衝する弾性要素である。エアシリンダ２０の弾性要素により、倣い装置１０Ｂは、ワーク１００を押付けたときの緩衝機能を有する。これにより、倣い装置１０Ｂは、ワーク１００に過大な押付け力を掛けない。エアシリンダ２０は、ワーク１００を倣う際の上下方向のズレを許容する。

エアシリンダ２０は、シリンダ２０１及びロッド２０２を備えている。シリンダ２０１は、スライド部６に固定されている。ロッド２０２は、フレーム２Ｃに固定されている。

精密減圧弁２３は、エアシリンダ２０の内部の空気圧を制御する。精密減圧弁２３は、エアシリンダ２０のＳＡ側（上方側）の空気圧を制御するように設置されている。精密減圧弁２３は、リリーフ機能付である。精密減圧弁２３は、エアシリンダ２０と圧縮空気の供給源（１次側）の間の空気圧回路に配置されている。ここで、空気圧回路には、必要に応じて電磁弁やフィルタなどの機器が配置されているものとする。

次に、倣い装置１０Ｂの動作について説明する。

倣い装置１０Ｂは、送り装置１５により、ワーク１００に押付けられる。このとき、エアシリンダ２０は、収縮する。ワーク１００を押付ける力は、エアシリンダ２０の収縮による圧縮空気の圧力とエアシリンダ２０のピストン径で決まる。

本実施形態によれば、第１の実施形態による作用効果に加え、以下の作用効果を得ることができる。

倣い装置１０Ｂは、空気圧回路に示したようにエアシリンダ２０および精密減圧弁２３を使用している。このため、エアシリンダ側の２次圧力を一定に保つことができる。これにより、倣い装置１０Ｂの押付け力（接触力）を適切な一定値にすることもできる。倣い装置１０Ｂは、押付け力を一定にすることで、常時適切な接触力（押付け力）を得ることができる。

例えば、従来の一般的な倣い装置は、緩衝部の弾性体としてコイルばねを用いることが多い。この場合、長い緩衝ストローク（倣いのストローク）が取れないことがある。なぜなら、コイルばねはフックの法則で示されるようにストロークによって押付け力に変化があり、また、コイルばね自身の長さによりストロークの制限もあるからである。倣い装置１０Ｂであれば、特に長い緩衝ストローク（倣いのストローク）が必要な場合には、ストロークの長いスライド部６や直動ガイド７とエアシリンダ２０を用いればよい。また、長いストロークにかかわらず押付け力の変化もない。

また、精密減圧弁２３を調整するだけで倣い装置の押付け力（接触力）を調整することが容易である。即ち、コイルばねなどを用いた緩衝部のように、押付け力調整のたびにばね部品を交換する必要がない。

（第４の実施形態）
図８は、本発明の第４の実施形態に係る倣い装置１０Ｃの構成を示す正面図である。図９は、本実施形態に係る倣い装置１０Ｃの構成を示す側面図である。

倣い装置１０Ｃは、図６に示す第３の実施形態に係る倣い装置１０Ｂにおいて、ブレーキ２５Ａ，２５Ｂを設けている。その他の点は、倣い装置１０Ｂと同様である。

ブレーキ２５Ｂは、円弧スライドガイド５Ｂの動きを抑制する制動機器である。ブレーキ２５Ｂが作動し、ブレーキパッド２５２Ｂが摩擦板２５３Ｂを押すと、円弧スライドガイド５Ｂの動きがロックされる。

ブレーキ２５Ｂは、ブレーキ本体２５１Ｂ、ブレーキパッド２５２Ｂ、及び摩擦板２５３Ｂを備えている。

ブレーキパッド２５２Ｂは、ブレーキ本体２５１Ｂに組み込まれている。ブレーキ本体２５１Ｂは、フレーム２Ｂに固定されている。摩擦板２５３Ｂは、フレーム２Ｃに固定されている。従って、ブレーキ本体２５１Ｂと摩擦板２５３Ｂは、相対的に運動をする。

ブレーキ２５Ａは、円弧スライドガイド５Ａの動きを抑制する制動機器である。ブレーキ２５Ａが作動し、ブレーキパッド２５２Ａが摩擦板２５３Ａを押すと、円弧スライドガイド５Ａの動きがロックされる。

ブレーキ２５Ａは、ブレーキ本体２５１Ａ、ブレーキパッド２５２Ａ、及び摩擦板２５３Ａを備えている。

ブレーキパッド２５２Ａは、ブレーキ本体２５１Ａに組み込まれている。ブレーキ本体２５１Ａは、フレーム２Ａに固定されている。摩擦板２５３Ａは、フレーム２Ｂに固定されている。従って、ブレーキ本体２５１Ａと摩擦板２５３Ａは、相対的に運動をする。

図８を参照して、ブレーキ２５Ｂの動作について説明する。図８（ｂ）は、ブレーキ２５Ｂの作動する前の状態を示す拡大図である。図８（ｃ）は、ブレーキ２５Ｂの作動した後の状態を示す拡大図である。なお、ブレーキ２５Ａの動作については、ブレーキ２５Ｂと同様のため省略する。

ここで、ブレーキ２５Ｂは、図示されていない制御機器により制御される。

制御機器は、ブレーキ２５Ｂに作動指令を出力する。

ブレーキ２５１Ｂ本体は、制御機器から作動指令を受信すると、空気圧により、ブレーキパッド２５２Ｂを押し出す。

押し出されたブレーキパッド２５２Ｂは、摩擦板２５３Ｂに接触する。

ブレーキパッド２５２Ｂが摩擦板２５３Ｂに接触することにより、摩擦板２５３Ｂとフレーム２Ｃ上で結合した円弧スライドガイド５Ｂの動きが保持される。

これらの一連の動作により、倣い装置１０Ｃの自由度を制限できる。

図１０を参照して、倣い装置１０Ｃによるワーク１００を倣う動作について説明する。ここで、このワーク１００は、倣い動作を行う最後の部分が端部になっている。

図１０は、本実施形態に係る倣い装置１０Ｃの動作中の状態を示す状態図である。図１０（ａ）は、倣い装置１０Ｃの通常の動作中の状態を示す状態図である。図１０（ｂ）は、倣い装置１０Ｃのワーク１００の端に差し掛かかる直前の状態を示す状態図である。図１０（ｃ）は、倣い装置１０Ｃのワーク１００の端を通過中の状態を示す状態図である。倣い装置１０Ｃによるワーク１００の倣い動作は、図１０（ａ）〜（ｃ）の順序で行われる。

通常の動作中（即ち、図１０（ａ）に示す状態）では、円弧スライドガイド５Ａ，５Ｂが自由に旋回し、シュー１がワーク１００を倣う。

図１０（ｂ）に示す状態では、ブレーキ２５Ａは、作動する直前又は直後である。

図１０（ｃ）に示す状態では、ブレーキ２５Ａは、作動している。よって、円弧スライドガイド５Ａの動きはロックされる。従って、ワーク１００の途切れる部分を通過中であっても、シュー１は傾かない。これにより、倣い装置１０Ｃは、ワーク１００の端部まで、適切に安定した倣い動作をすることができる。

ここでは、主にブレーキ２５Ａの動作について説明したが、ブレーキ２５Ｂの動作についても同様である。

なお、倣い装置１０Ｃのブレーキ２５Ａを作動させない場合は、図１１に示すように、シュー１が大きく傾くことになる。これは、倣い装置１０Ｃを常にワーク１００に押付けており、かつ円弧スライドガイド５Ａが自由に旋回するためである。

本実施形態によれば、第３の実施形態による作用効果に加え、以下の作用効果を得ることができる。

倣い装置１０Ｃは、ワーク１００の途切れる（又は端部）部分を通過する場合においても、ブレーキ２５Ａ，２５Ｂにより、倣い装置１０Ｃの姿勢が保持される。これにより、倣い装置１０Ｃは、姿勢を崩すことなく、ワーク１００の途切れる部分（又は端部）を通過することができる。

従って、制動機器であるブレーキ２５Ａ，２５Ｂを設けることにより、倣い装置１０Ｃの自由度を制限することができる。これにより、倣い装置１０Ｃは、例えばワークの端部や縁、またはワーク表面の開口部などを、適切に走行させることができる。

（第５の実施形態）
図１２は、本発明の第５の実施形態に係る倣い装置１０Ｄの動作中の状態を示す状態図である。図１２（ａ）は、倣い装置１０Ｄの通常の動作中の状態を示す状態図である。図１２（ｂ）は、倣い装置１０Ｄのセンサ３０によるワーク１００が無いことを検知した状態を示す状態図である。図１２（ｃ）は、倣い装置１０Ｄのワーク１００の端を通過中の状態を示す状態図である。倣い装置１０Ｄによるワーク１００の倣い動作は、図１２（ａ）〜（ｃ）の順序で行われる。

倣い装置１０Ｄは、図１０に示す第４の実施形態に係る倣い装置１０Ｃに、シュー１よりも倣い動作を行う進行方向側にセンサ３０を設けている。その他の点は、倣い装置１０Ｃと同様である。

センサ３０は、ワーク１００の端部又は縁を検知する。センサ３０は、ある距離の設定範囲内で物体を検知できない場合、被測定物であるワーク１００が存在しないという状態を検出する。センサ３０は、例えばレーザ式の非接触式のセンサである。センサ３０は、レーザＬＡを出力して、ワーク１００の端部又は縁を検知する。

次に、倣い装置１０Ｄの動作について説明する。

通常時は、図１２（ａ）に示すように、円弧スライドガイド５Ａ，５Ｂが自由に旋回し、シュー１がワーク１００を倣う。

まず、図示されていない制御機器により、センサ３０の検出結果が判断される。

この制御機器は、センサ３０により、倣い装置１０Ｄの進行方向にワーク１００が無いという信号を受信した場合（即ち、図１２（ｂ）に示す状態）、ブレーキ２５Ａ又はブレーキ２５Ｂを作動させる信号を出力する。図１２中においては、ブレーキ２５Ａを作動させることになる。

倣い装置１０Ｄは、制御機器からの信号に基づいて、ブレーキ２５Ａ又はブレーキ２５Ｂを作動させる。これにより、倣い装置１０Ｄは、ワーク端部や縁の付近を通過する直前に、倣い装置１０Ｄの姿勢を保持する。ブレーキ２５Ａ又はブレーキ２５Ｂ等の制動機器を作動させるタイミングは、倣い装置が進行する方向の速度やセンサ３０の取付け位置に応じて対応する。

図１２（ｃ）に示すように、倣い装置１０Ｄの姿勢は保持されているため、ワーク１００の端部や縁を通過しても倣い装置の姿勢は変化しない。

本実施形態によれば、第４の実施形態による作用効果に加え、倣い装置１０Ｄは、対象となるワーク１００について制動装置の作動ポイントを事前にプログラムしなくても、倣い装置１０Ｄの姿勢を保持することができる。

（第６の実施形態）
図１３は、本発明の第６の実施形態に係る倣い装置１０Ｅの構成を示す正面図である。図１４は、本実施形態に係る倣い装置１０Ｅの構成を示す側面図である。

倣い装置１０Ｅは、図６に示す第３の実施形態に係る倣い装置１０Ｂにおいて、カウンターウエイト３６、歯車３７Ａ，３７Ｂ，３７Ｃ，３７Ｄ、及び回転軸３８Ａ，３８Ｂを設けている。倣い装置１０Ｅは、横向きに用いる場合などに好適な構成である。その他の点は、倣い装置１０Ｂと同様である。

ワーク１００Ｂは、横向きに倣う必要のあるワークである。

倣い装置１０Ｅは、横向きに設置すると、図１３に示すように、シュー１がワーク１００Ｂから離れる方向にモーメント力Ｆｍが作用する。これは、倣い装置１０Ｅの可動部３５の重心位置により、円弧スライドガイド５Ｂが自由に動くためである。ここで、可動部３５とは、円弧スライドガイド５Ｂのブロック５１Ｂに固定された部分（先端のシュー１からフレーム２Ｂ）である。即ち、可動部３５は、重力の作用で下向きに可動する部分のことを示している。

倣い装置１０Ｅは、モーメント力Ｆｍによる影響を補正するためカウンターウエイト３６を設けている。カウンターウエイト３６は、シュー１がワーク１００Ｂから離れる方向のモーメント力Ｆｍを軽減する。カウンターウエイト３６の重量は、シュー１がワーク１００Ｂから離れようとするモーメント力を必要に応じて低減できる重さであればよい。このため、この重量は、厳密に設定しなくてもよい。

図１３を参照して、倣い装置１０Ｅの動作及び構成について説明する。

倣い装置１０Ｅは、水平方向に設置されている。倣い装置１０Ｅは、ワーク１００Ｂに対して横向きに倣い作業を行うものとする。ワーク１００Ｂの接触面は、もちろん曲面でも平板でもかまわない。

歯車３７Ａは、シュー１の動きとともに可動するように、フレーム２Ｂに固定されている。

歯車３７Ｂ及びカウンターウエイト３６は、回転軸３８Ｂを中心に回転をする。

可動部３５は、下方向に重力が作用する。同様に、カウンターウエイト３６も下方向に重力が作用する。従って、可動部３５及びカウンターウエイト３６は、下方向に回転しようとする。

ここで、歯車３７Ｃは、歯車３７Ａと歯車３７Ｂの間に、歯車３７Ｂと噛み合うように設けられている。歯車３７Ｄは、歯車３７Ａと歯車３７Ｂの間に、歯車３７Ａと噛み合うように設けられている。歯車３７Ｃと歯車３７Ｄは、回転軸３８Ａによって結合されている。従って、歯車３７Ｃと歯車３７Ｄは、常に同じ方向に回転するようになっている。

このように構成された歯車３７Ｃ及び歯車３７Ｄによって、可動部３５及びカウンターウエイト３６の双方に作用する下方向に回転しようとする力は、打ち消される。

本実施形態によれば、第３の実施形態による作用効果に加え、倣い装置１０Ｅを水平方向に設置し、横向きに倣い動作を行う場合においても、重力の影響により、シュー１がワーク１００Ｂから離れようとするモーメント力を軽減することができる。

なお、本実施形態に係る倣い装置１０Ｅは、カウンターウエイト３６を用いて、歯車３７Ｂを旋回できるようにした構成である。従って、倣い装置１０Ｅは、カウンターウエイト３６を用いて、歯車３７Ｂを旋回できる機構を備えている構成であれば、種々に変形した構成とすることができる。

次に、上述の旋回できる機構として、円弧スライドガイドを用いた変形形態について説明する。

（本実施形態の変形形態）
図１５は、本実施形態の変形形態に係る倣い装置１０Ｅ１の構成を示す正面図である。

倣い装置１０Ｅ１は、本実施形態に係る倣い装置１０Ｅにおいて、ピン３８Ｂの代わりに、円弧スライドガイド３９を設け、歯車３７Ｂの代わりに、歯車３７Ｂ１を設けた構成である。その他の点は、倣い装置１０Ｅと同様である。

即ち、倣い装置１０Ｅでは、ピン３８Ｂを旋回中心として、歯車３７Ｂを旋回できるようにした構成である。これに対し、倣い装置１０Ｅ１では、円弧スライドガイド３９を用いて、歯車３７Ｂ１を旋回できるようにした構成である。

円弧スライドガイド３９は、上述の円弧スライドガイド５Ａ，５Ｂと同様に、歯車３７Ｂ１が円弧状に旋回するように取り付けられている。

歯車３７Ｂ１は、カウンターウエイト３６の重みにより、円弧スライドガイド３９に沿って下方向に可動しようとする形状及び構成になっている。

このような変形形態に係る倣い装置１０Ｅ１の構成であっても、倣い装置１０Ｅと同様の作用効果を得ることができる。

（第７の実施形態）
図１６は、本発明の第７の実施形態に係る倣い装置１０Ｆの構成を示す正面図である。

倣い装置１０Ｆは、図１３に示す第６の実施形態に係る倣い装置１０Ｅにおいて、歯車３７Ａ，３７Ｂ，３７Ｃ，３７Ｄ，回転軸３８Ａ，３８Ｂの代わりに、てこ４０、回転軸４１、及びピン４２を設けている。その他の点は、倣い装置１０Ｅと同様である。

第６の実施形態に係る倣い装置１０Ｅは、主に歯車を用いて、カウンターウエイト３６の重量により、シュー１がワーク１００Ｂから離れようとするモーメント力を低減させたが、本実施形態に係る倣い装置１０Ｆは、てこを利用して、同様の作用効果を得る構成としたものである。

図１６を参照して、倣い装置１０Ｆの動作及び構成について説明する。

てこ４０の一方には、カウンターウエイト３６が取り付けられている（以下、「てこ４０の左側」とする）。てこ４０のもう一方は、ピン４２により可動部３５と結合されている（以下、「てこ４０の右側」とする）。

てこ４０の左側は、てこカウンターウエイト３６にかかる重力により、回転軸４１を中心として、下方向に回転する。てこ４０の右側は、反対の上方向に動いて、倣い装置の可動部３５と結合するピン４２を持ち上げようとする。

従って、適切なカウンターウエイト３６の重量を与えれば、例えば横向きの姿勢で倣い動作を行ってもシュー１がワーク１００Ｂから離れようとするモーメント力を軽減することができる。

本実施形態によれば、てこの原理を利用することにより、第３の実施形態による作用効果に加え、倣い装置１０Ｅを水平方向に設置し、横向きに倣い動作を行う場合においても、重力の影響により、シュー１がワーク１００Ｂから離れようとするモーメント力を軽減することができる。

（第８の実施形態）
図１７は、本発明の第８の実施形態に係る倣い装置１０Ｇの構成を示す正面図である。なお、図１７は、倣い装置１０Ｇの一部を切断したような透視図で示している。

倣い装置１０Ｇは、図１３に示す第６の実施形態に係る倣い装置１０Ｅにおいて、歯車３７Ａ，３７Ｂ，３７Ｃ，３７Ｄ，回転軸３８Ａ，３８Ｂの代わりに、歯車３７Ａ１、ラック４５、直動ガイド４６、エアシリンダ２０Ａ、精密減圧弁２３Ａ、及びブラケット４９を設けている。その他の点は、倣い装置１０Ｇと同様である。

歯車３７Ａ１は、第６の実施形態に係る倣い装置１０Ｅの歯車３７Ａと同様の部品である。歯車３７Ａ１は、可動部３５の一部であるフレーム２Ｂに取り付けられている。歯車３７Ａ１は、円弧スライドガイド５Ｂの形状に沿うような円弧形状となっている。歯車３７Ａ１は、円弧スライドガイド５Ｂによる可動部３５の動きとともに、円弧を描くように可動する。

ラック４５は、歯車３７Ａ１の歯と噛み合わさり、歯車３７Ａ１の可動に伴って、可動するように取り付けられている。

直線ガイド４６は、ラック４５に、歯車３７Ａ１と噛み合うように取り付けられている。直動ガイド４６は、歯車３７Ａ１の円弧を描くような軌道で可動することにより、ラック４５が上下方向に直線的に動くようにするためのものである。歯車３７Ａ１が下方向に可動するときは、ラック４５も下方向に可動する。歯車３７Ａ１が上方向に可動するときは、ラック４５も上方向に可動する。

エアシリンダ２０Ａは、シリンダ２０１Ａ及びロッド２０２Ａを備えている。ロッド２０２Ａは、シリンダ２０１Ａとラック４５とを接続している。エアシリンダ２０Ａは、フレーム２Ｃに固定されたブラケット４９に保持されている。エアシリンダ２０Ａは、第３の実施形態に係るエアシリンダ２０と同等の部品である。

精密減圧弁２３Ａは、エアシリンダ２０Ａの内部の空気圧を制御する。精密減圧弁２３Ａは、エアシリンダ２０ＡのＳＢ側（下方側）の空気圧を制御するように設置されている精密減圧弁２３Ａは、第３の実施形態に係る精密減圧弁２３と同等の部品である。

次に、倣い装置１０Ｇの動作について説明する。

倣い装置１０Ｇは、横向きにすると、可動部３５に重力による下方向のモーメント力Ｆｍが働く。そこで、精密減圧弁２３Ａは、エアシリンダ２０ＡのＳＢ側に圧縮空気を与える。これにより、エアシリンダ２０Ａは、ラック４５を上方向に移動させる力Ｆａを発生することができる。

ここで、精密減圧弁２３Ａは、可動部３５の重量とほぼ同等の力をエアシリンダ２０Ａで発生させれば、ラック４５が上に移動しようとする力Ｆａと、可動部３５が下に落ちようとする力Ｆｍをバランスさせることができる。即ち、倣い装置１０Ｇは、倣い動作を行っても、シュー１がワーク１２から離れようとするモーメント力Ｆｍを軽減することができる。

また、空気圧回路に、精密減圧弁２３Ａを使用することで、例えばラック４５を上向きに動かす力を一定にすることもできる。また、その力を調整することも容易である。

倣い装置１０Ｇを縦方向に使う場合には、重力の影響をほとんど考慮する必要がない。従って、その場合には、例えば図示されていない電磁弁を用いるなどして、エアシリンダ２０Ａにつながる空気圧回路を開放する。これにより、倣い装置１０Ｇは、上述した重力に関する機能をキャンセルした倣い装置（例えば、第３の実施形態に係る倣い装置１０Ｂに相当する倣い装置）として使用することも可能である。

本実施形態によれば、エアシリンダ２０Ａを用いることにより、第３の実施形態による作用効果に加え、倣い装置１０Ｅを水平方向に設置し、横向きに倣い動作を行う場合においても、重力の影響により、シュー１がワーク１００Ｂから離れようとするモーメント力を軽減することができる。

（第９の実施形態）
図１８は、本発明の第９の実施形態に係る倣い装置１０Ｈの構成を示す正面図である。

倣い装置１０Ｈは、図６に示す第３の実施形態に係る倣い装置１０Ｂにおいて、変位センサ３１を備えている。その他の点は、倣い装置１０Ｂと同様である。

変位センサ３１は、倣い装置１０Ｈを押付ける方向の距離を測定する。変位センサ３１は、例えば差動トランス式の変位センサである。なお、変位センサ３１は、直動距離を測れるものであれば、センサの形式は他でもよい。

変位センサ３１は、差動トランス部３１１及び可動鉄心３１２を備えている。差動トランス部３１１は、スライド部６に固定されている。可動鉄心３３は、フレーム２Ｄに固定されている。このような構成により、可動鉄心３３は、倣い装置１０Ｈの押付け方向変位を捉えることができる。

曲面のワーク１００を倣う場合、倣い装置１０Ｈにより倣った長さを測定するには以下のように行う。

図１８（ａ）は、倣い装置１０Ｈによりワーク１００を倣う前の状態を示す状態図である。図１８（ｂ）は、倣い装置１０Ｈによりワーク１００を倣った後の状態を示す状態図である。

ここで、送り装置１５の送り方向（倣う方向）をＸ軸、押付け方向をＺ軸とする。倣う前の状態（測定する前）の倣い装置１０Ｈにおいて、変位センサ３１の示す押付け方向変位をＺａとする。倣った後の状態（測定する直前）の倣い装置１０Ｈにおいて、変位センサ３１の示す押付け方向変位は、Ｚｂとする。ここで、倣い装置１０Ｈの送り方向（倣う方向）の距離（Ｘ方向変位）は、Ｘとする。このとき、曲面を倣った長さＬは、次のように計算できる。

Ｚ方向変位＝Ｚａ−Ｚｂ （上方向をプラス、下方向をマイナスとする。）
ここで、Ｚ方向変位＜０の場合、送り装置１５はワーク１００に近づく方向の変位となる。Ｚ方向変位＞０の場合、送り装置１５はワーク１００から離れる方向の変位となる。

Ｌ＝√（Ｘ方向変位＾２＋Ｚ方向変位＾２）
ここで、「＾」は、２乗を表す演算子である。

本実施形態によれば、第３の実施形態による作用効果に加え、以下の作用効果を得ることができる。

倣い装置１０Ｈは、第１の実施形態で述べたように、円弧スライドガイドの１点（中心Ｏ点）が倣いの旋回中心である。このため、ワーク１００の曲面上で倣ったポイントは、Ｘ−Ｙ平面内では変動しない。

そこで、進行方向であるＸ方向変位とワーク１００を倣う前後での押付け方向変位であるＺａ，Ｚｂを測定することで、上記の計算式により、倣い装置１０Ｈの倣った距離Ｌを測定できる。この測定した距離Ｌに基づいて、位置座標を３次元的に捉えることができる。例えば、測定点を３次元的にプロットし、倣ったワーク１００の曲面を描くこともできる。

従って、装置１０Ｈは、押付け方向の変位を測定し、その結果を計算することにより、倣った位置座標を三次元的に捕らえることができる。

また、送り装置１５で倣い装置１０Ｈを押付けるストロークの変化量が０に近くなるように、送り装置１５を動かす制御をすることもできる。

（第１０の実施形態）
図１９は、本発明の第１０の実施形態に係る倣い装置１０Ｉの構成を示す正面図である。

倣い装置１０Ｉは、図６に示す第３の実施形態に係る倣い装置１０Ｂにおいて、シュー１に超音波探傷子９０が取り付けてある。従って、倣い装置１０Ｉは、倣い装置１０Ｂを倣い装置として用いた超音波探傷装置である。その他の点は、倣い装置１０Ｂと同様である。

超音波探傷子９０は、シュー１に接触するワーク１００の超音波探傷をすることができる素子である。なお、超音波探傷のための水などの伝達媒質は、別途ホースなどで供給されるものとする。

送り装置１５は、倣い装置１０Ｉを、ワーク１００に対して押付けることにより、ワーク１００の曲面の法線方向に、シュー１を向かせることできる。

そこで、倣い装置１０Ｉをワーク１００に接触させ、送り装置１５を移動させる。これにより、超音波探傷子９０は、シュー１とともに、ワーク１００の曲面を倣う。このとき、シュー１は、ワーク１００の曲面に対して法線方向を向いている。従って、超音波探傷子９０は、常に、曲面に対して垂直に超音波を当てて、探傷測定することができる。ワーク１００の曲面を倣ったこの超音波探傷子９０による測定結果に基づいて、探傷画像を得る。

次に、倣い装置１０Ｉによるワーク１００Ｃの超音波探傷方法について説明する。

図２０は、本実施形態に係る倣い装置１０Ｉによる探傷方法をＸ−Ｚ平面上に示した模式図である。図２１は、本実施形態に係る倣い装置１０Ｉによるワーク１００Ｃの探傷方法を示した模式図である。但し、探傷方法は、図２１に示す方向に限らず、インデックス方向やワーク１００Ｃの回転方向を任意に設定してよい。

ワーク１００Ｃは、円筒あるいはテーパ形状を有している。但し、ワーク１００Ｃの断面形状は、真円でなくともよい。例えば、楕円形状やワーク回転中心が円の中心からずれて偏芯したものでもよい。

ワーク１００Ｃの回転軸は、円筒またはテーパ形状の長手方向に設けられ、図示されていない回転装置でワークを回転できるものとする。

ここで、説明のため、ワーク１００Ｃは、図２１に示すようなＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸の座標系上にあるものとする。

次に、ワーク１００Ｃを回転させて、ワーク１００Ｃの外側の面を探傷する方法について説明する。なお、ここでは、ワーク１００Ｃの回転させる角度を、代表して３６０度の場合について説明するが、例えば、１８０度や２０度の回転であっても、同様にワーク１００Ｃを倣うことができるため、説明を割愛する。

まず、図２０に示すように、送り装置１５で、倣い装置１０Ｉをワーク１００Ｃに押付ける。

次に、回転装置によって、ワーク１００Ｃを回転させる。ここで、倣い装置１０Ｉが１回転で探傷できる範囲の領域Ｓｔは定まっている。そこで、この領域Ｓｔを基準として、Ｘ方向にインデックスを繰り返すことにより、必要な範囲の探傷を行う。

ワーク１００Ｃは、表面のＺ方向である高さに変化することもある。

次に、ワーク１００Ｃの表面のＺ方向である高さが変化する場合に、倣い装置１０Ｉによる探傷方法について説明する。

図２２は、倣い装置１０Ｉによるワーク１００Ｃを倣う状態を示す状態図である。図２２（ａ）〜（ｄ）は、それぞれワーク１００Ｃを順次に回転させた状態を示している。

基本的には、送り装置１５のＺ方向を、倣い装置１０Ｉが倣いのストロークの範囲でワーク１００Ｃに接触するように押付け量をコントロールすればよい。このとき、送り装置１５の押付け量Ｚは、ワーク１００Ｃの回転角度θとその表面から回転中心の距離によって表され、
Ｚ＝Ｒ（θ）
となる。

つまり、ワーク１００Ｃの回転動作に対して、倣い装置１０Ｉを保持する送り装置１５は、Ｚ方向にカムのように動かせばよい。ここで、倣い装置１０Ｉは、Ｚ方向に倣いのストロークを吸収できる。このため、多少の制御の誤差などがあっても、この誤差を吸収して倣うことができる。

また、ワーク表面とワーク回転中心の距離が一定していない場合には、ワーク表面の法線方向に変化が生じる。この法線方向の変化については、倣い装置１０Ｉによって吸収される。

必要な回転角度分について、ワーク１００Ｃの探傷が終了したら（ここでは３６０度分）、倣い装置１５をＸ方向に次の探傷範囲までインデックスさせて、同様の動作を繰り返す。

ここでは、ワーク１００Ｃの外表面を探傷する方法について説明したが、内表面を探傷する場合も同様である。即ち、倣い装置１０Ｉをワーク１００Ｃの内側に接触させて行えばよい。

本実施形態によれば、第３の実施形態による作用効果に加え、以下の作用効果を得ることができる。

倣い装置１０Ｉを用いた超音波探傷方法によれば、例えば楕円形状や回転中心が円の中心からずれて偏芯したようなワークでも、倣い装置の法線方向を変えるために特別に複雑な制御を行うことなく、そのワークの表面を超音波探傷することができる。従って、倣い装置１０Ｉは、曲板や平板はもちろんのこと、３次元曲面を有するワークに対して複雑な制御を用いることなく超音波探傷を行うことができる。

また、倣い装置１０Ｉは、常にワーク１００Ｃの表面の法線方向に向いた状態で超音波探傷をすることができる。

さらに、送り装置１５は、超音波探傷画像を得るために曲面の傾きに沿って倣い装置の姿勢をコントロールするような複雑な制御を必要としない。このため、例えば航空機の機体表面などの３次元曲面を有するワークの超音波探傷に好適である。

例えば、航空機胴体に倣い装置を接触させながら、胴体を回転し、Ｚ方向とＸ方向の送り、および航空機胴体の回転を行うことで、所要の範囲の超音波探傷を行うことができる。また、胴体断面は単純な円筒断面に限ることはない。例えば、航空機機体の前方や後方のように流線形状をした部分であっても特に複雑な制御を行うことなく倣い装置によって曲面を倣うことができるため、極めて好適である。

（第１１の実施形態）
図２３は、第１１の実施形態に係る倣い装置１０Ｊによる探傷中の状態を示す状態図である。

倣い装置１０Ｊは、図８及び図９に示す第４の実施形態に係る倣い装置１０Ｃにおいて、シュー１に超音波探傷子９０が取り付けてある。従って、倣い装置１０Ｊは、倣い装置１０Ｃを倣い機構として用いた超音波探傷装置である。その他の点は、倣い装置１０Ｃと同様である。

超音波探傷子９０は、シュー１に接触するワーク１００の超音波探傷をすることができる素子である。なお、超音波探傷のための水などの伝達媒質は、別途ホースなどで供給されるものとする。

次に、倣い装置１０Ｊを用いて、ワーク１００の端部まで超音波探傷する動作について説明する。

ここで、このワーク１００は、倣い動作を行う最後の部分が端部になっている。

図２３（ａ）は、倣い装置１０Ｊの通常の探傷中の状態を示す状態図である。図２３（ｂ）は、倣い装置１０Ｊのワーク１００の端部に差し掛かかる直前の状態を示す状態図である。図２３（ｃ）は、倣い装置１０Ｊのワーク１００の端部を通過中の状態を示す状態図である。倣い装置１０Ｊによるワーク１００の倣い動作は、図２３（ａ）〜（ｃ）の順序で行われる。

図２３（ａ）における倣い装置１０Ｊは、通常にワーク１００の探傷を行う。

倣い装置１０Ｊは、図２３（ｂ）の状態から図２３（ｃ）の状態まで移動する間に、ブレーキ２５Ａを作動させる。これにより、倣い装置１０Ｊは、ワーク１００の端部を通過する前に、ブレーキ２５Ａを作動させることで、ワーク１００の端部を通過しても、姿勢を崩さない。よって、倣い装置１０Ｊは、ワーク１００の端部を適切に安定した超音波探傷することができる。

同様に、ワーク１００に穴などの開口部がある場合でも、倣い装置１０Ｊは、開口部を通過する前にブレーキ２５Ａを作動させることで、倣いの自由度を制限した状態で超音波探傷を行うことができる。

ここでは、ブレーキ２５Ａを作動させることについて説明したが、ブレーキ２５Ｂを作動させる場合も同様である。

本実施形態によれば、ブレーキ２５Ａ，２５Ｂを作動させることにより、ワーク端部や開口部で倣い装置１０Ｊの姿勢が崩れることがないため、常に良好な超音波探傷画像を得ることができる超音波探傷をすることができる。

なお、各実施形態において、以下のように変形して実施することもできる。

円弧スライドガイド５Ａの取り付けについては、レール５２Ａとブロック５１Ａを、フレーム２Ａ，２Ｂのどちらに取付けも構わない。同様に、円弧スライドガイド５Ｂについても、レール５２Ｂとブロック５１Ｂを、フレーム２Ｂ，２Ｃのどちらに取付けも構わない。直動ガイド７の取り付けにおいても同様である。

また、円弧スライドガイド５Ａ、５Ｂは、２個ずつにしたが、個数はいくつであってもよい。同様に、直動ガイド７の個数もいくつであってもよい。また、円弧スライドガイド５Ａ、５Ｂのレール半径は、旋回中心が一致していれば、同じでも異なる半径でもどちらでもよい。

さらに、シュー１の接触面の形状は、平板のように面積を有するものとして説明したが、倣おうとする方向に対してワークとの複数の接触点（例えば４個の突起やローラなど）を持つ形状であってもよい。

また、スライド部６を倣い装置１０に設けた構成としたが、送り装置１５の側に設けても良い。スライド部６は、ワーク１００に過大な押付け力が掛からないようにするための構成であれば、取り付ける場所は何処であってもよい。

さらに、エアシリンダ２０の取付け向きは反対でもよい。即ち、シリンダ２０１がフレーム２Ｃに、ロッド２０２がスライド部６にそれぞれ固定されていてもよい。

また、精密減圧弁２３は、エアシリンダ２０のＳＡ側（上方側）の空気圧を制御するように配置した構成としたがこれに限らない。例えば、第３の実施形態の変形例に係る倣い装置１０Ｂ１として、図７に示すように、精密減圧弁２３は、エアシリンダ２０のＳＢ側（下方側）の空気圧を制御するように配置した構成としてもよい。これにより、倣い装置１０Ｂ１は、ワーク１００に対して弱い押付け力を適用することもできる。つまり、倣い装置１０Ｂ１は、エアシリンダ２０のＳＢ側に精密減圧弁２３を配置し、圧力を調整した圧縮空気を送る。これにより、エアシリンダ２０は、倣い装置１０Ｂ１を押付けるのではなく、シュー１を持ち上げる方向に力を発生させることができる。即ち、精密減圧弁２３は、倣い装置１０Ｂ１の自重を軽減する方向に空気圧を調整する。従って、この圧縮空気の圧力を適切に調整すれば、倣い装置１０Ｂ１がワーク１００を押付ける力を弱めることができ、かつその調整も容易にすることができる。よって、ワーク１００に対して弱い押付け力で倣いを行うことができる。従って、倣い装置１０Ｂ１は、特に外力により変形しやすい、例えば薄い板厚のワークを倣う場合に好適である。

さらに、ブレーキ等制動装置を設ける自由度および個数は必要に応じて設けてもよい。例えば、倣い装置１０Ｃの場合は、２つの円弧スライドガイドの自由度それぞれに制動装置（ブレーキ２５Ａ，２５Ｂ）を設けている。

また、押付け方向に倣い装置を保持したい場合は、押付け軸のスライド部６（又はフレーム２Ｄ）に制動装置を設けることにより、スライド部を押付けた状態（高さ）で維持することができる。このような制動装置を取りつける構成は、ブレーキ２５Ａ，２５Ｂと同様でもよいし、他の形式でもよい。

さらに、制動装置を複数設ける場合は、その作動は独立でも連動でも用途に応じて変更することができる。

また、制動機構は、ブレーキ２５Ａ，２５Ｂにおいては、ブレーキ空気圧式のブレーキを構成例として示したが、これに限らない。制動機構は、倣い装置の自由度を制限して姿勢を保持できる機能であれば、機械式や電気式など制動方法は、適宜選択することができる。

さらに、センサ３０は、非接触式センサを用いて説明したが、特に非接触式に限定することはなく、接触式でも前述の機能を満たせばよい。また、センサの取付け個数や位置も、限定することなく、ワーク端部や縁を検知できる位置に取付ければよい。

また、第４の実施形態から第１１の実施形態までにおいて、主に、第３の実施形態に係る倣い装置１０Ｂを基にした構成で説明したが、これに限らない。その他の実施形態を基にした構成においても、同様の構成とすることで、同様の作用効果を得ることができる。

さらに、精密減圧弁２３Ａには、電気信号にて空気圧力を制御できる精密減圧弁を用いても良い。これにより、例えば、倣い装置の任意の傾きに応じて空気圧力を調整し、適切なモーメント力の軽減を維持することができる。また、精密減圧弁２３も同様で、電気的に制御できる精密減圧弁を用いれば、外部からの制御によって押付け力（接触力）を可変することも可能である。

また、倣い装置を倣い機構として、超音波探傷装置に応用する実施例について説明したが、これに限らない。倣い装置は、検査、計測及び加工などの様々な分野において、利用価値がある。本発明による倣い装置を倣い機構として用いれば、シューをワークに対して常に法線方向に接しながら倣うことができる。従って、この特性を必要とする分野であれば、適用分野は、超音波探傷の分野に限る必要はない。

さらに、各実施形態において、倣い装置は、シューをワークに倣わせるために垂直に可動する機構であるフレーム２Ｄ及びスライド部６を、円弧状に旋回する機構であるフレーム２Ｂ及びフレーム２Ｃの上方に設けた構成としたが、これに限らない。これらの機構は、倣い装置全体の何処かに組み込まれており、かつこれらの機構のそれぞれの機能が発揮できる構成であれば、どのような構成でもよい。例えば、垂直に可動する機構が、円弧状に旋回する機構の横に結合されている構成（フレーム２Ｄがフレーム２ＣにＸ−Ｙ平面上で並んで結合されている構成）でもよい。

また、各実施形態において、弾性体８及びエアシリンダ２０は、スライド部６の下側に設ける構成としたが、これに限らない。押付け力を緩衝する態様であれば、弾性体８及びエアシリンダ２０は、倣い装置の何処に設けられていてもよい。例えば、弾性体８及びエアシリンダ２０は、スライド部６とフレーム２Ｃ又は２Ｄとの間に設けられた構成でもよい。

さらに、第８の実施形態において、例えば、ラック４５にある程度の重量があるか、またはラック４５にカウンターウエイトを設けるなどすれば、上述の類似の機能は満たし、エアシリンダ２０Ａの無い構成とすることができる。但し、可動部３５が大きく旋回する場合には可動部３５の傾きの成分（sin成分）により、ラック４５と可動部３５の重量バランスが相違してくるため、本実施形態のように、エアシリンダ２０Ａにより力を調整できることは有用である。

（第１２の実施形態）
図２４は、本発明の第１２の実施形態に係る倣い装置１０Ｋの構成を示す正面図である。

倣い装置１０Ｋは、シュー１、フレーム２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｋ、円弧スライドガイド５Ａ，５Ｂ、スライド部６Ｋ、直動ガイド７、弾性体８Ｋ、及び保持機構２５Ｋを備えている。倣い装置１０Ｋは、図示されていない送り装置により制御されることにより、ワーク１００の表面を倣う。

即ち、倣い装置１０Ｋは、図１に示す第１の実施形態に係る倣い装置１０の構成において、ワーク１００に対して垂直方向の動作をする機構が異なる。その他の点は、倣い装置１０と同様の構成である。

フレーム２Ｋは、スライド部６Ｋの上下方向（Ｚ軸方向）の動きを支持する。

スライド部６Ｋは、フレーム２Ｃの上部に固定して設けられている。

直動ガイド７は、スライド部６Ｋの保持機構２５Ｋが設けられている側面と反対側の側面に取り付けられている。

直動ガイド７は、レール７１及び２つのブロック７２を備えている。レール７１は、スライド部６Ｋの中央部付近に固定されている。２つのブロック７２は、フレーム２Ｋの中央部に垂直方向に並べて固定されている。２つのブロック７２は、垂直方向に可動するスライド部６Ｋを支持するように設けられている。この構成により、スライド部６Ｋは、レール７１がブロック７２に設けられた溝に沿うように可動する。

弾性体８Ｋは、フレーム２Ｋとスライド部６Ｋの上部との間に設けられている。弾性体８Ｋは、例えばバネである。弾性体８Ｋは、直動ガイド７により、スライド部６Ｋがスライドできる方向（即ち、上下方向）に伸縮する。弾性体８Ｋは、シュー１のワーク１００への押付け力を緩衝する。これにより、倣い装置１０Ｋは、ワーク１００への過大な押付け力を抑制する。弾性体８Ｋは、ワーク１００を倣う際の上下方向のズレを吸収する役割を果す。なお、倣い装置１０Ｋは、弾性体８Ｋの代わりに、図６に示す倣い装置１０Ｂのようにエアシリンダ２０を用いても良い。

保持機構２５Ｋは、シリンダ２５１Ｋとパッド２５３Ｋで構成される。シリンダ２５１Ｋ内部の空気圧が上がると、パッド２５３Ｋがシリンダ２５１Ｋから飛び出す。シリンダ２５１Ｋ内部の空気圧が下がると、パッド２５３Ｋがシリンダ２５１Ｋに戻る。

保持機構２５Ｋは、図示されていない制御装置により制御される。この制御装置は、作動、不作動の信号を、図示されていない電磁弁に出す。この電磁弁を介して、保持機構２５のシリンダ２５１Ｋに空気圧が送られる。これにより、保持機構２５Ｋのパッド２５３Ｋが飛び出したり、引っ込んだりする。パッド２５３Ｋが飛び出すことにより、パッド２５３Ｋとフレーム２Ｋとが接触し、摩擦力が生じる。これにより、保持機構２５Ｋは、スライド部６Ｋとフレーム２Ｋとの相対的な動作を保持する。

次に、保持機構２５Ｋの動作について説明する。

図２４を参照して、倣い装置１０Ｋがワーク１００の開口部ＯＰを通り過ぎる場合について説明する。

倣い装置１０Ｋは、倣い動作が開口部ＯＰに到達する手前の位置で、保持機構２５Ｋを作動させ、シュー１のＺ方向の高さを保持する。

倣い装置１０Ｋは、保持機構２５Ｋを作動させ、シュー１のＺ方向の高さを保持した状態で、ワーク１００を倣いながら、開口部ＯＰを通過する。

これにより、開口部ＯＰに到達する前のワーク１００を端部に達しても、シュー１は、傾かない。よって、倣い装置１０Ｋは、シュー１を傾けることなく、ワーク１００の端部を倣うことができる。また、シュー１は、開口部ＯＰを倣いながら通過しても、開口部ＯＰに嵌ることなく、開口部ＯＰから先のワーク１００を継続して倣うことができる。

倣い装置１０Ｋは、保持機構２５Ｋを作動させずに、開口部ＯＰを通過させた場合、シュー１がワーク１００を押付けていたために縮んでいた弾性体８Ｋが元に戻る（弾性体８が伸びる）。このため、開口部ＯＰでシュー１が勢いよく飛び出すことになる。

図２５は、本実施形態に係る保持機構２５Ｋの保持力を説明するためのグラフ図である。縦軸は、保持機構２５Ｋの保持力を示している。横軸は、シリンダ２５１Ｋ内部の空気圧を示している。

図２５に示すように、シリンダ２５１Ｋ内部の空気圧と保持機構２５Ｋの保持力との関係は、ほぼ比例している。即ち、制御装置は、シリンダ２５１Ｋに送り込む空気圧を高くすることで、保持機構２５Ｋの保持力を強くすることができる。空気圧Ｐ１は、保持機構２５Ｋを保持力Ｆ１とする空気圧である。空気圧Ｐ２は、保持機構２５Ｋを保持力Ｆ２とする空気圧である。

保持力Ｆ１は、シュー１の姿勢を保持できる最低限必要な力である。即ち、保持力Ｆ１よりも弱い保持力の場合は、保持機構２５Ｋは、保持力の機能を果さない。

保持力Ｆ２は、ワーク１００を損傷させずに、ワーク１００を倣うことのできる限界の力である。即ち、保持力Ｆ２よりも強い保持力の場合、弾性体８Ｋがシュー１のワーク１００への押付力を抑制する働きをしない。よって、ワーク１００の表面が平面でない場合、倣い装置１０Ｋは、シュー１とワーク１００が干渉すると、ワーク１００を損傷させる恐れがある。一方、保持力Ｆ２よりも弱い保持力の場合、シュー１とワーク１００が干渉しても、保持力Ｆ２よりも強い外力が働くことで、保持機構２５Ｋの保持力が滑る。これにより、倣い装置１０Ｋは、ワーク１００の損傷を回避できる。

保持力Ｆ１，Ｆ２は、ワーク１００の材質により決まる。

従って、保持機構２５Ｋの保持力は、常に保持力Ｆ１と保持力Ｆ２の間になるように調整されている。換言すると、シリンダ２５１Ｋの内部の空気圧は、常に空気圧Ｐ１と空気圧Ｐ２の間になるように調整されている。

保持機構２５Ｋの空気圧回路中には、減圧弁が設けられている。この減圧弁により、空気圧を調整することで、保持機構２５Ｋの保持力を任意に設定することができる。この減圧弁は、精密減圧弁などにすることより、安全弁のような役割を持たせてもよい。これにより、保持過剰な保持力となった場合、保持機構２５Ｋを作動させるシリンダ２５１Ｋ内部の空気圧を一部逃がすことができる。これにより、保持機構２５Ｋは、シリンダ２５１Ｋの内部の空気圧を、常に空気圧Ｐ１と空気圧Ｐ２の間になるように調整することができる。

本実施形態によれば、第１の実施形態による作用効果に加え、以下の作用効果を得ることができる。

倣い装置１０Ｋに保持機構２５Ｋを設けることで、ワーク１００の開口部ＯＰにシュー１が嵌ったり、開口部ＯＰでシュー１が飛び出すことにより、ワーク１００を損傷させたりするなどの障害を防止することができる。これにより、倣い装置１０Ｋを動かす送り装置は、倣い装置１０Ｋの倣い動作を停止させる位置などを、厳密に制御しなくても、上述の障害を防止することができる。

また、倣い装置１０Ｋは、ワーク１００が円筒又は円弧形状でも倣うことができる。この場合において、ワーク１００を倣う方法は、倣い装置１０Ｋをワーク１００に対して動かしてもよいし、倣い装置１０Ｋを固定して、ワーク１００を回転させてもよい。このとき、ワーク１００に開口部ＯＰなど干渉物があっても、倣い装置１０Ｋは、上述と同様に保持機構２５Ｋを作動させることにより、開口部ＯＰでの倣い装置１０Ｋの脱落などを防止することができる。

さらに、保持機構２５Ｋは、保持力が適正な範囲にあるように調整されている。これにより、保持機構２５Ｋは、ワーク１００を押付けている程度の力に対しては、シュー１の高さ方向を保持する保持力がある。また、保持機構２５Ｋは、シュー１への押付力が過負荷となる場合には、保持力を緩和され、ワーク１００に過大な力を与えることを防止することができる。

なお、本実施形態では、保持機構２５Ｋは、空気圧により保持力を得る構成としたが、これに限らない。保持機構２５Ｋは、機械的又は電気的な保持機構を用いてもよい。このような構成おいても、保持機構２５Ｋは、保持力の調整を本実施形態と同様に行うことで、本実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

（第１３の実施形態）
図２６は、本発明の第１３の実施形態に係る倣い装置１０Ｌの構成の一部を示す正面図である。

倣い装置１０Ｌは、図２４に示す第１２の実施形態に係る倣い装置１０Ｋにおいて、保持機構２５Ｋを保持機構２６Ｌに代えている。スライド部６Ｌは、スライド部６Ｋと同様の役割を果す倣い装置１０Ｌの構成部品である。フレーム２Ｌは、フレーム２Ｋと同様の役割を果す倣い装置１０Ｌの構成部品である。その他の点は、倣い装置１０Ｋと同様の構成である。

保持機構２６Ｌは、ラチェット２６１Ｌと、爪形状部２６２Ｌと、アクチュエータ２６３Ｌとを備えている。

ラチェット２６１Ｌは、スライド部６Ｌに取り付けられている。

爪形状部２６２Ｌは、フレーム２Ｌに取り付けられている。爪形状部２６２Ｌは、アクチュエータ２６３Ｌにより、ラチェット２６１Ｌの方向に飛び出すように可動する。爪形状部２６２Ｌは、飛び出すことにより、ラチェット２６１Ｌに嵌る。爪形状部２６２Ｌは、先端部（ラチェット２６１Ｌ側）が上方向になるように傾くように、取り付けられている。爪形状部２６２Ｌは、ストッパが設けられているため、下方向には傾かない。

アクチュエータ２６３Ｌは、フレーム２Ｌに取り付けられている。アクチュエータ２６３Ｌは、図示されていない制御装置により、爪形状部２６２Ｌを出し入れする動作をさせる。

図２６から図２８に示している「○」又は「×」は、スライド部６Ｌが矢印の方向に可動するか否かを示している。「○」は、矢印の方向に可動することを示している。「×」は、矢印の方向に可動しないことを示している。

図２６は、保持機構２６Ｌを作動させていない状態の倣い装置１０Ｌである。このとき、スライド部６Ｌは、Ｚ軸方向の上下方向に自由に可動する。

図２７は、本実施形態に係る倣い装置１０Ｌの保持機構２６Ｌを作動させた状態を示す正面図である。このとき、ラチェット２６１Ｌと爪形状部２６２Ｌとは、噛み合っている状態である。これにより、倣い装置１０Ｌは、スライド部６ＬのＺ軸方向の下方向への可動を固定する。

図２８は、本実施形態に係る倣い装置１０Ｌの保持機構２６Ｌを作動させた状態を示す正面図である。図２８に示す保持機構２６Ｌの状態は、図２７に示す保持機構２６Ｌのラチェット２６１Ｌと爪形状部２６２Ｌとが噛み合っている状態から、スライド部６ＬにＺ軸方向の上方向に力が加わった状態である。

爪形状部２６２Ｌは、先端部が上方向に傾くように取り付けられているため、スライド部６Ｌは、Ｚ軸方向の上方向には、ラチェット２６１Ｌと爪形状部２６２Ｌとが噛み合っている状態でも可動する。スライド部６ＬにＺ軸方向の上方向に力が加わる時とは、例えば、倣い装置１０Ｌの倣い動作中に、シュー１がワーク１００の形状により力を受けた時などである。

本実施形態によれば、保持機構２５Ｋの代わりに保持機構２６Ｌを設けることにより、第１２の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

なお、本実施形態では、直線のスライド式のラチェット２６１Ｌを用いて説明したが、他の構成でもよい。例えば、ラチェット２６１Ｌの代わりに、歯車形状の回転物を設けてもよい。

（第１４の実施形態）
図２９は、本発明の第１４の実施形態に係る倣い装置１０Ｍの構成を示す正面図である。図３０は、本実施形態に係る倣い装置１０Ｍの構成の一部を示す側面図である。

倣い装置１０Ｍは、図２４に示す第１２の実施形態に係る倣い装置１０Ｋにおいて、保持機構２５Ｋを保持機構２７Ｍに代えている。スライド部６Ｍは、スライド部６Ｋと同様の役割を果す倣い装置１０Ｍの構成部品である。フレーム２Ｍは、フレーム２Ｋと同様の役割を果す倣い装置１０Ｍの構成部品である。その他の点は、倣い装置１０Ｋと同様の構成である。

保持機構２７Ｍは、ラック２７１Ｍと、歯車２７２Ｍと、クラッチ２７３Ｍと、フリーホイール２７４Ｍとを備えている。

ラック２７１Ｍは、スライド部６Ｍの側面に、Ｚ方向に取り付けられている。

歯車２７２Ｍは、ラック２７１Ｍと歯が噛み合うように取り付けられている。

クラッチ２７３Ｍは、歯車２７２Ｍとフリーホイール２７４Ｍとの間に設けられている。クラッチ２７３Ｍは、歯車２７２Ｍとフリーホイール２７４Ｍとのそれぞれの回転軸の接続及び切離しをする機構である。

フリーホイール２７４Ｍは、一方の回転方向には、回転に負荷がなく自由に回転する。フリーホイール２７４Ｍは、その逆の回転方向には、回転に負荷がかかる。具体的には、フリーホイール２７４Ｍは、スライド部６Ｍを持ち上げる方向に歯車２７２Ｍを回転させる方向には、自由に回転する。フリーホイール２７４Ｍは、スライド部６Ｍを下げる方向に歯車２７２Ｍを回転させる方向には、回転に負荷が掛かる。

次に、保持機構２７Ｍの動作について説明する。

クラッチ２７３Ｍが接続されていない状態の場合、保持機構２７Ｍは、スライド部６ＭのＺ方向の動きについては制限しない。よって、シュー１は、Ｚ方向には、ワーク１００の表面に倣って、自由に動作する。

クラッチ２７３Ｍが接続されている状態の場合、保持機構２７Ｍは、スライド部６Ｍの持ち上げる方向（Ｚ軸の上方向）の動きについては制限しない。よって、シュー１がワーク１００と干渉する場合であっても、シュー１は、上方向に干渉を避けるように動作する。これにより、シュー１は、ワーク１００に過大な力を加えない。スライド部６Ｍの持ち上げる方向（Ｚ軸の上方向）の動きについては制限しない。

クラッチ２７３Ｍが接続されている状態の場合、保持機構２７Ｍは、スライド部６Ｍの下がる方向（Ｚ軸の下方向）の動きについては負荷が掛かる。よって、倣い動作中に、シュー１が、ワーク１００の開口部ＯＰを通る前に、クラッチ２７３Ｍを接続することで、スライド部６Ｍは、開口部ＯＰを通っても下がらない。

本実施形態によれば、保持機構２５Ｋの代わりに保持機構２７Ｍを設けることにより、第１２の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

（第１５の実施形態）
図３１は、本発明の第１５の実施形態に係る倣い装置１０Ｎの構成を示す側面図である。

倣い装置１０Ｎは、図１に示す第１の実施形態に係る倣い装置１０の構成に、歯車８１Ｎと、歯車８２Ｎと、ロータリエンコーダ８３Ｎとを追加して設けている。その他の点は、倣い装置１０と同様の構成である。

歯車８１Ｎは、円弧スライドガイド５Ｂのレール５２Ｂの上部に設けられている。歯車８１Ｎは、上部に円弧状の歯が設けられている。

歯車８２Ｎは、歯車８１Ｎと噛み合うように設けられている。歯車８２Ｎは、円形状の歯車である。

ロータリエンコーダ８３Ｎは、歯車８２Ｎに取り付けられている。ロータリエンコーダ８３Ｎは、シュー１がワーク１００を倣った角度を測定する。

次に、倣い装置１０Ｎのロータリエンコーダ８３Ｎによる角度を測定する動作について説明する。

シュー１をワーク１００に押付けたとき、ワーク１００の表面形状に応じて、レール５２Ｂが旋回する。

レール５２Ｂが旋回すると、レール５２Ｂに設けられた歯車８１Ｎが旋回する。

歯車８１Ｎが旋回すると、歯車８１Ｎと噛み合っている歯車８２Ｎが回転する。

歯車８２Ｎが回転すると、歯車８２Ｎに取り付けられているロータリエンコーダ８３Ｎが回転する。

ロータリエンコーダ８３Ｎは、回転した角度を計測する。この角度が、倣い装置１０Ｎが現時点で倣っているワーク１００の表面の角度θとなる。従って、倣い装置１０Ｎが水平面上のワーク１００を倣っているときは、角度θは０度となる。

図３２は、本実施形態に係る倣い装置１０Ｎの倣い動作状態を示す側面図である。

図３２を参照して、倣い装置１０Ｎの第１の使用方法について説明する。本使用方法は、ロータリエンコーダ８３Ｎにより計測した角度の相対的な変化に基づいて、倣い装置１０Ｎの倣い動作を制御する方法である。

最初に、倣い装置１０Ｎが倣うワーク１００の開始時点の角度と終了時点の角度との差分の角度θＳを決定する。

次に、倣い装置１０Ｎは、ワーク１００を倣う。倣い装置１０Ｎがワーク１００を倣っている間、ロータリエンコーダ８３Ｎは、角度θを測定する。倣い装置１０Ｎは、測定している角度θが倣い動作を開始した時点の角度から角度θＳ変化した時点で、倣い動作を終了する。

図３３は、本実施形態に係る倣い装置１０Ｎによる円筒形状のワーク１００の倣い動作状態を示す概略図である。

図３３を参照して、倣い装置１０Ｎの第２の使用方法について説明する。本使用方法は、ロータリエンコーダ８３Ｎにより計測した角度の絶対的な変化に基づいて、倣い装置１０Ｎの倣い動作を制御する方法である。本使用方法は、ワーク１００の円形状の表面を倣う動作に適している。

最初に、送り装置１５を制御する図示されていない制御機器に、角度θｍａｘが設定される。角度θｍａｘは、倣い装置１０Ｎがワーク１００を倣う範囲で、倣い装置１０Ｎが最もワーク１００の端に来たときにシュー１が傾く角度である。即ち、倣うワーク１００が円形状の場合、角度θｍａｘは、倣う範囲において、シュー１が最も傾く角度である。

次に、送り装置１５は、倣い装置１０Ｎをワーク１００を倣う範囲内の任意の位置に配置する。

送り装置１５は、ロータリエンコーダ８３Ｎにより計測した角度が角度θｍａｘに達しない限り、ワーク１００のどちらか一方の方向に、倣い装置１０Ｎに倣い動作をさせる。

送り装置１５は、ロータリエンコーダ８３Ｎにより計測した角度が角度θｍａｘに達した場合、倣い装置１０Ｎの倣い動作を停止する。送り装置１５は、倣い装置１０Ｎの倣い動作の方向を反転させる。送り装置１５は、反転させた方向（まだワーク１００を倣っていない方向）に、倣い装置１０Ｎを移動させる。

送り装置１５は、ロータリエンコーダ８３Ｎにより計測した角度が角度θｍａｘに達した場合、倣い装置１０Ｎの倣い動作を停止する。

このようにして、倣い装置１０Ｎは、ワーク１００の必要な範囲を倣うことができる。なお、上述の説明では、倣い装置１０Ｎは、ワーク１００を倣う範囲内において、任意の位置に配置させることとして説明したが、倣う範囲の端（シュー１が角度θｍａｘに傾く位置）に位置させてもよい。この場合は、送り装置１５は、倣い装置１０Ｎを一方の方向に移動させるだけで、ワーク１００を全て倣うことができる。

図３４は、本実施形態に係る倣い装置１０Ｎのインデックス量を説明するための側面図である。

図３４を参照して、倣い装置１０Ｎを移動させる際のインデックス量の算出方法について説明する。

ワーク１００は、様々な形状が想定される。そのため、ワーク１００は、平面、傾斜面、及び曲面などが含まれることがある。従って、倣い装置１０を移動させる距離の水平方向の成分であるインデックス量は、ワーク１００の形状によって、異なることがある。

ここで、倣い装置１０Ｎが、ワーク１００の平面部分を倣っている場合、インデックス量がｌであるとする。倣い装置１０Ｎがワーク１００の平面部分を倣っている場合、ロータリエンコーダ８３Ｎにより計測される角度は、０度である。

倣い装置１０Ｎがワーク１００の傾斜面部分を倣うと、ロータリエンコーダ８３Ｎにより計測される角度が、この傾斜面の傾斜角度θとなる。このとき、次のインデックス量は、ｌｃｏｓθとなる。即ち、ワーク１００の平面部分のインデックス量ｌに対して、ロータリエンコーダ８３Ｎにより計測された角度の余弦成分が次のインデックス量をとなる。

このようにして、倣い装置１０Ｎは、ロータリエンコーダ８３Ｎにより角度θを計測しながら、ワーク１００を倣う。計測した角度θに基づいて、次のインデックス量ｌｃｏｓθが算出され、倣い装置１０Ｎを移動させる。

図３５は、本実施形態に係る倣い装置１０Ｎを走行車両ＶＨに搭載した構成を示す構成図である。

走行車両ＶＨは、倣い装置１０Ｎを搭載した車両である。倣い装置１０Ｎは、超音波探傷子がシュー１に設けられた超音波探傷装置である。走行車両ＶＨは、自ら走行する自走式の車両でもよいし、外部からの制御により走行する車両でもよい。

図３５を参照して、走行車両ＶＨを使用して、倣い装置１０Ｎにより、航空機の胴体下部を倣う方法（超音波探傷する方法）について説明する。

走行車両ＶＨは、航空機の胴体下部の任意の位置に配置される。

走行車両ＶＨは、ロータリエンコーダ８３Ｎにより角度θを計測しながら、航空機の胴体下部を倣う。即ち、走行車両ＶＨは、角度θ（航空機の胴体下部の表面形状の傾き）を計測しながら、倣い装置１０Ｎにより、航空機の胴体下部を超音波探傷する。

走行車両ＶＨは、測定した角度θ１，θ２，θ３に基づいて、上述の説明と同様に、次のインデックス量ｌ１，ｌ２，ｌ３を算出する。走行車両ＶＨは、算出されたインデックス量に基づいて移動する。

本実施形態によれば、ロータリエンコーダ８３Ｎを設けることにより、ワーク１００を倣う事前の準備において、各種の計算をする作業を軽減することができる。例えば、各種の計算とは、倣い装置１０Ｎを移動させるためのインデックス量、倣い動作をさせる際の倣い装置１０Ｎの位置（開始位置又は終了位置）決め、ワーク１００の形状、倣い装置１０Ｎがワーク１００を倣う距離、ワーク１００と倣い装置１０Ｎの距離などである。

また、ワーク１００が円筒形状の場合であれば、予め限界の角度θｍａｘを設定することで、ロータリエンコーダ８３Ｎにより測定された角度に基づいて動作させることで、ワーク１００は、予め想定した範囲を全て倣うことができる。これにより、倣い装置１０Ｎの初期位置は、正確な位置決めをしなくともよい。

さらに、倣い装置１０Ｎによる倣い動作は、ワーク１００の傾斜角度を測定しながら、次のインデックス量を算出することで、様々な形状のワーク１００に対応させることができる。

また、倣い装置１０Ｎを超音波探傷装置として走行車両ＶＨに搭載することで、運航している航空機の超音波探傷をすることができる。即ち、製造段階等のように、指定された位置に航空機がない場合であっても、任意の場所に停まっている航空機の探傷をすることができる。また、走行車両ＶＨは、地上の任意の位置に移動できるため、倣い装置１０Ｎは、航空機のような広範囲なワークであっても、任意の範囲を探傷することができる。

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

本発明の第１の実施形態に係る倣い装置の構成を示す正面図。 第１の実施形態に係る倣い装置の構成を示す側面図。 第１の実施形態に係る倣い装置のシューの動きを示す構成図。 第１の実施形態に係る倣い装置の倣い動作を示す構成図。 本発明の第２の実施形態に係る倣い装置の構成を示す構成図。 本発明の第３の実施形態に係る倣い装置の構成を示す構成図。 第３の実施形態の変形に係る倣い装置の構成を示す構成図。 本発明の第４の実施形態に係る倣い装置の構成を示す正面図。 第４の実施形態に係る倣い装置の構成を示す側面図。 第４の実施形態に係る倣い装置の動作中の状態を示す状態図。 第４の実施形態に係る倣い装置のブレーキを作動させない状態を示す状態図。 本発明の第５の実施形態に係る倣い装置の動作中の状態を示す状態図。 本発明の第６の実施形態に係る倣い装置の構成を示す正面図。 第６の実施形態に係る倣い装置の構成を示す側面図。 第６の実施形態の変形形態に係る倣い装置の構成を示す正面図。 本発明の第７の実施形態に係る倣い装置の構成を示す正面図。 本発明の第８の実施形態に係る倣い装置の構成を示す正面図。 本発明の第９の実施形態に係る倣い装置の構成を示す正面図。 本発明の第１０の実施形態に倣い装置の構成を示す正面図。 第１０の実施形態に係る倣い装置による探傷方法をＸ−Ｚ平面上に示した模式図。 第１０の実施形態に係る倣い装置によるワークの探傷方法を示した模式図。 第１０の実施形態に係る倣い装置によるワークを倣う状態を示す状態図。 本発明の第１１の実施形態に係る倣い装置による探傷中の状態を示す状態図。 本発明の第１２の実施形態に係る倣い装置の構成を示す正面図。 第１２の実施形態に係る保持機構の保持力を説明するためのグラフ図。 本発明の第１３の実施形態に係る倣い装置の構成の一部を示す正面図。 第１３の実施形態に係る倣い装置の保持機構を作動させた状態を示す正面図。 第１３の実施形態に係る倣い装置の保持機構を作動させた状態を示す正面図。 本発明の第１４の実施形態に係る倣い装置の構成を示す正面図。 第１４の実施形態に係る倣い装置の構成の一部を示す側面図。 本発明の第１５の実施形態に係る倣い装置の構成を示す側面図。 第１５の実施形態に係る倣い装置の倣い動作状態を示す側面図。 第１５の実施形態に係る倣い装置による円筒形状のワークの倣い動作状態を示す概略図。 第１５の実施形態に係る倣い装置のインデックス量を説明するための側面図。 第１５の実施形態に係る倣い装置を走行車両に搭載した構成を示す構成図。

符号の説明

１…シュー、２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ…フレーム、５Ａ，５Ｂ…円弧スライドガイド、６…スライド部、７…直動ガイド、８…弾性体、９…固定部、１０…倣い装置、１５…送り装置、１００…ワーク。

Claims (19)

1. ワークを倣う倣い装置であって、
   前記ワークに接するシューと、
   前記シューが前記ワークに接する面上の点を旋回中心として、前記シューを円弧状に旋回させる第１の旋回手段と
   を備えたことを特徴とする倣い装置。
2. 前記第１の旋回手段の前記旋回中心を旋回中心として、前記第１の旋回手段による前記シューの旋回する方向と直交する方向に、前記シューを円弧状に旋回させる第２の旋回手段と
   を備えたことを特徴とする請求項１に記載の倣い装置。
3. 前記シューを前記ワークに押付ける方向に直線的にスライドさせる直動スライド手段
   を備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の倣い装置。
4. 前記直動スライド手段のスライドを緩衝させる緩衝手段
   を備えたことを特徴とする請求項３に記載の倣い装置。
5. 前記緩衝手段は、空気圧により緩衝させる空気圧緩衝手段であり、
   前記空気圧緩衝手段の空気圧を調整する空気圧調整手段
   を備えたことを特徴とする請求項４に記載の倣い装置。
6. 前記空気圧調整手段は、前記空気圧緩衝手段を前記シューが前記ワークを押付ける方向に、空気圧を調整すること
   を特徴とする請求項５に記載の倣い装置。
7. 前記空気圧調整手段は、前記空気圧緩衝手段を前記倣い装置の自重を軽減する方向に、空気圧を調整すること
   を特徴とする請求項５に記載の倣い装置。
8. 前記第１の旋回手段による前記シューの旋回を制動する第１の制動手段
   を備えたことを特徴とする請求項１に記載の倣い装置。
9. 前記第１の旋回手段による前記シューの旋回を制動する第１の制動手段と
   前記第２の旋回手段による前記シューの旋回を制動する第２の制動手段と
   を備えたことを特徴とする請求項２に記載の倣い装置。
10. 前記第１の旋回手段による前記シューの旋回を制動する第１の制動手段と
    前記第２の旋回手段による前記シューの旋回を制動する第２の制動手段と
    前記直動スライド手段によるスライドを制動する直動スライド制動手段と
    を備えたことを特徴とする請求項３に記載の倣い装置。
11. 前記直動スライド制動手段は、
    空気圧により動作するシリンダと、
    前記シリンダの動作により、前記直動スライド手段によるスライドを摩擦力により制動するパッドとを備えたこと
    を特徴とする請求項１０に記載の倣い装置。
12. 前記直動スライド制動手段は、
    ラチェットと、
    前記ラチェットに引っ掛かり、前記直動スライド手段を、前記シューが前記ワークを押さえつける方向に対して制動し、前記シューが前記ワークから離れる方向に対しては制動しない爪とを備えたこと
    を特徴とする請求項１０に記載の倣い装置。
13. 前記直動スライド制動手段は、
    第１の歯車と、
    前記第１の歯車と噛み合う第２の歯車と、
    前記直動スライド手段を、前記シューが前記ワークを押さえつける方向の回転に対して制動し、前記シューが前記ワークから離れる方向の回転に対しては制動しないフリーホイールと、
    前記第２の歯車の回転軸とフリーホイールの回転軸との切断及び接続をするクラッチとを備えたこと
    を特徴とする請求項１０に記載の倣い装置。
14. 前記第１の旋回手段の重力による旋回の影響をカウンターウエイトを用いて補正する補正手段と
    を備えたことを特徴とする請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載の倣い装置。
15. 前記ワークの押付ける方向の変位する距離を測定する距離測定手段
    を備えたことを特徴とする請求項１から請求項１４のいずれか１項に記載の倣い装置。
16. 前記シューの傾く角度を計測する角度計測手段
    を備えたことを特徴とする請求項１から請求項１５のいずれか１項に記載の倣い装置。
17. 請求項１から請求項１６のいずれか１項に記載の倣い装置と、
    前記シューに設けられ、前記ワークに向けて超音波を発して探傷する超音波探傷子と
    を備えたことを特徴とする超音波探傷装置。
18. 請求項１７に記載の超音波探傷装置が搭載され、地上の任意の位置に移動する移動手段
    を備えたことを特徴とする超音波探傷装置。
19. 請求項１７に記載の超音波探傷装置を使用して、前記ワークを探傷する超音波探傷方法であって、
    前記ワークを回転させて探傷すること
    を特徴とする超音波探傷方法。

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