JPH034861B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は検査機構の案内位置決め装置に係り、
特に検査もしくは加工を施される円筒状の構造材
の外周面に沿つて検査機構等を案内し所定位置で
固定するようになされた環状軌道を備えた検査機
構の案内位置決め装置に関する。

電子力発電所において種々の箇所に使用される
ノズルおよび配管類などはそれらの健全性を維持
するために主として超音波検査による非破壊検査
が定期的に実施されており、これらの定期検査に
は検査の効率化のため従来の手動検査にかわつて
遠隔操作による自動検査が近年次第に導入されつ
つある。

前記ノズルおよび配管類等の円筒状の外周面を
備えた構造材の自動化検査にあたつては、検査す
べき構造材に対して同心的に係合する環状軌道を
設けて駆動機構によつて構造材の外周面に沿つて
走行させ、環状軌道に取付けた超音波探触子を外
周面の軸方向および周方向に沿つて走査させるこ
とによつて検査の再現性および走行安全性を良好
にし正確な位置情報を得る方法が一般にとられて
いる。この場合、検査すべきノズルおよび配管類
等の構造材が種々の異なつた外径を有している
と、同一外径のものが多くの箇所に用いられてい
ること、さらに保温材があることなどから前記の
環状軌道は一般的には検査時に構造材に対して着
脱できるように仮設されている。

第１図および第２図に超音波探触子の案内位置
決めに用いられるかかる従来装置の一例を示す。
第１図中、配管１の外周面に同心状に取付けられ
た環状軌道４には超音波検査器としての探触子２
が設けられており、駆動機構３による環状軌道４
の外周面上の軸方向および周方向への駆動によつ
て配管１の各検査位置に案内走査される。

環状軌道４は第２図および第３図にその概略を
示すように（詳細については特願昭55−8819号
（特許第1479922号、特公昭63−23504号公報参照）
に記載されている）、ヒンジ５を中心として二つ
の半円部分に開口できるようになされており、開
口状態で配管１の外周面に装着された後、ハンド
ル６の操作によつて閉口状態にロツクされる。環
状軌道４の内周側にはハンドル７の作動端部にラ
チエツト８を介して自在軸９Ａ，９Ｂ，９Ｃが結
合されておりハンドル７の往復動操作によつて回
動する。自在軸９Ａの回動によつて左右ネジ１０
が回転してこれと螺合した移動ネジ１１を移動さ
せ、アーム１２の角度を変化させてバー１３を軸
１４を中心として移動させる。これに伴つてバー
１３に連結された可動爪１４Ａが回動してその可
動端部が環状軌道４の中心側に変位する。前記自
在軸９Ａの回動力は他の自在軸９Ｂ，９Ｃにも伝
達され、同様にして他の可動爪１４Ｂ，１４Ｃを
回動させてそれらの可動端部を中心側に変位させ
る。このようにして環状軌道４は対応する配管１
の外周面に対して可動爪１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ
の移動によつてクランプされ、前記ハンドル７の
作動量を加減することにより配管の外径の寸法誤
差を可動爪の移動調節で吸収することができる。
その他図中、１５は軸受、１６はラツクである。

しかしこのような自在軸、リンク機構、可動爪
等からなる従来の締着機構はその構造が極めて複
雑であり製作コストが蒿むと共に故障頻度が高
い。また配管によつて外径基格が異なるため夫々
の外径寸法に対応する数の案内位置決め装置を予
め用意しておかねばならなかつた。

本発明の目的は、多種類の配管類に適用すること
のできる構造の簡単な検査機構の案内位置決め装
置を提供することにある。

本発明の第１の発明は検査すべき円筒状の構造
材の外周面に対して同心状に締着された環状軌道
と、前記環状軌道を前記構造材に締着するため
に、前記環状軌道の内周側に取付けられた締着機
構と、前記環状軌道に取付けられた検査機構は、
該検査機構を前記構造材の外周面に沿つて走行さ
せる駆動機構とを備えた検査機構の案内位置決め
装置において、前記締着機構は、前記環状軌道の
内周側に固定および回転自在に切換可能に支持さ
れた回転中心位置に対して異なる曲率半径からな
る複数個の曲面を外周にそれぞれ有し、該曲面に
て前記構造材の外周面を固定する複数個の固定爪
と、上記環状軌道の内側に固定および回転自在に
切換可能に支持され、回転したとき、前記環状軌
道の内周に対して半径方向に移動してその先端部
で前記構造材の外周面を固定する可動爪とを備
え、該固定爪および該可動爪にて前記環状軌道の
内周面と前記構造材の外周面との間の距離を調節
自在に前記構造材の外周面を締着するように構成
されたものである。

また第２の発明は、検査すべき円筒状の構造材
の外周面に対して同心状に締着された環状軌道
と、前記環状軌道を前記構造材に締着するため
に、前記環状軌道の内周側に取付けられた締着機
構と、前記環状軌道に取付けられた検査機構と、
該検査機構を前記構造材の外周面に沿つて走行さ
せる駆動機構とを備えた検査機構の案内位置決め
装置において、前記締着機構は、前記環状軌道の
内周側に該環状軌道の内周面に対して径方向を調
節可能に支持され、両端部に径方向の寸法を異に
する複数個の爪を備え、該爪にて段差を有する前
記構造材の外周面を、該構造材の外周面と前記環
状軌道の内周面との間の距離を調節自在に締着す
るように構成されたものである。

また第３の発明は、検査すべき円筒状の構造材
の外周面に対して同心状に締着された環状軌道
と、前記環状軌道を前記構造材に締着するために
前記環状軌道の内周側に取付けられた締着機構
と、前記環状軌道に取付けられた検査機構と、該
検査機構を前記構造材の外周面に沿つて走行させ
る駆動機構とを備えた検査機構の案内位置決め装
置において、前記締結機構は前記環状軌道の内周
側に間欠的に回転自在に支持されたカム式の爪と
を備え、該爪にて前記環状軌道の内周面と、前記
構造材の外周面との間の距離を調節自在に前記構
造材の外周面を締着するように構成されたもので
ある。

以下本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説
明する。

第４図は第１の発明装置の実施例をノズル部の
検査に適用した場合を示し、図中ノズル１９は原
子炉の圧力容器１６の壁面に溶接部１７によつて
接続されると共に別の溶接部１９を介して配管２
１に対して接続されている。通常はノズル１９の
内面コーナ２０等を接触子２２によつて検査する
が、この接触子２２は検査時に配管２１の外周面
に仮設される環状軌道２４に取付けられている。
環状軌道２４には駆動機構２３のモータがラツ
ク・ピニオン結合によつて接続され、遠隔の操作
盤からケーブルを介して駆動されることによつて
接触子２２をノズル１９の外周面の軸方向および
周方向に案内する。

第５図に示すように、環状軌道２４は二つの半
円状ブロツクからなり、ヒンジ２５を中心として
ハンドル２６の操作により開口しまたは閉鎖状態
にロツクされるようになされている。環状軌道２
４の内周側の対称的な３箇所の位置には一つの可
動爪２７と二つの固定爪２８，２９が夫々取付け
られており、可動爪２７にはこれを軌道方向に伸
縮させるハンドル３０にラチエツト結合され、ま
た各固定爪２８，２９はボタン３４の操作によつ
て回動可能となる軸３１を中心として偏心的に回
動し、環状軌道２４の内周面とノズル１９の外周
面（図中、一点鎖線で示す）との間の距離を４つ
の異なつた値に選択的に設定するようになされて
いる。したがつて、開口状態の環状軌道２４をノ
ズル１９の外周面に取付けてハンドル２６の操作
でロツクし、固定爪２８，２９を適宜な回動位置
に調節して軸３１（したがつて環状軌道２４の内
周面）とノズル１９の外周面との間の距離をノズ
ル２１の外径に対応させて設定し、次いで可動爪
２７を軌道径方向に（中心に対して）伸長させる
ことにより環状軌道２４がノズル１９に対してク
ランプされる。

前記固定爪の機構および動作を第６図および第
７図についてさらに説明すると、固定爪２８（２
９についても全く同様である）は環状軌道２４の
内周側に固着された取付座３２に設けた軸３１を
中心として偏心的に回動するようになされてお
り、これによつて異なつた曲率半径R₁，R₂，R₃，
R₄から夫々なる爪の４つの曲面のいずれか一つ
によつて選択的にノズル２１の外周面と接触する
ようになされている（第６図）。曲率半径R₁の曲
面による接触時には軸３１とノズル中心との距離
がL₁となるように設定されており、同様にして
曲率半径R₂，R₃およびR₄の各曲面は夫々前記距
離L₂，L₃およびL₄を与えるようになされている。

したがつて、固定爪２８の４つの接触曲面を適
宜に選択することによつて環状軌道２４は４種類
の外径のノズル１９ないしは配管等に適合するこ
とになる。

固定爪２８の前記回動は第７図に示すボタン３
４の操作によつて制御される。ボタン３４には前
記軸３１の回動を抑止する大きさの孔部３３Ａお
よび許容する大きさの孔部３３Ｂが連続してなる
孔３３が設けられ、ボタン３４は前記軸３１をこ
の孔３３内部に相対的に移動可能に収容した状態
でバネ３５を介して取付けられている。第７図中
ボタン３４とバネ３５の付勢力に抗して右方に押
すと孔部３３Ｂに軸３１が収容される状態となり
固定爪２８は回動可能となる。所定の曲面がノズ
ル２１の外周面に対向する位置でボタン３４を解
放すると、ボタン３４はバネ３５の付勢力で図示
の位置に復帰しその後孔部３３Ａで軸３１の回動
を抑止固定する。

次に前記可動爪２７およびこれを軌道径方向に
伸縮させるハンドル３０の機構について第８図な
いし第１０図について説明すると（これらの機構
は前記特願昭55−8819号に詳細に開示されてい
る）、可動爪２７はハンドル３０の往復動操作に
よるラチエツト結合によつてネジ３６が回転する
ことにより環状軌道２４に固着された取付座３７
に対して出入する。図中、３８は可動爪２７の回
転防止のために設けられたステイである。

さらに、第９図および第１０図に示すように、
可動爪２７の伸縮方向の切換えはラチエツト爪４
１の方向の変換により行なわれる。ラチエツト爪
４１はギヤ４２と噛合つているが、爪の先端の一
方の側に傾斜４３が設けられていてある一方の方
向の回転では噛合１１からはずれ、他方の方向の
回転でのみギヤ４２と噛合つて回転を伝えるよう
になされている。爪の先端がギヤ４２との噛合い
からはずれるとバネ４４が圧縮され、ギヤ４２の
次の溝がくるとこの付勢力で溝の中に押し込ま
れ、ハンドル３０の往復動作が軸４５の回転に変
換され可動爪２７を伸縮させる。

ラチエツト爪４１の基端にはツマミ４６が設け
られハンドル内の溝４７中に収容されている。軸
４５の回転方向を切換える際にはこのツマミ４６
を溝４７から取出して180゜回転し再び溝４７に戻
すと、ラチエツト爪４１の傾斜４３が逆方向にな
り他方の方向に回転を伝えるようになる。

第１１図に示す環状軌道２４を開閉するための
軌道端部の構造について説明すると（その詳細は
特願昭54−123778号（特許第1277181号、特公昭
59−52985号公報参照）に開示されている）、環状
軌道を形成する一方の半円部の一端に一体に設け
られたステイ４８Ａには変形ピン４９が設けられ
ており、また他方の半円部の一端に一体に設けら
れたステイ４８Ｂにはピン孔５０が設けられてい
る。変形ピン４９をピン孔５０に挿入してハンド
ル２６を回動させると、変形ピン４９がピン孔５
０中で回動して両ステイ４８Ａ，４８Ｂが互いに
固定され環状軌道２４が形成される。環状軌道２
４を開口させるときにはハンドル２６を対応する
方向に回動操作すればよい。

このように本発明の実施例においては、環状軌
道２４の内周側に取付けられる締着機構を一つの
可動爪２７と二つの固定爪２８，２９とによつて
形成してあるので、環状軌道２４をノズル等の外
周面にクランプする機構が従来装置に対して著し
く簡略化され、部品点数の減少による製作コスト
の低減および故障頻度の減少による信頼性の向上
を得ることができる。また、ノズル、配管類等の
ように外周面が機械加工されていて寸法誤差がほ
とんどないような構造材についてはこのような締
着機構を有する装置によつて充分にその目的を達
することができる。

さらに、本実施例においては前記各固定爪２
８，２９に対して検査すべき構造材（ノズル）１
９の外周面と環状軌道２４の内周面との間の距離
を選択的に変化させる４つの接触曲面を夫々設
け、簡単なボタン３４の操作でこれらの接触曲面
を容易に選択できるようになされているので、一
つの環状軌道を４種類の外径の構造材に共通に用
いることができ、検査構造材の種類に対応して用
意すべき環状軌道の数量を著しく低減させること
ができる。

また本実施例装置はその操作が簡単であるので
取扱いに格別熟練を要することがなく、また着脱
作業時間が短くて済むので特に原子力発電所等で
は作業員の放射線被曝が低減できる。

尚前記実施例では一つの可動爪２７と二つの固
定爪２８，２９とが用いられているが、これらの
爪の数はもとより前記特定の数に限定されるもの
ではない。また固定爪２８，２９に夫々４つの曲
面を設けて４種類の外径寸法に対応できるように
なされているが、かかる曲面の数もまた種々に変
えることができる。

さらに本発明は必要に応じて種々の異なつた態
様のものとすることができる。たとえば、第１２
図は第２の発明を示し、同図において締着機構の
爪５１，５２の径方向の寸法を異ならせることに
より段差のある構造材５３の外周面に環状軌道５
４を取付けられるようにした実施例を示す。ここ
で構造材５３の外径寸法に対応する追従は爪５
１，５２のみではなくナツト５５の回転によるネ
ジ５６の移動によつても調整可能である。図中、
５７はボタン、５８はステイを示す。このような
調整方式はもとよりすでに述べた実施例に対して
も適用することができる。また第１３図には第３
の発明を示し、同図示すように、カム方式の爪と
ラチエツトを組合せた半固定爪を用いることもで
き、ここで爪６０は構造材６２の外周面に接して
環状軌道６４に取付けてもよく爪６０Ａと連結し
たギヤ６３にラチエツト６１を噛合せて構造材６
２Ａの外径寸法の変化により爪６０Ａ（一点鎖線
図示）の位置に合せて調節するようにしてもよ
い。さらに図示の例ではギヤ６３は連続した歯を
有するものとされているが、構造材６２の外径寸
法の種類に応じて断続した歯としてもよい。さら
に爪６０を取付座６５に収納した形態とし、取付
座６５に固定爪の機能をもたせてもよい。

可動爪の移動については主としてハンドル操作
によるラチエツト駆動方式について説明したが、
エアシリンダ、エアモータおよび油圧駆動方式と
することもできる。

以上本発明を構造材の検査のための案内位置決
め装置の例について説明したが、本発明はかかる
場合に限定されるものではなく、たとえば円筒状
の外周面を有する材料の各位置に自動溶接機等を
案内走行させるための装置としても同様に適用す
ることができる。

叙上のように本発明によれば、簡単な構造によ
つて多種類の構造材の検査に適用できる検査機構
の案内位置決め装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来装置の側面図、第２図は従来装置
の正面図、第３図は第２図示の装置の−矢視
図、第４図は本発明実施例の側面図、第５図は前
記実施例の正面図、第６図は第５図中の要部の拡
大図、第７図は前記要部の作動態様を示す説明
図、第８図は第２の発明の要部の拡大断面図、第
９図は第５図中のさらに別の要部の断面図、第１
０図は第９図示の要部の側面図、第１１図は第５
図中のさらに別の要部の作動態様を示す説明図、
第１２図は本発明の別の実施例の要部の一部断面
側面図、第１３図は第３の発明の実施例の要部の
正面図である。 １９…ノズル、２１…配管、２２…接触子、２
３…駆動機構、２４…環状軌道、２７…可動爪、
２８，２９…固定爪、３０…ハンドル、３１…
軸、３４…ボタン、R₁，R₂，R₃，R₄…曲率半
径。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 検査すべき円筒状の構造材の外周面に対して
   同心状に締着された環状軌道と、前記環状軌道を
   前記構造材に締着するために前記環状軌道の内周
   側に取付けられた締着機構と、前記環状軌道に取
   付けられた検査機構と、該検査機構を前記構造材
   の外周面に沿つて走行させる駆動機構とを備えた
   検査機構の案内位置決め装置において、前記締着
   機構は、前記環状軌道の内周側に固定および回転
   自在に切換可能に支持され、回転中心位置に対し
   て異なる曲率半径からなる複数個の曲面を外周に
   それぞれ有し、該曲面にて前記構造材の外周面を
   固定する複数個の固定爪と、上記環状軌道の内側
   に固定および回転自在に切換可能に支持され、回
   転したとき、前記環状軌道の内周に対して半径方
   向に移動してその先端部で前記構造材の外周面を
   固定する可動爪とを備え、該固定爪および該可動
   爪にて前記環状軌道の内周面と前記構造材の外周
   面との間の距離を調節自在に前記構造材の外周面
   を締着するように構成されたことを特徴とする検
   査機構の案内位置決めの装置。 ２ 検査すべき円筒状の構造材の外周面に対して
   同心状に締着された環状軌道と、前記環状軌道を
   前記構造材に締着するために、前記環状軌道の内
   周側に取付けられた締着機構と、前記環状軌道に
   取付けられた検査機構と、該検査機構を前記構造
   材の外周面に沿つて走行させる駆動機構とを備え
   た検査機構の案内位置決め装置において、前記締
   着機構は、前記環状軌道の内周側に該環状軌道の
   内周面に対して径方向を調節可能に支持され、両
   端部に径方向の寸法を異にする複数個の爪を備
   え、該爪にて段差を有する前記構造材の外周面
   を、該構造材の外周面と前記環状軌道の内周面と
   の間の距離を調節自在に締着するように構成され
   たことを特徴とする検査機構の案内位置決め装
   置。 ３ 検査すべき円筒状の構造材の外周面に対して
   同心状に締着された環状軌道と、前記環状軌道を
   前記構造材に締着するために前記環状軌道の内周
   側に取付けられた締着機構と、前記環状軌道に取
   付けられた検査機構と、該検査機構を前記構造材
   の外周面に沿つて走行させる駆動機構とを備えた
   検査機構の案内位置決め装置において、前記締結
   機構は前記環状軌道の内周側に間欠的に回転自在
   に支持されたカム方式の爪と備え、該爪にて前記
   環状軌道の内周面と、前記構造材の外周面との間
   の距離を調節自在に前記構造材の外周面を締着す
   るように構成されたことを特徴とする検査機構の
   案内位置決め装置。