(57)【要約】      （修正有）【課題】鋼管の管端部を加工する際に用いた内栓が、管内に残されていないことを確実にかつ効率的に検出することができる信頼性の高い鋼管内栓検出装置を提供することを目的とする。【解決手段】レーザ光６を照射する投光光学系および光検出素子１０を内蔵するレーザセンサ４と、レーザ光６を反射する反射板５と、を具備し、レーザセンサ４は投光光学系から照射したレーザ光６が、鋼管Ｗの管内を通り他端開口部に達するようにかつ搬送されてくる鋼管Ｗと干渉しないように鋼管Ｗの一端開口部に対向配置され、反射板５はレーザ光６と直交するようにかつ搬送されてくる鋼管Ｗと干渉しないように鋼管Ｗの他端開口部に対向配置されてなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼管を所定の検査位置に停止させる機能を有するとともに停止した鋼管が回転しないように保持する機能を有する搬送コンベア上で、レーザ光を一端開口部から鋼管の管内に照射することによって、鋼管の管内に内栓が残されているか否かを検出する鋼管内栓検出装置であって、
前記レーザ光を照射する投光光学系および光検出素子を内蔵するレーザセンサと、前記レーザ光を反射する反射板と、を具備し、前記レーザセンサは投光光学系から照射したレーザ光が、鋼管の管内を通り他端開口部に達するようにかつ搬送されてくる鋼管と干渉しないように鋼管の一端開口部に対向配置され、前記反射板は前記レーザ光と直交するようにかつ搬送されてくる鋼管と干渉しないように鋼管の他端開口部に対向配置されてなることを特徴とする鋼管内栓検出装置。
【請求項２】
前記レーザセンサはレーザ光の仰角が±０．０２°の範囲で調整可能であることを特徴とする請求項１に記載の鋼管内栓検出装置。
【請求項３】
前記搬送コンベアは複数の鼓状の搬送ローラで構成され、複数の搬送ローラで鋼管の両端部および鋼管の中央部を支持可能となっていることを特徴とする請求項１または２に記載の鋼管内栓検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼管の管端部を加工する際に用いた内栓が、管内に残されていないことを確実にかつ効率的に検出することができる鋼管内栓検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から油井管、ガス管などの鋼管の管端部には、カップリングを嵌めるためのねじ切削、あるいは溶接のためのベベル切削等の切削加工が施されることが多い（例えば、特許文献１の１頁参照）。その際、図５に示すように、鋼管Ｗの管端部Ａから切削屑あるいは切削液が管内に侵入するのを防止するため、内栓１が鋼管Ｗの管内に挿入されるようになっている。この内栓１が、管内に残されたまま、次工程の水圧試験に供給されると、水圧試験が正確に行なえないという試験トラブルが発生する。あるいは管内に残された内栓１があることが検出できず、そのまま出荷され、使用者側でカップリングや溶接によって鋼管同士を接続して使用すると、油やガスが出ないなどの使用トラブルが発生する。
【０００３】
そこで、鋼管の出荷前に、鋼管の管端部を加工する際に用いた内栓が、管内に残されていないことを確実にかつ効率的に検出することができる鋼管内栓検出装置が必要とされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６０−１０４６２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、鋼管の管端部を加工する際に用いた内栓が、管内に残されていないことを確実にかつ効率的に検出することができる信頼性の高い鋼管内栓検出装置が提案されていないという問題があった。
本発明は、上記従来技術の問題点を解消し、鋼管の管端部を加工する際に用いた内栓が、管内に残されていないことを確実にかつ効率的に検出することができる信頼性の高い鋼管内栓検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、信頼性の高い鋼管内栓検出装置について鋭意検討した結果、鋼管を所定の検査位置に停止させる機能を有するとともに停止した鋼管が回転しないように保持する機能を有する搬送コンベア上で、直進性に優れるレーザ光を鋼管の一端開口部から管内に照射することで、上記した課題を解決できるとの知見に基づいて本発明をなすに至った。
すなわち本発明は、以下のとおりである。
１．鋼管を所定の検査位置に停止させる機能を有するとともに停止した鋼管が回転しないように保持する機能を有する搬送コンベア上で、レーザ光を鋼管の一端開口部から管内に照射することによって、鋼管の管内に内栓が残されているか否かを検出する鋼管内栓検出装置であって、前記レーザ光を照射する投光光学系および光検出素子を内蔵するレーザセンサと、前記レーザ光を反射する反射板と、を具備し、前記レーザセンサは投光光学系から照射したレーザ光が、鋼管の管内を通り他端開口部に達するようにかつ搬送されてくる鋼管と干渉しないように鋼管の一端開口部に対向配置され、前記反射板は前記レーザ光と直交するようにかつ搬送されてくる鋼管と干渉しないように鋼管の他端開口部に対向配置されてなることを特徴とする鋼管内栓検出装置。
２．前記レーザセンサはレーザ光の仰角が±０．０２°の範囲で調整可能であることを特徴とする上記１．に記載の鋼管内栓検出装置。
３．前記搬送コンベアは複数の鼓状の搬送ローラで構成され、複数の搬送ローラで鋼管の両端部および鋼管の中央部を支持可能となっていることを特徴とする上記１．または２．に記載の鋼管内栓検出装置。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、鋼管を所定の検査位置に停止させる機能を有するとともに停止した鋼管が回転しないように保持する機能を有する搬送コンベア上で、鋼管の一端開口部から管内に照射したレーザ光が鋼管の管内を通過し、反対の他端側に配置した反射板で反射して、レーザセンサに戻ってきたことを、レーザセンサに内蔵した光検出素子で検出することによって、鋼管の管端部を加工する際に用いた内栓が、管内に残されていないことを確実にかつ効率的に検出することができる。したがって、信頼性の高い鋼管内栓検出装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】（ａ）は本発明の鋼管内栓検出装置の構成を示す斜視図、（ｂ）はレーザセンサの詳細図である。
【図２】（ａ）は本発明に用いる搬送ローラの作用を説明する斜視図、（ｂ）、（ｃ）は比較例である。
【図３】本発明の鋼管内栓検出装置の仰角調整範囲を説明する斜視図である。
【図４】本発明の鋼管内栓検出装置を設置した実施例の斜視図である。
【図５】鋼管の管端部に挿入された内栓を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の鋼管内栓検出装置の構成について説明する。
図１（ａ）は本発明の鋼管内栓検出装置の構成を示す斜視図、図１（ｂ）はレーザセンサ４の詳細図である。図１（ａ）中、Ｗは内栓が管内に残されているか否かを検出するため、搬送方向上流から搬送コンベア３上に送られてきた被検査体である鋼管を示す。
レーザセンサ４は、レーザ光６を照射する投光光学系の対物レンズ９および光検出素子１０を内蔵し（図１（ｂ）参照）、搬送されてくる鋼管Ｗと干渉しないように、エンドストッパ７よりもさらに搬送方向下流側に配置される。レーザセンサ４に内蔵する光検出素子１０としては、レーザ光６を検出するＣＣＤが好適に用いられる。
【００１０】
一方、レーザ光６を反射する反射板５は、レーザ光６と直交するようにかつ搬送されてくる鋼管Ｗと干渉しないように、昇降ストッパ８の前面（搬送方向上流側）に取り付けされている。なお、エンドストッパ７、昇降ストッパ８には、それぞれレーザ光６が通る大きさの窓７ａ、８ａが形成されている。
すなわち、本発明の鋼管内栓検出装置は、鋼管Ｗを所定の検査位置に停止させる機能を有するとともに停止した鋼管Ｗが回転しないように保持する機能を有する搬送コンベア３上で、鋼管Ｗの一端開口部から管内にレーザ光６を照射することによって鋼管Ｗの管内に内栓が残されているか否かをオンラインで検出する鋼管内栓検出装置であって、レーザ光６を照射する投光光学系の対物レンズ９および光検出素子１０を内蔵するレーザセンサ４と、レーザ光６を反射する反射板５と、を具備し、レーザセンサ４は投光光学系から照射したレーザ光６が、鋼管Ｗの管内を通り他端開口部に達するように鋼管Ｗの一端開口部に対向配置され、反射板５はレーザ光６と直交するように鋼管Ｗの他端開口部に対向配置されてなる。
【００１１】
本発明の鋼管内栓検出装置によれば、レーザセンサ４に内蔵した対物レンズ９の投光光学系の光軸９ａ（図１（ｂ）参照）と、反射板５が直交するように配置することで、鋼管Ｗの一端開口部から管内に照射したレーザ光６が鋼管Ｗの管内を通過し、反対の他端側に配置した反射板５で反射して、レーザセンサ４に戻ってきたことを、レーザセンサ４に内蔵した光検出素子１０で検出することによって、鋼管の管端部を加工する際に用いた内栓が、管内に残されていないことを確実にかつ効率的に検出することができる。
【００１２】
ここで、レーザセンサ４がエンドストッパ７よりもさらに搬送方向下流側に配置され、反射板５が昇降ストッパ８の前面（搬送方向上流側）に取り付けされているのは、搬送されてくる鋼管Ｗと干渉しないようにするためである。
また、搬送コンベア３は複数の鼓状の搬送ローラ２で構成され、複数の搬送ローラ２で鋼管Ｗの両端部および鋼管の中央部を支持可能となっていることが、所定の検査位置で停止した鋼管Ｗが回転しないように保持することができるので好ましい。
【００１３】
本発明に用いる搬送コンベア３の作用は以下のとおりである。
図２（ａ）には本発明に用いる搬送コンベアの作用を示し、図２（ｂ）には搬送コンベアが複数の円柱状ローラからなる場合、図２（ｃ）には鋼管Ｗの両端部のみ鼓状の搬送ローラ２で支持する比較例の搬送コンベアをそれぞれ示した。レーザセンサ４と反射板５間の距離Ｌは、例えば２５ｍ程度となる。
【００１４】
搬送コンベアが複数の円柱状ローラからなる場合、図２（ｂ）に示したように、所定の検査位置で停止した鋼管Ｗにローリングが生じ、たとえ内栓が管内に残されていたとしても、鋼管Ｗの一端開口部から管内に照射したレーザ光６が反対の他端側に配置した反射板５で反射して、レーザセンサ４に戻ってきてしまう。このため、レーザセンサ４に内蔵した光検出素子１０で反射板５で反射したレーザ光を検出してしまうから、鋼管の管端部を加工する際に用いた内栓が、管内に残されていないことを確実に検出することができなくなる。
【００１５】
あるいは、レーザセンサ４と反射板５間の距離Ｌは、例えば２５ｍ程度にもなるから、図２（ｃ）に示したように、鋼管Ｗの両端部のみ鼓状の搬送ローラ２で支持した場合、鋼管Ｗにたわみが生じ、鋼管Ｗの一端開口部から管内に照射したレーザ光６が鋼管Ｗの内面で遮られてしまうことが起こり得る。このようなことが起こると、内栓が管内に残されていない場合でも、鋼管の管端部を加工する際に用いた内栓が、管内に残されていると検出してしまう。よって、所定の検査位置で停止した鋼管Ｗにローリングが生じ、あるいは所定の検査位置で停止した鋼管Ｗに、管内に照射したレーザ光６が鋼管Ｗの内面で遮られてしまうようなたわみが生じると、信頼性の高い鋼管内栓検出装置を実現することが困難となる。
【００１６】
そこで、搬送コンベア３は複数の鼓状の搬送ローラ２で構成され、複数の搬送ローラ２で鋼管Ｗの両端部および鋼管の中央部を支持可能となっていることが、簡単な構成により、所定の検査位置で停止した鋼管Ｗが回転しないように保持することができるので好ましい。
また、レーザセンサ４から照射されるレーザ光６の仰角θが±０．０２°の範囲で調整可能であることが、レーザセンサ４から照射したレーザ光６が反射板５と直交するように微調整する調整作業を容易に行うことができるので好ましい。仰角θとは、Ｐ点を通る水平面よりも上にある点Ｑに対し、直線ＰＱが水平面となす角であり、Ｐ点から点Ｑを見た角をいう（図３（ａ）参照）。
【００１７】
仰角θ＝０．０２°、レーザセンサ４と反射板５間の距離Ｌ＝２５ｍとした場合、図３（ａ）に示したように、反射板５上におけるレーザ光６の移動量δ＝Ｌ×ｔａｎθ≒１０ｍｍとなる。図３（ｂ）には、反射板５が水平面と直角に配置されている状態を示し、図３（ｃ）には、反射板５が図３（ｂ）に示した状態から０．０２°傾いて配置されている場合を示した。
【００１８】
すなわち、反射板５が図３（ｂ）に示した状態（反射板５が水平面と直角に配置されている状態）から０．０２°傾いて配置されている場合、レーザ光６を図３（ｂ）に示した状態（レーザ光６が水平面と平行な状態）で反射板５に向けて照射すると、反射板５が水平面と直角に配置されている状態から０．０２°傾いて配置されているので、レーザセンサ４のＰ点に戻らず、Ｐ点よりも２０ｍｍ上方位置（２×Ｌ×ｔａｎθ≒２０ｍｍ）に反射され、レーザセンサ４に戻ってきたことをレーザセンサ４に内蔵した光検出素子１０で検出することができなくなる。したがって、内栓が管内に残されていない場合でも、鋼管の管端部を加工する際に用いた内栓が、管内に残されていると検出してしまうことが起こり、信頼性の高い鋼管内栓検出装置を実現することが困難となる。そこで、レーザセンサ４から照射されるレーザ光６の仰角θが±０．０２°の範囲で調整可能であることが、レーザセンサ４から照射したレーザ光６が反射板５と直交するように微調整する調整作業を容易に行うことができるので好ましい。
【実施例】
【００１９】
外径が４８．３〜１４０ｍｍ、長さが２５ｍ以下である継目無鋼管の搬送コンベア３に本発明の鋼管内栓検出装置を設置した。そして、管端にねじ切り加工を施し、カップリングを嵌め込んだ継目無鋼管を水圧試験機に送る際、図４に示すように、アライニングコンベアと称す搬送コンベア３上で、鋼管Ｗの一端開口部から管内にレーザ光を照射し、鋼管Ｗの管内に内栓１が残されているか否かをオンラインで検出した。レーザセンサ４はレーザ光６のスポット径＝３０ｍｍ（レーザセンサ４と反射板５間の距離Ｌ＝５０ｍとしたとき、反射板５上におけるレーザビームの径）のものを用いた。
【００２０】
その結果、本発明の鋼管内栓検出装置を設置した以降、鋼管の管端部を加工する際に用いた内栓が、管内に残されていないことを確実にかつ効率的に検出することができ、管内に内栓１が残されたまま、水圧試験機に鋼管Ｗが送られることを防止できた。本発明の鋼管内栓検出装置を設置する前には、鋼管の管端部を加工する際に用いた内栓１が、管内に残されたまま、水圧試験機に鋼管Ｗが送られることがときどき発生していた。
【符号の説明】
【００２１】
Ｗ  鋼管（継目無鋼管）
Ａ  管端部
θ  仰角
Ｌ  レーザセンサと反射板間の距離
１  内栓
２  搬送ローラ
３  搬送コンベア
４  レーザセンサ
５  反射板（リフレクタ）
６  レーザ光
７  エンドストッパ
８  昇降ストッパ
７ａ、８ａ  窓
９  対物レンズ
９ａ  光軸
１０  光検出素子（ＣＣＤ）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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