(57)【要約】【課題】造管中の金属管の外周長を、金属管の周方向に伝播させた表面波を用いて、連続的且つ正確に、しかも安全に測定できる金属管の周長測定装置を得る。【解決手段】発信子２及び受信子３を金属管１の外周面の周方向に沿うように保持するホルダー４Ａを、発信子２及び受信子３が取付けられた保持部材５と、発信子２及び受信子３の金属管１の外周面からの距離を一定に保持するガイドローラ６，７と、発信子２及び受信子３を造管中の金属管１の水平方向の心ずれに追従させる周方向追従機構８とを備えた構成とし、保持部材５は、発信子２、受信子３が取付けられた一対のアーム部材９，１０を有し、ガイドローラ６，７は、各アーム部材９，１０の先端側にそれぞれ配設され、造管中の金属管１の外周面に常時接触した状態で金属管１のパスライン方向に回転自在であり、周方向追従機構８は、保持部材５を造管中の金属管１の周方向に沿うように傾動させる構成とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属板のコイルを巻き戻しながら該金属板を複数のロールで円筒状に成形して、その金属板の幅方向の両端部を突き合わせることにより形成される金属管の外周長を、該金属管の周方向に伝播させた表面波を用いて測定する周長測定装置であって、
造管中の金属管の外周面に対して表面波を周方向に向けて発信する発信子と、該発信子からの表面波を受信する受信子と、金属管の上方側又は下方側に配置され、これらの発信子及び受信子を金属管の外周面の周方向に沿うように保持するホルダーとを備え、
上記ホルダーは、発信子及び受信子が取付けられた保持部材と、発信子及び受信子の金属管の外周面からの距離を一定に保持するガイドローラと、発信子及び受信子を造管中の金属管の水平方向の心ずれに追従させる周方向追従機構とを有し、
上記保持部材は、二股状に分岐する一対のアーム部材を有し、一方のアーム部材に上記発信子と受信子とのうちの少なくとも発信子が取付けられ、他方のアーム部材に少なくとも受信子が取付けられていて、
上記ガイドローラは、上記保持部材の各アーム部材の先端側にそれぞれ配設されていて、造管中の金属管の外周面に常時接触した状態で金属管のパスライン方向に回転自在であり、
上記周方向追従機構は、上記保持部材を造管中の金属管の周方向に沿うように傾動させる構成であることを特徴とする金属管の周長測定装置。
【請求項２】
金属板のコイルを巻き戻しながら該金属板を複数のロールで円筒状に成形して、その金属板の幅方向の両端部を突き合わせることにより形成される金属管の外周長を、該金属管の周方向に伝播させた表面波を用いて測定する周長測定装置であって、
造管中の金属管の外周面に対して表面波を周方向に向けて発信する発信子と、該発信子からの表面波を受信する受信子と、金属管の上方側又は下方側に配置され、これらの発信子及び受信子を金属管の外周面の周方向に沿うように保持するホルダーとを備え、
上記ホルダーは、発信子及び受信子が取付けられた保持部材と、発信子及び受信子の金属管の外周面からの距離を一定に保持するガイドローラと、発信子及び受信子を造管中の金属管の水平方向の心ずれに追従させる周方向追従機構とを有し、
上記保持部材は、二股状に分岐する一対のアーム部材を有し、一方のアーム部材にのみ上記発信子と受信子が取付けられていて、
上記ガイドローラは、上記保持部材の各アーム部材の先端側にそれぞれ配設されていて、造管中の金属管の外周面に常時接触した状態で金属管のパスライン方向に回転自在であり、
上記周方向追従機構は、上記保持部材を造管中の金属管の周方向に沿うように傾動させる構成であることを特徴とする金属管の周長測定装置。
【請求項３】
上記周方向追従機構は、上記保持部材における一対のアーム部材の基端側に設けられた、金属管のパスライン方向に延びる回転軸と、各アーム部材を金属管の径方向に弾力的に付勢する弾性部材とを有し、上記回転軸を中心として一対のアーム部材を造管中の金属管の周方向に沿うように傾動させる構成であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の金属管の周長測定装置。
【請求項４】
上記保持部材は、一対のアーム部材間の開度を調整自在となっていて、金属管の外径に応じて上記発信子と受信子との間の間隔を変更可能であると共に、金属管の周長測定時においては上記開度を固定可能であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の金属管の周長測定装置。
【請求項５】
上記ホルダーは、上記保持部材を、造管中の金属管の上下方向の移動と同期して移動させて、上記発信子及び受信子を、造管中の金属管の鉛直方向の心ずれに追従させる径方向追従機構を備えていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の金属管の周長測定装置。
【請求項６】
上記径方向追従機構は、保持部材全体を金属管の径方向に弾力的に付勢する弾性部材を有していることを特徴とする請求項５に記載の金属管の周長測定装置。
【請求項７】
上記ホルダーは、造管中の金属管が上下方向に傾斜にした場合に、上記保持部材を該金属管の上下方向の傾斜に沿うように傾動させて、上記発信子及び受信子を、造管中の金属管の軸線方向に沿う方向に傾斜させ、表面波の発信及び受信が金属管の周方向で行われる方向に追従させる軸線方向追従機構を備えていることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の金属管の周長測定装置。
【請求項８】
上記軸線方向追従機構は、上記一対のアーム部材の基端側が連結された第１の基台部と、該第１の基台部に設けられ、金属管のパスライン方向と直交する水平方向に延びる回転軸と、該回転軸を中心に該回転軸の軸まわりに回転自在に軸支する軸受部を備えた第２の基台部と、第１の基台部と第２の基台部との間に設けられた、第１の基台部を金属管の径方向に弾力的に付勢する弾性部材とを有していて、上記回転軸を中心として第１の基台部を傾動させることにより保持部材全体を金属管の軸線方向に沿う方向に傾動させる構成であることを特徴とする請求項７に記載の金属管の周長測定装置。
【請求項９】
上記軸線方向追従機構は、上記一対のアーム部材の各先端側にそれぞれ設けられた、各アーム部材の先端から金属管の径方向に延びる延長線と金属管の外周面とが交わる点を接点とする接線と平行に延びる回転軸と、該回転軸を介して各アーム部材に連結され、少なくとも発信子又は受信子のいずれか一方が取付けられた、該回転軸の軸まわりに回転自在の傾動台部と、該傾動台部とアーム部材との間に設けられた、該傾動台部を金属管の径方向に弾力的に付勢する弾性部材とを有していて、上記回転軸を中心として傾動台部を傾動させることにより発信子及び受信子を通管中の金属管の軸線方向に沿う方向に傾斜させる構成であることを特徴とする請求項７に記載の金属管の周長測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属板のコイルを巻き戻しながら該金属板を複数のロールで円筒状に成形して、その金属板の幅方向の両端部を突き合わせることにより形成される金属管の外周長を測定する周長測定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電縫鋼管等、円筒状にロール成形された金属板の幅方向の両端部を突き合わせ、その突合わせ部を溶接することにより形成される金属管は、品質管理の一つとして、突合わせ部の溶接後において、金属管の外周長を計測することが行われるのが通常である。
このような金属管の外周長の計測に際しては、例えば特許文献１に記載されているように、金属管の外周面に対して超音波等の表面波を該金属板の周方向に伝播させて、該表面波が金属管の外周面を一周する伝播時間を測定し、その測定した伝播時間と既知の表面波の伝播速度との関係から金属管の外周長を測定する測定装置が広く知られている。
【０００３】
しかしながら、上記特許文献１のようなタイプの測定装置は、表面波を金属管の周方向、つまり金属管の軸線方向に垂直な断面の外周面上を伝播させる必要があるため、止まっている金属管の外周長の測定には適しているものの、造管中の動いている金属管の外周長を測定するのには不向きであった。即ち、特許文献１のような測定装置は、造管中の金属管は周長測定面と垂直に移動するが、その金属管の動きに追従することができないという問題があった。
そのため、実際に造管中の金属管の外周長を測定する場合には、作業員が造管中の金属管に近接して、該金属管に巻尺やワイヤー等を巻き付けるなどして外周長を測定しているのが実情であり、非常に危険であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−２１８２４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、安全に造管中の金属管の外周長を測定には超音波による表面波を用いるのが最も現実的であると考えられるが、超音波の表面波を用いて外周長を測定するには、超音波が確実に金属管の表面を伝播しなければならず、そのためには超音波の発信・受信を行う探触子と金属管の表面との間の距離を一定の間隔を保つ必要がある。
一方で、造管中の金属管は、断面形状が一応は丸い形をしているものの、正確な円形ではなく、また直進性も定まっていないため、中心が上下左右にずれたり、上下方向に反りが発生したりすることもある形状的に不安定なものである。
そのため、造管中の金属管のような形状が不安定な金属管の表面と探触子との間の距離を保つことは難しく、また、該探触子による超音波の発信方向や受信方向が、本来の方向であるパスラインと直交する方向ではなく、斜めにずれた方向になる可能性があり、正確な外周長の測定を行うことができない。
したがって、何らの対策を講じなければ、造管中の金属管の外周長を連続的に且つ正確に測定することは不可能である。
【０００６】
本発明の技術的課題は、円筒状にロール成形された金属板の幅方向の両端部を突き合わせることにより形成される造管中の金属管の外周長を、該金属管の周方向に伝播させた表面波を用いて、連続的且つ正確に測定することができ、しかも安全に測定することができる金属管の周長測定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明の金属管の周長測定装置は、金属板のコイルを巻き戻しながら該金属板を複数のロールで円筒状に成形して、その金属板の幅方向の両端部を突き合わせることにより形成される金属管の外周長を、該金属管の周方向に伝播させた表面波を用いて測定する周長測定装置であって、造管中の金属管の外周面に対して表面波を周方向に向けて発信する発信子と、該発信子からの表面波を受信する受信子と、金属管の上方側又は下方側に配置され、これらの発信子及び受信子を金属管の外周面の周方向に沿うように保持するホルダーとを備え、上記ホルダーは、発信子及び受信子が取付けられた保持部材と、発信子及び受信子の金属管の外周面からの距離を一定に保持するガイドローラと、発信子及び受信子を造管中の金属管の水平方向の心ずれに追従させる周方向追従機構とを有し、上記保持部材は、二股状に分岐する一対のアーム部材を有し、一方のアーム部材に上記発信子と受信子とのうちの少なくとも発信子が取付けられ、他方のアーム部材に少なくとも受信子が取付けられていて、上記ガイドローラは、上記保持部材の各アーム部材の先端側にそれぞれ配設されていて、造管中の金属管の外周面に常時接触した状態で金属管のパスライン方向に回転自在であり、上記周方向追従機構は、上記保持部材を造管中の金属管の周方向に沿うように傾動させる構成であることを特徴とするものである。
【０００８】
また、本発明の他の金属管の周長測定装置は、金属板のコイルを巻き戻しながら該金属板を複数のロールで円筒状に成形して、その金属板の幅方向の両端部を突き合わせることにより形成される金属管の外周長を、該金属管の周方向に伝播させた表面波を用いて測定する周長測定装置であって、造管中の金属管の外周面に対して表面波を周方向に向けて発信する発信子と、該発信子からの表面波を受信する受信子と、金属管の上方側又は下方側に配置され、これらの発信子及び受信子を金属管の外周面の周方向に沿うように保持するホルダーとを備え、上記ホルダーは、発信子及び受信子が取付けられた保持部材と、発信子及び受信子の金属管の外周面からの距離を一定に保持するガイドローラと、発信子及び受信子を造管中の金属管の水平方向の心ずれに追従させる周方向追従機構とを有し、
上記保持部材は、二股状に分岐する一対のアーム部材を有し、一方のアーム部材にのみ上記発信子と受信子が取付けられていて、上記ガイドローラは、上記保持部材の各アーム部材の先端側にそれぞれ配設されていて、造管中の金属管の外周面に常時接触した状態で金属管のパスライン方向に回転自在であり、上記周方向追従機構は、上記保持部材を造管中の金属管の周方向に沿うように傾動させる構成であることを特徴とするものである。
【０００９】
これらの場合において、上記周方向追従機構は、上記保持部材における一対のアーム部材の基端側に設けられた、金属管のパスライン方向に延びる回転軸と、各アーム部材を金属管の径方向に弾力的に付勢する弾性部材とを有し、上記回転軸を中心として一対のアーム部材を造管中の金属管の周方向に沿うように傾動させる構成とすることができる。
【００１０】
また、本発明においては、上記保持部材は、一対のアーム部材間の開度を調整自在となっていて、金属管の外径に応じて上記発信子と受信子との間の間隔を変更可能であると共に、金属管の周長測定時においては上記開度を固定可能であるものとすることができる。
【００１１】
また、本発明においては、上記ホルダーは、上記保持部材を、造管中の金属管の上下方向の移動と同期して移動させて、上記発信子及び受信子を、造管中の金属管の鉛直方向の心ずれに追従させる径方向追従機構を備えているものとすることができる。
【００１２】
この場合、上記径方向追従機構は、保持部材全体を金属管の径方向に弾力的に付勢する弾性部材を有してものとすることができる。
【００１３】
さらに、本発明においては、上記ホルダーは、造管中の金属管が上下方向に傾斜した場合に、上記保持部材を該金属管の上下方向の傾斜に沿うように傾動させて、上記発信子及び受信子を、造管中の金属管の軸線方向に沿う方向に傾斜させ、表面波の発信及び受信が金属管の周方向で行われる方向に追従させる軸線方向追従機構を備えていることが好ましい。
【００１４】
この場合、上記軸線方向追従機構は、上記一対のアーム部材の基端側が連結された第１の基台部と、該第１の基台部に設けられ、金属管のパスライン方向と直交する水平方向に延びる回転軸と、該回転軸を中心に該回転軸の軸まわりに回転自在に軸支する軸受部を備えた第２の基台部と、第１の基台部と第２の基台部との間に設けられた、第１の基台部を金属管の径方向に弾力的に付勢する弾性部材とを有していて、上記回転軸を中心として第１の基台部を傾動させることにより保持部材全体を金属管の軸線方向に沿う方向に傾動させる構成であるものとすることができる。
あるいは、上記軸線方向追従機構は、上記一対のアーム部材の各先端側にそれぞれ設けられた、各アーム部材の先端から金属管の径方向に延びる延長線と金属管の外周面とが交わる点を接点とする接線と平行に延びる回転軸と、該回転軸を介して各アーム部材に連結され、少なくとも発信子又は受信子のいずれか一方が取付けられた、該回転軸の軸まわりに回転自在の傾動台部と、該傾動台部とアーム部材との間に設けられた、該傾動台部を金属管の径方向に弾力的に付勢する弾性部材とを有していて、上記回転軸を中心として傾動台部を傾動させることにより発信子及び受信子を通管中の金属管の軸線方向に沿う方向に傾斜させる構成であるものとすることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の金属管の周長測定装置によれば、周方向追従機構が、発信子及び受信子が取付けられた保持部材を、造管中の金属管の水平方向の心ずれに適切に追従させるため、発信子及び受信子を相互の間隔を保ちながら金属管の水平方向の動きに合わせて適切に追従させることができる。その上、保持部材の各アーム部材の先端側に取付けられたガイドローラは、周方向追従機構が機能している状態であっても、金属管の外周面に常時接触して、発信子及び受信子と金属管の外周面との間の距離を一定に保つため、発信子及び受信子と金属管の外周面測定に最適な距離に安定的に保持することができる。
これにより、発信子及び受信子は、適切な周長測定位置に常時保持されるができるため、造管中の金属管の外周長の測定を連続的に且つ正確に行うことができる。しかも、従来のように、作業員が造管中の金属管に近接して金属管の外周長を測定する必要がなく、安全且つ安定的に造管中の金属管の外周長の測定が可能となる。
【００１６】
また、上記ホルダーに径方向追従機構を設けた場合には、上記保持部材を、造管中の金属管の上下方向の移動と同期して移動させることができるため、上記発信子及び受信子を、造管中の金属管の鉛直方向の心ずれに追従させることができる。これにより、造管中の金属管の外周長の測定をより正確に行うことができる。
【００１７】
さらに、上記ホルダーに軸線方向追従機構を設けた場合は、上記保持部材を該金属管の上下方向の傾斜に沿うように傾動させて、上記発信子及び受信子を造管中の金属管の軸線方向に沿う方向に傾斜させることができる。これにより、発信子及び受信子による表面波の発信及び受信を金属管の周方向で行われる方向に追従させることが可能となるため、造管中の金属管の外周長の測定を一層正確に行うことができる。
なお、保持部材のアーム部材の開度が調整自在であり周長測定時にその開度を固定できる場合は、外周長の測定対象となる金属管の任意の外径に応じてその外周長を測定できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る金属管の周長測定装置の第１の実施の形態を模式的に示す正面図である。
【図２】同側面図である。
【図３】同平面図である。
【図４】第１の実施の形態に係る周方向追従機構が機能している状態を模式的に示す正面図である。
【図５】本発明に係る金属管の周長測定装置を用いて金属管の外周長を測定している状態を模式的に示す説明図である。
【図６】図５とは異なる測定を行っている状態を模式的に示す説明図である。
【図７】本発明に係る金属管の周長測定装置の第２の実施の形態を模式的に示す正面図で
【図８】同側面図である。
【図９】第２の実施の形態に係る軸線方向追従機構が機能している状態を模式的に示す側面図である。
【図１０】第２の実施の形態に係る径方向追従機構が機能している状態を模式的に示す正面図である。
【図１１】本発明に係る金属管の周長測定装置の第３の実施の形態を模式的に示す正面図である。
【図１２】同側面図である。
【図１３】同平面図である。
【図１４】第３の実施の形態に係る軸線方向追従機構が機能している状態を模式的に示す側面図である。
【図１５】本発明に係る金属管の周長測定装置の第４の実施の形態を模式的に示す正面図である。
【図１６】同平面図である。
【図１７】第４の実施の形態に係る金属管の周長測定装置を用いて金属管の外周長を測定している状態を模式的に示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の金属管の周長測定装置について詳細に説明する。
本発明の周長測定装置は、円筒状にロール成形された鋼板等の金属板の幅方向の両端部を突き合わせることにより形成される鋼管等の金属管の外周長を、該金属管の周方向に伝播させた表面波を用いて測定するものである。
【００２０】
図１〜図３は、本発明の金属管の周長測定装置の第１の実施の形態を示すもので、この第１の実施の形態の周長測定装置は、パスライン上を造管されている金属管１の外表面に対して表面波を発信する発信子２と、該発信子２からの表面波を受信する受信子３とを有している。
さらに、造管する金属管１のパスラインの下方側に配置され、上記発信子２及び受信子３を金属管１の外周面の周方向に沿うように保持するホルダー４Ａを備えている。
なお、図１においては、上記発信子２及び受信子３（厳密には、これら発信子２及び受信子３の両方の機能を有する後述の探触子１７，１８）は後述の補助ガイドローラ２４，２５によって隠れるため、表されていない。
【００２１】
上記発信子２は、造管中の金属管１の外周面に対して所定の出射角度（具体的には、金属管の表面に対して伝播方向と金属管への出射方向との間の角度が鈍角となる角度）で超音波等の表面波を出射して発信し、該表面波を金属管１の外周面の特定の方向に伝播させるものである。
一方、上記受信子３は、発信子２から発信されて金属管１の外周面を通じて伝播させた表面波を所定の入射角度（具体的には、金属管の表面に対して伝播方向と金属管からの入射方向との間の角度が鈍角となる角度）で該受信子３に入射させることにより受信するものである。
そして、金属管１の外周長の測定は、これら発信子２から受信子３までの表面波の伝播時間を測定すると共に、この伝播時間と、金属管１の素材によって特定される、表面波の既知の伝播速度とに基づき、図示しない電子計算機等の演算手段によって算出することにより行われる。
なお、上記発信子２及び受信子３は、金属管１とは常時非接触であり、発信子２による表面波の発信及び受信子３による該表面波の受信は、発信子２及び受信子３と金属管の外周面の表面との間の隙間に常時供給される水や油等の図示しない媒体を通じて行われる。
【００２２】
一方、上記ホルダー４Ａは、上記発信子２、受信子３が取付けられた保持部材５と、発信子２及び受信子３の金属管１の外周面からの距離を一定に保持するためのガイドローラ６，７と、上記保持部材５を造管中の金属管１の水平方向の心ずれに追従させる周方向追従機構８とを備えている。
上記保持部材５は、上方側に向けて二股状に分岐する一対のアーム部材９，１０と、該一対のアーム部材９，１０の下方側に設けられた基台部１１と、これら一対のアーム部材９，１０と基台部１１とを連結する連結部１２とを備えている。
【００２３】
上記一対のアーム部材９，１０は、いずれも、全体として正面視略Ｌ字形状且つ平面視略コ字に形成されたものである。
具体的に、各アーム部材９，１０は、上記金属管１のパスライン方向と直交する方向に相互に平行に延びる、柱状に形成された一対の支持部１３，１３・１４，１４と、これら一対の支持部１３，１３・１４，１４の各先端側において両支持部１３，１３・１４，１４間をそれぞれ架け渡すように配設されたアーム本体部１５，１６とを備えている。
上記アーム本体部１５，１６の先端側には、後述する取付台部２２，２３を介して、上記発信子２及び受信子３の両方の機能を備えた探触子１７，１８が配設され、上記一対の支持部１３，１３・１４，１４における基端側は、上記連結部１２にそれぞれ連結されている。
また、上記一方のアーム部材９の支持部１３，１３と他方のアーム部材１０の支持部１４，１４との間には、後述する介在部材１９，１９がそれぞれ配設されている。さらに、これら一対の支持部１３，１３・１４，１４には、後述するアーム９，１０間の開度調整及びその開度の固定に供される複数の穴が所定の位置にそれぞれ穿設されている。
【００２４】
この実施の形態におけるこれらの一対のアーム部材９，１０は、上記探触子１７，１８を保持するという本来の機能のほかに、一方のアーム部材の探触子と他方のアーム部材の探触子との間の間隔を一定に保つ機能をも有するものである。これにより、金属管１の外周長の測定時、即ち、金属管１の造管中においては、これら一対のアーム部材間の開度が固定され、両探触子間の距離が固定的に保持されるようになっている。
また、上記一対のアーム部材９，１０に取付けられた各探触子１７，１８は、平常時、即ち、金属管１がパスラインからずれることなく直線的に造管する場合は、発信子２から金属管１の外周面の周方向、つまりパスラインと直交する断面における外周面の周方向に向けて表面波を発信することができ、且つ、その周方向に伝播した表面波を受信子３が受信できる向きにそれぞれ設定されている。
なお、上記各探触子１７，１８による金属管の外周長の測定は、例えば一方のアーム部材８における探触子１７の発信子２から表面波が発信された場合、他方のアーム部材９における探触子１８の受信子３によって受信されることにより行われる。
【００２５】
上記介在部材１９，１９は、全体として板状に形成されたもので、後述する回転軸２９が貫通する本体部１９ａと、該本体部１９ａの一端側に設けられてＹ字状に分岐した一対の突出部１９ｂ，１９ｂと、本体部１９ａの他端側に設けられた基部１９ｃとを一体に備えている。
上記本体部１９ａは、上記一対のアーム部材９，１０の間に挟まれる部分であり、また、上記一対の突出部１９ｂ，１９ｂは、次に述べるアーム９，１０間の開度調整及びその開度の固定に供されるもので、該開度調整及びその開度の固定の際に用いられる複数の穴が所定の位置にそれぞれ穿設されている。
さらに、上記基部１９ｃは、後述する周方向追従機構８の一部を構成するもので、各アーム部材９，１０を、設定された開度を保った状態で金属管の径方向に弾力的に付勢する周方向追従用の弾性部材３０，３１の一端側がそれぞれ連結されている。
この実施の形態においては、上記介在部材１９，１９は、それぞれの基部１９ｃ，１９ｃの間に配設された連結部材１９ｄにより相互に連結されていて、両介在部材１９，１９が全体として一体となった構成としている。なお、この実施の形態の場合、上記連結部材１９ｄは、各介在部材１９の基部１９ｃと同幅でほぼ同じ厚み（高さ）を有する平板状に形成されていて、長手方向の両端部が、各連結部材１９の基部１９ｃ同士が対向する各面にそれぞれ固定されている。また、この連結部材１９ｄは、その板面が基部１９ｃの連結面（各基部１９ｃ同士が対向する面）と直角となるように各基部１９ｃ，１９ｃに固定されていて、介在部材１９，１９の板面が相互に平行な状態が維持されるようになっている。
【００２６】
さらに、上記一対のアーム部材９，１０は、これらのアーム部材９，１０間の開度を調整自在となっていて、アーム部材９，１０の探触子１７，１８の間の間隔、即ち、一方のアーム部材の発信子２と他方のアーム部材の受信子３との間の間隔を変更可能となっている。また、これらのアーム部材９，１０間の開度は、金属管の周長測定時においては固定可能となっていて、調整した開度が周長測定中に変更されることなく、アーム部材９，１０の探触子１７，１８の間の間隔が一定に保持されるようになっている。
これにより、外周長の測定対象となる金属管１の外径に応じて、発信子２及び受信子３の金属管１の外周面に対する周方向の位置を予め調整することができ、発信子２の金属管１の外周面に対する表面波の発信角度及び受信子３の受信角度を、金属管１の外径に応じた適切な角度に設定することができる一方で、周長測定時においてもその設定した発信子の発信角度及び受信子の受信角度を安定的に維持することが可能である。
この実施の形態においては、上記一対のアーム部材９，１０の各支持部１３，１３・１４，１４の所定位置に設けた複数の穴と、上記介在部材１９の突出部１９ｂ，１９ｂの所定位置に設けた複数の穴と、これらの穴を貫通するように嵌入させるピンとを用い、各アーム部材９，１０間の開度調整及びその開度の固定を行うことができるようになっている。
ここで、上記支持部１３，１３・１４，１４の複数の穴と、突出部１９ｂ，１９ｂの複数の穴とは、金属管１の外径に合わせてアーム部材９，１０間の開度を段階的に調整できるような位置関係にそれぞれ配設されている。そして、ピンを嵌入する位置を変更することにより、アーム部材９，１０間の開度を段階的に変更し、固定できるようになっている。
なお、これらのアーム部材９，１０の開度を調整・固定する構成としては、これ以外にも、例えば、ボルト及びナット等を用いて、これらの絞め込みによってアーム部材９，１０を相互に圧着させることにより相対的な位置を固定する等、任意の構成を用いることができる。
【００２７】
また、上記一対のアーム部材９，１０における各アーム本体部１５，１６は、上記一対の支持部１３，１３・１４，１４の先端から略直角に立ち上がるもので、先端側に、該アーム本体部１５，１６の先端方向に開口する凹部２０，２１と、該凹部２０，２１内に収容され、上記探触子１７，１８が取付けられた上述の取付台部２２，２３とをそれぞれ備えた構成となっている。
さらに、上記凹部２０，２１の各開口縁の先端側には、上記取付台部２２，２３を挟むように、金属管１のパスライン方向に並設された複数の補助ガイドローラ２４，２５がそれぞれ配設されている。
【００２８】
上記取付台部２２，２３は、上記金属管１のパスライン方向に長い板体状あるいは直方体状のもので、その上端側における金属管１のパスライン方向の中央部に上記探触子１７，１８がそれぞれ配設されている。また、金属管１のパスライン方向の両端部近傍には、該探触子１７，１８を挟むように、上述のガイドローラ６，７がそれぞれ取付けられている。
さらに、これらの取付台部２２，２３の下端側と凹部２０，２１の窪んだ底部との間には、各取付台部２２，２３を、造管する金属管１の方向に向けて弾性的に付勢する取付台部用の弾性部材２６，２７がそれぞれ設けられている。この取付台部用の弾性部材２６，２７は、各取付台部の下端側における、上記各ガイドローラ６，７の直下部分にそれぞれ配設されていて、例えばバネ等が用いられる。
これにより、上記各ガイドローラ６，７は、金属管の表面に弾性的に常時接触して、金属管１の外周面に沿って回転すると共に、各取付台部２２，２３は、各ガイドローラ６，７の動きに同期して、取付台部全体が金属管の径方向に移動するため、上記探触子１７，１８の金属管１の外周面からの距離が一定に保たれることとなる。
【００２９】
上記補助ガイドローラ２４，２５は、その外周面の一部が、上記探触子１７，１８よりも金属管側に突出した状態で、金属管１のパスライン方向に向けて回転自在である構成となっていて、造管中の金属管１の外周面に常時接触するようになっている。
なお、この補助ガイドローラ２４，２５が金属管１の外周面に接触した状態においては、上記取付台部２２，２３は、各ガイドローラ６，７が金属管１によって押されることにより、上記凹部２０，２１内における該金属管１の方向とは逆の方向に弾性的に押し込まれた状態となる。
【００３０】
上記基台部１１は、平板状に形成されたもので、上面側における幅方向（金属管１のパスラインの左右方向）の中央部には、上記連結部１２の一部を構成する一対の軸受部２８，２８が立設されている。なお、この実施の形態における基台部１１は、安定した床面等に固定的に載置されている。
また、上記連結部１２は、上記一対の軸受部２８，２８と、上記一対のアーム部材９，１０の基端側に配設された、金属管１のパスライン方向に延びる回転軸２９とで構成されている。
上記回転軸２９は、上記一対のアーム部材９，１０、具体的には上記一対の支持部１３，１３・１４，１４の各基端側及び介在部材１９，１９を、金属管のパスライン方向に貫通している。そして、これらの一対のアーム部材９，１０から突出した軸線方向の両端側が、上記一対の軸受部２８，２８により回転自在にそれぞれ軸支されている。これにより、この回転軸２９を中心として、該回転軸２９の軸まわりに上記一対のアーム部材９，１０を傾動させることができるようになっている。
なお、この連結部１２は、保持部材５の構成の一部であるが、後述するように、上記周方向追従機構の構成の一部をも兼ねており、保持部材５を造管中の金属管１の水平方向の心ずれに追従させる際にも機能する。
【００３１】
上記各ガイドローラ６，７は、上述のように、上記保持部材５の一対のアーム部材９，１０、より具体的には各アーム本体部１５，１６の先端側に配設された取付台部２２，２３の上端側にそれぞれ配設されている。
これらのガイドローラ６，７は、金属管１のパスライン方向に回転自在となっていて、上記取付台部２２，２３における金属管１のパスライン方向の両端側に、上記探触子１７，１８を挟むようにそれぞれ配置されている。
また、各ガイドローラ６，７は、上記探触子１７，１８よりも金属管１への方向に突出していて、造管中の金属管１の外周面に、回転しながら常時接触すると共に、上記探触子１７，１８と金属管１との間に隙間を形成して、該探触子１７，１８の金属管１の外周面からの距離が常に一定に保持されるようにしている。
なお、上記探触子１７，１８、つまり発信子２及び受信子３と金属管１の外周面との間の隙間には、上述のように、水等の媒体が常時供給される。
【００３２】
上記周方向追従機構８は、上記保持部材５のうちの一対のアーム部材９，１０を造管中の金属管１の周方向に沿うように傾動させるものである。
造管中の金属管は、ロール成形後の形状によっては、パスラインの左右方向に移動し、水平方向に心ずれすることがあるため、このような形状を有する造管中の金属管の外周長を測定する場合には、金属管が上記発信子や受信子から離間してしまう可能性がある。そうすると、発信子による金属管の外表面に対する表面波の発信位置や方向、受信子による該表面波の受信位置や方向が適正な位置・方向からずれてしまい、造管中の金属管の正確な外周長を測定することができなくなる。特に、金属管の造管中においては、水平方向の心ずれは、最も発生し易いと考えられる。
そこで、本発明においては、この周方向追従機構により、上記保持部材を造管中の金属管の周方向に沿うように傾動させ、上記探触子、つまりは発信子及び受信子を、該金属管の水平方向の心ずれに追従させるようにしている。
【００３３】
具体的に、この周方向追従機構８は、該保持部材５の一部を構成する上記連結部１２、即ち、上記一対の軸受部２８，２８及び回転軸２９と、各アーム部材９，１０を金属管の径方向に弾力的にそれぞれ付勢する周方向追従用の弾性部材３０，３１とを有している。
この実施の形態においては、上記周方向追従用の弾性部材３０，３１は、一端側が上記介在部材１９の基部１９ｃに、他端側が上記基台部１１にそれぞれ取付けられていて、これら介在部材１９の基部１９ｃと基台部１１との間において、各アーム部材９，１０を、その開度を一定に保った状態でそれぞれ金属管の径方向に付勢する構成となっている。なお、この弾性部材としては、バネ等が用いることができる。
これにより、上記一対のアーム部材９，１０を、連結部１２の回転軸２９を中心として、開度一定のまま金属管１のパスラインの左右方向に傾動させることができると共に、上記周方向追従用の弾性部材３０，３１によって各アーム部材９，１０が金属管の径方向に弾性的に付勢されることにより、各アーム部材９，１０が常時金属管に弾性的に押し付けられる。
【００３４】
図４は、上記周方向追従機構８が機能して一対のアーム部材９，１０が傾動した状態を示すものである。破線は軸線方向追従機構８が機能する前の状態を示している。
造管中の金属管１が水平方向（パスラインの左右方向）にずれた場合には、金属管１のずれ方向に位置するアーム部材（図４ではアーム部材９）が、該金属管１の外周面により、上記ガイドローラ（図４ではガイドローラ６）や補助ガイドローラ（図４では補助ガイドローラ２４）を介して押される。
その一方で、一対のアーム部材９，１０の動きに合わせて、金属管１のずれ方向側に位置する周方向追従用の弾性部材（図４では弾性部材３０）が縮小し、反対側に位置する弾性部材（図４では弾性部材３１）が拡大することにより、各アーム部材９，１０がガイドローラ６，７及び補助ガイドローラ２４，２５を介して金属管１に弾性的に押し付けられた状態を保った状態で、一対のアーム部材９，１０を傾動させる。
このように、上記周方向追従機構８の作用により、保持部材５の一部である一対のアーム部材９，１０を、これらの開度を保ったまま、造管中の金属管１の水平方向の動きに合わせて傾動させることができる。これにより、これらの一対のアーム部材９，１０を金属管１の周方向に沿うように常に追従させることが可能となる。
この結果、上記探触子１７，１８の発信子２及び受信子３を、造管中の金属管１の水平方向の心ずれに常時追従させることが可能となる。
【００３５】
上記構成を有する金属管の周長測定装置は、突合わせ部を溶接した後の金属管はもちろんであるが、突合わせ部を溶接する直前のいわゆるオープンパイプについても外周長の測定を行うことができる。
この周長測定装置を用いて造管中の金属管の外周長を測定するに際しては、突合わせ部が溶接された通常の金属管の外周長を測定する場合は、金属管のパスライン上における、突合わせ部の溶接後の位置等にこの周長測定装置を配置する。一方、オープンパイプの外周径を測定する場合には、金属管のパスライン上における、オープンパイプの突合わせ部を溶接する直前の位置にこの周長測定装置を配置する。
そして、保持部材５の一対のアーム部材９，１０間の開度を、測定対象の金属管あるいはオープンパイプの外径に応じて調整し、探触子１７，１８の発信子２及び受信子３の金属管の外周面に対する周方向の位置を適切な位置に設定して上で金属管あるいはオープンパイプを造管すると共に、一方のアーム部材の探触子の発信子から表面波を発信し、他方のアーム部材の探触子の受信子で受信する。
【００３６】
図５は、突合わせ部１ａを溶接した後の金属管１の外周長を測定する場合の一例を示している。なお、図５中、破線の矢印は表面波の伝播方向を示す。
この場合においては、一方のアーム部材１０における探触子１８（この場合は発信子２として機能する。）から発信された表面波は、溶接された突合わせ部１ａを通過して、他方のアーム部材９における探触子１７（この場合は受信子３として機能する。）によって受信され、伝播時間が測定される。
そして、この伝播時間と既知の表面波の速度から表面波の伝播距離を算出すると共に、予め分かっている探触子１７，１８の距離を加えることにより、金属管１の外周長を算出することができる。
なお、図５に示すものの場合、一方の探触子１８を発信子２、他方の探触子１７を受信子３としてそれぞれ機能させているが、探触子１７を発信子、探触子１８を受信子として機能させてもよい。この場合、表面波の伝播方向は図５とは逆方向になる。
【００３７】
また、図６は、上記突合わせ部１ａを溶接する前の金属管１（オープンパイプ）の外周長を測定する場合を示している。なお、図６中、破線の矢印は、突合わせ部１ａの方向に向かう表面波の伝播方向を、２点鎖線の矢印は突合わせ部１ａで反射した表面波の伝播方向をそれぞれ示す。
この場合においては、一方のアーム部材９の探触子１７（このとき、探触子１７は発信子２として機能する。）から表面波を発信し、その発信された表面波は、溶接されていない突合わせ部１ａで反射されて、同じ探触子１７（このとき、探触子１７は受信子３として機能する。）によって受信され、表面波の伝播時間が測定される。その一方で、他方のアーム部材１０の探触子１８（このとき、探触子１８は発信子２として機能する。）から表面波を発信し、その発信された表面波は、溶接されていない突合わせ部１ａで反射されて、やはり同じ探触子１８（このとき、探触子１８は受信子３として機能する。）によって受信される。
そして、この伝播時間と既知の表面波の速度から、探触子１７，１８によってそれぞれ測定された伝播時間に基づいて、それぞれの表面波の伝播距離Ｌ１，Ｌ２を算出すると共に、予め分かっている探触子１７，１８の距離Ｌ３を加えることにより、金属管１の外周長を算出することができる。
【００３８】
ここで、上記造管中の金属管１の外周長を測定するに際し、上記造管中の金属管１は、金属管の形状によってはパスラインから水平方向（左右方向）にずれる場合がある。
このとき、上記ホルダー４Ａが、一対のアーム部材９，１０の探触子１７，１８と間の間隔を一定に保持する保持部材５と、発信子２及び受信子３の金属管１の外周面から距離を一定に保持するガイドローラ６，７及び補助ガイドローラ２４，２５と、造管中の金属管１の水平方向の心ずれに追従させる周方向追従機構８とを備えているため、両探触子１７，１８間の間隔を保ちながら、各探触子１７，１８を金属管１の水平方向の動きに合わせて適切に追従させる。
これにより、各探触子１７，１８の発信子２及び受信子３は、適切な周長測定位置に常時保持されるため、造管中の金属管１の外周長の測定を連続的に且つ正確に行うことができる。
しかも、従来のように、作業員が造管中の金属管に近接して金属管の外周長を測定する必要がなく、安全且つ安定的に造管中の金属管の外周長の測定が可能となる。
【００３９】
上記第１の実施の形態では、上記発信子２及び受信子３を造管中の金属管１に追従させる機構として、上記ホルダー４Ａが、保持部材５を造管中の金属管１の周方向に沿うように傾動させて、発信子２及び受信子３を造管中の金属管１の水平方向の心ずれに追従させる周方向追従機構８を備えていた。
しかしながら、次に述べる第２の実施の形態は、上記ホルダーが、この周方向追従機構に加え、上記発信子及び受信子を造管中の金属管の鉛直方向の心ずれに追従させる径方向追従機構と、上記発信子及び受信子を造管中の金属管の軸線方向に沿う方向に傾斜させ、表面波の発信及び受信が金属管の周方向で行われる方向に追従させる軸線方向追従機構とをさらに備えている。
【００４０】
即ち、図７及び図８は、本発明の金属管の周長測定装置の第２の実施の形態を示すものである。
この第２の実施の形態の周長測定装置は、上記第１の実施の形態の周長測定装置の構成に加え、上記ホルダー４Ｂが、上記保持部材５を造管中の金属管１の上下方向の移動と同期して移動させ、上記発信子２及び受信子３を、造管中の金属管１の鉛直方向の心ずれに追従させる径方向追従機構３５を備えている。
さらに、造管中の金属管１が上下方向に傾斜した場合に、上記保持部材５を該金属管１の上下方向の傾動に沿うように傾動させ、上記発信子２及び受信子３を、造管中の金属管１の軸線方向に沿う方向に傾斜させることにより、表面波の発信及び受信が金属管の周方向で行われる方向に追従させる軸線方向追従機構３６を備えている。
なお、探触子を構成する発信子及び受信子、保持部材（ただし、後述する第１の基台部３７を除く）の構成については、実質的に上記第１の実施の形態と同様であり、また同様の作用効果を奏するため、図面に同様の符号を付して詳細な説明は省略する。さらに、図７においては、上記発信子２及び受信子３（厳密には、これら発信子２及び受信子３の両方の機能を有する後述の探触子１７，１８）は補助ガイドローラ２４，２５によって隠れるため、表されていない。
【００４１】
上記軸線方向追従機構３６は、造管中の金属管１の軸線がパスライン方向に向かって該金属管１の軸線が上向きに傾斜した場合、あるいは軸線が下向きに傾斜した場合に機能するものである。
造管中の金属管は、ロール成形後の形状によっては、その軸線が上下方向に傾斜して金属管が上下に波を打つようにパスライン上を移動する可能性がある。このような形状を有する造管中の金属管の外周長を測定する場合には、発信子による金属管の外表面に対する表面波の発信方向、受信子による該表面波の受信方向が、金属管の周方向からずれた方向となってしまう。そうすると、表面波が金属管の周方向に向けて正しく伝播しないため、測定誤差が発生する可能性がきわめて高く、造管中の金属管の正確な外周長を測定することができない。
そこで、この実施の形態、及び後述する第３、第４の実施の形態においては、上記軸線方向追従機構により、上記保持部材を該金属管の上下方向の傾斜に沿うように傾動させて、上記探触子、つまり、発信子及び受信子を、造管中の金属管の軸線方向に沿う方向に傾斜させ、表面波の発信及び受信が金属管の周方向で行われる方向に追従させるようにしている。
【００４２】
具体的に、この軸線方向追従機構３６は、上記第１の実施の形態において一対のアーム部材９，１０の基端側が連結されていた基台部１１に相当する部分である第１の基台部３７を備えている。さらに、この第１の基台部３７に設けられた、金属管１のパスライン方向と直交する水平方向に延びる軸線方向追従用の回転軸３８と、この回転軸３８を中心に該回転軸３８の軸まわりに回転自在に軸支する一対の軸受部３９，３９を備えた第２の基台部４０とを有している。
また、第１の基台部３７と第２の基台部４０との間に設けられて、上記第１の基台部３７を金属管の径方向に弾力的に付勢する軸線方向追従用の弾性部材４１を備えている。
【００４３】
上記軸線方向追従用の回転軸３８は、第１の基台部３７における、上記探触子１７，１８の直下を通る軸線上に配置されていて、両端側が該第１の基台部３７から突出している。
上記第２の基台部４０は、上面側に、上記回転軸３８の突出した両端側を回転自在に軸支する上述の一対の軸受部３９，３９を備えていて、これにより、上記第１の基台部３７を、該回転軸３８を中心として、この回転軸３８の軸まわりに傾動させることができるようになっている。
また、上記軸線方向追従用の弾性部材４１は、上記第１の基台部３７の下面と第２の基台部４０の上面との間の空間に、上記回転軸３８及び一対の軸受部３９，３９を挟むような位置、例えば、パスライン方向の両端側寄りの位置にそれぞれ設けられていて、上記第１の基台部３７を金属管の径方向に常時弾力的に付勢するようになっている。なお、この弾性部材４１としては、バネ等が用いられる。
これにより、上記軸線方向追従機構３６は、第１の基台部３７を、上記回転軸３８を中心として、上下方向に傾動自在とすると共に、上記弾性部材４１が第１の基台部３７を金属管の径方向に弾性的に付勢することにより、上記保持部材５、特に一対のアーム部材９，１０を金属管の軸線方向に沿うように常時押し付ける構成となっている。
【００４４】
図９は、上記軸線方向追従機構３６が機能して、保持部材５が傾動した状態を示すものである。なお、図９中の破線は軸線方向追従機構３６が機能する前の状態を示している。
造管中の金属管１が、例えば、ロール成形時に発生した下ゾリに起因して、その軸線が造管方向に向けて下方向に傾いた場合には、該金属管１により一対のアーム部材９，１０が、パスラインの前方側に位置するガイドローラ６，７、補助ガイドローラ２４，２５を介してそれぞれ押される。
その一方で、これら一対のアーム部材９，１０の動きに合わせて、パスラインの前方側に位置する軸線方向追従用の弾性部材４１が弾性的に縮小し、後方側に位置する弾性部材４１が拡大することにより、上記第１の基台部３７を、金属管１の軸線方向の傾斜に合わせて上記軸線方向追従用の回転軸３８まわりに傾動させる。これにより、上記各アーム部材９，１０が、ガイドローラ６，７、補助ガイドローラ２４，２５を介して金属管１に弾性的にそれぞれ押し付けられた状態が保たれたまま、保持部材５全体を傾動させることができる。
この結果、上記一対のアーム部材９，１０の各取付台部２２，２３に取付けられた上記探触子１７，１８の発信子２及び受信子３を、造管中の金属管の軸線方向に沿う方向に合わせて傾斜させて、これら発信子２及び受信子３を、その表面波の発信及び受信が金属管１の周方向で適性に行われる方向にそれぞれ追従させることが可能となる。
【００４５】
なお、造管中の金属管１が、ロール成形時に発生した上ゾリに起因して、金属管１の軸線が造管方向に向けて上方向に傾いた場合には、一対のアーム部材９，１０が、パスラインの後方側に位置するガイドローラ６，７、補助ガイドローラ２４，２５を介して押される。一方で、パスラインの後方側に位置する軸線方向追従用の弾性部材４１が弾性的に縮小し、前方側に位置する弾性部材４１が拡大して、保持部材５全体を軸線方向追従用の回転軸３８まわりに傾動させるため、下ゾリの場合が発生した場合と同様の作用効果が得られることとなる。
【００４６】
一方、上記径方向追従機構３５は、造管中の金属管１が鉛直な径方向、つまり上下方向に移動した場合に機能するものである。
造管中の金属管は、ロール成形後の形状によっては、パスライン上を上下方向に移動し、鉛直方向に心ずれすることがある。例えば、上下に波を打つようにパスライン上を移動する場合の過程において、金属管の軸線は水平であっても、正常な位置からは上下方向に心ずれしている状態などが考えられる。このような形状を有する造管中の金属管の外周長を測定する場合、金属管が上方向に移動すると該金属管が上記発信子や受信子から離間する一方、下方向に移動すると測定装置自体が金属管を圧迫して真円度を変動させる可能性がある。
そうすると、この場合においても、発信子による金属管の外表面に対する表面波の発信位置や方向、受信子による該表面波の受信位置や方向が適正な位置・方向からずれてしまい、造管中の金属管の正確な外周長を測定することができなくなる。
そこで、この実施の形態、及び後述する第３、第４の実施の形態においては、上記径方向追従機構により、上記保持部材を造管中の金属管の上下方向の移動と同期して移動させて、上記探触子、つまり発信子及び受信子を、造管中の金属管の鉛直方向の心ずれに追従させるようにしている。
【００４７】
具体的に、この径方向追従機構３５は、上記軸線方向追従機構３６の一部である第２の基台部４０と、該第２の基台部４０の下方に位置する支持台部４２と、これら第２の基台部４０の下面と支持台部４２の上面との間の空間に設けられた径方向追従用の弾性部材４３とを備えている。
上記支持台部４２は、安定な床面等の部位に固定的に載置されたもので、平板状に形成されたものである。
上記径方向追従用の弾性部材４３は、上記第２の基台部４０を金属管の径方向（この場合は鉛直上方向）に弾性的に付勢するもので、バネ等が用いられる。
これにより、上記径方向追従機構３５は、第２の基台部４０を金属管の径方向に弾性的に付勢することにより、第１の基台部３７を介して、保持部材５全体を金属管１の径方向に常時押し付けている。
【００４８】
図１０は、上記径方向追従機構３５が機能して、保持部材５が鉛直な径方向に移動した金属管１に追従した状態を示すものである。破線は径方向追従機構３５が機能する前の状態を示している。
造管中の金属管が、例えば鉛直上方向に心ずれした場合、上記径方向追従用の弾性手段４３が拡大して、第２の基台部４０を介して保持部材５全体を金属管の心ずれに同期して上昇させ、一対のアーム部材９，１０が金属管１の径方向に押し付けられた状態を常時維持する。
これにより、上記探触子１７，１８の発信子２及び受信子３を、造管中の金属管１の鉛直方向の心ずれに追従させることが可能となり、発信子２及び受信子３が金属管１の外周面から離間することなく、適正な径方向位置を常に確保することができる。
なお、造管中の金属管１が、逆に鉛直下方向に心ずれした場合は、金属管１の心ずれに同期して保持部材５全体が押し下げられると共に、上記径方向追従用の弾性手段４３が縮小する。これにより、一対のアーム部材９，１０が金属管１の径方向に押し付けられた状態を常時維持することができるため、鉛直上方向に心ずれした場合と同様の作用効果を得ることが可能となる。
【００４９】
上記構成を有する周長測定装置は、基本的に上記第１の実施の形態と同様の方法で使用して造管中の金属管１（オープンパイプ含む）の外周長を測定する。
このとき、この第２の実施の形態の周長測定装置は、周方向追従機構８に加えて、径方向追従機構３５及び軸線方向追従機構３６をさらに備えているため、造管中の金属管１の水平方向の心ずれ、及び鉛直方向の心ずれ、さらには軸線方向の傾斜等、様々な金属管１の挙動にそれぞれ対応する。
これにより、金属管１に対する発信子２及び受信子３の位置を常時適切な位置とすることができ、造管中の金属管１の外周長をさらに正確に測定することが可能となる。
【００５０】
図１１〜図１３は、本発明の金属管の周長測定装置の第３の実施の形態を示すもので、この実施の形態の周長測定装置は、上述の第２の実施の形態と同様に、ホルダーが、周方向追従機構及び径方向追従機構並びに軸線方向追従機構を備えているが、該第２の実施の形態とは全体の構成が異なっている。
なお、ホルダーに取付けられている発信子及び受信子については、上記第１及び第２の実施の形態と同様の構成、作用効果であるため、同じ符号を付して詳細な説明は省略する。
【００５１】
即ち、この第３の実施の形態の周長測定装置は、上記ホルダー４Ｃが、上記発信子、受信子が取付けられた保持部材５０と、発信子２及び受信子３の金属管１の外周面から距離を一定に保持するガイドローラ５１，５２とを有している。さらに、周方向追従機構５３、径方向追従機構５４、軸方向追従機構５５をそれぞれ備えている。
上記保持部材５０は、上方側に向けて二股状に分岐する一対のアーム部材５６，５７と、該一対のアーム部材５６，５７の下方側に設けられた基台部５８と、これら一対のアーム部材５６，５７と基台部５８とを連結する連結部５９とを備えている。
なお、上記連結部５９を構成する回転軸と、上記一対の軸受部とについては、基本的に第１及び第２の実施の形態の連結部と基本的に同じ構成、作用効果であるため、同様の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００５２】
また、上記保持部材５０の一対のアーム部材５６，５７は、いずれも、全体として正面視略Ｌ字形状且つ平面視略コ字に形成されたものである。
具体的に、各アーム部材５６，５７は、上記金属管１のパスライン方向と直交する方向に相互に平行に延びる角柱状に形成された一対の支持部６０，６０・６１，６１と、これら一対の支持部６０，６０・６１，６１の各先端側において両支持部６０，６０・６１，６１をそれぞれ架け渡すように配設されたアーム本体部６２，６３とを備えている。
上記アーム本体部６２，６３は、上方側である先端側に立設された上記軸線方向追従用の軸受部６４，６５と、該軸受部６４，６５に回転自在に軸支された軸線方向追従用の回転軸６６，６７と、該回転軸６６，６７及び上記軸受部６４，６５を介して上記アーム本体部６２，６３に取付けられた傾動台部６８，６９とを備えている。また、上記一方のアーム部材５６の支持部６０，６０と他方のアーム部材５７の支持部６１，６１との間には、開度調整及びその固定に供される板状の介在部材１９，１９がそれぞれ配設されている。
さらに、上記傾動台部６８，６９と、上記一対の支持部６０，６１との間には、傾動台部６８，６９を金属管の径方向に弾力的に付勢する軸線方向追従用の弾性部材７１，７２がそれぞれ設けられている。
【００５３】
なお、一対のアーム部材５６，５７は、金属管１の造管中においてはこれら一対のアーム部材５６，５７間の開度が固定される点、及び各アーム部材５６，５７間の開度は調整自在となっている点ついては、上記第１及び第２の実施の形態と同じである。
また、上記介在部材１９については、基本的に上記第１及び第２の実施の形態と同じ構成であり、同様の作用効果を奏するため、第１及び第２の実施の形態と同じ符号を付して詳細な説明は省略する。
さらに、各アーム部材５６，５７間の開度調整に関して、各アーム部材５６，５７の各支持部６０，６０・６１，６１の所定位置に設けた複数の穴と、上記介在部材１９の突出部１９ｂ，１９ｂの所定位置に設けた複数の穴と、これらの穴を貫通するように嵌入させるピンとを用いて行う点については、上記第１及び第２の実施の形態と同じである。
【００５４】
軸線方向追従用の回転軸６６，６７は、各アーム部材５６，５７、より具体的には各アーム本体部６２，６３の先端から金属管の径方向に延びる延長線と金属管１の外周面とが交わる点を接点する接線と平行な方向に延びるもので、各アーム本体部６２，６３の先端側の上記軸受部６４，６５において、その軸まわりに回転自在となるようにそれぞれ軸支されている。
上記傾動台部６８，６９は、パスライン方向に延びる板体状また直方体状に形成されたもので、長手方向の中央部における上端側に、上記発信子２及び受信子３の両機能を備えた探触子７３，７４が金属管の径方向に突出するように設けられている。さらに、長手方向の中央部における外方側の側面に上記軸線方向追従用の回転軸６６，６７の一端側が固定されている。
したがって、これらの傾動台部６８，６９は、アーム本体部６２，６３、さらに具体的には軸線追従用の軸受部６４，６５の先端の内方側において、上記軸線方向追従用の回転軸６６，６７を中心として該回転軸６６，６７と一緒に回転可能となっている。
また、上記軸線方向追従用の弾性部材７１，７２は、傾動台部６８，６９における長手方向の両端近傍の下面側と、一対の支持部６０，６０・６１，６１の上面側との間にそれぞれ設けられたもので、バネ等が用いられている。
【００５５】
上記ガイドローラ５１，５２は、上記傾動台部６８，６９における長手方向の両端近傍の上端側に、上記探触子７３，７４を挟むようにそれぞれ設けられたもので、金属管１のパスライン方向に回転自在となっている。
これらの各ガイドローラ５１，５２は、上記探触子７３，７４よりも金属管１の方向に突出していて、造管中の金属管１の外周面に、回転しながら常時接触すると共に、上記探触子７３，７４と金属管１との間に隙間を形成し、且つ該探触子７３，７４の金属管１の外周面からの距離が常に一定に保持されるようにしている。
なお、上記ガイドローラ５１，５２によって形成された、探触子７３，７４つまり発信子２及び受信子３と金属管１の外周面との間の隙間には、上記第１及び第２の実施の形態と同様、水等の媒体が常時供給される。
【００５６】
上記軸線方向追従機構５５は、上記各アーム本体部６２，６３と、該アーム本体部６２，６３の先端側に設けられた上記軸線方向追従用の回転軸６６，６７と、上記傾動台部６８，６９と、傾動台部６８，６９とアーム本体部６２，６３との間に設けられた上記軸線方向追従用の弾性部材７１，７２とで構成されている。
したがって、この軸線方向追従機構５５は、傾動台部６８，６９を、上記回転軸６６，６７を中心として、該回転軸６６，６７の軸まわりに傾動自在となっている。その一方で、上記弾性部材７１，７２が傾動台部６８，６９を金属管の径方向に弾性的に付勢することにより、上記保持部材５０、特に一対のアーム部材５６，５７の傾動台部６８，６９を、該傾動台部６８，６９の長手方向が金属管１の軸線方向に沿って、該金属管１の外周面に常時押し付ける構成となっている。
【００５７】
図１４は、上記軸線方向追従機構５５が機能して、保持部材５、より具体的には、保持部材５の一部である傾動台部６８，６９が傾動した状態を示すものである。
造管中の金属管１が、例えば、ロール成形時に発生した下ゾリを起因として、その軸線が造管方向に向けて下方向に傾いた場合には、上記傾動台部６８，６９が、該金属管１により、該傾動台部６８，６９に配設されたパスラインの前方側に位置するガイドローラ５１，５２を介してそれぞれ押される。
その一方で、各傾動台部６８，６９の動きに合わせて、パスラインの前方側に位置する軸線方向追従用の弾性部材７１，７２が弾性的に縮小し、後方側に位置する弾性部材７１，７２が弾性的に拡大する。
この結果、上記各傾動台部６８，６９は、それぞれ２つのガイドローラ５１，５１・５２，５２を介して、金属管１に弾性的に常時押し付けられた状態で、金属管１の軸線方向に沿うように、軸線方向追従用の回転軸６６，６７の軸まわりにそれぞれ傾動する。
これにより、各傾動台部６８，６９に取付けられた上記探触子７３，７４の発信子２及び受信子３を、造管中の金属管１の軸線方向に沿う方向に合わせて傾斜させて、これら発信子２及び受信子３を、その表面波の発信及び受信が金属管の周方向で適性に行われる方向にそれぞれ追従させることが可能となる。
【００５８】
なお、造管中の金属管１が、ロール成形時に発生した上ゾリに起因して、金属管１の軸線が造管方向に向けて上方向けに傾いた場合には、各傾動台部６８，６９が、パスラインの後方側に位置するガイドローラ５１，５２を介してそれぞれ押される。
一方で、パスラインの後方側に位置する軸線方向追従用の弾性部材７１，７２が弾性的に縮小し、前方側に位置する弾性部材７１，７２が弾性的に拡大する。そして、各傾動台部６８，６９は、それぞれ２つのガイドローラ５１，５１・５２，５２を介して金属管１に弾性的に押し付けられる。
これにより、金属管１の軸線方向に沿うように、軸線方向追従用の回転軸６６，６７の軸まわりにそれぞれ傾動するため、下ゾリの場合と同様の作用効果が得られることとなる。
【００５９】
また、上記径方向追従機構５４は、上記保持部材５０の一部である基台部５８と、該基台部５８の下方に位置する支持台部７５と、これら基台部５８の下面と支持台部７５の上面との間の空間に設けられた径方向追従用の弾性部材７６とを備えている。
上記支持台部７５は、安定な床面等の部位に固定的に載置されたもので、平板状に形成されたものである。
上記径方向追従用の弾性部材７６は、上記基台部５８を金属管の径方向（この場合は鉛直上方向）に弾性的に付勢するもので、バネ等が用いられる。
したがって、上記径方向追従機構５４は、上記基台部５８を、該基台部５８と支持台部７５の間に配設した上記径方向追従用の弾性部材７６によって金属管の径方向に弾性的に付勢して、保持部材５０全体を金属管１の径方向に常時押し付けることとなる。
これにより、保持部材５０を造管中の金属管１の上下方向の移動に同期して該金属管１に追従させることができる。
なお、この第３の実施の形態の径方向追従機構５４の構成は、上記第２の実施の形態の径方向追従機構における第２の基台部４０が、基台部５８に代わっている点以外は、基本的に該第２の実施の形態の径方向追従機構３５とほぼ同じ構成であり、また同様の効果を奏するため、詳細な説明は省略する。
【００６０】
さらに、上記周方向追従機構５３は、上記保持部材５０の一部を構成する連結部５９、（即ち上記一対の軸受部２８及び回転軸２９）と、各アーム部材５６，５７を金属管の径方向に弾力的に付勢する周方向追従用の弾性部材７７，７８とを備えている。この周方向追従用の弾性部材７７，７８は、上記基台部５８と上記各介在部材１９，１９の基部１９ｃ，１９ｃとの間の空間にそれぞれ設けられている。この周方向追従用の弾性部材７７，７８としては、例えばバネ等が用いられる。
この周方向追従機構５３は、造管中の金属管１の水平方向の心ずれに応じて、上記一対のアーム部材５６，５７を、連結部５９の回転軸２９を中心として、金属管１のパスラインの左右方向に傾動させる。そして、上記周方向追従用の弾性部材７７，７８により金属管の径方向に各アーム部材５６，５７を金属管１に弾性的に常時押し付ける。
これにより、保持部材５０を金属管１の周方向に沿うよう傾動させ、探触子７３，７４を、造管中の金属管１の水平方向の心ずれに追従させることができる。
なお、この周方向追従機構は、上記第１及び第２の実施の形態の周方向追従機構８と基本的に同じ構成、同じ作用効果であるため、詳細な説明は省略する。
【００６１】
上記構成を有する第３の実施の形態の周長側手装置は、基本的に上記第１及び第２の実施の形態と同様の方法で使用して造管中の金属管（オープンパイプ含む）の外周長を測定する。
このとき、この第３の実施の形態の周長測定装置は、周方向追従機構５３と、径方向追従機構５４及び軸線方向追従機構５５を備えているため、造管中の金属管の水平方向の心ずれ、及び鉛直方向の心ずれ、さらには軸線方向の傾斜等、様々な金属管の挙動にそれぞれ対応する。これにより、金属管に対する発信子及び受信子の位置を常時適切な位置とすることができ、上記第２の実施の形態と同様に、造管中の金属管の外周長をさらに正確に測定することが可能となる。
【００６２】
ところで、上記第１〜第３の実施の形態においては、保持部材の一対のアーム部材を、金属管の突合わせ部を跨ぐように設置することができ、これにより、金属管の外周長測定時において、探触子の発信子から発信される表面波が突合わせ部を通過しないようにすることできる。
この場合、表面波が溶接した突合わせ部を通過する際の種々の影響を排除することができるため、測定精度が向上するという利点がある。また、突合わせ部溶接前のオープンパイプ状態の金属管の外周長を測定する場合も、突合わせ部での表面波の反射を考慮することなく、一方の探触子の発信子から表面波を発信し、他方の探触子の受信子で受信するだけで済むため、計測が容易となる。ただし、これらの利点は必須というわけではない。
【００６３】
上記第１〜第３の実施の形態においては、ホルダーの保持部材を構成する一対のアーム部材のそれぞれに、発信子及び受信子を有する探触子を設け、一方のアーム部材に上記発信子と受信子とのうちの少なくとも発信子が取付けられ、他方のアームに少なくとも受信子が取付けられた構成となっていた。
しかしながら、次に述べる第４の実施の形態においては、上記ホルダーの保持部材を構成する一対のアーム部材のうち、一方のアーム部材にのみ上記発信子及び受信子の両方が取付けられた構成において、ホルダーが周方向追従機構及び径方向追従機構並びに軸線方向追従機構を備えた構成となっている。
【００６４】
即ち、図１５及び図１６は、本発明の金属管の周長測定装置の第４の実施の形態を示すもので、この実施の形態の周長測定装置は、ホルダー４Ｄの保持部材５を構成する一対のアーム部材９，１０のうち、一方のアーム部材９にのみ、上記発信子２及び受信子３の機能を有する２つの探触子８１，８２を有する探触部材８０を備えた構成となっている。したがって、上記第２の実施の形態と異なり、他方のアーム部材１０には探触子に係る構成は配設されていない。
なお、上記探触部材８０の２つの探触子８１，８２は、上記第１〜３の実施の形態の探触子１７，１８・７３，７４と同様、上記発信子２及び受信子３の両機能を備えたものであり、基本的に探触子１７，１８・７３，７４と同等の構成及び性能を有している。
また、一方のアーム部材９にのみ探触子８１，８２を有する探触部材８０を設け、他方のアーム部材には探触子に係る構成が一切設けられていない点以外の構成については、実質的に上記第２の実施の形態と同じであり、また同様の作用効果を奏するため、図面に同様の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００６５】
ここで、上記探触部材８０を２つの探触子８１，８２で構成したのは次の理由からである。
即ち、図５に示したように、発信子と受信子とを別々の探触子として配置した場合においては、金属管の周長の全長を表面波で測定している訳ではなく、表面波で測定した距離に、予め測定しておいた探触子間の距離を既知の値として加えることにより、金属管の全周長としていた。しかしながら、この探触子間の距離については、測定条件等により誤差が発生する可能性が考えられる。
そのため、この第４の実施の形態における周長測定装置では、探触部材を２つの探触子で構成して、発信子と受信子となる各探触子間の距離を実質的にゼロとすることにより、金属管の全周長を表面波で測定することを可能としている。
これにより、発信子となる探触子から発信された表面波が受信子となる探触子に近接した金属管の部分を通過する関係上、表面波がやや減衰はするものの、金属管の周長測定精度はきわめて向上することとなる。
【００６６】
また、上記探触部材８０を２つの探触子８１，８２で構成した他の理由は、次の通りである。
即ち、発信子が表面波を発信する場合には、金属管の表面に対して伝播方向と金属管への出射方向との間の角度が鈍角となる出射角度で発信子から出射させる必要がある一方、受信子が表面波を受信する場合には、金属管の表面に対して伝播方向と金属管への入射方向との間の角度が鈍角となる入射角度で受信子に入射させる必要がある。しかしながら、表面波を金属管の外周面を周方向に伝播させる場合には、探触子が発信子及び受信子の両機能を有していても、１つの探触子で適切な角度の出射角度及び入射角度の両方を確保することは不可能である。
そのため、この実施の形態においては、探触部材８０を２つの探触子８１，８２で構成して、一方の探触子が発信子２として機能する場合には、他方の探触子が受信子３として機能させることにより、発信子２となる探触子については表面波の適切な出射角度を、受信子３となる探触子については表面波の適切な入射角度をそれぞれ確保して、適正な表面波の発信・受信が行えるようにしている。
【００６７】
上記構成を有する金属管の周長測定装置は、突合わせ部を溶接した後の金属管の外周長の測定を行うことができ、造管中の金属管の外周長を測定するに際しては、金属管のパスライン上における、突合わせ部の溶接後の位置等にこの周長測定装置を配置する。
そして、保持部材５の一対のアーム部材９，１０間の開度を、測定対象の金属管１の外径に応じて調整し、探触子１７の発信子２及び受信子３の金属管１の外周面に対する周方向の位置を適切な位置に設定して上で金属管を造管する。このとき、探触子が設けられていない他方のアーム部材１０は、ガイドローラ７及び補助ガイドローラ２６を金属管の外周面に常時接触させて、ホルダー４Ｄ全体を適切な姿勢に維持する。
【００６８】
図１７は、上記突合わせ部１ａを溶接した金属管１の外周長を測定する場合を示している。なお、図１７中、破線の矢印は表面波の伝播方向を示す。
この場合においては、一方のアーム部材９配設された探触部材８０の２つの探触子８１，８２のうち、一方の探触子８１（図１７中、探触部材８０の左側に位置する探触子。この場合、発信子２として機能する。）から発信された表面波は、溶接された突合わせ部１ａを通過して、同じく探触部材８０の他方の探触子８２（図１７中、探触部材８０の右側に位置する探触子。この場合、受信子３として機能する。）によって受信される。
これにより伝播時間が測定され、この伝播時間と既知の表面波の速度から表面波の伝播距離、即ち金属管１の外周長を算出することができる。
なお、図１７に示すものの場合、探触部材８０の一方の探触子８１を発信子２、他方の探触子８２を受信子３としてそれぞれ機能させているが、探触子８２を発信子、探触子８１を受信子として機能させてもよいことはもちろんである。この場合、表面波の伝播方向は図１７とは逆方向になる。
【００６９】
上記構成を有する第４の実施の形態の周長測定装置によれば、基本的に上記第２の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
しかしながら、ホルダー４Ｄの保持部材５を構成する一対のアーム部材９，１０のうち、一方のアーム部材９にのみ、上記発信子２及び受信子３を有する探触子１７を配設した構成であるため、第２の実施の形態に比べて部品点数が少なく、全体の構成を単純化することができるという利点がある。
なお、第４の実施形態の場合、表面波が金属管１の溶接した突き合わせ部１ａを通過することは避けられない。しかし、溶接状況が良好であることが見込まれる場合、又は突き合わせ部の表面波への影響を容易に除去できる場合には、第４の実施形態が有利である。
【００７０】
上記第１〜第４の実施の形態においては、上記発信子２及び受信子３を金属管１の外周面の周方向に沿うように保持するホルダー４Ａ〜４Ｄを、造管する金属管１のパスラインの下方側に配置しているが、このホルダーは、金属管のパスラインの上方側に配置してもよい。
【００７１】
造管中の金属管の外周長の測定に際して、該金属管の様々な挙動に対応するため、上記第１の実施の形態に係るホルダー４Ａにおいては周方向追従機構のみ、第２〜第４の実施の形態のホルダー４Ｂ〜４Ｄにおいては、周方向追従機構に加えて、径方向追従機構及び軸線方向追従機構を備えたものとなっている。
しかしながら、上記ホルダーは、少なくとも周方向追従機構を備えていれば、径方向追従機構や軸線方向追従機構は必ずしも備えている必要はなく、また、周方向追従機構に加えて、径方向追従機構又は軸線方向追従機構のいずれか一方を備えたものであってもよい。
【００７２】
上記第１〜第３の実施の形態においては、表面波を金属管の外表面に向けて発信する発信子と、該表面波を受信する受信子との２つの機能を備えた探触子をホルダーの保持部材における一対のアーム部材に取付けた構成としている。
しかしながら、一方のアーム部材には上記発信子と受信子とのうちの少なくとも発信子が取付けられ、他方のアーム部材には少なくとも受信子が取付けられていればよく、金属管の外周長の測定方法に応じて、適宜選択することができる。
【００７３】
なお、上記第１〜第４の実施の形態においては、周方向追従機構の弾性部材を、上記基台部（第２及び第４の実施の形態においては第１の基台部）と介在部材の基部との間の空間にそれぞれ設けているが、これらの周方向追従機構の弾性部材は、各アーム部材の開度が一定のまま金属管の径方向に弾力的に付勢することができれば、どのような位置に設けてもよい。
【符号の説明】
【００７４】
１      金属管
２      発信子
３      受信子
４Ａ〜４Ｄ      ホルダー
５，５０      保持部材
６，７，５１，５２      ガイドローラ
８，５３      周方向追従機構
９，１０，５６，５７      アーム部材
１１，５８      基台部
１２，５９      連結部
１３，１４，６０，６１      アーム部材の支持部
１５，１６，６２，６３      アーム本体部
１７，１８，７３，７４，８１，８２      探触子（表面波の発信・受信が可能）
１９      介在部材
１９ａ      介在部材の本体部
１９ｂ      介在部材の突出部
１９ｃ      介在部材の基部
１９ｄ      介在部材の連結部材
２０，２１      アーム本体部の凹部
２２，２３      取付台部
２４，２５      補助ガイドローラ
２６，２７      弾性部材
２８      軸受部（保持部材、周方向追従機構）
２９      回転軸（保持部材、周方向追従機構）
３０，３１，７７，７８      周方向追従用の弾性部材
３５，５４      径方向追従機構
３６，５５      軸線方向追従機構
３７      第１の基台部
３８，６６，６７      軸線方向追従用の回転軸
３９，６４，６５      軸受部（軸線方向追従機構）
４０      第２の基台部
４１，７１，７２      軸線方向追従用の弾性部材
４２，７５      支持台部
４３，７６      径方向追従用の弾性部材
６８，６９      傾動台部
８０      探触部材
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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