(57)【要約】【課題】配管のろう付け接合部を検査する際、短時間で、信頼性の高い検査結果を得ることができるろう付け不良検査装置を提供する。【解決手段】一方の配管８Ｂの端部を拡管し、この拡管した端部の内周に他方の配管８Ａの端部を挿入し、両配管の各端部をろう付けにより接合したろう付け接合部９におけるろう付け不良を検査するろう付け不良検査装置５０において、前記ろう付け接合部の外周を少なくとも一周回移動可能な検査部を備え、この検査部が前記ろう付け接合部９の軸方向に多列に配列されて、前記配管８Ｂの外側に接触し超音波を送受信しながらろう付け不良を検査する複数のプローブ５７Ａ、５７Ｂ、５７Ｃを備えたろう付け不良検査装置５０を提供する。。【選択図】図３
2008100266.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の配管の端部を拡管し、この拡管した端部の内周に他方の配管の端部を挿入し、両配管の各端部をろう付けにより接合したろう付け接合部におけるろう付け不良を検査するろう付け不良検査装置において、
前記ろう付け接合部の外周を少なくとも一周回移動可能な検査部を備え、
この検査部が前記ろう付け接合部の軸方向に多列に配列されて、前記配管の外側に接触し超音波を送受信しながらろう付け不良を検査する複数のプローブを備えた
ことを特徴とするろう付け不良検査装置。
【請求項２】
前記検査部が、前記ろう付け接合部の外周を自走可能に構成されている
ことを特徴とする請求項１に記載のろう付け不良検査装置。
【請求項３】
前記検査部が、
駆動モータと、
前記駆動モータのシャフトの両端に取り付けられ、ろう付け接合部の外周を転動可能なガイド車輪と、
前記シャフトに取り付けられ、複数のプローブを支持するプローブ取付部とを備え、
前記シャフトと前記配管との間を着脱自在な取付バンドで連結することにより、前記検査部をろう付け接合部に取り付け可能に構成した
ことを特徴とする請求項１または２に記載のろう付け不良検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配管のろう付け接合部のろう付け不良を超音波を利用して検査するろう付け不良検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
冷凍機等の冷媒配管はろう付けによって接合する場合がある。その接合部にろう付け不良が発生すると、冷媒漏れを起こすおそれがある。上記の冷媒配管のろう付け接合部の検査方法としては、ろう付け接合部を切断し、ろう材の状態を目視検査する破壊検査方法が一般的である。
また、ろう付けによる接合ではなく、接合部にＯリング部材を介装して接合された配管については、そのＯリングが接合部にしっかり介装されているか否かを超音波を利用して検査する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。この検査方法では、Ｏリング部材を介装した位置の外側から超音波を照射し、その反射波の強度によって、Ｏリング部材が正常に介装されているか否かの評価を行っている。
【特許文献１】特開平８−２７０８７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来の構成において、上記破壊検査方法によって冷媒配管のろう付け接合部を検査する場合、ろう付け接合部を物理的に切断する必要があるため、検査に時間がかかるという問題がある。
また、超音波によってＯリング接合部を検査する方法と同様の方法によって、ろう付け接合部を検査した場合は、接合部に満遍なくろう材がいき渡っているか否かを検査できず、信頼性ある検査結果を得ることができない。
また、冷凍機等の冷媒配管は、それをろう付け接合して冷凍機として完成させた後に、ろう付け不良検査を行う必要があるが、一般に、ろう付け接合した冷媒配管は狭隘な部位に位置し、大型の検査器具を利用できないという問題がある。
【０００４】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、配管のろう付け接合部を検査する際、短時間で、信頼性の高い検査結果を得ることができるろう付け不良検査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】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明は、一方の配管の端部を拡管し、この拡管した端部の内周に他方の配管の端部を挿入し、両配管の各端部をろう付けにより接合したろう付け接合部におけるろう付け不良を検査するろう付け不良検査装置において、前記ろう付け接合部の外周を少なくとも一周回移動可能な検査部を備え、この検査部が前記ろう付け接合部の軸方向に多列に配列されて、前記配管の外側に接触し超音波を送受信しながらろう付け不良を検査する複数のプローブを備えたことを特徴とする。
【０００６】
この発明によれば、配管のろう付け接合部を超音波によって検査するため、検査にかかる時間を削減することが可能であり、さらに、配管の周方向及び軸方向の複数箇所において超音波検査を自動で行うため、信頼性の高い検査結果を得ることが出来る。
【０００７】
また、本発明は、上記発明において、前記検査部が、前記ろう付け接合部の外周を自走可能に構成されていることを特徴とする。
また、本発明は、上記発明において、前記検査部が、駆動モータと、前記駆動モータのシャフトの両端に取り付けられ、ろう付け接合部の外周を転動可能なガイド車輪と、前記シャフトに取り付けられ、複数のプローブを支持するプローブ取付部とを備え、前記シャフトと前記配管との間を着脱自在な取付バンドで連結することにより、前記検査部をろう付け接合部に取り付け可能に構成したことを特徴とする。
【０００８】
この発明によれば、ろう付け不良検査装置が取付バンドによって配管に連結され、検査の際は自走するため、冷媒配管の接合部等の狭隘な部位も容易にろう付け不良検査を行うことができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、配管のろう付け接合部を超音波によって検査するため、検査にかかる費用と時間を削減することが可能であり、さらに、配管の周方向及び軸方向の複数箇所において超音波検査を自動で行うため、信頼性の高い検査結果を得ることが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は、冷凍機１の冷媒回路を示す概略図である。この図に示すように、冷凍機１は、吸入した低温低圧の気体の冷媒を高温高圧の気体にする圧縮機２と、導入された冷媒を液化する凝縮器３と、受液器４と、吸入した液体の冷媒を減圧し、低温低圧の液体にする膨張弁５と、吸入した液体の冷媒を所定の温度で蒸発する蒸発器６と、吸入した冷媒を気体と液体に分離し、気体のみを吐出するアキュムレータ７とを備えており、これらの装置が銅製の冷媒配管８を介して順次連結され冷凍サイクルを形成している。この冷凍機１には冷媒が加圧封入されており、この冷媒は、冷凍サイクルをこの図中の破線矢印に示す方向に巡回している。
【００１１】
上記冷媒配管８は、ろう付けによって接合されることにより、上記各装置を連結している。図２は、ろう付けによって接合された箇所（以下、「ろう付け接合部」という）のうち、ひとつのろう付け接合部９の断面図である。この図に示すように、ろう付け接合部９においては、一方の冷媒配管８Ｂの端部が拡管され、他方の冷媒配管８Ａの端部が冷媒配管８Ｂの拡管した部分に挿入されており、これらの冷媒配管８Ａ、８Ｂの境界面の全面がろう材１０によってろう付けされている。
【００１２】
図３は、本実施形態に係るろう付け不良検査装置５０（以下単に「検査装置５０」という。）を示す図である。この検査装置５０は、ろう付け接合部９において、冷媒配管８Ａ、８Ｂの境界面の全面にろう材１０が満遍なく行き渡っていることを検査する装置であり、ろう材１０に空洞が存在する場合やろう材１０が境界面の全面に行き渡っていない場合、これらを検知する。
【００１３】
検査装置５０は、駆動モータ５１と、この駆動モータ５１の回転駆動力を伝えるシャフト５２と、上記シャフト５２の両端に取り付けられたゴム製のガイド車輪５３Ａ、５３Ｂとを有しており、駆動モータ５１の回転に応じてガイド車輪５３Ａ、５３Ｂが回転するように構成されている。
【００１４】
上記駆動モータ５１には、ケーブル５４を介してパーソナルコンピュータ等の制御装置５５が接続されており、駆動モータ５１と制御装置５５の間で、制御信号等の各種信号が送受信可能な構成となっており、制御装置５５は、ケーブル５４を介して走行制御信号を駆動モータ５１に送信することにより、駆動モータ５１の回転数を調整することができる。なお、上記制御装置５５は、記憶部や表示部等の一般的なパーソナルコンピュータが備えている構成要素を備えている。
【００１５】
上記シャフト５２の軸上には、プローブ取付部５６が取り付けられている。このプローブ取付部５６には、超音波を送信しその反射波を検出するプローブ５７Ａ、５７Ｂ、５７Ｃが取り付けられている。上記プローブ５７Ａ、５７Ｂ、５７Ｃには、ケーブル５８Ａ、５８Ｂ、５８Ｃを介して超音波信号処理装置５９が接続されており、プローブ５７Ａ、５７Ｂ、５７Ｃと超音波信号処理装置５９との間で超音波信号が送受信可能な構成となっている。
また、この超音波信号処理装置５９には、ケーブル６０を介して制御装置５５が接続されており、超音波信号処理装置５９と制御装置５５の間で各種信号が送受信可能な構成となっている。
【００１６】
シャフト５２と冷媒配管８との間にゴム製の一対の取付バンド６１、６１が巻き回されており、この取付バンド６１、６１の締め付けによりガイド車輪５３Ａ、５３Ｂが冷媒配管８の外周部に押圧されることによって、検査装置５０が冷媒配管８に取り付けられている。検査装置５０は、駆動モータ５１によってガイド車輪５３Ａ、５３Ｂが回転すると、取付バンド６１、６１によって冷媒配管８中心に向かって締め付けられて冷媒配管８軸方向の所定の位置を維持したまま、冷媒配管８周方向に向かって走行する構成となっている。また、プローブ５７Ａ、５７Ｂ、５７Ｃの先端は、冷媒配管８Ｂの外周部に軽く接触しており、検査装置５０が冷媒配管８の周方向に走行する際、プローブ５７Ａ、５７Ｂ、５７Ｃの先端は冷媒配管８Ｂに接触したまま走行する。
【００１７】
次にこの検査装置５０の検査時の動作について図３を用いて説明する。
ろう付け接合部９の検査に際し、事前に、ろう付け接合部９の冷媒配管８の径の大きさや材質等の情報を制御装置５５の記憶部に記憶させ、データベース化する。このデータベース化された情報は、制御装置５５が駆動モータ５１を制御する際や、制御装置５５が超音波信号処理装置５９を介して超音波の信号を送受信する際に利用される。
【００１８】
制御装置５５に対し検査を開始する旨の操作をすると、制御装置５５は、駆動モータ５１に走行制御信号を送信して駆動モータ５１を回転駆動させる。これに応じてシャフト５２とこのシャフト５２に取り付けられたガイド車輪５３Ａ、５３Ｂが回転し、検査装置５０が冷媒配管８周方向に走行する。検査装置５０の走行中、プローブ５７Ａ、５７Ｂ、５７Ｃの先端は、冷媒配管８Ｂの外周部に軽く接した状態を維持する。
なお、制御装置５５は、上記データベースの情報を基に、検査装置５０の走行速度を制御する。
【００１９】
検査装置５０の走行中、超音波信号処理装置５９は、制御装置５５の制御の下、プローブ５７Ａ、５７Ｂ、５７Ｃを介して冷媒配管８の中心方向に向かって、超音波を送信する。上記送信した超音波が図３に示す境界Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３にて反射すると、プローブ５７Ａ、５７Ｂ、５７Ｃは、その反射してきた超音波（以下、「反射超音波」という）を検出し、その超音波信号を超音波信号処理装置５９に送信する。超音波信号処理装置５９は、この反射超音波の信号を、ケーブル６０を介して制御装置５５に送信する。
【００２０】
制御装置５５は、上記反射超音波に関する情報の信号を超音波信号処理装置５９から受信すると、信号を解析し、伝播時間（超音波を送信してから受信するまでにかかった時間）と超音波の音波の強さに関するグラフをその表示部に表示する。
【００２１】
ここで、上記制御装置５５の表示部に表示されるグラフについて図４〜図７を用いて詳述する。
図４は、ろう付け接合部９を走行中の検査装置５０を拡大した図である。ここでは、ろう付け接合部９において、冷媒配管８Ａ、８Ｂの境界面の全面にろう材１０が満遍なく行き渡っている状態（以下、「正常状態」という。）である。
【００２２】
図５Ａは、図４のプローブ５７Ａが超音波を送信した後に、検知した反射超音波の伝播時間と超音波の音波の強さについて、横軸に伝播時間、縦軸に音波の強さをとり、グラフ化したものである。同様に、図５Ｂは、プローブ５７Ｂが検知した反射超音波に係るグラフであり、図５Ｃは、プローブ５７Ｃが検知した反射超音波に係るグラフである。なお、上記制御装置５５の表示部には、これら３つのグラフが同時に表示され、反射超音波の状況によって、適宜、グラフが変化している。
【００２３】
図４のプローブ５７Ａから送信された超音波は、プローブ５７Ａと冷媒配管８Ｂの境界Ｓ１において、反射超音波ＷＡ１と、冷媒配管８Ｂを伝播する超音波ＷＡ２に分かれる。図５Ａの波形ＳＡ１は、上記反射超音波ＷＡ１の波形である。超音波ＷＡ２は、冷媒配管８Ｂを伝播し、冷媒配管８Ｂとろう材１０の境界Ｓ２において、反射超音波ＷＡ３と、ろう材１０を伝播する超音波ＷＡ４に分かれる。図５Ａの波形ＳＡ２は、上記反射超音波ＷＡ３の波形である。超音波ＷＡ４は、ろう材１０を伝播し、ろう材１０と冷媒配管８Ａの境界Ｓ３において、反射超音波ＷＡ５と、冷媒配管８Ａを伝播する超音波ＷＡ６に分かれる。図５Ａの波形ＳＡ３は、上記反射超音波ＷＡ５の波形である。
このように、正常状態においては、反射超音波の波形は、図５Ａのような波形となる。したがって、図５Ｂ及び図５Ｃについても、検査対象のろう材１０の状態が図５Ａと同様正常状態であるため、反射超音波の波形も図５Ａと同一となる。
【００２４】
図６は、ろう付け接合部９を走行中の検査装置５０を拡大した図である。ここでは、ろう付け接合部９において、ろう材１０に空洞６３が生じており、さらに、冷媒配管８Ａと冷媒配管８Ｂの境界面の冷媒配管８Ｂ側にろう材１０が行き渡っていない部分（空洞６４）が存在している。
【００２５】
図７Ａは、図６のプローブ５７Ａが検出した反射超音波に係るグラフである。ここで、プローブ５７Ａの検査対象のろう材１０は、正常状態のため、図７Ａは図５Ａと同一の波形となっている。
図７Ｂは、図６のプローブ５７Ｂが検出した反射超音波に係るグラフである。プローブ５７Ｂから送信された超音波は、プローブ５７Ｂと冷媒配管８Ｂの境界Ｓ１において、反射超音波ＮＢ１と、冷媒配管８Ｂを伝播する超音波ＮＢ２に分かれる。図７Ｂの波形ＴＢ１は、上記反射超音波ＮＢ１の波形である。超音波ＮＢ２は、冷媒配管８Ｂを伝播し、冷媒配管８Ｂとろう材１０の境界Ｓ２において、反射超音波ＮＢ３と、ろう材１０を伝播する超音波ＮＢ４に分かれる。図７Ｂの波形ＴＢ２は、上記反射超音波ＮＢ３の波形である。超音波ＮＢ４は、ろう材１０を伝播し、さらに空洞６３を通過し、空洞６３とろう材１０の境界Ｓ４において、反射超音波ＮＢ５と、ろう材１０を伝播する超音波ＮＢ６に分かれる。図７Ｂの波形ＴＢ４は、上記反射超音波ＮＢ５の波形である。超音波ＮＢ６は、ろう材１０を伝播し、ろう材１０と冷媒配管８Ａの境界Ｓ３において、反射超音波ＮＢ７と、冷媒配管８Ａを伝播する超音波ＮＢ８に分かれる。図７Ｂの波形ＴＢ３は、上記反射超音波ＮＢ７の波形である。
【００２６】
また、図７Ｃは、図６のプローブ５７Ｃが検出した反射超音波に係るグラフである。プローブ５７Ｃから送信された超音波は、プローブ５７Ｃと冷媒配管８Ｂの境界Ｓ１において、反射超音波ＮＣ１と、冷媒配管８Ｂを伝播する超音波ＮＣ２に分かれる。図７Ｃの波形ＴＣ１は、上記反射超音波ＮＣ１の波形である。超音波ＮＣ２は、冷媒配管８Ｂを伝播し、さらに空洞６４を通過し、空洞６４と冷媒配管８Ａの境界Ｓ３において、反射超音波ＮＣ３と、冷媒配管８Ａを伝播する超音波ＮＣ４に分かれる。図７Ｃの波形ＴＣ２は、上記反射超音波ＮＣ３の波形である。
【００２７】
このように、ろう材１０の状態が正常状態の時と、正常状態ではない場合（ろう材１０に空洞が生じていたり、冷媒配管８Ａと冷媒配管８Ｂの境界面にろう材１０が行き渡っていない箇所が存在する場合）では、各プローブが送信した超音波の反射超音波に関する波形に相違が存在する。したがって、制御装置５５の表示部に表示されたグらフの波形を参照することにより、ろう材１０の状態が正常状態か否かを判別することができる。
【００２８】
制御装置５５は、データベースに格納された情報を基に、検査装置５０を冷媒配管８Ｂの周方向に１周走行させる。制御装置５５は、検査装置５０を１周させる間、上述のグラフを絶えず表示するため、ろう付け接合部９周方向全域について、ろう材１０の状態を検査することができる。
【００２９】
以上説明したように、本実施の形態によれば、ろう付け接合部９を検査する際、ろう付け接合部９を物理的に切断することなく、超音波によって検査するため、検査にかかる時間を削減することができる。
【００３０】
また、本実施の形態によれば、プローブ５７Ａ、５７Ｂ、５７Ｃが、検査の際、冷媒配管８周方向の全域で超音波を送受信可能に構成されているため、検査装置５０は、ろう付け接合部９の周方向全域におけるろう材１０の状態を検査することができ、信頼性の高い検査結果を得ることができる。
【００３１】
また、本実施の形態によれば、プローブ５７Ａ、５７Ｂ、５７Ｃが、ろう付け接合部９の軸方向全域に超音波を送受信可能に構成されているため、１回の検査でろう付け接合部９の軸方向及び周方向全域に渡って超音波検査を行うことができる。
【００３２】
また、本実施の形態によれば、制御装置５５が、随時、プローブ５７Ａ、５７Ｂ、５７Ｃが受信した反射超音波を解析し、伝播時間と音波の強さの関係を示すグラフとして表示するため、容易に検査結果を取得することができる。
【００３３】
なお、上述した実施形態は、あくまでも本発明の一態様を示すものであり、本発明の範囲内で任意に変形及び応用が可能である。
例えば、上述した実施形態では、作業者等が制御装置５５の表示部に表示されたグラフを見ることによって、ろう付け接合部９が正常状態か否かを判別していたが、これを制御装置５５自体がデータを解析することによって判別し、正常状態ではないと判別された場合、アラーム等によって作業者に知らせる構成としてもよい。
【００３４】
また、例えば、上述した実施形態では、検査装置５０は３つのプローブを有しているが、プローブの数は３つに限らず、ろう付け接合部９の大きさや実現したい検査精度に応じて適宜変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】冷凍機の冷媒回路を示す図である。
【図２】冷凍機の冷媒配管のろう付け接合部の断面図である。
【図３】ろう付け接合部に本発明の実施形態に係る検査装置を取り付けた状態を示す図である。
【図４】本実施形態に係る検査装置の動作を説明するための図である。
【図５】反射超音波の伝播時間と音波の強さの関係を示すグラフである。
【図６】本実施形態に係る検査装置の動作を説明するための図である。
【図７】反射超音波の伝播時間と音波の強さの関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３６】
１  冷凍機
８、８Ａ、８Ｂ  冷媒配管
９  ろう付け接合部
５０  ろう付け不良検査装置
５１  駆動モータ
５２  シャフト
５３Ａ、５３Ｂ  ガイド車輪
５５  制御装置
５６  プローブ取付部
５７Ａ、５７Ｂ、５７Ｃ  プローブ
５９  超音波信号処理装置
６１  取付バンド
【図１】
2008100266.tif 000003
【図２】
2008100266.tif 000004
【図３】
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【図４】
2008100266.tif 000006
【図５】
2008100266.tif 000007
【図６】
2008100266.tif 000008
【図７】
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