(57)【要約】【課題】横断面円形材料への着脱を容易化できる追従装置と、測定時の作業性と測定精度の向上を図ることのできる肉厚測定装置の提供。【解決手段】横断面円形材料の横断面方向からの挿入を可能とし、中心軸部に通じる切欠き部を有した回動体と、回動体の中心軸部に材料の外周面に沿う放射状に設けた複数の追従ロ−ラと、回動体を回動自在に内装し回動体の切欠き部に連続して切欠き部を有する枠体と、前記回動体に回動力を付与する回動装置と、前記切欠き部先端側に位置する追従ロ−ラを中心軸方向に付勢するように構成した追従装置。前記回動体の切欠き部の奥部に材料に向けて肉厚探触子を設けると共に、枠体には回動体の位置検出装置を設け、かつ、探触子からの信号と位置検出装置からの信号を受信して材料の肉厚を測定するデータ処理装置を備えたこと。【効果】横断面円形材料への着脱を容易化でき、測定時の作業性向上と測定精度の向上が図られる。【選択図】        図１
2004177123.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
横断面円形材料の横断面方向からの挿入を可能とすべく、中心軸部に通じる切欠き部を有した回動体と、
前記回動体の中心軸部に、装入した横断面円形材料の外周面に沿う追従が可能なように放射状に設けた複数の追従ロ−ラと、
前記回動体を回動自在に内装し、回動体の前記切欠き部に連続してこの切欠き部全域を含む切欠き部を有する枠体と、
前記枠体に設けられ前記回動体に回動力を付与する回動装置を備え、
前記複数の追従ロ−ラのうち、少なくとも前記切欠き部先端側に位置し前記材料への装入時に邪魔になる追従ロ−ラを中心軸方向に付勢し、材料への装入時退避するように構成したことを特徴とする追従装置。
【請求項２】
請求項１記載の追従装置の前記回動体の切欠き部の奥部に前記追従ロ−ラとで横断面円形材料を把持すべく横断面円形材料に向けて測定器を設けると共に、前記枠体には前記回動体の回動位置を検出する位置検出装置を設け、かつ、前記測定器からの信号と前記位置検出装置からの信号を受信して断面円形材料の円周方向適宜位置の肉厚を測定するデータ処理装置を備えたことを特徴とする肉厚測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、横断面（以下単に「断面」という）円形材料の円周方向に追従可能な追従装置と、この追従装置を備えた前記材料の円周方向適宜位置の肉厚を測定する装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、Ｕ字形状に折曲した管材は、その折曲部においては、外周側と内周側とで肉厚が異なる傾向にある。従って、このような管材では折曲部の肉厚が、許容公差内に入っているか否かを測定する必要がある。
かかる管材の肉厚測定としては、
▲１▼  測定者が探触子を管材に直接接触させ測定する手動測定法と、
▲２▼  探触子を装置に組込み、この装置内に管材を挿入して測定する自動測定法が存在する。
また、小径配管溶接部の超音波探傷検査装置では、機械的に探触子を被検査材に接触させて走査する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−７４７１２号
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、管材の前記折曲部における１断面円周上の肉厚を複数箇所で測定する場合、従来の手動測定法では、測定が複数回必要であることから、作業性（作業能率）が悪く、特に、小径管の場合は、安定した接触状態を維持することが困難であるため、測定値のばらつきが大きく精度が悪いといった問題があった。
また、手動、自動のいずれの場合でも、装置への管材の着脱や測定作業の容易性と、安定した測定状態から得られる高測定精度の両方を共に満足する測定法がなかった。
【０００５】
更に、特許文献１では、探触子を被検査材に走査する走査機構部と、探触子を被検査材に接触するよう配置し固定するための固定機構部とを分離し、異なった機構で構成されているため、構造が複雑となり、また、被検査材への着脱に手間がかかることから、装置のコスト面、作業能率面で問題があると共に測定精度面でも問題があった。
【０００６】
本発明は、上記したような問題を解決せんとしてなされたものであり、
１）  断面円形材料への着脱を容易に行うことのできる追従装置と、
２）  測定時の作業性の向上と、測定精度の向上を図ることができる、この追従装置を備えた肉厚測定装置の提供を目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、本発明に係る追従装置は、断面円形材料の断面方向からの挿入を可能とすべく、中心軸部に通じる切欠き部を有した回動体と、前記回動体の中心軸部に、装入した断面円形材料の外周面に沿う追従が可能なように放射状に設けた複数の追従ロ−ラと、前記回動体を回動自在に内装し、回動体の前記切欠き部に連続してこの切欠き部全域を含む切欠き部を有する枠体と、前記枠体に設けられ前記回動体に回動力を付与する回動装置を備え、前記複数の追従ロ−ラのうち、少なくとも前記切欠き部先端側に位置し前記材料への装入時に邪魔になる追従ロ−ラを中心軸方向に付勢し、材料への装入時退避するように構成したこととしている。
【０００８】
このようにすることで、追従装置の断面円形材料（管材）への装着は、回動体と枠体の両切り欠き部を一致させる状態で、これら切欠き部を断面方向から管材に差し込むだけで、また、取り外しは、前記と同様、両切り欠き部を一致させた状態で管材の断面方向から引き抜くだけで行え、着脱は非常に容易となる。
また、前記回動体の中心軸部に管材の外周面に沿って追従する複数の追従ロ−ラを設けているので、回動体を管材の円周に沿って安定して回動させることが可能となると共に、少なくとも切欠き先端側の追従ロ−ラは中心軸方向に付勢すべく設けたので追従ロ−ラ間に管材を挟み込み一層安定した回動となる。
【０００９】
また、前記本発明に係る測定装置は、前記追従装置の回動体の切欠き部の奥部に前記追従ロ−ラとで断面円形材料を把持すべく断面円形材料に向けて測定器を設けると共に、前記枠体には前記回動体の回動位置を検出する位置検出装置を設け、かつ、前記測定器からの信号と前記位置検出装置からの信号を受信して断面円形材料の円周方向適宜位置の肉厚を測定するデータ処理装置を備えることとしている。
【００１０】
このようにすることで、測定器と追従ロ−ラ間に断面円形材料（管材）が安定して取り付けられ、測定器に対し管材を押し付ける形態となるため、測定動作が安定して測定精度の向上が図られ、かつ、回動体を回動させるだけで全円周に沿って適宜位置の肉厚を計測でき、測定時の作業性の向上も図ることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明に係る追従装置は、断面円形材料の横断面方向からの挿入を可能とすべく、中心軸部に通じる切欠き部を有した回動体と、前記回動体の中心軸部に、挿入した断面円形材料の外周面に沿う追従が可能なように放射状に設けた複数の追従ロ−ラと、前記回動体を回動自在に内装し、回動体の前記切欠き部に連続してこの切欠き部全域を含む切欠き部を有する枠体と、前記枠体に設けられ前記回動体に回動力を付与する回動装置を備え、前記複数の追従ロ−ラのうち、少なくとも前記切欠き部先端側に位置し前記材料への装入時に邪魔になる追従ロ−ラを中心軸方向に付勢し、材料への装入時退避するように構成している。
【００１２】
このように、枠体と回動体のそれぞれに、断面円形材料の断面方向への挿入を可能にする中心軸部に通じる切欠き部を設けたので、枠体と回動体の切欠き部を一致させ、その切欠き部を材料にその断面方向からの挿入、取り外しを行うだけで、断面円形材料を回動体内に容易に着脱できる。
また、回動体に回動力を与える回動装置を枠体に設けているので、回動体の中心軸部に整合させ、取り付けた断面円形材料の外周面に安定して追従させることができる。
さらに、少なくとも切欠き部先端側の追従ローラを中心軸方向付勢しているので断面円形材料への挿入が容易に行えて取り付けが安定すると共に断面円形材料への密着性が高まる。
【００１３】
また、本発明に係る測定装置は、前記回動体の切欠き部の奥部に前記追従ロ−ラとで断面円形材料を把持すべく断面円形材料に向けて測定器を設けると共に、前記枠体には前記回動体の回動位置を検出する位置検出装置を設け、かつ、前記測定器からの信号と前記位置検出装置からの信号を受信して断面円形材料の円周方向適宜位置の肉厚を測定するデータ処理装置を備えることとしている。
【００１４】
この追従装置を備えた測定装置では、回動体を断面円形材料の外周面に安定して追従させることができるので、回動体に設けた測定器での測定精度の向上が得られると共に、回動体を回動させるだけで材料の全周での測定が容易に行える。
【００１５】
【実施例】
以下、本発明に係る追従装置を備えた測定装置を図１〜５に示す実施例に基づいて、管材の肉厚測定について説明し、追従装置の説明も併せて行う。
図１は本発明の追従装置を備えた測定装置を示す図で、（ａ）はその一部断面正面図、（ｂ）はその側面図、図２は本発明の装置の表枠体を示す図で、（ａ）はその正面図、（ｂ）は（ａ）図のｂ−ｂ視図、図３は本発明の装置の裏枠体を示す図で、（ａ）はその正面図、（ｂ）はその平面図、図４は本発明の装置の回動体を示す図で、（ａ）はその正面図、（ｂ）は（ａ）図のｂ−ｂ視図、図５は本発明の測定装置の信号送信図である。
【００１６】
図１〜５において、１は表枠体であり箱状で、その内部に後述の回動体３を納めることができる。２は表枠体１の裏側に取り付ける裏枠体を示し、前記表枠体１と裏枠体２が一体となって四角形の中空体を形成する。この中空体に回動体３が回動自在に取り付けられる。４は切欠き部であり、この切欠き部４は管材Ｐが断面方向に挿入できる大きさであり、前記表枠体１、裏枠体２、回動体３のそれぞれに、図１（ａ）のごとく表面側から裏面側にかけて貫通するように形成している。なお、図示の管材ＰはＵ字状加工した管材Ｐで、その折曲部に本装置を取り付けている。
【００１７】
図２に示すように、表枠体１は、その表面には回動体３に回動力を伝える後述の歯車板３ｄより中心側と、回動装置６、位置検出装置７、アイドルギヤ８の取付け部１ｄ〜１ｅが開口され、前記歯車板３ｄより外周側で裏枠体２との間で挟むようにして平面状に回動体３を支えている。
【００１８】
図３に示す裏枠体２における２ａは、回動体３を回動自在に保持するための保持ロール２ｂ取り付け孔であり、裏面から内側に貫通して同一円周上に６個設け、この取り付け孔２ａに軸を通し、裏枠体２の内側に保持ロール２ｂを回転自在に取り付けている。同様に図４に示す回動体３は所定の厚さを保ち、その回動体３における３ａは、前記裏枠体２に取付けられた保持ロール２ｂと嵌合して回動体３自身を保持して転動させる保時ロール２ｂの転動溝である。保持ロール２ｂの大部分が前記回動体３に設けた転動溝３ａに嵌り、回動体３を支えながら回転可能となしている。
【００１９】
また、回動体３の中心は、中心軸Ａとなり自らの回動の中心となるとともに、被測定材である管材Ｐの測定方向断面の中心位置に近似させる位置でもある。
さらに、回動体３には、突起円弧３ｂと窪み３ｃを施している。
突起円弧３ｂには、回動体３を回動させるための、同円弧状でやや大径でその外周部に歯加工を施した歯車板３ｄをビスで固定し、窪み３ｃには、追従ローラ３ｅを取り付けている。
【００２０】
追従ローラ３ｅは、前記回動体３を管材Ｐの外周面に沿って追従させるためのものであり、図１（ａ）では前記回動体３が同一平面内で回動できるように４個設けられ、このうち紙面左側の２個は回動体３に固定され、切欠き部４の先端側、すなわち紙面右側の２個は管材Ｐ方向に押圧力が付勢されるようにスプリング３ｇを介して取り付けられている。
【００２１】
前記追従ローラ３ｅの構成により、管材Ｐと装置との位置関係において、紙面左側の２個の追従ローラ３ｅで管材Ｐへの装置の設定位置が定まり、紙面右側の２個の押圧力が付勢された追従ローラ３ｅで管材Ｐ周面に対する追従性を保ち、かつ管材Ｐへの着脱時の退避を可能としている。
【００２２】
さらに、前記追従ローラ３ｅのうちの紙面左側の２個の中間に位置する回動体３の切欠き奥部に中心軸Ａに向けて開孔３ｆを設けている。この開孔３ｆは、この装置を肉厚測定装置として利用する場合に、後端側に弾性部材を備えた肉厚測定探触子（測定器）３ｊを取り付けるための開孔３ｆであり、外周側から中心軸Ａ側にかけて貫通し、肉厚測定探触子３ｊは開孔３ｆに沿って中心軸Ａに向き、すなわち管材Ｐの測定方向の中心に向き、そのケーブル３ｈを装置外から導入できるようにしている。
従って、表枠体１にも同様ケーブル導入孔１ａを設けている。
なお、３ｉは回動体３の外周端面に設けたケーブル案内溝であり、肉厚測定時の回動体３の回動に合わせて装置外から引き込まれるケーブルをこのケーブル案内溝３ｉに導き絡みを防ぐためのものである。
【００２３】
５は表枠体１に取り付けられる回動装置取付板であり、この回動装置取付板５には前記回動体３に回動を与える回動装置６と、回動体３の回動位置を検出する位置検出装置７、および、アイドルギヤ８が取り付けられている。
前記回動体３に取り付けられた歯車板３ｄの歯と、これら回動装置６の歯車６ａの歯、位置検出装置７の歯車７ａの歯、アイドルギヤ８の歯車８ａの歯は同種類で同大きさであり、互いに噛み合うことができるものである。
【００２４】
この回動装置取付板５上では、すでに回動装置６の歯車６ａと位置検出装置７の歯車７ａが噛み合った状態で、位置検出装置７の歯車７ａとアイドルギヤ８の歯車８ａが噛み合った状態で組み立てられている。回動装置６は手動でハンドル６ｂを回し、これによって歯車６ａを回動させることにしている。また、位置検出装置７はエンコーダであり、予め決められた位置を基点として、歯車の回転量でその基点からの距離に相当する信号を発するものである。
【００２５】
前記回動装置取付板５上に組み立てられた後に、前記回動装置６の歯車６ａの歯と前記アイドルギヤ８の歯車８ａの歯を、前記回動体３に取り付けた歯車板３ｄの歯に噛み合わせた状態で、この歯車取付板５を表枠体１に固定している。
このように組み立てることで、回動装置６のハンドル６ｂを回すと、前記回動体３および位置検出装置７の歯車が回動することになる。
【００２６】
さらに、管材Ｐの肉厚計測をする場合には、前記エンコーダからの位置信号と共に、前記回動体３に取り付けた前記肉厚測定探触子３ｊからの測定信号に基づいて肉厚計９にて変換された肉厚値を肉厚信号としてデータ処理装置１０に取り込み、データ処理装置１０にて、位置信号と肉厚信号を対応付け、この値を取り出す。このようにすることで、円周上の適宜位置における管材Ｐの肉厚を測定できる。
【００２７】
なお、管材Ｐの外径寸法によって円周が変わるから、測定前にデータ処理装置９に管材Ｐの外径を登録することにより、エンコーダの信号と実際の測定位置とを整合させることは言うまでもない。
また、データ処理装置１０では、異常検出時の警報、およびデータの取り出し方として、測定管材Ｐ品番、サイズ等の初期値、実測データ、さらに統計処理をさせた図表等でありそれらをＣＲＴ等の表示、あるいはその印刷等で取り出すことも言うまでもない。
【００２８】
以上の構成の測定装置を管材Ｐに取り付け、その管材Ｐの肉厚測定をする場合について説明する。
枠体１、２の切欠き部４と回動体３の切欠き部４を共に一致させた状態にした後、管材Ｐの測定部分に前記切欠き部４を押し込む。この際、挿入側の追従ローラ３ｅは、スプリング３ｇにより追従ローラ３ｅが退避する機構としているため、管材Ｐを切欠き４の奥部まで押し込むことができ、管材Ｐの測定中心に回動体３の中心軸Ａを合わせることができる。
【００２９】
管材Ｐの測定部分に前記切欠き部４の押し込み後は、追従ローラ３ｅと回動体３の切欠き４部奥部の肉厚測定探触子３ｊがスプリング３ｇの押圧力により管材Ｐ外周面に接触した状態となる。肉厚測定探触子３ｊには、スプリング等の押圧部材を備えることで、肉厚測定探触子３ｊと管材Ｐ間の接触を常に安定した状態とすると共に、肉厚測定探触子３ｊの前面に弾性接触媒体を装着することで従来の測定時に用いられるような水や油等の液状接触媒質を不要となり、測定前後の接触媒質の散布、除去処理装置が不要となって、測定装置が簡素化できる。
【００３０】
管材Ｐに測定装置を装着後、回動装置６のハンドル６ｂを回すことにより、肉厚測定探触子３ｊを管材Ｐ外周面に沿って追従回動させ、管材Ｐ全周断面の肉厚を連続して測定することができる。
【００３１】
データ処理装置１０に、予め肉厚測定ピッチを入力（例えば中心角度単位で入力）しておき、肉厚測定探触子３ｊの回動に合わせてエンコーダ（位置検出装置７）により肉厚測定探触子３ｊの回動位置を検出し、この検出信号をトリガ信号として肉厚計９から連続的に送信される測定値信号を設定ピッチ毎にデータ処理装置１０内で採用する。
この際、測定開始位置は任意の位置でも可能だが肉厚測定探触子３ｊに付属しているケーブル３ｈ等から管材Ｐに挿入している切欠き部４の位置を開始位置（０度）とし、その後３６０度回動させる。
【００３２】
肉厚計９またはデータ処理装置１０に測定値の異常判定機能を備え、異常判定時は警報を出力することで、測定者に測定異常を認識させ、肉厚測定探触子を測定異常個所まで戻した後、再度その位置より測定を行うようにすることで肉厚測定探触子３ｊの変動等からの測定異常を解消し、管材断面全周の肉厚測定の安定性を向上させる。
【００３３】
測定が完了（３６０度回転）した時点で、設定ピッチ毎の肉厚値や各測定値を基に演算した平均肉厚、偏差および１断面肉厚変動グラフ（位置と肉厚の関係グラフ）をＣＲＴ表示およびプリンタに出力する。
【００３４】
測定後の管材Ｐからの装置の取り外しは、枠体１、２、回動体３のそれぞれの切欠き部４を合わせた状態にして、管材Ｐから装置を引き抜くことで容易に取り外しができる。
なお、本実施例では円周方向適宜位置の肉厚測定について説明したが、前記測定器とデータ処理装置の選定により、管材等の肉厚測定の他に、棒材等の外径や真円度測定、管材棒材等の表面疵や内部疵の測定、管材棒材等の表面粗さ測定等、種々のものにも適用可能である。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る追従装置とこの追従装置を備えた測定装置によれば、以下の効果がある。
【００３６】
▲１▼  装置構造を切欠き部を有するコの字状としたため、管材（被測定材）への装置の着脱が容易である。
▲２▼  追従ローラを複数個とし、切欠き先端側の追従ローラにスプリングを設けたので、安定した管材の保持や肉厚測定探触子を安定した状態で管材に接触させながら回動できるため測定精度の向上が得られる。
▲３▼  データ処理装置に測定作動時の異常検出の警報出力、測定データの演算処理、表示出力等の行える構成とすると、管材１断面全周の肉厚測定精度と作業性の向上が図られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の追従装置を備えた測定装置を示す図で、（ａ）はその一部断面正面図、（ｂ）はその側面図である。
【図２】本発明の装置の表枠体を示す図で、（ａ）はその正面図、（ｂ）は（ａ）図のｂ−ｂ視図である。
【図３】本発明の装置の裏枠体を示す図で、（ａ）はその正面図、（ｂ）はその平面図である。
【図４】本発明の装置の回動体を示す図で、（ａ）はその正面図、（ｂ）は（ａ）図のｂ−ｂ視図である。
【図５】本発明の測定装置の信号送信図である。
【符号の説明】
１    表枠体
１ａ  ケーブル導入孔
２    裏枠体
２ａ  保持ロール取付け穴          ２ｂ  保持ロール
３    回動体
３ａ  保持ロール転動溝            ３ｂ  突起円弧
３ｃ  窪み                        ３ｄ  歯車板
３ｅ  追従ローラ                  ３ｆ  開孔
３ｇ  スプリング                  ３ｈ  ケーブル
３ｉケーブル案内溝                ３ｊ  肉厚測定探触子
４    切欠き部
５    回動装置取付板
６    回動装置
６ａ  歯車                        ６ｂ  ハンドル
７    位置検出装置
７ａ  歯車
８    アイドルギヤ
８ａ  歯車
９    肉厚計
１０    データ処理装置
Ｐ    管材                          Ａ    中心軸
【図１】
2004177123.tif 000003
【図２】
2004177123.tif 000004
【図３】
2004177123.tif 000005
【図４】
2004177123.tif 000006
【図５】
2004177123.tif 000007