(57)【要約】【課題】  従来の自動走査技術に比べて、より小型で低コストのスキャナでワークを走査するための技術を提供する。【解決手段】  ワークの上でセンサを動かすための装置および方法は、センサおよび作動部材を含む。非破壊試験センサ等のセンサは作動部材によって保持され、作動部材はハウジング内に少なくとも部分的に配置される。作動部材は一方向に自動的に動くようにされ、ハウジングは操作者によって把持されかつ別の方向に手動で動かされるようにされ得る。したがってセンサは、手動ではなくワークに対して一方向に自動的に動き、かつ別の方向に手動で動かされて、センサが自動および手動の動きの組合せによって動かされるようにし得る。さらに作動部材は、センサ近傍から延在する少なくとも２つの実質的に平行なアームを有し得、これにより、センサがワークに沿って滑動し、一方でワークの表面に対して実質的に垂直の位置関係を維持することが可能になる。【選択図】        図１
2004163428.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非破壊試験（ＮＤＴ）センサの自動および手動の動きの組合せを与えるための装置であって、
ＮＤＴセンサと、
ハウジングと、
前記ハウジング内に少なくとも部分的に配置された作動部材とを含み、前記作動部材は、前記センサを保持し、かつ一方向に自動で動くように適合され、
前記ハウジングは、操作者によって把持され、かつ別の方向に手動で動かされるように構成されて、前記センサが自動および手動の動きの組合せによって動かされるようにする、装置。
【請求項２】
前記作動部材は、前記センサから距離をおいて位置する細長い開口を規定し、該装置はカムをさらに含み、該カムは、偏心鍔を有し該偏心鍔は、前記カムが回転して前記センサを該一方向に動かす際に前記作動部材によって規定された該細長い開口内で滑動する、装置。
【請求項３】
前記カムを回転させるためのモータをさらに含む、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
旋回部品をさらに含み、前記旋回部品は、前記作動部材が前記旋回部品を中心に少なくとも部分的に旋回して前記センサを該一方向に動かすように、前記作動部材に取付けられる、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記旋回部品は、前記センサから所定の距離をおいて前記作動部材に取付けられる、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記作動部材の、前記旋回部品に対して前記センサとは反対側に取付けられて、前記作動部材のバランスをとる錘をさらに含む、請求項４に記載の装置。
【請求項７】
前記作動部材は、前記センサを前記作動部材へ固定する少なくとも１つの調整要素を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記センサは渦電流センサである、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記作動部材は、前記センサに隣接する少なくとも２つの実質的に平行なアームを含み、試験されるワークに対し実質的に垂直な位置関係となるように前記センサを保持する、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
非破壊試験（ＮＤＴ）センサの自動および手動の動きの組合せを与えるための方法であって、
試験されるワークに近接してセンサを位置付けるステップと、
該センサを、一方向への動きに関しては手動でない状態で、該ワークに対してその一方向に自動的に動かすステップと、
該センサを別の方向に手動で動かして、該センサが自動および手動の動きの組合せによって動かされるようにするステップとを含む、方法。
【請求項１１】
該センサを自動的に動かすステップは、該ワークに対して往復の動きで該センサを自動的に動かすステップを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
該センサを手動で動かすステップは、該センサを自動的に動かすステップと同時である
、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
該センサを自動的に動かすステップは、該ワークに沿って該センサを滑動させるステップを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
該センサを滑動させるステップは、該センサを該ワークの表面に対して実質的に垂直な位置関係となるように保持しながら、該ワークを該センサに連続的に接触させるステップを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
ワークの上でセンサを動かすための装置であって、
センサと、
前記センサを保持するための作動部材とを含み、前記作動部材は、前記センサを該ワークの上で動かし、前記作動部材は、前記センサに隣接した少なくとも２つの実質的に平行なアームを含み、前記センサを該ワークの表面に対して実質的に垂直な位置関係となるように保持しながら、前記センサを該ワークに接触させることを可能にする、装置。
【請求項１６】
前記作動部材は、前記センサから距離をおいて位置する細長い開口を規定し、該装置はカムをさらに含み、該カムは、偏心鍔を有し、該偏心鍔は、前記カムが回転して前記センサを該ワークの上で動かす際に前記作動部材によって規定された該細長い開口内で滑動する、請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記カムを回転させるためのモータをさらに含む、請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
旋回部品をさらに含み、前記旋回部品は、前記作動部材が前記旋回部品を中心に少なくとも部分的に旋回して前記センサを該ワークの上で動かすように、前記作動部材に取付けられる、請求項１５に記載の装置。
【請求項１９】
前記旋回部品は、前記センサから所定の距離をおいて前記作動部材に取付けられる、請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
前記作動部材の、前記旋回部品に対して前記センサとは反対側に取付けられて、前記作動部材のバランスをとる錘をさらに含む、請求項１８に記載の装置。
【請求項２１】
前記作動部材の該アームは、前記センサから前記旋回部品へ延在する、請求項１８に記載の装置。
【請求項２２】
前記作動部材および前記センサのうち少なくとも一方を少なくとも部分的に取囲むハウジングをさらに含む、請求項１５に記載の装置。
【請求項２３】
前記作動部材は、前記センサを前記作動部材に固定する少なくとも１つの調整要素を含む、請求項１５に記載の装置。
【請求項２４】
前記センサは渦電流センサである、請求項１５に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の背景
この発明は、構造の非破壊試験のための技術に関し、特に１つ以上の非破壊センサを、構造の検査される部分に対して動かすための経済的かつ時間を節約する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
構造の非破壊試験では、構造を傷付けることなく、また、構造のかなりの分解を必要とすることなく、構造を綿密に検査する。非破壊試験は、構造の外部および／または内部の綿密な検査が必要とされる多くの適用にとって有利である。たとえば、非破壊試験は一般的に、航空機産業において利用され、航空機構造にいかなるタイプの内的または外的損傷がないか構造を検査する。金属製の航空機構造は典型的に、特に構造における締結具の近くに腐食および／または亀裂がないかを検査される。複合構造は典型的に、複合材料上または複合材料内のどこへでも起こる、いかなるタイプの損傷がないかを検査される。
【０００３】
さまざまな種類のセンサを利用して非破壊試験を行ない得る。１つ以上のセンサは、構造の検査される部分にわたって動いて、構造に関するデータを受け得る。たとえば、パルスエコー、スルー伝送またはせん断波センサを利用して、構造における厚さの計測、面状欠陥および空隙率の検知、および／または亀裂の検知といった超音波データを入手し得る。共鳴、ピッチ／キャッチまたは機械インピーダンスセンサを利用して、構造の粘着性のボンド部等における空隙または空隙率の表示を与え得る。さらに、単一および二重の電流の渦電流センサは、構造内で渦電流を与えかつ検知して、特に金属製のまたは他の導電構造における亀裂および／または腐食を識別する。これらのセンサによって得られたデータは、典型的に処理要素によって処理され、処理されたデータは表示を介してユーザに提示され得る。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
多くの場合において、構造を検査のために離れた実験室に移動させるのは実現可能ではなく、また非常に高価で時間がかかるため、構造は現地で検査されなければならない。日常の構造の現場検査に関して、技術者は典型的に、適切なセンサで構造を手動で走査する。手動の走査は一般的に、センサを保持し、構造に沿ってセンサを動かして、確実にセンサが構造のすべての所望の部分を検査することができるようにする、訓練を受けた技術者が行なう。多くの状況において、技術者は、センサを１つの方向に左右に繰返し動かす一方で、同時に、センサを別の方向に約０．６センチメートル（１／４インチ）送らなければならない。構造のそばに立つ技術者に関して、その技術者はセンサを左右に動かして元に戻す動作を繰返し、一方で各々の動作の間にセンサを約１／４インチ送り得る。さらに、センサは典型的に、位置情報を入手したデータと関連付けないため、構造を手動で走査する同じ技術者が構造を走査しながらセンサの表示も見て、欠陥があればそれらが構造においてどこに位置するのかを判断しなければならない。したがって、検査の質は、大部分において、技術者の能力にかかっており、センサを動かす能力だけでなく、技術者の注意深さおよび表示されたデータの解釈にも関係してくる。したがって、手動による構造の走査は、時間がかかり、大きな労働力を要し、人為的なミスを被りがちである。さらに、手動の走査は、技術者に疲れおよび／または反復性動作障害といった他の健康問題をもたらすおそれがある。
【０００５】
自動検査システムが開発されているが、それら自動システムは時として、日常の現場検
査で利用するにはあまりに高価であり、および／または嵩ばるものであり得る。たとえば、ボーイング社（The Boeing Company）によって開発された可動式自動スキャナ（Ｍ．Ａ．Ｕ．Ｓ．）は、現場検査のための携帯型パッケージでの自動データ収集を提供する。Ｍ．Ａ．Ｕ．Ｓ．システムの１つのタイプは、戦略的に制御された吸着カップを介して構造に沿って自動的に動くが、別のタイプは、手動センサおよび、手動で構造に沿って動かされる関連のキャリッジを含む。したがって、Ｍ．Ａ．Ｕ．Ｓ．システムは、構造を走査するだけでなく、構造に関するデータを処理し、そのデータをデータが入手された構造上の正確な位置と関連付ける。Ｍ．Ａ．Ｕ．Ｓ．システムは携帯型であり、検査速度が速く、上述のようないかなるタイプのセンサも利用するが、構造の走査された部分に関する詳細なデータを与えるのに必要とされる処理要素のために、大きくかつ若干高価であり得る。さらに、Ｍ．Ａ．Ｕ．Ｓ．システムは、電池といった現地の電源装置によって電力供給されることができないため、嵩ばる電力ケーブルを介した遠隔の電源装置への接続を必要とし、これによりシステムを容易に使用することができない。さらに、Ｍ．Ａ．Ｕ．Ｓ．システムの、手動センサを含むバージョンは、比較的大きなサイズの手動センサおよび関連のケーブルによって同様に制限される。したがって、Ｍ．Ａ．Ｕ．Ｓ．システムを日常の現場検査のために利用するのは実行不可能であるかもしれない。
【０００６】
したがって、手動走査技術と比較して、技術者が行なわなければならない仕事を低減する携帯型走査技術が必要であり、また、従来の自動走査技術と比べて、より低コストで使用し易い技術が必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
発明の簡単な概要
この発明に従った、センサを少なくとも１つの方向に動かすための装置および方法は、従来の自動走査技術よりも、より小型でコストの低いスキャナでワーク（被加工物）を走査するための技術を提供する。さらに、この発明によって提供される走査技術は、部分的に自動化されているため、走査技術者が行なう肉体労働量が大幅に減じられる。したがって、この発明では、さまざまな構造の日常の現場検査をも含む、多くの適用のために効率的に利用され得る、低コストで時間節約の走査技術が提供される。
【０００８】
この発明に従った、非破壊試験（ＮＤＴ）センサの自動および手動の動きの組合せを与えるための装置は、ＮＤＴセンサ、ハウジングおよび作動部材を含む。ＮＤＴセンサは、作動部材によって保持され、作動部材はハウジング内に少なくとも部分的に配置される。作動部材は、１つの方向への自動の動きに適合し、一方でハウジングは、操作者によって把持されかつ別の方向に手動で動かされるように構成されている。センサは、少なくとも１つの調整部材で作動部材に固定され得る。使用され得るセンサの一例は渦電流センサである。
【０００９】
ＮＤＴセンサの自動および手動の動きの組合せを与えるための方法に従って、センサがワークに隣接して位置付けられると、センサは、ワークに対して１つの方向に手動ではなく自動的に動かされ、かつ別の方向には手動で動かされ得、センサが自動および手動の動きの組合せによって動かされるようにする。たとえば、手動の動きは、自動の動きに対して少なくとも実質的に垂直の位置関係であり得る。
【００１０】
作動部材は、センサ近傍から延在する少なくとも２つの実質的に平行なアームを有し得、これによりセンサが表面に接触することが可能になり、一方でセンサをワークの表面に対して実質的に垂直の位置関係で維持することができる。ワークの上でセンサを動かすための装置の一実施例において、装置はセンサおよび、上述の平行なアームを有する作動部材を含む。したがって、作動部材に取付けられたセンサをワークに隣接して位置付けられ得、センサは表面に沿って滑動し得、センサが表面に連続的に接触し、かつ滑動している
間にワークの表面に実質的に垂直の位置関係で維持されるようにする。
【００１１】
この装置はまた、偏心鍔を有するカムを含み得る。カムが回転すると、偏心鍔は作動部材によって規定された細長い開口内で滑動し得、今度はセンサを１つの方向に動かす。細長い開口はセンサから距離をおいて位置付けられ、モータを使用してカムを回転させ得る。
【００１２】
この発明の実施例はまた、旋回部品をセンサから所定の距離をおいて作動部材に取付けるステップを含み得る。その場合、作動部材は、旋回部品のまわりを少なくとも部分的に旋回して、センサを１つの方向に動かすことができる。この発明のさらなる実施例において、作動部材は、錘を作動部材の、旋回部品に対してセンサの反対側に取付ける等によってバランスをとられ得る。作動部材が少なくとも２つの実質的に平行なアームを有するこの発明の実施例において、アームはセンサから旋回部品へ延在し得る。
【００１３】
したがって、センサを表面に沿って少なくとも１つの方向に動かすための装置および方法は、構造の表面を非破壊センサで走査するための、低コストで効率的な技術を提供する。特に、この発明の走査技術は、従来の自動走査技術と比べてより低価で小型でありより容易に使用することができ、一方でまた、従来の手動走査技術と比べて時間がかからずより正確であり走査技術者に強いられる肉体的犠牲を減じる。
【００１４】
以上に、この発明を一般的な用語で説明したので、今度は添付の図面を参照するが、それらの図面は必ずしも同じ割合で描かれたものではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
発明の詳細な説明
ここで、この発明を添付の図面を参照して以下でより完全に説明するが、この発明のすべてではなく、いくつかの実施例が示される。実際に、この発明は多くの異なる形態で実現され得、本明細書で述べる実施例に限定されると解釈すべきではない。むしろ、これらの実施例は、この開示が適切な法的必要条件を満たすように与えられる。本明細書を通して同じ番号は同じ要素を指す。
【００１６】
この発明に従った、センサをワークに対して動かすための装置および方法は、従来の自動走査技術と比べて、より小型で低コストであるスキャナで、構造の表面を走査するための技術を提供する。さらに、この発明によって提供される走査技術は、部分的に自動化されているため、走査技術者が行なわなければならない肉体労働量が大幅に減じられ、結果の精度は一般的に、手動の技術と比較して向上する。したがって、この発明では、低コストで時間を節約できる走査技術が提供され、これは多くの適用のために、さまざまな構造の日常の現場検査のためでさえも、効率的に利用され得る。
【００１７】
この発明に従った、ワークに対してセンサを動かせるための装置の一実施例が図１に示されている。装置１０は、センサ１２および作動部材１４を含む。図１は、装置１０の実施例の底面図であり、ここで装置１０の底面は、装置の、検査される構造に面する部分として定義される。したがって、センサ１２は装置１０の底面に隣接して位置付けられ、検査される構造に面する。図２はさらに、図１に示した装置１０の実施例の分解図を示している。
【００１８】
センサ１２は、当業者に既知であり、構造を検査するのに利用されるいかなるタイプのセンサであってもよい。センサ１２は、典型的に非破壊センサであり、センサが構造を傷付けることなく、また構造の分解を必要とすることなく、構造を検査することができる。図１に示した装置１０の実施例において、センサ１２は渦電流センサである。単一のおよ
び二重の渦電流センサは、特に金属製のまたは他の導電性構造における亀裂および／または腐食を検知することができる。センサ１２の他の例は、パルスエコー、スルー伝送、せん断波、共鳴、ピッチ／キャッチおよび機械インピーダンスセンサである。パルスエコー、スルー伝送およびせん断波センサは、構造における厚さの計測、面状欠陥および空隙率の検知および／または亀裂の検知といった超音波データを与える。共鳴、ピッチ／キャッチまたは機械インピーダンスセンサは、構造の粘着性ボンド部等における空隙または空隙率の表示を与える。
【００１９】
センサ１２は典型的に、センサによって蓄積されたデータを処理する処理要素および、選択的に、処理されたデータを視覚的に提示する表示と通信する。多くの場合、通信ケーブルがセンサ１２と処理要素および／または表示との間でデータを送信する。他の実施例において、データはワイヤレス通信を介して、センサ１２と処理要素および／または表示との間で送信され得る。センサ１２は、処理要素および／または表示に直接接続されるか、またはネットワーク等を介して間接的に接続され得る。この発明のさらなる実施例において、処理要素および／または表示をセンサ１２に隣接して位置付けてもよく、その場合センサ、処理要素および／または表示の間での遠隔接続が必要ではなくなる。
【００２０】
作動部材１４はセンサ１２を保持する。一実施例において、作動部材１４は、センサ１２を受ける開口部１６を規定する。開口部１６は、図１、２および３に示した作動部材１４の実施例に示されている。図示した実施例における開口部１６は、作動部材１４の端部の近くに示されている。しかしながら、他の実施例において、センサ１２を受ける開口部は、作動部材１４のいかなる他の部分において規定されてもよく、または作動部材は他の態様でセンサを保持してもよい。開口部１６は、それが装置１０で利用されることのできる最大の直径のセンサと同じくらいの大きさまたはそれよりも大きい限り、いかなる形状であってもよい。作動部材１４は好ましくは、比較的弾性の非導電性材料であって、比較的柔軟でもある材料で製造される。たとえば、作動部材１４の実施例は、E.I.デュポン・ドゥ・ヌムール社（E.I. Du Pont De Nemours and Company Corporation）から市販されているデルリンTMといった、ナイロン材料で製造され得る。
【００２１】
開口部１６内でセンサ１２を固定するために、少なくとも１つの調整要素１８を適切に調整し得る。図１に示したように、調整部材１８は、ねじ等のねじが切られた部材であり得、ねじが切られた部材は、作動部材を通って開口部１６に延在する対応のねじが切られた開口を通って開口部に入ることにより、開口部内でセンサを固定する。したがって、所望のセンサ１２を開口部１６内に位置付け、次にセンサ１２が作動部材１４とねじとの間で固定されるまでねじを調整すればよい。他の実施例において、センサ１２が作動部材１４に接触することなく調整要素が開口部内でセンサを固定するように、１つ以上の調整要素を位置付けるおよび／または形付けるようにしてもよい。
【００２２】
作動部材１４を当業者に既知の何らかの態様で駆動して、センサ１２が検査される表面に対して１つの方向に動くように作動部材を動かす。たとえば、作動部材は、したがってセンサは、１つの方向に前後に動かして、センサ１２が構造の所望の検査領域の少なくとも一部の上を動くようにする。本明細書で使用される場合、作動部材がセンサを動かす方向とは、センサの往復の動きによって規定される方向のことであり、直線、円形、半円またはいかなる他のタイプの動きであってもよい。必ずではないが、作動部材１４は１つ以上のレール等に沿って動き、作動部材１４およびセンサ１２の所望のタイプの動きを規定し得る。
【００２３】
装置１０は、作動部材１４およびセンサ１２の動きを生じかつ制御するためのいかなるタイプの機械的、電気的および／または電気−機械手段を採用してもよい。たとえば、図１および２に示した装置１０の実施例において、作動部材１４をモータ２０によって動か
し始めてもよく、作動部材１４の動きをカムシステム２２によって制御してもよい。モータ２０は、当業者に既知のいかなるタイプのモータであってもよい。この発明の装置１０の一実施例において、モータ２０は、マイクロモー電子社（Micro Mo Electronics,Inc.）から市販されているギアモータ等のギアモータであり、これによってモータに取付けられたシャフトを回転させる。回転速度はモータの歯車比に依存する。モータ２０のトルクは、所望の表面の上で作動部材１４を介してセンサ１２を動かすのに十分でなければならない。たとえば、センサ１２が表面に接触する実施例において、モータのトルクは、表面が平坦ではないおよび／またはでこぼこであっても、ならびに表面が突出した締結具を含んでいても、確実にセンサ１２が表面の上を動くことができるように選ばれるべきである。センサ１２が表面に直接接触しない、またはその動きへのいかなるタイプの妨害にも遭遇しない実施例において、所望であればモータのトルクをより低くしてもよい。
【００２４】
モータ２０のための電力は、当業者に既知の何らかの態様で提供され得る。好ましくは、電力は電池といった現地の電源装置３２を介してモータ２０に供給される。この発明の装置１０の代替の実施例において、モータ２０は遠隔の固定したまたは携帯用の電源装置によって電力供給され得るが、遠隔の電源装置とモータ２０との間の電力ケーブルの必要性を排除するために、現地の電源装置３２が好まれる。したがって、装置１０と他の器具との間に電力ケーブルおよび他のタイプのケーブルがないことが、嵩ばりかつ走査システムおよび遠隔の器具の間での複数のケーブルを必要とする、センサで表面を走査するための既存の自動走査システムと比較した上での、この発明の利点である。対照的に、現地の電源装置を含む装置の実施例は、はるかに独立性および携帯性に優れている。
【００２５】
図１および２に示した装置１０の実施例において、モータ２０はカムシステムを駆動する。カムシステム２２の一実施例は図４に示されており、これはカム２４および偏心鍔２６を含む。カム２４はモータに動作可能に取付けられ、モータによって駆動されると回転する。たとえば、カム２４は、図４に示されたような、一方側に取付部品を有する、部分的に半円のディスクであってもよい。カム２４のこの半円の形状は、装置のいくつかの実施例において、特にカム２４が比較的速く回転して、カム２４がモータ２０に取付けられる点を中心にカムの重さのバランスをとる実施例において有利であり、これは作動部材１４およびセンサ１２の振動を防ぐ。この発明の他の実施例において、カム２４は、円形、四角等のいかなる他の好適な形状であってもよい。カム２４は、繰返しの動きおよび動作の際にカムが被る圧力に耐えるのに十分弾性である、いかなるタイプの金属製または非金属製の材料でも製造され得る。この発明の一実施例において、カム２４はアルミニウムで製造される。モータ２０は、何らかの適切な態様で、取付部品を介してカム２４に固定される。たとえば取付部品は、取付部品をモータのシャフトに締結するようにされた締結具によって、回転するモータのシャフトのまわりでまたはシャフト内でしっかりと固定し得る。代わりに、取付部品を粘着物、エポキシ、セメント等の取付用コンパウンドでモータのシャフトに固定し得る。取付の態様にかかわらず、取付部品は、モータによって駆動されるシャフトの回転軸と位置合わせされる。
【００２６】
鍔２６は、カム２４の一部として形成され得るか、またはカム２４に取付られる別途の部品であり得る。図２に示したカムシステム２２の実施例において、鍔２６は、何らかの適切な態様でカム２４に取付けられ得る別途の部品である。たとえば、カム２４は鍔２６の一部を受けかつ固定する、またはカム２４に鍔２６を締結する締結具を受ける、開口を含み得る。他の実施例において、鍔２６を粘着物、エポキシ、セメント等といった取付用コンパウンドでカム２４に固定し得る。鍔２６がカム２４に取付けられる態様にかかわらず、鍔２６はカムに対して偏心である。したがって、鍔２６は、モータのシャフトの回転軸と位置合わせされず、そのため、カム２４の取付部品と位置合わせされない。さらに、鍔２６をカム２４の、取付部品とは反対の側に位置付けてもよい。鍔２６はまた、いかなるタイプの適切に弾性の金属製または非金属製の材料でも製造し得る。さらに、鍔２６は
以下に述べるように作動要素１４内で滑動するため、鍔２６は傷付かない材料で製造し得る。たとえば、鍔２６は、E.I.デュポン・ドゥ・ヌムール社から市販されているデルリンTM材料で製造され得る。
【００２７】
鍔２６は作動部材１４と協働して、作動部材を所望の態様で動かす。したがって、作動部材１４は、センサから距離をおいて位置付けられる細長い開口２８を規定し得る。細長い開口２８およびセンサの間の距離は、作動部材１４の望まれる動きの範囲に依存する。たとえば、作動部材１４の広い範囲の動きが望まれれば、より狭い範囲の動きが望まれる場合よりも、細長い開口２８はセンサからさらに離れる。細長い開口２８の大きさは、鍔２６を受け、かつカム２４が回転すると鍔を開口の細長い部分内で動かすことができるのに十分な大きさにされる。たとえば、作動部材１４の一実施例において、細長い開口の長さは約２．２センチメートル（約７／８インチ）である。
【００２８】
動作時、カム２４をモータ２０に取付け、鍔２６をカム２４に偏心に取付け得る。次に作動部材１４を適切に位置付け、鍔２６が細長い開口２８内にあるようにする。作動部材１４を位置付ける前またはその後に、少なくとも１つのセンサ１２を開口部１６内で固定して、装置１０が表面上に位置付けられたときにセンサ１２が表面に面するようにし得る。センサ１２は、センサ１２の要件に応じて、表面に接触するかまたは表面から所定の距離をおいて位置付けられ得る。モータ２０が駆動されるとき、カム２４、したがって鍔２６は回転する。鍔２６が回転すると、それは作動部材１４の細長い開口２８に沿って動き、次に作動部材１４を、そして次にセンサ１２を、１つの方向に動かす。カム組立体のこのような設計の結果として、鍔は細長い開口内でその動きの方向を最終的に逆にし、作動部材および次にセンサが同様に方向を逆にする。したがって、センサは往復の態様で１つの方向に動かされる。
【００２９】
センサ１２が表面に接触する装置１０の実施例において、センサは比較的粗いおよび／または曲線の表面にわたってでさえも動くことができ、一方で表面との連続的な接触および表面に対する垂直方向等の所望の方向付けを維持すべきである。この発明の装置１０の一実施例において、作動部材１４は、図３に示したように、作動部材１４の、開口部１６に隣接した部分から延在する少なくとも２つの実質的に平行なアーム３０を含み得る。たとえば、アームは開口部１６から旋回部品３４に延在し得、作動部材１４の長さの５０％未満であり得る。作動部材１４の特定の実施例において、平行のアーム３０は、約３．７センチメートル（約１．５インチ）である。アーム３０はまた、好ましくは比較的弾性の非導電性材料であって、比較的柔軟でもある材料で製造される。たとえば、作動部材１４および／またはアーム３０の実施例は、ナイロン、プラスチックおよび／またはE.I.デュポン・ドゥ・ヌムール社から市販されているデルリンTM材料で製造され得る。
【００３０】
作動部材１４の動きをさらに制御するために、旋回部品３４を図２に示したように、作動部材１４に取付け得る。旋回部品３４は静止しており、作動部材１４が旋回部品３４を中止に少なくとも部分的に旋回するようにする。旋回部品３４は、いかなる点でも作動部材１４に取付けられて、作動部材の動きに対して所望のタイプの制御を与え得る。たとえば、図２の実施例に示されるように、旋回部品は、センサ１２を受ける開口部１６から距離をあけて作動部材に取付けられる。したがって、旋回部品３４およびセンサ１２の間の距離は、センサ１２の動きの所望の範囲次第であり得る。たとえば、旋回部品３４およびセンサ１２の間の距離が短いほど、センサ１２の動きの範囲は狭くなり、旋回部品３４およびセンサ１２の間の距離が長いほど、センサ１２の動きの範囲が広くなる。
【００３１】
旋回部品３４を当業者に既知の何らかの態様で作動部材１４に取付け得る。たとえば、図２に示したこの発明の装置１０の実施例において、旋回部品３４は、旋回ロッド３６およびころ軸受３８を含み得る。旋回ロッド３６およびころ軸受３８は、ころ軸受３８が、
旋回ロッド３６の一部上で少なくとも部分的に回転することができる一方で、同時に旋回ロッド３６に取付けられるように形付けられる。旋回ロッド３６は好ましくは、高強度の金属製および／または非金属製の材料で製造される。たとえば、この発明の好ましい実施例において、旋回ロッド３６は鉄で製造される。
【００３２】
この発明の装置１０の一実施例において、旋回ロッド３６は、Ｗ．Ｍ．バーグ社(W.M.Berg, Inc.)から部品番号Ｑ１−２５で市販されている止め輪等の止め輪を受けることのできる、少なくとも部分的な円周方向溝を有する。したがって、ころ軸受け３８は、ころ軸受３８が旋回ロッド３６の軸方向に沿って動くのを妨げる止め輪によって、旋回ロッド３６上に回転可能に保持され得る。たとえば、この実施例のころ軸受３８は、Ｗ．Ｍ．バーグ社から部品番号ＮＲＢ−４７から市販されているころ軸受であってもよい。他の実施例において、ころ軸受３８は、ころ軸受３８と旋回ロッド３６との間に何らかの他の協働手段を介在させる等の、当業者に既知のいかなる他の態様でも、旋回ロッド３６上に回転可能に保持され得る。
【００３３】
さらに、作動部材１４は、ころ軸受３８を受けることができる。図３の作動部材１４の実施例に示したように、作動部材１４はころ軸受３８を受ける容器４０を含み得る。ころ軸受３８を、摩擦、粘着性化合物、締結具等といった当業者に既知の何らかの態様で容器４０内に取付け得る。したがって、旋回ロッド３６は、ころ軸受３８および容器４０を通って、作動部材１４の、容器４０とは逆の側に延在することができ、そこで旋回ロッド３６を固定し得る。この発明の装置１０の他の実施例において、旋回ロッド３６は、容器４０および／または作動部材１４を完全に通って延在しなくてもよい。容器および／または作動部材１４を通じた旋回ロッド３６の延在の程度にかかわらず、作動部材１４は、ころ軸受３８と関連して、旋回ロッド３６を中心に少なくとも部分的に回転することができる。
【００３４】
作動部材、したがってセンサ１２が確実に表面上を均等に動くように、作動部材１４に固定されたセンサ１２の重さに応じて作動部材１４はバランスを保たれ得る。たとえば、まわりを作動部材１４が旋回する旋回部品３４を含むこの発明の装置１０の実施例において、旋回部品３４の一方の側に位置付けられたセンサ１２の重さは、作動部材１４が動いた状態にあるときに、作動部材１４をよろめかせるか、または作動部材に他の何らかのタイプの望ましくない動きをもたらすかもしれない。上述のような作動部材１４の望ましくない動きを防ぐために、図２の実施例に示したように、錘４２を作動部材１４の、旋回点に対してセンサ１２とは反対の側に付与してもよい。図２に円筒形の錘４２が示されているが、それはセンサ１２を作動部材１４に対して釣合わせることが必要とされる重さの量およびバランスを与えるいかなる適切な形状であってもよい。さらに、錘４２を、いかなるタイプの締結具といった当業者に既知のいかなる態様で作動部材１４に取付けてもよい。センサ１２が取外されてさまざまな大きさおよび重さの他のセンサと取替えられ得る実施例において、錘４２は同様に、取外され取替えられて、適切な釣合いの重さを与え得る。この発明の装置１０の代替の実施例において、センサ１２の重さによる作動部材１４の望ましくない動きは、当業者に既知のいかなる他の態様でも防ぎ得る。たとえば、作動部材１４が、表面に対して動く間に、センサが表面に連続的に接触するようにするために柔軟である必要がない場合、作動部材１４は、センサの重さによる作動部材の望ましくない動きを防ぐ、比較的高強度の材料で補強されるかまたはそのような材料で製造され得る。
【００３５】
図１および２に示したように、装置１０の構成要素は、ハウジング４４内に少なくとも部分的に収められ得る。ハウジング内で装置１０のさまざまな構成要素を保持するために、支持具４６をハウジング４４内に取付けてもよい。支持具４６を、締結具４８、粘着性化合物等といったいかなる適切な態様でも、ハウジング４４に取付け得る。ハウジング４４の他の実施例において、支持具４６はハウジング４４の一部として形成されてもよい。
支持具４６は、構成要素を必要な作業関係において互いに対して位置付け、かつ構成要素を表面に対して望まれるように位置付けることのできる何らかの態様で、装置１０の構成要素を保持し得る。たとえば、図１および２は、モータ２０および旋回ロッド３６を保持する支持具４６を示している。したがって、支持具４６はモータ２０および旋回ロッド３６を受けるように形作られる。モータ２０および旋回ロッド３６は、摩擦、締結具、粘着性化合物等といった当業者に既知のいかなる態様でも支持具４６において保持され得る。カムシステム２２もまた、ハウジング４４内で保持されるが、これは上述のように、カムシステムがモータ２０に取付けられているからである。
【００３６】
作業部材１４もまた、ブラケット５０等で、ハウジング４４内で少なくとも部分的に保持される。ブラケット５０もまた、締結具４８、粘着性化合物等といったいかなる適切な態様でも、ハウジング４４に取付けられ得る。ハウジング４４の他の実施例において、ブラケット５０は、ハウジング４４の一部として形成してもよい。ブラケット５０は、当業者に既知の何らかの態様で作動部材１４を保持する。たとえば、図１および２に示したように、ころ軸受３８および容器４０を通って延在する旋回ロッド３６は、ブラケット５０によって保持され、このブラケットが次に作動部材１４を保持する。図示したように、作動部材１４の部分のうちセンサを保持する部分は、ハウジングを超えて延在し得る。ハウジングの、検査される表面に面する部分は概ね開いているため、望まれれば作動部材およびセンサをハウジング内に配置してもよい。ハウジング４４は、操作者によって把持されるような大きさにされ、たとえばハウジングは、典型的に幅約４．８センチメートル（１．９インチ）、高さ約７．４センチメートル（２．９５インチ）および長さ約１０センチメートル（４インチ）である。さらに、ハウジングは、それがセンサの往復の動きを制限することのないような大きさにされる。
【００３７】
ハウジング４４は、センサ１２によって検査されるべき表面上に位置付けられ、センサ１２の感知部分が、表面と接触するかまたは表面に対して間隔をおいた関係等の所望の位置付け関係で、表面に面するようにする。次に作動部材１４を、作動部材１４の動き、したがってセンサ１２の動きを制御するモータ２０を駆動する等によって駆動し得る。次にセンサ１２は表面の上で１つの方向に動く。次にハウジング４４を表面に沿って所望の方向に手動で動かし得る。表面に沿ったハウジング４４の動きを容易にするために、ハウジング４４は好ましくは、ナイロン、プラスチックおよび／またはE.I.デュポン・ドゥ・ヌムール社から市販されているデルリンTM材料といった、非導電性の傷付かない材料で製造される。したがって、ハウジング４４は、それが表面に沿って動く際に表面を傷付けることはない。ハウジング４４はまた、ハウジング４４の縁部に沿って位置する脚５２を有し得る。脚５２はまた、好ましくは、脚５２が表面に沿って滑動する際に表面を保護するために、ナイロン、プラスチックおよび／またはデルリンTM材料いった非導電性の傷付かない材料で製造される。脚５２はまた表面に沿ったハウジング４４の動きを容易にするが、これは脚５２がハウジング４４の縁部と比べて、表面の上でより容易に操作することができ、かつ脚５２は締結具等の表面から突出する物品のための通路を与えるからである。
【００３８】
したがって、センサを少なくとも１つの方向に動かすための装置１０および方法は、手動の方法と比べて、センサで表面を走査するためのより速く、より正確で、より容易な技術を与える。したがって、走査技術者は、手動の方法に伴う肉体的疲労を受けることがなく、走査されるべき表面を有する物体が、手動の走査を行なうのに必要とされる比較的長時間の間、非稼動の状態に保たれることがない。さらに、この発明に従った、センサを少なくとも１つの方向に動かすための装置１０および方法は、従来の自動走査技術に比べてより安価で嵩ばりにくく使用しやすい。装置１０は、大きな処理器具または遠隔の器具へのケーブルを必要としないため、複雑な自動走査システムに比べて、はるかに安価であることに加えて、現地の環境においてより容易に操作できより容易に利用することができる。
【００３９】
本明細書で述べたこの発明の多くの変形例および他の実施例が、前述の説明および関連の図面において提示された教示の利益を得る、この発明が属する技術分野の当業者には思い浮かぶであろう。したがって、この発明は開示された特定の実施例に限定されず、また、変形例および他の実施例が添付の請求項の範囲内に含まれることが意図されることを理解すべきである。特定の用語を本明細書において使用したが、これらは一般的なかつ説明的な意味のみにおいて使用されたものであり、制限の目的のためではない。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】この発明の一実施例に従ったワークに対してセンサを動かすための装置の斜視図である。
【図２】この発明の一実施例に従ったワークに対してセンサを動かすための装置の分解図である。
【図３】この発明の一実施例に従ったワークに対してセンサを動かすための装置の作動部材の斜視図である。
【図４】この発明の一実施例に従ったワークに対してセンサを動かすための装置のカムおよび偏心鍔の斜視図である。
【符号の説明】
【００４１】
１０  装置、１２  センサ、１４  作動部材、１８  調整要素、２０  モータ、２２  カムシステム、２４  カム、２６  偏心鍔、２８  細長い開口、３０  アーム、３４  旋回部品、３６  旋回ロッド、３８  ころ軸受、４０  容器、４２  錘、４４  ハウジング、４６  支持具、４８  締結具、５０  ブラケット、５２  脚。
【図１】
2004163428.tif 000003
【図２】
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【図３】
2004163428.tif 000005
【図４】
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