(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のヘッド構成体を一列に並べ且つ隣接するヘッド構成体を自在継手を介して屈曲可能に連結した屈曲ヘッドと、当該屈曲ヘッドの列中間部分に位置する所定のヘッド構成体に装着した超音波探触子と、検査すべき管の内面に当接し得るように各ヘッド構成体に取り付けた第１のガイド部材と、隣接するヘッド構成体を互いに離反する方向へ付勢し且つ検査すべき管の内面に密接して摺動し得るようにヘッド構成体間に介在させた第２のガイド部材とを備えてなることを特徴とする管探傷装置。
【請求項２】
ヘッド構成体に超音波探触子を交換可能に装着した請求項１に記載の管探傷装置。
【請求項３】
屈曲ヘッドの一端と他端に、それぞれ超音波探触子が装着されていないヘッド構成体を連結した請求項１に記載の管探傷装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、管の傷を超音波により探傷する管探傷装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図８は従来の管探傷装置の一例であり、この管探傷装置では、検査すべき管１に挿入可能な円筒状のセンサケース２に、管１の先端側へ管軸線に対して斜めに超音波を出射する管軸線方向探触子３と、管１の基端側へ管軸線に対して斜めに超音波を出射する管軸線方向探触子４と、管１の径方向へ超音波を出射する管径方向探触子５と、管１の接線方向へ超音波を出射する管接線方向探触子６，７とを、管軸線方向に一列に並べて組み込んでいる。
【０００３】
センサケース２の先端部及び基端部には、センサケース２を管１に挿入する際に、センサケース２の中心を管軸線に一致させるための調芯ガイド８，９が装着されている。
【０００４】
そして基端部側の調芯ガイド９には、管１の基端側に配置される駆動機構の連結棒を接続するための継手部材１０が設けられている。
【０００５】
管１の検査を実施する際には、上述した管探傷装置の継手部材１０を駆動機構の連結棒に接続し、当該駆動機構を操作することにより、連結棒を管１の先端側へ向かって移動させ、管１の所定位置へ管探傷装置を挿入する。
【０００６】
次いで、各探触子３，４，５，６，７から管１内面へ超音波を出射し、管１の探傷を行う。
【０００７】
また、駆動機構を操作することにより、連結棒を管１の周方向へ回動させて、各探触子３，４，５，６，７が出射する超音波の向きを変化させ、管１を全周にわたって探傷する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図８に示す管探傷装置では、複数の探触子３，４，５，６，７を、単一のセンサケース２に組み込んだ構造であるため、溶接施工時の変形などに起因して管軸線が屈曲していると、センサケース２と管１内面とが競合して、探触子３，４，５，６，７を管軸線方向へ移動させることや、探触子３，４，５，６，７が出射する超音波の向きを変えることができなくなってしまう。
【０００９】
本発明は上述した実情に鑑みてなしたもので、軸線が屈曲した管に対応可能な管探傷装置を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達するため本発明の請求項１に記載の管探傷装置では、複数のヘッド構成体を一列に並べ且つ隣接するヘッド構成体を自在継手を介して屈曲可能に連結した屈曲ヘッドと、当該屈曲ヘッドの列中間部分に位置する所定のヘッド構成体に装着した超音波探触子と、検査すべき管の内面に当接し得るように各ヘッド構成体に取り付けた第１のガイド部材と、隣接するヘッド構成体を互いに離反する方向へ付勢し且つ検査すべき管の内面に密接して摺動し得るようにヘッド構成体間に介在させた第２のガイド部材とを備えている。
【００１１】
本発明の請求項２に記載の管探傷装置では、ヘッド構成体に超音波探触子を交換可能に装着している。
【００１２】
本発明の請求項３に記載の管探傷装置では、屈曲ヘッドの一端と他端に、それぞれ超音波探触子が装着されていないヘッド構成体を連結している。
【００１３】
本発明の請求項１乃至請求項３に記載の管探傷装置のいずれにおいても、超音波探触子を装着した複数のヘッド構成体が、自在継手で連結された部分で屈曲し、管の内面に密接して摺動する第２のガイド部材に誘導され、管の軸線が屈曲していても、その内面に順応しながら移動できる。
【００１４】
本発明の請求項２に記載の管探傷装置においては、１個の超音波探触子が故障した場合に、全体の屈曲ヘッドを交換する必要がなく、故障した超音波探触子のみを交換する。
【００１５】
本発明の請求項３に記載の管探傷装置においては、超音波探触子を装着した複数のヘッド構成体が、屈曲ヘッドの両端に連結されている超音波探触子を装着していないヘッド構成体と第２のガイド部材とによって、管軸線状に位置する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１７】
図１乃至図７は本発明の管探傷装置の実施の形態の一例であり、図１に示すように、先端側には１個のヘッド構成体１１が配置されていて、その直下には４個のヘッド構成体１２が一列に並べて配置され、これら４個のヘッド構成体１２の下方の基端側には更に２個のヘッド構成体１１が配置されており、これら複数のヘッド構成体１１，１２は一列に並べられて相互間は後述するように屈曲可能に連結され、屈曲ヘッド１３を構成している。
【００１８】
屈曲ヘッド１３の先端側と基端側に配置されているヘッド構成体１１を除いて、屈曲ヘッド１３の中間部分に位置する４個のヘッド構成体１２には、上方から順に、上向きに超音波を出射する超音波探触子１４、下向きに超音波を出射する超音波探触子１４、ヘッド構成体１２の方向へ超音波を出射する超音波探触子１４、ヘッド構成体１２の接線方向へ超音波を出射する超音波探触子１４，１４がいずれも後述するように交換可能に装着されている。
【００１９】
ヘッド構成体１２，１１は外形が略円筒状に作られていて、その上面には、孔を穿設した１対のブラケット１５が向き合って固着されており、また、その下面には、孔を穿設した１対のブラケット１６が、上記１対のブラケット１５の向き合っている方向に直交する方向で向き合うように固着されている。
【００２０】
上記の超音波探触子１４を装着するヘッド構成体１２には、図３、図４に示すように超音波探触子１４（図１参照）を嵌め込むための収納空間１７が設けてあって、収納空間１７内に超音波探触子１４を嵌め込んだ後、蓋１８（図３参照）で収納空間１７を塞ぎ、図示しないビスを蓋１８の縁部に通してねじ孔１９（図４参照）に螺合して蓋１８をヘッド構成体１２に固定し、ヘッド構成体１２の内部に超音波探触子１４を装着するようになっている。
【００２１】
そして、ビスをねじ孔１９から抜いて蓋１８をヘッド構成体１２から取り外すことにより、内部の超音波探触子１４を交換することが可能になる。
【００２２】
図５に示す超音波探触子１４を装着しないヘッド構成体１１は、収納空間１７を有しない単なる略円筒状に形成されたものになっている。
【００２３】
これらのヘッド構成体１２，１１は、図６に示すように、十字型をした自在継手２０の端部をブラケット１５，１６に枢着させることにより、複数のヘッド構成体１１，１２は図１に示すように一列に並べられて相互間は屈曲可能に連結され、屈曲ヘッド１３を構成することになる。
【００２４】
なお、図１において最下端には、駆動機構の連結棒を接続するための継手部材１０が設けられていて、ヘッド構成体１１と継手部材１０との間も自在継手２０により、屈曲可能に連結されている。
【００２５】
図７に示すように、ヘッド構成体１１，１２の外周には第１のガイド部材２１が取り付けられている。
【００２６】
第１のガイド部材２１は、合成樹脂等の弾力性に富んだ帯状体を弓型に緩やかに湾曲したもので、帯状体の第１のガイド部材２１を、図７に示すように例えば４個をヘッド構成体１１，１２の外周に縦長に等角度で配置し、第１のガイド部材２１の両端部をヘッド構成体１１，１２の中心側に屈折して、ビス２２によりヘッド構成体１１，１２の端面に取り付けている。
【００２７】
更に、隣接するヘッド構成体１１，１２の間、及び継手部材１０とヘッド構成体１１との間に介在するように、第２のガイド部材２３が取り付けられている。
【００２８】
第２のガイド部材２３は、合成樹脂などの弾力性に富んだ帯状体を小さな曲率半径でヘッド構成体１１，１２の外側に張り出すように屈曲したもので、図７に示すように、第１のガイド部材２１の間に位置するように配置し、第２のガイド部材２３の両端部を、ヘッド構成体１１，１２の端面に近い側面にビスで取り付けたものである。
【００２９】
第２のガイド部材２３は、その弾力で隣接するヘッド構成体１１，１２及び最下端の継手部材１０とヘッド構成体１１とを、互いに離反する方向へ付勢している。
【００３０】
この第２のガイド部材２３によって、自在継手２０の端部とブラケット１５，１６の孔との間に間隙があっても、各ヘッド構成体１１，１２及び継手部材１０は、相互間にがたつきを生ずることなく屈曲可能に連結された状態を保持して屈曲ヘッド１３を構成することになる。
【００３１】
また、第２のガイド部材２３の外側に張り出している部分は、屈曲ヘッド１３を検査すべき管に挿入した際に、管の内面に密接して摺動し得るように屈曲している。
【００３２】
次に、上述した管探傷装置の使用状態を説明する。
【００３３】
屈曲ヘッド１３を、先端側のヘッド構成体１１から検査すべき管の中に挿入したうえ、基端側の継手部材１０に接続した図示しない駆動機構の連結棒を介して、検査すべき管の先端側へ向かって移動させる。
【００３４】
図２に示すように、管１の軸線が屈曲していても、隣接するヘッド構成体１１，１２及び最下端の継手部材１０とヘッド構成体１１とを連結している自在継手２０により、屈曲ヘッド１３の軸線は管１の軸線に順応して屈曲状態になる。
【００３５】
このとき、第２のガイド部材２３は、屈曲の内側に位置するものは曲率半径が小さくなって屈曲が強くなり、屈曲の外側に位置するものは曲率半径が大きくなって屈曲が少なくなるように変形し、隣接するヘッド構成体１１，１２及び最下端の継手部材１０とヘッド構成体１１を、互いに離反する方向へ付勢する弾力を保っている。
【００３６】
ヘッド構成体１１，１２の外周に取り付けられている第１のガイド部材２１は、管１の屈曲部においてヘッド構成体１１，１２が管１の内面に直接接して摺動しないようにヘッド構成体１１，１２を保護し、第１のガイド部材２１の弾力により管１の内面に対する傷付きを防止しつつ、ヘッド構成体１１，１２を管１に同軸に位置させることになる。
【００３７】
上述したように管１の軸線が屈曲していても、屈曲ヘッド１３の軸線は図２に示すように管１の軸線に順応して屈曲し、且つ、ヘッド構成体１１，１２相互間及び継手部材１０とヘッド構成体１１との間は、がたつきを生ずることなく屈曲可能に連結された状態を保持しているので、各超音波探触子１４から管１内面へ超音波を出射し、また、駆動機構を操作することにより屈曲ヘッド１３を管１の周方向へ回動させて各超音波探触子１４が出射する超音波の向きを変化させれば、屈曲ヘッド１３は管１の屈曲箇所と競合することなく管軸線方向への移動及び管周方向への回動をすることが可能であり、軸線が屈曲している管の探傷を行うことができる。
【００３８】
更に、屈曲ヘッド１３を管軸線方向へ移動させる際には、屈曲ヘッド１３の両端に連結してある超音波探触子１４を装着しないヘッド構成体１１が、屈曲している管軸線に沿って屈曲ヘッド１３を円滑に通過させ、また、ヘッド構成体１１と第２のガイド部材２３とによって、ヘッド構成体１２を管１に同軸に位置させることができる。
【００３９】
なお、本発明の管探傷装置は上述した実施の形態のみに限定されるものではなく、探触子の数を変更すること、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加え得ることは勿論である。
【００４０】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明の管探傷装置によれば、下記のような種々の優れた効果を奏し得る。
【００４１】
（１）本発明の請求項１乃至請求項３に記載の管探傷装置のいずれにおいても、管の軸線が屈曲しても超音波探触子を装着した複数のヘッド構成体が自在継手で連結された部分で屈曲し、がたつきを生ずることなく管の内面に順応しながら超音波により管の傷を探傷することができる。
【００４２】
（２）本発明の請求項２に記載の管探傷装置においては、１個の超音波探触子が故障した場合に、全体の屈曲ヘッドを交換する必要がなく、故障した超音波探触子のみを交換するだけで済み、保守費を軽減することができる。
【００４３】
（３）本発明の請求項３に記載の管探傷装置においては、超音波探触子を装着した複数のヘッド構成体は、両端に連結されている超音波探触子を装着していないヘッド構成体に誘導されて、屈曲している管の内面に沿って円滑に移動できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例を示す側面図である。
【図２】本発明の実施の形態の一例の使用状態を示す側面図である。
【図３】超音波探触子を装着するヘッド構成体の実施の形態の一例を示す側面図である。
【図４】図３をＩＶ方向から見た正面図である。
【図５】超音波探触子を装着しないヘッド構成体の実施の形態の一例を示す側面図である。
【図６】ヘッド構成体を自在継手を介して連結した部分の側面図である。
【図７】図１のＶＩＩ−ＶＩＩ線における水平断面図である。
【図８】従来の管探傷装置の一例を示す側面図である。
【符号の説明】
１１，１２  ヘッド構成体
１３    屈曲ヘッド
１４    超音波探触子
２０    自在継手
２１    第１のガイド部材
２３    第２のガイド部材
【図１】
0004631208.tif 000002
【図２】
0004631208.tif 000003
【図３】
0004631208.tif 000004
【図４】
0004631208.tif 000005
【図５】
0004631208.tif 000006
【図６】
0004631208.tif 000007
【図７】
0004631208.tif 000008
【図８】
0004631208.tif 000009