(57)【要約】  本願は、ワークピースに用いられる回転式探傷検査装置を提供する。回転式探傷検査装置は、ロータと、探触子と、ワークピースの周りに探触子を操作するための昇降ユニットを含むことができる。昇降ユニットは、液圧昇降機構およびカウンタウエイト機構を含むことができる。【選択図】図１
2015536460.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークピース（１１０）に用いられる回転式探傷検査装置（１００）であって、
ロータ（１４０）と、
探触子（１３０）と、
ワークピース（１１０）の周りに探触子（１３０）を操作するための昇降ユニット（１５０）と
を備え、
前記昇降ユニット（１５０）が、液圧昇降機構（１８０）およびカウンタウエイト機構（１７０）を備える、回転式探傷検査装置。
【請求項２】
前記探触子（１３０）が超音波探触子を含む、請求項１に記載の回転式探傷検査装置。
【請求項３】
複数の探触子（１３０）と複数の昇降ユニット（１５０）をさらに備える、請求項１記載の回転式探傷検査装置。
【請求項４】
前記昇降ユニット（１５０）が、前記カウンタウエイト機構（１７０）に取り付けられたベース引張ばね（２１０）を備える、請求項１記載の回転式探傷検査装置。
【請求項５】
前記カウンタウエイト機構（１７０）が第１ラックを備え、前記液圧昇降機構（１８０）が第２ラックを備え、前記昇降ユニット（１５０）が、前記第１ラックと前記第２ラックとの間に配置された歯車（２３０）をさらに備える、請求項１記載の回転式探傷検査装置。
【請求項６】
前記昇降ユニット（１５０）が、前記カウンタウエイト機構（１７０）と前記液圧昇降機構（１８０）との間に配置されたスライダベースを備える、請求項１記載の回転式探傷検査装置。
【請求項７】
前記液圧昇降機構（１８０）が液圧シリンダ（２６０）を備える、請求項１記載の回転式探傷検査装置。
【請求項８】
前記液圧昇降機構（１８０）が、第１方向に動く前記液圧シリンダ（２６０）と連通するカムプレート（３１０）を備える、請求項７に記載の回転式探傷検査装置。
【請求項９】
前記液圧昇降機構（１８０）が、第２方向に動く前記カムプレート（３１０）と連通するカムフォロワ（３４０）を備える、請求項８に記載の回転式探傷検査装置。
【請求項１０】
前記液圧昇降機構（１８０）が、前記探触子（１３０）を操作するための前記カムフォロワ（３４０）に取り付けられた探触子シュー（３７０）を備える、請求項９に記載の回転式探傷検査装置。
【請求項１１】
回転式超音波探傷検査装置に用いられる探触子（１３０）のための昇降ユニット（１５０）が、
昇降ユニットベース（１６０）と、
カウンタウエイト機構（１７０）と、
液圧昇降機構（１８０）と、
前記カウンタウエイト機構（１７０）と前記液圧昇降機構（１８０）との間に配置された歯車（２３０）と
を備える、昇降ユニット。
【請求項１２】
前記昇降ユニットベース（１６０）が、前記カウンタウエイト機構（１７０）に取り付けられたベース引張ばね（２１０）を備える、請求項１１に記載の昇降ユニット。
【請求項１３】
前記カウンタウエイト機構（１７０）が第１ラックを備え、前記液圧昇降機構（１８０）が第２ラックを備え、前記歯車（２３０）が、前記第１ラックと前記第２ラックとの間に配置されている、請求項１１に記載の昇降ユニット。
【請求項１４】
前記液圧昇降機構（１８０）が液圧シリンダ（２６０）を備える、請求項１１記載の昇降ユニット。
【請求項１５】
前記液圧昇降機構（１８０）が、第１方向に動く前記液圧シリンダ（２６０）と連通するカムプレート（３１０）を備える、請求項１４に記載の昇降ユニット。
【請求項１６】
前記液圧昇降機構（１８０）が、第２方向に動く前記カムプレート（３１０）と連通するカムフォロワ（３４０）を備える、請求項１５に記載の昇降ユニット。
【請求項１７】
前記液圧昇降機構（１８０）が、前記探触子（１３０）を操作するための前記カムフォロワ（３４０）に取り付けられた探触子シュー（３７０）を備える、請求項１６に記載の昇降ユニット。
【請求項１８】
ワークピース（１１０）の周りに回転式探傷検査装置（１００）の探触子（１３０）を操作する方法であって、
第１方向に液圧シリンダ（２６０）のピストン（２８０）を移動させるステップと、
前記液圧シリンダ（２６０）の前記ピストン（２８０）によって前記第１方向にカムプレート（３１０）を移動させるステップと、
前記カムプレート（３１０）によって第２方向にカムフォロワ（３４０）を移動させるステップと、
前記カムフォロワ（３４０）によって前記ワークピース（１１０）から前記探触子（１３０）を上昇させるステップと、
前記カムフォロワ（３４０）によってカウンタウエイト（２４０）を下降させるステップと
を含む方法。
【請求項１９】
前記方法が、前記カムプレート（３１０）を解除するステップと、前記ワークピース（１１０）の周りに前記探触子（１３０）を下降させるステップをさらに含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記探触子（１３０）を下降させる前記ステップが、前記カウンタウエイト（２４０）によって前記カムプレート（３１０）を下降させるステップを含む、請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、概して非破壊検査に使用される超音波装置に関し、より詳しくは、高速かつ効率的な方法でパイプ、チューブ等を検査するための、複数の液圧昇降ユニットを備えた回転式超音波探傷検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波探傷検査のような非破壊検査を、各種材料および部品の検査に使用することができる。具体的には、超音波探傷検査は、音伝達材料から作られた多種類の部品において、内部欠陥および／または厚さ等の特定の材料特性を知るための好適な方法である。一般に、部品の境界面での音波の反射の変化に基づいて、傷や特性を検出することができる。このような超音波による部品検査は、一般に、高精度かつ繰り返し可能な結果を提供すると考えられる。
【０００３】
例えば、パイプ、チューブ、穴を有する軸等の超音波探傷検査を、回転式超音波探傷検査装置により行うことができる。このような装置は、ロータの周りに配置された複数の超音波探触子を有することができる。検査中、装置はチューブの長さに沿ったらせん状に動くことができる。正確な結果を提供するように、超音波探触子が、チューブの壁との物理的接触を維持する必要があるため、このような回転式超音波探傷検査装置は、かなり重く、チューブの長さに沿った進行が遅い可能性がある。
【０００４】
したがって、改良された回転式超音波探傷検査装置が望まれている。高速かつ効率的な方法でチューブの長さに沿って進行している間に、このような改良された装置は、超音波探触子とチューブの壁との間に適切な接触を提供することができる。
【発明の概要】
【０００５】
したがって、本願は、ワークピースに用いられる回転式探傷検査装置を提供する。回転式探傷検査装置は、ロータと、探触子と、ワークピースの周りに探触子を操作するための昇降ユニットを含むことができる。昇降ユニットは、液圧昇降機構およびカウンタウエイト機構を含むことができる。
【０００６】
本願は、回転式超音波探傷検査装置に用いられる探触子のための昇降ユニットをさらに提供する。昇降ユニットは、昇降ユニットベース、カウンタウエイト機構、液圧昇降機構、およびカウンタウエイト機構と液圧昇降機構との間に配置されて一緒に動く歯車を含むことができる。
【０００７】
本願は、ワークピースの周りに回転式探傷検査装置の探触子を操作する方法をさらに提供する。この方法は、第１方向に液圧シリンダのピストンを移動させるステップと、この液圧シリンダのピストンによって第１方向にカムプレートを移動させるステップと、このカムプレートによって第２方向にカムフォロワを移動させるステップと、このカムフォロワによってワークピースから探触子を上昇させるステップと、このカムフォロワによってカウンタウエイトを下降させるステップと、を含むことができる。
【０００８】
本開示およびその結果の特許に関する、これらおよび他の特徴ならびに改良は、いくつかの図面および添付の特許請求の範囲と併せて以下の詳細な説明を検討することにより当業者には明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】チューブの周りに配置された本明細書に記載される回転式超音波探傷検査装置の斜視図である。
【図２】チューブの周りに配置された図１の回転式超音波探傷検査装置と共に使用され得る昇降ユニットの斜視図である。
【図３】チューブの周りに配置された図２の昇降ユニットの正面図である。
【図４】チューブの周りに配置された図２の昇降ユニットの上面図である。
【図５】チューブの周りに配置された図２の昇降ユニットの側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
次に、いくつかの図面を通して同様の符号が同様の要素を表す図面を参照すると、図１は、本明細書に記載される回転式超音波探傷検査装置１００を示している。回転式超音波探傷検査装置１００を、ワークピース１１０に使用することができる。この例では、ワークピース１１０がチューブ１２０であってもよい。チューブ１２０は、パイプ、軸、または任意の種類の略チューブ状の構造等の長さであってもよい。チューブ１２０は、任意の寸法、形状、または構造を有することができる。回転式超音波探傷検査装置１００は、その上に配置された複数の探触子１３０を含むことができる。探触子１３０は、超音波探触子等であってもよい。探触子１３０は、従来の設計のものでよい。探触子１３０を、複数の昇降ユニット１５０を介してロータ１４０に取り付けることができる。また、回転式超音波探傷検査装置１００は、検査中にチューブ１２０の長さに沿ったらせん状に動くようにその付近に駆動機構（図示せず）を含むことができる。回転式超音波探傷検査装置１００によって生成されたデータおよび／または画像を、従来の方法で処理することができる。回転式超音波探傷検査装置１００およびその構成要素は、任意の適切な寸法、形状、または構造を有することができる。ここに、他の構成要素および他の構造が使用されてもよい。
【００１１】
図２〜図５は、回転式超音波探傷検査装置１００の昇降ユニット１５０の例を示す図である。昇降ユニット１５０は、チューブ１２０上におよびチューブ１２０から探触子１３０を昇降させる。また、昇降ユニットは、下降し動作している際に、チューブ１２０と良好な物理的接触をしながら探触子１３０を維持している。ここに、任意の数の昇降ユニット１５０が使用されてもよい。一般に、昇降ユニット１５０は、昇降ユニットベース１６０、カウンタウエイト機構１７０、および液圧昇降機構１８０を含むことができる。ここに、他の構成要素および他の構造が使用されてもよい。
【００１２】
昇降ユニットベース１６０を、従来の手段によってロータ１４０に取り付けることができる。昇降ユニットベース１６０は、ばね収納部１９０とカウンタウエイトレール２００のペアを含むことができる。ばね収納部１９０は、その中にベース引張ばね２１０を有することができる。ここに、任意の数のベース引張ばね２１０を、任意の適切な寸法、形状、または構造で使用することができる。ベース引張ばね２１０は、カウンタウエイト機構１７０と連通することができる。カウンタウエイト機構１７０は、カウンタウエイトレール２００に沿って操作することができる。ここに、他の種類のガイド機構がカウンタウエイト機構１７０と共に使用されてもよい。ここに、他の構成要素および他の構造が使用されてもよい。
【００１３】
カウンタウエイト機構１７０と液圧昇降機構１８０を、スライダベース２２０の周りに配置することができる。スライダベース２２０を、昇降ユニットベース１６０に取り付けるか、または別の方法で固定的に取り付けることができる。スライダベース２２０は、回転する歯車２３０を含むことができる。歯車２３０は、従来の設計のものでよく、任意の適切な寸法、形状、または構造を有することができる。ここに、他の種類の動力伝達機構が使用されてもよい。ここに、他の構成要素および他の構造が使用されてもよい。
【００１４】
カウンタウエイト機構１７０は、カウンタウエイト２４０を備えている。カウンタウエイト２４０は、任意の適切な寸法、形状、または構造を有することができる。カウンタウエイト２４０は、一端でベース引張ばね２１０、他端でインナーラック２５０と連通することができる。インナーラック２５０は、ラックアンドピニオン機構で歯車２３０と協働する。歯車２３０と協働するように、インナーラック２５０は、任意の適切な寸法、形状、または構造を有することができる。ここに、他の構成要素および他の構造が使用されてもよい。
【００１５】
液圧昇降機構１８０は、液圧シリンダ２６０を含むことができる。ここに他の種類の作動流体が使用されてもよいが、液圧シリンダ２６０は、水圧によって操作され得る。液圧シリンダ２６０は、従来の設計のものでよく、任意の適切な寸法、形状、または構造であってもよい。液圧シリンダ２６０を、昇降ユニットベース１６０に取り付けるか、または別の方法で固定的に取り付けることができる。液圧シリンダ２６０は、圧力逃がし弁２７０を含むことができる。液圧シリンダ２６０は、ばね復帰式に、第１方向に沿ってピストン２８０を往復運動させるように駆動することができる。水圧は、約８ｂａｒほどであり得る。また、ここに他の圧力が使用されてもよい。水圧は、内部のばねを圧縮するようにピストン２８０を駆動することができる。この圧力を逃がすことにより、内部のばねは、ピストン２８０を復帰させることができる。水の流れを、ロータ１４０を介して液圧シリンダ２６０に送ることができる。探触子１３０をチューブ１２０に連結するために、水の流れの一部を、低い圧力で使用することができる。また、ここに他の構成要素および他の構造が使用されてもよい。
【００１６】
また、液圧昇降機構１８０は、スライダベース２２０に沿って第１方向に移動するように配置されたスライダバー２９０を含むことができる。スライダバー２９０を、連動用のカムプレート３１０に取り付けて支持することができる。カムプレート３１０は、内部のカムガイド３２０を含むことができる。また、カムプレート３１０は、第１方向に共に移動するためにピストンフランジ３３０を介して液圧シリンダ２６０のピストン２８０と連通することができる。スライダバー２９０とカムプレート３１０は、任意の適切な寸法、形状、または構造を有することができる。
【００１７】
また、液圧昇降機構１８０は、カムプレート３１０と連通しかつカムプレート３１０に支持されたカムフォロワ３４０を含むことができる。カムフォロワ３４０は、その上に配置されたスライダローラ３００を有することができる。スライダローラ３００を、カムプレート３１０の内部のカムガイド３２０内に配置することができる。第１方向におけるカムプレート３１０の移動により、スライダローラ３００およびカムフォロワ３４０は、第２方向に移動する。第１方向と第２方向は、互いに略垂直であり得る。スライダローラ３００とカムフォロワ３４０は、任意の適切な寸法、形状、または構造を有することができる。
【００１８】
カムフォロワ３４０は、アウターラック３５０を含むことができる。上述のように、アウターラック３５０は、ラックアンドピニオン機構で歯車２３０と協働することができる。アウターラック３５０は、歯車２３０と協働する任意の適切な寸法、形状、または構造を有することができる。また、カムフォロワ３４０は、アウターラック３５０から延びる外側のフレーム３６０を備えている。外側のフレーム３６０は、その中に探触子シュー３７０を支持することができる。探触子１３０を、探触子シュー３７０内に配置することができる。外側のフレーム３６０と探触子シュー３７０は、任意の適切な寸法、形状、または構造を有することができる。また、複数の探触子引張ばね３８０が、浮いているフレーム３６０と探触子１３０を接続することができる。ここに、任意の種類の引張ばね３８０が使用されてもよい。ここに、他の構成要素および他の構造が使用されてもよい。
【００１９】
使用の際に、昇降ユニット１５０の液圧昇降機構１８０は、チューブ１２０の壁の周りに探触子１３０を昇降させる。具体的には、液圧シリンダ２６０のピストン２８０を引っ込めることにより、カムプレート３１０は、スライダローラ３００と内部のカムガイド３２０を介してカムフォロワ３４０を上昇させるため、チューブ１２０から探触子１３０が上昇する。また、このカムフォロワ３４０の上向きの移動は、歯車２３０、インナーラック２５０、およびアウターラック３５０の相互作用によって、カウンタウエイト機構１７０を下降させる。また、この下降移動により、ベース引張ばね２１０が延びる。
【００２０】
同様に、液圧シリンダ２６０のピストン２８０を延ばすことにより、カムプレート３１０のスライダローラ３００がカムプレート３１０の内部のカムガイド３２０から解除される。この接触が解除されると、カウンタウエイト機構１７０とベース引張ばね２１０は上方に延びるため、歯車２３０、インナーラック２５０、およびアウターラック３５０の相互作用によってカムフォロワ３４０に下向きに力を加えて、探触子１３０がチューブ１２０に接触するようになっている。
【００２１】
また、この下向きの力は、探触子１３０とチューブ１２０との間の接触を維持する。具体的には、カウンタウエイト２４０と探触子１３０によって生成される回転式超音波探傷検査装置１００の全体の回転に伴う遠心力を、略等しくすることができる。このように、ベース引張ばね２１０により生成される力は、チューブ１２０と接触する探触子１３０を維持する締め付け力であってもよい。ここに、他の構成要素および他の構造が使用されてもよい。
【００２２】
回転式超音波探傷検査装置１００の昇降ユニット１５０は、したがって、チューブ１２０または他の種類の構造の周りに探触子１３０を正確かつ効率的に位置決めする。さらに、公知のユニットと比較して、昇降ユニット１５０は、比較的小型かつ軽量であり、検査中にチューブ１２０との適切な接触を維持しながら、回転式超音波探傷検査装置１００を、全体としてより高い回転速度で走行させることができる。本明細書に記載される回転式超音波探傷検査装置１００は、したがって、高速かつ効率的な方法でチューブ１２０等の超音波探傷検査を提供する。
【００２３】
前述の記載は、本願およびその結果の特許の特定の実施形態にのみ関連するものであることは明らかである。添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される本発明の一般的な趣旨および範囲から逸脱することなく、当業者によって多くの変更および変形が実施され得る。
【符号の説明】
【００２４】
１００  回転式超音波探傷検査装置
１１０  ワークピース
１２０  チューブ
１３０  探触子
１４０  ロータ
１５０  昇降ユニット
１６０  昇降ユニットベース
１７０  カウンタウエイト機構
１８０  液圧昇降機構
１９０  ばね収納部
２００  カウンタウエイトレール
２１０  ベース引張ばね
２２０  スライダベース
２３０  歯車
２４０  カウンタウエイト
２５０  インナーラック
２６０  液圧シリンダ
２７０  圧力逃がし弁
２８０  ピストン
２９０  スライダバー
３００  スライダローラ
３１０  カムプレート
３２０  カムガイド
３３０  ピストンフランジ
３４０  カムフォロワ
３５０  アウターラック
３６０  フレーム
３７０  探触子シュー
３８０  探触子引張ばね
【図１】
2015536460.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2015536460.tif 000006
【図５】
2015536460.tif 000007
【国際調査報告】
2015536460.tif 000008
2015536460.tif 000009
2015536460.tif 000010
2015536460.tif 000011