(57)【要約】【課題】知られている手段の欠点を避けながら、内視鏡検査法と浸透試験の技術を組み合わせた装置を提供する。【解決手段】壁の背後に位置する実質的にアクセスできない部品の欠陥を探索して検出するための装置であって、装置は、可視光での照明と観察のための第１の内視鏡を含み、この第１の内視鏡と浸透試験物質を供給して噴霧するためのパイプは、共に部品を検査するために壁のオリフィスを通り抜けできるロッド内に収容されており、装置は、更に第１の内視鏡とロッドとは無関係な、紫外線光で照明して浸透試験物質によって処理された部品の部分を観察するための第２の内視鏡を含むことを特徴とする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
壁の内視鏡オリフィスを通り抜けるための小直径の硬い管状円筒形ロッドと、検査中の部品の一部分に浸透試験物質を堆積するためのロッドに受けられるパイプと、検査中の部品の部分を照明して観察するためのロッド内に受け入れられるライトガイド画像伝送手段とを含む、壁の背後に位置する実質的にアクセスできない部品の欠陥を探索して検出するための装置であって、
ライトガイド画像伝送手段が、可視光で動作する第１の内視鏡によって構成され、該第１の内視鏡は、ロッド内で軸方向に取り付けられ、かつ空気用と浸透試験物質用のパイプに囲まれ、前記第１の内視鏡が、直線状の管を有し、該直線状の管は、可視光ライトガイド手段と画像伝送手段とが内部に平行に取り付けられ、前記装置が、更に、第１の内視鏡と浸透試験物質によって処理された部品の部分を観察するための前記ロッドとは無関係な紫外線光で動作する第２の内視鏡を含む装置。
【請求項２】
第１の内視鏡のライトガイド手段が、管の一端から他端に延びる光ファイバケーブルを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
光ファイバケーブルが、管の軸に対して斜めに向けられ、かつ可視光で照明される部品の近傍に来るように構成された湾曲出口端を有する、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
画像伝送手段が、実質的に管の一端から他端に延びる画像形成対物レンズと画像転送レンズとを含む、光学部品の直線状セットを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
第１の内視鏡の画像伝送手段が、また画像伝送手段の光軸上の管の端部に取り付けられ、かつ前記光軸に対して斜めに向けられた光学反射手段を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
第１の内視鏡の画像伝送手段が、また画像伝送手段の光軸上の管の端部に取り付けられ、かつ前記光軸に対して斜めに向けられた光学反射手段を含み、光学反射手段と光ファイバケーブルの湾曲出口端が、隣接しており、かつ部品の同一部分をそれぞれ照明および観察するように方向付けされる、請求項３に記載の装置。
【請求項７】
光学反射手段が、直線状セットの光学部品の端部と光ファイバケーブルの湾曲出口端との間に配置される、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
光学反射手段が、プリズムによって形成される、請求項５に記載の装置。
【請求項９】
光学反射手段が、画像伝送手段の光軸に対して４５°の角度に向けられた反射面を持っており、またケーブルの湾曲出口端が、管の軸に垂直に延びる、請求項５に記載の装置。
【請求項１０】
光ファイバケーブルが、管の壁に沿って延びており、画像伝送手段が、実質的に管の残余部分を占めている、請求項２に記載の装置。
【請求項１１】
第１の内視鏡の周りのロッド内に収容されたパイプが、ロッドの一端から他端に延びる、空気パイプと粉末パイプと液体パイプとを含んでおり、各パイプが、供給手段との接続のための第１の端部を持っており、粉末パイプと液体パイプが、照明手段および画像伝送手段と同じ方向で前記ロッドの外側に開いたそれぞれ反対側の端部を持っており、また空気管が、第１の内視鏡の端部を保護するための空気流を発生させるために、ロッドの端部において軸方向に開いた反対側端部を持っている、請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
第１の内視鏡の管が約４ｍｍの直径を持っており、ロッドが約８ｍｍの直径を有する、請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
紫外線光の第２の内視鏡が、前記ロッドの外径と実質的に等しい外径を有する、請求項１に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、壁の背後に位置していて実質的にアクセスできない部品の欠陥を探索して検出するための内視鏡装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
壁の反対側に位置する部品の外観を検査するために、内視鏡を用いて、すなわち壁の小さなオリフィスを貫通する小直径の細長い光学機器を用いて、装置あるいは機械の内部部品を検査することは、既に知られている。これは特に、ターボマシンを分解せずに、飛行機のターボジェットあるいはターボプロップといったターボマシンの羽根を検査することを可能にする。
【０００３】
それにもかかわらず欠陥を検出する能力は、中でも、内視鏡の光学系の解像力と、照明と、観察中の表面に関する内視鏡の向きと、欠陥の性質とによって制限される。
【０００４】
部品の検査時の表面に有機物を堆積することと、紫外線照明下で結果を観察することとにある浸透（ｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎ）試験技術を使用することによって、機械部品の欠陥を探索することも知られている。したがって極めて小さな寸法で通常の照明では目に見えない割れ目や亀裂といった表面の不連続部を、それらの表面不連続部に浸透する蛍光染料を部品上に堆積し、それからその対応する部品表面を洗浄して焼くか、または乾燥し、次に現像剤を堆積して表面不連続部に浸透した蛍光染料を出現させることによって検出することができる。それからこの部品は、ある他の波長例えば可視スペクトルの緑色波長の放射の放出によって応答する蛍光染料を励起する紫外線放射で照明される。
【０００５】
この浸透試験技術は、一般に、検査される機械がほぼ完全に分解されることを必要とする。
【０００６】
小直径の細長い円筒形のさや（シース）内に、検査中の部品に近接した機器の端部に向けて紫外線光と可視光とを伝送するための石英管と、部品の被照明ゾーンを観察するためのレンズを含むライトパイプと、検査中の部品に浸透試験物質を供給して噴霧するための３本のパイプとからなる単一の機器において、内視鏡と浸透試験の技術とを組み合わせる提案は、すでに文献ＵＳ−Ａ−４，２７３，１１０で行われている。部品が可視光と紫外線光で交互に照明されるのを可能にするために、可視光と紫外線光を放射する光源と石英管との間の機器の他端に、可視光を遮断する光学フィルタが取外し可能に取り付けられる。機器のさやの外径は、約９ミリメートル（ｍｍ）の直径を有する内視鏡オリフィスを通り抜けられるように十分に小さい。
【０００７】
この従来技術の機器は、幾つかの欠点を呈する。
【０００８】
紫外線光での部品の照明は、サイズと光吸収の点から、過度に不利な反射鏡の使用を避けるために、軸方向の出口を介して行われる。噴霧パイプの出口は、照明用と観察手段用の出口のように必ず軸方向であり、それによって機器の使用を大幅に制約している。更に、機器が紫外線照明で使用されるときに、浸透試験物質によって放出される光のほんの小部分だけを捕捉できるように、石英管と浸透試験物質を供給して噴霧するためのパイプとの設置を可能にするために、上述のパイプはさやの内部に十分な空間を残しておかなくてはならないので、観察用ライトパイプの部分は極めて小さくなり、したがってこの機器は、観察が高い信頼度で行われるようにできない。
【特許文献１】米国特許第４２７３１１０号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の特定の目的は、この問題への単純で、満足な、かつ費用のかからない解決方法を提供することである。
【００１０】
本発明は、知られている手段の欠点を避けながら、内視鏡検査法と浸透試験の技術とを組み合わせた装置の提供を探求する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
このために本発明は、壁の内視鏡オリフィスを通り抜けるための小直径の硬い管状円筒形ロッドと、検査中の部品の一部分に浸透試験物質を堆積するためのロッドに受けられるパイプと、検査中の部品の部分を照明して観察するためのロッド内に受け入れられるライトガイド画像伝送手段とを含む、壁の背後に位置する実質的にアクセスできない（到達しがたい）部品の欠陥を探索して検出するための装置であって、ライトガイド画像伝送手段は、可視光で動作する第１の内視鏡によって構成され、この第１の内視鏡は、ロッド内で軸方向に取り付けられ、かつ空気用と浸透試験物質用のパイプに囲まれ、第１の内視鏡は、直線状の管を有し、この直線状の管は、可視光ライトガイド手段と画像伝送手段とが内部に平行に取り付けられ、装置は、更に、第１の内視鏡と浸透試験物質によって処理された部品の部分を観察するための前記ロッドとは無関係な紫外線光で動作する第２の内視鏡を含む装置を提供する。
【００１２】
本発明の装置では、円筒形ロッド内の浸透試験物質用のパイプと一緒に収容されるのは、可視光内視鏡であり、この可視光内視鏡は、試験物質が噴霧された部品の部分の可視光での観察のためにのみ使用される。それから、これらの物質の効果は、内視鏡オリフィスを通り抜けられるように十分に小さい寸法の管に収容される、試験物質を供給するためのパイプの存在のために、狭められたその断面によって、その光学性能が制約されない第２の内視鏡を用いて観察される。
【００１３】
試験物質が適切に堆積されることを保証するためには、可視光で処理される部品の部分を照明すれば十分であり、また第２の内視鏡を用いて紫外線光で部品の部分を照明することは、試験物質の効果を明確に観察することを可能にし、それによって検査中の部品の欠陥の検出を最適化する。
【００１４】
本発明のもう一つの特性によれば、第１の内視鏡のライトガイド手段は、管の一端から他端に延びる光ファイバケーブルを含み、このケーブルは、湾曲出口端を有し、この湾曲出口端は、管の軸に対して斜めに向けられ、また検査される部品の部分の近傍に来るようにされる。
【００１５】
したがって照明出口は、軸方向ではなく、例えば管の軸に垂直であり、したがってロッドをその軸を中心に回転させ、またその軸に沿ってこのロッドを並進させると、部品の大きな面積を照明して観察することが可能になる。
【００１６】
第１の内視鏡の画像伝送手段は、画像形成対物レンズと画像転送レンズとを含む光学部品の直線状セットを含んでおり、このセットは、管の一端から他端に延びており、また光学反射手段を含み、この光学反射手段は、その光軸上の部品の前記セットの端部に取り付けられ、前記光軸に対して斜めに向けられる。
【００１７】
これらの光学反射手段と照明ケーブルの湾曲出口端は、互いに近接しており、部品の同一部分を照明および観察するように対応する方法で方向付けされている。
【００１８】
好適には光学反射手段は、プリズムによって形成される。
【００１９】
このプリズムの反射面は、有利には、画像伝送手段の光軸に対して４５°の角度に向けられ、また照明ケーブルの湾曲端は、管の軸に垂直に延びる。
【００２０】
第１の内視鏡の周りのロッド内に収容されたパイプは、ロッドの一端から他端に延びる、空気パイプと粉末パイプと液体パイプとを含んでおり、各パイプは、供給手段との接続のための第１の端部を持っている。粉末パイプと液体パイプの第２の端部は、第１の内視鏡の照明手段および画像伝送手段と同じ方向で、ロッドの対応する端部に開いており、これに対して空気パイプの第２の端部は、第１の内視鏡を保護し、かつ粉末と液体がその端部に堆積するのを防止するために、ロッドの端部において軸方向に開いている。
【００２１】
本発明のある特定の実施形態では、第１の内視鏡の管は、約４ｍｍの直径を持っており、ロッドは約８ｍｍの直径を有する。
【００２２】
紫外線光で照明するための第２の内視鏡は、ロッドの外径と実質的に等しい外径を持つことができ、このようにして、紫外線光の照明と部品の欠陥の観察との点から見て良好な性能を保証している。
【００２３】
付属の図面を参照し、例として行われる下記の説明を読めば、本発明は更によく理解され、本発明の他の特徴と詳細と利点は、より明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
図１で参照符号１０は、ターボマシンのロータブレード（回転羽根）といった検査のための部品１２が背後に存在するターボマシンケーシングといった壁を示す。
【００２５】
壁１０は、可視光で照明して浸透試験物質を噴霧するためのロッド１６を挿入することを可能にする、小サイズ（典型的には９ｍｍの直径を有する）内視鏡オリフィス１４を含み、このロッドの一端は、浸透試験物質と圧縮空気とを供給するための手段に接続するためのブロック１８を備えており、その他端２０は、検査のために部品１２の表面に相対して配置されるように構成されている。
【００２６】
ロッド１６は、図３および図４により詳細に示されている。このロッドは、例えば金属製の硬い管状の円筒であり、また可視光で照明して観察するための第１の内視鏡２２と、検査すべき部品１２の表面に粉末を供給して噴霧するためのパイプ２４と、圧縮空気を供給するためのパイプ２６と、順次にアセトンと浸透剤と乳化剤と水とであり得る液体を供給して噴霧するためのパイプ２８とを収容している。第１の内視鏡２２とパイプ２４、２６、２８は、ロッドの一端から他端へロッド１６内で長手方向に延びており、この内視鏡は、ロッド１６の軸上に配置されており、パイプ２４、２６、２８は、この内視鏡の周りに配置されている。
【００２７】
図１および図３に略図的に示すように、第１の内視鏡２２は、可視光の光源に接続するための第１の端部３０と、以下により詳細に説明される、ロッド１６の端部２０に開いている第２の端部とを有する。
【００２８】
浸透試験物質を供給するためのパイプ２４、２８は、それ自身が圧縮空気供給手段３６に接続された浸透試験物質を収容するタンク３４に接続するための第１の端部３２と、前記ロッドの軸に垂直にロッド１６の端部２０に開いている第２の端部３８とを持っている。
【００２９】
圧縮空気供給手段と可視光および赤外線光の光源は好適には、それ自身が電力供給手段と圧縮空気供給手段とを含む供給モジュール４０に互いにグループ化される。
【００３０】
第１の内視鏡２２の端部３０は、ロッド１６の端部２０に面している検査中の部品１２の表面を、観察者が直接観察できるようにするアイピース４２を含む。
【００３１】
内視鏡２２は、図５により詳細に示されており、これは本質的に、内視鏡の一端から他端に可視光をガイドするための光ファイバケーブル４６を内部に配置した、例えば金属製の硬い円筒形管４４を含んでおり、ケーブル４６は、供給モジュール４０に設けられた可視光源に接続するための第１の端部と、光を送達し、かつアイピース４２を備えた端部から遠く離れた内視鏡の端部で、例えば管４４の軸に垂直に延びている第２の端部４８とを持っている。画像伝送手段５０も、また管４４の内部に配置され、その内部で一端から他端に長手方向に延びており、前記画像伝送手段５０は、特に、１個の画像形成対物レンズ５２と１個以上の転送レンズ５４とを含む光学部品の直線状組立物によって構成される。反射手段５６が、前記レンズとライトガイド手段４６の第２の端部４８との間で対物レンズ５２に近い管４４に配置されており、この光学反射手段５６は、プリズムによって形成され、このプリズムは、画像伝送手段５０の光軸上に配置され、例えば前記光軸に垂直でかつライトガイド４６の端部４８が延びる方向に平行な方向で観察するために、前記光軸に対して４５°の角度に傾斜した反射面を有する。
【００３２】
図５で明らかに見られるように、ライトガイド４６は、管４４の壁に沿って延びており、画像伝送手段５０は、実質的に管の残りの部分すべてを占め、それによって、観察を改善するために画像伝送手段５０のためにできるだけ大きな断面を使用できるようにしている。
【００３３】
ここで例として与えられる特定の実施形態では、硬い管４４は、約４ｍｍの外径と約４０センチメートル（ｃｍ）の長さとを持っている。これは、その軸に対して９０°に狙いを定めて５５°の視野を持つように構成されている。
【００３４】
本発明の装置は、図２に概略図的に示す第２の内視鏡６０を含み、この第２の内視鏡は、ロッド１６と第１の内視鏡２２とには無関係であり、いったん部品１２の表面が浸透試験物質で処理されたときに、部品１２の表面を観察するために、壁１０の内視鏡オリフィス１４を通して挿入されるように構成されている。
【００３５】
この内視鏡６０は、第１の端部を持ち、該第１の端部は、アイピース６２と紫外線光源への接続のための手段６４とを備え、供給モジュール４０の一部を形成し、内視鏡６０は、さらに部品２０の処理済み表面を紫外線光で照明してそれを観察するための内視鏡の軸に垂直な光出口を有する第２の端部６６を持っている。
【００３６】
この内視鏡６０は、従来のタイプでよいが、好適には本出願人の名義による他の特許出願に記載されたタイプである。この内視鏡６０はそれ自身で使用されるので、ロッド１６内の第１の内視鏡２２と一緒に、またはその代わりに使用される場合に可能である寸法より大きな横方向寸法を持つことができ、これは一般に、部品１２の表面を紫外線光でよりよく照明して、浸透試験の結果をよりよく観察することが可能であることを意味する。
【００３７】
本発明の装置は、次のように使用される。
【００３８】
最初に、壁１０のオリフィス１４を通してロッド１６が挿入され、その端部２０は軸方向に並進移動され、また検査すべき部品１２の表面に向き合うように軸の周りに回転させられて動かされる。
【００３９】
部品１２の見かけの欠陥が、ひび割れや亀裂といった真の欠陥であるかどうかを検証するために、部品１２の対応する部分に連続して浸透試験物質が噴霧される。これらの物質は、表面不連続部に浸透する蛍光液と、洗浄液と、不連続部が極めて小さな寸法である場合でも、表面不連続部に浸透した浸透物質の存在を明らかにするための現像剤粉末とを含む。
【００４０】
部品１２の検査と部品への浸透試験物質の噴霧の観察は、第１の内視鏡のライトガイド４６の角度付き端部１２を出る光束によって照明される部品１２の表面で、可視光を使用して行われるが、この光は、部品の表面によって反射および／または後方散乱され、この光を画像伝送手段５０の軸に沿って第１の内視鏡の他端に取り付けられたアイピース４２に返すミラー５６によって捕捉される。
【００４１】
それからロッド１６は、内視鏡オリフィス１４から引っ込められ、こんどは供給モジュール４０内の紫外線光源に接続された第２の内視鏡６０が、オリフィス１４を通して挿入され、その端部６６が、部品１２の処理済み表面に面するようにされる。部品１２の処理済み表面を紫外線光で照明することは、暗所ではっきりと見ることができ、かつユーザがアイピース６２で観察できる、例えば緑色で蛍光発光することによって、励起に応答する浸透物質によって、表面不連続部に浸透して現像剤に拡散した浸透試験物質を励起する。
【００４２】
一般に、紫外線光による照明と可視光による照明との本発明による分離は、両照明動作の性能を改善し、対応する結果の観察を改善することを可能にする。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】可視光で照明して検査すべき部品に浸透試験物質を堆積するための本発明の装置の概略図である。
【図２】検査中の部品を紫外線光で照明するための第２の内視鏡の概略図である。
【図３】可視光で照明して浸透試験物質を堆積するためのロッドの概略平面図である。
【図４】可視光で照明して浸透試験物質を堆積するためのロッドの概略平面図である。
【図５】本ロッドに使用される可視光内視鏡の概略軸方向断面図である。
【符号の説明】
【００４４】
１０  壁
１２  部品
１４  オリフィス
１６  ロッド
１８  ブロック
２０  端部
２２  第１の内視鏡
２４、２６、２８  パイプ
３０、３２  第１の端部
３４  タンク
３６  圧縮空気供給手段
３８、４８、６６  第２の端部
４０  供給モジュール
４２、６２  アイピース
４４  硬い円筒形の管
４６  光ファイバケーブル（ライトガイド手段）
５０  画像伝送手段
５２  画像形成対物レンズ
５４  転送レンズ
５６  光学反射手段
６０  第２の内視鏡
６４  接続手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【外国語明細書】
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2005031665.tif 000009
2005031665.tif 000010
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2005031665.tif 000017
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