(57)【要約】【課題】構造物の被検査面に近づくことなく、被検査面の微細な開口欠陥を広範囲に渡って簡潔に検出することができる表面欠陥検出装置を提供すること。【解決手段】本発明の表面欠陥検出装置５０は、構造物３０の被検査面３０ａに形成された開口欠陥１０を検出するために用いられる。表面欠陥検出装置５０は、検出装置本体２１と、検出装置本体２１に保持された一対のフィルム把持部４，５と、一対のフィルム把持部４，５に両端が把持されたフィルム１とを備えている。一対のフィルム把持部４，５の間には、フィルム１を構造物３０の開口欠陥１０に押圧して、フィルム１に開口欠陥１０の形状を転写させる押圧部３１が配置されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造物の表面に形成された開口欠陥を検出する表面欠陥検出装置において、
検出装置本体と、
検出装置本体に保持された一対のフィルム把持部と、
検出装置本体に支持されるとともに、一対のフィルム把持部に両端が把持されたフィルムと、
一対のフィルム把持部の間に配置され、フィルムを構造物の開口欠陥に押圧して、フィルムに開口欠陥の形状を転写させる押圧部と、
を備えたことを特徴とする表面欠陥検出装置。
【請求項２】
フィルムは、加熱することによってジェル状に変化する熱可塑性プラスチックからなり、
押圧部は、開口欠陥に押圧されたフィルムを加熱しジェル状に変化させる加熱部を有することを特徴とする請求項１記載の表面欠陥検出装置。
【請求項３】
押圧部は、検出装置本体に弾性体を介して支持され、構造物にフィルムを弾性的に押圧することを特徴とする請求項１記載の表面欠陥検出装置。
【請求項４】
押圧部は、弾力性を有することを特徴とする請求項１記載の表面欠陥検出装置。
【請求項５】
開口欠陥の形状が転写されたフィルムを観察するための立体視顕微鏡が設けられたことを特徴とする請求項１記載の表面欠陥検出装置。
【請求項６】
一対のフィルム把持部のうち、一方のフィルム把持部は、巻き付けて把持したフィルムを巻き出す巻出ロールからなり、
他方のフィルム把持部は、巻出ロールから巻き出されたフィルムを巻き取って把持する巻取ロールからなることを特徴とする請求項１記載の表面欠陥検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検査面に近づくことなく、被検査面の開口欠陥を検出することができる表面欠陥検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、直接接近できない構造物の表面状態を検査する場合、通常、ＴＶカメラを用いた外観検査が行われている。しかしながら、外観検査による検査方法では、二次元的な映像によって構造物の表面形状を判断するため、表面についたこすれ痕や模様と、亀裂状欠陥との判別が困難な場合がある。
【０００３】
また外観検査では確認することが難しい開口幅の微細な開口欠陥は、通常、液体浸透探傷試験によって検査される。しかしながら、構造物に直接接近することが困難な場合においては、この液体浸透探傷試験を用いることができない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のような外観検査によって微細な表面欠陥を検出するためには、表面を詳細に観察することができる外観検査装置が必要である。また、液体浸透探傷試験を遠隔操作によって行うためには、液体浸透探傷試験を実施できる装置を遠隔操作で被検査面まで接近させる必要がある。このため、外観検査によって微細な表面欠陥を検出したり、液体浸透探傷試験を遠隔操作によって行ったりする場合には、かなり大掛かりな装置が必要となる。
【０００５】
本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、構造物の被検査面に近づくことなく、被検査面の微細な開口欠陥を広範囲に渡って簡潔に検出することができる表面欠陥検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、構造物の表面に形成された開口欠陥を検出する表面欠陥検出装置において、検出装置本体と、検出装置本体に保持された一対のフィルム把持部と、検出装置本体に支持されるとともに、一対のフィルム把持部に両端が把持されたフィルムと、一対のフィルム把持部の間に配置され、フィルムを構造物の開口欠陥に押圧して、フィルムに開口欠陥の形状を転写させる押圧部と、を備えたことを特徴とする表面欠陥検出装置である。
【０００７】
本発明は、フィルムは、加熱することによってジェル状に変化する熱可塑性プラスチックからなり、押圧部は、開口欠陥に押圧されたフィルムを加熱しジェル状に変化させる加熱部を有することを特徴とする表面欠陥検出装置である。
【０００８】
本発明は、押圧部は、検出装置本体に弾性体を介して支持され、構造物にフィルムを弾性的に押圧することを特徴とする表面欠陥検出装置である。
【０００９】
本発明は、押圧部は、弾力性を有することを特徴とする表面欠陥検出装置である。
【００１０】
本発明は、開口欠陥の形状が転写されたフィルムを観察するための立体視顕微鏡が設けられたことを特徴とする表面欠陥検出装置である。
【００１１】
本発明は、一対のフィルム把持部のうち、一方のフィルム把持部は、巻き付けて把持したフィルムを巻き出す巻出ロールからなり、他方のフィルム把持部は、巻出ロールから巻き出されたフィルムを巻き取って把持する巻取ロールからなることを特徴とする表面欠陥検出装置である。
【００１２】
本発明は、押圧部は、フィルムの動きに連動して回転可能な回転ローラを有することを特徴とする表面欠陥検出装置である。
【００１３】
本発明は、フィルムは、開口欠陥の反対側のベースフィルムと、ベースフィルム上に設けられた開口欠陥側の熱可塑性プラスチックとからなることを特徴とする表面欠陥検出装置である。
【００１４】
本発明は、検出装置本体に、構造物の表面と直交する方向における検出装置本体の動きを規制する規制部が設けられており、当該規制部は、構造物の表面に平行な方向に移動自在となっていることを特徴とする表面欠陥検出装置である。
【００１５】
本発明は、規制部は、磁石、吸着盤、推進装置又は突っ張り部からなることを特徴とする表面欠陥検出装置である。
【００１６】
本発明は、フィルムは、開口欠陥の反対側のベースフィルムと、ベースフィルム上に設けられ、構造物の表面に押圧されることによって潰れるマイクロフィルムを有する開口欠陥側のジェル状フィルムとからなり、マイクロフィルムは、ジェル状フィルムを硬化させる硬化剤を含有することを特徴とする表面欠陥検出装置である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、構造物の被検査面に近づくことなく、被検査面に形成された微細な開口欠陥を広範囲に渡って簡潔に検出することができる表面欠陥検出装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
実施の形態
以下、本発明に係る表面欠陥検出装置の一実施の形態について、図面を参照して説明する。ここで、図１乃至図４は本発明の実施の形態を示す図である。
【００１９】
図１乃至図４に示すように、本発明の表面欠陥検出装置５０は、構造物３０の被検査面３０ａに形成された開口欠陥１０を検出する装置である。
【００２０】
図１に示すように、表面欠陥検出装置５０は、検出装置本体２１と、検出装置本体２１に保持された巻出ロール４と、検出装置本体２１に保持された巻取ロール５と、巻出ロール４及び巻取ロール５によって両端部が把持されたフィルム１とを備えている。このうち、巻出ロール４により、一方のフィルム把持部が構成され、巻取ロール５により、他方のフィルム把持部が構成される。
【００２１】
また図１に示すように、巻出ロール４と巻取ロール５との間には、フィルム１を被検査面３０ａの開口欠陥１０に押圧して、フィルム１に開口欠陥１０の形状を転写させる押圧部３１が配置されている。この押圧部３１は、スプリング（弾性体）３を介して検出装置本体２１に取り付けられている。このためフィルム１は、押圧部３１によって弾性的に被検査面３０ａに押圧される。
【００２２】
またフィルム１は、図３に示すように、熱によって軟化したり硬化したりしないベースフィルム１１と、当該ベースフィルム１１上にコーティングされ、加熱することによってジェル状に変化する熱可塑性プラスチック１２とからなっている。このうちベースフィルム１１は開口欠陥１０の反対側に配置され、熱可塑性プラスチック１２は開口欠陥１０側に配置されている。
【００２３】
図１に示すように、押圧部３１は、フィルム１側の端部において、フィルム１の動きに連動して回転することができる回転ローラ２を有している。また回転ローラ２には、開口欠陥１０に押圧されたフィルム１の熱可塑性プラスチック１２を加熱してジェル状に変化させるヒータ（加熱部）２５が内蔵されている。なお、回転ローラ２は、弾力性を有する素材から形成されている（図２参照）。
【００２４】
また図１及び図４に示すように、表面欠陥検出装置５０には、開口欠陥１０の形状が転写されたフィルム１を観察するための立体視顕微鏡１５が設けられている。
【００２５】
また図１において、巻取ロール５は巻取モータ６によって回転駆動されてフィルム１を巻き取って把持し、巻出ロール４は、巻取ロール５に同期して回転し、巻き付けて把持したフィルム１を巻取ロール５方向へ巻き出すようになっている。
【００２６】
また図１に示すように、検出装置本体２１には、被検査面３０ａを移動するための車輪８と、当該車輪８を駆動する駆動モータ９とが設けられている。
【００２７】
また図１に示すように、検出装置本体２１には、被検査面３０ａから離れる方向（構造物３０の表面と直交する方向）における検出装置本体２１の動きを規制する吸盤（規制部）７が設けられている。この吸盤７には、摩擦係数の低い部材が使用されており、吸盤７は被検査面３０ａに平行な方向に移動自在となっている。
【００２８】
このため、検出装置本体２１が被検査面３０ａから離れる方向に対しては、吸盤７による反発力が発生して検出装置本体２１の動きが規制される。これに対して、被検査面３０ａに平行な方向へ移動する際には抵抗力が発生せず、これにより検出装置本体２１は、被検査面３０ａに平行な方向に自由に移動することができる。なお、吸盤７に摩擦係数の低い部材を使用する代わりに、ローラ（図示せず）を設けることもできる。
【００２９】
なお図１において、構造物３０が磁性体である場合には、規制部７として磁石を用いることができる。また、構造物３０が水中にある場合には、規制部７としてスクリューなどを用いた推進装置を用いることができる。更に、被検査面３０ａを有する構造物３０が狭隘間隙構造である場合には、この隙間に突っ張り部を設け、この突っ張り部を利用して検出装置本体２１自体を構造物３０に対して移動自在に保持してもよい。
【００３０】
次に、このような構成からなる表面欠陥検出装置５０を用いて、構造物３０の被検査面３０ａの開口欠陥１０を検査する方法について以下詳説する。
【００３１】
まず、図１において、被検査面３０ａの開口欠陥１０を検出する対象となる被検査面３０ａ近傍に吸盤７によって表面欠陥検出装置５０の検出装置本体２１を配置する。このとき、回転ローラ２を有する押圧部３１が、検出装置本体２１に保持されたスプリング３によって被検査面３０ａ方向に押圧され、被検査面３０ａと回転ローラ２との間に配置されているフィルム１が、被検査面３０ａに押しつけられる。なお、スプリング３の代わりにアクチュエータ（図示せず）を用いることができる。
【００３２】
このとき図１に示すように、回転ローラ２にはヒータ２５が内蔵されて加熱されるため、回転ローラ２によって被検査面３０ａに押し付けられたフィルム１の熱可塑性プラスチック１２はジェル化して軟化する。このため被検査面３０ａの開口欠陥１０に従ってフィルム１が変形し、被検査面３０ａの開口欠陥１０がフィルム１側へ転写される。
【００３３】
次に、表面欠陥検出装置５０の駆動モータ９によって車輪８を回転させて、検出装置本体２１を被検査面３０ａ上で移動させる。このとき、巻取ロール５は、巻取モータ６によって検出装置本体２１の移動と同期して回転してフィルム１を巻き取り、巻出ロール４は、巻取ロール５の回転と同期して回転しフィルム１を巻き出す。
【００３４】
この場合、フィルム１は巻出ロール４から巻き出され、かつ巻取ロール５に巻き取られるが、この間、フィルム１は被検査面３０ａに対して相対的に停止することになる。このようにフィルム１は、被検査面３０ａ上で滑ることがないので、被検査面３０ａの開口欠陥１０をフィルム１に正確に転写することができる。
【００３５】
このとき、表面欠陥検出装置５０の検出装置本体２１の移動に伴って回転ローラ２から離れたフィルム１は冷却され、フィルム１は被検査面３０ａの開口欠陥１０を転写した状態で固まる。このため、フィルム１が巻取ロール５に巻き取られても、被検査面３０ａを転写したフィルム１の転写形状は変形することがない。
【００３６】
このように、本発明の表面欠陥検出装置５０によれば、フィルム１を連続して巻き取りながら、被検査面３０ａの形状をフィルム１に容易かつ確実に転写することができる。このため、巻取ロール４に巻き取られたフィルム１を巻き出し、そのフィルム１の転写形状を観察することによって、構造物３０に近づくことなく、被検査面３０ａの微細な開口欠陥１０を広範囲に渡って簡潔に検出することができる。
【００３７】
また、回転ローラ２は弾力性を有する素材から形成されているため、被検査面３０ａの形状に合わせて変形することができる。このため、被検査面３０ａが大きくうねっている場合や、被検査面３０ａに溶接ビード２０のような大きな凸部や凹部がある場合（図２参照）であっても、フィルム１を被検査面３０ａに接触させることができる。このため、被検査面３０ａに大きなうねりや、大きな凹凸がある場合でも、被検査面３０ａの開口欠陥１０を正確に検査することができる。
【００３８】
なお、被検査面３０ａの大きなうねりや、大きな凹凸は、形状の変化が大きいため、その形状はフィルム１の熱可塑性プラスチック１２に転写しない。
【００３９】
また図３に示すように、フィルム１は、熱によって軟化したり硬化したりしないベースフィルム１１と、当該ベースフィルム１１上にコーティングされた熱可塑性プラスチック１２とから構成されている。このため、フィルム１は、被検査面３０ａへ押し付けられたり、表面欠陥検出装置５０の移動に伴って引っ張られたりしても、切れることなく十分な強度を有することができる。
【００４０】
図４に示すように、表面欠陥検出装置５０には立体視顕微鏡１５が設けられている。このため、この立体視顕微鏡１５を用いて、被検査面３０ａの開口欠陥１０が転写されたフィルム１を観察することができる。
【００４１】
このため、転写された被検査面３０ａに形成された開口欠陥１０の開口幅と深さの関係を検知でき、転写された開口欠陥１０が、単なるこすれ痕か、ひびなどの有害欠陥であるかを判別することができる。なお、開口幅に対して深さが浅い場合には、転写された開口欠陥１０は単なるこすれ痕であり、一方、開口幅に対して深さが深い場合には、転写された開口欠陥１０は有害欠陥である。
【００４２】
変形例
次に図５により上述した実施の形態の変形例について説明する。図５に示す変形例は、熱可塑性プラスチック１２の代わりに、硬化剤２３を含有するマイクロフィルム２２を有するジェル状フィルム１７を用いたものであり、他は図１乃至図４に示す上述した実施の形態と略同一である。なお、硬化剤２３は、ジェル状フィルム１７と混合することによって、ジェル状フィルム１７を硬化させることができる。
【００４３】
図５に示す変形例において、図１乃至図４に示す実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００４４】
硬化剤２３を含有するマイクロフィルム２２は、フィルム１が被検査面３０ａに押し付けられることによって潰れる。このため、フィルム１が被検査面３０ａに押し付けられることによって、マイクロフィルム２２内の硬化剤２３がジェル状フィルム１７に混合され、ジェル状フィルム１７が硬化する。このため、加熱しなくても始めからジェル状になっているジェル状フィルム１７を使用することができるので、フィルム１を加熱するヒータ２５を回転ローラ２に内蔵する必要がなくなる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明による表面欠陥検出装置の実施の形態を示す概略断面図。
【図２】被検査面の溶接ビード上を通過する本発明による表面欠陥検出装置の回転ローラを示す概略断面図。
【図３】本発明による表面欠陥検出装置に用いるフィルムを示す概略断面図。
【図４】本発明による表面欠陥検出装置に設けられた立体視顕微鏡による観察状況を説明する概略断面図。
【図５】本発明による表面欠陥検出装置に用いるフィルムの変形例を示す概略断面図。
【符号の説明】
【００４６】
１      フィルム
２      回転ローラ
４      巻出ロール
５      巻取ロール
７      吸盤
８      車輪
１０    開口欠陥
１１    ベースフィルム
１２    熱可塑性プラスチック
１５    立体視顕微鏡
１７    ジェル状フィルム
２０    溶接ビード
２１    検出装置本体
２２    マイクロフィルム
２３    硬化剤
２５    ヒータ
３０    構造物
３０ａ  被検査面
３１    押圧部
【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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