(57)【要約】【課題】超音波探傷検査を実行するにあたって探傷用の液体を適切に供給する探傷用液体供給装置及び車両を提供する。【解決手段】タンク１１内の探傷水は、上流側水配管部１３１を通って探傷用液体供給装置１４の電磁弁１４４に到達する。電磁弁１４４は電気パルス駆動信号に基づいて開閉動作を行うため、探傷水は間歇的にリザーバタンク１４１内に落下して、断続的にリザーバタンク１４２に補充される。リザーバタンク１４１内に溜まった探傷水は下流側水配管部１３２を介して吐出部に送り出される。探傷水がリザーバタンク１４１内で一定になるように制御されているため、探傷水はリザーバタンク１４１から吐出部に常に供給され、探傷水は連続的に吐出される。【選択図】図３
2013130550.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対のレール上を摺動してレールの探傷を行う超音波探傷検査用の探触子に、レールとの間の音響結合を図るために、流路を介して吐出部から液体を供給する探傷用液体供給装置であって、
前記流路上に設けられ、この流路の上流と下流との間で電気的絶縁を行う絶縁手段を備えることを特徴とする探傷用液体供給装置。
【請求項２】
前記絶縁手段は、前記流路の一部において、液体を連続流体から離散流体に変換することを特徴とする請求項１記載の探傷用液体供給装置。
【請求項３】
前記絶縁手段は、液体を液滴状または霧状に変換することを特徴とする請求項２記載の探傷用液体供給装置。
【請求項４】
前記絶縁手段は、前記液体を一時的に貯留するリザーバタンクと、
前記リザーバタンクの上流から供給される液体を前記リザーバタンクに断続的に供給する断続供給手段と、
を備えることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の探傷用液体供給装置。
【請求項５】
前記断続供給手段は電磁弁で構成され、
前記絶縁手段はさらに、前記電磁弁を間歇的に開閉する駆動回路を備えることを特徴とする請求項４記載の探傷用液体供給装置。
【請求項６】
前記駆動回路は、前記電磁弁にパルス信号を送信し、前記パルス信号の周波数もしくはパルスデューティを制御可能であることを特徴とする請求項５記載の探傷用液体供給装置。
【請求項７】
前記絶縁手段はさらに、
前記リザーバタンクに溜まった液体の水位を検出する水位計を備え、
前記駆動回路は、前記水位計によって検出された水位が一定となるように前記電磁弁を開閉することを特徴とする請求項６記載の探傷用液体供給装置。
【請求項８】
探傷するべきレール上を走行する車両であって、前記流路に流す液体を貯留するタンクを有する前記請求項１ないし７のいずれか１項に記載の探傷用液体供給装置を備えることを特徴とする車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波探傷用に液体を供給する探傷用液体供給装置及びこの装置を備える車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、被検査対象の欠陥を検査する非破壊検査として超音波探傷検査が知られており、鉄道などの車両が走行するレールなどの欠陥検査に適用されている。超音波探傷検査を行うための装置は、例えば専用の車両（超音波探傷車）に搭載され、この車両が走行するレールの欠陥の有無を検査する。超音波探傷検査装置が車両に搭載されることで、走行する２本のレールを一度に検査することができる。レールと超音波探触子との間には、音響結合を図るために一般的に液体として水（以降、「探傷水」という）が供給される。このような仕組みを備えた装置は、例えば特許文献１や特許文献２に開示されている。
【０００３】
ところで、鉄道の線路には、特定の区間に車両が存在することを検出するための軌道回路が設けられている。このような軌道回路が設けられている区間のレールには、信号電流が流れており、特定の区間に車両が存在する場合、車両を介して左右のレールが電気的に短絡する。軌道回路は、このような左右のレールの電気的短絡を検出することで、その区間に車両が存在することを検出しており、この検出信号は、踏切や分岐器などの信号システムの制御に用いられる。
【０００４】
前述の超音波探傷車においては、この信号システムに影響を与えないように、車輪に絶縁処理を施すことが行われる場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−２０１０６号公報（段落００１６、図３）
【特許文献２】特許第３３５７２１７号公報（段落００１１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前述したように、超音波探傷車では、レールと超音波探触子との間に探傷水を供給しながら超音波探傷検査が実行されるため、超音波探傷車が軌道回路の取り付けられた特定の区間を走行した場合に、左右のレールに供給されている探傷水に信号電流が流れる場合がある。
【０００７】
図６は、超音波探傷車の探傷水に信号電流が流れている様子を表す図である。図６では、超音波探傷車１００及びレール２００ａ、２００ｂの断面を模式的に示している。超音波探傷車１００は、探傷水タンク１０１に貯留された探傷水を水配管１０３ａを介して超音波探触子１０２ａとレール２００ａとの間に供給する。同様に、探傷水を水配管１０３ｂを介して超音波探触子１０２ｂとレール２００ｂとの間に供給する。
【０００８】
このような探傷水の従来の給水方法では、図６の破線１０４で示されるような信号電流の経路が確立され、レール２００ａとレール２００ｂとが電気的に短絡する。このため、軌道回路から不必要な検出信号が出力され、信号システムに影響を与える場合がある。
【０００９】
本発明はかかる課題に鑑みなされたもので、超音波探傷検査を実行するにあたって探傷用の液体を適切に供給する探傷用液体供給装置及び車両を提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１記載の発明は、一対のレール上を摺動してレールの探傷を行う超音波探傷検査用の探触子に、レールとの間の音響結合を図るために、流路を介して吐出部から液体を供給する探傷用液体供給装置であって、
前記流路上に設けられ、この流路の上流と下流との間で電気的絶縁を行う絶縁手段を備えることを特徴とする。
【００１１】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記絶縁手段は、前記流路の一部において、液体を連続流体から離散流体に変換することを特徴とする。
【００１２】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明において、前記絶縁手段は、液体を液滴状または霧状に変換することを特徴とする。
【００１３】
請求項４記載の発明は、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の発明において、前記絶縁手段は、前記液体を一時的に貯留するリザーバタンクと、前記リザーバタンクの上流から供給される液体を前記リザーバタンクに断続的に供給する断続供給手段と、を備えることを特徴とする。
【００１４】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の発明において、前記断続供給手段は電磁弁で構成され、前記絶縁手段はさらに、前記電磁弁を間歇的に開閉する駆動回路を備えることを特徴とする。
【００１５】
請求項６記載の発明は、請求項５記載の発明において、前記駆動回路は、前記電磁弁にパルス信号を送信し、前記パルス信号の周波数もしくはパルスデューティを制御可能であることを特徴とする。
【００１６】
請求項７記載の発明は、請求項６記載の発明において、前記絶縁手段はさらに、前記リザーバタンクに溜まった液体の水位を検出する水位計を備え、前記駆動回路は、前記水位計によって検出された水位が一定となるように前記電磁弁を開閉することを特徴とする。
【００１７】
請求項８記載の発明は、探傷するべきレール上を走行する車両であって、前記流路に流す液体を貯留するタンクを有する前記請求項１ないし７のいずれか１項に記載の探傷用液体供給装置を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
超音波探傷検査を実行するにあたって探傷用の液体を適切に供給する探傷用液体供給装置及び車両を提供することができる。レールとの間の音響結合を図るために、流路を介して吐出部から液体を供給するときに、絶縁手段が流路の上流と下流で電気的絶縁を行うために、軌道回路から不必要な検出信号が出力され信号システムが誤って制御されることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態による探傷用液体供給装置が適用された超音波探傷車を含む模式図である。
【図２】本発明の実施形態による探傷用液体供給装置が適用された車両の吐出部と超音波探触子との関係を説明するための概略斜視図である。
【図３】本発明の実施形態による探傷用液体供給装置の絶縁手段の一例を説明するための模式図である。
【図４】本発明の実施形態による探傷用液体供給装置の絶縁手段の変形例を説明するための模式図である。
【図５】本発明の実施形態による探傷用液体供給装置の絶縁手段の変形例を説明するための模式図である。
【図６】従来の超音波探傷車を説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。
【００２１】
図１及び図２に示した超音波探傷車１０は、例えば鉄道の一対のレール２００ａ、２００ｂ上を走行し、超音波探傷検査を行い、レールの欠陥を検出するものであり、左右一方のレール２００ａを探傷するべくレール２００ａ上を摺動する複数の探触子１２ａと、左右他方のレール２００ｂを探傷するべくレール２００ｂ上を摺動する複数の探触子１２ｂを有する。尚、この例では、各レールに対して様々な角度から超音波を入射するための複数の探触子が一列に配列された探触子群となっているが、必ずしもこれに限るものではなく探触子の数は任意である。
【００２２】
超音波探傷車１０には、探触子１２ａ、１２ｂとレール２００ａ、２００ｂとの間の音響結合を図り、超音波が探触子からレールへと円滑に入射するように液体を供給するために探傷用液体供給装置１４が設けられる。
【００２３】
探傷用液体供給装置１４は、超音波探傷車１０に搭載されて探傷水を貯留するタンク１１と、タンク１１からの探傷水が流れる水配管１３ａ、１３ｂと、探触子１２ａ、１２ｂよりも進行方向側に設けられた吐出部１５ａ、１５ｂとを備える。探傷用液体供給装置１４は、タンク１１から吐出部１５ａ、１５ｂまで探傷水を水配管１３ａ、１３ｂを通して供給するもので、探傷水供給時、図示しない開閉弁によって水配管１３ａ、１３ｂが開かれると、タンク１１からの探傷水が吐出部１５ａ、１５ｂへと流れて、探触子１２ａ、１２ｂとレール２００ａ、２００ｂとの間に向けて吐出される。この水配管１３ａ、１３ｂによって流路が構成される。
【００２４】
この探傷用液体供給装置１４には、さらに、水配管１３ａ、１３ｂの途中に、液体を介した電気の導通を防ぐために電気的絶縁を行う絶縁機構１４０（１４０ａ、１４０ｂ）が設けられる。
【００２５】
図３を参照して絶縁機構１４０（１４０ａ、１４０ｂ）の構成を説明する。
【００２６】
絶縁機構１４０は、リザーバタンク１４１、水位計１４２、パルス駆動回路１４３、及び、断続供給手段としての電磁弁１４４を有する。リザーバタンク１４１は探傷水を一時的に貯留するもので、水位計１４２は、リザーバタンク１４１に溜まる探傷水の水位を検出する。電磁弁１４４は、タンク１１から水配管１３の上流側水配管部１３１ａ、１３１ｂの開閉を行うもので、電磁弁１４４の開動作により、上流側水配管部１３１ａ、１３１ｂを通して探傷水がリザーバタンク１４１に補充される。パルス駆動回路１４３は、電磁弁１４４に電気パルス駆動信号を送出する。この際、パルス駆動回路１４３は、電気パルス駆動信号の周波数やパルスデューティを変更する。また、探傷水の水位がリザーバタンク１４１内で一定になるように電気パルス駆動信号を制御し、電磁弁１４４は、パルス駆動回路１４３から送られる電気パルス駆動信号に基づいて開閉動作を行う。
【００２７】
次に、探傷水供給時の動作を説明する。
【００２８】
タンク１１に貯留された探傷水は、水配管１３ａ、１３ｂの上流側水配管部１３１ａ、１３１ｂを通って絶縁機構１４０の電磁弁１４４に到達する。電磁弁１４４は電気パルス駆動信号に基づいて開閉動作を繰り返し行うため、探傷水は間歇的にリザーバタンク１４１内に落下する。例えば、電磁弁１４４の開動作に応じて、一定量の探傷水がリザーバタンク１４１内に供給され、電磁弁１４４の閉動作に応じて供給が停止する。電気パルス駆動信号の周波数やパルスデューティによっては、探傷水は水滴（液滴）の状態でリザーバタンク１４１内に供給される。こうして、探傷水は一時的に連続流体から離散流体に変換されることになる。
【００２９】
リザーバタンク１４１内に溜まった探傷水は下流側水配管部１３２ａ、１３２ｂを介して吐出部１５ａ、１５ｂに送り出される。探傷水の水位がリザーバタンク１４１内で一定になるように制御されているため、探傷水はリザーバタンク１４１から吐出部１５ａ、１５ｂに常に一定の圧力で供給され、結果として、探傷水は連続流体として連続して吐出される。
【００３０】
以上のように流路の途中で探傷水は離散流体に変換されるために、タンク１１内の探傷水とレール２００ａ、２００ｂ上に供給される探傷水とは電気的に切り離される。このため、軌道回路から不必要な検出信号が出力され信号システムが誤って制御されることを防止することができる。
【００３１】
なお、リザーバタンク１４１は、合成樹脂などの材料を用いてリザーバタンク１４１自体が電気的絶縁性を持つようにすることが好ましい。または、上流側水配管部１３１自体を絶縁するか、またはリザーバタンク１４１と絶縁的に接続するような仕組みを設けることが好ましい。
【００３２】
次に、絶縁機構の変形例を図４及び図５を参照して説明する。
【００３３】
図４に示される絶縁機構１６０は、漏斗状をなして探傷水を受けることが可能となったリザーバタンク１６１と、リザーバタンク１６１の上方に設けられた断続供給手段としてのプロペラ１６２と、プロペラ１６２を駆動するモータ１６３とを、備える。
【００３４】
プロペラ１６２は、上流側水配管部１３１ａ、１３１ｂから放出される探傷水がリザーバタンク１６１に落下する途中に、プロペラ１６２の羽根が位置するように配置されている。
【００３５】
プロペラ１６２が回転駆動することによって、上流側水配管部１３１ａ、１３１ｂから放出された探傷水がかき乱される。この結果、探傷水は離散的な水滴（液滴）の状態でリザーバタンク１６１に受け止められて、その底から下流側水配管部１３２ａ、１３２ｂを通して吐出部１５ａ、１５ｂへと連続的に流れる。
【００３６】
こうして、前述の絶縁機構１４０の場合と同様にタンク１１内の探傷水とレール２００ａ、２００ｂ上に供給される探傷水とは電気的に切り離される。このため、軌道回路から不必要な検出信号が出力され信号システムが誤って制御されることを防止することができる。
【００３７】
図５に示される絶縁機構１７０は、リザーバタンク１７１と、上流側水配管部１３１ａ、１３１ｂに接続される断続供給手段としての放水管１７２と、を備え、上流水配管部１３１から供給される探傷水が、放水管１７２からリザーバタンク１７１内で上方に放出される構成を有する。このような上方に探傷水を放出するために、タンク１１の位置エネルギを利用するか、または別途ポンプを使用するとよい。但し、放出された探傷水が落下を開始する位置からリザーバタンク１７１に溜まっている探傷水の表面に到るまで、在る程度の距離を確保する必要がある。
【００３８】
このような構成により、上方に放出された探傷水は、途中で離散的になり、リザーバタンク１７１に溜まっている探傷水の表面に落下する。
【００３９】
こうしてタンク１１内の探傷水とレール２００ａ、２００ｂ上に供給される探傷水とは電気的に切り離される。このため、軌道回路から不必要な検出信号が出力され信号システムが誤って制御されることを防止することができる。
【００４０】
以上の例では、主として、探傷水を液滴化することで連続流体から離散流体に変換していたが、この代わりに、リザーバタンクの上流で、空気（圧縮空気）と混合して噴霧状になるようにしても離散流体に変換することができ、上記と同様の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００４１】
１０  超音波探傷車
１１  タンク
１２ａ、１２ｂ  超音波探触子
１３ａ、１３ｂ  水配管
１３１ａ、１３１ｂ  上流側水配管部
１３２ａ、１３２ｂ  下流側水配管部
１４ａ、１４ｂ  探傷用液体供給装置
１５ａ、１５ｂ  吐出部
１４０、１６０、１７０  絶縁機構
１４１、１６１、１７１  リザーバタンク
１４２  水位計
１４３  パルス駆動回路
１４４  電磁弁（断続供給手段）
１６２  プロペラ（断続供給手段）
１７２  放水管（断続供給手段）
２００ａ、２００ｂ  レール
【図１】
2013130550.tif 000003
【図２】
2013130550.tif 000004
【図３】
2013130550.tif 000005
【図４】
2013130550.tif 000006
【図５】
2013130550.tif 000007
【図６】
2013130550.tif 000008