(57)【要約】【課題】センサの個数を増やしたり、配線を複雑化したりすることなく、大型の構造物の亀裂発生の連続監視を確実且つ安価に行い得る亀裂検出装置を提供する。【解決手段】二枚の非導電性薄膜１６，１７の間に導電性薄膜１８を挟み込んで形成される薄膜状センサ１９の前記導電性薄膜１８を、薄膜状センサ１９の長手方向へ延びる波状のパターンとし、該波状のパターンとした導電性薄膜１８の両端に、電気抵抗値監視用の制御器２０から延びる通電配線２１，２２を接続し、前記薄膜状センサ１９を構造物２３の被検査箇所２３ａに貼り付け、前記導電性薄膜１８に通電して電気抵抗値を監視することにより、前記被検査箇所２３ａの亀裂発生に伴う前記導電性薄膜１８の破断による電気抵抗値の増加に基づいて前記被検査箇所２３ａの亀裂発生を検出する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
二枚の非導電性薄膜の間に導電性薄膜が挟み込まれた薄膜状センサを構造物の被検査箇所に貼り付け、前記導電性薄膜に通電して電気抵抗値を監視することにより、前記被検査箇所の亀裂発生に伴う前記導電性薄膜の破断による電気抵抗値の増加に基づいて前記被検査箇所の亀裂発生を検出するようにした亀裂検出装置において、
前記導電性薄膜を、薄膜状センサの長手方向へ延びる波状のパターンとし、該波状のパターンとした導電性薄膜の両端に、電気抵抗値監視用の制御器から延びる通電配線を接続したことを特徴とする亀裂検出装置。
【請求項２】
前記導電性薄膜の波状のパターンを矩形波とし、その波長λを許容亀裂長さと等しく設定すると共に、前記薄膜状センサの長手方向における矩形波の幅ｗを、
ｗ＜λ／２
の関係を満たす範囲内で幅広とした請求項１記載の亀裂検出装置。
【請求項３】
前記導電性薄膜の波状のパターンと直角方向へ延びる波状のパターンとした補助用導電性薄膜が二枚の補助用非導電性薄膜の間に挟み込まれ且つ前記補助用導電性薄膜の両端に前記制御器から延びる補助用通電配線が接続された補助用薄膜状センサを、前記薄膜状センサと重ねて構造物の被検査箇所に貼り付けるようにした請求項１又は２記載の亀裂検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大型の各種構造物等に適用される亀裂検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、大型の各種構造物としては橋梁や運搬機械その他を挙げることができるが、その一例として港湾の荷役に使用されるアンローダがある。
【０００３】
図７はアンローダの一例を示すものであって、図７に示されるアンローダ１は、岸壁に敷設されたレール２に沿い走行可能に立設された海側脚３及び陸側脚４の上部に、陸側から海側へ向けて水平に延びるようガーダ５を設け、該ガーダ５の海側先端部にブーム６を起伏可能且つ水平倒伏状態で海側に突出し得るよう枢支せしめ、前記ガーダ５及びブーム６上に敷設されたレール（図示せず）上に、トロリ７を横行モータ８の駆動により車輪９を介して横行可能となるよう配設し、該トロリ７に、船舶１０に積載されたバラ物を掴み取るためのバケット１１を、巻上モータ１２の駆動によりワイヤロープ１３を介して昇降可能且つ開閉可能に吊り下げ、前記海側脚３及び陸側脚４の下部に、前記バケット１１によって掴み取られたバラ物を受けるためのホッパ１４と、該ホッパ１４の下部から払い出されるバラ物を搬送するためのコンベヤ１５とを配置してなる構成を有している。
【０００４】
前記船舶１０からバラ物を荷揚げする際には、トロリ７がガーダ５からブーム６上の所望位置まで横行し、バケット１１が下降して船舶１０に積載されているバラ物を掴み取り、該バラ物を掴み取ったバケット１１が上昇すると共に、前記トロリ７がブーム６からガーダ５へ横行してホッパ１４の上方位置で停止した後、前記バケット１１が下降し、該バケット１１が開かれてバラ物がホッパ１４内へ投下され、該ホッパ１４内に投下されたバラ物が適宜その下部からコンベヤ１５上に払い出されて搬送されるようになっている。
【０００５】
ところで、前述の如きアンローダ１のブーム６には非常に大きな荷重が作用するため、その先端部における溶接箇所等に亀裂が発生していないかを検出することは非常に重要となっている。
【０００６】
このため、従来においては、浸透探傷法や磁粉探傷、渦流探傷、超音波探傷のようにＪＩＳ等で規格化されている技術が用いられているが、これらの技術は探傷検査員の高度な技能が必要であって、しかも、検査の度毎に高所での作業を行わねばならず、又、自動装置とする場合には非常に高価になるといった問題があり、大型の構造物の亀裂発生の連続監視に適用するには、あまり相応しい技術であるとは言えなかった。
【０００７】
一方、二枚の非導電性薄膜の間に導電性薄膜が挟み込まれた薄膜状センサを航空機等の構造物の被検査箇所に貼り付け、前記導電性薄膜に通電して電気抵抗値を監視することにより、前記被検査箇所の亀裂発生に伴う前記導電性薄膜の破断による電気抵抗値の増加に基づいて前記被検査箇所の亀裂発生を検出するようにした亀裂検出装置の一般的技術水準を示すものとしては、例えば、特許文献１がある。
【０００８】
前記特許文献１に記載されている導電性薄膜には、構造物の被検査箇所に作用する荷重方向へ延びる複数の櫛歯をもつ櫛状の亀裂検出用のセンサ回路部と、該センサ回路部に接続された配線回路部とが形成され、多数のセンサ回路部が構造物の被検査箇所に貼り付けられると共に、各々のセンサ回路部に、配線回路部を介して集中監視部が接続されるようになっている。
【特許文献１】特開平５−１３３９２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、前記特許文献１に記載されているような従来の亀裂検出装置を、大型の構造物の亀裂発生の連続監視に適用しようとした場合、前記センサ回路部が非常に多く必要となり、配線も複雑となってしまうという欠点を有していた。
【００１０】
本発明は、斯かる実情に鑑み、センサの個数を増やしたり、配線を複雑化したりすることなく、大型の構造物の亀裂発生の連続監視を確実且つ安価に行い得る亀裂検出装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、二枚の非導電性薄膜の間に導電性薄膜が挟み込まれた薄膜状センサを構造物の被検査箇所に貼り付け、前記導電性薄膜に通電して電気抵抗値を監視することにより、前記被検査箇所の亀裂発生に伴う前記導電性薄膜の破断による電気抵抗値の増加に基づいて前記被検査箇所の亀裂発生を検出するようにした亀裂検出装置において、
前記導電性薄膜を、薄膜状センサの長手方向へ延びる波状のパターンとし、該波状のパターンとした導電性薄膜の両端に、電気抵抗値監視用の制御器から延びる通電配線を接続したことを特徴とする亀裂検出装置にかかるものである。
【００１２】
上記手段によれば、以下のような作用が得られる。
【００１３】
亀裂が発生して進展していくと予想される方向に対して薄膜状センサの長手方向が一致するよう、該薄膜状センサを構造物の被検査箇所に貼り付けておきさえすれば、該被検査箇所の長さが長くそのどの位置に亀裂が発生するか分からないような場合であっても、一枚の薄膜状センサにより簡単な通電配線で亀裂発生の連続監視を確実に行うことが可能となり、費用が嵩む心配もない。
【００１４】
又、導電性薄膜は、薄膜状センサの長手方向へ延びる波状のパターンとなっているため、被検査箇所が円弧状に湾曲しているような場合であっても、その形状に追従させやすくなる。
【００１５】
前記亀裂検出装置においては、前記導電性薄膜の波状のパターンを矩形波とし、その波長λを許容亀裂長さと等しく設定すると共に、前記薄膜状センサの長手方向における矩形波の幅ｗを、
ｗ＜λ／２
の関係を満たす範囲内で幅広とすることができ、このようにすると、構造物の被検査箇所に、薄膜状センサの長手方向へ延びる亀裂が発生した際には、該亀裂が許容亀裂長さに達する前の時点で必ず導電性薄膜が破断し、亀裂の発生を確実に検出可能となる。
【００１６】
又、前記亀裂検出装置においては、前記導電性薄膜の波状のパターンと直角方向へ延びる波状のパターンとした補助用導電性薄膜が二枚の補助用非導電性薄膜の間に挟み込まれ且つ前記補助用導電性薄膜の両端に前記制御器から延びる補助用通電配線が接続された補助用薄膜状センサを、前記薄膜状センサと重ねて構造物の被検査箇所に貼り付けるようにしても良く、このようにすると、亀裂が発生して進展していくと予想される方向が互いに直角となる二方向であるような場合にも対応可能となる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の亀裂検出装置によれば、センサの個数を増やしたり、配線を複雑化したりすることなく、大型の構造物の亀裂発生の連続監視を確実且つ安価に行い得るという優れた効果を奏し得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
【００１９】
図１〜図４は本発明を実施する形態の一例であって、二枚の非導電性薄膜１６，１７の間に導電性薄膜１８を挟み込んで形成される薄膜状センサ１９の前記導電性薄膜１８を、薄膜状センサ１９の長手方向へ延びる波状のパターンとし、該波状のパターンとした導電性薄膜１８の両端に、電気抵抗値監視用の制御器２０から延びる通電配線２１，２２を接続し、前記薄膜状センサ１９を構造物２３（例えば、図７に示すアンローダ１のブーム６等）の被検査箇所２３ａ（例えば、溶接箇所等）に接着剤２４で貼り付け、前記導電性薄膜１８に通電して電気抵抗値を監視することにより、前記被検査箇所２３ａの亀裂発生に伴う前記導電性薄膜１８の破断による電気抵抗値の増加に基づいて前記被検査箇所２３ａの亀裂発生を検出するようにしたものである。
【００２０】
本図示例の場合、図３に示す如く、前記導電性薄膜１８の波状のパターンを矩形波とし、その波長λを許容亀裂長さと等しく設定すると共に、前記薄膜状センサ１９の長手方向における矩形波の幅ｗを、
ｗ＜λ／２
の関係を満たす範囲内で幅広としてある。
【００２１】
次に、上記図示例の作用を説明する。
【００２２】
亀裂が発生して進展していくと予想される方向に対して薄膜状センサ１９の長手方向が一致するよう、該薄膜状センサ１９を構造物２３の被検査箇所２３ａに貼り付けておきさえすれば、該被検査箇所２３ａの長さが長くそのどの位置に亀裂が発生するか分からないような場合であっても、一枚の薄膜状センサ１９により簡単な通電配線２１，２２で亀裂発生の連続監視を確実に行うことが可能となり、費用が嵩む心配もない。
【００２３】
しかも、本図示例の場合、図３に示す如く、前記導電性薄膜１８の波状のパターンを矩形波とし、その波長λを許容亀裂長さと等しく設定すると共に、前記薄膜状センサ１９の長手方向における矩形波の幅ｗを、
ｗ＜λ／２
の関係を満たす範囲内で幅広としてあるため、構造物２３の被検査箇所２３ａに、薄膜状センサ１９の長手方向へ延びる亀裂が発生した際には、該亀裂が許容亀裂長さに達する前の時点で必ず導電性薄膜１８が破断し、亀裂の発生を確実に検出可能となる。因みに、亀裂の発生位置が前記矩形波の幅ｗの位置とちょうど一致している場合には、該亀裂の長さがｗとなった時点で導電性薄膜１８が破断するが、これは亀裂監視の観点からすれば、亀裂がある程度進展した後の早期発見を可能とする一方、図３中、仮想線で示すように亀裂が矩形波の二本の波を跨ぐように発生した場合には、前記亀裂の長さがλと略等しくなった時点で導電性薄膜１８が破断する形となり、前記亀裂が許容亀裂長さ以上に進展する前に確実に亀裂の発生が検出される。
【００２４】
又、導電性薄膜１８は、薄膜状センサ１９の長手方向へ延びる波状のパターンとなっているため、図４に示す如く、被検査箇所２３ａが円弧状に湾曲しているような場合であっても、その形状に追従させやすくなる。
【００２５】
こうして、センサの個数を増やしたり、配線を複雑化したりすることなく、大型の構造物２３の亀裂発生の連続監視を確実且つ安価に行い得る。
【００２６】
図５及び図６は本発明を実施する形態の他の例であって、図中、図１〜図４と同一の符号を付した部分は同一物を表わしており、基本的な構成は図１〜図４に示すものと同様であるが、本図示例の特徴とするところは、図５及び図６に示す如く、前記導電性薄膜１８の波状のパターンと直角方向へ延びる波状のパターンとした補助用導電性薄膜２７が二枚の補助用非導電性薄膜２５，２６の間に挟み込まれ且つ前記補助用導電性薄膜２７の両端に前記制御器２０から延びる補助用通電配線２９，３０が接続された補助用薄膜状センサ２８を、接着剤３１により前記薄膜状センサ１９と重ねて構造物２３の被検査箇所２３ａに貼り付けるようにした点にある。
【００２７】
図５及び図６に示す例のように構成すると、構造物２３の被検査箇所２３ａに、薄膜状センサ１９及び補助用薄膜状センサ２８の長手方向へ延びる亀裂が発生した際には、該薄膜状センサ１９の導電性薄膜１８が破断することにより、亀裂の発生が検出可能となる一方、前記薄膜状センサ１９及び補助用薄膜状センサ２８の長手方向と直角な方向へ延びる亀裂が発生した際には、該補助用薄膜状センサ２８の補助用導電性薄膜２７が破断することにより、亀裂の発生が検出可能となり、亀裂が発生して進展していくと予想される方向が互いに直角となる二方向であるような場合にも対応可能となる。
【００２８】
尚、本発明の亀裂検出装置は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、薄膜状センサ１９の導電性薄膜１８や補助用薄膜状センサ２８の補助用導電性薄膜２７の波状のパターンは矩形波に限らず、正弦波やジグザク状のパターンであっても良いこと等、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明を実施する形態の一例を示す平面図である。
【図２】本発明を実施する形態の一例を示す断面図である。
【図３】本発明を実施する形態の一例を示す要部拡大平面図である。
【図４】本発明を実施する形態の一例における薄膜状センサを円弧状に撓ませた状態を示す平面図である。
【図５】本発明を実施する形態の他の例を示す拡大平面図である。
【図６】本発明を実施する形態の他の例を示す拡大断面図である。
【図７】大型の構造物としてのアンローダの一例を示す側面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１６    非導電性薄膜
１７    非導電性薄膜
１８    導電性薄膜
１９    薄膜状センサ
２０    制御器
２１    通電配線
２２    通電配線
２３    構造物
２３ａ  被検査箇所
２４    接着剤
２５    補助用非導電性薄膜
２６    補助用非導電性薄膜
２７    補助用導電性薄膜
２８    補助用薄膜状センサ
２９    補助用通電配線
３０    補助用通電配線
３１    接着剤
ｗ    幅
λ    波長
【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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【図６】
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【図７】
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