(57)【要約】【課題】  干渉物を有する複雑な形状のワークを倣うことに適した倣い装置を提供することにある。【解決手段】  ワーク１００を倣う倣い装置１０であって、ワーク１００に接するシュー１と、シュー１を垂直方向に可動させるエアシリンダ２０と、進行方向Ｘに直交する方向Ｙに位置する側面からワーク１００を把持するクランプ機構３と、方向Ｙにクランプ機構３をスライドする横方向の直動スライドガイド８とを備えた倣い装置。【選択図】      図１
2009101428.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークを倣う倣い装置であって、
前記ワークに接触するシューと、
前記シューを垂直方向に可動させるエアシリンダと、
前記ワークを倣う進行方向に対して側面から前記ワークを把持する把持手段と、
前記ワークを倣う進行方向に直交する方向に、前記把持手段をスライドするスライド手段と
を備えたことを特徴とする倣い装置。
【請求項２】
倣う方向に対して、ピッチ、ロール及びヨーのうちいずれか１つ以上の動きに、前記シューを可動させるための可動手段
を備えたことを特徴とする請求項１に記載の倣い装置。
【請求項３】
前記シューが前記ワークに接する面上の点を旋回中心として、前記シューを円弧状に旋回させる旋回手段
を備えたことを特徴とする請求項１に記載の倣い装置。
【請求項４】
前記把持手段は、前記ワークを把持する力を発生させるエアシリンダを備えたこと
を特徴とする請求項１に記載の倣い装置。
【請求項５】
前記ワーク上の倣う方向にある干渉物を検出する干渉物検出手段を備え、
前記干渉物検出手段による前記干渉物の検出により、前記シューを前記干渉物から回避すること
を特徴とする請求項１に記載の倣い装置。
【請求項６】
基準とする位置から前記ワークの位置の変位を検出する変位検出手段を備え、
前記変位検出手段による変位の検出に基いて、前記ワークを所定の倣い範囲内に位置させること
を特徴とする請求項１に記載の倣い装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の倣い装置と、
前記シューに設けられ、前記ワークに超音波を発して探傷する超音波探傷子と
を備えたことを特徴とする超音波探傷装置。
【請求項８】
請求項７に記載の超音波探傷装置を用いて、環状の断面であるワークの内周側に位置する突起形状物を超音波探傷する超音波探傷方法であって、
前記断面が回転する方向に前記ワークを回転させる軸を回転軸θ、前記回転軸θと平行な前記超音波探傷装置を回転させる軸を回転軸α、超音波探傷をする状態の前記超音波探傷装置の高さをＬ、前記断面を貫通する方向に、前記回転軸θの回転中心を通る軸をＺ軸とし、
前記突起形状物から法線方向に高さＬの点と前記回転軸θの回転中心とを結ぶ直線と、前記Ｚ軸とのなす角度θ１を求め、
前記ワークを前記回転軸θにより、前記角度θ１を回転させ、
前記回転により、前記突起形状物から法線方向に高さＬの点が前記Ｚ軸上になる点を点Ｐとし、前記点Ｐと前記突起形状物とを結ぶ直線と、前記Ｚ軸とのなす角度θ２を求め、
前記回転軸αにより、前記超音波探傷装置と前記Ｚ軸との角度が前記角度θ２となるように、前記超音波探傷装置を回転させ、
前記回転軸αの回転中心が前記点Ｐと重なるように、前記超音波探傷装置を前記Ｚ軸に沿って移動させ、
前記エアシリンダにより、前記シューを接触させたこと
を特徴とする超音波探傷方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークの形状を倣う倣い装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、検査、計測、加工などの分野において、表面を倣う倣い装置が用いられている。一般的な倣い装置は、対象のワークやダミーに倣い装置を押付けることによって倣い動作を行う（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平６−２４２０８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来の倣い装置では、対象のワークに断続部などの干渉物がある場合には、単に倣い装置をワークに押付けるだけでは対応できない。なぜなら、倣い装置がワークの断続部に嵌り、動けなくなったり、ワークを固定するための冶具に干渉したりする可能性があるからである。
【０００４】
このような断続部は倣い装置にとって干渉物となりうる。このような断続部を持つワークとして、例えば、航空機の機体内部にある縦通材のようなものがある。このワークは、長手の突起形状をしている。さらに、そのワークは、直線部分だけでなく、湾曲した部分もある複雑な形状をしている。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、干渉物を有する複雑な形状のワークを倣うことに適した倣い装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の観点に従った倣い装置は、ワークを倣う倣い装置であって、前記ワークに接触するシューと、前記シューを垂直方向に可動させるエアシリンダと、前記ワークを倣う進行方向に対して側面から前記ワークを把持する把持手段と、前記ワークを倣う進行方向に直交する方向に、前記把持手段をスライドするスライド手段とを備えた構成である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、干渉物を有する複雑な形状のワークを倣うことに適した倣い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】
【０００８】
以下図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。
【０００９】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る倣い装置１０の動作を示す状態図である。ここで、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸は、それぞれ直交する軸とする。また、ワーク１００を倣う方向（倣い装置の進行方向）は図の紙面に垂直な方向（Ｘ軸方向）とする。なお、以降において、同一部分には同一符号を付してその詳しい説明を省略し、異なる部分について主に述べる。以降の実施形態も同様にして重複した説明を省略する。
【００１０】
倣い装置１０は、シュー１、フレーム２Ａ，２Ｂ、クランプ機構３、２つの弾性体４、スライド部６、４つの垂直方向の直動スライドガイド７、横方向の直動スライドガイド８、固定部９、接続板１１、エアシリンダ２０、精密減圧弁２３、及び電磁弁２４を備えている。
【００１１】
クランプ機構３は、ワーク１００を進行方向に対して両側からワーク１００を挟む。これにより、倣い装置１０は、クランプ機構３が前記ワークを把持した状態で倣う。クランプ機構３は、２つの接触子３１と、クランプ機構本体３４と、２つの接触子をそれぞれクランプ機構本体３４に留めるための２つのピン３３と、２つの接触子３を内側に引き寄せるための２つの弾性体３２とを備えている。
【００１２】
２つの接触子３１は、クランプ機構本体３４にそれぞれピン３３で留められている。２つの接触子３１は、それぞれの接触子３１を留めているピン３３を支点に可動する。２つの接触子３１は、先端がテーパ形状になっている。これにより、２つの接触子３１は、ワーク１００を掴みやすくしている。２つの接触子３１は、クランプ機構本体３４の下方に出ている突起を間にして、それぞれ弾性体３２でこの突起に接続されている。従って、２つの接触子３１は、それぞれ弾性体３２により内側に引き寄せられている。これにより、２つの接触子３１は、２つの弾性体３２の縮む力により、ワーク１００を常に挟む力を発生させている。
【００１３】
シュー１は、倣おうとするワーク１００に接触させる部分である。シュー１は、クランプ機構本体３４に取り付けられている。
【００１４】
クランプ機構３は、フレーム２Ａに取り付けられている。
【００１５】
横方向の直動スライドガイド８は、クランプ機構３を、フレーム２Ａに対して横方向（倣い方向に対して直交する方向）に相対運動できるようにしたものである。横方向の直動スライドガイド８は、レール８１とブロック８２を備えている。レール８１は、フレーム２Ａの下側に取り付けられている。ブロック８２は、クランプ機構本体３４の上側に取り付けられている。このような構成により、横方向の直動スライドガイド８は、倣い装置１０が倣う進行方向に対して横方向に、レール８１に沿って、スライドする。
【００１６】
２つの弾性体４は、クランプ機構本体３４の横スライドガイド８が横に可動する方向の両側とフレーム２Ａとの間にそれぞれ接続されている。２つの弾性体４は、その伸縮力により、クランプ機構３及びシュー１をセンタリングする。
【００１７】
フレーム２Ｂは、フレーム２Ａの上側に固定されている。なお、フレーム２Ｂは、フレーム２Ａと一体型に形成されていてもよい。
【００１８】
４つの垂直方向の直動スライドガイド７は、スライド部６の四隅を支持するように設けられている。具体的には、垂直方向の直動スライドガイド７は、スライド部６の両側に各２つずつ取り付けられている。スライド部６の各片側に取り付けられた２つの垂直方向の直動スライドガイド７は、両端に位置するように取り付けられている。垂直方向の直動スライドガイド７は、スライド部６をフレーム２Ｂに対して相対的に垂直方向に可動させるためのものである。垂直方向の直動スライドガイド７は、レール７１及び２つのブロック７２を備えている。レール７１は、スライド部６に固定されている。ブロック７２は、フレーム２Ｂに固定されている。２つのブロック７２は、垂直方向に可動する可動スライド部６を支持するように、上下に分けて設けられている。この構成により、スライド部６は、レール７１に沿うように、上下に可動する。
【００１９】
エアシリンダ２０は、スライド部６の下側に設けられている。エアシリンダ２０は、垂直方向の直動スライドガイド７により、スライド部６がスライドできる方向（即ち、上下方向）に伸縮する。エアシリンダ２０は、シュー１の出し入れを制御するための機器である。即ち、エアシリンダ２０は、作動させることにより、フレーム２Ａ，２Ｂ、クランプ機構３、及びシュー１を垂直方向に動かすことができる。
【００２０】
これにより、ワーク１００を倣っているときに、例えばワーク１００に断続部があった場合などでも、シュー１をエアシリンダ２０で持ち上げて、断続部にシュー１が嵌り込むことを回避することが可能である。
【００２１】
さらに、エアシリンダ２０は、倣い装置１０Ｂの押付けストロークを緩衝する弾性要素でもある。エアシリンダ２０の弾性要素により、倣い装置１０は、ワーク１００を押付けたときの緩衝機能を有する。これにより、倣い装置１０は、ワーク１００に過大な押付け力を掛けない。エアシリンダ２０は、ワーク１００を倣う際の上下方向のズレを許容する。
【００２２】
エアシリンダ２０は、シリンダ２０１及びロッド２０２を備えている。シリンダ２０１は、スライド部６に固定されている。ロッド２０２は、フレーム２Ｃに固定されている。
【００２３】
精密減圧弁２３は、エアシリンダ２０の内部の空気圧を制御する。精密減圧弁２３は、エアシリンダ２０のＳＡ側（上方側）の空気圧を制御するように設置されている。精密減圧弁２３は、リリーフ機能付である。精密減圧弁２３は、エアシリンダ２０と圧縮空気の供給源（１次側）の間の空気圧回路に配置されている。この空気圧回路には、図では省略される制御装置によって駆動される電磁弁２４が設けられている。また、この空気回路には、必要に応じてフィルタなどの機器も配置されているものとする。
【００２４】
固定部９は、送り装置１５に倣い装置１０を固定するものである。固定部９は、固定した倣い装置１０を送り装置１５により各方向へ動かす。
【００２５】
接続板１１は、固定部９とスライド部６の間に設けられている。接続板１１は、複数の倣い装置１０を接続するためのものである。このため、倣い装置１０を１つしか用いない場合は、接続板１１を省略し、スライド部６に直接固定部９を接続してもよい。
【００２６】
次に、倣い装置１０の動作について説明する。
【００２７】
図１（ａ）は、倣い装置１０の動作前の状態を示す状態図である。図１（ｂ）は、倣い装置１０がワーク１００を把持した状態を示す状態図である。図１（ｃ）は、倣い装置１０の横方向の直動スライドガイド８が動いた状態を示す状態図である。
【００２８】
倣い装置１０は、ワーク１００からシュー１が浮いた状態から始まる。
【００２９】
まず、倣い装置１０は、エアシリンダ２０を駆動し、シュー１をワーク１００に向けて降ろす。これにより、倣い装置１０は、図１（ｂ）に示すように、ワーク１００に接した接触子３１が開き、ワーク１００をクランプする。倣い装置１０は、ワーク１００を掴みやすくするために接触子３１の先端をテーパ形状になっており、かつクランプ機構３及びシュー１をセンタリングするために弾性体４を設けている。このため、倣い装置１０は、エアシリンダ２０でシュー１及びクランプ機構３を押付けるだけで、ワーク１００を掴むことができる。
【００３０】
接触子３１には、常に弾性体３２が収縮する方向に力が働いている。このため、ワーク１００には、常にクランプ力が作用する。
【００３１】
エアシリンダ２０は、シュー１をワークに押付ける押付け力を与える。この押付け力を発生させるには、リリーフ機能付きである精密減圧弁２３を介して、ＳＡ側に圧縮空気を供給する。
【００３２】
倣い装置１０による倣い動作は、図１（ｂ）のようにエアシリンダ２０を作動して、シュー１をワーク１００に押付けたまま行う（図の例では、図の紙面垂直方向に動かす）。
【００３３】
ここで、送り装置１５の制御誤差やワーク１００のたわみなどにより、倣い装置１０とワーク１００の上下方向にズレが生じた場合でも、エアシリンダ２０によってズレを吸収できる。
【００３４】
また、送り装置１５の移動方向とワーク１００が横方向にズレたとする。この場合でも、倣い装置１０は、クランプ機構３でワーク１００を挟んだまま、図１（ｃ）のように、横方向の直動スライドガイド８により横方向にスライドできる。従って、クランプ機構３に保持されているシュー１も一緒にスライドすることができるため、送り装置１５の制御誤差やワーク１００の位置精度に起因するズレを許容することができる。
【００３５】
前述のように、エアシリンダ２０により、シュー１が必要なときに出し入れできる。したがって、ワーク１００に断続部などがあった場合でも、シュー１が断続部に嵌り込むことなく、倣うことも可能である。
【００３６】
これについて、倣い装置１０を４個つなげた構成の倣い装置１０Ｕによる倣い動作を例に用いて説明する。なお、ここでは、説明の便宜上、４個の倣い装置１０による構成で説明するが、いくつの倣い装置１０で構成されたものでもよい。
【００３７】
図４は、本実施形態に係る倣い装置１０Ｕによる倣い動作の状態を示す状態図である。図４（ａ）〜図４（ｄ）は、倣い装置１０Ｕによる倣い動作の状態を順次に示している。図４中において、倣い装置１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄは、倣い装置１０と同じ装置である。また、倣い装置１０ａを構成する部分については、図１に示す符号に、補助符号としてａを付している。同様にして、倣い装置１０ｂ〜１０ｄを構成する部分についても、補助符号としてそれぞれｂ〜ｄを付している。
【００３８】
倣い装置１０Ｕは、４個の倣い装置１０を１ユニットとして構成したものである。倣い装置１０Ｕは、１つの倣い装置１０の接続板１１を延長し、この接続板１１に４個の倣い装置１０を接続したものである。エアシリンダ２０ａ〜２０ｄの空気圧回路は倣い装置１０ａ〜１０ｄごとに独立である。エアシリンダ２０のＳＡ側に送る圧縮空気の圧力は、精密減圧弁２３で調整することにより、シュー１の押付け力を一定にする。これにより、シュー１は、ワーク１００Ａに対して、常時適切な密着力を得ることができる。
【００３９】
ワーク１００Ａは、一部に断続部ＨＬがある長物のワークである。ワーク１００Ａの端には、ワーク１００Ａを固定する治具１４が設けられている。
【００４０】
倣い装置１０Ｕは、図４（ａ）に示すように、倣い装置１０ａが断続部ＨＬに差し掛かると、図示していない制御機器により信号を出して電磁弁２４ａを作動させる。電磁弁２４ａの作動により、エアシリンダ２０が駆動され、シュー１ａを持ち上げる。このようにして、倣い装置１０Ｕは、干渉が生じる直前に、シュー１ａの出入りを制御する。
【００４１】
同様にして、倣い装置１０ｂ，１０ｃ，１０ｄについても、断続部ＨＬに差し掛かると、電磁弁２４ｂ，２４ｃ，２４ｄを作動させ、シュー１ｂ，１ｃ，１ｄを持ち上げる。
【００４２】
倣い装置１０Ｕは、図４（ｃ）に示すように、倣い装置１０ａが冶具１４に差し掛かると、図示していない制御機器により信号を出して電磁弁２４ａを作動させる。電磁弁２４ａの作動により、エアシリンダ２０が駆動され、シュー１ａを持ち上げる。このようにして、倣い装置１０Ｕは、干渉が生じる直前に、シュー１ａの出入りを制御する。
【００４３】
同様にして、倣い装置１０ｂ，１０ｃ，１０ｄについても、冶具１４に差し掛かると、電磁弁２４ｂ，２４ｃ，２４ｄを作動させ、シュー１ｂ，１ｃ，１ｄを持ち上げる。
【００４４】
上述のようにして、倣い装置１０Ｕは、ワーク１００Ａの断続部ＨＬ及び治具１４などの干渉物付近に倣い装置１０ａ〜１０ｄが到達した場合、制御装置の信号によりエアシリンダ２０ａ〜２０ｄにより、シュー１ａ〜１ｄと干渉を避ける方向にシュー１を逃がす動作を行う。
【００４５】
倣い装置１０Ｕは、さらに進行方向にワーク１００Ａが存在し、倣い動作を続ける必要がある場合には、再度シュー１をワーク１００Ａに押付けて倣い作業を再開することもできる。
【００４６】
本実施形態によれば、倣い装置１０は、ワーク１００をクランプすることができるため、制御やワーク１００の位置精度に起因するズレが生じた場合でも、これを許容して倣うことができる。
【００４７】
倣い装置１０は、自身の動作により、断続部などとの干渉を避け、かつ必要な領域を倣うことができる。従って、倣い装置１０は、ワーク１００Ａを倣う動作中において、ワーク１００Ａの断続部ＨＬにシュー１が嵌り込んだり、或いはワーク１００Ａを固定する治具１４に干渉したりすることを避けることができる。
【００４８】
倣い装置１０Ｕは、複数の倣い装置１０により構成することで、１度の倣い動作で、複数のシュー１ａ〜１ｄによりワークを倣うことができる。
【００４９】
（第２の実施形態）
図５は、本発明の第２の実施形態に係る倣い装置１０Ａの構成を示す正面図である。また、ワーク１００を倣う方向（倣い装置の進行方向）は図の紙面に垂直な方向（Ｘ軸方向）とする。
【００５０】
倣い装置１０Ａは、図１に示す第１の実施形態に係る倣い装置１０において、シュー１のＸ軸方向にある両側側面を、ピン１６Ａでクランプ機構本体３４Ａに留める構成としている。このような構成とするために、クランプ機構本体３４Ａは、倣い装置１０のクランプ機構本体３４の形状を変形させたものである。その他の点は、倣い装置１０と同様である。
【００５１】
倣い装置１０Ａは、ピン１６Ａにより、シュー１をロール方向に揺動できるようにしている。
【００５２】
本実施形態によれば、第１の実施形態の作用効果に加え、さらに送り装置１５の制御誤差や、ワーク１００の取付け誤差などを吸収しながら倣う構成とすることができる。
【００５３】
（第３の実施形態）
図６は、本発明の第３の実施形態に係る倣い装置１０Ｂの構成を示す正面図である。また、ワーク１００を倣う方向（倣い装置の進行方向）は図の紙面に垂直な方向（Ｘ軸方向）とする。
【００５４】
倣い装置１０Ｂは、図１に示す第１の実施形態に係る倣い装置１０において、シュー１のＹ軸方向にある両側側面を、ピン１６Ｂでクランプ機構本体３４Ｂに留める構成としている。このような構成とするために、クランプ機構本体３４Ｂは、倣い装置１０のクランプ機構本体３４の形状を変形させたものである。その他の点は、倣い装置１０と同様である。
【００５５】
倣い装置１０Ｂは、ピン１６Ｂにより、シュー１をピッチ方向に揺動できるようにしている。
【００５６】
本実施形態によれば、第１の実施形態の作用効果に加え、さらに送り装置１５の制御誤差や、ワーク１００の取付け誤差などを吸収しながら倣う構成とすることができる。
【００５７】
（第４の実施形態）
図７は、本発明の第４の実施形態に係る倣い装置１０Ｃの構成を示す正面図である。また、ワーク１００を倣う方向（倣い装置の進行方向）は図の紙面に垂直な方向（Ｘ軸方向）とする。
【００５８】
倣い装置１０Ｃは、図１に示す第１の実施形態に係る倣い装置１０において、シュー１ＡのＸ軸方向にある両側側面を、ピン１６Ｃでクランプ機構本体３４Ｃに留め、クランプ機構本体３４Ｃとシュー１Ａの間に軸受１５を設け、軸受１５とシュー１Ａをアーム１７で接続した構成としている。このような構成とするために、クランプ機構本体３４Ｃは、倣い装置１０のクランプ機構本体３４の形状を変形させたものである。その他の点は、倣い装置１０と同様である。
【００５９】
倣い装置１０Ｃは、ピン１６Ｃにより、シュー１Ａをロール方向に揺動できるようにしている。また、軸受１５により、シュー１Ａ、ピン１６Ｃ及びこれらを保持するアーム１７をヨー方向に回転できるようにしている。
【００６０】
本実施形態によれば、第１の実施形態の作用効果に加え、さらに送り装置１５の制御誤差や、ワーク１００の取付け誤差などを吸収しながら倣う構成とすることができる。
【００６１】
（第５の実施形態）
図８は、本発明の第５の実施形態に係る倣い装置１０Ｄの構成を示す正面図である。また、ワーク１００を倣う方向（倣い装置の進行方向）は図の紙面に垂直な方向（Ｘ軸方向）とする。
【００６２】
倣い装置１０Ｄは、図１に示す第１の実施形態に係る倣い装置１０において、２つの接触子３１うちの１つの接触子３１の代わりに、クランプ機構本体３４Ｄに取り付けた円弧スライドガイド１９及び軸受１５を設け、円弧スライドガイド１９と軸受１５とをアーム１８で保持し、シュー１をシュー１Ａに代え、軸受１５とシュー１Ａとをアーム１７で保持した構成としている。このような構成とするために、クランプ機構本体３４Ｄは、倣い装置１０のクランプ機構本体３４の形状を変形させたものである。その他の点は、倣い装置１０と同様である。
【００６３】
円弧スライドガイド１９は、クランプ機構３の側面に配置し、倣い装置１０Ｄの進行方向であるピッチ方向に揺動可能なように取付けされている。円弧スライドガイド１９は、レール１９１及びブロック１９２を備えている。レール１９１は、クランプ機構本体３４Ｄの側面に固定されている。ブロック１９２は、アーム１８に固定されている。ブロック１９２は、レール１９１に対して円弧状にスライドすることができる。円弧スライドガイド１９の旋回中心は、シュー１Ａがワーク１００と接する面に設けてある。
【００６４】
図９は、本実施形態に係る２つの倣い装置１０Ｄ１，１０Ｄ２による構成を示す側面図である。
【００６５】
倣い装置１０Ｄ１，１０Ｄ２の基本構成は、倣い装置１０Ｄである。
【００６６】
倣い装置１０Ｄ１と倣い装置１０Ｄ２は、それぞれのシュー１ＡＡとシュー１ＡＢとの形状が異なる。また、シュー１ＡＡとシュー１ＡＢは、それぞれワーク１００に対して接触する接触位置Ｏ１，Ｏ２も異なる。そのため、倣い装置１０Ｄ１と倣い装置１０Ｄ２のそれぞれの円弧スライドガイド１９Ａ，１９Ｂの旋回半径も異なる。なお、円弧スライドガイド１９Ａ，１９Ｂは、同じ旋回半径のものを用いてもよい。
【００６７】
図１０は、本実施形態に係る倣い装置１０Ｄ２のシュー１ＡＢが傾いた状態を示す状態図である。
【００６８】
倣い装置１０Ｄ２は、シュー１ＡＢの回転中心をワーク１００の接触面に設けているため、Ｘ方向の位置ズレは起きない。
【００６９】
２つの倣い装置１０Ｄ１，１０Ｄ２により、ワーク１００を倣うことにより、１回の倣い動作で同時に、ワーク１００の別々の２箇所を倣うことができる。
【００７０】
本実施形態によれば、第１の実施形態の作用効果に加え、円弧スライドガイド１９により、倣い作業時にピッチ方向に生じた制御やワーク取付位置の誤差を吸収することができる。また、倣い装置１０Ｄの進行方向であるＸ方向の変化分を考慮する必要がないため、制御面での処置も単純化することができる。
【００７１】
従って、倣い装置１０Ｄは、シュー１Ａを保持する部分に円弧スライドガイド１９を配置することにより、倣いの進行方向であるピッチ方向の誤差を吸収しながら、かつワーク表面を旋回中心としてワークに倣うことができる。
【００７２】
（第６の実施形態）
図１１は、本発明の第６の実施形態に係る倣い装置１０Ｅの動作を示す状態図である。
【００７３】
倣い装置１０Ｅは、図１に示す第１の実施形態に係る倣い装置１０において、２つの接触子３１のうちの１つの接触子３１及びこの接触子３１に接続されている１つの弾性体３２を取り外し、もう１つの弾性体３２の代わりに、エアシリンダ８０を設け、シュー１の代わりに、シュー１Ａを設け、クランプ機構本体３４の代わりに、クランプ機構本体３４Ｅを設けている。エアシリンダ８０には、精密減圧弁８３を備えた空気圧回路が接続されている。その他の点は、倣い装置１０と同様である。
【００７４】
クランプ機構本体３４Ｅは、接触子３１が設けられていない側を、接触子３１と同じ長さになる程度にアーム状に伸ばしている。クランプ機構本体３４Ｅは、アーム状に伸ばした先の部分にシュー１Ａを取り付けている。このクランプ機構は、接触子３１とシュー１Ａにより、ワーク１００を挟む。
【００７５】
シュー１Ａは、例えばワーク１００の角部を倣うために構成された形状であり、かつ接触３１と向かい合わせることによって、ワーク１００を挟むことが可能である。
【００７６】
エアシリンダ８０は、接触子３１を内側に引き寄せる力を発生させる。これにより、エアシリンダ８０は、ワーク１００を挟む力（クランプする力）を発生させている。エアシリンダ８０は、シリンダ８０１及びロッド８０２を備えている。シリンダ８０１は、接触子３１に揺動可能なように取付けられている。ロッド８０２は、クランプ機構本体３４に揺動可能なように取付けられている。
【００７７】
精密減圧弁８３は、エアシリンダ８０の内部の空気圧を制御する。即ち、精密減圧弁８３は、エアシリンダ８０に圧縮空気を送り出す。精密減圧弁８３は、リリーフ機能付である。精密減圧弁８３は、エアシリンダ８０と圧縮空気の供給源（１次側）の間の空気圧回路に配置されている。精密減圧弁８３は、図示されていない制御機器から出力される電気信号により、エアシリンダ８０に送り出す空気圧力を調整することができる。また、この空気回路には、必要に応じて電磁弁やフィルタなどの機器も配置されているものとする。
【００７８】
次に、倣い装置１０Ｅによるワーク１００を把持する（クランプする）動作について説明する。
【００７９】
図１１（ａ）は、倣い装置１０Ｅがワーク１００を把持する前の状態を示す状態図である。図１１（ｂ）は、倣い装置１０Ｅがワーク１００を把持している状態を示す状態図である。図１１（ｃ）は、倣い装置１０Ｅの接触子３１を開いた状態を示す状態図である。
【００８０】
接触子３１は、エアシリンダ８０が収縮するようＳＤ側に圧力をかけることにより、ワーク１００を挟む。接触子３１は、エアシリンダ８０が拡張するようＳＣ側に圧力をかけることにより、ワーク１００を放す。
【００８１】
倣い装置１０Ｅは、図１１（ａ）に示すワーク１００を把持する前の状態から、ワーク１００をクランプする方法には、次のように行う。
【００８２】
１つのやり方は、倣い装置１０Ｅは、エアシリンダ２０を作動させて、シュー１Ａをワーク１００に押付ける。これにより、倣い装置１０Ｅは、接触子３１が開き、ワーク１００を挟むことができる。
【００８３】
もう１つのやり方は、倣い装置１０Ｅは、図１１（ｃ）に示すように、接触子３１を開く方向（ＳＣ側）にエアシリンダ８０に圧縮空気を送る。次に、倣い装置１０Ｅは、エアシリンダ２０で、シュー１Ａをワーク１００に接触させる動作を行う。その後、倣い装置１０Ｅは、接触子３１を閉じる方向に（ＳＤ側）にエアシリンダ８０に圧縮空気を送る。これにより、倣い装置１０Ｅは、ワーク１００を把持する。この場合は、倣い装置１０Ｅは、最初から接触子３１が開いているため、ワーク１００を挟みやすい。また、倣い装置１０Ｅは、ワーク１００を挟んだ後にクランプ力を増加させることもできる。
【００８４】
次に、倣い装置１０Ｅによるワーク１００を倣う動作について説明する。
【００８５】
倣い装置１０Ｅを傾けて使用する場合、クランプ機構３の自重により、クランプ機構３のクランプ力が増減することがある。同様に、シュー１Ａの自重により、シュー１Ａの押付け力が増減することがある。
【００８６】
このような場合、倣い装置１０Ｅは、エアシリンダ８０と精密減圧弁８３でワーク１００をクランプする力を調整する。このようにして、倣い装置１０Ｅは、重力の影響を軽減し、適切なクランプ力を常に与える。具体的には、制御機器は、傾きの程度に応じて、電気信号を精密減圧弁８３に出力し、精密減圧弁８３の調整すべき空気圧力を変更する。精密減圧弁により圧力を調整された圧縮空気は、エアシリンダ８０に送られる。このようにして、適切な圧力の範囲でクランプ力をコントロールすることができる。
【００８７】
制御機器は、倣い装置１０Ｅの傾きに応じて変化するクランプ力とこれを補正するために必要な空気圧力を予め求めておくことで、任意の傾き角度に対応することができる。
【００８８】
本実施形態によれば、第１の実施形態の作用効果に加え、以下の作用効果を得ることができる。
【００８９】
倣い装置１０Ｅは、傾かせて使用する場合に適した構成である。例えば、倣い装置１０Ｅを傾かせて使用する場合であっても、空気圧力を調整できる精密減圧弁を使用することにより、重力の影響を補正して、ワークに対して適切なクランプ力を常に与えることができる。また、倣い装置１０Ｅは、制御やワークの位置精度に起因するズレが生じた場合でも、これを許容して倣うことができる。
【００９０】
また、倣い装置１０Ｅは、ワークの幅寸法が変わる場合にも適した構成である。例えば、クランプに弾性体を用いるとワークの幅により接触子の位置が変化するため、クランプ力も変化する。しかし、エアシリンダを用いた場合は、空気圧力を一定にしておけばエアシリンダを作動させる力も一定である。したがって、ワークの幅や接触子の位置にかかわらず、一定のクランプ力を維持することが可能である。
【００９１】
（第７の実施形態）
図１２は、本発明の第７の実施形態に係る倣い装置１０Ｆの構成を示す正面図である。
【００９２】
倣い装置１０Ｆは、図１に示す第１の実施形態に係る倣い装置１０において、変位センサ５１，５２を設けている。また、倣い装置１０Ｆは、変位センサ５１，５２を設けるために、フレーム２Ａ，２Ｂ及びクランプ機構本体３４のそれぞれの形状を、フレーム２ＡＦ，２ＢＦ及びクランプ機構本体３４Ｆとしている。その他の点は、倣い装置１０と同様である。
【００９３】
変位センサ５１，５２は、ワーク１００に接するシュー１の動きを通じて、ワーク１００と送り装置１５のずれを検出するセンサである。変位センサ５１，５２は、例えば差動トランス式の変位センサである。
【００９４】
変位センサ５１は、差動トランス部５１１及び可動鉄心５１２を備えている。差動トランス部５１１は、スライド部６に固定されている。可動鉄心５１２は、フレーム２ＢＦに固定されている。図示されていない制御装置は、差動トランス部５１１と可動鉄心５１２との相対的な動き（ずれ）を検出する。制御装置は、この変位センサ５１の検出結果に基いて、送り装置１５を移動させる信号を与える。
【００９５】
変位センサ５２は、差動トランス部５２１及び可動鉄心５２２を備えている。差動トランス部５２１は、スライド部２ＢＦに固定されている。可動鉄心５２２は、クランプ機構本体３４Ｆに固定されている。図示されていない制御装置は、差動トランス部５２１と可動鉄心５２２との相対的な動き（ずれ）を検出する。制御装置は、この変位センサ５２の検出結果に基いて、送り装置１５を移動させる信号を与える。
【００９６】
次に、制御装置による倣い装置１０Ｆの制御方法について説明する。
【００９７】
図１２（ａ）は、倣い装置１０Ｆの適切な倣い状態を示している。図１２（ｂ）は、倣い装置１０Ｆの適切な倣い範囲からずれた状態を示している。
【００９８】
制御装置は、図１２（ｂ）に示す倣い装置１０Ｆの状態において、変位センサ５１により、倣い装置１０Ｆが適切な倣い範囲から垂直方向（Ｚ軸方向）にずれていることを検出する。制御装置は、変位センサ５１における可動鉄心５１１と差動トランス部５１２との相対的なずれが所定の幅よりもずれると、倣い装置１０Ｆが垂直方向（Ｚ軸方向）に、適切な倣い範囲からずれていると判断する。即ち、制御装置は、可動鉄心５１１と差動トランス部５１２との変位した幅により、適切な倣い範囲を定めるための基準となる位置からワーク１００がどのくらい垂直方向にずれているかを判断する。
【００９９】
従って、制御装置は、送り装置１５を垂直方向に、適切な倣い範囲内になるように移動させる信号を出力する。
【０１００】
また、制御装置は、図１２（ｂ）に示す倣い装置１０Ｆの状態において、変位センサ５２により、倣い装置１０Ｆが適切な倣い範囲から水平方向（Ｙ軸方向）にずれていることを検出する。制御装置は、変位センサ５２における可動鉄心５２１と差動トランス部５２２との相対的なずれが所定の幅よりもずれると、倣い装置１０Ｆが水平方向（Ｙ軸方向）に、適切な倣い範囲からずれていると判断する。即ち、制御装置は、可動鉄心５２１と差動トランス部５２２との変位した幅により、適切な倣い範囲を定めるための基準となる位置からワーク１００がどのくらい水平方向にずれているかを判断する。
【０１０１】
従って、制御装置は、送り装置１５を水平方向に、適切な倣い範囲内になるように移動させる信号を出力する。
【０１０２】
このようにして、制御装置は、送り装置１５を、図１２（ｂ）に示す状態から、図１２（ａ）示す状態に戻す。これにより、倣い装置１０は、適切な倣い範囲内の状態に修正される。
【０１０３】
本実施形態によれば、第１の実施形態の作用効果に加え、以下の作用効果を得ることができる。
【０１０４】
倣い装置１０Ｆは、変位センサ５１，５２を設けることにより、ワークを倣っている最中に、ワークの変形や、送り装置１５の制御ずれを検出することができる。従って、制御装置は、変位センサ５１，５２の検出結果に基いて、倣い装置１０Ｆの位置補正を行うことが可能である。これにより、倣い装置１０Ｆは、適切な倣い範囲を維持して倣うことができる。
【０１０５】
例えば、倣い装置１０Ｆは、予め想定するワークの形状に対して変形量が大きい可能性のあるワークなどに好適である。倣い装置１０Ｆは、倣う前に想定したワークの形状と多少異なる場合でも、変位センサ５１，５２の検出結果に応じて、倣い装置１０Ｆを保持する送り装置１５を動かすことで、常にワークを適切な倣い範囲内に保つことができる。
【０１０６】
従って、倣い装置１０Ｆは、ワークを把持することができれば、想定したワークの形状と多少異なる場合でも、その形状の違いを許容して、ワークを倣うことができる。
【０１０７】
（第８の実施形態）
図１３は、本発明の第８の実施形態に係る倣い装置１０ＵＡの構成を示す側面図である。
【０１０８】
倣い装置１０ＵＡは、図１に示す第１の実施形態に係る倣い装置１０Ｕに、倣う進行方向側に、ワーク端部や干渉物を検出するセンサ３０を設けている。その他の点は、倣い装置１０Ｕと同様である。
【０１０９】
倣い装置１０ＵＡは、シュー１ａとシュー１ｂ、シュー１ｂとシュー１ｃ、シュー１ｃとシュー１ｄの間隔がそれぞれピッチｐ１、ｐ２、ｐ３であるとする。
【０１１０】
センサ３０は、進行方向側のシュー１ａに固定されている。例えば、センサ３０は、非接触式センサである。センサ３０は、レーザＬＡを出力して、ワーク１００Ａの端部又は干渉物を検出するレーザ式のセンサである。センサ３０は、ある距離の設定範囲に被測定物が存在しない場合、信号を発する。また、センサ３０は、設定した範囲を超える大きな被測定物が存在すると、信号を発する。即ち、センサ３０は、ワークが無いという状態又は異物が存在するということを検出し、信号を発する。ワークが無いという状態は、例えば、断続部や端部である。異物とは、例えば、ワークを固定する冶具などの干渉物である。図示されていない制御機器により、センサ３０の検出結果が判断される。
【０１１１】
次に、倣い装置１０ＵＡによるワーク１００Ａの倣い動作について説明する。倣い装置１０ＵＡの基本的な動作については、第１の実施形態で説明した倣い装置１０Ｕと同様である。
【０１１２】
図１４は、本実施形態に係る倣い装置１０ＵＡの動作を示す状態図である。図１４（ａ）〜図１４（ｄ）は、倣い装置１０ＵＡによる倣い動作の状態を順次に示している。
【０１１３】
ワーク１００Ｂは、一部に断続部ＨＬがある長物のワークである。
【０１１４】
倣い装置１０ＵＡは、倣い動作中に、ワーク１００Ｂの断続部ＨＬをセンサ３０により検知する。センサ３０により検知され、発せられた信号は、制御機器に受信される。
【０１１５】
制御機器は、センサ３０から受信した信号により、倣い装置１０ＵＡのシュー１ａが逃げるべき位置に到達したと判定すると、倣い装置１０ａのエアシリンダ２０を制御し、上方にシュー１ａを逃がす。
【０１１６】
ここで、制御機器には、シュー１ａ〜１ｄのそれぞれの間隔がピッチｐ１，ｐ２，ｐ３であることが情報として入力されている。
【０１１７】
制御機器は、シュー１ａを断続部ＨＬから逃がした後に、順次にピッチｐ１，ｐ２，ｐ３だけそれぞれ進行するごとに、順次にシュー１ｂ〜１ｄを逃がす。
【０１１８】
このようにして、シュー１ａは、ワーク１００Ｂの断続部ＨＬに落ち込んで、干渉することを防止することができる。
【０１１９】
ここでは、一部に断続部ＨＬがある場合のワークＢについて説明したが、干渉物が他のものであっても同様に避けることができる。例えば、第１の実施形態で説明したワーク１００における冶具１４においても、倣い装置１０ＵＡは、回避することができる。
【０１２０】
本実施形態によれば、第１の実施形態による作用効果に加え、以下の作用効果を得ることができる。
【０１２１】
倣い装置１０ＵＡは、対象となるワークについてシュー１ａ〜１ｄを出し入れする駆動装置の作動位置を事前にプログラムしなくとも、センサ３０で検知することで、倣い動作中にシュー１ａから１ｄを干渉物から逃がすことができる。従って、倣い装置１０ＵＡは、倣い動作中においても、ワークや治具などとの干渉を防止することができる。
【０１２２】
（第９の実施形態）
図１５は、本発明の第９の実施形態に係る倣い装置１０ＵＢの動作を示す状態図である。
【０１２３】
倣い装置１０ＵＢは、図４に示す第１の実施形態に係る倣い装置１０Ｕにおいて、シュー１ａ〜１ｄのそれぞれに超音波探傷子９０ａ〜９０ｄを組み込んでいる。従って、倣い装置１０ＵＢは、倣い装置１０Ｕを倣い機構として用いた超音波探傷装置である。なお、超音波探傷のための水などの伝達媒質は、別途ホースなどで供給されるものとする。その他の点は、倣い装置１０Ｕと同様である。
【０１２４】
超音波探傷子９０ａ〜９０ｄは、倣おうとするワークのそれぞれ異なる部分を探傷するように取り付けられている。但し、超音波探傷子９０ａ〜９０ｄのうち２以上の超音波探傷子が倣おうとするワークの同じ部分を探傷するように取り付けられていてもよい。
【０１２５】
超音波探傷の対象となるワーク１００Ｃは、一部に断続部ＨＬのある長物のワークである。ワーク１００Ｃの端には、ワーク１００Ｃを固定する治具１４が設けられている。
【０１２６】
次に、倣い装置１０ＵＢによるワーク１００Ｃの超音波探傷の動作（倣い動作）について説明する。倣い装置１０ＵＢの基本的な動作については、第１の実施形態で説明した倣い装置１０Ｕと同様である。
【０１２７】
図１５（ａ）〜図１５（ｄ）は、倣い装置１０ＵＢによる超音波探傷の動作の状態を順次に示している。
【０１２８】
ワーク１００Ｃは、一部に断続部ＨＬがある長物のワークである。
【０１２９】
送り装置１５は、断続的なワーク１００Ｃを探傷する場合でも、探傷が必要な範囲までシュー１ａ〜１ｄを動かす。
【０１３０】
ここで、倣い装置１０ＵＢは、倣い装置１０ａ〜１０ｄのそれぞれのエアシリンダ２０により、シュー１ａ〜１ｄを出し入れすることができる。
【０１３１】
従って、倣い装置１０ＵＢは、ワーク１００Ｃの断続部や治具１４などとシュー１が干渉する場合はシュー１を逃がす。
【０１３２】
このようにして、倣い装置１０ＵＢは、一部に断続部ＨＬのある長物のワーク１００Ｃを超音波探傷する。
【０１３３】
本実施形態によれば、第１の実施形態による作用効果に加え、以下の作用効果を得ることができる。
【０１３４】
倣い装置１０ＵＢは、ワーク１００Ｃの断続部ＨＬや治具１４などと干渉することなく、超音波探傷を行うことができる。
【０１３５】
また、倣い装置１０ＵＢを構成するそれぞれの倣い装置１０ａ〜１０ｄに取り付けられた超音波探傷装置９０ａ〜９０ｄを、ワーク１００Ｃの異なる部分について探傷するように取り付けることにより、一度の探傷運転で、同時にワーク１００Ｃの複数個所を探傷することができる。
【０１３６】
（第１０の実施形態）
図１６〜図２７を参照して、第１０の実施形態に係る倣い装置１０ＵＢによるワーク１００Ｄの超音波探傷方法について説明する。なお、本実施形態に係る倣い装置１０ＵＢは、第９の実施形態に係る倣い装置１０ＵＢと基本的な構成は同じである。ここでは、倣い装置１０ＵＢは、２台の倣い装置１０による構成で説明する。
【０１３７】
本超音波探傷方法は、例えば送り装置１５及び送り装置１５を制御する制御機器などにより制御する方法である。また、倣い装置１０ＵＢ自体又は倣い装置１０ＵＢを直接制御する制御機器などに、本方法における手順を行う制御が含まれていてもよい。即ち、倣い装置１０ＵＢの動作につながる制御の全てが、本方法を実施することになる。
【０１３８】
超音波探傷の対象となるワーク１００Ｄは、円形断面の円柱形状又はテーパ形状のワークである。ここで、円形断面は、真円でなくともよい。円形断面は、円、楕円、又はこれらが歪んだ形状の断面でもよい。即ち、ワークは、断面が環状形状あるいは円弧形状でもよい。ワーク１００Ｄの外壁の内側には、突起物１２０が１つ以上あるものとする。この突起物は、ワーク１００Ｄの長手方向に伸びている。この突起物１２０が超音波探傷の直接の対象となる。
【０１３９】
以下、倣い装置１０ＵＢによる突起物１２０を超音波探傷する方法について説明する。
【０１４０】
図１６は、本発明の第１０の実施形態に係る超音波探傷方法における倣い装置１０ＵＢの配置を示す配置図である。図１６（ａ）は、本実施形態に係る超音波探傷方法における倣い装置１０ＵＢの配置を示すワーク１００ＤのＹ−Ｚ平面の断面図である。図１６（ｂ）は、本実施形態に係る超音波探傷方法における倣い装置１０ＵＢの配置を示すワーク１００ＤのＺ−Ｘ平面の断面図である。
【０１４１】
まず、座標系および倣い装置１０ＵＢが動く軸について説明する。
【０１４２】
Ｚ軸は、ワーク１００Ｄの断面である楕円に類似した形状の長軸方向である。倣い装置１０ＵＢは、Ｚ軸上を移動する。
【０１４３】
Ｙ軸は、ワーク１００Ｄの断面である楕円に類似した形状の短軸方向である。本超音波探傷方法では、倣い装置１０ＵＢのＹ軸方向の移動を行わない。ワーク１００Ｄの短軸側であるＹ方向に移動すると、ワーク１００Ｄと送り装置１５が干渉する可能性があるためである。このＹ軸方向の移動がないことを補うのが、倣い装置１０ＵＢに設けたエアシリンダ２０の動作（後述するＡ軸）である。もし、ワーク１００Ｄの長軸と短軸が以下に説明する例と入れ替わっている場合は、Ｚ軸を固定し、Ｙ軸を動かせばよい。
【０１４４】
Ｘ軸は、ワーク１００Ｄの長手方向である。また、倣い装置１０ＵＢの超音波探傷方向である。
【０１４５】
θ軸は、ワーク１００Ｄの回転軸である。
【０１４６】
α１軸は、ワーク１００Ｄの回転軸（θ軸）と平行な軸まわりの倣い装置１０ＵＢの回転軸である。
【０１４７】
Ａ軸は、エアシリンダ２０の出入り方向である。
【０１４８】
図１７は、本実施形態に係る超音波探傷方法における倣い装置１０ＵＢのＺ−Ｘ平面座標上の動きを示す座標図である。図１８は、本実施形態に係る超音波探傷方法における倣い装置１０ＵＢのＹ−Ｚ平面座標上の動きを示す座標図である。
【０１４９】
α２軸は、図１７に示すように、Ｚ−Ｘ平面座標上において、左右に遥動するように、倣い装置１０ＵＢを回転させる回転軸である。
【０１５０】
α３軸は、図１７及び図１８に示すように、Ａ軸方向を中心として回転させる回転軸である。
【０１５１】
本超音波探傷方法の概要は、まず、倣い装置１０ＵＢの傾き角度と突起物１２０の法線方向を合わせ、次に、突起物１２０の長手（Ｘ方向）に沿って超音波探傷を行う。
【０１５２】
次に、倣い装置１０ＵＢの傾き角度と突起物１２０の法線方向を合わせる手順について説明する。本手順は、図２５に示す超音波探傷を行う姿勢の倣い装置１０ＵＢの状態にするまでの手順である。
【０１５３】
図２５は、本実施形態による超音波探傷方法による超音波探傷を行う姿勢の倣い装置１０ＵＢの状態を示す状態図である。この状態は、超音波探傷子９０を埋め込んだシュー１が突起物１２０に密着している状態である。また、倣い装置１０ＵＢの傾き角度と突起物１２０の法線方向が一致した状態でもある。
【０１５４】
ここで、図２０を参照して、長さＬ１について説明する。
【０１５５】
長さＬ１は、倣い装置１０ＵＢが探傷に最も適する長さである。即ち、長さＬ１は、ワーク１００Ｄに密着して、エアシリンダ２０が適切に縮んだ長さである。具体的には、長さＬ１は、倣い装置１０ＵＢのα１軸の回転中心を起点として、シュー１がワーク１００Ｄに接している面まで、Ａ軸に平行に降ろしてきた長さである。
【０１５６】
倣い装置１０ＵＢは、初期状態として、図１９に示す状態にあるものとする。
【０１５７】
手順１は、突起物１２０を起点とした法線ベクトルＶ１の先端の点とθ軸の回転中心とを結ぶ線と、Ｚ軸とのなす角度θ１を求める（図２１参照）。ここで、突起物１２０の法線ベクトルＶ１の長さは、長さＬ１である。
【０１５８】
手順２は、ワーク１００Ｄを回転させる回転軸θを角度θ１回転させる（図２２参照）。その際、Ｙ−Ｚ平面だけで考えればよい。法線ベクトルＶ１の終点の座標を（ｘ、ｙ、ｚ）とすれば、回転量θ１は次のようになる。
【０１５９】
θ１＝tan-1（ｙ／ｚ）
この回転により、法線ベクトルＶ１の終点がＺ軸上に一致する。この点をＰ１とする。
【０１６０】
手順３は、法線ベクトルＶ１とＺ軸のなす角度θ２を求める（図２２参照）。
【０１６１】
手順４は、倣い装置１０ＵＢを角度θ２回転する（図２３参照）。この手順により、法線ベクトルＶ１は、倣い装置１０ＵＢと平行になる。
【０１６２】
手順５は、倣い装置１０ＵＢのα１軸中心である点Ｐ２と、手順２により求まった点Ｐ１が一致するように、送り装置のＺ軸を下降させる（図２４参照）。この状態では、倣い装置１０ＵＢと突起物１２０の間にまだ隙間がある。
【０１６３】
手順６は、倣い装置１０ＵＢのエアシリンダ２０を作動させ、倣い装置１０ＵＢのシュー１を出す（図２５参照）。
【０１６４】
このようにして、手順１から手順６の制御をすることにより、シュー１をワーク１００Ｄの突起物１２０に密着させることができる。この状態の倣い装置１０ＵＢは、エアシリンダ２０が適切に縮んだ長さＬ１となる。
【０１６５】
ここで、シュー１を出す理由について説明する。もしＹ方向の動きが可能であれば、Ｚ方向とＹ軸の合成動作（斜め動作）で法線をあわせることができる。しかし、前述したように、Ｙ方向の動きはできない。この代わりに、この斜めの動作を倣い装置１０ＵＢのシュー１の出し入れによって行うことができる。
【０１６６】
図２５に示すように、法線が一致した状態の後に、突起物１２０のＸ軸方向（長手方向）に送り装置１５を動かし、超音波探傷を行う。
【０１６７】
Ｘ軸方向に送り装置１５を動かす場合、ワーク１００Ｄの形状（例えばテーパ状）によっては、突起物１２０の法線方向は常に変化する場合がある。この場合は、Ｘ方向の進行に伴い、手順１〜５の操作を常時行う必要がある。
【０１６８】
また、ワーク１００Ｄがテーパ形状をしている場合などは、図２６に示すようなα２軸及びα３軸による２軸廻りの軸回転が必要である。この回転方向は、図１７及び図１８に示すように、例えば進行方向の２点の座標を用いてベクトルを構成し、２軸廻りに倣い装置の姿勢を変化させる必要がある。
【０１６９】
さらに、Ｚ方向のストローク変化が大きく、倣い装置１０ＵＢが突起物１２０に届かない場合は、図２７に示すように、送り装置１５のＸ軸方向の姿勢を傾けるなどして対応させる。
【０１７０】
また、α３軸により倣い装置１０ＵＢを１８０度反転させ、送り装置１５を動かせば、探傷しようとする面の数よりも少ない個数の超音波探傷子で、突起物１２０の面を探傷することも可能である。
【０１７１】
本実施形態によれば、以下の作用効果を得ることができる。
【０１７２】
本実施形態によれば、倣い装置１０ＵＢの機能を用いることで、ワーク１００Ｄとの干渉を避けたり、送り装置１５の制御などの誤差を吸収しながら、ワーク１００Ｄ内面にある突起物１２０の超音波探傷を行うことができる。従って、倣い装置１０ＵＢの機能を活かした超音波探傷を行うことができる。
【０１７３】
本超音波探傷方法は、例えば航空機の機体内面にある縦通材の超音波探傷に適している。即ち、縦通材を前述のワーク内面の突起物１２０とみなして本方法を適用する。このようにすることで、超音波探傷子９０を縦通材に沿って動かすことで超音波探傷を行うことができる。
【０１７４】
このように、流線形状をしている機体の前部や後部などの内面の空間が狭い場合であっても、本方法を適用することで、送り装置１５とワーク１００Ｄの干渉を防止して探傷を行うことができる。また、縦通材が断続的な場合であっても、シュー１を出し入れすることで、断続部に干渉しないようにすることができる。同様に、図示されていない回転装置の回転誤差や、ワークの据付け誤差についても、その誤差を吸収しながら超音波探傷を行うことができる。
【０１７５】
なお、各実施形態は、以下のように変形して実施することができる。
【０１７６】
各実施形態において、垂直方向の直動スライドガイド７のレール７１及びブロック７２の取付けは、上述の構成と逆でもよい。即ち、倣い装置は、レール７１をフレーム２Ｂに固定し、ブロック７２をスライド部７１に固定した構成としてもよい。同様に、横方向の直動スライドガイド８のレール８１及びブロック８２についても、逆の構成でもよい。また、垂直方向の直動スライドガイド７や横方向の直動スライドガイド８の個数や取付方向は、機能を満たすことができれば、限定はしない。
【０１７７】
各実施形態に係る倣い装置において、弾性体４は無くともよい。例えば、ワークの大きさや形状、センタリング範囲が小さいなど、クランプしやすい条件であれば、弾性体４を省略した構成とすることができる。
【０１７８】
各実施形態において、２つの接触子は、挟む力を発生させる構成であれば、いくつであってもよい。
【０１７９】
第１の実施形態の変形例として、図２及び図３に示すように、接触子３１の片側を、シュー１を取り付ける形状のアームとしてもよい。また、シューは、ワーク１００に沿うような直方体形状のシュー１Ａや一部がワークに嵌るように欠けている直方体形状のシュー１Ｂとしてもよいし、他の形状でもよい。これにより、ワーク１００の側面や底面、さらに角部（角部がＲ形状をしていても良い）を倣う場合などに適した倣い装置とすることができる。このような変形例の倣い装置においても、クランプ機構としての機能は変わることはなく、第１の実施形態と同様のズレを許容することのできる効果を得ることができる。このような変形例は、他の実施形態の倣い装置においても、同様の構成とすることができる。
【０１８０】
第２の実施形態から第５の実施形態において、シューの揺動などができるように、シュー１の動きの自由度を追加した構成としているが、これらの実施形態における構成は、自由に組み合わせてもよい。これにより、さらに、送り装置の制御誤差や、ワーク取付け誤差などを吸収してワークに倣うことのできる倣い装置とすることができる。
【０１８１】
第１の実施形態及び第８の実施形態において、倣い装置１０を４個や２個つなげた構成について説明したが、これに限らない。ワーク１００を倣う倣い装置１０は、いくつつなげてもよい。または、１個でワーク１００を倣ってもよい。
【０１８２】
第６の実施形態では、電気信号を用いて、精密減圧弁８３の空気圧力を変更することを述べたが、電気信号を用いない精密減圧弁や一般の減圧弁を用いて、必要に応じて手動などで調整する使い方でもよい。
【０１８３】
第７の実施形態において、変位センサ５１，５２は、差動トランス式のように連続的に測定できるものではなく、例えばＯＮとＯＦＦを検出できるものでも良い。例えば、可動鉄心５１２，５２２の代わりにドグ、差動トランス部５１１，５２１の代わりに近接センサとするような構成である。
【０１８４】
上述の構成により、このドグとセンサが相対的に動くことにより、送り装置等を制御する制御装置は、ＯＮ又はＯＦＦを検出する。このとき、例えば図１２（ｂ）を近接センサのＯＦＦ、図１２（ａ）の状態をＯＮとしておく。即ち、これらのセンサは、適切な倣い範囲をＯＮ、倣い範囲を超えた場合をＯＦＦとして検出する。もし、適切な倣い範囲を超えて、近接センサがＯＦＦとなった場合は、倣い範囲が適切でないことを示している。よって、前記と同様に送り装置１５を適切な倣い範囲まで戻せばよい。このような適切な倣い範囲は、倣い装置１０Ｆのストロークの余裕などを持って決めれば良い。また、変位センサ５１，５２は、必要に応じて、どちらか一方又は両方としても良い。また、変位センサ５１，５２は、取付位置やセンサの個数は実施形態に限らない。
【０１８５】
第８の実施形態において、センサ３０は、非接触式センサを用いて説明したが、特に非接触式に限定することはなく、接触式でも前述の機能を満たせばよい。また、センサの取付け個数や位置も、限定することなく、ワーク端部や干渉物などを検知できる位置に取付ければよい。
【０１８６】
第９の実施形態において、第１の実施形態に係る倣い装置１０を基本構成とした超音波探傷装置について説明したが、第２実施形態から第８の実施形態のいずれの倣い装置を基本構成としてもよい。また、これらの実施形態を組み合わせた構成の倣い装置を基本構成としてもよい。このような構成により、各々の実施形態における倣い装置の作用効果が得られる超音波探傷装置を構成することができる。例えば、このような超音波探傷装置は、送り装置１５による上下方向の制御誤差などについては、エアシリンダ２０で吸収することができる。また、クランプ機構３や円弧スライドガイド１９Ａ，１９Ｂの機能を活用することで、制御やワーク取付位置の誤差を吸収しながら、超音波探傷を行うことができる。
【０１８７】
第１０の実施形態において、第９の実施形態に係る倣い装置１０ＵＢによる超音波探傷方法について説明したが、他の実施形態に係る倣い装置でも同様に適用することができる。また、複数の実施形態の構成を組み合わせた倣い装置でも、基本的には、同様に適用することができる。これらの倣い装置により、本超音波探傷方法による探傷を実施した場合は、各実施形態に係る倣い装置による作用効果を得ながら探傷することができる。
【０１８８】
各実施形態において、倣い装置の下側にワークがある場合について説明したが、倣い装置は、横向きに使用してもよいし、下向きにしてもよい。また、説明の便宜上、倣い装置の構成においても、ワークが下側にあることを想定した説明をしている。従って、倣い装置を横向き又は下向きに使用する場合は、倣い装置を構成する部位の動きも、その使用態様に対応した動きになる。例えば、ワークが下側にあることを想定した場合における垂直方向は、倣い装置を横向きに使う場合は、水平方向の動きとなる。
【０１８９】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１９０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る倣い装置の動作を示す状態図。
【図２】第１の実施形態の第１の変形形態に係る倣い装置の構成を示す正面図。
【図３】第１の実施形態の第２の変形形態に係る倣い装置の構成を示す正面図。
【図４】第１の実施形態に係る倣い装置による倣い動作の状態を示す状態図。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る倣い装置の構成を示す正面図。
【図６】本発明の第３の実施形態に係る倣い装置の構成を示す正面図。
【図７】本発明の第４の実施形態に係る倣い装置の構成を示す正面図。
【図８】本発明の第５の実施形態に係る倣い装置の構成を示す正面図。
【図９】第５の実施形態に係る２つの倣い装置による構成を示す側面図。
【図１０】第５の実施形態に係る倣い装置のシューが傾いた状態を示す状態図。
【図１１】本発明の第６の実施形態に係る倣い装置の動作を示す状態図。
【図１２】本発明の第７の実施形態に係る倣い装置の構成を示す正面図。
【図１３】本発明の第８の実施形態に係る倣い装置の構成を示す側面図。
【図１４】第８の実施形態に係る倣い装置の動作を示す状態図。
【図１５】本発明の第９の実施形態に係る倣い装置の動作を示す状態図。
【図１６】本発明の第１０の実施形態に係る超音波探傷方法における倣い装置の配置を示す配置図。
【図１７】第１０の実施形態に係る超音波探傷方法における倣い装置のＺ−Ｘ平面座標上の動きを示す座標図。
【図１８】第１０の実施形態に係る超音波探傷方法における倣い装置のＹ−Ｚ平面座標上の動きを示す座標図。
【図１９】第１０の実施形態に係る超音波探傷方法における倣い装置の初期状態を示す座標図。
【図２０】第１０の実施形態に係る超音波探傷方法における倣い装置の長さＬ１を示す構成図。
【図２１】第１０の実施形態に係る超音波探傷方法における手順１を説明するための倣い装置の状態を示す状態図。
【図２２】第１０の実施形態に係る超音波探傷方法における手順２を説明するための倣い装置の状態を示す状態図。
【図２３】第１０の実施形態に係る超音波探傷方法における手順３及び手順４を説明するための倣い装置の状態を示す状態図。
【図２４】第１０の実施形態に係る超音波探傷方法における手順５を説明するための倣い装置の状態を示す状態図。
【図２５】第１０の実施形態に係る超音波探傷方法における手順６を説明するための倣い装置の状態を示す状態図。
【図２６】第１０の実施形態に係る超音波探傷方法におけるα２軸及びα３軸の軸回転を示す装置の状態を示す状態図。
【図２７】第１０の実施形態に係る超音波探傷方法における送り装置の姿勢をＸ軸方向に傾けた状態を示す状態図。
【符号の説明】
【０１９１】
１…シュー、２Ａ，２Ｂ…フレーム、３…クランプ機構、４…弾性体、６…スライド部、７…垂直方向の直動スライドガイド、８…横方向の直動スライドガイド、９…固定部、１０…倣い装置、１５…送り装置、２０…エアシリンダ、２３…精密減圧弁、２４…電磁弁、１００…ワーク。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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