特開 2023-157098 レーザ検査装置及びレーザ検査方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023157098

(43)【公開日】2023-10-26

(54)【発明の名称】レーザ検査装置及びレーザ検査方法

(51)【国際特許分類】

   G01N 21/954 20060101AFI20231019BHJP

   G02B 23/26 20060101ALI20231019BHJP

   G01B 11/24 20060101ALI20231019BHJP

【ＦＩ】

G01N21/954 A

G02B23/26 B

G01B11/24 K

【審査請求】未請求

【請求項の数】16

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022066775

(22)【出願日】2022-04-14

(71)【出願人】

【識別番号】320005154

【氏名又は名称】日本製鋼所Ｍ＆Ｅ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100103894

【弁理士】

【氏名又は名称】家入 健

(72)【発明者】

【氏名】藤田 聡

【テーマコード（参考）】

2F065

2G051

2H040

【Ｆターム（参考）】

2F065AA01

2F065AA03

2F065AA04

2F065AA30

2F065AA51

2F065BB08

2F065DD02

2F065FF04

2F065GG04

2F065JJ19

2F065JJ26

2F065LL12

2F065MM07

2F065MM08

2F065MM11

2F065PP02

2G051AA82

2G051AC17

2G051BA10

2G051BB01

2G051BB11

2G051CA01

2G051CA04

2G051CB01

2H040AA01

2H040CA01

2H040CA02

2H040FA02

(57)【要約】

【課題】検査対象である管状部材の長手方向に平行な二次元レーザ光を照射すること。
【解決手段】一実施形態に係るレーザ検査装置は、管状部材の内部に挿入された際、管状部材の軸方向に沿って延設されると共に、管状部材の軸方向に垂直な二次元レーザ光を出射する二次元レーザ変位センサと、二次元レーザ変位センサから出射された二次元レーザ光を、管状部材の軸方向に進行するように反射させる第１のミラーと、第１のミラーにおいて反射した二次元レーザ光を、同一平面内において、管状部材の径方向外側に向かって進行するように反射させる第２のミラーと、を備える。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

管状部材の内部に挿入され、レーザ光を照射して前記管状部材の内周面を検査するレーザ検査装置であって、
前記管状部材の内部に挿入された際、
前記管状部材の軸方向に沿って延設されると共に、前記管状部材の軸方向に垂直な二次元レーザ光を出射する二次元レーザ変位センサと、
前記二次元レーザ変位センサから出射された前記二次元レーザ光を、前記管状部材の軸方向に進行するように反射させる第１のミラーと、
前記第１のミラーにおいて反射した前記二次元レーザ光を、同一平面内において、前記管状部材の径方向外側に向かって進行するように反射させる第２のミラーと、を備える、
レーザ検査装置。

【請求項2】

前記二次元レーザ光は、幅を広げつつ進行するように前記二次元レーザ変位センサから出射される、
請求項１に記載のレーザ検査装置。

【請求項3】

前記管状部材の内周面において前記二次元レーザ光が照射された部位を撮像するカメラをさらに備える、
請求項１又は２に記載のレーザ検査装置。

【請求項4】

前記カメラは、前記第１のミラーと前記第２のミラーとの隙間から撮像するように配置される、
請求項３に記載のレーザ検査装置。

【請求項5】

前記管状部材の内部に挿入された際、
前記管状部材の軸方向の一端側に設けられると共に、当該レーザ検査装置を前記管状部材の周方向に回転させる回転機構をさらに備え、
前記回転機構によって、前記管状部材の周方向に回転しつつ、前記二次元レーザ光を前記管状部材の内周面に照射する、
請求項１に記載のレーザ検査装置。

【請求項6】

前記回転機構は、
車軸が前記管状部材の軸方向に平行であって、前記管状部材の内周面に接触可能に設けられた駆動輪と、
前記駆動輪を駆動する駆動源と、
車軸が前記管状部材の軸方向に平行であって、前記管状部材の軸を介して、前記駆動輪と対向配置された車輪と、を備える、
請求項５に記載のレーザ検査装置。

【請求項7】

前記回転機構は、
前記車輪を前記管状部材の径方向にスライドさせる直動機構をさらに備える、
請求項６に記載のレーザ検査装置。

【請求項8】

前記駆動輪及び前記車輪の少なくとも一方を複数備える、
請求項６又は７に記載のレーザ検査装置。

【請求項9】

（ａ）レーザ検査装置を管状部材の内部に挿入する工程と、
（ｂ）前記レーザ検査装置からレーザ光を照射して前記管状部材の内周面を検査する工程と、を備えたレーザ検査方法であって、
前記レーザ検査装置は、
前記管状部材の軸方向に沿って延設される二次元レーザ変位センサと、
第１及び第２のミラーと、を備え、
工程（ｂ）において、
前記二次元レーザ変位センサから出射された前記管状部材の軸方向に垂直な二次元レーザ光を、前記第１のミラーによって、前記管状部材の軸方向に進行するように反射させ、
前記第１のミラーで反射した前記二次元レーザ光を、前記第２のミラーによって、同一平面内において、前記管状部材の径方向外側に向かって進行するように反射させる、
レーザ検査方法。

【請求項10】

前記二次元レーザ光は、幅を広げつつ進行するように前記二次元レーザ変位センサから出射される、
請求項９に記載のレーザ検査方法。

【請求項11】

工程（ｂ）において、前記レーザ検査装置は、
前記管状部材の内周面において前記二次元レーザ光が照射された部位を撮像するカメラをさらに備える、
請求項９又は１０に記載のレーザ検査方法。

【請求項12】

前記カメラは、前記第１のミラーと前記第２のミラーとの隙間から撮像するように配置される、
請求項１１に記載のレーザ検査方法。

【請求項13】

工程（ｂ）において、前記レーザ検査装置は、
前記管状部材の軸方向の一端側に設けられると共に、当該レーザ検査装置を前記管状部材の周方向に回転させる回転機構をさらに備え、
前記回転機構によって、前記管状部材の周方向に回転しつつ、前記二次元レーザ光を前記管状部材の内周面に照射する、
請求項９に記載のレーザ検査方法。

【請求項14】

前記回転機構は、
車軸が前記管状部材の軸方向に平行であって、前記管状部材の内周面に接触可能に設けられた駆動輪と、
前記駆動輪を駆動する駆動源と、
車軸が前記管状部材の軸方向に平行であって、前記管状部材の軸を介して、前記駆動輪と対向配置された車輪と、を備える、
請求項１３に記載のレーザ検査方法。

【請求項15】

前記回転機構は、
前記車輪を前記管状部材の径方向にスライドさせる直動機構をさらに備える、
請求項１４に記載のレーザ検査方法。

【請求項16】

前記駆動輪及び前記車輪の少なくとも一方を複数備える、
請求項１４又は１５に記載のレーザ検査方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示はレーザ検査装置及びレーザ検査方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１に開示されているように、例えばボイラ等の管状部材の肉厚測定や内部探傷等の検査に超音波検査装置が用いられる。特許文献１では、管状部材の内部に超音波検査装置を挿入し、超音波検査装置から管状部材に超音波を照射して管状部材を検査する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００１－００４６０３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

発明者は、超音波に代えて面状の二次元レーザ光を管状部材の内周面に照射して、当該内周面を検査する二次元レーザ変位センサが搭載されたレーザ検査装置を開発している。
このようなレーザ検査装置では、検査対象である管状部材の長手方向に平行な二次元レーザ光を照射したい。

【0005】

しかしながら、当該管状部材の内部に挿入されるレーザ検査装置において、管状部材の長手方向に平行な二次元レーザ光を出射するように二次元レーザ変位センサを配置するのは難しかった。すなわち、検査対象である管状部材の長手方向に平行な二次元レーザ光を照射するのが難しいという問題があった。
その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかになるだろう。

【課題を解決するための手段】

【0006】

一実施形態に係るレーザ検査装置は、
管状部材の内部に挿入された際、
管状部材の軸方向に沿って延設されると共に、管状部材の軸方向に垂直な二次元レーザ光を出射する二次元レーザ変位センサと、
二次元レーザ変位センサから出射された二次元レーザ光を、管状部材の軸方向に進行するように反射させる第１のミラーと、
第１のミラーにおいて反射した二次元レーザ光を、同一平面内において、管状部材の径方向外側に向かって進行するように反射させる第２のミラーと、を備える。

【0007】

一実施形態に係るレーザ検査方法は、
二次元レーザ変位センサから出射された管状部材の軸方向に垂直な二次元レーザ光を、第１のミラーによって、前記管状部材の軸方向に進行するように反射させ、
前記第１のミラーで反射した前記二次元レーザ光を、第２のミラーによって、同一平面内において、前記管状部材の径方向外側に向かって進行するように反射させる。

【発明の効果】

【0008】

前記一実施形態によれば、検査対象である管状部材の長手方向に平行な二次元レーザ光を照射可能なレーザ検査装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】第１の実施形態に係るレーザ検査装置を用いて管状部材の内部を検査する様子を模式的に示す側面図である。

【図2】第１の実施形態に係るレーザ検査装置を模式的に示す斜視図である。

【図3】第１の実施形態に係るレーザ検査装置を模式的に示す正面図である。

【図4】第１の実施形態に係るレーザ検査装置を模式的に示す側面図である。

【図5】第１の実施形態に係るレーザ検査装置を模式的に示す側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、具体的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。ただし、以下の実施形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜簡略化されている。

【0011】

（第１の実施形態）
図１～図５を参照して、第１の実施形態に係るレーザ検査装置の構成の一例について説明する。図１は、第１の実施形態に係るレーザ検査装置を用いて管状部材の内部を検査する様子を模式的に示す側面図である。図２は、第１の実施形態に係るレーザ検査装置を模式的に示す斜視図である。図３は、第１の実施形態に係るレーザ検査装置を模式的に示す正面図である。図４は、第１の実施形態に係るレーザ検査装置を模式的に示す側面図である。図５は、第１の実施形態に係るレーザ検査装置を模式的に示す側面図である。

【0012】

なお、図１及びその他の図面に示した右手系ｘｙｚ直交座標は、構成要素の位置関係を説明するための便宜的なものである。通常、ｚ軸正方向が鉛直上向き、ｘｙ平面が水平面であり、図面間で共通である。

【0013】

＜レーザ検査装置を用いた検査の概要＞
まず、図１を参照して、本実施形態に係るレーザ検査装置１０を用いた検査の概要について説明する。図１には、本実施形態に係るレーザ検査装置１０を用いて管状部材の内部を検査する様子が模式的に示されており、検査対象である管状部材の断面図が示されている。図１に示す管状部材は、本体である管状のボディと、ボディの内部に連通する交差孔とを有している。なお、交差孔は必須ではない。図１に示す管状部材は、特に限定されないが、例えば低密度ポリエチレン製造用の反応容器である。

【0014】

図１に示すように、レーザ検査装置１０は、管状部材のボディの内部に挿入される。レーザ検査装置１０からボディの内周面に面状の二次元レーザ光ＬＢを照射し、ボディの内周面や交差孔の端部の形状等を検査する。そのため、レーザ検査装置１０によって、例えば管状部材のボディの内周面や交差孔の端部に形成された表面傷を検出できる。

【0015】

詳細には後述するように、図１において、レーザ検査装置１０は、管状部材の内周面に沿って回転しつつ、ボディの内周面に二次元レーザ光ＬＢを照射できる。また、レーザ検査装置１０は、例えば図示しないクレーン等によって吊り上げられており、上下方向（ｚ軸方向）に移動できる。このような構成によって、レーザ検査装置１０を用いて管状部材のボディの内周面全体を検査できる。

【0016】

なお、図１において、レーザ検査装置１０を上下逆にして、管状部材のボディの内部に挿入してもよい。
以下では、図１に示す「管状部材のボディの内周面」を単に「管状部材の内周面」を呼び、「管状部材のボディの軸方向」を単に「管状部材の軸方向」等と呼ぶ。

【0017】

＜レーザ検査装置の構成＞
次に、図１～図５を参照して、本実施形態に係るレーザ検査装置１０の構成について説明する。図１～図５に示すように、本実施形態に係るレーザ検査装置１０は、本体部１１、上部回転機構１２、及び下部回転機構１３を備える。

【0018】

＜本体部１１の構成＞
まず、本体部１１について説明する。
図２～図５に示すように、本体部１１は、天板ＴＰ１、底板ＢＰ１、二次元レーザ変位センサＬＤＳ、センサホルダＳＨ、ミラーＭ１、Ｍ２、ミラー支持部材ＭＳ１、ＭＳ２、カメラＣＭ、及びカメラホルダＣＨを備えている。

【0019】

二次元レーザ変位センサＬＤＳは、例えば図１、図３に示すように、管状部材の内部に挿入された際、管状部材の軸方向（ｚ軸方向）に沿って延設される。
また、図３に示すように、二次元レーザ変位センサＬＤＳは、上部にレーザ出射部ＬＥを備え、下部に受光部ＬＲを備えている。二次元レーザ変位センサＬＤＳのレーザ出射部ＬＥから、管状部材の軸方向（ｚ軸方向）に垂直な二次元レーザ光ＬＢが、管状部材の径方向内側（ｙ軸負方向）に出射される。二次元レーザ変位センサＬＤＳから出射された二次元レーザ光ＬＢは、ｘ軸方向に幅を広げつつ、ｙ軸負方向に進行するｘｙ平面に平行な面状光である。

【0020】

例えば図２に示すように、二次元レーザ光ＬＢは、幅を広げつつ進行するように二次元レーザ変位センサＬＤＳから出射され、ミラーＭ１、Ｍ２をこの順に反射して、図１に示す管状部材の内周面に照射される。ミラーＭ１、Ｍ２を介して二次元レーザ光ＬＢを照射することによって、光路長が大きくなるため、管状部材の内周面に照射する二次元レーザ光ＬＢの幅を広げられる。

【0021】

他方、管状部材の内周面において反射したレーザ光は図示されていないが、ミラーＭ２、Ｍ１をこの順に反射して、図３に示す二次元レーザ変位センサＬＤＳの受光部ＬＲによって受光される。
また、図５に示すように、二次元レーザ変位センサＬＤＳには、信号を送受信するためのセンサケーブルＣ１が接続されている。

【0022】

二次元レーザ変位センサＬＤＳは、管状部材の内部に挿入された際、管状部材の軸方向（ｚ軸方向）に沿って延設されると共に、管状部材の軸方向（ｚ軸方向）に垂直な二次元レーザ光ＬＢを出射すれば、どのように配置されてもよい。
本実施形態では、例えば図３、図５に示すように、二次元レーザ変位センサＬＤＳは、センサホルダＳＨに支持されている。そして、センサホルダＳＨは、天板ＴＰ１の下面（下側の主面）に固定されている。すなわち、二次元レーザ変位センサＬＤＳは、センサホルダＳＨを介して、天板ＴＰ１に固定されている。

【0023】

ここで、天板ＴＰ１は、例えば円板状の部材である。天板ＴＰ１は、管状部材の内部に挿入された際、主面が管状部材の軸方向（ｚ軸方向）に垂直になるように配置される。すなわち、二次元レーザ変位センサＬＤＳからｙ軸負方向に出射された二次元レーザ光ＬＢは、天板ＴＰ１の主面に平行である。

【0024】

ミラー（第１のミラー）Ｍ１は、例えば図２、図３に示すように、二次元レーザ変位センサＬＤＳから出射された二次元レーザ光ＬＢを、管状部材の軸方向（ｚ軸方向）に進行するように反射させる。すなわち、図３に示すように、ｙ軸負方向に進行する二次元レーザ光ＬＢは、ｘ軸方向から見て、ミラーＭ１に入射角４５°で入射し、反射角４５°で反射する。図２に示すように、ミラーＭ１で反射した二次元レーザ光ＬＢは、ｘ軸方向に幅を広げつつ、ｚ軸負方向に進行するｘｚ平面に平行な面状光である。

【0025】

例えば図２、図３に示すように、ミラーＭ１は、ミラー支持部材ＭＳ１に支持されている。そして、ミラー支持部材ＭＳ１は、天板ＴＰ１の下面（下側の主面）に固定されている。すなわち、ミラーＭ１は、ミラー支持部材ＭＳ１を介して、天板ＴＰ１の下面に固定されている。ミラーＭ１の鏡面は、ｘｙ平面に平行な天板ＴＰ１の主面に対して４５°傾斜すると共に、ｘ軸と平行である。
ミラーＭ１としては、例えば、平面度に優れ、ゴーストが発生し難いアルミニウム表面鏡を使用できる。

【0026】

ミラー（第２のミラー）Ｍ２は、例えば図２～図５に示すように、ミラーＭ１において反射した二次元レーザ光ＬＢを、同一平面（ｘｚ平面）内において、管状部材の径方向外側に向かって進行するように反射させる。そのため、図３に示すように、ｘ軸方向から見ると、ミラーＭ１で反射した二次元レーザ光ＬＢと、ミラーＭ２で反射した二次元レーザ光ＬＢとは、いずれもｚ軸方向に延びた直線に見える。

【0027】

ミラーＭ１で反射してｚ軸負方向に進行する二次元レーザ光ＬＢは、図４、図５に示すように、ｙ軸方向から見て、ミラーＭ２に入射角４５°で入射し、反射角４５°で反射する。ミラーＭ２で反射した二次元レーザ光ＬＢは、ｚ軸方向に幅を広げつつ、ｘ軸正方向に進行するｘｚ平面に平行な面状光である。そのため、検査対象である管状部材の長手方向（ｚ軸方向）に平行な二次元レーザ光を管状部材の内周面に照射できる。
ミラーＭ２としては、ミラーＭ１と同様に、平面度に優れ、ゴーストが発生し難いアルミニウム表面鏡を使用できる。

【0028】

例えば図２、図４に示すように、ミラーＭ２は、ミラー支持部材ＭＳ２に支持されている。そして、ミラー支持部材ＭＳ２は、底板ＢＰ１の上面（上側の主面）に固定されている。すなわち、ミラーＭ２は、ミラー支持部材ＭＳ２を介して、底板ＢＰ１に固定されている。ミラーＭ２の鏡面は、ｘｙ平面に平行な底板ＢＰ１の主面に対して４５°傾斜すると共に、ｙ軸と平行である。

【0029】

ここで、底板ＢＰ１は、天板ＴＰ１と同様の円板状の部材であって、天板ＴＰ１と平行に設けられている。天板ＴＰ１と底板ＢＰ１とは、例えば管状部材の軸方向（ｚ軸方向）に沿って延設された図示しない支柱によって、互いに固定されている。天板ＴＰ１と底板ＢＰ１とは、二次元レーザ変位センサＬＤＳ及びミラーＭ１、Ｍ２を支持して収容する筐体を構成している。

【0030】

カメラＣＭは、管状部材の内周面において二次元レーザ光ＬＢが照射された部位を撮像する。カメラＣＭは、例えば図２、図４に示すように、ミラーＭ１とミラーＭ２との隙間から撮像するように配置されている。カメラＣＭを設けることによって、二次元レーザ変位センサＬＤＳによるレーザ検査に加え、二次元レーザ光ＬＢが照射された部位の状況を、カメラＣＭの画像を用いて確認できる。なお、カメラＣＭは、必須ではない。

【0031】

本実施形態では、例えば図４、図５に示すように、カメラＣＭは、カメラホルダＣＨに支持されている。そして、カメラホルダＣＨは、ミラーＭ１、Ｍ２よりもｘ軸負方向側において、天板ＴＰ１の下面（下側の主面）に固定されている。すなわち、カメラＣＭは、カメラホルダＣＨを介して、天板ＴＰ１に固定されている。
また、図４、図５に示すように、カメラＣＭには、信号を送受信するためのカメラケーブルＣ２が接続されている。

【0032】

以上に説明したように、本実施形態に係るレーザ検査装置１０は、管状部材の内部に挿入された際、管状部材の軸方向に沿って延設される二次元レーザ変位センサＬＤＳを備える。本実施形態に係るレーザ検査装置１０では、二次元レーザ変位センサＬＤＳから出射された管状部材の軸方向に垂直な二次元レーザ光ＬＢを、ミラーＭ１によって、管状部材の軸方向に進行するように反射させる。そして、ミラーＭ１で反射した二次元レーザ光ＬＢを、ミラーＭ２によって、同一平面内において、管状部材の径方向外側に向かって進行するように反射させる。
このような構成によって、検査対象である管状部材の長手方向に平行な二次元レーザ光を管状部材の内周面に照射できる。

【0033】

また、例えば図２に示すように、二次元レーザ変位センサＬＤＳから出射される二次元レーザ光ＬＢは、幅を広げつつ進行する。そのため、ミラーＭ１、Ｍ２を介して、二次元レーザ光ＬＢを管状部材に照射することによって、光路長が大きくなる。その結果、管状部材の内周面に照射する二次元レーザ光ＬＢの幅（すなわち検査領域）を広げられる。

【0034】

＜上部回転機構１２の構成＞
次に、上部回転機構１２について説明する。
上部回転機構１２は、管状部材の内部に挿入された際、本体部１１の上端側に設けられていると共に、レーザ検査装置１０を管状部材の周方向に回転させる。
上部回転機構１２によって、レーザ検査装置１０は、管状部材の周方向に回転しつつ、二次元レーザ光ＬＢを管状部材の内周面に照射できる。

【0035】

図２～図５に示すように、上部回転機構１２は、天板ＴＰ２、底板ＢＰ２、支柱ＳＣ、上部車輪ＵＷ１１、ＵＷ１２、ＵＷ２１、ＵＷ２２、車輪ホルダＷＨ１１、ＷＨ１２、モータＭＴ、モータギアＭＧ、伝達ギアＴＧ１、ＴＧ２、車軸ギアＷＧ１、ＷＧ２、オムニホイールＯＷ１、ＯＷ２、及び直動機構ＬＭ１を備えている。

【0036】

上部車輪ＵＷ１１、ＵＷ１２は、管状部材の内部に挿入された際、管状部材の内周面に接触可能に設けられた駆動輪である。上部車輪ＵＷ１１、ＵＷ１２の車軸は、管状部材の軸方向（ｚ軸方向）に平行であって、車軸の両端は、車輪ホルダＷＨ１１に回転可能に支持されている。図示されていないが、車輪ホルダＷＨ１１は、天板ＴＰ２に固定されている。すなわち、上部車輪ＵＷ１１、ＵＷ１２は、車輪ホルダＷＨ１１を介して、天板ＴＰ２に固定されている。

【0037】

ここで、天板ＴＰ２は、天板ＴＰ１と同様に、例えば円板状の部材である。天板ＴＰ２は、管状部材の内部に挿入された際、主面が管状部材の軸方向（ｚ軸方向）に垂直になるように配置される。
また、天板ＴＰ２の周縁部には、任意の方向に移動可能なオムニホイールＯＷ１、ＯＷ２が設けられている。より詳細には、天板ＴＰ２のｙ軸方向両端部に、オムニホイールＯＷ１、ＯＷ２が設けられている。

【0038】

他方、底板ＢＰ２は、角板状の部材であって、天板ＴＰ２と平行に設けられている。底板ＢＰ２は、本体部１１の天板ＴＰ１上に固定されている。また、天板ＴＰ２と底板ＢＰ２とは、管状部材の軸方向（ｚ軸方向）に沿って延設された４本の支柱ＳＣによって、互いに固定されている。当然のことながら、支柱ＳＣの本数は適宜決定される。

【0039】

上部車輪ＵＷ１１、ＵＷ１２は、モータＭＴによって駆動される。すなわち、モータＭＴは、上部車輪ＵＷ１１、ＵＷ１２を駆動する駆動源である。
例えば、図４、図５に示すように、モータＭＴは、管状部材の内部に挿入された際、管状部材の径方向に延設される。そして、モータＭＴの回転軸には、モータギアＭＧが固定されており、モータＭＴの回転軸の回転に伴ってモータギアＭＧが回転する。

【0040】

図２、図３に示すように、モータギアＭＧは、伝達ギアＴＧ１と噛合すると共に、伝達ギアＴＧ１の回転軸には、伝達ギアＴＧ２が固定されている。そして、伝達ギアＴＧ２は、車軸ギアＷＧ１、ＷＧ２と噛合している。
そのため、伝達ギアＴＧ１、ＴＧ２を介して、モータギアＭＧの回転が、車軸ギアＷＧ１、ＷＧ２に伝達する。ここで、車軸ギアＷＧ１は、上部車輪ＵＷ１１の車軸の上端に固定されている。同様に、車軸ギアＷＧ２は、上部車輪ＵＷ１２の車軸の上端に固定されている。

【0041】

このように、モータＭＴの回転軸に固定されたモータギアＭＧの回転が、伝達ギアＴＧ１、ＴＧ２を介して、上部車輪ＵＷ１１、ＵＷ１２の車軸に固定された車軸ギアＷＧ１、ＷＧ２に伝達される。このような構成によって、モータＭＴによって上部車輪ＵＷ１１、ＵＷ１２が回転駆動される。

【0042】

上部車輪ＵＷ２１、ＵＷ２２は、管状部材の内部に挿入された際、管状部材の径方向（ｘ軸方向）にスライド可能に設けられた非駆動輪である。上部車輪ＵＷ２１、ＵＷ２２の車軸は、管状部材の軸方向（ｚ軸方向）に平行であって、車軸の両端は、車輪ホルダＷＨ１２に回転可能に支持されている。

【0043】

ここで、管状部材の内部に挿入された際、上部車輪ＵＷ１１、ＵＷ１２は、管状部材の径方向の一端（ｘ軸正方向側端部）に設けられている。これに対し、上部車輪ＵＷ２１、ＵＷ２２は、管状部材の径方向の他端（ｘ軸負方向側端部）に設けられている。すなわち、上部車輪ＵＷ２１、ＵＷ２２は、管状部材の軸を介して、上部車輪ＵＷ１１、ＵＷ１２と対向配置されている。

【0044】

上部車輪ＵＷ２１、ＵＷ２２は、シリンダ等の直動機構ＬＭ１によって管状部材の径方向（ｘ軸方向）にスライドできる。例えば、図４、図５に示すように、直動機構ＬＭ１は、管状部材の内部に挿入された際、管状部材の径方向（ｘ軸方向）に延設されるように、天板ＴＰ２に固定されている。そして、直動機構ＬＭ１の先端（ｘ軸負方向側端部）には、車輪ホルダＷＨ１２が固定されている。

【0045】

レーザ検査装置１０が管状部材の周方向に回転する際、上部車輪ＵＷ２１、ＵＷ２２は、管状部材の径方向外側（ｘ軸負方向側）に移動し、管状部材の内周面に押し付けられる。その際、上部車輪ＵＷ１１、ＵＷ１２も管状部材の内周面に押し付けられる。この状態で、上部車輪ＵＷ１１、ＵＷ１２がモータＭＴによって駆動されると、上部車輪ＵＷ１１、ＵＷ１２、ＵＷ２１、ＵＷ２２が、管状部材の内周面上を周方向に走行する。その結果、レーザ検査装置１０が管状部材の周方向に回転する。

【0046】

他方、レーザ検査装置１０が管状部材の軸方向（ｚ軸方向）に移動する際、上部車輪ＵＷ２１、ＵＷ２２は、管状部材の内周面に接触しないように、管状部材の径方向内側（ｘ軸正方向側）に移動する。ここで、上部車輪ＵＷ２１、ＵＷ２２が、管状部材の内周面に接触しなければ、上部車輪ＵＷ１１、ＵＷ１２も管状部材の内周面に接触しない。そのため、レーザ検査装置１０が管状部材の軸方向（ｚ軸方向）に移動できる。

【0047】

なお、図示する例では、２つの駆動輪（上部車輪ＵＷ１１、ＵＷ１２）が設けられているが、駆動輪は１個でも、３個以上でもよい。駆動輪である上部車輪ＵＷ１１、ＵＷ１２も、上部車輪ＵＷ２１、ＵＷ２２と同様に、管状部材の径方向（ｘ軸方向）にスライドできてもよい。
また、図示する例では、２つの非駆動輪（上部車輪ＵＷ２１、ＵＷ２２）が設けられているが、非駆動輪は１個でも、３個以上でもよい。さらに、上部車輪ＵＷ２１、ＵＷ２２が駆動輪でもよい。

【0048】

＜下部回転機構１３の構成＞
次に、下部回転機構１３について説明する。
下部回転機構１３は、本体部１１の下端側に設けられている。
図２～図５に示すように、下部回転機構１３は、下部車輪ＬＷ１１、ＬＷ１２、ＬＷ２１、ＬＷ２２、車輪ホルダＷＨ２、及び直動機構ＬＭ２を備えている。

【0049】

下部車輪ＬＷ１１、ＬＷ１２は、管状部材の内部に挿入された際、管状部材の内周面に接触可能に設けられた非駆動輪である。下部車輪ＬＷ１１、ＬＷ１２の車軸は、管状部材の軸方向（ｚ軸方向）に平行であって、車軸の上端は、本体部１１の底板ＢＰ１に回転可能に支持されている。

【0050】

下部車輪ＬＷ２１、ＬＷ２２は、管状部材の内部に挿入された際、管状部材の径方向（ｘ軸方向）にスライド可能に設けられた非駆動輪である。下部車輪ＬＷ２１、ＬＷ２２の車軸は、管状部材の軸方向（ｚ軸方向）に平行であって、車軸の両端は、車輪ホルダＷＨ２に回転可能に支持されている。

【0051】

ここで、管状部材の内部に挿入された際、下部車輪ＬＷ１１、ＬＷ１２は、管状部材の径方向の一端（ｘ軸正方向側端部）に設けられている。これに対し、下部車輪ＬＷ２１、ＬＷ２２は、管状部材の径方向の他端（ｘ軸負方向側端部）に設けられている。すなわち、下部車輪ＬＷ２１、ＬＷ２２は、管状部材の軸を介して、下部車輪ＬＷ１１、ＬＷ１２と対向配置されている。

【0052】

下部車輪ＬＷ２１、ＬＷ２２は、シリンダ等の直動機構ＬＭ２によって管状部材の径方向（ｘ軸方向）にスライドできる。例えば、図２、図４、図５に示すように、直動機構ＬＭ２は、管状部材の内部に挿入された際、管状部材の径方向（ｘ軸方向）に延設されるように、本体部１１の底板ＢＰ１に固定されている。そして、直動機構ＬＭ２の先端（ｘ軸負方向側端部）には、車輪ホルダＷＨ２が固定されている。

【0053】

レーザ検査装置１０が管状部材の周方向に回転する際、下部車輪ＬＷ２１、ＬＷ２２は、管状部材の径方向外側（ｘ軸負方向側）に移動し、管状部材の内周面に押し付けられる。その際、下部車輪ＬＷ１１、ＬＷ１２も管状部材の内周面に押し付けられる。この状態で、上部回転機構１２における上部車輪ＵＷ１１、ＵＷ１２がモータＭＴによって駆動されると、下部車輪ＬＷ１１、ＬＷ１２、ＬＷ２１、ＬＷ２２が、管状部材の内周面上を周方向に走行する。その結果、レーザ検査装置１０が管状部材の周方向に回転する。

【0054】

他方、レーザ検査装置１０が管状部材の軸方向（ｚ軸方向）に移動する際、下部車輪ＬＷ２１、ＬＷ２２は、管状部材の内周面に接触しないように、管状部材の径方向内側（ｘ軸正方向側）に移動する。ここで、下部車輪ＬＷ２１、ＬＷ２２が、管状部材の内周面に接触しなければ、下部車輪ＬＷ１１、ＬＷ１２も管状部材の内周面に接触しない。そのため、レーザ検査装置１０が管状部材の軸方向（ｚ軸方向）に移動できる。

【0055】

なお、図示する例では、４個の車輪（下部車輪ＬＷ１１、ＬＷ１２、ＬＷ２１、ＬＷ２２）が設けられているが、車輪の個数は適宜決定される。
また、下部車輪ＬＷ１１、ＬＷ１２又は下部車輪ＬＷ２１、ＬＷ２２が、駆動輪でもよい。あるいは、下部車輪ＬＷ１１、ＬＷ１２、ＬＷ２１、ＬＷ２２の全てが、駆動輪でもよい。
また、下部車輪ＬＷ１１、ＬＷ１２も、下部車輪ＬＷ２１、ＬＷ２２と同様に、管状部材の径方向（ｘ軸方向）にスライドできてもよい。

【0056】

以上、本発明者によってなされた発明を実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は既に述べた実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることはいうまでもない。

【符号の説明】

【0057】

１０ レーザ検査装置
１１ 本体部
１２ 上部回転機構
１３ 下部回転機構
ＢＰ１、ＢＰ２ 底板
Ｃ１ センサケーブル
Ｃ２ カメラケーブル
ＣＨ カメラホルダ
ＣＭ カメラ
ＬＢ 二次元レーザ光
ＬＤＳ 二次元レーザ変位センサ
ＬＥ レーザ出射部
ＬＭ１、ＬＭ２ 直動機構
ＬＲ 受光部
ＬＷ１１、ＬＷ１２、ＬＷ２１、ＬＷ２２ 下部車輪
Ｍ１、Ｍ２ ミラー
ＭＧ モータギア
ＭＳ１、ＭＳ２ ミラー支持部材
ＭＴ モータ
ＯＷ１、ＯＷ２ オムニホイール
ＳＣ 支柱
ＳＨ センサホルダ
ＴＧ１、ＴＧ２ 伝達ギア
ＴＰ１、ＴＰ２ 天板
ＵＷ１１、ＵＷ１２、ＵＷ２１、ＵＷ２２ 上部車輪
ＷＧ１、ＷＧ２ 車軸ギア
ＷＨ１１、ＷＨ１２、ＷＨ２ 車輪ホルダ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】