特表2015-536460(P2015-536460A)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2015.5.11 β版

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特表2015-536460液圧昇降ユニットを備えた回転式超音波探傷検査装置
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】特表2015-536460(P2015-536460A)
(43)【公表日】2015年12月21日
(54)【発明の名称】液圧昇降ユニットを備えた回転式超音波探傷検査装置
(51)【国際特許分類】
   G01N 29/265 20060101AFI20151124BHJP
   G01N 29/04 20060101ALI20151124BHJP
【FI】
   G01N29/265
   G01N29/04
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
【全頁数】18
(21)【出願番号】特願2015-539796(P2015-539796)
(86)(22)【出願日】2013年10月24日
(85)【翻訳文提出日】2015年5月15日
(86)【国際出願番号】US2013066619
(87)【国際公開番号】WO2014066640
(87)【国際公開日】20140501
(31)【優先権主張番号】13/658,841
(32)【優先日】2012年10月24日
(33)【優先権主張国】US
(81)【指定国】 AP(BW,GH,GM,KE,LR,LS,MW,MZ,NA,RW,SD,SL,SZ,TZ,UG,ZM,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,RU,TJ,TM),EP(AL,AT,BE,BG,CH,CY,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,FR,GB,GR,HR,HU,IE,IS,IT,LT,LU,LV,MC,MK,MT,NL,NO,PL,PT,RO,RS,SE,SI,SK,SM,TR),OA(BF,BJ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GQ,GW,KM,ML,MR,NE,SN,TD,TG),AE,AG,AL,AM,AO,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BH,BN,BR,BW,BY,BZ,CA,CH,CL,CN,CO,CR,CU,CZ,DE,DK,DM,DO,DZ,EC,EE,EG,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM,GT,HN,HR,HU,ID,IL,IN,IR,IS,JP,KE,KG,KN,KP,KR,KZ,LA,LC,LK,LR,LS,LT,LU,LY,MA,MD,ME,MG,MK,MN,MW,MX,MY,MZ,NA,NG,NI,NO,NZ,OM,PA,PE,PG,PH,PL,PT,QA,RO,RS,RU,RW,SA,SC,SD,SE,SG,SK,SL,SM,ST,SV,SY,TH,TJ,TM,TN,TR,TT,TZ,UA,UG,US
(71)【出願人】
【識別番号】390041542
【氏名又は名称】ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ
(74)【代理人】
【識別番号】100137545
【弁理士】
【氏名又は名称】荒川 聡志
(74)【代理人】
【識別番号】100105588
【弁理士】
【氏名又は名称】小倉 博
(74)【代理人】
【識別番号】100129779
【弁理士】
【氏名又は名称】黒川 俊久
(74)【代理人】
【識別番号】100113974
【弁理士】
【氏名又は名称】田中 拓人
(72)【発明者】
【氏名】ユー,シュン
(72)【発明者】
【氏名】ツォ,ファ
(72)【発明者】
【氏名】ファン,カイ
【テーマコード(参考)】
2G047
【Fターム(参考)】
2G047AA05
2G047AB01
2G047DB03
2G047DB12
2G047DB16
2G047DB17
2G047EA09
2G047GJ02
2G047GJ12
(57)【要約】
本願は、ワークピースに用いられる回転式探傷検査装置を提供する。回転式探傷検査装置は、ロータと、探触子と、ワークピースの周りに探触子を操作するための昇降ユニットを含むことができる。昇降ユニットは、液圧昇降機構およびカウンタウエイト機構を含むことができる。
【選択図】図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ワークピース(110)に用いられる回転式探傷検査装置(100)であって、
ロータ(140)と、
探触子(130)と、
ワークピース(110)の周りに探触子(130)を操作するための昇降ユニット(150)と
を備え、
前記昇降ユニット(150)が、液圧昇降機構(180)およびカウンタウエイト機構(170)を備える、回転式探傷検査装置。
【請求項2】
前記探触子(130)が超音波探触子を含む、請求項1に記載の回転式探傷検査装置。
【請求項3】
複数の探触子(130)と複数の昇降ユニット(150)をさらに備える、請求項1記載の回転式探傷検査装置。
【請求項4】
前記昇降ユニット(150)が、前記カウンタウエイト機構(170)に取り付けられたベース引張ばね(210)を備える、請求項1記載の回転式探傷検査装置。
【請求項5】
前記カウンタウエイト機構(170)が第1ラックを備え、前記液圧昇降機構(180)が第2ラックを備え、前記昇降ユニット(150)が、前記第1ラックと前記第2ラックとの間に配置された歯車(230)をさらに備える、請求項1記載の回転式探傷検査装置。
【請求項6】
前記昇降ユニット(150)が、前記カウンタウエイト機構(170)と前記液圧昇降機構(180)との間に配置されたスライダベースを備える、請求項1記載の回転式探傷検査装置。
【請求項7】
前記液圧昇降機構(180)が液圧シリンダ(260)を備える、請求項1記載の回転式探傷検査装置。
【請求項8】
前記液圧昇降機構(180)が、第1方向に動く前記液圧シリンダ(260)と連通するカムプレート(310)を備える、請求項7に記載の回転式探傷検査装置。
【請求項9】
前記液圧昇降機構(180)が、第2方向に動く前記カムプレート(310)と連通するカムフォロワ(340)を備える、請求項8に記載の回転式探傷検査装置。
【請求項10】
前記液圧昇降機構(180)が、前記探触子(130)を操作するための前記カムフォロワ(340)に取り付けられた探触子シュー(370)を備える、請求項9に記載の回転式探傷検査装置。
【請求項11】
回転式超音波探傷検査装置に用いられる探触子(130)のための昇降ユニット(150)が、
昇降ユニットベース(160)と、
カウンタウエイト機構(170)と、
液圧昇降機構(180)と、
前記カウンタウエイト機構(170)と前記液圧昇降機構(180)との間に配置された歯車(230)と
を備える、昇降ユニット。
【請求項12】
前記昇降ユニットベース(160)が、前記カウンタウエイト機構(170)に取り付けられたベース引張ばね(210)を備える、請求項11に記載の昇降ユニット。
【請求項13】
前記カウンタウエイト機構(170)が第1ラックを備え、前記液圧昇降機構(180)が第2ラックを備え、前記歯車(230)が、前記第1ラックと前記第2ラックとの間に配置されている、請求項11に記載の昇降ユニット。
【請求項14】
前記液圧昇降機構(180)が液圧シリンダ(260)を備える、請求項11記載の昇降ユニット。
【請求項15】
前記液圧昇降機構(180)が、第1方向に動く前記液圧シリンダ(260)と連通するカムプレート(310)を備える、請求項14に記載の昇降ユニット。
【請求項16】
前記液圧昇降機構(180)が、第2方向に動く前記カムプレート(310)と連通するカムフォロワ(340)を備える、請求項15に記載の昇降ユニット。
【請求項17】
前記液圧昇降機構(180)が、前記探触子(130)を操作するための前記カムフォロワ(340)に取り付けられた探触子シュー(370)を備える、請求項16に記載の昇降ユニット。
【請求項18】
ワークピース(110)の周りに回転式探傷検査装置(100)の探触子(130)を操作する方法であって、
第1方向に液圧シリンダ(260)のピストン(280)を移動させるステップと、
前記液圧シリンダ(260)の前記ピストン(280)によって前記第1方向にカムプレート(310)を移動させるステップと、
前記カムプレート(310)によって第2方向にカムフォロワ(340)を移動させるステップと、
前記カムフォロワ(340)によって前記ワークピース(110)から前記探触子(130)を上昇させるステップと、
前記カムフォロワ(340)によってカウンタウエイト(240)を下降させるステップと
を含む方法。
【請求項19】
前記方法が、前記カムプレート(310)を解除するステップと、前記ワークピース(110)の周りに前記探触子(130)を下降させるステップをさらに含む、請求項18に記載の方法。
【請求項20】
前記探触子(130)を下降させる前記ステップが、前記カウンタウエイト(240)によって前記カムプレート(310)を下降させるステップを含む、請求項19に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、概して非破壊検査に使用される超音波装置に関し、より詳しくは、高速かつ効率的な方法でパイプ、チューブ等を検査するための、複数の液圧昇降ユニットを備えた回転式超音波探傷検査装置に関する。
【背景技術】
【0002】
超音波探傷検査のような非破壊検査を、各種材料および部品の検査に使用することができる。具体的には、超音波探傷検査は、音伝達材料から作られた多種類の部品において、内部欠陥および/または厚さ等の特定の材料特性を知るための好適な方法である。一般に、部品の境界面での音波の反射の変化に基づいて、傷や特性を検出することができる。このような超音波による部品検査は、一般に、高精度かつ繰り返し可能な結果を提供すると考えられる。
【0003】
例えば、パイプ、チューブ、穴を有する軸等の超音波探傷検査を、回転式超音波探傷検査装置により行うことができる。このような装置は、ロータの周りに配置された複数の超音波探触子を有することができる。検査中、装置はチューブの長さに沿ったらせん状に動くことができる。正確な結果を提供するように、超音波探触子が、チューブの壁との物理的接触を維持する必要があるため、このような回転式超音波探傷検査装置は、かなり重く、チューブの長さに沿った進行が遅い可能性がある。
【0004】
したがって、改良された回転式超音波探傷検査装置が望まれている。高速かつ効率的な方法でチューブの長さに沿って進行している間に、このような改良された装置は、超音波探触子とチューブの壁との間に適切な接触を提供することができる。
【発明の概要】
【0005】
したがって、本願は、ワークピースに用いられる回転式探傷検査装置を提供する。回転式探傷検査装置は、ロータと、探触子と、ワークピースの周りに探触子を操作するための昇降ユニットを含むことができる。昇降ユニットは、液圧昇降機構およびカウンタウエイト機構を含むことができる。
【0006】
本願は、回転式超音波探傷検査装置に用いられる探触子のための昇降ユニットをさらに提供する。昇降ユニットは、昇降ユニットベース、カウンタウエイト機構、液圧昇降機構、およびカウンタウエイト機構と液圧昇降機構との間に配置されて一緒に動く歯車を含むことができる。
【0007】
本願は、ワークピースの周りに回転式探傷検査装置の探触子を操作する方法をさらに提供する。この方法は、第1方向に液圧シリンダのピストンを移動させるステップと、この液圧シリンダのピストンによって第1方向にカムプレートを移動させるステップと、このカムプレートによって第2方向にカムフォロワを移動させるステップと、このカムフォロワによってワークピースから探触子を上昇させるステップと、このカムフォロワによってカウンタウエイトを下降させるステップと、を含むことができる。
【0008】
本開示およびその結果の特許に関する、これらおよび他の特徴ならびに改良は、いくつかの図面および添付の特許請求の範囲と併せて以下の詳細な説明を検討することにより当業者には明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【0009】
図1】チューブの周りに配置された本明細書に記載される回転式超音波探傷検査装置の斜視図である。
図2】チューブの周りに配置された図1の回転式超音波探傷検査装置と共に使用され得る昇降ユニットの斜視図である。
図3】チューブの周りに配置された図2の昇降ユニットの正面図である。
図4】チューブの周りに配置された図2の昇降ユニットの上面図である。
図5】チューブの周りに配置された図2の昇降ユニットの側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
次に、いくつかの図面を通して同様の符号が同様の要素を表す図面を参照すると、図1は、本明細書に記載される回転式超音波探傷検査装置100を示している。回転式超音波探傷検査装置100を、ワークピース110に使用することができる。この例では、ワークピース110がチューブ120であってもよい。チューブ120は、パイプ、軸、または任意の種類の略チューブ状の構造等の長さであってもよい。チューブ120は、任意の寸法、形状、または構造を有することができる。回転式超音波探傷検査装置100は、その上に配置された複数の探触子130を含むことができる。探触子130は、超音波探触子等であってもよい。探触子130は、従来の設計のものでよい。探触子130を、複数の昇降ユニット150を介してロータ140に取り付けることができる。また、回転式超音波探傷検査装置100は、検査中にチューブ120の長さに沿ったらせん状に動くようにその付近に駆動機構(図示せず)を含むことができる。回転式超音波探傷検査装置100によって生成されたデータおよび/または画像を、従来の方法で処理することができる。回転式超音波探傷検査装置100およびその構成要素は、任意の適切な寸法、形状、または構造を有することができる。ここに、他の構成要素および他の構造が使用されてもよい。
【0011】
図2図5は、回転式超音波探傷検査装置100の昇降ユニット150の例を示す図である。昇降ユニット150は、チューブ120上におよびチューブ120から探触子130を昇降させる。また、昇降ユニットは、下降し動作している際に、チューブ120と良好な物理的接触をしながら探触子130を維持している。ここに、任意の数の昇降ユニット150が使用されてもよい。一般に、昇降ユニット150は、昇降ユニットベース160、カウンタウエイト機構170、および液圧昇降機構180を含むことができる。ここに、他の構成要素および他の構造が使用されてもよい。
【0012】
昇降ユニットベース160を、従来の手段によってロータ140に取り付けることができる。昇降ユニットベース160は、ばね収納部190とカウンタウエイトレール200のペアを含むことができる。ばね収納部190は、その中にベース引張ばね210を有することができる。ここに、任意の数のベース引張ばね210を、任意の適切な寸法、形状、または構造で使用することができる。ベース引張ばね210は、カウンタウエイト機構170と連通することができる。カウンタウエイト機構170は、カウンタウエイトレール200に沿って操作することができる。ここに、他の種類のガイド機構がカウンタウエイト機構170と共に使用されてもよい。ここに、他の構成要素および他の構造が使用されてもよい。
【0013】
カウンタウエイト機構170と液圧昇降機構180を、スライダベース220の周りに配置することができる。スライダベース220を、昇降ユニットベース160に取り付けるか、または別の方法で固定的に取り付けることができる。スライダベース220は、回転する歯車230を含むことができる。歯車230は、従来の設計のものでよく、任意の適切な寸法、形状、または構造を有することができる。ここに、他の種類の動力伝達機構が使用されてもよい。ここに、他の構成要素および他の構造が使用されてもよい。
【0014】
カウンタウエイト機構170は、カウンタウエイト240を備えている。カウンタウエイト240は、任意の適切な寸法、形状、または構造を有することができる。カウンタウエイト240は、一端でベース引張ばね210、他端でインナーラック250と連通することができる。インナーラック250は、ラックアンドピニオン機構で歯車230と協働する。歯車230と協働するように、インナーラック250は、任意の適切な寸法、形状、または構造を有することができる。ここに、他の構成要素および他の構造が使用されてもよい。
【0015】
液圧昇降機構180は、液圧シリンダ260を含むことができる。ここに他の種類の作動流体が使用されてもよいが、液圧シリンダ260は、水圧によって操作され得る。液圧シリンダ260は、従来の設計のものでよく、任意の適切な寸法、形状、または構造であってもよい。液圧シリンダ260を、昇降ユニットベース160に取り付けるか、または別の方法で固定的に取り付けることができる。液圧シリンダ260は、圧力逃がし弁270を含むことができる。液圧シリンダ260は、ばね復帰式に、第1方向に沿ってピストン280を往復運動させるように駆動することができる。水圧は、約8barほどであり得る。また、ここに他の圧力が使用されてもよい。水圧は、内部のばねを圧縮するようにピストン280を駆動することができる。この圧力を逃がすことにより、内部のばねは、ピストン280を復帰させることができる。水の流れを、ロータ140を介して液圧シリンダ260に送ることができる。探触子130をチューブ120に連結するために、水の流れの一部を、低い圧力で使用することができる。また、ここに他の構成要素および他の構造が使用されてもよい。
【0016】
また、液圧昇降機構180は、スライダベース220に沿って第1方向に移動するように配置されたスライダバー290を含むことができる。スライダバー290を、連動用のカムプレート310に取り付けて支持することができる。カムプレート310は、内部のカムガイド320を含むことができる。また、カムプレート310は、第1方向に共に移動するためにピストンフランジ330を介して液圧シリンダ260のピストン280と連通することができる。スライダバー290とカムプレート310は、任意の適切な寸法、形状、または構造を有することができる。
【0017】
また、液圧昇降機構180は、カムプレート310と連通しかつカムプレート310に支持されたカムフォロワ340を含むことができる。カムフォロワ340は、その上に配置されたスライダローラ300を有することができる。スライダローラ300を、カムプレート310の内部のカムガイド320内に配置することができる。第1方向におけるカムプレート310の移動により、スライダローラ300およびカムフォロワ340は、第2方向に移動する。第1方向と第2方向は、互いに略垂直であり得る。スライダローラ300とカムフォロワ340は、任意の適切な寸法、形状、または構造を有することができる。
【0018】
カムフォロワ340は、アウターラック350を含むことができる。上述のように、アウターラック350は、ラックアンドピニオン機構で歯車230と協働することができる。アウターラック350は、歯車230と協働する任意の適切な寸法、形状、または構造を有することができる。また、カムフォロワ340は、アウターラック350から延びる外側のフレーム360を備えている。外側のフレーム360は、その中に探触子シュー370を支持することができる。探触子130を、探触子シュー370内に配置することができる。外側のフレーム360と探触子シュー370は、任意の適切な寸法、形状、または構造を有することができる。また、複数の探触子引張ばね380が、浮いているフレーム360と探触子130を接続することができる。ここに、任意の種類の引張ばね380が使用されてもよい。ここに、他の構成要素および他の構造が使用されてもよい。
【0019】
使用の際に、昇降ユニット150の液圧昇降機構180は、チューブ120の壁の周りに探触子130を昇降させる。具体的には、液圧シリンダ260のピストン280を引っ込めることにより、カムプレート310は、スライダローラ300と内部のカムガイド320を介してカムフォロワ340を上昇させるため、チューブ120から探触子130が上昇する。また、このカムフォロワ340の上向きの移動は、歯車230、インナーラック250、およびアウターラック350の相互作用によって、カウンタウエイト機構170を下降させる。また、この下降移動により、ベース引張ばね210が延びる。
【0020】
同様に、液圧シリンダ260のピストン280を延ばすことにより、カムプレート310のスライダローラ300がカムプレート310の内部のカムガイド320から解除される。この接触が解除されると、カウンタウエイト機構170とベース引張ばね210は上方に延びるため、歯車230、インナーラック250、およびアウターラック350の相互作用によってカムフォロワ340に下向きに力を加えて、探触子130がチューブ120に接触するようになっている。
【0021】
また、この下向きの力は、探触子130とチューブ120との間の接触を維持する。具体的には、カウンタウエイト240と探触子130によって生成される回転式超音波探傷検査装置100の全体の回転に伴う遠心力を、略等しくすることができる。このように、ベース引張ばね210により生成される力は、チューブ120と接触する探触子130を維持する締め付け力であってもよい。ここに、他の構成要素および他の構造が使用されてもよい。
【0022】
回転式超音波探傷検査装置100の昇降ユニット150は、したがって、チューブ120または他の種類の構造の周りに探触子130を正確かつ効率的に位置決めする。さらに、公知のユニットと比較して、昇降ユニット150は、比較的小型かつ軽量であり、検査中にチューブ120との適切な接触を維持しながら、回転式超音波探傷検査装置100を、全体としてより高い回転速度で走行させることができる。本明細書に記載される回転式超音波探傷検査装置100は、したがって、高速かつ効率的な方法でチューブ120等の超音波探傷検査を提供する。
【0023】
前述の記載は、本願およびその結果の特許の特定の実施形態にのみ関連するものであることは明らかである。添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される本発明の一般的な趣旨および範囲から逸脱することなく、当業者によって多くの変更および変形が実施され得る。
【符号の説明】
【0024】
100 回転式超音波探傷検査装置
110 ワークピース
120 チューブ
130 探触子
140 ロータ
150 昇降ユニット
160 昇降ユニットベース
170 カウンタウエイト機構
180 液圧昇降機構
190 ばね収納部
200 カウンタウエイトレール
210 ベース引張ばね
220 スライダベース
230 歯車
240 カウンタウエイト
250 インナーラック
260 液圧シリンダ
270 圧力逃がし弁
280 ピストン
290 スライダバー
300 スライダローラ
310 カムプレート
320 カムガイド
330 ピストンフランジ
340 カムフォロワ
350 アウターラック
360 フレーム
370 探触子シュー
380 探触子引張ばね
図1
図2
図3
図4
図5
【国際調査報告】