JPH01110242A - 管内走行装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、加圧流体の供給により膨径変形し軸線方向に
収縮力を生起する弾性収縮体に、交互に加圧流体を給排
することにより前進又は後退運動を行う管内走行装置に
関するものである。

（従来の技術およびその問題点） 化学プラント、原子カプラント等は、化学反応又はエネ
ルギーの変換工程に合わせて有機的に連結された数多く
の管材が配置されており、それらプラントを安全かつ効
率良く運転するためには、配管を定期的に保守点検する
ことが肝要であり、場合によっては、配管内部を検査す
ることも必要である。

しかしながらこれら配管の内部を検査する作業は、管材
の口径又は配管内部及び外部の雰囲気等に起因して、作
業者が直接的に行うことができない場合がある。

このような場合に従来は、車輪又はつめを具備し電動モ
ータ又は油圧モータにより駆動される走行装置に、小型
テレビカメラ又はファイバースコープなどのモニター手
段を装着し、配管内を走行させて配管の損傷の有無また
は堆積物の有無並びにその程度を検査していた。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら従来の走行装置にあっては、その駆動源と
して電動モータ、又は油圧モータが用いられているので
、走行装置本体の重量並びに形状寸法が大きくなり、そ
の適用範囲が制限されると言う問題があった。具体的に
は、走行装置の適用管径が１０１′〜４０”程度の大き
なものに限定され、また本体重量が駆動力に比べて大き
いので走行領域が配管の水平部分又は傾斜や彎曲の程度
の小さい部分に限定されていた。さらに駆動源として電
動モータ、油圧モータを用いた場合には、スパークを発
生し、また発熱する広れがあり、石油精製をはじめとす
る化学プラントのような引火性又は爆発性物質を扱うプ
ラントの配管部に対しては、使用できないと言う問題が
ある。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり
、小型・軽量で防爆性に優れた適用範囲の広い管内走行
装置を提供することをその目的とする。

（問題点を解決するための手段） この目的を達成するため本発明の管内走行装置は、走行
すべき管材の内径より小さな外径を有し互いに対向して
その管材の延在方向に離間して配置された１対のフレー
ムと、これらフレームにそれぞれ一端部が取付けられ加
圧流体の供給により膨径変形し軸線方向に収縮力を生起
する少なくとも１個の弾性収縮体と、弾性収縮体の収縮
運動に対応して変形可能な弾性部材と、加圧流体の供給
により少なくともフレームの外方に膨満して管材の内面
に保合可能な係止部材とを具えてなる。

（作　用） 管内走行装置の進行方向前方に位置する係止部材に加圧
流体を供給して膨満させ、走行すべき管材の内面に押圧
することにより、その係止部材を管材に対して係止させ
る。なお、この際装置の進行方向後方に位置する他方の
係止部材には、加圧流体は供給しないものとしそれを膨
満させないこととする。

次いで弾性収縮体に加圧流体を供給すると、弾−３＝ 性成縮体は膨径変形し、弾性手段に抗して軸線方向に収
縮運動を行なう。ところが、進行方向前方に位置する係
止部材が管材の内面に係止されているので弾性収縮体は
、その一端部が取付けられた後方のフレームを収縮運動
に伴なって進行方向前方に引き寄せることとなる。

後方のフレームの前方への移動が完了したならば、進行
方向後方に位置する係止部材に加圧流体を供給して膨満
させ、管材の内面に押圧することにより係止させる。そ
して進行方向前方に位置する係止部材から加圧流体を排
出して管材内面との保合を解くとともに、弾性収縮体の
内部からも加圧流体を排出する。すると進行方向前方の
フレームは、弾性収縮体の収縮運動により弾性変形を受
けた弾性部材のエネルギの解放に伴なって、前方に押出
され、前進することになる。

次いで、加圧流体を前方の係止部材に供給して膨満させ
、再び係止部材を管材の内面に係止させ、上述した手順
に従って加圧流体を各係止部材及び弾性収縮体にそれぞ
れ給排することにより、装置は前進運動を行なう。

また上述したところから明らかなように装置を後退させ
たい時には、各係止部材への加圧流体の給排順序を単に
変更すれば良い。

（実施例） 以下図面を参照して本発明装置について詳述する。

第１図（ａ）および（ｂ）は、本発明管内走行装置の好
適な一実施例を示す正面図およびその一部を破断して示
す側面図である。軸線方向に相互に離間して配置される
１対のフレーム１は、仮想線Ａで示す管材より小さな内
径を有するリング形状をしている。これら対をなすフレ
ーム間には、その軸線方向に平行に、以下に詳述する弾
性収縮体４が、本実施例ではフレームの周方向に等間隔
に４個配設される。

弾性収縮体４は、第２図に示したようにゴム又はゴム状
弾性材料よりなる管状体５を好ましくは高張力繊維類よ
りなる編組補強構造体６にて被覆するとともに、それら
の両端開口を閉鎖部材７にて封止合着した、所謂エアー
バッグタイプのものであり、閉鎖部材７の少なくとも一
方には、管状体５の内部空洞８に連通ずる接続孔９が設
けられている。

この接続孔９に図示しない操作圧力源、たとえばエアー
コンプレッサを三方弁を含む管路を介して接続し、その
内部空洞８内に加圧流体、たとえば圧縮空気を供給する
と、弾性収縮体４は膨径変形し軸線方向に収縮する。ま
たその内部空洞から圧縮空気を排出すれば、管状体５の
弾性力により復元伸張する。なお、符号１０ａは接続孔
９と操作圧力源からの管路との接続を容易にするニップ
ルを螺着するめねし部であり、１０ｂは弾性収縮体４の
一端を固定するのに用いる止め輪の一部を収容する環状
溝孔であり、１０ｃは弾性収縮体４の他端を固定する際
に使用する固定ねじが螺合するめねじ部である。

これら弾性収縮体の各端部に、第３図（ａ）　＋、　（
ｂ）に断面を示した連結ブロックｌｌａおよびｌｌｂを
それぞれ取付ける。連結ブロックＩｌａは、弾性収縮体
４の一方の閉鎖部材７を収容する軸線方向に設けた収容
孔１２ａを具え、ブロック端面から仮想線で示す止めね
じ１３ａを閉鎖部材のめねじ部１０ｃにねじ込むことに
より弾性収縮体の一端に連結される。第３図（ｂ）に示
した連結ブロックｌｌｂも同様に、弾性収縮体４の他方
の閉鎖部材９を収容する軸線方向に設けた収容孔１２ｂ
を具え、ブロック端面が外方に突出する閉鎖部材のその
環状溝孔１０ｂに仮想線で示した止め輪１３ｂを装着す
ることにより弾性収縮体の他端に一体的に連結される。

連結ブロックｌｌａおよびｌｌｂは、また、加圧流体の
供給により膨満する係止部材１４をその外周にそれぞれ
具える。これら係止部材は、本実施例では、それぞれ連
結ブロックＩｌａ、　ｌｌｂの外周にゴム又はゴム状弾
性材料よりなる管状体１５の一部を装着し、かしめリン
グ１６ａをかしめて管状体の一端部をブロックに固着し
、次いで管状体の残部を折り返して反転させその端部を
他のかしめリング１６ｂをかしめてブロックに固着して
形成したものである。なお、係止部材のその内部への加
圧流体の供給は、各連結ブロックｌｌａ、　ｌｌｂに形
成した給排路１７ａ、　１７ｂを介して行なう。本実施
例では、給排路を各連結ブロックに直径的に対抗さ廿て
２個形成し、比較的短い時間で係止部材Ｉ４に多量の加
圧流体を給排できるようにしたが、その数は必要に応じ
て増減することができる。また係止部材をゴム又はゴム
状弾性材料よりなる管状体にて形成したが、後述するよ
うに、係止部材は、内圧を受けた状態で管材内面に保合
するので耐摩耗性を有する補強層を設けた管状体を用い
ることが好ましい。または、膨径変形に影響を与えない
方向に、具体的には軸線方向に平行にコード層を埋設し
た管状体を使用しても良い。さらには、管材内面の比較
的鋭利な突起等により係止部材が損傷するのを防止する
ため、係止部材の膨満を損なうことなく変形できるよう
切欠き溝を設けたプラスチング又はゴム弾性材料等より
なる保護カバーを係止部材外面に設けても良い。

そして、弾性収縮体４のそれぞれの端部に連結された連
結ブロックｌｌａ、　ｌｌｂ間に、弾性部材１８を配設
する。この弾性部材は、加圧流体の供給により軸線方向
に収縮する弾性収縮体４の運動に伴なって互いに接近す
る連結ブロックｌｌａ、　ｌｌｂにより弾性変形し、一
方、弾性収縮体からの加圧流体の排出に伴なう弾性収縮
体の収縮力の減少に伴なって弾性復帰することにより両
連結ブロックを互いに離間させるべく機能するものであ
り、本実施例では圧縮ばねを用いた。なお、連結ブロッ
ク間における圧縮ばね１８の配設を確実なものとするた
め、本実施例では連結ブロックの端部にリム３０を設け
たが、弾性収縮体により両連結ブロックの離間が制限さ
れる構成であるので圧縮ばねの端部を単に連結ブロック
の外周に嵌着しだものあっても良い。

このように、係止部材１４および弾性部材１８を設けた
弾性収縮体のそれぞれの端部を、記述したリング形状を
したフレームの外壁に固着するが、本実施例では、係止
部材を構成するかしめリング１６ｂの形状に対応する凹
部を有する略Ｕ形状をした取付はブラケット１９により
挟持するとともに、第１図（ａ）に示すように取付はブ
ラケッ１−１９の脚部１９ａをフレームの外壁に固定ね
じを用いて固着する。また、取付はブラケット１９とか
しめリング１６ｂが設けられた連結ブロックとを確実に
固定するため、ブラケット１９の凹部に、相互に離間し
てねし孔（図示せず）を設け、締付けねじをねじ込むこ
とにより相対運動を阻止する。

フレーム１の内壁には、第１図に示すように、それぞれ
の係止部材１４に対応する位置で支持ブラケット２０を
フレームの軸線方向外方に突出させて固着し、支持ブラ
ケット２０に略Ｕ形状をした拘束板２１を、その開口部
がリング形状をしたフレームの半径方向外方に向くよう
にして取付ける。このことにより、係止部材１４を、そ
の膨満に際して少なくともフレーム外方にその膨満変形
を誘導し、走行すべき管材内面に確実に押圧して係合さ
せることができる。

また、本実施例では、装置の前進又は後退を一層容易な
ものとするため、必ずしも必要であるわけではないが、
第１図（ａ）に示したようにフレームの外壁に転動体２
２を転勤自在に設けることができる。これら転動体を含
む装置の外径寸法は、加圧流体の供給により膨満した係
止部材１４を含む装置外径又は走行すべき管材の内径よ
り小さくなるよう設定することが好ましく、その設置個
所および設置数は装置の使用状況に基づいて定めるもの
とする。

つぎに第４図を参照して本発明装置の作動について説明
する。なお、一方の連結ブロックｌｌａに設けた給排路
１７ａは、接続管２３を介して互いに連通しており、他
方の連結ブロックｌｌｂには、加圧流体の給排を制御す
るたとえば三方弁を含み操作圧力源（図示せず）に接続
された給排管２４が接続されている。そして連結ブロッ
クｌｌａの一方の給排路１７ａに、弾性収縮体に平行に
離間して延在する接続管２５の一端を接続し、その他端
を連結ブロックｌｌｂに設けた図示しない貫通孔に接続
する。

この貫通孔の他端にも、加圧流体の給排を制御する制御
弁を含む給排管２６が接続されるものとする。

第４図（ａ）は、走行すべき管材の内部に配置した走行
装置を示している。

矢印で示す方向に移動させる場合には、進行方向前方に
位置する係止部材１４に加圧流体を供給して膨満させ、
仮想線Ａで示す管材の内面に係合させることにより、進
行方向前方に位置するフレーム１をを管材に対して固定
する。

そして同図（ｂ）に示すように、それぞれの弾性収縮体
４に加圧流体を適用すると弾性収縮体４は膨径変形し軸
線方向に収縮し、進行方向後方に位置するフレーム１を
前方に引寄せる。そこで同図（ｃ）に示すように、進行
方向後方に位置する他方の係止部材１４に加圧流体を供
給して膨満させ、管材の内面に係合させて後方に位置す
るフレーム１も管材に対して固定する。

次いで同図（ｄ）に示したように進行方向前方に位置す
る係止部材から加圧流体を排出して、管材との係合を解
き、弾性収縮体４からも同様にして加圧流体を排出すれ
ば、圧縮ばね１８の弾性復元力により、進行方向前方に
位置していたフレーム１が進行方向に向かって押し出さ
れることになる。

次いで進行方向前方に位置する係止部材に再び＝１３− 加圧流体を適用し、また後方に位置する係止部材から加
圧流体を排出し、上述した手順に従って弾性収縮体およ
びそれぞれの係止部材に加圧流体を適用することにより
、管材内壁に沿って前進させることができる。

また、上述したところから明らかなように、装置を後退
させる場合には、各係止手段への加圧流体の給排順序を
変更すればよい。

上述の説明では、装置の前方および後方のそれぞれの係
止部材への加圧流体の給排、ならびに各弾性収縮体への
加圧流体の給排を一定のサイクルで行なったが、各弾性
収縮体の加圧流体の給排タイミングを変化させることに
よりその進行方向を変化させることもできるので、第５
図に模式的に示したように曲がり管に対しても十分適用
することができる。これは、加圧流体を供給することに
より膨満する係止部材が管材方向に大きく突出して管材
と接触し、しかもその接触面積が大きいので、装置と管
材との隙間が一定でなくとも良く、さらには、弾性収縮
体および弾性部材の横方向の剛性が縦方向のそれに比べ
て相対的に小さいことに起因している。

なお本発明は、上述した実施例に限定されるものではな
く、弾性収縮体、係止部材および弾性部材を別個にフレ
ームにそれぞれ直接的に固着する構成とし、または弾性
収縮体および係止部材を一体としてフレームに固着し弾
性部材はそれらと別個にフレーム間に配設する構成とし
ても良く、さらには検査装置等の重量物を搭載する場合
等の、係止力のみを増強したい場合には、係止部材の数
を増せば良く、また推進力のみを増強したい場合には、
弾性収縮体および弾性部材の数を増せば良く、係止部材
と弾性収縮体および弾性部材の数および、取りつけ位置
は必要に応じてフレーム上で適当に変更する。また、第
６図（ａ）およびそれぞれ　（ｂ）に示したようにフレ
ームの平面形状を変更することにより、様々な断面形状
をした管材さらには、壁の凹部に沿っても進退させるこ
ともでき、特許請求の範囲内で種々の変更が可能である
。

（発明の効果） 以上詳述したように本発明によれば、加圧流体の供給に
まり係止部材を膨満させて内方よりその係止部材を管材
に係止させ、他のアクチュエータに比べて極めて軽量な
エアーバッグタイプの弾性収縮体により駆動する構成と
したので、装置重量が軽く、管材の内面の凹凸の影響を
受けにくく、起爆性雰囲気内であっても使用できる管内
走行装置を得ることができる他、他のアクチュエータに
比べて形状寸法を容易に小形化することのできるエアー
バックタイプのアクチュエータを用いれば２Ｂ程度の口
径の小さな配管に適用することができる。また従来の装
置ではほとんど不可能であった鉛直方向に配設された配
管内を昇降させることもできる。

さらには、車輪又はつめなどを用いる従来装置と異なり
、加圧流体を供給することにより膨満する係止手段を配
管内壁に押圧して走行装置を固定保持する構成としたの
で、接触面積が大きくなり、滑りにくく、しかも内壁に
作用する圧力が小さくなり、配管内壁を傷つけることが
ない。加えて、装置フレームと管材との隙間の影響が少
なく、横方向に彎曲させることが比較的容易であるので
、彎曲した管材、さらには可撓性の大きな部材であって
もそれに沿って走行させることができる。しかも、フレ
ーム形状を変更することにより、様々の断面形状をした
管材にも使用できるので極めて適用範囲が広〈産業上有
用な管内走行装置である。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は、本発明の一実施例を示す正面図、第１
図（ｂ）は、第１図（ａ）に示す装置の一部を断面にし
て示す図、 第２図は本発明装置に使用して好適な弾性収縮体の一部
破断面図、 第３図（ａ）および（ｂ）は、第１図（ｂ）の一部をそ
れぞれ拡大して示す断面図、 第４図（ａ）乃至（ｅ）は、本発明装置の作動を示す説
明図、 第５図は、本発明装置の曲がり管における走行状態を示
す説明図、そして、 一１７＝ ＝１６− 第６図は、本発明の他の実施例を示す正面図である。 １・・・フレーム　　　　　４・・・弾性収縮体５・・
・管状体　　　　　　６・・・編組補強構造体７・・・
閉鎖部材　　　　　８・・・内部空洞９・・・接続孔 １１ａ、　ｆｌｂ・・・連結ブロック １４・・・係止部材　　　　　１５・・・管状体１６ａ
、　１６ｂ・・・かしめリング １８・・・弾性部材　　　　　１９・・・取付はブラケ
ット２０・・・支持ブラケット２１・・・拘束板２２・
・・転動体　　　　　　２４．２６・・・給排管第３図 第２図 ０ｃ 第５図 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、走行すべき管材の内径より小さな外径を有し互いに
   対向してその管材の延在方向に離間して配置された１対
   のフレームと、これらフレームにそれぞれ一端部が取付
   けられ加圧流体の供給により膨径変形し軸線方向に収縮
   力を生起する少なくとも１個の弾性収縮体と、弾性収縮
   体の収縮運動に対応して変形可能な弾性部材と、加圧流
   体の供給により少なくともフレームの外方に膨満して管
   材の内面に係合可能な係止部材とを具え、各係止部材へ
   の加圧流体の交互の給排に合わせた弾性収縮体への加圧
   流体の給排により前進又は後退運動を行なうことを特徴
   とする管内走行装置。