JPH02206758A

JPH02206758A - 管内走行装置

Info

Publication number: JPH02206758A
Application number: JP1028261A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Hori; 正幸堀; Tomoji Fujisawa; 友二藤澤; Masatatsu Miura; 三浦　正達
Original assignee: Electric Power Development Co Ltd; NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: Electric Power Development Co Ltd; JFE Engineering Corp
Priority date: 1989-02-07
Filing date: 1989-02-07
Publication date: 1990-08-16
Anticipated expiration: 2009-01-26
Also published as: JPH066432B2

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、傾斜部やベンド部を有する大径管の管内検査
等に好適な管内走行装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、管内腐食検査等を目的とした管内走行装置として
、Ｍｌ　４図（ａｌ、（ｂ）Ｋ示すような走行ローラ（
８）を備えた車輌形式の装置（７）が広く用いられてい
る。

しかし、この装置は水路管のような大きな傾斜を持つ管
内では重力の影響で走行できず。

また管のベンド部や縮管部もうまく通過できないという
難点がある。第１６図はこのような水路管の通常のベン
ド部（９）の曲率及び傾斜管部（１１の傾斜状態を示し
ている。

このような問題に対し１本発明者等は特に水路管のよう
な傾斜大径管の走行に好適な装置を開発し、先に特創昭
６１−１７１０７１号等として提案した。この装置は、
第１５図（ａ）。

由）に示すように、センター部α２から放射状に延びた
複数の脚部（１３ＶＣステアリング機構を有する走行ロ
ーラα養を備えたもので、走行ローラα尋を１脚部を介
して管壁に押し付けるとともに、ステアリングを切りな
がら回転させ、これによって装置全体を螺旋状に回転さ
せつつ進ませるようにしたものである。

〔発明が解決しようとする護膜〕

しかし、本発明者等のその後の研究により。

このような装置ａυは、走行ローラα４を管壁に押し付
ける力だけで装置全体を支えているため、走行が不安定
になり易く、特に管のベンド部等を通過する際バランス
を崩すような場合があることが判った。

また水路管等ではその管路途中にスライド式の伸縮管部
があり、この部分の管内側には必ず周状の段部が生じる
。しかし、従来の装置では走行ローラがこの段差をうま
く乗り越えることができず、走行不能に陥るという問題
もある。

本発明はこのような問題に朧みなされたもので、傾斜管
内を自在且つ安定して走行でき、しかも管内面に生じた
段差も容易に乗り越えることができる管内走行装置を提
供しようとするものである。

〔課題を解決する手段〕

このため本発明は、第１図に示すように１対の平行な走
行体（１）とこれを連結する連結体（２）とから構成さ
れている。各走行体（１）は、センター部（３）と、こ
のセンター部（３）から外方に向って放射状に設けられ
る３本以上の伸縮可能な脚部（４）と、走行ローラ、該
走行ローラの駆動装置及びステアリング機構を備え、前
記各脚部（４）の先端に設けられる駆動部（５）とを有
し、前記脚部（４）により駆動部（５）を管内壁に押し
付け得るよう構成されている。そして、１対の走行体（
１）はそのセンター部（３）に連結体（２）の各趨が固
定されることにより連結されている。

第２図（ａｌ、（ｂ）に示すように駆動部が有する各走
行ローラ（６）の側部の周方向複数箇所には。

管内壁段部乗り越え用の突起（至）が設けられている。

前記駆動部（５）を管壁に押し付ける手段としては、シ
リンダ装置、スプリング等、適宜なものを用いることが
できる。

〔作　用〕

走行装置（Ａ）は、脚部（４）を管径りに応じて伸縮さ
せて管内に装入される。を内では脚部（４）を介して各
駆動部（５）を管内壁に押し付けるとともに、第３図に
示すように走行ローラ（６１をステアリング機＃ｌによ
って管径方向から管軸方向に傾け、走行ローラ（６）を
駆動させて装置を走行させる。これにより、走行装置（
Ａ）は管内を螺旋状に回転し、管軸方向に走行する。傾
斜管においては、管壁と走行ローラ（６）との間の摩擦
力が重力による管軸方向の力と釣り合い、走行が可能と
なる。

本発明の走行装置（Ａ）は、構造的に重心が１対の走行
体（１）の間にあるため安定であり。

加えて、両走行体（１）の走行ローラ（６）を総て管端
に押し付けて走行するため、バランスを崩して第４図の
矢印に示すような方向に倒れるようなおそれもほとんど
ない。

また、ベンド部通過の際も、各走行体（１）の駆動部（
５）が管内壁に常に押し当てられて走行するため、各走
行体（１）が互いの走行に悪影響を与えるようなことな
く、ベンド部にならって走行させることができる。

また、走行ローラ（６）が伸縮管部に形成されるような
管内壁の段部を、その下段側から上段側に向って通過す
る場合、管内周方向を螺旋状に転動する走行ローラが段
部の側壁に近接する位置までくると、ローラ側部に設け
られた突起（至）のうちのいずれかが段部上段の縁部に
引掛る。そして、走行ローラ（６）がさらに転勤すると
上記突起（至）がカッ、となって走行ローラ（６）が段
部下段から適当な高さまで持ち上げられ、この結果走行
ローラ（６）はその段部を容易に乗り越えることができ
る。

〔実施例〕

第５図ないし第８図は本発明の一実施例を示すものであ
る。

装置（Ａ）は、１対の走行体（ｘａＸｌｂ）とこれを連
結する棒状の連結体（２）と力）らなっている。

前記各走行体（１）は、センター部（３）と、このセン
ター部から四方に放射状に延出する４本の脚部（４）と
、この各脚部の先端に設けられた駆動部（５）とを備え
ている。

本実施例では、センター部（３）を挾んで対向する駆動
部（５）を、センター部を貫通する伸縮体（ハ）で連結
し、この伸縮体困の両側を、センター部（３）を挾んで
対向する駆動部（５）の脚部（４）としたものである。

前記センター部（３）は、走行体（１）の中心をなすも
ので、脚部（４）の保持部であるとともに。

検査装置（図示せず）等の機器を取付ける部分でもある
。

以下、一方の走行体（１）の構造について説明すると、
走行体（１）は、検査装置等を備えることができるセン
ター部（３１，ｍセンター部を中心としてその周囲に配
置される複数の駆動部（５Ａ＋　）　（５Ａｓ）　（５
Ｂ１）　（５Ｂｚ）、センター部を挾んで対向する駆動
部どうしを連結し、且つセンター部を貫通する伸縮体（
２３ＡＸ２３Ｂ）、センター部を対向する駆動部間に位
置せしめるためのセンタリング装置（２５ＡＸ２５Ｂ）
から構成されている。

前記センター部（３）には、−の伸縮体（２３人）を構
成する１対のシリンダ装置を挿通させるための１対の貫
通ガイド孔（２６Ａ）が形成され、さらにこの貫通ガイ
ド孔（２６Ａ）と直交する方向に。

他の伸縮体（２３Ｂ）を構成するシリンダ装置を挿通さ
せるため１対の貫通ガイド孔（２６ｎ）が形成、されて
いる。

各駆動部（５）は、管内面と対向する側の前後左右の４
箇所に走行ローラ（６）を有している。

この各走行ローラ（６）はステアリング機構（図示せず
）を有している。また各駆動部（５ンは走行ローラの駆
動部Ｒ（図示せず）を有している。

前記伸縮体（２３Ａ）（２３Ｂ　）は対向する駆動部ど
うしを連結するもので、前者がセンター部（３）を挾ん
で対向する駆動部（５ム１）と（５＾鵞）を、また後者
が同じく対向する駆動部（５齢と（５８ｇ）をそれぞれ
連結し、これら両件縮体はセンター部（３）内で交差し
ている。

各伸縮体は、ロッド（２７１）が反対方向に延出する平
行な１対のシリンダ装置（５）により構成されており、
伸縮体（２３Ａ）を構成する１対のシリンダ装置＠（シ
リンダ本体（２７０）　）がセンター部（３）の貫通ガ
イド孔（２６Ａ）に、また伸縮体（２３Ｂ）を構成する
１対のシリンダ装置＠（シリンダ本体（２７０）　）が
貫通ガイド孔（２６Ｂ）にそれぞれ進退可能に挿通され
ている。

そして、各伸縮体は、これを構成する１対のシリンダ族
Ｒ＠のうち、一方のシリンダ装置のシリンダ本体（２７
０）と他方のシリンダ装置のロッド（２７１）とが各駆
動部に接続され、これＫよってセンター部を挾んで対向
する駆動部を連結している。

前記センタリング装置（２５Ａ）（２５Ｂ）は伸縮体（
２３ＡＸＺ３Ｂ）に対応して設けられている。各センタ
リング装置は伸縮体を構成する１対のシリンダ装置勾の
シリンダ本体（２７０）について、その対向面にそれぞ
れ付設されるラック体（支）と、両シリンダ本体（２７
０）間に位置して両うック体翰と噛合すべくセンター部
（３）の中央に設けられるビニオン（支）とから構成さ
れている。伸縮体はこれを構成する１対のシリンダ装置
（財）のロッド（２７１）を進退させることにより伸縮
するが、ビニオン翰が両シリンダ装置（２７１）のラッ
ク体（至）に噛み合っていることＫより１両シリンダ装
置＠はピニオン（支）を中心とした両側の長さが常に等
しく、この結果センター部（３）は伸縮体の伸縮の程度
Ｋかかわらず、対向する駆動部間の中央に常にセンタリ
ングされることになる。つまり、１８０反対方向に延び
る脚部（４）の長さは常に等しくなる・各走行ローラ（６）は、第８図（ａ）および（′ｂ）に
示すように、その両側部の周方向複数箇所（本実施例で
は４箇所）に段部乗り越え用の突起（至）を有している
。

各突起（至）は管内壁に面すべきエツジ部（３００）が
凸曲線状に構成され、このエツジ部（３００）が管内側
の段部上段の縁部と係合して転動し得るようになってい
る。なお、このエツジ部（３０のは、第８図（ａｔ　Ｖ
Ｃ示すように段部上段と係合し始める始端側とローラ外
面間のローラ径方向距離ｔ１が管内面に形成される段部
の高さよりも大きく、またそれよりもエツジ部の終端側
寄りでは、ローラ外面とのローラ径方向距離ｔ１が上記
段部の高さよりも小さくなるような凸曲線状に構成され
、このようにすることＫより、突起（７）のエツジ部（
３００）は管内面段部の縁部に引掛り、且つ走行ローラ
を段部下段から持ち上げるカムの役目を果すことができ
る。

なお１本実施例では走行する管の内面に傷を付けないよ
うにするため、走行ローラ（６：はホイーノに６０）の
外周にプラスチック製のリング（６１）を有しており、
突起（至）はホイール（６０）の側面に周方向等間隔で
設けられている。

なお、突起（至）の形状は％に制限はなく、上述したよ
うに段部の縁部に引掛り、且つカムの役目を果し得るも
のであれば、いかなる形状でもよい、また、突起（７）
は連続的なエツジ部を形成させるようなものである必要
はなく、例えば、小突起をエツジ部に相当する位置に沿
って複数配設するような構造とすることもできる。また
、エツジ部（３００）は、段部に係合した際に円滑に転
動させるためＫは円弧状等の凸曲線状が好ましいが、必
ずしもこれに限定されるものではなく、直線状を含む任
意の構成とすることができる。

また、本実施例では、走行装置の前進時だけでなく後退
時にも段部乗り越えができるよう、走行ローラの両側部
に突起（至）が設けられているが、装置の後退を考慮す
る必要がなければ、突起（７）はローラの片側だけに設
ければよい。

以上のような構造の１対の走行体（１ａ）　（ｌｂ）は
、各複数の脚部（４）を含む平面が平行になるようＫし
て、連結体（２）で連結されている。連結体（２）は棒
状体であり、その各端が走数（Ｉａ）（１ｂ）の各セン
ター部（３）に固定されている。

１対の走行体（ｘａＸｌｂ）の間隔は、装置の走行安定
性の面からはある程度大きいほうが好ましいが、過度に
大きいと管ベンド部の通過に支障をきたす。この点を考
慮し、上記間隔は適用すべき管径りに対し、０．５Ｄ−
Ｄ程度とすることが好ましい。

なお、各走行体（１）の脚部及び駆動部（５）は３つ以
上適当敷設けることができる。

また、駆動部（５）の振れを防止するため、図中仮想線
で示すような隣接する駆動部間を連結するシリンダ族！
（財）を設けることができる。

このシリンダ装置ａｉは、そのシリンダ本体（２４０）
を隣接する駆動部の一方に、またロンド（２４１）を他
方の駆動部にそれぞれ枢着接続し、隣接する駆動部どう
しを連結する。このシリンダ装置（２）は隣接する駆動
部間で１対設けることにより、駆動部の左右の振れを適
切に防止することができる。隣接する。＠Ａ駆動部間シ
リンダ装置（財）で連結されることにより、装置の外縁
部は環を構成することになる。

なお、このシリンダ装置（財）に代えスプリングを内蔵
した伸縮体を連結部材として用いることもできる。

また、装置全体の剛性を確保するため、１対の走行体間
で対向する駆動部（５）を連結する連結梁（３４）　（
第５図中仮想線）を設けることができる。

また、駆動部（５）の各走行ローラ（６）を管内壁に常
に適切に押し付けるようにするため、第１１図に示すよ
うにシリンダ本体（２７０）の後端にさらに別の小型の
シリンダ装置（３１）　（シリンダ本体（３１０）　）
を連結し、このシリンダ装置（３１）を介して駆動部（
５）に連結するような構造とすることができる。

第１２図および第１３図は本発明の他の実施例を示すも
ので、各走行体の脚部（４）をスプリングにより管内壁
に押し付けるようにした形式のものである。

前記各脚部（４）は伸縮可能に構成され、一端がセンタ
ー部（３）に固定されている。脚部（４）はセンター部
（３）に固定された軸状の第１部材（４１）と、この第
１部材（４１）　Ｋスライダー（４３）を介してスライ
ド可能に取付けられた第２部材（４２）とから構成され
、このスライダー（４３）の第１ｍ材（４１）に対する
スライド移動により伸長。

縮小する。

前記スライダー（４３）は、第１部材（４１）のスライ
ドガイド部を嵌挿すべき取付穴を有しており、この取付
穴を介して第１部材にスライド可能に取付けられている
。なお、第１部材（４１）のスライドガイド部は、スラ
イダー（４３）の回転を防止するため、断面角形状に構
成されている。

この脚部（４）は、駆動部（５）を走行体径方向外方に
付勢して管内壁に押し付けるための手段を有している。

本実施例では第１部材（４１）　Ｋスプリング住９（コ
イルスプリング）が外挿され、このスプリングｔｔＳが
スライダー（４３）及び第２部材（４２）を介して駆動
部（５）を付勢するよう構成されている。本実施例では
各脚部に２本のスプリング（ＬＳが壜付けられているが
、管壁への必要な押付力が得られればスプリングは１つ
でもよい。なお、（４４）は各スプリングαＳの一端側
を係止するための係止部である。

前記駆動部（５）は、第２部材（４２）の先端に設けら
れた走行ローラ（６）と、この走行ローラの駆動装置α
ｅ（モータ）と、走行ローラのステアリング機構αηと
からなっている。

前記走行ローラ（６）は、ブラケットα槌を介して支持
され、該ブラケットα♂に前記駆動装置αｅが取付けら
れている。

前記ステアリング機構αηは、ブラケットａ８を支持し
、第２部材（４２）に回転可能に取付けられたステアリ
ング軸重と、このステアリング軸に設けられたギア（至
）と、主軸にこのギアＦＣ＠み合うビニオンＱυを有し
、第２部材（４２）に取付けられた駆動モータＣ擾とか
らなっており、駆動モータ＠によりステアリング軸（１
（Ｊを回転させることにより走行ローラ（６）のステア
リングを行う。

なお、走行ローラは上述した実施例と同様に構成されて
いる。

次に１以上のような走行装置の使用法および作用を第５
図ないし第７図に示すものを例に説明する、装置は通常管内で組み立てられ、各駆動部（５ＡＩ）〜
（ｓａ２）の走行ローラ（６）が管内面に当接せしめら
れる。センター部（３）を挾んで対向する駆動部の各走
行ローラ（６）は、伸縮体（２３Ａ）（２３Ｂ）の作用
によって管内面（Ｂ）ＩＣ圧接され。

これにより傾斜管における装置の保持作用が得られる。

装置は、伸縮体（２３ムＸ２３Ｂ）の伸縮によって対向
する駆動部間の間隔を変化させ。

これにより適用する管の管径に応じて装置の外径を変化
させることができる。伸縮体（２３Ａ）（２３Ｂ）の伸
縮はこれを構成する１対のシリンダ装置（５）を同期し
て作動させることにより行うが、センタリング装置（２
５＾）（２５Ｂ）の作用により。

対向する駆動部の間隔の程度にかかわらずセンター部（
３）は常に対向する駆動部間に位置し、この結果、装置
はセンター部（３）が複数の駆動部の常に中心に位置し
た形状に保持される。

装置を動かす場合には、ステアリング機構により各走行
ローラ（６）の向き（走行方向）を管径方向から管軸方
向に傾けた状態（ステアリング角度を付した状態）とす
る。

そして、この状態で各駆動部（５）の走行ローラ（６）
を駆動させると、装置は、管周方向く沿って回転しなが
ら上記ステアリング角度により管軸方向に移行する。各
駆動部（５）の動作をみると、これらは管内面（８）に
沿って螺旋状に走行することになる。

走行中管径が変化する場合でも、これに応じて伸縮体（
２３ＡＸ２３Ｂ）が伸縮し、各駆動部（５）の走行ロー
ラ（６）を常に管内面に圧接させる。

次に、各走行ローラの突起図の作用について説明する。

第９図Ｇン〜（ロンは走行ローラ（６）が突起（至）を
利用して段部を乗り越える際の様子を示したもので、（
３２）は段部下段、（３３）は段部上段である。管内壁
を螺旋状に転動する走行ローラ（６）が段部に近接する
と、いずれかの突起（７）のエツジ部（３００）が第９
図Ｋ）Ｉｃ示すように段部上段（３３）の縁部に引掛る
。第１０図値）はこの状態での平面図、第１０図（ｂ）
は正面図である。

このように突起（７）が段部上段に引掛った後走行ロー
ラ（６）がさらに転動すると、第９図仲）に示すように
突起（至）がカムの作用をして走行ローラ（６）が段部
下段（３２）から持ち上げられる。

これによって螺旋に走行する走行ローラ（６）は第９図
１に示すように段部上段（３３）の縁部を容易に乗り越
えることができる。

〔発明の効果〕

以上述べた本発明によれば、安定した構造を有するため
、傾斜管を安定して走行できるだけでなく、ベンド部や
凹凸部を走行する際もバランスを崩して倒れるようなお
それがほとんどない。また所定の間隔を有する両走行体
の走行ローラが装置全体を９壁に対して支えるため、走
行ローラの管壁に対する押付力を小さくでき、このため
走行抵抗を減少させ、少ない動力で走行させることがで
きる。

さらに走行ローラが有する突起により、管内面の段部を
容易に通過することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、（ｂ）および第２図（ａ）、（ト））は
本発明の基本構成を模式的に示すもので、第１図（ａ）
は装置全体の正面図、第】図山）は同じく側断面図であ
る。第２図（ａ）は走行ローラの側面図、第２回出）は
同じく正面図である。第３図は走行ローラのステアリング方向を示す説明図で
ある。第４図は本発明装置の走行状態を示す説明図であ
る。第５図ないし第１０図は本発明の一実施例を示すも
ので、第５図は側面図、第６図は正面図、第７図は第５
図中■−■線に沿う断面図、第８図（ａ）は走行ローラ
の側面図、第８図（′ｂ）は同じ（正面図、第９図Ｇ）
ないしＨは走行ローラが管内面段部を乗り越える際の様
子を段階的に示す説明図、第１０図（ａ）は第９図（イ
）の状態での走行ローラの平面図、第１０図（ｂｌは同
じ（正面図である。第１１図は伸縮体の他の実施例を示
す説明図である。第・１２図及び第１３図は本発明の他
の実施例を示すもので、第１２図は正面図、第１３図は
第１２図中店−■線に沿う断面図である。第１４図（ａ
ｌ、　（ｂｌは従来の走行装置を示すもので、第１４図
（ａｔは正面図、第１４回出）は側面図である。第１５
図（ａ）、（ｂｌは本発明者等が先に提案した走行装置
を示すもので、第１５図（ａ）は正面図、第１５図（ｂ
ｌは側断面図である。第１６図は走行装置を適用すべき
傾斜管の傾斜状況及びベンド管の曲率を示す説明図であ
る。図において、（ＩＸｌａＸｔｂ）は走行体、（２）は連
結体、（３）はセンター部、（４）は脚部、（５）は躯
動部、（６）は走行ローラ、（至）は突起を各示す。第５図 ■ ■ じ特許出願人　　日本鋼管株式会社第図第図第（ｂ）第図第図（ｂ）亢進行方向第図第図

Claims

【特許請求の範囲】センター部と、このセンター部から外方に向つて放射状に設けられる３本以上の伸縮可能な脚部と、走行ローラ、該走行ローラの駆動装置及びステアリング機構を備え、前記各脚部
の先端に設けられる駆動部とを有し、前記脚部により駆動部を管内壁に押し付け得るよう構成された１対の平行な走行体を備え、該１対の走行体を、両端が各走行体のセンター部に固定された連結体で連結してなり、前記走行ローラの側部の周方向複数箇所には段部乗り越え用の突起を設けてなる管内走行装置。