JPH0227078B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ 本発明は、管内面作業装置に関するもので、詳
しくは、管内面を走行して作業を行なう装置に関
するものである。

従来より小径管内での作業は困難で、殆んど手
がつけられない状況であつた。これは、管内の限
られた狭い空間に入り込むことが困難なこと、管
の傾き等の敷設状態が一定していないこと、管内
走行装置の管径や曲折に対する適応能力が乏しい
こと、作業に必要な機器や道具を安定に保持する
のが困難であること等に原因している。これらの
問題を解決するためにいろいろな努力がなされて
きたが、管内を適応的に走行して作業を行えるよ
うにした例は殆んどない。

これを、管の溶接作業に例をとつて、以下に説
明する。管の溶接作業には、一般的に開先加工、
開先合わせ、仮付け、初層裏波溶接、その後の必
要な層数の溶接等がある。

ところで、溶接金属と母材部は、できるだけ滑
らかな形状であることが応力集中を小さくするた
めに重要である。しかし、管の場合には、管径お
よび管端から開先部までの距離および中心の保持
等に問題があつて、管内側からの溶接が不可能な
ことが多く、したがつて、管外側からの溶接によ
つて、管外面は勿論のこと、管内面に欠陥の無い
滑らかなビードを得ることが必要となつている。
このため、内面ビードについては、裏波溶接法に
より、裏波を出して上記課題を解決しようとして
いるが、現状では、管外面側より溶接して均一な
裏波を出すことは、技術的に困難であり、大変な
熱練を必要としている。さらに研摩、清浄等の作
業にあつては、管外面から対応することは出来
ず、品質の良い溶接管を得ることは、極めて難し
かつた。

［発明の目的］ 本発明の目的は、上記問題点に鑑みて、管内作
業を可能にした管内面作業装置を提供することに
ある。

［発明の概要］ 本発明では、三角形の特性、(1)二辺（斜辺）の
それぞれ中点を結んだ線（中線）は、他の一辺
（底辺）と常に平行となり、かつ1/2の高さである
こと、(2)斜辺を一定長とすると、それらの挾角が
小さくなるほど高さが高くなることを利用して上
記目的を達成している。

即ち、本発明では、三角形の各頂点に相当する
部分に転動体を配設し、かつ上記底辺に相当する
部分を伸縮自在にするとともに、上記斜辺に相当
する部分を構成するリンクフレーム間に、それら
のリンクフレームのなす挾角を狭める方向に付勢
力を与える挾み力発生機構を配設することによつ
て、管径の変化に対応しうる走行体を実現し、さ
らに、上記リンクフレームの中点間に作業機器を
保持させることによつて、作業機器を常に管の中
心に維持させ、もつて作業具と管内面との距離を
一定にして安定した作業の確保を図つている。

［発明の実施例］ 以下図面に示した実施例を参照しながら本発明
を説明する。なお、本発明は、特開昭59−109456
号および同59−109470号に開示された管内移動装
置の機構を利用するものである。

第１図および第２図は、本発明に係る管内面作
業装置１の側面図および正面図を示し、第３図は
その装置１の機構を示した図である。

この管内面作業装置１の機枠２は、４本のリン
クフレーム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄをピン３ａ，
３ｂ，３ｃ，３ｄによつて互に回動自在に結合し
た所謂パンタグラフ構造をしている。そして、リ
ンクフレーム２ａ，２ｂのそれぞれの一端部に
は、ボール状転動体４ａ，４ｂが配設され、また
リンクフレーム２ｃとリンクフレーム２ｄとの対
偶をなすピン３ｃには、ロール状転動体４ｃが支
承されている。さらに、この機枠２には、リンク
フレーム２ｃ，２ｄ間に引張スプリング５が介装
されており、リンクフレーム２ａ，２ｂには作業
機器（実施例では溶接器）のハウジング６が設置
され、機枠２の高さＨの中間に位置されている。

このハウジング６は、回転軸７を有しており、
その先端のヘツド７ａには、該軸と垂直な方向に
トーチ８およびセンサ９が配設されている。そし
て、トーチ８およびセンサ９は、例えばピニオン
とラツク等からなる移動機構を介してヘツド７ａ
に保持されている。

以下に上記管内面作業装置１の作用を説明し、
併せて構成をより詳細に説明する。

この装置１は、機枠２をパンタグラフ構造と
し、かつリンクフレーム２ｃ，２ｄ間にスプリン
グ５を配装しているため、第１図において、転動
体４ａ，４ｂ，４ｃは常に外方へ付勢されてい
る。したがつて、転動体４ａ，４ｂ，４ｃは常に
管Ａの内面に接触し、しかも機枠２は管Ａの直径
方向に維持される。

即ち、この装置１では、機枠２にパンタグラフ
構造を採用しているが、パンタグラフ構造は、第
３図に示したように、リンクフレーム２ｂは、リ
ンクフレーム２ｄの延長線２a′と平行であり、ま
たリンクフレーム２ａは、リンクフレーム２ｃの
延長線２b′と平行となる。しかもリンクフレーム
２a′，２b′は２ａ，２ｂと長さが等しいため、機
枠２は実質的に、２ｄ，２a′および２ｃ，２b′を
それぞれ斜辺とする二等辺三角形に等しい。

また、機枠２に設置された作業機器のハウジン
グ６は、第３図に示した二等辺三角形の中線ｍに
沿つて配置されるため、常に管Ａの中心に維持さ
れる。

さらに、この装置１では、センサ９とトーチ８
とが、同一平面上を移動するため、センサ９の管
軸方向の位置が即トーチ８の位置となり、かつセ
ンサ９の管Ａの半径方向突出量は、即トーチ８の
突出量となる。したがつて、センサ９で開先１１
を検出しながら、または検出した後直ちに、トー
チ８を開先１１に沿つて回転させて、溶接作業を
行うことができる。

なお、上記実施例では、センサ９とトーチ８と
を同一直線上に配設しているがセンサ９とトーチ
８は一定の関係、例えば一定の距離オフセツトさ
せて配置したり、トーチ８をセンサ９と独立して
回転するように配設してもよい。

また、上記実施例の機枠２は、パンタグラフ構
造となつているが、第３図に二点鎖線で示したよ
うに、三角形構造を採用してもよいことは勿論で
ある。

さらに、上記実施例では、管内面作業装置とし
て、溶接作業装置を示したが、本発明は例えば管
内面清浄装置、管内面研摩装置等、他の作業装置
に適用できることは言うまでもない。また、作業
装置として、取付け物の形、大きさの違いに応じ
て第４図及び第５図の構造を採用することもでき
る。いずれも第１図の構造に胴体１２，１３と車
枠１４，１５を追加したもので、リンクフレーム
２ａ，２ｂは等長で歯車１６を介して逆方向に回
転する。リンクフレーム２ｃ，２ｄも同様に等長
で歯車１６を介して逆方向に回転する。このため
胴体１２，１３は常に同一直線上を運動する。つ
まり、リンクフレーム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄで
構成されるパンタグラフは、自身の変形によつて
胴体１２，１３を同一軸上で移動させるので走行
装置の高さの調節が容易であり、管径の幅広い変
化にも適応できる装置を実現するのに適する。第
４図では胴体１２の一端が車枠１４の中心に直角
に固定され、、パンタグラフが変形しても３つの
車輪を結ぶ三角形は第１図の構造と同様、二等辺
三角形となる。図中のｍは、走行装置の高さの1/
２の箇所を示す線で、この線上に位置決めセンサ、
及び回転可能なトーチを積載すれば、これらが自
動的に管内中心に保持される。

第５図において、車枠１４，１５を胴体１２，
１３に固定せず、交角θuとθdの大きさが自由に
変わるように軸支し、θu＝θdとなる様に車輪を
制御すれば、４つの車輪はすべて管壁面に押し付
けられ、ｍが管内中心を結ぶ線と一致する。この
構造によれば、管のレデユーサ部、曲折部におい
ても作業に必要な装置等を管内中心に保持できる
ので安定な作業が達成されるのである。

［発明の効果］ 上記したように、本発明に係る管内面作業装置
は、管の形状にかかわらず、常に管内面に接触
し、しかも作業機器は常に管中心に位置されるの
で、安定した作業を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る管内面作業装置を示した
側面図、第２図はその装置の正面図、第３図はそ
の装置の機構図、第４図、第５図は作業装置の他
構造例である。 １……管内面作業装置、２……機枠、２ａ，２
ｂ，２ｃ，２ｄ……リンクフレーム、３ａ，３
ｂ，３ｃ，３ｄ……ピン、４ａ，４ｂ，４ｃ，４
ｄ……転動体、５……スプリング（挾み力発生機
構）、６……機器ハウジング、７……軸、７ａ…
…ヘツド、８……トーチ、９……センサ、１０…
…移動機構、１１……開先。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 一端を共通の回転支点に結合し、他端が夫々
   自由端となつた一対のリンクフレームと、該一対
   のリンクフレームに対して、該リンクフレームの
   なす挾角を挟める方向に付勢力を与える挾み力発
   生機構と、上記一対のリンクフレームの上記回転
   支点に配設した第１転動体と、上記一対のリンク
   フレームの上記各自由端に夫々配設した第２、第
   ３転動体と、上記第１転動体と上記第２、第３転
   動体との中間に位置する上記一対のリンクフレー
   ム上にハウジングが装架され、かつ該ハウジング
   の中心に作業具の回転駆動軸を有する作業機器と
   から成ることを特徴とする管内面作業装置。