JPH04257701A - 走行装置の車輪 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ガス導管などの地中埋
設管や原子力プラント内の配管内を自走して、配管やそ
の付帯設備の点検、修理を行うための走行装置の従動輪
等として使用される走行装置の車輪に関し、回転軸に対
して輪状のリム部を備え、回転軸の周りに回転する走行
装置の車輪に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に上述の構成の車輪は、回転軸周り
のリム部の回転によりこの回転軸に対して直角な方向で
ある車輪の主走行方向に進行するように構成されている
。このような車輪が、方向制御を受けて走行をおこなう
走行装置の従動輪として使用されている場合、駆動輪の
方向制御によりこの車輪がその主走行方向に対して直角
な方向の力（横荷重と呼ばれる。）を受け、この方向に
移動することが必要とされる場合がある。このような走
行移動状況は、駆動輪が従動輪の主走行方向と異なった
方向に走行しようとする場合、あるいは図６に示すよう
に、管内の検査等のための管内走行装置が傾斜状になっ
ている管壁面を走行する場合等に起こる。

【０００３】このような走行条件に対応するため、従来
様々な構成の車輪が提案されてきている。こういった車
輪の例としては、米国特許２８９７７７９に開示されて
いるものがある。この車輪の構造が図７、８に示されて
いる。即ちこの車輪１は、車輪１の回転軸２と直交する
方向にローラ回転軸３を有するローラ４を、複数、車輪
１のリム部５にその円周方向に設けたものである。この
車輪１は、車輪１の主走行方向Ａに対して直交する方向
（横方向）の力Ｐを受けた場合、車輪１の主走行方向Ａ
への走行に伴って接地したローラ４が、前記横方向（図
７における紙面表裏方向）に回転して、結果的に車輪１
が主走行方向Ａに対して斜め方向に移動することを許容
する。

【０００４】上記の技術は、主な走行方向を備えた車輪
に関するものであるが、この主走行方向が無く、任意の
方向にその走行方向をとることが可能な車輪の例として
は、以下のものが知られている。その第一の例は、図９
に示すいわゆるキャスター６である。こういったキャス
ター６においては、車輪１に対してその回転軸２を支持
する支持部材７が設けられており、この支持部材７を走
行装置に対して回動自在とする支持機構８が別個に設け
られている。この例の場合、車輪１が横方向の力Ｐを受
けると支持機構８において車輪の支持部材７が所望の走
行方向に応じて回動し、車輪の回転方向が、走行装置の
所望の走行方向に一致するように自動的に調整される。

【０００５】さらに、第２の例としては図１０に示すよ
うな球状のベアリング部材９を回動自在に走行装置に取
り付けて、これが従動輪として働くようにされているも
のもある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来技術については、以下のような欠点がある。米国特許
２８９７７７９に開示されている車輪においては、横荷
重に対して横方向の移動を回転制動を受けないローラで
行う為、このローラが接地した時、ローラの自由な回動
に伴って走行装置は突発的に横方向に移動する。結果、
ローラが接地しない状態における車輪外周面での主走行
方向への直進走行状態と組み合わされて、走行状態がギ
クシャクした走行となり、例えば管内走行装置に備えら
れているカメラ等の精密機器を、急激に位置移動させる
こととなるため、機器の損傷等の問題を起こしやすい。 またこの構造においては、個々のローラのローラ回転軸
に走行装置の本体荷重が集中するため、ローラ回転軸が
変形あるいは損傷し易い。一方、キャスター、球状ベア
リングを利用した機構を採用すると、軽負荷の走行には
対応できるが、重負荷の走行には対応できず、その結果
長寿命の走行装置を得ることが難しい。

【０００７】したがって本発明の目的は、車輪が横荷重
を受けた場合でも、突発的な横移動を起こすことなくス
ムーズな横移動をおこなうことが可能で、安定した走行
がえられる走行装置の車輪を得ることであるとともに、
大きな本体負荷に対応できる、長寿命の走行装置を得る
ことができる走行装置の車輪を得ることである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
の本発明による走行装置の車輪の特徴構成は、リム部の
外周部に、リム部に対して回転軸に平行な方向にのみ移
動自在な複数の接地部材を備えるとともに、接地部材の
移動に制動抵抗を与える抵抗部材が備えられていること
にあり、その作用・効果は次の通りである。

【０００９】

【作用】つまり、車輪がその回転軸周りに回転しその主
走行方向に進行すると、前述の複数の接地部材は、次々
に車輪の回動に伴って順に接地してゆく。ここで、この
車輪に対し、その主走行方向に対して直角な方向に力（
横荷重）が働くと、本願の車輪においては、接地部材が
走行面に対する接地状態を保ちながら、車輪本体に対し
て作用力とは反対の方向に相対移動する。さらに車輪の
回転が起こると、この回転に伴って後続の接地部材が接
地状態を保ちながら順々に車輪本体との相対移動を繰返
すこととなるのである。さて、こういった接地部材に対
して車輪にはその回転軸方向の移動に対して制動抵抗を
与える抵抗部材が備わっているために、この接地部材の
移動は急激に起こることはない。

【００１０】

【発明の効果】従って本願においては、車輪の横方向（
主走行方向に対して直角な方向）への移動は、ローラ回
転軸周りに自由に回転する複数のローラによらず、横方
向の移動を抵抗部材で制限されている複数の接地部材の
連続的な移動でおこなわれるために、各接地部材が無制
限にかつ突発的に横方向に移動することがなく、しかも
連続的に後続の接地部材にこの横移動が受け継がれるた
め、従来のように走行装置がギクシャクとした動きをす
ることがない。結果、走行が比較的スムーズなものとな
る。

【００１１】また、この車輪においては、主な走行方向
である主走行方向については、本来の車輪が有する機能
である回転軸周りのリム部の回転により、これが受け持
たれるため、高負荷、長寿命の走行装置に使用できる車
輪を得ることができたのである。

【００１２】さらに、接地部材をリム部に対して所定の
方向に摺動する構成とすると、従来技術におけるように
ローラ回転軸により車輪に掛かる全荷重を一部材（ロー
ラ回転軸）で受けることがなくなる（接地部材に掛かる
荷重は摺動部を介して車輪に掛かる。）とともに、後続
の接地部材への荷重点の移動が比較的頻繁におこなわれ
るため、応力の集中等による破損等の問題を起こす可能
性も低くなる。

【００１３】

【実施例】本願の実施例を図面に基づいて説明する。図
１、２、３には本願の走行装置の車輪１０が、さらに図
４、５には本願の走行装置の車輪１０を従動輪として備
えている管内走行装置１１が示されている。図４、５に
基づいてこの管内走行装置１１について説明する。ここ
で、図４はこの管内走行装置１１の側面図であり、図５
は正面図である。この管内走行装置１１は遮断弁１２等
が走行装置１１の両側部より張出ている可能性のあるガ
ス管１３等の内部を管内走行装置１１に備えられた検査
カメラ１４により検査するためのものである。

【００１４】以下にこの管内走行装置１１の構造につい
て説明する。この管内走行装置１１においては、駆動輪
１５と一対の従動輪１０間でパンタグラフ式に開閉する
フレーム構成が採用されている。以下さらに詳細に説明
する。この管内走行装置１１は、一端を互いに連結部１
６を介して相対揺動自在に連結する一対のアーム部１７
と、この一対のアーム部１７それぞれの開放端側に各別
に上下揺動自在に接続されている一対のリンク部１８を
有して構成され、前記連結部１６には、管頭部１３ｔに
接触する駆動輪１５が備えられている。そして更に、一
対のリンク部１８は、前述の連接部１６に対して下方位
置で対向して配設される交差部１９で交差して互いに相
対揺動自在に連結するように構成され、さらに、このリ
ンク部１８の遊端側のそれぞれに本願の車輪１０を、従
動輪として設備する従動輪設置部２０を設けた構成とさ
れている。このようにして、管底部１３ｂに対しては、
前述の従動輪設置部２０に取り付けられている一対の従
動輪１０が接触している。

【００１５】即ち、この管内走行装置１１は、上述の一
対のアーム部１７と一対のリンク部１８により側面視菱
形のフレーム構成とされている。ここで、アーム部１７
の連接部１６およびリンク部１８の交差部１９において
は、それぞれ連結した部材（一対のアーム部１７と一対
のリンク部１８）が、揺動自在とされている。これは、
検査対象であるガス管１３の内径に対して、駆動輪１５
および従動輪１０の上下管壁１３ｔ，１３ｂに対するそ
の接地を確実にするための構成である。そこで、互いに
前後に対向するアーム部１７とリンク部１８の一対の連
結部１７１を、互いに近接する方向に付勢するスプリン
グ２１が、前後一対のアーム部１７間に渡って備えられ
ている。さらに、図５より明らかなように、前述の連接
部１６と交差部１９との間の空間には、機器収容部２２
が形成されており、その機器収容部２２に、管内検査用
の検査カメラ１４が配設されている。

【００１６】次に、この管内走行装置１１における管内
走行状態について説明する。基本的には、モータ２３の
駆動により管内走行装置１１の頭部に設けられている駆
動輪１５が回転し、この駆動輪１５により管内走行装置
１１は管軸方向に進行する。ここで、装置底部に備えら
れている一対の従動輪１０は、駆動輪１５の回転に伴っ
てその主走行方向に進行する。管内走行装置１１が完全
な直進進行状態にある場合は、ほとんど問題はないので
あるが、管径の変化、管内面の状態の変化等により従動
輪１０が完全に管底部１３ｂを走行することなく、傾斜
状になっている管側壁面部１３ｃに乗り上がる状態が起
こることがある。このような場合に、この従動輪１０に
横荷重が働く。

【００１７】さて、以下に本願の走行装置の車輪１０の
構成について、図１、２、３に基づいて説明する。図１
は本願の走行装置の車輪１０の一部断面側面図であり、
図２は正面図である。さらに図３には、この車輪１０に
備えられている接地部材２６の取付構造が示されている
。車輪１０は回転軸２４まわりに回転するリム部２５を
備えて構成されており、この回転方向がこの車輪１０の
主走行方向である（図にＢで示す。）。このリム部２５
には、複数の接地部材２６が、図３に示すように回転軸
２４に沿った方向Ｃにあり溝構成で、摺動可能に取り付
けられている。そして、この接地部材２６は、リム部２
５に対してその両側部をスプリング２７によりリム部２
５の幅方向の中間位置に位置保持されるように付勢して
支持されており、接地部材２６が受けるその摺動方向の
力に対して、制動抵抗を持って移動する構成とされてい
るのである。図３左側にはリム部２５の外周部における
回転軸方向の断面が平面として構成され、接地部材２６
の外周が緩い円弧状に形成されているものを示している
。この他に右側に示すようにリム部２５及び接地部材２
６の外周部を同一の曲率を有する円弧状に構成すること
も可能である。この車輪１０の作動状態について図６に
基づいて以下に説明する。車輪１０が傾斜面を走行する
場合、進行方向とは直角な方向に所謂、横荷重を受ける
。この状態で車輪１０は回転軸周りに回転して、その主
走行方向に進行するとともに、走行面に接触している接
地部材２６に対して車輪１０は、傾斜面の谷側に摺動す
る。ここで、車輪１０の回転に伴って次々と接地部材２
６が交代し、その都度、接地部材２６の両側に配設され
ている一対のスプリング２７の縮み代分だけ車輪１０は
谷側に滑動しながら回転を続け、やがて傾斜による横荷
重が無くなると横方向への滑動は停止する。ここで、接
地部材２６はスプリング２７によりその動きが制限され
ているため、急激な移動を起こすことはない。以上が本
願の走行装置の車輪の走行状態である。

【００１８】〔別実施例〕以下に本願の別実施例を箇条
書きする。 （イ）上述の実施例においては、接地部材２６の回転軸
方向の移動を規制する部材として、スプリング２７の例
を示したが、これに代えて一対のエアークッション機構
を採用してもよい。従って、このように接地部材の摺動
に制動抵抗を与える部材を抵抗部材と称する。 （ロ）上述の実施例においては管内走行装置１１の例を
示したが、これは駆動輪１５を備えた走行装置であれば
いかなるものでもよく、これを走行装置と称する。 （ハ）さらにリム部２５は円形状とするのみならず、リ
ム部を多角形構造とし摺動する接地部材２６を各辺の中
央位置もしくは頂点位置に配置したものとすることも可
能である。

【００１９】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】走行装置の車輪の一部断面側面図

【図２】走行
装置の車輪の正面図

【図３】接地部材の取付構造を示す図

【図４】管内走行装置の側面図

【図５】管内走行装置の正面図

【図６】走行装置の車輪の横移動状態を示す作用説明図

【図７】従来の走行装置の車輪の例を示す図

【図８】図
７に示す車輪のローラ取付部の詳細を示す図

【図９】従
来のキャスターの例を示す図

【図１０】従来の球状ベア
リングを利用した例を示す図

【符号の説明】

２４　　回転軸 ２５　　リム部 ２６　　接地部材 ２７　　抵抗部材

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　回転軸（２４）に対して輪状のリム部
   （２５）を備え、前記回転軸（２４）の周りに回転する
   走行装置の車輪であって、前記リム部（２５）の外周部
   に、前記リム部（２５）に対して前記回転軸（２４）に
   平行な方向にのみ移動自在な複数の接地部材（２６）を
   備えるとともに、前記接地部材（２６）の移動に制動抵
   抗を与える抵抗部材（２７）が備えられている走行装置
   の車輪。
2. 【請求項２】　　前記接地部材（２６）が、前記抵抗部
   材（２７）により前記回転軸（２４）に平行な方向で、
   前記リム部（２５）の中間部に位置付勢されている請求
   項１記載の走行装置の車輪。
3. 【請求項３】　　前記抵抗部材（２７）が、前記接地部
   材（２６）に対して前記回転軸（２４）に平行な方向の
   両側に備えられ、他端側を前記リム部（２５）に支持さ
   れる一対のバネ部材である請求項２記載の走行装置の車
   輪。