JPH06134422A - 管内走行装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 形状の異なる管間を移動することができ、急
な流れの中でも走行できる管内走行装置を提供する。 【構成】 主シリンダ１のシリンダ本体１ａの後端及び
シリンダロッド１ｂの先端に軸継手部分２ａ，２ｂ、４
ａ，４ｂ等を介して脚用シリンダ８ａ，８ｂを連結し、
この脚用シリンダ８ａ，８ｂにより開閉される脚２９
ａ，２９ｂを構成し、シリンダ本体１ａ及びシリンダロ
ッド１ｂに支持脚１５ａ，１５ｂを設け、この支持脚１
５ａ，１５ｂで車輪用シリンダ１８ａ，１８ｂを支持
し、車輪用シリンダ１８ａ，１８ｂで上下動可能に車輪
１９ａ，１９ｂを支持した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は管内走行装置に関し、特
に高流速下で、しかも管の形状、寸法変化にもかかわら
ず安定した走行ができるようにしたものである。

【０００２】

【従来の技術】各種発電プラントの冷却用海水管の内面
には、貝や藻などの海生物が付着することから定期的に
点検、除去作業がなされている。この作業には海水管内
に挿入して自走させる清掃装置が採用されている。その
清掃装置の例を図１０，１１に示す。

【０００３】図１０に示す清掃装置５１は、移動台車５
２上に、シリンダ５３により俯仰動される天井車輪５４
と、ジェットノズル５５を持ってマニピュレータ５６と
を搭載した構造をなし、管５７内に搬入し、シリンダ５
３で天井車輪５４を管５７内の天井面に押し付けて姿勢
を保持し、マニピュレータ５６を回転し、その先端のジ
ェットノズル５５から噴出される高圧水を管内面に吹き
付けて付着物を除去するようになっている。

【０００４】図１１に示す清掃装置５８は、シリンダ５
９により開閉される前後の開脚そり６０ａ，６０ｂをシ
リンダ（尺取りシリンダ）６１で連結すると共に、前部
に、ジェットノズル５５を持つマニピュレータ５６を設
けた構造をなし、開脚そり６０ａ，６０ｂを開いて管内
面に突っ張り、この状態でジェットノズル５５より高圧
水を噴射し、管内面の付着物を除去するようになってい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記図１０に
示した従来の装置５１では、管内面に対する装置の保持
を車輪（移動台車５２、天井車輪５４）を介して行って
いることから、管５７との接触面積が小さく、高流速に
耐えられず流されてしまうことがあり、また、矩形管か
ら円形管への形状変化あるいは寸法変化による段差、あ
るいは凸状の障害物がある場合には走行できず、さら
に、管５７に径の変化があると、マニピュレータ５６の
根元の旋回中心が管５７の中心と一致せず、ノズル５５
の高さが大きく変わり、均一な清掃ができないという問
題がある。

【０００６】また、図１１に示した従来の装置５８で
は、高流速には強いが、先の装置５１と同様に形状、寸
法変化及び障害物に適応できず、また、尺取り動作のた
め移動速度が遅く、清掃後の帰還に時間がかかってしま
い、さらに、ステアリングができないため、大きな矩形
管での平地走行が不可能であるという問題がある。

【０００７】このように、従来の管内清掃装置はいずれ
も高流速で、形状、寸法変化のある場合には適用でき
ず、このことが自動化を妨げる原因ともなっていた。

【０００８】管内に形状変化部分や起状部等がある場合
にはダイバーに依存せざるを得ないが、高流速の管内に
入ることは危険な作業となり、実質的に不可能である。

【０００９】さらに、水を止めて人手で行うことも考え
られるが、プラントを長期的に停止する必要があり、稼
働率の低下による社会的影響が大きい。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明では、主シリンダの両端にそれぞれ脚用シリンダ
で開閉する脚を設け、主シリンダのシリンダ本体もしく
はシリンダロッドとシリンダロッドとにそれぞれ車輪用
シリンダで上下動する車輪を設けて管内走行装置を構成
したのである。

【００１１】

【作用】上記構成の管内走行装置によれば、脚用シリン
ダで脚を開き、脚を管の内面に突っ張らせることにより
装置自体を管に対し強く固定することができる。帰還等
の際には、脚を閉じ、車輪により高速走行させることが
できる。

【００１２】また、前後の脚と車輪とで合計４点の支持
点を有することになり、順次脚及び車輪を上下すること
により、矩形から円形あるいは径寸法の変化に伴う段差
を連続して移動することができる。

【００１３】さらに、車輪による操舵ができ、矩形管で
の平面移動で左右方向のコントロールが可能となり、円
形管では、車輪を２輪とし互いに内向きにすることによ
り、管底面の中心に層安定した走行ができる。

【００１４】

【実施例】次に、本発明の一実施例に係る管内走行装置
を図面に基づいて説明する。図１には一実施例装置の側
面を示してあり、図２，図３にはそのＡ−Ａ矢視、Ｂ−
Ｂ矢視を示してある。

【００１５】１は主シリンダ（尺取りシリンダ）で、そ
のシリンダ本体１ａの後端部及びロッド１ｂの先端部に
はそれぞれ第１連結軸２ａ，２ｂが図に示す状態で水平
に設けられており、各第１連結軸２ａ，２ｂには回動部
材３ａ，３ｂが第１連結軸２ａ，２ｂ回りに回動自在に
連結されている。回動部材３ａ，３ｂは前記第１連結軸
２ａ，２ｂと直交する向きの第２連結軸４ａ，４ｂを有
しており、この第２連結軸４ａ，４ｂにそれぞれ取付部
材５ａ，５ｂが第２連結軸４ａ，４ｂを中心として回動
可能に連結されている。

【００１６】各取付部材５ａ，５ｂ上には前記シリンダ
１の中心に中心を一致させて旋回軸６ａ，６ｂが支持さ
れ、かつ取付部材５ａ，５ｂと旋回軸６ａ，６ｂとの間
に設けられた旋回用シリンダ７ａ，７ｂにより旋回可能
とされている。

【００１７】旋回軸６ａ，６ｂには中心を一致させて脚
用シリンダ８ａ，８ｂが取付けられており、そのロッド
９ａ，９ｂの先端には円周方向に等間隔に３本のリンク
１０ａ，１０ｂの一端がピン結合されている。これらの
リンク１０ａ，１０ｂの途中の部分と前記旋回軸６ａ，
６ｂとは３本のアーム１１ａ，１１ｂによりピン結合さ
れている。

【００１８】各リンク１０ａ，１０ｂの先端には自在継
手１２ａ，１２ｂを介してシュー１３ａ，１３ｂが取付
けられている。つまり、リンク１０ａ，１０ｂ、アーム
１１ａ，１１ｂ、シュー１３ａ，１３ｂが前後の脚２９
ａ，２９ｂを構成しているのである。

【００１９】一方、主シリンダ１のシリンダ本体１ａ及
びロッド１ｂにはクランプ１４ａ，１４ｂが取付けられ
ており、各クランプ１４ａ，１４ｂには左右に二本の支
持脚１５ａ，１５ｂが張り出して設けられ、各支持脚１
５ａ，１５ｂの端部には回動自在にステアリング軸１６
ａ，１６ｂが設けられている。クランプ１４ａ，１４ｂ
とステアリング軸１６ａ，１６ｂとの間はステアリング
用シリンダ１７ａ，１７ｂで連結されており、ステアリ
ング用シリンダ１７ａ，１７ｂの作動により、ステアリ
ング軸１６ａ，１６ｂは回動される。

【００２０】ステアリング軸１６ａ，１６ｂの下部には
車輪用シリンダ１８ａ，１８ｂが設けられ、各車輪用シ
リンダ１８ａ，１８ｂの下部にはそれぞれ車輪１９ａ，
１９ｂが支持されている。この例では、車輪１９ａ，１
９ｂの少なくとも一方を駆動輪としてある。なお、駆動
のためのモータは図示省略してある。

【００２１】前方の脚用シリンダ８ａの先端部には旋回
駆動部２０が取付けられており、その旋回軸２１にはア
ーム２２がピン結合され、アーム２２の先端には清掃用
のブラシ２３がピン結合されている。旋回軸２１とアー
ム２２とはブラシ用シリンダ２４で連結されており、こ
のシリンダ２４の作動によりブラシ２３は管３２の内面
に押し付けられ、また管３２の内面から離される。な
お、以下旋回軸２１、アーム２２、ブラシ２３等を清掃
マニピュレータ２８と呼ぶ。

【００２２】次に、上記構成の管内走行装置による走行
動作等について説明する。先ず、図４に基づき横断面形
状が矩形の管３２から円形の管３３へ連続して移動する
動作について説明する。

【００２３】同図（ａ）は当該装置が円形管３３の直前
で矩形管３２内で停止している状態を示す。上記状態か
ら先ず脚用シリンダ８ａにより前側の脚２９ａを閉じ、
主シリンダ１のロッド１ｂを伸ばして前脚２９ａを円形
管３３内に挿入する。次いで、脚用シリンダ８ａにより
脚２９ａを軽く開いてシュー１３ａを管３３ａの内面に
摺接させながらさらにロッド１ｂを伸ばしつつ車輪用シ
リンダ１８ａにより前輪１９ａを引き上げて円形管３３
内に移し、円形管３３内に入ったら車輪用シリンダ１８
ａにより前輪１９ａを円形管３３の内面に接地させる。
この後、ロッド１ｂをストローク一杯に伸ばし、脚用
シリンダ８ａの圧力を増して前脚２９ａを強く突っ張り
円形管３３内に固定する。この状態を図４（ｂ）に示
す。

【００２４】次に、脚用シリンダ８ｂにより後脚２９ｂ
を閉じ、主シリンダ１を短縮動させてシリンダ本体１ａ
等を前脚２９ａ側に引き寄せる。つまり、前進させる。
前進した状態を図４（ｃ）に示す。

【００２５】次に、脚用シリンダ８ｂにより後脚２９ｂ
を開いて管内面に突っ張らせ後脚２９ｂを矩形管３２の
先端に固定し、この後、脚用シリンダ８ａにより前脚２
９ａを閉じて擢動できる程度に軽く浮かし、主シリンダ
１を一杯に伸長し、前脚２９ａ、ブラシ２３等を前進さ
せる。前進させた状態を図４（ｄ）に示す。

【００２６】次に、脚用シリンダ８ａにより前脚２９ａ
を開き、前脚２９ａを円形管３３の内面に突っ張らせて
固定し、脚用シリンダ８ｂにより後脚２９ｂを閉じて浮
かし、主シリンダ１を短縮作動させ、前脚２９ａに対し
後脚２９ｂを引き寄せる。この状態を図４（ｅ）に示
す。

【００２７】この後、脚用シリンダ８ｂにより後脚２９
ｂを開いて円形管３３の内面に突っ張らせ固定する。こ
れで、装置全体が円形管３３内に移り、さらに前進でき
る状態となる。この状態を図４（ｆ）に示す。

【００２８】次に、上下方向に湾曲する管内の移動につ
いて説明する。この場合には、図５に示すように、前後
の第１連結軸２ａ，２ｂにより、回転部材３ａ，３ｂを
含む前脚２９ａ側及び後脚２９ｂ側が主シリンダ１に対
し上下方向に回動し、湾曲部３４の形状に対応する。

【００２９】水平面内で湾曲する管内を移動する場合に
は、図６に示すように、前後の第２連結軸４ａ，４ｂに
より、取付部材５ａ，５ｂを含む前脚２９ａ側及び後脚
２９ｂ側が主シリンダ１に対し左右方向に回動し、湾曲
部３５の形状に対応する。

【００３０】図７〜９には広幅の矩形管内等での平面走
行の際の方向変換の制御例を示す。図７は直進の状態で
あり、この状態から方向変換をするには、先ず脚用シリ
ンダ８ａにより前脚２９ａを閉じ、かつ車輪用シリンダ
１８ｂにより後輪１９ｂを上下に引き上げて浮かし、次
いでステアリング用シリンダ１７ａの作動によりステア
リング軸１６ａを操作して前輪１９ａを目的方向に切
る。

【００３１】この後、主シリンダ１を伸長作動させ、後
脚２９ｂを反力受けとして前脚２９ａ側を伸ばすと、図
８に示すように、前輪１９ａの方向に前進する。

【００３２】前脚２９ａ側を前進させたら、脚用シリン
ダ８ａにより前脚２９ａを開いて着地させた後、後脚２
９ｂを脚用シリンダ８ｂの作動により閉じて浮かし、次
いで主シリンダ１を短縮作動させて後脚２９ｂ側を前脚
２９ａ側に引き寄せる。後脚２９ｂ側は前脚２９ａ側の
方向に移動し、方向の切換えが完了する。

【００３３】当該装置の管内面の清掃は、後脚２９ｂを
脚用シリンダ８ｂで突っ張って管に固定した後、前脚２
９ａを管内面に摺動する程度浮かし、主シリンダ１の伸
長作動により前脚２９ａを前進させながら清掃マニピュ
レータ２８を旋回して行う。

【００３４】なお、装置の走行は主シリンダ１の伸長動
によりなされるので、車輪１９ａ，１９ｂは本質的には
モータ駆動の必要はなく、従動でよい。ただし、復帰な
どのため空走させるときは、モータ駆動とすれば高速効
果が得られる。勿論、ケーブルで牽引して回収するよう
にしてもよい。

【００３５】本発明は上記実施例に限らず、種々態様を
変えて実施できる。例えば、主シリンダ１として片側ロ
ッドのものをあげているが、両側ロッドのものを採用し
てもよい。また、第１連結軸２ａ，２ｂと第２連結軸４
ａ，４ｂとの配置も逆としてもよく、他の形式、例えば
自在継手などであってもよい。さらに、清掃マニピュレ
ータとしてもブラシを使うもののほか噴射水によるもの
などの使用も可能である。

【００３６】

【発明の効果】本発明に係る管内走行装置によれば、主
シリンダの両端にそれぞれ脚用シリンダで開閉する脚を
設け、主シリンダのシリンダ本体もしくはシリンダロッ
ドとシリンダロッドとにそれぞれ車輪用シリンダで上下
動する車輪を設け、管の形状等に応じて脚を拡縮し、か
つ車輪を上下動させて主シリンダを伸縮動させるように
したので、従来困難であった高流速下でかつ管の形状、
寸法変化にかかわらず、安定した走行ができるようにな
る。

【００３７】したがって、種々の管内作業の自動化が可
能となり、プラントの停止などが回避できると共に、作
業者の負担も軽減する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る管内走行装置の側面図
である。

【図２】図１中のＡ−Ａ矢視図である。

【図３】図１中のＢ−Ｂ矢視図である。

【図４】形状の異なる管内の移動の説明図である。

【図５】上下に湾曲する管内の移動の説明図である。

【図６】左右に湾曲する管内の移動の説明図である。

【図７】方向変更の説明図である。

【図８】方向変更の説明図である。

【図９】方向変更の説明図である。

【図１０】従来の管内清掃装置の一例の概略図である。

【図１１】従来の管内清掃装置の一例の概略図である。

【符号の説明】

１ 主シリンダ １ａ シリンダ本体 １ｂ ロッド ２ａ，２ｂ 第１連結軸 ４ａ，４ｂ 第２連結軸 ８ａ，８ｂ 脚用シリンダ １８ａ，１８ｂ 車輪用シリンダ １９ａ，１９ｂ 車輪 ２３ 清掃用ブラシ ２８ 清掃マニピュレータ ２９ａ，２９ｂ 脚

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 主シリンダの両端にそれぞれ脚用シリン
   ダで開閉する脚を設け、主シリンダのシリンダ本体もし
   くはシリンダロッドとシリンダロッドとにそれぞれ車輪
   用シリンダで上下動する車輪を設けたことを特徴とする
   管内走行装置。