JPH08301105A - パイプ内移動走行体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】パイプの屈曲部でも確実に安定した走行が得ら
れ、屈曲部の内壁面に沿い移動方向を滑らかに変更する
ことができる走行体を得る。 【構成】パイプ３０内を移動する走行体１の本体２に伸
縮自在な脚部１０を複数本取り付け、脚部１０に移動ブ
ロック１３を固定し、移動ブロック１３の前部にトー角
θの駆動輪１４を回転自在に取り付け、駆動輪１４の後
方に従動輪１６、１７、１８を回転自在に配置し、パイ
プ３０の内壁面３２に駆動輪１４及び従動輪１６、１
７、１８を押し付け、駆動輪１４の回転で走行体１が移
動する構成。 【効果】走行体の本体が常時パイプの中心線上に位置す
ることが可能になる。また、姿勢が安定して維持される
ので、貝殻除去等の作業が確実にできる。更に、パイプ
内の水が掻き混ぜられることがなく、作業効率が向上す
る。移動中に移動ブロックがふらつかず、常時安定した
走行体の移動が可能になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、排水パイプ等のパイプ
内を自走しながら内壁面に付着増殖したフジツボ、カ
キ、その他の貝類を掻き取り除去する機械において、こ
のパイプ内を走行する自走式のパイプ内移動走行体に関
する。

【０００２】

【従来の技術】近年脚光を浴びている原子力発電所、火
力発電所、製鋼所あるいは下水処理場等においては、そ
の排水が十分濾過処理されてから海や川等へ排水されて
いるが、この排水のために設置されているパイプにはそ
の内壁面に石灰質の殻で包まれたフジツボ、カキ、その
他の貝類が付着増殖するため、パイプの内径が長年使用
していると小さくなり、そのため、設計時に規定された
所定の排水が得られなくなるという問題が発生してい
る。そこで従来はこの貝類を定期的に除去するために潜
水作業者がこのパイプ内に入り、道具を使用して内壁面
に付着しているこれら貝類を掻き落としていた。

【０００３】しかしながら、この方法では潜水作業者の
潜水作業時間が限られており、また、潜水しながらの作
業になるため、作業者の疲労も多くなり、この作業を終
了するのに長い時間を要していた。しかも潜水作業者の
熟練性も必要であり、危険度も高く、作業コストが高く
なっていた。そのため、これに代わるものとして現在で
は、この貝類を定期的に除去するために、無人の潜水作
業車が開発され、これを水中に配置されているパイプ内
に送り込み、これを地上のオペレータが画面で監視しな
がら遠隔操作して、付着物の除去作業を行う方法が一般
的になっている。

【０００４】このような作業を行う無人の作業車として
例えば、図１０及び図１１に示すようなものがある。図
１０において、１０１はパイプ１３０内を移動するため
の自走式の走行体であり、この走行体１０１には前方ま
たは後方へ移動するための推進用の推力手段１０２が設
けられている。また、前記走行体１０１には図１１に示
すように、水中での円周方向の姿勢を制御する姿勢制御
手段１０３がこの走行体１０１の中心線を挟んで両側に
取り付けてあり、進行方向に直交する面上において走行
体１０１が中心線を中心に回転したり、パイプ１３０内
の内壁面１３２に接するようになっている。更に、この
走行体１０１には放射方向の二ヶ所にパイプ１３０の内
壁面１３２に接しながら、自転して内壁面１３２の貝類
等の付着物を掻き落とすブラシ状の掻き棒１０４を多数
植設した回転板１０５からなる除去装置１２２が設けて
あり、パイプ１３０の内壁面１３２に接して移動しなが
らこの掻き棒１０４で付着物を除去するものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この走
行体はパイプ内の付着物を掻き落とす作業においては、
水中での作業のため、走行体全体が浮力を受け、作業中
にパイプの内壁面から浮き上がり、そのため、作業が不
充分になる等の課題があり、これを解消するために走行
体を常時パイプの内壁面に接するように押し付ける姿勢
制御手段で姿勢保持用の推進力を働かせている。このた
め、パイプ内の水はこの姿勢制御手段で常時かき混ぜら
れるからパイプ内の水が掻き取った付着物やヘドロ等に
より、濁れて監視することができず、完全に付着物が除
去されたか否かを常に確認できないので、掻き取り無良
が生じる等、作業効率が低い。また、この走行体に配置
されている付着物の除去装置に使用されている掻き棒は
貝類の中でも特に付着力が強く且つ繁殖力も強く、しか
も、石灰質の硬度の高い殻で覆われたフジツボの除去に
対応するために、確実に走行体をパイプの内壁面に接地
させねばならず、大きな推力を必要としている等の課題
が発生している。

【０００６】本発明の第１の目的は、以上の課題を解決
するとともに構造が簡単でパイプの水平方向あるいは直
立方向の屈曲部でも確実に安定した走行が得られる走行
体の提供であり、第２の目的は、パイプの水平面に対す
る直立方向の屈曲部においても正確に走行体がこの内壁
面に沿い移動方向を変更することができる構成の提供で
あり、本発明の第３の目的は、移動ブロックの縦揺れを
阻止し、走行体の滑らかな移動の提供である。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の目的は、
円筒状のパイプ３０内をこれの軸線に沿い移動する走行
体１の本体２に軸線に直交する方向に伸縮自在な脚部１
０を複数本対向して取付け、この脚部１０の先端に移動
ブロック１３を固定し、移動ブロック１３の進行方向の
両側前部に駆動輪１４を回転自在に取り付けて前輪駆動
とし、この駆動輪１４の後方に従動輪１６、１７、１８
を複数個直線上に且つ回転自在に配置し、前記パイプ３
０の内壁面３２に脚部１０を伸長して移動ブロック１３
の駆動輪１４及び従動輪１６、１７、１８を押し付け、
駆動輪１４の回転を介して移動ブロック１３が移動して
走行体１が移動する構成にすることで達成される。

【０００８】本発明の第２の目的は、移動ブロック１３
の駆動輪にトー角θを夫々設け、円筒状のパイプ３０内
を移動中にそのパイプ３０の中心線上に走行体１が位置
するよう移動ブロック１３が進行方向を補正する構成に
することで達成される。

【０００９】本発明の第３の目的は、脚部を複数本のリ
ンク１１をピン連結したピン・リンク機構から構成し、
このリンク１１の夫々一端を走行体１の本体２の前後に
おいて互いに接近・離反するスライダ３にピン連結し、
他端を移動ブロック１３の前後にピン連結することで達
成される。

【００１０】

【作用】パイプ３０の内壁面３２に走行体１の本体２を
中心に対向する二本の脚部１０を伸長して移動ブロック
１３の駆動輪１４と従動輪１６、１７、１８とを所定の
押圧力で押し付け、移動ブロック１３を接地させる。そ
して、移動ブロック１３の駆動輪１４を回転駆動させ
る。これにより、移動ブロック１３は前進を開始するの
で、従動輪１６、１７、１８もこの移動に連れて回転
し、走行体１の本体２はパイプ３０内を前進する。

【００１１】この後、移動ブロック１３が水平方向のパ
イプ３０の屈曲部３１に達すると、パイプ３０の曲率半
径の小さい側に位置する移動ブロック１３の駆動輪１４
はパイプ３０の内壁面３２に接地せずに離れた状態とな
るが、パイプ３０の反対側、即ち、パイプ３０の曲率半
径の大きい側に接している移動ブロック１３の駆動輪１
４はパイプ３０の内壁面３２に接して移動を続けている
ので、走行体１はこのパイプ３０の屈曲部３１の内壁面
３２に沿い方向が変更される。

【００１２】また、移動ブロック１３の両側に夫々取り
付けられている駆動輪１４には、これらを結ぶ中心線に
対して進行方向へその車軸１５の軸心が所定角θだけ傾
斜したトー角が設けられているので、特に、水平方向に
対してパイプ３０が直立方向へ屈曲している屈曲部３３
に達した場合、移動ブロック１３の進行方向の変更が今
までの進行方向に対して横揺れすることなく滑らかに行
われる。また、この移動ブロック１３にはこれの前後に
パイプ３０の内壁面３２への押圧力が脚部１０のピン・
リンク機構を介して加わるようになっているので、屈曲
部３１、３３において移動ブロック１３の縦揺れも阻止
されている。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１乃至図９に基
づいて説明する。図１において、１はパイプ３０内を移
動する走行体であり、走行体１の本体２には進行方向の
先端に回転軸４を介して支持部材２０が固定してあり、
この回転軸４は走行体１の本体２に内蔵された回転駆動
源（図示せず）により回転される構成である。この支持
部材２０の半径方向には先端に除去ヘッド２２を取り付
けた伸縮自在なアーム２１が固定してあり、このアーム
２１により除去ヘッド２２はパイプ３０の内壁面３２に
常時押し付けられている。

【００１４】また、図２に示すように、前記走行体１の
本体２の前後には夫々この外周を軸方向に摺動自在なス
ライダ３が設けてあり、このスライダ３は互いに同期し
て接近または離反する構成となっている。これらスライ
ダ３には脚部１０を構成するリンク１１が夫々ピン連結
してあり、互いのリンク１１もその中間でピン結合され
たピン・リンク機構となっており、これらリンク１１及
びピン１２からなる脚部１０は前記スライダ３の接近・
離反動作により、全体が伸縮自在となっている。この脚
部１０を構成するピン・リンク機構のリンク１１の先端
には移動ブロック１３の前部と後部が夫々ピン結合され
ており、この移動ブロック１３の両側には別置した回転
駆動源（図示せず）により回転される駆動輪１４が移動
ブロック１３の前部に設けられている。前記回転駆動源
は走行体１の本体２に内蔵した回転駆動源（図示せず）
と兼用してもよく、この場合は、回転伝達機構（図示せ
ず）を介して夫々の移動ブロック１３の駆動輪１４に伝
達する構成となる。また、これに代え、回転駆動源を夫
々の移動ブロック１３に内蔵する構成としてもよい。

【００１５】この駆動輪１４の後方には従動輪１６、１
７、１８が複数個一列に整列配置してあり、この従動輪
１６、１７、１８は２〜３個づつ移動ブロック１３の両
側に夫々配置するのが望ましい。更に、図３に示すよう
に、前記駆動輪１４は移動ブロック１３の両側に夫々回
転自在に軸支してあり、この駆動輪１４の車軸１５は移
動ブロック１３の中心線に垂直な軸線に対して進行方向
に所定角度θのトー角を有している。

【００１６】この移動ブロック１３の駆動輪１４及び従
動輸１６、１７、１８は図２に示すように、前記脚部１
０の伸長動作により前記パイプ３０の水平方向の内壁面
３２に押し付けられ、接するようになっており、このよ
うな脚部１０と移動ブロック１３の構成を前記走行体１
の本体２を挟んで水平方向において相対向する両側に夫
々配置することにより、パイプ３０の中心線上に走行体
１の本体２が常時支持されている。

【００１７】また、前記脚部１０の押圧力は前記従動輪
１６、１７、１８の中で最前部の従動輪１６と最後部の
従動輪１８との間にその中心が位置する構成となるよう
配置されている。これは前記伸縮自在な脚部１０を構成
するピン・リンク機構の先端を移動ブロック１３に回転
自在に取り付けられている最前部の従動輪１６と最後部
の従動輪１８の夫々僅かに外側の位置にピン結合するこ
とで可能になるとともに、移動ブロック１３の移動時の
縦揺れも阻止される構造となっている。

【００１８】このため、図１及び図２に示すように、自
走式の走行体１がパイプ３０内に入り、あらかじめこの
パイプ３０の内径に合わせて脚部１０を伸長させて移動
ブロック１３の駆動輪１４及び従動輪１６、１７、１８
の全てをパイプ３０の内壁面３１に押し付けて接させ
る。これにより走行体１の本体２は移動ブロック１３が
パイプ３０の内壁面３２に沿うて滑るので、脚部１０が
最も伸長した状態でパイプ３０の中心線上に位置するこ
とになる。この後、回転駆動源が駆動されると、移動ブ
ロック１３の駆動輪１４が回転して移動ブロック１３が
前進するので、走行体１の本体２もこれと一体となって
前進する。この前進時に駆動輪１４の車軸１５にはトー
角θが与えられているので、走行体１はパイプ３０の中
心からずれることなく、常に姿勢を保ったまま移動す
る。

【００１９】このような状態で移動してパイプ３０が水
平方向へ屈曲している場合は、図４に示すように、移動
ブロック１３がパイプ３０の屈曲部３１に達するまで移
動を続け、図５に示すように、移動ブロック１３が屈曲
部３１に達すると、曲率半径の小さい側の移動ブロック
１３の駆動輪１４はパイプ３０の内壁面３２から離れ、
移動ブロック１３はこの位置で停止した状態になる。一
方、パイプ３０の屈曲部３１において、曲率半径が大き
い側の移動ブロック１３の駆動輪１４は連続して内壁面
３２に接した状態が続くので、駆動輸１４の回転によ
り、この移動ブロック１３は前進を続ける。このため、
図６に示すように、走行体１はこれら移動ブロック１３
の作用を受けてパイプ３０の水平方向の屈曲部３１に沿
った方向へ徐々に進行方向が変更される。

【００２０】この時、曲率半径の小さい側の移動ブロッ
ク１３は前部の従動輪１６と後部の従動輪１８との間の
従動輪１７で支えられているので、曲率半径の大きい側
の移動ブロック１３の作用により、僅か移動するので、
図７に示すような位置まで走行体１が移動する。

【００２１】更に、走行体１が前進して方向を変更する
と、曲率半径の小さい側の移動ブロック１３の後部の従
動輪１８はパイプ３０の内壁面３２から離れるが、この
移動ブロック１３の駆動輪１４は再び内壁面３２に接す
るので、これが接している間だけこの移動ブロック１３
は反対方向の移動ブロック１３とともに前進する。これ
により走行体１は更に前進し、図８に示すように、再び
曲率半径の小さい側の移動ブロック１３の駆動輪１４が
内壁面３２から離れると、曲率半径の大きい側の移動ブ
ロック１３だけが前進するので、走行体１は進行方向が
更に変更される。

【００２２】このようにして、対向する移動ブロック１
３がこの動作を繰り返すことにより、走行体１は徐々に
進行方向が変更される。そして、走行体１がパイプ３０
の水平方向の屈曲部３１の終端に達すると、曲率半径の
小さい側に位置している移動ブロック１３の駆動輪１４
が内壁面３２に接する。この接地と同時に曲率半径の大
きい側の内壁面３２に接している移動ブロック１３とと
もに平行して一体移動することになり、走行体１の本体
２はパイプ３０の中心線に沿い前進する。

【００２３】一方、両側の移動ブロック１３の駆動輪１
４には進行方向において車軸１５に所定角度θのトー角
が与えられているので、この屈曲部３１を移動中におい
ても、移動ブロック１３はパイプ３０の内壁面３２に対
して常時垂直な方向になるよう姿勢が維持されることに
なる。このため、移動ブロック１３に横揺れや縦揺れが
発生することなく、滑らかな移動が可能になる。

【００２４】更に、このパイプ３０が図９に示すよう
に、水平面に対して直立方向に屈曲している場合は、走
行体１の本体２はパイプ３０の中心線に沿い前進してい
るが、この直立方向の屈曲部３３に達すると、走行体１
の中心線はパイプ３０の中心線から進行方向がずれるこ
とになる。この時、この屈曲部３３に達している一対の
移動ブロック１３にはパイプ３０の曲率半径の大きい側
に位置する夫々の駆動輪１４にトー角θが与えられてい
るため、徐々にパイプ３０の内壁面３２の中心に向かっ
て移動する。このため、移動ブロック１３は徐々に進行
方向が変更されて走行体１全体がパイプ３０の中心線に
沿うよう進行方向も変更される。これによりパイプ３０
の直立方向の屈曲部３３に対しても滑らかな移動が可能
になる。

【００２５】

【発明の効果】本発明は以上説明した実施例から明らか
なように、円筒状のパイプ３０内をこの軸線に沿い移動
する走行体１の本体２に軸線に直交する方向に伸縮自在
な脚部１０を複数本対向して取付け、この脚部１０の先
端に移動ブロック１３を固定し、この移動ブロック１３
の進行方向の両側前部に駆動輪１４を回転自在に取り付
けて前輪駆動とし、この駆動輪１４の後方に従動輪１
６、１７、１８を複数個直線上に且つ回転自在に配置
し、パイプ３０の内壁面３２に脚部１０を伸長して移動
ブロック１３の駆動輪１４及び従動輪１６、１７、１８
を押し付け、駆動輪１４の回転を介して移動ブロック１
３が移動して走行体１が移動する構成にしたものであ
る。

【００２６】このため、この走行体は、パイプの内壁面
に確実に接することができるので、走行体の本体が常時
パイプの中心線上に位置することが可能になる。また、
このように姿勢が安定して維持されるので、貝殼除去等
の作業が確実にできる。更に、この走行体は従来のよう
に姿勢制御手段でパイプの内壁面に接する構成でなく、
走行体の脚部を本体を挟んで対向する方向の内壁面に夫
々常時接しているので、パイプ内の水が掻き混ぜられる
ことがなく、掻き取った付着物やヘドロ等により、濁れ
てパイプ内の貝殻除去作業の監視ができないといったこ
ともなく、作業効率が向上する。

【００２７】また、本発明は、移動ブロック１３の駆動
輪１４にトー角θを夫々設け、円筒状のパイプ３０内を
移動中にそのパイプ３０の中心線上に走行体１の本体２
が位置するよう移動ブロックが進行方向を補正する構成
であるとともに、内壁面３２への移動ブロック１３の押
圧力がピン・リンク機構により移動ブロック１３の前後
に加わる構成であるので、水平あるいは直立方向へパイ
プが屈曲していてもパイプ内を移動中に移動ブロックが
ふらついたり、縦揺れしたりすることが皆無になり、常
時安定した走行体の移動が可能になる等の特有の効果が
得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の要部を示す断面正面図である。

【図２】図１の下面図である。

【図３】図１の要部側面図である。

【図４】本発明がパイプの水平方向の屈曲部に達する直
前を示す動作図である。

【図５】本発明がパイプの水平方向の屈曲部に達した状
態を示す動作図である。

【図６】本発明がパイプの水平方向の屈曲部を移動する
状態を示す動作図である。

【図７】本発明がパイプの水平方向の屈曲部を更に移動
した状態を示す動作図である。

【図８】本発明がパイプの水平方向の屈曲部の終端に達
する状態を示す動作図である。

【図９】本発明のパイプの直立方向の屈曲部における動
作状態を示す動作図である。

【図１０】従来例を示す全体外観正面図である。

【図１１】従来例の作業状態を示す側面図である。

【符号の説明】

１ 走行体 ２ 本体 ３ スライダ ４ 回転軸 １０ 脚部 １１ リンク １２ ピン １３ 移動ブロック １４ 駆動輪 １５ 車軸 １６ 従動輪 １７ 従動輪 １８ 従動輪 ２０ 支持部材 ２１ アーム ２２ 除去ヘッド ３０ パイプ ３１ 水平方向の屈曲部 ３２ 内壁面 ３３ 直立方向の屈曲部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円筒状のパイプ３０内をこの軸線に沿い
   移動する走行体１の本体２に軸線に直交する方向に伸縮
   自在な脚部１０を複数本対向して取付け、この脚部１０
   の先端に移動ブロック１３を固定し、この移動ブロック
   １３の進行方向の前部に駆動輪１４を回転自在に取り付
   けて前輪駆動とし、この駆動輪１４の後方に従動輪１
   ６、１７、１８を複数個直線上に且つ回転自在に配置
   し、前記パイプ３０の内壁面３２に脚部１０を伸長して
   移動ブロック１３の駆動輪１４及び従動輪１６、１７、
   １８を押し付け、駆動輪１４の回転を介して移動ブロッ
   ク１３が移動して走行体１が移動する構成にしたことを
   特徴とするパイプ内移動走行体。
2. 【請求項２】 駆動輪はトー角θを有し、円筒状のパイ
   プ３０内を移動中にそのパイプ３０の中心線上に走行体
   １の本体２が位置するよう移動ブロック１３が進行方向
   を補正する構成であることを特徴とする請求項１に記載
   のパイプ内移動走行体。
3. 【請求項３】 脚部は複数本のリンク１１をピン連結し
   たピン・リンク機構からなり、このリンク１１の一端は
   本体２の前後において互いに接近・離反するスライダ３
   に夫々ピン連結され、他端は移動ブロック１３の前後に
   ピン連結されていることを特徴とする請求項１又は２に
   記載のパイプ内移動走行体。