JPH0989783A - 導管の移動監視装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明はトンネル内等に設置される導管の移
動監視装置に関し、コンパクトな構造で防爆性に優れた
磁石式同期型リニアモータによる駆動方式の利点を活か
しつつ、経済的な導管の移動監視装置を提供する。 【解決手段】 導管の監視ルートに沿って敷設されたガ
イドレール２と、磁石式同期型リニアモータによってガ
イドレール２を走行する走行体５とを備え、ガイドレー
ル２は鋼製ガイドレールであり、走行体の永久磁石１３
は強磁性体のバックコア２０を有するとともに、鋼製ガ
イドレールを挟むように取り付けられていることを特徴
とする導管の移動監視装置である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はトンネル内又は工場
内等に設置される導管の移動監視装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】トンネル内や工場内に敷設された可燃性
ガス等の流体の輸送用の導管は、腐食や地震あるいは地
盤変動等により、割れ、亀裂、曲がり等の欠陥が発生す
る危険性があり、それらの欠陥の発生を予知したり、早
期に発見することで、重大事故になることを未然に防止
することが重要である。

【０００３】そのための監視方法としては、人間が巡回
して監視する方法や所定の間隔で固定監視装置を設置し
て監視する方法がある。

【０００４】しかし、人間が巡回する方法は、監視効率
や安全性等の問題があり、特殊な場合に限られる。

【０００５】また、固定監視装置による監視では、特に
固定監視装置同士の中間部で死角が生じる懸念があり、
このため、ガス漏れ等の異常が発生しても検知が遅れて
重大事故になる場合があった。

【０００６】そこで、固定監視装置に代わって、広範囲
の監視を効率良く行うための移動監視装置の検討が行わ
れている。

【０００７】その代表例として、特開平５−３２２７７
７号公報に、長さ方向に間隔をあけて複数個の励磁コイ
ルが配置されているガイドレールと、前記ガイドレール
に車輪によって走行自在に懸吊された走行体とからな
り、走行体に取り付けられた永久磁石と前記励磁コイル
との吸引と反発を駆動方向に同期をとることによって走
行体を走行させる、いわゆる磁石式同期型リニアモータ
による駆動によって走行体をガイドレールに沿って走行
させ、導管の異常を検知するための検査機器と監視情報
等を送受信するための受発信器を走行体に搭載して、ト
ンネル内に敷設された導管の監視を遠隔操作により行う
移動監視装置が開示されている。

【０００８】この移動監視装置は、磁石式同期型リニア
モータによる駆動であるので、集電装置が不要でそれに
よる火花の発生がないし、誘導型リニアモータのように
渦電流を発生させる必要がなくそれによって装置が高温
になることがないので、たとえ可燃性ガスが充満してい
ても、爆発の危険性がない。また、遠隔操作が可能なの
で、酸欠状態でも走行させられる。

【０００９】このように、上記の移動監視装置は長距離
の導管の監視を安全かつ迅速に実施できる利点を有して
いる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の特開平
５−３２２７７７号公報に示される移動監視装置では、
駆動方式として磁石式同期型リニアモータを用いている
が、その実施例の記載にあるように、ガイドレールの励
磁コイルと走行体の永久磁石との間は僅かな間隙になる
ように設定することが想定されている。そのため、走行
体の永久磁石がガイドレールそのものに吸着されやすく
なっており、それによって駆動力を損失しまうので、そ
れを防止するには、ガイドレールをアルミニウム等の非
磁性の材料で製作することが必要になっている。

【００１１】したがって、材料費が高価になったり、取
付け精度が要求され施工効率が悪くなるという欠点があ
る。

【００１２】本発明は、上記のような問題点の解決を図
ったものであり、磁石式同期型リニアモータによる駆動
方式の利点を活かすとともに、より経済的な導管の移動
監視装置を提供することを目的とするものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の導管の移動監視
装置は、導管の監視ルートに沿って敷設され、その長手
方向に一定間隔で励磁コイルが配置されているガイドレ
ールと、監視機器を搭載して磁石式同期型リニアモータ
により駆動されて該ガイドレールを走行する走行体を備
えた移動監視装置において、前記ガイドレールは鋼製ガ
イドレールであるとともに、走行体に取り付けられた永
久磁石は、強磁性体のバックコアを有する永久磁石であ
って、前記鋼製ガイドレールを挟んで両側にあるように
取り付けられていることを特徴とする導管の移動監視装
置である。

【００１４】ガイドレールに強磁性体である鋼製ガイド
レールを用いたことで、それが励磁コイルのバックコア
の役割を果たし、励磁コイル側の磁力を上昇させる。一
方、永久磁石に強磁性体のバックコアを取り付けたこと
で永久磁石側の磁力も上昇する。この結果、励磁コイル
と永久磁石の間隙を大きく取ることが可能となる。さら
に、ガイドレールを挟むように取り付けた永久磁石同士
が、ガイドレールに対する互いの吸着力を相殺するの
で、それによる駆動力の損失は生じない。

【００１５】このように、本発明の導管の移動監視装置
は、磁石式同期型リニアモータによる駆動の利点を活か
しながら、ガイドレールとして安価な鋼製ガイドレール
を使用し、その取付けも高精度である必要がないので、
安全で迅速な監視ができるとともに、経済効率の良い移
動監視装置であるといえる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図に
よって説明する。

【００１７】図１は本発明の実施の形態を示す概略垂直
断面図である。図１において、１はガイド装置であり、
ガイドレール２と、その側面に設けた複数の励磁コイル
３とセンサ４で構成されている。

【００１８】５は走行体であり、駆動機器６ａ、６ｂと
それを取付けた本体７で構成されている。ここでは２つ
の駆動機器６ａ、６ｂが取付けられているが、必要に応
じて駆動機器を増加することができる。

【００１９】本体７には監視に必要な送受信機器８、コ
ントロ−ラ９、検知器１０、監視機器１１等を内蔵して
いる。

【００２０】駆動機器６ａ、６ｂの駆動機構は後述する
図２、図３に示すような磁石式同期型リニアモータを用
いている。

【００２１】磁石ブロック１２の多極磁石１３とガイド
レール２の側面に設けた励磁コイル３との吸引または反
発によって、走行体５に対して非接触で推力を与え、磁
石ブロック１２の両側に回転自在になるように取り付け
た重量支持用車輪１４を介して走行体５をガイド装置１
に懸吊させ、ガイドレール２上で走行させる。

【００２２】多極磁石１３を用いることで、吸引と反発
の切替えによる駆動力の発生が滑らかになり、走行性が
安定する利点がある。

【００２３】駆動動力はガイド装置１の端部にリニア電
源ケーブル１５の一端を接続し、他端を系外に設けた操
作機構１６の主電源に接続して、電力を供給して得られ
る。

【００２４】本体７に内蔵された検査機器８、コントロ
−ラ９、検知器１０、監視機器１１等によって連続的に
得られた監視情報は洩漏同期ケーブル１７によって、操
作機構１６に入力される。洩漏同期ケーブル１７は監視
情報を無線により受信し、必要に応じて、指令するため
にコントロ−ラ９に発信する。洩漏同期ケーブル１７は
増幅器１８により、高精度で受発信している。

【００２５】本体７は、密閉構造となっており、検査機
器８、コントロ−ラ９、監視機器１１、電池２６を内蔵
している。

【００２６】また、前部、後部には赤外線や超音波によ
る障害物の検知器、ＴＶカメラによる監視機器１１が、
監視容器２７ａ，２７ｂに収納して取り付けられてい
る。

【００２７】本体７の中央部には監視容器２７ｃを設け
て、ＴＶカメラ等よる監視機器１１はケース３６に入れ
て、監視容器２７ｃに収納されている。窓には耐圧の光
学ガラス２８をつけ、これを通じて障害物を監視出来る
ようにしている。

【００２８】監視容器２７ｃは本体７に凹部７ａを設け
て嵌合している。そして昇降機構２５を駆動させて昇降
し、本体７ａから突出させ、撮影範囲を広くすることが
できるようにしている。

【００２９】防爆方法として監視窒素ボンベ２９を本体
７に収納し、チューブ３０で本体７に付けたレギュレー
タ３１やバルブ３２につなぎ、所定圧で内部に供給され
る。内部では圧力計３３と酸素濃度計３４を設けて、圧
力と酸素濃度を測定し、バルブ３２で窒素供給圧を調整
している。

【００３０】図２は本発明のガイド装置のレール構造と
移動監視装置の駆動機器を示す概略垂直断面図であり、
図３は図２のレール中心（一点鎖線）左側のＡ−Ａ線矢
視による断面、レール中心（一点鎖線）右側のＢ−Ｂ線
矢視による断面を示す図である。

【００３１】図２、図３において、ガイド装置１はガイ
ドレール２にＨ型の鋼製レールを用い、その側面に適宜
に離した楕円型の励磁コイル３とセンサ４を取り付けた
非磁性のケース１９を取付けている。 非磁性のケース
１９は、両面対称に限定することなく取り付けることが
出来る。励磁コイル３は、複数の相（例えば３相）ごと
にリニア電源ケーブル１５に配線し、電源制御装置に繋
がっている。

【００３２】走行体５の駆動機器６ａは、ガイド装置１
のガイドレール２を挟むように取付けた多極磁石１３と
強磁性体のバックコア２０にを有する磁石ブロック１２
と、それらの磁石ブロック１２の両側に回転自在になる
ように取り付けた一対の重量支持用車輪１４とガイドレ
ール２の上、下の縁にて転接する振れ止め用の側面ロー
ラ２２ａ、２２ｂ、２２ｃで組まれた一対の車輪ブロッ
ク２１とからなる。側面ローラ２２ａ〜２２ｃの取り付
け穴は長円にして間隙が調節できるようにしてある。

【００３３】ガイドレール２に強磁性体である鋼製ガイ
ドレールを用いたことで、それが励磁コイル３のバック
コアの役割を果たし、励磁コイル側の磁力を上昇させ
る。一方、永久磁石１３に強磁性体のバックコア２０を
取り付けたことで永久磁石側の磁力も上昇する。この結
果、励磁コイル３と永久磁石１３の間隙を大きく取るこ
とが可能となる。さらに、ガイドレール２を挟むように
取り付けた永久磁石同士が、ガイドレールに対する互い
の吸着力を相殺するので、それによる駆動力の損失は生
じない。

【００３４】走行体５の駆動機器６ａはスライドが可能
な支持部材２４で支えられ、本体７と接続されている。
これらの両端面を空気圧を入れた伸縮自在のダンパ２３
ａ、２３ｂにより、横振れを防振している。

【００３５】走行体７は複数の駆動機器６ａ、６ｂの磁
石ブロック１２の多極磁石１３と励磁コイル１４との吸
引又は反発によってガイド装置１に懸吊されてガイドレ
ール２上を走行する。

【００３６】図４は監視ルートの曲部の移動監視装置の
監視の状態を示す図である。これは、ガイドレール２の
両側に重量支持用車輪１４が走行体５の重量を支えて懸
吊されている。また、Ｈ型ガイドレール２の上・下の縁
に複数の一対の側面ローラ２２ａ〜２２ｃが転接してい
る。これによって磁石ブロック１２と車輪ブロック２１
が左右に振れるのを防止している。

【００３７】またこの駆動機器６ａ、６ｂは本体７の２
つの位置に適宜の距離（例：３相の場合、３の倍数のコ
イル幅）を離して取り付けてある。

【００３８】ガイドレール２の曲部２ａを通過する場
合、車輪ブロック２１は曲部２ａに倣って回転するた
め、車輪ブロック２１間の磁石ブロック１２は、曲部２
ａに対する接線と平行に移動することになり、最適位置
を通過することができ、曲部２ａの曲率半径を最小にて
きる。

【００３９】

【実施例】図５は本発明の移動監視装置を導管が敷設さ
れているトンネル内に設けて監視している状態を示す図
である。

【００４０】図６は図５における本発明の移動監視装置
の一部を示す斜視図である。図５、図６において、トン
ネル３５に敷設された導管４１の監視ルートに沿って敷
設されたガイド装置１と、ガイド装置１に懸吊させた走
行体５と、走行体５と接続し系外に設けた操作機構１６
からなり、走行体５の駆動機構として磁石式同期型リニ
アモータを用いている。ここではトンネル３５内に２系
列の導管４１が架台３９上に敷設されており、本発明の
移動監視装置を上部に２系列、下部に２系列設けて、監
視の万全を図っている。

【００４１】下部に設けたガイド装置１ａにはガイドレ
ール２ａ上を走行する低床型の走行体５ａを用い、狭い
所を監視できるようにしている。各系統の走行体５は磁
石ブロックと、車輪ブロックとからなる複数の駆動機器
６ａ、６ｂを、送受信機器、コントロ−ラ、検知器、監
視機器等を内蔵した本体７に取り付けて構成している。
上述したように、ガイド装置１のガイドレール２の側面
に設けた複数の励磁コイル３と移動監視装置５のガイド
レール２を挟むように取付けた磁石ブロック１２の多極
磁石１３との吸引又は反発によって、駆動機器６ａ、６
ｂを介して移動監視装置５が導管４１を監視しながらガ
イドレール２上を走行す。４０はトンネル内の照明装置
である。

【００４２】走行体５によるＴＶカメラ、ガス検知器等
の監視情報が漏洩同軸ケーブル１７により無線として受
信され、監視情報が監視操作機構１６として系外に設け
られた監視センタの監視装置３７に送られ、そこで適切
な処置が取られる。

【００４３】一方、監視情報に基づいて、漏洩同軸ケー
ブル１７を介して、移動監視装置５のコントラーに指令
が発信され、処置が行われる。

【００４４】操作は、監視操作機構１６として、ここで
は監視センターから様々の操作信号をシーケンサ等のコ
ントローラを経て、シリアル信号及び、モデム信号に変
換して無線で発信、これを本体７に取り付けたアンテナ
で受信し、増幅してモデム信号及びシリアル信号に戻
し、内蔵のコントローラ９に入り、リレー等を経て内部
機器の駆動を行う。

【００４５】本発明によれば走行体５は、駆動機構とし
て磁石式同期型リニアモータを用いているので、小型化
が可能であり、人の通路に邪魔にならないようトンネル
内の上部に複数のガイドレール２を設置し、又は、低床
型の移動監視装置５ａを用いて狭いところを監視でき
る。遠隔操作により、非接触で駆動しながら監視しする
ので、防爆性に優れている。

【００４６】本発明による移動監視装置５はガイド装置
１の曲部５ａを通過する場合でも、水平部と同様に曲部
５ａに倣って車輪が回転するので、曲部５ａに対する接
線と平行に移動することができ、ガイドレールは曲部に
おいて、最小の曲率半径のものを選ぶことがてきる。

【００４７】

【発明の効果】以上のように、本発明の導管の移動監視
装置は、磁石式同期型リニアモータによる駆動の利点を
有すとともに、安価な鋼製ガイドレールを使用するの
で、安全かつ迅速であるとともに経済的な導管の監視が
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示す概略垂直断面図であ
る。

【図２】本発明のガイド装置のレール構造と走行体の駆
動部を示す概略垂直断面図である。

【図３】図２のレールの中心（一点鎖線）左側のＡ−Ａ
線矢視による断面、右側のＢ−Ｂ線矢視による断面を示
す図である。

【図４】監視ルートの曲部での移動監視装置の監視の状
態を示す図である。

【図５】移動監視装置によるトンネル内に導管の監視状
況を示す図である。

【図６】図５の監視区間の監視状況を示す斜視図であ
る。

【符号の説明】

１ ガイド装置 ２ ガイドレール ３ 励磁コイル ４ センサ ５ 走行体 ６ａ、６ｂ 駆動機器 ７ 本体 ８ 送受信機器 ９ コントロ−ラ １０ 検知器 １１ 監視機器 １２ 磁石ブロック １３ 多極磁石 １４ 重量支持用車輪 １５ リニア電源ケーブル １６ 監視操作機構 １７ 洩漏同期ケーブル １８ 増幅器 １９ 非磁性のケース ２０ バックコア ２１ 車輪ブロック ２２ａ〜２２ｃ 側面ローラ ２３ａ、ｂ ダンパ ２４ 支持部材 ２５ 昇降装置 ２６ 電池 ２７ 監視容器 ２８ 光学ガラス ２９ 監視窒素ボンベ ３０ チューブ ３１ レギュレータ ３２ バルブ ３３ 圧力計 ３４ 酸素濃度計 ３５ トンネル ３６ ケース ３７ 監視装置 ３８ 支持部材 ３９ 架台 ４０ 照明装置 ４１ 導管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 荒木 修 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 導管の監視ルートに沿って敷設され、そ
   の長手方向に一定間隔で励磁コイルが配置されているガ
   イドレールと、監視機器を搭載して磁石式同期型リニア
   モータにより駆動されて該ガイドレールを走行する走行
   体を備えた移動監視装置において、前記ガイドレールは
   鋼製ガイドレールであるとともに、走行体に取り付けら
   れた永久磁石は、強磁性体のバックコアを有する永久磁
   石であって、前記鋼製ガイドレールを挟んで両側にある
   ように取り付けられていることを特徴とする導管の移動
   監視装置。