JPS6399184A - 歩行装置およびその歩行方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は扁交換器の伝熱管を検査ちるいは清掃などの作
業をする装置に係り、特にｉｆ板面を歩行するのに好適
な装置に関する。

〔従来の技術〕

従来の装置は１％開昭５９−９７８６４号公報に示され
たように、本体のなかにホルダに沿ってコレットを流体
圧シリンダで移動させ、別の流体圧シリンダでコレット
を上下させるとともにクラノブ用シリンダでクランプし
て歩行するようになっていた。しかし、機構の単純化、
小型、軽量化。

大ストローク化、クランプ力の向上などの点については
配慮されていなかった。なお、この種装置に関連するも
のとして特開昭５７−５４０９０なども挙げられる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術は、機構を単純化して装置内のスペースを
有効に活用する点について配慮されておらず、小型、軽
量化及び歩行ストロークの点で問題があった。

本発明の目的は１機構を単純化して小型、軽量化を図る
とともに装置の大−きさに比べて大きな歩行ストローク
が得られ、かつ、確実に管板面に密着させながら歩行す
るとともに管穴に調心して確実に１呆持できるようにす
ることにある。

〔問題点ｔｌ−解決するための手段〕

上記目的は、駆動源をすべてエアーシリンダとして駆動
系統を単純化するとともにこれを有効に配置し、管穴に
クランプする脚をリンク方式で調心させ、かつ、確実に
密着させながら歩行することＫより、達成される。

〔作用〕

管板面のＸ、　Ｙ方向に歩行するためにＸ、Ｙ軸のエア
ーシリンダを２本／軸の４本とし、この４本のエアーシ
リンダのシャフト端を取付はブロックで四角形になるよ
うに固定する。また、　Ｘ、　Ｙの各２本のシリンダ本
体に、このシリンダ本体を挾むようにＸ、　　Ｙのそれ
ぞれの板を取付ける。また、この板に管穴に挿入してク
ランプする脚が取付けられた別の板を伸縮するためのＺ
軸のエアーシリンダを取付ける。このようにすれば、Ｘ
、Ｙの駆動軸が独立して動けること、シリンダシャフト
をスライドアームに利用していること、エアーシリンダ
だけで駆動するので機構を単純化できること、などから
装置の小型、軽量化と合せて、大きさ当υの歩行ストロ
ークを大きくできる。さらに、管穴に挿入するクランプ
脚をリンク方式Ｋｔ−ることによシ調心して確実に管板
面に保持できる。

〔実施例〕

以下１本発明の一実施例を第１図より説明する。

第１図は、第２図のように一定のピッチで管穴が配列さ
れた管板面を歩行する装置で、管穴に挿入する脚側から
見た斜視図で示したものである。この装置は＊　Ｘ（＋
）〜Ｘ（−）に移動するＸ、駆動部ＸとＹ（＋、〜Ｙ（
−）に移動するＹ駆動部ＹからなっているうこれらのＸ
、　Ｙ駆動部Ｘ、　Ｙは、４個のブロック２０に連結し
たシリンダのシャフト３３゜４３の各々のエアーシリン
ダの摺動部３１．４１に取付けられている。このエアー
シリンダの摺動部３１．４１にエアを出入させて、Ｘ、
　Ｙの両方向に移動する。また、これらの駆動部Ｘ、　
Ｙには複数の脚５０〜５３．６０〜６３が取付けられて
おり、これらの脚を交互に管内に出入（Ｚ軸）させるエ
アーシリンダ３６．４６と、管内に脚をクランプ又はそ
の解除をするエアーシリンダ３５゜４５がある。

第１図の歩行装置を詳細に説明する。４本のシ　　　゛
リンダシャフト３３．４３の端部は４個のブロック２０
にネジ止めされている。これら４本のシリンダのシャフ
ト３３．４３を摺動するエアーシリンダの摺動部３１．
４１があり、２本の摺動部４１にはＸ方向を移動するＸ
駆動部（以下Ｘ軸）板４０が、他方の２本の摺動部３１
にはＹ方向を移動するＹ駆動部（以下Ｙ軸）の板３０が
それぞれ取付けられている。したがって、複動エアーシ
リンダの摺動部４１．３１の両端からエアを入れ切れす
ることＫよって、板４０及び板３０は、シリンダのシャ
フト３３．４３のいずれか一方の端部まで動く。これら
の板４０．３０には、管穴内にクランプするための一方
の脚６０，６１，６２゜６３、及び他方の脚５０，５１
，５２．５３が取付いた板４２．３２がそれぞれシャフ
ト４７．エアーシリンダ４６と別のシャフト３７、エア
ーシリンダ３６とが摺動自在に支持されている。すなわ
ち、Ｘ軸の場合はエアーシリンダ４６（Ｚ軸）の一端に
エアを送入するとそのシリンダシャフト６４（Ｚ＠）が
伸長し、脚６０，６１，６２゜６３の付いた２つの板４
２を押上げる。この場合。

脚６０〜６３の位置は管穴に位置決めされているので、
脚６０〜６３は板４２が管端部に当るまで管穴内に挿入
する。また、この時の脚６０〜６３は管穴径より小さく
収縮した状態である。この後、エアーシリンダ４５への
エアーを切換えて脚６０〜６３を拡張し、管内面にクラ
ンプする。他方のＹ軸の場合もまったく同様で、２組の
エアーシリンダ３６（Ｚ軸）へのエアを切換えてシャフ
ト５４（Ｚ軸）を伸長させると板３２も伸長する。

この場合、板３０に固定されたシャフト３７に沿って板
３２と一体のスライダ３８が摺動する。この伸長で脚５
０〜５３が管穴に挿入し、エアーシリンダ３５のエアー
の切換えによシ１脚５０〜５３を管内で拡張し、クラン
プする。これらの制御は、エアーチューブ２２で送られ
てきたエアーを各動作する摺動部３１．４１及びエアー
シリンダ３６，４６，３５．４５ごとの電磁弁（図示せ
ず）に供給し、この電磁弁をケーブル２１を介した電気
信号によって遠隔からシーケンシャルに切換えて各エア
ーシリンダを駆動する。

次に管板面をＹ（＋、力方向歩行する場合の例について
、その動作手順を説明する。・Ｈ板面に装置を取付ける
場合は１脚５０〜５３．６０〜６３を収縮させ、板３２
．４２を伸長した状態にする。

作業ＡＫよって装置とと各脚を管穴に挿入し、すべての
脚５０〜５３．６０〜６３をクランプし管板に保持する
。この場合、摺動部３１はＹ、−３側に、エアー摺動部
４１はＸ（＋）側に寄せておく。

これが歩行する前の定常状態である。以下Ｙ（十）方向
への歩行の１周期は、（１）Ｙ軸の脚５０〜５３のクラ
ンプ解除、（２）板３２をエアーシリンダ３６で収縮し
て管穴から脚５０〜５３を抜＜、（３）Ｙ軸を摺動部３
１でＹ（＋）側にシャフト３３に沿って移動、（４）Ｘ
軸のエアーシリンダ４６を収縮して。

Ｘ、Ｙ軸の双方を管板面に寄せる（脚はすべて管穴に入
る）　、　（５）　Ｙ軸のエアーシリンダ３６を伸長さ
せ、板３２が管板面に密着したら停止、（６）Ｙ軸の脚
５０〜５３をクランプ、Ｘ軸の脚６０〜６３をクランプ
解除、（７）Ｘ軸の板３２を伸長（Ｘ軸は管板面から離
れる）、また１脚６０〜６３も管穴から抜は出る）　、
（８）摺動部３１でＸ軸をＹ（＋）側に移動（脚５０〜
５３が固定しであるのでＸ軸と一体のシャフト３３が移
動）、（９）Ｘ軸の板４２を伸長させ脚６０〜６３を管
穴に挿入、ａｎｘ軸の脚６０〜６３をクランプ、である
。この周期を継続−せることにより、管板上をＹ（＋）
方向に歩行できる。Ｙ（−）方向への歩行もほぼ同様で
、Ｘ軸から動き始めることが異なるだけである。

Ｘ　（＋）　＋　Ｘ　（−）方向へ歩行する場合もほぼ
同様の動作になる。以下Ｘ（−）方向への移動について
説明するが、定常時はｓ　Ｙ（＋）方向の場合と同じ状
態で管板面に取付ける。（１）Ｘ軸の脚６０〜６３をク
ランプ解除、（２）エアーシリンダ４６で板４２を管板
面から離す（脚６０〜６３も管穴から抜ける）。

（３）摺動部４１によりＸ軸をシャフト４３に沿ってＸ
（−）方向に移動、（４）板４２を管板面に押し付ける
（脚６０〜６３も管穴に挿入）、（５）Ｘ軸の脚６０〜
６３を管穴にクランプし、Ｙ軸の脚５０〜５３をクラン
プ解除、（６）Ｙ軸の板３２をエアーシリンダ３６で管
板面から離す（脚５０〜５３も管穴から抜は出る）　、
　（７）摺動部４１でＸ軸をＸ（−）方向に移動（Ｙ軸
と一体のシャフト４３が移動）。

（８）Ｘ軸のエアーシリンダ４６を収縮し、に軸とＹ軸
を管板面に寄せる（Ｙ軸の脚５０〜５３で管穴に挿入）
、（９）Ｙ軸のエアーシリンダ３６で板３２が管板面に
密着する状態まで動かし停止、ＣＩＩＹ軸の′脚５０〜
５３をクランプし、Ｘ軸の脚６０〜６３をクランプ解除
、住１）Ｙ軸のエアーシリンダ３６を伸長させる（Ｘ軸
とＹ軸が管板面から離れる。これがＸ（−）方向へ歩行
する場合の手順で、歩行を継続する場合は、住υから（
３）に戻って同じ動作をさせる。Ｘ（＋）方向の場合も
ほぼ同様でこの時はＹ軸から動き始める点が異なるだけ
である。

管板面１の代表的な配列を第２図に示す。最も多いのは
、一定ピッチで管穴２が連続した配列芝であるが、なか
には蒸気の流れを良くするために前人のない部分３が含
まれる配列５がある。この配列５のピッチは連続した配
列４と同じピッチであジ、一定ピッチごとに管穴のない
部分３がある。

この部分３は１穴だけでそれ以上はない。したがって、
このように連続した管穴２の配列４と断続した配列５が
管板面にある場合に、この両方の配列４，５を歩行でき
る必要がある。

第３図は、歩行装置の脚６０〜６３．５０〜５３の位置
と、断続した配列５及びＹ（＋）方向の歩行順序を示し
たものである。Ｘ軸の脚６０〜６３、Ｙ軸の脚５０〜５
３は取付けた状態であり、各脚は前人の６ピッチ分と２
ピッチ分で配置しである。各脚のストロークはＸ（＋）
、Ｘ（−）、Ｙ（＋）。

Ｙ（−）とも前人２ピッチ分である。歩行順序はＡ〜Ｂ
で示したように動き、まずＹ軸がＡのように脚５０が５
１の位置に、脚５１が５０ａの位置に、脚５２が５３の
位置に、脚５３が５２ｂの位＃に移動する。次にＸ軸が
Ｂのように脚６０が６０ａの位置に１脚６１が６１２の
位置に１脚６２が６２ａの位置５脚６３が６３ａの位置
に各々移動する。次ＫＹ軸の脚がＣのように移動し、次
ＫＸ軸がＤのように移動する。すなわち脚５０〜５３゜
６０〜６３は、ＡからＤまでの順序を繰返しなからＹ（
＋）方向に歩行する。勿論のことであるが。

ここの歩行ではｉｌ１図で説明したように脚５０〜５３
、脚６０〜６３のクランプとその解除及び脚５０〜５３
．６０〜６３の管穴への出入動作（Ｚ）は行なわれる。

次にＹ（−）方向への歩行は第４図に示すように“Ｘ軸
の脚６０〜６３をＡのように移動し１次にＹ、＝− 軸の脚５０〜５３をＢのように移動し、順次Ｃ１Ｄの移
動をする。Ｘ＜−＞方向の歩行は第５図に示すようにＸ
軸からＡ、ＹｌｌｌＢ、Ｘ軸がＣ，Ｙ軸がＤのように移
動し、管板面を歩行する。さらにＸ（＋）方向への歩行
も同様で、第６図に示すごとくＹ軸のＡから動き始め、
Ｘ軸のＢ、　Ｙ軸のＣ１Ｘ＠のＤというように移動させ
、管板面を歩行する。

以上は管穴が断続した配列５に適用した場合であるが、
同じピッチの配列であれば連続した配列にも同じ歩行装
置を適用できる。

第１図の脚５０〜５３．６０〜６３のクランプ機構につ
いて第７．８図から詳細に説明する。第７図は管板９０
に取シ付けた管９１の内に平行四辺形すンタ方式の脚６
０を挿入した状態で、第８図は管穴の軸方向から見た脚
６０の状態を示し九もので、各々、上半分がクランプ解
除状態と下半分がクランプ状態とを示した。第７図のク
ランプ解除の状態は、爪７．４が管９１の内面から離れ
てＮ いる。この動作原理は、エアーシリンダ４５のシーヤ′
フト７１を伸長させると、ヒンジ７９が板４２のパー８
０に固定されているので、レバー７８がヒンジ７９中心
に回転するとともにレバー７３がヒンジ７２．７５を中
心に回転し、レバー７３とシャフト７１との角度が小さ
くなって爪７４が管９１の内面から離れる。この管９１
の内面の状態は、第８図の上半分に示したようになる。

次に、エアーシリンダ４５を動作させてシャフト７１を
７１ａの状、態に収縮させると、レバー７３ａとレバー
７８８のようにシャツ）７１ａとの角度が大きくなって
爪７４ａを管９１の内面に押付けることができる。この
場合にこの爪７４ａは円周方向の対称に４個が配置され
ているので、お互に反力をうけ管９１の内面に調心して
クランプができる。

この状態を第８図の下半分に示す。

本実施例によれば、以下の効果がある。

（１）駆動軸をすべてエアーシリンダにしたので。

駆動機構を大幅に単純化でき、特に、管板面からの寸法
を著しく短くできるなど小壓、軽量化が図１門る・ （２）管板面の上下、左右に歩行するエアーシリンダを
四・角形になるようにブロックで連結し、このエアーシ
リンダのシャフトを支持枠に兼用したので、機構の単純
化が図られ、小型、＠量化できる。

（３）歩行する脚の配置を管穴の２ピッチと６ピッチの
間隔とし、かつ、Ｘ、　　Ｙ両軸の脚のストロークを２
ピッチにすることＫより、召人が連続した配列と断続し
た配列の両方を歩行できる。また。

脚の配置がバランスしているので大きな保持力が得られ
る。

（４）管板面に密着させるアクチュエータを用いていな
いので、歩行を続けると重力とモーメントによって徐々
に管板面から離れ、最終的には脱落する可能性がある。

そこで、１周期ごとに片方の軸の脚で保持し、他方の軸
を管板面に押付ける操作法によシ、管板面に密着させる
アクチュエータを用いずに管板面から離れるのを修正し
ながら歩行できる。また、これによって機構の単純化が
図れるので小型、軽量化と経済的な効果とがある。

（５）平行四辺形リンク方式の脚をエアーシリンダで伸
縮させてクランプ及びその解除を行うので。

ヒンジを中心にした回転だけであり、駆動効率が高い。

また、管内面の４方向に平行四辺形リンクで押付けてい
るので調心したクランプができる。

したがって、管穴と脚に挿入誤差があってもクランプす
るたびにその誤差をなくすることができ。

歩行による累積誤差をなくすことができる。また。

平行四辺形リンクであるのでエアーシリンダのストロー
クを効率良く爪の押付はストロークに変換できる。この
ため脚の径を小さくでき、管穴に挿入し易くなる。さら
に、クランプ時のレバー７３の角度を管内面にほぼ直角
で押付けるため摩擦による損失がなく、エアーシリンダ
の力を効率よく伝導でき、クランプ力を大きくできる。

特に、垂直な管板面に適用する場合は１重力によって脚
の４個の爪のうち下側の爪に大きな力が働くこと、機構
のガタによって脚が管穴中心より下側になること、など
重力による影響が大きいが、調心機能。

Ｎｒａ加工が容易、大きなりランプ力などＫよってとれ
を解消できる。

次に本発明の他の実施例を説明する。上記の例ではクラ
ンプする脚を平行四辺形リンク方式の実施例について説
明したが、これに限定されることなく、第９図に示すよ
うに単一のリンク機構でもクランプすることができる。

すなわち、エアーシリンダ７０のシャフト８１を、縮め
て、シャフト８１ａの位置まで移動すると、レバー８３
の角度がヒンジ８２，８５，８９’ｉ中心に回転するの
で。

レバー８３ａの角度に変わり、爪８４を爪８４ａの位置
に移動させ、管９１内面にクランプできる。

クランプする脚の爪を管内周の４方向に均等に分散する
方式について説明したが、少なくとも２方向に配置する
機構であっても問題なく適用できる。また、爪７４を駆
動するレバー７３を１リンク２個としたが、これに限定
されない。

クランプ脚をエアーシリンダにしてシャフトの直動によ
る出入動作でリンク機構を動作させたが。

これに限定されることなく、エアーシリンダあるいはモ
ータでネジを回転させ、このネジの上下運動でリンク機
構を動作させることもできる。この場合は、力を伝達す
る方向が変わるので、リンクｍｍからアクチュエータへ
の反力が々くなる。すなわち、力の伝達は１方向だけに
なるので、アクチュエータへの駆動源に停′成などのト
ラブルが発生しても、クランプしたその状態を保つこと
ができる。

クランプする場合に管内面が水などの液体で漏れている
場合あるいは藻類などの生物が付着している場合がある
。この場合は、実質的な、李擦係数が低下するので、保
持力が低下する。そこで第１０図〜第１２図に示すよう
に管内面と接触する板１１の表面を凹凸状１２にし、接
触面圧を高くするとともに液膜あるいは粘膜を破って押
付け。

摩擦力を高めることが有効である。また、この押付は力
で管内面を弾性変形させると、さらに有効である。この
場合、板の材料の硬さを接触する管の材料の硬さより若
干大きくするかほぼ同じにすると管内面が弾性変形し易
くなるので、より有効である。また、凹凸状１２の管内
面との接触面を鋭角にして摩擦力を高めることもできる
。

上記実施例ではエアーシリンダのシャフトを四角形にな
るように配置したが、これに限定されるものでなく、六
角形などにすることもできる。また、シリンダをエアー
で駆動することで説明したが、他の流体を使ってもよい
。さらに、上記実施例では歩行するストロークを管穴間
隔の２ピッチ分について説明したが、これに限定される
ものでなく、−Ｗ穴の配列によってはｌピッチ分にして
通常のストロークを半分にすることも有効である。

この場合は、例えばエアーシリンダの動く中間に遠隔か
の指令に従って動作するストッパを設け。

目的に応じて前人の１ピッチ分のストロークで停止させ
ることもできる。また、本実施例では、前人に脚を出入
させながら歩行する装置について説明したが、これに限
定されるものでなく、例えば。

脚に代って真空吸盤あるいけマグネットなどを取付けれ
ば、床面、天井面あるいは壁面を歩行できる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、（１）エアーシリンダのシャフトを摺
動アー゛ムと取付は枠に兼用したので、機構の単純化に
よる小型、軽量化が図れるとともに装置の大きさ当りの
ストロークを大きくできる。（２）クランプする脚と運
転操作法によって管板面に密着させた歩行ができる、（
３）前人に調心して確実に脚を挿入できる。（４）管内
面の表面が濡れているなど“の悪条件でも確実にクラン
プできる。などの効果がある。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施例の歩行装置の構成を示す斜視
図、第２図は管板面の前人の配列図、第３図は管板の上
方向への歩行順序を示す図、第４図は下方向への歩行順
序を示す図、第５図は左方向への歩行順序を示す図、第
６図は右方向への歩行順序を示す図、第７図はクランプ
脚の判断面図、第８図は管内に挿入した脚の状態を示す
正面図、第９図は他のクランプ脚の側断面図、第１０図
は脚の爪の平面図、第１１図は同じく正面図、第１２図
は同じく側面図である。 ２０・・・ブロック、３１・・・摺動部、３３・・・シ
ャフト、３５．３６・・・エアーシリンダ、４１・・・
摺動部、４３・・・シャフト、４５・・・エアーシリン
ダ、５０〜５３゜第１図　　　　、４ 第２０ ｆ、３ｔ） 第４回 第５ｒｉＪ 第６０ ＄７　」 第３回 第　ｑ　図 第１ｏ困 第１１０ 第１２回

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、管板の管穴にクランプできる脚を出入させながら歩
   行する装置において、複数の流体圧シリンダのシャフト
   を四角形に固定するブロックと、該流体圧シリンダの摺
   動部に装着したＸ、Ｙ方向の各々の駆動部と、該駆動部
   の各々に装着した複数の脚を出入させるＺ方向の駆動部
   と、該Ｚ方向の駆動部に装着した複数のクランプ脚及び
   この駆動部とから構成することを特徴とする歩行装置。 ２、Ｘ、Ｙのクランプ脚を各々４個設け、該脚の配置を
   Ｘ、Ｙ各々の管穴の６ピッチと２ピッチの間隔とし、Ｘ
   、Ｙの脚の間隔の中心で互に交叉するように脚を配置し
   、Ｘ、Ｙの脚のストロークを管穴２ピッチとし、歩行す
   る方向に応じてＸ、Ｙのいずれか一方の脚から動くよう
   にしたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の歩
   行装置。 ３、管内に挿入して管内面にクランプする脚が、管内面
   と接触又は非接触する爪と、少なくとも２個の前記爪を
   管内の周方向に分散、配置して該爪を同心的に動かすリ
   ンク機構と、このリンク機構を駆動するアクチュエータ
   と、前記管穴への挿入長さを規制する板とを設けたこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の歩行装置。 ４、クランプ脚の爪を円周４個所に配置し、該爪を平行
   四辺形リンク機構で連動して、かつ同心的に動作させる
   ことを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の歩行装置
   。 ５、管内面と接触する爪の表面を凹凸にし、かつ爪の硬
   度を管内面の硬度とほぼ同じにすることを特徴とする特
   許請求の範囲第３項記載の歩行装置。