JP2012201260A

JP2012201260A - 管路自走車

Info

Publication number: JP2012201260A
Application number: JP2011068580A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Iizuka; 洋飯塚; Toshiji Hori; 利次堀; Ju Toriyabe; 樹鳥屋部
Original assignee: KYB Corp
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 2011-03-25
Filing date: 2011-03-25
Publication date: 2012-10-22
Anticipated expiration: 2031-03-25
Also published as: JP5719653B2

Abstract

【課題】管路の内部を移動可能な台車と、台車に搭載され管路の状態を検査するための検査用機器と、を備える管路自走車において、管路の凹凸を支障なく乗り越えやすくする。
【解決手段】台車が、車幅方向と直交する前後方向に延びる１対のシャシ部材１３ａ，１３ｂと、これらシャシ部材の間を車幅方向に連結するピッチング軸１４と、を備え、１対のシャシ部材１３ａ，１３ｂがピッチング軸１４を中心として揺動自在に構成される。各シャシ部材１３ａ，１３ｂのそれぞれに複数の車輪１６ａ，１６ｂおよびその駆動手段（モータ２０ａ，２０ｂなど）を個別に配置する。
【選択図】図２

Description

この発明は、管路の内部を移動可能な管路自走車に関する。

例えば、下水管，雨水管，送水管などの施工後の管路の状態を管路の内側から検査するため、管路の内部を移動可能な自走車が用いられる。自走車は、管路の内部を走行可能な台車と、台車に搭載される検査用機器と、を備えて構成される。特許文献１に記載の管路自走車においては、検査用機器として管路の内部を撮影するカメラ手段が備えられる。

特開平０５−１６４６９８号公報

このような自走車にあっては、管路の内部を走行中、管路の凹凸（例えば、管路に付着する堆積物）があると、台車が管路の凹凸に応じて上下するようになる。台車は、ボディ（シャシ）が一体物のため、例えば、台車の右側の車輪が管路の凸部に乗り上げると、反対側の車輪が管路から浮き上がり、台車の走行に支障を来す可能性が考えられる。

この発明は、このような不具合を解消するためになされたものであり、管路の凹凸を支障なく乗り越えやすい、管路自走車の提供を目的とする。

この発明は、管路の内部を移動可能な台車と、台車に搭載され管路の状態を検査するための検査用機器と、を備える管路自走車において、前記台車は、車幅方向と直交する前後方向に延びる１対のシャシ部材と、これらシャシ部材の間を車幅方向に連結するピッチング軸と、を備え、前記１対のシャシ部材が前記ピッチング軸を中心として揺動自在に構成され、前記１対のシャシ部材の各々に複数の車輪を車幅方向と直交する前後方向に並べてそれぞれ回転自在な支持状態に配置すると共に、前記１対のシャシ部材の各々に複数の車輪の全部または一部を駆動輪として回転駆動する駆動手段を備えて構成されることを特徴する管路自走車である。

この発明においては、管路の内部を走行中、管路の内部に凹凸（例えば、管路に付着する堆積物）があっても、左右のシャシ部材がそれぞれ個々にピッチング軸を中心として管路の凹凸に応じて揺動（ピッチング動作）するため、車輪が管路から浮き上がるようなことがなくなり、台車が管路の凹凸を支障なく乗り越えることができる。

この発明の実施形態を説明するための、自走車の概略構成を示す平面図である。同じく走行状態を説明する自走車の側面図である。同じく管路の断面および自走車の正面を示す説明図である。同じく管路の断面および自走車の正面を示す説明図である。

図に基づいて、この発明の実施形態に係る管路自走車を説明する。

管路自走車１０は、下水管，雨水管，送水管などの施工後の管路状態を管路内側から検査するために用いられるものであり、管路内部を走行可能な台車１１と、台車１１に搭載される検査用機器１２と、を備えて構成される。

台車１１は、１対のシャシ部材１３（１３ａ，１３ｂ）と、これらシャシ部材１３の間を連結するピッチング軸１４と、を備えて構成される。１対のシャシ部材１３ａ，１３ｂは、台車１１の車幅方向と直交する中心線ｐ（台車１１の前後方向と平行に延びる直線）を挟む左右両側に配置される。ピッチング軸１４は、１対のシャシ部材１３ａ，１３ｂを揺動自在な支持状態に連結するものであり、軸の一端部が１対のシャシ部材１３の片側に回転不能に支持され、軸の他端部が１対のシャシ部材１３の反対側に軸受を介して回転自在に支持される。軸の中間部は、１対のシャシ部材１３ａ，１３ｂの間（所定の間隔に設定される）に露出され、後述する支持軸１５の基端が結合される。

１対のシャシ部材１３ａ，１３ｂの各々に複数の車輪１６（１６ａ，１６ｂ）が台車１１の前後方向に並べて配置される。各車輪１６の車軸は、各シャシ部材１３にそれぞれ軸受を介して回転自在に支持される。複数の車輪１６ａ，１６ｂは、１対のシャシ部材１３ａ，１３ｂの各々に配置され、図示の場合、台車１１の前後左右の四輪を構成する。左右の前輪１６ａ，１６ｂおよび左右の後輪１６ａ，１６ｂは、互いの車軸が静止時、同軸上に設定される。各車輪１６は、シャシ部材１３の車幅方向の外側にあって、接地面がシャシ部材１３の上方へ突出しない（迫り出さない）取付状態でシャシ部材１３の底部より下方に配置される。

１対のシャシ部材１３ａ，１３ｂの各々に複数の車輪１６ａ，１６ｂ（図示の場合、前後の二輪）を回転駆動する駆動手段１８（１８ａ，１８ｂ）が設けられる。駆動手段１８は、駆動源となるモータ２０（２０ａ，２０ｂ）と、その回転出力を前後の二輪へ伝達する動力伝達機構(図示せず)と、を備えて構成される。モータ２０として電動モータが用いられ、各シャシ部材１３に後方へ突出するように組み付けられる。動力伝達機構は、例えば、モータ２０ａ，２０ｂの出力軸と連結するシャフト（伝動軸）と、このシャフト回転を前輪１６ａ，１６ｂおよび後輪１６ａ，１６ｂの車軸回転に変換する歯車機構と、から構成される。動力伝達機構は、シャシ部材１３ａ，１３ｂの内側にそれぞれ収装され、モータ２０ａ，２０ｂから出力される回転を適度に減速して前輪１６ａ，１６ｂおよび後輪１６ａ，１６ｂを同一の回転数をもって駆動する。各駆動手段１８は、モータ２０の電源および制御のための電力・信号ケーブルが備えられる。動力伝達機構は、シャフト（伝動軸）に代えてチェーンを用いて構成しても良い。

検査用機器１２として管路の内部を撮影するためのカメラ手段が用いられる。カメラ手段１２ａは、互いに揺動可能な１対のシャシ部材１３ａ，１３ｂとの干渉が避けられる位置に搭載される。図示の場合、カメラ手段１２ａの支持軸１５が設けられる。支持軸１５は、一端（基端）がピッチング軸１４の中間部に結合され、他端（先端）側が１対のシャシ部材１３ａ，１３ｂの間を台車１１の中心線ｐに沿って延ばされる。カメラ手段１２ａは、１対のシャシ部材１３ａ，１３ｂの間から台車１１の前方へ突出する支持軸１５の先端部に取り付けられる。

１対のシャシ部材１３ａ，１３ｂの間（間隔）は、カメラ手段１２ａでなく支持軸１５の幅に合わせればよく、台車１１の車幅を小さく設定することができる。また、カメラ手段１２ａは、台車１１の前方に配置され、１対のシャシ部材１３の上方へ突出するのが避けられるため、台車の車高を低く抑えられる。台車１１の後方に配置されるモータ２０についても、各シャシ部材１３の後端に組み付けられ、各シャシ部材１３の上方へ突出しないため、台車１１の車高が低く抑えられるのである。

カメラ手段１２ａは、管路の状態を全体的に撮影する上からカメラレンズが管路の中心（中央）にあって車両の前方に正対する配置状態にあることが望ましい。図３は、管路２５の径が最小の場合における、自走車１０のカメラ手段１２ａの配置を例示するものであり、管路２５の中心にあってカメラレンズが車両の前方に正対する配置に設定される。管路２５の径が大きくなると、管路２５を走行する自走車に対し、管路２５の中心が高くなる。そのため、支持軸１５上にカメラ手段１２ａの取付部が設定され、取付部にカメラ手段１２ａの位置（高さ）を調整するための機構（例えば、カメラ手段１２ａを上下へ平行移動させるリンク機構）が備えられる。また、カメラ手段１２ａの位置が高くなると、自走車１０の重心位置が高くなるため、車両の安定性を確保する上から、台車１１の車幅が変えられるようになっている。

具体的には、１対のシャシ部材１３（１３ａ，１３ｂ）を連結するピッチング軸１４が交換可能に構成される。管路２５の径が大きくなると、ピッチング軸１４が長いものと交換され、台車１１の車幅が大きくなるので、車両の安定性が良好に確保される（図４、参照）。カメラ手段１２ａの位置調整機構については、高さの調整ばかりでなく、向きや角度の調整も行えるようにすると良い。

カメラ手段１２ａは、管路２５の内部を照明するためのライトや管路２５の内部の音を採取するためのマイクが配置され、照明を含む駆動電源のほか、撮影映像の信号や採取音の信号を伝送する電力・信号ケーブルが備えられる。

例えば、下水管（管路）を検査する場合、自走車１０は、地上からマンホールを通して地下の管路２５（下水管）へ搬入される。地上においては、電源が用意され、台車１１のモータ２０（２０ａ，２０ｂ）の駆動やカメラ手段１２ａの作動を制御するための操作装置やカメラ手段１２ａの撮影映像や採取音を視聴するためのモニタなどが設備される。自走車１０は、モータ２０およびカメラ手段１２ａの電力・信号ケーブルが地上設備（電源，モニタ，操作装置）に接続され、地下の管路２５へ降ろされるのである。地上設備については、車両（例えば、ワンボックスカー）に積み込み、自走車１０と共に搬送可能とすると良い。

管路２５において、自走車１０は、地上の電源および操作装置から供給される電力および信号に基づいてモータ２０ａ，２０ｂが駆動される。カメラ手段１２ａも地上からの電力および信号に基づいて作動する。各車輪１６ａ，１６ｂが同一の回転数に駆動されると、自走車は、管路を直進することになり、左右の車輪１６ａと１６ｂとの間に回転数の差を与えると、台車１１の進行方向が変えられるようになる。カメラ手段１２ａは、管路２５の内部を照明しながら撮影し、採取音の信号と共にその撮影映像の信号を地上のモニタへ伝送する。

地上においては、自走車１０の運転（走行）を操作しつつ、モニタの映像や音を確認することによって、管路状態の検査が進められることになる。

管路２５の内部は、とくに下水管においては、管路２５に付着する堆積物によって凹凸（図３の矢示Ａ、参照）が生じやすく、自走車１０が管路２５の凹凸に妨げられ、走行に支障を来す可能性が考えられる。図示の場合、自走車１０は、１対のシャシ部材１３ａ，１３ｂがピッチング軸１４を中心として揺動自在に構成される。このため、管路２５の内部を走行中、管路２５の内部に凹凸があっても、１対のシャシ部材１３ａ，１３ｂがそれぞれ個々にピッチング軸１４を中心として管路２５の凹凸に応じて揺動（ピッチング動作）する（図２、参照）。この揺動に伴って車輪１６（１６ａ，１６ｂ）が浮き上がりにくくなり、管路２５の凹凸を乗り越えやすくなるのである。各車輪１６は、接地面がシャシ部材１３の上方へ突出しない（迫り出さない）取付状態に配置されるので、各シャシ部材１３ａ，１３ｂの揺動に伴って管路２５の天井側（上壁面側）と接触することがない。また、シャシ部材１３の底部より接地面が低いため、シャシ部材１３の底部が堆積物などに接触しにくい。その結果、自走車１０は、管路２５の凹凸を支障なく円滑に走行することができる。

車輪１６の接地面については、管路２５の断面が円形と限らないので、図示の場合、車軸と平行な接地面３０ａと、接地面３０ａの両側に形成される接地面３０ｂ，３０ｃと、の３面から構成される。両側の接地面３０ｂ，３０ｃは、車軸に対して傾斜するテーパ面に設定される。外側（車軸方向へシャシ部材１３から離れる側）のテーパ面３０ｂは、シャシ部材１３から離れるに従って外径が小さくなる傾斜面に形成され、内側（外側のテーパ面３０ｂと反対側）のテーパ面３０ｃは、シャシ部材１３へ近づくに従って外径が小さくなる傾斜面に形成される（図３、参照）。テーパ面３０ａ，３０ｂが車軸に対して傾斜する角度は、管路２５の径に合わせて設定されるものとする。言い換えれば、自走車１０の車輪１６は、管路２５の径に応じて交換可能に構成されるのである。

このようなテーパ面３０ｂ，３０ｃを持つ車輪１６により、管路２５の凹凸が車輪１６中央の接地面３０ａの内側にあっても、車輪１６のテーパ面３０ｃが凹凸に接地するようになる。このため、接地面積が増え、車輪１６の回転（駆動力）が管路２５の凹凸へ伝わり、シャシ部材１３ａ，１３ｂ間の揺動と相俟って台車１１が管路２５の凹凸を乗り越えやすくなる、という効果が想定される。

自走車１０は、管路２５に対する適用範囲を広げる上から車幅や車高を小さく収められるように構成することが要求されるばかりでなく、管路２５への搬入や管路２５からの搬出を行う際の取り扱いが容易となるように台車などの軽量化も要求される。

車幅や車高については、既述のように構成することにより、最小限に収められるようになる。また、ピッチング軸１４が交換可能のため、管路２５の径が大きくなっても、車両の安定性を確保することができる。台車１１の重量についても、車幅や車高が小さく収められるため、軽量化が図れる。

１対のシャシ部材を連結するピッチング軸の配置については、例えば、片側のシャシ部材１３ａにピッチング軸が回転不能な支持状態にある場合、シャシ部材１３ａの前方に配置されるカメラ手段１２ａと、シャシ部材１３（例えば、１３ａ）の後方に配置されるモータ２０ａと、によって重量バランスが確保されるようになる。従って、ピッチング軸１４は、これらの重量バランスから決まるシャシ部材１３ａの重心位置に合わせて配置される。反対側のシャシ部材１３ｂ）については、ピッチング軸１４が回転自在な支持状態のため、シャシ部材１３ｂの前後の重量バランスを確保する上から、例えば、シャシ部材１３ｂの前側にカウンタウエイトが配置されることになる。

管路２５は、図示の場合、断面円形であるが、自走車１０は、これに適用が制限されるものでなく、断面矩形の管路２５に適用することもできる。また、検査用機器１２については、カメラ手段１２ａ以外に諸種のものが考えられる。

この発明に係る管路自走車は、下水管に限らず、各種の管路に対し、管路状態を検査するために広く適用することができる。

１０自走車
１１台車
１２検査用機器
１２ａカメラ手段
１３（１３ａ，１３ｂ）シャシ部材
１４ピッチング軸
１５支持軸
１６（１６ａ，１６ｂ）車輪
１８（１８ａ，１８ｂ）駆動手段
２０（２０ａ，２０ｂ）電動モータ
２５管路

Claims

管路の内部を移動可能な台車と、台車に搭載され管路の状態を検査するための検査用機器と、を備える管路自走車において、
前記台車は、車幅方向と直交する前後方向に延びる１対のシャシ部材と、これらシャシ部材の間を車幅方向に連結するピッチング軸と、を備え、前記１対のシャシ部材が前記ピッチング軸を中心として揺動自在に構成され、
前記１対のシャシ部材の各々に複数の車輪を車幅方向と直交する前後方向に並べてそれぞれ回転自在な支持状態に配置すると共に、前記１対のシャシ部材の各々に複数の車輪の全部または一部を駆動輪として回転駆動する駆動手段を備えて構成されることを特徴する管路自走車。
前記１対のシャシ部材の各々に配置される駆動手段は、駆動源となるモータと、その回転出力を駆動輪へ伝達する機構と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の管路自走車。
前記検査用機器は、管路の状態を撮影するためのカメラ手段であることを特徴とする請求項１に記載の管路自走車。
前記ピッチング軸は、軸の一端が前記１対のシャシ部材の片側に回転不能に支持され、軸の他端は前記１対のシャシ部材の反対側に回転自在に支持される一方、前記ピッチング軸に支持軸の基端が結合され、前記支持軸の先端側に前記カメラ手段の取付部が設けられることを特徴とする請求項３に記載の管路自走車。
前記取付部は、前記カメラ手段の位置を調整するための機構が備えられることを特徴とする請求項４に記載の管路自走車。
前記ピッチング軸は、前記１対のシャシ部材に対して取り外し可能に構成されることを特徴とする請求項１〜請求項５の何れか１つに記載の管路自走車。