JP2774694B2 - 管内補修装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は例えば大口径の管内の補修や検査等に用いる
管内補修装置に関する。

（従来の技術） 発電所に設けられている大口径管、例えば導水管はそ
の内面に対して補修及び検査の作業が行われる。この作
業は作業員が補修機材を持って管内に入り、補修及び検
査を行っている。

管の口径が例えば4mにも及ぶ大口径管では、作業員に
よる補修及び検査に際して足場を設けることが必要とな
る。特に傾斜管や垂直管では足場を設けることが必要と
なり、この足場を設けるのに多大な労力と時間がかかる
ばかりでなく、作業上の安全性を確保するのが大変であ
る。

又、同管では管内の塗装作業が行われる。この塗装作
業には例えば特開平１−266877号公報に記載された管内
塗装ロボットが発明されている。この管内塗装ロボット
は、塗装用の台車に塗料タンク及び塗装用の作業機器が
装着された旋回アームを取り付け、かつ塗料補給用の台
車に塗料タンク及びこの塗料タンクから塗装用の台車の
塗料タンクに塗料を供給する塗料供給装置を設けたもの
である。ここで、塗料補給用の台車は塗装用の台車より
管の入口側の部分をこれとは別に走行するものとなって
いる。

この管内塗装ロボットはその構成が複雑であり、又複
雑な形状の管、例えば傾斜管や垂直管に対して対応する
ことが困難である。

（発明が解決しようとする課題） 以上のように作業員による補修及び検査では足場を設
けるのに多大な労力と時間がかかるばかりでなく安全性
を確保できず、又管内塗装ロボットでは複雑な形状の管
に対して対応することが困難である。

そこで本発明は、短時間で補修等の作業を安全性を確
保して行え、そのうえ複雑な形状の管にも対応できる管
内補修装置を提供することを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は、走行台車と、この走行台車に設けられた吸
着機構と、走行台車に対して揺動自在に設けられた管内
形状に応じた形状の軌道と、この軌道上を移動して管内
に対する補修等の作業を行う作業装置とを備えて上記目
的を達成しようとする管内補修装置である。

（作用） このような手段を備えたことにより、走行台車は吸着
機構により管内面に吸着し、かつ作業装置は軌道上を自
在に移動して管内に対する補修等の作業を行う。この
際、軌道は補修等の位置に応じて走行台車に対して揺動
する。

（実施例） 以下、本発明の第１実施例について図面を参照して説
明する。

第１図は管内補修装置の全体構成図であり、第２図は
側面図である。この管内補修装置は管１の内面に走行自
在に設けられる。走行台車２は前後及び操舵が可能であ
って、この走行台車２には走行車輪３が４つ設けられる
とともに従動車輪４が２つ設けられている。これら車輪
３、４のうち走行車輪３の少なくとも２つは電動機と連
結されている。又、走行台車２の底面には吸着パッド５
が下方を向いて設けられている。

この走行台車２の前方側には弧状軌道６が軌道傾斜機
構７及び軌道駆動機構８を介して設けられている。この
弧状軌道６はアルミニウム又は強化プラスチック製の軽
量材料により管１の内面形状に応じて円弧状に形成され
ている。軌道傾斜機構７は軌道６を前後方向（イ）
（イ′）に所定角度だけ傾斜させる機能を有し、軌道駆
動機構８は軌道６をその円周方向つまり矢印（ロ）
（ロ′）方向に移動させる機能を有している。

この弧状軌道６には作業ヘッド９が移動自在に設けら
れている。この作業ヘッド９は塗料を管１の内面に塗布
する作業を行う。

又、前記走行台車２には全体監視用テレビジョンカメ
ラ（TVカメラ）10、塗料供給装置11、ブラスト装置12及
び通信制御装置13が設けられている。塗料供給装置11は
作業ヘッド９に塗料を供給する機能を有し、ブラスト装
置12は作業ヘッド９に塗膜下地処理用ブラストショット
を供給するとともに回収する機能を有している。通信制
御装置13は管内の塗布作業を制御するとともに外部装置
との間で通信を行う機能を有している。

作業ヘッド９と塗料供給装置11、ブラスト装置12とは
回収ホース14により接続されるとともに、作業ヘッド９
と通信制御装置13とは伝送線15により接続されている。

第３図は軌道駆動機構８付近の拡大図であり、第４図
は第３図のIV−IV断面図である。この軌道駆動機構８
は、軌道駆動用電動機14を備え、この電動機14に歯車15
が連結されている。この歯車15には軌道６の全長に亘っ
て設けられたラック16と噛み合っている。又、軸受け17
が設けられ、この軸受け17は軌道６の周方向への移動を
支持している。

第５図及び第６図は作業ヘッド９の構成図である。ヘ
ッド台車18には４つの走行車輪19が設けられ、かつ弧状
軌道６に摺動体20を介して設けられている。各走行車輪
19のうち少なくとも２つの走行車輪19は電動機と連結さ
れている。又、ヘッド台車18には塗装装置21が管１の内
面の方向を向いて設けられている。さらにヘッド台車18
の底面には吸着機構22及び塗膜下地処理装置23が設けら
れている。そして、管内面監視装置24が管１の内面に向
いて設けられている。

次に上記の如く構成された管内補修装置30を用いた管
内補修システム全体について第７図に示す構成図及び第
８図に示す電気・空気系の構成図を参照して説明する。

主操作盤31は管内補修システム全体の操作及び制御を
実行する機能を有するもので、この主操作盤31には管内
補修装置の通信制御装置13が電力・通信複合ケーブル32
を介して接続され、又圧縮空気供給装置33が電源及び制
御ケーブル34を介して接続され、さらにバキューム装置
35が電源及び制御ケーブル36を介して接続されている。

圧縮空気供給装置33は塗装供給装置11に駆動圧縮空気
を供給するもので、塗料供給装置11に対して圧縮空気供
給ホース37を介して接続されている。

又、バキューム装置35は吸着パッド５及び吸着機構22
と連通して吸着作用時に動作し、かつブラストショット
の回収時に動作するもので、吸引用ホース38を介して吸
着パッド５、吸着機構22及びブラスト装置12と接続され
ている。

圧縮空気供給ホース37には電磁弁39、40が設けられ、
又吸引用ホース38には電磁弁41が設けられ、されに塗料
供給装置11と塗装装置21との間に電磁弁42が接続されて
いる。これら電磁弁39、40、41、42は通信制御装置13か
ら送出される操作信号により開閉操作される。

次に上記の如く構成されたシステムを第９図に示す下
方に湾曲した管50に適用した場合について説明する。

管内補修装置30はマンホールが管50の内部に入れら
れ、管50の水平管部51において組み立て調整される。こ
の後、管内補修装置30は主操作盤31からの操作指令を受
けて遠隔操作される。先ず、主操作盤31は前進の操作指
令を発する。これにより、管内補修装置30の各走行車輪
３が回転して前進し、曲管部52に到達する。このとき、
全体監視用TVカメラ10は管50の内部を撮像してその映像
信号を出力する。この映像信号は通信制御装置13によっ
て主操作盤31に送られる。この主操作盤31では映像信号
を映像化してディスプレイ等に映し出す。従って、主操
作盤31において管内補修装置30の走行位置及び管１の内
部状況等が分かる。

管内補修装置30が曲管部52に到達すると、主操作盤31
はバキューム装置35を動作させ、吸着パッド５により管
１の内面を吸着させる。これにより、管内補修装置30は
管１の内面に吸着した状態で曲管部52を進行する。管内
補修装置30が垂直管部53に入ると、管内補修装置30は吸
着パッド５の吸着力により管１の内面に支えられる。

ここで、作業ヘッド９を補修位置に配置するには、主
操作盤31は作業ヘッド９の走行操作指令を発する。これ
により、作業ヘッド９は各走行車輪19の回転により弧状
軌道６上を移動し、この移動により補修位置に到達す
る。ところが、この作業ヘッド９が移動しても弧状軌道
６の配置位置が補修位置上に配置されず、作業ヘッド９
が補修位置に到達できない場合、主操作盤31は軌道駆動
機構８を動作させる操作指令を発する。この指令が発せ
られると、第４図に示す軌道駆動用電動機14は動作して
その回転力が歯車15、ラック16を介して弧状軌道６に伝
達される。これにより、弧状軌道６は周方向（ロ）
（ロ′）方向に移動する。第10図は弧状軌道６が周方向
（ロ′）方向に90゜移動した結果を示すである。

このように作業ヘッド９が補修位置に位置決めされる
と、管１の内面に対する塗装が行われる。先ず、下地処
理が行われる。主操作盤31から下地処理の指令が発せら
れると、通信制御装置13は電磁弁39、41を開き、圧縮空
気供給装置33から圧縮空気を圧縮空気供給ホース37を通
ってブラスト装置12に供給する。このブラスト装置12で
はその内部に納められたブラストショットが圧縮空気に
より吸引され、圧縮空気とともに供給後ホースを通して
作業ヘッド９の塗膜下地処理装置23に供給される。この
塗膜下地処理装置23は圧縮空気とともにブラストショッ
トを噴出して管１の内面の補修塗膜面に対する下地処理
を行う。一方、ブラストにより剥離した塗膜片、錆等は
ブラストショットとともに電磁弁41の開放によりバキュ
ーム装置35によって吸引され、ブラスト装置12により回
収される。

下地処理が終了すると、主操作盤31は作業ヘッド９及
び軌道駆動機構８に対して作業指令を発する。この指令
を受けて作業ヘッド９は弧状軌道６上を移動するととも
に軌道駆動機構８は弧状軌道６をその円周方向に移動さ
せる。そして、作業ヘッド９は弧状軌道６上を移動して
管１の内面を走査する。これとともに主操作盤31は圧縮
空気供給装置33を動作させ電磁弁40を開放し、圧縮空気
を塗料供給装置11に供給する。この塗料供給装置11は塗
料を電磁弁42を通して塗料装置21に供給する。この結
果、塗料装置21は塗料を管１の内面に向かって噴出して
塗布する。各管内面監視装置24、24は塗料の塗布された
面を撮像してその影像信号を出力する。この映像信号は
主操作盤31に送られて映像化される。これにより、塗料
の塗布状態が遠隔監視される。

ところで、曲管部52における塗布作業は第９図に示す
ように走行台車２が管軸に対して傾きθを持つ。このた
め、軌道駆動機構８は弧状軌道６を傾きθと同一の角度
θだけ傾斜させて弧状軌道６を管軸に対して垂直方向と
なるように調整する。

このように上記第１実施例においては、走行台車２を
吸着パッド５により管１の内面に吸着させ、かつ作業ヘ
ッド９を弧状軌道６上に自在に移動させて管１の内面に
対する塗装作業を行い、かつ弧状軌道６を走行台車２に
対して揺動するように構成したので、管１の内面の塗装
作業を自動的に短時間で行え、そのうえ管１の形状が曲
管部52や垂直管部53であっても塗装作業ができる。又、
主操作盤31からの指令により遠隔操作で管１内面の塗装
ができる。

次に本発明の第２実施例について第11図を参照して説
明する。なお、第２図と同一部分には同一符号を付して
その詳しい説明は省略する。

作業ヘッド９には、永久磁石を内蔵した走行車輪60、
61、62、63が設けられ、かつグラインダー、ワイヤー等
の回転式機構の塗膜下地処理装置64が設けられている。
又、走行台車２には永久磁石を内蔵した走行車輪65が設
けられている。

このような作業ヘッド９の構成であれば、バキューム
装置35や吸引ホース38、ブラスト装置12を省略できる。
なお、この場合、下地処理を広範囲で行って高精度な塗
装を必要としないところに有効である。

なお、本発明は上記各実施例に限定されるものでなく
その趣旨を逸脱しない範囲で変形してもよい。例えば、
作業ヘッド９には塗膜下地処理装置に代えて超音波式探
傷装置を搭載して管１の配管溶接部等の探傷を行っても
良い。又、作業ヘッド９の軌道は管の形状が楕円であれ
ば、この楕円に相似した形にする等、管の形状に応じて
形成すれば良い。

［発明の効果］ 以上詳記したように本発明によれば、短時間で補修等
の作業を安全性を確保して行え、そのうえ作業を複雑な
形状の管でも対応できる管内補修装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第10図は本発明に係る管内補修装置の第１実
施例を説明するための図であって、第１図は全体構成
図、第２図は側面図、第３図は軌道駆動機構の正面図、
第４図は軌道駆動機構の構成図、第５図は作業ヘッドを
上から見た図、第６図は作業ヘッドの側面図、第７図は
管内補修システムの全体構成図、第８図は電気・空気系
の構成図、第９図は塗装作業を説明するための図、第10
図は作業ヘッド及び弧状軌道の移動を示す図、第11図は
本発明に係る管内補修装置の第２実施例を示す構成図で
ある。 １……管、２……走行台車、３……走行車輪、４……従
動車輪、５……吸着パッド、６……弧状軌道、７……軌
道傾斜機構、８……軌道駆動機構、９……作業ヘッド、
10……全体監視用TVカメラ、11……塗料供給装置、12…
…ブラスト装置、13……通信制御装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宗像 正 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東 芝府中工場内 (72)発明者 岡田 晃 神奈川県横浜市鶴見区末広町２丁目４番 地 株式会社東芝京浜事業所内 (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F16L 55/18

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】走行台車と、この走行台車に設けられた吸
   着機構と、前記走行台車に対して揺動自在に設けられ管
   内形状に応じた形状の軌道と、この軌道上を移動して前
   記管内に対する補修等の作業を行う作業装置とを具備し
   たことを特徴とする管内補修装置。