JP3239681B2

JP3239681B2 - 片面溶接裏当て機能及び非破壊検査のためのｘ線用フィルム配給機能を有する装置

Info

Publication number: JP3239681B2
Application number: JP09428295A
Authority: JP
Inventors: 友二藤沢; 修荒木
Original assignee: JFE Engineering Corp
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1995-03-28
Filing date: 1995-03-28
Publication date: 2001-12-17
Anticipated expiration: 2016-12-17
Also published as: JPH08267292A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、大径鉄管等の片面自
動溶接において管内面からの初層溶接時に管外面より溶
接の裏当てを行う機能と、溶接後に行なわれる溶接部の
非破壊検査において大径鉄管等の所定の位置にＸ線用フ
ィルムを配給する機能とを兼ね備えた装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来、大径鉄管をトンネル内に敷設する
場合、トンネルと管外面との間に足場を組み立てて作業
者による溶接や検査等の作業が行われている。このよう
な従来の方法では、地盤と管外面との間に足場を組み立
てるためにトンネルを大きめに掘削する必要があり、こ
のための土木工事に多くのコストと工期を要している。
このような状況から、溶接施工や溶接後の検査の省人
化、高速化、簡素化を目指して片面自動溶接機やＸ線検
査装置の開発が行われており、それと並行して初層溶接
で必要となる裏当て工程を行う自動機やＸ線検査用のフ
ィルムを管面に対して配給する自動機の開発が進められ
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来知られて
いる装置は初層溶接時の裏当てやＸ線用フィルムの配給
等のような単一機能を有する専用機であり、例えば、初
層溶接時の裏当て機能とＸ線用フィルムの配給機能を兼
ね備えた装置は全く知られていない。また、従来知られ
ている自動裏当て装置やＸ線用フィルムの配給装置には
以下のような問題がある。

【０００４】まず、初層溶接時の裏当てを行う自動裏当
て装置に関して、特開平５−３１８１８４号公報に示さ
れる装置が知られている。この装置は、大径鉄管の外面
に予め装置移動用のレールを設置し、このレールに沿っ
て溶接機に同期して走行するもので、裏当て装置の移動
用モータの出力軸をギヤ及び自在継手を介して裏当てテ
ープの送りローラに接続し連動させることにより、装置
の走行速度と同じ速度で裏当てテープを送り出すように
したものである。

【０００５】しかし、この方式では溶接すべき管体毎に
管外面に対して装置走行用のレールを設置する必要があ
り、それだけコストと工期の増大を招く。また、管体の
材質によってはレール取付の際の溶接により管に割れが
発生する恐れがあり、このため例えば、ハイテン７０材
以上の管体の場合にはレール溶接の際に管体の予熱が必
要となるなど、余分な作業が増えるという問題もある。
また、この従来装置は裏当てテープの送りのために走行
系モータとテープ送りローラとをギヤ及び自在継手を介
して接続した構造であるため、構造が非常に複雑である
という難点があり、加えて、走行ローラとレールとの間
に滑りが生じた場合、裏当てテープも管面との間に滑り
を生じてしまい、良好な溶接を行うことができなくなる
という問題がある。

【０００６】また、Ｘ線探傷や超音波探傷等により溶接
部の検査を行う際に用いられる装置（例えば、管壁面に
Ｘ線フィルムを貼り付けたり、探査等を行う装置）とし
て、永久磁石を装備したローラにより管壁面に吸着しつ
つ管体の外面を周方向に走行する無軌道型の磁気吸着式
走行装置が知られている。しかし実際には、走行ローラ
に単に磁石を取付けただけの構造では、各走行ローラを
３次元曲面である管面に常に適切に吸着させることが難
しく、走行の途中で磁石による吸着が不十分となって検
査車が管面から落下してしまうという問題がある。

【０００７】また、このような磁気吸着式走行装置を裏
当て装置に適用することが考えられるが、裏当て装置は
管内面側の自動溶接機と正確に同期して移動させる必要
があり、しかも、管の目違い等に応じて軌道修正のため
の操舵を行う必要があるため、単純に無軌道型の磁気吸
着式走行方式を採用した場合、自動溶接機との正確な同
期ができなかったり或いは溶接線から外れたりするトラ
ブルを生じ、溶接機のトーチ直下に裏当てテープを適切
に供給、保持することができなくなる。さらに、走行ロ
ーラに付設された磁石の磁場により溶接アークが影響を
受け、正常な溶接ができなくなるという問題もある。

【０００８】また、特開昭６２−６６１４６号公報では
多連型の磁石付き走行ローラを備えた自走式検査車によ
る非破壊検査システムが提案されている。このシステム
では、自走式検査車はＸ線用フィルムパックを保持して
磁石付き走行ローラにより管面に吸着しながらＸ線撮影
位置まで移動し、管内側のＸ線照射器からのＸ線照射に
よって検査車に保持されたＸ線用フィルムパックを露光
し、溶接部等のＸ線撮影を行う。そして、このような１
回の撮影が済むと、検査車を操作者の元まで帰還させて
Ｘ線用フィルムパックを回収し、検査車に新たなＸ線用
フィルムパックを装着した後、次のＸ線撮影位置まで移
動させてＸ線撮影を行なうものであり、これを繰り返す
ことによりＸ線撮影による管全周の非破壊検査を行う。

【０００９】しかし、この従来装置は、１回のＸ線撮影
毎に検査車をＸ線用フィルムの回収と交換のために作業
者の元に帰還させる必要があり、作業が煩雑で時間がか
かる欠点がある。また、検査車がＸ線フィルムパックを
保持したままＸ線撮影が行われるため、Ｘ線用フィルム
と管面との間に隙間ができ、このため撮影されたＸ線写
真の画質が鮮明さに欠けるという問題もある。

【００１０】したがって、本発明の第一の目的は、無軌
道型の磁気吸着式走行方式を採用することで、レールを
設置することなく管壁面等の被走行面を走行することが
できるとともに、初層溶接時の裏当て機能と溶接部のＸ
線撮影において管外面等にＸ線用フィルムを配給する機
能とを兼ね備え、しかも、裏当てテープ等のテープ体の
送りを走行速度と同期させるのに特別な連動機構を必要
とせず、また、走行ローラに滑りが生じた場合でもテー
プ体と被走行面との間に滑りを生じさせることがなく、
さらに、Ｘ線用フィルムの配給に際しては、Ｘ線用フィ
ルムをＸ線撮影位置の管壁面等に密着した状態に配給す
ることができるとともに、１回のＸ線撮影毎にＸ線用フ
ィルムの回収及び交換を行う必要がなく、能率的なＸ線
撮影を行うことができる装置を提供することにある。

【００１１】また、本発明の他の目的は、以下のような
課題を解決することにある。管壁面等の被走行面に磁石付き走行ローラで適切に
吸着し、被走行面を常に安定して走行することができる
装置を提供すること初層溶接時の裏当ての際に自動溶接機と正確に同期
して移動できるとともに、管の目違い等に応じて軌道修
正のための操舵を容易に行うことができる装置を提供す
ること走行ローラに付設された磁石の磁場が裏当て時に溶
接アークに悪影響を与えない装置を提供すること万が一磁石付き走行ローラの被走行面への吸着が不
十分となって被走行面から脱落しても、地面への落下を
防止することができる装置を提供すること

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するため、次のような構成を有する。 (１) 複数の磁石付き走行ローラとその駆動手段を備
え、磁石付き走行ローラで管壁面等の被走行面に吸着し
ながら走行することができる自走台車と、該自走台車に
搭載されるテープ体押当て装置とからなり、該テープ体
押当て装置は、テープ体の格納リールと、回転用の駆動
手段を有し、その回転により前記格納リールからテープ
体を繰り出し、且つこれを巻取る巻取リールと、前記格
納リールと巻取リール間でテープ体を被走行面に押し当
てるための昇降可能な押当て手段とからなり、該押当て
手段は、脱着により相互に交換可能な裏当てパッドとＸ
線用フィルムの押当てパッドとを備えている、片面溶接
裏当て機能及び非破壊検査のためのＸ線用フィルム配給
機能を有する装置。

【００１３】(２) 上記(１)の装置において、自走台車
が少なくとも前後左右の四輪が駆動する磁石付き走行ロ
ーラを備え、各走行ローラは台車幅方向揺動可能に構成
されるとともに、少なくとも台車前部または台車後部の
走行ローラがサスペンション機構を備えている、片面溶
接裏当て機能及び非破壊検査のためのＸ線用フィルム配
給機能を有する装置。 (３) 上記(１)または(２)の装置において、自走台車が
少なくとも前後左右の四輪が駆動する磁石付き走行ロー
ラを備え、自走台車の各走行ローラにアキシャル型のリ
ング状永久磁石が同心状に組み込まれ、且つ左右の走行
ローラの互いに向き合う側でのリング状永久磁石の極が
同極である、片面溶接裏当て機能及び非破壊検査のため
のＸ線用フィルム配給機能を有する装置。（４) 上記(１)、(２)または(３)の装置において、自
走台車の前部および／または後部に、溶接機側のマーカ
を開先部の隙間を通じて撮影できるテレビカメラを設け
た、片面溶接裏当て機能及び非破壊検査のためのＸ線用
フィルム配給機能を有する装置。

【００１４】(５) 上記(１)、(２)、(３)または(４)の
装置において、裏当てパッドのパッド面の裏当てテープ
送り方向前部及び後部の各位置にそれぞれ光検出器を設
け、該光検出器の受光出力に基づき裏当てパッドの溶接
進行方向における溶接トーチとの相対位置を検出する第
１の位置検出機構と、自走台車の前部及び後部の各位置
に、被走行面側に投光する投光手段と被走行面側からの
反射光を受光すべき光検出器とを台車幅方向で適当な間
隔をおいて各１対設け、該光検出器が検出する反射光の
照度または光検出器の受光出力に基づき、被走行面に引
かれた操舵用ベースラインとその外側の被走行面とを判
別することで裏当てパッドの溶接線に対する回頭または
／および横ずれを検出する第２の位置検出機構と、前記
第１の位置検出機構及び第２の位置検出機構による位置
検出情報に基づいて、裏当てパッドが溶接トーチ直下に
位置するよう自走台車の走行速度制御及び操舵を行う制
御手段とを有する、片面溶接裏当て機能及び非破壊検査
のためのＸ線用フィルム配給機能を有する装置。

【００１５】(６) 上記(５)の装置において、裏当てパ
ッドのパッド面の裏当てテープ送り方向前部及び後部の
各位置に設けられる光検出器が、裏当てパッド幅方向で
適当な間隔をおいて配される少なくとも１対の光検出器
からなる、片面溶接裏当て機能及び非破壊検査のための
Ｘ線用フィルム配給機能を有する装置。 (７) 上記(５)または(６)の装置において、第２の位置
検出機構における投光手段及び光検出器が光電スイッチ
により構成されている、片面溶接裏当て機能及び非破壊
検査のためのＸ線用フィルム配給機能を有する装置。

【００１６】(８) 上記(１)、(２)、(３)、(４)、
(５)、(６)または(７)の装置において、押当てパッド
が、Ｘ線用フィルムを装着したテープ体に付されたマー
クを検出できる検出手段を有している、片面溶接裏当て
機能及び非破壊検査のためのＸ線用フィルム配給機能を
有する装置。 (９) 上記(１)、(２)、(３)、(４)、(５)、(６)、(７)
または(８)の装置において、自走台車が、大径管等の外
周にリング状に巻かれたロープを挿通させるためのガイ
ドを有している、片面溶接裏当て機能及び非破壊検査の
ためのＸ線用フィルム配給機能を有する装置。

【００１７】

【００１８】

【作用】請求項１ないし９に記載の装置では、これを初
層溶接時の裏当て装置として用いる場合には、テープ体
押当て装置に裏当てテープが装着されるとともに、押当
て手段には裏当てパッドが取付けられる。一方、Ｘ線用
フィルムの配給装置として用いる場合には、テープ体押
当て装置にＸ線用フィルムを備えたテープ体が装着され
るとともに、押当て手段には前記裏当てパッドに代えて
Ｘ線用フィルムの押当てパッドが取付けられる。自走台
車は磁石付きの走行ローラで被溶接体（以下、大径鉄管
を例に説明する）の壁面に吸着しながらその外面を自走
することができる。

【００１９】初層溶接時の裏当て装置として用いる場
合、装置は、大径管の内面からの初層溶接において溶接
トーチ直下の管外面に溶接金属を受けるための裏当てテ
ープを供給する。装置を構成する格納リールには裏当て
テープがコイル状に格納され、この格納リールから繰り
出された裏当てテープの先端は裏当てパッドのパッド面
を経由して巻取リールに巻取られている。溶接開始位置
において裏当てパッドを管面方向に下降させ、裏当てパ
ッドが裏当てテープを溶接開始点の管外面に押し当てた
状態とする。溶接が開始されると、自走台車は走行ロー
ラで管壁面に吸着しながら管外面を溶接方向に移動し、
これと同期して巻取リールがその回転用の駆動手段によ
り回転し、格納リールから裏当てテープを繰り出させ
る。格納リールからの裏当てテープの繰り出し速度は、
巻取リールの回転用の駆動手段を制御することにより自
走台車の走行速度に同期させる。

【００２０】格納リールから繰り出された裏当てテープ
は、裏当てパッドのパッド面に沿って摺動しながら溶接
部裏面に押し当てられ、次いで順次巻取リールに巻取ら
れる。裏当てテープは溶接部裏面に押し当てられた際に
溶接アークを受けるため、焼損し管面に焼き付けを起こ
すが、巻取リールの回転駆動によって巻取リールと裏当
てパッド間に定テンションがかけられるため、管面に焼
き付いた裏当てテープは容易に引き剥がされ、巻取リー
ルに巻取られる。したがって、裏当てテープの巻取が遅
れてテープが管面に対して滑ることもなく、裏当てテー
プの送りを自走台車の走行と正確に同期させることがで
きる。また、自走台車の移動と裏当てテープの送りがそ
れぞれ独立した駆動手段により行われるため、何らかの
原因で自走台車の走行ローラが走行面に対して滑りを生
じた場合でも、裏当てテープはこれと関係なく溶接部裏
面に送給され、したがって溶接に支障を来すことはな
い。

【００２１】Ｘ線用フィルムの配給装置として用いる場
合、格納リールには長手方向で適宜間隔をおいてＸ線用
フィルムを装着したテープ体がコイル状に格納され、こ
の格納リールから繰り出されたテープ体の先端は押当て
パッドのパッド面を経由して巻取リールに巻取られてい
る。Ｘ線撮影開始位置において押当てパッドを管面方向
に下降させ、押当てパッドによりテープ体のＸ線用フィ
ルムが装着された部分を管面に押し当て、Ｘ線用フィル
ムを管面に密着させる。Ｘ線撮影後、押当てパッドを上
昇させるとともに、テープ体を所定の長さ分だけ巻取リ
ールに巻取り、自走台車を次のＸ線撮影位置まで移動さ
せ、再び押当てパッドを下降させてＸ線用フィルムを管
面に押し当てＸ線撮影を行う。以上の手順を繰り返すこ
とにより、管全周のＸ線撮影を行う。

【００２２】請求項２に記載の装置では、自走台車は少
なくとも前後左右の四輪が駆動する磁石付きの走行ロー
ラを備えているとともに、各走行ローラは台車幅方向で
の揺動が可能であり、且つ少なくとも台車前部または台
車後部の走行ローラがサスペンション機構を備えている
ため、駆動ローラである４輪の走行ローラは管壁面の曲
率や凸凹等に拘りなく、それぞれが管壁面に対して常に
直角に接触し、このため付設された磁石により管壁面に
確実に吸着する。このため自走台車は管壁面を無軌道で
安定して走行することができる。

【００２３】初層溶接時の裏当ての際には、自走台車は
左右の磁石付き走行ローラが開先部を跨ぐようにして管
外周を溶接方向に走行する。ところで、永久磁石を鉄等
の強磁性材料に吸着させると、強磁性材は永久磁石によ
って磁化される。溶接においては、開先部が磁化される
と溶接アークの向きが磁場によって影響を受け、正常に
溶接できなくなる場合がある。特に、磁気吸着式の自走
台車の場合にはその自重を支えるためローラに強力な磁
力の永久磁石（例えば、１テスラ）を組み込む必要があ
り、単純にこのような強力な永久磁石を用いた場合に
は、溶接アークへの影響は避けられない。一般には、溶
接アークへの影響をなくすためには開先部の磁化を５０
〜６０ガウス以下に抑える必要がある。

【００２４】この点、請求項３に記載の装置では、各走
行ローラにアキシャル型のリング状永久磁石を同心状に
組み込み、且つ左右の走行ローラの互いに向き合う側で
のリング状永久磁石の極が同極となるように構成したの
で、開先部を跨ぐ左右の走行ローラの永久磁石の磁力線
は開先部を挟んで互いに退け合う関係となり、このため
左右の走行ローラの永久磁石の磁力線は開先部から遠ざ
けられ、この結果、開先部の磁化が５０〜６０ガウス以
下に抑えられる。このため、永久磁石による溶接アーク
への影響をほとんどない。

【００２５】請求項４に記載の装置では、台車に設けら
れたテレビカメラによって、溶接機に付設されたマーカ
を開先部の隙間を通じて撮影し、これを作業者がモニタ
ーで観察することにより、自走台車の速度調節及び操舵
を行う。なお、上記のテレビカメラは溶接部の裏波の検
査用としても用いることができる。請求項５に記載の装
置を使用する場合、初層溶接に先立って大径管の開先部
近傍の管外周面には開先部に沿うように操舵用ベースラ
インが引かれる。装置は、裏当てパッドの中心が溶接開
始位置での溶接トーチ直下に位置するよう大径管の外面
側にセットされる。溶接が開始されると、装置は管内面
側の溶接トーチと同期して、溶接進行方向に走行を開始
する。

【００２６】この走行中、第１の位置検出機構を構成す
る裏当てパッドの前部及び後部の各位置に設けられた光
検出器が、裏当てテープの透過した溶接光もしくは裏当
てテープの赤熱発光を受光し、この光検出器の受光出力
に基づき裏当てパッドの溶接進行方向における溶接トー
チとの相対位置が検出される。例えば、溶接トーチが前
部の光検出器よりも溶接進行方向前方に位置する場合に
は、前部の光検出器の受光出力が大きく、後部の光検出
器の受光出力が小さくなり、一方、溶接トーチが前部の
光検出器と後部の光検出器との間に位置する場合には、
両光検出器の受光出力はともに大きくなる。したがっ
て、各光検出器の受光出力を特定のしきい値（溶接光ま
たは赤熱発光の受光の有無を判別するしきい値）と比較
することにより、或いは前部と後部の光検出器の受光出
力を直接比較することにより、裏当てパッドの溶接進行
方向における溶接トーチとの相対位置が検出できる。

【００２７】すなわち、各光検出器の受光出力をしきい
値と比較する方式では、例えば、前部及び後部の光検出
器の受光出力が、溶接光または裏当てテープの赤熱発光
の受光の有無を判別するしきい値と比較され、“受光有
り”または“受光無し”の二値に変換される。そして、
前部の光検出器の受光出力が“受光有り”とされ、後部
の光検出器の受光出力が“受光無し”とされた場合に
は、溶接トーチが前部の光検出器よりも前方にあること
が検知される。一方、前部及び後部の光検出器の受光出
力がともに“受光有り”とされた場合には、溶接トーチ
は前部及び後部の光検出器の間に位置していることにな
る。

【００２８】一方、前部及び後部の光検出器の受光出力
を直接比較する方式では、例えば、前部及び後部の光検
出器の受光出力が比較されてその偏差が求められ、この
偏差が特定のしきい値と比較され、偏差がしきい値より
も大である場合には溶接トーチが前部の光検出器よりも
前方にあることが検知され、一方、偏差がしきい値より
も小である場合には溶接トーチが前部及び後部の光検出
器の間に位置していることが検知される。また、請求項
７に記載の装置のように、前部および後部に各１対の光
検出器を設けることにより、裏当てパッドが溶接線に対
して左右どちらかに偏ったり或いは回頭したりしても、
左右いずれかの光検出器が溶接光等を捉えることがで
き、高い検出精度が得られる。

【００２９】また、裏当てパッドの溶接線に対する左右
方向での位置ずれや回頭は、第２の位置検出機構により
検出される。開先部近傍の管外周面には、光の反射率が
管面よりも十分に大きいテープまたは塗料を用いて操舵
用ベースラインが形成されており、且つこの操舵用ベー
スラインの幅は前部及び後部における各１対の光検出器
による検出部間の間隔よりも若干狭くなっている。投光
手段から可視光または赤外線などを信号光として管面側
に投光し、管面側で反射した光を各投光手段に対応した
光検出器で受光する。

【００３０】左右１対の光検出器による検出部間の間隔
は操舵用ベースラインの幅よりも若干広いため、装置が
溶接線に対して横ずれや回頭しないで走行している場合
には、前部及び後部の左右１対の光検出器は操舵用ベー
スライン外側の管面からの反射光を受光する。一方、装
置が溶接線に対して横方向にずれたり或いは回頭してい
る場合には、いずれかの光検出器が操舵用ベースライン
からの反射光を受光することになる。そして、操舵用ベ
ースライン外側の管面からの反射光と操舵用ベースライ
ンからの反射光はその照度が大きく異なるため、この照
度の違いに基づき或いは光検出器の受光出力に基づき操
舵用ベースラインとその外側の管面とを判別できる。

【００３１】したがって例えば、前部左側の光検出器と
後部右側の光検出器のうちの一方若しくは両方が操舵用
ベースラインを検出した場合、第２の位置検出機構は装
置とこれを構成する裏当てパッドが溶接線に対して右方
向に回頭したことを検知する。また、前部右側の光検出
器と後部右側の光検出器の両方が操舵用ベースラインを
検出した場合、装置とこれを構成する裏当てパッドが溶
接線に対して左側に偏ったことを検知する。同様にし
て、１つ以上の光検出器による操舵用ベースラインの検
出により、装置及びこれを構成する裏当てパッドの左方
向への回頭や右側への横ずれが検知される。

【００３２】第２の位置検出機構を構成する投光手段と
光検出器は、反射型の光電スイッチにより構成すること
ができ、この光電スイッチを用いることにより上記のよ
うな横ずれや回頭を検出を最も簡易に行うことができ
る。すなわち、この光電スイッチは反射光の照度により
ＯＮ・ＯＦＦするため、所定の照度以上の光を受光した
場合（つまり、操舵用ベースラインからの反射光を受光
した場合）にのみＯＮとなるような光電スイッチを用い
ることにより、管面と操舵用ベースラインとを容易に判
別することができる。また、このような光電スイッチで
はなく、各光検出器の受光出力を所定のしきい値と比較
することで、操舵用ベースラインと管面とを判別するよ
うにすることもできる。

【００３３】以上のような第１の位置検出機構及び第２
の位置検出機構による位置検出が逐次行われ、かかる位
置検出情報が制御手段に出力され、裏当てパッドが溶接
トーチ直下に位置するような自走台車の走行速度制御お
よび操舵が行われる。制御手段は第１の位置検出機構に
よる位置検出情報に基づき、自走台車の走行を例えば以
下のように制御する。すなわち、溶接トーチが前部の光
検出器よりも前方にあることが検知された場合には、裏
当てパッドは溶接トーチに対して若干遅れていることに
なるため、自走台車を駆動して装置を前進させ、裏当て
パッドが溶接トーチ直下に位置するようにする。また、
溶接トーチが前部及び後部の光検出器の間に位置してい
ることが検知された場合には、自走台車の走行を一時停
止するか或いは減速する。

【００３４】また、他の制御例としては、溶接トーチが
前部の光検出器よりも前方にあることが検知された場合
には自走台車の走行速度を増大させ、一方、溶接トーチ
が前部及び後部の光検出器の間に位置していることが検
知された場合には自走台車を減速させる。また、制御手
段は第２の位置検出機構による位置検出情報に基づき、
自走台車の左右の走行ローラの回転数を制御し、或いは
自走台車が特別なステアリング機構を有している場合に
はこれを制御し、自走台車の進行方向を調整（操舵）す
ることで裏当てパッドの溶接線に対する横ずれまたは回
頭若しくはその両方を修正する。

【００３５】請求項８に記載の装置では、Ｘ線用フィル
ムが装着されたテープ体の各Ｘ線用フィルムと対応した
位置に予めマークを付しておき、格納リールから繰り出
されるテープ体に付されたマークを押当てパッドに設け
られた検出手段で検出し、この検出に基づきテープ体の
送りを止めてＸ線用フィルムが押当てパッドの真下に位
置できるようにする。

【００３６】請求項９に記載の装置では、大径管の外周
にリング状に巻かれたロープが自走台車のガイドに挿通
され、自走台車はロープをガイドで保持した状態で大径
管外面を周方向に走行し、この走行中ロープはガイド内
を摺動する。したがって、万が一走行ローラの磁石によ
る吸着が不十分になって装置が管壁面から脱落しても、
装置はロープに沿って大径管の下側まで滑り落ちるだけ
で済み、ロープによって保持されるため地面に落下する
ことはない。

【００３７】

【実施例】図１ないし図２３は本発明の装置の一実施例
を示すもので、図１は装置全体の平面図、図２は同じく
正面図、図３は同じく側面図である。この装置は、磁石
付き走行ローラで管壁面に吸着しながら走行することが
できる自走台車１と、この自走台車に搭載されるテープ
体押当て装置２とを備えている。前記自走台車１は、台
車本体１００（台車の本体フレーム）の前後左右に駆動
輪である走行ローラ５ａ₁，５ａ₂，５ｂ₁，５ｂ₂を有し
ている。この自走台車１の走行ローラ及びその駆動機構
の構造については後に詳述する。

【００３８】前記テープ体押当て装置２は、テープ体ａ
（裏当てテープａ₁またはＸ線用フィルムが装着された
テープ体ａ₂）の格納リール３と、テープ体ａの巻取リ
ール４と、両リール間でテープ体ａを管面に押し付ける
昇降可能な押当て手段６とを備えており、この押当手段
６は、脱着により相互に交換可能な裏当てパッド７（図
７ないし図９参照）とＸ線用フィルムの押当てパッド８
（図１０参照）とを有している。前記格納リール３、押
当て手段６及び巻取リール４は台車進行方向に直列した
状態で自走台車１に取り付けられている。

【００３９】前記格納リール３と巻取リール４は、自走
台車１上のブラケット１４，１５に回転可能に軸支９，
１０されるとともに、装置をＸ線用フィルムの配給に用
いる際に両リール中に巻かれたＸ線用フィルムがＸ線に
感光しないようにするため、全体が保護カバー１２，１
３で覆われ、その一部にテープ体ａを通過させるための
スリット（図示せず）が形成されている。この保護カバ
ー１２，１３はＸ線を透過させない鉛材等で構成するこ
とが好ましい。自走台車１には巻取リール４の回転駆動
手段であるモータ１１が設けられ、巻取リール４は台車
走行用の駆動系とは関係なくモータ１１により回転駆動
される。そして、この巻取リール４の回転駆動により格
納リール３からテープ体ａが繰り出され、このテープ体
ａは押当て手段６を経由した後巻取リール４に巻き取ら
れる。

【００４０】図４ないし図６は、格納リール３の詳細を
示しており、この格納リール３には、当該リールと押当
て手段６（裏当てパッド７または押当てパッド８）間で
のテープ体ａの弛みを防止するため、そのフリーな回転
を抑制する制動手段が付設されている。すなわち、上記
のようなテープ体ａの弛みによる送給上のトラブルを防
止するためには、テープ体ａがモータ１１の駆動によっ
て巻取リール４側から牽引された場合にのみ格納リール
３から繰り出されるようにすることが好ましく、このた
め格納リール３に対して適当な回転力が外部から加えら
れた場合にのみ格納リール３の回転を許容するような制
動手段を設けている。

【００４１】この実施例では、図４に示すように格納リ
ール３を軸支してしている支持軸１６にディスクブレー
キ１７を設けている。支持軸１６の端部に外嵌したスリ
ーブ１８の一端にはフランジ１９を介してブレーキシュ
ー２０が設けられており、スリーブ１８が台車本体１０
０に立設された固定板２１の挿通孔２２に挿通すること
で、前記ブレーキシュー２０は固定板２１の側面に接触
している。さらに、前記挿通孔２２から突出したスリー
ブ１８の他端側には付勢用のコイルスプリング２３が外
装され、このコイルスプリング２３は、各端部がスリー
ブ１８の端部に形成されたフランジ部２４と前記固定板
２１に係止されることで、スリーブ１８を反格納リール
方向に付勢し、ブレーキシュー２０を固定板２１に適当
な圧力で押し付け、格納リール３の回転に対して適当な
制動を加えられるようにしてある。

【００４２】また、格納リール３の胴部２５にはテープ
体ａを係止するための係止機構２６が設けられている
（図４及び図５参照）。この係止機構２６は、格納リー
ルの胴部２５の一部に切欠状に形成された段部２７と、
この段部２７に埋め込まれたスリーブ２９と、テープ係
止用の鋸歯部２８０を有し、前記段部２７上に配置され
る係止部材２８と、一端部が前記係止部材２８に連結さ
れ、他端側が前記スリーブ２９に挿通したネジ付き軸３
０と、スリーブ２９から突出したネジ付軸３０のネジ部
に螺装された締付部材３１とから構成され、係止部材２
８の鋸歯部２８０と段部２７との間にテープ体ａの端部
を挾み込み、締付部材３１をスリーブ２９に対して締め
付けることにより、段部２７と鋸歯部２８０との間でテ
ープ体ａを確実に係止できるようにしてある。なお、巻
取リール４にも同様の係止機構が設けられている。

【００４３】さらに、格納リール３には、図５及び図６
に示すようなテープ体ａの残量計測機構３２が付設され
ている。この残量計測機構３２は、保護カバー１２の側
方に固定されたポテンションメータ３３と、保護カバー
１２を貫通してその内方に延出したポテンションメータ
３３の回転軸３４と、この回転軸３４の先端に固定され
たアーム３５と、一端がアーム３５の先端に固定され、
他端が格納リール３の幅方向中央側に延出した支持軸３
６と、この支持軸３６に回転可能に支持されたローラ３
７と、前記回転軸３４に外装され、その各端部３９１，
３９２が保護カバー１２の外側に固定された係止部３８
とアーム３５の側部にそれぞれ係止されたアーム付勢用
のコイルスプリング３９とから構成され、コイルスプリ
ング３９によってアーム３５を格納リール３の胴部方向
に付勢することで、ローラ３７を格納リール３の胴部２
５に巻かれたテープ体ａのコイルの外面に押し付け、こ
の時のアーム３５の回転角度を回転軸３４を介してポテ
ンションメータ３３で検出することにより、格納リール
３にコイル状に巻かれたテープ体ａの残量を検出できる
ようにしてある。

【００４４】前記押当て手段６は、テープ体ａを管面に
押し付けて裏当てするための裏当てパッド７（及びこれ
と交換可能な押当てパッド８）、テープ体進行方向にお
ける裏当てパッド７（及びこれと交換可能な押当てパッ
ド８）の前後においてテープ体ａをガイドするガイドロ
ーラ４０，４１、裏当てパッド７（及びこれと交換可能
な押当てパッド８）及びガイドローラ４０，４１をフレ
ーム４２を介して昇降可能に保持する保持装置４３等か
ら構成され、この押当て手段６は格納リール３と巻取リ
ール４の中間位置の自走台車１上に配置される。図７な
いし図１０は押当て手段６の詳細を示すもので、図７は
裏当パッドを装着した状態を示す部分断面正面図、図８
は同じく部分断面側面図、図９はガイドローラ及びその
保持機構を示す縦断面図、図１０は裏当てパッド７に代
えて押当てパッド８を装着した状態を示す部分側面図で
ある。

【００４５】前記保持装置４３は自走台車１上の支持プ
レート４４に立設された架台４５と、この架台４５を構
成する１対の脚部４５１に上下方向スライド可能に取付
けられたスライド板４６と、各上端が前記スライド板４
６に固定された１対の保持軸４７と、前記スライド板４
６の中央に固定された固定ナット４８と、上端側及び下
端がそれぞれ架台４５の上部と支持プレート４４に回転
自在に軸支され、そのネジ部が前記固定ナット４８に螺
装されたスクリュー軸４９と、このスクリュー軸４９を
回転駆動させるため架台４５に保持される昇降駆動用の
モータ５０と、このモータ５０の駆動力をスクリュー軸
４９に伝えるための歯車５１，５２とから構成され、前
記１対の保持軸４７がフレーム４２の上面に連結されて
いる。この保持装置４３では、モータ５０でスクリュー
軸４９を回転させることにより固定ナット４８がスクリ
ュー軸４９に対して上下方向で昇降するため、固定ナッ
ト４８とスライド板４６及び保持軸４７を介して一体で
あるフレーム４２も、台車本体１００に対して昇降する
ことになる。

【００４６】前記フレーム４２の下部中央には裏当てパ
ッド７が脱着可能に保持され、また、フレーム４２の下
部両端にはガイドローラ４０，４１がそれぞれ回転自在
に取り付けられている。裏当てパッド７（または押当て
パッド８）は付勢用（及び緩衝用）のコイルスプリング
５３を介してフレーム４２に脱着可能に取り付けられて
いる。図８はその取付構造の詳細を示しており、フレー
ム４２には、上下端が開放し且つ下部にスプリング収納
用の大径部５４０を有するガイド筒５４が立設されると
ともに、このガイド筒５４の内部には、下端に裏当てパ
ッド７（または押当てパッド８）を脱着可能に連結すべ
き取付部５６を有するスライド体５５がガイド筒長手方
向にスライド可能に嵌装されている。

【００４７】スライド体５５の中間部にはコイルスプリ
ングの端部を係止するためのフランジ５５０が設けられ
ている。そして、大径部５４０内にはスライド体５５に
外装されたコイルスプリング５３が配され、このコイル
スプリング５３の一端が前記大径部５４０の端部の段部
に、また他端が前記フランジ５５０にそれぞれ係止され
ている。したがって、裏当てパッド７（または押当てパ
ッド８）の押当て時においては、スライド体５５と一体
の裏当てパッド７（または押当てパッド８）がコイルス
プリング５３により管面方向に付勢されることになる。
また、ガイド筒５４の上端には適当な長さのガイドスリ
ット５４１が形成され、一方、スライド体５５の上端に
は前記ガイドスリット５４１にスライド可能に係合する
突片５７が設けられており、前記ガイドスリット５４１
に突片５７をガイドさせることにより、スライド体５５
及びこれと一体の裏当てパッド７（または押当てパッド
８）のガイド筒５４に対する回転とガイド筒５４からの
脱落を防止している。

【００４８】裏当てパッド７はその上面中央部に連結部
５８を有し、この連結部５８を前記前記スライド体５５
の端部の取付部５６に脱着可能に嵌合し、連結ピン６０
で係止することにより、フレーム４２に保持される。ま
た、裏当てパッド７は使用中に温度が上昇するために熱
伝導の高い材料（通常は銅製）で構成されており、この
ようなパッドを冷却するため、内部に冷媒流通用の通路
６１を設けるとともに、この通路６１に冷却ガス或いは
冷却水等の冷媒を供給する注入口６２を設け、この注入
口６２にホース等を接続して外部から冷媒を供給できる
ようにしてある。また、裏当てパッド７のパッド面６９
には、裏当てテープａ₁を案内するための溝が形成され
ている。

【００４９】また、図１０に示される押当てパッド８に
ついても、裏当てパッド７と同様に上面中央部に連結部
５９を有し、この連結部５９を前記スライド体５５の端
部の取付部５６に脱着可能に嵌合し、連結ピン６０で係
止することにより、フレーム４２に保持される。また、
この押当てパッド８のパッド面７０にも、Ｘ線用フィル
ムが装着されたテープ体ａ₂を案内するための溝が形成
されている。また、押当てパッド８も、Ｘ線を遮蔽する
鉛材等で構成されている。

【００５０】前記ガイドローラ４０，４１は、それぞれ
裏当てパッド７（または押当てパッド８）のテープ体進
行方向の前後の位置において、フレーム４２の端部に回
転自在に軸支６３，６４されている。図９はこれらガイ
ドローラの取付構造をガイドローラ４０を例に示したも
ので、ガイドローラ４０は緩衝用のコイルスプリング６
５を介して軸支されている。すなわち、フレーム４２に
はガイドローラの保持軸６７を支持するための支持部材
６６が図示しないスライド機構により上下スライド可能
に取り付けられ、この支持部材６６とフレーム４２間に
緩衝用のコイルスプリング６５を介在させている。そし
て、ガイドローラ４０の保持軸６７は前記支持部材６６
に固定され、保持軸６７にベアリングを介してローラ本
体４００が回転可能に保持されている。また、ガイドロ
ーラ４０は、テープ体ａの幅方向でのずれを防止するた
め、その両端に鍔部４０１を有している。このような構
造はガイドローラ４１についても全く同様である。

【００５１】裏当てテープａ₁は溶接部裏面に押し当て
られた際に溶接アークを受けるため、焼損し管面に焼き
付けを起こす。このような管面への焼き付けに対して
は、巻取リール４の回転駆動により巻取リール４と押当
て手段６間の裏当てテープａ₁に定テンションがかけら
れるため、管面に焼き付いた裏当てテープａ₁は容易に
引き剥がすことが可能であるが、このような焼き付いた
テープをより確実且つ速やかに引き剥がすためには、裏
当てテープａ₁を押当て手段６による押当て部から角度
をつけて引き剥がすようにすること、つまり、押当て手
段６から離れる裏当てテープａ₁を大きな角度で巻取リ
ール側に方向転換させるようにすることが好ましい。

【００５２】このための条件を図１１に基づいて説明す
ると、巻取リール４の胴部６８（巻取ドラム部）の外周
に関する仮想接線であって、且つ巻取リール４側におい
て押当て手段６から裏当てテープａ₁が離れる地点（こ
の実施例ではガイドロール４１の外周部）を通過する仮
想接線ｘと、押当て手段６の押当て面（裏当てパッド７
のパッド面６９）と平行な仮想直線ｙとのなす巻取リー
ル側での角度θを、巻取リール４によるテープ巻取の支
障を生じない範囲で大きくすることが好ましい。具体的
にはこの角度θは４５〜９０°程度とすることが好まし
い。

【００５３】次に、自走台車１の走行ローラ及びその駆
動機構について説明する。図１２及び図１３は各走行ロ
ーラ５（５ａ₁，５ａ₂，５ｂ₁，５ｂ₂）及びその駆動機
構の詳細を示しており、各走行ローラ５は１対のローラ
体７１Ａ，７１Ｂを車軸７２で一体に連結した構造から
なり、また、各ローラ体７１（７１Ａ，７１Ｂ）のロー
ラ本体は、リング状の永久磁石７３とこれを両側から挟
む鋼製のリング状のローラ部材７４とから構成され、し
たがって、リング状の永久磁石７３は走行ローラ５に対
して同心状に組み込まれた構造となっている。

【００５４】前記各ローラ体７１（７１Ａ，７１Ｂ）の
ローラ面は永久磁石７３の部分が全周に亘って凹陥し、
永久磁石７３が管面に直接接触しないようにしてある。
これは永久磁石７３が管面に疵を付けないようにするた
めである。また、ローラ面を構成するローラ部材７４の
表面には、電気的な絶縁およびスリップ防止のためゴム
ライニングが施してある。このゴムライニングとして
は、例えば、厚さ０．５ｍｍ程度のウレタンゴムが用い
られる。また、磁石による吸着力の増加とローラの軽量
化のために、ローラ部材７４はローラ面側の部位７４０
を厚肉に、それ以外の部位７４１を薄肉に構成してあ
る。

【００５５】各走行ローラ５は、その車軸７２を支持す
る軸受体７５ａ，７５ｂを介して台車幅方向揺動可能に
構成されるとともに、台車前部の走行ローラ５ａ₁，５
ａ₂がサスペンション機構７６を備えている。以下これ
を詳細に説明すると、まず、台車前部の走行ローラ５ａ
₁，５ａ₂と台車後部の走行ローラ５ｂ₁，５ｂ₂は、それ
ぞれ車軸７２がベアリング（図示せず）を介してボック
ス状の軸受体７５ａ，７５ｂに回転自在に支持されてい
る。

【００５６】台車前部の走行ローラ５ａ₁，５ａ₂をそれ
ぞれ支持する１対の軸受体７５ａは、同軸受体後方の台
車本体部分に連結ピン７７を介して連結されている（図
１３参照）。この連結ピン７７は、その一端部を台車本
体１００に上下方向回動可能に枢着７８するとともに、
その他端部側に軸受体７５ａ側のピン挿通孔７９をピン
周方向回動可能に外挿し、且つピン端部に抜け止め用の
係止部材８０を設けることにより、軸受体７５ａを台車
本体１００に連結している。連結ピン７７の軸線の延長
線は、走行ローラ５ａ₁，５ａ₂の車軸７２の長手方向中
心と交っており、このため軸受体７５ａは、連結ピン７
７の枢着部７８を支点として上下方向揺動可能であると
ともに、車軸７２の長手方向中心を支点として台車幅方
向揺動可能である。

【００５７】一方、各軸受体７５ａの上部には、ブラケ
ット８１及びピン８２を介して走行ローラの脚部８３が
台車前後方向揺動可能に立設され、この脚部８３はサス
ペンション機構７６を介して台車本体１００に連結され
ている（図１２参照）。前記サスペンション機構７６
は、脚部８３の先端と台車本体１００側との間に介装さ
れたコイルスプリング８４により構成されている。この
コイルスプリング８４の上部及び下部は、脚部８３に対
向するようにして台車本体１００側に設けられた軸部８
５と前記脚部８３の上端にそれぞれ外装され、コイルス
プリング８４の上下端部は軸部８５の基端と脚部８３の
中間部にそれぞれ設けられたフランジ８６，８７で係止
されている。

【００５８】走行ローラ５ａ₁，５ａ₂は上記サスペンシ
ョン機構７６により台車本体１００に対して上下動可能
であり、また、この上下動に応じて軸受体７５ａが枢着
部７８及びピン８２を支点として揺動し、走行ローラの
上下動を妨げないため、適切なサスペンション作用が得
られる。また、走行ローラ５ａ₁，５ａ₂の脚部８３はサ
スペンション機構を構成するコイルスプリング８４を介
して台車本体１００に連結され、且つ軸受体７５ａは車
軸７２の長手方向中心を支点として台車幅方向揺動可能
であるため、走行ローラ５ａ₁，５ａ₂は、前記コイルス
プリング８４を長手方向で変形させることにより車軸７
２の長手方向中心を支点として台車幅方向での揺動が可
能である。

【００５９】一方、台車後部の走行ローラ５ｂ₁，５ｂ₂
をそれぞれ支持する１対の車受体７５ｂは、その前後部
を台車本体１００の部材にピン８８，８９を介して台車
幅方向揺動可能に支持されている（図１３参照）。上記
ピン８８，８９の軸線の延長線は走行ローラ５ｂ₁，５
ｂ₂の各車軸７２の長手方向中心と交っており、したが
って、走行ローラ５ｂ₁，５ｂ₂は各車軸７２の長手方向
中心を支点として台車幅方向での揺動が可能である。

【００６０】走行ローラ５は自走台車１の左右それぞれ
において前輪と後輪が１つのモータにより駆動されるよ
うになっており、各走行ローラ５の車軸７２には、動力
伝達用のスプロケット９０が取り付けられている（図１
３参照）。左右各々の駆動用モータ９１_A，９１_Bの出力
軸９１０は、かさ歯車９２、歯車９３、スプロケット９
４、チェーン９５、スプロケット９６，９７及び前記ス
プロケット９０を介して走行ローラ５ａ₁，５ｂ₁及び走
行ローラ５ａ₂，５ｂ₂に連絡され、各走行ローラ５を駆
動する。このように左右別々の駆動モータを備えたこと
により、左右の走行ローラ５ａ₁及び５ｂ₁と５ａ₂及び
５ｂ₂の回転数に差を与えることによって自走台車の操
舵を行なうことができる。

【００６１】ローラ体７１Ａ，７１Ｂに適用するリング
状の永久磁石７３としては、図２４に示すようにリング
の半径方向に磁化したラジアル型磁石と、図２５に示す
ようにリングの軸方向に磁化したアキシャル型磁石とが
考えられるが、本発明では、一個のリング状永久磁石の
Ｎ極から出た磁束が大径鉄管を介して同じリング状永久
磁石のＳ極に収束するアキシャル型を用いる。さらに、
本発明では左右の走行ローラ５ａ₁と走行ローラ５ａ₂の
互いに向き合う側でのリング状永久磁石７３の極を、ま
た、同じく走行ローラ５ｂ₁と走行ローラ５ｂ₂の互いに
向き合う側でのリング状永久磁石７３の極を、それぞれ
同極となるように構成している。

【００６２】図１４はこのように構成した走行ローラ５
ａ₁と走行ローラ５ａ₂、走行ローラ５ｂ₁と走行ローラ
５ｂ₂が大径管ｐに吸着した際の磁力線９８を示したも
ので、各走行ローラ５にアキシャル型のリング状永久磁
石７３を同心状に組み込み、且つ左右の走行ローラ５ａ
₁と走行ローラ５ａ₂の互いに向き合う側でのリング状永
久磁石７３の極を、また、同じく走行ローラ５ｂ₁と走
行ローラ５ｂ₂の互いに向き合う側でのリング状永久磁
石７３の極を、それぞれ同極となるように構成している
ので、開先部９９を跨ぐ左右の走行ローラ５の永久磁石
６の磁力線９８が開先部９９を挟んで互いに退け合う関
係となり、左右の走行ローラ５の永久磁石７３の磁力線
は開先部９９から遠ざけられ、これによって永久磁石７
３による開先部９９の磁化が極く低く抑えられる。した
がって、溶接アークへの影響はほとんどない。

【００６３】次に、本発明装置を裏当て装置として使用
する場合の位置検出機構について説明する。装置は、溶
接進行方向における裏当てパッド７の位置検出を行う第
１の位置検出機構と、溶接線に対する左右方向での裏当
てパッド７の位置検出を行う第２の位置検出機構を備え
ている。前記第１の位置検出機構は、裏当てパッド７の
パッド面６９に設けられる光検出器（光電受光素子）を
用いて位置検出を行う。図１５は裏当てパッド７及びそ
の保持構造を示すもので、同図（ａ）は側面図、同図
（ｂ）は裏当てパッド７のパッド面６９を示す図面であ
る。

【００６４】裏当てパッド７のパッド面６９の裏当てテ
ープ送り方向の前部及び後部の各位置には、裏当てパッ
ド幅方向で適当な間隔をおいて１対の光電受光素子１０
１ａ₁，１０１ａ₂と光電受光素子１０１ｂ₁，１０１ｂ₂
が埋め込まれている。この光電受光素子１０１はフォト
ダイオード、フォトトランジスタ、ＣｄＳ素子等、受光
量に応じた電気信号を出力する素子である。各光電受光
素子１０１は、パッド面６９に形成された取付孔の内部
に挿入され、取付孔の上面を耐熱ガラス等の透明な封止
材で封止することによりパッド面６９に埋設されてい
る。光電受光素子１０１は取付孔の内部に挿入され、且
つ封止材がパッド面と面一に取付孔を封止しているた
め、パッド面６９には取付孔等による段差が無く、した
がって、裏当てテープａ₁はパッド面６９上を円滑に摺
動することができる。

【００６５】なお、この実施例では光電受光素子１０１
は裏当てパッド７の前部及び後部でそれぞれ１対ずつ配
置しているが、例えば、前部及び後部でそれぞれ複数対
の光電受光素子１０１を配置してもよく、これにより万
一いずれかの光電受光素子が破損した場合でも適切に対
応できる。

【００６６】裏当てパッド７の前部及び後部の各位置に
おける光電受光素子１０１の数は任意であり、したがっ
て、前部及び後部の各位置において各１個の光電受光素
子１０１を設けることも可能である。しかし、この場合
には装置の横ずれや回頭により裏当てパッド７が溶接線
に対して左右方向に偏ると、光電受光素子１０１による
溶接光等の適切な検知ができなくなるおそれがある。そ
こで、この実施例では前部及び後部の各位置において裏
当てパッド幅方向に１対の光電受光素子１０１ａ₁，１
０１ａ₂及び１０１ｂ₁，１０１ｂ₂を配することによ
り、裏当てパッド７が溶接線に対して左右方向に偏って
いる場合でも、溶接光等を適切に捉えることができるよ
うにしている。

【００６７】また、この実施例では、左右１対の光電受
光素子１０１の受光出力を加算して位置検出に用いるこ
とを前提としているため、左右の光電受光素子１０１ａ
₁，１０１ａ₂及び１０１ｂ₁，１０１ｂ₂を裏当てパッド
７の中心から十分に離すことができ、このため裏波ビー
ドに悪影響を与えず、また裏当てテープａ₁が溶接アー
クにより焼き切れても各光電受光素子１０１が直接アー
クを受けることがなく、各光電受光素子１０１の破損が
適切に防止される。また、裏当てパッド７の前部及び後
部の各位置の光電受光素子１０１は、左右でそれぞれ２
個以上設けることも可能である。

【００６８】図１７は第１の位置検出機構を構成する検
出系のブロック図であり、１０２ａ及び１０２ｂは前部
及び後部の各１対の光電受光素子１０１ａ₁，１０１ａ₂
及び１０１ｂ₁，１０１ｂ₂の受光出力を加算する加算
器、１０３ａ及び１０３ｂはフィルタ、１０４ａ及び１
０４ｂは設定器１０５ａ及び１０５ｂで設定されたしき
い値と前記加算された受光出力とを比較し、“受光有
り”または“受光無し”を出力する比較器、１０６は比
較器１０４ａ及び１０４ｂからの出力に基づき、裏当て
パッド７の溶接進行方向における溶接トーチｂとの相対
位置を検出する判別回路である。

【００６９】前記第２の位置検出機構は、自走台車１の
前部及び後部の各位置に配される投光手段及び光検出器
（光電受光素子）と管外面に引かれた操舵用ベースライ
ンとを用いて位置検出を行う。この実施例では、投光手
段及び光検出器は反射型の光電スイッチ１０７により構
成されている。図１及び図１６に示すように、自走台車
１の一方の側部の前部及び後部の各位置には、台車幅方
向で適当な間隔をおいた１対の光電スイッチ１０７
ａ₁，１０７ａ₂及び１０７ｂ₁，１０７ｂ₂を取付ステー
１０８ａ，１０８ｂを介して設けている。これら光電ス
イッチ１０７は、その投光手段が可視光または赤外線等
の信号光を管面側に投光し、管面側で反射した光を受光
検出する反射型の光電スイッチである。

【００７０】開先部近傍の管外周面には、光の反射率が
管面より十分に大きいテープまたは塗料等を用いて操舵
用ベースラインＢが形成されており、また、前部及び後
部における各１対の光電スイッチ１０７ａ₁及び１０７
ａ₂、光電スイッチ１０７ｂ₁及び１０７ｂ₂による検出
部間の間隔は、操舵用ベースラインＢの幅よりも若干大
きめに構成されている。この各光電スイッチ１０７は反
射光の照度により出力がＯＮ・ＯＦＦするものであり、
所定の照度以上の光を受光した場合（つまり、操舵用ベ
ースラインＢからの反射光を受光した場合）にのみＯＮ
となるような光電スイッチが用いられる。図１８は第２
の位置検出機構を構成する検出系のブロック図であり、
１０９は光電スイッチ１０７ａ₁，１０７ａ₂，１０７ｂ
₁，１０７ｂ₂からの出力に基づき、裏当てパッド１０の
横ずれまたは／及び回頭を検出する判別回路である。

【００７１】次に、押当てパッド８に付設されたマーク
検出手段について説明する。図１９は押当てパッド８及
びその保持構造を示すもので、同図（ａ）は側面図，同
図（ｂ）は押当パッド８のパッド面７０を示す図面であ
る。押当てパッド８のパッド面７０にはテープ体ａ₂に
付されたマークを検出するためのセンサ１１０（例え
ば、透過型センサ）が埋め込まれている。テープ体ａ₂
には長手方向で適宜間隔をおいてＸ線用フィルム１３１
が装着されるとともに、この各Ｘ線用フィルム１３１に
対応した位置にマーク１３０（例えば、複数の穴、レー
ザマーカ、インクジェット等）が付されており、このマ
ーク１３０を前記センサ１１０が検出し、この検出に基
づきテープ体ａ₂の送りを停止できるようにしてある。

【００７２】台車本体１００の両側部の各２箇所には、
大径管ｐに巻かれたロープを挿通させるためのガイド１
１１が設けられている（図１ないし図３参照）。図１
２、図２０及び図２１は各ガイド１１１の詳細を示して
おり、各ガイド１１１は、台車本体１００の側部に固定
されたガイド本体１１２と、このガイド本体１１２にピ
ン１１３を介して回動可能に取り付けられた回動部材１
１４とを有している。これらガイド本体１１２と回動部
材１１４は、それぞれガイド孔の一部を構成すべき半円
状の切欠き部１１６ａ，１１６ｂ有しており、回動部材
１１４をガイド本体１１２側に回動させた際に両切欠き
部１１６ａ，１１６ｂによりガイド孔１１５が形成され
るようにしてある。また、ガイド本体１１２のガイド孔
の一部を構成する部分（切欠き部１１６ａが形成された
部分）の部材１１７は電気絶縁性の滑材（例えば、超高
分子ポリエチレン）により構成され、ワイヤロープ
ｗ₁，ｗ₂がガイド孔１１５内を円滑に摺動できるように
するとともに、装置側の電流が大径管側に流れないよう
に絶縁している。

【００７３】また、ガイド本体１１２には前記回動部材
１１４をロックするためのロックレバー１１８がピン１
１９を介して回動可能に取り付けられ、このロックレバ
ー１１８の係止段部１２０が回動部材１１４の先端上部
に係合することで、ガイド本体１１２側に回動した回動
部材１１４をロックできるようにしてある。ロックレバ
ー１１８と台車本体１００の側部との間には、ロックレ
バー１１８をロック状態に保持するための付勢用コイル
スプリング１２１が設けられている。したがって、回動
部材１１４を反ガイド本体方向に回動させた状態で、切
欠き部１１６ａ内にワイヤロープｗ₁（またはｗ₂）を位
置させた後、回動部材１１４をガイド本体方向に回動さ
せ、しかる後ロックレバー１１８で回動部材１１４をロ
ックすることにより、ワイヤロープｗ₁（またはｗ₂）が
ガイド孔１１５に挿通した状態とすることができる。

【００７４】自走台車１の前部及び後部には、走行して
いる管壁面を撮影するための工業用テレビカメラ１２２
Ａ〜１２２Ｃとこれらテレビカメラに付随する照明装置
１２３Ａ〜１２３Ｃが、台車本体１００の前方及び後方
に延出した取付フレーム１２４を介して設けられている
（図１ないし図３参照）。なお、このテレビカメラ１２
２Ａ〜１２２Ｃは、後述するように自走台車の位置検出
や溶接部の裏波検査用として好適に利用でき、特に、前
者に利用する場合には、管内側の溶接機に付設されたマ
ーカを開先部の隙間を通じて撮影できるような位置に取
付けられる。さらに図２２及び図２３に示すように、台
車本体１００上には支持フレームを介して固定されたポ
テンショメータ１２９（またはエンコーダ）と、その回
転軸１２７に取り付けられた振り子１２６とからなる傾
斜計１２５が設けられ、この傾斜計１２５からの出力で
装置の管周方向における位置を検知できるようにしてい
る。

【００７５】また、図において１２８は台車本体１００
上に設けられた制御装置であり、自走台車１やテープ体
押当て装置２の制御はこの制御装置１２８を介して遠隔
操作により行われ、また、工業用テレビカメラ１２２Ａ
〜１２２Ｃによる映像や傾斜計１２５からの出力も制御
装置１２８を経由して作業者のいる操作盤に送られる。

【００７６】

【００７７】次に、図１ないし図２３に示す実施例の装
置Ａの使用法を説明する。図２６及び図２７は、装置Ａ
を大径管ｐの初層溶接を行う際の裏当て装置として用い
る場合の実施状況を示しており、この場合には、押当て
手段６に裏当てパッド７が取り付けられ、また、大径管
ｐの開先近傍の管外周面には開先部９９に沿うように操
舵用ベースラインＢが引かれる。装置Ａは、大径管ｐの
溶接開始位置に自走台車１の走行ローラ５が開先部９９
を跨ぐようにして置かれ、裏当てパッド７の中心が溶接
開始位置での溶接トーチｂの直下に位置するようセット
される。このようにセットされた装置Ａは、各走行ロー
ラ５がその永久磁石７３により管面に吸着し、自走台車
１を管面に保持する。またこの状態で、格納リール３に
は裏当てテープａ_１がコイル状に格納され、その格納リ
ール３から繰り出された裏当てテープａ_１の先端は、ガ
イドローラ４０、裏当てパッド７及びガイドローラ４１
を経由して巻取リール４に巻取られており、また、裏当
てパッド７は保持装置４３及び付勢用のコイルスプリン
グ５３で裏当てテープａ_１を溶接開始点の管外面に押し
当てている。

【００７８】溶接が開始されると、自走台車１は磁石付
きの走行ローラ５で管面に吸着しながら管外面を溶接方
向に移動し、これと同期して巻取リール４がモータ１１
により回転し、格納リール３から裏当てテープａ₁が繰
り出される。格納リール３からの裏当てテープａ₁の繰
り出し速度は、モータ１１を制御することにより自走台
車１の走行速度に同期させる。一方、格納リール３から
繰り出された裏当てテープａ₁は、ガイドローラ４０に
ガイドされることで、裏当てパッド７の角部等に接触す
ることなく裏当てパッド７のパッド面６９に円滑に導か
れ、この裏当てパッド７のパッド面６９に沿って摺動し
ながら溶接部裏面に押し当てられる。次いで、裏当てテ
ープａ₁はパッド面６９から離れ、ガイドローラ４１を
介して巻取リール方向に導かれるが、この際ガイドロー
ラ４１によりガイドされることで、裏当てパッド７の角
部等に接触することなく、円滑に方向転換して巻取リー
ル４方向に導かれ、巻取リール４に順次巻取られる。

【００７９】裏当てテープａ₁は溶接部裏面に押し当て
られた溶接アークを受けるため、焼損し管面に焼き付け
を起こすが、巻取リールの回転駆動により巻取リール４
と裏当てパッド７間に定テンションがかけられるため、
管面に焼き付いた裏当てテープａ₁は容易に引き剥がさ
れ、巻取リール４に巻取られる。また、前記仮想接線ｘ
と仮想直線ｙとのなす角度θが４０〜９０°に制限され
ている場合には、裏当てテープａ₁が管面から大きな角
度で引き剥がされるため、焼き付いたテープをより確実
に且つ速やかに引き剥がすことができる。したがって、
裏当てテープａ₁の巻取が遅れてテープが管面に対して
滑ることもなく、裏当てテープａ₁の送りを自走台車１
の走行と正確に同期させることができる。

【００８０】また、自走台車１の移動と裏当てテープａ
₁の送りを行う巻取リール４の回転がそれぞれ独立した
駆動手段により行われるため、何らかの原因で自走台車
１が走行面に対して滑りを生じた場合でも、裏当てテー
プａ₁はこれと関係なく溶接部裏面に送給されることに
なる。また、格納リール３に付設された回転制動手段で
あるディスクブレーキ１７の作用により、裏当てテープ
ａ₁は巻取リール側から牽引された時だけ格納リール３
から繰り出されるため、格納リール３と裏当てパッド７
間での裏当てテープａ₁の弛みが防止され、裏当てテー
プ送給上のトラブルも防止される。

【００８１】この溶接では、先に述べたように開先部９
９を跨ぐ左右の走行ローラ５ａ₁と走行ローラ５ａ₂、走
行ローラ５ｂ₁と走行ローラ５ｂ₂の永久磁石７３の磁力
線が開先部９９を挟んで互いに退け合う関係となるた
め、左右の走行ローラの永久磁石７３の磁力線は開先部
９９から遠ざけられ、これによって永久磁石７３により
開先部９９の磁化が極く低く抑えられ、永久磁石７３が
溶接に悪影響を及ぼすことはない。

【００８２】また、自走台車１の走行制御は次のように
して行われる。自走台車１の走行中、第１の位置検出機
構を構成する光電受光素子１０１ａ₁，１０１ａ₂及び１
０１ｂ₁，１０１ｂ₂が、裏当てテープａ₁を透過した溶
接光もしくは裏当てテープの赤熱発光を受光し、この光
電受光素子１０１の受光出力に基づき、裏当てパッド７
の溶接進行方向における溶接トーチｂとの相対位置が検
出される。これを図１７に基づき説明すると、前方の光
電受光素子１０１ａ₁，１０１ａ₂の受光出力は加算器１
０２ａで、また、後方の光電受光素子１０１ｂ₁，１０
１ｂ₂の受光出力は加算器１０２ｂでそれぞれ加算され
る。それぞれの加算信号はフィルタ１０３ａ，１０３ｂ
を通って比較器１０４ａ，１０４ｂに入力され、設定器
１０５ａ，１０５ｂで予め設定されたしきい値と比較さ
れ、“受光有り”、“受光無し”の二値に変換され、判
定回路１０６に入力される。

【００８３】判定回路１０６では、比較器１０４ａ（前
部の光電受光素子１０１ａ₁，１０１ａ₂）からの出力が
“受光有り”で比較器１０４ｂ（後部の光電受光素子１
０１ｂ₁，１０１ｂ₂）からの出力が“受光無し”の場合
には、溶接トーチｂが前部の光電受光素子１０１ａ₁，
１０１ａ₂よりも前方に位置していることを判別し、制
御装置１２８に自走台車１を駆動させるような指令信号
を出す。一方、比較器１０４ａ（前部の光電受光素子１
０１ａ₁，１０１ａ₂）からの出力と比較器１０４ｂ（後
部の光電受光素子１０１ｂ₁，１０１ｂ₂）からの出力が
ともに“受光有り”の場合には、溶接トーチｂが前部の
光電受光素子１０１ａ，１０１ａ₂と後部の光電受光素
子１０１ｂ₁，１０１ｂ₂との間にあることを判別し、制
御装置１２８に自走台車１の走行を停止する指令信号を
出す。

【００８４】また、この実施例のように、裏当てパッド
７の前部および後部に各１対の光電受光素子１０１
ａ₁，１０１ａ₂及び１０１ｂ₁，１０１ｂ₂を設けること
により、裏当てパッド７が溶接線に対して左右どちらか
に偏っていたり或いは回頭したりしていても、左右いず
れかの光電受光素子１０１が溶接光等を捉えることがで
き、高い検出精度が得られる。なお、第１の位置検出機
構による位置検出は、本実施例に限定されるものではな
く、例えば、前部及び後部の光電受光素子１０１ａ₁，
１０１ａ₂及び１０１ｂ₁，１０１ｂ₂の受光出力を図１
７と同様に加算した後、加算された両受光出力を比較器
で比較してその偏差を求め、この偏差を特定のしきい値
と比較して、例えば、偏差がしきい値よりも大である場
合には溶接トーチが前部の光電受光素子よりも前方にあ
ることを検知し、偏差がしきい値よりも小である場合に
は溶接トーチが前部及び後部の光電受光素子の間に位置
していることを検知することもできる。

【００８５】また、第２の位置検出機構を構成する光電
スイッチ１０７ａ₁，１０７ａ₂，１０７ｂ₁，１０７ｂ₂
は投光手段から可視光または赤外線などを信号光として
管面側に投光し、管面側で反射した光を受光する。光電
スイッチ１０７は反射光の照度によりＯＮ・ＯＦＦし、
照度の大きい操舵用ベースラインＢからの反射光を受光
した場合にのみＯＮとなる。図１８に示すように各光電
スイッチ１０７の出力は判別回路１０９に入力され、こ
の判別回路１０９では、例えば前部左側の光電スイッチ
１０７ａ₁と後部右側の光電スイッチ１０７ｂ₂のうちの
一方もしくは両方からの出力があった場合、裏当てパッ
ド７が右方向に回頭したことを検知する。また、前部右
側の光電スイッチ１０７ａ₂と後部右側の光電スイッチ
１０７ｂ₂の両方から出力があった場合、裏当てパッド
７が溶接線に対して左側に偏ったことを検知する。同様
にして、裏当てパッド７の左方向への回頭や溶接線に対
する右側への横ずれを検知する。

【００８６】そして、これらの検知に応じて、判別回路
１０９から制御装置１２８に自走台車１を操舵する指令
信号、具体的には左右の走行ローラ５の回転数を制御す
る指令信号が出される。一方、全部の光電スイッチから
の出力がない場合には、裏当てパッド７は横ずれや回頭
することなく正規の位置及び姿勢にあることになる。制
御装置１２８は上記の第１及び第２の位置検知機構から
の指令信号に基づき、自走台車１の駆動装置（モータ）
を制御し、走行ローラ５の駆動、停止及び左右の走行ロ
ーラ５の回転数を調整する。

【００８７】なお、装置Ａの溶接機への追尾は、上記の
ような第１の位置検出機構を用いることなく、例えば溶
接機の前後に付設されたマーカを開先部９９の隙間から
テレビカメラ１２２Ａ〜１２２Ｃで撮影し、これをモニ
ターで観察することによっても行なうことができる。ま
た、装置Ａの姿勢制御についても、上記のような第２の
位置検出機構を用いることなく、例えばテレビカメラ１
２２Ａ〜１２２Ｃで装置Ａの前後の開先線と裏波とを撮
影し、この開先線と裏波が常にモニターの中心に位置す
るよう自走台車を操舵すことにより行なうことができ
る。

【００８８】自走台車１は四輪駆動式の磁石付き走行ロ
ーラ５ａ₁，５ａ₂，５ｂ₁，５ｂ₂を備え、各走行ローラ
５は台車幅方向での揺動が可能であり、しかも台車前部
の走行ローラ５ａ₁，５ａ₂がサスペンション機構７６を
備えているため、各走行ローラ５が３次元曲面である管
面に常に直角に接触することができ、このため磁石付き
の走行ローラ５は管壁面に確実に吸着し、自走台車１は
管面上を安定して走行する。

【００８９】また、万が一磁石付き走行ローラ５の吸着
が不十分で装置が管壁面から脱落した場合でも地面に落
下して損傷しないようにするため、図２７に示すように
自走台車１は大径管ｐに巻かれたロープをガイドとして
走行する。すなわち、大径管ｐの外周には突合せ溶接部
ｘを挟んで２本のワイヤロープｗ_１，ｗ_２を若干緩めに
（装置が大径管ｐの下側でワイヤロープｗ_１，ｗ_２から
ぶら下がっても装置が接地しない程度の緩さ）巻回して
ある。各ワイヤロープｗ_１，ｗ_２は両端部をクリップ等
で繁ぎ、大径管ｐを外囲するリング状のロープに構成し
てある。なお、このワイヤロープｗ_１，ｗ_２はその端部
を大径管に接続固定してもよい。

【００９０】台車本体１００に設けられた各ガイド１１
１のガイド孔１１５にワイヤロープｗ₁，ｗ₂を通し、こ
の状態で自走台車１を管周方向で走行させる。この走行
中、ワイヤロープｗ₁，ｗ₂はガイド孔１１５内を摺動す
る。したがって、万が一走行中に走行ローラ５の管壁面
への吸着が不十分で装置が管壁面から脱落しても、装置
はワイヤロープｗ₁，ｗ₂に沿って大径管ｐの下側まで滑
り落ちるだけで済み、ワイヤロープｗ₁，ｗ₂によって保
持されるため地面に落下することはない。

【００９１】次に、装置Ａを溶接部のＸ線撮影を行う際
のＸ線用フィルムの配給装置として用いる場合には、押
当て手段６に裏当てパッド７に代えて押当てパッド８が
装着され、また、格納リール３にはＸ線用フィルムが装
着されたテープ体ａ₂がコイル状に格納され、その格納
リール３から繰り出されたテープ体ａ₂の先端は、ガイ
ドローラ４０、押当パッド８及びガイドローラ４１を経
由して巻取リール４に巻取られている。

【００９２】図２８はテープ体ａ_２の平面図であり、テ
ープ体ａ_２にはその長手方向で適宜間隔をおいてポケッ
ト部１３２が設けられ、この各ポケット部１３２にＸ線
用フィルム１３１が収納されている。隣り合うＸ線フィ
ルム１３１どうしの間隔は、任意のＸ線用フィルム１３
１についてＸ線撮影を行った際に隣り合うＸ線用フィル
ムがＸ線により感光しないような間隔としている。

【００９３】自走台車１を磁石付き走行ローラ５で管壁
面に吸着しながら突合せ溶接部ｘに沿って管外面を走行
させ、Ｘ線撮影位置（管内側にＸ線照射器がある位置）
まで移動させる。この際、工業用テレビカメラ１２２Ａ
〜１２２Ｃにより自走台車１の前後の管面が撮影され、
操作盤を操作する作業者はテレビカメラの映像を見なが
ら溶接部ｘに合わせて自走台車１の姿勢を制御する。ま
た、傾斜計１２５から送られてくるデータにより装置Ａ
の管周方向における現在位置を知ることができ、これに
より装置ＡをＸ線用撮影位置まで正確に移動させること
ができる。また、操作盤に設けたデジタルスイッチで、
当該Ｘ線用撮影位置に対応する角度をプリセットし、こ
の設定角度と傾斜計１２５から出力されるデータとの差
分が０°になるまで自走台車１を走行させるようにすれ
ば、装置Ａの自動位置決めを行うことができる。

【００９４】このような装置ＡのＸ線撮影位置までの移
動とともに、テープ体ａ₂に装着されたＸ線用フィルム
１３１が押当てパッド８のパッド面７０の位置にくるよ
うにテープ体ａ₂の繰り出しを行う。すなわち、巻取リ
ール４による巻取りによりテープ体ａ₂を格納リール３
から繰り出し、押当てパッド８のパッド面７０に設けら
れたセンサ１１０がＸ線用フィルム位置のマーク１３０
を検知した時点でテープ体ａ₂の送り（巻取り）を停止
する。これにより、テープ体ａ₂のＸ線用フィルム１３
１は押当パッド８のパッド面７０の真下に位置すること
となる。

【００９５】Ｘ線撮影位置において、保持装置４３によ
り押当てパッド８を下降させてそのパッド面７０により
テープ体ａ₂のＸ線用フィルム１３１を管面（突合せ溶
接部ｘを含む管面）に押し当てる。これによりＸ線用フ
ィルム１３１を管面に密着させた状態にセットすること
ができる。管内側のＸ線撮影器によるＸ線撮影後、押当
てパッド８を上昇させて押当てパッド８によるＸ線用フ
ィルム１３１の拘束を解除した後、自走台車１を次のＸ
線撮影位置まで移動させるとともに、上述したセンサ１
１０によるマーク１３０の検出によりテープ体ａ₂を所
定量だけ巻取リール側に送り、次のＸ線用フィルム１３
１を押当てパッド８のパッド面７０の真下に位置させ
る。そして、上述したと同じ手順でＸ線撮影を行い、こ
のような手順を繰り返すことにより管全周のＸ線撮影を
行なう。

【００９６】なお、このようなＸ線撮影の際にも、先に
述べた初層溶接の裏当て時と同様に、自走台車１はその
走行ローラ５が管壁面に確実に吸着し、管面上を安定し
て走行することができる。また、同様に自走台車１は大
径管ｐに巻かれたワイヤロープｗ_１，ｗ_２をガイド１１
１に挿通した状態で管周方向を走行するため、走行中に
走行ローラ５の管壁面への吸着が不十分で装置が管壁面
から脱落しても地面に落下することはない。

【００９７】

【００９８】なお、本発明の装置は、テレビカメラ１２
２Ａ〜１２２Ｃを利用して溶接部を撮影し且つこれをモ
ニターで観察することにより、裏波検査用の装置として
も用いることができる。

【００９９】

【発明の効果】以上述べた本発明の装置によれば、無軌
道型の磁気吸着式走行方式を採用することで、レールを
設置することなく管壁面等を走行することができるとと
もに、初層溶接時の裏当て機能と溶接部のＸ線撮影にお
いて管外面等にＸ線用フィルムを配給する機能とを兼ね
備えているため、両作業のためにそれぞれ専用機を用い
ていた従来に較べて設備コストを従来に較べ大幅に低減
させることができる。また、本発明の装置は、テープ体
の送りを走行速度と同期させるのに特別な連動機構を必
要としないため装置の構造を簡素化することができ、さ
らに、巻取リールと押当て手段間に定テンションがかけ
られるため、焼損して管面に焼き付いた裏当てテープを
容易に引き剥がすことができ、このため裏当てテープの
巻取りが遅れてテープが管面に対して滑ることもなく、
裏当てテープの送りを自走台車の走行と正確に同期させ
ることができる。

【０１００】また、自走台車の移動と裏当てテープの送
りがそれぞれ独立した駆動手段によって行われるため、
何らかの原因で台車が走行面に対して滑りを生じた場合
でも、裏当てテープはこれと関係なく溶接部裏面に送給
されるため溶接に支障を来すこともなく、良好な初層溶
接を行うことができる。さらに、Ｘ線用フィルムの配給
に際しては、Ｘ線用フィルムをＸ線撮影位置の管壁面に
密着した状態に配給することができるため鮮明な画質の
Ｘ線写真を撮影することができ、また、１回のＸ線撮影
毎にＸ線用フィルムの回収及び交換を行う必要がなく、
能率的なＸ線撮影を行うことができる。また、特に請求
項２ないし８に記載の装置では、上記の効果に加えて以
下のような効果が得られる。

【０１０１】すなわち、請求項２に記載の装置によれ
ば、磁石付きの走行ローラを管壁面等に確実に吸着さ
せ、管壁面等を安定して走行することができる。また、
請求項３に記載の装置によれば、自走台車が磁気吸着に
より管壁面等を走行する方式であるにも拘らず、磁気に
よる溶接への悪影響が殆どなく、溶接自体を適切に行う
ことができる。また、請求項５ないし７に記載の装置に
よれば、管内面側の自動溶接機と正確に同期して移動で
きるとともに、管の目違い等に応じて軌道修正のための
操舵を容易に行うことができる。また、請求項８に記載
の装置によれば、テープ体に装着されたＸ線用フィルム
を押当てパッドのパッド面の真下に正確に位置させるこ
とができる。さらに、請求項９に記載の装置によれば、
万が一走行ローラの管壁面等に対する吸着が不十分にな
った場合でも、装置が地面に落下して損傷する等の事態
を適切に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明装置の一実施例を示す平面図

【図２】本発明装置の一実施例を示す正面図

【図３】本発明装置の一実施例を示す側面図

【図４】本発明装置の一実施例において、格納リールを
一部断面した状態で示す正面図

【図５】本発明装置の一実施例において、格納リールを
一部断面した状態で示す側面図

【図６】本発明装置の一実施例において、格納リールに
付設された残量計測機構を一部断面した状態で示す正面
図

【図７】本発明装置の一実施例において、裏当てパッド
を装着した押当て手段を一部断面した状態で示す正面図

【図８】本発明装置の一実施例において、裏当てパッド
を装着した押当て手段を一部断面した状態で示す側面図

【図９】本発明装置の一実施例において、押当て手段を
構成するガイドローラ及びその保持機構を示す縦断面図

【図１０】本発明装置の一実施例において、押当てパッ
ドを装着した押当て手段を示す側面図

【図１１】本発明装置の一実施例において、巻取リール
と押当て手段との好ましい位置関係を示す説明図

【図１２】本発明装置の一実施例において、走行ローラ
とその支持及び駆動機構を一部断面した状態で示す正面
図

【図１３】本発明装置の一実施例において、走行ローラ
とその支持及び駆動機構を一部断面した状態で示す側面
図

【図１４】本発明装置の一実施例において、走行ローラ
の永久磁石による磁力線を示す説明図

【図１５】本発明装置の一実施例における裏当てパッド
の詳細を示す説明図

【図１６】本発明装置の一実施例における第２の位置検
出機構の検出手段を示す正面図

【図１７】本発明装置の一実施例における第１の位置検
出機構の検出系ブロック図

【図１８】本発明装置の一実施例における第２の位置検
出機構の検出系ブロック図

【図１９】本発明装置の一実施例における押当てパッド
の詳細を示す説明図

【図２０】本発明装置の一実施例における自走台車に設
けられたガイドを示す平面図

【図２１】本発明装置の一実施例における自走台車に設
けられたガイドを示す正面図

【図２２】本発明装置の一実施例における傾斜計を示す
正面図

【図２３】本発明装置の一実施例における傾斜計を示す
側断面図

【図２４】ラジアル型永久磁石とその磁力線の方向を示
す説明図

【図２５】アキシャル型永久磁石とその磁力線の方向を
示す説明図

【図２６】本発明装置を裏当て装置として使用した状態
を示す説明図

【図２７】本発明装置がワイヤロープにガイドされて走
行している状態を示す説明図

【図２８】Ｘ線用フィルムが装着されたテープ体を示す
平面図

【符号の説明】

１…自走台車、２…テープ体押当て装置、３…格納リー
ル、４…巻取リール、５ａ_１，５ａ_２，５ｂ_１，５ｂ_２
…走行ローラ、６…押当て手段、７…裏当てパッド、８
…押当てパッド、９，１０…軸支部、１１…モータ、１
２，１３…保護カバー、１４，１５…ブラケット、１６
…支持軸、１７…ディスクブレーキ、１８…スリーブ、
１９…フランジ、２０…ブレーキシュー、２１…固定
板、２２…挿通孔、２３…コイルスプリング、２４…フ
ランジ部、２５…胴部、２６…係止機構、２７…段部、
２８…係止部材、２９…スリーブ、３０…ネジ付軸、３
１…締付部材、３２…残量計測機構、３３…ポテンショ
ンメータ、３４…回転軸、３５…アーム、３６…支持
軸、３７…ローラ、３８…係止部、３９…コイルスプリ
ング、４０，４１…ガイドローラ、４２…フレーム、４
３…保持装置、４４…支持プレート、４５…架台、４６
…スライド板、４７…保持軸、４８…固定ナット、４９
…スクリュー軸、５０…モータ、５１，５２…歯車、５
３…コイルスプリング、５４…ガイド筒、５５…スライ
ド体、５６…取付部、５７…突片、５８，５９…連結
部、６０…連結ピン、６１…通路、６２…注入口、６
３，６４…軸支部、６５…コイルスプリング、６６…支
持部材、６７…保持軸、６８…胴部、６９，７０…パッ
ド面、７１…ローラ体、７２…車軸、７３…永久磁石、
７４…ローラ部材、７５ａ，７５ｂ…軸受体、７６…サ
スペンション機構、７７…連結ピン、７８…枢着部、７
９…ピン挿通孔、８０…係止部材、８１…ブラケット、
８２…ピン、８３…脚部、８４…コイルスプリング、８
５…軸部、８６，８７…フランジ、８８，８９…ピン、
９０…スプロケット、９１…駆動用モータ、９２…かさ
歯車、９３…歯車、９４…スプロケット、９５…チェー
ン、９６，９７…スプロケット、９８…磁力線、９９…
開先部、１００…台車本体、１０１ａ_１，１０１ａ_２，
１０１ｂ_１，１０１ｂ_２…光電受光素子、１０２ａ，１
０２ｂ…加算器、１０３ａ，１０３ｂ…フィルタ、１０
４ａ，１０４ｂ…比較器、１０５ａ，１０５ｂ…設定
器、１０６…判定回路、１０７ａ_１，１０７ａ_２，１０
７ｂ_１，１０７ｂ_２…光電スイッチ、１０８ａ，１０８
ｂ…取付ステー、１０９…判別回路、１１０…センサ、
１１１…ガイド、１１２…ガイド本体、１１３…ピン、
１１４…回動部材、１１５…ガイド孔、１１６ａ，１１
６ｂ…切欠き部、１１７…部材、１１８…ロックレバ
ー、１１９…ピン、１２０…係止部材、１２１…コイル
スプリング、１２２Ａ，１２２Ｂ，１２２Ｃ…テレビカ
メラ、１２３Ａ，１２３Ｂ，１２３Ｃ…照明装置、１２
４…フレーム、１２５…傾斜計、１２６…振り子、１２
７…回転軸、１２８…制御装置、１２９…ポテンション
メータ、１３０…マーク、１３１…Ｘ線用フィルム、１
３２…ポケット部、２８０…鋸歯部、３９１，３９２…
コイルスプリング端部、４００…ローラ本体、４０１…
鍔部、４５１…脚部、５４０…大径部、５４１…ガイド
スリット、５５０…フランジ、７４０，７４１…ローラ
部材の部位、９１０…モータ出力軸、Ａ…本発明装置、
Ｂ…操舵用ベースライン、ａ，ａ_１，ａ_２…テープ体、
ｂ…溶接トーチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩ // Ｇ２１Ｋ 5/02 Ｇ２１Ｋ 5/02 Ｘ (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B23K 9/095 B23K 9/127 B23K 31/00 B23K 37/06 G21K 5/02

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の磁石付き走行ローラとその駆動手
段を備え、磁石付き走行ローラで管壁面等の被走行面に
吸着しながら走行することができる自走台車と、該自走
台車に搭載されるテープ体押当て装置とからなり、該テ
ープ体押当て装置は、テープ体の格納リールと、回転用
の駆動手段を有し、その回転により前記格納リールから
テープ体を繰り出し、且つこれを巻取る巻取リールと、
前記格納リールと巻取リール間でテープ体を被走行面に
押し当てるための昇降可能な押当て手段とからなり、該
押当て手段は、脱着により相互に交換可能な裏当てパッ
ドとＸ線用フィルムの押当てパッドとを備えている、片
面溶接裏当て機能及び非破壊検査のためのＸ線用フィル
ム配給機能を有する装置。
【請求項２】自走台車が少なくとも前後左右の四輪が
駆動する磁石付き走行ローラを備え、各走行ローラは台
車幅方向揺動可能に構成されるとともに、少なくとも台
車前部または台車後部の走行ローラがサスペンション機
構を備えている、請求項１に記載の片面溶接裏当て機能
及び非破壊検査のためのＸ線用フィルム配給機能を有す
る装置。
【請求項３】自走台車が少なくとも前後左右の四輪が
駆動する磁石付き走行ローラを備え、自走台車の各走行
ローラにアキシャル型のリング状永久磁石が同心状に組
み込まれ、且つ左右の走行ローラの互いに向き合う側で
のリング状永久磁石の極が同極である、請求項１または
２に記載の片面溶接裏当て機能及び非破壊検査のための
Ｘ線用フィルム配給機能を有する装置。
【請求項４】自走台車の前部および／または後部に、
溶接機側のマーカを開先部の隙間を通じて撮影できるテ
レビカメラを設けた、請求項１、２または３に記載の片
面溶接裏当て機能及び非破壊検査のためのＸ線用フィル
ム配給機能を有する装置。
【請求項５】裏当てパッドのパッド面の裏当てテープ
送り方向前部及び後部の各位置にそれぞれ光検出器を設
け、該光検出器の受光出力に基づき裏当てパッドの溶接
進行方向における溶接トーチとの相対位置を検出する第
１の位置検出機構と、自走台車の前部及び後部の各位置
に、被走行面側に投光する投光手段と被走行面側からの
反射光を受光すべき光検出器とを台車幅方向で適当な間
隔をおいて各１対設け、該光検出器が検出する反射光の
照度または光検出器の受光出力に基づき、被走行面に引
かれた操舵用ベースラインとその外側の被走行面とを判
別することで裏当てパッドの溶接線に対する回頭または
／および横ずれを検出する第２の位置検出機構と、前記
第１の位置検出機構及び第２の位置検出機構による位置
検出情報に基づいて、裏当てパッドが溶接トーチ直下に
位置するよう自走台車の走行速度制御及び操舵を行う制
御手段とを有する、請求項１、２、３または４に記載の
片面溶接裏当て機能及び非破壊検査のためのＸ線用フィ
ルム配給機能を有する装置。
【請求項６】裏当てパッドのパッド面の裏当てテープ
送り方向前部及び後部の各位置に設けられる光検出器
が、裏当てパッド幅方向で適当な間隔をおいて配される
少なくとも１対の光検出器からなる、請求項５に記載の
片面溶接裏当て機能及び非破壊検査のためのＸ線用フィ
ルム配給機能を有する装置。
【請求項７】第２の位置検出機構における投光手段及
び光検出器が光電スイッチにより構成されている、請求
項５または６に記載の片面溶接裏当て機能及び非破壊検
査のためのＸ線用フィルム配給機能を有する装置。
【請求項８】押当てパッドが、Ｘ線用フィルムを装着
したテープ体に付されたマークを検出できる検出手段を
有している、請求項１、２、３、４、５、６または７に
記載の片面溶接裏当て機能及び非破壊検査のためのＸ線
用フィルム配給機能を有する装置。
【請求項９】自走台車が、大径管等の外周にリング状
に巻かれたロープを挿通させるためのガイドを有してい
る、請求項１、２、３、４、５、６、７または８に記載
の片面溶接裏当て機能及び非破壊検査のためのＸ線用フ
ィルム配給機能を有する装置。