JP3697053B2 - 管内走行台車 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、地中に埋設されたガス管、水道管および地上のプラント配管等の配管内面の欠陥を検査および補修するために管内を走行する管内走行台車に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、地中に埋設されたガス管、水道管等の配管の内面を検査・補修する際は、図２に示すごとき一連の台車群、すなわち前進および後退用の自走式の走行台車１，２、溶接装置等の作業用の装置を搭載した作業台車３および制御装置を搭載した制御台車４等からなる列車型の検査・修理装置を配管６の内部に導入し、地上に設けたモニタを有する主制御車３０からモニタ３０ａを見ながら前記各台車１，２，３および４を制御して台車の運転および配管の検査・修理作業を実施している。
【０００３】
地中に埋設されている前記配管６にはドレッサ形管継手が施工されており、このような配管の接続部などのカップリング部分は窪みがあって段差を有し、この配管６内を走行する走行台車１が、その走行中にその駆動用の駆動ローラが前記ドレッサ形管継手に落ち込み段差部分に阻止され、この駆動ローラが段差を乗り越えられず、停止することがあった。そのため、人手によりこの窪み部分にゴム板等を埋め込むか、人手により駆動ローラ等を持ち上げて段差を乗り越えて走行可能にしていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記走行台車１の駆動用の駆動ローラがドレッサ形管継手の窪みに落ち込んだときに、走行台車１の駆動ローラをこの窪みから脱出させるのに長時間かかっていた。
この発明の課題は、配管の接続部分であるドレッサ形管継手の窪みに駆動ローラが落ち込んでも容易に脱出可能な管内走行台車を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を達成するため、この発明の管内走行台車は、配管の内部を走行する走行台車の台車本体の後部から進行方向側に向かって延び、かつ、その先端側が上下方向に拡開する一対の支脚を後部で軸支して備えるとともに先端側が左右方向に拡開する一対の支脚を前部に軸支して備え、前記上下方向に拡開する一対の支脚の少なくとも下側支脚に駆動源を連結してある駆動ローラを軸支して備える管内走行台車において、前記駆動ローラの進行方向側に位置し、台車本体の前記上下方向に拡開する一対の支脚の上側の支脚と配管内壁との間で上下に摺動昇降するように配置した作動部材と、この作動部材を、前記上下方向に拡開する支脚の閉脚動作に関連して動作させる押圧部材と、を備え、台車本体の走行中に前記駆動ローラが段差を有する窪み部に落ち込んで、この窪みの段差に衝突して走行できなくなったとき、支脚を閉脚することにより、台車本体に設けた前記押圧部材を動作して作動部材を下降させ、配管内壁に前記作動部材を当接させて前記台車本体を持ち上げ前記駆動ローラを窪み内から脱出させて台車本体を走行可能な構成である。この管内走行台車の前記作動部材の配管内壁に接触する部分が回動自在に軸支した車輪である構成にすることによっても達成できる。
【０００６】
また、この発明の課題を達成するのに前記駆動ローラを備えた一対の支脚の一方をシリンダロッドの伸縮動作によって開閉脚させ、この閉脚動作に関連して前記押圧部材が動作し、前記作動部材を下降動作させる構成とする。更に、前記駆動ローラを備えた一対の支脚の軸支部分において相互に噛合するようになっており、他方の開閉脚動作に連動して支脚先端に設けた駆動ローラを上下させることにより前記課題は達成できる。
【０００７】
この発明の管内走行台車は、走行台車の走行方向の駆動ローラの前方に、先導する作動部材を台車本体に摺動自在に配置し、支脚を閉脚することにより、この作動部材を下降させて配管内壁に当接させて台車本体を持ち上げ、前記駆動ローラを所定量持ち上げるからこの駆動ローラがドレッサ形管継手の窪みの段部を乗り上げ、回転することになるから簡易に走行の継続が可能となる。
この発明の管内走行台車の駆動ローラを先端に備えた一対の支脚の後端において相互に噛み合う構成にしてあるから他方の支脚のシリンダロッドを収縮させることにより、両方の支脚が閉脚作動し、この支脚の先端に配置した押圧部材による作動部材の押圧によって作動部材を内蔵する弾性力に抗して下降させ、作動部材の先端を配管内壁に当接させ、走行台車本体を上昇させるとともに駆動ローラを上昇させてドレッサ形管継手の窪みの段差を乗り越えることができ、その後、駆動ローラの走行が可能となる。
【０００８】
この発明の管内走行台車は、台車本体の先端に監視カメラや照明装置を配設し、駆動源を搭載してあるから主制御室のモニタを見ながら作業ができる。配管内の検査等のための走行中にドレッサ形管継手の窪みに落ち込んで、進行が停止したときに、シリンダロッドを動作し、一対の支脚を閉じ方向に作動させることによって作動部材を下降させることができるので、確実に円滑に走行台車を走行させることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１はこの発明の管内走行台車の斜視図である。図２はこの発明の管内走行台車を含む台車群の一般的な配置を示す側面図である。図３はこの発明の管内走行台車の一部省略した側面図である。図４は図１に示す管内走行台車の配管内の走行状態を示す正面図である。図５は図１の管内走行台車が配管のドレッサ形管継手の窪みを通過するときの概略側面図である。図６はこの発明の管内走行台車の作動部材の作動説明図で、（ａ）はこの発明の管内走行台車が配管内を走行中の状態を示し、（ｂ）は管内走行台車の駆動ローラが窪みに落ち込み、段差に衝接して停止したとき、（ｃ）は台車本体の作動部材が下降し、走行台車が走行可能となったときの説明図である。
【００１０】
図２に示す走行台車１および後部走行台車２はいずれも自走式で、前進時は走行台車１が後続の連結した他の台車群を牽引し、後退時は後部走行台車２が他の台車群を牽引して配管６の内部を走行する。この場合、走行台車１または後部走行台車２の駆動モータを同時に駆動させて前進または後退させてもよく、前進時には走行台車１または後退時には後部走行台車２のみを駆動して走行させてもよい。なお、図２中の３０は地上に設けた主制御車、３１は照明装置、３２は主制御車３０のモニタ３０ａへモニタ像を送信する監視カメラ、３は溶接装置３３等を搭載した作業台車である。４は制御装置を搭載した制御台車である。３４は主制御車３０から走行台車１などへの指令を送信する電線や走行台車１の駆動源へ電力を供給する電線などのケーブル束３４である。
【００１１】
次にこの発明に係わる管内走行台車を図３，図５を参照して説明する。
図３に示すように走行台車１の中心部には、前後方向に延びるパイプ状の台車本体７が設けてあって、この台車本体７には、次に述べるように各種の装置が装備されている。
すなわち、この台車本体７には、上下・左右の１対の支脚８ａ，８ｂ；９ａ，９ｂが取り付けてあって、この２対の支脚８ａ，８ｂ；９ａ，９ｂは相互に円周方向に９０度だけ位置をずらして交差状に配置されている。
【００１２】
前記の一方の支脚８ａ，８ｂは台車本体７の前側で拡開し、また、他方の支脚９ａ，９ｂは後側で拡開するように、それぞれの支脚８ａ，８ｂ，９ａ，９ｂは台車本体７の主軸１０，１１を支点として、回動自在に軸支されている。
そして、上部の支脚８ａには舵取部材３５が組み込まれ、他の支脚８ｂ，９ａ，９ｂの駆動ローラ１８を誘導し、走行台車１は走行する。下部の支脚８ｂおよび左右の支脚９ａ，９ｂには駆動機構が組み込まれており、下部の支脚８ｂ、支脚９ａ，９ｂにスプロケット１２を取り付けた従動軸１３が回動自在に支承されていて、このスプロケット１２と駆動源であるモータ１４のスプロケット１５との間にチェーン１６が掛け回されている。
【００１３】
更に詳述すると、各支脚８ａ，８ｂ，９ａ，９ｂは図３および図５に示すように、いずれも２枚の板材を適宜間隔をおいて並列させたもので、この板材にモータ１４が据え付けられており、このモータ１４の傘歯車１４′を介してスプロケット１５の軸を回転させるようになっている。
そして、前記モータ１４の傘歯車１４′からスプロケット１５，１２および従動軸１３に至る動力伝達機構は走行台車１の基材に取り付けられている。
【００１４】
更に従動軸１３には、４個の太鼓形ローラ１７からなる駆動ローラ１８が前記スプロケット１２の両側に、かつスプロケット１２に近接した状態で固定されており、この２列の駆動ローラ１８は下部と左右の各支脚８ｂ，９ａ，９ｂに組み込まれている。
各駆動ローラ１８は、従動軸１３と共に回動しながら配管６内を走行する一方、太鼓形ローラ１７が従動軸１３に直交する心棒の周りに自由回転するので、走行台車１が曲管部を走行する際、走行抵抗を減少させることができる（詳細は特公昭５２−１０２６９号公報を参照）。
【００１５】
各支脚８ａ，８ｂ，９ａ，９ｂの先端と台車本体７との間にはエアーシリンダ１９が裝着されている。すなわちエアーシリンダ１９のピストンロッドを支脚８ａ，８ｂ，９ａ，９ｂの先端に枢着すると共に、前記エアーシリンダ１９が支脚８ａ，８ｂ，９ａ，９ｂの拡開動作に伴い回動するように各エアーシリンダ１９を台車本体７に軸支させている。
【００１６】
前記支脚８ａの前下端に当接する位置に上端が位置する作動部材２０が、常時上方に規制された弾性部材であるバネ２３を内装して走行台車１の基体の先端に昇降自在に嵌装され、この作動部材２０の下端にはドレッサ形管継手の窪み（ＤＣ）の段差を乗り上げる乗り上げ用の車輪２１が軸支してある。他方この作動部材２０の上端には押圧部２２を備えている。走行台車１の進行方向側で開脚する上部の支脚８ａの前下端には押圧部材である当打部２７が配設され、前記作動部材２０の上端の押圧部２２を前記バネ２３に抗して押圧するように配置してある。
【００１７】
走行台車１の前後部には基体に支持された支持杆２４の先端に回動自在の従動車輪２５が配設してある。この支持杆２４には従動車輪２５の走行を助ける枠体２６が張り出してある。
次に、走行台車１の動作について説明する。
地面を掘削して地中に埋設した配管６の一部を切除し、この開口から図２に示すように走行台車１、作業台車３、制御台車４および後部走行台車２を配管６の内部に順次挿入する。この際、走行台車１の後部に自在継手５を介して作業台車３を連結し、更に自在継手５を介して制御台車４を連結するという手順で行われる。
【００１８】
なお、走行台車１を配管６の内部に挿入したとき、図３に示す各エアーシリンダ１９は閉じた状態になっており、支脚８ａの舵取部材３５は接触せず、各支脚８ｂ，９ａ，９ｂの各駆動ローラ１８のいずれかが接触している。ただし、走行中は図３、図４に示すように支脚８ｂ，９ａ，９ｂの駆動ローラ１８および舵取部材３５は配管６の内壁面に当接し、従動車輪２５は内方に引っ込んでおり、従動車輪２５が非接触状態であるが、走行中に従動車輪２５のうちのいずれかが配管６の内面に当接して走行台車１を支持している。
【００１９】
次に、図２に示す地上の主制御車３０からの指令によりエアーシリンダ１９を伸長させると支脚８ａ，８ｂが台車本体７の主軸１０を支点として回動し、上下に拡開する（図５，図６参照）。
【００２０】
同様にして各エアーシリンダ１９を伸長させると、左右の支脚９ａ，９ｂが主軸１１を支点として回動し左右に拡開する。この拡開で各支脚８ｂ，９ａ，９ｂの先端に取り付けた駆動ローラ１８が従動車輪２５より更に高く突出して配管６の内面に圧接する。つまり走行台車１は、これら２組の支脚８ａ，８ｂ，９ａ，９ｂの拡開により、管軸に対して自動調心的に持ち上がり配管６の内面に突っ張った状態となる。
ここで、主制御車３０からの指令によって各モータ１４を起動すると、スプロケット１５，１２およびチェーン１６を介して各駆動ローラ１８が回転し、走行台車１が自走する。
【００２１】
図６（ａ）のような状態で、走行台車１の支脚８ａ，８ｂが開いた状態で走行して、ドレッサ形管継手の窪み（DC）に達し、図６（ｂ）のように支脚８ｂの駆動用の駆動ローラ１８が落ち、この窪み(DC)の段部に衝突して進行出来なくなったとき、エアーシリンダ１９を動作し、このエアーシリンダ１９の作用によって支脚８ａ，８ｂが閉じ、この支脚８ａの当打部２７が作動部材２０の上端の押圧部２２を押圧し、バネ２３の弾力に抗して作動部材２０を下降させる（図６（ｃ）参照）。この図６（ｃ）によれば、この作動部材２０の車輪２１が配管６内壁面に接触して台車本体７の先端部がやや上昇するとともに支脚８ｂの先端の駆動ローラ１８も上昇し、この駆動ローラ１８は回転しているから窪み(DC)の段部を容易に乗り越えることができる。
【００２２】
この発明の管内走行台車においては、支脚８ａの先端に押圧部材を形成したが、この支脚に限定されることなく、他の可動部材を台車本体７の基体に軸支してもよい。この場合の可動部材は作動部材２０を下降させるものであればよい。
また、図面に示す実施の形態において、作動部材２０の下端に車輪２１を軸支してあるが、配管６の内壁面に接して円滑に摺動するものであればこれに限定されるものではない。例えば、軸支した滑降板であってもよい。
【００２３】
また、支脚８ａの閉脚作用はエアーシリンダ１９の収縮によって強制的に行っているが、エアーシリンダでなく、モータ等を利用して支脚８ａを閉脚することもできる。更に、監視カメラ３２による検査または他の手段によって段差や窪みを検知し、駆動ローラ１８が停止したとき、自動的にエアーシリンダ１９を操作して支脚８ａの閉脚を行い、この当打部２７によって作動部材２０を下降させて先端の乗り上げ用の車輪２１を配管６内壁面に当接させて駆動ローラ１８を走行させることができる。
【００２４】
また、走行台車１が曲管部分を走行すると、各支脚８ａ，８ｂ，９ａ，９ｂの拡開量が変化するが、このとき、各エアーシリンダ１９が適宜伸縮動作して各駆動ローラ１８を配管６の内面に圧接させ、台車本体７の中心が配管６の軸心に一致するように走行台車１の位置を調節する。
【００２５】
この発明の管内走行台車は前述の実施例にのみ限定されるものではなく、例えばこの走行台車および台車群を地上に設けたプラント配管の検査および修理作業に適用してもよいこと等、その他この発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更を加え得ることは勿論である。
【００２６】
【発明の効果】
以上に述べたようにこの発明の管内走行台車は作動部材を備えているから、配管の接続部分であるドレッサ形管継手の窪みの段差部に車輪が落ち込んで走行不良になっても、支脚を閉脚することにより、作動部材を動作して駆動ローラが円滑に乗り越えることができるから、支障なく走行台車を継続して走行させることができる。しかも、開閉脚の一方の支脚によって作動部材を動作させるとともに駆動ローラを上昇させることができ、簡易な機構によって円滑な走行が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の管内走行台車の斜視図である。
【図２】この発明の管内走行台車を含む台車群の一般的な配置を示す側面図である。
【図３】この発明の管内走行台車の一部省略した側面図である。
【図４】図１に示す管内走行台車の配管内の走行状態を示す正面図である。
【図５】図１の管内走行台車が配管のドレッサ形管継手の窪み部を通過するときの概略側面図である。
【図６】この発明の管内走行台車の作動部材の作動説明図で、
（ａ）は管内走行台車が配管内を走行中の状態を示す図である。
（ｂ）は管内走行台車の駆動ローラが窪みに落ち込み、段差に衝接して停止したときの説明図である。
（ｃ）は台車本体の作動部材が下降し、走行台車が走行可能となったときの説明図である。
【符号の説明】
１ 走行台車
２ 後部走行台車
３ 作業台車
４ 制御台車
５ 自在継手
６ 配管
７ 台車本体
８ａ，８ｂ，９ａ，９ｂ 支脚
１０ 主軸
１１ 主軸
１２ スプロケット
１３ 従動軸
１４ モータ
１５ スプロケット
１６ チエーン
１７ 太鼓形ローラ
１８ 駆動ローラ
１９ エアーシリンダ
２０ 作動部材
２１ 車輪
２２ 押圧部
２３ バネ
２４ 支持杆
２５ 従動車輪
２６ 枠体
２７ 当打部
３０ 主制御車
３１ 照明装置
３２ 監視カメラ
３３ 溶接装置
３４ ケーブル束
３５ 舵取部材

Claims (5)

1. 配管の内部を走行する走行台車の台車本体の後部から進行方向側に向かって延び、かつ、その先端側が上下方向に拡開する一対の支脚を後部で軸支して備えるとともに先端側が左右方向に拡開する一対の支脚を前部に軸支して備え、前記上下方向に拡開する一対の支脚の少なくとも下側支脚に駆動源を連結してある駆動ローラを軸支して備える管内走行台車において、
   前記駆動ローラの進行方向側に位置し、台車本体の前記上下方向に拡開する一対の支脚の上側の支脚と配管内壁との間で上下に摺動昇降するように配置した作動部材と、この作動部材を、前記上下方向に拡開する支脚の閉脚動作に関連して動作させる押圧部材と、
   を備え、台車本体の走行中に前記駆動ローラが段差を有する窪み部に落ち込んで、この窪みの段差に衝突して走行できなくなったとき、支脚を閉脚することにより、台車本体に設けた前記押圧部材を動作して作動部材を下降させ、配管内壁に前記作動部材を当接させて前記台車本体を持ち上げ前記駆動ローラを窪み内から脱出させて台車本体を走行可能にしたことを特徴とする管内走行台車。
2. 前記作動部材の配管内壁に接触する部分が回動自在に軸支した車輪であることを特徴とする請求項１に記載の管内走行台車。
3. 前記駆動ローラを備えた一対の支脚の一方をシリンダロッドの伸縮動作によって開閉脚させ、この閉脚動作に関連して前記押圧部材が動作し、前記作動部材を下降動作させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の管内走行台車。
4. 前記駆動ローラを備えた一対の支脚の軸支部分において相互に噛合するようになっており、他方の開閉脚動作に連動して支脚先端に設けた駆動ローラを上下させることを特徴とする請求項１，２または３に記載の管内走行台車。
5. 台車本体の進行方向側の前部の先端部分に監視カメラ、舵取部材を配置し、後部に連結具を備え、駆動源を搭載したことを特徴とする請求項１，２，３または４に記載の管内走行台車。

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