JP5719654B2

JP5719654B2 - 管路自走車

Info

Publication number: JP5719654B2
Application number: JP2011068583A
Authority: JP
Inventors: 飯塚　洋; 洋飯塚; 利次堀; 樹鳥屋部
Original assignee: KYB Corp
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 2011-03-25
Filing date: 2011-03-25
Publication date: 2015-05-20
Anticipated expiration: 2031-03-25
Also published as: JP2012201261A

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、車輪が管路の凹凸（例えば、管路に付着する堆積物によって生じる）に乗り上げると、車輪の接地面が車軸と平行な場合、車輪が管路の凹凸と十分に接地せず、車輪の回転（駆動力）が管路へ伝わりづらくなり、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、前記台車の車輪は、管路用の接地面と、その内側を車軸方向に沿って車幅の中心へ近づくに従って車輪の外径が小さくなるように形成され、前記車軸に対して角度をもって傾斜する接地面と、を備えることを特徴とする管路自走車である。

この発明においては、車輪が回転駆動されると、通常は車輪の回転（駆動力）が管路用の接地面から管路へ伝わり、自走車を管路に沿って走行させる。管路に凹凸（例えば、管路に付着する堆積物によって生じる）が車輪の管路用接地面の内側（車幅の中心側）にあっても、その内側に車幅の中心へ近づくに従って車輪の外径が小さくなるように形成される接地面を持つので、それが管路の凹凸に十分に接地するようになる。このため、車輪の回転（駆動力）が管路の凹凸へ伝わりやすく、台車が管路の凹凸を支障なく乗り越えられるようになる。

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１１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の進行方向が左右へ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）と接触することもない。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。このため、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。

各車輪１６（駆動輪）については、管路用の接地面３０のほか、その内側を車軸方向に沿って車幅の中心へ近づくに従って車輪の外径が小さくなるように形成される接地面２８が備えられる（図３、参照）。

管路用の接地面３０は、管路２５の断面が円形と限らないので、図示の場合、車軸と略平行な接地面３０ａと、その外側（車幅の中心線ｐから離れる側）の接地面３０ｂと、から構成される。車軸と略平行な接地面３０ａは、車軸方向に沿って車輪１６の外径が略一定となるように形成される。外側の接地面３０ｂは、車軸方向に沿って車幅の中心線ｐから離れるに従って車輪１６の外径が小さくなるように形成される。

車軸と略平行な接地面３０ａは、車輪１６の最大径部となり、これを挟む両側の接地面３０ｂ，２８が逆向きに傾斜するように構成される。接地面３０ｂが車軸に対して傾斜する角度は、管路２５の内周の曲率半径（管路２５の径）に応じて設定される。言い換えれば、各車輪１６は、管路２５の径に合わせて交換されることになる。

このような接地面を持つ車輪１６により、車輪１６が回転駆動されると、通常は車輪１６の回転（駆動力）が管路用の接地面から管路２５へ伝わり、自走車を管路２５に沿って走行させる。管路２５の凹凸が管路用の接地面３０の内側にあっても、車輪１６の接地面２８が凹凸に接地するようになる。そのため、接地面積が増え、車輪１６の回転（駆動力）が管路２５の凹凸へ伝わりやすくなり、台車１１が１対のシャシ部材間の揺動（ピッチング動作）と相まって管路２５の凹凸を無理なく乗り越えられるようになる。管路用の接地面３０については、車軸と平行な接地面３０ａと、その外側の傾斜する接地面３０ｂと、の少なくとも一方を備えるものとする。

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ほか、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。

台車１１のピッチング軸１４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。

車輪１６は、台車１１がピッチング軸１４を持たない、つまり、シャシ部材１３が一体物の台車に適用することが考えられる。台車は、例えば、台車１１のピッチング軸１４に代えてシャシ部材１３ａ，１３ｂ間を結合するクロスメンバ（シャシ部材）を用いることによってシャシ部材１３ａ，１３ｂが合体するように構成される（図１、参照）。

このように台車が一体物の自走車にあっても、車輪１６を適用すると、車輪１６が管路用の接地面３０と、その内側を車軸方向に沿って車幅の中心へ近づくに従って車輪１６の外径が小さくなるように形成される接地面２８と、を備えるので、管路用接地面３０の内側において、車輪１６の接地面２８が管路の凹凸と十分に接地するようになる。これにより、車輪１６の回転（駆動力）が管路２５の凹凸へ伝わりやすくなり、台車（シャシ部材１３が一体物）が管路２５の凹凸を支障なく乗り越えられる、という効果が得られる。

管路用接地面３０の、とくに外側の接地面３０ｂ（車軸方向に沿って車幅の中心から離れるに従って車輪の外径が小さくなるように形成される接地面）については、平面状でなく、曲面状であってもよく、従って、管路の内周の曲率に応じた曲率をもって車輪の外径が小さくなるように形成することが考えられる。

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
２８車輪の内側接地面
３０車輪の管路用接地面

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、
前記台車の車輪は、管路用の接地面と、その内側を車軸方向に沿って車幅の中心へ近づくに従って車輪の外径が小さくなるように形成され、前記車軸に対して角度をもって傾斜する接地面と、を備えることを特徴とする管路自走車。
前記管路用の接地面は、車軸方向に沿って車幅の中心から離れるに従って車輪の外径が小さくなるように形成されることを特徴とする請求項１に記載の管路自走車。
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、
前記台車の車輪は、管路用の接地面と、その内側を車軸方向に沿って車幅の中心へ近づくに従って車輪の外径が小さくなるように形成される接地面と、を備え、
前記管路用の接地面は、車軸方向に沿って車輪の外径が略一定となるように形成されることを特徴とする管路自走車。
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、
前記台車の車輪は、管路用の接地面と、その内側を車軸方向に沿って車幅の中心へ近づくに従って車輪の外径が小さくなるように形成される接地面と、を備え、
前記管路用の接地面は、車軸方向に沿って車輪の外径が略一定となるように形成され、その外側が車軸方向に沿って車幅の中心から離れるに従って車輪の外径が小さくなるように形成されることを特徴とする管路自走車。
前記車軸方向に沿って車幅の中心から離れるに従って車輪の外径が小さくなるように形成される接地面は、車軸方向に対して前記管路の内周の曲率に応じた角度または曲率をもって前記車輪の外径が小さくなるように傾斜することを特徴とする請求項２または請求項４に記載の管路自走車。
前記車輪は、管路自走車の駆動輪であることを特徴とする請求項１から請求項５の何れか１つに記載の管路自走車。