JP6095441B2 - In-pipe traveling carriage system with guide carriage - Google Patents
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Description
本発明は、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欠陥を検査および補修するなどの目的のために、配管の内部を走行する管内走行台車に関する。 The present invention relates to an in-pipe traveling carriage that travels inside a pipe for the purpose of inspecting and repairing pipe inner surface defects such as a gas pipe, a water pipe, and a ground plant pipe buried in the ground.
埋設配管を露出する際の作業時間や作業コストを回避できることから、地面を掘削せずに配管検査を実施することができる管内走行台車が提案されている。このような管内走行台車では、直線的に延びている配管や緩やかな湾曲している配管での走行性はおおむね良好である。しかしながら、配管にドレッサ形管継手など接続部が介装されている場合では、その領域において配管は小径部と大径部を有し、その結果段差が生じる。このような領域での管内走行台車の走行性は悪くなる。 Since it is possible to avoid the work time and work cost when exposing the buried pipe, an in-pipe traveling carriage capable of performing pipe inspection without excavating the ground has been proposed. In such an in-pipe traveling carriage, traveling performance with a straight extending pipe or a gently curved pipe is generally good. However, in the case where a connecting portion such as a dresser type pipe joint is interposed in the pipe, the pipe has a small diameter portion and a large diameter portion in that region, and as a result, a step is generated. The traveling performance of the in-pipe traveling carriage in such a region is deteriorated.
例えば、ドレッサ形管継手が装着されているような配管領域、つまり小径部と大径部を有する配管領域において、その窪み(大径部)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が、特許文献1によって提案されている。この管内走行台車の台車本体7には、上下・左右の1対の4つの支脚が相互に円周方向に90度だけ位置をずらして交差状に取り付けられており、それぞれの先端には、駆動ローラまたは操向部材が設けられている。さらに、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、この作動部材を動作させる押圧部材とが備えられている。このような、いわゆるジャッキ機構の採用により、台車本体の走行中に駆動ローラが段差を有する窪みに落ち込んで、この窪みの段差に衝突して走行できなくなったときでも、台車本体に設けた押圧部材を動作して作動部材を下降させ、配管内壁に作動部材を当接させて前記台車本体を持ち上げることで、駆動ローラが窪み内から抜け出ることができる。 For example, in a piping region in which a dresser-type pipe joint is mounted, that is, a piping region having a small diameter portion and a large diameter portion, an in-pipe traveling carriage that can be easily escaped even if a drive roller falls into the depression (large diameter portion). Is proposed by Patent Document 1. On the carriage body 7 of this in-pipe carriage, a pair of upper, lower, left and right four support legs are attached to each other in a crossing manner by shifting their positions by 90 degrees in the circumferential direction. A roller or steering member is provided. Furthermore, an operation member located on the traveling direction side of the drive roller and arranged to slide up and down between the upper support leg of the pair of support legs that expands in the vertical direction of the carriage body and the inner wall of the pipe, And a pressing member for operating the operating member. By adopting such a so-called jack mechanism, even if the drive roller falls into a stepped recess during traveling of the cart body and collides with the step of this recess, the pressing member provided on the cart body The drive roller can come out of the recess by moving the operation member to lower the operation member, bringing the operation member into contact with the inner wall of the pipe and lifting the cart body.
特許文献1による管内走行台車では、駆動ローラが段差を有する窪みに落ち込んでも、台車本体を持ち上げる作動部材、つまりジャッキ機構を搭載しているので、駆動ローラを段差から抜けさせることが可能となる。しかしながら、そのようなジャッキ機構を備えることは、構造的にも、制御的にも大きな負担となり、コストアップにつながる。
このことから、ジャッキ機構のような別個に制御される専用機器を備えずとも、小径部と大径部とを有する配管領域においても円滑な走行が可能となる管内走行技術が要望されている。
In the in-pipe traveling carriage according to Patent Document 1, even if the driving roller falls into a recess having a step, an operation member that lifts the carriage main body, that is, a jack mechanism is mounted, so that the driving roller can be removed from the step. However, providing such a jack mechanism places a heavy burden on both structure and control, leading to an increase in cost.
Therefore, there is a demand for an in-pipe running technique that enables smooth running even in a piping region having a small-diameter portion and a large-diameter portion without providing a dedicated device such as a jack mechanism that is separately controlled.
本発明では、管内走行台車が小径部と大径部とを有する配管領域においても円滑な走行ができるように、後続する駆動台車を先導する走行案内台車が提案されている。小径部と大径部とを有する配管の内部を走行する際に、前記小径部の内周面には接当可能で、前記大径部の内周面には接当不能である搖動式の駆動車輪を備えた複数の駆動台車の先頭台車として前記駆動台車に連結される、本発明による案内台車は、前記案内台車の走行方向に延びた基体部と、前記配管の周方向で分布するように基体部に配置された複数のレバーモジュールからなるレバーユニットと、前記レバーモジュールが前記走行方向に対する横断方向に延びた搖動軸心周りでかつ立ち姿勢と傾斜姿勢との間で搖動変位するように、前記レバーモジュールを取り付けるレバーブラケットと、前記レバーモジュールの先端部に取り付けられた案内車輪と、前記レバーモジュールを前記立ち姿勢に付勢する付勢手段とを備え、さらには、前記レバーモジュールの長さと前記案内車輪の径は、前記レバーモジュールの立ち姿勢において前記案内車輪の全部または一部が前記小径部における内周面と前記大径部における内周面との間に位置するように設定されている。 In the present invention, a travel guide carriage that leads the following drive carriage is proposed so that the in-pipe traveling carriage can smoothly travel even in a piping region having a small diameter portion and a large diameter portion. When traveling inside a pipe having a small diameter portion and a large diameter portion, a peristaltic type that can contact the inner peripheral surface of the small diameter portion and cannot contact the inner peripheral surface of the large diameter portion. The guide carriage according to the present invention, which is connected to the drive carriage as a leading carriage of a plurality of drive carriages provided with drive wheels, is distributed in the circumferential direction of the pipe and the base portion extending in the traveling direction of the guide carriage. A lever unit comprising a plurality of lever modules disposed on the base body, and the lever module is peristally displaced about a peristaltic axis extending in a transverse direction with respect to the traveling direction and between a standing posture and an inclined posture. A lever bracket for attaching the lever module; a guide wheel attached to a tip of the lever module; and a biasing means for biasing the lever module to the standing posture. The length of the lever module and the diameter of the guide wheel are such that all or part of the guide wheel is located between the inner peripheral surface of the small diameter portion and the inner peripheral surface of the large diameter portion in the standing posture of the lever module. Is set to
なお、この案内台車は、この案内台車と連結されている駆動台車によって走行力を受ける。つまり、案内台車の案内車輪は自由輪であり、駆動台車の駆動車輪による駆動力によって案内台車が動かされることにより自由転動し、案内台車が駆動台車と連結走行することになる。上記の案内台車の構成によれば、配管の小径部の走行時には、複数のレバーブラケットが傾斜姿勢となり、各レバーブラケットの先端部に設けられた案内車輪が小径部の内周面に接当する。さらに、配管の大径部の走行時には、複数のレバーブラケットが立ち姿勢となり、各レバーブラケットの先端部に設けられた案内車輪が大径部の内周面に接当するかまたは内周面から浮き上がった状態となる。さらに、大径部から小径部へ移行する走行時には、案内台車が後方から押されているため、案内車輪が大径部と小径部との段差部に接当し、これにより複数のレバーブラケットが立ち姿勢から、案内車輪が小径部に進入することができる傾斜姿勢にまで変位する。案内車輪は、単に小径部の内周面に接当して転動するだけでよいので軽量化することができる。このため、案内車輪が段差部に接当した際にも、レバーブラケットは円滑に立ち姿勢から傾斜姿勢に搖動することができ、案内車輪が段差に進行を阻まれることがなくなる。
このような、案内台車が駆動台車の先頭台車として連結されていると、駆動台車が大径部を通過する際に駆動台車の駆動車輪が宙ぶらりになったとしても、案内台車によって駆動台車の姿勢がほぼ維持される。これにより、小径部と大径部とを有する配管領域においても円滑な管内走行が実現する。また、後で詳しく説明するように、管内走行台車システムでは、案内台車が大径部に入り込んで、案内車輪が宙釣り状態である場合でも、案内台車を前進させるだけの駆動力が後続の駆動台車によって与えられるように、大径部の走行方向の長さに対して、案内台車とこの案内台車と連結されている駆動台車との連結配置関係が決定されている。つまり、案内台車または駆動台車あるいはその両方が、大径部を通過中においても、小径部の内周面に接当している後続の駆動台車の駆動車輪によって、全体が前進するように構成されている。
In addition, this guide trolley receives a driving force by the drive trolley connected with this guide trolley. That is, the guide wheel of the guide carriage is a free wheel, and the guide carriage rolls freely when the guide carriage is moved by the driving force of the drive wheel of the drive carriage, and the guide carriage travels in conjunction with the drive carriage. According to the configuration of the guide carriage described above, when the small-diameter portion of the pipe travels, the plurality of lever brackets are inclined, and the guide wheel provided at the tip of each lever bracket contacts the inner peripheral surface of the small-diameter portion. . Furthermore, when the large-diameter portion of the pipe travels, the plurality of lever brackets are in a standing posture, and the guide wheel provided at the tip of each lever bracket comes into contact with the inner peripheral surface of the large-diameter portion or from the inner peripheral surface. It will be in a floating state. Further, when traveling from the large diameter portion to the small diameter portion, the guide carriage is pushed from the rear, so that the guide wheel comes into contact with the step portion between the large diameter portion and the small diameter portion. The guide wheel is displaced from the standing posture to an inclined posture in which the guide wheel can enter the small diameter portion. The guide wheel can be reduced in weight because it only needs to contact the inner peripheral surface of the small diameter portion and roll. For this reason, even when the guide wheel comes into contact with the stepped portion, the lever bracket can smoothly swing from the standing posture to the inclined posture, and the guide wheel is not hindered by the step.
When such a guide carriage is connected as the head carriage of the drive carriage, even if the drive wheels of the drive carriage are suspended when the drive carriage passes through the large-diameter portion, the guide carriage causes the drive carriage to The posture is almost maintained. Thereby, smooth in-pipe travel is realized also in a piping region having a small diameter portion and a large diameter portion. In addition, as will be described in detail later, in the in-pipe traveling carriage system, even when the guide carriage enters the large-diameter portion and the guide wheels are in the state of fishing in the air, the driving force for moving the guide carriage forward is the subsequent drive. As given by the carriage, the connection arrangement relationship between the guide carriage and the drive carriage connected to the guide carriage is determined with respect to the length of the large-diameter portion in the traveling direction. In other words, the guide carriage and / or the drive carriage are configured to advance as a whole by the drive wheels of the subsequent drive carriage that is in contact with the inner peripheral surface of the small diameter portion even when the guide carriage and / or the drive cart pass through the large diameter portion. ing.
本発明の好適な実施形態の1つでは、前記付勢手段は、前記レバーモジュールを時計回りで前記立ち姿勢に付勢する第1コイルばねと、前記レバーモジュール半時計回りで前記立ち姿勢に付勢する第2コイルばねとの両方から構成されている。この構成では、一方では、第1コイルばねが、反時計方向に傾斜したレバーモジュールを立ち姿勢に戻そうとする力(時計回りの付勢力)をレバーモジュールに与える。他方では、第2コイルばねが、時計方向に傾斜したレバーモジュールを立ち姿勢に戻そうとする力(反時計回りの付勢力)をレバーモジュールに与える。これにより、レバーモジュールは、配管の内周面との接当によりいずれかの搖動方向に搖動可能であるとともに、立ち姿勢に自動復帰することができる。 In one preferred embodiment of the present invention, the urging means urges the lever module to the standing posture clockwise and urges the lever module to the standing posture counterclockwise. The second coil spring is energized. In this configuration, on the other hand, the first coil spring applies a force (clockwise biasing force) to the lever module to return the lever module inclined in the counterclockwise direction to the standing posture. On the other hand, the second coil spring provides the lever module with a force (counterclockwise biasing force) for returning the lever module inclined in the clockwise direction to the standing posture. As a result, the lever module can be swung in any of the swinging directions by contact with the inner peripheral surface of the pipe and can automatically return to the standing posture.
本発明の好適な実施形態の1つでは、前記案内車輪は中空状の左半球状車輪と中空状の右半球状車輪とからなり、前記レバーモジュールの先端部の左側面に前記左半球状車輪が自由回転可能に取り付けられ、前記レバーモジュールの先端部の右側面に前記右半球状車輪が自由回転可能に取り付けられている。この構成では、半球状車輪が左右に間隔をあけて配置されているので、左右の半球状車輪が配管の内周面に安定的に接当することができる。さらには、駆動車輪が球状に形成されているので案内車輪が全体として球状に形成されていることから、車輪側部が湾曲面として外側に張り出す形態となるので、配管の内周面に凹凸が生じている場合には、この車輪側部の湾曲面が案内面として機能するという利点も得られる。 In one preferred embodiment of the present invention, the guide wheel comprises a hollow left hemispherical wheel and a hollow right hemispherical wheel, and the left hemispherical wheel is formed on the left side of the tip of the lever module. Is attached so as to be freely rotatable, and the right hemispherical wheel is attached to the right side surface of the tip of the lever module so as to be freely rotatable. In this configuration, since the hemispherical wheels are arranged with a space left and right, the left and right hemispherical wheels can stably contact the inner peripheral surface of the pipe. Furthermore, since the driving wheel is formed in a spherical shape, the guide wheel is formed in a spherical shape as a whole, so the wheel side portion projects outward as a curved surface, so that the inner peripheral surface of the pipe is uneven. If this occurs, there is also an advantage that the curved surface of the wheel side functions as a guide surface.
上述した案内台車を先頭台車として、互いに連結された複数の駆動台車と連結することで、小径部と大径部とを有する配管の内部を円滑に走行することができる管内走行台車システムを提供することができる。この管内走行台車システムを構築する駆動台車は、台車走行方向に延びた台車本体と、前記配管の周方向で分布するように前記台車本体に配置された複数のアームモジュールからなるアームユニットと、前記アームモジュールが前記走行方向に対する横断方向に延びた搖動軸心周りで搖動変位するように、前記アームモジュールを取り付けるアームブラケットと、前記アームモジュールの先端部に取り付けられた球状駆動車輪と、前記アームモジュールの搖動変位と相互連動して回転するギヤを相互にかみ合わせることで全ての前記アームモジュールの搖動変位を同期させる搖動同期機構と、前記球状駆動車輪が前記配管の内周面に近づくように前記アームモジュールを付勢する付勢手段とを備えている。また、この管内走行台車システムを構築する案内台車は、前記案内台車の走行方向に延びた基体部と、前記配管の周方向で分布するように基体部に配置された複数のレバーモジュールからなるレバーユニットと、前記レバーモジュールが前記走行方向に対する横断方向に延びた搖動軸心周りでかつ立ち姿勢と傾斜姿勢との間で搖動変位するように、前記レバーモジュールを取り付けるレバーブラケットと、前記レバーモジュールの先端部に取り付けられた案内車輪と、前記レバーモジュールを前記立ち姿勢に付勢する付勢手段とを備え、前記レバーモジュールの長さと前記案内車輪の径は、前記レバーモジュールの立ち姿勢において前記案内車輪の全部または一部が前記小径部における内周面と前記大径部における内周面との間に位置するように設定されている。つまり、上述したような作用効果を作り出す案内台車が駆動台車の先頭台車として連結されているので、駆動台車が大径部を通過する際に先行する駆動台車の駆動車輪が宙ぶらりになっても、この案内台車によって駆動台車の姿勢がほぼ維持される。そして、その状態で後続の駆動台車によって、押されて動くことにより、先行駆動台車は、大径部を渡り走行することができ、小径部と大径部とを有する配管の内部を円滑に走行することができる。 Provided is an in-pipe traveling bogie system capable of smoothly running inside a pipe having a small diameter portion and a large diameter portion by connecting the above-described guide bogie as a leading bogie to a plurality of drive carts coupled to each other. be able to. The drive cart for constructing the in-pipe travel cart system includes a cart main body extending in the cart traveling direction, an arm unit including a plurality of arm modules arranged in the cart main body so as to be distributed in the circumferential direction of the pipe, An arm bracket to which the arm module is attached, a spherical drive wheel attached to the tip of the arm module, and the arm module so that the arm module is peristally displaced about a peristaltic axis extending in a direction transverse to the traveling direction; And a gear synchronization mechanism that synchronizes the motion displacements of all the arm modules by meshing with each other and the gears that rotate in conjunction with each other, and the spherical drive wheels so that the spherical drive wheels approach the inner peripheral surface of the pipe. Biasing means for biasing the arm module. Further, the guide carriage for constructing the in-pipe traveling carriage system includes a base section extending in the traveling direction of the guide carriage, and a lever comprising a plurality of lever modules arranged on the base section so as to be distributed in the circumferential direction of the pipe. A lever bracket to which the lever module is mounted, and a lever bracket for mounting the lever module so that the lever module is peristally displaced between a standing posture and an inclined posture around a peristaltic axis extending in a direction transverse to the traveling direction. A guide wheel attached to a distal end portion; and an urging means for urging the lever module to the standing posture, wherein the length of the lever module and the diameter of the guide wheel are determined in the standing posture of the lever module. All or part of the wheel is located between the inner peripheral surface of the small diameter portion and the inner peripheral surface of the large diameter portion. It is set to. In other words, since the guide carriage that produces the above-described effects is connected as the leading carriage of the drive carriage, even if the drive wheels of the preceding drive carriage are suspended when the drive carriage passes through the large diameter portion, The attitude of the drive carriage is almost maintained by this guide carriage. Then, by being pushed and moved by the subsequent drive carriage in this state, the preceding drive carriage can travel across the large diameter portion and smoothly travel inside the pipe having the small diameter portion and the large diameter portion. can do.
図1には、本発明による案内台車2及び駆動台車6の基本構成が示されている。案内台車2及び駆動台車6は可撓連結体10によって連結されている。駆動台車6は、複数台連結されるのが一般的であるが、ここでは1台の駆動台車6だけが示されている。案内台車2が先頭台車となって、小径部と大径部とを有する配管の内部を走行する。図2は、案内台車2が配管の大径部に進入している状態を示している。図3は、案内台車2の案内車輪5Bが段差を乗り越え、配管の小径部に進入している状態を示す模式図である。図2及び図3の状態では、2台目以降の駆動台車6が先行する案内台車2と1台目の駆動台車6とを押しながら走行している。
FIG. 1 shows the basic configuration of a
案内台車2は走行方向に沿って延びた前後軸心Xaを有する筒状の基体部3を備え、駆動台車6も同様の前後軸心Xaを有する筒状の台車本体7を備えている。案内台車2の基体部3と駆動台車6の台車本体7に可撓連結体10が挿入され、互いが連結されている。図示はされていないが、駆動台車6同士の連結も可撓連結体10によって行われる。
The
図4、図5、図6に示されているように、案内台車2の基体部3には、配管の周方向で分布するように複数(ここでは3つ)のレバーモジュール40からなるレバーユニット4が配置されている。各レバーモジュール40は、基体部3に設けられたレバーブラケット30に、前後軸心Xaに対する横断方向に延びた搖動軸心Pb周りで、かつ立ち姿勢と傾斜姿勢との間で搖動変位するように取り付けられている。レバーモジュール40の先端部には、案内車輪5Bが取り付けられている。このレバーモジュール40の長さと案内車輪5Bの径は、レバーモジュール40の立ち姿勢において案内車輪5Bが配管小径部における内周面と配管大径部における内周面との間に位置するように設定されている。さらに、傾斜姿勢のレバーモジュール40を立ち姿勢に付勢する付勢手段95が備えられている。
As shown in FIGS. 4, 5, and 6, the
図7、図8、図9に示されているように、駆動台車6の台車本体7には、配管の周方向で分布するように台車本体7に配置された複数のアームモジュール80からなるアームユニット8が配置されている。この実施形態では、アームユニット8は、走行方向に間隔をあけて配置された前側アームユニット8Aと後側アームユニット8Bとからなる。各アームモジュール80は、台車本体7に設けられたアームブラケット710に、前後軸心Xaに対する横断方向(管断面方向)に延びた搖動軸心Pa周りで、搖動変位するように取り付けられている。アームモジュール80の先端部には球状駆動車輪5Aが取り付けられている。前側アームユニット8A及び後側アームユニット8Bには、それぞれに属する全てのアームモジュール80の搖動変位が一致するように、ギヤ式の搖動同期機構9が備えられている。この搖動同期機構9は、アームモジュール80の搖動変位と相互連動して回転するギヤ90、好ましくはベベルギヤを相互にかみ合わせることで全てのアームモジュール80の搖動変位を同期させている。さらに、球状駆動車輪5Aが配管の内周面に近づくようにアームモジュール80を付勢する付勢手段91が備えられている。アームモジュール80の長さと駆動車輪5Aの径は、アームモジュール80の先端部が最も配管内周面に近づく搖動姿勢において駆動車輪5Aの回転中心が配管小径部における内周面を超えないように設定されている。これにより、配管の大径部で宙ぶらりになった駆動車輪5Aは、わずかな逃げ搖動で、配管の大径部と小径部との間に位置する段差をスムーズに乗り越えることができる。
As shown in FIGS. 7, 8, and 9, the carriage body 7 of the
可撓連結体10によって案内台車2と駆動台車6とからなる管内走行台車による、小径部と大径部とを有する配管の内部の走行の様子を、図2と図3とを用いて説明する。図2は、先頭台車としての案内台車2が配管の大径部に進入しており、一番目の駆動台車3は小径部と大径部との境界領域を走行している状態を示している。この状態では、管内走行台車は、一番目の駆動台車3の後側アームユニット8Bの駆動車輪5A及び後続の駆動台車3の駆動車輪5Aによってその走行力を得ている。
A state of traveling inside the pipe having the small diameter portion and the large diameter portion by the in-pipe traveling carriage composed of the
図3は、案内台車2の案内車輪5Bが、配管の大径部と小径部との間の段差との接当を通じて、そのレバーモジュール40を後方に搖動させることで、段差を乗り越え、配管の小径部に進入している状態を示している。一番目の駆動台車3は、配管の大径部領域で、完全に宙ぶらりとなっている。しかしながら、案内台車2のレバーモジュール40が付勢手段95によって、案内車輪5Bが大径部の内周面を押し付けるように搖動しており、安定した姿勢を維持している。一番目の駆動台車3は、案内車輪5Bと二番目の駆動台車3によって支持されることになり、可撓連結体10の撓み分だけ落ち込むとしてもほぼ配管中心位置が維持される。このため、一番目の駆動台車3の駆動車輪5Aが大径部と小径部との間の段差と接当しても、スムーズに乗り越えることができる。なお、図3の状態では、二番目以降の駆動台車3の駆動車輪5Aによってその走行力を得ている。
FIG. 3 shows that the
次に、図面を用いて、案内台車2と駆動台車6の具体的な構造を詳しく説明する。
Next, specific structures of the
図4、図5、図6に示すように、案内台車2の基体部3は、その基本構成要素として断面6角形の主筒体31を有する。主筒体31の前端と後端には、L形ブラケット33を介して断面6角形の副筒体32が主筒体31と同軸状に取り付けられている。可撓連結体10が副筒体32に入り込む状態で、副筒体32に連結されている。副筒体32の径は主筒体31の半分程度であり、ともに板材から作られている。
As shown in FIGS. 4, 5, and 6, the
この実施形態では、断面6角形の主筒体31の1つおきの側面に、つまり、周方向で120°間隔で、断面U字形のレバーブラケット30が前後方向(走行方向)に沿って設けられている。主筒体31の側面に対して垂直に延びているレバーブラケット30の両辺部には同心状に貫通孔73が設けられている。この貫通孔73の孔中心が、レバーモジュール40の搖動軸心Pbとなり、搖動軸34が挿通される。
In this embodiment,
図6に示すように、レバーモジュール40は、下側レバー41と上側レバー42とから構成されている。下側レバー41は、2つの脚部41aとこの脚部41aを連結する上部41bとからなり、脚部41aには搖動軸34が挿通される孔が設けられている。下側レバー41の上部41bには、開口方向が後方と前方を向く2つのスリット412が形成されている。2つの脚部41aの間で搖動軸34を外嵌する2つのコイルばね95が付勢手段として配置されている。この2つのコイルばね95の間にはリング板が介在している。コイルばね95の一端はレバーブラケット30に固定され、他端は下側レバー41のスリット411に挿入されている。2つのコイルばね95の巻き方向が逆となっているので、下側レバー41は立ち姿勢に両方の搖動方向から付勢される。これにより、外部から力がかからないフリーの状態では、下側レバー41は直立姿勢に維持される。
As shown in FIG. 6, the
上側レバー42は、下向きU字形状であり、その脚部42aとこの脚部42aを連結する上部42bとからなる。上側レバー42の下側レバー41への取付は、下側レバー41の上端に形成された取付舌片411と上側レバー42の上端に形成された取付舌片421とを用いたねじ連結で行われる。上側レバー42の上部42bには案内車輪5Bを取り付けるための取付座が形成されている。
The
図6にから理解できるように、案内車輪5Bは、車輪本体500と車軸540と車軸ケース560とからなる。車輪本体500は、中空状の左半球状車輪510と中空状の右半球状車輪520とに分割されている。左半球状車輪510と右半球状車輪520の中心部には、それぞれの車軸540を固定するボスが形成されている。左半球状車輪510と右半球状車輪520の周縁領域には、配管の内周面との間の摩擦を高めるラバーリング530が外嵌している。ラバーリング53の外径は、左半球状車輪51及び右半球状車輪52の外径より大きい。このように構成することで曲面走行に良好に対応できる。左半球状車輪510と右半球状車輪520とによって境界づけられる空間内に車軸を回転可能に支持する車軸ケース560が収納される。この車軸ケース560は、上側レバー42の上部42bに形成された取付座にねじによって着脱可能に装着される。
As can be understood from FIG. 6, the guide wheel 5 </ b> B includes a
次に、駆動台車6の構造を、図7から図11を用いて、詳しく説明する。
Next, the structure of the
図7から理解できるように、駆動台車6は、管内走行台車の走行方向に延びた台車本体7と、この台車本体7に走行方向に間隔をあけて配置された前側アームユニット8Aと後側アームユニット8Bを備えている。前側アームユニット8Aと後側アームユニット8Bとは実質的には同じように構成されているので、特別に区別する必要がない場合には、以後は単にアームユニット8と称する。アームユニット8は、走行すべき配管の周方向において120°間隔で分布するように台車本体7に配置された3つのアームモジュール80を備えている。アームモジュール80は、搖動軸心Pa周りで搖動変位するように、アームブラケット710に取り付けられている。
As can be understood from FIG. 7, the
アームモジュール80の先端部には、案内車輪5Bと同様に、球状の駆動車輪(球状駆動車輪)5Aが取り付けられている。アームモジュール80が搖動することにより、駆動車輪5Aは、配管の内周面に対して遠近変位するが、3つのアームモジュール80の搖動変位が一致するように、ギヤ式の搖動同期機構9が備えられている。この搖動同期機構9は、アームモジュール80の搖動変位と相互連動して回転するベベルギヤ90を相互にかみ合わせることで3つのアームモジュール80の搖動変位を同期させている。
Similar to the
前側アームユニット8Aのアームモジュール80と後側アームユニット8Bのアームモジュール80とを相互連動させるために付勢手段91が備えられている。この実施形態では、付勢手段91は、前側アームユニット8Aのアームモジュール80と後側アームユニット8Bのアームモジュール80とを接続するコイルばね91として形成されている。このコイルばね91が、前側アームユニット8Aのアームモジュール80に取り付けられた駆動車輪5Aと後側アームユニット8Bのアームモジュール80に取り付けられた駆動車輪5Aとが配管の内周面に近づくように互いのアームモジュール80を引き付ける。これにより、駆動車輪5Aは配管の内周面に接当し、その回転により駆動台車6が管内走行する。
An urging means 91 is provided to interlock the
駆動台車6の台車本体7は、その基本構成要素として長方形の板材から120°折り曲げられた3つの屈曲板材71を有する。図9に示すように、この3つの屈曲板材71は、長手方向の折り曲げ線によって等分された部分を互いに接合することで一体化され、断面が三ツ矢状の基台70を作り出している。この基台70の接合中心が、台車本体7の走行方向に延びた前後軸心Xaとなっている。さらに、この基台70の両端部には、円筒連結部72が、その中心軸を前後軸心Xaに一致させるように接続されている。この円筒連結部72を用いた他の管内走行台車と連結可能である。
The carriage main body 7 of the
この実施形態では、基台70の放射状に延びた板状部分は、アームブラケット710として機能する。そのため、各板状部分には、前後に間隔をあけて貫通孔73が設けられている。この貫通孔73の孔中心が、前側アームユニット8Aのアームモジュール80と後側アームユニット8Bのアームモジュール80との搖動軸心Paとなる。また、板状部分の縁部にはピン孔75を設けた突出片74が2つずつ形成されており、図示されていない連結ピンをこのピン孔75に嵌入に嵌入させることで屈曲板材71同士のずれ防止が施されている。
In this embodiment, the radially extending plate-like portion of the base 70 functions as the
アームモジュール80は、図10に示すようなハーフモジュール80aを組み合わせて構成されている。図10には、左側と右側のハーフモジュール80aを示されているが、左右対称な形状となっている。ハーフモジュール80aは、搖動軸81と、搖動軸81を軸受けするボス部82とアーム本体83とからなる。搖動軸81は、左側と右側のハーフモジュール80aとで共通である。アーム本体83はU状断面をもつ形材である。図からは見えない軸孔が設けられているアーム本体83の一端にボス部82が取り付けられている。ボス部82の外側端面にはベベルギヤ90が取り付けられている。この軸孔とボス部82とベベルギヤ90の中心は搖動軸心Paに一致している。アーム本体83の他端には、球状駆動車輪5Aを取り付けるための板状の取付座84が設けられている。
The
図8と図10とから理解できるように、左側と右側のハーフモジュール80aを背中合わせでアームブラケット710を挟むように、連結することで、アームモジュール80が作り出される。その際、3つのアームモジュール80の対応するベベルギヤ90が互いにかみ合うことになる。これにより、前側アームユニット8Aのアームモジュール80同士、及び後側アームユニット8Bのアームモジュール80同士は確実に連動して、搖動する。
As can be understood from FIGS. 8 and 10, the
アームモジュール80の取付座84に固定される駆動車輪5Aは、図11で示されているように、車輪本体50と駆動ユニット56とからなる。車輪本体50は、中空状の左半球状車輪51と中空状の右半球状車輪52とに分割されている。左半球状車輪51と右半球状車輪52の中心部には、それぞれの車軸54aと54bを固定するボスが形成されている。左半球状車輪51と右半球状車輪52の周縁領域には、配管の内周面との間の摩擦を高めるラバーリング53が外嵌している。左半球状車輪51と右半球状車輪52とによって境界づけられる空間内に車輪本体50を駆動する駆動ユニット56が収納される。
The
駆動ユニット56は、球状駆動車輪5Aの外径より小さい外形寸法を有する共通のユニットケース55に取り付けられた第1駆動部56aと第2駆動部56bとを備えている。第1駆動部56aと第2駆動部56bは、それぞれモータとギヤ式の減速機構58とを有し、第1駆動部56aは左半球状車輪51の車軸54aを駆動し、第2駆動部56bは右半球状車輪52の車軸54bを駆動する。ユニットケース55は、それぞれの車軸54aと54bを介して左半球状車輪51と右半球状車輪52とを支持している。ユニットケース55は、対応するアームモジュール80の取付座84にねじによって着脱可能に装着される。
The
図7でその上面だけが示されているだけであるが、電池ボックス79が基台70に取り付けられている。この電池ボックス79に装着された電池から図示しない給電線を介して、モータ57に、電力が供給される。
Although only the upper surface is shown in FIG. 7, the
〔別実施の形態〕
(1)上述した実施形態では、案内台車2において、前側レバーユニット4に120°間隔で3つのレバーモジュール40が配置されていたが、2つのアームモジュール40または4つ以上のアームモジュール40の配置を採用してもよい。同様に、駆動台車6においても、前側アームユニット8Aと後側アームユニット8Bのそれぞれに、120°間隔で3つのアームモジュール80を配置する構成に代えて、2つのアームモジュール80または4つ以上のアームモジュール80の配置を採用してもよい。
(2)上述した実施形態では、案内台車2の付勢手段91として、ばねの巻き線方向が逆になっている2つのコイルばねが用いられたが、レバーモジュール40が立ち姿勢から一方向への搖動しかしない構成の場合、1つのコイルばねだけが用いられる。
(3)上述した実施形態では、案内車輪5Bは非駆動タイプの自由回転車輪であったが、駆動台車6の駆動車輪5Aと同様な駆動タイプの車輪を採用してもよい。
(4)上述した実施形態では、駆動台車6には、アームユニットとして、前側アームユニット8Aと後側アームユニット8Bが設けられていたが、それらの中間にさらなるアームユニットを追加してもよい。また、複数の台車本体が連結して用いられる場合には、各台車本体に1つのアームユニットを設けるだけの構成を採用してもよい。
(5)上述した実施形態では、駆動台車6における付勢手段91としてコイルばねを採用したが、これに代えてガススプリングなど他の付勢手段を採用してもよい。
[Another embodiment]
(1) In the above-described embodiment, three
(2) In the above-described embodiment, two coil springs in which the winding direction of the spring is reversed are used as the urging means 91 of the
(3) In the embodiment described above, the
(4) In the embodiment described above, the
(5) In the above-described embodiment, the coil spring is employed as the urging means 91 in the
本発明は、小径部と大径部とを有する配管の内部を走行する管内走行装置に適用される。 The present invention is applied to an in-pipe traveling device that travels inside a pipe having a small diameter portion and a large diameter portion.
10:可撓連結体
2 :案内台車
3 :基体部
30:レバーブラケット
31:主筒体
34:搖動軸
95:コイルばね(付勢手段)
4 :レバーユニット
40:レバーモジュール
41:下側レバー
42:上側レバー
5B:案内車輪
500:車輪本体
510:左半球状輪体
520:右半球状輪体
530:ラバーリング
540:車軸
5A:駆動車輪(球状駆動車輪)
50:車輪本体
51:左半球状輪体
52:右半球状輪体
54:車軸
56:駆動ユニット
56a:第1駆動部
56b:第2駆動部
57:モータ
6 :管内走行台車
7 :台車本体
70:基台
720:アームブラケット
8 :アームユニット
8A:前側アームユニット
8B:後側アームユニット
80:アームモジュール
81:搖動軸
82:ボス部
9 :搖動同期機構
90:ベベルギヤ
91:コイルばね(付勢手段)
Pa:搖動軸心
Pb:搖動軸心
Xa:前後軸心
10: Flexible connecting body 2: Guide carriage 3: Base part 30: Lever bracket 31: Main cylinder 34: Peristaltic shaft 95: Coil spring (biasing means)
4: Lever unit 40: Lever module 41: Lower lever 42:
50: Wheel body 51: Left hemispherical wheel body 52: Right hemispherical wheel body 54: Axle 56:
Pa: peristaltic axis Pb: peristaltic axis Xa: longitudinal axis
Claims (4)
前記案内台車の走行方向に延びた基体部と、
前記配管の周方向で分布するように基体部に配置された複数のレバーモジュールからなるレバーユニットと、
前記レバーモジュールが前記走行方向に対する横断方向に延びた搖動軸心周りでかつ立ち姿勢と傾斜姿勢との間で搖動変位するように、前記レバーモジュールを取り付けるレバーブラケットと、
前記レバーモジュールの先端部に取り付けられた案内車輪と、
前記レバーモジュールを前記立ち姿勢に付勢する付勢手段とを備え、
前記レバーモジュールの長さと前記案内車輪の径は、前記レバーモジュールの立ち姿勢において前記案内車輪の全部または一部が前記小径部における内周面と前記大径部における内周面との間に位置するように設定されている案内台車。 When traveling inside a pipe having a small diameter portion and a large diameter portion, a peristaltic type that can contact the inner peripheral surface of the small diameter portion and cannot contact the inner peripheral surface of the large diameter portion. A guide carriage coupled to the drive carriage as a leading car of a plurality of drive carriages provided with drive wheels,
A base portion extending in the traveling direction of the guide carriage;
A lever unit composed of a plurality of lever modules arranged on the base so as to be distributed in the circumferential direction of the pipe;
A lever bracket to which the lever module is attached so that the lever module is peristally displaced between a standing posture and an inclined posture around a peristaltic axis extending in a direction transverse to the traveling direction;
A guide wheel attached to the tip of the lever module;
Biasing means for biasing the lever module to the standing posture;
The length of the lever module and the diameter of the guide wheel are such that all or part of the guide wheel is positioned between the inner peripheral surface of the small diameter portion and the inner peripheral surface of the large diameter portion in the standing posture of the lever module. Guide trolley that is set to do.
前記駆動台車は、
台車走行方向に延びた台車本体と、
前記配管の周方向で分布するように前記台車本体に配置された複数のアームモジュールからなるアームユニットと、
前記アームモジュールが前記走行方向に対する横断方向に延びた搖動軸心周りで搖動変位するように、前記アームモジュールを取り付けるアームブラケットと、
前記アームモジュールの先端部に取り付けられた球状駆動車輪と、
前記アームモジュールの搖動変位と相互連動して回転するギヤを相互にかみ合わせることで全ての前記アームモジュールの搖動変位を同期させる搖動同期機構と、
前記球状駆動車輪が前記配管の内周面に近づくように前記アームモジュールを付勢する付勢手段と、
を備え、かつ
前記案内台車は、
前記案内台車の走行方向に延びた基体部と、
前記配管の周方向で分布するように基体部に配置された複数のレバーモジュールからなるレバーユニットと、
前記レバーモジュールが前記走行方向に対する横断方向に延びた搖動軸心周りでかつ立ち姿勢と傾斜姿勢との間で搖動変位するように、前記レバーモジュールを取り付けるレバーブラケットと、
前記レバーモジュールの先端部に取り付けられた案内車輪と、
前記レバーモジュールを前記立ち姿勢に付勢する付勢手段とを備え、
前記レバーモジュールの長さと前記案内車輪の径は、前記レバーモジュールの立ち姿勢において前記案内車輪の全部または一部が前記小径部における内周面と前記大径部における内周面との間に位置するように設定されている管内走行台車システム。 An in-pipe traveling carriage system that travels inside a pipe having a small-diameter portion and a large-diameter portion, and includes a plurality of drive carriages connected to each other and a guide carriage as a leading carriage connected to the drive carriage. ,
The drive carriage is
A cart body extending in the cart traveling direction;
An arm unit composed of a plurality of arm modules arranged in the cart body so as to be distributed in the circumferential direction of the pipe;
An arm bracket to which the arm module is attached so that the arm module is peristally displaced about a peristaltic axis extending in a direction transverse to the traveling direction;
A spherical drive wheel attached to the tip of the arm module;
A peristaltic synchronization mechanism that synchronizes peristaltic displacements of all the arm modules by mutually meshing gears that rotate in conjunction with peristaltic displacements of the arm modules;
Biasing means for biasing the arm module so that the spherical drive wheel approaches the inner peripheral surface of the pipe;
And the guide carriage is
A base portion extending in the traveling direction of the guide carriage;
A lever unit composed of a plurality of lever modules arranged on the base so as to be distributed in the circumferential direction of the pipe;
A lever bracket to which the lever module is attached so that the lever module is peristally displaced between a standing posture and an inclined posture around a peristaltic axis extending in a direction transverse to the traveling direction;
A guide wheel attached to the tip of the lever module;
Biasing means for biasing the lever module to the standing posture;
The length of the lever module and the diameter of the guide wheel are such that all or part of the guide wheel is positioned between the inner peripheral surface of the small diameter portion and the inner peripheral surface of the large diameter portion in the standing posture of the lever module. In-pipe traveling cart system that is set to do.
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