JP6172996B2 - Carriage 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
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。さらには、ジャッキ機構の追加による重量増加は、上下左右に延びている複雑な配管の内部の走行に関して不利となる。
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な管内走行台車が要望されている。
In the in-pipe traveling carriage according to Patent Document 1, even if the driving roller falls into a recess having a step, the jack mechanism that lifts the carriage main body 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. Furthermore, the weight increase due to the addition of the jack mechanism is disadvantageous with respect to traveling inside the complicated pipe extending vertically and horizontally.
Accordingly, there is a demand for an in-pipe traveling carriage that can smoothly travel 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.
配管の内部を走行する、本発明による管内走行台車は、前記管内走行台車の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、配管内面の段差より大きな半径を有する球状駆動車輪と、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、前記アームモジュールは前記アームブラケットに前記搖動軸心を有する搖動軸を介して支持されており、前記ギヤは前記搖動軸の両端に設けられたべベルギヤである。 An in-pipe travel bogie according to the present invention that travels inside a pipe includes a bogie main body extending in the travel direction of the in-pipe travel bogie, and a plurality of arm modules arranged in the bogie main body so as to be distributed in a circumferential direction of the pipe. An arm unit to which the arm module is attached, and 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 transverse direction with respect to the traveling direction. A spherical driving wheel having a radius larger than the step on the inner surface of the pipe, and a peristaltic synchronization mechanism that synchronizes peristaltic displacements of all the arm modules by meshing gears that rotate in conjunction with peristaltic displacements of the arm modules; The arm module is biased so that the spherical driving wheel approaches the inner peripheral surface of the pipe. And a energization means, the arm module is supported via the rocking shaft with the swinging axis on the arm bracket, the gear is a Berugiya base provided at both ends of the swinging axis.
この構成によれば、付勢手段によって配管の内周面に押し付けられた球状駆動車輪が回転することで、台車本体は配管内を管方向に沿って移動する。配管の小径部から大径部に移行する際に、球状駆動車輪が大径部に落ち込むが、各アームモジュールの配管内周面への拡張搖動は、アームモジュールの搖動と相互連動しているギヤ同志のかみ合いにより全てのアームモジュールの動きが同期するので、全てのアームモジュールの開き具合は一定となる。つまり、全てのアームモジュールは同じ搖動姿勢となるので、走行安定性は保持される。例えば、リンク機構などを用いた同期機構では、力の分散等でリンクがこじり合って、少なくとも一時的には全てのアームモジュールは同じ搖動姿勢とならない場合があり、走行安定性が悪くなる。そして、球状駆動車輪は配管内面の段差より大きな半径を有するので、配管の大径部から小径部に移行する際にも、球状駆動車輪の回転駆動力でその段差を乗り越えることができる。
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。
ギヤを用いた搖動同期機構を簡単な構成するには、アームモジュールの搖動軸に直接ギヤを取り付け、隣接するアームモジュールの搖動軸に取り付けられたギヤとかみ合わせる。その際、隣接する搖動軸は交差する関係となるので、ギヤとしてベベルギヤを用いるため、かみ合いがスムーズとなる。
According to this configuration, the cart body moves along the pipe direction in the pipe by rotating the spherical drive wheel pressed against the inner peripheral surface of the pipe by the biasing means. When moving from the small-diameter part of the pipe to the large-diameter part, the spherical drive wheel falls into the large-diameter part. Since the movements of all the arm modules are synchronized by mutual engagement, the degree of opening of all the arm modules is constant. That is, since all the arm modules have the same swinging posture, running stability is maintained. For example, in a synchronization mechanism using a link mechanism or the like, the links are twisted due to force distribution or the like, and at least temporarily, all arm modules may not be in the same swinging posture, resulting in poor running stability. Since the spherical driving wheel has a larger radius than the step on the inner surface of the pipe, the step can be overcome by the rotational driving force of the spherical driving wheel even when shifting from the large diameter portion to the small diameter portion 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.
In order to easily construct a peristaltic synchronization mechanism using a gear, a gear is directly attached to a peristaltic shaft of an arm module and engaged with a gear attached to the peristaltic shaft of an adjacent arm module. At that time, since the adjacent peristaltic shafts intersect each other, the bevel gear is used as the gear, so that the meshing is smooth.
複数の走行台車を連結して使用する場合では、各走行台車には1つのアームユニットを備えるだけでも、前後に連結された走行台車のアームユニットによって、走行台車を安定的に支えることができる。しかしながら、その連結構造がかなり柔軟である場合、あるいは単独の走行台車で走行する場合には、台車本体に、その走行方向で間隔をあけて複数のアームユニットを備えることが必要となる。このため、本発明の好適な実施形態の1つでは、前記アームユニットは、走行方向で前側に位置する前側アームユニットと、走行方向で前記前側アームユニットの後側に位置する後側アームユニットとからなり、前記前側アームユニットに属する前記アームモジュールと、前記後側アームユニットに属する前記アームモジュールとが互いに近接する方向に前記付勢手段によって付勢されている。しかもこの構成では、前後に配置されたアームユニットの対応するアームモジュール同士が付勢手段によって互いに近接するように付勢するので、付勢手段を簡単に構成できる。例えば、その簡単な構成として、アームモジュール同士をコイルばねで連結することが提案される。In the case of using a plurality of traveling carts connected to each other, the traveling carts can be stably supported by the arm units of the traveling carts connected to the front and rear, even if each traveling cart has only one arm unit. However, when the connecting structure is quite flexible, or when traveling with a single traveling carriage, it is necessary to provide the carriage body with a plurality of arm units spaced in the traveling direction. For this reason, in one preferred embodiment of the present invention, the arm unit includes a front arm unit positioned on the front side in the traveling direction, and a rear arm unit positioned on the rear side of the front arm unit in the traveling direction. The arm module belonging to the front arm unit and the arm module belonging to the rear arm unit are urged by the urging means in a direction approaching each other. In addition, in this configuration, the corresponding arm modules of the arm units arranged at the front and rear are urged so as to be close to each other by the urging means, so that the urging means can be configured easily. For example, as a simple configuration, it is proposed to connect the arm modules with a coil spring.
本発明の好適な実施形態の1つでは、前記球状駆動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、前記球状駆動車輪の内部空間に前記球状駆動車輪を駆動する駆動ユニットが収納されている。この構成では、駆動ユニットが球状駆動車輪の内部空間に収納されるので、スペースが有効に利用されるだけでなく、駆動車輪への動力伝達系の長さが短くなるため、動力伝達系の構造が簡単となる。In one preferred embodiment of the present invention, the spherical drive wheel comprises a hollow left hemispherical wheel and a hollow right hemispherical wheel, and the spherical drive wheel is driven in an internal space of the spherical drive wheel. The drive unit to be stored is stored. In this configuration, since the drive unit is housed in the inner space of the spherical drive wheel, not only is the space effectively used, but the length of the power transmission system to the drive wheel is shortened. Becomes easy.
さらに、前記駆動ユニットを、前記左半球状車輪を駆動する第1駆動部と前記右半球状車輪を駆動する第2駆動部とに分けることで、それぞれの駆動部の定格出力が小さくても、全体として大きな出力を球状駆動車輪に与えることができる。Furthermore, by dividing the drive unit into a first drive unit that drives the left hemispherical wheel and a second drive unit that drives the right hemispherical wheel, even if the rated output of each drive unit is small, Overall, a large output can be given to the spherical drive wheel.
配管の内部を走行する、本発明による管内走行台車は、前記管内走行台車の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、配管内面の段差より大きな半径を有する球状駆動車輪と、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、前記球状駆動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、前記球状駆動車輪の内部空間に前記球状駆動車輪を駆動する駆動ユニットが収納されており、を備え、前記球状駆動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、前記球状駆動車輪の内部空間に前記球状駆動車輪を駆動する駆動ユニットが収納されており、前記駆動ユニットは、前記左半球状車輪を駆動する第1駆動部と、前記右半球状車輪を駆動する第2駆動部とからなり、前記第1駆動部と前記第2駆動部のそれぞれが、モータと、前記モータから動力が伝達されるとともに前記左半球状車輪と右半球状車輪のいずれか一方と一体回転する車軸とを備えている。An in-pipe travel bogie according to the present invention that travels inside a pipe includes a bogie main body extending in the travel direction of the in-pipe travel bogie, and a plurality of arm modules arranged in the bogie main body so as to be distributed in a circumferential direction of the pipe. An arm unit to which the arm module is attached, and 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. Further, the peristaltic synchronization that synchronizes the peristaltic displacement of all the arm modules by meshing the spherical driving wheel having a radius larger than the step on the inner surface of the pipe and the gear that rotates in conjunction with the peristaltic displacement of the arm module. The arm module is biased so that the mechanism and the spherical driving wheel approach the inner peripheral surface of the pipe. The spherical drive wheel comprises a hollow left hemispherical wheel and a hollow right hemispherical wheel, and a drive unit for driving the spherical drive wheel is housed in an inner space of the spherical drive wheel. The spherical drive wheel comprises a hollow left hemispherical wheel and a hollow right hemispherical wheel, and a drive unit for driving the spherical drive wheel is housed in an inner space of the spherical drive wheel. The drive unit includes a first drive unit that drives the left hemispherical wheel and a second drive unit that drives the right hemispherical wheel, and the first drive unit and the second drive unit. Each includes a motor and an axle that transmits power from the motor and rotates integrally with either the left hemispherical wheel or the right hemispherical wheel.
この構成によれば、付勢手段によって配管の内周面に押し付けられた球状駆動車輪が回転することで、台車本体は配管内を管方向に沿って移動する。配管の小径部から大径部に移行する際に、球状駆動車輪が大径部に落ち込むが、各アームモジュールの配管内周面への拡張搖動は、アームモジュールの搖動と相互連動しているギヤ同志のかみ合いにより全てのアームモジュールの動きが同期するので、全てのアームモジュールの開き具合は一定となる。つまり、全てのアームモジュールは同じ搖動姿勢となるので、走行安定性は保持される。例えば、リンク機構などを用いた同期機構では、力の分散等でリンクがこじり合って、少なくとも一時的には全てのアームモジュールは同じ搖動姿勢とならない場合があり、走行安定性が悪くなる。そして、球状駆動車輪は配管内面の段差より大きな半径を有するので、配管の大径部から小径部に移行する際にも、球状駆動車輪の回転駆動力でその段差を乗り越えることができる。According to this configuration, the cart body moves along the pipe direction in the pipe by rotating the spherical drive wheel pressed against the inner peripheral surface of the pipe by the biasing means. When moving from the small-diameter part of the pipe to the large-diameter part, the spherical drive wheel falls into the large-diameter part. Since the movements of all the arm modules are synchronized by mutual engagement, the degree of opening of all the arm modules is constant. That is, since all the arm modules have the same swinging posture, running stability is maintained. For example, in a synchronization mechanism using a link mechanism or the like, the links are twisted due to force distribution or the like, and at least temporarily, all arm modules may not be in the same swinging posture, resulting in poor running stability. Since the spherical driving wheel has a larger radius than the step on the inner surface of the pipe, the step can be overcome by the rotational driving force of the spherical driving wheel even when shifting from the large diameter portion to the small diameter portion of the pipe.
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。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.
また、駆動ユニットが球状駆動車輪の内部空間に収納されるので、スペースが有効に利用されるだけでなく、駆動車輪への動力伝達系の長さが短くなるため、動力伝達系の構造が簡単となる。In addition, since the drive unit is housed in the inner space of the spherical drive wheel, not only is the space effectively used, but the length of the power transmission system to the drive wheel is shortened, so the structure of the power transmission system is simple. It becomes.
また、それぞれの駆動部の定格出力が小さくても、全体として大きな出力を球状駆動車輪に与えることができる。Moreover, even if the rated output of each drive unit is small, a large output as a whole can be given to the spherical drive wheels.
さらに、第1駆動部と第2駆動部を実質的に同一にすることができる。これにより、左半球状車輪と右半球状車輪をシンメトリに構成することができ、球状駆動車輪全体の重量バランスが良好となる。Furthermore, the first drive unit and the second drive unit can be made substantially the same. Thereby, a left hemispherical wheel and a right hemispherical wheel can be constituted symmetrically, and the weight balance of the whole spherical driving wheel becomes good.
ギヤを用いた搖動同期機構を簡単な構成するには、アームモジュールの搖動軸に直接ギヤを取り付け、隣接するアームモジュールの搖動軸に取り付けられたギヤとかみ合わせるとよい。その際、隣接する搖動軸は交差する関係となるので、ギヤとしてベベルギヤを用いると、かみ合いがスムーズとなる。このことから、本発明の好適な実施形態の1つでは、前記アームモジュールは前記アームブラケットに前記搖動軸心を有する搖動軸を介して支持されており、前記ギヤは前記搖動軸の両端に設けられたべベルギヤである。In order to easily construct a peristaltic synchronization mechanism using a gear, it is preferable to attach a gear directly to a peristaltic shaft of an arm module and engage with a gear attached to a peristaltic shaft of an adjacent arm module. In that case, since the adjacent peristaltic shafts intersect each other, if a bevel gear is used as the gear, the meshing becomes smooth. Accordingly, in one preferred embodiment of the present invention, the arm module is supported by the arm bracket via a peristaltic shaft having the peristaltic axis, and the gears are provided at both ends of the peristaltic shaft. Bevel gear.
複数の走行台車を連結して使用する場合では、各走行台車には1つのアームユニットを備えるだけでも、前後に連結された走行台車のアームユニットによって、走行台車を安定的に支えることができる。しかしながら、その連結構造がかなり柔軟である場合、あるいは単独の走行台車で走行する場合には、台車本体に、その走行方向で間隔をあけて複数のアームユニットを備えることが必要となる。このため、本発明の好適な実施形態の1つでは、前記アームユニットは、走行方向で前側に位置する前側アームユニットと、走行方向で前記前側アームユニットの後側に位置する後側アームユニットとからなり、前記前側アームユニットに属する前記アームモジュールと、前記後側アームユニットに属する前記アームモジュールとが互いに近接する方向に前記付勢手段によって付勢されている。しかもこの構成では、前後に配置されたアームユニットの対応するアームモジュール同士が付勢手段によって互いに近接するように付勢するので、付勢手段を簡単に構成できる。例えば、その簡単な構成として、アームモジュール同士をコイルばねで連結することが提案される。In the case of using a plurality of traveling carts connected to each other, the traveling carts can be stably supported by the arm units of the traveling carts connected to the front and rear, even if each traveling cart has only one arm unit. However, when the connecting structure is quite flexible, or when traveling with a single traveling carriage, it is necessary to provide the carriage body with a plurality of arm units spaced in the traveling direction. For this reason, in one preferred embodiment of the present invention, the arm unit includes a front arm unit positioned on the front side in the traveling direction, and a rear arm unit positioned on the rear side of the front arm unit in the traveling direction. The arm module belonging to the front arm unit and the arm module belonging to the rear arm unit are urged by the urging means in a direction approaching each other. In addition, in this configuration, the corresponding arm modules of the arm units arranged at the front and rear are urged so as to be close to each other by the urging means, so that the urging means can be configured easily. For example, as a simple configuration, it is proposed to connect the arm modules with a coil spring.
配管の内部を走行する際に台車本体が配管内周面によって安定的に支えられるために適した最も簡単な形態は、三点支持である。従って、前記アームユニットは3つの前記アームモジュールを有し、前記アームモジュールは前記周方向で120°間隔で配置されていることが好適である。 The simplest form suitable for the carriage body to be stably supported by the inner peripheral surface of the pipe when traveling inside the pipe is a three-point support. Therefore, it is preferable that the arm unit has three arm modules, and the arm modules are arranged at intervals of 120 ° in the circumferential direction.
本発明による管内走行台車の実施形態の1つを説明する。管内走行台車は、一般的には、図1に示すように、複数の台車が連結された台車列アッセンブリとして利用されるが、ここでは、単一の管内走行台車の構造を説明する。図2、単一の管内走行台車の斜視図であり、図3は正面図である。 One embodiment of the in-pipe traveling carriage according to the present invention will be described. The in-pipe traveling carriage is generally used as a carriage train assembly in which a plurality of carriages are connected as shown in FIG. 1. Here, the structure of a single in-pipe traveling carriage will be described. FIG. 2 is a perspective view of a single in-pipe traveling carriage, and FIG. 3 is a front view.
図2から理解できるように、管内走行台車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、単にアームユニット8と称する。アームユニット8は、図3から明らかなように、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、管内走行台車6の走行方向(配管の管軸方向)に対する横断方向(配管の断面方向)に延びた搖動軸心Pa周りで搖動変位するように、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. 2, the in-
アームモジュール80の先端部には、走行すべき配管内面の段差より大きな半径を有する球状駆動車輪5Aが取り付けられている(図7参照)。アームモジュール80が搖動することにより、球状駆動車輪5Aは、配管の内周面に対して遠近変位する。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。
A
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に取り付けられた球状駆動車輪5Aと後側アームユニット8Bのアームモジュール80に取り付けられた球状駆動車輪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を近接させる。これにより、球状駆動車輪5Aは配管の内周面に接当し、その駆動回転により管内走行台車6が管内走行する。
An urging means 91 is provided to interlock the
管内走行台車6の台車本体7の中核部材である基台70は、図4に示すように、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。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。図2で示すように、この実施形態では、前側の円筒連結部72の先端に制御基板と制御ボタンCBが装着されている。
As shown in FIG. 4, the base 70 that is the core member of the carriage
さらにこの実施形態では、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つずつ形成されている。図示されていない連結ピンをこのピン孔75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。
Furthermore, 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5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5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3と図5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. 3 and 5, the
アームモジュール80の取付座84に固定される球状駆動車輪5Aは、図6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。図6の上側には、組み付けられた状態の球状駆動車輪5Aが示されており、図6の下側には、車輪本体50と駆動ユニット56とが分解された状態の球状駆動車輪5Aが示されている。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。図6から明らかなように、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。
As shown in FIG. 6, the spherical drive wheel 5 </ b> A fixed to the mounting
駆動ユニット56は、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。その際、球状駆動車輪5A、つまりラバーリング53を含む左半球状車輪51と右半球状車輪52の半径は、配管内面の段差を乗り越えるために、配管内面の段差の高さより大きくする必要があるので、走行すべき配管によって、特にその段差に応じて選択される。
The
図2でその上面の輪郭が一点鎖線で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、電力が供給されるが、給電線の途中にはこの給電をON/OFFするスイッチが設けられている。このスイッチは、円筒連結部30の先端に設けられている制御ボタンCBの操作によって制御される。
In FIG. 2, the outline of the upper surface is only indicated by a one-dot chain line, but the
次に、上述した管内走行台車6の配管難所における走行状態を説明する。図7は、大径部から小径部に移行するドレッサ領域での走行状態を示している。ここでは、管内走行台車6の前側アームユニット8Aの球状駆動車輪5Aが大径部と小径部との間の段差に衝突しても、球状駆動車輪5Aの回転中心となる車軸位置は小径部の縁より管中心側に出ているので、球状駆動車輪5Aのラバーリング53が小径部の縁をしっかりとつかまえて、小径部の縁を乗り越える。その際、前側アームユニット8Aの各アームモジュール80は、球状駆動車輪5Aの乗り越え反力によって管中心側に傾斜する。これにより、後側アームユニット8Bの各アームモジュール80は、コイルばね91によって大径部の内周面方向に搖動する。その結果、後側アームユニット8Bの球状駆動車輪5Aはより強く大径部の内周面に押さえつけられ、滑りのない強い駆動力で、管内走行台車6を押していく。次いで、管内走行台車6の後側アームユニット8Bの球状駆動車輪5Aが段差に衝突するが、後側アームユニット8Bの球状駆動車輪5Aでも、その回転中心となる車軸位置は小径部の縁より管中心側に出ているので、難なく、小径部の縁を乗り越えることができる。
Next, the traveling state in the piping difficulty of the above-described in-
図8は、小さくなった異形断面を有するプラグバルブ領域での走行状態を示している。ここでの、プラグバルブ領域の両端に形成される段差の走行は、上述したドレッサ領域での走行と実質的には同じである。しかしながら、プラグバルブ領域は円形断面でなくて、異形断面であるため、3つの球状駆動車輪5Aのすべてがその内周面に接当するのではなく、1つしか接当しない場合が生じる。しかしながら、プラグバルブ領域の小径部の長さは短いので、前側アームユニット8Aの球状駆動車輪5Aと後側アームユニット8Bの球状駆動車輪5Aのいずれかが円形断面を有する大径部の内周面に接当するように、前側アームユニット8Aと後側アームユニット8Bとの間隔を設定するとよい。これにより、管内走行台車6は、後側アームユニット8Bの3つの球状駆動車輪5Aの押し駆動力、または前側アームユニット8Aの3つの球状駆動車輪5Aの引っ張り駆動力によってプラグバルブ領域を通り抜けることができる。
FIG. 8 shows the running state in the plug valve region having a reduced profile section. The travel of the steps formed at both ends of the plug valve region here is substantially the same as the travel in the above-described dresser region. However, since the plug valve region has an irregular cross section instead of a circular cross section, not all of the three
図8は90°に曲がっているエルボ領域での走行状態を示している。ここでの走行では、図8から理解できるように、前側アームユニット8Aの3つの球状駆動車輪5Aのうち1つまたは2つ、及び後側アームユニット8Bの3つの球状駆動車輪5Aのうち1つまたは2つが、同時に内周面に接当する。さらに、段差もないので、管内走行台車6は、スムーズにエルボ領域を通り抜けることができる。
FIG. 8 shows a running state in an elbow region bent at 90 °. In traveling here, as can be understood from FIG. 8, one or two of the three
〔別実施の形態〕
(1)上述した実施形態では、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が配置されていたが、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、台車本体に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。
(3)上述した実施形態では、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, the three
(2) In the above-described embodiment, the
(3) In the embodiment described above, the coil spring is adopted as the urging means 91, but other urging means such as a gas spring may be adopted instead.
本発明は、配管内部、特に直管のみでなくエルボ部やドレッサ部など大径部と小径部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 apparatus that travels not only in a straight pipe but also in a pipe having a large diameter portion and a small diameter portion such as an elbow portion and a dresser portion.
5B: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
Xa:前後軸心
5B: Spherical drive wheel 50: Wheel body 51: Left hemispherical ring body 52: Right hemispherical ring body 54: Axle 56:
Pa: peristaltic axis Xa: longitudinal axis
Claims (8)
前記管内走行台車の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、配管内面の段差より大きな半径を有する球状駆動車輪と、
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、
前記アームモジュールは前記アームブラケットに前記搖動軸心を有する搖動軸を介して支持されており、前記ギヤは前記搖動軸の両端に設けられたべベルギヤである管内走行台車。 An in-pipe traveling carriage that travels inside a pipe,
A carriage body extending in the traveling direction of the in-pipe traveling carriage;
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 driving wheel attached to the tip of the arm module and having a radius larger than the step on the inner surface of the pipe;
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;
And a biasing means for the spherical drive wheel to bias the arm module so as to approach the inner peripheral surface of the pipe,
The arm module is supported on the arm bracket via a peristaltic shaft having the peristaltic axis, and the gear is a beveled traveling cart that is a bevel gear provided at both ends of the peristaltic shaft .
前記管内走行台車の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、配管内面の段差より大きな半径を有する球状駆動車輪と、
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、を備え、
前記球状駆動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、前記球状駆動車輪の内部空間に前記球状駆動車輪を駆動する駆動ユニットが収納されており、
前記駆動ユニットは、前記左半球状車輪を駆動する第1駆動部と、前記右半球状車輪を駆動する第2駆動部とからなり、
前記第1駆動部と前記第2駆動部のそれぞれが、モータと、前記モータから動力が伝達されるとともに前記左半球状車輪と右半球状車輪のいずれか一方と一体回転する車軸とを備えている管内走行台車。 An in-pipe traveling carriage that travels inside a pipe,
A carriage body extending in the traveling direction of the in-pipe traveling carriage;
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 driving wheel attached to the tip of the arm module and having a radius larger than the step on the inner surface of the pipe;
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;
Urging means for urging the arm module so that the spherical drive wheel approaches the inner peripheral surface of the pipe,
The spherical drive wheel comprises a hollow left hemispherical wheel and a hollow right hemispherical wheel, and a drive unit for driving the spherical drive wheel is housed in the internal space of the spherical drive wheel,
The drive unit includes a first driving unit that drives the left hemisphere shaped wheel, Ri Do and a second driving unit for driving the right hemispherical wheels,
Each of the first drive unit and the second drive unit includes a motor and an axle that transmits power from the motor and rotates integrally with one of the left hemispherical wheel and the right hemispherical wheel. In- pipe traveling cart.
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