JPH01186484A

JPH01186484A - パイプ内自走装置

Info

Publication number: JPH01186484A
Application number: JP63009740A
Authority: JP
Inventors: Kenji Kato; 賢二加藤; Kazuhiko Nakamura; 仲村　和彦
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1988-01-21
Filing date: 1988-01-21
Publication date: 1989-07-25

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〈産業上の利用分野〉本発明は、小型で強力な推進力を発揮するパイプ内ｉ走
装置に関する。

〈従来の技術〉人が入ることが不可能なパイプ内の点検やパイプ内に線
類の引通し等の作業を行なう場合、可撓性を有する棒を
挿入したり、圧気式走行装置を用い、押込方式によって
行なっている。

〈発明が解決しようとする課題〉従来の方式では、押込用のパイプを巻いたドラムや押込
装置が大きいため、運搬が困難で作業性が悪かった。ま
た、押込みと引戻しの往復動作が必要となり作業性が悪
かった。

圧縮空気を利用した圧気式走行装置によると、出口から
先端走行部が勢い良く飛び出すため、出口マンホールの
作業者に接触する可能性があり危険であった。

本発明は、装置が太きこと、押込みと引戻しの往復動作
が必要であること、及び危険作業を伴なう、という従来
の問題を解決するためになされたもので、小型で推進力
が大きく且つ安全なパイプ内自走装置を提供することを
目的とする。

く課題を解決するための手段〉上記目的を達成するための本発明の構成は、駆動回転可
能で且つ回転円周上に対して斜めに一定角度で回転自在
の車輪を複数有する駆動部本体と、該駆動部本体に回転
自在に連結され回転円周上に対して前記駆動部本体の車
輪とは逆の角度に斜めに回転自在の従動車輪を複数個有
する駆動部本体とからなることを特徴とする。

〈作　　　用〉駆動部本体の駆動回転により車輪を介して駆動部本体は
パイプ内面を螺旋状に走行し、駆動部本体は、従動車輪
が駆動部本体の車輪と逆の角度になっているので、逆回
転に螺旋状に走行し、結果として駆動部本体、駆動部本
体が共に一方向に走行する。

く実　施　例〉第１図（ａｌ、（ｂ）には本発明の第一実施例に係るパ
イプ内自走装置の側面及び正面を示しである。

駆動部本体１にはモータ２が設けられ、モータ２は駆動
部本体１に設けられた電源電池３によって駆動するよう
になっている。モータ２には減速機４を介して回転軸５
が設けられ、回転軸５には駆動部本体６が設けられてい
る。駆動部本体１には車輪７が回転自在に設けられ、車
輪７は回転円周上に対して斜めに一定角度で取付けられ
ている。駆動部本体６には従動車輪８が回転自在に設け
られ、従動車輪８は回転円周上に対し駆動部本体１の車
輪７とは逆の角度に斜めに設けられている。

尚、図中９は外部連結具である。

上記構成のパイプ内自走装置をパイプ内に挿入して作動
させると、モータ２は電源電池３によって回転し、回転
出力は減速機４により減速されて回転軸５が回転し、駆
動部本体１は回転軸５に対して駆動回転する。回転軸５
を介して駆動部本体６を回転させることにより、パイプ
内面に押付けられた従動車輪８は進行方向に対して斜め
に取付けられているため、パイプ内面において螺旋状に
回転し進行する。一方、駆動部本体６の回転に伴なう駆
動抵抗によるトルク反力が、回転軸５を介して駆動部本
体１を駆動部本体６とは逆方向へ回転させようとする。

この場合、車輪７は進行方向に対して従動車輪８とは逆
方向となるよに斜めに取付けられていることから、従動
車輪８とは逆螺旋状に回転進行し、結果として駆動部本
体１と駆動部本体６は共に推進する。外部連結部９には
撚り返し金物を介してケーブルまたは四−プを取付ける
。

図示例の装置では車輪７及び従動車輪８は、回転中心軸
に対称に二個膜けであるが、車輪を多数にすることによ
り駆動部本体１がより安定して回転し進行すことができ
る。

第２図乃至第４図に基づき本発明の他の実施例を説明す
る。尚、第１図に示した部材と同一物Ｃζは同一符号を
付して重複する説明は省略する。

第２図に示した装置は、回転軸５を二分割にし、分割し
た回転軸５同士を自在継手１０で連結したものである。

これにより駆動部本体１と駆動部本体６が屈曲可能とな
り、屈曲したパイプの走行に好適である。

第３図に示した装置は、駆動部本体６には回転方向を可
変とした可変従動輪１１が設けられ、可変従動輪１１は
ばね１２によって推進方向に向けられ、けん引負荷の増
減により可変従動輪１１の向きは支持軸１３によって変
更される。

無負荷状態で第３図に示した装置を走行させた時、可変
従動輪１１はばね１２のばね力によって最大限推進方向
に近く向いており、駆動本体１の車輪７（固定ピッチ）
とのトルク反力によって高速で推進する。負荷をかけた
場合、可変従動輪１１は負荷にょるばね１２の伸び分だ
け円周方向を向き、−回転当りの推進速度が減少してけ
ん引力は増加する（出力（回転数）が一定であるため、
推進速度が減少すればけん引力は増加する）。即ち、出
力をＦ１時間をｔｌけん引力（質量）をｍ１速度をＶと
すると、Ｆ　ｔ　＝　ｍ　ｖであるから、けん引力ｍと速度Ｖは反比例することが判る。

更に負荷が増加しばね１２が伸びて可変従動輪１１が周
方向へ向くと、本体は回転を続けるものの推進を停止す
る。この場合、けん引力は最大となる。ただし、このけ
ん引力ばばね１２の強さにより決定される。次に推進方
向と逆方向に戻す力を加えた場合には、可変従動輪１１
のばね力が更に延びて可変従動輪１１は円周方向より後
退方向を向き、車輪７と同じ角度になった時、装置本体
は回転を続けるものの車輪が自由に回転し、推進力を一
時的に失ない後退する。

尚、可変ピッチ機構を駆動部本体１及び駆動部本体６の
双方に取付けることも可能で、この場合、推進方向と逆
方向に戻す力を加えた時に推進力が逆方向に変わるため
に後退するところが第３図に示した装置と異なる。この
場合もばね１２の強さによってけん引力が規定される。

また、可変ピッチ機構をばね１２によらずねじ等で半固
定式にすることも可能、である。

第４図に示した装置は、駆動部本体１及び駆動部本体６
に多数の小車輪１４を取付けたものであり、パイプ内周
面に対する接地力を高めることができる。

次に第５図乃至第７図に基づいてパイプ内自走装置の走
行原理を説明する。

第５図に示すように、傾きの異なるＡ輪（例えば車輪７
）２１と８輪（例えば従動車輪８）２２を円筒２３の内
周面で走行させた時、その任意の時間をとって円筒２３
を展開すると、第６図のように表わすことができる。

第２図において、Ｒ：回転軸の回転数：　１、ｌ：円筒２３の内径、Ｒａｓ　Ａ部２４の回転角、Ｒｂｓ　８部２５の回転角、７２回転軸の毎分回転数、Ｌ二回転軸−回転当りの進行距離、Ｍａ：　Ａ１−Ａ２：　Ａ輪２１の軌跡、Ｎ　ａ：　Ａ
２−Ａ３：　Ａ輪２１の内周上での移動距ｇｌ　（Ｒａ
・π・ｌ）、Ｌａ：　Ａ　−Ａ　：　Ａ輪２１の前進距離（Ｎａ−ｔ
ａｘａ）、Ｍｂ：　Ｂ　−Ｂ　：　８輪２２の軌跡、Ｎｂ：　Ａ２
−Ａ３：　８輪２２の内周上での移動距離（Ｒａ・π・
ｌ）、Ｌｂ：　Ｂ　−Ｂ　：　８輪２２の前進した距＠　（Ｎ
ｂ−ｔａｎｂ）、ａ：円周方向に対するＡ輪２１の軌跡の角度、ｂ＝円周方向に対する８輪２２の軌跡の角度である。

今、第７図中左方に示すように、Ａ輪２１と８輪２２の
円周方向に対する角度ａ、ｂが大きく異なる場合、その
軌跡と円周上の距離及び進行距離の関係は、Ａ輪２１：　Ｍａ、Ｎａ、Ｌの辺を持つ直角三角形、８輪２２：　Ｍｂ、Ｎｂ、Ｌの辺を持つ直角　゛三角形
、として表わされる。

尚、Ｌは、Ａ部２４及び８部２５が回転軸によって結合
されていることから進行距離は常に等しく共通の辺とす
ることができる。

進行速度の算出について説明する。進行速度Ｖは単位回
転当りの進行距離ＬＸ単位時間当りの回転数γから求め
ることができる。Ｌは内周上での移動距離Ｎとａ又はｂ
の正接値の積から求めることができるが、第７図の中央
の図で判るように、ＮａとＮｂが異なり回転数Ｒを一般
化できない。ここで、Ｎａ＝Ｒａ・ｗ−Ｒ１Ｎｂ＝Ｒｂ・ｗ・ｌであり、Ｎζ
よＲによって決定される。Ｌは一定であり、Ｒａ　ｆ−
Ｒｈ　ｅ　Ｒａ　’　＝　Ｒｂ　’　＝−とするために
は、ａ≠ｂをａ′＝ｂ′にすれば良いから、ａ、ｂを平
均しＮとの正接によりＬを算出する。

己れが回転軸１回転当りの進行距離である。

進行速度■は、Ｖ＝Ｌ・γ ただし単位はｍ、ｍｉｎとする。

進行速度の計算例を説明する。

γ：　　３００　（γ／ｗｉｎ）、Ｒ＝　０．０７５　（ｍ）、ａ＝４５度、＝　Ｉ　Ｘ　３５．３２５　＃　（ｍ／ｍ１ｎ）となる
。

ただしこの場合無負荷である。

上述したパイプ内自走装置によると、車輪の進行方向に
対する傾きを可変構造にした場合、出力を一定としたま
ま変速を変換することができ、従って負荷に応じて推進
力を増減することができる。また、車輪の数を増すこと
によって容易に接地力を増加することができる。また、
動力源を内蔵した自走装置であるため、出口へ先端部が
到達した後、先端部を押し込み側まで引戻す必要がない
。また本装置は、押し込み側へ先端部を引戻す必要がな
いため、ケーブル布設時に本装置によりケーブル先端部
を直接けん引できるため、通線ロープが不要となる。

〈発明の効果〉本発明のパイプ内自走装置は、駆動部本体と駆動部本体
を回転自在に連結し、回転円周上に対してそれぞれ逆の
角度を持つ車輪と従動車輪を設けたので、装置の推進力
は、パイプ内面に押付けられた各車輪がパイプ内面を螺
旋状に走行することにより発生する。この結果、装置の
構造が簡単で防水構造としやすく、小型化が図れる。ま
た、スクリュウ構造であるため、堆積した泥の中等でも
大きな推進力が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａｌ、（ｂ）は本発明の第一実施例に係るパイ
プ内自走装置の側面図、正面図、第２図は本発明の第二
実施例に係るパイプ内自走装置の側面図、第３図（ａＬ
（ｂ）は本発明の第三実施例に係るパイプ内自走装置の
側面図、正面図、第４図（ａ）、　（ｂｌは本発明の第
四実施例に係るパイプ内自走装置の側面図、正面図、第
５図、第６図、第７図はパイプ内自走装置の走行原理説
明図である。図面中、１は駆動部本体、２ばモータ、３は電源電池、４は減速機、５は回転軸、６は駆動部本体、７は車輪、８（よ従動車輪、１０は自在継手、１１は可変従動輪、１２はばね、１３は支持軸、１４は小車輪である。

Claims

【特許請求の範囲】

駆動回転可能で且つ回転円周上に対して斜めに一定角度
で回転自在の車輪を複数有する駆動部本体と、該駆動部
本体に回転自在に連結され回転円周上に対して前記駆動
部本体の車輪とは逆の角度に斜めに回転自在の従動車輪
を複数個有する従動部本体とからなることを特徴とする
パイプ内自走装置。