JPH02209695A - 大径管内補修装置 - Google Patents

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、傾斜部やベンド部を有する大径管の溶接補修
に用いられる自走式の管内補修装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、水路管のような大径管の溶接補修作業は１作業者
が管内に入り、足場を組むなどして手作業で行なわれる
のが通常である。しかし、管内は滑り易くその作業には
大きな危険を伴う上、総て人力による作業で、しかも足
場を組む等の必要から作業性が非常に悪く、このため補
修に日数がかかり、必然的にコスト高となる。

従来、管内腐食検査を目的とした走行装置として、第１
３図（ａ）、（ｂ）に示すような走行ローラ８を備えた
車両形式の装置７が広く用いられているが、この装置は
単に腐食検査を目的としたもので、補修作業を行なえる
ようなものではない。

また、いずれにしてもこの種の装置は水路管のような大
きな傾斜を持つ管内では重力の影響で走行できず、また
管のベンド部や縮管部もうまく通過できないという難点
がある。

また、本発明者等は特に水路管のような傾斜大径管の走
行に好適な装置を開発し、先に特願昭６１−１７１０７
１号等として提案した。この装置は第１４図（ａ）、（
ｂ）に示すように、センター部Ｉ２から放射状に伸びた
複数の脚部１３にステアリング機構を有する走行ローラ
１４を備えたもので、走行ローラ１４を脚部を介して管
壁に押しつけるとともに、ステアリングを切りながら回
転させ。

これによって装置全体を螺旋状に回転させつつ進ませる
ようにしたものである。

しかし、この装置も補修機能を備えたものではなく、実
際、溶接装置等の重量物を搭載して安定した走行ができ
るような構造とは言い難い。

事実１本発明者等のその後の研究により、上記装置１１
は走行ローラ１４を管壁に押しつける力だけで装置全体
を支えているため、走行が不安定になりやすく、特に管
のベンド部、伸縮継手部、凹凸部等を通過する際バラン
スを崩すような場合があることが判った。

本発明はこのような問題に鑑みなされたもので、傾斜管
内を自在且つ安定して走行でき、しかも、補修箇所の溶
接を適切に行なうことができる自走式の管内補修装置を
提供せんとするものである。

〔課題を解決する手段〕

このため本願節１の発明は、センター部、該センター部
から外方に向かって放射状に設けられる３本以上の伸縮
可能な脚部および該脚部の先端に設けられる駆動部を備
えた１対の平行な走行体と、この走行体をそのセンター
部を介して連結する連結体と、前記走行体または走行体
間に設けられる連結梁に取付けられる溶接装置および溶
接前処理用の研磨装置とからなっている。前記各駆動部
は走行ローラ、該走行ローラの駆動装置およびステアリ
ング機構を備え、前記脚部により駆動部を管内壁に押し
つけえるよう構成されている。

前記駆動部を管壁に押し付ける手段としては。

シリンダ、スプリング装置等、適宜なものを用いること
ができる。

〔作　用〕

装置は脚部を管径りに応じて伸縮させて管内に装入され
る。管内では脚部を介して各駆動部を管内壁に押しつけ
るとともに、走行ローラをステアリング機構によって管
径方向から管軸方向に傾け、走行ローラを駆動させて装
置を走行させる。これにより、装置は管内を螺旋状に回
転し、管軸方向に走行する。傾斜管においては、管壁と
走行ローラとの間の摩擦力が重力による管軸方向の力と
釣り合、い、走行が可能となる。

本発明の装置は、構造的に重心が１対の走行体の間にあ
るため安定であり、加えて、両走行体の走行ローラを総
て管壁に押しつけて走行するため、補修用の各装置を搭
載しているにもかかわらず安定した走行が可能となる。

また、ベンド部通過の際も、各走行体の駆動部が管内壁
に常に押し当てられて走行するため、各走行体が互いの
走行に悪影響を与えるようなことなく、ベンド部になら
って走行させることができる。

装置は補修箇所で停止し、搭載したＴＶカメラ等を利用
して各補修用装置の遠隔操作がなされ、溶接補修作業が
行なわれる。

〔実施例〕

第１図ないし第４図は本発明の一実施例を示すものであ
る。

装置Ａは１対の走行体１ａ、ｌｂと、これを連結する棒
状の連結体２と、走行体間に設けられる連結梁に取付け
られる補修用装置とからなっている。

前記各走行体１は、センター部３と、このセンター部か
ら四方に放射状に延出する４本の脚部４と、この各脚部
の先端に設けられた駆動部５とを備えている。

本実施例では、センター部３を挟んで対向する駆動部５
を、センター部を貫通する伸縮体２３で連結し、この伸
縮体２３の両側を、センター部３を挟んで対向する駆動
部５の脚部４としたものである。

前記センター部３は、走行体１の中心をなすもので、脚
部４の保持部であるとともに、検査装置（図示せず）等
の機器を取付ける部分でもある。

以下、一方の走行体１の構造について説明すると、走行
体１は、検査装置等を備えることができるセンター部３
、該センター部を中心としてその周囲に配置される複数
の駆動部５Ａ１，５Ａ２゜５Ｂ１．５Ｂ、　、センター
部を挟んで対向する駆動部どうしを連結し、且つセンタ
ー部を貫通する伸縮体２３Ａ　、　２３Ｂ、センター部
を対向する駆動部間に位置せしめるため、のセンタリン
グ族［２５Ａ　、　２５Ｂから構成されている。

前記センター部３には、−の伸縮体２３Ａを構成する１
対のシリンダ装置を挿通させるための１対の貫通ガイド
孔２６Ａが形成され、さらにこの貫通ガイド孔２６Ａと
直交する方向に、他の伸縮体２３Ｂを構成するシリンダ
装置を挿通させるため１対の貫通ガイド孔２６Ｂが形成
されている。

各駆動部５は、管内面と対向する側の前後左右の４カ所
に走行ローラ６を有している。この各走行ローラ６はス
テアリング機構（図示せず）を有している。また各駆動
部５は走行ローラの駆動装置（図示せず）を有している
。

前記伸縮体２３Ａ　、　２３Ｂは対向する駆動部どうし
を連結するもので、前者がセンター部３を挟んで対向す
る駆動部５Ａ１と５Ａ、を、また後者が同じく対向する
駆動部５Ｂ１と５Ｂ、をそれぞれ連結し。

これら両件縮体はセンター部３内で交差している。

各伸縮体は、ロッド２７１が反対方向に延出する平行な
１対のシリンダ装置２７により構成されており、伸縮体
２３Ａを構成する１対のシリンダ装置２７（シリンダ本
体２７０）がセンター部３の貫通ガイド孔２６Ａに、ま
た伸縮体２３Ｂを構成する１対のシリンダ装置２７（シ
リンダ本体２７０）が貫通ガイド孔２６Ｂにそれぞれ進
退可能に挿通されている。

そして、各伸縮体は、これを構成する１対のシリンダ装
置２７のうち、一方のシリンダ装置のシリンダ本体２７
０と他方のシリンダ装置のロッド２７１とが各駆動部に
接続され、これによってセンター部を挟んで対向する駆
動部を連結している。

前記センタリング装置２５Ａ　、　２５Ｂは伸縮体２３
Ａ　、　２３Ｂに対応して設けられている。各センタリ
ング装置は伸縮体を構成する１対のシリンダ装置２７の
シリンダ本体２７０について、その対向面にそれぞれ付
設されるラック体２８と、両シリンダ本体２７０間に位
置して両ラック体２８と噛合すべくセンター部３の中央
に設けられるピニオン２９とから構成されている。。伸
縮体はこれを構成する１対のシリンダ装置２７のロッド
２７１を進退させることにより伸縮するが、ピニオン２
９が両シリンダ装置２７１のラック体２８に噛み合って
いることにより、両シリンダ２７はピニオン２９を中心
とした両側の長さが常に等しく、この結果センター部３
は伸縮体の伸縮の程度にかかわらず、対向する駆動部間
の中央に常にセンタリングされることになる。つまり、
１８０”反対方向に伸びる脚部４の長さは常に等しくな
る。

以上のような構造の１対の走行体１ａ、ｌｂは。

各複数の脚部４を含む平面が平行になるようにして、連
結体２で連結されている。連結体２は棒状体であり、そ
の各端が走行体１ａ、ｌｂの各センター部３に固定され
ている。

さらに、両走行体１ａ、ｌｂの向かい合った駆動部５間
にはそれぞれ連結梁３０が設けられ、そのうちの１つの
連結梁には、溶接装置３１および溶接前処理用の研磨装
置３２が梁長手方向移動可能に設けられている。

これら補修用の装置は、回動・旋回可能な多軸アーム３
３　、３４を有し、該アームの先端に溶接トーチ３１０
、研磨機３２０（グラインダ装置）がそれぞれ設けられ
ている。

各多軸アーム３３　、３４は、その基部３３０，３４０
を介して連結梁３０にスライド可能に取付けられ、連結
梁３０に設けられたスクリュー軸３５．３５　’によっ
てそれぞれ別個に梁長手刀向に沿って移動できるように
なっている。各基部３３０　、３４０は、各々対応する
前記スクリュー軸３５．３５　’に外挿されるナツト部
材（図示せず）を有している。各スクリュー軸３５．３
５　’はそれぞれ別の駆動モータ３６により別個に駆動
するようになっている。なお、この多軸アームのスライ
ド機構としては、スクリュー軸以外の適宜な手段を用い
ることができる。なお、３８はアーム回動駆動用のモー
タ、５０は溶接ワイヤドラムである。

溶接装置３１および研磨袋＠３２は複数の連結梁３０に
それぞれ設けることができる。

連結体２には補修箇所等を観察するためのＴＶカメラ３
７が取付けられている。

１対の走行体１ａ、ｌｂの間隔は、装置の走行安定性の
面からはある程度大きい方が好ましいが、過度に大きい
と管ベンド部の通過に支障をきたす。この点を考慮し、
上記間隔は適用すべき管径りに対し、０．５０−Ｄ程度
とすることが好ましい。

なお、各走行体１の脚部および駆動部５は３つ以上適当
敷設けることができる。

また、駆動部５の振れを防止するため１図中仮想線で示
すような隣接する駆動部間を連結するシリンダ装置２４
も設けることができる。

このシリンダ装置２４は、そのシリンダ本体２４０を隣
接する駆動部の一方に、またロッド２４１を他方の駆動
部にそれぞれ枢着接続し、隣接する駆動部どうしを連結
する。このシリンダ装置２４は隣接する駆動部間で１対
設けることにより、駆動部の左右の振れを適切に防止す
ることができる。隣接する駆動部間がシリンダ装置２４
で連結されることにより、装置の外縁部は環を構成する
ことになる。

なお、このシリンダ装置２４に代えスプリングを内蔵し
た伸縮体を連結部材として用いることもできる。

また、駆動部５の各走行ローラ６を管内壁に常に適切に
押し付けるようにするため、第５図に示すようにシリン
ダ本体２７０の後端にさらに別の小型のシリンダ装置５
１（シリンダ本体５１０）を連結し、このシリンダ装置
５１を介して駆動部５に連結するような構造とすること
ができる。

第７図は本発明の他の実施例を示すもので、溶接装置３
１および研磨装置３２を、連結梁ではなく装置前部また
は後部の走行体の駆動部５に設けたものである。

溶接装置３１および研磨装置３２は１８ｏ°反対側の駆
動部５Ａ□、５Ａ２の前面にそれぞれ取付けられている
。なお、これらの装置も第４図と同様、多軸アームを備
え、且つ管軸方向で所定の範囲スライド移動できるよう
になっている。

その他の構成は、上述した実施例と同様であるので同一
の符号を付してその説明は省略する。

第８図および第９図は本発明の他の実施例を示すもので
、各走行体の脚部４をスプリングにより管内壁に押し付
けるようにした形式のものである。

前記各脚部４は伸縮可能に構成され、一端がセンター部
３に固定されている。脚部４はセンター部３に固定され
た軸状の第１部材４１と、この第１部材４１にスライダ
ー４３を介してスライド可能に取付けられた第２部材４
２とから構成され。

このスライダー４３の第１部材４１に対するスライド移
動により伸長、縮小する。

前記スライダー４３は、第１部材４１のスライドガイド
部を嵌挿すべき取付穴を有しており、この取付穴を介し
て第１部材にスライド可能に取付けられている。なお、
第１部材４１のスライドガイド部は、スライダー４３の
回転を防止するため、断面角形状に構成されている。

この脚部４は、駆動部５を走行体径方向外方に付勢して
管内壁に押し付けるための手段を有している。本実施例
では第１部材４１にスプリング１５（コイルスプリング
）が外挿され、このスプリング１５がスライダー４３お
よび第２部材４２を介して駆動部５を付勢するよう構成
されている。本実施例では各脚部に２本のスプリング１
５が取付けられているが、管壁への必要な押圧力が得ら
れればスプリングは１つでもよい。なお、４４は各スプ
リング１５の一端側を係止するための係止部である。

前記駆動部５は第２部材４２の先端に設けられた走行ロ
ーラ６と、この走行ローラ駆動装置１６（モータ）と、
走行ローラのステアリング機構１７とからなっている。

前記走行ローラ６は、ブラケット１８を介して支持され
、該ブラケット１８に前記駆動装置１６が取付けられて
いる。

前記ステアリング機構１７は、ブラケット１８を支持し
、第２部材４２に回転可能に取付けられたステアリング
軸１９と、このステアリング軸に設けられたギア２０と
、主軸にこのギアに噛み合うピニオン２１を有し、第２
部材４２に取付けられた駆動モータ２２とからなってお
り、駆動モータ２２によりステアリング軸１９を回転さ
せることにより走行ローラ６のステアリングを行なう。

そして、この実施例でも両走行体１ａ、ｌｂの向かい合
った駆動部５間にはそれぞれ連結梁３０が設けられ、そ
のうちの１つに第４図に示すような構造の溶接装置３１
および研磨装置３２が設けられている。

また５本実施例のような形式の装置でも、溶接装置３１
および研磨装置３２を、第７図に示すように走行体の駆
動部５に設けるようにすることもできる。

次に以上のような補修装置の使用法および作用を第１図
ないし第４図に示すものを例に説明する。

装置は通常管内で組み立てられ、各駆動部５Ａ□〜５Ｂ
工の走行ローラ６が管内面に当接せしめられる。センタ
ー部３を挟んで対向する駆動部の各走行ローラ６は、伸
縮体２３Ａ　、　２３Ｂの作用によって管内面Ｂに圧接
され、これにより傾斜管における装置の保持作用が得ら
れる。装置は、伸縮体２３Ａ　、　２３Ｂの伸縮によっ
て対向する駆動部間の間隔を変化させ、これにより適用
する管の管径に応じて装置の外径を変化させることがで
きる。

伸縮体２３Ａ　、　２３Ｂの伸縮はこれを構成する１対
のシリンダ装置２７を同期して作動させることにより行
なうが、センタリング装置２５Ａ　、　２５Ｂの作用に
より、対向する駆動部の間隔の程度にかかわらず、セン
ター３は常に対向する駆動部間に位置し、この結果、装
置はセンター部３が複数の駆動部の常に中心に位置した
形状に保持される。

装置を動かす場合には、第１０図に示すようにステアリ
ング機構により各走行ローラ６の向き（走行方向）を管
径方向から管軸方向に傾けた状態（ステアリング角度を
付した状態）とする。

そして、この状態で各駆動部５の走行ローラ６を駆動さ
せると、装置は管周方向に沿って回転しながら上記ステ
アリング角度により管軸方向に移行する。各駆動部５の
動作をみると、これらは管内面Ｂに沿って螺旋上に走行
することになる。

走行中管径が変化する場合でも、これに応じて伸縮体２
３Ａ　、　２３Ｂが伸縮し、各駆動部５の走行ローラ６
を常に管内面に圧接させる。

第６図は、本発明装置による溶接補修作業状況を示した
もので、装［Ａは、連結棒３９を介してシールドガスボ
ンベ等を搭載した台車４０を牽引している。連結棒３９
は装置ｔＡにロータリコネクタ４５を介して連結される
。シールドガスは供給管４６およびロータリコネクタ４
５を経て装置Ａの溶接装置３１に供給される。

また、４７は安全ワイヤ、４８は電源ケーブル。

４９はこの電源ケーブルの案内管であり、電源ケーブル
４８も前記ロータリコネクタ４５を介して装置Ａに接続
されている。

溶接補修作業を行なう場合、装置Ａは第６図に示すよう
にして欠陥場所まで走行し、溶接装置３１および研磨装
置３２が届く範囲で停止する。連結体２に設けられたＴ
Ｖカメラ３７により監視しながら、遠隔操作によりまず
研磨装置３２を補修位置までスライド移動させ、補修箇
所の研磨を行なわせφ。研磨作業終了後、研磨装置３２
を移動させて、こんどは溶接装置３１を補修箇所享で移
動させ、溶接作業を行なわせる。

なお、溶接補修を行なう場合、装置Ａの走行停止後、走
行電源を溶接電源にリレーで切り替え、研磨、溶接作業
を行なう。

〔発明の効果〕

以上述べた本発明によれば、安定した構造を有するため
、補修用の装置類を搭載しつつ傾斜管を安定して走行で
きるだけでなく、ベンド部や凹凸部を走行する際もバラ
ンスを崩して倒れるようなおそれがほとんどない。また
所定の間隔を有する両走行体の走行ローラが装置全体を
管壁に対して支えるため、走行ローラの管壁に対する押
圧力を小さくでき、このため走行抵抗を減少させ、少な
い動力で走行させるとかできる。そして、補修箇所で適
宜走行を停止させ、溶接補修を能率的に行なわしめるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本発明の一実施例を示すもので、
第１図は側面図、第２図は正面図、第３図は第１図中ｍ
−ｍ線に沿う断面図、第４図は溶接装置および研磨装置
の斜視図である。第５図は伸縮体の他の実施例を示す説
明図である。第６図は第１図ないし第４図に示す装置に
よる溶接補修作業状況を示す説明図である。第７図は本
発明の他の実施例を示す側面図である。第８図および第
９図は本発明の他の実施例を示すもので、第８図は正面
図、第９図は第８図■−■線に沿う断面図である。第１
０図は走行ローラのステアリング方向を示す説明図であ
る。第１１図（ａ）　、　（ｂ）は従来の管内走行装置
を示すもので第１１図（ａ）は正面図、第１１図（ｂ）
は側面図である。第１２図（ａ）　、　（ｂ）は本発明
者等が先に提案した走行装置を示すもので、第１２図（
ａ）は正面図、第１２図（ｂ）は側断面図である。 図において、１．ｌａ、ｌｂは走行体、２は連結体。 ３はセンター部、４は脚部、５は駆動部、６は走行ロー
ラ、３０は連結梁、３１は溶接装置、３２は研磨装置を
各示す。 第１図 第　　２　図 ■ 第 図 第 図 第 図 ２日 第 図 第 図 第 図 第 図 ｒで ― 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 センター部、該センター部から外方に向か って放射状に設けられる３本以上の伸縮可能な脚部およ
   び該脚部の先端に設けられる駆動部を備えた１対の平行
   な走行体と、該走行体をそのセンター部を介して連結す
   る連結体と、前記走行体または走行体間に設けられる連
   結梁に取付けられる溶接装置および溶接前処理用の研磨
   装置とからなり、前記各駆動部は走行ローラ、該走行ロ
   ーラの駆動装置およびステアリング機構を備え、前記脚
   部により駆動部を管内壁に押し付け得るよう構成されて
   なる大径管内補修装置。