JPH0257974A - 管内走行装置 - 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、管壁面の腐食、損傷、亀裂などの検査用の各
種探触子を管路内に走行させる管内走行装置に関するも
のである。

〔従来の技術〕

従来、管壁面の腐食、管壁の亀裂、管壁の凹みなどの検
査に適用される非破壊検査法には、超音波探傷法、放射
線透過探傷法、渦硫探傷法、目視探傷法など数多くある
が、このうち管路を外部から検査を行なうことが困難な
地中埋設配管、海底配管などの場合、その管外壁部の検
査を管内面から行なうことのできる超音波探傷法が最も
すぐれている。

この超音波探傷法において最も精度の高い探傷を行なう
には、探触子の振動面を常に検査面に対して垂直状に保
持されることが、超音波を検査面に垂直に入射するため
に必要であるが、探触子を管壁面に対し垂直状に保持し
ながら管路内を走行する装置は、未開発であり、管内走
行装置に関する従来技術の中には見当らない。

一方、走行装置の中心軸を管軸上に位置させるために、
管周壁に当接すべく広がり傾向が付与された複数のソリ
状部材を放射状に均等間隔で配設し、その部材の滑動に
より管内を走行するようにした管内調査装置に関する実
開昭６２−１６５５４９の考案がなされているが、この
場合、放射状に配設した複数個、例えば３個のソリ状部
材のうちの１個が分岐管の分岐口にはまった場合、３個
のソリ状部材の管壁面に対する圧接力のバランスがくず
れ、３個のソリ状部材の中心軸が大きく移動するという
問題があり、これは管路内に突起部が存在する場合も同
様であり、しかも下側のソリ状部材にその装置の自重が
かかり、装置の中心軸が管軸に一致しないという問題が
あった。

また、測定器を搭載した本体を、その本体の外周に軸受
を介して回転可能に取付けられた受圧カップの周方向で
の変位にかかわらず、周方向で常に一定の姿勢に維持す
るように、その本体に偏心ウェイトを取付けた管内走行
体に関する特開昭５９−２００９５９の発明がなされて
いるが、このような管内走行体では、本体に複数の探触
子を取り付けるか、または管周方向を数回に分けて探査
を行なっているため、多数の探触子を設ける必要があっ
たり、探査作業に長時間を要するという問題があった。

〔発明の目的〕

本発明は、前記従来の問題点を解消するためになされた
ものであり、管内走行装置に装着した超音波探傷用また
は各種探査用の探触子が常に管壁面に対して垂直状を保
ちながら、１個または小数個の探触子で管壁面全面のど
この点でも接近して探査しながら移動できると共に、そ
の探触子の垂直状保持が直管でも曲管でもその管路の形
状や、管壁内面の凹や、分岐部などの異常にも左右され
ずになされうる管内走行装置を提供することを目的とし
たものである。

〔発明の概要〕

上記の目的を達成するための本発明の管内走行装置は、
管壁面検査用の探触子などを有する探触子保持体部を設
けた本体部の前後に、その本体部の長手方向に延長した
中心軸を常に管軸に一致させるように求心しながら走行
する求心機構部を、前後に少なくとも各１組設けるこ４
により構成され、これにより管内走行装置の長手方向の
中心軸を常に管軸上に位置させ、探触子が常に管壁面に
対し垂直状を保つようにしている。

なお、上記求心機構部は周方向に拡がろうとする複数個
のリンク機構を均等間隔で放射状に配設した集合体であ
り、探触子保持体部の中心軸を軸支するようにしており
、またこれらリンク機構が管壁と接する先端部には車輪
や滑走片等の走行具を設けて、走行自在としている。

また、上記本体部の中央部分にある探触子保持体部には
、本体部の中心軸をその軸心として回転自在な回転体と
、その回転体の円周上の一点から常に周方向に押圧力を
付与されている延長棒と、その延長棒の管壁面に近接す
る部分に取付けられた探触子保持体及び複数のキャスタ
ーの車輪とを介して探触子を設けることにより、その探
触子を管壁に、より垂直に向けるようにできるものであ
る。

以上の構成からなる本発明の管内走行装置では、中心軸
の回りに均等間隔で放射状に配設されたリンク機構がそ
の先端に取付けられた走行具を介して管壁を均等に押圧
し、これにより中心軸を常に管軸上に保持するように作
用する。

また、上記走行具に車輪を使用すれば、管内長手方向の
移動が自由に行なわれる。

上記車輪の軸は、リンク機構の固定軸支点がつくる面上
を揺動し、常時周方向に押圧力を付与されており、車輪
の軸の前記揺動は固定軸支点がつくる面からはずれるこ
とがないので、中心軸を常に管軸上に保持する作用は安
定的に働き、それを確実にしている。

また、上記車輪の揺動動作は一体的に行なわれるので、
複数個ある車輪のうちの１個の車輪が分岐管の分岐口に
はまったりしても、全ての車輪軸が一体的に同位置を周
方向上にとろうとするので、管軸上にある中心軸はその
位置を変えることはない。

次に、本体部の前後に固着している中心軸が上記求心機
構部によって支持されるので、直管内にある本体部の中
心軸は管軸上にあり、このことは、中心軸が管壁面と平
行状にあることを意味し、更に、本体部の中央点からお
ろした垂直線は管壁面に対しても垂直線であることを意
味している。

また、管路が直管でなく、曲管であっても、本体部の中
央点から垂下した垂直線は、その垂下線が曲管の円弧壁
面と交わる点に描いた接線に対してやはり垂直線となる
。

以上のことから、管路が直管であれ、曲管であれ、求心
機構部をその前後に配設した本体部の中央点から垂下し
た垂直線は管壁内面に対して常に垂直線となる。

次に、探触子保持体部の先端部には、首振り自在に取り
付けられた、例えば３個のキャスターの各車輪が一体と
なって周方向に伸縮自在になっているが、常時管壁面に
圧接する押圧力を受けており、これらキャスターの車輪
軸同志が含む面は、対応する管壁面に対して常に平行状
にある。

このことから、３個のキャスターの車輪で囲まれる中央
部に装着した探触子は、各車輪同志が含む面に対して垂
直状に装着されているので、管壁面に対しても常に垂直
状を保持する。

なお、上記一体になった３個のキャスターは、本体部の
管内移動に従順に追従するようになっている。

更に、探触子保持体部は、本体部の中心軸を自己の軸心
として本体内の駆動装置によって回転させられる一方で
、求心機構部により管路の長手方向に前後進できるので
、探触子保持体部の先端部に装着した探触子は管壁面の
いがなる。

点にも接近することができる。

以上により概要を説明した管内走行装置は、前後に各１
組以上膜げた求心機構部により本体部の中心軸を常に管
軸に一致せしめることにより、この中心軸の中央点から
周方向に垂下した線は常に管壁面に対して垂直となる。

更に、何等かの理由で、中心軸の中央点から周方向に垂
下した線が、上記のように管壁面に対し素直に垂直にな
らない場合、その補正手段として、本体部の中央に設け
た被回転駆動の探触子保持体部の先端に、常に管内壁面
に接する複数、例えば３個のキャスターを一体にして装
着した探触子保持体を首振り自在に取り付けることによ
り、その探触子を管壁に、より垂直に向けるようにその
垂直状維持を強化している。

即ち、本発明の管内走行装置は、ただ１個または必要最
少限の個数の探触子で、その探触子を管壁面に対し常に
正確な垂直状を保持しながら管壁面全面に対する探査を
可能にしたものである。

〔実施例〕

以下図面を参照して本発明の好適実施例を説明するが、
第１図の実施例１における管内走行装置（以下の説明で
は本装置と略称する）は、検査用機材等を収納する本体
部Ａと、この本体部Ａを支持して管壁２１内を走行する
求心機構部Ｂと、本体部Ａの中央部に介在して探触子１
５等を保持する探触子保持体部Ｃとから構成されている
。

まず、上記本体部Ａは、検査用機材をその内部に収納す
る円筒形のｌａ、ｌｂで示す前後の本体からなり、これ
ら本体１ａ、Ｉｂの前後に伸長した中心軸２が本体１ａ
、ｌｂを貫通することなく本体部Ａに固着しており、こ
の固着部には、各本体１ａ、ｌｂ内への流体侵入を防止
するシール機構１８を設けている。

また、求心機構部Ｂとしては、寸法的にも機能的にも全
く同一な前後各１組の求心機構部Ｂが前後に設けられ、
従って、ここでは１組の求心機構部Ｂの構成要素につい
て説明する。

まず、本体部Ａの中心軸２上を長手方向に進退自在に摺
動する集腕体３と、集腕体３上の軸支点４に回転自在に
軸着した腕５と、一端に車輪６を回転自在に軸支し、そ
の他端が前記腕５の端部軸支点７に回転自在に軸着する
腕８と、本体１ｂの端部に設けた突片９の軸支点１０に
その一端が回転自在に軸着し、他端が前記腕８上の点１
１に回転自在に軸着する腕１２と、上記軸支点４及び軸
支点１０を連結し、車輪６に周方向の押圧力を付勢する
弾性体１３とにより構成される１組のリンク機構を少な
くとも３組以上、中心軸２の回りに等間隔で放射状に配
設して１組の求心機構部Ｂとしている。

次に、探触子保持体部Ｃには、本体部Ａの中央部、即ち
、本体１ａ、ｌｂに挟まれた部分に介在し、中心軸２を
その軸心とする円盤状の回転体１４を設け、この回転体
１４を本体１ａ。

１ｂに内蔵する図示していない回転駆動装置によって回
転させている。

また、この回転体１４の円周上の任意の一点に装着した
探触子１５は周方向に向けて装着されている。

なお、前方側の本体１ａの中心軸２の先端部には被牽引
用掛具１６が装着されており、後方側の本体１ｂの中心
軸２は、その芯部が中空で、本体部Ａに内蔵の検査用機
材に接続する信号用ケーブル及び電力用ケーブル１７を
通すことができる。

次に、上記実施例１の本装置の作用を説明すると、求心
機構部Ｂの一構成部材である集腕体３が中心軸２上を進
行方向の前後に摺動すると腕５，８．１２からなるリン
ク機構により車輪６は、傘の開閉動作に似た動作で揺動
する。

ここで、車輪６の上記の揺動、厳密には車輪軸２０の周
方向の揺動は、本体端部に設けた軸支点ｉｏ、ｉｏ’、
　　・・・を含めてつくる面上に常にある。

前記軸支点１０．１０’、　　・・・を含めてつくる面
が中心軸２の延長線と交差する点１９から各車輪軸２０
．２０’、　　・・・に至る各々の長さを同一とするこ
とができるが、これは、１組の求心機構部Ｂを構成する
複数のリンク機構の各同種部材の寸法を同一にし、各部
材の組立て方も同一にすることによって容易に可能であ
る。

また、求心機構部Ｂを構成する複数のリンク機構の固定
側軸支点ｉｏ、ｉｏ’、　　・・・と、可動側軸支点４
．４’、　　・・・は各々力の作用する点が同一である
同一部材に設けられているので、１個の車輪６の周方向
の揺動で、同時に他の全ての車輪６も周方向に一体的に
揺動することになり、この場合、揺動する距離もそれぞ
れ同一である。

即ち、１車輪が単独で、しかも他の車輪６の揺動距離と
違った距離の揺動はせず、このことは１個の車輪６が分
岐管の分岐口にはまっても、他の車輪６の支持により求
心機構部Ｂの中心軸２の周方向の変動はなく、常に管軸
上にあることを意味する。

ここで、車輪６は、弾性体１３により腕５゜８．１２を
介して周方向の押圧力が作用しているので管壁２１の内
面に適度な強さで圧接しながら転がることになる。

以上のごと（上記実施例１の本装置では、常に管軸上に
その中心軸２を保持しようとする求心機構部Ｂを本体１
ａ、ｌｂの前後に各１組配役して、その中心軸２を軸支
するので、本体１ａ、ｌｂの中心軸２が常に管軸上を保
持しながら本装置は走行する。

また、管軸とその中心軸２とが一致する本装置において
は、中心軸２の中央点２２から管壁２１の内面に向って
垂直におろした垂下線は、中心軸２に対しても、また各
壁２１の内面に対しても垂直線となっている。

上記のことは、第１図に示す直管については勿論のこと
、第２図に示す曲管についても成立する。

即ち、本装置の中心軸２の中央点からおろした垂下線２
５は曲管壁内面との交点２６にて引いた接線２７に対し
て垂直線となるからである。

この場合、本装置の中心軸２の延長線と上記垂下線２５
との交点２８は円弧管軸上を走行することになる。

上記垂下線２５の位置に探触子保持体部Ｃを搭載した本
装置は、探触子１５を常に管壁２１の内面に対して垂直
状に向けながら管内走行ができる。

また、探触子保持体部Ｃは中心軸２をその軸心として回
転するので、探触子保持体部Ｃに装着した探触子１５は
、円回転も、管の長平方向の進退移動もできる。

従って、螺旋状探査及び特定位置持続直行探査など各種
探査走行で管壁２１の内面探査が可能である。

なお、本装置によれば、管内全域の探査を、ただ１個の
探触子１５で、その探触子１５を管壁２１内面に対して
垂直状に保ちながら行なうことができるが、必要によっ
ては２個以上の探触子１５を設けてもよい。

次に、第３図の実施例２における本装置を説明するが、
実施例２の本体部Ａ、求心機構部Ｂは実施例１の構成及
び機能とほぼ同じであり、探触子保持体部Ｃの構成のみ
が実施例１と異なっているので、相違部分のみを説明す
る。

まず、探触子保持体部Ｃは、実施例１と同様な構成の円
盤状の回転体１４と、回転体１４の円周上の一点から周
方向に延びた延長棒３１と、延長棒３１の先端に首振り
自在に取り付けられた探触子保持体３２と、この探触子
保持体３２の中央部の図示していない探触子装着具を取
り囲むように配設して、一体的に形成された複数、例え
ば３個のキャスター３３．３３’　　３３“を転動自在
に三角形状に配設した複数の車輪とで構成している。

なお、上記延長棒３１は円周方向に伸縮自在に可動にな
っているが、通常は回転体１４に内蔵された弾性体によ
って、管壁２１の内面に向う力を付与している。

また、上記キャスター３３．３３’、３３“のうちの１
個のキャスター３３は先導側に、他の２個のキャスター
３３”、３３“は追従側にそれぞれ配設している。

そこで、上記の探触子保持体３２は延長棒３１により常
に管壁２１の内面に向う力を受けているので３個のキャ
スター３３．３３’、３３“を介して管壁２１の内面に
常に接するよう力を付与されている。

なお、探触子装着具は探触子１５を容易に着脱できるよ
うに形成されているが、管内走行中に探触子１５が簡単
に脱落することはなく、また、この探触子装着具に探触
子１５を装着した状態では、探触子１５は周方向に向い
ている。

次に、上記の構成からなる実施例２の本装置の作用につ
いて説明するが、まず、一般に、管壁２１の内面に大き
な異物が付着しているような場合において、本装置の中
心軸２が管壁２１の内面に対して仮りに正確な平行が保
てなくなったとしても、探触子１５の向く方向を常に管
壁２１内面に対して垂直状にさせることが要求されるが
、この実施例２は上記の要求を満足する手段を設けたも
のである。

そこで、探触子保持体３２は常に管壁２１の内面に圧接
しながら転がるので、管壁２１の内面を離れて浮上する
ことはない。

また、３個のキャスター３３．３３’、３３“の車輪は
同径であり、これら３個の車輪を含む平面に対し、探触
子１５の向く方向が常に垂直状となるように一体的に形
成されているので、キャスター３３．３３’、３３“の
車輪軸でつくる平面が管壁２１の内面に対して平行なら
ば、探触子１５は管壁２１の内面に対し垂直状を保つこ
とになる。

次に、３個のキャスター３３．３３’、３３”と探触子
装着具とを一体的に形成した探触子保持体３２は、延長
棒３１の先端部と首振り自在に結合されているので、た
とえ本装置の中心軸２が管軸に一致しなくても、即ち本
装置の中心軸２が管壁２１の内面と平行状態でなくとも
、３個のキャスター３３．３３’、３３”の車輪軸でつ
くる平面は管壁２１の内面に対して平行を保持すること
ができる。

このことは、本装置の中心軸２が仮りに管壁２１の内面
に対して平行でなくなったとしても、探触子１５は常に
管壁２１の内面に対して垂直方向に向いていることを意
味する。

また、探触子保持体３２の３個のキャスター３３．３３
’、３３”は回転体１４の回転にも、そして本装置の管
路長手方向の走行にも忠実に追従する。

従って、本装置に装着した探触子１５は、常に管壁２１
の内面に対して垂直方向に向くことを維持しながら、管
壁２１のあらゆる点に近接することができる。

この場合、探触子の探査走路としては、管内の螺旋状走
路、一定位置維持の長手走路などがある。

なお、前記各実施例の本装置は、矢印Ｐで示す被牽引型
のものとしているが、求心機構部Ｂの車輪６を駆動輪と
することにより、本装置の自走式にすることもできる。

また、各実施例で使用している弾性体１３は、コイル状
スプリング等の機械式のものに限定するものではなく、
流体圧利用のもの、または電磁利用のものなど、どのよ
うなものを使用してもよい。

更に、後方側の本体１ｂの中心軸２内を信号用ケーブル
及び電力用ケーブル１７を通して、検査データの管外伝
送及び検査機器用電力の供給等を行なうようにしている
が、本体部Ａ内に測定した検査データ記録装置や、電源
装置を内蔵すれば、前記実施例のごとく信号用ケーブル
及び電力用ケーブル１７の本体ｌｂ内への導入が不要と
なる。

また、各実施例で本体部Ａを前後に本体１ａとｌｂとで
構成しているが、２個以上の本体連結も可能である。

更に、探触子保持体部Ｃに装着できる探触子１５として
は、超音波探傷用の探触子などの探触子１５のみに限定
する°ものではなく、他の各種検査装置の探触子や測定
装置の探触子等も装着可能であり、例えば、探触子とし
てテレビカメラの装着も基本的には可能である。

〔発明の効果〕

以上に説明したごとく、本発明の管内走行装置では、求
心機構部の求心作用により、走行装置の本体の中心軸は
管軸上に位置させることができ、探触子を常に管壁内面
に対して正確な垂直方向に向けながら管内のあらゆる個
所の探査ができるという効果がある。

また、本発明の管内走行装置は管路の直管部や曲管部の
いずれにおいても中心軸の中心部から管壁内面に垂下し
た線は管壁内面に対して垂直線となり、更に、管壁内面
の凹凸部などの異常にも左右されずに正確な探査が行な
えるという利点がある。

更に、本発明の装置では、１個または最少銀の個数の探
触子で管壁面の全面を探査できるという利点もある。

特に本発明の装置では、管路の内径がテーバ状に途中で
変化している場合でも、円滑、かつ正確な探査ができる
という利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の実施例１における管内走行
装置の一部断面で示す側面図であり、第１図は直管路部
分での使用状態を、そして第２図は曲管路部分での使用
状態を示しており、第３図は実施例２における管内走行
装置の一部断面で示す側面図である。 ｌａ、ｌｂ・・・本体、２・・・中心軸、１４・・・回
転体、１５・・・探触子、２１・・・管壁、３２・・・
探触子保持体、３３．３３’、３３”・・・キャスター
、Ａ・・・本体部、Ｂ・・・求心機構部、Ｃ・・・探触
子保持体部。 代理人　弁理士　小　川　信　−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、管壁面検査用の探触子を有する探触子保持体部を設
   けた本体部の前後に、その本体部の中心軸を常に管軸に
   一致させながら走行する求心機構部を、少なくとも前後
   各１組設けた管内走行装置。 ２、管壁面検査用の探触子保持体部を、本体部の中心軸
   を軸心として回転させる請求項１記載の管内走行装置。 ３、管壁面検査用の探触子部分に、管壁内面に常に接す
   る複数のキャスターを転動自在に設けて、その探触子を
   管壁に、垂直に向けるようにしている請求項１または２
   記載の管内走行装置。