JPH04154470A - 管内移動装置 - 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」 本発明は管内移動装置に関わり、特に、一対の支持体が
交互に管内壁を支持しながら互に接離動作を繰返して移
動する管内移動装置に関する。

「従来の技術」 従来より、管内を自走する装置は多くは見られなかった
。その一つに、フレキシブル管により走行車輪を有する
自走体を複数個接続した自走装置が提案されている（科
学技術誌ＭＯＬ、第２９６号、昭和６１年１２月１日オ
ーム社発行）、該自走装置は、２両の先頭車、４両の駆
動車、各１両のギアー車及びモーター車、１両のコネク
ター車、４両の駆動車、各１両のギアー車及びモーター
車と思われる車両、各１両のコネクター車、センサー車
及びコネクター車の編成から成り、信号ケーブルを牽引
して口径５０ｍｍおよび１００ｍｍの鋼管を自動検査す
るロボットと報じられている。換言すると、目的とする
１両のセンサー車を管内に導入・走行させるために、８
両の駆動車と９ｉｉ４の支援車を編成し、合計１８両の
長大な連結体を提案している。

「発明が解決しようとする技術的課題」さて前記した自
走装置に於ては、寡聞にしてその後の進展を耳にしない
が、４両の駆動車を２編成も導入しなくては成らなかっ
たところからすると、基本的に車輪による管内走行は該
車輪の粘着牽引力に問題を含んでいたものと愚考する。

即ち、第１に車輪が常に下方に位置させる事が困難で。

車両の自重を車軸荷重とすることは出来ない、第２に、
駆動車輪と反対側に軸重を付勢する車輪を設けるにして
も、管内径が一定でない使用中の鋼管では、−工夫の要
るところである。一般に内部にスケール等の沈渣に逆ら
って車輪を自走させる為には、多くの課題を解決しなく
ては成らない。

本発明は、従来技術の欠点に鑑がみ比較的簡単な構成で
、即ちメンテナンスが容易な、内径が均一でない直管内
・曲管内を前進・後退し、而も、管内清掃等管壁に物理
的作用を及ぼすアタッチメントを装備してもその反作用
に耐えて作業を推行可能な移動装置を提供する事を目的
とする。

「課題を解決するための技術手段」 本発明は、主軸に摺動自在に嵌合させたーの支持体を有
し、該主軸に固定させた他の支持体を有し、前記いずれ
か一方の支持体が交互に管内壁面を支持しながら、一の
支持体が主軸に沿って他の支持体側に向け接離動作を繰
返し可能に構成した事を特徴とするものである。

尚、管内壁面を支持する為に空圧ピストン機構により管
半径方向に伸縮自在に構成した少なくとも３本の脚部材
を設け、両支持体の接離動作の為に両支持体間に空圧ピ
ストン機構を設けるなら、管内壁面の支持動作及び支持
体の接離動作は、該空圧ピストンを５方電磁弁等を介し
て従来技術のシーケンサにより制御可能である。

また、前記主軸内に円筒孔を設けるか、若しくは外周に
ステーを設けて管内検査若しくは管内に所定の作用を及
ぼすアタッチメントを取付可能に構成したことを特徴と
するものである。

「作用」 かかる技術手段によれば、一対の支持体に於て一の支持
体で管内壁を支持しているときに他方の支持体を前進・
後退させ、次いで、他方の支持体で管内壁を支持させな
がら一の支持体を前進・後退させるサイクルを繰返す事
により装置全体を前進・後退を行せしめる事が可能にな
る。

而も、本発明による移動装置の移動は、常に何れか一方
の支持体が管内壁を支持しているので、不安定な車輪の
粘着牽引力に頼ることなく、確実な移動を保証する。

更に、管内壁に物理的な作用を及ぼす管内清掃に在って
も、その反作用に耐え得るよう圧縮空気源の圧力を高め
るか、シリンダ径の大きいピストン機構を選択する等、
好適な支持力を準備する事が出来る。

なお、−股上下水道用の鋼管・土管であれば、動作媒体
として気体、特に空気を使用でき、外部に漏洩しても同
等悪影響を及ぼす事無く、また、自由に排気可能である
ので、簡単な構造と容易なメンテナンスが可能となる。

更に、移動装置が通過可能の曲管の最小曲率は。

前脚と後脚との間の最大距離、及び両前後脚の最小縮退
距離により決定されるので、如何なる曲管にあっても曲
率半径に応じて適宜寸法の移動装置を選択する程度の配
慮により解決し得る。

「実施例」 以下、図面に基づいて本発明の実施例を例示的に詳しく
説明する。但し、この実施例に記載されている構成部品
の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な
記載がない限りは、この発明の範囲をそれのみに限定す
る趣旨ではなく単なる説明例に過ぎない。

第１図は本発明の実施例に係る管内移動装置を含む全シ
ステムの構成図である。

同図に於て、１は本発明の管内移動装置、２は伸縮用弁
で前後支持体を伸縮する為に圧縮空気を分配する電磁５
方弁、３．４は夫々前脚用弁、後脚用弁で前脚５０ａ、
後脚５０ｂを伸縮させるために圧縮空気を分配する電磁
５方弁である。該圧縮空気は圧縮空気源５よりホース５
ａから分岐したホース５ｂ、ホース５ｃ及びホース５ｄ
を介して、２．３及び４の多弁に供給される。

又、２．３及び４の多弁には、コントロール装置６及び
操作板７で制御された電圧がケーブル６ｂ、６Ｃ及び６
ｄを介して印加され、前記多弁は該電圧が印加されたと
きは、ホース２ａ、３ａ及び４ａに、無印加のときはホ
ース２ｂ、３ｂ及び４ｂに送気すべく作動する。前記ホ
ース２ａ、３ａ及び４ａ並びにホース２ｂ、３ｂ及び４
ｂの他端は移動装置ｌに接続されており、前記制御電圧
に応じて送気した圧縮空気により移動装置ｌを所定の動
作を行う。

尚、電圧印加時に於て前記ホース２ａ、３ａ及び４ａが
圧縮空気源５と連通し、該圧縮空気は、前記支持体内に
設けられたピストンボアの内ピストンにより区切られた
ーの部屋に導入されピストンを動作させる。他の部屋に
在った圧縮空気は、ホース２ｂ、３ｂ及び４ｂを介して
前記答弁２．３及び４に連通し排気される。この状態は
、次に無印加状態に成るまで続き、前記印加状態と逆の
状態は、更に次の印加状態に成るまで維持継続される。

管内移動装置１は、管内を移動するに当り次の構成要素
を管内に導入・牽引する。即ち、前記答弁２，３，４、
及びそれらを接続する前記ホース２ａ、　３ａ、　４ａ
並びにホース２ｂ、　３ｂ、　４ｂ、及び前記答弁２，
３．４に接続された圧縮空気源５よりのホース５ａ並び
にケーブル６ｂ、　６ｃ、　６ｄを管内に導入・牽引す
る。言換えると圧縮空気源５、コントロール装置６、操
作板７及び電源装置は管外にあって、該管内移動装置を
支援・制御する。

第２図は、管内移動装置ｌを示す正面図（ａ）、後側面
図（ｂ）、前側面図（Ｃ）、及び正面図（ａ）に於いて
Ａ−Ａ面より見た前支持体の後側を示す断面図（ｄ）か
ら成る。

第２図（ａ）に基づき、管内移動装置１の詳細構成につ
いて説明するに、 ｌＯは前支持体、２０は後支持体、３０は該前支持体１
０・後支持体２０を連結する主軸であり、主軸３０の一
端は複数のねじ３２により前支持体ｌＯに固定されてお
り、後支持体２０は主軸３０を摺動自在に嵌合されてい
る。

４０は伸縮ピストン機構で、該前支持体ｌＯ・後支持体
２０を伸縮させる機構である。即ち、後本体２１には伸
縮用ピストンボア１２が削設されており、該ピストンボ
ア１２には伸縮用ピストン４１が摺動自在に挿入され、
伸縮用ボア蓋４４及び止め輪４５により気密保持される
。該ピストンボア４１内の伸縮用ピストン４１の両側に
は緩衝リング４２．４３を設け、他の一端は、２組のゴ
ムワッシャ４６、ワッシャ４７及びナツト４８により前
本体１１の一角に設けられたステー１６に固定される。

尚、伸縮用ピストンボア１２は、該ピストンボア１２の
一端面に設けられた伸縮用伸側導通孔を介して伸縮用伸
側管継手２４に導通しており、該ピストンボア１２の他
の端面に設けられた伸縮用線側導通孔（不図示）を介し
て伸縮用件側管継手２５に導通している（第２図（ｂ）
参照）。

更に、脚機構５０の一例として前脚部機構５０ａを第２
図（Ｃ）に基づいて説明すると、５１は脚ピストン、５
２及び５３は弾性を有する緩衝リング、５６は頭部に緩
衝ゴム５７を設けたアダプタで該脚ピストン５１の他端
にねじ５８により固定されており、脚部ボアｌ！５４、
ねじ５５により前本体１１に固定される。

前本体１１には、該脚ピストン５１を摺動自在に受は付
ける脚部ピストンボア１２が削設されており２脚部伸側
導通孔１３を介して前脚用伸側管継手１４に導通してお
り、該脚部ピストンボアの他の面の脚部縮側導通孔（不
図示）を介して前脚用線側管継手１５に導通している。

本実施例によると、同様の前脚機構５０ａを他に２脚、
合計３脚を前本体１１に設ける。

また、後本体２１にも同様な後脚機構５０ｂを３脚設け
、該ピストンボア（不図示）は夫々、後脚用伸側管継手
２６及び後脚用線側管継手２７に導通する。

更に主軸３０には、２枚の回動体６１．６２を回動自在
に軸支し、該回動体６１．６２の周面に３本のリンク軸
６４を間に挟みリンク６３の一端を軸支する（第２図（
Ｄ）参照）、一方、脚ピストン５１には、脚部ボア蓋５
４から少なくとも該脚ピストン５１のストローク長さだ
け離れた個所にピストンアーム６５を前記回動体６１．
６２側に延出し、延出光に前記リンク６３の他の一端を
軸支し、ワッシャ６６及びナツト６７により離脱不能に
固定する（第２図（Ａ）参照）、同様のリンク機構は、
他の脚ピストン５１にも設け、前本体１１の３本の脚ピ
ストン５１に設けた各１個のピストンアーム６５、これ
に軸支するリンク８、軸６４、ナツト６７等並びに１組
の回動体６１．６２を以て、前支持体ｌＯのリンク機構
６０が構成される。

尚、上記リンク機構６０と同様の構成で、後支持体２０
のリンク機構７０が構成される。

かかる機構によると、３本の脚ピストン５１の伸縮が一
の圧縮空気源により動作しながら、それらの伸縮距離は
、リンク体６０の回動体６１．６２の回動角度に応じて
、主軸３０の中心線から常に等距離になる。

更に、直線上の移動ばかりでなく、曲管に於ても同様に
主軸３０の中心線から常に等距離に支持しながら移動可
能である。移動装置１が通過可能の曲管の最小曲率は、
前脚５０ａと後脚５０ｂとの間の最大距離、及び両前後
脚の最小縮退距離により決定されるので、曲管の曲率半
径に応じて適宜移動装置１を選択する事になる。

また、好適な長さのアダプタ５６を選択することにより
、管内径の違いに容易に対応することが可能である。

更に、該前支持体ＩＯ・後支持体２０を伸縮させる機構
である伸縮ピストン機構４０及び脚機構５０（前脚機構
５０ａ及び後脚機構５０ｂ）を伸縮させることで。

管内移動装置ｌを管内に於て移動可能となる（第３図参
照）。

即ち、先ず初期状態として各電磁５方弁（伸縮用弁２・
前脚用弁３・後脚用弁５）を介して伸縮用ピストン４１
を伸側に、前脚機構５０ａ、後脚機構５０ｂ合計６本の
脚ピストン５１を線側に動作させる（Ｓｔｅｐ　１）、
管内移動装置１を管内に挿入する０次いで操作板７によ
り前進を選択すると、コントロール装置６内のプログラ
ムにより下記サイクルを始める（Ｓｔｅｐ　２）、即ち
、前脚機構５０ａ、後脚機構５０ｂ双力を伸し、管内径
と移動体１との適合を見る（必要ならばアダプタ５６を
好適な長さの物と取替える。　５ｔｅｐ　３）、後脚機
構５０ｂを縮める（Ｓｔｅｐ　４）、伸縮ピストン機構
４０を縮める（前支持体１０に後支持体２０を引寄せる
。　５ｔｅｐ　５）、後脚機構５０ｂを伸す（Ｓｔｅｐ
　６）、前脚機構５０ａを縮める（Ｓｔｅｐ　７）。

伸縮ピストン機構４０を伸す（前支持体ｌＯをストロー
ク分だけ前進させる。５ｔｅｐ　８）、前脚機構５０ａ
を伸す（Ｓｔｅｐ　９）、最後の（Ｓｔｅｐ　９）は最
初の（Ｓｔｅｐ３）と同じ状態であるので、操作板７に
よる停止の選択（Ｓｔｅｐ２０）が指令されるまで（Ｓ
ｔｅｐ　４）　〜（Ｓｔｅｐ９）のステップを−サイク
ルとして繰返し、途中の（Ｓｔｅｐ　８）で管内移動装
置ｌが前進する。

尚、各ステップに先立ちタイマを動作させて前進速度の
調節を行うが、これは操作板７により（Ｓｔｅｐ４０）
　〜（Ｓｔｅｐ４３）の選択ステップを介して、予めセ
ットした各段階（スピード１〜スピード３）の速度を、
移動装置１の動作（或いは移動装置ｌにより行う作業）
の確実性と作業能率との見合いで選択される。

以上、前進の場合について述べたが、移動装置ｌの後退
に付いても同様の思想で達成出来、そのサイクルを（Ｓ
ｔｅｐ５２）　〜（Ｓｔｅｐ５９）に示した。

以上のサイクル及び操作板７からの指令を受付けて判断
作業を行うコントロール装置６は、基本的には従来技術
のシーケンサで十分であり、例えば、ＣＰＵにＨＤ６３
０３ＸＰを、メモリーに２７０６４、リセットにＴＡ８
０００５等のｒｃにより構成し、第３図のフローチャー
トに基づくプログラムを、例えば、アッセンブラ言語で
組み上げれば可能となる。

また、該操作板７は、前進選択、後退選択、走行、停止
、前進スピード変更、後退スピード変更、テストモード
選択、フリーモード選択等のキーを準備すれば、第３図
のフローチャートの選択・変更指令が可能となる。

今ここに管内移動装置ｌの外周面に好適なステーを設け
るか、或いは主軸３０の中心軸に同心に円筒孔３１を削
設するなら、該円筒孔３１を利用して各種アタッチメン
トを容易に装備可能となる。

かかる実施例によれば、前記したように一対の支持体１
０．２０のうち支持体】Ｏで管内壁を支持しているとき
に他方の支持体２０を前進・後退させ、次いで、他方の
支持体２０で管内壁を支持させながら支持体１０を前進
・後退させるサイクルを繰返す事により装置全体を前進
・後退を行せしめる事が可能になる。

而も、本発明による移動装置の移動は、常に何れか一方
の支持体が脚部５０ａ、　５０ｂを介して管内壁を支持
しているので、確実な移動を保証する。

更に、管内壁に物理的な作用を及ぼす管内清掃に在って
も、その反作用に耐え得るよう圧縮空気源５の圧力を高
めるか、シリンダボア１２の直径が適宜なピストン機構
を選択する等、好適な支持力を準備する事が出来る。

更に、移動装置が通過可能の曲管の最小曲率は、前脚５
０ａと後脚５０ｂとの間の最大距離、及び両前後脚の最
小縮退距離により決定されるので、如何なる曲管にあっ
ても曲率半径に応じて適宜寸法の移動装置を選択する程
度の配慮により解決し得る。

また、前記管内移動装置ｌの主軸３０に同軸の円筒孔３
１に各種アタッチメントを装備する事により、管内検査
、管内診断、管内清掃、管内塗装等が可能となる装置を
提供する事ができ、前記した本発明の作用効果を円滑に
達成し得る。

「効果ｊ 以上記載した如く本発明によれば、不均一な管内径の管
内に於ても、また、直管のみ成らず曲管に於ても、確実
な移動を保証する管内移動装置を提供し得る。

更に、管内壁に物理的な作用を及ぼす管内清掃に在って
も、その反作用に耐え得るよう好適な支持力を準備する
事により、確実な移動を保証する管内移動装置を提供し
得る。

なお、−股上下水道用の鋼管・土管等であれば、動作媒
体として空気を使用でき、外部に漏洩しても同等悪影響
を及ぼす事なく、また、自由に排気可能であるので、比
較的簡単な構造とメンテナンスが容易な管内移動装置を
提供し得る。

等の種々の著効を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に関わる管内移動装置の全システムを示
す構成図、第２図の（Ａ）は、本発明の実施例を一部を
断面で示す正面図、（Ｂ）は回復側面図、（Ｃ）は同前
側面図、（シ）は正面図（Ａ）に於けるＡ−Ａ線から見
た断面図、第３図は本発明の実施例に関わる管内移動装
置の動作工程を示すフローチャートである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）主軸に摺動自在に嵌合させた一の支持体を有し、該
   主軸に固定させた他の支持体を有し、前記いずれか一方
   の支持体が交互に管内壁面を支持しながら、一の支持体
   が主軸に沿って他の支持体側に向け接離動作を繰返し可
   能に構成した管内移動装置 ２）前記主軸内若しくは外周に管内検査若しくは管内に
   所定の作用を及ぼす部材を取付可能に構成したことを特
   徴とする請求項１）記載の管内移動装置