JPH0639358A - 管径応動作業装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】長年経過した各種材質の異口経の直、曲継管内
に付着又は詰まった異物の除去、研削、塗装、内視点検
等の保守作業に、管内を円滑且つ連続的に移動可能な管
径応動作業装置を提供する。 【構成】後端から管内移動装置の駆動力を受ける駆動軸
１の中間内実部３４を挟む両端部２３、４５に軸線に沿
う滑動溝２、５を設け、一端に回動支点を有し他端を揺
動自在な当接体１７に連結した管体内壁に離接するため
に起伏する関節アーム１２、１３、１４、１５を管径方
向に一対配設し、駆動軸先端を作業機具６０の交換着脱
部とし、材料、動力の供給と制御を司る前記管内移動装
置を駆動軸の後段に連結して共働させることにより移動
及び作業を可能ならしめる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は長年敷設されている給排
水管、ガス管、その他粉流体給送管等の一本の異口径管
体内壁に付着したスラッグ、錆、異物の剥離除去や清掃
或は内視点検等の目的で、管内に挿通される歩行装置の
先頭に着脱し得て、異なる管径に対しても応動可能な作
業機具に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、敷設後長年月の経過した給排水管
の保守管理においては、管内壁に付着した異物や、不本
意に詰まらせた異物を取除くには、可撓ワイヤの先端に
コイル状刃体か金属ブラシ等の作業機具を取付けて、こ
れを手動又は動力によって回転しつつ管奥まで挿通して
作業を進めてきた。他方かような保守管理上の作業性及
び安全性に鑑みて、先頭に作業機具を付設して外部から
の遠隔操作で管内を歩行する装置について本発明者が提
案した技術がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかるに従来の手動操
作による作業に依存する限りは、管長に対して挿通し得
る道具の長さに自ずと制約があり、しかも適格に作業目
的が果せない欠点があり、外部から遠隔操作される管内
歩行装置に対しては、作業目的に叶った機具がなくては
目的が果せないといった問題があった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】かくして本発明は従来技
術の問題点に鑑みて、一本の異口径管であっても、管内
壁に付着又は管奥に詰った異物の除去を確実に行なえる
ように、外部から駆動力を受ける駆動軸の先端に固定刃
を有する円錐台状工具を設け、駆動軸上を弾発力に抗し
て滑動する１組のスライダに管内壁に当接するまでのレ
ベルを関節可変刃アームの起伏によって可変し得るよう
に構成したものである。

【０００５】

【実施例】以下に図面を用いて本発明の一実施例につい
て説明する。図１は外部からの駆動力を受ける駆動軸１
の先端に円錐台状工具６０を装着した本発明の管径応動
作業機具の側面図（Ａ）と、（Ａ）の右側から見た正面
図（Ｂ）であって、管径に対応した円錐台状工具の表面
に固定刃が設けられ、これの回転又は前、後進によって
詰った異物の除去又は剥離の目的に用いられる。７は第
１のスライダ、８は第２のスライダであって、後記する
図２の駆動軸に設けた第１及び第２のキー溝２，５を介
して、駆動軸を両側で挟持して滑動部を互いに反対方向
に運動する。９は上記第１及び第２のスライダ上に夫々
の一端が回動自在な固定基部を有するアーム１０−１、
１０−２とを夫々の他端で共通に連結する整形刃体で、
上記第１及び第２のスライダの間隔が開くに伴って、ほ
ぼ水平を保ちつつ図示の位置から下降して、上記円錐台
状工具の直径に一致する位置即ち上記アーム１０−１、
１０−２が水平に伸びきるところまで可変できる。ここ
に１０は上記アーム１０−１、１０−２のいずれか一
方、本実施例では前方側つまり１０−１側に固定刃を取
付けて一体とした可変刃アームであり、１１は関節可変
刃アームを形成する一方のアーム１０−２夫々に跨って
弾発力を付与するバネである。

【０００６】次に図２には、駆動軸の側面図（Ａ）と、
片側の第１及び第２のスライダ７，８に回動自在に夫々
固定された関節アームを装着した側面図（Ｂ）である
が、軸長方向に第１のキー溝２を有する滑動部と、第１
のストッパ３及び第２のストッパ４とで区分される中実
部と、第２のキー溝５を有する滑動部とが連接した駆動
軸に対して、軸心を挟持する片側のスライダ７，８のピ
ン１２−４、１２−５が夫々の滑動部に嵌められ、アー
ム１０−１、１０−２の各一端が各スライダに回動自在
に固定されており、夫々の他端が整形刃体によって共通
に連結されている。ここに１３は一方のアーム１０−１
のピン１２−３の遊びのための長孔である。

【０００７】次に本発明の管径応動作業機具を異口径管
に挿脱する例を図３により説明すると、同図（ａ）、
（ｂ）は大口径管に継がれた小口径管に向って駆動軸を
後方からの駆動力によって挿通した時の姿（ａ）が、小
口径管に進入するために第１及び第２のスライダ間が拡
がって関節アームが折畳まれることによって、小口径に
対応して径長が縮められた姿（ｂ）に変る。

【０００８】今度は上記と逆に大口径管から小口径管側
へ引抜く場合には、前記と同様に最近接している第１及
び第２のスライダ間隔（ｃ）が拡がって（ｄ）の如く最
長離間時に、関節アームが折畳まれるので、駆動軸には
引張力即ち負の牽引力を作用させる。

【０００９】更に本発明の管径応動作業機具を、管外に
設置した動力源４１からケーブル５０を介して動力を供
給するとともにコントローラ２１、３１により遠隔操作
し得るようにした、管内挿通部である搬送保持構体２０
の先端にカップラー７０を介して同一軸心上に取付け、
その後部に歩行部３０、動力制御部４０を順次連結した
システムとし、例えば管内の状況、現象を検知器によっ
て知覚できるセンサを付設して、作業プログラムを組ん
でおけば、完全に作動の自動化を果すことが可能にな
る。

【００１０】

【発明の効果】本発明の管径応動作業機具によれば、小
口径管に対応した径と表面に鋭い固定刃とを備えた円錐
台状工具を頭部に設け、この後部に滑動間隔の伸縮する
２組のスライダに備えしめた整形刃体と可変刃からなる
昇降する関節アームを水平に保って小口径に合わせ、立
上らせて大口径に対応せしめ得る簡易な構成であるため
固形異物に対しても剥離、研削の作業を簡単且つ能率的
に行なうことができ、異径部も円滑に通過することが可
能となる。また、外部から加える駆動源を電力，気，流
体圧いずれをも利用できて、しかも回転，往復運動によ
って先頭工具を駆動できるようにしているので、火気禁
止雰囲気に応じた安全性を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の管径応動作業治具の側面図（Ａ）、及
び先頭側の正面図（Ｂ）。

【図２】駆動軸の側面図（Ａ）、及び一方のアームを片
側のスライダに取付けた側面図。

【図３】大口径管から小口径管へ進行させる態容図
（ａ）、（ｂ）及び引張り出す態容図（ｃ）、（ｄ）。

【図４】外部に動力源とコントローラを設けケーブルに
よって管内の動力制御部、走行部、搬送保持構体へ導入
されたシステムに本発明を実施した説明図。

【符号の説明】

１ 駆動軸 ２ 第１のキー溝 ３ 第１のストッパー ４ 第２のストッパー ５ 第２のキー溝 ６ 固定刃 ７ 第１のスライダ ８ 第２のスライダ ９ 整形波体 １０ 可変刃アーム １１ バネ ６０ 円錐台状工具

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【手続補正書】

【提出日】平成５年７月１６日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正内容】

【書類名】 明細書

【発明の名称】 管径応動作業装置

【特許請求の範囲】

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は長年月敷設されている
給、排水管、ガス管、粉流体給送管等の管体内の保守、
点検に着脱、交換可能な管径に応動する作業機具に係
り、後端から材料及び動力の供給と管内歩行動力を加え
る管内移動装置と共働して制御される異口径の直、曲継
管体内に移動可能な管径応動作業装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】敷設後長年月が経過した給、排水管、粉
・流体供給管等の保守管理においては、管内壁に付着し
たスラッグや錆等の異物や不本意に詰まらせた異物を除
去する場合、従来、可撓性のあるワイヤ又は支持棒の先
端にコイル状刃体又は金属ブラシ等の作業機具を取付け
て、これを手動又は動力により回転させつつ管体内に挿
通して作業を進める簡易な方法がある。他方、前記管体
の敷設場所、大小様々な管径に対する保守管理上の作業
性、安全性を考慮して前記作業を機械化するための管体
内を歩行させる移動装置について先に本出願人が提案し
た技術（例えば特願平２−２７９４５６号発明）があ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら前記前者
の専ら手動操作による作業に依存する従来技術は、管体
の全長に対して管体内に挿通し得る作業機具の長さに自
ずと制約があって管体内の深奥まで届かず、作業性、操
作性ともに極めて劣悪である上、保守上の多様な作業目
的を果たすことができなかった。前記後者の従来技術で
は、管内移動装置を歩行させるための管内壁の支持腕が
半径方向に伸縮する角状のピストン機構を備えており、
特に小径管に対応させようとする場合、管内壁と離接す
る支持腕の管径方向への縮小化を図ることに限界があ
り、又異口径の継管や直、曲管に対しても自動的に応動
させることができないため、作業機具を装備して機械化
し作業性を高めようとしても連続的且つ円滑に作業を遂
行することができなかった。

【０００４】本発明は、従来技術の障害に鑑み保守、点
検上の対象となる管体の材質、例えば金属管、プラスチ
ックス管又は土管等で、異口径の継管、直、曲管に対し
て、後部から材料及び動力供給と歩行を制御する管内移
動装置と共働して、その先端に作業目的毎に着脱交換が
可能であり管外から遠隔制御される円滑且つ連続的に保
守作業を遂行可能ならしめた管径応動作業装置を提供せ
んとするにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】かくして本発明は従来技
術の課題を解決するため異口径の継管に対応させる手段
として、後端から材料、駆動力を供給する管内移動装置
を介して遠隔制御される駆動軸の先端に作業機具を着脱
交換可能に装備し、該駆動軸の中間中実部を挟む両端部
に軸線方向への弾発力に抗し伸縮滑動に応動する１組の
スライダにより規制され、管径方向に起伏するパンタグ
ラフ状の関節アームを管体内壁と離接する揺動当接体に
より連結し、必要に応じて前記駆動軸を回転駆動させる
とともに構成部材の一部に作業機具の部品を装着可能に
構成するものである。

【０００６】

【作用】本発明は、管体内の軸線方向に往復動又は回動
する駆動軸に沿って弾発力に抗して伸縮滑動させること
により、揺動当接体により連結した管体内壁と離接する
関節アームの管径方向へのパンタグラフ状の起伏運動を
自在に制御できるので、駆動軸長を短縮して該関節アー
ムの長さを適宜選択することによって、小口径と任意に
適合させることができ、如何なる管材、管径、直、曲管
に対しても自動的に応動させることが可能になる。な
お、本発明の管径応動作業装置の先端を保守等の作業目
的に応じた作業機具と着脱交換可能にすることによって
多様な作業に能率的に対応することができ、しかも駆動
軸の後段から管体内を着実に前、後進駆動し、材料及び
動力の供給を遠隔制御される管内移動装置と共働させ
て、連続的且つ円滑に能率的な保守作業を推進すること
が可能になる。

【０００７】

【実施例】以下に図面を参照して本発明の好適な実施例
について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
配置等、特に特定的な記載がない限り、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
過ぎないものである。

【０００８】図１は本発明の管径応動作業装置を管体内
壁に付着した異物の除去に適用した実施例を表し、
（Ａ）は、側面図を、（Ｂ）は、（Ａ）の右側から見た
正面図を夫々示し、図２（Ａ）は、駆動軸の側面図を、
（Ｂ）は、駆動軸上に一方のスライダ１組と管内壁との
起伏運動により離接する片側の関節アームが水平な長孔
を備えた当接板を介して揺動状態に結合した側面図を夫
々表している。以下に図１及び図２により本発明の管径
応動作業装置の組立順序に従って説明するに、先ず図２
（Ａ）において軸線方向に全体が往復動又は軸心を回動
可能な駆動軸１の中間中実部３４を挟む第１、第２のス
トッパ３、４で区切られた両端部２３及び４５に、軸線
方向に沿うキー溝となる滑動溝２及び５が設けられてお
り、図２（Ｂ）において夫々の一端が回動自在に軸止さ
れ、他端が長孔１８を水平に備えた当接体１９により揺
動状態に連結される関節アーム１２、１３が、前記滑動
溝２、５に夫々ピンＰ４、Ｐ５を介し駆動軸１を両脇か
ら挟合する如く対向結合される片側の第１及び第２のス
ライダ７２、８２に夫々取付けられている。前記図２
（Ｂ）は、一方の関節アーム１２、１３を片側の第１及
び第２のスライダ７２、８２に取付けた態様を示してい
るが、前記第１及び第２のスライダ７２、８２に対向し
て前記駆動軸１を両脇から挟むように、図示されていな
い第１、第２のスライダ７１、８１を前記ピンＰ４、Ｐ
５に固定するとともに、前記一方の関節アーム１２、１
３に対して管径方向に対をなす他方の関節アーム１４、
１５が、その一端で回動自在に軸止され他端を揺動状態
に当接体１７によって連結される。そして管径方向に対
をなす一方の前記関節アームの双方に跨ってバネ体１１
が張設されて図１のように組立完成する。

【０００９】次に図１において、６０は駆動軸１の先端
に着脱自在に装備した台型状の外形をもつ作業機具で、
図１（Ａ）に示すように、その傾斜面に切削用刃体６を
備えしめ、管内壁と離接する一対のパンタグラフ状関節
アーム１２、１３及び１４、１５の他端を夫々揺動状態
に結合する当接体１７に沿って矢示方向に出没する刃体
９と、前記関節アームの外側にも刃体１０を夫々備えし
めれば、管内壁の異物の剥離、研削と管内に詰まった異
物の除去を目的とした管径応動作業装置ＷＴが構成され
る。

【００１０】従って前記駆動軸１の全長を短縮するとと
もに、軸線方向の伸縮滑動により管径方向の起伏高さを
可変する関節アームの長さも適宜短小化すれば、パンタ
グラフ式に起伏する管径方向の高さ、つまり振幅の小さ
い管径に合わせることが可能になるため、小口径管にも
対応させることができるとともに、軸長を短縮すること
によって曲管の曲率に十分追従させ円滑な管内通過を容
易にすることができる。又、異口径の継管に対しても駆
動軸の後端から軸線方向に加える推力によって関節アー
ムが管径方向に起伏しつつ自動的に管径に追従して移動
することができる。なお７０は、軸端に連結される自在
継手であり、駆動軸の短小化とあいまって管内移動体の
各連結部に介挿することによって小さい曲率の曲管体に
対しても円滑に通過させるのに有効となる。

【００１１】前記実施例は、管体内壁の付着物を剥離す
る作業について説明したが、本管径応動作業装置の先端
を作業機具の着脱交換可能に構成したから、駆動軸の外
周に回動するカラーで覆うことによって駆動軸の後端に
連結する管内移動装置からの回動駆動力と塗料供給によ
り回転式の塗料噴射ノズルを作業機具として塗装作業の
目的に使用することができ、又、前記先端の作業機具を
例えばＣＣＤカメラに交換すれば、管体内壁の内視鏡と
して検査、点検に利用することができる。前記何れの場
合も、管径方向に起伏して管体内壁に離接する前記関節
アームは、駆動軸の後端に連結される管内移動装置の歩
行機構と共働して、軸線方向への進退移動が可能にな
り、後述する管外からの遠隔制御によって達成される。

【００１２】次に本発明の管径応動作業装置を異口径の
継管内に進退させる実施例を図３により説明するに、同
図（ａ）、（ｂ）は大口径管１０１に継がれた小口径管
１０２に向かって駆動軸１を後方から自在継手７０を介
して、図示していない管内移動装置の動力制御によって
推進して前進させる態様（ａ）が、小口径管１０２に強
制的に押入されるために軸線方向に伸縮滑動する第１及
び第２のスライダ７２、８２の間隔が拡がり、これに伴
って関節アーム１２、１３及び１４、１５が小口径に対
応するように折畳まれた状態に縮んで前進移動する状態
（ｂ）に変る。

【００１３】次に前記前進移動とは逆に大口径管１０１
から小口径管１０２側へ後退させる場合には、前記駆動
軸１に引張力即ち負の牽引力を作用させることによっ
て、前記第１、第２スライダ７２、８２の間隔が最も近
接している関節アーム１２、１３及び１４、１５が管内
壁に当接するまで起立した状態（ｃ）から、その間隔が
拡がって小口径管１０２に対応して（ｄ）の如く最も広
く拡がることによって前記関節アームが折畳まれて縮
み、小口径管内を後進させることができる。前記前、後
進何れの場合にも、関節アームを起立させて当接体が管
体内壁面と踏張り状態にある期間に、本管径応動作業装
置が管内で固定され、縮んだ状態にある期間に移動させ
ることができる。従って本管径応動作業装置は、この後
端に連結される動力、材料の供給及び駆動力の制御を司
る管内移動装置を介して関節アームの起伏及び前、後進
移動、或いは作業機具が制御されるように構成して、前
記管内移動装置との連結体と一体に管内を歩行するもの
である。

【００１４】更に本発明の管径応動作業装置を図４に示
すように、管外に設置した電気、気・流体等による動力
源４１から配管とともにケーブル５０を介して動力制御
部４０へ動力を供給し、この前段に管内移動体の歩行に
関節アームの屈伸により管内壁と離接動作を繰返す歩行
部３０を連結し、管外から歩行部コントローラ３１によ
り遠隔制御し、更にこの前段に必要に応じて関節アーム
の起伏により管内壁との離接動作により移動を援ける補
助的な搬送体保持構体２０を連結し、管外から遠隔コン
トローラ２１により制御操作し得るようにして、管内の
前、後進移動、歩行機構及び作業機具の動作制御を遠隔
で制御可能にシステム構成される。この場合、例えば管
内の状況を検知するセンサを作業機具に付設して管外の
モニタにより観察するようにしておけば、管内の様子を
一見して明確に把握することができ、又、作業目的に応
じて条件を変更する場合の作業工程をコントローラにプ
ログラム化しておくことによって、作業の自動化を図る
ことも可能になる。

【００１５】

【発明の効果】以上説明した通り本発明の管径応動作業
装置によれば、パンタグラフ状に管径方向に起伏する関
節アームが、駆動軸の軸線方向へ間隔を隔てた２つの回
動支点の伸縮によって前記管径方向の高さが自由に選定
できるので、駆動軸長及び関節アーム長をともに短かく
して小口径管に対応させることが可能になり、直管のみ
ならず曲率半径の小さい曲管に対しても円滑に通過させ
ることが可能になるので異口径の継管にも自動的に順応
して管体内を円滑且つ連続的に前、後進させることがで
きる。又、装置先端に作業機具を着脱自在に交換可能と
したため、研削、研磨、塗装、内視等の管内作業目的に
応じて、駆動軸の後段から材料及び制御動力を供給する
管内移動装置との共働によって、回転式又は往復動式の
作業機具を用いて管内保守作業を能率的に行わせること
ができる。更に、駆動軸に加える駆動源を電力、気・流
体圧の何れをも選択できるので、特に作業環境例えば火
気禁止雰囲気に対しても安全性を考慮した動力源を採用
することができる等、著効を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施に係る管径応動作業装置の（Ａ）
側面図、及び（Ｂ）先端側から見た正面図（Ｂ）を表
す。

【図２】（Ａ）は、駆動軸の側面図、及び（Ｂ）は一方
のアームを片側のスライダに取付けた側面図を表す。

【図３】（ａ）、（ｂ）は、大口径管側から小口径管へ
前進させる態容図、及び（ｃ）、（ｄ）は、大口径管か
ら小口径管側へ後進させる態容図を表す。

【図４】本発明に係る管径応動作業装置の先端に管内壁
の研削作業用機具を装備し、後段の連結体列を、管外か
ら管内移動装置を介して遠隔制御するシステムの構成例
を表す。

【符号の説明】 １ 駆動軸 ２、５ 滑動溝 １１ バネ １２、１３、１４、１５ 関節アーム １７ 当接体 ２０ 搬送保持構体 ２３、４５ 滑動部 ３０ 歩行部 ３４ 中実部 ４０ 動力制御部 ６０ 作業機具

【手続補正３】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【図２】

【図３】

【図４】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外部の動力源から正，負の駆動力を受け
   る駆動軸がその軸長方向に第１のキー溝を有する滑動部
   と第１及び第２のストッパにより区分される中実部と第
   ２のキー溝を有する滑動部とで連接し、上記駆動軸の先
   端に回転又は前後進可能に固定され且つ挿通される管径
   に対応した径を有し表面に固定刃を備えた円錐台状工具
   と、上記第１のキー溝を介して上記駆動軸を両側で挟持
   する第１のスライダ及び上記第２のキー溝を介して上記
   駆動軸を両側で挟持する第２のスライダと、上記第１及
   び第２のスライダに跨って夫々の一端が回動起点とな
   り、夫々の他端がほぼ水平を保って昇降する整形刃体と
   回動自在に連結した関節可変刃アーム一対と、上記一対
   の関節可変刃アームの起伏に弾発力を与えるバネとより
   成り、第１及び第２のスライダの第１及び第２のストッ
   パとの離接により整形刃体の位置を伸縮するようにした
   ことを特徴とする管径応動作業機具。