JPH08230666A - 配管内走行装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 管径の変化や、異物・段差、エルボがある配
管内で常に一定の圧力で配壁を押しながら安定した姿勢
で走行可能とする。 【構成】 定トルクの走行車輪拡縮用ステッピングモー
タ１２と同軸な２本の大ピッチボールねじ１５とを機械
結合して対をなす拡縮移動台１８を上下反対方向に駆動
し、各々の拡縮移動台１８に複数の車輪をリンク結合し
た走行車輪２，６を取り付け、走行車輪２と６とを１８
０°方向に伸縮可能としたので、配管内に径変化があっ
たり、段差がある場合に、走行車輪２，６に加わる反力
がモータ動力よる拡幅力よりも大きくなると、この力が
大ピッチボールねじ１５を逆転し、更にモータを逆転す
るので、特別の減速機やトルク検出装置がなくても一定
の力で走行車輪２,６を拡縮できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、配管内走行装置に関
し、より詳細には、原子力発電所、火力発電所の冷却水
系地中埋設配管の定期内部点検、石油精製装置の配管内
部点検、地中埋設水道配管の配管内部点検等に用いられ
る配管内走行装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】原子力発電所、火力発電所、水力発電
所、化学プラント、都市ガス、下水道配管等に使用され
る冷却配管、液体、ガス等の流体移送用の配管は、保全
のために検査診断を行うことが求められている。しか
し、地中埋設配管や高所配管等で管径が小さく、例え
ば、５００mm以下の小口径配管では、配管内に人間が直
接入り配管の内部点検をすることができず、配管の健全
性をほとんど確認することができなかった。また、配管
内部の腐蝕や、内壁に塗布されたコーティング材のピン
ホール発生等が原因となり流体が漏洩するような状態に
ある配管に関しては、事前の予防措置がとれない状態で
使用されているのが現状で、保全管理が必ずしも充分と
は云えない。このため、法律、規則、基準等、点検が義
務づけられている重要な配管に対しては保安管理の面か
ら必要とされる事前点検を行うことが要望される。これ
に対し、配管内を目視できるビデオカメラが取付けら
れ、超音波探傷試験が可能な自走型の管内面点検ロボッ
トが開発された。

【０００３】図８は、従来の配管内面点検ロボットの構
造を説明するための外観斜視図で、図中、８０は配管、
８１は管内面点検ロボット、８２、８８はパンタグラフ
式車輪拡縮部、８３，８４はリンク、８５は支点軸、８
６，８７は走行車輪、８９はビデオカメラ、９０，９１
は補助輪、９２，９３はリンク機構、９４は照明燈、９
５はケーブルである。

【０００４】図８に示した従来の配管内点検ロボット８
１は、配管８０の軸と同一な軸上に配管内壁を監視する
ためのビデオカメラ８９を設け、該ビデオカメラ８９を
前記軸上に保ち乍ら走行するパンタグラフ式車輪拡縮部
８２，８８、および配管８１内壁面で該パンタグラフ式
車輪拡縮部８２と協働して管径上反対方向に突張る前記
パンタグラフ式車輪拡縮部８２と対をなす補助輪９０に
対して、同様の構造をもったパンタグラフ式車輪拡縮部
８８と対をなす補助輪９１が交叉して取り付けられてい
る。

【０００５】パンタグラフ式車輪拡縮部８２，８８は、
同様の構造のもので、支持軸８５により回動可能に支持
された２本のリンク８３，８４を有し、該リンク８３，
８４の外側端部に各々ゴム製の走行車輪８６，８７が設
けられ、走行車輪８６，８７は、モータ等により単輪又
は両輪駆動される。また、拡縮動力として２本のリンク
８３，８４の他端側８３ａ，８４ａにはばね又はエアー
シリンダ（図示せず）のような引張り機構が取り付けら
れ、他端側の８３ａ，８４ａ間に所定の引張り力を与え
ることにより走行車輪８６，８７を配管８０の壁面に押
し付けて得られた走行車輪８６，８７と配管８０壁面と
の摩擦力により配管８０内を走行可能にしている。

【０００６】補助輪９０，９１も同様にパンタグラフ式
のリンク機構をもち配管８０の壁面との間に摩擦力を発
生しているので、照明燈９４により配管８０内壁が照明
されたビデオカメラ８９を介して配管内面を目視するこ
とができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】第１の課題として、上
述した配管内面点検ロボット８１は、各々２個の走行車
輪を有するパンタグラフ式車輪拡縮部８２，８８を有し
ているため （１）配管径に対応して走行車輪８６，８７を配管８０
の壁面に押し付け走行することが可能であるが、配管径
に応動した拡縮により走行車輪８６，８７の管壁面に対
する押し付け力が異なり、一定の牽引力を発生すること
ができない。 （２）一定の牽引力を発生させるため、パンタグラフ式
車輪拡縮機構の数を増すと、パンタグラフの数に応じた
拡縮動力が必要となるため、機構、制御が複雑になる。 （３）レジューサ走行時には車輪の押し付け力が異なる
ため所定の押し付け力を得るため拡縮動力の制御が必要
である。 （４）２組の車輪拡縮機構の拡縮力が必しも一定となら
ないので、ビデオカメラを管軸と一致させることが困難
である。 （５）配管断面の直径方向に設けられたパンタグラフ式
車輪拡縮部と補助輪を対とする２対が互いに直角に配置
されているため、Ｔ字管等の分岐管があるときは走行不
能となることがある。

【０００８】次に、第２の課題としては、駆動される走
行車輪数が少いため、 （１）駆動力が小さく、例えば配管の鉛直部での走行が
困難である。 （２）拡縮動力に変化をもたらす障害物があると障害部
の大きさに従って拡縮動力を制御する必要がある。この
制御装置がないと障害物の乗り越え走行性能が低くな
る。 などの欠点がある。

【０００９】本発明は、上述した課題を解決し、管径の
異なるレジューサ部分を通過できるなど、安定走行を可
能とするために、互いに配管径上反対方向に管壁面を同
じ押し力で押圧するストローク式拡縮機能をもった複数
（例えば４）の走行輪からなる２組の走行車輪を有する
並列２連伸縮同時駆動装置を提供し、また、２組の走行
車輪を各々配管径上の軸まわりに所定角度回転すること
により走行しながらステアリング動作をすることができ
るようにし、特に同じ管径を有した分岐管部の場合でも
通過を可能とし、配管内を自在に走行すること、更に
は、各々２組の走行車輪の前輪および後輪は管内の曲り
にそって自動的に追従可能とすることができ、遠隔操作
により配管内を監視でき配管内を自由に走行可能な配管
内走行装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述した課題
を解決するために、（１）地中埋設管、地上高所配管、
および人間が直接入れないために定期的な内部点検が不
可能な配管内面の点検を行う配管内走行装置において、
配管断面上反対方向に拡縮可能に設けられた複数の車輪
群からなる２組の走行車輪と、該２組の走行車輪を管軸
から管壁に向け一定の押し力で押し付ける力伝達機構
と、前記２組の走行車輪を全輪同時駆動する走行機構と
を有し、遠隔操作により配管内を自由に移動可能とした
こと、更には、（２）前記（１）において、前記力伝達
機構は、該力伝達機構を駆動するモータと、該モータに
より回転駆動され対向する管壁面に略直角に設けられた
一対の大ピッチボールねじと、該大ピッチボールねじの
各々のめねじに取り付けられ、一対の前記大ピッチボー
ルねじの回転により前記管壁面に対し各々近接又は離間
する一対の拡縮移動台とからなり、該拡縮移動台に前記
走行車輪を取り付けたこと、更には、（３）前記（１）
又は（２）において、前記２組の各々の走行車輪を配管
断面上の直径を軸とし、該軸まわりに所定角度回転可能
な舵取り機構を有したこと、更には、（４）前記（１）
乃至（３）の何れかにおいて、前記舵取り機構は、該舵
取り機構を駆動するモータと、前記拡縮移動台に該拡縮
移動台との面と直角な軸まわりに面平行に回転可能に取
り付けられた回転台と、前記モータにより該回転台を軸
まわりに回転する回転伝達機構とで構成したこと、更に
は、（５）前記（１）乃至（４）の何れかにおいて、２
組の走行車輪の車輪群を少くとも、前輪，中間輪，後輪
で構成し、該車輪群を配管軸方向に並ぶように配置し、
前記前輪および後輪を配管径の大きさ又は曲り配管の管
壁面に合せて移動させる回動機構を有すること、更に
は、（６）前記（１）乃至（５）の何れかにおいて、前
記回動機構は、前記走行車輪を支持し、且つ、該走行車
の前記車輪群の中間輪を軸支した走行車輪台と、前記前
輪および後輪を各々前記中間輪軸まわりに回動可能に軸
支した前輪支持板および後輪支持板と、該前輪支持板お
よび後輪支持板と前記走行車輪台との間に各々設けら
れ、前記前輪および後輪を管壁面に圧接するばね力を有
するばね手段とで構成したこと、更には、（７）前記
（１）乃至（６）の何れかにおいて、前記回転台と前記
走行車輪台との間に、該走行車輪台を管壁側に押圧する
ばね力を有するばね手段を設けたこと、更には、（８）
前記（１）において、前記配管内走行装置の中心部に、
前方監視、周囲監視用カメラを内蔵し、配管内面の観察
を可能としたこと、更には、（９）前記（１）におい
て、前記配管内走行装置に放電式ピンホール検査装置、
超音波探傷検査試験装置等、非破壊試験装置用の器具類
を具備したことを特徴とするものである。

【００１１】

【作用】配管径の変化に追従して、走行車輪が常に一定
の押付け力で配管壁に押し付けられるように定トルクモ
ータを直接、大ピッチボールねじと機械的に接続し、こ
の走行車輪２組を１８０°方向に拡縮可能に配置した構
造とし、異径管の管径縮小または拡大方向に走行する
か、あるいは異物を乗り越える時のように走行車輪側に
作用する外力が定トルクモータの動力による拡幅力以上
に作用したとき、特別の減速機を用いず大ピッチボール
ねじの逆転を介してモータが逆転するようにする。

【００１２】また、２組の各々の走行車輪を配管内にお
いて管断面径上の軸を軸として一定角回転して配管内走
行装置を管軸に関し回転できるようにし、分岐配管内を
９０°螺旋状に回転走行可能とし、更には、異物、段差
を乗り越えることができるように走行車輪の前輪および
後輪を所定角度内を一定な力ではね上げるようにする。

【００１３】

【実施例】図１は、本発明による配管内走行装置の構造
の一例を説明するための斜視図で、図中、１は配管内走
行装置、２,６は走行車輪、３は中間輪支持板、４,８は
前方車輪支持板、５は後方車輪支持板、７は走行車輪
台、９は走行車輪駆動ギヤ、１０は中間ギヤ（アイド
ラ）、１１は走行用モータ、１２は走行車輪拡縮用ステ
ッピングモータ、１３は拡縮モータ取付フレーム、１４
は拡縮軸支持フレーム、１５は大ピッチポールねじ、１
６はボールねじ軸受（大ピッチボールねじのめねじ）、
１７は拡縮案内軸軸受、１８は拡縮移動台、１９は拡縮
案内軸、２０，２１は走行車輪旋回用モータ、２２は周
囲監視用カメラ、２３は複合ケーブル、１００はケーブ
ルドラム、１０１は中継端子箱、１０２はモニタ、１０
３はメモリ装置、１０４はパソコン、１０５はコントロ
ーラである。

【００１４】図１に示した配管内走行装置１は、配管
（図示せず）壁に常に一定の押し力で押圧しながら管軸
方向に移動させる走行機構と、該走行機構を管軸まわり
に回転し乍ら走行させる舵取り機構と、前記走行機構を
配管径の拡縮、曲り配管、分岐配管に合せて駆動させる
内側回転機構とを備えている。以下に、前記走行機構、
内側回転機構および舵取り機構を説明する。

【００１５】実施例１（請求項１,２,７に対応） 図１において、走行機構は、走行用モータ１１により駆
動される前輪２ａ、中間輪２ｂ，２ｃおよび後輪２ｄか
らなる４つの車輪群で構成される走行車輪２と、この走
行車輪２と配管断面上１８０°の位相差をもって配列さ
れ前記走行モータ１１と同様な走行モータ（図示せず）
により駆動される前輪６ａ、および中間輪６ｂ，６ｃ、
後輪６ｄ（図示せず）からなる車輪群で構成される走行
車輪６と、走行車輪２と走行車輪６とを管壁に対し一定
の押し力で押圧するための力伝達機構とからなってい
る。

【００１６】力伝達機構は、定トルクの走行車輪拡縮用
ステッピングモータ１２を駆動源として、互いに反対方
向に回転伝達される同軸な大ピッチボールねじ１５，１
５に螺合したボールねじ軸受１６，１６、拡縮案内軸軸
受１７に取り付けられた拡縮移動台１８と上下ばね（図
示せず）を介して押し力が伝達される走行車輪台７とか
らなっている。上述した力伝達機構の構造の詳細を以下
に説明する。

【００１７】図２は、本発明に係る力伝達機構を有する
走行機構の構造を説明するための図で、図中、２４は回
転台、２５は回転台軸、２６はスラスト軸受、２７は上
下ばねであり、図１と同様の作用をする部分には、図１
と同じ参照番号を付してある。

【００１８】拡縮軸支持フレーム１４は立方形状をして
おり、立方形状の４隅の一つの隅の側面には中央外側に
取り付けられた拡縮モータ取付フレーム１３を介して走
行車輪拡縮用ステッピングモータ１２が取り付けられて
いる。該走行車輪拡縮用ステッピングモータ１２の回転
軸の先端にはフレキシブルジョイト１２ａを介してベベ
ルギヤ１２ｂが取り付けられ、該ベベルギヤ１２ｂには
前述した同軸の大ピッチボールねじ１５，１５の端部に
対向して取り付けられたベベルギヤ１５ａ，１５ｂが噛
合し、該ベベルギヤ１５ａ，１５ｂは、走行車輪拡縮用
ステッピングモータ１２の回転により同軸に配置された
２本の大ピッチボールねじ１５が互いに反対向きに回転
される。

【００１９】各々の大ピッチボールねじ１５、ボールね
じ軸受１６には拡縮移動台１８が取り付けられ、拡縮移
動台１８は走行車輪拡縮用ステッピングモータ１２の回
転により互いに反対側の矢印Ｈ・Ｌ方向に上下駆動され
る。なお、拡縮軸支持フレーム１４の他の３個の四隅部
には、大ピッチボールねじ１５と平行な拡縮案内軸１９
が取り付けられ、２つの拡縮移動台１８は拡縮案内軸１
９の軸受１７に固着され、ボールねじ軸受１６の移動に
従って平行して上下移動可能となっている。

【００２０】拡縮移動台１８の面中央部には、該拡縮移
動台１８と直角な回転台軸２５まわりに回転可能な回転
台２４が設けられ、回転台２４は拡縮移動台１８との間
でスラスト軸受２６で軸支されている。回転台２４の詳
細については後述するが、該回転台２４の外周と走行車
輪台７の外周との間には複数の上下ばね２７が設けら
れ、走行車輪台７は回転台２４に対しばね力を介して上
下移動可能に支持されている。

【００２１】走行車輪台７には、走行用モータ１１と、
走行モータ１１により回転駆動される走行車輪２、およ
び、走行車輪２と同様の構造をもった走行車輪６が取り
付けられている。なお、走行用モータ１１による走行車
輪２の駆動機構の詳細については次に述べる。

【００２２】図３は、本発明に係る走行車輪の駆動機構
を説明するための図で、図３（ａ）は平面図、図３
（ｂ）は側面図であり、図中、３０は走行用モータベベ
ルギヤ、３１は主動ギヤ、３２，３４，３５，３７は駆
動ギヤ、３３，３６は中間ギヤ、３８，３９は左右ばね
止め板、４０は左右ばねであり、図１と同様の作用をす
る部分には、図１と同じ参照番号が付されてある。

【００２３】回転台２４上に、上下ばね２７を介して取
り付けられた走行車輪台７は、中間輪支持板３と、走行
用モータ１１の取付台１１ａと一体に構成され、中間輪
支持板３には中間輪６ｂ，６ｃが各々軸６Ｓにより軸支
されている。更に、中間輪の各々の軸６Ｓには軸６Ｓま
わりに回転可能に前輪６ａ，後輪６ｄを軸支する前輪支
持板４、後輪支持板５が取り付けられている。

【００２４】取付台１１ａに取り付けられた走行用モー
タ１１の軸端には主動ギヤ３０と噛み合うベベルギヤ１
１ｂが挿着され、主動ギヤ３０は中間輪３ｃ，３ｄを駆
動する駆動ギヤ３２、３５と噛み合っている。駆動ギヤ
３２の回転は中間ギヤ３３を介して駆動ギヤ３４と、駆
動ギヤ３５の回転は中間ギヤ３６を介して駆動ギヤ３７
を回転するようになっており、走行用モータ１１の回転
により駆動により駆動ギヤ３４，３２，３５，３７が同
一方向に回転し、これに従ってすべての走行車輪６も同
一方向に回転駆動されて高トルクで走行可能となる。走
行車輪２も走行車輪６と同様の構造をもって同時に回転
駆動される。

【００２５】以上説明した走行機構によると、走行車輪
２，６は各々定トルクの走行車輪拡縮用ステップモータ
１２と大ピッチボールねじ１５と機械的に接続されて配
管壁に拡縮可能に押し付けられる構造となっているの
で、異径管の管径縮小方向又は拡大方向への走行、ある
いは異物乗り越え時のように走行車輪２，６側に作用す
る外力が走行車輪拡縮用ステップモータ１２の動力によ
る拡幅力以上で走行車輪２,６に車輪縮小力が作用した
場合、大ピッチボールねじ１５が逆転して走行車輪拡縮
用ステップモータ１２を逆転させるので、特別の減速機
やトルク検出器を必要とせず常に一定の拡大縮小力で走
行可能となる。

【００２６】実施例２（請求項３,４に対応） 図１に示した配管内走行装置１の舵取り機構は配管内に
Ｔ字管のような分岐管、特に管径が等しいＴ字管がある
場合、走行車輪２と６とを管軸に関し、管壁側が互いに
反射方向となるように水平に一定角回転することによ
り、配管軸まわりに配管内走行装置１を回転させ走行車
輪２，６の何れかが分岐管に引き込まれ、配管内走行装
置が走行不能になることを防ぐためのもので、走行車輪
旋回用モータ２０により走行車輪２を、走行車輪旋回用
モータ２１により走行車輪６を互いに反射方向に回転す
るものである。以下舵取り機構の詳細を図４に基づいて
説明する。

【００２７】図４は、本発明に係る舵取り機構の構造を
説明するための図で、図４（ａ）は平面図、図４（ａ）
は図４（ｂ）の矢視Ａ−Ａ線断面図であり、図中、４
１，４２はスポロケット、４３は移動ねじ、４４は移動
ねじ支持台、４５は案内板、４６は移動板、４７は係止
凹部、４８は固定ピンであり、図１，２と同様の作用を
する部分には、図１，２と同じ参照番号が付されてあ
る。

【００２８】図４に示した舵取り機構は、図２で説明し
た回転台２４を回転軸２５まわりに回転することによ
り、走行車輪２を装着した走行車輪台７を上下ばね２７
を介して回転するもので、回転の動力は走行車輪旋回用
モータ２０である。車輪旋回用モータ２０は拡縮軸支持
フレーム１４に固定された取付板２０ａを介して固着さ
れている。

【００２９】走行旋回用モータ２０から回転台２４への
動力伝達は、次のように行われる。駆動側のスボロケッ
ト４１を受動側のスボロケットチューン４２を介して回
転駆動し、拡縮移動台１８に回転可能に軸支された移動
ねじ４３を回転する。移動ねじ４３は移動板４６と螺合
し、移動板４６を矢印Ｐ₁，Ｐ₂方向に移動し、案内板４
５は、移動板４６の移動を案内する溝を有し他端に設け
られた係止凹部４７と回転台２４に固着された固定ピン
４８とを係合させて回転台２４が回転される。

【００３０】図５は、本発明に係る舵取り機構により、
配管内走行装置１を回転する状態を説明するための図で
あり、遠隔操作により配管内走行装置１が配管５０に直
角な分岐管５１を有するＴ字管内を走行し、周囲監視用
カメラ２２が分岐管５１を検知したとき、走行車輪駆動
用モータ２０，２１を駆動し、走行車輪２，６を各々の
回転台２４を介して角度±δだけ回転する。このよう
に、舵取り機構を操作して配管内走行装置１を矢印Ｒ方
向に管５０の軸まわりに回転し、対をなす走行車輪２，
６が常に配管５０の管壁に押し当り乍ら走行できるよう
になっている。

【００３１】以上の舵取り機構によると、２組の走行車
２，６が小型高トルクの減速モータである走行車輪旋回
用モータ２０，２１で別々に駆動されるので、Ｔ字管や
エルボ部でのディファレンシャル制御を可能とする。

【００３２】実施例３（請求項５,６に対応） 配管内には異物があったり、段差又はエルボがある場合
は、これら異物や段差を乗り越えるとき、走行車輪２,
６の車輪が４輪が同一回転トルクで駆動されていても、
すべての車輪が管壁面に接していないので、これらを支
障なく走行することは不可能である。実施例３は、４輪
の走行車輪が前述した配管内を支障なく走行でき、なお
且つ走行輪のすべてが走行力に寄与できるように４輪の
車輪群のリンク接続機構を構成したものである。

【００３３】図３において、走行車輪６の車輪群６ａ，
６ｂ，６ｃ，６ｄのリンク接続機構は中間輪支持板３に
対し、中間輪６ｂ，６ｃを軸支する中間輪６ｂ，６ｃの
各々の軸６Ｓに該軸６Ｓまわりに矢印Ｒ₁，Ｒ₂方向に回
転可能に前輪６ａ、後輪６ｄが前方車輪支持板４、後方
車輪支持板５に軸支持されており、更に、中間軸の軸６
Ｓまわりに回転可能に支持された前輪６ａ、後輪６ｄは
左右ばね４０により外側に押され、常に配管壁に押圧さ
れるようになっている。すなわち、左右ばね４０は前方
輪６ａを板４の間に固着された止め板３８と走行車輪台
７の上に固着された止め板３９との間に張設され、前方
輪支持板４に設置されたストッパ４ａと中間軸支持板５
に設けられた係止突起５ａとが係止される位置から角度
θ（図１）の方向に回転され、ばね力で前方輪６ａ，後
方輪６ｄを配管壁を押し付けている。

【００３４】図６は、配管径の縮小、エルボ部での走行
車輪の動作を説明するための図で、図６（ａ）はテーパ
管、図６（ｂ）はエルボ部での動作を示す。テーパ管を
配管内走行装置１が走行するときリンク接続機構により
前輪６ａ，後輪６ｄは常に配管壁に押し当てられ、中間
輪６ｂ，６ｃも上下ばね２７のばね力により配管壁に押
し当てられる。図６（ｂ）のテーパ管の場合も車輪群で
構成された走行車輪２，６は同様に常に配管壁に当接し
乍ら矢印Ｆ方向に走行可能となっている。

【００３５】実施例４（請求項８に対応） 図１に示した配管内走行装置１は、前述した配管内を走
行する走行機構、舵取り機構、リンク接続機構を有して
いるが、これらの機構を有する配管内走行装置は配管内
の保全管理を目的として操作されるものであり、配管内
を観察可能にすることが一つの条件となっている。

【００３６】図１において、周囲監視用カメラ２２は、
配管内壁面を監視するためのものであり、配管の軸と周
軸に軸まわりに３６０°回転可能に配管走行装置１内に
装着されている。図１に示した周囲監視用カメラ２２
は、前方端面と外周面とに管内壁、側面監視用の電荷結
合素子ＣＣＤ（Charge Coupled Device）２２ａ，２２
ｂが光学素（図示せず）を介して切換可能に取り付けら
れており、ＣＣＤ２２ａ，２２ｂによる鮮明な画像を得
るためにＣＣＤ２２側に複数の照明用のランプ２２ｃ
が、ＣＣＤ２２ｂ側にはランプ２２ｄが取り付けられて
いる。

【００３７】以上説明した周囲監視用カメラ２２、およ
び走行用モータ１１、走行車輪拡縮用ステッピングモー
タ１２、走行車輪旋回用モータ２０，２１の電源や信号
線は複合ケーブル２３に組み込まれており、複合ケーブ
ル２３は配管内走行装置１の移動に従って配管内を移動
する。

【００３８】複合ケーブル２３は配管外でケーブルドラ
ム１００に巻取られ、中継端子箱１０１に接続される。
複合ケーブル２３に伝送され中継端子箱１０１に入力さ
れた各種信号はメモリ１０３に記憶され、パソコン１０
４の操作により周囲監視用カメラ２２による配管内や管
側壁面の映像を切り替えてモニター１０２に表示し、更
にコントローラ１０５を操作して配管内走行装置１の走
行や姿勢の制御がなされる。

【００３９】実施例５（請求項９に対応） 図１に示した配管内走行装置１は、周囲監視用カメラ２
２により配管壁および側壁を監視するのみであるが、例
えば樹脂コーティングされた配管のピンホールや配管壁
内部の損傷等は目視することは不可能である。このため
に、これらのピンポール、管壁内損傷等を検知可能な装
置を配管内走行装置１に取り付けることが有効である。

【００４０】図７は、本発明による配管内走行装置にピ
ンホール検査装置の放電電極を取り付けた側を説明する
ための斜視図で、図中、５４はピンホール検査装置旋回
用モータ、５５は回転枠、５６は第１回転腕枠、５７は
第２回転腕、５８，５９はギヤ、６０，６１はアクチュ
エータ、６２はピンホール検査装置放電電極、６３はピ
ンホール検査装置接地電極である。

【００４１】回転枠５５はピンホール検査装置旋回用モ
ータ５４により矢印ω₁方向に回転可能に軸支され、回
転枠５５は該枠内に設けられω₂で回転されるギヤ５８
と噛合するギヤ５９を介してギヤ５８軸まわりに矢印ω
₃方向に回転される第１回転腕枠５６が軸支されてい
る。更に、該第１回転腕枠５６の他端には第２回転腕５
７が軸支され、該第２回転腕５７の他端には多数の線状
の放電電極６２ａが軸５７ａまわりに埋込まれた楕円筒
状のピンホーン検査装置放電電極６２が回転可能に取り
付けられている。

【００４２】第１回転腕枠５６内にはギヤ５９の軸と、
接線方向に平行してアクチュエータ６０，６１が取り付
けられ、更に、ギヤー５９の軸には、第２回転腕５７の
軸５７ａとの間にチェーン（図示せず）が張り渡されて
いる。

【００４３】アクチュエータ６０，６１は、例えば、ゴ
ムチューブの外周面にナイロンスリーブを被せ、円筒状
体としてこの円筒状体の一端を封止し他端にガス口を設
けたもので、ガス口に高圧ガスを接続してガスを封入す
ることにより円筒状体が伸長することを利用したアクチ
ュエータで、平行なアクチュエータ６０，６１の何れか
にガスを封入することにより生ずる伸長差により長さが
変るようになっている。

【００４４】アクチュエータ６０，６１の長さの差は、
ギヤ５９の軸に回転トルクを与え、第２回転腕５７をω
₄方向に回転させる。この回転角は、第１回転腕枠５６
の回転角に加えられ、回転角を増幅するもので、図６に
示したように、ピンホール検査装置放電電極６２を配管
壁に接触させることにより、回転角ω₅で回転されなが
ら矢印Ｆ方向に走行することができる。

【００４５】ピンホール検査装置放電電極６２が、例え
ば、配管内の樹脂コーティング膜に接して回転したと
き、もし、ピンホールが存在した場合には放電が生ず
る。ピンホールのない状態では放電電極と配管壁との間
にはコーティング膜による所定のキャパシタンスがあ
り、例えば、同様に走行車輪の中間軸の外周に設けられ
たピンホール検査装置接地電極６３と配管壁との間にも
キャパシタンスがある。ピンホールがないときは各々の
キャパシタンスは略々同じであるが、ピンホールがある
ときには相異が生ずる。これをキャパシタンスブリッジ
等で検出することにより、ピンホールが検知される。

【００４６】その他、配管内の管壁内の検査として、配
管内面に形成されたスケール等の影響で超音波の滅衰と
か溶接面の欠損を、超音波の伝播時間差として求める超
音波探傷試嚇装置や配管面にクラックが生じたときクラ
ックに生ずる色変化として検知する液体探傷試験装置を
装着することができる。

【００４７】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によると以下に示す効果がある。 請求項１,２,７に対応した効果：定トルクモータを直接
大ピッチボールねじと機械的に接続して並列２連の走行
車輪を管壁面に押し付け、押し付け力を減速機やトルク
検出器を必要とせず、配管径の変化があった場合でも一
定の力とすることができる。 請求項３,４に対応した効果：舵取り機構を設けたの
で、配管内を螺旋状に走行しながら配管内走行装置の姿
勢を変更できるので、エルボや分岐管部を支障なく走行
できる。 請求項５,６に対応した効果：車輪部からなる走行車輪
をリンク機構と、左右スプリングおよび上下スプリング
を介して配管壁に押し付けたので、異物、段差を支障な
く走行できる。 請求項８に対応した効果：前方および周囲監視用カメラ
を装置中央に設けたので遠隔操作により管内壁監視用と
して３６０°側壁面、を連続的に監視可能となる。 請求項９に対応した効果：放電式ピンホール検査装置、
超音波探傷試験装置、液体探傷試験装置を具備し、更に
装置前面に遠隔操作可能な可動アームを備えたので、局
部的な部位のピンホール検査あるいは探傷試験が可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による配管内走行装置の構造の一例を
説明するための斜視図である。

【図２】 本発明に係る走行機構の押圧構造を説明する
ための図である。

【図３】 本発明に係る走行車輪の駆動機構を説明する
ための図である。

【図４】 図４は、本発明に係る舵取り機構の構造を説
明するための図である。

【図５】 本発明に係る舵取り機構により、配管内走行
装置１を回転する状態を説明するための図である。

【図６】 配管径の縮小、エレボ部での走行車輪の動作
を説明するための図である。

【図７】 本発明による配管内走行装置にピンホール検
査装置の放電電極を取り付けた側を説明するための斜視
図である。

【図８】 従来の配管内面点検ロボットの構造を説明す
るための外観斜視図である。

【符号の説明】

１…配管内走行装置、２,６…走行車輪、３…中間輪支
持板、４,８…前方車輪支持板、５…後方車輪支持板、
７…走行車輪台、９…走行車輪駆動ギヤ、１０…中間ギ
ヤ（アイドラ）、１１…走行用モータ、１２…走行車輪
拡縮用ステッピングモータ、１３…拡縮モータ取付フレ
ーム、１４…拡縮軸支持フレーム、１５…大ピッチポー
ルねじ、１６…ボールねじ軸受、１７…拡縮案内軸軸
受、１８…拡縮移動台、１９…拡縮案内軸、２０，２１
…走行車輪旋回用モータ、２２…周囲監視用カメラ、２
３…複合ケーブル、２４…回転台、２５…回転台軸、２
６…スラスト軸受、２７…上下ばね、３０…走行用モー
タベルギヤ、３１…主動ギヤ、３２，３３，３５，３７
…駆動ギヤ、３３，３６…中間ギヤ、３８，３９…左右
ばね止め板、４０…左右ばね、４１，４２…スポロケッ
ト、４３…移動ねじ、４４…移動ねじ支持台、４５…案
内板、４６…移動板、４７…係止凹部、４８…固定ピ
ン、５０…配管、５１…分岐管、５２…テーパ管、５３
…エルボ部、５４…ピンホール検査装置旋回用モータ、
５５…回転枠、５６…第１回転腕枠、５７…第２回転回
転腕、５８，５９…ギヤ、６０，６１…アクチュエー
タ、６２…ピンホール検査装置放電電極、６３…ピンホ
ール検査装置接地電極、８０…配管、８１…管内面点検
ロボット、８２、８８…パンタグラフ式車輪拡縮部、８
２，８４…タンク、８５…支点軸、８６，８７…走行車
輪、８９…ビデオカメラ、９０，９１…補助輪、９２，
９３…リンク機構、９４…照明燈、９５…ケーブル、１
００…ケーブルドラム、１０１…中継端子箱、１０２…
モニタ、１０３…メモリ装置、１０４…パソコン、１０
５…コントローラ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宇津野 二士 神奈川県横浜市南区別所一丁目14番１号 日揮株式会社横浜事業所内

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 地中埋設管、地上高所配管、および人間
   が直接入れないために定期的な内部点検が不可能な配管
   内面の点検を行う配管内走行装置において、配管断面上
   反対方向に拡縮可能に設けられた複数の車輪群からなる
   ２組の走行車輪と、該２組の走行車輪を管軸から管壁に
   向け一定の押し力で押し付ける力伝達機構と、前記２組
   の走行車輪を全輪同時駆動する走行機構とを有し、遠隔
   操作により配管内を自由に移動可能としたことを特徴と
   する配管内走行装置。
2. 【請求項２】 前記力伝達機構は、該力伝達機構を駆動
   するモータと、該モータにより回転駆動され対向する管
   壁面に略直角に設けられた一対の大ピッチボールねじ
   と、該大ピッチボールねじの各々のめねじに取り付けら
   れ、一対の前記大ピッチボールねじの回転により前記管
   壁面に対し各々近接又は離間する一対の拡縮移動台とか
   らなり、該拡縮移動台に前記走行車輪を取り付けたこと
   を特徴とする請求項１に記載の配管内走行装置。
3. 【請求項３】 前記２組の各々の走行車輪を配管断面上
   の直径を軸とし、該軸まわりに所定角度回転可能な舵取
   り機構を有したことを特徴とする請求項１又は２に記載
   の配管内走行装置。
4. 【請求項４】 前記舵取り機構は、該舵取り機構を駆動
   するモータと、前記拡縮移動台に該拡縮移動台との面と
   直角な軸まわりに面平行に回転可能に取り付けられた回
   転台と、前記モータにより該回転台を軸まわりに回転す
   る回転伝達機構とで構成したことを特徴とする請求項１
   乃至３項の何れかに記載の配管内走行装置。
5. 【請求項５】 ２組の走行車輪の車輪群を少くとも、前
   輪，中間輪，後輪で構成し、該車輪群を配管軸方向に並
   ぶように配置し、前記前輪および後輪を配管径の大きさ
   又は曲り配管の管壁面に合せて移動させる回動機構を有
   することを特徴とする請求項１乃至４項の何れかに記載
   の配管内走行装置。
6. 【請求項６】 前記回動機構は、前記走行車輪を支持
   し、且つ、該走行車の前記車輪群の中間輪を軸支した走
   行車輪台と、前記前輪および後輪を各々前記中間輪軸ま
   わりに回動可能に軸支した前輪支持板および後輪支持板
   と、該前輪支持板および後輪支持板と前記走行車輪台と
   の間に各々設けられ、前記前輪および後輪を管壁面に圧
   接するばね力を有するばね手段とで構成したことを特徴
   とする請求項１乃至５項の何れかに記載の配管内走行装
   置。
7. 【請求項７】 前記回転台と前記走行車輪台との間に、
   該走行車輪台を管壁側に押圧するばね力を有するばね手
   段を設けたことを特徴とする請求項１乃至６項の何れか
   に記載の配管内走行装置。
8. 【請求項８】 前記配管内走行装置の中心部に、前方監
   視、周囲監視用カメラを内蔵し、配管内面の観察を可能
   としたことを特徴とする請求項１に記載の配管内走行装
   置。
9. 【請求項９】 前記配管内走行装置に放電式ピンホール
   検査装置、超音波探傷検査試験装置等、非破壊試験装置
   用の器具類を具備したことを特徴とする請求項１に記載
   の配管内走行装置。