JPH08327605A - 管内移動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 口径の異なる配管に対応でき、配管内でのケ
ーブルのつかえをなくして円滑に移動できるようにす
る。 【解決手段】 モータ８の駆動軸７を前後に突出させ、
ウオームギヤ１０をそれぞれ設ける。前後のウオームギ
ヤ１０に、弾性を有する薄肉のウオームホイールリング
１６を、定位置で回転するように少なくとも１つ宛噛合
させ、少なくとも２輪駆動構造の移動機構体２を構成す
る。移動機構体２を、給電ケーブルに所要の配列ピッチ
で組み付ける。移動機構体２の前後端に、端子２５が引
かれるとＯＮになるスイッチ２７ａ，２７ｂを取り付け
る。相前後する移動機構体２の対向するスイッチ２７
ａ，２７ｂの端子２５間にワイヤ３を接続する。最先端
の移動機構体２の前部にセンサを取り付け、細径配管内
に挿入してモータ８を駆動する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はボイラや各種プラン
トにおける細径配管の内部検査時に用いる管内移動装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】配管の溶接部には欠陥が生じることがあ
るため、検査の必要があるが、特に、ボイラチューブ等
の場合は、パネル状になっているため、作業員が近付い
て検査することができず、したがって、ロボットにより
自動的に検査させるようにしており、近年では内部検査
の重要性が高まってきている。

【０００３】従来の細径（たとえば、φ２０〜５０mm程
度）配管の内部検査を行う方法の一つとして、ケーブル
に、多数のフロートを所定間隔で組み付けて管内を水圧
で移動できるようにし、且つ該ケーブルの先端にセンサ
を取り付け、該センサを配管の一端より配管内に挿入し
た後、配管内に水流を送って各フロートに圧送力を与
え、このフロートの圧送力によってセンサを配管の一端
側より他端側へ向けて移動させて行きながら、センサに
て配管内部の探傷検査を行うようにした方法がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
配管の内部検査方法の場合、センサを移動させるため
に、フロートに水圧を作用させる水流圧送方式としてあ
るが、ケーブルの剛性が小さいと、ケーブルが撓んでセ
ンサに移動力を伝えにくく、特に、立上部ではケーブル
がつかえてしまうことがあり、一方、ケーブルの剛性が
大きいと、ケーブルがベンド部でつかえて通過できなく
なってしまうという問題が生じる。

【０００５】そのため、立上部であってもベンド部であ
ってもつかえることなくセンサを円滑に移動させること
ができるような所謂ロボットとしての管内移動装置の開
発が要望されているが、口径の異なる細径配管に対応で
きて、立上部があってもベンド部があっても円滑に長い
距離を移動することができるものは未だ開発されていな
いのが実情である。

【０００６】すなわち、上記要望されているロボットと
しての管内移動装置は、細径配管を対象としているため
小型の部品の組み合わせとならざるを得ないが、たとえ
ば、ボイラで用いられている細径配管にしても、すべて
が同一口径ではないので、ある程度の口径変化に対応で
きなければならないが、小型部品の組み合わせによって
この要求を満足させるのは大変であり、又、ある程度長
い配管を対象とすると、給電ケーブルが長くなって重量
も大となるので、小型部品構造で必要なケーブル搬送力
を得るためには、ロボットを、所要間隔配置の複数分割
構造とせざるを得ないが、その場合、ベンド部を通過す
るときや管内抵抗によりロボット分割体が協調動作せず
に、ケーブルに弛みが発生してそれが蓄積されると、ケ
ーブルが絡んでつかえたりするおそれがある。

【０００７】そこで、本発明は、口径の異なる配管に対
応でき、しかも配管内でケーブルが絡んだりつかえたり
することがなく円滑にセンサを移動させることができる
ような管内移動装置を提供しようとするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、円筒状のケース内に収納させたモータの
駆動軸を前後両方向に突出させてそれぞれにウオームギ
ヤを設け、上記ケースの前後両端に、上記各ウオームギ
ヤを収容するハウジングをそれぞれ取り付け、該各ハウ
ジングのウオームギヤ収容部に、所要大きさの窓孔を周
方向に少なくとも１個所穿設し、該前後両側のハウジン
グの各窓孔部に、弾性を有する薄肉のウオームホイール
リングの一部を挿入して上記ウオームギヤに噛合させる
と共に大部分をハウジング外へ放射状に突出するよう配
置して、上記モータの駆動により各ウオームホイールリ
ングを回転させるようにして駆動する移動機構体を構成
し、該移動機構体を、給電ケーブルに所要の配列ピッチ
で組み付け、且つ端子が引かれないときはＯＦＦになっ
ているが端子が引かれることによってＯＮになって上記
モータを駆動させるようにしたスイッチを、給電ケーブ
ルの最先端に位置する移動機構体の後端と他の移動機構
体の前後端に取り付けて、上記前後に位置する移動機構
体の前後のスイッチの端子間に所要の長さのワイヤを接
続した構成とする。

【０００９】細径配管内に入れて各移動機構体を駆動さ
せるようにすると、移動機構体の走行輪となるウオーム
ホイールリングは弾性を有するため、口径の変化に対応
でき、又、移動体は前後部で駆動されることから走行が
安定する。更に、移動機構体の前端のスイッチがＯＦＦ
になると、先行する移動機構体との間隔が一定に拡がる
まで走行が停止されるので、ケーブルの弛み過ぎによる
絡み等が防止されることになる。

【００１０】又、駆動軸が前後両方向に突出するモータ
に代えて、駆動軸が一方にのみ突出するモータを用いて
移動機構体を少なくとも１輪駆動構造とし、且つモータ
を収納するケースの外壁部に、半円弧状に湾曲させたセ
ンタリング用の板ばねを、一端が自由端となるようにし
て周方向に取り付けた構成とすると、移動機構体が短く
なるため、ベンド部を通過し易くなる。

【００１１】一方、１つのウオームギヤに噛合させるウ
オームホイールリングを周方向に等間隔に３個所配置し
た構成とし、且つ隣り合うウオームホイールリングの外
周縁部同士を接触させた構成とすることにより、各ウオ
ームホイールリングに作用する管壁への押付反力を互い
に支持できることになり、ウオームギヤとウオームホイ
ールリングの噛合部に大きな力が作用することをなくす
ことができて、牽引荷重を増大できるようになる。

【００１２】又、移動機構体にスイッチを一体に取り付
けて端子間をワイヤで接続することに代えて、相前後す
る移動機構体間をワイヤで接続し、且つ該ワイヤの中間
部にスイッチを介在配置した構成とすると、ベンド部の
通過性を更に向上できることになる。

【００１３】更に、スイッチの端子間をワイヤで接続す
ることに代えて、スイッチの端子間を給電ケーブルによ
り接続した構成とした場合には、ワイヤを省略できるこ
とになる。

【００１４】又、最先端に位置する移動機構体の前部に
センサを取り付けてセンサ付きの管内移動装置とするこ
とにより、センサを細径配管内でも円滑に移動させるこ
とができて細径配管の内部検査を楽に行うことができる
ようになる。

【００１５】更に、最先端の移動機構体とセンサとの間
に球体を介在配置させるようにした構成とした場合は、
配管のベンド部において移動機構体の移動力で球体を介
してセンサを押すと、センサの後端面と球体とが点接触
となってセンサを半径方向へ押す力を小さくでき、した
がって、ベンド部でのセンサの通過性を良好なものとす
ることができる。

【００１６】更に、センサの外周部にスタビライザを取
り付けた構成とすることによって、ベンド部を通過する
ときにセンサが管内面に接触することがなくなって移動
がより円滑に行われることになって移動性をよくするこ
とができ、又、同時にセンサを配管の軸心位置に合わせ
ることもでき、配管の探傷検査を高精度に行うことがで
きるようになる。

【００１７】更に又、スタビライザとして、センサの前
後両端部の外周面部に、複数の板ばねをそれぞれ円周方
向に向けて接線方向に取り付け、且つ該各板ばねの先端
部を球面部としてなる構成のスタビライザを用いると、
口径が大きく異なる配管にも対応できると共に、センサ
の有効部分を大きくとることができてセンサの前後方向
の長さを小さくできる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。

【００１９】図１乃至図５は本発明の実施の一形態を示
すもので、それぞれ単独で前進、後退、停止できるよう
に先端に配管の最小口径部を通過できるような大きさと
してある円柱状のセンサ（探傷プローブ）５を取り付け
た給電ケーブル（探傷ケーブル）１に所要の配列ピッチ
（たとえば、１ｍ強）で組み付けた６輪駆動構造の移動
機構体２を、所要長さ（たとえば、１ｍ）のワイヤ（ミ
ニチュアロープ）３にて連結してなり、前進方向（矢印
Ｘ方向）の最先端に位置する移動機構体２と上記センサ
５の間を、可撓性を有するが座屈はしない太めのワイヤ
４にて連結し、各移動機構体２の協調動作で上記センサ
５を細径配管６内において押す又は引くことにより移動
させられるようにしてある。

【００２０】上記移動機構体２は、図２乃至図４に詳細
を示す如き構成としてある。すなわち、駆動軸７を前後
両方向に突出させて備えているモータ８を、円筒状のケ
ース９内に収納して、上記前後に突出する駆動軸７にそ
れぞれウオームギヤ１０を取り付け、且つ上記ケース９
の前後両端部に、中心部に設けたウオームギヤ収容部１
１で上記ウオームギヤ１０を軸受１２を介して回転自在
に支持できるようにしたハウジング１３の基端部が取り
付けてある。又、上記各ハウジング１３には、ウオーム
ギヤ収容部１１と連通するようにした窓孔１４を、前後
のハウジング１３で位相をずらして周方向に等間隔に３
個所宛穿設し、該各窓孔１４部に、上記ウオームギヤ１
０のピッチと対応するスリット１５を円筒軸方向（又は
円筒軸心）に平行に設けた弾性を有する薄肉のウオーム
ホイールリング１６を、一部分挿入してウオームギヤ１
０に噛合するよう配置して、大部分がハウジング１３内
からハウジング１３外へ放射状に張り出されるように
し、該各ウオームホイールリング１６が細径配管６の内
壁部に弾性力によって押し付けられるようにしてある。
なお、上記ウオームホイールリング１６は、本実施の形
態ではエレクトロフォーミングにより５０μm の肉厚に
製作してある。また、外周面の両端縁に、細径配管６の
内壁部に対する摩擦力を得るためのウレタン１７が一体
に取り付けてある。

【００２１】更に、上記ウオームホイールリング１６の
内側で且つハウジング１３の窓孔１４内の位置には、ウ
オームホイールリング１６がウオームギヤ１０に噛合す
る部分の両脇に、シャフト１８に取り付けた一対のベア
リング１９を当接配置し、且つ上記シャフト１８を支持
するシャフト押え２２を、ハウジング１３の外周面部に
嵌設したリング状のクリップ２１に保持させると共に、
上記ベアリング１９がハウジング壁に当るのを避けるス
ペーサ２０を設け、更に、上記クリップ２１を、ケース
９から張り出させてハウジング１３の外壁部に設けた係
止部２３に係止させるように取り付けたフック状の押え
板２４にて位置保持させて、上記各ウオームホイールリ
ング１６が窓孔１４の位置で走行輪として安定して回転
させられるようにしてある。

【００２２】又、上記各移動機構体２のうち、最先端に
位置する移動機構体２を除く各移動機構体２には、図３
に示す如く、端子２５がスプリング２６に抗し前後方向
外方へ引かれることによってＯＮ作動するようにしたケ
ーブル弛み回避用のスイッチ２７ａと２７ｂを、前後端
となるハウジング１３の先端部に取付ねじ２８にて一体
に取り付け、一方、最先端に位置する移動機構体２に
は、後端のみにスイッチ２７ｂを取り付けて、相前後す
る移動機構体２の対向するスイッチ２７ａ，２７ｂの端
子２５間にワイヤ３が接続してある。

【００２３】上記最先端部以外の移動機構体２のスイッ
チ２７ａ，２７ｂとモータ８との回路構成は、図５に示
す如く、それぞれコレクタとエミッタとの間にコレクタ
側へ向けてダイオード２９を組み込んだＮＰＮ型のトラ
ンジスタ３０ａ，３０ｂの上記コレクタ側を、極性切換
え可能な電源からの主電源ライン３１に接続すると共
に、上記エミッタ側をモータ８に接続し、且つ端子２５
と連動する磁石３２の作用で上記トランジスタ３０ａ，
３０ｂにベース電圧を付与するホールＩＣ３３ａ，３３
ｂをベース電源ライン３４に接続した構成としてあり、
モータ８の正転Ｆによる移動機構体２の前進時には、表
１に示す如く、ワイヤ３の弛みに伴って後続の移動機構
体２の前部のスイッチ２７ａのホールＩＣ３３ａがＯＦ
Ｆになった場合にモータ８の駆動が停止されるようにし
て後続の移動機構体２は移動を停止し、又、ワイヤ３が
引張られてスプリング２６に抗してスイッチ２７ａのホ
ールＩＣ３３ａがＯＮになると、電流がトランジスタ３
０ａ、モータ８、トランジスタ３０ｂのダイオード２９
を経て流れてモータ８が起動し、後続の移動機構体２が
移動を始めるようにする。一方、モータ８の逆転Ｂによ
る移動機構体２の後進時には、表２に示す如く、ワイヤ
３の弛みに伴って後部のスイッチ２７ｂのホールＩＣ３
３ｂがＯＦＦになった場合にモータ８の駆動が停止さ
れ、ワイヤ３が緊張してスイッチ２７ｂのホールＩＣ３
３ｂがＯＮになると電流がトランジスタ３０ｂ、モータ
８、トランジスタ３０ａのダイオード２９を経て流れて
モータ８が起動するようにしてある。なお、ベース電源
は主電源ライン３１からダイオードブリッジ（整流器）
を介して供給するようにしてもよい。

【００２４】

【表１】

【００２５】

【表２】 又、最先端に位置する移動機構体２のスイッチ２７ｂと
モータ８との回路構成は、図５における前部のスイッチ
２７ａがなくて、モータ８の一方のラインが仮想線で示
す如く主電源ライン３１に接続した構成としてある。な
お、最先端に位置する移動機構体２の先端部には、モー
タ８の回転数を検出して移動量を計測するための回転セ
ンサ３５が取り付けてある。

【００２６】ボイラチューブの如き細径配管６の内部検
査を行う場合には、図１に示す如く、最先端に位置する
移動機構体２の前部にセンサ５を太めのワイヤ４により
連結してセンサ付き管内移動装置とした状態として、細
径配管６の一端より上記センサ５及び最先端の移動機構
体２の先端側を細径配管６内に押し込むようにする。こ
の際、上記移動機構体２の走行車輪となるウオームホイ
ールリング１６は、薄肉の弾性体としてあるため、細径
配管６の内壁面に弾性的に押し付けられることになり、
しかもこのウオームホイールリング１６は移動機構体２
の前後部にそれぞれ周方向等間隔で３個所宛設けてある
ことから、移動機構体２は細径配管６内でセンタリング
されることになる。

【００２７】上記の状態で電源を入れると、モータ８が
正転駆動され、駆動軸７上のウオームギヤ１０が回転さ
せられるため、ウオームギヤ１０に噛合させられている
各ウオームホイールリング１６が減速状態で回動させら
れることになる。このとき、ウオームホイールリング１
６は押え板２４、クリップ２１等を介して位置保持され
ているシャフト１８上のベアリング１９によってウオー
ムギヤ１０への噛合部の両脇が押えられているため、窓
孔１４部で定位置回動することができる。したがって、
最先端の移動機構体２はセンサ５を押しながら細径配管
６内を円滑に前進することができる。

【００２８】最先端の移動機構体２が細径配管６内を前
進して行くと、ワイヤ３によって連結されている後続の
移動機構体２も上記ワイヤ３にて牽引されることにより
順次細径配管６内に引き込まれて同様に前進して行くこ
とになり、このとき、最先端の移動機構体２に備え付け
られている回転センサ３５によりモータ８の回転数が検
出されており、この回転数に基づいて移動量が求められ
るので、センサ５にて欠陥部等が検出された場合に、そ
の欠陥部の位置を外部で知ることができる。

【００２９】上述した如く、各移動機構体２が移動して
いるときに、先行している移動機構体２とその直後の位
置で後続する移動機構体２との間で移動量の差によりワ
イヤ３に弛みが発生した場合には、後続の移動機構体２
がその位置に停止させられることによってワイヤ３の弛
みが解消されることになる。すなわち、先行する移動機
構体２の速度よりも後続する移動機構体２の速度の方が
何らかの理由で速くなると、両者の間の給電ケーブル１
に弛みが発生してそれが蓄積されると、立上管部やベン
ド部等ではつかえを起すおそれがあるが、本発明におい
ては、その前にワイヤ３が弛むので、ワイヤ３を結着さ
せてある前部のスイッチ２７ａの端子２５がスプリング
２６の力で内方へ引き込まれ、図５におけるホールＩＣ
３３ａがＯＦＦにさせられるため、後部のスイッチ２７
ｂのホールＩＣ３３ｂがＯＮになっていてもモータ８の
駆動が停止させられる。したがって、後続する移動機構
体２が停止している間に先行する移動機構体２が前進さ
せられることで両者の間隔が一定に拡げられ、これによ
り給電ケーブル１に必要以上の弛みが発生することがな
くなる。かかる動作によりワイヤ３に再び張りが生じる
と、後続する移動機構体２の前部のスイッチ２７ａがＯ
Ｎになるため、後続する移動機構体２の前進移動が再開
され、このようにして、各移動機構体２は協調動作させ
られる。

【００３０】上述した各移動機構体２の協調動作により
センサ５が細径配管６の終端部まで移動して内部検査が
終了すると、図５における主電源ライン３１の電源を正
負逆に切り換えて各移動機構体２のモータ８を逆転駆動
し、各移動機構体２を後進させることによりセンサ５を
細径配管６から引き出すようにする。この際、前進時の
場合と同様にワイヤ３に弛みが発生すると、図５におけ
る後部のスイッチ２７ｂのホールＩＣ３３ｂがＯＦＦに
させられるため、モータ８の駆動が停止させられ、ワイ
ヤ３の弛みがとれると再びモータ８が駆動させられる。
したがって、後進時にも各移動機構体２は協調動作させ
られる。

【００３１】上記において、各移動機構体２の走行車輪
であるウオームホイールリング１６は、弾性力を有する
ため、図３において二点鎖線で示す如く撓んでもその機
能を発揮することができる。したがって、異なる口径の
細径配管６に対して対応することができると共に、配管
６の内部に溶接線が出張っていてもそれを容易に通過す
ることができる。又、上記各ウオームホイールリング１
６は、エレクトロフォーミングにより製作することによ
り、原子の配列が密になって耐久性を向上させることが
でき、撓んだ状態で使用しても容易に疲労破壊を起して
しまうようなおそれをなくすことができるという利点が
ある。更に、各移動機構体２は協調動作できることか
ら、曲率半径の小さいベンド部をも容易且つ円滑に通過
することができる。したがって、ベンド直後の溶接部の
検査も楽に行うことができる。

【００３２】なお、上記実施の形態では、移動機構体２
を６輪駆動方式の場合で説明したが、前後に少なくとも
１つのウオームホイールリング１６を設けて、少なくと
も２輪駆動方式とし、前後に少なくとも１つの後述する
センタリング用の板ばねを設けるようにしてもよい。

【００３３】次に、図６は本発明の他の実施の形態を示
すもので、上記実施の形態で示した移動機構体２におい
て、モータ８の前後両方に駆動軸７を設けて６輪駆動方
式としたことに代えて、駆動軸７が一方にのみ突出する
モータ８を用い、ハウジング１３内に収容させたウオー
ムギヤ１０と該ウオームギヤ１０に噛合するウオームホ
イールリング１６などからなる走行車輪部を、前後一方
のみ（図では前側のみ）とする３輪駆動構造とし、且つ
モータ８を収納するケース９の外壁部に、半円弧形状と
したセンタリング用の板ばね３６を、各ウオームホイー
ルリング１６とは周方向に位相をずらして３個所配置す
ると共に、該各板ばね３６は一端のみを固定し他端を自
由端として、湾曲により細径配管６の口径変化に対応で
きるようにし、更に、各板ばね３６の湾曲中央部に、細
径配管６の内壁に接して転動し得るようにしたローラ３
７を取り付けた構成の移動機構体２′としたものであ
る。なお、図６において、図２乃至図４と同一部分には
同一符号が付してある。

【００３４】図６に示す移動機構体２′の場合、上記実
施の形態における移動機構体２よりも全長を短くできる
ので、細径配管６のベンド部を更に通過し易くなる利点
がある。なお、本実施の形態においては、走行車輪部を
３輪駆動方式の場合で説明したが、少なくとも１つのウ
オームホイールリング１６を設けて、少なくとも１輪駆
動方式とし、少なくとも１つの板ばねを設けるようにし
てもよい。

【００３５】更に、図７の（イ）（ロ）は本発明の更に
他の実施の形態を示すもので、図７の（イ）は、６輪駆
動方式の移動機構体２の場合を、又、図７の（ロ）は３
輪駆動方式の移動機構体２′の場合を示し、いずれもワ
イヤ３を前後端間に直接接続し、ワイヤ３の中間部にケ
ーブル弛み回避用のスイッチ２７ａ，２７ｂを介在させ
るようにしたものである。

【００３６】このように、スイッチ２７ａ，２７ｂを移
動機構体２，２′とは別体で組み付けると、移動機構体
が更に短くなるので、細径配管６のベンド部の通過性を
より向上できることになる。

【００３７】次に、図８は本発明の更に別の実施の形態
を示すもので、図１乃至図４に示した６輪駆動構造の移
動機構体２における１つのウオームギヤ１０と３つのウ
オームホイールリング１６とが噛合する前後の走行車輪
部の構成において、ウオームホイールリング１６の幅を
大きくするか、ウオームギヤ１０の径を小さくするかの
相対的なサイズ調整により、周方向で隣り合うウオーム
ホイールリング１６の外周縁部同士を接触させて配置し
たものである。なお、本実施の形態では、ウオームホイ
ールリング１６の外周面の両端縁にウレタン１７を取り
付けていないが、ウレタン１７を取り付ける場合は、ウ
レタン１７を介してウオームホイールリング１６の外周
縁部を接触させるようにしてもよい。

【００３８】図８に示すようにした場合には、隣り合う
ウオームホイールリング１６の外周縁部同士がウオーム
ギヤ１０との噛合部で互いに接触し合うよう接触配置と
したので、ウオーム減速機構の効率を低下させることな
く移動機構体２の牽引荷重を増すことができる。すなわ
ち、移動機構体２の牽引荷重を増すためには、ウオーム
ホイールリング１６の剛性を大きくして管壁への押付力
を増加させ、ウオームホイールリング１６のトラクショ
ン増を図る必要があるが、単にウオームホイールリング
１６の剛性を大きくして管壁への押付力を増加させるよ
うにすると、ウオームギヤ１０への噛合部に対して大き
な押付反力を作用させる結果、ウオーム減速機構の効率
を低下させてしまうことになり、モータ８に容量の大き
いものが必要となる。そこで、図８に示す如く、ウオー
ムギヤ１０回りに等間隔に配置した３つのウオームホイ
ールリング１６の外周縁部同士を接触させてウオームギ
ヤ１０に対し常に一定の噛合状態を保持させるようにす
ることにより、各接触部分で管壁への押付力による互い
の押付反力を合理的に支持することができ、しかも接触
部分には相対運動が起らないため、ウオーム減速機構の
効率を低下させることなく牽引荷重を増大させることが
できる。かかる図８に示す走行車輪部の構成は、図６に
示す３輪駆動構造の移動機構体２′に対しても同様に適
用し得るものである。

【００３９】又、図９は図５に示す回路の他の実施の形
態を示すもので、それぞれコレクタとエミッタとの間に
コレクタ側へ向けてダイオード２９を組み込んだＮＰＮ
型のトランジスタ３０ａ，３０ｂの上記コレクタ側をモ
ータ８に接続すると共に、上記エミッタ側を主電源ライ
ン３１に接続したものである。

【００４０】図９に示す回路構成の場合には、ワイヤ３
が引張られてスプリング２６に抗してスイッチ２７ａの
ホールＩＣ３３ａがＯＮになると、電流がトランジスタ
３０ｂのダイオード２９、モータ８、トランジスタ３０
ａを経て流れてモータ８が起動し、後続の移動機構体２
が移動を始め、一方、モータ８の逆転Ｂによる移動機構
体２の後進時には、ワイヤ３の弛みに伴って後部のスイ
ッチ２７ｂのホールＩＣ３３ｂがＯＦＦになった場合に
モータ８の駆動が停止され、ワイヤ３が緊張してスイッ
チ２７ｂのホールＩＣ３３ｂがＯＮになると電流がトラ
ンジスタ３０ａのダイオード２９、モータ８、トランジ
スタ３０ｂを経て流れてモータ８が起動されるものであ
り、図５に示す回路構成の場合に比して電気的に効率的
であるという利点がある。

【００４１】次に、図１０は図５に示す回路の更に他の
実施の形態を示すもので、それぞれコレクタとエミッタ
との間にエミッタ側へ向けてダイオード２９を組み込ん
だＰＮＰ型のトランジスタ３０ａ，３０ｂの上記エミッ
タ側を主電源ライン３１に接続すると共に、コレクタ側
をモータ８に接続したものである。

【００４２】図１０に示す回路構成の場合には、図５に
示す回路構成と同様な作動が得られるもので、図９に示
す回路構成の場合と同様に電気的に効率的であるという
利点がある。

【００４３】図１１は図１に示してある先端にセンサ５
を取り付けた給電ケーブル１に組み付けてある移動機構
体２のうち、最先端に位置する移動機構体２と該移動機
構体２の前部にあるセンサ５と可撓性を有するが座屈し
ない太いワイヤ４で連結した構成に代えて、中心を通る
貫通孔３９を穿設した断面が真円形の球体３８を用いる
ようにし、この球体３８をセンサ５の後端のフラット面
と前端をフラット面とした移動機構体２の前端との間に
配置して、該球体３８の貫通孔３９に、移動機構体２と
センサ５とを連結するワイヤ３及び給電ケーブル１を挿
通させ、球体３８をセンサ５と移動機構体２との間に保
持させるようにしたものである。上記ワイヤ３は、移動
機構体２を逆走させたときにセンサ５を引張るだけの強
さがあればよく、図１に示すワイヤ４の如き太くする必
要はない。又、上記球体３８の直径は、探傷検査すべき
配管６の内径が途中で変化している場合には最小径の口
径に近い大きさとし、球体３８の貫通孔３９の径は、配
管６のベンド部を通過するときに球体３８が回転して貫
通孔３９の向きが変ってもワイヤ３や給電ケーブル１の
張力が大となることがなく貫通孔３９内で或る程度変位
できるような大きさとする。

【００４４】最先端の移動機構体２とセンサ５との間に
図１１に示すようにして球体３８を介在配置させると、
配管６のベンド部をセンサ５が通過するときに、センサ
５の後端のフラットな面に対し球体３８が点接触して両
者間の摩擦抵抗が小さくなるため、センサ５を半径方向
へ押す力が小さくなって移動機構体２による押し力の殆
どを軸方向に作用させることができ、これにより、セン
サ５をベンド部であっても円滑に移動させることができ
る。又、移動機構体２の逆方向の移動によりセンサ５が
ワイヤ３を介して引き戻される場合には、ベンド部でも
センサ５を引張るワイヤ３は球体３８の貫通孔３９内に
通されているために配管６の軸心近くに位置させられる
結果、球体３８がなくセンサ５が直接ワイヤ３で引張ら
れる場合に比してセンサ５を配管６の内壁に押付ける力
が低減されて、センサ５の移動をより円滑に行わせるこ
とができる。したがって、引き戻し時にも探傷検査を精
度よく行うことができる。

【００４５】このように、最先端の移動機構体２とセン
サ５との間に球体３８を介在させると、移動機構体２の
押し側の移動力を球体３８を介してセンサ５に伝えるこ
とができるので、移動機構体２とセンサ５との間を接続
するワイヤとしても、敢えて太めのワイヤ４を用いる必
要がなくて剛性の小さい細めのワイヤ３で済ませること
ができる。

【００４６】次いで、図１２（イ）（ロ）は上記した図
１１の変形例を示すもので、（イ）は図１１で球体３８
の貫通孔３９にワイヤ３及び給電ケーブル１の両方を挿
通させていることに代えて、ワイヤ３のみを貫通孔３９
に挿通させて、給電ケーブル１を球体３８の外側に這わ
せるようにしたものである。又、（ロ）はワイヤ３をな
くして給電ケーブル１を、後退時にセンサ５を引張るワ
イヤとして機能させるようにして給電ケーブル１のみを
貫通孔３９に挿通させるようにしたものである。

【００４７】図１２（イ）（ロ）に示すようにした場合
でも、センサ５を押したり引いたりするときにベンド部
でも円滑移動させることができ、又、図１２（ロ）の場
合には、更にワイヤ３を省略することができる利点があ
る。

【００４８】なお、前記した球体３８は、断面が真円と
なるものを示しているが、いずれかの面が球面を有する
ものであれば、次に示すような形状のものでもよい。

【００４９】図１３（イ）（ロ）（ハ）は上記球体３８
の別の形状例を示すもので、（イ）は断面が楕円形状と
したものを横長に用いるようにしたものであり、（ロ）
は断面が楕円形状としたものを縦長に用いるようにした
ものである。更に（ハ）は（イ）と（ロ）に示す断面形
状を組み合わせた形状としたものである。

【００５０】図１３（イ）（ロ）（ハ）のいずれの形状
とした球体３８を採用しても上記図１１に示したものと
同様な作用効果が奏し得られる。

【００５１】次に、図１４及び図１５（イ）（ロ）はセ
ンサ５の移動をより円滑に行わせると共にセンタリング
も図れるようにするために、センサ５にスタビライザを
取り付けた例を示すもので、図１、図１１、図１２に示
すセンサ５の外周部に、センサ５の動きを円滑にし且つ
同時にセンタリングも図れるようにスタビライザ４０を
取り付けたものである。すなわち、センサ５の前端部の
外周面部と後端部の外周面部に、それぞれ所要長さとし
た３枚の板ばね４１を、円周方向に巻き付けるように等
間隔に配置して各末端部を固定すると共に前端部側と後
端部側で板ばね４１の張り出し方向が互に逆向きとなる
ようにして各板ばね４１の先端に、配管６の内壁面に点
接触させるようにするための球面部としての球４２を取
り付けて、常時は板ばね４１の弾力により球４２が配管
６の内壁面に接触させられてセンサ５が配管６内の中心
部に位置させられるように構成したものである。

【００５２】なお、上記球４２に代えて、板ばね４１の
先端部を一体に球面加工したり、半球体を取り付けるよ
うにしてもよい。又、板ばね４１の使用数は適宜選定し
得るものである。

【００５３】センサ５の外周面部に複数の板ばね４１か
らなるスタビライザ４０を取り付けると、板ばね４１の
外側へ広がろうとする弾性力により各板ばね４１の先端
の球面部が配管６の内壁面に点接触しているので、最先
端に位置する移動機構体２を前進させてセンサ５を押し
て動かすときに、センサ５は配管６内に安定よく保持さ
れることになるので、ベンド部を通過するときでもセン
サ５を円滑に移動させることができ、図示の如く球体３
８との組み合わせとすることにより更にセンサ５の移動
を円滑に行わせることができる。又、同時に、スタビラ
イザ４０によってセンサ５を常に配管６の軸心位置にセ
ンタリングすることもできるので、センサ５の機能を最
大限有効に発揮させることができて、高精度に探傷検査
を行うことができる。しかも、板ばね４１は接線方向に
張り出していることから、その撓み変形により口径が大
きく異なる配管６に対しても容易に対応することができ
る。更に、板ばね４１はセンサ５の前端部と後端部の外
周面部に取り付けてあるため、探傷に必要な有効部分の
スペースをセンサ５の中間部に大きく確保させることが
できる。したがって、センサ５の軸方向長さをスタビラ
イザを取り付けることによって必要以上長くすることが
ない、という利点がある。

【００５４】なお、本発明は上記実施の形態のみに限定
されるものではなく、移動機構体２，２′の走行車輪と
して用いるウオームホイールリング１６の外周のウレタ
ン１７は必ずしも取り付ける必要はないこと、又、ウオ
ームホイールリング１６のスリット１５は、軸心と平行
であっても傾斜していてもよいこと、更に、図１乃至図
５に示す実施形態と、図６に示す実施形態において、相
前後するスイッチ２７ａ，２７ｂの端子２５間を接続し
ているワイヤ３に代えて、端子２５間を給電ケーブル１
で接続するようにしてもよいこと、又、図１１、図１２
（イ）（ロ）、図１４では、球体３８をセンサ５と移動
機構体２の間に介在させた場合を示しているが、センサ
５と図６に示す構成の移動機構体２′との間にも同様に
適用できること、その他本発明の要旨を逸脱しない範囲
内において種々変更を加え得ることは勿論である。

【００５５】

【発明の効果】以上述べた如く、本発明の管内移動装置
によれば、次の如き優れた効果を発揮する。 (1) 移動機構体の走行車輪となるウオームホイールリン
グは弾性を有する薄肉構造であるため、マイクロ化を図
ることができ、口径の異なる細径配管にも対応でき、且
つウオームホイールリングは前後に配置してあることか
ら、管内を安定して動くことができる。 (2) 移動機構体の前後端に取り付けたスイッチの端子間
をワイヤで接続して、ワイヤの緊張や弛みに伴うスイッ
チのＯＮ、ＯＦＦ作動で各移動機構体が協調動作できる
ようにしてあるため、立上部やベンド部等でケーブルが
弛み過ぎて絡んだりつかえたりすることを防止すること
ができる。 (3) 移動機構体を、センタリング用の板ばねを用いて走
行車輪部を１個所とすることにより、移動機構体の全長
を短くすることができるので、ベンド部を更に通過し易
くすることができる。 (4) 走行車輪部を３輪駆動として隣り合うウオームホイ
ールリングの外周縁部同士を接触配置させることによっ
て、ウオームホイールリングの管壁への押付反力を互い
に支持することができ、これにより、ウオームギヤとウ
オームホイールリングの噛合部に大きな力が作用するこ
とをなくすことができ、ウオーム減速機構の駆動効率を
低下させることなく管壁への押付力を大きくとることが
できるので、容量の大きいモータを使用したり部品点数
を増やすことなく移動機構体の牽引荷重を増大すること
ができる。 (5) スイッチを移動機構体とは別体としてワイヤの中間
部に介在させることによって、ベンド部の通過性をより
向上できるようになり、したがって、ベンド部の曲率半
径が極めて小さい細径配管へも適用することができる。 (6) スイッチの端子間を、給電ケーブルで接続すること
によって、ワイヤを省略することができる。 (7) 最先端に位置する移動機構体の前部にセンサを取り
付けてセンサ付きの管内移動装置とすることにより、細
径配管内であってもセンサを円滑に移動させることがで
き、細径配管の探傷検査を安定して行うことができる。 (8) 最先端に位置する移動機構体とセンサとの間に球体
を介在配置することにより、配管のベンド部においてセ
ンサが押されるときに、センサと球体とが点接触となっ
て両者間の摩擦を小さくすることができるので、移動機
構体の押し力をセンサに対し配管の軸心方向へ作用させ
ることができ、これによりセンサを半径方向へ押し付け
たり振らつかせることなく円滑に移動させることがで
き、又、移動機構体を後退させてセンサを引張るときも
球体の貫通孔にワイヤ又はケーブルを通して引張ること
によりセンサの移動を円滑に行わせることができる。 (9) センサの外周部にスタビライザを取り付けることに
より、センサを配管内の軸心位置に保持できて、ベンド
部をセンサが移動するときの動きをより円滑に行わせる
ことができ、同時にセンサをセンタリングして配置する
ことができることから、配管の探傷検査をより高精度に
行わせることができる。 (10)スタビライザとして、センサの前後両端部の外周面
部に、複数の板ばねをそれぞれ円周方向に向けて接線方
向に張り出すように取り付け、且つ該各板ばねの先端部
に球面部を設けてなる構成のスタビライザを用いること
により、口径が大きく異なる配管にも支障なく対応で
き、しかも、センサの中央部のスペースを大きくとるこ
とができることから、探傷に必要な有効部分を大きく確
保することができることによって、センサの全長を長く
することなくセンサの機能を最大限に発揮させることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の管内移動装置の実施の一形態を示す使
用状態の概略図である。

【図２】本発明の管内移動装置における移動機構体の外
観図である。

【図３】図２の断面図である。

【図４】図２のIV−IV矢視図である。

【図５】ケーブル弛み回避用スイッチの回路図である。

【図６】本発明の他の実施の形態を示す移動機構体の外
観図である。

【図７】本発明の更に他の実施の形態を示すもので、
（イ）は６輪駆動構造の移動機構体への採用例を示す概
略図、（ロ）は３輪駆動構造の移動機構体への採用例を
示す概略図である。

【図８】本発明の更に別の実施の形態を示すもので、移
動機構体の走行車輪部の概略図である。

【図９】ケーブル弛み回避用スイッチの回路を示す他の
実施の形態の概略図である。

【図１０】ケーブル弛み回避用スイッチの回路を示す更
に他の実施の形態の概略図である。

【図１１】図１のワイヤに代えて球体を用いてセンサを
押すようにした場合を示す概略図である。

【図１２】図１１の変形例を示すもので、（イ）は球体
の貫通孔にワイヤのみを通した例を示す概略図、（ロ）
はケーブルのみとして球体の貫通孔に通した例を示す概
略図である。

【図１３】球体の別の形状例を示すもので、（イ）は断
面を楕円形状としたものを横長にしたもの、（ロ）は縦
長にしたもの、（ハ）は（イ）と（ロ）を組合わせたも
のを示す断面図である。

【図１４】センサにスタビライザを取り付けた例を示す
概略図である。

【図１５】スタビライザの構成例を示すもので、（イ）
は概略斜視図、（ロ）は配管内に挿入した状態の正面図
である。

【符号の説明】

１ 給電ケーブル ２，２′ 移動機構体 ３ ワイヤ ７ 駆動軸 ８ モータ ９ ケース １０ ウオームギヤ １１ ウオームギヤ収納部 １３ ハウジング １４ 窓孔 １６ ウオームホイールリング ２５ 端子 ２７ａ，２７ｂ スイッチ ３６ 板ばね ３８ 球体 ３９ 貫通孔 ４０ スタビライザ ４１ 板ばね ４２ 球（球面部）

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円筒状のケース内に収納させたモータの
   駆動軸を前後両方向に突出させてそれぞれにウオームギ
   ヤを設け、上記ケースの前後両端に、上記各ウオームギ
   ヤを収容するハウジングをそれぞれ取り付け、該各ハウ
   ジングのウオームギヤ収容部に、所要大きさの窓孔を周
   方向に少なくとも１個所穿設し、該前後両側のハウジン
   グの各窓孔部に、弾性を有する薄肉のウオームホイール
   リングの一部を挿入して上記ウオームギヤに噛合させる
   と共に大部分をハウジング外へ放射状に突出するよう配
   置して、上記モータの駆動により各ウオームホイールリ
   ングを回転させるようにして駆動する移動機構体を構成
   し、該移動機構体を、給電ケーブルに所要の配列ピッチ
   で組み付け、且つ端子が引かれないときはＯＦＦになっ
   ているが端子が引かれることによってＯＮになって上記
   モータを駆動させるようにしたスイッチを、給電ケーブ
   ルの最先端に位置する移動機構体の後端と他の移動機構
   体の前後端に取り付けて、上記前後に位置する移動機構
   体の前後のスイッチの端子間に所要の長さのワイヤを接
   続した構成を有することを特徴とする管内移動装置。
2. 【請求項２】 駆動軸が前後両方向に突出するモータに
   代えて、駆動軸が一方にのみ突出するモータを用いて移
   動機構体を少なくとも１輪駆動構造とし、且つモータを
   収納するケースの外壁部に、半円弧状に湾曲させたセン
   タリング用の板ばねを、一端が自由端となるようにして
   周方向に取り付けた請求項１記載の管内移動装置。
3. 【請求項３】 １つのウオームギヤに噛合させるウオー
   ムホイールリングを周方向に等間隔に３個所配置した構
   成とし、且つ隣り合うウオームホイールリングの外周縁
   部同士を接触させた請求項１又は２記載の管内移動装
   置。
4. 【請求項４】 移動機構体にスイッチを一体に取り付け
   て端子間をワイヤで接続することに代えて、相前後する
   移動機構体間をワイヤで接続し、且つ該ワイヤの中間部
   にスイッチを介在配置した請求項１、２又は３記載の管
   内移動装置。
5. 【請求項５】 スイッチの端子間をワイヤで接続するこ
   とに代えて、スイッチの端子間を給電ケーブルにより接
   続した請求項１、２又は３記載の管内移動装置。
6. 【請求項６】 最先端に位置する移動機構体の前方位置
   に円柱状のセンサを配置して、該センサの後端と上記移
   動機構体の前端とを可撓性を有するが座屈しないワイヤ
   及び給電ケーブルにて接続した請求項１、２、３、４又
   は５記載の管内移動装置。
7. 【請求項７】 センサの後端と移動機構体の前端との間
   に、中心を通る貫通孔を有する球体を配置し、且つ可撓
   性を有するが座屈しないワイヤに代えて剛性の小さいワ
   イヤを用い、上記球体の貫通孔に該ワイヤ及び給電ケー
   ブルを挿通させた請求項６記載の管内移動装置。
8. 【請求項８】 ワイヤ及び給電ケーブルを球体の貫通孔
   に挿通させることに代えて、ワイヤを球体の貫通孔に挿
   通させて給電ケーブルを球体の外側に配置するようにし
   た請求項７記載の管内移動装置。
9. 【請求項９】 ワイヤ及び給電ケーブルを球体の貫通孔
   に挿通させることに代えて、給電ケーブルにワイヤの機
   能を兼用させて球体の貫通孔に給電ケーブルのみを挿通
   させるようにした請求項７記載の管内移動装置。
10. 【請求項１０】 センサの外周部にスタビライザを取り
    付けた請求項６、７、８又は９記載の管内移動装置。
11. 【請求項１１】 スタビライザを、センサの前端部の外
    周面に複数の板ばねをそれぞれ円周方向に同じ向きで接
    線方向に張り出すように取り付けると共に、センサの後
    端部の外周面に複数の板ばねをそれぞれ円周方向に前端
    側とは逆の方向へ接線方向に張り出すように取り付け、
    且つ該各板ばねの張り出側先端部に球面部を設けてなる
    構成とした請求項１０記載の管内移動装置。