JPH0995236A - 超音波センサー付走行体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 配管の全周を計測可能な超音波センサーを有
する超音波センサー付走行体を提供する。 【解決手段】 ガイド部８に螺合するとともに駆動モー
タ１３で回動するボールねじ１１の両端部に超音波セン
サー１４及びブラシユニット１６を配設することによ
り、ボールねじ１１の回動に伴ない超音波センサー１４
及びブラシユニット１６をボールねじ１１の軸方向に移
動可能に構成したスライド機構Ｂを、走行体本体の走行
方向に対し垂直な面である回転板３にガイド部８を介し
て固着することにより配管の内周面の全域で超音波セン
サー１４及びブラシユニット１６がこの内周面と相対向
し得るようにしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は超音波センサー付走
行体に関し、特にごみ真空輸送用配管等の配管の内部か
ら超音波センサーで配管肉厚を計測する場合に用いて有
用なものである。

【０００２】

【従来の技術】配管内部の摩耗や腐食等の不良部を点検
するために、従来は人が直接配管の内部に入ることが多
かったが、作業環境の悪さや酸素欠乏の問題、悪臭や汚
水の溜まり等の衛生面での問題、さらには狭隘な作業環
境であるため、一旦入ると向きを変えることすらでき
ず、四つ這いになって後戻りするしかないという問題が
あり、重労働であるが故に従事する労働者の確保が困難
であるという問題があった。

【０００３】そこで近年はロボットによる配管内の点
検、補修等の試みがなされている。従来技術に係る配管
内の走行体の一例の概要を図４及び図５に示す。両図に
おいて、４０は下水等の配管、５０は走行体本体、５１
は車輪で、図に示すように操舵機能は有さず、走行体本
体５０が配管４０の内周面に接することがないように両
側下部に設置されている。この車輪５１は走行体本体５
０の内部に配設した駆動源により駆動される。このた
め、走行体本体５０は電源及び信号発受信用コード５４
を配管４０の外部から延長しながら走行する。

【０００４】走行体本体５０の後部には走行距離を計測
する走行距離ローラ５２が配管４０の内周面に接しなが
ら回転し、配管４０の外部へ走行距離を表わす距離信号
を発信するようになっている。また、走行体本体５０の
前部上面には管内調査カメラ５３が搭載され、配管４０
の内部の状況が外部のモニターで観察できるようになっ
ている。

【０００５】図４中、５５は研磨ビット、５６は超音波
センサーアクチュエータで、アクチュエータ５６ａが起
動して超音波センサー５６ｂを配管５０の内周面に押し
当てる構造となっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述の如き従来技術に
係る走行体の超音波センサーアクチュエータ５６では、
配管４０の上部の肉厚の計測しか出来ないという不具合
があった。因に腐食や、摩耗等の不具合箇所は配管４０
の上部のみに発生するものではなく、配管４０の内周面
全域に亘り計測する必要がある。

【０００７】本発明は、上記従来技術に鑑み、配管の全
周を計測可能な超音波センサーを有する超音波センサー
付走行体を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の構成は次の点を特徴とする。

【０００９】1) 配管内を走行する走行体本体と、走行
体本体の走行方向と平行な軸を回動中心としてこの軸に
対し垂直な面内で回動可能に走行体本体に取付けるとと
もに、回動面の径方向に移動可能な２個の直線移動部を
有する直線移動手段と、一方の直線移動部の先端に配設
されて配管の内周面に当接し、この内周面を研磨し得る
ように形成した研磨手段と、他方の直線移動部の先端に
配設されて配管の内周面に当接し、配管の肉厚を計測し
得るように形成した超音波センサーとを有すること。

【００１０】2) 1)において、直線移動手段は、走行体
本体の前端面又は後端面でこの走行体本体に回動可能に
支持された回転板を介して走行体本体に取付けたもので
あること。

【００１１】3) 1)において、直線移動手段は、この直
線移動手段を回動する回動部に固着されてこの回動部と
一体的に回動するスライド部と、このスライド部に螺合
して回動面の径方向に伸びるねじ軸と、このねじ軸を回
転する駆動手段と、ねじ軸の両端にそれぞれ配設され、
このねじ軸の回転に伴ないこのねじ軸の軸方向に沿い直
線移動する直線移動部とを有すること。

【００１２】4) 3)において、駆動手段はトルクリミッ
タを介してねじ軸に駆動力を伝達するように構成したこ
と。

【００１３】上記構成の本発明においては、直線移動手
段は、走行体の走行方向と垂直な平面、すなわち配管の
軸方向に対し垂直な平面内を回動する。この結果、配管
の内周面の全周の何れの位置においても研磨手段及び超
音波センサーを前記内周面と相対向させることができ
る。

【００１４】また、このように研磨手段及び超音波セン
サーを内周面に相対向させた状態で直線移動部を駆動す
ることにより、内周面の所定位置の研磨及び配管肉厚の
計測を行なう。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面に
基づき詳細に説明する。図１は本形態に係る走行体にお
ける超音波センサーのアクチュエータ部分を抽出して示
す分解斜視図、図２は走行体を、配管内を走行する時の
態様で概念的に示す説明図、図３は上記アクチュエータ
の走行体本体に対する取付け部分を抽出して示す断面図
である。

【００１６】図２に示すように、超音波センサーアクチ
ュエータ１は、走行体本体５０に取付けてあり、走行体
本体５０は車輪５１の駆動により配管４０内を走行す
る。

【００１７】本形態に係る超音波センサーアクチュエー
タ１は、図１に示すように、走行体本体５０（図２参
照）の走行方向と平行な軸を回動中心としてこの軸に対
し垂直な面内で回動可能に走行体本体５０に取付けたス
ライド機構回動手段Ａ及びこのスライド機構回動手段Ａ
に固着したスライド機構Ｂを有する。本形態において
は、スライド機構回動手段Ａ及びスライド機構Ｂで直線
移動手段を形成している。

【００１８】スライド機構回動手段Ａは、外周面に噛を
刻設したウォームホイールである回転板３、ウォームギ
ヤ４及び駆動モータ５を有している。これらのうち、回
転板３は、走行体本体５０（図２参照）の前端面又は後
端面（図２では後端面）に固着された台座２に、クロス
ローラベアリング６（図３参照）を介して回動可能に支
持されている。駆動モータ５は台座２に固着してあり、
ウォームギヤ４を回動することにより回転板３を回動す
る。

【００１９】スライド機構Ｂは、スライド機構端部７，
９、スライド部８、ガイド１０ａ，１０ｂ、ボールねじ
１１及びトルクリミッタ１２付の駆動モータ１３を有す
る。これらのうち、スライド機構部７，９は平行な２本
のロッド状のガイド１０ａ，１０ｂの両端に固着してあ
る。ボールねじ１１は、ガイド１０ａ，１０ｂの間でこ
れらガイド１０ａ，１０ｂに平行に配設するとともに、
その両端部をスライド機構端部７，９に回転可能に支持
してある。スライド部８はボールねじ１１に螺合する雌
ネジ部を有しており、スライド機構端部７，９の間で両
端部の孔をガイド１０ａ，１０ｂが貫通するとともに中
央部でボールねじ１１に螺合している。また、ボールね
じ１１はスライド機構端部９に固着された駆動モータ１
３によりトルクリミッタ１２を介して回転し、この結果
スライド部８をボールねじ１１の軸方向に沿い直線移動
するように構成してある。

【００２０】超音波センサー１４を固着した固定台１５
は、スライド機構端部７に、またブラシユニット１６を
有する固定台１７はスライド機構端部９にそれぞれ固着
してある。この固着は、孔１５ａ，１５ｂ，１７ａ，１
７ｂを貫通してスライド機構端部７，９に形成した雌ネ
ジ部７ａ，７ｂ，９ａ，９ｂに螺合するボルト（図示せ
ず）により行なう。

【００２１】また、スライド部８は、回転板３に固着し
てある。この固着は孔８ａ，８ｂを貫通して回転板３に
形成した雌ネジ部３ａ，３ｂに螺合したボルト（図示せ
ず）により行なう。

【００２２】かくして、駆動モータ１３の駆動によりボ
ールねじ１１が回転した場合、このボールねじ１１の軸
方向に沿いスライド機構端部７，９が直線移動する。す
なわち、本形態においてはスライド機構端部７，９が直
線移動部となる。また、ねじ軸はボールねじ１１で形成
してある。

【００２３】上記形態において、当該走行体が配管４０
内を走行中は、超音波センサーアクチュエータ１のブラ
シユニット１６および超音波センサー１４は配管４０の
内壁と接触しない距離で保持される。一方、走行体が配
管４０内の所定の検査位置に到着したときに、次の手順
で肉厚計測を行う。

【００２４】 まず配管４０の内周面の汚れや錆等を
除去するために、肉厚計測部へブラシユニット１６を回
転させる。回転は駆動モータ５によりウォームギヤ４を
回転させることにより、回転板３を回転させて行う。

【００２５】 ブラシユニット１６の位置決めが終わ
ったら、駆動モータ１３によりボールねじ１１を回転さ
せる。ボールねじ１１が回転すると、スライド部８が配
管４０の内周面にブラシユニット１６を押しつける。ブ
ラシユニット１６が配管４０の内周面に押し付けられる
とトルクリミッタ１２が作動し一定押付力以上には荷重
がかからないように制御される。配管４０の内周面に押
し付けられたブラシユニット１６は計測箇所の配管内面
を清掃する。

【００２６】 配管４０の内周面の計測箇所が清掃さ
れた後、前記ボールねじ１１は駆動モータ１３により反
転し、ブラシユニット１６を計測点から遠ざける。

【００２７】 次に配管４０の肉厚測定のために、駆
動モータ５を作動し、ウォームギヤ４を介して回転板３
を１８０°回転させ、超音波センサー１４が計測点を向
くようにする。

【００２８】 駆動モータ１３を反転させ超音波セン
サー１４を計測点に押しつけるまで作動させる。超音波
センサー１４が配管４０の内周面に押し付けられるとト
ルクリミッタ１２が作動し一定押付力以上には荷重がか
からないように制御される。

【００２９】 配管４０の内周面の計測点に押し付け
られた超音波センサー１４は計測面に密着し、肉厚計測
を行う。該超音波センサー１４による肉厚計測は公知の
ものであるので詳細な説明を省略する。

【００３０】以上のようにしてに肉厚計測は配管周方向
のいかなる断面も計測が可能である。

【００３１】また、このとき回転板３を回転させるウォ
ームギヤ４は、駆動モータ５の停止により自ら回転出来
ず、回転板３のブレーキとして作用する。この関係はボ
ールねじ１１とスライド部８との取り合いにおいても同
様に、ボールねじ１１の停止によりスライド部８は自ら
摺動不能となる。また、回転板３と台座２との取りあい
にクロスローラーベアリング６を用いているが、これは
該回転板３のように垂直面にて回転する場合には２方向
の荷重に都合よく作用できるからである。

【００３２】なお、上記形態においては、直線移動手段
はスライド機構回動手段Ａ及びスライド機構Ｂで構成し
たが、これに限定するものではない。例えば、スライド
機構Ｂを走行体本体５０に回動可能に支持された軸に直
接固着するような構造でも良い。要は、走行体の走行方
向と垂直な面内を回動可能に直線移動部が形成してあ
り、配管４０の内周面の周方向に全域でこの内周面と超
音波センサー１４及びブラシユニット１６が相対向し得
るような構成となっていれば良い。

【００３３】また、直線移動部の移動手段は、ボールね
じ１１に限定するものでは勿論ない。直線移動可能なア
クチュエータ（例えばエアシリンダ）であれば特別な制
限はない。このとき、移動手段自体が一個である必要も
ない。部品点数は増加するが、２個の直線移動部を、個
別に移動する２個のアクチュエータに設けたものも本願
発明の技術思想中に含まれる。

【００３４】

【発明の効果】以上実施の形態とともに具体的に説明し
たように本発明によれば、直線移動部が配管の内周面の
全域の何れの位置でも、この内周面と相対向し得、しか
もこの内周面に向けて接近・当接し得るので、配管内の
全域で配管肉厚の計測を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る走行体における超音
波センサーのアクチュエータ部分を抽出して示す分解斜
視図。

【図２】本発明に係る走行体を、配管内を走行する時の
態様で概念的に示す説明図。

【図３】図１に示すアクチュエータの走行体本体に対す
る取付け部分を抽出して示す断面図。

【図４】従来技術に係る走行体を側面から見た状態で概
念的に示す説明図。

【図５】図４に示す走行体を後面から見た状態で概念的
に示す説明図。

【符号の説明】

１ 超音波センサーアクチュエータ ３ 回転板 ７，９ スライド機構端部 ８ スライド部 １１ ボールねじ １２ トルクリミッタ １４ 超音波センサー １６ ブラシユニット ４０ 配管 ５０ 走行体本体

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 配管内を走行する走行体本体と、 走行体本体の走行方向と平行な軸を回動中心としてこの
   軸に対し垂直な面内で回動可能に走行体本体に取付ける
   とともに、回動面の径方向に移動可能な２個の直線移動
   部を有する直線移動手段と、 一方の直線移動部の先端に配設されて配管の内周面に当
   接し、この内周面を研磨し得るように形成した研磨手段
   と、 他方の直線移動部の先端に配設されて配管の内周面に当
   接し、配管の肉厚を計測し得るように形成した超音波セ
   ンサーとを有することを特徴とする超音波センサー付走
   行体。
2. 【請求項２】 直線移動手段は、走行体本体の前端面又
   は後端面でこの走行体本体に回動可能に支持された回転
   板を介して走行体本体に取付けたものであることを特徴
   とする［請求項１］に記載する超音波センサー付走行
   体。
3. 【請求項３】 直線移動手段は、この直線移動手段を回
   動する回動部に固着されてこの回動部と一体的に回動す
   るスライド部と、このスライド部に螺合して回動面の径
   方向に伸びるねじ軸と、このねじ軸を回転する駆動手段
   と、ねじ軸の両端にそれぞれ配設され、このねじ軸の回
   転に伴ないこのねじ軸の軸方向に沿い直線移動する直線
   移動部とを有することを特徴とする［請求項１］に記載
   する超音波センサー付走行体。
4. 【請求項４】 駆動手段はトルクリミッタを介してねじ
   軸に駆動力を伝達するように構成したことを特徴とする
   ［請求項３］に記載する超音波センサー付走行体。