JPH11325380A - 管内壁面処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】管体内への搬入・搬出が容易、一寸法種類の装
置で内径が異なる管体への適用が可能、処理作業中管内
径が変化しても継続処理が可能、構造簡単で低設備コス
ト、高処理能率、均一処理が可能等の利点を持つ管内壁
面処理装置の提供。 【解決手段】管体内に収納され、管軸方向に伸びる軸部
材３と、該軸部材の先・後端部に固定され三半径方向に
伸び先端に管軸方向転動用ガイド輪５を設けた三対の支
持アーム４f,の中の、同一方向に伸びる一対の支持アー
ム４fe，４beを伸縮・付勢用エアーシリンダーを備えた
伸縮可能支持アームとし、前記軸部材３先端の旋回軸７
raを中心に旋回し、屈伸・付勢用エアーシリンダー１３
により前記旋回軸７raに直交する面内で屈伸する関節式
旋回アーム７の先端に、高圧水噴射ガン８と管内壁円周
方向転動用ガイド輪９を備えた高圧水噴射ヘッド１０を
旋回アーム７の先端に管軸と平行な軸を中心に回動可能
に取付ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、管内壁面処理装置
に関し、水力発電所の水路用水圧鉄管の補修工事の際の
水圧鉄管内壁の塗着層や錆の除去、さらには、その他の
円管状大径管、例えば、下水管、煙道（ダクト）、煙
突、サイロ、各種プラントの配管等の内面のライニング
や付着固形物のはつり、剥離、清掃等を行うのに有用な
管内壁面処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

【０００３】貯水ダムから水力発電所への水路として使
用されている水圧鉄管の補修工事において、管内壁面の
塗着層や錆を除去することが要求され、従来はサンドブ
ラスト工法が一般的に行われてきた。

【０００４】一方、高圧ポンプから供給される例えば５
０ＭＰa 以上の高圧水をノズルから噴射して固形物を切
断したり、破砕したり、あるいは物体表面の固着物を剥
離・除去したりする方法は従来よく知られており、例え
ば、高層煙突やサイロ等の縦形円筒体内壁面のはつり作
業に適用可能な噴射ノズル型はつり装置等も提案されて
いる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記サンドブラスト工
法は、以下のような欠点を有する。 （１）管内壁の処理後に研掃用の珪砂が大量に残留する
ため、その回収と後処理に多くの作業員と時間が掛か
る。特に、配管内にエキスパンションジョイントがある
場合、その部分に珪砂が詰まり、珪砂の除去作業に多大
な工数を要する。 （２）配管母材金属壁が磨耗・減肉し、配管の強度を低
下させる恐れがある。

【０００６】また、前記の高層煙突やサイロ等の縦形円
筒体内壁面のはつり作業に適用可能な噴射ノズル型はつ
り装置には、以下のような問題点がある。すなわち、水
平もしくは傾斜した管体、例えば、水力発電所の水路用
水圧鉄管、下水管、煙道（水平ダクト）、各種プラント
の水平配管等の内面のライニングや付着固形物のはつ
り、剥離、清掃等を行う際には、管体内壁面の内周面に
沿って円周方向に移動する噴射ノズルから長手方向に出
来るだけ幅広く均一に高圧水を噴射しつつ、噴射ノズル
の円周方向への移動と管軸方向への移動とを同期させ
て、管内壁面全面に均一に高圧水を噴射する必要があ
る。前記噴射ノズル型はつり装置を仮に水平もしくは傾
斜した管体に適用したとしても、そのような効果は期待
できない。

【０００７】本発明は、上記従来技術の問題点を解消
し、 イ）サンドブラスト法のように、処理後の管内に残った
珪砂やエキスパンションジョイント等に詰まった珪砂の
除去・回収に多大の工数、時間を必要とせず、また、管
体母材内面を傷つけたり、磨耗させたりすることもな
く、 ロ）内壁面処理対象管体内への移動体の搬入・搬出が容
易で、 ハ）１寸法種類の装置で、管内壁面の内径が比較的広範
囲に無段階に異なる管体や管路への適用が可能で、ま
た、作業中に管体内径が所定の範囲内で連続的に変化し
ても、あるいは、１回の段差が所定の範囲内で管体内径
が所定の範囲内で断続的に変化しても、問題なく処理作
業の継続が可能であり、 ニ）必要最小限の本数の伸縮可能支持アームを用いて、
構造が簡単で、設備・運転・保全コストが低くてすみ、 ホ）管内壁面処理能率が高く、 へ）管内壁面の処理効果が、管内壁の円周方向にも長手
方向にも均一で、均一な仕上げ面が容易に得られる、管
内壁面処理装置の提供を課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するために、第１の手段として、管体の内部に収納さ
れ、管軸方向に延びる軸部材と、該軸部材の両端近傍に
基端を固定され、該軸部材から管内壁面に向かって放射
状に延びる複数本の先端部支持アームと、該先端部支持
アームと各々略同方向に放射状に伸びる複数本の後端部
支持アームと、前記先端部支持アームと後端部支持アー
ムの各々の先端部に取り付けられ、前記管内壁面に沿っ
て前記管軸方向に転動可能なガイド輪とからなる移動体
と、前記移動体を管体の内部で管軸方向に移動させる移
動駆動手段と、前記軸部材先端部に該軸部材の中心軸を
中心に旋回自在に設けられた旋回アームと、該旋回アー
ムの先端に設けられ、管内壁面に高圧水を噴射する高圧
水噴射ガンと、該高圧水噴射ガンのノズル先端よりも前
記管内壁面側に突出し、該内壁面上を円周方向に転動し
て前記高圧水噴射ガンのノズルの先端と前記内壁面との
間隔を所定値に保つガイド輪とを備える高圧水噴射ヘッ
ドと、前記軸部材の先端部に設けられた旋回アーム旋回
駆動手段とを具備してなる管内壁面処理装置を、前記移
動体の先・後端部支持アームのうち、略同一半径方向に
延びる一対の支持アーム、または、各々略同一半径方向
に延びかつ円周方向に相隣り合う二対の支持アームの先
端部の前記ガイド輪の基部よりも基端側（前記軸部材
側）に伸縮・付勢用定圧作動型流体圧シリンダを介在さ
せた伸縮可能支持アームを備えるとともに、前記旋回ア
ームは、屈伸・付勢用定圧作動型流体圧シリンダの伸縮
により前記の軸部材の中心軸に直交する面内で屈伸可能
な関節式アームであり、前記旋回アームの先端に、前記
軸部材の中心軸に平行な先端部関節軸を介して、前記高
圧水噴射ヘッドを回動可能に取り付けたことを特徴とす
るように構成した。

【０００９】上記本発明においては、前記高圧水噴射ガ
ンは、ノズルヘッドの中心軸の回転、旋回または揺動を
行う駆動手段を備えたものであることが望ましい。

【００１０】上記本発明においては、前記移動体の軸部
材が管体からなり、前記旋回アームの旋回中心軸が先端
部に取り付けられた内部軸体が、前記軸部材管体の内壁
により、該軸部材管体の軸方向に相対的進退自在に、か
つ、該軸部材管体と相対的回転不可能に支持・案内され
ているとともに、前記内部軸体の進退駆動手段を前記軸
部材管体に設けるように構成してもよい。

【００１１】上記本発明においては、前記旋回アームの
旋回駆動手段を制御する旋回アーム旋回制御手段と、前
記内部軸体の進退駆動手段を制御する内部軸体進退制御
手段および／または前記移動体の移動駆動手段を制御す
る移動体移動制御手段を備えるとともに、前記旋回アー
ム旋回制御手段と、前記内部軸体進退制御手段または前
記移動体移動制御手段を制御して、前記旋回アームの旋
回運動と、前記内部軸体の進退運動または前記移動体の
移動運動の少なくとも一方との間の同期制御を行う同期
制御手段を備えていることが望ましい。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下に添付の図面を参照して、本
発明の管内壁処理装置の実施の形態を説明する。図１
は、大径鋼管内に収納された請求項１、請求項３に係る
本発明装置の実施の形態の全体の概略構成と、本発明装
置へ供給される電気、圧縮空気および高圧水等のユーテ
ィリティの各々の発生・供給システムの概要をしめす側
面図、図２は、請求項１および請求項２に係る本発明装
置の実施の形態の構成を示す側面図、図３は図２のＡ−
Ａ線矢視正面図、図４は高圧水噴射ヘッドの構成を示す
要部拡大図であって、（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）
のＢ−Ｂ線矢視正面図、（ｃ）はロータリージエットガ
ンのマルチノズルヘッドのノズルの移動軌跡を示す概念
図、図５は伸縮可能支持アームの先端部の構成をしめす
要部拡大図であって、（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）
のＣ−Ｃ線矢視正面図、図６は請求項３および請求項４
に係る本発明の概略構成を示す側面図である。

【００１３】請求項１および請求項２に係る本発明の管
内壁処理装置の実施の形態は、図１〜図５に示すよう
に、管体２の内部に収納され、管軸方向に延びる軸部材
３と、該軸部材３の両端近傍に基端を固定され、該軸部
材３から管内壁面２iwに向かって三方の半径方向へ放射
状に延びる３本の先端部支持アーム４f と、該先端部支
持アーム４f と各々略同方向に放射状に伸びる３本の後
端部支持アーム４b と、前記先端部支持アーム４f と後
端部支持アーム４b の各々の先端部に取り付けられ、前
記管内壁面２iwに沿って前記管軸方向に転動可能なガイ
ド輪５とからなる移動体１と、前記移動体１を管体２の
内部でワイヤ６w を介して矢印イで示す管軸方向に牽引
・移動させるウインチからなる移動体移動駆動手段６
と、前記軸部材３の先端部に該軸部材３の中心軸を中心
に旋回自在に設けられた旋回アーム７と、該旋回アーム
７の先端に設けられ、管内壁面２iwに高圧水を噴射する
例えば回転マルチノズルヘッド８mhを具備したロータリ
ージェットガンからなる高圧水噴射ガン８と、該高圧水
噴射ガン８のノズル８n の先端よりも前記管内壁面２iw
側に突出して該内壁面２iwに外周面が接触し、該内壁面
２iw上を矢印ロで示す円周方向に転動して前記高圧水噴
射ガン８のノズル８n の先端と前記内壁面２iwとの間の
距離を所定の値に保つガイド輪９とを備えた高圧水噴射
ヘッド１０と、前記軸部材３の先端部に設けられ、無段
変速手段（図示せず）を備えた電動機からなる旋回アー
ム旋回駆動手段１１と、を具備してなる管内壁面処理装
置を、前記移動体１の三対の先・後端部支持アーム４f
、４b のうち、略同一半径方向に延びる一対の支持ア
ーム４f 、４b を、その先端部の前記ガイド輪５の基部
よりも基端側（前記軸部材側）に伸縮・付勢用定圧作動
型エアーシリンダ１２を介在させた伸縮可能支持アーム
４fe、４beとするとともに、前記旋回アーム７は、屈伸
・付勢用定圧作動型エアーシリンダ１３の伸縮により前
記軸部材３の中心軸に直交する面内で屈伸可能な関節式
アームであり、前記旋回アーム７の先端に、前記軸部材
３の中心軸に平行な先端部関節軸７jbを介して、前記高
圧水噴射ヘッド１０を回動可能に取り付けたことを特徴
とするように基本的に構成される。

【００１４】上記の本実施の形態は、さらに以下のよう
な具体的な構成を有する。

【００１５】前記高圧水噴射ヘッド１０は、図４に示す
ように、長方形のベースプレート１０bpの中央部に前記
ロータリージェットガンからなる高圧水噴射ガン８を固
定している。該ロータリージェットガン８は、リング形
の先端面に複数のノズル８nを具備した中空の有底円筒
形のマルチノズルヘッド８mhの裏面に先端を接続された
回転円筒軸８raの基端部を軸受け外筒８bp内に、回転自
在に、かつ、軸方向移動不可能に挿入・保持されてい
る。前記回転円筒軸８raの基端部の外周面と前記軸受け
外筒８bpの内周面との間は、超高圧ホース８whを介して
前記軸受け外筒８bpの内部に供給され、前記回転円筒軸
８raを介して前記マルチノズルヘッド８mh内に送られる
高圧水が外部に漏れないようにシールされている。

【００１６】一方圧縮空気供給ホース８ahを介して供給
される圧縮空気により回転するエアモータ８amが前記回
転円筒軸８raの回転軸と平行な回転軸を有するように、
前記軸受け外筒８bpの横に付設されている。該エアモー
タ８amの回転は、回転伝動部８tmに内蔵され、前記エア
モータ８amの図示せぬ回転軸に固定された図示せぬ駆動
歯車と、該駆動歯車と噛み合い前記回転円筒軸８raの途
中に固定された図示せぬ従動歯車を介して、前記回転円
筒軸８raに伝えられ、前記マルチノズルヘッド８mhを矢
印ハで示す方向へ回転させるように構成されている。

【００１７】前記高圧水噴射ヘッド１０の前記長方形の
ベースプレート１０bpの前後左右の４側端部には、各々
ガイド輪９がその外周面が前記管体２の内壁面２iwに接
して矢印ロで示す円周方向に転動可能なように固定され
ている。また、前記ベースプレート１０bpの前記マルチ
ノズルヘッド８mhの外周を若干の距離をおいて包囲する
ように、先端部が例えばゴム等の弾性板からなる反射遮
蔽カバー１０scが、その先端が前記管体２の内壁面２iw
に接するように立設されている。

【００１８】前記旋回アーム７は、前記軸部材３の先端
部にエアースイベルユニット１９を介して連結された旋
回中心軸７raを中心に回転自在に支持された第１の旋回
アーム部材７a と、該第１の旋回アーム部材７a の先端
部に設けられ前記軸部材３の軸方向に平行な第１の関節
軸７jaと、該第１の関節軸７jaを介して前記第１の旋回
アーム部材７a に基端が回動自在に連結された第２の旋
回アーム部材７b と、前記第１の旋回アーム部材７a の
途中に基端を、前記第２の旋回アーム部材７bの途中に
先端を、前記第１の関節軸に平行な回動軸１３jb、１３
jtを介して各々連結された旋回アーム屈伸・付勢用定圧
作動型流体圧シリンダ１３と、からなり、前記軸部材３
の中心軸に直交する面内で屈伸および旋回する一軸関節
アームであり、前記旋回アーム７の第２の旋回アーム部
材７b の先端に、前記第１の関節軸７jaに平行な第２の
関節軸７jbを介して、前記高圧水噴射ヘッド１０が回動
可能に取り付けられている。すなわち、前記高圧水噴射
ヘッド１０の前記長方形のベースプレート１０bpの前記
管体２の内壁面２iwとは反対側の表面の、矢印ロで示す
側の先端と前記ロータリージエットガン８の取付け中心
位置との間の中央部近辺で、前記ベースプレート１０bp
の幅方向中心位置に立設された連結板１０jpと、前記第
２の旋回アーム部材７b の先端部とが、前記第２の関節
軸７jbを介して相互回動自在に連結されている。

【００１９】前記一対の伸縮可能支持アーム４fe、４be
は、以下のように構成されている。すなわち、図５に示
すように、角管体３spからなる前記軸部材３の外周に半
径方向に伸びるように固定された基部アーム部材４fb、
４bbと、その先端面に前記基部アーム部材４fb、４bbと
各々直交するように固定されたベースプレート１２bpと
を備えている。該ベースプレート１２bpの前記軸部材３
側の面にシリンダ１２c の前端を、該シリンダ１２c の
中心軸が前記基部アーム部材４fb、４bbの軸と各々平行
となるように固定され、そのピストンロッド１２psが、
前記ベースプレート１２bpを貫通して管内壁２iwの方向
に伸びる伸縮・付勢用定圧作動型エアーシリンダ１２が
固定されている。さらに、前記ベースプレート１２bpの
基部アーム部材４fb、４bbの各々を挟み前記軸部材３と
平行な方向に所定の長さだけ突出した部位に、前記支持
アーム基部部材４fb、４bbの各々を挟んで、該基部アー
ム部材４fb、４bbの軸の各々に平行に取り付けられたそ
れぞれ一対のガイド管１４gpと、該一対のガイド管１４
gpを各々貫通して案内され前記基部アーム部材４fb、４
bbの各々の軸に平行に伸びる一対のガイドロッド１４gr
とからなる案内手段１４が形成されている。そして、前
記ピストンロッド１２psおよび前記一対のガイドロッド
１４grの管内壁２iw側の先端部に取り付けられたガイド
輪ベ−スプレート５bpと、該ガイド輪ベ−スプレート５
bpの管内壁２iw側の表面に前記基部アーム部材４fb、４
bbの各々の軸と同芯に取り付けられ、前記伸縮・付勢用
定圧作動型エアーシリンダ１２により管内壁２iwに所定
圧で押し付けられて該管内壁２iwの表面を前記管体１の
管軸方向に転動するガイド輪５とを備えて構成されてい
る。

【００２０】また、前記伸縮可能支持アーム４fe、４be
の伸縮・付勢用定圧作動型エアーシリンダ１２と、前記
旋回アーム７の伸縮・付勢用定圧作動型エアーシリンダ
１３とに送られる圧縮空気の圧力をそれぞれ所定値に保
つ図示せぬレギュレータが、前記移動体１に付設されて
いる。

【００２１】本発明の管内壁面処理装置の駆動用の電
気、圧縮空気および管内壁面処理媒体としての高圧水の
供給手段は、図１の破線および実線と、図２に示すよう
に以下のように構成されている。 （１）電気は、管体２の外部の可搬式発電機１５より、
動力用ケーブル１５caを介して、前記ウインチからなる
移動体移動駆動手段６と、管内壁面処理装置の移動体１
に付設の電気・計装・制御ボックス１６を介して、無段
変速手段付き電動機からなるアーム旋回駆動手段１１、
および後述の無段変速手段付き電動機からなる前記軸部
材３内の内部軸部材体３iaの軸方向への進退駆動手段３
M に供給される。 （２）圧縮空気は、コンプレッサ１７からエア配管１７
apを経由し、前記移動体１に付設のエア制御バルブ１８
を介して、一対の伸縮可能支持アーム４fe、４beの伸縮
・付勢用定圧作動型エアーシリンダ１２と、さらに前記
軸部材３の先端部に設けられたエアスイベルユニット１
９を介して、前記旋回アーム７の屈伸・付勢用定圧作動
型エアシリンダ１３と、該旋回アーム先端のロータリー
ジエットガン８のエアモータ８amに供給される。 （３）高圧水は、高圧水発生装置（アクアジエットポン
プ）２０から、超高圧水配管（ホース）２０hpを介し
て、前記移動体１に送られ、該移動体１の前記軸部材３
の後端から、該軸部材３の内部を軸部材の長手方向に貫
通する図示せぬ高圧水通路、前記軸部材３の先端部に設
けられたエアスイベルユニット１９の軸中心の貫通孔、
旋回アーム旋回中心軸７raの貫通孔を経由して、前記旋
回アーム旋回中心軸７raの先端に設けられたスイベルジ
ョイント２１および該スイベルジョイント２１の先端に
接続された高圧水ホース８whを経由して、旋回アーム７
の先端のロータリージェットガンからなる高圧水噴射ガ
ン８に供給される。

【００２２】上記のように構成された請求項１および請
求項２に係る実施の形態の作用を以下に述べる。

【００２３】（１）前記一対の伸縮可能支持アーム４f
e、４beの伸縮・付勢用定圧作動型エアシリンダー１２
と、旋回アーム７の屈伸・付勢用定圧作動型エアーシリ
ンダ１３とを収縮させ、前記移動体１を図１に示したよ
うに、前記一対の伸縮可能アーム４fe、４beを除く他の
二対の支持アーム４f 、４b の先端のガイド輪５の各々
が管内壁面２iwに沿って管軸方向へ転動するように、前
記移動体１を管体１の内部に入れ、前記移動体１の後端
部のワイヤ連結金物６wcに連結されたワイヤ６w を介し
て、ウインチ６により管内の任意の位置まで、牽引、移
動させる。

【００２４】（２）前記一対の伸縮可能支持アーム４f
e、４beの伸縮・付勢用定圧作動型エアーシリンダ１２
を伸長させ、該伸縮可能支持アーム４fe、４beの先端の
ガイド輪５を前記レギュレータで設定された所定の圧力
で管内壁面２iwに接触させる。その結果、前記二対の支
持アーム４f 、４b および上記一対の伸縮可能支持アー
ム４fe、４beと、これら６本の支持アームの先端の各々
のガイド輪５を介して、前記移動体１が管内壁面２iwに
支持・案内されるようになる。

【００２５】（３）前記旋回アーム７の屈伸・付勢用定
圧作動型エアーシリンダ１３を伸長させると、旋回アー
ム７の第１の関節軸７jaを支点として、第２の旋回アー
ム部材７b の先端部が管内壁面２iwに近づくように回動
する。その結果、前記第２の旋回アーム部材７b の先端
部に第２の関節軸７jbを介して回動可能に連結された高
圧水噴射ヘッド１０の４個のガイド輪９の外周面が前記
管内壁面２iwに前記レギュレータで設定された所定の圧
力で押し付けられる。この時、前記高圧水噴射ヘッド１
０のロータリージェットガン８の先端部に、前記管内壁
面２iwに対向して取り付けられたマルチノズルヘッド８
mhの先端部の複数のノズル８n の先端と前記管内壁面２
iwとの間隔が所定の値に保たれる。

【００２６】（４）前記ロータリージェットガン８の前
記エアモータ８amによりマルチノズルヘッド８mhが回転
円筒軸８raを中心に矢印ハで示す方向に回転し、同時に
複数のノズル８n から高圧水の噴射が開始され、前記無
段変速機付き電動機からなる旋回アーム旋回駆動手段１
１が起動して、旋回アーム７が矢印ロで示す方向に旋回
する。前記ロータリージェットガン８から噴射される高
圧水は、前記図４（ｃ）に示されるようなマルチノズル
ヘッド８mhの複数のノズル８n の移動軌跡８tnの幅Ｗtn
内で均一な噴射水量分布を示し、前記旋回アーム７の旋
回により、前記管内壁２iwの前記マルチノズルヘッド８
mhのノズル移動軌跡幅Ｗtnと略同じ幅の内周面の付着塗
料および錆等の付着物を剥離させて、洗い流しながら、
マルチノズルヘッド８mhが管内壁２iwに沿って１周す
る。

【００２７】（５）管内壁２iwの全面を均一に処理する
ためには、本実施の形態においては、旋回アーム７の矢
印ロで示す方向への旋回・停止と、前記ウインチからな
る移動体移動手段６による移動体１の矢印イで示す方向
への移動・停止の組合せにより、両者の同期運転の仕方
には以下の２種のパターンが考えられる。 ａ）パターンＡ このパターンでは、移動体１の矢印イで示す方向への移
動を停止した状態で、旋回アーム７を矢印ロで示す方向
へ１周旋回させて停止し、前記移動体１を矢印イで示す
方向へ前記マルチノズルヘッド８mhのノズル移動軌跡幅
Ｗtnより僅かに狭い幅だけ移動させて停止する。再びこ
の位置で旋回アーム７を１周旋回させて停止し、前記移
動体１を矢印イで示す方向へ前記と同様に移動させて停
止する。以後、上記のような運転を繰り返す。 ｂ）パタ−ンＢ このパターンでは、旋回アーム７を矢印ロでしめす円周
方向へ連続的に旋回させながら、前記ウインチよりなる
移動体移動駆動手段６で、移動体１を矢印イで示す方向
へ連続的に牽引・移動させ、旋回アーム７が１周旋回す
る間に、前記移動体１が前記マルチノズルヘッド８mhの
移動軌跡幅Ｗtnより僅かに狭いい幅だけ移動するよう
に、旋回アーム７の旋回速度および／または移動体１の
移動速度を調節する。

【００２８】（６）前記パターンＡまたはパターンＢの
いずれかにより、前記ウインチよりなる移動体移動駆動
手段６の管体１内の位置や、移動体１の運転・作業用ユ
ーティリティ（電気、圧縮空気、超高圧水等）の供給源
の位置と供給用配線・配管（ホース）の長さやその巻取
り手段の巻取り可能範囲およびこれらの配管を管体１の
内部に送り込んでいるマンホール１mh等の位置等により
決まる範囲内の管内壁面の処理が終了したら一旦処理作
業を停止する。

【００２９】（７）前記ウインチよりなる移動体移動手
段６や前記移動体１の運転・作業用ユーティリティ（電
気、圧縮空気、超高圧水等）の供給源の位置と供給用配
線・配管（ホース）の巻取り手段の位置を移動させると
ともに、これらのユーティリティ配管を管体１の内部に
送り込んでいるマンホール１mhを変更するとともに、前
記ステップ（１）と同じように、移動体１の位置を次の
スタート予定位置まで、移動させる。

【００３０】（８）前記ステップ（２）〜（７）を繰り
返し、管体１の全体の管内壁面２iwの処理を行う。

【００３１】請求項１に係る本発明における上記の実施
の形態においては、移動体１の支持アームは前後三対と
し、そのうちの一対の先端部のみに伸縮・付勢用定圧作
動型エアシリンダーからなる流体圧シリンダを設けた
が、本発明はこれに限るものでなく、前後三対のうちの
二対に流体圧作動式伸縮・付勢手段を設けてもよい。こ
の場合、仮に前記の実施の形態の場合とエアシリンダー
の伸縮ストロークが同じとすると、収縮時の外接円の大
きさが前記の場合よりも小さくなり、管体１内への移動
体１の出し入れがより容易になり、また、適用できる管
体１の内径の変化許容範囲が大きくなるという効果もあ
る。また、移動体１の支持アームを前後四対とし、その
うちの円周方向に隣り合う二対に流体圧シリンダを設け
てもよい。

【００３２】なお、上記の請求項１および請求項２に係
る本発明の実施の形態は、例えば、貯水ダムから水力発
電所への水路として使用されている水圧鉄管の補修工事
において、管内壁面の塗着層や錆を除去する作業に本発
明装置を適用することを前提として、前記管体１が略水
平である例について述べたが、請求項１に係る本発明
は、例えば、前述のような直立した筒身からなる高層煙
突やサイロ等の壁面に固着した固形物の切断、破砕およ
び削り等のはつり作業にも適用可能である。

【００３３】しかしながら、例えば、前記の高層煙突の
内壁ライニングのはつり作業のように、下層の方から一
定の高さづつ間欠的に移動体を上昇・停止させつつ、各
停止位置で旋回アームを旋回させて、ノズルから噴射さ
れる高圧水ジエットにより、前記のノズルの上下にウイ
ービングする高さ範囲の壁面のライニングをジグザグに
円周方向へはつり流し、上部のライニングとの接続を断
たれたはつり位置以下のライニングが自重で落下して行
くような場合は、前記高圧水噴射ヘッド１０の高圧水噴
射ガンは、マルチノズルヘッド８mhとその回転駆動軸手
段を有する前記ロータリージエットガン８のようなもの
ではなく、単ノズルガンであってもよく、また、必ずし
も該単ノズルを回転や旋回させる駆動軸手段を備えたも
のでなくても良い。

【００３４】また、前記実施の形態における移動体１の
移動駆動手段６として、ウインチを用いたが、本発明は
これに限るものではなく、例えば、前記先端部支持アー
ム４f 、４feのうち、伸縮しない２本の支持アーム４f
の各々の先端の２個のガイド輪５を、移動体１に搭載し
た図示せぬ無段変速手段付きの１台の駆動電動機と、該
駆動電動機の回転を前記２個のガイド輪５の回転軸に伝
動する図示せぬ回転伝動手段により駆動するようにし、
前記移動体１を自走式のものにしてもよい。

【００３５】上記の請求項１に係る本発明の実施の形態
は、以下のような効果を有する。 （１）移動体１を管体１内に出し入れする際は、一対ま
たは二対の伸縮可能支持アーム４fe、４beと旋回アーム
７を収縮させれば、容易に可能である。 （２）１寸法種類の管内壁処理装置で、前記一対または
二対の伸縮支持アーム４fe、４beの伸縮ストロークより
やや小さな範囲内で、かつ、旋回アーム７の前記軸部材
３の中心軸に直交する方向の伸縮ストロークよりやや小
さな範囲内で、管内壁面の直径が無段階に異なる管体や
管路に適用可能である。 （３）管内壁面処理作業中に、前記一対または二対の伸
縮・付勢支持アーム４fe、４beの伸縮ストロークよりや
や小さな範囲内で、かつ、旋回アーム７の前記軸部材３
の中心軸に直交する方向の屈伸ストロークよりやや小さ
な範囲内で、管内壁面２iwの直径が連続的に変化（拡大
・縮小）した場合には、その変化に追随して、問題なく
処理作業の継続が可能である。 （４）必要最小限の伸縮可能支持アーム４fe、４beを用
いているので、構造が簡単で、設備・運転・保全コスト
が少なくて済む。 （５）管内壁面２iwと旋回アーム７の先端の高圧水噴射
ヘッド１０に取付けられた高圧水噴射ガン８のノズル８
n の先端との間隔が常に一定に保たれるので、管体２の
中心軸と、旋回アーム７の旋回軸７raが一致するとき
は、高圧水ジエットによる管内壁面の処理効果が常に一
定に保たれる。 （６）旋回アーム７として、屈伸・付勢用定圧作動型流
体圧シリンダ（エアーシリンダ）の伸縮により前記の軸
部材３の中心軸に直交する面内で、屈伸可能な関節式ア
ームとしたので、その前記軸部材３の中心軸に直交する
面内での屈伸ストロークは、前記前後一対または二対の
伸縮支持アーム４fe、４beの伸縮ストロークよりかなり
大きくすることが可能である。その結果、ストレートな
管体２の内部で管体内径と前記前後の支持アーム４f 、
４b の長さの関係によって前記軸部材３が管軸より偏心
したときは無論、本発明の管内壁処理装置がある程度長
い湾曲管部や局部的曲管部を通過する際に、旋回アーム
７の回転軸７raが、管体の中心線より偏芯しても、旋回
アーム７の先端の高圧水噴射ヘッド１０のガイド輪９が
常に管内壁２iwに接触・転動し、高圧水噴射ノズル８n
の先端と管内壁２iwの表面が一定に保たれる。その結
果、管内壁２iwの円周方向の高圧水による処理効果は、
略一定に保たれる。

【００３６】また、請求項１に係る前記の実施の形態の
他に、さらに以下のような実施の形態とその作用・効果
が考えられる。

【００３７】（１）以下の手段の一つ以上を採用するこ
とにより、前記伸縮アーム４fe、４beの伸縮・付勢用定
圧作動式流体圧シリンダ１２の伸縮ストロークを越え
て、および／または、前記旋回アーム７の前記軸部材３
の中心軸に直交する面内での屈伸ストロークを越えて異
なる内径の管内壁処理作業を行うことが可能である。 ａ）前記支持アーム４f 、４b 、前記伸縮可能支持アー
ム４fe、４beの各々の基端を、前記軸部材３に対して脱
着可能に取り付けられるように構成し、長さの異なる支
持アーム４f 、４b および伸縮可能支持アーム４fe、４
beを複数種類準備しておき、これらの支持アームの交換
を行えるようにしておく。 ｂ）前記支持アーム４f 、４b 、前記伸縮可能支持アー
ム４fe、４beを基部と先端部とに分割し、先端部を前記
基部に脱着可能に連結できるようにしておき、長さの異
なる支持アーム４f 、４b および伸縮可能支持アーム４
fe、４beの各々の先端部をそれぞれを複数種類準備して
おき、これら先端部の交換をおこなえるようにしてお
く。 ｃ）前記旋回アーム７の屈伸・付勢用定圧作動式流体圧
シリンダ１３の伸縮ストロークの異なるものを複数種類
準備しておいて、該流体圧シリンダ１３の交換を行える
ようにしておく。 ｄ）前記屈伸・付勢用流体圧シリンダ１３の基端の前記
旋回アーム７の第１の旋回アーム部材７a および／また
は前記屈伸・付勢用流体圧シリンダ１３の先端の前記旋
回アーム７の第２の旋回アーム部材７b への取付け位置
を変更可能に形成しておき、これらの取付け位置の変更
が行えるようにしておく。

【００３８】（２）前記図２に示したように、前後一対
のガイド輪５、５の間の距離（スパン）をＳＰ₅(mm) と
したとき、前記水力発電所の水路用水圧鉄管等の曲管部
（図示せず）の諸元、例えば、ある程度長い湾曲管部
（図示せず）の曲率半径Ｒbu(mm)や管内径Ｄbu(mm)、部
分的曲管部（図示せず）の曲率半径Ｒbe(mm)や曲管部長
さＬbe(mm)等と、前記ガイド輪５、５の間の距離（スパ
ン）ＳＰ₅(mm) との大小関係を規定し、前記ガイド輪
５、５の間の距離（スパン）ＳＰ₅(mm) を、移動体１と
これに取り付けられた旋回ア−ム部を含めた重心位置を
考慮して、その長手方向の安定性が損なわれない範囲内
で短くすることにより、上記の様な曲管部を前記移動体
１が通過することが容易になる。

【００３９】（３）前記支持アーム４f 、４b 、前記伸
縮可能支持アーム４fe、４beの基端の、前記軸部材３の
軸方向への取り付け位置を、連続的あるいは非連続的に
変更可能なように構成しておき、前記（２）項で述べた
ような前記ガイド輪５、５の間の距離（スパン）ＳＰ
₅(mm) を変更可能に構成しておけば、前記前記水力発電
所の水路用水圧鉄管等の曲管部の諸元に応じて、前記ガ
イド輪５、５の間の距離（スパン）ＳＰ₅(mm) を変更す
れば、移動体１を上記のような曲管部を容易に通過させ
ることができるようになる。

【００４０】（４）例えば、管内壁面に管内壁面より高
さＨ_ob(mm) の突起状の障害物（図示せず）があって
も、前記高圧水噴射ヘッド１０のガイド輪９の直径をＤ
₉(mm) 、前記指示アーム４f 、４ｂおよび伸縮可能支持
アーム４fe、４beの先端のガイド輪５の直径をＤ₅(mm)
とした場合に、（Ｄ₉ ／２）＞Ｈ_obであれば、前記ガイ
ド輪９は前記旋回アーム７の屈伸・付勢用定圧作動式エ
アーシリンダ１３がクッションとなって収縮し、また
（Ｄ₅ ／２）＞Ｈ_obであれば、前記ガイド輪５は前記伸
縮可能アーム４fe、４beの伸縮・付勢用定圧作動式エア
ーシリンダ１２がクッションとなって収縮し、それぞれ
前記突起状障害物を乗り越えられる。

【００４１】（５）例えば、管内にエキスパンションジ
ョイント部（図示せず）のような、深さ（段差）ｈe(m
m) 、管軸方向の幅ｗe(mm) の窪みが存在した場合、上
記（４）項と同じ考え方により、（Ｄ₅ ／２）＞ｈe で
あれば、前記ガイド輪５は前記窪みの段部を乗り越えら
れる。また、前記窪みにガイド輪５が落ち込み難い構造
とするために、前記ガイド輪５を、前記窪みの幅ｗe(m
m) と前記ガイド輪５の直径をＤ₅(mm) とを考慮した中
心間距離を置いて、管軸方向に２連設けるようにしても
よい。また、前記高圧水噴射ヘッド１０の前後２対のガ
イド輪９の、図４（ｂ）に示すような管軸方向の内面間
間隔（トレッド）Ｔr₉(mm)を前記の窪みの管軸方向の幅
ｗe(mm) 以上としておけば、前記エキスパンションジョ
イント部のような窪みへの前記ガイド輪９の落ち込みを
防止できる。

【００４２】次に、請求項２に係る本発明の他の実施の
形態について説明する。請求項２に係る本発明の一実施
の形態の構成部品としてのロータリージェットガン８の
構成とその作用は、図１〜図４に示す上記実施の形態の
中で既に述べたが、請求項２に係る本発明は上記実施の
形態に限られるものではなく、以下のような実施の形態
も考えられる。

【００４３】例えば、実開昭６０−３１３６６号公報に
開示されているように、マルチノズルヘッドの中心軸を
ガン中心軸に対して所定の角度を付けて偏心させて旋回
させるようにしたものでもよい。このような高圧水噴射
ガンにおいては、先端部のノズルのそれぞれが小さな円
を描くように動き、前記ガンを一定の方向に移動させる
ことにより、スパイラル状の各ノズルの移動軌跡が集合
して、全体としての移動軌跡幅内での緻密かつ均一な噴
射水量分布が得られるとともに、前記移動軌跡幅がマル
チノズルヘッドの有効直径より広くなり、高圧水による
処理能率が向上するという効果もある。

【００４４】また、前記マルチノズルヘッドを前記高圧
水噴射ガンのボデイに対して、左右／前後に所定の幅
（角度）で振り子のように揺動させるようにしても、同
じような移動軌跡内での噴射水量分布の均一化効果や、
処理能率の向上効果も得られる。

【００４５】さらに、上記の様なマルチノズルヘッドの
回転、旋回や揺動に限らず、単ノズルヘッドの場合であ
っても、その高圧水噴射パターン（噴射水が単ノズルガ
ンの軸に垂直な面に衝突してその面に描く２次元的・平
面的な形状、あるいは、噴射水の形成する３次元的・立
体的な形状）に応じて、前記単ノズルヘッドの中心軸
の、高圧水噴射ガンの中心軸と同心の回転、高圧水噴射
ガンの中心軸に対する単ノズルヘッド中心軸の所定の角
度の偏心による旋回、あるいは、左右／前後への所定の
幅（角度）での揺動によっても、移動軌跡内での噴射水
量分布の均一化効果や、処理能率の向上効果も得られ
る。

【００４６】次いで、請求項３に係る本発明の実施の形
態の構成と作用について、前記図１〜図３と、図６を参
照して、以下に説明する。

【００４７】請求項３に係る本発明の実施の形態は、前
記図１〜図５を参照して述べた前記請求項１または請求
項２に係る実施の形態の構成に加えて以下の構成を有す
る。すなわち、前記移動体１の軸部材３が角管体３spか
らなる。先端にエアースイベルユニット１９を介して前
記旋回アーム７の旋回中心軸７raおよび高圧水スイベル
ジョイント２１が取り付けられ、中心に高圧水通路を備
えた内部軸体３iaが前記角管体３spからなる軸部材３内
に収容されている。前記内部軸体３iaの先端部および後
端部の断面外形は前記角管体３spの内壁断面角形よりも
やや小さな角形とされ、中央部の所定の範囲はネジシャ
フトで構成されており、前記角管体３spの内壁により、
該角管体３spの軸方向に所定の範囲内で相対的進退自在
に、かつ、該角管体３spと相対的回転不可能に支持・案
内されているとともに、無段変速手段付きの電動機から
なる前記内部軸体３iaの進退駆動手段３M を前記角管体
３spに設けて、基本的に構成されている。

【００４８】前記角管体３spの長手方向中央部の内部に
は、前記内部軸体３iaのネジシャフト部の雄ネジに嵌合
する雌ネジを設けたナットが、角管体３sp内で回転自在
に、かつ、角管体３spの長手方向への移動不可能に支持
されている。前記無段変速手段付きの電動機からなる前
記内部軸体３iaの進退駆動手段３M により図示せぬチェ
ーンとスプロケットホイールを介して、前記ナットが正
逆回転駆動されることにより、前記内部軸体３iaが角管
体３sp内部を前進・後退するように構成されている。

【００４９】本発明の上記の実施の形態では、前記軸部
材３を角管体３spで形成し、前記内部軸体３ia前後両端
部の断面外形を前記角管体３spの内壁断面角形よりやや
小さな角形を持つように形成することにより、前記角管
体３spと前記内部軸体３iaの相対的回転が不可能なよう
にしたが、前記軸部材３の前後両端部の内部をその内周
面に軸方向に伸びる１乃至複数のスプライン溝を持つ円
形孔とし、前記内部軸体３iaの前後両端部をその外周面
が前記円形孔の内径よりやや小さな外径を有し、その外
周面に前記スプライン溝に嵌合し、軸部材方向に伸びる
スプラインを備えた円柱体としてもよい。このように構
成された前記内部軸体３iaの中央部の所定の範囲はネジ
シャフトで構成し、該ネジシャフトの雄ネジに嵌合する
雌ネジを備えたナットを前記と同様に正逆回転させるこ
とによって、前記内部軸体３iaを角管体３sp内部を前進
・後退するよう構成してもよい。

【００５０】なお、前記管体からなる軸部材３の先端と
前記エア−スイベルユニット１９の後端との間の内部軸
体３iaの外表面は、該内部軸体３iaの軸方向への進退に
応じて伸縮する蛇腹２２で覆われ、前記内部軸体３iaの
外周面の発錆や、前記管体からなる軸部材３の先端内周
面と前記内部軸体３iaの外周面との間隙に水が浸入して
両者が錆付くことにより相対的進退が不可能になるのを
防止している。

【００５１】上記のように構成した本発明の実施の形態
の作用は、下記の（５−１）〜（５−５）項および
（６）項を除いて、前記した請求項１および請求項２に
係る実施の形態の（１）〜（４）項および（７）〜
（８）項で述べた作用と同じである。

【００５２】（５−１）管内壁２iwの全面を均一に処理
するためには、本実施の形態においては、旋回アーム７
の矢印Ｃで示す方向への旋回・停止と、前記無段変速手
段付きの電動機からなる内部軸体進退駆動軸手段３M に
よる内部軸体３iaの管軸方向への前進（または後退）と
停止の組合せにより、両者の同期運転の仕方には以下の
ＣとＤの２種類のパターンが考えられる。この２種類の
パターンＣ、Ｄのいずれかにより、管内壁面２iwの処理
を行う。 ａ）パターンＣ このパターンでは、図６の後退限界位置Ｐb （または前
進限界位置Ｐf ）で内部軸体３iaの軸方向への前進（ま
たは後退）を停止した状態で、旋回アーム７を矢印ロで
示す方向へ１周旋回させて停止し、前記内部軸体３iaを
軸方向へ前記マルチノズルヘッド８mhのノズル移動軌跡
幅Ｗtnより僅かに狭い幅だけ前進（または後退）させて
停止する。再びこの位置で旋回アーム７を１周旋回させ
て停止し、前記内部軸体３iaを軸方向へ前記と同様に前
進（または後退）させて停止する。上記のような運転を
前記内部軸体３iaの軸方向への進退ストローク（図６の
Ｓt ）の範囲内で、前進限界位置Ｐf まで前進（または
後退限界位置Ｐb まで後退）させるまで繰り返し、前記
旋回アーム７の旋回、前記内部軸体３iaの軸方向への前
進（または後退）、前記ロータリージェットガン８から
の高圧水の噴射を停止する。 ｂ）パタ−ンＤ このパターンでは、旋回アーム７を矢印ロでしめす円周
方向へ連続的に旋回させながら、前記内部軸体３iaを図
６の後退限界位置Ｐb （または前進限界位置Ｐf ）から
軸方向へ連続的に前進（または後退）させ、旋回アーム
７が１周旋回する間に、前記内部軸体３iaが前記マルチ
ノズルヘッド８mhの移動軌跡幅Ｗtnより僅かに狭い幅だ
け前進（または後退）するように、旋回アーム７の旋回
速度および／または内部軸体３iaの前進速度（または後
退速度）を調節する。内部軸体３iaが図６に示す前進限
界位置Ｐf （または後退限界位置Ｐb ）まで前進（また
は後退）したら内部軸体３iaを停止させるとともに、旋
回アーム７の旋回とロータリージェットガン８からの高
圧水噴射を停止する。

【００５３】（５−２）前記一対の伸縮可能支持アーム
４fe、４beの伸縮・付勢用定圧作動型エアシリンダー１
２と、旋回アーム７の屈伸・付勢用定圧作動型エアーシ
リンダ１３とを収縮させ、前記移動体１を図１に示した
ように、前記一対の伸縮可能アーム４fe、４beを除く他
の二対の支持アーム４f 、４b の先端のガイド輪５の各
々が管内壁面２iwに沿って管軸方向へ転動するように、
前記移動体１をウインチ６により、図６の前記内部軸体
３iaの軸方向への進退ストロークＳt(mm) だけ矢印イで
示す方向に牽引・移動させて停止する。

【００５４】（５−３）前記一対の伸縮可能支持アーム
４fe、４beの伸縮・付勢用定圧作動型エアシリンダー１
２を伸長させ、該伸縮可能支持アーム４fe、４beの先端
のガイド輪５を前記管内壁面２iwに再び接触させる。ま
た、前記旋回アーム７の屈伸・付勢用定圧作動型エアー
シリンダ１３を伸長させ、前記高圧水噴射ヘッド１０の
４個のガイド輪９の外周面を前記管内壁面２iwに再び押
し付ける。

【００５５】（５−４）前記ロータリージェットガン８
のマルチノズルヘッド８mhの回転と、複数のノズル８n
から高圧水の噴射を再び開始し、前記旋回アーム７を矢
印ロで示す方向に再び旋回させる。

【００５６】（５−５）前記パターンＣまたはパターン
Ｄのいずれかにより、前記（５−１）〜（５−４）項の
動作を繰り返す。

【００５７】（６）前記ウインチよりなる移動体移動駆
動手段６の管体１内の位置、移動体１の運転・作業用ユ
ーティリティ（電気、圧縮空気、超高圧水等）の供給源
の位置と供給用配線・配管（ホース）の長さやその巻取
り手段の巻取り可能範囲、およびこれらの配線・配管を
管体１の内部に送り込んでいるマンホール１mh等の位置
等により決まる範囲内の管内壁面の処理が終了したら、
一旦管内壁処理作業を中止する。

【００５８】次に、請求項４に係る本発明の実施の形態
を、前記図６を参照して以下に述べる。請求項４に係る
本発明の実施の形態は、前記図６を参照して述べた請求
項３に係る本発明の実施の形態の構成に加えて、前記旋
回アーム７の無段変速手段付きの電動機からなる旋回駆
動手段１１を制御する旋回アーム旋回制御手段２５と、
前記無段変速手段付きの電動機からなる内部軸体３iaの
進退駆動手段３M を制御する内部軸体進退制御手段２６
を備えるとともに、前記旋回アーム旋回制御手段２５
と、前記内部軸体進退制御手段２６を制御して、前記旋
回アーム７の旋回運動と前記内部軸体３iaの進退運動と
の間の同期制御を行う同期制御手段２８とを備えて、基
本的に構成される。

【００５９】上記の実施の形態は、さらに以下のような
具体的な構成を有する。すなわち、旋回アーム７の無段
変速手段付きの電動機からなる旋回駆動手段１１の回転
数をを検出して前記旋回アーム旋回制御手段２５に送信
する回転検出器２９と、前記無段変速手段付きの電動機
からなる内部軸体３iaの進退駆動手段３M の正逆回転数
を検出して前記内部軸体進退制御手段２６に送信する回
転検出器３０を備える。

【００６０】また、前記同期制御手段２７には、管内壁
処理装置の全体の運転操作を行うための中央操作盤２８
が接続されており、該中央操作盤２８には、前記請求項
３に係る本発明の実施の形態の作用の説明の（５−１）
項で具体的に説明した、前記旋回アーム７の旋回運動と
前記内部軸体３iaの進退運動との間の同期運転の２種類
のパターンＣ、Ｄの何れかを選択する選択手段や、例え
ば内壁処理の対象となる管体１の内径等同期制御に必要
なパラメータを設定入力するパラメータ入力手段等が設
けられている。

【００６１】上記のように構成された請求項４に係る本
発明の実施の形態の作用を以下に説明する。

【００６２】（１）中央操作盤で、前記同期運転パター
ンＣ、Ｄの何れかを選択する。

【００６３】（２）２種類の同期運転パターンに共通の
制御用パラメータと、選択された同期運転パターンに必
要な制御用パラメータを設定する。 「共通」 内壁処理対象管体１の内径Ｄpi(mm) 内壁処理対象管体１の種類に応じて最適な高圧水噴射
ヘッド１０の前記内壁面位置における旋回周速度Ｖ₁₀(m
m/min) 内部軸体３ia（すなわち、高圧水噴射ガン８）の管軸
方向の進退ストロークＳt(mm) 「パターンＣ」 旋回アームを１周旋回させて停止したときの、前記ノ
ズル移動軌跡幅Ｗtnを考慮した前記内部軸体３iaの一回
あたりの前進（または後退）幅Ｗia(mm/time) 「パターンＤ」 旋回アーム７の１旋回（内壁処理対象管体１の１内周
長）当たりの、前記ノズル移動軌跡幅Ｗtnを考慮した前
記内部軸体３iaの前進（または後退）幅、換言すれば、
連続前進（または後退）速度Ｖia(mm/mm)

【００６４】（３）同期運転を開始する。前記同期運転
パターンＣ、Ｄに応じて、以下のような同期制御が行わ
れる。

【００６５】（３−１）パターンＣの場合 前記同期制御手段２７に内蔵の演算手段２７clで、前
記中央操作盤２８で予め設定・入力された、内壁処理対
象管体１の内径Ｄpi(mm)と、内壁処理対象管体１の種類
に応じて最適な高圧水噴射ヘッドの前記内壁面位置にお
ける旋回周速度Ｖ₁₀(mm/min)とから、下記式１により前
記無段変速手段付きの電動機からなる旋回アーム旋回駆
動軸手段１１の最適回転速度Ｖ₁₁(rpm) が演算される。 Ｖ₁₁＝π×Ｄpi／（Ｖ₁₀×Ｒd ） ────式１ ここで、 Ｒd ：電動機１１の回転速度に対する旋回アーム７の回
転速度の減速比 図６の後退限界位置Ｐb （または前進限界位置Ｐf ）
で内部軸体３iaの軸方向への前進（または後退）を停止
した状態で、高圧水噴射ガン８から高圧水の噴射を開始
し、高圧水の吐出圧が設定値に達したら前記最適回転速
度Ｖ₁₁(rpm) で前記電動機１１が回転し、前記旋回アー
ム旋回制御手段２５に内蔵の演算手段２５clが、前記回
転検出器２９からの電動機１１の回転数信号Ｖ₁₁(rpm)
と前記減速比Ｒd の積として求める旋回アーム７の回転
数Ｖ₇ が１に達したら、旋回アーム７の旋回が一旦停止
する。 前記内部軸体３iaが軸方向へ前進（または後退）し、
前記内部軸体進退制御手段２６に内蔵の演算手段２６cl
が、前記電動機３M の回転検出器３０からの回転数信号
ｖ_3M(rpm) と、電動機３M の１回転あたりの内部軸体３
iaの移動距離として定義される移動距離定数Ｋ（mm/rp
m) との積として計算する移動距離Ｌ₃(mm) が、あらか
じめ設定された内部軸体３iaの一回あたりの前進（また
は後退）幅Ｗia(mm/time) に一致したときに、内部軸体
３iaの前進（または後退）が一旦停止する。 前記旋回アーム７が再び旋回を開始し、前記で述べ
た要領と同じ要領で１旋回したら旋回を停止する。 上記項と項が繰り返され、前記内部軸体３iaの移
動距離Ｌ₃(mm) の累積値ΣＬ₃(mm) が、予め設定された
内部軸体３ia（すなわち、高圧水噴射ガン８）の管軸方
向の進退ストロークＳt(mm) に達したら、前記内部軸体
３iaの軸方向への前進（または後退) および高圧水の噴
射が停止し、前記図６の後退限界位置Ｐb と前進限界位
置Ｐf との間の管内壁処理作業が完了する。

【００６６】（３−２）パターンＤの場合 前記（３−１）項パターンＣの場合の項と同じ要領
で、前記無段変速手段付きの電動機からなる旋回アーム
旋回駆動軸手段１１の最適回転速度Ｖ₁₁(rpm) が演算さ
れる。 前記同期制御手段２７に内蔵の演算手段２７clで、前
記中央操作盤２８で予め設定・入力された、前記内壁処
理対象管体１の種類に応じて最適な高圧水噴射ヘッド１
０の前記内壁面位置における旋回周速度Ｖ₁₀(mm/min)
と、前記内部軸体３iaの連続前進（または後退）速度Ｖ
_ia(mm/mm) および前記電動機３M の１回転あたりの内部
軸体３iaの移動距離として定義される移動距離定数Ｋ
（mm/rpm) とから、下記式２により前記電動機３M の最
適回転速度Ｖ_3M(rpm) が演算される。 Ｖ_3M＝（Ｖ₁₀×Ｖ_ia）／Ｋ ────式２ 図６の後退限界位置Ｐb （または前進限界位置Ｐf ）
で、高圧水噴射ガン８から高圧水の噴射を開始し、高圧
水の吐出圧が設定値に達したら、前記最適回転速度Ｖ₁₁
(rpm) で前記電動機１１が回転して旋回アーム７の連続
的旋回が始まり、同時に前記最適回転速度Ｖ_3M(rpm) で
前記電動機３M が回転して内部軸体３iaの連続的前進
（または連続的後退）が始まる。 前記内部軸体進退制御手段２６に内蔵の演算手段２６
clが、前記電動機３Mの回転検出器３０からの回点数信
号ｖ_3M(rpm)と、前記移動距離定数Ｋ(mm/rpm) との積と
して計算する移動距離Ｌ₃(mm) の累積値ΣＬ₃(mm) が、
予め設定された内部軸体３ia（すなわち、高圧水噴射ガ
ン８）の管軸方向の進退ストロークＳt(mm) に達した
ら、前記内部軸体３iaの軸方向への前進（または後退)
、旋回アーム７の旋回および高圧水の噴射が停止し、
前記図６の後退限界位置Ｐb と前進限界位置Ｐf との間
の管内壁処理作業が完了する。

【００６７】請求項４に係る本発明は、上記の実施の形
態に限られるものではなく、例えば、以下のような実施
の形態も考えられる。

【００６８】（１）請求項１に係る実施の形態におけ
る、移動体１の管軸方向移動量の検出手段を含み、ウイ
ンチからなる移動体移動駆動手段６の制御を行う移動体
移動制御手段を設け、該移動体移動制御手段と、前述の
旋回アーム旋回制御手段とを制御して、ウインチ６によ
る移動体の管軸方向への移動・停止と旋回アームの旋回
・停止を、前記請求項１および請求項２に係る前記実施
の形態の作用の（５）項で述べた２種類の同期運転パタ
ーンＡ、Ｂのいずれかのパターンに対応した同期制御を
行う同期制御手段を設ける。

【００６９】（２）例えば、前記ウインチからなる移動
体移動駆動手段６に代えて、前記移動体１の前記先端部
支持アーム４f 、４feのうち、伸縮しない２本の支持ア
ーム４f の各々の先端の２個のガイド輪５を、移動体１
に搭載した図示せぬ無段変速手段付きの１台の駆動電動
機と、該駆動電動機の回転を前記２個のガイド輪５の回
転軸に伝動する図示せぬ回転伝動手段により駆動するよ
うにし、前記移動体１を自走式のものにする。そして、
前記移動体１の自走距離検出手段を含み、該移動体１の
自走駆動手段を制御する移動体自走制御手段を設け、該
移動体自走制御手段と前記の旋回アーム旋回制御手段と
を制御して、前記移動体自走駆動手段による移動体の管
軸方向への移動・停止と旋回アームの旋回・停止を、前
記請求項１および請求項２に係る前記実施の形態の作用
の（５）項で述べた２種類の同期運転パターンＡ、Ｂの
いずれかのパターンに準じた（すなわち、前記ウインチ
６による移動体の移動・停止を、前記移動体自走駆動軸
手段による移動体の移動・停止に読み替えた）パターン
Ｅ、Ｆのいずれかのパターンに対応した同期制御を行う
同期制御手段を設ける。

【００７０】（３）例えば、前記旋回アーム７の無段変
速手段付きの電動機からなる旋回駆動軸手段１１の回転
数を検出する回転検出器２９に加えて、前記高圧水噴射
ヘッド１０に、管内壁２iwに接触転動する測長ロール
（図示せず）と、該測長ロールの回転数を検出する回転
検出器（図示せず）を設けて、旋回アーム７の旋回周速
度Ｖ_11a （mm/min) を連続的に実測し、該実測旋回周速
度Ｖ_11a （mm/min) が、前記の最適な旋回周速度Ｖ
₁₁（mm/min) に一致するように、前記無段変速手段付き
の電動機からなる旋回駆動軸手段１１の回転数を変速制
御するようにしてもよい。この場合、旋回アーム７の旋
回軸７raの前記軸部材３の中心軸からの偏心があって
も、前記高圧水噴射ヘッド１０が常に最適の周速度Ｖ₁₁
（mm/min) で、管内壁面２iwに沿って周方向に移動する
ので、該周方向の高圧水による処理効果が常に均一に保
たれるという効果がある。

【００７１】以上、本発明の実施の形態について説明し
たが、本発明はこれらに限られるものではなく、その構
成の主旨を逸脱しない範囲内で他の実施の形態を含むこ
とは論をまたない。

【００７２】

【発明の効果】本発明の管内壁処理装置は、以下のよう
に優れた効果を奏する。 （１）例えば、サンドブラスト法のように、処理後の管
内に残った珪砂やエキスパンションジョイント等に詰ま
った珪砂の除去・回収に多大の工数、時間を必要とせ
ず、また、管体母材内面を傷つけたり、磨耗させたりす
ることもない。 （２）内壁面処理対象管体内への移動体の搬入・搬出が
容易である。 （３）一寸法種類の装置で、管内壁面の内径が比較的広
範囲に無段階に異なる管体や管路への適用が可能で、ま
た、処理作業中に、管体内径が所定の範囲内で連続的
に、あるいは一回の段差が所定の範囲内で管体内径が所
定の範囲内で断続的に変化しても問題なく処理作業の継
続が可能である。 （４）必要最小限の本数の伸縮可能支持アームを用い
て、構造体が簡単で、設備・運転・保全コストが低くて
済む。 （５）管内壁面処理能率が高い。 （６）管内壁面の処理効果が、管内壁の円周方向にも長
手方向にも均一で、均一な仕上げ面が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 大径管内に収納された請求項１および請求項
３に係る本発明装置の実施の形態の全体の概略構成と、
本発明装置へ供給される電気、圧縮空気および高圧水の
各々の発生・供給システムの概要を示す側面図である。

【図２】 請求項１および請求項３に係る本発明装置の
実施の形態の構成を示す側面図である。

【図３】 図２のＡ−Ａ矢視線正面図である。

【図４】 高圧水噴射ヘッドの構成を示す要部拡大図で
あって、（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線矢
視正面図、（ｃ）はロータリージェットガンのマルチノ
ズルヘッドのノズルの移動軌跡を示す概念図である。

【図５】 伸縮可能支持アームの先端部の構成を示す要
部拡大図であって、（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）の
Ｃ−Ｃ線矢視正面図である。

【図６】 請求項３および請求項４に係る本発明の実施
の形態の構成の概要を示す側面図である。

【符号の説明】

１ 移動体 ２ 管体 ２ia 管内壁面 ３ 軸部材 ３sp 角管体 ３ia 内部軸体 ３M 内部軸体進退駆動軸手段 ４f 先端部支持アーム ４b 後端部支持アーム ４fe、４be 伸縮可能支持アーム ５ ガイド輪 ６ 移動体移動駆動軸手段（ウインチ） ７ 旋回アーム ７ra 旋回中心軸 ８ 高圧水噴射ガン（ロータリージェットガン） ８mh マルチノズルヘッド ８n ノズル ９ ガイド輪 １０ 高圧水噴射ヘッド １１ 旋回アーム旋回駆動軸手段（無段変速手段付
電動機） １２ 定圧作動型流体圧シリンダ（エアーシリン
ダ） １３ 定圧作動式流体圧シリンダ（エアーシリン
ダ） １４ 案内手段 １９ エアースイベルユニット ２０ 高圧水供給装置（アクアジェットポンプ） ２１ スイベルジョイント ２２ 蛇腹 ２５ 旋回アーム旋回制御手段 ２６ 内部軸体進退制御手段 ２７ 同期制御手段 ２８ 中央操作盤 ２９、３０ 回転検出器

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 管体の内部に収納され、管軸方向に延び
   る軸部材と、該軸部材の両端近傍に基端を固定され、該
   軸部材から管内壁面に向かって放射状に延びる複数本の
   先端部支持アームと、該先端部支持アームと各々略同方
   向に放射状に伸びる複数本の後端部支持アームと、前記
   先端部支持アームと後端部支持アームの各々の先端部に
   取り付けられ、前記管内壁面に沿って前記管軸方向に転
   動可能なガイド輪とからなる移動体と、該移動体を管体
   の内部で管軸方向に移動させる移動体移動駆動手段と、
   前記軸部材の先端部に該軸部材の中心軸を中心に旋回自
   在に設けられた旋回アームと、該旋回アームの先端に設
   けられ、管内壁面に高圧水を噴射する高圧水噴射ガン
   と、該高圧水噴射ガンのノズル先端よりも前記管内壁面
   側に突出し、該内壁面上を円周方向に転動して前記高圧
   水噴射ガンのノズルの先端と前記内壁面との間隔を所定
   値に保つガイド輪とを備える高圧水噴射ヘッドと、前記
   軸部材の先端部に設けられた旋回アーム旋回駆動手段と
   を具備してなる管内壁面処理装置であって、 前記移動体の先・後端部支持アームのうち、略同一半径
   方向に延びる一対の支持アーム、または、各々略同一半
   径方向に延びかつ円周方向に相隣り合う二対の支持アー
   ムの先端部の前記ガイド輪の基部よりも基端側に伸縮・
   付勢用定圧作動型流体圧シリンダを介在させた伸縮可能
   支持アームを備えるとともに、 前記旋回アームは、屈伸・付勢用定圧作動型流体圧シリ
   ンダの伸縮により前記の軸部材の中心軸に直交する面内
   で屈伸可能な関節式アームであり、 前記旋回アームの先端に、前記軸部材の中心軸に平行な
   先端部関節軸を介して前記高圧水噴射ヘッドを回動可能
   に取り付けたことを特徴とする管内壁面処理装置。
2. 【請求項２】前記高圧水噴射ガンは、ノズルヘッドの中
   心軸の回転、旋回または揺動を行う駆動手段を備えたも
   のであることを特徴とする請求項１に記載の管内壁面処
   理装置。
3. 【請求項３】 前記移動体の軸部材が管体からなり、前
   記旋回アームの旋回中心軸が先端部に取り付けられた内
   部軸体が、前記軸部材管体の内壁により、該軸部材管体
   の軸方向に相対的進退自在に、かつ、該軸部材管体と相
   対的回転不可能に支持・案内されているとともに、前記
   内部軸体の進退駆動手段を前記軸部材管体に設けたこと
   を特徴とする請求項１または請求項２に記載の管内壁面
   処理装置。
4. 【請求項４】 前記旋回アームの旋回駆動手段を制御す
   る旋回アーム旋回制御手段と、前記内部軸体の進退駆動
   手段を制御する内部軸体進退制御手段および／または前
   記移動体の移動駆動手段を制御する移動体移動制御手段
   を備えるとともに、前記旋回アーム旋回制御手段と、前
   記内部軸体進退制御手段または前記移動体移動制御手段
   を制御して、前記旋回アームの旋回運動と、前記内部軸
   体の進退運動または前記移動体の移動運動の少なくとも
   一方との間の同期制御を行う同期制御手段を備えたこと
   を特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の
   管内壁面処理装置。