JPS63255168A - 管外走行装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、加圧流体の供給により膨径変形し軸線方向に
収縮力を生起する弾性収縮体に、交互に加圧流体を給排
することにより前進又は後退運動を行う管外走行装置に
関するものである。

（従来の技術およびその問題点） 化学プラント、原子カプラント等は、化学反応又はエネ
ルギーの変換工程にあわせて有機的に連結された数多く
の管材が配置されており、それらプラントを安全かつ効
率良く運転するためには、配管を定期的に保守点検する
ことが肝要である。

たとえば、プラントにおける長い配管の外側を検査する
場合、または煙突の外周を塗装する場合には、配管又は
煙突に隣接させて足場を組み、その足場に作業者が乗っ
て作業を行うのが常であった。

しかしながら足場を組み又その撤去を行なうことは、時
間的に、またコスト的にも無駄の大きな作業であること
に加え、風や振動などの影響を受けやすいこのような足
場での作業は極めて危険なものであった。このため、従
来は車輪を管材の外側にレバーを用いて押圧するととも
に、駆動用モータにてその車輪を駆動し管材外側に沿っ
て移動可能な走行装置に、たとえば検査手段としての看
祝用テレビカメラを搭載して検査する方法が取られてい
た。

しかしながら既知の走行装置では、その駆動手段として
電動モータを用いるため、減速装置を必要とし装δｆＩ
ｍ　Ｊ３よび寸法が増加すると言う問題があった。一方
、レバーにより管材を抱える構成としたため、管材の断
面形状が円形を含め対称形状に限られると言う欠点があ
った。また、管材の外周に溝゛又は突出部などが存在す
る場合に走行が不能となる虞れがあった。

本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、
小型軽量で、種々の断面形状をした管材等にも極めて容
易に適用することができる管外走行装置を提供すること
をその目的とする。

（問題点を解決するための手段） この目的を達成するため本発明管外走行装置は、互いに
対向して配置され走行すべき管材又は柱状部材外径より
大きな内径を有する１対のフレームと、これらフレーム
にそれぞれ一端部が取付けられ加圧流体の供給により膨
径変形し軸線方向に収縮力を生起する少なくとも１個の
弾性収縮体と、弾性収縮体の収縮運動に対応して変形可
能な弾性部材と、加圧流体の供給により少なくともフレ
ームの内方に膨満して管又は柱状部材の外面に係合可能
な係止部材とを具えてなる。

（作用） 管外走行装置の進行方向前方に位置する係止部材に加圧
流体を供給して膨満させ、走行すべき配管の外面に押圧
することにより、その係止部材を係止させる。なお、こ
の際装置の進行方向後方に位置する他方の係止部材には
、それが膨満することのないよう、加圧流体は供給しな
いものとする。

次いで弾性収縮体に加圧流体を供給すると、弾性収縮体
は膨径変形し、弾性手段に抗して軸線方向に収縮運動を
行なう。ところが、進行方向前方に位置する係止部材が
管材の外面に係止されているので弾性収縮体は、一端部
が取付けられた後方のフレームをその収縮運動に伴なっ
て進行方向前方に引き寄せることになる。

後方のフレームの前方への移動が完了したならば、そこ
で進行方向後方に位置する係止部材に加圧流体を供給し
て膨満させ、配管の外面に押圧することにより係止させ
る。そして進行方向前方に位置する係止部材から加圧流
体を排出して配管外面との係合を解くとともに、弾性収
縮体の内部からも加圧流体を排出すると、進行方向前方
のフレームは弾性収縮体の収縮運動により弾性変形を受
けた弾性部材のエネルギの解放に伴なって、前方に押出
される。

次いで、再度加圧流体を前方の係１部材に供給して膨満
させ、係止部材を配管の外面に係止させ、上述した手順
に従って加圧流体を各係止部材及び弾性収縮体にそれぞ
れ給排することにより、装置は前進運動を行なう。

また上述したところから明らかなように装置を侵退させ
たい時には、各係止部材への加圧流体の給排順序を単に
変更すれば良い。

（実施例） 第１図（ａ　）および（ｂ）は、本発明管外走行装置の
好適な一実施例を示す正面図およびその一部を破断して
示す側面図である。相互に離間して配置される１対のフ
レーム１は、仮想線Ａで示す管材より大きな内径を有す
るリング形状をしており、本実施例では、管材の中間部
においても装着することができるよう分割可能な構造と
する。具体的には、各リングを２個のセグメントにそれ
ぞれ分割し、対をなすセグメントの各一端をヒンジ２を
介して回動自在に互いに連結するとともに、各他端を既
知の接合方法、たとえば連結板３を締付けねじを用いて
連結する。そしてこれら対をなすフレーム間には、その
軸線方向に平行に以下に詳述する弾性収縮体４が本実施
例ではフレームの周方向に等間隔に４個配設される。

弾性収縮体４は、第２図に示したようにゴム又はゴム状
弾性材料よりなる管状体５を好ましくは高張力繊維類よ
りなる編組補強構造体６にて被覆するとともに、それら
の両端開口を閉鎖部材７にて封止合着した、所謂エアー
バッグタイプのものであり、閉鎖部材７の少なくとも一
方には、管状体５の内部空洞８に連通ずる接続孔９が設
けられている。

この接続孔９に図示しない操作圧力源、たとえばエアー
コンプレッサを三方弁を含む管路を介して接続し、その
内部空洞８内に加圧流体、たとえば圧縮空気を供給する
と、弾性収縮体４は膨径変形し軸線方向に収縮する。ま
たその内部空洞から圧縮空気を排出すれば、管状体５の
弾性力により復元伸張する。なお、符号１０ａは接続孔
９と操作圧力源からの管路との接続を容易にするニップ
ルを螺着するめねじ部であり、１０ｂは弾性収縮体４の
一端を固定する際に用いる止め輪の一部を収容する環状
溝孔であり、ＩＯＣは弾性収縮体４の他端を固定する際
に使用する固定ねじが螺合するめねじ部である。

これら弾性収縮体の各端部に、第３図（ａ）。

（ｂ）に断面を示した連結ブロック１１ａ　ｔ５よび１
１ｂをそれぞれ取付ける。連結ブロック１１ａは、弾性
収縮体４の一方の閉鎖部材７を収容する軸線方向に設け
た収容孔１２ａを具え、ブロック端面から仮想線で示す
止めねじ１３ａを閉鎖部材のめねじ部１０Ｃにねじ込む
ことにより弾性収縮体の一端に一体的に連結される。第
３図（ｂ　）に示した連結ブロック１１ｂも同様に、弾
性収縮体４の他方の閉鎖部材９を収容する軸線方向に設
けた収容孔１２ｂを具え、ブロック端面が外方に突出す
る開鎖部材のその環状溝孔１０ｂに仮想線で示した止め
輪１３ｂを装着することにより弾性収縮体の他端に一体
的に連結される。

連結ブロック１１ａおよび１１ｂは、また、加圧流体の
供給により膨満する係止部材１４をその外周にそれぞれ
具える。これら係止ｒＡ材は、本実施例では、それぞれ
連結ブロック１１ａ　、　１１ｂの外周にゴム又はゴム
状弾性材料よりなる管状体１５の一部を装着し、かしめ
リング１６ａをかしめて管状体の一端部をブロックに固
着し、次いで管状体の残部を折り返して反転させその端
部を他のかしめリング１６ｂをかしめてブロックに固着
して形成したものである。なお、係止部材のその内部へ
の加圧流体の供給は、各連結ブロック１１ａ　、　１１
ｂに形成した給排路１７ａ　、　１７ｂを介して行なう
。本実施例では、給排路を各連結ブロックに直径的に対
抗させて２個形成し、比較的短い時間で係止部材１４に
多量の加圧流体を給排できるようにしたが、その数は必
要に応じて増減することができる。また係止部材をゴム
又はゴム状弾性材料よりなる管状体にて形成したが、後
述するように、係止部材は、内圧を受けた状態で配管外
面に係合するので耐摩耗性を有する補強層を設けた管状
体を用いることが好ましい。さらには、管状外面の比較
的鋭利な突起により係止部材が損傷するのを防止するた
め、係止部材の膨満を損なうことなく変形できるよう切
欠き溝を設けたプラスチック又はゴム弾性材料等よりな
る保護カバーを係止部材外面に設けても良い。

そして、弾性収縮体４のそれぞれの端部に連結された連
結ブロック１１ａ　、　ｌｌｂ因に、弾性部材１８を配
設する。この弾性部材は、加圧流体の供給により軸線方
向に収縮する弾性収縮体４の運動に伴なって互いに接近
する連結ブロックｌｌａ　、　１１ｂにより弾性変形し
、一方、弾性収縮体からの加圧流体の排出に伴なう弾性
収縮体の収縮力の減少に伴なって復帰することにより内
連結ブロックを互いに＠間させるべく機能するものであ
り、本実施例では圧縮ばねを用いた。なお、連結ブロッ
ク間における圧縮ばね１８の配設を確実なものとするた
め、本実施例では連結ブロックの端部にリム３０を設け
たが、弾性収縮体により内連結ブロックの離間がｉ、Ｉ
Ｊ限される構成であるので圧縮ばねの端部を単に連結ブ
ロックの外周に嵌着したものであっても良い。

このように、係１部材１４および弾性部材１８を設けた
弾性収縮体のそれぞれの端部を、既述したりリング形状
をしたフレームの内壁に固着する。このため本実施例で
は、係止部材を構成するかしめリング１６ｂの形状に対
応する凹部を有する略Ｕ形状をした取付はブラケット１
９により挟持するとともに、取付はブラケット１９をフ
レームの内壁に固定ねじを用いて固着する。また、取付
はブラケットとかしめリング１６ｂが設けられた連結ブ
ラケットとを確実に固定するため、ブラケットの四部に
相互に離間してねじ孔（図示せず）を設け、締付けねじ
をねじ込むことにより相対運動を阻止する。

フレーム１の外壁には、第１図に示すように、それぞれ
の係止部材１４に対応する位置で支持ブラケット２０を
突出させて固着し、支持ブラケット２０に略Ｕ形状をし
た拘束板２１を、その開口部がリング形、状をしたフレ
ームの中心に向くようにして取付ける。このことにより
、係止部材１４をその膨満に際して少なくともフレーム
内方にその変形を誘導し、走行すべき管材外面に確実に
押圧して係合させることができる。

また、本実施例では、装置の前進又は後退を一層容易な
ものとするため、必らずしも必要であるわけではないが
、第１図＜ａ　）に明示したようにフレームの内壁に転
動体２２を回動自在に設けた。

これら転動体を含む装置の内径が、加圧流体の供給によ
り膨満した係止部材１４を含む装置内径又は走行すべき
管材の外径より大ぎくなるよう設定することが好ましく
、その設置個所および設置数は装置の使用状況に基づい
て定めるものとする。

つぎに第４図を参照して本発明装置の作動について説明
する。なお、作動に先立って、一方の連結ブロック　１
１ａに設けた給排路１７ａは、接続管２３を介して互い
に連通させ、他方の連結ブロック１１ｂには、加圧流体
の給排を制御するたとえば三方弁を含み操作圧力源（図
示せず）に接続された給排管２４を接続する。そして連
結ブロックｌｌａの一方の給排路１７ａに、弾性収縮体
に平行に離間して延在する接続管２５の一端を接続し、
その他端を連結ブロック１１ｂに設けた図示しない貫通
孔に接続する。この貫通孔の他端にも、加圧流体の給排
をＩＩＪ御する制御弁を含む給排管２６が接続されるも
のとする。

同図（ａ　）は、走行すべき管材の外周に配設した走行
装置を示している。

矢印で示す方向に移動させる場合には、進行方向前方に
位置する係止部材に加圧流体を供給して膨満させ、仮想
ＦｉｌＡで示す管材の外面に係合させることにより、進
行方向前方に位置するフレーム１を管材に対して固定す
る。

そして同図（ｂ　）に示すように、それぞれの弾性収縮
体４に加圧流体を適用すると弾性収縮体４は膨径変形し
軸線方向に収縮し、進行方向後方に位置するフレーム１
を前方に引寄せる。そこで同図（Ｃ）に示すように、進
行方向後方に位置する他方の係止部材１４に加圧流体を
供給して膨満させ、管材Ａの外面に係合させて後方に位
置するフレーム１もだ管材に対して固定する。

次いで同図＜（１）に示したように進行方向前方に位置
する係止部材から加圧流体を排出して、管材との係合を
解き、弾性収縮体４からも同様にして加圧流体を排出す
れば、圧縮ばね１８の弾性復元力により、進行方向前方
に位置していたフレーム１は進行方向に向かって押し出
されることになる。

次いで進行方向前方に位置する係止部材に再び加圧流体
を適用し、また後方に位置する係止部材から加圧流体を
排出し、上述した手順に従って弾性収縮体およびそれぞ
れの係止部材に加圧流体を適用することにより、管材に
沿って前進させることができる。

また、上述したところから明らかなように、装δを後退
させる場合には、各係止手段への加圧流体の給排順序を
変更すればよい。

上述の説明では、装置の前方および後方のそれぞれの係
止部材への加圧流体の給排、ならびに各弾性収縮体への
加圧流体の給排を一定のサイクルで行なったが、各弾性
収縮体の加圧流体の給排タイミングを変化させることに
よりその進行方向を変化させることができるので、第５
図に模式的に示したように曲がり管に対しても十分適用
することができる。これは、加圧流体を供給することに
より膨満する係止部材が走行すべき管材方向に大きく突
出して管材と接触し、しかもその接触面積が大きいので
、装置と管材との隙間が一定でなくとも良いことに加え
、弾性収縮体および弾性部材の横方向の剛性が縦方向の
それに比べて相対的に小さいことに起因している。

なお本発明は、上述した実施例に限定されるものではな
く、弾性収縮体、係止部材および弾性部材を別個にフレ
ームにそれぞれ直接的に固着する構成とし、または弾性
収縮体および係止部材を−体としてフレームに固着し弾
性部材はそれらと別個にフレーム間に配設する構成とし
ても良く、さらには検査装置等の重量物を搭載する場合
等の、係止力のみを増強したい場合には、係止部材の数
を増せば良く、推進力のみを増強したい場合には、弾性
収縮体および弾性部材の数を増せば良く、係止部材と弾
性収縮体および弾性部材の数および、取りつけ位置は必
要に応じてフレーム上で適当に変更する。また、第６図
＜ａ　）およびそれぞれ（ｂ　）に示したようにフレー
ムの平面形状を変更することにより、様々の断面形状を
した管材や柱などに対応させることができ、特許請求の
範囲内で種々の変更が可能である。

（発明の効果） 以上詳述したように本発明装置によれば、加圧流体の供
給により係止部材を膨満させて外方より管材を挟持し、
他のアクチュエータに比べて極めて経世なエアーバッグ
タイプの弾性収縮体により駆動する構成としたので、装
置重量が軽く、管材の表面の凹凸の影響を受けにくく、
起爆性雰囲気内であっても使用できる。加えて、装置フ
レームと管材との隙間の影響が少なく、横方向に湾曲さ
Ｖることが比較的容易であるので、湾曲した管材、ざら
には可撓性の大きな部材であってもそれに沿って走行さ
せることができる。しかも、フレーム形状を変更するこ
とにより、様々の断面形状をした管材にも使用できるの
で極めて適用範囲が広〈産業上有用な管外走行装置であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ　）は、本発明の一実施例を示す正面図、 第１図（ｂ）は、第１図（ａ　＞に示す装置の一部を断
面にして示す図、 第２図は本発明装置に使用して好適な弾性収縮体の一部
破断面図、 第３図（ａ　）および＜ｂ　＞は、第１図（ｂ）の一部
をそれぞれ拡大して示す断面図、 第４図（ａ　）乃至＜ｅ　＞は、本発明装置の作動を示
す説明図、 第５図は、本発明装置の曲がり管における走行状態を示
す説明図、そして 第６図（ａ）および（ｂ）は、本発明の他の実施例を示
す正面図である。 １・・・フレーム　　　　　　２・・・ヒンジ３・・・
連結板　　　　　　４・・・弾性収縮体５・・・管状体
　　　　　　６・・・編組補強構造体７・・・閉鎖部材
　　　　　８・・・内部空洞９・・・接続孔 １１ａ　、　ｌｌｂ・・・連結ブロック１４・・・係止
部材　　　　　１５・・・管状体１６ａ　、　１６ｂ・
・・かしめリング１８・・・弾性部材　　　　　１９・
・・取付はブラケット２０・・・支持ブラケット　　２
１・・・拘束板２２１０．転動体　　　　　　２４．２
６・・・給排管第１図 （’ｂ） Ｉｆｂ迷糸口フ０γグ 第２図 −り（コ Ｎ　　　　　　（′ｖ＋） 第４図 （ａ、’　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　（１，、ン　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　′　　Ｃ二）（ｄ）　　　　　　　（ｅ
）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、互いに対向して配置され走行すべき管材又は柱状部
   材の外径より大きな内径を有する１対のフレームと、こ
   れらフレームにそれぞれ一端部が取付けられ加圧流体の
   供給により膨径変形し軸線方向に収縮力を生起する少な
   くとも１個の弾性収縮体と、弾性収縮体の収縮運動に対
   応して変形可能な弾性部材と、加圧流体の供給により少
   なくともフレームの内方に膨満して管材又は柱状部材の
   外面に係合可能な係止部材とを具え、各係止部材への加
   圧流体の交互の給排に合わせた弾性収縮体への加圧流体
   の給排により前進又は後退運動を行なうことを特徴とす
   る管外走行装置。