JPS6327752A - 管内走行装置における走行ローラ支持機構 - 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、中央にセンタードラム、その周囲に複数の走
行ユニットを備え、各走行ユニットを伸縮アームにより
センタードラムに保持させるようにした大径管内走行装
置における走行ローラの支持機構に関する。

［従来の技術及びその問題点］ 従来、水路管等の大径管の内面の検査は、検査Ｈが管内
に入り、超音波探傷器、厚み計、カメラ等の検査装置を
用いて行っている。

しかし、径が４ｍ以上にも及ぶような大径管をこのよう
な方式で検査する場合には足場が必要であり、特に急な
傾斜を有する水路管等については足場の構築に多くの手
間と時間がかかり、いずれにしても検査全体の能率が悪
く、検査作業も危険を伴うという問題がある。

また傾斜の急な水路管の場合、工事用として上部からゴ
ンドラを吊り下げる大型の装置を利用することも考えら
れるが、このような装置を管内に搬入するためには相当
の開口部が必要であり、頻繁に行う定期検査には不向き
である。

このような従来の問題に鑑み本発明者等は、検査用機器
類を搭載して大径管、それも傾斜管路内を自走すること
ができる管内走行装置を開発した。

この装置は、検査装置等を備えることができるセンター
ドラムと、その周囲に配置される複数の走行ユニットと
を有し、各走行ユニットを伸縮アームによりセンタード
ラムに保持させるようにした基本構造を有するもので、
各走行ユニットが有する走行ローラの向きを管径方向か
ら管軸方向に傾けることにより、装置を１つの車輪のよ
うに管内面で回転させながら管軸方向に移動させるもの
でおる。

このような装置では、走行速度の調整や走行の安定を図
るため走行ローラの向きを可変、すなわちステアリング
可能とする必要があり、本発明はこのようなステアリン
グ機能を有する走行ローラ支持機構を提供せんとするも
のである。

［問題を解決するための手段］ このため本発明は、走行ユニットの取付ベースに回動可
能に保持さ、ぜる筒体と、該筒体内に回転可能に保持さ
れる動力伝達用の軸体と、本体が前記筒体の下端に固定
されるとともに、該本体にローラ支持軸及び前記軸体の
回転をローラ支持軸に伝達するためのギア機構を有する
ブラケット部と、前記ローラ支持軸に径′方向及び厚み
方向中心が前記筒体の筒心延長上に位置するよう支持さ
れる走行ローラと、前記筒体の外周に筒体とともに回動
するよう設けられるウオームホイールと、該ウオームホ
イールに噛合すべく取付ベースに回転可能に支持される
ウオームとからなることをその基本的特徴とする。

［作用］ 各走行ユニットの駆動装置から伝えられる駆動力は軸体
に伝えられ、この軸体からブラケット部のギア機構を介
してローラ支持軸に伝えられ走行ローラを回転させる。

このような走行ローラの駆動系に対し、ステアリング用
駆動装置から伝えられる駆動力によりウオームを回転さ
せると、ウオームホイールを介し筒体が回動じ、この筒
体の下端に設けられたブラケット部を介して走行ローラ
が旋回する。このようなステアリング操作は、筒体を用
いることにより前記走行ローラ駆動系とは全く無関係に
行なわれる。

また走行ローラはその径方向及び厚み方向中心が筒体の
筒心延長上に位置するよう支持されており、このため走
行ローラはステアリング時常にその接地点を支点として
旋回動作する。

［実施例］ 第１図ないし第５図は本発明の一実施例を示すものであ
る。

第１図ないし第３図は走行装置の全体図であり、装置は
検査装置等を備えることができるセンタードラム（１）
、該センタードラムを中心としてその周囲に配置される
複数の走行ユニット（２Ａ１）（２Ａ２）　　（２８１
＞　　（２８２＞　、センタードラムを挟んで対向する
走行ユニットどうしを連結し、且つセンタードラムを貫
通する伸縮アーム（３Ａ）（３Ｂ）　、隣接する走行ユ
ニット間を連結するシリンダ装置（４）、センタードラ
ムを対向する走行ユニット間に位置せしめるためのセン
タリング装置（５Ａ＞（５Ｂ＞から構成されている。

各走行ユニット（２）は、その移動方向前後部に各２個
ずつの走行ローラ（８ＸＬ）　　（８ＸＲ）及び（８Ｙ
Ｌ）　　（８ＹＲ）を備え、さらにこの走行ローラの駆
動装置（１２）とステアリング機構とを備えている。

各走行ローラ（８）の支持構造について説明すると、取
付ベース（１２＞（基体）の一部を構成する筒状のケー
シング部（１３１）内に筒体（１４）が回転可能且つ長
手方向移動可能に保持され、ざらにこの筒体（１４）の
中空部（１４１）内に動力伝達用の軸体（１５）が軸受
（１６）を介して回転可能に保持されている。この軸体
（１５）の走行ローラ側の一端にはベベルギア（１７）
が固定され、その周胴部が筒体（１４）の内面に摺動可
能に接している。

筒体（１４）の走行ローラ側の端部には、ローラを支持
し且つローラ駆動力の伝動機構が付設されたブラケット
部（１８）が連設されている。このブラケット部（１８
）はそのケーシング状の本体（１９）が前記筒体（１４
）の端部に固定され、この本体内部には、ベベルギア（
１７）と噛み合うベベルギア（２０）を有する伝動軸（
２１〉と、これを平行なローラ支持軸（２２）とが回転
可能に設けられ、本体（１９）から突出したローラ支持
軸（２２）の端に走行ローラ（８）が固定されている。

前記伝動軸（２１）とａ−ラ支持軸（２２）にはそれぞ
れギア（２３＞（２４＞が固定され、両ギア（２３＞（
２４＞の中間には別のギア（２５）が回転可能に設けら
れており、軸体（１５）の回転をベベルギア（１７）、
（２０＞、伝動軸（２１＞、ギア（２３）、（２５＞、
（２４＞、ローラ支持軸（２２）の順に伝え、走行ロー
ラ（８）を回転させるようにしている。

また、走行ローラ（８）のステアリングを円滑に行い、
安定した走行を行なわせるため、走行ローラ（８〉は筒
体（１４）の筒心（すなわち軸体（１５）の軸心）の延
長上にその径方向及び幅方向中心が位置するようローラ
支持軸（２２）に固定されている。

走行ローラと反対側の取付ベース（１３）には、筒体（
１４）の端部と対向するようにして、伝動筒体（２６）
が軸受（２７）を介して回転可能に設けられ、その端部
にスプロケットホイール（２８）が固定されている。

前記軸体（１５）の他端部（１５１）は、筒体（１４）
から突出し、前記伝動筒体（２６）内に長手方向１習動
自在に嵌挿している。伝動筒体（２６）と軸体（１５）
の端部はそれらの長手方向に沿って設けられたキー及び
キー溝、若しくはあり及びあり溝等により周方向で噛み
合っており、伝動筒体（２６）に対する軸体（１５）の
摺動を確保しつつ、伝動筒体（２６）の回転を転体（１
５）に伝達できるようになっている。前記筒体（１４）
の中間部外側には、リング状のウオームホイール（３９
）が設けられている。すなわち、筒体（１４）はこのウ
オームホイール（３９）に長手方向摺動可能に嵌合され
ており、一方ウオームホイール（３９）は取付はベース
側の固定部にその側面を係止され、筒体（１４）の長手
方向での移動にかかわらず、その定位置に保持されるよ
うになっている。筒体（１４）とウオームホイール（３
９）とは、それらの筒心方向に沿って設けられたキー溝
、若しくはあり及びあり溝により周方向で噛み合ってお
り、ウオームホイール（３９〉の回転を筒体（１４）に
伝達できるようになっている。

取付はベース（１３）には前記ウオームホイール（３９
）と噛合うウオーム（４０）が回転可能に支持されてい
る、ウオーム（４０）をウオームホイール（３９）と噛
み合わせるため、前記筒状ケーシング部（１３１）には
窓孔が形成されている。またウオーム（４０）も前記ケ
ーシング部（１３１）に連なって設けられるケーシング
部（１３２）内に配置されている。

各走行ユニットは、その進行方向前部の１対の走行ロー
ラ（８ＸＬ）　　（８ＸＲ）と、後部の１対の走行ロー
ラ（８ＹＬ）　　（８ＹＲ＞とを別々にステアリングで
きるようにしており、このため、前部及び後部の各走行
ローラについてステアリング駆動用の駆動装置（４〉　
（駆動モータ〉が設けられている。

これを前部の走行ローラ（８ＸＬ）　　（８ＸＲ）につ
いて説明すると、再走行ローラ（８ＸＬ）　　（８Ｘｌ
？）に対応するウオーム（４０）は伝動軸（４２）で連
結され、同期して回転するように構成されている。そし
て、一方のウオーム（４０）の軸端にはスプロケットホ
イール（４３）が固定されている。

前記駆動装置（４１）の主軸にはスプロケットホイール
（４４〉が固定され、両スプロケットホイール＜４３＞
（４４）には途中に抑え用のスプロケットホイール（４
５）（４６）を介在させてチェノ（４７）が掛は回され
ている。このような構成によれば駆動装置（４１）の駆
動力がチェノ（４７）、スプロケットホイール（４３）
及び伝動軸（４２）等を介して両ウオーム（４０）に伝
えられ、各ウオーム（４０）の回転によりウオームギア
（３９）を介して筒体（１４）が回動じ、走行ローラ（
８ＸＬ）　　（８ＸＲ）のステアリングがなされる。

なお、後部の走行ローラ（８ＹＬ）　　（８ＹＲ）につ
いても同様の構成が採られている。

その伯の構成を説明すると、取付はベース（１３）の略
中心部に走行ローラの駆動装置（１２）が固定され、そ
の主軸にベベルギア（３２）が取付けられている。さら
に取付はベース（１３）には、一端に前記ベベルギア（
３２）と噛み合うベベルギア（３３）が固定され、他端
にスプロケットホイール（３４）が固定された軸体（３
５）が軸受（３６）を介して回転自在に設けられている
。

そして、上記スプロケットホイール（３４〉と走行ロー
ラに対応する４つのスプロケットホイール（２８）間に
はチェノ（３７）が掛は回され、このチェノ（３７）に
より駆動装置側からの駆動力を各スプロケットホイール
（２８）を介して走行ローラに伝達するようにしている
。

なお、（３８）はチェノに弾力を与えるためのスプロケ
ットホイールである。

筒体（１４）の外周には緩衝用のコイルスプリング（２
９）が外挿され、該コイルスプリング（２９）の両端部
は筒体（１４）の外周に設けられた係止部（３０）及び
これと対向するケーシング部側の係止部（３１）に係止
され、このコイルスプリング（２９）により走行ローラ
の綴部作用をなさしめるようにしている。

伸縮アームを連結するため、走行ユニットの取付はベー
ス（１３）には、枢Ｎ　（４８）を介して走行ユニット
進行方向傾動可能に取付板（４９）が設けられ、この取
付板（４９〉に伸縮アーム（３）を構成する１対のシリ
ンダ装置（９〉のロッド（９１）と、シリンダ本体く９
０）とがそれぞれ固定されている。このような枢着構造
を採ることにより、この部分に無理な力が加わっても走
行ユニット（２）の傾動で逃げることができる。

また、走行ローラ（８）及びそのブラケット部（１８）
を除く走行ユニット構成部材はケーシング（５０）で覆
われている。また取付板（４９）の外周とケーシング（
５０）との間には、走行ユニット（２）の上記傾動を可
能ならしめるためベローズ（５１）が取付けられている
。

また走行装置全体の構成について説明すると、前記セン
タードラム（１）には−の伸縮アーム（３０）を構成す
る１対のシリンダ装置を挿通させるための１対の貫通ガ
イド孔（６Ａ）が形成され、ざらにこの貫通ガイド孔（
６Ａ）と直交する方向に、他の伸縮アーム（３Ｂ）を構
成するシリンダ装置を挿通させるため１対の貫通ガイド
孔（６Ｂ）が形成されている。

このセンタードラム（１）の匍面には検査装置等の適宜
な機器（７）が据付られている。

前記走行ユニット（２Ａ１）　　（２’Ａ２）　　（２
Ｂ１＞（２８２＞はセンタードラム（１）を含む略同−
平面上に位置し、センタードラム（１）を中心とし゛て
９０’の間隔で配置されている。これらのうち走行ユニ
ット（２Ａ１）と（２Ａ２）、走行ユニット（２Ｂ１＞
と（２８２＞がそれぞれセンタードラム（１）を挟んで
対向し、対の走行ユニットを構成している。

前記伸縮アーム（３Ａ　）　　（３Ｂ　）は対向する走
行ユニットどうしを連結するもので、前者が走行ユニッ
ト（２Ａ１）と（２Ａ２）を、また後者が走行ユニット
（２ｔ）１　）と＜２８２）をそれぞれ連結し、これら
両伸縮アームはセンタードラム内で交差している。

各伸縮アームは、ロッド（９１）が反対方向に延出する
平行な１対のシリンダ装置（９）により構成されており
、伸縮アーム（３Ａ）を構成する１対のシリンダ装置（
９）　（シリンダ本体（９０）　）がセンタードラム（
１）の貫通ガイド孔（６Ａ）に、また伸縮アーム（３Ｂ
）を構成する］対のシリンダ装置（９）（シリンダ本体
（９０）　）が貫通ガイド孔（６８）にそれぞれ進退可
能に挿通されている。

そして、各伸縮アームは、これを構成する１対のシリン
ダ装置（９）のうち、一方のシリンダ装置のシリンダ本
体（９０）とが各走行ユニットに接続され、これによっ
てセンタードラムを挟んで対向する走行ユニットを連結
している。

前記シリンダ装置（４）は、そのシリンダ本体（４０）
を隣接する走行ユニットの一方に、またロンド（４１）
を他方の走行ユニットにそれぞれ枢着接続し、隣接する
走行ユニットどうしを連結している。このシリンダ装置
（４）は隣接する走行ユニットの左右の振れを適切に防
止することができる。隣接する走行ユニット間がシリン
ダ装置（４）で連結されることにより、装置の外縁部は
環を構成することになる。

前記センタリング装置（５Ａ　）　　（５Ｂ　＞は伸縮
アーム（３Ａ　）　　（３Ｂ　）に対応して設けられて
あり、各センタリング装置は伸縮アームを構成する１対
のシリンダ装置（９）のシリンダ本体（９０）について
、その対向面にそれぞれ付設されるラック体（１０〉と
、両シリンダ本体（９０）間に位置して両ラック体（１
０）と噛合すべくセンタードラム（１）の中央に設けら
れるピニオン（１１）とから構成されている。伸縮アー
ムはそれを構成する１対のシリンダ装置（９）のロード
（９０）を進退させることにより伸縮するが、ピニオン
（１１）が両シリンダ装置（９）のラック体（１０）に
噛み合っていることにより、両シリンダ装置（９）はピ
ニオン（１１）を中心とした両側の長さが常に等しく、
この結果センタードラム（１〉は伸縮アームの伸縮の程
度にかかわらず、対向する走行ユニット間の中央に常に
センタリングされることになる。

また各走行ユニット及びセンタードラムにはそれぞれの
駆動機構をコントロールするための制御装置が内蔵され
ており、これら駆動機構及び制御装置には、管外から導
かれるケーブル（５２）により動力及び制御信号が供給
される。ケーブル（５２）は装置の回転によって捩れを
生じないようにするためロータリーロネクタ（５３）を
介してセンタードラム（１）に接続されている。

なお、装置を構成する各走行ユニット（２）と伸縮アー
ム（３）、各伸縮アーム（３）とセンタードラム（１）
、各シリンダ装置（４）と走行ユニット（２）は、それ
ぞれその連結部が着脱可能となっており、管内外での搬
入、搬出時における分解１組み立てを容易に行い得るよ
うにしている。

走行装置は通常、走行ユニット（２）、伸縮アーム（３
〉、センタードラム（１）、シリンダ装置（４）の別に
分解され、これらは使用する管内に搬入された後組み立
てられ、各走行ユニット（２Ａ１）〜（２Ｂ２）の走行
ローラ〈８〉が管内面（Ａ）に当接せしめられる。セン
タードラム（１）を挟んで対向する走行ユニット（２Ａ
１）　　（２Ａ２）　。

（２Ｂ１＞　　（２Ｂ２＞の各走行ローラは、伸縮アー
ム（３Ａ　）　　（３Ｂ　）の作用によって管内面（Ａ
）に圧接され、これにより傾斜管における装置の保持作
用が得られる。

装置を動かす場合には、ステアリング機構により各走行
ローラ（８）の向き（走行方向）を管径方向から管軸方
向に傾けた状態（ステアリング角度を付した状態）とす
る。

そして、この状態で駆動装置（１２）により各走行ユニ
ット（２）の走行ローラ（８）を駆動させると、装置は
、管内方向に沿って１個の車輪のように回転しながら上
記ステアリング角度により管軸方向に移行する。各走行
ユニット（２）の動作をみると、これらは管内面（Ａ）
に沿って螺旋状に走行することになる。

このような走行において、走行ローラ支持機構では、駆
動装置（１２）からの駆動力がベベルギア（３２）、（
３３）、軸体（３５）、スプロケットホイール（３４）
、チェノ（３７）、スプロケットホイール（２８）及び
伝動筒体（２６）を介して軸体（１５）に伝えられ、ざ
らにベベルギア（１７）、（２０＞、ギア（２３）（２
５＞（２４）を介してローラ支持Ｎ（２２＞に伝えられ
、走行ローラ（８）を回転させる。

一方、ステアリング用の駆動装置（４１）の駆動力は、
スプロケットホイール（４４）、チェノ（４７）スプロ
ケットホイール（４３）、伝動軸（４２）を介して各ウ
オーム（４０）に伝えられ、これによりウオームホイー
ルを介して筒体（１４）を回動させ、ブラケット部（１
８）を介して走行ローラ（８）を旋回させる。

この旋回動作は、走行ローラ（８）の径方向及び幅方向
中心が筒体（１４）の筒心延長上に位置しているため、
常に走行ローラ（８）の接地点を支点としてなされる。

走行装置は、その姿勢制御、速度、調整等を目的として
走行中に走行ローラのステアリングがなされるが、走行
ローラを旋回させる支点と走行ローラの中心がずれてい
る場合には、ステアリング時に走行ローラ（８）の接地
点がずれてしまい、このため正確な姿勢制御等を行い得
なくなる。この点本発明装置は、走行ローラが常にその
接地点を支点として旋回するため、ステアリング時にあ
ける上記のような接地点のずれを適切に防止することが
できる。

［発明の効果］ 以上述べた本発明によれば走行ユニットが有する走行ロ
ーラの向きを、その走行駆動系に関係なく任意に変える
ことができ、加えてこのような走行ローラの旋回動作を
常にその接地点を支点として行なわしめることができる
ため、走行中におけるステアリングでも接地点の位置ず
れを生じることがなくて、このためステアリングによる
装置の姿勢制御等を精度良く行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図は本発明の一実施例を示すもので、
第１図は走行装置の全体正面図、第２図は同じく側面図
、第３図は第２図中１−１線に沿う断面図、第４図は走
行ユニットの横断面図、第５図はおなじく縦断面図であ
る。 図において、（２ＡＩ＞　　（２Ａ２＞　　（２Ｂ１＞
　　（２Ｂ２＞は走行ユニット、　　（８ＸＬ）　　（
８ＸＲ）　　（８ＹＬ）　　（８ＹＲ）は走行ローラ、
（１３）取付ベース、（１４）は筒体、（１５）は軸体
、（１８）はブラケット部、（２２＞はローラ支持軸、
（３９）ウオームホイール、（４０）はウオームを各示
す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 検査装置等を備えることができるセンタードラムと、複
   数の走行ローラを備え、前記センタードラムの周囲に配
   置される複数の走行ユニットと、走行ユニットをセンタ
   ードラムに対して保持する伸縮アームとからなる大径管
   内走行装置における走行ローラの支持機構において、走
   行ユニットの取付ベースに回動可能に保持される筒体と
   、該筒体に回転可能に保持される動力伝達用の軸体と、
   本体が前記筒体の下端に固定されるとともに、該本体に
   ローラ支持軸及び前記軸体の回転をローラ支持軸に伝達
   するためのギア機構を有するブラケット部と、前記ロー
   ラ支持軸に径方向及び厚み方向中心が前記筒体の筒心延
   長上に位置するよう支持される走行ローラと、前記筒体
   の外周に筒体と共に回動するよう設けられるウォームホ
   ィールと、該ウォームホィールに噛合すべく取付ベース
   に回転可能に支持されるウォームとからなる大径管内走
   行装置における走行ローラ支持機構。