JPS6327753A - 大径管内走行装置における走行ロ−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大径管内走行装
置にあける走行ローラの支持機構に関する。

［従来の反衝及びその問題点」 従来、水路管等の大径管の内面の検査は、検査員が管内
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
な方法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
である。

この走行装置では、傾斜管内での装置の保持作用を得る
ため、各走行ユニットの走行ローラは伸縮アームの押付
力により管内面に圧接される。しかし、管内面にはとこ
ろどころ凸部があり、この凸部が管内面に圧接されなが
ら転勤する走行ローラの障害となり、この結実装置の走
行性が害され、極端な場合には装置の姿勢が崩され走行
不能な状態に陥ってしまう。この種の走行装置では、伸
縮アームの伸縮により走行ローラの装置径方向での位置
が調整できるようになっているが、この伸縮アームでは
管内面凸部に対する十分な伸縮応答性を期待することが
できない。加えて、走行装置はＴＶ検査装置等の検査装
置を搭載して管内を走行するものであるが、管内の凸部
を通過する際の走行ローラの撮動がセンタードラムに据
付けられた検査装置に伝わり、管内面検査に支障をきた
してしまうという問題もある。

本発明はこのような事情に基づき凸部を有する管内面を
安定して走行することができ、加えて走行ローラの撮動
がセンタードラム側に伝わることを適切に防止できる走
行ローラの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、取付ベースを構成する筒状のケーシ
ング部内に回動可能及び長手方向移動可能に保持される
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、取付ベースに回転可能に設けられるとともに、
筒体から突出した軸体端部が中空部にスライド可能に噛
み合う伝動筒体と、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支持される走行ローラと
、筒体に外挿され、各端が筒体外周の係止部及びこれと
対向するケーシング部側の係止部に係止される緩衝用コ
イルスプリング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伝動
筒体を介してＩ割体に伝えられ、この１１１ｈ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。

走行ローラを実質的に支持する筒体は、取付ベースに対
して長手方向移動可能に保持され、コイルスプリングに
より走行ローラ側への押圧力を受けている。走行ローラ
が管内面の凸部を通過すると、筒体は前記コイルスプリ
ングの弾性力に抗して走行ユニット内に押し込まれ、走
行ローラの緩衝を行う。

筒体の長手方向での移動により、動力伝達用の軸体の端
部は伝動筒体内でスライド移動し、筒体の上記変位にか
かわらず、伝動筒体と軸体の間の動力伝達がなされる。

［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（２ＡＩ）（２Ａ２＞　　（２Ｂ１
＞　　（２８２＞　、センタードラムを挾んで対向する
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。

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（８ＹＬ
）　　（８ＹＲ）を備えている。

各走行ローラ（８〉の取付構造について説明すると、取
付ベース（１３）（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ＢＩ　、ｈｆｆが付設された
ブラケット部（１８）が連接されている。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、
前記ベベルギア（１７）と噛み合うベベルギア（２０）
を有する伝動軸（２１）と、これと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）とローラ支持軸（
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（２
３＞、（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。

走行ローラと反対側の取付はベース（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）内に長手方向摺動自在
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
てあり、伝動筒体く２６）に対する軸封（１５）の摺動
を確保しつつ、伝動筒体く２６）の回転を転体（１５）
に伝達できるようになっている。

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
ラの緩衝作用をなさしめるようにしている。

取付ベース（１３）の略中心部に走行ローラ（８）の駆
動装置（１２）が固定され、その主軸にベベルギア（３
２）が取付けられている。さらに取付ベース（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（３５）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
ェノに張力を与えるためのスプロケットホイールである
。

走行ユニットは走行ローラのステアリング機構を有して
おり、以下これについて説明すると、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−ムホイール（３９）は取付ベース側の
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（３９）
とはそれらの筒心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により周方向で噛み合って
おり、ウオームホイール（３９）に対する筒体（１４）
の摺動を確保しつつ、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。

取付ベース（１３）には前記ウオームホイール（３９）
と噛み合うウオーム（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
み合せるため、前記筒状のケーシング部（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）に連ら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
フ　（８ＸＬ）　　（８ＸＩ？）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
１）（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、両走行ローラ（８ＸＬ）　　（８ＸＲ
）に対応する１対のウオーム（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（４５）（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）の歩勅力がチェノ
（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）が回動し、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。

その他の構成を説明すると、伸縮アームを連結するため
、走行ユニットの取付ベース（１３）には、枢軸（４８
）を介して走行ユニット進行方向傾動可能に取付板（４
９）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（９０）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。

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（３Ａ）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、ざらにこの貫通カイト孔
（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）の前面には検査装置等の適宜
な機器（７）が据付けられる。

前記走行ユニット（２Ａ１）　　（２Ａ２＞　　（２Ｂ
１）（２Ｂ２＞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（２Ｂ２）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
（２１３１）と（２Ｂ２）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１対のシリンダ装置（９）　（シリンダ本体（
９０））が貫通ガイド孔（６Ｂ）にそれぞれ進退可能に
挿通されてる。

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）と他方のシリンダ装置のロッド（９１）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、またロッド（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間で１対設けることによ
り、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（３＾）（３Ｂ＞に対応して設けられており、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（１０）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。

伸縮アームはこれを構成する１対のシリンダ装置（９）
のロッド（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ボックスには、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
蔵されてあり、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コネクタ（５
３）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・搬出時にあける分解・組立てを容易に行う得るよう
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）を挾んで対向する走行ユニット（２
ＡＩ＞　　（２Ａ２＞。

（２８１＞　　（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、傾斜管にあける装置の保
持作用が（ｑ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）、＠１１体（３５）、スプロケットホイール（３
４）、チェノ（３７）、スプロケットホイール（２８）
及び伝動筒体く２６）を介して軸体（１５）に伝えられ
、さらにベベルギア（１７）、（２０＞、ギア（２３）
、（２５＞。

（２４）を介してローラ支持Ｉｔｈ　（２２＞に伝えら
れ走行ローラ（８〉を回転させる。

走行ローラ（８）が管内面の凸部を通過すると、筒体（
１４）はコイルスプリング（２９）の弾性力に抗して走
行ユニット内に押し込まれ、走行ローラの緩衝作用がな
される。

筒体（１４）の上記移動に伴い、軸体の端部（１５１）
が伝動筒体（２６）に対してスライドし、筒体（１４）
の移動にかかわらず伝動筒体（２６）の回転が転体（１
５）に伝えられる。

［発明の効果］ 以上述べた本発明によれば、走行ローラが凸部を通過す
る場合でもこれを適切に緩衝し、装置を管内面で安定し
て走行させることができ、加えて、走行ローラの撮動が
センタードラム側に伝わることを適切に防止することが
でき、管内面検査を精度良く行う事ができる。

【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■−■線に沿う断面図、第４図は走
行ユニットの横断面図、第５図は同じく縦断面図である
。 図において、（２ＡＩ＞　　（２Ａ２＞　　（２８１＞
　　（２８２＞は走行ユニット、（，８ＸＬ＞　　（８
ＸＲ）　　（８ＹＬ）　　（８ＹＲ）は走行ローラ、（
１３）は取付ベース、（１４）は筒体、（１５）は軸体
、（１８）はブラケット部、（２２）はローラ支持軸、
（２６）は伝動筒体、（２９）はコイルスプリング、（
３０）（３１）は係止部を各示す。 第　　２　　図 面

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、取
   付ベースを構成する筒状のケーシング部内に回動可能及
   び長手方向移動可能に保持される筒体と、該筒体内に回
   転可能に保持される動力伝達用の軸体と、取付ベースに
   回転可能に設けられるとともに、筒体から突出した軸体
   端部が中空部にスライド可能に噛み合う伝動筒体と、本
   体が前記筒体の下端に連設されるとともに、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
   支持軸に支持される走行ローラと、筒体に外挿され、各
   端が筒体外周の係止部及びこれと対向するケーシング部
   側の係止部に係止される緩衝用コイルスプリングとから
   なる大径管内走行装置における走行ローラ支持機構。