(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
配管の内部を走行しながら作業を行う配管内作業装置において；
該配管の内壁にその自由端部分が接触する環状の圧力境界シールを備え；
該圧力境界シールは、該配管の内部の空間を、該圧力境界シールを境界として、空間Ａと空間Ｂの二つの空間に分割しており；
空間Ａの該圧力境界シールに近接した一方の端部は、ホースを介して吸引ポンプに連通されており；
且つ、空間Ａの該圧力境界シールに近接した一方の端部は、空間Ａの内部の負の圧力を調整する真空破壊弁機構を介しても空間Ｂに連通されており；
空間Ａの該圧力境界シールから離れた他方の端部は閉止されており；
空間Ｂには、該ホースが配置されている；
ことを特徴とする配管内作業装置。
【請求項２】
配管の内部を走行しながら作業を行う配管内作業装置において；
該配管の内壁にその自由端部分が接触する環状の圧力境界シールを備え；
該圧力境界シールは、該配管の内部の空間を、該圧力境界シールを境界として、空間Ａと空間Ｂの二つの空間に分割しており；
空間Ａの該圧力境界シールに近接した一方の端部は、ホースを介して吐出ポンプに連通されており；
且つ、空間Ａの該圧力境界シールに近接した一方の端部は、空間Ａの内部の正の圧力を調整する圧力逃がし弁機構を介しても空間Ｂに連通されており；
空間Ａの該圧力境界シールから離れた他方の端部は閉止されており；
空間Ｂには、該ホースが配置されている；
ことを特徴とする配管内作業装置。
【請求項３】
請求項１に記載の配管内作業装置を、空間Ｂから空間Ａに向かう方向に走行させて実施する第１の作業工程と；
請求項２に記載の配管内作業装置を、空間Ａから空間Ｂへ向かう方向に走行させて実施する第２の作業工程と；
を備えることを特徴とする配管内作業装置。
【請求項４】
圧力境界シールは、装置本体の筒状体の両端に装着された２箇所の固定部と、該２箇所の固定部のそれぞれから配管の内壁に接近する方向に延びて該内壁に接触し且つ該それぞれから延びた部分が合体している円弧状の自由端部から少なくとも構成されており；
該圧力境界シールと該筒状体とは協働して閉じられた環状の空間を形成しており；
該環状の空間に流体を任意に注入もしくは排出させる弁が接続されており；
空間Ａの負の圧力が過大になれば、該環状の空間から流体を排出して該圧力境界シールを収縮して該配管の内壁から離反させ、而して、空間Ｂの流体を空間Ａへ流入させて空間Ａの負の圧力の増大を阻止し；
空間Ａの正の圧力が過大になれば、該環状の空間から流体を排出して該圧力境界シールを収縮して該配管の内壁から離反させ、而して、空間Ａの流体を空間Ｂへ流入させて空間Ａの正の圧力の増大を阻止し；
以上のように構成されて成る真空破壊弁機構もしくは圧力逃がし弁機構を備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項３に記載の配管内作業装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば給水用配管や排水用配管あるいはガス配管などの各種配管の内面に付着した錆や水棲生物などの異物を除去するなど、配管内で走行しながら配管の保守作業を行う配管内作業装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の公知技術としては、特許公開２００３−２２５６２６号公報に記載の「配管内作業方法および装置」が知られている。
【特許文献１】特許公開２００３−２２５６２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述したに特許公開２００３−２２５６２６号公報開示された「配管内作業方法および装置」においては次の通りの解決すべき問題が存在する。
すなわち、かかる「配管内作業方法および装置」においては、
配管内において作業用装置を走行させるために、該配管の外部に巻上げ装置を配置し、該巻上げ装置に巻き取られる策状体の端部に作業用装置を連結し、該策状体を該巻上げ装置によって巻上げて該作業用装置を配管の軸方向に沿って牽引し、而して該作業用装置を該配管内において走行させるものであった。
しかしながら、かかる「配管内作業方法および装置」においては、開口した該配管の一方の開口部から他方の開口部側に索状体を挿通する工程が必須であるため、該配管の長さが長い場合、あるいは該配管の途中に曲管部が有る場合においては、該索状体を挿通する工程が煩雑である。
従って、本発明の技術的解決課題は次のとおりである。
すなわち、本発明においては、配管内において作業用装置を走行させるための走行駆動手段として、巻上げ装置を利用する必要が無く、すなわち走行駆動力が非常に大きい「配管内作業装置および方法」を提供するものである。
また、本発明においては、配管の開口部が１箇所しか無い配管における「配管内作業装置および方法」を提供するものである。
さらにまた、本発明においては、枝管部を有する配管内においても、スムーズに走行しながら配管の保守作業を行える「配管内作業装置および方法」を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記の技術的解決課題を達成するために、請求項１に係る発明においては、
配管の内部を走行しながら作業を行う配管内作業装置において；
該配管の内壁にその自由端部分が接触する環状の圧力境界シールを備え；
該圧力境界シールは、該配管の内部の空間を、該圧力境界シールを境界として、空間Ａと空間Ｂの二つの空間に分割しており；
空間Ａの該圧力境界シールに近接した一方の端部は、ホースを介して吸引ポンプに連通されており；
且つ、空間Ａの該圧力境界シールに近接した一方の端部は、空間Ａの内部の負の圧力を調整する真空破壊弁機構を介しても空間Ｂに連通されており；
空間Ａの該圧力境界シールから離れた他方の端部は閉止されており；
空間Ｂには、該ホースが配置されている；
ことを特徴とする配管内作業装置が提供される。
【０００５】
請求項２に係る発明においては、
配管の内部を走行しながら作業を行う配管内作業装置において；
該配管の内壁にその自由端部分が接触する環状の圧力境界シールを備え；
該圧力境界シールは、該配管の内部の空間を、該圧力境界シールを境界として、空間Ａと空間Ｂの二つの空間に分割しており；
空間Ａの該圧力境界シールに近接した一方の端部は、ホースを介して吐出ポンプに連通されており；
且つ、空間Ａの該圧力境界シールに近接した一方の端部は、空間Ａの内部の正の圧力を調整する圧力逃がし弁機構を介しても空間Ｂに連通されており；
空間Ａの該圧力境界シールから離れた他方の端部は閉止されており；
空間Ｂには、該ホースが配置されている；
ことを特徴とする配管内作業装置が提供される。
【０００６】請求項３に係る発明においては、
請求項１に記載の配管内作業装置を、空間Ｂから空間Ａに向かう方向に走行させて実施する第１の作業工程と；
請求項２に記載の配管内作業装置を、空間Ａから空間Ｂへ向かう方向に走行させて実施する第２の作業工程と；
を備えることを特徴とする配管内作業装置が提供される。【０００７】
請求項４に係る発明においては、
圧力境界シールは、装置本体の筒状体の両端に装着された２箇所の固定部と、該２箇所の固定部のそれぞれから配管の内壁に接近する方向に延びて該内壁に接触し且つ該それぞれから延びた部分が合体している円弧状の自由端部から少なくとも構成されており；
該圧力境界シールと該筒状体とは協働して閉じられた環状の空間を形成しており；
該環状の空間に流体を任意に注入もしくは排出させる弁が接続されており；
空間Ａの負の圧力が過大になれば、該環状の空間から流体を排出して該圧力境界シールを収縮して該配管の内壁から離反させ、而して、空間Ｂの流体を空間Ａへ流入させて空間Ａの負の圧力の増大を阻止し；
空間Ａの正の圧力が過大になれば、該環状の空間から流体を排出して該圧力境界シールを収縮して該配管の内壁から離反させ、而して、空間Ａの流体を空間Ｂへ流入させて空間Ａの正の圧力の増大を阻止し；
以上のように構成されて成る真空破壊弁機構もしくは圧力逃がし弁機構を備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項３に記載の配管内作業装置が提供される。
【０００８】配管の内部を走行しながら作業を行う配管内作業装置において；
該配管内作業装置を配管の内部に沿って走行させるための手段として；
回転駆動される回転軸体の外周部に放射状に配置された複数個のロッド非回転式シリンダと；該ロッド非回転式シリンダの各々に装着され、その軸線は配管の軸線からやや傾いた状態で配置された従動車輪と；該従動車輪を該ロッド非回転式シリンダにより該配管の内壁に強く押し付けるための、該ロッド非回転式シリンダに圧力を付与された流体を供給するための手段、あるいは該ロッド非回転式シリンダの内部に配置された圧縮コイルバネ；から構成された揺動車輪ユニットと、
非回転軸体の外周部に放射状に配置された複数個のロッド非回転式シリンダと；該ロッド非回転式シリンダの各々に装着され、その軸線は配管の軸線と直交する面上に在る従動車輪と；該従動車輪を該ロッド非回転式シリンダにより該配管の内壁に強く押し付けるための、該ロッド非回転式シリンダに圧力を付与された流体を供給するための手段、あるいは該ロッド非回転式シリンダの内部に配置された圧縮コイルバネ；から構成されている非揺動車輪ユニットを備えた、ことを特徴とする配管内作業装置において；
該揺動車輪ユニットを構成する複数個のロッド非回転式シリンダ群においては、各々のピストンロッドの動作を同期させるために、該シリンダの個数と同一個数のレバー部材をその外周部に備えた揺動レバー、該各レバー部材と該各ピストンロッドとを連結するリンクプレート、およびリンクピンを備えており；
該非揺動車輪ユニットを構成する複数個のロッド非回転式シリンダ群においては、各々のピストンロッドの動作を同期させるために、該シリンダの個数と同一個数のレバー部材をその外周部に備えた揺動レバー、該各レバー部材と該各ピストンロッドとを連結するリンクプレート、およびリンクピンを備えている；
ことを特徴とする配管内作業装置が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は下記の効果をもたらすものである。
すなわち、配管内において作業用装置を走行させるための走行駆動手段として、巻上げ装置を利用する必要が無く、すなわち走行駆動力が非常に大きい「配管内作業装置および方法」が提供される。
また、配管の開口部が１箇所しか無い配管における「配管内作業装置および方法」が提供される。
さらにまた、枝管部を有する配管内においても、スムーズに走行しながら配管の保守作業を行える「配管内作業装置および方法」が提供される。
すなわち、揺動車輪ユニットおよび非揺動車輪ユニットにおいては、それぞれの該ユニットにおいて、該ユニットを構成している複数個のロッド非回転式シリンダのピストンロッドの各々が同期して動作し、すなわち１個のピストンロッドだけ突出することが防止されるものであるので、而して、該ピストンロッドの先端部の各々に装着された４式の従動車輪のうちの１式が枝管部の穴に遭遇しても、該１式の従動車輪が該穴に嵌って動けなくなる、といった事態が回避されるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明に従って構成された装置の好適実施例について、添付図を参照して更に詳細に説明する。
【実施例】
【００１１】
図１において、
本発明に従って構成された「配管内作業装置」の第１の好適実施例の装置は；
給水管１２の内部に配置された装置本体２と；
上流側の端部が装置本体２に連結され、下流側の端部が固体・液体分離装置４１の上流側入口に連結されたホース５と；
上流側の入口が固体・液体分離装置４１の下流側出口に連結され、下流側の出口がマンホール１４の内部に開放された、容積型吸引ポンプ３１；
により構成されている。
給水管１２の２箇所の端部において、ホースが配置されていない側の端部には閉止弁１３が接続されている。
また、給水管１２のホース５が配置されている側の端部はマンホール１４の内部に開放されている。
なお、給水管１２およびマンホール１４の内部には水が貯留されている。
【００１２】
図２乃至図１１において、装置本体２の構成について述べると；
装置本体２は；
給水管１２の内部の軸線方向に配置された第１筒状体２１において、第１筒状体２１の内部には軸線方向に延びる円筒状の空洞があり、該空洞には減速機付きエアモータ３１が固定され、且つ減速機付きエアモータ３１の出力軸に連結された主回転軸３２が２個のベアリング３３により保持され、第１筒状体２１の中央部には非揺動車輪ユニット用シリンダベース３８１が形成されており、該シリンダベース３８１には４個のロッド非回転式シリンダ３９が形成されている。
第１筒状体２１の外周部の右側の端部には空気圧継手４２１が装着され、以上のように構成された第１筒状体２１と；
第１筒状体２１の左側の外周部に配置され、一方の端部が第１筒状体２１と第１球面軸受２１１を介して連結され、他方の端部はその口径が拡大されてフランジ状を成し、端部と端部の間の円周部に複数の穴が設けられた第２筒状体２２と；
一方の端部が第２筒状体２２のフランジ部とフランジ連結され、他方の端部が第３筒状体２３のフランジ部とフランジ連結された圧力境界シール保持用筒状体２２１と；
一方の端部が圧力境界シール保持用筒状体２２１のフランジ部とフランジ連結された第３筒状体２３と；
第３筒状体２３の外周部に配置され、一方の端部が第３筒状体２３と第２球面軸受２３１を介して連結され、他方の端部の口径が絞り込まれて異径管状を成す第４筒状体２４と；
一方の端部が第４筒状体２４の小口径部と溶着され、他方の端部はその口径が縮小されて円筒状を成す第５筒状体２５と；
一方の端部が第５筒状体２５と第３球面軸受２５１を介して連結されたホース継手２６と；
ホース継手２６に連結されたホース５と；
一方の端部は第２筒状体２２のフランジ部と圧力境界シール保持用筒状体２２１のフランジ部により挟みこまれて固定され、他方の端部は圧力境界シール保持用筒状体２２１のフランジ部と第３筒状体２３のフランジ部により挟みこまれて固定されており、
該２箇所の固定部２０１のそれぞれから給水管１２の内壁に接近する方向に延びて該内壁に接触し、且つ該それぞれから延びた部分が合体している円弧状の自由端部２０２を備える、ポリウレタンなどの柔軟材料から形成された圧力境界シール２０と；
圧力境界シール保持用筒状体２２１と圧力境界シール２０とが協働して形成している閉じられた環状の空間２０３に装着された流体圧継手２２２と；
第１筒状体２１の中央部に形成された非揺動車輪ユニット用シリンダベース３８１と、該シリンダベース３８１に形成された４個のロッド非回転式シリンダ３９などから構成されている非揺動車輪ユニット３８と；
主回転軸３２の右側の端部に空気圧継手４２１が装着されており、回転している空気圧継手４２１と回転していない第１筒状体２１の空気圧継手４２１との間において、すなわち回転体と非回転体の間においても常に流体の流路を確保可能なロータリージョイント機構３４が組み込まれた主回転軸３２と；
主回転軸３２に連結されたユニバーサルジョイント３５と；
ユニバーサルジョイント３５に連結された従動回転軸３６に形成された揺動車輪ユニット用シリンダベース３７１と、該シリンダベース３７１に形成された４個のロッド非回転式シリンダ３９などから構成されている揺動車輪ユニット３７と；
主回転軸３２の空気圧継手４２１と従動回転軸３６の空気圧継手４２１とを連結する空気圧チューブ４３１と；
従動回転軸３６に連結され、給水管１２の内壁を清掃するための回転ブラシ４９などの清掃手段と；
第５筒状体２５の外周部に配置された３個の従動車輪４１から成るガイド車輪ユニット８と；
ホース５の外周部に配置された３個の従動車輪４１から成る多数個のホース用ガイド車輪ユニット９；
から構成されている。
なお圧力境界シール２０は、給水管１２の内部の空間を、該シール２０を境界として、空間Ａ：Ａ０と空間Ｂ：Ｂ０の二つの空間に分割しており、揺動車輪ユニット３７と非揺動車輪ユニット３８が在る空間を空間Ａと呼称し、ホース５が配置された空間を空間Ｂと呼称する。
なお、第１の好適実施例の装置本体２は、空間Ａの負の圧力が過大になった時に、空間Ｂに在る流体を空間Ａへ流入させることにより、空間Ａの負の圧力の増大を防止する真空破壊弁機構を、さらに備えている。
該真空破壊弁機構については、公知の真空破壊弁を使用することも出来るが、第１の好適実施例の装置本体２においては、図１０に図示するように、圧力境界シール２０を真空破壊弁機構の弁部材としても使用している。
【００１３】
揺動車輪ユニット３７の構成について述べると；
揺動車輪ユニット３７は；
従動回転軸３６の外周部に放射状に配置された４個のロッド非回転式シリンダ３９と；
該４個のロッド非回転式シリンダ３９の各々のピストンロッドの先端部に装着された従動車輪軸支持金具３９３に軸支された各々２個、合計４式すなわち合計８個の従動車輪４１；
から構成されており；
該各々２個の従動車輪４１の軸線は、給水管１２の軸線と平行では無く、やや傾いた状態で配置されている。
４個のロッド非回転式シリンダ３９は、４式の従動車輪４１を給水管１２の内壁に強く押し付ける機能を有しているが、各々のロッド非回転式シリンダ３９は、その機能を達成するために、各々のシリンダケースの内部に圧縮コイルバネが配置されても良いし、あるいはロッド非回転式シリンダ３９をロッド非回転式エアシリンダとし、ロータリジョイント機構３４を介して外部から圧縮空気が供給されても良い。
【００１４】
非揺動車輪ユニット３８の構成について述べると；
非揺動車輪ユニット３８は；
第１筒状体２１の中央部の外周部に放射状に配置された４個のロッド非回転式シリンダ３９と；
該４個のロッド非回転式シリンダ３９の各々のピストンロッドの先端部に装着された従動車輪軸支持金具３９３に軸支された各々２個、合計４式すなわち合計８個の従動車輪４１；
から構成されており；
該各々２個の従動車輪４１の軸線は、給水管１２の軸線と直交した状態で配置されている。
４個のロッド非回転式シリンダ３９は、４式の従動車輪４１を給水管１２の内壁に強く押し付ける機能を有しているが、各々のロッド非回転式シリンダ３９は、その機能を達成するために、各々のシリンダケースの内部に圧縮コイルバネが配置されても良いし、あるいはロッド非回転式シリンダ３９をロッド非回転式エアシリンダとし外部から圧縮空気が供給されても良い。
【００１５】
揺動車輪ユニット３７および非揺動車輪ユニット３８のそれぞれのユニットを構成している４個のロッド非回転式シリンダにおいて、各々のピストンロッドの動作を同期させるための揺動レバー機構の構成について述べると；
揺動車輪ユニット３７の従動回転軸３６には揺動車輪ユニット用シリンダベース３７１が形成され、該シリンダベース３７１には４個の放射状に延びるシリンダケース３９１が溶着されており、ピストンロッド３９１は放射方向に伸長または収縮する。
従動回転軸３６の外周部には、揺動レバー３９６が、軸受ブッシュ３９７を介して、回転可能に装着されており、揺動レバー３９６の外周部には、４箇所の突起状のレバー部材が形成されている。
該レバー部材とピストンロッド３９１とは、リンクピン３９４とリンクプレート３９５により連結されており、而して、４個のピストンロッド３９１は同期して動く。
すなわち、該揺動レバー機構は、ピストンロッド３９１、揺動レバー３９６、リンクピン３９４及びリンクプレート３９５により構成されている。
【００１６】
本発明の第１の好適実施例の装置本体２においては、圧力境界シール２０を真空破壊弁機構の弁部材としても使用している。
また、本発明の第２の好適実施例の装置本体２においては、圧力境界シール２０を圧力逃がし弁機構の弁部材としても使用している。
図１０において、圧力境界シール２０を使用した真空破壊弁機構もしくは圧力逃がし弁機構の構成について述べると；
該真空破壊弁機構もしくは該圧力逃がし弁機構は；
圧力境界シール保持用筒状体２２１と圧力境界シール２０とが協働して形成している閉じられた環状の空間２０３に装着された流体圧継手２２２に、図１０に図示のように連結された３ポート２位置シングルマスタバルブ２０５と；
図１０に図示のように連結された４ポート２位置シングルマスタバルブ２０６と；
図１０に図示のように連結されたプリセット式差圧到達信号空気圧出力器２０７；
により構成されている。
プリセット式差圧到達信号空気圧出力器は公知の装置であり、空間Ａ：Ａ０の圧力と空間Ｂ：Ｂ０の圧力との圧力差があらかじめ設定された任意の圧力差に到達した時に、空気圧信号を出力する機能を具備している。
３ポート２位置シングルマスタバルブ２０５の機能の機能について述べると、
該マスタバルブ２０５は、空間２０３へ流体を注入して圧力境界シール２０２を配管１の内壁へ強く押し付ける状態と、空間２０３から流体を排出して圧力境界シール２０２を配管１の内壁から離反させる状態とを、選択的に切り替える機能を具備している。
３ポート２位置シングルマスタバルブ２０６の機能の機能について述べると、
本発明の第１の好適実施例の装置本体２においては、
該マスタバルブ２０６は、３ポート２位置シングルマスタバルブ２０５の入力ポートと空間Ｂ：Ｂ０とを連通させ、また、該マスタバルブ２０５の排出ポートと空間Ａ：Ａ０とを連通
させる。
本発明の第２の好適実施例の装置本体２においては、
該マスタバルブ２０６は、３ポート２位置シングルマスタバルブ２０５の入力ポートと空間Ａ：Ａ０とを連通させ、また、該マスタバルブ２０５の排出ポートと空間Ｂ：Ｂ０とを連通
させる。
【００１７】
以上のように構成された「配管内作業装置」の第１の好適実施例の装置の作用について、添付図を参照して説明する。
吸引流量が十分にある容積型吸引ポンプ３１が作動すると、
給水管１２の内部の空間Ａ：Ａ０に在る水は、容積型吸引ポンプ３１の方向に吸引され、空間Ａ：Ａ０は真空破壊弁機構の設定圧力（仮に−２００ｍｍＨｇとする）まで減圧される。
空間Ａ：Ａ０の減圧に伴い、空間Ｂ：Ｂ０に在る水は、図１１において、給水管１２の内壁と圧力境界シール２０との間の隙間を通って空間Ａ：Ａ０へ流入する。
図中の黒矢印は水が流れる方向を示している。
端部がマンホール１４に開放されている空間Ｂ：Ｂ０の圧力は大気圧に近い圧力であるのに対して、空間Ａ：Ａ０の圧力は−２００ｍｍＨｇであるので、圧力境界シール２０の自由端部２０２は、空間Ａ：Ａ０と空間Ｂ：Ｂ０との圧力差に起因して、給水管１２の内壁へ強く押し付けられ、而して、給水管１２の内壁と圧力境界シール２０との間の隙間はさらに僅かなものになる。
給水管１２の内壁と圧力境界シール２０との間の隙間について、実際の給水管１２の内壁には錆などにより腐食された凹凸があり、圧力境界シール２０の表面にも細かい傷が有るので、これ等の凹凸や傷に起因する僅かな隙間を通って、空間Ｂ：Ｂ０から空間Ａ：Ａ０へ高速の水流が流入するものである。
図１１の真空破壊弁機構において、プリセット式差圧到達信号空気圧出力器２０７に設定された差圧（空間Ａ：Ａ０の圧力と空間Ｂ：Ｂ０の圧力との圧力差）が２００ｍｍＨｇである場合、空間Ａ：Ａ０の圧力が−２００ｍｍＨｇより高圧であれば、３ポート２位置シングルマスタバルブ２０５はＯＦＦのままであり、空間２０３と空間Ｂ：Ｂ０とが連通されるので空間２０３の圧力は空間Ａ：Ａ０の圧力より高圧に維持され、而して、圧力境界シール２０２は給水管１２の内壁へ強く押し付けられて空間Ｂ：Ｂ０から空間Ａ：Ａ０への水が流入が阻止される。
空間Ｂ：Ｂ０から空間Ａ：Ａ０への水が流入が阻止されることに起因して空間Ａ：Ａ０の圧力が−２００ｍｍＨｇより低圧になれば、プリセット式差圧到達信号空気圧出力器２０７より空気圧信号が発信されて３ポート２位置シングルマスタバルブ２０５がＯＮとなり、空間２０３と空間Ａ：Ａ０とが連通されるので空間２０３の圧力は空間Ａ：Ａ０の圧力に近い圧力まで減少し、而して、圧力境界シール２０２に作用する空間Ｂ：Ｂ０の圧力に起因して該シールは給水管１２の内壁から離反するので空間Ｂ：Ｂ０から空間Ａ：Ａ０へ水が流入する。
空間Ｂ：Ｂ０から空間Ａ：Ａ０へ水が流入がすることに起因して空間Ａ：Ａ０の圧力が−２００ｍｍＨｇより高圧になれば、プリセット式差圧到達信号空気圧出力器２０７から空気圧信号の発信が停止されて３ポート２位置シングルマスタバルブ２０５が再びＯＦＦとなり、空間２０３と空間Ｂ：Ｂ０との連通が再開される。
以下、図１１の真空破壊弁機構は上記の動作を繰り返し、而して、空間Ａ：Ａ０の圧力と空間Ｂ：Ｂ０の圧力との圧力差は２００ｍｍＨｇの近似値に維持されるものである。
なお、空間Ａ：Ａ０の圧力と空間Ｂ：Ｂ０の圧力との該圧力差に起因して、装置本体２は空間Ｂ：Ｂ０から空間Ａ：Ａ０の方向へ作用する強い力を受けている。
【００１８】
減速機付きエアモータ３１の出力軸が、図２において左から右を見た状態において、時計方向へ回転駆動されると、主回転軸３２、ユニバーサルジョイント３５、従動回転軸３６及び揺動車輪ユニット３７は時計方向へ回転駆動され、揺動車輪ユニット３７に装着された従動車輪４１は回転する。
この時、従動車輪４１の軸線が、給水管１２の外周部の方向から見て反時計方向に僅かに傾いていることに起因して、揺動車輪ユニット３７には給水管１２の軸線に沿って左から右へ向かう走行駆動力が発生する。
この時、非揺動車輪ユニット３８には反時計方向へ回転させようとする反作用が作用するが、非揺動車輪ユニット３８に装着された従動車輪４１の軸線は給水管１２の軸線と直交する面上に在るので、従動車輪４１は回転せず、而して非揺動車輪ユニット３８の反時計方向へ回転は阻止される。
すなわち、図２において左から右を見た状態において、減速機付きエアモータ３１が時計方向へ回転駆動されると、装置本体２は図１において白矢印方向へ走行する。
この時の装置本体２の白矢印方向へ向かう走行駆動力は、揺動車輪ユニット３７の走行駆動力に加えて、空間Ａ：Ａ０の圧力と空間Ｂ：Ｂ０の圧力との圧力差（２００ｍｍＨｇ）に起因して装置本体２を白矢印方向へ押す力が加算されるので、合計された走行駆動力は非常に大きいものとなる。
【００１９】
図２において、揺動車輪ユニット３７と共に回転ブラシ４９が回転駆動されると、給水管１２の内壁に付着した錆などの異物が剥離され清掃される。
剥離された異物は、空間Ｂ：Ｂ０から空間Ａ：Ａ０、ホース５、固体・液体分離装置４１を経由して容積型吸引ポンプ３１に至る水流の作用により吸引移送され、固体・液体分離装置４１にて異物が分離された後の清浄な水は、容積型吸引ポンプ３１の出口からマンホール１４の内部へ放出され、以下、水は循環使用される。
なお、給水管１２の内壁と圧力境界シール２０との間の僅かな隙間を通って、空間Ｂ：Ｂ０から空間Ａ：Ａ０へ高速の水流が流入しているので、給水管１２の内壁は、該高速水流の作用により、より高品質に清掃されるものである。
【００２０】
以下、本発明に従って構成された「配管内作業装置」の第２の好適実施例の装置について、添付図を参照して説明する。
なお、第１の好適実施例の装置本体２の態様と、第２の好適実施例の装置本体２の態様との相違点について、真空破壊弁機構もしくは圧力逃がし弁機構に関わる態様は異なるがその他の態様は同様であるので、係る図面および説明を省略する。
図１２において、
本発明に従って構成された「配管内作業装置」の第２の好適実施例の装置は；
給水管１２の内部に配置された装置本体２と；
下流側の端部が装置本体２に連結され、上流側の端部が容積型吸引ポンプ３１の出口に連結されたホース５と；
固体・液体分離装置４１の出口にその入口が連結された容積型吸引ポンプ３１と；
マンホール１４に貯留された水を吸引する固体・液体分離装置４１；
により構成されている。
給水管１２の２箇所の端部において、ホースが配置されていない側の端部には閉止弁１３が接続されている。
また、給水管１２のホース５が配置されている側の端部はマンホール１４の内部に開放されている。
なお、給水管１２およびマンホール１４の内部には水が貯留されている。
【００２１】
本発明の第２の好適実施例の装置本体２の構成について、本発明の第１の好適実施例の装置本体２の構成と相違する部分について述べると；
第１の好適実施例の装置本体２においては、空間Ａの負の圧力が過大になった時に、空間Ｂに在る流体を空間Ａへ流入させることにより、空間Ａの負の圧力の増大を防止する真空破壊弁機構を備えているが、第２の好適実施例の装置本体２においては、空間Ａの正の圧力が過大になった時に、空間Ａに在る流体を空間Ｂへ流入させることにより、空間Ａの正の圧力の増大を防止する圧力逃がし弁機構を備えている。
該圧力逃がし弁機構については、公知の圧力逃がし弁を使用することも出来るが、第２の好適実施例の装置本体２においては、図１０に図示するように、圧力境界シール２０を圧力逃がし弁機構の弁部材としても使用している。
【００２２】
以上のように構成された「配管内作業装置」の第２の好適実施例の装置の作用について、添付図を参照して説明する。
吐出流量が十分にある容積型吸引ポンプ３１が作動すると、
給水管１２の内部の空間Ａ：Ａ０に水が注入され、空間Ａ：Ａ０は圧力逃がし弁機構の設定圧力（仮に２００ｍｍＨｇとする）まで増圧される。
空間Ａ：Ａ０の増圧に伴い、空間Ｂ：Ｂ０に在る水は、図１３において、給水管１２の内壁と圧力境界シール２０との間の隙間を通って空間Ｂ：Ｂ０へ流入する。
図中の黒矢印は水が流れる方向を示している。
端部がマンホール１４に開放されている空間Ｂ：Ｂ０の圧力は大気圧に近い圧力であるのに対して、空間Ａ：Ａ０の圧力は２００ｍｍＨｇであるので、圧力境界シール２０の自由端部２０２は、空間Ａ：Ａ０と空間Ｂ：Ｂ０との圧力差に起因して、給水管１２の内壁へ強く押し付けられ、而して、給水管１２の内壁と圧力境界シール２０との間の隙間はさらに僅かなものになる。
給水管１２の内壁と圧力境界シール２０との間の隙間について、実際の給水管１２の内壁には錆などにより腐食された凹凸があり、圧力境界シール２０の表面にも細かい傷が有るので、これ等の凹凸や傷に起因する僅かな隙間を通って、空間Ａ：Ａ０から空間Ｂ：Ｂ０へ高速の水流が流入するものである。
図１３の圧力逃がし弁機構において、プリセット式差圧到達信号空気圧出力器２０７に設定された差圧（空間Ａ：Ａ０の圧力と空間Ｂ：Ｂ０の圧力との圧力差）が２００ｍｍＨｇである場合、空間Ａ：Ａ０の圧力が２００ｍｍＨｇより低圧であれば、３ポート２位置シングルマスタバルブ２０５はＯＦＦのままであり、空間２０３と空間Ａ：Ａ０とが連通されるので空間２０３の圧力は空間Ｂ：Ｂ０の圧力より高圧に維持され、而して、圧力境界シール２０２は給水管１２の内壁へ強く押し付けられて空間Ａ：Ａ０から空間Ｂ：Ｂ０への水が流入が阻止される。
空間Ａ：Ａ０から空間Ｂ：Ｂ０への水が流入が阻止されることに起因して空間Ａ：Ａ０の圧力が２００ｍｍＨｇより高圧になれば、プリセット式差圧到達信号空気圧出力器２０７より空気圧信号が発信されて３ポート２位置シングルマスタバルブ２０５がＯＮとなり、空間２０３と空間Ｂ：Ｂ０とが連通されるので空間２０３の圧力は空間Ｂ：Ｂ０の圧力に近い圧力まで減少し、而して、圧力境界シール２０２に作用する空間Ａ：Ａ０の圧力に起因して該シールは給水管１２の内壁から離反するので空間Ａ：Ａ０から空間Ｂ：Ｂ０へ水が流入する。
空間Ａ：Ａ０から空間Ｂ：Ｂ０へ水が流入がすることに起因して空間Ａ：Ａ０の圧力が２００ｍｍＨｇより低圧になれば、プリセット式差圧到達信号空気圧出力器２０７から空気圧信号の発信が停止されて３ポート２位置シングルマスタバルブ２０５が再びＯＦＦとなり、空間２０３と空間Ａ：Ａ０との連通が再開される。
以下、図１３の圧力逃がし弁機構は上記の動作を繰り返し、而して、空間Ａ：Ａ０の圧力と空間Ｂ：Ｂ０の圧力との圧力差は２００ｍｍＨｇの近似値に維持されるものである。
なお、空間Ａ：Ａ０の圧力と空間Ｂ：Ｂ０の圧力との該圧力差に起因して、装置本体２は空間Ａ：Ａ０から空間Ｂ：Ｂ０の方向へ作用する強い力を受けている。
【００２３】
減速機付きエアモータ３１の出力軸が、図２において左から右を見た状態において、反時計方向へ回転駆動されると、主回転軸３２、ユニバーサルジョイント３５、従動回転軸３６及び揺動車輪ユニット３７は反時計方向へ回転駆動され、揺動車輪ユニット３７に装着された従動車輪４１は回転する。
この時、従動車輪４１の軸線が、給水管１２の外周部の方向から見て反時計方向に僅かに傾いていることに起因して、揺動車輪ユニット３７には給水管１２の軸線に沿って右から左へ向かう走行駆動力が発生する。
この時、非揺動車輪ユニット３８には時計方向へ回転させようとする反作用が作用するが、非揺動車輪ユニット３８に装着された従動車輪４１の軸線は給水管１２の軸線と直交する面上に在るので、従動車輪４１は回転せず、而して非揺動車輪ユニット３８の時計方向へ回転は阻止される。
すなわち、図２において左から右を見た状態において、減速機付きエアモータ３１が反時計方向へ回転駆動されると、装置本体２は図１２において白矢印方向へ走行する。
この時の装置本体２の白矢印方向へ向かう走行駆動力は、揺動車輪ユニット３７の走行駆動力に加えて、空間Ａ：Ａ０の圧力と空間Ｂ：Ｂ０の圧力との圧力差（２００ｍｍＨｇ）に起因して装置本体２を白矢印方向へ押す力が加算されるので、合計された走行駆動力は非常に大きいものとなる。
【００２４】
以上に本発明の装置の好適実施例について説明したが、本発明の装置は該好適実施例の他にも特許請求の範囲に従って種々実施例を考えることができる。
例えば、第１及び第２の好適実施例の装置の説明においては、装置本体を配管の内部で走行させるための手段として、該装置本体に揺動車輪ユニットと非揺動車輪ユニットを備えている。
なお、該揺動車輪ユニットは；
回転駆動される回転軸体の外周部に放射状に配置された複数個のロッド非回転式シリンダと；該ロッド非回転式シリンダの各々に装着され、その軸線は配管の軸線からやや傾いた状態で配置された従動車輪と；該従動車輪を該ロッド非回転式シリンダにより該配管の内壁に強く押し付けるための、該ロッド非回転式シリンダに圧力を付与された流体を供給するための手段、あるいは該ロッド非回転式シリンダの内部に配置された圧縮コイルバネ；から構成されており、
また、該非揺動車輪ユニットは；
非回転軸体の外周部に放射状に配置された複数個のロッド非回転式シリンダと；該ロッド非回転式シリンダの各々に装着され、その軸線は配管の軸線と直交する面上に在る従動車輪と；該従動車輪を該ロッド非回転式シリンダにより該配管の内壁に強く押し付けるための、該ロッド非回転式シリンダに圧力を付与された流体を供給するための手段、あるいは該ロッド非回転式シリンダの内部に配置された圧縮コイルバネ；から構成されている。
装置本体を配管の内部で走行させるための手段は、以上に述べた手段に限定されることなく、例えば、該装置本体にワイヤロープを連結し、該装置本体を該ワイヤロープにより牽引走行させても良い。
また、第１及び第２の好適実施例の装置の説明においては、装置本体が水中にあるものとして説明を行ったが、装置本体が気中にある場合においても本発明の装置を適用することができるものである。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
本発明は、例えば給水用配管や排水用配管あるいはガス配管などの各種配管の内面に付着した錆や水棲生物などの異物を除去するなど、配管内で走行しながら配管の保守作業を行う配管内作業装置および方法として、好都合に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に従って構成された「配管内作業装置」の第１の好適実施例の装置において、装置本体および該装置本体に付帯する装置類の構成を示す全体図。
【図２】図１に示す装置本体の拡大断面図。
【図３】図２に示す装置本体の上面図。
【図４】図２に示す装置本体におけるＥ−Ｅ矢視の拡大断面図。
【図５】図２に示す装置本体におけるＦ−Ｆ矢視の拡大断面図。
【図６】図２に示す装置本体における揺動車輪ユニットの拡大断面図。
【図７】図２に示す装置本体における非揺動車輪ユニットの拡大断面図。
【図８】図４に示すロッド非回転式シリンダのピストンロッドが引っ込んだ状態を示す断面図。
【図９】図５に示すロッド非回転式シリンダのピストンロッドが引っ込んだ状態を示す断面図。
【図１０】図１及び図１２に示す装置本体における圧力境界シール部の配管の態様を示す拡大断面図。
【図１１】図１に示す装置本体における圧力境界シール部の配管の態様を示す拡大断面図。
【図１２】本発明に従って構成された「配管内作業装置」の第２の好適実施例の装置において、装置本体および該装置本体に付帯する装置類の構成を示す全体図。
【図１３】図１２に示す装置本体における圧力境界シール部の配管の態様を示す拡大断面図。
【符号の説明】
【００２７】
空間Ａ：Ａ０
空間Ｂ：Ｂ０
ホース５
ガイド車輪ユニット８
ホース用ガイド車輪ユニット９
装置本体２
圧力境界シール２０
固定部２０１
自由端部２０２
圧力境界シールの内側の空間２０３
減速機付きエアモータ３１
主回転軸３２
ベアリング３３
ロータリージョイント機構３４
ユニバーサルジョイント３５
従動回転軸３６
第１筒状体２１
第２筒状体２２
第３筒状体２３
第４筒状体２４
第５筒状体２５
ホース継手２６
第１球面軸受２１１
第２球面軸受２３１
第３球面軸受２５１
揺動車輪ユニット３７
非揺動車輪ユニット３８
ロッド非回転式シリンダ３９
従動車輪４１
枝管１１
給水管１２
仕切り弁１３
マンホール１４
容積型吸引ポンプ３１
固体・液体分離装置４１
回転ブラシ４９
圧力境界シール保持用筒状体２２１
流体圧継手２２２
空気圧継手４２１
空気圧チューブ４３１
揺動車輪ユニット用シリンダベース３７１
非揺動車輪ユニット用シリンダベース３８１
エアシリンダケース３９１
ピストンロッド３９２
従動車輪軸保持金具３９３
リンクピン３９４
リンクプレート３９５
揺動レバー３９６
軸受用オイレスブッシュ３９７
３ポート２位置シングルマスタバルブ２０５
４ポート２位置シングルマスタバルブ２０６
プリセット式差圧到達信号空気圧出力器２０７
空気圧源２０８
高圧側比較圧力入力ポート＋
低圧側比較圧力入力ポート−
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
0005526310.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
0005526310.tif 000012
【図１２】
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【図１３】
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