(57)【要約】【課題】検査具が装着されたケーブルを曲り部を有する細径管の内部にスムーズに挿入可能にする。【解決手段】ケーブル１２の軸方向に間隔を置いて配置されると共に、ケーブル１２に対して着脱可能に固定された複数の自走装置１４ａ〜１４ｄと、自走装置間のケーブルに張力が発生しないように自走装置１４ａ〜１４ｄの走行を制御する制御装置２６とを備えている。制御装置２６によって、各自走装置の間隔は、ケーブル１２がボイラチューブＴの内部を移動するとき、Ｕ字状曲り部Ｔｂの上流側及び下流側の直管部Ｔｓに自走装置１４ａ〜１４ｄが常に位置するように制御される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査具が装着されたケーブルを曲り部を有する被検査管に挿入し、該被検査管の検査を行う管内検査装置において、
前記ケーブルの軸方向に間隔を置いて配置されると共に、該ケーブルに対して着脱可能に固定された複数の自走装置と、
前記複数の自走装置間のケーブルに張力が発生しないように前記複数の自走装置の走行を制御する制御装置とを備え、
前記複数の自走装置の間隔は、前記ケーブルが前記被検査管の内部を移動するとき、前記曲り部の上流側及び下流側の直管部に前記複数の自走装置のうち前後の隣り合う自走装置が常に位置するように制御されることを特徴とする管内検査装置。
【請求項２】
前記制御装置は、前記複数の自走装置の各々を移動と停止とを繰り返す動作をさせ、後方の前記自走装置から先に移動を開始させるように制御するものであることを特徴とする請求項１に記載の管内検査装置。
【請求項３】
前記複数の自走装置間のケーブルに、前記ケーブルと前記被検査管との間の摩擦を低減する摩擦低減手段が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の管内検査装置。
【請求項４】
前記摩擦低減手段は、
前記ケーブルに固定された振動体と、該振動体の外周面から前記被検査管の内周面に向けて放射状に配置されたブラシとで構成され、
該ブラシを振動させて前記ケーブルを進行方向へ進ませる推力を与えるようにしたことを特徴とする請求項３に記載の管内検査装置。
【請求項５】
前記摩擦低減手段は、
前記ケーブルの外周面に螺旋状に巻回された弾性バンドと、前記弾性バンドに装着され、前記弾性バンドから外側へ突出するように配置された複数の車輪とで構成されていることを特徴とする請求項３に記載の管内検査装置。
【請求項６】
前記摩擦低減手段は、前記ケーブルの外周面に間隔を置いて装着された複数のリング状保持具と、前記リング状保持具の外周面に回動可能に装着された複数の球体とで構成されていることを特徴とする請求項３に記載の管内検査装置。
【請求項７】
前記リング状保持具は、
２つの半リング状保持具で構成され、前記２つの半リング状保持具の相対する面は、これら面を結合するジョイント構造を有していることを特徴とする請求項６に記載の管内検査装置。
【請求項８】
前記複数の球体の少なくとも１個に前記ケーブルを前進させる駆動力を付与する駆動機構を備えていることを特徴とする請求項６に記載の管内検査装置。
【請求項９】
摩擦低減手段は、
前記ケーブルを囲うように配置されたエアチューブで構成され、
該エアチューブは、全長に亘り前記曲り部で曲折したときエアが吹出す切れ目を有していることを特徴とする請求項３に記載の管内検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばボイラチューブなどのように、曲率が大きい曲り部を有する細径管の検査に好適な管内検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ボイラチューブ内面のスケール付着状況や腐食状況などを検査するため、工業用内視鏡等の検査用センサをボイラチューブ内に挿入して内部観察や肉厚計測などの検査を実施している。ボイラチューブは例えば内径が４０ｍｍφのような細径を有し、特に節炭器や加熱器等では、ヘアピン状に屈曲しており、多数のＵ字状曲折部が形成されている。そのため、先頭部に検査用センサを装着したケーブルをボイラチューブに挿入しようとしても、管内面の摩擦抵抗でケーブルを挿入できなくなったり、あるいはケーブルがボイラチューブ内で撓んでしまい、ケーブルが突っ張ることで挿入できなくなる事態が発生している。
【０００３】
図２８は、ケーブルがボイラチューブのようなＵ字状曲り部Ｔｂを有する細径管Ｔｏに挿入されたときの管内挙動を示している。ケーブル１１０と管内壁の接触面において、押込み力Ｆが管内壁との摩擦力ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４、ｆ５及びｆＥにより分散され、次の式が成立すれば、ケーブル１１０は管内を前進できる。
Ｆ＞ｆ１＋ｆ２＋ｆ３＋ｆ４＋ｆ５＋ｆＥ＝Σｆｎ
しかし、ケーブル１１０が管内で撓んでしまうことで、管内を前進できなくなる。そのため、さらにケーブル１１０を押し込んでも、入口領域Ｄで撓みが増すだけで先に進まない状態となる。
【０００４】
そこで、従来、ケーブルをボイラチューブのような細径管にスムーズに挿入するための様々な手段が提案されている。
例えば、特許文献１に開示された管内通線具は、円弧状に曲げられた棒状の摺接部材が常時管内面と接触してケーブルを管内中心に保持する構成を有している。
特許文献２に開示された孔検査装置は、ケーブルに固定された大径のセンサ部と管内面との間に滑車やボールベアリングを介装して摩擦を低減する構成を有している。
【０００５】
特許文献３に開示された、細径管に挿入される探傷装置は、探傷子本体の表面に管内面との摩擦を低減するための多数の摺動体を有している。
特許文献４に開示された配管検査装置は、ケーブルの先頭に管内を走行するロボットを有し、その後方のケーブルに複数の車輪を設けることで、検査装置と管内面との摩擦を低減する構成を有している。
特許文献５に開示された管内自走点検装置は、配管のＴ字部やエルボを走行可能にするため、ケーブルに複数の駆動車、モータ車及び誘導車等を配置している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭６３−３００９５８号公報
【特許文献２】特開昭６１−１５５７５４号公報
【特許文献３】特開平０８−３３８８２９号公報
【特許文献４】特開２００４−１３２７６３号公報
【特許文献５】特開昭６４−０３８６３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に開示された構成では、ケーブルが管内面に直に面接触するよりは摩擦抵抗が低減されるが、曲がりの急な配管に挿入可能なほどの抵抗低減効果は期待できない。
特許文献２に開示された構成では、管内径とセンサ部との大きさの関係から、Ｕ字状管を通過させようとすると管内面と干渉を起すおそれがある。
特許文献３に開示された構成では、ケーブルの長さに応じて摺動体の数が多くなり、その結果自重が増すので細管内を通過できなくなるおそれがある。特に、垂直方向に配置された管を通過させることが困難となることが予想される。
【０００８】
特許文献４に開示された構成では、ケーブルと車輪の自重を牽引するだけの推進力が管内走行ロボットに必要となり、１台の走行ロボットにその能力を具備させようとすると、走行ロボット自体が大型化してしまうため、細径管に適用するのは難しいと考えられる。
特許文献５に開示された構成では、細径管のＵ字状曲折部を通過させるためには、駆動車などの配置を工夫する必要があるが、この点は特許文献５には開示されていない。
【０００９】
本発明は、かかる従来技術の課題に鑑み、検査具が装着されたケーブルを曲り部を有する細径管の内部にスムーズに挿入可能にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記目的を達成するため、本発明の管内検査装置は、ケーブルの軸方向に間隔を置いて配置されると共に、該ケーブルに対して着脱可能に固定された複数の自走装置と、これら複数の自走装置間のケーブルに張力が発生しないように複数の自走装置の走行を制御する制御装置とを備えている。そして、該制御装置によって、複数の自走装置の間隔を、ケーブルが被検査管の内部を移動するとき、曲り部の上流側及び下流側の直管部に複数の自走装置のうち前後の隣り合う自走装置が常に位置するように制御する。
【００１１】
本発明では、自走装置はケーブルに着脱可能に固定されるので、自走装置の取付けピッチを自在に変更できる。そのため、曲り部間の直管部の長さが異なっていても、検査対象毎に最適なピッチで自走装置を配置できる。
また、制御装置により、自走装置間のケーブルに張力が発生しないように自走装置の走行が制御され、かつ曲り部の上流側領域及び下流側領域の直管部に常に隣り合う自走装置が位置するように制御されるので、ケーブルと曲折部の内面との間に大きな摩擦は発生しない。
【００１２】
また、自走装置をケーブルの長手方向に複数配置しているので、個々の自走装置の推力は小さくても、ケーブルの挿入に必要な推力を保持できる。
前記制御装置は、例えば管外に設置し、電力線通信で複数の自走装置を同期制御するようにする。あるいは予め決まったシーケンスで駆動するようにする。
【００１３】
本発明において、自走装置間のケーブルに張力が付加されないようにする複数の自走装置の移動方法は種々考えられる。例えば、自走装置間のケーブルを弛ませた状態で、各自走装置を等速で移動させてもよい。しかし、この移動方法は被検査管の内面に生じた凹凸や傷等の障害物によって、自走装置間の間隔を保持できなくなる場合がある。
これに対し、本発明の一実施態様として、複数の自走装置の各々を移動と停止とを繰り返す動作をさせ、後方の自走装置から先に移動を開始させるようにすることができる。これによって、被検査管の内面に存在する凹凸や傷等の障害物に抗して、自走装置間のケーブルに常に張力が付与されないように確実に制御できる。
【００１４】
本発明の一実施態様として、複数の自走装置間のケーブルに、ケーブルと被検査管との間の摩擦を低減する摩擦低減手段を設けることができる。これによって、ケーブルに対する被検査管の摩擦抵抗を軽減し、被検査管内でのケーブルの移動をスムーズに行わせることができる。前記摩擦低減手段は、曲り部の曲率半径や長さに応じ、ケーブルが接触する可能性が高い場所、又はケーブル全長に配置することで、ケーブルの摩擦抵抗を低減できる。該摩擦低減手段によって、ケーブルに座屈やたわみが生じても、湾曲部分が直に被検査管内面に接触しないようにするとよい。
【００１５】
前記摩擦低減手段の一実施態様として、ケーブルに固定された振動体と、該振動体の外周面から前記被検査管の内周面に向けて放射状に配置されたブラシ（繊毛）とで構成し、該ブラシを振動させてケーブルを進行方向へ進ませる推力を与えるようにすることができる。ケーブルをブラシで被検査管の中心に保持することで、ケーブルと被検査管との摩擦抵抗を軽減できる。これによって、自走装置間の間隔を広げることができる。また、ブラシに振動を与え、ブラシの振動によってケーブルを進行方向へ進ませる推力を与えることで、自走装置の推力を補うことができる。
【００１６】
前記摩擦低減手段の一実施態様として、ケーブルの外周面に螺旋状に巻回された弾性バンドと、この弾性バンドに装着され、弾性バンドから外側へ突出するように配置された複数の車輪とで構成することができる。車輪の配置間隔は、ケーブルの１周当り少なくとも４個の車輪が配置される間隔にするとよい。また、車輪の向きは、被検査管の軸方向と平行とすることで、車輪と被検査管内面との摩擦を軽減できる。あるいは被検査管の軸方向に対して一定の角度をもたせるようにすれば、ケーブルを被検査管内で螺旋状に前進させることができ、これによって、突起物の乗り越え性を向上できる。
弾性バンドは、ケーブルに任意の間隔でケーブルに巻回できる。弾性バンド及び車輪を含めたケーブルの外形を被検査管の内径より小さくすることで、被検査管の内面に対する接触部分を最小限にでき、被検査管内面との摩擦を低減できる。
【００１７】
前記摩擦低減手段の一実施態様として、ケーブルの外周面に間隔を置いて装着された複数のリング状保持具と、このリング状保持具の外周面に回動可能に装着された複数の球体とで構成することができる。
前記球体を含めたケーブルの外径を被検査管の内径より小さくすることで、被検査管内面との接触部分を最小限にでき、これによって、被検査管との摩擦を低減できる。なお、球体の材質は、被検査管の材質より硬度が小さい金属製又は非金属製とすれば、被検査管に傷を付けるおそれがない。
【００１８】
前記リング状保持具を２つの半リング状保持具で構成し、これら２つの半リング状保持具の相対する面を結合するジョイント構造を有するように構成することができる。これによって、リング状保持具のケーブルへの着脱が容易になる。
また、前記球体の少なくとも１個にケーブルを前進させる駆動力を付与する駆動機構を備えるようにするとよい。これによって、ケーブルに進行方向へ向かう推力を付与でき、ケーブルの挿入が容易になる。
【００１９】
前記摩擦低減手段の一実施態様として、ケーブルの外側を囲うエアチューブを設け、該エアチューブは、全長に亘り被検査管の曲り部で曲折したときエアが吹出す切れ目を有した構成とすることができる。
これによって、ケーブルが被検査管の曲り部に進んだとき、ケーブルからエアが吹出すため、ケーブルと曲り部内面との接触をなくし、ケーブルと曲り折部との摩擦を低減できる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、検査具が装着されたケーブルを複数の曲り部を有する被検査管の内部に奥までスムーズに挿入でき、被検査管内面の検査を容易にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る管内検査装置の概略図である。
【図２】前記管内検査装置の先頭部位を示す側面図である。
【図３】前記管内検査装置を別な形状のボイラチューブに適用したときの概略図である。
【図４】前記管内検査装置の動作を示す図表である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る摩擦低減手段の概略図である。
【図６】前記第２実施形態に係る摩擦低減手段の側面図である。
【図７】本発明の第３実施形態に係る管内検査装置の側面図である。
【図８】前記第３実施形態に係る管内検査装置の組立前の斜視図である。
【図９】前記第３実施形態の変形例に係る管内検査装置の側面図である。
【図１０】図９に示す管内検査装置の組立前の斜視図である。
【図１１】本発明の第４実施形態に係る摩擦低減手段の側面図である。
【図１２】図１１に示す摩擦低減手段の正面図である。
【図１３】前記第４実施形態の第１変形例に係る摩擦低減手段の正面図である。
【図１４】図１３に示す摩擦低減手段の側面図である。
【図１５】前記第４実施形態の第２変形例に係る摩擦低減手段の側面図である。
【図１６】本発明の第５実施形態に係る摩擦低減手段の斜視図である。
【図１７】前記第５実施形態に係る摩擦低減手段の管内挙動を示す概略図である。
【図１８】本発明の第６実施形態に係る管内検査装置の側面図である。
【図１９】図１８に示す管内検査装置の駆動体の斜視図である。
【図２０】図１９に示す駆動体の正面図である。
【図２１】図２０の管内検査装置の送り機構を示す側面図である。
【図２２】図１８に示す管内検査装置の固定体の側面視断面図である。
【図２３】（Ａ）〜（Ｇ）は図１８の管内検査装置の動作手順を示す概略図である。
【図２４】図１８に示す管内検査装置の管内挙動を示す概略図である。
【図２５】図１８に示す管内検査装置の別な構成の送り機構を示す側面視断面図である。
【図２６】本発明の第７実施形態に係る管内検査装置の側面図である。
【図２７】図２６に示す管内検査装置の一部の側面視断面図である。
【図２８】（Ａ）及び（Ｂ）は従来のケーブルの細径管内挙動を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではない。
【００２３】
（実施形態１）
次に、本発明の第１実施形態を図１〜図４に基づいて説明する。図１において、ボイラプラントの節炭器や加熱器等に設けられたボイラチューブＴは、ヘアピン状に屈曲しており、多数のＵ字状曲り部Ｔｂが直管部Ｔｓを介在させて形成されている。ボイラチューブ内面のスケール付着状況や腐食状況を検査する場合、検査装置１０をボイラチューブ内に挿入して検査を行う。
検査装置１０は、先頭部位に検査用センサが装着され、通信線や電力線等を内蔵したケーブル１２と、ケーブル１２の軸方向に間隔を置いて固定された自走装置１４ａ〜１４ｄと、管外に設けられて自走装置１４ａ〜１４ｄの動作を制御する制御装置２６とで構成されている。
【００２４】
図２は、ケーブル１２の先頭部位に装着された自走装置１４ａを示している。自走装置は、ハウジング１６と、ハウジング１６の中央部に設けられた駆動輪１８と、駆動輪１８とハウジング１６の反対側でハウジング１６の先端及び後端に設けられた従動輪２０とを備えている。ハウジング１６には駆動輪１８を駆動する電動モータ２２が内蔵されている。ケーブル１２の先端には内視鏡などの検査用センサ２４が配置されている。
自走装置は、駆動輪１８及び従動輪２０がボイラチューブＴの内面に接触した状態で駆動輪１８によってボイラチューブＴの内部を走行する。
【００２５】
図１に示すように、かかる構成の複数の自走装置１４ａ〜１４ｄがケーブル１２の軸方向に間隔を置いて配置されると共に、先頭の自走装置１４ａを除き、少なくともその後方の２台目以降の自走装置１４ｂ〜１４ｄは、ケーブル１２に対して着脱可能に固定されている。そのため、自走装置間の間隔は調整可能である。自走装置間の間隔は、Ｕ字状曲り部Ｔｂの上流側の直管部Ｔｓ及び下流側の直管部Ｔｓに少なくとも１台配置されるように調整されている。
【００２６】
図３は、図１に示すボイラチューブＴより直管部Ｔｓの長さが長いボイラチューブＴを示している。即ち、直管部Ｔｓの長さＬ１＜Ｌ２となっている。このように、直管部Ｔｓの長さが変わっても、各自走装置間の間隔は、Ｕ字状曲り部Ｔｂの上流側の直管部Ｔｓ及び下流側の直管部Ｔｓに少なくとも１台配置されるように調整される。
各自走装置１４の発停動作及び速度等はボイラチューブＴの外部に設けられた制御装置２６で制御される。
【００２７】
図４は、制御装置２６による自走装置１４ａ〜１４ｄの走行方法を示している。各自走装置は夫々移動と停止を繰り返す。移動時間及び停止時間は各自走装置で同一とし、移動速度も各自走装置で同一とする。移動と停止の切替えタイミングは後方の自走装置から早く行う。このように動作させることで、各自走装置間のケーブル１２に張力が発生せず、常に緩んだ状態に保持できる。
【００２８】
本実施形態によれば、ケーブル１２の軸方向に複数の自走装置１４ａ〜１４ｄを配置しているので、ケーブル１２の十分な推力を保持できると共に、個々の自走装置をボイラチューブＴ内に挿入可能なサイズとすることができる。また、Ｕ字状曲り部Ｔｂの上流側直管部Ｔｓ及び下流側直管部Ｔｓに常に１台の自走装置を配置させると共に、かつ制御装置２６により、自走装置間にケーブル１２に常に張力が付与されないように各自走装置の移動を制御するので、ケーブル１２とボイラチューブ、特にＵ字状曲り部Ｔｂの内面との摩擦を低減でき、ケーブル１２のスムーズな移動が可能になる。
【００２９】
また、自走装置はケーブル１２に着脱可能に固定されるので、ボイラチューブＴの直管部Ｔｓの長さに応じて自走装置の取付けピッチを調整できる。さらに、各自走装置の移動方法として、各自走装置で移動と停止とを繰り返す移動方法を採用しているので、ボイラチューブ内面の凹凸や障害物に抗して、各自走装置の移動を確実に行うことができる。
【００３０】
（実施形態２）
次に、本発明の第２実施形態を図５及び図６に基づいて説明する。本実施形態は、前記第１実施形態の構成に加えて、自走装置１４ａ〜１４ｄ間のケーブル１２とボイラチューブ内面との間の摩擦を低減する手段を付加したものである。
図５に示すように、自走装置１４ａ〜１４ｄ間のケーブル１２に適宜間隔を置いて、ブラシ（繊毛）３０を有する振動体３２が設けられている。その他の構成、例えば自走装置１４ａ〜１４ｄは第１実施形態と同一である。
【００３１】
図６に示すように、ブラシ３０は円筒形状の振動体３２の外周面からボイラチューブＴの内面に向けて放射状に取り付けられ、ブラシ３０の先端はボイラチューブＴの内面に接触しており、ブラシ３０によって振動体３２がボイラチューブＴの中心に保持される。振動体３２にはケーブル１２に内蔵された電力線から電力が供給されることで振動する。
【００３２】
かかる構成により、ブラシ３０によってケーブル１２をボイラチューブＴの中心に保持できるため、ケーブル１２とボイラチューブＴ間の摩擦を低減できる。また、ブラシ３０を振動させることで、ケーブル１２に進行方向の推力を与えることができるので、自走装置１４ａ〜１４ｄの推力を補うことができる。
【００３３】
（実施形態３）
次に、前記摩擦低減手段の別な構成例を図７及び図８に基づいて説明する。本実施形態のケーブル１２はファイバースコープで構成されている。
本実施形態では、多数の車輪３６が取り付けられたゴム製バンド３４がケーブル１２の外周面に螺旋状に巻回されている。板状のゴム製バンド３４は、ケーブル１２に間隔を置いて螺旋状に巻回され、車輪３６間の間隔は、ゴム製バンド３４の１周当り少なくとも４個以上配置される間隔とする。
【００３４】
図８に示すように、ゴム製バンド３４には、ゴム製バンド３４の長手方向に長方形の孔３４ａが所定間隔で多数形成されている。孔３４ａはゴム製バンド３４の長手方向に対して傾斜している。車輪３６が車輪台３８に回転自在に支承されている。車輪３６が孔３４ａに挿入された状態で車輪台３８は接着剤でゴム製バンド３４に接着され、車輪３６は孔３４ａから外方へ突出している。
【００３５】
ゴム製バンド３４に取り付けられた車輪３６の向きはケーブル１２の軸方向に平行となるようにしてもよいし、あるいはケーブル１２の軸方向に所定の角度をもたせるようにしてもよい。車輪３６の向きをケーブル１２の軸方向と平行とすることで、車輪３６とボイラチューブ内面との摩擦を低減できる。
あるいはケーブル１２の直径はボイラチューブＴの内径より小さくし、車輪３６の向きをケーブル１２の軸方向と角度をもたせることで、ケーブル１２を螺旋状に進ませることができる。これによって、摩擦低減効果に加えて、ボイラチューブ内面に形成された突起物などの障害物を容易に乗り越えることができる。
【００３６】
次に、前記第３実施形態の変形例を図９及び図１０に基づいて説明する。本変形例は、第３実施形態のゴム製バンド３４と比べて、ゴム製バンド３４の厚みを大きくし、かつゴム製バンド３４をケーブル１２に隙間なく螺旋状に巻回している例である。その他の構成は第３実施形態と同一である。
本変形例では、ゴム製バンド３４の厚みを大きくしたので、車輪３６は孔３４ａの外側に車輪部分だけが突出している。そのため、ケーブル１２がボイラチューブＴ内を移動するとき、車輪３６がボイラチューブＴの内面に引っ掛かりにくくすることができる。
【００３７】
（実施形態４）
さらに、前記摩擦低減手段の別な構成例を図１１及び図１２に基づいて説明する。本実施形態に係る摩擦低減手段は、ケーブル１２の軸方向に所定間隔で固定された複数のリング状保持具４０Ａで構成されている。リング状保持具４０Ａの外周面には、周方向に複数の球体４２が回転自在に装着されている。リング状保持具４０Ａの外径はボイラチューブＴの内径に対して小さく形成されている。また、球体４２はボイラチューブＴの材質より小さい硬度の金属製又は非金属製の材質で構成されている。球体４２は周方向に少なくとも６個配置されるとよい。
【００３８】
リング状保持具４０Ａの内周側部位には、ケーブル１２の外径より若干内径が小さく、かつ軸方向に突出した環状のストッパ４０ａが一体に形成されている。ストッパ４０ａがケーブル１２の表面に食い込むことで、リング状保持具４０Ａはケーブル１２に強固に固定される。なお、ケーブル１２の先端には内視鏡などのカメラヘッド４４が取り付けられている。
【００３９】
本実施形態によれば、リング状保持具４０Ａをケーブル１２に設けることで、ケーブル１２とボイラチューブ内面との接触をなくし、ケーブル１２とボイラチューブ内面との摩擦を大きく低減できる。これによって、ボイラチューブＴ内でのケーブル１２の移動をスムーズに行うことができる。
【００４０】
次に、前記第４実施形態の第１変形例を図１３及び図１４に基づいて説明する。本変形例のリング状保持具４０Ｂは、一対の半リング状保持具４６ａ及び４６ｂで構成されている。半リング状保持具４６ａ及び４６ｂの内周側部位には、夫々半リング状のストッパ４８ａ及び４８ｂが形成されている。ストッパ４８ａ及び４８ｂは、ケーブル１２の外径より若干小さい内形を有し、かつ軸方向に長く突出している。
ストッパ４８ａ及び４８ｂの相対する面に嵌め合い式のジョイント５０ａ及び５０ｂが形成されている。
【００４１】
本変形例では、半リング状保持具４６ａ及び４６ｂをジョイント５０ａ及び５０ｂを介してケーブル１２の外周面にワンタッチで装着できる。そのため、第４実施形態で得られる作用効果に加えて、リング状保持具４０Ｂの装着が容易になるという利点がある。
【００４２】
さらに、第４実施形態の第２変形例を図１５に基づいて説明する。本変形例に係るリング状保持具４０Ｃは、球体４２の少なくとも１個を駆動力を有する球体５２で構成するものである。球体５２は、例えば３自由度の回転を発生させる所謂「球面モータ」で構成され、この「球面モータ」は従来公知である。具体的には、圧電材料を球体に押し付け、高周波数・超音波領域における変形を作用させることによる摩擦駆動で球体を回転させる圧電式球面モータと、電磁力で球体を回転させる電磁式球面モータとがある（例えば特開２００３−７０２７２号公報及び特開２００９−１００６３６号公報参照）。球体５２以外の構成は第４実施形態と同一である。
【００４３】
かかる駆動機構を有する球体５２を備えているので、ケーブル１２を任意の方向へ移動させることができる。そのため、ボイラチューブＴの内面に凹凸や障害物等がないときには、ケーブル１２を直進させ、ケーブル１２が凹凸や傷等の障害物で直進できないとき、ケーブル１２を捩り運動させながら前進させ、障害物を回避しながら前進できる。
【００４４】
（実施形態５）
次に、前記摩擦低減手段の別な構成例を図１６及び図１７に基づいて説明する。図１６において、本実施形態の摩擦低減手段は、ケーブル１２の全長に亘りケーブル１２を覆うエアチューブ５４を設け、エアチューブ５４に管外から圧縮空気ａを供給するようにしている。エアチューブ５４には全長に亘り切れ目５６が形成されており、この切れ目５６はエアチューブ５４が曲がったときだけエアが吹き出る構成となっている。エアチューブ５４の内部は、全長に亘り仕切り５８によって周方向に仕切られ、仕切り５８で仕切られる空間はエアチューブ５４の軸方向で異なる領域に連通している。
【００４５】
本実施形態によれば、ケーブル１２がＵ字状曲り部Ｔｂにあるとき、切れ目５６からエアが吹き出し、ケーブル１２を空中に浮かせるようにすることができる。そのため、ケーブル１２とボイラチューブ内面との摩擦を低減できる。
図１７は、ボイラチューブＴの内部におけるケーブル１２の挙動を示している。Ｕ字状曲り部Ｔｂにあるケーブル１２の領域Ｂからエアを吹き出すため、Ｕ字状曲り部Ｔｂのケーブル１２に対するボイラチューブ内面の摩擦力（ｆ２＋ｆ３＋ｆ４）を低減できる。
【００４６】
また、直管部Ｔｓにあるケーブル１２の領域Ａ及びＣからはエアが吹き出さないため、エア供給量を最小限に抑えることができる。さらに、エアチューブ５４が曲がったときだけエアが吹き出す切れ目５６を形成したことで、エアを供給する配管をケーブル１２の領域毎に分けて配設する必要がなくなり低コスト化できると共に、エアの供給量を制御する必要がなくなる。
【００４７】
（実施形態６）
次に、本発明の第６実施形態を図１８〜図２５に基づいて説明する。本実施形態は自走装置の別な構成例に係る。
図１８において、本実施形態に係る検査装置６０は、ケーブル１２が内部を貫通する筒体６８で構成され、ケーブル１２に対して軸方向に相対移動可能な駆動体６２と、ケーブル１２が内部を貫通する筒体７０で構成され、ケーブル１２に固定された固定体６４とで構成されている。駆動体６２及び固定体６４との間に複数の通電線及び信号線で構成される集合導線６６が接続されている。
【００４８】
図１９及び図２０に示すように、駆動体６２は、筒体６８の外周面に２個の固定用シュー７２が取り付けられている。固定用シュー７２は平坦な板で構成され、前後部位が筒体６８の前後端面に沿うように筒体６８側に曲折されている。固定用シュー７２は折り畳み式の脚７４を介して筒体６８に接続され、ボイラチューブＴの内面に向けて進退可能になっている。脚７４は固定体６４に内蔵された後述する電動モータ８４により集合導線６６を介して駆動される。筒体６８の外周面にはケーブル１２の軸方向に配置された複数のガイドローラ７６が設けられ、駆動体６２はガイドローラ７６によってボイラチューブＴの内面に接しながら移動する。
【００４９】
図２０は、固定用シュー７２がボイラチューブＴに向けて伸長し、ボイラチューブ内面に接触した状態を示している。この状態で、駆動体６２はボイラチューブＴに固定される。
図２１に示すように、駆動体６２は内部にケーブル１２を前後方向へ送る送り機構７８を有している。送り機構７８は、駆動体６２の内部でケーブル１２を囲むように配置された複数の送りギア７８ａと、ケーブル１２の表面に軸方向に形成されたラック７８ｂとで構成されている。送りギア７８ａは固定体６４に内蔵された後述する電動モータ８４によって正逆転される。送り機構７８によって駆動体６２はケーブル１２を前後方向へ送ることができる。
【００５０】
図２２に示すように、固定体６４は、筒体７０の外周面に駆動体６２の固定用シュー７２及び脚７４と同様の構成及び機能を有する固定用シュー８０及び脚８２を有している。脚７４及び８２は固定体６４に内蔵された電動モータ８４によって駆動される。筒体７０の外周面には、筒体６８と同様の複数のガイドローラ７６が設けられている。
【００５１】
本実施形態において、ケーブル１２はファイバースコープで構成され、先頭部位には内視鏡などのカメラヘッド４４が装着されている。カメラヘッド４４の向きを変えるワイヤ８６がカメラヘッド４４から筒体７０の内部に導設されている。筒体７０にはワイヤ８６を巻き又は巻き戻し可能な少なくとも一対のリール８８及びリール８８を駆動する正逆転モータ９０が内蔵されている。かかる構成によってカメラヘッド４４の向きを自在に変えることができる。
また、固定体６４には、カメラヘッド４４の映像情報を管外へ通信する通信部９２を有している。検査装置６０は所定間隔でケーブル１２の軸方向に複数個配設されている。
【００５２】
ケーブル１２がファイバースコープである場合、カメラヘッド４４から固定体６４までの距離が長いと、ファイバースコープの湾曲制御が容易ではないが、カメラヘッド４４から固定体６４までの距離がおよそ５０〜１５０ｃｍであれば、固定体６４に湾曲するための機構が十分作用してファイバースコープの先頭部位を湾曲できる。
【００５３】
図２３は、検査装置６０によってボイラチューブＴの内部へケーブル１２を挿入する手順を（Ａ）から（Ｇ）へ順を追って示している。図２３（Ａ）では、固定用シュー７２が伸長してボイラチューブＴの内面に接触し、駆動体６２はボイラチューブＴに固定されている。固定体６４の固定用シュー８０は筒体７０側へ後退しており、ケーブル１２及び固定体６４は送り機構７８によって前方へ移動している。
図２３（Ｂ）は、ケーブル１２の送り動作を停止した状態を示している。図２３（Ｃ）では、駆動体６２の固定用シュー７２がボイラチューブ内面から後退すると共に、固定体６４の固定用シュー８０が伸長してボイラチューブ内面に接触し、固定体６４がボイラチューブＴに固定されている。そして、駆動体６２が送り機構７８によってケーブル１２上を前方へ移動開始する状態を示している。
【００５４】
図２３（Ｄ）は、駆動体６２がカメラヘッド４４直後の位置まで移動した後停止した状態を示している。図２３（Ｅ）は、駆動体６２の固定用シュー７２がボイラチューブ内面まで伸長し、駆動体６２がボイラチューブＴに固定されると共に、固定体６４の固定用シュー８０が後退し、ケーブル１２及び固定体６４の前進を開始する状態を示している。
図２３（Ｆ）は、ケーブル１２及び固定体６４の前進が終了し、固定体６４の固定用シュー８０が伸長してボイラチューブ内面に接触し、固定体６４がボイラチューブＴに固定された状態を示している。図２３（Ｇ）は、駆動体６２が送り機構７８によってケーブル１２上を前進している状態を示している。その後、固定体６４の固定用シュー８０が筒体７０側に後退し、図２３（Ａ）の状態に戻る。
【００５５】
この動作サイクルを繰り返すことでケーブル１２を前進させる。なお、ケーブル１２に間隔を置いて設けられた複数の検査装置６０は、制御装置２６によって同じ動作を同期して行う。
【００５６】
図２４は、ボイラプラントの管寄せ（ヘッダ）９４間に架設され、垂直方向に設けられたボイラチューブｔの内部を検査するため、検査装置６０をボイラチューブｔに挿入して検査している状態を示している。
【００５７】
本実施形態の検査装置６０によれば、駆動体６２及び固定体６４が移動及び停止を繰り返しながらケーブル１２を前進させていくので、ケーブル１２のボイラチューブＴへの挿入を着実に行うことができる。また、駆動体６２及び固定体６４は固定用シュー７２及び８０でのみボイラチューブＴの内面と接触するので、ケーブル１２とボイラチューブ内面との摩擦を低減できると共に、ボイラチューブＴの内面に凹凸や障害物等があっても、それらを乗り越えて前進できる。また、ボイラチューブｔのように、垂直方向に配置された細径管への挿入も容易になる。
【００５８】
図２５は、駆動体６２の送り機構の別な構成例を示している。図２６において、ケーブル１２にネジ山１０２が形成され、駆動体６２は、ネジ山１０２を囲むように配置され、ネジ山１０２と螺合する複数のウォーム歯車１０４と、ウォーム歯車１０４を回転駆動する電動モータ１０６とを有している。かかる構成の送り機構１００では、電動モータ１０６を正逆回転させることで、ケーブル１２の前進及び後進を可能とする。
この構成では、ウォーム歯車１０４を設けたことで、電動モータ１０６の動力を低減できる。
【００５９】
（実施形態７）
次に、自走装置の別な構成例を図２６及び図２７に基づいて説明する。本実施形態は、ケーブル１２の先頭部位に検査装置６０を構成する駆動体６２及び固定体６４からなる自走装置を配置し、これらの後方に検査装置１０を構成する自走装置と同一構成の自走装置１４を所定の間隔を置いて複数配置した例である。制御装置２６によって駆動体６２及び自走装置１４の動きは同期される。
図２７は、本実施形態の検査装置を管寄せ９４間に架設されたボイラチューブｔの内部の検査に適用したものである。
さらに、これら自走装置間のケーブル１２に前記第２実施形態から第３実施形態から第５実施形態で説明した摩擦低減手段を施すようにしてもよい。
【００６０】
ボイラチューブｔは垂直方向に設けられており、かかる構成のボイラチューブは、検査装置６０の挿入が難しいが、検査装置６０を用いることで、ケーブル１２の挿入が容易になる。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明によれば、検査具が装着されたケーブルを複数の曲り部を有する細径管の内部にスムーズに挿入できるため、細径管内部の検査効率を向上できる。
【符号の説明】
【００６２】
１０、６０                            検査装置
１２                                  ケーブル
１４、１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ    自走装置
１６                                  ハウジング
１８                                  駆動輪
２０                                  従動輪
２２，８４，１０６                    電動モータ
２４                                  検査用センサ
２６                                  制御装置
３０                                  ブラシ
３２                                  振動体
３４                                  ゴム製バンド
３６                                  車輪
３８                                  車輪台
４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ                リング状保持具
４０ａ、４８ａ、４８ｂ                ストッパ
４２、５２                            球体
４４                                  カメラヘッド
４６ａ、４６ｂ                        半リング状保持具
５０ａ、５０ｂ                        ジョイント
５４                                  エアチューブ
５６                                切れ目
５８                                  仕切り
６２                                  駆動体
６４                                  固定体
６６                                  集合導線
６８、７０                            筒体
７２、８０                            固定用シュー
７４、８２                            脚
７６                                  ガイドローラ
７８，１００                          送り機構
７８ａ                              送りギア
７８ｂ                              ラック
１０４                              ウォーム歯車
８６                                  ワイヤ
８８                                  リール
９０                                  正逆転モータ
９２                                  通信部
９４                                  管寄せ
Ｔ、ｔ                                ボイラチューブ
Ｔｂ                                  Ｕ字状曲り部
Ｔｓ                                  直管部
ａ                                    圧縮空気
【図１】
2015121488.tif 000003
【図２】
2015121488.tif 000004
【図３】
2015121488.tif 000005
【図４】
2015121488.tif 000006
【図５】
2015121488.tif 000007
【図６】
2015121488.tif 000008
【図７】
2015121488.tif 000009
【図８】
2015121488.tif 000010
【図９】
2015121488.tif 000011
【図１０】
2015121488.tif 000012
【図１１】
2015121488.tif 000013
【図１２】
2015121488.tif 000014
【図１３】
2015121488.tif 000015
【図１４】
2015121488.tif 000016
【図１５】
2015121488.tif 000017
【図１６】
2015121488.tif 000018
【図１７】
2015121488.tif 000019
【図１８】
2015121488.tif 000020
【図１９】
2015121488.tif 000021
【図２０】
2015121488.tif 000022
【図２１】
2015121488.tif 000023
【図２２】
2015121488.tif 000024
【図２３】
2015121488.tif 000025
【図２４】
2015121488.tif 000026
【図２５】
2015121488.tif 000027
【図２６】
2015121488.tif 000028
【図２７】
2015121488.tif 000029
【図２８】
2015121488.tif 000030
【手続補正書】
【提出日】平成27年5月7日(2015.5.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査具が装着されたケーブルを、直管部を介在させて形成される曲り部を有する被検査管に挿入し、該被検査管の検査を行う管内検査装置において、
前記ケーブルの軸方向に間隔を置いて配置されると共に、ハウジングに設けられた駆動輪と、駆動輪とハウジングの反対側でハウジングに設けられた従動輪とを有し、前記ハウジングには駆動輪を駆動する電動モータが内蔵され、前記駆動輪及び前記従動輪が被検査管の内面に接触した状態で駆動輪によって走行するように構成された自走装置を備え、
複数の前記自走装置は、前記ケーブルの軸方向に間隔を置いて配置され、先頭の前記自走装置を除き、少なくともその後方の２台目以降の前記自走装置は、前記ケーブルに対して着脱可能に構成され、前記被検査管の前記直管部の長さに応じて曲り部の上流側の直管部及び下流側の直管部に少なくとも１台配置されるように取付けピッチが調整されて固定され、
複数の前記自走装置は、制御装置によって、各々を移動と停止とを繰り返す動作をし、後方の前記自走装置から先に移動を開始するように走行制御されることを特徴とする管内検査装置。
【請求項２】
検査具が装着されたケーブルを、直管部を介在させて形成される曲り部を有する被検査管に挿入し、該被検査管の検査を行う管内検査装置において、
前記ケーブルの軸方向に間隔を置いて配置されると共に、ハウジングに設けられた駆動輪と、駆動輪とハウジングの反対側でハウジングに設けられた従動輪とを有し、前記ハウジングには駆動輪を駆動する電動モータが内蔵され、前記駆動輪及び前記従動輪が被検査管の内面に接触した状態で駆動輪によって走行するように構成された自走装置を備え、
複数の前記自走装置は、制御装置によって、各々を移動と停止とを繰り返す動作をし、後方の前記自走装置から先に移動を開始するように走行制御されるとともに、複数の前記自走装置の移動速度と移動時間と停止時間は各自走装置で同一に制御されることを特徴とする管内検査装置。
【請求項３】
前記駆動輪は、前記ハウジングの中央部に設けられ、前記従動輪は、前記ハウジングの先端及び後端に設けられることを特徴とする請求項１または２に記載の管内検査装置。
【請求項４】
前記複数の自走装置間のケーブルに、前記ケーブルと前記被検査管との間の摩擦を低減する摩擦低減手段が設けられていることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の管内検査装置。
【請求項５】
前記摩擦低減手段は、
前記ケーブルに固定された振動体と、該振動体の外周面から前記被検査管の内周面に向けて放射状に配置されたブラシとで構成され、
該ブラシを振動させて前記ケーブルを進行方向へ進ませる推力を与えるようにしたことを特徴とする請求項４に記載の管内検査装置。
【請求項６】
前記摩擦低減手段は、
前記ケーブルの外周面に螺旋状に巻回された弾性バンドと、前記弾性バンドに装着され、前記弾性バンドから外側へ突出するように配置された複数の車輪とで構成されていることを特徴とする請求項４に記載の管内検査装置。
【請求項７】
前記摩擦低減手段は、前記ケーブルの外周面に間隔を置いて装着された複数のリング状保持具と、前記リング状保持具の外周面に回動可能に装着された複数の球体とで構成されていることを特徴とする請求項４に記載の管内検査装置。
【請求項８】
前記リング状保持具は、
２つの半リング状保持具で構成され、前記２つの半リング状保持具の相対する面は、これら面を結合するジョイント構造を有していることを特徴とする請求項７に記載の管内検査装置。
【請求項９】
前記複数の球体の少なくとも１個に前記ケーブルを前進させる駆動力を付与する駆動機構を備えていることを特徴とする請求項７に記載の管内検査装置。
【請求項１０】
摩擦低減手段は、
前記ケーブルを囲うように配置されたエアチューブで構成され、
該エアチューブは、全長に亘り前記曲り部で曲折したときエアが吹出す切れ目を有していることを特徴とする請求項４に記載の管内検査装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
前記目的を達成するため、本発明の第１発明の管内検査装置は、検査具が装着されたケーブルを、直管部を介在させて形成される曲り部を有する被検査管に挿入し、該被検査管の検査を行う管内検査装置において、前記ケーブルの軸方向に間隔を置いて配置されると共に、ハウジングに設けられた駆動輪と、駆動輪とハウジングの反対側でハウジングに設けられた従動輪とを有し、前記ハウジングには駆動輪を駆動する電動モータが内蔵され、前記駆動輪及び前記従動輪が被検査管の内面に接触した状態で駆動輪によって走行するように構成された自走装置を備え、複数の前記自走装置は、前記ケーブルの軸方向に間隔を置いて配置され、先頭の前記自走装置を除き、少なくともその後方の２台目以降の前記自走装置は、前記ケーブルに対して着脱可能に構成され、前記被検査管の前記直管部の長さに応じて曲り部の上流側の直管部及び下流側の直管部に少なくとも１台配置されるように取付けピッチが調整されて固定され、複数の前記自走装置は、制御装置によって、各々を移動と停止とを繰り返す動作をし、後方の前記自走装置から先に移動を開始するように走行制御されることを特徴とする。
また、本発明の第２発明の管内検査装置は、検査具が装着されたケーブルを、直管部を介在させて形成される曲り部を有する被検査管に挿入し、該被検査管の検査を行う管内検査装置において、前記ケーブルの軸方向に間隔を置いて配置されると共に、ハウジングに設けられた駆動輪と、駆動輪とハウジングの反対側でハウジングに設けられた従動輪とを有し、前記ハウジングには駆動輪を駆動する電動モータが内蔵され、前記駆動輪及び前記従動輪が被検査管の内面に接触した状態で駆動輪によって走行するように構成された自走装置を備え、複数の前記自走装置は、制御装置によって、各々を移動と停止とを繰り返す動作をし、後方の前記自走装置から先に移動を開始するように走行制御されるとともに、複数の前記自走装置の移動速度と移動時間と停止時間は各自走装置で同一に制御されることを特徴とする。
また、第１発明、第２発明において、駆動輪はハウジングの中央部に設けられ、従動輪はハウジングの先端及び後端に設けられるとよい。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
本第１発明では、自走装置はケーブルに着脱可能に固定されるので、自走装置の取付けピッチを自在に変更できる。そのため、曲り部間の直管部の長さが異なっていても、検査対象毎に最適なピッチで自走装置を配置できる。
また、制御装置により、複数の自走装置は、各々を移動と停止とを繰り返す動作をし、後方の自走装置から先に移動を開始するように走行制御され、自走装置間のケーブルに張力が発生しないように自走装置の走行が制御される。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
また、自走装置をケーブルの長手方向に複数配置しているので、個々の自走装置の推力は小さくても、ケーブルの挿入に必要な推力を保持できる。
前記制御装置は、例えば管外に設置し、電力線通信で複数の自走装置を同期制御するようにする。あるいは予め決まったシーケンスで駆動するようにする。
本発明の第２発明では、後方の自走装置から先に移動を開始するように走行制御されるとともに、複数の自走装置は、制御装置によって移動速度と移動時間と停止時間は各自走装置で同一に制御されることを特徴とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
本第１発明及び第２発明において、自走装置間のケーブルに張力が付加されないようにする複数の自走装置の移動方法は種々考えられる。例えば、自走装置間のケーブルを弛ませた状態で、各自走装置を等速で移動させてもよい。しかし、この移動方法は被検査管の内面に生じた凹凸や傷等の障害物によって、自走装置間の間隔を保持できなくなる場合がある。
これに対し、本第１発明及び第２発明の一実施態様として、複数の自走装置の各々を移動と停止とを繰り返す動作をさせ、後方の自走装置から先に移動を開始させるようにすることができる。これによって、被検査管の内面に存在する凹凸や傷等の障害物に抗して、自走装置間のケーブルに常に張力が付与されないように確実に制御できる。