(57)【要約】【課題】長尺の構造物を該構造物の長手方向に移動する場合において、構造物が移動時に摩擦抵抗を受ける摺動部を有するときに、移動時の構造物の移動速度増減を抑制するための速度変動抑制装置を提供する。【解決手段】長尺の構造物２を該構造物の長手方向に移動する駆動装置に用いる速度変動抑制装置であって、構造物２は移動時に摩擦抵抗を受ける摺動部５を有し、構造物２の移動速度を回転速度に変換する回転変換装置３と、回転変換装置３の回転速度に応じた回転抑制力を回転変換装置３に付与する回転抑制装置４とを有することを特徴とする速度変動抑制装置。駆動装置は、駆動装置本体７と長尺の構造物２との間に帯状伝動体６を有する。回転変換装置３は構造物２に接するローラ１０であり、回転抑制装置３は油圧モータ１１と流量調整弁１２を有するメータアウト油圧回路である。【選択図】  図１
2004213205.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長尺の構造物を該構造物の長手方向に移動する駆動装置に用いる速度変動抑制装置であって、該構造物は移動時に摩擦抵抗を受ける摺動部を有し、構造物の移動速度を回転速度に変換する回転変換装置と、該回転変換装置の回転速度に応じた回転抑制力を回転変換装置に付与する回転抑制装置とを有することを特徴とする速度変動抑制装置。
【請求項２】
前記駆動装置は、駆動装置本体と長尺の構造物との間に帯状伝動体を有することを特徴とする請求項１に記載の速度変動抑制装置。
【請求項３】
前記回転変換装置は前記構造物に接するローラであり、前記回転抑制装置は油圧モータと流量調整弁を有するメータアウト油圧回路であることを特徴とする請求項１又は２に記載の速度変動抑制装置。
【請求項４】
前記油圧モータが有する２つの油入出口のそれぞれに流量調整弁を設け、流量調整弁と並列にチェック弁を配置し、油圧モータの正逆両方向の回転において回転抑制力を発生することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の速度変動抑制装置。
【請求項５】
前記長尺の構造物はコークス炉炭化室の診断及び／又は補修装置の挿入ランスであり、前記摺動部は炭化室床部に接する摺動シューであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の速度変動抑制装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動時に摩擦抵抗を受ける摺動部を有する長尺の構造物を該構造物の長手方向に移動する駆動装置に用いる、構造物の移動速度変動を抑制するための速度変動抑制装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
コークス炉は、多数の炭化室と燃焼室が交互に連接して構成され、炭化室に石炭を装入し、炉壁を介して燃焼室より炭化室に９００℃〜１１００℃の高熱を約２０時間連続して加え、石炭を乾溜し、コークスを製造する。この乾留が完了すると、コークスを排出し、そして石炭を装入してまた加熱を開始する。
【０００３】
各炭化室は、高さが約６．５ｍ、幅が約０．４ｍ、長さが約１６ｍであり、非常に幅が狭く奥行きが深い（長さが長い）炉空間を形成している。コークス炉は、各炭化室に隣接する燃焼室を高温に加熱し、その熱によって炭化室内壁の耐火レンガを高温に熱することによって炭化室に熱を供給する。従って、この炭化室内壁（燃焼室との隔壁）に使用される耐火レンガは、長期間高温に曝され、又石炭のコークス化が完了する度にコークス押出し機によってコークスを押出して搬出するため、耐火物がコークスの圧力を受け、熱的、化学的、あるいは機械的なストレスにより損傷しやすい。損傷部はコークス押出し時に局部的に過大な力が加わって更に損傷が拡大しやすく、また損傷部は熱伝播特性が正常部とは異なるので、均質なコークスを製造する上で好ましくない。このため、炭化室内が赤熱している状況において、内壁のうちの必要な部分、通常は内壁の全表面について必要な解像度で表面を観察し、損傷を発見して位置を把握し、早期に損傷部を補修することが重要である。
【０００４】
ところが、操業の合間の短時間を利用してコークス炉窯口から炉内壁を観察する方法では、炉内が高温であるので窯口の外から内部を観察せざるをえず、炭化室は上述のように炉の奥行きが深いのに対して幅が狭いので、炉奥の内壁耐火物は遠方から浅い角度での観察となり、表面の観察は非常に難しい。
【０００５】
特許文献１には、線状もしくはスリット状の視野を有するカメラと、該カメラの視野方向に配置して炭化室内壁の撮像を可能にする鏡面とを有するコークス炉炭化室の内壁観察装置が記載されている。カメラは水冷構造の筐体内に収納され、この筐体はランスと呼ばれる長尺の構造物の先端に配置される。この観察装置を炭化室の窯口から炭化室内に挿入し、ランスを移動させることによって炭化室の奥行方向全長の内壁観察を行うことができる。このような内壁観察装置を用いることにより、コークス炉の炭化室の内壁を、炭化室が赤熱した状態において、内壁全体にわたって良好な解像度で最適な角度からの観察画像を得ることができ、その結果得られる耐火物の損傷状況・損傷箇所の正確な情報に基づいてタイムリーに適切な耐火物補修を行うことができ、炭化室耐火物の寿命延長、補修時間の短縮が実現できる。
【０００６】
上記内壁観察装置におけるランスの長さは、カメラを収納した筐体を炭化室の最奥まで挿入するに足りる長さを有している。観察装置を炭化室に挿入し抽出するための移動を行うため、ランスには駆動装置が配設される。駆動装置本体として電動モーターが用いられ、駆動装置本体とランスとの間の伝動手段としては、ラックピニオン装置やチェンスプロケット等から選択することができる。ラックピニオン装置を採用しようとすると、ランスの全長にラックを配置することが必要となる。一方、ランスはそのほぼ全長が炭化室内に挿入されるものであり、炭化室内は１１００℃と高温であることから、ランスへのラック取り付けは困難である。また、ラックピニオンはバックラッシュがあるため採用が困難である。従って、駆動装置本体とランスとの間の伝動手段にはチェンスプロケットを採用することが多い。
【０００７】
ランスの長さが長く、また炭化室内に挿入されるランス先端部分にはカメラ収納筐体及び鏡面が配置されているために重量が大きい。そのため、ランスを片持ち構造で支持することは困難であり、ランス先端の炭化室床部に接する部分に車輪あるいは摺動シューを設け、この車輪あるいは摺動シューによってランスを支持する。炉内は高温であるため、車輪を用いた場合には車輪の軸受が焼き付きを起こす可能性が高い。そのため、支持手段としては摺動シューを用いることが好ましい。
【０００８】
【特許文献１】
特開平１１−１０６７５５号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
図３に示すような、長尺の構造物２としての挿入ランス２５を有し、ランス先端を摺動シュー２６によって支持し、挿入ランス２５を炭化室内に挿入抽出するための駆動装置の伝動手段としてチェンスプロケット３１を用いた炭化室３９の内壁観察装置において、駆動装置本体７の電動モーターにおいては一定回転速度で駆動を行っているにもかかわらず、挿入ランス２５及び挿入ランス２５に結合された観察装置２１の炉内移動速度が大きな増減速を繰り返す現象が見られた。このとき、観察装置２１に配置したカメラ２２が炉内で移動する速度が一定とならず、ぎくしゃくした速度で移動するため、カメラ２２の移動とともに得られた撮像データを結合しても良好な画像を得ることができない。
【００１０】
一般に、長尺の構造物２を該構造物の長手方向に移動する場合において、構造物が移動時に摩擦抵抗を受ける摺動部５を有するときは、移動時の構造物２の移動速度が増減を繰り返すぎくしゃくした動きとなり易い。特に、駆動装置本体７と長尺の構造物２との間に帯状伝動体６、例えばチェンスプロケット３１を有する駆動装置を用いたときにこの傾向が顕著である。
【００１１】
物体が特定の基準点に対して振動するとき、つまり物体と特定の基準点との間の相対速度が正逆を繰り返すとき、このような振動を押さえる目的でダンパーが用いられる。ダンパーは、前記特定の基準点と物体との間に配置され、両者の相対速度を抑える方向で制振力を作用させる。上記長尺構造物のぎくしゃくした動きを抑えようとしたとき、基準点として目標移動速度である一定速度Ｖ0で運動する仮想点を考えれば、長尺構造物と仮想点との間の相対速度は正逆を繰り返すが、ダンパーを取り付けられる部位として前記仮想点と同様の運動を行っている部位は通常存在しない。
【００１２】
本発明は、長尺の構造物を該構造物の長手方向に移動する場合において、構造物が移動時に摩擦抵抗を受ける摺動部を有するときに、移動時の構造物の移動速度増減を抑制するための速度変動抑制装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明の要旨とするところは以下のとおりである。
（１）長尺の構造物２を該構造物の長手方向に移動する駆動装置に用いる速度変動抑制装置であって、構造物２は移動時に摩擦抵抗を受ける摺動部５を有し、構造物２の移動速度を回転速度に変換する回転変換装置３と、回転変換装置３の回転速度に応じた回転抑制力を回転変換装置３に付与する回転抑制装置４とを有することを特徴とする速度変動抑制装置。
（２）前記駆動装置は、駆動装置本体７と長尺の構造物２との間に帯状伝動体６を有することを特徴とする上記（１）に記載の速度変動抑制装置。
（３）回転変換装置３は構造物２に接するローラ１０であり、回転抑制装置３は油圧モータ１１と流量調整弁１２を有するメータアウト油圧回路であることを特徴とする上記（１）又は（２）に記載の速度変動抑制装置。
（４）油圧モータ１１が有する２つの油入出口１６のそれぞれに流量調整弁１２を設け、流量調整弁１２と並列にチェック弁１３を配置し、油圧モータ１１の正逆両方向の回転において回転抑制力を発生することを特徴とする上記（１）乃至（３）のいずれかに記載の速度変動抑制装置。
（５）長尺の構造物２はコークス炉炭化室の診断及び／又は補修装置の挿入ランス２５であり、摺動部５は炭化室床部に接する摺動シュー２６であることを特徴とする上記（１）乃至（４）のいずれかに記載の速度変動抑制装置。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明は、長尺の構造物２を該構造物の長手方向に移動する駆動装置を対象にし、さらに該構造物は移動時に摩擦抵抗を受ける摺動部５を有するものを対象とする。
【００１５】
移動時に摩擦抵抗を受ける摺動部５を有するものを対象とするのは、このような摺動部５を有する場合に移動時のぎくしゃくした移動速度増減が発生するからである。移動時に摩擦抵抗を受ける摺動部５を有するものとは、例えば図３に示すように移動装置側の接地部に摺動シュー２６を有し、固定部の床部４０の上にこの摺動シュー２６が接地することによって移動装置が支持され、摺動シュー２６が床上を摺動することによって移動装置が移動する場合が挙げられる。摺動シュー２６と床部４０との間に摩擦抵抗が発生する。
【００１６】
長尺の構造物を該構造物の長手方向に移動するものを対象とするのは、本発明の回転変換装置３を配置するに際し、長尺の構造物２であれば本発明の回転変換装置３が接触する対象として用いることが可能になるからである。長尺の構造物２とは、例えば図３に示すような、コークス炉炭化室内に挿入して炉炭化室３９の診断及び／又は補修を行う装置において、診断・補修部を炭化室内の最奥まで挿入するための挿入ランス２５が挙げられる。
【００１７】
また、本発明の速度変動抑制装置は、駆動装置本体７と長尺の構造物２との間に帯状伝動体６を有する駆動装置に用いると好適である。その理由は、このような帯状伝動体６を有する場合に、特に移動時のぎくしゃくした移動速度増減が発生しやすいからである。駆動装置本体６とは、長尺の構造物２を移動させるために用いる、電動モーター３３などの駆動力付与装置をいう。帯状伝動体６とは、チェーン３２、平ベルト、Ｖベルトなどの動力伝達手段をいう。動力伝達手段として帯状伝動体６を用いた場合、帯状伝動体６をループとし、長尺の構造物２の一端（図３においては後端部３５）を帯状伝動体６の所定位置と固定する接続部３５を有し、駆動装置本体７によって帯状伝動体６を駆動することによって長尺の構造物２を移動させることが可能になる。帯状伝動体６を用いた場合には、長尺の構造物２にはラックなどの機械装置を露出して配置する必要がないので、長尺の構造物全体を高温のコークス炉炭化室内に挿入することが可能になる。帯状伝動体６は、長尺構造物２との接続部３４と駆動装置本体７との間に大きなバネ定数を有することが多く、構造物を含む移動装置全体の質量とこのバネ定数とで形成される固有振動数が、構造物移動時のぎくしゃくした振動の原因となっている可能性が考えられる。
【００１８】
構造物の直線運動におけるぎくしゃくした速度変動を抑制するのであるから、油を内蔵したシリンダー形式のダンパー使用が考えられる。しかし、前述の通り、ダンパーは相対速度が正逆を繰り返すポイント間に設置して速度変動を防止しようとするものであり、本発明が対象とする長尺の構造物の移動機構においては、長尺の構造物との相対速度が正逆を繰り返すような基準点を見出すことができない。また、無理に基準点を不動部位に設置しようとしても、長尺の構造物２は１６ｍに及ぶ長い範囲を移動するので、全移動区間に対応するダンパーを設置するためにはスパンが１６ｍもある長大なダンパーを準備する必要が生じ、現実的ではない。
【００１９】
本発明は、構造物２の移動速度を回転速度に変換する回転変換装置３と、回転変換装置２の回転速度に応じた回転抑制力を回転変換装置２に付与する回転抑制装置３とを有することにより前記課題を解決した。
【００２０】
回転変換装置２においては、例えば構造物２がその長手方向に直線運動を行う場合、直線運動の移動距離に対応した回転角度を得ることができる。従って、構造物の移動速度に対応した回転速度を得ることができる。長尺の構造物２の外面の全長に平坦な面を配置し、該平坦な面は構造物の移動方向に平行に配置する。図１に示すように、この平坦な面に接するようにローラ１０（受けローラ２７）を配置すれば、構造物２の移動距離とローラ外周の回転距離が等しくなり、結果として構造物２の移動速度とローラ１０の周速とが等しくなる。この結果、構造物２の移動速度をローラ１０の回転速度に変換することができる。ローラ１０をはじめとする回転変換装置３は、長尺の構造物２が移動する移動全範囲において構造物２と接することのできる位置を選択し、装置の固定側である台車３８の上に設置することができる。回転変換装置３としては、ローラ１０を用いるほか、構造物にラックを設置することが可能な場合はラックピニオンを用いることもできる。
【００２１】
回転抑制装置４は、回転変換装置３の回転速度に応じた回転抑制力を回転変換装置３に付与する。回転変換装置３の回転軸と回転抑制装置４の回転軸を、直結しあるいは歯車伝動機構やベルト伝動機構によって連結し、回転変換装置３の回転軸の回転速度に応じて回転抑制装置４の回転軸の回転速度が定まるように構成する。図１においては、回転変換装置３としての受けローラ２７の回転軸と回転抑制装置４の油圧モータ１１の回転軸との間を、ベルト２８によって連結している。回転抑制装置４は、回転の反対方向に働くモーメントを回転軸に付与することができ、回転軸の回転速度が高くなるほど、付与するモーメントが大きくなるように構成する。最も好ましくは、図２に示すように、回転抑制装置４として油圧モータ１１と流量調整弁１２を有するメータアウト油圧回路を用いるとよい。回転変換装置３の回転軸回転速度に応じて油圧モータ１１が回転するように接続される。油圧モータ１１が回転すると、油圧モータ１１から油流路１７に回転速度に応じた量の油が吐出される。吐出された油は流量調整弁１２を通過する。流量調整弁１２を通過するための所要圧力は、流量調整弁１２の開度が小さいほど大きくなり、また油の通過量が多いほど大きくなる。流量調整弁１２を通過するための所要圧力は油圧モータの回転トルクとして与えられるので、所要圧力が大きくなるほど油圧モータ１１にかかる負荷が増大し、この負荷は回転変換装置３を経由して構造物に対してその移動方向と反対方向に働く抵抗を付与する。従って、構造物２の移動速度が速くなるほど、回転変換装置３の回転速度が速くなり、油圧モータ１１の回転速度が速くなり、油圧モータ１１から吐出されて流量調整弁１２を通過する油の通過量が増えるので、油圧モータ１１の所要回転トルクが増大し、構造物２の移動を妨げる方向の抵抗が増大する。構造物２の移動方向が逆転すれば、回転変換装置３の回転方向も逆転し、回転抑制装置４によって与えられる回転抑制力の方向も逆転する。
【００２２】
構造物２を一定速度Ｖ0で移動させようとしているときに構造物２に速度変動が発生すると、構造物２の速度は最大速度Ｖmaxと最小速度Ｖminの間で速度変動を繰り返し、ぎくしゃくした動きになる。ここにおいて、回転抑制装置４の機能によって構造物２に付与される抵抗は、構造物２の移動速度が速くなるほど大きくなるので、構造物２の移動速度が最大速度Ｖmaxにおいて抵抗は最大となり、最小速度Ｖminにおいて抵抗は最小となる。そのため、移動速度が一定速度Ｖ0よりも大きな速度となった時点で速度を減じる方向に大きな抵抗を受けることとなり、その結果として構造物２の速度変動が抑制され、時間と共に速度変動が減じ、最終的にはほぼ一定速度Ｖ0で運動するようになる。通常のダンパーと異なり、構造物２の移動速度が一定速度Ｖ0より小さいときに速度を増大させる方向での力を付与することができないが、それにもかかわらず、本発明の速度変動抑制装置を用いることによって十分に速度変動を抑制できることが明らかになった。また、構造物が一定速度Ｖ0で移動しているときにも、構造物２は速度変動抑制装置からの抵抗を受けることとなるが、一定速度Ｖ0において構造物２が速度変動抑制装置から受ける抵抗を十分に小さくし、構造物２の駆動装置本体７の出力をほとんど増加しない程度の抵抗値に設定した場合においても、速度変動抑制の効果を十分に発揮することができる。
【００２３】
回転抑制装置４として油圧モータ１１と流量調整弁１２を有するメータアウト油圧回路を用いる場合において、回転抑制装置４に用いる流量調整弁１２としては、その開度をいったん設定したら油の圧力・流量によらず一定に保持されるものを採用することができる。この場合、流量調整弁１２における圧力損失はほぼ油の通過流量の２乗に比例することになるので、移動する構造物２が受ける移動抑制力は移動速度のほぼ２乗に比例することとなる。また、流量調整弁１２として、弁の開口面積が圧力に比例する弁を用いることもでき、この場合には圧力損失が油の通過流量の２／３乗となる。また、圧力損失が油の通過流量に比例する比例弁を用いることもできる。
【００２４】
油圧モータ１１には、２つの油入出口１６が設けられ、油圧モータ１１の回転方向に応じて、一方が油流入口、他方が油流出口となり、油圧モータ１１の回転方向が逆転すると油の入出方向が逆転する。本発明において、油圧モータ１１が有する２つの油入出口１６のそれぞれに接続する油流路１７に流量調整弁１２を設け、流量調整弁１２と並列にチェック弁１３を配置すると良い。いずれのチェック弁１３も、油圧モータ１１からチェック弁１３の方向に油が流れるときに閉となり、逆の方向に油が流れるときに開となる。図２に示す例では、油が油入出口１６ａから吐出する正転時の油流れ方向１８においては、油流路１７ａの側のチェック弁１３ａは閉となり、油は流量調整弁１２ａを通過する。一方、油流路１７ｂの側のチェック弁１３ｂは開となり、油はチェック弁１３ｂを通過する。油が油入出口１６ｂから吐出する逆転時の油流れ方向１９の場合はこの逆となる。従って、油圧モータがいずれの方向に回転するに際しても、そのときの油流出側についてはチェック弁１３が閉じ、油は流量調整弁１２を通過して所要の圧力損失を生じる。油流入側については油がチェック弁１３を通過し、圧力損失を生じずに油圧モータに油を供給することができる。このようにして、油圧モータ１１の正逆両方向の回転において回転抑制力を発生することができる。
【００２５】
回転抑制装置４としては、上記のように油圧モータ１１と流量調整弁１２を用いる以外に、発電装置とそれに直列に接続した電気抵抗装置を用いてもよい。発電された電気は電気抵抗装置で消費される。発電装置の回転軸を回転変換装置の回転軸と連動させ、構造物の移動速度に応じて発電装置の回転数が定まるようにしておく。構造物の移動速度が速くなるほど発電装置における発電量が増大し、発電装置にかかる負荷が増大するので、その負荷は発電装置から回転変換装置を経由して構造物の移動速度と反対方向の負荷として構造物に移動を妨げる方向の力を付与し、メータアウト油圧回路を用いた場合と同様、構造物の移動に際しての速度変動を抑制することが可能である。
【００２６】
本発明の回転変換装置３は、構造物の移動速度を回転速度に変換して回転抑制装置４に伝達すると同時に、回転抑制装置４から付与される回転トルクを構造物に伝達し、構造物２の移動速度と反対方向の力を付与する機能をも有する。従って、回転変換装置３はトルクを伝達するに足りる十分な回転剛性を有すると共に、構造物２と回転変換装置３との接触部においては、トルクを伝達するに足りる接触抵抗を有していることが必要である。回転変換装置３としてローラ１０を用い、ローラ１０を構造物２の表面に接触することによって移動速度を回転速度に変換する場合においては、ローラ１０と構造物表面との間の押し付け力を十分に確保することにより、両者の摩擦力によってローラ１０の回転トルクを構造物２の移動速度抑止力として伝達することができる。回転変換装置としてラックピニオンを使用することができるならば、ピニオンからの回転モーメントをラックに確実に伝達することができる。
【００２７】
本発明の速度変動抑制装置は、長尺の構造物２がコークス炉炭化室の診断及び／又は補修装置の挿入ランス２５であり、摺動部５が炭化室床部に接する摺動シュー２６であるときに特に優れた効果を発揮することができる。コークス炉炭化室の診断及び／又は補修装置は、奥行き１６ｍにも及ぶ高温の炭化室内に診断・補修装置を挿入する。そのため、炭化室の奥行きに匹敵する長さを有する挿入ランス２５を用い、この挿入ランス２５の先端に診断・補修装置の本体を配置し、挿入ランス２５を炭化室内に押し込むことによって診断・補修装置を挿入する。挿入ランス先端に配置する診断・補修装置は大きな重量を有しているので、この重量を支えるための支持装置が必要である。高温の炭化室内で損傷せずに機能を発揮するためには、炭化室の床上を摺動する摺動シュー２６を用いると好ましい。診断・補修装置を炭化室内に挿入するための駆動には、チェーンスプロケット３１を用いると好ましい。チェーン３２をループ形状とし、駆動装置本体としての電動モーター３３によってチェーンを駆動する。挿入ランス２５の診断・補修装置本体と反対側の後端部３５に配置された接続部３４においてチェーン３２に接続され、チェーン３２の駆動によって接続部３４がループの移動可能範囲内を移動することにより、診断・補修装置が炭化室の外部から挿入されて炭化室最奥まで進入することができる。挿入ランス２５の後端部以外には駆動装置を構成するラックなどの機械部分が露出していないので、挿入ランス２５を高温の炭化室内に挿入しても機械部分の損傷が起こることはない。
【００２８】
以上のように構成されたコークス炉炭化室の診断及び／又は補修装置は、その移動時に摩擦抵抗を受ける摺動部５（摺動シュー２６）を有し、また駆動装置本体７（電動モーター３３）と長尺の構造物２（挿入ランス２５）との間に帯状伝動体６（チェーン３２）を有するため、診断・補修装置を炭化室内に挿入して一定速度で移動する際に速度変動が発生しやすい。このような診断・補修装置に本発明の速度変動抑制装置を適用することにより、速度変動を抑制して診断・補修装置を一定速度で炭化室内に挿入することが可能になる。
【００２９】
診断・補修装置は、診断・補修装置本体部分については前述のように摺動シュー２６によって支持される。一方、挿入ランス２５の部分については、炭化室炉外において受けローラ２７によって支持される。受けローラ２７は炭化室長手方向に複数箇所設けることができるが、最も炭化室に近い部分に配置した受けローラ２７は、挿入ランス２５を挿入する前の段階から炭化室の最奥まで挿入する間の全範囲において、挿入ランス２５の重量を支持することとなり、受けローラ２７は挿入ランス２５の移動速度に一致する周速をもって回転する。従って、最も炭化室に近い部分の受けローラ２７を本発明の回転変換装置３として用いることができる。
【００３０】
回転変換装置３として用いる受けローラ２７の回転軸と同軸に、あるいはこの回転軸にベルト２８や歯車などの回転伝達装置を介して、回転抑制装置４が接続される。回転抑制装置４としては、前述の通り油圧モータ１１と流量調整弁１２を有するメータアウト油圧回路を用いると好ましい。流量調整弁１１としては、弁開度が圧力によって変化するもの、あるいは比例弁を用いたものよりも、開度をいったん設定したら油の流量によらず開度が一定に保持されるタイプの流量調整弁を用いると好ましい結果を得ることができる。挿入ランス２５が目標速度である一定速度Ｖ0で移動しているときには、回転抑制装置４によって挿入ランス２５に付与される抵抗は少ない方が好ましい。一方、速度変動が発生し、挿入ランス２５が一定速度Ｖ0よりも速い、最高速度Ｖmaxに近い速度で移動している瞬間においては、できるだけ大きな抵抗を挿入ランスに付与する必要がある。開度が一定に保持される流量調整弁１２を用いると、回転抑制装置４で生じるトルクは挿入ランス２５の移動速度の２乗に比例するので、一定速度Ｖ0で移動しているときには抵抗を小さく、一定速度Ｖ0以上の高速で移動している瞬間には大きな抵抗を付与することが可能になるからである。
【００３１】
流量調整弁１２の開度設定にあたっては、挿入ランス２５のぎくしゃくした速度変動を防止できる範囲内において、できるかぎり開度を大きく設定する。これにより、回転抑制装置４に起因する挿入ランス２５の挿入抵抗増大を抑え、駆動装置本体７にかかる負荷の増大を最小限に抑えた上で速度変動を防止することができる。
【００３２】
【実施例】
図１に示すようなコークス炉炭化室の診断装置に、本発明の速度変動抑制装置を適用した。炭化室は高さが約６．５ｍ、幅が約０．４ｍ、長さが約１６ｍである。診断装置の先端部に配置した観察装置２１は、内部に観察用のカメラ２２を内蔵した水冷円筒２３と、その前方に配置したミラー管２４を有する。観察装置には、診断装置を炉内で水平移動させるための挿入ランス２５が接続されている。挿入ランス２５の長さは１８ｍである。観察装置２１と挿入ランス２５を含めた、移動部分の合計質量は２０トンである。
【００３３】
観察装置２１と挿入ランス２５からなる構造物は、挿入ランス先端の下部に配置された摺動シュー２６と、炭化室外部の台車上にあって炭化室近くに配置された受けローラ２７とによって支持される。摺動シュー２６は、診断装置の炭化室長手方向移動に際し、炭化室内部にあるときは炭化室の床部４０上を摺動し、炭化室外部にあるときは台車上を摺動する。摺動シュー２６にかかる荷重は、３〜１２トンである。受けローラ２７は直径３００ｍｍの鋼製ローラであり、受けローラ２７の円周上部と挿入ランス２５の下面とが接し、診断装置の炭化室長手方向移動に際しては、受けローラ２７が回転し、受けローラ２７と挿入ランス２５の接触部が滑ることはない。受けローラ２７が挿入ランス２５から受ける荷重は、８〜１０トンである。
【００３４】
診断装置は、駆動装置によって炭化室の長手方向に移動する。移動速度は１２５ｍｍ／ｓｅｃ程度である。駆動装置本体７は電動モーター３３であり、駆動力はチェーンスプロケット３１によって挿入ランス２５に伝達される。チェーンスプロケット３１は、ループ両端間の距離が２２ｍであり、一方のループ端部に電動モーター３３が接続され、挿入ランス２５の後端部３５の接続部３４によってチェーンスプロケット３１のチェーン３２に接続される。炭化室内を移動するに際し、電動モーター３３によって付与する駆動力は概略２〜５トン程度である。また、チェーン３２は弾性変形するので、電動モーター３３と挿入ランス接続部３４との間においてチェーン３２はバネを形成している。ここにおいて、電動モーター３３と挿入ランス接続部３４との間におけるチェーン３２のバネ係数は１．４〜５．７ｋＮ／ｍｍ程度である。
【００３５】
本発明の速度変動抑制装置を適用しない状態において、診断装置を炭化室内において挿入・抽出するための移動を行うに際し、移動速度が増減を繰り返すぎくしゃくした動きをしていた。目標速度である一定速度Ｖ0が１２５ｍｍ／ｓｅｃであるのに対し、移動速度は最大２５０ｍｍ／ｓｅｃから最小０ｍｍ／ｓｅｃの振動を繰り返し、その繰り返し周波数は２．７Ｈｚ程度であった。これでは、炭化室内壁の良好な画像を得ることができない。また、診断装置の移動速度が上記のように振動する結果として、診断装置を載せた台車３８に振動が発生した。台車３８の振動は、その振幅が２ｍｍに及んだ。
【００３６】
図１、２に示すように、この診断装置に本発明の速度変動抑制装置を適用した。受けローラ２７を回転変換装置３として利用した。回転抑制装置４としては、油圧モータ１１と流量調整弁１２を有するメータアウト油圧回路を用いた。受けローラ２７の回転軸と油圧モータ１１の回転軸との間をベルト２８を用いた伝動装置を用いて連動させた。受けローラ２７が１回転するに際して油圧モータ１１が５７回転する。
【００３７】
回転抑制装置４としてのメータアウト油圧回路は、図２に示すとおりである。油圧モータ１１の２つの油入出口１６と油タンク１５を結ぶ油流路（１７ａ、１７ｂ）には、それぞれ流量調整弁１２とチェック弁１３、それにリリーフ弁１４が並列に接続されている。チェック弁１３は、油が油圧モータ１１から油タンク１５の方向に流れるときに閉となり、逆方向に流れるときは開となる。
【００３８】
油圧モータ１１として、油圧モータ１回転につき油が９６ｃｍ3吐出する容量のものを用いており、挿入ランス２５の移動速度１２５ｍｍ／ｓｅｃにおいて油流量は４５リットル／ｍｉｎとなる。流量調整弁１２としては、その開度をいったん設定したら油の圧力・流量によらず一定に保持されるものを用いており、弁開度最大で、油流量が４５リットル／ｍｉｎにおいて、所要圧力は０．３ＭＰａとなる。
【００３９】
以上のような速度変動抑制装置を設置した上で、流量調整弁１２の弁開度を種々変更し、診断装置を炭化室内に挿入・抽出する移動を行ったときの移動速度の振動、及び台車３８の振動を調査した。その結果、移動速度１２５ｍｍ／ｓｅｃにおいて、流量調整弁１２での油圧が０．６ＭＰａとなる条件において、移動速度の振動を±２０ｍｍ／ｓｅｃまで抑えることが可能になった。このときの台車３８の振動も、その振幅を０．６ｍｍまで抑えることができた。診断装置を挿入・抽出するための負荷抵抗は、速度変動抑制装置を設置する前が２〜５トンであったのに対し、上記条件で速度変動を抑制する際の抵抗の増加代は２２０ｋｇｆであり、駆動装置への負担も問題とはならなかった。
【００４０】
診断装置の移動速度の振動が１２５±２０ｍｍ／ｓｅｃまで抑えられた結果として、診断装置が内蔵するカメラによって炭化室内壁の画像を鮮明に撮像することが可能になった。
【００４１】
【発明の効果】
本発明は、長尺の構造物を該構造物の長手方向に移動する場合において、構造物が移動時に摩擦抵抗を受ける摺動部を有するときに、構造物の移動速度を回転速度に変換する回転変換装置と、該回転変換装置の回転速度に応じた回転抑制力を回転変換装置に付与する回転抑制装置とを用いることにより、移動時の構造物の移動速度増減を抑制することができる。また、速度変動抑制装置として長尺のダンパーを用いることなく、小さな装置とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の速度変動抑制装置を備えた炭化室の診断装置を示す図であり、（ａ）は全体側面図、（ｂ）は油圧回路を示す。
【図２】本発明の速度変動抑制装置における油圧回路を示す図である。
【図３】従来の炭化室の診断装置を示す図である。
【符号の説明】
１  速度変動抑制装置
２  長尺の構造物
３  回転変換装置
４  回転抑制装置
５  摺動部
６  帯状伝動体
７  駆動装置本体
１０  ローラ
１１  油圧モータ
１２  流量調整弁
１３  チェック弁
１４  リリーフ弁
１５  油タンク
１６  油入出口
１７  油流路
１８  正転時の油流れ方向
１９  逆転時の油流れ方向
２１  観察装置
２２  カメラ
２３  水冷円筒
２４  ミラー管
２５  挿入ランス
２６  摺動シュー
２７  受けローラ
２８  ベルト
３１  チェーンスプロケット
３２  チェーン
３３  電動モーター
３４  接続部
３５  後端部
３８  台車
３９  炭化室
４０  床部
【図１】
2004213205.tif 000003
【図２】
2004213205.tif 000004
【図３】
2004213205.tif 000005