(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
建物配管への通線作業に用いる通線器を移動させる通線器移動装置であって、
前記通線器の先端に取付けられ、移動方向の修正を行う方向修正装置と、
前記方向修正装置に前記通線器の長手方向の対称位置に連結され、負圧が加えられることによって床・壁面に吸着する後部負圧吸着装置と、
前記後部負圧吸着装置に前記方向修正装置とは前記通線器長手方向の対称位置に連結される伸縮装置と、
前記伸縮装置に前記後部負圧吸着装置とは前記通線器長手方向の対称位置に連結され、負圧が加えられることによって床・壁面に吸着する前部負圧吸着装置と、
前記後部及び前部負圧吸着装置と空気チューブを介して接続され、前記後部及び前部負圧吸着装置に選択的に吸引による負圧を加えることで吸着させる真空ポンプと、
前記後部及び前部負圧吸着装置からそれぞれ前記真空ポンプによって吸引する空気量を調整する後部及び前部負圧吸着装置制御電磁弁と、
前記伸縮装置及び前記方向修正装置と空気チューブ及び空気タンクを介して接続され前記伸縮装置及び前記方向修正装置に空気を送り込む空気圧縮ポンプと、
前記伸縮装置に送り込む空気量を調整することで伸縮量を調整する伸縮装置制御電磁弁と、
前記方向修正装置に送り込む空気量を調整することで前記方向を変更する方向修正装置制御電磁弁と、
前記負圧吸着装置制御電磁弁、前記伸縮装置制御電磁弁及び前記方向修正装置制御電磁弁を制御する制御装置と
を具備し、
前記制御装置が、前記後部及び前部負圧吸着装置制御電磁弁を通じて前記後部及び前部負圧吸着装置を選択的に吸引させる制御、前記伸縮装置制御電磁弁を通じて伸縮装置を伸縮させる制御、前記方向修正装置制御電磁弁を通じて前記方向修正装置による通線器移動方向を変更する制御を組み合わせて実行することで前記通線器を任意の方向に移動させることを特徴とする通線器移動装置。
【請求項２】
前記方向修正装置は、前記空気圧縮ポンプから空気が送り込まれることにより、前記通線器の長手方向の延長線軸に対して、前記後部負圧吸着装置の位置を三次元方向に変更することを特徴とする請求項１に記載の通線器移動装置。
【請求項３】
前記伸縮装置は、前記空気圧縮ポンプから空気を送り込み、圧力を上げることにより長手方向に長さが縮小し、かつ前記空気圧縮ポンプから送り込まれた空気を排出し、圧力を下げることにより長手方向に長さが延伸することを特徴とする請求項１または２に記載の通線器移動装置。
【請求項４】
請求項１乃至３に記載の通線器移動装置を用いた通線器移動方法であって、
前記空気圧縮ポンプから前記方向修正装置に空気を送り込むことにより、前記通線器の長手方向の延長線軸に対して、前記後部負圧吸着装置の位置を上下左右の三次元方向に変更する第１の工程と、
前記前部負圧吸着装置の吸着動作を停止するに合せて、前記後部負圧吸着装置を動作させ吸着する第２の工程と、
前記伸縮装置に空気チューブおよび空気タンクを介して空気を送り込む第３の工程と、
前記前部負圧吸着装置を動作させ吸着させるのに合せて、前記後部負圧吸着装置の吸着動作を停止する第４の工程と、
前記伸縮装置に空気チューブおよび空気タンクを介して空気を送り込み、圧力を上げることにより前記伸縮装置を短縮する第５の工程とを備え、
前記第１、第２、第３、第４および第５の工程を繰り返すことにより通線器の移動を行うことを特徴とする通線器移動方法。
【請求項５】
請求項４に記載の通線器移動方法であって、
前記第１の工程、第２の工程、第３の工程、第４の工程、第５の工程をそれぞれ第１の工程から順番に実行し繰り返すことにより前記通線器を前進させること特徴とする通線器移動方法。
【請求項６】
請求項４に記載の通線器移動方法であって、
前記第１の工程、第４の工程、第３の工程、第２の工程、第５の工程をその順番で処理を実行し繰り返すことにより前記通線器を後退させることを特徴とする通線器移動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建物内に通線を行う作業で用いる通線器を移動させるための通線器移動装置及びその方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、建物配管への通線作業に用いる通線器の挿入は、配管の開放端から通線器先端を挿入し、その後は通線器本体を徐々に押し込む方法で行われてきた。
しかしながら、通線器を配管挿入口となる開放端から押し込んで移動させる方法の場合、配管が通線器の到達目標点までの間で途中が途切れずに設置されている必要がある。つまり、配管が天井裏の空間や壁面裏側の鉛直空間等において途切れている場合には、通線器を配管の挿入口の開放端で押し込み続けても、配管が途切れた以降の区間（自由空間）については通線器先端の移動方向が定まらない。このことから、いくら手元で通線器の押し込み動作を行っても、通線器先端を到達目標点へ移動させることができないという問題があった。
【０００３】
尚、通線器が配管内で移動するために適用可能な関連技術として、例えば、ファンにより発生する負圧により壁面に吸着しながら、壁面や天井裏を移動することを可能とする技術がある（非特許文献１参照）。また、カメラスコープの周囲に繊毛状の突起があり、これらを振動させたり、前後に動作させることによって任意の方向への移動を可能とする技術がある（非特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】大野英隆: “吸着機能を有するヘビ型ロボットの研究”, 第回ロボティクス・メカトロニクス講演会, 2A2-L03, 2011.
【非特許文献２】石倉路久, 竹内栄二朗, 昆陽雅司, 田所諭: “能動スコープカメラのためのインチウォーム駆動と振動駆動の走行性能評価”, 第回ロボティクス・メカトロニクス講演会, 2A2-J07, 2011.
【非特許文献３】http://www.mech.chuou.ac.jp/~nakalab/study/sr/artificialmuscle_a.html, http://www.squse.co.jp/business/autuator.html
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
以上のように、従来の通線器移動方法では、通線器を配管挿入口となる開放端から押し込んで移動させているため、配管が通線器の到達目標点までの間で途中が途切れている場合には、配管が途切れた以降の区間については通線器先端の移動方向が定まらないことから、通線器を配管の挿入口の開放端で押込み続けても通線器先端を到達目標点へ移動させることができないという問題があった。
【０００６】
尚、上述の非特許文献１に記載されているファンによる吸着型の移動装置では、吸着力が機器の自重に対して十分大きければ鉛直壁での移動が可能であるが、機器サイズを建物配管内の移動に適用可能な径(φ１４ｍｍ)以下に実現することが困難であるという問題があった。
【０００７】
さらに、非特許文献２においては、繊毛と外界との摩擦力による自重支持になることから、報告では最大５５度程度の登坂能力にとどまっており、鉛直方向への移動が想定されるような環境では使用できないという問題があった。
本発明は、上記の事情に着目してなされたもので、移動に必要な摩擦力を確保し、かつ、先端装置の小型化を実現することができ、これによってあらゆる建物への通線作業を可能とする通線器移動装置及びその方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る通線器移動装置は、以下のような態様の構成とする。
（１）建物配管への通線作業に用いる通線器を移動させる通線器移動装置であって、前記通線器の先端に取付けられ、移動方向の修正を行う方向修正装置と、前記方向修正装置に前記通線器の長手方向の対称位置に連結され、負圧が加えられることによって床・壁面に吸着する後部負圧吸着装置と、前記後部負圧吸着装置に前記方向修正装置とは前記通線器長手方向の対称位置に連結される伸縮装置と、前記伸縮装置に前記後部負圧吸着装置とは前記通線器長手方向の対称位置に連結され、負圧が加えられることによって床・壁面に吸着する前部負圧吸着装置と、前記後部及び前部負圧吸着装置と空気チューブを介して接続され、前記後部及び前部負圧吸着装置に選択的に吸引による負圧を加えることで吸着させる真空ポンプと、前記後部及び前部負圧吸着装置からそれぞれ前記真空ポンプによって吸引する空気量を調整する後部及び前部負圧吸着装置制御電磁弁と、前記伸縮装置及び前記方向修正装置と空気チューブ及び空気タンクを介して接続され前記伸縮装置及び前記方向修正装置に空気を送り込む空気圧縮ポンプと、前記伸縮装置に送り込む空気量を調整することで伸縮量を調整する伸縮装置制御電磁弁と、前記方向修正装置に送り込む空気量を調整することで前記方向を変更する方向修正装置制御電磁弁と、前記負圧吸着装置制御電磁弁、前記伸縮装置制御電磁弁及び前記方向修正装置制御電磁弁を制御する制御装置とを具備し、前記制御装置が、前記後部及び前部負圧吸着装置制御電磁弁を通じて前記後部及び前部負圧吸着装置を選択的に吸引させる制御、前記伸縮装置制御電磁弁を通じて伸縮装置を伸縮させる制御、前記方向修正装置制御電磁弁を通じて前記方向修正装置による通線器移動方向を変更する制御を組み合わせて実行することで前記通線器を任意の方向に移動させる態様とする。
【０００９】
（２）（１）の構成において、前記方向修正装置は、前記空気圧縮ポンプから空気が送り込まれることにより、前記通線器の長手方向の延長線軸に対して、前記後部負圧吸着装置の位置を三次元方向に変更する態様とする。
（３）（１）または（２）の構成において、前記伸縮装置は、前記空気圧縮ポンプから空気を送り込み、圧力を上げることにより長手方向に長さが縮小し、かつ前記空気圧縮ポンプから送り込まれた空気を排出し、圧力を下げることにより長手方向に長さが延伸する態様とする。
【００１０】
また、本発明に係る通線器移動方法は以下の態様で構成される。
（４）（１）〜（３）のいずれかの通線器移動装置を用いた通線器移動方法であって、前記空気圧縮ポンプから前記方向修正装置に空気を送り込むことにより、前記通線器の長手方向の延長線軸に対して、前記後部負圧吸着装置の位置を上下左右の三次元方向に変更する第１の工程と、前記前部負圧吸着装置の吸着動作を停止するに合せて、前記後部負圧吸着装置を動作させ吸着する第２の工程と、前記伸縮装置に空気チューブおよび空気タンクを介して空気を送り込む第３の工程と、前記前部負圧吸着装置を動作させ吸着させるのに合せて、前記後部負圧吸着装置の吸着動作を停止する第４の工程と、前記伸縮装置に空気チューブおよび空気タンクを介して空気を送り込み、圧力を上げることにより前記伸縮装置を短縮する第５の工程とを備え、前記第１、第２、第３、第４および第５の工程を繰り返すことにより通線器の移動を行う態様とする。
【００１１】
（５）（４）の通線器移動方法であって、前記第１の工程、第２の工程、第３の工程、第４の工程、第５の工程をそれぞれ第１の工程から順番に実行し繰り返すことにより前記通線器を前進させる態様とする。
（６）（４）の通線器移動方法であって、前記第１の工程、第４の工程、第３の工程、第２の工程、第５の工程をその順番で処理を実行し繰り返すことにより前記通線器を後退させる態様とする。
【発明の効果】
【００１２】
以上のように、本発明の通線器移動装置及び方法では、負圧吸着による自重を十分支持できる摩擦力を確保し、かつ、任意の方向への方向修正能力を実現する。また、真空ポンプや空気圧縮ポンプ等の機器を手元に配置することにより先端装置が配管内を移動可能なレベルに小型化できる。これにより、配管の有無にかかわらず、あらゆる建物に対して通線器の移動手段の提供を可能とする。
【００１３】
したがって、本発明によれば、移動に必要な摩擦力を確保し、かつ、先端装置の小型化を実現することができ、これによってあらゆる建物への通線作業を可能とする通線器移動装置及びその方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係る通線器移動装置の内部構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す前部及び後部負圧吸着装置の内部構成を示す断面図である。
【図３】図１に示す伸縮装置の内部構成を示す概念図である。
【図４】図１に示す方向修正装置の内部構成を示す概念図である。
【図５】図１に示す方向修正装置の他の内部構成を示す概念図である。
【図６】図１に示す通線器移動装置の前進時の工程及び実施順序を示す図である。
【図７】図１に示す通線器移動装置の後退時の工程及び実施順序を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
添付の図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。以下に説明する実施の形態は本発明の構成の例であり、本発明は、以下の実施の形態に制限されるものではない。
図１は本発明の一実施形態に係る通線器移動装置の内部構成を示すブロック図である。図１において、前部負圧吸着装置１及び後部負圧吸着装置２は、床面や壁面等へ吸着し、摩擦力を発生させるもので、空気チューブ１００Ａ，１００Ｂを通じてそれぞれ負圧吸着装置制御電磁弁８Ａ，８Ｂに接続されている。なお、前部負圧吸着装置１及び後部負圧吸着装置２は、図２に示すように、床面や壁面に吸盤形状の吸着面で接触している。この吸盤形状の吸着面と床面等との空隙内の圧力を外気圧によって負圧にすることにより、床面や壁面に吸着することができる。
【００１６】
上記制御電磁弁８Ａ，８Ｂは負圧を作成する真空ポンプ５に接続されている。すなわち、真空ポンプ５の吸引により作られた負圧を制御電磁弁８Ａ，８Ｂの開閉動作により制御し、先端装置にある前部負圧吸着装置１及び後部負圧吸着装置２の動作を制御する。
【００１７】
前部負圧吸着装置１及び後部負圧吸着装置２は伸縮装置３により連結されている。また、後部負圧吸着装置２は方向修正装置４に接続されており、この方向修正装置４の後方に通線器等が接続される。
伸縮装置３及び方向修正装置４の駆動源は空気タンク７から供給される圧縮空気である。圧縮空気は空気圧縮ポンプ６により作られ、空気タンク７、空気チューブ１００Ｃを通じて伸縮装置制御電磁弁９及び方向修正装置制御電磁弁１０に供給される。これら電磁弁９，１０にて制御された圧縮空気は空気チューブ１００Ｃを通じて、それぞれ、伸縮装置３及び方向修正装置４に供給され駆動に供される。
【００１８】
次に、伸縮装置３及び方向修正装置４にマッキベン型アクチュエータを用いて実現する例を示す。マッキベン型アクチュエータは細長いゴムチューブが伸縮しない繊維に覆われた構造で、通常は細長い形状をしている。これに圧縮空気を送るとゴムチューブ内の圧力が上昇し太くなろうとする。周囲が伸縮しない繊維に覆われていることから長手方向に縮小する。また、ゴムチューブ内の圧縮空気を排出し、圧力を低下させるとゴムチューブの弾性より伸張し元の長さに戻ることができる（例えば、非特許文献３，４参照）。
【００１９】
伸縮装置３にマッキベン型アクチュエータを用いる場合は、図３に示すように、前部負圧吸着装置１及び後部負圧吸着装置２をこのアクチュエータで連結するだけでよい。方向修正装置４にマッキベン型アクチュエータを用いる場合は、図４に示すように、２本のマッキンベン型アクチュエータを人間の筋肉のように拮抗させて配置し、２つのマッキベン型アクチュエータに送る圧縮空気の圧力差により回転角度を制御する。また、２本のマッキベン型アクチュエータを用いる代わりに、図５に示すようにバネとマッキンベン型アクチュエータを１本ずつ用いることもできる。
【００２０】
尚、上下、左右の３次元的に方向修正する場合には、２本ずつ計４本のマッキベン型アクチュエータを用いればよい。
上記構成の通線器移動装置により通線器を移動させるためには、負圧吸着装置制御電磁弁８Ａ，８Ｂ、伸縮装置制御電磁弁９、及び方向修正装置制御電磁弁１０を順次適切なタイミングで操作する必要がある。全ての電磁弁は制御装置１１に制御信号線２００を通じて接続されており、制御装置１１からの制御信号によって必要な操作を行う。
【００２１】
図６は、本発明の実施形態である移動方法を示している。
第１の工程では、制御装置１１により方向制御装置制御電磁弁１０を操作し、方向修正装置４に圧縮空気を供給排出して、方向を修正する。第１の工程で方向を決定した後に、第２の工程では制御装置１１により負圧吸着装置制御電磁弁８Ａ，８Ｂを制御し、前部負圧吸着装置１の吸着動作を停止状態に、後部負圧吸着装置２の吸着動作を作動状態にさせる。次の第３の工程では、伸縮装置制御電磁弁９により伸縮装置３を伸長させる。これにより前部負圧吸着装置１が前方へ移動する。第４の工程では伸縮装置３を伸長させた状態で、負圧吸着装置制御電磁弁８Ａを操作し、前部負圧吸着装置１の吸着動作を作動状態に、同時に、後部負圧吸着装置２の吸着動作を停止状態にさせる。最後に第５の工程では、伸長状態にあった伸縮装置３を短縮させて後部負圧吸着装置２を前進させる。
【００２２】
すなわち、第１の工程、第２の工程、第３の工程、第４の工程、第５の工程をこの順番に繰り返すことにより前進させることが可能となる。尚、後退させる場合には、図７に示すように、第１の工程、第４の工程、第３の工程、第２の工程、第５の工程となる。
【００２３】
このように、負圧吸着装置、伸縮装置の作動タイミングを変更することにより、前進・後進が可能となる。また、方向修正制御装置１１により進行方向を自由に制御可能となる。
尚、上記実施形態では、マッキベン型アクチュエータを用いた伸縮装置３及び方向修正装置４の場合についての例を示した。空気圧を駆動源としたアクチュエータとしては、その他にも空気圧シリンダを用いることができることは言うまでもない。
【００２４】
また、先端の負圧吸着装置が２つ、方向修正装置が１つ、及び、伸縮装置が１つの場合についての例を示したが、これら装置が複数を用いた移動装置が実現できることは言うまでもない。
以上のように、上記実施形態の通線器移動装置によれば、移動に必要な摩擦力を確保し、かつ、先端装置の小型化を実現することができ、配管の無い、例えば天井裏等の自由空間においても、通線器の移動が可能となる。また、内装壁裏など配管のない垂直な空間においても、吸着動作による壁面の鉛直方向の移動が可能となる。
【００２５】
尚、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成を削除してもよい。さらに、異なる実施形態例に亘る構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００２６】
１…前部負圧吸着装置、２…後部負圧吸着装置、３…伸縮装置、４…方向修正装置、５…真空ポンプ、６…空気圧縮ポンプ、７…空気タンク、８Ａ，８Ｂ…負圧吸着装置制御電磁弁、９…伸縮装置制御電磁弁、１０…方向修正装置制御電磁弁、１１…制御装置、１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ…空気チューブ、２００…制御信号線。
【図１】
0005581275.tif 000002
【図２】
0005581275.tif 000003
【図３】
0005581275.tif 000004
【図４】
0005581275.tif 000005
【図５】
0005581275.tif 000006
【図６】
0005581275.tif 000007
【図７】
0005581275.tif 000008