(57)【要約】【課題】複雑な管路や狭隘地形内を推進可能な移動体を提供する。【解決手段】柔軟な中空チューブ１０は、推進方向の先頭に位置するスライド部分１２にて折り返される。スライドヘッド２０は、中空チューブ１０のスライド部分１２の流路を狭めまたは遮断するストッパー２２を有し、中空チューブ１０の流路１４を一端から加圧すると、スライド部分１２を中空チューブ１０の他端に向かってスライド可能に構成される。駆動ユニット３０は、（i）中空チューブ１０の流路１４を第１端から加圧し、その第２端を開放する第１状態と、（ii）中空チューブ１０の流路１４を第２端から加圧し、その第１端を開放する第２状態と、を交互に繰り返す。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
推進方向の先頭に位置するスライド部分にて折り返された柔軟な中空チューブと、
前記中空チューブの前記スライド部分の流路を狭めまたは遮断するストッパーを有し、前記中空チューブの流路を一端から加圧すると、前記スライド部分を前記中空チューブの他端に向かってスライド可能に構成されたスライドヘッドと、
（i）前記中空チューブの前記流路を第１端から加圧し、その第２端を開放する第１状態と、（ii）前記中空チューブの前記流路を第２端から加圧し、その第１端を開放する第２状態と、を交互に繰り返す駆動ユニットと、
を備えることを特徴とする移動体。
【請求項２】
前記駆動ユニットは、（i）前記第１状態において、前記中空チューブの前記スライド部分よりも前記第１端側の一点を物理的に固定し、（ii）前記第２状態において、前記中空チューブの前記スライド部分よりも前記第２端側の一点を物理的に固定することを特徴とする請求項１に記載の移動体。
【請求項３】
前記駆動ユニットは、（i）前記第１状態において、前記中空チューブの前記スライド部分よりも前記第２端側の一点を物理的に固定し、（ii）前記第２状態において、前記中空チューブの前記スライド部分よりも前記第１端側の一点を物理的に固定することを特徴とする請求項１または２に記載の移動体。
【請求項４】
前記中空チューブの前記スライド部分は、非加圧状態において偏平断面形状となり、加圧状態において略円形断面形状となる可撓性の偏平チューブで形成されることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の移動体。
【請求項５】
前記中空チューブの前記スライド部分よりも前記第１端側の前記スライド部分と近接する箇所、前記中空チューブの前記スライド部分よりも前記第２端側の前記スライド部分と近接する箇所、の少なくとも一方に設けられた操舵用アクチュエータをさらに備え、
前記操舵用アクチュエータは、互いに平行に設けられ、それぞれが外部からの制御によって独立に伸張、収縮または硬直可能な複数のガイド部材を含むことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の移動体。
【請求項６】
折り曲げられた前記中空チューブに対して、はしご状に設けられた複数のラダー中空チューブであって、前記中空チューブの前記スライド部分より前記第１端側の複数の箇所と、前記中空チューブの前記スライド部分より前記第２端側の対応する複数の箇所において、前記中空チューブの流路を連通する、複数のラダー中空チューブと、
前記ラダー中空チューブごとに設けられ、それぞれが前記ラダー中空チューブの流路を狭めまたは遮断するストッパーを有し、前記中空チューブの流路を一端から加圧すると、前記ラダー中空チューブを前記中空チューブの他端に向かってスライド可能に構成され、複数のスライドユニットと、
をさらに備えることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の移動体。
【請求項７】
折り曲げられた前記中空チューブに対して、交互に、はしご状に配置された複数の第１拘束部材と複数の第２拘束部材をさらに備え、
前記第１拘束部材の一端は、前記中空チューブの前記スライド部分と前記第１端の間の一箇所に固定され、その他端は、前記中空チューブの前記スライド部分と前記第２端の間の部分にスライド可能に取り付けられ、
前記第２拘束部材の一端は、前記中空チューブの前記スライド部分と前記第２端の間の一箇所に固定され、その他端は、前記中空チューブの前記スライド部分と前記第１端の間の部分にスライド可能に取り付けられることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の移動体。
【請求項８】
前記移動体のスライドヘッドから下流方向に引き出されたケーブルをさらに備え、
前記ケーブルは、前記スライドヘッドから所定の長さにわたり、前記中空チューブに対して拘束されておらず、それよりも下流において、前記中空チューブに固定されていることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の移動体。
【請求項９】
請求項１から７のいずれかに記載の移動体と、
前記移動体のスライドヘッドに取り付けられたセンサと、
前記センサのケーブルと前記中空チューブを被覆する被覆チューブと、
を備えることを特徴とする探査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体圧を利用した移動体に関する。
【背景技術】
【０００２】
地中に埋設されて長い年月が経過したガス配管は、腐食などにより破断や亀裂の恐れがある。このため、定期的にガス管内の検査を行う必要があるが、コスト面などの観点から配管を掘り起こさず、内部の映像を取得する方法が求められている。従来では、配管内の検査方法として、押し込み式のカメラが用いられてきた。
【０００３】
また、災害により倒壊した家屋の下敷きになった要救助者を探査する方法として、現在はボーカメやファイバースコープが用いられている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ガス管内の検査に関して、従来の押し込み式のカメラは直線状の経路に対しては有効であるものの、実際のガス管によく見られる、複雑に湾曲した管内を十分に探査することが困難であった。また、ボーカメやファイバースコープでは狭く複雑な瓦礫内を奥深くまで侵入し探査することが困難であった。
【０００５】
そのため、従来の押し込み式カメラ、ボーカメやファイバースコープでは侵入できない管路、狭隘地形内を探査することができる移動体の開発が求められている。
【０００６】
本発明は係る状況においてなされたものであり、そのある態様の例示的な目的のひとつは、複雑な管路や狭隘地形内を推進可能な移動体の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のある態様は、移動体に関する。移動体は、スライド部分にて折り返された柔軟な中空チューブと、中空チューブのスライド部分の流路を狭めまたは遮断するストッパーを有し、中空チューブの流路を一端から加圧すると、スライド部分を中空チューブの他端に向かってスライド可能に構成されたスライドヘッドと、（i）中空チューブの流路を第１端から加圧し、その第２端を開放する第１状態と、（ii）中空チューブの流路を第２端から加圧し、その第１端を開放する第２状態と、を交互に繰り返す駆動ユニットと、を備える。
【０００８】
第１状態において、中空チューブを第１端から加圧することにより、ストッパーが圧力を受け、スライドヘッドが推進方向に押し出される。このとき第１端側が固定されていれば、中空チューブの第２端側がスライドヘッドによって推進方向に引き出される。第２状態においては、中空チューブを第２端から加圧することによりスライドヘッドが推進方向に押し出される。このとき第２端側が固定されていれば、中空チューブの第１端側が、推進方向に引き出される。これを交互に繰り返すことにより、複雑な管路、狭隘地形内であっても、地形の内壁、障害物に沿ってスライドヘッドを推進させることができる。
【０００９】
駆動ユニットは、（i-1）第１状態において、中空チューブのスライド部分よりも第１端側の一点を物理的に固定し、（ii-1）第２状態において、中空チューブのスライド部分よりも第２端側の一点を物理的に固定してもよい。
これにより、スライドヘッドを送り出すことができる。
【００１０】
駆動ユニットは、（i-2）第１状態において、中空チューブのスライド部分よりも第２端側の一点を物理的に固定し、（ii-2）第２状態において、中空チューブのスライド部分よりも第１端側の一点を物理的に固定してもよい。
これにより、スライドヘッドを引き戻すことができる。
【００１１】
スライドヘッドがスライドする中空チューブのスライド部分は、非加圧状態において偏平断面形状となり、加圧状態において略円形断面形状となる可撓性の偏平チューブで形成されてもよい。
この場合、スライドヘッドが中空チューブから受ける抗力を低減できるため、推進力を高めることができる。
【００１２】
ある態様の移動体は、中空チューブのスライド部分よりも第１端側においてスライド部分と近接する箇所、中空チューブのスライド部分よりも第２端側においてスライド部分と近接する箇所、の少なくとも一方に設けられた操舵用アクチュエータをさらに備えてもよい。操舵用アクチュエータは、互いに平行に設けられ、それぞれが外部からの制御によって独立に伸張、収縮、または硬直可能な複数のガイド部材を含んでもよい。
複数のガイド部材ひとつ、または複数を伸縮させると、中空チューブを加圧したときに、当該中空チューブは、伸縮したガイド部材の方向に折れ曲がる。また、複数のガイド部材ひとつ、または複数を伸張あるいは硬直させると、中空チューブを加圧したときに、当該中空チューブは、伸張したガイド部材と反対方向に折れ曲がる。
この態様によれば、複雑な管路や狭隘地形内において、スライドヘッドを任意の方向に推進させることができる。
【００１３】
ある態様の移動体は、複数のラダー中空チューブと、複数のスライドユニットと、をさらに備えてもよい。複数のラダー中空チューブは、折り曲げられた中空チューブに対してはしご状に設けられる。複数のラダー中空チューブは、中空チューブのスライド部分より第１端側の複数の箇所と、中空チューブのスライド部分より第２端側の対応する複数の箇所において、中空チューブの流路を連通する。複数のスライドユニットはそれぞれ、ラダー中空チューブごとに設けられ、それぞれが対応するラダー中空チューブの流路を狭めまたは遮断するストッパーを有し、中空チューブの流路を一端から加圧すると、ラダー中空チューブを中空チューブの他端に向かってスライド可能に構成される。
この態様によれば、スライドヘッドに加えて、複数のスライドユニットごとに推進力を発生させることができるため、スライド部分の繰り出し量が長くなっても、推進力を維持することができる。
【００１４】
ある態様の移動体は、折り曲げられた中空チューブに対して、交互に、はしご状に配置された複数の第１拘束部材と複数の第２拘束部材をさらに備えてもよい。第１拘束部材の一端は、中空チューブのスライド部分と第１端の間の一箇所に固定され、その他端は、中空チューブのスライド部分と第２端の間の部分にスライド可能に取り付けられる。第２拘束部材の一端は、中空チューブのスライド部分と第２端の間の一箇所に固定され、その他端は、中空チューブのスライド部分と第１端の間の部分にスライド可能に取り付けられる。
【００１５】
この態様によれば、第１状態においては、中空チューブのスライド部分よりも第２端側のチューブを、第１端側のチューブからの抗力を利用して前方に推進させることができ、第２状態においては、中空チューブのスライド部分よりも第１端側のチューブを、第２端側のチューブからの抗力を利用して前方に推進させることができる。この態様によれば、管路や狭隘地形内において、中空チューブが内壁や障害物等から受ける抗力が小さい場合、あるいは自由空間においても、スライドヘッドを確実に推進させることができる。
【００１６】
移動体は、スライドヘッドから下流方向に引き出されたケーブルをさらに備えてもよい。ケーブルは、スライドヘッドから所定の長さにわたり、中空チューブに対して拘束されておらず、それよりも下流において、中空チューブに固定されてもよい。
この態様によれば、スライドヘッド付近の所定の長さを除く下流部分において、ケーブルの推進量と中空チューブの推進量を一致させることができる。
【００１７】
本発明の別の態様は、探査装置に関する。探査装置は、上述の移動体と、移動体のスライドヘッドに取り付けられたセンサと、センサに接続されたケーブルおよび中空チューブを被覆する被覆チューブと、を備える。
【００１８】
なお、以上の構成要素を任意に組み合わせたものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明のある態様によれば、複雑な管路や狭隘地形内を推進可能な移動体を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施の形態に係る移動体の全体構成を示す図である。
【図２】図２（ａ）〜（ｄ）は、中空チューブのスライド部分およびスライドヘッドの構成を示す図である。
【図３】図３（ａ）、（ｂ）は、スライドヘッドの別の構成例を示す図である。
【図４】図４（ａ）〜（ｆ）は、移動体の前進時の動作を示す図である。
【図５】図５（ａ）、（ｂ）は、操舵制御が可能な移動体の構成を示す図である。
【図６】移動体を備える探査装置を示す図である。
【図７】第１の変形例に係る移動体の構成を示す図である。
【図８】第２の変形例に係る移動体の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。
【００２２】
図１は、実施の形態に係る移動体２の全体構成を示す図である。移動体２は、中空チューブ１０、スライドヘッド２０、駆動ユニット３０を備える。
【００２３】
中空チューブ１０は、柔軟性を有し、推進方向の先頭に位置するスライド部分１２（ハッチングを付している）にて折り返されている。中空チューブ１０の第１端Ｅ１と第２端Ｅ２は、中空チューブ１０の内部の流路１４を介して連通している。中空チューブ１０の材料としては、変形自在なテフロン（登録商標）やシリコンなどが望ましいが、特に限定されない。
【００２４】
中空チューブ１０が進行方向に引き出される際に、中空チューブ１０と移動経路、管壁、障害物等との間の摩擦を低減するため、中空チューブ１０は、ナイロンブレードのような、低摩擦の被覆チューブ（不図示）により覆うことが好ましい。スライドヘッド２０に、センサ、カメラなどを搭載する場合、通信や電源供給用のラインも、この被覆チューブの内側に通される。
【００２５】
スライドヘッド２０は、中空チューブ１０スライド部分１２に、当該スライド部分１２に沿ってスライド可能に取り付けられている。スライドヘッド２０は、中空チューブ１０内の流路１４を遮断し、あるいは狭めるストッパー２２を有し、中空チューブ１０をその一端Ｅ１（またはＥ２）から加圧すると、中空チューブ１０の他端Ｅ２（またはＥ１）に向かってスライド可能に構成される。
【００２６】
駆動ユニット３０は、ポンプ３２、収容手段３４、固定手段３６、アクチュエータコントローラ３８を備える。
ポンプ３２は、（i）中空チューブ１０の流路１４を第１端Ｅ１から加圧し、その第２端Ｅ２を開放する第１状態φ１と、（ii）中空チューブ１０の流路１４を第２端Ｅ２から加圧し、その第１端Ｅ１を開放する第２状態φ２と、を交互に繰り返す。
【００２７】
中空チューブ１０は、収容手段３４によって収容されており、スライドヘッド２０の推進にともない、収容された中空チューブ１０が引き出されていく。
【００２８】
固定手段３６は、スライドヘッド２０を送り出すときに、ポンプ３２と同期して、（i-1）第１状態φ１において、中空チューブ１０のスライド部分１２よりも第１端Ｅ１側の一点を物理的に固定し、（ii-1）第２状態φ２において、中空チューブ１０のスライド部分１２よりも第２端Ｅ２側の一点を物理的に固定する。
【００２９】
反対に、固定手段３６は、スライドヘッド２０を引き戻すときに、ポンプ３２と同期して、（i-2）第１状態φ１において、中空チューブ１０のスライド部分１２よりも第２端Ｅ２側の一点を物理的に固定し、（ii-2）第２状態φ２において、中空チューブ１０のスライド部分１２よりも第１端Ｅ１側の一点を物理的に固定する。
【００３０】
アクチュエータコントローラ３８については後述する。以上が移動体２の全体構成である。
【００３１】
図２（ａ）〜（ｄ）は、中空チューブ１０のスライド部分１２およびスライドヘッド２０の構成を示す図である。スライド部分１２は、偏平チューブで形成される。偏平チューブは可撓性を有し、その内部の流路１２が非加圧状態において、図２（ｃ）に示すようにその断面が偏平形状となり、流路１２に加圧した状態において、図２（ｄ）に示すようにその断面が略円形となるように変形する。中空チューブ１０のうち、スライドヘッド２０がスライドする範囲に相当するスライド部分１２以外の部分については、偏平チューブではなく断面が略円形の円形チューブを用いることが好ましい。この場合、中空チューブ１０は、１本の偏平チューブの両側に、２本の円形チューブを連結して形成されることになる。
【００３２】
スライドヘッド２０は、偏平チューブであるスライド部分１２において屈曲部１６を形成し、かつスライド部分１２に沿って移動可能となっている。屈曲部１６において中空チューブ１０の流路１４が遮断され、あるいは狭められる。
【００３３】
具体的にスライドヘッド２０は、屈曲部１６を形成するためのストッパー２２を有する。中空チューブ１０は、偏平なスライド部分１２においてストッパー２２を支点として折り返される。ローラー２４は、スライド部分１２を繰り出す際の摺動摩擦を低減するために設けられる。ローラー２６は、スライドヘッド２０が移動する際に、移動経路、管壁、障害物等との間の摩擦を低減するために設けられる。なお、図２（ｂ）には、中空チューブ１０の流路１４が一方から加圧され、偏平チューブが、屈曲部１６より上流側において断面が略円形に変形し、屈曲部１６より下流側において、偏平形状を維持した状態を示している。
【００３４】
図３（ａ）、（ｂ）は、スライドヘッド２０の別の構成例を示す図である。図３（ａ）のスライドヘッド２０は、ストッパー２２がヘッド本体の軸２３に対して回動可能に固定される。またローラー２４は、スライド部分１２を繰り出す際の摺動摩擦を低減し、またスライドヘッド２０が移動する際に、移動経路、管壁、障害物等との間の摩擦を低減するために設けられる。ガイド２８は、中空チューブ１０のスライド部分１２の可動範囲を制約する。
【００３５】
図３（ｂ）のスライドヘッド２０は、球状のストッパー２２が中空チューブ１０の流路１４の内部に設けられる。
【００３６】
当業者によれば、スライドヘッド２０の構成が、図２（ａ）、図３（ａ）、（ｂ）に限定されず、その他、同じ機能を奏する別構成を取りうることが理解される。
【００３７】
以上が移動体２の構成である。続いて移動体２の動作を説明する。図４（ａ）〜（ｆ）は、移動体２の前進（繰り出し）時の動作を示す図である。図４（ａ）〜（ｆ）には、管路４内を移動体２が推進する様子が示される。
【００３８】
図４（ａ）〜（ｄ）は、第１状態φ１を、図４（ｅ）、（ｆ）は、第２状態φ２を示す。
第１状態φ１では、中空チューブ１０の第１端Ｅ１が固定されている。また初期状態において、スライドヘッド２０は、スライド部分１２の第１端Ｅ１側のエンドに位置している。この状態で第１端Ｅ１から流路１４が加圧される（図４（ａ））。
【００３９】
その結果、スライドヘッド２０よりも第１端Ｅ１側、言い換えれば流体（たとえば空気）の流れの上流側の中空チューブ１０ａが管路４内において屈曲し、その状態で硬直する。これにより、管路４の内壁に対して中空チューブ１０ａが固定される（図４（ｂ））。
【００４０】
この状態で第１端Ｅ１から加圧を続けると、偏平チューブの屈曲部１６より上流側において、偏平チューブの断面が略円形状に変形する。ここでは便宜的に、屈曲部１６と加圧される第１端Ｅ１の間の部分を上流側チューブと、屈曲部１６と開放されている第２端Ｅ２の間の部分を下流側チューブと称する。加圧を続けると、上流側チューブによってストッパー２２が前方（Ｚ方向）に押し出され、それとともに下流側チューブが上流側に巻き込まれていく。そして上流側チューブの長さが延びることによりスライドヘッド２０が繰り出される（図４（ｃ））。そして上流側の中空チューブ１０ａも伸張する（図４（ｄ））。スライドヘッド２０は、スライド部分１２の第２端Ｅ２側のエンドまで移動すると停止する。
【００４１】
したがって、スライドヘッド２０の長さをＬとするとき、図４（ａ）〜（ｄ）の動作によって、スライドヘッド２０は最大で長さＬ、前進する。
【００４２】
続いて第２状態φ２に切りかえられる。第２状態φ２では、中空チューブ１０の第２端Ｅ２が固定され、そして加圧される。これにより中空チューブ１０のスライドヘッド２０よりも第２端Ｅ２側、すなわち流体の流れの上流側の中空チューブ１０ｂが管路４内において屈曲し、その状態で硬直する。これにより、管路４の内壁に対して中空チューブ１０ｂが固定される。この状態で第２端Ｅ２から加圧を続けると、スライドヘッド２０が推進方向Ｚに移動する。スライドヘッド２０の移動に伴い、スライドヘッド２０よりも第１端Ｅ１側の中空チューブ１０ａが、Ｚ方向に引き出される（図４（ｆ））。そしてスライドヘッド２０は、スライド部分１２の第１端Ｅ１側のエンドまで移動すると停止する。
【００４３】
第２状態においても、スライドヘッド２０は最大で長さＬだけ前進する。
【００４４】
以上の動作を繰り返すことにより、スライドヘッド２０を前方に送り出すことができる。
図４（ａ）〜（ｆ）では、直線状の管路４が示されるが、管路４が折れ曲がっていてもスライドヘッド２０が、管路４の内壁に沿って移動するため、中空チューブ１０を繰り出しつつ、スライドヘッド２０を前進させることができる。
【００４５】
また、移動体２は、地面鉛直方向に伸びる管路４の移動に関して、以下の利点を有する。従来の鉛直方向に移動可能な移動体は、推進のための機構に加えて、管の内壁を押さえつけるための機構が必要となり、本実施の形態に係る移動体２のような、構造的柔軟性を実現することが困難である。これに対して、移動体２によれば、鉛直方向の移動時において、図４（ｂ）、（ｅ）に示されるように、中空チューブ１０の一部が管路４の内壁と接触する。つまり中空チューブ１０の変形が、管の内壁を押さえつけるための機構として機能する。これにより、移動体２では、鉛直方向の移動と、構造的柔軟性を実現でき、これにより複雑な経路の移動が可能となる。
【００４６】
続いて、移動体２の後退移動を説明する。スライドヘッド２０をＺ軸の負方向に移動させるときには、言い換えれば、スライドヘッド２０を駆動ユニット３０側に引き戻すときには、駆動ユニット３０の収容手段３４の動作が、繰り出し時と逆になる。すなわち、第１状態φ１において第２端Ｅ２側を固定し、第２状態φ２において第１端Ｅ１側を固定する。これにより、スライドヘッド２０を複雑な経路内を移動させることができる。
【００４７】
このように、実施の形態に係る移動体２によれば、管路４や複雑な狭隘地形内を移動することが可能となる。
【００４８】
また、中空チューブ１０のスライド部分１２を偏平チューブで構成することにより、推進力を高めることができる。この利点は、スライド部分１２を円形チューブで形成した場合との対比によって明確となる。スライド部分１２が円形チューブである場合、スライドヘッド２０は、そのストッパー２２によって円形チューブを押しつぶしながらスライドすることになるため、円形チューブからの抗力を受ける。これに対して偏平チューブを利用した場合、スライドヘッド２０のストッパー２２より先ははじめからつぶれている（偏平している）ため、無駄な抗力を受けない。以上が、偏平チューブを利用することにより高い推進力を得ることができる理由である。
【００４９】
また、実施の形態に係る移動体２は、スライドヘッド２０がスライド部分１２の範囲のみを移動する。したがって、中空チューブ１０のうち、スライド部分１２以外の部分については、柔軟性を損なわない限りにおいて新たな機構を付加することが可能である。この利点を利用することにより、以下で説明するように、移動体２に操舵機能を実装することができる。
【００５０】
図５（ａ）、（ｂ）は、操舵制御が可能な移動体２ａの構成を示す図である。図５（ａ）は、中空チューブ１０の斜視図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。移動体２ａは、図２の移動体２に加えて、操舵用アクチュエータ４０を有する。
【００５１】
操舵用アクチュエータ４０は、中空チューブ１０のスライド部分１２よりも第１端Ｅ１側においてスライド部分１２と近接する箇所、中空チューブ１０のスライド部分１２よりも第２端Ｅ２側においてスライド部分１２と近接する箇所、の少なくとも一方に設けられる。操舵用アクチュエータ４０は、互いに平行に設けられ、それぞれが外部からの制御によって独立に伸張、収縮、または硬直可能な複数（３本）のガイド部材４２ａ〜４２ｃを含む。
【００５２】
図５（ｂ）に示すように、３本のガイド部材４２ａ〜４２ｃは、断面が略円形の中空チューブ１０に沿って、断面からみて均等に、すなわち１２０°の等間隔に配置される。中空チューブ１０および複数のガイド部材４２ａ〜４２ｃは、保護チューブ４４によって覆われている。保護チューブ４４は、中空チューブ１０、ガイド部材４２ａ〜４２ｃそれぞれを互いに隔離するようその内部が複数の部屋に分割されている。実際には、保護チューブ４４は、ガイド部材４２ａ〜４２ｃの先端部まで覆っている。
【００５３】
ガイド部材４２は、圧力、電気信号、温度の制御などにより、伸張量あるいは収縮量、あるいは硬直の有無が制御可能な材料を用いられる。たとえばこうした材料として、加圧により伸張あるいは硬直するバルーン材料（たとえばラッテクスチューブ）、形状記憶合金、バイオメタルなどが例示される。
【００５４】
本実施の形態において、ガイド部材４２は、加圧すると風船のように伸張あるいは硬直するラテックスチューブである。各ラテックスチューブの一端は、駆動ユニット３０のアクチュエータコントローラ３８と接続されており、独立に加圧状態が制御可能となっている。ガイド部材４２がラテックスチューブの場合、アクチュエータコントローラ３８はポンプで構成できる。ガイド部材４２が電気的に制御される場合、アクチュエータコントローラ３８は電流源、電圧源などで構成でき、ガイド部材４２が温度により制御される場合、アクチュエータコントローラ３８は、熱源で構成できる。
【００５５】
中空チューブ１０および操舵用アクチュエータ４０は、被覆チューブ１８により覆われる。
【００５６】
以上が操舵用アクチュエータ４０の構成である。続いてその動作を説明する。
たとえば図５（ｂ）において、スライドヘッド２０をＹ方向に操舵する場合、操舵方向と反対側に位置するガイド部材４２ｂおよびガイド部材４２ｃを加圧し、それらを伸張させる。この状態で中空チューブ１０の一端Ｅ１を加圧すると、中空チューブ１０は、ガイド部材４２ａ側、つまりＹ方向に折れ曲がる力を発生させる。それによりスライドヘッド２０をＹ方向に推進させることができる。
【００５７】
スライドヘッド２０を推進させたい方向に応じて、ガイド部材４２ａ〜４２ｃのひとつまたは複数を選択し、それらに印加する圧力を適切に制御することにより、スライドヘッド２０を任意の方向に操舵することができる。
【００５８】
続いて、移動体２を用いた探査装置１について説明する。図６は、移動体２を備える探査装置１を示す図である。探査装置１は、上述の移動体２に加えて、移動体２のスライドヘッド２０に取り付けられたセンサ５０と、センサ用のケーブル５２と、を備える。図６において操舵用アクチュエータ４０などは図示しない。その他、スライドヘッド２０にはＬＥＤなどの照明などを設けてもよい。
【００５９】
センサ５０は、カメラ、ガスセンサ、温度センサ、マイクなどが例示される。センサ５０によって取得した情報、あるいはセンサ５０を制御するための制御信号は、ケーブル５２を介して伝送される。ケーブル５２の一端はセンサ５０と接続されており、移動体２のスライドヘッド２０から下流方向に引き出される。
【００６０】
好ましくはケーブル５２は、スライドヘッド２０から所定の長さｄにわたり、中空チューブ１０に対して拘束されておらず、それよりも下流において、中空チューブ１０に対して固定されている。長さｄは、スライド部分１２の長さＬと実質的に同程度あるいはそれより長いことが好ましい。たとえばケーブル５２は、被覆チューブ１８の内側、もしくは図４の保護チューブ４４の内側を通ってもよい。
【００６１】
以上が探査装置１の構成である。この探査装置１によれば、複雑な管路や狭隘地形内をスライドヘッド２０を自在に推進させることができ、情報を取得することができる。
【００６２】
また、ケーブル５２は、スライドヘッド２０付近においては中空チューブ１０に対して自由に移動可能となっているため、中空チューブ１０が、スライドヘッド２０のスライドにともなう推進動作を妨げることはない。さらに、ケーブル５２をスライドヘッド２０付近の所定の長さｄを除く下流部分において中空チューブ１０に対して固定したことにより、下流部分においてケーブル５２の推進量と中空チューブ１０の推進量を一致させることができ、ケーブル５２と中空チューブ１０の間の摩擦を低減でき、推進力を高めることができる。
【００６３】
以上、本発明について、実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。以下、こうした変形例について説明する。
【００６４】
（第１の変形例）
実施の形態の移動体２は、スライドヘッド２０およびスライド部分１２の部分、すなわち推進方向の先頭部分においてのみ推進力が発生する。したがって、中空チューブ１０の繰り出し量が長くなるにしたがい、推進力が低下する恐れがある。第１の変形例では、先頭以外の箇所において推進力を発生可能な移動体２ｂについて説明する。
【００６５】
図７は、第１の変形例に係る移動体２ｂの構成を示す図である。移動体２ｂは、実施の形態に係る移動体２に加えて、複数のラダー中空チューブ６０、複数のスライドユニット６２を備える。
【００６６】
複数のラダー中空チューブ６０はそれぞれ、折り返された中空チューブ１０に対して、はしご状に設けられる。具体的には複数のラダー中空チューブ６０はそれぞれ、中空チューブ１０のスライド部分１２より第１端Ｅ１側１０ａの複数の箇所ｐ１、ｐ２、…と、中空チューブ１０のスライド部分１２より第２端Ｅ２側１０ｂの対応する複数の箇所ｐ１’、ｐ２’…の間において、中空チューブ１０ａの流路１４ａと中空チューブ１０ｂの流路１４ｂを連通する。ラダー中空チューブ６０は、中空チューブ１０のスライド部分１２と同様に偏平チューブであることが好ましい。
【００６７】
複数のスライドユニット６２はそれぞれ、ラダー中空チューブ６０ごとに設けられる。ｉ番目のスライドユニット６２＿ｉは、対応するラダー中空チューブ６０＿ｉの流路を狭めまたは遮断するストッパーを有し、中空チューブ１０の流路１４を一端Ｅ１（Ｅ２）から加圧すると、ラダー中空チューブ６０＿ｉを中空チューブ１０の他端Ｅ２（Ｅ１）に向かってスライド可能に構成される。スライドユニット６２は、スライドヘッド２０と同様に構成することができる。
【００６８】
第１の変形例によれば、ラダー中空チューブ６０およびスライドユニット６２のペアが設けられる複数の箇所Ｐ１、Ｐ２、…それぞれにおいて、独立した推進力を発生させることができる。その結果、中空チューブ１０の繰り出し量が長くなっても、推進力の低下を抑制することができる。
【００６９】
（第２の変形例）
実施の形態に係る移動体２は、中空チューブ１０を加圧したときに、中空チューブ１０が変形し、管路の内壁や障害物に対して接触し、壁や障害物からの抗力を利用してスライドヘッド２０を推進させるものであった。この場合、壁や障害物が存在しない状況では、推進力が著しく低下し、あるいは推進方向が予測不能となる場合がある。第２の変形例では、自由空間においても利用可能な移動体２ｃについて説明する。
【００７０】
図８は、第２の変形例に係る移動体２ｃの構成を示す図である。移動体２ｃは上述の移動体２に加えて、複数の第１拘束部材７０、複数の第２拘束部材７２を備える。
【００７１】
複数の第１拘束部材７０はそれぞれ、その一端が、中空チューブ１０のスライド部分１２と第１端Ｅ１の間１０ａの一箇所に固定され、その他端が、中空チューブ１０のスライド部分１２と第２端Ｅ２の間の部分にスライド可能に取り付けられる。
複数の第２拘束部材７２はそれぞれ、その一端が、中空チューブ１０のスライド部分１２と第２端Ｅ２の間１０ｂの一箇所に固定され、その他端が、中空チューブ１０のスライド部分１２と第１端Ｅ１の間１０ａの部分にスライド可能に取り付けられる。第１拘束部材７０と第２拘束部材７２は、推進方向Ｚに対して交互に配置される。
【００７２】
この移動体２ｃによれば、第１状態φ１においては、中空チューブ１０のスライド部分１２よりも第２端Ｅ２側のチューブ１０ｂを、第１端側のチューブ１０ａからの抗力を利用して前方に推進させることができ、第２状態φ２においては、中空チューブ１０のスライド部分１２よりも第１端Ｅ１側のチューブ１０ａを、第２端Ｅ２側のチューブ１０ｂからの抗力を利用して前方に推進させることができる。したがって、管路や狭隘地形内において、中空チューブが内壁や障害物等から受ける抗力が小さい場合、あるいは自由空間においても、スライドヘッド２０を確実に推進させることができる。
【００７３】
実施の形態にもとづき、具体的な用語を用いて本発明を説明したが、実施の形態は、本発明の原理、応用を示しているにすぎず、実施の形態には、請求の範囲に規定された本発明の思想を逸脱しない範囲において、多くの変形例や配置の変更が認められる。
【符号の説明】
【００７４】
１…探査装置、２…移動体、４…管路、１０…中空チューブ、１２…スライド部分、１４…流路、１６…屈曲部、１８…被覆チューブ、Ｅ１…第１端、Ｅ２…第２端、２０…スライドヘッド、２２…ストッパー、２４…ローラー、３０…駆動ユニット、３２…ポンプ、３４…収容機構、３６…固定機構、３８…アクチュエータコントローラ、４０…操舵用アクチュエータ、４２…ガイド部材、４４…保護チューブ、５０…センサ、５２…ケーブル、６０…ラダー中空チューブ、６２…スライドユニット、７０…第１拘束部材、７２…第２拘束部材。
【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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