(57)【要約】  簡単な構造で、走行方向全体の長さを短くでき、前進及び後退動作のための大きな駆動力を設定することができる管内走行装置及び走行体を提供することを目的とする。  管内走行装置は、配管内を通過可能な少なくとも３個の走行体を備え、全ての走行体は、走行体本体の走行方向の一側に設けた一対の走行輪と、一対の走行輪を回転駆動する駆動部材と、他の走行体とピッチ方向へ屈曲可能に連結するための連結部材と、隣り合う走行体をヨー方向へ揺動させる揺動部材とを有している。連結部材は、走行体本体の走行方向の一側に設けた第１のメンバと他側に設けた第２のメンバとを有し、全ての走行体を連結部材を介して一列に連結して走行体連結体を構成している。そして、隣り合う走行体間に弾性部材を介在して設け、このバネ力により走行体連結体をピッチ方向へ弾性的に折り曲げ、更に、走行体連結体の走行輪の無い側に一対の遊動輪を回転自在に設けた。
2014076806.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
配管内を通過可能な少なくとも３個の走行体を備え、
全ての前記走行体は、配管内に挿入される走行体本体と、前記配管内に挿入され且つ前記走行体本体の走行方向の一側に設けた一対の走行輪と、前記一対の走行輪を回転駆動する駆動部材と、他の走行体とピッチ方向へ屈曲可能に連結するために前記走行体本体に設けた連結部材と、前記連結部材を介して連結された隣り合う走行体をヨー方向へ揺動させる揺動部材と、を有し、前記連結部材は、前記走行体本体の走行方向の一側に設けた第１のメンバと前記走行体本体の走行方向の他側に設けた第２のメンバとを有し、
全ての前記走行体を前記連結部材を介して一列に連結して走行体連結体を構成すると共に、前記走行体連結体の隣り合う走行体間に弾性部材を介在して設け、前記弾性部材のバネ力により当該走行体連結体をピッチ方向へ弾性的に折り曲げ、さらに、前記走行体連結体の前記走行方向の一側の前記走行輪の無い側に一対の遊動輪を回転自在に設けた
ことを特徴とする管内走行装置。
【請求項２】
前記複数の走行輪と前記一対の遊動輪は、前記走行体連結体を挟むように走行方向と交差する方向の両側に配置すると共に外周面が全体として球体の一部をなすように形成した
ことを特徴とする請求項１記載の管内走行装置。
【請求項３】
前記第１のメンバは、前記走行体本体に回動可能に支持された端面ブラケットからなり、前記第２のメンバは、前記走行体本体に揺動可能に支持された揺動ブラケットからなり、
前記走行体連結体の隣り合う走行体間において、前記端面ブラケットを隣り合う走行体の前記揺動ブラケットに固定し、前記揺動ブラケットを隣り合う走行体の前記端面ブラケットに固定し、
前記第１のメンバと前記第２のメンバとの間にヨー方向の揺動を与える駆動系を設けた
ことを特徴とする請求項１記載の管内走行装置。
【請求項４】
前記弾性部材はコイルバネからなり、
すべての前記コイルバネの一端を前記第2のメンバにそれぞれ係止すると共に、すべての前記コイルバネの他端を一つ置きに逆方向へ捩じって前記第1のメンバに係合させることにより、隣り合う走行体間に架け渡された前記コイルバネのバネ力を一つ置きに法線方向の逆方向に作用させて前記走行体連結体をジグザグ状に折り曲げる構成とした
ことを特徴とする請求項３記載の管内走行装置。
【請求項５】
配管内に挿入される走行体本体と、前記配管内に挿入され且つ前記走行体本体の走行方向の一側に設けた一対の走行輪と、前記一対の走行輪を回転駆動する駆動部材と、他の走行体とピッチ方向へ屈曲可能に連結するために前記走行体本体に設けた連結部材と、前記連結部材を介して連結された隣り合う走行体をヨー方向へ揺動させる揺動部材と、を備え、
前記連結部材は、前記走行体本体の走行方向の一側に設けた第１のメンバと前記走行体本体の走行方向の他側に設けた第２のメンバとを有する
ことを特徴とする走行体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配管の内部を前進・後退自在に走行可能な管内走行装置に関し、特に、配管内の分岐点において任意の方向へ移動可能な管内走行装置及びその走行体に関する。
【背景技術】
【０００２】
化学プラント、燃料ガス、上水道等の配管設備においては、安全性や品質管理その他の観点から、配管の内部の状態を定期的に又は任意の時期に検査し、配管の内面に付着する垢の有無や管に発生する亀裂の有無等をチェックする必要がある。【０００３】
特許文献１及び非特許文献１には、配管の内部を移動しながら配管の内面を検査するための装置の例が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−７６４７５号
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】「複合配管構造の内部検査用の蛇状ロボット（A snake-like robot for Internal inspection of complex pipestructures）（ＰＩＫｏ）」“The 2009 IEEE/RSJ InterNational Conference on Intelligent Robotsand Systems, October 11-15, 2009 St. Louis, USA
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１には、少なくとも１個の駆動ユニットと少なくとも１個の検査ユニットとを有し、検査対象の配管内に挿入可能な配管検査装置が記載されている。その駆動ユニットは、複数の駆動部と、その駆動部を連結する複数の連結部と、駆動部及び連結部を通る２本の操縦用ケーブルと、その操縦用ケーブルの張力を調節する張力調節部とを有し、駆動部はモータによって回転可能な車輪と、その車輪に装着された車輪とを有している。この配管検査装置では、２本の操縦用ケーブルを互いに同一の力によって引っ張ることにより、駆動ユニットがジグザグ状に屈折して車輪が配管の内面に接触した状態で駆動ユニットが前進する。また、２本の操縦用ケーブルを互いに異なる張力によって引っ張ることにより、駆動ユニットがジグザグ状に屈折しつつ螺旋状に配列され、駆動部の車輪が配管の内面に接触した状態で駆動ユニットが螺旋状に進むように構成されている。【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載された配管検査装置においては、それぞれが一対の車輪を有する複数の走行体を互いに揺動可能な状態で１列に連結した走行体連結体と、その走行体連結体の一側に設けられた一対の車輪と、走行体連結体の他側に配置された張力調整部とによって１個の駆動ユニットが構成されている。張力調整部は、操縦用ケーブルを巻き取るためのリールと、一対の車輪とを有し、リールの巻き取り方向を正逆切り替えることにより操縦用ケーブルの張力のバランスを変えることができるようになっている。【０００８】
この配管検査装置の駆動ユニットでは、Ｌ字状に折り曲げ形成された水平部の一側の中間直線部から垂直方向に延びる垂直直線部を有する配管構造において、中間直線部を経て垂直直線部へ通過するためには、１個の駆動ユニットの全体が中間直線部内に入り込んでいる必要がある。その理由は、駆動ユニットの走行動作が、２本の操縦用ケーブルの張力調節によって実行されるからである。そのため、１個の駆動ユニットの走行方向の長さが長くなってしまい、配管の中間直線部の長さを短くできないという課題があった。【０００９】
さらに、一対の操縦用ケーブルのテンションを変えることで推進力を発生させる構造となっていたため、操縦用ケーブルが走行体の角部と擦れ合ってしまい、その部分が擦り切れるおそれがあった。そのため、一対の操縦用ケーブルを大きな引っ張り力で押し引きすることができず、隣り合う走行体の間を大きく揺動させることができないという課題もあった。【００１０】
また、非特許文献１には、複合配管構造の内部検査用の蛇状ロボットに関するものが記載されている。この蛇状ロボットは、５個の走行体を走行方向へ一列に配置し、隣り合う走行体間の一側を水平方向に、且つ、他側を垂直方向に揺動可能に連結している。そして、走行体の走行方向の略中央部には、左右及び上下方向に対向するように配置された二対の車輪（合計４個）を有しており、この二対の車輪を水平方向へ揺動させると共に、二対の車輪を前転又は後転させることにより、蛇行運動を与えて前進又は後退させるように構成されている。【００１１】
しかしながら、この蛇状ロボットにおいては、それぞれの走行体の略中央部に揺動中心が設定されていたため、隣り合う走行体間における揺動角度を大きくとることができなかった。そのため、前述した配管検査装置と同様に、蛇状ロボットにおける走行方向全体の全長が長くなるという問題があった。【００１２】
本発明の目的は、配管内の分岐点において任意の方向へ移動可能な管内走行装置及びその走行体を、簡単な構造でありながら、走行方向全体の長さを短くできると共に、前進及び後退動作のための駆動力を大きくすることができる管内走行装置及び、これに用いられる走行体を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の管内走行装置は、配管内を通過可能な少なくとも３個の走行体を備えている。全ての走行体は、配管内に挿入される走行体本体と、その配管内に挿入され且つ走行体本体の走行方向の一側に設けた一対の走行輪と、この一対の走行輪を回転駆動する駆動部材と、他の走行体とピッチ方向へ屈曲可能に連結するために走行体本体に設けた連結部材と、この連結部材を介して連結された隣り合う走行体をヨー方向へ揺動させる揺動部材と、を有している。連結部材は、走行体本体の走行方向の一側に設けた第１のメンバと走行体本体の走行方向の他側に設けた第２のメンバとを有し、全ての走行体を連結部材を介して一列に連結して走行体連結体を構成している。そして、走行体連結体の隣り合う走行体間に弾性部材を介在して設け、この弾性部材のバネ力により走行体連結体をピッチ方向へ弾性的に折り曲げ、さらに、走行体連結体の走行方向の一側の走行輪の無い側に一対の遊動輪を回転自在に設けた。【００１４】
複数の走行輪と一対の遊動輪は、走行体連結体を挟むように走行方向と交差する方向の両側に配置すると共に外周面が全体として球体の一部をなすように形成した。【００１５】
第１のメンバは、走行体本体に回動可能に支持された端面ブラケットからなり、第２のメンバは、走行体本体に揺動可能に支持された揺動ブラケットからなり、走行体連結体の隣り合う走行体間において、端面ブラケットを隣り合う走行体の揺動ブラケットに固定し、揺動ブラケットを隣り合う走行体の端面ブラケットに固定し、第１のメンバと第２のメンバとの間にヨー方向の揺動を与える駆動系を設けた。【００１６】
弾性部材はコイルバネからなり、すべてのコイルバネの一端を第2のメンバにそれぞれ係止すると共に、すべてのコイルバネの他端を一つ置きに逆方向へ捻じって第1のメンバに係合させることにより、隣り合う走行体間に架け渡されたコイルバネのバネ力を一つ置きに法線方向の逆方向に作用させて走行体連結体をジグザグ状に折り曲げる構成とした。【００１７】
配管内に挿入される走行体本体と、配管内に挿入され且つ走行体本体の走行方向の一側に設けた一対の走行輪と、この一対の走行輪を回転駆動する駆動部材と、他の走行体とピッチ方向へ屈曲可能に連結するために走行体本体に設けた連結部材と、この連結部材を介して連結された隣り合う走行体をヨー方向へ揺動させる揺動部材と、を備えている。連結部材は、走行体本体の走行方向の一側に設けた第１のメンバと走行体本体の走行方向の他側に設けた第２のメンバとを有している。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、簡単な構造でありながら、走行方向全体の長さを短くできると共に、前進及び後退動作のための大きな駆動力を設定することができる管内走行装置及び、これに用いられる走行体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の管内走行装置に用いられる走行体の一実施例を示す斜視図である。
【図２】本発明の管内走行装置に用いられる走行体の一実施例を平面側から見た斜視図である。
【図３】本発明の管内走行装置に用いられる走行体の一実施例を底面側から見た斜視図である。
【図４】本発明の管内走行装置に用いられる走行体の一実施例の正面図である。
【図５】本発明の管内走行装置に用いられる走行体の一実施例の平面図である。
【図６】図４に示す走行体のＸ−Ｘ線断面図である。
【図７】本発明の管内走行装置に用いられる走行体の一実施例の右側面図である。
【図８】図４に示す走行体のＹ−Ｙ線断面図である。
【図９】図４に示す走行体のＺ−Ｚ線断面図である。
【図１０】本発明の管内走行装置に用いられる走行体の一実施例の分解斜視図である。
【図１１】本発明の管内走行装置の一実施例に係る走行体連結体の伸長状態（弾性部材のバネ力が作用していない状態）を示すもので、図１１Ａは斜視図、図１１Ｂは正面図、図１１Ｃは平面図、図１１Ｄは右側面図である。
【図１２】本発明の管内走行装置の一実施例に係る走行体連結体の収縮状態（弾性部材のバネ力が作用している状態、即ち、走行体連結体がピッチ方向へジグザグ状に蛇行している場合）を示すもので、図１２Ａは斜視図、図１２Ｂは正面図、図１２Ｃは平面図、図１２Ｄは右側面図である。
【図１３】図１２に示す走行体連結体の収縮状態を実現するための一実施例を示すもので、コイルバネと端面ブラケットに設けた複数の係止穴との関係を説明するための説明図である。
【図１４】本発明の管内走行装置の一実施例に係る走行体連結体の水平方向への蛇行状態（走行体連結体がヨー方向へジグザグ状に蛇行している場合）を示すもので、図１４Ａは斜視図、図１４Ｂは正面図、図１４Ｃは平面図、図１４Ｄは右側面図である。
【図１５】本発明の管内走行装置の一実施例に係る走行体連結体が配管内を真っ直ぐに進む動作状態を説明するもので、図１５Ａは第１の走行輪部分の断面図、図１５Ｂは第２の走行輪部分の断面図、図１５Ｃは第３の走行輪部分の断面図、図１５Ｄは第４の走行輪部分の断面図、図１５Ｅは第５の走行輪部分の断面図である。
【図１６】本発明の管内走行装置の一実施例に係る走行体連結体が配管内を蛇行しながら移動する動作状態を説明するもので、図１６Ａは第１の走行輪部分の断面図、図１６Ｂは第２の走行輪部分の断面図、図１６Ｃは第３の走行輪部分の断面図、図１６Ｄは第４の走行輪部分の断面図、図１６Ｅは第５の走行輪部分の断面図である。
【図１７】本発明の管内走行装置の一実施例に係る走行体連結体の動作状態を説明するもので、配管のＬ形部分の一方の中間直線部に走行体連結体が位置する状態の説明図である。
【図１８】本発明の管内走行装置の一実施例に係る走行体連結体の動作状態を説明するもので、図１８Ａは第１の走行輪部分が配管のＬ形部分の他方の中間直線部に移動した状態、図１８Ｂは第２の走行輪部分が配管のＬ形部分の他方の中間直線部に移動した状態、図１８Ｃは第３の走行輪部分が配管のＬ形部分の他方の中間直線部に移動した状態を、それぞれ示す説明図である。
【図１９】本発明の管内走行装置の一実施例に係る走行体連結体の動作状態を説明するもので、図１９Ａは第４の走行輪部分が配管のＬ形部分の折り曲げ部に移動した状態、図１９Ｂは第４の走行輪部分が配管のＬ形部分の他方の中間直線部に移動した状態、図１９Ｃは第５の走行輪部分が配管のＬ形部分の他方の中間直線部に移動した状態を、それぞれ示す説明図である。
【図２０】本発明の管内走行装置の一実施例に係る走行体連結体の動作状態を説明するもので、図２０Ａは図１９Ｃの状態から配管のＬ形部分の他方の中間直線部において略３０度旋回移動した状態、図２０Ｂは図２０Ａの状態から略３０度旋回移動した状態、図２０Ｃは図２０Ｂの状態から更に略３０度旋回移動した状態を、それぞれ示す説明図である。
【図２１】本発明の管内走行装置の一実施例に係る走行体連結体の動作状態を説明するもので、図２１Ａは配管のＬ形部分の他方の中間直線部から垂直直線部に近づいた状態、図２１Ｂは図２１Ａの状態から垂直直線部に入り込む直前の状態、図２１Ｃは第１の走行輪部分が垂直直線部に入り込んだ状態を、それぞれ示す説明図である。
【図２２】本発明の管内走行装置の一実施例に係る走行体連結体の動作状態を説明するもので、図２２Ａは第２の走行輪部分が垂直直線部に入り込む状態、図２２Ｂは第３の走行輪部分が垂直直線部に入り込む状態を、それぞれ示す説明図である。
【図２３】本発明の管内走行装置の一実施例に係る走行体連結体の動作状態を説明するもので、第３の走行輪部分が垂直直線部に入り込んだ状態を示す説明図である。
【図２４】本発明の管内走行装置の一実施例に係る走行体連結体の制御装置の一例を示す概略説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に、図１乃至図２４を参照して、本発明の管内走行装置、走行体連結体及び走行体の例を説明する。本発明の管内走行装置に係る走行体連結体は、少なくとも３個の走行体を備えて構成され、この実施例では４個の走行体を備えている。しかしながら、１個の走行体連結体は、３個の走行体によって構成することができ、また、５個以上の走行体によって構成することもできる。
【００２１】
まず、走行体１について説明する。図１乃至図１０に示すように、走行体１は、走行体本体２と、一対の走行輪３，４と、一対の走行輪３，４を回転駆動する駆動部材５と、他の走行体１と揺動可能に連結するための連結部材６と、隣り合う走行体１を揺動させる揺動部材７とを有している。
【００２２】
走行体本体２は、図１０等に示すように、ベース部材１０とカバー部材１１とからなり、ベース部材１０に対してカバー部材１１が複数個の取付ネジ１２によって着脱可能に取り付けられている。ベース部材１０は、駆動部材５の走行用モータ１４と揺動部材７の揺動用モータ１５とを保持可能な筒状の部材からなり、走行用モータ１４と揺動用モータ１５は互いに平行に配置されてベース部材１０に固定されている。ベース部材１０は、筒軸方向の一端を閉じる第１の端面部１０ａと、筒軸方向の他端の一部を閉じる第２の端面部１０ｂとを有している。ベース部材１０の第１の端面部１０ａにはネジ穴からなる第１の嵌合穴１７ａが設けられ、第２の端面部１０ｂにはネジ穴からなる第２の嵌合穴１７ｂが設けられている。
【００２３】
駆動部材５は、一対の走行輪３，４を回転駆動するもので、走行用モータ１４と、一対の傘歯車２０，２７を備えている。走行用モータ１４は、円筒状をなすモータ本体の一側から突出された回転軸１８を有している。モータ本体の回転軸１８側の端部には、外周面にネジ部を設けた取付座１４ａが設けられている。この取付座１４ａを第１の嵌合穴１７ａに螺合させることにより、回転軸１８を第１の嵌合穴１７ａから突出させた状態で走行用モータ１４がベース部材１０に固定されている。回転軸１８には、駆動側の傘歯車２０が固定ネジ２１により固定されて一体的に回転自在とされている。
【００２４】
ベース部材１０の第１の端面部１０ａの外面にはカバー筒体２２が複数本の固定ネジ２３によって固定されている。カバー筒体２２は、両端が開口された円筒状の部材からなり、第１の端面部１０ａに固定される固定部には、回転軸１８等を貫通させるための開口穴２５が設けられている。図１、図６、図８に示すように、カバー筒体２２には、その軸心線部分を貫通する車輪軸２６が配置されており、その車輪軸２６には従動側の傘歯車２７が固定ネジ２８によって回転方向へ一体をなすように固定されている。この従動側傘歯車２７が駆動側傘歯車２０に噛合されており、両傘歯車２０，２７を介して車輪軸２６が走行用モータ１４によって回転駆動される。
【００２５】
カバー筒体２２の筒軸方向両端の開口部には、第１のメンバである端面ブラケット３０がそれぞれ配置されている。各端面ブラケット３０は、カバー筒体２２の開口部を覆う円板状の端面部３０ａと、この端面部３０ａの外周縁に連続して一面側に突出した外筒部３０ｂと、中央部において一面側に突出した内筒部３０ｃとを有し、内筒部３０ｃ及び端面部３０ａの中央にはこれらを貫通するセンタ穴３０ｄが設けられている。この一対の端面ブラケット３０，３０が、それぞれ外周側軸受３１を介してカバー筒体２２の開口部に回転自在に支持されている。外周側軸受３１の外輪はカバー筒体２２の穴に嵌合され、外周側軸受３１の内輪は端面ブラケット３０の内筒部３０ｃの外周に嵌合されている。
【００２６】
端面ブラケット３０の内筒部３０ｃの中央に貫通されたセンタ穴３０ｄには内周側軸受３２が嵌合されている。内周側軸受３２の外輪がセンタ穴３０ｄに嵌合され、その内輪に車輪軸２６が貫通されている。これにより、車輪軸２６が一対の端面ブラケット３０，３０を介してカバー筒体２２に回転自在に支持されていて、１列に連結された走行体連結体の隣り合う走行体１を垂直方向へ揺動（ピッチ運動）可能に構成されている。車輪軸２６は、その両端が各端面ブラケット３０のセンタ穴３０ｄを貫通して外側に突出されており、それらの突出部に一対の走行輪３，４が固定されている。
【００２７】
図１，６，１０等に示すように、走行輪３，４は、車輪本体３４と、この車輪本体３４の外周面を覆う動力伝達部３５とを有し、車輪本体３４の外周面に動力伝達部３５が接着材その他の固着手段によって一体的に形成されている。車輪本体３４は、円盤状の端面部３４ａと、この端面部３４ａの外周縁に連続して半径方向外側であって一面側に傾斜して展開された接触面部３４ｂとを有している。一対の接触面部３４ｂの外周面は、全体として球体の一部を形成するよう球面状に形成されている。この接触面部３４ｂの外周面の全体から端面部３４ａの中央部近傍まで連続するように動力伝達部３５が形成されている。動力伝達部３５は、走行用モータ１４により発生した動力を走行輪３，４の車輪本体３４から配管の内面に伝達して摩擦力を発生させるもので、摩擦係数が大きくて動力伝達可能な伝動材料によって形成されている。動力伝動部３５の材質としては、例えば、シリコンゴム、ブチルゴムその他各種のゴム材が好適であるが、動力伝達可能な各種の材料を用いることができる。
【００２８】
一対の走行輪３，４は、それぞれワッシャ３７を介在させて取付ネジ３８により車輪軸２６の端面部に着脱可能に締め付け固定されている。また、カバー筒体２２の両端の開口部を閉じる一対の端面ブラケット３０，３０の間には、複数個の走行体１を縦方向へ一列に連結させた走行体連結体をピッチ方向（車輪軸２６の軸方向を水平方向としたときの垂直方向）へジグザグ状に折り曲げるためのバネ力を発生させる弾性部材の一具体例を示すコイルバネ４０が配置されている。
【００２９】
コイルバネ４０の中心部分には車輪軸２６が同心をなすように挿通されており、従動側傘歯車２７と対向するように配置されている。コイルバネ４０の一端である固定端４０ａは、図１３に示すように、一方の端面ブラケット３０の内筒部３０ｃに設けた複数の係止穴４８（本実施例では8個）の1つに掛け止められて固定されている。このコイルバネ４０の固定端４０ａを係止するための係止穴４８の位置を変えることにより、コイルバネ４０を捩じることにより発生するバネ力の大きさとそのバネ力の作用方向（時計方向と反時計方向）とを変えることができる。このコイルバネ４０のバネ力の大小と作用方向の切換えについては、後に詳細に説明する。
【００３０】
コイルバネ４０の他端である自由端４０ｂは法線方向に延在されており、カバー筒体２２に設けた貫通穴に挿通され、その貫通穴を貫通してカバー筒体２２の外周面から外側に突出されている。このコイルバネ４０は、その固定端４０ａにおいて法線方向へ捻じりを加えることで発生するバネ力を用いるように使用されている。即ち、隣り合う走行体１におけるコイルバネ４０により発生するバネ力の方向を交互に逆方向へ設定することにより、複数の走行体１を上下交互に折り曲げるように構成している。この上下方向における交互の折り曲げ状態は、後に図１１〜図１３を参照して詳細に説明する。
【００３１】
上述した走行用モータ１４を駆動すると、一対の走行輪３，４が同方向へ等速度で回転駆動される。即ち、走行用モータ１４を駆動すると、その駆動力が回転軸１８を介して駆動側傘歯車２０から従動側傘歯車２７に伝達される。これにより、従動側傘歯車２７と回転方向に一体とされた車輪軸２６を介して、その車輪軸２６の両端に固定された一対の走行輪３，４が同一速度で同方向へ回転駆動（前方回転又は後方回転）される。
【００３２】
図１及び図６等に示すように、揺動部材７の揺動用モータ１５は、１列に連結された走行体連結体の隣り合う走行体１を水平方向へ揺動（ヨー運動）させるためのもので、円筒状をなすモータ本体の一側から回転軸４３が突出されている。揺動用モータ１５のモータ本体の回転軸４３側の端部には、外周面にネジ部を設けた取付座１５ａが設けられている。揺動用モータ１５は、走行用モータ１４とは反対側に回転軸４３を突出させた状態で、取付座１５ａを第２の嵌合穴１７ｂに螺合させることにより、回転軸４３を一対の車輪３，４と反対側に突出させるように配置されている。揺動用モータ１５の回転軸４３には、ナット部材４４が回転方向へ一体となるように連結されている。
【００３３】
ナット部材４４は、軸心部分を貫通する穴を有するリング状の部材からなり、その穴の軸方向の一側は断面四角形をなす角穴４５ａとされ、軸方向の他側にはネジ部４５ｂが設けられている。回転軸４３の突出部は四角形の角柱状に形成されており、この回転軸４３を角穴４５ａに嵌合することによりナット部材４４が回転軸４３と一体に回転される。ナット部材４４の軸方向の両端には内側軸受４６と外側軸受４７とが取り付けられており、両軸受４６，４７を介してナット部材４４がベース部材１０に対して回転自在に支持されている。
【００３４】
ナット部材４４のネジ部４５ｂには進退部材４９のネジ軸部４９ａが螺合されている。ナット部材４４は、ネジ軸部４９ａの軸方向の一側に連続して形成された作用部４９ｂを有している。作用部４９ｂには、ネジ軸部４９ａの軸方向と交差する方向に開口された切欠き溝５０が設けられている。
【００３５】
図１及び図６等に示すように、ベース部材１０の一対の走行輪３，４が配置された側と反対側には取付プレート５２が配置されており、その取付プレート５２は複数個の取付ネジ５３によりベース部材１０に対して着脱可能に締め付け固定されている。図６等に示す符号５４は、内側軸受４６と外側軸受４７との間に介在させたスリーブであり、符号５５は、外側軸受４７と取付プレート５２との間に介在させたスリーブである。
【００３６】
図１０に示すように、取付プレート５２は略長方形をなす平板状の部材からなり、その一面の長手方向の中央部には、その長手方向と交差する方向に貫通する挿通穴を有する軸受部５２ａが設けられている。この軸受部５２ａの挿通穴には枢軸５７が回転自在に挿通されている。この枢軸５７を介して揺動ブラケット５８が取付プレート５２に揺動可能に取り付けられている。第２のメンバである揺動ブラケット５８は、一面側に一対の軸受片５８ａ，５８ａを有し、且つ、他面側にカバー筒体２２と係合するための凹部５８ｂを設けている。
【００３７】
揺動ブラケット５８の一対の軸受片５８ａ，５８ａは、長手方向と交差する方向に所定の隙間をあけてその長手方向へ延在するように対向されている。この一対の軸受片５８ａ，５８ａ間に枢軸５７が介在されており、その枢軸５７が軸方向の両外側から取付ネジ６０によって揺動ブラケット５８に取り付けられている。更に、一対の軸受片５８ａ，５８ａ間には、長手方向の略中央部に配置された枢軸５７と所定の間隔をあけて平行をなすように揺動ピン６１が配置されている。揺動ピン６１は、軸方向の両外側から取付ネジ６２によって揺動ブラケット５８に固定されている。この揺動ピン６１に、進退部材４９の作用部４９ｂに設けた切欠き溝５０が摺動可能に係合されている。進退部材４９は、そのネジ軸部４９ａがナット部材４４のネジ部４５ｂに螺合されていて、その角穴４５ａに揺動用モータ１５の回転軸４３が係合されている。
【００３８】
上述した揺動用モータ１５を駆動すると、ベース部材１０に固定された取付プレート５２に対して揺動ブラケット５８が水平方向へ揺動（ヨー運動）される。即ち、揺動用モータ１５を一方へ回転すると、その回転力が回転軸１８を介してナット部材４４に伝達され、更に、ナット部材４４から進退部材４９に伝達される。このとき、揺動用モータ１５の回転方向に対応したナット部材４４の回転方向に応じて、進退部材４９が前進又は後退動作される。その結果、進退部材４９が前進（外側へ突出する方向）すると、揺動ブラケット５８が、図６において時計方向へ回動される。これに対して、進退部材４９が後退（内側へ引っ込む方向）すると、揺動ブラケット５８が、図６において反時計方向へ回動される。
【００３９】
図１，６，１０に示すように、揺動ブラケット５８の凹部５８ｂは、カバー筒体２２の外周面と対応する曲面形状をなすように形成されている。更に、揺動ブラケット５８の凹部５８ｂには、一対の端面ブラケット３０，３０を位置決めするための複数の突起６３が設けられている。これらの突起６３に対応して一対の端面ブラケット３０，３０には同数の位置決め穴６５が設けられている。この複数の突起６３を位置決め穴６５にそれぞれ係合させ、揺動ブラケット５８と一対の端面ブラケット３０，３０を取付ネジ６４でネジ止めすることにより、隣り合う位置に配置された走行体１同士がピッチ運動可能に連結される。
【００４０】
図１０に示すように、ベース部材１０の上面には、走行体１の動作をコントロールするための駆動用コントローラ７０が取り付けられている。駆動用コントローラ７０は、所定の形状を有する配線パターンを設けた配線基板７１と、この配線基板７１に搭載されたマイクロコンピュータやＬＳＩ、コンデンサ、抵抗等の電子部品７２等を備えて構成されている。駆動用コントローラ７０は、複数個の取付ネジ７３によってベース部材１０に締め付け固定されている。この駆動用コントローラ７０を覆い隠すようにカバー部材１１がベース部材１０の上面に搭載され、複数個の取付ネジ１２によって締め付け固定されている。
【００４１】
上述したような構成を有する走行体１の４個を縦方向へ一列に連結することにより、本発明の一実施例に係る４個の走行体１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄからなる走行体連結体８０が構成されている。図１１は、走行体連結体８０の走行方向の中心が直線状に真っ直ぐ延在されたストレート状態を示すものである。また、図１２は、走行体連結体８０のピッチ状態（走行体連結体８０が置かれた載置面に対して垂直方向へ交互に折れ曲がった上下蛇行状態）を示す図である。更に、図１４は、走行体連結体８０のヨー状態（走行体連結体８０が置かれた載置面に対して平行となる水平方向へ蛇行した左右蛇行状態）を示す図である。
【００４２】
走行体連結体８０は、４個の走行体１Ａ〜１Ｄを縦方向へ一列に配置し、隣り合う走行体１の揺動ブラケット５８と一対の端面ブラケット３０，３０をネジ止めする。即ち、１段目の走行体１Ａ（２段目から４段目までの走行体１Ｂ〜１Ｄの場合も同様）の揺動ブラケット５８の凹部５８ｂに２段目の走行体１Ｂのカバー筒体２２の筒軸方向両側に配置された一対の端面ブラケット３０，３０の各外筒部３０ｂを当接させる。このとき、揺動ブラケット５８に設けた複数の突起６３を一対の端面ブラケット３０，３０に設けた位置決め穴６５に嵌合させて位置決めする。そして、複数個の取付ネジ６４を締め付けることにより、揺動部材５８と一対の端面ブラケット３０，３０とを固定する。
【００４３】
これにより、図１１Ａ〜１１Ｄに示すように、４個の走行体１が、ピッチ方向（載置面に対する垂直方向）に揺動可能であって、ヨー方向（載置面に対する水平方向）にも揺動可能な状態で１列に連結される。更に、図１１、図１２及び図１４に示すように、４段目の走行体１Ｄの一対の走行輪３，４の反対側に配置された揺動部材５８に、車輪ブラケット８２を取付ネジ等の固着手段を用いて取り付ける。車輪ブラケット８２は、断面形状がコ字状に形成された支持部材からなり、その両端の支持部には一対の遊動輪８３，８４が回転自在に取り付けられている。これにより、４個の走行体１Ａ〜１Ｄに一対の遊動輪８３，８４を加えた走行体連結体８０が構成されている。
【００４４】
なお、図１１に示す走行体連結体８０は、４個の走行体１Ａ〜１Ｄを単に１列に連結した状態を示すもので、実際に走行可能な状態を示すものではない。図１１においては、コイルバネ４０のバネ力の作用を考慮していないからである。図１１に示す走行体連結体８０に３個のコイルバネ４０を所定方向にバネ力が作用するようにセットすることにより、図１２Ａ〜１２Ｄに示すように、ピッチ方向へ交互に折り曲げたような走行可能な状態に構成することができる。
【００４５】
即ち、図１１Ａ〜図１１Ｄに示す状態の際に、図１３に示すように、１節目（１台目の走行体１Ａと２台目の走行体１Ｂとの連結部）においては、２台目の走行体１Ｂのコイルバネ４０の固定端４０ａを、例えば、時計方向に所定角度（例えば、３０度、６０度、９０度等、この角度は任意に設定することができる。）だけ捻じった状態で、その位置にあるか又はその位置から最も近い位置にある係止穴４８に嵌合する。これにより、１節目の２個の走行体１Ａ，１Ｂが上方へ凸となる突き上がった状態となり、逆Ｖ字形の状態で２個の走行体１Ａ，１Ｂが連結される。
【００４６】
次に、２節目（２台目の走行体１Ｂと３台目の走行体１Ｃとの連結部）においては、３台目の走行体１Ｃのコイルバネ４０の固定端４０ａを、１節目とは逆の反時計方向に所定角度（３０度、６０度、９０度等）だけ捻じった状態で、その位置にあるか又はその位置から最も近い位置にある係止穴４８に嵌合する。これにより、２節目の２個の走行体１Ｂ，１Ｃは下方へ凸となる突き下がった状態となり、Ｖ字形の状態で２個の走行体１Ｂ，１Ｃが連結される。
【００４７】
更に、３節目（３台目の走行体１Ｃと４台目の走行体１Ｄとの連結部）においては、４台目の走行体１Ｄのコイルバネ４０の固定端４０ａを、１節目と同様に時計方向に所定角度（３０度、６０度、９０度等）だけ捻じった状態で、その位置にあるか又はその位置から最も近い位置にある係止穴４８に嵌合する。これにより、３節目の２個の走行体１Ｃ，１Ｄは上方へ凸となる突き上がった状態となり、逆Ｖ字形の状態で２個の走行体１Ｃ，１Ｄが連結される。尚、複数の係止穴４８に対する固定端４０ａの位置、即ち、コイルバネ４０の捻じり量を変えることにより、コイルバネ４０のバネ力を大小変化させることができ、バネ力を強くすると走行体連結体８０の高さが高くなり、バネ力を弱くすると走行体連結体８０の高さは低くなる。
【００４８】
なお、１台目の走行体１Ａの２台目の走行体１Ｂと反対側には隣り合う走行体が存在しないため、そのコイルバネ４０の固定端４０ａは、フリーな状態で開放しておく。上記走行用モータ１４と一対の傘歯車２０，２７等によって駆動部材５が構成されている。また、一対の端面ブラケット３０，３０と枢軸５７と揺動ブラケット５８等によって連結部材６が構成されている。更に、揺動用モータ１５とナット部材４４と進退ロッド４９等によって揺動部材７が構成されている。
【００４９】
このように、２節目から４節目までの３個の走行体１Ｂ〜１Ｄのコイルバネ４０を、その捻じり方向を交互に変更してプリロードを１個置きに逆方向へ設定して所定の方向へバネ力を発生させることにより、図１２Ａ〜図１２Ｄに示すように、４個の走行体１Ａ〜１Ｄが上下方向へ交互に折り曲げた状態で連結された走行体連結体８０を構成することができる。
【００５０】
図１４Ａ〜図１４Ｄは、走行体連結体８０のヨー状態（水平方向へ蛇行した左右蛇行状態）での走行状態を説明する図である。なお、これらに示す走行体連結体８０は、４個の走行体１Ａ〜１Ｄを単に１列に連結して水平方向へ蛇行させた状態を示すもので、実際に蛇行走行が可能な状態を示すものではない。コイルバネ４０のバネ力の作用を考慮していないからである。
【００５１】
図２４は、上述したような構成を有する走行体連結体８０の動作を制御するための制御装置の一例を示すブロック図である。この制御装置９０は、駆動部９１と、制御部９２と、電源部９３とを備えて構成されている。
【００５２】
駆動部９１は、４個の走行体１Ａ〜１Ｄにそれぞれ搭載された４個の駆動装置９５Ａ〜９５Ｄを有している。各駆動装置９５Ａ〜９５Ｄは、上述した駆動用のコントローラ７０と、走行用モータ１４及び揺動用モータ１５等によって構成されている。制御部９２は、制御用のコントローラ９７と制御盤９８等を有している。コントローラ９７は、駆動部９１の４個のコントローラ７０を制御するもので、マイクロコンピュータ、ＬＳＩ、その他の電子部品を有している。コントローラ９７は制御盤９８に搭載されていて、その他にも、電源との接続をオン・オフさせる電源スイッチや、揺動用モータ１５の動作を制御する操作スイッチ等を有している。電源部９３は、蓄電池や発電機等の携帯用電源であってもよく、また、工場や家庭等における電源であってもよい。
【００５３】
特許文献１に掲載された（以下、「従来の」という。）走行体連結体においては、走行体連結体の後ろに駆動部搭載車を連結する必要があった。駆動部搭載車は、制御装置のうち駆動部を搭載する。従来の走行体は、駆動部を搭載することができなかった。走行体内に、駆動部を搭載する空間が確保できなかったからである。
【００５４】
本発明の走行体連結体においては、駆動部を搭載することができる。本発明の走行体連結体には、従来の走行体連結体のようなケーブルがないので、駆動部を搭載する空間が確保できるからである。その結果、従来の走行体連結体のように駆動部搭載車を連結する必要がないという利点がある。
【００５５】
次に、走行体連結体８０の走行動作を説明する。図１５は、走行体連結体８０が、断面形状が円形をなす配管１００の内部を真っ直ぐに走行する状態を説明するものである。この実施例では、４台目の走行体１Ｄに設けた一対の遊動輪８３，８４側から走行体連結体８０を配管１００内に挿入し、その遊動輪８３，８４側を先頭にして走行体連結体８０を配管１００内に走行させた状態を示している。しかしながら、走行体連結体８０は、１台目の走行体１Ａ側から配管１００内に挿入し、その走行輪３Ａ，４Ａを先頭にして配管１００内を走行させてもよいことは勿論である。
【００５６】
図１５に示すように、走行体連結体８０の４個の走行体１Ａ〜１Ｄは交互に折り曲げられてジグザグ状態になっているため、最先に位置する１番目の一対の遊動輪８３，８４と３番目の一対の走行輪３Ｃ，４Ｃと最後の一対の走行輪３Ａ，４Ａとが配管内の一方の面（図示実施例では上面）に上接点ＵＰで接触し、２番目の一対の走行輪３Ｄ，４Ｄと４番目の一対の走行輪３Ｂ，４Ｂとが配管内の他方の面（図示実施例では下面）に下接点ＤＰで接触している。このとき、４対の走行輪３Ａ〜３Ｄ及び４Ａ〜４Ｄにおいて、左右の走行輪が同じ接触圧力の下に同一の回転力で回転駆動されるため、走行体連結体８０は旋回することなく直線状に真っ直ぐ移動する。
【００５７】
図１６は、走行体連結体８０にヨー方向の力を加えて配管１００内を走行させる状態を示すものである。このときに加えるヨー方向の力は、揺動部材７の揺動用モータ１５を動作させて揺動ブラケット５８を載置面に対して水平方向へ回動させることによって実行することができる。図１６に示す状態では、先頭に位置する１番目の右遊動輪８４と３番目の右走行輪４Ｃと５番目の右走行輪４Ａのみが配管内の斜め上面の斜め上接点ＳＵＰで接触し、２番目の左走行輪３Ｄと４番目の左走行輪３Ｂのみが配管内の斜め下面の斜め下接点ＳＤＰで接触している。このとき、走行体連結体８０は、配管１００内を旋回しながら進行方向前方へ移動する。
【００５８】
図１７乃至図２３は、水平方向にＬ字状をなす水平部分の一側に、これと垂直をなす方向に連続された垂直部分を有する配管１００内に走行体連結体８０を走行させる動作を説明するものである。配管１００は、水平部分の一方をなす導入部分１０１と、これと直交する方向に延在された中間部分１０２と、中間部分１０２の中途部に連続して垂直方向に延在された垂直部分１０３とを有している。導入部分１０１と中間部分１０２とが交わる部分は、走行体連結体８０が通過可能な曲率半径を有する曲線部分１０４とされている。また、中間部分１０２と垂直部分１０３とが交わる部分は走行体連結体８０が通過可能な曲率半径を有するＴ字部分１０５とされている。
【００５９】
図１７に示すように、配管１００の導入部分１０１に走行体連結体８０を挿入し、制御装置９０の制御部９２を操作して走行体連結体８０を動作させると、導入部分１０１と中間部分１０２とが交わる曲線部分に達するまで走行体連結体８０は直線状に真っ直ぐ走行移動する。そして、曲線部分に到達すると、水平面上の曲線部分１０４においては、その湾曲する方向に対して走行体連結体８０は湾曲変形が可能である。そのため、走行体連結体８０は、図１８Ａ〜１８Ｃ及び図１９Ａ〜１９Ｃに示すように、そのままの姿勢を保持して曲線部分１０４を通過することができる。
【００６０】
即ち、走行体連結体８０は、まず、図１８Ａに示すように先頭に位置する走行体１Ｄの一対の遊動輪８３，８４が曲線部分１０４を通過する。次に、その走行体１Ｄの一対の走行輪３Ｄ，４Ｄが図１８Ｂに示すように曲線部分１０４を通過する。次いで、図１８Ｃに示すように、２台目の走行体１Ｃの一対の走行輪３Ｃ，４Ｃが曲線部分１０４を通過する。更に、３台目に位置する走行体１Ｂが、図１９Ａに示す状態を経て図１９Ｂに示すように曲線部分１０４を通過する。そして、図１９Ｃに示すように、４台目の走行体１Ａの一対の走行輪３Ａ，４Ａが同様にして曲線部分１０４を通過する。
【００６１】
次に、走行体連結体８０が配管１００の中間部分１０２をそのまま直線状に真っ直ぐ移動する場合には、中間部分１０２へ移動したときの姿勢を保持して、そのまま駆動部材５の動作により走行することができる。これに対して、中間部分１０２から垂直部分１０３へ移動する場合には、走行体連結体８０を９０度旋回させる必要がある。走行体連結体８０が中間部分１０２へ移動した状態では、中間部分１０２に対して垂直部分が水平方向から垂直方向へ直角に立ち上がった状態となっている。そのため、４個の走行体１Ａ〜１Ｄの各車輪軸２６の軸方向と垂直部分１０３が延在する方向とが一致していることから、垂直部分１０３が延在する方向へ走行体連結体８０を湾曲させることができないからである。
【００６２】
この垂直部分１０３に走行体連結体８０を入れ込む操作は、揺動部材７を動作させて走行体連結体８０を９０度旋回させることによって行うことができる。この走行体連結体８０を旋回させる操作は、制御部９２を操作する作業者が揺動部材７の図示しない操作スイッチを手動操作で行うことにより実行することができる。
【００６３】
この走行体連結体８０の旋回動作には所定の距離が必要であるため、Ｔ字部分１０５より所定距離手前の位置から旋回動作を開始させる。この実施例では、図１９Ｃに示す位置から走行体連結体８０の旋回動作を開始させる。この旋回動作は、揺動部材７の揺動用モータ１５を動作させ、走行体連結体８０を載置面に対して平行となる方向へジグザグ状に折り曲げることによって実行される。
【００６４】
即ち、図１９Ｃに示す位置において、揺動部材７を動作させ、１台目の走行体１Ｄと３台目の走行体１Ｂの各進退部材４９を突出させ、２台目の走行体１Ｃの進退部材４９を引き込ませる。なお、４台目の走行体１Ａの進退部材４９はフリーな状態となっているため、これによる影響は生じない。この１台目の走行体１Ｄから３台目の走行体１Ｂまでの３組の揺動部材７の作用により、走行体連結体８０が図１４Ａ〜１４Ｄに示すように、平面方向へジグザグ状に蛇行した状態となる。このとき、一対の遊動輪８３，８４と４対の走行輪３Ａ〜３Ｄ及び４Ａ〜４Ｄは、中間部分１０２の内面に対して図１６においてＡ〜Ｅに示すような接触状態となる。
【００６５】
その結果、走行体連結体８０は回転しながら進行方向前方へ移動し、図２０Ａ、図２０Ｂ及び図２０Ｃに示す状態を経て、図２１Ａに示すように、図１９Ｃに示す状態から略９０度旋回した姿勢に変化する。この状態で走行体連結体８０がＴ字部分１０５に到達すると、コイルバネ４０のバネ力によって走行体連結体８０には、図１２Ａ〜１２Ｄに示すような元の姿勢に戻ろうとする復元力が働くため、図２１Ｂに示す状態を経て、図２１Ｃに示すように、１台目の走行体１Ｄに設けた一対の遊動輪８３，８４が垂直部分１０３内に入り込む。
【００６６】
次に、図２２Ａ及び図２２Ｂに示すように、一対の遊動輪８３，８４に続いて１台目の走行体１Ｄに設けた一対の走行輪３Ｄ，４Ｄが垂直部分１０３内に入り込む。次いで、図２３に示すように、２台目の走行体１Ｃに設けた一対の走行輪３Ｃ，４Ｃが垂直部分１０３内に入り込む。そして、以下同様にして、３台目の走行体１Ｂの一対の走行輪３Ｂ，４Ｂと、４台目の走行体１Ａの一対の走行輪３Ａ，４Ａが逐次的に垂直部分１０３内に入り込む。そして、走行体連結体８０の全体が垂直部分１０３内に入り込むと、その垂直部分１０３を旋回することなく直線状に真っ直ぐ移動することができる。
【００６７】
次に、本発明に係る走行体を作製し、この走行体を連結し走行体連結体とした。走行体は全部で４個である。走行体における、前の車輪軸と後の車輪軸の間の距離（以下、「走行体の車輪軸間距離」という。）は１２０ｍｍである。従って、走行体連結体の最先の車輪軸と最後尾の車輪軸の距離（以下、「走行体連結体の車輪軸間距離」という。）は４８０ｍｍである。なお、走行輪の直径は６０ｍｍである。
【００６８】
本発明の比較例として、従来の走行体を作製した。この従来の走行体を連結し、さらに張力調整部を連結し、走行体連結体とした。走行体は全部で６個である。走行体の車輪軸間距離は１２０ｍｍであり、張力調整部における、前の車輪軸と後の車輪軸の間の距離（以下、「張力調整部の車輪軸間距離」という。）は１５００ｍｍである。従って、走行体連結体の車輪軸間距離は２２２０ｍｍである。
【００６９】
次に、本発明の走行体連結体と従来の走行体連結体を、配管の中に入れ走行させることを試みた。配管の形状は、図１７に示すような、Ｌ形部分の他方の中間直線部から垂直直線部を有するものである。配管の内径は７８ｍｍである。配管の中間直線部において、Ｌ形部分の曲面が終了する点から、垂直直線部の曲面が開始する点までの距離（以下、「中間直線部の距離」という。）は７８０ｍｍである。上述したように、走行体連結体は、走行体連結体全体が完全にＬ形部分を通過した後に、中間直線部において９０度旋回させる必要がある。
【００７０】
本発明の走行体連結体を配管の中に入れ走行させることを試みた。走行体連結体は、走行体連結体全体が完全にＬ形部分を通過した（図１９Ｃ参照）後に、中間直線部において９０度旋回することができた（図２１Ａ参照）。その後は、垂直直線部を走行できた。ここで、中間直線部の距離が７８０ｍｍであり、走行体連結体の車輪軸間距離が４８０ｍｍであるので、３００ｍｍの直線部分があれば、本発明の走行体連結体は９０度旋回できることが確認された。
【００７１】
従来の走行体連結体を配管の中に入れ走行させることを試みた。走行体連結体は、走行体連結体の先頭が垂直直線部に達した時点でも、張力調整部が配管のＬ形部分に存在していた。張力調整部の本体は、バネとそのバネを入れた弾性チューブから構成され、配管のＬ形部分で湾曲して存在していた。ここで、中間直線部の距離が７８０ｍｍであり、走行体連結体の車輪軸間距離が２２２０ｍｍであるので、従来の走行体連結体は、走行体連結体全体が完全にＬ形部分を通過することができなかった。
【００７２】
ここで、本発明の走行体連結体は走行体が全部で４個であり、従来の走行体連結体は走行体が全部で６個である理由を説明する。
【００７３】
本発明の走行体連結体は走行体が全部で４個である。従って、走行輪は４対である。本発明の走行体連結体は、連結された隣り合う走行体を揺動させる揺動部材と、隣り合う走行体間にバネ力を付与する弾性部材が設けられている。揺動部材と弾性部材は、連結された隣り合う走行体の間に全て設けられている。また、揺動部材は、個々の強さを高く調整できる。また、弾性部材は、個々の強さを高く調整できる。従って、全ての走行輪に対し、均等で大きなモーメントを付与することができる。その結果、配管の内面と走行輪の間には、大きな摩擦力を作用させることができる。配管の内径が小さくなっても、内径の大きさに関係なく、大きな摩擦力を作用させることができる。そのため、本発明の走行体連結体は、走行輪が配管の内面にスリップすることなく走行できる。走行輪は４対あれば充分である。
【００７４】
従来の走行体連結体は走行体が全部で６個である。従って、走行輪は６対である。従来の走行体連結体は、連結された隣り合う走行体を揺動させため、また、隣り合う走行体間にバネ力を付与するために、２本のケーブルとそれぞれに連結する２つのバネが設けられている。この２本のケーブルは、連結された隣り合う走行体の間の全てに共有されている。従って、２本のケーブルのみで、全ての走行輪に対し、モーメントを付与する必要があり、個々の走行輪に対し大きなモーメントを付与することに限界がある。また、ケーブルは、ケーブルが屈曲される部分で強い摩擦力を受けるので、張力調整部の反対側に行くほどケーブルの張力は小さくなる。さらに、配管の内径が小さくなると、走行体のサイズが小さくなるので、ケーブルにより発生するモーメントも小さくなる。また、強いバネを使用するとともに、ケーブルの張力を調整する張力調整部の駆動力を大きくしようとしても、配管の内径が小さくなると、大きな駆動力を発生する大きな駆動部を設けるのに限界がある。その結果、配管の内面と走行輪の間には、大きな摩擦力を作用させることができない。配管の内径が小さくなると、さらにその傾向は大きくなり、大きな摩擦力を作用させることができない。そのため、従来の走行体連結体は、走行輪が配管の内面にスリップする。スリップを防止するため、走行輪は少なくとも６対必要である。
【００７５】
以上説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、均等の範囲内で種々の変形が可能である。例えば、上記実施例では、４個の走行体を連結させて１個の走行体連結体を構成した例について説明したが、走行体は３個であっても良く、また、５個以上の走行体を連結させて走行体連結体を構成できることは勿論である。
【００７６】
走行体連結体が有する走行輪の数は、３〜５対の範囲内にあることが好ましい。なお、走行体連結体は、走行輪のほかに１対の遊動輪を有する。走行輪の数が３対以上であると、走行輪と遊動輪を配管の内壁に充分な力で押しつけることができ、走行体連結体を配管内に保持できるという利点がある。走行輪の数が５対以下であると、直線部分が短い配管においても、余裕をもって走行体連結体を旋回させることができるという利点がある。
【００７７】
本発明の走行体連結体を走行させる配管は、その内径が６０〜２５０ｍｍの範囲内にあることが好ましい。配管の内径が６０ｍｍ以上であると、充分な空間を確保できるので、トルクの大きな走行用モータを設置できるという利点がある。配管の内径が２５０ｍｍ以下であると、本発明の走行体連結体は、従来の走行体連結体よりも走行輪の数を少なくできるので、走行体連結体の車輪軸間距離を短くできるという利点がある。
【符号の説明】
【００７８】
１…走行体、  ２…走行体本体、  ３，４…走行輪、  ５…駆動部材、  ６…連結部材、
７…揺動部材、  １０…ベース部材、  １１…カバー部材、  １４…走行用モータ、  １５…揺動用モータ、  １８…回転軸、  ２０…傘歯車、  ２２…カバー筒体、  ２６…車輪軸、  ２７…傘歯車、  ３０…端面ブラケット、  ３４…車輪本体、  ３５…動力伝達部、  ４０…コイルバネ（弾性部材）、  ４３…回転軸、  ４４…ナット部材、  ４８…係止穴、  ４９…進退ロッド、  ５７…枢軸、  ５８…揺動ブラケット、  ６１…揺動ピン、  ７０…コントローラ、  ８０…走行体連結体、  ８３，８４…遊動輪、  ９０…制御装置、  ９１…駆動部、  ９２…制御部、  ９３…電源部、  １００…配管、  １０２…中間部分、  １０３…垂直部分、  １０４…曲線部分、  １０５…Ｔ字部分
【図１】
2014076806.tif 000003
【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】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【国際調査報告】
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