(57)【要約】【課題】管内における移動速度を向上可能な管内移動体及び管内移動体の制御方法を提供するを提供する。【解決手段】軸方向両端部が閉塞された筒状の内筒と、軸方向両端部が閉塞された状態で前記内筒を覆い、軸方向への伸長が規制された筒状の外筒とを有し、内筒と外筒との間に形成された気室内への流体の給排により、軸方向に伸縮する複数の第１伸縮ユニットを備えた管内移動体であって複数の第１伸縮ユニットのいずれかの間に、コイルばねと、当該コイルばねの外周を覆う被覆体とにより構成され、軸方向両端部が閉塞された筒状の内側伸縮体と、軸方向両端部が閉塞された状態で内側伸縮体を覆う筒状の外側伸縮体とを有し、内側伸縮体と外側伸縮体との間に形成された気室内への流体の給排により、軸方向に伸縮する第２伸縮ユニットを設けた。【選択図】図１
2018005077.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向両端部が閉塞された筒状の内筒と、
軸方向両端部が閉塞された状態で前記内筒を覆い、軸方向への伸長が規制された筒状の外筒と、を有し、
前記内筒と外筒との間に形成された気室内への流体の給排により、軸方向に伸縮する複数の第１伸縮ユニットを備えた管内移動体であって
前記複数の第１伸縮ユニットのいずれかの間に、
コイルばねと、当該コイルばねの外周を覆う被覆体とにより構成され、軸方向両端部が閉塞された筒状の内側伸縮体と、
軸方向両端部が閉塞された状態で前記内側伸縮体を覆う筒状の外側伸縮体と、
を有し、
前記内側伸縮体と外側伸縮体との間に形成された気室内への流体の給排により、軸方向に伸縮する第２伸縮ユニットを設けたことを特徴とする管内移動体。
【請求項２】
前記コイルばねは、前記第２伸縮ユニットを収縮させる方向に付勢する引張ばねであって、前記第２伸縮ユニットは、前記流体の供給により伸長することを特徴とする請求項１記載の管内移動体。
【請求項３】
前記コイルばねは、前記第２伸縮ユニットを伸長させる方向に付勢する圧縮ばねであって、前記第２伸縮ユニットは、前記流体の排出により収縮することを特徴とする請求項１記載の管内移動体。
【請求項４】
前記第１伸縮ユニットが、進行方向の先頭及び最後尾に設けられ、前記第１伸縮ユニットと第２伸縮ユニットが交互に配列されたことを特徴とする請求項１乃至請求項３いずれかに記載の管内移動体。
【請求項５】
前記第１伸縮ユニットの間において、複数の前記第２伸縮ユニットが連続して配列されたことを特徴とする請求項１乃至請求項３いずれかに記載の管内移動体。
【請求項６】
前記第１伸縮ユニットの間において、複数の前記第２伸縮ユニットが並列に配列されたことを特徴とする請求項１乃至請求項５いずれかに記載の管内移動体。
【請求項７】
進行方向の先頭及び最後尾に、複数の第１伸縮ユニットが連続して配列されたことを特徴とする請求項１乃至請求項６いずれかに記載の管内移動体。
【請求項８】
前記第２伸縮ユニットの伸長量が、前記第１伸縮ユニットの収縮量よりも大であることを特徴とする請求項１乃至請求項７いずれかに記載の管内移動体。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８いずれかに記載の管内移動体の制御方法であって、
前記第２伸縮ユニットよりも進行方向後方の第１伸縮ユニットを収縮させるステップと、
前記第１伸縮ユニットの収縮状態を維持したまま前記第２伸縮ユニットを伸長させるステップと、
前記第１伸縮ユニットの収縮状態及び前記第２伸縮ユニットの伸長状態を維持したまま、当該伸長状態とされた第２伸縮ユニットよりも進行方向前方の第１伸縮ユニットを収縮させるステップと、
を含むことを特徴とする管内移動体の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、管内移動体及び管内移動体の制御方法に関し、特に管内における移動速度を向上可能な管内移動体及び管内移動体の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、下水道等の管内を検査するための管体内検査装置として収縮時に拡径し、伸長時に縮径する複数の伸縮ユニットをミミズの蠕動運動を模して順番に伸縮することで管内における推進力を発生させているものが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−２２８６５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示される管内移動体では、複数の伸縮ユニットの蠕動運動により推進力を発生させているため、管内における移動速度の向上に限界がある。
本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたもので、管内における移動速度を向上可能な管内移動体及び管内移動体の制御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】
【０００５】
上記課題を解決するための管内移動体の構成として、軸方向両端部が閉塞された筒状の内筒と、軸方向両端部が閉塞された状態で前記内筒を覆い、軸方向への伸長が規制された筒状の外筒とを有し、内筒と外筒との間に形成された気室内への流体の給排により、軸方向に伸縮する複数の第１伸縮ユニットを備えた管内移動体であって複数の第１伸縮ユニットのいずれかの間に、コイルばねと、当該コイルばねの外周を覆う被覆体とにより構成され、軸方向両端部が閉塞された筒状の内側伸縮体と、軸方向両端部が閉塞された状態で内側伸縮体を覆う筒状の外側伸縮体とを有し、内側伸縮体と外側伸縮体との間に形成された気室内への流体の給排により、軸方向に伸縮する第２伸縮ユニットを設ける構成とした。
本構成によれば、管内における管内移動体の移動速度を向上できる。
また、コイルばねは、第２伸縮ユニットを収縮させる方向に付勢する引張ばねであって、第２伸縮ユニットは流体の供給により伸長すること、或は、コイルばねは、第２伸縮ユニットを伸長させる方向に付勢する圧縮ばねであって、第２伸縮ユニットは、流体の排出により収縮するように構成した。
また、第１伸縮ユニットが、進行方向の先頭及び最後尾に設けられ、前記第１伸縮ユニットと第２伸縮ユニットが交互に配列されたこと、或は、第１伸縮ユニットの間において、複数の第２伸縮ユニットが連続して配列されたことにより、管内移動体の移動速度を向上できる。
また、第１伸縮ユニットの間において、複数の前記第２伸縮ユニットが並列に配列されたことにより、管内移動体の移動速度を向上できるとともに、伸縮ユニットよりも前方の向きを積極的に変化させることができる。
また、進行方向の先頭及び最後尾に、複数の第１伸縮ユニットが連続して配列されたことにより、管内移動体の進行動作が安定するのでより移動速度を向上できる。
また、第２伸縮ユニットの伸長量が、前記第１伸縮ユニットの収縮量よりも大としたので、確実に管内移動体の移動速度を向上できる。
また、請求項１乃至請求項８いずれかに記載の管内移動体の制御方法であって、第２伸縮ユニットよりも進行方向後方の第１伸縮ユニットを収縮させるステップと、第１伸縮ユニットの収縮状態を維持したまま第２伸縮ユニットを伸長させるステップと、第１伸縮ユニットの収縮状態及び第２伸縮ユニットの伸長状態を維持したまま、当該伸長状態とされた第２伸縮ユニットよりも進行方向前方の第１伸縮ユニットを収縮させるステップとを含むようにしたので、確実に管内移動体の移動速度を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】管内探査装置の概略図である。
【図２】伸縮ユニットの断面図である。
【図３】弾性膨張体の断面図である。
【図４】伸縮ユニットの伸縮状態を示す図である。
【図５】伸縮ユニットの断面図である。
【図６】伸縮ユニットの伸縮状態を示す図である。
【図７】伸縮ユニットの連結部及び伸縮ユニットの連結部の斜視図である。
【図８】伸縮ユニットの寸法の設定方法を示す図である。
【図９】管内移動体の動作パターンを示す図である。
【図１０】管内移動体の動作パターンを示す図である。
【図１１】管内移動体の他の形態に係る動作パターンを示す図である。
【図１２】管内移動体の他の形態を示す図である。
【０００７】
以下、発明の実施形態を通じて本発明を詳説するが、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明される特徴の組み合わせのすべてが発明の解決手段に必須であるとは限らず、選択的に採用される構成を含むものである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態について、各図に基づき説明する。図１は、管１の内部の状態を探査する管内探査装置１０の概略構成図である。同図に示すように、本実施形態に係る管内移動体１３には、探査ユニット１１が設けられ、管内探査装置１０を構成する。
管内探査装置１０は、前端側に設けられる探査ユニット１１と、探査ユニット１１を管１内に沿って移動させる管内移動体１３と、管内移動体１３を動作させるための駆動源となる圧縮空気を供給する空気供給手段１６と、管内移動体１３の進行動作を制御する制御手段１７とを主たる構成として備える。なお、以下の説明においては、矢印Ｘ１に沿う方向を管内探査装置１０の進行方向とし、この進行方向に沿って前側、逆を後側としてその前後方向を特定する。
【０００９】
探査ユニット１１は、前面が平坦状、外周が球状に形成されたケース１１Ａに収容され、ケース１１Ａの前側において撮影方向を前方に向けて配置される撮像手段１１Ｍ及び照明手段１１Ｎを備える。撮像手段１１Ｍ及び照明手段１１Ｎは、制御手段１７とケーブル１２により電気的に接続され、制御手段１７を介して供給される電源及び制御手段１７から出力される信号に基づいて動作する。そして、探査ユニット１１は、照明手段１１Ｎから照射される光によって管１の内部を照らしつつ撮像手段１１Ｍによって管１の内部（管路内）を撮像する。撮像された画像は、制御手段１７に接続され、管１の外部に設置されたモニタ等の表示手段１８に出力される。ケース１１Ａの後端側には、管内移動体１３に連結するための連結部を備える。
【００１０】
管内移動体１３は、駆動力を発生させる複数の第１伸縮ユニット２０及び第２伸縮ユニット５０を備える。本実施形態における管内移動体１３は、４個の第１伸縮ユニット２０と３個の第２伸縮ユニット５０により構成され、第１伸縮ユニット２０と第２伸縮ユニット５０とが交互に連結されるものとして説明する。また、以下の説明において第１伸縮ユニット２０の位置を特定する場合には、前側から後側に向かって順に、第１伸縮ユニット２０Ａ、第１伸縮ユニット２０Ｂ、第１伸縮ユニット２０Ｃ、第１伸縮ユニット２０Ｄ等として示す。また、第２伸縮ユニット５０についても同様に、前側から後側に向かって順に、第２伸縮ユニット５０Ａ、第２伸縮ユニット５０Ｂ、第２伸縮ユニット５０Ｃ等として示す。
【００１１】
図２は、第１伸縮ユニット２０の一構成例を示す軸方向断面図である。図２に示すように、第１伸縮ユニット２０は、内周面側に前述のケーブル１２が挿通可能な中空空間を形成する円筒状の内筒２１と、当該内筒２１の外周を囲むように配設される弾性膨張体２２と、一対のフランジ２３；２３と、切替弁１４とを備える。
【００１２】
フランジ２３；２３は、例えば樹脂や硬質のゴム、金属等により構成された円環体であって、内筒２１を固定する内筒固定部２８と、弾性膨張体２２を固定する膨張体固定部２９と、第２伸縮ユニット５０と連結するための連結部３２とを備える。また、一方のフランジ２３には、貫通孔３１が設けられている。
内筒固定部２８は、例えば、軸方向の一端側の端面から軸線方向に外周を窪み形成され、内筒２１の内周に挿入される。膨張体固定部２９は、軸方向の両端の間においてフランジ２３の外周を円周方向に沿って一周に亘り連続して窪む環状溝として形成される。
連結部３２は、内筒固定部２８と逆側である軸方向の他端側に設けられる。連結部３２は、フランジ２３の外周面において、円周方向に沿って所定長さの円弧状に延在するように突設される複数の係合片３２Ａにより構成される（図７参照）。
貫通孔３１は、内筒固定部２８と膨張体固定部２９との間において、内周と外周とを連通するように設けられる。貫通孔３１は、例えばねじ孔として形成され、切替弁１４を取付可能に構成される。
【００１３】
内筒２１は、軸方向に沿って伸縮可能な蛇腹構造を有する円筒状の筒体である。内筒２１は、例えば、軸線の曲がりを許容する可撓性を有する素材で構成されることが好ましい。内筒２１の両端には、フランジ２３が挿入され、内筒２１の内周とフランジ２３の内筒固定部２８とが接着剤などの固定手段によって液密かつ強固に固定される。
【００１４】
弾性膨張体２２は、円筒状に形成された筒体であって、内筒２１の外周面全域を取り囲んで覆うように配設される。弾性膨張体２２の両端部は、それぞれフランジ２３；２３の外周面において円周方向に沿って形成された膨張体固定部２９と対応する位置でピアノ線等の括り部材２９Ａによって強固かつ液密に固定される。これにより、第１伸縮ユニット２０には、内筒２１の外周面とフランジ２３の外周面、及び弾性膨張体２２の内周面によって囲まれた密閉空間としての空気室Ｓ２０が形成される。
【００１５】
図３は、図２中のＡ−Ａ矢視における弾性膨張体２２の断面を誇張して示した図である。同図に示すように、弾性膨張体２２は、弾性体より形成される円筒状の筒本体２２Ａと、当該筒本体２２Ａの内部において密に内挿された複数の規制繊維２２Ｂとから構成される。筒本体２２Ａの材質としては、シリコーンゴム等の合成ゴム、或いは天然ラテックスゴム等の天然ゴムが好適である。規制繊維２２Ｂは、軸線に沿って延長するように壁厚内に配置され、本実施例では層状に複数積層して密に内挿される。なお、規制繊維２２Ｂは、積層せずに単層であっても良い。規制繊維２２Ｂは、筒本体２２Ａの軸方向に沿って延在するものとして示すが、軸に対して交差するように設けても良い。規制繊維２２Ｂの素材としては、例えばグラスロービング繊維やカーボンロービング繊維等、軸方向への伸縮変化の小さい素材が好適である。
なお、筒本体２２Ａの素材は、後述する空気室Ｓ２０への圧縮空気の給排によってその形状が変化し得る材質であれば如何なる材質であっても良い。また、その厚さや規制繊維２２Ｂの配置については、弾性膨張体２２の空気排出時の伸長する力等を考慮して決められる。
【００１６】
切替弁１４は、貫通孔３１に取り付けられる。切替弁１４は、例えば、電気的な信号の入力により動作が制御される電磁弁が適用される。切替弁１４は、空気室Ｓ２０内に供給する空気が流入する流入口１４ａと、空気室Ｓ２０内への空気の供給及び空気室Ｓ２０内からの空気の排出をするための給排口１４ｂと、空気室Ｓ２０の空気を外部（内筒２１内周空間）に排出する排出口１４ｃと、空気室Ｓ２０における空気の給排を制御するための電気的な信号が入力される信号入力部１４ｚと、を備える。切替弁１４の流入口１４ａには、空気供給手段１６から延長するチューブ２４又は２５が接続され、信号入力部１４ｚには制御手段１７から延長する配線が接続される。
【００１７】
この切替弁１４は、制御手段１７から信号入力部１４ｚに信号が入力されると排出口１４ｃを閉じ、流入口１４ａと給排口１４ｂとを連通させて、空気供給手段１６から供給される圧縮空気を空気室Ｓ２０に流入させる。また、制御手段１７から信号が入力されない状態では、流入口１４ａを閉じ、給排口１４ｂと排出口１４ｃとを連通させて、空気供給手段１６から供給される圧縮空気を遮断して空気室Ｓ２０の空気を排出口１４ｃから排出させる。
【００１８】
第１伸縮ユニット２０Ａ〜２０Ｄに設けられた各切替弁１４は、制御手段１７と個別に接続され、制御手段１７から出力される電気的な信号の入力により次のように動作が制御される。第１伸縮ユニット２０を収縮させるときには、流入口１４ａからの空気の流入を許容するとともに給排口１４ｂを開放して、圧縮空気を空気室Ｓ２０に流入させる。このとき、排出口１４ｃは閉じた状態が維持される。本実施例では、この状態を切替弁１４の開放という。
また、第１伸縮ユニット２０を伸長させるときには、流入口１４ａからの圧縮空気の流入を遮断するとともに、給排口１４ｂ及び排出口１４ｃとを開放し、空気室Ｓ２０と内筒２１の内部空間とを連通させることで空気室Ｓ２０の空気を内筒２１の内部空間に排出させる。本実施例では、この状態を切替弁１４の閉鎖という。
なお、空気室Ｓ２０からの空気の排出は、弾性膨張体２２の張力が駆動源となって空気室Ｓ２０から内筒２１内に空気が排出される。
即ち、第１伸縮ユニット２０は、空気室Ｓ２０内に圧縮空気が供給された場合、規制繊維２２Ｂが弾性膨張体２２の軸方向への膨張を規制する一方で、径方向への膨張を許容するため、結果として図４で示すように、第１伸縮ユニット２０全体が軸方向へ収縮動作することとなる。一方で、空気室Ｓ２０内に供給された圧縮空気を排出すれば、第１伸縮ユニット２０全体が軸方向へ伸長動作することとなる。
【００１９】
図４は、第１伸縮ユニット２０の伸縮状態を示す図である。同図に示すように、第１伸縮ユニット２０は、伸長状態から収縮状態となることにより外径がｄ２０からＤ２０へと拡径する。また、これに伴ない軸方向の長さがｒ収縮する。以下、ｒを収縮量という。第１伸縮ユニット２０は、伸長時の外径ｄ２０が後述の第２伸縮ユニット５０の収縮時の外径ｄ５０や伸長時の外径Ｄ５０よりも小さく、また、収縮時の外径Ｄ２０が第２伸縮ユニット５０の収縮時の外径ｄ５０や伸長時の外径Ｄ５０よりも大きくなるように構成されている。
【００２０】
図５は、第２伸縮ユニット５０の一構成例を示す図であり、第２伸縮ユニット５０の軸方向断面図である。
第２伸縮ユニット５０は、例えば、軸方向に沿って伸縮自在な蛇腹構造を有する外側伸縮体としての外筒３７と、軸方向に伸縮自在に構成された内側伸縮体としての内筒３８と、一対のフランジ３６；３６と、切替弁１５と、を備える。
【００２１】
フランジ３６；３６は、例えば樹脂や硬質のゴム、金属等により構成され、第１伸縮ユニット２０のフランジ２３の外径よりも大径な外径寸法を有する円環体からなる。フランジ３６；３６は、外筒３７を固定する外筒固定部４３と、内筒を固定する内筒固定部４２と、第１伸縮ユニット２０と連結するための連結部４０とを備える。また、一方のフランジ３６は、貫通孔４５を備える。
内筒固定部４２は、例えば、フランジ３６の軸方向一端側の端面から軸方向に内周が窪み形成され、内筒３８の端部が挿入される。
外筒固定部４３は、フランジ３６の内筒固定部４２と軸方向同一側に設けられ、例えば、フランジ３６の軸方向一端側の端面から軸線方向に外周が窪み形成され、外筒３７の端部に挿入される。
連結部４０は、フランジ３６の内周面を円周方向に沿って窪む内周溝４０Ａと、円周方向に沿って所定間隔を空けて端面から内周溝４０Ａに到達する円弧状の複数の切欠き４０Ｂとにより構成される（図６）。例えば、上述した探査ユニット１１における連結部は、フランジ３６の連結部４０と同様に構成することで、第１伸縮ユニット２０と連結可能となる。
貫通孔４５は、フランジ３６の内部において、フランジ３６の内周と、内筒固定部４２と外筒固定部４３とが設けられた側の端面３６ａとを連通するように断面視においてＬ字状に形成される。貫通孔４５のフランジ３６の内周面に開口する側は、例えばねじ孔として形成され、切替弁１５を取付可能に構成される。
【００２２】
内筒３８は、コイルばね３９と、コイルばね３９の外周を覆う被覆体４４とで構成される。本実施形態に係るコイルばね３９は、引張りばねで構成される。被覆体４４は、例えば、ラテックスゴム等のように伸縮自在であり、かつ空気や液体等の流体の流通や浸透を許容しない素材で構成される。内筒３８の両端は、コイルばね３９を被覆体４４で覆われた状態で、フランジ３６の内周に挿入される。内筒３８の外周、即ち、被覆体４４の外周とフランジ３６の内周とで気密を形成するように接着剤等により接着しつつ固定される。
【００２３】
外筒３７は、軸方向に沿って伸縮可能な蛇腹構造を有する円筒状の筒体である。例えば、外筒３７は、軸線の曲がりを許容する可撓性を有する素材で構成される。外筒３７の両端には、フランジ３６が挿入され、外筒３７の内周とフランジ３６の外筒固定部４３とが接着剤などの固定手段によって液密かつ強固に固定される。これにより、第２伸縮ユニット５０には、一対のフランジ３６；３６、内筒３８の外周面、及び外筒３７の内周面によって囲まれた環状の密閉空間としての空気室Ｓ５０が形成される。外筒５０は、空気室Ｓ５０に圧縮空気が流入されたときに、径方向外向きの変形が小さく構成されることが好ましい。
【００２４】
切替弁１５は、貫通孔４５に取り付けられる。切替弁１５は、例えば、電気的な信号の入力により動作が制御される電磁弁が適用される。切替弁１５は、空気室Ｓ５０内に供給する空気が流入する流入口１５ａと、空気室Ｓ５０内への空気の供給及び空気室Ｓ５０内からの空気の排出をするための給排口１５ｂと、空気室Ｓ５０の空気を外部（内筒２１内周空間）に排出する排出口１５ｃと、空気室Ｓ５０における空気の給排を制御するための電気的な信号が入力される信号入力部１５ｚと、を備える。切替弁１５の流入口１５ａには、空気供給手段１６から延長するチューブ２４又は２５が接続され、信号入力部１５ｚには制御手段１７から延長するケーブル１２が接続される。
【００２５】
図６は、第２伸縮ユニット５０の伸縮状態を示す図である。同図に示すように、第２伸縮ユニット５０は、空気室Ｓ５０に圧縮空気が流入することにより、空気室Ｓ５０内の内圧が高くなり、蛇腹構造である外筒３７が伸張するときの力がコイルばね３９の付勢力よりも大きくなることで軸方向に伸長する。この第２伸縮ユニット５０の収縮状態からの伸長長さｘを伸長量という。第２伸縮ユニット５０は、この伸長量ｘが第１伸縮ユニット２０の収縮量ｒよりも大きくなるように構成されることが好ましい。より好ましくは、伸長量ｘは、管内移動体１３を駆動する場合に、同時に収縮する第１伸縮ユニット２０の数量に、第１伸縮ユニット２０の伸縮量ｒを乗じた長さよりも長く設定することにより、より管内移動体１３の進行を速くすることができる。なお、第２伸縮ユニット５０の軸方向への伸長にともない、外径がｄ５０からＤ５０へと縮径するものの、第１伸縮ユニット２０の外径の変化に比べて小さく構成される。
即ち、第２伸縮ユニット５０は、空気室Ｓ５０内に圧縮空気が供給された場合、空気室Ｓ５０に流入した圧縮空気の圧力によりフランジ３６の内壁を押圧し、この押圧力がコイルばね３９の付勢力に打ち勝つことで、結果として図６に示すように、第２伸縮ユニット５０全体が軸方向へ伸長動作することとなる。一方で、空気室Ｓ５０内に供給された圧縮空気を排出すれば、コイルばね３９の付勢力により第２伸縮ユニット５０全体が軸方向へ収縮動作することとなる。
【００２６】
この第２伸縮ユニット５０は、図７に示すように、第１伸縮ユニット２０のフランジ２３に設けられた係合片３２Ａを、フランジ３６の切欠き４０Ｂに一致させながら内周溝４０Ａまで押し込み回転させることで、第１伸縮ユニット２０に連結される。
【００２７】
以下、図６（ａ）に示すように、第２伸縮ユニット５０が収縮状態、即ち本実施形態における通常状態である軸方向長さＬ５０、及び外径ｄ５０等の寸法の設定の一例について説明する。通常状態とは、制御手段１７により制御されていない自然な状態をいう。
管１には、例えば、図８に示すように、延長方向を直角に変換させるためのエルボ１Ｌが設けられる。管内移動体１３がエルボ１Ｌを通過するためには、少なくとも第１伸縮ユニット２０及び第２伸縮ユニット５０が単体でエルボ１Ｌを通過可能に構成されている必要がある。
管内移動体１３を効率良く移動させるには、第２伸縮ユニット５０の伸縮時の差が大きくなるように、即ち、エルボ１Ｌを通過可能な最大の大きさとなるように設定することが好ましい。そこで、図８に示すように、エルボの管内径をＤ１、第２伸縮ユニット５０の収縮時における外径をｄ５０、及び軸方向長さをＬ５０とした場合、Ｌ５０＝２×（√２×Ｄ１−ｄ５０）の関係となるように、エルボ１Ｌの管内径Ｄ１、第２伸縮ユニット５０の外径ｄ５０及び軸方向長さＬ５０を設定すると良い。
なお、上述したように第２伸縮ユニット５０は、内筒３８が主としてコイルばね３９、外筒３７が可撓性を有する素材の筒体で構成されていることを考慮すれば、内筒３８及び外筒３７には軸線の撓みを許容するため、上記式により得られる軸方向長さＬ５０よりもやや長くしてもエルボ１Ｌを通過可能と考えられる。 
【００２８】
図１に示すように、複数のチューブ２４及びチューブ２５は、複数の第１伸縮ユニット２０Ａ〜２０Ｄ及び第２伸縮ユニット５０Ａ〜５０Ｃに対して独立して圧縮空気を供給する流路を構成するものであって、例えばポリ塩化ビニル等の可撓性を有するホースが適用される。好ましくは、内部を流通する空気の圧力の変化によって、潰れや膨らみが生じたりしない耐圧のホースを用いると良い。
チューブ２４及びチューブ２５は、空気供給手段１６から管内移動体１３まで延長する空気供給管１６Ｃ内を流通する圧縮空気を分岐管４１Ａ〜４１Ｆにより分岐させて各第１伸縮ユニット２０Ａ〜２０Ｄの切替弁１４及び第２伸縮ユニット５０Ａ〜５０Ｃの切替弁１５にそれぞれ供給する。各分岐管４１Ａ〜４１Ｆは、図１に示すように、流入した空気を二股に分岐させるＹ字状の二股分岐管からなり、空気供給手段１６から管内移動体１３に到達する空気供給管１６Ｃの端部に、圧縮空気の流路を二股に分岐する分岐管４１Ａが取り付けられる。この分岐管４１Ａには、最後尾の第１伸縮ユニット２０Ｄの切替弁１４に接続される空気チューブ２４と、第１伸縮ユニット２０Ａ〜２０Ｃ及び第２伸縮ユニット５０Ａ〜５０Ｃへ供給する空気の流路となるチューブ２５とが接続される。
【００２９】
チューブ２５の先端には、さらに流路を二股に分岐する分岐管４１Ｂが取り付けられる。分岐管４１Ｂの分岐端には、第２伸縮ユニット５０Ｃの切替弁１５に接続されるチューブ２４と、第１伸縮ユニット２０Ａ〜２０Ｃ及び第２伸縮ユニット５０Ａ，５０Ｂへ供給する空気の流路となるチューブ２５とが接続される。チューブ２５の先端には、さらに流路を二股に分岐する分岐管４１Ｃが取り付けられる。分岐管４１Ｃの分岐端には、第１伸縮ユニット２０Ｃの切替弁１４に接続されるチューブ２４と、第１伸縮ユニット２０Ａ，２０Ｂ及び第２伸縮ユニット５０Ａ，５０Ｂへ供給する空気の流路となるチューブ２５とが接続される。チューブ２５の先端には、さらに流路を二股に分岐する分岐管４１Ｄが取り付けられる。分岐管４１Ｄの分岐端には、第２伸縮ユニット５０Ｂの切替弁１５に接続されるチューブ２４と、第１伸縮ユニット２０Ａ，２０Ｂ及び第２伸縮ユニット５０Ａへ供給する空気の流路となるチューブ２５とが接続される。チューブ２５の先端には、さらに流路を二股に分岐する分岐管４１Ｅが取り付けられる。分岐管４１Ｅの分岐端には、第１伸縮ユニット２０Ｂの切替弁１４に接続されるチューブ２４と、第１伸縮ユニット２０Ａ及び第２伸縮ユニット５０Ａへ供給する空気の流路となるチューブ２５とが接続される。チューブ２５の先端には、さらに流路を二股に分岐する分岐管４１Ｆが取り付けられる。分岐管４１Ｆの分岐端には、第２伸縮ユニット５０Ａの切替弁１５に接続されるチューブ２４と、第１伸縮ユニット２０Ａへ供給する空気の流路となるチューブ２５とが接続される。チューブ２５は、第１伸縮ユニット２０Ａの切替弁１４に接続される。
なお、上述のチューブ２４及びチューブ２５が、管内移動体１３の内部に延在することは言うまでもない。また、各チューブ２４及び各チューブ２５の長さは、第１伸縮ユニット２０Ａ〜２０Ｄの伸縮動作及び第２伸縮ユニット５０Ａ〜５０Ｃの伸縮動作を考慮して設定される。好ましくは、第１伸縮ユニット２０Ａ〜２０Ｄ及び第２伸縮ユニット５０Ａ〜５０Ｃの伸縮動作を妨げないように可能な限り長さが短くなるように設定すると良い。
【００３０】
このように、空気供給手段１６から一本の空気供給管１６Ｃを管内移動体１３まで延長させ、複数の分岐管４１Ａ〜４１Ｆによって各第１伸縮ユニット２０Ａ〜２０Ｄの切替弁１４Ａ〜１４Ｄ及び第２伸縮ユニット５０Ａ〜５０Ｃの切替弁１５Ａ〜１５Ｃに向けて圧縮空気を供給する流路を形成することで、切替弁１４Ａ〜１４Ｄ及び切替弁１５Ａ〜１５Ｃには、空気供給手段１６で加圧された圧縮空気が常時供給されるため、遅滞無く第１伸縮ユニット２０Ａ〜２０Ｄの空気室Ｓ２０及び第２伸縮ユニット５０Ａ〜５０Ｃの空気室Ｓ５０に高圧の空気を供給することができる。
したがって、空気供給手段１６から管内移動体１３までの距離が長くなっても、常時コンプレッサ１６Ａで加圧された圧縮空気をロス無く供給させるので、管内移動体１３の進行速度の低下を防止できる。なお、複数のチューブ２４や複数のチューブ２５及び分岐管４１Ａ〜４１Ｆにより形成される流路は、一体に形成することも可能である。
【００３１】
また、空気供給管１６Ｃから各第１伸縮ユニット２０Ａ〜２０Ｄ及び第２伸縮ユニット５０Ａ〜５０Ｃに供給する空気を分岐させる他の方法として、空気供給管１６Ｃから直接各第１伸縮ユニット２０Ａ〜２０Ｄ及び第２伸縮ユニット５０Ａ〜５０Ｃに分岐させるように７つ又の分岐管を用いても良い。また、空気供給管１６Ｃから二股管により第１伸縮ユニット２０Ａ；２０Ｂと、第１伸縮ユニット２０Ｃ；２０Ｄとに向けて流路を分岐させた先に、さらに二股管をそれぞれ設けて第１伸縮ユニット２０Ａと２０Ｂ、第１伸縮ユニット２０Ｃ；２０Ｄに向かう流路を形成するようにしても良い。
【００３２】
図１に示すように、空気供給手段１６は、コンプレッサ１６Ａと、レギュレータ１６Ｂとを備える。レギュレータ１６Ｂは、コンプレッサ１６Ａで加圧された圧縮空気を所定の圧力に整圧して空気供給管１６Ｃに送出する。レギュレータ１６Ｂは、例えば、前述の切替弁１４及び切替弁１５の開閉制御に許容される最大の圧力に調整される。
空気供給管１６Ｃは、レギュレータ１６Ｂ及び管内移動体１３と着脱自在に接続される可撓性を有するホースである。
【００３３】
この空気供給管１６Ｃは、前述のように複数の分岐管４１Ａ〜４１Ｆを経て、分岐管４１Ａ〜４１Ｆから切替弁１４Ａ〜１４Ｄ及び切替弁１５Ａ〜１５Ｃに、独立したチューブ２４及びチューブ２５とそれぞれ対応して接続されており、制御手段１７から出力される制御信号に応じて切替弁１４Ａ〜１４Ｄ及び切替弁１５Ａ〜１５Ｃが所定の動作をすることで、各第１伸縮ユニット２０Ａ〜２０Ｄ及び第２伸縮ユニット５０Ａ〜５０Ｃに対して独立して圧縮空気を供給することが可能である。
【００３４】
制御手段１７は、制御部１７Ａと、操作部１７Ｂとを備える。制御部１７Ａ及び操作部１７Ｂは、ケーブル１７Ｃにより電気的に接続される。
制御部１７Ａは、演算処理手段としてのＣＰＵ、ＲＡＭ，ＲＯＭなどの記憶手段、入出力ポート等の入出力手段などのハードウェアを備えるコンピュータであって、ＲＯＭに記憶させたプログラムをＣＰＵで演算処理することでプログラムに書かれた制御信号を図示しない出力ポートから第１伸縮ユニット２０Ａ〜２０Ｄの切替弁１４Ａ〜１４Ｄ及び第２伸縮ユニット５０Ａ〜５０Ｃの切替弁１５Ａ〜１５Ｃに個別に出力することにより、管１内において管内移動体１３を進行させるための駆動力を制御する。
【００３５】
制御部１７Ａは、切替弁１４Ａ〜１４Ｄに対して収縮信号ｓ１、収縮維持信号ｓ２、伸長信号ｓ３を出力することにより切替弁１４Ａ〜１４Ｄの動作を制御する。
収縮信号ｓ１とは、切替弁１４Ａ〜１４Ｄに供給された圧縮空気を最大の圧力で空気室Ｓ２０に供給するように切替弁１４Ａ〜１４Ｄを制御する信号であって、本実施例では、切替弁１４Ａ〜１４Ｄの許容する最大の圧力で圧縮空気を空気室Ｓ２０に供給するように切替弁１４Ａ〜１４Ｄを制御する信号である。また、収縮維持信号ｓ２とは、切替弁１４Ａ〜１４Ｄの許容する最大の圧力よりも低い圧力で空気室Ｓ２０に空気を供給するように切替弁１４Ａ〜１４Ｄを制御する信号である。
また、伸長信号ｓ３とは、収縮信号ｓ１、収縮維持信号ｓ２に対する便宜上の信号であって、切替弁１４Ａ〜１４Ｄに出力されている収縮信号ｓ１や収縮維持信号ｓ２を停止させる信号であり、実質的には出力されない信号である。
【００３６】
また、制御部１７Ａは、切替弁１５Ａ〜１５Ｃに対して伸長信号ｓ５、伸長維持信号ｓ６、収縮信号ｓ７を出力することにより切替弁１５Ａ〜１５Ｃの動作を制御する。
伸長信号ｓ５とは、切替弁１５Ａ〜１５Ｃに供給された圧縮空気を最大の圧力で空気室Ｓ５０に供給するように切替弁１５Ａ〜１５Ｃを制御する信号であって、本実施例では、切替弁１５Ａ〜１５Ｃの許容する最大の圧力で圧縮空気を空気室Ｓ５０に供給するように切替弁１５Ａ〜１５Ｃを制御する信号である。
また、伸長維持信号ｓ６とは、切替弁１５Ａ〜１５Ｃの許容する最大の圧力よりも低い圧力で空気室Ｓ５０に空気を供給するように切替弁１５Ａ〜１５Ｃを制御する信号である。
また、収縮信号ｓ７とは、伸長信号ｓ５、伸長維持信号ｓ６に対する便宜上の信号であって、切替弁１５Ａ〜１５Ｃに出力されている伸長信号や伸長維持信号を停止させる信号であり、実質的には出力されない信号である。
【００３７】
本実施例では、切替弁１４Ａ〜１４Ｄに出力される収縮信号ｓ１、収縮維持信号ｓ２、伸長信号ｓ３及び切替弁１５Ａ〜１５Ｃに出力される伸長信号ｓ５、伸長維持信号ｓ６、収縮信号ｓ７は、ＰＷＭ制御に基づいて制御部１７Ａから出力される信号である。
即ち、第１伸縮ユニット２０を伸長状態から収縮状態に移行させるときに必要とされる空気室Ｓ２０への圧縮空気の供給量、第１伸縮ユニット２０の収縮状態を維持するときに必要とされる空気室Ｓ２０への空気の供給量、また、第２伸縮ユニット５０の収縮状態から伸長状態へと移行させるときに必要とされる空気室Ｓ５０への圧縮空気の供給量、第２伸縮ユニット５０の伸長状態を維持するときに必要とされる空気室Ｓ５０への空気の供給量が得られるように、周期的な信号を切替弁１４Ａ〜１４Ｄ及び切替弁１５Ａ〜１５Ｃに出力し、切替弁１４Ａ〜１４Ｄ及び切替弁１５Ａ〜１５Ｃを周期的に開閉させることにより、各第１伸縮ユニット２０及び各第２伸縮ユニットの動作が制御される。
このように、電気的に弁の開閉が可能となる切替弁１４Ａ〜１４Ｄ及び切替弁１５Ａ〜１５ＣをＰＷＭ制御で周期的に開閉させることにより、切替弁の小型が可能となり、第１伸縮ユニット２０内に収めることが可能となる。
なお、切替弁１４Ａ〜１４Ｄ及び切替弁１５Ａ〜１５Ｃの制御は、ＰＷＭ制御に限らず、その他の制御方法でも良く、空気室Ｓ２０及び空気室Ｓ５０への空気の供給圧力を時間的に変える制御が可能であればさらによい。
【００３８】
制御部１７Ａは、例えば、上記演算処理手段、記憶手段、入出力手段を１チップに収容したＰＩＣ（Peripheral Interface Controller（ペリフェラル インターフェース コントローラ））により実現され、例えば管内移動体１３の最後尾に接続される第１伸縮ユニット２０Ｄ内に収容される。この制御部１７Ａには、前述した探査ユニット１１から延長するケーブル１２が、切替弁１４Ａ〜１４Ｄ及び切替弁１５Ａ〜１５Ｃに個別に信号を出力可能に接続される。
【００３９】
操作部１７Ｂは、制御部１７Ａの入力ポートと通信可能に接続される入力手段であって、制御部１７Ａに記憶させたプログラムの実行を制御するためのコマンドを制御部１７Ａに出力する。ケーブル１７Ｃは、制御部１７Ａ及び操作部１７Ｂに着脱自在に接続され、制御部１７Ａと操作部１７Ｂとの通信を伝達する複数の配線と、探査ユニット１１により撮影された画像を操作部１７Ｂに伝達する複数の配線と、制御部１７Ａ及び探査ユニット１１に供給する電源線とが１つに束ねられた可撓性を有する一本の集合ケーブルである。このように、管１の外部に延長するケーブル１７Ｃを一本にすることで、管内移動体１３が管１内を進行するときのケーブル１７Ｃと管１との摩擦を低減させて管内移動体１３をスムースに進行させることができる。
【００４０】
制御手段１７は、制御部１７Ａと操作部１７Ｂとを一体に構成して管１の外部に設けるようにしても良いが、本実施例のように制御部１７Ａと操作部１７Ｂとを別体とすることにより、ケーブル１７Ｃに含まれる配線を少なくしてケーブル１７Ｃの軽量化ができるので、管内移動体１３が移動するときのケーブル１７Ｃを牽引する重さや、ケーブル１７Ｃと管１との摩擦等の負荷を軽減して管内移動体１３の移動速度を速くすることができる。より好ましくは、操作部１７Ｂと制御部１７Ａとを無線通信により互いに通信可能とすることで、ケーブル１７Ｃの重さをより軽くすることができる。
【００４１】
なお、探査ユニット１１で撮影された管１内の画像は、操作部１７Ｂに接続された表示手段１８に表示される。また、表示手段１８に替えてハードディスクや不揮発性の半導体メモリ等の記憶手段を接続して表示手段１８上に表示させずに検査画像を記録するようにしても良く、記憶手段に記憶させながら表示手段１８に表示するようにしても良い。
【００４２】
制御部１７Ａの記憶手段には、管内移動体１３を進行させる動作プログラムが記憶される。例えば、図９に示す進行パターンＡ，図１０に示す進行パターンＢの２つの動作パターンを実行させる複数の動作プログラムを記憶する。
進行パターンＡでは、全ての第２伸縮ユニット５０Ａ〜５０Ｃを同時に伸縮させることにより管内移動体１３を進行させる。また、進行パターンＢでは、第２伸縮ユニット５０Ａ〜５０Ｃを最後尾側から先頭側へと順に１つずつ伸縮させることにより管内移動体１３を進行させる。なお、管内移動体１３の動作パターンについては、進行パターンＡ及び進行パターンＢに限定されず適宜変更可能である。
以下、進行パターンＡ及び進行パターンＢによる管内移動体１３の進行動作について詳述する。
【００４３】
進行パターンＡは、図９（ａ）乃至（ｆ）に示すように、管内移動体１３に５つの行程を繰り返し動作させることで蠕動運動を生じさせて管１内を進行させる。
図９（ａ）は、管内移動体１３の初期状態を示し、例えば、管１内に管内移動体１３を配置した状態を示している。このとき、全ての第１伸縮ユニット２０Ａ〜２０Ｄが伸長状態、全ての第２伸縮ユニット５０Ａ〜５０Ｃが収縮状態にある。
管内移動体１３を進行させる場合、まず、第１行程として、図９（ｂ）に示すように、最後尾の第１伸縮ユニット２０Ｄの切替弁１４Ｄのみに収縮信号ｓ１を出力し、第１伸縮ユニット２０Ｄの空気室Ｓ２０に圧縮空気を供給して弾性膨張体２２の外周面が管１の内壁面に到達するまで第１伸縮ユニット２０Ｄを収縮させ、第１伸縮ユニット２０Ｄの位置を固定する。
次に、図９（ｃ）に示すように、第２工程に移行して、第１伸縮ユニット２０Ｄの切替弁１４Ｄに収縮維持信号ｓ２を出力し、第１伸縮ユニット２０Ｄの収縮状態を維持したまま第２伸縮ユニット５０Ａ〜５０Ｃのすべてに伸長信号ｓ５を出力し、第２伸縮ユニット５０Ａ〜５０Ｃの空気室Ｓ５０に圧縮空気を供給して全ての第２伸縮ユニット５０Ａ〜５０Ｃを伸長させる。これにより、管内移動体１３は、第１伸縮ユニット２０Ｄを基準として進行方向前方に大きく伸長する。
次に、図９（ｄ）に示すように、第３工程に移行して、最後尾の第１伸縮ユニット２０Ｄの切替弁１４Ｄに収縮維持信号ｓ２、第２伸縮ユニット５０Ａ〜５０Ｃの切替弁１５Ａ〜１５Ｃに伸長維持信号ｓ６をそれぞれ出力し、第１伸縮ユニット２０Ｄの収縮状態及び第２伸縮ユニット５０Ａ〜５０Ｃの伸長状態を維持したまま、先頭の第１伸縮ユニット２０Ａの切替弁１４Ａに収縮信号ｓ１を出力し、第１伸縮ユニット２０Ａの空気室Ｓ２０に圧縮空気を供給して弾性膨張体２２の外周面が管１の内壁面に到達するまで第１伸縮ユニット２０Ａを収縮させ、第１伸縮ユニット２０Ａの位置を固定する。
次に、図９（ｅ）に示すように、第４工程に移行して、先頭の第１伸縮ユニット２０Ａの切替弁１４Ａに収縮維持信号ｓ２を出力し、第１伸縮ユニット２０Ａの収縮状態を維持したまま、第１伸縮ユニット２０Ｄの切替弁１４Ｄに伸長信号ｓ５して第１伸縮ユニット２０Ｄの空気室Ｓ２０から空気を排出して第１伸縮ユニット２０Ｄを伸長させるとともに、第２伸縮ユニット５０Ａ〜５０Ｃの切替弁１５Ａ〜１５Ｃに収縮信号ｓ７を出力して全ての第２伸縮ユニット５０Ａ〜５０Ｃを収縮させる。これにより、第１伸縮ユニット２０Ａよりも後方の各ユニット２０Ａ〜２０Ｃ及び５０Ａ〜５０Ｃが前方に移動する。
次に、図９（ｆ）に示すように、第５工程に移行して、先頭の第１伸縮ユニット２０Ａの切替弁１４Ａに収縮維持信号ｓ２を出力し、第１伸縮ユニット２０Ａの収縮状態を維持したまま、最後尾の第１伸縮ユニット２０Ｄの切替弁１４Ｄに収縮信号ｓ３を出力し、第１伸縮ユニット２０Ｄの空気室Ｓ２０に圧縮空気を供給して弾性膨張体２２の外周面が管１の内壁面に到達するまで第１伸縮ユニット２０Ｄを収縮させる。
進行パターンＡでは、上記第１行程から第５行程までを１サイクルとし、このサイクルを繰り返すことで管内移動体１３が進行する。
即ち、進行パターンＡでは、最後尾の第１伸縮ユニット２０Ｄを収縮させて該第１伸縮ユニット２０Ｄを管１内に固定した後に、全ての第２伸縮ユニット５０Ａ〜５０Ｃを同時に伸長させ、次に、先頭の第１伸縮ユニット２０Ａを収縮させて該第１伸縮ユニット２０Ａを管１内に固定した後に、最後尾の第１伸縮ユニット２０Ｄの伸長、及び全ての第２伸縮ユニット５０Ａ〜５０Ｃを一度に収縮させることによって管内移動体１３を前進させる。
つまり、進行パターンＡでは、管内移動体１３は、３つの第２伸縮ユニット５０の伸長量ｘ分（ｘの３倍の長さ）から２つの第１伸縮ユニット２０の伸縮量ｒ（ｒの２倍の長さ）を減じた分だけ前方に移動する。
【００４４】
図１０（ａ）乃至（ｊ）に示すように、進行パターンＢは、管内移動体１３を９つの行程を繰り返し動作させることで管１内を進行させる。
図１０（ａ）は、管内移動体１３の初期状態を示し、例えば、管１内に管内移動体１３を配置した状態を示している。このとき、全ての第１伸縮ユニット２０Ａ〜２０Ｄが伸長状態、全ての第２伸縮ユニット５０Ａ〜５０Ｃが収縮状態にある。
まず、第１行程では、図１０（ｂ）に示すように、最後尾の第１伸縮ユニット２０Ｄの切替弁１４Ｄのみに収縮信号ｓ１を出力し、第１伸縮ユニット２０Ｄの空気室Ｓ２０に圧縮空気を供給して弾性膨張体２２の外周面が管１の内壁面に到達するまで第１伸縮ユニット２０Ｄを軸方向に収縮させる。なお、第１伸縮ユニット２０Ｄの収縮は、第１伸縮ユニット２０Ｄの前方に連結された第１伸縮ユニット２０Ａ〜２０Ｃ、第２伸縮ユニット５０Ａ〜５０Ｃ及び探査ユニット１１と管１との摩擦により、第１伸縮ユニット２０Ｄの第２伸縮ユニット５０Ｃ側を基点としてなされる。そしてこの収縮により管内移動体１３の後端が、図１０（ａ）に示す初期状態から伸縮量ｒ分、前方に移動する。
次に、図１０（ｃ）に示すように、第２工程に移行し、第１伸縮ユニット２０Ｄの切替弁１４Ｄに収縮維持信号ｓ２を出力し、第１伸縮ユニット２０Ｄの収縮状態を維持したまま第２伸縮ユニット５０Ｃの切替弁１５Ｃに伸長信号ｓ５を出力し、第２伸縮ユニット５０Ａの空気室Ｓ５０に圧縮空気を供給して第２伸縮ユニット５０Ａを伸長させる。
これにより、第２伸縮ユニット５０Ｃよりも前方に連結された第１伸縮ユニット２０Ａ〜２０Ｃ、第２伸縮ユニット５０Ａ，５０Ｂ及び探査ユニット１１が前方に押し出される。この伸長により、管内移動体１３の先端が、第２伸縮ユニット５０Ｃの伸長量ｘ分前方に移動する。
次に、図１０（ｄ）に示すように、第３行程に移行し、第１伸縮ユニット２０Ｄの切替弁１４Ｄに継続して収縮維持信号ｓ２を出力して第１伸縮ユニット２０Ｄの収縮状態を維持するとともに第２伸縮ユニット５０Ｃの切替弁１５Ｃに伸長維持信号ｓ６を出力して第２伸縮ユニット５０Ｃの伸長状態を維持したまま、第１伸縮ユニット２０Ｃの切替弁１４Ｃに収縮信号ｓ１を出力して第１伸縮ユニット２０Ｃの空気室Ｓ２０に圧縮空気を供給して第１伸縮ユニット２０Ｃを収縮させる。
これにより、管内移動体１３は、第１伸縮ユニット２０Ｃ；２０Ｄにより管１に固定される。また、第１収縮ユニット２０Ｃの収縮により、第１伸縮ユニット２０Ｃよりも前方に連結された第１伸縮ユニット２０Ａ；２０Ｂ、第２伸縮ユニット５０Ａ；５０Ｂ及び探査ユニット１１が第１伸縮ユニット２０Ｄの伸縮量ｒ分、後方に移動する。つまり、管内移動体１３の先端が、図１０（ｃ）に示す位置から伸縮量ｒ、後方に移動する。
次に、図１０（ｅ）に示すように、第４工程に移行し、第１伸縮ユニット２０Ｃの切替弁１４Ｃに収縮維持信号ｓ２を出力して第１伸縮ユニット２０Ｃの収縮状態を維持したまま、第２伸縮ユニット５０Ｂの切替弁１５Ｂには伸長信号ｓ５、第２伸縮ユニット５０Ｃの切替弁１５Ｃには収縮信号ｓ７、第１伸縮ユニット２０Ｄの切替弁１４Ｄには伸長信号ｓ３をそれぞれ出力し、第２伸縮ユニット５０Ｂの伸長、第２伸縮ユニット５０Ｃの収縮及び第１伸縮ユニット２０Ｄの伸長とを同時に行う。
これにより、第２伸縮ユニット５０Ｂよりも前方に連結された第１伸縮ユニット２０Ａ，２０Ｂ、第２伸縮ユニット５０Ａ及び探査ユニット１１が、第２伸縮ユニット５０Ｂの伸長量ｘ分前方に押し出され、第１伸縮ユニット２０Ｃよりも後方に連結された第１伸縮ユニット２０Ｄ及び第２伸縮ユニット５０Ｃは、第２伸縮ユニット５０Ｃの伸長量ｘ分から第１伸縮ユニット２０Ｃの伸縮量ｒ分減じた距離、前方に移動する。つまり、管内移動体１３の先端は、伸長量ｘ分前方に移動し、後端が伸長量ｘ分から第１伸縮ユニット２０Ｃの伸縮量ｒ分減じた距離前方に移動する。
次に、図１０（ｆ）に示すように、第５工程に移行し、第１伸縮ユニット２０Ｃの切替弁１４Ｃには継続して収縮維持信号ｓ２、第２伸縮ユニット５０Ｂには伸長維持信号ｓ６を出力して第１伸縮ユニット２０Ｃの収縮状態及び第２伸縮ユニット５０Ｂの伸長状態を維持したまま、第１伸縮ユニット２０Ｂの切替弁１５Ｂに収縮信号ｓ１を出力して第１伸縮ユニット２０Ｂの空気室Ｓ２０に圧縮空気を供給して弾性膨張体２２の外周面が管１の内壁面に到達するまで第１伸縮ユニット２０Ｂを軸方向に収縮させる。
これにより、管内移動体１３は、第１伸縮ユニット２０Ｃ；２０Ｂにより管１に固定される。また、第１収縮ユニット２０Ｂの収縮により、第１伸縮ユニット２０Ｂよりも前方に連結された第１伸縮ユニット２０Ａ、第２伸縮ユニット５０Ａ及び探査ユニット１１が第１伸縮ユニット２０Ｂの伸縮量ｒ分、後方に移動する。つまり、管内移動体１３の先端が伸縮量ｒ後方に移動する。
次に、図１０（ｇ）に示すように、第６工程に移行し、第１伸縮ユニット２０Ｂの切替弁１４Ｂに収縮維持信号ｓ２を出力して第１伸縮ユニット２０Ｂの収縮状態を維持したまま、第２伸縮ユニット５０Ａの切替弁１５Ａには伸長信号ｓ５、第２伸縮ユニット５０Ｂの切替弁１５Ｂには収縮信号ｓ７、第１伸縮ユニット２０Ｃの切替弁１４Ｃには伸長信号ｓ３をそれぞれ出力し、第２伸縮ユニット５０Ａの伸長、第２伸縮ユニット５０Ｂの収縮及び第１伸縮ユニット２０Ｃの伸長とを同時に行う。
これにより、第２伸縮ユニット５０Ａよりも前方に連結された第１伸縮ユニット２０Ａ及び探査ユニット１１が、第２伸縮ユニット５０Ａの伸長量ｘ前方に押し出され、第１伸縮ユニット２０Ｂよりも後方に連結された第１伸縮ユニット２０Ｄ；２０Ｃ及び第２伸縮ユニット５０Ｃ；５０Ｂは、第２伸縮ユニット５０Ｃの伸長量ｘ分から第１伸縮ユニット２０Ｃの伸縮量ｒ分減じた距離、前方に移動する。つまり、管内移動体１３の先端が、伸長量ｘ前方に移動し、後端が伸長量ｘ分から第１伸縮ユニット２０Ｃの伸縮量ｒ分減じた距離前方に移動する。
次に、図１０（ｈ）に示すように、第７工程に移行し、第１伸縮ユニット２０Ｂの切替弁１４Ｂには継続して収縮維持信号ｓ２、第２伸縮ユニット５０Ａの切替弁１５Ａには伸長維持信号ｓ６を出力して第１伸縮ユニット２０Ｂの収縮状態及び第２伸縮ユニット５０Ａの伸長状態を維持したまま、第１伸縮ユニット２０Ａの切替弁１４Ａに収縮信号ｓ１を出力して第１伸縮ユニット２０Ａの空気室Ｓ２０に圧縮空気を供給して弾性膨張体２２の外周面が管１の内壁面に到達するまで第１伸縮ユニット２０Ａを軸方向に収縮させる。
これにより、管内移動体１３は、第１伸縮ユニット２０Ｂ；２０Ａにより管１に固定される。また、第１収縮ユニット２０Ａの収縮により、第１伸縮ユニット２０Ａに連結された探査ユニット１１が第１伸縮ユニット２０Ａの伸縮量ｒ分、後方に移動する。つまり、管内移動体１３の先端が、伸縮量ｒ後方に移動する。
次に、図１０（ｉ）に示すように、第８工程に移行し、第１伸縮ユニット２０Ａの切替弁１４Ａに収縮維持信号ｓ２を出力して第１伸縮ユニット２０Ａの収縮状態を維持したまま、第２伸縮ユニット５０Ａの切替弁１５Ａには収縮信号ｓ７、第１伸縮ユニット２０Ｂの切替弁１４Ｂには伸長信号ｓ３をそれぞれ出力し、第２伸縮ユニット５０Ａの収縮及び第１伸縮ユニット２０Ｂの伸長とを同時に行う。
これにより、第１伸縮ユニット２０Ａよりも後方に連結された第１伸縮ユニット２０Ａ〜２０Ｃ、第２伸縮ユニット５０Ａ〜５０Ｃが、第２伸縮ユニット５０Ａの伸長量ｘ分から第１伸縮ユニット２０Ｃの伸縮量ｒ分減じた距離、前方に移動する。つまり、管内移動体１３の後端が、伸長量ｘ分から第１伸縮ユニット２０Ｃの伸縮量ｒ分減じた距離前方に移動する。
次に、図１０（ｊ）に示すように、第９工程に移行し、第１伸縮ユニット２０Ａの切替弁１４Ａには継続して収縮維持信号ｓ３を出力して第１伸縮ユニット２０Ａの収縮状態を維持したまま、最後尾の第１伸縮ユニット２０Ｄの切替弁１４Ｄに収縮信号ｓ１を出力して第１伸縮ユニット２０Ｄの空気室Ｓ２０に圧縮空気を供給して弾性膨張体２２の外周面が管１の内壁面に到達するまで第１伸縮ユニット２０Ｄを軸方向に収縮させる。
これにより、管内移動体１３が、第１伸縮ユニット２０Ａ及び第１伸縮ユニット２０Ｄにより管１に固定される。そして、第１伸縮ユニット２０Ａを伸長させることにより、図１０（ｂ）に示す状態に戻る。
進行パターンＢでは、上記第１行程から第９行程までを１つのサイクルとし、このサイクルを繰り返して管内移動体１３に蠕動運動を生じさせることで、管内移動体１３が矢印Ｘ１に向けて進行する。
即ち、進行パターンＢでは、第１伸縮ユニット２０を収縮させて管内移動体１３を管１に固定した状態で、これに進行方向前側に連結された第２伸縮ユニット５０を伸長させ、この第２伸縮ユニット５０の伸長を維持した状態で、さらに、この伸長した第２伸縮ユニット５０の前側に連結された第１伸縮ユニット２０を収縮させた後に、先に収縮させた第１伸縮ユニット２０及び伸長させた第２伸縮ユニット５０を伸長及び収縮させる工程を、最後尾側から順に先頭に向けて繰り返すことにより管内移動体１３は、少しずつ前方に進行することができる。
なお、進行パターンＡや進行パターンＢを連続的に切り替えて動作させる場合には、必ずしも図９（ａ）や図１０（ａ）で示すような初期状態を経る必要はない。
上記進行パターンＡ，Ｂの切り替えは、制御手段１７に設けられた操作部１７Ｂから制御部１７Ａへの入力により制御される。
【００４５】
上記進行パターンＡ及び進行パターンＢによる管内移動体１３の移動速度Ｖａ及びＶｂは、以下の式により算出することができる。
Ｖａ＝３ｘ／（ｔ１＋ｔ２＋・・・＋ｔ５）
また
Ｖｂ＝（３ｘ−２ｒ）／（ｔ１＋ｔ２＋・・・＋ｔ９）
ここで、ｘは、第２伸縮ユニット５０の伸長量、ｒは、第１伸縮ユニット２０の伸縮量である。
また、ｔｉ（ｉ＝１，２，・・・）は、各工程における動作時間である。したがって、上記理論式から明らかなように、進行パターンＢよりも進行パターンＡの方が管内移動体１３を速く移動させることができる。
進行パターンＡ及び進行パターンＢの選択は、例えば、管１における直管部分を管内移動体１３を進行させる場合には進行パターンＡ、曲管部分を管内移動体１３が進行する場合には進行パターンＢ等のように動作を変更することで、管内移動体１３を効率良く移動させることができる。
【００４６】
上記実施形態では、管内移動体１３を４つの第１伸縮ユニット２０及び３つの第２伸縮ユニット５０により構成したが、これに限定されない。
管内移動体１３の他の構成として、例えば、図１１に示すように、構成することも可能である。即ち、上記実施形態における移動体１３の先頭と最後尾とにそれぞれ第１伸縮ユニット２０を追加し、第１伸縮ユニットを連続して配置して管内移動体１３を構成したものである。
図１１（ａ）は、管内移動体１３の初期状態を示し、例えば、管１内に管内移動体１３を配置した状態を示している。このとき、全ての第１伸縮ユニット２０Ａ〜２０Ｆが伸長状態、全ての第２伸縮ユニット５０Ａ〜５０Ｃが収縮状態にある。
管内移動体１３を進行させる場合、まず、第１行程として、図１１（ｂ）に示すように、最後尾の２つの第１伸縮ユニット２０Ｅ，２０Ｆの切替弁１４Ｅ，１４Ｆのみに収縮信号ｓ１を出力し、第１伸縮ユニット２０Ｅ，２０Ｆの空気室Ｓ２０に圧縮空気を供給して弾性膨張体２２の外周面が管１の内壁面に到達するまで第１伸縮ユニット２０Ｅ，２０Ｆを収縮させる。これにより、管１内に管内移動体１３をしっかりと固定することができる。
次に、図１１（ｃ）に示すように、第２工程に移行して、第１伸縮ユニット２０Ｅ，２０Ｆの切替弁１４Ｅ，１４Ｆに収縮維持信号ｓ２を出力し、第１伸縮ユニット２０Ｅ，２０Ｆの収縮状態を維持したまま第２伸縮ユニット５０Ａ〜５０Ｃのすべてに伸長信号ｓ５を出力し、第２伸縮ユニット５０Ａ〜５０Ｃの各空気室Ｓ５０に圧縮空気を供給して全ての第２伸縮ユニット５０Ａ〜５０Ｃを伸長させる。
次に、図１１（ｄ）に示すように、第３工程に移行して、最後尾の第１伸縮ユニット２０Ｅ，２０Ｆの切替弁１４Ｅ，１４Ｆに収縮維持信号ｓ２、第２伸縮ユニット５０Ａ〜５０Ｃの切替弁１５Ａ〜１５Ｃに伸長維持信号ｓ６をそれぞれ出力し、第１伸縮ユニット２０Ｅ，２０Ｆの収縮状態及び第２伸縮ユニット５０Ａ〜５０Ｃの伸長状態を維持したまま、先頭の２つの第１伸縮ユニット２０Ａ，２０Ｂの切替弁１４Ａ，１４Ｂに収縮信号ｓ１を出力し、第１伸縮ユニット２０Ａ，２０Ｂの各空気室Ｓ２０に圧縮空気を供給して弾性膨張体２２の外周面が管１の内壁面に到達するまで第１伸縮ユニット２０Ａを収縮させる。
次に、図１１（ｅ）に示すように、第４工程に移行して、先頭の第１伸縮ユニット２０Ａ，２０Ｂの切替弁１４Ａに収縮維持信号ｓ２を出力し、第１伸縮ユニット２０Ａ，２０Ｂの収縮状態を維持したまま、第１伸縮ユニット２０Ｅ，２０Ｆの切替弁１４Ｅ，１４Ｆに伸長信号ｓ５して第１伸縮ユニット２０Ｅ，２０Ｆの空気室Ｓ２０から空気を排出して第１伸縮ユニット２０Ｅ，２０Ｆを伸長させるとともに、全ての第２伸縮ユニット５０Ａ〜５０Ｃの切替弁１５Ａ〜１５Ｃに収縮信号ｓ７を出力して全ての第２伸縮ユニット５０Ａ〜５０Ｃを収縮させる。これにより、第１伸縮ユニット２０Ｂよりも後方の第１伸縮ユニット２０Ｃ〜２０Ｆ及び第２伸縮ユニット５０Ａ〜５０Ｃが前方に移動する。
次に、図１１（ｆ）に示すように、第５工程に移行して、先頭の第１伸縮ユニット２０Ａ，２０Ｂの切替弁１４Ａ，１４Ｂに収縮維持信号ｓ２を出力し、第１伸縮ユニット２０Ａ，２０Ｂの収縮状態を維持したまま、最後尾の伸縮ユニット２Ｅ，Ｆの切替弁１４Ｅ，２０Ｆに収縮信号ｓ３を出力し、第１伸縮ユニット２０Ｅ，２０Ｆの空気室Ｓ２０に圧縮空気を供給して弾性膨張体２２の外周面が管１の内壁面に到達するまで第１伸縮ユニット２０Ｅ，２０Ｆを収縮させる。
このように、管内移動体１３の進行方向先頭に第１伸縮ユニット２０Ａ，２０Ｂ、また、最後尾に第１伸縮ユニット２０Ｅ，２０Ｆのように複数の第１伸縮ユニット２０を設けることにより、進行パターンＡにおける各工程の実施において、管内移動体１３の推進力を管１から生じさせることができる。
また、動作パターンとして、第２伸縮ユニット５０Ａ〜５０Ｃのすべてを加圧して伸張した状態で、第１伸張ユニット２０Ａ〜２０Ｄの加圧減圧をすることで進行波を発生させてゆっくり動作させて検査することも可能である。第１伸張ユニット２０のみを動作させることでも走行可能にするため、第１伸張ユニットの数を３個以上とする。
【００４７】
以上説明したように、本実施形態に係る管内移動体１３の進行動作は、第２伸縮ユニット５０よりも進行方向後方の第１伸縮ユニット２０を収縮させて管１に管内移動体１３を固定した後、第１伸縮ユニット２０の収縮状態を維持したまま第２伸縮ユニット５０を伸長させ、第１伸縮ユニット２０の収縮状態及び第２伸縮ユニット５０の伸長状態を維持したまま、当該伸長状態とされた第２伸縮ユニット５０よりも進行方向前方の収縮させた第１伸縮ユニット２０を収縮させた後に、当該収縮状態とされた第１伸縮ユニット２０よりも進行方向後方の収縮状態にある第１伸縮ユニット２０を伸長させるとともに伸長状態にある第２伸縮ユニット５０を収縮させることを基本動作としていることを考慮すれば、例えば、管内移動体１３の最小構成として、図１２（ａ）に示すように、２つの第１伸縮ユニット２０の間に１つの第２伸縮ユニット５０を設けて構成することも可能である。
【００４８】
また、図１２（ｂ）に示すように、２つの第１伸縮ユニット２０の間に２つ以上の第２伸縮ユニット５０を連続して設けることにより、管内移動体１３の移動速度をより向上させることができる。
【００４９】
また、第１伸縮ユニット２０の間に第２伸縮ユニット５０を直列に連続して設けるようにしたが、図１２（ｃ）に示すように、第１伸縮ユニット２０の間において複数の第２伸縮ユニット５０を並列に設けるように構成しても良い。この場合、各第２伸縮ユニット５０は、同図に示すような連結部材５５を介して、第１伸縮ユニット２０と連結すれば良い。このように、複数の第２伸縮ユニット５０を並列に設けた場合、各第２伸縮ユニット５０を同時に同一の長さ伸長させることにより、管内移動体１３の移動速度を向上させることができる。また、各第２伸縮ユニット５０の伸長量に変化を与えることにより、該複数の第２伸縮ユニット５０が並列に設けられた位置から前方に設けられた各ユニット２０，５０の向きを積極的に変えることができるので、例えば、図８に示したエルボ等の通過を容易にすることができる。
【００５０】
以上説明したように、管内移動体１３を構成する第１伸縮ユニット２０及び第２伸縮ユニット５０の配列は、上述した組み合わせに限定されない。管内移動体１３の構成は、所望の動作に応じて、上述の例に示した第１伸縮ユニット２０を進行方向の先頭及び最後尾に１つ又は複数を連続して設ける配列、第１伸縮ユニット２０と第２伸縮ユニット５０を交互に設ける配列、複数の第２伸縮ユニット５０を第１伸縮ユニット２０の間において連続して設ける配列、第１伸縮ユニット２０の間において複数の第２伸縮ユニット５０を並列に設ける配列などを適宜組み合わせても良く、また、上述の例に第１伸縮ユニット２０及び第２伸縮ユニット５０の配列を組み合わせ以外にも可能である。
【００５１】
また、第１伸縮ユニット２０を伸長するときに、空気室Ｓ２０内の空気を内筒２１の内周側に排出するように構成したが、例えば、空気室Ｓ２０から排出する空気を、次に伸長する予定の第２伸縮ユニット５０や次に収縮する予定の第１伸縮ユニット２０に供給可能に構成することにより、図９乃至図１１に示した進行動作の各工程に要する時間を短縮できる。これによっても管内移動体１３の移動速度を向上させることができる。
【００５２】
また、上記実施形態では、第２伸縮ユニット５０の内筒３８を構成するコイルばね３９を引張りばねとして説明したが、圧縮ばねとしても良い。この場合、管内移動体１３を駆動するための装置としてバキュームポンプを設け、第２伸縮ユニット５０の各切替弁１５の流入口１５ａにバキュームポンプから延長するチューブを接続し、制御手段１７から切替弁１５に収縮信号ｓ７が入力されたときに、空気室Ｓ５０内の空気を排出することにより、引張ばね（コイルばね）を軸方向に縮めて第２伸縮ユニット５０を収縮させても良い。
【符号の説明】
【００５３】
１  管、１０  管内探査装置、１１  探査ユニット、１３  管内移動体、
１４；１４Ａ〜１４Ｄ  切替弁、１６  空気供給手段、１７  制御手段、
２０；２０Ａ〜２０Ｄ  伸縮ユニット、５０；５０Ａ〜５０Ｃ  伸縮ユニット。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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