(57)【要約】【課題】様々な構造の配管に使用しても前進させ続けやすい管内挿入装置を提供する。【解決手段】基部１４を支点として基部１４よりも配管内での直進方向の前方側の部分が首振り可能な首振機構部１０と、いずれも首振機構部１０よりも直進方向の後方側に配置されており、直進方向と直交する方向に水を噴射する６つの第１ノズル４１ａ、及び、第１ノズル４１ａからの水の噴射方向よりも直進方向の後方側に水を噴射する６つの第２ノズル４２ａとを備える。そして、首振機構部１０が首振りした状態で直進方向の前方側の端部が配管内の壁面に接しつつ第２ノズル４２ａが水を噴射すること、及び、６つの第１ノズル４１ａからの水の噴射態様を変更しつつ第１ノズル４１ａ及び第２ノズル４２ａが水を噴射すること両方により、進行方向を変更しつつ前進する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
配管内に挿入される管内挿入装置であって、
基部を支点として前記基部よりも前記配管内での直進方向の前方側の部分が首振り可能な首振機構部と、
前記首振機構部よりも前記直進方向の後方側に配置されており、前記直進方向の後方側に流体を噴射するノズルを含む、流体を噴射する１又は複数のノズルを有し、前記１又は複数のノズルからの流体の噴射態様が変更可能な流体噴射部と、を備えており、
前記首振機構部が首振りした状態で前記直進方向の前方側の端部が前記配管内の壁面に接しつつ前記流体噴射部が流体を噴射すること、及び、前記流体噴射部が前記噴射態様を変更しつつ流体を噴射することの両方により、進行方向を変更しつつ前進することを特徴とする管内挿入装置。
【請求項２】
前記１又は複数のノズルが、
前記直進方向に沿う中心軸を中心とする周方向に関して複数の方向にそれぞれ流体を噴射可能な複数の第１ノズルと、
複数の前記第１ノズルによるいずれの流体の噴射方向よりも前記直進方向の後方に向く方向に流体を噴射可能な第２ノズルと、を含んでおり、
複数の前記第１ノズルから選択的に流体を噴射可能であることを特徴とする請求項１に記載の管内挿入装置。
【請求項３】
前記１又は複数のノズルの少なくともいずれかは、前記直進方向と直交する方向に流体を噴射可能であることを特徴とする請求項１又は２に記載の管内挿入装置。
【請求項４】
流体供給源から供給された流体を前記ノズルに供給する供給路と、
前記供給路を封鎖する状態と開放する状態とを取り得る弁とをさらに備えていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の管内挿入装置。
【請求項５】
前記弁は、接続流路が形成されており、且つ、回転することで前記接続流路が前記供給路に接続した状態と、前記接続流路が前記供給路に接続しない状態とを取り得る回転弁であることを特徴とする請求項４に記載の管内挿入装置。
【請求項６】
前記首振機構部は、
モーターと、
前記直進方向に対して湾曲可能な構造を有する湾曲部品と、
前記湾曲部品よりも前記直進方向の後方側に配置されており、且つ、前記モーターにより回転可能なプーリーと、
前記プーリーに巻き掛けられており、且つ、前記湾曲部品の内部を通って前記湾曲部品よりも前記直進方向の前方側に両端が引き出されたワイヤーと、
前記湾曲部品の内部に配置された第１ばねと、を備えていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の管内挿入装置。
【請求項７】
前記湾曲部品よりも前記直進方向の前方側に配置されており、且つ、前記第１ばねのばね定数よりも大きなばね定数を有する第２ばねと、
前記第２ばねの前記直進方向の前方側の端部に接続されており、且つ、前記ワイヤーの両端又はその付近が固定されたシーソー板と、をさらに備えていることを特徴とする請求項６に記載の管内挿入装置。
【請求項８】
前記湾曲部品における前記直進方向の前方側の端部に取り付けられた箱部材をさらに備えており、
前記第２ばね及び前記シーソー板は、前記箱部材の内部に配置されていることを特徴とする請求項７に記載の管内挿入装置。
【請求項９】
前記モーターの駆動力を前記プーリーに伝達するギアと、
前記プーリーと前記ギアとの間に配置され、前記プーリー及び前記ギアの両方と接触した摩擦板と、
前記プーリーに対して前記ギアを押し付ける付勢手段と、をさらに備えていることを特徴とする請求項６〜８のいずれか１項に記載の管内挿入装置。
【請求項１０】
前記直進方向に関する先端部に設けられたカメラをさらに備えていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の管内挿入装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配管内の調査や洗浄などの目的で配管内に挿入される管内挿入装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、農業用地の地下排水路内を洗浄するのに適した装置として、直進方向の先端部に設けられた首振り機構部と、高圧流動体を噴出する噴射ノズルと、を備えた洗浄装置が開示されている。かかる洗浄装置は、噴射ノズルから高圧流動体を後方に向けて噴出することで、配管内を前進することができる。そして、配管の分岐部においては、首振り機構部を進みたい方向に曲げた状態で配管内の壁面に接触させつつ前進することで、所望の方向に進むことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３８１１９２１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
農業用地の地下排水路内の分岐は、水平面内での分岐が主である。一方、下水管は、縦穴のマンホールに対して、水平方向に延びる複数の配管が接続された構造となっている。そして、マンホールに接続される複数の配管は、高さ位置が互いに異なっている場合がある。このような場合には、配管内に挿入された装置は、マンホールにおいて段差を越えつつ進行方向を変更する必要がある。このように、配管には様々な構造を有するものがある。農業用地の地下排水路のような水平面内での分岐のみの単純な構造の配管内では方向を変えつつ前進させ続けることが比較的容易であるが、下水管のような複雑な構造の配管内を前進させ続けるのは農業用地の地下排水路より困難である。
【０００５】
本発明の目的は、様々な構造の配管に使用しても前進させ続けやすい管内挿入装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の管内挿入装置は、配管内に挿入される管内挿入装置であって、基部を支点として前記基部よりも前記配管内での直進方向の前方側の部分が首振り可能な首振機構部と、前記首振機構部よりも前記直進方向の後方側に配置されており、前記直進方向の後方側に流体を噴射するノズルを含む、流体を噴射する１又は複数のノズルを有し、前記１又は複数のノズルからの流体の噴射態様が変更可能な流体噴射部と、を備えており、前記首振機構部が首振りした状態で前記直進方向の前方側の端部が前記配管内の壁面に接しつつ前記流体噴射部が流体を噴射すること、及び、前記流体噴射部が前記噴射態様を変更しつつ流体を噴射することの両方により、進行方向を変更しつつ前進することを特徴とする。
【０００７】
この構成によると、首振機構部が首振りした状態で前記直進方向の前方側の端部が配管内の壁面に接触することに加えて、流体噴射部が噴射態様を変更しつつ流体を噴射することによって、進行方向を変更することができる。したがって、様々な構造の配管に使用しても前進させ続けやすい。なお、「直進方向の後方側に流体を噴射するノズル」とは、直進方向と反対方向、つまり、真後ろの方向に流体を噴射するもののみならず、斜め後方に流体を噴射するものも含む。
【０００８】
また、本発明の管内挿入装置は、前記１又は複数のノズルが、前記直進方向に沿う中心軸を中心とする周方向に関して複数の方向にそれぞれ流体を噴射可能な複数の第１ノズルと、複数の前記第１ノズルによるいずれの流体の噴射方向よりも前記直進方向の後方に向く方向に流体を噴射可能な第２ノズルと、を含んでおり、複数の前記第１ノズルから選択的に流体を噴射可能であることが好ましい。
【０００９】
この構成によると、複数の第１ノズルのうち適切な第１ノズルを選択することにより、直進方向に沿う中心軸を中心とする周方向に関して特定の方向において流体を噴射することができる。したがって、複数の第１ノズルのうち適切な第１ノズルを選択することで、進行方向を選択することができる。また、第２ノズルにより第１ノズルによるいずれの流体の噴射方向よりも直進方向の後方に向く方向に流体を噴射することで、直進することができる。
【００１０】
また、本発明の管内挿入装置では、前記１又は複数のノズルの少なくともいずれかは、前記直進方向と直交する方向に流体を噴射可能であってもよい。
【００１１】
この構成によると、ノズルから直進方向と直交する方向に流体を噴射することで、進行方向を変更することができる。
【００１２】
加えて、本発明の管内挿入装置は、流体供給原と、前記流体供給源から供給された流体を前記ノズルに供給する供給路と、前記供給路を封鎖する状態と開放する状態とを取り得る弁とをさらに備えていてもよい。
【００１３】
この構成によると、弁によりノズルに流体を供給する供給路を封鎖する状態と開放する状態とを切り換えることで、ノズルから流体を噴射しない状態と噴射する状態とを切り換えることができる。
【００１４】
さらに、本発明の管内挿入装置においては、前記弁は、接続流路が形成されており、且つ、回転することで前記接続流路が前記供給路に接続した状態と、前記接続流路が前記供給路に接続しない状態とを取り得る回転弁であってもよい。
【００１５】
この構成によると、回転弁を回転させて、接続流路が供給流路に接続した状態とすることで供給流路を開放して、ノズルから流体を噴射することができる。また、接続流路が供給流路に接続しない状態とすることで供給流路を閉鎖して、ノズルから流体が噴射されないようにすることができる。よって、回転弁を回転させる簡易な構成で、ノズルから流体を噴射する状態と噴射しない状態とを切り換えることができる。
【００１６】
また、本発明の管内挿入装置においては、前記首振機構部は、モーターと、前記直進方向に対して湾曲可能な構造を有する湾曲部品と、前記湾曲部品よりも前記直進方向の後方側に配置されており、且つ、前記モーターにより回転可能なプーリーと、前記プーリーに巻き掛けられており、且つ、前記湾曲部品の内部を通って前記湾曲部品よりも前記直進方向の前方側に両端が引き出されたワイヤーと、前記湾曲部品の内部に配置された第１ばねと、を備えていてもよい。
【００１７】
この構成によると、モーターによりプーリーを一方向に回転させることで、湾曲部品の内部を通って湾曲部品よりも直進方向の前方側に引き出されたワイヤーの両端のうちの一方が、直進方向の後方側に引っ張られる。よって、湾曲部品は、その内部に配置された第１ばねと共にワイヤーにより直進方向の後方側に引っ張られた方に湾曲する。また、プーリーを一方向とは反対の方向に回転させてワイヤーが引っ張られない状態に戻すと、第１ばねの復元力により湾曲部品は元の姿勢に戻る。
【００１８】
さらに、本発明の管内挿入装置は、前記湾曲部品よりも前記直進方向の前方側に配置されており、且つ、前記第１ばねのばね定数よりも大きなばね定数を有する第２ばねと、前記第２ばねの前記直進方向の前方側の端部に接続されており、且つ、前記ワイヤーの両端又はその付近が固定されたシーソー板と、をさらに備えていることが好ましい。
【００１９】
この構成によると、シーソー板は、第１ばねのばね定数よりも大きなばね定数を有する第２ばねによって支持されているので、外力が加わった場合であっても傾きにくい。よって、外力が加わった場合であっても、シーソー板に固定されているワイヤーは引っ張られにくい。これにより、外力によりワイヤーが引っ張られることでプーリーが回転し、モーターに外力が伝わってモーターに負荷が加わるのを抑制することができる。
【００２０】
加えて、本発明の管内挿入装置は、前記湾曲部品における前記直進方向の前方側の端部に取り付けられた箱部材をさらに備えており、前記第２ばね及び前記シーソー板は、前記箱部材の内部に配置されていることが好ましい。
【００２１】
この構成によると、ワイヤーが固定されているシーソー板が箱部材の内部に配置されているので、シーソー板に外力が直接的に加わることがない。したがって、外力によりワイヤーが引っ張られることでモーターに負荷が加わるのをさらに抑制することができる。
【００２２】
また、本発明の管内挿入装置は、前記モーターの駆動力を前記プーリーに伝達するギアと、前記プーリーと前記ギアとの間に配置され、前記プーリー及び前記ギアの両方と接触した摩擦板と、前記プーリーに対して前記ギアを押し付ける付勢手段と、をさらに備えていることが好ましい。
【００２３】
この構成によると、ワイヤーが巻き掛けられたプーリーにかかる負荷が所定値以上になったときにギアに対してプーリーが滑ることで、ワイヤーに加わった外力がモーターに伝わるのを抑制できる。ここで、プーリーとギアとの間に、プーリー及びギアの両方と接触した摩擦板を配置することで、ギアに対してプーリーが滑り始めるときのプーリーにかかる負荷を一定の値に制御することができる。
【００２４】
また、本発明の管内挿入装置は、前記直進方向に関する先端部に設けられたカメラをさらに備えていてもよい。
【００２５】
この構成によると、カメラで撮影することにより、管内挿入装置が挿入される配管内の調査を行うことができる。
【発明の効果】
【００２６】
上述のように、本発明においては、首振機構部が首振りした状態で前記直進方向の前方側の端部が配管内の壁面に接触することに加えて、流体噴射部が噴射態様を変更しつつ流体を噴射することによって、進行方向を変更することができる。したがって、様々な構造の配管に使用しても前進させ続けやすい。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施形態にかかる管内挿入装置の全体構成を示す概略図である。
【図２】図１に示す首振機構部のモーター収容部を除く部分を示す図である。
【図３】図１に示す首振機構部の基部近傍における直進方向に沿う平面での断面図である。
【図４】図３に示す首振機構部の一部の首振りした状態を示す図である。
【図５】図３に示すプーリーを紙面の下方から見た図である。
【図６】図１に示すバルブ機構部の斜視図である。
【図７】図６のVII-VII線に沿う断面図である。
【図８】図７のVIII-VIII線に沿う断面図であり、（ａ）は第１ノズルから水が噴射されない場合、（ｂ）は第１ノズルから水が噴射される場合を示す。
【図９】図１に示す調査機器収容部を直進方向の前方側から見た図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
[管内挿入装置１の全体構成]
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。図１に示すように、本実施形態の管内挿入装置１は、配管内の調査や洗浄などの目的で下水管などの配管内に挿入されるものである。図１に示すように、管内挿入装置１は、首振機構部１０と、バルブ機構部４０と、調査機器収容部５０と、を主に備えている。
【００２９】
首振機構部１０は、一方向に長尺であり、後述する基部１４を支点として基部１４よりも長手方向の一方側（図１中左方側）の部分が首振り可能である。バルブ機構部４０は、支持ワイヤー７１を介して、首振機構部１０の長手方向の一方側（図１中右方側）の端部に連結されている。調査機器収容部５０は、首振機構部１０の長手方向に関してバルブ機構部４０が配置されている側とは反対の他端側（図１中左側）に配置されている。管内挿入装置１は、調査機器収容部５０が配置されている側が先端側となるようにして、配管内に挿入される。すなわち、配管内における管内挿入装置１の直進方向は、図１において右方から左方に向く方向である。以下の説明において、管内挿入装置１における直進方向と直交する方向を「幅方向」と称する。
【００３０】
[首振機構部１０の構成]
次に、図２、３をさらに参照しつつ、首振機構部１０の構成について説明する。首振機構部１０は、モーター１１ａ（図１参照）と、直進方向に対して湾曲可能な構造を有する湾曲部品１３と、モーター１１ａにより回転可能なプーリー１５（図３参照）とプーリー１５に巻き掛けられたワイヤー１８と、湾曲部品１３の内部に配置された第１ばね１９とを主に備えている。
【００３１】
モーター１１ａは、図１に示すように、直進方向に関して首振機構部１０の最も後方側の端部に位置するモーター収容部１１内に収容されている。なお、モーター収容部１１内には、支持ワイヤー７１を支点として管内挿入装置１を支持ワイヤー７１の中心軸Ｌ１（図１参照）を中心に部分的に回転するための動力源であるモーター１１ｂも収容されている。
【００３２】
湾曲部品１３は、５つのコマ１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、１３ｅにより構成されている。５つのコマ１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、１３ｅは、この順で直進方向の前方側から後方側に向かって並んでいる。図２、３に示すように、コマ１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、１３ｅの直進方向の前方側の端面には２つの傾斜面１４ａ、１４ｂが設けられている。２つの傾斜面１４ａ、１４ｂは、幅方向の中央で互いに接続されており、且つ、幅方向の両側（図２、３中上側及び下側）にそれぞれ位置する面である。２つの傾斜面１４ａ、１４ｂは、いずれも幅方向の中央側の端部が幅方向の外側の端部よりも直進方向の前方側に位置している。
【００３３】
湾曲部品１３の直進方向の前方側には、調査機器収容部５０を支持する支持部材２０が配置されている。支持部材２０は、直進方向の前方側から見て円形状の底部２１と、底部２１の周縁部から直進方向に沿って延びる壁部２２とからなる箱状の部材である。支持部材２０には、幅方向に平行であり、且つ、直進方向の後方側を向く面２０ａが形成されている。湾曲部品１３の中で最も直進方向の前方側に位置するコマ１３ａにおける２つの傾斜面１４ａ、１４ｂの接続部分は、支持部材２０の面２０ａに接触している。また、コマ１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄには、幅方向に平行であり、且つ、直進方向の後方側を向く面１４ｅが形成されている。コマ１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、１３ｅにおける２つの傾斜面１４ａ、１４ｂの接続部分は、コマ１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄの面１４ｅにそれぞれ接触している。
【００３４】
コマ１３ｅの直進方向の後方側の端面には、２つの傾斜面１４ｃ、１４ｄが設けられている。２つの傾斜面１４ｃ、１４ｄは、幅方向の中央で互いに接続されており、且つ、幅方向の両側（図２、３中上側及び下側）にそれぞれ位置する面である。２つの傾斜面１４ｃ、１４ｄは、いずれも幅方向の中央側の端部が幅方向の外側の端部よりも直進方向の後方側に位置している。湾曲部品１３の直進方向の後方側には、プーリー１５（図３）を覆うカバー１２が配置されている。カバー１２には、幅方向に平行であり、且つ、直進方向の前方側を向く面１２ａが形成されている。コマ１３ｅにおける２つの傾斜面１４ｃ、１４ｄの接続部分は、カバー１２の面１２ａに接触している。
【００３５】
図２、３に示すように、各コマ１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、１３ｅの幅方向の両端部近傍には、直進方向にコマ１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、１３ｅを貫通する貫通孔１６がそれぞれ形成されている。また、支持部材２０の底部２１にも、各コマ１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、１３ｅの貫通孔１６に対応する位置に、底部２１を直進方向に貫通する貫通孔２０ｂが形成されている。図３に示すように、プーリー１５は、湾曲部品１３の直進方向の後方側に位置するカバー１２内に配置されている。プーリー１５に巻き掛けられたワイヤー１８の両端部は、各コマ１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、１３ｅ及び支持部材２０の底部２１の幅方向の両側にそれぞれ形成された貫通孔１６、２０ｂ内を通って、箱状の支持部材２０の内部に引き出されている。ワイヤー１８の両端部は、支持部材２０の内部に配置されている後述するシーソー板３１に固定されている。
【００３６】
図２、３に示すように、各コマ１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、１３ｅの幅方向の中央部分には、直進方向にコマ１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、１３ｅを貫通する貫通孔１７がそれぞれ形成されている。また、支持部材２０の底部２１にも、各コマ１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、１３ｅの貫通孔１７に対応する位置に、底部２１を直進方向に貫通する貫通孔２０ｃが形成されている。第１ばね１９は、各コマ１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、１３ｅの貫通孔１７と、支持部材２０の貫通孔２０ｃとに挿通されている。より詳細には、第１ばね１９における直進方向の前方側の端部は、支持部材２０の内側に配置されている後述するシーソー板３１に支持されており、直進方向の後方側の端部は、カバー１２に支持されている。
【００３７】
ここで、モーター１１ａにより、図２、３において上方に位置するワイヤー１８が直進方向の後方側に引っ張られるようにプーリー１５を回転させた場合について考える。この場合、支持部材２０及びコマ１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、１３ｅが傾いて、コマ１３ａの傾斜面１４ａ及び支持部材２０の面２０ａ、コマ１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、１３ｅの各傾斜面１４ａ及びコマ１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄの各面１４ｅ、並びに、コマ１３ｅの傾斜面１４ｃ及びカバー１２の面１２ａが、互いに近づく方向に動く。これにより、湾曲部品１３は直進方向に関して一方側（図１中上方側）に湾曲する。
【００３８】
また、モーター１１ａにより、図２、３の下方に位置するワイヤー１８が直進方向の後方側に引っ張られるようにプーリー１５を回転させた場合について考える。この場合、支持部材２０及びコマ１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、１３ｅが傾いて、コマ１３ａの傾斜面１４ｂ及び支持部材２０の面２０ａ、コマ１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、１３ｅの各傾斜面１４ｂ及びコマ１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄの各面１４ｅ、並びに、コマ１３ｅの傾斜面１４ｄ及びカバー１２の面１２ａが、互いに近づく方向に動く。これにより、湾曲部品１３は直進方向に関して他方側（図１中下方側）に湾曲する（図４参照）。
【００３９】
首振機構部１０は、上述のように直進方向に対して湾曲する湾曲部品１３を備えていることで、図４に示すように、湾曲部品１３の直進方向に関する後方側の端部の基部１４を支点として、この基部１４よりも直進方向の前方側の部分が首振り可能となっている。なお、上述のように湾曲部品１３が湾曲する際には、湾曲部品１３及び支持部材２０の内部に配置された第１ばね１９は湾曲方向に撓む。そして、ワイヤー１８を引っ張る力が解除されたときには、第１ばね１９の復元力により、湾曲した湾曲部品１３は直線状に戻る。後述の通り、管内挿入装置１は、バルブ機構部４０の第２ノズル４２ａから水が噴射されることで直進方向への推力を得る。首振機構部１０が図４に示すように首振りを行っている状態において、第２ノズル４２ａから水を噴射させる。これによって、管内挿入装置１を前進させつつ、管内挿入装置１の前端部にある調査機器収容部５０を配管の内壁面に接触させると、管内挿入装置１の進行方向が、首振機構部１０による首振りの方向へと変更される。
【００４０】
図２に示すように、箱状の支持部材２０の内側には、支持部材２０の底部２１と対向するシーソー板３１が配置されている。支持部材２０の底部２１における直進方向の前方側に向く面には、凹部２１ａが形成されている。シーソー板３１における支持部材２０の底部２１と対向する面には、凹部３１ａが形成されている。そして、支持部材２０の底部２１とシーソー板３１との間には、第２ばね３２が配置されている。より詳細には、第２ばね３２の直進方向に関して前方側の端部は、シーソー板３１の凹部３１ａに嵌め込まれており、第２ばね３２の直進方向に関して後方側の端部は、支持部材２０の底部２１の凹部２１ａに嵌め込まれている。第２ばね３２のばね定数は、第１ばね１９のばね定数よりも大きい。
【００４１】
管内挿入装置１を配管内で前進させる際、管内挿入装置１の直進方向の前方側の端部（調査機器収容部５０や支持部材２０）が、配管の内壁や配管内の異物にぶつかることがある。これによって支持部材２０が変位すると、支持部材２０の内部に固定されたワイヤー１８が引っ張られるおそれがある。ワイヤー１８が引っ張られると、プーリー１５が回転して後述するベベルギア６１を介してモーター１１ａに外力が伝わり、モーター１１ａに負荷が加わる。これに対し、本実施形態の管内挿入装置１は、箱状の支持部材２０の内部に配置されたシーソー板３１とその周辺構成により、管内挿入装置１に外力が加わった際にモーター１１ａに加わる負荷を低減するように、以下のように構成されている。
【００４２】
すなわち、本実施形態においてはワイヤー１８の両端部はシーソー板３１に固定されている。したがって、シーソー板３１が傾いたときにワイヤー１８が引っ張られる。ここで、シーソー板３１は、箱状の支持部材２０の内部に配置されている。仮に、調査機器収容部５０に加わった外力が支持部材２０に伝達されたり、支持部材２０に直接外力が加えられたりしたとする。この場合、支持部材２０はその外力によって変位する。しかしながら、支持部材２０の底部２１とシーソー板３１との間には第２ばね３２が介在している。このため、支持部材２０の変位は第２ばね３２を通じてのみ、シーソー板３１に伝達されることになる。一方、第２ばね３２のばね定数は、湾曲部品１３及び支持部材２０の内部に配置された第１ばね１９のばね定数よりも大きい。したがって、第２ばね３２は多少の外力が加わっても大きく変形することがない。よって、支持部材２０が変位しようとしても、その変位は、ばね定数の大きい第２ばね３２に吸収される。このため、支持部材２０の変位によってシーソー板３１が大きく変位したりしにくい。よって、多少の外力が支持部材２０に伝達されたり、直接加えられたりしても、ワイヤー１８が引っ張られにくく、モーター１１ａに負荷が加わるのを抑制できる。
【００４３】
図５に示すように、プーリー１５には、べベルギア６１を介してモーター１１ａ（図１参照）の駆動力が伝達される。べベルギア６１は、シャフト６０に挿通されており、周縁部に複数の歯が形成された傘状の歯車部６１ａと、シャフト６０の外周面に沿って延びる筒部６１ｂとを有している。筒部６１ｂには、シャフト６０の伸延方向（図５中上下方向）に延びており、且つ、筒部６１ｂにおける歯車部６１ａが設けられている側とは反対側の端面に開口する２つの穴６２が形成されている。これら２つの穴６２には、ノックピン６５がそれぞれ挿し込まれている。
【００４４】
べベルギア６１の歯車部６１ａが設けられている側とは反対側には、円盤状のリミッタプレート６３が配置されている。リミッタプレート６３は、シャフト６０に対して固定されている。リミッタプレート６３には、シャフト６０の伸延方向（図５中上下方向）に貫通しており、シャフト６０の伸延方向から見てべベルギア６１の筒部６１ｂに形成された２つの穴６２に対応する位置にそれぞれ形成された２つの貫通孔６３ａが形成されている。２つの貫通孔６３ａには、べベルギア６１の筒部６１ｂに形成された２つの穴６２にそれぞれ挿し込まれたノックピン６５の先端部が挿し込まれている。すなわち、べベルギア６１とリミッタプレート６３とは、ノックピン６５によりプーリー１５の回転方向に関して互いに固定されている。
【００４５】
べベルギア６１のリミッタプレート６３が配置されている側とは反対側（図５中下側）には、皿ばね６６がシャフト６０に挿通された状態で配置されている。皿ばね６６のべベルギア６１が配置されている側とは反対側（図５中下側）には、シャフト６０に固定された止め輪６７が配置されている。
【００４６】
プーリー１５は、べベルギア６１の筒部６１ｂに挿通されている。プーリー１５のシャフト６０の伸延方向に関する一方側（図５中下方側）の端面とべベルギア６１の歯車部６１ａとの間には、プーリー１５及びべベルギア６１の両方に接触する樹脂シート６８ａが配置されている。また、プーリー１５のシャフト６０の伸延方向に関する他方側（図５中上方側）の端面とリミッタプレート６３との間には、プーリー１５及びリミッタプレート６３の両方に接触する樹脂シート６８ｂが配置されている。樹脂シート６８ａ、６８ｂは、いずれもフッ素樹脂製である。
【００４７】
また、プーリー１５とべベルギア６１の筒部６１ｂとの間には、プーリー１５及びべベルギア６１の両方に接触するフッ素樹脂製の樹脂ワッシャ６９が配置されている。樹脂シート６８ａ、６８ｂ及び樹脂ワッシャ６９はいずれもフッ素樹脂製であり、摩擦係数が非常に小さいという特性を持つ。リミッタプレート６３は、べベルギア６１との間でプーリー１５、樹脂シート６８ａ、６８ｂ、及び樹脂ワッシャ６９を挟み込んでいる。べベルギア６１は、皿ばね６６によってプーリー１５に対して付勢されている。
【００４８】
ワイヤー１８が引っ張られて、ワイヤー１８が巻き掛けられたプーリー１５にかかる負荷が所定値以上となると、プーリー１５の回転方向に関して互いに固定されたべベルギア６１及びリミッタプレート６３に対してプーリー１５が滑るようになっている。ここで、プーリー１５、べベルギア６１、及びリミッタプレート６３は、いずれも金属製である。金属製の部材の表面の摩擦特性は、部材の加工精度によってばらつきが生じやすい。一方、フッ素樹脂製の樹脂シート６８ａ、６８ｂ及び樹脂ワッシャ６９は、摩擦特性のばらつきが生じにくい。したがって、本実施形態では、べベルギア６１及びリミッタプレート６３とプーリー１５との間に樹脂シート６８ａ、６８ｂ及び樹脂ワッシャ６９を配置しているので、べベルギア６１及びリミッタプレート６３に対してプーリー１５が滑り始めるときのプーリー１５の負荷を一定の値に制御しやすい。すなわち、樹脂シート６８ａ、６８ｂ及び樹脂ワッシャ６９は摩擦板として機能する。
【００４９】
[バルブ機構部４０の構成]
次に、図６〜図８を参照しつつ、バルブ機構部４０の構成について説明する。バルブ機構部４０は、図６に示すように、全体として直進方向に延びる円筒形状を有している。図６、８（ａ）、（ｂ）に示すように、バルブ機構部４０は、筒状のステータ４１と、ステータ４１の直進方向の後方側の端部を覆うように配置されたコア４２と、ステータ４１のコア４２が配置されている側とは反対側に配置された筒状のカバー４８と、カバー４８のステータ４１が配置されている側とは反対側の端部を覆うキャップ４９とを備えている。
【００５０】
ステータ４１の外周面には、６つの第１ノズル４１ａが開口している。図７に示すように、６つの第１ノズル４１ａは、周方向に等間隔に配置されている。すなわち、６つの第１ノズル４１ａは、直進方向に沿うバルブ機構部４０の中心軸Ｌ２（図６参照）を中心とする周方向に関して６つの方向にそれぞれ水を噴射可能である。第１ノズル４１ａは、直進方向と直交する方向に水を噴射する。図７に示すように、各第１ノズル４１ａは、ステータ４１の内周面にそれぞれ開口しており、周方向に等間隔に形成された６つの供給路４１ｂに接続されている。図６、８（ａ）、（ｂ）に示すように、コア４２の直進方向の後方側の端面の中央部には、貯水タンクなどの水の供給源に接続されたホース８０（図１参照）を接続する接続部４２ｃが設けられている。なお、本実施形態においては、水の供給源からは高圧水が供給される。また、接続部４２ｃの周囲には、６つの第２ノズル４２ａが等間隔で開口している。第２ノズル４２ａは、第１ノズル４１ａからの水の噴射方向よりも直進方向の後方側（斜め後方）に水を噴射する。６つの第２ノズル４２ａは、バルブ機構部４０の中心軸Ｌ２（図６参照）に関して互いに対称な形状を有している。よって、６つの第２ノズル４２ａからの水の噴射から生じる反作用の合力は、直進方向に向かう。つまり、管内挿入装置１は、６つの第２ノズル４２ａからの水の噴射によって直進方向に向かう推力を得る。
【００５１】
図８（ａ）、（ｂ）に示すように、コア４２には、ステータ４１の内部に延びる突出部４３が設けられている。突出部４３の内部には、接続部４２ｃに接続されたホース８０から供給された水が流れ込む流入路４３ａが形成されている。また、図７、８（ａ）、（ｂ）に示すように、突出部４３には、その外周面の全周に亘って形成された凹部４３ｂが設けられている。また、突出部４３には、凹部４３ｂの底面と流入路４３ａを画定する内壁面との間を貫通する貫通孔４３ｃが、周方向に等間隔で４つ形成されている。したがって、接続部４２ｃに接続されたホース８０から供給されて流入路４３ａに流れ込んだ水は、４つの貫通孔４３ｃを介して凹部４３ｂ内に至る。
【００５２】
また、コア４２には、流入路４３ａを画定する内壁面にそれぞれ開口しており、各第２ノズル４２ａに接続される６つの供給路４２ｂが形成されている。したがって、接続部４２ｃに接続されたホース８０から供給されて流入路４３ａに流れ込んだ水は、供給路４２ｂを介して各第２ノズル４２ａに供給され、第２ノズル４２ａから噴射される。
【００５３】
図７、８（ａ）、（ｂ）に示すように、ステータ４１とコア４２の突出部４３との間には、筒状のロータ４４が配置されている。ロータ４４は、カバー４８内に配置されたモーター４７（図８（ａ）、（ｂ）参照）によって回転可能である。図７に示すように、ロータ４４には、ステータ４１において周方向に等間隔に形成された６つの供給路４１ｂのうち、隣り合う３つの供給路４１ｂとそれぞれ対向する位置に、径方向に貫通する貫通孔４４ａが形成されている。
【００５４】
ここで、モーター４７によりロータ４４を回転させて、図８（ａ）に示すように、ロータ４４の３つの貫通孔４４ａがステータ４１に形成された６つの供給路４１ｂのうちのいずれにも接続されない位置とした場合について考える。このとき、全ての第１ノズル４１ａに接続された供給路４１ｂがロータ４４によって封鎖された状態となる。よって、このときはいずれの第１ノズル４１ａからも水は噴射されない。
【００５５】
次に、モーター４７によりロータ４４を回転させて、図８（ｂ）に示すように、ロータ４４の３つの貫通孔４４ａがステータ４１に形成された６つの供給路４１ｂのうちの、いずれかの隣り合う３つの供給路４１ｂとそれぞれ接続される位置とした場合について考える。このとき、ロータ４４の３つの貫通孔４４ａと接続される３つの供給路４１ｂが開放された状態となる。そして、コア４２の凹部４３ｂ内の水が貫通孔４４ａ及び３つの供給路４１ｂを介して３つの第１ノズル４１ａにそれぞれ供給され、３つの第１ノズル４１ａから水が噴射される。３つの第１ノズル４１ａから水が噴射されると、その反作用によって管内挿入装置１の進行方向が変更される。
【００５６】
ロータ４４の回転角度を制御することで、６つの第１ノズル４１ａのうち、いずれの隣り合う３つの第１ノズル４１ａから水を噴射させるかを選択することができる。また、ロータ４４の回転角度を制御することで、ロータ４４の各貫通孔４４ａの全体ではなく一部分のみが、ステータ４１に形成された６つの供給路４１ｂのうちの３つの供給路４１ｂと向かい合うようにすることで、３つの供給路４１ｂに接続された３つの第１ノズル４１ａから噴射される水の量を調整することができる。
【００５７】
[調査機器収容部５０の説明]
図１に示すように調査機器収容部５０は、首振機構部１０の直進方向に関して最も前方側に配置された支持部材２０に取り付けられている。図９に示すように、調査機器収容部５０内には、カメラ５１と、カメラ５１の周囲に並べられた複数のＬＥＤランプ５２とが収容されている。なお、調査機器収容部５０内には、マイクなどの集音装置が収容されていてもよい。カメラ５１及び集音装置は配管外の出力装置と有線又は無線によって接続されている。出力装置は、カメラ５１及び集音装置からの信号に基づき、カメラ５１が撮影した画像や集音装置が取り込んだ音声を出力する。また、配管外には、首振機構部１０のモーター１１ａ及び１１ｂ、並びに、バルブ機構部４０のモーター４７と有線又は無線によって接続された操作装置が設けられている。管内挿入装置１のオペレーターは、出力装置から出力される撮影画像や音声に基づき、配管内の状況を把握しながら、操作装置を使用してモーター１１ａ及び１１ｂ並びにモーター４７の駆動を制御する。これにより、オペレーターは、以下の２つの方法によって管内挿入装置１の進行方向を制御できる。１つ目の方法は、第１ノズル４１ａからの水の噴射態様を変更しつつ第１ノズル４１ａから水を噴射させることである。２つ目の方法は、首振機構部１０による首振りを制御しつつ第２ノズル４２ａから水を噴射させることである。管内挿入装置１の進行方向を制御するに当たっては、これらの方法のいずれかのみが使用されてもよいし、これらの方法の両方が同時に使用されてもよい。
【００５８】
[管内挿入装置１の使用方法]
本実施形態の管内挿入装置１は、下水管や農業用地の地下排水路などの配管に挿入されるものである。管内挿入装置１は、第１ノズル４１ａや第２ノズル４２ａから高圧水の噴射することで、配管内を洗浄することができる。また、調査機器収容部５０に収容されたＬＥＤランプ５２で前方を照らしつつカメラ５１で配管内を撮影することで、配管内の調査を行うこともできる。
【００５９】
管内挿入装置１は、第２ノズル４２ａから直進方向の後方に向けて水を噴射することで配管内を前進することができる。また、配管内に分岐があった場合には、図４に示すように首振機構部１０が首振りした状態で管内挿入装置１の前端部が配管内の壁面に接しつつ第２ノズル４２ａが水を噴射すること、及び、６つの第１ノズル４１ａからの水の噴射態様を変更しつつ第１ノズル４１ａ及び第２ノズル４２ａが水を噴射することの両方により、進行方向を変更して前進することができる。ここで、６つの第１ノズル４１ａからの水の噴射態様の変更とは、６つの第１ノズル４１ａのうち水を噴射する第１ノズル４１ａを選択的に切り替えることや、第１ノズル４１ａからの水の噴射のオン・オフを切り替えることや、各第１ノズル４１ａから噴射される水の量を変更することである。
【００６０】
以上のように本実施形態の管内挿入装置１は、配管内に挿入されるものであって、基部１４を支点として基部１４よりも配管内での直進方向の前方側の部分が首振り可能な首振機構部１０と、いずれも首振機構部１０よりも直進方向の後方側に配置されており、直進方向と直交する方向に水を噴射する６つの第１ノズル４１ａ、及び、第１ノズル４１ａからの水の噴射方向よりも直進方向の後方側に水を噴射する６つの第２ノズル４２ａとを備えている。そして、首振機構部１０が首振りした状態で管内挿入装置１の前端部が配管内の壁面に接しつつ第２ノズル４２ａが水を噴射すること、及び、６つの第１ノズル４１ａからの水の噴射態様を変更しつつ第１ノズル４１ａ及び第２ノズル４２ａが水を噴射することの両方により、進行方向を変更しつつ前進する。したがって、首振機構部１０が首振りした状態で管内挿入装置１の前端部が配管内の壁面に接触することに加えて、第１ノズル４１ａが噴射態様を変更しつつ水を噴射することによって、進行方向を変更することができる。よって、様々な構造の配管に使用しても前進させ続けやすい。また、第２ノズル４２ａにより第１ノズル４１ａからの水の噴射方向よりも直進方向の後方側に水を噴射することで、直進することができる。
【００６１】
また、本実施形態の管内挿入装置１では、６つの第１ノズル４１ａは、直進方向に沿う中心軸Ｌ２を中心とする周方向に関して６つの方向にそれぞれ水を噴射可能であり、且つ、６つの第１ノズル４１ａの中から選択された隣り合う３つの第１ノズル４１ａから水を同時に噴射可能である。したがって、６つの第１ノズル４１ａのうち水を噴射する第１ノズル４１ａを選択することにより、直進方向に沿う中心軸Ｌ２を中心とする周方向に関して特定の方向において、直進方向と直交する方向に水を噴射することができる。よって、６つの第１ノズル４１ａのうち水を噴射する第１ノズル４１ａを選択することで、進行方向を選択することができる。
【００６２】
また、本実施形態の管内挿入装置１では、ホース８０を介して供給された水を６つの第１ノズル４１ａにそれぞれ供給する６つの供給路４１ｂと、供給路４１ｂを封鎖する状態と開放する状態とを取り得るロータ４４とをさらに備えていてもよい。したがって、ロータ４４により第１ノズル４１ａに水を供給する供給路４１ｂを封鎖する状態と開放する状態とを切り換えることで、第１ノズル４１ａから流体を噴射しない状態と噴射する状態とを切り換えることができる。
【００６３】
さらに、本実施形態の管内挿入装置１では、ロータ４４に貫通孔４４ａが形成されており、且つ、ロータ４４が回転することで貫通孔４４ａが供給路４１ｂに接続した状態と、貫通孔４４ａが供給路４１ｂに接続しない状態とを取り得る。したがって、ロータ４４を回転させて、貫通孔４４ａが供給路４１ｂに接続した状態とすることで供給路４１ｂを開放して、第１ノズル４１ａから水を噴射することができる。また、貫通孔４４ａが供給路４１ｂに接続しない状態とすることで供給路４１ｂを閉鎖して、第１ノズル４１ａから水が噴射されないようにすることができる。よって、ロータ４４を回転させる簡易な構成で、第１ノズル４１ａから水を噴射する状態と噴射しない状態とを切り換えることができる。
【００６４】
加えて、本実施形態の管内挿入装置１では、首振機構部１０は、モーター１１ａと、直進方向に対して湾曲可能な構造を有する湾曲部品１３と、湾曲部品１３よりも直進方向の後方側に配置されており、且つ、モーター１１ａにより回転可能なプーリー１５と、プーリー１５に巻き掛けられており、且つ、湾曲部品１３の内部を通って湾曲部品よりも直進方向の前方側に両端が引き出されたワイヤー１８と、湾曲部品１３の内部に配置された第１ばね１９と、を備えている。したがって、モーター１１ａによりプーリー１５を一方向に回転させることで、湾曲部品１３の内部を通って湾曲部品１３よりも直進方向の前方側に引き出されたワイヤー１８の両端のうちの一方が、直進方向の後方側に引っ張られる。よって、湾曲部品１３は、その内部に配置された第１ばね１９と共にワイヤー１８により直進方向の後方側に引っ張られた方に湾曲する。また、プーリー１５を一方向とは反対の方向に回転させてワイヤー１８が引っ張られない状態に戻すと、第１ばね１９の復元力により湾曲部品１３は元の姿勢に戻る。
【００６５】
また、本実施形態の管内挿入装置１は、湾曲部品１３よりも直進方向の前方側に配置されており、且つ、第１ばね１９のばね定数よりも大きなばね定数を有する第２ばね３２と、第２ばね３２の直進方向の前方側の端部に接続されており、且つ、ワイヤー１８の両端部が固定されたシーソー板３１と、をさらに備えている。したがって、シーソー板３１は、第１ばね１９のばね定数よりも大きなばね定数を有する第２ばね３２によって支持されているので、外力が加わった場合であっても傾きにくい。よって、外力が加わった場合であっても、シーソー板３１に固定されているワイヤー１８は引っ張られにくい。これにより、外力によりワイヤー１８が引っ張られることでプーリー１５が回転し、モーター１１ａに外力が伝わってモーター１１ａに負荷が加わるのを抑制することができる。
【００６６】
また、本実施形態の管内挿入装置１は、湾曲部品１３における直進方向の前方側の端部に取り付けられた箱状の支持部材２０をさらに備えており、第２ばね３２及びシーソー板３１は、支持部材２０の内部に配置されている。したがって、ワイヤー１８が固定されているシーソー板３１が支持部材２０の内部に配置されているので、シーソー板３１に外力が直接的に加わることがない。よって、外力によりワイヤー１８が引っ張られることでモーター１１ａに負荷が加わるのをさらに抑制することができる。
【００６７】
さらに、本実施形態の管内挿入装置１は、モーター１１ａの駆動力をプーリー１５に伝達するベベルギア６１と、ベベルギア６１と一体となっているリミッタプレート６３と、プーリー１５とベベルギア６１との間、及び、プーリー１５とリミッタプレート６３との間に配置されたフッ素樹脂製の樹脂シート６８ａ、６８ｂ及び樹脂ワッシャ６９と、プーリー１５に対してべベルギア６１を押し付ける皿ばね６６と、をさらに備えている。したがって、ワイヤー１８が巻き掛けられたプーリー１５にかかる負荷が所定値以上になったときにべベルギア６１及びリミッタプレート６３に対してプーリー１５が滑ることで、ワイヤー１８に加わった外力がモーター１１ａに伝わるのを抑制できる。ここで、フッ素樹脂製の樹脂シート６８ａ、６８ｂ及び樹脂ワッシャ６９は摩擦特性が比較的安定している。よって、ベベルギア６１及びリミッタプレート６３に対してプーリー１５が滑り始めるときのプーリー１５にかかる負荷を一定の値に制御しやすい。
【００６８】
また、本実施形態の管内挿入装置１は、直進方向に関する先端部に設けられた調査機器収容部５０に収容されたカメラ５１をさらに備えている。したがって、カメラ５１で撮影することにより、管内挿入装置１が挿入される配管内の調査を行うことができる。
【００６９】
以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限定されるものでないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００７０】
上述の実施形態においては、直進方向と直交する方向に水を噴射する６つの第１ノズル４１ａと、第１ノズル４１ａからの水の噴射方向よりも直進方向の後方側に水を噴射する６つの第２ノズル４２ａとを備えている場合について説明したが、これには限定されない。すなわち、第１ノズル４１ａ及び第２ノズル４２ａの個数は６つに限定されるものではなく、５つ以下であってもよいし、６つよりも多くてもよい。また、第１ノズル４１ａ及び第２ノズル４２ａの個数は異なっていてもよい。第１ノズル４１ａから噴射される水の方向は、直進方向と直交する方向に限定されるものでなく、直進方向と交わる方向であればよい。なお、第１ノズル４１ａ及び第２ノズル４２ａから噴射されるものは流体であれば水以外であってもよい。
【００７１】
また、上述の実施形態においては、複数の第１ノズル４１ａは、直進方向に沿う中心軸Ｌ２を中心とする周方向に関して等間隔で複数の方向にそれぞれ水を噴射可能である場合について説明したが、これには限定されない。すなわち、複数の第１ノズル４１ａからそれぞれ噴射される水の方向は、中心軸Ｌ２を中心とする周方向に関して等間隔ではなくてもよい。
【００７２】
さらに、上述の実施形態においては、複数の第１ノズル４１ａの中から選択された隣り合う３つの第１ノズル４１ａから水を同時に噴射可能である場合について説明したが、これには限定されない。複数の第１ノズル４１ａのうち隣り合う第１ノズル４１ａ以外の第１ノズル４１ａから同時に水を噴射可能であってもよい。また、同時に水を噴射可能な第１ノズル４１ａの数は、２つ以下であってもよいし、３つよりも多くてもよい。さらに、複数の第１ノズル４１ａの中の１つの第１ノズル４１ａのみから水を噴射可能であってもよい。
【００７３】
加えて、上述の実施形態においては、ロータ４４を回転させることで、ロータ４４に形成された貫通孔４４ａが第１ノズル４１ａへの水の供給路４１ｂに接続した状態と、貫通孔４４ａが供給路４１ｂに接続しない状態とを切り換えて、第１ノズル４１ａからの水の噴射のオン・オフを切り替える場合について説明したが、これには限定されない。第１ノズル４１ａからの水の噴射のオン・オフの切り替え機構はこれに限定されるものではない。
【００７４】
また、上述の実施形態においては、直進方向の推力を得るための第２ノズル４２ａによる水の噴射方向とは異なる方向に水を噴射する第１ノズル４１ａからの水の噴射態様を変更することにより、管内挿入装置１の進行方向を変更している。しかし、管内挿入装置１の進行方向を変更するためにノズルからの水の噴射態様を変更する方法は、他の方法でもよい。例えば、複数のノズルからの単位時間当たりの水の噴射量を変更することによって管内挿入装置１の進行方向を変更してもよい。具体的には、図８（ａ）に示す２つの第２ノズル４２ａのうち、図中右側の第２ノズル４２ａからの水の噴射量を、図中の左側の第２ノズル４２ａからの水の噴射量より大きくすれば、図８（ａ）において左側に進行方向を変更することが可能である。ノズルからの水の噴射量を個々に変更する手段としては、例えば、各ノズルへの水の供給流路に設けられた流量調整バルブとこれを個別に制御する手段とが採用されてもよい。
【００７５】
さらに、上述の実施形態においては、湾曲部品１３よりも直進方向の前方側に配置されており、且つ、第１ばね１９のばね定数よりも大きなばね定数を有する第２ばね３２と、第２ばね３２の直進方向の前方側の端部に接続されており、且つ、ワイヤー１８の両端部が固定されたシーソー板３１と、を備えており、第２ばね３２及びシーソー板３１が、湾曲部品１３における直進方向の前方側の端部に取り付けられた箱状の支持部材２０の内部に配置されている場合について説明した。しかしながら、第２ばね３２及びシーソー板３１は、支持部材２０の外に配置されていてもよい。また、第２ばね３２及びシーソー板３１は備えられておらず、ワイヤー１８の両端部は支持部材２０に固定されていてもよい。
【００７６】
さらに、上述の実施形態においては、モーター１１ａの駆動力をプーリー１５に伝達するベベルギア６１と、ベベルギア６１と一体となっているリミッタプレート６３と、プーリー１５とベベルギア６１との間、及び、プーリー１５とリミッタプレート６３との間に配置されたフッ素樹脂製の樹脂シート６８ａ、６８ｂ及び樹脂ワッシャ６９と、プーリー１５に対してべベルギア６１を押し付ける皿ばね６６と、を備えている場合について説明したが、樹脂シート６８ａ、６８ｂ及び樹脂ワッシャ６９の材質はフッ素樹脂に限定されるものではない。すなわち、べベルギア６１及びリミッタプレート６３に対してプーリー１５が滑り始めるときのプーリー１５の負荷を一定の値に制御しやすくする摩擦板としての機能を果たすのであれば、樹脂シート６８ａ、６８ｂ及び樹脂ワッシャ６９は、例えば磨き上げられた金属や炭素繊維などで作製されたものであってもよい。また、樹脂シート６８ａ及び樹脂ワッシャ６９はなくてもよい。
【００７７】
また、上述の実施形態においては、管内挿入装置１は、配管内の洗浄及び調査を行うことができる場合について説明した。しかしながら、本発明は、配管内の洗浄及び調査のいずれか一方のみに用いるものであってもよい。よって、カメラ５１などの調査用の機器は備えていなくてもよい。
【符号の説明】
【００７８】
１  管内挿入装置
１０  首振機構部
１１ａ  モーター
１３  湾曲部品
１４  基部
１５  プーリー
１８  ワイヤー
１９  第１ばね
２０  支持部材（箱部材）
３１  シーソー板
３２  第２ばね
４１ａ  第１ノズル
４１ｂ  供給路
４２ａ  第２ノズル
４４  ロータ（弁、回転弁）
４４ａ  貫通孔（接続流路）
５１  カメラ
６１  ベベルギア（ギア）
６６  皿ばね（付勢手段）
６８ａ  樹脂シート（摩擦板）
６９  樹脂ワッシャ（摩擦板）
Ｌ２  中心軸
【図１】
2019188371.tif 000003
【図２】
2019188371.tif 000004
【図３】
2019188371.tif 000005
【図４】
2019188371.tif 000006
【図５】
2019188371.tif 000007
【図６】
2019188371.tif 000008
【図７】
2019188371.tif 000009
【図８】
2019188371.tif 000010
【図９】
2019188371.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成30年8月24日(2018.8.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
配管内に挿入される管内挿入装置であって、
基部を支点として前記基部よりも前記配管内での直進方向の前方側の部分が首振り可能な首振機構部と、
前記首振機構部よりも前記直進方向の後方側に配置されており、前記直進方向の後方側に流体を噴射するノズルを含む、流体を噴射する１又は複数のノズルを有し、前記１又は複数のノズルからの流体の噴射態様が変更可能な流体噴射部と、
流体供給源から供給された流体が流入する流入路と、
前記流入路からの流体を前記ノズルに供給する供給路と、
前記供給路を封鎖する状態と開放する状態とを取り得る弁と、を備えており、
前記１又は複数のノズルが、
前記直進方向に沿う中心軸を中心とする周方向に関して複数の位置にそれぞれ配置された、流体を噴射可能な複数の第１ノズルと、
複数の前記第１ノズルによるいずれの流体の噴射方向よりも前記直進方向の後方に向く方向に流体を噴射可能な第２ノズルと、を含んでおり、
前記流入路が、前記第１ノズルに流体を供給する前記供給路の内側に形成されており、
前記弁は、前記流入路の外側且つ前記第１ノズルに流体を供給する前記供給路の内側に配置された回転弁であって、接続流路が形成されており、且つ、回転することで、複数の前記第１ノズルに流体を供給する複数の前記供給路に前記接続流路が接続した状態と、前記第１ノズルに流体を供給する前記供給路に前記接続流路が接続しない状態とを取り得る回転弁であり、
前記首振機構部が首振りした状態で前記直進方向の前方側の端部が前記配管内の壁面に接しつつ前記流体噴射部が流体を噴射すること、及び、前記流体噴射部が前記第１ノズルにおける前記噴射態様を変更しつつ流体を噴射することの両方により、進行方向を変更しつつ前進することを特徴とする管内挿入装置。
【請求項２】
前記１又は複数のノズルの少なくともいずれかは、前記直進方向と直交する方向に流体を噴射可能であることを特徴とする請求項１に記載の管内挿入装置。
【請求項３】
配管内に挿入される管内挿入装置であって、
モーターと、配管内での直進方向に対して湾曲可能な構造を有する湾曲部品と、前記湾曲部品よりも前記直進方向の後方側に配置されており、且つ、前記モーターにより回転可能なプーリーと、前記プーリーに巻き掛けられており、且つ、前記湾曲部品の内部を通って前記湾曲部品よりも前記直進方向の前方側に両端が引き出されたワイヤーと、前記湾曲部品の内部に配置された第１ばねとを有し、基部を支点として前記基部よりも前記直進方向の前方側の部分が首振り可能な首振機構部と、
前記湾曲部品よりも前記直進方向の前方側に配置されており、且つ、前記第１ばねのばね定数よりも大きなばね定数を有する第２ばねと、
前記第２ばねの前記直進方向の前方側の端部に接続されており、且つ、前記ワイヤーの両端又はその付近が固定されたシーソー板と、
前記首振機構部よりも前記直進方向の後方側に配置されており、前記直進方向の後方側に流体を噴射するノズルを含む、流体を噴射する１又は複数のノズルを有し、前記１又は複数のノズルからの流体の噴射態様が変更可能な流体噴射部と、を備えており、
前記首振機構部が首振りした状態で前記直進方向の前方側の端部が前記配管内の壁面に接しつつ前記流体噴射部が流体を噴射すること、及び、前記流体噴射部が前記噴射態様を変更しつつ流体を噴射することの両方により、進行方向を変更しつつ前進することを特徴とする管内挿入装置。
【請求項４】
前記湾曲部品における前記直進方向の前方側の端部に取り付けられた箱部材をさらに備えており、
前記第２ばね及び前記シーソー板は、前記箱部材の内部に配置されていることを特徴とする請求項３に記載の管内挿入装置。
【請求項５】
配管内に挿入される管内挿入装置であって、
モーターと、配管内での直進方向に対して湾曲可能な構造を有する湾曲部品と、前記湾曲部品よりも前記直進方向の後方側に配置されており、且つ、前記モーターにより回転可能なプーリーと、前記プーリーに巻き掛けられており、且つ、前記湾曲部品の内部を通って前記湾曲部品よりも前記直進方向の前方側に両端が引き出されたワイヤーと、前記湾曲部品の内部に配置された第１ばねとを有し、基部を支点として前記基部よりも前記直進方向の前方側の部分が首振り可能な首振機構部と、
前記モーターの駆動力を前記プーリーに伝達するギアと、
前記プーリーと前記ギアとの間に配置され、前記プーリー及び前記ギアの両方と接触した摩擦板と、
前記プーリーに対して前記ギアを押し付ける付勢手段と、
前記首振機構部よりも前記直進方向の後方側に配置されており、前記直進方向の後方側に流体を噴射するノズルを含む、流体を噴射する１又は複数のノズルを有し、前記１又は複数のノズルからの流体の噴射態様が変更可能な流体噴射部と、を備えており、
前記首振機構部が首振りした状態で前記直進方向の前方側の端部が前記配管内の壁面に接しつつ前記流体噴射部が流体を噴射すること、及び、前記流体噴射部が前記噴射態様を変更しつつ流体を噴射することの両方により、進行方向を変更しつつ前進することを特徴とする管内挿入装置。
【請求項６】
前記直進方向に関する先端部に設けられたカメラをさらに備えていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の管内挿入装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明の第１の観点における管内挿入装置は、配管内に挿入される管内挿入装置であって、基部を支点として前記基部よりも前記配管内での直進方向の前方側の部分が首振り可能な首振機構部と、前記首振機構部よりも前記直進方向の後方側に配置されており、前記直進方向の後方側に流体を噴射するノズルを含む、流体を噴射する１又は複数のノズルを有し、前記１又は複数のノズルからの流体の噴射態様が変更可能な流体噴射部と、流体供給源から供給された流体が流入する流入路と、前記流入路からの流体を前記ノズルに供給する供給路と、前記供給路を封鎖する状態と開放する状態とを取り得る弁と、を備えており、前記１又は複数のノズルが、前記直進方向に沿う中心軸を中心とする周方向に関して複数の位置にそれぞれ配置された、流体を噴射可能な複数の第１ノズルと、複数の前記第１ノズルによるいずれの流体の噴射方向よりも前記直進方向の後方に向く方向に流体を噴射可能な第２ノズルと、を含んでおり、前記流入路が、前記第１ノズルに流体を供給する前記供給路の内側に形成されており、前記弁は、前記流入路の外側且つ前記第１ノズルに流体を供給する前記供給路の内側に配置された回転弁であって、接続流路が形成されており、且つ、回転することで、複数の前記第１ノズルに流体を供給する複数の前記供給路に前記接続流路が接続した状態と、前記第１ノズルに流体を供給する前記供給路に前記接続流路が接続しない状態とを取り得る回転弁であり、前記首振機構部が首振りした状態で前記直進方向の前方側の端部が前記配管内の壁面に接しつつ前記流体噴射部が流体を噴射すること、及び、前記流体噴射部が前記第１ノズルにおける前記噴射態様を変更しつつ流体を噴射することの両方により、進行方向を変更しつつ前進することを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
この構成によると、首振機構部が首振りした状態で前記直進方向の前方側の端部が配管内の壁面に接触することに加えて、流体噴射部が噴射態様を変更しつつ流体を噴射することによって、進行方向を変更することができる。したがって、様々な構造の配管に使用しても前進させ続けやすい。なお、「直進方向の後方側に流体を噴射するノズル」とは、直進方向と反対方向、つまり、真後ろの方向に流体を噴射するもののみならず、斜め後方に流体を噴射するものも含む。また、複数の第１ノズルのうち適切な第１ノズルを選択することにより、直進方向に沿う中心軸を中心とする周方向に関して特定の位置において流体を噴射することができる。したがって、複数の第１ノズルのうち適切な第１ノズルを選択することで、進行方向を選択することができる。また、第２ノズルにより第１ノズルによるいずれの流体の噴射方向よりも直進方向の後方に向く方向に流体を噴射することで、直進することができる。また、弁により第１ノズルに流体を供給する供給路を封鎖する状態と開放する状態とを切り換えることで、第１ノズルから流体を噴射しない状態と噴射する状態とを切り換えることができる。また、回転弁を回転させて、接続流路が供給流路に接続した状態とすることで供給流路を開放して、第１ノズルから流体を噴射することができる。また、接続流路が供給流路に接続しない状態とすることで供給流路を閉鎖して、第１ノズルから流体が噴射されないようにすることができる。よって、回転弁を回転させる簡易な構成で、第１ノズルから流体を噴射する状態と噴射しない状態とを切り換えることができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
また、本発明の第２の観点における管内挿入装置は、配管内に挿入される管内挿入装置であって、モーターと、配管内での直進方向に対して湾曲可能な構造を有する湾曲部品と、前記湾曲部品よりも前記直進方向の後方側に配置されており、且つ、前記モーターにより回転可能なプーリーと、前記プーリーに巻き掛けられており、且つ、前記湾曲部品の内部を通って前記湾曲部品よりも前記直進方向の前方側に両端が引き出されたワイヤーと、前記湾曲部品の内部に配置された第１ばねとを有し、基部を支点として前記基部よりも前記直進方向の前方側の部分が首振り可能な首振機構部と、前記湾曲部品よりも前記直進方向の前方側に配置されており、且つ、前記第１ばねのばね定数よりも大きなばね定数を有する第２ばねと、前記第２ばねの前記直進方向の前方側の端部に接続されており、且つ、前記ワイヤーの両端又はその付近が固定されたシーソー板と、前記首振機構部よりも前記直進方向の後方側に配置されており、前記直進方向の後方側に流体を噴射するノズルを含む、流体を噴射する１又は複数のノズルを有し、前記１又は複数のノズルからの流体の噴射態様が変更可能な流体噴射部と、を備えており、前記首振機構部が首振りした状態で前記直進方向の前方側の端部が前記配管内の壁面に接しつつ前記流体噴射部が流体を噴射すること、及び、前記流体噴射部が前記噴射態様を変更しつつ流体を噴射することの両方により、進行方向を変更しつつ前進することを特徴とする。本発明の第３の観点における管内挿入装置は、配管内に挿入される管内挿入装置であって、モーターと、配管内での直進方向に対して湾曲可能な構造を有する湾曲部品と、前記湾曲部品よりも前記直進方向の後方側に配置されており、且つ、前記モーターにより回転可能なプーリーと、前記プーリーに巻き掛けられており、且つ、前記湾曲部品の内部を通って前記湾曲部品よりも前記直進方向の前方側に両端が引き出されたワイヤーと、前記湾曲部品の内部に配置された第１ばねとを有し、基部を支点として前記基部よりも前記直進方向の前方側の部分が首振り可能な首振機構部と、前記モーターの駆動力を前記プーリーに伝達するギアと、前記プーリーと前記ギアとの間に配置され、前記プーリー及び前記ギアの両方と接触した摩擦板と、前記プーリーに対して前記ギアを押し付ける付勢手段と、前記首振機構部よりも前記直進方向の後方側に配置されており、前記直進方向の後方側に流体を噴射するノズルを含む、流体を噴射する１又は複数のノズルを有し、前記１又は複数のノズルからの流体の噴射態様が変更可能な流体噴射部と、を備えており、前記首振機構部が首振りした状態で前記直進方向の前方側の端部が前記配管内の壁面に接しつつ前記流体噴射部が流体を噴射すること、及び、前記流体噴射部が前記噴射態様を変更しつつ流体を噴射することの両方により、進行方向を変更しつつ前進することを特徴とする。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
この構成によると、モーターによりプーリーを一方向に回転させることで、湾曲部品の内部を通って湾曲部品よりも直進方向の前方側に引き出されたワイヤーの両端のうちの一方が、直進方向の後方側に引っ張られる。よって、湾曲部品は、その内部に配置された第１ばねと共にワイヤーにより直進方向の後方側に引っ張られた方に湾曲する。また、プーリーを一方向とは反対の方向に回転させてワイヤーが引っ張られない状態に戻すと、第１ばねの復元力により湾曲部品は元の姿勢に戻る。また、第２の観点によると、シーソー板は、第１ばねのばね定数よりも大きなばね定数を有する第２ばねによって支持されているので、外力が加わった場合であっても傾きにくい。よって、外力が加わった場合であっても、シーソー板に固定されているワイヤーは引っ張られにくい。これにより、外力によりワイヤーが引っ張られることでプーリーが回転し、モーターに外力が伝わってモーターに負荷が加わるのを抑制することができる。また、第３の観点によると、ワイヤーが巻き掛けられたプーリーにかかる負荷が所定値以上になったときにギアに対してプーリーが滑ることで、ワイヤーに加わった外力がモーターに伝わるのを抑制できる。ここで、プーリーとギアとの間に、プーリー及びギアの両方と接触した摩擦板を配置することで、ギアに対してプーリーが滑り始めるときのプーリーにかかる負荷を一定の値に制御することができる。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５０】
ステータ４１の外周面には、６つの第１ノズル４１ａが開口している。図７に示すように、６つの第１ノズル４１ａは、周方向に等間隔に配置されている。すなわち、６つの第１ノズル４１ａは、直進方向に沿うバルブ機構部４０の中心軸Ｌ２（図６参照）を中心とする周方向に関して６つの位置でそれぞれ水を噴射可能である。第１ノズル４１ａは、直進方向と直交する方向に水を噴射する。図７に示すように、各第１ノズル４１ａは、ステータ４１の内周面にそれぞれ開口しており、周方向に等間隔に形成された６つの供給路４１ｂに接続されている。図６、８（ａ）、（ｂ）に示すように、コア４２の直進方向の後方側の端面の中央部には、貯水タンクなどの水の供給源に接続されたホース８０（図１参照）を接続する接続部４２ｃが設けられている。なお、本実施形態においては、水の供給源からは高圧水が供給される。また、接続部４２ｃの周囲には、６つの第２ノズル４２ａが等間隔で開口している。第２ノズル４２ａは、第１ノズル４１ａからの水の噴射方向よりも直進方向の後方側（斜め後方）に水を噴射する。６つの第２ノズル４２ａは、バルブ機構部４０の中心軸Ｌ２（図６参照）に関して互いに対称な形状を有している。よって、６つの第２ノズル４２ａからの水の噴射から生じる反作用の合力は、直進方向に向かう。つまり、管内挿入装置１は、６つの第２ノズル４２ａからの水の噴射によって直進方向に向かう推力を得る。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６１】
また、本実施形態の管内挿入装置１では、６つの第１ノズル４１ａは、直進方向に沿う中心軸Ｌ２を中心とする周方向に関して６つの位置でそれぞれ水を噴射可能であり、且つ、６つの第１ノズル４１ａの中から選択された隣り合う３つの第１ノズル４１ａから水を同時に噴射可能である。したがって、６つの第１ノズル４１ａのうち水を噴射する第１ノズル４１ａを選択することにより、直進方向に沿う中心軸Ｌ２を中心とする周方向に関して特定の位置において、直進方向と直交する方向に水を噴射することができる。よって、６つの第１ノズル４１ａのうち水を噴射する第１ノズル４１ａを選択することで、進行方向を選択することができる。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７１】
また、上述の実施形態においては、複数の第１ノズル４１ａは、直進方向に沿う中心軸Ｌ２を中心とする周方向に関して等間隔で複数の位置でそれぞれ水を噴射可能である場合について説明したが、これには限定されない。すなわち、複数の第１ノズル４１ａからそれぞれ水が噴射される位置は、中心軸Ｌ２を中心とする周方向に関して等間隔ではなくてもよい。