(57)【要約】      （修正有）【課題】構造が極めて簡単で防塵防水性が実現し易く、どのような方向の屈曲管でも、姿勢制御をすることなく通過でき、Ｔ字分岐管ではその推進方向を選択できる配管内移動装置を提供する。【解決手段】回転方向へ縦並びに配置された３組の車輪ユニット２Ａ〜２Ｃと、車輪ユニット間を回動可能に連結する２組のジョイント部３Ａ，３Ｂとを備え、３組の車輪ユニットは、車輪７と車輪７を回転駆動する駆動部１０と駆動部１０に固定された第１フレーム２６と駆動部１０に回動可能に取り付けられる第２フレーム２５とをそれぞれ有し、３組の車輪ユニット２Ａ〜２Ｃの第１フレーム２６と第２フレーム２５との間には、第１フレームと第２フレームをＶ字状に折り曲げるための張力を付与する屈曲生成器４を設け、２組のジョイント部は、第２レームの回動方向と略直交する方向に回動可能に構成されている。【選択図】図１
2015024748.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転方向へ縦並びに配置された少なくとも３組の車輪ユニットと、
前記少なくとも３組の車輪ユニット間を回動可能に連結する少なくとも２組のジョイント部と、を備え、
前記少なくとも３組の車輪ユニットは、車輪と、前記車輪を回転駆動する駆動部と、前記駆動部に固定された第１フレームと、前記駆動部に回動可能に取り付けられる少なくとも１個の第２フレームとを、それぞれ有し、
前記少なくとも３組の車輪ユニットの前記第１フレームと前記第２フレームの間には、当該第１フレームと当該第２フレームをＶ字状に折り曲げるための張力を付与する屈曲生成器を設け、
前記２組のジョイント部は、前記第２フレームの回動方向と略直交する方向に回動可能に構成されている
ことを特徴とする配管内移動装置。
【請求項２】
前記少なくとも３組の車輪ユニットのうち、中間に位置する車輪ユニットの前記第１フレームは隣り合う車輪ユニットの第２フレームと回動可能に連結し、当該車輪ユニットの前記第２フレームは隣り合う車輪ユニットの第１フレームと回動可能に連結することにより、前記少なくとも２組のジョイント部を構成した
ことを特徴とする請求項１記載の配管内移動装置。
【請求項３】
前記車輪ユニットは、原動機と、前記原動機の出力部の半径方向外側に所定の隙間をあけて回動可能に連結されると共に前記原動機の出力部と一体とされた車輪と、前記原動機の部材に固定された前記第１フレームと、前記原動機の部材に対して回動可能に支持された前記第２フレームと、前記第１フレームと前記第２フレームをＶ字状に折り曲げるための張力を付与する屈曲生成器と、を有する
ことを特徴とする請求項２記載の配管内移動装置。
【請求項４】
前記屈曲生成器は、前記第１フレームと前記第２フレームを互いに近づける方向に力を付与するばね若しくはケーブルを有するばね、又は、ばねの張力を可変にする張力調節機構で構成されている
ことを特徴とする請求項３記載の配管内移動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、屈曲部や分岐部のある配管の内部を自由に移動可能であって、その配管の内部を検査したり補修したりするための作業装置を搬送することができる配管内移動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ガス管、上水道・下水道等の配管、化学プラントの配管等においては、配管を切断せずに、配管の内部を検査したり補修したりすることができる技術が強く求められている。これを実現するためには、配管の開口部から配管内に作業装置を挿入し、配管にある屈曲部や分岐部を必要により通過して、その作業装置を所望の位置に搬送できる配管内移動装置が必要である。
【０００３】
特許文献１、特許文献２、特許文献３及び非許文献１は、配管の内部を移動しながら配管の内部を検査するための従来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（特許第４６７７５９５号）公報
【特許文献２】特開２００５−２４１４７４号公報
【特許文献３】特開平８−２３０６６６号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】Edwin Dertien，Stefano Stramigioli、Kees Pulles，“Development of an inspection robot for small diameter gasdistribution mains”，2011 IEEE International Conference on Robotics and Automation，pp.5044-5049，Shanghai InternationalConference Center May 9-13,2011
【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、本願発明の発明者が先に特許出願したもので、曲がり管、分岐管等にて所望の方向に移動させることができる配管検査装置が記載されている。この特許文献１に係る配管検査装置は、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ている。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軸と、その車軸に装着された車輪とを有している。かくして、２本の操縦用ケーブルを互いに同一の張力によって引っ張ることにより、駆動ユニットはジグザグ状に屈折し、駆動部の車輪が配管の内壁に接触した状態で、駆動ユニットは直進する。一方、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、駆動ユニットはジグザグ状に屈折し且つ螺旋状に配列し、駆動部の車輪が配管の内壁に接触した状態で、駆動ユニットは螺旋状に進むように構成されている。
【０００７】
特許文献２には、内径が小さく屈曲した配管の内部を検査する装置が記載されている。この特許文献２に係る配管検査装置は、複数の車輪と、複数の車輪のうちの２個の車輪を結ぶ線と複数の車輪のうちの他の１個の車輪とが離れる方向に押し付ける力を発生する機構と、を具備することを特徴としている。
【０００８】
また、特許文献３には、管径の変化や、異物、段差、エルボがある配管内で常に一定の圧力で配管の内壁を押しながら安定した姿勢で走行可能な装置が記載されている。この特許文献３に係る配管内走行装置は、地中埋設管、地上高所配管、及び人間が直接入れないために定期的な内部点検が不可能な配管内面の点検を行う配管内走行装置において、配管断面上反対方向に拡縮可能に設けられた複数の車輪群からなる２組の走行車輪と、その２組の走行車輪を管軸から管壁に向け一定の押し力で押し付ける力伝達機構と、２組の走行車輪を全輪同時駆動する走行機構とを有し、遠隔操作により配管内を自由に移動可能としたことを特徴としている。
【０００９】
非特許文献１には、非常に小さなパイプを通って移動することのできる小型のパイプ検査ロボットに関するものが記載されている。この非特許文献１に係るパイプ検査ロボットは、自律的にガス分配ネットワークの特定の領域を検査し、管の正確な位置及び状態を記録することができるようにすることを目的としている。
【００１０】
しかしながら、特許文献１、特許文献２、特許文献３及び非特許文献１のいずれに記載された装置においても、部品点数が多くて構造が複雑であり、走行のための制御機構が複雑なものになっていた。しかも、装置が屈曲部を通過する場合には、その屈曲部に入る所定距離の以前に、その装置の軸周りの姿勢を制御する必要があり、屈曲部が多い配管内では、装置に搭載した多数の小型カメラで配管の屈曲の向きを監視しながらその装置を操縦する必要があったために、その装置の操縦が著しく難しいものとなっていた。
【００１１】
例えば、特許文献１に係る装置では、駆動ユニットが、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を通過する動作を行う時には、それぞれの配管の屈曲の方向に合わせて配管検査装置のジグザグ状に屈折する方向を配管の軸周りに配管検査装置を旋回させて合わせることが必要である。ところが、この旋回動作は屈曲配管部ではできないため、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状況で旋回運動を行う必要があった。そのため、配管移動装置の長さが配管の中間直線部の長さより短い場合には装置が移動できず、また、例え往復検査装置の長さが中間直線部より短くても、旋回するための距離が短いために、何度も往復運動を繰り返して旋回する必要がある、というような課題があった。
【００１２】
更に、一対の操縦用ケーブルを牽引することでジグザグ状に屈折する動作と、このジグザグ状に屈折する動作と直交する方向にジグザグ状に屈折させ、車輪を配管内壁に螺旋状に押し付ける動作を実現するものであるため、各関節を通過する際に、ケーブルとそれを誘導するチューブ間に大きな摩擦力が生成され、ジグザグに屈折する運動が滑らかにできないという課題もあった。
【００１３】
また、特許文献２に係る装置では、本体の前後に配置された一対の車輪が、それぞれアームによって二方向（例えば、上下方向）へのみ揺動可能に支持されており、その二方向と直交する方向への揺動は不能な構造となっていた。そのため、配管内において旋回動作（配管の軸周りの回転）を行うことができず、色々な方向に屈曲部がある配管内では移動が不可能であった。
【００１４】
更に、特許文献３に係る装置では、複数の車輪を二方向へ突っ張らせ、配管の内面を一定の圧力で押圧して走行する構造となっていた。そのため、装置の安定した姿勢を確保することはできるが、特許文献２に係る装置と同様に、配管内において旋回動作を行うためには複雑な制御を行う必要があり、配管内の屈曲部や分岐部におけるスムースな移動動作を行うことが難しいという問題があった。
【００１５】
また、非特許文献１に係る装置では、色々な方向に屈曲部がある配管内では、原理的に中心部の配管軸周りの回転自由度で移動は可能であるが、それを配管外部から操作しようとすると、配管の屈曲の向きを装置に搭載する多数の小型カメラで監視して判断し、その方向に装置の姿勢を正すことを屈曲部毎に行うことが必要となり、著しく操作が難しいものになっていた。
【００１６】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたものであり、装置の構造が極めて簡単であって防塵防水性を実現し易く、また、どのような方向の屈曲管であっても、装置の姿勢制御をすることなく屈曲部等を通過することができ、更に、Ｔ字分岐管では、その推進方向を選択できる特性を有する配管内移動装置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】
【００１７】
本発明の配管内移動装置は、回転方向へ縦並びに配置された少なくとも３組の車輪ユニットと、少なくとも３組の車輪ユニット間を回動可能に連結する少なくとも２組のジョイント部と、を備え、少なくとも３組の車輪ユニットは、車輪と、この車輪を回転駆動する駆動部と、この駆動部に固定された第１フレームと、駆動部に回動可能に取り付けられる少なくとも１個の第２フレームとを、それぞれ有し、少なくとも３組の車輪ユニットの第１フレームと第２フレームの間には、第１フレームと第２フレームをＶ字状に折り曲げるための張力を付与する屈曲生成器を設け、２組のジョイント部は、第２フレームの回動方向と略直交する方向に回動可能に構成されている、ことを特徴としている。
【００１８】
少なくとも３組の車輪ユニットのうち、中間に位置する車輪ユニットの第１フレームは隣り合う車輪ユニットの第２フレームと回動可能に連結し、車輪ユニットの第２フレームは隣り合う車輪ユニットの第１フレームと回動可能に連結することにより、少なくとも２組のジョイント部を構成するとよい。
【００１９】
車輪ユニットは、原動機と、この原動機の出力部の半径方向外側に所定の隙間をあけて回動可能に連結されると共に原動機の出力部と一体とされた車輪と、原動機の部材に固定された第１フレームと、原動機の部材に対して回動可能に支持された第２フレームと、第１フレームと第２フレームをＶ字状に折り曲げるための張力を付与する屈曲生成器と、を有する構成にするとよい。
【００２０】
屈曲生成器は、前記第１フレームと前記第２フレームを互いに近づける方向に力を付与するばね若しくはケーブルを有するばね、又は、ばねの張力を可変にする張力調節機構で構成することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の配管内移動装置によれば、装置の構造が極めて簡単であって防塵防水性が実現し易く、また、どのような方向の屈曲管でも、装置の姿勢制御をすることなく通過することができ、更に、Ｔ字分岐管では、その推進方向を選択できる特性を有する配管内移動装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の配管内移動装置の第１の実施例を示す外観斜視図である。
【図２】本発明の配管内移動装置の第１の実施例を示すもので、図２Ａは側面図、図２Ｂは平面図である。
【図３】図１に示す配管内移動装置の分解斜視図である。
【図４】図１に示す配管内移動装置を構成する１の車輪ユニットの分解斜視図である。
【図５】図１に示す配管内移動装置を構成する１の車輪ユニットの断面図である。
【図６】図１に示す配管内移動装置に検査装置等を接続して配管内を移動する状態を説明するもので、図６Ａは側面図、図６Ｂは走行方向前方から見た斜視図である。
【図７】図１に示す配管内移動装置が配管内のＴ字路を垂直姿勢で直進する動作を説明するもので、Ｔ字路に入る直前の状態の平面図である。
【図８】図１に示す配管内移動装置が配管内のＴ字路を垂直姿勢で直進する動作を説明するもので、図８Ａは１両目（先頭）の車輪ユニットの車輪がＴ字路に入る直前の状態の平面図、図８Ｂは１両目の車輪ユニットの車輪がＴ字路に入った状態の平面図、図８Ｃは２両目の車輪ユニットの車輪がＴ字路に入った状態の平面図である。
【図９】図１に示す配管内移動装置が配管内のＴ字路を垂直姿勢で直進する動作を説明するもので、図９Ａは３両目の車輪ユニットの車輪がＴ字路に入る直前の状態の平面図、図９Ｂは３両目の車輪ユニットの車輪がＴ字路に入った状態の平面図、図９Ｃは３両目の車輪ユニットの車輪がＴ字路の中央部まで移動した状態の平面図である。
【図１０】図１に示す配管内移動装置が配管内のＬ字カーブ（屈曲部）を水平姿勢で移動する動作を説明するもので、図１０Ａは１両目の車輪ユニットの車輪が内壁面に接触しつつＬ字カーブに入る直前まで移動した状態の平面図、図１０Ｂは１両目の車輪ユニットの車輪が内壁面に接触しつつＬ字カーブに入る直前の状態の平面図である。
【図１１】図１に示す配管内移動装置が配管内のＬ字カーブを水平姿勢で移動する動作を説明するもので、図１１Ａは２両目の車輪ユニットの車輪が外壁面に接触しつつＬ字カーブに入る直前まで移動した状態の平面図、図１１Ｂは２両目の車輪ユニットの車輪が外壁面に接触しつつＬ字カーブに入った状態の平面図、図１１Ｃは３両目の車輪ユニットの車輪が内壁面に接触しつつＬ字カーブに入った状態の平面図である。
【図１２】図１に示す配管内移動装置が配管内のＬ字カーブを水平姿勢で移動する動作を説明するもので、図１２Ａは３両目の車輪ユニットの車輪が内壁面に接触しつつＬ字カーブを通過する状態の平面図、図１２Ｂは３両目の車輪ユニットの車輪が内壁面に接触しつつＬ字カーブを通過した直後の状態の平面図である。
【図１３】図１に示す配管内移動装置が配管内のＬ字カーブを水平姿勢で通過する動作を説明するもので、図１３Ａは１両目と３両目の車輪ユニットの車輪が外壁面に接触し、２両目の車輪ユニットの車輪が内壁面に接触しつつＬ字カーブを通過する状態の平面図、図１３Ｂは同じく斜視図である。
【図１４】図１に示す配管内移動装置が配管内のＬ字カーブ（屈曲部）を垂直姿勢で移動する動作を説明するもので、図１４Ａは１両目の車輪ユニットの車輪が上面（又は下面）に接触しつつＬ字カーブに入る直前まで移動した状態の平面図、図１４Ｂは１両目の車輪ユニットの車輪がＬ字カーブに入った状態の平面図である。
【図１５】図１に示す配管内移動装置が配管内のＬ字カーブを垂直姿勢で移動する動作を説明するもので、図１５Ａは２両目の車輪ユニットの車輪がＬ字カーブに移動した状態の平面図、図１５Ｂは３両目の車輪ユニットの車輪がＬ字カーブに移動した状態の平面図、図１５Ｃは３両目の車輪ユニットの車輪がＬ字カーブを通過した状態の平面図である。
【図１６】図１に示す配管内移動装置が配管内のＴ字路を水平姿勢で分岐路に入り込む動作を説明するもので、１両目の車輪ユニットの車輪が分岐路の手前まで移動した状態の平面図である。
【図１７】図１に示す配管内移動装置が配管内のＴ字路を水平姿勢で分岐路に入り込む動作を説明するもので、図１７Ａは１両目の車輪ユニットの車輪が分岐路に入る直前の状態の平面図、図１７Ｂは１両目の車輪ユニットの車輪が分岐路に入った状態の平面図である。
【図１８】図１に示す配管内移動装置が配管内のＴ字路を水平姿勢で分岐路に入り込む動作を説明するもので、図１８Ａは２両目の車輪ユニットの車輪が分岐路に入った状態の平面図、図１８Ｂは３両目の車輪ユニットの車輪が分岐路に入った直後の状態の平面図である。
【図１９】図１に示す配管内移動装置が配管内のＴ字路を水平姿勢で分岐路に入り込む動作を説明するもので、図１９Ａは３両目の車輪ユニットの車輪が分岐路に入った状態の平面図、図１９Ｂは３両目の車輪ユニットの車輪が分岐路を通過した直後の状態の平面図である。
【図２０】本発明の第１の実施例に係る配管内移動装置の姿勢制御の動作を説明するもので、図２０Ａは３組の車輪ユニットの車輪が水平姿勢で移動する状態の平面図、図２０Ｂは図２０Ａの状態から姿勢を略３０度回転変化させた状態の平面図である。
【図２１】本発明の第１の実施例に係る配管内移動装置の姿勢制御の動作を説明するもので、図２１Ａは図２０Ａの状態から姿勢を略６０度回転変化させた状態の平面図、図２１Ｂは図２０Ａの状態から姿勢を略９０度回転変化させた状態の平面図、図２１Ｃは図２０Ａの状態から姿勢を略１２０度回転変化させた状態の平面図である。
【図２２】本発明の第１の実施例に係る配管内移動装置の姿勢制御の動作を説明するもので、図２２Ａは図２０Ａの状態から姿勢を略１５０度回転変化させた状態の平面図、図２２Ｂは図２０Ａの状態から姿勢を略１８０度回転変化させた状態の平面図、図２２Ｃは図２２Ｂの状態の後３組の車輪ユニットの車輪が水平姿勢に変化した状態の平面図である。
【図２３】図１に示す配管内移動装置が配管内のＴ字路を垂直姿勢から水平姿勢に姿勢を変化させて分岐部に入り込む動作を説明するもので、図２３Ａは３組の車輪ユニットが垂直姿勢で直線状に移動している状態の平面図、図２３Ｂは３組の車輪ユニットの車輪に速度差を設けて水平方向にジグザグ状に変位させた状態の平面図、図２３Ｃは３組の車輪ユニットの車輪が略３０度傾いた状態の平面図である。
【図２４】図１に示す配管内移動装置が配管内のＴ字路を垂直姿勢から水平姿勢に姿勢を変化させて分岐路に入り込む動作を説明するもので、図２４Ａは３組の車輪ユニットの車輪が略６０度傾いた状態の平面図、図２４Ｂは３組の車輪ユニットの車輪が略９０度傾いた状態のジグザグ姿勢の平面図、図２４Ｃは３組の車輪ユニットの車輪がジグザグ姿勢から水平姿勢に姿勢を変化させた状態の平面図である。
【図２５】本発明の配管内移動装置の第２の実施例を示す外観斜視図である。
【図２６】本発明の配管内移動装置の第３の実施例を示す外観斜視図である。
【図２７】本発明の配管内移動装置の第４の実施例を示す外観斜視図である。
【図２８】本発明の配管内移動装置に係る屈曲生成器の他の実施例を示すもので、図２８Ａは屈曲生成器の第２の実施例の構成の概略を示す説明図、図２８Ｂは屈曲生成器の第３の実施例の構成の概略を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下に、図１乃至図２８を参照して、本発明の配管内移動装置の実施の例を説明する。
まず、本発明の配管内移動装置の第１の実施例について、図１乃至図２４を参照して説明する。
【００２４】
図１乃至図５に示すように、本発明の第１の実施例に係る配管内移動装置１は、３組の車輪ユニット２Ａ，２Ｂ，２Ｃと、隣り合う車輪ユニット２Ａ，２Ｂ及び２Ｂ，２Ｃ間を回動可能に連結する２組のジョイント部３Ａ，３Ｂと、縦方向に配置された３組の車輪ユニット２Ａ〜２ＣをＶ字状に折り曲げるように配列させるために張力を付与する屈曲生成器４等を備えて構成されている。
【００２５】
図３〜図５に示すように、３組の車輪ユニット２Ａ，２Ｂ，２Ｃは、一部の構成部品を除いて基本的構成は同一であり、それぞれが、モータ５と減速機６と連結部材８とカバー筒体９等を有する駆動部１０と、駆動部１０に固定される第１のフレーム２６と、駆動部１０に回動自在に取り付けられる第２のフレーム２５と、駆動部１０のモータ５の回転軸１１に連結され、且つ、カバー筒体９にベアリング１４で回転支持される車輪７等を備えて構成されている。
【００２６】
モータ５は、電力の供給を受けて機械動力を発生する原動機であり、その構成は周知であるため、ここでは詳細な説明を省略する。この実施例で示すモータ５は、円筒状筒体の内部に収容されていて、その一端の中央部から一側に突出された軸に、モータ５の一側に固定された円筒状をなす減速機６の回転軸１１が連結されていて、その回転軸１１が減速機６の一端の中央部から突出されている。減速機６は、モータ５の回転数を適宜に減速して回転軸１１から出力させるもので、この減速機６にはカバー筒体９が装着されて一体的に構成されている。カバー筒体９のモータ５側は、段部を設けることによって大径部９ａが設けられており、この大径部９ａによってモータ５との間に適当な隙間を設けている。
【００２７】
カバー筒体９の軸方向の両側部には２個のベアリング１４Ａ，１４Ｂが装着されており、これらのベアリング１４Ａ，１４Ｂを介して車輪７が回転可能に支持され、その車輪７は連結部材８を介して回転軸１１に固定されており、モータ５で車輪７を回転駆動できるように構成されている。車輪７は、リング状をなす金属製のホイール１５と、このホイール１５の外周面に一体に設けられたゴム製のタイヤ１６とによって構成されている。ホイール１５の穴の軸方向の一側には、カバー筒体９のモータ５側に嵌合されたベアリング１４Ａの外輪が嵌合され、同じ穴の軸方向の他側には、カバー筒体９の回転軸１１側に嵌合されたベアリング１４Ｂの外輪が嵌合されている。
【００２８】
減速機６の連結部材８側にはベアリング押え１７が固定ネジ１８によってネジ止めされており、このベアリング押え１８によってベアリング１４Ｂの内輪の移動が防止されている。回転軸１１の先端部には、その回転軸１１とホイール１５とを一体的に連結する連結部材８が止めネジ１９によってネジ止めされている。連結部材８は、中央部に貫通穴を設けた円盤状の部材からなり、その外周縁に設けたフランジ部８ａには固定ネジ２２が挿通される複数の挿通孔が設けられている。これらの挿通孔に挿通される複数の固定ネジ２２によって連結部材８の外周縁がホイール１５のリング状をなす端面部に固定されている。
【００２９】
また、カバー筒体９の大径部９ａには、リング状をなすシール部材２３とベアリング２４とが嵌合されている。シール部材２３はホイール１５の内面に摺動接触し、ホイール１５の内側に設定された空間部に関して、内部からの潤滑剤等の漏れや、外部からの水やホコリ等の侵入を防止している。このシール部材２３の外側に所定の隙間をあけてベアリング２４が配置されており、このベアリング２４を介して、第２フレーム２６が駆動部１０に対して回動可能に取り付けられている。
【００３０】
ジョイント部３Ａ，３Ｂは、３組の車輪ユニット２Ａ，２Ｂ，２Ｃが配置される位置によって異なる構成となっている。即ち、図１及び図３等に示すように、第１ジョイント部３Ａは、３組の車輪ユニット２Ａ，２Ｂ，２Ｃのうち走行方向の１両目（先頭）の車輪ユニット２Ａに設けられた第２フレーム２５を有する固定フレーム２７と、２両目の車輪ユニット２Ｂに設けられた第１フレーム２６によって構成されていて、第１の車輪ユニット２Ａと第２の車輪ユニット２Ｂを回動可能に連結している。また、第２ジョイント部３Ｂは、走行方向の２両目の車輪ユニット２Ｂに設けられた第２フレーム２５と、３両目の車輪ユニット２Ｃに設けられた第１フレーム２６によって構成されていて、第２の車輪ユニット２Ｂと第３の車輪ユニット２Ｃを回動可能に連結している。
【００３１】
第２フレーム２５は、ベアリング２４の外輪が嵌合されるリング状をなす環状部２５ａと、この環状部２５ａの一側から半径方向外側へ突出するように形成された張出し部２５ｂとからなっている。そして、環状部２５ａには、ベアリング２４の抜け出しを防止するためのベアリングストッパ２８が止めネジ２９によって固定されている。また、張出し部２５ｂの外面には、一対のジョイント片３１，３１が所定間隔あけて対向するよう一体に設けられている。張出し部２５ｂは、環状部２５ａに対して略直交する方向へ展開するように形成されている。
【００３２】
第１フレーム２６は、リング状をなす環状部２６ａと、この環状部２６ａの一側から半径方向外側へ突出するように形成された張出し部２６ｂとからなっている。張出し部２６ｂは、環状部２６ａに対して略直交する方向へ展開するように形成されている。そして、張出し部２６ｂの外面には、一対のジョイント片３１，３１間に嵌まり合うことができるジョイント片３２が一体に設けられている。第１フレーム２６の環状部２６ａには、モータ５の外側を覆うキャップ３３が複数の固定ネジ３４によって一体的に固定されている。
【００３３】
前述した第１フレーム２６と第２フレーム２５は、２両目の車輪ユニット２Ｂと３両目の車輪ユニット２Ｃだけに使用されていて、１両目の車輪ユニット２Ａには第２フレーム２５のみが使用され、その先に連結される車輪ユニットが無いため、第２フレーム２５を有する固定フレーム２７が取り付けられている。また、３両目の第２フレーム２５には、配管内移動装置１が牽引する装置が連結されて引っ張り移動される。
【００３４】
キャップ３３は、モータ５の外側を覆うもので、モータ５よりも若干大きな円形をなす端面部３３ａと、この端面部３３ａの外周縁に連続して一体に設けられた円筒部３３ｂと、この円筒部３３ｂの外周面において半径方向外側へ展開するように設けられたフランジ部３３ｃとを有している。キャップ３３の円筒部３３ｂの開口側端部の内周面には雌ネジ部が設けられており、この雌ネジ部に螺合される雄ネジがカバー筒体９の大径部９ａの開口側端部の外周面に設けられている。この大径部９ａの雄ネジに円筒部３３ｂの雌ネジを螺合させることにより、キャップ３３がカバー筒体９にネジ止めされて一体的に固定されている。このキャップ３３に対して、全ての車輪ユニット２Ａ、２Ｂ，２Ｃとも、それぞれ第１フレーム２６がネジ止めされて固定されている。
【００３５】
具体的には、２つの車輪ユニット２Ｂ、２Ｃには第１フレーム２６の環状部２６ａの穴にキャップ３３の円筒部３３ｂが嵌合され、車輪ユニット２Ａには固定フレーム２７の環状部２７ａの穴にキャップ３３の円筒部３３ｂが嵌合されている。そして、各環状部２６ａ，２７ａに設けた複数の挿通孔とキャップ３３のフランジ部３３ｃに設けたネジ孔を用いて複数の固定ネジ３４によりネジ止めされ、キャップ３３に第２フレーム２６が連結固定されている。
【００３６】
かくして、３組の車輪ユニット２Ａ〜２Ｃにおいて、それぞれ車輪７は、２個のベアリング１４Ａ，１４Ｂを介して駆動部１０のカバー筒体９に回転自在に支持されている。更に、車輪７は、連結部材８を介して駆動部１０の回転軸１１と一体的に構成されている。また、第２フレーム２５は、ベアリング２４を介してカバー筒体９に回転自在に支持されている。一方、第１フレーム２６は、これと一体化されたキャップ３３によってカバー筒体９とネジ結合されている。その結果、第１フレーム２６は、モータ５の本体及び減速機６と一体的に回動され、この第１フレーム２６に対して第２フレーム２５が相対的に回動可能に構成されている。
【００３７】
１両目の車輪ユニット２Ａと２両目の車輪ユニット２Ｂは第１ジョイント部３Ａにより、また、２両目の車輪ユニット２Ｂと３両目の車輪ユニット２Ｃは第２ジョイント部３Ｂによって、それぞれ車輪７の回転方向と略直交する方向へ揺動可能に連結されている。即ち、各車輪ユニット２Ａ〜２Ｃにおける車輪７の回転方向に対して、隣り合う車輪ユニット間２Ａ，２Ｂ及び２Ｂ，２Ｃが、それぞれ略直交する方向に揺動可能に構成されている。
【００３８】
第１ジョイント部３Ａは、１両目の車輪ユニット２Ａの第２フレーム２５に設けた一対のジョイント片３１，３１と、２両目の車輪ユニット２Ｂの第１フレーム２６に設けたジョイント片３２と、これらジョイント片３１，３２間を回動可能に連結する枢軸３５と、この枢軸３５の両端を支持する２個の軸受ブシュ３６，３６によって構成されている。即ち、一対のジョイント片３１，３１間にジョイント片３２が介在されていて、各ジョイント片３１，３２に設けた孔に１個の枢軸３５が挿通されている。そして、枢軸３５の両端部が、それぞれ軸受ブシュ３６を介して各ジョイント片３１に固定されている。
【００３９】
第２ジョイント部３Ｂは、２両目の車輪ユニット２Ｂの第２フレーム２５に設けた一対のジョイント片３１，３１と、３両目の車輪ユニット２Ｃの第１フレーム２６に設けたジョイント片３２と、これらジョイント片３１，３２間を回動可能に連結する枢軸３５と、この枢軸３５の両端を支持する２個の軸受ブシュ３６，３６によって構成されている。即ち、一対のジョイント片３１，３１間にジョイント片３２が介在されていて、各ジョイント片３１，３２に設けた孔に１個の枢軸３５が挿通されている。そして、枢軸３５の両端部が、それぞれ軸受ブシュ３６を介して各ジョイント片３１に固定されている。
【００４０】
枢軸３５の軸心線は、車輪７の軸心線である駆動部１０の回転軸１１の軸心線に対して略直交する方向となるように設定されている。ここで「略直交する方向」とは、その傾斜角度にある程度の範囲を設定したものであり、厳密には９０度で直交するように構成するのが最適である。
【００４１】
配管内移動装置１が配管内のＬ字カーブ（屈曲部）を通過する際、そのＬ字カーブが構成する平面と車輪７の軸心線が直交した姿勢であれば、配管内移動装置１はそのまま通過することができる。しかし、車輪７の軸心線が上記平面と直交していない場合は、配管内移動装置１を配管の軸心線周りに旋回させ、それらを一致させる制御が必要となる。この場合、最も通過し難い姿勢は、車輪７の軸心線が上記平面と平行で９０度傾いている場合であるが、上述したように車輪７間に枢軸３５があり、その枢軸３５の車輪軸に対する交差角度が９０度であれば、その交差角度が最も望ましいものであるため、この最も通過しにくい姿勢でも枢軸３５を中心として屈折することで、容易に通過できることになる。
【００４２】
しかしながら、回転軸１１の軸心線に対する枢軸３５の交差角度は、４５度から１３５度の範囲に設定することができる。交差角度が４５度以上で１３５度以下であれば、配管内移動装置１がＬ字カーブに任意の姿勢で通過しようとする場合、枢軸３５を中心に適度に屈曲することでＬ字カーブに合わせて配管内移動装置１の全体の姿勢が変形できて通過できるためである。
【００４３】
第１ジョイント部３Ａの固定フレーム２７には、１両目の車輪ユニット２Ａと２両目の車輪ユニット２Ｂとの間の上下方向及び左右方向への揺動角度を検出するためのポテンショメータ３８が設けられている。このポテンショメータ３８にはメータカバー３９が装着されており、このメータカバー３９によってポテンショメータ３８の保護が図られている。
【００４４】
また、図１及び図４等に示すように、２両目の車輪ユニット２Ｂには屈曲生成器４の一側が固定されている。屈曲生成器４は、３組の車輪ユニット２Ａ〜２Ｃに対して、床等の載置面と直交する方向へ姿勢をＶ字状に折り曲げるための引っ張り力を付与するものである。この実施例では、屈曲生成器４は、図６Ａに示すように、ケーブル４１と、チューブ４２と、ケース４３と、コイルばね４４と、コイルばね４４をケース４３に固定する牽引力調整ユニット４５によって構成されている。牽引力調整ユニット４５は、配管の状態に応じてバネ力を調整したり、非常時に解除して配管内移動装置１を引き出せるようにするためのものである。ケース４３は、円筒状の空間部を有する筒状の部材からなり、このケース４３の空間部にコイルばね４４が伸長されて収納されている。このケース４３の軸方向の一側にチューブ４２の一端が固定されている。
【００４５】
コイルばね４４をケース４３に固定する牽引力調整ユニット４５は、配管内移動装置１の配管内部を圧接する圧力を調整して、移動状態に必要な推進力を生成して適度な圧力を出して推進抵抗を増やすことを防止したり、配管内移動装置１が配管内で故障した時に、車輪７の配管内壁に押し付け力を解除して、容易に配管内部から引き出せるようにするための装置である。
【００４６】
チューブ４２の先端４２ａは、２両目の車輪ユニット２Ｂの第２フレーム２５に設けた貫通穴４６に固定されている。コイルばね４４の一端はケース４３に固定されていて、そのコイルばね４４の他端にケーブル４１の一端が連結されている。ケーブル４１はチューブ４２を貫通しており、ケーブル４１の突出側は、第２フレーム２５の貫通穴を貫通し、且つ、その内部を通って第１フレーム２６にまで到達している。そして、ケーブル４１の先端４１ａが第２フレーム２６に設けた挿通孔４７に固定されている。
【００４７】
ケーブル４１の先端４１ａを第１フレーム２６に固定する際には、コイルばね４４を適宜に引っ張って常に第１フレーム２６に対して引っ張り力が作用するように設定する。このコイルばね４４のバネ力により、２両目の車輪ユニット２Ｂにおいて、第２フレーム２５を基準にして第１フレーム２６にケーブル４１側に向かう回転力を付与する。これにより、３組の車輪ユニット２Ａ，２Ｂ，２Ｃは、図２Ａに示すように、２両目の車輪ユニット２Ｂを中心として、１両目の車輪ユニット２Ａと３両目の車輪ユニット２Ｃがケーブル４１側において互いに近づく方向へ付勢され、車輪７が接触する面に対して垂直をなす方向へＶ字状に折り曲げられるように姿勢が制御される。
【００４８】
図６Ａ及び図６Ｂは、上述したような構成を有する配管内移動装置１に視覚装置５０と制御装置５１と検査装置５２とコントローラ５３を接続し、配管６０内を移動させる状態を説明する図である。視覚装置５０は、配管６０内の状態を目視によって認識するもので、例えば、監視カメラを適用することができる。制御装置５１は、３組の車輪ユニット２Ａ〜２Ｃの動作を制御するもので、例えば、マイクロコンピュータ及びその他の必要な電子部品と、これらの電子部品が搭載され且つ必要な電子回路が設けられた配線基板と、これらが収容されたハウジング等を備えて構成されている。
【００４９】
検査装置５２は、配管内移動装置１の搬送対象となるもので、配管６０の内径や肉厚、配管内の亀裂や腐食の有無等を検査する装置であって、例えば、超音波センサや渦流探傷センサ等を適用することができる。コントローラ５３は、視覚装置５０からの情報に基づいて制御装置５１や検査装置５２の駆動を制御するもので、配管６０の外部において作業者の手動操作によって操作される。なお、屈曲生成器４は、この実施例では、当初から所定の引っ張り力に調節しておくようにする。しかしながら、屈曲生成器の張力は、後述するように強弱調節可能に構成できることは勿論である。
【００５０】
次に、配管内移動装置１の走行動作を説明する。
図７乃至図９は、配管内移動装置１が、配管６０内の水平方向に展開されたＴ字路６２を、車軸を垂直に保った姿勢で直進移動する動作を説明するもので、分岐路６３が水平方向に延在されている場合である。この場合、張力付与部材４のコイルばね４４のバネ力により、３組の車輪ユニット２Ａ〜２Ｃの各車輪７のうち、１両目と３両目の車輪７，７が配管６０内の下面（奥側面）｛又は上面（手前面）｝に圧接され、２両目の車輪７が反対側の配管６０内の上面（手前面）｛又は下面（奥側面）｝に圧接される。この状態でコントローラ５３を操作し、制御装置５１の制御を介して３組の車輪ユニット２Ａ〜２Ｃのモータ５を同一速度で駆動させる。これにより、配管内移動装置１が、車輪７の縦断面を垂直方向に保持した状態で、図８Ａ，図８Ｂ，図８Ｃ及び図９Ａ，図９Ｂ，図９Ｃの状態を経て、直線路６４を真っ直ぐに移動することができる。
【００５１】
図１０乃至図１２は、配管内移動装置１が、配管６０内の垂直方向に展開されたＬ字状の屈曲部（Ｌ字カーブ）６５を、車輪７の車軸を水平に保った姿勢で移動する動作を説明するものである。なお、屈曲部６５が水平方向に展開されている場合も同様である。この実施例では、張力付与部材４のコイルばね４４のバネ力により、３組の車輪ユニット２Ａ〜２Ｃの各車輪７のうち、１両目と３両目の車輪７，７が屈曲部６５の曲率半径の小さい内側面に圧接され、２両目の車輪７が反対側の曲率半径の大きい外側面に圧接されている。
【００５２】
この状態でコントローラ５３を操作し、制御装置５１の制御を介して３組の車輪ユニット２Ａ〜２Ｃのモータ５を同一速度で駆動させる。これにより、配管内移動装置１が、車輪７の回転中心を水平方向に保持した状態で、図１０Ａ，図１０Ｂ、図１１Ａ，図１１Ｂ，図１１Ｃ及び図１２Ａ，図１２Ｂの状態を経て、屈曲部６５を通過することができる。この場合、１両目と３両目の車輪７，７は常に屈曲部６５の内側面に圧接され、２両目の車輪７は常に外側面に圧接される。
【００５３】
図１３Ａ及び図１３Ｂは、配管内移動装置１が、配管６０内の水平方向に展開されたＬ字状の屈曲部６５を水平姿勢で移動する動作を説明するもので、この実施例が図１０乃至図１２に示した実施例と異なるところは、３組の車輪ユニット２Ａ〜２Ｃの各車輪７のうち、１両目の車輪ユニット２Ａの車輪７と３両目の車輪ユニット２Ｃの車輪７が屈曲部６５の曲率半径の大きい外側面に圧接され、２両目の車輪ユニット２Ｂの車輪７が反対側の曲率半径の小さい内側面に圧接されている点である。その他の動作は、前記実施例と同様である。
【００５４】
図１４及び図１５は、配管内移動装置１が、配管６０内の水平方向に展開されたＬ字状の屈曲部（Ｌ字カーブ）６５を垂直姿勢で移動する動作を説明するもので、この実施例が図１０乃至図１２に示した実施例と異なるところは、３組の車輪ユニット２Ａ〜２Ｃの車輪７が載置面に対して垂直をなす姿勢とされていて、１両目の車輪ユニット２Ａの車輪７と３両目の車輪ユニット２Ｃの車輪７が屈曲部６５の下面（奥側面）｛又は上面（手前面）｝に圧接され、２両目の車輪ユニット２Ｂの車輪７が屈曲部６５の上面（手前面）｛又は下面（奥側面）｝に圧接されている点である。
【００５５】
図１４Ａの状態では、３組の車輪ユニット２Ａ〜２Ｃの各車輪７〜７は、それぞれ同一速度で回転駆動されていて、車輪７を垂直に保つ姿勢で屈曲部６５内に入り込む。この屈曲部６５において、図１４Ｂに示すように、１両目の車輪ユニット２Ａの車輪７は、張力付与部材４のコイルばね４４のバネ力によって配管６０内の紙面に対して最も高い位置にある上面（又は最も低い位置にある下面）に圧接され、その上面（又は下面）の管路内壁にガイドされて屈曲部６５の中央部を、その曲線に沿って円弧状に移動する。同様に、図１５Ａに示すように、２両目の車輪ユニット２Ｂの車輪７においても、張力付与部材４のコイルばね４４のバネ力によって配管６０内の最も低い位置にある下面（又は最も高い位置にある上面）に圧接され、その下面（又は上面）にガイドされて曲線部６５の中央部を、その曲線に沿って円弧状に移動する。
【００５６】
更に、図１５Ｂに示すように、続く３両目の車輪ユニット２Ｃの車輪７においても、張力付与部材４のコイルばね４４のバネ力によって配管６０内の紙面に対して最も高い位置にある上面（又は最も低い位置にある下面）に圧接され、その上面（又は下面）にガイドされて屈曲部６５の中央部を、その曲線に沿って円弧状に移動する。そして、図１５Ｃに示すように、配管内移動装置１は、当初の垂直姿勢を保持した状態のまま屈曲部６５を通過することができる。
【００５７】
図１６乃至図１９は、配管内移動装置１が、配管６０内の水平方向に展開されたＴ字部６２を水平姿勢で分岐路６３に入り込む動作を説明するもので、分岐路６３が垂直上方へ延在されている場合も同様である。この実施例では、張力付与部材４のコイルばね４４のバネ力により、３組の車輪ユニット２Ａ〜２Ｃの各車輪７のうち、１両目と３両目の車輪７，７がＴ字部６２の内側面に圧接され、２両目の車輪７がＴ字部６２の外面に圧接される場合を示している。
【００５８】
この状態でコントローラ５３を操作し、制御装置５１の制御を介して３組の車輪ユニット２Ａ〜２Ｃのそれぞれのモータ５を同一速度で駆動させる。これにより、配管内移動装置１が、それぞれの車輪７の回転中心である車輪軸を垂直方向に保持した状態で、図１６、図１７Ａ，図１７Ｂ、図１８Ａ，図１８Ｂ及び図１９Ａ，図１９Ｂの状態を経て、分岐路６３に対してスムースに入り込んで移動することができる。この場合、１両目と３両目の車輪７，７は常に分岐路６３の内側の側面に圧接され、２両目の車輪７は常に外側の側面に圧接される。
【００５９】
図２０乃至図２２は、配管内移動装置１が、配管６０内の水平方向に展開されたＴ字部６２を水平姿勢で分岐路６３に入り込む動作を説明するもので、分岐路６３が垂直上方に延在されている場合も同様である。この実施例が図１６乃至図１９に示した実施例と異なる点は、配管内移動装置１が分岐路６３に入り込む前のある距離において、３組の車輪ユニット２Ａ〜２Ｃの各車輪７〜７のうち、２両目の車輪７が分岐路６３の内面に圧接されていて、１両目と３両目の車輪７，７が配管６０内の分岐路６３の外面に圧接される点である。
【００６０】
この状態では、１両目の車輪ユニット２Ａの車輪７がＴ字部６２の分岐路６３と反対側の直線部に接触していることから、このまま配管内移動装置１を直進的に移動させても、１両目の車輪７がその直線部の側面にガイドされるために、配管内移動装置１が分岐路６３内に入れ込むことができない。従って、この場合には、分岐路６３に入る所定距離以前に配管内移動装置１の姿勢を制御して、１両目と３両目の車輪７，７を分岐路６３の内側の側面に圧接させ、２両目の車輪７を外側の側面に圧接させる必要がある。
【００６１】
このときの配管内移動装置１の姿勢制御は、例えば、次のようにして行うことができる。まず、図２０Ａに示すように、分岐路６３に到達する所定距離前の時点において、コントローラ５３を操作して制御装置５１の制御を介し、３組の車輪ユニット２Ａ〜２Ｃの３個のモータ５〜５の回転数を異ならせる制御を行う。即ち、１両目の車輪ユニット２Ａの車輪７の回転数（Ｎ１）よりも２両目の車輪ユニット２Ｂの車輪７の回転数（Ｎ２）を高くし、更に、２両目の車輪ユニット２Ｂの車輪７の回転数（Ｎ２）よりも３両目の車輪ユニット２Ｃの車輪７の回転数（Ｎ３）を高くする（Ｎ１＜Ｎ２＜Ｎ３）。
【００６２】
これにより、前方に位置する車輪７よりも後方に位置する車輪７の回転数が高いことから、図２０Ａに示すように、走行方向前方に位置する車輪が走行方向後方に位置する車輪によって押されたような状態となり、図２０Ｂに示す状態（図２０Ａの状態から略３０度回転した状態）、図２１Ａに示す状態（図２０Ａの状態から略６０度回転した状態）、図２１Ｂに示す状態（図２０Ａの状態から略９０度回転した状態）、図２１Ｃに示す状態（図２０Ａの状態から略１２０度回転した状態）、図２２Ａに示す状態（図２０Ａの状態から略１５０度回転した状態）を経て、図２２Ｂに示す状態（図２０Ａの状態から略１８０度回転した状態）のように、配管内移動装置１の姿勢が略１８０度回転変位される。
【００６３】
その結果、図２２Ｃに示すように、３組の車輪ユニット２Ａ〜２Ｃの各車輪７〜７のうち、１両目と３両目の車輪７，７が配管６０内のＴ字部６２の内面に圧接され、２両目の車輪７がＴ字部６２の外面に圧接されるようになる。これにより、前述したように、配管内移動装置１が分岐路６３内に入り込むことが可能となる。
【００６４】
図２３及び図２４は、配管６０内の水平方向に展開されたＴ字部６２を配管内移動装置１が車輪の車軸を垂直に保つ姿勢で走行しており、この状態から分岐路６３に入り込む動作を説明するもので、分岐路６３が垂直上方へ延在されている場合も同様である。この状態では、３組の車輪ユニット２Ａ〜２Ｃの３個の車輪７〜７のすべてが、分岐路６３の方向と直交する上面又は下面に接触しているため、このまま配管内移動装置１を直進的に移動させても、配管内移動装置１が分岐路６３内に入れ込むことができない。従って、この場合にも、分岐路６３に入る所定距離以前に、前述したように配管内移動装置１の姿勢を制御して、１両目と３両目の車輪７，７を分岐路６３の内側の側面に圧接させ、２両目の車輪７を外側の側面に圧接させるように制御する必要がある。
【００６５】
まず、図２３Ａに示すように、Ｔ字部６２に到達する所定距離前の時点において、コントローラ５３を操作して制御装置５１の制御を介し、前述したように、３組の車輪ユニット２Ａ〜２Ｃの３個のモータ５〜５の回転数を異ならせる制御を行う。そして、１両目の車輪ユニット２Ａの車輪７の回転数（Ｎ１）よりも２両目の車輪ユニット２Ｂの車輪７の回転数（Ｎ２）を高くし、２両目の車輪ユニット２Ｂの車輪７の回転数（Ｎ２）よりも３両目の車輪ユニット２Ｃの車輪７の回転数（Ｎ３）を高くする（Ｎ１＜Ｎ２＜Ｎ３）。
【００６６】
これにより、前方に位置する車輪７よりも後方に位置する車輪７の回転数が高いことから、３個の車輪７〜７が図２３Ｂに示すように、互いに縮められたような状態となり、図２３Ｃに示す状態（図２３Ａの状態から略３０度回転した状態）、図２４Ａに示す状態（図２３Ｂの状態から略６０度回転した状態）を経て、図２４Ｂに示す状態（図２３Ｂの状態から略９０度回転した状態）のように、配管内移動装置１の姿勢が略９０度回転変位される。
【００６７】
その結果、図２４Ｃに示すように、３組の車輪ユニット２Ａ〜２Ｃの各車輪７〜７のうち、１両目と３両目の車輪７，７が配管６０内のＴ字部６２の内面に圧接され、２両目の車輪７が分岐路６３の外面に圧接されるようになる。これにより、前述したように、配管内移動装置１が分岐路６３内に入り込むことが可能となる。
【００６８】
この実施例によれば、配管６０内の直線部における直進走行は勿論のこと、屈曲部（Ｔ字カーブ）６５やＴ字路や十字路等の分岐部等において、配管内移動装置１の姿勢（垂直姿勢と水平姿勢）のいかんにかかわらず、配管内移動装置１をそのまま又は簡単な姿勢制御によってスムースに通過させることができる。
【００６９】
図２５は、本発明の配管内移動装置の第２の実施例を示すものである。この第２の実施例に係る配管内移動装置７１は、４組の車輪ユニット７２Ａ，７２Ｂ，７２Ｃ，７２Ｄと、隣り合う車輪ユニット７２Ａと７２Ｂ、７２Ｂと７２Ｃ及び７２Ｃと７２Ｄ間を回動可能に連結する３組のジョイント部７３Ａ，７３Ｂ，７３Ｃと、車輪の車軸を水平に向けて直列に配置された４組の車輪ユニット７２Ａ〜７２Ｄをジグザグ状に配列させるために張力を付与する屈曲生成器である張力付与部材７４等を備えて構成されている。
【００７０】
１両目の車輪ユニット７２Ａの駆動部１０の回転軸には第１フレーム８２の一側部が固定されている。第１フレーム８１は、Ｌ字状に折り曲げ形成されており、その他側部には、一側部が延在する方向と反対側に突出する一対の第１ジョイント片８９が設けられている。一対の第１ジョイント片８９には、軸受穴が貫通する方向と略直交する方向に貫通する挿通孔がそれぞれ設けられている。
【００７１】
２両目の車輪ユニット７２Ｂの駆動部１０の回転軸には第１フレーム８３の一側部が固定されている。第１フレーム８３は、Ｌ字状に折り曲げ形成されており、その他側部には、一側部が延在する方向と反対側に突出する一対の第１ジョイント片８９が設けられている。一対の第１ジョイント片８９には、軸受穴が貫通する方向と略直交する方向に貫通する挿通孔がそれぞれ設けられている。この第１フレーム８３の折り曲げ部には、軸受部８３ａと反対側に突出するケーブル支持片８３ｂが設けられている。
【００７２】
第１フレーム８３の一側部には第２フレーム８２が回動可能に連結されている。第２フレーム８２は、Ｌ字状に折り曲げ形成された部材からなり、その他側部には、一側部が延在する方向と反対側に突出する第２ジョイント片が設けられている。この第２ジョイント片には、軸受穴が貫通する方向と略直交する方向に貫通する挿通孔が設けられている。更に、第２フレーム８２の折り曲げ部には、ケーブル支持片８２ａが設けられている。
【００７３】
第１フレーム８１の一対の第１ジョイント片８９と、第２フレーム８２の第２ジョイント片と枢軸９１とによって第１ジョイント部７３Ａが構成されている。即ち、一対の第１ジョイント片８９間に第２ジョイント片を介在させた状態で、それらの挿通孔に枢軸９１を挿通させることにより、第１フレーム８１と第２フレーム８２が、車輪７の縦断面と直交する水平方向へ揺動自在に連結されている。
【００７４】
３両目の車輪ユニット７２Ｃの駆動部１０の回転軸には第１フレーム８５が固定されている。第１フレーム８５は、Ｌ字状に折り曲げ形成されており、その他側部には、一側部が延在する方向と反対側に突出する一対の第１ジョイント片８９が設けられている。一対の第１ジョイント片８９には、軸受穴が貫通する方向と略直交する方向に貫通する挿通孔がそれぞれ設けられている。この第１フレーム８５の折り曲げ部には、軸受部８５ａと反対側に突出するケーブル支持片８５ｂが設けられている。
【００７５】
第１フレーム８５の一側部には第２フレーム８４が回動可能に連結されている。第２フレーム８４は、Ｌ字状に折り曲げ形成された部材からなり、その他側部には、一側部が延在する方向と反対側に突出する第２ジョイント片が設けられている。この第２ジョイント片には、軸受穴が貫通する方向と略直交する方向に貫通する挿通孔が設けられている。更に、第２フレーム８４の折り曲げ部には、ケーブル支持片８４ａが設けられている。
【００７６】
第１フレーム８３の一対の第１ジョイント片８９と、第２フレーム８４の第２ジョイント片と枢軸９１とによって第２ジョイント部７３Ｂが構成されている。即ち、一対の第１ジョイント片８９間に第２ジョイント片を介在させた状態で、それらの挿通孔に枢軸９１を挿通させることにより、第１フレーム８３と第２フレーム８４が、車輪７の縦断面と直交する水平方向へ揺動自在に連結されている。
【００７７】
更に、４両目の車輪ユニット７２Ｄの駆動部１０の回転軸には第２フレーム８６が固定されている。第２フレーム８６は、Ｌ字状に折り曲げ形成された部材からなり、その他側部には、一側部が延在する方向と反対側に突出する第２ジョイント片が設けられている。この第２ジョイント片には、軸受穴が貫通する方向と略直交する方向に貫通する挿通孔が設けられている。
【００７８】
第２フレーム８６の第２ジョイント片と、第１フレーム８５の一対の第１ジョイント片８９と枢軸９１とによって第３ジョイント部７３Ｃが構成されている。即ち、一対の第１ジョイント片８９間に第２ジョイント片を介在させた状態で、それらの挿通孔に挿通された枢軸９１により、第１フレーム８５と第２フレーム８６が、車輪７の縦断面と直交する水平方向へ揺動自在に連結されている。
【００７９】
かくして、４組の車輪ユニット７２Ａ〜７２Ｄは、上下方向へジグザグ状（交互）に配置される。このように揺動可能に連結された４組の車輪ユニット７２Ａ〜７２Ｄにおいて、２両目の車輪ユニット７２Ｂから３両目の車輪ユニット７２Ｃにかけて屈曲生成器の第１の実施例を示す張力調節機構７４が、適当な引っ張り力を付与されて架け渡されている。
【００８０】
張力調節機構７４は、前述した実施例と同様の構成を有しており、ケーブル４１とチューブ４２とケース４３とコイルばね４４とによって構成されている。チューブ４２の先端は、第１フレーム８５に設けたケーブル支持片８５ｂに固定されていて、このチューブ４２から突出したケーブル４１の先部は、第２フレーム８４に設けたケーブル支持片８４ａと、第２フレーム８４と第１フレーム８３との間に設けたチューブ片４２Ａを貫通して、第２フレーム８２に設けたケーブル支持片８２ａにケーブル先端４１ａが固定されている。
【００８１】
この場合に、２両目の車輪ユニット７２Ｂの第２フレーム８２のケーブル支持片８２ａと第１フレーム８３のケーブル支持片８３ｂは、２両目の車輪ユニット７２Ｂの車輪回転軸の上側に張られている。これに対して、３両目の車輪ユニット７２Ｃの第２フレーム８４のケーブル支持片８４ａと第１フレーム８５のケーブル支持片８５ｂは、３両目の車輪ユニット７２Ｃの車輪回転軸の下側に張られている。
【００８２】
これにより、コイルばね４４のバネ力によって１両目の車輪ユニット７２Ａと３両目の車輪ユニット７２Ｃが同一方向に付勢され、これとは逆方向に２両目の車輪ユニット７２Ｂと４両目の車輪ユニット７２Ｄが付勢される。また、ケーブル支持片８３ｂとケーブル支持片８４ａの間には、チューブ片４２Ａが存在しているため、ケーブル４１の牽引力によって枢軸９１周りの不必要な旋回運動は生成されない。
【００８３】
このように、本実施例の構成によれば、配管内移動装置１の車輪列の外側に取り付けた張力調節機構７４は、単一のスプリングで複数の車輪ユニット７２Ｂと車輪ユニット７２Ｃに屈折するトルクを生成できるという特性を有する。その結果、この実施例においても、記実施例と同様に、配管６０内の直線部における直進走行は勿論のこと、曲線部やＴ字路等の分岐部等において、配管内移動装置の姿勢（垂直姿勢と水平姿勢）のいかんにかかわらず、簡単な制御によってスムースに通過させることができる。しかも、モータ５による動力部が４箇所に増えるため、車輪ユニットの数を増やすことにより、その増加分に応じて配管内移動装置７１の駆動力を増加させることができる。
【００８４】
図２６Ａ及び図２６Ｂは、本発明の配管内移動装置の第３の実施例を示すものである。この第３の実施例に係る配管内移動装置１０１が図１等に示す第１の実施例と異なるところは、屈曲生成器をコイルばね１０４だけで構成した点である。そのため、ここではコイルばね１０４と、このコイルばね１０４に関連する部分についてのみ説明し、その他の同一部分については同一符号を付して、それらの説明を省略する。
【００８５】
配管内移動装置１０１は、３組の車輪ユニット２Ａ，２Ｂ，２Ｃと、２組のジョイント部３Ａ，３Ｂと、コイルばね１０４を備えて構成されている。そして、第１の車輪ユニット２Ａには第２のフレーム２５が回転自在に取り付けられ、第１のフレーム２６が車輪ユニット２Ａの駆動部１０に固定され、第２の車輪ユニット２Ｂには第２のフレーム２５が回動自在に取り付けられ、第１のフレーム２６が車輪ユニット２Ａの駆動部１０に固定され、第３の車輪ユニット２Ｃには第１フレーム２６が車輪ユニット２Ｃの駆動部１０に固定され、第２のフレーム２５が回動自在に取り付けられている。そして、コイルばね１０４は、第２の車輪ユニット２Ｂに関連させて取り付けられている。そのため、車輪ユニット２Ｂの第２フレーム２５に第２ばね受け片１０８を設け、同じく第１フレーム２６に第１ばね受け片１０７を設けている。そして、これら第１ばね受け片１０７と第２ばね受け片１０８との間にコイルばね１０４を架け渡すことにより、車輪ユニット２Ｂの第２フレーム２５と第１フレーム２６との間に互いに引き合う引っ張り力を付与している。
【００８６】
この第３の実施例によれば、張力付与部材がコイルばね１０４だけで構成されているため、配管内移動装置１０１の構成を簡単なものとすることができる。しかも、コイルばね１０４によっても配管内移動装置１０１に対して第１実施例に係る配管内移動装置１と同様の動作を行わせることができ、部品点数の削減と、製造コストの軽減化を図ることができるという利点がある。なお、コイルばね１０４は、例えば、ねじりばね、板ばね等のように他の形式のばねであってもよい。
【００８７】
図２７は、本発明の配管内移動装置の第４の実施例を示すものである。この第４の実施例に係る配管内移動装置１１１が図２５に示す第２の実施例に係る配管内移動装置７１と異なるところは、張力付与部材７４に代えて２個のコイルばね１１４Ａ，１１４Ｂを用いた点である。そのため、ここではコイルばね１１４Ａ，１１４Ｂと、これらのコイルばね１１４Ａ，１１４Ｂに関連する部分についてのみ説明し、その他の同一部分については同一符号を付して、それらの説明を省略する。
【００８８】
２両目の車輪ユニット１１２Ｂの第２フレーム８２と第１フレーム８３には、それらの１片において対向するように同一方向に突出するばね受け片１１５，１１６を設け、これらのばね受け片１１５，１１６間に第１コイルばね１１４Ａが架け渡されている。また、３両目の車輪ユニット１１２Ｃの第２フレーム８４と第１フレーム８５には、それらの１片においてばね受け片１１５，１１６と反対側であって対向するように同一方向に突出するばね受け片１１７，１１８を設け、これらのばね受け片１１７，１１８間に第２コイルばね１１４Ｂが架け渡されている。このように構成することによっても、４組の車輪ユニット１１２Ａ〜１１２Ｄに関して、駆動部１０の回転軸の軸方向と直交する垂直方向にジグザグ状に揺動可能に配置することができる。
【００８９】
この第４の実施例によれば、張力付与部材が２個のコイルばね１１４Ａ，１１４Ｂだけで構成されているため、配管内移動装置１１１の構成を簡単なものとすることができる。しかも、コイルばね１１４Ａ，１１４Ｂによっても配管内移動装置１１１に対して第２実施例に係る配管内移動装置７１と同様の動作を行わせることができ、部品点数の削減と、製造コストの軽減化を図ることができるという利点がある。更に、モータ５を有する駆動部１０が４箇所に増えるため、車輪ユニットの数を増やすことにより、その増加分に応じて配管内移動装置７１の駆動力を増加させることができる。なお、車輪ユニットの数は、上記実施例の３組又は４組に限定されるものではなく、５組以上の車輪ユニットを連結させて配管内移動装置を構成できることは勿論である。なお、符号１１９は、各車輪ユニット１１２Ａ〜１１２Ｄの各駆動部１０から引き出されたリード線を案内するガイドフレームである。このガイドフレーム１１９の一端は、支持軸１１９Ａによって第２フレーム８６に回動可能に取り付けられている。
【００９０】
図２８Ａは、本発明の配管内移動装置に係る屈曲生成器の第３の実施例を示すものである。この実施例で示す屈曲生成器１２０は、コイルばねの引っ張り力を変化させることにより、配管内移動装置のＶ字角の大小による車両長さ、又は、ジグザグ角の大小による車両長さを調節可能に構成したものである。この屈曲生成器１２０は、コイルばね４４と、ケース１２１と、モータ１２２と、ナット１２４等を備えて構成されている。
【００９１】
屈曲生成器１２０のケース１２１は、一端が閉じられた有底筒状の部材からなり、ナット１２４の回転を防止するために、例えば断面形状が矩形、六角形、八角形、三角形等の多角形、或いは、楕円形等の形状をなす筒体を用いるのが好適である。このような形状のケース１２１を用いる目的は、ケースの形状によってナット１２４の回転を防止するためであり、ケースの形状によらずにナット１２４の回転を防磁できれば、円筒状のケースを用いることができる。その方法としては、例えば、ケースにピンやキー状の突起を設ける一方、その突起が摺動可能に係合されるキー溝をナットに設ける構成などである。
【００９２】
ケース１２１の開口側の端部には、ケース１２１の穴内に回転軸１２３を挿入した状態でモータ１２２が、図示しない固定ネジ等の固定手段によって固定されている。回転軸１２３には、その略全長に亘って雄ネジが設けられており、そのネジ部にナット１２３が螺合されている。ナット１２３には一側に突出するアーム部１２４ａが設けられており、そのアーム部１２４ａの先端部にコイルばね４４の一端が係止されている。コイルばね４４の他端にはケーブル４１が連結されており、そのケーブル４１がケース１２１の端面部１２１ａの中央に設けた孔１２５を貫通して外部に取り出されている。なお、モータ１２２は、リード線１２６によってコントローラ（図６Ｂのコントローラ５３）に接続されており、そのコントローラ５３の操作によって駆動制御される。
【００９３】
この屈曲生成器１２０によれば、モータ１２２の駆動により回転軸１２３を回転して、ナット１２４をモータ１２２から遠ざけることにより、コイルばね４４を緩めてそのバネ力を弱め、配管内移動装置の折れ角を小さくして車両長さを長くすることができる。これに対して、モータ１２２の駆動により回転軸１２３を回転して、ナット１２４をモータ１２２に近づけることにより、コイルばね４４を緊張させてそのバネ力を強め、配管内移動装置の折れ角を大きくして車両長さを短くすることができる。
【００９４】
図２８Ｂは、本発明の配管内移動装置に係る屈曲生成器の第４の実施例を示すものである。この実施例で示す屈曲生成器１３０は、配管内移動装置の故障時において、コイルばね４４の一端を支持する繊維片１３２をヒータ１３３で焼き切ってコイルばね４４の引っ張り力をゼロにすることにより、配管内移動装置を真っ直ぐな状態にして、配管内から配管内移動装置を容易に取り出すことができるようにしたものである。この屈曲生成器１３０は、コイルばね４４と、ケース１３１と、繊維片１３２と、ヒータ１３３等を備えて構成されている。
【００９５】
屈曲生成器１３０のケース１３１は、両端が閉じられた有底筒状の部材からなり、ケース１３１の一方の端面部１３１ａには繊維片１３２の一端が固定されている。繊維片１３２の他端にはコイルばね４４が連結され、コイルばね４４の他端にはケーブル４１が連結されていて、そのケーブル４１がケース１３１の他方の端面部１３１ｂの中央に設けた孔１２５を貫通して外部に取り出されている。また、繊維片１３２にはヒータ１３３が巻回されている。このヒータ１３３はコントローラ（図６Ｂのコントローラ５３）に接続されており、そのコントローラ５３の操作によって駆動制御される。
【００９６】
この屈曲生成器１３０によれば、配管内において配管内移動装置に故障が発生し、自力走行が不能となったような場合に、繊維片１３２を切断して、配管内移動装置を容易に取り出すことが可能となる。例えば、配管内で配管内移動装置に故障が発生し、配管内移動装置が自力走行できなくなると、コイルばね４４のバネ力によって各車輪７が配管内面に圧接されるため、その配管内移動装置を配管内から取り出すことが困難になる。このような場合に、ヒータ１３３に電力を供給して繊維片１３２を焼切るようにする。このように繊維片１３２を焼切ると、コイルばね４４の一端が解放されるため、その引っ張り力がゼロになる。その結果、配管内移動装置をＶ字状（又はジグザグ状）に引っ張る力が取り除かれるため、配管内移動装置が真っ直ぐな状態となる。これにより、車輪７を配管内面に圧接する力がなくなるため、配管内から配管内移動装置を容易に取り出すことが可能となる。
【００９７】
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り、特許請求の範囲に記載された発明の範囲にて様々な変更が可能であることは、当業者によって容易に理解されよう。
【符号の説明】
【００９８】
１，７１，１０１，１１１…配管内移動装置、  ２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，７２Ａ，７２Ｂ，７２Ｃ，７２Ｄ，１１２Ａ，１１２Ｂ，１１２Ｃ，１１２Ｄ…車輪ユニット、  ３Ａ，３Ｂ，７３Ａ，７３Ｂ，７３Ｃ，１１３Ａ，１１３Ｂ，１１３Ｃ…ジョイント部、  ４，７４，１２０，１３０…屈曲生成器、  ５…モータ（原動機）、  ６…減速機、  ７…車輪、  ８…連結部材、  ９…カバー筒体、  １０…駆動部、  １１…回転軸、  １５…ホイール、  １６…タイヤ、  ２５，８２，８４，８６…第２フレーム、  ２６，８１，８３，８５…第１フレーム、  ２７…固定フレーム、  ３３…キャップ、  ３５…枢軸、  ４１…ケーブル、  ４２…チューブ、  ４３，１２１，１３１…ケース、  ４４，１０４，１１４Ａ，１１４Ｂ…コイルばね（屈曲生成器）、  ５０…視覚装置、  ５１…制御装置、  ５２…検査装置、  ５３…コントローラ、  ６０…配管、  ６２…Ｔ字部、  ６３…分岐路、  ６４…直線路、  ６５…屈曲部、  ８１〜８６…フレーム、  ９１…枢軸、  ９２…支持軸、  ８２ａ，８３ｂ，８４ａ，８５ｂ…ケーブル支持片、  １０７，１０８，１１５，１１６，１１７，１１８…ばね受け片、  １２２…モータ、  １２３…回転軸、  １２４…ナット、  １３２…繊維片、  １３３…ヒータ
【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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【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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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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