(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
管内を移動する管内移動装置であって、弾性体（４）と、振動手段（５）と、制御手段と、を備えており、
上記管内移動装置の本体（１）が、円柱状のものであり、
上記弾性体が、上記本体（１）を、上記管の内壁に非接触な状態で支持するように、本体の外面に複数設けられており、
各弾性体が、本体の軸に沿って、間隔を開けて存在する複数の箇所の円周表面上に、設けられており、各弾性体が、配設箇所の接面に対して予め定めた傾斜角で同じ向きに伸びている棒状のものであり、各弾性体が、上記本体（１）の円柱表面に垂直に設けられている回転軸（１３）周りに回転可能なものであり、
各弾性体の上記回転軸（１３）が、回転用歯車（１４）を備えており、
上記振動手段が、本体を振動させるものであり、
上記制御手段が、全ての上記弾性体を、同じ角度だけ回転させることによって、ある方向に向けるものであり、上記制御手段が、回転ドラム（１０）と回転用モータ（７）と、を備えており、
上記回転ドラム（１０）の表面には、回転軸を中心とする環状の壁（１５）が、上記間隔を開けて設けられており、各壁（１５）が、上記回転用歯車（１４）に歯合する歯（１２）を有しており、回転ドラム（１０）は、自らの回転に伴って上記回転用歯車（１４）を回転させるようになっており、
上記回転用モータ（７）が、上記回転ドラム（１０）を回転するものである、
ことを特徴とする管内移動装置。
【請求項２】
上記弾性体が、多数の細糸状弾性体を束ねた振動ブラシである、
請求項１に記載の管内移動装置。
【請求項３】
更に、管内の状態を撮影する撮影装置（５０）を、管の内壁方向に向けた状態で備える、
請求項１又は２に記載の管内移動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、配管内を移動する管内移動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ガス管、原子炉内の配管、及び、水道管等の内部の状態を調べたり、配管内に電話線等の必要なケーブルを通す際に用いる管内移動装置が知られている。これらの管内移動装置では、装置の外側にローラや無限軌道体を備え、これらのローラや無限軌道体を管の内壁に押し付けながら管内を移動するのが一般的である。また、配管内の状態を調べるには、管内移動装置に内壁を撮影するビデオやカメラ等の撮影装置を装備すると共に、当該撮影装置の撮影する箇所を変更する回転機構を備えることが必要になる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、管内移動装置本体に、ローラや無限軌道体、上記撮影装置の回転機構を備えることは、装置の複雑化、及び、大型化を招き、細い配管に対する適用を難しくする。
【０００４】
本発明は、小型かつ簡単な構成で管内を前進、後退、回転できる管内移動装置を提供することを目的とする。
【０００５】
請求項１に記載の管内移動装置は、管内を移動する管内移動装置であって、弾性体（４）と、振動手段（５）と、制御手段と、を備えており、上記管内移動装置の本体（１）が、円柱状のものであり、上記弾性体が、上記本体（１）を、上記管の内壁に非接触な状態で支持するように、本体の外面に複数設けられており、各弾性体が、本体の軸に沿って、間隔を開けて存在する複数の箇所の円周表面上に、設けられており、各弾性体が、配設箇所の接面に対して予め定めた傾斜角で同じ向きに伸びている棒状のものであり、各弾性体が、上記本体（１）の円柱表面に垂直に設けられている回転軸（１３）周りに回転可能なものであり、各弾性体の上記回転軸（１３）が、回転用歯車（１４）を備えており、上記振動手段が、本体を振動させるものであり、上記制御手段が、全ての上記弾性体を、同じ角度だけ回転させることによって、ある方向に向けるものであり、上記制御手段が、回転ドラム（１０）と回転用モータ（７）と、を備えており、上記回転ドラム（１０）の表面には、回転軸を中心とする環状の壁（１５）が、上記間隔を開けて設けられており、各壁（１５）が、上記回転用歯車（１４）に歯合する歯（１２）を有しており、回転ドラム（１０）は、自らの回転に伴って上記回転用歯車（１４）を回転させるようになっており、上記回転用モータ（７）が、上記回転ドラム（１０）を回転するものである、ことを特徴とする。
【０００６】
請求項２に記載の管内移動装置は、請求項１記載の管内移動装置であって、上記弾性体が、多数の細糸状弾性体を束ねた振動ブラシである、ことを特徴とする。
【０００７】
請求項３に記載の管内移動装置は、請求項１又は２に記載の管内移動装置であって、更に、管内の状態を撮影する撮影装置（５０）を、管の内壁方向に向けた状態で備える、ことを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
（１）発明の概要
本発明の管内移動装置は、管内移動装置の本体を管の内壁に非接触な状態で支持するように、該管内移動装置の本体の外面に複数設けられ、当該配設箇所の接面に対して所定の傾斜角で、それぞれが同じ向きに伸びる弾性体と、当該弾性体の向きを変更する制御手段と、本体を振動させる振動手段を備えたことを特徴とする。なお、上記弾性体としては、多数の細糸状の弾性体を束ねたものを採用するのが好ましい。これにより、管内の壁の微細な凹凸に当該糸状の弾性体の先端が多くひっかっかり、単体の弾性体を利用する場合に比べて強い駆動力を得ることができる。
【００１１】
上記構成の管内移動装置をその最大直径よりも小さく、かつ、本体よりも大きな直径の配管内に挿入し、振動手段により本体を振動させると、装置は振動ブラシの伸びる向きと反対の方向に進む。上記制御手段により各振動ブラシの向きを統一的に変えることで装置の管内での前進、後退、及び、回転が実現される。
【００１２】
当該構成を採用することで、管内移動手段としてローラや無限軌道体を設ける場合に比べて装置の大幅な小型化を図ることができる。また、専用の回転機構を設けずとも管内で自在に回転できるため、管内撮影装置を装備しても装置の大型化を抑えることができる。
以下、上記特徴を具備する管内移動装置の実施の形態について、添付の図面を参照しつつ説明する。
【００１３】
（２）実施の形態１
図１は、実施の形態に係る管内移動装置１００の側面図である。当該装置１００には、自在継手３により接続されるケーブル２を介して電力が供給される。管内移動装置１００は、円柱状の本体１の周囲に多数の振動ブラシ４を備える。振動ブラシ４は、管内移動装置１００の本体１を、当該装置１００を挿入する管の内壁に非接触な状態で支持するように設けられ、配設箇所の接面に対して所定の角度（図面ではケーブル２側）で傾斜し、各々同じ方向、即ち、当該円柱状の本体１を展開した際に、各振動ブラシ４の毛並みが同じになるように設けられる。当該振動ブラシ４は、ナイロンやゴム等の弾性体を用いる。管内の壁を傷つけずに摩擦を高めるため、上記弾性体は、多数の細糸状の弾性体を１つに束ねたものを用いることが好ましい。図の簡略化のため、手前に位置する各振動ブラシ４を”＋”の記号で表す。
【００１４】
図１の略中央部には、本体１のフレーム２０の一部を剥いで内部構成を示す領域を設けてある。後に詳しく説明するが、フレーム２０の下には、図示しないモータにより駆動される回転ドラム１０が設けられている。回転ドラム１０の外周面には、当該回転ドラム１０の回転軸を中心とする環状の壁１５が等間隔に設けられている。各壁１５の図中左側の面には歯１２が設けられている。また、振動ブラシ４の下部には歯車１４が設けられている。図示するように、各振動ブラシ４の歯車１４は、上記回転ドラム１０の壁１５の歯１２と噛み合う位置に配設される。当該構成において、図示しないモータにより回転ドラム１０を回転させることで、全ての振動ブラシ４の向きを同じように変えることができる。
【００１５】
図２は、上記管内移動装置１００の断面図である。振動用モータ５は、回転軸に接続された偏芯用回転体６を回転させて、本体１を振動させる。管内移動装置１００を管内に押し込んだ場合、各振動ブラシ４は、管の内面を押さえながら本体１を管の中央付近に支持する。なお、管内移動装置１００を挿入する管の直径は、装置１００の最大直径（各振動ブラシ４の届く最大範囲）よりも小さく、かつ、装置本体の直径よりも大きいことが条件となる。上記駆動モータ５により本体１が振動すると、振動ブラシ４の伸張方向と逆の向きに本体１が進む。なお、本体１を振動させる手法としては、前記の手法に限定されず、駆動モータ５及び回転体６を本図において９０度回転させた状態に設ける等、他の手法を用い手も良い。
【００１６】
ブラシ回転用モータ７は、減速機構９を介して回転ドラム１０に連結されている。モータ７の回転に応じて、中間ケース１１により回転可能な状態で支持されている回転ドラム１０が回転する。回転ドラム１０を回転することで、各振動ブラシ４の向きが変わり、装置１００の管内での前進、後退、及び、回転が実現される。
【００１７】
図３は、図２に示す管内移動装置１００のＡ−Ａ’断面図であり、減速機構９の構成を示す図である。当該減速機構９は、いわゆる遊星歯車機構を採用し、モータ７の回転を減速して回転ドラム１０に伝える。具体的には、減速機構９は、モータ７の回転軸８の先端に接続された太陽歯車８ａと、当該太陽歯車８ａの周囲に、当該歯車８ａに噛み合うように設けられる４つの遊星歯車８ｂ，８ｃ，８ｄ，８ｅとで構成される。回転ドラム１０の端部内側には、各遊星歯車８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄと噛み合う歯１６が設けられている。
【００１８】
図４は、回転ドラム１０と振動ブラシ４の構成を詳しく説明するための図である。図４の（ａ）は、回転ドラム１０の端部付近の拡大断面図である。また、図４の（ｂ）は、（ａ）に示す端部付近を矢印Ａ方向からみた図である。回転ドラム１０は、表面に等間隔に並ぶ壁１５を備える。各壁１５は、図面左側の面に歯１２を備える。振動ブラシ４は、低部に回転軸１３及び歯車１４を備える。振動ブラシ４は、回転軸１３においてフレーム２０に回転可能な状態で支持されている。また、振動ブラシ４の歯車１４は、壁１５の備える歯１２に噛み合わされている。当該構成を採用することで、各振動ブラシ４は、回転ドラム１０の回転に伴い向きを変える。
【００１９】
（３）実施の形態２
図５は、管内移動装置１００に管内撮影機能を追加した実施の形態２にかかる管内移動装置１０１の断面図である。当該管内移動装置１０１は、管内側部の様子を撮影する撮影装置５０と、上述した管内移動装置１００と同じ構成の駆動部５４とで構成される。撮影装置５０は、フレーム２０に設けられたガラス窓５１と、当該ガラス窓５１を介して管内の様子を撮影するカメラ５２とで構成される。カメラ５２は、支持部５３により固定されている。カメラ５２は、自由継手３により接続されているケーブル２から送られてくる所定の撮影信号に応じて管内の様子を撮影する。当該撮影結果は、ケーブル２を介してリアルタイムで図示しない外部モニターに出力しても良いし、所定の記録媒体に撮影結果を保存しておくこととしても良い。また、カメラ５２の代わりにビデオを用いても良い。
【００２０】
管内移動装置１００と同じ駆動部５４を採用することで、撮影装置５０のカメラ５１が固定されていても、振動ブラシ４の向きを回転ドラム１０の回転方向と平行な向き（図面縦方向）に変えることで管内移動装置１０１が挿入されている管内で回転し、配管内の全周の撮影を行うことができる。
【００２１】
（４）実施の形態３
図６は、実施の形態３にかかる管内移動装置１０２の断面図である。実施の形態１の管内移動装置１００と同じ構成物には同じ参照番号を付してここでの説明は省く。管内移動装置１０２は、ガス管等の火気厳禁の管内を移動するための装置であり、本体１を振動させるためのモータ７２（管内移動装置１００の振動用モータ５に相当する）、及び、回転ドラム１０を回転して振動ブラシ４の向きを変更するモータ７４（管内移動装置１００のブラシ回転用モータ７に相当する）に、圧縮空気を駆動力とするモータを採用したことを特徴とする。図示するように、振動用空気モータ７２は、空気チューブ７０により送られてくる圧縮空気により駆動される。振動用空気モータ７２の回転軸には、偏芯用回転体７３が設けられている。また、ブラシ回転用モータ７４は、空気チューブ７１により送られてくる圧縮空気により駆動される。ブラシ回転用モータ７２の回転軸７５には、回転ドラム１０の備える歯１６と噛み合う歯車７６が取り付けられている。当該構成を採用することで、ガス管等の火気厳禁な管内でも安全に移動することができる。
【００２２】
撮影装置を備えれば、管内の状態を調べることができる。この場合、撮影装置は、例えば、図示しない中部により送られてくる圧縮空気により作動するカメラ等を使用するのが好ましい。
【００２３】
なお、管内移動装置１０２に撮影装置として機械式のカメラを装備すれば、ガス管等の火気厳禁な管内の様子を安全に調べることができる。
【００２４】
【発明の効果】
請求項１に記載の管内移動装置は、制御手段の回転用モータによって各弾性体の向きを統一的に変えることで装置の管内での前進、後退、回転を、実現することができる。
【００２５】
請求項２に記載の管内移動装置は、請求項１に記載の管内移動装置であって、本体の表面に多数設ける弾性体として、多数の細い糸状の弾性体を束ねた振動ブラシを採用することで、管内の壁の微細な凹凸に当該糸状の弾性体の先端が多くひっかかり、単体の弾性体を利用する場合に比べて強い駆動力を得ることができる。
【００２６】
請求項３に記載の管内移動装置は、請求項１又は２に記載の管内移動装置であって、弾性体の向きを回転ドラムの回転方向と平行な向きに変えることで、管内移動装置を、該装置が挿入されている管内で回転して、配管内の全周の撮影を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  実施の形態に係る管内移動装置の側面図である。
【図２】  実施の形態に係る管内移動装置の断面図である。
【図３】  実施の形態に係る管内移動装置の一部の断面図である。
【図４】  管内移動装置の振動ブラシ近傍の断面図である。
【図５】  管内の撮影機能を備える管内移動装置の断面図である。
【図６】  別の実施形態に係る管内移動装置の断面図である。
【符号の説明】
１…本体
２…ケーブル
３…自在継手
４…振動ブラシ
５…振動用モータ
６…偏芯用回転体
７…ブラシ回転用モータ
９…減衰機構
１０…回転ドラム
１１…中間ケース
１２…歯
１４…歯車
１５…壁
１６…歯
２０…フレーム
５０…撮影装置
５１…ガラス窓
５２…カメラ
７０，７１…空気チューブ
７２…振動用空気モータ
７４…ブラシ回転用空気モータ
【図１】
0004499894.tif 000002
【図２】
0004499894.tif 000003
【図３】
0004499894.tif 000004
【図４】
0004499894.tif 000005
【図５】
0004499894.tif 000006
【図６】
0004499894.tif 000007