(57)【要約】【課題】小口径でかつ曲がり管を有する管の内側を通過させ、管の内側から各種の作業を正確に行うことのできる管内作業装置を提供する。【解決手段】配管（管路）１１内を移動可能な少なくとも第１の作業用ユニット４と第２の作業用ユニット５を、接続部材２を介して接続する管内作業装置である。接続部材２は、直線を記憶した形状記憶合金製の第１の接続部２ａと、配管（管路）１１の曲率に対応した曲線を記憶した形状記憶合金製の第２の接続部２ｂとを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
管路内を移動可能な少なくとも第１の作業用ユニットと第２の作業用ユニットを、接続部材を介して接続する管内作業装置であって、
前記接続部材は、直線を記憶した形状記憶合金製の第１の接続部と、前記管路の曲がり管の曲率に対応した曲線を記憶した形状記憶合金製の第２の接続部と、
を備えることを特徴とする管内作業装置。
【請求項２】
前記接続部材は、前記第１の接続部及び前記第２の接続部を複数備え、前記第１の接続部同士、前記第２の接続部同士をそれぞれ別々に直列に結線し、個別に通電加熱可能としたことを特徴とする請求項１に記載の管内作業装置。
【請求項３】
前記第１の接続部及び前記第２の接続部は、互いに変態温度の異なる２つの形状記憶合金が用いられ、前記第１の接続部と前記第２の接続部は、異なる温度で記憶した形状に戻ることを特徴とする請求項１に記載の管内作業装置。
【請求項４】
管路内を移動可能な少なくとも第１の作業用ユニットと第２の作業用ユニットを、接続部材を介して接続する管内作業装置であって、
前記接続部材は、フレキシブルに曲がる金属ベローズ管と、この金属ベローズ管内に充填された低融点金属と、前記金属ベローズ管内に収納され前記低融点金属を加熱して液化する加熱ヒータとを備えることを特徴とする管内作業装置。
【請求項５】
管路内を移動可能な少なくとも第１の作業用ユニットと第２の作業用ユニットを、接続部材を介して接続する管内作業装置であって、
前記接続部材は、自在継手と、この自在継手を直線状態に拘束可能とする直動アクチュエータとを備えることを特徴とする管内作業装置。
【請求項６】
前記自在継手を直線状態に拘束する場合、前記自在継手を直線状態に位置決めする位置決め機構を設けたことを特徴とする請求項５に記載の管内作業装置。
【請求項７】
管路内を移動可能な少なくとも第１の作業用ユニットと第２の作業用ユニットを、接続部材を介して接続する管内作業装置であって、
前記接続部材は、球面凹部と、この球面凹部に嵌め込まれる球面凸部と、これら球面凹部と球面凸部との間に充填された低融点金属とを備えた球面継手に構成され、
前記低融点金属を加熱して液化する加熱装置を設けたことを特徴とする管内作業装置。
【請求項８】
少なくとも第１の作業用ユニットと第２の作業用ユニットを、接続部材を介して接続し、管路内を移動して各種の作業を行う管内作業方法であって、
前記接続部材が直線を記憶した形状記憶合金製の第１の接続部と、前記管路の曲がり管の曲率に対応した曲線を記憶した形状記憶合金製の第２の接続部とを有し、
前記曲がり管の通過時、前記第２の接続部を前記曲がり管に対応した形状に復元させ、前記管内の各種の作業を行う場合、前記第１の接続部を直線状に復元させることを特徴とする管内作業方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば小口径で、かつ曲がり管を有する管内を移動させ、各種の作業ツールを用いて管内から作業を行う管内作業装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、管の内面から溶接や検査などの各種の作業を実行する方法としては、例えば作業ツールとしての溶接ヘッドや検査ヘッドにヘッド回転機構やヘッド固定機構を取り付け、まずそのヘッド固定機構で、管内部において溶接ヘッドや検査ヘッドを位置決めした後、上記ヘッド回転機構を用いて溶接ヘッドや検査ヘッドを管内の周方向に回転させて作業を行う方法が一般的である。この方法を実行する装置は、各種の作業ツールが管内に直線状に接合されている構成が採られている。
【０００３】
また、円形小形小口径配管内を検査する装置としては、特許文献１に記載された技術がある。この装置は、小型テレビカメラ、検査器などの管内挿入目的物を先端に設け、中間部に複数個の接続コイルバネとなるスプリング胴を配設して長手方向に撓み自在としている。その結果、上記の装置は、管路に曲がり部分があっても、全体が屈曲して管路に追従するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第２５００７３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、高速増殖炉の蒸気発生器では、薄肉の伝熱管を内外の二重管構造とし、その二重管の外管と内管との間にヘリウムガスなどの希ガスを充填している。この希ガスの微少リークを管の内外で検出することにより、重大災害が発生する前に伝熱管の微小割れを発見するようにしている。ここで、二重管の内側管を溶接するには、管の内面から実施することが必須となっていることから、管内面から溶接する溶接装置が必要である。
【０００６】
この二重伝熱管の製作工程では、全長数十ｍ、内径約２０ｍｍ程度の長尺で小口径の二重伝熱管を半径１ｍ程度に螺旋状に曲げ加工した後、その螺旋状部の前後両端に、曲げ半径約１５０ｍｍ、曲げ角度９０度の曲がり管の二重伝熱管を管の内側から管−管突合せ溶接する工程が必要となる。従来の溶接装置や検査装置では、溶接ヘッド（あるいは検査ヘッド）と、ヘッド回転機構と、ヘッド固定機構とが一体構造の長尺の装置であることから、曲管を通過させることができないため、高速増殖炉に使用する蒸気発生器用の二重伝熱管を製造することは非常に困難であった。
【０００７】
また、特許文献１に記載された技術では、中間部に複数個の接続コイルバネとなるスプリング胴を配設して長手方向に撓み自在としていることから、管の内側から各種の作業を行う場合、上記スプリング胴により各種の作業ツールが揺動し、これらの作業ツールを正確に位置決めすることが困難である。その結果、上記各種の作業ツールで各種の作業を正確に行うことが困難である。
【０００８】
本発明は上述した事情を考慮してなされたものであり、小口径でかつ曲がり管を有する管の内側を通過させ、管の内側から各種の作業を正確に行うことのできる管内作業装置及び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】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の実施形態に係る管内作業装置は、管路内を移動可能な少なくとも第１の作業用ユニットと第２の作業用ユニットを、接続部材を介して接続する管内作業装置であって、前記接続部材は、直線を記憶した形状記憶合金製の第１の接続部と、前記管路の曲がり管の曲率に対応した曲線を記憶した形状記憶合金製の第２の接続部と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の実施形態に係る管内作業装置は、管路内を移動可能な少なくとも第１の作業用ユニットと第２の作業用ユニットを、接続部材を介して接続する管内作業装置であって、前記接続部材は、フレキシブルに曲がる金属ベローズ管と、この金属ベローズ管内に充填された低融点金属と、前記金属ベローズ管内に収納され前記低融点金属を加熱して液化する加熱ヒータとを備えることを特徴とする。
【００１１】
さらに、本発明の実施形態に係る管内作業装置は、管路内を移動可能な少なくとも第１の作業用ユニットと第２の作業用ユニットを、接続部材を介して接続する管内作業装置であって、前記接続部材は、自在継手と、この自在継手を直線状態に拘束可能とする直動アクチュエータとを備えることを特徴とする。
【００１２】
そして、本発明の実施形態に係る管内作業装置は、管路内を移動可能な少なくとも第１の作業用ユニットと第２の作業用ユニットを、接続部材を介して接続する管内作業装置であって、前記接続部材は、球面凹部と、この球面凹部に嵌め込まれる球面凸部と、これら球面凹部と球面凸部との間に充填された低融点金属とを備え、前記低融点金属を加熱して液化する加熱装置を設けたことを特徴とする。
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明の実施形態に係る管内作業方法は、少なくとも第１の作業用ユニットと第２の作業用ユニットを、接続部材を介して接続し、管路内を移動して各種の作業を行う管内作業方法であって、前記接続部材が直線を記憶した形状記憶合金製の第１の接続部と、前記管路の曲がり管の曲率に対応した曲線を記憶した形状記憶合金製の第２の接続部とを有し、前記曲がり管の通過時、前記第２の接続部を前記曲がり管に対応した形状に復元させ、前記管内の各種の作業を行う場合、前記第１の接続部を直線状に復元させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、小口径でかつ曲がり管を有する管の内側を通過させることが可能になり、施工時には全体を直線状として管の内側から溶接、検査などの各種の作業を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る管内作業装置の第１実施形態の設置状態を示す構成図である。
【図２】図１の接続部材を示す断面図である。
【図３】図１の接続部材が曲がり管の形状に対応して曲がった状態を示す構成図である。
【図４】本発明に係る管内作業装置の第２実施形態の接続部を示す軸方向断面図である。
【図５】図４の接続部材を示す径方向断面図である。
【図６】図４の接続部材を示す平断面図である。
【図７】本発明に係る管内作業装置の第３実施形態を通過させる曲がり管を示す部分断面図である。
【図８】本発明に係る管内作業装置の第４実施形態の設置状態を示す構成図である。
【図９】本発明に係る管内作業装置の第５実施形態の接続部材を示す構成図である。
【図１０】本発明に係る管内作業装置の第６実施形態の接続部材を示す構成図である。
【図１１】本発明に係る管内作業装置の第７実施形態の設置状態を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、本発明に係る管内作業装置の各実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１７】
なお、以下の各実施形態では、高速増殖炉の蒸気発生器において小口径で、かつ曲がり管を有する伝熱管の内側から溶接、検査、補修などの各種の作業を行う場合について説明する。また、図３、図８及び図１１には、図１に示す車輪が省略されている。
【００１８】
（第１実施形態）
（構  成）
図１は本発明に係る管内作業装置の第１実施形態の設置状態を示す構成図である。図２は図１の接続部材を示す断面図である。図３は図１の接続部材が曲がり管の形状に対応して曲がった状態を示す構成図である。
【００１９】
図１に示すように、管内作業装置１は、例えば小口径の円筒状配管である直管６内に配置される。管内作業装置１は、溶接、検査、補修などの各種の作業を管内から行う作業用ユニット４と、この作業用ユニット４を駆動するためのバッテリなどの電源、通信ユニットなどを収納した作業用ユニット５と、作業用ユニット４，５を機械的及び電気的に接続する接続部材２とを備えている。なお、以下の説明では、直管６及び曲がり管９を総称する場合は、配管（管路）１１として説明する。
【００２０】
作業用ユニット４は、例えば溶接ヘッド、検査ヘッドあるいは補修ヘッドなどの作業用ヘッドと、これらのヘッドを回転運動、往復運動などの各種の駆動を行うヘッド駆動機構とを備えている。
【００２１】
また、作業用ユニット４は、作業用ユニット５に対向し、作業用ユニット５と接続する面にベースフレーム３ａが取り付けられている。同様に、作業用ユニット５は、作業用ユニット４に対向し、作業用ユニット４と接続する面にベースフレーム３ｂが取り付けられている。
【００２２】
さらに、作業用ユニット４には、小口径の配管１１の内周面に接して移動するための車輪４ａが複数取り付けられている。これらの車輪４ａは、作業用ユニット４に内蔵した図示しないモータなどの駆動手段により回転駆動される。作業用ユニット４は、溶接、検査、補修などの行う作業に基づいて、そのヘッドが搭載されたものが選択される。具体的には、例えば配管１１内を検査して溶接する場合は、検査ヘッドが搭載された作業用ユニットと、溶接ヘッドが搭載された作業用ユニットの双方が接続部材２を介して接続されて配管１１内に設置される。
【００２３】
接続部材２は、図２に示すように直線形状を記憶した棒状の形状記憶合金からなる接続部（第１の接続部）２ａと、図３に示すような曲がり管９の曲率に対応した曲がり形状を記憶した棒状の形状記憶合金からなる接続部（第２の接続部）２ｂを備えている。
【００２４】
接続部２ａ，２ｂは、図２に示すようにベースフレーム３ａ，３ｂ間において水平方向に沿って一本おきに交互に複数本、一列に整列して配置されている。また、ベースフレーム３ａ，３ｂ間には、各作業用ユニット４，５で使用される信号ケーブル（又は動力ケーブル）７と、空圧ホース（又は光ファイバーなど）８とが接続されている。
【００２５】
信号ケーブル（又は動力ケーブル）７は、各作業用ユニット４，５間で信号の授受を行うか、あるいは作業用ユニット４に作業用ユニット５から電力を供給する。空圧ホース（又は光ファイバーなど）８は、作業用ユニット４に作業用ユニット５からエアを供給するか、あるいは各作業用ユニット４，５間で通信を行うために用いられる。
【００２６】
（作  用）
一般的に、例えば形状記憶合金からなる接続部２ａ，２ｂに電流を直接流すことで、接続部２ａ，２ｂの電気的な抵抗により接続部２ａ，２ｂが加熱され、その温度が変態温度に達すると、記憶した形状に復元する。
【００２７】
本実施形態の管内作業装置１の接続部材２は、上記形状記憶合金の特性を利用している。つまり、本実施形態は、直線を記憶した形状記憶合金からなる接続部２ａに電流を流して加熱することで接続部材２は直線に戻る。
【００２８】
また、接続部材２は、図３に示すように移動する曲がり管９の曲率に対応した曲がり形状を記憶した形状記憶合金からなる接続部２ｂに電流を流して加熱することにより、曲がり管９に対応した形状に曲がらせることができる。
【００２９】
したがって、本実施形態は、図３に示すように管内作業装置１を、曲がり管９を通過させる場合、接続部２ｂに電流を流して加熱することにより、接続部材２全体を曲がり管９に対応した形状に曲がらせることが可能になる。すなわち、接続部２ｂは、曲がり管９の通過時にフレキシブルな状態となり、曲がり管９であっても管内作業装置１を円滑に移動させることができる。
【００３０】
また、施工部位である直管６において各種作業を行う場合は、接続部２ａに電流を流して加熱することで接続部材２全体を直線状態とする。このように接続部材２を直線状態とすると、作業用ユニット４を直管６内の施工部位に正確に位置決めすることができる。その結果、作業用ユニット４を用いて溶接作業などの各種の作業を正確に行うことができる。
【００３１】
（効  果）
このように本実施形態によれば、各作業用ユニット４，５が接続部材２を介して接続され、この接続部材２は、直線を記憶した棒状の形状記憶合金からなる接続部２ａと、曲がり管９の曲率に対応した曲線を記憶した棒状の形状記憶合金からなる接続部２ｂとを備えたことにより、接続部材２を介して接続された各作業用ユニット４，５を曲がり管９も通過させることが可能になり、施工部位の直管６おいては、管内作業装置１を直線状に復帰させることができ、小口径で曲がり管９を有する配管１１においても、溶接、検査などの各種の作業を正確に実行可能となる。
【００３２】
また、本実施形態によれば、接続部２ａ，２ｂは、水平方向に沿って一本おきに交互に整列して配置されているので、記憶した形状に確実に復元することとなり、信頼性を高めることができる。
【００３３】
（第２実施形態）
（構  成）
図４は本発明に係る管内作業装置の第２実施形態の接続部を示す軸方向断面図である。図５は図４の接続部材を示す径方向断面図である。図６は図４の接続部材を示す平断面図である。
【００３４】
なお、以下の各実施形態では、前記第１実施形態と同一又は対応する部分に同一の符号を付して主に異なる構成、作用及び効果を説明する。
【００３５】
図４〜図６に示すように、本実施形態は、接続部材２が耐熱性かつ絶縁性の高い被覆材１０で覆われている。接続部材２を構成する接続部２ａ，２ｂは、水平方向に沿って一本おきに交互に複数本、一列に整列して配置されている。
【００３６】
そして、接続部２ａ，２ｂは、それぞれ両端のベースフレーム３ａ，３ｂにおいて、同じ形状を記憶した形状記憶合金同士が銅などの導電性の高い導線３１で接続されている。
【００３７】
具体的に、図５に示すように、接続部２ａは、導線３１を用いて他の接続部２ａと接続される一方、接続部２ｂは、導線３１を用いて他の接続部２ｂと接続されている。これにより、接続部２ａ，２ｂは、図６に示すようにそれぞれ全てが導線３１を介して直列に接続されることとなる。
【００３８】
すなわち、本実施形態は、接続部材２が耐熱性かつ絶縁性の高い被覆材１０で覆われ、複数の接続部２ａ同士、複数の接続部２ｂ同士をそれぞれ別々に直列に接続し、それぞれ個別に通電加熱ができるようにしている。
【００３９】
（作  用）
本実施形態は、複数の接続部２ａ同士、複数の接続部２ｂ同士をそれぞれ別々に直列に接続し、個別に通電加熱ができるようにしたので、曲がり管９の通過時は曲がり管９の形状を記憶した接続部２ｂに通電することにより、接続部材２を曲がり管９に通過しやすい形状に変形することができ、また、曲がり管９の通過後は、直管６の形状を記憶した接続部２ａに通電することにより、本来の直線姿勢に戻すことが可能となる。
【００４０】
（効  果）
このように本実施形態によれば、複数の接続部２ａ同士、複数の接続部２ｂ同士がそれぞれ別々に導線３１を介して直列に接続されているので、接続部２ａ，２ｂのそれぞれに電流を流すことにより、接続部材２を介して接続された各作業用ユニット４，５を曲がり管９も通過させることが可能になり、施工部位の直管６おいては、管内作業装置１を直線状に復帰させることができ、小口径で曲がり管９を有する配管１１においても、溶接、検査などの各種の作業を正確に実行可能となる。
【００４１】
（第３実施形態）
（構  成）
図７は本発明に係る管内作業装置の第３実施形態を通過させる曲がり管を示す部分断面図である。
【００４２】
本実施形態における接続部２ａ，２ｂは、互いに変態温度が異なる２種類の形状記憶合金が用いられ、それぞれに直線形状と曲がり管形状を記憶させている。これにより、接続部２ａ，２ｂは、異なる温度で記憶した形状に戻る。
【００４３】
（作  用）
本実施形態の接続部材２は、その接続部材２の周囲の温度を変えることにより、直線形状と曲がり形状の２つを選択的に変えることが可能となる。例えば、図７に示すように配管１１の周囲に加熱ヒータ１２及び熱電対１３を取り付け、図示しない温度調節器により加熱ヒータ１２を介して配管１１の温度を制御することにより、直管６では直線形状を記憶した接続部２ａが復元するようになり、曲がり管９では曲がり形状を記憶した接続部２ｂが復元するようになる。
【００４４】
（効  果）
このように本実施形態によれば、接続部２ａ，２ｂは、互いに変態温度が異なる２種類の形状記憶合金が用いられ、接続部２ａと接続部２ｂは異なる温度で記憶した形状に戻ることにより、接続部材２の姿勢を変更するために接続部材２に信号ケーブル（又は動力ケーブル）７、空圧ホース８などを接続する必要がなく、接続部材２及び各作業用ユニット４，５を通過する線を少なくすることができ、構造を簡素化することが可能となる。
【００４５】
（第４実施形態）
（構  成）
図８は本発明に係る管内作業装置の第４実施形態の設置状態を示す構成図である。
【００４６】
図８に示すように、本実施形態の管内作業装置１Ａは、各作業用ユニット４，５のベースフレーム３ａ，３ｂ間が金属ベローズ１４により接合されている。この金属ベローズ１４は、薄肉の弾性力の高い板材で作製されている。また、金属ベローズ１４は、外力によりフレキシブルに曲がることが可能であるが、外力の加わらない無負荷では、直線形状に復元する復元力を備えている。
【００４７】
この金属ベローズ１４の内部には、低融点金属１５が充填され、金属ベローズ１４内を閉空間構造としている。また、金属ベローズ１４内部には、加熱ヒータ１６が収納されている。したがって、本実施形態の接続部材は、金属ベローズ１４、低融点金属１５及び加熱ヒータ１６を備える。
【００４８】
ここで、低融点金属１５としては、半田にビスマス、カドミウム、インジウム、カリウムを添加した合金、インジウムとカリウムとの合金などが挙げられる。
【００４９】
（作  用）
本実施形態では、管内作業装置１Ａが配管１１内を移動中は加熱ヒータ１６で低融点金属１５を液体化（液化）しておき、金属ベローズ１４が自由に曲がるようにしておくことができる。また、直管６の施工部位では、加熱ヒータ１６での加熱を止め、低融点金属１５を固体化（固化）させ、各作業用ユニット４，５を安定的に一直線状に整列させることができる。
【００５０】
（効  果）
このように本実施形態によれば、フレキシブルに曲がる金属ベローズ１４と、この金属ベローズ管１４内に充填された低融点金属１５と、金属ベローズ１４内に収納され低融点金属１５を加熱して液化する加熱ヒータ１６を備えたことから、金属ベローズ１４で接続された各作業用ユニット４，５を曲がり管９も通過させることが可能になり、施工部位の直管６においては、低融点金属１５を固化させ、金属ベローズ１４で各作業用ユニット４，５を安定的に一直線状になるように復帰することができ、小口径で曲がり管９を有する配管１１においても溶接、検査などの各種の作業を正確に実行可能となる。
【００５１】
（第５実施形態）
（構  成）
図９は本発明に係る管内作業装置の第５実施形態の接続部材を示す構成図である。
【００５２】
図９に示すように、本実施形態の接続部材２３は、十字型自在継手と、この自在継手を直線状態に拘束可能な直動アクチュエータとを備える。
【００５３】
具体的には、接続部材２３は、立方体、直方体などの角柱状に形成された連結ブロック１９と、この連結ブロック１９の互いに向かい合う２対の４面の面中心にその面と互いに直交する方向に固定された軸１７ａ，１７ｂ，１８ａ，１８ｂと、これらの軸１７ａ，１７ｂ，１８ａ，１８ｂが貫通され、かつ回転自在に軸支する４つの支持アーム２０ａ，２０ｂ，２１ａ，２１ｂと、これらの支持アーム２０ａ，２０ｂ，２１ａ，２１を支持し、かつ連結ブロック１９を中心として互いに対向する２つのベースフレーム２２ａ，２２ｂとを備えている。
【００５４】
例えば、２つのベースフレーム２２ａ，２２ｂうちベースフレーム２２ａは、作業用ユニット４のベースフレーム３ａに固定され、ベースフレーム２２ｂが作業用ユニット５のベースフレーム３ｂに固定される。
【００５５】
また、接続部材２３は、ベースフレーム２２ａ，２２ｂの互いに対向する内面側と連結ブロック１９の互いに向かい合う面との間に、それぞれバネ状の形状記憶合金からなる直動アクチュエータとしての伸縮部材２４ａ，２４ｂが設けられている。
【００５６】
すなわち、伸縮部材２４ａ，２４ｂは、図９に示すように接続部材２３の両側端面となるベースフレーム２２ａ，２２ｂと連結ブロック１９とで挟まれた２面間の両側にそれぞれ圧入されている。
【００５７】
伸縮部材２４ａ，２４ｂは、復元時のバネ全長がベースフレーム２２ａ又は２２ｂと連結ブロック１９との間の隙間より長い形状に記憶されている。また、伸縮部材２４ａ，２４ｂは、復元時に、その復元力によりベースフレーム２２ａ，２２ｂと連結ブロック１９を押圧することで、接続部材２３の軸１７ａ，１７ｂ，１８ａ，１８ｂを押え込んでその回転動作を拘束し、ベースフレーム２２ａとベースフレーム２２ｂとが並行、すなわち接続部材２３が直線状態になるようにしている。
【００５８】
したがって、本実施形態は、伸縮部材２４ａ，２４ｂにより接続部材２３の直交する２軸１７ａ，１７ｂ，１８ａ，１８ｂの回転動作を開放、あるいは拘束することが可能となる。つまり、本実施形態は、伸縮部材２４ａ，２４ｂを用いてベースフレーム２２ａ，２２ｂと連結ブロック１９との間の隙間を伸縮することで、接続部材２３をフレキシブルとしたり、直線形状に固定したりしている。
【００５９】
（作  用）
施工部位である直管６において各種作業を行う場合には、本実施形態のバネ状の伸縮部材２４ａ，２４ｂが復元時のバネ全長がベースフレーム２２ａ又はあるいは２２ｂと連結ブロック１９との間の隙間より長い形状に記憶されていることから、復元時には、その復元力によりベースフレーム２２ａ，２２ｂと連結ブロック１９を押圧し、接続部材２３の軸１７ａ，１７ｂ，１８ａ，１８ｂを押え込み、その回転動作を拘束することで、ベースフレーム２２ａとベースフレーム２２ｂが並行となり、接続部材２３が直線状態となる。
【００６０】
そのため、作業用ユニット４を直管６内の施工部位に正確に位置決めすることができる。その結果、作業用ユニット４を用いて溶接作業などの各種の作業を正確に行うことができる。
【００６１】
また、曲がり管９を通過させる場合は、伸縮部材２４ａ，２４ｂを復元前の姿勢とし、上記のように軸１７ａ，１７ｂ，１８ａ，１８ｂの回転動作を開放することで、接続部材２３全体を曲がり管９に対応した形状に曲がらせることが可能になり、配管１１内を円滑に移動させることができる。
【００６２】
（効  果）
このように本実施形態によれば、上記のように十字型自在継手に構成された接続部材２３で接続された各作業用ユニット４，５を曲がり管９も通過させることが可能になる。また、施工部位の直管６においては、接続部材２３を直線状態に復帰することができ、小口径で曲がり管９を有する配管１１においても、溶接、検査などの各種の作業を正確に実行可能となる。
【００６３】
なお、本実施形態では、直動アクチュエータとして形状記憶合金製の伸縮部材２４ａ，２４ｂを用いてベースフレーム２２ａ，２２ｂと連結ブロック１９との間の隙間を伸縮することで、接続部材２３を回転自在としたり、直線形状に固定したりするようにしたが、これに限らず、例えば油圧ピストン、電動の直動機構などのような直動アクチュエータでも実現可能である。
【００６４】
（第６実施形態）
（構  成）
図１０は本発明に係る管内作業装置の第６実施形態の接続部材を示す構成図である。
【００６５】
図１０に示すように、本実施形態の接続部材２３Ａは、前記第５実施形態と異なり、軸２５ａ，２５ｂ，２６ａ，２６ｂのそれぞれ外周が軸方向に円弧状に切欠かれ、端面がＤ字状に形成されている。
【００６６】
また、接続部材２３Ａの支持アーム２０ａ，２０ｂ，２１ａ，２１ｂの軸孔は、それぞれＤ面にカットされてＤ字状の長孔２７ａ，２７ｂ，２８ａ，２８ｂに形成されている。長孔２７ａ，２７ｂ，２８ａ，２８ｂのそれぞれの一側は、円弧状に形成された円弧部３２ａを有し、その他側が直線状に形成された直線部３２ｂを有している。
【００６７】
そのＤ面カットの長孔２７ａ，２７ｂ，２８ａ，２８ｂの直線部３２ｂは、形状記憶合金製の伸縮部２４ａ，２４ｂの復元力で軸２５ａ，２５ｂ，２６ａ，２６ｂが押え込まれて長孔２７ａ，２７ｂ，２８ａ，２８ｂの片側へ押し当てられた場合、その直線部３２ｂに軸２５ａ，２５ｂ，２６ａ，２６ｂの外周の平坦面が当接して固定されるようにＤ面カットが一致するように構成されている。
【００６８】
したがって、長孔２７ａ，２７ｂ，２８ａ，２８ｂの直線部３２ｂと、軸２５ａ，２５ｂ，２６ａ，２６ｂの外周の平坦面とで、位置決め機構が構成される。
【００６９】
（作  用）
伸縮部材２４ａ，２４ｂは、復元時、その復元力によりベースフレーム２２ａ，２２ｂと連結ブロック１９を押圧し、接続部材２３Ａの軸２５ａ，２５ｂ，２６ａ，２６ｂを押え込み、その回転動作を拘束することで、ベースフレーム２２ａとベースフレーム２２ｂが並行となり、接続部材２３Ａが直線状態となる。
【００７０】
そして、伸縮部材２４ａ，２４ｂが接続部材２３Ａを直線状態に拘束した場合、軸２５ａ，２５ｂ，２６ａ，２６ｂが押え込まれて長孔２７ａ，２７ｂ，２８ａ，２８ｂの片側へ押し当てられ、その直線部３２ｂに軸２５ａ，２５ｂ，２６ａ，２６ｂの外周の平坦面が当接して固定される。
【００７１】
その結果、接続部材２３Ａの十字型自在継手部分は、直線形状の位置が正確に決まり、かつ回転負荷を直線部３２ｂ及び軸２５ａ，２５ｂ，２６ａ，２６ｂの外周の平坦面で受けることにより、曲げ力に対して強力に抵抗することが可能となる。
【００７２】
（効  果）
このように本実施形態によれば、接続部材２３Ａの十字型自在継手部分を直線状態に拘束する場合、直線状態に位置決めする位置決め機構を設けたことにより、施工部位において何らかの外力により姿勢を変更する負荷が発生しても直線状態を強固に維持することができる。
【００７３】
（第７実施形態）
（構  成）
図１１は本発明に係る管内作業装置の第７実施形態の設置状態を示す構成図である。
【００７４】
図１１に示すように、本実施形態の管内作業装置１Ｂは、接続部材が低融点金属を充填した球面継手２９である。具体的に、球面継手２９は、球面凹部２９ａと、この球面凹部２９ａに嵌め込まれる球面凸部１９ｂとを備えている。そして、球面凹部２９ａと球面凸部１９ｂとの間には、低融点金属３０が充填されている。
【００７５】
ここで、低融点金属３０を加熱する手段としては、図示しないが例えば球面継手２９の内部に予め加熱ヒータなどの加熱装置を内蔵しておく構造、曲がり管９の通過部の周囲の配管１１の外部に加熱ヒータを設置しておく方法、あるいは電磁誘導加熱器などの加熱装置を配置しておき、球面継手２９を間接的に加熱し、低融点金属３０を液化（溶融）する方法などがある。
【００７６】
（作  用）
本実施形態は、直線姿勢と曲がり姿勢を自在に切り替えるのではなく、直管６の部位にて管内作業装置１Ｂが軸線上直線の状態で各種の溶接、検査の施工を実施する。その後、管内作業装置１Ｂの回収時に曲がり管９を通過する際、図示しない加熱装置により低融点金属３０を液化し、接続部材２Ａを自在に曲がるようにしている。
【００７７】
すなわち、本実施形態は、管内作業装置１Ｂの回収時、低融点金属３０を何らかの加熱装置で加熱して液化させることで、球面継手２９を回転自在とさせて曲がり管９を通過させるようにしている。
【００７８】
（効  果）
このように本実施形態によれば、接続部材が球面凹部２９ａと、この球面凹部２９ａに嵌め込まれる球面凸部２９ｂと、これら球面凹部２９ａと球面凸部２９ｂとの間に充填された低融点金属３０とを備えた球面継手２９に構成され、低融点金属３０を加熱して溶融する図示しない加熱装置を設けたことにより、構造が簡単で、小型軽量化が容易に達成可能である。また、施工時に直線形状とすることが確実に実行可能であることから、品質の高い施工が可能であり、曲がり管９を安全かつ確実に通過させることができる。
【００７９】
なお、本発明は上記各実施形態に限定されることなく、各実施形態を組み合せ、また種々の変更が可能である。例えば、上記各実施形態では、接続部材２を介して２つの作業用ユニット４，５を接続した例について説明したが、これに限らず３つ以上の作業用ユニットをそれぞれ接続部材２で接続するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００８０】
１，１Ａ，１Ｂ…管内作業装置、２…接続部材、２ａ，２ｂ…接続部、３ａ，３ｂ…ベースフレーム、４…作業用ユニット、５…作業用ユニット、６……直管、７…信号ケーブル（又は動力ケーブル）、８…空圧ホース、９…曲がり管、１０…被覆材、１１…配管（管路）、１２…加熱ヒータ、１３…熱電対、１４…金属ベローズ、１５…低融点金属、１６…加熱ヒータ、１７ａ，１７ｂ…軸、１８ａ，１８ｂ…軸、１９…連結ブロック、２０ａ，２０ｂ…支持アーム、２１ａ，２１ｂ…支持アーム、２２ａ，２２ｂ…ベースフレーム、２３，２３Ａ…接続部材、２４ａ，２４ｂ…伸縮部材、２５ａ，２５ｂ…軸、２６ａ，２６ｂ…軸、２７ａ，２７ｂ…長孔、２８ａ，２８ｂ…長孔、２９…球面継手、２９ａ…球面凹部、２９ｂ…球面凸部、３０…低融点金属、３１…導線、３２ａ…円弧部、３２ｂ…直線部
【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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