フレキシブル球状物体または該フレキシブル球状物体を具備した管内移動体
【課題】中空の変形可能な球体もしくは回転楕円体であるフレキシブル球状物体を提供する。また、管の内径が変化してもフレキシブルにその内壁に密着することが出来るセルフシール式フレキシブルシールあるいは該セルフシール式フレキシブルシールを具備した管内移動体を提供する。
【解決手段】中空のボール状の球状体において、北緯ｎｐ度、東経０度の座標を持つ地点Ｎ１と、南緯ｓｐ度、東経ｍ度の座標を持つ地点Ｓ１と、北緯ｎｐ度、東経（３６０／ｎ＋ａ）度の座標を持つ地点Ｎ２と、南緯ｓｐ度、東経（ｍ＋３６０／ｎ＋ａ）度の座標を持つ地点Ｓ２の、以上の四つの地点を地表を通って結ぶ線により囲まれた部分を切り取って１個の球状体エレメントとし、ｎ個の球状体エレメントを、赤道に沿って東西方向に、３６０／ｎ度間隔で並べて配置したことにより、フレキシブル球状物体が構成されている。
【解決手段】中空のボール状の球状体において、北緯ｎｐ度、東経０度の座標を持つ地点Ｎ１と、南緯ｓｐ度、東経ｍ度の座標を持つ地点Ｓ１と、北緯ｎｐ度、東経（３６０／ｎ＋ａ）度の座標を持つ地点Ｎ２と、南緯ｓｐ度、東経（ｍ＋３６０／ｎ＋ａ）度の座標を持つ地点Ｓ２の、以上の四つの地点を地表を通って結ぶ線により囲まれた部分を切り取って１個の球状体エレメントとし、ｎ個の球状体エレメントを、赤道に沿って東西方向に、３６０／ｎ度間隔で並べて配置したことにより、フレキシブル球状物体が構成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、柔軟材料を素材とする中空のボール状の球体もしくは中空のボール状の回転楕円体において、変形可能な球体もしくは回転楕円体、すなわちフレキシブル球状物体に関する。
本発明は、また、フレキシブル球状物体の応用例として、管内の点検や清掃を目的として管内を移動する物体や装置に用いることが出来る、管の内径が変化してもフレキシブルにその内壁に密着することが出来るセルフシール式フレキシブルシールに関する。
本発明は、更に、該セルフシール式フレキシブルシールを具備した管内移動体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、中空のボール状の球体もしくは中空のボール状の回転楕円体などの球状物体において、その直径を伸縮させることにより変形可能な球状物体は無かった。例えば、蛇腹を伸縮させて変形する「ちょうちん」においても、その直径が変わるものでは無かった。
本発明においては、直径が伸縮して変形するフレキシブル球状物体を提案するものである。本発明のフレキシブル球状物体は各種の容器や装飾品として利用することが出来る。
一方、本発明のフレキシブル球状物体は、管内の点検や清掃を目的として管内を移動する物体や装置に用いることが出来る、管の内径が変化してもフレキシブルにその内壁に密着することが出来るセルフシール式フレキシブルシールとして利用可能であり、以下に詳述する。
【０００３】
給水用配管や排水用配管あるいはガス配管などの各種配管の内面に付着した錆や水棲生物などの異物を除去し、これらを除去した後に、例えば塗料や耐蝕合金などの被覆材料のコーティングを行うなど、配管内で走行しながら配管の保守作業を行うことができる装置に係る公知技術としては、特許公開２００３−２２５６２６号公報に記載の「配管内作業方法および装置」が知られている。
また特許公開平６−６６７７６号公報に記載の「管内検査ピグ」などが知られている。
【特許文献１】特許公開２００３−２２５６２６号公報
【特許文献２】特許公開平６−６６７７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような、管内の点検や清掃を目的として管内を移動する物体や装置に係るこの種の公知の装置においては、管の内径が変化すると、そのたびに、当該内径に合致したシール部材に取り換える必要があり、異なった内径の管部材が混在する管においては、当該物体や装置が、シール部材を取り換えることなく、連続して管内を移動することは困難であった。
この種の公知の装置においては、本発明のごときセルフシール式フレキシブルシールを具備していれば、その適用範囲は飛躍的に拡大する。
すなわち、本発明においては、管内の点検や清掃を目的として管内を移動する物体や装置に用いることが出来る管内面封止用シールであって、管の内径が変化してもフレキシブルに変形可能で、且つシールを包囲している流体の圧力を利用してその内壁に密着することが出来る、すなわちセルフシール機能を有した優れた管内面封止用セルフシール式フレキシブルシールを提供するものである。
更に、本発明の管内面封止用セルフシール式フレキシブルシールにおいては、該シールが管の軸線に沿って前方あるいは後方のどちらの方向へ移動する場合においても、全く同一のセルフシール機能とフレキシブル機能を付与するものである。
また、本発明においては更に、該セルフシール式フレキシブルシールを具備した管内移動体を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の技術的解決課題を達成するために、請求項１に係る本発明の第１の発明においては、
柔軟材料を素材とする中空のボール状の球体もしくは中空のボール状の回転楕円体において、該球体もしくは該回転楕円体を球状体と呼称し、且つ、説明を容易にするために該球状体を地球に例えて説明すると；
該球状体を、北緯ｎｐ度の緯線と南緯ｓｐ度の緯線に沿って切断して両極部を切り離し、残った球状体において；
北緯ｎｐ度、東経０度の座標を持つ地点Ｎ１と、南緯ｓｐ度、東経ｍ度の座標を持つ地点Ｓ１の、以上の二つの地点を地表を通って結ぶ線Ｄ１に沿って、該球状体を切断し；
続いて、北緯ｎｐ度、東経（３６０／ｎ＋ａ）度の座標を持つ地点Ｎ２と、南緯ｓｐ度、東経（ｍ＋３６０／ｎ＋ａ）度の座標を持つ地点Ｓ２の、以上の二つの地点を地表を通って結ぶ線Ｄ２に沿って、該球状体を切断し；
ｎｐあるいはｓｐは９０以下の任意の正の値とし、ｍは０以上の任意の値とし、ｎは２以上の任意の自然数とし、ａは０以上かつ３６０／ｎ以下の任意の値とし；
以上の切断により生じた、北緯ｎｐ度の緯線、南緯ｓｐ度の緯線、線Ｄ１及び線Ｄ２によって囲まれた球状体エレメントと同じ形状の球状体エレメントをｎ個用意し；
該ｎ個の球状体エレメントを、赤道に沿って東西方向に、３６０／ｎ度間隔で並べて配置し、且つ、隣り合う球状体エレメントの配置の仕方において、それぞれの球状体エレメントの東の端部は東隣りの球状体エレメントの西の端部の下に潜り込んで重なっており、一方、西の端部は西隣りの球状体エレメントの東の端部の上に乗りあがって重なっており；
あるいは、該ｎ個の球状体エレメントを、赤道に沿って東西方向に、３６０／ｎ度間隔で並べて配置し、且つ、隣り合う球状体エレメントの配置の仕方において、それぞれの球状体エレメントの東の端部は東隣りの球状体エレメントの西の端部の上に乗りあがって重なっており、一方、西の端部は西隣りの球状体エレメントの東の端部の下に潜り込んで重なっており；
該球状体エレメントの上記の集合体において、北緯ｎｐ度の緯線の部分で重なった部分及び南緯ｓｐ度の緯線の部分で重なった部分は、互いに接合されており；
あるいは、該球状体エレメントの上記の集合体において、北緯ｎｐ度の緯線の部分及び南緯ｓｐ度の緯線の部分は、各々の緯線の部分のために用意された円環状または円板状の部材に、各々の緯線の部分が接合されており；
以上のように構成された、中空かつ両極部が開口している変形可能な球状物体を少なくとも具備している、ことを特徴とする、フレキシブル球状物体が提供される。
【０００６】
請求項２に係る本発明の第２の発明においては、
請求項１に記載のフレキシブル球状物体から構成された管内面封止用セルフシール式フレキシブルシールと；管内移動体本体の外周部に、該セルフシール式フレキシブルシールが、その一方の開口部と他方の開口部との距離が自由に変化できるように装着されており、且つ、該二つの開口部のうち少なくとも下流側の開口部と、該外周部の二つの端部のうち少なくとも下流側の端部とが、気密に接するように装着されている管内移動体本体；から少なくとも構成されていることを特徴とする管内移動体が提供される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は下記の効果をもたらすものである。
本発明は、中空のボール状の球体もしくは中空のボール状の回転楕円体などの球状物体において、その直径を伸縮させることにより変形するフレキシブル球状物体であり、これまでに無かった機能や形状を具備しているため、各種の容器や装飾品など、いろいろな用途に利用することが出来る。
本発明においては、更に、管内の点検や清掃を目的として管内を移動する物体や装置に用いることが出来る、管の内径が変化してもフレキシブルに変形してその内壁に密着することが出来る管内面封止用セルフシール式フレキシブルシールを提供するものである。
すなわち、管内の点検や清掃を目的として管内を移動する物体や装置において、本発明のごとき管内面封止用セルフシール式フレキシブルシールを具備していれば、その適用範囲は飛躍的に拡大する。
また、本発明においては更に、該セルフシール式フレキシブルシールを具備した管内移動体を提供するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明に従って構成された装置の好適実施例について、添付図を参照して更に詳細に説明する。
【実施例】
【０００９】
図１乃至図２は、本発明の第１の発明に従って構成された好適実施例のフレキシブル球状物体２０を図示している。
図１は、フレキシブル球状物体２０を構成する球状体エレメント２１の形状について説明するものであるが、説明を容易にするために、球状体エレメント２１を作成するための基礎図形となる球状体２００を地球に例えて説明するものである。
球状体２００は、中空のボール状の球体もしくは中空のボール状の回転楕円体から成り、ポリウレタン、ゴムあるいはプラスティックなどの柔軟材料を素材としている。
球状体エレメント２１の作成方法を以下に記載する。
先ず、球状体２００を、北緯ｎｐ度の緯線ＮＬＴと南緯ｓｐ度の緯線ＳＬＴに沿って切断して両極部を切り離す。なお、ｎｐあるいはｓｐは９０以下の任意の正の値であるが、図１におけるｎｐとｓｐの値は両方とも４５である。なお、ｎｐの値とｓｐの値が異なっても良い。
残った球状体２００において、北緯ｎｐ度、東経０度の座標を持つ地点Ｎ１と、南緯ｓｐ度、東経ｍ度の座標を持つ地点Ｓ１の、以上の二つの地点を地表を通って結ぶ線Ｄ１に沿って、該球状体を切断し、続いて、北緯ｎｐ度、東経（３６０／ｎ＋ａ）度の座標を持つ地点Ｎ２と、南緯ｓｐ度、東経（ｍ＋３６０／ｎ＋ａ）度の座標を持つ地点Ｓ２の、以上の二つの地点を地表を通って結ぶ線Ｄ２に沿って、該球状体を切断する。
なお、ｍは０以上の任意の値であるが、図１におけるｍの値は４５である。
また、ｎは２以上の任意の自然数であるが、図１におけるｎの値は８である。
また、ａは０以上かつ３６０／ｎ以下の任意の値であるが、図１におけるａの値は２２．５である。
地点Ｎ１と地点Ｓ１とを地表を通って結ぶ線Ｄ１について、線Ｄ１は、地点Ｎ１と地点Ｓ１とを地表を通って最短で結ぶ大円の一部であっても良いし、曲がりくねった線であっても良い。
また、地点Ｎ２と地点Ｓ２とを地表を通って結ぶ線Ｄ２について、線Ｄ２は、地点Ｎ２と地点Ｓ２とを地表を通って最短で結ぶ大円の一部であっても良いし、曲がりくねった線であっても良い。
次に、以上の切断により生じた、北緯ｎｐ度の緯線ＮＬＴ、南緯ｓｐ度の緯線ＳＬＴ、線Ｄ１及び線Ｄ２によって囲まれた球状体エレメント２１と同じ形状の球状体エレメントをｎ個用意する必要があるが、例えば金型にポリウレタン樹脂の原液を流し込んで加熱成型しても良い。
次に、図２を参照して説明する。
ｎ個の球状体エレメント２１を、赤道ＥＱに沿って東西方向に、３６０／ｎ度間隔で並べて配置し、且つ、隣り合う球状体エレメント２１の配置の仕方において、それぞれの球状体エレメント２１の東の端部は東隣りの球状体エレメント２１の西の端部の下に潜り込んだ状態で重ね、一方、西の端部は西隣りの球状体エレメント２１の東の端部の上に乗りあがった状態で重ねる。
あるいは、隣り合う球状体エレメント２１の重ね方について別の方法を述べると、ｎ個の球状体エレメント２１を、赤道ＥＱに沿って東西方向に、３６０／ｎ度間隔で並べて配置し、且つ、隣り合う球状体エレメント２１の配置の仕方において、それぞれの球状体エレメント２１の東の端部は東隣りの球状体エレメント２１の西の端部の上に乗りあがった状態で重ね、一方、西の端部は西隣りの球状体エレメント２１の東の端部の下に潜り込んだ状態で重ねることもできる。
球状体エレメント２１の上記の集合体において、北緯ｎｐ度の緯線ＮＬＴの部分で重なった部分及び南緯ｓｐ度の緯線ＳＬＴの部分で重なった部分は、溶着や接着などの接合手段により互いに接合されても良い。
あるいは、球状体エレメント２１の上記の集合体において、北緯ｎｐ度の緯線ＮＬＴの部分及び南緯ｓｐ度の緯線ＳＬＴの部分は、各々の緯線の部分のために用意された円環状の部材２１４（想像線で示す）に、溶着や接着などの接合手段により接合されても良い。
あるいは、図示していないが、球状体エレメント２１の上記の集合体において、北緯ｎｐ度の緯線ＮＬＴの部分及び南緯ｓｐ度の緯線ＳＬＴの部分は、各々の緯線の部分のために用意された円板状の部材（図示せず）に、溶着や接着などの接合手段により接合されても良い。
すなわち、該円板状の部材は、フレキシブル球状物体２０の両極部に在る開口部２１２を塞ぐ部材でもある。
【００１０】
以上のように構成されたフレキシブル球状物体２０が変形する原理について、図２を参照して説明すると、フレキシブル球状物体２０に対して両極部から押しつぶす方向に力が作用すると、ｎ個の球状体エレメント２１の互いに重なっている部分がずれて移動し、而して赤道部分が膨らんで変形する。
また、フレキシブル球状物体２０に対して両極部から引張る方向に力が作用すると、ｎ個の球状体エレメント２１の互いに重なっている部分がずれて移動し、而して赤道部分が縮んで変形するものである。
【００１１】
上記に述べたフレキシブル球状物体は、その応用例として、管内の点検や清掃を目的として管内を移動する物体や装置において、管の内径が変化してもフレキシブルにその内壁に密着することが出来るセルフシール式フレキシブルシールとして用いることが出来る。
図３乃至図６は、該セルフシール式フレキシブルシール２０を具備し、且つ、本発明に従って構成された第１の好適実施例の管内移動体２、および管内移動体２に付帯する装置類の構成を図示している。
図３において、本発明に従って構成された第１の好適実施例の管内移動体２およびそれに付帯の装置は；
配管１の内部に配置された管内移動体２と；上流側の端部が管内移動体２に連結され、下流側の端部が固体・流体分離装置４の上流側入口に連結されたホース５と；上流側の入口が固体・流体分離装置４の下流側出口に連結され、下流側の出口が配管１を包囲している空間に開放された、容積型ポンプの一種であるルーツ式真空ポンプ３と；配管１の２箇所の端部において、ホース５が配置されていない側の端部に接続されたバキュームブレーカ６；により少なくとも構成されている。
セルフシール式フレキシブルシール２０は、配管１の内部の空間を、セルフシール式フレキシブルシール２０を境界として、空間Ａ：Ａ０と空間Ｂ：Ｂ０の二つの空間に分割しており、バキュームブレーカ６に連通された空間を空間Ａと呼称し、ホース５が配置された空間を空間Ｂと呼称する。
なお、配管１の２箇所の端部において、ホース５が配置されている側の端部は配管１を包囲している空間に開放されている。
【００１２】
図４において、管内移動体２の構成について述べると、
管内移動体２は、本発明に従って構成された管内面封止用セルフシール式フレキシブルシール２０と、管内移動体本体２３から少なくとも構成されている。
セルフシール式フレキシブルシール２０は、管内移動体本体２３の外周部に、該シール部材が、その一方の開口部２１２と他方の開口部２１２との距離が自由に変化できるように装着されており、且つ、該二つの開口部２１２のうち少なくとも下流側の開口部２１２と、該外周部の二つの端部のうち少なくとも下流側の端部とが、気密に接するように装着されている。
より具体的に述べると、管内移動体本体２３の外周部は、円筒状に形成された筒状体と、筒状体の二つの端部の各々に形成されたフランジ状の突起から構成されており、セルフシール式フレキシブルシール２０は該二つのフランジ状の突起の間に配置されており、且つ、セルフシール式フレキシブルシール２０の二つの開口部２１２の内縁部は筒状体の外表面上を自在に摺動可能なように配置されている。
管内移動体２は、ホース５を介して負圧生成手段としてのルーツ式真空ポンプ３に連結され、管の上流側の端部にバキュームブレーカ６が設置されている。
【００１３】
以上のように構成されたセルフシール式フレキシブルシール２０および第１の好適実施例の管内移動体の作用について、図３乃至図４を参照して説明する。
吸引風量が十分にあるルーツ式真空ポンプ３が作動すると、
配管１の内部の空間Ａ：Ａ０に在る大気は下流側の方向、すなわちルーツ式真空ポンプ３の方向に吸引されるが、この時、配管１の内壁に接触しているセルフシール式フレキシブルシール２０の作用により、空間Ｂ：Ｂ０に在る大気の空間Ａ：Ａ０への流入が阻害されるので、空間Ａ：Ａ０の圧力は減少する。
次に、セルフシール式フレキシブルシール２０の内側の空間２０３の圧力（大気圧）と空間Ａ：Ａ０の圧力（負圧）の圧力差に起因して、セルフシール式フレキシブルシール２０の自由端部２０２（接触部２０２）は、小矢印９１で示す方向に強い力を受け、而して、自由端部２０２（接触部２０２）は配管１の内壁へ強く押し付けられて配管１の内壁とセルフシール式フレキシブルシール２０との間の隙間は僅かなものになる。
かくして、空間Ａ：Ａ０はバキュームブレーカ６の設定圧力（仮に−２００ｍｍＨｇとする）まで減圧される。
なお、セルフシール式フレキシブルシール２０の内側の空間２０３に在る大気は、球状体エレメント２１と球状体エレメント２１との間の僅かな隙間から空間Ａ：Ａ０へ吸い出されようとするが、球状体エレメント２１には小矢印９１で示す強い力が作用しているので球状体エレメント２１と球状体エレメント２１との密着力は強固であり、而して該吸い出しは極力阻止される。
一方、空間Ｂ：Ｂ０に在る大気は、球状体エレメント２１を空間２０３の方向に押して容易に変形させることが可能で、而して、空間Ｂ：Ｂ０に在る大気は該変形により生じた隙間より容易に空間２０３へ侵入することができる。よって、空間２０３の圧力は常に大気圧に近い圧力に維持されている。
図中の黒矢印８２は大気が空間２０３へ侵入する方向を示している。
空間Ａ：Ａ０の減圧に伴い、空間Ｂ：Ｂ０に在る大気は、図４において、配管１の内壁とセルフシール式フレキシブルシール２０との接触部２０２に在る隙間を通って空間Ａ：Ａ０へ流入する。
なお、配管１の内壁とセルフシール式フレキシブルシール２０との間の隙間について、球状体エレメント２１と球状体エレメント２１の重なりにより生じた段差に起因する隙間がある。
また、実際の配管１の内壁には錆などにより腐食された凹凸があり、セルフシール式フレキシブルシール２０の表面にも細かい傷が有るので、これ等の凹凸や傷に起因する僅かな隙間を通って、空間Ｂ：Ｂ０から空間Ａ：Ａ０へ高速の空気流が流入するものである。
該高速空気流は、配管１の内面に付着する汚れを吸引清掃し、あるいは、配管１の内面に付着する水分を乾燥させるために大変効果的である。
図３に図示のバキュームブレーカ６の構造は、図６に図示のバキュームブレーカ６の構造と同一であり、公知の装置でもあるので、図６のバキュームブレーカ６の構造を参照しながら図３に図示のバキュームブレーカ６の作用を説明する。
空間Ａ：Ａ０の圧力が−２００ｍｍＨｇ以下になると、大気の圧力が圧縮コイルバネ６６の力に打ち勝って弁板６４を押し開くので大気がバキュームブレーカ６の内部へ流入し、而して空間Ａ：Ａ０の圧力は−２００ｍｍＨｇに維持される。
【００１４】
図３において、空間Ａ：Ａ０と空間Ｂ：Ｂ０の圧力差（２００ｍｍＨｇ）に起因して、管内移動体２は白矢印で示す右方向へ移動させようとする強い力を受けるものであるが、管内移動体２の該移動を規制し、且つ、管内移動体２の移動速度をコントロールするために、例えば巻取り方向と巻取り速度を任意に変更可能なウインチに巻取られたワイヤロープ７０の端部が管内移動体２に連結されている。
なお、当該機能を備えたワイヤロープ７０の代わりに、管内移動体２の該移動を規制し、且つ、管内移動体２の移動速度をコントロールするための公知の管内自走装置（図示せず）が管内移動体２に連結されても良い。
【００１５】
本発明に従って構成された管内移動体２においては、管内移動体２が配管１の内部を移動するのに伴い、管内移動体２に装着され且つ配管１の内壁に密着したセルフシール式フレキシブルシール２０が配管１の内壁を擦り、而して、該内壁に付着した錆などの異物が剥離される。該剥離された異物は、バキュームブレーカ６から空間Ａ：Ａ０、空間Ｂ：Ｂ０、ホース５、固体・流体分離装置４を経由してルーツ式真空ポンプ３に至る空気流の作用により、吸引移送され、固体・流体分離装置４にて異物が分離された後の清浄な空気はルーツ式真空ポンプ３の出口から大気中へ放出される。
【００１６】
図５乃至図６は、本発明に従って構成されたセルフシール式フレキシブルシール２０を具備し、且つ、本発明に従って構成された第２の好適実施例の管内移動体２、および管内移動体２に付帯する装置類の構成を図示している。
図５において、本発明に従って構成された第２の好適実施例の管内移動体２およびそれに付帯の装置は；
配管１の内部に配置された、バキュームブレーカ６を具備する管内移動体２と；上流側の端部が配管１の端部に連結され、下流側の端部が固体・流体分離装置４の上流側入口に連結されたホース５と；上流側の入口が固体・流体分離装置４の下流側出口に連結され、下流側の出口が配管１を包囲している空間に開放された、容積型ポンプの一種であるルーツ式真空ポンプ３；により少なくとも構成されている。
セルフシール式フレキシブルシール２０は、配管１の内部の空間を、セルフシール式フレキシブルシール２０を境界として、空間Ａ：Ａ０と空間Ｂ：Ｂ０の二つの空間に分割しており、ルーツ式真空ポンプ３に連通された空間を空間Ａと呼称し、配管１を包囲している空間に開放されている空間を空間Ｂと呼称する。
【００１７】
図６において、管内移動体２の構成について述べると、
管内移動体２は、本発明に従って構成された管内面封止用セルフシール式フレキシブルシール２０と、管内移動体本体２３から少なくとも構成されている。
セルフシール式フレキシブルシール２０は、管内移動体本体２３の外周部に、該シール部材が、その一方の開口部２１２と他方の開口部２１２との距離が自由に変化できるように装着されており、且つ、該二つの開口部２１２のうち少なくとも下流側の開口部２１２と、該外周部の二つの端部のうち少なくとも下流側の端部とが、気密に接するように装着されている。
より具体的に述べると、管内移動体本体２３の外周部は、円筒状に形成された筒状体と、筒状体の二つの端部の各々に形成されたフランジ状の突起から構成されており、セルフシール式フレキシブルシール２０は該二つのフランジ状の突起の間に配置されており、且つ、セルフシール式フレキシブルシール２０の二つの開口部２１２の内縁部は筒状体の外表面上を自在に摺動可能なように配置されている。
管内移動体本体２３には、バキュームブレーカ６が装着されている。
【００１８】
図６において、公知のバキュームブレーカ６の構成について述べると；
バキュームブレーカ６は、上流側の弁穴６１と下流側の継手６２を備えた弁ケース６３と、弁ケース６３の内部に配置された弁板６４と、弁板６４に固定された摺動自在な弁ロッド６５と、弁板６４を弁穴に強く押し当てるための圧縮コイルバネ６６、から構成されている。
【００１９】
以上のように構成されたセルフシール式フレキシブルシール２０および第２の好適実施例の管内移動体の作用について、図５乃至図６を参照して説明する。
吸引風量が十分にあるルーツ式真空ポンプ３が作動すると、
配管１の内部の空間Ｂ：Ｂ０に在る大気は下流側の方向、すなわちルーツ式真空ポンプ３の方向に吸引されるが、この時、配管１の内壁に接触しているセルフシール式フレキシブルシール２０の作用により、空間Ｂ：Ｂ０に在る大気の空間Ａ：Ａ０への流入が阻害されるので、空間Ａ：Ａ０の圧力は減少する。
次に、セルフシール式フレキシブルシール２０の内側の空間２０３の圧力（大気圧）と空間Ａ：Ａ０の圧力（負圧）の圧力差に起因して、セルフシール式フレキシブルシール２０の自由端部２０２（接触部２０２）は、小矢印９１で示す方向に強い力を受け、而して、自由端部２０２（接触部２０２）は配管１の内壁へ強く押し付けられて配管１の内壁とセルフシール式フレキシブルシール２０との間の隙間は僅かなものになる。
かくして、空間Ａ：Ａ０はバキュームブレーカ６の設定圧力（仮に−２００ｍｍＨｇとする）まで減圧される。
なお、セルフシール式フレキシブルシール２０の内側の空間２０３に在る大気は、球状体エレメント２１と球状体エレメント２１との間の僅かな隙間から空間Ａ：Ａ０へ吸い出されようとするが、球状体エレメント２１には小矢印９１で示す強い力が作用しているので球状体エレメント２１と球状体エレメント２１との密着力は強固であり、而して該吸い出しは極力阻止される。
一方、空間Ｂ：Ｂ０に在る大気は、球状体エレメント２１を空間２０３の方向に押して容易に変形させることが可能で、而して、空間Ｂ：Ｂ０に在る大気は該変形により生じた隙間より容易に空間２０３へ侵入することができる。よって、空間２０３の圧力は常に大気圧に近い圧力に維持されている。
図中の黒矢印８２は大気が空間２０３へ侵入する方向を示している。
空間Ａ：Ａ０の減圧に伴い、空間Ｂ：Ｂ０に在る大気は、図６において、配管１の内壁とセルフシール式フレキシブルシール２０との接触部２０２に在る隙間を通って空間Ａ：Ａ０へ流入する。
なお、配管１の内壁とセルフシール式フレキシブルシール２０との間の隙間について、球状体エレメント２１と球状体エレメント２１の重なりにより生じた段差に起因する隙間がある。
また、実際の配管１の内壁には錆などにより腐食された凹凸があり、セルフシール式フレキシブルシール２０の表面にも細かい傷が有るので、これ等の凹凸や傷に起因する僅かな隙間を通って、空間Ｂ：Ｂ０から空間Ａ：Ａ０へ高速の空気流が流入するものである。
該高速空気流は、配管１の内面に付着する汚れを吸引清掃し、あるいは、配管１の内面に付着する水分を乾燥させるために大変効果的である。
図５乃至図６に図示のバキュームブレーカ６の作用を説明する。
空間Ａ：Ａ０の圧力が−２００ｍｍＨｇ以下になると、大気の圧力が圧縮コイルバネ６６の力に打ち勝って弁板６４を押し開くので大気がバキュームブレーカ６の内部へ流入し、而して空間Ａ：Ａ０の圧力は−２００ｍｍＨｇに維持される。
【００２０】
図５において、空間Ａ：Ａ０と空間Ｂ：Ｂ０の圧力差（２００ｍｍＨｇ）に起因して、管内移動体２は白矢印で示す左方向へ移動させようとする強い力を受けるものであるが、管内移動体２の該移動を規制し、且つ、管内移動体２の移動速度をコントロールするために、例えば巻取り方向と巻取り速度を任意に変更可能なウインチに巻取られたワイヤロープ７０の端部が管内移動体２に連結されている。
なお、当該機能を備えたワイヤロープ７０の代わりに、管内移動体２の該移動を規制し、且つ、管内移動体２の移動速度をコントロールするための公知の管内自走装置（図示せず）が管内移動体２に連結されても良い。
【００２１】
以上に本発明の装置の好適実施例について説明したが、本発明の装置は該好適実施例の他にも特許請求の範囲に従って種々実施例を考えることができる。
また、本発明の好適実施例の装置の説明においては、装置も配管も大気中にあるものとして説明を行ったが、装置と配管が水中にある場合においても本発明の装置を適用することができるものである。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
従来、中空のボール状の球体もしくは中空のボール状の回転楕円体などの球状物体において、その直径を伸縮させることにより変形可能な球状物体は無かった。例えば、蛇腹を伸縮させて変形する「ちょうちん」においても、その直径が変わるものでは無かった。
本発明においては、直径が伸縮して変形するフレキシブル球状物体を提案するものである。本発明のフレキシブル球状物体は各種の容器や装飾品として利用することが出来る。
一方、本発明のフレキシブル球状物体は、その応用例として、管内の点検や清掃を目的として管内を移動する物体や装置において、管の内径が変化してもフレキシブルにその内壁に密着することが出来るセルフシール式フレキシブルシールとして用いることが出来る。
すなわち、本発明は、例えば給水用配管や排水用配管あるいはガス配管などの各種配管の内面に付着した錆や水棲生物などの異物を除去し、これらを除去した後に、例えば塗料や耐蝕合金などの被覆材料のコーティングを行うなど、配管内で走行しながら配管の保守作業を行う管内移動体などに具備されるセルフシール式フレキシブルシールとして好都合に用いることができる。
また、本発明は更に、管の内径が変化してもフレキシブルにその内壁に密着することが出来るセルフシール式フレキシブルシールを具備した管内移動体として好都合に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明に従って構成されたフレキシブル球状物体を構成する球状体エレメントの形状を説明する地球に模した立体図。
【図２】本発明に従って構成されたフレキシブル球状物体の立体図。
【図３】本発明に従って構成されたセルフシール式フレキシブルシールを具備した管内移動体、および該管内移動体に付帯する装置類の構成を示す、第１の好適実施例の全体図。
【図４】図３に示す管内移動体の拡大断面図。
【図５】本発明に従って構成されたセルフシール式フレキシブルシールを具備した管内移動体、および該管内移動体に付帯する装置類の構成を示す、第２の好適実施例の全体図。
【図６】図５に示す管内移動体の拡大断面図。
【符号の説明】
【００２４】
地球の中心Ｏ
地軸ＡＸ
北極ＮＰ
経線ＬＧ
赤道ＥＱ
北緯ｎｐ度の緯線ＮＬＴ
南緯ｓｐ度の緯線ＳＬＴ
空間Ａ：Ａ０
空間Ｂ：Ｂ０
配管１
配管端部栓１０１
管内移動体２
ルーツ式真空ポンプ３
固体・流体分離装置４
ホース５
バキュームブレーカ６
上流側の弁穴６１
下流側の継手６２
弁ケース６３
弁板６４
弁板に固定された弁ロッド６５
圧縮コイルバネ６６
球状体２００
フレキシブル球状物体もしくはセルフシール式フレキシブルシール２０
接触部２０２
セルフシール式フレキシブルシールの内側の空間２０３
球状体エレメント２１
シール本体部２１１
開口部２１２
円環状部材２１４
管内移動体本体２３
ワイヤロープ７０
ルーツ式ポンプへ向かう流体の流れ８１
セルフシール式フレキシブルシールの内側の空間へ流入する流体の流れ８２
【技術分野】
【０００１】
本発明は、柔軟材料を素材とする中空のボール状の球体もしくは中空のボール状の回転楕円体において、変形可能な球体もしくは回転楕円体、すなわちフレキシブル球状物体に関する。
本発明は、また、フレキシブル球状物体の応用例として、管内の点検や清掃を目的として管内を移動する物体や装置に用いることが出来る、管の内径が変化してもフレキシブルにその内壁に密着することが出来るセルフシール式フレキシブルシールに関する。
本発明は、更に、該セルフシール式フレキシブルシールを具備した管内移動体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、中空のボール状の球体もしくは中空のボール状の回転楕円体などの球状物体において、その直径を伸縮させることにより変形可能な球状物体は無かった。例えば、蛇腹を伸縮させて変形する「ちょうちん」においても、その直径が変わるものでは無かった。
本発明においては、直径が伸縮して変形するフレキシブル球状物体を提案するものである。本発明のフレキシブル球状物体は各種の容器や装飾品として利用することが出来る。
一方、本発明のフレキシブル球状物体は、管内の点検や清掃を目的として管内を移動する物体や装置に用いることが出来る、管の内径が変化してもフレキシブルにその内壁に密着することが出来るセルフシール式フレキシブルシールとして利用可能であり、以下に詳述する。
【０００３】
給水用配管や排水用配管あるいはガス配管などの各種配管の内面に付着した錆や水棲生物などの異物を除去し、これらを除去した後に、例えば塗料や耐蝕合金などの被覆材料のコーティングを行うなど、配管内で走行しながら配管の保守作業を行うことができる装置に係る公知技術としては、特許公開２００３−２２５６２６号公報に記載の「配管内作業方法および装置」が知られている。
また特許公開平６−６６７７６号公報に記載の「管内検査ピグ」などが知られている。
【特許文献１】特許公開２００３−２２５６２６号公報
【特許文献２】特許公開平６−６６７７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような、管内の点検や清掃を目的として管内を移動する物体や装置に係るこの種の公知の装置においては、管の内径が変化すると、そのたびに、当該内径に合致したシール部材に取り換える必要があり、異なった内径の管部材が混在する管においては、当該物体や装置が、シール部材を取り換えることなく、連続して管内を移動することは困難であった。
この種の公知の装置においては、本発明のごときセルフシール式フレキシブルシールを具備していれば、その適用範囲は飛躍的に拡大する。
すなわち、本発明においては、管内の点検や清掃を目的として管内を移動する物体や装置に用いることが出来る管内面封止用シールであって、管の内径が変化してもフレキシブルに変形可能で、且つシールを包囲している流体の圧力を利用してその内壁に密着することが出来る、すなわちセルフシール機能を有した優れた管内面封止用セルフシール式フレキシブルシールを提供するものである。
更に、本発明の管内面封止用セルフシール式フレキシブルシールにおいては、該シールが管の軸線に沿って前方あるいは後方のどちらの方向へ移動する場合においても、全く同一のセルフシール機能とフレキシブル機能を付与するものである。
また、本発明においては更に、該セルフシール式フレキシブルシールを具備した管内移動体を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の技術的解決課題を達成するために、請求項１に係る本発明の第１の発明においては、
柔軟材料を素材とする中空のボール状の球体もしくは中空のボール状の回転楕円体において、該球体もしくは該回転楕円体を球状体と呼称し、且つ、説明を容易にするために該球状体を地球に例えて説明すると；
該球状体を、北緯ｎｐ度の緯線と南緯ｓｐ度の緯線に沿って切断して両極部を切り離し、残った球状体において；
北緯ｎｐ度、東経０度の座標を持つ地点Ｎ１と、南緯ｓｐ度、東経ｍ度の座標を持つ地点Ｓ１の、以上の二つの地点を地表を通って結ぶ線Ｄ１に沿って、該球状体を切断し；
続いて、北緯ｎｐ度、東経（３６０／ｎ＋ａ）度の座標を持つ地点Ｎ２と、南緯ｓｐ度、東経（ｍ＋３６０／ｎ＋ａ）度の座標を持つ地点Ｓ２の、以上の二つの地点を地表を通って結ぶ線Ｄ２に沿って、該球状体を切断し；
ｎｐあるいはｓｐは９０以下の任意の正の値とし、ｍは０以上の任意の値とし、ｎは２以上の任意の自然数とし、ａは０以上かつ３６０／ｎ以下の任意の値とし；
以上の切断により生じた、北緯ｎｐ度の緯線、南緯ｓｐ度の緯線、線Ｄ１及び線Ｄ２によって囲まれた球状体エレメントと同じ形状の球状体エレメントをｎ個用意し；
該ｎ個の球状体エレメントを、赤道に沿って東西方向に、３６０／ｎ度間隔で並べて配置し、且つ、隣り合う球状体エレメントの配置の仕方において、それぞれの球状体エレメントの東の端部は東隣りの球状体エレメントの西の端部の下に潜り込んで重なっており、一方、西の端部は西隣りの球状体エレメントの東の端部の上に乗りあがって重なっており；
あるいは、該ｎ個の球状体エレメントを、赤道に沿って東西方向に、３６０／ｎ度間隔で並べて配置し、且つ、隣り合う球状体エレメントの配置の仕方において、それぞれの球状体エレメントの東の端部は東隣りの球状体エレメントの西の端部の上に乗りあがって重なっており、一方、西の端部は西隣りの球状体エレメントの東の端部の下に潜り込んで重なっており；
該球状体エレメントの上記の集合体において、北緯ｎｐ度の緯線の部分で重なった部分及び南緯ｓｐ度の緯線の部分で重なった部分は、互いに接合されており；
あるいは、該球状体エレメントの上記の集合体において、北緯ｎｐ度の緯線の部分及び南緯ｓｐ度の緯線の部分は、各々の緯線の部分のために用意された円環状または円板状の部材に、各々の緯線の部分が接合されており；
以上のように構成された、中空かつ両極部が開口している変形可能な球状物体を少なくとも具備している、ことを特徴とする、フレキシブル球状物体が提供される。
【０００６】
請求項２に係る本発明の第２の発明においては、
請求項１に記載のフレキシブル球状物体から構成された管内面封止用セルフシール式フレキシブルシールと；管内移動体本体の外周部に、該セルフシール式フレキシブルシールが、その一方の開口部と他方の開口部との距離が自由に変化できるように装着されており、且つ、該二つの開口部のうち少なくとも下流側の開口部と、該外周部の二つの端部のうち少なくとも下流側の端部とが、気密に接するように装着されている管内移動体本体；から少なくとも構成されていることを特徴とする管内移動体が提供される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は下記の効果をもたらすものである。
本発明は、中空のボール状の球体もしくは中空のボール状の回転楕円体などの球状物体において、その直径を伸縮させることにより変形するフレキシブル球状物体であり、これまでに無かった機能や形状を具備しているため、各種の容器や装飾品など、いろいろな用途に利用することが出来る。
本発明においては、更に、管内の点検や清掃を目的として管内を移動する物体や装置に用いることが出来る、管の内径が変化してもフレキシブルに変形してその内壁に密着することが出来る管内面封止用セルフシール式フレキシブルシールを提供するものである。
すなわち、管内の点検や清掃を目的として管内を移動する物体や装置において、本発明のごとき管内面封止用セルフシール式フレキシブルシールを具備していれば、その適用範囲は飛躍的に拡大する。
また、本発明においては更に、該セルフシール式フレキシブルシールを具備した管内移動体を提供するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明に従って構成された装置の好適実施例について、添付図を参照して更に詳細に説明する。
【実施例】
【０００９】
図１乃至図２は、本発明の第１の発明に従って構成された好適実施例のフレキシブル球状物体２０を図示している。
図１は、フレキシブル球状物体２０を構成する球状体エレメント２１の形状について説明するものであるが、説明を容易にするために、球状体エレメント２１を作成するための基礎図形となる球状体２００を地球に例えて説明するものである。
球状体２００は、中空のボール状の球体もしくは中空のボール状の回転楕円体から成り、ポリウレタン、ゴムあるいはプラスティックなどの柔軟材料を素材としている。
球状体エレメント２１の作成方法を以下に記載する。
先ず、球状体２００を、北緯ｎｐ度の緯線ＮＬＴと南緯ｓｐ度の緯線ＳＬＴに沿って切断して両極部を切り離す。なお、ｎｐあるいはｓｐは９０以下の任意の正の値であるが、図１におけるｎｐとｓｐの値は両方とも４５である。なお、ｎｐの値とｓｐの値が異なっても良い。
残った球状体２００において、北緯ｎｐ度、東経０度の座標を持つ地点Ｎ１と、南緯ｓｐ度、東経ｍ度の座標を持つ地点Ｓ１の、以上の二つの地点を地表を通って結ぶ線Ｄ１に沿って、該球状体を切断し、続いて、北緯ｎｐ度、東経（３６０／ｎ＋ａ）度の座標を持つ地点Ｎ２と、南緯ｓｐ度、東経（ｍ＋３６０／ｎ＋ａ）度の座標を持つ地点Ｓ２の、以上の二つの地点を地表を通って結ぶ線Ｄ２に沿って、該球状体を切断する。
なお、ｍは０以上の任意の値であるが、図１におけるｍの値は４５である。
また、ｎは２以上の任意の自然数であるが、図１におけるｎの値は８である。
また、ａは０以上かつ３６０／ｎ以下の任意の値であるが、図１におけるａの値は２２．５である。
地点Ｎ１と地点Ｓ１とを地表を通って結ぶ線Ｄ１について、線Ｄ１は、地点Ｎ１と地点Ｓ１とを地表を通って最短で結ぶ大円の一部であっても良いし、曲がりくねった線であっても良い。
また、地点Ｎ２と地点Ｓ２とを地表を通って結ぶ線Ｄ２について、線Ｄ２は、地点Ｎ２と地点Ｓ２とを地表を通って最短で結ぶ大円の一部であっても良いし、曲がりくねった線であっても良い。
次に、以上の切断により生じた、北緯ｎｐ度の緯線ＮＬＴ、南緯ｓｐ度の緯線ＳＬＴ、線Ｄ１及び線Ｄ２によって囲まれた球状体エレメント２１と同じ形状の球状体エレメントをｎ個用意する必要があるが、例えば金型にポリウレタン樹脂の原液を流し込んで加熱成型しても良い。
次に、図２を参照して説明する。
ｎ個の球状体エレメント２１を、赤道ＥＱに沿って東西方向に、３６０／ｎ度間隔で並べて配置し、且つ、隣り合う球状体エレメント２１の配置の仕方において、それぞれの球状体エレメント２１の東の端部は東隣りの球状体エレメント２１の西の端部の下に潜り込んだ状態で重ね、一方、西の端部は西隣りの球状体エレメント２１の東の端部の上に乗りあがった状態で重ねる。
あるいは、隣り合う球状体エレメント２１の重ね方について別の方法を述べると、ｎ個の球状体エレメント２１を、赤道ＥＱに沿って東西方向に、３６０／ｎ度間隔で並べて配置し、且つ、隣り合う球状体エレメント２１の配置の仕方において、それぞれの球状体エレメント２１の東の端部は東隣りの球状体エレメント２１の西の端部の上に乗りあがった状態で重ね、一方、西の端部は西隣りの球状体エレメント２１の東の端部の下に潜り込んだ状態で重ねることもできる。
球状体エレメント２１の上記の集合体において、北緯ｎｐ度の緯線ＮＬＴの部分で重なった部分及び南緯ｓｐ度の緯線ＳＬＴの部分で重なった部分は、溶着や接着などの接合手段により互いに接合されても良い。
あるいは、球状体エレメント２１の上記の集合体において、北緯ｎｐ度の緯線ＮＬＴの部分及び南緯ｓｐ度の緯線ＳＬＴの部分は、各々の緯線の部分のために用意された円環状の部材２１４（想像線で示す）に、溶着や接着などの接合手段により接合されても良い。
あるいは、図示していないが、球状体エレメント２１の上記の集合体において、北緯ｎｐ度の緯線ＮＬＴの部分及び南緯ｓｐ度の緯線ＳＬＴの部分は、各々の緯線の部分のために用意された円板状の部材（図示せず）に、溶着や接着などの接合手段により接合されても良い。
すなわち、該円板状の部材は、フレキシブル球状物体２０の両極部に在る開口部２１２を塞ぐ部材でもある。
【００１０】
以上のように構成されたフレキシブル球状物体２０が変形する原理について、図２を参照して説明すると、フレキシブル球状物体２０に対して両極部から押しつぶす方向に力が作用すると、ｎ個の球状体エレメント２１の互いに重なっている部分がずれて移動し、而して赤道部分が膨らんで変形する。
また、フレキシブル球状物体２０に対して両極部から引張る方向に力が作用すると、ｎ個の球状体エレメント２１の互いに重なっている部分がずれて移動し、而して赤道部分が縮んで変形するものである。
【００１１】
上記に述べたフレキシブル球状物体は、その応用例として、管内の点検や清掃を目的として管内を移動する物体や装置において、管の内径が変化してもフレキシブルにその内壁に密着することが出来るセルフシール式フレキシブルシールとして用いることが出来る。
図３乃至図６は、該セルフシール式フレキシブルシール２０を具備し、且つ、本発明に従って構成された第１の好適実施例の管内移動体２、および管内移動体２に付帯する装置類の構成を図示している。
図３において、本発明に従って構成された第１の好適実施例の管内移動体２およびそれに付帯の装置は；
配管１の内部に配置された管内移動体２と；上流側の端部が管内移動体２に連結され、下流側の端部が固体・流体分離装置４の上流側入口に連結されたホース５と；上流側の入口が固体・流体分離装置４の下流側出口に連結され、下流側の出口が配管１を包囲している空間に開放された、容積型ポンプの一種であるルーツ式真空ポンプ３と；配管１の２箇所の端部において、ホース５が配置されていない側の端部に接続されたバキュームブレーカ６；により少なくとも構成されている。
セルフシール式フレキシブルシール２０は、配管１の内部の空間を、セルフシール式フレキシブルシール２０を境界として、空間Ａ：Ａ０と空間Ｂ：Ｂ０の二つの空間に分割しており、バキュームブレーカ６に連通された空間を空間Ａと呼称し、ホース５が配置された空間を空間Ｂと呼称する。
なお、配管１の２箇所の端部において、ホース５が配置されている側の端部は配管１を包囲している空間に開放されている。
【００１２】
図４において、管内移動体２の構成について述べると、
管内移動体２は、本発明に従って構成された管内面封止用セルフシール式フレキシブルシール２０と、管内移動体本体２３から少なくとも構成されている。
セルフシール式フレキシブルシール２０は、管内移動体本体２３の外周部に、該シール部材が、その一方の開口部２１２と他方の開口部２１２との距離が自由に変化できるように装着されており、且つ、該二つの開口部２１２のうち少なくとも下流側の開口部２１２と、該外周部の二つの端部のうち少なくとも下流側の端部とが、気密に接するように装着されている。
より具体的に述べると、管内移動体本体２３の外周部は、円筒状に形成された筒状体と、筒状体の二つの端部の各々に形成されたフランジ状の突起から構成されており、セルフシール式フレキシブルシール２０は該二つのフランジ状の突起の間に配置されており、且つ、セルフシール式フレキシブルシール２０の二つの開口部２１２の内縁部は筒状体の外表面上を自在に摺動可能なように配置されている。
管内移動体２は、ホース５を介して負圧生成手段としてのルーツ式真空ポンプ３に連結され、管の上流側の端部にバキュームブレーカ６が設置されている。
【００１３】
以上のように構成されたセルフシール式フレキシブルシール２０および第１の好適実施例の管内移動体の作用について、図３乃至図４を参照して説明する。
吸引風量が十分にあるルーツ式真空ポンプ３が作動すると、
配管１の内部の空間Ａ：Ａ０に在る大気は下流側の方向、すなわちルーツ式真空ポンプ３の方向に吸引されるが、この時、配管１の内壁に接触しているセルフシール式フレキシブルシール２０の作用により、空間Ｂ：Ｂ０に在る大気の空間Ａ：Ａ０への流入が阻害されるので、空間Ａ：Ａ０の圧力は減少する。
次に、セルフシール式フレキシブルシール２０の内側の空間２０３の圧力（大気圧）と空間Ａ：Ａ０の圧力（負圧）の圧力差に起因して、セルフシール式フレキシブルシール２０の自由端部２０２（接触部２０２）は、小矢印９１で示す方向に強い力を受け、而して、自由端部２０２（接触部２０２）は配管１の内壁へ強く押し付けられて配管１の内壁とセルフシール式フレキシブルシール２０との間の隙間は僅かなものになる。
かくして、空間Ａ：Ａ０はバキュームブレーカ６の設定圧力（仮に−２００ｍｍＨｇとする）まで減圧される。
なお、セルフシール式フレキシブルシール２０の内側の空間２０３に在る大気は、球状体エレメント２１と球状体エレメント２１との間の僅かな隙間から空間Ａ：Ａ０へ吸い出されようとするが、球状体エレメント２１には小矢印９１で示す強い力が作用しているので球状体エレメント２１と球状体エレメント２１との密着力は強固であり、而して該吸い出しは極力阻止される。
一方、空間Ｂ：Ｂ０に在る大気は、球状体エレメント２１を空間２０３の方向に押して容易に変形させることが可能で、而して、空間Ｂ：Ｂ０に在る大気は該変形により生じた隙間より容易に空間２０３へ侵入することができる。よって、空間２０３の圧力は常に大気圧に近い圧力に維持されている。
図中の黒矢印８２は大気が空間２０３へ侵入する方向を示している。
空間Ａ：Ａ０の減圧に伴い、空間Ｂ：Ｂ０に在る大気は、図４において、配管１の内壁とセルフシール式フレキシブルシール２０との接触部２０２に在る隙間を通って空間Ａ：Ａ０へ流入する。
なお、配管１の内壁とセルフシール式フレキシブルシール２０との間の隙間について、球状体エレメント２１と球状体エレメント２１の重なりにより生じた段差に起因する隙間がある。
また、実際の配管１の内壁には錆などにより腐食された凹凸があり、セルフシール式フレキシブルシール２０の表面にも細かい傷が有るので、これ等の凹凸や傷に起因する僅かな隙間を通って、空間Ｂ：Ｂ０から空間Ａ：Ａ０へ高速の空気流が流入するものである。
該高速空気流は、配管１の内面に付着する汚れを吸引清掃し、あるいは、配管１の内面に付着する水分を乾燥させるために大変効果的である。
図３に図示のバキュームブレーカ６の構造は、図６に図示のバキュームブレーカ６の構造と同一であり、公知の装置でもあるので、図６のバキュームブレーカ６の構造を参照しながら図３に図示のバキュームブレーカ６の作用を説明する。
空間Ａ：Ａ０の圧力が−２００ｍｍＨｇ以下になると、大気の圧力が圧縮コイルバネ６６の力に打ち勝って弁板６４を押し開くので大気がバキュームブレーカ６の内部へ流入し、而して空間Ａ：Ａ０の圧力は−２００ｍｍＨｇに維持される。
【００１４】
図３において、空間Ａ：Ａ０と空間Ｂ：Ｂ０の圧力差（２００ｍｍＨｇ）に起因して、管内移動体２は白矢印で示す右方向へ移動させようとする強い力を受けるものであるが、管内移動体２の該移動を規制し、且つ、管内移動体２の移動速度をコントロールするために、例えば巻取り方向と巻取り速度を任意に変更可能なウインチに巻取られたワイヤロープ７０の端部が管内移動体２に連結されている。
なお、当該機能を備えたワイヤロープ７０の代わりに、管内移動体２の該移動を規制し、且つ、管内移動体２の移動速度をコントロールするための公知の管内自走装置（図示せず）が管内移動体２に連結されても良い。
【００１５】
本発明に従って構成された管内移動体２においては、管内移動体２が配管１の内部を移動するのに伴い、管内移動体２に装着され且つ配管１の内壁に密着したセルフシール式フレキシブルシール２０が配管１の内壁を擦り、而して、該内壁に付着した錆などの異物が剥離される。該剥離された異物は、バキュームブレーカ６から空間Ａ：Ａ０、空間Ｂ：Ｂ０、ホース５、固体・流体分離装置４を経由してルーツ式真空ポンプ３に至る空気流の作用により、吸引移送され、固体・流体分離装置４にて異物が分離された後の清浄な空気はルーツ式真空ポンプ３の出口から大気中へ放出される。
【００１６】
図５乃至図６は、本発明に従って構成されたセルフシール式フレキシブルシール２０を具備し、且つ、本発明に従って構成された第２の好適実施例の管内移動体２、および管内移動体２に付帯する装置類の構成を図示している。
図５において、本発明に従って構成された第２の好適実施例の管内移動体２およびそれに付帯の装置は；
配管１の内部に配置された、バキュームブレーカ６を具備する管内移動体２と；上流側の端部が配管１の端部に連結され、下流側の端部が固体・流体分離装置４の上流側入口に連結されたホース５と；上流側の入口が固体・流体分離装置４の下流側出口に連結され、下流側の出口が配管１を包囲している空間に開放された、容積型ポンプの一種であるルーツ式真空ポンプ３；により少なくとも構成されている。
セルフシール式フレキシブルシール２０は、配管１の内部の空間を、セルフシール式フレキシブルシール２０を境界として、空間Ａ：Ａ０と空間Ｂ：Ｂ０の二つの空間に分割しており、ルーツ式真空ポンプ３に連通された空間を空間Ａと呼称し、配管１を包囲している空間に開放されている空間を空間Ｂと呼称する。
【００１７】
図６において、管内移動体２の構成について述べると、
管内移動体２は、本発明に従って構成された管内面封止用セルフシール式フレキシブルシール２０と、管内移動体本体２３から少なくとも構成されている。
セルフシール式フレキシブルシール２０は、管内移動体本体２３の外周部に、該シール部材が、その一方の開口部２１２と他方の開口部２１２との距離が自由に変化できるように装着されており、且つ、該二つの開口部２１２のうち少なくとも下流側の開口部２１２と、該外周部の二つの端部のうち少なくとも下流側の端部とが、気密に接するように装着されている。
より具体的に述べると、管内移動体本体２３の外周部は、円筒状に形成された筒状体と、筒状体の二つの端部の各々に形成されたフランジ状の突起から構成されており、セルフシール式フレキシブルシール２０は該二つのフランジ状の突起の間に配置されており、且つ、セルフシール式フレキシブルシール２０の二つの開口部２１２の内縁部は筒状体の外表面上を自在に摺動可能なように配置されている。
管内移動体本体２３には、バキュームブレーカ６が装着されている。
【００１８】
図６において、公知のバキュームブレーカ６の構成について述べると；
バキュームブレーカ６は、上流側の弁穴６１と下流側の継手６２を備えた弁ケース６３と、弁ケース６３の内部に配置された弁板６４と、弁板６４に固定された摺動自在な弁ロッド６５と、弁板６４を弁穴に強く押し当てるための圧縮コイルバネ６６、から構成されている。
【００１９】
以上のように構成されたセルフシール式フレキシブルシール２０および第２の好適実施例の管内移動体の作用について、図５乃至図６を参照して説明する。
吸引風量が十分にあるルーツ式真空ポンプ３が作動すると、
配管１の内部の空間Ｂ：Ｂ０に在る大気は下流側の方向、すなわちルーツ式真空ポンプ３の方向に吸引されるが、この時、配管１の内壁に接触しているセルフシール式フレキシブルシール２０の作用により、空間Ｂ：Ｂ０に在る大気の空間Ａ：Ａ０への流入が阻害されるので、空間Ａ：Ａ０の圧力は減少する。
次に、セルフシール式フレキシブルシール２０の内側の空間２０３の圧力（大気圧）と空間Ａ：Ａ０の圧力（負圧）の圧力差に起因して、セルフシール式フレキシブルシール２０の自由端部２０２（接触部２０２）は、小矢印９１で示す方向に強い力を受け、而して、自由端部２０２（接触部２０２）は配管１の内壁へ強く押し付けられて配管１の内壁とセルフシール式フレキシブルシール２０との間の隙間は僅かなものになる。
かくして、空間Ａ：Ａ０はバキュームブレーカ６の設定圧力（仮に−２００ｍｍＨｇとする）まで減圧される。
なお、セルフシール式フレキシブルシール２０の内側の空間２０３に在る大気は、球状体エレメント２１と球状体エレメント２１との間の僅かな隙間から空間Ａ：Ａ０へ吸い出されようとするが、球状体エレメント２１には小矢印９１で示す強い力が作用しているので球状体エレメント２１と球状体エレメント２１との密着力は強固であり、而して該吸い出しは極力阻止される。
一方、空間Ｂ：Ｂ０に在る大気は、球状体エレメント２１を空間２０３の方向に押して容易に変形させることが可能で、而して、空間Ｂ：Ｂ０に在る大気は該変形により生じた隙間より容易に空間２０３へ侵入することができる。よって、空間２０３の圧力は常に大気圧に近い圧力に維持されている。
図中の黒矢印８２は大気が空間２０３へ侵入する方向を示している。
空間Ａ：Ａ０の減圧に伴い、空間Ｂ：Ｂ０に在る大気は、図６において、配管１の内壁とセルフシール式フレキシブルシール２０との接触部２０２に在る隙間を通って空間Ａ：Ａ０へ流入する。
なお、配管１の内壁とセルフシール式フレキシブルシール２０との間の隙間について、球状体エレメント２１と球状体エレメント２１の重なりにより生じた段差に起因する隙間がある。
また、実際の配管１の内壁には錆などにより腐食された凹凸があり、セルフシール式フレキシブルシール２０の表面にも細かい傷が有るので、これ等の凹凸や傷に起因する僅かな隙間を通って、空間Ｂ：Ｂ０から空間Ａ：Ａ０へ高速の空気流が流入するものである。
該高速空気流は、配管１の内面に付着する汚れを吸引清掃し、あるいは、配管１の内面に付着する水分を乾燥させるために大変効果的である。
図５乃至図６に図示のバキュームブレーカ６の作用を説明する。
空間Ａ：Ａ０の圧力が−２００ｍｍＨｇ以下になると、大気の圧力が圧縮コイルバネ６６の力に打ち勝って弁板６４を押し開くので大気がバキュームブレーカ６の内部へ流入し、而して空間Ａ：Ａ０の圧力は−２００ｍｍＨｇに維持される。
【００２０】
図５において、空間Ａ：Ａ０と空間Ｂ：Ｂ０の圧力差（２００ｍｍＨｇ）に起因して、管内移動体２は白矢印で示す左方向へ移動させようとする強い力を受けるものであるが、管内移動体２の該移動を規制し、且つ、管内移動体２の移動速度をコントロールするために、例えば巻取り方向と巻取り速度を任意に変更可能なウインチに巻取られたワイヤロープ７０の端部が管内移動体２に連結されている。
なお、当該機能を備えたワイヤロープ７０の代わりに、管内移動体２の該移動を規制し、且つ、管内移動体２の移動速度をコントロールするための公知の管内自走装置（図示せず）が管内移動体２に連結されても良い。
【００２１】
以上に本発明の装置の好適実施例について説明したが、本発明の装置は該好適実施例の他にも特許請求の範囲に従って種々実施例を考えることができる。
また、本発明の好適実施例の装置の説明においては、装置も配管も大気中にあるものとして説明を行ったが、装置と配管が水中にある場合においても本発明の装置を適用することができるものである。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
従来、中空のボール状の球体もしくは中空のボール状の回転楕円体などの球状物体において、その直径を伸縮させることにより変形可能な球状物体は無かった。例えば、蛇腹を伸縮させて変形する「ちょうちん」においても、その直径が変わるものでは無かった。
本発明においては、直径が伸縮して変形するフレキシブル球状物体を提案するものである。本発明のフレキシブル球状物体は各種の容器や装飾品として利用することが出来る。
一方、本発明のフレキシブル球状物体は、その応用例として、管内の点検や清掃を目的として管内を移動する物体や装置において、管の内径が変化してもフレキシブルにその内壁に密着することが出来るセルフシール式フレキシブルシールとして用いることが出来る。
すなわち、本発明は、例えば給水用配管や排水用配管あるいはガス配管などの各種配管の内面に付着した錆や水棲生物などの異物を除去し、これらを除去した後に、例えば塗料や耐蝕合金などの被覆材料のコーティングを行うなど、配管内で走行しながら配管の保守作業を行う管内移動体などに具備されるセルフシール式フレキシブルシールとして好都合に用いることができる。
また、本発明は更に、管の内径が変化してもフレキシブルにその内壁に密着することが出来るセルフシール式フレキシブルシールを具備した管内移動体として好都合に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明に従って構成されたフレキシブル球状物体を構成する球状体エレメントの形状を説明する地球に模した立体図。
【図２】本発明に従って構成されたフレキシブル球状物体の立体図。
【図３】本発明に従って構成されたセルフシール式フレキシブルシールを具備した管内移動体、および該管内移動体に付帯する装置類の構成を示す、第１の好適実施例の全体図。
【図４】図３に示す管内移動体の拡大断面図。
【図５】本発明に従って構成されたセルフシール式フレキシブルシールを具備した管内移動体、および該管内移動体に付帯する装置類の構成を示す、第２の好適実施例の全体図。
【図６】図５に示す管内移動体の拡大断面図。
【符号の説明】
【００２４】
地球の中心Ｏ
地軸ＡＸ
北極ＮＰ
経線ＬＧ
赤道ＥＱ
北緯ｎｐ度の緯線ＮＬＴ
南緯ｓｐ度の緯線ＳＬＴ
空間Ａ：Ａ０
空間Ｂ：Ｂ０
配管１
配管端部栓１０１
管内移動体２
ルーツ式真空ポンプ３
固体・流体分離装置４
ホース５
バキュームブレーカ６
上流側の弁穴６１
下流側の継手６２
弁ケース６３
弁板６４
弁板に固定された弁ロッド６５
圧縮コイルバネ６６
球状体２００
フレキシブル球状物体もしくはセルフシール式フレキシブルシール２０
接触部２０２
セルフシール式フレキシブルシールの内側の空間２０３
球状体エレメント２１
シール本体部２１１
開口部２１２
円環状部材２１４
管内移動体本体２３
ワイヤロープ７０
ルーツ式ポンプへ向かう流体の流れ８１
セルフシール式フレキシブルシールの内側の空間へ流入する流体の流れ８２
【特許請求の範囲】
【請求項１】
柔軟材料を素材とする中空のボール状の球体もしくは中空のボール状の回転楕円体において、該球体もしくは該回転楕円体を球状体と呼称し、且つ、説明を容易にするために該球状体を地球に例えて説明すると；
該球状体を、北緯ｎｐ度の緯線と南緯ｓｐ度の緯線に沿って切断して両極部を切り離し、残った球状体において；
北緯ｎｐ度、東経０度の座標を持つ地点Ｎ１と、南緯ｓｐ度、東経ｍ度の座標を持つ地点Ｓ１の、以上の二つの地点を地表を通って結ぶ線Ｄ１に沿って、該球状体を切断し；
続いて、北緯ｎｐ度、東経（３６０／ｎ＋ａ）度の座標を持つ地点Ｎ２と、南緯ｓｐ度、東経（ｍ＋３６０／ｎ＋ａ）度の座標を持つ地点Ｓ２の、以上の二つの地点を地表を通って結ぶ線Ｄ２に沿って、該球状体を切断し；
ｎｐあるいはｓｐは９０以下の任意の正の値とし、ｍは０以上の任意の値とし、ｎは２以上の任意の自然数とし、ａは０以上かつ３６０／ｎ以下の任意の値とし；
以上の切断により生じた、北緯ｎｐ度の緯線、南緯ｓｐ度の緯線、線Ｄ１及び線Ｄ２によって囲まれた球状体エレメントと同じ形状の球状体エレメントをｎ個用意し；
該ｎ個の球状体エレメントを、赤道に沿って東西方向に、３６０／ｎ度間隔で並べて配置し、且つ、隣り合う球状体エレメントの配置の仕方において、それぞれの球状体エレメントの東の端部は東隣りの球状体エレメントの西の端部の下に潜り込んで重なっており、一方、西の端部は西隣りの球状体エレメントの東の端部の上に乗りあがって重なっており；
あるいは、該ｎ個の球状体エレメントを、赤道に沿って東西方向に、３６０／ｎ度間隔で並べて配置し、且つ、隣り合う球状体エレメントの配置の仕方において、それぞれの球状体エレメントの東の端部は東隣りの球状体エレメントの西の端部の上に乗りあがって重なっており、一方、西の端部は西隣りの球状体エレメントの東の端部の下に潜り込んで重なっており；
該球状体エレメントの上記の集合体において、北緯ｎｐ度の緯線の部分で重なった部分及び南緯ｓｐ度の緯線の部分で重なった部分は、互いに接合されており；
あるいは、該球状体エレメントの上記の集合体において、北緯ｎｐ度の緯線の部分及び南緯ｓｐ度の緯線の部分は、各々の緯線の部分のために用意された円環状または円板状の部材に、各々の緯線の部分が接合されており；
以上のように構成された、中空かつ両極部が開口している変形可能な球状物体を少なくとも具備している、ことを特徴とする、フレキシブル球状物体。
【請求項２】
請求項１に記載のフレキシブル球状物体から構成された管内面封止用セルフシール式フレキシブルシールと；管内移動体本体の外周部に、該セルフシール式フレキシブルシールが、その一方の開口部と他方の開口部との距離が自由に変化できるように装着されており、且つ、該二つの開口部のうち少なくとも下流側の開口部と、該外周部の二つの端部のうち少なくとも下流側の端部とが、気密に接するように装着されている管内移動体本体；から少なくとも構成されていることを特徴とする管内移動体。
【請求項３】
管内移動体本体の外周部は、円筒状もしくは角筒状に形成された筒状体と、該筒状体の二つの端部の各々に形成されたフランジ状の突起から構成されており、該セルフシール式フレキシブルシールは該二つのフランジ状の突起の間に配置されており、且つ、該セルフシール式フレキシブルシールの二つの開口部の内縁部は該筒状体の外表面上を自在に摺動可能なように配置されている、ことを特徴とする請求項２に記載の管内移動体。
【請求項４】
管内移動体にホースを介して負圧生成手段が連結され、管の上流側の端部にバキュームブレーカが設置された、ことを特徴とする請求項２乃至請求項３に記載の管内移動体。
【請求項５】
管内移動体にバキュームブレーカが具備され、管の下流側の端部に負圧生成手段が連結された、ことを特徴とする請求項２乃至請求項３に記載の管内移動体。
【請求項１】
柔軟材料を素材とする中空のボール状の球体もしくは中空のボール状の回転楕円体において、該球体もしくは該回転楕円体を球状体と呼称し、且つ、説明を容易にするために該球状体を地球に例えて説明すると；
該球状体を、北緯ｎｐ度の緯線と南緯ｓｐ度の緯線に沿って切断して両極部を切り離し、残った球状体において；
北緯ｎｐ度、東経０度の座標を持つ地点Ｎ１と、南緯ｓｐ度、東経ｍ度の座標を持つ地点Ｓ１の、以上の二つの地点を地表を通って結ぶ線Ｄ１に沿って、該球状体を切断し；
続いて、北緯ｎｐ度、東経（３６０／ｎ＋ａ）度の座標を持つ地点Ｎ２と、南緯ｓｐ度、東経（ｍ＋３６０／ｎ＋ａ）度の座標を持つ地点Ｓ２の、以上の二つの地点を地表を通って結ぶ線Ｄ２に沿って、該球状体を切断し；
ｎｐあるいはｓｐは９０以下の任意の正の値とし、ｍは０以上の任意の値とし、ｎは２以上の任意の自然数とし、ａは０以上かつ３６０／ｎ以下の任意の値とし；
以上の切断により生じた、北緯ｎｐ度の緯線、南緯ｓｐ度の緯線、線Ｄ１及び線Ｄ２によって囲まれた球状体エレメントと同じ形状の球状体エレメントをｎ個用意し；
該ｎ個の球状体エレメントを、赤道に沿って東西方向に、３６０／ｎ度間隔で並べて配置し、且つ、隣り合う球状体エレメントの配置の仕方において、それぞれの球状体エレメントの東の端部は東隣りの球状体エレメントの西の端部の下に潜り込んで重なっており、一方、西の端部は西隣りの球状体エレメントの東の端部の上に乗りあがって重なっており；
あるいは、該ｎ個の球状体エレメントを、赤道に沿って東西方向に、３６０／ｎ度間隔で並べて配置し、且つ、隣り合う球状体エレメントの配置の仕方において、それぞれの球状体エレメントの東の端部は東隣りの球状体エレメントの西の端部の上に乗りあがって重なっており、一方、西の端部は西隣りの球状体エレメントの東の端部の下に潜り込んで重なっており；
該球状体エレメントの上記の集合体において、北緯ｎｐ度の緯線の部分で重なった部分及び南緯ｓｐ度の緯線の部分で重なった部分は、互いに接合されており；
あるいは、該球状体エレメントの上記の集合体において、北緯ｎｐ度の緯線の部分及び南緯ｓｐ度の緯線の部分は、各々の緯線の部分のために用意された円環状または円板状の部材に、各々の緯線の部分が接合されており；
以上のように構成された、中空かつ両極部が開口している変形可能な球状物体を少なくとも具備している、ことを特徴とする、フレキシブル球状物体。
【請求項２】
請求項１に記載のフレキシブル球状物体から構成された管内面封止用セルフシール式フレキシブルシールと；管内移動体本体の外周部に、該セルフシール式フレキシブルシールが、その一方の開口部と他方の開口部との距離が自由に変化できるように装着されており、且つ、該二つの開口部のうち少なくとも下流側の開口部と、該外周部の二つの端部のうち少なくとも下流側の端部とが、気密に接するように装着されている管内移動体本体；から少なくとも構成されていることを特徴とする管内移動体。
【請求項３】
管内移動体本体の外周部は、円筒状もしくは角筒状に形成された筒状体と、該筒状体の二つの端部の各々に形成されたフランジ状の突起から構成されており、該セルフシール式フレキシブルシールは該二つのフランジ状の突起の間に配置されており、且つ、該セルフシール式フレキシブルシールの二つの開口部の内縁部は該筒状体の外表面上を自在に摺動可能なように配置されている、ことを特徴とする請求項２に記載の管内移動体。
【請求項４】
管内移動体にホースを介して負圧生成手段が連結され、管の上流側の端部にバキュームブレーカが設置された、ことを特徴とする請求項２乃至請求項３に記載の管内移動体。
【請求項５】
管内移動体にバキュームブレーカが具備され、管の下流側の端部に負圧生成手段が連結された、ことを特徴とする請求項２乃至請求項３に記載の管内移動体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−１３６３１３（Ｐ２０１１−１３６３１３Ａ）
【公開日】平成２３年７月１４日（２０１１．７．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２（Ｐ２０１０−２）
【出願日】平成２２年１月１日（２０１０．１．１）
【出願人】（７１０００６３６７）ウラカミ合同会社 (9)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年７月１４日（２０１１．７．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月１日（２０１０．１．１）
【出願人】（７１０００６３６７）ウラカミ合同会社 (9)
【Ｆターム（参考）】
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