管内移動装置
【課題】内径が大きく変化した配管や、湾曲した配管や、エルボ状に直角に曲がった配管等の管路内であっても、スムーズに移動させることが可能な管内移動装置を提供すること。
【解決手段】管内移動装置１は、配管８内を移動する装置であって、車輪３を備えた車輪架台２と、車輪架台２の上に支持された本体架台４と、モータＭによって回転駆動される駆動輪５と、本体架台４に相対して配置されると共に、駆動輪５が回転自在に配置された駆動架台６と、を備えている。調整機構７は、管内移動装置１が配管８内を走行する際に、配管８の内径Ｄの大きさに合わせて本体架台４と駆動架台６との間隔Ｌ１を広げる方向に常に付勢して、車輪３と駆動輪５とを配管８の内壁８ａに押し当てる。
【解決手段】管内移動装置１は、配管８内を移動する装置であって、車輪３を備えた車輪架台２と、車輪架台２の上に支持された本体架台４と、モータＭによって回転駆動される駆動輪５と、本体架台４に相対して配置されると共に、駆動輪５が回転自在に配置された駆動架台６と、を備えている。調整機構７は、管内移動装置１が配管８内を走行する際に、配管８の内径Ｄの大きさに合わせて本体架台４と駆動架台６との間隔Ｌ１を広げる方向に常に付勢して、車輪３と駆動輪５とを配管８の内壁８ａに押し当てる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配管内を移動する管内移動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、港湾において、船舶で海上輸送した建設資材のコンクリート等を陸上の目的場所まで搬送する場合には、配管（パイプライン）を使用して搬送する方法が多く利用されている。その配管は、搬送するコンクリートによって内壁が腐食したり、コンクリートに含まれる砂や砂利によって内壁が損傷を受けたりする。その腐食や損傷を放置すると、管壁に穴があき、その穴からコンクリートが外部に漏れる事態へと進行する。
【０００３】
この問題点を解消するためには、定期的に配管内の浸食具合を検査し、その浸食程度に応じて配管を補修する必要がある。現在、配管内壁の浸食検査は、検査者の経験により、浸食を受けていると推定される箇所を切断して浸食状況を確認し、その結果、配管の内壁に不良箇所が見つからなければ溶接によって切断した箇所を補修して復元している。
【０００４】
このように、配管を切断したり、溶接して復元したりして配管内検査を実施する方法では、切断作業や溶接作業等の作業工数が加わり、作業効率の低下を招いていた。
そこで、従来、いきなり故障と思われる箇所を切断することなく、配管内を移動しながら配管内を検査したり、計測したりすることを可能にした管内移動装置が提案されている（例えば、特許文献１〜３参照）。
【０００５】
特許文献１に記載の管内移動装置（配管内作業ロボット）は、大型の配管内を走行しながら配管の内壁面の補修塗装や欠陥検出や位置計測等を行う作業ロボットであり、作業用アームを有する走行台車と、塗料タンクを積載した作業台車と、を連結してなる。
【０００６】
特許文献２に記載の管内移動装置（管内移動体）は、エアタンクとゴム車輪とによりマンホール内の水面に浮上して、先端にゴム車輪を設けた開閉脚が伸縮エアシリンダの駆動で開閉することと、水流とによって移動するようになっている。
【０００７】
特許文献３に記載の管内移動装置（配管内移動機構）は、車輪を回転させるモータを内設した２つの構造物間に、２つの構造物を互いに離反させる板ばねを設けて、車輪を配管の内壁面に圧接させながら配管内を移動させる装置である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平５−６８９１７号公報（図１）
【特許文献２】特開平７−１１２１６９号公報（図１）
【特許文献３】特開平９−１１８９０号公報（図１及び請求項１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
前記特許文献１〜３に記載されたような管内移動装置が移動する配管には、水平な管路、垂直な管路、直角に曲がったエルボの管路、内径が段差状に変化するレデューサー等の種々の形状の管路があるため、管内移動装置は、あらゆる形状の管路に対応して自由に移動可能であることが望まれている。
【００１０】
しかし、特許文献１に記載の管内移動装置は、任意の配管径の位置に対して設定可能としているものの、塗装用スプレイノズルやブラスト装置を備えた作業アームを搭載して走行する走行台車と、燃料タンクを搭載した作業台車と、を連結してなる大型の作業ロボットである。このため、特許文献１の管内移動装置が移動する配管は、コンクリート移送用配管と比較してより内径の大きい配管が対象になる。
【００１１】
このような大型の配管内作業ロボットは、全体の重量が重いため、水平に配置された大径の配管内の下側内壁上を走行車輪が転動して走行する場合にしか利用することができず、配管内で作業ロボットの上下方向の向きが反転するような場所では使用できない。
つまり、配管内作業ロボットは、走行車輪側が上側になった場合、作業アームや加圧ローラ等によって走行台車及び作業台車を支えることが可能な強度を有していないため、上下の向きを逆様にして使用するような情況は考慮されていない。
【００１２】
また、特許文献２に記載の管内移動装置は、先端にゴム車輪を設けた開閉脚が、伸縮エアシリンダの駆動で開閉して移動するため、移動速度が遅く、作業効率は高くない。
【００１３】
また、特許文献３に記載の管内移動装置は、車輪を備えた複数の構造体の間に、その複数の構造物を互いに離反する方向に付勢させる板ばねを設けて、板ばねのばね力によって車輪を配管の内壁に押し付けながら回転させて、管路内を走行する。
しかしながら、その管内移動装置は、板ばねの弾性変形を利用して複数の構造物を互いに離反させているので、板ばねの変形量が小さく、離反させることが可能な距離も僅かであるため、２インチ以下の小口径配管が対象になっている。
【００１４】
このような板ばねによって車輪を配管の内壁に押し付ける管内移動装置は、車輪の伸縮が僅かであるので、レデューサー等の内径が大きく変わる管路に対しては管内移動装置を走行させるのに必要な押付力は確保し難く、配管の内径が大きく変化する管路では走行させることが困難であった。
【００１５】
そこで、本発明は、前記実情に鑑み創案されたものであり、内径が大きく変化した配管や、湾曲した配管や、エルボ状に直角に曲がった配管等の管路内であっても、スムーズに移動させることが可能な管内移動装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
前記課題を解決するために、請求項１に記載の管内移動装置は、配管内を移動する管内移動装置であって、車輪を備えた車輪架台と、前記車輪架台の上に支持された本体架台と、モータによって回転駆動される駆動輪と、前記本体架台に相対して配置されると共に、前記駆動輪が回転自在に配置された駆動架台と、前記本体架台と前記駆動架台との間に介在させて、前記本体架台と前記駆動架台との間隔を調整する調整機構と、を備えており、前記調整機構は、前記管内移動装置が配管内を走行する際に、前記配管の内径の大きさに合わせて前記本体架台と前記駆動架台との間隔を広げる方向に常に付勢して、前記車輪と前記駆動輪とを前記配管の内壁に押し当てることを特徴とする。
【００１７】
かかる構成によれば、管内移動装置は、内径の大きさが変化する配管内を移動する場合に、調整機構が常に本体架台と駆動架台とを離間させる方向に付勢しているので、車輪架台を備えた本体架台と駆動輪を備えた駆動架台との間隔が自動的に調整されて、車輪及び駆動輪の外周面を配管の内壁にそれぞれ適切な押付力で押し当て、モータが回転すると、駆動輪の外周面と配管の内壁との間の摩擦力によって推進力が発生し、配管内を走行移動することができる。
【００１８】
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、前記調整機構は、前記本体架台または前記駆動架台の一方に基端部が固定されたシリンダと、前記本体架台または前記駆動架台の他方に先端部が固定され、前記シリンダによって進退するシリンダロッドと、を備えていることを特徴とする。
【００１９】
かかる構成によれば、管内移動装置は、調整機構のシリンダロッドが、シリンダによって駆動して進退すると、車輪が配置された本体架台と、駆動輪が配置された駆動架台との間隔を自動的に調整できるので、車輪及び駆動輪を配管の内壁に適度な押付力で押し当てることができる。このため、駆動輪が転動すれば、管内移動装置は、管路内を移動する。
【００２０】
請求項３に記載の管内移動装置は、請求項１または請求項２に記載の管内移動装置であって、前記車輪架台は、前記本体架台に対して連結具によって水平方向に回動自在に連結されていることを特徴とする。
【００２１】
かかる構成によれば、管内移動装置は、車輪架台が本体架台に対して回動自在に連結されていることによって、カーブしている管路を走行する際に、車輪の側面が配管の内壁に当接してその内壁に押し付けられると、車輪架台が車輪と共に連結具を中心として本体架台に対して水平に回動するため、車輪の向きを管路のカーブに応じて自動的に方向変換させることができる。
【００２２】
請求項４に記載の管内移動装置は、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の管内移動装置であって、前記車輪架台は、前記本体架台の下部中央部に水平方向に回動自在に配置されると共に、前記車輪架台の前後左右に前記車輪が回転自在に配置されていることを特徴とする。
【００２３】
かかる構成によれば、車輪架台は、この車輪架台の前後左右に配置された４つの車輪によって安定した状態に支持されている。その本体架台は、下部中央部に車輪架台が回動自在に配置されていることによって、走行中に、車輪の側面がカーブしている配管の壁面に押し当ると、配管の内壁面にガイドされて車輪架台を配管が曲がっている方向に回動させて、車輪架台と共に回動して車輪の向きが変わる。このため、管内移動装置は、移動する方向を管路の曲がり具合に合わせて自由に方向変換することができるので、曲がっている管路であっても、スムーズに移動することが可能となる。
【００２４】
請求項５に記載の管内移動装置は、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の管内移動装置であって、前記車輪架台は、前記本体架台の下部の前端部及び後端部にそれぞれ回動自在に配置されると共に、前記車輪架台の前後左右に前記車輪が回転自在に配置されていることを特徴とする。
【００２５】
かかる構成によれば、車輪架台は、前後左右に車輪が配置されていることによって、４つの車輪により安定した状態に支持されている。また、本体架台は、その車輪架台が下部の前端部及び後端部にそれぞれ配置された２台によって、合計８つの車輪が配管の内壁に押し付けられて管内移動装置を配管に対してガタツキなく支持するため、管内移動装置の移動を安定化させることができる。その２台の車輪架台は、それぞれ本体架台に回動自在に配置されているので、管内移動装置がカーブした管路を走行する際には前後の車輪架台の向きが自由に方向変換できるため、曲がっている管路であっても、スムーズに移動することができる。
【００２６】
請求項６に記載の管内移動装置は、請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の管内移動装置であって、前記駆動輪には、前記駆動架台に回転自在に配置され前記駆動輪が軸着された駆動軸と、前記駆動軸に軸着された従動車と、前記モータのモータ軸に軸着された原動車と、が設けられ、前記従動車と前記原動車とは、ベルトまたはチェーンからなる駆動機構によって回転が伝達されることを特徴とする。
【００２７】
かかる構成によれば、管内移動装置は、駆動輪が、駆動架台の中央部外側に配置されていることによって、その駆動輪が１つであっても、モータが回転すれば、駆動輪が配管の内壁面に当接しながら転動して管内移動装置が移動する。
【００２８】
請求項７に記載の管内移動装置は、請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の管内移動装置であって、前記駆動架台は、前記モータが配置された駆動架台本体と、前記本体架台の前端部及び後端部に載設された一対の前記調整機構のシリンダロッドの先端部に設置された一対のブラケットと、前記駆動架台本体と前記一対のブラケットとの間に介在されて、前記駆動架台本体と前記ブラケットとの間隔を調整する調整板と、備えていることを特徴とする。
【００２９】
かかる構成によれば、管内移動装置は、駆動架台本体と一対のブラケットとの間に、高さを調整する調整板がそれぞれ介在されていることによって、調整板の厚さ分だけ駆動架台本体及び駆動輪の位置を厚さ方向に調整することができる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明の請求項１に係る管内移動装置によれば、内径の大きさが変化するレデューサー等の配管内を移動する場合、車輪と駆動輪との間隔制御が調整機構の駆動によって調整できることにより、車輪と駆動輪とを配管の内壁に常に適切な押付力を作用させることができる。このため、管内移動装置は、駆動輪を転動させれば、配管の内径が大きく変化する管路内であっても、管内移動装置を移動することができる。
【００３１】
本発明の請求項２に係る管内移動装置によれば、管内移動装置は、調整機構によって本体架台と駆動架台との間隔を調整することにより、車輪と駆動輪との間隔も調整して、車輪及び駆動輪を配管の内壁に適度な押付力を加えることができる。このため、管内移動装置は、配管の内径が変化する管路内や、垂直に配置された管路や、傾斜した管路であっても、常時、車輪及び駆動輪を配管の内壁に圧接させてスムーズに走行移動することができる。
【００３２】
本発明の請求項３に係る管内移動装置によれば、管内移動装置は、カーブしている管路を走行する際に、車輪の側面が配管の内壁に当接して内壁に押し付けられると、車輪架台が車輪と共に回動して、車輪の向きを管路のカーブに合わせて自動的に方向変換させて進行させることができる。このため、管内移動装置は、曲がった配管の管路や、直角に曲がったエルボ状の管路であっても、配管の曲がり状況に応じて車輪の向きを自動変換させてスムーズに移動することができる。
【００３３】
本発明の請求項４に係る管内移動装置によれば、管内移動装置の本体架台は、前後左右に車輪を配置した車輪架台が、下部中央部に回動自在に配置されていることによって、車輪の側面が曲がっている配管の内壁に押し当ると、車輪が車輪架台と共に回動して車輪の向きが変わる。このため、管内移動装置は、曲がっている管路であっても、管路の曲がっている方向に車輪の向きが自動的に変わるので、スムーズに移動することができる。
【００３４】
本発明の請求項５に係る管内移動装置によれば、管内移動装置は、本体架台の前端部及び後端部の下部に、前後左右に４つの車輪を備えた車輪架台がそれぞれ配置されていることによって、管内移動装置を安定した状態に保って移動することができる。
【００３５】
本発明の請求項６に係る管内移動装置によれば、管内移動装置は、駆動輪が駆動架台の中央部外側に配置されていることによって、その駆動輪が１つであっても、安定した状態で移動することができる。
【００３６】
本発明の請求項７に係る管内移動装置によれば、管内移動装置は、駆動架台本体とブラケットとの間隔を調整板で調整することによって、調整板の厚さ分だけ駆動架台本体及び駆動輪の位置を厚さ方向に調整して、駆動輪の外周面を適宜な押付力で配管の内壁に押し当てることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施形態に係る管内移動装置を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施形態に係る管内移動装置の車輪架台の拡大斜視図である。
【図３】本発明の実施形態に係る管内移動装置を示す概略図であり、内径が変化する管路内を移動するときの状態を示す。
【図４】本発明の実施形態に係る管内移動装置がエルボ内を移動するときの状態を示す概略図である。
【図５】本発明の実施形態に係る管内移動装置の変形例を示す斜視図である。
【図６】本発明の実施形態に係る管内移動装置の変形例を示す概略図であり、曲がった配管内を移動するときの状態を示す。
【図７】本発明の実施形態に係る管内移動装置の変形例を示す概略図であり、エルボ内を移動するときの状態を示す。
【図８】本発明の実施形態に係る管内移動装置の変形例を示す概略図であり、エルボ内を逆様の状態で移動するときの状態を示す。
【図９】本発明の実施形態に係る管内移動装置の変形例を示す概略図であり、配管の内径が変化する場所を移動するときの状態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
次に、図１〜図４を参照して本発明の実施形態に係る管内移動装置１を説明する。
なお、本実施形態において、管内移動装置１は、配管８を取り付ける場所や、配管８の設置状態によってその向きが変化する。このため、前後左右上下の方向は、任意であるが、便宜上、図１及び図２に示す図面の左側を「前」、右側を「後」、前側を「左」、後側を「右」、下側を「下」、上側を「上」として説明する。
管内移動装置１を説明する前に、この管内移動装置１が走行する配管８（図３参照）について説明する。
【００３９】
≪配管の構成≫
図３に示すように、配管８は、管内移動装置１が移動可能な管状部材や筒状部材やトンネル状の管路８１を有するものであればよく、その使用目的等は特に限定されない。この配管８は、内壁８ａの状態を検査したり、計測したり、内壁８ａを補修したりする必要性のあるものが対象である。配管８は、例えば、生コンクリート等の泥状の材料や、建設材料、合成樹脂、食品等の粉体や、粒子状の材料や、石油等の液体や、天然ガス等の気体を搬送するのに使用されるパイプライン等である。
【００４０】
≪管内移動装置の構成≫
図１に示すように、管内移動装置１は、配管８（図３参照）内の管路８１（図３参照）を前後方向に移動させながら配管８内の検査と補修等を行うための走行用ロボット（自走台車）である。管内移動装置１は、回転自在な車輪３と、この車輪３を備えた車輪架台２と、この車輪架台２が回動自在に連結された本体架台４と、管内移動装置１を走行させるための駆動輪５と、この駆動輪５を回転させる原動力を発生させるモータＭと、モータＭの回転を駆動輪５に伝達する駆動機構９と、駆動輪５が配置された駆動架台６と、駆動輪５の位置を調整するための調整機構７と、配管８内を検査する検査装置（図示省略）と、配管８の内壁８ａを補修する補修装置（図示省略）と、モータＭ等を駆動させるための電源（図示省略）と、この電源等を制御する制御装置（図示省略）と、を備えている。
【００４１】
≪車輪の構成≫
図２に示すように、車輪３は、車輪架台２に対して回転自在に配置された回転体であり、例えば、車輪架台２の前後左右に回転自在に配置された４つのローラからなる。各車輪３は、中心部に設置された車軸３１に回転自在に軸支されて、管内移動装置１が移動すると配管８（図３参照）の内壁８ａと摩擦で転動するように、その内壁８ａに当接する状態に配置される。
車軸３１は、基端部が、車輪架台２の下面の前後左右に固定された軸支部材２２にそれぞれ固定され、各先端部が、各車輪３の中央部に設けられた軸受部（図示省略）に回転自在に軸支されている。
【００４２】
≪車輪架台の構成≫
図２に示すように、車輪架台２は、複数（例えば、４つ）の車輪３の車軸３１が配置された略厚板状の車輪用基台であり、例えば、車輪架台２の左右前後の外側に車輪３がそれぞれ配置されている。車輪架台２は、車輪架台本体２１と、この車輪架台本体２１の下面の左右前後に固定された軸支部材２２と、車輪架台本体２１の中央部に設置されたスラストブッシュ２３と、軸支部材２２及びスラストブッシュ２３を車輪架台本体２１に固定するための固定具２４と、を備えている。この車輪架台２は、本体架台４の下部中央部に回動可能に配置されている。
【００４３】
車輪架台本体２１は、平らな矩形をした厚板部材からなり、中央部にスラストブッシュ２３を挿入するための縦孔（図示省略）が板厚方向に向けて穿設されている。
軸支部材２２は、車輪架台本体２１の下面の左右前後から下側に向けて突出した状態に固定された厚板状の部材からなり、車軸３１を軸支するための軸孔が穿設されている。
スラストブッシュ２３は、車輪架台本体２１の中央部に穿設された縦孔（図示省略）に挿入される筒部２３ａと、この筒部２３ａの上端部に形成されたフランジ部２３ｂと、からなる。筒部２３ａ内には、結合ピン４１（図１参照）のねじ部４１ｂが挿通される。フランジ部２３ｂは、車輪架台本体２１の盤面に固定具２４によって固定される部位であり、鍔状に形成されている。
固定具２４は、例えば、ねじ部材、あるいは、ボルト・ナット等からなる。
【００４４】
≪本体架台の構成≫
図１に示すように、本体架台４は、管内移動装置１の本体フレームを構成する部材であり、例えば、前後方向に長い略帯状の平らな厚板部材からなる。この本体架台４には、結合ピン４１が挿入される貫通孔４ｃと、前端部４ａ及び後端部４ｂ上に載設された調整機構７のシリンダ７１と、が設けられている。
【００４５】
貫通孔４ｃは、結合ピン４１の頭部４１ａが没入する段差部（図示省略）を有する孔からなり、本体架台４の中央部に穿設されている。
結合ピン４１（連結具）は、本体架台４に対して、車輪架台２を回動自在に連結するための連結ピンであり、頭部４１ａと、ナット４２が螺合されるねじ部４１ｂと、が形成された段付きボルトからなる。なお、車輪架台２は、この結合ピン４１を中心として水平方向（矢印Ａ，Ｂ方向）に回動する。
【００４６】
≪調整機構の構成≫
図１に示すように、調整機構７は、本体架台４とこの本体架台４に相対して配置された駆動架台６との間隔Ｌ１を広げる方向に常に付勢して、車輪３と駆動輪５とを配管８の内壁８ａに押し当てる装置である。この調整機構７は、例えば、本体架台４の前端部４ａ及び後端部４ｂに設置されて同時に作動する一対の装置からなる。調整機構７は、本体架台４と駆動架台６との間に介在させて、本体架台４と駆動架台６との間隔Ｌ１を調整することによって、車輪３と駆動輪５とを配管８の内壁８ａにそれぞれ押し当てる押付力、及び、車輪３と駆動輪５との間隔Ｌ２（図３参照）も調整することができる。
【００４７】
調整機構７は、駆動架台６を本体架台４に対して上下方向に進退移動させるなどして、前記間隔Ｌ１，Ｌ２（図３参照）を調整できるものであればよく、その構造は特に限定されない。つまり、調整機構７は、例えば、流体圧シリンダ機構や、ねじ棒と雌ねじ部材と電動モータを利用したねじ機構や、ラックとピニオンと電動モータを利用したラックアンドピニオン機構等によって、シリンダロッド７２を進退させてよい。以下、調整機構７は、空気圧シリンダからなる場合を例に挙げて説明する。
【００４８】
図１に示すように、調整機構７は、基端部が本体架台４の前後端部上に固定されたシリンダ７１と、先端部が駆動架台６に固定されて、シリンダ７１によって進退するシリンダロッド７２と、シリンダロッド７２を駆動させるための不図示のエア供給源と、このエア供給源を制御する制御装置（図示省略）と、を備えた一対の空気圧シリンダからなる。
【００４９】
シリンダ７１は、本体架台４等に載設されたエア供給源（図示省略）から供給された圧縮空気によってシリンダロッド７２を上昇あるいは下降（進退）する。
シリンダロッド７２は、基端部がシリンダ７１に内設され、先端部側が前後に配置されたブラケット６２にそれぞれ固定されている。
不図示のエア供給源は、シリンダ７１内に圧縮空気を供給してシリンダロッド７２を上昇及び下降させる装置であり、例えば、空気圧縮機やモータポンプや電磁ポンプ等からなる。エア供給源は、調整機構７に内設するか、本体架台４に載設するか、あるいは、圧縮空気供給用のチューブを介して配管８の外部に配置されている。このエア供給源は、後記する制御装置（図示省略）によって制御される。
【００５０】
≪駆動輪の構成≫
駆動輪５は、モータＭの回転を駆動機構９を介して伝達させて駆動輪５を回転駆動させることによって、管内移動装置１を走行させる走行源であり、１つの電動車輪からなる。駆動輪５は、駆動架台６の中央部外側（上部中央）に回転自在に配置された駆動軸５１と、この駆動軸５１に軸着された従動車５２と、が前記モータＭによって一体に回転するようになっている。駆動輪５は、常時、配管８の内壁８ａに、調整機構７の空気圧によって弾性的に押し付けられた状態に配置されている。
【００５１】
図１に示すように、駆動軸５１は、駆動輪５の中央部に挿通した状態に固定された回転軸であって、駆動輪５を支える回転伝達軸である。この駆動軸５１は、その両端部が駆動架台本体６１の左右端部に載設された一対の軸受部材６４によって回転自在に軸支されて、左右方向に向けて配置されている。
従動車５２は、駆動軸５１の左端部に軸合されて、駆動架台６の中央部の軸受部材６４の外側に配置されている。従動車５２は、例えば、タイミングベルトからなるベルト９１の歯形部が噛合する歯形部を有するスプロケットからなる。
【００５２】
≪モータの構成≫
モータＭは、駆動輪５を回転させるための駆動源であり、駆動架台本体６１の下面中央部にモータ軸Ｍａを左右方向に向けて配置されている。モータＭは、このモータＭに設けられたモータ軸Ｍａと、モータ軸Ｍａに軸着された原動車Ｍｂと、モータ軸Ｍａを回転自在に軸支したモータケースＭｃと、を有している。
モータ軸Ｍａは、前記駆動軸５１に対して平行に配置されている。
原動車Ｍｂは、前記従動車５２と同様に、ベルト９１が巻き掛けられてベルト９１の歯形部が噛合する歯形部を有するスプロケットからなる。
モータケースＭｃは、左右端部が、駆動架台本体６１の下面から垂下した一対のモータ保持板６５によって保持されている。
【００５３】
≪駆動機構の構成≫
駆動機構９は、モータＭの回転を駆動輪５に伝達して回転駆動させるための伝達装置であり、原動車Ｍｂと従動車５２とに巻き掛けられた無端のベルト９１を備えている。
ベルト９１は、原動車Ｍｂの回転を従動車５２へ伝達できるものであればよく、チェーンであっても構わない。
【００５４】
≪駆動架台の構成≫
図１に示すように、駆動架台６は、駆動輪５及びモータＭを支持し、調整機構７によって上昇及び下降（進退）する板状部材であり、前後端部がシリンダロッド７２で水平に保持されている。駆動架台６は、モータＭが配置された駆動架台本体６１と、一対の調整機構７のシリンダロッド７２の上端部（先端部）に設置された一対のブラケット６２と、駆動架台本体６１と一対のブラケット６２との間にそれぞれ介在させてブラケット６２に対する駆動架台本体６１の高さを調節するための一対の調整板６３と、前記軸受部材６４と、前記モータ保持板６５と、を備えてなる。
【００５５】
駆動架台本体６１は、モータＭ及び駆動輪５が設置されるベース状の厚板部材である。
ブラケット６２は、駆動架台本体６１の前後に配置されて、シリンダロッド７２によって常に押圧されている厚板部材である。
調整板６３は、駆動架台本体６１とブラケット６２との間隔Ｔを調整するための板部材である。この調整板６３は、厚さの相違する板部材や、複数の板部材を駆動架台本体６１とブラケット６２との間に介在させることによって、間隔Ｔを調整する。
軸受部材６４は、駆動軸５１を駆動輪５の両側から軸支する一対の厚板状の部材であり、互いに駆動輪５を介して平行に対向して駆動架台本体６１に載設されている。
モータ保持板６５は、モータＭのモータ軸Ｍａの両端側から挟持するようにして保持する一対の板部材からなる。
【００５６】
≪検査装置及び補修装置の構成≫
不図示の検査装置は、図３に示す配管８の内壁８ａを検査する装置であって、例えば、撮像カメラ装置や、赤外線カメラ装置や、配管８の内径Ｄや、寸法を計測する計測装置等からなる。この検査装置は、駆動架台６または本体架台４に載設されている。
不図示の補修装置は、腐食したり、損傷を受けたりした配管８の内壁８ａを補修する装置であり、例えば、溶接ロボットや、塗装ロボットや、ロボットアーム等からなる。この補修装置は、駆動架台６または本体架台４に載設されている。
【００５７】
≪電源の構成≫
不図示の電源は、モータＭや検査装置や補修装置や制御装置や調整機構７等を駆動させるための装置であり、バッテリあるいは発電機からなる。電源は、管内移動装置１に搭載されるか、あるいは、電線を介して配管８の外部に配置されている。
【００５８】
≪制御装置の構成≫
不図示の制御装置は、モータＭ、調整機構７、検査装置及び補修装置を制御する装置であり、管内移動装置１に搭載されて、配管８の外部に配置された遠隔コントローラ（図示省略）によって遠隔操作されるようになっている。この場合、制御装置と遠隔コントローラ（リモコン）との間は、電線によって接続するか、または、無線によって制御信号が送受信されるようになっている。なお、遠隔コントローラには、モータＭ、調整機構７、検査装置及び補修装置を遠隔操作する装置と、カメラ等からなる検査装置で撮像した映像を映し出すモニタが備えられている。
【００５９】
≪作用≫
次に、図１〜図４を参照しながら、管内移動装置１の作用を説明する。
図３に示すように、管内移動装置１を配管８内の管路８１を走行させる場合は、まず、管内移動装置１を配管８内に配置する。次に、作業者は、不図示の遠隔コントローラを操作して、制御装置（図示省略）を作動させて調整機構７を駆動させる。そして、調整機構７の左右のシリンダ７１内に圧縮空気を送り込んでシリンダロッド７２を上昇させて、駆動架台６及び駆動輪５を上昇させ、駆動輪５を配管８の内壁８ａに常に押し当てる。
【００６０】
シリンダロッド７２が延びることにより、シリンダ７１が固定された本体架台４と、シリンダロッド７２が固定された駆動架台６との間隔Ｌ１（図１参照）が広がり、車輪３と駆動輪５との間隔Ｌ２も広がる。
このように、調整機構７のシリンダロッド７２は、空気圧によってシリンダ７１から突出すると、配管８の内径Ｄの大きさに応じて進退し、前記空気圧に比例した押付力で、車輪３及び駆動輪５を弾性的に配管８の内壁８ａに押し当てる。
【００６１】
このため、管内移動装置１は、配管８が垂直配置されている場合や、配管８が傾斜配置されている場合であっても、車輪３と駆動輪５とがそれぞれ配管８の内壁８ａに押し付けられるので、車輪３及び駆動輪５の外周面と、配管８の内壁８ａとの摩擦で、滑り落ちることなく配管８内に支持される。
【００６２】
例えば、モータＭを正転させれば、モータＭの回転が、モータ軸Ｍａから原動車Ｍｂ、ベルト９１、従動車５２、駆動軸５１へと伝達されて、駆動輪５が配管８の内壁８ａに当接した状態で回転し、駆動輪５の外周面と配管８の内壁８ａとの間の摩擦力によって推進力が発生して管内移動装置１が前進する。そして、モータＭを反転させれば、前進とは駆動輪５等が反対方向へ回転して、管内移動装置１が後退する。
【００６３】
図３に示すように、配管８の内径Ｄの大きさが、場所によって変化するレデューサー等の管路８１内を管内移動装置１が移動する場合、例えば、その配管８の内径Ｄが長さＤ１分だけ小さくなる方向（前側）へ移動すると、駆動輪５と、駆動輪５と一体に径方向に移動する駆動架台６及びシリンダロッド７２とが、長さＤ１分だけ配管８の中心方向へ移動して、シリンダロッド７２が高さＨ分だけ押し込まれて変動する。
【００６４】
また、管内移動装置１が、例えば、配管８の内径Ｄが長さＤ２分だけ大きくなる方向（後側）へ移動すると、駆動輪５、駆動架台６及びシリンダロッド７２とが、長さＤ２分だけ径外方向へ移動して、シリンダロッド７２が高さＨ分だけ圧縮空気によって押し上げられて変動する。
【００６５】
したがって、管内移動装置１は、配管８の内径Ｄの大きさが変化する管路８１であっても、車輪３と駆動輪５との間隔Ｌ２が変動して配管８の内径Ｄの変化に対応するため、スムーズに移動させることが可能である。
【００６６】
なお、配管８の内径Ｄが調整機構７の調整可能範囲を越えて変化する場合、例えば、前記した長さＤ１の長さ分よりもさらに縮径して小さい場合には、図１に示す調整板着脱ねじ部材６６を取り外して、駆動架台本体６１と左右のブラケット６２との間に配置された調整板６３を厚さの大きい板材に変更するか、あるいは、調整板６３を複数枚介在させることによって、調整機構７の調整可能範囲内におさめることができる。このようにして、調整板６３の厚さをさらに厚くすると、駆動架台本体６１、モータＭ、駆動機構９及び駆動輪５の位置が、その変更した厚さ分だけ、下側（本体架台４側）へ移動するため、本体架台４と駆動架台６の間隔Ｌ１、及び車輪３と駆動輪５との間隔Ｌ２（図３参照）を小さく調整することができる。
【００６７】
また、配管８と配管８との繋ぎ目や、溶接等によって内壁８ａ面に凹凸が形成された箇所を管内移動装置１が走行する場合は、走行中に、車輪３，３あるいは駆動輪５がその凹凸に当接すると、管内移動装置１が急激に小さく上下方向に変動する。この変動や、変動したときの衝撃は、シリンダ７１が空気圧シリンダから構成されていることによって、空気の圧縮性により吸収して緩和させることができる。
【００６８】
なお、その場合は、例えば、エアタンクあるいはコンプレッサのエア供給口に圧力調整弁を設置して、この圧力調整弁を介してシリンダ７１にエアが供給されるようにしてもよい。このようにすることによって、ゆっくりした変動や急激な変動があったとしても、シリンダ７１の動きをその変動（変化）に対応させて適宜に調整させることが可能になる。
【００６９】
また、図４に示すように、管内移動装置１は、調整機構７のシリンダロッド７２のシリンダ７１から飛び出ている長さと、調整板６３の厚さとを適宜に調整することによって、配管８の内径Ｄの大きさに合わせて駆動輪５の位置を径方向に伸縮させて、車輪３及び駆動輪５を配管８の内壁８ａに押し当てることができる。
【００７０】
このとき、管内移動装置１は、側面視して上下中央部に配置した駆動輪５と一対の車輪３とで配管８の内壁８ａに三点支持されて安定した状態に支持されている。このため、管内移動装置１は、図４に示すような直角に曲がった曲率の小さいエルボ８２内や、カーブ状に曲がった配管８内や、管内移動装置１が天地の方向が逆になって逆様の状態で管路８１を移動するときであっても、駆動輪５及び車輪３の外周面が、常に内壁８ａに押し当てられた状態になるので、モータＭを回転させれば、モータＭに連動する駆動輪５によって、管路８１内を自由に走行させることができる。
【００７１】
また、図１及び図２に示すように、車輪３を備えた車輪架台２は、結合ピン４１を中心として、左右の水平方向（矢印Ａ及びＢ方向）に回動自在に設置されているので、配管８内の管路８１が水平方向にカーブしている場合であっても、車輪３の側面が内壁８ａに押し付けられて、その管路８１の形状に応じて自然に車輪３の向きが走行方向を向くため、スムーズに走行することができる。
【００７２】
［変形例］
なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内で種々の改造および変更が可能であり、本発明はこれら改造および変更された発明にも及ぶことは勿論である。
次に、図５〜図９を参照しながら前記実施形態の変形例を説明する。なお、既に説明した構成は同じ符号を付してその説明を省略する。
【００７３】
前記実施形態では、管内移動装置１の本体架台４の下に、１つの車輪架台２を配置した場合を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではない。
例えば、図５に示すように、管内移動装置１Ａは、本体架台４Ａの下部の前端部４Ａａ及び後端部４Ａｂに、４つの車輪３を備えた車輪架台２Ａ，２Ｂの２つのユニットを回動自在に軸支してもよい。
【００７４】
このように、管内移動装置１Ａは、自由に回転する２つの車輪架台２Ａ，２Ｂを備えたことによって、図６に示すように、エルボ８２からなる配管８内の管路８１を走行するときに、曲がったエルボ８２の内壁８ａに車輪３の側面が当接することにより、２つの車輪架台２Ａ，２Ｂの向きが、それぞれ走行する管路８１の走行方向を向いて、「く」の字状に曲がった状態になる。このため、管内移動装置１Ａは、たとえ、管内移動装置１Ａの前後方向の全体の長さが長くなったとしても、エルボ８２のように略直角に曲がった管路８１内を、スムーズに移動できるようになる。
【００７５】
前後に２つの車輪架台２Ａ，２Ｂを備えた管内移動装置１Ａの場合は、前後方向の長さが長くなるため、図７及び図８に示すように、上下方向に曲率の小さいエルボ状に曲がった管路８１を移動するときに、側面視して、４つある車輪３の中央部側の２つの車輪３、または、前後側の２つの車輪３のみが内壁８ａに当接するようになる。
このような管内移動装置１Ａの場合は、全体の高さＬ２（図９参照）が低いことが望ましい。
なお、管内移動装置１Ａは、パイプライン等からなる配管８に使用する場合、密度の高い物体を輸送するため、配管８の曲率が大きく、問題になることはない。
【００７６】
図９に示すように、２つの車輪架台２Ａ，２Ｂを備えた管内移動装置１Ａは、配管８の内径Ｄが大きく変化する場合であっても、前記実施形態と同様に調整機構７によって、車輪３と駆動輪５との間隔Ｌ２が、配管８の内径Ｄの大きさに応じて調整可能である。この場合、管内移動装置１Ａは、前記実施形態の管内移動装置１と比較して、前後方向の長さＬ３が、車輪３が本体架台４Ａの前端部４Ａａ及び後端部４Ａｂからはみ出した分（Ｌ４，Ｌ４）だけ長くなっているため、前後の車輪３間のその長さＬ３が長くなった分だけ、走行性が安定化する。
なお、その長さＬ３に合わせて本体架台４Ａ及び駆動架台６の前後方向の長さを長くすれば、種々の検査装置（図示省略）や補修装置（図示省略）を積載する設置スペースをさらに拡大させることができる。
【００７７】
［その他の変形例］
なお、前記調整機構７は、シリンダロッド７２が圧縮空気によって上昇及び下降するエアシリンダからなる場合を説明したが、これに限定されるものではない。
つまり、調整機構７は、シリンダロッド７２を本体架台４に対して伸縮させて、常に駆動架台６及び駆動輪５を離間させる方向に付勢させて、駆動輪５及び車輪３を配管８の内壁８ａに押圧させるものであればよい。
例えば、調整機構７は、シリンダ７１内に高圧のガスを封入し、略一定なばね力でピストンロッドを弾出させて駆動架台６を押圧することによって、駆動輪５を配管８の内壁８ａに押圧させるガススプリングであっても構わない。
【００７８】
あるいは、調整機構７は、油圧等の流体圧を利用してシリンダロッド７２を進退させることによって駆動架台６を移動させる流体圧シリンダ機構であってもよい。
また、調整機構７は、シリンダロッド７２に替えて、電動機で回転するねじ棒部材を設け、そのねじ棒部材の雄ねじ部に螺合する雌ねじ部を駆動架台６のブラケット６２に形成して、ねじ棒部材を回転させることによって駆動架台６を上昇及び下降させるねじ機構を利用したものでもよい。
【００７９】
また、調整機構７は、シリンダロッド７２に替えて、先端にブラケット６２を固定したラックを設け、そのラックを電動機で回転したピニオンによって進退させることにより、駆動架台６を上昇及び下降させるラックアンドピニオン機構等からなるものであっても構わない。
さらに、調整機構７は、シリンダロッド７２（プランジャ）を電磁力で進退させる電磁ソレノイドであっても構わない。
【００８０】
なお、前記流体圧シリンダ機構や、ねじ機構や、ラックアンドピニオン機構等の場合は、駆動するときに、瞬時に動力が駆動部に伝達されるので、そのときの急激な変動や衝撃力に対応するために、その変動がゆっくりとなるように、力センサー等によってシリンダロッド７２の動きが柔軟になるように制御することが好ましい。
【符号の説明】
【００８１】
１，１Ａ 管内移動装置
２，２Ａ，２Ｂ 車輪架台
３ 車輪
４，４Ａ 本体架台
４ａ，４Ａａ 前端部
４ｂ，４Ａｂ 後端部
５ 駆動輪
６ 駆動架台
７ 調整機構
８ 配管
８ａ 内壁
４１ 結合ピン（連結具）
５１ 駆動軸
５２ 従動車
６１ 駆動架台本体
６２ ブラケット
６３ 調整板
７１ シリンダ
７２ シリンダロッド
８１ 管路
Ｂ ベルト
Ｌ１ 本体架台と駆動架台との間隔
Ｌ２ 車輪と駆動輪との間隔
Ｍ モータ
Ｍａ モータ軸
Ｍｂ 原動車
Ｔ 駆動架台本体とブラケットとの間隔
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配管内を移動する管内移動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、港湾において、船舶で海上輸送した建設資材のコンクリート等を陸上の目的場所まで搬送する場合には、配管（パイプライン）を使用して搬送する方法が多く利用されている。その配管は、搬送するコンクリートによって内壁が腐食したり、コンクリートに含まれる砂や砂利によって内壁が損傷を受けたりする。その腐食や損傷を放置すると、管壁に穴があき、その穴からコンクリートが外部に漏れる事態へと進行する。
【０００３】
この問題点を解消するためには、定期的に配管内の浸食具合を検査し、その浸食程度に応じて配管を補修する必要がある。現在、配管内壁の浸食検査は、検査者の経験により、浸食を受けていると推定される箇所を切断して浸食状況を確認し、その結果、配管の内壁に不良箇所が見つからなければ溶接によって切断した箇所を補修して復元している。
【０００４】
このように、配管を切断したり、溶接して復元したりして配管内検査を実施する方法では、切断作業や溶接作業等の作業工数が加わり、作業効率の低下を招いていた。
そこで、従来、いきなり故障と思われる箇所を切断することなく、配管内を移動しながら配管内を検査したり、計測したりすることを可能にした管内移動装置が提案されている（例えば、特許文献１〜３参照）。
【０００５】
特許文献１に記載の管内移動装置（配管内作業ロボット）は、大型の配管内を走行しながら配管の内壁面の補修塗装や欠陥検出や位置計測等を行う作業ロボットであり、作業用アームを有する走行台車と、塗料タンクを積載した作業台車と、を連結してなる。
【０００６】
特許文献２に記載の管内移動装置（管内移動体）は、エアタンクとゴム車輪とによりマンホール内の水面に浮上して、先端にゴム車輪を設けた開閉脚が伸縮エアシリンダの駆動で開閉することと、水流とによって移動するようになっている。
【０００７】
特許文献３に記載の管内移動装置（配管内移動機構）は、車輪を回転させるモータを内設した２つの構造物間に、２つの構造物を互いに離反させる板ばねを設けて、車輪を配管の内壁面に圧接させながら配管内を移動させる装置である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平５−６８９１７号公報（図１）
【特許文献２】特開平７−１１２１６９号公報（図１）
【特許文献３】特開平９−１１８９０号公報（図１及び請求項１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
前記特許文献１〜３に記載されたような管内移動装置が移動する配管には、水平な管路、垂直な管路、直角に曲がったエルボの管路、内径が段差状に変化するレデューサー等の種々の形状の管路があるため、管内移動装置は、あらゆる形状の管路に対応して自由に移動可能であることが望まれている。
【００１０】
しかし、特許文献１に記載の管内移動装置は、任意の配管径の位置に対して設定可能としているものの、塗装用スプレイノズルやブラスト装置を備えた作業アームを搭載して走行する走行台車と、燃料タンクを搭載した作業台車と、を連結してなる大型の作業ロボットである。このため、特許文献１の管内移動装置が移動する配管は、コンクリート移送用配管と比較してより内径の大きい配管が対象になる。
【００１１】
このような大型の配管内作業ロボットは、全体の重量が重いため、水平に配置された大径の配管内の下側内壁上を走行車輪が転動して走行する場合にしか利用することができず、配管内で作業ロボットの上下方向の向きが反転するような場所では使用できない。
つまり、配管内作業ロボットは、走行車輪側が上側になった場合、作業アームや加圧ローラ等によって走行台車及び作業台車を支えることが可能な強度を有していないため、上下の向きを逆様にして使用するような情況は考慮されていない。
【００１２】
また、特許文献２に記載の管内移動装置は、先端にゴム車輪を設けた開閉脚が、伸縮エアシリンダの駆動で開閉して移動するため、移動速度が遅く、作業効率は高くない。
【００１３】
また、特許文献３に記載の管内移動装置は、車輪を備えた複数の構造体の間に、その複数の構造物を互いに離反する方向に付勢させる板ばねを設けて、板ばねのばね力によって車輪を配管の内壁に押し付けながら回転させて、管路内を走行する。
しかしながら、その管内移動装置は、板ばねの弾性変形を利用して複数の構造物を互いに離反させているので、板ばねの変形量が小さく、離反させることが可能な距離も僅かであるため、２インチ以下の小口径配管が対象になっている。
【００１４】
このような板ばねによって車輪を配管の内壁に押し付ける管内移動装置は、車輪の伸縮が僅かであるので、レデューサー等の内径が大きく変わる管路に対しては管内移動装置を走行させるのに必要な押付力は確保し難く、配管の内径が大きく変化する管路では走行させることが困難であった。
【００１５】
そこで、本発明は、前記実情に鑑み創案されたものであり、内径が大きく変化した配管や、湾曲した配管や、エルボ状に直角に曲がった配管等の管路内であっても、スムーズに移動させることが可能な管内移動装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
前記課題を解決するために、請求項１に記載の管内移動装置は、配管内を移動する管内移動装置であって、車輪を備えた車輪架台と、前記車輪架台の上に支持された本体架台と、モータによって回転駆動される駆動輪と、前記本体架台に相対して配置されると共に、前記駆動輪が回転自在に配置された駆動架台と、前記本体架台と前記駆動架台との間に介在させて、前記本体架台と前記駆動架台との間隔を調整する調整機構と、を備えており、前記調整機構は、前記管内移動装置が配管内を走行する際に、前記配管の内径の大きさに合わせて前記本体架台と前記駆動架台との間隔を広げる方向に常に付勢して、前記車輪と前記駆動輪とを前記配管の内壁に押し当てることを特徴とする。
【００１７】
かかる構成によれば、管内移動装置は、内径の大きさが変化する配管内を移動する場合に、調整機構が常に本体架台と駆動架台とを離間させる方向に付勢しているので、車輪架台を備えた本体架台と駆動輪を備えた駆動架台との間隔が自動的に調整されて、車輪及び駆動輪の外周面を配管の内壁にそれぞれ適切な押付力で押し当て、モータが回転すると、駆動輪の外周面と配管の内壁との間の摩擦力によって推進力が発生し、配管内を走行移動することができる。
【００１８】
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、前記調整機構は、前記本体架台または前記駆動架台の一方に基端部が固定されたシリンダと、前記本体架台または前記駆動架台の他方に先端部が固定され、前記シリンダによって進退するシリンダロッドと、を備えていることを特徴とする。
【００１９】
かかる構成によれば、管内移動装置は、調整機構のシリンダロッドが、シリンダによって駆動して進退すると、車輪が配置された本体架台と、駆動輪が配置された駆動架台との間隔を自動的に調整できるので、車輪及び駆動輪を配管の内壁に適度な押付力で押し当てることができる。このため、駆動輪が転動すれば、管内移動装置は、管路内を移動する。
【００２０】
請求項３に記載の管内移動装置は、請求項１または請求項２に記載の管内移動装置であって、前記車輪架台は、前記本体架台に対して連結具によって水平方向に回動自在に連結されていることを特徴とする。
【００２１】
かかる構成によれば、管内移動装置は、車輪架台が本体架台に対して回動自在に連結されていることによって、カーブしている管路を走行する際に、車輪の側面が配管の内壁に当接してその内壁に押し付けられると、車輪架台が車輪と共に連結具を中心として本体架台に対して水平に回動するため、車輪の向きを管路のカーブに応じて自動的に方向変換させることができる。
【００２２】
請求項４に記載の管内移動装置は、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の管内移動装置であって、前記車輪架台は、前記本体架台の下部中央部に水平方向に回動自在に配置されると共に、前記車輪架台の前後左右に前記車輪が回転自在に配置されていることを特徴とする。
【００２３】
かかる構成によれば、車輪架台は、この車輪架台の前後左右に配置された４つの車輪によって安定した状態に支持されている。その本体架台は、下部中央部に車輪架台が回動自在に配置されていることによって、走行中に、車輪の側面がカーブしている配管の壁面に押し当ると、配管の内壁面にガイドされて車輪架台を配管が曲がっている方向に回動させて、車輪架台と共に回動して車輪の向きが変わる。このため、管内移動装置は、移動する方向を管路の曲がり具合に合わせて自由に方向変換することができるので、曲がっている管路であっても、スムーズに移動することが可能となる。
【００２４】
請求項５に記載の管内移動装置は、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の管内移動装置であって、前記車輪架台は、前記本体架台の下部の前端部及び後端部にそれぞれ回動自在に配置されると共に、前記車輪架台の前後左右に前記車輪が回転自在に配置されていることを特徴とする。
【００２５】
かかる構成によれば、車輪架台は、前後左右に車輪が配置されていることによって、４つの車輪により安定した状態に支持されている。また、本体架台は、その車輪架台が下部の前端部及び後端部にそれぞれ配置された２台によって、合計８つの車輪が配管の内壁に押し付けられて管内移動装置を配管に対してガタツキなく支持するため、管内移動装置の移動を安定化させることができる。その２台の車輪架台は、それぞれ本体架台に回動自在に配置されているので、管内移動装置がカーブした管路を走行する際には前後の車輪架台の向きが自由に方向変換できるため、曲がっている管路であっても、スムーズに移動することができる。
【００２６】
請求項６に記載の管内移動装置は、請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の管内移動装置であって、前記駆動輪には、前記駆動架台に回転自在に配置され前記駆動輪が軸着された駆動軸と、前記駆動軸に軸着された従動車と、前記モータのモータ軸に軸着された原動車と、が設けられ、前記従動車と前記原動車とは、ベルトまたはチェーンからなる駆動機構によって回転が伝達されることを特徴とする。
【００２７】
かかる構成によれば、管内移動装置は、駆動輪が、駆動架台の中央部外側に配置されていることによって、その駆動輪が１つであっても、モータが回転すれば、駆動輪が配管の内壁面に当接しながら転動して管内移動装置が移動する。
【００２８】
請求項７に記載の管内移動装置は、請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の管内移動装置であって、前記駆動架台は、前記モータが配置された駆動架台本体と、前記本体架台の前端部及び後端部に載設された一対の前記調整機構のシリンダロッドの先端部に設置された一対のブラケットと、前記駆動架台本体と前記一対のブラケットとの間に介在されて、前記駆動架台本体と前記ブラケットとの間隔を調整する調整板と、備えていることを特徴とする。
【００２９】
かかる構成によれば、管内移動装置は、駆動架台本体と一対のブラケットとの間に、高さを調整する調整板がそれぞれ介在されていることによって、調整板の厚さ分だけ駆動架台本体及び駆動輪の位置を厚さ方向に調整することができる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明の請求項１に係る管内移動装置によれば、内径の大きさが変化するレデューサー等の配管内を移動する場合、車輪と駆動輪との間隔制御が調整機構の駆動によって調整できることにより、車輪と駆動輪とを配管の内壁に常に適切な押付力を作用させることができる。このため、管内移動装置は、駆動輪を転動させれば、配管の内径が大きく変化する管路内であっても、管内移動装置を移動することができる。
【００３１】
本発明の請求項２に係る管内移動装置によれば、管内移動装置は、調整機構によって本体架台と駆動架台との間隔を調整することにより、車輪と駆動輪との間隔も調整して、車輪及び駆動輪を配管の内壁に適度な押付力を加えることができる。このため、管内移動装置は、配管の内径が変化する管路内や、垂直に配置された管路や、傾斜した管路であっても、常時、車輪及び駆動輪を配管の内壁に圧接させてスムーズに走行移動することができる。
【００３２】
本発明の請求項３に係る管内移動装置によれば、管内移動装置は、カーブしている管路を走行する際に、車輪の側面が配管の内壁に当接して内壁に押し付けられると、車輪架台が車輪と共に回動して、車輪の向きを管路のカーブに合わせて自動的に方向変換させて進行させることができる。このため、管内移動装置は、曲がった配管の管路や、直角に曲がったエルボ状の管路であっても、配管の曲がり状況に応じて車輪の向きを自動変換させてスムーズに移動することができる。
【００３３】
本発明の請求項４に係る管内移動装置によれば、管内移動装置の本体架台は、前後左右に車輪を配置した車輪架台が、下部中央部に回動自在に配置されていることによって、車輪の側面が曲がっている配管の内壁に押し当ると、車輪が車輪架台と共に回動して車輪の向きが変わる。このため、管内移動装置は、曲がっている管路であっても、管路の曲がっている方向に車輪の向きが自動的に変わるので、スムーズに移動することができる。
【００３４】
本発明の請求項５に係る管内移動装置によれば、管内移動装置は、本体架台の前端部及び後端部の下部に、前後左右に４つの車輪を備えた車輪架台がそれぞれ配置されていることによって、管内移動装置を安定した状態に保って移動することができる。
【００３５】
本発明の請求項６に係る管内移動装置によれば、管内移動装置は、駆動輪が駆動架台の中央部外側に配置されていることによって、その駆動輪が１つであっても、安定した状態で移動することができる。
【００３６】
本発明の請求項７に係る管内移動装置によれば、管内移動装置は、駆動架台本体とブラケットとの間隔を調整板で調整することによって、調整板の厚さ分だけ駆動架台本体及び駆動輪の位置を厚さ方向に調整して、駆動輪の外周面を適宜な押付力で配管の内壁に押し当てることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施形態に係る管内移動装置を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施形態に係る管内移動装置の車輪架台の拡大斜視図である。
【図３】本発明の実施形態に係る管内移動装置を示す概略図であり、内径が変化する管路内を移動するときの状態を示す。
【図４】本発明の実施形態に係る管内移動装置がエルボ内を移動するときの状態を示す概略図である。
【図５】本発明の実施形態に係る管内移動装置の変形例を示す斜視図である。
【図６】本発明の実施形態に係る管内移動装置の変形例を示す概略図であり、曲がった配管内を移動するときの状態を示す。
【図７】本発明の実施形態に係る管内移動装置の変形例を示す概略図であり、エルボ内を移動するときの状態を示す。
【図８】本発明の実施形態に係る管内移動装置の変形例を示す概略図であり、エルボ内を逆様の状態で移動するときの状態を示す。
【図９】本発明の実施形態に係る管内移動装置の変形例を示す概略図であり、配管の内径が変化する場所を移動するときの状態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
次に、図１〜図４を参照して本発明の実施形態に係る管内移動装置１を説明する。
なお、本実施形態において、管内移動装置１は、配管８を取り付ける場所や、配管８の設置状態によってその向きが変化する。このため、前後左右上下の方向は、任意であるが、便宜上、図１及び図２に示す図面の左側を「前」、右側を「後」、前側を「左」、後側を「右」、下側を「下」、上側を「上」として説明する。
管内移動装置１を説明する前に、この管内移動装置１が走行する配管８（図３参照）について説明する。
【００３９】
≪配管の構成≫
図３に示すように、配管８は、管内移動装置１が移動可能な管状部材や筒状部材やトンネル状の管路８１を有するものであればよく、その使用目的等は特に限定されない。この配管８は、内壁８ａの状態を検査したり、計測したり、内壁８ａを補修したりする必要性のあるものが対象である。配管８は、例えば、生コンクリート等の泥状の材料や、建設材料、合成樹脂、食品等の粉体や、粒子状の材料や、石油等の液体や、天然ガス等の気体を搬送するのに使用されるパイプライン等である。
【００４０】
≪管内移動装置の構成≫
図１に示すように、管内移動装置１は、配管８（図３参照）内の管路８１（図３参照）を前後方向に移動させながら配管８内の検査と補修等を行うための走行用ロボット（自走台車）である。管内移動装置１は、回転自在な車輪３と、この車輪３を備えた車輪架台２と、この車輪架台２が回動自在に連結された本体架台４と、管内移動装置１を走行させるための駆動輪５と、この駆動輪５を回転させる原動力を発生させるモータＭと、モータＭの回転を駆動輪５に伝達する駆動機構９と、駆動輪５が配置された駆動架台６と、駆動輪５の位置を調整するための調整機構７と、配管８内を検査する検査装置（図示省略）と、配管８の内壁８ａを補修する補修装置（図示省略）と、モータＭ等を駆動させるための電源（図示省略）と、この電源等を制御する制御装置（図示省略）と、を備えている。
【００４１】
≪車輪の構成≫
図２に示すように、車輪３は、車輪架台２に対して回転自在に配置された回転体であり、例えば、車輪架台２の前後左右に回転自在に配置された４つのローラからなる。各車輪３は、中心部に設置された車軸３１に回転自在に軸支されて、管内移動装置１が移動すると配管８（図３参照）の内壁８ａと摩擦で転動するように、その内壁８ａに当接する状態に配置される。
車軸３１は、基端部が、車輪架台２の下面の前後左右に固定された軸支部材２２にそれぞれ固定され、各先端部が、各車輪３の中央部に設けられた軸受部（図示省略）に回転自在に軸支されている。
【００４２】
≪車輪架台の構成≫
図２に示すように、車輪架台２は、複数（例えば、４つ）の車輪３の車軸３１が配置された略厚板状の車輪用基台であり、例えば、車輪架台２の左右前後の外側に車輪３がそれぞれ配置されている。車輪架台２は、車輪架台本体２１と、この車輪架台本体２１の下面の左右前後に固定された軸支部材２２と、車輪架台本体２１の中央部に設置されたスラストブッシュ２３と、軸支部材２２及びスラストブッシュ２３を車輪架台本体２１に固定するための固定具２４と、を備えている。この車輪架台２は、本体架台４の下部中央部に回動可能に配置されている。
【００４３】
車輪架台本体２１は、平らな矩形をした厚板部材からなり、中央部にスラストブッシュ２３を挿入するための縦孔（図示省略）が板厚方向に向けて穿設されている。
軸支部材２２は、車輪架台本体２１の下面の左右前後から下側に向けて突出した状態に固定された厚板状の部材からなり、車軸３１を軸支するための軸孔が穿設されている。
スラストブッシュ２３は、車輪架台本体２１の中央部に穿設された縦孔（図示省略）に挿入される筒部２３ａと、この筒部２３ａの上端部に形成されたフランジ部２３ｂと、からなる。筒部２３ａ内には、結合ピン４１（図１参照）のねじ部４１ｂが挿通される。フランジ部２３ｂは、車輪架台本体２１の盤面に固定具２４によって固定される部位であり、鍔状に形成されている。
固定具２４は、例えば、ねじ部材、あるいは、ボルト・ナット等からなる。
【００４４】
≪本体架台の構成≫
図１に示すように、本体架台４は、管内移動装置１の本体フレームを構成する部材であり、例えば、前後方向に長い略帯状の平らな厚板部材からなる。この本体架台４には、結合ピン４１が挿入される貫通孔４ｃと、前端部４ａ及び後端部４ｂ上に載設された調整機構７のシリンダ７１と、が設けられている。
【００４５】
貫通孔４ｃは、結合ピン４１の頭部４１ａが没入する段差部（図示省略）を有する孔からなり、本体架台４の中央部に穿設されている。
結合ピン４１（連結具）は、本体架台４に対して、車輪架台２を回動自在に連結するための連結ピンであり、頭部４１ａと、ナット４２が螺合されるねじ部４１ｂと、が形成された段付きボルトからなる。なお、車輪架台２は、この結合ピン４１を中心として水平方向（矢印Ａ，Ｂ方向）に回動する。
【００４６】
≪調整機構の構成≫
図１に示すように、調整機構７は、本体架台４とこの本体架台４に相対して配置された駆動架台６との間隔Ｌ１を広げる方向に常に付勢して、車輪３と駆動輪５とを配管８の内壁８ａに押し当てる装置である。この調整機構７は、例えば、本体架台４の前端部４ａ及び後端部４ｂに設置されて同時に作動する一対の装置からなる。調整機構７は、本体架台４と駆動架台６との間に介在させて、本体架台４と駆動架台６との間隔Ｌ１を調整することによって、車輪３と駆動輪５とを配管８の内壁８ａにそれぞれ押し当てる押付力、及び、車輪３と駆動輪５との間隔Ｌ２（図３参照）も調整することができる。
【００４７】
調整機構７は、駆動架台６を本体架台４に対して上下方向に進退移動させるなどして、前記間隔Ｌ１，Ｌ２（図３参照）を調整できるものであればよく、その構造は特に限定されない。つまり、調整機構７は、例えば、流体圧シリンダ機構や、ねじ棒と雌ねじ部材と電動モータを利用したねじ機構や、ラックとピニオンと電動モータを利用したラックアンドピニオン機構等によって、シリンダロッド７２を進退させてよい。以下、調整機構７は、空気圧シリンダからなる場合を例に挙げて説明する。
【００４８】
図１に示すように、調整機構７は、基端部が本体架台４の前後端部上に固定されたシリンダ７１と、先端部が駆動架台６に固定されて、シリンダ７１によって進退するシリンダロッド７２と、シリンダロッド７２を駆動させるための不図示のエア供給源と、このエア供給源を制御する制御装置（図示省略）と、を備えた一対の空気圧シリンダからなる。
【００４９】
シリンダ７１は、本体架台４等に載設されたエア供給源（図示省略）から供給された圧縮空気によってシリンダロッド７２を上昇あるいは下降（進退）する。
シリンダロッド７２は、基端部がシリンダ７１に内設され、先端部側が前後に配置されたブラケット６２にそれぞれ固定されている。
不図示のエア供給源は、シリンダ７１内に圧縮空気を供給してシリンダロッド７２を上昇及び下降させる装置であり、例えば、空気圧縮機やモータポンプや電磁ポンプ等からなる。エア供給源は、調整機構７に内設するか、本体架台４に載設するか、あるいは、圧縮空気供給用のチューブを介して配管８の外部に配置されている。このエア供給源は、後記する制御装置（図示省略）によって制御される。
【００５０】
≪駆動輪の構成≫
駆動輪５は、モータＭの回転を駆動機構９を介して伝達させて駆動輪５を回転駆動させることによって、管内移動装置１を走行させる走行源であり、１つの電動車輪からなる。駆動輪５は、駆動架台６の中央部外側（上部中央）に回転自在に配置された駆動軸５１と、この駆動軸５１に軸着された従動車５２と、が前記モータＭによって一体に回転するようになっている。駆動輪５は、常時、配管８の内壁８ａに、調整機構７の空気圧によって弾性的に押し付けられた状態に配置されている。
【００５１】
図１に示すように、駆動軸５１は、駆動輪５の中央部に挿通した状態に固定された回転軸であって、駆動輪５を支える回転伝達軸である。この駆動軸５１は、その両端部が駆動架台本体６１の左右端部に載設された一対の軸受部材６４によって回転自在に軸支されて、左右方向に向けて配置されている。
従動車５２は、駆動軸５１の左端部に軸合されて、駆動架台６の中央部の軸受部材６４の外側に配置されている。従動車５２は、例えば、タイミングベルトからなるベルト９１の歯形部が噛合する歯形部を有するスプロケットからなる。
【００５２】
≪モータの構成≫
モータＭは、駆動輪５を回転させるための駆動源であり、駆動架台本体６１の下面中央部にモータ軸Ｍａを左右方向に向けて配置されている。モータＭは、このモータＭに設けられたモータ軸Ｍａと、モータ軸Ｍａに軸着された原動車Ｍｂと、モータ軸Ｍａを回転自在に軸支したモータケースＭｃと、を有している。
モータ軸Ｍａは、前記駆動軸５１に対して平行に配置されている。
原動車Ｍｂは、前記従動車５２と同様に、ベルト９１が巻き掛けられてベルト９１の歯形部が噛合する歯形部を有するスプロケットからなる。
モータケースＭｃは、左右端部が、駆動架台本体６１の下面から垂下した一対のモータ保持板６５によって保持されている。
【００５３】
≪駆動機構の構成≫
駆動機構９は、モータＭの回転を駆動輪５に伝達して回転駆動させるための伝達装置であり、原動車Ｍｂと従動車５２とに巻き掛けられた無端のベルト９１を備えている。
ベルト９１は、原動車Ｍｂの回転を従動車５２へ伝達できるものであればよく、チェーンであっても構わない。
【００５４】
≪駆動架台の構成≫
図１に示すように、駆動架台６は、駆動輪５及びモータＭを支持し、調整機構７によって上昇及び下降（進退）する板状部材であり、前後端部がシリンダロッド７２で水平に保持されている。駆動架台６は、モータＭが配置された駆動架台本体６１と、一対の調整機構７のシリンダロッド７２の上端部（先端部）に設置された一対のブラケット６２と、駆動架台本体６１と一対のブラケット６２との間にそれぞれ介在させてブラケット６２に対する駆動架台本体６１の高さを調節するための一対の調整板６３と、前記軸受部材６４と、前記モータ保持板６５と、を備えてなる。
【００５５】
駆動架台本体６１は、モータＭ及び駆動輪５が設置されるベース状の厚板部材である。
ブラケット６２は、駆動架台本体６１の前後に配置されて、シリンダロッド７２によって常に押圧されている厚板部材である。
調整板６３は、駆動架台本体６１とブラケット６２との間隔Ｔを調整するための板部材である。この調整板６３は、厚さの相違する板部材や、複数の板部材を駆動架台本体６１とブラケット６２との間に介在させることによって、間隔Ｔを調整する。
軸受部材６４は、駆動軸５１を駆動輪５の両側から軸支する一対の厚板状の部材であり、互いに駆動輪５を介して平行に対向して駆動架台本体６１に載設されている。
モータ保持板６５は、モータＭのモータ軸Ｍａの両端側から挟持するようにして保持する一対の板部材からなる。
【００５６】
≪検査装置及び補修装置の構成≫
不図示の検査装置は、図３に示す配管８の内壁８ａを検査する装置であって、例えば、撮像カメラ装置や、赤外線カメラ装置や、配管８の内径Ｄや、寸法を計測する計測装置等からなる。この検査装置は、駆動架台６または本体架台４に載設されている。
不図示の補修装置は、腐食したり、損傷を受けたりした配管８の内壁８ａを補修する装置であり、例えば、溶接ロボットや、塗装ロボットや、ロボットアーム等からなる。この補修装置は、駆動架台６または本体架台４に載設されている。
【００５７】
≪電源の構成≫
不図示の電源は、モータＭや検査装置や補修装置や制御装置や調整機構７等を駆動させるための装置であり、バッテリあるいは発電機からなる。電源は、管内移動装置１に搭載されるか、あるいは、電線を介して配管８の外部に配置されている。
【００５８】
≪制御装置の構成≫
不図示の制御装置は、モータＭ、調整機構７、検査装置及び補修装置を制御する装置であり、管内移動装置１に搭載されて、配管８の外部に配置された遠隔コントローラ（図示省略）によって遠隔操作されるようになっている。この場合、制御装置と遠隔コントローラ（リモコン）との間は、電線によって接続するか、または、無線によって制御信号が送受信されるようになっている。なお、遠隔コントローラには、モータＭ、調整機構７、検査装置及び補修装置を遠隔操作する装置と、カメラ等からなる検査装置で撮像した映像を映し出すモニタが備えられている。
【００５９】
≪作用≫
次に、図１〜図４を参照しながら、管内移動装置１の作用を説明する。
図３に示すように、管内移動装置１を配管８内の管路８１を走行させる場合は、まず、管内移動装置１を配管８内に配置する。次に、作業者は、不図示の遠隔コントローラを操作して、制御装置（図示省略）を作動させて調整機構７を駆動させる。そして、調整機構７の左右のシリンダ７１内に圧縮空気を送り込んでシリンダロッド７２を上昇させて、駆動架台６及び駆動輪５を上昇させ、駆動輪５を配管８の内壁８ａに常に押し当てる。
【００６０】
シリンダロッド７２が延びることにより、シリンダ７１が固定された本体架台４と、シリンダロッド７２が固定された駆動架台６との間隔Ｌ１（図１参照）が広がり、車輪３と駆動輪５との間隔Ｌ２も広がる。
このように、調整機構７のシリンダロッド７２は、空気圧によってシリンダ７１から突出すると、配管８の内径Ｄの大きさに応じて進退し、前記空気圧に比例した押付力で、車輪３及び駆動輪５を弾性的に配管８の内壁８ａに押し当てる。
【００６１】
このため、管内移動装置１は、配管８が垂直配置されている場合や、配管８が傾斜配置されている場合であっても、車輪３と駆動輪５とがそれぞれ配管８の内壁８ａに押し付けられるので、車輪３及び駆動輪５の外周面と、配管８の内壁８ａとの摩擦で、滑り落ちることなく配管８内に支持される。
【００６２】
例えば、モータＭを正転させれば、モータＭの回転が、モータ軸Ｍａから原動車Ｍｂ、ベルト９１、従動車５２、駆動軸５１へと伝達されて、駆動輪５が配管８の内壁８ａに当接した状態で回転し、駆動輪５の外周面と配管８の内壁８ａとの間の摩擦力によって推進力が発生して管内移動装置１が前進する。そして、モータＭを反転させれば、前進とは駆動輪５等が反対方向へ回転して、管内移動装置１が後退する。
【００６３】
図３に示すように、配管８の内径Ｄの大きさが、場所によって変化するレデューサー等の管路８１内を管内移動装置１が移動する場合、例えば、その配管８の内径Ｄが長さＤ１分だけ小さくなる方向（前側）へ移動すると、駆動輪５と、駆動輪５と一体に径方向に移動する駆動架台６及びシリンダロッド７２とが、長さＤ１分だけ配管８の中心方向へ移動して、シリンダロッド７２が高さＨ分だけ押し込まれて変動する。
【００６４】
また、管内移動装置１が、例えば、配管８の内径Ｄが長さＤ２分だけ大きくなる方向（後側）へ移動すると、駆動輪５、駆動架台６及びシリンダロッド７２とが、長さＤ２分だけ径外方向へ移動して、シリンダロッド７２が高さＨ分だけ圧縮空気によって押し上げられて変動する。
【００６５】
したがって、管内移動装置１は、配管８の内径Ｄの大きさが変化する管路８１であっても、車輪３と駆動輪５との間隔Ｌ２が変動して配管８の内径Ｄの変化に対応するため、スムーズに移動させることが可能である。
【００６６】
なお、配管８の内径Ｄが調整機構７の調整可能範囲を越えて変化する場合、例えば、前記した長さＤ１の長さ分よりもさらに縮径して小さい場合には、図１に示す調整板着脱ねじ部材６６を取り外して、駆動架台本体６１と左右のブラケット６２との間に配置された調整板６３を厚さの大きい板材に変更するか、あるいは、調整板６３を複数枚介在させることによって、調整機構７の調整可能範囲内におさめることができる。このようにして、調整板６３の厚さをさらに厚くすると、駆動架台本体６１、モータＭ、駆動機構９及び駆動輪５の位置が、その変更した厚さ分だけ、下側（本体架台４側）へ移動するため、本体架台４と駆動架台６の間隔Ｌ１、及び車輪３と駆動輪５との間隔Ｌ２（図３参照）を小さく調整することができる。
【００６７】
また、配管８と配管８との繋ぎ目や、溶接等によって内壁８ａ面に凹凸が形成された箇所を管内移動装置１が走行する場合は、走行中に、車輪３，３あるいは駆動輪５がその凹凸に当接すると、管内移動装置１が急激に小さく上下方向に変動する。この変動や、変動したときの衝撃は、シリンダ７１が空気圧シリンダから構成されていることによって、空気の圧縮性により吸収して緩和させることができる。
【００６８】
なお、その場合は、例えば、エアタンクあるいはコンプレッサのエア供給口に圧力調整弁を設置して、この圧力調整弁を介してシリンダ７１にエアが供給されるようにしてもよい。このようにすることによって、ゆっくりした変動や急激な変動があったとしても、シリンダ７１の動きをその変動（変化）に対応させて適宜に調整させることが可能になる。
【００６９】
また、図４に示すように、管内移動装置１は、調整機構７のシリンダロッド７２のシリンダ７１から飛び出ている長さと、調整板６３の厚さとを適宜に調整することによって、配管８の内径Ｄの大きさに合わせて駆動輪５の位置を径方向に伸縮させて、車輪３及び駆動輪５を配管８の内壁８ａに押し当てることができる。
【００７０】
このとき、管内移動装置１は、側面視して上下中央部に配置した駆動輪５と一対の車輪３とで配管８の内壁８ａに三点支持されて安定した状態に支持されている。このため、管内移動装置１は、図４に示すような直角に曲がった曲率の小さいエルボ８２内や、カーブ状に曲がった配管８内や、管内移動装置１が天地の方向が逆になって逆様の状態で管路８１を移動するときであっても、駆動輪５及び車輪３の外周面が、常に内壁８ａに押し当てられた状態になるので、モータＭを回転させれば、モータＭに連動する駆動輪５によって、管路８１内を自由に走行させることができる。
【００７１】
また、図１及び図２に示すように、車輪３を備えた車輪架台２は、結合ピン４１を中心として、左右の水平方向（矢印Ａ及びＢ方向）に回動自在に設置されているので、配管８内の管路８１が水平方向にカーブしている場合であっても、車輪３の側面が内壁８ａに押し付けられて、その管路８１の形状に応じて自然に車輪３の向きが走行方向を向くため、スムーズに走行することができる。
【００７２】
［変形例］
なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内で種々の改造および変更が可能であり、本発明はこれら改造および変更された発明にも及ぶことは勿論である。
次に、図５〜図９を参照しながら前記実施形態の変形例を説明する。なお、既に説明した構成は同じ符号を付してその説明を省略する。
【００７３】
前記実施形態では、管内移動装置１の本体架台４の下に、１つの車輪架台２を配置した場合を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではない。
例えば、図５に示すように、管内移動装置１Ａは、本体架台４Ａの下部の前端部４Ａａ及び後端部４Ａｂに、４つの車輪３を備えた車輪架台２Ａ，２Ｂの２つのユニットを回動自在に軸支してもよい。
【００７４】
このように、管内移動装置１Ａは、自由に回転する２つの車輪架台２Ａ，２Ｂを備えたことによって、図６に示すように、エルボ８２からなる配管８内の管路８１を走行するときに、曲がったエルボ８２の内壁８ａに車輪３の側面が当接することにより、２つの車輪架台２Ａ，２Ｂの向きが、それぞれ走行する管路８１の走行方向を向いて、「く」の字状に曲がった状態になる。このため、管内移動装置１Ａは、たとえ、管内移動装置１Ａの前後方向の全体の長さが長くなったとしても、エルボ８２のように略直角に曲がった管路８１内を、スムーズに移動できるようになる。
【００７５】
前後に２つの車輪架台２Ａ，２Ｂを備えた管内移動装置１Ａの場合は、前後方向の長さが長くなるため、図７及び図８に示すように、上下方向に曲率の小さいエルボ状に曲がった管路８１を移動するときに、側面視して、４つある車輪３の中央部側の２つの車輪３、または、前後側の２つの車輪３のみが内壁８ａに当接するようになる。
このような管内移動装置１Ａの場合は、全体の高さＬ２（図９参照）が低いことが望ましい。
なお、管内移動装置１Ａは、パイプライン等からなる配管８に使用する場合、密度の高い物体を輸送するため、配管８の曲率が大きく、問題になることはない。
【００７６】
図９に示すように、２つの車輪架台２Ａ，２Ｂを備えた管内移動装置１Ａは、配管８の内径Ｄが大きく変化する場合であっても、前記実施形態と同様に調整機構７によって、車輪３と駆動輪５との間隔Ｌ２が、配管８の内径Ｄの大きさに応じて調整可能である。この場合、管内移動装置１Ａは、前記実施形態の管内移動装置１と比較して、前後方向の長さＬ３が、車輪３が本体架台４Ａの前端部４Ａａ及び後端部４Ａｂからはみ出した分（Ｌ４，Ｌ４）だけ長くなっているため、前後の車輪３間のその長さＬ３が長くなった分だけ、走行性が安定化する。
なお、その長さＬ３に合わせて本体架台４Ａ及び駆動架台６の前後方向の長さを長くすれば、種々の検査装置（図示省略）や補修装置（図示省略）を積載する設置スペースをさらに拡大させることができる。
【００７７】
［その他の変形例］
なお、前記調整機構７は、シリンダロッド７２が圧縮空気によって上昇及び下降するエアシリンダからなる場合を説明したが、これに限定されるものではない。
つまり、調整機構７は、シリンダロッド７２を本体架台４に対して伸縮させて、常に駆動架台６及び駆動輪５を離間させる方向に付勢させて、駆動輪５及び車輪３を配管８の内壁８ａに押圧させるものであればよい。
例えば、調整機構７は、シリンダ７１内に高圧のガスを封入し、略一定なばね力でピストンロッドを弾出させて駆動架台６を押圧することによって、駆動輪５を配管８の内壁８ａに押圧させるガススプリングであっても構わない。
【００７８】
あるいは、調整機構７は、油圧等の流体圧を利用してシリンダロッド７２を進退させることによって駆動架台６を移動させる流体圧シリンダ機構であってもよい。
また、調整機構７は、シリンダロッド７２に替えて、電動機で回転するねじ棒部材を設け、そのねじ棒部材の雄ねじ部に螺合する雌ねじ部を駆動架台６のブラケット６２に形成して、ねじ棒部材を回転させることによって駆動架台６を上昇及び下降させるねじ機構を利用したものでもよい。
【００７９】
また、調整機構７は、シリンダロッド７２に替えて、先端にブラケット６２を固定したラックを設け、そのラックを電動機で回転したピニオンによって進退させることにより、駆動架台６を上昇及び下降させるラックアンドピニオン機構等からなるものであっても構わない。
さらに、調整機構７は、シリンダロッド７２（プランジャ）を電磁力で進退させる電磁ソレノイドであっても構わない。
【００８０】
なお、前記流体圧シリンダ機構や、ねじ機構や、ラックアンドピニオン機構等の場合は、駆動するときに、瞬時に動力が駆動部に伝達されるので、そのときの急激な変動や衝撃力に対応するために、その変動がゆっくりとなるように、力センサー等によってシリンダロッド７２の動きが柔軟になるように制御することが好ましい。
【符号の説明】
【００８１】
１，１Ａ 管内移動装置
２，２Ａ，２Ｂ 車輪架台
３ 車輪
４，４Ａ 本体架台
４ａ，４Ａａ 前端部
４ｂ，４Ａｂ 後端部
５ 駆動輪
６ 駆動架台
７ 調整機構
８ 配管
８ａ 内壁
４１ 結合ピン（連結具）
５１ 駆動軸
５２ 従動車
６１ 駆動架台本体
６２ ブラケット
６３ 調整板
７１ シリンダ
７２ シリンダロッド
８１ 管路
Ｂ ベルト
Ｌ１ 本体架台と駆動架台との間隔
Ｌ２ 車輪と駆動輪との間隔
Ｍ モータ
Ｍａ モータ軸
Ｍｂ 原動車
Ｔ 駆動架台本体とブラケットとの間隔
【特許請求の範囲】
【請求項１】
配管内を移動する管内移動装置であって、
車輪を備えた車輪架台と、
前記車輪架台の上に支持された本体架台と、
モータによって回転駆動される駆動輪と、
前記本体架台に相対して配置されると共に、前記駆動輪が回転自在に配置された駆動架台と、
前記本体架台と前記駆動架台との間に介在させて、前記本体架台と前記駆動架台との間隔を調整する調整機構と、を備えており、
前記調整機構は、前記管内移動装置が配管内を走行する際に、前記配管の内径の大きさに合わせて前記本体架台と前記駆動架台との間隔を広げる方向に常に付勢して、前記車輪と前記駆動輪とを前記配管の内壁に押し当てることを特徴とする管内移動装置。
【請求項２】
前記調整機構は、前記本体架台または前記駆動架台の一方に基端部が固定されたシリンダと、
前記本体架台または前記駆動架台の他方に先端部が固定され、前記シリンダによって進退するシリンダロッドと、を備えていることを特徴とする請求項１に記載の管内移動装置。
【請求項３】
前記車輪架台は、前記本体架台に対して連結具によって水平方向に回動自在に連結されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の管内移動装置。
【請求項４】
前記車輪架台は、前記本体架台の下部中央部に水平方向に回動自在に配置されると共に、前記車輪架台の前後左右に前記車輪が回転自在に配置されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の管内移動装置。
【請求項５】
前記車輪架台は、前記本体架台の下部の前端部及び後端部にそれぞれ回動自在に配置されると共に、前記車輪架台の前後左右に前記車輪が回転自在に配置されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の管内移動装置。
【請求項６】
前記駆動輪には、前記駆動架台に回転自在に配置され前記駆動輪が軸着された駆動軸と、
前記駆動軸に軸着された従動車と、
前記モータのモータ軸に軸着された原動車と、が設けられ、
前記従動車と前記原動車とは、ベルトまたはチェーンからなる駆動機構によって回転が伝達されることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の管内移動装置。
【請求項７】
前記駆動架台は、前記モータが配置された駆動架台本体と、
前記本体架台の前端部及び後端部に載設された一対の前記調整機構のシリンダロッドの先端部に設置された一対のブラケットと、
前記駆動架台本体と前記一対のブラケットとの間に介在されて、前記駆動架台本体と前記ブラケットとの間隔を調整する調整板と、備えていることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の管内移動装置。
【請求項１】
配管内を移動する管内移動装置であって、
車輪を備えた車輪架台と、
前記車輪架台の上に支持された本体架台と、
モータによって回転駆動される駆動輪と、
前記本体架台に相対して配置されると共に、前記駆動輪が回転自在に配置された駆動架台と、
前記本体架台と前記駆動架台との間に介在させて、前記本体架台と前記駆動架台との間隔を調整する調整機構と、を備えており、
前記調整機構は、前記管内移動装置が配管内を走行する際に、前記配管の内径の大きさに合わせて前記本体架台と前記駆動架台との間隔を広げる方向に常に付勢して、前記車輪と前記駆動輪とを前記配管の内壁に押し当てることを特徴とする管内移動装置。
【請求項２】
前記調整機構は、前記本体架台または前記駆動架台の一方に基端部が固定されたシリンダと、
前記本体架台または前記駆動架台の他方に先端部が固定され、前記シリンダによって進退するシリンダロッドと、を備えていることを特徴とする請求項１に記載の管内移動装置。
【請求項３】
前記車輪架台は、前記本体架台に対して連結具によって水平方向に回動自在に連結されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の管内移動装置。
【請求項４】
前記車輪架台は、前記本体架台の下部中央部に水平方向に回動自在に配置されると共に、前記車輪架台の前後左右に前記車輪が回転自在に配置されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の管内移動装置。
【請求項５】
前記車輪架台は、前記本体架台の下部の前端部及び後端部にそれぞれ回動自在に配置されると共に、前記車輪架台の前後左右に前記車輪が回転自在に配置されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の管内移動装置。
【請求項６】
前記駆動輪には、前記駆動架台に回転自在に配置され前記駆動輪が軸着された駆動軸と、
前記駆動軸に軸着された従動車と、
前記モータのモータ軸に軸着された原動車と、が設けられ、
前記従動車と前記原動車とは、ベルトまたはチェーンからなる駆動機構によって回転が伝達されることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の管内移動装置。
【請求項７】
前記駆動架台は、前記モータが配置された駆動架台本体と、
前記本体架台の前端部及び後端部に載設された一対の前記調整機構のシリンダロッドの先端部に設置された一対のブラケットと、
前記駆動架台本体と前記一対のブラケットとの間に介在されて、前記駆動架台本体と前記ブラケットとの間隔を調整する調整板と、備えていることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の管内移動装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−２４６０３３（Ｐ２０１１−２４６０３３Ａ）
【公開日】平成２３年１２月８日（２０１１．１２．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１２２５１６（Ｐ２０１０−１２２５１６）
【出願日】平成２２年５月２８日（２０１０．５．２８）
【出願人】（０００１２５３６９）学校法人東海大学 (352)
【公開日】平成２３年１２月８日（２０１１．１２．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年５月２８日（２０１０．５．２８）
【出願人】（０００１２５３６９）学校法人東海大学 (352)
[ Back to top ]