JP2005348463A - 可動部材の搬送方法及び搬送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】狭い配管内や構造物外面において機材を効率よく移動させることができる搬送装置を提供する。
【解決手段】可撓性を有する樹脂製基材３８内にリニアモータのコイル４０が複数埋設された軌道部材１２と、前記リニアモータのマグネットが設けられた可動部材２０，３０とを備え、前記可動部材２０，３０を前記軌道部材１２に装着した状態で前記コイル４０へ通電し、前記軌道部材１２に沿って前記可動部材２０，３０を移動させる。
【選択図】図５

Description

この発明はリニアモータを使用した可動部材の搬送方法及び搬送装置に係り、特に、配管内など人間が立ち入ることのできない場所に必要な機材を移送し、点検や修理等の作業を遠隔的に実施するための可動部材の搬送方法及び搬送装置に関する。

複雑に分岐した狭い配管内部等、人間が立ち入ることのできない場所における腐食や亀裂等の劣化を点検、修理するため、これまではリモートコントロール型のロボットを問題箇所まで移動させることが行われてきた。例えば、特許文献１に記載のロボット（配管内走行装置）の場合、配管断面における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組の走行車輪を備え、各走行車輪を管壁に押し付けた状態で走行するように構成されている。このロボットでは、走行車輪が拡縮可能に支持されているため、管径の変化に対応し、段差を乗り越えることや分岐部分を通過することも可能となっている。
特開平８−２３０６６６号公報

しかしながら、前記特許文献１に開示されたロボットの場合、移動機能は走行車輪によって得ているので、直管ならいざ知らず、配管の変形や曲率に対応して移動する場合にはどうしても移動速度が遅くならざるを得なかった。また、例えば点検用ロボットを配管内で移動させ、破損個所を発見した際には当該ロボットを一旦戻した後、必要な機材を搭載した修理用ロボットを該当個所まで移動させる必要があるが、前述のように移動速度が遅いため、各ロボットの移動に相当の時間が必要であって。また、各ロボットが無軌道で移動するため位置再現性に劣り、点検用ロボットが発見した破損個所に修理用ロボットを迅速に導くことが困難であった。

この発明は、このような従来の技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、狭い配管内や構造物外面において機材を効率よく移動させることができる搬送装置を提供することにある。

前記の目的を達成するため、第１の手段は、可撓性を備えた基材内にリニアモータのコイルまたはマグネットの一方を複数埋設させた軌道部材と、リニアモータのコイルまたはマグネットの他方を備えた可動部材からなり、該可動部材を前記軌道部材に係合させた状態で前記コイルに通電することより、前記軌道部材に沿って前記可動部材を移動させることを特徴としている。

この搬送システムは、可動部材を配管内等に挿通された軌道部材に沿ってリニアモータで移動させる方式であるため、従来のように車輪走行型のロボットを使う場合に比べ迅速に必要機材を目的の場所に搬送することができる。軌道部材自体は可撓性を備えているため、複雑に湾曲した配管内等に比較的自由に挿通することができる。

なお、この発明は配管内における従来の搬送システムの問題点を解決することを出発点としているため、以下においても配管内における搬送システムを念頭において説明するが、その応用範囲は配管内に限定されるものではない。

第２の手段は、可撓性を備えた基材内にリニアモータのコイルまたはマグネットの一方を複数埋設させた軌道部材と、リニアモータのコイルまたはマグネットの他方を備えた複数の可動部材からなり、各可動部材を前記軌道部材に係合させた状態で前記コイルに通電することより、前記軌道部材に沿って各可動部材を移動させることを特徴としている。

このように、複数の可動部材を備えることにより、例えば軌道部材固定用の機能を備えた可動部材、点検用の機材を搭載した可動部材、修理用の機材を搭載した可動部材などを同時に運用することが可能となり、作業の効率化を実現できる。

第３の手段は、可撓性を備えた基材内にリニアモータのコイルまたはマグネットの一方が複数埋設され、配管内面へ固定するための第１の固定手段を両端部にそれぞれ備えた軌道部材に、前記リニアモータのコイルまたはマグネットの他方が設けられ、第２の固定手段を備えた可動部材を装着し、前記第１の固定手段間の前記軌道部材に前記可動部材が装着された状態で前記第１の固定手段によって前記軌道部材を配管内面に固定し、前記コイルに通電して前記軌道部材に沿って前記可動部材を移動させ、前記第２の固定手段によって前記可動部材を配管内面に固定し、前記コイルに通電して前記可動部材を基点にして前記軌道部材を移動させることを特徴としている。

この場合、可動部材と軌道部材とが交互に配管内を移動することが可能となり、比較的短めの軌道部材を用いて可動部材を配管内の奥まで搬送することが可能となる。

第４の手段は、可撓性を備えた基材内にリニアモータのコイルを複数埋設させた軌道部材と、リニアモータのマグネット及び配管内面への固定手段を備えた第１の可動部材と、リニアモータのマグネットを備えた第２の可動部材からなり、前記軌道部材は先端部に埋設された１又は複数のコイルからなる第１の駆動系統と、他の複数のコイルからなる第２の駆動系統を備えており、各可動部材を前記軌道部材に係合させた状態で前記第１の駆動系統及び第２の駆動系統のコイルに通電することより、配管内に挿通された前記軌道部材に沿って前記第１の可動部材を移動させ、軌道部材の先端部に係合すると共に、前記固定手段によって軌道部材を配管内面に固定し、前記第１の駆動系統のコイルへの通電を停止した状態で第２の駆動系統のコイルに通電することにより、前記第２の可動部材を前記軌道部材に沿って移動させることを特徴としている。

この手段では、配管内に挿通された軌道部材の先端部を第１の可動部材によって固定し、軌道部材の配置や形状を安定させた後、第２の可動部材を軌道部材に沿ってリニアモータで移動させる方式であるため、必要機材を目的の場所に迅速に搬送することができる。しかも、第１の可動部材が軌道部材の先端部に到達した時点で第１の駆動系統に対する通電を停止し、第２の駆動系統に対してのみ通電することにより、第２の可動部材を第１の可動部材と切り離して往復移動させることが可能となる。

この場合、前記第１の可動部材内にはレールが設けられ、第２の可動部材内に格納された搬送対象物が前記レールに沿って第１の可動部材側に移動するように構成することができる。この結果、第２の可動部材によって搬送した対象物を第１の可動部材内を通過させ、さらに前方に位置する配管内面に到達させることが可能となる。

第５の手段は、可撓性を備えた基材内にリニアモータのコイルまたはマグネットの一方を複数埋没させた軌道部材と、前記リニアモータのコイルまたはマグネットの他方を備えた可動部材とを備え、前記軌道部材を構造物の外面の任意位置に設置し、前記可動部材を前記軌道部材に装着した状態で前記コイルへ通電し、前記軌道部材に沿って前記可動部材を移動させことを特徴としている。

この手段では、軌道部材に可撓性を持たせ、構造物の外面形状に合わせて軌道部材を設置するので、構造物の外面に必要機材を搬送することができる。

なお、これらの手段において、前記軌道部材に当該起動部材と可動部材との相対的な位置を検出する位置検出手段を所定の間隔で埋設させると、可動部材の現在位置を正確に検出することが可能となる。

また、前記リニアモータをステッピングモータ型のリニアモータによって構成すると、入パルス数によって可動部材の現在位置を正確に検出することが可能となる。

また、前記軌道部材に電源供給線及び信号線などの電線を埋設し、前記可動部材に前記電線の端子部または他の可動部材の電線の端子部と接続するためのコネクタを設けると、前記軌道部材経由で各可動部材に対して電力を供給したり、制御信号をやり取りすることが可能となる。

また、前記軌道部材にパイプを埋設し、前記可動部材に前記パイプの端子部または他の可動部材のパイプの端子部と接続するためのコネクタを設けると、前記軌道部材経由で各可動部材に対して空圧、水圧、油圧等の動力を供給することが可能となる。

また、前記軌道部材の側面に溝を形成し、前記可動部材に前記溝と係合するためのホイールを設けると、可動部材の移動がより円滑化される。この場合、ホイールの軸受をバネなどの弾性材によって支持し、それぞれの突出量に一定の柔軟性（伸縮性）を持たせると、軌道部材側面の凹凸を吸収できる。

また、前記可動部材の外面にローラを設けると、そのローラを配管等の内面に接触させることにより、可動部材の移動をより円滑化させることができる。この場合、ローラの軸受をバネなどの弾性材によって支持し、それぞれの突出量に一定の柔軟性（伸縮性）を持たせると、配管内面の凹凸や管径の変化を吸収できる。

さらに、前記コイルを炭素繊維から構成し、あるいは炭素繊維の表面に金属コーティングを施すと、炭素繊維は軽量性に優れる導電材であるため、軌道部材または可動部材の軽量化を実現できる。

本発明によれば、可動部材を前記軌道部材に装着した状態で前記コイルへ通電し、前記軌道部材に沿って前記可動部材を移動させるので、従来のような車輪走行式のロボットを使う場合に比べ迅速に必要機材を目的の場所に搬送することができる。また、軌道部材自体は可撓性を備えているため、複雑に湾曲した配管内等に比較的自由に挿通することができる。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。

＜第１の実施形態＞
図１ないし図４は本発明の第１の実施形態に係る搬送装置を使用した搬送システムの構成及び動作を示す説明図である。

第１の実施形態に係る搬送装置は、図１に示すようにリニアモータ用のコイルを複数内装し、可撓性を有する第１の軌道部材１２と、この第１の軌道部材１２に移動可能に取り付けられ、リニアモータ用のマグネット及び固定手段を備えた第１の可動部材２０と、前記第１の軌道部材に１２に移動可能に取り付けられ、リニアモータ用のマグネット及び固定手段を備えた第２の可動部材３０と、前記リニアモータ用のコイルの通電制御を行う図示しない制御装置とから基本的に構成されている。

第１の軌道部材１２の先端部１４には、ＣＣＤカメラ１６とリングライト１８が取り付けられている。第１及び第２の稼動部材３０の外周面には配管１０の内面に接する複数個のローラ５６と、固定手段として複数本のクランパ２４が設けられている。

大略、このように構成された搬送装置では、まず、図１に示すように、複雑に湾曲かつ分岐した配管１０内に前記リニアモータ用のコイルを複数内装した第１の軌道部材１２を挿通させ、必要な箇所で停止させる。第１の軌道部材１２は可撓性を備えているため、図示の通り、配管１０の湾曲部１０ａをも通過して先端部１４を前方に押し進めることができる。第１の軌道部材１２の頂部には前述のようにＣＣＤカメラ１６等の撮像装置及びリングライト１８等の照明装置が取り付けられており、オペレータはモニタ画面を監視することによって必要箇所（例えば破損部分）を容易に発見することができる。

次に、図２に示すように、リニアモータ用のマグネット及びクランパ２４を備えた第１の可動部材２０を第１の軌道部材１２に係合（挿通）させた状態で配管１０内にセットし、第１の軌道部材１２のコイルに通電すると、第１の可動部材２０は第１の軌道部材１２に沿って配管１０内を移動する。なお、前記通電は図示しない制御装置によって行われ、制御装置は第１の駆動部材２０を第１の軌道部材１２の先端部１４側に進行させるように前記コイルに通電する。そして、図３に示すように、第１の可動部材２０の上端部２２が第１の軌道部材１２の先端部１４に当接すると、クランパ２４を外側に向けて張り出させ、配管１０の内面に所定の接触圧で当接させる。この結果、第１の軌道部材１２は第１の可動部材２０によって配管１０内の所定位置に安定した状態で固定される。前記クランパ２４の突出動作も前記制御装置によって行われる。

その後、前記リニアモータ用のマグネット及び固定手段を備えた第２の可動部材３０を第１の軌道部材１２に係合（挿通）した状態で配管１０内にセットし、第１の軌道部材１２のコイルに前述のように制御装置から通電すると、第２の可動部材３０は第１の軌道部材１２に沿って配管１０内を移動する。そして、図４に示すように、第２の可動部材３０の上端部３２が第１の可動部材２０の下端部２６に接触すると、前記第１の可動部材２０と同様にクランパ２４を外側に向けて張り出させ、配管１０の内面に当接させ、第２の可動部材３０を前記位置で安定した状態で固定する。

この状態において、第２の可動部材３０内に格納されていた機材３６を第１の可動部材２０の内部空間を通過させて第１の軌道部材１２の先端部１４側に導出し、必要な作業を遠隔的に実施する。他の機材に交換する必要が生じた場合、第２の可動部材３０を第１の軌道部材１２に沿って元の位置まで移動させ、機材を交換した後に第１の可動部材２０側に再度移動させる。

前記第１の軌道部材１２は、図５の模式図に示すように、可撓性を備えた樹脂製基材３８内に多数のコイル４０を埋設させたものよりなる。また、前記基材３８内の空きスペースには、複数の電線４２、パイプ４４及びホール素子等の磁気センサ４５が予め埋設されている。前記電線４２の一部は、第１の軌道部材１２に装着されたリングライト１８への電源供給ラインとして、あるいはＣＣＤカメラ１６や磁気センサ４５からの信号ラインとして利用される。また、残りの電線４２は、第１の可動部材２０や第２の可動部材３０への電源供給ラインとして、あるいは両可動部材２０，３０を制御するための信号ライン等として利用される。前記パイプ４４は、第１の可動部材２０や第２の可動部材３０へのエア供給ライン等として利用される。

すなわち、第１の可動部材２０の上端部２２には、第１の軌道部材１２の電線４２の端子部４２ａと接続するためのコネクタ４６ａや、パイプ４４の端子部４４ａと接続するためのコネクタ４８ａが設けられている。そして、第１の可動部材２０の上端部２２が第１の軌道部材１２の先端部１４に当接した際に、コネクタ４６ａ，４８ａが各端子部４２ａ，４４ａに接続されるようになっており、その接続の結果、第１の可動部材２０に電源や制御信号、エア等が供給される。また、第２の可動部材３０の上端部３２にもコネクタ５０，５２が設けられており、第１の可動部材２０の下端部２６に接した際に、第１の可動部材２０の端子部４８ｂ，４６ｂとそれぞれ連結され、第１の軌道部材１２から電源や制御信号、エアの供給を第１の可動部材２０経由で受けることができる。前記磁気センサ４５は、前記基材３８の長手方向に沿って一定の間隔で配置されており、第１の可動部材２０あるいは第２の可動部材３０のマグネットを検出することにより、図示しない制御部は各可動部材の現在位置を認識することができる。また、磁気センサ４５に代えて接触式センサも使用することができる。なお、センサ自体は各可動部材の位置を検出し、電気的にその位置検出信号を取り出すことができる検出手段であれば十分であり、図５に磁気センサ４５として示すように予め設定された間隔で適宜設けられる。

図６は図５の横断面図で、第１または第２の可動部材２０，３０の配置位置で断面した図である。第１の可動部材２０は、図６に示すように、円柱の表面を一部切り欠いた形状の筺体５４を備えており、その外周面には配管１０の内面に接する複数個のローラ５６と、複数本のクランパ２４が設けられている。平面部５８には長手方向に沿ってレール６０が取り付けられている。筺体５４の中央部には矩形状の貫通孔６２が形成されており、この貫通孔６２に第１の軌道部材１２が挿通されている。貫通孔６２の壁面には、第１の軌道部材１２のコイル４０の各面とそれぞれ対向するマグネット６４が取り付けられている。貫通孔６２の他の壁面からは、滑動用のホイール６６が複数突出している。このホイール６６は、図５に示したように、一方の壁面に２個、他方の壁面に１個、合計３個設けられている。各ホイール６６は、第１の軌道部材１２の側面に形成された溝部６８に係合し、溝部６８上を転動する。第２の可動部材３０も、図６に示すとおり、第１の可動部材２０と同様の基本構成を備えている。ただし、図５に示したように、内部スペース内には最初から修理装置などの機材３６が格納されている。

この機材３６は第２の可動部材３０のレール６０に係合し、このレール６０を介して第２の可動部材３０に保持されており、第１の軌道部材１２の電線４２を通じて電源供給を受け、レール６０上を移動する。第２の可動部材３０が第１の可動部材２０に当接し、両者が接続された際には、それぞれのレール６０，６０が連結されるため、機材３６は各レール６０，６０に沿って第１の可動部材２０の内部スペースに移動し、その先端部３６ａを延出することによって第１の軌道部材１２の先端部１４よりも前方に到達することができる。この状態で必要な処理を済ませた後、機材３６は第２の可動部材３０の内部に戻り、第２の可動部材３０は第１の軌道部材１２に沿って元の位置に帰還する。必要であれば、そこで他の機材に積み換えた後、再度第１の軌道部材１２の先端部１４に向けて移動し、必要な作業を実施することができる。

第１の軌道部材１２のコイル４０は、先端部１４側に配置された複数のコイル４０（図５においては上から３個のコイル）からなる第１の駆動系統と、それら以外の複数のコイル４０からなる第２の駆動系統に分かれており、それぞれ別個にＯＮ／ＯＦＦ制御可能に構成されている。そして、第１の可動部材２０を移動させる場合には、第１の駆動系統及び第２の駆動系統のコイル４０に通電し、第１の可動部材２０を第１の軌道部材１２の先端部１４まで移動させる。そこで第１の可動部材２０は第１の軌道部材１２から電源あるいはエアの供給を受け、電磁ソレノイドやエアシリンダを駆動させてクランパ２４を外側に張り出す。この結果、クランパ２４の先端が配管１０の内面に当接し、配管１０内に固定される。この結果、第１の軌道部材１２も配管１０内の所定位置に安定した状態で固定される。この後、第１の駆動系統及び第２の駆動系統の各コイル４０に対する通電は停止される。

次に、第１の駆動系統への通電をＯＦＦにしたまま第２の駆動系統のコイル４０に通電することにより、第２の可動部材３０が第１の軌道部材１２の先端部１４に向けて移動する。この際、第１の駆動系統は機能していないため、第２の可動部材３０は第１の可動部材２０に接する位置で正確に停止し、それ以上移動して第１の可動部材２０に激突することはない。また、第２の可動部材３０を帰還させる場合には、第１の駆動系統に対する通電をＯＦＦしたまま第２の駆動系統のコイル４０に対して逆方向の電流を流すことにより、第２の可動部材３０のみが元の位置に移動し、第１の可動部材２０が一緒に帰還することを回避できる。

このように、第１の軌道部材１２のコイル４０を第１の可動部材２０専用の駆動系統と、第１の可動部材２０及び第２の可動部材３０に共通の駆動系統とに分離することにより、第１の可動部材２０と第２の可動部材３０とを第１の軌道部材１２上で個別に制御することが可能となる。

第１の可動部材２０及び第２の可動部材３０が前記第１の軌道部材１２に沿って一定の間隔を保ちながら円滑に移動するためには、前記ホイール６６の突出量を自動調整する機構を設けておくことが望ましい。例えば、図７の貫通孔６２部の拡大図に示すように、上下に配されたホイール６６の軸受７２の片一方をバネ７４によって支持することが挙げられる。この結果、第１の軌道部材１２の位置や形状が多少不安定であっても、ホイール６６の突出量がバネ７４によって自動調整され、第１の軌道部材１２の側面の凹凸を吸収できると共に、リニアモータ駆動に欠かせないコイル４０とマグネット６４との距離（コイル４０の断面長手方向に対する距離）を一定に保つことができる。また、ホイール６６を受ける溝部６８の断面形状をＶ字型に形成することにより、最小限の数のホイール６６でコイル４０とマグネット６４との距離（コイル４０の断面短手方向に対する距離）を一定に保てるという効果も期待でき、円滑な移動を確保できる。

図示は省略したが、ローラ５６の軸受も１ヶ所のみバネによって支持することで突出量を自動調整する機構を設けることが望ましい。このようにすれば、配管１０の内面に凹凸や段差が存在しても、これを吸収して円滑な移動が確保できる。

また、図示は省略したが、ローラ５６の軸受を筺体５４に対し回動自在に取り付けると共に、これを配管１０の内面方向に付勢する手段（バネ等）を設けることにより、管径の差を吸収することができ、例えば管径２００〜６００ｍｍの配管１０にも対応可能となる。

前記の実施形態のように、第１の可動部材２０及び第２の可動部材３０を用いる代わりに、第１の可動部材２０に必要機材を搭載し、配管１０内に挿通した第１の軌道部材１２に沿って必要な場所まで搬送させることもできる。

可動部材を同一箇所との間で何度も往復させる必要がある場合には、前記のように第１の可動部材２０によって第１の軌道部材１２の先端部１４を固定し、第１の軌道部材１２の姿勢を安定させた後に、第２の可動部材３０を用いて必要機材を搬送させることが望ましいが、目的箇所を頻繁に変更する必要がある場合には、第１の可動部材２０自体を機材搬送手段として利用することが適している。

前記のように磁気センサ４５を用いる代わりに、ステッピングモータ型のリニアモータを採用することにより、投入パルス数によって制御部が第１の可動部材２０及び第２の可動部材３０の位置を認識できるように構成することもできる。

前記にあっては、リニアモータのコイルを第１の軌道部材１２側に埋設し、マグネットを第１の可動部材２０及び第２の可動部材３０側に設けた例を説明したが、この発明はこれに限定されるものではなく、第１の軌道部材１２側にマグネットを埋設すると共に、第１の可動部材２０及び第２の可動部材３０側にコイルを設けることもできる。この場合、例えば第１の軌道部材１２の表面に給電ラインを設けると共に、第１の可動部材２０及び第２の可動部材３０側に給電ラインと接触する給電ブラシを設ければよい。

＜第２の実施形態＞
図８は、本発明に係る搬送装置を使用した第２の実施形態としての第２の搬送システムを示す模式図である。なお、以下の説明において前述の第１の実施形態と同等な各部には同一の参照符号を付し、重複する説明は適宜省略する。

この搬送システムの場合、比較的短い寸法の第２の軌道部材７５と、第２の軌道部材７５の先端部に接続された第１の固定部７６と、軌道部材の後端部に接続された第２の固定部７７と、両固定部７６，７７間に摺動自在に配置された第３の可動部材７８とを備えている。

第２の軌道部材７５は、寸法が短い以外は前記した第１の軌道部材１２と同等に構成されている。すなわち、可撓性を備えた樹脂製基材７９内に多数のコイル８０が埋設されている。また、図示は省略したが、基材７９内の空きスペースには図５に示したように複数の電線、パイプ、及びホール素子等の磁気センサが予め埋設されている。

第３の可動部材７８も、基本的には前記した第１の可動部材２０及び第２の可動部材３０と等しい構成を備えており、筺体内部に設けられた貫通孔６２の壁面には図６に示したマグネット６４と同等のマグネットが取り付けられている（図示省略）。この貫通孔６２に第２の軌道部材７５を挿通させることにより、第２の軌道部材７５に沿って第３の可動部材７８が移動自在に保持されている。また、貫通孔６２内に設けられた滑動用のホイール６６が第２の軌道部材７５の側面に形成された溝部６８に係合されている。

第２の固定部７７には、電源線及び信号線を収容した繰り出し式のケーブル８１が接続されており、このケーブル８１を通じて外部から電源の供給を受けると共に、外部との信号のやり取りが実現される。また、必要に応じて油圧や空気圧を供給するためのパイプを第２の固定部７７に接続することもできる。図示は省略したが、第１の固定部７６の頂面に第１の実施形態と同様にＣＣＤカメラ１６等の撮像装置及びリングライト１８等の照明装置を取り付けることもできる。

第３の可動部材７８にも電源線及び信号線を収容した繰り出し式のケーブル８２が接続されており、このケーブル８２を通じて外部から電源の供給を受けると共に、外部との信号のやり取りが実現される。この場合も、必要であれば油圧や空気圧を供給するためのパイプを第３の可動部材７８に接続することができる。また、第１の実施形態と同様に第３の可動部材７８のコネクタを第２の軌道部材７５の端子部に接続させることにより、第３の可動部材７８は電源や制御信号、エア等の供給を第２の軌道部材７５を介して受けることもできる。

第３の可動部材７８は、第１の実施形態と同様に固定手段としてのクランパ２４を備えており、このクランパ２４を外側に向けて張り出し、配管１０の内面に当接させることにより、配管１０内の所定位置に安定した状態で固定される。また、第３の可動部材７８の外周面には、配管１０の内面に接する複数個のローラ５６が設けられている。第２の軌道部材７５の第１の固定部７６及び第２の固定部７７も同様のクランパ８３を備えており、各クランパ８３を外側に向けて張り出し、配管１０の内面に当接させることにより、配管１０内の所定位置に安定した状態で固定される。また、第１の固定部７６及び第２の固定部７７の外周面には、配管１０の内面に接する複数個のローラ８４が設けられている。

以下、この第２の搬送システムにおける移動手順について説明する。

まず、図８（ａ）に示すように、第１の固定部７６及び第２の固定部７７の各クランパ８３を電磁ソレノイド等の駆動力によって外側に張り出させ、第２の軌道部材７５を配管１０の内面に固定する。この状態で第３の可動部材７８のクランパ２４を解除し、第２の軌道部材７５のコイル８０に通電すると、リニアモータの駆動力によって第３の可動部材７８が第２の軌道部材７５に沿って配管１０内を上昇する。そして、図８（ｂ）に示すように、第３の可動部材７８が第１の固定部７６に近接した段階で電源供給を停止し、第３の可動部材７８のクランパ２４を電磁ソレノイド等の駆動力によって外側に張り出させ、第３の可動部材７８を配管１０内に固定する。次に、第１の固定部７６及び第２の固定部７７の各クランパ８３を解除し、第２の軌道部材７５のコイル８０に通電すると、図８（ｃ）に示すように、リニアモータの駆動力によって第２の軌道部材７５が第３の可動部材７８を基点にして配管１０内を上昇する。以後、（ａ）〜（ｃ）を繰り返すことにより、第２の軌道部材７５及び第３の可動部材７８が交互に配管１０内を移動し、目的の箇所に到達することができる。元の場所に帰還させる場合には、前記とは逆方向の電流を流すことにより、第２の軌道部材７５及び第３の可動部材７８を下降させればよい。

前記コイル４０及びコイル８０の材質に特に限定はないが、軽量性、耐摩耗性、及び導電性に優れた炭素繊維を巻回することによってコイル４０及びコイル８０構成することが望ましい。あるいは、同じく軽量性に優れた銅クラッドアルミ線（銅被覆アルミ線）によってコイル４０及びコイル８０構成してもよい。

その他、特に説明しない各部は前述の第１の実施形態と同等に構成され、同等に機能する。

＜第３の実施形態＞
図９は、本発明に係る搬送装置を使用した第３の実施形態としての第３の搬送システムを示す模式図である。なお、以下の説明において前述の第１の実施形態と同等な各部には同一の参照符号を付し、重複する説明は適宜省略する。

この実施形態は、構造物の外面に機材を送り込むためのものである。すなわち、従来では、配管径が異なるごとに搬送装置のギア数および形状を設定し、その設定されたギア数及び形状に加工することが必要であり、位置精度を確保するためには当然それに見合う精度で加工する必要があり、精度によっては加工が難しく、コストも高くなっていた。そこで、第１および第２の実施形態に係る搬送装置を構造物の外面に適用したものがこの第３の実施形態である。

この第３の実施形態では、配管の外面に沿って第３の軌道部材８５を設置し、その第３の軌道部材８５に沿って第４の可動部材８６を移動させて所望の処理を実行させる。前記第３の軌道部材８５も第１の実施形態における第１の軌道部材１２と同等に構成され、第４の可動部材８６も第１の実施形態における第１及び第２の可動部材２０，３０の移動機構と同等に構成されている。

図９に示すようにこの実施形態では、配管１０の外面の形状に合わせて第３の軌道部材８５を設置し、第３の軌道部材８５に第４の可動部材８６を装着する。第４の可動部材８６には、超音波探触子８７が取り付けられこの超音波探触紙８７を第４の可動部材８６によって配管外周に沿って移動させ、配管外周部の探傷、例えば溶接部の探傷を行うようになっている。

その他、特に説明しない各部は前述の第１の実施形態と同等に構成され、同等に機能する。

この第３の実施形態では配管１０の外面形状、すなわち構造物の外面形状に合わせて第３の軌道部材８５を設置し、前記外面上で超音波探触子８７等の機材３６を精度良く搬送することができ、従来のように軌道部上にギアを切るなどの必要がなくなり、構造物の外面に対する加工や探傷などの各種作業が可能な搬送システムを低コストで構成することができる。

本発明の第１の実施形態に係る搬送装置を使用した搬送システムを説明図である。 本発明の第１の実施形態に係る搬送装置を使用した搬送システムを説明図である。 本発明の第１の実施形態に係る搬送装置を使用した搬送システムを説明図である。 本発明の第１の実施形態に係る搬送装置を使用した搬送システムを説明図である。 軌道部材、第１の可動部材及び第２の可動部材の係合状態を示す縦方向に断面した模式図である。 図５の模式図を第１または第２の可動部材部分で横断面した断面図である。 軌道部材とホイールとの係合状態を示す図６の要部拡大断面図である。 本発明の第２の実施形態に係る搬送装置を使用した搬送システムを説明図である。 本発明の第２の実施形態に係る搬送装置を使用した搬送システムの説明図である。

符号の説明

１０ 配管
１２ 第１の軌道部材
２０ 第１の可動部材
２４，８３ クランパ
３０ 第２の可動部材
３６ 機材
３８ 樹脂製基材
４０，８０ コイル
４２ 電線
４２ａ 電線の端子部
４４ パイプ
４４ａ パイプの端子部
４５ 磁気センサ
４６ａ，４８ａ，５０，５４ コネクタ
４６ｂ，４８ｂ 端子部
５４ 筺体
５６，８４ ローラ
５８ 平面部
６０ 第１の可動部材のレール
６２ 貫通孔
６４ マグネット
６６ ホイール
６８ 溝部
７０ 第２の可動部材のレール
７５ 第２の軌道部材
７６ 第１の固定部
７７ 第２の固定部
７８ 第３の可動部材
７９ 樹脂製基材
８１，８２ ケーブル

Claims (19)

1. 可撓性を有する基材内にリニアモータのコイルまたはマグネットの一方が複数埋設された軌道部材に、前記リニアモータのコイルまたはマグネットの他方が設けられた可動部材を装着し、
   前記可動部材を前記軌道部材に装着した状態で前記コイルへ通電し、
   前記軌道部材に沿って前記可動部材を移動させることを特徴とする可動部材の搬送方法。
2. 可撓性を有する基材内にリニアモータのコイルまたはマグネットの一方が複数埋設された軌道部材に、前記リニアモータのコイルまたはマグネットの他方が設けられた複数の可動部材を装着し、
   前記各可動部材を前記軌道部材に装着した状態で前記コイルへ通電し、
   前記軌道部材に沿って前記各可動部材を移動させることを特徴とする可動部材の搬送方法。
3. 可撓性を有する基材内にリニアモータのコイルまたはマグネットの一方が複数埋設され、配管内面へ固定するための第１の固定手段を両端部にそれぞれ備えた軌道部材に、前記リニアモータのコイルまたはマグネットの他方が設けられ、第２の固定手段を備えた可動部材を装着し、
   前記第１の固定手段間の前記軌道部材に前記可動部材が装着された状態で前記第１の固定手段によって前記軌道部材を配管内面に固定し、
   前記コイルに通電して前記軌道部材に沿って前記可動部材を移動させ、
   前記第２の固定手段によって前記可動部材を配管内面に固定し、
   前記コイルに通電して前記可動部材を基点にして前記軌道部材を移動させることを特徴とする可動部材の搬送方法。
4. 先端部に埋設された１以上のコイルからなる第１の駆動系統と、他の複数のコイルからなる第２の駆動系統を有し、可撓性を有する基材内にリニアモータの前記複数のコイルが埋設された軌道部材に、前記リニアモータのマグネット及び配管内面への固定手段を備えた第１の可動部材と、前記リニアモータのマグネットを備えた第２の可動部材とを装着した状態で前記第１の駆動系統及び第２の駆動系統のコイルに通電し、
   配管内に挿通された前記軌道部材に沿って前記第１の可動部材を移動させ、
   前記第１の可動部材を前記軌道部材の先端部に当接させると共に、前記固定手段によって前記軌道部材を配管内面に固定し、
   前記第１の駆動系統のコイルへの通電を停止した状態で第２の駆動系統のコイルに通電し、
   前記第２の可動部材を前記軌道部材に沿って移動させることを特徴とする可動部材の搬送方法。
5. 可撓性を備えた基材内にリニアモータのコイルまたはマグネットの一方を複数埋没させた軌道部材に、前記リニアモータのコイルまたはマグネットの他方を備えた可動部材を装着し、
   前記軌道部材を構造物の外面の任意位置に設置し、
   前記可動部材を前記軌道部材に装着した状態で前記コイルへ通電し、
   前記軌道部材に沿って前記可動部材を移動させることを特徴とする可動部材の搬送方法。
6. 可撓性を有する基材内にリニアモータのコイルまたはマグネットの一方が複数埋設された軌道部材と、
   前記リニアモータのコイルまたはマグネットの他方が設けられた可動部材と、
   を備え、前記可動部材が前記軌道部材に前記コイルへの通電により移動可能に装着されていることを特徴とする搬送装置。
7. 可撓性を有する基材内にリニアモータのコイルまたはマグネットの一方が複数埋設された軌道部材と、
   前記リニアモータのコイルまたはマグネットの他方が設けられた複数の可動部材と、
   を備え、前記各可動部材が前記軌道部材に前記コイルへの通電により移動可能に装着されていることを特徴とする搬送装置。
8. 可撓性を有する基材内にリニアモータのコイルまたはマグネットの一方が複数埋設された軌道部材と、
   この軌道部材の両端部にそれぞれ設けられ、当該軌道部材を配管内面へ固定する第１の固定手段と、
   前記リニアモータのコイルまたはマグネットの他方が設けられた可動部材と、
   この可動部材に設けられ、当該可動部材を配管内面へ固定する第２の固定手段と、
   を備え、前記可動部材が前記第１及び第２の固定手段間の前記軌道部材に前記コイルの通電により移動可能に装着されていることを特徴とする搬送装置。
9. リニアモータのコイルが先端部に埋設された１以上のコイルからなる第１の駆動系統と、他の複数のコイルからなる第２の駆動系統とに分かれ、可撓性を有する基材内に前記コイルが埋設された軌道部材と、
   前記リニアモータのマグネット及び配管内面への固定手段を備えた第１の可動部材と、
   前記リニアモータのマグネットを備えた第２の可動部材と、
   を備え、
   前記第１及び第２の可動部材がそれぞれ独立して移動可能に前記軌道部材に装着されていることを特徴とする搬送装置。
10. 前記第１の可動部材内にはレールが設けられ、前記第２の可動部材内に格納された搬送対象物が前記レールに沿って第１の可動部材側に移動することを特徴とする請求項９記載の搬送装置。
11. 可撓性を備えた基材内にリニアモータのコイルまたはマグネットの一方が複数埋没され、構造体外面に設置される軌道部材と、
    前記リニアモータのコイルまたはマグネットの他方を備え、機材が搭載される可動部材と、
    を備え、前記可動部材が前記軌道部材に前記コイルへの通電により移動可能に装着されていることを特徴とする搬送装置。
12. 前記軌道部材に位置検出手段が所定の間隔で埋設されていることを特徴とする請求項６ないし１１のいずれか１項に記載の搬送装置。
13. 前記リニアモータが、ステッピングモータ型のリニアモータによって構成されていることを特徴とする請求項６ないし１２のいずれか１項に記載の搬送装置。
14. 前記軌道部材には電源供給線及び信号線が埋設され、
    前記可動部材には前記電源供給線及び信号線の端子部または他の可動部材の電源供給線及び信号線の端子部と接続するためのコネクタが設けられていることを特徴とする請求項６ないし１３のいずれか１項に記載の搬送装置。
15. 前記軌道部材にはパイプが埋設されており、
    前記可動部材には、前記パイプの端子部または他の可動部材のパイプの端子部と接続するためのコネクタが設けられていることを特徴とする請求項６ないし１４のいずれか１項に記載の搬送装置。
16. 前記軌道部材の側面には溝が形成され、前記可動部材には前記溝に係合するためのホイールが設けられていることを特徴とする請求項６ないし１５のいずれか１項に記載の搬送装置。
17. 前記可動部材の外面にローラが設けられていることを特徴とする請求項６ないし１６のいずれか１項に記載の搬送装置。
18. 前記コイルが、炭素繊維よりなることを特徴とする請求項６ないし１７のいずれか１項に記載の搬送装置。
19. 前記炭素繊維の表面に金属コーディングを施したことを特徴とする請求項１８記載の搬送装置。

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