JP2010105657A - 移動装置および移動システム - Google Patents

Abstract

【課題】管路内で確実に摩擦力を得ることができ、管路内でも安定して支持されると共に、省スペースな移動装置およびそれを用いた移動システムを提供する。
【解決手段】管路の内壁面を走行するための駆動輪１４が設けられ、かつ管路の軸方向の前後に延びるメインフレーム１１と、そのメインフレームに基端が揺動自在にそれぞれ設けられ、前記駆動輪を中心として軸方向の前後にそれぞれ延び、先端に前記駆動輪が転がる壁面と略反対側の壁面を転がるガイド輪１５をそれぞれ有している一対のガイドレバー１２と、それらガイドレバーのガイド輪を壁面に押し当てるように付勢する弾性部材１６と、前記一対のガイド輪および駆動輪とで管路の内壁を突っ張って支持している管路を走行する移動装置１。
【選択図】図３

Description

本発明は管路（あるいは狭路など）を走行する移動装置およびそれを用いた移動システムに関する。さらに詳しくは、細い管路でも走行（あるいは進行）することができる移動装置およびそれを用いた移動システムに関する。

図９に特許文献１の自走式監視カメラ装置を示す。その自走式監視カメラ装置１００は２本の伝熱管１０７に沿ってそれらの間を垂直に移動することができる。このものは、自走式カメラのフレーム１０１に、監視カメラ機構部（図示せず）と、複数の昇降機構部１０２とを縦列して設けている。それら昇降機構部１０２には、フレーム１０１の外側にパンタグラフ状に開閉するリンク機構１０３が設けられている。そのリンク機構１０３には、それが外向きに展開した際に壁面に接触する先端部に駆動輪１０４が配置されている。その駆動輪１０４は、フレーム１０１に設けられたモータ１０５によって回転駆動する。そのモータ１０５は、軸方向を回転軸とする出力軸を備えており、減速機構を介して駆動輪１０４に回転を伝達している。さらに、そのモータ１０５の周囲にはリンク機構１０３を開閉するためのシリンダ１０６が配置されている。

図示していないが、特許文献２には管路内検査走行装置が記載されている。このものは、中央の本体に対し、それぞれ反対向きに付勢された一対の板状の連結体を管路内壁に押し当てている。前記連結体の一方の先端にはモータにより駆動する車輪が設けられており、それにより管路内壁を走行する。また、他方の連結体の先端の車輪はその進行方向を変えることができる。そのため、この装置は管路内の障害物を避けて走行することができる。その他、関連する従来技術として、特許文献３の細管検査用のブローブが開示されている。

特開２００２−３２３５８９号公報 特開平８−１８９６０８号公報 実開平３−７０３０４号公報

特許文献１、２では、管路や狭路などの壁面との摩擦あるいは係合力を得るのに、中央の本体に対してそれぞれ反対向きに脚部材を延ばし、それらの脚部材同士を弾性部材の弾性力で壁面に突っ張っている。そのため、それぞれの突っ張り力の反力が、中間の本体部分に伝わり有効に活用できていない。
また、従来技術では、正面から見て、脚、本体、脚という具合に部材が配置されている。一般的に、脚部材は本体（軸方向）に対してほぼ４５度の角度で壁面に突っ張ることができるように調整すると、脚部材を突っ張る方向にも突っ張りを解除する方向にも適切な弾性部材の弾性力を備えつつ、脚部材を回動シロも残すことができる。しかし、従来技術の部材の配置であると、脚部材を約４５度の角度で開くと、管路内で径方向に部材が嵩張る。
さらに、一つの本体に対して一対の脚で支持（２点支持）する構造であるので、管路内において本体の安定性が高くない。

そこで、本発明は管路内で確実に摩擦力を得ることができ、管路内でも安定して支持されると共に、省スペースな移動装置およびそれを用いた移動システムを提供することを課題としている。

本発明の移動装置は、回転駆動されて、壁面上を転動する駆動輪が設けられ、かつ前後に延びるメインフレームと、そのメインフレームに基端が揺動自在にそれぞれ設けられ、前記駆動輪を間に配置して前後に延び、先端に前記駆動輪が転がる壁面と略反対側の壁面を転がるガイド輪をそれぞれ有している一対のガイドレバーと、それらガイドレバーのガイド輪を対応する壁面に押し当てるように付勢する弾性部材とを備えており、前記一対のガイド輪が壁面に押し当てられる反力で前記駆動輪が反対側の壁面に押し当てられて、一対のガイド輪および駆動輪が壁面に係合され、かつ前記駆動輪が走行することのできる摩擦力を得ることを特徴としている。

本発明の移動システムは、前述の移動装置と、その移動装置に連結され、壁面の状態を電子データとして取得する測定装置と、前記移動装置および測定装置と通信可能に接続され、前記電子データに基づいて前記移動装置および測定装置を動作させるコントローラとからなることを特徴とする。

本発明の移動装置の他の態様は、回転駆動されて、壁面上を転動する駆動輪が設けられ、かつ前後に延びるメインフレームと、そのメインフレームに基端が揺動自在にそれぞれ設けられ、前記駆動輪の回転中心を間に配置して前後に延び、先端に前記駆動輪が転がる壁面と略反対側の壁面を転がるガイド輪をそれぞれ有している一対のガイドレバーと、それらガイドレバーのガイド輪を対応する壁面に押し当てるように付勢する弾性部材とを備えており、前記一対のガイド輪が壁面に押し当てられる反力で前記駆動輪が反対側の壁面に押し当てられて、一対のガイド輪および駆動輪が壁面に係合され、かつ前記駆動輪が走行することのできることを特徴としている。

（１）本発明の移動装置は、駆動輪と反対側にガイドレバーが延びており、それらガイド輪を壁面に押し当てるように付勢する弾性部材を備えているので、両方のガイドレバーの反力を反対側の駆動輪が内壁を押える力とすることができる。そのため、駆動輪に駆動のための壁面との摩擦力を与えることができる。また、前記ガイドレバーは駆動輪を中心として軸方向の前後にそれぞれ延びているので、中央の駆動輪にバランスよく反力を伝達することができる。そして、一個の移動装置に対し駆動輪および一対のガイド輪の３点で壁面を支持しているので安定している。

（２）このような移動装置において、前記弾性部材が、メインフレームとほぼ平行に配置され、その弾性部材の前端を前方のガイドレバーの先端付近に連結し、前記弾性部材の後端を後方のガイドレバーの先端付近に連結している場合は、省スペースである。

（３）また、前記ガイドレバーの基端を駆動輪に近い側にそれぞれ設け、ガイドレバーの先端を軸方向で、かつそれぞれ駆動輪に遠い側に延ばし、前記弾性部材によりガイドレバーの先端同士を近づけるように付勢している場合は、ガイドレバーの基端部、すなわち駆動輪に向けてガイドレバーからの反力が集中する。そのため、駆動輪に駆動のための壁面との摩擦力を効果的に与えることができる。

（４）さらに、前記駆動輪、前記一対のガイド輪のそれぞれが、駆動輪を頂角位置とする二等辺三角形の頂点の位置に配置されている場合は、両方のガイドレバーから同じ力の反力を与えることができるので、移動装置の支持が安定し、バランスがよい。

（５）また、前記メインフレームに平行で、かつメインフレーム側に回転自在に設けられたウォームと、両端に前記駆動輪が固定され、かつメインフレームに枢支されるシャフトとをさらに備えており、そのシャフトの中央付近が大径に形成され、その大径の中央部の外周面が前記ウォームと噛合う歯が形成されたウォームホイールを兼ねている場合は、省スペースである。

（６）さらに、前記メインフレームの端部に揺動自在に連結されたモータフレームと、そのモータフレームに収納されるモータと、そのモータの出力軸とウォームとを回転力伝達可能に連結しているトルクケーブルとをさらに備えている場合は、駆動輪およびウォームホイールが設けられているメインフレームと、モータが設けられているモータフレームとに分かれており、それらがトルクケーブルによって回転が伝達されるので、小さな曲率半径の管路内を移動することができる。また、トルクケーブルは軸方向に引張力や圧縮力も伝達できるので、メインフレームの移動によりモータフレームを引張ったり、後方から押される力を前方に伝達したりすることができる。

（７）本発明の移動システムは、測定装置により管路内の様子を電子データとして取得することができる。そして、その電子データに基づいてコントローラにより移動装置および測定装置を動作させることができる。

（８）前記移動装置を複数備えており、それらが縦列に、かつそれぞれ揺動自在に連結されている場合は、複数の移動装置により走行する壁面に応じて適切な係合力を得ることができるし、大きな駆動力を得ることができる。そのため、垂直に長い管路を上方に移動するのが容易である。

（９）本発明の移動装置の他の態様は、前述の第１の態様と同じ効果を奏する。そして、駆動輪の回転中心がガイドレバーの間に配置されているので、外径の大きな駆動輪を用いることができる。外径の大きな駆動輪を用いることで、管路内の障害物を乗り越えたりするのが容易になるので走行が安定する。

（１０）このような移動装置において、出力軸およびその出力軸に設けられる太陽ギヤを有すると共に、前記メインフレームに固定されたモータと、そのモータの太陽ギヤに噛合する１つ以上の遊星ギヤと、その遊星ギヤに噛合し、かつ歯数の異なる内歯をそれぞれ有する第１リングギヤおよび第２リングギヤと、前記第２リングギヤの一方向の回転を規制する規制手段とを備えており、前記第１リングギヤが駆動輪と連結されている場合は、第１リングギヤと第２リングギヤの歯数の差分だけ第２リングギヤを回転させることができるので、減速効果が大きい。また、移動装置を管路内から取り出すときには、移動装置を後ろから押すことで駆動輪が回転し、遊星ギヤを介して第１リングギヤと第２リングギヤが第２リングギヤの規制を外しながら一体で回転できるため、モータを回転させることなく移動装置を取り出すことができる。

図１は本発明の移動装置および移動システムの実施形態を示す模式図である。 図２は移動装置および移動システムが用いられる管路の一例を示す原子力発電所の冷却水の概略フロー図である。 図３ａは移動装置の走行部の側面図、図３ｂは図３ａのＩ−Ｉ線断面図である。 図４は図３ａの分解斜面図である。 図５は移動装置の動力部の断面図である。 図６は図５の概略分解斜面図である。 図７は本発明の移動装置の他の態様の実施形態を示す概略側面図である。 図８ａは図７の一部切り欠き上面断面図、図８ｂは図８ａのＩＩ−ＩＩ線断面図である。 図９は従来の技術を示す断面図である。

図１に本発明の移動装置および移動システムを示す。まず、移動装置１は、壁面との間に係合力を生じさせると共に、その壁面を走行する走行部１０と、その走行部に壁面を走行するための動力を与える動力部２０とからなる。前記走行部１０と動力部２０との間はヒンジ６によって揺動自在に連結されている。さらに、前記動力部２０から後述するトルクケーブル２９により走行部１０に回転力が伝達されている。トルクケーブルが、ケーブルの両端にかかる引張力や、圧縮力を伝達することができる場合は、ヒンジ６を省略することができる。その場合は、動力部２０の後方あるいはさらに後方（管路の入り口）から移動装置１を引っ張って取り出す際には、前記トルクケーブル２９を介して引張り力を走行部１０へ伝達することができる。一方、動力部２０の後方あるいはさらに後方（管路の入り口）から移動装置１をさらに前方（管路や狭路の奥）に押し出す際には、トルクケーブル２９を介して圧縮力を伝達できるので走行部１０を前方に押し出すことができる。なお、図示していないが走行部１０と動力部２０とを１つのフレーム上に設けてもよい。その場合はトルクケーブルを用いない。

次に、本発明の移動システム２（二点鎖線参照）は、先頭の移動装置１の先端に、管路内（あるいは狭路）の状態を電子データとして取得する測定装置３が備えられている。そして、その移動装置１および測定装置３には電線４が通信可能に接続され後方に延びている。その電線４の後端にはコントローラ５が接続され、前記移動装置１および測定装置３の動作を制御している。なお、移動装置１の後端に、さらに同様な移動装置１・・をヒンジ７を介して縦列（数珠状）に連結し、そのヒンジ７により揺動自在にすることもできる。その際の移動装置１の個数は内壁との摩擦力の大きさ、傾斜角度あるいは自重などにより最適な個数が決められる。なお、図示していないが、故障時などに、管路に進入した移動装置１を後端から引っ張って取り出せるように、移動装置の後端に取り出し用のケーブルを連結してもよい。前記電線４をそのケーブルの代わりに用いてもよい。なお、測定装置３は移動システム２の先端に設けるのが好ましいが、用途に応じて側方や後端に設けてもよい。

このような、移動装置１の用途の一例としては、細管の内部検査が挙げられる。例えば細管としては、熱交換器、復水器あるいは化学プラントなどの細管である。前記熱交換器を例にとると、伝熱のための細管が上方（鉛直上方）に長く延びているものほど、本発明の移動装置が有効である。その使用例を説明するために、図２に加圧水型原子力発電所の冷却水のフロー図を示す。原子力発電所には加圧水型と沸騰水型があり、加圧水型には加圧され高温となった一次系冷却水８ａの熱を二次系冷却水８ｂへ伝える熱交換器９が設けられている。その熱交換器９には１８０度に曲げられた外径２ｃｍ程度の伝熱管９ａ・・が数千本程度設けられており、高温になった一次冷却水８ａが伝熱管を介して二次冷却水８ｂに熱を与えるようになっている。前記伝熱管の内面は、一次冷却水８ａの流れによる磨耗により穴が開き、放射能を帯びた一次系冷却水８ａが伝熱管９ａから漏れることがあるため、伝熱管９ａ内部を定期的に検査する必要がある。

また、熱交換の伝熱管のような管路のほか、全周が囲まれていない細長い隙間（狭路）に通して用いることもできる。そして、この移動装置１が対象とする管路（狭路）の幅は１８〜２１ｍｍで、好ましくは１９〜２０ｍｍである。

図３ａ、図３ｂに示すように前記走行部１０は、そのメインフレーム１１と、そのメインフレーム１１に一端（基端）が揺動自在に支持され、先端を自由端としている前後一対のガイドレバー１２とを備えている。前記メインフレーム１１の中央付近にはシャフト１３を介して駆動輪１４が枢支されている。また、前記ガイドレバー１２の自由端にはそれぞれガイド輪１５が枢支されている。それらガイドレバー１２、１２は、前記駆動輪１４を間に配置して進行方向の前後にそれぞれ延びている。そして、ガイドレバーの先端に設けられたガイド輪１５は、前記駆動輪１４が転がる壁面と略反対側の壁面を転がることができる。また、前記一対のガイドレバー１２、１２の先端付近には、先端のガイド輪１５、１５を互いに近づけるように付勢する弾性部材１６として引張りコイルスプリングの両端がそれそれ係止されている。さらに、前記メインフレーム１１には駆動輪１４を駆動させるための駆動機構１７が設けられている。

前記メインフレーム１１は帯状の部材であり、２枚１組で用いられ、間隔を空けて互いの板面を向い合わせて配置されている。そのメインフレーム１１は中央部１１ａと、その両端の斜め上方で軸方向の前後に突出している傾斜部１１ｂ、１１ｂとからなる。その傾斜部１１ｂは管路の中央部１１ａに対して約１５°の角度で突出している。前記傾斜部１１ｂ、１１ｂの端部はまっすぐ延び、他の移動装置１あるいは動力部２０を揺動自在に連結するための連結孔１１ｃ、１１ｃがそれぞれ形成されている。なお、前記連結孔１１ｃは管路内で中心軸付近の位置に配置され、中央部１１ａは管路内で中心軸から一方に片寄った位置に配置され、それによってガイドレバー１２を前記駆動輪１４と対応する壁面と反対側の壁面に向けて長く延ばすことができる。そのため、ガイドレバー１２の回動半径を大きくすることができる。

前記シャフト１３は、メインフレーム１１の中央部１１ａに並列に２本枢支されている。それらのシャフト１３は、図４に示すように大径の中央部１３ａと、その大径の中央部から一段細径されて両側に延びる断面矩形状（正方形）の小径部１３ｂ、１３ｂとからなる。前記大径の中央部１３ａはその外周に後述するウォームと噛合う歯が形成されている。そのため、シャフト１３の中央部１３ａは前記駆動機構１７の一部でもあるウォームホイールを兼ねている。そのウォームホイールの部分は２枚のメインフレーム１１の間に配置されている。また、前記小径部１３ｂの端面の中心には孔１３ｃが形成されている。なお、シャフト１３は１本にすることもできるが２〜３本程度が好ましい。

前記駆動輪１４には、シャフト１３の矩形状の小径部１３ｂを通すための矩形孔１４ａが同軸に形成されている。また、その矩形孔１４ａの底面にはさらに駆動輪を貫通する孔１４ｂが形成されており、ピン１３ｄによりシャフト１３の両端に固定される。前記駆動輪１４は外向きに次第に直径が小さくなるように形成されている。すなわち、駆動輪１４の断面形状は管路の内壁の曲面に沿うように湾曲した外面形状に形成されている。

図３に戻って、前記ガイドレバー１２は、一対のメインフレーム１１のそれぞれに前後に２枚で、合計４枚設けられている。前記ガイドレバー１２は、メインフレーム１１の中央部１１ａの両端付近の傾斜部１１ｂの付け根付近に、その基端部１２ａをシャフト１２ｂにより揺動自在に枢支されている。一方、向かい合うガイドレバーの先端部１２ｃ、１２ｃの間にはガイド輪１５が配置され、シャフト１２ｄにより前記向い合う先端部１２ｃ、１２ｃに枢支されている。また、ガイドレバー１２の先端部１２ｃには軸方向に、前記駆動輪１４側に延長された部位が設けられ、その部位に前記弾性部材１６の端部を固定するシャフト１２ｅが設けられている。

前記弾性部材１６は引張りコイルスプリングである。その引張りコイルスプリング１６は軸方向に平行に二本設けられている。そして、前記引張りコイルスプリング１６の両端部はそれぞれ前後の２本のガイドレバー１２、１２のシャフト１２ｅ、１２ｅに係止されている。その弾性部材１６はガイドレバー１２、１２の先端同士を近づける方向に付勢している。すなわち、ガイドレバー１２は駆動輪１４側を頂点として軸方向の左右に先端を開いた状態から、その先端を閉じる方向に付勢されることにより、ガイド輪１５を管路の壁面に押し当てている。そのため、そのガイド輪１５が壁面から受ける反力を反対側の前記駆動輪１４が内壁を押える力とすることができ、駆動輪１４に駆動のための壁面との摩擦力を与えることができる。

前記駆動機構１７は、メインフレーム１１に固定される前後一対の固定フレーム１８ａ、１８ａと、その固定フレーム１８ａ、１８ａによって前後端が枢支されるウォーム１９と、前記固定フレーム１８ａ、１８ａの両脇同士を連結する固定ブラケット１８ｂ、１８ｂと、前述のシャフト１３の大径の中央部のウォームホイール１３ｅとからなる。前記固定フレーム１８ａの上端付近はウォーム１９の端部を枢支する部位であり、下端付近はメインフレーム１１に固定される部位である。前記ウォーム１９は２本のシャフト１３、１３のウォームホイール１３ｅ、１３ｅと噛み合っている。なお、駆動機構１７の構成としてモータを備えることもできる。その場合は、そのモータはメインフレーム１１に固定される。なお、前記シャフト１３は１本でもよい。

図５に示すように前記動力部２０は、筒状のモータフレーム２１を備えている。そのモータフレーム２１は、その内部に３つのモータ２２と、減速機２３と、回転をトルクケーブル２９に伝達するキャリア２４とを収容している。

前記モータフレーム２１の前後端には、前記メインフレームの傾斜部１１ｂ、１１ｂの外面に接するようにブラケット２１ａ、２１ａが延びている。そのブラケット２１ａには傾斜部１１ｂの連結孔１１ｃと対応するように連結孔２１ｂがそれぞれ形成され、ピン２１ｃなどにより回動自在に連結される。なお、前述したヒンジ６も同様な機構である。

図６に示すように、前記モータ２２は筒状のモータフレーム２１内に等角度（１２０度）で配置されている。そのモータの出力軸２２ａには、ピニオン２２ｂがそれぞれ固定されている。それら３つのピニオン２２ｂが囲む中心にはサンギヤ２５がモータフレーム２１に枢支されている。そのサンギヤ２５は大径のギヤ２５ａと小径ギヤ２５ｂとを同軸に設けて一体としたものである。前記ピニオン２２ｂはサンギヤ２５の大径部２５ａに噛み合っている。また、小径のギヤ２５ｂの周囲には、それと噛み合う３個の遊星歯車２６、２６、２６が配置され、その外側にそれらの遊星歯車２６と噛み合う内歯車（リングギヤ）２７が配置されている。前記リングギヤ２７はモータフレーム２１に対して固定されている。前記遊星歯車２６は、キャリア２４に軸２４ａにより枢支されている。したがってこの減速機２３は、ピニオン２２ｂから回転が伝達されたサンギヤ２５を入力部とし、キャリア２４を出力部とする遊星歯車減速機となっている。そのキャリア２４の先端部は断面矩形状の細長い孔２４ｂが形成され、その孔２４ｂに固定でき、かつ回転を伝達できるように、前記トルクケーブル２９の後端にも同じような矩形状部２９ａが形成されている。

ここから、移動装置１の動作を説明する。前記モータ２２が回転すると、モータの出力軸２２ａが駆動してピニオン２２ｂが回転する。そのピニオン２２ｂの回転は、大径ギヤ２５ａへ伝達される。次いで、その回転力は大径ギヤ２５ａと連結された小径ギヤ２５ｂから内歯車２７と噛み合う遊星歯車２６に伝達され、その遊星歯車２６を回転（自転）自在に保持するキャリア２４を回転（公転）させる。キャリア２４が回転するとトルクケーブル２９が回転し、そのトルクケーブル２９と連結されているウォーム１９に回転が伝達される。そして、ウォームホイール１３ｅを介して駆動輪１４が回転する。

図１に示すように、前記測定装置３は、管路の厚みを測定するものや、内部の映像を写すカメラ、磁気探傷装置あるいは超音波厚さ計などである。すなわち、前記磁気探傷装置などにより管路や狭路の異常を調べ、その異常のある部位をカメラなどを用いて肉眼で確認することができる。なお、測定装置３として管路内に補修剤、接着剤などを放出する装置を設けることもできる。

前記電線４は、測定装置３や移動装置１に電力を供給する電力線、測定装置、移動装置と通信するための通信線などである。さらに、液体、気体などを放出する装置の場合には電線４と共にチューブが連結されることもある。これら電線４を１つにまとめるために、導中管を用いてもよい。その導中管とは、金属帯片を方向の異なる螺旋状に巻回した二層構造の螺旋管と、その周囲に金属素線を編んで筒状に形成した網状管と、その周囲にポリウレタン等の樹脂材料で形成した外被とから構成されている。しかし、この構成に限らず、螺旋管を一層構造にしたり、網状管を非金属素線で形成してもよい。なお、前記導中管やチューブなどを放射能のある場所に用いる場合には、放射能による汚染を少なくするために出来るだけ容積を小さくするのがよい。

前記コントローラ５は、モータ２２をＯＮ−ＯＦＦしたり、モータ２２の回転数を制御するコンピュータなどからなる制御装置である。前記コントローラ５には、電源線４が接続されており、モータ２２に供給する電流が流されている。前記コントローラ５はパルス制御（ＰＷＭ）によりモータの回転数を変化させることにより、駆動輪１４の回転速度を変化させ、移動装置１の走行速度を変化させることができる。前記コントローラ５は、ＣＰＵ、ハードディスク、メモリなどを備えた公知のパーソナルコンピュータを用いることができる。また、その制御装置は、いくつかの移動システム２を自動的に作動させるプログラムを記憶しており、そのプログラムを実行することにより、モータ２２を作動させることができる。また、管路の湾曲具合に応じて、移動装置１を前進・後退させたり、作動させる移動システム１を選択するなどして、湾曲した管路を通過させることもできる。このように、複雑に湾曲した管路もプログラムに従って走行させることもできる。さらに、予め管路のレイアウトを入力すると、そのレイアウトに沿って自動的に管路を走行させることもできる。

図７は本発明の移動装置の他の態様を示す概略側面図である。図７に示す移動装置３０は、前述した移動装置１（図１参照）とほぼ同じであるので、同様な部分には同じ符号を付してその説明を省略する。前記移動装置３０は、左右のガイドレバー１２の間に駆動輪３１の回転中心３１ａが配置されている。この移動装置３０は、前述した移動装置１(図３参照)の駆動輪１４の全体が左右のガイドレバー１２の間に配置されているのに対し、回転中心３１ａは左右のガイドレバー１２の間に配置されているが、駆動輪３１を大径とし、一つだけ設けていることを１つの特徴としている。大径の駆動輪３１を用いているので、障害物を乗り越えたりするのが容易である。例えば、リサイクル発電機の蒸気ボイラーと蒸気タービンの間に用いられるスーパーヒーターのパイプなどの内部に錆、水垢、沈殿物、異物、あるいは傷などがあっても、それら障害物を乗り越えることができる。図７における符号９ｂはそれら管路の内壁を示す。

さらに、このものは前述した移動装置１に比べて管路径が大きな、例えば３４〜４０ｍｍの管路に用いられる。駆動輪３１が大径になった分、駆動輪を弾力性のあるゴムなどの樹脂で形成したゴムタイヤとし、内壁とのグリップが得られるようにしてもよい。なお、管路だけでなく、前述した狭路（若干幅広な）にも用いることができる（段落００２１参照）。また、前記駆動輪３１の回転中心３１ａと、前記ガイド輪１５、１５の回転中心とは、回転中心３１ａを頂点とした二等辺三角形になるように設けると（図８ａ参照）、左右のガイドレバー１２、１２から均等に駆動輪３１に力が加わるので、管路内における移動装置３０の支持が安定し、そのバランスがよい。

次に、図８ａを用いて移動装置３０の駆動機構３２を説明する。移動装置３０の駆動機構３２はメインフレーム３３上に配置されている。そのため、図５に記載されているようなモータフレーム２１を必要としない。その駆動機構３２はモータ３４を有している。そのモータ３４はメインフレーム３３の長手方向に直交するように出力軸３４ａを延ばして取り付けられている。その出力軸３４ａには太陽ギヤ３５が設けられている。その太陽ギヤ３５の周囲には３つの遊星ギヤ３６が噛合している。その遊星ギヤ３６は、周囲に配置された２つのリングギヤの内歯と噛合している。それらリングギヤは、モータ３４側に配置された第１リングギヤ３７と、外側の第２リングギヤ３８とからなる。その第２リングギヤ３８は駆動輪３１と一体で回転するように連結されている。また、前記第２リングギヤ３８には駆動輪３１を後退させる方向の回転を規制し、前進させる方向の回転を許容する規制手段３９（図８ｂ参照）が設けられている。なお、前記モータ３４は移動装置３０を少なくとも前進させる方向に回転するものであればよい。なお、このようなモータとして、ブラシレスモータあるいはステッピングモータを用いてもよい。

前記メインフレーム３３は、モータ３４をその出力軸３４ａが移動装置３０の進行方向に対して横向きになるように収納する有底筒状の収納部３３ａと、その収納部３３ａの開口端縁から前後にそれぞれ延び、他の進行装置との連結部となる鍔部３３ｂ、３３ｂとからなる。前記収納部３３ａは底部３３ｃと、側部３３ｄと、底部３３ｃの内周からさらに外向き（図の上向き）に突出し、出力軸３４ａを収納部の外へ突出させる筒状部３３ｅとからなる。前記底部３３ｃの外表面（底部のモータと反対側の面）には筒状部３３ｅを中心とする円形に薄く切り欠かれた溝３３ｆが形成され、その溝３３ｆには薄板のドーナツ状のライナー３３ｇがはめ込まれている。前記側部３３ｄの外周には大径のベアリング４０ａがはめ込まれている。

前記太陽ギヤ３５は遊星ギヤ３６と噛合する歯を有する部分と、さらに先端に延び、歯が形成されていない筒部３５ａを有している。その筒部３５ａの外周にはベアリングが配置されている。そのベアリングはモータ３４に近い側から内側のベアリング４０ｂと、外側のベアリング４０ｃであり、二段に重ねられている。前記遊星ギヤ３６はキャリア４１に両端を固定された軸４１ａに回転自在に配置されている。そのキャリア４１は遊星ギヤ３６と共に回転する。そのキャリア４１のモータ３４側の端部は筒状部３３ｅの外周に摺動自在に支持されている。なお、キャリア４１のモータ３４側の端部と、メインフレーム３３との間にはライナー３３ｇが配置され、キャリア４１の回転摩擦を低減させている。一方、モータの反対側の内径部はベアリング４０ｃの外周に接し、回転が支持されている。

前記第１リングギヤ３７は、そのリングの片方の縁部付近で遊星ギヤ３６と噛合する第２リングギヤ３８よりも歯数の少ない内歯が形成され、他方は大径の駆動輪３１と一体で回転するように連結されている。その駆動輪３１と第１リングギヤ３７との連結付近は段状に形成されており、そこにベアリング４０ａが係合し、駆動輪３１の回転が支持される。また、駆動輪３１の両面にはそれぞれ円形の凹部３１ｂ、３１ｂが形成されており、モータ３４側の面の凹部３１ｂにはメインフレーム３３の鍔部３３ｂの一部が係合している。

前記第２リングギヤ３８は鍋蓋形状であり、その内面に遊星ギヤ３６と噛み合い第１リングギヤ３７よりも歯数の多い内歯が形成されたリング部３８ａと、そのリング部３８ａからモータ側、かつ半径方向の外側に突出する鍔３８ｂと、前記リング部３８ａを塞ぐ天井３８ｃとからなる。前記メインフレーム３３の鍔部３３ｂは駆動輪３１の凹部３１ｂに摺動自在に係合する。また、天井３８ｃの中心には円形の開口３８ｄが形成され、前記ベアリング４０ｃがはめ込まれる。図８ｂに示すように、前記リング部３８ａの外面には前記第２リングギヤ３８の一方向の回転を規制する規制手段であるラチェット機構３９のラチェット歯３９ａが形成されている。また、メインフレーム３３の鍔部３３ｂにはラチェット爪３９ｂが回動自在に設けられている。そのラチェット爪３９ｂはバネ３９ｃによりラチェット歯３９ａ側に付勢されている。

次に、移動装置３０が作動する様子を説明する。前記モータ３４の出力軸３４ａが回転(図８ｂの符号Ｌ)すると、遊星ギヤ３６が回転(図８ｂの符号Ｒ)する。このとき、第２リングギヤ３８はラチェット機構３９によりＲ方向への回転が規制されているため、キャリア４１も回転（図８ｂの符合Ｌ）する。一方、第１リングギヤ３７は、第２リングギヤ３８よりも歯数が少ないので、その歯数の差の分だけ、第２リングギヤ３８が回転（図８ａの符合Ｒ）する。その回転は駆動輪３１に伝達され、移動装置３０が前進する。このように第１リングギヤ３７と第２リングギヤ３８の歯数の差の分だけ第１リングギヤ３７が回転するので、減速効果が大きい。

また、移動装置を管路内から取り出すときには、後側から管路内へ高圧の水を流すと、その水圧により移動装置が押されて、駆動輪が前進方向に回転する。その際に、第１リングギヤ３７の回転が遊星ギヤ３６を介して第２リングギヤに伝わり、第２リングギヤ３８がラチェット爪３９ｂとラチェット爪３９ｂの係合による規制を外しながら第１リングギヤ３７と一体で回転（図８ｂの符号Ｌ）する。このとき、第１リングギヤ３７、第２リングギヤ、遊星ギヤ３６に加え、キャリア４１も太陽ギヤ３５の周りを一体で回転するため、故障によりモータが拘束していて太陽ギヤ３５が回転できない状態であっても移動装置３０を前進させることができる。また、モータ３４を前進方向に回転させなくても、移動装置３０を前進させて管路内から取り出すことができる。

１ 移動装置
２ 移動システム
３ 測定装置
４ 電線
５ コントローラ
６、７ ヒンジ
８ａ 一次系冷却水
８ｂ 二次系冷却水
９ 熱交換器
９ａ 伝熱管
１０ 走行部
１１ メインフレーム
１１ａ 中央部
１１ｂ 傾斜部
１１ｃ 連結孔
１２ ガイドレバー
１２ａ 基端部
１２ｂ シャフト
１２ｃ 先端部
１２ｄ シャフト
１２ｅ シャフト
１３ シャフト
１３ａ 中央部
１３ｂ 小径部
１３ｃ 孔
１３ｄ ピン
１３ｅ ウォームホイール
１４ 駆動輪
１４ａ 矩形孔
１４ｂ 孔
１５ ガイド輪
１６ 弾性部材
１７ 駆動機構
１８ａ 固定フレーム
１８ｂ 固定ブラケット
１９ ウォーム
２０ 動力部
２１ モータフレーム
２１ａ ブラケット
２１ｂ 連結孔
２１ｃ ピン
２２ モータ
２２ａ 出力軸
２２ｂ ピニオン
２４ キャリア
２４ａ 軸
２４ｂ 孔
２５ サンギヤ
２５ａ 大径ギヤ
２５ｂ 小径ギヤ
２６ 遊星歯車
２７ 内歯車（リングギヤ）
２９ トルクケーブル
２９ａ 矩形状部
３０ 移動装置
３１ 駆動輪
３１ａ 回転中心
３１ｂ 凹部
３２ 駆動機構
３３ メインフレーム
３３ａ 収納部
３３ｂ 鍔部
３３ｃ 底部
３３ｄ 側部
３３ｅ 筒状部
３３ｆ 溝
３３ｇ ライナー
３４ モータ
３４ａ 出力軸
３５ 太陽ギヤ
３５ａ 筒部
３６ 遊星ギヤ
３７ 第１リングギヤ
３８ 第２リングギヤ
３８ａ リング部
３８ｂ 鍔
３８ｃ 天井
３８ｄ 開口
３９ ラチェット機構
３９ａ ラチェット歯
３９ｂ ラチェット爪
３９ｃ バネ
４０ ベアリング
４０ａ ベアリング
４０ｂ 内側ベアリング
４０ｃ 外側ベアリング
４１ キャリア
４１ａ 軸

Claims (10)

1. 回転駆動されて、壁面上を転動する駆動輪が設けられ、かつ前後に延びるメインフレームと、
   そのメインフレームに基端が揺動自在にそれぞれ設けられ、前記駆動輪を間に配置して前後に延び、先端に前記駆動輪が転がる壁面と略反対側の壁面を転がるガイド輪をそれぞれ有している一対のガイドレバーと、
   それらガイドレバーのガイド輪を対応する壁面に押し当てるように付勢する弾性部材とを備えており、
   前記一対のガイド輪が壁面に押し当てられる反力で前記駆動輪が反対側の壁面に押し当てられて、一対のガイド輪および駆動輪が壁面に係合され、かつ前記駆動輪が走行することのできる摩擦力を得る移動装置。
2. 前記弾性部材が、メインフレームとほぼ平行に配置され、その弾性部材の前端を前方のガイドレバーの先端付近に連結し、前記弾性部材の後端を後方のガイドレバーの先端付近に連結している請求項１記載の移動装置。
3. 前記ガイドレバーの基端を駆動輪に近い側にそれぞれ設け、ガイドレバーの先端を軸方向で、かつそれぞれ駆動輪に遠い側に延ばし、前記弾性部材によりガイドレバーの先端同士を近づけるように付勢している請求項２記載の移動装置。
4. 前記駆動輪、前記一対のガイド輪のそれぞれが、駆動輪を頂角位置とする二等辺三角形の頂点の位置に配置されている請求項３記載の移動装置。
5. 前記メインフレームに平行で、かつメインフレーム側に回転自在に設けられたウォームと、
   両端に前記駆動輪が固定され、かつメインフレームに枢支されるシャフトとをさらに備えており、
   そのシャフトの中央付近が大径に形成され、その大径の中央部の外周面が前記ウォームと噛合う歯が形成されたウォームホイールを兼ねている請求項１〜４いずれかに記載の移動装置。
6. 前記メインフレームの端部に揺動自在に連結されたモータフレームと、そのモータフレームに収納されるモータと、そのモータの出力軸と前記ウォームとを回転力伝達可能に連結しているトルクケーブルとをさらに備えている請求項５記載の移動装置。
7. 請求項６記載の移動装置と、
   その移動装置に連結され、壁面の状態を電子データとして取得する測定装置と、
   前記移動装置および測定装置と通信可能に接続され、前記電子データに基づいて前記移動装置および測定装置を動作させるコントローラとからなる移動システム。
8. 前記移動装置を複数備えており、かつそれぞれ揺動自在に前後方向に連結されている請求項７記載の移動システム。
9. 回転駆動されて、壁面上を転動する駆動輪が設けられ、かつ前後に延びるメインフレームと、
   そのメインフレームに基端が揺動自在にそれぞれ設けられ、前記駆動輪の回転中心を間に配置して前後に延び、先端に前記駆動輪が転がる壁面と略反対側の壁面を転がるガイド輪をそれぞれ有している一対のガイドレバーと、
   それらガイドレバーのガイド輪を対応する壁面に押し当てるように付勢する弾性部材とを備えており、
   前記一対のガイド輪が壁面に押し当てられる反力で前記駆動輪が反対側の壁面に押し当てられて、一対のガイド輪および駆動輪が壁面に係合され、かつ前記駆動輪が走行することのできる摩擦力を得る移動装置。
10. 出力軸およびその出力軸に設けられる太陽ギヤを有すると共に、前記メインフレームに固定されたモータと、
    そのモータの太陽ギヤに噛合する１つ以上の遊星ギヤと、
    その遊星ギヤに噛合し、かつ歯数の異なる内歯をそれぞれ有する第１リングギヤおよび第２リングギヤと、
    前記第２リングギヤの一方向の回転を規制する規制手段を備えており、
    前記第１リングギヤが駆動輪と連結されている請求項９記載の移動装置。

Images