JP3404399B2 - 垂直方向に伸長可能な入れ子式チューブ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明は入れ子式（telescoping）チューブに関す
る。より詳細に言えば、長手方向に伸長および短縮可能
なチューブであって、大きな静止対象物の検査試験を行
うために垂直方向に伸長および短縮するチューブに関す
る。

本発明は、NASAによって与えられた契約番号NAS8−37
800に基づく政府援助によってなされた。政府は本発明
に対してある種の権利を有する。

これまで、種々の入れ子式クレーンブームが当業界で
開発されて公知となっている。例えば、伸長可能なクレ
ーンブームが、Eilerに与えられた米国特許第3,481,490
号に開示されている。この特許によれば、入れ子式のク
レーンジブ（jib）が、二枚の折り畳まれたメタルシー
トを溶接で結合することによって形成されている。Eiel
rの特許を教えるところによれば、厚さの異なるシート
メタルが使用される。すなわち、底部では、より厚くな
っているのである。そうする理由は、底部は頂部に比べ
て大きな圧縮荷重を受けるからである。頂部のシート
は、比較的薄くされ、張力荷重を受ける。Eilerの特許
がさらに教えるところによれば、入れ子式部分のそれぞ
れの間にローラまたはスラスト（thrust）要素が用いら
れている。同様の入れ子式チューブ状ブームに関する発
明が、Hockensmithほかに与えられた米国特許第4,004,6
95号に開示されている。この特許の教えるところによれ
ば、チューブ状ブームは、比較的厚い平坦な底部プレー
トと、比較的薄いチャネル状部材とを有する。チャネル
状部材の壁部分の自由縁部は、底部プレートの側方縁部
に溶接されている。Hockensmithの特許のさらに教える
ところによれば、前方部分のそれぞれの周囲に、外側ブ
ームを支持するための摩耗パッドが位置づけられ、これ
によって、外側部分の壁に対し、柱を支持するような実
質的な支持を与える一方、底部プレートを曲げようとす
る力を減ずる。

これらの入れ子式クレーンブームは、かなりの重量な
いし荷重のものを持ち上げるので、非常に大きな曲げモ
ーメントがクレーンブームに加わる。クレーンブームに
加わる曲げモーメントおよび力は、典型的には各ブーム
部分の幅を広くしてブームの剛性および強度を増すこと
により、相殺される。この幅の増分は余剰の重量部分と
して加えられることになり、該重量部分によって、底部
付近に発生するモーメントに対抗しようとする。種々の
別の手段がある。例えば、比較的厚い平坦な底部プレー
トと、比較的薄い、周囲を囲むようなチャネル部材とを
用いて、重量の軽減を図るとともに強度を増すことも行
われている。

垂直方向に入れ子式になった装置は、クレーンブーム
と外見は似ているが、設計思想はかなり異なるものであ
る。クレーンブームにおけるように上方部分での張力荷
重に対する下方部分での圧縮力荷重や底部付近での曲げ
モーメントに関心があるのではなく、垂直方向に入れ子
式になり重力によりほぼ該垂直方向に作用するチューブ
は、むしろ正確な動き、高い剛性、高い減衰性、低コス
トの構成、線形荷重特性などに関心がある。

垂直方向に入れ子式になったチューブないし伸長／短
縮部材の技術領域では、精度、信頼性および制御性に、
より関心を向けた発明が行われる。これと対照的に、ク
レーンブームは、いかにして大きな重量物をブームによ
って安全に支持できるかに、より関心がある。英国特許
第970,441号は、一つが他の一つの中に収まるようにな
された複数の入れ子式部分を有する柱状組立体を伸長さ
せることにより自身を垂直方向に位置づけるパワー・マ
ニピュレータが開示されている。この特許のさらに教え
るところによれば、位置の制御は重要であり、したがっ
て垂直移動は可能な限りスムーズでなければならない。
また、この英国特許は、一つが他の一つの中に収められ
且つキャリッジ内にしまい込まれるようになされた三つ
の入れ子式のチューブからなる組立体を含む柱を開示し
ている。３対のローラがキャリッジの底部における円柱
状のシュラウド（shroud）の内面に担持されている。こ
れら３対のローラは、一番外側のチューブに設けられて
互いに等間隔をあけられた垂直方向の案内手段と共働す
る。中間のチューブおよび内側のチューブも同様にして
案内される。

垂直方向に入れ子式とされたチューブについて改良さ
れることが望ましい点は、より高い精度、より高い剛
性、より高い減衰性、低いコストの構成を得ることであ
る。これらの点で改良がなされれば、試験装置が垂直方
向入れ子式チューブの端部に取り付けられた場合、垂直
方向入れ子式チューブを短縮または伸長させたときに非
常に高い精度が得られ、チューブが常に正しく位置づけ
られ、該位置の正しい記録を得ることができるので、検
査対象物において該記録された位置に対応する構造的な
完全性ないし無傷性の測定を行うことができる。垂直方
向入れ子式チューブは、高い反復可能性、迅速な設定時
間、および動きの無駄の無さを最も重要な要素とする、
高精度の適用手段に用いることが可能であることが大切
である。

発明の概要 本発明は垂直方向に伸長可能な入れ子式のチューブに
関する。入れ子式のチューブは、フレームから懸垂さ
れ、垂直方向へ伸長および短縮する。それによって、試
験装置が正しく位置づけられ、大きな静止状態の対象物
についての構造的な完全性ないし無傷性の検査を行うこ
とができる。垂直方向入れ子式チューブは、大きな静止
状態の対象物に対して試験装置を正しく位置決めするこ
とを目的として、また試験中に大きな静止状態の対象物
の外周縁の回りに試験装置を移動させることを目的とし
て、フレームの回りを水平方向に移動可能とされる。

垂直方向に伸長可能な入れ子式のチューブ組立体は、
高い位置とされた装架用プラットフォームを支持するフ
レームを有している。垂直方向入れ子式チューブは該フ
レームから離れて作動する。入れ子式チューブは、装架
用プラットフォームから、該プラットフォームに直交す
る基準軸に沿って垂直に延びている。入れ子式の伸長可
能なチューブは、装架用プラットフォームに取り付けら
れて固定された長手方向のチューブ部分を有している。
該固定された長手方向のチューブ部分に対しては、第２
の長手方向チューブ部分が入れ子式に設けられている。
それぞれの長手方向チューブ部分は、Ｕ字形ハウジング
と剛性の支持プレートとからなる。Ｕ字形ハウジング
は、互いに間隔をおかれた二つの長手方向縁部を有して
おり、該二つの長手方向縁部が、上記剛性の支持プレー
トに取り付けられている。

それぞれの長手方向チューブ部分間には、入れ子式の
伸縮移動が可能となるようにベアリングまたはホイール
が設けられている。ベアリングまたはホイールは、長手
方向チューブ部分を案内するために、剛性の支持プレー
トのみと接触するように位置づけられる。垂直のチュー
ブの組み合わせにおいて当業界で通常なされるごとく各
チューブの周囲に接触させるのではなく、剛性の支持プ
レートのみに接触させるようにしたことにより、Ｕ字形
ハウジングが全体として膨らんだように大きくなること
が避けられた。Ｕ字形ハウジングが膨らんだようになる
と、各チューブ部分が撓みやすくなる。望ましくは、ベ
アリングまたはホイールの接触部分は、互いに近づけて
位置づけるものとする。さらに、可能であればオーバー
ラップして位置づけるものとし、実質的にすべての力が
可動チューブ部分の剛性支持プレートを介して固定ハウ
ジングの剛性支持プレートへと伝達されるようにする。

望ましい実施例においては、垂直方向に伸長可能な入
れ子式チューブは、長さは互いに同じであるが幅および
深さがだんだんと小さくなる五つの部分を有するものと
する。これらの部分は、幅および深さが小さいものが、
隣接する大きいものの方へ入れ子式に入り込むようにな
される。この実施例においては、入れ子式の伸縮動作
は、有効直径の異なる４ドラムシステムの回転によって
作り出される。このシステムにおいては、各ドラムの周
囲に駆動ケーブルが巻かれている。それぞれの駆動ケー
ブルは、異なる長手方向チューブ部分に取り付けられて
いる。これらの駆動ケーブルとそれぞれ直径の異なるド
ラムとによって、常に等分の露出部分が存在するように
して、入れ子式チューブ部分の短縮および伸長を行うこ
とができる。

望ましい実施例によれば、さらに、可撓性の導管が、
その一端を、固定された長手方向チューブ部分の外側に
装架された導管ハウジングに連結され、他端は、少なく
とも一旦は固定された長手方向チューブ部分から取り外
されうる入れ子式の長手方向チューブ部分のひとつに連
結される。可撓性の導管は、入れ子式チューブの伸縮に
伴い前進および後退する少なくとも一つのループを形成
する。この可撓性の導管は、ワイヤ、ケーブルまたはこ
れらに類するものが入れ子式システムに巻き付いてしま
ったり、よじれてしまったり、切断されてしまったりす
るのを防ぐ。

図面の簡単な説明 図１は、高い位置にあるフレームに取り付けられた、
本発明による入れ子式チューブの斜視図。

図２は、入れ子式チューブの内部の模式図。

図３は、図２における線３−３の方向に見た入れ子式
チューブの端面図であり、部分的に破断してある。

図４は、一組のストップの断面図。

図５は、本発明の入れ子式チューブの断面実施例であ
り、部分的に破断してある。

図６は、入れ子式チューブのための駆動機構の平面
図。

望ましい実施例の詳細な説明 本発明による、長手方向に伸長および短縮可能な入れ
子式チューブの全体を、図１に符号10で示す。入れ子式
チューブ10は、高い位置とされた装架用プラットフォー
ム14のフレーム12に取り付けられている。入れ子式チュ
ーブ10は、装架用プラットフォーム14から基準軸15に沿
って長手垂直方向に伸長および短縮し、該入れ子式チュ
ーブ10のプラットフォーム14から最も離れた位置に取り
付けられた試験装置16が、タンク18のような大きな静止
対象物を検査することを可能にする。以下に詳細に説明
される入れ子式チューブ10の構成は、コンパクトで剛性
の高い構造となり、それゆえ、基準軸15に対して高い精
度を維持することができる。したがって、試験装置16の
正確な位置決めが容易に決定できる。

より詳細に言えば、フレーム12は、シェル（殻）状の
構造をしており、４本の支持脚20と種々の横方向支持部
材とを備えている。フレーム12の頂部にて、上方の横方
向支持部材21上には、互いに平行なスライド軌道からな
る組が二組、互いに直角に配置されて装架されている。
それぞれの組の軌道を、第１の水平方向スライド軌道24
および第２の水平方向スライド軌道26と呼ぶ。二組の水
平方向スライド軌道24、26は、基準軸15に直角な平面内
を装架用プラットフォーム14が水平方向に移動するのを
許容する。第１の水平方向スライド軌道24は、横方向支
持部材21に固定的に取り付けられ、第２の組の水平方向
スライド軌道26が横方向支持部材21に沿って移動するよ
う案内する。該移動には、公知の駆動機構（図示せず）
を利用することができる。装架用プラットフォーム14
は、第２の水平方向スライド軌道上を移動可能である。
この平面内でのプラットフォーム14の移動により、入れ
子式チューブ10およびそれに付随する基準軸15の、大き
な静止対象物18回りの位置決めがなされる。さらにチュ
ーブ10の入れ子式運動（入れ子部材どうしが軸方向に相
対移動して全体として伸縮する運動）が組合わさること
により、大きな静止対象物の外表面の完全な検査が可能
になる。

望ましい実施例において、入れ子式チューブ10は、５
本の長手方向チューブ部分28、30A、30B、30C、30Dから
なる。これらは図２において模式的に詳細に図示されて
いる。チューブ部分の数は、本発明の目的または効果に
変更を与えない限り、増減することができる。一番上の
長手方向チューブ部分28は、装架用プラットフォーム14
に固定されている。４本の順次連なるチューブ部分30A
ないし30Dのそれぞれは、相隣る、より大きなチューブ
部分内から伸長するように、または該より大きなチュー
ブ部分内へと後退するようにして、入れ子式運動の態様
で垂直方向へと移動可能である。詳しく言うと、第１の
入れ子式チューブ部分30Aは、固定された長手方向チュ
ーブ部分28内から伸長し、該チューブ部分28内へと後退
し；第２の入れ子式長手方向チューブ部分30Bは、第１
の長手方向チューブ部分30A内から伸長し、該チューブ
部分30A内へと後退し；第３の入れ子式長手方向チュー
ブ部分30Cは、第２の長手方向チューブ部分30B内から伸
長し、該チューブ部分30B内へと後退し；第４の入れ子
式長手方向チューブ部分30Dは、第３の長手方向チュー
ブ部分30C内から伸長し、該チューブ部分30C内へと後退
する。

図示実施例において、４本の入れ子式チューブ部分30
Aないし30Dは、完全に短縮された場合において、固定さ
れたチューブ部分28内へ入り込んだ状態になる。また、
これら４本の入れ子式チューブ部分が完全に伸長した場
合においては、それぞれの入れ子式チューブ部分が相隣
るチューブ部分とオーバーラップし、それによって、支
持プレートを介しての力の伝達が可能となされている。

基準軸15上に自身を維持するために必要な、入れ子式
チューブ10の構造的剛性は、各チューブ部分の構成によ
って与えられる。図３によれば、チューブ部分28、30A
ないし30Dのそれぞれは、Ｕ字形あるいはそれに類似し
た形状の比較的薄肉のハウジング34A、34B、34C、34D、
34Eを備えている。これらのハウジングは、それぞれ一
対の長手方向縁部36A、36B、36C、36D、36Eに沿って、
比較的厚肉の支持プレート32A、32B、32C、32D、32Eに
結合されている。比較的厚い支持プレート32Aないし32E
は、圧縮荷重に対しては十分な剛性を有しているが、捩
り曲げに対しては本質的に弱い。

薄肉のハウジング34Aないし34Eのそれぞれを厚肉の支
持プレート32Aないし32Eのそれぞれに取り付けることに
より、剪断荷重のための荷重経路が与えられ、剛性の高
い構造となる。望ましくは、ハウジング34Aないし34E
は、比較的厚い支持プレート32Aないし32Eにそれぞれ所
望のごとくボルト止めされるものとする。使用者の選択
によりハウジングを交換可能な構成とすることもでき
る。例えば、薄いハウジング34Aないし34Eを、アルミニ
ウムや合成材料、複合材料のような軽い材料で構成した
ものとし、さまざまな適用例に合うようにすることがで
きる。このように、薄いハウジング34を異なる材料で作
ることにより、強度対重量比を好ましい値に調整するこ
とができ、それによって固有振動数を変えて減衰性を増
すことができる。ハウジング34Aないし34Eを交換可能と
することにより、一つのチューブ部分が損傷した場合
に、これを交換および補修することができる。損傷部分
だけを交換すればよく、チューブ部分全体を交換する必
要はない。

望ましい実施例において、ミネソタ州セイント・ポー
ルの3MCompanyにより製造されるPolymer Constraining
Layered Damping MaterialのようなISD−110減衰材
料31A、31B、31C、31D、31Eの層で、それぞれの支持プ
レート32Aないし32Eの内側面33A、33B、33C、33D、33E
が被覆される。減衰材料は内側面33Aないし33E上に位置
づけるのが好ましい。なぜなら、ハウジング34Aないし3
4Eに比べて支持プレート32Aないし32Eの方が質量が大き
いので、各チューブ部分の中立軸がほぼこの内側面を通
るからである。

図３に示すように、チューブ部分のそれぞれの肉厚の
支持プレート32Aないし32Eには、二つの互いに平行な直
線ベアリング軌道（linear bearing track）42A、42
B、42C、42Dの組が連結されている。直線ベアリング軌
道42A−42Dの組は、肉厚の支持プレート32A−32Dの両側
に取り付けられている。一方、直線ベアリング44A、44
B、44C、44Dの組が公知の態様で軌道42A−42Dに係合
し、支持プレート32A−32Eのそれぞれと、チューブ部分
28および30A−30Dとを、互いに相対的に位置づけ、ま
た、基準軸15に対して平行に維持する。

入れ子式チューブ部分30A−30Dのそれぞれは、一組４
つの直線ローラベアリングを有している。連続する対の
直線ローラベアリングは、二つの互いに平行なベアリン
グ軌道42A−42Dのそれぞれと係合する。図３に示すよう
に、ベアリング44A−44Dの組は、オーバーラップするよ
うにして剛性の支持プレート32A−32Eに装架されてお
り、力荷重が直接に支持プレート32A−32Dを介して固定
チューブ部分28へと伝達されるようになされている。こ
のようにして直線ベアリングは、支持プレート32A−32E
間で整列する力を、各支持プレートの共通の選択された
部分へと集中させる。

図５は第２の実施例を示す。この実施例では、直線ベ
アリング44とベアリング軌道42とが、Ｃ字形ブラケット
48A、48B、48C、48Dによって置き換えられている。Ｃ字
形ブラケットのそれぞれは、三つのホイールの組50A、5
0B、50C、50Dまたはマルチ方向ベアリングを組み込んで
いる。厚い支持プレート32A−32Eは、該支持プレートの
それぞれの横方向縁部36A−36Eにて互いに対して案内さ
れている。薄いハウジング34A−34Eは、その縁部付近を
厚い支持プレート32A−32Eにボルト止めされている。ボ
ルト止めされる位置は、厚い支持プレート32A−32Eの横
方向縁部から離れた所であり、したがって、Ｃ字形ブラ
ケット48A−48Dをこれら横方向縁部36A−36E付近に位置
づけることができ、隣接する長手方向部分の伸縮移動を
可能にする。望ましくは、肉厚の支持プレート32B−32E
のそれぞれの横方向縁部36A−36Dについて二つずつ設け
られる４組のＣ字形ブラケット48A−48D（直線ベアリン
グ44A−44Dに類似している）が、隣接する長手方向チュ
ーブ部分の伸縮移動を許容するように働く。図３の実施
例と同様に、力は支持プレートのみを介して伝達され
る。図５の実施例では、Ｃ字形ブラケットが支持プレー
トの長手方向の側部付近に位置づけられ、該支持プレー
トの縁部に沿うよう力の伝達方向を集中させている。

直線ベアリング44A−44Dを伴う互いに平行な直線ベア
リング軌道42A−42Dを備えた実施例、および、ホイール
50A−50Dを伴うＣ字形ブラケット48A−48Dを備えた実施
例において、軌道48A−48Dおよびホイール50A−50Dは、
肉厚で剛性の高い支持プレート32A−32Eにのみ取り付け
られている。この結果、力は、長手方向チューブ部分28
と長手方向チューブ部分30A−30Dとの間で、剛性の高い
支持プレート32A−32Eのみを介して伝達される。剛性の
高い支持プレートとのみ接触させ、垂直方向に延びるチ
ューブの組み合わせの分野で通常行われているごとく各
チューブ部分の他の周縁部分と接触させるようにはしな
かったことにより、Ｕ字形ハウジングの膨張ないし膨出
（これは各チューブ部分の撓みないし変形を助長する）
を避けることができる。

互いに整列する５つの長手方向の開口が、中央開口58
を形成している。直線ベアリング44A−44Dとベアリング
軌道42A−42Dとの間の相互作用、またはＣ字形ブラケッ
ト48A−48Dとホイール50A−50Dとの間の相互作用によっ
て一体に保持されている、長手方向チューブ部分28およ
び30A−30Dは、駆動ケーブル60A、60B、60C、60Dを有し
ている。これらの駆動ケーブルは、チューブ部分に取り
付けられ、中央開口58内と通って延びている。駆動ケー
ブル60A−60Dは、装架用プラットフォーム14上に位置づ
けられた駆動機構61（図１参照）に連結されている。該
駆動機構61は、駆動ケーブルが取り付けられた対応する
チューブ部分の伸縮量を制御する。駆動ケーブル60B−6
0Dは、該駆動ケーブルのそれぞれの端部に取り付けられ
ている固定具（fastener）62により、肉厚の支持プレー
ト32B−32Dに連結されている。固定具62のそれぞれは、
対応する支持プレート32B−32Dにボルト止めされてい
る。駆動ケーブル60Aは、後述するプーリ78によって、
肉厚の支持プレート32Aに連結されている。

図６を参照する。図示しないコントローラが、ドラム
リールシステム66に対して、駆動ケーブル60A−60Dを巻
き上げ又は巻き戻すための信号を与える。それによっ
て、入れ子式チューブ10の全体としての伸縮が制御され
る。装架用プラットフォーム14に取り付けられたリール
システム66は、コントローラからの指示により所望のご
とく駆動ケーブル60A−60Dを巻き上げたり巻き戻したり
するために回転せしめられるスプールすなわちドラム76
A、76B、76C、76Dを備えている。望ましくは、入れ子式
のチューブ部分30A−30Dは、検査試験装置16を位置決め
すべく伸縮せしめられる。４つの入れ子式チューブ部分
のそれぞれは、同等の増分だけ伸長し、それによって露
呈される一つのチューブ部分の長さは、他の３つのチュ
ーブ部分の露呈される長さと同じになる。

さらに詳細に言えば、リールシステム66は、ギアボッ
クス70を駆動するためのモータ68を備えている。このギ
アボックス70の内側には、駆動機構が設けられ、該駆動
機構により、モータ68は二つの軸72および74を同回転速
度で駆動させることになる。スプールすなわちドラム
は、２本の軸のそれぞれに２つずつ取り付けられ、全部
で４つのドラムが存在するようにする。第１の軸72には
第１のドラム76Aと第２のドラム76Bとが取り付けられ、
第２の軸74には第３のドラム76Cおよび第４のドラム76D
が取り付けられる。

第１の駆動ケーブル60Aは、一方の端を第１のドラム7
6Aの回りに巻き付けられ、他端を第１の入れ子式チュー
ブ部分30Aに連結されている。第１のチューブ部分30A
は、固定されたチューブ部分28に最も近いチューブ部分
である。第２の駆動ケーブル60Bは、一方の端を第２の
ドラム76Bの回りに巻き付けられ、他端を第２の入れ子
式チューブ部分30Bに連結されている。第１のドラム76A
と第２のドラム76Bとは、同じ径を有している。しかし
ながら、上述したように、入れ子式チューブ10の移動の
際には、チューブ部分のすべてが互いに等しい距離だけ
移動するのが望ましい。したがって、第２の入れ子式チ
ューブ部分30Bは、第１の入れ子式チューブ部分30Aの２
倍の速度で移動しなければならない。このような望まし
い態様は、プーリ78の存在によって得られる。第１の駆
動ケーブル60Aは、プーリ78の周囲に作用し、第１の入
れ子式チューブ部分30Aに直接に連結されるのではな
く、装架用プラットフォーム14に再び連結するようにし
て連続する。プーリ78は、この第１の入れ子式チューブ
部分30Aに取り付けられており、したがって、同じ軸72
に取り付けられた同じ大きさのドラムから同じ長さ分の
ケーブルが繰り出された（巻き戻された）とき、第１の
入れ子式チューブ部分30Aは、第２の入れ子式チューブ
部分30Bの半分の速度で移動する。

第２のドラム76Bを第１のドラム76Aの２倍の径となる
ように設計することもできる。この場合、それにより、
第１の軸72が回転せしめられたときに第２の駆動ケーブ
ル60Bは第１の駆動ケーブル60Aの２倍の長さだけ巻き上
げられたり巻き戻されたりする。この態様を採用した場
合、プーリ78を省略することができる。

第２の軸74には第３のドラム76Cと第４のドラム76Dと
が装架されている。第３の駆動ケーブル60Cは、一方の
端を第３のドラム76Cの回りに巻き付けられ、他端を第
３の入れ子式チューブ部分30Cに連結されている。第４
の駆動ケーブル60Dは、一方の端を第４のドラム76Dの回
りに巻き付けられ、他端を第４の入れ子式チューブ部分
30Dに連結されている。第３のドラム76Cは、第４のドラ
ム76Dよりも小さい径を有しており、したがって、第４
の入れ子式チューブ部分30Dは、先行するチューブ部分
よりも速い速度で入れ子式運動（伸縮）をする。その結
果として、入れ子式チューブ部分30のそれぞれにおける
露呈部分80は、入れ子式チューブ10の伸縮運動の際、互
いに等しい長さとなるようになされている。

ドラム76A−76Dのそれぞれの径における差の割合は、
入れ子式チューブ部分30のそれぞれが等量の増分で伸長
したり短縮したりするように、次のようになされる。第
２の入れ子式チューブ部分30Bは、第１の入れ子式チュ
ーブ部分30Aと比べて２倍の距離を移動しなければなら
ず、そのために第２のドラム76Bは第１のドラム76Aの２
倍の径とされる。しかしながら、プーリ78を使用した場
合は、第１のドラム76Aと第２のドラム76Bとの径は同じ
となる。なぜなら、プーリ78を使用することによって、
第１の入れ子式チューブ部分30Aが第２の入れ子式チュ
ーブ部分30Bの半分の速度で移動することになるからで
ある。第３の入れ子式チューブ部分30Cは、第２の入れ
子式チューブ部分30Bの２分の３（１と２分の１）倍の
速度で移動しなければならず、したがって第３のドラム
76Cは第２のドラム76Bの２分の３倍の径とされる。最後
に、第４の入れ子式チューブ部分30Dは、第３の入れ子
式チューブ部分30Cの３分の４（１と３分の１）倍の速
度で移動しなければならず、したがって、第４のドラム
76Dは第３のドラム76Cの３分の４倍の径とされる。この
ようにドラムの大きさを種々異なるように設定すること
により、入れ子式チューブ10の入れ子式チューブ部分30
のそれぞれが、入れ子式運動において互いに等しい増分
あるいは減分だけ伸縮することになる。

図示しない別の実施例においては、ドラムリールシス
テムは、ギアボックスを駆動するモータを備え、該ギア
ボックス内には差動歯車装置が設けられており、該差動
歯車装置の働きにより、モータがギアボックスを介して
２本の軸を互いに異なる速度で駆動するようになされ
る。この実施例においては、第１および第２のドラム
と、第３および第４のドラムとの大きさの比率を、２本
の軸間の速度の相違に対応して変えることができる。

中央開口58の一部を通して、可撓性の導管82が延びて
いる。また、該導管82内を、測定、制御その他のための
ワイヤ（図示せず）が延びている。このワイヤは、電
線、光ファイバケーブル、空圧チューブその他とするこ
とができる。測定および制御用のワイヤは、装架用プラ
ットフォーム14およびフレーム12上のデータ受け取り装
置（図示せず）に連結されている。可撓性の導管82は、
固定されたチューブ部分28の外側に取り付けられた導管
用ハウジング86内の第１の取り付け点84Aにて、入れ子
式チューブ10に装架される。可撓性の導管82は、導管用
ハウジング86に固定され、それによって測定および制御
用ワイヤは、入れ子式チューブ部分30が伸縮したとき
に、もつれたり絡み合ったりすることなく、入れ子式運
動に伴う必要性に応じて第１の曲がり部88Aにて可撓性
の導管82内で上方または下方に曲がるようになされる。
第１の曲がり部88Aは、導管用ハウジング86内で移動す
る。なぜなら、可撓性導管82は、第１の取り付け点84A
にて取り付けられているのであり、それ以外の点では、
固定されたチューブ部分28にも第１の入れ子式チューブ
部分30Aにも取り付けられてはいないからである。可撓
性の導管82は、第２の曲がり部88Bにて曲がり、通路90
を通って、第２の入れ子式チューブ部分30Bと第３の入
れ子式チューブ部分30Cとの間の長手方向に延びる中空
の開口38内へと入る。可撓性の導管82は、第３の入れ子
式チューブ部分30C上の第２の取り付け点84Bにて固定さ
れている。中空の長手方向の開口内において、可撓性の
導管82は上方を向いており、その結果、測定および制御
用のワイヤは、入れ子式チューブ部分30が伸縮したとき
に、もつれたり絡み合ったりすることなく、可撓性導管
82の第３の曲がり部88Cの移動に伴って上方または下方
に移動する。第３の曲がり部88Cが移動するのは、可撓
性導管82が、第４の入れ子式チューブ部分30Dに取り付
けられており、それ以外の長手方向チューブ部分30A−3
0Cのいずれにも中央開口58の周囲で取り付けられてはい
ないからである。可撓性導管82は、下向きの状態で第３
の取り付け点84Cにて第４の入れ子式チューブ部分30D上
に固定されている。第３の取り付け点84Cでは、信号リ
ード線またはそれに類するものが公知の態様で検査試験
装置16に連結されている。

図４を参照する。全体を符号91で示すストッパが、チ
ューブ部分相互間の入れ子式運動を制限している。各入
れ子式チューブ部分30A−30Dは、上側ストッパ92と下側
ストッパ94とを備えている。上側ストッパ92は、長手方
向チューブ部分の動きの方向に対して直角方向に突出し
ており、チューブ部分がさらに上方へと動こうとするの
を阻止する。それぞれの上側ストッパ92は、入れ子式チ
ューブ部分30のそれぞれに設けられた外方伸長ブロック
96と、これと接触すべく、該外方伸長ブロック96が設け
られたチューブ部分に対して先行するチューブ部分に設
けられた内方伸長ブロック98とを含んでいる。

下側ストッパ94は、入れ子式チューブ部分に設けられ
た外方伸長くさび（ブレーキ）100と、これに接触すべ
く設けられた内方伸長くさび（ブレーキ）102とを含
み、外方伸長くさび100が内方伸長くさび102と徐々に接
触を深めてゆき、摩擦力を増大させることによりエネル
ギの吸収を大きくしてゆき、最終的には更なる動きを制
限させるというものである。外方伸長くさび100は、頂
部から底部へかけて寸法が小さくなるようにされてお
り、一方、内方伸長くさび102は、頂部から底部へかけ
て寸法が大きくなるようになされており、その結果、両
者が接触したとき、相互作用により互いに同等の反作用
力が働き、相対移動が停止される。

要するに、伸縮可能な入れ子式チューブは、大きな静
止対象物を検査する試験装置の位置決めを行うことがで
きる。チューブは、三次元調節を行う能力があり、フレ
ームから垂直に懸垂される。各チューブ部分は、肉厚の
支持プレートに取り付けられたＵ字形ハウジングを備え
ている。一端をチューブ部分に取り付けられ且つ他端を
駆動機構に取り付けられた駆動ケーブルは、入れ子式運
動を生じさせる。直線ベアリングおよびそれに対応する
軌道、または、Ｃ字形ブラケットおよびホイールの組み
合わせ、などの案内機構は、肉厚の支持プレートのそれ
ぞれに装架され、該支持プレートを基準軸に対して平行
に案内する。このときの案内は、精度の優れたものであ
り、また、構造の剛性も十分に大きくされている。した
がって、入れ子式チューブの離れた端部の位置は、正確
に知ることができ、それによって、伸縮可能な入れ子式
チューブの端部に取り付けた試験装置による試験結果の
精度も向上する。

本発明をその望ましい実施例に関して説明してきた
が、当業者にとっては、本発明の思想および範囲を離れ
ることなく、本発明の形式および細部について多くの変
更が可能であることが理解されよう。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マーリナン，トーマス・イー アメリカ合衆国ミネソタ州55419，ミネ アポリス，アルドリッチ・アベニュー・ サウス 5120 (56)参考文献 特開 平３−241121（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−64993（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−118698（ＪＰ，Ａ) 米国特許5314083（ＵＳ，Ａ) 米国特許4004695（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B66C 13/06 F16M 11/32

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】入れ子式チューブ組立体にして、 高い位置にされた装架用プラットフォームを支持するフ
   レームと、 基準軸に沿って該装架用プラットフォームから延びるよ
   う該装架用プラットフォームに支持されている入れ子式
   チューブ手段と、を含む入れ子式チューブ組立体であっ
   て、 前記入れ子式チューブ手段が、 前記装架用プラットフォームに支持される、固定された
   長手方向のチューブ部分と、 前記固定された長手方向のチューブ部分に相対的に入れ
   子状態となる第２の長手方向のチューブ部分と、を備
   え、 これら長手方向のチューブ部分のそれぞれは、二つの互
   いに間隔をおかれた長手方向の縁部を有するＵ字形ハウ
   ジングと、該Ｕ字形ハウジングより肉が厚く剛性の高い
   支持プレートとを備えており、該支持プレートは前記二
   つの互いに間隔をおかれた長手方向の縁部と連結するこ
   とによりチューブを形成しており、前記剛性の高い支持
   プレートは前記基準軸に平行に延びており、 前記入れ子式チューブ手段がさらに、 前記固定された長手方向のチューブ部分に平行な前記第
   ２の長手方向チューブ部分の入れ子式運動を容易にすべ
   く、前記支持プレートのそれぞれに連結する案内手段を
   備えており、 前記案内手段が、前記第２の長手方向のチューブ部分の
   前記剛性の高い支持プレートにのみ接触してこれを前記
   固定された長手方向のチューブ部分の前記剛性の高い支
   持プレートに相対的に案内するようになされている、 入れ子式チューブ組立体。
2. 【請求項２】前記入れ子式チューブ手段がさらに、 前記第２の長手方向のチューブ部分に相対的に入れ子式
   運動を行う第３の長手方向のチューブ部分にして、二つ
   の互いに間隔をおかれた長手方向の縁部を有するＵ字形
   ハウジングおよび該Ｕ字形ハウジングより肉が厚く剛性
   の高い支持プレートを備えている第３の長手方向のチュ
   ーブ部分と、 前記第２の長手方向のチューブ部分に平行な前記第３の
   長手方向チューブ部分の入れ子式運動を容易にすべく、
   前記第２の長手方向のチューブ部分の前記剛性の高い支
   持プレートに連結する第２の案内手段と、を含んでお
   り、 前記第２の案内手段が、前記第３の長手方向のチューブ
   部分の前記剛性の高い支持プレートにのみ接触してこれ
   を前記第２の長手方向のチューブ部分の前記剛性の高い
   支持プレートに相対的に案内するようになされている、 請求項１に記載の入れ子式チューブ組立体。
3. 【請求項３】それぞれの長手方向のチューブ部分が、Ｕ
   字形ハウジングを対応する前記剛性の高い支持プレート
   に交換可能に取り付けるための手段を備えている、 請求項１または２に記載の入れ子式チューブ組立体。
4. 【請求項４】前記取り付けるための手段が、前記二つの
   互いに間隔をおかれた長手方向の縁部のそれぞれに沿っ
   て互いに間隔をおかれた複数のボルトを備えている、 請求項３に記載の入れ子式チューブ組立体。
5. 【請求項５】前記案内手段が、整列する力を、それぞれ
   の剛性の高い支持プレートに共通した選択された領域へ
   と集中するようになされている、 請求項１ないし４のいずれかに記載の入れ子式チューブ
   組立体。
6. 【請求項６】前記案内手段が、前記剛性の高い支持プレ
   ートの一つにおける表面と接触するためのホイール手段
   を備えている、 請求項５に記載の入れ子式チューブ組立体。
7. 【請求項７】前記案内手段が、前記固定された長手方向
   のチューブ部分の前記剛性の高い支持プレートと前記第
   ２の長手方向のチューブ部分の前記剛性の高い支持プレ
   ートとの間に位置づけられた直線ベアリングを備えてい
   る、 請求項５に記載の入れ子式チューブ組立体。
8. 【請求項８】それぞれの長手方向のチューブ部分の前記
   Ｕ字形ハウジングが、対応する前記支持プレートとは異
   なる材料で作られている、 請求項１ないし７のいずれかに記載の垂直方向に伸長可
   能な入れ子式チューブ組立体。
9. 【請求項９】前記固定された長手方向のチューブ部分の
   外側に装架された導管用ハウジングに第１の端を連結さ
   れ、第２の端を前記第３の長手方向のチューブ部分に連
   結された可撓性の導管手段にして、前記固定された長手
   方向のチューブ部分から前記第３の長手方向のチューブ
   部分まで延びているワイヤを保護するための導管手段を
   さらに備えている、 請求項１ないし８のいずれかに記載の垂直方向に伸長可
   能な入れ子式チューブ組立体。