WO2015012087A1 - 配管内移動装置 - Google Patents

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WO2015012087A1
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wheel
pipe
sets
moving device
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PCT/JP2014/067947
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Inventor
廣瀬　茂男
ミケレ グアラニエリ
パウロ デベネスト
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株式会社ハイボット
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Publication date
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    • F16L55/26—Pigs or moles, i.e. devices movable in a pipe or conduit with or without self-contained propulsion means
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    • B61B—RAILWAY SYSTEMS; EQUIPMENT THEREFOR NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/95—Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
    • G01N21/954—Inspecting the inner surface of hollow bodies, e.g. bores

Definitions

  • the present invention relates to an in-pipe moving device capable of freely moving inside a pipe having a bent portion or a branch portion and capable of transporting a working device for inspecting or repairing the inside of the pipe. .
  • Patent Document 1 Patent Document 2, Patent Document 3, and Non-Patent Document 1 describe examples of conventional devices for inspecting the inside of a pipe while moving inside the pipe.
  • JP 2012-76475 A (Patent No. 4767595) JP 2005-241474 A JP-A-8-230666
  • Patent Document 1 describes a pipe inspection apparatus that was previously filed by the inventor of the present invention and can be moved in a desired direction by a bent pipe, a branch pipe, or the like.
  • the pipe inspection apparatus according to Patent Document 1 has at least one drive unit and at least one inspection unit.
  • the drive unit includes a plurality of drive units, a plurality of connection units that connect the drive units, two control cables that pass through the drive unit and the connection unit, and a tension adjustment unit that adjusts the tension of the control cable.
  • the drive unit has an axle that can be rotated by a motor, and wheels that are mounted on the axle.
  • the drive unit is refracted in a zigzag shape, and the drive unit goes straight in a state where the wheels of the drive unit are in contact with the inner wall of the pipe.
  • the drive unit is refracted in a zigzag shape and arranged in a spiral shape, and the drive unit is in a spiral state with the wheels of the drive unit in contact with the inner wall of the pipe. It is comprised so that it may progress to a shape.
  • Patent Document 2 describes an apparatus for inspecting the inside of a bent pipe having a small inner diameter.
  • the piping inspection device according to Patent Document 2 applies a force that presses a plurality of wheels, a line connecting two wheels of the plurality of wheels, and the other wheel of the plurality of wheels away from each other. And a generating mechanism.
  • Patent Document 3 describes a device that can travel in a stable posture while always pushing the inner wall of the pipe with a constant pressure in the pipe having a change in pipe diameter, foreign matter, step, and elbow.
  • the in-pipe travel device according to Patent Document 3 is an underground travel device for inspecting underground pipes, ground high-level piping, and pipe inner surfaces that cannot be regularly inspected because humans cannot directly enter the pipe.
  • Two sets of traveling wheels composed of a plurality of wheel groups provided so as to be able to expand and contract in opposite directions on the pipe cross section, and a force transmission mechanism that presses the two sets of traveling wheels from the tube axis toward the tube wall with a constant pressing force; It has a traveling mechanism that simultaneously drives two sets of traveling wheels, and is characterized in that it can be freely moved in the pipe by remote control.
  • Non-Patent Document 1 describes a small pipe inspection robot that can move through a very small pipe.
  • the pipe inspection robot according to Non-Patent Document 1 is intended to autonomously inspect a specific area of a gas distribution network and record the exact position and state of the pipe.
  • Patent Document 1 Patent Document 2, Patent Document 3, and Non-Patent Document 1
  • the number of parts is large, the structure is complicated, and the control mechanism for traveling is complicated. It was.
  • the device passes through the bent portion, it is necessary to control the posture around the axis of the device before a predetermined distance to enter the bent portion. Since it was necessary to steer the apparatus while monitoring the bending direction of the piping with a large number of small cameras, it was extremely difficult to steer the apparatus.
  • the operation to refract in a zigzag shape and the operation to refract the zigzag shape in a direction orthogonal to the operation to refract this zigzag shape and push the wheel spirally against the inner wall of the pipe are realized. Therefore, when passing through each joint, a large frictional force is generated between the cable and the tube that guides the joint, and there is a problem that the movement that refracts in a zigzag cannot be smoothly performed.
  • a pair of wheels arranged at the front and rear of the main body are supported by the arms so as to be swingable only in two directions (for example, up and down directions), and are orthogonal to the two directions.
  • the structure was unable to swing in the direction. For this reason, the swivel operation (rotation around the axis of the pipe) cannot be performed in the pipe, and movement is impossible in the pipe having bent portions in various directions.
  • the apparatus according to Patent Document 3 has a structure in which a plurality of wheels are stretched in two directions and the inner surface of the pipe is pressed with a constant pressure to travel. Therefore, it is possible to ensure a stable posture of the device, but like the device according to Patent Document 2, it is necessary to perform complicated control in order to perform a turning operation in the pipe, There is a problem that it is difficult to perform a smooth movement operation at the branching portion.
  • the pipe in a pipe having bent portions in various directions, in principle, the pipe can be moved with a degree of freedom of rotation around the pipe axis at the center, but it can be operated from the outside of the pipe.
  • it is necessary to monitor and judge the bending direction of the piping with a number of small cameras mounted on the device, and to correct the posture of the device in that direction for each bent part, which is extremely difficult to operate. It was.
  • An object of the present invention is to provide an in-pipe moving device that can pass through a bent portion or the like without controlling the posture of the device, and that has a characteristic that a propulsion direction can be selected for a T-shaped branch pipe.
  • the in-pipe moving device of the present invention includes at least three sets of wheel units arranged vertically in the rotation direction, and at least two sets of joint portions that rotatably connect at least three sets of wheel units.
  • At least three sets of wheel units include a wheel, a drive unit that rotationally drives the wheel, a first frame fixed to the drive unit, and at least one second frame that is rotatably attached to the drive unit.
  • a bending generator that applies tension to bend the first frame and the second frame into a V shape is provided between the first frame and the second frame of at least three sets of wheel units.
  • the two sets of joint portions are configured to be rotatable in a direction substantially orthogonal to the rotation direction of the second frame.
  • the first frame of the wheel unit located in the middle is pivotably connected to the second frame of the adjacent wheel unit, and the second frame of the wheel unit is the first of the adjacent wheel unit. It is good to comprise at least 2 sets of joint parts by connecting with a frame so that rotation is possible.
  • the wheel unit is fixed to a prime mover, a wheel that is rotatably connected to the prime mover with a predetermined clearance radially outside the prime mover output unit, and an integral part of the prime mover output unit.
  • a structure having a first frame, a second frame supported to be rotatable with respect to a member of the prime mover, and a bending generator for applying tension for bending the first frame and the second frame into a V-shape. It is good to.
  • the bending generator can be configured by a spring having a spring or a cable that applies a force in a direction in which the first frame and the second frame are brought close to each other, or a tension adjusting mechanism that makes the tension of the spring variable.
  • the structure of the apparatus is very simple and dustproof and waterproof can be easily realized, and a bent pipe in any direction can pass without controlling the attitude of the apparatus. Furthermore, in the T-shaped branch pipe, it is possible to provide an in-pipe moving apparatus having a characteristic that the propulsion direction can be selected.
  • FIG. 2A is a side view
  • FIG. 2B is a top view.
  • FIG. 6A is a side view
  • FIG. 6B is a perspective view as viewed from the front in the traveling direction, illustrating a state in which an inspection device or the like is connected to the in-pipe moving device shown in FIG.
  • FIG. 6A is a side view
  • FIG. 6B is a perspective view as viewed from the front in the traveling direction, illustrating a state in which an inspection device or the like is connected to the in-pipe moving device shown in FIG.
  • FIG. 6A is a side view
  • FIG. 6B is a perspective view as viewed from the front in the traveling direction, illustrating a state in which an inspection device or the like
  • FIG. 2 is a plan view of a state immediately before entering a T-shaped path, illustrating an operation in which the in-pipe moving device shown in FIG. 1 moves straight along a T-shaped path in a pipe in a vertical posture.
  • FIG. 8A illustrates an operation in which the in-pipe moving device shown in FIG. 1 moves straight along the T-shaped path in the pipe in a vertical posture.
  • FIG. 8A shows a state immediately before the wheels of the first (first) wheel unit enter the T-shaped path.
  • FIG. 8B is a plan view of a state in which the wheels of the first wheel unit are in a T-junction
  • FIG. 8C is a plan view of a state in which the wheels of the second wheel unit are in a T-junction.
  • FIG. 8A illustrates an operation in which the in-pipe moving device shown in FIG. 1 moves straight along the T-shaped path in the pipe in a vertical posture.
  • FIG. 8A shows a state immediately before the wheels of the first (first) wheel unit
  • FIG. 9A is a plan view showing a state immediately before the wheels of the third wheel unit enter the T-shaped path, in which the moving device in the pipe shown in FIG.
  • FIG. 9B is a plan view of a state in which the wheels of the third wheel unit have entered the T-shaped road
  • FIG. 9C is a plan view of a state in which the wheels of the third wheel unit have moved to the center of the T-shaped road.
  • FIG. 10A illustrates an operation in which the in-pipe moving device shown in FIG. 1 moves an L-shaped curve (bent portion) in the pipe in a horizontal posture.
  • FIG. 10A illustrates a state in which the wheels of the first wheel unit are in contact with the inner wall surface.
  • FIG. 10B is a plan view of the state immediately before entering the L-shaped curve while the wheels of the first wheel unit are in contact with the inner wall surface.
  • FIG. 11A illustrates an operation in which the in-pipe moving device shown in FIG. 1 moves the L-shaped curve in the pipe in a horizontal posture, and FIG. 11A enters the L-shaped curve while the wheels of the second wheel unit are in contact with the outer wall surface.
  • FIG. 11B is a plan view showing a state in which the wheel of the second wheel unit is in an L-shaped curve while the wheels of the second wheel unit are in contact with the outer wall surface, and FIG. It is a top view of the state which entered the L-shaped curve, contacting.
  • FIG. 12A illustrates an operation in which the in-pipe moving device shown in FIG.
  • FIG. 12A passes through the L-shaped curve while the wheels of the third wheel unit are in contact with the inner wall surface.
  • FIG. 12B is a plan view of a state immediately after the wheels of the third wheel unit pass through the L-shaped curve while contacting the inner wall surface.
  • FIG. 13A illustrates an operation in which the in-pipe moving device shown in FIG. 1 passes through the L-shaped curve in the pipe in a horizontal posture.
  • FIG. 13A shows that the wheels of the first and third wheel units are in contact with the outer wall surface.
  • FIG. 13B is a perspective view of a state in which the wheels of the wheel unit pass through the L-shaped curve while contacting the inner wall surface.
  • FIG. 14A illustrates an operation in which the in-pipe moving device shown in FIG. 1 moves an L-shaped curve (bent portion) in the pipe in a vertical posture.
  • FIG. 14A shows the wheels of the first wheel unit in contact with the upper surface (or lower surface).
  • FIG. 14B is a plan view of a state in which the wheels of the first wheel unit have entered an L-shaped curve.
  • FIG. 15A is a plan view showing a state in which the wheels of the second wheel unit have moved to the L-shaped curve, in which the moving device in the pipe shown in FIG. 1 moves the L-shaped curve in the pipe in a vertical posture.
  • FIG. 15B is a plan view of a state in which the wheels of the third wheel unit have moved to the L-shaped curve, and FIG.
  • FIG. 15C is a plan view of a state in which the wheels of the third wheel unit have passed the L-shaped curve.
  • FIG. 1 is a plan view illustrating a state in which the moving device in the pipe shown in FIG. 1 enters the branch path in a horizontal posture along the T-shaped path in the pipe, and the wheels of the first wheel unit have moved to the front of the branch path. is there.
  • FIG. 17A explains the operation of the in-pipe moving device shown in FIG. 1 entering the T-junction in the pipe into the branch path in a horizontal posture.
  • FIG. 17A is a plane in a state immediately before the wheels of the first wheel unit enter the branch path.
  • FIG. 17B is a plan view showing a state in which the wheels of the first wheel unit enter the branch path.
  • FIG. 18A is a plan view showing a state in which the wheels of the second wheel unit enter the branch path, in which the moving device in the pipe shown in FIG. 1 enters the branch path in a horizontal posture along the T-junction in the pipe.
  • FIG. 18B is a plan view of a state immediately after the wheels of the third wheel unit enter the branch path.
  • FIG. 19A is a plan view showing a state in which the wheels of the third wheel unit have entered the branch path, in which the moving device in the pipe shown in FIG. 1 enters the branch path in the horizontal posture along the T-shaped path in the pipe.
  • FIG. 19B is a plan view showing a state immediately after the wheels of the third wheel unit pass through the branch road.
  • FIG. 20A is a plan view showing a state in which the wheels of three sets of wheel units move in a horizontal posture
  • FIG. 20B is a diagram illustrating the posture control operation of the in-pipe moving device according to the first embodiment of the present invention. It is a top view of the state which changed the attitude
  • FIG. 21A is a plan view of a state in which the posture is rotated by approximately 60 degrees from the state of FIG. 20A
  • FIG. 21B is a diagram illustrating the posture control operation of the in-pipe moving device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 21C is a plan view of the state in which the posture is rotated by approximately 90 degrees from the state of FIG. 20A, and FIG.
  • FIG. 21C is a plan view of the state in which the posture is rotated by approximately 120 degrees from the state of FIG.
  • FIG. 22A is a plan view showing a state in which the posture is rotated by approximately 150 degrees from the state of FIG. 20A
  • FIG. 22B is a diagram illustrating the posture control operation of the in-pipe moving device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 22C is a plan view of a state in which the wheels of the three sets of wheel units have changed to a horizontal posture after the state of FIG. 22B.
  • FIG. 23A illustrates an operation in which the in-pipe moving device shown in FIG. 1 changes the posture of the T-junction in the pipe from the vertical posture to the horizontal posture and enters the branching portion.
  • FIG. 1 illustrates an operation in which the in-pipe moving device shown in FIG. 1 changes the posture of the T-junction in the pipe from the vertical posture to the horizontal posture and enters the branching portion.
  • FIG. 23A illustrates three sets of wheel units in the vertical posture.
  • FIG. 23B is a plan view showing a state in which the wheels of the three sets of wheel units are displaced in a zigzag manner by providing a speed difference
  • FIG. 23C shows three sets of wheel units. It is a top view in the state where the wheel of this inclined about 30 degrees.
  • FIG. 24A illustrates an operation in which the in-pipe moving device shown in FIG. 1 changes the posture of the T-junction in the pipe from a vertical posture to a horizontal posture and enters the branch road.
  • FIG. FIG. 24B is a plan view of a zigzag posture in which the wheels of the three sets of wheel units are tilted approximately 90 degrees
  • FIG. 24C is a plan view of the wheels of the three sets of wheel units from a zigzag posture to a horizontal posture. It is a top view of the state which changed the attitude
  • FIG. 28A is an explanatory view showing an outline of the configuration of a second example of the bending generator
  • FIG. 28B is an illustration of the bending generator. It is explanatory drawing which shows the outline of a structure of a 3rd Example.
  • the in-pipe moving apparatus 1 includes three sets of wheel units 2A, 2B, 2C and adjacent wheel units 2A, 2B and 2B, 2C. Bending generation that applies tension to arrange two sets of joints 3A and 3B that are pivotably connected to each other and three sets of wheel units 2A to 2C arranged in a vertical direction so as to be bent in a V shape. It comprises a device 4 and the like.
  • the three sets of wheel units 2A, 2B, and 2C have the same basic configuration except for some components, and each includes a motor 5, a reducer 6, and a connecting member.
  • a drive unit 10 having a cover cylinder 9 and the like, a first frame 26 fixed to the drive unit 10, a second frame 25 rotatably attached to the drive unit 10, and a motor of the drive unit 10 5 is connected to a rotating shaft 11 and is provided with a wheel 7 and the like that is rotatably supported by a bearing 14 on a cover cylinder 9.
  • the motor 5 is a prime mover that generates mechanical power when supplied with electric power, and since its configuration is well known, detailed description thereof is omitted here.
  • the motor 5 shown in this embodiment is housed inside a cylindrical cylinder, and is a cylindrical reduction gear fixed to one side of the motor 5 on a shaft protruding to one side from the central portion of one end thereof.
  • the rotary shaft 11 of the machine 6 is connected, and the rotary shaft 11 protrudes from the central part of one end of the speed reducer 6.
  • the speed reducer 6 appropriately reduces the rotational speed of the motor 5 and outputs it from the rotating shaft 11.
  • the speed reducer 6 is integrally configured with a cover cylinder 9 attached thereto. On the motor 5 side of the cover cylinder 9, a large diameter portion 9 a is provided by providing a step portion, and an appropriate gap is provided between the large diameter portion 9 a and the motor 5.
  • the wheel 7 includes a ring-shaped metal wheel 15 and a rubber tire 16 integrally provided on the outer peripheral surface of the wheel 15.
  • An outer ring of a bearing 14A fitted to the motor 5 side of the cover cylinder 9 is fitted to one side of the hole of the wheel 15 in the axial direction, and the cover cylinder 9 is fitted to the other side of the same hole in the axial direction.
  • the outer ring of the bearing 14B fitted on the rotating shaft 11 side is fitted.
  • the bearing retainer 17 is screwed to the connecting member 8 side of the speed reducer 6 by a fixing screw 18, and the bearing retainer 18 prevents the inner ring of the bearing 14B from moving.
  • a connecting member 8 that integrally connects the rotary shaft 11 and the wheel 15 is screwed to the distal end portion of the rotary shaft 11 by a set screw 19.
  • the connecting member 8 is made of a disk-like member having a through hole at the center, and a plurality of insertion holes through which the fixing screws 22 are inserted are provided in the flange portion 8a provided at the outer peripheral edge thereof.
  • the outer peripheral edge of the connecting member 8 is fixed to the end surface portion forming the ring shape of the wheel 15 by a plurality of fixing screws 22 inserted through these insertion holes.
  • a ring-shaped seal member 23 and a bearing 24 are fitted to the large-diameter portion 9a of the cover cylinder 9.
  • the seal member 23 is in sliding contact with the inner surface of the wheel 15 to prevent leakage of a lubricant or the like from the inside, or intrusion of water or dust from the outside, with respect to a space portion set inside the wheel 15.
  • a bearing 24 is disposed outside the seal member 23 with a predetermined gap, and the second frame 26 is rotatably attached to the drive unit 10 via the bearing 24.
  • the joint portions 3A, 3B have different configurations depending on the positions where the three sets of wheel units 2A, 2B, 2C are arranged. That is, as shown in FIG. 1 and FIG. 3 and the like, the first joint portion 3A is the second wheel unit 2A provided in the first (head) wheel unit 2A in the traveling direction among the three sets of wheel units 2A, 2B, and 2C. It is composed of a fixed frame 27 having a frame 25 and a first frame 26 provided on the second wheel unit 2B, and the first wheel unit 2A and the second wheel unit 2B are rotatably connected. Yes.
  • the second joint portion 3B includes a second frame 25 provided on the second wheel unit 2B in the traveling direction and a first frame 26 provided on the third wheel unit 2C.
  • the wheel unit 2B and the third wheel unit 2C are connected so as to be rotatable.
  • the second frame 25 includes a ring-shaped annular portion 25a into which the outer ring of the bearing 24 is fitted, and an overhang portion 25b formed so as to protrude radially outward from one side of the annular portion 25a.
  • a bearing stopper 28 for preventing the bearing 24 from coming off is fixed to the annular portion 25 a by a set screw 29.
  • a pair of joint pieces 31, 31 are integrally provided on the outer surface of the overhang portion 25b so as to face each other with a predetermined interval.
  • the overhang portion 25b is formed to expand in a direction substantially orthogonal to the annular portion 25a.
  • the first frame 26 includes a ring-shaped annular portion 26a and an overhang portion 26b formed so as to protrude radially outward from one side of the annular portion 26a.
  • the overhang portion 26b is formed so as to expand in a direction substantially orthogonal to the annular portion 26a.
  • the joint piece 32 which can be fitted between a pair of joint pieces 31 and 31 is integrally provided in the outer surface of the overhang
  • a cap 33 that covers the outside of the motor 5 is integrally fixed to the annular portion 26 a of the first frame 26 by a plurality of fixing screws 34.
  • the first frame 26 and the second frame 25 described above are used only for the second wheel unit 2B and the third wheel unit 2C, and only the second frame 25 is used for the first wheel unit 2A. Since there is no wheel unit connected to the tip, a fixed frame 27 having a second frame 25 is attached. In addition, the second frame 25 of the third car is connected to a device pulled by the in-pipe moving device 1 and is pulled and moved.
  • the cap 33 covers the outside of the motor 5, and has an end surface portion 33 a that is slightly larger than the motor 5, a cylindrical portion 33 b that is provided integrally with the outer peripheral edge of the end surface portion 33 a, and this cylinder. And a flange portion 33c provided to expand outward in the radial direction on the outer peripheral surface of the portion 33b.
  • a female screw portion is provided on the inner peripheral surface of the opening side end portion of the cylindrical portion 33 b of the cap 33, and the male screw screwed into the female screw portion is the opening side of the large-diameter portion 9 a of the cover cylinder 9. It is provided on the outer peripheral surface of the end.
  • the cap 33 By screwing the female screw of the cylindrical portion 33b into the male screw of the large diameter portion 9a, the cap 33 is screwed to the cover cylinder 9 and fixed integrally.
  • the first frame 26 is fixed to the cap 33 by screwing the wheel units 2A, 2B, and 2C.
  • the cylindrical part 33b of the cap 33 is fitted into the hole of the annular part 26a of the first frame 26 in the two wheel units 2B and 2C, and the hole of the annular part 27a of the fixed frame 27 is fitted into the wheel unit 2A.
  • the cylindrical portion 33b of the cap 33 is fitted into the cap.
  • the plurality of insertion holes provided in the annular portions 26 a and 27 a and the screw holes provided in the flange portion 33 c of the cap 33 are screwed by a plurality of fixing screws 34, and the second frame 26 is connected and fixed to the cap 33.
  • each wheel 7 is rotatably supported by the cover cylinder 9 of the drive unit 10 via the two bearings 14A and 14B. Further, the wheel 7 is configured integrally with the rotary shaft 11 of the drive unit 10 via the connecting member 8.
  • the second frame 25 is rotatably supported by the cover cylinder 9 via a bearing 24.
  • the first frame 26 is screwed to the cover cylinder 9 by a cap 33 integrated therewith. As a result, the first frame 26 is rotated integrally with the main body of the motor 5 and the speed reducer 6, and the second frame 25 is configured to be rotatable relative to the first frame 26.
  • the first wheel unit 2A and the second wheel unit 2B are rotated by the first joint 3A, and the second wheel unit 2B and the third wheel unit 2C are rotated by the second joint 3B.
  • the first joint portion 3A includes a pair of joint pieces 31, 31 provided on the second frame 25 of the first wheel unit 2A, a joint piece 32 provided on the first frame 26 of the second wheel unit 2B,
  • the joint pieces 31 and 32 are constituted by a pivot 35 that is rotatably connected, and two bearing bushes 36 and 36 that support both ends of the pivot 35. That is, the joint piece 32 is interposed between the pair of joint pieces 31, 31, and one pivot 35 is inserted into the hole provided in each joint piece 31, 32. Both end portions of the pivot 35 are fixed to the joint pieces 31 via bearing bushes 36, respectively.
  • the second joint portion 3B includes a pair of joint pieces 31, 31 provided on the second frame 25 of the second wheel unit 2B, a joint piece 32 provided on the first frame 26 of the third wheel unit 2C, and these
  • the joint pieces 31 and 32 are constituted by a pivot 35 that is rotatably connected, and two bearing bushes 36 and 36 that support both ends of the pivot 35. That is, the joint piece 32 is interposed between the pair of joint pieces 31, 31, and one pivot 35 is inserted into the hole provided in each joint piece 31, 32. Both end portions of the pivot 35 are fixed to the joint pieces 31 via bearing bushes 36, respectively.
  • the axis 35 of the pivot 35 is set to be in a direction substantially orthogonal to the axis of the rotating shaft 11 of the drive unit 10 that is the axis of the wheel 7.
  • the “substantially orthogonal direction” is a range in which the inclination angle is set to some extent, and strictly speaking, it is optimal to configure it to be orthogonal at 90 degrees.
  • the in-pipe moving device 1 When the in-pipe moving device 1 passes through an L-shaped curve (bent portion) in the piping, the in-pipe moving device 1 is in an attitude in which the plane formed by the L-shaped curve and the axis of the wheel 7 are orthogonal to each other. You can pass as it is. However, when the axial center line of the wheel 7 is not orthogonal to the plane, it is necessary to control the in-pipe moving device 1 to turn around the axial center line of the pipe so as to match them. In this case, the most difficult posture is when the axis of the wheel 7 is parallel to the plane and tilted by 90 degrees. As described above, there is the pivot 35 between the wheels 7, and the wheel of the pivot 35. If the crossing angle with respect to the axis is 90 degrees, the crossing angle is the most desirable. Therefore, even the posture that is most difficult to pass can be easily passed by being refracted around the pivot 35.
  • the intersection angle of the pivot 35 with respect to the axis of the rotary shaft 11 can be set in the range of 45 degrees to 135 degrees. If the crossing angle is 45 degrees or more and 135 degrees or less, when the in-pipe moving device 1 tries to pass the L-shaped curve in an arbitrary posture, it is adjusted to the L-shaped curve by appropriately bending around the pivot 35. This is because the overall posture of the in-pipe moving device 1 can be deformed and passed.
  • the fixed frame 27 of the first joint portion 3A is provided with a potentiometer 38 for detecting the vertical and horizontal swing angles between the first wheel unit 2A and the second wheel unit 2B. Yes.
  • a meter cover 39 is attached to the potentiometer 38, and the potentiometer 38 is protected by the meter cover 39.
  • the bending generator 4 applies a pulling force to bend the posture into a V shape in a direction orthogonal to the mounting surface such as a floor to the three wheel units 2A to 2C.
  • the bending generator 4 includes a cable 41, a tube 42, a case 43, a coil spring 44, and a traction force adjusting unit 45 that fixes the coil spring 44 to the case 43, as shown in FIG. 6A.
  • the traction force adjustment unit 45 is for adjusting the spring force according to the state of the pipe or releasing it in an emergency so that the in-pipe moving device 1 can be pulled out.
  • the case 43 is made of a cylindrical member having a cylindrical space portion, and a coil spring 44 is extended and accommodated in the space portion of the case 43.
  • One end of the tube 42 is fixed to one side of the case 43 in the axial direction.
  • the traction force adjusting unit 45 that fixes the coil spring 44 to the case 43 adjusts the pressure that presses the inside of the pipe of the in-pipe moving device 1 to generate a propulsive force necessary for the moving state and propels it by generating an appropriate pressure.
  • This is a device for preventing an increase in resistance, or for releasing the pressing force to the inner wall of the pipe of the wheel 7 when the moving apparatus 1 in the pipe breaks down in the pipe so that it can be easily pulled out from the inside of the pipe.
  • the tip 42a of the tube 42 is fixed to a through hole 46 provided in the second frame 25 of the second wheel unit 2B.
  • One end of the coil spring 44 is fixed to the case 43, and one end of the cable 41 is connected to the other end of the coil spring 44.
  • the cable 41 passes through the tube 42, and the protruding side of the cable 41 passes through the through hole of the second frame 25 and reaches the first frame 26 through the inside.
  • the tip 41 a of the cable 41 is fixed to the insertion hole 47 provided in the second frame 26.
  • the coil spring 44 When fixing the tip 41a of the cable 41 to the first frame 26, the coil spring 44 is appropriately pulled so that a tensile force always acts on the first frame 26. With the spring force of the coil spring 44, a rotational force toward the cable 41 is applied to the first frame 26 with the second frame 25 as a reference in the second wheel unit 2B. As a result, as shown in FIG. 2A, the three wheel units 2A, 2B, and 2C are arranged such that the first wheel unit 2A and the third wheel unit 2C are connected to the cable 41 side with the second wheel unit 2B as the center. The postures are controlled so that they are biased toward each other and bent in a V shape in a direction perpendicular to the surface with which the wheels 7 come into contact.
  • FIG. 6A and 6B are diagrams illustrating a state in which the visual device 50, the control device 51, the inspection device 52, and the controller 53 are connected to the in-pipe moving device 1 having the above-described configuration and moved in the pipe 60.
  • FIG. is there.
  • the visual device 50 recognizes the state in the pipe 60 by visual observation, and for example, a monitoring camera can be applied.
  • the control device 51 controls the operation of the three wheel units 2A to 2C.
  • a microcomputer and other necessary electronic components, and these electronic components are mounted and necessary electronic circuits are provided.
  • a wiring board and a housing or the like in which these are housed are provided.
  • the inspection device 52 is an object to be transported by the in-pipe moving device 1, and is a device for inspecting the inner diameter and thickness of the pipe 60, the presence or absence of cracks or corrosion in the pipe, and includes, for example, an ultrasonic sensor or a vortex A flaw detection sensor or the like can be applied.
  • the controller 53 controls the driving of the control device 51 and the inspection device 52 based on information from the visual device 50 and is operated outside the pipe 60 by a manual operation by an operator.
  • the bending generator 4 is adjusted to a predetermined pulling force from the beginning. However, it is needless to say that the tension of the bending generator can be adjusted in strength as will be described later.
  • FIGS. 7 to 9 illustrate an operation in which the in-pipe moving device 1 moves straight along the T-shaped path 62 deployed in the horizontal direction in the pipe 60 in a posture in which the axle is kept vertical. This is a case where 63 is extended in the horizontal direction.
  • the first and third wheels 7, 7 of the wheels 7 of the three sets of wheel units 2 A to 2 C are connected to the lower surface (back side surface) in the pipe 60.
  • the upper surface (hand front surface) ⁇ and the second wheel 7 is pressed against the upper surface (hand front surface) ⁇ or the lower surface (back side surface) ⁇ in the pipe 60 on the opposite side.
  • the controller 53 is operated to drive the motors 5 of the three wheel units 2A to 2C at the same speed through the control of the control device 51.
  • the in-pipe moving device 1 passes through the straight path 64 through the states of FIGS. 8A, 8B, 8C and 9A, 9B, and 9C with the longitudinal section of the wheel 7 held in the vertical direction. It can move straight.
  • the in-pipe moving device 1 moves an L-shaped bent portion (L-shaped curve) 65 deployed in the vertical direction in the pipe 60 in a posture that keeps the axle of the wheel 7 horizontal.
  • movement which performs is demonstrated.
  • the bent portion 65 is expanded in the horizontal direction.
  • the first and third wheels 7 and 7 of the three wheel units 2A to 2C have the radius of curvature of the bent portion 65 by the spring force of the coil spring 44 of the tension applying member 4.
  • the second wheel 7 is in pressure contact with the outer surface having a large radius of curvature on the opposite side.
  • the controller 53 is operated to drive the motors 5 of the three wheel units 2A to 2C at the same speed through the control of the control device 51.
  • the in-pipe moving device 1 is bent through the states of FIGS. 10A, 10B, 11A, 11B, 11C, 12A, and 12B with the rotation center of the wheel 7 held in the horizontal direction.
  • Part 65 can be passed.
  • the first and third wheels 7, 7 are always pressed against the inner surface of the bent portion 65, and the second wheel 7 is always pressed against the outer surface.
  • 13A and 13B illustrate an operation in which the in-pipe moving device 1 moves the L-shaped bent portion 65 in the horizontal direction in the pipe 60 in a horizontal posture.
  • 12 to FIG. 12 is different from the embodiment shown in FIG. 12 in that the wheel 7 of the first wheel unit 2A and the wheel 7 of the third wheel unit 2C of the three wheel units 2A to 2C are bent portions.
  • the wheel 7 of the second wheel unit 2B is in pressure contact with the outer side surface with a large curvature radius of 65, and is in pressure contact with the inner side surface with a small curvature radius on the opposite side.
  • Other operations are the same as those in the above embodiment.
  • the embodiment differs from the embodiment shown in FIGS. 10 to 12 in that the wheels 7 of the three sets of wheel units 2A to 2C are in a posture perpendicular to the mounting surface, and the first wheel unit The wheel 7 of the second wheel unit 2C and the wheel 7 of the second wheel unit 2C are pressed against the lower surface (back side surface) ⁇ or the upper surface (front surface) ⁇ of the bent portion 65, and the wheel 7 of the second wheel unit 2B It is a point pressed against the upper surface (front surface) ⁇ or the lower surface (back side surface) ⁇ .
  • the wheels 7 to 7 of the three sets of wheel units 2A to 2C are driven to rotate at the same speed and enter the bent portion 65 in a posture that keeps the wheels 7 vertical.
  • the wheel 7 of the first wheel unit 2A is the upper surface at the highest position relative to the paper surface in the pipe 60 by the spring force of the coil spring 44 of the tension applying member 4. (Or the lower surface at the lowest position) and is guided by the inner wall of the upper surface (or the lower surface) of the pipe, and moves in the arc along the curve along the center of the bent portion 65.
  • FIG. 14B the wheel 7 of the first wheel unit 2A is the upper surface at the highest position relative to the paper surface in the pipe 60 by the spring force of the coil spring 44 of the tension applying member 4. (Or the lower surface at the lowest position) and is guided by the inner wall of the upper surface (or the lower surface) of the pipe, and moves in the arc along the curve along the center of the bent portion 65.
  • the moving apparatus 1 in piping can pass the bending part 65 with the state which hold
  • FIGS. 16 to 19 illustrate the operation in which the moving device 1 in the pipe enters the branching path 63 in a horizontal posture by the T-shaped portion 62 deployed in the horizontal direction in the pipe 60.
  • the branching path 63 is vertically upward.
  • the first and third wheels 7 and 7 of the wheels 7 of the three sets of wheel units 2A to 2C are moved within the T-shaped portion 62 by the spring force of the coil spring 44 of the tension applying member 4.
  • the case where the second wheel 7 is pressed against the side surface and pressed against the outer surface of the T-shaped portion 62 is shown.
  • the controller 53 is operated, and the motors 5 of the three sets of wheel units 2A to 2C are driven at the same speed through the control of the control device 51.
  • the in-pipe moving device 1 holds the wheel shaft, which is the rotation center of each wheel 7, in the vertical direction, as shown in FIGS. 16, 17A, 17B, 18A, 18B, 19A, and 19B.
  • the branch path 63 it is possible to smoothly enter the branch path 63 and move.
  • the first and third wheels 7, 7 are always pressed against the inner side surface of the branch path 63, and the second wheel 7 is always pressed against the outer side surface.
  • FIGS. 16 to 19 illustrate an operation in which the moving device 1 in the pipe enters the branching path 63 in a horizontal posture into the branching path 63 in a horizontal posture in which the branching path 63 is vertically upward.
  • This embodiment is different from the embodiment shown in FIGS. 16 to 19 in that each of the wheels 7 to 7 of the three sets of wheel units 2A to 2C at a certain distance before the in-pipe moving device 1 enters the branch path 63.
  • the second wheel 7 is in pressure contact with the inner surface of the branch path 63
  • the first and third wheels 7 and 7 are in pressure contact with the outer surface of the branch path 63 in the pipe 60.
  • the in-pipe moving device 1 can be moved straight ahead. Since the first wheel 7 is guided by the side surface of the straight portion, the in-pipe moving device 1 cannot enter the branch path 63. Therefore, in this case, the posture of the in-pipe moving device 1 is controlled before a predetermined distance to enter the branch path 63, and the first and third wheels 7 and 7 are pressed against the inner side surface of the branch path 63. It is necessary to press the second wheel 7 to the outer side surface.
  • the posture control of the in-pipe moving device 1 can be performed, for example, as follows.
  • the three motors 5 of the three sets of wheel units 2A to 2C are operated via the control of the controller 51 by operating the controller 53.
  • the rotational speed (N3) of the wheel 7 of the third wheel unit 2C is set higher than the rotational speed (N2) (N1 ⁇ N2 ⁇ N3).
  • the number of rotations of the wheel 7 positioned rearward is higher than that of the wheel 7 positioned forward, so that the wheel positioned forward in the traveling direction is pushed by the wheel positioned rearward in the traveling direction as shown in FIG. 20A.
  • 20B (a state rotated approximately 30 degrees from the state of FIG. 20A), a state illustrated in FIG. 21A (a state rotated approximately 60 degrees from the state of FIG. 20A), and a state illustrated in FIG. 20A (state rotated approximately 90 degrees from the state of FIG. 20A), the state shown in FIG. 21C (state rotated approximately 120 degrees from the state of FIG. 20A), and the state shown in FIG. 22A (state rotated approximately 150 degrees from the state of FIG. 20A).
  • the posture of the in-pipe moving device 1 is rotationally displaced by about 180 degrees as in the state shown in FIG. 22B (the state rotated by about 180 degrees from the state of FIG. 20A).
  • the in-pipe moving device 1 can enter the branch path 63.
  • the pipe moving device 1 travels in a posture in which the in-pipe moving device 1 keeps the wheel axles vertical, and enters the branch path 63 from this state.
  • the operation will be described, and the same applies to the case where the branch path 63 extends vertically upward.
  • all the three wheels 7 to 7 of the three sets of wheel units 2A to 2C are in contact with the upper surface or the lower surface orthogonal to the direction of the branch path 63.
  • the in-pipe moving device 1 cannot enter the branch path 63. Therefore, also in this case, before the predetermined distance entering the branch path 63, the posture of the in-pipe moving device 1 is controlled as described above, and the first and third wheels 7, 7 are placed inside the branch path 63. It is necessary to control so that the second wheel 7 is in pressure contact with the side surface and in pressure contact with the outer side surface.
  • the controller 53 is operated to control the three wheel units 2A to 2C through the control of the control device 51 as described above.
  • the three motors 5 to 5 are controlled to have different rotational speeds.
  • the rotational speed (N2) of the wheel 7 of the second wheel unit 2B is set higher than the rotational speed (N1) of the wheel 7 of the first wheel unit 2A, and the rotational speed of the wheel 7 of the second wheel unit 2B.
  • the rotational speed (N3) of the wheel 7 of the third wheel unit 2C is set higher than (N2) (N1 ⁇ N2 ⁇ N3).
  • the number of rotations of the wheel 7 located rearward is higher than that of the wheel 7 located forward, so that the three wheels 7 to 7 are in a state of being contracted as shown in FIG. 23B.
  • FIG. 23C the state rotated about 30 degrees from the state of FIG. 23A
  • FIG. 24A the state rotated about 60 degrees from the state of FIG. 23B
  • FIG. 24B the state shown in FIG. 24B (from the state of FIG. 23B)
  • the posture of the in-pipe moving device 1 is rotated and displaced by approximately 90 degrees as shown in FIG.
  • the in-pipe moving device 1 can be smoothly passed as it is or by simple posture control.
  • FIG. 25 shows a second embodiment of the in-pipe moving device of the present invention.
  • the in-pipe moving device 71 according to the second embodiment is capable of rotating between four sets of wheel units 72A, 72B, 72C, 72D and adjacent wheel units 72A and 72B, 72B and 72C, and 72C and 72D.
  • the one side part of the 1st frame 82 is being fixed to the rotating shaft of the drive part 10 of the wheel unit 72A of the 1st car.
  • the first frame 81 is formed to be bent in an L shape, and a pair of first joint pieces 89 projecting on the opposite side to the direction in which the one side extends is provided on the other side.
  • the pair of first joint pieces 89 are each provided with an insertion hole penetrating in a direction substantially perpendicular to the direction through which the bearing hole penetrates.
  • frame 83 is being fixed to the rotating shaft of the drive part 10 of the 2nd wheel unit 72B.
  • the first frame 83 is formed to be bent in an L shape, and a pair of first joint pieces 89 projecting on the opposite side to the direction in which the one side extends is provided on the other side.
  • the pair of first joint pieces 89 are each provided with an insertion hole penetrating in a direction substantially perpendicular to the direction through which the bearing hole penetrates.
  • the bent portion of the first frame 83 is provided with a cable support piece 83b that protrudes on the opposite side to the bearing portion 83a.
  • a second frame 82 is rotatably connected to one side of the first frame 83.
  • the second frame 82 is made of a member bent into an L-shape, and a second joint piece that protrudes on the opposite side to the direction in which the one side extends is provided on the other side.
  • the second joint piece is provided with an insertion hole penetrating in a direction substantially perpendicular to the direction through which the bearing hole penetrates.
  • a cable support piece 82 a is provided at the bent portion of the second frame 82.
  • a pair of first joint pieces 89 of the first frame 81, a second joint piece of the second frame 82, and the pivot 91 constitute a first joint portion 73A. That is, with the second joint piece interposed between the pair of first joint pieces 89, the pivot 91 is inserted through the insertion holes, so that the first frame 81 and the second frame 82 are vertically cut off from the wheel 7. It is connected so as to be swingable in a horizontal direction perpendicular to the surface.
  • the first frame 85 is fixed to the rotation shaft of the drive unit 10 of the third wheel unit 72C.
  • the first frame 85 is formed to be bent in an L shape, and a pair of first joint pieces 89 projecting to the opposite side to the direction in which the one side extends is provided on the other side.
  • the pair of first joint pieces 89 are each provided with an insertion hole penetrating in a direction substantially perpendicular to the direction through which the bearing hole penetrates.
  • the bent portion of the first frame 85 is provided with a cable support piece 85b that protrudes on the opposite side to the bearing portion 85a.
  • a second frame 84 is rotatably connected to one side of the first frame 85.
  • the second frame 84 is made of a member bent into an L-shape, and a second joint piece that protrudes on the opposite side to the direction in which the one side extends is provided on the other side.
  • the second joint piece is provided with an insertion hole penetrating in a direction substantially perpendicular to the direction through which the bearing hole penetrates.
  • a cable support piece 84 a is provided at the bent portion of the second frame 84.
  • the pair of first joint pieces 89 of the first frame 83, the second joint pieces of the second frame 84, and the pivot 91 constitute a second joint portion 73B. That is, in a state where the second joint piece is interposed between the pair of first joint pieces 89, the first frame 83 and the second frame 84 are vertically cut off from the wheel 7 by inserting the pivot 91 into the insertion holes. It is connected so as to be swingable in a horizontal direction perpendicular to the surface.
  • the second frame 86 is fixed to the rotation shaft of the drive unit 10 of the fourth wheel unit 72D.
  • the second frame 86 is made of a member that is bent in an L shape, and a second joint piece that protrudes on the opposite side to the direction in which the one side extends is provided on the other side.
  • the second joint piece is provided with an insertion hole penetrating in a direction substantially perpendicular to the direction through which the bearing hole penetrates.
  • the third joint portion 73 ⁇ / b> C is configured by the second joint piece of the second frame 86, the pair of first joint pieces 89 and the pivot 91 of the first frame 85. That is, in a state where the second joint piece is interposed between the pair of first joint pieces 89, the first frame 85 and the second frame 86 are vertically sectioned by the pivot shaft 91 inserted through the insertion holes. Are pivotably connected in a horizontal direction perpendicular to the axis.
  • the four sets of wheel units 72A to 72D are arranged in a zigzag shape (alternately) in the vertical direction.
  • the tension adjusting mechanism 74 showing the first embodiment of the bending generator is provided from the second wheel unit 72B to the third wheel unit 72C. It is bridged with an appropriate pulling force.
  • the tension adjusting mechanism 74 has the same configuration as that of the above-described embodiment, and includes a cable 41, a tube 42, a case 43, and a coil spring 44.
  • the distal end of the tube 42 is fixed to a cable support piece 85b provided on the first frame 85, and the tip portion of the cable 41 protruding from the tube 42 is connected to the cable support piece 84a provided on the second frame 84, A cable tip 41 a is fixed to a cable support piece 82 a provided on the second frame 82 through the tube piece 42 A provided between the second frame 84 and the first frame 83.
  • the cable support piece 82a of the second frame 82 of the second wheel unit 72B and the cable support piece 83b of the first frame 83 are stretched above the wheel rotation shaft of the second wheel unit 72B.
  • the cable support piece 84a of the second frame 84 and the cable support piece 85b of the first frame 85 of the third wheel unit 72C are stretched under the wheel rotation shaft of the third wheel unit 72C.
  • the first wheel unit 72A and the third wheel unit 72C are urged in the same direction by the spring force of the coil spring 44, and the second wheel unit 72B and the fourth wheel unit 72D in the opposite direction. Is energized. Further, since the tube piece 42A exists between the cable support piece 83b and the cable support piece 84a, an unnecessary turning motion around the pivot 91 is not generated by the traction force of the cable 41.
  • the tension adjusting mechanism 74 attached to the outside of the wheel train of the in-pipe moving apparatus 1 is refracted by the single spring to the plurality of wheel units 72B and the wheel unit 72C. Can be generated.
  • the straight running in the straight line portion in the pipe 60 but also the branching portion such as a curved portion or a T-junction, etc. Regardless of whether it is vertical or horizontal, it can be passed smoothly with simple control.
  • the power unit by the motor 5 is increased to four places, the driving force of the in-pipe moving device 71 can be increased according to the increase by increasing the number of wheel units.
  • FIGS. 26A and 26B show a third embodiment of the in-pipe moving device of the present invention.
  • the in-pipe moving apparatus 101 according to the third embodiment is different from the first embodiment shown in FIG. 1 and the like in that the bending generator is configured by only the coil spring 104. For this reason, only the coil spring 104 and portions related to the coil spring 104 will be described here, and other identical portions will be denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.
  • the in-pipe moving apparatus 101 includes three sets of wheel units 2A, 2B, and 2C, two sets of joint portions 3A and 3B, and a coil spring 104.
  • the second frame 25 is rotatably attached to the first wheel unit 2A, the first frame 26 is fixed to the drive unit 10 of the wheel unit 2A, and the second wheel unit 2B has a second frame.
  • a frame 25 is rotatably attached, the first frame 26 is fixed to the drive unit 10 of the wheel unit 2A, and the first frame 26 is fixed to the drive unit 10 of the wheel unit 2C to the third wheel unit 2C.
  • the second frame 25 is rotatably attached.
  • the coil spring 104 is attached in association with the second wheel unit 2B.
  • the second spring receiving piece 108 is provided on the second frame 25 of the wheel unit 2B, and the first spring receiving piece 107 is also provided on the first frame 26. Then, by pulling the coil spring 104 between the first spring receiving piece 107 and the second spring receiving piece 108, a tensile force attracting each other between the second frame 25 and the first frame 26 of the wheel unit 2B. Is granted.
  • the tension applying member is constituted only by the coil spring 104
  • the configuration of the in-pipe moving device 101 can be simplified.
  • the coil spring 104 can also cause the in-pipe moving apparatus 101 to perform the same operation as the in-pipe moving apparatus 1 according to the first embodiment, thereby reducing the number of parts and the manufacturing cost. There is an advantage that you can.
  • the coil spring 104 may be another type of spring such as a torsion spring or a leaf spring.
  • FIG. 27 shows a fourth embodiment of the in-pipe moving apparatus of the present invention.
  • the in-pipe moving device 111 according to the fourth embodiment differs from the in-pipe moving device 71 according to the second embodiment shown in FIG. 25 in that two coil springs 114A and 114B are used instead of the tension applying member 74. It is a point using. For this reason, only the coil springs 114A and 114B and portions related to these coil springs 114A and 114B will be described here, and other identical portions will be denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.
  • the second frame 82 and the first frame 83 of the second wheel unit 112B are provided with spring receiving pieces 115, 116 protruding in the same direction so as to face each other, and these spring receiving pieces 115, 116 are provided.
  • a first coil spring 114A is bridged between the two.
  • the second frame 84 and the first frame 85 of the third wheel unit 112C have spring receiving pieces protruding in the same direction so as to be opposite to the spring receiving pieces 115 and 116 at one piece thereof.
  • 117 and 118 are provided, and the second coil spring 114 ⁇ / b> B is bridged between the spring receiving pieces 117 and 118.
  • the four sets of wheel units 112A to 112D can be arranged so as to be swingable in a zigzag manner in a vertical direction perpendicular to the axial direction of the rotation shaft of the drive unit 10.
  • the tension applying member is composed of only two coil springs 114A and 114B
  • the configuration of the in-pipe moving device 111 can be simplified.
  • the coil springs 114A and 114B can also cause the in-pipe moving device 111 to perform the same operation as the in-pipe moving device 71 according to the second embodiment, thereby reducing the number of parts and the manufacturing cost.
  • the drive part 10 which has the motor 5 increases to four places, the drive force of the moving apparatus 71 in piping can be increased according to the increase by increasing the number of wheel units.
  • Reference numeral 119 denotes a guide frame that guides lead wires drawn out from the driving units 10 of the wheel units 112A to 112D.
  • One end of the guide frame 119 is rotatably attached to the second frame 86 by a support shaft 119A.
  • FIG. 28A shows a third embodiment of the bending generator according to the in-pipe moving device of the present invention.
  • the bending generator 120 shown in this embodiment can adjust the vehicle length depending on the size of the V-shaped angle of the moving device in the pipe or the vehicle length based on the size of the zigzag angle by changing the pulling force of the coil spring. It is configured.
  • the bending generator 120 includes a coil spring 44, a case 121, a motor 122, a nut 124, and the like.
  • the case 121 of the bend generator 120 is formed of a bottomed cylindrical member whose one end is closed.
  • the cross-sectional shape is a polygon such as a rectangle, hexagon, octagon, or triangle.
  • the purpose of the case 121 having such a shape is to prevent the rotation of the nut 124 depending on the shape of the case. If the rotation of the nut 124 can be shielded regardless of the shape of the case, a cylindrical case is used. it can.
  • a pin or a key-like protrusion is provided on the case, and a key groove on which the protrusion is slidably engaged is provided on the nut.
  • the motor 122 is fixed to the opening end of the case 121 with a fixing means such as a fixing screw (not shown) in a state where the rotating shaft 123 is inserted into the hole of the case 121.
  • the rotating shaft 123 is provided with a male screw over substantially the entire length, and a nut 123 is screwed to the screw portion.
  • the nut 123 is provided with an arm portion 124a protruding to one side, and one end of the coil spring 44 is locked to the tip end portion of the arm portion 124a.
  • a cable 41 is connected to the other end of the coil spring 44, and the cable 41 passes through a hole 125 provided in the center of the end surface 121 a of the case 121 and is taken out to the outside.
  • the motor 122 is connected to a controller (the controller 53 in FIG. 6B) via a lead wire 126, and is driven and controlled by operating the controller 53.
  • the rotating shaft 123 is rotated by driving the motor 122, and the nut 124 is moved away from the motor 122, so that the coil spring 44 is loosened and its spring force is weakened, and the in-pipe moving device is broken.
  • the angle can be reduced to increase the vehicle length.
  • the coil spring 44 is tensioned to increase its spring force, and the bending angle of the in-pipe moving device is increased.
  • the vehicle length can be shortened.
  • FIG. 28B shows a fourth embodiment of the bending generator according to the in-pipe moving apparatus of the present invention.
  • the bending generator 130 shown in this embodiment is configured to burn the fiber piece 132 that supports one end of the coil spring 44 by the heater 133 and to make the tensile force of the coil spring 44 zero when the in-pipe moving device fails.
  • the in-pipe moving device is made straight so that the in-pipe moving device can be easily taken out from the inside of the pipe.
  • the bending generator 130 includes a coil spring 44, a case 131, a fiber piece 132, a heater 133, and the like.
  • the case 131 of the bend generator 130 is formed of a bottomed cylindrical member whose both ends are closed, and one end of the fiber piece 132 is fixed to one end surface portion 131a of the case 131.
  • a coil spring 44 is connected to the other end of the fiber piece 132, and a cable 41 is connected to the other end of the coil spring 44, and the cable 41 has a hole 125 provided in the center of the other end surface portion 131 b of the case 131. Is taken out to the outside.
  • a heater 133 is wound around the fiber piece 132.
  • the heater 133 is connected to a controller (the controller 53 in FIG. 6B), and is driven and controlled by operating the controller 53.
  • the fiber piece 132 is cut and the in-pipe moving device is easily taken out. It becomes possible. For example, when a failure occurs in the pipe moving device in the pipe and the pipe moving device cannot run on its own, each wheel 7 is pressed against the inner surface of the pipe by the spring force of the coil spring 44. It becomes difficult to take out the inside of the pipe. In such a case, power is supplied to the heater 133 so that the fiber pieces 132 are burned out. When the fiber piece 132 is burned out in this manner, one end of the coil spring 44 is released, and the tensile force becomes zero.

Abstract

　装置の構造が極めて簡単であって防塵防水性が実現し易く、また、どのような方向の屈曲管でも、装置の姿勢制御をすることなく通過することができ、更に、Ｔ字分岐管では、その推進方向を選択できる特性を有する配管内移動装置を提供することを目的とする。　回転方向へ縦並びに配置された少なくとも３組の車輪ユニット２Ａ～２Ｃと、少なくとも３組の車輪ユニット間を回動可能に連結する少なくとも２組のジョイント部３Ａ，３Ｂと、を備え、少なくとも３組の車輪ユニットは、車輪７と、車輪７を回転駆動する駆動部１０と、駆動部１０に固定された第１フレーム２６と、駆動部１０に回動可能に取り付けられる少なくとも１個の第２フレーム２５とを、それぞれ有し、少なくとも３組の車輪ユニット２Ａ～２Ｃの第１フレーム２６と第２フレーム２５との間には、第１フレームと第２フレームをＶ字状に折り曲げるための張力を付与する屈曲生成器４を設け、２組のジョイント部は、第２フレームの回動方向と略直交する方向に回動可能に構成されている。

Description

配管内移動装置
　本発明は、屈曲部や分岐部のある配管の内部を自由に移動可能であって、その配管の内部を検査したり補修したりするための作業装置を搬送することができる配管内移動装置に関する。
　一般に、ガス管、上水道・下水道等の配管、化学プラントの配管等においては、配管を切断せずに、配管の内部を検査したり補修したりすることができる技術が強く求められている。これを実現するためには、配管の開口部から配管内に作業装置を挿入し、配管にある屈曲部や分岐部を必要により通過して、その作業装置を所望の位置に搬送できる配管内移動装置が必要である。
　特許文献１、特許文献２、特許文献３及び非許文献１は、配管の内部を移動しながら配管の内部を検査するための従来の装置の例が記載されている。
特開２０１２－７６４７５号（特許第４６７７５９５号）公報 特開２００５－２４１４７４号公報 特開平８－２３０６６６号公報
Edwin Dertien, Stefano Stramigioli, Kees Pulles, "Development of an inspection robot for small diameter gas distribution mains", 2011 IEEE International Conference on Robotics and Automation, pp.5044-5049, Shanghai International Conference Center May 9-13, 2011
　特許文献１には、本願発明の発明者が先に特許出願したもので、曲がり管、分岐管等にて所望の方向に移動させることができる配管検査装置が記載されている。この特許文献１に係る配管検査装置は、少なくとも１個の駆動ユニットと少なくとも１個の検査ユニットとを有している。駆動ユニットは、複数の駆動部と、その駆動部を連結する複数の連結部と、駆動部及び連結部を通る２本の操縦用ケーブルと、その操縦用ケーブルの張力を調節する張力調節部とを有し、駆動部はモータによって回転可能な車軸と、その車軸に装着された車輪とを有している。かくして、２本の操縦用ケーブルを互いに同一の張力によって引っ張ることにより、駆動ユニットはジグザグ状に屈折し、駆動部の車輪が配管の内壁に接触した状態で、駆動ユニットは直進する。一方、２本の操縦用ケーブルを互いに異なる張力によって引っ張ることにより、駆動ユニットはジグザグ状に屈折し且つ螺旋状に配列し、駆動部の車輪が配管の内壁に接触した状態で、駆動ユニットは螺旋状に進むように構成されている。
　特許文献２には、内径が小さく屈曲した配管の内部を検査する装置が記載されている。この特許文献２に係る配管検査装置は、複数の車輪と、複数の車輪のうちの２個の車輪を結ぶ線と複数の車輪のうちの他の１個の車輪とが離れる方向に押し付ける力を発生する機構と、を具備することを特徴としている。
　また、特許文献３には、管径の変化や、異物、段差、エルボがある配管内で常に一定の圧力で配管の内壁を押しながら安定した姿勢で走行可能な装置が記載されている。この特許文献３に係る配管内走行装置は、地中埋設管、地上高所配管、及び人間が直接入れないために定期的な内部点検が不可能な配管内面の点検を行う配管内走行装置において、配管断面上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組の走行車輪と、その２組の走行車輪を管軸から管壁に向け一定の押し力で押し付ける力伝達機構と、２組の走行車輪を全輪同時駆動する走行機構とを有し、遠隔操作により配管内を自由に移動可能としたことを特徴としている。
　非特許文献１には、非常に小さなパイプを通って移動することのできる小型のパイプ検査ロボットに関するものが記載されている。この非特許文献１に係るパイプ検査ロボットは、自律的にガス分配ネットワークの特定の領域を検査し、管の正確な位置及び状態を記録することができるようにすることを目的としている。
　しかしながら、特許文献１、特許文献２、特許文献３及び非特許文献１のいずれに記載された装置においても、部品点数が多くて構造が複雑であり、走行のための制御機構が複雑なものになっていた。しかも、装置が屈曲部を通過する場合には、その屈曲部に入る所定距離の以前に、その装置の軸周りの姿勢を制御する必要があり、屈曲部が多い配管内では、装置に搭載した多数の小型カメラで配管の屈曲の向きを監視しながらその装置を操縦する必要があったために、その装置の操縦が著しく難しいものとなっていた。
　例えば、特許文献１に係る装置では、駆動ユニットが、Ｌ字状に折り曲げ形成された水平部の一側の中間直線部から垂直方向に延びる垂直直線部を有する配管構造を通過する動作を行う時には、それぞれの配管の屈曲の方向に合わせて配管検査装置のジグザグ状に屈折する方向を配管の軸周りに配管検査装置を旋回させて合わせることが必要である。ところが、この旋回動作は屈曲配管部ではできないため、１個の駆動ユニットの全体が中間直線部内に入り込んでいる状況で旋回運動を行う必要があった。そのため、配管移動装置の長さが配管の中間直線部の長さより短い場合には装置が移動できず、また、例え往復検査装置の長さが中間直線部より短くても、旋回するための距離が短いために、何度も往復運動を繰り返して旋回する必要がある、というような課題があった。
　更に、一対の操縦用ケーブルを牽引することでジグザグ状に屈折する動作と、このジグザグ状に屈折する動作と直交する方向にジグザグ状に屈折させ、車輪を配管内壁に螺旋状に押し付ける動作を実現するものであるため、各関節を通過する際に、ケーブルとそれを誘導するチューブ間に大きな摩擦力が生成され、ジグザグに屈折する運動が滑らかにできないという課題もあった。
　また、特許文献２に係る装置では、本体の前後に配置された一対の車輪が、それぞれアームによって二方向（例えば、上下方向）へのみ揺動可能に支持されており、その二方向と直交する方向への揺動は不能な構造となっていた。そのため、配管内において旋回動作（配管の軸周りの回転）を行うことができず、色々な方向に屈曲部がある配管内では移動が不可能であった。
　更に、特許文献３に係る装置では、複数の車輪を二方向へ突っ張らせ、配管の内面を一定の圧力で押圧して走行する構造となっていた。そのため、装置の安定した姿勢を確保することはできるが、特許文献２に係る装置と同様に、配管内において旋回動作を行うためには複雑な制御を行う必要があり、配管内の屈曲部や分岐部におけるスムースな移動動作を行うことが難しいという問題があった。
　また、非特許文献１に係る装置では、色々な方向に屈曲部がある配管内では、原理的に中心部の配管軸周りの回転自由度で移動は可能であるが、それを配管外部から操作しようとすると、配管の屈曲の向きを装置に搭載する多数の小型カメラで監視して判断し、その方向に装置の姿勢を正すことを屈曲部毎に行うことが必要となり、著しく操作が難しいものになっていた。
　本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたものであり、装置の構造が極めて簡単であって防塵防水性を実現し易く、また、どのような方向の屈曲管であっても、装置の姿勢制御をすることなく屈曲部等を通過することができ、更に、Ｔ字分岐管では、その推進方向を選択できる特性を有する配管内移動装置を提供することを目的としている。
　本発明の配管内移動装置は、回転方向へ縦並びに配置された少なくとも３組の車輪ユニットと、少なくとも３組の車輪ユニット間を回動可能に連結する少なくとも２組のジョイント部と、を備え、少なくとも３組の車輪ユニットは、車輪と、この車輪を回転駆動する駆動部と、この駆動部に固定された第１フレームと、駆動部に回動可能に取り付けられる少なくとも１個の第２フレームとを、それぞれ有し、少なくとも３組の車輪ユニットの第１フレームと第２フレームの間には、第１フレームと第２フレームをＶ字状に折り曲げるための張力を付与する屈曲生成器を設け、２組のジョイント部は、第２フレームの回動方向と略直交する方向に回動可能に構成されている、ことを特徴としている。
　少なくとも３組の車輪ユニットのうち、中間に位置する車輪ユニットの第１フレームは隣り合う車輪ユニットの第２フレームと回動可能に連結し、車輪ユニットの第２フレームは隣り合う車輪ユニットの第１フレームと回動可能に連結することにより、少なくとも２組のジョイント部を構成するとよい。
　車輪ユニットは、原動機と、この原動機の出力部の半径方向外側に所定の隙間をあけて回動可能に連結されると共に原動機の出力部と一体とされた車輪と、原動機の部材に固定された第１フレームと、原動機の部材に対して回動可能に支持された第２フレームと、第１フレームと第２フレームをＶ字状に折り曲げるための張力を付与する屈曲生成器と、を有する構成にするとよい。
　屈曲生成器は、前記第１フレームと前記第２フレームを互いに近づける方向に力を付与するばね若しくはケーブルを有するばね、又は、ばねの張力を可変にする張力調節機構で構成することができる。
　本発明の配管内移動装置によれば、装置の構造が極めて簡単であって防塵防水性が実現し易く、また、どのような方向の屈曲管でも、装置の姿勢制御をすることなく通過することができ、更に、Ｔ字分岐管では、その推進方向を選択できる特性を有する配管内移動装置を提供することができる。
本発明の配管内移動装置の第１の実施例を示す外観斜視図である。 本発明の配管内移動装置の第１の実施例を示すもので、図２Ａは側面図、図２Ｂは平面図である。 図１に示す配管内移動装置の分解斜視図である。 図１に示す配管内移動装置を構成する１の車輪ユニットの分解斜視図である。 図１に示す配管内移動装置を構成する１の車輪ユニットの断面図である。 図１に示す配管内移動装置に検査装置等を接続して配管内を移動する状態を説明するもので、図６Ａは側面図、図６Ｂは走行方向前方から見た斜視図である。 図１に示す配管内移動装置が配管内のＴ字路を垂直姿勢で直進する動作を説明するもので、Ｔ字路に入る直前の状態の平面図である。 図１に示す配管内移動装置が配管内のＴ字路を垂直姿勢で直進する動作を説明するもので、図８Ａは１両目（先頭）の車輪ユニットの車輪がＴ字路に入る直前の状態の平面図、図８Ｂは１両目の車輪ユニットの車輪がＴ字路に入った状態の平面図、図８Ｃは２両目の車輪ユニットの車輪がＴ字路に入った状態の平面図である。 図１に示す配管内移動装置が配管内のＴ字路を垂直姿勢で直進する動作を説明するもので、図９Ａは３両目の車輪ユニットの車輪がＴ字路に入る直前の状態の平面図、図９Ｂは３両目の車輪ユニットの車輪がＴ字路に入った状態の平面図、図９Ｃは３両目の車輪ユニットの車輪がＴ字路の中央部まで移動した状態の平面図である。 図１に示す配管内移動装置が配管内のＬ字カーブ（屈曲部）を水平姿勢で移動する動作を説明するもので、図１０Ａは１両目の車輪ユニットの車輪が内壁面に接触しつつＬ字カーブに入る直前まで移動した状態の平面図、図１０Ｂは１両目の車輪ユニットの車輪が内壁面に接触しつつＬ字カーブに入る直前の状態の平面図である。 図１に示す配管内移動装置が配管内のＬ字カーブを水平姿勢で移動する動作を説明するもので、図１１Ａは２両目の車輪ユニットの車輪が外壁面に接触しつつＬ字カーブに入る直前まで移動した状態の平面図、図１１Ｂは２両目の車輪ユニットの車輪が外壁面に接触しつつＬ字カーブに入った状態の平面図、図１１Ｃは３両目の車輪ユニットの車輪が内壁面に接触しつつＬ字カーブに入った状態の平面図である。 図１に示す配管内移動装置が配管内のＬ字カーブを水平姿勢で移動する動作を説明するもので、図１２Ａは３両目の車輪ユニットの車輪が内壁面に接触しつつＬ字カーブを通過する状態の平面図、図１２Ｂは３両目の車輪ユニットの車輪が内壁面に接触しつつＬ字カーブを通過した直後の状態の平面図である。 図１に示す配管内移動装置が配管内のＬ字カーブを水平姿勢で通過する動作を説明するもので、図１３Ａは１両目と３両目の車輪ユニットの車輪が外壁面に接触し、２両目の車輪ユニットの車輪が内壁面に接触しつつＬ字カーブを通過する状態の平面図、図１３Ｂは同じく斜視図である。 図１に示す配管内移動装置が配管内のＬ字カーブ（屈曲部）を垂直姿勢で移動する動作を説明するもので、図１４Ａは１両目の車輪ユニットの車輪が上面（又は下面）に接触しつつＬ字カーブに入る直前まで移動した状態の平面図、図１４Ｂは１両目の車輪ユニットの車輪がＬ字カーブに入った状態の平面図である。 図１に示す配管内移動装置が配管内のＬ字カーブを垂直姿勢で移動する動作を説明するもので、図１５Ａは２両目の車輪ユニットの車輪がＬ字カーブに移動した状態の平面図、図１５Ｂは３両目の車輪ユニットの車輪がＬ字カーブに移動した状態の平面図、図１５Ｃは３両目の車輪ユニットの車輪がＬ字カーブを通過した状態の平面図である。 図１に示す配管内移動装置が配管内のＴ字路を水平姿勢で分岐路に入り込む動作を説明するもので、１両目の車輪ユニットの車輪が分岐路の手前まで移動した状態の平面図である。 図１に示す配管内移動装置が配管内のＴ字路を水平姿勢で分岐路に入り込む動作を説明するもので、図１７Ａは１両目の車輪ユニットの車輪が分岐路に入る直前の状態の平面図、図１７Ｂは１両目の車輪ユニットの車輪が分岐路に入った状態の平面図である。 図１に示す配管内移動装置が配管内のＴ字路を水平姿勢で分岐路に入り込む動作を説明するもので、図１８Ａは２両目の車輪ユニットの車輪が分岐路に入った状態の平面図、図１８Ｂは３両目の車輪ユニットの車輪が分岐路に入った直後の状態の平面図である。 図１に示す配管内移動装置が配管内のＴ字路を水平姿勢で分岐路に入り込む動作を説明するもので、図１９Ａは３両目の車輪ユニットの車輪が分岐路に入った状態の平面図、図１９Ｂは３両目の車輪ユニットの車輪が分岐路を通過した直後の状態の平面図である。 本発明の第１の実施例に係る配管内移動装置の姿勢制御の動作を説明するもので、図２０Ａは３組の車輪ユニットの車輪が水平姿勢で移動する状態の平面図、図２０Ｂは図２０Ａの状態から姿勢を略３０度回転変化させた状態の平面図である。 本発明の第１の実施例に係る配管内移動装置の姿勢制御の動作を説明するもので、図２１Ａは図２０Ａの状態から姿勢を略６０度回転変化させた状態の平面図、図２１Ｂは図２０Ａの状態から姿勢を略９０度回転変化させた状態の平面図、図２１Ｃは図２０Ａの状態から姿勢を略１２０度回転変化させた状態の平面図である。 本発明の第１の実施例に係る配管内移動装置の姿勢制御の動作を説明するもので、図２２Ａは図２０Ａの状態から姿勢を略１５０度回転変化させた状態の平面図、図２２Ｂは図２０Ａの状態から姿勢を略１８０度回転変化させた状態の平面図、図２２Ｃは図２２Ｂの状態の後３組の車輪ユニットの車輪が水平姿勢に変化した状態の平面図である。 図１に示す配管内移動装置が配管内のＴ字路を垂直姿勢から水平姿勢に姿勢を変化させて分岐部に入り込む動作を説明するもので、図２３Ａは３組の車輪ユニットが垂直姿勢で直線状に移動している状態の平面図、図２３Ｂは３組の車輪ユニットの車輪に速度差を設けて水平方向にジグザグ状に変位させた状態の平面図、図２３Ｃは３組の車輪ユニットの車輪が略３０度傾いた状態の平面図である。 図１に示す配管内移動装置が配管内のＴ字路を垂直姿勢から水平姿勢に姿勢を変化させて分岐路に入り込む動作を説明するもので、図２４Ａは３組の車輪ユニットの車輪が略６０度傾いた状態の平面図、図２４Ｂは３組の車輪ユニットの車輪が略９０度傾いた状態のジグザグ姿勢の平面図、図２４Ｃは３組の車輪ユニットの車輪がジグザグ姿勢から水平姿勢に姿勢を変化させた状態の平面図である。 本発明の配管内移動装置の第２の実施例を示す外観斜視図である。 本発明の配管内移動装置の第３の実施例を示す外観斜視図である。 本発明の配管内移動装置の第４の実施例を示す外観斜視図である。 本発明の配管内移動装置に係る屈曲生成器の他の実施例を示すもので、図２８Ａは屈曲生成器の第２の実施例の構成の概略を示す説明図、図２８Ｂは屈曲生成器の第３の実施例の構成の概略を示す説明図である。
　以下に、図１乃至図２８を参照して、本発明の配管内移動装置の実施の例を説明する。
　まず、本発明の配管内移動装置の第１の実施例について、図１乃至図２４を参照して説明する。
　図１乃至図５に示すように、本発明の第１の実施例に係る配管内移動装置１は、３組の車輪ユニット２Ａ，２Ｂ，２Ｃと、隣り合う車輪ユニット２Ａ，２Ｂ及び２Ｂ，２Ｃ間を回動可能に連結する２組のジョイント部３Ａ，３Ｂと、縦方向に配置された３組の車輪ユニット２Ａ～２ＣをＶ字状に折り曲げるように配列させるために張力を付与する屈曲生成器４等を備えて構成されている。
　図３～図５に示すように、３組の車輪ユニット２Ａ，２Ｂ，２Ｃは、一部の構成部品を除いて基本的構成は同一であり、それぞれが、モータ５と減速機６と連結部材８とカバー筒体９等を有する駆動部１０と、駆動部１０に固定される第１のフレーム２６と、駆動部１０に回動自在に取り付けられる第２のフレーム２５と、駆動部１０のモータ５の回転軸１１に連結され、且つ、カバー筒体９にベアリング１４で回転支持される車輪７等を備えて構成されている。
　モータ５は、電力の供給を受けて機械動力を発生する原動機であり、その構成は周知であるため、ここでは詳細な説明を省略する。この実施例で示すモータ５は、円筒状筒体の内部に収容されていて、その一端の中央部から一側に突出された軸に、モータ５の一側に固定された円筒状をなす減速機６の回転軸１１が連結されていて、その回転軸１１が減速機６の一端の中央部から突出されている。減速機６は、モータ５の回転数を適宜に減速して回転軸１１から出力させるもので、この減速機６にはカバー筒体９が装着されて一体的に構成されている。カバー筒体９のモータ５側は、段部を設けることによって大径部９ａが設けられており、この大径部９ａによってモータ５との間に適当な隙間を設けている。
　カバー筒体９の軸方向の両側部には２個のベアリング１４Ａ，１４Ｂが装着されており、これらのベアリング１４Ａ，１４Ｂを介して車輪７が回転可能に支持され、その車輪７は連結部材８を介して回転軸１１に固定されており、モータ５で車輪７を回転駆動できるように構成されている。車輪７は、リング状をなす金属製のホイール１５と、このホイール１５の外周面に一体に設けられたゴム製のタイヤ１６とによって構成されている。ホイール１５の穴の軸方向の一側には、カバー筒体９のモータ５側に嵌合されたベアリング１４Ａの外輪が嵌合され、同じ穴の軸方向の他側には、カバー筒体９の回転軸１１側に嵌合されたベアリング１４Ｂの外輪が嵌合されている。
　減速機６の連結部材８側にはベアリング押え１７が固定ネジ１８によってネジ止めされており、このベアリング押え１８によってベアリング１４Ｂの内輪の移動が防止されている。回転軸１１の先端部には、その回転軸１１とホイール１５とを一体的に連結する連結部材８が止めネジ１９によってネジ止めされている。連結部材８は、中央部に貫通穴を設けた円盤状の部材からなり、その外周縁に設けたフランジ部８ａには固定ネジ２２が挿通される複数の挿通孔が設けられている。これらの挿通孔に挿通される複数の固定ネジ２２によって連結部材８の外周縁がホイール１５のリング状をなす端面部に固定されている。
　また、カバー筒体９の大径部９ａには、リング状をなすシール部材２３とベアリング２４とが嵌合されている。シール部材２３はホイール１５の内面に摺動接触し、ホイール１５の内側に設定された空間部に関して、内部からの潤滑剤等の漏れや、外部からの水やホコリ等の侵入を防止している。このシール部材２３の外側に所定の隙間をあけてベアリング２４が配置されており、このベアリング２４を介して、第２フレーム２６が駆動部１０に対して回動可能に取り付けられている。
　ジョイント部３Ａ，３Ｂは、３組の車輪ユニット２Ａ，２Ｂ，２Ｃが配置される位置によって異なる構成となっている。即ち、図１及び図３等に示すように、第１ジョイント部３Ａは、３組の車輪ユニット２Ａ，２Ｂ，２Ｃのうち走行方向の１両目（先頭）の車輪ユニット２Ａに設けられた第２フレーム２５を有する固定フレーム２７と、２両目の車輪ユニット２Ｂに設けられた第１フレーム２６によって構成されていて、第１の車輪ユニット２Ａと第２の車輪ユニット２Ｂを回動可能に連結している。また、第２ジョイント部３Ｂは、走行方向の２両目の車輪ユニット２Ｂに設けられた第２フレーム２５と、３両目の車輪ユニット２Ｃに設けられた第１フレーム２６によって構成されていて、第２の車輪ユニット２Ｂと第３の車輪ユニット２Ｃを回動可能に連結している。
　第２フレーム２５は、ベアリング２４の外輪が嵌合されるリング状をなす環状部２５ａと、この環状部２５ａの一側から半径方向外側へ突出するように形成された張出し部２５ｂとからなっている。そして、環状部２５ａには、ベアリング２４の抜け出しを防止するためのベアリングストッパ２８が止めネジ２９によって固定されている。また、張出し部２５ｂの外面には、一対のジョイント片３１，３１が所定間隔あけて対向するよう一体に設けられている。張出し部２５ｂは、環状部２５ａに対して略直交する方向へ展開するように形成されている。
　第１フレーム２６は、リング状をなす環状部２６ａと、この環状部２６ａの一側から半径方向外側へ突出するように形成された張出し部２６ｂとからなっている。張出し部２６ｂは、環状部２６ａに対して略直交する方向へ展開するように形成されている。そして、張出し部２６ｂの外面には、一対のジョイント片３１，３１間に嵌まり合うことができるジョイント片３２が一体に設けられている。第１フレーム２６の環状部２６ａには、モータ５の外側を覆うキャップ３３が複数の固定ネジ３４によって一体的に固定されている。
　前述した第１フレーム２６と第２フレーム２５は、２両目の車輪ユニット２Ｂと３両目の車輪ユニット２Ｃだけに使用されていて、１両目の車輪ユニット２Ａには第２フレーム２５のみが使用され、その先に連結される車輪ユニットが無いため、第２フレーム２５を有する固定フレーム２７が取り付けられている。また、３両目の第２フレーム２５には、配管内移動装置１が牽引する装置が連結されて引っ張り移動される。
　キャップ３３は、モータ５の外側を覆うもので、モータ５よりも若干大きな円形をなす端面部３３ａと、この端面部３３ａの外周縁に連続して一体に設けられた円筒部３３ｂと、この円筒部３３ｂの外周面において半径方向外側へ展開するように設けられたフランジ部３３ｃとを有している。キャップ３３の円筒部３３ｂの開口側端部の内周面には雌ネジ部が設けられており、この雌ネジ部に螺合される雄ネジがカバー筒体９の大径部９ａの開口側端部の外周面に設けられている。この大径部９ａの雄ネジに円筒部３３ｂの雌ネジを螺合させることにより、キャップ３３がカバー筒体９にネジ止めされて一体的に固定されている。このキャップ３３に対して、全ての車輪ユニット２Ａ、２Ｂ，２Ｃとも、それぞれ第１フレーム２６がネジ止めされて固定されている。
　具体的には、２つの車輪ユニット２Ｂ、２Ｃには第１フレーム２６の環状部２６ａの穴にキャップ３３の円筒部３３ｂが嵌合され、車輪ユニット２Ａには固定フレーム２７の環状部２７ａの穴にキャップ３３の円筒部３３ｂが嵌合されている。そして、各環状部２６ａ，２７ａに設けた複数の挿通孔とキャップ３３のフランジ部３３ｃに設けたネジ孔を用いて複数の固定ネジ３４によりネジ止めされ、キャップ３３に第２フレーム２６が連結固定されている。
　かくして、３組の車輪ユニット２Ａ～２Ｃにおいて、それぞれ車輪７は、２個のベアリング１４Ａ，１４Ｂを介して駆動部１０のカバー筒体９に回転自在に支持されている。更に、車輪７は、連結部材８を介して駆動部１０の回転軸１１と一体的に構成されている。また、第２フレーム２５は、ベアリング２４を介してカバー筒体９に回転自在に支持されている。一方、第１フレーム２６は、これと一体化されたキャップ３３によってカバー筒体９とネジ結合されている。その結果、第１フレーム２６は、モータ５の本体及び減速機６と一体的に回動され、この第１フレーム２６に対して第２フレーム２５が相対的に回動可能に構成されている。
　１両目の車輪ユニット２Ａと２両目の車輪ユニット２Ｂは第１ジョイント部３Ａにより、また、２両目の車輪ユニット２Ｂと３両目の車輪ユニット２Ｃは第２ジョイント部３Ｂによって、それぞれ車輪７の回転方向と略直交する方向へ揺動可能に連結されている。即ち、各車輪ユニット２Ａ～２Ｃにおける車輪７の回転方向に対して、隣り合う車輪ユニット間２Ａ，２Ｂ及び２Ｂ，２Ｃが、それぞれ略直交する方向に揺動可能に構成されている。
　第１ジョイント部３Ａは、１両目の車輪ユニット２Ａの第２フレーム２５に設けた一対のジョイント片３１，３１と、２両目の車輪ユニット２Ｂの第１フレーム２６に設けたジョイント片３２と、これらジョイント片３１，３２間を回動可能に連結する枢軸３５と、この枢軸３５の両端を支持する２個の軸受ブシュ３６，３６によって構成されている。即ち、一対のジョイント片３１，３１間にジョイント片３２が介在されていて、各ジョイント片３１，３２に設けた孔に１個の枢軸３５が挿通されている。そして、枢軸３５の両端部が、それぞれ軸受ブシュ３６を介して各ジョイント片３１に固定されている。
　第２ジョイント部３Ｂは、２両目の車輪ユニット２Ｂの第２フレーム２５に設けた一対のジョイント片３１，３１と、３両目の車輪ユニット２Ｃの第１フレーム２６に設けたジョイント片３２と、これらジョイント片３１，３２間を回動可能に連結する枢軸３５と、この枢軸３５の両端を支持する２個の軸受ブシュ３６，３６によって構成されている。即ち、一対のジョイント片３１，３１間にジョイント片３２が介在されていて、各ジョイント片３１，３２に設けた孔に１個の枢軸３５が挿通されている。そして、枢軸３５の両端部が、それぞれ軸受ブシュ３６を介して各ジョイント片３１に固定されている。
　枢軸３５の軸心線は、車輪７の軸心線である駆動部１０の回転軸１１の軸心線に対して略直交する方向となるように設定されている。ここで「略直交する方向」とは、その傾斜角度にある程度の範囲を設定したものであり、厳密には９０度で直交するように構成するのが最適である。
　配管内移動装置１が配管内のＬ字カーブ（屈曲部）を通過する際、そのＬ字カーブが構成する平面と車輪７の軸心線が直交した姿勢であれば、配管内移動装置１はそのまま通過することができる。しかし、車輪７の軸心線が上記平面と直交していない場合は、配管内移動装置１を配管の軸心線周りに旋回させ、それらを一致させる制御が必要となる。この場合、最も通過し難い姿勢は、車輪７の軸心線が上記平面と平行で９０度傾いている場合であるが、上述したように車輪７間に枢軸３５があり、その枢軸３５の車輪軸に対する交差角度が９０度であれば、その交差角度が最も望ましいものであるため、この最も通過しにくい姿勢でも枢軸３５を中心として屈折することで、容易に通過できることになる。
　しかしながら、回転軸１１の軸心線に対する枢軸３５の交差角度は、４５度から１３５度の範囲に設定することができる。交差角度が４５度以上で１３５度以下であれば、配管内移動装置１がＬ字カーブに任意の姿勢で通過しようとする場合、枢軸３５を中心に適度に屈曲することでＬ字カーブに合わせて配管内移動装置１の全体の姿勢が変形できて通過できるためである。
　第１ジョイント部３Ａの固定フレーム２７には、１両目の車輪ユニット２Ａと２両目の車輪ユニット２Ｂとの間の上下方向及び左右方向への揺動角度を検出するためのポテンショメータ３８が設けられている。このポテンショメータ３８にはメータカバー３９が装着されており、このメータカバー３９によってポテンショメータ３８の保護が図られている。
　また、図１及び図４等に示すように、２両目の車輪ユニット２Ｂには屈曲生成器４の一側が固定されている。屈曲生成器４は、３組の車輪ユニット２Ａ～２Ｃに対して、床等の載置面と直交する方向へ姿勢をＶ字状に折り曲げるための引っ張り力を付与するものである。この実施例では、屈曲生成器４は、図６Ａに示すように、ケーブル４１と、チューブ４２と、ケース４３と、コイルばね４４と、コイルばね４４をケース４３に固定する牽引力調整ユニット４５によって構成されている。牽引力調整ユニット４５は、配管の状態に応じてバネ力を調整したり、非常時に解除して配管内移動装置１を引き出せるようにするためのものである。ケース４３は、円筒状の空間部を有する筒状の部材からなり、このケース４３の空間部にコイルばね４４が伸長されて収納されている。このケース４３の軸方向の一側にチューブ４２の一端が固定されている。
　コイルばね４４をケース４３に固定する牽引力調整ユニット４５は、配管内移動装置１の配管内部を圧接する圧力を調整して、移動状態に必要な推進力を生成して適度な圧力を出して推進抵抗を増やすことを防止したり、配管内移動装置１が配管内で故障した時に、車輪７の配管内壁に押し付け力を解除して、容易に配管内部から引き出せるようにするための装置である。
　チューブ４２の先端４２ａは、２両目の車輪ユニット２Ｂの第２フレーム２５に設けた貫通穴４６に固定されている。コイルばね４４の一端はケース４３に固定されていて、そのコイルばね４４の他端にケーブル４１の一端が連結されている。ケーブル４１はチューブ４２を貫通しており、ケーブル４１の突出側は、第２フレーム２５の貫通穴を貫通し、且つ、その内部を通って第１フレーム２６にまで到達している。そして、ケーブル４１の先端４１ａが第２フレーム２６に設けた挿通孔４７に固定されている。
　ケーブル４１の先端４１ａを第１フレーム２６に固定する際には、コイルばね４４を適宜に引っ張って常に第１フレーム２６に対して引っ張り力が作用するように設定する。このコイルばね４４のバネ力により、２両目の車輪ユニット２Ｂにおいて、第２フレーム２５を基準にして第１フレーム２６にケーブル４１側に向かう回転力を付与する。これにより、３組の車輪ユニット２Ａ，２Ｂ，２Ｃは、図２Ａに示すように、２両目の車輪ユニット２Ｂを中心として、１両目の車輪ユニット２Ａと３両目の車輪ユニット２Ｃがケーブル４１側において互いに近づく方向へ付勢され、車輪７が接触する面に対して垂直をなす方向へＶ字状に折り曲げられるように姿勢が制御される。
　図６Ａ及び図６Ｂは、上述したような構成を有する配管内移動装置１に視覚装置５０と制御装置５１と検査装置５２とコントローラ５３を接続し、配管６０内を移動させる状態を説明する図である。視覚装置５０は、配管６０内の状態を目視によって認識するもので、例えば、監視カメラを適用することができる。制御装置５１は、３組の車輪ユニット２Ａ～２Ｃの動作を制御するもので、例えば、マイクロコンピュータ及びその他の必要な電子部品と、これらの電子部品が搭載され且つ必要な電子回路が設けられた配線基板と、これらが収容されたハウジング等を備えて構成されている。
　検査装置５２は、配管内移動装置１の搬送対象となるもので、配管６０の内径や肉厚、配管内の亀裂や腐食の有無等を検査する装置であって、例えば、超音波センサや渦流探傷センサ等を適用することができる。コントローラ５３は、視覚装置５０からの情報に基づいて制御装置５１や検査装置５２の駆動を制御するもので、配管６０の外部において作業者の手動操作によって操作される。なお、屈曲生成器４は、この実施例では、当初から所定の引っ張り力に調節しておくようにする。しかしながら、屈曲生成器の張力は、後述するように強弱調節可能に構成できることは勿論である。
　次に、配管内移動装置１の走行動作を説明する。
　図７乃至図９は、配管内移動装置１が、配管６０内の水平方向に展開されたＴ字路６２を、車軸を垂直に保った姿勢で直進移動する動作を説明するもので、分岐路６３が水平方向に延在されている場合である。この場合、張力付与部材４のコイルばね４４のバネ力により、３組の車輪ユニット２Ａ～２Ｃの各車輪７のうち、１両目と３両目の車輪７，７が配管６０内の下面（奥側面）｛又は上面（手前面）｝に圧接され、２両目の車輪７が反対側の配管６０内の上面（手前面）｛又は下面（奥側面）｝に圧接される。この状態でコントローラ５３を操作し、制御装置５１の制御を介して３組の車輪ユニット２Ａ～２Ｃのモータ５を同一速度で駆動させる。これにより、配管内移動装置１が、車輪７の縦断面を垂直方向に保持した状態で、図８Ａ，図８Ｂ，図８Ｃ及び図９Ａ，図９Ｂ，図９Ｃの状態を経て、直線路６４を真っ直ぐに移動することができる。
　図１０乃至図１２は、配管内移動装置１が、配管６０内の垂直方向に展開されたＬ字状の屈曲部（Ｌ字カーブ）６５を、車輪７の車軸を水平に保った姿勢で移動する動作を説明するものである。なお、屈曲部６５が水平方向に展開されている場合も同様である。この実施例では、張力付与部材４のコイルばね４４のバネ力により、３組の車輪ユニット２Ａ～２Ｃの各車輪７のうち、１両目と３両目の車輪７，７が屈曲部６５の曲率半径の小さい内側面に圧接され、２両目の車輪７が反対側の曲率半径の大きい外側面に圧接されている。
　この状態でコントローラ５３を操作し、制御装置５１の制御を介して３組の車輪ユニット２Ａ～２Ｃのモータ５を同一速度で駆動させる。これにより、配管内移動装置１が、車輪７の回転中心を水平方向に保持した状態で、図１０Ａ，図１０Ｂ、図１１Ａ，図１１Ｂ，図１１Ｃ及び図１２Ａ，図１２Ｂの状態を経て、屈曲部６５を通過することができる。この場合、１両目と３両目の車輪７，７は常に屈曲部６５の内側面に圧接され、２両目の車輪７は常に外側面に圧接される。
　図１３Ａ及び図１３Ｂは、配管内移動装置１が、配管６０内の水平方向に展開されたＬ字状の屈曲部６５を水平姿勢で移動する動作を説明するもので、この実施例が図１０乃至図１２に示した実施例と異なるところは、３組の車輪ユニット２Ａ～２Ｃの各車輪７のうち、１両目の車輪ユニット２Ａの車輪７と３両目の車輪ユニット２Ｃの車輪７が屈曲部６５の曲率半径の大きい外側面に圧接され、２両目の車輪ユニット２Ｂの車輪７が反対側の曲率半径の小さい内側面に圧接されている点である。その他の動作は、前記実施例と同様である。
　図１４及び図１５は、配管内移動装置１が、配管６０内の水平方向に展開されたＬ字状の屈曲部（Ｌ字カーブ）６５を垂直姿勢で移動する動作を説明するもので、この実施例が図１０乃至図１２に示した実施例と異なるところは、３組の車輪ユニット２Ａ～２Ｃの車輪７が載置面に対して垂直をなす姿勢とされていて、１両目の車輪ユニット２Ａの車輪７と３両目の車輪ユニット２Ｃの車輪７が屈曲部６５の下面（奥側面）｛又は上面（手前面）｝に圧接され、２両目の車輪ユニット２Ｂの車輪７が屈曲部６５の上面（手前面）｛又は下面（奥側面）｝に圧接されている点である。
　図１４Ａの状態では、３組の車輪ユニット２Ａ～２Ｃの各車輪７～７は、それぞれ同一速度で回転駆動されていて、車輪７を垂直に保つ姿勢で屈曲部６５内に入り込む。この屈曲部６５において、図１４Ｂに示すように、１両目の車輪ユニット２Ａの車輪７は、張力付与部材４のコイルばね４４のバネ力によって配管６０内の紙面に対して最も高い位置にある上面（又は最も低い位置にある下面）に圧接され、その上面（又は下面）の管路内壁にガイドされて屈曲部６５の中央部を、その曲線に沿って円弧状に移動する。同様に、図１５Ａに示すように、２両目の車輪ユニット２Ｂの車輪７においても、張力付与部材４のコイルばね４４のバネ力によって配管６０内の最も低い位置にある下面（又は最も高い位置にある上面）に圧接され、その下面（又は上面）にガイドされて曲線部６５の中央部を、その曲線に沿って円弧状に移動する。
　更に、図１５Ｂに示すように、続く３両目の車輪ユニット２Ｃの車輪７においても、張力付与部材４のコイルばね４４のバネ力によって配管６０内の紙面に対して最も高い位置にある上面（又は最も低い位置にある下面）に圧接され、その上面（又は下面）にガイドされて屈曲部６５の中央部を、その曲線に沿って円弧状に移動する。そして、図１５Ｃに示すように、配管内移動装置１は、当初の垂直姿勢を保持した状態のまま屈曲部６５を通過することができる。
　図１６乃至図１９は、配管内移動装置１が、配管６０内の水平方向に展開されたＴ字部６２を水平姿勢で分岐路６３に入り込む動作を説明するもので、分岐路６３が垂直上方へ延在されている場合も同様である。この実施例では、張力付与部材４のコイルばね４４のバネ力により、３組の車輪ユニット２Ａ～２Ｃの各車輪７のうち、１両目と３両目の車輪７，７がＴ字部６２の内側面に圧接され、２両目の車輪７がＴ字部６２の外面に圧接される場合を示している。
　この状態でコントローラ５３を操作し、制御装置５１の制御を介して３組の車輪ユニット２Ａ～２Ｃのそれぞれのモータ５を同一速度で駆動させる。これにより、配管内移動装置１が、それぞれの車輪７の回転中心である車輪軸を垂直方向に保持した状態で、図１６、図１７Ａ，図１７Ｂ、図１８Ａ，図１８Ｂ及び図１９Ａ，図１９Ｂの状態を経て、分岐路６３に対してスムースに入り込んで移動することができる。この場合、１両目と３両目の車輪７，７は常に分岐路６３の内側の側面に圧接され、２両目の車輪７は常に外側の側面に圧接される。
　図２０乃至図２２は、配管内移動装置１が、配管６０内の水平方向に展開されたＴ字部６２を水平姿勢で分岐路６３に入り込む動作を説明するもので、分岐路６３が垂直上方に延在されている場合も同様である。この実施例が図１６乃至図１９に示した実施例と異なる点は、配管内移動装置１が分岐路６３に入り込む前のある距離において、３組の車輪ユニット２Ａ～２Ｃの各車輪７～７のうち、２両目の車輪７が分岐路６３の内面に圧接されていて、１両目と３両目の車輪７，７が配管６０内の分岐路６３の外面に圧接される点である。
　この状態では、１両目の車輪ユニット２Ａの車輪７がＴ字部６２の分岐路６３と反対側の直線部に接触していることから、このまま配管内移動装置１を直進的に移動させても、１両目の車輪７がその直線部の側面にガイドされるために、配管内移動装置１が分岐路６３内に入れ込むことができない。従って、この場合には、分岐路６３に入る所定距離以前に配管内移動装置１の姿勢を制御して、１両目と３両目の車輪７，７を分岐路６３の内側の側面に圧接させ、２両目の車輪７を外側の側面に圧接させる必要がある。
　このときの配管内移動装置１の姿勢制御は、例えば、次のようにして行うことができる。まず、図２０Ａに示すように、分岐路６３に到達する所定距離前の時点において、コントローラ５３を操作して制御装置５１の制御を介し、３組の車輪ユニット２Ａ～２Ｃの３個のモータ５～５の回転数を異ならせる制御を行う。即ち、１両目の車輪ユニット２Ａの車輪７の回転数（Ｎ１）よりも２両目の車輪ユニット２Ｂの車輪７の回転数（Ｎ２）を高くし、更に、２両目の車輪ユニット２Ｂの車輪７の回転数（Ｎ２）よりも３両目の車輪ユニット２Ｃの車輪７の回転数（Ｎ３）を高くする（Ｎ１＜Ｎ２＜Ｎ３）。
　これにより、前方に位置する車輪７よりも後方に位置する車輪７の回転数が高いことから、図２０Ａに示すように、走行方向前方に位置する車輪が走行方向後方に位置する車輪によって押されたような状態となり、図２０Ｂに示す状態（図２０Ａの状態から略３０度回転した状態）、図２１Ａに示す状態（図２０Ａの状態から略６０度回転した状態）、図２１Ｂに示す状態（図２０Ａの状態から略９０度回転した状態）、図２１Ｃに示す状態（図２０Ａの状態から略１２０度回転した状態）、図２２Ａに示す状態（図２０Ａの状態から略１５０度回転した状態）を経て、図２２Ｂに示す状態（図２０Ａの状態から略１８０度回転した状態）のように、配管内移動装置１の姿勢が略１８０度回転変位される。
　その結果、図２２Ｃに示すように、３組の車輪ユニット２Ａ～２Ｃの各車輪７～７のうち、１両目と３両目の車輪７，７が配管６０内のＴ字部６２の内面に圧接され、２両目の車輪７がＴ字部６２の外面に圧接されるようになる。これにより、前述したように、配管内移動装置１が分岐路６３内に入り込むことが可能となる。
　図２３及び図２４は、配管６０内の水平方向に展開されたＴ字部６２を配管内移動装置１が車輪の車軸を垂直に保つ姿勢で走行しており、この状態から分岐路６３に入り込む動作を説明するもので、分岐路６３が垂直上方へ延在されている場合も同様である。この状態では、３組の車輪ユニット２Ａ～２Ｃの３個の車輪７～７のすべてが、分岐路６３の方向と直交する上面又は下面に接触しているため、このまま配管内移動装置１を直進的に移動させても、配管内移動装置１が分岐路６３内に入れ込むことができない。従って、この場合にも、分岐路６３に入る所定距離以前に、前述したように配管内移動装置１の姿勢を制御して、１両目と３両目の車輪７，７を分岐路６３の内側の側面に圧接させ、２両目の車輪７を外側の側面に圧接させるように制御する必要がある。
　まず、図２３Ａに示すように、Ｔ字部６２に到達する所定距離前の時点において、コントローラ５３を操作して制御装置５１の制御を介し、前述したように、３組の車輪ユニット２Ａ～２Ｃの３個のモータ５～５の回転数を異ならせる制御を行う。そして、１両目の車輪ユニット２Ａの車輪７の回転数（Ｎ１）よりも２両目の車輪ユニット２Ｂの車輪７の回転数（Ｎ２）を高くし、２両目の車輪ユニット２Ｂの車輪７の回転数（Ｎ２）よりも３両目の車輪ユニット２Ｃの車輪７の回転数（Ｎ３）を高くする（Ｎ１＜Ｎ２＜Ｎ３）。
　これにより、前方に位置する車輪７よりも後方に位置する車輪７の回転数が高いことから、３個の車輪７～７が図２３Ｂに示すように、互いに縮められたような状態となり、図２３Ｃに示す状態（図２３Ａの状態から略３０度回転した状態）、図２４Ａに示す状態（図２３Ｂの状態から略６０度回転した状態）を経て、図２４Ｂに示す状態（図２３Ｂの状態から略９０度回転した状態）のように、配管内移動装置１の姿勢が略９０度回転変位される。
　その結果、図２４Ｃに示すように、３組の車輪ユニット２Ａ～２Ｃの各車輪７～７のうち、１両目と３両目の車輪７，７が配管６０内のＴ字部６２の内面に圧接され、２両目の車輪７が分岐路６３の外面に圧接されるようになる。これにより、前述したように、配管内移動装置１が分岐路６３内に入り込むことが可能となる。
　この実施例によれば、配管６０内の直線部における直進走行は勿論のこと、屈曲部（Ｔ字カーブ）６５やＴ字路や十字路等の分岐部等において、配管内移動装置１の姿勢（垂直姿勢と水平姿勢）のいかんにかかわらず、配管内移動装置１をそのまま又は簡単な姿勢制御によってスムースに通過させることができる。
　図２５は、本発明の配管内移動装置の第２の実施例を示すものである。この第２の実施例に係る配管内移動装置７１は、４組の車輪ユニット７２Ａ，７２Ｂ，７２Ｃ，７２Ｄと、隣り合う車輪ユニット７２Ａと７２Ｂ、７２Ｂと７２Ｃ及び７２Ｃと７２Ｄ間を回動可能に連結する３組のジョイント部７３Ａ，７３Ｂ，７３Ｃと、車輪の車軸を水平に向けて直列に配置された４組の車輪ユニット７２Ａ～７２Ｄをジグザグ状に配列させるために張力を付与する屈曲生成器である張力付与部材７４等を備えて構成されている。
　１両目の車輪ユニット７２Ａの駆動部１０の回転軸には第１フレーム８２の一側部が固定されている。第１フレーム８１は、Ｌ字状に折り曲げ形成されており、その他側部には、一側部が延在する方向と反対側に突出する一対の第１ジョイント片８９が設けられている。一対の第１ジョイント片８９には、軸受穴が貫通する方向と略直交する方向に貫通する挿通孔がそれぞれ設けられている。
　２両目の車輪ユニット７２Ｂの駆動部１０の回転軸には第１フレーム８３の一側部が固定されている。第１フレーム８３は、Ｌ字状に折り曲げ形成されており、その他側部には、一側部が延在する方向と反対側に突出する一対の第１ジョイント片８９が設けられている。一対の第１ジョイント片８９には、軸受穴が貫通する方向と略直交する方向に貫通する挿通孔がそれぞれ設けられている。この第１フレーム８３の折り曲げ部には、軸受部８３ａと反対側に突出するケーブル支持片８３ｂが設けられている。
　第１フレーム８３の一側部には第２フレーム８２が回動可能に連結されている。第２フレーム８２は、Ｌ字状に折り曲げ形成された部材からなり、その他側部には、一側部が延在する方向と反対側に突出する第２ジョイント片が設けられている。この第２ジョイント片には、軸受穴が貫通する方向と略直交する方向に貫通する挿通孔が設けられている。更に、第２フレーム８２の折り曲げ部には、ケーブル支持片８２ａが設けられている。
　第１フレーム８１の一対の第１ジョイント片８９と、第２フレーム８２の第２ジョイント片と枢軸９１とによって第１ジョイント部７３Ａが構成されている。即ち、一対の第１ジョイント片８９間に第２ジョイント片を介在させた状態で、それらの挿通孔に枢軸９１を挿通させることにより、第１フレーム８１と第２フレーム８２が、車輪７の縦断面と直交する水平方向へ揺動自在に連結されている。
　３両目の車輪ユニット７２Ｃの駆動部１０の回転軸には第１フレーム８５が固定されている。第１フレーム８５は、Ｌ字状に折り曲げ形成されており、その他側部には、一側部が延在する方向と反対側に突出する一対の第１ジョイント片８９が設けられている。一対の第１ジョイント片８９には、軸受穴が貫通する方向と略直交する方向に貫通する挿通孔がそれぞれ設けられている。この第１フレーム８５の折り曲げ部には、軸受部８５ａと反対側に突出するケーブル支持片８５ｂが設けられている。
　第１フレーム８５の一側部には第２フレーム８４が回動可能に連結されている。第２フレーム８４は、Ｌ字状に折り曲げ形成された部材からなり、その他側部には、一側部が延在する方向と反対側に突出する第２ジョイント片が設けられている。この第２ジョイント片には、軸受穴が貫通する方向と略直交する方向に貫通する挿通孔が設けられている。更に、第２フレーム８４の折り曲げ部には、ケーブル支持片８４ａが設けられている。
　第１フレーム８３の一対の第１ジョイント片８９と、第２フレーム８４の第２ジョイント片と枢軸９１とによって第２ジョイント部７３Ｂが構成されている。即ち、一対の第１ジョイント片８９間に第２ジョイント片を介在させた状態で、それらの挿通孔に枢軸９１を挿通させることにより、第１フレーム８３と第２フレーム８４が、車輪７の縦断面と直交する水平方向へ揺動自在に連結されている。
　更に、４両目の車輪ユニット７２Ｄの駆動部１０の回転軸には第２フレーム８６が固定されている。第２フレーム８６は、Ｌ字状に折り曲げ形成された部材からなり、その他側部には、一側部が延在する方向と反対側に突出する第２ジョイント片が設けられている。この第２ジョイント片には、軸受穴が貫通する方向と略直交する方向に貫通する挿通孔が設けられている。
　第２フレーム８６の第２ジョイント片と、第１フレーム８５の一対の第１ジョイント片８９と枢軸９１とによって第３ジョイント部７３Ｃが構成されている。即ち、一対の第１ジョイント片８９間に第２ジョイント片を介在させた状態で、それらの挿通孔に挿通された枢軸９１により、第１フレーム８５と第２フレーム８６が、車輪７の縦断面と直交する水平方向へ揺動自在に連結されている。
　かくして、４組の車輪ユニット７２Ａ～７２Ｄは、上下方向へジグザグ状（交互）に配置される。このように揺動可能に連結された４組の車輪ユニット７２Ａ～７２Ｄにおいて、２両目の車輪ユニット７２Ｂから３両目の車輪ユニット７２Ｃにかけて屈曲生成器の第１の実施例を示す張力調節機構７４が、適当な引っ張り力を付与されて架け渡されている。
　張力調節機構７４は、前述した実施例と同様の構成を有しており、ケーブル４１とチューブ４２とケース４３とコイルばね４４とによって構成されている。チューブ４２の先端は、第１フレーム８５に設けたケーブル支持片８５ｂに固定されていて、このチューブ４２から突出したケーブル４１の先部は、第２フレーム８４に設けたケーブル支持片８４ａと、第２フレーム８４と第１フレーム８３との間に設けたチューブ片４２Ａを貫通して、第２フレーム８２に設けたケーブル支持片８２ａにケーブル先端４１ａが固定されている。
　この場合に、２両目の車輪ユニット７２Ｂの第２フレーム８２のケーブル支持片８２ａと第１フレーム８３のケーブル支持片８３ｂは、２両目の車輪ユニット７２Ｂの車輪回転軸の上側に張られている。これに対して、３両目の車輪ユニット７２Ｃの第２フレーム８４のケーブル支持片８４ａと第１フレーム８５のケーブル支持片８５ｂは、３両目の車輪ユニット７２Ｃの車輪回転軸の下側に張られている。
　これにより、コイルばね４４のバネ力によって１両目の車輪ユニット７２Ａと３両目の車輪ユニット７２Ｃが同一方向に付勢され、これとは逆方向に２両目の車輪ユニット７２Ｂと４両目の車輪ユニット７２Ｄが付勢される。また、ケーブル支持片８３ｂとケーブル支持片８４ａの間には、チューブ片４２Ａが存在しているため、ケーブル４１の牽引力によって枢軸９１周りの不必要な旋回運動は生成されない。
　このように、本実施例の構成によれば、配管内移動装置１の車輪列の外側に取り付けた張力調節機構７４は、単一のスプリングで複数の車輪ユニット７２Ｂと車輪ユニット７２Ｃに屈折するトルクを生成できるという特性を有する。その結果、この実施例においても、記実施例と同様に、配管６０内の直線部における直進走行は勿論のこと、曲線部やＴ字路等の分岐部等において、配管内移動装置の姿勢（垂直姿勢と水平姿勢）のいかんにかかわらず、簡単な制御によってスムースに通過させることができる。しかも、モータ５による動力部が４箇所に増えるため、車輪ユニットの数を増やすことにより、その増加分に応じて配管内移動装置７１の駆動力を増加させることができる。
　図２６Ａ及び図２６Ｂは、本発明の配管内移動装置の第３の実施例を示すものである。この第３の実施例に係る配管内移動装置１０１が図１等に示す第１の実施例と異なるところは、屈曲生成器をコイルばね１０４だけで構成した点である。そのため、ここではコイルばね１０４と、このコイルばね１０４に関連する部分についてのみ説明し、その他の同一部分については同一符号を付して、それらの説明を省略する。
　配管内移動装置１０１は、３組の車輪ユニット２Ａ，２Ｂ，２Ｃと、２組のジョイント部３Ａ，３Ｂと、コイルばね１０４を備えて構成されている。そして、第１の車輪ユニット２Ａには第２のフレーム２５が回転自在に取り付けられ、第１のフレーム２６が車輪ユニット２Ａの駆動部１０に固定され、第２の車輪ユニット２Ｂには第２のフレーム２５が回動自在に取り付けられ、第１のフレーム２６が車輪ユニット２Ａの駆動部１０に固定され、第３の車輪ユニット２Ｃには第１フレーム２６が車輪ユニット２Ｃの駆動部１０に固定され、第２のフレーム２５が回動自在に取り付けられている。そして、コイルばね１０４は、第２の車輪ユニット２Ｂに関連させて取り付けられている。そのため、車輪ユニット２Ｂの第２フレーム２５に第２ばね受け片１０８を設け、同じく第１フレーム２６に第１ばね受け片１０７を設けている。そして、これら第１ばね受け片１０７と第２ばね受け片１０８との間にコイルばね１０４を架け渡すことにより、車輪ユニット２Ｂの第２フレーム２５と第１フレーム２６との間に互いに引き合う引っ張り力を付与している。
　この第３の実施例によれば、張力付与部材がコイルばね１０４だけで構成されているため、配管内移動装置１０１の構成を簡単なものとすることができる。しかも、コイルばね１０４によっても配管内移動装置１０１に対して第１実施例に係る配管内移動装置１と同様の動作を行わせることができ、部品点数の削減と、製造コストの軽減化を図ることができるという利点がある。なお、コイルばね１０４は、例えば、ねじりばね、板ばね等のように他の形式のばねであってもよい。
　図２７は、本発明の配管内移動装置の第４の実施例を示すものである。この第４の実施例に係る配管内移動装置１１１が図２５に示す第２の実施例に係る配管内移動装置７１と異なるところは、張力付与部材７４に代えて２個のコイルばね１１４Ａ，１１４Ｂを用いた点である。そのため、ここではコイルばね１１４Ａ，１１４Ｂと、これらのコイルばね１１４Ａ，１１４Ｂに関連する部分についてのみ説明し、その他の同一部分については同一符号を付して、それらの説明を省略する。
　２両目の車輪ユニット１１２Ｂの第２フレーム８２と第１フレーム８３には、それらの１片において対向するように同一方向に突出するばね受け片１１５，１１６を設け、これらのばね受け片１１５，１１６間に第１コイルばね１１４Ａが架け渡されている。また、３両目の車輪ユニット１１２Ｃの第２フレーム８４と第１フレーム８５には、それらの１片においてばね受け片１１５，１１６と反対側であって対向するように同一方向に突出するばね受け片１１７，１１８を設け、これらのばね受け片１１７，１１８間に第２コイルばね１１４Ｂが架け渡されている。このように構成することによっても、４組の車輪ユニット１１２Ａ～１１２Ｄに関して、駆動部１０の回転軸の軸方向と直交する垂直方向にジグザグ状に揺動可能に配置することができる。
　この第４の実施例によれば、張力付与部材が２個のコイルばね１１４Ａ，１１４Ｂだけで構成されているため、配管内移動装置１１１の構成を簡単なものとすることができる。しかも、コイルばね１１４Ａ，１１４Ｂによっても配管内移動装置１１１に対して第２実施例に係る配管内移動装置７１と同様の動作を行わせることができ、部品点数の削減と、製造コストの軽減化を図ることができるという利点がある。更に、モータ５を有する駆動部１０が４箇所に増えるため、車輪ユニットの数を増やすことにより、その増加分に応じて配管内移動装置７１の駆動力を増加させることができる。なお、車輪ユニットの数は、上記実施例の３組又は４組に限定されるものではなく、５組以上の車輪ユニットを連結させて配管内移動装置を構成できることは勿論である。なお、符号１１９は、各車輪ユニット１１２Ａ～１１２Ｄの各駆動部１０から引き出されたリード線を案内するガイドフレームである。このガイドフレーム１１９の一端は、支持軸１１９Ａによって第２フレーム８６に回動可能に取り付けられている。
　図２８Ａは、本発明の配管内移動装置に係る屈曲生成器の第３の実施例を示すものである。この実施例で示す屈曲生成器１２０は、コイルばねの引っ張り力を変化させることにより、配管内移動装置のＶ字角の大小による車両長さ、又は、ジグザグ角の大小による車両長さを調節可能に構成したものである。この屈曲生成器１２０は、コイルばね４４と、ケース１２１と、モータ１２２と、ナット１２４等を備えて構成されている。
　屈曲生成器１２０のケース１２１は、一端が閉じられた有底筒状の部材からなり、ナット１２４の回転を防止するために、例えば断面形状が矩形、六角形、八角形、三角形等の多角形、或いは、楕円形等の形状をなす筒体を用いるのが好適である。このような形状のケース１２１を用いる目的は、ケースの形状によってナット１２４の回転を防止するためであり、ケースの形状によらずにナット１２４の回転を防磁できれば、円筒状のケースを用いることができる。その方法としては、例えば、ケースにピンやキー状の突起を設ける一方、その突起が摺動可能に係合されるキー溝をナットに設ける構成などである。
　ケース１２１の開口側の端部には、ケース１２１の穴内に回転軸１２３を挿入した状態でモータ１２２が、図示しない固定ネジ等の固定手段によって固定されている。回転軸１２３には、その略全長に亘って雄ネジが設けられており、そのネジ部にナット１２３が螺合されている。ナット１２３には一側に突出するアーム部１２４ａが設けられており、そのアーム部１２４ａの先端部にコイルばね４４の一端が係止されている。コイルばね４４の他端にはケーブル４１が連結されており、そのケーブル４１がケース１２１の端面部１２１ａの中央に設けた孔１２５を貫通して外部に取り出されている。なお、モータ１２２は、リード線１２６によってコントローラ（図６Ｂのコントローラ５３）に接続されており、そのコントローラ５３の操作によって駆動制御される。
　この屈曲生成器１２０によれば、モータ１２２の駆動により回転軸１２３を回転して、ナット１２４をモータ１２２から遠ざけることにより、コイルばね４４を緩めてそのバネ力を弱め、配管内移動装置の折れ角を小さくして車両長さを長くすることができる。これに対して、モータ１２２の駆動により回転軸１２３を回転して、ナット１２４をモータ１２２に近づけることにより、コイルばね４４を緊張させてそのバネ力を強め、配管内移動装置の折れ角を大きくして車両長さを短くすることができる。
　図２８Ｂは、本発明の配管内移動装置に係る屈曲生成器の第４の実施例を示すものである。この実施例で示す屈曲生成器１３０は、配管内移動装置の故障時において、コイルばね４４の一端を支持する繊維片１３２をヒータ１３３で焼き切ってコイルばね４４の引っ張り力をゼロにすることにより、配管内移動装置を真っ直ぐな状態にして、配管内から配管内移動装置を容易に取り出すことができるようにしたものである。この屈曲生成器１３０は、コイルばね４４と、ケース１３１と、繊維片１３２と、ヒータ１３３等を備えて構成されている。
　屈曲生成器１３０のケース１３１は、両端が閉じられた有底筒状の部材からなり、ケース１３１の一方の端面部１３１ａには繊維片１３２の一端が固定されている。繊維片１３２の他端にはコイルばね４４が連結され、コイルばね４４の他端にはケーブル４１が連結されていて、そのケーブル４１がケース１３１の他方の端面部１３１ｂの中央に設けた孔１２５を貫通して外部に取り出されている。また、繊維片１３２にはヒータ１３３が巻回されている。このヒータ１３３はコントローラ（図６Ｂのコントローラ５３）に接続されており、そのコントローラ５３の操作によって駆動制御される。
　この屈曲生成器１３０によれば、配管内において配管内移動装置に故障が発生し、自力走行が不能となったような場合に、繊維片１３２を切断して、配管内移動装置を容易に取り出すことが可能となる。例えば、配管内で配管内移動装置に故障が発生し、配管内移動装置が自力走行できなくなると、コイルばね４４のバネ力によって各車輪７が配管内面に圧接されるため、その配管内移動装置を配管内から取り出すことが困難になる。このような場合に、ヒータ１３３に電力を供給して繊維片１３２を焼切るようにする。このように繊維片１３２を焼切ると、コイルばね４４の一端が解放されるため、その引っ張り力がゼロになる。その結果、配管内移動装置をＶ字状（又はジグザグ状）に引っ張る力が取り除かれるため、配管内移動装置が真っ直ぐな状態となる。これにより、車輪７を配管内面に圧接する力がなくなるため、配管内から配管内移動装置を容易に取り出すことが可能となる。
　以上説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、均等の範囲内で種々の変形が可能であり、特許請求の範囲に記載された発明の範囲にて様々な変更が可能であることは、当業者によって容易に理解されよう。
　１，７１，１０１，１１１…配管内移動装置、　２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，７２Ａ，７２Ｂ，７２Ｃ，７２Ｄ，１１２Ａ，１１２Ｂ，１１２Ｃ，１１２Ｄ…車輪ユニット、　３Ａ，３Ｂ，７３Ａ，７３Ｂ，７３Ｃ，１１３Ａ，１１３Ｂ，１１３Ｃ…ジョイント部、　４，７４，１２０，１３０…屈曲生成器、　５…モータ（原動機）、　６…減速機、　７…車輪、　８…連結部材、　９…カバー筒体、　１０…駆動部、　１１…回転軸、　１５…ホイール、　１６…タイヤ、　２５，８２，８４，８６…第２フレーム、　２６，８１，８３，８５…第１フレーム、　２７…固定フレーム、　３３…キャップ、　３５…枢軸、　４１…ケーブル、　４２…チューブ、　４３，１２１，１３１…ケース、　４４，１０４，１１４Ａ，１１４Ｂ…コイルばね（屈曲生成器）、　５０…視覚装置、　５１…制御装置、　５２…検査装置、　５３…コントローラ、　６０…配管、　６２…Ｔ字部、　６３…分岐路、　６４…直線路、　６５…屈曲部、　８１～８６…フレーム、　９１…枢軸、　９２…支持軸、　８２ａ，８３ｂ，８４ａ，８５ｂ…ケーブル支持片、　１０７，１０８，１１５，１１６，１１７，１１８…ばね受け片、　１２２…モータ、　１２３…回転軸、　１２４…ナット、　１３２…繊維片、　１３３…ヒータ
 

Claims (4)

  1. 　回転方向へ縦並びに配置された少なくとも３組の車輪ユニットと、
    　前記少なくとも３組の車輪ユニット間を回動可能に連結する少なくとも２組のジョイント部と、を備え、
    　前記少なくとも３組の車輪ユニットは、車輪と、前記車輪を回転駆動する駆動部と、前記駆動部に固定された第１フレームと、前記駆動部に回動可能に取り付けられる少なくとも１個の第２フレームとを、それぞれ有し、
    　前記少なくとも３組の車輪ユニットの前記第１フレームと前記第２フレームの間には、当該第１フレームと当該第２フレームをＶ字状に折り曲げるための張力を付与する屈曲生成器を設け、
    　前記２組のジョイント部は、前記第２フレームの回動方向と略直交する方向に回動可能に構成されている
    　ことを特徴とする配管内移動装置。
  2. 　前記少なくとも３組の車輪ユニットのうち、中間に位置する車輪ユニットの前記第１フレームは隣り合う車輪ユニットの第２フレームと回動可能に連結し、当該車輪ユニットの前記第２フレームは隣り合う車輪ユニットの第１フレームと回動可能に連結することにより、前記少なくとも２組のジョイント部を構成した
    　ことを特徴とする請求項１記載の配管内移動装置。
  3. 　前記車輪ユニットは、原動機と、前記原動機の出力部の半径方向外側に所定の隙間をあけて回動可能に連結されると共に前記原動機の出力部と一体とされた車輪と、前記原動機の部材に固定された前記第１フレームと、前記原動機の部材に対して回動可能に支持された前記第２フレームと、前記第１フレームと前記第２フレームをＶ字状に折り曲げるための張力を付与する屈曲生成器と、を有する
    　ことを特徴とする請求項２記載の配管内移動装置。
  4. 　前記屈曲生成器は、前記第１フレームと前記第２フレームを互いに近づける方向に力を付与するばね若しくはケーブルを有するばね、又は、ばねの張力を可変にする張力調節機構で構成されている
    　ことを特徴とする請求項３記載の配管内移動装置。
     
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