特許 5946276 管内走行装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5946276

(24)【登録日】2016年6月10日

(45)【発行日】2016年7月6日

(54)【発明の名称】管内走行装置

(51)【国際特許分類】

   B61B 13/10 20060101AFI20160623BHJP

【ＦＩ】

   B61B13/10

【請求項の数】5

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2012-7451(P2012-7451)

(22)【出願日】2012年1月17日

(65)【公開番号】特開2013-147078(P2013-147078A)

(43)【公開日】2013年8月1日

【審査請求日】2015年1月9日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000284

【氏名又は名称】大阪瓦斯株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】503132280

【氏名又は名称】特定非営利活動法人 国際レスキューシステム研究機構

(74)【代理人】

【識別番号】100107308

【弁理士】

【氏名又は名称】北村 修一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100120352

【弁理士】

【氏名又は名称】三宅 一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100128901

【弁理士】

【氏名又は名称】東 邦彦

(72)【発明者】

【氏名】田村 至

(72)【発明者】

【氏名】大須賀 公一

(72)【発明者】

【氏名】西原 崇志

【審査官】 畔津 圭介

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０９−１４２２９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−２３２６３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０２−０５７９７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０５９７１４０４（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６１Ｂ １３／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

走行すべき管の管軸方向に可撓連結体によって連結された第１の走行台車と第２の走行台車とからなる管内走行装置において、
前記第１の走行台車及び前記第２の走行台車の夫々は、前後軸心を有する基体部と、前記基体部から径方向に延びる構成を有するとともに周方向で互いに間隔をあけて放射状に配置された複数の走行モジュールからなる走行ユニットとを備え、
前記走行モジュールは、駆動輪と当該駆動輪との間で前記管の内周面側に共通接線を有するように当該駆動輪を挟んで前記基体部の前後軸心に沿って設けられた少なくとも２つの従動輪とを有する車輪ユニットと、車輪ユニットと前記基体部との間の径方向の間隔が変化するように変位するとともに前記変位時に前記共通接線と前記基体部の前後軸心との平行が維持されるように前記車輪ユニットと前記基体部とを連結する変位機構とを含み、
かつ
前記車輪ユニットが前記管の内周面を押し付けるように前記変位機構を付勢する付勢機構が備えられている管内走行装置。

【請求項2】

前記走行ユニットは、第１の走行ユニットと第２の走行ユニットとを備え、前記第１の走行ユニットと前記第２の走行ユニットとが前記基体部の前後軸心に沿って間隔をあけて前記基体部に設けられている請求項１に記載の管内走行装置。

【請求項3】

前記変位機構は平行リンク機構であり、前記第１の走行ユニットの変位機構と前記第２の走行ユニットの変位機構とは互いに前後軸心方向で向き合う方向での変位により前記車輪ユニットを前記管の内周面に押し付けるように配置され、前記付勢機構は前記第１の走行ユニットの変位機構と前記第２の走行ユニットの変位機構とに連結された引っ張りばねである請求項２に記載の管内走行装置。

【請求項4】

前記第１の走行台車に、当該第１の走行台車に設けられた前記走行モジュール毎の変位機構の変位が同期されるように当該変位機構同士と連結している同期機構が備えられているとともに、前記第２の走行台車に、当該第２の走行台車に設けられた前記走行モジュール毎の変位機構の変位が同期されるように当該変位機構同士と連結している同期機構が備えられている請求項１から３のいずれか一項に記載の管内走行装置。

【請求項5】

前記同期機構は、前記変位機構の変位を前記基体部の前後軸心方向の摺動変位に変換する変換リンクと、少なくとも２つの前記変換リンクと連結されている摺動体を含む請求項４に記載の管内走行装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、走行すべき管の管軸方向に可撓連結体によって連結された複数の走行台車からなる管内走行装置に関する。

【背景技術】

【0002】

地下に埋設されているガス配管の検査は、地面を掘削し配管を露出して検査を行うことができるが、その配管の量が膨大であることや、建造物の地下など人の進入が困難な場所に埋設されている配管も多く存在することなどから、それらの作業は容易ではない。また、埋設配管を露出する際の経済的コスト、検査効率など、対象配管上の地面全体を掘削する手法には多くの面で課題が残されている。そこで、地面を掘削せずに配管検査を実施するために管内走行装置が必要となっている。その際、曲管部での走行性と、走行台車重量と駆動力のバランスなどを考慮して、自走可能な複数の走行台車を可撓連結体によって連結した管内走行装置が注目されている。

【0003】

そのような管内走行装置として、特許文献１には、管内を走行する駆動機構を備えた駆動台車と、駆動台車の進行方向前方に連結器により連結された連結台車とから構成され、連結器は屈曲自在な弾性部材と、弾性部材に直列接続され少なくとも二方向に屈曲する屈曲手段とを備えている管内走行装置が記載されている。この管内走行装置では、連結台車は連結器により連結された駆動機構を備えた駆動台車により後方から押されることにより前進し、この連結台車が配管の曲管部に入ると連結器の弾性部材が屈曲することで連結台車は曲管部の管形状に沿って走行する。しかしながら、この管内走行装置は、管径の異なる管を連続的に走行するように設計されていない。また、先頭台車である連結台車は自走できず、駆動台車によって後押しされるかまた引きずられるだけなので、直線走行時において走行抵抗にバラツキが生じると連結器の弾性部材によってその走行がギクシャクする可能性が高い。

【0004】

また、特許文献２には、複数のユニットが屈曲可能に連結体によって連結された管内走行装置が記載されており、管内走行装置の前端と後端の連結ユニットには、周方向の均等４方向に放射状の配置で、管内面に接する少なくとも一対の駆動輪と一対の従動輪を備えており、その駆動輪にギヤ伝動で動力を伝達する走行モータと、その駆動輪の走行方向を転換する操舵モータも備えられている。前端と後端の連結ユニット以外は、周方向の均等４方向に放射状の配置で、管内面に接する従動輪だけが備えられている。駆動輪の支持部には、配管の製作誤差や変形、或いは異物の付着等に原因する管内径の変化を吸収して安定な走行を円滑に行うための復元バネを装着したサスペンション機構が設けられ、従動輪の支持部には、従動輪を管壁へ押し付けるためにバネ等による弾性的なサスペンション機構が設けられている。この管内走行装置では、先頭側と後尾側の連結ユニットは駆動輪を備えているので、走行抵抗にばらつきがあっても比較的安定した直線走行が期待される。しかしながら、曲管部走行時など各連結ユニットの駆動輪間で速度差が生じる場合は遅い方の駆動輪は走行抵抗となってしまう。また、そのサスペンション機構はピストン式に径方向の変位を許すようなものであり、大きな管径差に追従させることは構造的に困難である。

【0005】

さらに、中央に配置される円筒ケーシングと、この円筒ケーシングの外周部から半径方向外側に向けて突出する３つの平行リンク機構と、各平行リンク機構の半径方向外側に設けられた前後対となる全方向移動車輪とを備えた測定台車からなる管内走行装置が、特許文献３に記載されている。平行リンク機構は、円筒ケーシングの前後の一方側に固定配置された固定リングと、円筒ケーシングの前後の他方側に前後軸心方向に移動可能に配置された摺動リングと、固定リング及び摺動リングにそれぞれ基部が回動自在に連結されたクロスアームと、各クロスアームの先側に設けられ、前後両側にそれぞれ全方向移動車輪が設けられたリンクプレートとから構成されている。ここで、スプリングにより摺動リングを固定リングの方向に付勢することで管内走行時の測定台車はその円筒ケーシングの軸心を管軸に維持することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開平７−２３２６３９号公報（段落番号〔０００８−００１９〕、図２）

【特許文献2】特開２０００−５２２８２号公報（段落番号〔００１０−００２２〕、図１）

【特許文献3】特開２０１１−１５８３９２号公報（段落番号〔０００６−００２４〕、図１）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

従来の管内走行装置が走行上苦手とする管形態は、大径管と小径管との移行管であるレジューサ部や曲管部であり、この領域では、周方向または軸方向で異なる位置で管内面と接触している駆動輪に要求される速度（周速）が異なる。例えば、レジューサ部では、傾斜面と接触している駆動輪の速度は直線面と接触している駆動輪の速度より速くする必要がある。また、曲管部では、外側内面と接触している駆動輪の速度は内側内面と接触している駆動輪の速度より速くする必要がある。しかしながら、各駆動輪の速度を可変とすると製作コストや制御コストが大きくなる。
上記実情に鑑み、本発明の目的は、直線経路のみならず大径管と小径管との移行管であるレジューサ部や曲管部などの経路も良好に走行可能な管内走行装置を簡単な構成で提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記目的を達成するため、本発明による管内走行装置は、走行すべき管の管軸方向に可撓連結体によって連結された第１の走行台車と第２の走行台車とからなる。前記第１の走行台車及び前記第２の走行台車の夫々は、前後軸心を有する基体部と、前記基体部から径方向に延びる構成を有するとともに周方向で互いに間隔をあけて放射状に配置された複数の走行モジュールからなる走行ユニットとを備える。前記走行モジュールは、駆動輪と当該駆動輪との間で前記管の内周面側に共通接線を有するように当該駆動輪を挟んで前記基体部の前後軸心に沿って設けられた少なくとも２つの従動輪とを有する車輪ユニットと、車輪ユニットと前記基体部との間の径方向の間隔が変化するように変位するとともに前記変位時に前記共通接線と前記基体部の前後軸心との平行が維持されるように前記車輪ユニットと前記基体部とを連結する変位機構とを含む。さらに、前記車輪ユニットが前記管の内周面を押し付けるように前記変位機構を付勢する付勢機構が備えられている。本願に関わる管内走行装置は少なくとも第１の走行台車と第２の走行台車を有していればよい。

【0009】

この構成では、２つの従動輪と当該従動輪に挟まれた駆動輪とをそれらの共通接線が作り出されるように走行方向で一直線上に連設させた各車輪ユニットを走行対象となる管の管軸の周方向に分布するように配置することができる。その際、各車輪ユニットにおいて定義されている共通接線が走行対象となる管の管軸と平行関係を維持する状態で、各車輪ユニットは変位機構によって管内面に押し付けられる。この構造原理によって、車輪ユニットのレジューサ部や曲管部の走行時は、いずれかの従動輪のみが管内面に接当し、他の車輪は浮いた状態となり、駆動輪は空転する。これにより、レジューサ部または曲管部を走行している走行台車（第１または第２の走行台車）は従動輪による案内台車となり、直線部を走行している他の走行台車（第２または第１の走行台車）による牽引または押進によりレジューサ部または曲管部を通過する。したがって、レジューサ部または曲管部を通過する走行台車の駆動輪が走行抵抗となることが回避される。その結果、簡単な構造にもかかわらず、直線経路のみならずレジューサ部や曲管部などの経路も良好に走行可能となる。

【0010】

各走行台車の前後軸心方向、つまり走行時の走行対象となる管の管軸方向での走行バランスを良好にするためには、管内面に対して管軸方向でできるだけ間隔をあけて複数接触することが好ましい。
このため、本発明の好適な実施形態の１つでは、前記走行ユニットは、第１の走行ユニットと第２の走行ユニットとを備え、前記第１の走行ユニットと前記第２の走行ユニットとが前記基体部の前後軸心に沿って間隔をあけて前記基体部に設けられている。

【0011】

本発明の好適な実施形態の１つでは、前記変位機構は平行リンク機構であり、前記第１の走行ユニットの変位機構と前記第２の走行ユニットの変位機構とは互いに前後軸心方向で向き合う方向での変位により前記車輪ユニットを前記管の内周面に押し付けるように配置され、前記付勢機構は前記第１の走行ユニットの変位機構と前記第２の走行ユニットの変位機構とに連結された引っ張りばねである。この構成では、基体部での前後軸心方向の取り付け幅より大きい、つまり基体部の前後長さより大きな間隔、例えば基体部の前後長さの２番程度の間隔をあけて車輪ユニットを管内面に押し付けることが可能となり、走行安定性の面から、ピストンシリンダ式の伸縮機構などに比べ、有利である。また、単一の引っ張りばねが前後軸心方向に変位機構の付勢機構として用いられるので、構成が簡単となる。

【0012】

本発明の管内走行装置では、基体部を胴体とし、この胴体から径方向で放射状に延びた変位機構を腕または足として管内面に車輪ユニットを押し付けながら走行する。しかしながら、このような構造の場合、実質的に同一の軸方向位置から延びているそれぞれの変位機構の変位量を同一にすることで安定した走行が可能となるとの知見が実験的に得られた。このため、本発明の好適な実施形態の１つでは、前記第１の走行台車に、当該第１の走行台車に設けられた前記走行モジュール毎の変位機構の変位が同期されるように当該変位機構同士と連結している同期機構が備えられているとともに、前記第２の走行台車に、当該第２の走行台車に設けられた前記走行モジュール毎の変位機構の変位が同期されるように当該変位機構同士と連結している同期機構が備えられている。ここで「変位が同期される」とは、変位機構が同一タイミングで同一の変位量だけ拡径側あるいは縮径側に変位することを意味する。このような同期機構の好適な具体例の１つでは、前記変位機構の変位を前記基体部の前後軸心方向の摺動変位に変換する変換リンクと、少なくとも２つの前記変換リンクと連結されている摺動体から構成されている。この構成を採用すれば、摺動体を基体部の前後方向に沿って摺動させるように摺動レールを基体部の側面に取り付け、変位機構の大きく変位する部分の変位を変換リンクによって摺動体に伝達させることが可能となる。これにより、基体部と変位機構との間の空きスペースを有効に利用するとともに、スムーズな同期が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明による管内走行装置が曲管部を走行する際の基本原理を示す模式図である。

【図2】本発明による管内走行装置がレジューサ部を走行する際の基本原理を示す模式図である。

【図3】本発明による管内走行装置の実施形態の１つを示す側面図である。

【図4】図３による管内走行装置の正面図である。

【図5】図３による管内走行装置における１台の走行台車の斜視図である。

【図6】２台連結された走行台車の斜視図である。

【図7】管内走行装置における車輪ユニットの実施形態の１つを示す斜視図である。

【図8】レジューサ部を走行する際の従動輪に働く力を説明する模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

本発明による管内走行装置の具体的な実施形態を説明する前に、この管内走行装置の基本構造と管内走行の原理を図１と図２とを用いて説明する。図で示されている管内走行装置は同じものであり、管内に先行する第１の走行台車１Ａと後続する第２の走行台車１Ｂとを備え、第１の走行台車１Ａと第２の走行台車１Ｂとは可撓連結体９によって連結されている。なお以後、第１の走行台車１Ａと後続する第２の走行台車１Ｂとを特に区別する必要がない場合には、単に走行台車１と表現する。

【0015】

走行台車１は、前後軸心Ｘａを有する基体部６と、走行ユニット２とからなる。ここでは、１台の走行台車１につき２セットの走行ユニット２が装備されている。つまり、基体部６の前後方向に間隔をあけて、第１の走行ユニット（前側走行ユニット）２Ａと第２の走行ユニット（後側走行ユニット）２Ｂとが基体部６に配置されている。なお以後、第１の走行ユニット２Ａと第２の走行ユニット２Ｂとを特に区別する必要がない場合には、単に走行ユニット２と表現する。各走行ユニット２は、基体部６から周方向で互いに間隔（円周角で１２０度間隔）をあけて径方向に延びる複数の走行モジュール２０を有する。走行モジュール２０は、車輪ユニット２１とこの車輪ユニット２１と基体部６とを連結する変位機構３０とを有する。車輪ユニット２１は、駆動輪２２と当該駆動輪２２との間で管内面側に共通接線ＣＬを有するように当該駆動輪を挟んで前後軸心Ｘａに沿って設けられた少なくとも２つの従動輪２３とを有する。この変位機構３０は図では平行４点リンク機構であるが、これに限定されない。重要なことは、車輪ユニット２１と基体部６との間の径方向の間隔が変化するように変位するとともにこの変位時に上記の共通接線ＣＬと基体部６の前後軸心との平行Ｘａが維持されることである。さらに、車輪ユニット２１の両端の車輪、つまり従動輪２３の１つ、または全て車輪（駆動輪２２と従動輪２３）を常に管内面を押し付けるように変位機構３０を付勢する付勢機構５が設けられている。ここでは、第１の走行ユニット２Ａと第２の走行ユニット２Ｂとが鏡対称に取り付けられているので、付勢機構５は互いの平行４点リンク機構（変位機構３０）のリンク同士を引き付ける引っ張りばねで構成されている。

【0016】

上述した本発明の特徴的な基本構成により、例えば、この管内走行装置が曲管部を通過する際には次のような挙動ステップとなる。
（１−１）曲管部に進入する前では、第１の走行台車１Ａと第２の走行台車１Ｂはともに同じ内径の直管を走行しているので、全ての車輪ユニット２１の駆動輪２２が管内面に押し付けられ、この管内走行装置の走行駆動に貢献する。
（１−２）第１の走行台車１Ａが曲管部を走行し、第２の走行台車１Ｂはまだ直管を走行している（図１（ａ））参照。この段階では、第１の走行台車１Ａの車輪ユニット２１における車輪共通接線ＣＬは、軸方向断面が曲線となる曲管部の内面と一致しない。このため、第１の走行台車１Ａにおける前側走行ユニット２Ａの車輪ユニット２１では前側の従動輪２３だけが曲管部内面に接当し、第１の走行台車１Ａにおける後側走行ユニット２Ｂの車輪ユニット２１では後側の従動輪２３だけが曲管部内面に接当している。これに対して、第２の走行台車１Ｂでは、全ての車輪ユニット２１の駆動輪２２が管内面に押し付けられている。その結果、第１の走行台車１Ａは駆動台車としては機能せず、自由台車として機能し、第２の走行台車１Ｂが駆動台車として機能して第１の走行台車１Ａを押進する。曲管部を通過する第１の走行台車１Ａが自由台車となり、その駆動輪２２が空転していることで、曲管部での駆動輪２２の駆動力による力バランスの崩れなどの不都合が抑制される。
（１−３）第１の走行台車１Ａが曲管部を通り抜け直管を走行し始めるのに対して、第２の走行台車１Ｂが曲管部に進入している（図１（ｂ））参照。この段階では、第２の走行台車１Ｂの車輪ユニット２１における車輪共通接線ＣＬは、軸方向断面が曲線である曲管部の内面と一致しない。このため、第２の走行台車１Ｂにおける前側走行ユニット２Ａの車輪ユニット２１では前側の従動輪２３だけが曲管部内面に接当し、第１の走行台車１Ａにおける後側走行ユニット２Ｂの車輪ユニット２１では後側の従動輪２３だけが曲管部内面に接当している。これに対して、第１の走行台車１Ａでは、全ての車輪ユニット２１の駆動輪２２が管内面に押し付けられている。その結果、第２の走行台車１Ｂは駆動台車としては機能せず、自由台車として機能し、第１の走行台車１Ａが駆動台車として機能して第２の走行台車１Ｂを牽引する。
（１−４）第１の走行台車１Ａと第２の走行台車１Ｂがともに曲管部に通り過ぎた後では、全ての車輪ユニット２１の駆動輪２２が管内面に押し付けられ、この管内走行装置の走行駆動に貢献する。

【0017】

また、この管内走行装置が、互いに異なる内径を有する直管を傾斜管によって接続するレジューサ部を通過する際には次のような挙動ステップとなる。図２は、大径直管から小径直管への走行を例示している。
（２−１）傾斜管に進入する前では、第１の走行台車１Ａと第２の走行台車１Ｂはともに同じ内径の直管を走行しているので、全ての車輪ユニット２１の駆動輪２２が管内面に押し付けられ、この管内走行装置の走行駆動に貢献する。
（２−２）第１の走行台車１Ａの前側走行ユニット２Ａが傾斜管を走行し、第１の走行台車１Ａの後側走行ユニット２Ｂ及び第２の走行台車１Ｂはまだ大径直管を走行している（図２（ａ）参照）。この段階では、第１の走行台車１Ａの前側走行ユニット２Ａの車輪ユニット２１における車輪共通接線ＣＬは、軸方向断面が軸心Ｘ０に対して角度をつけている傾斜線となる傾斜管の内面と一致しない。このため、第１の走行台車１Ａにおける前側走行ユニット２Ａの車輪ユニット２１では前側の従動輪２３だけが傾斜管内面に接当する。これに対して、第１の走行台車１Ａにおける後側走行ユニット２Ｂ及び第２の走行台車１Ｂでは、全ての車輪ユニット２１の駆動輪２２が管内面に押し付けられている。その結果、第１の走行台車１Ａの前側走行ユニット２Ａは駆動ユニットとしては機能せず、自由ユニットとして機能し、第１の走行台車１Ａの前側走行ユニット２Ａ及び第２の走行台車１Ｂの両走行ユニット２が駆動ユニットとして機能して走行する。ついで、図示されていないが、第１の走行台車１Ａは駆動台車としては機能せず、自由台車として機能し、第２の走行台車１Ｂが駆動台車として機能して第１の走行台車１Ａを押進する状態となる。
（２−３）第１の走行台車１Ａの両走行ユニット２が傾斜管を通り抜け小径直管を走行し、第２の走行台車１Ａの前側走行ユニット２Ａが傾斜管を走行し、第２の走行台車１Ｂの後側走行ユニット２Ｂはまだ大径直管を走行している（図２（ｂ）参照）。
この段階では、第１の走行台車１Ａ及び第２の走行台車１Ｂの後側走行ユニット２Ｂにおける全ての車輪ユニット２１の駆動輪２２が管内面に押し付けられている。しかしながら、第２の走行台車１Ｂの前側走行ユニット２Ａの車輪共通接線ＣＬは、軸方向断面が軸心Ｘ０に対して角度をつけている傾斜線となる傾斜管の内面と一致しないので、前側の従動輪２３だけが管内面に押し付けられている。その結果、第２の走行台車１Ｂの前側走行ユニット２Ａは駆動ユニットとしては機能せず、自由ユニットとして機能し、それ以外の走行ユニット２は駆動ユニットとして機能している。やがて、この自由ユニットとして機能する走行ユニット２は、第２の走行台車１Ｂの前側走行ユニット２Ａから走行ユニット２は、第２の走行台車１Ｂの後側走行ユニット２Ｂに移行する。
（２−４）第１の走行台車１Ａと第２の走行台車１Ｂがともに傾斜管を通り過ぎた後では、全ての車輪ユニット２１の駆動輪２２が管内面に押し付けられ、走行駆動に貢献する。

【0018】

つまり、本発明による管内走行装置では、複数の走行台車１を可撓連結体９によって連結し、直管を走行している走行台車１または走行ユニット２だけが駆動台車または駆動走行ユニットとして機能するという簡単な構成で、直線経路のみならず大径管と小径管との移行管であるレジューサ部や曲管部などの経路も良好に走行可能となる。

【0019】

以下、本発明の走行装置の実施の形態を図面に示された具体例に基づいて説明する。この管内走行装置は、第１の走行台車１Ａと第２の走行台車１Ｂとの２台連結構成であり、図３はその側面図で、図４はその正面図である。図５は管内走行装置から取り出した１台の走行台車の斜視図で、図６は２台連結された走行台車の斜視図である。
第１の走行台車１Ａと第２の走行台車１Ｂは可撓連結体９によって連結されており、可撓連結体９の各走行台車１に隣接する位置にバッテリを内装したバッテリコンテナ７０が装着されている。可撓連結体９自体は公知のものであり、自由関節を介して数センチ長さ筒体９０を連結することで曲がり易い構造を有する。

【0020】

第１の走行台車１Ａと第２の走行台車１Ｂとは同じ構造と有する。走行台車１の基体部６は、６つの側壁からなる、前後軸心Ｘａを有する正六角形断面の筒状枠体として形成されており、１つおきの側壁の中央に取り付けられたチャック状芯出し固定具によって前後軸芯Ｘａに沿ってその内部空間を貫通する可撓連結体９の筒体９０を固定している。芯出し固定具６１は前後軸心Ｘａ方向にも間隔をあけて複数取り付けられている。

【0021】

基体部６は走行台車１の胴体部として機能するが、走行台車１の手足として機能するのが、基体部６の前後方向の前側に配置された第１の走行ユニット２Ａと前側に配置された第２の走行ユニット２Ｂである。第１の走行ユニット２Ａと第２の走行ユニット２Ｂは基体部６の前後方向中心に対して鏡対称となるように取り付けられており、実質的にその構造は同じである。

【0022】

第１の走行ユニット２Ａと第２の走行ユニット２Ｂは、それぞれ基体部６の外壁面に円周角で１２０度の等間隔で配置された３つの走行モジュール２０からなる。走行モジュール２０は、基端部を基体部６の外壁面に固定された平行四点リンク機構３０と、平行四点リンク機構３０の先端部に固定された車輪ユニット２１とを備えている。平行四点リンク機構３０の揺動軸心は基体部６の前後軸心Ｘａの横断方向に延びているので、この平行四点リンク機構３０は基体部６の前方向に揺動することで車輪ユニット２１の基体部６からの高さを変えている。第１の走行ユニット２Ａにおける平行四点リンク機構３０の後側揺動リンクと、第２の走行ユニット２Ｂにおける平行四点リンク機構３０の前側揺動リンクとにわたって付勢機構５としての引っ張りばね５０が張設されている。この引っ張りばね５０により、第１の走行ユニット２Ａの平行四点リンク機構３０は斜め前方から上方への変位となるように付勢され、第２の走行ユニット２Ｂの平行四点リンク機構３０は斜め後方から上方への変位となるように付勢されている。

【0023】

この実施形態では、図３、５、６に示すように、第１の走行ユニット２Ａにおける３つの走行モジュール２０における平行四点リンク機構３０の変位を同期する第１の同期機構４Ａと、第２の走行ユニット２Ｂにおける３つの走行モジュール２０における平行四点リンク機構３０の変位を同期する第２の同期機構４Ｂが備えられている。第１の同期機構４Ａと第２の同期機構４Ｂとは実質的に同じ構造である。この同期機構４は、途中で枢支ピンによる屈曲点を有する変換リンク４１と摺動体４２と摺動レール４３を含む。

【0024】

摺動レール４３は、六角筒である基体部６の１つおきの外壁に前後軸心Ｘａに沿って外壁の全長にわたって延設されている。摺動体４２は摺動レール４３を自由に摺動するように形成されている。中折れ式の変換リンク４１はその一端が平行四点リンク機構３０の揺動リンク（縦リンク）３２に枢支連結され、他端が摺動体４２に連結されている。同じ摺動体４２には隣接する平行四点リンク機構３０の揺動リンク３２に枢支連結された変換リンク４１も連結されている。つまり、隣り合う平行四点リンク機構３０の向き合った揺動リンクに枢支連結された変換リンク４１が１つの摺動体４２に連結されているので、結果的に１つの平行四点リンク機構３０の変位が他の２つの平行四点リンク機構３０の変位を導く。同様な同期機構４は、第１の走行ユニット２Ａと第２の走行ユニット２Ｂの両方に備えられており、摺動レール４３だけが共有されており、１つの摺動レール４３に２つの摺動体４２が装着されている。

【0025】

平行四点リンク機構３０の先端部に固定された車輪ユニット２１は、図７で示されているように、上方に開口したコの字形のハウジング２６に駆動輪２２と２つの従動輪２３とモータ２４とギヤ式の減速機２５を設けている。駆動輪２２は２つの従動輪２３に基体部６の前後方向（前後軸心Ｘａの延び方向）で挟まれるようにかつ、駆動輪２２と２つの従動輪２３の３つの車輪の共通接線ＣＬが外側に作り出されるように配置されている。ここで、基体部６、車輪ユニット２１、駆動輪２２、従動輪２３における前後方向は、全て同一の方向である。また、この共通接線ＣＬが基体部６の前後軸心Ｘａと平行になるように組みつけられている。この構成から、直管を走行中は、共通接線ＣＬが実質的に管内面に一致するので、駆動輪２２と２つの従動輪２３が管内面に接当する。また、平行四点リンク機構３０の変位特性から、平行四点リンク機構３０が車輪ユニット２１を管内面に追従させるため、車輪ユニット２１と基体部６との間の径方向の間隔が変化するように変位した場合でも、共通接線ＣＬと前後軸心Ｘａとの平行関係は維持される。駆動輪２２の駆動力が確実に管内面に伝わるように、従動輪２３を駆動輪２２よりわずかに下げておくことと好都合であり、ここでは、このような位置関係においても、３つの車輪の共通接線ＣＬが前後軸心Ｘａと平行であるとみなす。バッテリコンテナ７０に装備された非図示のコントロールユニットから、給電線９１を介して送られる駆動電流に基づいてモータ２４が回転すると、その回転力は減速機２５を介して駆動輪２２に伝達される。

【0026】

車輪ユニット２１が曲管部やレジューサ部を通過する際には、どちらかの従動輪２３だけが管内面に接当し、他の車輪は管内面から離れ、特に駆動輪２２は空転することになる。レジューサ部の走行時に、引っ張りばね５０によって管内面に接当している従動輪２３に発生する力が図８に示されている。ここで、レジューサ部の壁面の傾斜角をα、接当している従動輪２３における、壁からの垂直抗力をＮ、この垂直抗力の径方向成分と軸方向成分をそれぞれＮｒとＮｌ、さらに引っ張りばね５０に基づく管軸Ｘ０に直交する方向に力を（この力は従動輪２３を管内面に押し付ける付勢力である）Ｆとすると、
Ｆ・ｃｏｓα＝Ｎ、Ｎ・ｓｉｎα＝Ｎｌから
Ｎｌ＝Ｆ・ｃｏｓα・ｓｉｎαとなる。
これは走行モジュール２０がレジューサ部を通過する際にかかる進行方向と逆向きの力であるので、１つの走行ユニット２の駆動輪２２が空転しているような場合では、残りの走行ユニット２による駆動力（推進力）が３・Ｎｌを越えることでレジューサ部を進入することができる。

【0027】

〔別実施形態〕
（１）上記実施形態においては、２台の走行台車１が可撓連結体９で連結された連結構造であったが、３台以上の走行台車１を連結した連結構造であってもよい。
（２）上記実施形態においては、１台の走行台車１には、２つの走行ユニット２が設けられていたが、３つ以上の走行ユニット２を前後方向に並設してもよい。
（３）上記実施形態においては、１つの走行ユニット２には、３つの走行モジュール２０が放射状に配置されていたが、４つ以上の走行モジュール２０を配置してもよい。
（４）上記実施形態においては、１台の走行台車１の基体部６に設けられた２台の走行ユニット２は、それぞれの走行モジュール２０の周方向における取り付け位相が同一であったが、第１の走行ユニット２Ａと第２の走行ユニット２Ｂの走行モジュール２０の取り付け位相をずらせてもよい。特に、正面視において、第１の走行ユニット２Ａにおける走行モジュール２０の間の中央位置に第２の走行ユニット２Ｂの走行モジュール２０が位置するように配置することで、より高い安定走行性が期待できる。
（５）上記実施形態においては、車輪ユニット２１には、１つの駆動輪２１と２つの従動輪２３が備えられていたが、両端に従動輪２３を配置すれば、駆動輪２１及び追加の従動輪２３や駆動輪２１の配置は自由である。
（６）バッテリコンテナ７０を省略し、バッテリやコントロールユニットを基体部６の内部または外部あるいはその両方に装備してもよい。

【産業上の利用可能性】

【0028】

本発明は、直管のみでなく曲管部やレジューサ部が存在する管の内部を走行する管内走行装置に適用可能である。

【符号の説明】

【0029】

１ 走行台車
１Ａ 第１の走行台車
１Ｂ 第２の走行台車
２ 走行ユニット
２Ａ 第１の走行ユニット
２Ｂ 第２の走行ユニット
２０ 走行モジュール
２１ 車輪ユニット
２２ 駆動輪
２３ 従動輪
２４ モータ
２６ ハウジング
３０ 変位機構（平行四点リンク機構）
３０Ａ 第１変位機構
３０Ｂ 第２変位機構
４ 同期機構（摺動リンク機構）
４Ａ 第１の同期機構
４Ｂ 第２の同期機構
４１ 変換リンク
４２ 摺動体
４３ 摺動レール
５ 付勢機構
５０ 引っ張りばね
６ 基体部
９ 可撓連結体
Ｘａ 前後軸心
Ｘ０ 管軸
ＣＬ 共通接線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】