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(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】6335115
(24)【登録日】2018年5月11日
(45)【発行日】2018年5月30日
(54)【発明の名称】連結構造および管内作業装置
(51)【国際特許分類】
F16L 55/40 20060101AFI20180521BHJP
E03B 7/00 20060101ALI20180521BHJP
F16L 55/18 20060101ALI20180521BHJP
F17D 5/02 20060101ALI20180521BHJP
E03F 7/00 20060101ALI20180521BHJP
E03F 9/00 20060101ALI20180521BHJP
【ＦＩ】
F16L55/40
E03B7/00 A
F16L55/18 B
F17D5/02
E03F7/00
E03F9/00
【請求項の数】10
【全頁数】24
(21)【出願番号】特願2014-263646(P2014-263646)
(22)【出願日】2014年12月25日
(65)【公開番号】特開2016-121512(P2016-121512A)
(43)【公開日】2016年7月7日
【審査請求日】2017年6月8日
(73)【特許権者】
【識別番号】000001052
【氏名又は名称】株式会社クボタ
(74)【代理人】
【識別番号】110000338
【氏名又は名称】特許業務法人ＨＡＲＡＫＥＮＺＯ ＷＯＲＬＤ ＰＡＴＥＮＴ ＆ ＴＲＡＤＥＭＡＲＫ
(72)【発明者】
【氏名】越智 孝敏
(72)【発明者】
【氏名】井戸本 靖史
(72)【発明者】
【氏名】大利 公彦
(72)【発明者】
【氏名】小林 順子
【審査官】
柳本 幸雄
(56)【参考文献】
【文献】
特開２００１−１２８８３５（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２０００−３４３１２４（ＪＰ，Ａ）
【文献】
米国特許出願公開第２０１４／０３３８９２６（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｅ０３Ｂ ７／００
Ｅ０３Ｆ ７／００
Ｅ０３Ｆ ９／００
Ｆ１６Ｌ ５５／００
Ｆ１６Ｌ ５５／２８
Ｆ１６Ｌ ５５／１８
Ｆ１６Ｌ ５５／４０
Ｆ１７Ｄ ５／０２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
所定方向に連結された複数の連結部材を備え、管に挿入されて当該管の内部で作業を行う管内作業装置の連結構造であって、
前記連結部材として、前記所定方向に延伸する胴体部と前記所定方向の先端に設けられた曲面部とを有する延伸部材と、前記曲面部を収容する収容部を有する収容部材とを備え、
前記延伸部材と前記収容部材との間隔を、
前記曲面部が前記収容部に収容された状態で前記胴体部が前記収容部から離脱し、前記延伸部材と前記収容部材との接続部が前記曲面部を軸として前記所定方向に対して屈曲可能になる第１状態と、
前記胴体部の少なくとも一部と前記曲面部とが前記収容部に収容され、前記胴体部と前記収容部の内壁とが干渉することにより前記接続部の屈曲が前記第１状態よりも制限される第２状態とに切替可能であることを特徴とする連結構造。
前記連結部材として、前記所定方向に延伸する胴体部と前記所定方向の先端に設けられた曲面部とを有する延伸部材と、前記曲面部を収容する収容部を有する収容部材とを備え、
前記延伸部材と前記収容部材との間隔を、
前記曲面部が前記収容部に収容された状態で前記胴体部が前記収容部から離脱し、前記延伸部材と前記収容部材との接続部が前記曲面部を軸として前記所定方向に対して屈曲可能になる第１状態と、
前記胴体部の少なくとも一部と前記曲面部とが前記収容部に収容され、前記胴体部と前記収容部の内壁とが干渉することにより前記接続部の屈曲が前記第１状態よりも制限される第２状態とに切替可能であることを特徴とする連結構造。
【請求項2】
前記延伸部材および前記収容部材の少なくとも一方を貫通して当該管内作業装置の一部に取り付けられた線状部材を備え、
前記線状部材を操作することにより、前記延伸部材と前記収容部材との間隔を前記第１状態と前記第２状態とに切替可能であることを特徴とする請求項１に記載の連結構造。
前記線状部材を操作することにより、前記延伸部材と前記収容部材との間隔を前記第１状態と前記第２状態とに切替可能であることを特徴とする請求項１に記載の連結構造。
【請求項3】
前記延伸部材と前記収容部材とを互いに遠ざける方向に付勢する弾性部材を備え、
前記線状部材に付与する張力を変化させることにより前記第１状態と前記第２状態とに切替可能であることを特徴とする請求項２に記載の連結構造。
前記線状部材に付与する張力を変化させることにより前記第１状態と前記第２状態とに切替可能であることを特徴とする請求項２に記載の連結構造。
【請求項4】
前記延伸部材と前記収容部材との間に配置された、前記胴体部が貫通する貫通孔を有する貫通部材を備え、
前記弾性部材が前記貫通部材と前記延伸部材との間に配置されていることを特徴とする請求項３に記載の連結構造。
前記弾性部材が前記貫通部材と前記延伸部材との間に配置されていることを特徴とする請求項３に記載の連結構造。
【請求項5】
前記弾性部材が前記収容部内に配置されていることを特徴とする請求項３に記載の連結構造。
【請求項6】
前記胴体部における前記所定方向に垂直な方向の外径が、前記所定方向に沿って略一定であり、かつ前記曲面部における当該方向の外径と略同一であり、
前記収容部における前記所定方向に垂直な方向の内径が前記胴体部および前記曲面部における当該方向の外径に応じた長さであり、
前記胴体部と前記曲面部との間に、前記胴体部および前記曲面部よりも前記所定方向に垂直な方向の外径が短い小径部が設けられていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の連結構造。
前記収容部における前記所定方向に垂直な方向の内径が前記胴体部および前記曲面部における当該方向の外径に応じた長さであり、
前記胴体部と前記曲面部との間に、前記胴体部および前記曲面部よりも前記所定方向に垂直な方向の外径が短い小径部が設けられていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の連結構造。
【請求項7】
前記胴体部における前記所定方向に垂直な方向の外径は、前記所定方向に沿って略一定であり、かつ前記曲面部における当該方向の外径よりも短く、
前記収容部における前記所定方向に垂直な方向の内径が前記曲面部における当該方向の外径に応じた長さであることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の連結構造。
前記収容部における前記所定方向に垂直な方向の内径が前記曲面部における当該方向の外径に応じた長さであることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の連結構造。
【請求項8】
前記接続部の屈曲を復元させる方向への付勢力を付与する復元用弾性部材が備えられていることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の連結構造。
【請求項9】
前記復元用弾性部材は、前記延伸部材が前記収容部材に対して前記所定方向を回転軸として所定角度範囲内で回転することを許容するように設けられていることを特徴とする請求項８に記載の連結構造。
【請求項10】
請求項１から９のいずれか１項に記載の連結構造を備えていることを特徴とする管内作業装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、所定方向に連結された複数の連結部材を備え、管に挿入されて当該管の内部で作業を行う管内作業装置の連結構造、およびそれを備えた管内作業装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、上下水道管やガス管等の既設管に挿入されて管の内部で作業を行う管内作業装置が知られている。
【0003】
例えば、特許文献１には、支持リングと、支持リングの前端部および後端部にそれぞれ設けられたソリ状部材とを備え、それら各ソリ状部材を管の内壁に当接させて支持リングを支持させるようにした管内調査装置が開示されている。なお、前端部のソリ状部材は支持リングから前方かつ拡径方向に突出しており、後端部のソリ状部材は支持リングから後方かつ拡径方向に突出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】実公平５−２０９６４号公報（１９９３年５月３１日広告）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、上記特許文献１の管内調査装置は、軸方向の長さが長いため、管内調査装置を管内に挿入するためには、管の継手部を解体したり、管に管内調査装置を挿入するための大きな開口を設けたりする必要がある。
【0006】
このため、検査のための準備に手間とコストがかかり、また検査対象の管による流体輸送を検査前の準備期間から検査後の復旧期間が終わるまで停止させる必要があるので、管を利用している事業者にとって検査に係る負担が非常に大きいという問題がある。
【0007】
本発明は、上記の問題点に鑑みて成されたものであり、その目的は、管内への挿入および管内での作業を容易に行うことができる管内作業装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明の一態様にかかる連結構造は、所定方向に連結された複数の連結部材を備え、管に挿入されて当該管の内部で作業を行う管内作業装置の連結構造であって、前記連結部材として、前記所定方向に延伸する胴体部と前記所定方向の先端に設けられた曲面部とを有する延伸部材と、前記曲面部を収容する収容部を有する収容部材とを備え、前記延伸部材と前記収容部材との間隔を、前記曲面部が前記収容部に収容された状態で前記胴体部が前記収容部から離脱し、前記延伸部材と前記収容部材との接続部が前記曲面部を軸として前記所定方向に対して屈曲可能になる第１状態と、前記胴体部の少なくとも一部と前記曲面部とが前記収容部に収容され、前記胴体部と前記収容部の内壁とが干渉することにより前記接続部の屈曲が前記第１状態よりも制限される第２状態とに切替可能であることを特徴としている。
【0009】
上記の構成によれば、延伸部材と収容部材との接続部が屈曲可能になる第１状態と屈曲が制限される第２状態とに切り替えることができる。これにより、管内作業装置を屈曲可能な第１状態にして管に備えられる分岐管などの小さな開口から管内に挿入し、管内作業装置を管に挿入した後、屈曲が制限される第２状態にして管内作業を行わせることができる。したがって、従来のように、管の継手部を解体したり、管に管内作業装置を挿入するための大きな開口を設けたりする必要がないので、管内作業を容易に行うことができる。
【0010】
また、前記延伸部材および前記収容部材の少なくとも一方を貫通して当該管内作業装置の一部に取り付けられた線状部材を備え、前記線状部材を操作することにより、前記延伸部材と前記収容部材との間隔を前記第１状態と前記第２状態とに切替可能である構成としてもよい。
【0011】
上記の構成によれば、線状部材を操作することにより、管内作業装置を第１状態と第２状態とに切り替えることができる。したがって、管の外部からでも管内作業装置を第１状態と第２状態とに容易に切り替えることができる。
【0012】
また、前記延伸部材と前記収容部材とを互いに遠ざける方向に付勢する弾性部材を備え、前記線状部材に付与する張力を変化させることにより前記第１状態と前記第２状態とに切替可能である構成としてもよい。例えば、前記延伸部材と前記収容部材との間に配置された、前記胴体部が貫通する貫通孔を有する貫通部材を備え、前記弾性部材が前記貫通部材と前記延伸部材との間に配置されている構成としてもよい。あるいは、前記弾性部材が前記収容部内に配置されている構成としてもよい。
【0013】
上記の各構成によれば、線状部材に付与する張力を変化させることにより、管内作業装置を第１状態と第２状態とに容易に切り替えることができる。したがって、管の外部からでも管内作業装置を第１状態と第２状態とに容易に切り替えることができる。
【0014】
また、前記胴体部における前記所定方向に垂直な方向の外径が、前記所定方向に沿って略一定であり、かつ前記曲面部における当該方向の外径と略同一であり、前記収容部における前記所定方向に垂直な方向の内径が前記胴体部および前記曲面部における当該方向の外径に応じた長さであり、前記胴体部と前記曲面部との間に、前記胴体部および前記曲面部よりも前記所定方向に垂直な方向の外径が短い小径部が設けられている構成としてもよい。
【0015】
上記の構成によれば、第１状態において小径部が接続部に配置されるので、当該接続部が屈曲する際に胴体部と収容部とが干渉することを抑制し、屈曲可能範囲を広げることができる。また、第２状態における胴体部と収容部との隙間を狭くして接続部の屈曲を確実に制限することができる。
【0016】
また、前記胴体部における前記所定方向に垂直な方向の外径は、前記所定方向に沿って略一定であり、かつ前記曲面部における当該方向の外径よりも短く、前記収容部における前記所定方向に垂直な方向の内径が前記曲面部における当該方向の外径に応じた長さである構成としてもよい。
【0017】
上記の構成によれば、第１状態において接続部が屈曲する際に胴体部と収容部とが干渉することを抑制し、屈曲可能範囲を広げることができる。
【0018】
また、前記接続部の屈曲を復元させる方向への付勢力を付与する復元用弾性部材が備えられている構成としてもよい。
【0019】
上記の構成によれば、接続部に外力が作用していないときの延伸部材と収容部材との相対位置を規定することができるので、管内作業装置の姿勢を安定させることができる。
【0020】
また、前記復元用弾性部材は、前記延伸部材が前記収容部材に対して前記所定方向を回転軸として所定角度範囲内で回転することを許容するように設けられていてもよい。
【0021】
上記の構成によれば、延伸部材が収容部材に対して相対的に回転することを許容できるので、管内作業装置の用途を広げることができる。
【0022】
本発明の一態様にかかる管内作業装置は、上記したいずれかの連結構造を備えている。
【0023】
上記の構成によれば、管内作業装置を屈曲可能な第１状態にして管に備えられる分岐管などの小さな開口から管内に挿入し、管内作業装置を管に挿入した後、屈曲が制限される第２状態にして管内作業を行わせることができる。したがって、従来のように、管の継手部を解体したり、管に管内作業装置を挿入するための大きな開口を設けたりする必要がないので、管内作業を容易に行うことができる。
【発明の効果】
【0024】
以上のように、本発明の連結構造および管内作業装置によれば、従来のように、管の継手部を解体したり、管に管内作業装置を挿入するための大きな開口を設けたりする必要がないので、管内作業を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【0025】
【図1】本発明の一実施形態にかかる管内作業装置の概略構成を示す説明図である。
【図2】（ａ）は図１の管内作業装置に備えられるケーブルの構成を示す説明図であり、（ｂ）は（ａ）のケーブルの一端側に取り付けられる操作用治具の構成を示す説明図であり、（ｃ）は（ａ）のケーブルの他端側が取り付けられる管内作業装置の本体部の構成を示す説明図である。
【図3】図１の管内作業装置の本体部の構成を示す断面図であり、（ａ）は位置決め用脚部およびセンサ用脚部が収縮した状態である第１状態、（ｂ）は位置決め用脚部が伸長し、センサ用脚部が収縮した状態である第２状態、（ｃ）は位置決め用脚部およびセンサ用脚部が伸長した状態である第３状態を示している。
【図9】図１に示した管内作業装置に備えられる位置決め用脚部の構成を示す説明図であり、（ａ）は位置決め用脚部を収縮させた状態の側面図、（ｂ）は位置決め用脚部の上面図、（ｃ）は位置決め用脚部を伸長させた状態の側面図である。
【図16】本発明の他の実施形態にかかる管内作業装置に備えられる本体部の各部の動作を示す説明図であり、（ａ）は上記第１状態、（ｂ）は上記第２状態、（ｃ）は上記第３状態を示している。
【発明を実施するための形態】
【0026】
〔実施形態１〕本発明の一実施形態について説明する。
【0027】
（１−１．管内作業装置１の全体構成）図１は、本実施形態にかかる管内作業装置１の概略構成を示す説明図である。この図に示すように、管内作業装置１は、管２に設けられた分岐管３から管２の内部に挿入され、管２の内部で所定の作業を行う。
【0028】
なお、本実施形態では管内作業装置１が管２の検査を行う管検査装置である場合の例について説明するが、管内作業装置１の用途はこれに限るものではなく、例えば、管内の清掃を行う管清掃装置、管の補修を行う管補修装置、管内を撮影する撮像装置、管内の物質を採取する管内物質採取装置などに適用することもできる。
【0029】
管２は、例えば、上下水道管、ガス管などの流体を輸送するための配管である。また、分岐管３は、空気弁などを管２に取り付けるための、管２から分岐した管２よりも小径の分岐管である。なお、本実施形態では、管２の内径が１０００ｍｍ、分岐管３の内径が７５ｍｍである場合の例について説明するが、管２および分岐管３のサイズはこれに限るものではない。
【0030】
管内作業装置１は、図１に示すように、軸方向（所定方向）に沿って延伸する本体部１０と、本体部１０の先端に取り付けられたワイヤーケーブル（先端側ケーブル）１１と、本体部１０の後端側から本体部１０の内部に挿入されたワイヤーケーブル（後端側ケーブル、線状部材）１２と、本体部１０の伸縮操作を行うための操作用治具１３とを備えている。ワイヤーケーブル１２の一端側は本体部１０の内部を軸方向に沿って通って本体部１０の先端近傍に取り付けられており、他端側は操作用治具１３に取り付けられている。
【0031】
本体部１０は、第１伸縮部１４、第２伸縮部１５、第３伸縮部１６、第１関節部１７、第２関節部１８、位置決め用脚部（伸縮部材）１９，２１、検査用脚部（伸縮部材）２０、およびモータ（駆動部）２２を備えている。
【0032】
図２の（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、ワイヤーケーブル１２の構成、操作用治具１３の構成、ワイヤーケーブル１２の本体部１０に対する接続部の構成を示す説明図である。
【0033】
図２に示したように、ワイヤーケーブル１２は、インナーワイヤー３１、アウターワイヤー３２、アウターエンド３３ａ，３３ｂ、インナー接続部３４ａ，３４ｂ、ワイヤーエンド３５ａ，３５ｂ、ロックナット３６ａ〜３６ｆ、および取手部３７を備えている。
【0034】
また、操作用治具１３は、ワイヤーケーブル１２の延伸方向に沿って延伸した基板４０と、基板４０から基板４０の板面に対して略垂直な方向に突出したアウター取付板４１およびＵ字板４２ａ，４２ｂ，４２ｃを備えている。アウター取付板４１には、インナーワイヤー３１が貫挿される穴（図示せず）が設けられている。また、Ｕ字板４２ａ〜４２ｃには、基板４０から遠い側の端部をＵ字状に切り欠いた溝部（図示せず）が形成されている。
【0035】
インナーワイヤー３１の一端側はインナー接続部３４ｂでワイヤーエンド３５ｂに固定されており、他端側はインナー接続部３４ａでワイヤーエンド３５ａに固定されている。インナーワイヤー３１のワイヤーエンド３５ａ，３５ｂに対する固定方法は特に限定されるものではなく、例えばかしめ等の方法を用いることができる。
【0036】
アウターワイヤー３２はインナーワイヤー３１の周囲を覆うチューブ状の部材であり、一端側にアウターエンド３３ｂが取り付けられ、他端側にアウターエンド３３ａが取り付けられている。また、アウターエンド３３ａにはロックナット３６ｄ，３６ｅが取り付けられており、アウターエンド３３ｂにはロックナット３６ｆが取り付けられている。ロックナット３６ｆは、アウターエンド３３ｂを本体部１０に取り付けるためのものである。ロックナット３６ｄ，３６ｅは、これらロックナット３６ｄ，３６ｅによって操作用治具１３のアウター取付板４１を挟み込むことにより、アウターエンド３３ａを操作用治具１３に取り付けるためのものである。これにより、本体部１０と操作用治具１３との間ではインナーワイヤー３１がアウターワイヤー３２に覆われた状態になっている。
【0037】
アウターワイヤー３２の材質は、特に限定されるものではないが、管内作業装置１を管内に挿入するときに延伸方向に対して湾曲可能であり、かつ延伸方向への圧縮荷重に対して変形しにくい材質であることが好ましい。本実施形態では、アウターワイヤー３２として、ポリ塩化ビニル（PVC; polyvinyl chloride）製のチューブを用いている。なお、アウターワイヤー３２は、内部に鋼線等の補強部材を備えた構成であってもよく、アウターワイヤー３２の外周に沿って補強用のスプリング等を備えた構成であってもよい。
【0038】
インナーワイヤー３１の一端側は、アウターワイヤー３２における本体部１０側の端部から露出しており、図２の（ｃ）に示すように、本体部１０の内部を通って、インナーワイヤー３１の一端側に取り付けられたワイヤーエンド３５ｂが本体部１０の先端側に配置された連結部材１１０に固定されている。
【0039】
インナーワイヤー３１の他端側は、アウターワイヤー３２における操作用治具１３側の端部から露出しており、インナーワイヤー３１の他端側に取り付けられたワイヤーエンド３５ａの端部にはロックナット３６ａにより取手部３７が取り付けられている。
【0040】
これにより、管内作業装置１の操作者が取手部３７を持ってワイヤーケーブル１２を延伸方向に操作することにより、ワイヤーエンド３５ａに取り付けられたロックナット３６ｂ，３６ｃが操作用治具１３のＵ字板４２ａ〜４２ｃのいずれかに引掛けられるようになっている。
【0041】
また、インナーワイヤー３１を引っ張ると、インナーワイヤー３１はアウターワイヤー３２内をアウターワイヤー３２に対して長手方向に相対的に移動し、アウターワイヤー３２から本体部１０側に露出する部分の長さ、すなわちアウターエンド３３ｂからワイヤーエンド３５ｂまでの長さが変化するようになっている。なお、以下の説明では、ロックナット３６ｂ，３６ｃをＵ字板４２ａに引掛けた状態を第１状態、Ｕ字板４２ｂに引掛けた状態を第２状態、Ｕ字板４２ｃに引掛けた状態を第３状態と称する。
【0042】
インナーワイヤー３１の材質は、管内作業装置１を管内に挿入するときに延伸方向に対して湾曲可能であり、かつ延伸方向への引張荷重に対して適度な強度を有する材質であれば特に限定されるものではなく、例えば各種金属材料からなるものを用いることができる。なお、インナーワイヤー３１におけるアウターワイヤー３２に覆われる部分に、潤滑剤を塗布しておいてもよい。
【0043】
ワイヤーケーブル（先端側ケーブル）１１は、連結部材１１０の先端側に固定されたアイナット１１４に取り付けられている。ワイヤーケーブル１１は、管２における分岐管３とは異なる分岐部（図示せず）から管２の外部に引き出され、このワイヤーケーブル１１を引っ張ることにより管内作業装置１が管２内を移動するようになっている。
【0045】
本体部１０は、図１および図３に示したように、第１伸縮部１４、第２伸縮部１５、第３伸縮部１６、第１関節部１７、および第２関節部１８を備えている。また、第１伸縮部１４には周方向に沿って略等間隔で３か所に位置決め用脚部（伸縮部材）１９が備えられており、第２伸縮部１５には本体部１０の中心軸に対して対称な２か所に検査用脚部（伸縮部材）２０が備えられており、第３伸縮部１６には周方向に沿って略等間隔で３か所に位置決め用脚部（伸縮部材）２１が備えられている。
【0046】
図３の（ａ）に示したように、第１状態では、第１伸縮部１４、第２伸縮部１５、および第３伸縮部１６はいずれも伸長した状態になり、位置決め用脚部１９，２１および検査用脚部２０は、図４の（ａ）〜（ｃ）に示すように、本体部１０に近接する位置まで収縮し、本体部１０の外径は分岐管３の内径よりも小さくなる。図４の（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ図３の（ａ）におけるＡ−Ａ断面、Ｂ−Ｂ断面、Ｃ−Ｃ断面の断面図である。
【0047】
また、第１状態では、第１関節部１７および第２関節部１８は軸方向に対して屈曲可能な状態になる。これにより、本体部１０を分岐管３から管２内に容易に挿入することができる。
【0048】
図３の（ｂ）に示したように、第２状態では、第１伸縮部１４および第３伸縮部１６が収縮した状態になる一方、第２伸縮部１５は伸長した状態に維持される。これにより、位置決め用脚部１９，２１が伸長して管２の内壁に当接し、本体部１０はこれら各位置決め用脚部によって本体部１０の軸心と管２の軸心とが略一致する位置で位置決めされて支持される。また、検査用脚部２０は、本体部１０に近接する位置まで収縮した状態に維持される。また、第２状態では、第１関節部１７は軸方向に対する屈曲が制限された状態（軸方向に屈折しない状態）になり、第２関節部１８は軸方向に対して屈曲可能な状態に維持される。
【0049】
図３の（ｃ）に示したように、第３状態では、第１伸縮部１４、第３伸縮部１６、および第２伸縮部１５がいずれも収縮した状態になる。これにより、位置決め用脚部１９，２１は伸長して管２の内壁に当接した状態に維持されるとともに、検査用脚部２０が伸長して検査用脚部２０の先端が所定の検査位置（図３の例では管２に当接する位置）まで伸長する。なお、第３状態では、第１関節部１７および第２関節部１８は軸方向に対する屈曲が制限された状態（軸方向に屈折しない状態）になる。
【0050】
図５は、第３状態における本体部１０の構成を示す説明図である。この図に示すように、第３状態では、各３本の位置決め用脚部１９，２１が伸長して管２の内壁に当接し、本体部１０の軸心が管２の軸心と略一致するように本体部１０が支持される。また、第３状態では、２本の検査用脚部２０が伸長し、検査用脚部２０の先端に設けられた検査装置（図示せず）が所定の検査位置に配置される。
【0051】
なお、上記検査装置の構成は特に限定されるものではなく、例えば、過流探傷装置、超音波探傷装置、撮像装置など、管の検査を行うための各種装置を用いることができる。
【0052】
また、上記所定の検査位置は、検査用脚部２０の先端に取り付けられた検査装置（図示せず）を用いて管２の検査を行うための位置であり、検査装置の種類や特性等に応じて設定される。例えば、上記検査位置は、検査装置が管２の内壁に当接する位置であってもよく、管２の内壁の近傍の位置であってもよく、管２の内壁から所定距離だけ離れた位置であってもよい。また、検査用脚部２０を省略し、検査装置を本体部１０、位置決め用脚部１９、あるいは位置決め用脚部２１に取り付けてもよい。
【0053】
また、本実施形態では、位置決め用脚部１９，２１を周方向に沿ってそれぞれ３本備えているが、位置決め用脚部１９，２１の本数はこれに限るものではなく、本体部１０を安定して支持できる構成であればよい。
【0054】
また、位置決め用脚部１９，２１の一方を省略してもよく、位置決め用脚部１９，２１に加えて他の位置決め用脚部（図示せず）を備えていてもよい。
【0055】
（１−３．本体部１０の構成）図６は、ワイヤーケーブル１２におけるインナーワイヤー３１の張力の状態と本体部１０の各部の伸縮状態との関係を示す説明図であり、（ａ）は第１状態、（ｂ）は第２状態、（ｃ）は第３状態を示している。
【0056】
図６の（ａ）〜（ｃ）に示したように、本体部１０は、軸方向に沿って直列に配置された連結部材５０、６０、７０、８０、９０、１００、および１１０からなる連結構造を有している。
【0057】
連結部材（延伸部材）５０は、ベース部５０ａと、ベース部５０ａから本体部１０の軸方向に沿って連結部材６０側に延伸する延伸部５１とを備えている。延伸部５１は、根元側（ベース部５０ａ側）に設けられた胴体部５２と、先端側に設けられた曲面部である球状部５４と、胴体部５２と球状部５４とを接続する小径部５３とを備えている。なお、胴体部５２における延伸方向に垂直な方向の外径と球状部５４における同方向の外径とは略同一であり、小径部５３における上記方向の外径は胴体部５２および球状部５４の外径よりも小さくなっている。また、連結部材５０（ベース部５０ａ）における連結部材６０との対向部近傍の外周面には、位置決め用脚部１９を取り付けるための脚取付部５５が周方向に沿って等間隔で３か所に設けられている。
【0058】
なお、ベース部５０ａは必須の構成ではなく、省略してもよい。例えば、図１１に示すように、ベース部５０ａを省略して連結部材５０を延伸部５１のみからなる構成とし、脚取付部５５を延伸部５１の胴体部５２に設けてもよい。
【0059】
また、本実施形態では、胴体部５２の外径と球状部５４の外径とを略同一とし、胴体部５２と球状部５４との間にそれら両部材よりも外径が小さい小径部５３を設けているが、これに限るものではない。例えば、図１２に示すように、胴体部５２の外径を球状部５４の外径よりも小さくし、小径部５３を省略してもよい。また、図１３に示すように、小径部５３を省略するとともに、胴体部５２を先端側へ向かうほど外径が小さくなるテーパ形状とし、かつ胴体部５２における球状部５４との接続部の外径を球状部５４の外径よりも小さくしてもよい。
【0060】
連結部材（貫通部材）６０は、連結部材５０の延伸部５１が貫挿される、延伸部５１の外径よりも内径がわずかに大きい貫通孔６１を備えている。また、連結部材６０における連結部材５０との対向部近傍の外周面には、連結部材５０の各脚取付部５５に対応する位置に、位置決め用脚部１９を取り付けるための脚取付部６２がそれぞれ設けられている。
【0061】
また、連結部材５０と連結部材６０との間（第１伸縮部１４）には、延伸部５１の外周に沿ってバネ（弾性部材、第１弾性部材）５６が配置されており、連結部材５０と連結部材６０とはバネ５６によって互いに離間する方向に付勢されている。
【0062】
連結部材７０は、連結部材６０との対向面に、連結部材６０を貫通した延伸部５１を収容するための、延伸部５１の外径よりもわずかに大きい内径を有する収容部７１を備えている。また、連結部材６０と連結部材７０との接続部（第１関節部１７）には、これら両連結部材の外周面に沿ってバネ（復元用弾性部材）６３（図１参照）が配置されている。バネ６３は、連結部材６０と連結部材７０との間に外力が作用していない場合に、これら両連結部材を互いの軸心が略一致する状態で当接させる方向に付勢している。すなわち、バネ６３は、連結部材６０と連結部材７０との間が屈曲した場合に、これら両部材の相対位置（相対角度）を互いの軸心が略一致する初期位置に復元させる復元力を付与している。
【0063】
なお、連結部材６０は必須の構成ではなく、省略してもよい。例えば、図１４に示すように、連結部材６０を省略し、連結部材５０と連結部材７０との間における延伸部５１の外周に沿ってバネ５６を配置してもよい。あるいは、図１５に示すように、バネ５６を連結部材７０における収容部７１内（連結部材５０の球状部５４と収容部７１の底面（収容部における連結部材５０から遠い側の端部）との間）に配置してもよい。また、連結部材６０を省略する場合、脚取付部６２を連結部材７０に設けてもよい。
【0064】
また、本実施形態ではバネ６３によって上記復元力を付与しているが、これに限るものではない。例えば、連結部材７０の収容部７１における第１状態において球状部５４に当接する部分に周方向に沿ってゴム等の弾性部材を配置し、連結部材５０の球状部５４に上記弾性部材に係合する溝を設けておき、上記弾性部材によって連結部材５０を連結部材７０に対して屈曲可能に支持するとともに、外力が加えられたときに復元力が付与される構成としてもよい。
【0065】
また、連結部材（収容部材）７０には、連結部材８０，９０を本体部１０の軸方向に沿って回転駆動するためのモータ（駆動部）２２が取り付けられている。
【0066】
図７は、モータ２２と連結部材８０との接続部の構成を示す説明図である。この図に示すように、モータ２２の駆動軸２２ａには外歯歯車２２ｂが形成されている。また、連結部材８０における連結部材７０側の面は連結部材７０側に開口した略円筒形状になっており、この円筒形状の内周面はモータ２２の外歯歯車２２ｂと噛み合う歯面が形成された内歯歯車になっている。
【0067】
これにより、モータ２２の駆動軸２２ａが回転駆動されると連結部材８０および９０（図６に示した第２関節部１８から回転接続部１８ｂまでの範囲）が本体部１０の軸方向に沿って回転する。
【0068】
また、連結部材（延伸部材）８０は、ベース部８０ａと、ベース部８０ａから本体部１０の軸方向に沿って連結部材９０側に延伸する延伸部８１とを備えている。延伸部８１は、根元側（ベース部８０ａ側）に設けられた胴体部８２と、先端側に設けられた曲面部である球状部８４と、胴体部８２と球状部８４とを接続する小径部８３とを備えている。なお、胴体部８２における延伸方向に垂直な方向の外径と球状部８４における同方向の外径とは略同一であり、小径部８３における上記方向の外径は胴体部８２および球状部８４の外径よりも小さくなっている。また、連結部材８０における連結部材９０との対向部近傍の外周面には、検査用脚部２０を取り付けるための脚取付部８５が連結部材８０の軸に対して対称な２か所に設けられている。
【0069】
連結部材（貫通部材）９０は、連結部材８０の延伸部８１が貫挿される、延伸部８１の外径よりも内径がわずかに大きい貫通孔９１を備えている。また、連結部材９０における連結部材８０との対向部近傍の外周面には、連結部材８０の各脚取付部８５に対応する位置に、検査用脚部２０を取り付けるための脚取付部９２がそれぞれ設けられている。
【0070】
また、連結部材８０と連結部材９０との間（第２伸縮部１５）には、延伸部８１の外周に沿ってバネ（弾性部材、第２弾性部材）８６が配置されており、連結部材８０と連結部材９０とはバネ８６によって互いに離間する方向に付勢されている。なお、本実施形態では、バネ８６として、バネ５６よりも弾性力が強いバネを用いている。
【0071】
連結部材（収容部材）１００は、連結部材９０との対向面に、連結部材９０を貫通した延伸部８１を収容するための、延伸部８１の外径よりもわずかに大きい内径を有する収容部１０１を備えている。
【0072】
また、図８の（ａ）に示すように、連結部材９０と連結部材１００との接続部（第２関節部１８）には、これら両連結部材の外周面に沿ってバネ（復元用弾性部材）９３が配置されている。
【0073】
バネ９３は、図８の（ｂ）に示すように、連結部材９０，１００に螺旋状に巻き付けられる螺旋部９３ｃと、螺旋部９３ｃの両端に形成された接続部９３ａ，９３ｂとを備えている。接続部９３ａ，９３ｂはそれぞれ連結部材９０，１００の周方向に沿って形成された開口部を有しており、この開口部に連結部材９０，１００の外周面に形成された突出部９４，１０４を引掛けることにより、バネ９３が連結部材９０，１００に装着される。上記各開口部は、連結部材９０，１００の周方向に沿って約１８０°の範囲にわたって形成されている。
【0074】
これにより、モータ２２が駆動軸２２ａを回転させることにより、連結部材９０と連結部材１００とが所定の基準位置に対して相対的に±１８０°の範囲で回転できるようになっている。また、バネ９３により、連結部材９０と連結部材１００とは、これら両連結部材に外力が作用していない場合に貫通孔９１と収容部１０１とが連通する状態（連結部材９０の軸心と連結部材１００の軸心とが略一致する状態）で当接するように付勢されている。なお、上述したバネ６３の構成およびバネ６３の連結部材６０，７０に対する装着方法についても、バネ９３の構成およびバネ９３の連結部材９０，１００に対する装着方法と略同様である。
【0075】
また、連結部材１００は、連結部材１１０との対向面に、連結部材１１０に備えられる延伸部１１１を収容するための、延伸部１１１の外径よりもわずかに大きい内径を有する収容部１０２を備えている。また、連結部材１００における連結部材１１０との対向部近傍の外周面には、位置決め用脚部２１を取り付けるための脚取付部１０３が周方向に沿って等間隔で３か所に設けられている。
【0076】
連結部材１１０は、ベース部１１０ａと、本体部１０の軸方向に沿って連結部材１００側に延伸する円筒形状の延伸部１１１とを備えており、延伸部１１１の一部は連結部材１００の収容部１０２に収容されている。また、連結部材１１０における連結部材１００との対向部近傍の外周面には、連結部材１００の各脚取付部１０３に対応する位置に、位置決め用脚部２１を取り付けるための脚取付部１１２がそれぞれ設けられている。
【0077】
また、連結部材１００と連結部材１１０との間（第３伸縮部１６）には、延伸部１１１の外周に沿ってバネ（弾性部材、第１弾性部材）１１３が配置されており、連結部材１００と連結部材１１０とはバネ１１３によって互いに離間する方向に付勢されている。なお、本実施形態では、バネ１１３として、バネ５６と略同一の弾性力を有するバネを用いている。また、連結部材１１０には、図２の（ｃ）に示したように、ワイヤーケーブル１２のワイヤーエンド３５ｂ（インナーワイヤー３１の一端部）、およびワイヤーケーブル１１を取り付けるためのアイナット１１４が取り付けられている。
【0078】
（１−４．位置決め用脚部１９，２１および検査用脚部２０の構成）図９は、位置決め用脚部１９，２１の構成を示す説明図であり、（ａ）は位置決め用脚部１９，２１を収縮させた状態の側面図、（ｂ）は位置決め用脚部１９，２１の上面図（管２の内壁との当接面の図）、（ｃ）は位置決め用脚部１９，２１を伸長させた状態の側面図である。なお、検査用脚部２０の構成は、検査用脚部２０の先端部に管２を検査するための検査装置（図示せず）が設けられている以外は位置決め用脚部１９，２１と略同様である。このため、検査用脚部２０の構成の詳細については説明を省略する。
【0079】
図９の（ｃ）に示すように、位置決め用脚部１９，２１は、連結棒１２０，１２１，１２２からなる第１連結棒群と、連結棒１２３，１２４，１２５からなる第２連結棒群とを備えている。
【0080】
位置決め用脚部１９を代表に説明すると、連結棒１２０の一端側は接続部１３０によって連結部材５０の脚取付部５５に対して回転可能に取り付けられており、連結棒１２０の他端側は接続部１３４によって連結棒１２１の一端側に互いに回転可能に接続されている。また、連結棒１２１の他端側は接続部１３６によって連結棒１２２の一端側に互いに回転可能に接続されている。また、連結棒１２２の他端側は、連結棒１２２および連結棒１２５を接続するための接続部材１４３に対して回転可能に接続されている。
【0081】
また、連結棒１２３の一端側は接続部１３１によって連結部材６０の脚取付部６２に対して回転可能に取り付けられており、連結棒１２３の他端側は接続部１３３によって連結棒１２４の一端側に互いに回転可能に接続されている。また、連結棒１２４の他端側は接続部１３７によって連結棒１２５の一端側に互いに回転可能に接続されている。また、連結棒１２５の他端側は接続部材１４３に対して回転可能に接続されている。
【0082】
また、接続部材１４３における本体部１０の径方向外側には、管２と当接する部材である先端部材１４２が配置されている。また、先端部材１４２は位置決め用脚部１９，２１に対して本体部１０の径方向に所定範囲内で平行移動可能になっており、先端部材１４２と接続部材１４３との間にはバネ（先端付勢部材）１４０，１４１が配置されており、このバネ１４０，１４１によって先端部材１４２は本体部１０の径方向外側（当該先端部材１４２を管の内壁に押し付ける方向）に付勢されている。なお、本実施形態では、バネ１４０，１４１によって先端部材１４２を径方向外側に付勢しているが、これに限らず、例えばゴム等の弾性部材によって付勢してもよい。
【0083】
また、連結棒１２０と連結棒１２３とは略同じ長さを有しており、互いに交差するように配置されるとともに、これら両部材の交差部が接続部１３２によって互いに回転可能に接続されている。なお、接続部１３０から接続部１３２までの距離と接続部１３１から接続部１３２までの距離とは略同じ長さに設定されている。
【0084】
また、連結棒１２１と連結棒１２４とは略同じ長さを有しており、互いに交差するように配置されるとともに、これら両部材の交差部が接続部１３５によって互いに回転可能に接続されている。なお、接続部１３３から接続部１３５までの距離と接続部１３４から接続部１３５までの距離とは略同じ長さに設定されている。また、連結棒１２２と連結棒１２５とは略同じ長さを有している。
【0085】
また、位置決め用脚部１９，２１の各連結棒は、第１状態では図９の（ａ）に示すように互いに折り重なるようにして本体部１０の軸心に略平行な状態に配置されるようになっている。
【0086】
（１−５．本体部１０の動作）（１−５−１．第１状態）
ワイヤーケーブル１２が第１状態に設定されている場合、図６の（ａ）に示したように、連結部材５０と連結部材６０との間隔（第１伸縮部１４の間隔）および連結部材１００と連結部材１１０との間隔（第３伸縮部１６の間隔）がバネ５６，１１３の弾性力によって広げられて距離Ｄ１になり、連結部材８０と連結部材９０との間隔（第２伸縮部１５の間隔）がバネ８６の弾性力によって広げられて距離Ｄ３になる。
【0087】
その結果、位置決め用脚部１９，２１および検査用脚部２０は、図６の（ａ）および図９の（ａ）に示したように、本体部１０に近接する位置まで収縮し、位置決め用脚部１９，２１および検査用脚部２０の各連結棒は互いに折り重なる構成になる。これにより、第１状態では、図４の（ａ）〜（ｃ）に示したように、位置決め用脚部１９，２１および検査用脚部２０が収縮して本体部１０の外径が分岐管３の内径よりも小さくなり、分岐管３を介して管２内に本体部１０を挿入可能になる。
【0088】
図１０の（ａ）は、第１状態における第１伸縮部１４の状態をより詳細に示した説明図である。この図に示すように、第１状態では、連結部材５０における延伸部５１は、先端の球状部５４が連結部材７０の収容部７１に収容され、小径部５３が連結部材６０と連結部材７０との接続部である第１関節部１７に配置される。
【0089】
これにより、連結部材５０，６０は、球状部５４を軸として連結部材７０に対して軸方向に屈曲可能になる。なお、第１関節部１７にはバネ６３が備えられており、このバネ６３によって連結部材５０，６０と連結部材７０とは互いの軸方向が一致する方向に付勢されている。これにより、連結部材５０，６０は、バネ６３の弾性力に打ち勝つ外力が作用した場合に連結部材７０に対して屈曲する。また、連結部材５０，６０が連結部材７０に対して屈曲した場合であっても、バネ６３が設けられていることによってこれら各連結部材が完全に離脱せず、外力が除去された場合に元の位置に容易に復元するようになっている。
【0090】
同様に、第１状態では、図６の（ａ）に示したように、連結部材８０における延伸部８１は、先端の球状部８４が連結部材１００の収容部１０１に収容され、小径部８３が連結部材９０と連結部材１００との接続部である第２関節部１８に配置される。
【0091】
これにより、連結部材８０，９０は、球状部８４を軸として連結部材１００に対して軸方向に屈曲可能になる。また、第２関節部１８にはバネ９３が備えられており、このバネ９３によって連結部材８０，９０と連結部材１００とは互いの軸方向が一致する方向に付勢されている。これにより、連結部材８０，９０は、バネ９３の弾性力に打ち勝つ外力が作用した場合に連結部材１００に対して屈曲する。また、連結部材８０，９０が連結部材１００に対して屈曲した場合であっても、バネ９３が設けられていることによってこれら各連結部材が完全に離脱せず、外力が除去された場合に元の位置に容易に復元するようになっている。なお、本実施形態ではバネ９３によって上記復元力を付与しているが、これに限るものではなく、例えば上述したバネ６３に代えてゴム等の弾性部材を用いる構成と同様、ゴム等の弾性部材によって復元力を付与する構成としてもよい。
【0092】
（１−５−２．第２状態）ワイヤーケーブル１２が第１状態から第２状態に切り替えられると、インナーワイヤー３１の張力がバネ５６，１１３の弾性力に打ち勝って連結部材５０と連結部材６０との間隔（第１伸縮部１４の間隔）および連結部材１００と連結部材１１０との間隔（第３伸縮部１６の間隔）が距離Ｄ１より狭い距離Ｄ２になる。これにより、図６の（ｂ）および図９の（ｃ）に示したように、位置決め用脚部１９，２１は管２の内壁に当接する位置まで伸長する。
【0093】
また、本実施形態では、上述したように、バネ５６，１１３の弾性力を略同一とし、バネ８６の弾性力をバネ５６，１１３よりも強く設定している。これにより、第２状態では、図６の（ｂ）に示したように、第１伸縮部１４と第３伸縮部１６とが収縮して位置決め用脚部１９，２１が伸長する一方、第２伸縮部１５（連結部材８０と連結部材９０との間隔）は伸長した状態に維持され、検査用脚部２０は収縮したままになる。
【0094】
図１０の（ｂ）は、第２状態における第１伸縮部１４の状態をより詳細に示した説明図である。この図に示すように、第２状態では、連結部材５０における延伸部５１は、先端の球状部５４と、小径部５３と、胴体部５２の一部とが連結部材７０の収容部７１に収容される。これにより、胴体部５２と収容部７１の内壁とが干渉し、連結部材５０，６０の連結部材７０に対する屈曲が制限される。
【0095】
なお、第２状態では、第１状態と同様、連結部材８０，９０（第２伸縮部１５）は、球状部８４を軸として連結部材１００に対して軸方向に屈曲可能な状態に維持される。
【0096】
（１−５−３．第３状態）ワイヤーケーブル１２が第２状態から第３状態に切り替えられると、図６の（ｃ）に示したように、インナーワイヤー３１の張力がバネ８６の弾性力に打ち勝って連結部材８０と連結部材９０との間隔（第２伸縮部１５の間隔）が第１状態および第２状態における距離Ｄ３よりも狭い距離Ｄ４になり、検査用脚部２０が所定の検査位置まで伸長する。
【0097】
また、第３状態では、図６の（ｃ）に示したように、連結部材８０における延伸部８１は、先端の球状部８４と、小径部８３と、胴体部８２の一部とが連結部材１００の収容部１０１に収容される。これにより、胴体部８２と収容部１０１の内壁とが干渉し、連結部材８０，９０の連結部材１００に対する屈曲が制限される。
【0098】
（１−６．実施形態１のまとめ）以上のように、本実施形態にかかる管内作業装置１は、所定方向に連結された複数の連結部材（５０，６０，７０，８０，９０，１００，１１０）を備え、管２に挿入されて当該管２の内部で作業を行う管内作業装置１の連結構造であって、前記連結部材として、前記所定方向に延伸する延伸部（５１，８１）を有する延伸部材（５０，８０）と、前記延伸部（５１，８１）を収容する収容部（７１，１０１）を有する収容部材（７０，１００）とを備え、前記延伸部は、前記所定方向に延伸する胴体部（５２，８２）と、前記所定方向の先端に設けられた球状部（５４，８４）とを有し、前記延伸部材と前記収容部材との間隔を、前記球状部が前記収容部に収容された状態で前記胴体部が前記収容部から離脱し、前記延伸部材と前記収容部材との接続部が前記球状部を軸として前記所定方向に対して屈曲可能になる第１状態と、前記胴体部の少なくとも一部と前記球状部とが前記収容部に収容され、前記胴体部と前記収容部の内壁とが干渉することにより前記接続部の屈曲が前記第１状態よりも制限される第２状態とに切替可能になっている。
【0099】
これにより、第１状態において本体部１０を軸方向に対して屈曲可能にすることができることができるので、管２に備えられる分岐管３から管内作業装置１を管２内に容易に挿入することができる。また、第２状態に切り替えることにより本体部１０の第１関節部１７の屈曲が制限された状態にすることができ、第３状態に切り替えることにより第２関節部１８の屈曲が制限された状態にすることができるので、管内作業装置１を管に挿入した後の管内作業装置１の位置決めを精度よく行うとともに、管内作業装置１の姿勢を安定させることができる。また、従来のように、管の継手部を解体したり、管に管内作業装置を挿入するための大きな開口を設けたりする必要がないので、管内作業を容易に行うことができる。
【0100】
なお、本実施形態では、連結部材５０の延伸部５１、および連結部材８０の延伸部８１が同方向に延伸するように配置された構成について説明したが、これに限らず、上記両延伸部が互いに反対方向（互いに向き合う方向、または互いに反対側に延伸する方向）に配置されていてもよい。
【0101】
また、本実施形態では、第１伸縮部１４、第２伸縮部１５、および第３伸縮部１６の３つの伸縮部を備えた構成について説明したが、これに限るものではなく、伸縮部の数は検査対象とする管２のサイズや分岐管３のサイズ等に応じて適宜変更してもよい。
【0102】
また、本実施形態では、本体部１０を軸方向に対して屈曲可能な関節部を２か所（第１関節部１７および第２関節部１８）に設けた構成について説明したが、関節部の数は検査対象とする管２のサイズや分岐管３のサイズ等に応じて適宜変更してもよい。
【0103】
また、本実施形態では、本体部１０の延伸方向に沿った２箇所（第１伸縮部１４および第３伸縮部１６）に位置決め用脚部１９，２１を備え、１箇所（第２伸縮部１５）に検査用脚部２０を備えている構成について説明したが、これに限るものではない。例えば、位置決め用脚部１９，２１の一方または両方に代えて、気体または液体を注入することによって膨張するバルーン（膨張体；図示せず）を配置し、管内作業装置１を管２内に挿入した後に上記バルーンを管２の内壁に当接するまで膨らませることにより、管内作業装置１の管２に対する位置決めおよび支持を行うようにしてもよい。
【0104】
また、本実施形態では、第１伸縮部１４、第２伸縮部１５、および第３伸縮部１６に備えられる弾性部材としてバネ５６，８６，１１３を用いているが、これに限らず、ゴム等の他の弾性部材を用いてもよい。
【0105】
〔実施形態２〕本発明の他の実施形態について説明する。なお、説明の便宜上、実施形態１と同じ機能を有する部材については同じ符号を付し、その説明を省略する。
【0106】
実施形態１では、第１状態では第１関節部１７および第２関節部１８が共に屈曲可能になり、第２状態では第１関節部１７の屈曲が制限される一方、第２関節部１８が屈曲可能な状態に維持され、第３状態では第１関節部１７および第２関節部１８の屈曲が共に制限される構成について説明した。これに対して、本実施形態では、第１状態では第１関節部１７および第２関節部１８が共に屈曲可能になり、第２状態および第３状態では第１関節部１７および第２関節部１８の屈曲が共に制限される構成について説明する。
【0107】
（２−１．本体部１０ｂの構成）図１６は、本実施形態にかかる管内作業装置１における本体部１０ｂの構成を示す説明図であり、（ａ）は第１状態、（ｂ）は第２状態、（ｃ）は第３状態を示している。なお、本体部１０ｂは、実施形態１における本体部１０に代えて管内作業装置１に備えられるものである。
【0108】
図１６に示すように、本体部１０ｂは、実施形態１の本体部１０における連結部材８０、９０、１００、および１１０に代えて、連結部材１５０、１６０、１７０、および１８０を備えている。連結部材５０、６０、および７０の構成は実施形態１と同様である。
【0109】
連結部材１５０は、ベース部１５０ａと、ベース部１５０ａから本体部１０ｂの軸方向に沿って連結部材１６０側に延伸する延伸部１５１とを備えている。また、連結部材１５０における連結部材１６０との対向部近傍の外周面には、検査用脚部２０を取り付けるための脚取付部１５２が本体部１０ｂの軸方向に対して対称な２か所に設けられている。
【0110】
また、連結部材１５０における連結部材７０側の面は、実施形態１における連結部材８０と同様（図７参照）、連結部材７０側に開口した略円筒形状になっており、この円筒形状の内周面はモータ２２の外歯歯車２２ｂと噛み合う歯面が形成された内歯歯車になっている。これにより、モータ２２の駆動軸２２ａが回転駆動されると連結部材１５０および１６０（図１６に示した第２関節部１８から回転接続部１８ｂまでの範囲）が本体部１０ｂの軸方向に沿って回転する。
【0111】
連結部材１６０は、連結部材１５０との対向面に、連結部材１５０に備えられる延伸部１５１を収容するための、延伸部１５１の外径よりもわずかに大きい内径を有する収容部１６１を備えている。また、連結部材１６０における連結部材１５０との対向部近傍の外周面には、連結部材１５０の各脚取付部１５２に対応する位置に、検査用脚部２０を取り付けるための脚取付部１６２がそれぞれ設けられている。
【0112】
また、連結部材１６０は、連結部材１７０との対向面に、連結部材１８０に備えられる延伸部１８１を収容するための、延伸部１８１の外径よりもわずかに大きい内径を有する収容部１６３を備えている。
【0113】
また、連結部材５０と連結部材１５０との間（第２伸縮部１５）には、延伸部１５１の外周に沿ってバネ（第２弾性部材）８６が配置されており、連結部材１５０と連結部材１６０とはバネ８６によって互いに離間する方向に付勢されている。なお、本実施形態では、バネ８６として、バネ５６よりも弾性力が強いバネを用いている。
【0114】
連結部材１７０は、連結部材１８０に備えられる延伸部１８１が貫挿される、延伸部１８１の外径よりも内径がわずかに大きい貫通孔１７２を備えている。また、連結部材１７０における連結部材１８０との対向部近傍の外周面には、位置決め用脚部２１を取り付けるための脚取付部１７１が周方向に沿って等間隔で３か所に設けられている。
【0115】
また、連結部材１６０と連結部材１７０との接続部（第２関節部１８）には、実施形態１と同様（図８の（ａ）参照）、これら両連結部材の外周面に沿ってバネ（復元用弾性部材）９３が配置されている（図１６では図示せず）。
【0116】
連結部材１８０は、ベース部１８０ａと、ベース部１８０ａから本体部１０ｂの軸方向に沿って連結部材１７０側に延伸する延伸部１８１とを備えている。延伸部１８１は、根元側（ベース部１８０ａ側）に設けられた胴体部１８４と、先端側に設けられた球状部１８２と、胴体部１８４と球状部１８２とを接続する小径部１８３とを備えている。なお、胴体部１８４における延伸方向に垂直な方向の外径と球状部１８２における同方向の外径とは略同一であり、小径部１８３における上記方向の外径は胴体部１８４および球状部１８２の外径よりも小さくなっている。また、連結部材１８０における連結部材１７０との対向部近傍の外周面には、連結部材１７０の各脚取付部１７１に対応する位置に、位置決め用脚部２１を取り付けるための脚取付部１８５がそれぞれ設けられている。
【0117】
また、連結部材１７０と連結部材１８０との間（第３伸縮部１６）には、延伸部１８１の外周に沿ってバネ（第１弾性部材）１１３が配置されており、連結部材１７０と連結部材１８０とはバネ１１３によって互いに離間する方向に付勢されている。なお、本実施形態では、バネ１１３として、バネ５６と略同一の弾性力を有するバネを用いている。また、連結部材１８０には、実施形態１における連結部材１１０と同様、ワイヤーケーブル１２のワイヤーエンド３５ｂ（インナーワイヤー３１の一端部）、およびワイヤーケーブル１１を取り付けるためのアイナット１１４が取り付けられている（図２の（ｃ）参照）。
【0118】
（２−２．本体部１０ｂの動作）（２−２−１．第１状態）
ワイヤーケーブル１２が第１状態に設定されている場合、図１６の（ａ）に示したように、連結部材５０と連結部材６０との間隔（第１伸縮部１４の間隔）および連結部材１７０と連結部材１８０との間隔（第３伸縮部１６の間隔）がバネ５６，１１３の弾性力によって広げられて距離Ｄ１になり、連結部材１５０と連結部材１６０との間隔（第２伸縮部１５の間隔）がバネ８６の弾性力によって広げられて距離Ｄ３になる。
【0119】
その結果、位置決め用脚部１９，２１および検査用脚部２０は、図１６の（ａ）に示したように、本体部１０ｂに近接する位置まで収縮し、位置決め用脚部１９，２１および検査用脚部２０の各連結棒は互いに折り重なる構成になる。これにより、第１状態では、位置決め用脚部１９，２１および検査用脚部２０が収縮して本体部１０ｂの外径が分岐管３の内径よりも小さくなり、分岐管３を介して管２内に本体部１０ｂを挿入可能になる。
【0120】
また、第１状態では、実施形態１と同様、第１関節部１７において連結部材５０，６０が球状部５４を軸として連結部材７０に対して軸方向に屈曲可能になり、第３関節部１８において連結部材１７０，１８０が球状部１８２を軸として連結部材１６０に対して軸方向に屈曲可能になる。
【0121】
（２−２−２．第２状態）ワイヤーケーブル１２が第１状態から第２状態に切り替えられると、インナーワイヤー３１の張力がバネ５６，１１３の弾性力に打ち勝って連結部材５０と連結部材６０との間隔（第１伸縮部１４の間隔）および連結部材１７０と連結部材１８０との間隔（第３伸縮部１６の間隔）が距離Ｄ１より狭い距離Ｄ２になる。これにより、図１６の（ｂ）に示したように、位置決め用脚部１９，２１は管２の内壁に当接する位置まで伸長する。
【0122】
なお、本実施形態では、バネ５６，１１３の弾性力を略同一とし、バネ８６の弾性力をバネ５６，１１３よりも強く設定している。このため、第２状態では、図１６の（ｂ）に示したように、第１伸縮部１４と第３伸縮部１６とが収縮して位置決め用脚部１９，２１が伸長する一方、第２伸縮部１５（連結部材１５０と連結部材１６０との間隔）は伸長した状態に維持され、検査用脚部２０は収縮したままになる。
【0123】
また、第２状態では、連結部材５０における延伸部５１は、先端の球状部５４と、小径部５３と、胴体部５２の一部とが連結部材７０の収容部７１に収容される。これにより、胴体部５２と収容部７１の内壁とが干渉し、連結部材５０，６０の連結部材７０に対する屈曲が制限される。
【0124】
同様に、第２状態では、連結部材１８０における延伸部１８１は、先端の球状部１８２と、小径部１８３と、胴体部１８４の一部とが連結部材１６０の収容部１６３に収容される。これにより、胴体部１８４と収容部１６３の内壁とが干渉し、連結部材１８０の連結部材１６０，１７０に対する屈曲が制限される。
【0125】
（２−２−３．第３状態）ワイヤーケーブル１２が第２状態から第３状態に切り替えられると、図１６の（ｃ）に示したように、インナーワイヤー３１の張力がバネ８６の弾性力に打ち勝って連結部材１５０と連結部材１６０との間隔（第２伸縮部１５の間隔）が第１状態および第２状態における距離Ｄ３よりも狭い距離Ｄ４になり、検査用脚部２０が所定の検査位置まで伸長する。
【0126】
なお、第３状態では、第２状態と同様、連結部材５０，６０の連結部材７０に対する屈曲、および連結部材１８０の連結部材１６０，１７０に対する屈曲は制限される。
【0127】
（２−３．実施形態２のまとめ）以上のように、本実施形態にかかる管内作業装置１では、第１状態では第１関節部１７および第２関節部１８が共に屈曲可能になり、第２状態および第３状態では第１関節部１７および第２関節部１８の屈曲が共に制限される。
【0128】
これにより、第２状態において位置決め用脚部１９，２１を伸長させて本体部１０ｂの位置決め、および本体部１０ｂの屈曲の制限（第１関節部１７および第２関節部１８の屈曲の制限）を行った後、第３状態において検査用脚部２０を伸長させることができる。したがって、本体部１０ｂの姿勢をより安定させた状態で検査用脚部２０を伸長させることができるので、検査位置をより正確に設定することができる。
【0129】
また、本実施形態では、第２関節部１８の位置を実施形態１よりも本体部１０ｂの先端側に配置している。これにより、本体部１０ｂを管２に挿入する作業をより容易に行うことができる。
【0130】
なお、上記２つの実施形態では、曲面部として略球状の曲面を有する球状部を用い、屈曲の方向を自在にしたものを記載したが、略球状に限られるものではなく、一方向への屈曲を可能とするような曲面であってもよい。
【0131】
また、上記２つの実施形態では、管に備えられる分岐管から管内作業装置を管内に挿入する例を記載したが、本発明の管内作業装置は対象となる管の直径よりも小さな開口から挿入できればよく、管側面に形成した小さな開口や、小径管の先端や、弁などから管内に挿入してもよく、分岐管から挿入する構成に限られるものではない。
【0132】
本発明は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することもできる。
【産業上の利用可能性】
【0133】
本発明は、管に挿入されて当該管の検査を行う管内作業装置に適用可能であり、埋設管等の既設管の検査に特に好適に利用できる。
【符号の説明】
【0134】
１ 管内作業装置２ 管
３ 分岐管
１０ 本体部
１１ ワイヤーケーブル
１２ ワイヤーケーブル（線状部材）
１３ 操作用治具
１４ 第１伸縮部
１５ 第２伸縮部
１６ 第３伸縮部
１７ 第１関節部
１８ 第２関節部
１９，２１ 位置決め用脚部（伸縮部材）
２０ 検査用脚部（伸縮部材）
２２ モータ（駆動部）
３１ インナーワイヤー（線状部材）
３２ アウターワイヤー
５０，６０，７０，８０，９０，１００，１１０，１５０，１６０，１７０，１８０ 連結部材
５１，８１，１８１ 延伸部
５２，８２，１８４ 胴体部
５３，８３，１８３ 小径部
５４，８４，１８２ 球状部（曲面部）
５５，６２，８５，９２，１０３，１１２，１５２，１６２，１７１，１８５ 脚取付部
５６，１１３ バネ（弾性部材、第１弾性部材）
６１，９１，１７２ 貫通孔
６３，９３ バネ（復元用弾性部材）
７１，１０１，１６３ 収容部
８６ バネ（弾性部材、第２弾性部材）
１０２，１６１ 収容部
１１１，１５１ 延伸部
１２０〜１２２ 連結棒（第１連結棒群）
１２３〜１２５ 連結棒（第２連結棒群）
１３０〜１３９ 接続部
１４０，１４１ バネ（先端付勢部材）
１４２ 先端部材