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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】
(24)【登録日】2022-11-21
(45)【発行日】2022-11-30
(54)【発明の名称】循環機構、移動体及び移送機構
(51)【国際特許分類】
B62D 57/024 20060101AFI20221122BHJP
B62D 55/247 20060101ALI20221122BHJP
F22B 37/02 20060101ALN20221122BHJP
【ＦＩ】
B62D57/024 L
B62D55/247
F22B37/02 F
【請求項の数】
10
(21)【出願番号】P 2018163587
(22)【出願日】2018-08-31
(65)【公開番号】P2020032978
(43)【公開日】2020-03-05
【審査請求日】2021-07-16
(73)【特許権者】
【識別番号】504157024
【氏名又は名称】国立大学法人東北大学
(73)【特許権者】
【識別番号】000002107
【氏名又は名称】住友重機械工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100090033
【弁理士】
【氏名又は名称】荒船 博司
(74)【代理人】
【識別番号】100093045
【弁理士】
【氏名又は名称】荒船 良男
(72)【発明者】
【氏名】多田隈 建二郎
(72)【発明者】
【氏名】林 聡輔
(72)【発明者】
【氏名】田所 諭
(72)【発明者】
【氏名】大野 和則
(72)【発明者】
【氏名】岡田 佳都
(72)【発明者】
【氏名】長井 弘明
【審査官】諸星 圭祐
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１４－０６９７８７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１６－５１５０１６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１４－０８３９８５（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許第０４７１５６６８（ＵＳ，Ａ）
【文献】特開２０２０－０３２８６５（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１１／００４５７１６（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ６２Ｄ ５７／０２４
Ｂ６２Ｄ ５５／２４７
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
内膜と外膜とによる二層構造の柔剛切り替え式膨縮パッドにより対象物を捕捉する捕捉部を備え、前記対象物と前記捕捉部との間で相対的な移動動作を付与すると共に、
前記内膜と前記外膜との間に粉体が封入され、前記内膜と前記外膜との間と前記内膜の内側とにそれぞれ流体の流入と排出が可能である循環機構。
【請求項2】
前記内膜と前記外膜は、いずれも、可撓性材料からなる請求項１に記載の循環機構。
【請求項3】
前記柔剛切り替え式膨縮パッドを複数備える請求項１又は請求項２に記載の循環機構。
【請求項4】
前記柔剛切り替え式膨縮パッドの剛性の柔モードと剛モードとを切り替える制御を行う制御部を備える請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の循環機構。
【請求項5】
前記柔剛切り替え式膨縮パッドの剛性を切り替える駆動部を備え、前記制御部は、前記駆動部を制御して、所定の条件に応じて前記柔剛切り替え式膨縮パッドの柔モードと剛モードとを切り替える制御を行う請求項４に記載の循環機構。
【請求項6】
前記制御部は、前記柔剛切り替え式膨縮パッドの柔モードと剛モードとを含む複数のモードを順番に切り替える制御を行う請求項４又は請求項５に記載の循環機構。
【請求項7】
前記柔剛切り替え式膨縮パッドの柔モードと剛モードとを含む複数のモードを切り替える複段シリンジ機構を備える請求項６に記載の循環機構。
【請求項8】
請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の循環機構を備える移動体。
【請求項9】
前記循環機構を前記対象物側に押し付ける押しつけ力付与機構を備える請求項８に記載の移動体。
【請求項10】
請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の循環機構を備える移送機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、循環機構、移動体及び移送機構に関する。
【背景技術】
【0002】
循環機構は、対象物と当該循環機構との間で相対的な移動動作を付与する機構であり、この性質を利用して、移動面に対して移動力を発生させる移動体や、対象物を移送させる移送機構に利用されている。
【0003】
そして、このような循環機構を備える移動体は、通常の路面とは異なる、より走行が困難な環境での移動の要請がある。
例えば、運転に伴い摩耗による減肉や破損、燃え殻の付着による隆起等が生じる火力発電用ボイラの火炉内壁の検査において、火炉内壁の移動に使用が検討されている。
例えば、運転に伴い摩耗による減肉や破損、燃え殻の付着による隆起等が生じる火力発電用ボイラの火炉内壁の検査において、火炉内壁の移動に使用が検討されている。
【0004】
火炉内壁の検査は、定期的に行う必要性があるが、人手を用いて検査する場合には、足場を組み、内壁全体を検査する必要があることから、コストや作業負担が大きくなる。このため、近年は、このような検査には、いわゆるドローンのような無人航空機の使用が提案されている（例えば、非特許文献１～３参照）。
また、永久磁石を用いて火炉内壁に吸着しながら過度な着脱力を必要としない移動体であるＩＢＭ(Internally Balanced Magnetic Unit)クローラ式吸着移動ロボットシステムが提案されている（例えば、非特許文献４参照）。
また、永久磁石を用いて火炉内壁に吸着しながら過度な着脱力を必要としない移動体であるＩＢＭ(Internally Balanced Magnetic Unit)クローラ式吸着移動ロボットシステムが提案されている（例えば、非特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0005】
【文献】Janosch Nikolic、“A UAV system for inspection af industrial facilities”inAerospace Conference、IEEE、２０１３年、ｐ．1-8
【文献】Shinya Kita、“The proposal of swarm type wall climbing robot system”Anchor Climber”the design and examination of adhering mobile unit” in Intelligent Robots and Systems, 2005.(IROS 2005). 2005 IEEE/RSJ International Conference on、IEEE、２０１３年、ｐ．475-480
【文献】Akio Yamamoto. Takumi Nakashima、Toshiro Higuchi、“Wall climbing mechanisms using clectrostatic attraction generated by flexible electrodes”in Micro Nano Mechatronics and Human Science, 2007. MHS'07. International Symposium on、IEEE、２００７年、ｐ．389-394
【文献】小澤将生、多田隈建二郎、岡田佳都、田所諭、“内部力補償型磁気吸着クローラ機構”第18回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会、２０１７年、ｐ．1078-1080
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、非特許文献１～３に示すドローンのような無人航空機は、質量の大きなセンサを用いた高精度の網羅的点検が困難であった。
一方、非特許文献４に示すクローラ式吸着移動ロボットシステムは、火炉内壁のように、凹凸を有する壁面に対して循環機構であるクローラが密着状態を維持することが難しく、壁面を移動することが困難であった。
一方、非特許文献４に示すクローラ式吸着移動ロボットシステムは、火炉内壁のように、凹凸を有する壁面に対して循環機構であるクローラが密着状態を維持することが難しく、壁面を移動することが困難であった。
【0007】
本発明の目的は、凹凸を有する対象物に対して相対的な移動動作を付与する循環機構、移動体及び移送機構を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明に係る循環機構は、内膜と外膜とによる二層構造の柔剛切り替え式膨縮パッドにより対象物を捕捉する捕捉部を備え、前記対象物を前記捕捉部により相対的な移動動作を付与すると共に、
前記内膜と前記外膜との間に粉体が封入され、前記内膜と前記外膜との間と前記内膜の内側とにそれぞれ流体の流入と排出が可能である構成である。
前記内膜と前記外膜との間に粉体が封入され、前記内膜と前記外膜との間と前記内膜の内側とにそれぞれ流体の流入と排出が可能である構成である。
【0009】
本発明に係る移動体は、上記循環機構を備える構成である。
【0010】
本発明に係る移送機構は、上記循環機構を備える構成である。
【発明の効果】
【0011】
本発明によれば、凹凸を有する対象物に対して相対的な移動動作を良好に付与する循環機構、移動体及び移送機構を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】発明の実施形態である無限軌道型の移動体としてのクローラ機構の概略構成図である。
【図3】クローラ機構１が有する循環機構の斜視図である。
【図4】循環機構の側面図である。
【図8】移動力付与機構を押し付け力付与機構として機能させる例を示すクローラ機構の概略構成図である。
【図9】制御部の他の例を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
［発明の実施形態の概略］
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１は無限軌道型の移動体としてのクローラ機構１の概略構成図、図２は図１におけるＶ－Ｖ線に沿った断面図、図３はクローラ機構１が有する循環機構１０の斜視図、図４は循環機構１０の側面図である。図４における矢印Ｆは循環機構１０の進行方向を示している。
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１は無限軌道型の移動体としてのクローラ機構１の概略構成図、図２は図１におけるＶ－Ｖ線に沿った断面図、図３はクローラ機構１が有する循環機構１０の斜視図、図４は循環機構１０の側面図である。図４における矢印Ｆは循環機構１０の進行方向を示している。
【0014】
クローラ機構１は、図示しないセンサ等の検査装置を搭載し、火炉内壁Ｗに沿って移動を行いながら当該火炉内壁Ｗの状態を検査する作業用ロボットとして機能する。
このクローラ機構１は、対象物としての火炉内壁Ｗに沿って移動を行う循環機構１０と、循環機構１０の火炉内壁Ｗに沿った移動動作を付与する移動力付与機構１００とを備えている。
このクローラ機構１は、対象物としての火炉内壁Ｗに沿って移動を行う循環機構１０と、循環機構１０の火炉内壁Ｗに沿った移動動作を付与する移動力付与機構１００とを備えている。
【0015】
［循環機構］
循環機構１０は、柔剛切り替え式膨縮パッド２０（以下、膨縮パッド２０とする）によって対象物としての火炉内壁Ｗを捕捉する捕捉部３０を備える複数の膨縮ユニット４０と、複数の膨縮ユニット４０をチェーン１２で連結した履帯１４と、履帯１４を循環運動可能に保持するスプロケット１６と、後述する捕捉部３０の操作ロッド５６（図７（Ａ）～図７（Ｃ）参照）を操作するカムプレート１８とを備える。
さらに、循環機構１０は、スプロケット１６を回転自在に支持し、かつ、カムプレート１８を固定的に支持する装置フレーム１９とを備える。
循環機構１０は、柔剛切り替え式膨縮パッド２０（以下、膨縮パッド２０とする）によって対象物としての火炉内壁Ｗを捕捉する捕捉部３０を備える複数の膨縮ユニット４０と、複数の膨縮ユニット４０をチェーン１２で連結した履帯１４と、履帯１４を循環運動可能に保持するスプロケット１６と、後述する捕捉部３０の操作ロッド５６（図７（Ａ）～図７（Ｃ）参照）を操作するカムプレート１８とを備える。
さらに、循環機構１０は、スプロケット１６を回転自在に支持し、かつ、カムプレート１８を固定的に支持する装置フレーム１９とを備える。
【0016】
クローラ機構１を備える循環機構１０は、履帯１４を構成する膨縮ユニット４０の柔剛切り替え式膨縮パッド２０が履帯１４の搬送によって循環移動を行う際に、対象物である火炉内壁Ｗを捕捉することで、凹凸のある火炉内壁Ｗに対して姿勢を崩すことなく履帯１４を密着させ、高いホールド性で良好な壁面移動を実現する。
かかるクローラ機構１の各部について詳細に説明する。
かかるクローラ機構１の各部について詳細に説明する。
【0017】
［履帯］
履帯１４は、複数の膨縮ユニット４０を左右一対のチェーン１２によって無端環状に連結して構成される。
膨縮ユニット４０は、履帯１４の幅方向に長い略直方体形状を有し、複数の膨縮ユニット４０の長手方向の両端が左右２つのチェーン１２にそれぞれ接続されている。なお、本実施形態において、左右とは、走行面に平行でかつ履帯１４の推進方向に直交する方向と定義する。
複数の膨縮ユニット４０は、チェーン１２の長手方向に等間隔に接続され、また、各膨縮ユニット４０は、膨縮パッド２０が履帯１４の外周側に向けて突出するように保持し、操作ロッド５６を内周側に向けて接続されている。
履帯１４は、複数の膨縮ユニット４０を左右一対のチェーン１２によって無端環状に連結して構成される。
膨縮ユニット４０は、履帯１４の幅方向に長い略直方体形状を有し、複数の膨縮ユニット４０の長手方向の両端が左右２つのチェーン１２にそれぞれ接続されている。なお、本実施形態において、左右とは、走行面に平行でかつ履帯１４の推進方向に直交する方向と定義する。
複数の膨縮ユニット４０は、チェーン１２の長手方向に等間隔に接続され、また、各膨縮ユニット４０は、膨縮パッド２０が履帯１４の外周側に向けて突出するように保持し、操作ロッド５６を内周側に向けて接続されている。
【0018】
［膨縮ユニット］
膨縮ユニット４０は、左右方向に並んだ三つの捕捉部３０を備えている。なお、捕捉部３０の数は、三つに限定されず、一つ又は複数であれば良い。
各捕捉部３０は、膨縮パッド２０と、当該膨縮パッド２０の剛性を切り替える複段シリンジ機構５０とを備えている。
膨縮ユニット４０は、左右方向に並んだ三つの捕捉部３０を備えている。なお、捕捉部３０の数は、三つに限定されず、一つ又は複数であれば良い。
各捕捉部３０は、膨縮パッド２０と、当該膨縮パッド２０の剛性を切り替える複段シリンジ機構５０とを備えている。
【0019】
［膨縮パッド］
図５（Ａ）～図５（Ｄ）は変化する膨縮パッド２０の四つの態様を変化の順番で示した断面図である。
膨縮パッド２０は、後述した参考文献[1],[2]に示す粉体ジャミング転移を利用したグリッパの技術を応用している。また、この膨縮パッド２０は、参考文献[4]～[6]のグリッパ、袋構造を応用したものである。
この膨縮パッド２０は、内膜２１と外膜２２による二層構造となっており、内膜２１と外膜２２の隙間空間には粉体２３が封入されている。また、内膜２１と外膜２２は、保持部材２４により保持されている。
図５（Ａ）～図５（Ｄ）は変化する膨縮パッド２０の四つの態様を変化の順番で示した断面図である。
膨縮パッド２０は、後述した参考文献[1],[2]に示す粉体ジャミング転移を利用したグリッパの技術を応用している。また、この膨縮パッド２０は、参考文献[4]～[6]のグリッパ、袋構造を応用したものである。
この膨縮パッド２０は、内膜２１と外膜２２による二層構造となっており、内膜２１と外膜２２の隙間空間には粉体２３が封入されている。また、内膜２１と外膜２２は、保持部材２４により保持されている。
【0020】
内膜２１は、膨縮可能な可撓性材料からなる袋状の部材であり、気密性又は水密性を備えている。そして、内膜２１は、保持部材２４により内部空間が密閉された状態で保持されている。
外膜２２は、膨縮可能な可撓性材料からなる袋状の部材であり、気密性又は水密性を備え、内膜２１を内包している。そして、外膜２２は、保持部材２４により内部空間（厳密には、外膜２２と内膜２１の隙間空間）が密閉された状態で保持されている。
また、内膜２１及び外膜２２は、膨張状態で図示のように半球状となる。なお、膨張時の形状については、半球状に限定されず、円錐状、角錐状、半長球状、円柱状、その他のように、一方に膨出した形状であれば良い。
なお、内膜２１及び外膜２２は、前述した履帯１４の外周側に向けて膨出するように膨縮ユニット４０が支持されている。
外膜２２は、膨縮可能な可撓性材料からなる袋状の部材であり、気密性又は水密性を備え、内膜２１を内包している。そして、外膜２２は、保持部材２４により内部空間（厳密には、外膜２２と内膜２１の隙間空間）が密閉された状態で保持されている。
また、内膜２１及び外膜２２は、膨張状態で図示のように半球状となる。なお、膨張時の形状については、半球状に限定されず、円錐状、角錐状、半長球状、円柱状、その他のように、一方に膨出した形状であれば良い。
なお、内膜２１及び外膜２２は、前述した履帯１４の外周側に向けて膨出するように膨縮ユニット４０が支持されている。
【0021】
粉体２３は、内膜２１の外面と外膜２２の内面との間の隙間空間において、内膜２１の外面全体に行き渡るように敷き詰められている。
この粉体２３は、強磁性体からなる磁石粉末が利用されている。前述したように、循環機構１０は、火炉内壁Ｗに沿って移動することを目的としており、火炉内壁Ｗは鉛直上下方向に沿った複数の鉄製の金属パイプを左右に並べて連接した壁面構造からなる。
従って、粉体２３を磁石粉末とすることにより、循環機構１０の移動時に、各膨縮パッド２０が磁力によって当該循環機構１０を火炉内壁Ｗ側に押し付ける押しつけ力付与機構として機能することとなる。
なお、粉体２３を磁石粉末とする替わりに、前述した内膜２１又は外膜２２のいずれか一方又は両方を、可撓性を有するマグネットシートで構成してもよい。
或いは、内膜２１の内側面に複数のマグネットを敷き詰めるように設けてもよい。
また、他の押しつけ力付与機構を備える場合には、粉体２３は、磁石粉末ではなくとも良い。但し、粉体２３は、粉体ジャミング転移を実現するためには、先鋭形であること、粒形・サイズが均一でないこと等が望ましい。粉体２３の材料としては、セラミックを挙げることが出来るが、他の材料でも良い。
この粉体２３は、強磁性体からなる磁石粉末が利用されている。前述したように、循環機構１０は、火炉内壁Ｗに沿って移動することを目的としており、火炉内壁Ｗは鉛直上下方向に沿った複数の鉄製の金属パイプを左右に並べて連接した壁面構造からなる。
従って、粉体２３を磁石粉末とすることにより、循環機構１０の移動時に、各膨縮パッド２０が磁力によって当該循環機構１０を火炉内壁Ｗ側に押し付ける押しつけ力付与機構として機能することとなる。
なお、粉体２３を磁石粉末とする替わりに、前述した内膜２１又は外膜２２のいずれか一方又は両方を、可撓性を有するマグネットシートで構成してもよい。
或いは、内膜２１の内側面に複数のマグネットを敷き詰めるように設けてもよい。
また、他の押しつけ力付与機構を備える場合には、粉体２３は、磁石粉末ではなくとも良い。但し、粉体２３は、粉体ジャミング転移を実現するためには、先鋭形であること、粒形・サイズが均一でないこと等が望ましい。粉体２３の材料としては、セラミックを挙げることが出来るが、他の材料でも良い。
【0022】
また、保持部材２４は、内膜２１の内部空間に対する作動流体の流入・排出が行われる第一の入出口２４１と、内膜２１の外面と外膜２２の内面との間の隙間空間に対する作動流体の流入・排出が行われる第二の入出口２４２とが形成されている。
なお、上記作動流体は気体、液体いずれでも良いが、本実施形態ではエアー（大気）を例示する。
なお、上記作動流体は気体、液体いずれでも良いが、本実施形態ではエアー（大気）を例示する。
【0023】
そして、上記粉体２３が、粉体ジャミング転移の対象となる。粉体は、粉体を構成する個々の粒子間に気体や液体等の流体が入り込んで粉体の密度が低い状態では液体のような高い流動性を生じる状態となり、流体が除去されて粒子間が密になって粉体の密度が一定以上となると、固体のように剛性を有する状態となる。粉体のこれらの切り替わり現象を粉体ジャミング転移という。
従って、内膜２１と外膜２２の間の隙間空間内の粉体２３中に流体が適度に存在した状態では、内膜２１及び外膜２２は、その可撓性により自在に膨縮し変形する。そして、内膜２１と外膜２２の間の隙間空間内の粉体２３中から流体が除去されると、粉体２３に剛性が生じ、内膜２１及び外膜２２は流体が除去される直前の形状で固められる。
従って、内膜２１と外膜２２の間の隙間空間内の粉体２３中に流体が適度に存在した状態では、内膜２１及び外膜２２は、その可撓性により自在に膨縮し変形する。そして、内膜２１と外膜２２の間の隙間空間内の粉体２３中から流体が除去されると、粉体２３に剛性が生じ、内膜２１及び外膜２２は流体が除去される直前の形状で固められる。
【0024】
膨縮パッド２０は、図５（Ａ）～図５（Ｄ）に示すように、四つのモードを段階的に実行することで粉体ジャミング転移を発生させる。図６（Ａ）は図５（Ｃ）におけるＺ部分の拡大図、図６（Ｂ）は図５（Ｂ）におけるＺ部分の拡大図である。
まず、図５（Ａ）に示すように、内膜２１と外膜２２の隙間空間内には適度にエアーを供給した状態であり、内膜２１の内部空間にもエアーを供給する膨張モードとする。これにより、粉体２３の密度は低下し、内膜２１及び外膜２２は変形が容易な状態となる。そして、内膜２１の内部空間へのエアー供給により、例えば、膨縮パッド２０がその時に当接している火炉内壁Ｗの形状に合致する形状で外側に膨らんだ状態となる。
まず、図５（Ａ）に示すように、内膜２１と外膜２２の隙間空間内には適度にエアーを供給した状態であり、内膜２１の内部空間にもエアーを供給する膨張モードとする。これにより、粉体２３の密度は低下し、内膜２１及び外膜２２は変形が容易な状態となる。そして、内膜２１の内部空間へのエアー供給により、例えば、膨縮パッド２０がその時に当接している火炉内壁Ｗの形状に合致する形状で外側に膨らんだ状態となる。
【0025】
次に、図５（Ｂ）に示すように、内膜２１と外膜２２の隙間空間内のエアーが排気される剛モードとする。これにより、図６（Ｂ）に示すように、粉体２３の密度が上昇し、内膜２１及び外膜２２がその時に当接している火炉内壁Ｗの形状に合致する形状を維持したまま固くなり、膨縮パッド２０は高い剛性を示す状態となる。
【0026】
【0027】
次に、図５（Ｄ）に示すように、内膜２１の内部空間内のエアーが排気される収縮モードとする。これにより、膨縮パッド２０全体が収縮した状態となる。
【0028】
火炉内壁Ｗに沿って移動を行う場合に、上記四つのモードを適正なタイミングで順番に切り替えることで、良好な走行を実現する。
つまり、膨縮パッド２０が火炉内壁Ｗに接する際に膨張モードとすることで、凹凸の多い火炉内壁Ｗの壁面形状に応じて膨縮パッド２０の内膜２１及び外膜２２が変形する。
そして、剛モードに切り替わると、膨縮パッド２０は火炉内壁Ｗの壁面形状に倣った形状で固くなる。これにより、対象物としての火炉内壁Ｗは、膨縮パッド２０に密着された状態で捕捉される。そして、履帯１４が膨縮ユニット４０を搬送すると、当該搬送方向とは逆方向に循環機構１０の移動が行われる。そして、膨縮パッド２０は火炉内壁Ｗの壁面形状に倣って変形硬化しているので、火炉内壁Ｗを強固に捕捉することができ、循環機構１０の良好な移動が実現される。
そして、膨縮パッド２０が火炉内壁Ｗから離れる際に柔モードに切り替えられ、火炉内壁Ｗに密着した状態から容易に離隔状態に移行する。
さらに、膨縮パッド２０は収縮モードに切り替えられることで収縮し、再び、火炉内壁Ｗに接する際にその形状に倣って膨らませることが出来る状態で待機する。
つまり、膨縮パッド２０が火炉内壁Ｗに接する際に膨張モードとすることで、凹凸の多い火炉内壁Ｗの壁面形状に応じて膨縮パッド２０の内膜２１及び外膜２２が変形する。
そして、剛モードに切り替わると、膨縮パッド２０は火炉内壁Ｗの壁面形状に倣った形状で固くなる。これにより、対象物としての火炉内壁Ｗは、膨縮パッド２０に密着された状態で捕捉される。そして、履帯１４が膨縮ユニット４０を搬送すると、当該搬送方向とは逆方向に循環機構１０の移動が行われる。そして、膨縮パッド２０は火炉内壁Ｗの壁面形状に倣って変形硬化しているので、火炉内壁Ｗを強固に捕捉することができ、循環機構１０の良好な移動が実現される。
そして、膨縮パッド２０が火炉内壁Ｗから離れる際に柔モードに切り替えられ、火炉内壁Ｗに密着した状態から容易に離隔状態に移行する。
さらに、膨縮パッド２０は収縮モードに切り替えられることで収縮し、再び、火炉内壁Ｗに接する際にその形状に倣って膨らませることが出来る状態で待機する。
【0029】
なお、内膜２１と外膜２２の隙間空間は、隔壁により複数のエリアに分割することで、粉体２３の偏りを防ぐ構造としても良い。その場合、隔壁は、エアー等の作動流体を通し、粉体は通過しにくい材質又は構造とすることが望ましい。
また、図２に示すように、膨縮ユニット４０は、左右方向に膨縮パッド２０が三つ並んだ状態で配置されるが、三つの膨縮パッド２０の内膜２１と三つの膨縮パッド２０の外膜２２とを、それぞれ一枚のシートから形成しても良い。その場合、二枚のシートから形成される三つの膨縮パッド２０は、内膜２１と外膜２２の隙間空間は作動流体が個別に入出されるように三つに仕切っても良い。
また、三つの膨縮パッド２０のそれぞれの隙間空間に対して一括的に作動流体が入出されるように、作動流体の流通を許容する構造としても良い。
また、図２に示すように、膨縮ユニット４０は、左右方向に膨縮パッド２０が三つ並んだ状態で配置されるが、三つの膨縮パッド２０の内膜２１と三つの膨縮パッド２０の外膜２２とを、それぞれ一枚のシートから形成しても良い。その場合、二枚のシートから形成される三つの膨縮パッド２０は、内膜２１と外膜２２の隙間空間は作動流体が個別に入出されるように三つに仕切っても良い。
また、三つの膨縮パッド２０のそれぞれの隙間空間に対して一括的に作動流体が入出されるように、作動流体の流通を許容する構造としても良い。
【0030】
［複段シリンジ機構］
図７（Ａ）～図７（Ｃ）は複段シリンジ機構５０の断面図であって、膨縮パッド２０に対する作動圧の供給動作を示している。
この複段シリンジ機構５０は膨縮パッド２０と同数設けられ、それぞれが一対一で膨縮パッド２０に接続されているが、左右に並んだ三つの膨縮パッド２０に対して一つの複段シリンジ機構５０で作動圧を供給する構成としても良い。
図７（Ａ）～図７（Ｃ）は複段シリンジ機構５０の断面図であって、膨縮パッド２０に対する作動圧の供給動作を示している。
この複段シリンジ機構５０は膨縮パッド２０と同数設けられ、それぞれが一対一で膨縮パッド２０に接続されているが、左右に並んだ三つの膨縮パッド２０に対して一つの複段シリンジ機構５０で作動圧を供給する構成としても良い。
【0031】
複段シリンジ機構５０は、作動流体であるエアーの排出・吸入を行うメインシリンジ５１及びサブシリンジ５２と、サブシリンジ５２内のピストン５３と、サブシリンジ５２内でピストン５３を片側に加圧する弾性体としての加圧ばね５４とを備えている。
【0032】
メインシリンジ５１は、円筒状であって、一端部が広く開口し、他端部が閉塞すると共に流路を介して膨縮パッド２０の保持部材２４の第一の入出口２４１に接続されている。
サブシリンジ５２は、円筒状であって、両端部が閉塞すると共に片側の端部は流路を介して膨縮パッド２０の保持部材２４の第二の入出口２４２に接続されている。
そして、サブシリンジ５２は、その外径がメインシリンジ５１の内径に略一致し、当該サブシリンジ５２をメインシリンジ５１に挿入してピストンとして機能させることが出来る。
サブシリンジ５２は、円筒状であって、両端部が閉塞すると共に片側の端部は流路を介して膨縮パッド２０の保持部材２４の第二の入出口２４２に接続されている。
そして、サブシリンジ５２は、その外径がメインシリンジ５１の内径に略一致し、当該サブシリンジ５２をメインシリンジ５１に挿入してピストンとして機能させることが出来る。
【0033】
サブシリンジ５２は、メインシリンジ５１の開放側の端部から挿入され、挿入深度方向に沿った移動によりメインシリンジ５１内のエアーの排出・吸入を行うことができる。以下、サブシリンジ５２がメインシリンジ５１の閉塞端面５１１側に移動する方向を押し込み方向Ｓとし、サブシリンジ５２がメインシリンジ５１の開放端部側に移動する方向を引っ張り方向Ｐとする。
メインシリンジ５１は、サブシリンジ５２が押し込み方向Ｓに向かって移動すると、内部のエアーが排出され、サブシリンジ５２が引っ張り方向Ｐに向かって移動すると、内部にエアーを吸引する。
なお、サブシリンジ５２の外周面とメインシリンジ５１の内周面との間にはＯリング５１２が介挿され、これらの相互間は高いシール性が確保されている。
メインシリンジ５１は、サブシリンジ５２が押し込み方向Ｓに向かって移動すると、内部のエアーが排出され、サブシリンジ５２が引っ張り方向Ｐに向かって移動すると、内部にエアーを吸引する。
なお、サブシリンジ５２の外周面とメインシリンジ５１の内周面との間にはＯリング５１２が介挿され、これらの相互間は高いシール性が確保されている。
【0034】
また、メインシリンジ５１の閉塞端面５１１には、サブシリンジ５２の押し込み方向Ｓへの最大押し込み位置を調節するストッパー５５が設けられている。このストッパー５５は、ネジ式であり、回転操作によりその先端部の押し込み方向Ｓにおける位置が変動する。サブシリンジ５２は、メインシリンジ５１内で押し込み方向Ｓに移動すると、ストッパー５５の先端に当接し、それ以上の押し込み方向Ｓへの移動が制止される。
この構造により、ストッパー５５はメインシリンジ５１からの作動流体の排出量を調節することができる。
また、複段シリンジ機構５０は、ストッパー５５にサブシリンジ５２が当接すると、ピストン５３の移動が開始される構造のため、ストッパー５５の回転操作により、メインシリンジ５１からの作動流体の排出とサブシリンジ５２による作動流体の吸引の切り替えタイミングを調節することができる。
この構造により、ストッパー５５はメインシリンジ５１からの作動流体の排出量を調節することができる。
また、複段シリンジ機構５０は、ストッパー５５にサブシリンジ５２が当接すると、ピストン５３の移動が開始される構造のため、ストッパー５５の回転操作により、メインシリンジ５１からの作動流体の排出とサブシリンジ５２による作動流体の吸引の切り替えタイミングを調節することができる。
【0035】
ピストン５３は、その外径がサブシリンジ５２の内径に略一致し、当該サブシリンジ５２内において、前述したサブシリンジ５２の移動方向に対して平行に移動して、サブシリンジ５２内のエアーの排出・吸入を行うことができる。
サブシリンジ５２の引っ張り方向Ｐ側の閉塞端面５２１には、内部のピストン５３に連結された操作ロッド５６を通す挿通孔５２２が形成されている。
サブシリンジ５２の引っ張り方向Ｐ側の閉塞端面５２１には、内部のピストン５３に連結された操作ロッド５６を通す挿通孔５２２が形成されている。
【0036】
なお、ピストン５３の外周面とサブシリンジ５２の内周面との間にはＯリング５２３が介挿され、これらの相互間は高いシール性が確保されている。
また、同様に、ピストン５３に連結された操作ロッド５６の外周面とサブシリンジ５２の挿通孔５２２の内周面との間にもＯリング５２４が介挿され、これらの相互間も高いシール性が確保されている。
また、同様に、ピストン５３に連結された操作ロッド５６の外周面とサブシリンジ５２の挿通孔５２２の内周面との間にもＯリング５２４が介挿され、これらの相互間も高いシール性が確保されている。
【0037】
サブシリンジ５２の内部は、ピストン５３により二分されており、当該ピストン５３の引っ張り方向Ｐ側（サブシリンジ５２における吸引方向）の内部空間が前述した膨縮パッド２０の保持部材２４の第二の入出口２４２に接続されている。
そして、サブシリンジ５２は、当該サブシリンジ５２に対してピストン５３が押し込み方向Ｓに向かって移動すると、内部にエアーを吸引し、ピストン５３が引っ張り方向Ｐに向かって移動すると、外部にエアーを排出する。
つまり、サブシリンジ５２が排出を行う移動方向及び吸引を行う移動方向とピストン５３が排出を行う移動方向及び吸引を行う移動方向は、互いに逆向きとなっている。
そして、サブシリンジ５２は、当該サブシリンジ５２に対してピストン５３が押し込み方向Ｓに向かって移動すると、内部にエアーを吸引し、ピストン５３が引っ張り方向Ｐに向かって移動すると、外部にエアーを排出する。
つまり、サブシリンジ５２が排出を行う移動方向及び吸引を行う移動方向とピストン５３が排出を行う移動方向及び吸引を行う移動方向は、互いに逆向きとなっている。
【0038】
サブシリンジ５２内には、ピストン５３を引っ張り方向Ｐ側に加圧する加圧ばね５４が設けられている。この加圧ばね５４は、一端部がピストン５３に、他端部がサブシリンジ５２に連結された圧縮ばねである。
この加圧ばね５４は、サブシリンジ５２内でピストン５３を引っ張り方向Ｐ側に押圧する機能と、ピストン５３を介して操作ロッド５６から入力される押し込み方向Ｓ側への押圧力を当該サブシリンジ５２に伝達する機能とを有している。
この加圧ばね５４は、サブシリンジ５２内でピストン５３を引っ張り方向Ｐ側に押圧する機能と、ピストン５３を介して操作ロッド５６から入力される押し込み方向Ｓ側への押圧力を当該サブシリンジ５２に伝達する機能とを有している。
【0039】
上記加圧ばね５４のバネ定数をｋ、操作ロッド５６を押し込み方向Ｓ側に押し込むときに入力する力をＦ、図７（Ａ）の状態で加圧ばね５４がピストン５３を引っ張り方向Ｐ側に押圧する力をＦ１とすると、次式(1)及び(2)が成立する。
0≦Ｆ≦Ｆ１ …(1) 但し、ｄ＝0、ｋ＝0
0≦Ｆ１≦Ｆ …(2) 但し、ｄ≠0、ｋ＝定数
0≦Ｆ≦Ｆ１ …(1) 但し、ｄ＝0、ｋ＝0
0≦Ｆ１≦Ｆ …(2) 但し、ｄ≠0、ｋ＝定数
【0040】
上記複段シリンジ機構５０は、当初は、図７（Ａ）に示す状態、即ち、メインシリンジ５１に対してサブシリンジ５２が最大限に引っ張り方向Ｐ側に位置し、サブシリンジ５２に対してピストン５３が最大限に引っ張り方向Ｐ側に位置する状態にあるとする。
そして、初期押圧力Ｆ１よりも小さい力Ｆで操作ロッド５６が押し込み方向Ｓ側に押し込まれると、図７（Ｂ）に示すように、ピストン５３とサブシリンジ５２とは相対的な位置関係を維持したままの状態でサブシリンジ５２がストッパー５５によって制止される位置まで押し込み方向Ｓ側に押し込まれる。
この過程において、メインシリンジ５１からはエアーが排出され、メインシリンジ５１に接続された膨縮パッド２０の内膜２１の内部空間にエアーが供給されて膨張モードとなる（図５（Ａ）参照）。
そして、初期押圧力Ｆ１よりも小さい力Ｆで操作ロッド５６が押し込み方向Ｓ側に押し込まれると、図７（Ｂ）に示すように、ピストン５３とサブシリンジ５２とは相対的な位置関係を維持したままの状態でサブシリンジ５２がストッパー５５によって制止される位置まで押し込み方向Ｓ側に押し込まれる。
この過程において、メインシリンジ５１からはエアーが排出され、メインシリンジ５１に接続された膨縮パッド２０の内膜２１の内部空間にエアーが供給されて膨張モードとなる（図５（Ａ）参照）。
【0041】
そして、図７（Ｂ）の状態から、さらに、初期押圧力Ｆ１よりも大きな力Ｆで操作ロッド５６が押し込み方向Ｓ側に押し込まれると、加圧ばね５４が収縮しながらサブシリンジ５２に対してピストン５３が押し込み方向Ｓ側に移動を開始する。
そして、図７（Ｃ）に示すように、ピストン５３とサブシリンジ５２内で押し込み方向Ｓ側の端部近傍まで押し込まれる。
この過程において、サブシリンジ５２内にエアーが吸引され、サブシリンジ５２に接続された膨縮パッド２０の内膜２１と外膜２２との隙間空間内のエアーが排気されて剛モードとなる（図５（Ｂ）参照）。
そして、図７（Ｃ）に示すように、ピストン５３とサブシリンジ５２内で押し込み方向Ｓ側の端部近傍まで押し込まれる。
この過程において、サブシリンジ５２内にエアーが吸引され、サブシリンジ５２に接続された膨縮パッド２０の内膜２１と外膜２２との隙間空間内のエアーが排気されて剛モードとなる（図５（Ｂ）参照）。
【0042】
そして、図７（Ｃ）の状態から、操作ロッド５６を引っ張り方向Ｐ側に引っ張ると、サブシリンジ５２に対してピストン５３が引っ張り方向Ｐ側に移動を開始する。このとき、サブシリンジ５２は、加圧ばね５４により、押し込み方向Ｓ側に押圧されているので、メインシリンジ５１に対して移動が行われない。
そして、図７（Ｂ）に示すように、サブシリンジ５２内でピストン５３が引っ張り方向Ｐ側の端部近傍まで移動する。
この過程において、サブシリンジ５２内のエアーが排出され、サブシリンジ５２に接続された膨縮パッド２０の内膜２１と外膜２２との隙間空間内にエアーが供給されて柔モードとなる（図５（Ｃ）参照）。
そして、図７（Ｂ）に示すように、サブシリンジ５２内でピストン５３が引っ張り方向Ｐ側の端部近傍まで移動する。
この過程において、サブシリンジ５２内のエアーが排出され、サブシリンジ５２に接続された膨縮パッド２０の内膜２１と外膜２２との隙間空間内にエアーが供給されて柔モードとなる（図５（Ｃ）参照）。
【0043】
そして、図７（Ｂ）に示す状態から、さらに、操作ロッド５６が引っ張り方向Ｐ側に引っ張られると、図７（Ａ）に示すように、ピストン５３とサブシリンジ５２とは相対的な位置関係を維持したままの状態でサブシリンジ５２がメインシリンジ５１における引っ張り方向Ｐ側の端部まで移動する。
この過程において、メインシリンジ５１内にエアーが吸引され、メインシリンジ５１に接続された膨縮パッド２０の内膜２１の内部空間内のエアーが排出されて収縮モードとなる（図５（Ｄ）参照）。
この過程において、メインシリンジ５１内にエアーが吸引され、メインシリンジ５１に接続された膨縮パッド２０の内膜２１の内部空間内のエアーが排出されて収縮モードとなる（図５（Ｄ）参照）。
【0044】
このように、複段シリンジ機構５０は、操作ロッド５６及びピストン５３が１ストローク分の往復動作を行うことにより、二つの異なる対象に対して、流体の供給と回収とを各対象ごとに個別に行うことができる。
また、二つの異なる対象に対して二つのシリンジ機構を用いる場合に比べて、装置の小型化及び軽量化を実現することが可能となる。
また、二つの異なる対象に対して二つのシリンジ機構を用いる場合に比べて、装置の小型化及び軽量化を実現することが可能となる。
【0045】
ここで、上記捕捉部３０の膨縮パッド２０の内膜２１と外膜２２との隙間空間とサブシリンジ５２との間に圧力計を設け、複段シリンジ機構５０の操作ロッド５６に往復動作を入力して、膨縮パッド２０の膨張モード、剛モード、柔モード、収縮モードを順番に切り替えたときの、膨縮パッド２０の内膜２１と外膜２２との隙間空間とサブシリンジ５２との間の圧力変化の計測を行ったときの計測結果を示す。
【0046】
まず、膨張モードに到る手前の段階、即ち、膨縮パッド２０の内膜２１の内部空間にエーが供給されて、膨縮パッド２０が半球状に膨らみつつも、まだ、最大圧力に達していない状態では（図７（Ａ）から図７（Ｂ）に到る途中の状態）、内膜２１と外膜２２との隙間空間の内部圧力は、初期圧力である0.1[kPa]であった。
そして、図７（Ｂ）に示す、サブシリンジ５２がメインシリンジ５１の押し込み方向Ｓ側に最大限に押し込まれた状態（膨張モード）でも、内膜２１と外膜２２との隙間空間の内部圧力は、0.11[kPa]に保たれていた。
そして、図７（Ｃ）に示す、ピストン５３がサブシリンジ５２内で押し込み方向Ｓ側に最大限に押し込まれた状態（剛モード）では、内膜２１と外膜２２との隙間空間の内部圧力は、-2.11[kPa]まで減圧された。
次いで、図７（Ｂ）に示すように、ピストン５３がサブシリンジ５２内で引っ張り方向Ｐ側の端部まで操作ロッド５６が戻されると、内膜２１と外膜２２との隙間空間の内部圧力は、3.31[kPa]まで上昇した。
その後、図７（Ｂ）から図７（Ａ）に到る途中のサブシリンジ５２が引っ張り方向Ｐ側に最大限移動する手前の状態では、内膜２１と外膜２２との隙間空間の内部圧力は、初期圧力である0.11[kPa]まで低下した。
さらに、図７（Ａ）に示すように、サブシリンジ５２が引っ張り方向Ｐ側に最大限移動したが、内膜２１と外膜２２との隙間空間の内部圧力は、初期圧力である0.11[kPa]がそのまま維持された。
そして、図７（Ｂ）に示す、サブシリンジ５２がメインシリンジ５１の押し込み方向Ｓ側に最大限に押し込まれた状態（膨張モード）でも、内膜２１と外膜２２との隙間空間の内部圧力は、0.11[kPa]に保たれていた。
そして、図７（Ｃ）に示す、ピストン５３がサブシリンジ５２内で押し込み方向Ｓ側に最大限に押し込まれた状態（剛モード）では、内膜２１と外膜２２との隙間空間の内部圧力は、-2.11[kPa]まで減圧された。
次いで、図７（Ｂ）に示すように、ピストン５３がサブシリンジ５２内で引っ張り方向Ｐ側の端部まで操作ロッド５６が戻されると、内膜２１と外膜２２との隙間空間の内部圧力は、3.31[kPa]まで上昇した。
その後、図７（Ｂ）から図７（Ａ）に到る途中のサブシリンジ５２が引っ張り方向Ｐ側に最大限移動する手前の状態では、内膜２１と外膜２２との隙間空間の内部圧力は、初期圧力である0.11[kPa]まで低下した。
さらに、図７（Ａ）に示すように、サブシリンジ５２が引っ張り方向Ｐ側に最大限移動したが、内膜２１と外膜２２との隙間空間の内部圧力は、初期圧力である0.11[kPa]がそのまま維持された。
【0047】
このように、複段シリンジ機構５０は、膨縮パッド２０を四つのモードに切り替える際の操作ロッド５６及びピストン５３の１ストローク分の往復移動動作の過程で、膨縮パッド２０をそれぞれのモードに適した作動圧で内膜２１と外膜２２との隙間空間に対してエアーの供給及び回収を行っていることが計測により示された。
【0048】
なお、上述した複段シリンジ機構５０は、流体により作動圧を供給すべき二つの対象に対して加圧と減圧を個別に行う他のあらゆる用途にも使用することができる。
【0049】
また、複段シリンジ機構５０は、操作ロッド５６の一往復で、加圧－減圧－加圧―減圧のサイクルを実行する構成を例示したが、これに限定されず、例えば、加圧－加圧－減圧―減圧のサイクルを実行する構成としても良い。
【0050】
また、加圧ばね５４のバネ圧を調整して、上記四つのサイクルの内の二つずつのサイクルが同時に進行する構成としても良い。
また、複段シリンジ機構５０は、メインシリンジ５１の内側にサブシリンジ５２が入り、その内側にピストン５３が入る構成だが、サブシリンジの内側に入る別のサブシリンジを新たに設ける等によりシリンジ数を増やして段数を増やすことで、操作ロッド５６の一往復で、より多くのサイクルを実行する構成としても良い。
また、複段シリンジ機構５０は、メインシリンジ５１の内側にサブシリンジ５２が入り、その内側にピストン５３が入る構成だが、サブシリンジの内側に入る別のサブシリンジを新たに設ける等によりシリンジ数を増やして段数を増やすことで、操作ロッド５６の一往復で、より多くのサイクルを実行する構成としても良い。
【0051】
［スプロケット］
スプロケット１６は、スプロケット軸１７を介して装置フレーム１９に回転自在に支持されている。スプロケット１６は、左右方向に沿って配設されたスプロケット軸１７の両端部にそれぞれ設けられている。また、スプロケット軸１７は、循環機構１０の進行方向の前側端部と後側端部とにそれぞれ設けられている。
本実施形態のクローラ機構１は、循環機構１０の外側に設けられた移動力付与機構１００によって推進力を得る構成となっているが、循環機構１０内部に駆動源を設け、スプロケット軸１７を介して各スプロケット１６の回転駆動を行う構成としても良い。
スプロケット１６は、スプロケット軸１７を介して装置フレーム１９に回転自在に支持されている。スプロケット１６は、左右方向に沿って配設されたスプロケット軸１７の両端部にそれぞれ設けられている。また、スプロケット軸１７は、循環機構１０の進行方向の前側端部と後側端部とにそれぞれ設けられている。
本実施形態のクローラ機構１は、循環機構１０の外側に設けられた移動力付与機構１００によって推進力を得る構成となっているが、循環機構１０内部に駆動源を設け、スプロケット軸１７を介して各スプロケット１６の回転駆動を行う構成としても良い。
【0052】
［カムプレート］
膨縮ユニット４０の捕捉部３０は、複段シリンジ機構５０を備え、当該複段シリンジ機構５０の操作ロッド５６に１ストローク分の往復動作を入力することにより、捕捉部３０の膨縮パッド２０を膨張モード、剛モード、柔モード、収縮モードに切り替えることが可能である。
そして、循環機構１０が火炉内壁Ｗを移動する際、各膨縮ユニット４０の捕捉部３０の膨縮パッド２０が適正なタイミングで上記各モード切替を行うように操作ロッド５６を操作することで、火炉内壁Ｗの凹凸に対応して循環機構１０を火炉内壁Ｗから離脱させることなく安定的に移動し続けることができる。
本実施形態のクローラ機構１は、操作ロッド５６を介して各膨縮パッド２０の四つのモードを切り替える制御を行う制御部として、循環機構１０の移動に合わせて他の動力なしに上記制御を行うカムプレート１８を備えている。
なお、このカムプレート１８は、参考文献[3]に示すカム機構を応用したものである。
膨縮ユニット４０の捕捉部３０は、複段シリンジ機構５０を備え、当該複段シリンジ機構５０の操作ロッド５６に１ストローク分の往復動作を入力することにより、捕捉部３０の膨縮パッド２０を膨張モード、剛モード、柔モード、収縮モードに切り替えることが可能である。
そして、循環機構１０が火炉内壁Ｗを移動する際、各膨縮ユニット４０の捕捉部３０の膨縮パッド２０が適正なタイミングで上記各モード切替を行うように操作ロッド５６を操作することで、火炉内壁Ｗの凹凸に対応して循環機構１０を火炉内壁Ｗから離脱させることなく安定的に移動し続けることができる。
本実施形態のクローラ機構１は、操作ロッド５６を介して各膨縮パッド２０の四つのモードを切り替える制御を行う制御部として、循環機構１０の移動に合わせて他の動力なしに上記制御を行うカムプレート１８を備えている。
なお、このカムプレート１８は、参考文献[3]に示すカム機構を応用したものである。
【0053】
カムプレート１８は、循環機構１０の各膨縮ユニット４０が、循環機構１０の片面側（火炉内壁Ｗとの対向側）を通過する場合であって、循環機構１０の進行方向前側のスプロケット１６からチェーン１２が離れる位置を通過する前後のタイミング（火炉内壁Ｗに接するタイミング）で、各膨縮パッド２０を膨張モードと剛モードとに順番に切り替える。
また、各膨縮ユニット４０が、循環機構１０の片面側（火炉内壁Ｗとの対向側）を通過する場合であって、循環機構１０の進行方向後側のスプロケット１６にチェーン１２が差し掛かる位置を通過する前後のタイミング（火炉内壁Ｗから離れるタイミング）で、各膨縮パッド２０を柔モードと収縮モードとに順番に切り替える。
また、各膨縮ユニット４０が、循環機構１０の片面側（火炉内壁Ｗとの対向側）を通過する場合であって、循環機構１０の進行方向後側のスプロケット１６にチェーン１２が差し掛かる位置を通過する前後のタイミング（火炉内壁Ｗから離れるタイミング）で、各膨縮パッド２０を柔モードと収縮モードとに順番に切り替える。
【0054】
前述した捕捉部３０の複段シリンジ機構５０の操作ロッド５６は、外部に突出した先端部にカムの従節となるコロ５６１が回転可能に装備されている。
カムプレート１８は、各捕捉部３０の操作ロッド５６に設けられたコロ５６１を通過させると共に操作ロッド５６に進退移動をさせるようにコロ５６１を誘導するカム溝１８１が形成されている。
カムプレート１８は、各捕捉部３０の操作ロッド５６に設けられたコロ５６１を通過させると共に操作ロッド５６に進退移動をさせるようにコロ５６１を誘導するカム溝１８１が形成されている。
【0055】
図４に示すように、カムプレート１８のカム溝１８１は、各捕捉部３０の操作ロッド５６がその往復移動方向について位置変化を生じない第一区間Ｋ１、変化を生じる第二区間Ｋ２、変化を生じない第三区間Ｋ３、変化を生じる第四区間Ｋ４、変化を生じない第五区間Ｋ５が循環移動方向に順番に連なるように形成されている。
【0056】
上記第一区間Ｋ１は、各膨縮ユニット４０の捕捉部３０が、循環機構１０の火炉内壁Ｗとの対向側であって、進行方向前側のスプロケット１６からチェーン１２が離れる位置よりも幾分上流側を通過する際に、操作ロッド５６のコロ５６１が通過する区間である。
この第一区間Ｋ１は、カム溝の形状がスプロケット軸１７を中心とする円弧状であり、当該第一区間Ｋ１内を通過している間、スプロケット軸１７の周囲を周回移動するコロ５６１は、操作ロッド５６の往復移動方向について位置変化を生じない。
また、この第一区間Ｋ１を通過しているときの操作ロッド５６の往復移動方向におけるコロ５６１の位置は、操作ロッド５６をその往復移動範囲内の最も引っ張り方向Ｐ側にする位置（図７（Ａ）の位置）となっている。
この第一区間Ｋ１は、カム溝の形状がスプロケット軸１７を中心とする円弧状であり、当該第一区間Ｋ１内を通過している間、スプロケット軸１７の周囲を周回移動するコロ５６１は、操作ロッド５６の往復移動方向について位置変化を生じない。
また、この第一区間Ｋ１を通過しているときの操作ロッド５６の往復移動方向におけるコロ５６１の位置は、操作ロッド５６をその往復移動範囲内の最も引っ張り方向Ｐ側にする位置（図７（Ａ）の位置）となっている。
【0057】
上記第二区間Ｋ２は、第一区間Ｋ１の下流側に連なっている。そして、第二区間Ｋ２は、各膨縮ユニット４０の捕捉部３０が、循環機構１０の火炉内壁Ｗとの対向側であって、進行方向前側のスプロケット１６からチェーン１２が離れる位置を含むその前後を通過する際に、操作ロッド５６のコロ５６１が通過する区間である。
この第二区間Ｋ２は、カム溝の形状が循環機構１０の進行方向に対して傾斜しており、当該第二区間Ｋ２内を通過している間、コロ５６１は、火炉内壁Ｗ側に徐々に接近する方向に移動して、操作ロッド５６を押し込み方向Ｓ側に移動させる。第二区間Ｋ２の全域をコロ５６１が通過するまでに、操作ロッド５６を押し込み方向Ｓ側に移動する移動量は、ピストン５３が最も押し込み方向Ｓ側に達する移動量である。つまり、コロ５６１が第二区間Ｋ２を通過することにより、複段シリンジ機構５０が、収縮モードであった膨縮パッド２０（図７（Ａ）の状態）を膨張モード（図７（Ｂ）の状態）を経て剛モード（図７（Ｃ）の状態）にまで切り替えることができる。
この第二区間Ｋ２は、カム溝の形状が循環機構１０の進行方向に対して傾斜しており、当該第二区間Ｋ２内を通過している間、コロ５６１は、火炉内壁Ｗ側に徐々に接近する方向に移動して、操作ロッド５６を押し込み方向Ｓ側に移動させる。第二区間Ｋ２の全域をコロ５６１が通過するまでに、操作ロッド５６を押し込み方向Ｓ側に移動する移動量は、ピストン５３が最も押し込み方向Ｓ側に達する移動量である。つまり、コロ５６１が第二区間Ｋ２を通過することにより、複段シリンジ機構５０が、収縮モードであった膨縮パッド２０（図７（Ａ）の状態）を膨張モード（図７（Ｂ）の状態）を経て剛モード（図７（Ｃ）の状態）にまで切り替えることができる。
【0058】
上記第三区間Ｋ３は、第二区間Ｋ２の下流側に連なっている。そして、第三区間Ｋ３は、各膨縮ユニット４０の捕捉部３０が、循環機構１０の火炉内壁Ｗとの対向側であって、進行方向前側のスプロケット１６からチェーン１２が離れる位置を通過してから進行方向後側のスプロケット１６にチェーン１２が差し掛かる位置より幾分手前の位置に到達するまでの間、操作ロッド５６のコロ５６１が通過する区間である。
この第三区間Ｋ３は、カム溝１８１の形状が循環機構１０の進行方向に平行であり、当該第三区間Ｋ３内を通過している間、コロ５６１は位置変化を生じないので、ピストン５３が最も押し込み方向Ｓ側に位置した状態を維持し、膨縮パッド２０は剛モード（図７（Ｃ）の状態）を維持し続ける。
この第三区間Ｋ３は、カム溝１８１の形状が循環機構１０の進行方向に平行であり、当該第三区間Ｋ３内を通過している間、コロ５６１は位置変化を生じないので、ピストン５３が最も押し込み方向Ｓ側に位置した状態を維持し、膨縮パッド２０は剛モード（図７（Ｃ）の状態）を維持し続ける。
【0059】
上記第四区間Ｋ４は、第三区間Ｋ３の下流側に連なっている。そして、第四区間Ｋ４は、各膨縮ユニット４０の捕捉部３０が、循環機構１０の火炉内壁Ｗとの対向側であって、進行方向後側のスプロケット１６にチェーン１２が差し掛かる位置を含むその前後を通過する際に、操作ロッド５６のコロ５６１が通過する区間である。
この第四区間Ｋ４は、カム溝１８１の形状が循環機構１０の進行方向に対して傾斜しており、当該第四区間Ｋ４内を通過している間、コロ５６１は、火炉内壁Ｗ側から徐々に離隔する方向に移動して、操作ロッド５６を引っ張り方向Ｐ側に移動させる。第四区間Ｋ４の全域をコロ５６１が通過するまでに、操作ロッド５６を引っ張り方向Ｐ側に移動する移動量は、ピストン５３が最も引っ張り方向Ｐ側に達する移動量である。つまり、コロ５６１が第四区間Ｋ４を通過することにより、複段シリンジ機構５０が、剛モード（図７（Ｃ）の状態）であった膨縮パッド２０を柔モード（図７（Ｂ）の状態）を経て収縮モード（図７（Ａ）の状態）にまで切り替えることができる。
この第四区間Ｋ４は、カム溝１８１の形状が循環機構１０の進行方向に対して傾斜しており、当該第四区間Ｋ４内を通過している間、コロ５６１は、火炉内壁Ｗ側から徐々に離隔する方向に移動して、操作ロッド５６を引っ張り方向Ｐ側に移動させる。第四区間Ｋ４の全域をコロ５６１が通過するまでに、操作ロッド５６を引っ張り方向Ｐ側に移動する移動量は、ピストン５３が最も引っ張り方向Ｐ側に達する移動量である。つまり、コロ５６１が第四区間Ｋ４を通過することにより、複段シリンジ機構５０が、剛モード（図７（Ｃ）の状態）であった膨縮パッド２０を柔モード（図７（Ｂ）の状態）を経て収縮モード（図７（Ａ）の状態）にまで切り替えることができる。
【0060】
上記第五区間Ｋ５は、第四区間Ｋ４の下流側に連なっている。第五区間Ｋ５は、各膨縮ユニット４０の捕捉部３０が、循環機構１０の火炉内壁Ｗとの対向側であって、進行方向後側のスプロケット１６にチェーン１２が差し掛かる位置よりも幾分下流側を通過する際に、操作ロッド５６のコロ５６１が通過する区間である。
この第五区間Ｋ５は、カム溝の形状がスプロケット軸１７を中心とする円弧状であり、当該第五区間Ｋ５内を通過している間、スプロケット軸１７の周囲を周回移動するコロ５６１は、操作ロッド５６の往復移動方向について位置変化を生じない。
また、この第五区間Ｋ５を通過しているときの操作ロッド５６の往復移動方向におけるコロ５６１の位置は、操作ロッド５６をその往復移動範囲内の最も引っ張り方向Ｐ側にする位置（図７（Ａ）の位置）となっている。
つまり、各膨縮ユニット４０の捕捉部３０は、操作ロッド５６を最も引っ張り方向Ｐ側の位置（収縮モード）でカムプレート１８のカム溝１８１から排出され、チェーン１２によって周回して、再び、カムプレート１８のカム溝１８１の第一区間Ｋ１に到達するまで、その状態を維持する。
この第五区間Ｋ５は、カム溝の形状がスプロケット軸１７を中心とする円弧状であり、当該第五区間Ｋ５内を通過している間、スプロケット軸１７の周囲を周回移動するコロ５６１は、操作ロッド５６の往復移動方向について位置変化を生じない。
また、この第五区間Ｋ５を通過しているときの操作ロッド５６の往復移動方向におけるコロ５６１の位置は、操作ロッド５６をその往復移動範囲内の最も引っ張り方向Ｐ側にする位置（図７（Ａ）の位置）となっている。
つまり、各膨縮ユニット４０の捕捉部３０は、操作ロッド５６を最も引っ張り方向Ｐ側の位置（収縮モード）でカムプレート１８のカム溝１８１から排出され、チェーン１２によって周回して、再び、カムプレート１８のカム溝１８１の第一区間Ｋ１に到達するまで、その状態を維持する。
【0061】
なお、各膨縮ユニット４０において捕捉部３０は左右方向に三つ並んで設けられている。
従って、カムプレート１８を各捕捉部３０に対応して三つ並べて設けても良いが、左右に三つ並んだ捕捉部３０のそれぞれの操作ロッド５６を連結して、一つの操作ロッド５６のコロ５６１のみがカムプレート１８のカム溝１８１に係合し、他の二つの操作ロッド５６は、これに連動させる構成としても良い。
従って、カムプレート１８を各捕捉部３０に対応して三つ並べて設けても良いが、左右に三つ並んだ捕捉部３０のそれぞれの操作ロッド５６を連結して、一つの操作ロッド５６のコロ５６１のみがカムプレート１８のカム溝１８１に係合し、他の二つの操作ロッド５６は、これに連動させる構成としても良い。
【0062】
［移動力付与機構］
移動力付与機構１００は、図１に示すように、循環機構１０の前端部に一端部が連結されたワイヤー１０３の他端部を巻き取るドラム１０１と、火炉の天井に設けられた滑車１０２と、図示しないドラム１０１の巻き取り駆動源からなるウィンチである。
ワイヤー１０３は、上方の滑車１０２を介してドラム１０１で巻き取られ、循環機構１０を上方に向かって牽引する。
従って、循環機構１０は、火炉内壁Ｗに沿って上方に移動する移動力が付与される。
移動力付与機構１００は、図１に示すように、循環機構１０の前端部に一端部が連結されたワイヤー１０３の他端部を巻き取るドラム１０１と、火炉の天井に設けられた滑車１０２と、図示しないドラム１０１の巻き取り駆動源からなるウィンチである。
ワイヤー１０３は、上方の滑車１０２を介してドラム１０１で巻き取られ、循環機構１０を上方に向かって牽引する。
従って、循環機構１０は、火炉内壁Ｗに沿って上方に移動する移動力が付与される。
【0063】
［クローラ機構の動作］
図１に示すように、クローラ機構１の循環機構１０は、火炉内壁Ｗに対して片面側が接するように移動力付与機構１００により吊下される。
そして、ワイヤー１０３を介して循環機構１０の牽引が行われると、履帯１４に沿って並んだ膨縮ユニット４０がチェーン１２に沿って周回移動を開始する。
そして、周回移動によって火炉内壁Ｗに接近した膨縮ユニット４０の捕捉部３０では、膨縮パッド２０が磁力を有するので、火炉内壁Ｗに対して吸着力が生じ、循環機構１０が火炉内壁Ｗ側に押し付けられた状態となる。
さらに、当該捕捉部３０の操作ロッド５６のコロ５６１がカムプレート１８のカム溝１８１に侵入し、第一区間Ｋ１を経て第二区間Ｋ２に沿って移動する。
これにより、捕捉部３０では、複段シリンジ機構５０が操作され、膨縮パッド２０は、収縮モードから膨張モード、剛モードに順番に移行する。
図１に示すように、クローラ機構１の循環機構１０は、火炉内壁Ｗに対して片面側が接するように移動力付与機構１００により吊下される。
そして、ワイヤー１０３を介して循環機構１０の牽引が行われると、履帯１４に沿って並んだ膨縮ユニット４０がチェーン１２に沿って周回移動を開始する。
そして、周回移動によって火炉内壁Ｗに接近した膨縮ユニット４０の捕捉部３０では、膨縮パッド２０が磁力を有するので、火炉内壁Ｗに対して吸着力が生じ、循環機構１０が火炉内壁Ｗ側に押し付けられた状態となる。
さらに、当該捕捉部３０の操作ロッド５６のコロ５６１がカムプレート１８のカム溝１８１に侵入し、第一区間Ｋ１を経て第二区間Ｋ２に沿って移動する。
これにより、捕捉部３０では、複段シリンジ機構５０が操作され、膨縮パッド２０は、収縮モードから膨張モード、剛モードに順番に移行する。
【0064】
火炉内壁Ｗは、前述したように、上下方向に沿った鉄製のパイプが連接する構造のため、火炉内壁Ｗの断面は、図２に示すように、左右方向に一定の間隔で溝Ｗ１が生じて凹凸が連続した形状となっている。これに加えて、摩耗による減肉や破損、燃え殻の付着による隆起等、不規則な凹凸も数多く存在している。
【0065】
火炉内壁Ｗの上記の凹凸に対して、捕捉部３０の膨縮パッド２０が、火炉内壁Ｗに接触を開始するタイミングで収縮モードから膨張モードに移行することで、膨縮パッド２０は凹凸形状に応じて膨張する。そして、剛モードに移行することで、膨縮パッド２０は火炉内壁Ｗの凹凸形状に合致した形状で剛性が高められる。その結果、捕捉部３０は膨縮パッド２０の形状が火炉内壁Ｗの表面になじみ、当該火炉内壁Ｗを強固に捕捉することができる。
【0066】
そして、膨縮ユニット４０がチェーン１２に沿って周回し、操作ロッド５６のコロ５６１はカム溝１８１の第三区間Ｋ３を通過している間は、膨縮パッド２０の剛モードを維持する。
さらに、膨縮ユニット４０が、火炉内壁Ｗから離隔する位置に近づくと、操作ロッド５６のコロ５６１はカム溝１８１の第四区間Ｋ４と第五区間Ｋ５を順番に通過する。
これにより、捕捉部３０では、膨縮パッド２０が柔モード、収縮モードに順番に移行する。従って、膨縮パッド２０は、剛性が低下して変形し易くなり、収縮する。
そして、膨縮パッド２０は、火炉内壁Ｗから離れ、再び、火炉内壁に接近するまで収縮状態を維持する
さらに、膨縮ユニット４０が、火炉内壁Ｗから離隔する位置に近づくと、操作ロッド５６のコロ５６１はカム溝１８１の第四区間Ｋ４と第五区間Ｋ５を順番に通過する。
これにより、捕捉部３０では、膨縮パッド２０が柔モード、収縮モードに順番に移行する。従って、膨縮パッド２０は、剛性が低下して変形し易くなり、収縮する。
そして、膨縮パッド２０は、火炉内壁Ｗから離れ、再び、火炉内壁に接近するまで収縮状態を維持する
【0067】
循環機構１０では、火炉内壁Ｗの凹凸に拘わらず、履帯１４の各膨縮パッド２０が柔軟に変形し、変形後の形状を維持して進行するので、火炉内壁Ｗの凹凸に機体が大きく振動したり傾いたりすることが抑制され、安定した走行が行われる。そして、安定走行状態で機体に搭載された検査装置により火炉内壁Ｗに対する検査を行うことができる。
【0068】
［発明の実施形態の技術的効果］
クローラ機構１の循環機構１０は、膨縮パッド２０により火炉内壁Ｗを捕捉する捕捉部３０を備え、移動力付与機構１００により火炉内壁Ｗと捕捉部３０との間で相対的な移動動作が付与されて移動を行う。
このため、膨縮パッド２０が火炉内壁Ｗの凹凸形状に応じて変形し、火炉内壁Ｗを適正に捕捉して、火炉内壁Ｗと捕捉部３０との間で相対的な移動動作を良好に行うことが可能となる。
また、膨縮パッド２０により、火炉内壁Ｗに対する接触する表面積が大きくなり、凹凸の壁面に対してなじみ性が向上する。
さらに、膨縮パッド２０は変形後、剛性を高めることができるので、対象物である火炉内壁Ｗに対する摩擦力が向上し、捕捉能力を向上させることが可能となる。
これらによって、循環機構１０によるより安定的な移動を行うことが可能となる。
クローラ機構１の循環機構１０は、膨縮パッド２０により火炉内壁Ｗを捕捉する捕捉部３０を備え、移動力付与機構１００により火炉内壁Ｗと捕捉部３０との間で相対的な移動動作が付与されて移動を行う。
このため、膨縮パッド２０が火炉内壁Ｗの凹凸形状に応じて変形し、火炉内壁Ｗを適正に捕捉して、火炉内壁Ｗと捕捉部３０との間で相対的な移動動作を良好に行うことが可能となる。
また、膨縮パッド２０により、火炉内壁Ｗに対する接触する表面積が大きくなり、凹凸の壁面に対してなじみ性が向上する。
さらに、膨縮パッド２０は変形後、剛性を高めることができるので、対象物である火炉内壁Ｗに対する摩擦力が向上し、捕捉能力を向上させることが可能となる。
これらによって、循環機構１０によるより安定的な移動を行うことが可能となる。
【0069】
また、循環機構１０は、膨縮パッド２０を複数備えているので、幅方向に複数備える場合には、幅全体に渡って火炉内壁Ｗを適正に捕捉して、火炉内壁Ｗと捕捉部３０との間で相対的な移動動作を良好に行うことが可能となる。
また、膨縮パッド２０を循環方向に沿って複数備える場合には、循環動作中、連続的に火炉内壁Ｗを適正に捕捉して、火炉内壁Ｗと捕捉部３０との間で相対的な移動動作を継続的に良好に行うことが可能となる。
また、膨縮パッド２０を循環方向に沿って複数備える場合には、循環動作中、連続的に火炉内壁Ｗを適正に捕捉して、火炉内壁Ｗと捕捉部３０との間で相対的な移動動作を継続的に良好に行うことが可能となる。
【0070】
また、循環機構１０は、膨縮パッド２０の剛性の柔モードと剛モードとを含む複数のモードを切り替える制御を行う制御部としてのカムプレート１８を備えているので、火炉内壁Ｗに対する移動動作において、適正なタイミングで膨縮パッド２０のモード切り替え制御を実現することが可能となる。
特に、制御部としてのカムプレート１８は、膨縮パッド２０の柔モードと剛モードとを含む複数のモードを順番に切り替える制御を行うので、膨縮パッド２０は細やかに状態変化を生じて、より適正に火炉内壁Ｗを捕捉することが可能となる。
特に、制御部としてのカムプレート１８は、膨縮パッド２０の柔モードと剛モードとを含む複数のモードを順番に切り替える制御を行うので、膨縮パッド２０は細やかに状態変化を生じて、より適正に火炉内壁Ｗを捕捉することが可能となる。
【0071】
また、循環機構１０は、複段シリンジ機構５０によって膨縮パッド２０の柔モードと剛モードとを含む複数のモードを切り替えるので、複段シリンジ機構５０の操作ロッドに対して、一ストローク分の往復動作を入力するだけで、三つ以上のモードを適正に実行することが可能となる。
従って、膨縮パッド２０の制御をより簡易に実現することが可能となる。また、シリンジ機構を二基以上設ける必要がなくなり、装置の小型化や軽量化を図ることが可能となる。
従って、膨縮パッド２０の制御をより簡易に実現することが可能となる。また、シリンジ機構を二基以上設ける必要がなくなり、装置の小型化や軽量化を図ることが可能となる。
【0072】
移動体としてのクローラ機構１は、上記循環機構１０を備えるので、火炉内壁Ｗのように凹凸が多く、凹凸が複雑な場所であっても、安定的に良好な移動動作を実現することが可能である。
また、循環機構１０を対象物側に押し付ける押しつけ力付与機構として膨縮パッド２０やその粉体２３が機能するので、循環機構１０を載置することができない向きの面に対しても、当該面に沿って適正に移動動作を行うことが可能となる。
また、循環機構１０を対象物側に押し付ける押しつけ力付与機構として膨縮パッド２０やその粉体２３が機能するので、循環機構１０を載置することができない向きの面に対しても、当該面に沿って適正に移動動作を行うことが可能となる。
【0073】
［押しつけ力付与機構の他の例］
循環機構を対象物としての火炉内壁Ｗ側に押し付ける押し付け力付与機構として、前述した循環機構１０では、膨縮パッド２０に磁石を利用する構成を例示したが、これに限定されない。
例えば、循環機構１０の片面側に負圧を発生させる負圧発生装置を設け、負圧により循環機構１０を火炉内壁Ｗ側に吸着させる構成としても良い。
循環機構を対象物としての火炉内壁Ｗ側に押し付ける押し付け力付与機構として、前述した循環機構１０では、膨縮パッド２０に磁石を利用する構成を例示したが、これに限定されない。
例えば、循環機構１０の片面側に負圧を発生させる負圧発生装置を設け、負圧により循環機構１０を火炉内壁Ｗ側に吸着させる構成としても良い。
【0074】
また、例えば、図８に示すように、前述した移動力付与機構１００の滑車１０２をより火炉内壁Ｗに近づける配置とすることにより、循環機構１０の片面を火炉内壁Ｗに圧接した状態とすることができる。
つまり、移動力付与機構１００を押し付け力付与機構としても機能させることが可能である。
つまり、移動力付与機構１００を押し付け力付与機構としても機能させることが可能である。
【0075】
［制御部の他の例］
上記実施形態では、制御部として、捕捉部３０の複段シリンジ機構５０を機械的に制御するカムプレート１８を例示したが、制御信号に基づいて電気的に捕捉部３０を制御しても良い。
図９は制御信号を用いた制御部の例を示す構成図である。
図示のように、この構成では、膨縮パッド２０が火炉内壁Ｗのような対象物に当接したことや膨縮パッド２０が対象物から離隔したことを検出するセンサ６２と、複段シリンジ機構５０の操作ロッド５６の入力動作を行う駆動部としてのアクチュエーター６１と、センサ６２の検出信号が示す所定の条件に基づいてアクチュエーター６１を制御し、膨縮パッド２０の各モード切替を実行する制御部としてのコントローラ６０とを備えている。
なお、循環機構１０では、膨縮パッド２０を複数備えているが、一つのコントローラ６０によって、複数の膨縮パッド２０のアクチュエーター６１を集中的に制御しても良いし、複数のコントローラ６０が各アクチュエーター６１の制御を行ってもよい。
上記実施形態では、制御部として、捕捉部３０の複段シリンジ機構５０を機械的に制御するカムプレート１８を例示したが、制御信号に基づいて電気的に捕捉部３０を制御しても良い。
図９は制御信号を用いた制御部の例を示す構成図である。
図示のように、この構成では、膨縮パッド２０が火炉内壁Ｗのような対象物に当接したことや膨縮パッド２０が対象物から離隔したことを検出するセンサ６２と、複段シリンジ機構５０の操作ロッド５６の入力動作を行う駆動部としてのアクチュエーター６１と、センサ６２の検出信号が示す所定の条件に基づいてアクチュエーター６１を制御し、膨縮パッド２０の各モード切替を実行する制御部としてのコントローラ６０とを備えている。
なお、循環機構１０では、膨縮パッド２０を複数備えているが、一つのコントローラ６０によって、複数の膨縮パッド２０のアクチュエーター６１を集中的に制御しても良いし、複数のコントローラ６０が各アクチュエーター６１の制御を行ってもよい。
【0076】
センサは、例えば、膨縮パッド２０の内膜２１の内側空間内に設けられ、当該内側空間の内部圧力を検出する圧力センサとしても良い。圧力上昇から膨縮パッド２０が火炉内壁Ｗに当接したことを検出し、圧力低下から膨縮パッド２０が火炉内壁Ｗから離隔したことを検出する。
また、センサは、膨縮パッド２０又はその周辺の部材の歪みを検出する歪みゲージ等のセンサとしても良い。歪みゲージは異なる場所に複数設けてもよい。各歪みゲージの検出する歪みの大小から膨縮パッド２０が火炉内壁Ｗに当接したことや膨縮パッド２０が火炉内壁Ｗから離隔したことを検出する。
また、センサは、膨縮パッド２０又はその周辺の部材の歪みを検出する歪みゲージ等のセンサとしても良い。歪みゲージは異なる場所に複数設けてもよい。各歪みゲージの検出する歪みの大小から膨縮パッド２０が火炉内壁Ｗに当接したことや膨縮パッド２０が火炉内壁Ｗから離隔したことを検出する。
【0077】
アクチュエーターは、操作ロッド５６をその操作方向に沿って任意に或いは複数の位置に移動させることが可能なものが使用される。
例えば、直動式のアクチュエーターであるボイスコイルモーター、リニアモーター、ソレノイド等が挙げられる。また、回転式のアクチュエーターであるモーターと回転動作を直動動作に変換する変換機構（ピニオン－ラック機構、ボールネジ機構）とを組み合わせても良い。
例えば、直動式のアクチュエーターであるボイスコイルモーター、リニアモーター、ソレノイド等が挙げられる。また、回転式のアクチュエーターであるモーターと回転動作を直動動作に変換する変換機構（ピニオン－ラック機構、ボールネジ機構）とを組み合わせても良い。
【0078】
コントローラ６０は、ＣＰＵ等を内蔵したコンピューターである。
このコントローラ６０は、センサの検出信号から、膨縮パッド２０の火炉内壁Ｗへの当接や膨縮パッド２０の火炉内壁Ｗからの離隔の発生を判定する。
膨縮パッド２０の火炉内壁Ｗへの当接を検出した場合には、コントローラ６０は、アクチュエーター６１が複段シリンジ機構５０の操作ロッド５６を押し込み方向Ｓに移動させるように制御して膨縮パッド２０を膨張モード、剛モードに順番に切り替える。
膨縮パッド２０の火炉内壁Ｗからの離隔を検出した場合には、コントローラ６０は、アクチュエーター６１が複段シリンジ機構５０の操作ロッド５６を引っ張り方向Ｐ側に移動させるように制御して膨縮パッド２０を柔モード、収縮モードに順番に切り替える。
このコントローラ６０は、センサの検出信号から、膨縮パッド２０の火炉内壁Ｗへの当接や膨縮パッド２０の火炉内壁Ｗからの離隔の発生を判定する。
膨縮パッド２０の火炉内壁Ｗへの当接を検出した場合には、コントローラ６０は、アクチュエーター６１が複段シリンジ機構５０の操作ロッド５６を押し込み方向Ｓに移動させるように制御して膨縮パッド２０を膨張モード、剛モードに順番に切り替える。
膨縮パッド２０の火炉内壁Ｗからの離隔を検出した場合には、コントローラ６０は、アクチュエーター６１が複段シリンジ機構５０の操作ロッド５６を引っ張り方向Ｐ側に移動させるように制御して膨縮パッド２０を柔モード、収縮モードに順番に切り替える。
【0079】
このように、電気信号を用いた制御部を使用した場合でも、循環機構１０を適正に動作させることが可能である。
【0080】
［循環機構による移送機構の利用］
上記実施形態では、循環機構１０が対象物である火炉内壁Ｗに沿って移動する移動体に使用する場合を例示したが、循環機構１０が、他の対象物を捕捉部３０により捕捉して、当該対象物を循環方向に沿って移送する移送機構に使用する構成としても良い。
例えば、図３に示す循環機構１０の片面（火炉内壁Ｗ側に向けられていた面）を上に向けた状態で各膨縮ユニット４０が循環移動可能な状態で土台などにより支持し、上に向けられた循環機構１０の片面上に移送すべき対象物を載置して、循環方向に向かって移送させるコンベア機構として使用しても良い。
上記実施形態では、循環機構１０が対象物である火炉内壁Ｗに沿って移動する移動体に使用する場合を例示したが、循環機構１０が、他の対象物を捕捉部３０により捕捉して、当該対象物を循環方向に沿って移送する移送機構に使用する構成としても良い。
例えば、図３に示す循環機構１０の片面（火炉内壁Ｗ側に向けられていた面）を上に向けた状態で各膨縮ユニット４０が循環移動可能な状態で土台などにより支持し、上に向けられた循環機構１０の片面上に移送すべき対象物を載置して、循環方向に向かって移送させるコンベア機構として使用しても良い。
【0081】
また、循環機構１０の各膨縮パッド２０を他の機械要素、例えば、歯車やホイールなどに係合させて、これらに回転力を付与する機構としても使用可能である。
【0082】
［その他］
上記実施形態に示す膨縮パッド２０は、粉体ジャミング現象を応用したものだが、これ限らず、例えば、参考文献[7]に示す対切創性ジャミング袋を膨縮パッド２０として利用しても良い。
上記実施形態に示す膨縮パッド２０は、粉体ジャミング現象を応用したものだが、これ限らず、例えば、参考文献[7]に示す対切創性ジャミング袋を膨縮パッド２０として利用しても良い。
【0083】
移動体としてのクローラ機構１は、火炉内壁Ｗのように上下方向に立設された壁面を移動する場合を例示したが、水平面や傾斜面、その他、オーバーハングとなる傾斜面を移動する構成としても良い。
また、膨縮パッド２０のサイズは、対象物の凹凸の大きさに合わせなくとも良い。例えば、対象物の凹凸よりも小さい膨縮パッド２０が変形して凹凸に対応する構成としても良いし、対象物の凹凸よりも大きい膨縮パッド２０が変形して凹凸に対応する構成としても良い。
また、膨縮パッド２０のサイズは、対象物の凹凸の大きさに合わせなくとも良い。例えば、対象物の凹凸よりも小さい膨縮パッド２０が変形して凹凸に対応する構成としても良いし、対象物の凹凸よりも大きい膨縮パッド２０が変形して凹凸に対応する構成としても良い。
【0084】
上記実施形態では、膨縮パッド２０の複数のモードを複段シリンジ機構５０によって切り替える構成を例示したがこれに限定されない。例えば、一つの膨縮パッド２０に対して、単シリンジからなるシリンジ機構を複数使用して、各モードの切り替えを行う構成としても良い。
また、膨縮パッド２０の複数の供給先に対して、流体の供給と排出が可能であればシリンジ機構でなくともよい。例えば、常に正圧状態の流体のタンクや正圧ポンプのような正圧源と、常に負圧を生じる排気ポンプやインジェクターのような負圧源とを、切り替えバルブを用いて、膨縮パッド２０の内膜２１の内部領域や内膜２１と外膜２２の隙間領域に対して切り替え接続するような構成としても良い。
また、膨縮パッド２０の複数の供給先に対して、流体の供給と排出が可能であればシリンジ機構でなくともよい。例えば、常に正圧状態の流体のタンクや正圧ポンプのような正圧源と、常に負圧を生じる排気ポンプやインジェクターのような負圧源とを、切り替えバルブを用いて、膨縮パッド２０の内膜２１の内部領域や内膜２１と外膜２２の隙間領域に対して切り替え接続するような構成としても良い。
【0085】
［参考文献］
[1]G. Bancon and B. Huber, Depression and grippers with their possible applications, 12th ISIR, Paris (1982), pp.321-329.
[2]Brown, Eric, et al. "Universal robotic gripper based on the jamming of granular material." Proceedings of the National Academy of Sciences 107.44 (2010): 18809-18814.
[3]Ge, Dingxin, et al. "Guide rail design for a passive suction cup based wall-climbing robot." Intelligent Robots and Systems (IROS), 2016 IEEE/RSJ International Conference on. IEEE, 2016.
[4]藤田政宏，高根英里，野村陽人，小松洋音，多田隈建二郎，昆陽雅司，田所諭．内体積可変メカニズムを有するトーラス袋状グリッパ機構-全方向なじみグリッパにおける大型対象物の把持性の向上-．第34回日本ロボット学会学術講演会，2G1-07RSJ, 2016.
[5]Hirose, Shigeo, and Yoji Umetani. "The development of soft gripper for the versatile robot hand." Mechanism and machine theory 13.3 (1978):351-359.
[6]多田隈建二郎,多田隈理一郎,勅使河原誠一,溝口義智,長谷川浩章,寺田一貴,高山俊男,小俣透,明愛国,下条誠.全方向包括式なじみグリッパ-基本概念の提案と機械モデルの第一次試作.第26回日本ロボット学会学術講演会予稿集,11-01,2008.
[7]科学技術振興機構，プレスリリース(2018)，「刃物のようにとがった物体でもつかめる柔軟ロボットハンドを開発」(参照2018-6-14)https://www.jst.go.jp/impact/sympo/trc6/images/trc6_doc3_1.pdf
[1]G. Bancon and B. Huber, Depression and grippers with their possible applications, 12th ISIR, Paris (1982), pp.321-329.
[2]Brown, Eric, et al. "Universal robotic gripper based on the jamming of granular material." Proceedings of the National Academy of Sciences 107.44 (2010): 18809-18814.
[3]Ge, Dingxin, et al. "Guide rail design for a passive suction cup based wall-climbing robot." Intelligent Robots and Systems (IROS), 2016 IEEE/RSJ International Conference on. IEEE, 2016.
[4]藤田政宏，高根英里，野村陽人，小松洋音，多田隈建二郎，昆陽雅司，田所諭．内体積可変メカニズムを有するトーラス袋状グリッパ機構-全方向なじみグリッパにおける大型対象物の把持性の向上-．第34回日本ロボット学会学術講演会，2G1-07RSJ, 2016.
[5]Hirose, Shigeo, and Yoji Umetani. "The development of soft gripper for the versatile robot hand." Mechanism and machine theory 13.3 (1978):351-359.
[6]多田隈建二郎,多田隈理一郎,勅使河原誠一,溝口義智,長谷川浩章,寺田一貴,高山俊男,小俣透,明愛国,下条誠.全方向包括式なじみグリッパ-基本概念の提案と機械モデルの第一次試作.第26回日本ロボット学会学術講演会予稿集,11-01,2008.
[7]科学技術振興機構，プレスリリース(2018)，「刃物のようにとがった物体でもつかめる柔軟ロボットハンドを開発」(参照2018-6-14)https://www.jst.go.jp/impact/sympo/trc6/images/trc6_doc3_1.pdf
【符号の説明】
【0086】
１ クローラ機構（移動体）
１０ 循環機構
１２ チェーン
１４ 履帯
１８ カムプレート（制御部）
１８１ カム溝
２０ 柔剛切り替え式膨縮パッド
２１ 内膜
２２ 外膜
２３ 粉体
２４ 保持部材
３０ 捕捉部
４０ 膨縮ユニット
５０ 複段シリンジ機構
５１ メインシリンジ
５２ サブシリンジ
５３ ピストン
５５ ストッパー
５６ 操作ロッド
５６１ コロ
６０ コントローラ（制御部）
１００ 移動力付与機構
１０３ ワイヤー
Ｐ 引っ張り方向
Ｓ 押し込み方向
Ｗ 火炉内壁（対象物）
１０ 循環機構
１２ チェーン
１４ 履帯
１８ カムプレート（制御部）
１８１ カム溝
２０ 柔剛切り替え式膨縮パッド
２１ 内膜
２２ 外膜
２３ 粉体
２４ 保持部材
３０ 捕捉部
４０ 膨縮ユニット
５０ 複段シリンジ機構
５１ メインシリンジ
５２ サブシリンジ
５３ ピストン
５５ ストッパー
５６ 操作ロッド
５６１ コロ
６０ コントローラ（制御部）
１００ 移動力付与機構
１０３ ワイヤー
Ｐ 引っ張り方向
Ｓ 押し込み方向
Ｗ 火炉内壁（対象物）
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】