特許 7596562 管内走行車両

(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】2024-11-29

(45)【発行日】2024-12-09

(54)【発明の名称】管内走行車両

(51)【国際特許分類】

   B61B 13/10 20060101AFI20241202BHJP

【ＦＩ】

B61B13/10

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2023567225

(86)(22)【出願日】2022-11-22

(86)【国際出願番号】 JP2022043183

(87)【国際公開番号】W WO2024111053

(87)【国際公開日】2024-05-30

【審査請求日】2023-11-01

(73)【特許権者】

【識別番号】591151808

【氏名又は名称】株式会社ＫＡＮＳＯテクノス

(73)【特許権者】

【識別番号】501054551

【氏名又は名称】株式会社ＮＪＳ

(74)【代理人】

【識別番号】100094569

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 伸一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100103610

【弁理士】

【氏名又は名称】▲吉▼田 和彦

(74)【代理人】

【識別番号】100109070

【弁理士】

【氏名又は名称】須田 洋之

(74)【代理人】

【識別番号】100098475

【弁理士】

【氏名又は名称】倉澤 伊知郎

(74)【代理人】

【識別番号】100130937

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100144451

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 博子

(74)【代理人】

【識別番号】100196221

【弁理士】

【氏名又は名称】上潟口 雅裕

(72)【発明者】

【氏名】柴田 卓詞

(72)【発明者】

【氏名】加島 清

(72)【発明者】

【氏名】谷上 雅人

(72)【発明者】

【氏名】稲垣 裕亮

(72)【発明者】

【氏名】池田 浩史

(72)【発明者】

【氏名】大友 良介

【審査官】志水 裕司

(56)【参考文献】

【文献】特開２００２－２１０４２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０５－１８５９６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－２４６９３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－３２３７０１（ＪＰ，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】

管の内部を走行する管内走行車両であって、
本体ケーシングと、
前記本体ケーシングの幅方向に沿って延びる車軸と、
前記車軸の両端部に設けられる車輪と、
磁界を生成する磁石であって、該磁界により該磁石と前記管との間に引力を作用させる磁石と、を備え、
前記磁石は、前記車軸の両端部に設けられた車輪の間に配置され、前記車軸を中心として揺動可能であり、
前記磁石を保持し、前記車軸に吊り下げられる吊下部材をさらに備え、
前記本体ケーシングは、上方に向かって凹設された凹部がその下部に形成され、
前記吊下部材は、前記凹部に配置され、
前記車軸は、前記凹部において前記吊下部材が揺動可能となるように、前記凹部を挿通している、管内走行車両。

【請求項2】

前記凹部は、前記車軸と直交する方向における端部が開放されている、請求項１に記載の管内走行車両。

【請求項3】

前記本体ケーシングは、第１本体ケーシング及び第２本体ケーシングを含み、
前記第１本体ケーシング及び前記第２本体ケーシングは、平面視で前記車軸と直交する方向に延びる第２軸に沿って並ぶように配置され、互いに対して該第２軸を中心として回転可能に構成され、
前記第１本体ケーシング及び前記第２本体ケーシングのそれぞれに形成された前記凹部に、前記吊下部材が揺動可能に配置されている、請求項２に記載の管内走行車両。

【請求項4】

前記車輪は、収容空間を形成する第１車輪ケーシングと、該第１車輪ケーシングの収容空間を覆う第２車輪ケーシングと、を有し、
前記収容空間は、モータの回転出力を減速して前記車輪に伝達する歯車を収容している、請求項１から３のいずれか一項に記載の管内走行車両。

【請求項5】

前記第２車輪ケーシングは、前記第１車輪ケーシングに対して回転するように構成され、
前記第１車輪ケーシング及び前記第２車輪ケーシングの少なくとも一方に、前記車輪の外部から前記収容空間への液体の侵入を抑制するブラシ体が配置されている、請求項４に記載の管内走行車両。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、管の内部を走行する管内走行車両に関する。

【背景技術】

【0002】

水力発電等に用いられる水圧鉄管の内部を検査する方法として、検査員が水圧鉄管内をロープアクセスにて移動しながら目視する方法が知られている。このような高所での検査は、検査員に危険が及ぶおそれがある。このため、近年では、検査員に代わり、遠隔操作可能な装置を水圧鉄管内で移動させながら検査を行わせる方法が提案されている。

【0003】

特許文献１では、管の内部を走行する車両が提案されている。車輪が管の内壁面に当接して転動することにより、車両は内壁面上を走行することができる。

【0004】

特許文献１に記載された車両は、磁石を備えている。この磁石が車軸に接続され、車軸の両端の車輪に互いに異なる磁極が与えられることにより、車輪の周囲に磁界が生成される。鋼や鋳鉄のような磁性材料により管が形成されている場合、この磁界により車輪と管との間に引力が作用し、車輪が管の内壁面に押し付けられる。車両は、この車輪を転動させることにより、内壁面に対する推進力を得る。磁石の磁力を十分に大きくすれば、車両を管の内壁面に沿って上昇させ、内壁面の天面部まで到達させることも可能になる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開平９－１１８９１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１に記載された車両では、管の内壁面の段差を跨ぐように走行する際に、磁力が車両の走行を阻害するおそれがあった。例えば、磁石と段差の手前側部分との間に引力が作用することにより、車両が段差の奥側に移動できなくなるおそれがあった。また、この課題を解決するために磁石の磁力を小さくすると、引力の大きさが不十分となり、管内において車両が走行できる範囲が限定されるという新たな課題が生じる。

【0007】

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、磁力を用いて管の内部を円滑に走行することが可能な管内走行車両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】

上述した目的を達成するために、管内走行車両は、本体ケーシングと、本体ケーシングの幅方向に沿って延びる車軸と、車軸の両端部に設けられる車輪と、磁界を生成する磁石であって、磁界により磁石と管との間に引力を作用させる磁石と、を備え、磁石は、車軸の両端部に設けられた車輪の間に配置され、車軸を中心として揺動可能であり、磁石を保持し、車軸に吊り下げられる吊下部材をさらに備え、本体ケーシングは、上方に向かって凹設された凹部がその下部に形成され、吊下部材は、凹部に配置され、車軸は、凹部において吊下部材が揺動可能となるように、凹部を挿通している。

【0012】

上記管内走行車両において、凹部は、車軸と直交する方向における端部が開放されていてもよい。

【0013】

上記管内走行車両において、本体ケーシングは、第１本体ケーシング及び第２本体ケーシングを含み、第１本体ケーシング及び第２本体ケーシングは、平面視で車軸と直交する方向に延びる第２軸に沿って並ぶように配置され、互いに対して第２軸を中心として回転可能に構成され、第１本体ケーシング及び第２本体ケーシングのそれぞれに形成された凹部に、吊下部材が揺動可能に配置されていてもよい。

【0014】

上記管内走行車両において、車輪は、収容空間を形成する第１車輪ケーシングと、第１車輪ケーシングの収容空間を覆う第２車輪ケーシングと、を有し、収容空間は、モータの回転出力を減速して車輪に伝達する歯車を収容していてもよい。

【0015】

上記管内走行車両において、第２車輪ケーシングは、第１車輪ケーシングに対して回転するように構成され、第１車輪ケーシング及び第２車輪ケーシングの少なくとも一方に、車輪の外部から収容空間への液体の侵入を抑制するブラシ体が配置されていてもよい。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、磁力を用いて管の内部を円滑に走行することが可能な管内走行車両を提供することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】管内走行車両を示す斜視図である。

【図2】管内走行車両を示す側面図である。

【図3】管内走行車両を示す平面図である。

【図4】後部本体の一部を示す分解斜視図である。

【図5】前部本体の一部を示す分解斜視図である。

【図6】管内走行車両を示す背面図である。

【図7】走行している管内走行車両を示す説明図である。

【図8】走行している管内走行車両を示す説明図である。

【図9】走行している管内走行車両を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

＜管内走行車両の構成＞
図１～６を参照しながら、実施形態に係る管内走行車両１（以下「車両１」という。）の構成を説明する。車両１は、水圧鉄管内の検査に用いることを目的として設計されている。水圧鉄管は、「管」の一例である。図１～６は、車両１の基本的な構成のみを示している。図１は、車両１を示す斜視図である。図２，３は、それぞれ、車両１を示す側面図、平面図である。図４は、後部本体１ｒの一部を示す分解斜視図であり、図５は、前部本体１ｆの一部を示す分解斜視図である。図６は、車両１を示す背面図である。

【0019】

本明細書では、水平面上に載置された車両１の前方を向いた場合の左方、右方を、それぞれ「左」、「右」と称する。左右方向は、後述する前部本体ケーシング２ｆ及び後部本体ケーシング２ｒの幅方向と一致する。また、鉛直方向上方を「上」と称し、鉛直方向下方を「下」と称する。

【0020】

図１～３に示すように、車両１は、前部本体１ｆ及び後部本体１ｒを備えている。前部本体１ｆは、図１に示すように、前部本体ケーシング２ｆ、車軸３ｆ及び車輪４ｆを備え、さらに、図５に示すように、磁力ユニット５ｆを備えている。後部本体１ｒは、図１に示すように、後部本体ケーシング２ｒ、車軸３ｒ、車輪４ｒ及び磁力ユニット５ｒを備えている。車軸３ｆ,３ｒは、「第１軸」の一例である。また、前部本体ケーシング２ｆは、「本体ケーシング」及び「第１本体ケーシング」の一例であり、後部本体ケーシング２ｒは、「本体ケーシング」及び「第２本体ケーシング」の一例である。

【0021】

前部本体ケーシング２ｆ及び後部本体ケーシング２ｒは、ステンレス鋼により形成された箱形状の部材である。図１及び図３に示すように、前部本体ケーシング２ｆ及び後部本体ケーシング２ｒは、上部が開放された収容空間２１ｆ，２１ｒを形成している。前部本体ケーシング２ｆ及び後部本体ケーシング２ｒの上端部には、左右方向に延びるフランジ２２ｆ，２２ｒが形成されている。フランジ２２ｆ，２２ｒの上面には、トレー（不図示）が載置される。当該トレーには、蓄電池、制御装置、無線通信装置、照明、カメラ、センサ等、車両１の走行や水圧鉄管の検査に必要な機器が搭載されている。

【0022】

また、図４及び図５に示すように、前部本体ケーシング２ｆ及び後部本体ケーシング２ｒの下部には、凹部２６ｆ，２６ｒが形成されている。凹部２６ｆ，２６ｒは、上方に向かって凹設されている。凹部２６ｆの端部２６１ｆと、凹部２６ｒの端部２６１ｒは開放されている。

【0023】

図３に示すように、前部本体ケーシング２ｆの収容空間２１ｆには、走行用モータ２３ｆ及びギアボックス２４ｆが収容されている。また、後部本体ケーシング２ｒの収容空間２１ｒには、走行用モータ２３ｒ、ギアボックス２４ｒ及びサーボモータ２５が収容されている。走行用モータ２３ｆ，２３ｒは、電力の供給を受けて走行用の回転トルクを発生させるアクチュエータである。走行用モータ２３ｆ，２３ｒは、互いに同期するように構成されている。ギアボックス２４ｆ，２４ｒは、複数の歯車（不図示）をその内部に収容している。走行用モータ２３ｆの出力軸（不図示）はギアボックス２４ｆに接続され、走行用モータ２３ｒの出力軸（不図示）はギアボックス２４ｒに接続されている。ギアボックス２４ｆの出力軸（不図示）は、前部本体ケーシング２ｆの右側面を貫通し、ギアボックス２４ｒの出力軸（不図示）は、後部本体ケーシング２ｒの右側面を貫通している。サーボモータ２５は、電力の供給を受けて出力軸の回転変位を生じさせるアクチュエータである。

【0024】

車軸３ｆ，３ｒは、ステンレス鋼により形成された、断面が円形の棒形状の部材である。図４に示すように、後部本体ケーシング２ｒの下部には、左右方向に貫通する孔２０ｒが形成されている。車軸３ｒは、リング３１及びブッシュ３２を介して孔２０ｒを挿通し、凹部２６ｒを横切るように配置されている。同様に、車軸３ｆも、前部本体ケーシング２ｆの下部に形成されている孔（不図示）を挿通し、前部本体ケーシング２ｆの凹部２６ｆを横切るように配置されている。

【0025】

図１に示すように、車軸３ｆの両端部には一対の車輪４ｆ，４ｆが設けられ、車軸３ｒの両端部には一対の車輪４ｒ，４ｒが設けられている。車輪４ｆ，４ｒは、車輪本体４１ｆ，４１ｒ及びリング４２ｆ，４２ｒを有している。車輪本体４１ｆ，４１ｒは、ステンレス鋼により形成されている。リング４２ｆ，４２ｒは、弾性を有するゴム材料により形成され、車輪本体４１ｆ，４１ｒの周側面に取り付けられている。

【0026】

図５に示すように、右前輪である車輪４Ｒｆの車輪本体４１ｆは、第１車輪ケーシング４３及び第２車輪ケーシング４４を有している。第１車輪ケーシング４３は、円形の底板４３１と、底板４３１の周縁で立設する側板４３２とを有している。底板４３１及び側板４３２は、収容空間４１ａを形成している。また、側板４３２の周縁には、径方向に延びるフランジ４３３が設けられている。

【0027】

第１車輪ケーシング４３の収容空間４１ａには、歯車４５，４６が収容されている。歯車４５は、ギアボックス２４ｆの出力軸の端部に接続されている。歯車４６は、その周側面において歯車４５と噛合している。歯車４６のボス４６ａには車軸３ｆの右端部が挿通しており、歯車４６は、このボス４６ａにおいて車軸３ｆに対して固定されている。すなわち、歯車４５が回転し、これにより、歯車４６が回転すると、それに伴って車軸３ｆも回転する。

【0028】

第１車輪ケーシング４３のフランジ４３３のうち、収容空間４１ａ寄りの部位には、ブラシ体４７が取り付けられている。ブラシ体４７は、車輪４Ｒｆの外部から収容空間４１ａへの液体の侵入を抑制することを目的として設けられている。ブラシ体４７は、樹脂材料（例えば、ポリエステル）により形成された毛の集合体であり、可撓性を有している。ブラシ体４７は、収容空間４１ａを包囲するように環状に配置されるとともに、その先端を右方に向けるように配置されている。

【0029】

第２車輪ケーシング４４は、円形の底板４４１と、底板４４１の周縁で立設する側板４４２とを有している。底板４４１及び側板４４２は、収容空間４１ｂを形成している。前述したリング４２ｆは、側板４４２の周側面に取り付けられている。底板４４１がねじ（不図示）により歯車４６のボス４６ａに締結されると、底板４４１が第１車輪ケーシング４３の収容空間４１ａを覆い、第２車輪ケーシング４４の収容空間４１ｂに第１車輪ケーシング４３が収容される。

【0030】

このとき、第２車輪ケーシング４４の底板４４１及び側板４４２は、第１車輪ケーシング４３のフランジ４３３の端面及び周側面との間に隙間を形成するように配置される。第１車輪ケーシング４３に設けられているブラシ体４７は、車輪４Ｒｆの外部から収容空間４１ａまで延びる隙間の途中に位置する。また、ブラシ体４７の先端部は、第２車輪ケーシング４４の底板４４１に当接する。歯車４６が回転すると、ボス４６ａに締結されている第２車輪ケーシング４４は、フランジ４３３との間に形成された隙間を維持しながら、車軸３ｆを中心として、車軸３ｆとともに回転する。

【0031】

前部本体ケーシング２ｆの左側面を貫通している車軸３ｆの左端部には、左前輪である車輪４Ｌｆが固定されている。このため、車輪４Ｒｆの第２車輪ケーシング４４とともに車軸３ｆが回転すると、車輪４Ｌｆも同方向に同一速度で回転する。

【0032】

右後輪である車輪４Ｒｒ（図１参照）は、車輪４Ｒｆと同様に構成されている。また、後部本体ケーシング２ｒの左側面を貫通している車軸３ｒの左端部には、左後輪である車輪４Ｌｒ（図１参照）が固定されている。このため、車輪４Ｒｒの第２車輪ケーシング４４とともに車軸３ｒが回転すると、車輪４Ｌｒも同一方向に同一速度で回転する。

【0033】

図５に示すように、磁力ユニット５ｆは、前部本体ケーシング２ｆの凹部２６ｆに配置されている。また、図１に示すように、磁力ユニット５ｒは、後部本体ケーシング２ｒの凹部２６ｒに配置されている。図４に示すように、磁力ユニット５ｒは、吊下部材５１及び磁石５２を有している。

【0034】

吊下部材５１は、磁性材料で形成された板を折り曲げ加工することにより形成されており、吊下部５１１及び保持部５１２を有している。吊下部５１１の左右方向両端部は、上方に向くように折り曲げられ、当該両端部を左右方向に貫通する孔５１３が形成されている。保持部５１２は、直方体形状を有し、吊下部５１１の下部に取り付けられている。保持部５１２は、その内部に収容空間を形成している。

【0035】

磁石５２は、周囲に磁場を生成する永久磁石である。磁石５２は、吊下部材５１の保持部５１２の収容空間に収容されることにより、保持部５１２に保持されている。

【0036】

吊下部材５１の吊下部５１１の上端部は、後部本体ケーシング２ｒの凹部２６ｒに配置される。吊下部材５１は、凹部２６ｒを横切るように配置されている車軸３ｒが、ブッシュ５３を介して孔５１３を挿通することにより、車軸３ｒに吊り下げられる。吊り下げられた吊下部材５１は、車軸３ｒを中心として、図４に矢印Ａ４で示す方向に揺動可能である。

【0037】

図５に示す磁力ユニット５ｆは、磁力ユニット５ｒと同様に、前部本体ケーシング２ｆの凹部２６ｆに配置されている。磁力ユニット５ｆは、凹部２６ｆを横切るように配置されている車軸３ｆに吊り下げられ、車軸３ｆを中心として揺動可能である。磁力ユニット５ｆ，５ｒは、互いに独立して揺動することができる。

【0038】

図２及び図３に示すように、前部本体１ｆ及び後部本体１ｒは、前後方向に並ぶように配置され、連結ユニット１１により連結されている。図３に示すように、連結ユニット１１は、上下方向に延びる第１連結軸１１１と、水平方向に延びる第２連結軸１１２と、を有している。連結ユニット１１は、サーボモータ２５の出力軸に連結されるととともに、前部本体１ｆ及び後部本体１ｒを、第１連結軸１１１及び第２連結軸１１２を中心として回転可能に連結している。具体的には、図３に示すように、連結ユニット１１は、後部本体１ｒを、第１連結軸１１１を中心として前部本体１ｆに対して角度θ３の範囲で回転させることができる。さらに、図６に示すように、連結ユニット１１は、後部本体１ｒを、第２連結軸１１２を中心として前部本体１ｆに対して角度θ６の範囲で回転させることができる。第２連結軸１１２は「第２軸」の一例であり、平面視で車軸３ｆ，３ｒと直交する方向に延びている。

【0039】

＜管内走行車両を用いた水圧鉄管内の検査＞
次に、車両１を用いた水圧鉄管内の検査について説明する。検査員がリモートコントローラ（不図示）を操作すると、リモートコントローラは、その操作に対応する操作信号を車両１に送信する。車両１では、無線通信装置がこの操作信号を受信し、制御装置が制御信号を走行用モータ２３ｆ，２３ｒに送信する。つまり、蓄電池から走行用モータ２３ｆ，２３ｒに電力が供給される。尚、検査員と車両１との間における通信は、無線通信装置の代わりに、有線通信装置を用いて行ってもよい。

【0040】

電力の供給を受けた走行用モータ２３ｆ，２３ｒは、その出力軸を回転させる。当該出力軸の回転出力は、ギアボックス２４ｆ，２４ｒ（図１参照）内の歯車、及び、車輪４Ｒｆ，４Ｒｒ内の歯車４５，４６（図５参照）により減速されて、車輪４Ｒｆ，４Ｒｒの第２車輪ケーシング４４に伝達される。これにより、車輪４Ｒｆ，４Ｒｒの第２車輪ケーシング４４と車軸３ｆ，３ｒが回転する。

【0041】

上述したように、車軸３ｆ，３ｒが回転すると、車軸３ｆ，３ｒの左端部に固定されている車輪４Ｌｆ，車輪４Ｌｒも回転する。これにより、車両１の車輪４ｆ，４ｒが全て回転する。車輪４ｆ，４ｒは、水圧鉄管の内壁面に当接して転動することにより、内壁面に対する推進力を発生させ、車両１が走行することができる。

【0042】

磁力ユニット５ｆ，５ｒの磁石５２は、生成する磁界により、磁石５２と水圧鉄管との間に引力を作用させる。この引力は、車軸３ｆ，３ｒに吊り下げられている磁力ユニット５ｆ，５ｒを内壁面に引くように作用する。この結果、車軸３ｆ，３ｒの両端部に設けられている車輪４ｆ，４ｒが、水圧鉄管の内壁面に押し付けられる。車輪４ｆ，４ｒのリング４２ｆ，４２ｒは、内壁面との間に大きな摩擦力を生じさせ、内壁面に対する推進力を確実に発生させることができる。

【0043】

また、磁石５２が生成する磁界を十分強くすることにより、水圧鉄管の内壁面のうち車両１が走行可能な範囲を拡大することが可能になる。磁石５２と水圧鉄管との間により大きな引力を作用させることにより、車両１は、内壁面の側面部を走行しながら上昇し、天面部まで到達することも可能である。

【0044】

車両１が水圧鉄管の内壁面の湾曲部分を走行する際、サーボモータ２５がその出力軸を変位させることにより、連結ユニット１１は、後部本体１ｒを、第１連結軸１１１や第２連結軸１１２を中心として、前部本体１ｆに対して回転させる。これにより、車両１が全体として屈曲したり捩れたりした構成となり、車輪４ｆ，４ｒの全てを内壁面に当接させることが可能になる。この結果、内壁面に対する推進力を確実に発生させることができる。

【0045】

車両１の走行中、照明が発光して車両１の周囲の水圧鉄管を照らすとともに、カメラが水圧鉄管を撮影する。カメラが撮影した水圧鉄管の映像は、リアルタイムで信号に変換され、無線通信装置により検査員に向けて送信される。検査員は、当該信号に基づいてディスプレイに表示される映像を確認しながら、リモートコントローラを操作して車両１を走行させる。

【0046】

また、車両１は、水圧鉄管内の所定の位置でセンサを動作させ、水圧鉄管に関する情報を取得する。センサが取得した情報は、信号に変換され、無線通信装置により検査員に向けて送信される。検査員は、当該信号に基づいて水圧鉄管の検査を行うことができる。

【0047】

＜磁力ユニットの作用＞
次に、図７～９を参照しながら、車両１が水圧鉄管内の段差ＳＴを跨ぐように走行する際の磁力ユニット５ｆ，５ｒの作用について説明する。図７～９は、走行している車両１を示す説明図である。説明の理解を容易にするため、磁力ユニット５ｆ，５ｒ及び凹部２６ｆ，２６ｒが破線で示されている。また、車軸３ｆ，３ｒを通る軸線Ｎｆ，Ｎｒが示されている。軸線Ｎｆ，Ｎｒは、車両１が水平面上に載置された際に鉛直方向と一致する直線である。

【0048】

図７は、水圧鉄管内の下段面Ｓ１上を段差ＳＴに向かって走行する車両１を示している。当該水圧鉄管は、磁性材料により形成されている。下段面Ｓ１は、略水平な面である。このとき、車軸３ｆ，３ｒに吊り下げられている磁力ユニット５ｆ，５ｒの磁石５２と下段面Ｓ１との間に引力が作用する。このため、磁力ユニット５ｆ，５ｒは、軸線Ｎｆ，Ｎｒに沿うように配置される。また、磁石５２を保持している磁力ユニット５ｆ，５ｒの保持部５１２は、いずれも下段面Ｓ１と対向するように配置される。磁力ユニット５ｆ，５ｒの磁石５２が生成する磁界により、車輪４ｆ，４ｒは下段面Ｓ１に押し付けられる。

【0049】

図８は、前方の車輪４ｆが段差ＳＴに乗り上げた車両１を示している。このとき、車両１が傾斜し、磁力ユニット５ｆの磁石５２と段差ＳＴとの間に作用する引力が、磁石５２と下段面Ｓ１との間に作用する引力よりも大きくなる。このため、磁力ユニット５ｆは、軸線Ｎｆから前方に角度θ８１だけ回転し、保持部５１２が段差ＳＴと対向するように配置される。磁力ユニット５ｆの磁石５２が生成する磁界により、車輪４ｆは段差ＳＴに押し付けられる。

【0050】

また、磁力ユニット５ｒの磁石５２と下段面Ｓ１との間に、引き続き引力が作用する。車輪４ｆが段差ＳＴに乗り上げて車両１が傾斜したことにより、磁力ユニット５ｒは、軸線Ｎｒから後方に角度θ８２だけ回転し、保持部５１２が引き続き下段面Ｓ１と対向するように配置される。

【0051】

図９は、前方の車輪４ｆが上段面Ｓ２に到達した車両１を示している。このとき、磁力ユニット５ｆの磁石５２と上段面Ｓ２との間に引力が作用する。このため、磁力ユニット５ｆは、軸線Ｎｆから後方に角度θ９１だけ回転し、保持部５１２が上段面Ｓ２と対向するように配置される。磁力ユニット５ｆの磁石５２が生成する磁界により、車輪４ｆは上段面Ｓ２に押し付けられる。

【0052】

また、磁力ユニット５ｒの磁石５２と下段面Ｓ１との間に、引き続き引力が作用する。車両１がさらに傾斜したことにより、磁力ユニット５ｒは、軸線Ｎｒから後方に角度θ９２だけ回転し、保持部５１２が引き続き下段面Ｓ１と対向するように配置される。

【0053】

＜作用効果＞
次に、車両１に基づく作用効果について説明する。

【0054】

磁力ユニット５ｆ，５ｒの磁石５２は、車軸３ｆ，３ｒに対して平行に延びる軸を中心として揺動可能である。この構成によれば、車両１が水圧鉄管内の段差ＳＴを跨ぐように走行する際、磁石５２が主に引力を作用させる対象が、磁力ユニット５ｆ，５ｒの揺動に伴って変化する。このため、引力により車両１の走行を阻害することなく、車輪４ｆ，４ｒを水圧鉄管の内壁面に押し付け、内壁面に対する推進力を発生させて、水圧鉄管の内部を円滑に走行することが可能になる。

【0055】

また、磁石５２は、車軸３ｆ，３ｒを中心として揺動可能である。

【0056】

このように構成された車両１は、車軸３ｆ，３ｒと磁石５２が揺動する中心軸とを別に設けた場合と比べて、その構成をコンパクトにすることが可能になる。また、磁石５２が軸線Ｎｆ，Ｎｒに対してどのような角度を成している場合でも、磁石５２と水圧鉄管の内壁面との距離を略一定とすることができる。この結果、磁石５２と水圧鉄管との間に作用する引力を略一定とし、水圧鉄管の内部を円滑に走行することが可能になる。

【0057】

また、磁石５２は、車軸３ｆの両端部に設けられている車輪４ｆ，４ｆの間に設けられるとともに、車軸３ｒの両端部に設けられている車輪４ｒ，４ｒの間に設けられる。

【0058】

この構成によれば、磁力ユニット５ｆの磁石５２に基づく引力により、車輪４ｆ，４ｆを均等に管の内壁面に押し付けることが容易になる。同様に、磁力ユニット５ｒの磁石５２に基づく引力により、車輪４ｒ，４ｒを均等に管の内壁面に押し付けることが容易になる。この結果、内壁面に対する推進力を確実に発生させることが可能になる。

【0059】

また、車両１は、磁石５２を保持し、車軸３ｆ，３ｒに吊り下げられる吊下部材５１をさらに備える。前部本体ケーシング２ｆ及び後部本体ケーシング２ｒは、上方に向かって凹設された凹部２６ｆ，２６ｒがその下部に形成されている。吊下部材５１は、凹部２６ｆ，２６ｒに配置されている。車軸３ｆ，３ｒは、凹部２６ｆ，２６ｒにおいて吊下部材５１が揺動可能となるように、凹部２６ｆ，２６ｒを挿通している。

【0060】

この構成によれば、車両１の上下方向寸法の増大を抑制しつつ、車軸３ｆ，３ｒを中心として磁石５２を揺動させることが可能になる。

【0061】

また、凹部２６ｆ，２６ｒは、車軸３ｆ，３ｒと直交する方向における端部２６１ｆ，２６１ｒが開放されている。

【0062】

この構成によれば、車両１が前後方向に走行することにより端部２６１ｆ，２６１ｒに接近した水圧鉄管内の段差ＳＴに対して、磁石５２に基づく引力を効率良く作用させることが可能になる。

【0063】

また、本体ケーシングは、第１本体ケーシングである前部本体ケーシング２ｆ及び第２本体ケーシングである後部本体ケーシング２ｒを含んでいる。前部本体ケーシング２ｆ及び後部本体ケーシング２ｒは、平面視で車軸３ｆ，３ｒと直交する方向に延びる第２連結軸１１２に沿って並ぶように配置され、互いに対して第２連結軸１１２を中心として回転可能に構成されている。前部本体ケーシング２ｆ及び後部本体ケーシング２ｒのそれぞれに形成された凹部２６ｆ，２６ｒに、吊下部材５１が揺動可能に配置されている。

【0064】

この構成によれば、車両１が水圧鉄管の内壁面の側面部を走行しながら上昇する際、第２連結軸１１２を中心として、前部本体１ｆに対して回転させることができる。これにより、車両１が内壁面の湾曲部分を走行する際にも、車輪４ｆ，４ｒの全てを内壁面に当接させ、内壁面に対する推進力を確実に発生させることができる。また、前部本体ケーシング２ｆ及び後部本体ケーシング２ｒのいずれが水圧鉄管内の段差ＳＴに接近した場合でも、磁石５２に基づく引力を作用させることが可能になる。

【0065】

また、車輪４Ｒｆ，４Ｒｒは、収容空間４１ａを形成する第１車輪ケーシング４３と、第１車輪ケーシング４３の収容空間４１ａを覆う第２車輪ケーシング４４と、を有している。収容空間４１ａは、走行用モータ２３ｆ，２３ｒの回転出力を減速して車輪４Ｒｆ，４Ｒｒに伝達する歯車４５，４６を収容している。

【0066】

この構成によれば、走行用モータ２３ｆ，２３ｒの回転出力を減速させる全ての歯車を前部本体ケーシング２ｆや後部本体ケーシング２ｒに収容した場合と比べて、前部本体ケーシング２ｆや後部本体ケーシング２ｒをコンパクトにすることが可能になる。この結果、前部本体ケーシング２ｆや後部本体ケーシング２ｒの底部が水圧鉄管の内壁面や異物と干渉することを抑制し、車両１を円滑に走行させることが可能になる。

【0067】

また、第２車輪ケーシング４４は、第１車輪ケーシング４３に対して回転するように構成されている。第１車輪ケーシング４３に、車輪４ｆの外部から収容空間４１ａへの液体の侵入を抑制するブラシ体４７が配置されている。

【0068】

車輪４ｆの外部から収容空間４１ａへの液体の侵入を抑制する方法として、第１車輪ケーシング４３と第２車輪ケーシング４４との間にシール用のパッキンを配置するものが考えられる。しかし、この場合、第２車輪ケーシング４４の回転によりパッキンが短期間で摩耗し、シールが維持できなくなるおそれがある。

【0069】

上記構成では、第１車輪ケーシング４３に配置したブラシ体４７により液体の侵入を抑制するため、第２車輪ケーシング４４が回転しても摩耗しにくい構成とすることができる。この結果、車輪４ｆの外部から収容空間４１ａへの液体の侵入を長期間にわたって抑制することが可能になる。

【0070】

以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。実施形態が備える各要素並びにその配置、材料、条件、形状及びサイズ等は、例示したものに限定されるわけではなく、適宜変更することができる。

【産業上の利用可能性】

【0071】

本発明は、上水管内、水圧鉄管内、下水管内、排水管内、トンネル内、ダクト内、パイプシャフト内、ガス管内等において利用することができる。

【符号の説明】

【0072】

１ 管内走行車両（車両）
２ｆ 前部本体ケーシング（本体ケーシング、第１本体ケーシング）
２ｒ 後部本体ケーシング（本体ケーシング、第２本体ケーシング）
３ｆ，３ｒ 車軸（第１軸）
４ｆ，４ｒ 車輪
２６ｆ，２６ｒ 凹部
２６１ｆ，２６１ｒ 端部
４１ａ 収容空間
４３ 第１車輪ケーシング
４４ 第２車輪ケーシング
４５，４６ 歯車
４７ ブラシ体
５１ 吊下部材
５２ 磁石
１１２ 第２連結軸（第２軸）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】