JP6279288B2 - 管内走行装置 - Google Patents

Description

本発明は、管内への挿入および管内での軸心方向への移動が可能な管内走行装置に関する。より具体的には、管内での縮径および拡径が自在である管内走行装置に関する。

非破壊的かつ正確に配管を検査するために、管内に機器を挿入して検査する装置が開発されている。
特開２０１１−１５８３９２号公報（特許文献１）に記載の配管減肉測定装置は、水平面内又は傾斜面内に配置された配管内に挿入される測定台車と、測定台車の前側に設けられ配管の厚みを測定する厚み測定手段と、測定台車の後部に配置され、測定台車を前進させる推進手段とを有する配管減肉測定装置であって、測定台車は、中央に配置される円筒ケーシングと、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少なくとも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有し、厚み測定手段は、円筒ケーシング内に配置されたモータと、モータによって回転駆動され円筒ケーシングの軸心位置に配置されたセンサホルダと、センサホルダに直交して取付けられた厚み測定センサとを有し、しかも、円筒ケーシングの半径方向外側の一部には、測定台車の位置を一定方向に保持する錘が設けられていることを特徴とする。

CRAB-ROBOT（非特許文献１）は、長尺管の目視検査を行うための、内蔵カメラモジュールと照明とを有する自走式ロボットである。

特開２０１１−１５８３９２号公報

"CRAB-ROBOT Systeme"、[online]、エンドサービス社、[平成２５年１１月３日検索]、インターネット＜ＵＲＬ：www.endocontrol.de/english/roboter.html＞

特許文献１および非特許文献１の装置はいずれも、管の軸心部分から管内面に向かって平行リンク機構またはアームを突っ張らせ、平行リンク機構またはアームの先端に設けられた車輪によって管内壁面を走行可能とするものである。しかしながらいずれの文献も、平行リンク機構またはアームの動作はいずれもコイルばねによって行われる。

したがって、これらの機械を使用する場合、管内への挿入時には、手動で力を加えることにより平行リンク機構またはアームを折り畳んだ縮径状態を維持しながら装置を管内へ挿入し、管内で解放することによって、平行リンク機構またはアームが管内面へ突っ張らせ拡径させる。

しかしながら、平行リンク機構またはアームは機械的なバネ機構で動作するに過ぎないため、管内走行中に積極的に動作をさせることが不可能である。したがって、管内走行中に管径が大きく変化する箇所の通過、およびチーズ形状の配管内での方向変換しながらの通過が難しいという問題がある。

そこで本発明の目的は、管内での縮径および拡径が自在である管内走行装置を提供することにある。

（１）
本発明の一局面に従う管内走行装置は、管内への挿入および管内での軸心方向への移動が可能な管内走行装置であり、軸部と、１または複数の拡縮アームと、走行部と、伸縮部と、伸縮操作部とを含む。
１または複数の拡縮アームは、軸部の外周部から突設され、且つ、軸部の軸心を中心とした放射方向に拡縮可能である。走行部は、拡縮アームの先端部に設けられる。伸縮部は、拡縮アームを拡縮させる。伸縮操作部は、伸縮部を遠隔操作する。

管内走行装置が管内へ挿入された場合、拡縮アームが管内壁へ向かって突っ張るように拡張し、拡縮アームの先端に設けられた走行部が管内壁へ接触する。これにより、管内走行装置が保持される。
さらに、伸縮操作部により伸縮部を遠隔操作して拡縮アームの拡縮を行うことができる。このため、管内での縮径および拡径が自在となる。

（２）
本発明において、伸縮部は気圧により駆動するものであってよい。

この場合、媒体が空気であるため、万一漏れが発生した場合にも、管内の汚染、引火、感電等の危険性が回避される。

（３）
本発明において、伸縮部がエアシリンダであってよい。

したがって、簡易な構造による遠隔制御が可能である。

（４）
本発明において、伸縮部の可動部が軸部の軸心方向に移動するように設けられていてよい。

この場合、伸縮部の可動部の移動方向が拡縮アームの拡縮方向すなわち径方向ではなく、軸部の軸心方向である。したがって、拡縮アームが最も縮小した場合における装置の径方向の大きさをコンパクトにすることができる。

（５）
本発明において、伸縮部が、軸部の軸心方向に伸縮するように、軸部の外周部に配設されていてよい。

この場合、伸縮部の伸縮方向が拡縮アームの拡縮方向すなわち径方向ではなく、軸部の軸心方向である。したがって、伸縮部が軸部の外部に配置していても、拡縮アームが最も縮小した場合における装置の径方向の大きさをコンパクトにすることができる。

（６）
本発明において、伸縮部が、軸部の少なくとも一部を構成するものであってよい。

この場合、伸縮部の少なくとも一部が軸部に含まれるため、装置の径方向の大きさをコンパクトにすることができる。

（７）
本発明において、伸縮部が、拡縮アームの動作を補助する補助バネを有してよい。

この場合、補助バネによって拡縮アームの動作が補助されるため、拡縮アームの動作がスムーズになる。

（８）
上記（４）から（７）に記載の本発明においては、拡縮アームが、先端に走行部が配設された長アーム片と、長アーム片より短い短アーム片とがリンク機構を形成したものであってよい。このリンク機構においては、短アーム片は、基端は伸縮部の可動部に、先端は長アーム片の先端と基端との間にそれぞれ回転自在に固定される。

この場合、簡易な構造のリンク機構により、伸縮部の伸縮動作を拡縮アームの拡縮動作に連動させることができる。
なお、短アーム片は、長アーム片の先端近傍に設けられることが、拡縮アームの安定性等の観点から好ましい。

（９）
上記（８）に記載の本発明においては、拡縮アーム及び伸縮部の組が複数組、軸部の軸心方向の向きが互い違いになるように配設されてよい。

これによって、管内での装置の保持がより安定的となる。

（１０）
本発明においては、拡縮アームが収容部を有し、拡縮アームが最も縮小した場合に、伸縮部が収容部内に収容されるように構成されてよい。

これによって、拡縮アームが最も縮小した場合における装置の径方向の大きさをコンパクトにすることができる。

（１１）
本発明においては、軸部に連設された径大部を含んでよい。この場合、拡縮アームが最も縮小した場合、径大部の軸心方向への投影に、拡縮アームの全部が重なるように、径大部が構成される。

この場合、径大部の大きさが、拡縮アームが最も縮小した場合における装置の径方向の大きさに支障しない。したがって、拡縮アームが最も縮小した場合における装置の径方向の大きさをコンパクトにすることができる。

（１２）
本発明においては、軸部の進行方向側の端部に、管に関する情報を取得するための検知部が設けられてよい。

これによって、管内走行中に、進行方向から、管に関する所望の情報を取得することができる。

本発明によって、管内での縮径および拡径が自在である管内走行装置が提供される。

第１実施形態にかかる管内走行装置のブロック図である。 第１実施形態にかかる管内走行装置の模式的正面図である。 第１実施形態にかかる管内走行装置の、拡径時における模式的側断面図および模式的側面図である。 第１実施形態にかかる管内走行装置の、縮径時における模式的側断面図および模式的側面図である。 第２実施形態にかかる管内走行装置の模式的背面図である。 第２実施形態にかかる管内走行装置の、拡径時における模式的一部側断面図である。 第２実施形態にかかる管内走行装置の、縮径時における模式的一部側断面図である。 第３実施形態にかかる管内走行装置の模式的正面図である。 第３実施形態にかかる管内走行装置の模式的側断面図である。 第４実施形態にかかる管内走行装置の拡径時における模式的一部側断面図である。 第４実施形態にかかる管内走行装置の縮径時における模式的一部側断面図である。 第５実施形態にかかる管内走行装置の拡径時における模式的一部側断面図である。 第５実施形態にかかる管内走行装置の模式的一部断面図である。 第５実施形態にかかる管内走行装置の縮径時における模式的一部側断面図である。 第６実施形態にかかる管内走行装置の拡径時における模式的一部側断面図である。 第６実施形態にかかる管内走行装置の縮径時における模式的一部側断面図である。 第７実施形態にかかる管内走行装置の模式的一部側面図である。 管内走行装置の他の例の模式的一部側面図である。 管内走行装置のさらに他の例の模式的一部側面図である。 管内走行装置のさらに他の例の模式的一部側面図である。 管内走行装置のさらに他の例の模式的正面図である。 管内走行装置のさらに他の例の模式的正面図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の要素には同一の符号を付しており、それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。

［第１実施形態−管内走行装置１００］
図１は、第１実施形態にかかる管内走行装置のブロック図である。図２は、第１実施形態にかかる管内走行装置の模式的正面図である。図２においては、管内に挿入された状態の管内走行装置を示す。図中、破線によって管の内壁面Ｌを示す（以下の図において同様）。また、正面とは、装置を、進行方向側から管の軸心方向に見た場合の外観をいう。

図３は、第１実施形態にかかる管内走行装置の、拡径時における模式的側断面図および模式的側面図である。図３においては、上半分に、図２のＡ−Ａ線断面を示し、下半分に、当該断面図として記載した部分の外観に相当する図を模式的に示す。図４は、第１実施形態にかかる管内走行装置の、縮径時における模式的側断面図および模式的側面図である。図４は、拡縮態様が異なることを除いて、図３と同様に表示している。

なお、以下においては、説明の便宜上、矢印Ｆの方向を進行方向、矢印Ｆと反対の方向を退行方向、内壁面Ｌの軸心Ｏを軸心、内壁面Ｌの径方向を径方向と記載する場合がある。

［構成概要］
図１に示すように、管内走行装置１００は、内部移動部１１０と外部操作部１２０とを含む。内部移動部１１０と外部操作部１２０とは、ケーブル１３０で物理的および電気的に接続されている。

内部移動部１１０は、管内に挿入されて管の軸心方向に走行する部分であり、筒部２００、エアシリンダ３００、拡縮アーム４００、車輪５００を有する。その他に、内部移動部１１０は、モータ６１０、方向変換部６２０及び検知部７００を有する。内部移動部１１０については図２以下を用いて詳述する。なお、これら図においては、内部移動部１１０と接続されるケーブル１３０の図示を省略する。

外部操作部１２０は、管外で操作される部分であり、伸縮制御部１２１、その他モータ制御部１２２、方向制御部１２３および検知条件制御部１２４といった入力部と、検知情報解析部１２５と、出力部１２６を有する。

伸縮制御部１２１は、エアシリンダ３００の伸縮を制御する。具体例として、エアシリンダ３００を構成する部品の１つであるソレノイドバルブ（後述）を制御するシーケンサ等が挙げられる。モータ制御部１２２は、車輪５００の走行速度を制御する。また、モータ制御部１２２は、検知部７００またはその関連部材を回転させる場合に用いられるモータを制御するものであってもよい。方向制御部１２３は、車輪５００の走行方向を変換する。また、方向制御部１２３は、検知部７００またはその関連部材の方向を変換するものであってもよい。検知条件制御部１２４は、検知部７００に対し、測定条件等の入力情報の制御および測定結果等の出力情報に基づくフィードバック制御等の制御を行う。検知情報解析部１２５は、検知部７００による出力情報の解析を行う。出力部１２６は、検知部７００による出力情報を出力する。

［筒部］
図２及び図３に示すように、内部移動部１１０は、正面視中央に筒部２００を有する。筒部２００は、管の内壁面Ｌの軸心方向に延在し、筐体部２１０と、筐体部２１０の外周面上に設けられた連結用部材２２０とから構成される。

筐体部２１０内には、所望の部材を収容することができる。たとえば、エアシリンダ３００の関連部品（後述）を収容することができる。その他、図１に示したモータ６１０、方向変換部６２０および検知部７００、およびケーブル１３０等を収容することができる。

連結用部材２２０は、筒部２００と他の部材を連結する。本実施形態では、エアシリンダ３００および拡縮アーム４００を連結する。連結用部材２２０は、拡縮アーム４００の拡縮機構に応じた態様で設けられる。

本実施形態では、連結用部材２２０は、筐体部２１０の外周面を軸心方向に摺動可能となるように設けられた摺動リング２２１と、筐体部２１０の外周面に固定された固定リング２２２，２２３，２２５とを含む。軸心方向において進行方向Ｆ側から順に、固定リング２２３、固定リング２２５、摺動リング２２１および固定リング２２２が設けられる。

摺動リング２２１は、拡縮アーム４００の基部を軸着する。これにより、拡縮アーム４００の基部が回転自在且つ軸方向に移動可能な状態で連結される。
固定リング２２２，２２３も、拡縮アーム４００の基部を軸着する。これにより、拡縮アーム４００の基部が回転自在に固定された状態で連結される。
一方固定リング２２５は、エアシリンダ３００を保持するよう固定する。

［エアシリンダ］
エアシリンダ３００は、空気の圧力を利用して駆動するアクチュエータである。従って、ピストン３１０およびシリンダ３２０、その他図示しない関連部品で構成される。関連部品としては、空気流通に必要な部品、具体的にはエア配管および圧縮空気源等が挙げられる。そのほか、関連部品として、動作に必要な部品、具体的には、速度を調節するスピードコントローラ、ピストン位置を検知するセンサ、および空気の方向を切り替えるソレノイドバルブ等が挙げられる。

エアシリンダ３００は、図３に示すように、軸心方向に延在するように配置される。これによって、エアシリンダ３００の伸縮方向が軸心方向となる。シリンダ３２０の部分が固定リング２２５に固定される一方、エアシリンダ３００のピストン３１０のロッド３１１は摺動リング２２１に固定される。したがって、エアシリンダ３００の伸縮動作によって摺動リング２２１が軸心方向に摺動し、これにより、後に詳述するように、摺動リング２２１と連結する拡縮アーム４００を動作させることができる。

［拡縮アームおよび車輪］
図２および図３に示すように、拡縮アーム４００は、筒部２００の連結用部材２２０に連結されることにより、筒部２００の軸心を中心として放射状に突設される。拡縮アーム４００の先端つまり拡縮アーム４００のうち筒部２００から最も離間した部分には、車輪５００が設けられる。本実施形態においては、拡縮アーム４００および車輪５００のセットは、軸心まわりに等間隔となるように３セット設けられる。

拡縮アーム４００は、主アーム片４１１と、リンクアーム片４１２と、副アーム片４１３と、同期アーム片４１４とを含む。これらは、連結用部材２２０およびエアシリンダ３００と相まって、エアシリンダ３００の伸縮動作を拡縮アーム４００の拡縮動作に連動させるリンク機構を構成する。

図２に示すように、主アーム片４１１、リンクアーム片４１２、副アーム片４１３および同期アーム片４１４は、車輪５００の両端部に一対ずつ設けられるため、対をなすアーム片の間にはフリースペースＳが形成される。

図３に示すように、主アーム片４１１は基端部が摺動リング２２１に軸着されることにより、軸着部分を中心として、軸心に対する角度が変化するように回転動作できる。主アーム片４１１先端部は後述のように同期アーム片４１４を介して車輪５００に連結しているため、当該回転動作により、車輪５００の筒部２００からの離間量を物理的に規定する。

主アーム片４１１は、摺動リング２２１の軸心方向の移動に伴って基端位置が軸心方向に移動可能である。摺動リング２２１は前述のようにエアシリンダ３００のロッド３１１を固定している。つまり、主アーム片４１１の基端位置は、エアシリンダ３００伸縮動作に伴って移動する。

さらに主アーム片４１１の先端部と基端部との間では、リンクアーム片４１２の先端部が回転自在に固定されている。リンクアーム片４１２は、基端部が、先端部の固定位置よりも退行方向側において固定リング２２２に軸着されている。したがって、リンクアーム片４１２は、主アーム片４１１の基端部との相対位置の変化に応じ、軸着部分を中心として主アーム片４１１と反対方向に回転動作するととともに、主アーム片４１１の先端部を、筒部２００と近接または離間するように動作させる。

副アーム片４１３は、主アーム片４１１と同形同大であり、基端部が固定リング２２３に軸着されることにより主アーム片４１１と同様の回転動作が可能である。さらに副アーム片４１３の先端部は、主アーム片４１１の先端部が回転可能に固定された同期アーム片４１４に、回転可能かつ軸心方向に摺動可能であるように連結される。したがって、副アーム片４１３は、同期アーム片４１４によって、主アーム片４１１の回転動作に同期して回転動作する。

さらに、副アーム片４１３の先端部における当該回転動作とともに、連結位置が軸心方向に移動するため、同期アーム片４１４は動作の間一貫して、軸心と略平行の姿勢を保つ。同期アーム片４１４の軸心方向両端には車輪５００が設けられているため、軸心に平行な内壁面Ｌに両車輪５００が確実に接触できる。
なお、車輪５００に関連する他の図示しない部材、たとえば駆動装置およびサスペンション等が設けられていてよい。

［拡縮動作］
図３に示すように、拡径時においては、伸縮制御部１２１（図１参照）を操作してエアシリンダ３００を矢印Ｅの方向へ伸長させることに伴い、摺動リング２２１が矢印Ｅと同じ方向へ移動することで主アーム片４１１の基端位置も矢印Ｅと同じ方向へ移動する。これによって主アーム片４１１の基端部とリンクアーム片４１２の基端部との間が狭まるため、リンクアーム片４１２がその先端部を筒部２００から離間する方向へ起こすとともに、主アーム片４１１を筒部２００から離間する方向へ起こす。この主アーム片４１１の動作が同期アーム片４１４を介して副アーム片４１３を同様に起きるように動作させる。その結果、拡縮アーム４００が矢印ＳＵの方向へ拡長した態様となり、同期アーム片４１４の両端に設けられた車輪５００を内壁面Ｌに対して突っ張らせる負荷を与える。

この場合、伸縮制御部１２１（図１参照）の操作により筒部２００に対して設けられた全ての拡縮アーム４００においてエアシリンダ３００が同期伸長するため、全ての拡縮アーム４００において、拡長の程度および拡長のタイミングが略等しくなる。このような拡縮アーム４００の拡張動作によって、図３に示すように、筒部２００の軸心が内壁面Ｌの軸心に略一致するように調芯される。

反対に、図４に示すように、縮径時（最小限まで縮径させる時）においては、伸縮制御部１２１（図１参照）を操作してエアシリンダ３００を矢印Ｃの方向へ縮小させることに伴い、摺動リング２２１が矢印Ｃと同じ方向へ移動することで主アーム片４１１の基端位置も矢印Ｃと同じ方向へ移動する。これによって主アーム片４１１の基端部とリンクアーム片４１２の基端部との間が拡がるため、リンクアーム片４１２がその先端部を筒部２００に近接する方向へ倒すとともに、主アーム片４１１を筒部２００へ近づく方向へ倒す。この主アーム片４１１の動作が同期アーム片４１４を介して副アーム片４１３を同様に倒すように動作させる。その結果、拡縮アーム４００が矢印ＳＤの方向へ縮小した態様となる。この場合にも、拡縮アーム４００は、同期アーム片４１４の両端に設けられた車輪５００を内壁面Ｌに対して突っ張らせる負荷を与える。

この場合、伸縮制御部１２１（図１参照）の操作により筒部２００に対して設けられた全ての拡縮アーム４００においてエアシリンダ３００が同期収縮するため、全ての拡縮アーム４００において、縮小の程度および縮小のタイミングが略等しくなる。このような拡縮アーム４００の縮小動作によっても、筒部２００の軸心が内壁面Ｌの軸心に略一致するように調芯される。

さらに図４のように拡縮アーム４００が最小限まで縮小された場合、拡縮アーム４００に形成されたフリースペースＳ（図２参照）の中にエアシリンダ３００の一部が収容される。つまり、エアシリンダ３００の存在が縮径に支障しない。このため、拡縮アーム４００が最小限まで縮小された場合に管内走行装置１００の径方向の大きさをコンパクトにすることができる。

このような拡縮アーム４００の拡縮が、外部操作部１２０の伸縮制御部１２１（図１参照）により、エアシリンダ３００の伸縮動作を遠隔操作することにより行われるため、管内での縮径および拡径が自在である。これによって、内壁面Ｌの径の変化の大きい部分であっても、内壁面Ｌの径の変化に応じて積極的に縮径および拡径することができる。さらに、チーズ形状の配管内での方向変換も容易になる。

［第２実施形態−管内走行装置１００ａ］
図５は、第２実施形態にかかる管内走行装置の模式的背面図である。背面とは、装置を、退行方向側から管の軸心方向に見た場合の外観をいう。図６は、第２実施形態にかかる管内走行装置の、拡径時における模式的一部側断面図である。図６においては、図５のＢ−Ｂ線断面を模式的に示す。図７は、第２実施形態にかかる管内走行装置の、縮径時における模式的一部側断面図である。図７は、拡縮態様が異なることを除いて、図６と同様に表示している。

第２実施形態においては、主に第１実施形態と異なる部分について説明し、同様の部分については説明を省略する。
図５から図７に示す管内走行装置１００ａの内部移動部１１０ａは、第１実施形態と異なるリンク機構を有する拡縮アーム４００ａ、および補助車輪５１０ａを有する。

［連結用部材］
連結用部材２２０ａは、拡縮アーム４００ａに応じた態様で設けられる。本実施形態では、連結用部材２２０ａは、筐体部２１０の外周面を軸心方向に摺動可能となるように設けられた摺動リング２２１ａと、筒部２００ａの筐体部２１０の外周面に固定された固定リング２２４ａ，２２５ａとを含む。軸心方向において進行方向Ｆ側から順に、固定リング２２４ａ、摺動リング２２１ａおよび固定リング２２５ａが設けられる。

［エアシリンダ］
エアシリンダ３００は、固定リング２２５ａに固定され、ロッド３１１が摺動リング２２１ａに固定される。したがって、エアシリンダ３００の伸縮動作によって摺動リング２２１ａが軸心方向に摺動し、これにより、後に詳述するように、摺動リング２２１ａと連結する拡縮アーム４００ａを動作させることができる。

［拡縮アーム］
拡縮アーム４００ａは、主アーム片４１１ａおよび主アーム片４１１ａより短い長さで構成されたリンクアーム片４１２ａを含む。これらは、連結用部材２２０ａおよびエアシリンダ３００と相まって、エアシリンダ３００の伸縮動作を拡縮アーム４００ａの拡縮動作に連動させるリンク機構を構成する。

図５に示すように、主アーム片４１１ａおよびリンクアーム片４１２ａは、車輪５００ａの両端部に一対ずつ設けられるため、対をなすアーム片の間にはフリースペースＳａが形成される。

図６に示すように、主アーム片４１１ａは基端部が固定リング２２４ａに軸着されることにより、軸着部分を中心として、軸心に対する角度が変化するように回転動作できる。主アーム片４１１ａ先端には車輪５００ａが連結しているため、当該回転動作により、車輪５００ａの筒部２００ａからの離間量を物理的に規定する。

さらに主アーム片４１１ａの先端部と基端部との間では、リンクアーム片４１２ａの先端部が回転自在に固定されている。リンクアーム片４１２ａは、基端部が、先端部の固定位置よりも進行方向Ｆ側において摺動リング２２１ａに軸着されている。これにより、軸着部分を中心として、軸心に対する角度が変化するように回転動作できるとともに、摺動リング２２１ａの軸心方向の移動に伴って基端位置が軸心方向に移動可能である。したがって、リンクアーム片４１２ａは、主アーム片４１１ａの基端部との相対位置の変化に応じ、軸着部分を中心として主アーム片４１１と同じ方向に回転動作するととともに、主アーム片４１１ａの先端部を、筒部２００ａと近接または離間するように動作させる。

なお、主アーム片４１１ａは一対の補助車輪５１０ａを有する。一対の補助車輪５１０ａは、基端部と先端部との間、本実施形態では基端部近傍に軸着される。補助車輪５１０ａは、車輪軸が主アーム片４１１ａの短手方向に摺動可能であり、側面視において主アーム片４１１ａから内壁面Ｌ側へ露出する方向に付勢されている。車輪軸は、主アーム片４１１ａの先端部が筒部２００ａに近接して補助車輪５１０ａが内壁面Ｌに接する場合に、付勢力に抗って摺動する。

［拡縮動作］
図６に示すように、拡径時においては、伸縮制御部１２１（図１参照）を操作してエアシリンダ３００を矢印Ｃ方向へ収縮させることに伴い、摺動リング２２１ａが矢印Ｃと同じ方向へ移動することでリンクアーム片４１２ａの基端位置も矢印Ｃと同じ方向へ移動する。これによってリンクアーム片４１２ａの基端部と主アーム片４１１ａの基端部との間が広がるため、リンクアーム片４１２ａがその先端部を筒部２００ａから離間する方向へ起こすとともに、主アーム片４１１ａを筒部２００ａから離間する方向へ起こす。その結果、拡縮アーム４００ａが矢印ＳＵの方向へ拡長した態様となり、主アーム片４１１ａの先端部に設けられた車輪５００ａを内壁面Ｌに対して突っ張らせる負荷を与える。

この場合、伸縮制御部１２１（図１参照）の操作により筒部２００ａに対して設けられたすべての拡縮アーム４００ａにおいてエアシリンダ３００が同期収縮するため、全ての拡縮アーム４００ａにおいて、拡長の程度および拡長のタイミングが略等しくなる。このような拡縮アーム４００ａの拡張動作によって、筒部２００ａの軸心が内壁面Ｌの軸心に略一致するように調芯される。

反対に、図７に示すように、縮径時（最小限まで縮径させる時）においては、伸縮制御部１２１（図１参照）を操作してエアシリンダ３００を矢印Ｅの方向へ伸長させることに伴い、摺動リング２２１ａが矢印Ｅと同じ方向へ移動することでリンクアーム片４１２ａの基端位置も矢印Ｅと同じ方向へ移動する。これによってリンクアーム片４１２ａの基端部と主アーム片４１１ａの基端部との間が狭まるため、リンクアーム片４１２ａがその先端部を筒部２００ａに近接する方向へ倒すとともに、主アーム片４１１ａを筒部２００ａへ近づく方向へ倒す。その結果、拡縮アーム４００ａが矢印ＳＤの方向へ縮小した態様となる。この場合にも、拡縮アーム４００ａは、車輪５００ａを内壁面Ｌに対して突っ張らせる負荷を与える。

この場合、伸縮制御部１２１（図１参照）の操作により筒部２００ａに対して設けられたすべての拡縮アーム４００ａにおいてエアシリンダ３００が同期伸長するため、全ての拡縮アーム４００ａにおいて、縮小の程度および縮小のタイミングが略等しくなる。このような拡縮アーム４００ａの縮小動作によっても、筒部２００ａの軸心が内壁面Ｌの軸心に略一致するように調芯される。

さらに図７のように拡縮アーム４００ａが最小限まで縮小された場合、拡縮アーム４００ａを構成するアーム片が軸心と平行となるまで折り畳まれる。このとき、主アーム片４１１ａの基端部近傍に設けられた補助車輪５１０ａが内壁面Ｌに接触することにより、管内走行装置１００ａのバランスをとる。さらに、拡縮アーム４００ａに形成されたフリースペースＳａ（図５参照）の中にエアシリンダ３００が収容される。つまり、エアシリンダ３００の存在が縮径に支障しない。このため、拡縮アーム４００ａが最小限まで縮小された場合に管内走行装置１００ａの径方向の大きさをコンパクトにすることができる。

［第３実施形態−管内走行装置１００ｂ］
図８は、第３実施形態にかかる管内走行装置の模式的正面図である。図９は、第３実施形態にかかる管内走行装置の模式的側断面図である。図９においては、図８のＣ−Ｃ線断面を示す。

図８および図９に示す管内走行装置１００ｂの内部移動部１１０ｂは、補助車輪５１０ａを有しないことを除いて第２実施形態の拡縮アーム４００ａおよび車輪５００ａと同じ拡縮アーム４００ｂおよび車輪５００ｂを有する。拡縮アーム４００ｂは、筒部２００ｂの連結用部材２２０ｂに連結されることにより、筒部２００ｂの軸心を中心として放射状に突設される。拡縮アーム４００ｂの先端つまり拡縮アーム４００ｂのうち筒部２００ｂから最も離間した部分には、車輪５００ｂが設けられる。

本実施形態においては、図８に示すように、拡縮アーム４００ｂおよび車輪５００ｂのセットは、軸心まわりに等間隔となるように６セット設けられる。図９に示すように、隣り合う拡縮アーム４００ｂは、軸心方向の向きが互い違いになるように配設される。このため、進行方向Ｆ側と対向方向側の両方で常に車輪５００ｂが内壁面Ｌに接している。したがって、管内において管内走行装置１００ｂを常に安定に保持することができる。

拡縮アーム４００ｂが、主アーム片４１１ｂと、主アーム片４１１ｂより短い長さで構成されたリンクアーム片４１２ｂとを含むこと、および、これらが連結用部材２２０ｂおよびエアシリンダ３００と相まって、エアシリンダ３００の伸縮動作を拡縮アーム４００ｂの拡縮動作に連動させるリンク機構を構成することは、第２実施形態の内部移動部１１０ａにおけるものと同じである。従って、拡縮アーム４００ｂの動作および機能も、第２実施形態の内部移動部１１０ａにおけるものと同じである。

［第４実施形態−管内走行装置１００ｃ］
図１０は、第４実施形態にかかる管内走行装置の拡径時における模式的一部側断面図である。図１１は、第４実施形態にかかる管内走行装置の縮径時における模式的一部側断面図である。

図１０および図１１に示す管内走行装置１００ｃは、第３実施形態にかかる管内走行装置１００ｂの変形態様である。具体的には、内部移動部１１０ｃにおいて、拡縮アーム４００ｃおよびその構成アーム片（主アーム４１１ｃおよび副アーム４１２ｃ）、車輪５００ｃ、フリースペースＳｃは、それぞれ、第３実施形態にかかる管内走行装置１００ｂの内部移動部１１０ｂにおける、拡縮アーム４００ｂおよびその構成アーム片（主アーム４１１ｂおよび副アーム４１２ｂ）、車輪５００ｂ、フリースペースＳｂと同じである。一方、第３実施形態にかかる管内走行装置１００ｂの筐体部２１０およびエアシリンダ３００の代わりに、それぞれ、筐体部２１０ｃおよびエアシリンダ３００ｃを有する。

本実施形態においては、連結用部材２２０ｃとして、進行方向側から、固定リング２２４ｃ、摺動リング２２１ｃ、摺動リング２２６ｃ、および固定リング２２７ｃが設けられている。固定リング２２４ｃ，２２７ｃは筐体部２１０ｃに固定され、摺動リング２２１ｃ，２２６ｃは、筐体部２１０ｃ表面を軸心方向に摺動可能となるように設けられる。筐体部２１０ｃは、後述のエアシリンダ３００ｃの一部（エアタンク３３０ｃ）を構成する。

主アーム片４１１ｃの基端部は、固定リング２２４ｃに軸着される。リンクアーム片４１２ｃの基端部は、固定リング２２４ｃより退行方向側に設けられた、軸方向に手動可能な摺動リング２２１ｃに軸着される。摺動リング２２１ｃと固定リング２２４ｃとは、それぞれがリンクアーム片４１２ｃおよび主アーム片４１１ｃの軸着部を有するとともに、両者が後述のエアシリンダ３００ｃの一部（追従部３４０ｃ）を構成するように形成されている。

［エアシリンダ］
エアシリンダ３００ｃは、エアタンク３３０ｃ、追従部３４０ｃおよび補助バネ３５０ｃを含む。
エアタンク３３０ｃは、拡縮アーム４００ｃの動作源となる空気の送入および排出がなされるものであり、筐体部２１０ｃによって構成される。エアタンク３３０ｃには、空気の送入および排出のための図示しないエアチューブが連結されている。

追従部３４０ｃは、エアタンク３３０ｃへの空気の送入およびエアタンク３３０ｃからの排出に伴って動作が追従するように伸縮機構を構成する。つまり、エアシリンダ３００ｃの伸縮動作は、この追従部３４０の伸縮動作に起因する。

追従部３４０ｃは、摺動リング２２１ｃと固定リング２２４ｃとによって構成される。より具体的には、摺動リング２２１ｃが進行方向Ｆ側に開口するハウジング部を有し、固定リング２２４ｃが、退行方向に延出する延出部を有し、摺動リング２２１ｃの内周側面に固定リング２２４ｃの延出部の外周面が摺動可能に密着することにより、伸縮機構を構成する。さらに、ハウジング部内の空間ＡＲとエアタンク３３０ｃ内の空間とは、エアタンク３００ｃに設けられた連通孔によって連通する。これによって、エアタンク３３０ｃへの空気の送入およびエアタンク３３０ｃからの空気の排出動作が、ハウジング部内の空間ＡＲの体積を変化させるとともに、追従部３４０ｃの伸縮動作を生じさせる。

以下において、エアシリンダ３００ｃの伸縮に関する説明のため、固定リング２２４ｃをエアシリンダ３００ｃの固定部３２４ｃ、摺動リング２２１ｃをエアシリンダ３００ｃの可動部３２１ｃと記載する場合がある。

補助バネ３５０ｃは、摺動リング２２１ｃの退行方向側に、軸心方向に延在するように設けられ、一方が摺動リング２２６ｃに、他方が固定リング２２７ｃに固定される。さらに、摺動リング２２１ｃと摺動リング２２６ｃとは互いに固定されているため、補助バネ３５０ｃは、摺動リング２２１ｃの移動に伴って動く。

［拡縮動作］
図１０に示すように、拡径時においては、伸縮制御部１２１（図１参照）を操作し、エアシリンダ３００ｃのエアタンク３３０ｃ内に空気を送り込む。これにより、送り込まれた空気はエアタンク３３０ｃの連通孔内を図中矢印ＦＬの方向へ移動し、空間ＡＲ内に空気が流れ込む。これに伴い、可動部３２１ｃが摺動リング２２６ｃと共に移動するため、リンクアーム片４１２ｃの基端位置が退行方向へ移動する。これによってリンクアーム片４１２ｃと主アーム片４１１ｃとの間が広がるため、リンクアーム片４１２ｃがその先端部を筒部２００ｃから離間する方向へ起こすとともに、主アーム片４１１ｃを筒部２００ｃから離間する方向へ起こす。その結果、拡縮アーム４００ｃが矢印ＳＵの方向へ拡長した態様となり、主アーム片４１１ｃの先端部に設けられた車輪５００ｃを内壁面Ｌに対して突っ張らせる負荷を与える。
一方で、補助バネ３５０ｃは、摺動リング２２６ｃの移動とともに収縮する。
筒部２００ｃの軸心が内壁面Ｌの軸心と略一致するように調芯された状態で拡径されることは、上述の実施形態と同様である。

反対に図１１に示すように、縮径時（最小限まで縮径させる時）においては、伸縮制御部１２１（図１参照）を操作し、エアシリンダ３００ｃのエアタンク３３０ｃから空気を排出する。これにより、空間ＡＲ内の空気がエアタンク３３０ｃの連通孔内を図中矢印ＦＬの方向へ移動し、空間ＡＲから空気が排出される。これに伴い、可動部３２１ｃが摺動リング２２６ｃと共に移動するため、リンクアーム片４１２ｃの基端位置が進行方向へ移動する。同時に、拡径によって収縮していた補助バネ３５０ｃが戻る力が可動部３２１ｃに加わるため、当該摺動動作がスムーズに起きる。

これによってリンクアーム片４１２ｃと主アーム片４１１ｃとの間が狭まるため、リンクアーム片４１２ｃがその先端部を筒部２００ｃに近接する方向へ倒すとともに、主アーム片４１１ｃを筒部２００ｃへ近づく方向へ倒す。その結果、拡縮アーム４００ｃが矢印ＳＤの方向へ縮小した態様となる。この場合にも、拡縮アーム４００ｃは、車輪５００ｃを内壁面Ｌに対して突っ張らせる負荷を与える。
筒部２００ｃの軸心が内壁面Ｌの軸心と略一致するように調芯された状態で縮径されることは、上述の実施形態と同様である。

さらに図１１のように拡縮アーム４００ｃが最小限まで縮小された場合、拡縮アーム４００ｃに形成されたフリースペースＳｃの中に補助バネ３５０ｃが収容される。つまり、補助バネ３５０ｃの存在が縮径に支障しない。このため、拡縮アーム４００ｃが最小限まで縮小された場合に管内走行装置１００ｃの径方向の大きさをコンパクトにすることができる。

なお、本実施形態では、補助バネ３５０ｃが、軸心方向において摺動リング２２１ｃに対し固定リング２２４ｃとは反対側に配設されている例を挙げたが、この態様に限定されるものではない。たとえば、補助バネ３５０ｃが固定リング２２４ｃと摺動リング２２１ｃとの間にそれぞれ両端が固定された状態で配設されてよい。この場合、拡径時においては補助バネが伸長し、縮径時においては当該伸長した補助バネが戻る力により拡縮アーム４００ｃの復帰動作を補助することができる。

［第５実施形態−管内走行装置１００ｄ］
図１２は、第５実施形態にかかる管内走行装置の拡径時における模式的一部側断面図である。図１３は、第５実施形態にかかる管内走行装置の模式的一部断面図である。図１４は、第５実施形態にかかる管内走行装置の縮径時における模式的一部側断面図である。

図１２から図１４に示す管内走行装置１００ｄは、第４実施形態にかかる管内走行装置１００ｃの変形態様である。具体的には、内部移動部１００ｄにおいて、拡縮アーム４００ｄおよびその構成アーム片（主アーム４１１ｄおよび副アーム４１２ｄ）、車輪５００ｄ、筐体部２１０ｄ、固定リング２２４ｄ（固定部３２４ｄ）、摺動リング２２１ｄ（可動部３２１ｄ）、摺動リング２１６ｄ、エアシリンダ３００ｄおよびその構成部材（エアタンク３３０ｄ、追従部３４０ｄ、補助バネ３５０ｄ）、フリースペースＳｄは、それぞれ、第４実施形態にかかる管内走行装置１００ｃの内部移動部１１０ｃにおける、拡縮アーム４００ｃおよびその構成アーム片（主アーム４１１ｃおよび副アーム４１２ｃ）、車輪５００ｃ、筐体部２１０ｃ、固定リング２２４ｃ（固定部３２４ｃ）、摺動リング２２１ｃ（可動部３２１ｃ）、摺動リング２１６ｃ、エアシリンダ３００ｃおよびその構成部材（エアタンク３３０ｃ、追従部３４０ｃ、補助バネ３５０ｃ）、フリースペースＳｃと同じである。一方、第４実施形態にかかる管内走行装置１００ｃの固定リング２２７ｃの代わりに、摺動リング２２８ｄおよび固定リング２２９ｄを有する。

摺動リング２２８ｄは、補助バネ３５０ｄの他端が固定され、かつ、筐体部２１０表面を軸心方向に摺動可能となるように設けられる。固定リング２２９ｄは、筐体部２１０に固定される。

［拡縮動作］
図１２に示すように、拡径時においては、第４実施形態と同様に、調芯された状態で、矢印ＳＵの方向へ拡縮アーム４００ｄの拡長が起こる。
一方で、補助バネ３５０ｄは、摺動リング２２６ｄ，２２８ｄの移動とともに退行方向へ移動する。

図１３（ａ）および図１３（ｂ）は、図１２の状態からさらに拡径された場合について説明するものである。
本実施形態においては、固定リング２２９ｄが、摺動リング２２８ｄの退行方向側の端壁２２８Ｈｄを突き当てる当接壁２２９Ｈｄを有する。
ここで、図１２の状態からさらに伸縮制御部１２１（図１参照）を操作し、エアタンク３３０ｄに空気を送り込むことによって追従部３４０ｄ内の空間ＡＲにさらに空気を流れ込ませると、補助バネ３５０ｄも同様に移動するとともに、図１３（ａ）に示すように、当接壁２２９Ｈｄに摺動リング２２８ｄの退行方向側の端壁２２８Ｈｄが突き当る。これにより、補助バネ３５０ｄの他端が固定される。

この場合、可動部３２１ｄの加速度合い等によっては、図１３（ｂ）に示すように、可動部３２１ｄが、さらに図中矢印の方向へ動くことがある。この場合、すでに他端が固定された補助バネ３５０ｄが収縮することでクッションとなる。

反対に図１４に示すように、縮径時（最小限まで縮径させる時）においても、第４実施形態と同様に、調芯された状態で、矢印ＳＤの方向へ拡縮アーム４００ｄの縮小が起きる。この場合、補助バネ３５０ｄは、摺動リング２２６ｃ，２２８ｄの移動とともに進行方向Ｆへ移動する。

さらに図１４のように拡縮アーム４００ｃが最小限まで縮小された場合、フリースペースＳｄの中に補助バネ３５０ｄが収容される点も第４実施形態と同様である。

［第６実施形態−管内走行装置１００ｅ］
図１５は、第６実施形態にかかる管内走行装置の拡径時における模式的一部側断面図である。図１６は、第６実施形態にかかる管内走行装置の縮径時における模式的一部側断面図である。

図１５および図１６に示す管内走行装置１００ｅは、第３実施形態にかかる管内走行装置１００ｂの変形態様である。具体的には、内部移動部１１０ｅにおいて、拡縮アーム４００ｅおよびその構成アーム片（主アーム４１１ｅおよび副アーム４１２ｅ）、車輪５００ｅ、フリースペースＳｅは、それぞれ、第３実施形態にかかる管内走行装置１００ｂの内部移動部１１０ｂにおける、拡縮アーム４００ｂおよびその構成アーム片（主アーム４１１ｂおよび副アーム４１２ｂ）、車輪５００ｂ、フリ−スペースＳｂと同じである。一方、第３実施形態にかかる管内走行装置１００ｂの筐体部２１０ｂ、エアシリンダ３００の代わりに、筐体部２１０ｅ、エアシリンダ３００ｅを有する。

本実施形態においては、連結用部材２２０ｅとして、進行方向Ｆ側から、固定リング２２４ｅ、摺動リング２２１ｅが設けられている。固定リング２２４ｅは筐体部２１０ｅに固定され、摺動リング２２１ｅは、筐体部２１０ｅを軸心方向に摺動可能となるように設けられる。

主アーム片４１１ｅの基端部は、固定リング２２４ｅに軸着される。リンクアーム片４１２ｅの基端部は、摺動リング２２１ｅに軸着される。

［エアシリンダ］
本実施形態では、筐体部２１０ｅの一部がエアシリンダ３００ｅを構成する。具体的には、筐体部２１０ｅの端部がシリンダ部を形成し、当該シリンダ部内周壁に密着可能に軸心方向に摺動するピストン部３２１ｅが、筐体部２１０ｅの側面に形成されたスリット孔を通じて摺動リング２２１ｅに連設している。これによって、ピストン部３２１ｅの移動とともに摺動リング２２１ｅが移動可能となる。

固定リング２２４ｅと摺動リング２２１ｅとの間には、軸心方向に延在する補助バネ３５０ｅが設けられ、補助バネ３５０ｅの一端が固定リング２２４ｅに、他端が摺動リング２２１ｅに固定される。このため、補助バネ３５０ｅは、摺動リング２２１ｅの移動に伴って伸縮する。

［拡縮動作］
図１５に示すように、拡径時においては、伸縮制御部１２１（図１参照）を操作し、エアシリンダ３００ｅ内の空間ＡＲに空気を送り込むことによって、矢印Ｅの方向へ伸長させる。これに伴い、ピストン部３２１ｅが摺動リング２２１ｅと共に移動するため、リンクアーム片４１２ｅの基端位置が矢印Ｅと同じ方向へ移動する。これと同時に、補助バネ３５０ｅが伸長される。
したがって、第３実施形態と同様に、調芯された状態で、矢印ＳＵの方向へ拡縮アーム４００ｅの拡長が起こる。

反対に図１６に示すように、縮径時（最小限まで縮径させる時）においても、第３実施形態と同様に、調芯された状態で、矢印ＳＤの方向へ拡縮アーム４００ｅの縮小が起きる。同時に、補助バネ３５０ｅは、拡径によって伸長していた補助バネ３５０ｃが戻る力がピストン部３２１ｅに加わるため、縮径動作がスムーズに起きる。

さらに図１６のように拡縮アーム４００ｅが最小限まで縮小された場合、フリースペースＳｅの中に補助バネ３５０ｅが収容される点も第３実施形態と同様である。

なお、本実施形態では、補助バネ３５０ｅが固定リング２２４ｅと摺動リング２２１ｅとの間に配設されている例を挙げたが、この態様に限定されるものではない。たとえば、補助バネ３５０ｅが、軸心方向において摺動リング２２１ｅに対して固定リング２２４ｅとは反対側に配設されていてもよい。この場合、補助バネの一方が摺動リング２２１ｅに固定され、他方が筒部２００ｅの外周部に固定される。この場合、拡径時においては補助バネが収縮し、縮径時においては当該収縮した補助バネが戻る力により拡縮アーム４００ｅの復帰動作を補助することができる。

［第７実施形態−管内走行装置１００ｆ］
図１７は、第７実施形態にかかる管内走行装置の模式的一部側面図である。第７実施形態においては、主に第１実施形態と異なる部分について説明し、同様の部分については説明を省略する。
図１７に示す管内走行装置１００ｆの内部移動部１１０ｆは、第１実施形態と異なるリンク機構を有する拡縮アーム４００ｆを有する。

［連結用部材］
連結用部材２２０ｆは、拡縮アーム４００ｆに応じた態様で設けられる。本実施形態では、連結用部材２２０ｆは、筐体部２１０の外周面を軸心方向に摺動可能となるように設けられた摺動リング２２１ｆと、筒部２００ｆの筐体部２１０の外周面に固定された固定リング２２３ｆ，２２５ｆとを含む。軸心方向において進行方向Ｆ側から順に、固定リング２２３ｆ、固定リング２２５ｆおよび摺動リング２２１ｆが設けられる。

［エアシリンダ］
エアシリンダ３００は、固定リング２２５ｆに固定され、ロッド３１１が摺動リング２２１ｆに固定される。したがって、エアシリンダ３００の伸縮動作によって摺動リング２２１ｆが軸心方向に摺動し、これにより、後に詳述するように、摺動リング２２１ｆと連結する拡縮アーム４００ｆを動作させることができる。

［拡縮アーム］
拡縮アーム４００ｆは、主アーム片４１１ｆと、副アーム片４１３ｆと、同期アーム片４１４ｆとを含む。これらは、連結用部材２２０ｆおよびエアシリンダ３００と相まって、エアシリンダ３００の伸縮動作を拡縮アーム４００ｆの拡縮動作に連動させるリンク機構を構成する。拡縮アーム４００ｆのリンク機構は、交差型パンタグラフの機構である。

図１７に示すように、主アーム片４１１ｆは基端部が摺動リング２２１ｆに軸着されることにより、軸着部分を中心として、軸心に対する角度が変化するように回転動作できる。主アーム片４１１ｆの先端部は後述のように同期アーム片４１４ｆを介して車輪５００ｆに連結しているため、当該回転動作により、車輪５００ｆの筒部２００ｆからの離間量を物理的に規定する。

主アーム片４１１ｆは、摺動リング２２１ｆの軸心方向の移動に伴って基端位置が軸心方向に移動可能である。摺動リング２２１ｆは前述のようにエアシリンダ３００のロッド３１１を固定している。つまり、主アーム片４１１ｆの基端位置は、エアシリンダ３００の伸縮動作に伴って移動する。

さらに、主アーム片４１１ｆに交差して、主アーム片４１１ｆと同形同大の副アーム片４１３ｆが設けられている。副アーム片４１３ｆは、基端部が固定リング２２３ｆに軸着されることにより、回転方向が逆であることを除き主アーム片４１１ｆと同様の回転動作が可能である。したがって、主アーム片４１１ｆは、基端位置の移動に応じ、軸着部分を中心として副アーム片４１３ｆと反対方向に回転動作することにより、主アーム片４１１ｆの先端部が、筒部２００ｆと近接または離間するように動作する。

副アーム片４１３ｆの先端部は、主アーム片４１１ｆの先端部が回転可能に固定された同期アーム片４１４ｆに、回転可能かつ軸心方向に摺動可能であるように連結される。したがって、副アーム片４１３ｆは、同期アーム片４１４ｆによって、主アーム片４１１ｆの回転動作に同期して回転動作する。

さらに、副アーム片４１３ｆの先端部における当該回転動作とともに、連結位置が軸心方向に移動するため、同期アーム片４１４ｆは動作の間一貫して、軸心と略平行の姿勢を保つ。同期アーム片４１４ｆの軸心方向両端には車輪５００ｆが設けられているため、軸心に平行な内壁面Ｌに両車輪５００ｆが確実に接触できる。

［拡縮動作］
図１７に示すように、拡径時においては、伸縮制御部１２１（図１参照）を操作してエアシリンダ３００を矢印Ｃの方向へ収縮させることに伴い、摺動リング２２１ｆが矢印Ｃと同じ方向へ移動することで主アーム片４１１ｆの基端位置も矢印Ｃと同じ方向へ移動する。これによって主アーム片４１１ｆの基端部と副アーム片４１３ｆの基端部との間が狭まるため、主アーム片４１１ｆがその先端部を筒部２００ｆから離間する方向へ起こす。この主アーム片４１１ｆの動作が同期アーム片４１４ｆを介して副アーム片４１３ｆを同様に起きるように動作させる。その結果、拡縮アーム４００ｆが矢印ＳＵの方向へ拡長した態様となり、同期アーム片４１４ｆの両端に設けられた車輪５００ｆを内壁面Ｌに対して突っ張らせる負荷を与える。

この場合、伸縮制御部１２１（図１参照）の操作により筒部２００ｆに対して設けられたすべての拡縮アーム４００ｆにおいてエアシリンダ３００が同期収縮するため、全ての拡縮アーム４００ｆにおいて、拡長の程度および拡長のタイミングが略等しくなる。このような拡縮アーム４００ｆの拡張動作によって、筒部２００の軸心が内壁面Ｌの軸心に略一致するように調芯される。

縮径時においては、伸縮制御部１２１（図１参照）を操作してエアシリンダ３００を矢印Ｃと反対の方向へ伸長させることに伴い、上記と反対の方向に各アーム片が動作することで、拡縮アーム４００ｆが矢印ＳＵと反対の方向へ縮小した態様（図示せず）となる。

［他の例］
図１８から図２０は、管内走行装置の他の例を示す。他の例においては、主に第１実施形態と異なる部分について説明し、同様の部分については説明を省略する。さらに、図示しない変形例についても説明する。

［管内走行装置１００ｇ］
図１８は、管内走行装置の他の例の模式的一部側面図である。
図１８に示す管内走行装置１００ｇは、管の内壁面Ｌに対して振動波ｗ（一例として超音波）を発信することにより、管の内壁面Ｌおよび管の壁構造などに関する情報を取得するものである。

管内走行装置１００ｇは、筐体部２１０ｇの進行方向Ｆ側に検知部７００ｇを有する。検知部７００ｇは、振動波発信部７１１ｇ（一例として超音波探触子）、アーム部材７１３および回転軸７１４を含む。回転軸７１４は、一端部においてアーム部材７１３を固定するとともに、他端部において筐体部２１０ｇの軸心位置で支承される。回転軸７１４は、筐体部２１０ｇ内に収容されたモータ６１０（図１参照）によって矢印ｒの方向に回転駆動される。

筐体部２１０ｇは、その軸心が内壁面Ｌの軸心Ｏに調芯されている。そのため、回転軸７１４は軸心Ｏを中心として回転することができる。さらに、アーム部材７１３は内壁面Ｌの径方向に向いている。このため、回転軸７１４の回転の間、振動波発信部７１１ｇから発信される振動波ｗの向きと、振動波ｗが入射される内壁面Ｌの接面とを、略直角に保つことができる。

したがって、進行方向Ｆに管内走行装置１００ｇを走行させながら振動波発信部７１１ｇから振動波ｗを回転発信することにより、管の内壁面Ｌをまんべんなく走査することができる。

［管内走行装置１００ｈ］
図１９は、管内走行装置のさらに他の例の模式的一部側面図である。
図１９に示す管内走行装置１００ｈは、管の内部を撮影することにより、管の内部の視覚的情報を取得するものである。

管内走行装置１００ｈは、筐体部２１０ｈの進行方向Ｆ側に検知部７００ｈと、筐体状の径大部８００ｈを有する。

検知部７００ｈは、撮像装置７１５ｈおよび照明７１６ｈを含む。径大部８００ｈには、内部空間同士が連通するドーム窓８２０が設けられている。ドーム窓８２０は透明部材で構成されており、その内部に収容された撮像装置７１５ｈが、ドーム窓８２０を通して外部を撮影できるようになっている。撮像装置７１５ｈは、退行方向側において、筐体部２１０ｈの軸心の延長上に設けられた傾動部（図示せず）に連結されることにより、傾きを変えることができる。このため、進行方向Ｆ以外の方向についても撮影できる。

ドーム窓８２０の周囲には照明７１６ｈ（一例としてＬＥＤ）が複数配設されている。これによって、管内を照らしながら撮影が可能である。
径大部８００ｈの内部には、検知部７００ｈを駆動させるための部品等、関連部品を収容することができる。

［管内走行装置１００ｉ］
図２０は、管内走行装置のさらに他の例の模式的一部側面図である。図２１は、管内走行装置のさらに他の例の模式的正面図である。
図２０に示す管内走行装置１００ｉは、内部移動部１１０ｉの筐体部２１０ｉの進行方向Ｆ側に、径大部８００ｉを有する。径大部８００ｉには車輪８５０が設けられている。

図２０において、管内走行装置１００ｉは、拡縮アーム４００が最小限に縮小した状態である。径大部８００ｉに設けられた車輪８５０が内壁面Ｌに接することにより、内壁面Ｌ内における管内走行装置１００ｉを安定に保持する。

さらに、管内走行装置１００ｉが図２０の態様である場合、図２１に示すように、径大部８００ｉを進行方向Ｆ（図２０参照）側から軸心方向へ投影すると、当該投影に、拡縮アーム４００の全てが重なる。このため、拡縮アーム４００が管内走行装置１００ｉの径方向の大きさに支障しない。

［管内走行装置１００ｊ］
図２２は、管内走行装置のさらに他の例の模式的正面図である。
図２２に示す管内走行装置１００ｊは、内部移動部１１０ｊが拡縮アーム４００を１つ有する。拡縮アーム４００の構造は、第１実施形態と同じものを示しているが、任意の機構を有するものであってよい。拡縮アーム４００は、筒部２００ｊの外周部において、連結用部材２２０ｊにより連結されている。

筐体部２１０ｊには、正面視で径方向に２つ、車輪２５０が設けられている。車輪２５０は筐体部２１０ｊに固定されているため、基本的に（つまりサスペンション機能を除いて）筐体部２１０ｊとの距離関係は不変である。一方、拡縮アーム４００は上述の通り拡縮するため、筒部２００ｊの位置は、拡縮アーム４００が拡縮する一方向に動く。

拡縮アーム４００が内壁面Ｌに対して突っ張らせる付加を与えることにより、管内走行装置１００ｊは、拡縮アーム４００および車輪２５０によって、管内で安定的に保持される。

なお、管内走行装置１００ｊは、筐体部２１０ｊに検知部７００ｊを有する。検知部７００ｊは、撮像装置７１５ｊと照明７１６ｊとを有する。これによって、管内走行中、管内を照らしながら撮影が可能である。

［筺体部の変形例］
上述の実施形態および他の例では、軸部が筺体部２１０を有する筒部２００，２００ａ，２００ｂ，２００ｆ，２００ｊである態様を挙げたが、これに限定されるものではない。たとえば、軸部は中実の棒状であってもよい。また、上述の実施形態および他の例では、筺体部２１０の断面が円形である例を挙げたが、断面の形状はこれに限定されるものではない。たとえば、四角形、六角形などの多角形およびそれらの変形形状等、任意の形状が許容される。

さらに、上述の実施形態および他の例では、連結用部材２２０，２２０ａ，２２０ｂ，２２０ｆが断面円形のリング部に軸着部が設けられた態様であるものを挙げたが、この態様に限定されるものではない。たとえば、リング部の断面は四角形、六角形などの多角形およびそれらの変形形状等、任意の形状が許容される。また、摺動しない連結用部材は、筺体部２１０に軸着部のみが固定されていてもよい。

［エアシリンダの変形例］
上述の実施形態および他の例では、伸縮部がエアシリンダである例を挙げたが、伸縮制御部１２１によって遠隔操作が可能な伸縮機構を有するものであれば特に限定されるものではない。たとえば、油圧シリンダ、空気ばね、可動部を電気的制御により駆動させるコイルばねであってもよい。いずれも、管内での縮径および拡径が自在である。

上述の実施形態および他の例では、エアシリンダが軸心方向に延在する態様を挙げたが、これに限定されるものではない。たとえば、エアシリンダが径方向に延在するように設けられることを許容する。この場合、エアシリンダの両端はそれぞれ、摺動しない連結用部材と、拡縮アーム４００，４００ａ，４００ｂ，４００ｆを構成するいずれかのアーム片とに固定されて連結される。

［拡縮アームの変形例］
上述の実施形態および他の例では、拡縮アーム４００，４００ａ，４００ｂ，４００ｆの数が１、３または６である態様を挙げたが、これに限定されるものではない。拡縮アームの数は、１または複数であればよい。

上述の実施形態および他の例では、拡縮アーム４００，４００ａ，４００ｂ，４００ｆが特定のリンク機構を有する態様を挙げたが、これに限定されるものではない。エアシリンダ３００の伸縮動作を拡縮アーム４００，４００ａ，４００ｂ，４００ｆの拡縮動作に連動させるリンク機構であれば、他の任意の機構が許容される。

上述の実施形態および他の例では、拡縮アーム４００，４００ａ，４００ｂ，４００ｆが筒部２００，２００ａ，２００ｂ，２００ｆを調芯するように略同じ拡縮量で動作する機構を有するものとして説明したが、この態様に限定されるものではない。たとえば、複数の拡縮アーム４００，４００ａ，４００ｂ，４００ｆのいずれかが異なる拡縮量で動作させること、いずれかを拡縮させないこと、または、いずれかを異なる走行部に連結させることにより、拡縮動作の前後で、内壁面Ｌの軸心Ｏと筒部２００，２００ａ，２００ｂ，２００ｆの軸心とをずらしてもよい。

［エアシリンダと拡縮アームとの組み合わせの変形例］
たとえば、第１実施形態にかかる管内走行装置１００、第２実施形態にかかる管内走行装置１００ａ、第３実施形態にかかる管内走行装置１００ｂ、他の例における管内走行装置１００ｉ，１００ｊのエアシリンダ３００の代わりに、第４実施形態にかかる管内走行装置１００ｃのエアシリンダ３００ｃ、第５実施形態にかかる管内走行装置１００ｄのエアシリンダ３００ｄ、第６実施形態にかかる管内走行装置１００ｅのエアシリンダ３００ｅのいずれかを任意に組み合わせることができる。

［走行部の変形例］
上述の実施形態および他の例では、走行部が車輪５００，５００ｆである態様を挙げたが、これに限定されるものではない。例えば、キャタピラであってもよい。その場合、同期アーム片４１４，４１４ｆの軸方向の両端それぞれにおいて、同期アーム片４１４，４１４ｆをはさむように一対の歯車を同軸で軸着し、それぞれの歯車に、キャタピラを巻きつける。

［径大部の変形例］
上述の他の例では、径大部８００ｉが筐体部２１０ｉの進行方向側の端に設けられている例を挙げたが、この態様に限定されるものではない。たとえば、拡縮アーム４００の構成、数および配置等が適宜変更されて構成されることにより、径大部８００ｉが筐体部２１０ｉの中央部に設けられてもよい。

［内部移動部の変形例］
上述の実施形態および他の例では、１の管内走行装置１００，１００ａ，〜，１００ｊにつき１の内部移動部１１０，１１０ａ，〜，１１０ｊを有する例を挙げたが、この態様に限定されるものではない。１の管内走行装置１００，１００ａ，〜，１００ｊにつき複数の互いに連結された内部移動部１１０，１１０ａ，〜，１１０ｊを有してもよい。

［実施形態および他の例により奏される効果］
管内走行装置１００，１００ａ，〜，１００ｊは、管内へ挿入された場合、拡縮アーム４００，４００ａ，〜，４００ｆが内壁面Ｌへ向かって突っ張るように拡張し、車輪５００，５００ａ，〜，５００ｆが内壁面Ｌへ接触する。これにより、管内走行装置１００，１００ａ，〜，１００ｊが保持される。伸縮制御部１２１によりエアシリンダ３００，３００ｃ，３００ｄ，３００ｅを遠隔操作して拡縮アーム４００，４００ａ，〜，４００ｆの拡縮を行うことができる。このため、管内での縮径および拡径が自在となる。

管内走行装置１００，１００ａ，〜，１００ｊは、伸縮部が気圧により駆動するエアシリンダ３００，３００ｃ，３００ｄ，３００ｅであるため、万一漏れが発生した場合にも、管内の汚染、引火、感電等の危険性が回避され、かつ、簡易な構造による遠隔制御が可能である。

エアシリンダ３００，３００ｃ，３００ｄ，３００ｅのロッド３１１、エアシリンダ３００ｃ，３００ｄの可動部３２１ｃ，３２１ｄ、およびエアシリンダ３００ｅのピストン３２１ｅは、筒部２００，２００ａ，〜，２００ｆ，２００ｊの軸心方向に移動するように設けられているため、拡縮アームが最も縮小した場合における管内走行装置１００，１００ａ，〜，１００ｊの径方向の大きさをコンパクトにすることができる。

エアシリンダ３００は、筒部２００，２００ａ，２００ｂ，２００ｆ，２００ｊの軸心方向に伸縮するように連結用部材２２０，２２０ａ，２２０ｂ，２２０ｆ，２２０ｊに固定されているため、径方向つまり拡縮アーム４００，４００ａ，〜，４００ｆの拡縮方向ＳＵ，ＳＤに伸縮しない。したがって、エアシリンダ３００が筒部２００，２００ａ，２００ｂ，２００ｆ，２００ｊの外周部に配置していても、拡縮アームが最も縮小した場合における管内走行装置１００，１００ａ，〜，１００ｊの径方向の大きさをコンパクトにすることができる。

エアシリンダ３００ｃ，３００ｄは、筐体部２１０ｃ，２１０ｄ全体を含み、エアシリンダ３００ｅは、筐体部２１０ｅの一部を含むため、管内走行装置１００ｃ，１００ｄ，１００ｅの径方向の大きさをコンパクトにすることができる。

エアシリンダ３００ｃ，３００ｄ，３００ｅは、拡縮アーム４００ｃ，４００ｄ，４００ｅの拡長動作からの復帰を補助する補助バネ３５０ｃ，３５０ｄ，３５０ｅを有するため、拡縮アーム４００ｃ，４００ｄ，４００ｅの動作がスムーズになる。

管内走行装置１００ａ，〜，１００ｅは、拡縮アーム４００ａ，〜，４００ｅが、先端に車輪５００ａ，〜，５００ｅが配設された主アーム片４１１ａ，〜，４１１ｅと、より短いリンクアーム片４１２ａ，〜，４１２ｅとがリンク機構を形成したものであり、リンクアーム片４１２ａ，〜，４１２ｅが、基端がエアシリンダ３００，３００ｃ，３００ｄ，３００ｅのロッド３１１、エアシリンダ３００ｃ，３００ｄの可動部３２１ｃ，３２１ｄ、またはエアシリンダ３００ｅのピストン３２１ｅに、先端は主アーム片４１１ａ，〜，４１１ｅの先端近傍にそれぞれ回転自在に固定される。このように、簡易な構造のリンク機構により、エアシリンダ３００，３００ｃ，３００ｄ，３００ｅの伸縮動作を拡縮アーム４００ａ，〜，４００ｅの拡縮動作に連動させることができる。

管内走行装置１００ｂ，〜，１００ｅは、拡縮アーム４００ｂ，〜，４００ｅ及びエアシリンダ３００，３００ｃ，３００ｄ，３００ｅの組が６組、筒部２００ｂ，〜，２００ｅの軸心方向の向きが互い違いになるように配設されているため、管内での管内走行装置１００ｂ，〜，１００ｅの保持がより安定的となる。

管内走行装置１００，１００ａ，〜，１００ｊにおいては、拡縮アーム４００，４００ａ，〜，４００ｆがフリースペースＳ，Ｓａ，〜，Ｓｅを有するため、拡縮アーム４００，４００ａ，〜，４００ｆが最も縮小した場合に、エアシリンダ３００，３００ｃ，３００ｄ，３００ｅの少なくとも一部がフリースペースＳ，Ｓａ，〜，Ｓｅ内に収容される。このため、拡縮アーム４００，４００ａ，〜，４００ｆが最も縮小した場合における管内走行装置１００，１００ａ，〜，１００ｊの径方向の大きさをコンパクトにすることができる。

管内走行装置１００ｉにおいては、筐体部２１０ｉに連設された径大部８００ｉを含み、拡縮アーム４００が最も縮小した場合、径大部８００ｉの軸心方向への投影に、拡縮アーム４００の全部が重なる。したがって、拡縮アーム４００が最も縮小した場合における管内走行装置１００ｉの径方向の大きさをコンパクトにすることができる。

管内走行装置１００ｇ，１００ｈ，１００ｊにおいては、筐体部２１０ｇ，２１０ｈ，２１０ｊの進行方向Ｆ側の端部に、管に関する情報を取得するための検知部７００ｇ，７００ｈ，７００ｊが設けられているため、管内走行中に、進行方向Ｆから、管に関する所望の情報を取得することができる。

［実施形態および他の例における各部と請求項の各構成要素との対応関係］
本発明においては、管内走行装置１００，１００ａ，〜，１００ｊが「管内走行装置」に相当し、伸縮制御部１２１が「伸縮制御部」に相当し、筒部２００，２００ａ，〜，２００ｆ，２００ｊが「軸部」に相当し、連結用部材２２０，２２０ａ，〜，２２０ｆ，２２０ｊが「外周部」に相当し、エアシリンダ３００，３００ｃ，３００ｄ，３００ｅが「伸縮部」に相当し、ロッド３１１、可動部３２１ｃ,３２１ｄ、およびピストン３２１ｅが「可動部」に相当し、補助バネ３５０ｃ，３５０ｄ，３５０ｅが「補助バネ」に相当し、拡縮アーム４００，４００ａ，〜，４００ｆが「拡縮アーム」に相当し、主アーム片４１１ａ，〜，４１１ｅが「長アーム片」に相当し、リンクアーム片４１２ａ，〜，４１２ｅが「短アーム片」に相当し、車輪５００，５００ａ，〜，５００ｆが「走行部」に相当し、検知部７００，７００ｇ，７００ｈ，７００ｊが「検知部」に相当し、径大部８００ｈ，８００ｉが「径大部」に相当し、フリースペースＳ，Ｓａ，〜，Ｓｅが「収容部」に相当し、軸心Ｏが「軸心」に相当し、進行方向Ｆが「進行方向」に相当する。

本発明の好ましい実施形態は上記の通りであるが、本発明はそれらのみに限定されるものではなく、本発明の趣旨と範囲とから逸脱することのない様々な実施形態が他になされる。さらに、本実施形態において述べられる作用および効果は一例であり、本発明を限定するものではない。

１００，１００ａ，〜，１００ｊ 管内走行装置
１２１ 伸縮制御部
２００，２００ａ，〜，２００ｆ，２００ｊ 筒部
２２０，２２０ａ，〜，２２０ｆ，２２０ｊ 連結用部材
３００ エアシリンダ
３１１ ロッド
３２１ｃ,３２１ｄ 可動部
３２１ｅ ピストン
３５０ｃ，３５０ｄ，３５０ｅ 補助バネ
４００，４００ａ，〜，４００ｆ 拡縮アーム
４１１ａ，〜，４１１ｅ 主アーム片
４１２ａ，〜，４１２ｅ リンクアーム片
５００，５００ａ，〜，５００ｆ 車輪
７００，７００ｇ，７００ｈ，７００ｊ 検知部
８００ｈ，８００ｉ 径大部
Ｓ，Ｓａ，〜，Ｓｅ フリースペース
Ｏ 軸心
Ｆ 進行方向

Claims (8)

1. 管内への挿入および管内での軸心方向への走行が可能な内部移動部と、管外から伸縮部を遠隔操作する外部操作部とを有する管内走行装置であって、
   軸部と、
   前記軸部の外周部から突設され、且つ、前記軸部の軸心を中心とした放射方向に拡縮可能な複数の拡縮アームと、
   前記拡縮アームの先端部に設けられた走行部と、
   前記拡縮アームを拡縮させる前記伸縮部と、
   前記軸部の外周面に軸心方向に移動するように設けられた摺動リングと、
   前記軸部の外周面に固定された固定リングと、を有し、
   前記伸縮部は、前記摺動リングと前記固定リングとに前記軸部の外周部で固定され、
   前記拡縮アームは、先端に前記走行部が配設された長アーム片と、前記長アーム片より短い短アーム片とがリンク機構を形成したものであり、
   前記長アーム片は、基端が固定リングに回動自在に連結され、
   前記短アーム片は、先端が前記長アーム片の先端と基端との間に回動自在に連結され、基端が前記軸部の軸心方向において前記短アーム片の先端部の連結位置よりも前記長アーム片の基端側で前記摺動リングに回動自在に連結された、管内走行装置。
2. 前記伸縮部が気圧により駆動するものである、請求項１に記載の管内走行装置。
3. 前記伸縮部がエアシリンダである、請求項２に記載の管内走行装置。
4. 前記伸縮部が、前記拡縮アームの動作を補助する補助バネを有する、請求項１から３のいずれか１項に記載の管内走行装置。
5. 前記拡縮アーム及び前記伸縮部の組が複数組、前記軸心方向の向きが互い違いになるように配設される、請求項１から４のいずれか１項に記載の管内走行装置。
6. 前記拡縮アームが収容部を有し、
   前記拡縮アームが最も縮小した場合に、前記伸縮部が前記収容部内に収容される、請求項１から５のいずれか１項に記載の管内走行装置。
7. 前記軸部に連設された径大部を含み、前記拡縮アームが最も縮小した場合、前記径大部の、前記軸部の軸心方向への投影に、前記拡縮アームの全部が重なる、請求項１から６のいずれか１項に記載の管内走行装置。
8. 前記軸部の進行方向側の端部に、前記管に関する情報を取得するための検知部が設けられている、請求項１から７のいずれか１項に記載の管内走行装置。

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