JP2000219134A

JP2000219134A - 管内走行装置

Info

Publication number: JP2000219134A
Application number: JP11023847A
Authority: JP
Inventors: Shigeo Kato; 重雄加藤
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-02-01
Filing date: 1999-02-01
Publication date: 2000-08-08

Abstract

(57)【要約】【課題】柔軟な管内を走行するのに適した管内走行装置
を提供する。【解決手段】ベローズ３１、滑り止め部材３４，３５は
ゴムもしくは塩化ビニル等からなり弾性を有する。滑り
止め部材の内径は、ベローズ３１の谷の外径よりも小さ
く、外径は走行管４６の通常時の内径よりも大きい。滑
り止め部材は、ベローズに装着されると円錐台形に撓
む。走行管４６の最小半径よりも小さい半径の硬い滑り
止め部材７１を滑り止め部材に固着させ、滑り止め部材
の外周部には、半径方向に延びる切り欠きもしくは切り
込み６１を複数個入れる。滑り止め部材の表面と裏面に
は複数の小さな疣状の突起７２が与えられている。ベロ
ーズを圧縮伸張するときにそれぞれ正圧と負圧を印加
し、ベローズの変位を大きくすると共に変位に要する時
間を短くし、もって高速に移動可能にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はガス管、水道管など
の直管あるいは胃、大腸、小腸、血管などの人体内の柔
軟な管を走行するのに適した管内走行装置に係り、とく
に、管内検査装置、管内修理装置、管内治療装置などを
検査、修理あるいは治療する管内位置まで運搬するのに
適した管内走行装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】地面を掘ることなくガス管、水道管など
を内部から検査して修理箇所を見つけて修理する管内検
査装置あるいは管内修理装置、あるいは、胃や大腸の癌
やポリープを苦痛なく検査したり、心臓環状動脈の閉塞
しそうな部分を安全に拡張できる管内検査装置、管内修
理装置あるいは管内治療装置が従来からも研究されてい
る。

【０００３】たとえば、図１に示すように、精密工学会
誌６１巻第１号、第９０頁から第９４頁に記載の管内走
行装置の走行部は、３組の流体圧駆動装置６，７，８で
構成され、各流体圧駆動装置は、板１、リンク２、足
３、ジョイント４、ゴム管５から成る。図２に示すよう
に、この走行部が走行管内を走行するときには、流体圧
駆動装置７，８のそれぞれのゴム管２２，２３には空気
圧が送気管（図示せず）によって供給される。この結
果、ゴム管２２，２３は伸び、リンク２は水平になり、
足３は走行管２１に接触してこの走行部を保持する。次
に流体圧駆動装置６のゴム管５に空気圧が送気管（図示
せず）によって供給され、流体圧駆動装置６は伸びる。
同時に流体圧駆動装置８のゴム管２３の空気圧が送気管
（図示せず）から大気圧に抜かれ、流体圧駆動装置８は
縮む。

【０００４】次に流体圧駆動装置７のゴム管２２に空気
圧が送気管（図示せず）から大気圧に抜かれ、流体圧駆
動装置７は縮む。同時に流体圧駆動装置８のゴム管２３
に空気圧が送気管（図示せず）によって供給され、流体
圧駆動装置８は伸びる。ここで、流体圧駆動装置８の足
は初めの位置から左に移動していることが理解される。
従って、これが繰り返されると、足３が走行管２１に接
触して摩擦力により管内走行装置の走行部を保持し、管
内走行装置の走行部は前進できることになる。

【発明が解決しようとする課題】

【０００５】しかし、この従来の管内走行装置には次の
ような問題点がある。（１）流体圧駆動装置が伸張して、かつ、流体圧駆動装
置を収縮させるのは流体圧駆動装置のゴム管である。ゴ
ム管は直管のため、変位量は少ない。しかも正圧の加圧
だけであるので、収縮には利用できない。従って、その
変位量は小さい。また、流体圧駆動装置の収縮はゴム管
自身の力だけによるため、大きな時間が掛かる。結局、
走行速度は比較的小さい。（２）走行管が体内の腸などの柔軟な管の場合、足３が
接触しても走行管が逃げてしまい、摩擦力が発生せず、
走行が困難となるおそれがある。

【０００６】本発明の目的は、高速走行可能な管内走行
装置を提供することである。本発明の他の目的は、体内
の柔軟な管内を走行するのに適した管内走行装置を提供
することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】（１）走行速度を向上す
るために、本発明による管内走行装置の第１の望ましい
態様では、複数の流体圧駆動装置を作動流体の正圧によ
る力で伸張させるとともに、流体圧駆動装置を作動流体
の負圧の力で収縮させ、流体圧駆動装置の収縮側の変位
も利用する。その結果、流体圧駆動装置の伸縮収縮量を
従来に比べほぼ２倍に増大する。さらに、伸張させる流
体圧駆動装置を作動流体の正圧による力で伸張させると
ともに、同時に収縮させる流体圧駆動装置を作動流体の
負圧の力で収縮させる。これにより、収縮に要する時間
は伸張時間とほぼ等しく短くした。以上により、走行時
間を短くする。この技術は、管内走行装置に複数の流体
圧駆動装置が含まれる場合にも適用出来るが、管内走行
装置に一つの流体圧駆動装置が含まれる場合には移動速
度の点で有利である。

【０００８】（２）従来技術では複数、とくに３個の流
体圧駆動装置を使用した。３個の流体圧駆動装置を用い
る管内走行装置では、走行部が要する伸縮時間と収縮時
間は１個の流体圧駆動装置が要する伸縮時間と収縮時間
の３倍である。しかも１回の移動動作によって走行部が
移動できる距離は一つの流体圧駆動装置の変位量に等し
い。本発明者は、研究の結果、走行管との摩擦力を得る
方法を上記のように改良すれば、１個の流体圧駆動装置
でも管内走行装置は走行できることを見いだした。この
場合の走行部が要する伸縮時間と収縮時間は従来の３個
の流体圧駆動装置を使用する場合の１／３である。しか
も１回の移動動作によって走行部が移動する量は従来の
場合と変わらない。したがって、走行速度が従来に比べ
て約３倍となる。

【０００９】本発明では、この流体圧駆動装置として、
２種類の流体圧駆動装置を提供する。その一つは、先に
述べてきたような外部から供給される作動流体の正圧に
よる力で流体圧駆動装置を伸張し、流体圧駆動装置を収
縮させるのは外部から供給される作動流体の負圧の力を
用いる方式である。これを圧力外部供給方式と呼ぶこと
にする。この圧力外部供給方式は、流体供給排出管を必
要とするので長距離走行よりも短距離走行には適する。
流体圧駆動装置を高速で伸縮できるので、比較的近距離
例えば肛門から盲腸に至る約１ｍ程度までを高速で走行
する管内走行装置に適している。

【００１０】もう一つの方式は、初めは流体圧駆動装置
に作動流体を封じた状態で負圧にしておき、封じた作動
流体を気化させて正圧を作りこの正圧で流体圧駆動装置
を伸張し、次いで作動流体を液化させて低下した内圧で
流体圧駆動装置を収縮させる方式である。これを圧力内
部供給方式と呼ぶことにする。本発明者による実験の結
果、気化と液化は高い周波数で行えることが判明した。
この圧力内部供給方式は、エネルギーを供給する電線は
必要であるが電線の抵抗は大きくないので、かなり長距
離まで電線を延ばすことができ、したがってこの方式は
比較的長距離、たとえば大腸から盲腸を経由して小腸そ
して胃に至る約１０ｍ程度の距離を高速度で走行する管
内走行装置に適している。なお、電池を管内走行装置に
携行させることもでき、この場合には上記電線は不要で
あり、管内走行装置は自律走行することも可能となる。

【００１１】（３）従来の管内走行装置が腸などの柔軟
な走行管内を走行することが困難であるのは、管との摩
擦を得るための足が接触しても腸が逃げてしまい摩擦力
が発生しないためである。本発明の第２の望ましい態様
では、摩擦力が発生するように、その最大径が体内の柔
軟な走行管内の内径よりも大きい滑り止め部材を流体圧
駆動装置に付加する。

【００１２】本発明のさらに望ましい態様では、上記滑
り止め部材が腸などの柔軟な体内走行管にある内径の小
さい狭窄部を通過できるように、滑り止め部材の外周部
に切り欠きや半径方向の切り込みを入れる。これによっ
て、走行管の半径の変化に滑り止め部材の最大径が追従
できるようにした。

【００１３】本発明のさらに他の望ましい態様では、走
行管の最小半径よりも小さい半径の硬い滑り止め部材
を、切り込みや褶のある大半径の摩擦輪に結合させて、
弾性のある滑り止め部材として滑り止め部材の追従性を
高める。

【００１４】本発明のさらに望ましい態様では、腸など
の表面がぬるぬるした走行管との摩擦力を高めるため、
滑り止め部材の表面と裏面の少なくとも一方あるいは両
方に疣（いぼ）状の突起を複数個設ける。この疣状の突
起が雪道におけるスノータイヤの役目となり、滑らかな
表面を有し半径が変化する腸などの管内も容易に走行可
能とする。

【００１５】また、以上のいずれの実施の形態でも、流
体圧駆動装置にはベローズを用いるのが望ましい。ベロ
ーズは復元する力は弱いが伸縮量は極めて大きいためで
あり、移動量を大きくするのに適する。このベローズは
２重構造とすることもできる。このベローズの内径から
内側の空洞部分に、走行管内の液体、たとえば血管内の
血液をそのまま流すことが出来る。

【００１６】また、走行部を、複数のベローズが並列に
配置された流体圧駆動装置が複数個直列に接続した構成
とすることもできる。上記複数の流体圧駆動装置の伸縮
圧縮を制御することにより、舵取りや蛇行伸縮運動を行
なわせることができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る管内走行装置
のいくつかの実施の形態を図面を参照して詳細に説明す
る。図３には、走行部に３個の流体圧駆動装置を用い、
各流体圧駆動装置に圧力外部供給方式を採用した管内走
行装置の全体を示す。３つの流体圧駆動装置は、ベロー
ズ３１，３２，３３により構成されている。各ベローズ
は金属たとえばニッケルからなる。厚さはたとえば３０
μｍである。先頭のベローズ３１の先端部には内部が空
洞である半球部９２でもって封じられている。ベローズ
３１の後端は肉厚の円盤状に形成され、この肉厚部によ
り封じられている。第２、第３のベローズ３２，３３の
先端部は肉厚の円盤状に形成され、それにより封じられ
ている点でベローズ３１と異なる。

【００１８】最後のベローズ３３の後端の肉厚部を除い
て、各ベローズの先端あるいは後端の肉厚部は先行する
または後続のベローズの肉厚部に溶接されている。各ベ
ローズの山の数は１９、重さは０．０６ｇである。ここ
では、走行する管４６の内径は場所に依らないで一定で
あると仮定する。各ベローズの外径は走行する管４６の
内径よりも小さくする。ここでは走行管４６の内径は、
９．０ｍｍと仮定する。各ベローズの外径はたとえば
６．８ｍｍである。各ベローズの内径はたとえば３．８
ｍｍである。各ベローズの肉厚部と先頭の半球部９２の
サイズもこの外径６．８ｍｍと同じである。長さは収縮
時にはたとえば１５ｍｍである。但し、先頭のベローズ
３１の収縮時の長さは１８ｍｍである。したがって、３
つのベローズ全体の長さは収縮時には４８ｍｍである。

【００１９】上記ベローズ３１から３２には、複数の滑
り止め部材３４，３５，３６，３７が設けられている。
すなわち、ベローズ３１の半球部９２の直後に滑り止め
部材３４が設けられ、その後端の肉厚部の直前に滑り止
め部材３５が設けられ、ベローズ３２の後端の肉厚部の
直前に滑り止め部材３６が設けられ、さらにベローズ３
３の後端の肉厚部の直前に滑り止め部材３７が設けられ
ている。各滑り止め部材はベローズの谷間に装着され
る。本実施の形態では、各滑り止め部材は、ほぼ円形で
弾性を有する薄い板からなり、その中心の円形部分は空
となっている。滑り止め部材の外径は、走行すべき管４
６と滑り止め部材との間で摩擦を発生させるように、ベ
ローズの外径よりも大きくされる。

【００２０】たとえば走行管４６の内径にほぼ等しく、
９．０ｍｍとする。各ベローズの厚さ、内径は使用する
材質により適宜決める。滑り止め部材の材質はたとえば
厚さ０．３ｍｍという薄い塩化ビニルである。このとき
には塩化ビニルでも弾性を有する。滑り止め部材の内径
は、ベローズの内径よりも少し小さくする。ここでは、
３．５ｍｍとする。滑り止め部材の厚さは適当な弾性を
有するように十分薄くする。このような滑り止め部材が
ベローズの谷間に装着されると、その外径は走行する管
４６の内径９．０ｍｍより若干大きく９．２ｍｍとな
る。従って、各滑り止め部材の最大径は走行管４６の内
径よりも、約２％大きい。この２％という数値は重要で
ある。本発明者による実験によれば、滑り止め部材の機
能を達成するには、各滑り止め部材の外径は走行管４６
の内径より２％以上大きいことが必要であった。

【００２１】滑り止め部材は、走行管４６に挿入される
と、挿入方向に円錐頂点を持つ円錐台形になる。１枚の
滑り止め部材によって、円錐台の順方向では０．０３
Ｎ、逆方向では０．１２Ｎの摩擦力が発生することが分
った。逆方向の摩擦力は順方向の摩擦力よりも大きい。
この差によって、管内走行装置は垂直方向にも自由に走
行できる。

【００２２】各ベローズ３１，３２または３３は流体供
給排出管３８，３９，４０にそれぞれ接続されている。
すなわち、流体供給排出管３８は、ベローズ３２，３３
とを貫通してベローズ３１の後端の肉厚部に接続されて
いる。流体供給排出管３９は、ベローズ３３を貫通して
ベローズ３２の後端の肉厚部に接続されている。流体供
給排出管４０は、ベローズ３３の後端の肉厚部に接続さ
れている。

【００２３】各流体供給排出管はたとえばプラスチック
からなり、内径はたとえば０．５ｍｍ、外形は１．０ｍ
ｍである。流体供給排出管３８はベローズ３１に、流体
供給排出管３９はベローズ３２に、流体供給排出管４０
はベローズ３３に流体の正と負の圧力を供給する。流体
はたとえば気体、より具体的には空気でよい。これらの
流体供給排出管は３個の電磁制御弁４１，４２，４３に
接続されている。これらの電磁制御弁には２個の供給孔
があり、一方は正圧の発生機である圧縮機４４に接続さ
れ、もう一方は負圧の発生機である真空ポンプ４５に接
続される。コンピュータ４７が制御回路４８を通じてこ
れらの電磁制御弁に開の指示を与える。

【００２４】指示がない状態では、電磁制御弁はそれに
接続された流体供給排出管を真空ポンプ４５側に接続す
るので、流体負圧（矢印４９で示す。実際はベローズ内
の流体を強力に排出する）がベローズに与えられて全て
のベローズ３１，３２，３３は収縮している。走行部を
前進させるには、まず、電磁制御弁４１に開の指示が与
えられる。電磁制御弁４１は流体供給排出管３８を圧縮
機４４側に接続するので、ベローズ３１に流体正圧（矢
印５０で示す）が与えられ、このベローズ３１だけが急
速に伸張し、滑り止め部材３４が右に大きく移動させら
れる。

【００２５】次いで、電磁制御弁４２に開の指示が与え
られると、電磁制御弁４２は流体供給排出管３９を圧縮
機４４側に接続するので、ベローズ３２は流体正圧が与
えられ、急速に伸張する。同時に先頭のベローズ３１は
流体負圧が与えられ、急速に収縮する。その結果、滑り
止め部材３４も右に移動させられた状態に維持されたま
ま、滑り止め部材３５が右に大きく移動させられる。こ
のように、流体負圧で収縮していたベローズ３２を、流
体正圧で伸張するため、先頭の滑り止め部材３４が右に
大きく、従来の約２倍ほど移動させられる。

【００２６】さらに、ベローズ３２を流体正圧で伸張す
るときに、流体負圧でベローズ３１を収縮するため、ベ
ローズ３１の収縮が高速に実行され、真ん中の滑り止め
部材３５が右へ短時間で移動させられる。その後、電磁
制御弁４３に開の指示が与えられ、電磁制御弁４３は流
体供給排出管４０を圧縮機４４側に接続するので、ベロ
ーズ３３に流体正圧が与えられ、左端のベローズ３３だ
けが伸張する。同時にベローズ３２は流体負圧が与えら
れ、急速に収縮する。その結果、滑り止め部材３６が右
に大きく移動させられる。

【００２７】再度、右端のベローズ３１に流体正圧が与
えられると、このベローズ３１だけが急速に伸張し、滑
り止め部材３４が右に大きく移動させられる。同時にベ
ローズ３３に流体負圧が与えられ、このベローズ３３は
収縮して、滑り止め部材３７が右に大きく移動させられ
る。この１サイクルで全ての滑り止め部材はベローズの
１伸張量だけ移動したことになる。これを繰り返すと、
３個のベローズからなる管内走行装置は、安定に前進す
ることができる。

【００２８】上記３つのベローズの伸張の順番を逆にす
ると後退もできる。すなわち、上記滑り止め部材はその
構造から明らかなように、ベローズの後進のときには、
ベローズの前進の時と逆方向に変形可能に構成されてい
る。このことを利用して、ベローズ３３，３２，３１の
順で伸張を繰り返すことにより後退ができる。すなわ
ち、後退が始まると、滑り止め部材は後退の方向に円錐
頂点を持つ円錐台形に変形し、後退走行が容易に実行さ
れる。

【００２９】図４には、以上のごとく本発明により一つ
のベローズを正圧で伸張し、負圧で収縮するという方法
を採ったときのベローズの変位の時間的な変化の波形ａ
を示す。これに対して、比較例として、そのベローズを
大気圧から正圧で伸張するだけ（その後大気圧への収縮
は自然収縮にまかせる）という方法１を採ったときと、
ベローズを大気圧から負圧で収縮するだけ（その後大気
圧への伸張は自然伸張にまかせる）という方法２を採っ
たときの、ベローズの変位の時間的な変化を二つの波形
ｂ，ｃで示す。

【００３０】方法１では、波形ｂに示されるように、そ
の変位量は加圧による伸張量のみである。図４に任意単
位の＋１の変位で示す。大気圧への収縮は自然収縮にま
かせるため時間が掛かる。方法２では、波形ｃに示され
るように、その変位量は収縮による伸張量のみである。
図４に任意単位の−１の変位で示す。大気圧への伸張は
自然伸張にまかせるため時間が掛かる。これに比べて、
本発明に依れば、波形ａに示されるように、その変位量
は加圧による伸張量と収縮による伸張量の合計であり、
上記方法１および２の場合の変位量の２倍である。

【００３１】さらに、方法１によると、波形ｂに示され
るように、伸張時間は短いが、収縮時間はその約４倍も
掛かる。一方、方法２によると、波形ｃに示されるよう
に、収縮時間は短いが、伸張時間はその約４倍も掛か
る。これに対して、本発明に依れば、波形ａに示される
ように、伸張時間も収縮時間も短く、収縮時間と伸張時
間の合計は方法１、２の場合の約２／５である。したが
って、本発明に依れば、方法１、２に比べて走行速度は
約５倍になることがわかる。

【００３２】以上に記載したごとく、本実施の形態によ
る３個のベローズを有する管内走行装置は、高速に走行
できる。さらに、滑り止め部材を使用するので、牽引力
が大きい。前進、後退の制御が容易である。

【００３３】以上では、滑り止め部材３４等の材質は塩
化ビニルであった。実験によれば塩化ビニルの場合が走
行速度が最も大きい。ゴムを用いると走行速度は小さく
なるが、摩擦力が大きいので牽引力は増大する。また、
滑り止め部材３４，３５，３６，３７については、先頭
のベローズ以外のベローズには一つ設けられた。先頭の
ベローズには例外的にその先頭位置にさらに一つの滑り
止め部材が設けられている。しかし、ベローズ当たりの
滑り止め部材の数を増やしてもよい。

【００３４】たとえば各ベローズに２個以上の滑り止め
部材を設けても良い。たとえば、ベローズ３２，３３の
先端部の肉厚部の直後に設けてもよい。あるいは各ベロ
ーズの中間の位置に一つの滑り止め部材を追加しても良
い。各ベローズの滑り止め部材の数が複数になると走行
管との摩擦力が大きくなるので走行速度は少し落ちる
が、牽引力はさらに増大し走行が確実になるという利点
が生じる。したがって、走行速度を重視する用途では、
本実施の形態のように、ベローズ当たりの滑り止め部材
の数を基本的に一つとし、走行の確実さを重視する用途
では、滑り止め部材の数をベローズ当たり１個より多く
すればよい。

【００３５】また、図３では、流体正圧の発生器として
圧縮機を示し、流体負圧の発生器として真空ポンプを示
した。この場合の作動流体は気体であり、空気、窒素、
ヘリウムが適している。すなわち、空気が一番使用上で
簡単で、コストも掛からないが、用途によっては、窒
素、ヘリウムのように不活性ガスが望ましい。

【００３６】図５には、図３で作動流体として使用され
た気体の代わりに液体を用いる管内走行装置の全体図を
示す。以下においては、上記第１の実施の形態との相違
点を主に説明するに止める。また、同じ参照番号は同じ
ものもしくは類似のものを表わす。図５において、流体
の正圧を作るのは液体正圧ポンプ５１となり、流体の負
圧を作るのは液体負圧ポンプ５２となる。液体正圧ポン
プ５１の出口圧力は圧力スイッチ５３で検出され、規定
圧力以下になれば、液体正圧ポンプ５１と液体負圧ポン
プ５２を停止する。

【００３７】規定圧力はいずれかの流体供給排出管３
８，３９，４０以降の場所から作動流体が漏洩した場合
の圧力である。すなわち、作動流体が漏洩した場合、作
動流体の供給は停止される。その他の要素は作動流体が
気体の場合の管内走行装置の全体図を同じである。液体
の場合、作動流体は水が適するが、とくに、管内走行装
置を生体内部の検査治療に用いる場合は、周辺の液体と
似ている作動流体として、生理的食塩水、リンゲル液、
あるいは人工血液が適している。

【００３８】図６は、走行部が１個の流体圧駆動装置か
らなる管内走行装置の概略構成を示す。ここでも走行す
る管４６の内径は場所に依らないで９．０ｍｍと一定で
あると仮定する。流体圧駆動装置はベローズ３１からな
り、その材料、寸法は図３の場合と同じである。しか
し、図３の場合と異なり、前方の滑り止め部材３４と後
方の滑り止め部材３５は、厚さ０．３ｍｍのゴム製で、
その最大径は走行管４６の内径よりも十分に大きい９．
８ｍｍで、内径は３．５ｍｍで、それぞれ先頭の半球部
９２の直後に位置するベローズの一つの谷と、ベローズ
の最後の谷に挿入されている。これらの滑り止め部材は
装着されると最大径は９．９ｍｍとなる。

【００３９】滑り止め部材３４，３５の最大径は走行管
４６の内径よりも１０％大きい。実験に依れば、これら
の滑り止め部材の外径は走行管４６の内径よりも１０％
以上大きいことが有効である。ベローズ３１が１個の場
合、滑り止め部材３４，３５の外径は走行管４６の内径
よりも十分大きい方が走行が確実になる。また、図６
（ｂ）に示すように滑り止め部材３４，３５の外周部
に、３個の、半径１．７ｍｍの半円形の切り欠き６１が
１２０度づつ隔てて付けられている。

【００４０】これは、図６（ｃ）に示すように滑り止め
部材３４，３５が走行管４６の中で、挿入方向にカーブ
のある円錐台形とならせるためである。各滑り止め部材
によって、円錐台の順方向では０．０７Ｎ、逆方向では
０．１５Ｎの摩擦力が発生する。このように、滑り止め
部材はゴムのような可撓性の部材よりなり、流体圧駆動
装置の径より大きな略円形の板により構成できる。しか
し、その形状は図６（ｂ）からも分かるように略円形に
制限されず、周囲に突起がある３角形でも４角形でも多
角形でもよい。この板が走行管の走行時に変形し、内壁
との間で前進方向と逆方向に摩擦力を生じ、流体圧駆動
装置を前進可能にする。

【００４１】ベローズ３１に、流体供給排出管３８が接
続され、この流体供給排出管３８は、図３に示したのと
同じく、コンピュータ（４７）と制御回路（４８）によ
り制御される電磁制御弁（４１）と、その電磁弁に接続
された圧縮機（４４）、真空ポンプ（４５）に接続され
ている。以下ではこれらの部品に関しては図３を適宜参
照する。

【００４２】さて、この状態で流体供給排出管３８から
流体正圧が供給されると、流体正圧による力でベローズ
３１は伸張する。ベローズ３１は伸張すると、前方の滑
り止め部材３４と後方の滑り止め部材３５はその相互の
距離を離さねばならなくなる。円錐台形の底辺の方向に
は、摩擦力は０．１５Ｎと大きいので、後方の滑り止め
部材３５は後退しにくい。一方、円錐台形の仮想頂点の
方向には、摩擦力は０．０７Ｎと小さいので、前方の滑
り止め部材３４は前進する。この結果、後方の滑り止め
部材３５がブレーキとなり、前方の滑り止め部材３４は
滑り、管内走行装置の前半部は前方（図の左の方向）に
動くことになる。

【００４３】次いで、流体正圧の供給を止め、流体給排
気管３８から流体負圧を与える。ベローズは収縮する。
今度は逆に、前方の滑り止め部材３４の摩擦力は０．１
５Ｎとなるのでブレーキとなり、後方の滑り止め部材３
５の摩擦力は０．０７Ｎとなるので、前方の滑り止め部
材３５は滑り、管内走行装置の後半部は前方（図の左の
方向）に動くことになる。この結果、流体正圧による力
でベローズ３１を伸張し、流体負圧の力でベローズ３１
を収縮させることを１サイクルとして、管内走行装置全
体は前方（図の左の方向）に走行することができる。以
上の如く、本管内走行装置は、その前方の滑り止め部材
３４と後方の滑り止め部材３５の円錐台形の仮想頂点の
方向に走行ができる。

【００４４】また、前方の滑り止め部材３４と後方の滑
り止め部材３５の円錐台形の仮想頂点の方向を逆にする
と、本管内走行装置は逆走行が可能である。すなわち、
本管内走行装置が停止中に流体供給排出管３８を引け
ば、簡単に前方の滑り止め部材３４と後方の滑り止め部
材３５の円錐台形の仮想頂点の方向を逆にすることがで
きる。すなわち、その後は逆走行することになる。な
お、ベローズの３１材質は塩化ビニルでもよい。

【００４５】以上に説明した複数の実施の形態での管内
走行装置の走行部が一定内径の走行管を走行するとした
が、以下では、腸などの体内管のごとく、走行管の内径
が変化し、かつ柔軟である場合に使用するのに適した管
内走行装置のいくつかの実施の形態を示す。

【００４６】図７は腸などの柔軟な管を走行するのに適
した管内走行装置の走行部の断面図である。走行部以外
は図３あるいは図５と同じである。走行部は、図６の場
合と同じく、ベローズ３１、走行管４６との摩擦を発生
させる前方の滑り止め部材３４、後方の滑り止め部材３
５と流体供給排出管３８で構成される。図６と異なり、
ベローズ３１の材質はゴムもしくは塩化ビニルである。
ベローズ３１の厚さは０．３ｍｍ程度で、このときには
塩化ビニルでも弾性を有する。

【００４７】滑り止め部材３４，３５の材質もゴムもし
くは塩化ビニルが適しており、その厚さも同様である。
図７（ｂ）にその平面図を示す。図７（ｃ）にその斜視
図を示す。図６と同様に、その内径は、ベローズ３１の
谷の外径よりも小さく、外径は腸などの柔軟な走行管４
６の通常時の内径よりも大きい。したがって、前方の滑
り止め部材３４、後方の滑り止め部材３５は、図６の場
合と同様に、装着されると円錐台形に撓む。

【００４８】図６と異なり、走行管４６の最小半径より
も小さい半径の硬い滑り止め部材７１を、前方の滑り止
め部材３４，３５に固着させ、弾性のある滑り止め部材
として滑り止め部材３４，３５の追従性を高めている。
このことは腸などの走行に有効である。

【００４９】図６の半円形の切り欠き６１と異なり、滑
り止め部材３４，３５の外周部には、半径方向に延びる
３角形状の切り欠きもしくは切り込み６１を複数個入れ
てある。これらは腸などの半径の変化する管内を走行す
るときに有効である。また、前方の滑り止め部材３４と
後方の滑り止め部材３５の表面と裏面には、複数の直径
約１．０ｍｍ、高さ約０．５ｍｍの疣状の突起７２が与
えられている。図７では簡単化のために裏面に設けられ
た疣の突起７１は図示していない。疣状の突起７２の直
径と高さは、走行管４６の形状や走行面の状況によっ
て、夫々１．０ｍｍと０．５ｍｍから変化させるとよ
い。各滑り止め部材の走行管４との接触面積と摩擦力が
大きく増大する。そのため、走行管の半径が変化しても
滑り止め部材はその半径変化によく追従し、かつ摩擦力
を保持できるようになった。

【００５０】この結果、腸などのように半径方向に逃げ
やすく半径方向の変化のある管を走行することが極めて
容易になった。すなわち、この疣状の突起７２が雪道に
おけるスノータイヤの役目となり、本走行部は滑らかな
表面の腸などの半径の変化する管４６内も容易に走行で
きる。なお、ベローズ３１が弾性を有するので、その半
径方向の膨らみを防止するための部材を付加することは
有効であり、図７では、この目的にために複数個の膨ら
み防止リング７３がベローズ３１の谷部に設置されてい
る。

【００５１】なお、膨らみ防止リング７３に代えて、複
数個の膨らみ防止リング７３が繋がった１個のコイル状
のもの、すなわち、膨らみ防止コイルでも良いことは言
うまでもない。この場合は、ベローズ３１の谷部ではな
く、ベローズの周囲に設置されることになる。また、以
上ではベローズ３１と滑り止め部材（前方の滑り止め部
材３４、後方の滑り止め部材３５）は同じ部材である
が、異なる部材でも良いことはいうまでもない。

【００５２】なお、図７で示した管内走行装置は、１個
のベローズ３１を使用するものであるが、このベローズ
は、図５のように３個のベローズを結合した管内走行装
置にも使用できる。

【００５３】図８は本発明の、ベローズと滑り止め部材
を一体に形成した、管内走行装置の走行部の断面図であ
る。図８（ｂ）にその側面図を示す。図７と異なる点
は、ベローズ３１と滑り止め部材３４，３５の材質はゴ
ムもしくは塩化ビニルにより一体に形成されていること
である。それらの厚さ、サイズは図７の場合とほぼ同じ
でよい。なお、図７の滑り止め部材７１は使用されてい
ない。複数の滑り止め部材と、流体圧駆動装置を一体構
造としたことにより、走行部の構造は極めて単純とな
り、安価でしかも安定な走行のできる管内走行装置が得
られる。

【００５４】なお、図８で示した管内走行装置は、１個
のベローズ３１を使用するものであるが、このベローズ
は、図５のように３個のベローズを結合した管内走行装
置にも使用できる。

【００５５】図９は二重のベローズからなる管内走行装
置の走行部の断面図である。図９（ｂ）にその正面図を
示す。走行部以外は図３または図５と同じである。図７
と異なる点は、ベローズ３１が二重のベローズにより構
成され、ベローズ３１の内径と外形の間に密閉空間が形
成され、その空間に流体供給排出管３８から流体が供給
される。ベローズ３１の外径は正面図の円８０で、内径
は正面図の円８１で示している。ベローズの内径から内
側は空洞となっている。血管内を本管内走行装置を走行
させる場合、血液はこの空洞を通って流れるので、血流
が止まらないという利点が得られる。ベローズ３１の材
料、寸法、滑り止め部材３４，３５の材料、寸法等も図
７と同じである。滑り止め部材の斜視図を図９（ｃ）に
示す。

【００５６】なお、図９で示した管内走行装置は、１個
のベローズ３１を使用するものであるが、このベローズ
は、図５のように３個のベローズを結合した管内走行装
置にも使用できる。また、図８のように、ベローズと滑
り止め部材を一体構造としてもよいことは言うまでもな
い。

【００５７】以上、圧力外部供給方式について説明した
が、もう一つの方式である圧力内部供給方式を用いる管
内走行装置について説明する。この方式では、初めは流
体圧駆動装置に作動流体を封じた状態で負圧にして置
き、封じた作動流体を気化させて正圧を作りこの正圧で
流体圧駆動装置を伸張し、次いで作動流体を液化させ低
圧となった内圧で流体圧駆動装置を収縮させる。

【００５８】図１０は、圧力内部供給方式を採用した管
内走行装置の全体図である。ベローズ９１は、図６と同
じく金属（たとえばニッケル）製である。図６と異なる
のは、ベローズ９１内部には、ヒーター９３が設けら
れ、ヒーター９３には電力を供給する電線９６が接続さ
れる。コンピュータ９７が電流制御装置９８を制御し
て、直流電源９９からヒーター９３に供給する電力を制
御する。作動流体には液化と気化を高速に行いうる流体
を使用する。作動流体については発明者の研究によれ
ば、その沸点が管内の温度よりも摂氏で１０度程度高い
ものが適することが分った。たとえば、塩素を含まない
弗化炭素であるＣ６Ｆ１１ＮＯは沸点が摂氏５０度であ
るので、生体の腸や血管の内部を走行する管内走行装置
の流体圧駆動装置に適している。

【００５９】初めにベローズ９１に作動流体を封じた状
態で負圧にしてある。従って、ベローズは収縮してい
る。コンピュータ９７が電流制御装置９８を制御して、
直流電源９９からヒーター９３に０．１秒間２．７ジュ
ールの電力を与えると、作動流体は気化し正圧が発生し
ベローズ９１は伸張する。その後、０．９秒間電流を切
ると気化した作動流体は液化して低圧が発生しベローズ
９１は収縮する。この電力の供給状況を図１０（ｂ）に
パルスで示した。この結果、本管内走行装置は１秒間に
１回伸張収縮し、前方（図の左の方向）に０．３６ｍｍ
／ｓの速度で走行することが確認された。作動流体の量
を大幅に減らし、ヒーター９３を小型にし、ヒーター９
３に後に図１１について説明する覆い（１０１）を付け
たりすると、管内走行装置は１秒間に３０回程度伸張収
縮させることが可能である。走行速度は１０ｍｍ／ｓの
高速度走行が可能である。

【００６０】なお、図１０で示した管内走行装置は、１
個のベローズ９１を使用するものであるが、このベロー
ズは、後述の図１２のように３個のベローズを結合した
管内走行装置にも使用できる。

【００６１】図１１は、圧力内部供給方式を採用した他
の管内走行装置の断面図である。図１０と異なり、ヒー
ター９３に覆い１０１がつけられ、本管内走行装置にヒ
ーター電力制御装置１０２、電池１０３が搭載される。
図１０のコンピュータ９７、電流制御装置９８、直流電
源９９は使用されない。また、図７等の場合と同じく、
滑り止め部材３４，３５の表面と裏面には疣状の突起７
２を複数付けてある。このことは、腸などの柔軟な管内
を走行するときに有効である。

【００６２】ヒーターの覆い１０１は気化と液化の効率
を高める効果がある。電池１０３はヒーターの電源であ
る。電力制御装置１０２は、電池からヒーターへの電力
を制御する装置で、この電力制御装置１０２は外部から
無線や超音波を使って操作することができる。したがっ
て、本管内走行装置は、電線や流体供給排出管が必要な
く、自律走行できるので、複雑な場所へ行くことや遠距
離の走行が可能である。

【００６３】なお、図１１で示した管内走行装置は、１
個のベローズ９１を使用するものであるが、このベロー
ズは、図１２のように３個のベローズを結合した管内走
行装置にも使用できる。

【００６４】図１２は圧力内部供給方式を採用したさら
に他の管内走行装置の走行部の断面図である。管内走行
装置の走行部は、図１０と異なり、３個の流体圧駆動装
置Ａ、Ｂ、Ｃのそれぞれにベローズ９１が使用される。
各ベローズ内にヒーター９３，９４または９５、ヒータ
ーの覆い１０１、管との摩擦を発生させる滑り止め部材
３４，３５，３６または３７が設けられているのは図１
０とほぼ同じである。

【００６５】滑り止め部材は二つのベローズの連結部に
は一つ設けられているのは図５の場合と同じである。そ
の数をさらに増やしても良いが走行速度は低下する。滑
り止め部材の表面と裏面には、図７から図１１の場合と
同じサイズの疣状の突起７２が無数に付けられている。
各ベローズには、図１０と同じく、ヒーター９３に電力
供給する電線９６、コンピュータ９７、電流制御装置９
８、直流電源９９が接続されている。

【００６６】コンピュータ９７が電流制御装置９８を制
御して、直流電源９９から３個のヒーター９３，９４，
９５に位相をずらして、０．００５秒間約０．２ジュー
ルの電力を与えると、電力を与えられたヒーターの覆い
の中の微量の作動流体が瞬時に気化して正圧が発生しベ
ローズ９１は伸張する。その後、０．０２５秒間電力を
切ると気化した作動流体は液化して低圧となり、ベロー
ズ９１は収縮する。この３個のヒーター１００への電力
の供給状況を図１２（ｂ）にパルスで示した。この結
果、本管内走行装置のベローズ９１は１秒間に約３３回
伸張収縮し、前方（図の左の方向）に約１０ｍｍ／ｓの
高速度走行が可能である。なお、ヒーター９３等に与え
る電力と時間は一例を示したもので、もちろん、この値
に拘束されるものではない。

【００６７】また、図１２では、ヒーターに電力供給す
る電線９６、コンピュータ９７、電流制御装置９８、直
流電源９９を用いる方式を図示したが、図１１に示すよ
うに、走行部に電力制御装置１０２、電池１０３を結合
することも可能である。

【００６８】図１３は、複数のベローズが並列に配置さ
れた他の管内走行装置の走行部の断面図である。走行部
以外は図３あるいは図５と同じである。走行部は流体圧
駆動装置としての並列に配置された２個のベローズ３
１，３２と、これらのベローズに共通に設けられた、前
方の滑り止め部材３４および後方の滑り止め部材３５
と、それぞれのベローズのための流体供給排出管３８，
３９とで構成される。各ベローズ３１，３２と各滑り止
め部材３４，３５は、図７と同じく弾性を有する部材で
構成される。側面図を図１３（ｂ）に示す。ベローズは
４個でもよい。これを図１３（ｃ）に示す。ベローズ３
１，３２の他にベローズ５５，５６が並列に配置され
る。

【００６９】ベローズが２個の場合について以下に説明
する。各滑り止め部材は、ベローズ３１，３２にはめ込
むための二つの挿入穴を有し、それぞれの穴を広げてそ
こにベローズ３１，３２を挿入し、それらの谷の位置に
各滑り止め部材を位置づける。各滑り止め部材の挿入穴
の径はベローズ３１，３２の谷の外径よりも小さく、上
方の挿入穴の下端と下方の挿入穴の上端との距離は、上
方のベローズ３１の谷と下方のベローズ３２の谷との間
の距離より小さい。各滑り止め部材の外径は腸などの柔
軟な走行管（図示せず）内の内径よりも大きい。

【００７０】図６と同じく、外周部に半径方向に切り欠
きもしくは切り込み６１を入れ、前方の滑り止め部材３
４と後方の滑り止め部材３５の表面と裏面には、複数の
疣状の突起７２が与えられ、各ベローズには、複数個の
膨らみ防止リング７３がそのベローズの谷部に設置され
ている。なお、リングが繋がった複数個の膨らみ防止リ
ング７３がそのベローズの谷部に設置されている。複数
個の膨らみ防止コイルの場合は、ベローズの周囲に設置
される。

【００７１】さて、流体供給排出管３８，３９へ供給す
る圧力と供給タイミングを変える。たとえばベローズ３
１，３２の伸張時には、ベローズ３１に高い圧力を与
え、ベローズ３２にはそれより低い圧力を少し遅れて供
給する。すると、ベローズ３１，３２の双方の伸び量に
差ができる。今の場合にはベローズ３１がより大きくか
つ先に伸びる。伸び量が少ない方にこの管内走行装置の
走行部が曲がることになる。すなわち、ベローズを並列
的に配置することによって、舵取りができることにな
る。走行管が終始１本であればこのような舵取りは不要
であるが、分岐がある血管などの走行管では、舵取りが
できることは重要である。

【００７２】さらに、図１３に示す舵取りができる管内
走行装置はそれ単独でも使用でき、また、図７、図８ま
たは図９に示す管内走行装置の前に結合して使用するこ
とができる。これについては、図１５で詳細に説明す
る。

【００７３】なお、図１３（ａ）では、ベローズは並列
に２個しか示さなかったが、複数のベローズを直列に結
合したものを複数個（たとえば２個、もしくは４個）並
列に結合することもできる。たとえば、図３または図５
のように３個のベローズを直列に結合したものを２個づ
つ並列に結合することもできる。この場合はベローズは
６個以上必要である。

【００７４】図１４にそのような６個のベローズ（山と
谷は省略して図示している）が並列的及び直列的に配置
された他の管内走行装置の走行部の断面を示す。管内走
行装置の走行部は流体圧駆動装置の並列的及び直列的に
配置された６個のベローズ１２１，１２２，１２３，１
２４，１２５，１２６と、走行管との摩擦を発生させる
滑り止め部材１２７，１２８，１２９，１３０と、６本
の流体供給排出管１３１，１３２，１３３，１３４，１
３５，１３６（図１４では簡略化のために２本の流体供
給排出管のみを示す）とで構成される。滑り止め部材１
２７−１３０はさらに増加させると、速度は遅くなる
が、牽引力は増加する。流体供給排出管１３１，１３
２，１３３，１３４，１３５，１３６は、夫々ベローズ
１２１，１２２，１２３，１２４，１２５，１２６にコ
ンピュータ（４７）で制御した流体正圧と流体負圧を独
立して供給することができる。

【００７５】このような管内走行装置の場合、直角より
小さい角である鋭角への優れた舵取りができる。また、
左右一つ置きのベローズを走行部の曲がりの中心にし、
その中心のベローズを順次移動することにより管内走行
装置の走行部は図１４のように蛇行伸縮運動を行うこと
ができる。蛇行伸縮運動によって、管壁から十分な摩擦
が得られなくても周囲に血液や体液があれば、水中の魚
のように前進できる。なお、図１４では６個のベロー
ズ、６個の流体供給排出管と４個の滑り止め部材を示し
たが、並列する４個のベローズが直列に３段に繋がり、
１２個の流体供給排出管と４個の滑り止め部材で構成さ
れる走行部もさらに有効である。この場合は３次元の蛇
行伸縮運動が可能となる。

【００７６】図１５は平列する４個のベローズは舵取り
を行い、３個の直列のベローズが推進を行う例である。
さて、ベローズ１５１，１５２，１５３，１５４は平列
して、その先頭は固定リング１７１によって固定され
る。その後端はベローズ１５５の先端の肉厚部に接続さ
れている。固定リング１７１は後述の滑り止め部材より
小さくて良い。平列する４個のベローズは走行中は流体
負圧によって収縮している。

【００７７】図示されていないが、流体供給排出管１６
１はベローズ１５１に、流体供給排出管１６２はベロー
ズ１５２に、流体供給排出管１６３はベローズ１５３
に、流体供給排出管１６４はベローズ１５４に連結して
いる。また、流体供給排出管１６５はベローズ１５５
に、流体供給排出管１６６はベローズ１５６に、流体供
給排出管１６７はベローズ１５７に連結している。直列
するベローズの間とその前後に推進用の滑り止め部材１
７２，１７３，１７４，１７５が固定され、走行管との
摩擦力を発生する。

【００７８】直列する３個のベローズは図３や図５に示
すように、順番に流体圧力を供給されて、推進を行う。
走行管の分岐点に来た時、ベローズ１５２に例えば、
０．０２ＭＰａの高い圧力を与え、ベローズ１５３，１
５４に例えば、０．０１ＭＰａの中位の圧力を与え、ベ
ローズ１５１に例えば、０ＭＰａの大気圧を与えると、
管内走行装置の走行部の先頭部（舵取り部）はベローズ
１５１側に曲り、分岐の希望する方向（ベローズ１５１
側とする）へと走行部を導くことができる。

【００７９】ここでは、３個の直列のベローズが推進を
行うことを説明したが、図７，８，９に示すような１個
のベローズであってもよいことはいうまでもない。ま
た、滑り止め部材は図７に示すような疣状の突起や切り
込みは有効である。本実施の形態では、舵取り部に、４
個のベローズを用いたが、３個のベローズを用いても同
じことができる。また、外部からの圧力を利用する圧力
外部供給方式を用いたが、気化液化を利用する圧力内部
供給方式を応用することも有効である。

【００８０】図１６は、気化液化を利用する圧力内部供
給方式を応用した平行する４個のベローズによって舵取
りを行い、外部からの圧力を利用する圧力外部供給方式
を応用した３個の直列のベローズが推進を行う例であ
る。ベローズ１８１，１８２，１８３，１８４は平列し
て、その先頭は固定リング１７１によって固定される。
その後端はベローズ１５５の先端の肉厚部に接続されて
いる。固定リングは後述の滑り止め部材より小さくて良
い。

【００８１】平行する４個のベローズは走行中は最初に
設定した自身の負圧によって、収縮している。図示され
ていないが、電線１９１はベローズ１８１内のヒーター
に、電線１9２はベローズ１８２内のヒーターに、電線
１9３はベローズ１８３内のヒーターに、電線１9４はベ
ローズ１８４内のヒーターに連結している。また、流体
供給排出管１６５はベローズ１５５に、流体供給排出管
１６６はベローズ１５６に、流体供給排出管１６７はベ
ローズ１５７に連結している。直列するベローズの間と
その前後に推進用の滑り止め部材１７２，１７３，１７
４，１７５が固定され、走行管との摩擦力を発生する。
直列する３個のベローズは図３や図５に示すように、順
番に流体圧力を供給されて推進を行う。

【００８２】さて、走行管の分岐点に来た時、ベローズ
１８２内の作動流体に図１０に示すようなコンピュータ
９７によって電流制御装置９８を制御して、直流電源９
９からヒーターを介して０．１秒間２．７ジュールの電
力を与える。作動流体は気化し、正圧が発生してベロー
ズ１８２は大きく伸張する。ベローズ１８３，１８４に
は、０．１秒間1．３ジュールの電力を与えると中位に
伸張し、ベローズ１８１には、０．１秒間０．６ジュー
ルの電力を与えると小さく伸張し、管内走行装置の走行
部の先頭部（舵取り部）はベローズ１８１側に曲り、分
岐の希望する方向（ベローズ１８１側とする）へと走行
部を導くことができる。

【００８３】ここでは、３個の直列のベローズが推進を
行うことを説明したが、図７，８，９に示すような１個
のベローズであってもよいことはいうまでもない。ま
た、滑り止め部材は図７に示すような疣状の突起や切り
込みは有効である。本実施の形態では、舵取り部に、４
個のベローズを用いたが、３個のベローズを用いること
も有効である。これらの電力の大きさはベローズの大き
さ形状に大きく影響を受けるので適宜変更するとよい。

【００８４】図１７は、気化液化を利用する圧力内部供
給方式を応用した平行する４個のベローズによって舵取
りを行い、同じく圧力内部供給方式を応用した３個の直
列のベローズが推進を行う例である。ベローズ１８１，
１８２，１８３，１８４は平列して、その先頭は固定リ
ング１７１によって固定される。その後端はベローズ２
０５の先端の肉厚部に接続されている。

【００８５】固定リングは後述の滑り止め部材より小さ
くて良い。平列する４個のベローズは走行中は最初に設
定した自身の負圧によって、収縮している。図示されて
いないが、電線１９１はベローズ１８１内のヒーター
に、電線１9２はベローズ１８２内のヒーターに、電線
１9３はベローズ１８３内のヒーターに、電線１９４は
ベローズ１８４内のヒーターに、電線１9５はベローズ
２０５内のヒーターに、電線１9６はベローズ２０６内
のヒーターに、電線１9７はベローズ２０７内のヒータ
ーに連結している。直列するベローズの間とその前後に
推進用の滑り止め部材１７２，１７３，１７４，１７５
が固定され、走行管との摩擦力を発生する。直列する３
個のベローズは図１２に示すように、順番に電力を供給
されて推進を行う。舵取りについては図１６と同じなの
で省略する。

【００８６】本実施の形態では、舵取り部に、４個のベ
ローズを用いたが、３個のベローズを用いることも有効
である。ここでは、３個の直列のベローズが推進を行う
ことを説明したが、図１０，１１に示すような１個のベ
ローズであってもよいことはいうまでもない。また、滑
り止め部材は図７に示すような疣状の突起や切り込みは
有効である。ヒータへの電力の大きさはベローズの大き
さ形状に大きく影響を受けるので適宜変更するとよい。

【００８７】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、高速走行可能な管内走行装置が得られる。また、体
内の柔軟な管内を走行するのに適した管内走行装置が得
られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の管内走行装置の断面図。

【図２】従来の管内走行装置が走行管に入れられている
様子を示す断面図。

【図３】３個の流体圧駆動装置に気体を用いる圧力外部
供給方式を採用した、本発明に係る管内走行装置の全体
図。

【図４】図３の装置における流体圧駆動装置の変位と時
間との関係を示す図。

【図５】３個の流体圧駆動装置に液体を用いる圧力外部
供給方式を採用した、本発明に係る他の管内走行装置の
全体図。

【図６】１個の流体圧駆動装置に圧力外部供給方式を採
用した、本発明に係るさらに他の管内走行装置の走行部
の断面図。

【図７】他の流体圧駆動装置に圧力外部供給方式を採用
した、本発明に係るさらに他の管内走行装置の走行部の
断面図。

【図８】さらに他の流体圧駆動装置に圧力外部供給方式
を採用した、本発明に係るさらに他の管内走行装置の走
行部の断面図。

【図９】さらに他の流体圧駆動装置に圧力外部供給方式
を採用した、本発明に係るさらに他の管内走行装置の走
行部の断面図。

【図１０】流体圧駆動装置に圧力内部供給方式を採用し
た、本発明に係るさらに他の管内走行装置の断面図。

【図１１】流体圧駆動装置に圧力内部供給方式を採用し
た、本発明に係るさらに他の管内走行装置の断面図。

【図１２】３個の流体圧駆動装置に圧力内部供給方式を
採用した、本発明に係るさらに他の管内走行装置の全体
図。

【図１３】ベローズが並列的に配置された、本発明に係
るさらに他の管内走行装置の走行部の断面図。

【図１４】６個のベローズが並列的及び直列的に配置さ
れた、本発明に係るさらに他の管内走行装置の走行部の
蛇行伸縮運動の概念を説明する図。

【図１５】外部からの圧力を利用した平列する４個のベ
ローズは舵取りを行い、３個の直列のベローズが推進を
行う、本発明に係るさらに他の管内走行装置の走行部の
一部断面図。

【図１６】気化液化を利用した平列する４個のベローズ
によって舵取りを行い、外部からの圧力を利用した３個
の直列のベローズが推進を行う、本発明に係るさらに他
の管内走行装置の走行部の一部断面図。

【図１７】気化液化を利用した平列する４個のベローズ
によって舵取りを行い、３個の直列のベローズが推進を
行う、本発明に係るさらに他の管内走行装置の走行部の
一部断面図。

【符号の説明】

３１，３２，３３…ベローズ、３４，３５，３６，３７
…滑り止め部材、３８，３９，４０…流体供給排出管、
４１，４２，４３…電磁制御弁、４４…圧縮機、４５…
真空ポンプ、４７，９７…コンピュータ、４８…制御回
路、５１…流体正圧ポンプ、５２…流体負圧ポンプ、６
１…切り込みもしくは切り欠き、７１…小さい半径の硬
い滑り止め部材、７２…いぼ状の突起、７３，７４…膨
らみ防止リング、９１…流体圧駆動装置のベローズ、９
２…べローズ先頭の半球部、９３，９４，９５…ヒータ
ー、９６…ヒーターに電力供給する電線、９８…電流制
御装置、９９…直流電源、１０１…ヒーターの覆い、１
０２…ヒーター電力制御装置、１０３…電池、１２１，
１２２，１２３，１２４，１２５，１２６…ベローズ、
１２７，１２８，１２９，１３０…滑り止め部材、１３
１，１３２，１３３，１３４，１３５，１３６…流体供
給排出管、１５１，１５２，１５３，１５４，１５５，
１５６，１５７…ベローズ、１６１，１６２，１６３，
１６４，１６５，１６６…流体供給排出管、１７１…固
定リング、１７２，１７３，１７４，１７５…滑り止め
部材、１８１，１８２，１８３，１８４…ベローズ、１
９１，１９２，１９３，１９４…ヒーターに電力供給す
る電線、２０５，２０６，２０７…ベローズ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】走行管内を走行するための少なくとも一つ
の流体圧駆動装置と、正圧の作動流体を供給するための第１の流体供給装置
と、負圧の作動流体を供給するための第２の流体供給装置
と、上記流体圧駆動装置を伸張するときに上記流体圧駆動装
置に上記第１の流体供給装置を接続し、上記流体圧駆動
装置を圧縮するときに上記流体圧駆動装置に上記第２の
流体供給装置を接続するための接続切換装置とを有する
管内走行装置。
【請求項２】走行管内を走行するための少なくとも一つ
の流体圧駆動装置を有し、上記流体圧駆動装置は、液化気化可能な作動流体を封じた空間と、上記作動流体に熱的に接触され、電力を供給されたとき
に上記作動流体を気化させるための熱量を発生するため
の発熱手段とを有する管内走行装置。
【請求項３】走行管内を走行するための少なくとも一つ
の流体圧駆動装置と、上記流体圧駆動装置の複数の位置に装着された、上記走
行管の径より大きい径を持つ複数の滑り止め部材とを有
する管内走行装置。
【請求項４】各滑り止め部材は、半径方向に複数の切り
込みをさらに有する請求項３記載の管内走行装置。
【請求項５】各滑り止め部材は、半径方向に複数の切り
欠きをさらに有する請求項４記載の管内走行装置。
【請求項６】各滑り止め部材は、その表面に複数の疣
（いぼ）状の突起をさらに有する請求項３から５のいず
れか一つに記載の管内走行装置。
【請求項７】上記複数の滑り止め部材と流体圧駆動装置
を一体構造とする請求項３から６のいずれか一つに記載
の管内走行装置。
【請求項８】上記流体圧駆動装置は、二重構造のベロー
ズを有する請求項１から７のいずれか一つに記載の管内
走行装置。
【請求項９】上記流体圧駆動装置は、並列に配置された
複数のベローズを有する請求項１から７のいずれか一つ
に記載の管内走行装置。
【請求項１０】上記流体圧駆動装置を複数個有し、上記複数の流体圧駆動装置は、複数組に区分され、各組は、並列に配置された複数の流体圧駆動装置からな
り、上記複数組の流体圧駆動装置は、直列に接続されている
請求項１から７のいずれか一つに記載の管内走行装置。
【請求項１１】正圧の作動流体を供給するための第１の
流体供給装置と、負圧の作動流体を供給するための第２の流体供給装置
と、上記流体圧駆動装置を伸張するときに上記流体圧駆動装
置に上記第１の流体供給装置を接続し、上記流体圧駆動
装置を圧縮するときに上記流体圧駆動装置に上記第２の
流体供給装置を接続するための接続切換装置とをさらに
有する請求項３から１０のいずれか一つに記載の管内走
行装置。
【請求項１２】上記流体圧駆動装置は、液化気化可能な作動流体を封じた空間と、上記作動流体に熱的に接触され、電力を供給されたとき
に上記作動流体を気化させるための熱量を発生するため
の発熱手段とを有する請求項３から１０のいずれか一つ
に記載の管内走行装置。
【請求項１３】走行管内を走行するための複数の流体圧
駆動装置と、上記複数の流体圧駆動装置の各々内の作動流体の圧力を
切り替えるための制御装置とを有し、上記複数の流体圧駆動装置は、複数組に区分され、各組は、並列に配置された複数の流体圧駆動装置からな
り、上記複数組の流体圧駆動装置は、直列に接続されている
管内走行装置。
【請求項１４】上記制御装置は、上記複数組の流体圧駆
動装置の走行方向を変えるときに、同じ組の複数の流体
圧駆動装置内の作動流体の圧力を時間差を付けて切り替
える請求項１３記載の管内走行装置。