(57)【要約】【課題】簡易な装置で電柱等の中空長尺体の湾曲度合いを測定でき、また、大がかりな設備の設置を必要とせず、中空長尺体の設置場所に拘わらず湾曲度合いを容易に測定することが可能な中空長尺体湾曲測定装置を提供する。【解決手段】電柱１の頂部内側又は電柱内部の頂部近傍に当該電柱１の頂部１ａにおける軸心に沿った下方向での湾曲状態を非接触にて検知する手段を設ける。この手段は、電柱１の頂部１ａにおける軸心αに沿った下方向の距離を測定する測距センサ５で構成するようにしても、電柱１の頂部１ａにおける軸心αに沿った下方向を撮影するカメラで構成するようにしてもよい。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
立設された中空長尺体の湾曲度合いを測定する中空長尺体湾曲測定装置であって、
前記中空長尺体の頂部内側又は前記中空長尺体内部の頂部近傍に当該中空長尺体の頂部における軸心に沿った下方向での湾曲状態を非接触にて検知する湾曲状態検知手段を設けたことを特徴とする中空長尺体湾曲測定装置。
【請求項２】
前記湾曲状態検知手段は、前記中空長尺体の頂部内側又は前記中空長尺体内部の頂部近傍に設けられて、当該中空長尺体の頂部における軸心に沿った下方向の距離を測定する測距センサで構成されていることを特徴とする請求項１記載の中空長尺体湾曲測定装置。
【請求項３】
前記湾曲状態検知手段は、前記中空長尺体の頂部内側又は前記中空長尺体内部の頂部近傍に設けられて、当該中空長尺体の頂部における軸心に沿った下方向を撮影するカメラで構成されていることを特徴とする請求項１記載の中空長尺体湾曲測定装置。
【請求項４】
前記中空長尺体の内周壁には、ディンプルが形成されていることを特徴とする請求項２又は３記載の中空長尺体湾曲測定装置。
【請求項５】
前記中空長尺体の頂部内側又は前記中空長尺体内部の頂部近傍から自重にて下方へ垂れ下がる垂下線状部材と、
前記垂下線状部材が前記中空長尺体の内周壁に当接した際に前記中空長尺体の頂部から前記垂下線状部材が当接した部位までの距離を検知する距離検知手段と
をさらに具備することを特徴とする請求項１乃至４記載のいずれかに記載の中空長尺体湾曲測定装置。
【請求項６】
前記中空長尺体は、中空さい頭円すい状又は中空円筒状の電柱であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の中空長尺体湾曲測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電柱やポールなどの中空長尺体の湾曲度合いを検出することが可能な中空長尺体湾曲測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
中空構造の中空長尺体としては、配電線や通信線を支える例えば鉄筋コンクリート製の電柱が知られている。このような電柱は、一般に、鉄筋材を埋設するようにコンクリートが円筒状に打設されているもので、頂部及び下端部が別体又は一体に形成されたキャップ又は蓋体にて閉塞された構造となっている。
【０００３】
ところで、電柱は、地上に立設されて電力線や通信線（電話線、光通信ケーブル等）が架設されるが、架線の張力等により荷重が不均衡に加わると胴体部分が湾曲した状態となる。工事基準で定める使用であれば、特に問題となることは少ないが、一旦応力疲労等により微細なひび割れが生じると、雨水等が浸入して鉄筋の腐食等による強度低下を招き、突発的な荷重により電柱の一部が破損したり電柱が倒壊する等の危険がある。
【０００４】
このため、電柱の湾曲程度を把握することは、ひび割れの早期発見や、電柱の健全度を把握する上において非常に重要であることから、従来においては、下記特許文献１に示される電柱の湾曲程度を測定する装置等が考えられている。
これは、電柱を地上から非破壊で測定することで、湾曲程度を定量的に把握しようとするもので、電柱の全体像を外側から撮影機で撮影し、画像処理により電柱輪郭線を求め、その電柱輪郭線に対し、最も重なり度合いの大きい折れ線と、それぞれの線に掛かる電柱輪郭線の画素の濃度値の加算値の最大値を求め、この両者の重なり度合を比較することにより、電柱の湾曲を数学的幾何学的に演算し、評価するものである。
【０００５】
また、長尺体の湾曲を測定する装置として、被測定物の近傍に被測定物の長尺方向に沿って任意の間隔で複数のレーザ光学センサを配置し、それぞれのレーザ光学センサにより被測定物にレーザ光を照射して反射させ、その反射時間により複数のレーザ光学センサと被測定物間の距離を演算して被測定物の湾曲を測定する装置や（特許文献２）、長尺材の長手方向と略直角方向に複数の位置検出器（レーザ距離計）を配設するとともに、これらの位置検出器を昇降させる昇降機構を搬送装置の下方に設けた測定装置（特許文献３）等が知られている。
【特許文献１】特開平６−９４４４２号公報
【特許文献２】特開平８−１８９８２１号公報
【特許文献３】特開２０００−１３１０３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述したいずれの構成も、長尺体（電柱）を外側から非破壊的に測定する構成であるので、電柱のような大きな長尺体にあっては、装置が大型化し、また、装置の設置作業が大掛かりとなる不都合がある。
特に、立設した長尺体の湾曲度合いを測定する場合において、側方から測定しようとすると、被測定物を自身の長手方向の軸回りに回転させるか測定機器を被測定物を中心として回転させなければ、長尺体の湾曲方向を特定することができず、装置が複雑となる。
さらに、従来の湾曲測定装置においては、長尺体が設置されている場所によっては、測定装置の設置場所や設置角度等に制限が生じ、湾曲度合いを正確に測定できない不都合もある。
【０００７】
本発明は係る事情に鑑みてなされたものであり、簡易な装置で電柱等の中空長尺体の湾曲度合いを測定でき、また、大がかりな設備の設置を必要とせず、中空長尺体の設置場所に拘わらず湾曲度合いを容易に測定することが可能な中空長尺体湾曲測定装置を提供することを主たる課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を達成するために、本発明に中空長尺体湾湾曲測定装置は、立設された中空長尺体の湾曲度合いを測定する中空長尺体湾曲測定装置であって、前記中空長尺体の頂部内側又は前記中空長尺体内部の頂部近傍に当該中空長尺体の頂部における軸心に沿った下方向での湾曲状態を非接触にて検知する湾曲状態検知手段を設けたことを特徴としている。
【０００９】
したがって、立設された中空長尺体の頂部内側又は中空長尺体内部の頂部近傍に湾曲状態検知手段を設けて中空長尺体の頂部における軸心に沿った下方向での湾曲状態を非接触にて検知するようにしたので、中空長尺体の外側から湾曲度合いを測定する大掛かりな設備が不要となる。
【００１０】
ここで、前記湾曲状態検知手段は、前記中空長尺体の頂部内側又は前記中空長尺体内部の頂部近傍に設けられて、当該中空長尺体の頂部における軸心に沿った下方向の距離を測定する測距センサで構成されるものであっても、前記中空長尺体の頂部内側又は前記中空長尺体内部の頂部近傍に設けられて、当該中空長尺体の頂部における軸心に沿った下方向を撮影するカメラで構成されるものであってもよい。
【００１１】
また、中空長尺体の内周壁には、ディンプルを形成して、センサやカメラで内周壁を検知し易くするようにしてもよい。
【００１２】
さらに、上述の構成に加え、前記中空長尺体の頂部内側又は前記中空長尺体内部の頂部近傍から自重にて下方へ垂れ下がる垂下線状部材と、前記垂下線状部材が前記中空長尺体の内周壁に当接した際に前記中空長尺体の頂部から前記垂下線状部材が当接した部位までの距離を検知する距離検知手段とをさらに具備するようにしてもよい。
【００１３】
尚、上述の構成は、前記中空長尺体として、中空さい頭円すい状又は中空円筒状の電柱に利用する場合等に特に有用である。
【発明の効果】
【００１４】
以上述べたように、本発明によれば、立設された中空長尺体の頂部内側又は中空長尺体内部の頂部近傍に湾曲状態検知手段を設けて中空長尺体の頂部における軸心に沿った下方向での湾曲状態を非接触にて検知するようにしたので、中空長尺体の外側から湾曲を測定する大掛かりな設備が不要となり、中空長尺体の外側に測定機器を設置するための場所を確保する必要がなく、また、中空長尺体の設置場所に拘わらず湾曲度合いを容易に測定することが可能となる。
また、湾曲状態検知手段は中空長尺体の内部に設けられているので、中空長尺体の外側の環境（天候、紫外線等）や飛来する異物からこの湾曲検知手段を保護することが可能となる。
【００１５】
特に、湾曲状態検知手段が、中空長尺体の頂部内側又は中空長尺体内部の頂部近傍に設けられて、当該中空長尺体の頂部における軸心に沿った下方向の距離を測定する測距センサで構成される場合は、測距センサで検知される距離に応じて中空長尺体の湾曲度合を検知することが可能となり、また、湾曲状態検知手段が、中空長尺体の頂部内側又は中空長尺体内部の頂部近傍に設けられて、当該中空長尺体の頂部における軸心に沿った下方向を撮影するカメラで構成される場合は、カメラのオートフォーカス機能を利用して頂部における軸心に沿った下方向の距離を検知し、この検知される距離に応じて中空長尺体の湾曲度合い検知したり、カメラで撮影された画像から中空長尺体の湾曲度合いを検知することが可能となる。
また、測距センサやカメラは、中空長尺体の頂部内側又は中空長尺体内部の頂部近傍に設けられているので、これらセンサやカメラを中空長尺体で保護すると共に、常に同一個所からの測定が確保されるので、作業者の能力に依存することなく正確に湾曲度合いを検知することが可能となる。
【００１６】
また、中空長尺体の内周壁には、ディンプルを形成する構成とすれば、測距センサやカメラで中空長尺体の内周壁を検知し易くなる。
【００１７】
さらに、上述の構成に加え、中空長尺体の頂部内側又は中空長尺体内部の頂部近傍から自重にて下方へ垂れ下がる垂下線状部材を設け、この垂下線状部材が中空長尺体の内周壁に当接した際に中空長尺体の頂部から垂下線状部材が当接した部位までの距離を検知できる構成とすれば、中空立設体の湾曲度合いを湾曲状態検知手段と垂下線状部材を利用した距離測定との両方から把握することが可能となり、湾曲度合いの測定精度を高めることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の最良の実施形態を添付図面を参照しながら説明する。
【００１９】
図１において、立設された中空長尺体として、一般的に利用されているコンクリート柱からなる電柱１を用いた例が示されている。
この電柱１は、円筒状に編まれた図示しない鉄筋材を埋設するようにコンクリートを打設することによって筒状本体２を形成しているもので、この例においては、所定のテーパをもつ中空さい頭円錐体に形成されている。
【００２０】
筒状本体２の下端開口部は、モルタル等によって形成された底蓋３によって閉塞され、また、上端開口部は、ポリエチレン等の樹脂材によって形成されたキャップ４を装着することによって閉塞されるか、筒状本体２と一体に形成された蓋体にて閉塞されている（この例においては、キャップ４によって閉塞されている場合を示す）。
【００２１】
キャップ４の内側（電柱頂部の内側）の中央には、電柱１の頂部１ａにおける軸心に沿った下方向での湾曲状態を頂部１ａにおける軸心に沿った下方向の距離を測定することにより検出する測距センサ５が設けられている。
【００２２】
この例において、測距センサ５は、照射したレーザパルス光が被測定対象から反射して戻ってくるまでの時間により被測定対象までの距離を測定する一般的に用いられるレーザ式のもので、キャップ４の内側中央に取り付け、このキャップ４に対して垂直に（電柱１の頂部１ａにおける軸心に沿って下方向に）レーザパルス光が照射されるように設定されており、電柱１が湾曲することなく立設されている場合には、レーザパルス光は底蓋３で反射して頂部１ａと底蓋３との間の距離が測定されるようになっている。
【００２３】
測距センサ５に接続されるリード線６は、電柱内周壁に沿って引き下げられ、接地線を引き出す電柱側面に形成された設置線引出口７から引き出され、電柱１の外側において測定器１０が接続可能な接続コネクタ８に接続されている。
【００２４】
尚、電柱１の内周壁には、図２に示されるように、測距センサ５から照射されたレーザパルス光が反射しやすいように、ディンプル９が形成されている。
【００２５】
測定器１０は、測距センサ５の動作条件や動作のオンオフを設定する操作部１１と、測定結果やそれに基づく演算結果等を表示させる表示部１２と、操作部１１の操作に応じて測距センサ５を動作制御させると共に測距センサ５で測定された測定結果を受けて前記測定結果やこれに基づく演算結果を表示部１２に表示させる制御ユニット１３とを有し、前記接続コネクタ８にプラグ１４を介して着脱自在に接続されるようになっている。
【００２６】
以上の構成において、電柱１に側方から荷重が加わると、電柱１の筒状本体２が湾曲し、電柱頂部１ａが電柱の径方向にずれ、頂部１ａにおける軸心αが基部１ｂにおける軸心βに対して傾くことになる。
図１（ｂ）は、その状態を誇張して表したものであるが、このように頂部１ａにおける軸心αが基部１ｂの軸心βに対して傾斜した状態において、測定器１０のプラグ１４をリード線６のコネクタ８に接続し、操作部１１を操作して測距センサ５からレーザパルス光を照射すると、照射されたレーザパルス光は、太い波線で示されるように、電柱１の湾曲度合に応じて電柱１の内周壁に当たり、その当たった部分で反射してその一部が測距センサ５に戻される。
【００２７】
この測距センサ５によりレーザパルス光を照射してから反射光が戻ってくるまでの時間を測定することで頂部１ａから反射地点までの距離ｈが演算され、その演算結果が表示部１２に表示されると共に、その時に電柱に加わっている荷重が演算されて表示される。
【００２８】
例えば、電柱頂部に荷重Ｆが加わって電柱１が湾曲し、電柱１の頂部１ａの中心が電柱１の基部１ｂの軸心βに対してＬだけずれている場合においては、Ｌ＝αＦ（αは定数）の関係となるが、電柱１の湾曲率は、電柱仕様により固有であるため、前記測距センサ５で測定した距離ｈは、Ｌと相関があり、
ｈ＝Ｈ−β*Ｌで表わされる（ここで、Ｈは電柱１の丈尺を表わす）。
よって、Ｆ＝ａ*（Ｈ−ｈ）    ａ＝１／αβ：電柱固有値となる。
このため、ｈを測定することで、電柱頂部に加わる荷重Ｆが算出されることとなる。
尚、実際の電柱では、装柱状態（架線等）により補正して通常時に加わる以上の荷重を算定する必要がある。
【００２９】
したがって、上述の構成によれば、電柱１の頂部内側（キャップ内側）に測距センサ５を設けて電柱１の頂部１ａにおける軸心αに沿った下方向の距離を測定することにより電柱１の湾曲状態を検知するようにしたので、電柱１の外側から湾曲状態を測定する大掛かりな設備が不要となる。
【００３０】
このため、電柱１の外側に大掛かりな測定機器を設置するための場所を確保する必要がなく、また、電柱１の設置場所に拘わらず湾曲度合いを容易に測定することが可能となる。
【００３１】
また、測距センサ５は、電柱１の内側に設置されているので、電柱外側の環境（天候、紫外線等）や飛来する異物から保護することが可能となり、また、常に同じ個所からの測定が確保されているので、作業者の能力に依存することがなく正確に湾曲度合いを測定することが可能となる。
【００３２】
また、電柱１の内周壁には、ディンプル９が形成されているので、内周壁に当たったレーザパルス光が反射して戻り易くなり、正確に距離を測定することが可能となる。
【００３３】
尚、上述の構成においては、測距センサ５をキャップ４の内側に設けた場合を示したが、キャップ近傍の筒状本体２の内側（電柱内部の頂部近傍）に設けるようにしてもよい。例えば、測距センサ５をキャップ４から離して電柱内部の頂部近傍にリブ等により保持固定し、電柱１の頂部１ａにおける軸心に沿った下方向にレーザパルスを照射させるようにしてもよい。
【００３４】
また、上述の構成においては、電柱１の頂部１ａにおける軸心αに沿った下方向の湾曲状態を非接触にて検知する手段として、測距センサ５を用いた例を示したが、電柱１の頂部内側又は電柱内部の頂部近傍に設けられて、電柱１の頂部１ａにおける軸心に沿った下方向を撮影するカメラによって、電柱１の湾曲状態を非接触にて検知するようにしてもよい。
【００３５】
例えば、図３に示されるように、キャップ４の内側中央にカメラ１５を設置し、電柱１の頂部１ａにおける軸心αに沿った下方向を撮影する構成としている場合においては、カメラ１５のオートフォーカス機能を利用して電柱１の頂部１ａにおける軸心下方の距離を測定するようにしても、また、表示部１２に電柱内部の画像を表示させ、この表示された電柱内周壁のずれの様子から電柱１の湾曲度合を自動算出するようにしてもよい。
【００３６】
さらに、上述の構成に加え、図４に示されるように、電柱１の頂部内側又は電柱内部の頂部近傍から自重にて下方へ垂れ下がる垂下線状部材２０を設け、この垂下線状部材２０が電柱１の内周壁に当接した際に電柱１の頂部１ａから垂下線状部材２０が当接した部位までの距離ｈ’を検知する手段を設けてもよい。
【００３７】
例えば、垂下線状部材２０として光ファイバを用い、この光ファイバの上端に図示しない投受光センサを設け、光ファイバが電柱の内周壁に当接している状態で光ファイバの上端から投光すると、光ファイバを通過した光が内周壁との当接部位で反射することを利用し、頂部１ａから光ファイバが内周壁に当接している部位までの距離を検知するようにしてもよい。また、垂下線状部材２０として導電線を用い、また、電柱１の内周壁に導電体を設けて電柱の湾曲により導電線が導電体に接触した際に形成される電気回路にて電柱１の頂部１ａから導電線が当接している部位までの抵抗値を検出することで頂部から導電線の当接部位までの距離を検知するようにしてもよい。
【００３８】
このような構成を付加することにより、電柱１の湾曲度合いを前記測距センサ５又はカメラ１５による湾曲状態の検知と、垂下線状部材２０が電柱１の内周壁に接触したことによる湾曲状態の検知との両方から把握することが可能となるので、湾曲度合いの測定精度を高めることが可能となる。
【００３９】
尚、上述の構成においては、電柱１として中空さい頭円すい状のコンクリート柱を用いた場合について示したが、電柱径が均一である中空円筒状の電柱であっても、中空状の鋼管柱であってもよい。また、上述の構成においては、測距センサ５又はカメラ１５を電柱１の頂部内側又は電柱内部の頂部近傍に１つ設けた例を示したが、複数設けるようにしてもよい。
さらに、上述の構成においては、中空長尺体の例として電柱１を用いた場合を示したが、立設された中空状のポール等の他の中空長尺体において、同様の構成を採用するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】図１は、本発明に係る中空長尺体湾曲測定装置の構成例を示す図であり、（ａ）は電柱に対して側方からの荷重がない場合の状態を示す図であり、（ｂ）は電柱に対して側方からの荷重を受けた場合の状態を示す図である。
【図２】図２は、電柱の内周壁にディンプルを形成した状態を示す斜視図である。
【図３】図３は、本発明に係る中空長尺体湾曲測定装置の他の構成例を示す図であり、（ａ）は電柱に対して側方からの荷重がない場合の状態を示す図であり、（ｂ）は電柱に対して側方からの荷重を受けた場合の状態を示す図である。
【図４】図４は、本発明に係る中空長尺体湾曲測定装置の更に他の構成例を示す図であり、（ａ）は電柱に対して側方からの荷重がない場合の状態を示す図であり、（ｂ）は電柱に対して側方からの荷重を受けた場合の状態を示す図である。
【符号の説明】
【００４１】
１  電柱
１ａ  頂部
５  測距センサ
９  ディンプル
１５  カメラ
２０  垂下線状部材
【図１】
2010112904.tif 000003
【図２】
2010112904.tif 000004
【図３】
2010112904.tif 000005
【図４】
2010112904.tif 000006