(57)【要約】【課題】  管へのセンサの取り付けが簡便でありながら検査精度を向上させ得る取付治具並びにこれを用いた管検査装置及び管検査方法を提供すること。【解決手段】管状の治具本体１０と、管１００内へ音響信号を送信すると共に管内で反射した音響信号を受信するセンサを取り付ける取付部１３とを有する。管１００の一端に音響信号を送受信可能にセンサを取り付ける。管１００と治具本体との間を塞ぐことにより音の漏洩を防ぐ閉塞部材１４をさらに備える。この閉塞部材１４は弾性を有する板状材である。管１００の管内面及び治具本体１０の本体内面に沿うように屈曲可能である。これら管内面及び本体内面に挿入され弾性力で拡径することによりこれら管内面及び本体内面に密着する。【選択図】    図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
管状の治具本体と、管内へ音響信号を送信すると共に管内で反射した音響信号を受信するセンサを取り付ける取付部とを有し、管の一端に音響信号を送受信可能に前記センサを取り付ける取付治具であって、
前記管と前記治具本体との間を塞ぐことにより音の漏洩を防ぐ閉塞部材をさらに備え、
この閉塞部材は弾性を有する板状材であり、
前記管の管内面及び前記治具本体の本体内面に沿うように屈曲可能であり、
これら管内面及び本体内面に挿入され弾性力で拡径することによりこれら管内面及び本体内面に密着する取付治具。
【請求項２】
前記管内には電力ケーブルが敷設されており、前記治具本体は前記管の半径方向に分割して着脱可能な一対の分割体よりなる請求項１記載の取付治具。
【請求項３】
前記一対の分割体は前記電力ケーブルの軸方向に対し上下に位置する上下分割体よりなり、下分割体は前記電力ケーブルに固定する固定具を有する請求項２記載の取付治具。
【請求項４】
前記下分割体はその内側に前記電力ケーブルを保護する保護部材を有する請求項３記載の取付治具。
【請求項５】
前記一対の分割体はこれらの着脱を補助するガイドを有する請求項２〜４のいずれかに記載の取付治具。
【請求項６】
前記治具本体の他端は開放してある請求項１〜５のいずれかに記載の取付治具。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の取付治具と、音響信号を送受信するセンサと、その音響信号の入出力を制御する制御部とを有し、
前記センサを前記取付部に取り付け、そのセンサより管内に音響信号を送信すると共に管内で反射した反射信号を受信し、その受信信号により管の欠陥を検査するための管検査装置。
【請求項８】
前記取付部は前記治具本体に対し分岐して設けてあり、前記反射信号の振幅が最大となるように前記音響信号の周波数と前記治具本体の管長手方向に対する前記取付部の全長を調整してある請求項７記載の管検査装置。
【請求項９】
請求項１〜６のいずれかに記載の取付治具と、音響信号を送受信するセンサと、その音響信号の入出力を制御する制御部とを有し、
前記センサを前記取付部に取り付け、そのセンサより管内に音響信号を送信すると共に管内で反射した反射信号を受信し、その受信信号により管の欠陥を検査する管検査方法。
【請求項１０】
前記取付部は前記治具本体に対し分岐して設けてあり、前記反射信号の振幅が最大となるように前記音響信号の周波数と前記治具本体の管長手方向に対する前記取付部の全長を調整してある請求項９記載の管検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、取付治具に関する。さらに詳しくは、管状の治具本体と、管内へ音響信号を送信すると共に管内で反射した音響信号を受信するセンサを取り付ける取付部とを有し、管の一端に音響信号を送受信可能に前記センサを取り付ける取付治具並びにこれを用いた管検査装置及び管検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
上述の如き取付治具として、例えば特許文献１に記載の如きものが知られている。この取付治具は管路口に押し当てながら取り付けるため、治具の取扱いや取付作業が煩雑となっていた。また、取付治具の取付状態によっては、治具と管路口との間に隙間が生じ、その隙間からの音漏れや隙間に起因する多重反射等が生じてしまい、検査精度が低下してしまう場合もあった。
【特許文献１】特開２００７−３０９８３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
かかる従来の実情に鑑みて、本発明は、管へのセンサの取り付けが簡便でありながら検査精度を向上させ得る取付治具並びにこれを用いた管検査装置及び管検査方法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】
【０００４】
上記目的を達成するため、本発明に係る取付治具の特徴は、管状の治具本体と、管内へ音響信号を送信すると共に管内で反射した音響信号を受信するセンサを取り付ける取付部とを有し、管の一端に音響信号を送受信可能に前記センサを取り付ける構成において、前記管と前記治具本体との間を塞ぐことにより音の漏洩を防ぐ閉塞部材をさらに備え、この閉塞部材は弾性を有する板状材であり、前記管の管内面及び前記治具本体の本体内面に沿うように屈曲可能であり、これら管内面及び本体内面に挿入され弾性力で拡径することによりこれら管内面及び本体内面に密着することにある。
【０００５】
上記特徴構成により、閉塞部材は弾性を有する板状材であり、管及び治具本体の各内面に沿うように屈曲可能に構成してある。よって、管及び治具本体に挿入された閉塞部材は、自らの弾性力によって広がり管内面及び治具本体内面に密着するので、管と治具本体との間に隙間が生じない。これにより、管と治具本体との間での音漏れや隙間に起因する反射信号を抑制でき、検査精度を向上させることができる。しかも、この閉塞部材によって取付部材の位置ずれをも防止することが可能となる。
【０００６】
前記管内には電力ケーブルが敷設されており、前記治具本体は前記管の半径方向に分割して着脱可能な一対の分割体より構成しても構わない。治具本体を管の半径方向に分割した一対の分割体により構成することで、管内に電力ケーブルが敷設された状態で検査可能となり検査効率が向上する。
【０００７】
係る場合、前記一対の分割体は前記電力ケーブルの軸方向に対し上下に位置する上下分割体よりなり、下分割体は前記電力ケーブルに固定する固定具を有するとよい。この固定具により下分割体を電力ケーブルに固定しておくことができ、取付作業が簡便となる。そして、前記下分割体はその内側に前記電力ケーブルを保護する保護部材を有するとよい。この保護部材により下分割体の接触による電力ケーブルの損傷を防止することができる。
【０００８】
前記一対の分割体はこれらの着脱を補助するガイドを有しても構わない。ガイドにより一方の分割体を他方の分割体に導くことができ、着脱作業及び取付作業がより簡便となる。また、前記治具本体の他端は開放してもよい。他端を開放状態としてもその他端からの音漏れを防止することができ、検査精度をさらに向上させることができる。しかも、他端を塞ぐ必要がなく、取付作業を簡略化できる。
【０００９】
また、上記目的を達成するため、本発明に係る管検査装置の特徴は、上記いずれかに記載の取付治具と、音響信号を送受信するセンサと、その音響信号の入出力を制御する制御部とを有し、前記センサを前記取付部に取り付け、そのセンサより管内に音響信号を送信すると共に管内で反射した反射信号を受信し、その受信信号により管の欠陥を検査することにある。さらに、上記目的を達成するため、本発明に係る管検査方法の特徴は、上記いずれかに記載の取付治具と、音響信号を送受信するセンサと、その音響信号の入出力を制御する制御部とを有し、前記センサを前記取付部に取り付け、そのセンサより管内に音響信号を送信すると共に管内で反射した反射信号を受信し、その受信信号により管の欠陥を検査することにある。
【００１０】
これら管検査装置及び管検査方法において、前記取付部は前記治具本体に対し分岐して設けてあり、前記反射信号の振幅が最大となるように前記音響信号の周波数と前記治具本体の管長手方向に対する前記取付部の全長を調整するとよい。音響信号の周波数に応じて取付部の全長を調整することで、送信される音響信号と取付治具内での反射信号とが重ね合わさって送信信号の振幅が大きくなり、検査精度をさらに向上させることができる。
【発明の効果】
【００１１】
上記本発明に係る取付治具並びにこれを用いた管検査装置及び管検査方法の特徴によれば、管へのセンサの取り付けが簡便でありながら検査精度を向上させることが可能となった。
【００１２】
本発明の他の目的、構成及び効果については、以下の発明の実施の形態の項から明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
次に、適宜添付図面を参照しながら、本発明をさらに詳しく説明する。
本発明に係る取付治具１は、例えば地中に埋設される電力ケーブルを敷設する管としての管路１００を検査する管検査装置２のセンサ３を管路１００の一端となる入線孔１０１に取り付ける治具である。
【００１４】
この管路１００は、図１に示すように、経年劣化や地盤変動等により、割れ１０３ａ、段差１０３ｂ、異物１０３ｃの混入、継手部のずれ等の異常部１０３が発生する。本実施形態においては、管路１００内に電力ケーブルＣが敷設された状態でセンサ３から管路１００内に音響信号を送信すると共に管路１００からの反射信号を受信し、その受信信号により管路１００内の異常部１０３の有無等を検査する。
図１に示すように、管路点検装置２は、大略、音響信号を送受信するセンサ３と、制御部となるパーソナルコンピュータ４と、表示装置５よりなる。センサ３は、音響信号を送信する送信子としてのスピーカー３ａ及び反射信号を受信する受信子としてのマイクロフォン３ｂとよりなる。スピーカー３ａは、ケース３０の内部に設けた開口部を有する仕切り板３１に支持してある。また、マイクロフォン３ｂは仕切り板３１から突出する支持具３２に設けてある。
【００１５】
パーソナルコンピュータ４は、発振器６を駆動させ管路長や管路径等により周波数を調整した音波を生成し、送信アンプ７により音波を増幅しスピーカー３ａを駆動させて管路１００内に音響信号を送信する。一方、マイクロフォン３ｂは管路１００内からの反射信号を受信し、その受信信号を受信アンプ８により増幅しＡ／Ｄコンバータ９を介してパーソナルコンピュータ４に入力する。そして、パーソナルコンピュータ４は、その受信信号や検査結果等を表示装置５に表示する。
【００１６】
図１〜３に示すように、取付治具１は、大略、両端が開口した略円筒形を呈する管状の治具本体１０と、この治具本体１０と管路１００とを連結する閉塞部材１４よりなり、治具本体１０の一端１０ａと入線孔１０１とを連結する。
【００１７】
この閉塞部材１４は、例えばＥＶＡ樹脂を薄板状に形成した板状材であり、弾性（反発力）を有する。図３（ｂ）に示すように、閉塞部材１４は、管路１００内面に沿うように屈曲させて入線孔１０１に挿入し、一端１４ａが自らの弾性力によって管路１００の直径方向に拡径することにより管路１００内面全面に密着してある。また、閉塞部材１４の他端１４ｂも一端１４ａと同様に治具本体１０内面に沿うように屈曲させて挿入し、治具本体１０内面全面に閉塞部材１４自身の弾性力によって密着してある。この閉塞部材１４により取付治具１の位置ずれが防止される。
【００１８】
ここで、図４（ａ）に本実施形態に係る取付治具１での受信信号の例を示し、同図（ｂ）に第一の比較例での受信信号の例を示す。第一の比較例では、取付治具を入線孔１０１に当接させ、入線孔１０１との治具本体１０とを閉塞部材１４を用いずに連結した状態で反射信号を受信した。
【００１９】
閉塞部材１４を用いた場合、閉塞部材１４は自身の弾性力により管１００及び治具本体１０の各内面に密着するので、治具本体１０と入線孔１０１との間で隙間の発生が防止できる。そのため、図４（ａ）に示すように、隙間に起因する反射信号が抑制されてノイズが低減し、異常信号Ｐを検出することができた。
【００２０】
一方、図４（ｂ）に示す比較例では、隙間に起因する反射信号を十分に抑制することができず、異常信号Ｐ’がノイズに埋没してしまい検出することが困難となった。このように、閉塞部材１４により、管１００と治具本体１０との間の音漏れや隙間に起因するノイズとなる反射信号の発生を抑制され、検査精度が向上する。
【００２１】
治具本体１０の他端１０ｂは、治具本体１０を貫通する電力ケーブルＣとその他端１０ｂの開口との隙間を塞がずに開放状態としてある。ここで、図５（ａ）に他端１０ｂを開放状態とし受信した受信信号の例を示し、同図（ｂ）に第二の比較例における受信信号の例を示す。第二の比較例では、治具本体１０の他端１０ｂの開口とケーブルＣとの隙間をゴムパッキン等の遮音材で塞いで閉塞状態とし、反射信号を受信した。
【００２２】
図５（ａ）（ｂ）に示すように、他端１０ｂを開放状態とすると、他端１０ｂを閉塞状態での管末信号Ｑ’に比べ管末信号Ｑの振幅が大きく現れた。これは、開放状態の他端１０ｂで開口の断面積が急激に大きくなり、音波のインピーダンスが大きく変化するため、境界となる他端１０ｂで音響信号が反射したものと考えられる。よって、治具本体１０の他端１０ｂを開放状態とすることで、閉塞状態と同等以上の遮音効果を得ることができ、検出精度を向上させることができる。しかも、比較例の如く遮音材を充填しなくてよく、取付作業が簡略化される。
【００２３】
また、この治具本体１０は、図１〜３に示すように、電力ケーブルＣを覆うよう着脱可能な上分割体１１と下分割体１２とより構成してある。この上下分割体１１，１２は、管路１００の半径方向に分割してあり、電力ケーブルＣの軸方向に対し上下に位置してある。上分割体１１の上面には開口部１１ａを設けてあり、この開口部１１ａから管路１００の入線孔１０１に対し後方に傾斜した取付部１３を設けてある。この取付部１３に上述のセンサ３が取り付けられる。これにより、センサ３と管路１００とが連通し、音響信号の送受信が可能となる。
【００２４】
ここで、発明者らは、取付部１３の全長Ｌと受信信号の振幅値との関係について実験を行った。この実験において、音響信号の周波数を３００Ｈｚ、取付部１３の基部長さＬ１を１２０ｍｍとし、延長長さＬ２を変更し、受信信号の振幅を測定した。この実験結果を図６に示す。
【００２５】
図６に示すように、延長長さＬ２が長くなるに従い、受信信号の振幅値は増加し、所定の延長長さＬ２を過ぎると振幅値が減少に転じることが判明した。本実験では、延長長さＬ２が約７０ｍｍの場合に受信信号の振幅が最大となった。これは、送信される音響信号と取付治具１内の反射信号とが重なり合い、送信信号が大きくなることで受信信号の振幅が増大したものと考えられる。よって、音響信号の周波数に応じて、受信信号の振幅値が最大となるように取付部１３の全長Ｌを調整することで、より検査精度を向上させることができる。ここで、取付部１３の全長Ｌを調整する手段として、例えば図２に一点鎖線で示す如き取付部１３と同径の延長部材１３ａを気密に取り付けることで調整するとよい。
【００２６】
下分割体１２は、図２，３に示すように、電力ケーブルＣに下分割体１２を固定する固定具１５と、上下分割体１１，１２の着脱を補助するガイド１６と、電力ケーブルＣの損傷を防止する保護部材１７とを備える。固定具１５には、例えばラッシングベルトが用いられる。このベルト１５は、図３に示すように、下分割体１２に形成した貫通孔１２ａに挿通して、下分割体１２を電力ケーブルＣに固定する。このベルト１５により、下分割体１２を先に電力ケーブルＣに固定しておくことができ、取付治具１の取付作業が簡便となる。しかも、保護部材１７が下分割体１２の内面に設けてあるので、電力ケーブルＣと下分割体１２との接触による電力ケーブルＣの損傷が防止される。
【００２７】
ガイド１６は、図１，３に示すように、上分割体１１の縁部と対向する下分割体１２の縁部近傍の外周面にその縁部から突出するように設けてある。このガイド部１６により、上分割体１１を電力ケーブルＣに固定した下分割体１２に嵌め合わせることができ、簡便に上下分割体１１，１２を電力ケーブルＣを覆うように装着することができる。
【００２８】
ここで、取付治具１の管路１００への取付手順について説明する。
まず、閉塞部材１４の一端１４ａ側を管路１００内面に沿うように屈曲して入線孔１０１に挿入する。閉塞部材１４は弾性力により拡径し、管路１００内面全面に密着する。次に、下分割体１２を閉塞部材１４が内面に位置するように電力ケーブルＣにラッシングベルト１５を介して取り付ける。そして、下分割体１２にセンサ３を取り付けた上分割体１１をガイド部１６に沿わせて嵌め合わせる。ここで、閉塞部材１４が治具本体１０内部で自身の弾性によって広がり、治具本体１０の内面全面に密着する。これにより、治具本体１０と管路１００との間で音の漏洩を防止する。そして、センサ３から管路１００内へ音響信号を送受信し管路を検査する。
【実施例】
【００２９】
上述の如き入線孔１０１に取り付けた取付治具１を用いて図７に示す如き管路１００’について検査を行った。その検査結果を図８に示す。同図（ａ）は本実施形態での受信信号の例を示し、同図（ｂ）は第三の比較例での受信信号の例を示す。ここで、第三の比較例は、取付治具を入線孔１０１に当接させ、入線孔１０１との間で生じる隙間に遮音材を充填して塞ぐと共に治具本体１０の他端１０ｂの開口とケーブルＣとの隙間を遮音材により塞ぎ閉塞した状態で反射信号を受信した。なお、図７において、図８に示すグラフの目盛に対応する目盛を付してある。
【００３０】
図８（ａ）に示すように、本実施例では、同７に示す管路１００’の異常部１０３ａ１〜３に対応する位置にそれらに起因する異常信号Ｒ１〜３を検出することができた。また、管路１００の他端１０２側の入線孔に起因する管末信号Ｓも検出することができた。他方、同図（ｂ）に示す比較例では、異常信号Ｒ’はノイズに埋没してしまい検出困難であった。また、管末信号Ｓ’もノイズに埋没し明瞭に検出することができなかった。このように、本実施形態に係る取付治具１によれば、異常信号の検出精度を向上させることができると共に検査可能距離が延び、より広範囲で検査を行うことが可能となる。
【００３１】
最後に、本発明のさらに他の実施形態の可能性について説明する。なお、以下の実施形態において、上記実施形態と同様の部材等には同様の符号を付してある。
上記実施形態において、取付部１３の全長を延長部材１３ａにより受信信号の振幅が最大となるように調整した。しかし、延長部材１３ａを用いず、予め音響信号の周波数に応じて受信信号の振幅が最大となるように取付部１３の全長Ｌを調整しても構わない。なお、取付部１３の全長を調整せずに検査することも可能であるが、検査精度の点で上記実施形態が優れている。
【００３２】
また、上記実施形態において、治具本体１０の他端１０ｂを開放状態とした。しかし、開放状態とせずに適宜ゴムパッキン等の遮音材を充填して閉塞状態で検査することは可能である。但し、上述したように、検査精度及び取付作業の面で上記実施形態が優れている。
【００３３】
上記実施形態において、閉塞部材１４を反発力のあるＥＶＡ樹脂により薄板状に形成した。しかし、閉塞部材１４の材質はＥＶＡ樹脂に限られるものではなく、厚みも適宜設定すればよい。また、上記実施形態では、閉塞部材１４全体をＥＶＡ樹脂により形成した。しかし、閉塞部材１４は、少なくとも管路１００及び治具本体１０の一端１０ａ近傍で各内面に密着すればよく、例えば入線孔１０１及び治具本体１０内面で密着する部分にのみ弾性を有するよう構成することも可能である。すなわち、閉塞部材１４は、管路１００と治具本体１０の内面に密着しそれらの間で音の漏洩を防止し得る弾性を有する構成のものであれば、その態様は特に限定されない。
【００３４】
上記実施形態において、固定具１５としてラッシングベルトを用いたが、固定具は下分割体１２を電力ケーブルＣに固定可能なものであればよい。但し、固定時に電力ケーブルＣの損傷を防止するために、固定具１５をラッシングベルト等の幅広の帯状体で構成することが望ましい。
【００３５】
上記実施形態において、電力ケーブルＣが既に敷設された管路１００を検査対象として説明した。しかし、電力ケーブルＣが敷設されていない管路であっても同様に検査を行うことは可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明は、管内に音響信号を送受信するセンサを取り付ける取付治具として利用することができる。また、この取付治具を用いて管検査装置及び管検査方法として利用することも可能である。さらに、本発明は、音響法を用いた管路点検装置の入線孔用取付治具として用いることも可能である。そして、その取付治具を用いて、電力ケーブルが敷設された管路を点検する管路点検装置及び管路点検方法として利用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明に係る取付治具を用いた管路点検装置を示すブロック図である。
【図２】本発明に係る入線孔用取付治具の横断面図である。
【図３】（ａ）は図２のＡ−Ａ線断面図であり、（ｂ）は管路及び治具本体内面に閉塞部材が密着する状態を模式的に示す模式図である。
【図４】受信信号の一例を示すグラフであり、（ａ）は閉塞部材を設けた第一実施形態での受信信号、（ｂ）は閉塞部材を設けない第一比較例での受信信号を示す。
【図５】受信信号の一例を示すグラフであり、（ａ）は治具本体他端を開放状態とした第一実施形態での受信信号、（ｂ）は治具本体他端を閉塞状態とした第二比較例での受信信号を示す。
【図６】取付部の延長距離と受信信号の振幅との関係を示すグラフである。
【図７】実施例に係る管路を示す模式図である。
【図８】受信信号の一例を示すグラフであり、（ａ）は第一実施形態での受信信号、（ｂ）は第三比較例での受信信号を示す。
【符号の説明】
【００３８】
１：取付治具、２：管検査装置（管路点検装置）、３：センサ（センサヘッド）、３ａ：送信子（スピーカー）、３ｂ：受信子（マイクロフォン）、４：制御部（パーソナルコンピュータ）、５：表示装置、６：発振器、７：送信アンプ、８：受信アンプ、９：Ａ／Ｄコンバータ、１０：治具本体、１０ａ：一端、１０ｂ：他端、１１：上分割体、１１ａ：開口部、１２：下分割体、１２ａ：貫通孔、１３：取付部、１３ａ：延長部材、１４：閉塞部材、１４ａ：一端、１４ｂ：他端、１５：固定具（ラッシングベルト）、１６：ガイド、１７：保護部材、３０：ケース、３１：仕切り板、３２：支持具、１００，１００’：管（管路）、１０１：一端（入線孔）、１０２：他端（入線孔、管末）、１０３：異常部、１０３ａ：隙間、１０３ｂ：段差、１０３ｃ：異物、Ｃ：ケーブル、Ｌ：全長、Ｌ１：基部長さ、Ｌ２：延長長さ、Ｐ，Ｐ’，Ｒ，Ｒ’：異常信号、Ｑ，Ｑ’，Ｓ，Ｓ’：管末信号、
【図１】
2010101856.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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