(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）  マンホールの上部開口に掛け渡される架台部と、
（ｂ）  前記架台部に吊り下げられ、架台ウインチにて昇降駆動されるロボット部と、
（ｃ）  前記ロボット部を作動制御する制御部と、
をそれぞれ具備し、
前記ロボット部に、マンホールの周壁に固定された足掛金物の載荷検査を行なう載荷検査ユニット、及び、前記足掛金物の引抜検査を行なう引抜検査ユニットを備えることを特徴とするマンホール診断装置。
【請求項２】
前記載荷検査ユニットを、前記足掛金物の足掛部に下方又は上方の載荷を付与する載荷付与手段と、この載荷付与手段により前記足掛金物の足掛部に載荷が付与された際の前記足掛部の変位量を測定するための載荷変位量測定手段とで構成したことを特徴とする請求項１に記載のマンホール診断装置。
【請求項３】
前記引抜検査ユニットを、前記足掛金物の足掛部に引抜力を付与する引抜力付与手段と、この引抜力付与手段により前記足掛金物の足掛部に引抜力が付与された際の前記足掛部の変位量を測定するための引抜変位量測定手段とで構成したことを特徴とする請求項１又は２に記載のマンホール診断装置。
【請求項４】
前記載荷検査ユニット及び引抜検査ユニットを、前記制御部による自動操作又は手動操作にて駆動するように構成したことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のマンホール診断装置。
【請求項５】
前記ロボット部に、前記足掛金具の足掛部の径を測定する径検査ユニットを付設したことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載のマンホール診断装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マンホール（人孔）の周壁に固定された足掛金物（ステップ）の劣化度等についての診断を行なうための装置に関するのもである。
【０００２】
【従来の技術】
マンホールは下水管等の検査や掃除を行なう作業員が出入りし得るように地上に開口させて設けられている。深いマンホールの場合には、その内部の周壁に作業員が昇降するための複数の足掛金物が固定されている。この足掛金物は、通常、両側部が同方向にほぼ直角に屈曲されたコ字形の金具であって、足掛金物の両端の一対の脚部がマンホール内部の周壁に埋設された状態で固定されている。そして、足掛金物の両脚部の間の部分が作業員の足掛部としてマンホールの周壁から突出されて配置されている。
【０００３】
ところで、マンホールの足掛金物は、マンホール内に亜硫酸ガス等が発生すると、腐食し易く、設置されてから長期間を経過すると固定強度が劣化する。このように足掛金物の固定強度が劣化すると、作業員が足掛金物に足を掛けてマンホール内を昇降することは非常に危険となる。そこで、下水管等のマンホールを良好な状態に維持・管理するためには、足掛金具の劣化度を調べて的確な診断を行なうことが是非とも必要である。
【０００４】
従来においては、足掛金具の劣化度診断を行なうに当たって検査員がいちいちマンホール内に入って目視にて行なう場合が多いのが実状である。しかし、このような検査では、検査作業が面倒であるばかりでなく正確な診断ができないのが実状である。そこで、最近では、目視による不正確な診断を回避するために図８に示すようなマンホール診断装置３０を用いて足掛金具の固定強度についての劣化度の調査を行なうようにしている。
【０００５】
このマンホール診断装置３０は、図８に示すように、高さ調整可能な例えば３本のねじ棒から成る脚部３１及びこれらの脚部３１にて適宜の高さ一に保持されたテーブル部３２を有する架台３３と、前記テーブル部３２の中央箇所に配設された牽引金具３４と、この牽引金具３４にて付与される荷重の大きさを検知するセンターホール型荷重計３５と、この荷重計３５により被検査体に荷重（牽引力）が作用された際の被検査体の変位量を検知するカンチレバー型変位計３６と、前記荷重計３５び変位計３６にて検知された荷重及び変位の大きさをそれぞれ数値表示する表示計３７とから構成されている。さらに、マンホール診断装置３０の付属品として、載荷検査用治具３８、及び、この治具３８と前記牽引金具３４との間に架設されるチェーン３９（図９参照）が備えられている。
【０００６】
このような装置３０を用いてマンホールの足掛金物の劣化度調査を行なうに際しては、次のような作業手順にて足掛金物の載荷検査並びに引抜検査をぞれぞれ行なうようにしているのが実状である。まず、載荷検査を行なうに当たっては、図９に示すように、マンホール４０の上部開口４１を跨ぐように一対の渡し木４２を互いに間隔をあけて平行状に配置し、これらの渡し木４２上の架台３３の脚部３１を載置する。そして、牽引金具３４の下端の連結部３４ａに一端が連結されたチェーン３９を一対の渡し木４２間の隙間を通してマンホール４０内に吊下し、このチェーン３９の他端に取付けられた載荷検査用治具３８を足掛金具４３に装着する。さらに、この載荷検査用治具３８の近傍箇所にカンチレバー型変位計３６を配置し、その変位計３６の変位検出子３６ａを足掛金具４３に係合させた状態にして変位計３６のゼロ点設定を行なう。
【０００７】
このようなセッティングを行った後に、牽引金具３４の調整ナット３４ａを調整することによって上方へ向かう所定の牽引力をチェーン３９及び治具３８を介して足掛金具４３に付与する。なお、この際の牽引力の数値は表示計３７に表示される。このようにして足掛金具４３に所定の牽引力を作用させるのに伴い、足掛金具４３が引き上げられて上方へ変位（変動）することとなり、この際の変位量が変位計３６にて計測されて表示計３７に数値表示される。かくして、この表示計３７に数値表示された牽引力及び変位量に基づいて、既存のマンホールのメンテナンスに際し足掛金具４３の劣化度（老朽化の程度）を判定し、或いは、新設のマンホール４０における足掛金具４３の載荷方向における固定強度の良否を判定する。
【０００８】
また、引抜検査を行なう場合には、図１０に示すように、架台３３を横向きにしてその脚部３１をマンホール４０の周壁面に対して直交するように立脚させた状態とし、牽引金具３４の連結部３４ａを足掛金具４３に連結する。そして、連結された足掛金具４３の近傍に配設された変位計３６の変位検出子３６ａを足掛金具４３に係合させた状態にして変位計３６のゼロ点設定を行なう。このようにして足掛金具４３に所定の牽引力を引抜力として作用させるのに伴い、足掛金具４３が引抜方向へ変位（変動）することとなり、この際の変位量が変位計３６にて計測されて表示計３７に数値表示される。かくして、この表示計３７に数値表示された引抜力及び変位量に基づいて、既存のマンホールのメンテナンスに際し足掛金具４３の劣化度（老朽化の程度）を判定し、或いは、新設のマンホール４０における足掛金具４３の引抜方向における固定強度の良否を判定する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の如き従来のマンホール診断装置３０では、目視の場合に比べて検査精度を改善することができるものの、載荷検査及び引抜検査に当たっては検査員がマンホール４０内に入って架台３３，変位計３６，載荷検査用治具３８等の設置作業を行わなければならないため、その作業が面倒で手間を要するという問題点がある。その一方、このような不具合があるにも拘らず、従来ではこの種の装置についてはなんらの開発も行われていないのが実状である。
【００１０】
本発明は、このような実状に鑑みてなされたものであって、その目的は、マンホールの周壁に固定された足掛金具の載荷検査及び引抜検査等を極めて容易に行い得て、足掛金具の劣化度の診断或いは新設の足掛金具の固定強度の診断を簡易にかつ能率良く行なうことができるようなマンホール診断装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、請求項１に記載の本発明では、
（ａ）  マンホールの上部開口に掛け渡される架台部と、
（ｂ）  前記架台部に吊り下げられ、架台ウインチにて昇降駆動されるロボット部と、
（ｃ）  前記ロボット部を作動制御する制御部と、
をそれぞれ具備し、
前記ロボット部に、マンホールの周壁に固定された足掛金物の載荷検査を行なう載荷検査ユニット、及び、前記足掛金物の引抜検査を行なう引抜検査ユニットを備えるようにしている。
【００１２】
また、請求項２に記載の本発明では、前記載荷検査ユニットを、前記足掛金物の足掛部に下方又は上方の載荷を付与する載荷付与手段と、この載荷付与手段により前記足掛金物の足掛部に載荷が付与された際の前記足掛部の変位量を測定するための載荷変位量測定手段とで構成するようにしている。
【００１３】
また、請求項３に記載の本発明では、前記引抜検査ユニットを、前記足掛金物の足掛部に引抜力を付与する引抜力付与手段と、この引抜力付与手段により前記足掛金物の足掛部に引抜力が付与された際の前記足掛部の変位量を測定するための引抜変位量測定手段とで構成するようにしている。
【００１４】
また、請求項４に記載の本発明では、前記載荷検査ユニット及び引抜検査ユニットを、前記制御部による自動操作又は手動操作にて駆動するように構成している。
【００１５】
また、請求項５に記載の本発明では、前記ロボット部に、前記足掛金具の足掛部の径を測定する径検査ユニットを付設するようにしている。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例について図１〜図７を参照して説明する。
【００１７】
本発明に係るマンホール診断装置１は、マンホールの上部開口に掛け渡される架台部と、この架台部に吊り下げられ、架台ウインチにて昇降駆動されるロボット部と、このロボット部を作動制御する制御部とをそれぞれ具備している。図１及び図２は本例のマンホール診断装置１の要部を構成するロボット部２の全体構成を示すものであって、このロボット部２は、ロボット本体フレーム３と、このフレーム３を吊り下げる吊り下げユニット４と、前記フレーム３に配設された載荷検査ユニット５及び引抜検査ユニット６と、これらの載荷検査ユニット５及び引抜検査ユニット６の位置を監視する監視カメラ７、前記フレーム３をマンホール８内の適宜箇所に係止するためのロボット係止ユニット９とをそれぞれ有している。
【００１８】
さらに詳述すると、上述の載荷検査ユニット５は、前記フレーム３の上部に配設された一対の載荷検査用油圧シリンダ１０、このシリンダ１０の作動ロッド１０ａに連結された昇降枠１１、この昇降枠１１に取付けられたスライド機構１２、及び、このスライド機構１２にてスライド移動される載荷・引抜アーム（係合爪）１３から成る載荷付与手段と、図外の電子メジャーから成る載荷変位量測定手段とで構成されている。ここで、前記スライド機構１２の構成を説明すると、次の通りである。すなわち、図２及び図４に示すように、昇降枠１１には固定板１４が固着されており、この固定板１４にスライド用油圧シリンダ（引抜検査用油圧シリンダ兼用）１５のケーシングの底壁部が係着されている。そして、前記シリンダ１５のケーシングの周囲にはガイドブッシュ１６が嵌着されており、前後・上下に二対のガイドロッド１７がこのガイドブッシュ１６及び固定板１４に摺動自在に貫通配置されている。さらに、前記二対のガイドロッド１７の両端にはスライドベース１８，１９が固着されてこれらのスライドベース１８，１９間にスライド用油圧シリンダ１５が配置され、一方のスライドベース１８にはスライド用油圧シリンダ１４の作動ロッド１４ｂの先端が係着されると共に、他方のスライドベース１９の外面側には載荷・引抜アーム１３が一体に取付けられている。かくして、載荷検査用油圧シリンダ１０，昇降枠１１，スライド用油圧シリンダ１５及び載荷・引抜アーム１３等から成る載荷検査ユニット５が設けられている。
【００１９】
また、上述の引抜検査ユニット６は、前記スライド機構１２の油圧シリンダ１５、及び、載荷・引抜アーム１３から成る引抜力付与手段と、昇降枠１１上のスケール保持板２０に取付けられたリニアスケール２１から成る引抜変位量測定手段とで構成されている。なお、図示を省略したが、スケール保持板２０は昇降枠１１に対して位置調整可能に取付けられており、必要に応じて前記スライド機構１２との間の間隔を適宜に調整できるようになっている。また、前記昇降枠１１の上部には、既述の載荷検査用油圧シリンダ１０及びスライド用油圧シリンダ１５の作動制御を行なう油圧駆動弁ユニット２２が配設されている。
【００２０】
さらに、前記昇降枠１１には、図２及び図４に示すように、足掛金具２３の足掛部２３ａの直径を測定する径計測アーム２４が配設されている。
【００２１】
一方、上述のロボット係止ユニット９は、前記フレーム３の上部及び下部においてそれぞれ配設された係止用シリンダ２５及び２６と、前記フレーム３の上下中間箇所に収納配置された４本の係止爪２７とから構成されている。各々の係止用シリンダ２５及び２６は、図３に示すような３本のシリンダＳ1 ，Ｓ2 ，Ｓ3 から成るテレスコープタイプの伸張装置であり、作動時には、これらの係止用シリンダ２５及び２６は同一方向に伸張されると共に、作動時前記係止爪２７はその一端を中心に回動されて係止用シリンダ２５及び２６の伸張方向とは反対側に突出配置されるように設定されている（図２参照）。
【００２２】
なお、上述の架台部は、図示を省略したが、支持フレーム及びこの支持フレームに組付けれらた架台ウインチ（ウインチユニット）を有している。また、ロボット部２を作動制御するための制御部は、ロボット部２とは別体に設けられており、自動制御を行なうコントローラ或いは手動操作による作動制御を行なう操作盤（地上に配置される）を有している。さらに、本例のマンホール診断装置１は、載荷検査の際の足掛金物２３の垂直方向の変位量を検知する図外の電子メジャー、径計測アーム２４の計測量を検知する図外のリニアスケール、及び、引抜検査の際の足掛金物２３の引抜方向の変位量を検知する前記リニアスケール２１をそれぞれ備えており、図示を省略したが、これらの計測手段にて計測された変位量を数値表示する表示計等が地上に設置されるようになっている。
【００２３】
次に、このような構成のマンホール診断装置１を用いてマンホール８の足掛金具２３の劣化度調査を行なうための操作手順並びにその際の装置１の動作について、図６及び図７のフローチャートを参照して説明する。
【００２４】
まず、ロボット部２の固定作業を行なう。この際には、ユニック車のクレーン等にて架台をマンホール８の上部開口８ａに対応する位置に設置し、この架台からロボット部２を吊り下げた状態にする（ステップＳ1 ）。そして、地上に配置された表示計にリニアスケール２１や変位計等のリード線を接続すると共に表示計を電源に接続し、油圧駆動ユニット２２のホースの接続等を行なう（ステップＳ2 ）。次いで、表示計や油圧駆動ユニット２２について一通りの動作チェックを行なう（ステップＳ3 ）。
【００２５】
このようにしてセッティングを完了した後に、架台ウインチを作動させてワイヤ巻出しを行なうことにより、ロボット部２を下降させてマンホール８内に収容する（ステップＳ4 ）。そして、ロボット部２の下降移動の際に監視カメラ７による監視と共に目視による監視を行なうことにより、検査しようとする足掛金具２３に対するロボット部２の位置合せを行なう（ステップＳ5 ）。ロボット部２の位置合せ完了後、ロボット係止ユニット９を構成する係止用シリンダ２５，２６及び係止爪２７を作動させることにより、これらのシリンダ２５，２６の作動ロッド２５ａ，２６ａの先端をマンホール８の一方側の周面に押し付けることによって、４本の係止爪２７を回動させてそれらの先端をマンホール８の他方側の周面に押し付け（図２参照）、これによりロボット部２のロボット本体フレーム３を所定位置に固定する（ステップＳ6 ）。
【００２６】
この状態の下で、監視カメラ７の映像を見ながら油圧シリンダ１０及び１５を適宜に作動させて載荷・引抜アーム１３の位置合わせを行ない、この載荷・引抜アーム１３を足掛金物２３の足掛部２３ａに係合させ（ステップＳ7 ）、リニアスケール２１のゼロ点設定（ゼロリセット）を行なう（ステップＳ8 ）。
【００２７】
次いで、図外のコントローラに指令信号を入力することにより、或いは地上側にある図外の操作盤を手動操作することにより、ロボット部２を作動させて足掛金具２３の載荷検査及び引抜検査を行なう（ステップＳ9 ）。まず、載荷検査を行なう場合には、載荷検査用油圧シリンダ１０を作動させて昇降枠１１に下方に向かう所定荷重を作用させることにより、載荷・引抜アーム１３を下方に附勢して足掛金具２３に所定の載荷荷重（例えば、２００Ｋｇｆ）を付与する。これに伴い、足掛金具２３が下方に変位することとなるが、その際の変位量が図外の電子メジャーにて検知され、その変位量が図外の表示計に数値表示されると共にそのデータがプリントアウトされる。
【００２８】
また、引抜検査を行なう場合には、載荷検査用油圧シリンダ１０を非作動状態とし、引抜検査用油圧シリンダ１５を作動させる。これに応じて、この油圧シリンダ１５の作動ロッド１５ａが伸張され、ガイドブッシュ１５とガイドロッド１７との間の案内作用にて載荷・引抜アーム１３が図４において右方に移動されて足掛金物２３に所定の大きさの水平方向の引抜力（例えば、２００Ｋｇｆ）が付与される。これに伴い、足掛金物２３が引っ張られて引抜方向に変位することとなるが、その際の変位量がリニアスケール２１にて検知され、その変位量が前記表示計に数値表示されると共にそのデータがプリントアウトされる。
【００２９】
このようにして、載荷検査及び引抜検査をそれぞれ行った後に、載荷・引抜アーム１３を元の位置に戻し（ステップＳ10）、次工程で足掛金具２３の足掛部２３の直径を測定するか否かの選択を行なう（ステップＳ11）。そして、足掛金具２３の径計測を行なう場合には、径計測アーム２４の位置調整を行い（ステップＳ12）、その後に径計測アーム２４の変位を計測する図外のリニアスケールのゼロ点設定（ゼロリセット）を行なう（ステップＳ13）。次いで、図５に示す如く径計測アーム２４を作動させることにより、足掛金具２３の足掛部２３の直径を計測する。その際、計測値が前記表示計にて数値表示される（ステップＳ14）。この後、径計測アーム２４が元の位置に戻されて径計測操作が終了される（ステップＳ15）。なお、足掛金具２３の径計測を行なわない場合には、上述のステップＳ12〜Ｓ15の操作は行われない。
【００３０】
以上のような一連の操作がなされた後に、ロボット係止ユニット９の係止用シリンダ２５，２６及び係止爪２７を非作動状態に戻して、ロボット本体フレーム３の固定状態を解除する（ステップＳ16）。そして、他の足掛金具２３を検査するか否かについて選択し（ステップＳ17）、他の足掛金具２３の検査を行なう場合には前記ステップＳ4 に戻って、前記ステップＳ4 〜ステップＳ15の操作手順を繰り返して行なう。また、他の足掛金具２３の検査を行わない場合には、架台ウインチの巻上げによりロボット部２を上昇させて、マンホール８内からロボット部２を回収する（ステップＳ18）。これにより、足掛金具２３の検査操作を完了する。
【００３１】
かくして、上述の操作にて得られたデータ、すなわち、載荷荷重に対する足掛金具２３の変位量，引抜荷重に対する足掛金具２３の変位量、及び足掛金具２３の足掛部２３ａの直径の大きさに基づいて、被検査体である足掛金具２３の劣化度（固定強度）を判定する。さらに、この際、監視カメラ７から得られるマンホール８の内面及び足掛金具２３の外観等に基づいた劣化度の判定も併せて行なう。そして、その判定結果に基づいて足掛金具２３の診断をして、必要に応じた補修或いは交換を行なう。
【００３２】
このような構成のマンホール診断装置１を用いて足掛金具２３の劣化度等の検査を行なうようにすれば、検査員がマンホール８内に入って作業をする必要がなく、地上にいながら検査作業を行なうことができるため、その検査作業を簡易にしかも能率良く実施することができる。しかも、検査員がマンホール８内に入って作業をする必要がないので、検査員が危険にさらされることがなく、安全性の向上を図ることができる。さらに、本例によれば、載荷検査及び引抜検査に加えて径計測検査も併せて行い得るようにしているので、足掛金具２３の劣化度や固定強度の調査を高い信頼性をもって行い得るという利点がある。
【００３３】
以上、本発明の一実施例につき述べたが、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて各種の変形及び変更が可能である。例えば、既述の実施例では、載荷・引抜アーム１３にて足掛金具２３に下方への載荷荷重をかけて載荷検査を行なうようにしたが、足掛金具２３に上方への載荷荷重をかけて載荷検査を行なうように構成することも可能である。また、図６及び図７に示す操作手順は例示的なものであって、必要に応じて適宜に変更可能である。
【００３４】
【発明の効果】
以上の如く、本発明は、マンホールの周壁に固定された足掛金物の載荷検査を行なう載荷検査ユニット、及び、前記足掛金物の引抜検査を行なう引抜検査ユニットを備えたロボット部を用いてマンホールの診断すなわち足掛金具の劣化度若しくは固定強度の検査を行なうようにしたものであるから、検査員がいちいちマンホール内に入って検査のための器具設置作業を行なう必要が全くなく、地上からの操作のみにてマンホールの診断を簡易にかつ能率良く安全に行なうことができる。従って、本発明のマンホール診断装置は、既存のマンホールのメンテナンスのための調査（足掛金具の劣化度の調査等）や新設のマンホールにおける足掛金具の固定強度の良否調査の際に用いて非常に実用的なものである。特に、本発明のマンホール診断装置は手動操作も可能であるが、自動制御による作動も可能であり、この自動制御操作方式を採用した場合には、より一層の検査作業の容易化を達成できる。
【００３５】
また、載荷検査ユニット及び引抜検査ユニットに加えて径検査ユニットを付設した場合には、足掛金具の劣化度及び固定強度の検査（診断）をより正確に行なうことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るマンホール診断装置の正面図である。
【図２】本発明に係るマンホール診断装置の側面図である。
【図３】ロボット係止ユニットを構成するテレスコープタイプの係止用シリンダを示す平面図である。
【図４】ロボット本体フレームをマンホール内に下降させて載荷・引抜アームを足掛金具に係合させた状態を示す側面図である。
【図５】足掛金具の径計測を行なう状態を示す側面図である。
【図６】本発明のマンホール診断装置を用いて検査を行なう際の操作手順を示すフロータヤートである。
【図７】本発明のマンホール診断装置を用いて検査を行なう際の操作手順を示すフロータヤートである。
【図８】従来のマンホール診断装置を示す斜視図である。
【図９】従来のマンホール診断装置を用いて足掛金具の載荷検査を行なっている状態を示す側面図である。
【図１０】従来のマンホール診断装置を用いて足掛金具の引抜検査を行なっている状態を示す側面図である。
【符号の説明】
１  マンホール診断装置
２  ロボット部
３  ロボット本体フレーム
５  載荷検査ユニット
６  引抜検査ユニット
７  監視カメラ
８  マンホール
９  ロボット係止ユニット
１０  載荷検査用油圧シリンダ
１１  昇降枠
１２  スライド機構
１３  載荷・引抜アーム
１５  引抜検査用油圧シリンダ（スライド用油圧シリンダ）
２１  リニアスケール
２３  足掛金具
２３ａ  足掛部
【図１】
0003713102.tif 000002
【図２】
0003713102.tif 000003
【図３】
0003713102.tif 000004
【図４】
0003713102.tif 000005
【図５】
0003713102.tif 000006
【図６】
0003713102.tif 000007
【図７】
0003713102.tif 000008
【図８】
0003713102.tif 000009
【図９】
0003713102.tif 000010
【図１０】
0003713102.tif 000011