(57)【要約】【課題】受信センサの先端部が管壁面に押圧された状態で昇降機構がロックしても、管内検査装置の回収時の荷重による受信センサの致命的な損傷及び管壁面への大きな損傷をよく回避して管内からスムーズに回収できる管内検査装置を提供する。【解決手段】台車上に搭載された受信装置の接触子先端部３３１ａが接触子本体３３１ｂから分割され、その分割面が磁石で結合されている。従って、ほぼ水平方向の低い荷重でその分割面を劈開できるから、受信センサの先端部を昇降機構により管内面に押圧して弾性波を受信している間に昇降機構が昇降不能に陥ってロックしても、管内検査装置を引き出したり、押し出したりするほぼ水平方向の荷重を低くしても前記分割面を劈開し得て先端部を分離でき、管内検査装置の回収時に受信センサに致命的な損傷を与えたり、管壁面に大きな損傷を及ぼすことを充分に防止できる。【選択図】図４−１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
埋設管の劣化状態を検査する管内検査装置であり、前記埋設管に入力された弾性波または打音を接触子の先端部の管壁面への押圧により受信する受信装置が台車上に搭載され、前記受信装置の接触子先端部が接触子本体から分割され、その分割面が磁力で結合されていることを特徴とする管内検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は衝撃弾性波法により埋設管を検査する場合に使用する管内検査装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近来、下水管路や農水管路においては、埋設管の経年に伴う腐食摩耗や破損により陥没や漏水等の事故が増加しつつある。このため適切な劣化診断とその診断結果に基づく適切な修繕・更新が要請されている。
この下水管路や農水管路の劣化診断においては、一般に、修繕・改築工事の順番及び工事方法を決定するために、調査流域を構成する要素区域間の劣化進行度の順位付けや定量的な劣化レベルの進行度の把握が必要である。
従来では、目視やＴＶカメラを用いて外観調査を行い、必要に応じコア抜きにより得た試料の物性を調査しているが、直視し得る劣化しか捉えることができず、管外周や肉厚内の劣化が見逃されてしまい、劣化の程度を適切に定量的に把握することが困難である。または、定量的なデータを収集するには、コアを大量に抜く必要があり、健全管体の強度低下が余儀なくされ、作業コストの過大化も避けられない。
【０００３】
非破壊試験法として、超音波法、衝撃弾性波法若しくは打音法が知られている。
しかしながら、超音波法では、入力波としての超音波が高周波であり、エネルギーも小さいので、入力波をコンクリート中に伝播させ難く、コンクリート製品の検査には適さない。
衝撃弾性波法若しくは打音法は、被検査体に打撃等の機械的衝撃で弾性波を入力し、被検査体に接触させた振動子が受振した波形の周波数スペクトルを求め、その周波数スペクトルの解析・判定により劣化診断を行う方法であり、本出願人においては、衝撃弾性波法を利用した埋設管の診断システムを既に提案している。（例えば、特許文献１）
【特許文献１】特開２００４−０２８９７６号公報
【０００４】
図５は本出願人が提案した衝撃弾性波法を利用した埋設管の検査方法に使用する検査装置を示している。
図５において、２０’は台車、３２’は台車２０’に取付けた昇降機構、３３’は昇降機構３２’の先端に装着した受信センサ、２２’は台車２０’に取付けた他の昇降機構、２３’は昇降機構２２’の先端に装着したハンマー、４’は制御ユニット、５’は操作・データ記録及び解析を行うコンピュータであり、昇降機構２３’の操作によって受信センサ３３’を被検査管体の内面に接触させ、次いで昇降機構２２’を操作し、更にハンマー２３’を操作して管体内面を打撃し、この打撃により発生した弾性波を受信センサに受信させ、その受信波形の周波数スペクトルを高速フーリエ変換プログラムで求め、この周波数スペクトルの解析判定に基づき埋設管の劣化診断を行っている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の検査装置においては、受信センサ３３’により弾性波を受信する際、受信センサ３３‘が昇降機構３２’により上昇され、その先端部が管壁面に押圧される。
この受信中に昇降機構３２‘が昇降不能に陥ると、受信センサ３３’の先端部が管壁面に押圧された状態でロックされることになる。この場合、管内検査装置を管内から引き出そうとしたり、押し出そうとしたりして管内検査装置の回収に大きな荷重を作用させると、受信センサ３３‘の先端部が管壁面に押圧された状態で昇降機構３２’がロックしているために、回収時に受信センサ３３‘やその昇降機構３２’に荷重が過大に作用して致命
的な損傷を与えたり、管壁面にも大きな損傷を及ぼす畏れがある。
【０００６】
本発明の目的は、受信センサの先端部が管壁面に押圧された状態で昇降機構がロックしても、管内検査装置の回収時の荷重による受信センサの致命的な損傷及び管壁面への大きな損傷をよく回避して管内からスムーズに回収できる管内検査装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る管内検査装置は、埋設管の劣化状態を検査する管内検査装置であり、前記埋設管に入力された弾性波または打音を接触子の先端部の管壁面への押圧により受信する受信装置が台車上に搭載され、前記受信装置の接触子先端部が接触子本体から分割され、その分割面が磁力で結合されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
受信センサの接触子の先端部を分割し、その分割面を磁力で結合しており、ほぼ水平方向の低い荷重でその分割面を劈開できるから、受信センサの先端部を昇降機構により管内面に押圧して弾性波を受信している間に昇降機構が昇降不能に陥ってロックしても、管内検査装置を引き出したり、押し出したりするほぼ水平方向の荷重を低くしても前記分割面を劈開し得て先端部を分離でき、管内検査装置の回収時に受信センサに致命的な損傷を与えたり、管壁面に大きな損傷を及ぼすことを充分に防止できる。
また、管内検査装置を回収したのち、受信センサに先端部をワンタッチで装着でき、管内検査作業のロス時間を極めて短くできる。
また、管内に脱落した先端部を磁気吸着治具で回収することにより先端部の再利用を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照しつつ本発明に係る管内検査装置の実施例を説明する。
本発明に係る管内検査装置は、図１に示すように、入力機構２としての弾性波入力装置２２−２３を搭載した入力機構台車２１と、受信機構３としての受信装置３２−３３を搭載した受信機構台車３１とＴＶカメラ４を搭載したＴＶカメラ車４１とを備えた構成とすることができる。
図１において、５はデータ記録装置を示し、データ記録車両５１の台車上にコンピュータ５２が搭載され、マンホールの開口部近傍に配設される。
【００１０】
図２−１〜図２−３に示すように、前記弾性波入力装置２は電動モータまたはエアシリンダーにより駆動されるリンク式の昇降機構２２を備えている。この昇降機構２２は上下一対の平行リンク２２ａ，２２ｂを左右に有し、下側のリンク２２ｂに駆動力が伝達される構成とすることができる。
この昇降機構２２の一端に一定の力で管体に弾性波を入力する手段２３、例えばインパルスハンマーが取り付けられており、各平行リンク１１ａ，２２ｂの駆動により計測時に弾性波を入力する所定の位置までインパルスハンマー２３が上昇され、移動時にインパルスハンマー２３が管内面から離隔するように所定の位置にまで降下される。
インパルスハンマー以外に、ハンマー、鋼球等も使用できるが、打撃は常に同じ力で加えることが好ましいので、例えばシュミットハンマーやバネ、ピストン等を用いてハンマー、鋼球等を打ち出すもの、または一定の高さから鋼球を落下させるものを使用することが好ましい。
【００１１】
図２−１〜図２−３に示すように、受信装置３は電動モータまたはエアシリンダーにより駆動されるリンク式の昇降機構３２を備えている。この昇降機構３２は上下一対の平行リンク３２ａ，３２ｂを左右に有し、下側のリンク３２ｂに駆動力が伝達される構成とす
ることができる。
この昇降機構３２の他端に受信センサ３３が取り付けられ、各平行リンク３２ａ，３２ｂの駆動により計測時に所定の位置まで受信センサ３３が上昇されて接触子の先端部が管壁面Ｃに押圧され、移動時に管壁面Ｃから離隔した所定の位置にまで受信センサ３３が降下される。
【００１２】
図１におけるＴＶカメラ４は受信機構台車３１及び入力機構台車２１が走行する埋設管内での前方状況、例えば木根の侵入、施工時のモルタルや油脂や流下物の付着や土砂の堆積等を監視するのに使用される。
【００１３】
前記弾性波入力装置２及び受信装置３にはそれぞれＣＣＤカメラが付設されている。弾性波入力装置２のＣＣＤカメラはインパルスハンマー２３による弾性波入力位置を定めるのに使用され、弾性波受信装置３のＣＣＤカメラは受信センサ３３による弾性波受信位置を定めるのに使用される。
ＴＶカメラ及びＣＣＤカメラからの各映像データは電気ケーブルを介して記録装置に送られ、モニタの画面上に表示される。ＴＶカメラ及びＣＣＤカメラからの各映像データは切り替え表示してもよいが、映像挿入や映像の分割等によって同時表示させることが好ましい。
【００１４】
図１や図２−１〜図２−３に示すように、ＴＶカメラ車４１、受信機台車３１及び入力機構台車２１は車輪を備え、図３の（イ）に示すようにＴＶカメラ車４１、受信機台車３１及び入力機構台車２１の順で一列に連結されて管内部を走行可能とされている。
図２−１〜図２−３に示すように、入力機構台車２１の前端には、第１接続具１１が設けられている。この第１接続具１１は、入力機構台車２１の前端に立設された左右一対の前端支柱１１ｃ，１１ｃの内側にそれぞれ固設された前方に突設する左右一対の略三角形状のブラケット１１ｂ，１１ｂと、これら両ブラケット１１ｂ，１１ｂの突出端部分を左右方向に貫通するピン孔１１ｃ，１１ｃを有している。前記した受信機構台車３１の後端には、前記第１接続具１１に接続される第２接続具１２が設けられている。この第２接続具１２は、受信機構台車３１の後端の左右位置にそれぞれ立設されて上部が後方に突出する略三角形でかつ上記第１接続具１１の各ブラケット１１ｂ，１１ｂを左右両側から挾み込む左右一対の後端支柱１２ａ，１２ａと、この各後端支柱１２ａ，１２ａの突出部分を左右両方向に貫通するピン孔１２ｂ，１２ｂとを有している。これら第１接続具１１と第２接続具１２とは、それぞれのピン孔１１ｃ−１２ｂ，１１ｃ−１２ｂに挿通されるピン１３により接続される。
図１や図２−１〜図２−３に示すように、受信機構台車３１の前端には第３接続具１７が設けられ、図１に示すように前記ＴＶカメラ車４１の後端には第４接続具１６が設けられ、これらの両接続具１６，１７が互いに接続される。
【００１５】
埋設管の検査を行うには、図１に示すように、データ記録車両５１を配したマンホールから止水バッカーを挿入し、このマンホールよりも上流側の埋設管のマンホール側開口を止水バッカー１５により止水したうえで、マンホールから管内に管内検査装置を挿入する。この場合、受信機台車３１及び入力機構台車２１とを図３の（イ）に示すように連結し、マンホール底において図３の（ロ）に示すように折り曲げ、受信機台車３１を管路口に挿入したうえで全体を元の直線状に戻して管内に挿入し、予め挿入しておいたＴＶカメラ車４１を受信機台車３１に連結することができる。ＴＶカメラ車４１、受信機台車３１及び入力機構台車２１を順次に管内に挿入し、次で相互に連結することもできる。
【００１６】
前記受信センサ３３においては、図４−１の（イ）または（ロ）に示すように、管壁面に接触される接触子３３１を接触子本体３３１ｂと先端部３３１ａとに分割し、その分割面を電磁的に吸着させてある。例えば、図４−１の（イ）に示すように、先端部３３１ａ
を磁石とするか、図４−１の（ロ）に示すように、先端部３３１ａの裏面に磁石３３１０を埋込み、接触子本体３３１ｂをＳＵＳ等の磁性体としてある。
【００１７】
受信センサ３３には、例えば図４−２に示すものを使用することができる。
図４−２において、３３２はケースであり、センサ本体収容室３３２１と圧力伝達治具収納室３３２２とを備えている。３３３はケース１１の圧力伝達治具収納室３３２２内に上下に摺動可能に収容された圧力伝達治具であり、圧縮に対して剛直な六面壁立体から構成されている。３３４はケース下端に螺子等で固着された下蓋であり、ロードセル等の圧力センサ３３５が固定され、この圧力センサ３３５の接触子３３５１が圧力伝達治具３３２の下面に接触されている。３３０は受信センサ本体であり、螺子式の接触子本体３３１ｂが着脱可能とされ、接触子本体３３１ｂに先端部３３１ａが電磁的に吸着され、長さの異なる接触子本体３３１ｂの交換により接触子の突出長さが所定長さに設定されている。
３３６は弾性支持治具であり、筒形であって圧力伝達治具３３３の上面に載置され、この筒形弾性支持治具３３３内に受信センサ本体３３０が差し込まれ、受信センサ本体３３０の上側鍔部３３１０（ナットの螺合により設けることができる）が支持治具３３６の上端で支承され、受信センサ本体下端部３３１１が圧力伝達治具上面の孔３３３１に挿通されている。３３３２は受信センサ本体３３０の電気ケーブル、３３３３は圧力センサ３３５の電気ケーブルであり、これらのケーブルが圧力伝達治具３３３のケーブル挿通孔３３３４を経てケース３３２より引出されている。
【００１８】
本発明に係る管内検査装置を使用して埋設管の劣化診断を行うには、受信機構台車の昇降機構を上昇させて受信センサの接触子の先端を管壁に押圧し、入力機構台車の昇降機構を所定の高さまで上昇させたうえでハンマーを作動させて弾性波を発生させ、この弾性波を受信センサで受信し、この受信波を記録装置に記録し、例えば高速フーリエ変換プログラムで処理して周波数スペクトルを得、この周波数スペクトルを解析して劣化判定することができる。
【００１９】
受信センサの先端部と管壁との接触箇所には、受信センサ内の弾性支持治具の弾性定数で定まる圧力が作用する。
弾性波の受信中に受信機構の昇降機構が昇降不能に陥ると、受信センサの先端部が管壁面に押圧された状態でロックされることになる。この状態で管内検査装置を管内から引き出そうとしたり、押し出そうとしたりすると、分割された先端部が傾動し、分割面が劈開され、管内検査装置の引き出しまたは押出しに伴い先端部が脱落される。
而るに、分割面が磁力で吸着されているだけであるから、管内検査装置のごく小さな引き出し力または押出し力で分割面を劈開して先端部を脱離させ得、管内検査装置の回収時に受信センサに致命的な損傷を与えたり、管壁面に大きな損傷を及ぼすことをよく防止できる。
また、管内検査装置を回収したのち、先端部の装着に工具、治具、接着剤等を必要とせず、先端部をワンタッチで装着できるから、管内検査作業のロス時間をごく短時間にとどめることができる。
更に、管内に脱落した先端部を磁気吸着治具で容易に回収でき、回収した先端部の再利用を図ることができる。
【００２０】
前記したように、受信センサの先端部が管壁面に押圧されたままでロックされた状態で管内検査装置を管内から引き出そうとしたり、押し出そうとしたりすると、分割された先端部が傾動し、分割面が劈開され、管内検査装置の引き出しまたは押出しに伴い先端部が脱落され、この先端部の傾動の妨げにならない範囲内で図４−３〜図４−５に示すように嵌合可能な分割面とすることもできる。
図４−３の（イ）の例では、磁石からなる先端部３３１ａの裏面に突部を設け、磁性の接触子本体３３１ｂの端面に凹部を設け、突部と凹部とを嵌合すると共に磁力で吸着して
ある。突部と凹部とは図４−３の（ロ）〔図４−３の（イ）のロ−ロ断面図〕に示すように円形または図４−３の（ハ）に示すように角形（例えば四角形）とすることができる。磁石からなる先端部の裏面に凹部を設け、磁性の接触子本体の端面に突部を設け、突部と凹部とを嵌合すると共に磁力で吸着することもできる。
図４−４の（イ）及び（ロ）〔図４−４の（イ）のロ−ロ断面図〕に示す例では、磁石からなる先端部３３１ａの裏面に環状突部を設け、磁性の接触子本体３３１ｂの端面に環状凹部を設け、突部と凹部とを嵌合すると共に磁力で吸着してある。環状突部と環状凹部とは円形環状とすることができる。磁石からなる先端部の裏面に環状突部を設け、磁性の接触子本体の端面に環状凹部を設け、突部と凹部とを嵌合すると共に磁力で吸着することもできる。
図４−５の（イ）の例では、磁性の先端部３３１ａの裏面に突部を設け、磁性の接触子本体３３１ｂの端面に凹部を設け、突部と凹部とを磁石片３３１ｃを介して嵌合してある。突部と凹部は円形または角形（例えば四角形）とすることができる。磁性の先端部の裏面に凹部を設け、磁性の接触子本体の端面に突部を設け、突部と凹部とを磁石片を介して嵌合することもできる。
図４−５の（ロ）の例では、磁性の先端部３３１ａの裏面に環状突部を設け、磁性の接触子本体３３１ｂの端面に環状凹部を設け、突部と凹部とを環状磁石片３３１ｃを介して嵌合してある。磁性の先端部の裏面に環状凹部を設け、磁性の接触子本体の端面に環状突部を設け、突部と凹部とを環状磁石片を介して嵌合することもできる。
【００２１】
前記の昇降機構は通常ギヤ機構を介して作動され、その駆動源に電動モータを使用する場合、停電により受信機構の昇降機構が昇降不能に陥るに至る。この場合、接触子本体側にコイルを巻回し、先端部を電磁的に吸着させれば、停電と同時に電磁的吸着力が消失されるから、停電により操作不能となった管内検査装置を受信センサに致命的な損傷を与えたり管壁面に大きな損傷を及ぼすことなく容易に回収できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係る管内検査装置の使用状態を示す図面である。
【図２−１】本発明に係る管内検査装置の実施例のにおける弾性波入力装置を搭載した入力機構台車と受信装置を搭載した受信機構台車を示す側面図である。
【図２−２】同上弾性波入力装置を搭載した入力機構台車と受信装置を搭載した受信機構台車を示す平面図である。
【図２−３】同上弾性波入力装置を搭載した入力機構台車と受信装置を搭載した受信機構台車を示す斜視図である。
【図３】同上弾性波入力装置を搭載した入力機構台車と受信装置を搭載した受信機構台車との連結状態を示す側面図である。
【図４−１】本発明に係る管内検査装置の実施例のにおける受信センサの接触子の異なる例を示す図面である。
【図４−２】本発明に係る管内検査装置の実施例のにおける受信センサの一例を示す図面である。
【図４−３】本発明に係る管内検査装置の実施例のにおける受信センサの前記とは別の接触子の異なる例を示す図面である。
【図４−４】本発明に係る管内検査装置の実施例のにおける受信センサの前記とは別の接触子の異なる例を示す図面である。
【図４−５】本発明に係る管内検査装置の実施例のにおける受信センサの前記とは別の接触子の異なる例を示す図面である。
【図５】従来の管内検査装置を示す図面である。
【符号の説明】
【００２３】
２          弾性波入力装置
２１        弾性波入力台車
２２        昇降機構
２３        インパクトハンマー
３          受信装置
３１        受信機構台車
３２        昇降機構
３３        受信センサ
３３１ａ    接触子先端部
３３１ｂ    接触子本体
【図１】
2006267072.tif 000003
【図２−１】
2006267072.tif 000004
【図２−２】
2006267072.tif 000005
【図２−３】
2006267072.tif 000006
【図３】
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【図４−１】
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【図４−２】
2006267072.tif 000009
【図４−３】
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【図４−４】
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【図４−５】
2006267072.tif 000012
【図５】
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