(57)【要約】【課題】傾斜したボーリング孔にもスムースに入り、地下空洞内でカメラが自動的に所定方向を向き、撮影方向を撮影ヘッド周りの全周に変えることができる地下空洞撮影装置を提供する。【解決手段】地下空洞撮影装置は、地下空洞４１までボーリングされたボーリング孔４２に挿通される非可撓性の挿通管１８と、挿通管１８の先端に連結された可撓性のフレキシブル管１５と、フレキシブル管１５の先端に連結され、地下空洞４１の内部で自重によりフレキシブル管１５を曲げて垂下しうる、デジタルカメラ４が横向きに装着された撮影ヘッド１とを備える。さらに、地上から撮影ヘッド１の偏心個所を引張って撮影ヘッド１を傾かせることにより、デジタルカメラ４の撮影方向を変えるワイヤ３５も備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
非可撓性の挿通管と、挿通管の先端に連結された可撓性のフレキシブル管と、フレキシブル管の先端に連結され、自重によりフレキシブル管を曲げて垂下しうる、カメラが装着された撮影ヘッドとを備えることを特徴とする地下空洞撮影装置。
【請求項２】
撮影ヘッドの偏心個所を引張って撮影ヘッドを傾かせることによりカメラの撮影方向を変えるワイヤを備える請求項１記載の地下空洞撮影装置。
【請求項３】
挿通管とフレキシブル管とが分離可能に連結されている請求項１又は２記載の地下空洞撮影装置。
【請求項４】
撮影ヘッドは、縦筒状のケースに前記カメラとしてのデジタルカメラと照明とが横向きに装着されるとともに防水されたものである請求項１、２又は３記載の地下空洞撮影装置。
【請求項５】
デジタルカメラの信号ケーブル及び電源ケーブルと照明の電源ケーブルは、フレキシブル管及び挿通管の内部に通された耐圧ホースの内部に通されている請求項４記載の地下空洞撮影装置。
【請求項６】
ケースは、複数のケース部分が分割可能に連結されてなるものである請求項４又は５記載の地下空洞撮影装置。
【請求項７】
撮影ヘッドは、水に沈みうる重さを持ったものである請求項１〜６のいずれか一項に記載の地下空洞撮影装置。
【請求項８】
挿通管及びフレキシブル管は、外力によって実質的に捻れないものである請求項１〜７のいずれか一項に記載の地下空洞撮影装置。
【請求項９】
挿通管は、長さ１〜４ｍの分割管の複数本を長さ方向に分割可能に連結して構成されるものである請求項１〜８のいずれか一項に記載の地下空洞撮影装置。
【請求項１０】
挿通管の外表面には、長さ目盛が設けられている請求項１〜９のいずれか一項に記載の地下空洞撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地下空洞撮影装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
日本各地に、亜炭鉱廃坑をはじめ、種々の原因による地下空洞が存在しており、陥没する事故が頻発して問題となっている。しかも、近年は最大震度階級の地震が起き、今後も大規模地震の周期的到来が予測されているため、地下空洞の陥没防止対策が急務となっている。それにはまず、地下空洞の調査が必要であり、従来においても、次のような地下空洞撮影装置が提案されている。
【０００３】
特許文献１には、電動ウインチによりケーブルを介してボーリング孔内を昇降される、スチルカメラ、直視ビデオカメラ、側視ビデオカメラ、距離計等を備えた撮影計測用ゾンデが記載されている。
しかし、この撮影計測用ゾンデは、ケーブルで吊るので、垂直のボーリング孔にはスムースに入るが、垂直に対し傾斜したボーリング孔にはスムースに入らないという問題があった。また、スチルカメラ等の角度を変えることができないという問題もあった。
【０００４】
特許文献２には、空洞内に連通する連通孔に挿通される計測ロッドと、計測ロッドに進退移動自在かつ回転自在に支持されたＣＣＤカメラ等を有する距離測定手段とからなり、その回転は直流サーボモータ、ロータリーエンコーダ等を用いた回転駆動機構で行う空洞用計測装置が記載されている。
この空洞用計測装置は、傾斜したボーリング孔にもスムースに入るが、地下空洞内でＣＣＤカメラの撮影方向が自動的に横向きになることはないため、ボーリング孔の傾斜に応じてＣＣＤカメラ等を回転駆動機構で回転操作する必要があり、面倒であった。また、回転駆動機構の構成が複雑であり、地下空洞に溜まった地下水に対して防水構造にすることが難しく、損傷しやすいと考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１３０６４１号公報
【特許文献２】特開２０００−２６６５４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明の目的は、傾斜したボーリング孔にもスムースに入り、地下空洞内でカメラが自動的に所定方向を向き、撮影方向を撮影ヘッド周りの全周に変えることができる新規な地下空洞撮影装置を提供することにある。さらなる目的は、その撮影方向を地上で容易に把握でき、また、簡単な構成と簡単な操作により撮影方向を下向き（又は上向き）に変えることもでき、容易に防水構造にすることができ、損傷しにくい地下空洞撮影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】
本発明の地下空洞撮影装置は、非可撓性の挿通管と、挿通管の先端に連結された可撓性のフレキシブル管と、フレキシブル管の先端に連結され、地下空洞の内部で自重によりフレキシブル管を曲げて垂下しうる、カメラが装着された撮影ヘッドとを備えることを特徴とする。
【０００８】
撮影ヘッドの偏心個所を引張って撮影ヘッドを傾かせることによりカメラの撮影方向を変えるワイヤを備えることが好ましい。ワイヤは地上から引張操作できることが好ましい。
【０００９】
運搬性、保管性等の点で、挿通管とフレキシブル管とが分離可能に連結されること、又は、フレキシブル管と撮影ヘッドとが分離可能に連結されることが好ましく、挿通管とフレキシブル管と撮影ヘッドとが分離可能に連結されることも好ましい。
【００１０】
１．挿通管
非可撓性の挿通管は、撓むことを積極的に企図されていないものであり、自重や外力によって消極的に撓むものも含まれる。
挿通管は、外力によって実質的に捻れない（微小な捻れは許容される）ものが好ましい。理由は次のフレキシブル管に関する段落で述べる。
挿通管の材料は、特に限定されず、塩化ビニル、ポリエチレン等の樹脂、鋼、真鍮、アルミニウム等の金属を例示できる。軽量性の点で、樹脂が好ましい。
挿通管は、取扱性及び保管性の点で、長さ１〜４ｍの分割管の複数本を、長さ方向に分割可能に連結して構成されるものが好ましい。その場合、挿通管の最大長さは、連結本数次第であり、例えば１０ｍ以上とすることができる。
挿通管の外表面には、長さ目盛が設けられていることが好ましい。撮影深さが分かりやすいからである。
【００１１】
２．フレキシブル管
可撓性のフレキシブル管は、撓むことを積極的に企図されたものであり、撮影ヘッドの自重によって曲がりうる。
フレキシブル管は、外力によって実質的に捻れない（微小な捻れは許容される）ものが好ましい。挿通管もフレキシブル管も捻れないことにより、撮影ヘッドにおけるカメラの向きと、挿通管の地上に出た基端部の全周のうちの１箇所とが一致し、例えばその１箇所にマーキングすれば、撮影方向を容易に把握できるからである。
フレキシブル管としては、特に限定されないが、可撓性を発現するための螺旋溝、蛇腹等の形状的要素を有するものを例示できる。
フレキシブル管の材料は、特に限定されず、塩化ビニル、ポリエチレン等の樹脂、鋼、真鍮、アルミニウム等の金属を例示できる。軽量性の点で、樹脂が好ましい。
【００１２】
３．撮影ヘッド
撮影ヘッドとしては、特に限定されないが、縦筒状のケースに前記カメラとしてのデジタルカメラと照明とが横向きに装着されるとともに防水されたものを例示できる。デジタルカメラは、撮像素子で撮影した画像をデジタルデータとすることができるカメラである。撮像素子としては、ＣＣＤイメージセンサ、ＣＭＯＳイメージセンサ等を例示できる。
ケースは、開けてデジタルカメラと照明とをメンテナンスしやすいように、複数のケース部分が分割可能に連結されてなるものが好ましい。
照明としては、特に限定されないが、ＬＥＤ照明、ハロゲン照明、蛍光灯照明等を例示できる。輝度と電力効率の点で、ＬＥＤ照明が好ましい。
撮影ヘッドは、水（例えば地下空洞に溜まった地下水）に浮かずに沈みうる重さを持ったものが好ましく、例えばケース内に重りを備えることが好ましい。
【００１３】
４．ケーブル
デジタルカメラの電源ケーブル及び信号ケーブルと、照明の電源ケーブルは、ケース、フレキシブル管及び挿通管の内部に通されていることが好ましい。ケーブルの破損を防止でき、防水もできるからである。さらに、これらのケーブルは、フレキシブル管及び挿通管の内部に通された耐圧ホースの内部に通されていることが好ましい。上述のとおり、挿通管とフレキシブル管とが分離され、又は、フレキシブル管と撮影ヘッドとが分離されたときに、耐圧ホースがケーブルを保護するからである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の地下空洞撮影装置は、傾斜したボーリング孔にもスムースに入り、地下空洞内でカメラが自動的に所定方向を向き、撮影方向を撮影ヘッド周りの全周に変えることができるという優れた効果を奏する。さらに、その撮影方向を地上で容易に把握でき、また、簡単な構成と簡単な操作により撮影方向を下向き（又は上向き）に変えることもでき、容易に防水構造にすることができ、損傷しにくいという効果も得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施例１の地下空洞撮影装置を、（ａ）傾斜したボーリング孔に挿通したときの側面図、（ｂ）は垂直のボーリング孔に挿通したときの側面図である。
【図２】同装置の撮影方向を（ａ）は撮影ヘッド周りに変えたときの側面図、（ｂ）はさらに変えたときの側面図、（ｃ）は下向きに変えたときの側面図である。
【図３】同装置の撮影ヘッドの（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は断面図である。
【図４】同装置を分解したときの側面図である。
【図５】実施例２の地下空洞撮影装置の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
地下空洞撮影装置は、複数本の分割管を長さ方向に分割可能に連結して構成され、地下空洞までボーリングされたボーリング孔に挿通される非可撓性の挿通管と、挿通管の先端に連結された可撓性のフレキシブル管と、フレキシブル管の先端に連結され、地下空洞の内部で自重によりフレキシブル管を曲げて垂下しうる、デジタルカメラと照明が横向きに装着された撮影ヘッドとを備える。さらに、地上から撮影ヘッドの偏心個所を引張って撮影ヘッドを傾かせることによりカメラの撮影方向を変えるワイヤも備える。
【実施例１】
【００１７】
地下空洞の一例として、図１に示すように、深さ約１５ｍにある亜炭坑の地下空洞４１を挙げる。地面４０から地下空洞４１まで適宜の角度でボーリングして、例えば直径１０ｃｍボーリング孔４２が形成される。同図（ａ）は垂直に対し約２５度傾斜したボーリング孔４２、（ｂ）は垂直のボーリング孔４２をそれぞれ表している。図１〜図４に示す実施例１の地下空洞撮影装置は、このボーリング孔４２に挿通させて、地下空洞４１の内部を撮影し、地上でモニタリング及び記録できるように構成されたものである。
【００１８】
地下空洞撮影装置は、地下空洞４１までボーリングされたボーリング孔４２に挿通される非可撓性の挿通管１８と、挿通管１８の先端に連結された可撓性のフレキシブル管１５と、フレキシブル管１５の先端に連結され、地下空洞４１の内部で自重によりフレキシブル管１５を曲げて垂下しうる、デジタルカメラ４が装着された撮影ヘッド１とを備える。さらに、地上から撮影ヘッド１の偏心個所を引張って撮影ヘッド１を傾かせることによりデジタルカメラ４の撮影方向を変えるワイヤ３５も備える。
【００１９】
撮影ヘッド１は、縦に延びる円筒状のケース２にデジタルカメラ４と２つの照明５とが横向きに装着されるとともに防水されてなるものである。
【００２０】
ケース２は、樹脂製の上中下３つのケース部分２ａ，２ｂ，２ｃが、ねじ部材３により水密に接続されてなり、同接続を解いて分割可能でもある。ケース２の外直径は７ｃｍ、長さは約４０ｃｍである。中のケース部分２ｂの内部にデジタルカメラ４が水密に取り付けられ、上のケース部分２ａと下のケース部分２ｃの各内部に照明５がデジタルカメラ４と同じ向きに水密に取り付けられている。よって、ケース２を分割して開ければ、デジタルカメラ４と照明５とを容易にメンテナンスすることができる。
【００２１】
デジタルカメラ４はＣＣＤイメージセンサを用いたものであり、デジタルカメラ４自体が防水構造である。後述するように、デジタルカメラ４が撮影した画像はデジタルデータとして信号ケーブル８で送られ、地上において動画でモニタリング及び記録され、静止画としても記録されうる。照明５は高輝度ＬＥＤを用いたものであり、照明５自体が防水構造である。各照明５は光束５００ルーメン以上であり、デジタルカメラ４は半径約８ｍの範囲を撮影できるようになっている。
【００２２】
ケースの上部には、耐圧ホース６がホースジョイント７により取り付けられ、耐圧ホース６はフレキシブル管１５及び挿通管１８の内部に通されている。デジタルカメラ４の信号ケーブル８及びカメラ用電源ケーブル９と照明５の照明用電源ケーブル１０は、ケースの内部を経て、耐圧ホース６の内部に通されている。
【００２３】
ケースの内底部に重り１１が設けられたことにより、撮影ヘッド１は地下空洞４１に溜まった地下水に浮かずに沈むような重さ（比重）を持っている。
【００２４】
ケースの外部にはホースバンド１２が締付固定され、ホースバンド１２のうちデジタルカメラ４の撮影方向とは１８０度反対側の位置（撮影ヘッド１の偏心個所）にワイヤ３５の先端が接続されている。
【００２５】
フレキシブル管１５は、樹脂製であり、可撓性を発現するための螺旋溝状、蛇腹状等の形状を有するものであり、撮影ヘッド１の自重によって曲がりうる。しかし、フレキシブル管１５は外力によって実質的に捻れないものである。フレキシブル管１５の外直径は２．５ｃｍ、長さは約４０ｃｍである。フレキシブル管１５と撮影ヘッド１は、ねじ式のヘッドジョイント１６により水密に連結され、同連結を解いて分離可能でもある。
【００２６】
挿通管１８は、樹脂製の複数本の分割管１９がねじ式の分割管ジョイント２０により水密に接続されてなり、同接続を解いて分割可能でもある。分割管１９には、例えば外径２．６ｃｍ、内径２ｃｍ、長さ２ｍでの塩化ビニルパイプ（いわゆるＶＰ管）が採用されている。深さ約１５ｍの地下空洞４１に対しては、８本の分割管１９が接続されて挿通管１８が組み立てられる。挿通管１８の外表面には、印刷テープの貼着により長さ目盛２２が付けられている。
【００２７】
挿通管１８とフレキシブル管１５は、ねじ式の連結ジョイント２１により水密に連結され、同連結を解いて分離可能でもある。連結ジョイント２１の外部には管バンド２３が締付固定され、管バンド２３の一部に設けられたガイド孔２４にはワイヤ３５の途中部が遊挿通されている。
【００２８】
挿通管１８は外力によって実質的に捻れないものである。フレキシブル管１５も挿通管１８も外力によって実質的に捻れないことにより、撮影ヘッド１におけるカメラの向きと、地上に出た挿通管１８の基端部の全周のうちの１箇所とが一致するので、当該１箇所にマーカー２５を付けておけば、地上で撮影方向を容易に把握できる。
【００２９】
地上において、上記挿通管１８の基端部からは耐圧ホース６が延出し、耐圧ホース６の基端部からはカメラ用電源ケーブル９及び信号ケーブル８と、照明用電源ケーブル１０が延出する。信号ケーブル８はパソコン３０に接続され、デジタルカメラ４が撮影した画像は動画でモニタリング及び記録され、静止画としても記録されうる。パソコン３０にはマイク３１も接続され、撮影と同時に深さ、撮影方向（東西南北、下向き角度）等の操作時の条件・状況を作業者が話して録音し、動画に追加することができるようになっている。カメラ用電源ケーブル９にはカメラ用電源３２が接続され、照明用電源ケーブル１０には照明用電源３３が接続される。ワイヤ３５の基端部は、地上で引張り操作することができる。
【００３０】
以上のように構成された地下空洞撮影装置の使用方法について、以下説明する。
（１）組み立てられた地下空洞撮影装置は、全体が滑らかな略円管状に形成されているので、図１（ｂ）（ａ）に示すように、垂直のボーリング孔４２にも傾斜したボーリング孔４２にもスムースに入る。傾斜したボーリング孔４２であっても、撮影ヘッド１とフレキシブル管１５が地下空洞４１の内部に入ると、撮影ヘッド１は自重によりフレキシブル管１５を曲げて垂下するので、デジタルカメラ４は自動的に所定方向（横）を向く。
【００３１】
（２）地上で挿通管１８の基端部を手で回すと、図２（ａ）（ｂ）に示すように、撮影ヘッド１は垂下を保ちながら同じように回るので、デジタルカメラ４の撮影方向を撮影ヘッド周りの全周に変えることができ、撮影した画像をパソコン３０でモニタリング及び記録することができる。このとき、挿通管１８の基端部の前記マーカー２５を見れば、その撮影方向を地上で容易に把握でき、それを作業者がマイク３１に話して録音を動画に追加することができる。
【００３２】
（３）地上でワイヤ３５を引張り操作すると、図２（ｃ）に示すように、撮影ヘッド１の偏心個所が引張られて撮影ヘッド１が傾き、デジタルカメラ４の撮影方向を下向きに変えることができ、地下空洞４１の底面を撮影することができる。
【００３３】
（４）撮影後には、図４に示すように、挿通管１８を各分割管１９に分割し、その間に現れた耐圧ケーブルを曲げれば、コンパクトになり運搬性、保管性がよくなる。撮影ヘッド１とフレキシブル管１５とは、連結を解いてもよいし、防水性を維持する点で連結したままにしてもよい。
【実施例２】
【００３４】
図５に示す実施例２の地下空洞撮影装置は、ホースバンド１２のうちデジタルカメラ４の撮影方向と同じ側の位置（撮影ヘッド１の偏心個所）にワイヤ３５の先端が接続されている点においてのみ、実施例１と相違するものである。従って、実施例２は、実施例１の構成部品をそのまま用い、ホースバンド１２の向きを変えて締付固定することにより、使用方法の変更例として実施することができる。
【００３５】
実施例２によれば、地上でワイヤ３５を引張り操作すると、撮影ヘッド１の偏心個所が引張られて撮影ヘッド１が傾き、デジタルカメラ４の撮影方向を上向きに変えることができ、地下空洞４１の天面を撮影することができる。
【００３６】
なお、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、発明の趣旨から逸脱しない範囲で適宜変更して具体化することができる。
【符号の説明】
【００３７】
１    撮影ヘッド
２    ケース
３    ねじ部材
４    デジタルカメラ
５    照明
６    耐圧ホース
１１    重り
１５    フレキシブル管
１８    挿通管
１９    分割管
２２    長さ目盛
２４    ガイド孔
２５    マーカー
３５    ワイヤ
４０    地面
４１    地下空洞
４２    ボーリング孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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