(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
管内壁にタイヤを当接させて超音波を発振するタイヤ式センサを用いて管壁の検査を行う管内検査装置であって、
タイヤ式センサを搭載した検査台車と、制御機器等を搭載した補助台車と、これら検査台車および補助台車を牽引する複数の走行台車と、これら各台車を連結する連結手段と、
前記検査台車および／または前記補助台車に制御信号、電源等を供給するケーブルと、管外に設置されて前記ケーブルに操作信号を送信する操作盤と、該操作盤と台車群との間に設置されて前記ケーブルに一定の張力を付加する張力付加装置とを備え、
前記走行台車は台車群の先頭および最後尾に配置されていることを特徴とする管内検査装置。
【請求項２】
検査台車は管軸周りに回転駆動する回転ドラムにタイヤ式センサを設置してなり、操作盤は回転ドラムの回転速度および走行台車の走行速度を制御する制御信号を送信するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の管内検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、管内壁にタイヤを当接させて超音波を発振するタイヤ式センサを用いて管壁の検査を行う管内検査装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
管内壁にタイヤを当接させて超音波を発振するタイヤ式センサを用いて管壁の検査を行う管内検査装置として、以下のようなものが提案されている。
管内に挿入され、該管の管壁を検査する検査デバイスと、前記検査デバイスが設置された転動シリンダと、該転動シリンダを転動自在に支持する転動軸と、該転動軸が設置された走行台車と、前記転動軸の軸心を前記管の管軸に略一致させて該走行台車を該管軸の方向に走行させる走行手段と、前記転動シリンダを前記転動軸を中心に転動させる転動手段とを有し、前記走行手段と前記転動手段が同時に作動することにより、前記検査デバイスが螺旋状に移動することを特徴とする管内検査装置が提案されている（特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１においては、検査デバイスを搭載した走行台車の走行に関しては、その実施の形態の中で以下のように記載されている。センサ台車３の前後にはそれぞれ駆動台車２００および補助台車３００がユニバーサルジョイントの連結器４００によって接続され、３両構成で使用される。
【特許文献１】特開２００４−３９６６号公報（請求項１、〔０００４０〕参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１においては、検査デバイスを搭載したセンサ台車の構造について詳細に説明されているが、センサ台車を牽引する牽引方法、遠隔制御に関しては詳細な記載がなく、前述したように、センサ台車３の前後にはそれぞれ駆動台車２００および補助台車３００がユニバーサルジョイントの連結器４００によって接続され、３両構成で使用される、と述べられているのみである。
【０００５】
しかしながら、検査デバイスが搭載されたセンサ台車を実際に管内走行させようとすると、管の曲がり部での走行や、信号送信ケーブルの処理等について種々の問題が生ずる。
そこで、本発明はタイヤ式センサを用いて管壁の検査を行う管内検査装置に関して、管の曲がり部での走行を可能とし、また信号送信ケーブルの処理等を確実に行うことができる技術を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）本発明に係る管内検査装置は、管内壁にタイヤを当接させて超音波を発振するタイヤ式センサを用いて管壁の検査を行う管内検査装置であって、
タイヤ式センサを搭載した検査台車と、制御機器等を搭載した補助台車と、これら検査台車および補助台車を牽引する複数の走行台車と、これら各台車を連結する連結手段と、
前記検査台車および／または前記補助台車に制御信号、電源等を供給するケーブルと、管外に設置されて前記ケーブルに操作信号を送信する操作盤と、該操作盤と台車群との間に設置されて前記ケーブルに一定の張力を付加する張力付加装置とを備え、
前記走行台車は台車群の先頭および最後尾に配置されていることを特徴とするものである。
【０００７】
（２）また、上記（１）に記載のものにおいて、検査台車は管軸周りに回転駆動する回転ドラムにタイヤ式センサを設置してなり、操作盤は回転ドラムの回転速度および走行台車の走行速度を制御する制御信号を送信するようにしたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明においては、タイヤ式センサを搭載した検査台車と、制御機器等を搭載した補助台車と、これら検査台車および補助台車を牽引する複数の走行台車と、これら各台車を連結する連結手段と、を備え、前記走行台車は台車群の先頭および最後尾に配置されているので、管の曲がり部においても円滑な走行が可能になる。
また、張力付加装置を備えたことにより、管内に挿入した検査機器類を戻す場合は、ケーブルに一定の張力を付加するようにしたので、検査機器類を戻す場合にケーブルが検査機器類の走行の邪魔になることがなく円滑な戻し走行が可能となる。
また、検査台車は管軸周りに回転駆動する回転ドラムにタイヤ式センサを設置してなり、操作盤は回転ドラムの回転速度および走行台車の走行速度を制御する制御信号を送信するようにしたので、計測操作の操作性に優れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は本発明の一実施の形態に係る管内検査装置の説明図であり、被検査管１に検査機器類が挿入されている状態を示している。
管内検査装置３は、前方に配置されて後続の検査台車９等を牽引する前方走行台車５、前方走行台車５に連結器７によって連結されて管厚を計測する検査台車９、検査台車９に連結器７によって連結されて制御・計測機器を搭載した２台の補助台車１１、１３、補助台車１３の後方に連結器７によって連結された後方走行台車１５、後方走行台車１５の後方に連結器７によって連結されたコネクタ台車１７、コネクタ台車１７に接続される電源・高圧空気供給チューブ、通信・制御用のケーブルを集合した集合ケーブル１９に一定の張力を付与するケーブル牽引装置２１、走行台車５、１５、検査台車９、補助台車の制御信号を送信する計測・操作盤２３を備えている。以下、各構成を詳細に説明する。
【００１２】
＜走行台車＞
走行台車５は、図２に示すように、本体部２５に設けられた複数の空気圧シリンダ２７によって拡縮する走行脚２９に駆動モータ３１と連動した車輪３３を取り付けて構成されている。そして、車輪３３を空気圧シリンダ２７によって管面に押し付け、車輪３３を駆動して後続の検査台車９を牽引しながら管路内を走行する。
前方走行台車５にはその前端部に照明器３５と小型ＴＶカメラ３７を搭載している。照明器３５で管内を照らして内部を小型ＴＶカメラ３７で撮像する。
後方走行台車１５にはこれら照明器３５と小型ＴＶカメラ３７は搭載されず、これらはコネクタ台車１７の後端部に搭載されている。
【００１３】
＜検査台車＞
検査台車９は、図３に示すように、台車の中心部を前後に貫通して配置される軸シャフト３９、軸シャフト３９の前後、すなわち台車の前後に設けられて軸シャフト３９が管軸中心に配置されるように調整するセンタリング装置４１、軸シャフト３９の中央部、すなわち台車中央部に軸シャフト３９を中心にして回転可能に設けられた回転ドラム４３、回転ドラム４３に回転自在に設けられたキャスタホルダ４５、キャスタホルダ４５に設けられたタイヤ式センサ４７を備えている。
以下、検査台車の主な構成をさらに詳細に説明する。
【００１４】
〔センタリング装置〕
センタリング装置４１は、軸シャフト３９に設置されて軸シャフト３９前後方向に伸縮する空気圧シリンダ４９と、空気圧シリンダ４９の一端に回動自在に取り付けられたリンク脚部５１と、リンク脚部５１に回転自在に取り付けられた車輪５３と、を備えている。
センタリング装置４１は、空気圧シリンダ４９を前後に伸縮させることによって、リンク脚部５１が軸シャフト３９を中心にして拡縮する機構になっている。
【００１５】
〔回転ドラム〕
回転ドラム４３は軸シャフト３９を中心にして回転可能に取り付けられ、前方のセンタリング装置４１（図中左側）に固定されたギヤードモータ５５によって回転駆動される。
【００１６】
〔キャスタホルダ〕
キャスタホルダ４５はタイヤ式センサ４７を管軸直交方向を中心軸として回転自在に保持するものである。
キャスタホルダ４５は回転ドラム４３に設置されたシリンダ５７のシリンダロッド５９および、シリンダロッド５９と連動するガイドシャフト６１に設置されたＵ字状の第１支持部材６３と、第１支持部材６３の中央部に第１支持部材６３に収容されるようにして旋回自在に設置された第２支持部材６５と、を備えている。
そして、第２支持部材６５にタイヤ式センサ４７のタイヤ７５が回転自在に設置される。タイヤ回転中心軸６７と第２支持部材６５の旋回中心軸６９とは偏心されている。これによって検査台車９が管軸方向に移動しながら回転ドラム４３が管軸周りに回転するときに、図５に示されるように、タイヤ式センサ４７が従動して管内面を螺旋状に進むようになっている。図５（ｂ）の矢印はタイヤ７５の移動軌跡を示している。
【００１７】
〔タイヤ式センサ〕
タイヤ式センサ４７は、図３の一部を拡大して示す図４に示すように、第２支持部材６５に設置された固定シャフト７１と、該固定シャフト７１に設置された超音波センサ７３と、固定シャフト７１に回転自在に設置された柔軟で超音波を通し易いゴム質のタイヤ７５と、を備え、超音波センサ７３とタイヤ７５の間に接触媒質液７７を封入した構造となっている。
【００１８】
上記のような構造のタイヤ式センサ４７においては、超音波センサ７３から発振した超音波は接触媒質液７７、タイヤ７５を通過して管板に入り、管外面で反射して戻ってきた超音波を捉えて管厚を計測する。管外面に腐食がある場合、腐食面で反射して戻るまでの時間が短くなり、管厚が薄く計測される。
なお、腐食のある位置は、検査台車９に取り付けた距離計（図示なし）により、計測でき、計測データは、後述する計測・操作盤２３に送られ、記録される。
【００１９】
上記のように構成された管内検査装置３によって、既設の配管を検査する検査方法を説明する。図６は管壁検査方法の説明図である。なお、図６の例では、図１で示したものに補助台車７９を一台追加したものが示されている。
検査を行う場合には、例えば管路上で被検査管１の所定区間ごとに立抗８１を掘削し、管路の一部を開放し、機器の挿入口となる傾斜ガイド管８３を取り付ける。当該検査装置は、トレイ８５に載せて傾斜ガイド管８３の管端に取り付ける。計測・操作盤２３と、集合ケーブル１９は、管路外の地上部に設置し、管内に挿入される機器類と計測・操作盤２３は集合ケーブル１９で接続する。
【００２０】
検査台車９を含む機器類の管路内への導入は、前方走行台車５の走行脚２９をシリンダで拡張し、車輪３３を管面に押し付け、前方走行台車５を走行させて後続の検査台車９等を牽引しながら傾斜ガイド管８３を通して被検査管路内に挿入する。
【００２１】
検査は、前後２台の走行台車５、１５によって検査台車９と複数の補助台車とケーブルを被検査管路内で牽引走行しながら行われる。なお、本実施の形態では検査台車９、補助台車１１、１３、７９の前方に前方走行台車５を配置し、検査台車９、補助台車１１、１３、７９の後方に後方走行台車１５を配置しているので、前方走行台車５が検査台車９、補助台車１１、１３、７９を牽引し、後方走行台車１５が検査台車９、補助台車１１、１３、７９を後押しする構成になっている。そのため、管の曲がり部など単一の走行台車による走行では走行が困難な場所であっても、円滑な走行ができる。
【００２２】
計測は、検査台車９のセンタリング装置４１を拡張して検査台車９を管のセンタに保持し、回転ドラム４３を回転しながら複数のタイヤ式センサ４７をシリンダ５７で管面に押し付け、刷毛４５で管面に接触媒質液を塗布すると共にタイヤ７５に付着した泥等の付着物を拭い除去しながら螺旋状に行う（図５参照）。
【００２３】
螺旋の計測ピッチは次式で表すように走行速度と回転ドラム４３の回転速度で決定されるので、計測ピッチの設定・変更は走行速度と回転ドラム４３の回転速度を設定・変更することで容易に行える。
Ｐ＝Ｖ×Ｓ／Ｒ
Ｖ：走行速度、Ｓ：タイヤセンサの取付台数、Ｒ：回転速度
また、計測ピッチの設定・変更、計測操作等は、地上に設置している計測・操作盤２３から通信・制御用のケーブルを通じて行うことができる。
【００２４】
このように、走行速度と回転ドラム４３の回転速度の操作のみで計測ピッチを任意に変更できるようにし、しかもこの計測ピッチの設定・変更を地上に設置している計測・操作盤２３から操作できるようにしたので、計測操作の操作性に優れる。
【００２５】
補助台車１１、１３、７９に搭載された計測装置で計測されたデータは計測・操作盤２３に送られ、データ処理器に記録される。
さらに、管路内の様子は、走行台車５、１５に取り付けた小型ＴＶカメラ３７によって撮像されてそのデータが随時ケーブルを通じて計測・操作盤２３に送られ、管路外から観測できる。
【００２６】
管内に挿入した検査機器類を戻す場合は、集合ケーブル１９に一定の張力を付加する定トルク型のケーブル牽引装置２１で集合ケーブル１９を引き巻き戻しながら走行を行う。巻き戻された集合ケーブル１９は図示しないケーブルドラムに巻きつける。このように、ケーブル牽引装置２１によって、集合ケーブル１９に一定の張力を付加するようにしたので、検査機器類を戻す場合に集合ケーブル１９が検査機器類の走行の邪魔になることがなく円滑な戻し走行が可能となる。
被検査管１の１区間の検査が終了すれば、一旦検査装置を取り出すと共に傾斜ガイド管８３を取り外し、傾斜ガイド管８３を隣接した次の区間の被検査管側に接続して検査装置を挿入して同様の検査を行う。
【００２７】
以上のように、本実施の形態においては、検査台車９、補助台車１１、１３、７９からなる台車群を挟んで走行台車５、１５を設置したので、管の曲がり部など単一の走行台車による走行では走行が困難な場所であっても、円滑な走行ができる。
【００２８】
なお、上記の実施の形態においては、検査機器を被検査対象管に挿入するに際して立抗８１を掘削し、管路の一部を開放する例を示したが、バルブ等や管の取り外しが可能な場所であれば、そこを開放して、上記と同様に傾斜ガイド管を設置するようにすればよい。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施の形態に係る管内検査装置の全体構成の説明図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係る走行台車の説明図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係る管内検査台車の説明図である。
【図４】図３の一部を拡大して示す拡大図である。
【図５】本発明の一実施の形態に係る管内検査台車の動作を説明する説明図である。
【図６】本発明の一実施の形態に係る管内検査装置による検査方法の説明図である。
【符号の説明】
【００３０】
３  管内検査装置、５  前方走行台車、７  連結器、９  検査台車、１１、１３  補助台車、１５  後方走行台車、１９  集合ケーブル、２１  ケーブル牽引装置、２３  計測・操作盤。
【図１】
0004707595.tif 000002
【図２】
0004707595.tif 000003
【図３】
0004707595.tif 000004
【図４】
0004707595.tif 000005
【図５】
0004707595.tif 000006
【図６】
0004707595.tif 000007