(57)【要約】【課題】管内径の変化（変位量）を変位計を介し直接測定でき、変位量の大小に拘わらず高精度に測定が可能であり、特に内径変化の比較的大きい既設管路例えば小口径の既設下水道管路の管内径測定に適用して有用な管内径測定装置を提供する。【解決手段】測定対象の管内の中心軸線上に設置される本体部と、上記本体部を管内中心軸線上に常時保持するためのセンターリング手段と、上記本体部の周囲の複数箇所に配置された複数個の接触子と、上記本体部上の複数箇所から放射方向（管径方向）に張り出されていてこの張り出し状態に於いて上記接触子のそれぞれを個別に管径方向に直線移動可能に保持すると共に任意の移動位置において上記接触子のそれぞれを個別に管内面にバネに抗し押し付ける保持押し付け手段と、測定部が管軸方向に直線移動可能となるように上記本体部上に設置された複数個の変位計と、上記接触子の管径方向の直線移動につれて上記変位計の測定部を上記管径方向の直線移動量に見合う量だけ管軸方向に直線移動させる移動伝達手段とを、備えていることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象の管内の中心軸線上に設置される本体部と、上記本体部を管内中心軸線上に常時保持するためのセンタリング手段と、上記本体部の周囲の複数箇所に配置された複数個の接触子と、上記本体部上の複数箇所から放射方向（管径方向）に張り出されていてこの張り出し状態に於いて上記接触子のそれぞれを個別に管径方向に直線移動可能に保持すると共に任意の移動位置において上記接触子のそれぞれを個別に管内面にバネに抗し押し付ける保持押し付け手段と、測定部が管軸方向に直線移動可能となるように上記本体部上に設置された複数個の変位計と、上記接触子の管径方向の直線移動につれて上記変位計の測定部を上記管径方向の直線移動量に見合う量だけ管軸方向に直線移動させる移動伝達手段とを、備えていることを特徴とする管内径測定装置
【請求項２】
保持押し付け手段が、本体部から管径方向に起立するリンク機構部と該機構部内に組み込まれるバネ装置を備え、上記リンク機構部は短リンクと長さが短リング部の２倍の長リンクとから構成され、短リンクは下端部において本体部上に上端部において長リンクのリンク長の中点にそれぞれ枢止連結され、一方、長リンクは下端部において本体部上に、該本体部上を管軸方向に移動できるスライダーを介し、枢止連結され、長リンクの上端部は短リンクとの枢止連結部を超えて上方へ延出し短リンクの下端部の枢止連結部の管径方向の真上で終結し、長リンクの上端部は接触子を保持していて上記スライダーの管軸方向への移動により管径方向に直線移動が可能であり、上記スライダー
はバネ装置により付勢されていてこの付勢により上記接触子を任意の直線移動位置で管内面に押し付けることができる構成になっていることを特徴とする請求項１記載の管内径測定装置。
【請求項３】
移動伝達手段が、ガイドローラにより管径方向⇔管軸方向に向きが変えられる伝達用線条を備え、該線条は接触子と変位計の測定部とを連結し、該線条の管径方向の直線部は本体部の中心軸線と直交する方向に延長され、軸線方向の直線部は本体部の中心軸線と平行し、測定部には接触子の管内押し付け圧よりも小さい付勢力のもとに自動復帰機能が備えられていることを特徴とする請求項１又は２記載の管内径測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、管内径測定装置、特に小口径（例えば口径φ４００ｍｍ以下）の既設管路に適用して有用な管内径測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】  既設管路、例えば小口径の既設下水管路に於いては、管路内径は全長に亘って一定であるということはまずなく、大小変化していることが多い。又管路内径の変化率も比較的大きいことが多く、最大で基準内径の１０％程度に達することがある。管路内径の変化原因としては、例えば管の一部入れ替え工事にみられる新管と旧管との間の内径差や重量車輌の走行（振動及び高荷重）に起因する管変形等を挙げることができる。而して既設管路内面の更正工事に際し、例えばホースライニング工法などのようにライナーを管内面に装着する工法を適用する場合には、施工前においては、管の内径に概ね見合ったサイズのライナーを選定するために、又施工後に於いては、更正済み既設管路の有効断面と仕上がり具合を把握し記録しておくために、管内径を測定しておくことが望まれる。【０００３】  従来、管内径測定装置として、例えば特開平７−２６０４１１号公報において、管内面に接触する板バネの歪み量を該板バネ上に設置の歪みゲージを介し一旦電気的に検出した後に、この電気的検出出力を管内径の変位量に換算する方式のものが提案されている。【０００４】  ところが従来の測定装置のように板バネの歪み量を一旦電気的検出出力に置き換える方式のものは測定が間接的となり、このような間接的測定は測定精度面からいって好ましくない。また板バネの歪み具合は、一般的傾向として、歪み量の増大につれてばらつきを生じやすくなるので、板バネの歪みを利用する従来の測定装置では、管内径の変位量の小さい領域では測定精度に特に問題はないとしても変化量の大きい領域では測定精度の信頼性に欠ける。従ってこのような従来装置は、既設の小口径下水道管路のように内径変化の比較的大きい管路の内径測定には適用さない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】  本発明の１つの目的は、管内径の変化（変位量）を変位計を介し直接測定でき、変位量の大小に拘わらず高精度に測定が可能であり、特に内径変化の比較的大きい既設管路例えば小口径の既設水道管路の管内径測定に適用して有用な管内径測定装置を提供するにある。【０００６】  本発明の更に他の目的は、小口径管路に適用される測定装置の場合、装置本体部の管径方向の寸法は厳しい制限を受けるが、このような装置本体部に対し市販の変位計（例えば、差動変圧型変位センサー、磁歪式リニア変位センサー、リニアエンコーダー）を装置設計上無理なしに設置できる管内径測定装置を提供するにある。本発明のその他の特徴は以下の記載により明らかにする。
【発明を解決するための手段】
【０００７】  本発明は、測定対象の管内の中心軸線上に設置される本体部と、上記本体部を管内中心軸線上に常時保持するためのセンタリング手段と、上記本体部の周囲の複数箇所に配置された複数個の接触子と、上記本体部上の複数箇所から放射方向（管径方向）に張り出されていてこの張り出し状態に於いて上記接触子のそれぞれを個別に管径方向に直線移動可能に保持すると共に任意の移動位置において上記接触子のそれぞれを個別に管内面にバネに抗し押し付ける保持押し付け手段と、測定部が管軸方向に直線移動可能となるように上記本体部上に設置された複数個の変位計と、上記接触子の管径方向の直線移動につれて上記変位計の測定部を上記管径方向の直線移動量に見合う量だけ管軸方向に直線移動させる移動伝達手段とを、備えていることを特徴とする管内径測定装置に係る。
【０００８】  本発明の好ましい一実施態様において、保持押し付け手段は本体部上から管径方向に起立するリンク機構部とバネ装置を具備し、上記リンク機構部は短リング部と該短リング部の２倍の長さを有する長リング部を備え、上記短リング部は下端部において本体上に上端部において上記長リンク部の中間部にそれぞれ枢止連結され、長リンク部は下端部おいてスライダーを介し本体部上に枢止連結され、上記スライダーは本体部上において管軸方向に移動が可能であり、上記長リンク部の上端部はスライダーの管軸方向への移動につれ管径方向に直線移動可能でこの長リング部の上端部において接触子を保持し、バネ装置は上記スライダーを長リンク部が起立する方向に常時付勢するように上記リンク機構に組み込まれ、このバネ装置による付勢によりスライダー及び長リンク部を介し上記接触子を管内面に押し付けることができる構成になっている。
【０００９】  本発明の他の好ましい一実施態様において、移動伝達手段は本体部上に設置のガイドを介し管径方向から管軸方向に向きを変える移動伝達ラインを備え、該ラインの管径方向側は接触子にまた管軸方向側は管軸方向に設置の変位計の測定部にそれぞれ連結されている。また接触子の管径方向への直線移動を管軸方向に向きを変えて変位計の測定部に直接伝達し、該測定部を管軸方向の直線移動量に見合う量だけ管軸方向に直線移動させることができる構成になっている。また移動伝達ラインの管軸方向側の端と変位計の測定部との間にバネ装置として機能するピストンシリンダ装置が設置され、該装置のピストンロッドは管軸方向に延出していて該ロッドの一端側は伝達ラインに他端側は測定部にそれぞれ連結され、ピストンシリンダ装置のバネ装置としての働きで測定部並びに伝達ラインが変位計に向けて付勢され、この付勢力は接触子の押し付け力よりも圧倒的に小さく設定されている。
【発明の効果】
【００１０】  本発明測定装置によれば、管内径の変化につれ接触子が変化量だけ管径方向に直線移動し、さらにこの接触子の管径方向の直線移動につれ変位計の測定部が変化量分だけ管軸方向に直線移動する構成になっているので、管内径変化を変位計を適用して直接的に測定することが可能になり、管内径の変化量の大小に拘わらず高精度に測定することが可能になる。さらに小口径管路用の場合、装置の本体部の管径方向の寸法はかなり厳しい制限を受けるので変位計の管径方向の設置は装置設計上無理であるが、本発明では変位計を本体部に対し管軸方向に設置する構成にしたので、変位計を装置の本体部に設計上に無理を生ずること無しに設置でき、市販の変位計を管内径の測定用に支障無く適用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】  以下に本発明の好ましい一実施形態を添付図面に基づき説明する。図１は本発明装置を測定対象の管ａ内に設置した状況を示している。本発明装置は、図１から明らかなように、管ａの中心軸線上において管軸方向に延出する本体部１を具備し、該本体部１上には当該本体部１を上記管ａの中心軸線上に保持するためのセンタリング手段２が備えられている。【００１２】  センタリング手段２として図１にはパンタグラフ方式のものが示され、パンタグラフ部３は２等辺３角形状のリンク構造を有し、本体部１の外周部に１２０°の間隔で３箇所（図２参照）に設置され、パンダグラフ部３の一方の斜辺３ａの下端部には共用のスライドリング４が備えられている。スライドリング４は本体部１上に嵌装された状態で管軸方向に往復移動が可能であり、本体部１上に設置のバネ装置（図示せず）の働きでパンタグラフ部３を管径方向に伸長させる方向に付勢されており、この付勢によりパンダグラフ部３の頂部に設置のローラ部５を管ａ内面に管内径の変化に拘わらず常時圧接させることができる。センタリング手段２は、図１に示すように、通常、本体部１の前部と後部の２箇所に設置される。センタリング手段２としては図示のパンダグラフ方式に代え、例えば公知の各種管内施工機に適用されている各種構成のセンタリング手段を適用できる。【００１３】  さらに、本体部１上には例えばセンタリング手段２、２間に位置するように、管内径の変化を測定するための接触子６と該接触子６を管径方向に直線移動が可能なように保持すると共に任意の移動位置において該接触子６を管ａ内面にバネに抗し押し付ける保持押し付け手段７が、図３の横断面図に示すように、例えば９０°の間隔で４箇所に独立して備えられ、管内径の変化を周方向の４箇所で測定できる構成になっている。周方向における測定点の数は特に制限されないが装置の設計上、３〜８箇所程度が適当である。【００１４】  保持押し付け手段７として、図１には、本体部１から管径方向に起立するリンク機構部８と該機構部８内に組み込まれるバネ装置９とから構成した場合が示されている。リンク機構部８は短リンク８ａと長さが短リング部８ａの２倍の長リンク８ｂとから構成され、短リンク８ａは下端部において本体部１上に上端部において長リンク８ｂのリンク長の中点にそれぞれ枢止連結され、一方、長リンク８ｂは下端部において本体部１上に、該本体部１上を管軸方向に移動できるスライダー１０を介し、枢止連結されている。短、長リンク８ａ、８ｂの下端部の枢止連結部は管軸方向に延出する同一直線上に位置している。長リンク８ｂの上半部は短リンク８ａとの枢止連結部を超えて上方へ延出し短リンク８ａの下端部の枢止連結部の管径方向の真上で終結している。【００１５】  上記構成のリンク機構部８には、短、長リンク８ａ、８ｂの下端部の枢止連結部の間を底辺、短リンク８ａ及び長リンク８ｂの下半部を斜辺として含む一方２等辺３角形Ｔ１と、短リンク８ａの下端部の枢止連部と長リンク８ｂの上端部との間を底辺、短リンク８ａ及び長リンク８ｂの上半部を斜辺とする他方２等辺３角形Ｔ２が隣り合って形成されている。而して、スライダー１０を介し長リンク８ｂの下端部を一方２等辺３角形の底辺���管軸方向）に沿い直線移動させると、この移動につれ長リンク８ｂの上端部が他方２等辺３角形の底辺（管径方向）に沿い直線移動することになる。よってこのような動作を取る長リンク８ｂの上端部に接触子６を保持させることにより、該接触子６をスライダー１０ひいては長リンク８ｂの下端枢止連結部の管軸方向へ移動につれ管径方向に直線的に移動させることができる。【００１６】  上記接触子６を管内面に常時押し付けるために、スライダー１０ひいては長リンク８ｂの下端部の枢止連結部は本体部１上に設置のバネ装置９により短リンク８ａの下端部の枢止連結部に向けて付勢されている。この付勢により長リンク８ｂの上端部に保持されている接触子６は管内面に強制的に押し付けられる。以上の構成により接触子６を管径方向に直線移動可能且つ管内面に押し付け可能に本体部１に保持させることができる。接触子６としては図示のようなローラタイプのものが適当であるが、必ずしもこのような構成に制限されない。【００１７】  更に、上記本体部１上には、管内径の変化を直接測定可能な変位計１１が接触子６ごとに独立して、図示の実施例では４箇所（図３参照）に設置される。このような直接測定式の変位計１１は既に各種構成のものが市販されており、市販品として入手できる。小口径管路の内径測定に適用される装置に於いては、本体部１の管径方向の寸法はかなり厳しく制限されるが、管軸方向の寸法は実質的に制限を受けない。一方上記変位計１１は概して寸法が長い。本発明では、装置設計上に無理がないように、該変位計１１は本体部１上に管軸方向すなわち中心軸線と平行に設置されている。【００１８】  さらに、上記本体部１上には、上記接触子６の管内径変化につれる管径方向への直線移動を、移動量を代えること無しに変位計１１の測定部１２に伝達するための移動伝達手段１３が備えられている。図示の移動伝達手段１３はガイドローラ１４により管径方向⇔管軸方向に向きが変えられる伝達用線条１５を備え、該線条１５は接触子６と変位計１１の測定部１２とを連結している。該線条１５の管径方向の直線部１５ａは本体部１の中心軸線と直交する方向に延長され、軸線方向の直線部１５ｂは本体部１の中心軸線と平行し、以上の構成により、接触子６の管径方向の直線移動を移動量を変えること無しに変位計１１の測定部１２に伝達することができ、管内径変化を変位計１１でもって直接的に測定できる。【００１９】  市販されている変位計１１は、測定部１２が自動復帰できるように付勢されている形式のものと自動復帰できない無付勢形式のものとがある。接触子６が管内径拡大方向に直線移動した場合は、該接触子６に負荷されている付勢力（押し付け圧）により、測定部１２が変位計１１から強制的に引き出されるので、測定部１２としては付勢タイプ及び無付勢タイプのいずれでも特に問題はないが、接触子６が管内径縮小方向に移動した場合には、付勢の有無が問題となり、特に無付勢の場合には、接触子６の管内径縮小方向への直線移動を測定部１２に伝達できない。而して無付勢タイプの変位計１１を適用する場合には、付勢手段の適用が必要になる。【００２０】  図１に付勢手段の一例が示され、バネ装置として機能し得るピストンシリンダ装置１６が適用されている。ピストンシリンダ装置１６は測定部１２と伝達線条１５の軸線方向直線部１５ｂとの間に一線をなすように設置され、シリンダー１６ａは本体部１側に固設されている。一方ピストンロッド１６ｂは一端側が軸線方向の直線部１５ｂに又他端側が測定部１２に連結されている。ピストン１６ｃにより仕切られたシリンダー室１６ａ１、１６ａ２のうち直線部１５ｂ側に位置する一方シリンダー室１６ａ１内には加圧気体（例えば空気）が供給され、測定部１２側の他方シリンダー室１６ａ２内は大気に解放されている。而して、２つのシリンダー室１６ａ１、１６ａ２間で生ずる圧力差はピストン１６ｃを介し測定部１２に作用し、該測定部１２を復帰方向に付勢する。測定部１２に対する付勢圧力は、接触子６に負荷される付勢圧力よりも圧倒的に小さく設定され、測定部への付勢は接触子６の直線移動更には管内面への押し付けに何ら悪影響を与えるものでない。このような付勢手段は、例えば図５に示すようなワイヤーエンコーダタイプのように自動復帰機能付きの変位計１１Ａに対しても適用できる。【００２１】  既設管の内部は、水や埃などが存在する環境であり、これは精密電気機器である変位計に悪影響を及ぼすことから、密閉容器１７内に収めるのが好ましいが、上記ピストンシリンダ装置を適用することにより、変位計の測定部１２を外部と遮断することができる。【００２２】  パンタグラフ及びリンク機構部（接触子６）に対する付勢手段として先に述べたピストンシリンダ装置１６と同一機能のものを適用するときは、シリンダー室内の圧力を解放することにより、図４に示すように、パンタグラフ部３及びリンク機構部８を本体部１上に折り畳むことができ、嵩小となり、管路内からの装置回収や装置の輸送、保管に便利である。【００２３】  以下、図１に基づき、管内径変化の測定状況につき説明する。本発明装置は図１に示す管内設置状態のもとに牽引ロープ等の牽引手段（図示せず）の適用のもとに測定対象の管ａ内を管軸方向に移動され、移動の間、管内径の変化を測定する。例えば図１を基準に、管内径が径拡大方向に変化した場合には、この変化につれ接触子６が径拡大分だけ管径方向且つ径拡大方向に直線移動し、この直線移動は移動伝達手段１３を介し変位計１１の測定部１２に伝達されると共に、該測定部１２を上記直線移動と同一量だけ管軸方向且つ前方に向けて直線移動させ、この測定部１２の直線移動により管内径の拡大変化量を測定できる。【００２４】  また、例えば図１を基準に、管内径が径縮小方向に変化した場合には、接触子６が管径方向且つ径縮小方向に直線移動し、この直線移動は移動伝達手段１３及びを介し変位計１１の測定部１２に伝達され該測定部１２を接触子６の直線移動量分だけ管軸方向後方へ直線移動させ、この測定部１２の直線移動により管内径の縮小変化量を測定できる。
因みに、測定部１２の軸線方向後方への直線移動は、測定部１２に予め備えられている自動復帰機能（図５タイプ）及び又は測定部１２と移動伝達手段１３との間に介在させた付勢手段としてのピストンシリンダ装置１６（図１タイプ）の働きで行われる。【００２５】  本発明装置によれば、管内径の変化につれ接触子が変化量だけ管径方向に直線移動し、さらにこの接触子の管径方向の直線移動につれ変位計の測定部が変化量分だけ管軸方向に直線移動する構成になっているので、管内径変化を変位計を適用して直接的に測定することが可能になり、管内径の変化量の大小に拘わらず高精度に測定することができる。さらに小口径管路用の場合、装置の本体部の管径方向の寸法はかなり厳しい制限を受けるため変位計の管径方向の設置は装置設計上無理であるが、本発明では変位計を本体部に対し管軸方向に設置する構成にしたので、装置の設計上に無理が無くなり、市販の変位計をこのような管内径の測定用に支障無く適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施形態並びに管内設置状況を示す縦断面図である。
【図２】センタリング手段の設置状況を示す横断面図である。
【図３】接触子並びに保持押し付け手段の設置状況を示す横断面図である。
【図４】縮径状態にある本発明装置を示す縦断面図である。
【図５】本発明の他の実施を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００２７】１            本体部
２            センタリング手段
３            パンタグラフ部
３ａ          パンタグラフ部の一方斜辺
４            スライドリング
５            ローラ部
６            接触子
７            保持押し付け手段
８            リンク機構部
８ａ          短リンク
８ｂ          長リンク
９            バネ装置
１０          スライダー
１１          変位計
１２          変位計の測定部
１３          移動伝達手段
１４          ガイドローラ
１５          伝達用線条
１５ａ        管径方向直線部
１５ｂ        管軸方向直線部
１６          ピストンシリンダ装置
１６ａ        シリンダー
１６ａ１      一方シリンダー室
１６ａ２      他方シリンダー室
１６ｂ        ピストンロッド
１６ｃ        ピストン
１７          密閉容器
【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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