(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーブルを曳航しながら管内を調査する管内調査機器において、当該管内調査機器の本体から浮力体の突出量を変化させることにより浮力を増減する浮力調整装置を設けて浮力と姿勢を調整すると共に、
当該管内調査機器の後部の前記浮力調整装置により前記曳航ケーブルの比重の変化に対応させるように構成し、
更に、当該管内調査機器の前部においては左右方向に関して中央に一つの前記浮力調整装置を配置すると共に、当該管内調査機器の後部においては左右方向に関する中央線に対して対称に配置して複数の前記浮力調整装置を設け、
前記後部に設けた浮力調整装置の一方の浮力を増加又は減少し、他方の浮力を減少又は増加することで、前記曳航ケーブルの捩れに起因する横傾斜を調整するように構成したことを特徴とする管内調査機器。
【請求項２】
枝管から本管に管内調査機器を挿入して本管内部を調査し、調査後に、本管から枝管に前記管内調査機器を回収する管内調査システムにおいて、前記管内調査機器に請求項１に記載の管内調査機器を用いることを特徴とする管内調査システム。
【請求項３】
枝管から本管に管内調査機器を挿入して前記本管内部を調査し、調査後に、前記本管から前記枝管に前記管内調査機器を回収する管内調査機器の浮力及び姿勢調整方法において、前記管内調査機器に浮力調整装置を設け、該浮力調整装置で、浮力体を前記管内調査機器の本体から出し入れすることにより、前記管内調整装置の浮力と姿勢を調整すると共に、
前記管内調査機器の後部の前記浮力調整装置により前記曳航ケーブルの比重の変化に対応させ、
更に、前記管内調査機器の浮力及び姿勢調整を、前記管内調査機器の前部において左右方向に関して中央に一つ配置した前記浮力調整装置と、前記管内調査機器の後部において左右方向に関する中央線に対して対称に配置した複数の前記浮力調整装置とで行うと共に、
前記管内調査機器の後部に設けた前記浮力調整装置の一方の浮力を増加又は減少し、他方の浮力を減少又は増加することで、前記曳航ケーブルの捩れに起因する横傾斜を調整することを特徴とする管内調査機器の浮力及び姿勢調整方法。
【請求項４】
前記枝管から前記本管に前記管内調査機器を挿入して前記本管内部を調査し、調査後に、前記本管から前記枝管に前記管内調査機器を回収する管内調査方法において、請求項３に記載の管内調査機器の浮力及び姿勢調整方法を用いたことを特徴とする管内調査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水道本管等の調査に際して、本管に投入され、ケーブルを曳航しながら管内の調査を行う管内調査機器において、容易に浮力及び姿勢調整を行うことができる管内調査機器、管内調査システム、管内調査機器の浮力及び姿勢調整方法及び管内調査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
水道本管や原子炉施設の排水管等の管内を調査する場合に、本管から上向きに分岐し、空気弁等が設けられている枝管から、空気弁を外し、この枝管から本管にカメラ、カメラ用の照明灯、移動用のプロペラ等を装備し、曳航するケーブルでデータや動力を送受信する管内調査機器（調査用水中ロボット）を挿入して、この管内調査機器によって検査を行っている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照。）。
【０００３】
この管内調査では、枝管に設けられた補修弁を閉弁して、枝管から空気弁等を取り外し、枝管に管内調査機器を内部に収容した挿入管を取り付ける。この挿入管を取り付けた後、補修弁を開弁して挿入管内を水密状態とした上で、管内調査機器に連結されたケーブルを挿入管外から挿入管内に繰り出しながら、管内調査機器を水道本管内に挿入し、更に、ケーブルを繰り出しながら管内調査機器を水道本管内の所定の範囲を移動させて、水道本管内の調査を行う。調査を終了したら、ケーブルを引き込んで管内調査機器を水道本管内から挿入管に引き込む。その後、補修弁を閉弁し、挿入管を取り外し、枝管に空気弁などを取り付けて、補修弁を元の状態に戻して一連の作業を終了する。
【０００４】
この管内調査機器の撮影に際して、質の高い映像データを得るために、管内調査機器を管内の中央に置いて、管内調査機器の方向を本管の管軸方向に合わせて直角方向から撮影すると、歪みの少ない映像データを得られる。また、管内調査機器の姿勢を傾斜することなく維持することで、角度（位置）の誤差の少ない映像データを得ることができる。
【０００５】
そのため、管内調査機器の浮力は重量とバランスして浮き沈みしない中性浮力になるように重量を調整され、また、通常は水平に設けられる本管の管軸方向と同じ方向を向くようにトリム（縦傾斜）も調整される。また、この管内調査機器に連結したケーブルも中性浮力になるように比重を調整される。
【０００６】
しかしながら、水道本管等では、本管内の圧力は０．３ＭＰａ〜１ＭＰａ程度の範囲で変動するので、ケーブルを構成しているゴムや被覆部材や隙間が圧縮される度合いが変化し、その結果、容積の減少度合いが変化して比重が変化するという現象が生じる。そのため、このケーブルを曳航している管内調査機器は、中性浮力に調整されていたとしても、このケーブルの比重の変化を受けて浮き沈みし、トリムもケーブルは一般的に後端に連結されているため変化することになる。
【０００７】
この管内調査機器が浮いたり、沈んだり、姿勢が変化すると、沈降位置や視界が変化して、歪みや位置誤差の少ない良質な映像を得られなくなるばかりでなく、内壁に触れたり、管内調査機器のスラスタから生じる水流が内壁に当たって内壁近傍を攪拌して、内壁の付着物の濁りを発生させたりする。この濁りは、カメラの視界が悪くなるだけでなく、水質を悪化させるため、清浄性を求められている水道等では問題となる。
【特許文献１】特開２００７−９１１６９号公報
【特許文献２】特開平１０−２２１２５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記の状況を鑑みてなされたものであり、その目的は、水道本管等の調査において、本管に投入され、ケーブルを曳航しながら管内の調査を行う管内調査機器において、容易に浮力及び姿勢調整を行うことができる管内調査機器、管内調査システム、管内調査機器の浮力及び姿勢調整方法及び管内調査方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するための本発明の管内調査機器は、ケーブルを曳航しながら管内を調査する管内調査機器において、当該管内調査機器の本体から浮力体の突出量を変化させることにより浮力を増減する浮力調整装置を設けて浮力と姿勢を調整すると共に、当該管内調査機器の後部の前記浮力調整装置により前記曳航ケーブルの比重の変化に対応させるように構成し、更に、当該管内調査機器の前部においては左右方向に関して中央に一つの前記浮力調整装置を配置すると共に、当該管内調査機器の後部においては左右方向に関する中央線に対して対称に配置して複数の前記浮力調整装置を設け、前記後部に設けた浮力調整装置の一方の浮力を増加又は減少し、他方の浮力を減少又は増加することで、前記曳航ケーブルの捩れに起因する横傾斜を調整するように構成する。
【００１０】
この浮力体の突出方向は前方又は後方の方が管内調査機器内の外周に突起が出ることが無いので、水道本管の継ぎ目等に引っかかり難く、また、浮力体を突き出した状態で故障しても容易に枝管に引き込むことができるので、好ましいが、これに限定されず、例えば、側方に突出するものであってもよく、突出方向は特に限定しない。また、突出量がゼロの場合に本体に凹部が生じるように構成してもよい。
【００１１】
なお、ここでいう水道本管とは、水の供給元（浄水場等）と利用先の間にある配管のことをいい、枝管とは、本管から上方に分岐する管で、上方に空気弁、消火栓などを取り付ける管のことをいう。
【００１２】
この構成によれば、一般的に管内調査機器は枝管内を通過させるために細長い柱状に形成されるので、本体から浮力体を出し入れする浮力調整装置を前部や後部に設けることにより、本体の浮心から離れた前後部での突出量の変化で浮力調整するため、小さい浮力変化量でトリム（縦傾斜）の姿勢を容易に調整できるようになる。また、浮力体の突出方向を前後方向とし、挿入管と本管との間の移動時において浮力体の突出量を最小すると、浮力体も含めた管内調査機器の長さを短くすることができるので、より小径の本管内にも管内調査機器を送り込むことができるようになる。
【００１３】
従って、管内調査機器の撮影に際して、管内調査機器を管内の中央に置いて、管内調査機器の方向を本管の管軸方向に合わせて直角方向から撮影することが容易にできるようになるので、歪みの少ない映像データを得られる。また、管内調査機器の姿勢を傾斜することなく維持することも容易にできるようになるので、角度（位置）の誤差の少ない映像データを得ることができる。
【００１４】
また、プロペラなどによる姿勢制御では水流により本管内に付着や堆積した物が攪拌されて濁りを生じる可能性があるが、浮力体の出し入れでは、その問題は生じない。また、この調整による浮力や姿勢は、プロペラ等による調整と異なり水流の影響を受けないので調整のための制御が単純となる。更に、挿入管と本管との間の移動時において浮力体の突出量を最小すると、管内調査機器の長さを短くすることができるので、より小径の本管内にも管内調査機器を送り込むことができるようになる。
【００１６】
この構成によれば、前部の浮力調整装置、後部の浮力調整装置のいずれか一方又は両方の浮力を増減することにより、容易に浮力とトリムを調整でき、後部に設けた浮力調整装置の一方の浮力を増加又は減少し、他方の浮力を減少又は増加することで、曳航しているケーブルの捩れ（縒れ）に起因するヒール（横傾斜）を調整できる。また、後部に曳航ケーブルが接続されるので、後部に複数の浮力調整装置を備えることにより、曳航ケーブルの比重の変化に容易に対応できるようになる。
【００１７】
また、上記の目的を達成するための管内調査システムは、枝管から本管に管内調査機器を挿入して本管内部を調査し、調査後に、本管から枝管に前記管内調査機器を回収する管内調査システムにおいて、前記管内調査機器に上記の管内調査機器を用いて構成される。この管内調査システムによれば、円滑に管内調査機器の浮力と姿勢を調整できるので、効率よく管内の調査を行うことができる。
【００１８】
そして、上記の目的を達成するための管内調査機器の浮力及び姿勢調整方法は、枝管から本管に管内調査機器を挿入して前記本管内部を調査し、調査後に、前記本管から前記枝管に前記管内調査機器を回収する管内調査機器の浮力及び姿勢調整方法において、前記管内調査機器に浮力調整装置を設け、該浮力調整装置で、浮力体を前記管内調査機器の本体から出し入れすることにより、前記管内調整装置の浮力と姿勢を調整すると共に、前記管内調査機器の後部の前記浮力調整装置により前記曳航ケーブルの比重の変化に対応させ、更に、前記管内調査機器の浮力及び姿勢調整を、前記管内調査機器の前部において左右方向に関して中央に一つ配置した前記浮力調整装置と、前記管内調査機器の後部において左右方向に関する中央線に対して対称に配置した複数の前記浮力調整装置とで行うと共に、前記管内調査機器の後部に設けた前記浮力調整装置の一方の浮力を増加又は減少し、他方の浮力を減少又は増加することで、前記曳航ケーブルの捩れに起因する横傾斜を調整する方法である。
【００１９】
この方法によれば、本体の前後で浮力体を出し入れするので、小さい浮力変化量でトリムを容易に調整できるようになる。また、管内には内壁の付着物などがあっても姿勢制御のための水流を発生しないので、水流に基づく濁りの発生を回避できる。
【００２１】
この方法によれば、前部の浮力調整装置、後部の浮力調整装置のいずれか一方又は両方の浮力を増減することにより、容易に浮力とトリムを調整でき、後部における浮力調整装置の一方の浮力を増加又は減少し、他方の浮力を減少又は増加することで、曳航ケーブルの捩れに起因するヒール（横傾斜）を容易に調整できる。
【００２２】
また、上記の目的を達成するための管内調査方法は、枝管から本管に管内調査機器を挿入して本管内部を調査し、調査後に、本管から枝管に前記管内調査機器を回収する管内調査方法において、上記の管内調査機器の浮力及び姿勢調整方法を用いる方法である。この管内調査方法によれば、円滑に管内調査機器の浮力と姿勢を調整できるので、効率よく管内の調査を行うことができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の管内調査機器、管内調査システム、管内調査機器の浮力及び姿勢調整方法及び管内調査方法によれば、水道本管等の調査において、本管に投入され、ケーブルを曳航しながら管内の調査を行う管内調査機器において、浮力及び姿勢調整を容易に行うことができる。
【００２４】
従って、管内調査機器の影響に際して、管内調査機器を管内の中央に置いて、歪みや角度（位置）の誤差が少ない映像データが得られ、精度よくまた効率よく管内の調査を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、図面を参照して本発明に係る管内調査機器、管内調査システム、管内調査機器の浮力及び姿勢調整方法及び管内調査方法の実施の形態について説明する。ここでは、水道本管の調査を例にして説明するが、本発明はこれに限定されず、原子炉関連や化学工場関連等、管内を調査する管内調査機器がケーブルを曳航しながら管内を調査する場合の管内調査機器、管内調査システム、管内調査機器の浮力及び姿勢調整方法及び管内調査方法に適用できる。
【００２６】
最初に、この本発明に係る実施の形態の管内調査機器を使用する水道管内調査システムについて説明する。図１に示すように、この水道管内調査システム１は、水道本管１０を断水させずに、３００ｍ〜１０００ｍ程度の長い距離にわたって、水中点検ロボットである管内調査機器２０を使用して、水道本管１０の内部の状況や腐食の状況や継ぎ手１１部分のずれ等を調査するシステムである。この水道管内調査システム１は、管内調査機器２０と、この管内調査機器２０を水道本管１０に挿入するための挿入回収装置３０と、映像データや制御データの送受信用と電力伝達用のケーブル４１，４２，４３，４４と、管内調査機器２０と挿入回収装置３０を操縦、制御し、映像をモニター、記録するための制御及び監視装置５０から構成される。この制御及び監視装置５０には、データ保存やデータ解析等の機能を持たせてもよい。
【００２７】
管内調査機器２０と制御及び監視装置５０の間の制御用信号、動力、データ等の送受信は第１接続ケーブル４１と第１水中ケーブル４２を介して行い、挿入回収装置３０と制御及び監視装置５０の間の制御用信号、動力の送受信は第２接続ケーブル４３と第２水中ケーブル４４を介して行う。これらのケーブル４１、４２、４３、４４は、電気信号と電力の複合ケーブルで形成される。
【００２８】
図１〜図３に示すように、挿入回収装置３０は、水道を止めない状態、即ち、断水しない状態（不断水状態）のままで、管内調査機器２０を水道本管１０の内部に挿入して送り出しを行い、調査後に、管内調査機器２０を回収するための装置である。この挿入回収装置３０は、挿入管３１とその上部に接続する巻き取り装置格納部材３２とから構成され、挿入管３１の下部は、水道本管１０の分岐部位の補修弁１４の上に着脱できるように下部フランジ３１ａを有し、上部は巻き取り装置格納部材３２に接続する上部フランジ３１ｂを有して形成される。また、挿入管３１の下部側に水抜き用のコック３１ｃと覗き窓３１ｄ（透明アクリル板）を設けてある。この覗き窓３１ｄは、管内調査機器２０を収納した格納部材３４を引き上げた時に、格納部材３４の後部を確認できる位置に設けられる。この覗き窓３１ｄから、格納部材３４の後部を確認した後に、補修弁１４を閉じることで、格納部材３４を補修弁１４で挟んで傷つけることを防止している。
【００２９】
巻き取り装置格納部材３２は、水道本管１０の水圧に耐えることができる水密（液密）区画の第１ケース３２ａと非水密区画の第２ケース３２ｂを有して構成され、更に、第１ケース３２ａの上部には、挿入ロッド３６が出入りするロッド挿入部３２ｃと第２接続ケーブル４３と第２水中ケーブル４４の接続部となる第２防水コネクタ３２ｄが設けられ、第１ケース３２ａの下部には、第１水中ケーブル４２を案内するガイドローラー３２ｅが設けられる。
【００３０】
この挿入ロッド３６は、格納部材３４を挿入管３１から水道本管１０内に移動させ、また、逆に水道本管１０内から挿入管３１に移動させるために、格納部材３４を上下させるためのロッドである。上部にレバー３６ａを有し、このレバー３６ａを手動で上下移動操作することにより挿入ロッド３６を上下移動するように構成される。
【００３１】
更に、巻き取り装置格納部材３２には、第１水中ケーブル４２の繰り出しと巻き取りを行う巻き取り装置３３が設けられる。この巻き取り装置３３は、非水密区画の第２ケース３２ｂ内部の巻上げ用モーター３３ｂによる回転軸３３ｃの回転により、水密区画の第１ケース３２ａの内部に設けられたケーブルドラム３３ａを回転させると共に、このケーブルドラム３３ａの回転と同期してケーブルシフター３３ｄのガイドローター３３ｅを横移動させながら、第１水中ケーブル４２を巻き取る。また、ケーブルドラム３３ａの回転をフリーにすることにより、第１水中ケーブル４２を、格納部材３４の後部に設けた繰り出しローラー３４ａの繰り出しと管内調査機器２０の移動に従って繰り出す。また、回転板とエンコーダ等で形成される回転メータ３３ｆによりケーブルドラム３３ａの回転を検出して制御に使用する。第１水中ケーブル４２からの電気信号と動力はスリップリング３３ｇを経由して第１コネクタ３３ｈに導かれる。
【００３２】
これらの構成で、ケーブルドラム３３ａとケーブルシフター３３ｄとガイドローラー３３ｅは水密区画の第１ケース３２ａの内部に収納し、一方、巻き上げ用モーター３３ｂ、回転メータ３３ｆ、スリップリング３３ｇなどは非水密区画の第２ケース３２ｂに設けて、ケーブルドラム３３ａの回転軸部分３３ｃで水密する。回転軸部分３３ｃでの水密機構は、周知の技術で、従来技術のようなケーブルが出入りする部分の水密機構に比べて容易に構成することができる。
【００３３】
そして、挿入回収装置３０の挿入管３１に、管内調査機器２０を格納する格納部材３４を配置し、この格納部材３４の後方に、管内調査機器２０に連結する第１水中ケーブル４２を繰り出すための繰り出しローラー（繰り出し装置）３４ａを設けて構成する。この繰り出しローラー３４ａは、挿入ロッド先端部３５に設けられた繰り出しローラー用モーター（駆動装置）３５ａからフレキシブルな回転軸３５ｂ等によって回転を伝達されて駆動される。
【００３４】
この繰り出しローラー用モーター３５ａへの制御用信号と動力の伝達のために、第２水中ケーブル４４が設けられ、この第２水中ケーブル４４で、第２防水コネクタ３２ｄと繰り出しローラー用モーター３５ａを連結する。この第２水中ケーブル４４は、挿入ロッド先端部３５の上下動にしたがって伸縮するように、カールコード等で形成される。
【００３５】
この構成によれば、水道本管１０の調査において、水道本管１０に投入される管内調査機器２０に連結された第１水中ケーブル４２を繰り出す際に、この繰り出しローラー３４ａにより挿入管３１内の第１水中ケーブル４２を引っ張るので、挿入管３１内の第１水中ケーブル４２に張力を加えた状態で繰り出すことができ、挿入管３１内における第１水中ケーブル４２の蛇行を防止することができる。
【００３６】
また、格納部材３４はその後部が、屈曲部材（ケーブルベア）３４ｂで挿入ロッド先端部３５に接続し、この挿入ロッド先端部３５は、挿入ロッド３６の下端に固定されて、挿入ロッド３６の上下動と共に、挿入管３１の内部を上下動する。挿入ロッド３６が上端にあるときは、図２及び図３に示すように、格納部材３４は管内調査機器２０を内部に格納した状態で、挿入管３１の下端側の内部にあり、挿入ロッド先端部３５もその上にある。一方、挿入ロッド３６が下端にあるときは、図１に示すように、格納部材３４は挿入管３１から押し出されて水道本管１０の中にあり、挿入ロッド先端部３５は挿入管３１の下端側の内部にある。
【００３７】
この挿入ロッド先端部３５と格納部材３４を連結する屈曲部材３４ｂは、格納部材３４が挿入管３１の管軸方向と水道本管１０の管軸方向の両方を向くことができるようにする部分であり、複数の関節を有して構成される。この関節は、両側の関節要素部材をピン結合部で連結し、隣接する関節要素部材が相対的にピン結合部周りに所定の角度分だけ回動できるように構成する。この屈曲部材３４ｂを関節で形成することにより、曲がり方向や曲がりの前後の形状を固定することができるので、格納部材３４を移動させる時に揺れや振動が少なくなる。また、関節を複数にすることにより、屈曲部材３４ｂの曲がりを滑らかにすることができ、水道本管１０内の流れが大きい場合でも曲がり易く、また、直線状態に戻り易くなる。
【００３８】
図４〜図７に示すように、管内調査機器（水中点検ロボット）２０は、本体２１に後部の移動用のスラスタ２２、前部の姿勢安定用フィン２３を装備し、また、側方を向いた観察カメラ２５とカメラ用のＬＥＤ照明灯２６を備え、水道本管１０の内壁や継ぎ手１１を観察できるように構成している。この観察カメラ２５はカメラ旋回装置２７により、視野を変更できる。
【００３９】
そして、本発明においては、更に、前部に一つ、後部に左右一対の計３つの浮力調整装置２４を備えて構成される。この浮力調整装置２４は、図８〜図１１に示すように、管内調査機器２０の本体２１の前面２１ａ又は後面２１ｂから浮力体２４ａの突出量Ｄを変化させることにより浮力を増減する。
【００４０】
この浮力体２４ａは中空部を有する円柱体で形成され、その後部に雌ねじ部２４ｂを有している。この雌ねじ部２４ｂは、雄ねじ部２４ｃに螺合している。この雄ねじ部２４ｃは、カップリング２４ｄを介してギヤモーター２４ｅに連結している。また、回転止め２４ｆが設けられ、雌ねじ部２４ｂの回転を止めている。雄ねじ部２４ｃはベアリング２４ｈによって支持され、浮力体２４ａと本体２１との間は２重のＯリング２４ｇで水密を保つように構成されている。これらのギヤモーター２４ｅ、回転止め２４ｆ、ベアリング２４ｈなどは、ステー２４ｉによって本体２１に固定されている。このステー２４ｉには、ストッパ２４ｊが配置され、浮力体２４ａの移動範囲を制限している。このストッパ２４ｊは、浮力体２４ａと雌ねじ部２４ｂが引き込まれすぎて本体２１の穴から抜けてしまうことを防ぐために可動範囲を制限している。
【００４１】
そして、ギヤーモーター２４ｅを回転させて雄ねじ部２４ｃを回転することにより、雄ねじ部２４ｃの軸方向に雌ねじ部24ｂを移動させる。この移動によって浮力体２４ａは、前面２１ａ又は後面２１ｂからの突出量Ｄを変化させる。浮力体２４ａの突出量Ｄが小さくなるにつれて、浮力体２４ａの中空部に雄ねじ部２４ｃの先端側が収容される。
【００４２】
この構成によれば、管内調査機器２０において、本体２１から浮力体２４ａを出し入れする浮力調整装置２４を前後部に設けることにより、本体２１の浮心から離れた前面２１ａと後面２１ｂにおいて突出量Ｄの変化により浮力調整するため、小さい浮力変化量でトリム（縦傾斜）を容易に調整できる。
【００４３】
また、水道本管１０内には内壁の付着物や堆積物等があっても、トリムやヒール（横傾斜）の姿勢調整のための水流を生じないので、濁りを生じない。挿入管３１と水道本管１０との間の移動時において浮力体２４ａの本体２１からの突出量Ｄを最小するように構成すると、浮力体２４ａを含む管内調査機器２０の長さを短くすることができるので、より小径の水道本管１０内にも管内調査機器２０を送り込むことができるようになる。
【００４４】
この管内調査機器２０は水中で浮き沈みしない中性浮力に重量（比重）を調整されてから水道本管１０内に送り込まれる。この管内調査機器２０のスラスタ２２の動力源であるモーター２８、浮力調整装置２４、カメラ旋回装置２７等の制御用の信号及び動力や、観察カメラ２５で得られた映像データの信号は、後部に連結されている第１水中ケーブル４２経由で送受信する。この第１水中ケーブル４２は、その一端側は管内調査機器２０の後部に接続されているが、他端側は、巻き取り装置３３のスリップリング３３ｇに接続されると共に、巻き取り装置３３のケーブルドラム３３ａに巻き取られる。
【００４５】
この第１水中ケーブル４２は、管内調査機器２０に接続するため、通常は大気圧下で浮き沈みしない中性浮力を持つように、比重を調整される。しかしながら、水道本管１０内の水圧が高いと第１水中ケーブル４２のゴムや被覆材やこれらの隙間が潰れて容積が減少し比重が増化する。その結果、管内調査機器２０の後端に下向きの力が作用するようになるので、管内調査機器２０に沈降やトリムが生じる。
【００４６】
この変化に対しては、浮力調整装置２４で浮力体２４ａを本体２１から出入りさせることにより、その部位の浮力を増減して、浮力と浮心位置を変更する。これにより、管内調査機器２０の上下位置と姿勢を調整する。
【００４７】
この調整では、浮力調整装置２０を、前部においては左右方向に関して中央に一つ配置し、後部においては左右方向に関する中央線に対して対称に２つ配置しているので、前部の浮力調整装置２４、後部の浮力調整装置２４のいずれか一方又は両方の浮力を増減することにより、容易に浮力とトリムを調整でき、後部に設けた浮力調整装置２４の一方の浮力を増加又は減少し、他方の浮力を減少又は増加することで、曳航している第１水中ケーブル４２の捩れに起因するヒールを調整できる。従って、円滑に管内調査機器２０の浮力と姿勢を調整できるので、効率よく水道本管１０内の調査を行うことができる。
【００４８】
制御及び監視装置５０は、図１に示すように、管内調査機器２０や挿入回収装置３０の操縦及び制御を行う操縦装置５１、ＴＶモニター５２、映像記録装置５３、電源制御装置５４等を制御装置ラック５５に設けて構成される。なお、この操縦装置５１は有線又は無線で操作員の手元で操作できるように構成される。
【００４９】
第１接続ケーブル４１で、制御及び監視装置５０と挿入回収装置３０の巻き取り装置の信号取り出し部である第１コネクタ３３ｈとの間の大気中部分を接続し、第１水中ケーブル４２で、第１コネクタ３３ｈと管内調査機器２０との間を接続して、制御用信号、動力、映像データ等を伝達する。また、第２接続ケーブル４３で、制御及び監視装置５０と挿入回収装置３０の第２防水コネクタ３２ｄとを接続し、第２水中ケーブル４４で、第２防水コネクタ３２ｄと繰り出しローラー用モーター３５ａとの間を接続して、制御用信号と動力を伝達する。
【００５０】
次に、上記の水道管内調査システム１の管内調査方法について説明する。図１に示すように、水道本管１０の調査にあたっては、マンホールの蓋１３を外して、補修弁１４を閉じた後、マンホール１２に設定されている消火栓または空気弁（図示しない）を取り外す。そして、補修弁１４の上に挿入回収装置３０を取り付けて、補修弁１４を開く。
【００５１】
その後、挿入ロッド３６を下側に押し下げて、挿入回収装置３０の挿入管３１から管内調査機器２０を水道管本１０内に送り出す。この送り出しは、挿入管３１に挿入されていた格納部材３４を、管内調査機器２０を内部に格納した状態で、水道本管１０内に挿入すると、格納部材３４は、水道本管１０内の水流によって水道本管１０の管軸方向に向けられて水流と略平行の状態となる。この状態では、格納部材３４と挿入ロッド先端部３５との間を連結する屈曲部材３４ｂは略直角に曲がっている。なお、水流が無い時は、屈曲部材３４ｂを強制的に曲げる。
【００５２】
格納部材３４が水道本管１０の管軸方向と略平行な状態になったら、繰り出しローラー用モーター３５ａで繰り出しローラー３４ａを回転駆動して、第１水中ケーブル４２を繰り出す。この時は、ケーブルドラム３３ａの回転をフリーにする。水流が大きい時は、管内調査機器２０は流されて、第１水中ケーブル４２の繰り出し量に応じた位置に到達し、水流が小さいときは管内調査機器２０に設けられているモーター２８によりスラスタ２２を回転させて推進力を発生し、この推進力により、第１水中ケーブル４２の繰り出し量に応じた位置に到達する。このとき管内調査機器２０は第１水中ケーブル４２を引っ張り出す必要がないので、スラスタ２２の推進力を小さくでき、小型化できる。
【００５３】
この第１水中ケーブル４２の繰り出し量により、管内調査機器２０を水道本管１０の任意の調査位置に移動させて、水道本管１０の内壁や継ぎ手１１等を、カメラ旋回装置２７の制御により視野を変更しながら、ＬＥＤ照明灯２６の照明のもとで、観察カメラ２５で撮影する。地上では、操作員が地上に設置した制御及び監視装置５０のＴＶモニター５２で、水道本管１０内の映像を見て、管内調査機器２０を操縦しながら、観察し、映像を記録する。
【００５４】
また、第１水中ケーブル４２の比重変化に起因する管内調査機器２０の沈降とトリムの変化とヒールの変化に対しては、ＴＶモニター５２を見ている操作員が映像を見ながら操縦装置５１を操作して、浮力調整装置２４の浮力体２４ａを本体２１から出入りさせることにより、その部位の浮力を増減して、浮力と浮心位置を変更する。これにより、管内調査機器２０の上下位置と姿勢を調整する。また、管内調査機器２０に傾斜センサを搭載して、この傾斜センサの検出値に基づいてフィードバック制御により、姿勢を調整してもよい。
【００５５】
調査が終了すると、巻き上げ用モーター３３ｂを駆動して、ケーブルドラム３３ａを回転して第１水中ケーブル４２を巻き取る。この巻き取り時には、繰り出しローラー３４ａをフリーにするが、必要に応じて、繰り出しローラー３４ａをケーブルドラム３３ａの回転と同期させながら逆回転させて巻き取りを促進する。この巻き取りにより第１水中ケーブル４２の先端に接続している管内調査機器２０を引っ張り込んで格納部材３４内に格納する。この格納時点でケーブルドラム３３ａの回転を停止する。
【００５６】
この後、ケーブルドラム３３ａを回転しながら、挿入ロッド３６を上昇させて、管内調査機器２０を格納した格納部材３４を、挿入管３１に引き込む。このとき、屈曲部材３４ｂは曲がっていた状態から真直ぐになって、挿入管３１内に引き込まれる。挿入ロッド３６が上端に達した状態では、格納部材３４は、完全に挿入管３１内に入るので、補修弁１４を閉じて、水抜き用のコック３１ｃを開けて、挿入回収装置３０内の水を抜いた後に、挿入回収装置３０を取り外す。その後、消火栓または空気弁（図示しない）を元通りに設置してから、補修弁１４の開閉状態を元通りにする。その後、マンホールの蓋１３を閉めて調査を終了する。
【００５７】
上記の水道管内調査システム１における本発明の管内調査機器、管内調査システム、管内調査機器の浮力及び姿勢調整方法及び管内調査方法によれば、水道本管１０の調査において、水道本管１０に投入され、第１水中ケーブル４２を曳航しながら水道本管１０内の調査を行う管内調査機器２０において、容易に浮力及び姿勢調整を行うことができる。
【００５８】
従って、管内調査機器の撮影に際して、管内調査機器を管内の中央に置いて、管内調査機器の方向を本管の管軸方向に合わせて直角方向から撮影することが容易にできるようになるので、歪みの少ない映像データを得られる。また、管内調査機器の姿勢を傾斜することなく維持することも容易にできるようになるので、角度（位置）の誤差の少ない映像データを得ることができる。
【００５９】
また、この構成の姿勢制御装置２４は、スラスタ等の姿勢制御装置に比較して軽量でコンパクトに構成でき、常時電流を流す必要がないので、管内調査機器２０における占有スペースが小さくなり、管内調査機器２０を小型化できる上に、レイアウトの自由度が増すという効果も奏することができる。
【００６０】
なお、上記では、管内調査機器２０の前部に１つ、後部に２つの浮力調整装置２４を設けて説明したが、調査する対象によっては、この配置を変えてもよい。例えば、前部に一つ、後部に一つだけでも、浮力調整とトリム調整ができ、前部に２つとすれば、更にヒール調整も可能となる。
【００６１】
更に、浮力体２４ａの突出方向に関しても、上記では、前方又は後方として説明したが、これに限定されず、例えば、側方に突出するものであってもよく、突出方向は特に限定しない。場合によっては、突出量Ｄがゼロの場合に本体２１に凹部が生じるように構成してもよい。なお、枝管が細い場合には、側方に突出させた場合に万一浮力調整装置２４が故障して浮力体２４ａが引き込めなくなると、管内調査機器２０が枝管を通過できなくなるので、突出方向を前後方向にする。また、本管が細い場合には、前後方向に突出させた場合に万一浮力調整装置２４が故障して浮力体２４ａが引き込めなくなると、管内調査機器２０が本管から引き込めなくなくなるので、突出方向を側方にする。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の実施の形態における管内調査機器を使用する水道管内調査システムの構成を示す図である。
【図２】挿入回収装置の構成を示す正面断面図である。
【図３】挿入回収装置の構成を示す側断面図である。
【図４】管内調査機器の側面図である。
【図５】管内調査機器の平面図である。
【図６】管内調査機器の正面図である。
【図７】管内調査機器の背面図である。
【図８】浮力体を伸長したときの浮力調整装置の側面図である。
【図９】浮力体を伸長したときの浮力調整装置の平面図である。
【図１０】浮力体を収縮したときの浮力調整装置の側面図である。
【図１１】浮力体を収縮したときの浮力調整装置の平面図である。
【符号の説明】
【００６３】
１  水道管内調査システム
１０  水道本管
１４  補修弁
２０  管内調査機器
２１  本体
２４  浮力調整装置
２４ａ  浮力体
３０  挿入回収装置
３１  挿入管
３２  巻き取り装置格納部材
３３  巻き取り装置
３４  格納部材
３５  挿入ロッド先端部
３６  挿入ロッド
４１  第１接続ケーブル
４２  第１水中ケーブル
４３  第２接続ケーブル
４４  第２水中ケーブル
５０  制御及び監視装置
Ｄ  突出量
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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