(57)【要約】      （修正有）【課題】簡単な操作で短時間の内に効率的な検査が可能で操作性、動作の安定性、確実性に優れ、低コストで、人が入れない管内の環境や勾配を安全かつ正確に測定してデータを確実に伝達、保存でき、多機能で、安全性、データの信頼性に優れる管内検査装置を提供する。【解決手段】走行車が、フレーム１２と、該フレームの下部に配設された左右一対の走行部１３と、各々の前記走行部を駆動する左右一対の駆動部１６と、前記フレームの進行方向前方側の先端部に配設された広角レンズ６を有し前記フレームに内蔵されたカメラと、前記フレームに配設又は内蔵された角度センサと、前記広角レンズの側方又は前方に配設され前記角度センサで測定した測定値を表示する測定結果表示部９とを備え、前記走行車を制御するコントローラが、前記走行車の前記カメラで撮影した前記管路の内部及び前記測定結果表示部の画像を受信して表示する表示部と、前記走行車の前記駆動部に制御信号を送信するための操作部とを備えた構成を有している。【選択図】図２
0003164700.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
下水管などの管路の内部を移動する走行車によって前記管路の内部を撮影する管路検査装置であって、
前記走行車が、フレームと、前記フレームの下部に配設された左右一対の走行部と、各々の前記走行部を駆動する左右一対の駆動部と、前記フレームの進行方向前方側の先端部に配設された広角レンズを有し前記フレームに内蔵されたカメラと、前記フレームに配設又は内蔵された角度センサと、前記広角レンズの側方又は前方に配設され前記角度センサで測定した測定値を表示する測定結果表示部と、を備え、
前記走行車を制御するコントローラが、前記走行車の前記カメラで撮影した前記管路の内部及び前記測定結果表示部の画像を受信して表示する表示部と、前記走行車の前記駆動部に制御信号を送信するための操作部と、を備えていることを特徴とする管路検査装置。
【請求項２】
前記測定結果表示部が、前記フレームから前記走行車の進行方向前方側に延設された表示部保持アームに配設されていることを特徴とする請求項１に記載の管路検査装置。
【請求項３】
前記フレームに、前記広角レンズの高さ方向位置及び仰角を調整自在に保持する撮影位置調整部を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の管路検査装置。
【請求項４】
前記走行車が、前記フレームに配設又は内蔵され前記管路の内部の環境を測定する環境測定部を有し、前記環境測定部で測定した測定結果を前記測定結果表示部に表示することを特徴とする請求項１乃至３の内いずれか１項に記載の管路検査装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、下水管などの管路の内部を走行する走行車によって管路の内壁表面を撮影する検査装置に関し、特に、走行車の姿勢や管路の勾配、管路内部の環境を確認しながら、遠隔操作で短時間の内に効率的に管路内での各種検査を行うことができる走行安定性、操作性、作業効率性、安全性に優れた管路検査装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、下水管等の内壁表面におけるひび割れや亀裂などの発生状態を確認するために、管路内を走行し、内壁表面の撮影や測定を行う各種の検査装置が提案されている。
しかし、ほとんどの検査装置は、走行車を外部から遠隔操作するものであり、遠隔操作を行うための大掛かりな設備を搭載した車で現場まで移動しなければならず、多額の設備投資が必要なだけでなく、操作が複雑で専任の熟練したオペレータを必要とし、作業に時間がかかり、人件費も高くなり、また、作業時に駐車スペースを必要とし、道路が塞がれてしまい、取扱い性に欠けるという問題点を有していた。
この問題を解決するために、本出願人が考案した（特許文献１）には、タイヤ式管内検査ロボットと、タイヤ式管内検査ロボットに接続されたケーブルを通してカメラで撮影した画像を管外で受信して表示する表示部と、ケーブルを通して各々の駆動モータの正逆転及び停止を切り替えるための制御信号を管外から送信する操作部と、を備えた管内検査装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実用新案登録第３１５２３９８号
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
（１）（特許文献１）に記載のタイヤ式管内検査ロボットは、自律走行が可能であるが、接続されたケーブルを通してカメラで撮影した画像を管外で受信して表示する表示部を有するので、カメラから表示部に送信される画像を管外でリアルタイムに確認しながら検査を行うことができ、タイヤ式管内検査ロボット（走行車）に不具合等が発生して停止した場合でもすぐに対処することが可能で、検査の効率性、確実性に優れるものであった。
（２）また、ケーブルを通して各々の駆動モータの正逆転及び停止を切り替えるための制御信号を管外から送信する操作部を有するので、カメラから送信される画像を表示部で確認しながら、誰でも簡便にタイヤ式管内検査ロボットを操作することができ、操作性、検査の作業性に優れるものであった。
（３）しかし、下水管等の管路のほとんどは円形断面を有するので、表示部の画像のみでは、検査ロボット（走行車）が左右方向に傾いているかどうか分からず、内壁表面にひび割れや亀裂などが発生していても、円周方向の正確な位置を特定することができないという課題があった。
また、検査ロボットが傾いたまま走行を続けることにより、傾きが増大して転倒し、操作不能になることがあり、走行中の検査ロボットの傾きの検出や転倒の未然防止策の検討が望まれていた。
さらに、内壁表面のひび割れや亀裂などの検出以外に、管路内の温度、湿度、管路内に溜まった水の物性や硫化水素などの有毒ガスの発生の有無といった管路内部の環境や管路の勾配を安全かつ簡便に測定することができる管路検査装置の検討が望まれていた。
【０００５】
本考案は上記従来の課題を解決するもので、走行中に方位角や傾斜角を簡便かつ確実にリアルタイムで表示して走行車の位置や姿勢を把握することができ、管路の内壁表面に発生したひび割れや亀裂などの正確な位置をカメラで撮影した画像から直ちに特定することができ、特別な処理などが行う必要がなく、検査作業の信頼性、データ処理の効率性に優れると共に、走行車の姿勢を所定の範囲内に維持しながら安定した走行を行うことができ、転倒を未然に防ぐことが可能で走行安定性に優れ、簡単な操作で短時間の内に効率的に管路の検査を行うことができ、操作性、動作の安定性、確実性に優れるだけでなく、低コストでありながら、人が入れない管路内部の環境や管路の勾配を安全かつ簡便に測定して、測定したデータを確実に伝達、保存することができ、多機能で、安全性、測定データの信頼性に優れる管路検査装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記従来の課題を解決するために本考案の管路検査装置は、以下の構成を有している。
本考案の請求項１に記載の管路検査装置は、下水管などの管路の内部を移動する走行車によって前記管路の内部を撮影する管路検査装置であって、前記走行車が、フレームと、前記フレームの下部に配設された左右一対の走行部と、各々の前記走行部を駆動する左右一対の駆動部と、前記フレームの進行方向前方側の先端部に配設された広角レンズを有し前記フレームに内蔵されたカメラと、前記フレームに配設又は内蔵された角度センサと、前記広角レンズの側方又は前方に配設され前記角度センサで測定した測定値を表示する測定結果表示部と、を備え、前記走行車を制御するコントローラが、前記走行車の前記カメラで撮影した前記管路の内部及び前記測定結果表示部の画像を受信して表示する表示部と、前記走行車の前記駆動部に制御信号を送信するための操作部と、を備えた構成を有している。
この構成により、以下のような作用が得られる。
（１）走行車が、フレームと、フレームの下部に配設された左右一対の走行部を有するので、走行部によってフレームを安定して支持することができ、管路内を走行しながら、内壁面の様子を確実に撮影することができ、管路検査の信頼性に優れる。
（２）左右一対の走行部をハの字型に配置した場合、管の底部中央に溜まった水や異物、或いは一般的に管の底部や側部に接続される枝管の開口部などを避けて走行することができ、フレームと障害物との接触を最低限に抑えることができ、振動の少ない安定した走行と高品質な画像の撮影が可能で、画像品質の信頼性に優れる。
（３）管路内に凹凸，陥没，段差或いは木の根やその他の避けられない障害物がある場合でも、走行部をハの字型に配置することにより、それらを踏み越えて走行することができ、走破力に優れる。
（４）走行部をフレームの下部にハの字型に配置することにより、フレームの底面部の高さを高くして、管路内に土砂やゴミ等の異物（障害物）が堆積している場合や管底が平坦な場合でも、フレームの底面部が異物や管底と干渉することがなく、内径の小さな管にも対応することができ、走行の信頼性、安定性に優れる。
（５）管路が曲がっている場合でも、ハの字型に配置された走行部の少なくとも一部を管壁に確実に接触させ、管路に沿うように走行させることができ、形状の複雑な管路にも対応することが可能で、検査対象の選択自在性、走行の信頼性に優れる。
（６）走行車の進行方向前方側の先端部にカメラの広角レンズが配設されているので、進行方向前方側に向かって走行しながら、周囲の内壁面を照明しつつケーシングの側方から前方までの広範囲を広角レンズで至近距離から一度に撮影することができ、亀裂や剥離などの不具合検出の確実性、信頼性、撮影の効率性に優れる。
（７）フレームに配設又は内蔵された角度センサにより、方位角やロール角、ピッチ角などを測定して、走行車の位置や姿勢、管路の勾配を容易に把握することができ、操作性、管路検査の正確性に優れる。
（８）走行車が、広角レンズの側方又は前方に配設され角度センサで測定した測定値を表示する測定結果表示部を備え、走行車を制御するコントローラが、走行車のカメラで撮影した管路の内部及び測定結果表示部の画像を受信して表示する表示部と、走行車の駆動部に制御信号を送信するための操作部を備えるので、カメラで撮影される画像を表示部上で監視することにより管路内の状況だけでなく、測定結果表示部に表示される測定値から走行車の位置や傾きをリアルタイムに把握することができ、必要に応じて操作部から駆動部に対して的確な制御信号を送信して走行車の傾きを一定の範囲内に抑え、転倒を未然に防ぐことができ、走行安定性、操作性に優れる。
（９）角度センサで測定される方位角やロール角、ピッチ角などの測定値（データ）から簡便に管路の勾配を知ることができ、必要に応じて、管路の勾配を調整することが可能で、管路の検査及び保守作業の効率性、確実性に優れる。
（１０）角度センサで測定され測定結果表示部に表示される測定値（データ）と、管路内の堆積物の量や堆積状況などを撮影した画像を表示部で同時に確認することにより、既設管の補修（勾配の調整）の要否を的確に判断することができ、管路検査の確実性、信頼性に優れる。
（１１）下水管等の管路の新設時に管路の内部に走行車を走行させることにより、角度センサで測定される測定結果から、新設管が設計通りの勾配で設置されているかどうかを簡便かつ確実に確認しながら施工することができ、管路の敷設作業の効率性、信頼性に優れる。
（１２）角度センサで測定され測定結果表示部に表示される方位角やロール角、ピッチ角などの測定値（データ）をカメラで撮影してコントローラの表示部に直接表示することができるので、データの送受信の不具合によってデータが消失する可能性が低く、データの伝達、保存の信頼性に優れる。
（１２）角度センサで測定される測定値（データ）をカメラで撮影してコントローラの表示部に表示するので、データ処理を行う必要がなく、データの信頼性に優れる。
【０００７】
ここで、フレームは、カメラやカメラで撮影した画像を記憶する記憶部などを内蔵できるものであればよい。フレームの材質としては、アルミニウム等の金属以外に、ポリカーボネート等の合成樹脂やＦＲＰやＦＲＴＰ等の繊維強化プラスチック等が好適に用いられる。尚、フレームの継ぎ目や開閉部等はシールして、防水性を持たせることが好ましい。管路内に多量の水が溜まっている場合や水中を走行する場合でも、フレーム内部に水が浸入せず、ショートの発生を防止することができ、安全性、動作の確実性に優れる。
走行部の配置は適宜、選択することができるが、走行車の進行方向前方側から見てフレームの下部から両外側下方に向かってハの字型に配設したものが好適に用いられる。
走行部には、複数のタイヤを配置してタイヤ列を形成してもよいし、ベルト状の履板又はチェーンを備えた無限軌道を配置してもよい。タイヤを使用する場合、タイヤ列一列当たりのタイヤの数は、フレームの長さやタイヤ径等に応じて適宜、選択することができる。円弧状の壁面に接する円管路接触部と平坦路に接地する平坦路接触部を有するタイヤを使用した場合、底面部が円弧状の管路内だけでなく、平坦路も走行することができ、汎用性に優れる。尚、円管路接触部及び平坦路接触部は、いずれも平坦状に形成してもよいし、円弧状に形成してもよい。特に、円管路接触部と平坦路接触部を連続的な円弧状に形成した場合、管底部の曲率（内径）の大小に関わらず、確実にタイヤと管壁を接触させて走行させることができ、走行安定性に優れる。
【０００８】
各々の走行部を駆動する駆動部としては、正逆回転が切替え可能なＤＣモータを用いることが好ましい。走行車は外部から操作を行うことなく自律した走行が可能であるが、外部のコントローラから制御信号を送信して遠隔操作する場合、必要に応じて前進と後退を切り替えることができるだけでなく、一方の駆動部を停止させ、他方の駆動部のみを回転させて右左折を行うことや一方の駆動部を正転させ、他方の駆動部を逆転させてその場で旋回させることもでき、機動性、汎用性に優れる。これにより、障害物などによって、前進が不可能となった場合でも、管路検査装置を一旦後退させて前進させたり、方向転換して前進を続けたり、或いは後退させて回収したりすることができ、使用性に優れる。
尚、左右のＤＣモータ間の回転速度差を調整することにより、直進性を向上させることができる。また、走行部にタイヤを使用する場合、左右のタイヤ列単位で全輪駆動することが好ましい。特定のタイヤの位置に、異物や枝管などの分岐の開口部、陥没或いは管の継ぎ目の位置ずれなどの段差が重なることがあっても、他のタイヤの駆動力によって、それらに引っ掛かることなく、確実に出口に向かって移動することができ、障害物の走破性、直進性に優れるためである。また、対向する左右のタイヤを連結する車軸が不要になるため、管底に土砂等の異物が堆積していても、それらが走行の妨げになることがなく、タイヤ駆動の確実性、走行の安定性に優れる。
左右の走行部のなす角度は、適宜、選択することができるが、特に、９０度が好ましい。フレームを支持する走行部の間隔（車幅）を最大にして、左右の走行部で確実にフレームを支持して安定した走行を行うことができ、管路の繋ぎ目や段差などの障害を確実に乗り越えることができるためである。
【０００９】
駆動部やカメラなどの電力は、フレームにバッテリを内蔵して供給してもよいし、外部電源から電力ケーブルを通して供給してもよい。バッテリを内蔵する場合は、充電式のものが好適に用いられる。非使用時に充電して繰り返し使用することができ、長寿命性、省資源性に優れるためである。
カメラは、防水性を有するものが好適に用いられるが、特にレンズを保護するレンズカバーを設けることにより、レンズを水や衝撃から確実に保護して破損を防止することができ信頼性、耐久性に優れる。尚、レンズカバーを半球状に形成することにより、光の干渉や画像の歪みを防止して高品質な画像で撮影を行うことができ、管路表面の不具合検出の確実性、信頼性に優れる。
カメラの広角レンズの位置は、検査する管路の内径に応じて、適宜、選択することができるが、特に広角レンズを管路の中心部近傍に合わせて配置することにより、管路内の前方から側方までの広範囲を一度で斑無く撮影することができ、管路検査の効率性に優れる。予め検査する管路の内径毎に走行車を用意してもよいし、フレームに広角レンズを上下方向に移動自在に取り付けてもよい。
また、カメラの視野角に合わせて、照明部で進行方向の前方や側方の撮影部分を照らすことにより、暗い管路内でもカメラで確実に撮影することができる。照明部としては、省電力性、長寿命性に優れる発光ダイオードが好適に用いられる。
【００１０】
撮影した画像は記憶部に記憶されるが、記憶部としてはＳＤメモリカード、メモリスティックなどの記憶媒体が好適に用いられる。記憶媒体のみを簡便に交換することができ、取扱い性に優れると共に、予め複数の記憶媒体を用意しておくことにより、走行車による管路内の撮影作業と、記憶媒体に記憶された撮影画像の確認作業を独立して並行に行うことができ、作業の効率性に優れるためである。また、動画の撮影が可能なカメラを用いた場合、走行中に検査対象の管路の内部を全長に渡って漏れなく連続的に撮影することができ、不具合検出の信頼性に優れる。尚、カメラと記憶部を別々に用意する代わりに、カメラ本体に記憶部が内蔵されたものやカメラ本体に記憶媒体が着脱自在に装着されるものを用いることもできる。
また、記憶部に音声入力部を接続した場合、作業者がコントローラの表示部で検査状況を確認しつつ、操作部で走行車を操作しながら、検査日、検査担当者、検査場所、検査状況や不具合の発生状況などの必要情報を音声入力部から吹き込み、画像と一緒に保存することができ、検査の効率性、作業性、データの信頼性に優れる。さらに、音声入力部から入力された音声とカメラで撮影された画像を一つの記憶部で同時に記憶することができるので、後から画像を再生するだけで、検査状況等を簡単に確認することができ、必要な情報を文字等で入力する手間を省くことができ、データ整理の作業性、効率性に優れる。
【００１１】
操作部を操作することにより、各々の駆動部の正逆転及び停止の切り替えや回転速度の調整、照明のオン、オフの切り替えや明るさの調整等を行うための制御信号を送信することができる。操作部としては、押しボタンやジョイスティック等によって操作するものが好適に用いられる。特に、左右の駆動部それぞれに対し、選択した押しボタンを押して正転、逆転、停止に対応した制御信号を送信するものは、極めて操作が容易で、専任のオペレータ等が不要で、誰でも操作することができ、作業時間を短縮することが可能で、使用性、作業性に優れる。尚、表示部と操作部は、別体で構成してもよいが、コントローラとして一体化することにより、持ち運びが容易でコンパクト性、取扱い性に優れ、好ましい。また、撮影された画像を表示部で確認しながら操作部で簡便に走行車を操作することができ、操作性、検査の作業性に優れる。尚、コントローラの表示部としては、液晶や有機ＥＬ等のディスプレイが好適に用いられる。
また、コントローラと走行車の間を接続するケーブルに目盛りを付けることにより、一目で走行車の現在位置や走行距離を知ることができ、使用性に優れる。また、エンコーダを利用して駆動部（モータ）の回転量を検出し、その値から走行車の移動量（位置）を求めるようにしてもよい。
角度センサは、方位角、ロール角、ピッチ角の少なくともいずれか１以上を測定できるものであればよく、従来公知のものを適宜、使用することができる。また、測定結果表示部は角度センサで測定した測定値（データ）を表示できるものであればよく、角度センサの本体と一体でも別体でもよい。
【００１２】
請求項２に記載の考案は、請求項１に記載の管路検査装置であって、前記測定結果表示部が、前記フレームから前記走行車の進行方向前方側に延設された表示部保持アームに配設された構成を有している。
この構成により、請求項１で得られる作用に加え、以下のような作用が得られる。
（１）測定結果表示部が、フレームから走行車の進行方向前方側に延設された表示部保持アームに配設されていることにより、走行中に測定結果表示部に表示される測定値をカメラで撮影して表示部で監視することができ、走行車の傾きや位置を把握して最適な指示を出すことが可能で、操作性、走行安定性に優れる。
【００１３】
ここで、測定結果表示部は、表示部保持アームに着脱自在に配設することが好ましい。必要に応じて測定結果表示部のみの交換や修理を行うことができ、メンテナンス性に優れるためである。また、表示部保持アームをフレームに対して着脱自在に配設してもよい。尚、前述したように測定結果表示部は角度センサの本体と一体でもよい。
【００１４】
請求項３に記載の考案は、請求項１又は２に記載の管路検査装置であって、前記フレームに、前記広角レンズの高さ方向位置及び仰角を調整自在に保持する撮影位置調整部を備えた構成を有している。
この構成により、請求項１又は２で得られる作用に加え、以下のような作用が得られる。
（１）フレームに、広角レンズの高さ方向位置及び仰角を調整自在に保持する撮影位置調整部を備えることにより、管径の大小などに応じて簡便に広角レンズの高さ方向位置及び仰角を調整することができ、特に広角レンズを管の中心近傍で進行方向前方に向けて調整した場合、管の内壁面を全周に渡って一度で斑無く撮影することができ、管路検査の効率性に優れる。
【００１５】
ここで、撮影位置調整部は広角レンズの高さ方向位置及び仰角を調整できるものであればよい。高さ方向位置の調整は、ラックとピニオンの組合せ等により広角レンズを上下方向に摺動させるもの、広角レンズを支持する支持脚を伸縮させるもの、広角レンズを保持するアーム部を水平軸周りに回動させるもの等を用いて行うことができる。仰角の調整は水平軸周りに広角レンズを回動させることにより行うことができる。撮影位置調整部による高さ方向位置及び仰角の調整は、下水管等の調査対象に投入する前に手動で行ってもよいし、モータ等の位置調整用駆動部を管外の操作部から操作して行ってもよい。
尚、表示部保持アームを撮影位置調整部に取り付けることにより、広角レンズと共に測定結果表示部の高さ方向位置及び仰角を調整することができ、管径の大小や観察位置、観察方向などに関わらず、常に管の内壁面と一緒に測定結果表示部を撮影して走行車の位置や姿勢を確認することができるので、操作性、データの信頼性に優れる。
【００１６】
請求項４に記載の考案は、請求項１乃至３の内いずれか１項に記載の管路検査装置であって、前記走行車が、前記フレームに配設又は内蔵され前記管路の内部の環境を測定する環境測定部を有し、前記環境測定部で測定した測定結果を前記測定結果表示部に表示する構成を有している。
この構成により、請求項１乃至３の内いずれか１項で得られる作用に加え、以下のような作用が得られる。
（１）走行車が、フレームに配設又は内蔵され管路の内部の環境を測定する環境測定部を有し、環境測定部で測定した測定結果を測定結果表示部に数字や文字で表示することにより、管路内の温度、湿度、管路内に溜まった水のｐＨなどの物性や硫化水素などの有毒ガスの発生の有無などを作業者が管路の内部に入ることなく、コントローラの表示部で安全かつ確実に確認することができ、検査の信頼性、効率性、安全性に優れる。
【００１７】
ここで、環境測定部は検査の目的、対象などに応じて、適宜、必要なセンサや検知器などを備えることができる。具体的には、温湿度センサやｐＨセンサ或いは可燃性ガス、一酸化炭素、硫化水素などを検出するガス検知器などを備えることができ、測定対象に応じて、フレームの所望の位置に適宜、配設することができる。
【考案の効果】
【００１８】
以上のように、本考案の管路検査装置によれば、以下のような有利な効果が得られる。
請求項１に記載の考案によれば、以下のような有利な効果が得られる。
（１）カメラで撮影される画像をコントローラの表示部上で監視することにより管路内の状況だけでなく、測定結果表示部に表示される測定値から走行車の位置や傾きをリアルタイムに把握することができ、必要に応じて操作部から駆動部に対して的確な制御信号を送信して走行車の傾きを一定の範囲内に抑え、転倒を未然に防ぐことができ、走行安定性、操作性に優れ、管路の勾配を測定して既設管の補修の要否を判断することや新設管を設計通りの勾配で敷設することができ、施工性、機能性に優れた管路検査装置を提供することができる。
【００１９】
請求項２に記載の考案によれば、請求項１に記載の効果に加えて以下のような有利な効果が得られる。
（１）走行中に測定結果表示部に表示される測定値を常にカメラで撮影してコントローラの表示部で監視することができ、走行車の傾きや位置を把握して最適な指示を出すことが可能な操作性、走行安定性に優れた管路検査装置を提供することができる。
【００２０】
請求項３に記載の考案によれば、請求項１又は２に記載の効果に加えて以下のような有利な効果が得られる。
（１）管径の大小などに応じて簡便に広角レンズの高さ方向位置及び仰角を調整して、管の内壁面を広範囲に渡って一度で斑無く撮影することができ、管路検査の効率性に優れた管路検査装置を提供することができる。
【００２１】
請求項４に記載の考案によれば、請求項１乃至３の内いずれか１項に記載の効果に加えて以下のような有利な効果が得られる。
（１）管路内の温度、湿度、管路内に溜まった水のｐＨなどの物性や硫化水素などの有毒ガスの発生の有無などを作業者が管路の内部に入ることなく、コントローラの表示部で安全かつ確実に確認することができ、検査の信頼性、効率性、安全性に優れた管路検査装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】実施の形態１の管路検査装置における走行車を示す平面図
【図２】実施の形態１の管路検査装置における走行車を示す側面図
【図３】実施の形態１の管路検査装置における走行車を示す正面図
【図４】実施の形態１の管路検査装置における走行車の照明付きレンズを示す要部断面模式側面図
【図５】実施の形態１の管路検査装置におけるコントローラを示す模式正面図
【考案を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本考案の実施の形態における管路検査装置について、図面を参照しながら説明する。
（実施の形態１）
図１は実施の形態１の管路検査装置における走行車を示す平面図であり、図２は実施の形態１の管路検査装置における走行車を示す側面図であり、図３は実施の形態１の管路検査装置における走行車を示す正面図である。
図１乃至図３中、１は実施の形態１の管路検査装置における走行車１１の照明付きレンズ、２は円形に形成された照明付きレンズ１の環状照明部、５は環状照明部２の中央部前方に突出して配設された照明付きレンズ１のケーシング、６はケーシング５の先端中央部に配設されたカメラの広角レンズ、６ａはＰＥＴ等で半球状に形成され広角レンズ６に覆設された透光性のレンズカバー、７は温湿度センサやｐＨセンサ或いは可燃性ガス、一酸化炭素、硫化水素などを検出するガス検知器などを備えフレーム１２の一側部に配設された環境測定部、８はフレーム１２の上面外側に配設され走行車１１の進行方向前方側に突出して後述する測定結果表示部を保持する表示部保持アーム、９は表示部保持アーム８の先端部に保持され広角レンズ６の一側部前方に配設されて環境測定部７やフレーム１２に内蔵される角度センサで測定した測定結果を表示する測定結果表示部、１１は下水管２０等の中を走行して内壁２０ａの表面を撮影する（図３参照）実施の形態１の管路検査装置の走行車、１２は走行車１１のアルミニウム製のフレーム、１２ａはフレーム１２の上面に配設された走行車１１を持ち運ぶための把手部、１３は走行車１１の進行方向前方側から見てフレーム１２の下部から両外側下方に向かってハの字型に配設された左右一対の走行部（図３参照）、１３ａは各々の走行部１３のタイヤ保持部（図３参照）、１４は複数のタイヤ１５が各々のタイヤ保持部１３ａの内側面に配設されて形成された左右一対のタイヤ列（図２参照）、１６は走行部１３の複数のタイヤ１５を左右のタイヤ列１４単位で全輪駆動するＤＣモータを用いた左右一対の駆動部、１７は各々のタイヤ保持部１３ａの外側に配設され各々の駆動部１６の動力を各々のタイヤ１５に伝達する動力伝達軸やねじ歯車など（図示せず）が内蔵された動力伝達部カバー、１８は照明付きレンズ１の高さ方向位置及び仰角を設定する撮影位置調整部、１８ａは略くの字型に形成されフレーム１２の両側に配設された撮影位置調整部１８のアーム部、１８ｂはフレーム１２の両側に配設されアーム部１８ａをフレーム１２の幅方向と平行な水平軸周りに回動自在に保持する高さ調整用軸支部（図２参照）、１８ｃはアーム部１８ａの先端部に配設され照明付きレンズ１をフレーム１２の幅方向と平行な水平軸周りに回動自在に保持する仰角調整用軸支部（図２参照）、１８ｄはフレーム１２の両外側部に突設され各々のアーム部１８ａの下辺部に形設された切り欠き部１８ｅに係合してアーム部１８ａを最下位位置で支持するストッパー部（図２参照）、１９は外部電源（図示せず）から照明付きレンズ１の環状照明部２や駆動部１６に電力を供給するための電力ケーブル，照明付きレンズ１からの画像を管外の表示部（図示せず）に送信するための映像ケーブル，各々の駆動部１６の正逆転や停止等を切り替えるための制御信号等を管外の操作部（図示せず）から送信するための信号ケーブル等が複合化されたケーブル（図１参照）、１９ａは照明付きレンズ１の環状照明部２に電力を供給するための電力ケーブルや照明付きレンズ１からの画像を管外の表示部（図示せず）に送信するための映像ケーブルが複合化された接続ケーブル、２０は検査を行う下水管等の管路（図３参照）、２０ａは管路２０の内壁（図３参照）である。
【００２４】
測定結果表示部９は、環境測定部７で測定される管路内の温湿度や管路内に溜まった水のｐＨ或いは可燃性ガス、一酸化炭素、硫化水素などの発生の有無や濃度及び角度センサで測定される方位角、ロール角、ピッチ角などの測定結果を数値や文字などで表示できるものであればよい。尚、測定結果表示部９と環境測定部７及び角度センサとの間は、フレーム１２及び表示部保持アーム８の内部を通る接続線で接続されており、各センサでの測定結果が電気信号として測定結果表示部９に送られる。
環境測定部７には、既存の温湿度センサ、ｐＨセンサ、ガス検知器などを用いることができ、測定対象に応じて、フレーム１２の所望の位置に適宜、配設することができる。また、角度センサは、方位角、ロール角、ピッチ角の少なくともいずれか１以上を測定できる従来公知のものを用いることができ、フレーム１２の外に配設してもよい。角度センサで測定される方位角、ロール角、ピッチ角などに基づいて、走行車１１の傾きや管路２０の勾配を知ることができる。尚、環境測定部７の温湿度センサ、ガス検知器或いは角度センサなどのいずれか１以上を測定結果表示部９に一体に組み込むこともできる。
【００２５】
フレーム１２の材質としては、アルミニウム等の金属以外に、ポリカーボネート等の合成樹脂、ＦＲＰやＦＲＴＰ等の繊維強化プラスチック等も用いることができる。尚、フレーム１２の継ぎ目や開閉部等はシールして、防水性を持たせることが好ましい。管路内に多量の水が溜まっている場合や水中を走行する場合でも、フレーム１２の内部に水が浸入せず、ショートの発生を防止することができ、動作の安全性、確実性に優れる。
尚、フレーム１２には、走行車１１の各部を制御するための制御基板や外部電源から供給される電力の電圧値を調整する電源ユニットが内蔵される。電力ケーブルの長さによって生じる電圧降下量に合わせて、必要な電圧よりも高めに電圧値を設定して外部電源から送電し、電源ユニットで照明付きレンズ１の環状照明部２や駆動部１６に必要な電圧値に調整することにより、各部に必要な電力を常に過不足なく供給することができ、長い管路でも確実に検査を行うことが可能となり、動作の安定性、検査の信頼性に優れる。
【００２６】
タイヤ保持部１３ａは、タイヤ列１４の各々のタイヤ１５を回動自在に固定できるものであればよい。本実施の形態では、タイヤ列１４の一列当たりに３個のタイヤ１５を配置したが、タイヤ列１４の一列当たりのタイヤ１５の数は、これに限定されるものではなく、フレーム１２の長さやタイヤ１５の径等に応じて、適宜、選択することができる。
左右のタイヤ保持部１３ａは、そのなす角度が９０度となるように、左右対称に配置した。これにより、左右のタイヤ列１４によるフレーム１２の支持安定性を向上させることができ、円管路２０の内部の繋ぎ目や段差などの障害を確実に乗り越えることができる。
【００２７】
駆動部１６は、各々のタイヤ列１４の正逆回転の切替えが可能なＤＣモータを用いた。外部の操作部から制御信号を送信して遠隔操作する場合、必要に応じて前進と後退を切り替えることができるだけでなく、一方のタイヤ列１４を停止させ、他方のタイヤ列１４のみを回転させて右左折を行うことや一方のタイヤ列１４を正転させ、他方のタイヤ列１４を逆転させてその場で旋回させることもでき、機動性、汎用性に優れる。これにより、障害物などによって、前進が不可能となった場合でも、管路検査装置１１を一旦後退させて前進させたり、方向転換して前進を続けたり、或いは後退させて回収したりすることができ、使用性に優れる。
各々の駆動部１６の動力を各々のタイヤ１５に伝達する動力伝達軸やねじ歯車など（図示せず）を動力伝達部カバー１７で覆うことにより、外部からの衝撃、異物等の噛み込み、水の浸入等を防ぐことができ、走行の安定性に優れる。
尚、本実施の形態では、走行車１１の進行方向後方側に駆動部１６を配置したが、駆動部１６の配置は、これに限定されるものではなく、適宜、選択することができる。また、走行部１３には、複数のタイヤ１５を配置してタイヤ列１３を形成する代わりに、ベルト状の履板又はチェーンを備えた無限軌道を配置してもよい。
【００２８】
撮影位置調整部１８のアーム部１８ａを高さ調整用軸支部１８ｂ周りに回動させて照明付きレンズ１を所望の高さ（観察する管の中心近傍）に調整した後、照明付きレンズ１のみを仰角調整用軸支部１８ｃ周りに回動させることにより、照明付きレンズ１が管の中心近傍で真正面を向くように撮影位置を調整することができる。これにより、管径に関わらず、照明付きレンズ１を管の中心近傍に位置させることができ、周囲の内壁面の全周を斑無く均一に照明しながら確実に撮影することができ、検査対象の選択自在性、管路検査の効率性、信頼性に優れる。
尚、フレーム１２の両外側部にストッパー部１８ｄが設けられていることにより、振動や外力等によってアーム部１８ａが下方に移動した場合でも、ストッパー部１８ｄが切り欠き部１８ｅに係合してアーム部１８ａを確実に支持することができ、照明付きレンズ１が管底等に接触することを防止できる。
また、前述の表示部保持アーム８を撮影位置調整部１８のアーム部１８ａに配設した場合、アーム部１８ａを高さ調整用軸支部１８ｂ周りに回動させて照明付きレンズ１の高さを調整する際に、表示部保持アーム８も一緒に回動し、測定結果表示部９が照明付きレンズ１と同じ高さに調整されるので、測定結果表示部９に表示される測定結果を確実に撮影することができ、検査の効率性、確実性、データの信頼性に優れる。
【００２９】
次に、照明付きレンズについて説明する。
図４は実施の形態１の管路検査装置における走行車の照明付きレンズを示す要部断面模式側面図である。
図４中、３は環状照明部２の形状に合わせて複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）３ａ，３ｂを円環状に配置した発光部、４はガラス等で円環状に形成され発光部３に覆設された透光性の照明部カバーである。
環状照明部２の発光部３（主に内側のＬＥＤ３ａ）が発する光を直接的に或いはケーシング５の円錐台状の外周面で反射させて間接的に、撮影対象の表面に広範囲に渡って斑無く照射することができる。
【００３０】
次に、管路検査装置のコントローラについて説明する。
図５は実施の形態１の管路検査装置におけるコントローラを示す模式正面図である。
図５中、２１は管外から走行車１１を操作する管路検査装置のコントローラ、２１ａは走行車１１に内蔵されたカメラで撮影した画像を管路外で受信して表示する液晶や有機ＥＬ等のディスプレイを用いたコントローラ２１の表示部、２１ｂは各々の駆動モータ６の正逆転及び停止を切り替えるための制御信号を管路外から送信するコントローラ２１の操作部、２２はコントローラ２１の両側部に配設された把手、２５は走行車１１のカメラで撮影され表示部２１ａに表示された管路内及び測定結果表示部９の画像である。
本実施の形態では、コントローラ２１の表示部２１ａとして、コンパクトで視認性に優れる液晶や有機ＥＬ等のディスプレイを用いたが、これに限定されるものではなく、カメラから送信される画像を表示できるものであればよい。
【００３１】
操作部２１ｂは、選択した押しボタンを押すことにより、左右の駆動部１６それぞれに対して、正転、逆転、停止に対応した制御信号を送信できるようにした。極めて操作が容易で、専任のオペレータ等が不要で、誰でも操作することができ、作業時間を短縮することが可能で、使用性、作業性に優れる。操作部２１ｂは、駆動部１６の回転速度、カメラや発光部３のオン、オフの切り替え、発光部３の明るさ、カメラのレンズ６の向き等を制御できるように構成することもできる。また、操作部２１ｂは、押しボタンだけでなく、ジョイスティック等によって操作するようにしてもよい。
尚、本実施の形態では、表示部２１ａと操作部２１ｂをコントローラ２１として一体化することにより、持ち運びを容易にし、コンパクト性、操作性、取扱い性を向上させたが、これらは別体で構成してもよい。
また、本実施の形態では、走行車１１とコントローラ２１をケーブルで接続して画像や制御信号の送受信を行ったが、走行車１１とコントローラ２１の間で途絶えることなく確実に通信を行うことが可能であれば無線でもよい。
【００３２】
以上のように構成された実施の形態１における管路検査装置の使用方法について説明する。
走行車１１を検査を行う管路２０の入口側の管壁上に載置する。
作業者が、管路２０の外から操作部２１ｂを操作し、左右の駆動部１６を正転させることにより、走行車１１が走行を開始する。走行車１１は管路２０の内壁２０ａに沿って移動しながら、照明付きレンズ１で内壁２０ａの表面を撮影し、撮影した画像２５をケーブル１９を通してコントローラ２１側の記憶部に送信する。このとき、作業者は、撮影された画像２５を管路外の表示部２１ａにより、リアルタイムで確認することができる。
このとき、管路２０の内壁２０ａの表面の画像２５と一緒に測定結果表示部９を撮影することにより、測定結果表示部９に表示される方位角、ピッチ角、ロール角などの値をコントローラ２１の表示部２１ａ上で直接読み取って、走行車１１の位置や傾き、管路２０の勾配をその場で簡便かつ確実に知ることができる。そして、走行車１１の傾きが大きい場合には、操作部２１ｂから駆動部１６に対して即座に的確な制御信号を送信し、走行車１１の傾きを抑えて、転倒を未然に防ぐことができる。
また、測定結果表示部９に表示される測定値から、カメラで撮影された画像２５がどれだけ傾いているかを知ることができるので、その値を基に画像２５の傾きを補正することにより、管路２０の内壁２０ａ表面に発生したひび割れや亀裂などの円周方向の正確な位置を特定することができる。
記憶部に記憶された画像２５は、別途、パーソナルコンピュータなどで再生し、内壁２０ａの表面におけるひび割れや亀裂などの発生状態を後から詳細に確認できる。
また、管路２０の勾配が異常である場合には、管路２０の補修（勾配の調整）を行うことができる。このとき、画像２５上で測定結果表示部９の測定値だけでなく、管路２０の内部の堆積物の量や堆積状況などを同時に確認することができるので、これらを総合的に検討することにより、補修の要否を的確に判断することができ、信頼性に優れる。
【００３３】
以上のように実施の形態１における管路検査装置は構成されているので、以下のような作用が得られる。
（１）走行車が、フレームと、走行車の進行方向前方側から見てフレームの下部から両外側下方に向かってハの字型に配設された左右一対の走行部を有するので、走行部によってフレームを安定して支持することができ、管路内を走行しながら、内壁面の様子を確実に撮影することができ、管路検査の信頼性に優れる。
（２）左右一対の走行部をハの字型に配置することにより、管の底部中央に溜まった水や異物、或いは一般的に管の底部や側部に接続される枝管の開口部などを避けて走行することができ、フレームと障害物との接触を最低限に抑えることができ、振動の少ない安定した走行と高品質な画像の撮影が可能で、画像品質の信頼性に優れる。
（３）管路内に凹凸，陥没，段差或いは木の根やその他の避けられない障害物がある場合でも、走行部により、それらを踏み越えて走行することができ、走破力に優れる。
（４）走行部をフレームの下部にハの字型に配置することにより、フレームの底面部の高さを高くして、管路内に土砂やゴミ等の異物（障害物）が堆積している場合や管底が平坦な場合でも、フレームの底面部が異物や管底と干渉することがなく、内径の小さな管にも対応することができ、走行の信頼性、安定性に優れる。
（５）管路が曲がっている場合でも、ハの字型に配置された走行部の少なくとも一部を管壁に確実に接触させ、管路に沿うように走行させることができ、形状の複雑な管路にも対応することが可能で、検査対象の選択自在性、走行の信頼性に優れる。
（６）走行車の進行方向前方側のフレームの先端部にカメラの広角レンズが配設されているので、進行方向前方側に向かって走行しながら、周囲の内壁面を照明しつつケーシングの側方から前方までの広範囲を広角レンズで至近距離から一度に撮影することができ、亀裂や剥離などの不具合検出の確実性、信頼性、撮影の効率性に優れる。
（７）広角レンズに覆設されたレンズカバーを有することにより、広角レンズを水や衝撃から確実に保護して破損を防止することができ、信頼性、耐久性に優れる。
（８）レンズカバーが半球状に形成されていることにより、光の干渉や画像の歪みを防止して高品質な画像で撮影を行うことができ、管路表面の亀裂や剥離などの不具合検出の確実性、信頼性に優れる。
（９）フレームに内蔵された角度センサにより、方位角やロール角、ピッチ角などを測定して、走行車の位置や姿勢、配管の勾配を容易に把握することができ、操作性、管路検査の正確性に優れる。
（１０）走行車が、広角レンズの側部前方に配設され角度センサで測定した測定値を表示する測定結果表示部を備え、走行車を制御するコントローラが、走行車に接続されたケーブルを通してカメラで撮影した管路内及び測定結果表示部の画像を受信して表示する表示部と、ケーブルを通して走行車の駆動部に制御信号を送信するための操作部を備えるので、カメラで撮影される画像を表示部上で監視することにより管路内部の状況だけでなく、測定結果表示部に表示される測定値から走行車の位置や傾きをリアルタイムに把握することができ、必要に応じて操作部から駆動部に対して的確な制御信号を送信して走行車の傾きを一定の範囲内に抑え、転倒を未然に防ぐことができ、走行安定性、操作性に優れる。
（１１）角度センサで測定される方位角やロール角、ピッチ角などの測定値（データ）から簡便に管路の勾配を知ることができ、必要に応じて、管路の勾配を調整することが可能で、管路の検査及び保守作業の効率性、確実性に優れる。
（１２）角度センサで測定され測定結果表示部に表示される測定値（データ）と、管路内の堆積物の量や堆積状況などを撮影した画像を表示部で同時に確認することにより、既設管の補修（勾配の調整）の要否を的確に判断することができ、管路検査の確実性、信頼性に優れる。
（１３）下水管等の管路の新設時に管路の内部に走行車を走行させることにより、角度センサで測定される測定結果から、新設管が設計通りの勾配で設置されているかどうかを簡便かつ確実に確認しながら施工することができ、管路の敷設作業の効率性、信頼性に優れる。
（１４）角度センサで測定され測定結果表示部に表示される方位角やロール角、ピッチ角などの測定値（データ）をカメラで撮影してコントローラの表示部に直接表示することができるので、データの送受信の不具合によってデータが消失する可能性が低く、データの伝達、保存の信頼性に優れる。
（１５）角度センサで測定される測定値（データ）をカメラで撮影してコントローラの表示部に表示するので、データ処理を行う必要がなく、データの信頼性に優れる。
（１６）測定結果表示部が、フレームから走行車の進行方向前方側に延設された表示部保持アームに配設されていることにより、走行中に測定結果表示部に表示される測定値をカメラで撮影して表示部で監視することができ、走行車の傾きや位置を把握して最適な指示を出すことが可能で、操作性、走行安定性に優れる。
（１７）フレームに、広角レンズの高さ方向位置及び仰角を調整自在に保持する撮影位置調整部を備えることにより、管径の大小などに応じて簡便に広角レンズの高さ方向位置及び仰角を調整することができ、特に広角レンズを管の中心近傍で進行方向前方に向けて調整した場合、管の内壁面を全周に渡って一度で斑無く撮影することができ、管路検査の効率性に優れる。
（１８）走行車が、フレームに配設又は内蔵され管路内の環境を測定する環境測定部を有し、環境測定部で測定した測定結果を測定結果表示部に数字や文字で表示することにより、管路内の温度、湿度、管路内に溜まった水のｐＨなどの物性や硫化水素などの有毒ガスの発生の有無などを作業者が管路内に入ることなく、コントローラの表示部で安全かつ確実に確認することができ、検査の信頼性、効率性、安全性に優れる。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本考案は、走行中に方位角や傾斜角を簡便かつ確実にリアルタイムで表示して走行車の位置や姿勢を把握することができ、管路の内壁表面に発生したひび割れや亀裂などの正確な位置をカメラで撮影した画像から直ちに特定することができ、特別な処理などが行う必要がなく、検査作業の信頼性、データ処理の効率性に優れると共に、走行車の姿勢を所定の範囲内に維持しながら安定した走行を行うことができ、転倒を未然に防ぐことが可能で走行安定性に優れ、簡単な操作で短時間の内に効率的に管路の検査を行うことができ、操作性、動作の安定性、確実性に優れるだけでなく、低コストでありながら、人が入れない管路内部の環境や管路の勾配を安全かつ簡便に測定して、測定したデータを確実に伝達、保存することができ、多機能で、安全性、測定データの信頼性に優れる管路検査装置の提供を行うことができるので、各自治体などが低予算で下水管等の配管の検査体勢を整えることができ、検査の効率性を向上させ、既存の配管の不具合を確実に検出、改善することができるだけでなく、新設する配管を所定の勾配で精度よく敷設することができ、下水管等の整備を推進することができる。
【符号の説明】
【００３５】
１  照明付きレンズ
２  環状照明部
３  発光部
３ａ，３ｂ  発光ダイオード（ＬＥＤ）
４  照明部カバー
５  ケーシング
６  広角レンズ
６ａ  レンズカバー
７  環境測定部
８  表示部保持アーム
９  測定結果表示部
１１  走行車
１２  フレーム
１２ａ  把手部
１３  走行部
１３ａ  タイヤ保持部
１４  タイヤ列
１５  タイヤ
１６  駆動部
１７  動力伝達部カバー
１８  撮影位置調整部
１８ａ  アーム部
１８ｂ  高さ調整用軸支部
１８ｃ  仰角調整用軸支部
１８ｄ  ストッパー部
１８ｅ  切り欠き部
１９  ケーブル
１９ａ  接続ケーブル
２０  管路
２０ａ  内壁
２１  コントローラ
２１ａ  表示部
２１ｂ  操作部
２２  把手
２５  画像
【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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