(57)【要約】【課題】現場で簡便に操作でき、保守も容易で、坑井に確実に固着できて従来よりも高い周波数帯域までの振動が計測できる坑井内固着装置を創出する。【解決手段】坑井壁への押しつけは剛体平板で行うことで接触面積が大きい。また、センサが密閉収納されているコンテナ部は、その剛体平板と対称位置に置くようにして安定した固着ができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動等を計測する各種センサを坑井内に固着する装置であって、センサが収納された密閉されたコンテナと坑井内に固着するための坑井壁押しつけ機構部およびそれらを収納して機能させる函体部とから成り、坑井壁押しつけ機構部の坑井との接触部分は剛体平板をなしており、その長軸方向が坑井軸方向と平行な方向に向いて坑井壁に接するようになっており、センサが密閉収納されているコンテナは、坑井軸とほぼ直交する面内で、坑井壁押しつけ機構部の剛体平板とほぼ対称となる位置で坑井壁に直接接触することを特長とする坑井内センサ固着装置
【請求項２】
センサが収納されたコンテナは必要に応じて交換できる構造を有することを特長とする請求項１記載の坑井内センサ固着装置
【請求項３】
何らかの原因により坑井壁押しつけ機構部が機能しなくなった場合にも、装置を引き上げることにより押しつけ力が解除されて、坑井内から装置を回収することができる緊急離脱機構を有する請求項１又は請求項２いずれかに記載の坑井内センサ固着装置
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、坑井内で使用するセンサの固着方法に関し、更に詳しく述べると、坑井への固着方法として、坑井壁押しつけ機構部が剛体平板をなしており、点接触ではなく平板両端の十分な長さの範囲が坑井壁に接する構造を有し、センサ収納部が当該押しつけ機構部が接している坑井壁と対面する位置に押し付けられるようにしたセンサの固着方法に関するものである。これにより、不要な共振などが軽減され、従来よりも高周波数帯域まで利用できる。
【背景技術】
【０００２】
従来のセンサを坑井内に固着する方法には、センサを収納したゾンデにゴムパッカーを取り付けておき、これを水圧や空気圧で膨張させることにより固着するものがある。この方法は、装置を小型にでき、簡便に操作できるという利点はあるが、固着にゴムチューブを利用しているため、系全体の剛性を大きくすることが難しく高周波の測定などに限界がある。また、固着力を高めるために膨張圧を大きくすることは、坑井壁の亀裂などにより破裂する危険が高まり、現実には難しい。破裂すると著しく作業効率が低下する。
【０００３】
ゴムパッカーを使わない方法として、複数本の棒状の剛体アームをモータ等で開閉してアーム先端で坑井壁を押して固着するものがある。この方法は、前記の方法のように破裂などの問題はないが、アームの屈曲などによる共振が発生しやすく、観測しうる周波数帯域が制限されることが免れなかった。また、アームを１本にして、棒状ではなく幅のある板状にして剛性を高める工夫がされたものもあるが、実用的な範囲で直径の異なる坑井に適用するには、構造上、どうしてもアームが長くなることは避けられず、剛性を高くしようとすると重量が大きくなる。アーム開閉機構を収納する本体部分も長くなり、この部分の重量も増え、振動特性への影響を受けざるを得ない。振動特性への影響を軽減するために、センサ収納部を本体とばねで保持するなどの工夫がされているが、構造が複雑にならざるを得ないので注意深い保守が必要になる。大きく重い装置は、現場での取り扱いも簡便とは言えない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、現場で簡便に操作でき、保守も容易で、坑井に確実に固着できて従来よりも高い周波数帯域までの振動が計測できる坑井内固着装置を創出することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、振動等を計測する各種センサを坑井内に固着する装置であって、センサが収納された密閉されたコンテナと坑井内に固着するための坑井壁押しつけ機構部およびそれらを収納して機能させる函体とから成り、坑井壁押しつけ機構部の坑井との接触部分は剛体平板をなしており、その長軸方向が坑井軸方向と平行な方向に向いて坑井壁に接するようになっており、センサが密閉収納されているコンテナは、坑井軸とほぼ直交する面内で、坑井壁押しつけ機構部の剛体平板とほぼ対称となる位置で坑井壁に直接密着されることを特長とする坑井内センサ固着装置である。通常、前記コンテナは交換可能である。
【０００６】
ここで、前記坑井壁押しつけ機構部には、固着した状態から通常の操作でアームが閉じなくなったときにも引き上げることにより装置全体を回収できる緊急離脱機能を設けることが好ましい。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は、坑井内でセンサを固着する方法に関し、坑井壁に剛体平板を押し付ける方法を採用することで、安定した固着力を得ることができ、アームの共振等の影響も除去できる装置である。構造上、坑井内装置の長さを短く、軽量化できるので、複雑な機構を用いなくても、より高周波の振動を計測できる特性が実現できる。すなわち従来に比べて、現場での取り扱いや保守が容易でありながら、より高周波の帯域で利用できる固着方法を提供できるようになる。
【０００８】
また、本発明では、センサを収納するコンテナを簡単に交換できるようにすることも可能なので、加速度計、速度型のジオフォンなど、センサを目的に応じて使い分けることができる。
【０００９】
坑井内に固着した後に、たとえばモータの故障、断線など、何らかの原因によりアームを閉じることが困難になると、装置を回収できなくなり、装置の損失にとどまらず、坑井も利用できなくなってしまうことになる。本発明では、このようなリスクを軽減するために、アームが開いて固着された状態で、装置全体を引き上げると、アーム先端部のロック解除機構により、アームがフリーになり、装置を回収することができる機能を付加することができる。これにより、坑井内から回収できなくなるリスクが軽減され、安心して作業が行えるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明に係るセンサ固着装置の基本構成を図１に示す。Ａは固着する前の「アームを閉じた状態」を、Ｂは固着するために「アームを開いた状態」を、それぞれ示している。装置全体は函体１に収納されており、大きく分けると坑井壁押しつけ機構部とセンサを収納するコンテナ８から成る。坑井壁押しつけ機構部は、坑井壁と接触して押しつける坑井壁接触板３と、それを支持するアーム２および接触板支持棒４ａ，４ｂ、アームを開閉させる駆動力を発生させる坑井壁押しつけ機構駆動部５（以下駆動部５）、その駆動力を伝達させる駆動伝達シャフト６、および接触板支持棒・駆動伝達シャフト連結治具７（以下、連結治具７）で構成される。アーム２と坑井壁接触板３は、アーム２の坑井壁接触板３に対する角度が自在になるようにアーム・接触板連結節９（以下、連結節９）で接続されている。
【００１１】
以下に図１によって坑井壁押しつけ機構の動作について説明する。図１Ａはアーム２が函体１の側面に引き寄せられている「アームが閉じた」状態である。この状態から駆動部５により駆動伝達シャフト６を伸ばしていくと、それに従って連結治具７が図の下方へ移動する。このとき、坑井壁接触板３は、剛体であるアーム２に連結されているため、連結節９がアーム２の円弧上にあるように運動が制限される。そのため、接触板支持棒４ａおよび４ｂは連結治具９との接続部４ａ-1および４ｂ-1が下方に移動する長さに比べて、坑井壁接触板３との接続部４ａ-2および４ｂ-2はより短い距離した下方に移動できないため、坑井壁接触板３は函体１から離れていき、Ｂに示すような「アームが開いた」状態になる。アームが開く範囲は、主に接触板支持棒４ａ，４ｂの長さで決まるが、その範囲内で坑井壁接触板３とコンテナ８が坑井壁に達せば坑井壁を押しつけて固着することができる。
【００１２】
前記のように坑井壁接触板３を用いることにより、アーム先端で固着する「点状接触」の場合に比べて、坑井壁と接触板両端で「線状に接触する」ので坑井壁に対してより安定した固着が可能となる。さらに、坑井壁接触板３を用いることによりアーム２が短くなるので、たわみにくくなる。また、固着力は主に接触板支持棒４ａ，４ｂによって保たれるので、アームにたわみなどが生じても、その影響を受けにくい構造になっている。
【００１３】
図２は、コンテナ８が函体１から取り外し可能であることを模式的に示したものである。また、連結節９は、アーム２が坑井壁接触板３と平行な状態で上方に引き上げると離脱する構造にすることにより緊急離脱機能を付加することができる。連結節９でアーム２と坑井壁接触板３が分離すると坑井壁接触板３は容易に下方に移動できるので函体１の側面に接触する位置に移動する。また、アーム２も自重により函体１の側面に接触する位置に移動するので全体が回収できる状態になる。
【実施例】
【００１４】
坑井壁接触板３にチタン金属板を用いることにより強度を大きくしつつ軽量化することにより、より帯域の広い周波数特性を実現することができる。また、坑井壁接触板３とセンサを収納しているコンテナ８は、ともに坑井壁と平板による接触となるため、接触面積が大きくなるとともに、それらがほぼ対称位置となるように配置することにより、安定した固着状態を得ることができる。
【００１５】
コンテナ８もチタン金属を用いることで軽量化を図れるが、簡単に交換できるので、より安価なアルミニウムなどを利用することもある。センサの利用目的に応じて材料を選定すればよい。図２に示すように、必要に応じて、コンテナ側面にチタンなどの補強板１０を設ける。また、コンテナ８は、密封構造になっており電気ケーブルなどはジョイコネクタなどを用いて密封構造を保てるように接続する。
【００１６】
緊急離脱機構は、連結節９に設ける。連結節９の外周部は、通常はばねなどで上方に力が働いていて外れないようになっている。一方でこの外周部は固着時には坑井壁と密着しており、アーム２を上方に引くと相対的に外周部を押し下げ、接続部が外れるようになる。この状態で、図２に示すようにアーム２と坑井壁接触板３とが平行な状態になると接続部が外れ、回収できる状態になる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】センサ固着装置の基本構成と動作を示す説明図
【図２】センサ収納部と緊急離脱機構の説明図
【符号の説明】
【００１８】
１  函体：固着機構部，駆動部，コンテナなどを収納
２  アーム
３  坑井壁接触板
４ａ  接触板支持棒
４ｂ  接触板支持棒
５―――――――坑井壁押しつけ機構駆動部（駆動部）
６―――――――駆動伝達シャフト
７―――――――接触板支持棒・駆動伝達シャフト連結治具（連結治具）
８―――――――コンテナ：センサ収納部
９―――――――アーム・接触板連結節（連結節）：通常、緊急離脱機構を含む
１０――――――補強版
【図１】
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【図２】
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