JPH08304070A - 管路探査用センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 牽引張力が小さく、円滑に移動できる管路探
査用センサを提供する。 【構成】 プローブ１を管路内で移動させ該管路内を探
査する管路探査用センサにおいて、上記プローブ１の外
側にブラシ２を設け、このブラシ２が上記管路内面に不
均一に接触するようブラシ２の形状を少なくとも上記プ
ローブ１の周方向または進行方向のいずれかで変化させ
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、管路内で移動する管路
探査用センサに係り、特に、牽引張力が小さく、円滑に
移動できる管路探査用センサに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】道路工事や建設工事などの際には、電力
管路や通信管路、ガス管などの管路の埋設位置（布設位
置）を予め知っておく必要があるため、方位センサや傾
斜計、角度センサ等を利用し、これらのセンサを管路内
で移動させ、その検出情報から管路の埋設位置を得てい
る。また、電力ケーブルを管路に引き入れる際には、そ
の前に管路内の曲りや凹凸、欠落等の情報が必要であ
る。このときには、管路内にＩＴＶカメラ等のセンサを
搭載したプローブを移動させて、管路内の情報を得てい
る。

【０００３】このように管路の位置、形状、内壁の凹凸
を探査するための手法として、従来は図６に示した手法
が広く用いられている。図示されるように、センサを内
蔵したプローブ６１の外側にはプローブを保持する補助
機構６２が装備されている。プローブ６１はウィンチ６
３により牽引され管路６４内を移動し、移動の際の角度
や角速度、凹凸、管路内壁の欠落の有無、画像などをケ
ーブルリール６５を経てコンピュータ６６に伝送する。
場合によっては複数のセンサを用いて、その出力の組み
合わせにより、管路６４に関する様々の情報を探索して
いる。

【０００４】プローブ６１を保持する補助機構６２に
は、次のようなものがある。

【０００５】一つは、図７に示されるような構造のもの
である。二つのリング７２をプローブ６１に固定し、そ
の間に可動リング７２とバネ７３とを挿入する。固定リ
ング７１と可動リング７２とに接続されたアーム７４の
先端に車輪７５を設置する。この車輪７５はバネ７３の
力により、管路内壁に押し付けられるため、プローブ６
１は管路の中心に保持される。

【０００６】もう一つは、図８に示されるような構造の
ものである。プローブ６１の外側にブラシ８１が取り付
けられている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】図７の構造では、管路
に車輪７５が通れない大きさの段差や欠落があるとき、
その段差部や欠落部でプローブ６１が引っ掛かり、円滑
に動作しなかったり、移動できなくなる場合がある。ま
た、車輪７５が管路内を走行するとき振動が発生し、こ
の振動がセンサの誤差要因となる。

【０００８】図８の構造では、ブラシ８１外径と管路内
径との大小関係により異なる問題が発生する。

【０００９】ブラシ外径が管路内径より小さい場合に
は、以下の問題が発生する。

【００１０】ブラシ８１に加重が均等にかからない場合
に、プローブ６１は管路中心と平行にならないことがあ
る。すると、プローブ６１が直線状の管路内を走行して
いながら、蛇行するような状態となり、管路の情報を正
しく得ることができなくなる。特に曲り部などでは、管
路中心位置を保持することが困難であるため、誤差がさ
らに大きくなる恐れがある。

【００１１】逆にブラシ外径が管路内径より大きい場合
には、以下の問題が発生する。

【００１２】ブラシ８１がしなりながら内壁に押し付け
られるため、牽引張力が著しく大きくなる。このため、
牽引には許容張力の大きなワイヤやウィンチを準備し、
それらを十分に固定しなければならない。このため作業
の能率が低下する。また、管路遠端部や計測途上でプロ
ーブを引き戻そうとした場合には、ブラシが引き戻し方
向に対して逆毛状態になる。このブラシが順毛状態にな
りにくいため、牽引張力はさらに大きくなり、引き戻し
は実用上困難となる。このとき、なんらかの理由でウィ
ンチによる牽引が不可能になったときには、プローブの
移動手段が失われ、管路内に取り残されてしまう恐れが
ある。

【００１３】また、ブラシ外径の大小にかかわらず、管
路内に土砂や水が入っている場合には、ブラシがそれら
を収集してしまうため、牽引張力が増大したり、プロー
ブを管路と平行に保持できなくなる恐れがある。

【００１４】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、牽引張力が小さく、円滑に移動できる管路探査用セ
ンサを提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、プローブを管路内で移動させ該管路内を探
査する管路探査用センサにおいて、上記プローブの外側
にブラシを設け、このブラシが上記管路内面に不均一に
接触するようブラシの形状を少なくとも上記プローブの
周方向または進行方向のいずれかで変化させたものであ
る。

【００１６】上記ブラシに、上記プローブの進行方向に
伸びる周方向所定幅のスリットを少なくとも１本形成し
てもよい。

【００１７】上記ブラシの外径を上記プローブの進行方
向で一定させ、その外径を上記管路の内径の９６〜９９
％としてもよい。

【００１８】上記ブラシの外径を上記プローブの進行方
向で変化させ、その断面形状を鋸歯状、テーパ状、階段
状または曲線状としてもよい。

【００１９】上記ブラシを上記プローブの外径より太い
拡径部材の外側に配し、この拡径部材を上記プローブに
取り付けてもよい。

【００２０】

【作用】プローブの外側にブラシを設けると、プローブ
はブラシにより多点で支持される。このため、欠落部に
影響されず、円滑に移動できる。また、段差部を通過す
るとき、ブラシがしなって衝撃などを吸収するので、プ
ローブには急激な角度変化が加わらない。

【００２１】しかし、ブラシの形状が周方向にも進行方
向にも変化していないと、ブラシが管路内面に均一に接
触することになり、前述したような牽引張力や逆毛の問
題を生じる。本発明の請求項１の構成によれば、ブラシ
の形状に変化があるためブラシが管路内面に不均一に接
触し、管路内面との接触面積が小さくなるので、牽引張
力が減少する。このとき、ブラシの形状が周方向に変化
していると、接触面積が小さくなることに加え、管路内
面との隙間から進行方向後方に土砂や水を逃がし、プロ
ーブの進行や平行保持の妨げを解消できる。また、ブラ
シの形状が進行方向に変化していると、接触面積が小さ
くなることに加え、ブラシがしなる余裕が生じ、容易に
逆毛状態から順毛状態に転じさせて引き戻すことができ
る。

【００２２】請求項２の構成は、ブラシ形状の周方向変
化の一態様であり、スリットを通して一直線に土砂や水
を逃がすことができる。

【００２３】請求項３の構成により、ブラシ外径と管路
内径との関係が最適になり、管路中心位置を保持しつつ
曲り部通過時の牽引張力増大を抑制できる。

【００２４】請求項４の構成は、ブラシ形状の進行方向
変化の好適な態様を示す。即ち、ブラシは、鋸歯状、テ
ーパ状、階段状または曲線状の断面形状とするのがよ
い。

【００２５】請求項５の構成により、拡径部材がプロー
ブより太く、その外側にブラシがあるので、管路内径が
プローブ外径より著しく大きい場合でも、ブラシの毛は
短くでき、ブラシに十分なコシが得られる。

【００２６】

【実施例】以下本発明の一実施例を添付図面に基づいて
詳述する。

【００２７】図１、図２又は図３に示されるように、本
発明の管路探査用センサは、プローブ１の外側にブラシ
２を取り付けたものである。プローブ１は、所定の外径
でほぼ円筒形に形成されており、その軸方向に進行させ
て用いるようになっている。プローブ１内には、管路内
の情報を検出するための図示しない光学系や回路系が収
容されている。

【００２８】ブラシ２は、プローブ１の前端と後端との
みに設けられている。これらのブラシ２には、周方向の
複数か所において、所定幅に亘って毛がない部分３ａが
あり、この部分３ａはプローブ１の進行方向に伸びてブ
ラシ２の全長に亘っており、各々スリット３を形成して
いる。これらのスリット３があるために、ブラシ２の形
状は周方向に変化していることになる。また、ブラシ２
の外径は、プローブ１の進行方向で一定しており、その
外径は適用される管路の内径の９６〜９９％となってい
る。

【００２９】ブラシ２は、プローブ１に着脱できるよう
になっている。着脱のための構成は、各図でそれぞれ異
なる。

【００３０】図１の構成にあっては、前端のブラシ２と
後端のブラシ２との間にスペーサ４が設けられている。
これらのブラシ２は、金属パイプ５等の外側に毛２ａを
植え付けたものであり、スペーサ４と共にプローブ１に
外嵌し、さらにその最前端と最後端とにストッパ６を嵌
め、これらのストッパ６をネジで固定して装着されてい
る。

【００３１】図２の構成にあっては、プローブ全長にほ
ぼ等しい長さの金属パイプ７を半割りにし、これら半割
り金属パイプ７ａ，７ｂの前端と後端とに毛２ａを植え
付け、プローブ１に被せてホースバンド８で締め付け、
一体化させている。

【００３２】また、図３の管路探査用センサは、ブラシ
２をプローブ１の外径より太い拡径部材９の外側に配
し、この拡径部材９をプローブ１に取り付けたものであ
る。拡径部材９は、ブラシ２の外径を大きくするための
治具である。

【００３３】ブラシ２の毛２ａの材質は、耐摩耗性、耐
腐食性を考慮して選ぶことができる。本実施例では、価
格、加工性も考慮し、かつ実地試験の成績からナイロン
を使用している。

【００３４】ブラシ２の性状としては、よくしなること
と同時にある程度のコシが必要である。コシの強さは、
例えば人が一人乗っても毛が折れずに立っている程度が
よい。このために、毛２ａの１本の太さは０．８ｍｍ、
毛２ａの密度は１平方センチあたり５０〜６０本として
いる。

【００３５】適用管路の内径と、それに最も適したブラ
シの構造、寸法との関係を表１を用いて説明する。

【００３６】

【表１】

【００３７】表１から分かるように、管路内径がφ２０
０未満のときは、図１又は図２のブラシ構造がよく、管
路内径がφ２００以上のときは図３の治具を用いたブラ
シ構造がよい。ブラシ２の長さはいずれも９５ｍｍであ
る。管路内径とブラシ外径との比率は９６〜９９％であ
る。また、表１には示さないが、図１又は図２のブラシ
構造では、スリット３は、周方向９０°おきに４か所設
けられ、各スリット幅は約２ｃｍである。

【００３８】次に実施例の作用を述べる。

【００３９】ブラシ２はプローブ１に着脱できるので、
探査する管路の内径に応じ、表１よりブラシを選択し、
取り付ける。プローブ１は管路内径に関係なく同じもの
を使用することができる。このように管路内径がプロー
ブ１の径より大幅に大きい場合でも、拡径部材９を用い
た図３の管路探査用センサを使用することにより、十分
なブラシ外径を得られると共にブラシ２の毛２ａをほど
よい長さにしてブラシ２の適切な性状を得られる。

【００４０】この管路探査用センサを管路内で移動させ
る方法は、図６を用いて前述した通りである。

【００４１】管路内において、プローブ１はブラシ２に
より多点で支持される。このため、欠落部に影響され
ず、円滑に移動できる。また、段差部を通過するとき、
ブラシ２がしなって衝撃などを吸収するので、プローブ
１には急激な角度変化や衝撃が加わらない。また、ブラ
シ２の形状に変化があるためブラシ２が管路内面に不均
一に接触し、管路内面との接触面積が小さくなるので、
牽引張力が減少する。このとき、ブラシの形状が周方向
に変化しているので、管路内面との隙間から進行方向後
方に土砂や水を逃がし、プローブの進行や平行保持の妨
げを解消できる。図示例ではスリット３を通して一直線
に土砂や水を逃がすことができる。また、ブラシ２の形
状が進行方向に変化しているので、ブラシ２がしなる余
裕が生じ、容易に逆毛状態から順毛状態に転じさせて引
き戻すことができる。

【００４２】また、ブラシ外径が管路の内径の９６〜９
９％になっているため、ブラシ外径と管路内径との関係
が最適になり、管路中心位置を保持しつつ曲り部通過時
の牽引張力増大を抑制できる。

【００４３】本発明の他の実施例を説明する。

【００４４】図４に示される管路探査用センサは、プロ
ーブ１の外側にブラシ２を取り付けたものである。この
ブラシ２は、プローブ１の前端、後端ではなく、中央の
両側に設けられている。これらのブラシ２にはスリット
３があり、ブラシ２の形状は周方向に変化している。ブ
ラシ２の外径は、プローブ１の進行方向で一定しておら
ず、直線的に拡径・縮径を繰り返している。このためブ
ラシの断面形状が鋸歯状となっている。

【００４５】図５に、ブラシ形状の進行方向変化の好適
な態様を示す。各図において５１はプローブまたは拡径
部材を示し、その中心線より上部のブラシ２のみ描かれ
ている。図５（ａ）のブラシ２の断面形状は鋸歯状であ
る。図５（ｂ）のブラシ２の断面形状はテーパ状であ
る。図５（ｃ）のブラシ２の断面形状は階段状である。
図５（ｄ）の断面形状は曲線状、即ち丸みを帯びてい
る。

【００４６】

【発明の効果】本発明は次の如き優れた効果を発揮す
る。

【００４７】（１）管路中心にプローブを維持できると
共に振動や衝撃が小さくできるので、計測精度が向上す
る。

【００４８】（２）牽引や引き戻しが容易になるので、
作業性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す管路探査用センサの横
断面図付き側断面図である。

【図２】本発明の一実施例を示す管路探査用センサの横
断面図付き側断面図である。

【図３】本発明の一実施例を示す管路探査用センサの側
断面図である。

【図４】本発明の他の実施例を示す管路探査用センサの
横断面図付き側面図である。

【図５】本発明の他の実施例を示すブラシの側断面図で
ある。

【図６】管路探査手法を示す管路断面図である。

【図７】従来例を示す管路探査用センサの側面図であ
る。

【図８】従来例を示す管路探査用センサの側面図であ
る。

【符号の説明】

１ プローブ ２ ブラシ ３ スリット

フロントページの続き (72)発明者 門田 弘 茨城県日立市日高町５丁目１番１号 日立 電線株式会社日高工場内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プローブを管路内で移動させ該管路内を
   探査する管路探査用センサにおいて、上記プローブの外
   側にブラシを設け、このブラシが上記管路内面に不均一
   に接触するようブラシの形状を少なくとも上記プローブ
   の周方向または進行方向のいずれかで変化させたことを
   特徴とする管路探査用センサ。
2. 【請求項２】 上記ブラシに、上記プローブの進行方向
   に伸びる周方向所定幅のスリットを少なくとも１本形成
   したことを特徴とする請求項１記載の管路探査用セン
   サ。
3. 【請求項３】 上記ブラシの外径を上記プローブの進行
   方向で一定させ、その外径を上記管路の内径の９６〜９
   ９％としたことを特徴とする請求項２記載の管路探査用
   センサ。
4. 【請求項４】 上記ブラシの外径を上記プローブの進行
   方向で変化させ、その断面形状を鋸歯状、テーパ状、階
   段状または曲線状としたことを特徴とする請求項２記載
   の管路探査用センサ。
5. 【請求項５】 上記ブラシを上記プローブの外径より太
   い拡径部材の外側に配し、この拡径部材を上記プローブ
   に取り付けたことを特徴とする請求項１〜４いずれか記
   載の管路探査用センサ。