JPH10168953A - センサ取付装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 マンホールに人が入ることなく、マンホール
内の水道管にセンサを簡単に取り付けることのできるセ
ンサ取付装置を提供する。 【解決手段】 本発明のセンサ取付装置１０は、上部に
ハンドル１１が下部にセンサ接続金具１２がそれぞれ取
り付けられ、マンホール１内に上下方向に配置されたセ
ンサ支持棒１３と、先端にパッド部１４を有し、マンホ
ール１内に水平方向に配置されたアーム１５と、センサ
支持棒１３とアーム１５とを連結する連結機構１６とを
備えている。そして、ラチェット機構１８を操作してア
ーム１５を伸長させたときの、パッド部１４によるマン
ホール１内壁面への突っ張り力でセンサ取付装置１０本
体を支持し、ハンドル１１を回転させてセンサ支持棒１
３を下方向へ移動させることにより、センサ接続金具１
２のセンサを水道管２の表面に密着させて取り付ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はセンサ取付装置に係
り、特に小さいマンホール等の人が入れない狭い空間内
に設けられた管路の表面に、センサを取り付けるための
センサ取付装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】都市部等においては水道管が網の目のよ
うに敷設されており、このような水道管の網の目は一般
に水道管網と呼ばれている。水道管網を形成する各水道
管に着目すると、水道管内を流れる水の量（水量）や向
き（水向）は一定ではなく、季節や時間帯等により変化
しているのが一般的である。このため、水道管網には場
所によって水圧変動が生じ、利用者に水道水を安定して
供給するのに支障をきたしていた。

【０００３】そこで、近年では、水道管網の多くの地点
の流量・流向を検出し、その検出結果に基づいて水道管
網を総合的に管理することにより、水圧変動を小さく抑
えて、水道水を安定して供給することが図られている。
水道管網の多くの地点の流量・流向を検出する場合、通
常、消火栓が利用される。すなわち、消火栓では水道管
が露出しているので、その露出した水道管表面にセンサ
を容易に取り付けることができ、その取り付けたセンサ
からの電気信号を基にして流量・流向を検出している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の技術では、消火栓が設置されたマンホール内に人が
入り、水道管表面に人が手でセンサを取り付けていたの
で、手の届く範囲にしか取り付けることができない。特
に、人が入れないような狭いマンホールではセンサを取
り付けることができず、流量・流向を検出することが不
可能である。

【０００５】本発明の目的は、マンホールに人が入るこ
となく、マンホール内の水道管にセンサを簡単に取り付
けることのできるセンサ取付装置を提供することであ
る。

【０００６】

【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、小さいマンホール等の狭い空間内に設け
られた管路の表面にセンサを取り付けるための装置であ
って、センサを保持するセンサ保持部と、先端部分に前
記センサ保持部が設けられた棒状部材と、前記棒状部材
を上下方向に移動させる駆動部と、前記空間を形成する
壁の内面に着脱自在に取り付けられ、かつ前記棒状部材
及び駆動部を前記空間内に支持する支持部とを備え、前
記駆動部で前記棒状部材を下方向に移動させることによ
り、前記センサ保持部のセンサを前記管路の表面に密着
させて取り付けることを特徴としている。

【０００７】センサを取り付ける場合は、駆動部を操作
して棒状部材を最上の位置に移動させてから、センサ保
持部を下にしてセンサ取付装置全体をマンホール内に挿
入するとともに、支持部を用いてセンサ取付装置全体を
マンホールの内壁面に固定する。このとき、棒状部材は
最上の位置に移動しているので、センサ保持部に保持さ
れたセンサは管路表面からは離間している。次に、駆動
部を操作して棒状部材を下方向に移動させると、センサ
保持部のセンサが管路表面に密着する。これにより、管
路内を流れる流体の流量・流向を検出することが可能な
状態となる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に従って説明する。図１は本発明に係るセンサ取付装置
の概略構成を示している。図１において、消火栓のマン
ホール１には水道管２が敷設されており、その水道管２
はマンホール１内においては上半分が露出している。

【０００９】センサ取付装置１０はマンホール１内に設
置される。センサ取付装置１０は、上部にハンドル１１
が下部にセンサ接続金具１２がそれぞれ取り付けられ、
マンホール１内に上下方向に配置されたセンサ支持棒１
３と、先端にパッド部１４，１４を有し、マンホール１
内に水平方向に配置されたアーム１５，１５と、センサ
支持棒１３とアーム１５，１５とを連結する連結機構１
６を備えている。ここでは、センサ取付金具１２はセン
サ保持部を、センサ支持棒１３は棒状部材を、ハンドル
１１と連結機構１６は駆動部を、アーム１５，１５は支
持部をそれぞれ構成している。

【００１０】センサ支持棒１３は２つのパイプ１３Ａ，
１３Ｂを有し、パイプ１３Ａ及びパイプ１３Ｂはワンタ
ッチカップリング１７でセンサ支持棒１３本体に連結さ
れている。アーム１５のうち図の右側のアームはその軸
方向（水平方向）に進退自在に構成されており、ラチェ
ット機構１８を操作することによりアーム１５を進退さ
せることができる。

【００１１】センサ接続金具１２のセンサを水道管の中
心に向けるためには、センサ支持棒１３は水道管２の真
上に配置されるのが好ましい。そのために、連結機構１
６はセンサ支持棒１３全体が水平方向に移動できるよう
構成されている。しかし、流量・流向測定時にはセンサ
支持棒１３の水平方向への移動を係止する必要があるの
で、そのための係止機構が連結機構１６に設けられてい
る。ハンドル１９は前記係止機構の一部であり、ハンド
ル１９を操作することにより、センサ支持棒１３全体が
水平方向に移動するのを止めることができる。また、セ
ンサ接続金具１２には案内部材１２Ａが設けられてお
り、水道管２の表面に取り付けられるセンサの向きが、
水道管２の中心に向くようになっている。

【００１２】図２及び図３は消火栓のマンホールを示し
ており、このマンホール内に上記構成のセンサ取付装置
１０が設置される。図２及び図３において、水道管２に
は、マンホール１内において消火栓３が設けられてい
る。水道管２は、マンホール１の内部では、下半分はコ
ンクリート４の内部に埋設されているが、上半分は露出
している。そして、図１に示したセンサ取付装置１０を
マンホール１内に設置したとき、センサ取付金具１２
（図１参照）に保持されたセンサが水道管１の露出部分
に取り付けられる。本実施の形態では、水道管１内を流
れる水の流量・流向を測定するために、２個の超音波セ
ンサが水の流れ方向に沿って取り付けられる。なお図２
及び図３において、５はマンホール１の蓋である。

【００１３】次に、図１に示したセンサ取付装置の各部
について詳細に説明する。図４及び図５はセンサ取付装
置１０の具体的構成を示しており、図４は正面図を、図
５は図４のＡ１−Ａ２線に沿った矢視図（ただし、ハン
ドル１１は取り外されている）である。図４及び図５に
おいて、１１はハンドル、１２はセンサ取付金具、１３
はパイプ１３Ａ，１３Ｂを含むセンサ支持棒、１５は先
端にパッド部１４が取り付けられたアーム、１６は連結
機構、１７はワンタッチカップリング、１８はラチェッ
ト機構である。

【００１４】連結機構１６の詳細構成を図６から図８を
用いて説明する。図６は連結機構１６の上面図、図７は
図６のＢ１−Ｂ２−Ｂ３−Ｂ４−Ｂ５−Ｂ６線に沿った
断面図、図８は図６のＣ１−Ｃ２線に沿った断面図であ
る。図に示すように、直方体形状のセンターブロック２
０は樹脂で形成され、そのほぼ中央部の貫通孔２０Ａの
内部に太鼓形状をした揺動体２１が設けられている。揺
動体２１にはその軸方向に沿って雌ネジ２１Ａが形成さ
れ、この雌ネジ２１Ａには、外面に雄ネジ２２Ａが形成
された駆動棒２２が螺合されている。駆動棒２２はセン
サ支持棒１３の一部を構成し、その上部にはハンドル１
１が、下部にはワンタッチカップリング１７を介してパ
イプ１３Ａがそれぞれ連結される。

【００１５】センターブロック２０の両側面にはボルト
２３，２３が取り付けられ、これらのボルト２３，２３
の先端部は揺動体２１の側面に遊嵌されている。これに
より、揺動体２１は、図７に示すようにボルト２３を中
心にしてＤ方向に揺動自在となっている。

【００１６】また、センターブロック２０には貫通孔２
０Ａを挟んで２本の円柱棒２４，２４が挿通されてい
る。２本の円柱棒２４，２４は平行に配置され、それら
の両端は平板２５，２６にナット２７，２８によって取
り付けられている。ナット２７，２８はそれぞれ平板２
５，２６に溶接により固定されている。センターブロッ
ク２０は樹脂製で、円柱棒２４は金属製であり、センタ
ーブロック２０は円柱棒２４に沿ってＥ方向に移動自在
となっている。

【００１７】平板２５には、その中央部（２個のナット
２７の間）にナット２９が溶接により固定されている。
また平板２６には、その中央部（２個のナット２８の
間）にナット３０が溶接により固定されている。そし
て、ナット２９にはボルト棒３１が、ナット３０にはボ
ルト棒３２がそれぞれ螺合されている。ボルト棒３１，
３２はアーム１５の一部を構成している。

【００１８】また、センターブロック２０には、センサ
支持棒１３全体が水平方向に移動するのを係止するため
の係止機構３３が設けられている。係止機構３３は、図
７に示すように、ハンドル１９と、ハンドル１９によっ
て回転させられるネジ３４と、ネジ３４に螺合する雌ネ
ジが形成された台形部材３５とからなっている。台形部
材３４は、図９のように形成されている。すなわち、台
形部材３４は、その両側面に傾斜面３４Ａ，３４Ａが、
上面中央にはネジ穴３４Ｂがそれぞれ形成されている。
ネジ穴３４Ｂにはネジ３４が螺合される。ハンドル１９
はネジ３４に着脱自在である。

【００１９】台形部材３４は、図９（ａ）に示すよう
に、円柱棒２４，２４の間で且つ傾斜面３４Ａ，３４Ａ
が円柱棒２４，２４の外面に接するように配置される。
このため、例えばハンドル１９を操作してネジ３４を回
転させ、台形部材３４を上方へ移動させると、円柱棒２
４，２４は台形部材３４によって図の矢印のように互い
に離れる方向に押しやられる、これによって、円柱棒２
４，２４とセンターブロック２０との間に摩擦力が生
じ、センターブロック２０は円柱棒２４，２４に沿って
移動できなくなり、流量・流向測定時にセンサ支持棒１
３全体が水平方向に移動するのを係止することができ
る。

【００２０】ボルト棒３１，３２先端のパッド部１４，
１４は、図１０に示すように、傘型部材３６と、その傘
型部材３６の平面部に固着された、弾性部材としてのゴ
ム製のパッド３７とからなっている。ボルト棒３１，３
２の先端には連結部材３８が設けられ、その連結部材３
８の内部には球面状の穴３８Ａが形成されている。ま
た、傘型部材３６の突端部には球体３６Ａが設けられ、
この球体３６Ａが連結部材３８の球面状の穴３８Ａに嵌
合されている。すなわち、傘型部材３６は連結部材３８
にピボット結合されており、傘型部材３６は球体３６Ａ
を中心にして三次元的に揺動自在である。このような構
成により、マンホールの内壁面が曲面であっても、パッ
ド部１４をマンホールの内壁面に固定することが可能と
なっている。また、パッド部１４はその中心軸回りにも
回転自在である。

【００２１】また、傘型部材３６の平面部には爪３９が
設けられ、その爪３９の先端はパッド３７から突出して
いる。パッド３７はゴム製であるから変形し易いが、爪
３９を設けたことによりパッド３７の過度の変形が抑制
される。そして、パッド３７と爪３９の協働作用でパッ
ド部１４をマンホールの内壁面に強固に固定することが
可能となっている。なお、図１１は、図１０においてＦ
方向から見た図である。

【００２２】次に、ラチェット機構１８について説明す
る。ラチェット機構１８は、円筒体４０と、円筒体４０
を回転駆動するためのハンドル４１と、円筒体４０内に
設けられボルト棒３２に螺合したナット４２から成って
いる。

【００２３】図１３は円筒体４０の端面形状を示してい
る。図に示すように、円筒体４０の内部には、その軸方
向に沿って、断面が六角形の穴４０Ａが形成されてお
り、この穴４０Ａ内にナット４２が嵌合されている。円
筒体４０の一方の端面は連結部材３８に結合されてお
り、円筒体４０と連結部材３８は一体となっている。

【００２４】上記構成のラチェット機構１８において、
ハンドル４１を操作して円筒体４０を回転させれば、そ
の回転に伴ってナット４２及び連結部材３８も回転し、
これにより、ボルト棒３２が回転する。ボルト棒３２の
他端（パッド部１４と反対側の端部）は、図６に示した
ように平板２６に溶接固定されたナット３０に螺合され
ているので、ボルト棒３２が回転すれば、ボルト棒３２
は図１２においてＧ方向に移動する。このため、パッド
部１４をマンホールの内壁面に近づけたり、もしくは離
間させたりすることが可能となる。

【００２５】また、ハンドル４１には図示してないが切
換えレバーが設けられ、この切換えレバーを操作するこ
とにより、円筒体４１を右回り左回りのどちらか一方に
することができ、パッド部１４をマンホールの内壁面に
近づけたり、あるいは離間させたりする操作が容易に行
えるようになっている。

【００２６】次に、ワンタッチカップリング１７の詳細
について説明する。図１４はワンタッチカップリング１
７の外観図である。また、図１５及び図１６はワンタッ
チカップリング１７の断面図で、図１５は通常状態を、
図１６は装着時または取り外し時の状態をそれぞれ示し
ている。

【００２７】ワンタッチカップリング１７は、ボルト部
材２１の下部に溶接固定された固定部材４５と、固定部
材４５の下部に設けられたボール４６と、固定部材４５
の下部外周面に設けられた移動部材４７と、固定部材４
５と移動部材４７との間に設けられたバネ４８と、パイ
プ１３Ａの上端に設けられた連結パイプ４９とから成っ
ている。ボール４６は、固定部材４５下部の穴４５Ａに
遊嵌状態で設けられているが、開放端側（連結パイプ４
９側）からは抜け落ちないようになっている。なお、ボ
ール４６は固定部材４５の内周面に沿って複数個（例え
ば８個）設けられている。

【００２８】通常の状態では、図１５に示すように、ボ
ール４６は連結パイプ４９の外周面に形成された溝４９
Ａに嵌合し、これにより、パイプ１３Ａは駆動棒２１に
連結されている。パイプ１３Ａを駆動棒２１から取り外
すとき、またはパイプ１３Ａを駆動棒２１に装着すると
きは、図１６に示すように、移動部材４７を上方向に移
動させることにより、穴４５Ａ内に空間が生じてボール
４６は穴４５Ａ内で自由に動くことができるようにな
る。このために、連結パイプ４９を固定部材４５内に挿
入または固定部材４５内から引き抜く操作を容易に行う
ことができ、パイプ１３Ａの着脱を容易に行うことがで
きる。

【００２９】また、バネ４８が設けられているので、着
脱の操作が終了すれば移動部材４７は通常状態の位置に
戻る。なお、移動部材４７を移動させる操作を容易とす
るために、移動部材４７の外表面の一部は、図１５に示
したように微小な凹凸面４７Ａが形成されている。

【００３０】次に、上記構成のセンサ取付装置を用い
て、マンホール内の水道管にセンサ（超音波センサ）を
取り付ける場合の動作について説明する。まず、上記構
成のセンサ取付装置を地上で予め組み立てておく。マン
ホールが深い場合は、ワンタッチカップリング１７を用
いてパイプ１３Ｂの先に、更に別のパイプを連結してお
く。反対にマンホールが浅い場合は、パイプ１３Ｂを取
り外してパイプ１３Ａのみ連結しておく。

【００３１】そして、センサを取り付ける場合、ハンド
ル１１を回転させてセンサ支持棒１３を最上の位置に移
動させておく。また、ラチェット機構１８のハンドル４
１を操作して、パッド部１４，１４間の距離をマンホー
ルの内径よりも縮めておく。次に、センサ接続金具１２
を下にしてセンサ取付装置全体をマンホール内に挿入す
るとともに、ラチェット機構１８のハンドル４１を操作
してパッド部１４，１４をマンホール内壁面に突き当て
る。そして、パッド部１４，１４間に働く突っ張り力で
センサ取付装置全体を支持する。

【００３２】センサ支持棒１３を最上の位置に移動させ
ておいたので、センサ接続金具１２に接続されたセンサ
は水道間表面から離間している。センサ支持棒１３の位
置が水道管の真上にあるか否か確認し、真上にない場合
は、ハンドル１９を操作してストッパ機構３３を解除し
てから、センターブロック２０を水平方向に移動させて
センサ支持棒１３の位置を適正に調整する。調整後はハ
ンドル１９を操作してストッパ機構３３を働かせてお
く。

【００３３】次に、ハンドル１１を上記とは逆に回転さ
せると、駆動棒２１が揺動体２２に螺合しかつ揺動体２
２は上記の突っ張り力で移動できないようになっている
ので、駆動棒２１だけが下方向に移動する。駆動棒２１
を適当量移動させれば、センサ接続金具１２のセンサは
水道管表面に密着し、センサの取付が完了する。水道管
表面へのセンサ取付が完了したら、センサ取付装置はマ
ンホール内に設置したままにしておく。

【００３４】センサには信号取り出しのリード線が設け
られており、そのリード線はマンホールから外部に引き
出して測定装置に接続しておく。このようにして、水道
管を流れる水の水量・水向を常時測定することが可能と
なる。

【００３５】なお、マンホールの内径が大きい場合は、
ボルト棒３１，３２に別のボルト棒を連結する。すなわ
ち、ボルト棒３１，３２の端部側（パッド部１４の反対
側）に、図１７のように内面に雌ネジ５０Ａが形成され
た連結部材５０を用いて、別のボルト棒５１を連結す
る。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
マンホール内に人が入らなくても、水道管表面にセンサ
を取り付けることができ、水道管網の多くの地点の流量
・流向を検出することができる。その結果、水道水の供
給を総合的に管理して利用者に水道水を安定して供給す
ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るセンサ取付装置の概略構成図であ
る。

【図２】消火栓が設置されたマンホールを水道管の横方
から見た図である。

【図３】消火栓が設置されたマンホールを水道管の方向
から見た図である。

【図４】本発明に係るセンサ取付装置をより具体化して
示した構成図である。

【図５】図４のＡ１−Ａ２線に沿った矢視図である。

【図６】連結機構の詳細上面図である。

【図７】図６のＢ１−Ｂ２−Ｂ３−Ｂ４−Ｂ５−Ｂ６線
に沿った断面図である。

【図８】図６のＣ１−Ｃ２線に沿った断面図である。

【図９】台形部材を示しており、（ａ）は上面図、
（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図である。

【図１０】パッド部の詳細を示した図である。

【図１１】図１０をＦ方向から見た図である。

【図１２】ラチェット機構の詳細を示した図である。

【図１３】円筒体の端面を示した図である。

【図１４】ワンタッチカップリングの外観図である。

【図１５】通常状態でのワンタッチカップリングの断面
図である。

【図１６】装着時または取り外し時でのワンタッチカッ
プリングの断面図である。

【図１７】ボルト棒を延長するための連結部材を示した
図である。

【符号の説明】

１ マンホール ２ 水道管 ３ 消火栓 １０ センサ取付装置 １２ センサ接続金具 １３ センサ支持棒 １４ パッド部 １５ アーム １６ 連結機構 １７ ワンタッチカップリング １８ ラチェット機構

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 小さいマンホール等の狭い空間内に設け
   られた管路の表面にセンサを取り付けるための装置であ
   って、 センサを保持するセンサ保持部と、先端部分に前記セン
   サ保持部が設けられた棒状部材と、前記棒状部材を上下
   方向に移動させる駆動部と、前記空間を形成する壁の内
   面に着脱自在に取り付けられ、かつ前記棒状部材及び駆
   動部を前記空間内に支持する支持部とを備え、前記駆動
   部で前記棒状部材を下方向に移動させることにより、前
   記センサ保持部のセンサを前記管路の表面に密着させて
   取り付けることを特徴とするセンサ取付装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載のセンサ取付装置におい
   て、 前記支持部は横方向に伸縮自在なアームを有し、そのア
   ームを伸長させたときの突っ張り力で前記棒状部材を支
   持することを特徴とするセンサ取付装置。
3. 【請求項３】 請求項２記載のセンサ取付装置におい
   て、 前記アームは先端に弾性部材を有することを特徴とする
   センサ取付装置。
4. 【請求項４】 請求項１記載のセンサ取付装置におい
   て、 前記センサ保持部には、前記センサを前記管路表面に密
   着させたときに、前記センサを前記管路の中心に向ける
   ための案内部材が設けられていることを特徴とするセン
   サ取付装置。
5. 【請求項５】 請求項１記載のセンサ取付装置におい
   て、 前記センサ保持部は、前記管路の軸方向に沿って設けら
   れた２つの超音波センサを有することを特徴とするセン
   サ取付装置。
6. 【請求項６】 請求項１記載のセンサ取付装置におい
   て、 前記駆動部は、前記棒状部材を手動により上下方向に移
   動させることを特徴とするセンサ取付装置。