JP2003004434A

JP2003004434A - 管内検査方法

Info

Publication number: JP2003004434A
Application number: JP2001188233A
Authority: JP
Inventors: Koji Fujiwara; 弘次藤原; Koji Ashida; 耕司芦田
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2001-06-21
Filing date: 2001-06-21
Publication date: 2003-01-08

Abstract

(57)【要約】【課題】被検査管内における継ぎ手の位置を正確に計
測し得る管内検査方法を提供する。【解決手段】本発明に係る管内検査方法は、被検査管
の一端に音響送信機及び音響受信機を配置し、前記音響
送信機から被検査管内に音響波を送信した後、被検査管
内で反射した音響波を前記音響受信機で受信することに
より、被検査管の継ぎ手位置候補を検知する手順と、被
検査管内を照明する照明手段と、前記照明手段により照
明された被検査管内を撮像する撮像手段とを備えるセン
サ本体１１を、該センサ本体１１の基端に接続され、表
面に螺旋状に凸部が形成された支持体１２を軸方向周り
に回転させながら前記継ぎ手位置候補まで挿入する手順
とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、いわゆる音響法に
よりガス管や水道管等の被検査管の継ぎ手位置候補を検
知した後、実際の継ぎ手位置の確認や管口径の計測に供
するべく、撮像光学系を備えたセンサ本体を挿入するよ
うに構成された管内検査方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ある種の検査作業においては、被検査管
内における継ぎ手の位置を正確に把握する必要が生じる
場合がある。例えば、地中に埋設された被検査管内の腐
食部位を特定し、その部分の交換を行うような場合に
は、交換を行う被検査管の継ぎ手位置を正確に把握する
必要がある。

【０００３】このような継ぎ手の位置を計測する手法と
しては、被検査管の管端に音響送信機及び音響受信機を
配置し、音響送信機から送出された音響波が、管内に生
じている継ぎ手等の断面積変化部で反射するのを音響受
信機で検出し、前記断面積変化部までの位置等を計測す
るいわゆる音響法が知られている（例えば、特開昭６１
−２９７５７号公報、特開昭６１−２０２１５８号公報
等）。

【０００４】斯かる音響法は、被検査管内部の雰囲気を
伝搬する音響波の速度を予め認識し、送信から受信まで
の音響波の伝搬時間を測定することにより、反射位置、
つまり音響送信機（管端）から断面積変化部までの距離
に換算するため、原理的に精度の良い位置計測を行い得
るものである。

【０００５】しかし、音響法による計測には、音響送信
機から送出された音響波にいわゆる多重反射が生じ、こ
の多重反射による音響波信号が検出された場合、当該信
号を本来の検出対象である継ぎ手等で反射された音響波
信号であると誤認するおそれがあるという問題がある。
換言すれば、各継ぎ手（断面積変化部）の位置計測精度
自体は良好であっても、検出される音響波信号の中に
は、実在しないにも関わらずあたかも継ぎ手から反射し
てきたかの如く検出される音響波信号が混在しており、
これが実在する継ぎ手を検出する上での誤差要因となっ
ている。

【０００６】一方、従来より、配管内の継ぎ手位置の検
知、管口径の計測等を行うべく、カメラや照明等を実装
したセンサ本体を配管内に挿入して検査を行う方法が実
施されている。例えば、実開昭６２−４９７６１号公報
には、センサ本体にコイルワイヤを接続し、該コイルワ
イヤをねじ状推進機構により回転推進させる装置（コイ
ルワイヤの推進速度は、回転時のねじ送りピッチ、つま
りコイルワイヤの線間ピッチに対応する）が記載されて
いる。

【０００７】しかしながら、センサ本体の配管内挿入方
法として、前述したコイルワイヤを用いる場合、コイル
ワイヤは、被検査管内への挿入時に、伸縮や屈曲等する
ことから、コイルワイヤの挿入長さと、実際の被検査管
の延長距離（センサ本体の管端からの位置）とが異なる
ことになる。したがって、コイルワイヤの挿入長さのみ
を測定しても、コイルワイヤに接続されたセンサ本体の
正確な位置を知ることはできないという問題がある。ま
た、前述したコイルワイヤを用いる場合、配管の継ぎ手
部における通線能力を高めるには、コイルワイヤを柔ら
かくする（弾性定数を小さくする）必要があり、センサ
本体が接続されたコイルワイヤの先端まで回転力を効率
良く伝達することは、コイルワイヤが長尺になればなる
ほど困難になるという問題がある。一方、回転力を効率
良く伝達するためにコイルワイヤを硬くする（弾性定数
を大きくする）と、柔軟性が低下するため、曲げ継ぎ手
部における通線能力が低下することになる。このように
相反する問題点を共に解決し得る最適なコイルワイヤの
弾性定数は決定し難く、配管の状況等に応じて適宜使い
分けざるを得ないのが現状である。また、コイルワイヤ
の推進速度は、コイルワイヤの線間ピッチに対応するた
め、センサ本体の挿入速度が遅くなるという問題もあ
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、斯かる従来
技術の問題点を解決するべくなされたものであり、被検
査管内における継ぎ手の位置を正確に計測し得る管内検
査方法を提供することを第１の課題とする。また、セン
サ本体まで回転力を効率良く伝達し得ると同時に、柔軟
性に優れ、結果として被検査管内の通線能力に優れる管
内検査方法を提供することを第２の課題とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記第１の課題を解決す
るべく、本発明は、請求項１に記載のように、被検査管
の一端に音響送信機及び音響受信機を配置し、前記音響
送信機から被検査管内に音響波を送信した後、被検査管
内で反射した音響波を前記音響受信機で受信することに
より、被検査管の継ぎ手位置候補を検知する手順と、被
検査管内を照明する照明手段と、前記照明手段により照
明された被検査管内を撮像する撮像手段とを備えるセン
サ本体を、該センサ本体の基端に接続され、表面に螺旋
状に凸部が形成された支持体を軸方向周りに回転させな
がら前記継ぎ手位置候補まで挿入する手順とを備えるこ
とを特徴する管内検査方法を提供するものである。

【００１０】請求項１に係る発明によれば、いわゆる音
響法により被検査管の継ぎ手位置候補を検知した後、照
明手段と撮像手段を備えたセンサ本体を前記継ぎ手位置
候補まで挿入する構成であるため、撮像手段で撮像され
た被検査管内の状況を観察することにより、前記継ぎ手
位置候補に実際に継ぎ手が存在するか否かを容易に把握
することができる。継ぎ手が実存していた場合、その位
置自体は、音響法で得られた音響波信号に基づき正確に
計測し得るので、結果として、被検査管内における継ぎ
手の位置を正確に計測することが可能となる。なお、継
ぎ手の位置のみならず、受信した音響波信号の振幅や、
撮像手段による撮像画等を適宜信号処理することによ
り、継ぎ手部における管径を計測することも可能であ
る。また、センサ本体の基端に接続された支持体の表面
に螺旋状に凸部が形成されているため、支持体を被検査
管の内壁に接触させつつ回転させると、接触部分で軸方
向の推進力が働き、支持体を前進させる力が作用するこ
とになる。つまり、単なる押し込み方法では推進の妨げ
となる摩擦力を、回転によって軸方向への推進力に容易
に変換することが可能である。

【００１１】更に前記第２の課題を解決するべく、請求
項２に記載のように、前記支持体は、長手方向に延伸す
る凸部が幅方向の一部に形成された帯状の剛性部材を、
幅方向の一部が重なり合うように螺旋状に巻回し、前記
剛性部材の重なり合った部分が互いに軸方向に摺動可能
となるように形成されたフレキシブル管とされる。

【００１２】請求項２に係る発明によれば、センサ本体
の基端に接続された支持体は、長手方向に延伸する凸部
が幅方向の一部に形成された帯状の剛性部材（例えば、
ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６等のステンレス材）を、幅
方向の一部が、前記凸部同士が重なり合わないような範
囲で、重なり合うように螺旋状に巻回することによって
形成されたフレキシブル管とされる。このように、フレ
キシブル管が、金属等の１つの剛性部材を巻回して形成
されているため、断面構造が比較的強固であり、センサ
本体まで回転力を効率良く伝達することが可能である。
また、前記剛性部材の重なり合った部分が互いに軸方向
（フレキシブル管の長手方向）に摺動可能とされている
ため、柔軟性に優れ、被検査管内におけるエルボ、ティ
ー等の曲げ継ぎ手部等の通線能力に優れるという効果を
奏する。このことは、センサ本体の挿入速度を早め得る
ことにも通じるものである。

【００１３】

【発明の実施の形態】（第１の実施形態）以下、添付図
面を参照しつつ、本発明の一実施形態について説明す
る。図１は、本発明の第１の実施形態に係る管内検査装
置の概略構成図であり、（ａ）は斜視図を、（ｂ）は部
分的縦断面図をそれぞれ示す。また、図２は、本実施形
態に係る管内検査装置が被検査管内を推進する様子を模
式的に示す模式図である。さらに、図３は、後述するよ
うに管内検査装置の一部を構成する回転押出し装置の部
分概略構成図であり、（ａ）は正面図を、（ｂ）は側面
図をそれぞれ示す。また、図４は、図１に示す管内検査
装置で被検査管内を観察する前に、音響法によって継ぎ
手位置候補を検知するための音響計測装置を示す説明図
であり、（ａ）は音響計測装置の概略構成を、（ｂ）は
音響計測装置で得られる音響波信号をそれぞれ示す。

【００１４】まず、本発明に係る管内検査方法を実施す
るに際し、図４に示す音響計測装置により、継ぎ手位置
候補を検知する。図４（ａ）に示すように、音響計測装
置１０は、被検査管Ｓの一端に配置されたスピーカ等の
音響送信機１０１と、マイクロフォン等の音響受信機１
０２を備え、更に、音響送信機１０１及び音響受信機１
０２を制御する制御装置１０３を備えている。制御装置
１０３は、音響送信機１０１から被検査管Ｓ内に音響波
を送信させる一方、音響受信機１０２で受信される被検
査管Ｓ内の所定の位置で反射した音響波信号を出力表示
するように構成されている。図４（ｂ）に示すように、
受信される音響波信号は、図４（ａ）に示すような配置
関係にある場合、まず、曲げ継ぎ手Ｓ１０で反射した音
響波信号Ｈ１０が受信された後、管端部Ｓ２０で反射し
た音響波信号Ｈ２０が受信され、次いで管端部Ｓ３０で
反射した音響波信号Ｈ３０が受信される。ここで、曲げ
継ぎ手Ｓ１０で反射した音響波は、音響送信機１０１と
の間で多重反射するため、当該多重反射した音響波信号
Ｈ１０’が、音響波信号Ｈ２０とＨ３０の間で受信され
ることになる。被検査管Ｓの管端の位置は予め認識され
ている場合が多いため、継ぎ手位置候補として、音響波
信号Ｈ１０及びＨ１０’の伝播時間に相当する位置が検
知されることになる。

【００１５】以上のようにして、継ぎ手位置候補を検知
した後、図１に示す管内検査装置によって、被検査管Ｓ
内が観察され、前記継ぎ手位置候補に実際に継ぎ手が存
在するか否かが把握される。図１に示すように、本実施
形態に係る管内検査装置１は、後述する光学系が搭載さ
れた検査カプセル１１と、検査カプセル１１の基端に接
続され、被検査管（図２にＳで示す）内に検査カプセル
１１を回転推進させて挿入するためのフレキシブル管１
２と、フレキシブル管１２を被検査管内に回転させなが
ら挿入するための回転押出し装置１３と、フレキシブル
管１２を巻回して収納する収納ドラム１４とを備えてい
る。さらに、本実施形態に係る管内検査装置１には、よ
りスムーズに被検査管内にフレキシブル管１２を挿入す
るべく、フレキシブル管１２の収納ドラム１４への出入
部に、清掃ブラシ１５が設置されている。また、後述す
る計測器１６や電源１７も設置されている。

【００１６】図１及び図３に示すように、回転押出し装
置１３は、フレキシブル管１２の収納ドラム１４への出
入部に配置され、フレキシブル管１２を所定位置で押圧
し、周方向について固定支持する押圧支持手段としての
フレキシブル管押さえローラ１３１と、フレキシブル管
１２の収納ドラム１４への出入部に配置され、フレキシ
ブル管１２を軸方向に強制的に押出しする押出し手段１
３２と、フレキシブル管１２を軸方向周りに回転させる
べく、収納ドラム１４、フレキシブル管押さえローラ１
３１及び押出し手段１３２を一体として回転させるため
の回転駆動手段１３３とを有する。ここで、押出し手段
１３２は、押出しローラ１３２ａと、押出しローラ１３
２ａを回転させるためのローラ回転駆動用モータ１３２
ｂとを備えている。また、回転駆動手段１３３は、モー
タ１３３ａ及びベルト１３３ｂを備えている。

【００１７】さらに、回転押出し装置１３は、収納ドラ
ム１４、フレキシブル管押さえローラ１３１及び押出し
手段１３２を一体として回転させるために、これらを連
結して保持するための保持枠１３４と、保持枠１３４を
前記軸方向周りに回転可能とするべく、玉軸受け（図示
せず）等によって支持する基台１３５とを備えている。
なお、本実施形態では、フレキシブル管１２を安定支持
するべく、フレキシブル管押さえローラ１３１を押出し
ローラ１３２ａとは別個に設けているが、その機能を押
出しローラ１３２ａに集約させることも可能である。つ
まり、フレキシブル管押さえローラ１３１を設けなくて
も、押出しローラ１３２ａ自体によってフレキシブル管
１２は周方向にある程度固定支持される。すなわち、押
出しローラ１３２ａに押出し手段としての機能と、押圧
支持手段としての機能とを併せ持たせることも可能であ
る。ただし、フレキシブル管押さえローラ１３１を併設
した方が、よりスムーズにフレキシブル管１２を押し出
すことが可能であると考えられる。

【００１８】押出し手段１３２によってフレキシブル管
１２を被検査管内に強制的に押し込むことにより、例え
ば、挿入口近傍など、挿入抵抗が小さい領域における検
査カプセル１１の挿入速度を早めることが可能である。
また、前記強制的な押出し力と回転推進力とを併用する
ことにより、より効率的な挿入が可能となる。さらに、
フレキシブル管１２と被検査管の内壁との摩擦力が小さ
く、回転推進力が十分に得られない場合であっても、押
出し力によって検査カプセル１１を被検査管内へと進行
させることが可能である。なお、収納ドラム１４にはハ
ンドル１４１が設置されており、フレキシブル管１２の
収納時には、ハンドル１４１を回転させることにより、
収納ドラム１４のみが回転し、フレキシブル管１２を巻
回収納することができるように構成されている。

【００１９】なお、収納ドラム１４は、図５に示す形態
にすることも可能である。この場合も図１に示す場合と
同様に、収納ドラム１４、フレキシブル管押さえローラ
１３１及び押出し手段１３２を連結して保持する保持枠
１３４を回転させることにより、収納ドラム１４、フレ
キシブル管押さえローラ１３１及び押出し手段１３２を
一体として回転させることができる。なお、ハンドル１
４１が回転の妨げとなるような場合には、折り畳み式や
脱着式のハンドルとすればよい。

【００２０】図６は、本実施形態に係るフレキシブル管
１２を部分的に示す縦断面図である。図６に示すよう
に、フレキシブル管１２は、長手方向に延伸する凸部１
２１ａが幅方向の一部に形成された長い帯状の剛性部材
（例えば、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６等のステンレス
材）１２１を、凸部１２１ａ同士が重なり合わない範囲
で、幅方向の一部が重なり合うように螺旋状に巻回し、
剛性部材１２１の重なり合った部分が互いに軸方向に摺
動可能となるように形成されている。本実施形態では、
凸部１２１ａと、凸部が形成されていない部分１２１ｂ
（本実施形態では凹部）とが重なり合うように螺旋状に
巻回されている。そして、この互いに重なり合っている
凸部１２１ａと、凸部が形成されていない部分１２１ｂ
とが互いに軸方向（フレキシブル管の長手方向）に摺動
可能となるように構成されている。なお、上記幅方向と
は、帯状の剛性部材１２１の長手方向と直交する方向を
意味する。

【００２１】本実施形態に係るフレキシブル管１２は、
以上に述べたような構成を有するため、図７に示すよう
に、フレキシブル管１２を被検査管Ｓの内壁に接触させ
つつ回転させると、接触部分（図７にＡ、Ｂで示す）で
軸方向の推進力が働き、フレキシブル管１２を前進させ
る力が作用することになる。つまり、従来の単純な押し
込み方法では推進の妨げとなる摩擦力を、回転によって
軸方向への推進力に容易に変換することが可能である。
また、フレキシブル管１２は、剛性部材を巻回して形成
されているため、断面構造が比較的強固であり、検査カ
プセル１１まで回転力を効率良く伝達することが可能で
ある。さらに、隣接する凸部１２１ａと凹部１２１ｂと
が、軸方向に互いに摺動自在に嵌合しているため、柔軟
性に優れ、被検査管内における継ぎ手部等の通線能力に
優れるという効果を奏する。なお、フレキシブル管１２
の剛性（柔軟性）は、フレキシブル管１２の管径、剛性
部材１２１の材質や厚さ、凹凸ピッチ等で変化するが、
相異なる複数の剛性部材１２１を長手方向に溶接して連
結する等の加工を施せば、フレキシブル管１２の部位に
よって前記厚さ等のパラメータを適宜変更することも可
能である。したがって、例えば、フレキシブル管１２の
先端側（検査カプセル１１に接続されている側）につい
ては剛性部材１２１の厚さを薄くすること等により屈曲
し易い柔軟性の高いものとし、基端側については剛性部
材１２１の厚さを増すこと等によりやや屈曲しにくいも
のの回転力を伝達し易いものとすれば、長距離において
も高い通線能力を得ることができる。

【００２２】図８は、検査カプセル１１とフレキシブル
管１２内における信号伝送を説明する説明図であり、
（ａ）は検査カプセル１１及びフレキシブル管１２全体
の構成を、（ｂ）は検査カプセル１１の近傍における概
略の内部構成を示す。前述のように、フレキシブル管１
２は回転するため、フレキシブル管１２内への電力供給
や信号の取り出しは、フレキシブル管１２の基端部に取
り付けられた回転伝送器（回転を伴う各種装置への信号
及び動力の伝送を行う機器であり、スリップリング等か
ら形成される）１２２を用いて行われる。また、回転伝
送器１２２には、計測器１６及び電源１７が接続されて
いる。計測器１６は、後述する出力信号を表示、記録又
は信号処理するための機器であり、モニタ、ビデオレコ
ーダ、信号処理装置等から構成されている。検査カプセ
ル１１には、電源１７から回転伝送器１２２及びフレキ
シブル管１２内の配線１２３を介して必要な電力が供給
される。一方、検査カプセル１１で検出した出力信号
（例えば被検査管内の観察像）は、計測器１６に送信さ
れ、計測器１６が具備するモニター等に表示される。

【００２３】検査カプセル１１の内部には、図８（ｂ）
に示すように、被検査管内を照明する照明１１１と、照
明１１１により照明された被検査管内を撮像するための
撮像手段を構成する光学レンズ１１２及びＣＭＯＳイメ
ージセンサやＣＣＤイメージセンサ等の撮像素子１１３
と、撮像素子１１３の出力を増幅する電子回路１１４と
が搭載されている。電子回路１１４で増幅された出力信
号は、コネクタ１２４を介してフレキシブル管１２内の
配線１２３によって伝送される。

【００２４】以上に説明した管内検査装置１のフレキシ
ブル管１２を回転させることにより、検査カプセル１１
は順次被検査管内を進行していき、被検査管内の状況を
観察して、継ぎ手位置候補に実際に継ぎ手が存在するか
否かを容易に把握することが可能である。例えば、本実
施形態の管内検査装置１を内径２５ｍｍの配管に使用す
る場合には、フレキシブル管１２の直径は１０ｍｍ程度
で、検査カプセル１１の最大直径は２０ｍｍ程度とする
ことが可能であり、配管内に存在する継ぎ手部も容易に
通過することが可能である。

【００２５】（第２の実施形態）次に、本発明の第２の
実施形態について説明する。図９は、本発明の第２の実
施形態に係る管内検査装置の概略構成を示す斜視図であ
る。また、図１０は、後述するように管内検査装置の一
部を構成するツイストローラの配置関係を示す説明図で
あり、（ａ）は正面図を、（ｂ）は平面図をそれぞれ示
す。図９に示すように、本実施形態に係る管内検査装置
１も、検査カプセル１１と、検査カプセル１１の基端に
接続され、被検査管内に検査カプセル１１を回転推進さ
せて挿入するためのフレキシブル管１２と、フレキシブ
ル管１２を被検査管内に回転させながら挿入するための
回転押出し装置１３と、フレキシブル管１２を巻回して
収納する収納ドラム１４とを備えている。なお、図９に
は示していないが、第１の実施形態と同様に、清掃ブラ
シを設置することも可能である。

【００２６】本実施形態に係る回転押出し装置１３は、
フレキシブル管１２を挟持する一対のツイストローラ１
３１ａ、１３１ｂ（以下、適宜両者を併せて、ツイスト
ローラ１３１と称する）と、ツイストローラ１３１を回
転させる回転駆動手段としてのモータ１３２とを有す
る。ここで、図１０に示すように、一方のツイストロー
ラ１３１ａは、その回転軸Ｌ_aが、該ツイストローラ１
３１ａに接触する位置におけるフレキシブル管１２の軸
方向（つまり、フレキシブル管１２の進行（押出し）方
向に相当）と直交する方向に対し、所定角度θだけ傾い
た方向となるように設置されている。また、他方のツイ
ストローラ１３１ｂは、その回転軸Ｌ_bが、前記直交す
る方向に対し、前記ツイストローラ１３１ａの回転軸方
向とは逆方向に所定角度θだけ傾いた方向となるように
設置されている。これにより、フレキシブル管１２は、
ツイストローラ１３１によって回転すると同時に軸方向
に押し出される。すなわち、本実施形態に係るツイスト
ローラ１３１は、フレキシブル管１２を軸方向に押出す
機能と軸方向周りに回転させる機能とを兼ね備えたもの
である。なお、フレキシブル管１２に対する摩擦力を所
定値以上にして前記機能を十分に発揮させるべく、ツイ
ストローラ１３１の表面は、例えばゴム材で覆うことが
好ましい。

【００２７】本実施形態に係るフレキシブル管１２に
は、軸方向の略等間隔毎に（例えば１ｍ毎に）クラッチ
機構１２１が介挿され、回転部位制御手段を構成してい
る。本実施形態に係るクラッチ機構１２１としては、例
えば、ワンウェイクラッチ（歯付きクラッチやスプリン
グクラッチ等）と称される機械部品を使用することが可
能である。例えば、歯付きクラッチは、図１１に示すよ
うに、表面に放射状の鋸溝が設けられた円板ｄの表面同
士を当接させて構成されており、一回転方向には両者の
溝が噛合うため回転力を伝達することができるが、逆回
転方向には噛み合わず回転力を伝達することができない
ことになる。ここで、本実施形態に係るクラッチ機構１
２１は、回転力の伝達方向を切り替え得るように構成さ
れており、例えば、図１２に示すように、前述した２つ
の歯付きクラッチＡ（円板ｄ１及びｄ２で構成）及びＢ
（円板ｄ３及びｄ４で構成）を組み合わせて形成されて
いる。ここで、円板ｄ１〜ｄ４の表面には、歯付きクラ
ッチＡ及びＢの各回転力伝達方向が互いに逆方向（クラ
ッチＡはＸ方向、クラッチＢはＹ方向（Ｘ方向と逆方
向））になるように鋸溝が設けられている。また、各歯
付きクラッチＡ、Ｂの一部をそれぞれ構成する円板ｄ２
及びｄ３は、裏面同士が結合されて部材１２１ａを構成
しており、当該部材１２１ａが更にフレキシブル管１２
に結合され、フレキシブル管１２と一体となって移動可
能とされている。また、各円板ｄ１〜ｄ４は、外枠１２
１ｂ内に収容されており、円板ｄ１及びｄ２の裏面が外
枠１２１ｂの内壁に結合されている。さらに、円板ｄ１
の裏面にフレキシブル管１２が結合されている。

【００２８】以上の構成を有するクラッチ機構１２１に
おいて、図１２に示すように、回転力が伝達しない状態
（図１２（ａ））から、フレキシブル管１２に紙面左方
向の押圧力が付勢された場合には、部材１２１ａが紙面
左方向に移動して、歯付きクラッチＡが噛合う状態にな
り（図１２（ｂ））、紙面右方向の引張力が付勢された
場合には、部材１２１ａが紙面右方向に移動して、歯付
きクラッチＢが噛合う状態になる（図１２（ｃ））。従
って、図１２（ｂ）に示す状態において、クラッチ機構
１２１の前後の何れか一方の位置でフレキシブル管１２
に矢符Ｘ方向の回転力を付勢すれば、歯付きクラッチＡ
が回転し、他方の位置におけるフレキシブル管１２に同
方向の回転力が伝達することになる。なお、矢符Ｙ方向
の回転力を付勢したとしても、回転力は伝達しないこと
になる。一方、図１２（ｃ）に示す状態において、クラ
ッチ機構１２１の前後の何れか一方の位置でフレキシブ
ル管１２に矢符Ｙ方向の回転力を付勢すれば、歯付きク
ラッチＢが回転し、他方の位置におけるフレキシブル管
１２に同方向の回転力が伝達することになる。なお、矢
符Ｘ方向の回転力を付勢したとしても、回転力は伝達し
ないことになる。

【００２９】次に、フレキシブル管１２に介挿された複
数のクラッチ機構１２１から構成される回転部位制御手
段の動作について以下に説明する。図１３は、回転部位
制御手段の動作を示す説明図である。図１３に示すよう
に、回転部位制御手段は、前述した構成を有する複数の
クラッチ機構１２１からなり、各クラッチ機構１２１
は、歯付きクラッチＡ及びＢを組み合わせて形成されて
いる。ここで、回転押出し装置１３は、矢符Ｘ方向にフ
レキシブル管１２を回転させると同時に、被検査管側
（紙面左方向）に押出すように構成されている。この
際、回転押出し装置１３に対して押出し方向（紙面左方
向）に位置するクラッチ機構１２１では、フレキシブル
管１２に付勢される押出し力によって、歯付きクラッチ
Ａが噛み合うことになるため、矢符Ｘ方向の回転力が伝
達し、フレキシブル管１２も同方向に回転することにな
る。一方、回転押出し装置１３に対して収納ドラム１４
側（紙面右方向）に位置するクラッチ機構１２１では、
収納ドラム１４の回転抵抗等に起因して、紙面右方向へ
の引張力が発生するため、歯付きクラッチＡが離間し、
歯付きクラッチＢが噛み合う状態となる。従って、回転
押出し装置１３に対して収納ドラム１４側に位置するフ
レキシブル管１２には、矢符Ｘ方向の回転力が伝達しな
いことになる。以上のようにして、本実施形態に係る回
転部位制御手段によれば、回転押出し装置１３に対して
押出し方向に位置するフレキシブル管１２にのみ回転力
を伝達することが可能である。なお、本実施形態におけ
るクラッチ機構１２１は、一回転方向（矢符Ｘ方向）に
のみ回転力を伝達する構成となっているが、これは、単
純な構成とするべく歯付きクラッチを適用したためであ
って、本発明は何らこれに限定されるものではない。す
なわち、回転押出し装置１３に対して押出し方向に位置
するフレキシブル管１２にのみ回転力を伝達し得るよう
に、回転力の伝達をオン／オフできるクラッチ機構１２
１である限りにおいて、種々の形態を採用することがで
き、例えば、電磁バルブのようなアクチュエータを適用
すれば、双方向の回転力を伝達し得るように構成するこ
とも可能である。

【００３０】このように、本実施形態に係るフレキシブ
ル管１２には、複数のクラッチ機構１２１が介挿され、
回転押出し装置１３に対して押出し方向に位置するフレ
キシブル管１２にのみ回転力を伝達し得るように構成さ
れているため、フレキシブル管１２のうち、ツイストロ
ーラ１３１によって回転させられる部位よりも前方（検
査カプセル１１の方向）の部位は回転するが、後方の部
位は回転しないことになる。従って、第１の実施形態の
場合と異なり、フレキシブル管１２は、図９に示すよう
な簡易な一般的収納ドラム１４に巻回収納することがで
き、回転押出し装置１３を単純化することが可能であ
る。なお、第１の実施形態の場合と同様に、フレキシブ
ル管１２を、先端側は屈曲し易い柔軟性の高いものと
し、基端側はやや屈曲しにくいものの回転力を伝達し易
いものとすれば、長距離においても高い通線能力を得る
ことができる。

【００３１】図１４は、検査カプセル１１とフレキシブ
ル管１２内における信号伝送を説明する説明図であり、
（ａ）は検査カプセル１１及びフレキシブル管１２全体
の構成を、（ｂ）は検査カプセル１１の近傍における概
略の内部構成を示す。本実施形態における信号伝送は、
光伝送方式が採用されており、フレキシブル管１２内に
は光ファイバ１２３が敷設されている。また、前述のよ
うに、フレキシブル管１２は回転するため、フレキシブ
ル管１２に敷設された光ファイバ１２３からの信号の取
り出しは、フレキシブル管１２の基端部に取り付けられ
た光回転伝送器１２２を用いて行われる。また、フレキ
シブル管１２には、軸方向の略等間隔毎に（例えば１ｍ
毎に）クラッチ機構１２１が介挿されており、クラッチ
機構１２１内には、光カップリング装置１２４が組み込
まれている。これにより、フレキシブル管１２の回転時
にも光ファイバ１２３をねじることなく光信号を伝送す
ることが可能である。光回転伝送器１２２には、計測器
１６が接続されている。検査カプセル１１で検出した出
力信号（例えば被検査管内の観察像）は、計測器１６に
送信され、計測器１６が具備するモニター等に表示され
る。

【００３２】検査カプセル１１の内部には、図１４
（ｂ）に示すように、被検査管内を照明する照明１１１
と、照明１１１により照明された被検査管内を撮像する
ための撮像手段を構成する光学レンズ１１２及びＣＭＯ
ＳイメージセンサやＣＣＤイメージセンサ等の撮像素子
１１３と、撮像素子１１３の出力を増幅する電子回路１
１４とが搭載されている。さらに、本実施形態では、第
１の実施形態と異なり、外部からの電力の供給がないた
め、検査カプセル１１内に電力供給手段としてのバッテ
リ１１５が搭載されている。電子回路１１４からの出力
信号は、検査カプセル１１内の所定のデバイス（図示せ
ず）により光信号に変換され、光送信機１１６によって
光ファイバ１２３内に送信される。

【００３３】以上に説明した管内検査装置１のフレキシ
ブル管１２を回転させることにより、検査カプセル１１
は順次被検査管内を進行していき、被検査管内の状況を
観察することが可能である。本実施形態に係る管内検査
装置１の場合、検査カプセル１１内にバッテリ１１５を
搭載するため、第１の実施形態の場合よりも若干寸法が
大きくなる。例えば、本実施形態の管内検査装置１を内
径５０ｍｍの配管に使用する場合には、フレキシブル管
１２の直径は２０ｍｍ程度で、検査カプセル１１の最大
直径は３５ｍｍ程度とすることが可能であり、配管内に
存在する継ぎ手部も容易に通過することが可能である。

【００３４】なお、本実施形態では、図９に示すよう
に、フレキシブル管１２を軸方向に押出す機構と軸方向
周りに回転させる機構とを併せ持つ手段としてツイスト
ローラ１３１を用いたが、第１の実施形態と同様に、両
機構を別々に設ける構成とすることも可能である。

【００３５】上記構成は、例えば、図１５に示すよう
に、フレキシブル管１２の収納ドラム１４への出入部
に、図１に示す第１の実施形態の一部と同様の構成を有
する回転押出し装置１３を設けることによって実現可能
である。つまり、図１５に示す回転押出し装置１３は、
フレキシブル管１２を軸方向に押出すための押出しロー
ラ及び該押出しローラを回転させるローラ回転駆動用モ
ータからなる押出し手段１３２と、フレキシブル管１２
を所定位置で押圧し周方向について固定支持するフレキ
シブル管押さえローラ１３１と、押出し手段１３２及び
フレキシブル管押さえローラ１３１を一体として回転さ
せるべく、これらを一体として支持する外枠１３４と、
外枠１３４を回転可能に支持する基台１３５と、外枠１
３４を回転させるためのモータ１３３ａやベルト１３３
ｂを具備した回転駆動手段１３３とを備えている。外枠
１３４は、前述のように、押出し手段１３２及びフレキ
シブル管押さえローラ１３１を一体として回転させるべ
く、玉軸受け（図示せず）等を介して基台１３５上に回
転可能に支持されている。外枠１３４を回転駆動手段１
３３によって回転させることにより、押出し手段１３２
の押出しローラやフレキシブル管押さえローラ１３１が
回転し、これらのローラで保持されたフレキシブル管１
２を軸方向周りに回転させることが可能である。また、
押出し手段１３２を構成する前記ローラ回転駆動用モー
タによって押出しローラを回転させることにより、フレ
キシブル管１３を軸方向へ押出すことが可能である。

【００３６】以上に説明した図１５に示す構成の場合、
モータ１３３ａと前記ローラ回転駆動用モータとを独立
別個に制御することができるので、軸方向周りの回転速
度と、軸方向への押出し速度を独立して制御することが
可能である。なお、押出し手段１３２の詳細な構成は、
前述した第１の実施の形態の場合と同様である。また、
第１の実施の形態と同様に、フレキシブル管押えローラ
１３１の機能を、押出し手段１３２の押出しローラに集
約することも可能である。

【００３７】なお、本実施形態に係る検査装置で被検査
管内を観察する前に、図４に示すような音響計測装置で
継ぎ手位置候補を検知しておく点については、第１の実
施形態の場合と同様である。

【００３８】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明に係る管
内検査方法によれば、いわゆる音響法により被検査管の
継ぎ手位置候補を検知した後、照明手段と撮像手段を備
えたセンサ本体を前記継ぎ手位置候補まで挿入する構成
であるため、撮像手段で撮像された被検査管内の状況を
観察することにより、前記継ぎ手位置候補に実際に継ぎ
手が存在するか否かを容易に把握することができる。継
ぎ手が実存していた場合、その位置自体は、音響法で得
られた音響波信号に基づき正確に計測し得るので、結果
として、被検査管内における継ぎ手の位置を正確に計測
することが可能となる。なお、継ぎ手の位置のみなら
ず、受信した音響波信号の振幅や、撮像手段による撮像
画等を適宜信号処理することにより、継ぎ手部における
管径を計測することも可能である。また、センサ本体の
基端に接続された支持体の表面に螺旋状に凸部が形成さ
れているため、支持体を被検査管の内壁に接触させつつ
回転させると、接触部分で軸方向の推進力が働き、支持
体を前進させる力が作用することになる。つまり、単な
る押し込み方法では推進の妨げとなる摩擦力を、回転に
よって軸方向への推進力に容易に変換することが可能で
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の第１の実施形態に係る管内
検査装置の概略構成図である。

【図２】図２は、本発明に係る管内検査装置が被検査
管内を推進する様子を模式的に示す模式図である。

【図３】図３は、本発明の第１の実施形態に係る管内
検査装置の一部を構成する回転押出し装置の部分概略構
成図である。

【図４】図４は、本発明の第１の実施形態に係る音響
計測装置を示す説明図である。

【図５】図５は、本発明の第１の実施形態に係る管内
検査装置において、他の形態の収納ドラムを適用した例
を示す概略構成図である。

【図６】図６は、本発明に係るフレキシブル管を部分
的に示す縦断面図である。

【図７】図７は、本発明に係るフレキシブル管の回転
推進の原理を説明する説明図である。

【図８】図８は、本発明の第１の実施形態に係る検査
カプセルとフレキシブル管内における信号伝送を説明す
る説明図である。

【図９】図９は、本発明の第２の実施形態に係る管内
検査装置の概略構成図である。

【図１０】図１０は、本発明の第２の実施形態に係る
ツイストローラの配置関係を示す説明図である。

【図１１】図１１は、本発明の第２の実施形態に係る
クラッチ機構を構成する円板の概略構成図である。

【図１２】図１２は、本発明の第２の実施形態に係る
クラッチ機構の概略構成図である。

【図１３】図１３は、本発明の第２の実施形態に係る
回転部位制御手段の動作を示す説明図である。

【図１４】図１４は、本発明の第２の実施形態に係る
検査カプセルとフレキシブル管内における信号伝送を説
明する説明図である。

【図１５】図１５は、本発明の第２の実施形態に係る
管内検査装置において、他の形態の押出し装置を適用し
た例を示す概略構成図である。

【符号の説明】

１・・・管内検査装置１１・・・検査カプセル１２・・・フレキシブル管１３・・・回転押出し装
置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０２Ｂ 23/24 Ｇ０２Ｂ 23/24 Ａ２Ｈ０４０Ｆターム(参考） 2F065 AA01 AA15 AA27 AA60 BB08 FF41 FF67 JJ03 JJ26 PP01 PP26 QQ23 SS02 SS13 2F068 AA01 BB09 CC16 FF03 FF12 FF25 HH01 KK14 2F069 AA01 AA40 BB40 CC02 GG04 GG07 KK01 MM32 QQ12 2G047 AB01 BA03 BC18 CA01 CA07 EA10 EA11 GA21 GD02 2G051 AA82 AB02 AC15 CA04 CC17 2H040 AA02 DA03 DA12 DA15 DA51 DA54 GA02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被検査管の一端に音響送信機及び音響受
信機を配置し、前記音響送信機から被検査管内に音響波
を送信した後、被検査管内で反射した音響波を前記音響
受信機で受信することにより、被検査管の継ぎ手位置候
補を検知する手順と、被検査管内を照明する照明手段と、前記照明手段により
照明された被検査管内を撮像する撮像手段とを備えるセ
ンサ本体を、該センサ本体の基端に接続され、表面に螺
旋状に凸部が形成された支持体を軸方向周りに回転させ
ながら前記継ぎ手位置候補まで挿入する手順とを備える
ことを特徴とする管内検査方法。
【請求項２】前記支持体は、長手方向に延伸する凸部
が幅方向の一部に形成された帯状の剛性部材を、幅方向
の一部が重なり合うように螺旋状に巻回し、前記剛性部
材の重なり合った部分が互いに軸方向に摺動可能となる
ように形成されたフレキシブル管であることを特徴とす
る請求項１に記載の管内検査方法。