JP2019035924A - イメージスコープ - Google Patents

Abstract

【課題】大口径の配管や、狭隘部又は屈曲部を有する配管であっても、目的とする箇所までイメージスコープを円滑に移動させる。【解決手段】可撓性のパイプ２と、前記パイプの先端部に設けられた湾曲部２ａと、前記湾曲部の先端部に設けられた移動機構３と、前記移動機構の先端部に装着された検査部７と、を有するイメージスコープ１であって、前記移動機構３は、移動機構用パイプ４と、前記移動機構用パイプの外周に設けられた少なくとも１の移動体５と、前記移動機構用パイプに内部に設けられた振動体６と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、例えば配管内部等の狭隘部を検査する際に用いられるイメージスコープに関する。

一般に、配管内部等の狭隘部を検査する際に用いられるイメージスコープは、使用者が手動でイメージスコープを外部から配管内に送り込みながら目的の位置まで挿入して使用している。

このような配管内部の検査を行う装置として、ケーブル先端に車輪を取り付けた走行ロボットを接続し配管内を移動させ、走行ロボットに搭載した探傷装置や撮像装置等により配管内部を検査する配管検査装置が知られている。

特開２００４−１３２７６３号公報

上述した従来の検査装置において、配管内検査の効率化のために検査装置を自走で移動可能とすることが望ましいが、走行ロボットに車輪や電動機等からなる自走用の駆動装置を搭載すると走行ロボットが大型化するとともに重量が増すことにより、狭隘部や屈曲部を有する配管及び上下に急傾斜する配管等への挿入が難しくなるという課題がある。

また、自走用の駆動装置を搭載しないイメージスコープのみの検査装置では、挿入経路の内径がイメージスコープ径より大きい場合や、挿入距離が長い場合や屈曲している場合は、イメージスコープが挿入途中で屈曲し、先に進めることができないという課題があった。

本発明の実施形態は、上述した課題を解決するためになされたもので、大口径の配管や、狭隘部又は屈曲部を有する配管であっても、目的とする箇所までイメージスコープを円滑に移動させることができるイメージスコープを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本実施形態に係るイメージスコープは、可撓性のパイプと、前記パイプの先端部に設けられた湾曲部と、前記湾曲部の先端部に設けられた移動機構と、前記移動機構の先端部に装着された検査部と、を有するイメージスコープであって、前記移動機構は、移動機構用パイプと、前記移動機構用パイプの外周に設けられた少なくとも１の移動体と、前記移動機構用パイプに内部に設けられた振動体と、を備えることを特徴とする。

本発明の実施形態によれば、大口径の配管や、狭隘部又は屈曲部を有する配管であっても、目的とする箇所までイメージスコープを円滑に移動させることができる。

（ａ）は第１の実施形態に係るワイヤ束を備えたイメージスコープの構成図、（ｂ）は鱗状束を備えたイメージスコープの構成図。 図１（ａ）のＡ−Ａ線断面図。 第２の実施形態に係るイメージスコープの構成図。 図３のＢ−Ｂ線断面図。 第２の実施形態に係るイメージスコープを引き抜く際の模式図。 第３及び第４の実施形態に係るイメージスコープの構成図。

以下、本発明に係るイメージスコープの実施形態について、図面を参照して説明する。
なお、以下の説明ではイメージスコープを配管内の検査に用いる例について説明するが、これに限定されず、他の様々な狭隘部や屈曲部を有する構造物の検査に用いることができるのはもちろんである。

［第１の実施形態］
第１の実施形態に係るイメージスコープを、図１及び図２を用いて説明する。
（全体構成）
本実施形態に係るイメージスコープ１は、先端側に湾曲部２ａが設けられた可撓性のパイプ２と、湾曲部２ａの先端部に取り付けられた移動機構３と、移動機構３の先端に取り付けられた撮像装置等からなる検査部７と、から構成される。

パイプ２の長さは検査対象の配管９の長さ等に応じて適宜変更可能であり、配管９の外部に設けられた駆動機構により配管９内に挿入又は引き出される（図示せず）。また、湾曲部２ａの長さも、配管９の内径等に応じて適宜変更可能である。パイプ２及び移動機構３の内部には光ファイバ等の導光体や信号ケーブル等が配置され、各種信号の入出力や検査部７で撮像された画像等を外部へ出力する。

検査部７は、広角レンズ等からなる撮像装置や超音波探傷装置等の非破壊検査装置、又はそれらの組み合わせから構成される。
湾曲部２ａは、湾曲ゴム等からなり外部からアングルノブ等を操作することにより複数方向に湾曲可能な構成となっている（図示せず）。

（移動機構）
移動機構３は、湾曲部２ａの端部に設けられた移動機構用パイプ４と、移動機構用パイプ４の内部に設けられた振動体６と、移動機構用パイプ４の外周に適宜な間隔をおいて設けられた少なくとも１以上のワイヤ束５ａ又は鱗状束５ｂからなる移動体５から構成される。

ワイヤ束５ａは、図１（ａ）に示すように、適度な硬度をもった多数の金属製細線から構成され、一端が移動機構用パイプ４の先端部側外周に取り付けられ、他端は移動機構用パイプ４の後方に向けて傾斜して拡開している。

鱗状束５ｂは、図１（ｂ）に示すように、金属、セラミック又は樹脂製の小片を複数重ねた構成であり、一端が移動機構用パイプ４の先端部側に取り付けられ、他端は移動機構用パイプ４の後方に向けて傾斜して拡開している。この鱗状束５ｂの各片には、強度や配管内面との摩擦力を増すために長手方向に凹凸部や溝部を設けてもよい（図示せず）。また、鱗状束５ｂを構成する小片の形状は限定されず、長方形、台形、略楕円形、一部を切り欠いた略楕円形、扇形など、種々の形状をとることができる。

前述したように、ワイヤ束５ａ又は鱗状束５ｂからなる移動体５の一端部は移動機構用パイプ４の外周に適宜な間隔で取り付けられ、拡開している他端部の少なくとも１つは、図２に示すように、配管９の内面に接触している。また、移動体５の先端部には摩擦係数の大きい物質を設けるか又は当該先端部を摩擦係数の大きい物質で被覆するようにしてもよい。
振動体６としては公知の小型の振動モータ等が用いられる。

（作用）
上記のように構成されたイメージスコープ１の作用について説明する。なお、以下の説明では移動体５としてワイヤ束５ａを用いる例について説明するが、鱗状束５ｂについても同様な作用を奏する。

イメージスコープ１を用いて配管検査を行う場合、先ず、外部から検査対象の配管９内にイメージスコープ１を挿入する。その際、ワイヤ束５ａからなる複数の移動体５は、ワイヤ束５ａが進行方向に対し後方に拡開して取り付けられているので、イメージスコープ１を配管９内に円滑に挿入することができる。複数のワイヤ束５ａのうち、少なくとも１つのワイヤ束５ａは、図２に示すように、自重により配管９の内面と接触する。

そして、振動体６を振動させると、ワイヤ束５ａが振動し、配管９の内面との接触角度から前方方向に推進力が生じ、イメージスコープ１は前進する。移動状況は検査部７によりモニターし、振動体６を適宜駆動制御することで、イメージスコープ１を所望の位置まで移動させ、配管９内面の目視検査又は非破壊検査等を行う。

その際、振動体６（振動モータ）の回転数（振動数）を制御することで、イメージスコープ１の進行速度を調節することができる。これにより、検査対象の配管９内の欠陥の種類、数等に応じてイメージスコープ１の進行速度を調節することが可能となり、配管検査の高精度化及び検査時間の短縮化を図ることができる。

（効果）
本実施形態によれば、イメージスコープ１の先端部の外周にワイヤ束５ａ又は鱗状束５ｂからなる複数の移動体５を設けることにより、配管９の口径が大きい場合や配管９が屈曲又は略直立している場合でも停滞することなく、自らの推進力で配管９内を円滑に移動させることができる。

また、移動体５の先端部に摩擦係数の大きい物質が設けられている場合には、配管９の内面との摩擦力が増すことで、より大きな推進力を得ることができる。例えば、移動体５を先端側に、移動体５の基材よりも摩擦係数が高い物質を被覆した構成とする（例えば、基材の金属に樹脂を被覆する）。別の例としては、移動体５を検査部７側と先端側とを異なる物質で構成し、先端側が検査部７側より摩擦係数が大きい物質で構成する。さらに別の例としては、移動体５の先端側に粗面加工を施したものとする。

さらに、移動機構用パイプ４の内部に設けられた振動体６の振動数を制御することによりイメージスコープ１の進行速度を調節することが可能となるため、配管検査の高精度化及び検査時間の短縮化を図ることができる。

［第２の実施形態］
第２の実施形態に係るイメージスコープ１を、図３〜図５を用いて説明する。
本第２の実施形態では、ワイヤ束５ａ又は鱗状束５ｂからなる移動体５を形状記憶合金からなる取付部８を介して移動機構用パイプ４に取り付ける構成としている。なお、以下の説明では、移動体５がワイヤ束５ａの例について説明する。

このように構成された本第２の実施形態において、イメージスコープ１を移動させる場合には、図３及び図４に示すように、形状記憶合金からなる取付部８に電流を流すことによりジュール熱を発生させて昇温し、取付部８を外側に変形させてワイヤ束５ａの取付角度を大きくし、配管９の内面に接触させる。そして、振動体６を駆動することによりワイヤ束５ａに推進力を与える。

このようにワイヤ束５ａは、形状記憶合金からなる取付部８により移動機構用パイプ４との取付角度を適宜変更することができるが、取付角度は、好適には１５°〜７０°の範囲で可変とすることが望ましい。

本実施形態において、イメージスコープ１を配管９から引き抜く際は、図５に示すように、ワイヤ束５ａが配管９の内面に接触しないように、取付部８への電流を遮断するか付与電流を小さくして温度を下げることにより、取付角度を小さくする。また、配管９の内径が大きい場合や障害物がある場合には、図３及び図４に示すように、多数の移動体５が配管９の内面に強固に接触するように、取付部８の温度を上昇させ取付角度を大きくする。

本実施形態によれば、配管９の口径が大きい場合や配管９が屈曲又は略直立している場合でも、移動機構３の取付角度を変更することにより、ワイヤ束５ａと配管９との接触面積を大きくすることで、イメージスコープ１を確実かつ効率的に移動させることができる。

以上説明したように、本実施形態によれば、形状記憶合金からなる取付部８の温度を制御することにより、イメージスコープ１の配管９内への挿入、引抜きを円滑に行うことができるとともに、大口径の配管９や屈曲又は略直立している配管９であっても、自らの推進力で配管９内を円滑に移動させることができる。

［第３の実施形態］
第３の実施形態に係るイメージスコープ１を、図６を用いて説明する。
本第３の実施形態ではワイヤ束５ａ又は鱗状束５ｂの代わりに、移動体５として流体噴射ノズル５ｃを用いる構成としている。

この流体噴射ノズル５ｃは、噴射方向が後方となるように移動機構用パイプ４の外周に少なくとも１つ、好適には２つ設けられるが、３以上設けてもよい。
また、移動機構用パイプ４の基部には移動機構用パイプ４を回転可能にする回転機構１０が設けられている。

このように構成された本実施形態において、イメージスコープ１は流体噴射ノズル５ｃから噴出された流体の反力により前方方向へ進むことができる。
また、イメージスコープ１の進行方向を変える場合には、回転機構１０により移動機構用パイプ４を回転させ、流体噴射ノズル５ｃの噴射方向を変更するか、移動機構用パイプ４の周囲に設けられた複数の流体噴射ノズル５ｃのうちの一部の流体噴射ノズル５ｃの機能を停止することにより行われる。なお、湾曲部２ａの屈曲操作と協働してイメージスコープ１の進行方向を変えることも可能である（第４の実施形態参照）。

本実施形態によれば、配管９が屈曲又は略直立している場合でも、流体噴射ノズル５ｃの推進力で、イメージスコープ１を目標とする位置まで確実かつ効率的に移動させることができる。
なお、本実施形態では流体噴射ノズル５ｃを移動機構用パイプ４の周囲に複数設けてもよい。また、第１及び第２の実施形態のワイヤ束５ａ又は鱗状束５ｂと併用してもよい。

［第４の実施形態］
第４の実施形態に係るイメージスコープ１を、図６を用いて説明する。
本実施形態では、湾曲部２ａと回転機構１０を用いることにより、流体噴射ノズル５ｃの噴射方向を任意の方向に向けることを可能とする。

すなわち、外部からの操作による湾曲部２ａの屈曲と、回転機構１０の回転と、流体噴射ノズル５ｃの推進力とを協働させて、流体噴射ノズル５ｃを任意の位置に位置決めする。これにより、第３の実施形態よりも屈曲性能の自由度をより高めることができる。

したがって、狭隘で屈曲しているような配管９であっても、配管検査箇所に効率的にアクセスすることができる。その際、流体噴射量や噴射圧を制御することで、イメージスコープ１の移動速度を調整することができる。

また、流体噴射ノズル５ｃを所望の位置に位置決めし、所定の噴射方向に対して流体を噴射することで、例えば目視や移動の障害となるようなごみ等の障害物の除去や検査箇所の洗浄にも用いることができる。

以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。

例えば、ワイヤ束５ａ、鱗状束５ｂ及び流体噴射ノズル５ｃを適宜併用してもよく、また、それらの設置個数や設置位置もそれぞれ適宜変更可能である。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１…イメージスコープ、２…パイプ、２ａ…湾曲部、３…移動機構、４…移動機構用パイプ、５…移動体、５ａ…ワイヤ束、５ｂ…鱗状束、５ｃ…流体噴射ノズル、６…振動体、７…検査部、８…取付部、９…配管、１０…回転機構

Claims (8)

1. 可撓性のパイプと、前記パイプの先端部に設けられた湾曲部と、前記湾曲部の先端部に設けられた移動機構と、前記移動機構の先端部に装着された検査部と、を有するイメージスコープであって、
   前記移動機構は、移動機構用パイプと、前記移動機構用パイプの外周に設けられた少なくとも１の移動体と、前記移動機構用パイプに内部に設けられた振動体と、を備えることを特徴とするイメージスコープ。
2. 前記移動体は、ワイヤ束又は鱗状束あるいはそれらの組み合わせからなることを特徴とする請求項１記載のイメージスコープ。
3. 前記ワイヤ束又は鱗状束は前記イメージスコープの進行方向の逆向きに拡開して前記移動機構用パイプに設けられていることを特徴とする請求項２記載のイメージスコープ。
4. 前記移動体は形状記憶合金からなる取付部を介して前記移動機構用パイプの外周に取り付けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のイメージスコープ。
5. 前記移動体の先端部に摩擦係数の大きい物質を設けるか又は当該先端部を摩擦係数の大きい物質で被覆することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のイメージスコープ。
6. 前記移動体は流体噴射ノズルからなることを特徴とする請求項１記載のイメージスコープ。
7. 前記移動機構用パイプの基部に当該移動機構用パイプを回転させるための回転機構を設けたことを特徴とする請求項６記載のイメージスコープ。
8. 前記移動体として前記流体噴射ノズルとともにワイヤ束又は鱗状束を用いることを特徴とする請求項６又は７記載のイメージスコープ。

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