JP6147104B2 - 埋設物探査装置 - Google Patents

Description

この発明は、レーダを用いて埋設物を探査する埋設物探査装置に関する。

地中や壁、床などの媒質に埋設されている鉄筋やガス管などの埋設物・ターゲットを探査するために、レーダを用いた埋設物探査装置が知られている（例えば、特許文献１等参照。）。この埋設物探査装置は、送受信回路と送受信アンテナなどから構成されるセンサ部と、モニタ部（ディスプレイ）とが一体的に組み付けられている。そして、所定の繰り返し周期で発生されるパルス状のレーダ波を、送信アンテナから地中や壁に放射し、地中や壁から戻ってきた反射波を受信アンテナで受信し、反射波に基づいて解析処理を行い、地中や壁の内部情報をモニタ部に表示するものである。

特開２０００−１９２５７号公報

このように従来の埋設物探査装置では、センサ部とモニタ部とが一体的に組み付けられており、モニタ部を本体（センサ部）から取り外すことができない。このため、本体から離された場所・位置でモニタ部（地中や壁などの内部情報）を見たい、つまり、探査場所から離れた場所で探査結果を見たい、などという要求に対応することができなかった。また、埋設物探査装置に元々組み込まれているモニタ部でしか、地中や壁などの内部情報を見ることができず、多様なモニタ・ディスプレイ装置で地中や壁などの内部情報を見たい、などという要求に対応することができなかった。さらに、天井面や高い場所などを探査する場合、脚立や足場などに乗って埋設物探査装置を走査させなければならず、多大な労力と時間とを要していた。

そこでこの発明は、多様な使用形態が可能で、使い勝手がよい埋設物探査装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、レーダ波を送信アンテナから媒質に放射し、前記媒質からの反射波を受信アンテナで受信して解析処理することで、前記媒質中の埋設物を探査する埋設物探査装置において、前記送信アンテナと前記受信アンテナとを収容する本体ケーシングと、前記解析処理された結果を表示可能な携帯端末を、着脱自在に前記本体ケーシングに取り付ける端末装着手段と、を備え、前記端末装着手段は、大きさが異なる前記携帯端末を着脱自在で、前記本体ケーシングを持ち動かすためのハンドルと一体的に構成され、前記端末装着手段と前記ハンドルとは、前記本体ケーシングに対して着脱自在となっている、ことを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の埋設物探査装置において、棒状で一端部が、前記端末装着手段と前記ハンドルとを取り外した前記本体ケーシングに着脱自在に接続可能で、一端部が前記本体ケーシングに接続された状態で他端部を持って前記本体ケーシングを動かすことが可能な操作棒を備える、ことを特徴とする。

請求項１の発明によれば、解析処理された結果を表示可能な携帯端末、例えばスマートフォン（多機能携帯電話）を端末装着手段によって本体ケーシングに取り付け可能なため、多様なモニタ・ディスプレイ装置で地中や壁などの内部情報（解析結果）を見たい、などという要求に対応するこができる。また、携帯端末が本体ケーシングに対して着脱自在なため、探査場所である本体ケーシング（送受信アンテナ）から離された場所・位置で地中や壁などの内部情報を見たい、などという要求に対応することができる。さらに、端末装着手段によって、大きさが異なる携帯端末を着脱自在なため、探査者・操作者などが所持している任意の大きさのスマートフォンを本体ケーシングに取り付けたい、などという要求に対応することができる。このようにして、多様な使用形態・要求に対応することが可能で、使い勝手がよい。

また、端末装着手段とハンドルとが本体ケーシングに対して着脱自在なため、端末装着手段とハンドルとを取り外して、本体ケーシングのみを狭い場所などで走査させて探査したい、などという要求に対応することができ、より使い勝手がよい。

請求項２の発明によれば、操作棒の一端部を本体ケーシングに接続した状態で、操作棒の他端部を持って本体ケーシングを動かすことが可能なため、天井面や高い場所などを探査する場合に、脚立や足場などに乗って本体ケーシングを走査させなくても、地上・床上から容易に本体ケーシングを走査させることが可能となる。このため、労力と時間とを軽減することができ、使い勝手がさらに高まる。

この発明の実施の形態に係る埋設物探査装置を示す斜視図である。 図１の埋設物探査装置の正面図（ａ）と平面図（ｂ）である。 図１の埋設物探査装置の本体ケーシングの正面図（ａ）と平面図（ｂ）である。 図１の埋設物探査装置のハンドルセットの正面図（ａ）と平面図（ｂ）と底面図（ｃ）である。 図４のハンドルセットの保持スライダのスライド機構を示す図である。 図４のハンドルセットの端末ホルダを開けた状態を示す図（ａ）と、端末ホルダにスマートフォンを載せた状態を示す図（ｂ）と、端末ホルダでスマートフォンを保持した状態を示す図（ｃ）である。 図３の本体ケーシングに操作棒を取り付けた状態を示す正面図（ａ）と平面図（ｂ）である。 図７の操作棒を本体ケーシングに対して垂直に立てた状態を示す正面図（ａ）と平面図（ｂ）である。

以下、この発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。

図１〜図８は、この発明の実施の形態を示し、図１は、この実施の形態に係る埋設物探査装置１を示す斜視図であり、図２は、埋設物探査装置１の正面図（ａ）と平面図（ｂ）である。この埋設物探査装置１は、レーダ波（送信波）を送信アンテナから地中や壁、床などの媒質に放射し、媒質からの反射波（受信波）を受信アンテナで受信して解析処理することで、媒質中の鉄筋やガス管などの埋設物・ターゲットを探査する装置である。

すなわち、制御部による制御に基づいて、送信回路でパルス信号を生成して送信アンテナに給電し、送信アンテナから所定周期のパルス状のレーダ波を媒質に放射する。一方、受信アンテナで受信した媒質からの反射波を、受信回路によって受信ＩＦ信号として制御部に伝送する。そして、制御部において、レーダ波の放射から反射波の受信までの時間と、受信ＩＦ信号の位相とに基づいて、埋設物の位置、状態を解析して、その結果をディスプレイに表示できるものである。

このような送信アンテナや受信アンテナ、送信回路や受信回路および制御部などの探査部は、本体ケーシング２に収容されている。この本体ケーシング２は、図３に示すように、高さが低い直方体状の筐体で、四方にホイール２１が回転自在に配設され、両側面には、探査ＬＥＤ２２が配設されている。そして、ホイール２１を地面や壁面などに当てて回転させながら、本体ケーシング２を走査させることで、上記のようにして逐次探査を行い、埋設物を検知すると探査ＬＥＤ２２が点灯するようになっている。一方、本体ケーシング２の前後面には、走査・探査方向を示すためのマークＬＥＤ２３が配設されている。

また、本体ケーシング２の上面板には、後述するハンドルセット３の係合部４１ａが係合する、２つの係合穴２ａがホイール２１側に形成されている。さらに、本体ケーシング２の上面板の中央部の両側には、後述するハンドルセット３の取付ネジ４３が螺合する、２つのネジ穴２ｂが形成されている。

このネジ穴２ｂ、２ｂの間に位置するように、本体ケーシング２の上面板に２つの本体側操作スイッチＳＷ１、ＳＷ２が設けられている。この本体側操作スイッチＳＷ１、ＳＷ２は、押しボタンスイッチで、押下することで、探査を開始したり、後述するスマートフォンＴにおいて表示画像処理（自動マーカー）を行ったりするようになっている。

また、本体ケーシング２内には、無線通信部が内蔵され、後述するスマートフォンＴと通信自在となっている。そして、上記のようにして制御部で解析処理した結果をスマートフォンＴに送信することで、埋設物の位置、状態がスマートフォンＴのディスプレイに表示されるようになっている。

このような本体ケーシング２に対して、ハンドルセット３が着脱自在に設けられている。このハンドルセット３は、図４に示すように、端末ホルダ４（端末装着手段）とハンドル５とが一体的に構成されている。

端末ホルダ４は、上記のようにして制御部で解析処理された結果を表示可能な携帯端末を、着脱自在に本体ケーシング２に取り付けるホルダであり、しかも、大きさが異なる携帯端末を着脱自在となっている。ここで、この実施の形態では、主として、携帯端末がスマートフォン（多機能携帯電話）Ｔの場合について説明し、このスマートフォンＴは、既製・既存の汎用のスマートフォンで、埋設物探査装置１用のアプリケーションソフトがインストールされ、埋設物探査装置１（本体ケーシング２）から解析結果・解析データを受信して、埋設物の位置、状態をディスプレイに表示するようになっている。

端末ホルダ４は、ホルダベース４１と保持スライダ４２とを備えている。ホルダベース４１は、平板状で、本体ケーシング２の上面板の係合穴２ａ、ネジ穴２ｂおよび本体側操作スイッチＳＷ１、ＳＷ２を覆うように、平面形状が形成されている。このホルダベース４１の下面には、本体ケーシング２の係合穴２ａに係合する２つの係合部４１ａが形成されている。さらに、ホルダベース４１の上面から下面に貫通し、本体ケーシング２のネジ穴２ｂに螺合する、２つの取付ネジ４３が設けられている。

そして、本体ケーシング２の係合穴２ａに係合部４１ａを係合し、ツマミ４３ａを回してネジ穴２ｂに取付ネジ４３を螺合する（締め付ける）ことで、ハンドルセット３が本体ケーシング２に取り付けられ、取付ネジ４３を緩めて係合部４１ａを係合穴２ａから外す（係合解除する）ことで、ハンドルセット３が本体ケーシング２から分離される。このようにして、ハンドルセット３が、つまり端末ホルダ４とハンドル５とが、本体ケーシング２に対して着脱自在となっている。

保持スライダ４２は、平面形状がコ字状で、ホルダベース４１の前端部に配設され、上端の中央部には、落下防止板部４２ａが形成されている。ここで、保持スライダ４２の高さ・厚みと落下防止板部４２ａの配設高さは、ホルダベース４１と落下防止板部４２ａとの間にスマートフォンＴが装着できるように設定されている。

また、保持スライダ４２の下端の中央部には、ラチェット板部４４が形成されている。このラチェット板部４４は、図５に示すように、略長方形の板状で、自由端部側（反保持スライダ４２側）がホルダベース４１内に出し入れ自在に挿入されている。そして、図中矢印Ｄ１方向に対しては常に保持スライダ４２（ラチェット板部４４）を移動自在で、図中矢印Ｄ２方向に対しては、ホルダベース４１のアンロックレバー４１１を回してロックを解除しないと、保持スライダ４２を移動できないようになっている。

具体的に、この実施の形態では、ラチェット板部４４の側縁に複数のラチェット歯４４ａが形成され、アンロックレバー４１１に連動するロックバー４１２の先端には、ラチェット歯４４ａに接するようにロック歯４１２ａが形成されている。そして、矢印Ｄ１方向に対しては、各ラチェット歯４４ａがロック歯４１２ａを通過可能で、矢印Ｄ２方向に対しては、ラチェット歯４４ａがロック歯４１２ａに係合して動かないようになっている。一方、アンロックレバー４１１を回してロックバー４１２を矢印Ｄ３方向に移動させると、ラチェット歯４４ａとロック歯４１２ａとの係合・接触が解除され、保持スライダ４２が矢印Ｄ２方向に動くようになっている。

また、保持スライダ４２の両側壁４２ｃ、４２ｃ間の距離は、両側壁４２ｃ、４２ｃ間に大きさ・長さが異なる複数のスマートフォンＴを装着できるように設定されている。さらに、ホルダベース４１の上面には、スマートフォンＴを安定して載置・固定するための、弾性を有する緩衝マット４５が配設されている。

そして、スマートフォンＴを取り付ける際には、まず、図６（ａ）に示すように、保持スライダ４２を矢印Ｄ２方向（開放方向）に移動させて、後述するハンドル５の基部５１との距離・スペースを広げる。次に、図６（ｂ）に示すように、ホルダベース４１の上面にスマートフォンＴを載せ、図６（ｃ）に示すように、スマートフォンＴの幅に合わせて（スマートフォンＴの側面まで）保持スライダ４２を矢印Ｄ１方向（ハンドル５の基部５１側）に移動させる。これにより、保持スライダ４２の前壁４２ｂとハンドル５の基部５１とで、スマートフォンＴが幅方向で挟持され、スマートフォンＴが本体ケーシング２に取り付けられる。

この状態では、上記のように、アンロックレバー４１１を回さない限り、保持スライダ４２が矢印Ｄ２方向に移動せず、スマートフォンＴの挟持状態が維持される。一方、アンロックレバー４１１を回して保持スライダ４２を矢印Ｄ２方向に移動させることで、スマートフォンＴの挟持状態が解除され、スマートフォンＴを本体ケーシング２から取り外せるものである。このようにして、スマートフォンＴが本体ケーシング２に着脱自在で、しかも、大きさが異なるスマートフォンＴを着脱自在となっている。

ハンドル５は、本体ケーシング２を持ち動かすためのハンドルで、保持スライダ４２に対向するように設けられている。すなわち、図４に示すように、ホルダベース４１の後端部から上方に延びる基部５１が設けられ、この基部５１の上部から略水平方向に延びるように把持部５２が設けられている。把持部５２は、人が手で握りやすい形状に形成され、さらに、自由端部（反基部５１側の端部）には、下方に延びる抜け止め部５２ａが形成されている。これにより、把持部５２を握った手が、把持部５２から抜けにくいようになっている。つまり、埋設物探査装置１を落としたり手放したりしにくいようになっている。

基部５１の上面部には、ハンドル側操作スイッチＳＷ１１、ＳＷ１２が設けられ、基部５１（ホルダベース４１）の下面部には、ハンドル側操作スイッチＳＷ１１、ＳＷ１２に連動する押下部ＳＷ１１ａ、ＳＷ１２ａが設けられている。そして、ハンドル側操作スイッチＳＷ１１、ＳＷ１２を押下すると、押下部ＳＷ１１ａ、ＳＷ１２ａが本体側操作スイッチＳＷ１、ＳＷ２を押下し、探査を開始したり、表示画像処理（自動マーカー）を行ったりできるようになっている。

また、保持スライダ４２に対向する基部５１の面には、スマートフォンＴを安定して、かつ傷つけることなく挟持するための、弾性を有する緩衝部材５３が配設されている。

このようなハンドルセット３を本体ケーシング２から取り外した状態で、本体ケーシング２に操作棒６を着脱自在に接続できるようになっている。

この操作棒６は、図７に示すように、２つの操作棒ネジ６２を有する盤状の取付ベース６１を備え、本体ケーシング２のネジ穴２ｂに操作棒ネジ６２を螺合することで、操作棒６が本体ケーシング２に取り付けられ、操作棒ネジ６２を緩めることで、操作棒６を本体ケーシング２から取り外せるようになっている。

この取付ベース６１の上面には、２つの軸受部６３が設けられ、この軸受部６３によって操作棒本体６４の軸部６４０が回転自在に支持されている。すなわち、操作棒本体６４は、棒状で、その一端部６４１に、操作棒本体６４の長手方向に直交する方向に延びる軸部６４０が配設され、この軸部６４０の両端部が軸受部６３で支持されている。このような軸受部６３および取付ベース６１、操作棒ネジ６２によって、操作棒本体６４（操作棒６）の一端部６４１が、本体ケーシング２に着脱自在に接続されるようになっている。そして、一端部６４１が本体ケーシング２に接続された状態で、グリップ部（他端部）６４２を手で持って本体ケーシング２を動かすことができるようになっている。

また、操作棒本体６４が本体ケーシング２の前後方向に回動するように軸受部６３が設けられ、さらに、一方の軸受部６３には、回転止めネジ６５が配設されている。そして、回転止めネジ６５を締めることで、軸部６４０つまり操作棒本体６４の回動ができなくなり、本体ケーシング２に対する操作棒本体６４の配設角度・位置が固定されるようになっている。例えば、図８に示すように、本体ケーシング２の上面板に対して垂直に延びるように操作棒本体６４を回し、回転止めネジ６５を締めることで、操作棒本体６４が垂直に延びたままに維持されるものである。また、操作棒本体６４は伸縮自在となっている。

次に、このような構成の埋設物探査装置１の使用方法などについて説明する。

まず、埋設物探査装置１を直接手で動かし、スマートフォンＴを本体ケーシング２（埋設物探査装置１）に取り付けて探査を行う場合には、上記のようにしてハンドルセット３を本体ケーシング２に取り付け、端末ホルダ４でスマートフォンＴを取り付ける。この状態で、ハンドル側操作スイッチＳＷ１１、ＳＷ１２を押し、ホイール２１を地面や壁面などに当てて回転させながら、本体ケーシング２を走査させて探査を行うと、その探査結果（地中や壁などの内部情報）が逐次スマートフォンＴに表示される。

また、スマートフォンＴを本体ケーシング２から切り離して探査を行いたい場合、つまり、探査場所から離れた場所で探査結果を見たい場合には、上記のようにして端末ホルダ４からスマートフォンＴを取り外す。そして、埋設物探査装置１のみを走査させて探査を行うと、その探査結果が逐次スマートフォンＴに表示される。

さらに、狭い場所などで、本体ケーシング２のみを走査させて探査を行いたい場合には、上記のようにしてハンドルセット３を本体ケーシング２から取り外す。そして、本体側操作スイッチＳＷ１、ＳＷ２を押し、本体ケーシング２を走査させて探査を行うと、その探査結果が逐次スマートフォンＴに表示される。

一方、天井面や奥まった場所などに対して操作棒６を使って探査を行いたい場合には、上記のように、ハンドルセット３を本体ケーシング２から取り外して、本体ケーシング２に操作棒６を接続する。そして、操作棒本体６４を所望の角度に回して回転止めネジ６５で固定し、グリップ部６４２を手で持って本体ケーシング２を走査させて探査を行うと、その探査結果が逐次スマートフォンＴに表示されるものである。

以上のように、この埋設物探査装置１によれば、解析処理された探査結果を表示可能な携帯端末を、端末ホルダ４によって本体ケーシング２に取り付け可能なため、多様なモニタ・ディスプレイ装置（スマートフォンＴ）で地中や壁などの内部情報（解析結果）を見たい、などという要求に対応するこができる。また、スマートフォンＴが本体ケーシング２に対して着脱自在なため、探査場所である本体ケーシング２（送受信アンテナ）から離された場所・位置で地中や壁などの内部情報を見たい、などという要求に対応することができる。さらに、端末ホルダ４によって、大きさが異なるスマートフォンＴを着脱自在なため、探査者・操作者などが所持している任意の大きさのスマートフォンＴを本体ケーシング２に取り付けたい、などという要求に対応することができる。

また、ハンドルセット３（端末ホルダ４とハンドル５）が本体ケーシング２に対して着脱自在なため、ハンドルセット３を取り外して、本体ケーシング２のみを狭い場所などで走査させて探査したい、などという要求に対応することができる。

さらに、操作棒６の一端部を本体ケーシング２に接続した状態で、操作棒６のグリップ部６４２を持って本体ケーシング２を動かすことが可能なため、天井面や高い場所などを探査する場合に、脚立や足場などに乗って本体ケーシング２を走査させなくても、地上・床上から容易に本体ケーシング２を走査させることが可能となる。このため、労力と時間とを軽減することができ、しかも安全である。また、人が入れない奥まった場所や狭い場所に対しても、本体ケーシング２を走査させて探査を行うことができる。

このように、この埋設物探査装置１は、多様な使用形態・要求に対応することが可能で、使い勝手がよいものである。

以上、この発明の実施の形態について説明したが、具体的な構成は、上記の実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、この発明に含まれる。例えば、上記の実施の形態では、保持スライダ４２とハンドル５の基部５１とでスマートフォンＴの幅方向を挟持しているが、スマートフォンＴの縦方向や厚み方向を挟持するようにしてもよい。また、操作棒６のグリップ部６４２に手元スイッチを設け、この手元スイッチを押すと、本体側操作スイッチＳＷ１、ＳＷ２が押下されるようにしてもよい。

１ 埋設物探査装置
２ 本体ケーシング
２１ ホイール
２ａ 係合穴
２ｂ ネジ穴
ＳＷ１、ＳＷ２ 本体側操作スイッチ
３ ハンドルセット
４ 端末ホルダ（端末装着手段）
４１ ホルダベース
４１ａ 係合部
４２ 保持スライダ
４３ 取付ネジ
４４ ラチェット板部
４１１ アンロックレバー
４１２ ロックバー
５ ハンドル
５１ 基部
５２ 把持部
５２ａ 抜け止め部
ＳＷ１１、ＳＷ１２ ハンドル側操作スイッチ
６ 操作棒
６１ 取付ベース
６２ 操作棒ネジ
６３ 軸受部
６４ 操作棒本体
６４０ 軸部
６４１ 一端部
６４２ グリップ部（他端部）
Ｔ スマートフォン（携帯端末）

Claims (2)

1. レーダ波を送信アンテナから媒質に放射し、前記媒質からの反射波を受信アンテナで受信して解析処理することで、前記媒質中の埋設物を探査する埋設物探査装置において、
   前記送信アンテナと前記受信アンテナとを収容する本体ケーシングと、
   前記解析処理された結果を表示可能な携帯端末を、着脱自在に前記本体ケーシングに取り付ける端末装着手段と、
   を備え、
   前記端末装着手段は、大きさが異なる前記携帯端末を着脱自在で、前記本体ケーシングを持ち動かすためのハンドルと一体的に構成され、
   前記端末装着手段と前記ハンドルとは、前記本体ケーシングに対して着脱自在となっている、
   ことを特徴とする埋設物探査装置。
2. 棒状で一端部が、前記端末装着手段と前記ハンドルとを取り外した前記本体ケーシングに着脱自在に接続可能で、一端部が前記本体ケーシングに接続された状態で他端部を持って前記本体ケーシングを動かすことが可能な操作棒を備える、
   ことを特徴とする請求項１に記載の埋設物探査装置。