JP7229478B2 - 管路内の曲がり状態の測定装置及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、管路内の曲がり状態の測定装置及び方法に関し、特に、地滑りが発生して予め土中に立設しておいた管体が曲折した場合の状態を、袋内に収容された検出器の動作によって容易に測定するための新規な装置及び方法に関する。

従来、用いられていたこの種の管路内の曲がり状態の測定方法及び装置に関する特許文献としては、特許文献１の孔内自走検査装置を挙げることができる。
すなわち、図８において符号Ｗａで示されるものは、土中５０の中に挿入して埋設された管体であり、この管体Ｗａ内には管路６０が形成されている。

前記管路６０内には、圧電積層アクチュエータ１とウエイト２とからなる移動体１０が設けられている。この移動体１０の後部には、ベース部材３０及び脚部３を介してクランプ部３１が設けられ、ベース部材３０には、パイプ４３を介してセンサ４が設けられている。

すなわち、この孔内自走検査装置１００は、印加電圧で伸縮する圧電積層アクチュエータ１と、その一端に固定されたウエイト２と、他の一端に固定され周囲の孔を形成する内壁面Ｗに当接する脚部３と、アクチュエータ１か脚部３に保持され脚部３が当接する内壁面Ｗの近傍に設けられたセンサ４と、アクチュエータ１に印加電圧を供給する制御手段とを備える。センサ４が脚部３の当接する内面壁Ｗの近傍にあるので、孔に対して斜めの姿勢になったり孔が曲がったりしても、センサ４と内壁面Ｗとの間隔が殆ど変わらず、安定したセンサ出力が得られる。

特開平８－２０７７５６号公報

従来の孔内自走検査装置は、以上のように構成されていたため、次のような課題が存在していた。
すなわち、管路６０の内壁面Ｗ上をクランプ部３１が摺動し、その変化をこのクランプ部３１に設けられたセンサ４で検出していた。そのため、図２及び図３のように、土中５０内で地滑り等が発生すると、管体Ｗａが曲折し、その曲折部分では、各クランプ部３１の圧縮も限界があり、各センサ４が曲折した部分を通過できないと言う切実な課題があった。
また、例えば、図１は実際に固定層５０ａ上の地滑り層５０ｃが、左側、すなわち、矢印Ｐの方向に向けて発生した時、管体Ｗａが管路６０をθ度曲折させ、管体Ｗａは、くの字型に曲折している。
前述のように曲折した管路６０の地下における状態を、図２及び図３の説明図に示す。尚、このように地滑りが発生した場合、管体Ｗａが折れることもあり、その場合は測定不可となる。

本発明は、以上のような課題を解決するためになされたもので、特に、地滑りが発生して予め土中に挿入しておいた管体が曲折した場合の状態を、袋内に収容された検出器の動作によって容易に測定するための管路内の曲がり状態の測定装置及び方法を提供することを目的とする。

土中に管体を縦方向に挿入し、地滑りによって、前記管体の途中位置が曲折しているか否かを前記管体内への検出器の挿入及び引上げによって検出するようにした管路内の曲がり状態の測定装置において、前記検出器は伸縮自在で防水性を有する袋内に収納され、前記袋には圧縮器が接続され、前記検出器はジャイロと加速度計からなるＩＭＵからなり、前記袋内の流体を抜いて前記袋を縮小させた状態で、前記検出器を前記管体の奥へ挿入し、前記袋内に流体を供給して前記袋を膨張化して前記袋を前記管体外に取り出す構成であり、また、前記袋内の流体を抜いて前記袋を縮める時は、前記圧縮器によって行い、また、前記圧縮器によって前記袋内に流体を供給して前記袋を膨張化することで、前記検出器は前記管体の前記管路中心に位置することからなり、また、前記圧縮器に接続された前記袋の内側には、前記検出器の外面に接続された複数の通路が接続され、前記各通路に前記流体が供給された時に、前記検出器は前記管体内の中心に位置することからなり、また、本発明による管路内の曲がり状態の測定方法は、土中に管体を縦方向に挿入し、地滑りによって、前記管体の途中位置が曲折しているか否かを前記管体内への検出器の挿入及び引上げによって検出するようにした管路内の曲がり状態の測定方法において、前記検出器は伸縮自在で防水性を有する袋内に収納され、前記袋には圧縮器が接続され、前記検出器はＩＭＵからなり、前記袋内の流体を抜いて前記袋を縮小させた状態で、前記検出器を前記管体の奥へ挿入し、前記袋内に流体を供給して前記袋を膨張化して前記袋を前記管体外に取り出すようにした方法であり、また、前記袋内の流体を抜いて前記袋を縮める時は、前記圧縮器によって行い、また、前記圧縮器によって前記袋内に流体を供給して前記袋を膨張化することで、前記検出器は前記管体の前記管路中心に位置する方法であり、また、前記圧縮器に接続された前記袋の内側には、前記検出器の外面に接続された複数の通路が接続され、前記各通路に前記流体が供給された時に、前記検出器は前記管体内の中心に位置する方法である。

本発明による管路内の曲がり状態の測定装置及び方法は、以上のように構成されているため、次のような効果を得ることができる。
すなわち、土中に管体を縦方向に挿入し、地滑りによって、前記管体の途中位置が曲折しているか否かを前記管体内への検出器の挿入及び引上げによって検出するようにした管路内の曲がり状態の測定装置及び方法において、前記検出器は伸縮自在で防水性を有する袋内に収納され、前記袋には圧縮器が接続され、前記検出器はＩＭＵからなり、前記袋内の流体を抜いて前記袋を縮小させた状態で、前記検出器を前記管体の奥へ挿入し、前記袋内に流体を供給して前記袋を膨張化して前記袋を前記管体外に取り出す構成及び方法であるため、検出器を内蔵した袋の大きさを流体の注入・排出で可変とすることができ、地滑りによって曲折した管体でも簡単に挿入引出しができる。
また、前記袋内の流体を抜いて前記袋を縮める時は、前記圧縮器によって行い、また、前記圧縮器によって前記袋内に流体を供給して前記袋を膨張化することで、前記検出器は前記管体の前記管路中心に位置することができるため、曲折部の通過における検出器の動きによって、その位置計測を行い、管体の曲り具合を測定できる。
また、前記圧縮器に接続された前記袋の内側には、前記検出器の外面に接続された複数の通路が接続され、前記各通路に前記流体が供給された時に、前記検出器は前記管体内の中心に位置することから袋の中で検出器が管体及び管路の中心（センタリング）に位置し、常に正確な位置を測定できる。

本発明による管路内の曲がり状態の測定装置を示す従来及び本発明共通の現象を示す地滑り説明図である。 曲折した管体内に縮めた袋内の検出器を下方に挿入して送る状態を示す説明図である。 図２の状態で袋に液体を供給して膨張化した状態とすると、袋の中で検出器が管路及び管体の中心（センタリング）状態で引き上げることができ、管路の曲折部の曲り状態を測定することを示す説明図である。 図２の要部の拡大図である。 図３の要部の拡大図である。 図５の袋に流体が満杯となった時の検出器が中心に位置している状態の説明図である。 図４の袋内の流体を排出した時の袋の状態を示す説明図である。 従来の孔内自走検査装置の概略構成図である。

本発明は、曲折した管体Ｗａの中に、検出器４を内蔵した袋８０を縮めて通過させ、曲折部６０Ａを通過した袋８０の中に空気等の流体８１を満杯として袋８０を膨張させ、検出器４が図５のように管体Ｗａ及び管路６０の中心（センタリング）に位置し、この状態で曲折部６０Ａを下から上方にかけて通過させると、袋８０が変形しつつ通過することができる。
前述の場合、前記袋８０自体が柔軟な材料で構成されているため、前記曲折部６０Ａの細くなっている管路６０であっても、管路６０の内面の形状にならって変形しつつ曲がると共に外方に引き上げられる。
この時の検出器４のＩＭＵ４ａによって測定された位置信号は測定器７０に入力されることによって、管体Ｗａの曲折状態をデータ化して得ることができる。

以下、図面と共に本発明による管路内の曲がり状態の測定装置及び方法の好適な実施の形態について説明する。
尚、従来例と同一又は同等部分には、同一符号を付して説明する。
図１において符号５０で示されるものは、地滑り層５０ｃと固定層５０ａが一体に形成された土中であり、この固定層５０ａ上には、地滑り面５０ｂが形成されている。

前記土中５０の土地表面５０ｄからは、鉄管からなる管体Ｗａが縦方向（又は鉛直方向）に打ち込まれている。
この管体Ｗａの内部は、この状態で、雨又は地震等によって、地滑り面５０ｂを境にして地滑り層５０ｃの地滑りが発生する。
そのため、この地滑りにより、管体Ｗａが曲げられる力Ｐによって、管体Ｗａが曲折部６０Ａから左側に曲折する。
この曲折部６０Ａは、曲げによって内径が以前より細くなるが、この現象は従来も本発明も同様のものとなる。

図２は、曲折した管体Ｗａ内に縮めた袋８０内の検出器４を下方に挿入して送る状態を示す説明図であり、図１で示す管路６０内の曲折部６０Ａを検出器４が通過できるように、検出器４を内蔵した袋８０内に圧縮器７１で流体８１を送り、袋８０が膨張して大となるように構成されている。
従って、図４のように袋８０内の流体を圧縮器７１のバルブ（図示せず）とパイプ７２を介して抜くと、図３から図２のように小さくなり、この状態では、細くなった管路６０内への挿入Ａ及び引上げＢを自在に行うことができる。

図５は、袋８０に対して、パイプ７２と圧縮器７１を介して流体を送り込むと、検出器４を中心（センタリング）となるように膨張化する。
この場合の袋８０内の検出器４に対しては、前記パイプ７２と４個の通路８０ａを介して流体を注入することにより満杯となり、各通路８０ａが検出器４に接続されているため、検出器４は、袋８０または、管路６０及び管体Ｗａの中でも、センタリング、すなわち、中心位置に保持されるように構成されている。

図６で示す袋８０は流体８１が満杯であるため、管路６０内では、パイプ７２によって引上げる場合、袋８０が柔軟性を有しているため、曲折部６０Ａの形状に沿って変化し、検出器４はセンタリングを保ちつつ管路６０の外に引き出される。
従って、本発明によれば、管体Ｗａが曲折している状態でも、袋８０を収縮させれば、管路６０への挿入及び引上げを簡単にでき、袋８０に流体８１を満杯とすると、検出器４のセンタリングを保ちつつ、曲折部６０Ａの曲折位置及び状態をリアルタイムで測定器７０によって測定できる。

本発明による実施の形態を示す管路内の曲がり状態の測定装置及び方法は、柔軟な形状変化型の袋内に検出器を内蔵させて用い、袋内の流体を排出すると袋が徐々に小型化され、曲折した管体の曲折部も容易に通過して下方に挿入できる。次に、袋に流体を供給して袋を膨らませると、検出器は管体もしくは管路の中心となるようにセンタリングされ、この状態で上方へ袋を引上げると、曲折部にならって袋が変形しつつスムーズに上昇し、管体の内部の曲折状態を測定しつつ通過することができる。

４ 検出器
４ａ ＩＭＵ
５０ 土中
５０ａ 固定層
５０ｂ 地滑り面
５０ｃ 地滑り層
５０ｄ 土地表面
６０ 管路
６０Ａ 曲折部
７０ 測定器
７１ 圧縮器
７２ パイプ
８０ 袋
８０ａ 通路
８１ 流体
１００ 測定装置
Ａ 挿入
Ｂ 引上げ
Ｐ 地滑りにより管体が曲げられる力
Ｗａ 管体
Θ 管体が曲げられた角度

Claims (2)

1. 土中（５０）に管体（Ｗａ）を縦方向に挿入し、地滑りによって、前記管体（Ｗａ）の途中位置が曲折しているか否かを前記管体（Ｗａ）内への検出器（４）の挿入（Ａ）及び引上げ（Ｂ）によって検出するようにした管路（６０）内の曲がり状態の測定装置において、
   前記検出器（４）は伸縮自在で防水性を有する袋（８０）内に収納され、前記袋（８０）には圧縮器（７１）が接続され、前記検出器（４）はジャイロと加速度計などからなるＩＭＵ（４ａ）からなり、
   前記袋（８０）内の流体（８１）を抜いて前記袋（８０）を縮小させた状態で、前記検出器（４）を前記管体（Ｗａ）の奥へ挿入し、前記袋（８０）内に流体（８１）を供給して前記袋（８０）を膨張化して前記袋（８０）を前記管体（Ｗａ）外に取り出す構成とし、
   前記袋（８０）内の流体（８１）を抜いて前記袋（８０）を縮める時は、前記圧縮器（７１）によって行い、また、前記圧縮器（７１）によって前記袋（８０）内に流体（８１）を供給して前記袋（８０）を膨張化することで、前記検出器（４）は前記管体（Ｗａ）の前記管路（６０）中心に位置し、
   前記圧縮器（７１）に接続された前記袋（８０）の内側には、前記検出器（４）の外面に接続された複数の通路（８０ａ）が接続され、前記各通路（８０ａ）に前記流体（８１）が供給された時に、前記検出器（４）は前記管体（Ｗａ）内の中心に位置することからなる管路内の曲がり状態の測定装置。
2. 土中（５０）に管体（Ｗａ）を縦方向に挿入し、地滑りによって、前記管体（Ｗａ）の途中位置が曲折しているか否かを前記管体（Ｗａ）内への検出器（４）の挿入（Ａ）及び引上げ（Ｂ）によって検出するようにした管路（６０）内の曲がり状態の測定方法において、
   前記検出器（４）は伸縮自在で防水性を有する袋（８０）内に収納され、前記袋（８０）には圧縮器（７１）が接続され、前記検出器（４）はＩＭＵ（４ａ）からなり、
   前記袋（８０）内の流体（８１）を抜いて前記袋（８０）を縮小させた状態で、前記検出器（４）を前記管体（Ｗａ）の奥へ挿入し、前記袋（８０）内に流体（８１）を供給して前記袋（８０）を膨張化して前記袋（８０）を前記管体（Ｗａ）外に取り出すようにし、
   前記袋（８０）内の流体（８１）を抜いて前記袋（８０）を縮める時は、前記圧縮器（７１）によって行い、また、前記圧縮器（７１）によって前記袋（８０）内に流体（８１）を供給して前記袋（８０）を膨張化することで、前記検出器（４）は前記管体（Ｗａ）の前記管路（６０）中心に位置し、
   前記圧縮器（７１）に接続された前記袋（８０）の内側には、前記検出器（４）の外面に接続された複数の通路（８０ａ）が接続され、前記各通路（８０ａ）に前記流体（８１）が供給された時に、前記検出器（４）は前記管体（Ｗａ）内の中心に位置することからなる管路内の曲がり状態の測定方法。

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