JP7288815B2 - トンネル点検装置 - Google Patents

Description

特許法第３０条第２項適用 株式会社日刊建設通信新聞社が、建設通信新聞の令和１年６月６日付日刊第３面にて、上村暢一、中村聡及び伊藤正憲が発明したトンネル点検装置について公開した。

本発明は、高所作業車の作業床に取り付けられた、トンネルの内壁面を点検するトンネル点検装置に関するものである。

従来、トンネルの内壁面を点検するトンネル点検装置が知られている（例えば、特許文献１，２参照）。

特許文献１には、アーチ状又は門形状に形成された架構部と、架構部の下端部に設けられて接地面に沿った移動を可能にする走行部とを備えた移動架構装置が開示されている。これにより、トンネルや大断面管路やボックスカルバート等の天井面や壁面などを、連続的に効率よく点検や補修していくことができる。

特許文献２には、走行車両にレーザ投光器と受光器を搭載し、路面に照射したレーザの反射から路面のクラックと、その位置とを検出する路面クラック検出装置が開示されている。

特開２０１６－１８０２１８号公報 特開昭６０－１２２３０６号公報

しかしながら、特許文献１の移動架構装置は、架構部が道路を跨ぐように、トンネルの断面に沿って配置される大掛かりな装置である。そのため、特許文献１の移動架構装置は、現場で組み立てなければならず、機動性を向上させたいという要望がある。

特許文献２の路面クラック検出装置は、路面のクラックしか検出できない、という問題がある。

そこで、本発明は、機動性に優れ、様々な検出デバイスを搭載することができるトンネル点検装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明のトンネル点検装置は、高所作業車の作業床に取り付けられて、トンネルの内壁面を点検するトンネル点検装置であって、円弧状に形成されたレールと、前記レールに沿って移動する点検ユニットと、前記レールの起伏状態を調整する起伏調整機構と、を備えることを特徴とする。

ここで、本発明のトンネル点検装置では、前記レールは、円弧状に形成された第１レールと、前記第１レールの一方の端部に回動可能に接続される、円弧状に形成された第２レールとで構成され、前記第１レールと、前記第２レールとのなす角度を調整可能な角度調整機構を備えてもよい。

また、本発明のトンネル点検装置では、前記レールに沿って移動することで前記レールの長手方向に突出可能な延長レールを備えてもよい。

また、本発明のトンネル点検装置では、前記レールの端部間に架け渡されたワイヤによって、前記レールの長手方向に圧縮力を与えてもよい。

また、本発明のトンネル点検装置では、前記レールの起伏状態と、前記点検ユニットの位置とに基づいて、前記作業床上を移動するカウンタウェイトを備えてもよい。

また、本発明のトンネル点検装置では、前記点検ユニットに接続された第１ワイヤを、一方の方向への巻き取り可能なウィンチ装置と、前記点検ユニットに接続された第２ワイヤを、他方の方向に引っ張る弾性体と、を備えてもよい。

また、本発明のトンネル点検装置では、前記レールには、前記トンネルの内壁面に当接可能な当接部を備えてもよい。

さらに、本発明のトンネル点検装置では、前記点検ユニットに設置された点検デバイスを、前記レールから離れる方向に付勢する付勢部材を備えてもよい。

このように構成された本発明のトンネル点検装置は、高所作業車の作業床に取り付けられ、円弧状に形成されたレールと、レールに沿って移動する点検ユニットと、レールの起伏状態を調整する起伏調整機構と、を備える。そのため、既存の高所作業車の作業床に取り付けることができ、機動性の優れたトンネル点検装置とすることができる。また、点検ユニットには、例えば、打音検査装置や、ひび割れ検出装置や、電磁波探査装置等の様々な検出デバイスを搭載することができる。

また、本発明のトンネル点検装置では、レールは、円弧状に形成された第１レールと、第１レールの一方の端部に回動可能に接続される、円弧状に形成された第２レールとで構成され、第１レールと、第２レールとのなす角度を調整可能な角度調整機構を備える。そのため、トンネルの内壁面の形状に合わせて、レールの形状を変形することができる。その結果、点検ユニットを、様々なトンネルの内壁面に沿わせて移動させることができる。

また、本発明のトンネル点検装置では、レールに沿って移動することでレールの長手方向に突出可能な延長レールを備える。そのため、レールの長さを延長することができる。その結果、点検ユニットの移動範囲を広げることができる。

また、本発明のトンネル点検装置では、レールの端部間に架け渡されたワイヤによって、レールの長手方向に圧縮力を与える。そのため、必要な強度を確保しつつ、レールの板厚を薄くすることができる。その結果、必要な強度を確保しつつ、軽量化したレールとすることができる。

また、本発明のトンネル点検装置では、レールの起伏状態と、点検ユニットの位置とに基づいて、作業床上を移動するカウンタウェイトを備える。そのため、レールと点検ユニットの作業床に対する荷重の偏りを、カウンタウェイトで打ち消すことができる。その結果、レールや点検ユニットの移動の際に、作業床を水平に維持することができる。

また、本発明のトンネル点検装置では、点検ユニットに接続された第１ワイヤを、一方の方向への巻き取り可能なウィンチ装置と、点検ユニットに接続された第２ワイヤを、他方の方向に引っ張る弾性体と、を備える。そのため、簡易な構成で、トンネルの天頂を超えて、点検ユニットを移動させることができる。

また、本発明のトンネル点検装置では、レールには、トンネルの内壁面に当接可能な当接部を備える。そのため、レールを、トンネルの内壁面に対して位置決めすることができる。その結果、トンネル点検装置の点検精度を向上させることができる。

また、本発明のトンネル点検装置では、点検ユニットに設置された点検デバイスを、レールから離れる方向に付勢する付勢部材を備える。そのため、点検デバイスをトンネルの内壁面に押し付けることができる。その結果、トンネル点検装置の点検精度を向上させることができる。

実施例１のトンネル点検装置の使用状況を説明する図である。 実施例１のトンネル点検装置の構成を説明する側面図である。 実施例１の点検ユニットの構成を説明する斜視図である。 実施例１のレールが起立した状態を示す側面図である。 実施例１の角度調整機構の構成を説明する側面図である。 実施例１の角度調整機構を拡大して示す側面図である。 実施例１の角度調整機構の動作を説明する図であり、図７（ａ）が第１レールと第２レールとのなす角度が拡がった図であり、図７（ｂ）が第１レールと第２レールとのなす角度が縮まった図であり、図７（ｃ）が第１レールと第２レールとのなす角度がさらに縮まった図である。 実施例１の延長レールの構成を説明する側面図である。 実施例１の延長レールの構成を説明する断面図である。 実施例１の第１レールを示す側面図である。 実施例１のカウンタウェイトの構成を説明する側面図である。 実施例１のカウンタウェイトの動きを説明する図であり、図１２（ａ）はカウンタウェイトが作業床の中央にある場合を示し、図１２（ｂ）はカウンタウェイトが作業床の左側にある場合を示す。 実施例１の点検ユニットの移動機構を示す側面図である。 実施例２のレールの構成を説明する側面図である。 実施例３の点検ユニットの構成を示す側面図である。 実施例３の点検ユニットの別の例の構成を示す側面図である。

以下、本発明によるトンネル点検装置を実現する実施形態を、図面に示す実施例１～実施例３に基づいて説明する。

［トンネル点検装置の使用状況］
図１は、実施例１のトンネル点検装置の使用状況を説明する図である。以下、図１に基づいて、実施例１のトンネル点検装置の使用状況を説明する。

実施例１では、道路のトンネル１の内壁面１ａを点検するトンネル点検装置５を説明する。

トンネル点検装置５は、道路を走行可能な一般的な高所作業車１０の作業床（作業台）１２に取り付けられる。作業床１２は、ブーム１１の起伏によって、昇降する。

［トンネル点検装置の構成］
図２は、実施例１のトンネル点検装置５の構成を説明する側面図である。図３は、実施例１の点検ユニットの構成を説明する斜視図である。以下、図２及び図３に基づいて、実施例１のトンネル点検装置の構成を説明する。

トンネル点検装置５は、図２に示すように、主に、支持部２０と、レール４０と、レール４０の起伏状態を調整する起伏調整機構３０と、レール４０の角度を調整する角度調整機構４５と、レール４０に沿って走行する点検ユニット５０と、を備える。

（支持部）
支持部２０は、外側縦部材２２と、外側縦部材２２の下端に取り付けられた下側支持部材２１と、内側縦部材２３と、内側縦部材２３の下端に取り付けられた板状の上側支持部材２４と、外側縦部材２２と内側縦部材２３の上端に取り付けられた横材２５と、横材２５に取り付けられた上部支持部材２６と、で構成される。

作業床１２が、下側支持部材２１と上側支持部材２４とで挟まれるようにして、トンネル点検装置５は、例えば、ボルト等によって、高所作業車１０の作業床１２に取り付けられる。これにより、支持部２０の作業床１２に取り付けられる部分を広く形成し、作業床１２への集中荷重の低減を図ることができる。

（レールと点検ユニット）
レール４０は、図３に示すように、リップ溝形鋼により、長手方向に円弧状に延在して形成される。点検ユニット５０の４つの車輪５１が、レールの溝に嵌って、点検ユニット５０がレール４０に沿って移動可能とする。点検ユニット５０は、４つの車輪５１と、ベース５２と、点検デバイス５３と、で構成される。

点検デバイス５３は、例えば、内壁面１ａの浮きの有無を判定可能な打音検査装置や、内壁面１ａのクラックを検出可能なひび割れ検出装置や、内壁面１ａの内部の空洞などの異状を探査可能な電磁波探査装置などとすることができる。

（起伏調整機構）
図４は、実施例１のレールが起立した状態を示す側面図である。以下、図２及び図４に基づいて、実施例１の起伏調整機構の構成を説明する。

起伏調整機構３０は、図２に示すように、第１アーム３１と、第１サポートバー３３と、第２アーム３２と、第２サポートバー３４と、伸縮可能なアクチュエータ３５とでパンタグラフ形状のリンクとして構成される。

第１アーム３１の一方の端部は、支持部２０の横材２５に固定された第１軸部３６ａによって、回動可能に支持される。第２アーム３２の一方の端部は、レール４０に固定された第２軸部３６ｂによって、回動可能に支持される。

第１アーム３１の他方の端部と、第２アーム３２の他方の端部と、アクチュエータ３５の先端とは、第３軸部３６ｃによって、回動可能に連結される。

アクチュエータ３５と、第１アーム３１は、第１サポートバー３３によって、支持される。第１サポートバー３３の一方の端部は、第１アーム３１の長手方向の略中央に、第４軸部３６ｄによって、回動可能に連結される。第２サポートバー３４の一方の端部は、第２アーム３２の長手方向の略中央に、第５軸部３６ｅによって、回動可能に連結される。

第１サポートバー３３の他方の端部と、第２サポートバー３４の他方の端部と、アクチュエータ３５とは、第６軸部３６ｆによって、連結される。

また、レール４０の下端は、上部支持部材２６に固定された第６軸部３６ｇによって、回動可能に支持される。

このように構成された起伏調整機構３０は、アクチュエータ３５が、その長手方向に移動して伸縮することで、レール４０の起伏状態を調整する。図２に示すように、アクチュエータ３５が伸張することで、レール４０は、第６軸部３６ｇを回転支点として矢印Ｄ１の方向に回転し、傾倒した状態となる。図４に示すように、アクチュエータ３５が収縮することで、レール４０は、第６軸部３６ｇを回転支点として矢印Ｄ２の方向に回転し、起立した状態となる。

（角度調整機構）
図５は、実施例１の角度調整機構の構成を説明する側面図である。図６は、実施例１の角度調整機構を拡大して示す側面図である。図７は、実施例１の角度調整機構の動作を説明する図である。以下、図５～図７に基づいて、実施例１の角度調整機構の構成を説明する。

角度調整機構４５は、図５に示すように、レール４０としての第１レール４１と、レール４０としての第２レール４２とを接続するように設けられる。

第１レール４１と第２レール４２とは、リップ溝型鋼により、長手方向に円弧状に形成される。第１レール４１の円弧の大きさは、第２レール４２と略同じ大きさに形成される。第１レール４１と、第２レール４２とは、角度調整機構４５によって、連結される。

図６に示すように、第１レール４１の一方の端面４１ａは、第１レール４１の長手方向の垂直面に対して、傾斜して形成される。第２レール４２の他方の端面４２ａは、第２レール４２の長手方向の垂直面に対して、傾斜して形成される。すなわち、第１レール４１と第２レール４２とが、角度調整機構４５によって、連結された状態では、第１レール４１の端面４１ａと、第２レール４２の端面４２ａとで、Ｖ字状のＶ溝４３が形成される。

角度調整機構４５は、図６に示すように、伸縮可能なアクチュエータ４６と、第１ブラケット４７ａと、第２ブラケット４７ｂと、ヒンジ部４８と、を備える。

ヒンジ部４８は、第１レール４１の一方の端部と、第２レール４２の他方の端部とを回動可能に連結する。

第１ブラケット４７ａの一方の端部は、ヒンジ部４８を介して、又は直接的に第１レール４１の端部に固定される。第２ブラケット４７ｂの一方の端部は、第１レール４１の端部より中央部側に固定される。アクチュエータ４６の一方の端部は、第２レール４２に固定された第７軸部４９ａによって、第２レール４２に回動可能に固定される。

第１ブラケット４７ａの他方の端部と、第２ブラケット４７ｂの他方の端部と、アクチュエータ４６の他方の端部とは、第８軸部４９ｂによって、連結される。

このように構成された角度調整機構４５は、アクチュエータ４６が、その長手方向に移動して伸縮することで、第１レール４１と、第２レール４２とのなす角度を調整する。

図７（ａ）に示すように、アクチュエータ４６が伸張することで、第１レール４１と第２レール４２とは、ヒンジ部４８を回転支点として、第１レール４１と、第２レール４２とのなす角度αが狭まる。そして、レール４０を、トンネル１の断面における、半径Ｒｔ１（例えば、半径Ｒｔ１＝６０００［ｍｍ］）の円弧の内壁面１ａに沿うような形状とすることができる。

この際、レール４０と内壁面１ａとの隙間は、例えば、最小隙間Ｅｍｉｎが３５０［ｍｍ］となり、最大隙間Ｅｍａｘが３７２［ｍｍ］となる。

図７（ｂ）に示すように、アクチュエータ４６が収縮することで、第１レール４１と第２レール４２とはヒンジ部４８を回転支点として、第１レール４１と、第２レール４２とのなす角度αが拡がる。そして、レール４０を、トンネル１の断面における、半径Ｒｔ１より小さい半径Ｒｔ２（例えば、半径Ｒｔ２＝４７５０［ｍｍ］）の円弧の内壁面１ａに沿うような形状とすることができる。

この際、レール４０と内壁面１ａとの隙間は、例えば、最小隙間Ｅｍｉｎが３５０［ｍｍ］となり、最大隙間Ｅｍａｘが３５１［ｍｍ］となる。

図７（ｃ）に示すように、アクチュエータ４６がさらに収縮することで、第１レール４１と第２レール４２とはヒンジ部４８を回転支点として、第１レール４１と第２レール４２とのなす角度αがさらに拡がる。そして、レール４０を、トンネル１の断面における、半径Ｒｔ２より小さい半径Ｒｔ３（例えば、半径Ｒｔ３＝３５００［ｍｍ］）の円弧の内壁面１ａに沿うような形状とすることができる。

この際、レール４０と内壁面１ａとの隙間は、例えば、最小隙間Ｅｍｉｎが３３０［ｍｍ］となり、最大隙間Ｅｍａｘが３６８［ｍｍ］となる。

なお、レール４０と内壁面１ａとの隙間のバラツキは、約１００［ｍｍ］以内であれば、点検ユニット５０によって吸収可能となる。

角度調整機構４５は、図５に示すように、レール４０とトンネル１の内壁面１ａとの離隔距離Ｅと、レール４０のレール高Ｈｒと、トンネル１の断面における内壁面１ａの半径（トンネル半径）Ｒｔとに基づいて、各部品の寸法を設定することができる。

離隔距離Ｅと、レール高Ｈｒと、トンネル半径Ｒｔとを設計時の初期設定値とすると、円弧状のレール４０のレール半径Ｒは、以下の計算式で示される。
上限値 Ｒｍａｘ＝１．５Ｒｔ－０．５Ｈｒ－Ｅ
ノミナル値 Ｒ＝Ｒｔ－０．５Ｈｒ－Ｅ
下限値 Ｒｍｉｎ＝０．５Ｒｔ－０．５Ｈｒ－Ｅ

なお、レール半径Ｒとトンネル半径Ｒｔとの関係は、以下の計算式を満たすものとする。
Ｒｔ≒０．７Ｒ～２．０Ｒ

第１レール４１のレール長Ｌ１と、第２レール４２のレール長Ｌ２は、以下の計算式で示される。
Ｌ１＝０．３５～０．８Ｒ
Ｌ２＝０．５～１．５Ｌ１

第２レール４２の端部から、アクチュエータ４６の端部が固定された第７軸部４９ａまでの距離であるＡＣＴ取付位置Ｌａは、以下の計算式で示される。
Ｌａ＝０．２～０．４Ｌ１

レール４０から第８軸部４９ｂまでの高さであるＡＣＴ取付高さＨａは、以下の計算式で示される。
Ｈａ＝０．１～０．２Ｌ１

点検ユニット５０のホイールベースＷは、以下の計算式で示される。
Ｗ＝０．１～０．３Ｌ１

（延長レール）
図８は、実施例１の延長レールの構成を説明する側面図である。図９は、実施例１の延長レールの構成を説明する断面図である。以下、図８及び図９に基づいて、実施例１の延長レールの構成を説明する。

図８及び図９に示すように、リップ溝型鋼の第２レール４２の内側には、リップ溝型鋼の延長レール６１が設置される。延長レール６１は、第２レール４２より小さなリップ溝型鋼で形成される。

図９に示すように、延長レール６１のリップ部６１ｂに、２つの延長レール６１間に架け渡された延長レール接続部６１ｃが接続される。なお、第２レール４２の下端のフランジ部４２ｂに、２つの第２レール４２間に架け渡された第２レール接続部４２ｃが接続される。

図３に示すように、点検ユニット５０の４つの車輪５１が、延長レール６１の溝に嵌って、点検ユニット５０が延長レール６１に沿って移動可能とする。

図８に示すように、延長レール６１の第１レール４１に近い側の端部６１ａには、第１ケーブル６２ａが接続される。第１ケーブル６２ａは、複数の滑車６４に架け回されて第１ケーブル巻取装置６２に接続される。

延長レール６１は、第１ケーブル巻取装置６２によって、第１レール４１に近づく方向に、第２レール４２の内側を移動する。すなわち、延長レール６１は、第１ケーブル巻取装置６２によって、第２レール４２に格納される方向に移動する。

また、延長レール６１には、第２ケーブル６３ａが接続される。第２ケーブル６３ａは、複数の滑車６４に架け回されて第２ケーブル巻取装置６３に接続される。

延長レール６１は、第２ケーブル巻取装置６３によって、第１レール４１から遠ざかる方向に、第２レール４２の内側を移動する。すなわち、延長レール６１は、第２ケーブル巻取装置６３によって、第２レール４２から展開する方向に移動する。

なお、第２ケーブル巻取装置６３を設けずに、延長レール６１の自重によって、第１レール４１から遠ざかる方向に、第２レール４２の内側を延長レール６１が移動するようにしてもよい。

このように構成された延長レール６１は、第２レール４２に沿って移動して、第２レール４２の長手方向の下端から突出可能となる。延長レール６１が第２レール４２から突出した状態では、点検ユニット５０は、第１レール４１と、第２レール４２と、延長レール６１とに亘って移動可能となる。

（プレストレスレール）
図１０は、実施例１の第１レールを示す側面図である。以下、図１０に基づいて、実施例１のプレストレスレールの構成を説明する。

リップ溝型鋼の第１レール４１のウェブ部４１ｃの外側には、図１０に示すように、第１支持部材６６と、第２支持部材６７とが取り付けられる。

第１支持部材６６は、第１レール４１の長手方向の一方の端部に取り付けられる。第２支持部材６７は、第１レール４１の長手方向の他方の端部に取り付けられる。第１支持部材６６には、ワイヤ６５の一方の端部が取り付けられる。第２支持部材６７には、ワイヤ６５の他方の端部が取り付けられたボルト６８が嵌合する。ワイヤ６５は、第１レール４１のウェブ部４１ｃに取り付けられた複数の支持ローラ６９に架け渡される。

このように構成された第１レール４１は、ボルト６８を締めることで、ワイヤ６５に引張力を生じさせ、反力によって、第１レール４１には、圧縮力が与えられる。すなわち、第１レール４１は、プレストレスレールを構成する。

第１レール４１に与える圧縮力を、第１レール４１の座屈荷重の１／１０にすることで、第１レール４１の曲げ剛性を１５～３０％向上させることができる。なお、第２レール４２も同様の構成とすることができる。

（カウンタウェイト）
図１１は、実施例１のカウンタウェイトの構成を説明する側面図である。図１２は、実施例１のカウンタウェイトの動きを説明する図である。以下、図１１及び図１２に基づいて、実施例１のカウンタウェイトの構成を説明する。

図１１に示すように、上側支持部材２４上には、カウンタウェイト７０が設置される。カウンタウェイト７０は、上側支持部材２４に設けられた案内溝に沿って、レール４０の起伏方向を含む面内において、水平方向に移動可能とする。

カウンタウェイト７０は、レール４０の起伏状態と、点検ユニット５０の位置とに基づいて算出された、レール４０及び点検ユニット５０の重心位置に基づいて、移動する。

図１１に示すように、レール４０が傾倒した状態で、点検ユニット５０が、第１レール４１の先端付近に位置する場合、点検ユニット５０とレール４０の合計の重心位置は、作業床１２に対して、図中の左側となる。この場合、カウンタウェイト７０は、作業床１２に対して、図中の右側に移動し、作業床１２を水平な状態に維持する。

図１２（ａ）に示すように、レール４０が傾倒した状態で、点検ユニット５０が、第２レール４２の先端付近に位置する場合、点検ユニット５０とレール４０の合計の重心位置は、作業床１２に対して、図中の中央付近となる。この場合、カウンタウェイト７０は、作業床１２に対して、図中の中央付近に移動し、作業床１２を水平な状態に維持する。

図１２（ｂ）に示すように、レール４０が起立した状態で、点検ユニット５０が、レール４０の中央付近（第１レール４１の基端の付近）に位置する場合、点検ユニット５０とレール４０の合計の重心位置は、作業床１２に対して、図中の右側となる。この場合、カウンタウェイト７０は、作業床１２に対して、図中の左側に移動し、作業床１２を水平な状態に維持する。

（点検ユニットの移動機構）
図１３は、実施例１の点検ユニットの移動機構を示す側面図である。以下、図１３に基づいて、実施例１の点検ユニット５０の移動機構の構成を説明する。

図１３に示すように、点検ユニット５０の先端には、第１ワイヤ７１ａが接続される。複数のローラ７５に架け回された第１ワイヤ７１ａは、支持部２０に固定されたウィンチ装置７１によって巻き取られることで、点検ユニット５０が方向Ｇ１に移動する。

点検ユニット５０の後端には、第２ワイヤ７２ａが接続される。複数のローラ７５に架け回された第２ワイヤ７２ａは、第１弾性体としての引張コイルばね７２と、第２弾性体としてのワイヤ巻取装置７３とに接続される。

引張コイルばね７２とワイヤ巻取装置７３とは、直列に接続される。引張コイルばね７２は、支持部２０に固定され、第２ワイヤ７２ａを方向Ｇ１とは反対の方向Ｇ２に引っ張るように付勢されている。ワイヤ巻取装置７３は、方向Ｇ２に付勢されている。引張コイルばね７２の付勢力は、ワイヤ巻取装置７３の付勢力より大きく構成される。

このように構成された点検ユニット５０の移動機構は、点検ユニット５０を重力に抗して方向Ｇ１に上昇させる際には、図１３（ａ）に示すように、ウィンチ装置７１によって、点検ユニット５０を上昇させる。そして、トンネル１の天頂Ｇを超えて、点検ユニット５０を方向Ｇ１に下降させる際には、点検ユニット５０は、第２ワイヤ７２ａを介して引張コイルばね７２で保持されつつ、点検ユニット５０の重力によって、下降する。

一方、点検ユニット５０を重力に抗して方向Ｇ２に上昇させる際には、図１３（ｂ）に示すように、引張コイルばね７２によって、点検ユニット５０を上昇させる。そして、トンネル１の天頂Ｇを超えて、点検ユニット５０を方向Ｇ２に下降させる際には、点検ユニット５０は、第１ワイヤ７１ａを介してウィンチ装置７１で保持されつつ、点検ユニット５０の重力によって、下降する。この際、余分な第２ワイヤ７２ａは、ワイヤ巻取装置７３によって巻き取られる。

このように構成されたトンネル点検装置５は、高所作業車１０の作業床（作業台）１２に取り付けられる。そして、点検ユニット５０が、レール４０に沿って昇降することで、トンネル１の内壁面１ａを周方向（トンネル１の延在方向に垂直方向）に沿って点検する。１カ所のラインの点検が終了したら、高所作業車１０が次のラインへ移動し、同様にトンネル１の内壁面１ａを周方向に沿って点検する。

［トンネル点検装置の作用］
次に、実施例１のトンネル点検装置５の作用を説明する。実施例１のトンネル点検装置５は、高所作業車１０の作業床１２に取り付けられて、トンネル１の内壁面１ａを点検する。このトンネル点検装置５は、円弧状に形成されたレール４０と、レール４０に沿って移動する点検ユニット５０と、レール４０の起伏状態を調整する起伏調整機構３０と、を備える（図２）。

これにより、レール４０を起伏して、トンネル１の内壁面１ａに近づけることができる。そのため、レール４０を様々なトンネルの内壁面に合わせることができる。その結果、点検ユニット５０を、様々な形状のトンネルの内壁面に沿わせて移動させることができる。

また、実施例１のトンネル点検装置５は、既存の高所作業車１０の作業床１２に取り付けることができるので、機動性の優れたトンネル点検装置５とすることができる。

また、点検ユニット５０には、例えば、打音検査装置や、ひび割れ検出装置や、電磁波探査装置等の様々な検出デバイスを搭載することができる。そのため、汎用性のあるトンネル点検装置５とすることができる。

実施例１のトンネル点検装置５において、レール４０は、円弧状に形成された第１レール４１と、第１レール４１の一方の端部に回動可能に接続される、円弧状に形成された第２レール４２とで構成され、第１レール４１と、第２レール４２とのなす角度を調整可能な角度調整機構４５を備える（図６）。

これにより、トンネル１の内壁面１ａの形状に合わせて、レール４０の形状を変形することができる。そのため、レール４０を様々なトンネルの内壁面に合わせることができる。その結果、点検ユニット５０を、様々な形状のトンネルの内壁面に沿わせることができる。これに対して、角度調整機構４５を有しないトンネル点検装置の場合、トンネルの形状に応じて、レールを取り替える必要がある。

実施例１のトンネル点検装置５において、レール４０に沿って移動することでレール４０の長手方向に突出可能な延長レール６１を備える（図８）。

これにより、レール４０の長さを延長することができる。そのため、点検ユニット５０の移動範囲を広げることができる。その結果、作業床１２の停止位置における、点検ユニット５０による点検範囲を広げることができる。そのため、トンネル点検装置５の作業効率を向上させることができる。

実施例１のトンネル点検装置５において、レール４０の端部間に架け渡されたワイヤ６５によって、レール４０の長手方向に圧縮力を与える（図１０）。

これにより、レール４０の強度を向上させることができる。そのため、必要な強度を確保しつつ、レール４０の板厚を薄くすることができる。その結果、必要な強度を確保しつつ、軽量化したレール４０とすることができる。

実施例１のトンネル点検装置５において、レール４０の起伏状態と、点検ユニット５０の位置とに基づいて、作業床１２上を移動するカウンタウェイト７０を備える（図１１）。

これにより、レール４０と点検ユニット５０の作業床１２に対する荷重の偏りを、カウンタウェイト７０で打ち消すことができる。そのため、レール４０や点検ユニット５０の移動の際に、作業床１２を水平に維持することができる。

実施例１のトンネル点検装置５において、点検ユニット５０に接続された第１ワイヤ７１ａを、一方の方向への巻き取り可能なウィンチ装置７１と、点検ユニット５０に接続された第２ワイヤ７２ａを、他方の方向に引っ張る弾性体（引張コイルばね７２）と、を備える（図１３）。

これにより、点検ユニット５０を一方の方向（方向Ｇ１）に上昇させる際には、ウィンチ装置７１によって、点検ユニット５０を上昇させることができる。そして、トンネル１の天頂Ｇを超えて、点検ユニット５０を一方の方向（方向Ｇ１）に下降させる際には、第２ワイヤ７２ａを介して弾性体（引張コイルばね７２）で保持されつつ、点検ユニット５０の重力によって、下降する。

一方、点検ユニット５０を他方の方向（方向Ｇ２）に上昇させる際には、弾性体（引張コイルばね７２）によって、点検ユニット５０を上昇させることができる。そして、トンネル１の天頂Ｇを超えて、点検ユニット５０を他方の方向（方向Ｇ２）に下降させる際には、ウィンチ装置７１によって保持されつつ、点検ユニット５０の重力によって、下降する。そのため、簡易な構成で、トンネル１の天頂Ｇを超えて、点検ユニット５０を移動させることができる。

実施例２のトンネル点検装置は、レールの構成が異なる点で、実施例１のトンネル点検装置と相違する。

［レールの構成］
図１４は、実施例２のレールの構成を説明する側面図である。以下、図１４に基づいて、実施例２のレールの構成を説明する。なお、上記実施例で説明した内容と同一乃至均等な部分の説明については、同一用語又は同一の符号を用いて説明する。

実施例２のトンネル点検装置１２０のレール１４０は、レール１４０の両端部に、当接部１４４を備える。すなわち、当接部１４４は、第１レール４１の長手方向の先端と、第２レールの長手方向の先端とに設けられる。

当接部１４４は、レール１４０の端部から外側に突出する当接部本体１４４ａと、当接部本体１４４ａの先端に設けられる当接体１４４ｂと、で構成される。当接体１４４ｂは、当接部本体１４４ａの端部に回動可能に取り付けられてもよい。

このように構成された当接部１４４により、起伏調整機構３０によりレール１４０をトンネル１の内壁面１ａに沿うように配置する際に、当接体１４４ｂを内壁面１ａに当てて、レール１４０の位置決めをする。

［トンネル点検装置の作用］
次に、実施例２のトンネル点検装置１２０の作用を説明する。実施例２のトンネル点検装置１２０において、レール１４０には、トンネル１の内壁面１ａに当接可能な当接部１４４を備える（図１４）。

これにより、レール１４０をトンネル１の内壁面１ａに沿わせるように配置する際に、当接部１４４をトンネル１の内壁面１ａに当接することができる。そのため、レール１４０をトンネル１の内壁面１ａに対して位置決めすることができる。その結果、トンネル点検装置１２０の点検精度を向上させることができる。

なお、他の構成及び作用効果については、上記実施例と略同様であるので説明を省略する。

実施例３のトンネル点検装置は、点検ユニットの構成が異なる点で、実施例１のトンネル点検装置と相違する。

［点検ユニットの構成］
図１５は、実施例３の点検ユニットの構成を示す側面図である。図１６は、実施例３の点検ユニットの別の例の構成を示す側面図である。以下、図１５及び図１６に基づいて、実施例３の点検ユニットの構成を説明する。なお、上記実施例で説明した内容と同一乃至均等な部分の説明については、同一用語又は同一の符号を用いて説明する。

実施例３のトンネル点検装置２２０の点検ユニット２５０は、図１５に示すように、点検デバイス５３とベース５２との間に設けられる付勢部材としての圧縮ばね２５４を備える。点検デバイス５３は、圧縮ばね２５４によって、レール４０から離れる方向に付勢される。

なお、付勢部材は、図１６に示すように、定荷重ばね３５４としてもよい。定荷重ばね３５４は、ベース５２に固定される。定荷重ばね３５４には、複数のローラ５５に架け回されたワイヤ５６が取り付けられる。ワイヤ５６の他方の端部は、点検デバイス５３から側方に突出した突出部５３ａに、上方から接続される。

そして、点検デバイス５３は、定荷重ばね３５４の弾性力によって、レール４０から離れる方向に付勢される。これにより、点検デバイス５３をトンネル１の内壁面１ａに押圧する押圧力を一定に維持することができる。

［トンネル点検装置の作用］
次に、実施例３のトンネル点検装置２２０，３２０の作用を説明する。実施例３のトンネル点検装置２２０，３２０において、点検ユニット２５０に設置された点検デバイス５３を、レール４０から離れる方向に付勢する付勢部材（圧縮ばね２５４，定荷重ばね３５４）を備える（図１５及び図１６）。

これにより、点検デバイス５３をトンネル１の内壁面１ａに押し付けることができる。そのため、トンネル点検装置１２０の点検精度を向上させることができる。

なお、他の構成及び作用効果については、上記実施例と略同様であるので説明を省略する。

以上、本発明のトンネル点検装置を実施例１～３に基づき説明してきた。しかし、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や、各実施例の組み合わせや、追加等は許容される。

実施例１～実施例３では、点検ユニット５０，２５０，３５０は、ウィンチ装置７１とワイヤ巻取装置７３とによって、レール４０，１４０に沿って移動する例を示した。しかし、点検ユニットは、スプロケットとチェーンを利用して移動するようにしてもよい。

実施例１～実施例３では、第１レール４１のウェブ部４１ｃに、引張力を生じさせたワイヤ６５を設ける例を示した。しかし、引張力を生じさせたワイヤは、レールの上面や下面に設けられてもよい。

実施例１～実施例３では、トンネル点検装置を支持部２０によって、作業床１２に取り付ける例を示した。しかし、トンネル点検装置の作業床への取付方法は、この態様に限定されるものではない。

実施例１～実施例３では、延長レール６１を第２レール４２に設ける例を示した。しかし、延長レールは、第１レール４１に設けてもよい。

実施例１～実施例３では、移動する延長レール６１を設ける例を示した。しかし、延長レール６１を設ける替わりに、レール４０の先端に脱着可能な別体のレールを設けてもよい。

実施例１～実施例３では、角度調整機構４５を１つ設ける例を示した。しかし、角度調整機構を複数設けてもよい。これにより、レールの角度を細かく調整して、トンネル１の内壁面１ａの形状に沿わせることができる。

実施例１～実施例３では、起伏調整機構３０は、第１アーム３１と、第１サポートバー３３と、第２アーム３２と、第２サポートバー３４と、伸縮可能なアクチュエータ３５と、でパンタグラフ形状のリンクとして構成される例を示した。しかし、起伏調整機構は、第１アーム３１の先端と第２アーム３２の先端とを接続するように、伸縮可能なアクチュエータを設けてもよい。

実施例１～実施例３では、高所作業車１０を、道路を走行する車両とする例を示した。しかし、高所作業車としては、線路上を走行する軌陸車としてもよい。

実施例１～実施例３では、点検ユニット５０が、レール４０に沿って昇降することで、トンネル１の内壁面１ａを周方向（トンネル１の延在方向に垂直方向）に沿って点検し、終了したら、高所作業車１０が次のラインへ移動し、同様にトンネル１の内壁面１ａを周方向に沿って点検する例を示した。しかし、点検ユニット５０による点検方法は、この態様に限定されない。例えば、点検ユニット５０をレール４０内の一定の位置に保ち、高所作業車１０の走行により、トンネル１の延在方向に沿って連続的に点検を行ったり、点検ユニット５０をレール上で移動させたり、作業床１２を移動させたり、起伏調整機構３０でレールを移動させたりして、点検ユニット５０の位置を変更し、同様にトンネル１の延在方向に沿って連続的に点検を実施してもよい。

実施例１～実施例３では、本発明を道路のトンネル１の内壁面１ａを点検するトンネル点検装置に適用する例を示した。しかし、本発明は、道路のトンネルに限定されず、鉄道等のトンネルの内壁面を点検するトンネル点検装置に適用することもできる。

１ トンネル
１ａ 内壁面
５ トンネル点検装置
１０ 高所作業車
１２ 作業床
３０ 起伏調整機構
４０ レール
４１ 第１レール
４２ 第２レール
４５ 角度調整機構
５０ 点検ユニット
６１ 延長レール
６５ ワイヤ
７０ カウンタウェイト
７１ ウィンチ装置
７１ａ 第１ワイヤ
７２ 引張コイルばね（弾性体の一例）
７２ａ 第２ワイヤ
１４４ 当接部
２５４ 圧縮ばね（付勢部材の一例）
３５４ 定荷重ばね（付勢部材の一例）

Claims (7)

1. 高所作業車の作業床に取り付けられて、トンネルの内壁面を点検するトンネル点検装置であって、
   円弧状に形成されたレールと、
   前記レールに沿って移動する点検ユニットと、
   前記レールの起伏状態を調整する起伏調整機構と、を備え、
   前記レールは、
   円弧状に形成された第１レールと、
   前記第１レールの一方の端部に回動可能に接続される、円弧状に形成された第２レールとで構成され、
   前記第１レールと、前記第２レールとのなす角度を調整可能な角度調整機構を備える
   ことを特徴とする、トンネル点検装置。
2. 前記レールに沿って移動することで前記レールの長手方向に突出可能な延長レールを備える
   ことを特徴とする、請求項１に記載のトンネル点検装置。
3. 前記レールの端部間に架け渡されたワイヤによって、前記レールの長手方向に圧縮力を与える
   ことを特徴とする、請求項１又は２に記載のトンネル点検装置。
4. 前記レールの起伏状態と、前記点検ユニットの位置とに基づいて、
   前記作業床上を移動するカウンタウェイトを備える
   ことを特徴とする、請求項１～３の何れか一項に記載のトンネル点検装置。
5. 前記点検ユニットに接続された第１ワイヤを、一方の方向への巻き取り可能なウィンチ装置と、
   前記点検ユニットに接続された第２ワイヤを、他方の方向に引っ張る弾性体と、を備える
   ことを特徴とする、請求項１～４の何れか一項に記載のトンネル点検装置。
6. 前記レールには、前記トンネルの内壁面に当接可能な当接部を備える
   ことを特徴とする、請求項１～５の何れか一項に記載のトンネル点検装置。
7. 前記点検ユニットに設置された点検デバイスを、前記レールから離れる方向に付勢する付勢部材を備える
   ことを特徴とする、請求項１～６の何れか一項に記載のトンネル点検装置。

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