JP7082345B2

JP7082345B2 - 内面調査装置

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Publication number: JP7082345B2
Application number: JP2018126940A
Authority: JP
Inventors: 政司仁木; 真輝笠谷; 信之山口; 和徳相見
Original assignee: Chugoku Electric Power Co Inc
Current assignee: Chugoku Electric Power Co Inc
Priority date: 2018-07-03
Filing date: 2018-07-03
Publication date: 2022-06-08
Anticipated expiration: 2038-07-03
Also published as: JP2020010098A

Description

本発明は、内面調査装置に関する。

例えば特許文献１に開示されるように、井戸の内周面を撮影するカメラ装置が知られている。

特開２０１１－１１９９８６号公報

特許文献１に記載されたカメラ装置は、井戸内の底部に向かって撮影する直視カメラと内側面に向かって撮影する側視カメラとを有する。該カメラ装置を用いて、鋼構造物の主柱の内面を撮影する際に、シーブの位置決めに時間を要するとともに、鋼構造物の頭頂部で人がカメラを支持しなくてはならないため、作業に危険を伴う虞があった。

前述した課題を解決する主たる本発明は、鋼管の主柱を有する鋼構造物において前記主柱の内面を撮影する内面調査装置であって、前記主柱の頭頂部の開口に取り付けられ、前記主柱の内部に信号ケーブルを案内する滑車と、前記信号ケーブルに接続され、前記開口から挿入されて前記主柱の内面を撮影する、筐体で保護されている撮影部と、前記信号ケーブルを介して前記撮影部で撮影された映像を表示する表示部と、前記筐体に設けられ、前記撮影部が撮影する方向を照らす照明部と、を備える。
本発明の他の特徴については、添付図面および本明細書の記載により明らかとなる。

本発明によれば、鋼構造物における主柱の頭頂部の開口に取り付けられる滑車を有するため容易に撮影準備を行え、鋼構造物の頭頂部から底部に向かって主柱の内面を安全に撮影することができる。

鋼構造物の一例を示す図である。鋼構造物の頭頂部の開口の一例を示す斜視図である。本実施形態に係る内面調査装置を開口に装着した状態の一例を示す断面図である。本実施形態に係る内面調査装置の滑車の一例を示す側面図である。本実施形態に係る内面調査装置の滑車の一例を示す上面図である。本実施形態に係る内面調査装置の滑車に付帯する計尺装置の一例を示す側面図である。本実施形態に係る内面調査装置の筐体の一例を示す側面図である。本実施形態に係る内面調査装置の筐体に信号ケーブルを装着した状態の一例を示す側面図である。内面調査装置の筐体の他の例を示す側面図である。内面調査装置の筐体の他の例を示す側面図である。

本明細書および添付図面の記載により、少なくとも以下の事項が明らかとなる。以下の説明において、同一符号を付した部分は同一の要素を表し、その基本的な構成および動作は同様であるものとする。また、図においては、見える部分を実線で示し、見えない部分を破線で示している。

＝＝＝本実施形態に係る内面調査装置１００の構成＝＝＝
図１～図８を参照しつつ、内面調査装置１００について以下のとおり説明する。

内面調査装置１００は、図１に示すような通信用鉄塔や送電用鉄塔などの主構造である鋼管からなる主柱１１００を有する鋼構造物１０００において、該主柱１１００の内面を撮影する装置である。内面調査装置１００は、図２に示すような該鋼構造物１０００の頭頂部の開口１１１０に設けられる。以下に詳細に説明するように、内面調査装置１００は、鋼構造物１０００の主柱１１００の内部において頭頂部から底部に向かって主柱の傾斜に沿ってブレることなく安定的に撮影することができる。また、内面調査装置１００は、鋼構造物１０００の主柱１１００のどの位置を撮影しているかがわかるように、後述する計尺装置１１４を有する。

このような内面調査装置１００は、図３に示すように、滑車１１０と、筐体１２０と、撮影部１３０と、照明部１４０と、信号ケーブル１５０と、表示部１６０と、を含んで構成されている。内面調査装置１００は、滑車１１０に信号ケーブル１５０を引っ掛けて主柱１１００の内部に頭頂部から底部に向かって筐体１２０を安定的に垂直に下すことができる。なお、図３においては筐体１２０に設けられるクランプ１２２を省略して概略的に示している。

滑車１１０は、主柱１１００の開口１１１０に取り付けられ、主柱１１００の内面において頭頂部と底部との間で筐体１２０を安定的に上下移動させるための装置である。図４に示すように、滑車１１０は、滑車ベース１１１と、シーブ１１２と、落下防止部１１３と、計尺装置１１４と、を含んで構成されている。

滑車ベース１１１は、例えば、ジュラルミンあるいはアルミ合金で形成され、開口１１１０の主柱フランジ１１１１にボルト止めできる構造を有する。具体的には、図５に示すように、滑車ベース１１１のボルト長孔１１１ａと開口１１１０のフランジボルト孔１１１２とが重なるように滑車ベース１１１を配置して、ボルト長孔１１１ａとフランジボルト孔１１１２とに挿通したボルト１１１ｃをナット１１１ｄで締め付ける。これにより、滑車ベース１１１が開口１１１０に装着される。滑車ベース１１１は、開口１１１０に装着した状態で、筐体１２０を開口１１１０に挿入できるように挿入口１１１ｂを有する。

シーブ１１２は、信号ケーブル１５０を案内する部材であり、例えばジュラルミンあるいはアルミ合金で形成されている。図４に示すように、シーブ１１２は、サポートベース１１２ｂを介して滑車ベース１１１に固定されている。シーブ１１２は、その中心に設けられるベアリング１１２ａを介してサポートベース１１２ｂに回転可能に取り付けられている。シーブ１１２は、周側面に信号ケーブル１５０が嵌まり込む溝１１２ｃを有する。これにより、信号ケーブル１５０が脱落しないように、シーブ１１２に信号ケーブル１５０を引っ掛けることができ、信号ケーブル１５０の移動に応じてシーブ１１２が回転する。つまり、信号ケーブル１５０は、シーブ１１２に支持されることにより、ブレることなく主柱１１００の内部で垂直に吊り下げられる。

落下防止部１１３は、筐体１２０に接続される落下防止ロープ１１３ｃ（図３参照）と接続され、筐体１２０が主柱１１００の内部に落下することを防止するための部材である。落下防止部１１３は、図４に示すように、落下防止ロープ１１３ｃを巻き付ける輪部１１３ａを有し、輪部１１３ａから滑車ベース１１１に向かって延び出る棒１１３ｂが滑車ベース１１１に固定して設けられている。

計尺装置１１４は、信号ケーブル１５０の移動した長さを計測する装置である。計尺装置１１４は、図４に示すように、滑車ベース１１１上に設けられる計尺ベース１１４ａに取り付けられている。計尺装置１１４は、図６に示すように、例えば、計尺ベース１１４ａの上面側（図中の上側）に設けられる、周側面に溝１１４ｂ１を有する上ローラ１１４ｂと、周側面に溝１１４ｃ１を有する押えローラ１１４ｃと、計尺ローラ１１４ｄと、を有する。また、計尺ベース１１４ａの下面側（図中の下側）に設けられるサポート部材１１４ｅに固設され、一対のローラ部材１１４ｆ１，１１４ｆ２で形成される下ローラ１１４ｆを有する。信号ケーブル１５０は、上ローラ１１４ｂの溝１１４ｂ１に嵌まり込んで案内され、上ローラ１１４ｂの下部で計尺ローラ１１４ｄに押し当たるように押えローラ１１４ｃの溝１１４ｃ１に嵌まり込んで案内される。上ローラ１１４ｂを設けることにより、シーブ１１２だけで構成されているものよりも筐体１２０の揺れを抑制できる。なお、計尺ベース１１４ａ、上ローラ１１４ｂおよび押えローラ１１４ｃは、錆などの劣化を抑制および軽量化のためにジュラルミンあるいはアルミ合金で形成されていることが好ましい。

押えローラ１１４ｃは、一端が固定ネジ１１４ｃ２を中心に同図中において回転矢印で示すように回動可能に計尺ベース１１４ａに取り付けられ、信号ケーブル１５０が計尺ローラ１１４ｄに押し当てられる状態（図５に示す状態）と、信号ケーブル１５０が計尺ローラ１１４ｄから解放される状態（押えローラ１１４ｃが同図中時計回りに回転した状態）と、を切り替えることができる。そして、信号ケーブル１５０が計尺ローラ１１４ｄから解放される状態とすることで、信号ケーブル１５０を押えローラ１１４ｃに容易に取り付けることができる。また、押えローラ１１４ｃは、固定ネジ１１４ｃ２を締め付けることで固定される。

計尺ローラ１１４ｄは、例えば、ゴム材料で形成され、エンコーダ１１４ｇに接続される回転軸１１４ｈに巻き付けられている。これにより、信号ケーブル１５０が計尺ローラ１１４ｄに押し当てられて、固定ネジ１１４ｃで固定されている状態において、信号ケーブル１５０の移動に応じて、計尺ローラ１１４ｄを介して該回転軸１１４ｈが回転し、エンコーダ１１４ｇが該回転軸１１４ｈの回転量を計測することができる。エンコーダ１１４ｇが計測する回転量は、専用ケーブル１１４ｉ（図５参照）を介して表示端末１１４ｊ（図５参照）に表示されるか、エンコーダ１１４ｇに表示器（不図示）が設けられている場合は該表示器に表示される。

下ローラ１１４ｆは、図６に示すように、信号ケーブル１５０を一対のローラ部材１１４ｆ１，１１４ｆ２の間に通せるように構成されている。下ローラ１１４ｆの一対のローラ部材１１４ｆ１，１１４ｆ２は、それぞれの一端部が回動可能に接続され、それぞれの他端部が嵌合して固定する嵌合機構１１４ｆ３を有する。つまり、一方のローラ部材１１４ｆ１，１１４ｆ２を回動させて信号ケーブル１５０を通した後に、一方のローラ部材１１４ｆ１に向かって他方のローラ部材１１４ｆ２を回動させて嵌合機構１１４ｆ３を嵌合させることで、一対のローラ部材１１４ｆ１，１１４ｆ２で信号ケーブル１５０を移動可能に挟み込む。これにより、シーブ１１２および押えローラ１１４ｃだけで構成されているものよりも筐体１２０の揺れをさらに抑制できるため、より正確に信号ケーブル１５０の移動した距離を計測することができる。

主柱１１００の鋼管に継ぎ目がある場合は映像を逐次確認していくことで後述する筐体１２０の位置を特定しやすいが、鋼管に継ぎ目がない又は継ぎ目と継ぎ目の間が長い鋼構造物１０００の場合は映像から筐体１２０の位置を特定することが困難であった。このような状況を解決するために、上述した計尺装置１１４を設けることで筐体１２０が主柱１１００の内部のどの位置にあるかを容易に特定することができる。

なお、滑車１１０は、上述したような構造のものに限定されず、例えば、少なくとも滑車ベース１１１とシーブ１１２とを有して構成されていればよい。主柱１１００の開口１１１０に取り付けることができ、主柱１１００の頭頂部から底部に向かってブレることなく筐体１２０を安定的に垂直に下すことができればよいためである。

筐体１２０は、撮影部１３０などの電子機器を保護する部材であり、例えばジュラルミンあるいはアルミ合金で形成されている。筐体１２０は、図３、図７、図８に示すように、例えば内空の円柱形状を呈している。筐体１２０の一端面および他端面の直径は、特に限定されず、主柱１１００の開口１１１０に挿入できる大きさであればよい。

筐体１２０には、後述する撮影部１３０が収容されている。筐体１２０の一端面には、図７に示すように撮影部１３０が撮影できるように撮影窓１２１を有し、図３に示すように撮影窓１２１の周囲には照明部１４０が設けられている。さらに、筐体１２０の他端部は、図８に示すように、信号ケーブル１５０を固定するクランプ１２２を取り付けることができる構造を有する。また、筐体１２０の他端部には、落下防止ロープ１１３ｃに接続される落下防止部１２３を有する。落下防止部１２３は、滑車１１０に設けられる落下防止部１１３と同じものであるためその説明を省略する。なお、図７および図８に示すように、筐体１２０（他端部）およびクランプ１２２における挿入方向とは反対側の角は、傾斜するように形成されていることが好ましい。また、丸みを有するように形成されていてもよい（不図示）。これにより、主柱１１００の内面のフランジ縁１１１３（図１０参照）に筐体１２０およびクランプ１２２が引っ掛かりにくくなるため、安全に筐体１２０を引き上げることができる。

なお、筐体１２０は、円柱形状に限定されず、例えば、図９に示すように、開口１１１０から挿入される方の一端から他端に向かうにしたがって拡がるように形成される、例えば内空の円錐台形状を呈していてもよい。これにより、筐体１２０の重心が、筐体１２０の中心よりも他端部の側に位置することとなるため、筐体１２０の一端部が主柱１１００の内面に接触した際に、該内面に沿って筐体１２０が傾斜しやすくなることから、安定的に撮影することができる。つまり、先願技術文献に記載されたカメラ装置が有するセンターライザーのような複雑な構造を設けることなく、筐体１２０は主柱１１００の内部を安定的に移動できる。また、筐体１２０は、例えば、図１０に示すように、中央部から両端に向かうにしたがって幅が狭くなるように形成されていてもよい。これにより、主柱１１００の内面のフランジ縁１１１３に筐体１２０（他端面）を引っ掛けることなく、筐体１２０を引き上げることができる。また、筐体１２０はジュラルミンあるいはアルミ合金で形成されているものに限定されず、例えば樹脂材料やカーボン材料で形成されていてもよい。

撮影部１３０は、主柱１１００の内面を撮影するカメラ装置である。撮影部１３０は、筐体１２０の一端面の撮影窓１２１から主柱１１００の内底面に向かってレンズが設けられ、主柱１１００の内側周面を撮影する。レンズは、例えば、単焦点で広角のレンズである。なお、筐体１２０の側周面に撮影窓１２１が設けられている場合、主柱１１００の内側周面に向かってレンズが設けられていてもよい。つまり、撮影部１３０は、筐体１２０に設けられる撮影窓１２１の位置に応じて設けられていればよい。撮影部１３０は、例えば単板式または多板式のＣＣＤカメラやＣＭＯＳカメラなどであり、赤外線モードを有していることが望ましいが、その仕様が限定されるものではない。また、撮影部１３０は、信号ケーブル１５０と接続され、信号ケーブル１５０を介して、表示部１６０に撮影した映像信号を送信し、表示部１６０から撮影部１３０を制御するための制御信号を受信する。なお、信号ケーブル１５０は、同軸ケーブル、ＬＡＮケーブルなどであり、その仕様が限定されるものではない。

照明部１４０は、主柱１１００の内面を照らす部材である。照明部１４０は、例えばＬＥＤ照明、蛍光灯、有機ＥＬ照明などであり、特にその仕様が限定されるものではない。照明部１４０は、筐体１２０の一端面の撮影窓１２１の周囲を取り囲むように設けられている。なお、筐体１２０の側周面に撮影窓１２１が設けられている場合、撮影窓１２１の周囲を取り囲むように設けられる。照明部１４０は、表示部１６０から出力される制御信号に応じて点灯または消灯する制御回路（不図示）を有する。

表示部１６０は、撮影部１３０が撮影した映像を表示する機能を有し、撮影部１３０を制御するための制御信号を出力する機能を有する表示制御端末である。表示部１６０は、例えばタブレット端末、パーソナルコンピュータ、ヘッドマウントディスプレイなどである。表示部１６０は、撮影部１３０を制御するための制御信号を出力することにより、撮影部１３０に対してフォーカス、拡大縮小、赤外線モードへの切換えなどを実行できる。また、表示部１６０は、照明部１４０を点灯または消灯させるための制御信号を出力する。表示部１６０は、例えば外部のバッテリー１７０から電力供給される。なお、撮影部１３０および照明部１４０も、信号ケーブル１５０を介して該バッテリー１７０から電力が供給されている。

＝＝＝内面調査装置１００の使用手順＝＝＝
図３、図４、図５を参照しつつ、内面調査装置１００を用いて鉄塔の主柱１１００の内面を調査する手順について説明する。

先ず、作業員は、シーブ１１２が取り付けられている滑車ベース１１１を主柱１１００の開口１１１０にボルト止めする。

次に、作業員は、信号ケーブル１５０を、計尺装置１１４の上部ローラの溝１１４ｂ１および押えローラ１１４ｃの溝１１４ｃ１にはめ込む。そして、作業員は、信号ケーブル１５０の一端に接続されている筐体１２０を、滑車ベース１１１の挿入口１１１ｂから主柱１１００の内部に挿入する。次に、作業員は、筐体１２０を主柱１１００の内部に挿入した状態において、下ローラ１１４ｆの一対のローラ部材１１４ｆ１，１１４ｆ２で信号ケーブル１５０を挟み込む。そして、作業員は、信号ケーブル１５０をシーブ１１２の溝１１２ｃにはめ込むとともに、計尺装置１１４を滑車ベース１１１に取り付ける。

この状態において、信号ケーブル１５０は押えローラ１１４ｃで計尺ローラ１１４ｄに押し当てられているため、信号ケーブル１５０が移動すると、信号ケーブル１５０が計尺ローラ１１４ｄを介して回転軸１１４ｈを回転させる。そして、この回転軸１１４ｈの回転量をエンコーダ１１４ｇが計測する。計測された回転量を示す回転量信号は、エンコーダ１１４ｇから専用ケーブル１１４ｉを介して表示部１６０に伝送される。

作業員は、撮影部１３０から出力される映像信号に基づいて表示部１６０に表示される映像を確認しながら、必要に応じて表示部１６０を操作して撮影部１３０および照明部１４０に制御信号を出力させる。これら一連の手順により、作業員は、表示部１６０で筐体１２０の位置および主柱１１００の内面の映像を確認しつつ主柱１１００の内面を調査できる。

＝＝＝まとめ＝＝＝
以上説明したように、本実施形態に係る内面調査装置１００は、鋼管の主柱１１００を有する鋼構造物１０００において主柱１１００の内面を撮影する内面調査装置１００であって、主柱１１００の頭頂部の開口１１１０に取り付けられ、主柱１１００の内部に信号ケーブル１５０を案内する滑車１１０と、信号ケーブル１５０に接続され、開口１１１０から挿入されて主柱１１００の内面を撮影する、筐体１２０で保護されている撮影部１３０と、信号ケーブル１５０を介して撮影部１３０で撮影された映像を表示する表示部１６０と、筐体１２０に設けられ、撮影部１３０が撮影する方向を照らす照明部１４０と、を備える。本実施形態によれば、鋼構造物１０００における主柱１１００の頭頂部の開口１１１０に取り付けられる滑車１１０を有するため、鋼構造物１０００の頭頂部から底部に向かって主柱１１００の内面を安全に撮影することができる。

また、本実施形態に係る内面調査装置１００の撮影部１３０を保護する筐体１２０は、開口１１１０から挿入される方の一端から他端に向かうにしたがって拡がるように形成される内空の円錐台形状を呈する。本実施形態によれば、筐体１２０の重心が、筐体１２０の中心よりも他端部の側に位置することとなるため、筐体１２０の一端部が主柱１１００の内面に接触した際に、該内面に沿って筐体１２０が傾斜しやすくなることから、安定的に撮影することができる。

また、本実施形態に係る内面調査装置１００の撮影部１３０を保護する筐体１２０は、内空であり、中央部から両端に向かうにしたがって幅が狭くなるように形成されている。本実施形態によれば、主柱１１００の内面のフランジ縁１１１３に筐体１２０の他端面を引っ掛けることなく、筐体１２０を引き上げることができる。

また、本実施形態に係る内面調査装置１００の滑車１１０は、主柱１１００の開口１１１０から撮影部１３０までの距離を計測するように、信号ケーブル１５０の移動に応じて計測動作する計尺装置１１４を有する。本実施形態によれば、筐体１２０が主柱１１００の内部のどの位置にあるかを容易に特定することができる。

また、本実施形態に係る内面調査装置１００の照明部１４０は、筐体１２０における開口１１１０から挿入される方の一端面の周縁部に沿って設けられている。本実施形態によれば、主柱１１００の内面を効率よく照らすことができるため、内面の発錆状況を見落とすことのない画像が得られる。

また、本実施形態に係る内面調査装置１００の滑車１１０は、筐体１２０における開口１１１０から挿入される方の一端とは反対側の他端に接続される筐体１２０の落下防止用の落下防止紐が取り付けられる落下防止部１１３を有する。本実施形態によれば、仮に信号ケーブル１５０が断線したような場合であっても筐体１２０が主柱１１００内に落下することを防止できる。

また、本実施形態に係る内面調査装置１００の筐体１２０における開口１１１０から挿入される方の一端とは反対側の他端には、信号ケーブル１５０が挿入される挿入箇所に、信号ケーブル１５０の抜け出しを防止するクランプ１２２が設けられる。本実施形態によれば、信号ケーブル１５０が筐体１２０（または撮影部１３０）からの抜け出しを抑制することができるため、安全に作業を行うことができる。

また、本実施形態に係る内面調査装置１００の筐体１２０は、ジュラルミンまたはアルミ合金のいずれか一方で形成されている。本実施形態によれば、筐体１２０の軽量化を図ることができる。

なお、上記の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物も含まれる。

１００内面調査装置
１１０滑車
１１３落下防止部
１１４計尺装置
１２０筐体
１３０撮影部
１４０照明部
１５０信号ケーブル
１６０表示部
１０００鋼構造物
１１００主柱
１１１０開口

Claims

鋼管の主柱を有する鋼構造物において前記主柱の内面を撮影する内面調査装置であって、
前記主柱の頭頂部の開口に取り付けられ、前記主柱の内部に信号ケーブルを案内する滑車と、
前記信号ケーブルに接続され、前記開口から挿入されて前記主柱の内面を撮影する、筐体で保護されている撮影部と、
前記信号ケーブルを介して前記撮影部で撮影された映像を表示する表示部と、
前記筐体に設けられ、前記撮影部が撮影する方向を照らす照明部と、
を備えることを特徴とする内面調査装置。
前記撮影部を保護する前記筐体は、前記開口から挿入される方の一端から他端に向かうにしたがって拡がるように形成される内空の円錐台形状を呈する
ことを特徴とする請求項１に記載の内面調査装置。
前記撮影部を保護する前記筐体は、内空であり、中央部から両端に向かうにしたがって幅が狭くなるように形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の内面調査装置。
前記滑車は、前記主柱の開口から前記撮影部までの距離を計測するように、前記信号ケーブルの移動に応じて計測動作する計尺部を有する
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の内面調査装置。
前記照明部は、前記筐体における前記開口から挿入される方の一端面の周縁部に沿って設けられている
ことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載の内面調査装置。
前記滑車は、前記筐体における前記開口から挿入される方の一端とは反対側の他端に接続される前記筐体の落下防止用の落下防止紐が取り付けられる落下防止部を有する
ことを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか一項に記載の内面調査装置。
前記筐体における前記開口から挿入される方の一端とは反対側の他端には、前記信号ケーブルが挿入される挿入箇所に、前記信号ケーブルの抜け出しを防止するクランプ部材が設けられる
ことを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れか一項に記載の内面調査装置。
筐体は、ジュラルミンまたはアルミ合金のいずれか一方で形成されている
ことを特徴とする請求項１乃至請求項７の何れか一項に記載の内面調査装置。