JP2001201494A - 壁面の検査方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 トンネルやシェルターを検査するセンサやそ
の付属装置を湾曲した壁面に衝突させることなく近接さ
せて位置設定しかつ移動させる技術手段を得る。 【解決手段】 直線に戻る方向の弾性復元力を備えた帯
状の可撓フレームに１個ないし複数個のセンサと複数個
のガイド車輪を装着し、この可撓フレームを計測しよう
とする壁面に向けて付勢して、前記ガイド車輪を壁面に
接触させて可撓フレームを撓ませ、当該撓んだ状態で可
撓フレームをその長手方向及び長手直交ないし斜交方向
に移動させることによりセンサを壁面に添って移動させ
ながら壁面の計測を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、トンネルやシェ
ルターの湾曲した壁面（天井面を含む）を検査するため
の技術手段に関するもので、特に検査に用いるセンサや
その付属装置を湾曲した壁面の所望位置に近接して位置
させ、かつ移動させるための手段に特徴がある方法及び
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】老朽化したり、経年変化によって強度が
低下したトンネルやシェルターの壁面の崩落を未然に防
止するため、この種の壁面の検査方法ないし装置が種々
提案されている。その検査は、例えば壁面を加熱した後
の放熱速度を温度分布によって検出するもの、ＣＣＤカ
メラなどで壁面のクラックなどを検出するもの、超音波
や電磁波を壁面に照射してその反射波を検出するもの、
壁面を叩いて打音の波形を検出するものなどである。壁
面の状態を正確ないし精密に検査するためには、センサ
を壁面に接近させる必要があり、特に打音や壁面温度な
どを検出するものは、雑音信号を極力小さくするため
に、センサを壁面に接近させることが特に要求される。

【０００３】この種の検査において、センサを壁面に接
近させかつ移動させる手段として、伸縮する支持台や揺
動するアームを用いる構造が提案されている。例えば道
路のトンネル壁面を検査する装置として、車両にその走
向方向と平行な軸回りに揺動する伸縮可能な起伏アーム
を設け、このアームの先端にセンサを設けた装置が提案
されている。この装置ではアームの伸縮によってセンサ
を壁面に接近させ、アームの起伏と車両の移動とにより
センサを移動させて壁面全体を検査する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】正確な検査を行うため
には、検査対象となる壁面とセンサの距離を一定にする
必要があり、上記のような従来手段でこれを実現しよう
とすると、アームの先端と壁面との距離を検出して、ア
ームの長さを制御する複雑な制御装置が別途必要にな
る。特に湾曲した壁面では、壁面とセンサとの間隔を計
測するのが難しく、かつブームの角度に応じてブーム長
さを変化させる必要があるため、ブームの伸縮動作に時
間遅れが生ずると、センサを速やかに移動させることが
できなくなって、計測に時間がかかることになる。特に
打音検出などのように、センサを壁面の非常に近い位置
に配置する必要があるときは、センサを壁面に衝突させ
ないで、壁面との間隔をすばやくかつ正確に調整するこ
とには技術的に大きな困難が伴う。

【０００５】そこでこの発明は、センサを壁面に衝突さ
せることなく、壁面に非常に接近した位置に確実に位置
設定することができ、かつ壁面に添うセンサの移動も速
やかに行うことが可能な技術手段を得ることを課題とし
ている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明の壁面の検査方
法は、直線に戻る方向の弾性復元力を備えた帯状の可撓
フレームに１個ないし複数個のセンサと複数個のガイド
車輪２４を装着し、この可撓フレームを計測しようとす
る壁面に向けて付勢して、前記ガイド車輪２４を壁面に
接触させて可撓フレーム１３を撓ませ、当該撓んだ状態
で可撓フレーム１３をその長手方向に移動させることに
よりセンサを壁面に添って移動させながら壁面の計測を
行うことを特徴とするものである。

【０００７】請求項２の発明は、上記検査方法におい
て、可撓フレーム１３を計測しようとする壁面に向けて
付勢して、そのガイド車輪２４と壁面との接触により、
可撓フレーム１３を撓ませた状態で長手方向と直交ない
し斜交する方向に可撓フレーム１３を移動させることに
より、センサ２３を壁面の延在方向に移動させることを
特徴とするものである。

【０００８】この発明の壁面の検査装置は、壁面の延在
方向に移動する走行台１と、この走行台にその走向方向
と直交する横方向に往復駆動可能に搭載された横移動フ
レーム７と、この横移動フレームの外側端に設けられた
起立フレーム８と、この起立フレームに背面側を長手方
向に移動自在に支持された可撓フレーム１３と、この可
撓フレームの前面側に装着されたセンサ２３と、起立フ
レーム８に装着されて可撓フレーム１３を移動させる駆
動装置１２とを備え、可撓フレーム１３は背面側が凹と
なる方向に屈曲可能で、かつ直線に復帰する弾性復元力
を備えていることを特徴とするものである。

【０００９】請求項４の発明は、上記検査装置におい
て、起立フレーム８がその上端部に可撓フレーム１３の
幅方向の軸周りに揺動する揺動ブラケット２８を備え、
可撓フレーム１３はこの揺動ブラケット２８を介して起
立フレーム８に装着されていることを特徴とするもので
ある。

【００１０】請求項５の発明は、上記検査装置におい
て、起立フレーム８が起倒可能であることを特徴とする
ものである。

【００１１】この発明の検査方法では、可撓フレーム１
３を検査しようとする壁面に向けて押し付ける力と、そ
の反力を受けるガイド車輪２４との間で壁面の湾曲に添
って撓んだ可撓フレーム１３に装着されたセンサ２３で
壁面の検査が行われるので、検査時におけるセンサ２３
と検査対象となる壁面との間隔を近づけた状態で一定に
位置させることが可能であり、かつ押付け力の反力がロ
ーラないしボールで受けられるため、可撓フレーム１３
を撓ませた状態のまま、すなわちセンサ２３と壁面との
間隔を所望の間隔に保持したまま、センサ２３を湾曲し
た壁面に添って移動させることができる。

【００１２】センサ２３は可撓フレーム１３の長手方向
の移動駆動装置１２と走行台１の走向とにより、二次元
面内で自由に移動可能であり、壁面の任意の位置の検査
を行うことができる。また、可撓フレーム１３は湾曲し
た壁面に添った状態で、その長手方向に進退するので、
壁面に設けられた障害物を避けて、その障害物の間の空
間にセンサ２３を進入させることも比較的容易にでき
る。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施例とし
て、軌道のトンネルの湾曲した内壁面を検査する方法及
び装置について、図面を参照して説明する。

【００１４】この実施例の装置は、２トントラックをベ
ースにした軌陸車１の荷台２に搭載されている。軌陸車
１は道路走向用のタイヤ車輪３と昇降する軌道輪４とを
備えており、道路走向時の駆動輪は後輪、軌道走向時の
駆動輪は前輪である。軌道輪４は、図示しない上下揺動
フレームの先端に軸支されており、当該フレームの揺動
により道路走行と軌道走行との変換を行なう。軌道走向
時は、サーボモータ５の回転をチェーンで軌道輪（前
輪）４に伝達している。後輪３の後方には軌道輪４と共
に昇降する計測輪６が設けられ、この計測輪６に連結し
たエンコーダにより、軌道上における軌陸車１の移動距
離が検出されている。

【００１５】軌陸車１の荷台には幅方向のガイドレール
が設けられ、このガイドレールに添って横移動自在に横
移動フレーム７が装着されている。横移動フレーム７に
は、起立フレーム８の回動軸９が水平方向に軸支されて
おり、この回動軸９を回動させる駆動モータ１０が設け
られている。起立フレーム８は起立したときに上方に延
びる鞘部８ａを備えており、その上端部に軌陸車１の走
向方向と平行な軸回りに回転するピニオン２２と、駆動
ギヤ１１を介してピニオン２２を駆動する駆動モータ１
２とを備えている。鞘部８ａ内には可撓フレーム１３を
ガイドするガイドローラ対１４が鞘部８ａの延在方向に
沿って複数対配置されている。

【００１６】図２及び３に詳細を示した可撓フレーム１
３は、細長い部材で、可撓性を有する帯状の金属や合成
樹脂等の帯板１５の一方の面（前面）に前方に向いて開
口した上下に細長い箱状のリンク部材１６を長手方向に
並べてリベット止め等により固着した構造で、帯板１５
の反対側の面（背面）の幅方向中央には可撓性を有する
金属や合成樹脂等で製作されたラック１７が長手方向に
固定されている。

【００１７】隣接するリンク部材１６、１６の上下端の
小口板１８相互は、両者を貫通するボルト１９に挿通し
た圧縮コイルバネ２０により、互いに密着する方向に付
勢されている。リンク部材１６は、隣接するリンク部材
の小口板１８の外面相互が密着するように配置されてお
り、従って圧縮コイルバネ２０は外力が開放されたとき
に可撓フレーム１３を直線状に復元させる弾性力を与え
ている。圧縮コイルバネ２０は、ボルト１９に螺合して
いるナット２１によってバネ力を調整可能であり、可撓
フレーム１３の先端側に行くに従って付勢力が小さくな
るように調整されている。

【００１８】可撓フレームの帯板１５は、その幅寸法が
リンク部材１６の幅寸法より大きく、側縁がリンク部材
１６の両側に突出している。起立フレームのガイドロー
ラ対１４は、このステンレス帯板１５の側縁部を挟持す
るように配置されており、可撓フレーム１３がガイドロ
ーラ対１４で挟持されたとき、可撓フレーム背面のラッ
ク１７が起立フレーム８の上端のピニオン２２と噛合す
る。従ってその駆動モータ１２を回動することにより、
可撓フレーム１３はその長手方向に進退し、縮退したと
きには可撓フレーム１３が起立フレーム８の鞘部８ａ内
に収まる。

【００１９】壁面の状態を検査するセンサを収めた検査
ボックス２３は、リンク部材１６の箱形の凹みの部分に
取付けられる。センサは、例えば打音を検出するもので
あればマイクロホンと打撃装置、超音波や電磁波を用い
るものであればその発振器と受信器等である。リンク部
材１６には、全方向に自由回転自在に保持されたガイド
ボール２４が適宜間隔で取付けられており、検査ボック
ス２３は、ガイドボール２４が壁面に当接したときに、
当該壁面との間に検査に適した所定の間隔が保持される
ように取付けられる。

【００２０】可撓フレーム１３は、検査に必要なセンサ
のほか、例えば、オペレータが壁面の状態を見たり映像
として記録するのに用いるカメラや照明用のランプ、異
常が検出された壁面の位置にマークを付けるためるマー
キング装置等を取付けることができる。マーキング装置
は例えばインクジェットノズル等であり、センサが異常
を検出したりオペレータが必要と判断したときに動作さ
せて壁面にマークを付け、補修作業員等がその位置を容
易に見つけることができるようにする。

【００２１】可撓フレーム１３の下端付近のリンク部材
１６には、検査ボックス２３を内蔵する検査部材３７が
壁面に向って押接するように取付けられている。検査部
材３７は、その背面中心付近でリンク部材１６に固定さ
れたシリンダ３４に回り止めを有して嵌挿するピストン
３５の先端に設置された走行方向の揺動ピン３３に支承
されている。ピストン３５は図では圧縮バネ３６で伸縮
可能になっている。また、この検査部材３７の上下端に
は壁面に当接するガイドボール２４がリンク部材１６に
取付けられたと同じように取付けられている。

【００２２】上記装置によって鉄道のトンネル内を検査
している状態が図４に示されている。軌陸車１は軌道輪
４でレール２５上を走行しており、横移動フレーム７は
トンネルの側壁側に移動し、起立フレーム８は鞘部８ａ
が上方に延びるように起立している。ラック１７で上方
に繰出された可撓フレーム１３は、その先端から順次ト
ンネルの壁面に当接して、ガイドボール２４に案内され
て、トンネル壁面の湾曲に沿って屈曲する。この状態で
可撓フレーム１３に取付けられた先端及び中間部の検査
ボックス２３は、対向するトンネル壁面との間に所定の
距離を隔てて位置することとなる。

【００２３】トンネル内に設けられている架線２６の裏
側は、その支持ブラケット２７などを避けるように、可
撓フレーム１３を縮退させて軌陸車１を移動させ、ブラ
ケット２７のない箇所で可撓フレーム１３を上方に進出
させることによって先端の検査ボックス２３で検査す
る。これにより、センサをアームの先端に取り付けた構
造のものでは検査が困難であったトンネル等の頂点付近
までを容易に検査することができる。なお図には示して
ないが、これらの作業を行なうときの安全のために、可
撓フレーム１３の先端や下端などの適宜箇所に障害物を
検出する近接センサや接触センサを取付け、その検出信
号により可撓フレーム１３や走行車両を緊急停止させ
る。

【００２４】可撓フレーム１３が縮退するとき、検査部
材３７はトンネル側壁の地表に近い部分まで揺動ピン３
３による揺動と、圧縮バネ３６による伸縮を伴いながら
壁面に沿って移動し、検査ボックス２３は、壁面との距
離を一定に保って測定する。

【００２５】可撓フレーム１３の進退用のピニオン２２
を引込み方向に回転すると、可撓フレーム１３は起立フ
レーム８の鞘部８ａ内にガイドローラ対１４で挟持され
て収納された状態となるから、その状態で起立フレーム
の回動軸９を９０度回動し、横移動フレーム７を壁面か
ら離れる方向に移動すると、起立フレーム８及び可撓フ
レーム１３は、軌陸車の上部にその走行方向と平行に収
まるから、この状態で軌陸車１を走行して一般道路上や
軌道上を移動する。

【００２６】図５は、この発明の装置の第2実施例を示
したものである。この第２実施例の可撓フレーム１３が
起立フレーム８の先端に揺動ブラケット２８を介して装
着されている点が第１実施例のものと異なる。すなわ
ち、鞘部の上端に軌陸車の走行方向と平行な支点ピン２
９回りに揺動ブラケット２８が枢着され、この揺動ブラ
ケットの前面に可撓フレーム１３を案内するガイドロー
ラ対１４が配置され、かつこの揺動ブラケットの上端に
可撓フレーム１３を進退駆動するピニオン２２とその駆
動モータ１２が装着されている。

【００２７】揺動ブラケット２８は、その支点ピン２９
より下方に延びており、その下方部分背面に揺動ブラケ
ット２８を壁面に向けて付勢するエアシリンダ３０が装
着されている。また、第２実施例の起立フレーム８は、
エアシリンダ３１で斜め上方壁面に向けて付勢されるよ
うになっている。

【００２８】この第２実施例の装置は、エアシリンダ３
０、３１で起立フレーム８及び揺動ブラケット２８を付
勢して、起立フレーム８の上端において、揺動ブラケッ
ト２８が当該部分のトンネルの壁面の傾斜に倣う角度に
なるようにする。この状態で、ピニオン２２で可撓フレ
ーム１３を上方または下方に駆動する。上方に駆動され
ると可撓フレーム１３はトンネルの壁面に沿って屈曲し
た状態で上方に延び、また下方に駆動すると、トンネル
の側壁面に倣って屈曲して下方に延びる。すなわちこの
第２実施例のものでは、可撓フレーム１３の下端のリン
ク部材に検査ボックス２３を取付けておくことにより、
トンネル側壁の地表に近い部分まで検査を行うことがで
きる。

【００２９】図６は、この発明の第３実施例を示した図
で、可撓フレーム１３の長さをより長くしたいとき、ま
たは軌陸車１を小型にしたいときに採用可能な構造の例
を示したものである。この第３実施例の構造では、可撓
フレーム１３を引込んだとき、可撓フレーム１３が起立
フレーム８に設けた楕円形のガイド３２の周囲に巻き付
けられた状態で収容されるようになっている。楕円形ガ
イド３２の周囲には、第１実施例の鞘部８ａに設けたと
同様なガイドローラ対１４が配置されており、可撓フレ
ーム１３はステンレス帯板１５の両側縁をガイドローラ
対１４で挟持された状態で楕円状に巻き取られる。巻き
取られた状態で起立フレーム８を９０度回動すると、楕
円形ガイド３２及びこれに巻き取られた可撓フレーム１
３は軌陸車１の荷台上に収まる。

【図面の簡単な説明】

【図１】壁面検査装置の全体側面図

【図２】可撓フレームの側面図

【図３】可撓フレームのガイドと駆動装置の断面図

【図４】第１実施例の正面図

【図５】第２実施例の正面図

【図６】第３実施例の正面図

【符号の説明】

１ 軌陸車 ７ 横移動フレーム ８ 起立フレーム 12 駆動モータ 13 可撓フレーム 23 検査ボックス 24 ガイドボール 28 揺動ブラケット

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 直線に戻る方向の弾性復元力を備えた帯
   状の可撓フレームに１個または複数個のセンサと複数個
   のガイド車輪(24)とを装着し、この可撓フレームを計測
   しようとする壁面に向けて付勢して前記ガイド車輪(24)
   と壁面との接触により可撓フレーム(13)を撓ませ、当該
   撓んだ状態で可撓フレーム(13)をその長手方向に移動さ
   せることによりセンサを壁面に添って移動させながら壁
   面の計測を行うことを特徴とする、壁面の検査方法。
2. 【請求項２】 前記撓んだ状態で可撓フレーム(13)をそ
   の長手方向と直交ないし斜交する方向に移動させること
   により、センサ(23)を壁面の延在方向に移動させること
   を特徴とする、請求項１記載の壁面の検査方法。
3. 【請求項３】 壁面の延在方向に移動する走行台(1)
   と、この走行台にその走向方向と直交する横方向に往復
   駆動可能に搭載された横移動フレーム(7)と、この横移
   動フレームの外側端に設けられた起立フレーム(8)と、
   この起立フレームに背面側を長手方向に移動自在に支持
   された可撓フレーム(13)と、この可撓フレームの前面側
   に装着されたセンサ(23)と、起立フレーム(8)に装着さ
   れて可撓フレーム(13)をその長手方向に移動させる駆動
   装置(12)とを備え、可撓フレーム(13)は背面側が凹とな
   る方向に屈曲可能で、かつ直線に復帰する弾性復元力を
   備えていることを特徴とする、壁面の検査装置。
4. 【請求項４】 起立フレーム(8)がその上端部に可撓フ
   レーム(13)の幅方向の軸周りに揺動する揺動ブラケット
   (28)を備え、可撓フレーム(13)はこの揺動ブラケット(2
   8)を介して起立フレーム(8)に装着されていることを特
   徴とする、請求項３記載の壁面の検査装置。
5. 【請求項５】 起立フレーム(8)が起倒可能である請求
   項３または４記載の壁面の検査装置。