特許 6087165 ケーブル挿通制御装置及び方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6087165

(24)【登録日】2017年2月10日

(45)【発行日】2017年3月1日

(54)【発明の名称】ケーブル挿通制御装置及び方法

(51)【国際特許分類】

   H02G 1/06 20060101AFI20170220BHJP

【ＦＩ】

   H02G1/06

【請求項の数】2

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2013-30662(P2013-30662)

(22)【出願日】2013年2月20日

(65)【公開番号】特開2014-161161(P2014-161161A)

(43)【公開日】2014年9月4日

【審査請求日】2016年1月6日

(73)【特許権者】

【識別番号】000153421

【氏名又は名称】株式会社日立アドバンストシステムズ

(73)【特許権者】

【識別番号】000220262

【氏名又は名称】東京瓦斯株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001689

【氏名又は名称】青稜特許業務法人

(74)【代理人】

【識別番号】110000350

【氏名又は名称】ポレール特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】岡村 栄二

(72)【発明者】

【氏名】宮澤 智幸

(72)【発明者】

【氏名】須山 憲次

(72)【発明者】

【氏名】今野 実

【審査官】 木村 励

(56)【参考文献】

【文献】 実開平６−１３３１７（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開昭５９−５６１３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５７−９５１１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５５−８９１６４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｇ １／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

モータの駆動によって、管内にケーブルを挿入又は引き抜き（挿通）するケーブル挿通制御装置であって、
該管内にケーブルを移動させる該モータを搭載した内箱と、
該内箱を該ケーブルの挿通方向へ移動可能に支持する支持機構を有する外箱と、
該外箱に固定され、該管内を挿通する該ケーブルの荷重に応じて、該支持機構を介して移動する内箱の作用力を荷重値として測定する荷重測定器と、
該荷重測定器によって測定された荷重値と、予め定めた制限値との関係を判定する制御器と、を有し、該制御器による判定結果に従って、該モータの駆動を停止するように制御し、
さらに、ケーブルの種類に応じて、該ケーブルが損傷を引き起こす荷重を前記制限値として予め登録する管理テーブルを記憶するメモリと、
管内に挿通されるケーブルの種類を指定する入力器を有し、
前記制御器は、該入力器によって指定された該管理テーブル内のケーブルの該制限値と、該荷重測定器によって測定された荷重値とを照合して、該荷重値が該制限値を超えると判断した場合、該モータを制御するモータ制御部に対してアラーム信号を出力する、
ことを特徴とするケーブル挿通制御装置。

【請求項2】

管内にケーブルを挿入又は引き抜き（挿通）させるように駆動するモータを搭載した内箱と、該内箱を該ケーブルの挿通方向へ移動可能に支持する支持機構を有する外箱を備え、モータの駆動によって該管内に挿通するケーブル挿通制御方法であって、
該外箱に固定された荷重測定器を用いて、該管内を挿通する該ケーブルの荷重に応じて、該支持機構を介して移動する内箱の作用力を荷重値として測定するステップと、
該荷重測定器によって測定された荷重値と、予め定めた制限値との関係を判定する判定ステップと、
該判定ステップの判定結果に従って、該モータの駆動を停止させるステップと、
ケーブルの種類に応じて、該ケーブルが損傷を引き起こす荷重を前記制限値として予め登録する管理テーブルをメモリに記憶するステップと、
管内に挿通されるケーブルの種類を入力器より指定するステップを有し、
前記判定ステップにおいて、該入力器によって指定された該管理テーブル内のケーブルの該制限値と、該荷重測定器によって測定された荷重値とを照合して、該荷重値が該制限値を超えると判断した場合、該モータを制御するモータ制御部に対してアラーム信号を出力する
ことを特徴とするケーブル挿通制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ケーブル挿通制御装置及び方法に係り、特に配管等の管状構造物にケーブルを挿入又は引抜く場合、ケーブルを移動しながら押込み荷重や引抜荷重を測定する、ケーブル挿通制御装置及び方法に関する。

【背景技術】

【0002】

埋設管やプラントの配管の内部を検査する場合、一般的にカメラを配管内に挿入して管内の状態を観察する。この場合、挿通が容易な短距離の管では手作業によってカメラ等を挿入することが可能であるが、長距離の管への挿入では、モータによってケーブルを送り出しながら配管内にカメラを挿入する。

【0003】

この技術に関して、例えば、特許文献１には、検査ユニットを接続した操縦用ケーブルを曲がり管や分岐管内に挿入するに際して、ケーブルを移動させる車輪を駆動するモータと、操縦用ケーブルの張力を調節する張力調節部を有する配管検査装置が開示されている。

【0004】

ところで、配管内におけるケーブルの挿入距離が長くなると、ケーブルと配管の摩擦の影響により挿入荷重が大きくなって挿入限界に近づく。すると、ケーブルの移動距離に対して挿入装置が送り出す距離が大きく、ケーブルが座屈して許容範囲以上に曲がってしまい、大きな負荷をかけてケーブルの寿命を低下させることになる。

【0005】

そこで、ケーブルの押込み限界に至る前に配管へのケーブルの挿入を停止して、ケーブルの損傷を回避したい。そのための一策として例えば、監視用のカメラを管内に挿入して、ケーブルの画像を取得して確認することが考えられる。しかし、カメラの画像を用いれば、限界に達して過負荷をかけた後に停止したことは認識できるが、ケーブルの損傷を回避することは困難である。また、配管は金属や樹脂などの非透明管であり、配管の挿入部の観察によっても、挿通限界に達したことを認知するのが難しい。

【0006】

挿入した長尺物を引き抜く際にも、ケーブルの先端のカメラ等のセンサなどが管状構造物の中で引っ掛かった場合には大きな引抜荷重で引っ張ることになり、カメラ等の挿入物の一部を破損するおそれがある。このような場合も同様に外部からその状態を認知して回避することが難しい。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２０１２−７６４７５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

発明者らは、ケーブルと配管の摩擦によってケーブルの挿入荷重が変化することに着目して、ケーブルの挿入荷重を測定することで管内でのケーブルの損傷を防止できないか、考えた。然るに、管内に挿入するケーブルの荷重を測定する場合、挿入するケーブルと荷重測定器を直接接続してもケーブル接続部が挿入するところまでしか測定できず、またケーブルとケーブル挿入装置とを組合せて利用できないため、作業効率も著しく低下する。

【0009】

また、ケーブル挿入装置のモータ電流を制限して挿入するケーブルへの荷重を制限する方法も考えられるが、この場合はケーブル挿入装置の改造を伴い、更に荷重とモータ電流の関係を明確化する必要があるので、時間も要し、装置の構造も複雑化する。

【0010】

本発明の目的は、管内に挿通されるケーブルにかかる荷重を測定して、ケーブルの損傷を防止することが可能なケーブル挿通制御装置及び方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本発明に係るケーブル挿通制御装置は、好ましくは、モータの駆動によって、管内にケーブルを挿入又は引き抜き（挿通）するケーブル挿通制御装置であって、
該管内にケーブルを移動させる該モータを搭載した内箱と、該内箱を該ケーブルの挿通方向へ移動可能に支持する支持機構を有する外箱と、該外箱に固定され、該管内を挿通する該ケーブルの荷重に応じて、該支持機構を介して移動する内箱の作用力を荷重値として測定する荷重測定器と、該荷重測定器によって測定された荷重値と、予め定めた制限値との関係を判定する制御器と、を有し、
該制御器による判定結果に従って、該モータの駆動を停止するように制御することを特徴とするケーブル挿通制御装置として構成される。

【0012】

本発明に係るケーブル挿通制御方法は、好ましくは、管内にケーブルを挿入又は引き抜き（挿通）させるように駆動するモータを搭載した内箱と、該内箱を該ケーブルの挿通方向へ移動可能に支持する支持機構を有する外箱を備え、モータの駆動によって該管内に挿通するケーブル挿通制御方法であって、
該外箱に固定された荷重測定器を用いて、該管内を挿通する該ケーブルの荷重に応じて、該支持機構を介して移動する内箱の作用力を荷重値として測定するステップと、
該荷重測定器によって測定された荷重値と、予め定めた制限値との関係を判定する判定ステップと、
該判定ステップの判定結果に従って、該モータの駆動を停止させるステップと
を有することを特徴とするケーブル挿通制御方法として構成される。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、管内に挿通されるケーブルにかかる荷重を測定して、限界に達すると判断した場合、ケーブルの挿入又は引き抜きを停止することができ、ケーブルの損傷や疲労蓄積による寿命の低下を回避することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】一実施例によるケーブル挿通制御装置の全体斜視図。

【図2】一実施例によるケーブル挿通装置及び荷重測定装置を示す斜視図。

【図3】一実施例による挿通装置制御器のブロック図。

【図4】一実施例による荷重測定制御器のブロック図。

【図5】一実施例によるケーブルの管理テーブルの構成例を示す図。

【図6】一実施例によるケーブルの種類ごとの挿入距離と測定荷重の関係を示す図。

【図7】一実施例によるケーブル挿入の制御動作を示すフローチャート図。

【図8】一実施例によるケーブルの荷重測定の制御動作を示すフローチャート図。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態を詳細に説明する。
図１は、ケーブル挿通制御装置の全体斜視図を示す。図２はケーブルの挿通装置１と荷重測定装置２を分離した状態を示す。これらの図において、ケーブル８を矢印Ｓ方向へ移動させることで管９に挿入し、又は矢印Ｓの逆方向へ移動させることで管９からケーブル８を引き抜く。なお図示していないが、ケーブルの先端には管内を撮影するためのカメラが固定されている。

【0016】

ケーブル挿通制御装置は、ケーブルの挿入及び引き抜き（以下単に挿通という）を行う挿通装置１と、ケーブルの荷重を測定する荷重測定装置２を有して構成される。

【0017】

挿通装置１は、ケーブルをＳ方向又はその逆方向（両方向をＲで示す）へ移動させるための機構を搭載した内箱１０を備える。図２に示すように、ケーブルの移動機構は、ケーブル８を挟んで、正逆方向に回転するモータに直結したモータスプール１０２とそれに対向して配置されたプレッシャーローラ１０４の対と、同じくケーブル８を挟んで回転するエンコーダスプール１０３とプレッシャーローラ１０５の対、から構成される。

【0018】

挿通装置１には挿通装置制御器１２（以下単に制御器１２という）が接続される。制御器１２の構成については、図３を参照して後述する。なお、制御器１２は、エンコーダスプール１０３で検知したエンコーダ信号を受信してエンコーダ信号を計測することで、ケーブル８が管内に何メートル挿入されたかを測定することができる。

【0019】

挿通装置１が構成される内箱１０の左右側部には、２つの係合部１０１が設けられ、さらに底部にも係合部（図では見えない）が設けられる。係合部１０１が外箱２０の左右両内側に設けられたレール２０１に係合し、底部の係合部が、外箱２０の底部に設けられたレール２０２に係合して、内箱１０が外箱２０内を矢印Ｒ方向に移動可能な状態で、内箱１０が外箱２０に実装される。

【0020】

係合部１０１とレール２０１、２０２が係合して、外箱２０内を内箱１０がＲ方向へ移動可能な状態において、管９内をＳ方向へケーブルが移動すると、管の内壁との摩擦によってケーブル８に負荷がかかり、その作用力が荷重として荷重測定装置２で検知される。

【0021】

荷重測定装置２は、外箱２０と、外箱２０の一端（ケーブル挿通方向の後端）に固定された荷重測定器２１により構成される。荷重測定器２１の先端の突起部２０３は、内箱１０に面しており、内箱１０の一面（図２の左側面）の一部とこの突起部２０３が固定される。
荷重測定器２１は、ロードセルを内蔵しており、ケーブル８にかかる荷重（内箱１０の移動によって突起部２０３に加わる荷重）を電気抵抗の変化としてひずみ計で計測し、重さに変換することで、ケーブルの荷重を測定する。荷重測定器２１には荷重測定制御器２２（以下単に制御器２２という）が接続される。荷重測定制御器２２の構成は、図４を参照して後述する。

【0022】

ケーブル８はモータスプール１０２とプレッシャーローラ１０４の間、及びエンコーダスプール１０３とプレッシャーローラ１０５の間に圧接して保持された状態で、モータ１０２が正方向へ回転すると、管９内を矢印Ｓ方向へ挿入される。一方、モータ１０２が逆方向へ回転すると、管９内を矢印Ｓと逆方向へ移動（引き抜き）する。ケーブル８が管９内をＳ方向へケーブルが移動すると、管の内壁との摩擦によってケーブル８に負荷がかかり、その作用力が内箱１０の移動に反映して、荷重としてこの突起部２０３に加わり、荷重測定器２１で荷重が測定される。

【0023】

図３は挿通装置制御器のブロック図を示す。
挿通装置制御器１２は主に、モータスプール１０２に連結したモータ３０４を回転制御するモータ制御部３０１と、モータ制御部３０１に接続されるスイッチ３０２、ダイヤル３０５を備えて構成される。モータ制御部３０１はモータアンプ３０３を有し、ダイヤル３０５の操作によってモータアンプ３０３の抵抗値を制御して、モータ３０４の回転数を可変制御する。スイッチ３０２は正逆方向に切り替え可能であり、スイッチ３０２が正方向へ操作される（倒す）とモータ３０４は正方向へ回転し、スイッチ３０２が逆方向へ操作されるとモータ３０４は逆方向へ回転する。これによってケーブル８は挿入又は引き抜きが可能となる。

【0024】

操作者がダイヤル３０５を回転することで、モータアンプ３０３の抵抗値が変化し、モータ制御部３０１はモータアンプ３０３の抵抗値の変化に応じて、モータ３０４の回転を高速又低速に可変制御する。モータアンプ３０３にはまた荷重測定制御器２２からのアラーム信号が入力され、この入力によってモータ制御部３０１はモータアンプ３０３からモータ３０４への電流の供給をやめ、モータ３０４の回転を停止する。

【0025】

図４は荷重測定制御器のブロック図を示す。
荷重測定制御器２２は、メモリ４０１、選択部４０２、入力器４０３、及び荷重判定部４０４を有して構成される。
メモリ４０１には、ケーブルの管理テーブル（図５参照して後述）４０５が格納される。選択部４０２は、入力器４０３からのケーブルタイプの指定によって、管理テーブルから指定されたケーブルタイプに対応する制限値を選択する。荷重判定部４０４は、荷重測定器２１で測定した荷重値（測定値）と、管理テーブル４０５から選択された制限値を比較して、荷重値が制限値を超えると判断した場合には、アラーム信号を出力する。アラーム信号は、挿通装置制御器１２のモータアンプ３０４に送られて、モータ制御部３０１によりモータ３０２の回転を停止する。
なお、上記のケーブルタイプ選択部４０２と荷重判定部４０４はマイクロプロセッサ（ＣＰＵ）でプログラムを実行することで実現するか、或いはハードウェア回路によって構成してもよい。

【0026】

図５はケーブルの管理テーブルの構成例を示す。
管理テーブル４０５は、管９に挿入され得る複数種のケーブルの種類（ケーブルタイプという）５０１と、その荷重の制限値５０２（Ｎ_i/ニュートン）を格納する。ケーブルタイプ５０１は、例えばケーブルの太さや硬さ、単位距離当たりの重量に関連する識別情報である。制限値５０２は測定値がそれ以上になると、ケーブルの座屈や曲がり、損傷等が発生する境界値（閾値）である。制限値５０２は、発明者らによる試験によって予め決められた値が設定される。

【0027】

図６に、ケーブルタイプごとの管へのケーブルの挿入距離（ｍ）と、測定値の関係、及び制限値を示す。ケーブルタイプが硬くて太いケーブルほど制限値は大きくなる。

【0028】

次に、図７を参照して、挿通装置制御器による管へのケーブル挿入の制御動作について説明する。
まず、操作者がダイヤル３０５を操作して、ケーブルの挿通速度を設定する（Ｓ７０１）。この設置は、ケーブルを移動させるモータ３０４の回転数に関連している。操作者はダイヤル３０５を可変操作することで、ケーブルの挿入初期には低速に設定し、その後徐々に高速に設定するこが可能である。

【0029】

モータ制御部３０１は、ダイヤル３０５によって設定された速度で、モータ３０４を回転制御する（Ｓ７０２）。これによりケーブル８は管９内に順次挿入されていく。この間、荷重測定器２１はケーブル８に加わる荷重を測定している。

【0030】

そして、モータ制御部３０１が、荷重測定制御器２２から発せられるアラーム信号を検知すると（Ｓ７０３：Ｙ）、モータアンプ３０３を介してモータの回転を停止するように制御する（Ｓ７０４）。これによって、挿入中のケーブルの破損を防止できる。

【0031】

次に、図８を参照して、荷重測定制御器によるケーブルの荷重測定の制御動作について説明する。
操作者が入力器４０３を操作してケーブルタイプを指定すると（Ｓ８０１）、選択部４０２は、メモリ４０１内の管理テーブル４０５を参照して、当該ケーブルタイプに対応する制限値（例えばＮ_i）を選択して、メモリ内の所定の領域に当該制限値を設定する（Ｓ８０２）。

【0032】

その後、図７にて説明したように、管９内へのケーブルの挿入動作が継続して行われる。ケーブルが挿入される間、荷重測定器２１は常時、荷重値を測定している（Ｓ８０３）。そして、荷重判定部４０４は、測定された荷重値と、設定された制限値Ｎ_iを比較する（Ｓ８０４）。比較の結果、荷重値が制限値よりも小さいと判断した場合、上記動作Ｓ８０３〜Ｓ８０４を繰り返す。胃一方、荷重値が制限値よりを超えたと判断した場合には（Ｓ８０４：Ｎ）、荷重判定部４０４はアラーム信号を出力する（Ｓ８０５）。このアラーム信号はモータ制御部３０１へ入力されて、モータ３０４の回転を停止する。
この制御動作によって、ケーブルの損傷を防止することが可能となる。

【0033】

上記は、ケーブル８の管への挿入について述べたが、管に挿入されたケーブルを引き抜く時も同様にして、図８に示す制御動作を行うことができる。ケーブルの引き抜き時にケーブルが管内に引っ掛かって、荷重測定器２１が過大な荷重を検知することがある。この場合でも、上記比較動作Ｓ８０4によって、荷重値が制限値を超えた場合には、アラーム信号を発して、ケーブルの引き抜き動作を停止することで、ケーブルの破損を回避することが可能となる。

【0034】

以上、一実施例について説明したが、本発明は上記実施例に限定されることなく、種々変形して実施し得る。
例えば、上記実施例では内箱１０に係合部を形成し、外箱２０にスライドレールを形成して、内箱を移動可能に構成した支持機構について述べたが、これに限らず、内箱１０にスライドレール、外箱２０に係合部を形成した支持機構でもよい。また、係合部をローラにして、スライドレールにローラを噛み合わせて回転させながら内箱を移動可能に形成した支持機構でもよい。

【0035】

また、荷重測定制御器２２は荷重測定器２１内に内蔵させてもよい。
また、図５に示すケーブルの管理テーブルは一例であって、これに限定されない。ケーブルタイプとして、ケーブルの直径或いはケーブルの芯線数の情報を用いてもよい。また、管に挿通されるケーブルが一種の場合には、入力器からそのケーブルの制限値を入力することで、メモリの所定領域に制限値を記憶することで、制限値を設定してもよい。

【符号の説明】

【0036】

１：挿通装置 １０：内箱 １２：挿通装置制御器１０１：係合部 １０２：モータ １０３：エンコーダスプール １０４，１０５：プレッシャーローラ
２：荷重測定装置 ２０：外箱 ２１：荷重測定器 ２２：荷重測定制御器
２０１，２０２：スライドレール ２０３：突起部
３０１：モータ制御部 ３０３：モータアンプ ３０４：モータ
４０１：メモリ ４０２：選択部 ４０３：入力器 ４０４：荷重判定部 ４０５：管理テーブル ８：ケーブル ９：管

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】