特開 2023-175300 地下管渠点検方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023175300

(43)【公開日】2023-12-12

(54)【発明の名称】地下管渠点検方法

(51)【国際特許分類】

   E03F 3/04 20060101AFI20231205BHJP

   F17D 5/00 20060101ALI20231205BHJP

   G01N 21/954 20060101ALI20231205BHJP

【ＦＩ】

E03F3/04 Z

F17D5/00

G01N21/954 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022087679

(22)【出願日】2022-05-30

(71)【出願人】

【識別番号】510054854

【氏名又は名称】株式会社ボア

(74)【代理人】

【識別番号】100094525

【弁理士】

【氏名又は名称】土井 健二

(74)【代理人】

【識別番号】100094514

【弁理士】

【氏名又は名称】林 恒徳

(74)【代理人】

【識別番号】100106356

【弁理士】

【氏名又は名称】松枝 浩一郎

(72)【発明者】

【氏名】佐々木 孝幸

【テーマコード（参考）】

2D063

2G051

3J071

【Ｆターム（参考）】

2D063BA37

2G051AA82

2G051AC17

2G051CA04

3J071AA16

3J071EE08

3J071FF12

(57)【要約】      （修正有）

【課題】より安全性が高く且つカメラを用いて高精度かつ効率よく地下管渠を保守点検することができる地下管渠点検方法を提供する。
【解決手段】地下管渠点検方法は、地下管渠の上流側マンホールから地下管渠にロープを挿入し、地下管渠の下流側マンホールの位置まで流す工程と、ロープを下流側マンホールを介して地下管渠から拾い上げる工程と、ロープに取り付けられた電源・信号用ケーブルを上流側マンホールから地下管渠を通って下流側マンホールの位置まで引き込む工程と、下流側マンホールの位置で、電源・信号用ケーブルをロープから取り外し、電源・信号用ケーブルの下流側マンホール側の端部を撮影装置を接続する工程と、電源・信号用ケーブルを巻き取り、撮影装置を下流側マンホールの位置から上流側マンホールの位置まで移動させながら地下管渠内を撮影する工程とを備える。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

地下管渠を点検するための地下管渠点検方法であって、
前記地下管渠の上流側マンホールから前記地下管渠にロープを挿入し、前記地下管渠の下流側マンホールの位置まで流す工程と、
前記ロープを前記下流側マンホールを介して前記地下管渠から拾い上げる工程と、
前記ロープの前記上流側マンホール側の端部に撮影装置と接続する電源・信号用ケーブルが取り付けられており、前記下流側マンホール付近の地上部に設置された第１のウインチにより、前記ロープを巻き取り、前記ロープに取り付けられた前記電源・信号用ケーブルを前記上流側マンホールから前記地下管渠を通って前記下流側マンホールの位置まで引き込む工程と、
前記下流側マンホールの位置で、前記電源・信号用ケーブルを前記ロープから取り外し、前記電源・信号用ケーブルの前記下流側マンホール側の端部を撮影装置を接続する工程と、
前記上流側マンホール付近の地上に設置された第２のウインチにより、前記電源・信号用ケーブルを巻き取り、前記撮影装置を前記下流側マンホールの位置から前記上流側マンホールの位置まで移動させながら前記地下管渠内を撮影する工程とを備えることを特徴とする地下管渠点検方法。

【請求項2】

前記撮影装置は、電源・制御ユニット及びそれに有線接続するカメラを備えた無人航空機であることを特徴とする請求項１に記載の地下管渠点検方法。

【請求項3】

前記上流側マンホール及び下流側マンホールに、前記ロープ及び前記電源・信号用ケーブルがかけられる滑車を有する滑車付きフレームが取り付けられることを特徴とする請求項２に記載の地下管渠点検方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、下水道や上水道など地下に布設された地下管渠を点検するための地下管渠点検方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１は、下水道管渠を点検する方法について、下水道管渠の上流側のマンホールから、あらかじめ定めた間隔で浮きが取り付けられた糸を、当該糸の一端から所定の長さを流した状態にして浮きを配置し、下水道管渠のマンホール内から浮きと一緒に下水道管渠の映像を取得し、映像内の下水道管渠の映像に基づいて劣化を判断し、映像内の浮きの映像に基づいて劣化の位置を判断する方法について開示している。地上から管口カメラをマンホール内に挿入し、マンホール位置から浮きが配置されている下水道管渠内を撮影し、マンホール内に立ち入らずに下水道管渠を点検する。

【0003】

また、特許文献２は、地下に布設されている下水道管渠内の作業を安全に実施するための下水道管渠内作業安全支援システムに関し、下水道管渠内全般にわたる水位上昇情報を取得、分析することにより、作業員が管渠内に直接立ち入ってなされている保守点検作業の安全対策を構築して作業の安全を支援するシステムについて開示する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第６８９９４９９号公報

【特許文献2】特開２０１０－２４２３６１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１の点検方法では、マンホール内に挿入された位置からカメラで地下管渠内を撮影するものであるので、マンホール位置から比較的離れた位置の下水道管内壁の画像などを高精度に取得できず、接近しないと把握できない内壁劣化判断などができず、地下管渠を隅々にわたって保守点検を行うことができないという問題がある。

【0006】

また、特許文献２は、作業員が直接に地下管渠内に立ち入って保守点検作業を行うが、特許文献２が述べているとおり、管渠内の作業員の安全対策を講じる必要がある。

【0007】

そこで、本発明の目的は、より安全性が高く且つカメラを用いて高精度かつ効率よく地下管渠を保守点検することができる地下管渠点検方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記目的を達成するための本発明の地下管渠点検方法は、前記地下管渠の上流側マンホールから前記地下管渠にロープを挿入し、前記地下管渠の下流側マンホールの位置まで流す工程と、前記ロープを前記下流側マンホールを介して前記地下管渠から拾い上げる工程と、前記ロープの前記上流側マンホール側の端部に撮影装置と接続する電源・信号用ケーブルが取り付けられており、前記下流側マンホール付近の地上部に設置された第１のウインチにより、前記ロープを巻き取り、前記ロープに取り付けられた前記電源・信号用ケーブルを前記上流側マンホールから前記地下管渠を通って前記下流側マンホールの位置まで引き込む工程と、前記下流側マンホールの位置で、前記電源・信号用ケーブルを前記ロープから取り外し、前記電源・信号用ケーブルの前記下流側マンホール側の端部を撮影装置を接続する工程と、前記上流側マンホール付近の地上に設置された第２のウインチにより、前記電源・信号用ケーブルを巻き取り、前記撮影装置を前記下流側マンホールの位置から前記上流側マンホールの位置まで移動させながら前記地下管渠内を撮影する工程とを備えることを特徴とする。

【0009】

前記撮影装置は、好ましくは、電源・制御ユニット及びそれに有線接続するカメラを備えた無人航空機であることを特徴とする。

【発明の効果】

【0010】

本発明の地下管渠点検方法によれば、地下管渠の保守点検作業を効率かつ安全に実施することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の地下管渠点検方法を実施するためのシステム構成例を示す図である。

【図2】本発明の実施の形態における地下管渠点検方法のフローチャートである。

【図3】本発明の実施の形態における地下管渠点検方法の処理工程を示す図である。

【図4】本発明の実施の形態における地下管渠点検方法の処理工程を示す図である。

【図5】本発明の実施の形態における地下管渠点検方法の処理工程を示す図である。

【図6】本発明の実施の形態における地下管渠点検方法の処理工程を示す図である。

【図7】本発明の実施の形態における地下管渠点検方法の処理工程を示す図である。

【図8】本発明の実施の形態における地下管渠点検方法の処理工程を示す図である。

【図9】本発明の実施の形態における地下管渠点検方法の処理工程を示す図である。

【図10】本発明の実施の形態における地下管渠点検方法の処理工程を示す図である。

【図11】本発明の地下管渠点検方法を実施するための別のシステム構成例を示す図である。

【図12】梯子形滑車付きフレームの構成例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。しかしながら、かかる実施の形態例が、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

【0013】

図１は、本発明の地下管渠点検方法を実施するためのシステム構成例を示す図である。地下管渠５０は、例えば下水道管渠であり、上流側マンホール１０と下流側マンホール２０との間の下水道管渠を点検する。上流側マンホール１０と下流側マンホール２０は隣接するマンホールとは限らず、その間にマンホールがあってもよく、保守点検対象の下水道管渠の長さに応じて、両端の上流側マンホール１０と下流側マンホール２０が決定される。

【0014】

上流側マンホール１０の地上付近には、後述するロープ及び電源・信号用ケーブル（ロープ３０及び電源・信号用ケーブル４０は、図３乃至図１０に記載）の送り出し又は巻き上げのためのウインチ１２が設置され、さらに、そのウインチ１２を経由して電源・信号用ケーブルと電気的に接続する制御装置１４が用意される。

【0015】

制御装置１４は、例えばパーソナルコンピュータであり、後述する撮影装置２４を操作するためのコントローラなども接続し、制御装置１４を介して撮影装置２４を操作する。また、制御装置１４は、撮影装置２４が撮影した画像を表示するディスプレイや、画像データを記憶するメモリを備える。

【0016】

下流側マンホール２０の地上付近には、ロープを巻き上げるウインチ２２が設置され、さらに、ロープの巻き上げにより下流側マンホール２０に引き込まれる電源・信号用ケーブルに接続する撮影装置２４が用意される。

【0017】

撮影装置２４は、電源・信号用ケーブルの巻き上げ操作により下水道管渠を移動しながら、下水道管渠内を撮影可能なカメラ装置であり、本実施の形態例では、好ましくは、撮影装置２４は、カメラを備えた無人航空機（ドローン）２４ａと、当該無人航空機２４ａと有線接続する電源・制御ユニット２４ｂとを有して構成される。すなわち、撮影装置２４は、電源・制御ユニット２４ｂと有線接続するカメラ付き有線ドローン２４ａである。電源・制御ユニット２４ｂは例えば台車に載せられて、地下管渠５０の底面を移動可能である。電源・制御ユニット２４ｂがキャスタを備える構成であってもよい。

【0018】

図２は、本発明の実施の形態における地下管渠点検方法の処理フローを示す図である。また、図３乃至図１０は、処理フローの各工程を示す図であり、図３乃至図１０を参照しつつ、図２に沿って、本発明の地下管渠点検方法について説明する。

【0019】

まず、Ｓ１０１において、上流側マンホール１０から地下管渠５０にロープ３０を挿入し、地下管渠５０の下流側マンホール２０の位置までロープ３０を流す。下水道管渠５０は、水流がある状態であり、ロープ３０の先端に浮き部材３１を取り付け、水路の流水によって、ロープ３０を下流方向に流す（図３参照）。保守点検範囲の一方端側の上流側マンホール１０から地下管渠５０を介して他方端側の下流側マンホール２０までの長さのロープ３０を送り出す。

【0020】

ロープ３０を必要な長さ分を送り出した後、上流側マンホール１０よりも更に上流側で地下管渠５０内の流水を止水し、その下流側の地下管渠５０内の水を抜く。

【0021】

水を抜いた後、Ｓ１０２において、地下管渠５０内で下流側マンホール２０まで達しているロープ３０を下流側マンホール２０の地上部分まで引き上げる。ロープ３０の引き上げは、ごく短時間（数分間程度）、作業員が下流側マンホール２０に入り、梯子を使って地下管渠５０まで降りていき作業員により拾い上げ、地上まで持ち上げる（図４参照）。

【0022】

これにより、ロープ３０は、第１のマンホール１０から地下管渠５０を通って第２のマンホール２０まで延びる。ロープ３０の上流側マンホール１０側の端部には、電源・信号用ケーブル４０が着脱可能に取り付けられている。電源信号用ケーブル４０のロープ３０への取り付けは、ロープ３０を下流側マンホール２０に流す前の段階で行われてもよいし、下流側マンホール２０に到達した段階で行われてもよい。ロープ３０の送り出しは、電源・信号用ケーブル４０を上流側マンホール１０から地下管渠５０を通って下流側マンホール２０にまで引き込むための処理である。

【0023】

ロープ３０を下流側マンホール２０の地上部分まで引き上げた後、Ｓ１０３において、下流側マンホール２０付近の地上部に設置されたウインチ２２により、ロープ３０を巻き取り、ロープ３０に取り付けられた電源・信号用ケーブル４０を上流側マンホール１０から地下管渠５０を通って下流側マンホール２０の位置まで引き込む（図５、図６参照）。

【0024】

さらに、Ｓ１０４において、下流側マンホール２０の地上部で、電源・信号用ケーブル４０をロープ３０から取り外し、電源・信号用ケーブル４０の下流側マンホール２０側の端部を撮影装置２４に接続する（図７参照）。さらに、電源・信号用ケーブル４０を撮影装置２４に接続した後、撮影装置２４を地下管渠５０内に降ろして配置する（図８参照）。撮影装置２４の地下管渠５０内への配置は、ごく短時間（数分間程度）、作業員が下流側マンホール２０に入り、梯子を使って地下管渠５０まで降りていき設置する。

【0025】

つづいて、Ｓ１０５において、上流側マンホール１０付近の地上に設置されたウインチ１０により、電源・信号用ケーブル４０を巻き取り、撮影装置２４を下流側マンホール２０の位置から上流側マンホール１０の位置まで移動させながら地下管渠５０内を撮影する（図９参照）。

【0026】

撮影装置２４は、好ましくは、電源・制御ユニット２４ｂと有線接続するカメラ付き有線ドローン２４ａである。地上において、上流側マンホール１０の地上部にいる作業員が、制御装置１４のモニタ画面を見ながら、制御装置１４に接続するコントローラを操作し、有線ドローン２４を操縦し、地下管渠５０内の任意の箇所に移動させ地下管渠５０内の画像を撮影する。例えば、地下管渠５０内の内壁に接近し、壁面の高精細画像を撮影するなど、地下管渠５０内の隅々にわたって精細な画像を撮影することができる。カメラ付きドローン（無人航空機）であれば、定点での撮影では死角となる位置にも接近して撮影可能であり、劣化状況などを正確に判断することができるようになる。また、地下管渠５０は、通常直径５ｍ程度の閉じた空間であって、移動範囲が比較的限定的であるので、無線ドローンではなく、常時給電が可能な有線ドローンとすることで、撮影時間の制限なしに点検作業を行うことができる。

【0027】

また、万が一、有線ドローン２４ａが操縦不能となった場合でも、電源・制御ユニット２４ｂに有線接続されているため、失うことはない。有線接続されない無線ドローンを用いた場合のように、作業員が地下管渠５０内に入って探す必要もなく、作業員を地下管渠内に立ち入ることを可能な限り回避することができる。

【0028】

撮影装置２４は、有線ドローンに限らず、電源・制御ユニット２４ｂにカメラを固定して設置し、移動させながら（一定間隔移動毎に停止して撮影する場合も含む）撮影する構成であってもよい。例えば３６０度撮影可能な広角レンズを備えたカメラが用いられてもよい。

【0029】

Ｓ１０６において、撮影終了位置（上流側マンホール１０の位置）まで到達すると、撮影を終了し、上流側マンホールの位置で、撮影装置２４を回収する（図１０参照）。作業員が、ごく短時間（数分間程度）上流側マンホール１０に入り、梯子を使って地下管渠５０まで降り、撮影装置２４を引き上げて回収する。このようにして、保守点検作業の終了後、下水道管渠５０の止水を解除する。

【0030】

図１１は、本発明の地下管渠点検方法を実施するための別のシステム構成例を示す図であって、マンホールに滑車付きフレームを設置した構成を示す。また、図１２は、滑車付きフレームの構成例を示す図である。

【0031】

図１１において、上流側マンホール１０及び下流側マンホール２０の両方に、滑車付きフレーム６０が取り付けられ、ロープ３０及び電源・信号用ケーブル４０は、滑車付きフレーム６０の滑車６２にかけられ、滑車６２によってその巻き取り方向を変えて巻き上げられる。図１１では、滑車付きフレーム６０は簡略化されて記載される。図１２（ａ）に滑車付きフレーム６０の正面図、及び図１２（ｂ）にマンホールに配置された状態を示す上面図を示す。滑車付きフレーム６０は、マンホール１０、２０の立坑を作業員が昇降するための梯子６１を備え、上下端に滑車６２が取り付けられる。図１１では、ロープ３０が滑車６２にかけられた状態を示すが、電源・信号用ケーブル４０もロープ３０と同様に滑車６２を伝わってウインチ１２、２２により巻き上げられる。また、マンホール１０の上部開口部で、滑車付きフレーム６０を支持するための架け渡し部材６３が設けられる。架け渡し部材６３がマンホール１０、２０の両側に架け渡され、図１２に示されるウエイトによる重みにより押さえられ、滑車付きフレーム６０を確実に固定する。滑車付きフレーム６０は、上流側マンホール１０と下流側マンホール２０とにおいて、その役割及び利便性から、その長さが異なるように作製されてもよく、図１１に示されるように、上流側マンホール１０に取り付けられる滑車付きフレーム６０は地上から突出する長さが比較的長いものが用いられ、下流側マンホール２０に取り付けられる滑車付きフレーム６０は地上部分の長さが比較的短いものが用いられてもよい。

【0032】

上述したように、本発明では、保守点検対象の地下管渠の範囲の両端のマンホール間で地下管渠内部を撮影装置を移動させながら、地下管渠内を撮影する。ロープ３０又は電源・信号用ケーブル４０の長さに依存するが、隣接するマンホール間毎ではなく、連続する複数のマンホール間の比較的長い距離（例えば数キロメートル）の保守点検作業も一気に行うことができ、効率的に作業を実施可能となる。また、作業員が管渠内部に立ち入って保守点検作業を行わないため、安全性のより高い作業とすることができる。

【0033】

保守点検範囲の一端から他端まで、ロープを用いて、最初に、電源・信号ケーブルを保守点検範囲の一端から他端まで全域にわたって引きこんでおいてから、電源・信号ケーブルを巻き戻すようにして撮影装置を移動させながら撮影することで、撮影装置の移動が途中で滞ることなく、保守点検範囲の全域をスムーズ且つ確実に撮影することができる。

【0034】

本発明は、下水道管渠のみならず、上水道管渠など地下に布設されたさまざまな管渠に適用可能である。本発明は、以上の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の分野における通常の知識を有する者であれば想到し得る各種変形、修正を含む要旨を逸脱しない範囲の設計変更があっても、本発明に含まれることは勿論である。

【符号の説明】

【0035】

１０：上流側マンホール、１２：ウインチ（第２のウインチ）、１４：制御装置、２０：下流側マンホール、２２：ウインチ（第１のウインチ）、２４：撮影装置、２４ａ：有線ドローン、２４ｂ：電源・制御ユニット、３０：ロープ、３１：浮き部材、４０：電源・信号ケーブル、５０：下水道管渠（地下管渠）、６０：滑車付きフレーム、６１：梯子、６２：滑車、６３：架け渡し部材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】