製管装置
【課題】 長尺の帯状体を螺旋状に巻回させて既設管更生用のライニング管を製管していく際に円滑に装置を作動させて施工性を高める。
【解決手段】 一実施形態としての製管装置１は、既設管２００の内側に設置される成形フレーム２に、帯状体同士を接合させる接合機構部４を備える。接合機構部４は、帯状体を内側と外側とから挟み込むインナーローラと、アウターローラ４３を有する。アウターローラ４３の端部には、端部ローラ５が設けられている。端部ローラ５は、アウターローラ４３のローラ軸に回転不能に備えられている。また、この端部ローラ５は、既設管２００の内壁に接触して生じる回転力と、ライニング管１３０に接触して生じる回転力の双方を許容する回転手段を備えている。
【解決手段】 一実施形態としての製管装置１は、既設管２００の内側に設置される成形フレーム２に、帯状体同士を接合させる接合機構部４を備える。接合機構部４は、帯状体を内側と外側とから挟み込むインナーローラと、アウターローラ４３を有する。アウターローラ４３の端部には、端部ローラ５が設けられている。端部ローラ５は、アウターローラ４３のローラ軸に回転不能に備えられている。また、この端部ローラ５は、既設管２００の内壁に接触して生じる回転力と、ライニング管１３０に接触して生じる回転力の双方を許容する回転手段を備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、農業用水管、下水道管、上水道管、ガス管などの既設管の内面に長尺の帯状体を螺旋状に巻回して形成されるライニング管を製管するための製管装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
農業用水管、下水道管、上水道管などの既設管においては、ひび割れや腐食などにより既設管が老朽化した際の対策として、既設管の内面を合成樹脂などにてライニングすることによって既設管を更生する方法が採られている。
【０００３】
このような既設管の内面にライニング施工する方法としては、両側縁部に接合部が形成された長尺の帯状体を既設管内において螺旋状に巻回して、ライニング用のライニング管を製造する方法が知られている。例えば、特許文献１には、帯状体を巻いたドラムを地上に設置し、既設管内に製管装置を配置して、前記ドラムから帯状体を製管装置に連続的に供給して螺旋状に巻回させ、帯状体における互いに隣接した接合部同士を接合してライニング管を形成する方法が記載されている。ライニング管はそのまま既設管内に残置され、さらに新たに帯状体を供給して接合することによりライニング管が付加形成される。
【０００４】
この種の製管装置は、複数の案内ローラが軸支されて環状に形成された成形フレームと、帯状体の両側縁部の接合部同士を接合するための接合機構部とを備えており、接合機構部はアウターローラとインナーローラによって構成されている。
【０００５】
製管に際しては、アウターローラを含めた接合機構部が成形フレームとともに既設管の内面に沿って周回移動する。しかし、既設管の内面には長年の使用によって堆積物があったり、亀裂や凹凸等があったりするため、アウターローラがこのような凹凸等に引っ掛ってしまうおそれがある。また、アウターローラが既設管の内面の凹凸等に引っ掛かってしまうと、円滑に回転できなくなり、接合機構部の周回移動も困難になる。このような場合、スムーズに製管作業を進めることができず、アウターローラを引き抜いたり、取り替えたりする作業が必要となってしまう。また、製管されるライニング管の管径が一定とならず、製管作業を中断せざるを得ない場合も生じる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３０７２０１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前記のように従来の製管装置において、アウターローラと既設管の内面の凹凸等とが接触した場合には、製管作業を中断し、円滑に回転するように作業者が修正を行わなければならず、作業に時間を要することとなる。既設管の更生にあたっては、作業中に管路の流体を堰き止めたり迂回させたりすることがあり、また地上の交通にも影響があるため、できるだけ短時間で精度よくかつ安全に作業を進めることが求められている。
【０００８】
また、既設管の内面に凹凸等が無くても、両側縁部に接合部の形成された帯状体を螺旋状に巻回し、互いに隣接する接合部同士を相互に接合してライニング管を形成していく際、既に巻回して形成されたライニング管は、自重によって既設管の管底部に接触する。そうすると、接合機構部がライニング管の管底付近に周回してきたとき、ライニング管の外面と既設管の内面との間にアウターローラが潜り込むような形となる。
【０００９】
このため、アウターローラにはライニング管と製管装置との間で生じる抵抗力が作用することになる。かかる抵抗力は、インナーローラとアウターローラの円滑な回転を妨げ、さらにはアウターローラの回転を制止し、送り込まれる新しい帯状体に緩みを生じるという問題も考えられる。アウターローラの回転が制止すると、作業者が接合機構部等の製管装置のメンテナンスを行わなければならず、製管作業を中断せざるを得ないという問題がある。また、帯状体に緩みがあると、既に巻回して形成されたライニング管よりも、大きい径で巻回されることになり、製管作業を進めるにつれて除々にライニング管が巻き太る現象を生じるおそれがあるため、いずれも好ましくないものであった。
【００１０】
本発明では、このような従来の問題点に対処するため、長尺の帯状体を螺旋状に巻回させて既設管更生用のライニング管を製管していく際、作業手間をできるだけ省き、短時間で効率よく製管できるようにし、既設管内にライニング管を一定寸法で精度よく製管して、安全性の高い製管方法を可能にする製管装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記した目的を達成するため、本発明は、幅方向の両側縁部に接合部が形成された長尺の帯状体を連続的に供給し、この帯状体を螺旋状に巻回しつつ、巻回により隣接した帯状体の接合部同士を相互に接合してライニング管を形成する製管装置であって、前記既設管の内側に設置され、既設管の内面に沿って周回移動する成形フレームと、この成形フレームとともに既設管の内面に沿って周回移動するよう該成形フレームに設けられ、巻回された帯状体の接合部と新たに供給される帯状体の接合部とを接合させる接合機構部とを備え、この接合機構部には、前記帯状体をその内面側と外面側とから挟み込むインナーローラとアウターローラとが、それぞれの一端部を介して前記既設管の管軸方向に沿うよう配設されるとともに、前記アウターローラの他端部には、該アウターローラが前記帯状体の外面に接触して生じる回転力と前記既設管の内壁に接触して生じる回転力の双方を許容する回転手段を備えた端部ローラが、該アウターローラを支持するローラ軸上に設けられたことを特徴としている。
【００１２】
これにより、アウターローラと既設管の内壁とが接触しても、アウターローラの回転を制止させるような抵抗力を生じることがないので、接合機構部の作動を停止させることがなく、円滑にライニング管を製管することができる。その結果、製管作業を中断して作業者が修正を行うなどの手間や時間をかけることが回避でき、ライニング管を一定の管径で精度よくかつ安全に製管することができる。
【００１３】
また、本発明は前記構成の製管装置において、前記端部ローラが、アウターローラのローラ軸に回転不能に軸支され、前記回転手段は端部ローラの外周面に配列された多数のベアリングであることを特徴としている。
【００１４】
これにより、端部ローラはベアリングの作用によって、帯状体の外面に接触することで作用する回転力と、既設管の内壁に接触することで作用する回転力との、相反する方向の回転力をともに許容するものとなり、アウターローラに回転を制止させるような抵抗を生じることがないので、接合機構部の作動を停止させることがなく、円滑にライニング管を製管することができる。
【００１５】
また、本発明は前記構成の製管装置において、前記端部ローラは、回転手段として、互いに噛み合う一組の歯車からなる歯車機構を備えており、当該歯車機構が帯状体の外面及び既設管の内壁に接触して歯車同士が相反する方向に回転するものであってもよい。さらに、前記端部ローラは複数の歯車機構を備え、これらが互いに交差する方向に配設されてもよい。
【００１６】
この場合にも、歯車機構が帯状体の外面に接触することで作用する回転力と、既設管の内壁に接触することで作用する回転力との、相反する方向の回転力をともに許容するものとなり、アウターローラに回転を制止させるような抵抗を生じることがないので、接合機構部の作動を停止させることがなく、円滑にライニング管を製管することができる。
【発明の効果】
【００１７】
上述のように構成される本発明の製管装置によれば、接合機構部のアウターローラを既設管の内面に接触させずに製管していくことができるので、既設管の内面との接触による様々な不都合が解消され、作業手間を省いて、短時間で効率よく円滑に製管することが可能となる。また、接合される帯状体には、不要な力が作用せず既設管内に一定寸法のライニング管を精度よく製管し、安全性の高い製管方法とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態に係る製管装置を用いて既設管を更生する際の一工程を示す説明図である。
【図２】図１の後工程を示す説明図である。
【図３】本実施形態におけるライニング管を形成する帯状体の一例を示す断面図である。
【図４】図３の帯状体と、隣接して供給された帯状体とを相互に接合する様子を断面により示す説明図である。
【図５】前記帯状体同士を接合した状態を断面により示す説明図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る製管装置の斜視図である。
【図７】実施形態の製管装置における接合機構部のピンチローラを示す側面図である。
【図８】実施形態の製管装置におけるアウターローラを示し、図８（ａ）は端部ローラの正面図、図８（ｂ）はアウターローラの側面図である。
【図９】本発明の一実施形態に係る製管装置を用いた既設管の更生の様子を示す説明図である。
【図１０】前記製管装置におけるアウターローラの他の実施形態を示し、図１０（ａ）は端部ローラの正面図、図１０（ｂ）はアウターローラの側面図である。
【図１１】前記製管装置におけるアウターローラのさらに他の実施形態を示し、図１１（ａ）は端部ローラの正面図、図１１（ｂ）はアウターローラの側面図である。
【図１２】図１２（ａ）は、ライニング管を形成する帯状体の他の例を示す断面図であり、図１２（ｂ）は接合部の部分斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明に係る製管装置を実施するための形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００２０】
図１及び図２は、本発明の実施の形態に係る製管装置を用いて既設管を更生する方法を示す説明図である。なお、以下の説明において、説明の便宜上、製管装置１によってライニング管を製管する際の管路における進行方向を前方、その反対方向を後方とする。
【００２１】
製管装置１は、長尺の帯状体１００を連続的に供給し、この帯状体１００を螺旋状に巻回しつつ、巻回により隣接した帯状体１００の接合部同士を相互に接合してライニング管１３０を形成する装置である。
【００２２】
ここで、製管装置１の説明に先立って、まず、帯状体１００の一実施形態について図３〜５を参照しつつ説明する。
【００２３】
図３は、ライニング管１３０を構成する帯状体１００の一例を示す断面図、図４は、図３の帯状体１００において隣接する帯状体同士を相互に接合する様子を示す説明図、図５は帯状体同士が接合された状態を示す説明図である。
【００２４】
図３に示す帯状体１００は、例えば硬質塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレンなどの合成樹脂系材料を用いて成形され、可撓性を有して長尺帯状に形成されている。帯状体１００の幅方向の両側縁部には、隣接する帯状体１００と嵌め合いにより接合される接合凸部１０１と接合凹部１０２（接合部）が長手方向に沿って形成されている。
【００２５】
接合凸部１０１は、支柱部１０４と先端の断面略円形状の嵌入部１０５を備えている。また、接合凹部１０２は、接合凸部１０１の反対側の側縁部に形成され、断面略円形状に形成された被嵌入部１０６と、この被嵌入部１０６の外側（図３における上方）に形成されたフランジ部１０７を備えている。接合凸部１０１の近傍には、帯状体１００，１００同士を接合したときに滑りを防止し、互いを密着させるエラストマー等の帯状の軟質弾性体があらかじめ配設されていてもよい。
【００２６】
帯状体１００の接合凸部１０１と接合凹部１０２との間には、複数条のリブ１０３…１０３が長手方向に沿って立設されている。これらのリブ１０３…１０３の先端部は、断面略Ｔ字状に形成されて、接合凹部１０２のフランジ部１０７と同様のフランジを備えた構成となっている。
【００２７】
また、かかる帯状体１００は、接合凹部１０２の外縁側に、斜め方向に屈折させて延設された傾斜片１０８を有している。この傾斜片１０８の先端部は、接合凹部１０２が、隣接する帯状体１００の接合凸部１０１に嵌め合わされたとき、この接合凸部１０１の側部に形成されたリブ１０３の略Ｔ字状の先端部に係止するように構成されている。
【００２８】
このような構造で形成された帯状体１００は、後述する製管装置１により螺旋状に巻回される。そして、かかる巻回過程において、図４に示すように、互いに隣接する２つの帯状体１００，１００のうち、一方の帯状体１００の接合凹部１０２に、他方の帯状体１００の接合凸部１０１が、内側（既に巻回されている帯状体１００の内側）から嵌め込まれる。また、帯状体１００の傾斜片１０８は押圧され、隣接する帯状体１００のリブ１０３の先端部に嵌め込まれる。これにより、図５に示すように、互いに隣接して配置された帯状体１００，１００同士が相互に接合される。
【００２９】
帯状体１００，１００は、このような接合凸部１０１と接合凹部１０２との嵌合と、傾斜片１０８の嵌合とによって接合強度が高められており、形成するライニング管１３０の止水性も高められている。このような断面形状に押出成形された帯状体１００は、図１に示すように、巻取ドラム９１に巻き取られて、この巻取ドラム９１から繰り出されるように施行現場に用意されている。
【００３０】
図１に示したように、地中に埋設された既設管２００には所定スパンごとにマンホール２０１、２０２が設けられており、これらのマンホール２０１，２０２を利用して既設管２００内にライニング管１３０を製管する。ライニング管１３０は、既設管２００の発進側マンホール２０１から到達側マンホール２０２に向けて形成されていく。
【００３１】
そして、図２に示すように、製管装置１に供給された帯状体１００は、隣接する帯状体１００，１００が互いに接合され、ライニング管１３０が既設管２００内に順次形成されていく。
【００３２】
図６は、実施の形態に係る製管装置１を示す斜視図である。
【００３３】
例示の形態の製管装置１は、既設管２００の内側に設置される成形フレーム２を備え、巻回された帯状体１００の接合部に対して新たに供給した帯状体１００の接合部を接合する接合機構部４が、成形フレーム２に一体的に設けられている。
【００３４】
成形フレーム２は、複数個のリンク体２１を備え、各リンク体２１に案内ローラ３が回転自在に設けられ、これらの複数個のリンク体２１…２１が相互に連結されて略環状をなすように形成されている。また、隣接するリンク体２１同士は、相互の回転動作が一定範囲で規制されて、内方あるいは外方へ屈曲するのを防止した構造となされている。
【００３５】
案内ローラ３は、各リンク体２１に軸支されて、帯状体１００の平坦な内面すなわちライニング管１３０の内周面に接触するように配設されている。また、案内ローラ３は、合成樹脂製又は金属製であり、回転自在に支持されている。また、案内ローラ３は、帯状体１００に対し直角となるように配置されていることにより、既設管２００内において製管されたライニング管１３０の内周面に接触し、製管装置１を周回移動させる。
【００３６】
図７は、製管装置１における接合機構部４の内部構造を示す説明図である。
【００３７】
接合機構部４は、歯車機構を納めたギヤボックス４０に、帯状体１００を内側と外側とから挟み込むインナーローラ４２及びアウターローラ４３が片持ち状に軸支されている。ギヤボックス４０には、既設管の内面に接触して回転する支持車輪４７が正面側に設けられてもよい。支持車輪４７はアウターローラ４３よりも大径であり、回転軸がアウターローラ４３の回転軸と異なる箇所に設けられてもよい。これにより、既設管２００の内面の凹凸等の影響を受けず、安定性を保つ作用をもたらしている。
【００３８】
ギヤボックス４０の内部には、インナーローラ４２及びアウターローラ４３が対になったピンチローラ４１と、ピンチローラ４１を周期回転させる歯車機構４６とが設けられている。
【００３９】
ピンチローラ４１は、インナーローラ４２及びアウターローラ４３を対で備え、帯状体１００を内側と外側とから挟み込む。また、接合機構部４には油圧モータ４５が備えられ、ギヤボックス４０内の歯車機構４６を介してピンチローラ４１を回転させる。油圧モータ４５は、図１に示したように、油圧ユニット９３から圧油ホースを介して供給される圧油によって駆動され、発電機９２から供給される電力によって油圧ユニット９３が駆動されている。
【００４０】
インナーローラ４２及びアウターローラ４３は、既設管２００の管軸と平行となる方向に軸支されている。インナーローラ４２の回転軸及びアウターローラ４３の回転軸（ローラ軸）は、帯状体１００を螺旋状に供給しようとするリード角に対して軸線方向が直交するように配置され、ギヤボックス４０に回転自在に支持されている。油圧モータ４５が回転駆動すると、その出力軸４５１、インナーローラ４２の回転軸４２１、及びアウターローラ４３の回転軸４３１にそれぞれ固定されて互いに噛み合った歯車機構４６を介して、インナーローラ４２及びアウターローラ４３が互いに逆方向に回転し、インナーローラ４２及びアウターローラ４３の間に帯状体１００を挟み込んで送り出す仕組みとなっている。
【００４１】
すなわち、インナーローラ４２には、歯車機構４６からの駆動力によって回転し、インナーローラ４２及びアウターローラ４３の間に帯状体１００を挟み込んで送り出す作用をなす。
【００４２】
インナーローラ４２は、帯状体１００の幅寸法の２倍以上の長さを有して鋼材等によって円筒状に形成されている。また、先行する帯状体１００と、後続する帯状体１００とが接合された平滑な内周面に、このインナーローラ４２の外周面が接触して回転するように外径が設定されている。
【００４３】
また、アウターローラ４３は、先行する帯状体１００と、後続する帯状体１００とが互いに隣接した接合箇所に接するように配置され、既設管２００の内面の内側軌道を周回移動する。アウターローラ４３には、帯状体１００のリブ１０３…１０３間に配置される複数の円盤状のローラ４３２…４３２が、円柱状の軸部４３３周りに設けられている。ローラ４３２は、隣り合うリブ１０３、１０３間に挿入可能な幅で形成されている。また、アウターローラ４３の外周面（ローラ４３２の外径）とインナーローラ４２の外周面との間に、帯状体１００の基板１０１の厚みに相当する間隔を有するように外径寸法が設定されている。
【００４４】
アウターローラ４３は、各帯状体１００の各リブ１０３間がローラ４３２の外周面に接しつつ回転する。ローラ４３２の外周面にはローレット加工が施されている。なお、軸部４３３の外周面にローレット加工が施され、帯状体１００と軸部４３３とが接する際に、アウターローラ４３が帯状体１００（リブ１０３の先端部）に対して滑ることなく回転するような構成であってもよい。
【００４５】
ここで、アウターローラ４３の複数の実施形態について、順に説明する。
【００４６】
図８は、アウターローラ４３の一実施形態を示し、図８（ａ）は軸方向端部側から見た正面図、図８（ｂ）は側面図である。
【００４７】
アウターローラ４３の回転軸４３１は、前記のように、一端部が接合機構部４のギヤボックス４０に軸支されている。この回転軸４３１の他端部は、片持ち状の自由端となっており、最端部のローラが端部ローラ５として形成されている。
【００４８】
端部ローラ５は、他のローラ４３２と同径で円板状に形成されている。また、端部ローラ５は他のローラ４３２と同様に、回転軸４３１の周囲に回転不能に一体的に設けられている。隣り合うローラ４３２と端部ローラ５との間隔は、帯状体１００のリブ１０３…１０３間の間隔に対応させてあり、リブ１０３、１０３間に挿入可能な幅で形成されている。ローラ４３２と相違する点は、端部ローラ５が個別の回転手段を備えているところである。
【００４９】
図８に示す形態では、端部ローラ５には、回転手段として、外周面に多数のベアリング５１…５１が周方向に配列されている。ベアリング５１…５１は、端部ローラ５の外周面に回転自在に設けられたボールベアリングである。
【００５０】
すなわち、前記のように、アウターローラ４３はインナーローラ４２と対になって互いに相反する方向に回転し、帯状体１００を挟み込んで送り出す。このとき、端部ローラ５は、ベアリング５１の作用によって、帯状体１００の外面（ライニング管１３０の外面）に接触することで作用する回転力と、既設管２００の内壁に接触することで作用する回転力との、相反する方向の回転力をともに許容するものとなる。
【００５１】
これにより、図９に示すように、製管装置１が既設管２００内を周回移動して接合機構部４が管底部付近に到達する際、アウターローラ４３が既設管２００の内壁とライニング管１３０（帯状体１００）の外面との間にスムーズに入り込む。そのため、アウターローラ４３は、既設管２００の内壁に接触しても、回転が抑制されず、円滑に回転しつつ周回移動することができる。その結果、アウターローラ４３と既設管２００の内壁とが干渉する部分においても、接合機構部４及びピンチローラ４１の駆動を停止させることがなく、円滑にライニング管１３０を製管することができる。
【００５２】
また、端部ローラ５に設ける回転手段としては、ベアリング５１に限らず、図１０及び図１１に例示するような歯車機構であってもよい。図１０は、アウターローラ４３の他の実施形態を示し、図１０（ａ）は軸方向端部側から見た（端部ローラ）の正面図、図１０（ｂ）はアウターローラの側面図である。また、図１１は、アウターローラ４３のさらに他の実施形態を示し、図１１（ａ）は端部ローラの正面図、図１１（ｂ）はアウターローラの側面図である。
【００５３】
アウターローラ４３には、端部ローラ５が回転手段を備え、その回転手段として互いに噛み合う一組の歯車機構５２を軸支している。図１０に示すように、端部ローラ５の先端面には、上下に配列した回転シャフト５２ａを軸支して、互いに噛み合って回転するギヤ５２１が設けられている。これにより、一方のギヤ５２１の回転と他方のギヤの回転とによって、帯状体１００の外面に接触することで作用する回転力と、既設管２００の内壁に接触することで作用する回転力との、相反する方向の回転力をともに許容するものとなる。
【００５４】
かかる歯車機構５２は、図１１に示すように、端部ローラ５の先端面に、均等に４本配列した回転シャフト５２ａが設けられている。これらの回転シャフト５２ａ…５２ａには、２組の歯車機構が互いに交差する方向に配設されている。また、歯車機構５２の一方のギヤ５２２、５２２は、他方のギヤ５２１、５２１の組よりも端部寄りに設けられている。
【００５５】
この場合には、異なる２方向の相反する回転力に対応することが可能となり、接合機構部４が既設管２００内を周回移動する際にどのような配置形態にあっても生じる回転制止力の伝達を阻止して、アウターローラ４３を円滑に回転させることができる。
【００５６】
よって、このような歯車機構５２を端部ローラ５に備える場合にも、アウターローラ４３と既設管２００の内壁とが干渉することがあっても、回転抵抗となることが防止され、接合機構部４及びピンチローラ４１の駆動を停止させることなく円滑にライニング管１３０を製管することが可能となる。
【００５７】
次に、かかる製管装置１を用いて既設管２００を更生する施工手順について説明する。
【００５８】
図１に示したように、地中に埋設された既設管２００には所定スパンごとにマンホール２０１、２０２が設けられており、これらのマンホール２０１，２０２を利用して既設管２００内にライニング管１３０を製管する。ライニング管１３０は、既設管２００の発進側マンホール２０１から到達側マンホール２０２に向けて形成されていく。
【００５９】
まず、施工前の準備として、帯状体１００を巻き重ねた回転台付きの巻取ドラム９１、発電機９２、油圧ユニット９３などを用意する。巻取ドラム９１は、発進側マンホール２０１側の地上に設置し、発電機９２は到達側マンホール２０２側の地上に設置する。また、製管装置１及び油圧ユニット９３は、発進側マンホール２０１を通して更生対象となる既設管２００内の上流側端部に搬入して設置する。その際、製管装置１は、案内ローラ３を設けた成形フレーム２、接合機構部４に連結する補剛フレーム２９等をそれぞれ分解して搬入し、既設管２００内で組み立てることができる。油圧ユニット９３からの圧油ホースは製管装置１の接合機構部４の油圧モータ４５に接続する。
【００６０】
なお、成形フレーム２については、隣接する一対のリンク体２１，２１の連結を外し、複数個のリンク体２１を１本の列にして搬入し、再び隣接する一対のリンク体２１，２１を連結して略環状に形成することが好ましい。また、製管装置１は、必要なライニング管１３０の管径に合わせて、成形フレーム２の周長、すなわち連結するリンク体２１の数を調整しておく。製管装置１は、更生する既設管２００の内径及び使用する帯状体１００の幅に対応する螺旋ピッチとなるように調整しておく。
【００６１】
このような準備作業が完了すれば、地上に配置した巻取ドラム９１の内周側から帯状体１００を引き出して発進側マンホール２０１を経て既設管２００内に引き込み、製管装置１における接合機構部４のピンチローラ４１に挿通し、成形フレーム２に設けた案内ローラ３の外側に送り出す。
【００６２】
次いで、案内ローラ３の外側に送り出された帯状体１００を既設管２００の内面との間に挟み込んだ状態で製管装置１を既設管２００の軸心回りに回転させ、帯状体１００を成形フレーム２の周囲に数回（１〜３回）巻き回し、製管開始用のライニング管１３０を製管する。製管装置１（接合機構部４）が周回移動することにより、先行する螺旋状の帯状体１００の接合凹部１０２に、後続する螺旋状の帯状体１００の接合凸部１０１を内周側から嵌入するとともに、互いに隣接した帯状体１００、１００の傾斜片１０８と、リブ１０３の略Ｔ字状の先端部とを係止させて、隣接する螺旋状の帯状体１００、１００を互いに接合する。
【００６３】
開始用ライニング管の製管が完了した後に、製管装置１の接合機構部４を駆動する。これにより、接合機構部４の油圧モータ４５が回転駆動してピンチローラ４１を回転させ、帯状体１００を挟み込んで送り出す。また、接合機構部４は、帯状体１００に沿って、相対的にその送り出し方向とは逆方向に周回移動（公転）する。
【００６４】
この際、ピンチローラ４１の回転によって周回移動する成形フレーム２と案内ローラ３…３に沿って、開始用ライニング管に隣接するように相対的に送り込まれる形となる帯状体１００は、図３〜５に示したように、接合凸部１０１を開始用ライニング管の帯状体１００の接合凹部１０２に内周側から嵌入される。また、ピンチローラ４１が、リブ１０３と傾斜片１０８とを係合させて、隣接する螺旋状の帯状体１００，１００を互いに接合してライニング管１３０を製管する。
【００６５】
接合機構部４のピンチローラ４１は、先行する螺旋状の帯状体１００に後続する螺旋状の帯状体１００を接合してライニング管１３０を製管しつつ既設管２００の内面に沿って周回移動していく。これにより、製管装置１は、帯状体１００をライニング管１３０に製管し、その際、周方向に移動（公転）するとともに、到達側マンホール２０２に向けて移動する。
【００６６】
このとき、図８に示したように、ピンチローラ４１のアウターローラ４３が、端部ローラ５において既設管２００の内壁と接触しても、その影響を受けることなくアウターローラ４３及びインナーローラ４２の回転が維持され、一定の速度を保持しつつ周回移動を継続させることができ、アウターローラ４３に過度の負荷をかけることなく製管作業を進めることができる。
【００６７】
既設管２００の施工対象領域（更生領域）の全長にわたってライニング管１３０の製管が終了すれば、ライニング管１３０の管端部の帯状体１００を切断し、次いで、製管装置１を分解し、製管装置１及び油圧ユニット９３などを撤去する。
【００６８】
なお、本発明において帯状体１００は、上記形態のものに限定されず、例えば図１２（ａ）及び図１２（ｂ）に示すような形態であってもよい。この帯状体１００は、合成樹脂（例えば硬質塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレンなど）を長尺状に成形したものであって、複数のリブ１１３・・１１３が長手方向に沿って形成されており、長尺帯状のコネクタ１４０を用いて側縁部同士が接続されるようになっている。
【００６９】
すなわち、帯状体１００の両側縁部にはそれぞれ接合凹部１１２が長手方向に沿って形成されている。また、コネクタ１４０には、帯状体１００の接合凹部１１２に接合することが可能な２つの接合凸部１４１が長手方向に沿って互いに平行に形成されている。
【００７０】
そして、このような構造の帯状体１００は、その両側縁部の接合凹部１１２，１１２の片方にコネクタ１４０の接合凸部１４１の一方を嵌め込んだ状態で、製管装置１により螺旋状に巻回されてライニング管１３０を形成する。その巻回過程において、図１２（ａ）及び図１２（ｂ）に示すように、互いに隣接する２つの帯状体１００，１００のうち、一方の帯状体１００の接合凹部１１２に、他方の帯状体１００の接合凹部１１２に嵌め込んだコネクタ１４０の接合凸部１４１を、内側（既に巻回されている帯状体１００の内側）から嵌め込むことにより、これら互いに隣接する帯状体１００，１００を相互に接合することができるものである。
【００７１】
また、本発明は、上記のように円形断面を有する既設管２００に用いる製管装置１のみならず、矩形断面や馬蹄形断面など各種の断面形状を有する既設管２００に対応した製管装置１にも同様に適用することができ、アウターローラの円滑な回転を促進することができる。また、上記の形態では、接合機構部４の駆動源として油圧モータ４５を採用したが、電動モータや水圧モータなどであってもよく、特に限定するものではない。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明は、老朽化した下水道管、上水道管、農業用水管、ガス管などの既設管を更生するライニング管を帯状体により製管する製管装置として好適に利用することができる。
【符号の説明】
【００７３】
１ 製管装置
２ 成形フレーム
２１ リンク体
３ 案内ローラ
４ 接合機構部
４０ ギヤボックス
４２ インナーローラ
４３ アウターローラ
４５ 油圧モータ
４６ 歯車機構
４７ 支持車輪
５ 端部ローラ
５１ ベアリング
５２ 歯車機構
９１ 巻取ドラム
９２ 発電機
９３ 油圧ユニット
１００ 帯状体
１０１ 接合凸部
１０２ 接合凹部
１０３ リブ
１０８ 傾斜片
１１０ 補強材
１３０ ライニング管
２００ 既設管
【技術分野】
【０００１】
本発明は、農業用水管、下水道管、上水道管、ガス管などの既設管の内面に長尺の帯状体を螺旋状に巻回して形成されるライニング管を製管するための製管装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
農業用水管、下水道管、上水道管などの既設管においては、ひび割れや腐食などにより既設管が老朽化した際の対策として、既設管の内面を合成樹脂などにてライニングすることによって既設管を更生する方法が採られている。
【０００３】
このような既設管の内面にライニング施工する方法としては、両側縁部に接合部が形成された長尺の帯状体を既設管内において螺旋状に巻回して、ライニング用のライニング管を製造する方法が知られている。例えば、特許文献１には、帯状体を巻いたドラムを地上に設置し、既設管内に製管装置を配置して、前記ドラムから帯状体を製管装置に連続的に供給して螺旋状に巻回させ、帯状体における互いに隣接した接合部同士を接合してライニング管を形成する方法が記載されている。ライニング管はそのまま既設管内に残置され、さらに新たに帯状体を供給して接合することによりライニング管が付加形成される。
【０００４】
この種の製管装置は、複数の案内ローラが軸支されて環状に形成された成形フレームと、帯状体の両側縁部の接合部同士を接合するための接合機構部とを備えており、接合機構部はアウターローラとインナーローラによって構成されている。
【０００５】
製管に際しては、アウターローラを含めた接合機構部が成形フレームとともに既設管の内面に沿って周回移動する。しかし、既設管の内面には長年の使用によって堆積物があったり、亀裂や凹凸等があったりするため、アウターローラがこのような凹凸等に引っ掛ってしまうおそれがある。また、アウターローラが既設管の内面の凹凸等に引っ掛かってしまうと、円滑に回転できなくなり、接合機構部の周回移動も困難になる。このような場合、スムーズに製管作業を進めることができず、アウターローラを引き抜いたり、取り替えたりする作業が必要となってしまう。また、製管されるライニング管の管径が一定とならず、製管作業を中断せざるを得ない場合も生じる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３０７２０１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前記のように従来の製管装置において、アウターローラと既設管の内面の凹凸等とが接触した場合には、製管作業を中断し、円滑に回転するように作業者が修正を行わなければならず、作業に時間を要することとなる。既設管の更生にあたっては、作業中に管路の流体を堰き止めたり迂回させたりすることがあり、また地上の交通にも影響があるため、できるだけ短時間で精度よくかつ安全に作業を進めることが求められている。
【０００８】
また、既設管の内面に凹凸等が無くても、両側縁部に接合部の形成された帯状体を螺旋状に巻回し、互いに隣接する接合部同士を相互に接合してライニング管を形成していく際、既に巻回して形成されたライニング管は、自重によって既設管の管底部に接触する。そうすると、接合機構部がライニング管の管底付近に周回してきたとき、ライニング管の外面と既設管の内面との間にアウターローラが潜り込むような形となる。
【０００９】
このため、アウターローラにはライニング管と製管装置との間で生じる抵抗力が作用することになる。かかる抵抗力は、インナーローラとアウターローラの円滑な回転を妨げ、さらにはアウターローラの回転を制止し、送り込まれる新しい帯状体に緩みを生じるという問題も考えられる。アウターローラの回転が制止すると、作業者が接合機構部等の製管装置のメンテナンスを行わなければならず、製管作業を中断せざるを得ないという問題がある。また、帯状体に緩みがあると、既に巻回して形成されたライニング管よりも、大きい径で巻回されることになり、製管作業を進めるにつれて除々にライニング管が巻き太る現象を生じるおそれがあるため、いずれも好ましくないものであった。
【００１０】
本発明では、このような従来の問題点に対処するため、長尺の帯状体を螺旋状に巻回させて既設管更生用のライニング管を製管していく際、作業手間をできるだけ省き、短時間で効率よく製管できるようにし、既設管内にライニング管を一定寸法で精度よく製管して、安全性の高い製管方法を可能にする製管装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記した目的を達成するため、本発明は、幅方向の両側縁部に接合部が形成された長尺の帯状体を連続的に供給し、この帯状体を螺旋状に巻回しつつ、巻回により隣接した帯状体の接合部同士を相互に接合してライニング管を形成する製管装置であって、前記既設管の内側に設置され、既設管の内面に沿って周回移動する成形フレームと、この成形フレームとともに既設管の内面に沿って周回移動するよう該成形フレームに設けられ、巻回された帯状体の接合部と新たに供給される帯状体の接合部とを接合させる接合機構部とを備え、この接合機構部には、前記帯状体をその内面側と外面側とから挟み込むインナーローラとアウターローラとが、それぞれの一端部を介して前記既設管の管軸方向に沿うよう配設されるとともに、前記アウターローラの他端部には、該アウターローラが前記帯状体の外面に接触して生じる回転力と前記既設管の内壁に接触して生じる回転力の双方を許容する回転手段を備えた端部ローラが、該アウターローラを支持するローラ軸上に設けられたことを特徴としている。
【００１２】
これにより、アウターローラと既設管の内壁とが接触しても、アウターローラの回転を制止させるような抵抗力を生じることがないので、接合機構部の作動を停止させることがなく、円滑にライニング管を製管することができる。その結果、製管作業を中断して作業者が修正を行うなどの手間や時間をかけることが回避でき、ライニング管を一定の管径で精度よくかつ安全に製管することができる。
【００１３】
また、本発明は前記構成の製管装置において、前記端部ローラが、アウターローラのローラ軸に回転不能に軸支され、前記回転手段は端部ローラの外周面に配列された多数のベアリングであることを特徴としている。
【００１４】
これにより、端部ローラはベアリングの作用によって、帯状体の外面に接触することで作用する回転力と、既設管の内壁に接触することで作用する回転力との、相反する方向の回転力をともに許容するものとなり、アウターローラに回転を制止させるような抵抗を生じることがないので、接合機構部の作動を停止させることがなく、円滑にライニング管を製管することができる。
【００１５】
また、本発明は前記構成の製管装置において、前記端部ローラは、回転手段として、互いに噛み合う一組の歯車からなる歯車機構を備えており、当該歯車機構が帯状体の外面及び既設管の内壁に接触して歯車同士が相反する方向に回転するものであってもよい。さらに、前記端部ローラは複数の歯車機構を備え、これらが互いに交差する方向に配設されてもよい。
【００１６】
この場合にも、歯車機構が帯状体の外面に接触することで作用する回転力と、既設管の内壁に接触することで作用する回転力との、相反する方向の回転力をともに許容するものとなり、アウターローラに回転を制止させるような抵抗を生じることがないので、接合機構部の作動を停止させることがなく、円滑にライニング管を製管することができる。
【発明の効果】
【００１７】
上述のように構成される本発明の製管装置によれば、接合機構部のアウターローラを既設管の内面に接触させずに製管していくことができるので、既設管の内面との接触による様々な不都合が解消され、作業手間を省いて、短時間で効率よく円滑に製管することが可能となる。また、接合される帯状体には、不要な力が作用せず既設管内に一定寸法のライニング管を精度よく製管し、安全性の高い製管方法とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態に係る製管装置を用いて既設管を更生する際の一工程を示す説明図である。
【図２】図１の後工程を示す説明図である。
【図３】本実施形態におけるライニング管を形成する帯状体の一例を示す断面図である。
【図４】図３の帯状体と、隣接して供給された帯状体とを相互に接合する様子を断面により示す説明図である。
【図５】前記帯状体同士を接合した状態を断面により示す説明図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る製管装置の斜視図である。
【図７】実施形態の製管装置における接合機構部のピンチローラを示す側面図である。
【図８】実施形態の製管装置におけるアウターローラを示し、図８（ａ）は端部ローラの正面図、図８（ｂ）はアウターローラの側面図である。
【図９】本発明の一実施形態に係る製管装置を用いた既設管の更生の様子を示す説明図である。
【図１０】前記製管装置におけるアウターローラの他の実施形態を示し、図１０（ａ）は端部ローラの正面図、図１０（ｂ）はアウターローラの側面図である。
【図１１】前記製管装置におけるアウターローラのさらに他の実施形態を示し、図１１（ａ）は端部ローラの正面図、図１１（ｂ）はアウターローラの側面図である。
【図１２】図１２（ａ）は、ライニング管を形成する帯状体の他の例を示す断面図であり、図１２（ｂ）は接合部の部分斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明に係る製管装置を実施するための形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００２０】
図１及び図２は、本発明の実施の形態に係る製管装置を用いて既設管を更生する方法を示す説明図である。なお、以下の説明において、説明の便宜上、製管装置１によってライニング管を製管する際の管路における進行方向を前方、その反対方向を後方とする。
【００２１】
製管装置１は、長尺の帯状体１００を連続的に供給し、この帯状体１００を螺旋状に巻回しつつ、巻回により隣接した帯状体１００の接合部同士を相互に接合してライニング管１３０を形成する装置である。
【００２２】
ここで、製管装置１の説明に先立って、まず、帯状体１００の一実施形態について図３〜５を参照しつつ説明する。
【００２３】
図３は、ライニング管１３０を構成する帯状体１００の一例を示す断面図、図４は、図３の帯状体１００において隣接する帯状体同士を相互に接合する様子を示す説明図、図５は帯状体同士が接合された状態を示す説明図である。
【００２４】
図３に示す帯状体１００は、例えば硬質塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレンなどの合成樹脂系材料を用いて成形され、可撓性を有して長尺帯状に形成されている。帯状体１００の幅方向の両側縁部には、隣接する帯状体１００と嵌め合いにより接合される接合凸部１０１と接合凹部１０２（接合部）が長手方向に沿って形成されている。
【００２５】
接合凸部１０１は、支柱部１０４と先端の断面略円形状の嵌入部１０５を備えている。また、接合凹部１０２は、接合凸部１０１の反対側の側縁部に形成され、断面略円形状に形成された被嵌入部１０６と、この被嵌入部１０６の外側（図３における上方）に形成されたフランジ部１０７を備えている。接合凸部１０１の近傍には、帯状体１００，１００同士を接合したときに滑りを防止し、互いを密着させるエラストマー等の帯状の軟質弾性体があらかじめ配設されていてもよい。
【００２６】
帯状体１００の接合凸部１０１と接合凹部１０２との間には、複数条のリブ１０３…１０３が長手方向に沿って立設されている。これらのリブ１０３…１０３の先端部は、断面略Ｔ字状に形成されて、接合凹部１０２のフランジ部１０７と同様のフランジを備えた構成となっている。
【００２７】
また、かかる帯状体１００は、接合凹部１０２の外縁側に、斜め方向に屈折させて延設された傾斜片１０８を有している。この傾斜片１０８の先端部は、接合凹部１０２が、隣接する帯状体１００の接合凸部１０１に嵌め合わされたとき、この接合凸部１０１の側部に形成されたリブ１０３の略Ｔ字状の先端部に係止するように構成されている。
【００２８】
このような構造で形成された帯状体１００は、後述する製管装置１により螺旋状に巻回される。そして、かかる巻回過程において、図４に示すように、互いに隣接する２つの帯状体１００，１００のうち、一方の帯状体１００の接合凹部１０２に、他方の帯状体１００の接合凸部１０１が、内側（既に巻回されている帯状体１００の内側）から嵌め込まれる。また、帯状体１００の傾斜片１０８は押圧され、隣接する帯状体１００のリブ１０３の先端部に嵌め込まれる。これにより、図５に示すように、互いに隣接して配置された帯状体１００，１００同士が相互に接合される。
【００２９】
帯状体１００，１００は、このような接合凸部１０１と接合凹部１０２との嵌合と、傾斜片１０８の嵌合とによって接合強度が高められており、形成するライニング管１３０の止水性も高められている。このような断面形状に押出成形された帯状体１００は、図１に示すように、巻取ドラム９１に巻き取られて、この巻取ドラム９１から繰り出されるように施行現場に用意されている。
【００３０】
図１に示したように、地中に埋設された既設管２００には所定スパンごとにマンホール２０１、２０２が設けられており、これらのマンホール２０１，２０２を利用して既設管２００内にライニング管１３０を製管する。ライニング管１３０は、既設管２００の発進側マンホール２０１から到達側マンホール２０２に向けて形成されていく。
【００３１】
そして、図２に示すように、製管装置１に供給された帯状体１００は、隣接する帯状体１００，１００が互いに接合され、ライニング管１３０が既設管２００内に順次形成されていく。
【００３２】
図６は、実施の形態に係る製管装置１を示す斜視図である。
【００３３】
例示の形態の製管装置１は、既設管２００の内側に設置される成形フレーム２を備え、巻回された帯状体１００の接合部に対して新たに供給した帯状体１００の接合部を接合する接合機構部４が、成形フレーム２に一体的に設けられている。
【００３４】
成形フレーム２は、複数個のリンク体２１を備え、各リンク体２１に案内ローラ３が回転自在に設けられ、これらの複数個のリンク体２１…２１が相互に連結されて略環状をなすように形成されている。また、隣接するリンク体２１同士は、相互の回転動作が一定範囲で規制されて、内方あるいは外方へ屈曲するのを防止した構造となされている。
【００３５】
案内ローラ３は、各リンク体２１に軸支されて、帯状体１００の平坦な内面すなわちライニング管１３０の内周面に接触するように配設されている。また、案内ローラ３は、合成樹脂製又は金属製であり、回転自在に支持されている。また、案内ローラ３は、帯状体１００に対し直角となるように配置されていることにより、既設管２００内において製管されたライニング管１３０の内周面に接触し、製管装置１を周回移動させる。
【００３６】
図７は、製管装置１における接合機構部４の内部構造を示す説明図である。
【００３７】
接合機構部４は、歯車機構を納めたギヤボックス４０に、帯状体１００を内側と外側とから挟み込むインナーローラ４２及びアウターローラ４３が片持ち状に軸支されている。ギヤボックス４０には、既設管の内面に接触して回転する支持車輪４７が正面側に設けられてもよい。支持車輪４７はアウターローラ４３よりも大径であり、回転軸がアウターローラ４３の回転軸と異なる箇所に設けられてもよい。これにより、既設管２００の内面の凹凸等の影響を受けず、安定性を保つ作用をもたらしている。
【００３８】
ギヤボックス４０の内部には、インナーローラ４２及びアウターローラ４３が対になったピンチローラ４１と、ピンチローラ４１を周期回転させる歯車機構４６とが設けられている。
【００３９】
ピンチローラ４１は、インナーローラ４２及びアウターローラ４３を対で備え、帯状体１００を内側と外側とから挟み込む。また、接合機構部４には油圧モータ４５が備えられ、ギヤボックス４０内の歯車機構４６を介してピンチローラ４１を回転させる。油圧モータ４５は、図１に示したように、油圧ユニット９３から圧油ホースを介して供給される圧油によって駆動され、発電機９２から供給される電力によって油圧ユニット９３が駆動されている。
【００４０】
インナーローラ４２及びアウターローラ４３は、既設管２００の管軸と平行となる方向に軸支されている。インナーローラ４２の回転軸及びアウターローラ４３の回転軸（ローラ軸）は、帯状体１００を螺旋状に供給しようとするリード角に対して軸線方向が直交するように配置され、ギヤボックス４０に回転自在に支持されている。油圧モータ４５が回転駆動すると、その出力軸４５１、インナーローラ４２の回転軸４２１、及びアウターローラ４３の回転軸４３１にそれぞれ固定されて互いに噛み合った歯車機構４６を介して、インナーローラ４２及びアウターローラ４３が互いに逆方向に回転し、インナーローラ４２及びアウターローラ４３の間に帯状体１００を挟み込んで送り出す仕組みとなっている。
【００４１】
すなわち、インナーローラ４２には、歯車機構４６からの駆動力によって回転し、インナーローラ４２及びアウターローラ４３の間に帯状体１００を挟み込んで送り出す作用をなす。
【００４２】
インナーローラ４２は、帯状体１００の幅寸法の２倍以上の長さを有して鋼材等によって円筒状に形成されている。また、先行する帯状体１００と、後続する帯状体１００とが接合された平滑な内周面に、このインナーローラ４２の外周面が接触して回転するように外径が設定されている。
【００４３】
また、アウターローラ４３は、先行する帯状体１００と、後続する帯状体１００とが互いに隣接した接合箇所に接するように配置され、既設管２００の内面の内側軌道を周回移動する。アウターローラ４３には、帯状体１００のリブ１０３…１０３間に配置される複数の円盤状のローラ４３２…４３２が、円柱状の軸部４３３周りに設けられている。ローラ４３２は、隣り合うリブ１０３、１０３間に挿入可能な幅で形成されている。また、アウターローラ４３の外周面（ローラ４３２の外径）とインナーローラ４２の外周面との間に、帯状体１００の基板１０１の厚みに相当する間隔を有するように外径寸法が設定されている。
【００４４】
アウターローラ４３は、各帯状体１００の各リブ１０３間がローラ４３２の外周面に接しつつ回転する。ローラ４３２の外周面にはローレット加工が施されている。なお、軸部４３３の外周面にローレット加工が施され、帯状体１００と軸部４３３とが接する際に、アウターローラ４３が帯状体１００（リブ１０３の先端部）に対して滑ることなく回転するような構成であってもよい。
【００４５】
ここで、アウターローラ４３の複数の実施形態について、順に説明する。
【００４６】
図８は、アウターローラ４３の一実施形態を示し、図８（ａ）は軸方向端部側から見た正面図、図８（ｂ）は側面図である。
【００４７】
アウターローラ４３の回転軸４３１は、前記のように、一端部が接合機構部４のギヤボックス４０に軸支されている。この回転軸４３１の他端部は、片持ち状の自由端となっており、最端部のローラが端部ローラ５として形成されている。
【００４８】
端部ローラ５は、他のローラ４３２と同径で円板状に形成されている。また、端部ローラ５は他のローラ４３２と同様に、回転軸４３１の周囲に回転不能に一体的に設けられている。隣り合うローラ４３２と端部ローラ５との間隔は、帯状体１００のリブ１０３…１０３間の間隔に対応させてあり、リブ１０３、１０３間に挿入可能な幅で形成されている。ローラ４３２と相違する点は、端部ローラ５が個別の回転手段を備えているところである。
【００４９】
図８に示す形態では、端部ローラ５には、回転手段として、外周面に多数のベアリング５１…５１が周方向に配列されている。ベアリング５１…５１は、端部ローラ５の外周面に回転自在に設けられたボールベアリングである。
【００５０】
すなわち、前記のように、アウターローラ４３はインナーローラ４２と対になって互いに相反する方向に回転し、帯状体１００を挟み込んで送り出す。このとき、端部ローラ５は、ベアリング５１の作用によって、帯状体１００の外面（ライニング管１３０の外面）に接触することで作用する回転力と、既設管２００の内壁に接触することで作用する回転力との、相反する方向の回転力をともに許容するものとなる。
【００５１】
これにより、図９に示すように、製管装置１が既設管２００内を周回移動して接合機構部４が管底部付近に到達する際、アウターローラ４３が既設管２００の内壁とライニング管１３０（帯状体１００）の外面との間にスムーズに入り込む。そのため、アウターローラ４３は、既設管２００の内壁に接触しても、回転が抑制されず、円滑に回転しつつ周回移動することができる。その結果、アウターローラ４３と既設管２００の内壁とが干渉する部分においても、接合機構部４及びピンチローラ４１の駆動を停止させることがなく、円滑にライニング管１３０を製管することができる。
【００５２】
また、端部ローラ５に設ける回転手段としては、ベアリング５１に限らず、図１０及び図１１に例示するような歯車機構であってもよい。図１０は、アウターローラ４３の他の実施形態を示し、図１０（ａ）は軸方向端部側から見た（端部ローラ）の正面図、図１０（ｂ）はアウターローラの側面図である。また、図１１は、アウターローラ４３のさらに他の実施形態を示し、図１１（ａ）は端部ローラの正面図、図１１（ｂ）はアウターローラの側面図である。
【００５３】
アウターローラ４３には、端部ローラ５が回転手段を備え、その回転手段として互いに噛み合う一組の歯車機構５２を軸支している。図１０に示すように、端部ローラ５の先端面には、上下に配列した回転シャフト５２ａを軸支して、互いに噛み合って回転するギヤ５２１が設けられている。これにより、一方のギヤ５２１の回転と他方のギヤの回転とによって、帯状体１００の外面に接触することで作用する回転力と、既設管２００の内壁に接触することで作用する回転力との、相反する方向の回転力をともに許容するものとなる。
【００５４】
かかる歯車機構５２は、図１１に示すように、端部ローラ５の先端面に、均等に４本配列した回転シャフト５２ａが設けられている。これらの回転シャフト５２ａ…５２ａには、２組の歯車機構が互いに交差する方向に配設されている。また、歯車機構５２の一方のギヤ５２２、５２２は、他方のギヤ５２１、５２１の組よりも端部寄りに設けられている。
【００５５】
この場合には、異なる２方向の相反する回転力に対応することが可能となり、接合機構部４が既設管２００内を周回移動する際にどのような配置形態にあっても生じる回転制止力の伝達を阻止して、アウターローラ４３を円滑に回転させることができる。
【００５６】
よって、このような歯車機構５２を端部ローラ５に備える場合にも、アウターローラ４３と既設管２００の内壁とが干渉することがあっても、回転抵抗となることが防止され、接合機構部４及びピンチローラ４１の駆動を停止させることなく円滑にライニング管１３０を製管することが可能となる。
【００５７】
次に、かかる製管装置１を用いて既設管２００を更生する施工手順について説明する。
【００５８】
図１に示したように、地中に埋設された既設管２００には所定スパンごとにマンホール２０１、２０２が設けられており、これらのマンホール２０１，２０２を利用して既設管２００内にライニング管１３０を製管する。ライニング管１３０は、既設管２００の発進側マンホール２０１から到達側マンホール２０２に向けて形成されていく。
【００５９】
まず、施工前の準備として、帯状体１００を巻き重ねた回転台付きの巻取ドラム９１、発電機９２、油圧ユニット９３などを用意する。巻取ドラム９１は、発進側マンホール２０１側の地上に設置し、発電機９２は到達側マンホール２０２側の地上に設置する。また、製管装置１及び油圧ユニット９３は、発進側マンホール２０１を通して更生対象となる既設管２００内の上流側端部に搬入して設置する。その際、製管装置１は、案内ローラ３を設けた成形フレーム２、接合機構部４に連結する補剛フレーム２９等をそれぞれ分解して搬入し、既設管２００内で組み立てることができる。油圧ユニット９３からの圧油ホースは製管装置１の接合機構部４の油圧モータ４５に接続する。
【００６０】
なお、成形フレーム２については、隣接する一対のリンク体２１，２１の連結を外し、複数個のリンク体２１を１本の列にして搬入し、再び隣接する一対のリンク体２１，２１を連結して略環状に形成することが好ましい。また、製管装置１は、必要なライニング管１３０の管径に合わせて、成形フレーム２の周長、すなわち連結するリンク体２１の数を調整しておく。製管装置１は、更生する既設管２００の内径及び使用する帯状体１００の幅に対応する螺旋ピッチとなるように調整しておく。
【００６１】
このような準備作業が完了すれば、地上に配置した巻取ドラム９１の内周側から帯状体１００を引き出して発進側マンホール２０１を経て既設管２００内に引き込み、製管装置１における接合機構部４のピンチローラ４１に挿通し、成形フレーム２に設けた案内ローラ３の外側に送り出す。
【００６２】
次いで、案内ローラ３の外側に送り出された帯状体１００を既設管２００の内面との間に挟み込んだ状態で製管装置１を既設管２００の軸心回りに回転させ、帯状体１００を成形フレーム２の周囲に数回（１〜３回）巻き回し、製管開始用のライニング管１３０を製管する。製管装置１（接合機構部４）が周回移動することにより、先行する螺旋状の帯状体１００の接合凹部１０２に、後続する螺旋状の帯状体１００の接合凸部１０１を内周側から嵌入するとともに、互いに隣接した帯状体１００、１００の傾斜片１０８と、リブ１０３の略Ｔ字状の先端部とを係止させて、隣接する螺旋状の帯状体１００、１００を互いに接合する。
【００６３】
開始用ライニング管の製管が完了した後に、製管装置１の接合機構部４を駆動する。これにより、接合機構部４の油圧モータ４５が回転駆動してピンチローラ４１を回転させ、帯状体１００を挟み込んで送り出す。また、接合機構部４は、帯状体１００に沿って、相対的にその送り出し方向とは逆方向に周回移動（公転）する。
【００６４】
この際、ピンチローラ４１の回転によって周回移動する成形フレーム２と案内ローラ３…３に沿って、開始用ライニング管に隣接するように相対的に送り込まれる形となる帯状体１００は、図３〜５に示したように、接合凸部１０１を開始用ライニング管の帯状体１００の接合凹部１０２に内周側から嵌入される。また、ピンチローラ４１が、リブ１０３と傾斜片１０８とを係合させて、隣接する螺旋状の帯状体１００，１００を互いに接合してライニング管１３０を製管する。
【００６５】
接合機構部４のピンチローラ４１は、先行する螺旋状の帯状体１００に後続する螺旋状の帯状体１００を接合してライニング管１３０を製管しつつ既設管２００の内面に沿って周回移動していく。これにより、製管装置１は、帯状体１００をライニング管１３０に製管し、その際、周方向に移動（公転）するとともに、到達側マンホール２０２に向けて移動する。
【００６６】
このとき、図８に示したように、ピンチローラ４１のアウターローラ４３が、端部ローラ５において既設管２００の内壁と接触しても、その影響を受けることなくアウターローラ４３及びインナーローラ４２の回転が維持され、一定の速度を保持しつつ周回移動を継続させることができ、アウターローラ４３に過度の負荷をかけることなく製管作業を進めることができる。
【００６７】
既設管２００の施工対象領域（更生領域）の全長にわたってライニング管１３０の製管が終了すれば、ライニング管１３０の管端部の帯状体１００を切断し、次いで、製管装置１を分解し、製管装置１及び油圧ユニット９３などを撤去する。
【００６８】
なお、本発明において帯状体１００は、上記形態のものに限定されず、例えば図１２（ａ）及び図１２（ｂ）に示すような形態であってもよい。この帯状体１００は、合成樹脂（例えば硬質塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレンなど）を長尺状に成形したものであって、複数のリブ１１３・・１１３が長手方向に沿って形成されており、長尺帯状のコネクタ１４０を用いて側縁部同士が接続されるようになっている。
【００６９】
すなわち、帯状体１００の両側縁部にはそれぞれ接合凹部１１２が長手方向に沿って形成されている。また、コネクタ１４０には、帯状体１００の接合凹部１１２に接合することが可能な２つの接合凸部１４１が長手方向に沿って互いに平行に形成されている。
【００７０】
そして、このような構造の帯状体１００は、その両側縁部の接合凹部１１２，１１２の片方にコネクタ１４０の接合凸部１４１の一方を嵌め込んだ状態で、製管装置１により螺旋状に巻回されてライニング管１３０を形成する。その巻回過程において、図１２（ａ）及び図１２（ｂ）に示すように、互いに隣接する２つの帯状体１００，１００のうち、一方の帯状体１００の接合凹部１１２に、他方の帯状体１００の接合凹部１１２に嵌め込んだコネクタ１４０の接合凸部１４１を、内側（既に巻回されている帯状体１００の内側）から嵌め込むことにより、これら互いに隣接する帯状体１００，１００を相互に接合することができるものである。
【００７１】
また、本発明は、上記のように円形断面を有する既設管２００に用いる製管装置１のみならず、矩形断面や馬蹄形断面など各種の断面形状を有する既設管２００に対応した製管装置１にも同様に適用することができ、アウターローラの円滑な回転を促進することができる。また、上記の形態では、接合機構部４の駆動源として油圧モータ４５を採用したが、電動モータや水圧モータなどであってもよく、特に限定するものではない。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明は、老朽化した下水道管、上水道管、農業用水管、ガス管などの既設管を更生するライニング管を帯状体により製管する製管装置として好適に利用することができる。
【符号の説明】
【００７３】
１ 製管装置
２ 成形フレーム
２１ リンク体
３ 案内ローラ
４ 接合機構部
４０ ギヤボックス
４２ インナーローラ
４３ アウターローラ
４５ 油圧モータ
４６ 歯車機構
４７ 支持車輪
５ 端部ローラ
５１ ベアリング
５２ 歯車機構
９１ 巻取ドラム
９２ 発電機
９３ 油圧ユニット
１００ 帯状体
１０１ 接合凸部
１０２ 接合凹部
１０３ リブ
１０８ 傾斜片
１１０ 補強材
１３０ ライニング管
２００ 既設管
【特許請求の範囲】
【請求項１】
幅方向の両側縁部に接合部が形成された長尺の帯状体を連続的に供給し、この帯状体を螺旋状に巻回しつつ、巻回により隣接した帯状体の接合部同士を相互に接合して既設管内にライニング管を形成する製管装置であって、
前記既設管の内側に設置され、既設管の内面に沿って周回移動する成形フレームと、
この成形フレームとともに既設管の内面に沿って周回移動するよう該成形フレームに設けられ、巻回された帯状体の接合部と新たに供給される帯状体の接合部とを接合させる接合機構部とを備え、
この接合機構部には、前記帯状体をその内面側と外面側とから挟み込むインナーローラとアウターローラとが、それぞれの一端部を介して前記既設管の管軸方向に沿うよう配設されるとともに、前記アウターローラの他端部には、該アウターローラが前記帯状体の外面に接触して生じる回転力と前記既設管の内壁に接触して生じる回転力の双方を許容する回転手段を備えた端部ローラが、該アウターローラを支持するローラ軸上に設けられたことを特徴とする製管装置。
【請求項２】
請求項１に記載の製管装置において、
前記端部ローラは、アウターローラのローラ軸に回転不能に軸支され、前記回転手段は端部ローラの外周面に配列された多数のベアリングであることを特徴とする製管装置。
【請求項３】
請求項１に記載の製管装置において、
前記端部ローラは、回転手段として互いに噛み合う一組の歯車からなる歯車機構を備え、当該歯車機構が帯状体の外面及び既設管の内壁に接触して歯車同士が相反する方向に回転することを特徴とする製管装置。
【請求項４】
請求項３に記載の製管装置において、
前記端部ローラは複数の歯車機構を備え、これらが互いに交差する方向に配設されていることを特徴とする製管装置。
【請求項１】
幅方向の両側縁部に接合部が形成された長尺の帯状体を連続的に供給し、この帯状体を螺旋状に巻回しつつ、巻回により隣接した帯状体の接合部同士を相互に接合して既設管内にライニング管を形成する製管装置であって、
前記既設管の内側に設置され、既設管の内面に沿って周回移動する成形フレームと、
この成形フレームとともに既設管の内面に沿って周回移動するよう該成形フレームに設けられ、巻回された帯状体の接合部と新たに供給される帯状体の接合部とを接合させる接合機構部とを備え、
この接合機構部には、前記帯状体をその内面側と外面側とから挟み込むインナーローラとアウターローラとが、それぞれの一端部を介して前記既設管の管軸方向に沿うよう配設されるとともに、前記アウターローラの他端部には、該アウターローラが前記帯状体の外面に接触して生じる回転力と前記既設管の内壁に接触して生じる回転力の双方を許容する回転手段を備えた端部ローラが、該アウターローラを支持するローラ軸上に設けられたことを特徴とする製管装置。
【請求項２】
請求項１に記載の製管装置において、
前記端部ローラは、アウターローラのローラ軸に回転不能に軸支され、前記回転手段は端部ローラの外周面に配列された多数のベアリングであることを特徴とする製管装置。
【請求項３】
請求項１に記載の製管装置において、
前記端部ローラは、回転手段として互いに噛み合う一組の歯車からなる歯車機構を備え、当該歯車機構が帯状体の外面及び既設管の内壁に接触して歯車同士が相反する方向に回転することを特徴とする製管装置。
【請求項４】
請求項３に記載の製管装置において、
前記端部ローラは複数の歯車機構を備え、これらが互いに交差する方向に配設されていることを特徴とする製管装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１１−１０４９４１（Ｐ２０１１−１０４９４１Ａ）
【公開日】平成２３年６月２日（２０１１．６．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２６４９２２（Ｐ２００９−２６４９２２）
【出願日】平成２１年１１月２０日（２００９．１１．２０）
【出願人】（０００００２１７４）積水化学工業株式会社 (5,781)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月２日（２０１１．６．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１１月２０日（２００９．１１．２０）
【出願人】（０００００２１７４）積水化学工業株式会社 (5,781)
【Ｆターム（参考）】
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