JP2009022918A - 清掃具、清掃具装填装置及び配管内の清掃方法 - Google Patents

Abstract

【課題】配管にてトンネル坑内等へセメントミルク、モルタル、裏込め材料などの輸送を行う場合に、材料の供給を継続しつつ、配管の閉塞を防止するための清掃具を配管に投入することが可能で、簡易な構造である清掃具投入装置、清掃具及び、配管内の清掃方法を提供する。
【解決手段】装填管３には、複数の清掃具９が予め装填される。清掃具９は軸と清掃部を有しており、装填管３内に装填された清掃具９同士は、軸により清掃部同士が接触しないように、装填管３に装填される。装填管３の後方には、押出装置１１が設置され、確実に一つずつの清掃具９を順次、材料輸送配管７へ押出すことができる。
【選択図】図６

Description

本発明は、配管にてトンネル坑内等へセメントミルク、モルタル、裏込め材料などの輸送を行う場合に、配管の閉塞を防止するために、配管内を清掃具によって清掃するための清掃具投入装置、清掃具及び配管内の清掃方法に関するものである。

セメント分等を含んだ材料を配管で圧送すると、配管内で固結分が沈殿・堆積し、配管閉塞を起こす恐れがある。従来、これを防止するため、配管内に配管の内径に相当する清掃具を挿入、移動させることで、配管内に付着した堆積物等を清掃具で除去し、配管内の清掃が行われている。

このような管内清掃としては、例えば一端が封止された中空筒状の円胴部の外周面に膨張収縮可能なリング状のチューブ部材が一体的に取り付けられた、可とう性を有する管内清掃用具がある（特許文献１）。

また、多数のピグを軸心に対して遊星状に配設したロータ部材が、水密状態で回転可能に設けられ、ピグ装填部と同心円状に圧送流体導入口を設け、後方よりピグを圧送流体により配管内に発射する連発式ピグ発射装置がある（特許文献２）。

また、配管洗浄時に清浄体を備えたカートリッジを保持するホルダを設け、清浄体を配管内に１個ずつ押出す押出手段と清浄体を圧送する流体ポンプとを有する清浄体の投入・回収装置がある（特許文献３）。
特開平５−１７７１７８号公報 特開平８−６６６６９号公報 特開平１０−１８０２１１号公報

しかし、特許文献１の管内清掃用具では、配管内の清掃時に手作業で配管内に挿入する必要があり、また、作業中は、配管による材料等の輸送を一時的に停止させる必要があるという問題がある。

また、特許文献２の連発式ピグ発射装置では、一度セットすれば連続して複数のピグを配管内に投入することができるが、配管による材料の輸送中に配管内を清掃するものではなく、ピグを投入するたびに後方より圧送流体を導入するものであり、また、構造が複雑であるという問題がある。

また、特許文献３の清浄体の投入・回収装置は、特許文献２と同様に、連続して複数の清浄体を配管内に投入することができるが、配管での材料の輸送と同時に管内を清掃するものではなく、管内清掃時には、材料の供給を停止する必要があるという問題がある。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、配管にてトンネル坑内等へセメントミルク、モルタル、裏込め材料などの輸送を行う場合に、材料の供給を継続しつつ、配管の閉塞を防止するための清掃具を配管に投入することが可能で、簡易な構造である清掃具投入装置、清掃具及び、配管内の清掃方法を提供することを目的とする。

前述した目的を達成するため、第１の発明は、装填管と、前記装填管に装填され、軸と清掃部を有する清掃具と、前記清掃具を前記装填管より押し出す押出装置と、を具備し、前記装填管は、材料を輸送する第１の配管及び前記第１の配管へ材料を供給する第２の配管と接続され、前記押出装置により前記清掃具を前記第１の配管内へ投入することを特徴とする清掃具投入装置である。

前記装填管と前記第１の配管は、略直線状に接続されても良く、また、前記装填管と、前記第２の配管との接続部の長さ（Ｌ２）と、前記清掃具の清掃部の長さ（Ｌ１）と、前記清掃具の軸を含めた全長（Ｌ３）とが、Ｌ１＜Ｌ２＜Ｌ３の関係となっても良い。

前記装填管は、前記装填管の内径の一部が周囲の内径よりも小さいシール部位を有しても良く、また、前記シール部位は、前記装填管の内面にシール部材が設けられても良い。

前記装填管と前記第２の配管との接続部に、前記清掃具の進行方向と略平行にガイドが設けられても良い。

前記押出装置はストロークセンサを有し、タイマで自動的に動作しても良く、または、前記押出装置はストロークセンサを有し、遠隔操作で動作しても良い。

第１の発明によれば、配管にてトンネル坑内等へセメントミルク、モルタル、裏込め材料などの輸送を行う場合に、配管へ投入する清掃具が軸を有するため、先頭の清掃具と次発の清掃具とが密着せず、これにより、次発の清掃具が材料の漏れを防ぎつつ、材料の輸送を止めることなく、確実に一つずつの清掃具を配管に投入することが可能で、構造が簡易な清掃具投入装置を提供することができる。

第２の発明は、弾性体である清掃部と、軸と、を有することを特徴とする管内を清掃する清掃具である。

前記軸は、前記清掃部を貫通しており、前記軸の先端は凹凸形状を有し、前記軸の後端は前記凹凸形状に対応し、前記凹凸形状と勘合可能な形状を有し、前記軸の先後端が勘合可能であってもよい。

また、前記軸は、ジョイントを有し、前記軸と前記清掃部とは、前記ジョイントを介して接続され、前記軸と前記清掃部とが、前記ジョイントで折れ曲がってもよく、また、前記ジョイントはスプリングであり、前記軸は前記スプリング部で軸方向と垂直方向に変形可能であってもよい。

前記軸はねじ部を有し、前記清掃部をナットで締めこむことが可能であってもよい。また、前記清掃部の後方にシール部を有してもよく、さらに、前記シール部は、前記清掃部よりも軟質であり、前記清掃部よりも大きな径を有していてもよい。

第２の発明によれば、配管にてトンネル坑内等へセメントミルク、モルタル、裏込め材料などの輸送を行う場合に、配管へ投入する清掃具が軸を有するため、先頭の清掃具と次発の清掃具とが密着しないため、これにより、次発の清掃具が材料の漏れを防ぎつつ、材料の輸送を止めることなく、確実に一つずつの清掃具を配管に投入することが可能となる清掃具を提供することができる。

第３の発明は、軸を有する清掃具を装填管に装填する工程と、材料を配管へ流す工程と、前記材料を流しつつ前記清掃具を前記配管へ押出す工程と、を具備することを特徴とする配管内の清掃方法である。

第３の発明によれば、配管にてトンネル坑内等へセメントミルク、モルタル、裏込め材料などの輸送を行う場合に、配管へ投入する清掃具が軸を有するため、先頭の清掃具と次発の清掃具とが密着しないため、これにより、次発の清掃具が材料の漏れを防ぎつつ、材料の輸送と同時に配管内の清掃が可能な配管内の清掃方法を提供することができる。

本発明によれば、配管にてトンネル坑内等へセメントミルク、モルタル、裏込め材料などの輸送を行う場合に、材料の供給を継続しつつ、配管の閉塞を防止するための清掃具を配管に投入することが可能で、簡易な構造である清掃具投入装置、清掃具及び、配管内の清掃方法を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は、清掃具投入装置１を示す図であり、図１（ａ）は全体を示す図、図１（ｂ）は装填管３近傍を示す拡大図、図１（ｃ）は装填管３と材料供給管５の接続部近傍を示す拡大図である。

清掃具投入装置１は、主に装填管３、押出装置１１、清掃具９とからなる。装填管３は、材料を輸送する材料輸送配管７とほぼ同一の内径を有しており、材料輸送配管７とほぼ直線的にジョイント１７により接続される。装填管３には、材料を材料輸送配管７へ供給する材料供給配管５が斜めに接続される。材料供給配管５の他端には、図示しない材料圧送ポンプが接続され、材料圧送ポンプによって材料が供給される。供給された材料は、図１（ｂ）の矢印Ｂに示したように、材料供給配管５から装填管３を介して、材料輸送配配管７へ供給される。なお、輸送する材料は特定しないが、例えば、セメントミルク、コンクリート、モルタル、裏込め材などが輸送できる。

装填管３には、複数の清掃具９が予め装填される。清掃具９は軸と清掃部を有している。装填管３内に装填された清掃具９同士は、軸により清掃部同士が接触しないように、装填管３に装填される。なお、清掃具９の詳細は後述する。

装填管３の後方には、押出装置１１が設置される。押出装置１１はロッド１５を有し、ロッド１５は押出装置１１の軸方向に往復動作が可能である。押出装置１１の本体部にはストロークセンサ１３が複数個取り付けられている。ストロークセンサ１３は、ロッド１５の位置を正確に知るためのものである。清掃具９を装填管３内に装填後、ロッド１５を矢印Ａ方向へ押出すことで、清掃具９を順次、材料輸送配管７へ押出すことができる。よって、確実に一つずつの清掃具９を押出すために、ストロークセンサ１３は、清掃具９の長さと略同一のピッチで取り付けられることが望ましい。

押出装置１１は、タイマ又は遠隔操作により動作させることができる。すなわち、タイマをセットしておけば、作業者が清掃具投入装置１に付いていなくても、一定間隔、例えば３０分〜１時間ごとに自動的に清掃具９を材料輸送配管７へ投入することができる。また、遠隔操作によれば、作業者が、清掃具投入装置１より離れた位置で作業を行っていても、必要に応じて清掃具９を材料輸送配管７へ投入することができる。

また、図１（ｃ）に示すように、装填管３には、シール部１９が設けられる。シール部１９は、装填管３の他の部位の内径よりもわずかに内径が小さくなっている。このため、この部位においては、清掃具９は、より強く装填管３の内面と密着する。なお、シール部１９は、装填管３を変形させて設けても良く、また、部分的にウレタンやフッ化樹脂等のシール部材を装填管３内面に取り付けてもよい。

次に、清掃具９の詳細を説明する。図２（ａ）は清掃具９の斜視図であり、図２（ｂ）は、清掃具９が材料輸送配管７を通過する状態を示す図である。清掃具９は、軸２３と清掃部２５により構成される。軸２３は、清掃部２５よりも径が小さく、押出装置１１によって押出される際に、座屈等しない強度が必要である。軸２３の材質は特定しないが、例えば鋼材が使用できる。

清掃部２５は、清掃対象である材料輸送配管７の内径と略同一若しくはやや小さい外径を有している。形状は、円柱状でも構わないが、先端を半球状とすることで、清掃部２５先端のエッジがなくなり、エッジ部の破損等を防止することができる。清掃部２５は、材料輸送配管７内を清掃するため、多少の変形が可能な弾性体であることが望ましく、例えば、ウレタン、ゴム等が使用できる。

図２（ｂ）に示すように、清掃具９は、清掃部２５の後方より材料により推力を受け（矢印Ａ方向）、材料輸送配管７内を進行する。清掃具９が材料輸送配管７内を進行する際に、清掃部２５が材料輸送配管７の内面の堆積物等を除去する。

図３は、清掃具９が材料輸送配管７へ押出される工程を示した図である。まず、図３（ａ）に示すように、シール部１９に位置していた清掃具９ａが後方より押出装置１１によって押出される。

図３（ｂ）に示すように、清掃具９ａがある程度押出されると、材料の流れが、清掃具９ａの前方（矢印Ａ方向）のみならず、清掃具９ａの後方（矢印Ｂ方向）へも回り込む。ここで、清掃具９ａがシール部１９を離れる際には、既に後方の清掃具９ｂがシール部１９へ到達する。すなわち、シール部１９には常に清掃具９が接している。よって、材料は、装填管３内には浸入しない。また、清掃具９ａは、材料供給配管５と装填管３との接続部を完全に塞ぐことはなく、材料の流路を塞ぐことはない。

次に、図３（ｃ）に示すように、更に清掃具９ａが押出されることで、清掃具９ａ前方への材料の流れが遮断され、材料供給配管５より供給された材料は、全て清掃具９ａの後方（矢印Ｂ）へ流れる。この状態で、押出装置１１は１ストローク分の押出を完了し、停止する。

この状態においては、材料供給配管５より供給された材料は、図３（ｄ）に示すように、矢印Ｂ方向及び矢印Ｃ方向へ圧力を与える。矢印Ｃ方向への圧力は、清掃具９ｂを装填管３内へ押戻そうとするが、後方の清掃具９の軸を介して押出装置１１からの力により押戻されることはない。また、この力によって、清掃具９ｂが材料輸送配管７方向へ進行することもなく、清掃具９ｂはその位置に固定される。また、清掃具９ｂとシール部１９との密着により、装填管３内に材料が浸入することはない。よって、材料は矢印Ｂ方向へ流れようとし、この力によって清掃具９ａは材料輸送配管７内を材料より推力を受けて進行する。

このような動作を可能とするためには、装填管３と材料供給配管５との接続部の長さと、清掃具９の大きさとの関係が重要である。図４は、清掃具９の構成と、装填管３と材料供給配管５との接続部との長さの関係を示した図である。前述の通り、清掃具９は軸２３と清掃部２５から構成されるが、清掃部２５長さをＬ１、軸２３を含めた清掃具９の全長をＬ３、装填管３と材料供給配管５との接続部との長さをＬ２とすると、Ｌ１＜Ｌ２＜Ｌ３の関係を満たす必要がある。

Ｌ１がＬ２よりも大きくなると、清掃具９が押出される過程で、清掃具９が材料供給配管５と装填管３との接続部を完全に塞ぐ状況が生じる。このため、材料の供給がストップし、また、材料の圧送ポンプにも負担をかけることとなる。よって、Ｌ２はＬ１よりも大きいことが必要である。

また、Ｌ３がＬ２よりも小さくなると、清掃具９を押出した際に、清掃具９が材料供給配管５と装填管３との接続部を超えることができず、清掃具９を確実に材料輸送配管７へ投入することができない。すなわち、押出装置１１の１ストローク（ストロークセンサ１３のピッチ）は、前述の通り、清掃具９の全長と一致するが、清掃具９の全長分（Ｌ３）を押出した際に、清掃具９が材料供給配管５と装填管３との接続部（Ｌ２）を超えることが必要である。押出時に清掃具９が接続部（Ｌ２）を超えることができなければ、清掃具９の前方への材料のながれ（図３（ｂ）の矢印Ａ）が遮断されず、清掃具９を前方に押出す材料の流れ（図３（ｂ）の矢印Ｂ）が十分でなくなる。このため、清掃具９が前方に進行しない。よって、Ｌ３はＬ２よりも大きいことが必要である。

次に、材料供給配管５と装填管３との接続部の構造について説明する。図５は、装填管３と材料供給配管５との接続部のガイド２１を示す図であり、図５（ａ）は材料供給配管５を透視した側面図、図５（ｂ）は材料供給管５を透視した下方より見た図、図５（ｃ）はガイド２１と清掃具９との関係を示す断面図である。

図５（ａ）、図５（ｂ）に示すように、装填管３と材料供給配管５との接続部には、棒状のガイド２１が、装填管３の軸方向に数本設置される。ガイド２１の設置間隔は、清掃具９の幅よりも小さいことが必要であるが、あまり細かく設置すると、材料の流れの妨げとなる。

図５（ｃ）に示すように、装填管３内を進行する清掃具９は、ガイド２１にそって進行する。これにより、清掃具９が材料供給配管５内へ落ち込み、または、清掃具９が斜めに進行して、配管内で清掃具９が詰まることを防止することができる。なお、ガイド２１の材質は特定しないが、例えば鋼材が使用でき、配管との接合は、溶接等により行えばよい。

次に、清掃具投入装置１の実施形態の一例について説明する。図６には、トンネル坑内における材料輸送配管７と清掃具投入装置１の配置図を示す。清掃具投入装置１ａは、地面３３上のトンネル外部に設置される。清掃具投入装置１ａは材料輸送配管７ａに接続されている。ここで、材料の圧送ポンプの能力には限界があるため、トンネルの掘削距離が長くなると、例えば２ｋｍ程度の間隔ごとに中継点３９を設ける必要がある。

中継点３９には運搬された材料が一度溜められる。材料は、中継点３９に設置された圧送ポンプによって、さらにトンネル先端の掘削機３５近傍まで輸送される。輸送された材料は、例えばセグメント３７の裏込め材として使用される。中継点３９から掘削機３５までの材料輸送配管７ｂを清掃するため、清掃具投入装置１ｂが中継点３９に設置される。

掘削作業を開始する前に、予め、複数の清掃具９を各清掃具投入装置１へ装填しておく。掘削作業が開始され、裏込め材などの輸送が始まると、清掃具投入装置１は、タイマ又は遠隔操作によって清掃具９を一つずつ材料輸送配管７へ投入する。清掃具投入装置１ａにより投入された清掃具９は、中継点３９までの材料輸送配管７ａ内を清掃し、中継点３９で回収される。さらに、清掃具投入装置１ｂで投入された清掃具９は、掘削機３５までの材料輸送配管７ｂ内を清掃し、掘削機３５近傍にて回収される。このように、作業者が清掃具投入装置１にいなくても清掃具９を材料輸送配管７に投入することができ、材料輸送配管７内を材料の輸送を停止することなく清掃する。

以上説明してきたように、本実施の形態にかかる清掃具投入装置１によれば、材料輸送配管７内に堆積、沈降した固結分などを清掃することができるため、材料輸送配管７の閉塞を防止することができる。

また、清掃具９は軸２３を有するため、投入する清掃具９に対しては、後方から、材料の輸送に伴う推力を与えることができる。よって、清掃具９を材料輸送配管７へ確実に投入できる。また、次発の清掃具９に対しては、前方から押さえつける方向に材料の圧力を与えることができる。このため、清掃具９が続けて投入されることを防止し、確実に一つずつ投入することができる。また、次発の清掃具９の前方からの圧力に対しては、シール部１９により材料が装填管３内に浸入することがない。

また、清掃具９の投入時には、材料の輸送を停止する必要がなく、清掃具９の投入時に材料の流路を完全に塞ぐことがない。このため、高頻度で清掃具９の投入を行っても、作業の妨げとなることがなく、連続して材料を輸送することが可能である。また、材料の輸送や清掃具９の投入に当たって、バルブ操作が不要であり、また、装填管３内への材料の浸入防止のための逆支弁等が不要である。このため、装置が簡略化でき、また、バルブ等への材料の閉塞による動作不良等の問題が生じない。

また、清掃具９の投入は、タイマや遠隔操作により行うことができるため、作業者を清掃具投入装置１に配置する必要がなく、省人化を図ることができる。また、ジョイント１７を外すことで、簡単に装填管３を取り外すことができ、内部の清掃を簡単に行うことができる。

次に、第２の実施の形態にかかる清掃具４０について説明する。ここで、以下の実施の形態において、清掃具９と同一の機能を奏する構成要素については図２と同一の記号を付し、重複した説明を避ける。

図７は、第２の実施の形態にかかる清掃具４０を示す図であり、図７（ａ）は、清掃具４０を側方より見た図、図７（ｂ）は、清掃具４０が装填管３内に装填された状態を示す図である。清掃具４０は、軸２３、清掃部２５とから構成される。軸２３は清掃部２５を貫通する。軸２３の先端は凸形状の凸部４１を有している。また、軸２３の後端は、凸部４１の形状に対応した凹部４３を有している。

図７（ｂ）に示すように、清掃具４０ａ〜４０ｃを装填管３へ装填すると、清掃具４０ａの凸部４１は、前方の製造具４０ｂの凹部４３と勘合する。更に、清掃具４０ｂの凸部４１は前方の製造具４０ｃの凹部４３と勘合する。このため、装填管３内で、清掃具４０の芯ずれが生じない。

第２の実施の形態による清掃具４０によれば、第１の実施の形態に係る清掃具９と同様の効果を奏する。また、軸２３は凸部４１、凹部４３を有するため、装填管３内で清掃具４０同士の芯ずれが生じない。このため、押出装置１１からの力を確実に最前方の製造具４０へ伝達することができ、また、材料からの力を確実にロッド１５へ伝達することができる。このため、清掃具４０が装填管３内で芯ずれによる詰まりなどが生じることがなく、清掃具４０の投入不具合を解消することができる。

次に、第３の実施の形態にかかる清掃具５０について説明する。図８は、清掃具５０を示す図で、図８（ａ）は、清掃具５０を側方より見た図、図８（ｂ）は、清掃具５０が材料輸送配管７に投入された状態を示す図である。

清掃具５０は、軸２３、清掃部２５及びシール部５１とから構成される。シール部５１は、清掃部２５の後方に配置される。シール部５１は、清掃部２５よりもやや大きい径を有している。なお、シール部５１の材質は特定しないが、清掃部２５よりも軟質な弾性体であることが望ましく、例えばゴムやスポンジ等の弾性部材が使用できる。

図７（ｂ）に示すように、清掃具５０を材料輸送配管７へ投入すると、シール部５１は容易に変形し、材料輸送配管７の内面に強く密着される。このため、後方より流れてくる材料（図中矢印Ａ）が、清掃部２５と材料輸送配管７との間に侵入することを防ぎ、このため、より確実に清掃具５０が材料の流れに乗って進行する。

第３の実施の形態による清掃具５０によれば、第１の実施の形態に係る清掃具９と同様の効果を奏する。また、シール部５１を有するため、材料の流れからの推力を効率よく受けて、より確実に清掃具５０を材料輸送配管７へ通すことができる。また、シール部５１よりも硬質な清掃部２５により、確実に配管内の固結物等を除去することができ、清掃の効果が向上する。

次に、第４の実施の形態にかかる清掃具６０について説明する。図９は、清掃具６０を示す図で、図９（ａ）は清掃具６０の側面図、図９（ｂ）は清掃具６０のナット６１ｂを締め込み、清掃部２５が変形した状態を示す図である。

清掃具６０は、軸２３、清掃部２５、ナット６１等から構成される。軸２３は清掃部２５を貫通する。また、軸２３はねじ部を有する。清掃部２５を貫通した軸２３には、清掃部２５を挟み込むように、ナット６１ａ、６１ｂが取り付けられる。

図９（ｂ）に示すように、ナット６１ｂをねじ込むと（矢印Ａ方向）、清掃部２５が変形し、清掃部２５の外径が膨らむ（矢印Ｂ方向）。よって、清掃部２５の外径を容易に変化させることができる。

第４の実施の形態による清掃具６０によれば、第１の実施の形態に係る清掃具９と同様の効果を奏する。また、清掃部２５の外径を変化させることができるため、材料輸送配管７の内面との密着性を変えることができる。よって、確実に清掃部２５を材料輸送配管７の内面に密着させることができる。また、清掃部２５が磨耗しても、外形を変化させれば清掃部２５と材料輸送配管７内面との密着性を保つことができ、清掃具６０の寿命を延ばすことができる。

次に、第５の実施の形態にかかる清掃具７０について説明する。図１０は、清掃具７０を示す図で、図１０（ａ）は清掃具７０の側面図、図１０（ｂ）は清掃具７０に軸と垂直方向に力を加え、軸２３がジョイント部で折れ曲がった状態を示す図、図１０（ｃ）は材料輸送配管７の屈曲部における、清掃具７０の通過状態を示す図である。

清掃具７０は、軸２３、清掃部２５、ジョイント７１、接続部７５等から構成される。接続部７５は清掃部２５に取り付けられる。接続部７５と軸２３とは、接続部７５および軸２３の内部に設けられたジョイント７１により接続される。ジョイント７１は中央にスリットを有する板状部材である。ジョイント７１は、接続部７５、軸２３とピン７３ａ、７３ｂでそれぞれ回転可能に接続されている。また、ジョイント７１のスリット部とピン７３とはスライドが可能であり、これにより、軸２３は清掃具７０の軸方向にスライドが可能である。

図１０（ａ）の矢印Ａ方向に力が加わると、接続部７５と軸２３とが押付けられて接触する。この際にジョイント７１は接続部７５および軸２３内に完全に収められる。よって、清掃具７０は軸方向（矢印Ａ方向）への力に対しては、清掃具９と全く同様の状態となる。しかし、図１０（ｂ）に示すように、軸２３に軸と垂直方向へ（矢印Ｂ方向）へ力が加わると、ジョイント７１とピン６３の回転及びスライドによって、接続部７５と軸２３とが折れ曲がった状態となる。

このように、清掃具７０は、装填管３内に装填された状態では、軸方向（矢印Ａ方向）のみの力を受けるため、清掃具９と全く同じ状態である。しかし、清掃具７０が材料輸送配管７へ投入され、屈曲部を通過する際には、図１０（ｃ）に示すように、軸２３が折れ曲がる。よって、屈曲した配管内でも通過することができる。

第５の実施の形態による清掃具７０によれば、第１の実施の形態に係る清掃具９と同様の効果を奏する。また、軸２３が配管内で折れ曲がることができるため、材料輸送配管７の屈曲部においても、軸２３が配管に引っ掛かることがなく、確実に通過することができる。また、材料輸送配管７の屈曲部において、軸２３が配管内面に強く押付けられることがなく、材料輸送配管７や清掃具７０の損傷を防止することができる。

次に、第６の実施の形態にかかる清掃具８０について説明する。図１１は、清掃具８０を示す図で、図１１（ａ）は清掃具８０の側面図、図１１（ｂ）は清掃具８０に軸と垂直方向に力を加え、軸２３がスプリング部で折れ曲がった状態を示す図、図１１（ｃ）は材料輸送配管７の屈曲部における、清掃具８０の通過状態を示す図である。

清掃具８０は、接続部７５、軸２３、清掃部２５、スプリング８１等から構成される。接続部７５は清掃部２５に取り付けられる。接続部７５と軸２３とは、スプリング８１により接続される。

図１１（ａ）の矢印Ａ方向に力が加わると、接続部７５と軸２３とが押付けられる。この際にスプリング８１は軸方向に圧縮される。よって、清掃具８０は軸方向（矢印Ａ方向）への力に対しては、清掃具９と全く同様の状態となる。しかし、図１１（ｂ）に示すように、軸２３に軸と垂直方向へ（矢印Ｂ方向）へ力が加わると、軸２３はスプリング８１によって折れ曲がった状態となる。

このように、清掃具８０は、装填管３内に装填された状態では、軸方向（矢印Ａ方向）のみの力を受けるため、清掃具９と全く同じ状態である。しかし、清掃具８０が材料輸送配管７へ投入され、材料輸送配管７の屈曲部を通過する際には、図１１（ｃ）に示すように、軸２３が折れ曲がる。よって、屈曲した配管内でも通過することができる。

第６の実施の形態による清掃具８０によれば、第１の実施の形態に係る清掃具９と同様の効果を奏する。また、軸２３が配管内で折れ曲がることができるため、材料輸送配管７の屈曲部においても、軸２３が配管に引っ掛かることがなく、確実に通過することができる。また、材料輸送配管７の屈曲部において、軸２３が配管内面に強く押付けられることがなく、材料輸送配管７や清掃具８０の損傷を防止することができる。

以上、添付図を参照しながら、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、本実施の形態において、材料供給配管５は装填管３へ斜めに接合されたが、垂直に接合しても良い。また、清掃具は軸を有するが、軸は清掃具の後方のみではなく、前方のみに設けられても良い。清掃具の清掃部２５同士が装填管３内で接触しなければ同様の効果を得ることができる。また、清掃具７０において軸２３全体がスプリングで構成されても良い。また、軸２３の先端を凸形状、後端を凹形状としたが、この逆であっても良く、また、凹凸形状は、円錐形状だけでなく、円柱形状など他の形状であってもよい。

清掃具投入装置１を示す図であり、（ａ）は全体を示す図、（ｂ）は装填管３近傍を示す拡大図、（ｃ）は装填管３と材料供給配管５の接続部近傍を示す拡大図。 清掃具９を示す図であり、（ａ）は清掃具９の斜視図、（ｂ）は清掃具９が材料輸送配管内を通過する状態を示す図。 清掃具９が押し出される工程を示す図。 装填管３と材料供給配管５との接続部の長さと、清掃具９の清掃部長さ、清掃具９の長さとの関係を示す図。 装填管３と材料供給配管５との接続部のガイド２１を示す図であり、（ａ）は材料供給配管５の透視した側面図、（ｂ）は材料供給配管５を透視した下方より見た図、（ｃ）はガイド２１と清掃具９との関係を示す断面図。 トンネル坑内における材料輸送配管７と清掃具投入装置１の配置図。 清掃具４０を示す図で、（ａ）は清掃具４０の側面図、（ｂ）は清掃具４０が装填管３内に装填された状態を示す図。 清掃具５０を示す図で、（ａ）は清掃具５０の側面図、（ｂ）は清掃具５０が材料輸送配管７内に投入された状態を示す図。 清掃具５０を示す図で、（ａ）は清掃具６０の側面図、（ｂ）は清掃具６０のナット６１ｂを締め込み、清掃部２５が変形した状態を示す図。 清掃具７０を示す図で、（ａ）は清掃具７０の側面図、（ｂ）は清掃具７０に軸と垂直方向に力を加え、軸２３がジョイント部で折れ曲がった状態を示す図、（ｃ）は材料輸送配管７の屈曲部における、清掃具７０の通過状態を示す図。 清掃具８０を示す図で、（ａ）は清掃具８０の側面図、（ｂ）は清掃具８０に軸と垂直方向に力を加え、軸２３がスプリング部で折れ曲がった状態を示す図、（ｃ）は材料輸送配管７の屈曲部における、清掃具８０の通過状態を示す図。

符号の説明

１………清掃具投入装置
３………装填管
５………材料供給配管
７………材料輸送配管
９………清掃具
１１………押出装置
１３………ストロークセンサ
１５………ロッド
１７………ジョイント
１９………シール部
２１………ガイド
２３………軸
２５………清掃部
３３………地面
３５………掘削機
３７………セグメント
３９………中継点
４０、５０、６０、７０、８０………清掃具
４１………凸部
４３………凹部
５１………シール部
６１………ナット
７１………ジョイント
７３………ピン
７５………接続部
８１………スプリング

Claims (16)

1. 装填管と、
   前記装填管に装填され、軸と清掃部を有する清掃具と、
   前記清掃具を前記装填管より押し出す押出装置と、
   を具備し、
   前記装填管は、材料を輸送する第１の配管及び前記第１の配管へ材料を供給する第２の配管と接続され、
   前記押出装置により前記清掃具を前記第１の配管内へ投入することを特徴とする清掃具投入装置。
2. 前記装填管と前記第１の配管は、略直線状に接続されることを特徴とする請求項１記載の清掃具投入装置。
3. 前記装填管と、前記第２の配管との接続部の長さ（Ｌ２）と、前記清掃具の清掃部の長さ（Ｌ１）と、前記清掃具の軸を含めた全長（Ｌ３）とが、Ｌ１＜Ｌ２＜Ｌ３の関係となることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の清掃具投入装置。
4. 前記装填管は、前記装填管の内径の一部が周囲の内径よりも小さいシール部位を有することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の清掃具投入装置。
5. 前記シール部位は、前記装填管の内面にシール部材が設けられることを特徴とする請求項４記載の清掃具投入装置。
6. 前記装填管と前記第２の配管との接続部に、前記清掃具の進行方向と略平行にガイドが設けられることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の清掃具投入装置。
7. 前記押出装置はストロークセンサを有し、タイマで自動的に動作することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の清掃具投入装置。
8. 前記押出装置はストロークセンサを有し、遠隔操作で動作することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の清掃具投入装置。
9. 弾性体である清掃部と、
   軸と、
   を有することを特徴とする管内を清掃する清掃具。
10. 前記軸は、前記清掃部を貫通しており、
    前記軸の先端は凹凸形状を有し、
    前記軸の後端は前記凹凸形状に対応し、前記凹凸形状と勘合可能な形状を有し、
    前記軸の先後端が勘合可能であることを特徴とする請求項９記載の清掃具。
11. 前記軸は、ジョイントを有し、
    前記軸と前記清掃部とは、前記ジョイントを介して接続され、
    前記軸と前記清掃部とが、前記ジョイントで折れ曲がることを特徴とする請求項９または請求項１０記載の清掃具。
12. 前記ジョイントはスプリングであり、
    前記軸は前記スプリング部で軸方向と垂直方向に変形可能であることを特徴とする請求項１１記載の清掃具。
13. 前記軸はねじ部を有し、
    前記清掃部をナットで締めこむことが可能であることを特徴とする請求項９から請求項１２のいずれかに記載の清掃具。
14. 前記清掃部の後方にシール部を有することを特徴とする請求項９から請求項１３のいずれかに記載の清掃具。
15. 前記シール部は、前記清掃部よりも軟質であり、前記清掃部よりも大きな径を有することを特徴とする請求項１４記載の清掃具。
16. 軸を有する清掃具を装填管に装填する工程と、
    材料を配管へ流す工程と、
    前記材料を流しつつ前記清掃具を前記配管へ押出す工程と、
    を具備することを特徴とする配管内の清掃方法。

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