JP2011122666A

JP2011122666A - 更生管の管口拡管装置および管口拡管装置を用いた更生管の管口拡管方法

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Publication number: JP2011122666A
Application number: JP2009280828A
Authority: JP
Inventors: Takuya Yamashita; 卓也山下; Jun Tsuda; 順津田; Toshio Takahashi; 敏男高橋
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 2009-12-10
Filing date: 2009-12-10
Publication date: 2011-06-23
Anticipated expiration: 2029-12-10
Also published as: JP5503273B2

Abstract

【課題】マンホールの構造などに関係なく、更生管の管口を確実に拡管させる。
【解決手段】径大位置と径小位置との間を変位可能な複数個のグリップバー２６を備えた固定ユニット２と、固定ユニット２に対して着脱自在に装着され、更生管の管口を拡径する拡径部３３ａを有するとともに、ヒーター３５を介して加熱可能な拡管金型３１を備えた拡管治具３とから管口拡管装置１が構成される。そして、更生管の内部に径大位置のグリップバー２６を介して固定された固定ユニット２に拡管金型３１を装着するとともに、加熱した拡管金型３１を更生管の管口に押し付けて管口ｒを拡径部３３ａに対応する形状に拡管させる。
【選択図】図１

Description

この発明は、マンホール内に設定長さ突出された更生管の管口を拡管させる管口拡管装置および管口拡管装置を用いた更生管の管口拡管方法に関するものである。

従来より、経年によって老朽化した下水管路、農業用水路、ガス管路、電力通信ケーブル管路などの既設管を更生するため、隣接するマンホールにわたって地中に埋設された既設管内に、既設管の内径よりも小径であって、形状記憶温度において円管形状に形状回復する塩化ビニルなどの熱可塑性樹脂製のライナー材を挿入し、ライナー材を加熱して拡径させ、円管形状に復元させた後、円管形状のライナー材を既設管の内周面に密着させて更生管を形成する更生方法が提案され、実施されている（例えば、特許文献１参照）。

ここで、ケーブル管路を更生管によって更生する場合、電力ケーブル、光ファイバケーブルなどの通信ケーブルといった各種ケーブルを更生管内に挿入して敷設するに際して、更生管の端縁部と各種ケーブルが接触すると、各種ケーブルが損傷するおそれがある。このため、ケーブル管路を更生する更生管においては、その管口をマンホール内に一定長さ突出させ、その突出された管口を外径が拡径するように拡管させている。これにより、各種ケーブルと更生管の管口端縁部との接触を防止し、各種ケーブルを損傷させることなく更生管内に円滑に挿入することができる。

具体的には、マンホール内に熱風吹き出しダクトを導入し、熱風を更生管の管口に供給して軟化させるとともに、軟化した更生管の管口に拡管金型を押し付けて更生管の管口を拡管金型の拡径部に対応する形状に拡管させている。

特開平１１−２３０４１２号公報

ところで、更生管の管口に対する拡管金型の押し付けは、マンホール内にジャッキを固定した後、ジャッキに対して伸縮機構を介して拡管金型を前進させることによって実施されている。しかしながら、マンホールの構造や形状、あるいは、他のケーブル管路に挿通された各種ケーブルとの関係によっては、マンホール内にジャッキや伸縮機構を配設することができない場合がある。また、熱風吹き出しダクトより熱風を更生管の管口に供給して加熱する方式では、更生管の管口の温度管理が難しいという欠点もある。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、マンホールの構造などに関係なく、更生管の管口を簡単確実に拡管させることのできる更生管の管口拡管装置および管口拡管装置を用いた更生管の管口拡管方法を提供するものである。

本発明の更生管の管口拡管装置は、既設管を更生する更生管を設定長さマンホール内に突出させた管口を拡管させる管口拡管装置であって、センタースクリューに周方向に間隔をおいて設けられ、径大位置と径小位置との間を移動可能な複数のグリップバーを備えた固定ユニットと、固定ユニットのセンタースクリューに着脱自在に装着され、更生管の管口を拡管する拡径部を有するとともに、ヒーターを介して加熱可能な拡管金型を備えた拡管治具とからなり、センタースクリューの回転によってグリップバーを径大位置に移動させて固定ユニットを更生管の内部に固定し、センタースクリューに装着された拡管金型を加熱して更生管の管口に押し付け、管口を拡径部に対応する形状に拡管させることを特徴とするものである。

本発明によれば、更生管の内部に挿入した固定ユニットのセンタースクリューを回転させ、各グリップバーを径大位置に移動させて固定ユニットを更生管に固定する。次いで、センタースクリューに拡管金型を装着するとともに、ヒーターを介して設定温度に加熱した後、加熱された拡管金型を更生管の管口に押し付けて管口を拡管金型の拡径部に対応する形状に拡管させる。

この結果、マンホールの構造などに影響されることなく更生管の内部に固定ユニットを固定できるとともに、更生管に固定された固定ユニットを利用して拡管金型を更生管の管口に押し付けることができることから、マンホールの構造などに関係なく更生管の管口を簡単確実に拡管させることができる。

本発明において、前記固定ユニットが、雄ねじを有するセンタースクリューと、センタースクリューに回転自在に支持された軸受部材と、センタースクリューの雄ねじにねじ結合された移動ナットと、軸受部材に周方向に間隔をおいて基端部がそれぞれ回動自在に連結された複数の前グリップアームと、移動ナットに周方向に間隔をおいて基端部がそれぞれ回動自在に連結された複数の後グリップアームと、各前グリップアームの先端部および各後グリップアームの先端部がそれぞれ回動自在に連結された複数のグリップバーとからなり、各前グリップアームおよび各後グリップアームは同一の長さに形成され、また、対応する各前グリップアームおよび各後グリップアームが、それぞれセンタースクリューとのなす角度が９０度未満の等角台形の脚を形成することが好ましい。これにより、センタースクリューを回転操作することで、移動ナットを進退させ、各前グリップアームおよび各後グリップアームを等角台形の脚を形成しつつセンタースクリューに対して起伏する方向に回動させ、対応する各グリップバーを径大位置と径小位置との間で移動させることができる。したがって、グリップバーを径小位置から径大位置に移動させて更生管に固定ユニットを容易に固定することができ、また、グリップバーを径大位置から径小位置に移動させて更生管に対する固定ユニットの固定を容易に解除して取り出すことができる。

本発明において、前記各後グリップアームが、移動ナットおよび対応するグリップバーとの間に平行リンク機構を形成するように、前後に一組ずつ設けられることが好ましい。これにより、グリップアームの長さが長くなっても安定して支持することができる。

本発明において、前記拡管金型が、拡径部を有するとともに、略円錐台状の中空部を有する金型本体と、更生管の内径に対応する外径を有して金型本体の前端面に一体に連結されたガイド部材と、金型本体の中空部に対応する略円錐台状に形成されて金型本体の中空部にセンターボスを介して一体に連結されたヒーターベースと、ヒータベースの外周側円錐面に配設された面状発熱体とから構成され、ガイド部材、金型本体およびセンターボスの中心にセンタースクリューを挿通可能な挿通穴が形成されることが好ましい。これにより、拡管金型を固定ユニットのセンタースクリューに簡単に装着して設定温度に加熱することができ、設定温度に加熱された拡管金型を更生管の管口に押し付けることで管口を金型本体の拡径部に対応する形状に拡管させることができる。

本発明において、前記拡管金型が、センタースクリューにねじ結合された操作部材を介して更生管の管口に向けて押し出されることが好ましい。これにより、操作部材の回転によって加熱された拡管金型を更生管の管口に向けて確実に押し出すことができる。

本発明の管口拡管装置を用いた更生管の管口拡管方法は、既設管を更生する更生管を設定長さマンホール内に突出させた管口を請求項１乃至５のいずれか１つに記載の管口拡管装置を用いて拡管する拡管方法であって、固定ユニットを更生管の内部に挿入するとともに、センタースクリューを回転させ、各グリップバーを径大位置に移動させて固定ユニットを更生管に固定した後、センタースクリューに拡管金型を装着し、ヒーターを介して設定温度に加熱した拡管金型を更生管の管口に押し付けて管口を拡径部に対応する形状に拡管させることを特徴とするものである。

本発明によれば、固定ユニットを更生管の内部に挿入し、センタースクリューを回転させて各グリップバーを径大位置に移動させ、径大位置に移動した複数のグリップバーを介して固定ユニットを更生管に固定する。次いで、センタースクリューに拡管金型を装着し、ヒーターを介して拡管金型を設定温度に加熱した後、加熱された拡管金型を更生管の管口に押し付けて管口を拡管金型の拡径部に対応する形状に拡管させる。

この結果、固定ユニットを更生管の内部に挿入し、センタースクリューを回転させてグリップバーを介して固定ユニットを更生管に固定した後、センタースクリューに拡管金型を装着し、拡管金型を設定温度に加熱して更生管の管口に押し付けるという簡単な作業によって、マンホールの構造などに関係なく更生管の管口を確実に拡管させることができる。

本発明によれば、マンホールの構造などに関係なく更生管の管口を簡単確実に拡管させることができる。

本発明の更生管の管口拡管装置の一実施形態を示す半断面図である。図１のＡ−Ａ線矢視図である。図１の管口拡管装置を用いた更生管の管口拡管方法を説明する工程図である。図１の管口拡管装置を用いた更生管の管口拡管方法を説明する工程図である。図１の管口拡管装置を用いた更生管の管口拡管方法を説明する工程図である。図１の管口拡管装置を用いた更生管の管口拡管方法を説明する工程図である。図１の管口拡管装置を用いた更生管の管口拡管方法を説明する工程図である。図１の管口拡管装置を用いた更生管の管口拡管方法を説明する工程図である。図１の管口拡管装置を用いた更生管の管口拡管方法を説明する工程図である。図１の管口拡管装置を用いた更生管の管口拡管方法を説明する工程図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１および図２には、本発明の更生管の管口拡管装置１の一実施形態が示されている。

この実施形態の管口拡管装置１は、更生管Ｒの内部に挿入されて更生管Ｒに固定可能な固定ユニット２と、固定ユニット２に着脱自在に装着され、更生管Ｒの管口ｒに押し付けてその管口ｒを拡管させる拡管治具３とから構成されている。

固定ユニット２は、先端部を除いて雄ねじ２１ａに形成されたセンタースクリュー２１と、周方向に１２０度の間隔をおいて３個の連結部２２１が設けられ、センタースクリュー２１の先端部に軸受２２ａを介して回転自在に支持された軸受部材２２と、周方向に１２０度の間隔をおいて前後に一組ずつ計３組の連結部２３１が設けられ、センタースクリュー２１の雄ねじ２１ａに対応する雌ねじが形成されてセンタースクリュー２１にねじ結合された移動ナット２３と、軸受部材２２の各連結部２２１にそれぞれ基端部がピンを介して回動自在に連結された３本の前グリップアーム２４と、移動ナット２３の各前後一組の連結部２３１にそれぞれ基端部がピンを介して回動自在に連結された各前後一組、計６本の後グリップアーム２５と、前後にそれぞれ連結部２６１が設けられ、対応する各前グリップアーム２４の先端部および各前方の後グリップアーム２５の先端部がそれぞれ前方の連結部２６１にピンを介して回動自在に連結されるとともに、各後方の後グリップアーム２５の先端部がそれぞれ後方の連結部２６１にピンを介して回動自在に連結された３個のグリップバー２６とから構成されている。

ここで、各前グリップアーム２４および各後グリップアーム２５は、同一の長さに形成され、各グリップバー２６は、センタースクリュー２１の軸心と平行な受け面を有している。また、対応する各前グリップアーム２４および各後方の後グリップアーム２５は、センタースクリュー２１とのなす角度が９０度未満の等角台形の脚を形成するように、軸受部材２２の各連結部２２１と各グリップバー２６の前方の連結部２６１、移動ナット２３の各後方の連結部２３１と各グリップバー２６の後方の連結部２６１にそれぞれ連結されている。さらに、各前後一組の後グリップアーム２５が平行リンク機構を形成するように、移動ナット２３の各前後一組の連結部２３１，２３１と各グリップバー２６の前後の連結部２６１，２６１にそれぞれ連結されている。

具体的には、軸受部材２２の各連結部２２１および各グリップバー２６の前方の連結部２６１に対する各前グリップアーム２４のピン連結点と、移動ナット２３の各後方の連結部２３１および各グリップバー２６の後方の連結部２６１に対する各後方の後グリップアーム２５のピン連結点とが等角台形を形成するように設定されている。また、移動ナット２３の各前後一組の連結部２３１，２３１および各グリップバー２６の前後の連結部２６１，２６１に対する各前後の後グリップアーム２５，２５のピン連結点が平行四辺形を形成するように設定されている。

これにより、各グリップバー２６は、対応する各前グリップアーム２４および各前後一組の後グリップアーム２５が回動することによってセンタースクリュー２１の軸心に対して受け面を平行に維持して径小位置と径大位置との間を移動することができる。すなわち、センタースクリュー２１を回転させることにより、移動ナット２３を進退させることができ、軸受部材２２および移動ナット２３に対して各前グリップアーム２４および各前後一組の後グリップアーム２５，２５をそれぞれ起伏させて、対応するグリップバー２６を径大位置と径小位置との間で移動させることができる。

拡管治具３は、前述した固定ユニット２のセンタースクリュー２１に着脱自在な拡管金型３１と、センタースクリュー２１にねじ結合されて拡管金型３１をセンタースクリュー２１に沿って押し出す操作部材３２とから構成されている。

拡管金型３１は、拡径部３３ａ、例えば、朝顔形状の外周面を有するとともに、略円錐台形状の中空部３３ｂが形成された金型本体３３と、更生管Ｒの内径に対応する外径に形成されて、金型本体３３の前端面にボルトを介して一体に連結された耐熱樹脂製の円筒状ガイド部材３４と、金型本体３３の中空部３３ｂに対応する略円錐台形状に形成され、外周面にヒーター３５、具体的には、外周面および内周面が前方に向かって先窄まりの平行なテーパー面を有する面状発熱体が配設された耐熱樹脂製のヒーターベース３６と、ヒーターベース３６を金型本体３３にボルトを介して一体に連結するセンターボス３７とからなり、センターボス３７、金型本体３３およびガイド部材３４には、その中心部を貫通して固定ユニット２のセンタースクリュー２１の外径よりも若干大径の挿通穴３１ａが形成されている他、ヒーターベース３６には、面状発熱体に通電するためのコネクタ（図示せず）が設けられている。

ここで、面状発熱体としては、発熱体を両面からシリコン樹脂シートで挟んで形成された、株式会社八光電機製作所の製造販売に係るシリコンラバーヒーターが採用されている。

一方、操作部材３２は、固定ユニット２におけるセンタースクリュー２１の雄ねじ２１ａに対応する雌ねじを有してセンタースクリュー２１にねじ結合可能なハンドルボス３８と、ハンドルボス３８に複数本のアーム３９１を介して連結された操作ハンドル３９とからなり、操作ハンドル３９を回転操作することにより、ハンドルボス３８をセンタースクリュー２１に沿って進退させることができる。

なお、更生管Ｒは、前述したように、塩化ビニルなどの熱可塑性樹脂によって形成されたライナー材を既設管Ｌの内周面に密着させたものである。

次に、このように構成された拡管装置１を用いて更生管Ｒの管口ｒを拡管する施工要領について以下説明する。

この場合、更生対象の既設管Ｌが更生管Ｒによって更生され、その管口ｒがマンホールＭ内に設定長さ突出されて切断されているものとする。

まず、センタースクリュー２１の基端部が一定長さマンホールＭ内に突出するように、固定ユニット２を更生管Ｒの内部に挿入した後、センタースクリュー２１に拡管金型３１をその挿通穴３１ａを通して装着し、そのガイド部材３４の先端を更生管Ｒの管口ｒに挿入する（図３参照）。次いで、センタースクリュー２１をその基端部に取り付けたクランクアームなどを利用して正回転させ、センタースクリュー２１にねじ結合された移動ナット２３を前進させる。移動ナット２３が前進し、軸受部材２２との間隔を狭めれば、軸受部材２２に連結された各前グリップアーム２４に支持されて、各前後一組の後グリップアーム２５，２５が移動ナット２３に対して起立するとともに、対応する軸受部材２２に連結された各前グリップアーム２４も軸受部材２２に対して各後グリップアーム２５の起立角度と同じ角度だけ起立する。これにより、対応する各前グリップアーム２４および各前後一組の後グリップアーム２５にそれぞれ連結された各グリップバー２６が徐々に径大位置に移動する。各グリップバー２６が径大位置に移動し、その受け面が更生管Ｒの内周面に突き当てられたならば、固定ユニット２を３個のグリップバー２６を介して更生管Ｒに移動しないように固定することができる（図４参照）。

固定ユニット２を更生管Ｒに固定したならば、センタースクリュー２１に操作部材３２のハンドルボス３８をねじ結合した後（図５参照）、ヒーター３５（面状発熱体）に通電し、金型本体３３を加熱する。

ここで、金型本体３３の設定温度は、ライナー材に対応して、例えば、１００℃に設定されている。この場合、金型本体３３の温度は、ヒーター３５（面状発熱体）に対する電流量によって簡単に調整することができるとともに、その温度は、詳細には図示しないが、非接触式の温度センサーを介して容易に把握することができる。

金型本体３３が加熱され、設定温度である１００℃に上昇したことを確認したならば、操作ハンドル３９を正回転させ、操作部材３２をセンタースクリュー２１に沿って前進させる。これにより、操作部材３２のハンドルボス３８を拡管金型３１に突き当ててセンタースクリュー２１に装着された拡管金型３１を前方に向けて押し出すことができる。前方に向けて拡管金型３１が押し出されれば、設定温度に加熱された金型本体３３を更生管Ｒの管口ｒに押し付けて管口ｒを軟化させるとともに、金型本体３３の拡径部３３ａに対応する形状、具体的には、朝顔形状に拡管させることができる（図６参照）。

更生管Ｒの管口ｒが金型本体３３の拡径部３３ａに対応する形状に拡管したならば、ヒーター３５への通電を遮断し、金型本体３３を冷却させる。そして、金型本体３３が冷却し、設定温度、例えば、４０℃以下に低下したならば、操作ハンドル３９を逆回転させてハンドルボス３８をセンタースクリュー２１に沿って後退させ、操作部材３２を離脱させる（図７参照）。さらに、拡管金型３１を把持して後方に引き出し、同様に、センタースクリュー２１から離脱させる（図８参照）。

その後、センタースクリュー２１を前述とは逆方向に回転させれば（図９参照）、移動ナット２３を後退させ、対応する前グリップアーム２４および各前後一組の後グリップアーム２５をそれぞれ伏倒させてグリップバー２６をその受け面が更生管Ｒの内周面に突き当てられた径大位置から内周面とは離隔した径小位置に移動させることができる（図１０参照）。これにより、３個のグリップバー２６による更生管Ｒに対する固定ユニット２の固定を解除することができる。この後、固定ユニット２を、管口ｒが朝顔形状に拡径した更生管Ｒから引き出すことができる。

このように、固定ユニット２を更生管Ｒの内部に挿入し、３個のグリップバー２６をそれぞれ径大位置に移動させ、更生管Ｒの内周面に突き当てて固定ユニット２を固定した後、固定ユニット２に拡管金型３１を装着するとともに、拡管金型３１を加熱して更生管Ｒの管口ｒに押し付けるという簡単な作業によって、更生管Ｒの管口ｒを拡管金型３１における金型本体３３の拡径部３３ａに対応する形状に確実に拡管させることができる。

これにより、マンホールＭの構造などに影響されることなく更生管Ｒの内部に固定ユニット２を固定することができるとともに、更生管Ｒに固定された固定ユニット２を利用して拡管金型３１を更生管Ｒの管口ｒに押し付けることができることから、マンホールＭの構造などに関係なく更生管Ｒの管口ｒを簡単確実に拡管させることができる。

なお、前述した実施形態においては、センタースクリュー２１の周方向に１２０度の間隔をおいて３組の前グリップアーム２４、後グリップアーム２５およびグリップバー２６を設けた場合を説明したが、２組以上であればよく、その数は限定されない。

また、拡管金型３１における金型本体３３の拡径部３３ａとしては、朝顔形状に形成した場合を例示したが、各種ケーブルと更生管Ｒの管口ｒ端縁部との接触を防止できるならば、突出方向に向かって拡径するように拡管できる任意の拡径部３３ａを採用することができる。

１管口拡管装置
２固定ユニット
２１センタースクリュー
２２軸受部材
２３移動ナット
２４グリップバー
２５前グリップアーム
２６後グリップアーム
３拡管治具
３１拡管金型
３２操作部材
３３金型本体
３３ａ拡径部
３４ガイド部材
３５ヒーター（面状発熱体）
３６ヒーターベース
３７センターボス
Ｍマンホール
Ｌ既設管
Ｒ更生管
ｒ管口

Claims

既設管を更生する更生管を設定長さマンホール内に突出させた管口を拡管させる管口拡管装置であって、センタースクリューに周方向に間隔をおいて設けられ、径大位置と径小位置との間を移動可能な複数のグリップバーを備えた固定ユニットと、固定ユニットのセンタースクリューに着脱自在に装着され、更生管の管口を拡管する拡径部を有するとともに、ヒーターを介して加熱可能な拡管金型を備えた拡管治具とからなり、センタースクリューの回転によってグリップバーを径大位置に移動させて固定ユニットを更生管の内部に固定し、センタースクリューに装着された拡管金型を加熱して更生管の管口に押し付け、管口を拡径部に対応する形状に拡管させることを特徴とする更生管の管口拡管装置。
請求項１記載の更生管の管口拡管装置において、前記固定ユニットが、雄ねじを有するセンタースクリューと、センタースクリューに回転自在に支持された軸受部材と、センタースクリューの雄ねじにねじ結合された移動ナットと、軸受部材に周方向に間隔をおいて基端部がそれぞれ回動自在に連結された複数の前グリップアームと、移動ナットに周方向に間隔をおいて基端部がそれぞれ回動自在に連結された複数の後グリップアームと、各前グリップアームの先端部および各後グリップアームの先端部がそれぞれ回動自在に連結された複数のグリップバーとからなり、各前グリップアームおよび各後グリップアームは同一の長さに形成され、また、対応する各前グリップアームおよび各後グリップアームが、それぞれセンタースクリューとのなす角度が９０度未満の等角台形の脚を形成することを特徴とする更生管の管口拡管装置。
請求項２記載の更生管の管口拡管装置において、前記各後グリップアームが、移動ナットおよび対応するグリップバーとの間に平行リンク機構を形成するように、前後に一組ずつ設けられることを特徴とする更生管の管口拡管装置。
請求項１記載の更生管の管口拡管装置において、前記拡管金型が、拡径部を有するとともに、略円錐台状の中空部を有する金型本体と、更生管の内径に対応する外径を有して金型本体の前端面に一体に連結されたガイド部材と、金型本体の中空部に対応する略円錐台状に形成されて金型本体の中空部にセンターボスを介して一体に連結されたヒーターベースと、ヒーターベースの外周側円錐面に配設された面状発熱体とから構成され、ガイド部材、金型本体およびセンターボスの中心にセンタースクリューを挿通可能な挿通穴が形成されることを特徴とする更生管の管口拡管装置
請求項４記載の更生管の管口拡管装置において、前記拡管金型が、センタースクリューにねじ結合された操作部材を介して更生管の管口に向けて押し出されることを特徴とする更生管の管口拡管装置。
既設管を更生する更生管を設定長さマンホール内に突出させた管口を請求項１乃至５のいずれか１つに記載の管口拡管装置を用いて拡管する拡管方法であって、固定ユニットを更生管の内部に挿入するとともに、センタースクリューを回転させ、各グリップバーを径大位置に移動させて固定ユニットを更生管に固定した後、センタースクリューに拡管金型を装着し、ヒーターを介して設定温度に加熱した拡管金型を更生管の管口に押し付けて管口を拡径部に対応する形状に拡管させることを特徴とする管口拡管装置を用いた更生管の管口拡管方法。