JP2013002463A - 製管装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 装置の大型化を招くことなく規制フレーム及びコネクタに作用する荷重に十分に対応させ、かつ、規制フレームの重量を軽減する。
【解決手段】 製管装置１は、既設管７内を周回する成形フレーム２と、プロファイル１００の接合部を接合する接合機構部３と、成形フレーム２の周回軌道を規定する規制フレーム４とを備える。成形フレーム２は、規制フレーム４に沿って周回移動する複数個のコネクタ５を接続している。各コネクタ５は、ローラ軸５１と、ローラ軸５１の両端部に回転自在なガイドローラ５２とを含む。各ガイドローラ５２は、外側の大径部と内側の小径部とを有する。規制フレーム４は、幅方向の両端部に、ガイドローラ５２の大径部が走行するためのガイド溝部４４を備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は製管装置に関する。より具体的には、既設管の内面を更生するライニング管の製管装置に関する。

地中に埋設されている老朽化した管を更生するため、両側縁部に接合部を備えるプロファイルを用いて既設管内をライニングする更生工法が行われている。この工法では、プロファイルを既設管内に引込み、製管装置により螺旋状に巻回するとともに、巻回したプロファイルの接合部同士を互いに接合してライニング管を形成する。形成したライニング管に対して、引き続きプロファイルを巻回及び接合することで、既設管の軸方向に付加的にライニング管を形成することができる。

この種の工法では、例えば特許文献１に開示されるように、プロファイルを円筒状に巻き重ねたドラムを地上に設置する。既設管内には、製管装置を配置し、ドラムから引き出したプロファイルを、既設管内の製管装置に供給する。次いで、製管装置を既設管内で回転させ、プロファイルを螺旋状に巻回する。また、製管装置において、巻回によって隣接したプロファイルの接合部同士を接合する。

また、特許文献２又は特許文献３に開示されている製管装置では、剛性を有しその形状を保持する規制フレームと、コネクタを介して規制フレームの外周を移動可能な成形フレームとを備えて、多様な断面形状のライニング管を形成可能としている。規制フレームは、既設管の断面形状に略相似形の外形を有し、成形フレーム及びライニング管の外形状を規定する。

図１５に例示するように、この種の製管装置９１には、複数個のコネクタ９２が、成形フレーム９３と規制フレーム９４との間に介装されている。コネクタ９２は、成形フレーム９３の軌道を規制フレーム９４の外周に沿って案内する。

また、図１６に示すように、規制フレーム９４は、コネクタ９２のローラ９５を拘束保持する溝型形状に形成されている。製管過程では、プロファイル１００を螺旋状に巻回することによって、成形フレーム９３及びコネクタ９２に管軸方向の大きな負荷がかかる。そのため、コネクタ９２が規制フレーム９４内で、軸方向（図１６における矢符Ｎ、Ｎ方向）に移動するのを許容して、負荷に対応させる必要がある。規制フレーム９４は、開口９４１の幅及び規制フレーム９４の内面で、コネクタ９２の軸方向の移動を許容する。

一方で、規制フレーム９４内において、コネクタ９２が軸方向に過度に移動すると、形成するライニング管の寸法精度を損なうおそれがあるため、ローラ９５の移動を一定範囲内に規制しておく必要もある。そこで、規制フレーム９４の内面には、長手方向に沿うガイド凸部９６が付設されている。

図１６に示すように、ガイド凸部９６は、規制フレーム９４の内面の両端部寄りに設けられている。ガイド凸部９６は、ローラ９５の外形状に対応する大きさで、規制フレーム９４の内面の上下に突設されている。これによって、ローラ９５の外側の角部が、規制フレーム９４のガイド凸部９６に当たりながら回転し、コネクタ９２の軸方向の移動範囲を制限する。また、これらの上下のガイド凸部９６、９６間を、ローラ９５の外側に突出したボルト頭部９７が走行する。

特開平１０−２７４３８９号公報 特開２００１−１３８３９８号公報 特開２００９−１４４７４４号公報

従来の製管装置９１の規制フレーム９４は、コネクタ９２を介して受ける荷重に対応するため、厚肉で形成されている。特に、成形フレーム９３に面して長手方向に設けられたリップ部９８は、既設管７の管底側では、ローラ９５を介して全負荷が作用する。そのため、リップ部９８は、ローラ９５を支持するための十分な肉厚が必要であり、ガイド凸部９６を備えて補剛されている。その結果、規制フレーム９４は、各部の肉厚を十分に確保する必要があり、必然的に重量が大きくなってしまっていた。

重量の大きい規制フレーム９４は、組み立てにくく、設置作業に時間と人手がかかるという問題点があった。また、ガイド凸部９６を含めた規制フレーム９４を高精度に製作することが困難となり、製作コストも嵩むという問題点があった。さらに、製管過程では、コネクタ９２に作用する軸方向の荷重によって、ローラ９５及びローラ９５に設けたベアリングが、規制フレーム９４の内面やガイド凸部９６に接触して、破損しやすく、耐久性に劣るものであった。また、ローラ９５やローラ９５のベアリング部分の交換や修理にも、手間と時間を要するという問題点もあった。

本発明は、上記のような背景のもとになされたものであり、既設管を更生するライニング管を精度よく安定的に製作するため、製管装置における次の問題点を解消しようとするものである。つまり、本発明の第１の目的は、装置の大型化を招くことなく規制フレーム及びコネクタに作用する荷重に十分に対応させ、かつ、規制フレームの重量を軽減する構造とすることである。本発明の第２の目的は、規制フレームの重量を軽減することで、組み立て作業を容易にし、生産性及び作業性を向上させることである。本発明の第３の目的は、成形フレーム、規制フレーム、及びコネクタに大きな荷重が作用しても、コネクタのローラ部分における破損を生じにくい構造とし、その交換や修理を不要とすることである。

前記の目的を達成するため、本発明は、両側縁部に接合部を備える長尺帯状のプロファイルを、螺旋状に巻回及び接合してライニング管を形成する製管装置を対象としている。この製管装置に対し、前記プロファイルを巻回するとともに該プロファイルを保持して、既設管内を周回する成形フレームと、巻回により隣接した前記プロファイルの接合部同士を、相互に接合する接合機構部と、前記成形フレームの内側に配設され、前記成形フレームの周回軌道を規定する規制フレームと、を備えさせる。また、前記成形フレームには、相互に回転自在に連結された複数個のリンク体を備えさせ、前記成形フレームと規制フレームとは、該規制フレームに沿って周回移動する複数個のコネクタにより結合する。そして、前記各コネクタに、前記成形フレームに支持されたローラ軸と、前記ローラ軸の両端部にそれぞれ回転自在に支持されたガイドローラとを具備させ、前記各ガイドローラを、外側の大径部と内側の小径部とを有する段付きのローラとする。また、前記規制フレームとして、前記ガイドローラを保持し、前記ガイドローラの走行を可能とする走行路を有する構成として、この走行路の幅方向の両端部に、前記ガイドローラの大径部が走行するためのガイド溝部を備えさせる。

このような本発明の構成により、成形フレームに接続された複数個のコネクタは、規制フレームの走行路に沿って周回移動する。つまり、これらのコネクタが、成形フレームを規制フレームの外周に拘束し、成形フレームが周回移動する軌道を規定している。コネクタは、ガイドローラが段付きローラであるのに対し、規制フレームの走行路は、ガイドローラの大径部が走行するためのガイド溝部を備えるので、コネクタに大きい荷重が作用しても、コネクタが走行路から離脱することなく、円滑に走行する。また、このような構成によれば、コネクタが規制フレーム内を円滑に走行しうるので、コネクタのガイドローラに破損を生じにくく、ガイドローラの交換や修理の手間を減らすことができる。さらに、規制フレームのガイド溝部に沿ってガイドローラが走行するので、従来の製管装置のように、規制フレームの内側に、別途ガイド凸部等を設ける必要がなくなり、規制フレームの部品点数を減らし、重量を軽減することができ、組み立て作業を容易に行うことも可能となる。

本発明に係る製管装置のより具体的な構成として、次のものが挙げられる。

まず、規制フレームが、ガイドローラの大径部の周面及び側面を覆う外側カバー部を備えることである。これにより、外側カバー部がガイドローラの大径部を安定的に保持するので、規制フレームの外周に沿ってコネクタが円滑に走行可能となる。よって、規制フレームを大型化することがなく、肉厚を増加させることも重量を増大させることもない。

また、規制フレームのガイド溝部は、外側カバー部を構成するカバー部材と、Ｌ字状のアングル材とを結合して形成される。これにより、少ない部品点数で容易に、ガイド溝部を有する走行路を規制フレームに設けることができる。

また、各ガイドローラは、小径部が、軸受面を有する内筒部と、該内筒部を内周に収容し、ローラ軸と相互に摺動する外筒部とを備える。これにより、ガイドローラがローラ軸の両端部にそれぞれ回転自在に支持される。

この場合、各ガイドローラは、小径部の内筒部が、焼結金属に潤滑油又は潤滑グリースを含浸させた焼結含油軸受であることが好ましい。これにより、内筒部を破損しにくくすることができ、潤滑油を供給する手段を不要とすることができ、また、安価に製造することも可能となる。

また、各ガイドローラは、大径部が、外側面に開口し内筒部に接続する凹部を、軸中心に備えている。ガイドローラとローラ軸との締結部は、この凹部内に収容されている。

この場合、ローラ軸は両端部にボルト部を備えて、各ガイドローラの大径部の凹部に、該ボルト部が収容され、ナット締結されてもよい。又は、ローラ軸は両端部に雌ネジ部を備えて、各ガイドローラの大径部の凹部を介して該雌ネジ部にボルトが螺合され、ボルト頭部が該凹部に収納されてもよい。

このような構成により、ガイドローラの外側面にローラ軸との締結部が突出せず、ガイドローラを保持する規制フレームを小型化することができる。また、ガイドローラとローラ軸との締結部は凹部に収容されているので、規制フレームに沿ってコネクタが走行する際、ローラ軸との締結部が規制フレームと干渉せず、円滑な走行を可能にして、破損のおそれも無くすことができる。

本発明により製管装置としての大型化を招くことなく規制フレーム及びコネクタに作用する荷重に対する十分な強度を備えさせ、かつ、規制フレームの重量を軽減する構造とすることができる。また、規制フレームの重量を軽減することが可能となるので、組み立て作業も容易となり、生産性及び作業性を向上させることができる。さらに、成形フレーム、規制フレーム、及びコネクタに大きな荷重が作用しても、コネクタのローラ部分における破損を生じにくい構造とすることができ、その交換や修理も不要となる。

図１は、本発明の実施形態に係る製管装置の正面図である。 図２は、図１に示す製管装置の軸方向断面図である。 図３は、本発明の実施形態に係る製管装置によってライニング管を施工する様子を示す説明図である。 図４は、前記製管装置の成形フレームの詳細を示す部分断面図である。 図５は、前記製管装置における、成形フレーム、規制フレーム、及びコネクタを示す説明図である。 図６は、前記製管装置の接合機構部を一部破断して示す側面図である。 図７は、前記製管装置における、規制フレーム及びコネクタの一例を示す斜視図である。 図８は、図５のＢ−Ｂ断面図である。 図９は、図８に示す規制フレーム等を拡大して示し、規制フレームの部分断面及びコネクタの半断面を示す説明図である。 図１０は、図４に示す製管装置の変形例であり、コネクタの他の実施形態を示す部分断面図である。 図１１は、図１０の製管装置における、成形フレーム、規制フレーム、及びコネクタを示す説明図である。 図１２は、プロファイルの一例を示す端面図である。 図１３（ａ）は、図１２のプロファイルを接合する様子を示す端面図であり、図１３（ｂ）は、接合されたプロファイルを示す端面図である。 図１４（ａ）及び図１４（ｂ）は、プロファイルの他の例を示し、図１４（ａ）はプロファイルの断面図、図１４（ｂ）は接合部及びコネクタの斜視図である。 図１５は、従来の製管装置を示す正面図である。 図１６は、従来の製管装置の規制フレーム及びコネクタを示す断面図である。

以下、本発明の実施形態に係る製管装置について、図面を参照しつつ説明する。

実施形態に係る製管装置１は、図１及び図２に示すように、プロファイル１００を保持して螺旋状に案内する成形フレーム２と、巻回することで隣接したプロファイル１００の接合部同士を相互に接合する接合機構部３と、成形フレーム２の内側に配設され、成形フレーム２の周回軌道を規定する規制フレーム４と、を備えている。

ここで、製管装置１の説明に先立ち、製管装置１に供給されて、ライニング管１０を構成するプロファイル１００について説明する。その後、製管装置１の上記各部の構成について説明する。

−プロファイル−
図１２は、プロファイルの一例を示す端面図であり、図１３（ａ）及び図１３（ｂ）は、プロファイル同士を接合する様子を示す端面図である。

プロファイル１００は、硬質塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレンなどにより押出成形して形成され、可撓性を有する長尺の帯板状である。

プロファイル１００は、図１２に示すように、帯板状の基板１０１の外面側に複数条のリブ１０２を備える。例示の形態では、リブ１０２は４本であり、先端部分が断面略Ｔ字状に形成されている。各リブ１０２の略Ｔ字部の先端は、基板１０１と平行となるように形成されている。プロファイル１００は、両側縁部に、接合部として、接合凸部１０３と接合凹部１０５とを備える。基板１０１の一方の側縁部（図中、右側）には、接合凸部１０３が立設されている。基板１０１の他方の側縁部（図中、左側）には、接合凸部１０３が嵌入し得る接合凹部１０５が設けられている。

プロファイル１００には、接合凹部１０５に隣接して、側縁部に傾斜リブ１０６が形成されている。また、接合凹部１０５が設けられた部分は、基板１０１の内面側が、基板１０１の厚み分ほど凹んだ凹部１０４を備えている。凹部１０４には、隣接したプロファイル１００の基板１０１が重ね合わされて、接合凹部１０５に、隣接したプロファイル１００の接合凸部１０３が接合される。

このようなプロファイル１００は、基板１０１のリブ面側、すなわち、複数条のリブ１０２等が立設された面が、外周側になるように、製管装置１に供給される。製管過程では、図１３（ａ）及び図１３（ｂ）に示すように、螺旋状に巻回されることで、プロファイル１００の一方の側縁部と他方の側縁部とが、互いに隣接する状態となる。そして、プロファイル１００は、一方の接合凸部１０３を他方の接合凹部１０５に嵌め込んで接合される。これにより、図１３（ｂ）に示すように、互いに隣接したプロファイル１００の側縁部を相互に接合し、所定の管径のライニング管を製管することとなる。

このとき、後続するプロファイル１００の接合凸部１０３、及び基板１０１の側縁部が、先行するプロファイル１００の凹部１０４に配置される。また、後続するプロファイル１００には、接合凸部１０３寄りのリブ１０２の先端部に、先行するプロファイル１００の傾斜リブ１０６が係止する。

このようなプロファイル１００を既設管内で螺旋状に巻回することで、図１３（ｂ）に示すように相互に接合される。これにより、プロファイル１００が徐々に管状となって、ライニング管を形成していく。

ライニング管を構成するプロファイルは、図１４（ａ）及び図１４（ｂ）に示すように、コネクタ１２０を介して接合されるプロファイル１００Ａであってもよい。図１４（ａ）は、プロファイル１００Ａを示す断面図であり、図１４（ｂ）はプロファイル１００Ａの接合部及びコネクタ１２０の斜視図である。

このプロファイル１００Ａは、帯状体１１０と、隣接する帯状体１１０の側縁部同士を接合するコネクタ１２０とからなる。帯状体１１０は、基板１１１に複数条のリブ１１２を備え、長尺の帯板状に成形された部材である。プロファイル１００Ａの両側縁部には、凹形状の接合部１１３が、長手方向に沿って連続的に設けられている。接合部１１３は、巻回により帯状体１１０と帯状体１１０とが隣接すると、２つの接合部１１３、１１３は突き合わされて凸形状となる。

コネクタ１１０は、一対の接合凸部１２１、１２１を備える。一対の接合凸部１２１は、１２１は、長手方向に沿って連続的に形成され、突き合わされた帯状体１１０の接合部１１３、１１３の凸形状に対応して形成されている。

プロファイル１００Ａは、製管過程で帯状体１１０、１１０が互いに隣接し、その両側縁部の接合部１１３、１１３にまたがってコネクタ１２０が嵌め込まれ、相互に接合される。

−製管装置−
次に、実施形態に係る製管装置１について説明する。

図１及び図２に示すように、製管装置１は、既設管７内を周回する成形フレーム２と、プロファイル１００を接合する接合機構部３と、成形フレーム２の内側に配設され、成形フレーム２の周回軌道を規定する規制フレーム４と、を備える。

＜成形フレーム２＞（図１、図２、図４、図５参照）
成形フレーム２は、一定の幅を有して環状に形成されている。例示の形態の成形フレーム２は、回転自在に連結された複数個のリンク体２１を備える。

リンク体２１は、図４、図５に示すように、複数の外側リンク体２２と、複数の内側リンク体２３とを備え、これらが交互に配置されている。外側リンク体２２は、互いに平行する側板２２１、２２１を備える。平行な２つの側板２２１は、それぞれ案内ローラ２５の外側端に配設されている。外側リンク体２２は、また、平行な２つの側板２２１の中央部にてその剛性を保持するとともに、２つの側板２２１の相互間隔を保持する連結板２２２を備えている。これにより外側リンク体２２は、全体としてＨ形状に形成されている。各側板２２１の両端部寄りには、円形の軸孔２２３がそれぞれ開設されている。

内側リンク体２３は、２つの分割体２３１、２３１が結合されて形成されている。各分割体２３１は、短側板２３２、２３２と、これらの短側板２３２、２３２間に設けた背板２３３からなる。２つの分割体２３１、２３１は、背板２３３、２３３同士を緊結して、全体としてＨ形状をなすように組み合わせられている。

各短側板２３２には、外側リンク体２２の軸孔２２３に対応して、円形の軸孔２３４が開設されている。

外側リンク体２２と内側リンク体２３とは、外側リンク体２２の側板２２１の内側に、内側リンク体２３の短側板２３２を重ね合わせ、軸孔２２３、２３４の軸心を一致させ、軸孔２２３、２３４内の軸受２６、２６を介して軸孔２２３、２３４に軸部２４が挿通されて、一体に結合されている。

また、リンク体２１は、側板２２１に図示しないストッパ機構を備えて、中折れを防止している。言い換えると、リンク体２１によって、成形フレーム２は外径方向へは撓むことが可能であるが、内径方向へは撓まないように構成されている。

成形フレーム２の各軸部２４には、案内ローラ２５が装着されている。これにより、複数個の案内ローラ２５が、リンク体２１の軸部２４を介して成形フレーム２に回転自在に支持されている。各案内ローラ２５は、例えば硬質の合成樹脂体又は金属体からなる。成形フレーム２に設けられたこれらの複数個の案内ローラ２５は、巻回されるプロファイル１００の内面に当接する。成形フレーム２は、リンク体２１の連結を外すことで分解が可能であり、これを連結することで既設管７内での組み立ても可能である。

＜接合機構部３＞（図１、図２、図３、図６、図１３（ａ）参照）
接合機構部３は、成形フレーム２に取り付けられている。接合機構部３は、インナローラ３１とアウタローラ３２とが組となったピンチローラ部を主体に構成されている。接合機構部３は、螺旋状に巻回されるプロファイル１００の接合部、すなわちプロファイル１００が最初に閉合する位置に対応して配置されている。

また、接合機構部３は、図６に示すように、ギヤボックス３３に、インナローラ３１及びアウタローラ３２との同期回転を図る歯車機構３４、歯車機構３４に連動する送りローラ３５、インナローラ３１及びアウタローラ３２の回転駆動源としての油圧モータ３６を備えている。

インナローラ３１は、円筒状であり、プロファイル１００の内面に密着する。また、インナローラ３１は、アウタローラ３２により外方から押圧されるプロファイル１００を支持する。インナローラ３１は、案内ローラ２５と並行に配設されている。例示の形態では、インナローラ３１は、軸部３４２に軸支され、その一端が片持ち支持されているが、両端部が支持される構成であってもよい。

アウタローラ３２は、軸部３４３に複数の環状鍔部３２１、３２２を備える。環状鍔部３２１は、プロファイル１００のリブ１０２間の溝に嵌り込むものである。環状鍔部３２１の外面にはローレット加工が施され、プロファイル１００との接触時の滑りを防止する。一部の環状鍔部３２２は環状鍔部３２１よりも小径で形成され、プロファイル１００の外面側の傾斜リブ１０６と接合凹部５との間に嵌合する。また、環状鍔部３２２は先行するプロファイル１００の傾斜リブ１０６を押圧して、後続するプロファイル１００のリブ１０２に係合させる。

・ギヤボックス３３（図１、図２、図６参照）
成形フレーム２には、ギヤボックス３３が固定されている。ギヤボックス３３は、歯車機構３４の軸部３４１、３４２、３４３を保持している。ギヤボックス３３の前面部には、油圧モータ３６が取り付けられている。

・歯車機構３４（図６参照）
図６に示すように、ギヤボックス３３の前後壁は、軸部３４１、３４２、３４３を回転自在に支持している。軸部３４１、３４２、３４３は、それぞれ、歯車３４４、３４５、３４６を備えている。

これらのうち、第２の軸部３４２には、インナローラ３１が連結され、第３の軸部３４３には、アウタローラ３２が連結されている。第１の軸部３４１の回転に対し、第２の軸部３４２は反対方向に、さらに第３の軸部３４３は同方向に回転する。つまり、インナローラ３１とアウタローラ３２とは、互いに逆回転をする。これにより、インナローラ３１とアウタローラ３２との間に挟み込んだプロファイル１００を送り出す。なお、これらの歯車３４４、３４５、３４６の歯数を調整することにより、軸部３４１、３４２、３４３の回転数、及びインナローラ３１とアウタローラ３２の回転数を調整することができる。

・送りローラ３５（図２、図６参照）
アウタローラ３２の回転軸である軸部３４３には、アウタローラ３２の外径よりも大きい外径の送りローラ３５が回転自在に支持されている。送りローラ３５及びインナローラ３１の回転軸には、チェーンスプロケットが巻回されている。送りローラ３５は、油圧モータ３６の回転駆動によって回転し、その外周面が既設管７の内周面に接触し、インナローラ３１の回転方向と同方向に回転する。また、その反作用によって、送りローラ３５が既設管７の内周面を周回移動する。

すなわち、接合機構部３が駆動すると、インナローラ３１及びアウタローラ３２は、プロファイル１００を挟み込んで回転し、その反作用でライニング管１０に沿って周回移動する。また、送りローラ３５も既設管７の内周面を転動し、製管装置１がライニング管１０の軸心を中心として公転する。

・油圧モータ３６（図３、図６参照）
油圧モータ３６は、駆動軸を第１の軸部３４１に連結し、ギヤボックス３３の前面に取り付けられている。油圧モータ３６は、油圧ユニット８１から圧油ホースを介して供給される圧油によって駆動する。油圧ユニット８１は、発電機８２から供給される電力に寄って駆動している。油圧ユニット８１から伸びる圧油ホースは、回転継手８３を介して油圧モータ３６に接続されている。これにより、製管装置１の周回移動（公転）に影響することなく、圧油を供給することができる。

＜規制フレーム４及びコネクタ５＞（図１、図２、図５、図７〜図９参照）
規制フレーム４は、例えば鋼材等の高い剛性を有する材料から形成されている。規制フレーム４は、矩形又は馬蹄形などの異形断面の既設管７に対応して形成されており、既設管７の断面形状と略相似形の外形状を有している。

図１に示す形態では、規制フレーム４は、断面が矩形状の既設管７に対応して、略矩形状の外形を有する。規制フレーム４は、好ましくは、周方向にいくつかの部分に分解することが可能であり、既設管７内で略矩形状に組み立てられる。

図示するように、規制フレーム４は、成形フレーム２の内周側に配設される。規制フレーム４は、成形フレーム２の幅寸法に比べ、細い幅で形成されることが好ましい。

図７に示すように、規制フレーム４は、長手方向に沿って開口４１を有する。また、図８に示すように、規制フレーム４は、この開口４１が成形フレーム２と対向するように外方へ向けた状態に配設されている。

規制フレーム４の内側は、コネクタ５の走行路４２とされる。コネクタ５は規制フレーム４の開口４１を通じて走行路４２に配設されている。走行路４２は、コネクタ５を保持しつつコネクタ５の走行を許容する。コネクタ５は、成形フレーム２を規制フレーム４の外周に沿わせるように案内し、成形フレーム２の周回軌道を規定する。

図１に示すように、成形フレーム２には複数個のコネクタ５が固定されている。各コネクタ５は、規制フレーム４と成形フレーム２との間にそれぞれ介装されて両者を結合している。図８に示す形態では、各コネクタ５は、ローラ軸５１と、このローラ軸５１の両端部に支持されたガイドローラ５２、５２と、ローラ軸５１を成形フレーム２に支持するローラ保持体５３とを備えている。

図７に示すように、ローラ軸５１は、丸棒状であり、規制フレーム４の走行路４２の幅方向に配設される。ローラ軸５１の長さは、規制フレーム４の走行路４２の幅に対応する長さである。

ガイドローラ５２は、大径部５２１と小径部５２２とが一体に形成された段付きのローラである。各ガイドローラ５２は、ローラ軸５１の幅方向の両端部に、大径部５２１が外側、小径部５２２が内側の向きとなるように、それぞれ締結されている。

ローラ保持体５３は、成形フレーム２に取り付けられ、図８に示すように、ローラ軸５１を規制フレーム４の内側に回転自在に支持する。ローラ保持体５３は、中央部にローラ軸５１との結合片５３１を有する。結合片５３１には、ローラ軸５１を軸承する軸受が内装されている。

ローラ保持体５３の両端部には軸受体５３２、５３２が延設されている。各軸受体５３２は、成形フレーム２の軸部２４に枢着されている。各軸受体５３２は、案内ローラ２５とリンク体２１との間で、成形フレーム２の軸部２４に枢着されている。これにより、ローラ保持体５３は、案内ローラ２５の軸方向に平行に配設されている。また、これらの各軸受体５３２が、案内ローラ２５と内側リンク体２３との間で、成形フレーム２の軸部２４に枢着される構成であってもよい。

このように、コネクタ５は、ガイドローラ５２、５２が規制フレーム４に保持されて、成形フレーム２の内周側の軌道を周回移動するものとなる。

より具体的には、図７に示すように、規制フレーム４は、ガイドローラ５２の外形に対応して、走行路４２の幅方向の両端縁にガイド溝部４４、４４を備えている。コネクタ５は、ガイドローラ５２の大径部５２１が、ガイド溝部４４内を回転しながら移動する。

また、規制フレーム４は、ガイド溝部４４の反対側に、長手方向に連続するリップ部４５、４５を備える。リップ部４５は、規制フレーム４の開口４１に沿って幅方向の両側に延設されている。リップ部４５の突出幅は、ガイドローラ５２の大径部５２１を保持しうる幅で足りる。

規制フレーム４は、幅方向両側の内面と、ガイド溝部４４と、リップ部４５とによって、ガイドローラ５２の大径部５２１の周面及び側面を覆う。これらの幅方向両側の内面、ガイド溝部４４、及びリップ部４５が、規制フレーム４の外側カバー部４３を構成し、大径部５２１が走行可能となるように保持している。

規制フレーム４の走行路４２は、例えば、図９にその片側を示すように、帯板状のプレート材４０１を接合した断面Ｌ字状のアングル材４０２と、外側カバー部４３を一体的に形成したカバー部材４０３とを結合して形成することが可能である。プレート材４０１にＬ字状のアングル材４０２を接合していることで、ガイド溝部４４の出隅部の剛性を補うことができる。これにより、コネクタ５の走行中に、ガイドローラ５２の大径部５２１と小径部５２２との段部が、ガイド溝部４４の出隅部に接触したとても、その接触荷重に十分に耐え得る構造とされている。

また、図７〜図９に例示した形態では、各ガイドローラ５２は、一体に形成された大径部５２１と小径部５２２とに貫通して、軸中心に貫通孔を有する。図９を参照し説明すると、小径部５２２においては、内筒部５２４を内周に収容し、ローラ軸５１と相互に摺動する外筒部５２５を備える。

内筒部５２４は外筒部５２５の貫通孔に内嵌されている。筒部５２４は、ローラ軸５１の軸承用の軸受面を有する。ガイドローラ５２の大径部５２１は、貫通孔に繋がり外側面に開口した凹部５２３を、軸心と同心状に備える。凹部５２３の内径は、内筒部５２４よりも大径で形成される。

凹部５２３内には、ローラ軸５１との締結部が収容されている。図９に示すように、ローラ軸５１の両端部にはボルト部５１１、５１１が突設されている。各ガイドローラ５２は、大径部５２１の凹部５２３に、ローラ軸５１のボルト部５１１を収容し、ワッシャ５４を挿通し、ナット５５により締結している。ワッシャ５４及びナット５５は、大径部５２１の凹部５２３に収納され、大径部５２１の外側面には突出していない。ローラ軸５１には、小径部５２２の側面にもフラットワッシャ５６が挿通されている。

また、図示しないが、ローラ軸５１が両端部に雌ネジ部を備えた構成であってもよい。この場合、各ガイドローラ５２は、大径部５２１の凹部５２３を介してローラ軸５１の雌ネジ部にボルトを螺合して締結される。大径部５２１の凹部５２３には、ボルトの頭部が収納される。

各ガイドローラ５２は、小径部５２２の内筒部５２４が、焼結金属に潤滑油又は潤滑グリースを含浸させた焼結含油軸受（オイルレスベアリング）であることが好ましい。焼結含油軸受は、例えば銅粉末などの金属粉末を成形して焼結し、焼結物の微細空隙に潤滑油等の潤滑剤を含浸させて自己潤滑性を有するように形成されている。

このように小径部５２２の内筒部５２４を焼結含油軸受とすることで、ローラ軸５１の軸受設計を簡素化することができる。この場合、潤滑油等を供給する手段を不要とし、無給油で長期間の使用が可能となる。また、かかる内筒部５２４は、堅固な筒状体であるため、過大な負荷や衝撃力が作用しても破損しにくく、長期的に安定した摺動特性を得ることが可能となる。

なお、コネクタ５において、ローラ軸５１を支持するローラ保持体は、図１０及び図１１に示すように構成されてもよい。つまり、ローラ保持体５８は、一端がローラ軸５１に回転自在に結合され、他端が成形フレーム２のリンク体２１に回転自在に結合された構成であってもよい。

例示の形態では、コネクタ５は一対のローラ保持体５８を備えている。ローラ保持体５８は両端部が軸受体とされている。一対のローラ保持体５８は、一端５８１がともにローラ軸５１を回転自在に保持している。また、一方のローラ保持体５８の他端５８２は、外側リンク体２２の連結板２２２に回転自在に結合されている。他方のローラ保持体５８の他端５８３は、内側リンク体２３の背板２３３に回転自在に結合されている。連結板２２２及び背板２３３には、案内ローラ２５の軸方向と平行に、連結軸５９が突設されている。ローラ保持体５３の各他端は、連結軸５９に枢着されている。これにより、一対のローラ保持体５３は、成形フレーム２と規制フレーム４との間で、略Ｖ字状をなすように配設されている。

このようなコネクタ５により、成形フレーム２を規制フレーム４の外周に沿ってより安定的に保持することができ、小口径の既設管７に対しても良好に成形フレーム２の周回軌道を規定することができる。

以上のような構成の製管装置１によれば、規制フレーム４及びコネクタ５に作用する荷重に対する十分な耐力を有し、かつ、規制フレーム４の重量を軽減した構造を採用することができる。つまり、コネクタ５のガイドローラ５２、５２の上記構成と、規制フレーム４の走行路４２の上記構成とが相まって、コネクタ５に作用する荷重を規制フレーム４にて十分に許容することができ、薄肉化及び小型化を図ることが可能となる。また、コネクタ５を円滑に走行させることができ、成形フレーム２を既設管７内で円滑に周回移動させることが可能となる。その結果、ライニング管１０を精度よく形成することができる。

また、規制フレーム４の重量を軽減できたことで、組み立て作業が容易となり、既設管７内への搬入や搬出作業が容易となる。よって、製管装置１の生産性、及びライニング管１０の製管作業性を向上させることができる。さらに、成形フレーム２、規制フレーム４、及びコネクタ５に大きな荷重が作用しても、コネクタ５のガイドローラ５２や内筒部５２４が破損を生じにくい構造であるため、長期的に継続して使用することができ、それらの交換や修理を不要とすることも可能となる。

−ライニング管の施工方法−
次に、上述の製管装置１を用いて既設管７を更生する施工手順について説明する。

既設管７には、所定スパンでマンホール７１、７２が設けられている。図３では、施工対象領域（更生領域）の上流側のマンホールをマンホール７１、下流側のマンホールをマンホール７２として示している。既設管７の更生工法では、例えば、これらのマンホール７１、７２を利用して、既設管７内にライニング管１０を形成する。ライニング管１０は、上流側マンホール７１から下流側マンホール７２に向けて製管される。

図３に示すように、更生対象の既設管７内には、上流側端部に製管装置１及び油圧ユニット８１を搬入し設置する。上流側マンホール７１の地上には、プロファイル１００（もしくはプロファイル１００Ａ）を巻き重ねた回転台付きドラム８４を設置する。下流側マンホール７２の地上には、発電機８２を設置する。

製管装置１は、矩形断面の既設管７内に、上流側マンホール７１を介して搬入される。製管装置１の成形フレーム２及び規制フレーム４は、分解可能かつ組み立て可能であることから、上流側マンホール７１内へ容易に搬入することができ、搬入後、組み立てられる。接合機構部３は、成形フレーム２に後付け可能であり、組み立てられた成形フレーム２に取り付けられる。組み立てられた製管装置１では、成形フレーム２がコネクタ５…５を介して規制フレーム４の拘束を受け、規制フレーム４の回りに矩形状に配置される。

このような準備作業が完了すると、地上のドラム８４からプロファイル１００を既設管７内へ引き込む。そして、プロファイル１００を、製管装置１の接合機構部３のインナローラ３１とアウタローラ３２との間に挿通させる。

次いで、プロファイル１００を案内ローラ２５の外側へ送り出す。また、送り出したプロファイル１００を既設管７の内周面との間に挟み込んだ状態で、製管装置１を軸心回りに回転させ、プロファイル１００を成形フレーム２の周囲に２〜３周分、巻回する。

接合機構部３では、プロファイル１００の接合凹部１０５に、後から巻回されたプロファイル１００の接合凸部１０３が隣接し、内周側から嵌入する。先行するプロファイル１００の基板１０１の凹部１０４には、後続するプロファイル１００の基板の側縁部が配置されるとともに、先行するプロファイル１００の傾斜リブ１０６が後続するプロファイル１００のリブ１０２に係止する。これにより、製管開始用のライニング管１０を形成する。

続いて、製管装置１の接合機構部３を駆動する。接合機構部３の油圧モータ３６が回転駆動して、インナローラ３１及びアウタローラ３２を回転させる。インナローラ３１及びアウタローラ３２は、プロファイル１００を挟み込んで送り出す。また、これにより、接合機構部３は相対的にプロファイル１００に沿って、その送り出し方向とは逆方向に周回移動（公転）する。製管装置１は、既設管７の内側を公転する。

このとき、成形フレーム２は、コネクタ５を介して規制フレーム４の形状に沿って矩形状に規制されつつ周回移動する。図１及び図９に示されるように、既設管７内の上部では、規制フレーム４の走行路４２を、コネクタ５のガイドローラ５２、５２が、ガイド溝部４４、４４に沿って周回移動する。規制フレーム４内では、コネクタ５に軸方向の外力が作用するが、ガイドローラ５２の大径部５２１と小径部５２２との段部が、ガイド溝部４４の出隅部に当たりながら周回軌道を維持する。ガイドローラ５２の外側面は、ナット５５等が凹部５２３に納められているので、規制フレーム４の外側カバー部４３に干渉することがない。

また、既設管７内の底部では、規制フレーム４のリップ部４５、４５の内面が、ガイドローラ５２、５２の大径部５２１、５２１の周面を保持する。各ガイドローラ５２は、ガイド溝部４４から脱輪することなく、ガイド溝部４４に沿って円滑に周回移動する。

成形フレーム２の周回移動中、コネクタ５のガイドローラ５２、５２は、常に規制フレーム４のガイド溝部４４、４４又はリップ部４５、４５に保持された状態で、走行路４２を移動する。したがって、コネクタ５は、規制フレーム４から脱落したり脱輪したりすることがなく、円滑に走行することが可能である。また、規制フレーム４は、各ガイドローラ５２の大径部５２１だけを保持すれば足りる。したがって、規制フレーム４を、従来品のように厚肉で形成する必要がなく、別途ガイド凸部などの規制部材を取り付ける必要もない。よって、規制フレーム４を薄肉化及び小型化することが可能であり、その結果、軽量化を図ることが可能である。

接合機構部３では、プロファイル１００がその接合凸部１０３と接合凹部１０５とを嵌合させながら、図１３（ｂ）に示すように、相互に接合されていく。つまり、先行するプロファイル１００の接合凹部１０５に、新たに巻回された後続のプロファイル１００の接合凸部１０３が嵌入する。また、先行するプロファイル１００の凹部１０４に、後続のプロファイル１００の基板１０１の側縁部が重なり合う。また、先行するプロファイル１００の傾斜リブ１０６が、後続のプロファイル１００のリブ１０２に係止する。このようにしてライニング管１０を付加形成する。

ライニング管１０が下流側マンホール９２に到達すると、製管装置１の駆動を停止する。そして、製管装置１を解体し、分解した状態で下流側マンホール９２から搬出する。ライニング管１０と既設管７との間隙には、硬化性モルタル等の裏込め材を注入し、硬化させることでこれらが一体化し、既設管７が更生される。

なお、本発明は、その精神または主要な特徴から逸脱することなく、他の様々な形で実施することができる。そのため、上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、なんら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。

本発明は、両側縁部に接合部を備える長尺帯状のプロファイルを、螺旋状に巻回及び接合してライニング管を形成する製管装置において好適に利用可能である。

１ 製管装置
２ 成形フレーム
２１ リンク体
２２ 外側リンク体
２３ 内側リンク体
２５ 案内ローラ
３ 接合機構部
３１ インナローラ
３２ アウタローラ
３３ ギヤボックス
３４ 歯車機構
３５ 送りローラ
３６ 油圧モータ
４ 規制フレーム
４１ 開口
４２ 走行路
４３ 外側カバー部
４４ ガイド溝部
４５ リップ部
４０３ カバー部材
５ コネクタ
５１ ローラ軸
５２ ガイドローラ
５２３ 凹部
５３、５８ ローラ保持体
７ 既設管
８１ 油圧ユニット
８２ 発電機
８４ ドラム
１００ プロファイル
１０１ 基板
１０２ リブ
１０３ 接合凸部
１０５ 接合凹部
１０６ 傾斜リブ
１００Ａ プロファイル
１１０ 帯状体
１１１ 基板
１１２ リブ
１１３ 接合部

Claims (8)

1. 両側縁部に接合部を備える長尺帯状のプロファイルを、螺旋状に巻回及び接合してライニング管を形成する製管装置であって、
   前記プロファイルを巻回するとともに該プロファイルを保持して、既設管内を周回する成形フレームと、
   巻回により隣接した前記プロファイルの接合部同士を、相互に接合する接合機構部と、
   前記成形フレームの内側に配設され、前記成形フレームの周回軌道を規定する規制フレームと、を備え、
   前記成形フレームは、相互に回転自在に連結された複数個のリンク体を備え、
   前記成形フレームと規制フレームとは、該規制フレームに沿って周回移動する複数個のコネクタにより結合されており、
   前記各コネクタは、前記成形フレームに支持されたローラ軸と、前記ローラ軸の両端部にそれぞれ回転自在に支持されたガイドローラとを含み、
   前記各ガイドローラは、外側の大径部と内側の小径部とを有する段付きのローラであり、
   前記規制フレームは、前記ガイドローラを保持し、前記ガイドローラの走行を可能とする走行路を有し、この走行路の幅方向の両端部に、前記ガイドローラの大径部が走行するためのガイド溝部を備えることを特徴とする製管装置。
2. 請求項１に記載の製管装置において、
   前記規制フレームは、前記ガイドローラの大径部の周面及び側面を覆う外側カバー部を備えることを特徴とする製管装置。
3. 請求項２に記載の製管装置において、
   前記規制フレームは、前記ガイド溝部が、前記外側カバー部を構成するカバー部材と、Ｌ字状のアングル材とを結合して形成されていることを特徴とする製管装置。
4. 請求項１に記載の製管装置において、
   前記各ガイドローラは、
   前記小径部が、軸受面を有する内筒部と、該内筒部を内周に収容し、前記ローラ軸と相互に摺動する外筒部とを備えることを特徴とする製管装置。
5. 請求項４に記載の製管装置において、
   前記各ガイドローラは、
   前記小径部の内筒部が、焼結金属に潤滑油又は潤滑グリースを含浸させた焼結含油軸受であることを特徴とする製管装置。
6. 請求項１に記載の製管装置において、
   前記各ガイドローラは、
   前記大径部が、軸中心に、外側面に開口し内筒部に接続する凹部を備え、この凹部内に前記ローラ軸との締結部が収容されていることを特徴とする製管装置。
7. 請求項６に記載の製管装置において、
   前記ローラ軸は、両端部にボルト部を備え、
   前記各ガイドローラの大径部の凹部に、前記ボルト部が収容され、ナット締結されていることを特徴とする製管装置。
8. 請求項６に記載の製管装置において、
   前記ローラ軸は、両端部に雌ネジ部を備え、
   前記各ガイドローラの大径部の凹部を介して前記雌ネジ部にボルトが螺合され、このボルトの頭部が前記凹部に収納されていることを特徴とする製管装置。

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