JP2019018474A - 螺旋管の製管装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、かかる事情に鑑み、非内周規制構造の自走式製管装置において、帯状部材の未製管の後続帯部が駆動部から押し出されてから先行管部と嵌合されるまでの間、本来の軌道から外れて座屈したり、管端ガイドを損傷させたりするのを防止可能な製管装置を提供することを目的とする。
前記後続帯部を挟む少なくとも一対の駆動ローラと、前記駆動ローラを保持する駆動部フレームとを有して、前記後続帯部に前記押し出し力を付与する駆動部と、
前記駆動部フレームに連結されたガイドフレームと、
前記ガイドフレームに設けられ、前記先行管部の延伸端部に係止される管端ガイドと、
前記駆動部フレームから前記押し出し方向に沿って延び、前記後続帯部における前記押し出されてから前記嵌合されるまでの間の後続帯部分をガイドする軌道ガイドと、
を備えたことを特徴とする。
ここで、「延伸端部」とは、先行管部が管軸に沿って延伸されていく方向(延伸方向)の前端の約一周部分を言う。延伸方向の前方を「延伸前方」と称し、延伸方向の後方を「延伸後方」と称す。
好ましくは、前記押し出し方向は、前記駆動部フレームから、装置高さ方向の基部側かつ推進後方へ向けられる。前記装置高さ方向は、推進前後方向とも装置幅方向とも直交する方向であり、概略、螺旋管の管内外方向へ向けられる。前記装置高さ方向の基部側は、螺旋管の外周側へ向けられ、装置高さ方向の頂部側は、螺旋管の内周側へ向けられる。
前記延伸端部が内周側へ解放された状態とは、前記製管装置が、前記先行管部の延伸端部の断面(形状、周長、直径)を内周側から規制する内周規制体を有しない非内周規制構造になっており、前記延伸端部が、内周規制体によって内周側から規制されていない状態を言う。
軌道ガイドの角度調節によって、螺旋管を縮径させたり拡径させたりできる。軌道ガイドの先端を螺旋管の内周側へ回転変位させると、螺旋管を縮径できる。軌道ガイド部の先端を螺旋管の外周側へ回転変位させると、螺旋管を拡径できる。
前記駆動部フレームから前記押し出し方向へ突出されるようにして、前記駆動部フレームに固定された固定ガイド部と、
前記固定ガイド部の先端部に、前記軸線を中心にして回転可能に連なり、かつ前記角度調節手段に接続された可変ガイド部と、
を含むことが好ましい。
可変ガイド部の角度調節によって、螺旋管を縮径させたり拡径させたりできる。可変ガイド部の先端を螺旋管の内周側へ回転変位させると、螺旋管を縮径できる。可変ガイド部の先端を螺旋管の外周側へ回転変位させると、螺旋管を拡径できる。
本明細書における「縮径」は、螺旋管が円形断面であるとき、直径が小さくなることに限られず、螺旋管が任意の断面であるときの、周長が小さくなること(縮周長)をも含む。
また、「拡径」は、螺旋管が円形断面であるとき、直径が大きくなることに限られず、螺旋管が任意の断面であるときの、周長が大きくなること(拡周長)をも含む。
<第1実施形態>
図4は、老朽化した既設管1を更生する様子を示したものである。既設管1としては、下水道管、上水道管、農業用水管、水力発電用導水管、ガス管等が挙げられる。既設管1の内壁に更生管9がライニングされる。更生管9は、長尺の帯状部材90によって構成され、螺旋管状になっている。以下、更生管9を適宜「螺旋管9」と称す。
帯状部材90の裏側部(外周側部、図5において下側部)には、溝95bが形成されている。溝95bは、帯状部材90の長手方向に沿って延びている。
図7及び図8に示すように、螺旋管9における、一周違いに隣接する縁の嵌合部93,94どうしが互いに凹凸嵌合によって接合されている。
図7に示すように、該連続する直近の後続帯部92及び先行管部91における帯状部材90の幅方向は、延伸方向EDにほぼ沿わされ、かつ第1嵌合部93が延伸前方(同図において左方)へ向けられ、第2嵌合部94が延伸後方(同図において右方)へ向けられている。
製管装置3は、非内周規制構造になっている。つまり、先行管部91の延伸端部91eの断面(形状、周長、直径)を内周側から規制する内周規制体を有していない。延伸端部91eが内周側へ解放された状態で、製管が行われる。
駆動ユニット10は、先行管部91の延伸端部91eの内周側に離れて位置され、後続帯部92に対して延伸端部91eへ向けて押し出し力を付与する。駆動ユニット10は、駆動部フレーム15と、二対の駆動ローラ11,12を含む。駆動部フレーム15に駆動ローラ11,12が保持されている。前段駆動ローラ11,11と後段駆動ローラ12,12とが、推進前後方向LD及び装置高さ方向HDにずれて配置されている。各駆動ローラ11,12の軸線は、装置幅方向WD(図1の紙面直交方向)へ向けられている。各駆動ローラ11,12には、駆動モータ(図示省略)がトルク伝達可能に接続されている。
なお、駆動ローラは、2対に限られず、少なくとも一対あればよく、3対以上でもよい。
ガイドフレーム25に管端ガイド21,22,23が保持されている。管端ガイド21,22,23が、先行管部91の延伸端部91eに係止されている。
外周ガイド21aの前後両側部には、コロ21cが設けられている。コロ21cが既設管1の内周に接して転動される。
製管装置3の推進に伴って、管端ガイド21と先行管部91との間に摩擦抵抗が発生する。
図1に示すように、管端ガイド23の前後両側部には、コロ23cが設けられている。コロ23cが既設管1の内周に接して転動される。
管端ガイド23上、又は管端ガイド23の推進前方もしくは推進後方に嵌合位置9qが配置されている。
各軌道ガイド部材31は、駆動部フレーム15に連結されて支持されている。軌道ガイド30と管端ガイドユニット20とは、直接には連結されていない。
各軌道ガイド部材31は、駆動部フレーム15の後端部(図1において右側部)から嵌合位置9qへ向けて、後続帯部分92の前記押し出し方向に沿って延びている。軌道ガイド部材31は、先端に向かうにしたがって先行管部91の延伸端部91eに漸近している。
図4に示すように、既設管1内に先行管部91がある程度形成されているものとする。
帯状部材90の後続帯部92は、人孔4から先行管部91の内部を経て、製管装置3の駆動ユニット10へ導入されている。
図1に示すように、駆動ローラ11,12の駆動によって、後続帯部92を、駆動ユニット10から嵌合位置9qへ向けて斜めに押し出す。
これによって、図1及び図6に示すように、後続帯部分92cが、軌道ガイド部材31に沿って案内されながら嵌合位置9qへ向かう。そして、図7に示すように、嵌合位置9qにおいて、後続帯部分92cの第2嵌合部94と、先行管部91の一周先行する部分の第1嵌合部93とが嵌合される(嵌合工程)。このとき、前側管端ガイド21の外周ガイド21aと後側管端ガイド23とが、先行管部91を外周側から保持することで、前記嵌合力を受ける。
更に、嵌合によって、推進反力が生じ、製管装置3が螺旋状の巻回方向に沿って図3において時計回りに推進される(推進工程)。これによって、製管装置3を自走させながら、既設管1の内面に沿って更生管9を製管できる。
管端ガイド21,22,23が先行管部91の延伸端部19eの巻回方向にスライド又は転動可能に係合されることによって、製管装置3を前記巻回方向に案内できる。
さらに、内周ガイドローラ22が、嵌合位置9qを通過後の先行管部91を内周側から押さえることで、前記嵌合部93,94どうしを一層確実に嵌合でき、嵌合が不十分になるのを防止できる。
また、軌道ガイド部材31は管端ガイド21,23とは直接連結されていないから、後続帯部分92cから軌道ガイド部材31に加わる力が、管端ガイド21,23に直接伝達されるのを回避できる。したがって、帯状部材90が高剛性であっても、管端ガイド21,23にかかる負荷を軽減でき、管端ガイド21,23の変形や破損を防止できる。
内周規制体がない場合、先行管部91へ後続帯部92との嵌合の速度が不安定となりやすく、結果、後続帯部92の供給速度が過剰となるおそれがある。しかし、軌道ガイド部材31によって、後続帯部92が座屈することはなくなる。
<第2実施形態>
図9〜図11は、本発明の第2実施形態を示したものである。図9に示すように、第2実施形態の製管装置3Bにおいては、軌道ガイド30Bの各軌道ガイド部材31Bが、固定ガイド部32と、可変ガイド部33を含んでいる。固定ガイド部32は、駆動ユニット10の駆動部フレーム15に固定されるとともに、製管装置3Bの推進後方(図9において右方向)へ突出されている。
なお、図10及び図11の二点鎖線は、可変ガイド部33が中間位置の状態(図9)を示す。
例えば、第2実施形態(図9〜図11)において、角度調節ボルト34と回転連結部35の位置を逆にしてもよい。角度調節ボルト34のねじ込み量を大きくすると、可変ガイド部33の先端が先行管部91の外周側へ回転変位され、角度調節ボルト34のねじ込み量を小さくすると、可変ガイド部33の先端が先行管部91の内周側へ回転変位されるようにしてもよい。
軌道ガイド部材31の全体が、角度調節手段によって俯仰可能(回転可能)になっていてもよい。
角度調節手段は、ボルトに限られず、パワーシリンダ等のアクチュエータによって構成されていてもよい。
WD 装置幅方向
3 製管装置
9 更生管(螺旋管)
9q 嵌合位置
90 帯状部材
91 先行管部
91e 延伸端部
92 後続帯部
92c 後続帯部分
93 第1嵌合部(対向縁)
94 第2嵌合部(縁)
10 駆動ユニット(駆動部)
11,12 駆動ローラ
20 管端ガイドユニット
21 管端ガイド
21a 外周ガイド
21d 押え部材(内周ガイド)
23 外周側の管端ガイド
22 内周ガイドローラ(内周側の管端ガイド)
25 ガイドフレーム
30 軌道ガイド
31 軌道ガイド部材
32 固定ガイド部
33 可変ガイド部
34 角度調節ボルト(角度調節手段)
35 回転連結部
Claims (3)
- 螺旋管となるべき帯状部材における先行して螺旋状に製管された先行管部の延伸端部を内周側へ解放させた状態で、前記先行管部に続く未製管の後続帯部を、前記先行管部の延伸端部の内周側から斜めに押し出し、該押し出し力によって前記後続帯部の縁を前記延伸端部の一周先行する対応縁と嵌合させるとともに螺旋状の巻回方向に沿って推進される、螺旋管の製管装置であって、
前記後続帯部を挟む少なくとも一対の駆動ローラと、前記駆動ローラを保持する駆動部フレームとを有して、前記後続帯部に前記押し出し力を付与する駆動部と、
前記駆動部フレームに連結されたガイドフレームと、
前記ガイドフレームに設けられ、前記先行管部の延伸端部に係止される管端ガイドと、
前記駆動部フレームから前記押し出し方向に沿って延び、前記後続帯部における前記押し出されてから前記嵌合されるまでの間の後続帯部分をガイドする軌道ガイドと、
を備えたことを特徴とする螺旋管の製管装置。 - 前記推進の前後方向と直交する装置幅方向に沿う軸線を中心とする前記軌道ガイドの回転角度を調節する角度調節手段を、更に備えたことを特徴とする請求項1に記載の製管装置。
- 前記軌道ガイドが、
前記駆動部フレームから前記押し出し方向へ突出されるようにして、前記駆動部フレームに固定された固定ガイド部と、
前記固定ガイド部の先端部に、前記軸線を中心にして回転可能に連なり、かつ前記角度調節手段に接続された可変ガイド部と、
を含むことを特徴とする請求項2に記載の製管装置。
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