JP2023047550A - 製管補助装置及び製管補助方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】製管機の外周側機械要素に大きな負荷を与えることなく、曲がり管路に沿って更生管に曲率を付与する。【解決手段】製管機8を用いて、既設管1の内周に沿う螺旋管状の更生管3を製管する。既設管1の曲がり管路2では、製管機8から延伸後方へ離して製管補助装置10を設置して、そのベローズ幅調節治具20,30を、更生管3の外まわり側部及び内まわり側部における内周面に配置する。ベローズ幅調節治具20,30の係合爪42,38を、更生管3を構成する帯状部材4のベローズ7と係合させる。作動機構50によって、係合爪42,38を延伸方向に沿って動かす。【選択図】図3

Description

本発明は、老朽化した既設管などの管路の内周面に沿う更生管などの螺旋管の製管に用いられる製管補助装置及び製管補助方法に関し、特に曲がり管路での製管に適用される製管補助装置及び製管補助方法に関する。
老朽化した下水道管などの既設管の内周面に更生管をライニングして既設管を更生する工法は公知である。更生管としては、帯状部材を製管機によって螺旋管状に製管したものが知られている。帯状部材としては、幅を拡縮可能なベローズを有するものが知られている。ベローズを有する帯状部材を用いて、既設管の曲がり管路の外まわり側部でベローズを拡幅させたり、内まわり部分でベローズを縮幅させたりすることによって、曲がりに合わせて製管できる。
さらに、既設管内を自走しながら螺旋管状の更生管を製管する自走式の製管機は公知である。従前の自走式の製管機は、アウターローラ及びインナーローラからなるピンチローラ対を含む(特許文献1等参照)。螺旋状に巻回された帯状部材の一周違いの対向する縁どうしをピンチローラ対で挟み込んで嵌合させる。かつアウターローラが既設管の内面に接して転動されることによって、製管機が螺旋巻回方向へ推進(自走)される。
特開2008-132629号公報
この種の自走式製管機によって、既設管の曲がり管路において更生管を製管する場合、アウターローラ等の、更生管の外周側に配置された外周側機械要素が、既設管の内周面と接触して、製管機が既設管に対して正対しようとするモーメントを生じさせることで、製管機の後方の更生管におけるベローズが拡幅又は縮幅される。これによって、更生管が、曲がり管路に沿って曲がるように製管される。したがって、曲がり管路での製管のためには、アウターローラ等の外周側機械要素が必要であり、しかも、その外周側機械要素は、ベローズを拡縮幅させる際の負荷を担い得る必要がある。そのために外周側機械要素を大型化すると、既設管と更生管の間の隙間を大きくしなければならず、更生管を既設管の内周面に張り付ける張り付け製管等が困難になる。
本発明は、かかる事情に鑑み、製管機の外周側機械要素に大きな負荷を与えることなく、あるいは外周側機械要素が小型であるか、外周側機械要素を有しない製管機で製管する場合であっても、既設管の曲がり管路に沿って更生管に確実に曲率を付与可能にすることを目的とする。
前記課題を解決するため、本発明装置は、帯幅方向へ拡縮可能なベローズを有する一定断面の帯状部材からなる螺旋管状の更生管を、既設管の内周に沿って製管する製管工法における、前記既設管の曲がり管路での製管を補助する製管補助装置であって、
前記更生管の管軸に沿う延伸方向の前端部において前記製管を行なう製管機から前記延伸方向の後方へ離れて、前記曲がり管路の外まわり側部及び内まわり側部の少なくとも一方における更生管の内周に配置されたベローズ幅調節治具を備え、前記ベローズ幅調節治具が、
機械方向を前記延伸方向へ向けて配置された治具フレームと、
前記治具フレームに前記機械方向へスライド可能に設けられたスライドフレームと、
前記スライドフレーム及び前記治具フレームのうち少なくともスライドフレームに設けられて、前記ベローズと係合される係合爪と、
前記スライドフレームを前記治具フレームに対して前記機械方向へ動かす作動機構と、
を有していることを特徴とする。
例えば老朽化した下水道管等の既設管の内周に沿って製管機が螺旋巻回方向へ推進されながら、その後方に更生管が製管される。製管機の推進に伴って、更生管が管軸に沿う延伸方向の前方(以下「延伸前方」と称す)へ延伸される。曲がり管路に更生管を製管する場合、製管機とは別個に、前記製管補助装置を用意する。製管補助装置のベローズ幅調節治具を、前記製管機から前記延伸方向の後方(以下「延伸後方」と称す)へ離して、前記曲がり管路2の外まわり側部及び内まわり側部の少なくとも一方における更生管3の内周面に配置する。ベローズ幅調節治具の係合爪を、更生管を構成する帯状部材のベローズと係合させる。かつ作動機構によって、治具フレームの機械方向すなわち延伸方向に沿って係合爪を動かす。これによって、ベローズを拡縮できる。好ましくは、外まわり側部のベローズ幅調節治具においては、ベローズが拡幅される向きに係合爪を動かす。内まわり側部のベローズ幅調節治具においては、ベローズが縮幅される向きに係合爪を動かす。この結果、曲がり管路の曲がりに合わせて、更生管に曲率を付与できる。
製管機とは別の製管補助装置によってベローズを拡縮させて、更生管に曲率を付与するものであるから、製管機の外周側機械要素にはベローズを拡縮させるためのモーメント等の負荷をかける必要が無い。外周側機械要素が小型であっても、外周側機械要素を有しなくても、製管機を曲がり管での製管に適用できる。したがって、更生管を曲がり管路の内周に張り付けるように製管することもできる。
前記外まわり側部及び内まわり側部にそれぞれ前記ベローズ幅調節治具が配置され、
前記製管補助装置が、これらベローズ幅調節治具を連結するように管径方向へ延びる治具連結部材と、前記治具連結部材を延び方向に突っ張る突っ張り手段とを、更に備えていることが好ましい。
これによって、外まわり側部においてはベローズを拡幅させるとともに、内まわり側部においてはベローズを縮幅させることで、曲率が急な曲がり管路にも確実に対応できる。
治具連結部材によって両側のベローズ幅調節治具を連結し、かつ突っ張り手段によって治具連結部材を突っ張ることで、各ベローズ幅調節治具を更生管に押し付けて、ベローズを拡縮させる作動力の反力を得ることができる。
前記外まわり側部においては、前記治具フレームが前記更生管の複数のピッチ部分に跨り、これらピッチ部分と対応する複数箇所にそれぞれ前記スライドフレームが配置され、各スライドフレームに前記係合爪が設けられており、
前記作動機構が、これらスライドフレームを、前記治具フレームの前記機械方向の一端部に近い順に前記一端部側へ動かし始めることが好ましい。
前記複数の係合爪の各々が、螺旋管における対応するピッチ部分のベローズと係合される。これらの係合爪が、作動機構によって、機械方向の一端部に近い順に始動されることで、前記一端部に近い側のベローズから順次、時間差を置いて拡幅される。
時間差を設けることによって、複数の係合爪の移動速度を互いに異ならせる必要が無く、作動機構の構成が複雑になるのを回避できる。ちなみに、複数のピッチ部分のベローズを互いに同時に拡幅させる構成にした場合、機械方向の一端部に近い側のベローズが、それより前記一端部とは反対側に配置されたベローズの全拡幅量が加算された速度で延伸前方へ変位されるから、機械方向の一端部に近い側の係合爪であるほど、移動速度を速くする必要があり、作動機構の構成が複雑になる。
前記作動機構が、前記機械方向へ延びる作動部材と、前記作動部材の長手方向に間隔を置いて設けられて、対応するスライドフレームとそれぞれ離間可能に係止される複数の係止部と、前記作動部材を前記機械方向へ動かす動力源とを備え、
前記係止部どうしの間隔が、前記ベローズが拡縮変形されていないときの前記更生管の螺旋ピッチより広いことが好ましい。
動力源の駆動によって、作動部材を、例えば製管機側すなわち延伸前方へ動かすと、係止部が、延伸方向の前端部に近い側のものから順次、対応する係合爪に当たって、該係合爪を延伸前方へ押し動かし始める。これによって、ベローズが、延伸方向の前端部に近い側のものから順次、延伸前方へ拡幅されるようにできる。
かつ作動機構の構成を簡素化できる。
係止部どうしの間隔と更生管の拡幅前のピッチとの差が、各ベローズの拡幅可能量となる。
前記内まわり側部においては、前記治具フレームが前記更生管の複数ピッチ部分に跨り、前記治具フレームの前記機械方向の一端部側に前記スライドフレームが配置され、該スライドフレームと前記治具フレームの前記機械方向の他端部とにそれぞれ前記係合爪が設けられていることが好ましい。
作動機構によって、前記治具フレームの両端部の係合爪が互いに接近される向きへ動かす。これによって、これら係合爪どうし間に在る1又は複数のベローズが一様に縮幅される。
本発明方法は、帯幅方向へ拡縮可能なベローズを有する一定断面の帯状部材からなる螺旋管状の更生管を既設管の内周に沿って製管する製管工法における、前記既設管の曲がり管路での製管を補助する製管補助方法であって、
前記更生管の管軸に沿う延伸方向の前端部において前記製管を行なう製管機から前記延伸方向の後方へ離して、ベローズ幅調節治具を、前記曲がり管路の外まわり側部及び内まわり側部の少なくとも一方における更生管の内周面に配置する工程と、
前記ベローズ幅調節治具の係合爪を、前記更生管を構成する帯状部材のベローズと係合させる工程と、
前記ベローズ幅調節治具の作動機構によって、前記係合爪を前記延伸方向に沿って動かす工程と、
を備えたことを特徴とする。
当該製管補助方法によれば、係合爪が曲がり管路の外まわり側部又は内まわり側部におけるベローズを延伸方向へ押すことで、該ベローズが拡幅又は縮幅される。この結果、曲がり管路の曲がりに合わせて、更生管に曲率を付与できる。
本発明によれば、製管機とは別の装置ないしは治具によってベローズを拡縮幅させることによって、更生管に曲率を付与できる。したがって、製管機の外周側機械要素に大きな負荷を与えることがない。外周側機械要素が小型であるか、外周側機械要素を有しない製管機であっても、曲がり管部での製管に適用できる。
図1は、本発明の一実施形態に係る製管補助装置を、既設管の曲がり管路における施工状態で示す平面断面図である。 図2は、前記製管補助装置を、前記施工状態で示す正面図である。 図3は、図1の円部IIIに示す前記曲がり管路の外まわり部分における、前記製管補助装置のベローズ幅調節治具を、作動前の状態で示す平面断面図である。 図4は、図1の円部IVに示す前記曲がり管路の内まわり部分における、前記製管補助装置のベローズ幅調節治具を、作動前の状態で示す平面断面図である。 図5(a)は、前記既設管の内周にライニングされた更生管を構成する帯状部材を、ベローズを中立状態(非拡縮状態)で示す断面図である。図5(b)は、前記既設管の内周にライニングされた更生管を構成する帯状部材を、ベローズを伸長状態で示す断面図である。図5(c)は、前記既設管の内周にライニングされた更生管を構成する帯状部材を、ベローズを収縮状態で示す断面図である。 図6(a)~(c)は、前記外まわり部分のベローズ幅調節治具の作動状態を、順追って示す平面断面図である。 図7は、前記内まわり部分のベローズ幅調節治具の作動状態を示す平面断面図である。
以下、本発明の一実施形態を図面にしたがって説明する。
図1は、曲がり管部2を有する老朽化した既設管1(管路)を更生する様子を示したものである。既設管1は、例えば、地中に埋設された下水道管である。なお、既設管1は、下水道管に限らず、上水道管でもよく、農業用水路管でもよく、水力発電導水管でもよく、ガス管でもよく、トンネルでもよい。
図1に示すように、既設管1の内周面に更生管3(螺旋管)がライニングされることによって、既設管1が更生されている。更生管3は、帯状部材4によって構成されている。図5(a)に示すように、帯状部材4は、ポリ塩化ビニルなどの合成樹脂からなる帯本体5と、スチール製の補強帯材6を有している。帯本体5は、一定の異形断面に形成されており、その帯幅方向の両端部には、それぞれ凹状、凸状の嵌合部5a,5bが形成されている。さらに、帯本体5にはベローズ7が形成されている。ベローズ7は、例えばU字状の断面に形成されることによって、外周側へ膨出されるとともに内周側から見て凹んでいる。図5(b)及び図5(c)に示すように、帯状部材4は、帯幅方向へ拡縮可能である。
図3に示すように、帯状部材4が、既設管1の内周面に沿って螺旋状に巻回されるとともに一周違いの嵌合部5a,5bどうしが嵌合されることによって、螺旋管状の更生管3が製管されている。更生管3は、既設管1の管軸に沿って延伸されている。図1及び図2に示すように、製管中の更生管3の延伸方向の前端部3eには、自走式の製管機8が配置されている。製管機8によって、前記製管がなされる。製管機8は、製管しながら、螺旋巻回方向に沿って推進(自走)される。
図2において二点鎖線にて示すように、製管機8は、一対の駆動ローラ8a,8bを有している。これら駆動ローラ8a,8bは、更生管3の内周側に離れて配置されている。更生管3に組み込まれる前の帯状部材4が、駆動ローラ8a,8bによって挟み付けられるとともに、更生管3へ向けて斜めに押し出されて、更生管3の前端部3eとの前記嵌合操作がなされる。つまり、製管機8は、更生管3の外周側に配置された外周側機械要素としてのアウターローラを具備していない。
図1に示すように、既設管1の曲がり管部2において更生管3を製管する際は、製管機8に加えて、製管補助装置10が用いられている。製管補助装置10は、製管機8よりも延伸方向の後方(以下「延伸後方」と称す)」に少し離れて、更生管3の内部に配置されている。製管補助装置10は、製管機8による、曲がり管路2での製管を補助する。
図2に示すように、製管補助装置10は、架台11と、2つのベローズ幅調節治具20,30を備えている。架台11は、台座12と、治具連結部材13を含む。台座12は、更生管3の外まわり側部3aから底部を経て内まわり側部3bにわたる内周に沿って構築されている。台座12にはキャスター14が設けられており、更生管3の管軸方向(延伸方向)へ移動可能である。治具連結部材13は、更生管3の外まわり側部3aと内がわり側部3bを結ぶように管径方向へ延びている。治具連結部材13の両端部が、台座12によって支持されている。
図2に示すように、治具連結部材13の外まわり側(同図において左側)の端部には、外まわり側油圧シリンダ15(突っ張り手段)を介して拡幅用ベローズ幅調節治具20が接続されている。治具連結部材13内外まわり側(同図において右側)の端部には、内まわり側油圧シリンダ16(突っ張り手段)を介して縮幅用ベローズ幅調節治具30が接続されている。治具連結部材13によって、両側のベローズ幅調節治具20,30どうしが連結されている。油圧シリンダ15,16の作動によって、治具連結部材13が延び方向に突っ張られる。これによって、ベローズ幅調節治具20,30が更生管3の内周に押し当てられる。
なお、油圧シリンダ15,16のうち一方を省略してもよく、治具連結部材13をベローズ幅調節治具20又は30と直接連結してもよい。
図3に示すように、外まわり側の拡幅用ベローズ幅調節治具20は、治具フレーム21と、複数のスライドフレーム40と、作動機構50を含む。治具フレーム21は、互いに平行な複数の連結シャフト22と、その両端のエンドプレート23,24を有している。連結シャフト22の長手方向すなわち治具フレーム21の長手方向(機械方向)は、更生管3の延伸方向へ向けられている。治具フレーム21は、更生管3の延伸前端側の複数のピッチ部分3pに跨っている。1つのピッチ部分3pは、更生管3の螺旋のひとまわり部分を言う。
治具フレーム21の延伸前方側の端部には、連結シャフト22と直交する前側エンドプレート23が設けられている。治具フレーム21の延伸後方側の端部には、後側エンドプレート24が設けられている。後側エンドプレート24は、互いに直交する端壁24aとベース板24bを有し、L字板形状に形成されている。端壁24aが、前側エンドプレート23と前後に対向している。連結シャフト22が、前側エンドプレート23と端壁24aに架け渡されている。
ベース板24bは、更生管3の内周面に宛がわれている。ベース板24bに、外まわり側油圧シリンダ15を介して治具連結部材13が連結されている。
ベース板24bには、後端係合爪25が設けられている。係合爪25は、ベース板24bの前端部から更生管3へ向かって突出されている。係合爪25は、更生管3における、治具フレーム21が跨る領域の後端のピッチ部分3pのベローズ7に挿し入れられることで、該ベローズ7と係合されている。
治具フレーム21内に複数のスライドフレーム49が設けられている。スライドフレーム40は、ベース板41と、前後の壁板43,44を有し、概略断面コ字状の箱形に形成されている。これらスライドフレーム40が、治具フレーム21の長手方向へ一列に並べられるとともに、更生管3側の連結シャフト22Aによって連ねられている。ベース板41が更生管3の内周面に宛がわれている。壁板43,44を連結シャフト22Aが貫いている。各スライドフレーム40は、隣接する他のスライドフレーム40又はエンドプレート23,24と突き当たるまで、連結シャフト22の延び方向(機械方向)へスライド可能である。複数のスライドフレーム40が互いに独立してスライド可能である。
各スライドフレーム40の長さ(治具フレーム21の長手方向に沿う寸法)は、ベローズ7が拡縮変形されていないときの更生管3の螺旋ピッチP3(各ピッチ部分3pの幅寸法)より少しだけ小さい。スライドフレーム40は、更生管3のピッチ部分3pと一対一に対応している。各スライドフレーム40が、対応するピット部分3pの内周面上に配置されている。
各スライドフレーム40における、更生管内壁を向くベース板41の前端部には、係合爪42が設けられている。係合爪42は、ベース板41から更生管3へ向かって突出されている。各スライドフレーム40の係合爪42が、更生管3における対応するピッチ部分3pのベローズ7に挿し入れられて、該ベローズ7と係合されている。
延伸前端のスライドフレーム40Aの前側の壁板43Aは、他のスライドフレーム40よりも更生管3側とは反対側の連結シャフト22Bへ向けて突出されている。
治具フレーム21には、作動機構50が収容されている。作動機構50は、作動部材51と、拡幅用油圧シリンダ53(動力源)を含む。作動部材51は、治具フレーム21の長手方向へ延びる長板形状に形成されている。作動部材51は、スライドフレーム40よりも連結シャフト22B側に配置され、複数のスライドフレーム40に跨っている。
作動部材51の長手方向の中間部には、1又は複数の係止部52が設けられている。係止部52は、作動部材51から更生管3側へ突出する櫛歯状に形成されている。さらに、作動部材51の前端部は、前端の係止部54を構成している。複数の係止部52,54が、作動部材51の長手方向に間隔を置いて配置されている。係止部52,54どうしの間隔は、ベローズ7が拡縮変形されていないときの更生管3の螺旋ピッチP3より広い。
これら係止部52,54は、スライドフレーム40と一対一に対応しており、対応するスライドフレーム40と係止可能である。前端以外の係止部52は、対応するスライドフレーム40内に挿し入れられており、該対応するスライドフレーム40の壁板43に後方から突き当て(係止)可能かつ離間可能である。前端の係止部54(作動部材51の前端部)は、前端のスライドフレーム40Aと対応しており、該スライドフレーム40Aの壁板43Aに離間可能に突き当てられている。
なお、前端の係止部54(作動部材51の前端部)は、壁板43Aに対して離間不能に連結されていてもよい。
作動部材51の中間部には、動力受け板55が設けられている。動力受け板55は、作動部材51から連結シャフト22B側へ突出されている。動力受け板55と後側エンドプレート24との間に、拡幅用油圧シリンダ53が設けられている。拡幅用油圧シリンダ53が伸縮駆動されることによって、作動部材51が治具フレーム21の長手方向(機械方向)に沿って前進、後退されるように動かされる。作動部材51の前進によって、係止部52,54が対応するスライドフレーム40に突き当てられて、該スライドフレーム40が前方へスライドされる。ひいては、係合爪42が前進方向へ動かされる。
図4に示すように、内まわり側の縮幅用ベローズ幅調節治具30は、治具フレーム31と、スライドフレーム32と、縮幅用油圧シリンダ33(作動機構)を含む。治具フレーム31は、互いに平行な複数の連結シャフト34と、その両端のエンドプレート35,36を有している。連結シャフト34の長手方向すなわち治具フレーム31の長手方向(機械方向)は、更生管3の延伸方向へ向けられている。治具フレーム31は、更生管3の延伸前端側の複数のピッチ部分3pに跨っている。
治具フレーム31の延伸前方側の端部には、連結シャフト34と直交する前側エンドプレート35が設けられている。治具フレーム31の延伸後方側の端部には、後側エンドプレート36が設けられている。後側エンドプレート36は、互いに直交する端壁36aとベース板36bを有し、L字板形状に形成されている。端壁36aが、前側エンドプレート35と前後に対向している。連結シャフト34が、前側エンドプレート35と端壁36aに架け渡されている。
ベース板36bは、更生管3の内周面に宛がわれている。ベース板36bに、内まわり側油圧シリンダ16を介して治具連結部材13が連結されている。
ベース板36b(治具フレーム21の機械方向の他端部)には、後端係合爪37が設けられている。係合爪37は、ベース板36bの前端部から更生管3へ向かって突出されている。後端係合爪37は、更生管3における治具フレーム31が跨る領域の後端のピッチ部分3pのベローズ7に挿し入れられることで、該ベローズ7と係合されている。
治具フレーム31における延伸前方側部分(機械方向の一端部側)にスライドフレーム32が設けられている。スライドフレーム32は、互いに直交するベース板32bと中間壁32cを有し、L字板形状に形成されている。ベース板32bは、更生管3の内周面に宛がわれている。中間壁32cを更生管3側の連結シャフト34Aが貫いている。
ベース板32bの前端部には、前端係合爪38が設けられている。係合爪38は、ベース板32bから更生管3へ向って突出されている。該係合爪38が、更生管3の延伸前端部3eのベローズ7に挿し入れられることによって、該ベローズ7と係合されている。
治具フレーム31には、縮幅用油圧シリンダ33が収容されている。縮幅用油圧シリンダ33は、前側エンドプレート35と中間壁32cとの間に設けられている。縮幅用油圧シリンダ33が伸縮駆動されることによって、スライドフレーム32が治具フレーム31の長手方向(機械方向)に沿って前進、後退されるように動かされる。ひいては、係合爪38,37どうしが接近、離間される。
老朽化した下水道管等の既設管1の更生方法を、前記の製管補助装置10を用いた製管補助方法を中心に説明する。
図1に示すように、帯状部材4を、製管機8によって既設管1の内周に沿う螺旋状に巻回して、更生管8を製管する。製管と共に製管機8が推進(自走)され、更生管3が延伸前方へ延伸される。
図1及び図2に示すように、曲がり管路2における更生施工の際は、一般的には、製管機にベローズを拡縮させるようなモーメントを加えながら製管を行うところ、本実施形態では、そのようなモーメントを加えることなく、更生管3を製管する。このため、図3及び図4に示すように、製管時点のベローズ7は、拡幅も縮幅もされていない非拡縮状態になっている。
図1及び図2に示すように、曲がり管路2においては、製管機8とは別に製管補助装置10を用意する。製管補助装置10を製管機8から延伸後方へ離して、製管直後の更生管3内に配置する。
図3に示すように、外まわり側部3aには拡幅用ベローズ幅調節治具20を宛がい、かつ係合爪25,42を、それぞれ対応するピッチ部分3pの非拡縮状態のベローズ7に差し入れて係止させる。
図4に示すように、内まわり側部3bには縮幅用ベローズ幅調節治具30を宛がい、かつ係合爪37,38を、それぞれ対応するピッチ部分3pの非拡縮状態のベローズ7に差し入れて係止させる。
さらに、突っ張り用油圧シリンダ15,16によって治具連結部材13を突っ張る。これによって、両側のベローズ幅調節治具20,30が更生管3の内周面に押し当てられる。
続いて、油圧シリンダ33,53をそれぞれ駆動する。
図6(a)に示すように、外まわり側部3aのベローズ幅調節治具20においては、拡幅用油圧シリンダ53の伸長駆動によって、作動部材51が前方(図6(a)において左)へスライドされる。これによって、作動部材51の前端部の係止部54が、前端のスライドフレーム40Aを前方へ押し動かす。これに伴って、スライドフレーム40Aの係合爪42が、延伸前端のピッチ部分3pのベローズ7Aを延伸前方(図6(a)において左)へ向けて押し広げることで、該ベローズ7Aを拡幅させる。
治具連結部材13を突っ張ることによって、ベース板24bが更生管3の内周面に強く押し当てられる。これによって、ベローズ7を拡幅させる作動力の反力を得ることができる。
図6(a)に示すように、延伸前端のベローズ7Aが一定量だけ拡幅されたとき、前端係止部54の直近後方の係止部52Bが、前端から2番目のスライドフレーム40Bの壁板43に突き当たる。ベローズ7Aの前記一定の拡幅量は、係止部54,52Bどうし間の距離と、非拡縮状態での螺旋ピッチP3(図3)との差と等しい。
図6(b)に示すように、拡幅用油圧シリンダ53を更に伸長駆動して、作動部材51を更に前方へスライドさせると、前端スライドフレーム40Aが更に前方へ押し動かされると共に、2番目のスライドフレーム40Bが係止部52Bとの係止によって延伸前方(図6(b)において左)へ押し動かされる。これに伴って、延伸前端のピッチ部分3pがベローズ7Aの拡幅量を一定に維持したまま延伸前方へスライドされるとともに、延伸前端から2番目のピッチ部分3pのベローズ7Bが、2番目のスライドフレーム40Bの係合爪42によって延伸前方(図6(b)において左)へ押し広げられて拡幅される。
図6(b)に示すように、2番目のベローズ7Bが一定量だけ拡幅されたとき、係止部52Bの直近後方(図6(b)において右)の係止部52Cが、前端から3番目のスライドフレーム40Cの壁板43に突き当たる。ベローズ7Bの前記一定の拡幅量は、係止部52B,52Cどうし間の距離と、非拡縮状態での螺旋ピッチP3との差と等しい。
図6(c)に示すように、拡幅用油圧シリンダ53を更に伸長駆動して、作動部材51を更に前方へスライドさせると、前端及び2番目のスライドフレーム40A,40Bが更に延伸前方へ押し動かされると共に、前記3番目のスライドフレーム40Cが係止部52Cによって延伸前方(図6(c)において左)へ押し動かされる。これに伴って、延伸前端及び2番目のピッチ部分3p,3pがそれぞれベローズ7A,7Bの拡幅量を一定に維持したまま延伸前方(図6(c)において左)へスライドされるとともに、延伸前端から3番目のピッチ部分3pのベローズ7Cが、3番目のスライドフレーム40Cの係合爪42によって延伸前方へ押し広げられて拡幅される。
そして、後側エンドプレート24の直近の後端スライドフレーム40Eが、対応するベローズ7を拡幅させながら前方(図6(c)において左)へ一定量スライドされたとき、前端のスライドフレーム40Aが前側エンドプレート23に突き当たることで、拡幅用油圧シリンダ53の伸長駆動が停止される。
このようして、作動機構50によって、複数のスライドフレーム40が、延伸前端(機械方向の一端部)に近い順に、時間差を置いて、延伸前方(前記一端部側)へ動かされ始める。これによって、外まわり側の複数のピッチ部分3pにわたるベローズ7が、延伸前端側のものから順次、延伸前方へそれぞれ一定量だけ拡幅される。各ベローズ7の拡幅量は、隣接係止部54,52どうしの間隔によって設定される。
時間差を設けることによって、複数の係合爪42の移動速度を互いに異ならせる必要が無く、作動機構50の構成が複雑になるのを回避できる。
ちなみに、前記時間差を設けることなく、複数のピッチ部分3pのベローズ7を互いに同時に拡幅させる構成にした場合、延伸前端部3eに近い側の係合爪42であるほど、移動速度を速くする必要があり、作動機構の構成が複雑になる。
また、延伸前端側のベローズ7を先に拡幅させることによって、所要の作動力を低減できる。ちなみに、延伸後端側のベローズ7を先に拡幅させるには、そこから延伸前端部3eまでの螺旋管全体を延伸前方へ押し動かす必要があり、大きな作動力を要する。
図7に示すように、内まわり側部3bのベローズ幅調節治具30においては、縮幅用油圧シリンダ33の伸長駆動によって、スライドフレーム32が後方(図7において右)へスライドされる。これによって、前端係合爪38が後端係合爪37へ向かって接近されることで、これら係合爪37,38の間に配置された1又は複数のベローズ7が縮幅される。
治具連結部材13の突っ張りによって、ベース板36bが更生管3の内周面に強く押し当てられる。これによって、ベローズ7を縮幅させる作動力の反力を得ることができる。
このようにして、外まわり側部3aのベローズ7は拡幅させ、内まわり側部3bのベローズ7は縮幅させることによって、曲がり管部2の曲がりに合わせて、更生管3に曲率を付与することができる。外まわり側部3aにおいて拡幅させるだけでなく、内まわり側部3bにおいて縮幅させることで、曲がりが急であっても、確実に対応できる。
製管機8による更生管8の製管と同時併行して、製管補助装置10による更生管3の曲げ操作を行うことができる。製管機8とは別の製管補助装置10によって、ベローズ7を拡縮させて更生管3を曲げることができるから、製管機8にはベローズ7を拡縮させるためのモーメント(負荷)を作用させる必要が無い。したがって、外周側機械要素が小型であっても、外周側機械要素を有しない製管機であっても、曲がり管部2における更生管3の製管に適用できる。更生管3を既設管1の曲がり管路2の内周に張り付けるように製管することもできる。
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の改変をなすことができる。
例えば、2つのベローズ幅調節治具20,30のうち一方を省略してもよい。例えば、縮幅用のベローズ幅調節治具30を省略して、拡幅用のベローズ幅調節治具20だけで構成してもよい。
本発明は、例えば、老朽化した下水道管の更生に適用可能である。
1 既設管
2 曲がり管路
2a 外まわり側部
2b 内まわり側部
3 更生管(螺旋管)
3a 外まわり側部
3b 内まわり側部
3e 延伸方向の前端部
3p ピッチ部分
P3 螺旋ピッチ
4 帯状部材
7 ベローズ
8 製管機
10 製管補助装置
13 治具連結部材
15 外まわり側油圧シリンダ(突っ張り手段)
16 内まわり側油圧シリンダ(突っ張り手段)
20 拡幅用のベローズ幅調節治具
21 治具フレーム
22 連結シャフト
30 縮幅用のベローズ幅調節治具
31 治具フレーム
32 スライドフレーム
33 縮幅用油圧シリンダ(作動機構)
38 縮幅用の係合爪
40 スライドフレーム
42 拡幅用の係合爪
50 作動機構
51 作動部材
52 係止部
53 拡幅用油圧シリンダ(動力源)
54 作動部材の前端部(前端の係止部)
55 動力受け板

Claims (6)

  1. 帯幅方向へ拡縮可能なベローズを有する一定断面の帯状部材からなる螺旋管状の更生管を、既設管の内周に沿って製管する製管工法における、前記既設管の曲がり管路での製管を補助する製管補助装置であって、
    前記更生管の管軸に沿う延伸方向の前端部において前記製管を行なう製管機から前記延伸方向の後方へ離れて、前記曲がり管路の外まわり側部及び内まわり側部の少なくとも一方における更生管の内周に配置されたベローズ幅調節治具を備え、前記ベローズ幅調節治具が、
    機械方向を前記延伸方向へ向けて配置された治具フレームと、
    前記治具フレームに前記機械方向へスライド可能に設けられたスライドフレームと、
    前記スライドフレーム及び前記治具フレームのうち少なくともスライドフレームに設けられて、前記ベローズと係合される係合爪と、
    前記スライドフレームを前記治具フレームに対して前記機械方向へ動かす作動機構と、
    を有していることを特徴とする製管補助装置。
  2. 前記外まわり側部及び内まわり側部にそれぞれ前記ベローズ幅調節治具が配置され、
    これらベローズ幅調節治具を連結するように管径方向へ延びる治具連結部材と、前記治具連結部材を延び方向に突っ張る突っ張り手段とを、更に備えたことを特徴とする請求項1に記載の製管補助装置。
  3. 前記外まわり側部においては、前記治具フレームが前記更生管の複数のピッチ部分に跨り、これらピッチ部分と対応する複数箇所にそれぞれ前記スライドフレームが配置され、各スライドフレームに前記係合爪が設けられており、
    前記作動機構が、これらスライドフレームを、前記治具フレームの前記機械方向の一端部に近い順に前記一端部側へ動かし始めることを特徴とする請求項1又は2に記載の製管補助装置。
  4. 前記作動機構が、前記機械方向へ延びる作動部材と、前記作動部材の長手方向に間隔を置いて設けられて、対応するスライドフレームとそれぞれ離間可能に係止される複数の係止部と、前記作動部材を前記機械方向へ動かす動力源とを備え、
    前記係止部どうしの間隔が、前記ベローズが拡縮変形されていないときの前記更生管の螺旋ピッチより広いことを特徴とする請求項3に記載の製管補助装置。
  5. 前記内まわり側部においては、前記治具フレームが前記更生管の複数ピッチ部分に跨り、前記治具フレームの前記機械方向の一端部側に前記スライドフレームが配置され、該スライドフレームと前記治具フレームの前記機械方向の他端部とにそれぞれ前記係合爪が設けられていることを特徴とする請求項1~4の何れか1項に記載の製管補助装置。
  6. 帯幅方向へ拡縮可能なベローズを有する一定断面の帯状部材からなる螺旋管状の更生管を既設管の内周に沿って製管する製管工法における、前記既設管の曲がり管路での製管を補助する製管補助方法であって、
    前記更生管の管軸に沿う延伸方向の前端部において前記製管を行なう製管機から前記延伸方向の後方へ離して、ベローズ幅調節治具を、前記曲がり管路の外まわり側部及び内まわり側部の少なくとも一方における更生管の内周面に配置する工程と、
    前記ベローズ幅調節治具の係合爪を、前記更生管を構成する帯状部材のベローズと係合させる工程と、
    前記ベローズ幅調節治具の作動機構によって、前記係合爪を前記延伸方向に沿って動かす工程と、
    を備えたことを特徴とする製管補助方法。
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