JP2024078120A - 圧力保持ユニット及び反転装置 - Google Patents

Abstract

【課題】可撓性筒状体を用いた施工を安定させる。
【解決手段】圧力保持ユニット（１１）は、可撓性筒状体（Ｌ１）が挿入される挿入部（２４）が形成される圧力容器の内部に圧力流体を圧入して可撓性筒状体（Ｌ１）について内側が外側となるように反転させる反転装置に使用され、可撓性筒状体（Ｌ１）をガイドするガイド部材（５）と、ガイド部材（５）に設けられ、圧力容器の内部に圧入される圧力流体の圧力によって変形して可撓性筒状体（Ｌ１）に密着する圧力保持部材（８）と、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、圧力保持ユニット及び反転装置に関する。

特許文献１には、圧力容器の後端部に形成されるスリットから導入された可撓性筒状体の先端が、圧力容器の先端部に設けられる口金に環状に固定される裏返し装置が開示されている。上記裏返し装置は、可撓性筒状体の先端が口金に固定された状態で圧力容器内を加圧することにより、可撓性筒状体を内側が外側となるように裏返しながら口金から吐出する。

特開平５－３８７５７号公報

しかしながら、特許文献１に開示の裏返し装置では、圧力容器の後端部に形成されるスリットから可撓性筒状体が導入される場合、スリットから圧縮空気が漏れる虞がある。このため、上記裏返し装置では、可撓性筒状体を裏返すために必要な内圧を圧力容器の内部に十分に確保することができず、可撓性筒状体を裏返すことができない場合があるという問題がある。本発明の一態様は、可撓性筒状体を用いた施工を安定させることを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る圧力保持ユニットは、可撓性筒状体が挿入される挿入部が形成される後端部と、前記可撓性筒状体の先端が固定される前端部と、を有する圧力容器の内部に圧力流体を圧入して前記可撓性筒状体について内側が外側となるように反転させる反転装置に使用される圧力保持ユニットであって、前記挿入部に設けられ、前記挿入部に挿入される前記可撓性筒状体を前記前端部へガイドするガイド部材と、前記ガイド部材に設けられ、前記可撓性筒状体の挿入方向に延伸するように形成されるとともに、前記反転装置によって前記圧力容器の内部に圧入される前記圧力流体の圧力によって変形して前記可撓性筒状体に密着する環状の圧力保持部材と、を備える。

また、上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る反転装置は、可撓性筒状体が挿入される挿入部が形成される後端部と、前記可撓性筒状体の先端が固定される前端部と、を有する圧力容器と、前記圧力容器の内部に圧力流体を圧入して前記可撓性筒状体について内側が外側となるように反転させる圧入ユニットと、前記挿入部に設けられ、前記挿入部に挿入される前記可撓性筒状体を前記前端部へガイドするガイド部材と、前記ガイド部材に設けられ、前記可撓性筒状体の挿入方向に延伸するように形成されるとともに、前記圧入ユニットによって前記圧力容器の内部に圧入される前記圧力流体の圧力によって変形して前記可撓性筒状体に密着する環状の圧力保持部材と、を備える。

本発明の一態様によれば、可撓性筒状体を用いた施工を安定させることができる。

本発明の実施形態１に係る反転装置の構成を示す断面図である。 図１に示す点線Ａ１で囲まれる部分を拡大した拡大図である。 図１に示すＢ１－Ｂ１線矢視断面図である。 図１に示す反転装置が備える圧力保持ユニットの構成を示す斜視図である。 図４に示す圧力保持ユニットが備える圧力保持部材の内周の長さを説明するための斜視図である。 本発明の実施形態２に係る反転装置が備える圧力保持ユニットの構成を示す斜視図である。 本発明の実施形態３に係る反転装置が備える圧力保持ユニットの構成を示す斜視図である。

〔実施形態１〕
＜反転装置１の構成＞
図１は、本発明の実施形態１に係る反転装置１の構成を示す断面図である。図２は、図１に示す点線Ａ１で囲まれる部分を拡大した拡大図である。図３は、図１に示すＢ１－Ｂ１線矢視断面図である。図１及び図２において、圧力容器２に形成される挿入部２４に可撓性筒状体Ｌ１が挿入される挿入方向をＸ軸方向、反転装置１が設置される設置面Ｓ１に直交する方向をＺ軸方向、Ｘ軸方向及びＺ軸方向の両方の方向に直交する方向をＹ軸方向とする。Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向は互いに直交する方向である。

図１に示すように、反転装置１は、圧力容器２と、圧入ユニット３と、チューブ４と、圧力保持ユニット１１と、を備える。反転装置１は、圧力容器２の内部に圧力流体を圧入して可撓性筒状体Ｌ１について内側が外側となるように反転させる装置である。なお、反転装置１は、圧力保持ユニット１１を備えなくてもよい。つまり、圧力保持ユニット１１については、反転装置１が備えるものではなく、反転装置１とは別体のものとして捉えてもよい。

可撓性筒状体Ｌ１は、挿入部２４に挿入される場合、図３に示すように、Ｙ軸方向が長手方向となるように扁平に折り畳まれた状態となっている。可撓性筒状体Ｌ１は、管Ｔ１の内面Ｔ２を保護するためのものである。管Ｔ１は、例えば水道管、下水道管またはガス導管である。

＜圧力容器２の構成＞
圧力容器２は、本体部２１と、後端部２２と、前端部２３と、を有する。本体部２１には背面部２５が形成されており、背面部２５には開口部ＯＰ１，ＯＰ２が形成されている。図２に示すように、開口部ＯＰ１は、蓋を構成する後端部２２によって塞がれている。背面部２５に後端部２２がボルトＢ１によって固定されている。

後端部２２と背面部２５との間には、圧力保持ユニット１１のベース部７が挟まれている。ボルトＢ１は頭部Ｂ２及びネジ部Ｂ３から構成されており、ネジ部Ｂ３は後端部２２及びベース部７を貫通して背面部２５に螺合している。後端部２２には、可撓性筒状体Ｌ１が挿入される挿入部２４が形成される。挿入部２４は開口部であり、挿入部２４の形状は、Ｙ軸方向を長手方向とする形状である。図１及び図３に示すように、前端部２３は、可撓性筒状体Ｌ１の先端Ｌ２が環状に固定される固定部である。

＜圧入ユニット３の構成＞
圧入ユニット３は、チューブ４により圧力容器２と接続されている。チューブ４の一端は圧入ユニット３に接続されており、チューブ４の他端は開口部ＯＰ２に接続されている。圧入ユニット３は、例えば、空気等の圧力流体を吐出する吐出装置である。圧入ユニット３は、チューブ４を介して開口部ＯＰ２から圧力容器２の内部に圧力流体を圧入して、
可撓性筒状体Ｌ１について内側が外側となるように反転させる。

具体的には、圧入ユニット３によって圧力容器２の内部に圧力流体が圧入されると、可撓性筒状体Ｌ１の折り返し部分Ｌ３において可撓性筒状体Ｌ１が、内側が外側となるように反転し、折り返し部分Ｌ３がＸ軸正方向に移動する。これにより、軸Ｌ４に巻回されている可撓性筒状体Ｌ１がＸ軸正方向に引き出され、可撓性筒状体Ｌ１が裏返る。

圧入ユニット３は、圧力流体を加熱し、加熱した圧力流体を圧力容器２の内部に圧入する。可撓性筒状体Ｌ１が裏返り、可撓性筒状体Ｌ１の内側に含浸されている樹脂材料が、圧入ユニット３にて加熱された圧力流体によって硬化することにより、可撓性筒状体Ｌ１の内側が管Ｔ１の内面Ｔ２に貼り付けられる。

＜圧力保持ユニット１１の構成＞
図４は、図１に示す反転装置１が備える圧力保持ユニット１１の構成を示す斜視図である。圧力保持ユニット１１は、反転装置１に使用されるものであり、図２及び図４に示すように、ガイド部材５と、固定部材６と、ベース部７と、圧力保持部材８と、を備える。複数のボルトＢ１のネジ部Ｂ３は、開口部ＯＰ１のＺ軸正方向側及びＺ軸負方向側に、Ｙ軸方向に並んで背面部２５に螺合している。

ガイド部材５は、挿入部２４に設けられ、挿入部２４に挿入される可撓性筒状体Ｌ１を前端部２３へガイドする。ガイド部材５は、ベース部７からＸ軸正方向に延伸する。ガイド部材５の形状は環状であり、ガイド部材５の外周面は圧力保持部材８によって覆われている。つまり、圧力保持部材８は、ガイド部材５の外周面に嵌め込まれている。

固定部材６は、圧力保持部材８の外側に配置される。また、固定部材６は、圧力保持部材８が可撓性筒状体Ｌ１に密着する状態を維持するよう、圧力保持部材８を固定する。固定部材６及び圧力保持部材８は互いに接着材により固定されている。固定部材６が圧力保持部材８を固定するため、圧入ユニット３によって圧力容器２の内部に圧入された圧力流体の圧力によって圧力保持部材８が可撓性筒状体Ｌ１に密着する状態が維持される。

固定部材６の形状は略直角三角形状であるが、これに限定されない。固定部材６における互いに略直交する２辺はそれぞれ、ベース部７及び圧力保持部材８に固定される。これにより、固定部材６のサイズを極力小さくしつつ、圧力保持部材８をＸ軸正方向に延伸させることができ、固定部材６の製造コストを低減することができる。

ベース部７は、挿入部２４の周囲に設けられ、ベース部７の一部は、開口部ＯＰ１から圧力容器２の内部に露出している。固定部材６は、ベース部７からＸ軸正方向に延伸するとともに、圧力保持部材８がＸ軸正方向に延伸するよう、固定部材６が圧力保持部材８を固定する。固定部材６におけるＸ軸方向に沿った長さは、ガイド部材５におけるＸ軸方向に沿った長さよりも長い。圧力保持部材８におけるＸ軸方向に沿った長さは、例えば１００ｍｍである。

圧力保持部材８がＸ軸正方向に延伸するよう、固定部材６が圧力保持部材８を固定するため、圧力保持部材８が可撓性筒状体Ｌ１に沿って配置される。これにより、圧力容器２内の圧力流体の圧力によって圧力保持部材８が可撓性筒状体Ｌ１に密着する状態を維持することができる。

圧力保持部材８は、ガイド部材５に設けられ、Ｘ軸方向に延伸するように形成されるとともに、反転装置１の圧入ユニット３によって圧力容器２の内部に圧入される圧力流体の圧力によって変形して可撓性筒状体Ｌ１に密着する。圧力保持部材８は、圧力流体の圧力
によって変形可能なものであり、例えばフィルムである。また、圧力保持部材８の材質は、シリコンまたは樹脂である。圧力保持部材８の形状は環状であり、圧力保持部材８は可撓性筒状体Ｌ１の外周面に密着する。これにより、圧力保持部材８と可撓性筒状体Ｌ１の外周面との間に隙間が生じることを低減できる。

圧力容器２内の圧力流体の圧力によって環状の圧力保持部材８が可撓性筒状体Ｌ１に密着することで、圧力容器２内の圧力流体が圧力容器２の外部に漏れることを低減し、圧力容器２の内圧の低下を防ぐことができる。これにより、可撓性筒状体Ｌ１を用いた施工を安定させることが可能となる。

また、本実施形態において圧力容器２の内圧を所定値以上の圧力にすることにより、可撓性筒状体Ｌ１をスムーズに反転させることができる。このように、可撓性筒状体Ｌ１を反転させるために必要な内圧を圧力容器２の内部に十分に確保することができ、可撓性筒状体Ｌ１を反転させることができる。さらに、圧力容器２内の圧力流体が圧力容器２の外部に漏れることを低減するため、可撓性筒状体Ｌ１を用いた施工にかかる時間を短縮でき、可撓性筒状体Ｌ１を用いた施工を行う場合の不具合を解消できる。

よって、可撓性筒状体Ｌ１の内側に含浸されている樹脂材料が硬化する前に、可撓性筒状体Ｌ１の内側を管Ｔ１の内面Ｔ２に貼り付けることができる。また、可撓性筒状体Ｌ１を用いた施工にかかる時間を短縮するために圧力容器２の内圧を上げる必要がないため、圧力容器２の内圧を上げることによって圧力容器２内の圧力流体が圧力容器２の外部に漏れることを低減することができる。

上述した通り、固定部材６は、圧力保持部材８が可撓性筒状体Ｌ１に密着する状態を維持するよう、圧力保持部材８を固定する。これにより、圧力保持部材８が可撓性筒状体Ｌ１から離れることを防ぐことができ、圧力容器２内の圧力流体が圧力容器２の外部に漏れることをより効果的に低減することができる。

図４に示すように、固定部材６には、圧力保持部材８を固定部材６から露出させる露出部６１が形成されている。露出部６１は、固定部材６における圧力保持部材８と接触している部分である。固定部材６に露出部６１が形成されていることにより、圧力保持部材８が露出する部分を、圧力容器２内の圧力流体の圧力によって圧力保持部材８が可撓性筒状体Ｌ１に密着する部分とすることができる。よって、圧力保持部材８と可撓性筒状体Ｌ１との間の気密性を十分に維持することができる。

また、固定部材６は、挿入部２４の周囲に複数配置されている。圧力保持部材８を固定する固定部材６が挿入部２４の周囲に沿って複数配置されていることにより、圧力保持部材８を可撓性筒状体Ｌ１の周囲に沿って密着させることができる。よって、圧力容器２内の圧力流体が圧力容器２の外部に漏れることをより効果的に低減することができる。

固定部材６は、挿入部２４の周囲に等間隔に複数配置されていることが好ましい。固定部材６が等間隔に複数配置されていることにより、圧力保持部材８の全体において可撓性筒状体Ｌ１との間の気密性を安定して維持することができる。また、固定部材６は、圧力保持部材８の周方向に等間隔に複数配置されていることが好ましい。

＜圧力保持部材８の内周ＩＰについて＞
図５は、図４に示す圧力保持ユニット１１が備える圧力保持部材８の内周ＩＰの長さを説明するための斜視図である。図５に示すように、挿入部２４が可撓性筒状体Ｌ１から開放されている状態で圧力保持部材８の内周ＩＰの長さが可撓性筒状体Ｌ１の外周ＯＰの長さ以下であるように、圧力保持部材８が形成されている。内周ＩＰは、Ｘ軸方向に直交す
る平面で圧力保持部材８を切断した場合の圧力保持部材８の断面の内周である。外周ＯＰは、Ｘ軸方向に直交する平面で可撓性筒状体Ｌ１を切断した場合の可撓性筒状体Ｌ１の断面の外周である。

圧力保持部材８の内周ＩＰの長さが可撓性筒状体Ｌ１の外周ＯＰの長さ以下であることにより、挿入部２４に可撓性筒状体Ｌ１が挿入される場合、圧力保持部材８を可撓性筒状体Ｌ１に密着させることができる。よって、圧力容器２内の圧力流体が圧力容器２の外部に漏れることをより効果的に低減することができる。

以上により、圧力容器２内の圧力流体が圧力容器２の外部に漏れることを低減し、圧力容器２の内圧の低下を防ぐことができる反転装置１を用いることにより、可撓性筒状体Ｌ１を用いた施工を安定させることが可能となる。

〔実施形態２〕
本発明の実施形態２について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、実施形態１にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。図６は、本発明の実施形態２に係る反転装置が備える圧力保持ユニット１１Ａの構成を示す斜視図である。実施形態２に係る反転装置は、反転装置１に比べて、圧力保持ユニット１１に代えて圧力保持ユニット１１Ａを備える点が異なる。

図６に示すように、圧力保持ユニット１１Ａは、圧力保持ユニット１１に比べて、固定部材６に加えて、固定部材６Ａを備える点が異なる。固定部材６Ａは、圧力保持部材８におけるＸ軸正方向側の端部に設けられており、固定部材６Ａの形状は環状である。固定部材６Ａは、圧力保持部材８の外側に配置される。また、固定部材６Ａは、圧力保持部材８が可撓性筒状体Ｌ１に密着する状態を維持するよう、圧力保持部材８を固定する。固定部材６Ａは、固定部材６におけるＸ軸正方向側の端部に接続されている。固定部材６Ａは、接着材により圧力保持部材８の全周に固定されている。

固定部材６Ａには、圧力保持部材８を固定部材６Ａから露出させる露出部６１Ａが形成されている。露出部６１Ａは、固定部材６Ａにおける圧力保持部材８と接触している部分である。圧力保持部材８は、固定部材６の露出部６１及び固定部材６Ａの露出部６１Ａから露出している。

固定部材６Ａが圧力保持部材８の全周に固定されていることにより、圧力保持部材８が可撓性筒状体Ｌ１に密着する状態をより強固に維持することができる。また、圧力容器２の内部から見て、圧力保持部材８におけるＸ軸正方向側の端部は、圧力保持部材８と可撓性筒状体Ｌ１との間の境界となる。よって、固定部材６Ａによって、圧力保持部材８におけるＸ軸正方向側の端部が可撓性筒状体Ｌ１に密着する状態が維持されるため、圧力容器２内の圧力流体が圧力容器２の外部に漏れることをより効果的に低減することができる。

〔実施形態３〕
本発明の実施形態３について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、実施形態１及び２にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。図７は、本発明の実施形態３に係る反転装置が備える圧力保持ユニット１１Ｂの構成を示す斜視図である。実施形態３に係る反転装置は、反転装置１に比べて、圧力保持ユニット１１に代えて圧力保持ユニット１１Ｂを備える点が異なる。

図７に示すように、圧力保持ユニット１１Ｂは、圧力保持ユニット１１Ａに比べて、固定部材６を備えない点が異なる。圧力保持部材８は、ガイド部材５の外周面を覆い、圧力保持部材８におけるＸ軸正方向側の端部に固定部材６Ａが設けられている。圧力保持部材
８は、固定部材６Ａの露出部６１Ａから露出している。

圧力保持ユニット１１Ｂでは、圧力保持ユニット１１，１１Ａに比べて、圧力保持部材８が露出する部分の面積が、固定部材６が無い分だけ大きくなる。このため、圧力保持部材８が可撓性筒状体Ｌ１に密着する部分の面積も増加し、圧力保持部材８と可撓性筒状体Ｌ１との間の気密性を向上することができる。

〔まとめ〕
本発明の態様１に係る圧力保持ユニットは、可撓性筒状体が挿入される挿入部が形成される後端部と、前記可撓性筒状体の先端が固定される前端部と、を有する圧力容器の内部に圧力流体を圧入して前記可撓性筒状体について内側が外側となるように反転させる反転装置に使用される圧力保持ユニットであって、前記挿入部に設けられ、前記挿入部に挿入される前記可撓性筒状体を前記前端部へガイドするガイド部材と、前記ガイド部材に設けられ、前記可撓性筒状体の挿入方向に延伸するように形成されるとともに、前記反転装置によって前記圧力容器の内部に圧入される前記圧力流体の圧力によって変形して前記可撓性筒状体に密着する環状の圧力保持部材と、を備える構成である。

本発明の態様２に係る圧力保持ユニットは、上記の態様１において、前記圧力保持部材の外側に配置される固定部材をさらに備え、前記固定部材は、前記圧力保持部材が前記可撓性筒状体に密着する状態を維持するよう、前記圧力保持部材を固定する構成としてもよい。

本発明の態様３に係る圧力保持ユニットは、上記の態様２において、前記固定部材は、前記挿入方向に延伸するとともに、前記圧力保持部材が前記挿入方向に延伸するよう、前記固定部材が前記圧力保持部材を固定する構成としてもよい。

本発明の態様４に係る圧力保持ユニットは、上記の態様２または３において、前記固定部材には、前記圧力保持部材を前記固定部材から露出させる露出部が形成されている構成としてもよい。

本発明の態様５に係る圧力保持ユニットは、上記の態様３において、前記固定部材は、前記挿入部の周囲に複数配置されている構成としてもよい。

本発明の態様６に係る圧力保持ユニットは、上記の態様１から５のいずれかにおいて、前記挿入部が開放されている状態で前記圧力保持部材の内周の長さが前記可撓性筒状体の外周の長さ以下であるように、前記圧力保持部材が形成されている構成としてもよい。

本発明の態様７に係る反転装置は、可撓性筒状体が挿入される挿入部が形成される後端部と、前記可撓性筒状体の先端が固定される前端部と、を有する圧力容器と、前記圧力容器の内部に圧力流体を圧入して前記可撓性筒状体について内側が外側となるように反転させる圧入ユニットと、前記挿入部に設けられ、前記挿入部に挿入される前記可撓性筒状体を前記前端部へガイドするガイド部材と、前記ガイド部材に設けられ、前記可撓性筒状体の挿入方向に延伸するように形成されるとともに、前記圧入ユニットによって前記圧力容器の内部に圧入される前記圧力流体の圧力によって変形して前記可撓性筒状体に密着する環状の圧力保持部材と、を備える構成である。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

１ 反転装置
２ 圧力容器
３ 圧入ユニット
５ ガイド部材
６、６Ａ 固定部材
８ 圧力保持部材
１１、１１Ａ、１１Ｂ 圧力保持ユニット
２２ 後端部
２３ 前端部
２４ 挿入部
６１、６１Ａ 露出部
ＩＰ 内周
ＯＰ 外周
Ｌ１ 可撓性筒状体
Ｌ２ 先端
Ｔ１ 管

Claims (7)

1. 可撓性筒状体が挿入される挿入部が形成される後端部と、前記可撓性筒状体の先端が固定される前端部と、を有する圧力容器の内部に圧力流体を圧入して前記可撓性筒状体について内側が外側となるように反転させる反転装置に使用される圧力保持ユニットであって、
   前記挿入部に設けられ、前記挿入部に挿入される前記可撓性筒状体を前記前端部へガイドするガイド部材と、
   前記ガイド部材に設けられ、前記可撓性筒状体の挿入方向に延伸するように形成されるとともに、前記反転装置によって前記圧力容器の内部に圧入される前記圧力流体の圧力によって変形して前記可撓性筒状体に密着する環状の圧力保持部材と、を備えることを特徴とする圧力保持ユニット。
2. 前記圧力保持部材の外側に配置される固定部材をさらに備え、
   前記固定部材は、前記圧力保持部材が前記可撓性筒状体に密着する状態を維持するよう、前記圧力保持部材を固定することを特徴とする請求項１に記載の圧力保持ユニット。
3. 前記固定部材は、前記挿入方向に延伸するとともに、
   前記圧力保持部材が前記挿入方向に延伸するよう、前記固定部材が前記圧力保持部材を固定することを特徴とする請求項２に記載の圧力保持ユニット。
4. 前記固定部材には、前記圧力保持部材を前記固定部材から露出させる露出部が形成されていることを特徴とする請求項２または３に記載の圧力保持ユニット。
5. 前記固定部材は、前記挿入部の周囲に複数配置されていることを特徴とする請求項３に記載の圧力保持ユニット。
6. 前記挿入部が開放されている状態で前記圧力保持部材の内周の長さが前記可撓性筒状体の外周の長さ以下であるように、前記圧力保持部材が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の圧力保持ユニット。
7. 可撓性筒状体が挿入される挿入部が形成される後端部と、前記可撓性筒状体の先端が固定される前端部と、を有する圧力容器と、
   前記圧力容器の内部に圧力流体を圧入して前記可撓性筒状体について内側が外側となるように反転させる圧入ユニットと、
   前記挿入部に設けられ、前記挿入部に挿入される前記可撓性筒状体を前記前端部へガイドするガイド部材と、
   前記ガイド部材に設けられ、前記可撓性筒状体の挿入方向に延伸するように形成されるとともに、前記圧入ユニットによって前記圧力容器の内部に圧入される前記圧力流体の圧力によって変形して前記可撓性筒状体に密着する環状の圧力保持部材と、を備えることを特徴とする反転装置。

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