JP4195356B2 - 管巻き付け用ドラム - Google Patents

Description

本発明は、老朽管路に内張りして、管路を更生するために用いる、屈曲断面に変形加工させた更生管の巻き付け用ドラムに関する。

従来、老朽管路を更生する方法の一つとして、更生管、つまり合成樹脂ライナーを老朽管路内に内張りすることが知られている。この更生方法を施工する為に用いられる更生管としては、断面円形の管を成形してから、所定温度下で断面を屈曲させて折り畳み、外径を縮小させた更生管がある。この更生管は、工場においては、屈曲させて折り畳み、外径縮小させた工程の後、ドラムに巻付けられ、これを工事現場に搬送し、その屈曲断面の外径が縮小された更生管をドラムから巻き戻しつつ老朽管路内に引き込み、引き込み終了後にスチーム等の熱媒を注入して加熱し、更生管を元の断面円形に拡径、復元させて老朽管路内面に更生管として内張りする。

この中で、巻き付け工程においては、屈曲断面に折り畳まれた更生管は、帯び状であるが、厚み、幅が大きく、管は比較的大きな剛性を持つため、管に損傷が与えられたり、コイル状に整然と巻き付けることが困難である。

従来、更生管に用いるプロファイル用の巻き付け用ドラムとして、糸巻き状の形態をもつ、巻き付け用ドラムが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

特許文献１記載のプロファイル用巻き付け用ドラムは、螺旋状に巻回されることにより螺旋管とされる帯板状のプロファィルが巻き付けられるプロファィル用ドラムであって、中心部に貫通孔がそれぞれ設けられており、相互に適当な間隔をあけて平行に配置されるようになった一対の円板状の側板と、各側板同士を一定の間隔をあけた状態に保持するように、それぞれが周方向に適当な間隔をあけて、各側板の相互に対向する外周縁部間に架設状態で取り外し可能に取り付けられる複数の連結ロッドと、各側板の貫通孔内に挿入されて各側板間に架設状態で取り付けられることにより、プロファィルが巻き付けられるようになっており、プロファィルが巻き付けられた状態で各側板の貫通孔から引き抜かれるようになった胴体とを具備することを特徴とするプロファィル用ドラムである。

特許文献１記載の巻き付け用ドラムは、更生管に用いるプロファイル用の巻き付け用ドラムである。しかし、これは、本発明で対象とする様な、屈曲断面に折り畳まれた更生管、つまり上述した帯状であるが、厚み、幅が大きく、管は比較的大きな剛性を持つ更生管を巻き付けるための工夫は成されていない。

図９は、従来の管巻き付け用ドラムに更生管を巻き付け開始した状態を概略的に示す説明図である。例えば、特許文献１記載の巻き付け用ドラムに見られるように、幅、厚み、剛性の大きい更生管の巻き付けを考慮していない、管巻き付け用ドラムの場合である。
図９において、従来の管巻き付け用ドラムＡは、管を巻き付ける胴部ａと、その両端に平行に配置された一対の円板状の側板ｂを有している。胴部端には、巻きはじめ時に管端を固定する為に、胴部内に管を送り込むために設けた開口部ｃが設けられている。開口部ｃの形状は、ドラム軸に平行な辺をもつ長方形の形状に設けられている。

この場合、屈曲断面に折り畳まれた更生管をドラムに巻き付けると、巻き始め時に管が螺旋状に巻きつかず、はじめに直線状に巻きつこうとする傾向になる。この為、図示しているように、巻き付けた更生管は螺旋状に角度を揃えて、巻き付けることが困難になる。更生管は、巻き付け時に局部で重なり合うように巻き付いて行き、巻取り中の折れ２ａを発生している。更生管が巻き取り中に折れると、更生工事中に、折れ部を起点に更生管が破裂することがあり望ましくない。

特開平１０−１２８８４９号公報（第１頁〜第８頁）

本発明の目的は、管路を更生するために用いる、屈曲断面に変形加工させた更生管を螺旋状に整列して巻くことができると共に、巻き付け中の更生管の折れを抑制する更生管の巻き付け用ドラムを提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するためになされたものであり、請求項１記載の発明は、 既設管内に引き込まれ既設管内面を更生するために使用される、予め屈曲断面に変形加工されている更生管を搬送するために巻き付けておく巻き付け用ドラムであって、前記更生管を巻き付ける筒状胴部および該筒状胴部の両端に設けられている一対の側板からなり、前記筒状胴部内に更生管の管端部を挿入するための開口部が設けられ、かつ挿入された更生管の管端部を固定する治具が前記筒状胴部内に設けられており、更に巻き始めた更生管同士が重なることを防ぐ誘導構造が設けられていることを特徴とする管巻き付け用ドラムである。

また、請求項２記載の発明は、前記開口部の形状がドラム軸に直角に位置する底辺をもち、かつ筒状胴部の軸方向中央部に向けて管の巻き付け角度と同一の底角をもつ台形形状であることを特徴とする請求項１記載の管巻き付け用ドラムである。

また、請求項３記載の発明は、前記筒状胴部の端部が、側板から中央にかけて縮径する円錐台形状を有しており、かつ前記円錐台形状の斜面と筒状胴部の中心軸のなす角度が巻き付け角度の余角と同一であることを特徴とする請求項１もしくは２記載の管巻き付け用ドラムである。

また、請求項４記載の発明は、前記筒状胴部の端部に、前記開口部を起点として管の巻き付け角度と同一の角度の邪魔板が設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の管巻き付け用ドラムである。

本発明は、上記のとおり構成されており、既設管内に引き込まれ既設管内面を更生するために使用される、予め屈曲断面に変形加工されている更生管を搬送するために巻き付けておく巻き付け用ドラムであって、前記更生管を巻き付ける筒状胴部および該筒状胴部の両端に設けられている一対の側板からなり、前記筒状胴部内に更生管の管端部を挿入するための開口部が設けられ、かつ挿入された更生管の管端部を固定する治具が前記筒状胴部内に設けられており、更に巻き始めた更生管同士が重なることを防ぐ誘導構造が設けられていることを特徴とする管巻き付け用ドラムであるので、屈曲断面に変形加工させた更生管、つまり、帯状であるが、厚み、幅が大きく、比較的大きな剛性を持つ更生管が、巻き付け時に局部で重なり合うように巻き付くことがなく、螺旋状に整列して巻くことができると共に、巻き付け中の更生管の折れを抑制する更生管の巻き付け用ドラムを提供できる。

本発明は、管路内張用の屈曲断面に変形加工させた更生管、すなわち、幅、厚み、剛性の大きい更生管の巻き付けを、巻き付けはじめた管が局部で重なることを防ぐ誘導構造を設けて螺旋状に整列して巻く付けようとするものである。

本発明で用いる屈曲断面の更生管は、塩化ビニル系樹脂、塩素化塩化ビニル系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのように常温において適度の可撓性と弾性を保有し得るような材質のものである。

本発明の管巻き付け用ドラムを使用する、屈曲断面の更生管を製造する方法をつぎに記載する（図示せず）。押出成形機により金型を通り、押出成形された円形断面の樹脂管は、冷却装置で冷却され、テイクアップ装置により前方へ送り出される。円形断面に成形された樹脂管は、所定温度に再加熱し、円形断面から管路内に挿入可能な屈曲断面に変形加工させる。

この場合、更生管の円形復元性、及び更生管の白化を防止するためには更生管の折りたたみ時の表面温度が更生管の構成樹脂のガラス転移温度からガラス転移温度＋４０℃の範囲に成る様、調整される。

ドラムの胴部外径は５００ｍｍ〜３０００ｍｍが望ましい。小さすぎると、巻き付け時に合成樹脂管が折れたり、巻き取り力が大きくなり過ぎる。また、大きすぎると巻き取り製品の外径が大きくなるため、輸送などで問題が生じる。

屈曲断面への変形加工は、成形ロールとバックアップロールを順次通過させる方法などを用い行なわれる。更生管は、屈曲断面に保持するため、放冷されるまで押えながらテークアップする装置を通り、管巻き付け用ドラムに送られて、これに巻き付けられる。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照にして説明する。しかし、本発明は、以下の実施の形態のみに限定されるものではない。
図１は、本発明の管巻き付け用ドラムを概略的に示す説明図である（開口部が台形である場合）。

図１において、管巻き付け用ドラム１は、管を巻き付ける筒状胴部１１と、その両端に平行に配置された一対の円板状の側板１２を有している。筒状胴部端には、巻きはじめ時に管端を固定する為に、筒状胴部内に管を送り込むために設けた開口部１３が設けられている。この形状は、ドラム軸に直角に位置する底辺をもち、筒状胴部中央部に向け、管の螺旋巻き角度と同一の底角θをもつ台形形状に設けられている。管を巻き付ける筒状胴部１１、側板１２の材質としては金属、合成樹脂などが用いられるが、強度等の面から、鋼製が望ましい。

巻きはじめ時に管端を固定する為に、胴部内に管端部固定用治具が設けてある。固定治具としては、管端を挟み込み固定するもの、管端の一部に引っ掛けて固定するものなどである。

図２は、図１の管巻き付け用ドラムに更生管を巻き付け開始した状態を概略的に示す説明図である。
図２において、管巻き付け用ドラム１の筒状胴部１１に、屈曲断面の更生管２が巻き角度θで螺旋状に巻き付けを開始されている。屈折断面の更生管２は、巻きはじめ時に管端を筒状胴部内の管端部固定用治具に固定され、管の螺旋巻き角度θと同一の底角θをもつ台形形状の開口部１３の斜辺に沿って、胴部１１の表面に巻き始められる。管巻き付け用ドラム１は、図示した中心軸のまわりを油圧モータ（図示せず）などで駆動され回転し、管の螺旋巻き角度θで巻き取られる様、トラバースにより軸方向に屈曲断面の更生管２を移動させながら、巻き取られる。

開口部１３の台形形状の底角θの値、すなわち管の螺旋巻き角度θの値は、管巻き付け用ドラム１の筒状胴部１１外周の大きさと、帯状の更生管２の幅で決まる。管を規則的に、幾分ラップさせて巻き付ける場合は、胴部１１外周の大きさと、ラップしろを差し引いた更生管２の幅で決まる。θの大きさとしては、通常１〜３０°が望ましい。小さすぎると必然的に巻き取り製品の外径が大きくする事が必要となり輸送などで問題が生じる。大きすぎると筒状胴部１１外周を更生管２が滑りやすくなり理由で、望ましくない。

屈折断面に折り畳まれた更生管２は、厚み、幅が大きく、比較的大きな剛性を持つ帯状であるが、開口部１３の誘導作用により、局部で重なることなく、巻き付けた更生管はコイル状、言いかえれば螺旋状に角度を揃えて、巻き付けることができる。従来、更生管２が、巻き付け時に、局部で重なり合うように巻き付いて行くために、局部的な応力が掛かり、この為に巻取り中の折れを発生するということあったが、この様なことは起きない。従って、更生管２が更生工事中に、折れ部を起点に更生管が破裂することもない。

図３は、本発明の管巻き付け用ドラムを概略的に示す説明図である（胴部端部が円錐台形状である場合）。
図３において、管巻き付け用ドラム１は、管を巻き付ける筒状胴部１１と、その両端に筒状胴部１１の中心線と直角に、各々平行に配置された一対の円板状の側板１２を有している。筒状胴部１１はその端部が、側板から中央にかけて縮径する円錐台形状の胴部端部１４であり、円錐の斜面と円板状の側板１２の作る角度は、巻き付け角度θでと同一である。言いかえれば、円錐の斜面と筒状胴部の中心軸のなす角度は、巻き付け角度の余角と同一である。

胴部端部には、巻きはじめ時に管端を固定する為に、胴部内に管を送り込むために設けた長方形の開口部１３aが設けられている。この開口部の形状は、図１に示す、底角θをもつ台形状であってもよい。胴部内には、管端部固定用治具が設けてある。

図４は、図３の管巻き付け用ドラムに更生管を巻き付け開始した状態を概略的に示す説明図である。
図４において、管巻き付け用ドラム１の円錐台形状の胴部端部１４に、屈曲断面の更生管２が巻き角度θで螺旋状に巻き付けを開始されている。屈折断面の更生管２は、巻きはじめ時に管端を筒状胴部内の管端部固定用治具に固定され、開口部１３aより、円錐台形状の胴部端部１４の表面に巻き始められる。管巻き付け用ドラム１は、図２の場合と同様に、図示した中心軸のまわりを油圧モータ（図示せず）などで駆動され回転し、管の螺旋巻き角度θで巻き取られる様、トラバースにより軸方向に屈曲断面の更生管２を移動させながら、巻き取られる。

円錐台形状の胴部端部１４の斜面と筒状胴部の中心軸のなす角度は、巻き付け角度の余角と同一であるが、この管の螺旋巻き角度θの値は、図２の場合と同様、通常１〜３０°が望ましい。小さすぎると必然的に巻き取り製品の外径が大きくする事が必要となり輸送などで問題が生じる。大きすぎると筒状胴部１１外周を更生管２が滑りやすくなり理由で、望ましくない。

屈折断面に折り畳まれた更生管２は、厚み、幅が大きく、比較的大きな剛性を持つ帯状であるが、円錐台形状の胴部端部１４の巻き始め時における誘導作用により、局部で重なることなく、更生管は螺旋状に角度を揃えて、巻き付けることができる。この為に巻取り中の折れを発生するということはない。

図５は、本発明の管巻き付け用ドラムを概略的に示す説明図である（胴部端部に邪魔板を設けた場合）。
図５の管巻き付け用ドラム１は、筒状胴部１１の端部に、開口部１３aを起点として管の巻き付け角度θと同一の角度の邪魔板１５が設けられているものである。この場合、邪魔板１５の角度は、筒状胴部１１の中心線（図の一点鎖線）と平行な筒状胴部１１表面の基準線（二点鎖線）に対して成す角度である。

図５において、管巻き付け用ドラム１は、管を巻き付ける筒状胴部１１と、その両端に平行に配置された一対の円板状の側板１２を有している。開口部１３aは、巻きはじめ時に管端を固定する為に、筒状胴部内に管を送り込むために設けられている。この開口部の形状は、図１に示す、底角θをもつ台形状であってもよい。胴部内には、管端部固定用治具が設けてある。

邪魔板１５の筒状胴部１１の表面からの高さは、通常、更生管の厚さの０．５倍〜１．５倍程度が用いられる。小さすぎると更生管が邪魔板の上に乗ってしまうことがあり、誘導構造としての機能を果たさない。また、大きすぎると、管端の固定作業時に支障になる。邪魔板の材質としては、管を巻き付ける筒状胴部１１、側板１２の材質と同様のものが用いられる。金属、合成樹脂などが用いられるが、強度等の面から、鋼製が望ましい。

図６は、図５の管巻き付け用ドラムに更生管を巻き付け開始した状態を概略的に示す説明図である。
図６において、管巻き付け用ドラム１の胴部端部１４に、屈曲断面の更生管２が巻き角度θで螺旋状に巻き付けを開始されている。屈折断面の更生管２は、管端を筒状胴部内の管端部固定用治具に固定され、開口部１３aより、筒状胴部１１の表面に巻き始められる。筒状胴部１１の端部には、開口部１３aを起点として管の巻き付け角度θと同一の角度の邪魔板１５が設けられているので、更生管は、邪魔板１５の端部に沿って巻き付けられ、邪魔板１５の誘導作用により、更生管は局部で重なることなく、螺旋状に角度を揃えて、巻き付けることができる。この為に巻取り中の折れを発生するということはない。

図７は、本発明の管巻き付け用ドラムを概略的に示す説明図である（胴部端部に円筒を設けた場合）。
図７において、管巻き付け用ドラム１は、管を巻き付ける筒状胴部１１と、その両端に筒状胴部１１の中心線と直角に、各々平行に配置された一対の円板状の側板１２を有している。胴部端部の円筒１６の内側の筒状胴部１１の端部には、巻きはじめ時に管端を固定する為に、胴部内に管を送り込むために設けた長方形の開口部１３aが設けられている。この開口部の形状は、図１に示す、底角θをもつ台形状であってもよい。胴部内には、管端部固定用治具が設けてある。

図７の管巻き付け用ドラム１は、筒状胴部１１の端部に、更生管２の幅と略同一の幅を有しかつ前記筒状胴部１１の外径よりも更生管２の厚みの２倍分だけ大きな内径を有する円筒部材、すなわち胴部端部の円筒１６が設けられているものである。胴部端部の円筒１６の幅は、更生管２の幅に対して−１０ｍｍ〜１０ｍｍを加えた値が好ましい。小さすぎると２周目の管が重なる要因となる。大きすぎると巻き付け難い。

胴部端部の円筒１６の内径は 筒状胴部１１に更生管２が巻き付けられた場合、幾分クリアランスを持つ様、設定しても良い。すなわち、胴部端部の円筒１６の内径は筒状胴部１１の外径よりも更生管２の厚みの２倍分にクリアランスを考慮した分（通常、１０ｍｍ以下）だけ大きな内径にしても良い。クリアランスを考慮した分は、大きすぎると２周目の管が重なる要因となる。

また、胴部端部の円筒１６は、更生管の巻きはじめ時に管端を固定し易い様に、割り構造にしておき、管端の固定後、接合具で固定する構造にしても良い。

図８は、図７の管巻き付け用ドラムに更生管を巻き付け開始した状態を概略的に示す説明図である。
図８において、管巻き付け用ドラム１の胴部端部に、屈曲断面の更生管２が巻き付けを開始されている。屈折断面の更生管２は、管端を筒状胴部内の管端部固定用治具に固定され、開口部１３aより、筒状胴部１１の表面に巻き始められる。筒状胴部１１の端部には、予め、割り構造にしておいた胴部端部の円筒１６が、更生管の管端の固定後、接合具で固定される。

開口部１３aを出て、筒状胴部１１の表面に巻き始められた管は、胴部端部の円筒１６に表面を覆われる状態になるので、更生管は胴部端部の円筒１６（すなわち誘導構造）の誘導作用により、更生管は局部で重なることなく、胴部端部の円筒１６を出た後は、螺旋状に角度を揃えて、巻き付けることができる。この為に巻取り中の折れを発生するということはない。

本発明は、老朽管路に内張りして、管路を更生するために用いる、屈曲断面に変形加工させた更生管を工場にて成形加工した後、この更生管を損傷なく、螺旋状に整列して巻くことができる管巻き付け用ドラムとして有用に活用できる。巻き付けられた更生管は工事現場に搬送され、巻き戻しつつ老朽管路内に引き込み、引き込み終了後にスチーム等の熱媒を注入して加熱し、更生管を元の断面円形に拡径、復元させて老朽管路内面に更生管として内張りされることができる。

本発明の管巻き付け用ドラムを概略的に示す説明図である（開口部が台形である場合）。 図１の管巻き付け用ドラムに更生管を巻き付け開始した状態を概略的に示す説明図である。 本発明の管巻き付け用ドラムを概略的に示す説明図である（胴部端部が円錐台形状である場合）。 図３の管巻き付け用ドラムに更生管を巻き付け開始した状態を概略的に示す説明図である。 本発明の管巻き付け用ドラムを概略的に示す説明図である（胴部端部に切欠き邪魔板を設けた場合）。 図５の管巻き付け用ドラムに更生管を巻き付け開始した状態を概略的に示す説明図である。 本発明の管巻き付け用ドラムを概略的に示す説明図である（胴部端部に円筒部材を設けた場合）。 図７の管巻き付け用ドラムに更生管を巻き付け開始した状態を概略的に示す説明図である。 従来の管巻き付け用ドラムに更生管を巻き付け開始した状態を概略的に示す説明図である。

符号の説明

１ 管巻き付け用ドラム
１１ 筒状胴部
１２ 側板
１３ 開口部
１４ 円錐台形状の胴部端部
１５ 胴部端部の切欠き邪魔板
１６ 胴部端部の円筒
２ 屈曲断面の更生管
θ 巻き角度

Claims (4)

1. 既設管内に引き込まれ既設管内面を更生するために使用される、予め屈曲断面に変形加工されている更生管を搬送するために巻き付けておく巻き付け用ドラムであって、前記更生管を巻き付ける筒状胴部および該筒状胴部の両端に設けられている一対の側板からなり、前記筒状胴部内に更生管の管端部を挿入するための開口部が設けられ、かつ挿入された更生管の管端部を固定する治具が前記筒状胴部内に設けられており、更に巻き始めた更生管同士が重なることを防ぐ誘導構造が設けられていることを特徴とする管巻き付け用ドラム。
2. 前記開口部の形状がドラム軸に直角に位置する底辺をもち、かつ筒状胴部の軸方向中央部に向けて管の巻き付け角度と同一の底角をもつ台形形状であることを特徴とする請求項１記載の管巻き付け用ドラム。
3. 前記筒状胴部の端部が、側板から中央にかけて縮径する円錐台形状を有しており、かつ前記円錐台形状の斜面と筒状胴部の中心軸のなす角度が巻き付け角度の余角と同一であることを特徴とする請求項１もしくは２記載の管巻き付け用ドラム。
4. 前記筒状胴部の端部に、前記開口部を起点として管の巻き付け角度と同一の角度の邪魔板が設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の管巻き付け用ドラム。

Images