JP4592026B2 - 地中管取替え装置 - Google Patents

Description

本発明は、地面を開削することなく地下に埋設された下水道管等の既設管を破壊しながら新設管に取り替えていくときに使用する地中管取替え装置に関する。

従来の地中管取替え装置としては、下記特許文献１に開示されたようなものが知られている。この地中管取替え装置を図９に示す。

この地中管取替え装置１０は、図９に示したように、鋼製の頭部１２、後端部１４、頭部１２と後端部１４との間に配置された拡径部１６とからなる。頭部１２から拡径部１６の途中までは、破壊する既設管内に進入できる太さにされる。頭部１２の前端には牽引チェーン１８が連結される。後端部１０には新たに設置する図示しない新設管が接続される。

拡径部１６は、頭部１２に支軸２０で前端を軸支された前方揺動板２２と、後端部１４に図示しない支軸で後端を軸支された後方揺動板２４を有する。前方揺動板２２の後端と後方揺動板２４の前端とは、支軸２６で折れ曲がり自在に連結される。前方揺動板２２と後方揺動板２４との連結部付近と、この地中管取替え装置１０内に配置されたアクチュエータ２８の出力端３０との間は、リンク３２で連結される。アクチュエータ２８を作動させると、前方揺動板２２及び後方揺動板２４が揺動して拡径部１６の直径を増減させることができる。

この地中管取替え装置１０によって既設管を新設管に取り替えるときは、この地中管取替え装置１０の後端部１４の後方に新設管を接続し、既設管内に挿通した牽引チェーン１８を頭部１２に接続し、拡径部１６の直径を縮小させた状態で牽引チェーン１８を引張ることによって、この地中管取替え装置１０を既設管内に前進させる。そして、アクチュエータ２８を作動させて拡径部１６の直径を増大させて、既設管を破壊する。以下、地中管取替え装置１０の前進と拡径部１６直径の増減を繰り返しながら、既設管を新設管に置き換えていく。

この地中管取替え装置１０によれば、地面を開削することなく地下に埋設された下水道管等の既設管を破壊しながら、既設管を新設管に取り替えていくことができるため、取替えの費用軽減や工期短縮を実現できる。
米国特許第４７８９２６８号明細書

前記特許文献１に開示された地中管取替え装置１０では、予め対応可能と定められている直径よりもいくらか太い既設管を新設管に取り替えることが要求された場合、拡径部１６の最大直径よりも太い内径の既設管を破壊することができないので、既設管を新設管に取り替えることができないという問題があった。このような場合に備えて、一回り大型の地中管取替え装置１０を用意しておくことは費用がかかるという問題があった。

本発明は、前記問題に鑑みてなされたものであって、既設管を破壊しながら前進して既設管を新設管に取り替えていく地中管取替え装置において、予め定められている直径よりもいくらか太い既設管でも新設管に取り替えることが、低コストで簡単にできるようにすることを課題とする。

前記課題を解決するため、請求項１に係る発明は、頭部と、後端部と、前記頭部及び前記後端部の間に設けるとともに直径を増減できる拡径部を備えた地中管取替え装置において、前記拡径部を構成する前方揺動板及び後方揺動板の表面に厚板部材を着脱自在に取り付けたことを特徴とする。

請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において、前記前方揺動板及び前記後方揺動板は、それぞれ、表面が平面とされた第１板部、第２板部及び第３板部の３つの部分からなっており、前記厚板部材は、前記第１板部、前記第２板部及び前記第３板部の表面に着脱自在な第１厚板部材、第２厚板部材及び第３厚板部材からなることを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項２に係る発明において、前記第１板部及び前記第２板部は内方へリブ部を突設しており、前記拡径部の直径の増減に応じて、前記リブ部から隣接する隣接する前方揺動板又は後方揺動板の第３板部の裏側に進退可能な張り出し部が突設され、該張り出し部により前記第１板部と前記第３板部との間に隙間が生じないようにしたことを特徴とする。

請求項４に係る発明は、請求項３に係る発明において、前記第１板部、前記第３板部及び前記張り出し部によって形成される窪みは、前記前方揺動板の位置する部分と前記後方揺動板の位置する部分で周方向位置をずらしたことを特徴とする。

請求項１に係る発明によれば、地中管取替え装置の拡径部を構成する前方揺動板及び前記後方揺動板の表面に厚板部材が着脱自在に取り付けたから、厚板部材を取り付けたときには、破壊できる既設管の直径を大きくできる。これにより、本発明の地中管取替え装置では、低コストで簡単に、予め定められている直径よりもいくらか太い既設管を破壊しながら新設管に取り替えていくことができる
請求項２に係る発明によれば、さらに、前方揺動板及び後方揺動板は、それぞれ、表面が平面とされた第１板部、第２板部及び第３板部の３つの部分からなっており、前記厚板部材は、前記第１板部、前記第２板部及び前記第３板部の表面に着脱自在な第１厚板部材、第２厚板部材及び第３厚板部材からなっているから、前方揺動板及び後方揺動板の表面に厚板部材を安定確実容易に取り付けることができる。これにより、本発明の地中管取替え装置は、扱いやすく故障し難くできる。

請求項３に係る発明によれば、さらに、前記第１板部及び前記第２板部の内側部分はリブ部に構成されており、前記拡径部の直径の増減に応じて、前記リブ部から隣接する前方揺動板又は後方揺動板の第３板部の裏側に進退可能な張り出し部が突設され、該張り出し部により、前記第１板部と前記第３板部との間に隙間が生じないようにしたから、地中管取替え装置の内部へ土砂や既設管の破片が浸入し難くできる。これにより、本発明の地中管取替え装置では、いっそう故障し難くできる。

請求項４に係る発明によれば、さらに、前記第１板部、前記第３板部及び前記張り出し部によって形成される窪みは、前記前方揺動板の位置する部分と前記後方揺動板の位置する部分で周方向位置をずらしたから、窪みが短くなって、窪みに土砂や既設管の破片がいっそう浸入し難くできる。これにより、本発明の地中管取替え装置では、尚いっそう故障し難くできる。

以下、図面に基づいて、本発明の地中管取替え装置の一実施例を説明する。図１は、地中管取替え装置１０の拡径部１６の直径を縮小したときの縦断面図である。図２は、地中管取替え装置１０の拡径部１６の直径を拡大したときの縦断面図である。図３は、図１においてIII−III線に沿う横断面図である。図４は、図１においてIV−IV線に沿う横断面図である。図５は、図１においてＶ−Ｖ線に沿う横断面図である。図６は、図２においてVI−VI線に沿う横断面図である。図７は、図２においてVII−VII線に沿う横断面図である。図８は、地中管取替え装置１０の斜視図である。

この地中管取替え装置１０も、図９に示した従来のものと同じく、頭部１２と胴部１４と拡径部１６とからなる。そこで、従来のものと同じ部分には、図９と同じ符号を付すに止めて説明を省略する。

ところで、この地中管取替え装置１０においては、拡径部１６が以下に述べるように改良されている。

拡径部１６を構成する各前方揺動板２２と各後方揺動板２４には、鋼製の厚板部材４０が着脱自在に取り付けられる。各前方揺動板２２と各後方揺動板２４に厚板部材４０を取り付け易くするため、各前方揺動板２２と各後方揺動板２４は、それぞれ、第１板部５１、第２板部５２及び第３板部５３の３つの板部から一体に構成され、各板部５１、５２、５３の表面は曲面ではなく平面にする。一方、各厚板部材４０も、各板部５１、５２、５３と一致した平面形状の第１厚板部材４１、第２厚板部材４２及び第３厚板部材４３の３つに分割される。そして、各板部５１、５２、５３の表面には、それぞれ平面形状の一致した厚板部材４１、４２、４３がボルト４６（図８参照）によって着脱自在に取り付けられる。

各前方揺動板２２及び各後方揺動板２４の第１板部５１及び第２板部５２は、内方へリブ部５６を一体に突設させている。前方揺動板２２のリブ部５６の前端２２ａは、頭部１２の穴２０ａ（図８参照）から挿入した支軸２０によって頭部１２に軸支される。後方揺動板２４のリブ部５６の後端２４ｂは、支軸２１によって後端部１４に軸支される。支軸２１はビス２１ａによって抜け止めされる。前方揺動板２２のリブ部５６の後端２２ｂは、支軸２６によって、後方揺動板２４のリブ部５６の前端２４ａに軸支される。

アクチュエータ２８の出力端３０に一端を連結されたリンク３２の他端が、前方揺動板２２と後方揺動板２４の連結部付近で、リブ部５６に支軸３２ａによって連結される。もちろん、支軸２０、２６、３２ａも、支軸２１と同様に抜け止めされる。

リブ部５６からは、拡径部１６の直径の増大又は縮小に応じて、第１板部５１に隣接する前方揺動板２２又は後方揺動板２４の第３板部５３の裏側に進退可能な張り出し部５８が一体に突設される。拡径部１６の直径を縮小したときは、図３及び図４に示したように、張り出し部５８が第３板部５３と略重なる。拡径部１６の直径を大きくしたときは、図６及び図７に示したように、張り出し部５８の先端付近のみは第３板部５３とわずかに重なるようにして、張り出し部５８が第１板部５１と第３板部５３との間の隙間を確実に塞ぐようにする。

第１板部５１と第３板部の間には、張り出し部５８を底とする窪み６０ができるが、この窪み６０の位置は、図８に示したように、前方揺動板２２の位置する部分と後方揺動板の２４の位置する部分で周方向位置をずらして、前後の窪み６０が連続しないようにする。各板部５１、５２、５３、リブ部５６及び張り出し部５８は、工作を容易にするため、厚板部材４０を取り付ける面以外の面も、曲面にせずに平面にする。

この地中管取替え装置１０によって既設管を新設管に取り替えるときは、後端部１４の後部に新設管を接続し、頭部１２のスイベルジョイント１９に牽引ケーブルを取り付けて前方へ引っ張るとともに、必要に応じて新設管の後部をジャッキで押して、地中管取替え装置１０を前進させる。次に、アクチュエータ２８を作動させて出力端３０を前進させて、拡径部１６の直径を大きく増大させ、既設管を破壊する。次に、アクチュエータ２８を作動させて出力端３０を後進させて、拡径部１６の直径を小さくしてから、地中管取替え装置１０を再び前進させる。

以下、拡径部１６の直径を縮小した状態での地中管取替え装置１０の前進と、拡径部１６の直径の拡大による既設管の破壊とを繰り返して、地中管取替え装置１０を前進させて行くことによって、既設管を新設管に取り替えていくことができる。

本実施例によれば、低コストで簡単に、厚板部材４０の厚さだけ予め定められている半径よりも太い既設管を破壊しながら新設管に取り替えることができる。予め定められている直径の既設管を破壊しながら新設管に取り替えるときは、厚板部材４０を外して、地中管取替え装置１０の地中での抵抗を小さくする。また、各前方揺動板２２と各後方揺動板２４を３つの部分に分け、各部分の表面を平面にしたから、前方揺動板２２及び後方揺動板２４の表面に厚板部材４０を安定確実容易に取り付けることができ、この地中管取替え装置１０を扱いやすく故障の少ないものにできる。さらに、張り出し部５８が、第１板部５１と隣接する前方揺動板２２又は後方揺動板２４の第３板部５３との間の隙間を塞ぐから、地中管取替え装置１０内に土砂や破壊した既設管の破片が浸入することがなくなって、故障の発生がいっそう少なくなる。さらに、前方揺動板２２の間に生じる窪み６０と、後方揺動板２４の間に生じる窪み６０の周方向位置をずらしたから、この窪み６０に土砂や破壊した既設管の破片が詰まり難くでき、故障の発生をさらにいっそう少なくできる。

ところで、本発明は前記実施例に限るものではなく、種々の変形が可能である。例えば、前記実施例では、厚板部材４０を３枚に分けたが、１枚の厚板部材４０にしてもよい。前記実施例では、各前方揺動板２２及び各後方揺動板２４は表面が平面とされた３つの部分に分けたが、各前方揺動板２２及び各後方揺動板２４は、図９に示した従来のものと同じく円弧断面とし、厚板部材４０もそれらにぴったりと接触する１枚の円弧断面にしてもよい。さらに、前記実施例では、隣接する前方揺動板２２及び後方揺動板２４の間の隙間を張り出し部５８で塞いだが、ゴムのようなもので塞いでもよい。さらに、前記実施例では３対の前方揺動板２２及び後方揺動板２４を用いたが、前方揺動板２２及び後方揺動板２４の数は、必要に応じて増減させてもよい。

本発明の一実施例に係る地中管取替え装置の拡径部の直径を縮小した状態の縦断面図である。 前記地中管取替え装置の拡径部の直径を増大させた状態の縦断面図である。 図１におけるIII−III線に沿う横断面図である。 図１におけるIV−IV線に沿う横断面図である。 図２におけるＶ−Ｖ線に沿う横断面図である。 図２におけるVI−VI線に沿う横断面図である。 図２におけるVII−VII線に沿う横断面図である。 前記地中管取替え装置の斜視図である。 従来の地中管取替え装置の斜視図である。

符号の説明

１０ 地中管取替え装置
１２ 頭部
１４ 胴部
１６ 拡径部
２２ 前方揺動板
２４ 後方揺動板
４０、４１、４２、４３ 厚板部材
５１、５２、５３ 板部
５６ リブ部
５８ 張出し部

Claims (4)

1. 頭部と、後端部と、前記頭部及び前記後端部の間に設けるとともに直径を増減できる拡径部を備えた地中管取替え装置において、
   前記拡径部を構成する前方揺動板及び後方揺動板の表面に厚板部材を着脱自在に取り付けたことを特徴とする地中管取替え装置。
2. 前記前方揺動板及び前記後方揺動板は、それぞれ、表面が平面とされた第１板部、第２板部及び第３板部の３つの部分からなっており、前記厚板部材は、前記第１板部、前記第２板部及び前記第３板部の表面に着脱自在な第１厚板部材、第２厚板部材及び第３厚板部材からなることを特徴とする請求項１に記載の地中管取替え装置。
3. 前記第１板部及び前記第２板部は内方へリブ部を突設しており、前記拡径部の直径の増減に応じて、前記リブ部から隣接する前方揺動板又は後方揺動板の第３板部の裏側に進退可能な張り出し部が突設され、該張り出し部により前記第１板部と前記第３板部との間に隙間が生じないようにしたことを特徴とする請求項２に記載の地中管取替え装置。
4. 前記第１板部、前記第３板部及び前記張り出し部によって形成される窪みは、前記前方揺動板の位置する部分と前記後方揺動板の位置する部分で周方向位置をずらしたことを特徴とする請求項３に記載の地中管取替え装置。

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