JP5166896B2 - 製管装置および製管方法 - Google Patents

Description

本発明は、農業用水管、下水道管、上水道管、ガス管などの既設管の内周面に、長尺の帯状部材を螺旋状に巻回して形成される管状体を製管するための製管装置およびこの製管装置を用いた製管方法に関する。

農業用水管、下水道管、上水道管、ガス管などの既設管においては、ひび割れや腐食などにより既設管が老朽化した際の対策として、既設管の内周面を合成樹脂などにてライニングすることによって既設管を更生する方法が採られている。

このような既設管の内周面にライニング施工する方法としては、両側縁部に接合部が形成された長尺の帯状部材を既設管内において螺旋状に巻回して、ライニング用の管状体を製管する方法がよく知られている。例えば、特許文献１に記載されているように、帯状部材を巻いたドラムを地上に設置し、既設管内に製管装置を配置して、前記ドラムから帯状部材を製管装置に連続的に供給して螺旋状に巻回させ、帯状部材における互いに隣接した接合部同士を接合して管状体を形成する手法がある。形成された管状体は、そのまま既設管内に残置させて、その前方に新たに帯状部材を供給することにより、順に同形状の管状体が付加形成されていく。

このような既設管の更生に用いられる製管装置は、例えば図１３に示すように、複数の案内ローラ３２０が軸支されて環状に形成された成形フレーム３１０と、帯状部材６００の両側縁部の接合部同士を接合するための接合機構部３３０とを備えており、接合機構部３３０はアウターローラ３３１とインナーローラ３３２によって構成されている。

この種の製管装置３００により管状体６１０を製管するとき、アウターローラ３３１が既設管２００の内周面に沿って周回移動する。しかし、既設管２００の内周面には凹凸があるため、アウターローラ３３１が凹凸に引っ掛ってアウターローラ３３１が破損したり、形成される管状体６１０が既設管２００の内径よりも小さくなって既設管２００と管状体６１０との間に隙間が形成されたりするという不都合があった。

また、既設管２００と管状体６１０との間に隙間が形成されると、既設管２００に管状体６１０を固定することができないため、管状体６１０内を大量の水が急に流れた際に、管状体６１０がその水勢によって管軸方向にずれてしまったり、既設管２００と管状体６１０との隙間に土中水が浸入して管状体６１０に土中水による外力が加わり、帯状部材６００，６００同士の接合が外れたりするという問題も生じうる。そのため、既設管２００と管状体６１０との隙間に裏込め材を注入充填して、既設管２００に管状体６１０を固定することが行われている。この場合、形成された管状体６１０は既設管２００よりも内径が小さくなり、断面損失を生じるという欠点もあった。

そこで、例えば特許文献２に記載されているように、管渠の断面いっぱいにライニング用の管状体を形成し、可能な限り断面損失を小さくする製管装置も提案されている。成形フレームには、複数の案内ローラが回転自在に装着され、帯状部材を螺旋状に巻回して形成される管状体の内面に当接するように構成されている。案内ローラは、管状体を構成する帯状部材に対し直角となるように配設されて、螺旋状に巻回された帯状部材を管状に維持する。

この種の製管装置においては、はじめに帯状部材をマンホールから引き込み、マンホール内において装置を手動で回転させて帯状部材を数回分だけ巻回することにより、最初の数巻き分の管状体が巻き出される。この後、既設管内に自立した装置を駆動させて、前記数巻き分の管状体に対してさらに帯状部材が隣接するように送り込まれ、互いに接合されて管状体が順次付加形成されていく。

また、製管装置における案内ローラには、図１４に示すような段部５２が設けられた段付きの案内ローラ５０が用いられることもある。段付きの案内ローラ５０は、ローラ本体５１と、ローラ本体５１よりも大径で鍔状の段部５２を備えて、連結軸２３回りに回転自在に軸支されている。このような段付きの案内ローラ５０は、段部５２の外周面が既設管の内周面に当接して回転する。これにより、ローラ本体５１は帯状部材の内面に当接しつつ回転し、帯状部材の一方の側縁部が段部５２により案内される。

案内ローラとしては、このような段付きの案内ローラであっても、段部のない円柱状の平滑な案内ローラであってもよいが、段付きの案内ローラであれば帯状部材の側縁部を案内してスムーズに螺旋状に巻回させることができるようになっている。
特許第３０７２０１５号公報 特開２００３−４２３４５号公報

上記のように、製管装置の案内ローラとして段付きの案内ローラを採用している場合、最初の数巻き分の管状体を巻き出す間、未だ成形フレームの後方に管状体が巻き出されていないため、案内ローラの段部の突出量だけ、既設管の内周面に対して案内ローラが傾き、製管装置自体も傾きやすくなることが考えられた。

精度よく管状体を形成するには、既設管の管軸に対して垂直に製管装置が設置されていることが好ましく、したがって、段付きの案内ローラを備えた製管装置であれば、既設管の内周面に対して製管の開始時においても傾かないように自立しうる補助的な支持構造が設けられていると、製管作業をより円滑に進められるとともに精度よく製管できて作業性も高まる。

そこで、本発明は上記のような事情にかんがみてなされたものであり、段付きの案内ローラを備えた製管装置を用いて管状体を形成するにあたり、製管開始時から完了時まで一貫して、成形フレームを既設管内において安定的に自立させて、作業効率をより一層高めるとともに精度よく管状体を形成することのできる製管装置および製管方法を提供しようとするものである。

上記した目的を達成するため、本発明は、長尺の帯状部材を連続的に既設管内に供給し、この帯状部材を螺旋状に巻回させ、巻回により互いに隣接した帯状部材同士を接合して管状体を形成し、さらにこの管状体の前方に新たに帯状部材を供給して順に管状体を付加形成していく製管装置であって、既設管内に設置されて前記管状体の形状および管径を規定する成形フレームを有し、前記成形フレームには、円柱状のローラ本体に鍔状の段部が設けられた段付きの案内ローラが複数箇所に回転自在に軸支されるとともに、既設管の内周面に当接する支持部を有するフレーム支持手段が備えられ、前記フレーム支持手段は、前記成形フレームに取り付けられる結合部と、前記支持部を結合部に接続する支持アームとを備え、該支持アームが前記成形フレームの後方に延設されるとともに前記支持部が成形フレームの後方に配設されて、前記フレーム支持手段により前記成形フレームが既設管内に自立するのを支持するように構成されていることを特徴としている。

このような構成によれば、製管開始時から完了時まで一貫して、製管装置を既設管内に安定的に設置して作業を進めることが可能となる。特に、フレーム支持手段によって成形フレームが既設管の内周面に対して支持されているので、製管開始時に、最初の数巻き分の管状体を巻き出す際にも、成形フレームが既設管の管軸に対して傾いたり倒れやすくなったりすることがなく、円滑に製管することが可能となる。

また、本発明は、前記構成の製管装置において、前記フレーム支持手段の支持部に、既設管の内周面に沿って回転自在なローラが備えられていることを特徴としている。

これにより、製管作業の進行に伴う成形フレームの動作にフレーム支持手段を追従させて動かすことができ、製管装置自体の回転を妨げたり製管作業の速度を低下させたりすることなく管状体を形成することができる。

また、前記構成の製管装置において、前記成形フレームは、一対のリンク部材が連結軸を介して回動自在に連結された複数個のリンク体を備えて略環状に形成され、前記フレーム支持手段は、前記結合部がリンク体の連結軸に回転自在に軸支されていることが好ましい。

これにより、部品点数を増やすことなくフレーム支持手段を設けることができ、また、回転自在なものとすることができるので取り扱いしやすく、製管装置の動作に合わせて取付角度が変化して、成形フレームに余計な負荷をかけることもない。

また、前記構成の製管装置において、前記フレーム支持手段が前記成形フレームの複数箇所に着脱可能に設けられていることが好ましい。

このようにフレーム支持手段が着脱可能である場合には、製管作業を進める過程で成形フレームを支持することが必要な時だけフレーム支持手段を取り付けて用いることができ、利便性を高めることができる。また、前記フレーム支持手段が成形フレームの複数箇所に設けられることにより、製管開始時の製管装置をより安定的に支持することが可能となる。

また、本発明は、前記構成の製管装置において、前記フレーム支持手段に、前記支持部の揺動を許容しうる緩衝手段が設けられてもよい。

この場合には、管状体の形成過程で、フレーム支持手段の支持部が、形成された管状体の内面に乗り上げることも許容されるため、製管開始時から完了時までの間、フレーム支持手段を成形フレームに取り付けたまま作業を進めていくことも可能となる。

上述した構成に係る製管装置を用いた製管方法も本発明の技術的思想の範疇である。つまり、長尺の帯状部材を製管装置に供給し、この帯状部材を螺旋状に巻回し、巻回により互いに隣接した帯状部材の一側縁と他側縁とを接合して管状体を形成し、さらにこの管状体の前方に新たに帯状部材を供給して管状体を付加形成する製管方法であって、前記製管装置の成形フレームに設けた複数の案内ローラには、円柱状のローラ本体の前方側に段部を備えた段付き案内ローラを含み、既設管の内周面に沿って回転するローラを備えたフレーム支持手段を前記成形フレームの複数箇所に設けて、該ローラを前記成形フレームの後方に配設し、前記ローラを既設管の内周面に当接させて、前記段付き案内ローラの段部と該ローラとにより前記成形フレームを支持させ、管状体の前端部を前記段付き案内ローラの段部により規制しつつ帯状部材を巻回して、前記管状体の後端部を前記成形フレームの後方へと巻き出し、前記段付き案内ローラの段部と前記ローラとの間に管状体を付加形成することを特徴としている。

これにより、製管開始時に製管装置の成形フレームが傾くのを抑え、該成形フレームを既設管の内周面に安定的に支持した状態で製管作業を進めることができるので、製管開始当初から管状体を円滑に巻き出して精度よく形成することが可能となる。したがって、製管開始時から完了時まで一貫して、安定的に管状体を形成することができ、効率よく製管することが可能となる。

上述のように構成される本発明の製管装置によれば、段付きの案内ローラを備えて、帯状部材を円滑に螺旋状に巻回して管状体を形成することができ、かかる製管の開始時においても、フレーム支持手段によって既設管内に成形フレームを安定的に自立させることができ、効率のよい製管作業を精度よく進めることが可能となる。

以下、本発明に係る製管装置を実施するための最良の形態について、図面を参照しつつ説明する。

まず、本発明の製管装置を説明するに先立って、製管装置に用いられる帯状部材について図１〜図６を参照しつつ説明する。

図１〜図３は、管状体を形成する帯状部材の一例であり、図１は帯状部材の断面図、図２は隣接する帯状部材を相互に接合する様子を示す説明図、図３は帯状部材同士が接合された状態を示す説明図である。

図１に示す帯状部材１００は、例えば硬質塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレンなどの合成樹脂系材料を用いて、長尺帯状に成形して形成されている。帯状部材１００の両側縁部には、互いに重なり合って係合しうる接合凸部１０１と接合凹部１０２とが長手方向に沿って形成されている。

接合凸部１０１は、支柱部の先端に、この支柱部よりも大径の嵌入部を備える形態を有している。また、接合凹部１０２は、接合凸部１０１の断面形状に対応させた凹形状に形成されている。接合凸部１０１の近傍には、帯状部材１００，１００同士を接合したときに滑りを防止し互いを密着させるエラストマー等の帯状の軟質弾性体があらかじめ配設されていてもよい。

帯状部材１００の幅方向の略中央部には、複数本のリブ１０３…１０３が長手方向に沿って立設されている。これらのリブ１０３…１０３の先端部は、断面略Ｔ字状に形成されている。

このような構造の帯状部材１００は、後述する製管装置１により螺旋状に巻回される。そして、かかる巻回過程において、図２に示すように、互いに隣接する２つの帯状部材１００，１００のうち、一方の帯状部材１００の接合凹部１０２に、他方の帯状部材１００の接合凸部１０１が、内側（既に巻回されている帯状部材１００の内側）から嵌め込まれる。これにより、図３に示すように、互いに隣接する帯状部材１００，１００が相互に接続される。

また、帯状部材１００は、図４〜６に示すような形態であってもよい。図４は帯状部材の他の形態の断面図、図５は隣接する帯状部材を相互に接合する様子を示す説明図、図６は帯状部材同士が接合された状態を示す説明図である。

図４に示す帯状部材１００も、合成樹脂系材料で長尺状に成形して形成されており、複数のリブ１０３…１０３が長手方向に沿って形成されているが、この形態の帯状部材１００は、長尺帯状のコネクタ１２０を用いて帯状部材１００同士が接続される構成である。

この場合、帯状部材１００の両方の側縁部に、それぞれ接合凹部１０２が長手方向に沿って形成されている。また、コネクタ１２０には、帯状部材１００の接合凹部１０２に接合することが可能な２つの接合凸部１２１が長手方向に沿って互いに平行に形成されている。

そして、このような帯状部材１００は、両側縁部の接合凹部１０２，１０２の片方に、コネクタ１２０の接合凸部１２１の一方が嵌め込まれた状態で、後述する製管装置により螺旋状に巻回される。そして、この巻回過程において、図５に示すように、互いに隣接する帯状部材１００，１００のうち、一方の帯状部材１００の接合凹部１０２に、他方の帯状部材１００の接合凹部１０２に嵌め込んだコネクタ１２０の他方の接合凸部１２１を、内側から嵌め込む。これにより、図６に示すように、互いに隣接する帯状部材１００，１００が相互に接続される。

続いて、本発明に係る製管装置１について説明する。図７は、本発明に係る製管装置の一例を示す正面図であり、図８は、本発明の製管装置を用いた管路更生の一工程を示す説明図である。なお、以下の説明において、その説明の便宜上、管状体を製管する際の製管装置の進行方向を前方、その反対方向を後方とする。

製管装置１は、既設管２００内に設置されて帯状部材１００を螺旋状に巻回しながら前進する成形フレーム２を備えている。

例示の形態では、成形フレーム２は、一対のリンク部材２１，２２が連結軸２３を介して回動自在に連結された複数個のリンク体２０と、両端に連結部材２４，２５が連結軸２３を介して回動自在に連結された屈折リンク３０と、両端に連結部材２４，２４が連結軸２３を介して回動自在に連結された駆動ユニット４０とが連結されて形成されている。すなわち、成形フレーム２は、屈折リンク３０を内方に屈曲した状態で、屈折リンク３０の連結部材２４，２５、複数個のリンク体２０、および駆動ユニット４０の連結部材２４，２４が、相互に連結されて略環状に形成されている。

製管装置１におけるリンク体２０は、図１４に示したように、リンク部材２１の前側板２１ａおよび後側板２１ｂの各端部には、リンク部材２２の前側板２２ａおよび後側板２２ｂの各他端部が重ね合わされ、連結軸２３を介して回動自在に連結されている。リンク部材２１，２２は、それぞれ、前側板２１ａ，２２ａ、後側板２１ｂ，２２ｂ、および連結板２１ｃ，２２ｃにより略コ字状をなすように形成されているとよい。

また、隣接するリンク体２０，２０同士は、各リンク体２０のリンク部材２１，２２の連結板２１ｃ，２２ｃが適宜組み合わされて、ボルトナットを用いて着脱自在に連結されている。

ただし、成形フレーム２を直線状にできるように、特定の隣接するリンク体２０，２０間を着脱自在とした場合には、残りの連結板２１ｃ，２２ｃについては、溶接などによって互いに着脱不能に固定しても構わない。また、連結部材２４，２５は、リンク部材２１，２２と同一の構造であってよい。

リンク部材２２の前側板２２ａおよび後側板２２ｂの各端部には、回動規制片２８が設けられている。また、リンク部材２１の前側板２１ａおよび後側板２１ｂの各端部には、回動規制片２８に対応する切欠部２７が、連結軸２３の回転中心を中心とする設定半径上の一定範囲にわたって形成されている。これにより、リンク部材２１に対するリンク部材２２の回動範囲が規制され、リンク体２０が内方に屈曲しないようになっている。

また、成形フレーム２には複数個の案内ローラ５０…５０が設けられている。各案内ローラ５０は、成形フレーム２の各連結軸２３に軸支されている。例示の形態においては、各リンク体２０、屈折リンク３０と連結部材２４，２５との連結軸２３、および駆動ユニット４０と連結部材２４との連結軸２３に、それぞれ案内ローラ５０が回転自在に設けられている。

案内ローラ５０は、図１４に示されるように、ローラ本体５１を備え、このローラ本体５１の前方端部に、ローラ本体５１よりも大径の鍔状の段部５２が設けられている。また、案内ローラ５０は、合成樹脂または金属よりなり、軸受５３を介して連結軸２３回りに回転自在に軸支されている。

かかる案内ローラ５０は、既設管２００内において、帯状部材１００を螺旋状に巻回しながら管状体１３０を製管しつつ製管装置１を前進させるために、管状体１３０を構成する帯状部材１００に対し直角となるように配設されている。

なお、案内ローラ５０としては、段付きの案内ローラ５０のほか、段部のない円柱状の案内ローラ５０も用いることができ、図示するように、段付きの案内ローラ５０と段部のない案内ローラ５０とを併用することも可能である。

段付きの案内ローラ５０は、ローラ本体５１が帯状部材１００の内面に接触して連結軸２３まわりに回転して転動する。また段付き案内ローラ５０の段部５２は、帯状部材１００の一方の側縁部に当接しながら回転することで、帯状部材１００が管状に円滑に巻回するように案内している。

屈折リンク３０は、第１アーム３１と第２アーム３２とがそれぞれ前後一対で配設されて回動軸３３を介して回動自在に結合されている。また、第１アーム３１と第２アーム３２は、その他端がそれぞれ連結部材２４，２５に回動自在に連結されている。屈折リンク３０の第１アーム３１と第２アーム３２にも、リンク体２０と同様の回動規制片が設けられており、これに連なる連結部材２４，２５には、回動規制片に対応する切欠部がそれぞれ形成されて、屈折リンク３０の各アーム３１，３２に対する連結部材２４，２５の回動範囲が規制されている。これにより、屈折リンク３０および連結部材２４，２５が内方に屈曲することが規制されている。

屈折リンク３０にはシリンダ３４が配設されている。屈折リンク３０は、このシリンダ３４を油圧等により伸縮作動させることにより、屈折リンク３０の屈折角を調整することができるようになっている。すなわち、シリンダ３４を伸長作動させると、屈折リンク３０の第１アーム３１と第２アーム３２とのなす角が増大し、成形フレーム２を拡径させる。これにより、形成された管状体１３０を外方へ押圧することができる。

また、シリンダ３４を短縮作動させると、屈折リンク３０の第１アーム３１と第２アーム３２とのなす角が減少し、成形フレーム２を縮径させる。これにより、成形フレーム２を管状体１３０から離脱させたり、あるいは管状体１３０内に挿脱可能な大きさとしたりすることができる。

駆動ユニット４０は、剛性を有する箱体４５の内部に、内面ローラ４２および外面ローラ４３が組になったピンチローラ４１や、内面ローラ４２および外面ローラ４３を同期回転させる歯車機構４４等が納められている。また、箱体４５には、油圧モータ４６が設けられるとともに、ガイドローラ４７が回転自在に軸支されている。

図９は、製管装置１における駆動ユニット４０の内部構造を示す説明図である。ピンチローラ４１は、内面ローラ４２および外面ローラ４３の間に帯状部材１００を挟み込んで送り出す。内面ローラ４２は、帯状部材１００の幅に略相当する幅を有して円筒状に形成され、その外周面が管状体１３０の内周面となる側の帯状部材１００の平坦な内面に接触して回転する。また、外面ローラ４３は、その外周面と内面ローラ４２との間に帯状部材１００の厚みに相当する間隔を有するように外径が設定され、管状体１３０の外周面となる側の帯状部材１００の外面に接触して回転する。

歯車機構４４は、前後方向に延びる第１回転軸４４ａ、第２回転軸４４ｂ、および、第３回転軸４４ｃを備える。そして、第１回転軸４４ａに固定された第１歯車４４ｄ、第２回転軸４４ｂに固定されて第１歯車４４ｄと噛み合う第２歯車４４ｅ、第３回転軸４４ｃに固定されて第２歯車４４ｅと噛み合う第３歯車４４ｆを備えて、箱体４５に回転自在に軸支されている。第１回転軸４４ａは、油圧モータ４６の出力軸と一体に連結されている。これにより、油圧モータ４６の駆動力が第１回転軸４４ａに伝動され、以下、第１歯車４４ｄ、第２歯車４４ｅ、第３歯車４４ｆの順に伝動され、第３回転軸４４ｃが適宜減速されて回転するようになっている。

油圧モータ４６は、図８に示される油圧ユニット８３から油圧ホースを介して供給される圧油によって駆動される。また、油圧ユニット８３は、発電機８２から供給される電力によって駆動される。油圧ユニット８３から延びる油圧ホースは、回転継手を介して油圧モータ４６に接続されており、製管装置１の回転に影響なく圧油を供給することができる。これにより、駆動ユニット４０は、油圧モータ４６および歯車機構４４を介して互いに逆方向に回転する内面ローラ４２および外面ローラ４３によって、新たに供給された帯状部材１００を挟み込んで、既に螺旋状に巻回された帯状部材１００に向けて送り出すことができるようになっている。

ガイドローラ４７は、ピンチローラ４１による帯状部材１００の送り出し方向の前方の箱体４５に軸支されており、ピンチローラ４１から送り込まれた帯状部材１００を既に巻回された帯状部材１００へと案内する。

さらに、箱体４５の端部には、回動規制片２８が設けられ、連結部材２４の端部には、回動規制片２８に対応する切欠部２７が形成されており、箱体４５に対する連結部材２４の回動範囲が回動規制片２８によって規制されている。これにより、箱体４５および連結部材２４が内方に屈曲するのを規制している。

このような製管装置１において、案内ローラ５０…５０のうち、段付きの案内ローラ５０が設けられた連結軸２３に対しては、さらに、フレーム支持手段６０が設けられている。図１０〜図１２は、製管装置１に設けられたフレーム支持手段６０の一例を示し、図１０はフレーム支持手段の斜視図、図１１はフレーム支持手段の平面図、図１２は図１１におけるＡ−Ａ断面図である。

フレーム支持手段６０は、既設管２００の内周面に当接して、成形フレーム２を既設管２００の内周面に沿って安定的に自立させるように配設されている。例示の形態では、フレーム支持手段６０は、成形フレーム２のリンク体２０に取り付けられて、この成形フレーム２の後方において既設管２００の内周面に当接する支持部６１を備えている。

支持部６１は、例示の場合、板状体で構成されて、一端に既設管２００の内周面に沿って周方向に回転して転動しうる円盤状のローラ６２が備えられている。また支持部６１の他端には、支持アーム６３が一体的に接続されて、互いに回転自在となされている。また、支持アーム６３は、支持部６１より前側方向に延設され、鋼管等からなる円柱状の外形を有している。

かかる支持アーム６３は、結合部６４，６４により、リンク体２０のリンク部材２１，２２に結合されて成形フレーム２に取り付けられている。結合部６４，６４は、それぞれ板状体であり、一端がリンク部材２１，２２の前側板２１ａ，２２ａ、および後側板２１ｂ，２２ｂの外側に配設され、連結軸２３に回転自在に取り付けられている。後側板２１ｂ，２２ｂに取り付けられた結合部６４の他端には、支持アーム６３が貫通して互いに回転自在となされている。また、前側板２１ａ，２２ａに取り付けられた結合部６４の他端には、支持アーム６３の他端部が接続されており、互いに回転自在となされている。

これにより、フレーム支持手段６０は、既設管２００内に設置された成形フレーム２に対して内方に配設されている。また、支持アーム６３は、成形フレーム２の後方に延設されて、案内ローラ５０と同様に、管状体１３０を構成する帯状部材１００に対し直角となるように配設され、支持部６１を成形フレーム２の後方に配置している。

かかるフレーム支持手段６０は、結合部６４，６４がリンク体２０に軸支されて止着具により装着自在であることにより、適宜、成形フレーム２に対して着脱可能となされていることが好ましい。

また、例示の形態において、フレーム支持手段６０における支持部６１は、案内ローラ５０の段部５２外周面が既設管２００の内周面に当接した状態で、ローラ本体５１を管軸方向に平行に配置し、成形フレーム２を管軸にほぼ垂直に支持しうる大きさで設けられている。また、フレーム支持手段６０は、ローラ６２の内側（前方）において、既設管２００と支持部６１の一端との間に帯状部材１００を保持できる程度の間隙を確保している。

したがって、図１２に示すように、段付きの案内ローラ５０が帯状部材１００の内面に接触して回転するとき、形成している管状体１３０の一側縁においては段部５２が既設管２００の内周面を転動しながら帯状部材１００を管状に巻回させるように規制している。また、このとき、段付きの案内ローラ５０の後方においては、フレーム支持手段６０の支持部６１におけるローラ６２が既設管２００の内周面に当接するとともに、成形フレーム２の進行に同調して既設管２００内を転動し、支持部６１が成形フレーム２を既設管２００内に自立させて安定的に支持するように作用する。

このようなフレーム支持手段６０は、成形フレーム２の複数箇所に均等に配置されることが好ましい。すなわち、既設管２００内における製管装置１の垂直自立を安定的に支持するには、少なくとも３箇所に均等配置されているとよい。例示の形態では、成形フレーム２の４箇所のリンク体２０…２０が選択されて、フレーム支持手段６０が取り付けられている。

次に、本実施の形態の製管装置１を用いた既設管２００の更生工法および製管方法について説明する。

図８に示したように、既設管２００にはマンホール２０１、２０２が設けられており、更生対象領域の上流側マンホール２０１と下流側マンホール２０２を利用して、既設管２００内に管状体１３０を製管する。管状体１３０の施工は、既設管２００の上流側から下流側に向けて進められる。

回転台付きドラム８１は、帯状部材１００が巻き出し可能に備えられており、上流側マンホール２０１側の地上部に設置される。発電機８２は、下流側マンホール２０２の地上部に設置される。また、製管装置１および油圧ユニット８３は、上流側マンホール２０１を通じて、更生対象となる既設管２００内の上流側端部に搬入される。

このとき、製管装置１は、成形フレーム２の隣接する一対のリンク体２０、２０の連結部の連結を外し、成形フレーム２を複数個のリンク体２０、屈折リンク３０、および、駆動ユニット４０を１本の列にして搬入される。

製管装置１については、製管したい管状体１３０の管径に合わせて成形フレーム２の周長（リンク体２０の数）を調整しておき、既設管２００の内周面に沿って配設する。また、製管装置１は、更生する既設管２００の内径および使用する帯状部材１００の幅に対応する螺旋ピッチとなるように調整しておくのが好ましい。

フレーム支持手段６０は、既設管２００への製管装置１の搬入前に成形フレーム２に取り付けていても、また既設管２００に搬入後、成形フレーム２に取り付けてもよい。

続いて、地上に配置したドラム８１から帯状部材１００を引き出し、上流側マンホール２０１内に引き込む。帯状部材１００の先端部分を駆動ユニット４０のピンチローラ４１に通した後に、この帯状部材１００の先端部分をガイドローラ４７の外側に巻き回し、案内ローラ５０と既設管２００内周面との間に挟み込む。

次に、油圧シリンダ３４を伸長させることにより、成形フレーム２を拡径させ、製管装置１の全体を手動で回転させて帯状部材１００を数回（１〜３回程度）巻回する。これにより、最初の数巻き分の管状体１３０を巻き出す。

この最初の数巻き分の管状体１３０は、各案内ローラ５０により外方へ押圧されて、張力が付与された状態で保持されている。また、案内ローラ５０の段部５２とフレーム支持手段６０の支持部６１との間に、かかる管状体１３０が配設されており、フレーム支持手段６０が成形フレーム２を既設管２００の内周面に支持している。これにより、成形フレーム２は既設管２００の管軸方向に対してほぼ垂直状態に自立している。また、このようにフレーム支持手段６０が成形フレーム２を安定的に支持しているので、段付きの案内ローラ５０と既設管２００の内周面との間に帯状部材１００が挟み込まれて製管される間、ローラ本体５１を管軸方向に平行に保ち、成形フレーム２が傾くのを防いで、円滑に製管することが可能である。

最初の数巻き分の管状体１３０を巻き出した後、製管装置１の駆動ユニット４０を駆動させる。これにより、駆動ユニット４０のピンチローラ４１が回転するため、帯状部材１００がピンチローラ４１の内面ローラ４２および外面ローラ４３に挟み込まれて強制的に送り出される。帯状部材１００はガイドローラ４７を通過した後、既に巻かれている数巻き分の管状体１３０に隣接するように送り込まれる。そして、ピンチローラ４１にて帯状部材１００を送り込んだ際の反力によって、既に巻かれた管状体１３０の内周面に沿って製管装置１が帯状部材１００の送り込み方向とは逆回転に周回移動する。

かかる製管装置１の周回移動により、案内ローラ５０が、既に巻かれた管状体１３０の内周を約１周分、回転移動した時点で、この管状体１３０における帯状部材１００の接合凹部１０２に、新たに供給された帯状部材１００の接合凸部１０１が案内ローラ５０によって接合され、順次、管状体１３０が付加形成されていく。

製管された管状体１３０の後端部が、成形フレーム２の後方に巻き出されるようになると、成形フレーム２の自立状態は安定するので、フレーム支持手段６０を成形フレーム２から取り外してよい。

さらに管状体１３０の前方に新たに帯状部材１００を供給し、管状体１３０を付加形成していくことによって、製管装置１は、任意の外径の管状体１３０を既設管２００内に製管するとともに、既設管２００の内周面に対して管状体１３０をほぼ隙間なく製管することができる。

なお、フレーム支持手段６０において、支持部６１の揺動を許容しうる緩衝手段が設けられていてもよい。成形フレーム２の後方に管状体１３０が巻き出され、ローラ６２に達すると、管状体１３０の後端部にローラ６２が乗り上げることが考えられるが、緩衝手段を設けることにより、支持部６１およびローラ６２が管状体１３０の中心方向に揺動するのを許容するとともに、支持アーム６３および結合部６４，６４の揺動を抑制することができる。例えば、フレーム支持手段６０に弾性バネやダンパー等を用いた緩衝部を設けて、一定量の製管を行うまでは製管装置１の自立を支持し、ローラ６２が管状体１３０に乗り上げる時点で、緩衝部が作用して案内ローラ５０の平行を維持するように構成される。これにより、管状体１３０がフレーム支持手段６０を越えて後方へ巻き出された後も、フレーム支持手段６０を取り外す必要がなく、作業手間を簡略化することが可能である。

既設管２００の更生対象領域の全長にわたって管状体１３０の製管が終了すれば、製管装置１を分解して撤去する。製管装置１は、成形フレーム２が複数のリンク体２０、屈折リンク３０、および、駆動ユニット４０を相互に連結して形成されたものであるから、隣接するリンク体２０の連結部の連結を外すことで、成形フレーム２をリンク体２０、屈折リンク３０、および、駆動ユニット４０からなる１本の列とすることができ、容易に搬出することができる。

以上のように、本発明の製管装置１によれば、段付きの案内ローラ５０を備えて、帯状部材１００を既設管２００の内周面に案内しつつ円滑に管状体１３０を形成することができ、また、製管開始時においても成形フレーム２が傾いたり倒れたりすることなく、既設管２００内に安定的に自立させて、作業を効率よくかつ精度よく進めることができる。

なお、本発明においてフレーム支持手段６０の形態は上記説明したものに限定されず、既設管２００の内周面に当接する支持部６１を備えて、成形フレーム２が自立するのを支持するものであれば、どのような形態であってもよい。また、成形フレーム２をはじめ、製管装置１の各部の構成も例示した形態に限定されるものではなく、多様な形態が可能であることは言うまでもない。

本発明は、農業用水管、下水道管、上水道管、またはガス管などの既設管の内周面を更生するのに好適に利用することができる。

本発明に用いる帯状部材の一例を示す断面図である。 隣接する帯状部材を相互に接合する様子を示す説明図である。 前記帯状部材の接合状態を示す説明図である。 本発明に用いる帯状部材の他の形態を示す断面図である。 図４の帯状部材を相互に接合する様子を示す説明図である。 図４の帯状部材の接合状態を示す説明図である。 本発明に係る製管装置の一実施形態を示す正面図である。 本発明の製管装置を用いた管路更生の一工程を示す説明図である。 本発明の製管装置における駆動ユニットの内部機構を示す説明図である。 本発明の製管装置におけるフレーム支持手段の一例を示す斜視図である。 図１０のフレーム支持手段の平面図である。 図１０におけるＡ−Ａ断面図である。 従来の製管装置の一例を示す正面図である。 製管装置における案内ローラを示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図である。

符号の説明

１ 製管装置
２ 成形フレーム
２０ リンク体
２１，２２ リンク部材
２３ 連結軸
２４，２５ 連結部材
３０ 屈折リンク
３４ シリンダ
４０ 駆動ユニット
５０ 案内ローラ
６０ フレーム支持手段
６１ 支持部
６２ ローラ
６３ 支持アーム
６４ 結合部
１００ 帯状部材
１０１ 接合凸部
１０２ 接合凹部
１０３ リブ
１３０ 管状体
２００ 既設管

Claims (6)

1. 長尺の帯状部材を連続的に既設管内に供給し、この帯状部材を螺旋状に巻回させ、巻回により互いに隣接した帯状部材同士を接合して管状体を形成し、さらにこの管状体の前方に新たに帯状部材を供給して順に管状体を付加形成していく製管装置であって、
   既設管内に設置されて前記管状体の形状および管径を規定する成形フレームを有し、
   前記成形フレームには、円柱状のローラ本体に鍔状の段部が設けられた段付きの案内ローラが複数箇所に回転自在に軸支されるとともに、既設管の内周面に当接する支持部を有するフレーム支持手段が備えられ、
   前記フレーム支持手段は、前記成形フレームに取り付けられる結合部と、前記支持部を結合部に接続する支持アームとを備え、該支持アームが前記成形フレームの後方に延設されるとともに前記支持部が成形フレームの後方に配設されて、
   前記フレーム支持手段により前記成形フレームが既設管内に自立するのを支持するように構成されていることを特徴とする製管装置。
2. 請求項１に記載の製管装置において、
   前記支持部は、既設管の内周面に沿って回転自在とされたローラを有することを特徴とする製管装置。
3. 請求項１または２に記載の製管装置において、
   前記成形フレームは、一対のリンク部材が連結軸を介して回動自在に連結された複数個のリンク体を備えて略環状に形成され、前記フレーム支持手段は、前記結合部がリンク体の連結軸に回転自在に軸支されていることを特徴とする製管装置。
4. 請求項１〜３のいずれか一つの請求項に記載の製管装置において、
   前記フレーム支持手段は、前記成形フレームの複数箇所に着脱可能に設けられていることを特徴とする製管装置。
5. 請求項１〜４のいずれか一つの請求項に記載の製管装置において、
   前記フレーム支持手段には、前記支持部の揺動を許容しうる緩衝手段が設けられていることを特徴とする製管装置。
6. 長尺の帯状部材を製管装置に供給し、この帯状部材を螺旋状に巻回し、巻回により互いに隣接した帯状部材の一側縁と他側縁とを接合して管状体を形成し、さらにこの管状体の前方に新たに帯状部材を供給して管状体を付加形成する製管方法であって、
   前記製管装置の成形フレームに設けた複数の案内ローラには、円柱状のローラ本体の前方側に段部を備えた段付き案内ローラを含み、
   既設管の内周面に沿って回転するローラを備えたフレーム支持手段を前記成形フレームの複数箇所に設けて、該ローラを前記成形フレームの後方に配設し、
   前記ローラを既設管の内周面に当接させて、前記段付き案内ローラの段部と該ローラとにより前記成形フレームを支持させ、
   管状体の前端部を前記段付き案内ローラの段部により規制しつつ帯状部材を巻回して、前記管状体の後端部を前記成形フレームの後方へと巻き出し、
   前記段付き案内ローラの段部と前記ローラとの間に管状体を付加形成することを特徴とする製管方法。

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