JP5770552B2 - 製管同時裏込め材注入装置 - Google Patents

Description

本発明は、既設管の管路に沿って更生管を敷設しつつ、既設管の内周面と更生管の外周面との間に存する間隙に裏込め材を注入する製管同時裏込め材注入装置に関する。

従来、老朽化した既設管を更生するための方法として、既設管内に設置された製管機によって、長尺の帯状部材を螺旋状に付加形成しながら更生管を既設管の管路に沿って施設しつつ、既設管の内周面と既に形成された更生管の外周面との間の間隙にモルタルなどの裏込め材を順次注入する方法（製管同時裏込め工法）が実施されている（例えば、下記特許文献１参照）。

図１４に示すように、この製管同時裏込め工法においては、前記帯状部材１００を螺旋状に巻き回しながら前記更生管２００を製管しつつ、前記既設管３００の管路における施設開始地点から施設終了地点に向かって進行する自走式の製管機２が用いられる。

この製管機２における接合機構部２３には、前記更生管２００の製管作業と平行して、既設管３００の内周面と更生管２００の外周面との間の間隙に裏込め材を注入するための裏込め材注入用ノズル３が設けられており、前記裏込め材注入用ノズル３への裏込め材の供給は、図示しない裏込め材供給用ポンプに連結された裏込め材供給用ホース６を介して行われる。

ここで、前記更生管２００の製管時、前記接合機構部２３は、前記既設管３００の内周面に沿って回転することから、前記裏込め材供給用ホース６の一端を前記裏込め材注入用ノズル３に直結すると、前記裏込め材供給用ホース６にねじれが生じる。そのため、前記裏込め材供給用ホース６は前記接合機構部２３に固定されたスイベルジョイント７に連結され、更に、前記スイベルジョイント７と前記裏込め材注入用ノズル３とが、中継ホース６１を介して連結される。

又、前記製管機２は、油圧によって前記接合機構部２３が駆動するものであり、前記接合機構部２３には、図示しない製管機運転用ユニットから、一対の圧油ホース９２１を介して圧油が供給される。前記接合機構部２３に前記圧油ホース９２１を直結すると、前記接合機構部２３の回転に伴って前記圧油ホース９２１にねじれが生じるため、前記一対の圧油ホース９２１についても前記スイベルジョイント７に連結され、更に、前記スイベルジョイント７と前記接合機構部２３とが、一対の圧油中継用ホース９２２を介して連結される。

図１４（ｂ）に示すように、前記スイベルジョイント７は、筒状のシャフト部７２１と、前記シャフト部７２１に対して回転自在に外装された筒状のボディ部７２２とからなる。

前記ボディ部７２２の内周面には、内周面に沿って円環状の溝部７２１４が二条設けられており、前記二条の溝部７２１４は、前記ボディ部７２２の壁面を通じて設けられた一対の一次側圧油入出口７２１２に各々連通している。

又、前記シャフト部７２１の周壁内部には、二本の圧油通路７２１１が軸心方向に沿って設けられており、前記二本の圧油通路７２１１の一端（前記ボディ部７２２側の端部）には、前記シャフト部７２１の壁面を貫通する貫通孔７２１５が各々設けられている。前記シャフト部７２１に前記ボディ部７２２が外装された際、前記各貫通孔７２１５は、それぞれ前記二条の溝部７２１４に各々連通される。

一方、前記各圧油通路７２１１の他端は、前記シャフト部７２１の壁面を通じて設けられた一対の二次側圧油入出口７２１３に連通している。

前記裏込め材供給用ホース６は、前記スイベルジョイント７の前記ボディ部７２２の開口端に連結され、前記中継ホース６１は、前記スイベルジョイント７の前記シャフト部７２１の開口端に連結される。従って、前記裏込め材供給ポンプから前記裏込め材供給用ホース６を介して供給される裏込め材は、前記スイベルジョイント７を介して前記中継ホース６１に導かれ、前記中継ホース６１を通過した後、前記裏込め材注入用ノズル３に至る。

前記一対の圧油ホース９２１は、それぞれ前記スイベルジョイント７に設けられた一対の一次側圧油入出口７２１２に各々連結され、前記圧油中継用ホース９２２は、それぞれ前記スイベルジョイント７に設けられた一対の二次側圧輸入出口７２１３に連結される。従って、前記製管機運転用ユニットから前記圧油ホース９２１を介して供給される圧油は、前記スイベルジョイント７に設けられた前記圧油通路７２１１を介して前記圧油中継用ホース９２２に導かれ、前記圧油中継用ホース９２２を通過した後、前記接合機構部２３に至る。

なお、前記スイベルジョイント７は、前記二本の圧油通路７２１１を設けるために前記シャフト部７２１の周壁を肉厚にする必要があり、必然的に大型で重量が大きいものとなる。そして、このような大型のスイベルジョイント７を回転させるには、大きなモーメントが必要となるため、前記スイベルジョイント７には、前記スイベルジョイント７の回転を安定させるためのウェイトＷが吊下げられる。

特開２００５‐３１５４０１号公報

ところで、従来の製管同時裏込め装置においては、前記裏込め材供給用ホースの内径は２０ｍｍ前後とされていた。

最近、作業時間の短縮化を図るべく、前記製管機の製管速度の向上が求められている。前記製管機の製管速度を向上させると、単位時間当たりの裏込め材の注入量も増加させる必要が生じるため、前記裏込め材供給用ホースの内径を拡大する必要がある。

前記裏込め材供給用ホースの内径を大きくすると、前記スイベルジョイントについても、前記裏込め材供給用ホースの内径に応じて更に大型のものを用いる必要が生じる。又、前記ウェイトについても更に重量の大きいものを用いる必要が生じる。

しかしながら、このような大型のスイベルジョイントや前記ウェイトが前記接合機構部に取り付けられた前記製管機は、前記スイベルジョイントや前記ウェイトの重みによって、前記既設管への設置時や製管作業時において倒れる場合がある。又、前記スイベルジョイントや前記ウェイトによって前記接合機構部の駆動に過度の負担が掛かり、前記更生管の製管作業に不具合が生じる場合がある。

更に、前記スイベルジョイントと前記裏込め材注入用ノズルは、いずれも前記接合機構部に固定されていることから互いに近接した位置にあり、従って、前記中継ホースは必然的に曲率半径の小さなＵ字状やＳ字状に湾曲された状態となる。前記中継ホースが、曲率半径の小さなＵ字状やＳ字状に湾曲された状態になると、前記裏込め材供給用ポンプから裏込め材を供給する際の圧力損失が大きくなる。

本発明は、前記技術的課題を解決するために開発されたものであり、既設管への設置時や製管作業時において製管機が倒れ難く、又、製管作業時における製管機の接合機構部に負荷される負担が小さく、しかも裏込め材を供給する際の圧力損失が小さい新規な製管同時裏込め材注入装置を提供することを目的とする。

本発明の製管同時裏込め材注入装置は、既設管の内周面に沿って回転しながら長尺の帯状部材を螺旋状に巻き回して、先行する前記帯状部材の一側縁と周回遅れで後続する前記帯状部材の他側縁とを順次接合しつつ、前記既設管の管路における施設開始地点から施設終了地点に向かって進行することによって、前記既設管の管路に沿って前記帯状部材が螺旋状に付加形成された更生管を製管する製管機と、前記製管機に固定され、前記既設管の内周面と前記更生管の外周面との間に存する間隙に裏込め材を注入する裏込め材注入用ノズルと、一端が前記裏込め材注入用ノズルに連結され、他端がスイベルジョイントを介して裏込め材供給用ポンプに連結された裏込め材供給用ホースと、を具備する製管同時裏込め材注入装置であって、前記スイベルジョイントが前記製管機の進行方向前方に配される台車に固定されてなることを特徴とする（以下、本発明装置と称する。）。

本発明装置においては、前記台車には、前記スイベルジョイントが設置され、前記更生管の製管時、前記スイベルジョイントの回転中心を、前記製管機の回転中心に位置させるスイベルジョイント設置台が備えられてなるものが好ましい態様となる。

本発明装置においては、前記製管機と前記台車とが、前記更生管の製管時における前記製管機の進行に応じて、前記台車を、前記製管機との間隔を保ったまま進行させる連結棒にて連結されてなるものが好ましい態様となる。

本発明装置においては、前記裏込め材供給用ホースの長さが、前記連結棒によって保たれる前記製管機と前記台車との間隔に対して１００〜１５０％となされたものが好ましい態様となる。

本発明によれば、既設管への設置時や製管作業時において製管機が倒れ難くなり、又、製管作業中の負担が小さくなり、しかも裏込め材を供給する際の圧力損失が小さくなる。

図１は、本発明装置を用いて、製管同時裏込め工法を実施している状態を説明する模式図である。 図２（ａ）は、帯状部材の一例を示す断面図であり、図２（ｂ）は、帯状部材を接合する様子を示す断面図であり、図２（ｃ）は、帯状部材が接合された様子を示す断面図である。 図３（ａ）は、コネクタによって接合された他の帯状部材を示す断面図であり、図３（ｂ）は帯状部材にコネクタを嵌め込む様子を拡大して示す斜視図である。 図４は、既設管内に配置された製管機を示す正面図である。 図５（ａ）は、製管機におけるリンク体を拡大して示す正面図であり、図５（ｂ）は、製管機におけるリンク体を拡大して示す部分破断平面図である。 図６は、製管機における接合機構部を拡大して示す正面図である。 図７は、接合機構部を示す部分断面側面図である。 図８は、既設管内に配置された製管機における裏込め材注入用ノズルを拡大して示す斜視図である。 図９は、スイベルジョイントを示す部分断面側面図である。 図１０は、既設管内に配置された本発明装置を示す側面図である。 図１１は、既設管内に配置された台車を示す正面図である。 図１２は、裏込め材供給用ポンプを示す斜視図である。 図１３は、既設管内に配置された本発明装置の他の例を示す側面図である。 図１４（ａ）は、製管同時裏込め工法を実施する従来の製管機を示す斜視図であり、図１４（ｂ）は、スイベルジョイントを示す断面図である。

以下、本発明装置の実施形態について説明する。なお、本発明は、この実施形態に限定されるものではない。

図１に、既設管３００内に配された本発明装置１を示す。本発明装置１は、地上から既設管３００内に連続的に供給される長尺の帯状部材１００を螺旋状に巻き回して更生管２００を製管する製管作業と平行して、前記既設管３００の内周面と前記更生管２００の外周面との間に存する間隙に裏込め材を注入する裏込め材注入作業を実行する製管同時裏込め工法を行うものである。

以下、まず、前記更生管２００に製管される前記帯状部材１００について説明した後、前記本発明装置１、及び前記本発明装置１を用いた製管同時裏込め工法について説明する。

＜帯状部材１００＞
前記帯状部材１００は、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長尺帯状に成形したものである。図２（ａ）に示すように、前記帯状部材１００の一側縁には、長手方向に沿って接合凸部１０１が設けられてなり、前記帯状部材１００の他側縁には、長手方向に沿って接合凹部１０２が設けられている。

前記接合凸部１０１は、帯状部材１００の裏面（更生管２００の外周面となる面）に基端が固定された状態で屹立する支柱部１０３と、前記支柱部１０３の先端に形成された断面略円形状の嵌入部１０４と、を備える。

前記接合凹部１０２は、前記帯状部材１００の内面（更生管２００の内周面となる面）側において開口する被嵌入部１０５と、この被嵌入部１０５の外層（前記帯状部材１００の裏面側）において前記帯状部材１００の裏面に基端が固定された状態で屹立する断面Ｔ字状の短リブ１０６と、前記帯状部材１００の幅方向外側に向かって延設され、途中で前記帯状部材１００の裏面側に向かって屈折する傾斜片１０７と、を備える。

前記接合凸部１０１と前記接合凹部１０２との間には、前記帯状部材１００の裏面に基端が固定された状態で屹立する複数条の断面Ｔ字状の長リブ１０８が長手方向に沿って設けられている。

又、前記帯状部材１００には、補強材１０９が装着されている。前記補強材１０９は、長手方向に連続した帯板状の鋼板を断面略Ｗ字状に折曲形成したものであり、前記帯状部材１００に設けられた複数条の長リブ１０８から選択された、隣接する二条の長リブ１０８間に装着されている。この補強材１０９は、前記帯状部材１００が更生管２００に製管された際、前記更生管２００の強度を高めるものである。

そして、前記帯状部材１００は、後述する本発明装置１における製管機２にて螺旋状に巻き回されることにより、先行する帯状部材１００の一側縁と周回遅れで後続する帯状部材１００の他側縁とが接合される。前記帯状部材１００の接合は、先行する前記帯状部材１００の接合凹部１０２に、後続する前記帯状部材１００の接合凸部１０１を嵌め込むことによって行われる（図２（ｂ）参照）。この際、前記傾斜片１０７は押圧され、隣接する前記帯状部材１００の長リブ１０８の先端部に押し込まれる。これにより、前記帯状部材１００同士が相互に接合されて更生管２００が形成される（図２（ｃ）参照）。

ところで、前記更生管２００を形成する帯状部材１００としては、螺旋状に捲き回されて更生管２００に製管されるものであれば特に限定されるものではなく、例えば、図３（ａ）に示すようなコネクタ１１０を介して接合されるようなものであってもよい。

この帯状部材１００は、前記帯状部材１００の長手方向に沿って複数条のリブ１１１を備える。前記帯状部材１００の両側縁部には、凹形状の接合部１１２が、長手方向に沿って連続的に設けられている。図３（ｂ）に示すように、前記帯状部材１００を螺旋状に巻き回し、隣り合わせた帯状部材１００の側縁部同士を隣接させると、側縁部に存する前記接合部１１２同士が突き合わされて凸形状となる。

前記コネクタ１１０は、一対の嵌合凸部１１３を備える。一対の嵌合凸部１１３は、長手方向に沿って連続的に形成され、前記帯状部材１００の突き合わされた接合部１１２によって生じた凸形状に対応して形成されている。

即ち、この帯状部材１００は、螺旋状に巻き回して互いに隣接させることによって生じる凸形状に前記コネクタ１１０を嵌め込むことによって相互に接合されて前記更生管２００に製管されるものである。

＜本発明装置１＞
図１に示すように、前記本発明装置１は、製管機２と、前記製管機２に固定された裏込め材注入用ノズル３と、一端が前記裏込め材注入用ノズル３に連結され、他端がスイベルジョイント７を介して裏込め材供給用ポンプ５に連結された裏込め材供給用ホース６と、 を具備する。前記スイベルジョイント７は、前記製管機２の進行方向前方に配される台車４に固定される。

‐製管機２‐
図４に示すように、前記製管機２は、前記既設管３００の断面形状（本実施形態においては円形）に応じて環状に形成された成形フレーム２１と、前記成形フレーム２１に回転自在に設けられた複数個の案内ローラ２２と、前記成形フレーム２１に取り付けられた接合機構部２３と、を具備する。

前記成形フレーム２１は、複数個のリンク体２１０が連結されることによって環状に形成されたものである。

図５（ａ）に拡大して示すように、前記リンク体２１０は、一組のリンクフレーム（第一リンクフレーム２１１、第二リンクフレーム２１２）が連結軸２１３を介して回動自在に連結されることによって形成される。図５（ｂ）に示すように、前記第一リンクフレーム２１１は、対向する一対の第一リンクプレート２１１１と、前記一対の第一リンクプレート２１１１を対向させた状態で架橋する第一連結プレート２１１２とから構成される。一方、前記第二リンクフレーム２１２は、対向する一対の第二リンクプレート２１２１と、前記一対の第二リンクプレート２１２１を対向させた状態で架橋する第二連結プレート２１２２とから構成される。

前記リンク体２１０は、前記第一リンクフレーム２１１における前記一対の第一リンクプレート２１１１の各遊端部に、前記第二リンクフレーム２１２における一対の第二リンクプレート２１２１の各遊端部をそれぞれ重ね合わせ、前記連結軸２１３を介して回動自在に連結することにより形成されている。

又、前記リンク体２１０は、一のリンク体２１０における前記第一連結プレート２１１２と、他のリンク体２１０における前記第一連結プレート２１１２とを突き合わせて固定すると共に、一のリンク体２１０における前記第二連結プレート２１２２と、更に他のリンク体２１０における第二連結プレート２１２２とを突き合わせて固定することによって連結されている。

図５（ａ）に示すように、前記第一リンクプレート２１１１における前記連結軸２１３側の端部には、回動規制片２１４が設けられている。また、前記第二リンクプレート２１２１における前記連結軸２１３側の端部には、前記回動規制片２１４に対応する切欠部２１５が設けられている。前記切欠部２１５は、前記連結軸２１３の回動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、一組のリンクフレーム２１１、２１２の相互の回動動作を、前記回動規制片２１４と前記切欠部２１５とが当接するまでの角度範囲に規制し、前記リンク体２１０が内方或いは外方へ極端に屈曲することを防止している。

前記案内ローラ２２は、各リンク体２１０の前記連結軸２１３にそれぞれ回転自在に設けられている。この案内ローラ２２は、合成樹脂製又は金属製であり、軸受２１６を介して前記連結軸２１３回りに回転自在に支持されている。この案内ローラ２２は、更生管２００の製管時、前記更生管２００の内周面に接触して回転する。

図６に拡大して示すように、前記接合機構部２３は、前記成形フレーム２１を構成する前記リンク体２１０に箱体２３１が固定されることによって、前記成形フレーム２１に取り付けられている。前記接合機構部２３における前記箱体２３１の内部には、インナーローラ２４と、歯車機構２５とが設けられている。

前記インナーローラ２４は、前記箱体２３１の外側に突出させて配置されたアウターローラ２６と対になってピンチ部２７を構成する。前記インナーローラ２４の回転軸及び前記アウターローラ２６の回転軸は、前記帯状部材１００を螺旋状に供給しようとするリード角に対して軸線方向が直交するように配置されている。

図７に示すように、前記インナーローラ２４は円筒形状を有し、その軸心方向の長さが帯状部材１００の幅寸法に対し、少なくとも２倍以上の長さとなるように設定されている。前記更生管２００の製管時、前記インナーローラ２４は、前記帯状部材１００の内面に接触して回転する。

一方、前記アウターローラ２６は、円柱状の軸部２６１の周りに、複数の円盤状の第一ローラ２６２と、第二ローラ２６３とが、所定の間隔を開けて設けられた形状を有する。更生管２００の製管時において、前記第一ローラ２６２は、帯状部材１００における補強材１０９が装着されていない長リブ１０８間（若しくは短リブ１０６と長リブ１０８間）に挿入される。一方、前記第二ローラ２６３は、補強材１０９の装着された長リブ１０８間に挿入される。なお、前記第二ローラ２６３には、その外周面に沿って、帯状部材１００の補強材１０９の凸部に嵌り合う凹溝が設けられている。

そして、前記アウターローラ２６は、帯状部材１００の各長リブ１０８及び短リブ１０６の先端部を前記軸部２６１の外周面に接触させた状態で回転する。前記アウターローラ２６の外周面にはローレット加工が施されており、更生管２００の製管時において、前記アウターローラ２６が、帯状部材１００に対して滑ることなく回転できるように設計されている。

前記歯車機構２５は、前記箱体２３１の側部に設けられた油圧モータ２８を作動させることによって回転する。前記油圧モータ２８を駆動させると、その出力軸２８１と、前記インナーローラ２４の回転軸と、前記アウターローラ２６の回転軸とにそれぞれ固定されて互いに噛み合った前記歯車機構２５を介して、前記インナーローラ２４及び前記アウターローラ２６が互いに逆方向に回転する。

なお、前記箱体２３１の外側にはスプリング２９１を有する衝撃吸収部材２９が設けられている。この衝撃吸収部材２９は、既設管３００の内面に凹凸等が存在していても、前記インナーローラ２４と前記アウターローラ２６の相互間隔が維持されるように作用するものである。

前記接合機構部２３には、前記接合機構部２３を挟んで一対の支持車輪（先行支持車輪２０Ｆ、後続支持車輪２０Ｒ）が取り付けられている（図４及び図６参照）。この一対の支持車輪２０Ｆ、２０Ｒは、製管時において、前記接合機構部２３の周回移動に伴って、既設管３００の内周を周回するものであり、この際、前記成形フレーム２１を既設管３００の内周面から離間させると共に、前記接合機構部２３を既設管３００の内周面から離間させる。これにより、前記アウターローラ２６は、前記更生管２００の製管時において、前記既設管３００の内周面に凹凸等の不陸が存在していても、引っ掛かることなく円滑に回転移動することができる。なお、前記接合機構部２３は、前記油圧モータ２８へ供給される圧油によって駆動する。

‐裏込め材注入用ノズル３‐
図８に示すように、前記裏込め材注入用ノズル３は、前記アウターローラ２６と前記先行支持車輪２０Ｆとの間に、その先端（ノズル口）が差し入れられた状態で、前記接合機構部２３に固定されている。

図１に示すように、前記裏込め材注入用ノズル３の後端には裏込め材供給用ホース６の一端が連結されてなり、前記裏込め材供給用ホース６の他端には、スイベルジョイント７が連結されている。

‐スイベルジョイント７‐
図９に示すように、前記スイベルジョイント７は、直管７１と、前記直管７１を貫通させた状態で前記直管７１に固定された第一スイベルジョイント７２と、前記直管７１の一端に取り付けられた第二スイベルジョイント７３と、を具備する。

前記第一スイベルジョイント７２は、前記直管７１に固定されたシャフト部７２１と、前記シャフト部７２１に外装されたボディ部７２２とからなる。

前記ボディ部７２２の内周面には、内周面に沿って円環状の溝部７２１４が二条設けられており、前記二条の溝部７２１４は、前記ボディ部７２２の壁面を通じて設けられた一対の一次側圧油入出口７２１２に各々連通している。

又、前記シャフト部７２１の周壁内部には、二本の圧油通路７２１１が軸心方向に沿って設けられており、前記二本の圧油通路７２１１の一端（前記ボディ部７２２側の端部）には、前記シャフト部７２１の壁面を貫通する貫通孔７２１５が各々設けられている。前記シャフト部７２１に前記ボディ部７２２が外装された際、前記各貫通孔７２１５は、それぞれ前記二条の溝部７２１４に各々連通される。

一方、前記各圧油通路７２１１の他端は、前記シャフト部７２１の壁面を通じて設けられた一対の二次側圧油入出口７２１３に連通している。

前記ボディ部７２２は、前記シャフト部７２１が前記ボディ部７２２に対し回転自在となるように、ベアリング７２１６を介して、前記シャフト部７２１に外装されたものである。従って、前記ボディ部７２２を固定した状態で、前記シャフト部７２１を回転させると、前記シャフト部７２１と共に前記直管７１がその軸心を回転中心として回転する。

なお、前記ボディ部７２２には、更に筐体７４が連設されており、前記筐体７４内にはスリップリング（共栄電機社製、ＳＲＣ１１０‐１２Ｐ）７６が前記直管７１を貫通させた状態で備えられている。図１０に示すように、前記製管機２には、更生管２００の内周面や外周面、或いは裏込め材の注入状態を監視するためのテレビカメラ７５が設置される場合があり、前記テレビカメラ７５が撮影した映像データは、前記テレビカメラ７５に接続された映像信号送信用のケーブル７５１を介して地上に送られる。この際、前記スリップリング７６を介在させた状態で前記ケーブル７５１を配線すれば、前記製管機２における前記接合機構部２３の駆動によって、前記 ケーブル７５１にねじれが生じることを好適に防止することができる。

前記第二スイベルジョイント７３は、市販のスイベルジョイント（昭和技研興業社製、パール・スイベルジョイント（Ａシリーズ スタイルＮｏ．１、称呼寸法３２Ａ））を用いた。

図１及び図１０に示すように、前記スイベルジョイント７は、前記製管機２の進行方向前方に配される台車４に固定される。

前記裏込め材注入用ノズル３に連結された前記裏込め材供給用ホース６は、前記台車４に固定された前記スイベルジョイント７における前記直管７１の他端（前記第二スイベルジョイント７３が取り付けられていない側の開口端）に連結される。又、前記直管７１の一端に配された前記第二スイベルジョイント７３には、後述する裏込め材供給用ポンプ５の高粘度モルタル排出口５６から延設された配管５６０が連結される。

更に、前記一対の一次側圧油入出口７２１２には、それぞれ地上に配された製管機運転用ユニット９２に繋げられた一対の圧油ホース９２１が各々連結され、前記一対の二次側圧油入出口７２１３には、それぞれ一対の圧油中継用ホース９２２の一端が各々連結される。

‐台車４‐
図１０及び図１１に示すように、前記台車４は、基台４１と、前記基台４１の前端と後端において、前記基台４１の両側から張り出すようにして配された四本の竿部４１１と、前記四本の竿部４１１の張り出した端部に各々設けられた四つの車輪４２と、前記基台４１の上面に設けられたスイベルジョイント設置用台４３とからなる。

前記スイベルジョイント設置用台４３は、前記基台４１に屹立された状態で溶接固定された支柱部４３１と、前記支柱部４３１にボルトを介して締結固定されたロッド部４３３と、前記ロッド部４３３の先端に溶接固定された設置台４３２とからなる。前記スイベルジョイント設置用台４３は、前記支柱部４３１に対する前記ロッド部４３３の締結位置を変更すれば、前記基台４１からの前記設置台４３２の高さを適宜調整することができる仕組みとなっている。前記スイベルジョイント７は、前記第一スイベルジョイント７２における筐体７４が、前記スイベルジョイント設置用台４３における前記設置台４３２に固定されることによって、前記台車４に固定される。

前記四本の竿部４１１は、それぞれ前記基台４１にボルトを介して締結固定されている。前記基台４１に対する前記竿部４１１の締結位置を変更すれば、前記台車４１のトレッド（前記竿部４１１の端部に配された車輪４２間の距離）を適宜調整することができる仕組みとなっている。

前記車輪４２は、円弧状の既設管３００の内周面に対する設置が安定するように、負のキャンバー角（２０〜４５度）が付された状態で前記竿部４１１の端部に固定されている。

‐裏込め材供給用ポンプ５‐
図１２に示すように、前記裏込め材供給用ポンプ５は、中空の筒体５１と、前記筒体５１内に配されたローター部５２と、前記ローター部５２の軸芯に回転軸が連結されたモータ部５３とからなる回転式の圧送ポンプである。前記筒体５１には、前記筒体５１の壁面を通じて前記筒体５１内に連通された低粘度モルタル導入口５４と、添加剤導入口５５と、高粘度モルタル排出口５６とが設けられている。本実施形態において、前記裏込め材供給用ポンプ５は、前記台車４に積載される。

前述の如く、前記高粘度モルタル排出口５６は、配管５６０を介して前記スイベルジョイント７における前記直管７１の一端に設けた前記第二スイベルジョイント７３に連結される（図１０参照）。

又、前記低粘度モルタル導入口５４には、低粘度モルタル用配管５４０の一端が連結され、前記低粘度モルタル用配管５４０の他端が、前記既設管３００の到達側立坑３０２を介して地上に配置されたモルタルプラント９３まで導かれる（図１及び図１０参照）。

一方、前記添加剤導入口５５には、添加剤用配管５５０の一端が連結され、前記添加剤用配管５５０の他端が前記既設管３００の到達側立坑３０２を介して地上に配置されたモルタルプラント９３まで導かれる（図１及び図１０参照）。

なお、前記低粘度モルタル用配管５４０と前記添加剤用配管５５０における到達側立坑３０２に沿って垂下する部分には、それぞれ一軸偏心ネジ式ポンプ５４１、５５１が組み込まれている（図１参照）。

前記モルタルプラント９３には、低粘度モルタル用容器９３１と添加剤用容器９３２とが設置されており、前記低粘度モルタル用配管５４０は前記低粘度モルタル用容器９３１に連結され、前記添加剤用配管５５０は前記添加剤用容器９３２に連結される（図１参照）。

＜製管同時裏込め工法＞
図１に示すように、前記帯状部材１００は、輸送ドラム８１に巻き取られた状態で作業現場に用意される。前記帯状部材１００は、地上に配された前記輸送ドラム８１から繰り出され、発進側立坑３０１上に配された地上用送り装置８２を介して、前記発進側立坑３０１内に導かれる。

前記発進側立坑３０１の底には、地下用送り装置８３が配置されており、前記帯状部材１００は、前記地下用送り装置８３によって、前記既設管３００に配された前記製管機２に向かって供給される。なお、製管作業が進んで発進側立坑３０１から前記製管機２が遠く離れた場合、既に製管された前記更生管１００内に別の地下用送り装置８３が配されて、前記帯状部材１００の供給を中継する。

なお、これら地上用送り装置８２及び地下用送り装置８３は、地上に配された送り装置運転ユニット９１から供給される圧油によって駆動する。

前記製管機２における前記接合機構部２３は、地上に配された前記製管機運転用ユニット９２から前記圧油ホース９２１を介して供給される圧油によって駆動する。前記圧油ホース９２１を介して供給される圧油は、前記スイベルジョイント７に設けられた前記圧油通路７２１１を介して前記圧油中継用ホース９２２に導かれ、前記圧油中継用ホース９２２を通過した後、前記接合機構部２３に至る。

既設管３００内に配置された前記製管機２における前記接合機構部２３を駆動させ、前記接合機構部２３に帯状部材１００を連続的に供給すれば、前記接合機構部２３は、前記帯状部材１００を螺旋状に巻回しながら、先行する前記帯状部材１００の一側縁と周回遅れで後続する前記帯状部材１００の他側縁とを順次接合する。

この際、前記接合機構部２３における前記ピンチ部２７は、前記インナーローラ２４を前記帯状部材１００の内面に当接させ、前記アウターローラ２６を前記帯状部材１００の裏面に当接させて、前記帯状部材１００を表裏から挟みながら送り出す。前記接合機構部２３は、前記帯状部材１００を送り出しながら既設管３００の内周面に沿って回転する。又、前記成形フレーム２１は、前記接合機構部２３の回転に伴って回転する。

この一連の機械動作を続けることによって、前記帯状部材１００を螺旋状に巻き回しつつ付加形成していくと、前記製管機２は、前記帯状部材１００が螺旋状に付加形成された前記更生管２００を製管しながら、施設終了地点に向かって進行する。

前記製管機２による前記更生管２００の製管作業中、前記低粘度モルタル用配管５４０と前記添加剤用配管５５０とにそれぞれ介在させた各一軸偏心ネジ式ポンプ５４１、５５１を駆動させると、低粘度モルタルと添加剤とが、前記裏込め材供給用ポンプ５の前記筒体５１内に導入される。本実施形態においては、前記各一軸偏心ネジ式ポンプ５４１、５５１を、前記低粘度モルタル用配管５４０と前記添加剤用配管５５０における到達側立坑３０２に沿って垂下する部分に各々組み込みこんでいるから、地上と既設管３００との高低差が大きい場合であっても、低粘度モルタル及び添加剤は、安定して前記裏込め材供給用ポンプ５まで定量輸送される。なお、前記低粘度モルタルと添加剤との混合比率は、各一軸偏心ネジ式ポンプ５４１、５５１の出力を調整することによって決定することができる。

次いで、前記裏込め材供給用ポンプ５の前記モータ部５３を駆動させると、前記ローター部５２が回転し、前記筒体５１内に導入された低粘度モルタルと添加剤とが、前記筒体５１に沿って下流側に送られつつ混練されて、高粘度モルタル（裏込め材）となる。この高粘度モルタルは、前記筒体５１の下流側に設けられた前記高粘度モルタル排出口５６から排出され、前記配管５６０を介して前記スイベルジョイント７における前記直管７１に導入される。

前記直管７１に導入された高粘度モルタルは、前記直管７１を通過して、前記裏込め材供給用ホース６に至り、更に前記裏込め材供給用ホース６を通過して前記裏込め材注入用ノズル３に至る。最後に、高粘度モルタルは、前記裏込め材注入用ノズル３のノズル口から吐出されて、前記既設管３００の内周面と前記更生管２００の外周面との間に存する間隙に注入される。

図１０に示すように、裏込め材の注入作業中、前記製管機２における前記接合機構部２３は、前記既設管３００の内周面に沿って回転しながら製管作業を継続しているため、前記接合機構部２３に固定された前記裏込め材注入用ノズル３も、前記接合機構部２３の回転に伴って回転する。

前記裏込め材注入用ノズル３の回転によって、前記裏込め材注入用ノズル３に一端が連結された前記裏込め材供給用ホース６にはねじれが生じるが、前記裏込め材供給用ホース６のねじれは、前記裏込め材供給用ホース６の他端に連結された前記スイベルジョイント７における前記直管７１及び前記直管７１に固定された前記第一スイベルジョイント７２の前記シャフト部７２１を回転させるモーメントとなる。

ここで、前記第一スイベルジョイント７２は、比較的大型であることから、前記第一スイベルジョイント７２を回転させるためには、大きなモーメントが必要となるが、前記第一スイベルジョイント７２は、前記ボディ部７２２に連設された前記筐体７４が、前記台車４に設けられたスイベルジョイント設置用台４３に固定されていることから、前記ホースに生じたねじれに起因するモーメントのみによって容易に回転する。従って、前記第一スイベルジョイント７２にはウェイトを吊下げる必要は無い。

そして、前記第一スイベルジョイント７２における前記直管７１の回転は、前記直管７１の一端に連結された前記第二スイベルジョイント７３が回転することによって処理されるため、前記裏込め材供給用ポンプ５の高粘度モルタル排出口５６に連結された前記配管５６０に伝達されない。

即ち、本発明装置１において、前記裏込め材供給用ホース６に生じたねじれは、前記スイベルジョイント７の作用によって随時解消される。又、前記接合機構部２３に圧油を供給するための前記圧油中継用ホース９２２のねじれも、前記スイベルジョイント７の作用によって随時解消される。

又、本発明装置１においては、一端が前記裏込め材注入用ノズル３と連結された前記裏込め材供給用ホース６の他端を前記スイベルジョイント７に連結させ、更に、前記スイベルジョイント７を前記製管機２の進行方向前方に配される前記台車４に固定させているから、前記スイベルジョイント７として、回転させるために大きなモーメントが必要な比較的大型のものを用いても、安定的に回転させることができる。

この際、前記スイベルジョイント設置用台４３に固定された前記スイベルジョイント７の回転中心を、前記製管機２の回転中心に位置させると、より安定的に前記スイベルジョイント７を回転させることが可能となる。前記スイベルジョイント７の回転中心を、前記製管機２の回転中心に位置させるにあたっては、前記スイベルジョイント設置用台４３における前記支柱部４３１に対する前記ロッド部４３３の締結位置を変更し、前記基台４１からの前記設置台４３２の高さを調整すれば良い。

なお、前記スイベルジョイント７の回転中心を、前記製管機２の回転中心に位置させるにあたり、前記基台４１に対する前記設置台４３２の高さが高くなりすぎて、前記台車４の重心が高くなりすぎる場合には、前記基台４１に対する前記竿部４１１の締結位置を変更し、前記台車４１のトレッドを広げることによって、前記台車４１の重心位置を下げることが好ましい。

又、本発明装置１においては、前記スイベルジョイント７の大型化が可能となることから、前記裏込め材供給用ホース６につき、内径３０ｍｍ以上（好ましくは３０〜５０ｍｍ）の比較的管径が大きなものを用いることができる。これより、前記製管機２の製管速度の向上に応じて、裏込め材の単位時間当たりの供給量を多くすることができる。

更に、本発明装置１においては、前記スイベルジョイント７の大型化が可能となることから、前記スイベルジョイント７に対し、前記スリップリング７６などの電力伝達器を備えることも可能となる。

加えて、本発明装置１においては、前記接合機構部２３に前記スイベルジョイント７を固定していないから、前記スイベルジョイント７の重みによって、前記既設管３００への前記製管機２の設置時や製管作業時において、前記製管機２が倒れることが防止される。

又、本発明装置１においては、前記接合機構部２３に前記スイベルジョイント７を固定していないから、前記裏込め材注入用ノズル３と前記スイベルジョイント７とが近接しておらず、これより前記裏込め材注入用ノズル３と前記スイベルジョイント７との間に前記裏込め材供給用ホース６を過度に屈曲させることなく、ほぼ直線的に配置することが可能となり、裏込め材を供給する際の圧力損失が小さくなる。

なお、前記製管機２は、前記更生管２００を製管しながら、施設終了地点に向かって進行する自走式のものであることから、前記製管機２による製管作業が進むと、前記低粘度モルタル用配管５４０と前記添加剤用配管５５０とに余剰の長さが生じるため、製管作業の進行と共に、前記低粘度モルタル用配管５４０及び前記添加剤用配管５５０を、前記既設管３００内に配された配管前記到達側立坑３０２の奥側に向かって順次退避させる必要が生じる。本実施形態において、前記低粘度モルタル用配管５４０及び前記添加剤用配管５５０の退避は、既設管３００内に配された配管捌き機９４を介して行われる（図１参照）。

又、前記製管機２は、前記更生管２００を製管しながら、施設終了地点に向かって進行する自走式のものであることから、前記製管機２の進行方向前方に配された前記台車４は、前記製管機２の進行に応じて、施設終了地点に向かって進行させる必要がある。

この台車４の進行は、前記既設管３００内に配置された作業者が、前記製管機２の進行具合を確認しながら行っても良いが、本発明においては、前記既設管３００内における人的作業を軽減すべく、図１３に示すように、前記製管機２と前記台車４とを連結棒１０にて連結し、前記更生管２００の製管時における前記製管機２の進行に応じて、前記台車４が、前記製管機２に対し、一定の間隔を保ったまま進行させられるようにすることが好ましい。

図１３に示す本発明装置１は、前記製管機２における前記接合機構部２３と、前記台車４に積載された前記スイベルジョイント７における前記第一スイベルジョイント７２の前記シャフト部７２１に固定されたフレーム１１とが、前記連結棒１０によって連結された構成を有する。

前記連結棒１０の両端には、製管時において前記接合機構部２３が回転しても、前記連結棒１０にねじれが生じないようにユニバーサルジョイント１２が設けられている。

前記連結棒１０によって前記製管機２と前記台車４とが連結されてなる本発明装置１によって製管作業を実行すると、前記製管機２は、前記更生管２００を製管しながら、施設終了地点に向かって進行する。この際、前記製管機２の進行方向前方に配された前記台車４は、前記連結棒１０を介して前記製管機２と連結されていることから、前記製管機２と一定の間隔を保ったまま、前記製管機２に押されるようにして、施設終了地点に向かって進行する。これより、前記台車４の牽引作業を行う作業員を前記既設管３００内に配置する必要が無くなる。

ここで、前記連結棒１０によって規定される前記製管機２と前記台車４の間隔に対し、前記裏込め材供給用ホース６の長さを１００〜１５０％（好ましくは１００〜１２０％）の範囲に設定すると、前記裏込め材供給用ホース６に不要な湾曲が生じなくなり、裏込め材を供給する際の圧力損失が小さくなる。

なお、本発明は、その精神または主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形で実施することができる。そのため、上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、なんら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。

本発明は、老朽化した下水道管、上水道管、農業用水管、ガス管などを更生する際に、好適に利用することができる。

１ 本発明装置
２ 製管機
２３ 接合機構部
２４ インナーローラ
２６ アウターローラ
２７ ピンチ部
２８ 油圧モータ
２０Ｆ 先行支持車輪
２０Ｒ 後続支持車輪
３ 裏込め材注入用ノズル
４ 台車
４３ スイベルジョイント設置用台
５ 裏込め材供給用ポンプ
５４ 低粘度モルタル導入口
５４０ 低粘度モルタル用配管
５５ 添加剤導入口
５５０ 添加剤用配管
５５１ 一軸偏心ネジ式ポンプ
５６ 高粘度モルタル排出口
５６０ 配管
６ 裏込め材供給用ホース
７ スイベルジョイント
７１ 直管
７２ 第一スイベルジョイント
７２１ シャフト部
７２１１ 圧油通路
７２１２ 一次側圧油入出口
７２１３ 二次側圧油入出口
７２２ ボディ部
７３ 第二スイベルジョイント
７４ 筐体
７６ スリップリング
９２１ 圧油ホース
９２２ 圧油中継用ホース
１０ 連結棒
１００ 帯状部材
２００ 更生管
３００ 既設管

Claims (4)

1. 既設管の内周面に沿って回転しながら長尺の帯状部材を螺旋状に巻き回して、先行する前記帯状部材の一側縁と周回遅れで後続する前記帯状部材の他側縁とを順次接合しつつ、前記既設管の管路における施設開始地点から施設終了地点に向かって進行することによって、前記既設管の管路に沿って前記帯状部材が螺旋状に付加形成された更生管を製管する製管機と、
   前記製管機に固定され、前記既設管の内周面と前記更生管の外周面との間に存する間隙に裏込め材を注入する裏込め材注入用ノズルと、
   一端が前記裏込め材注入用ノズルに連結され、他端がスイベルジョイントを介して裏込め材供給用ポンプに連結された裏込め材供給用ホースと、
   を具備する製管同時裏込め材注入装置であって、
   前記スイベルジョイントが前記製管機の進行方向前方に配される台車に固定されてなることを特徴とする製管同時裏込め材注入装置。
2. 請求項１に記載の製管同時裏込め材注入装置において、
   前記台車には、前記スイベルジョイントが設置され、前記更生管の製管時、前記スイベルジョイントの回転中心を、前記製管機の回転中心に位置させるスイベルジョイント設置台が備えられてなる製管同時裏込め材注入装置。
3. 請求項１又は２に記載の製管同時裏込め材注入装置において、
   前記製管機と前記台車とが、前記更生管の製管時における前記製管機の進行に応じて、前記台車を、前記製管機との間隔を保ったまま進行させる連結棒にて連結されてなる製管同時裏込め材注入装置。
4. 請求項３に記載の製管同時裏込め材注入装置において、
   前記裏込め材供給用ホースの長さが、前記連結棒によって保たれる前記製管機と前記台車との間隔に対して１００〜１５０％となされた製管同時裏込め材注入装置。

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