JP5809447B2

JP5809447B2 - 製管装置

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Publication number: JP5809447B2
Application number: JP2011116716A
Authority: JP
Inventors: 知徳山路; 俊男山根
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 2011-05-25
Filing date: 2011-05-25
Publication date: 2015-11-10
Anticipated expiration: 2031-05-25
Also published as: JP2012245629A

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管路内に、長尺の帯状部材が螺旋状に付加形成された更生管を形成するための製管装置に関する。

従来、農業用水管、下水道管、上水道管、ガス管などの既設管が老朽化し、ひび割れや腐食などが生じた場合の対策として、帯状部材が螺旋状に付加形成された更生管を既設管の管路内に形成する方法が採られている。

この方法を実行する際に用いられる製管装置としては、管渠（既設管）内において、両側縁部に継手が形成され連続的に供給される長尺の帯状部材を螺旋状に捲回し、相接する継手相互を係合させて形成された管状体を残置させ、前記既に形成された管状体の前方に新たに供給される帯状部材をもって管状体（更生管）を付加形成するものが開発されている（例えば、下記特許文献１参照）。

図１６及び図１７に、従来使用されてきた製管装置１を示す。図１６（ａ）に示す製管装置１は、既設管２００内に配置される環状の成形フレーム２と、前記成形フレーム２の外周に巡らせて配された、更生管１３０の内壁面に接触しながら回転する複数個の案内ローラ３と、前記成形フレーム２に取り付けられた、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の他側縁とを順次接合しながら既設管２００の内壁に沿って周回する接合機構部４と、を具備する。この製管装置１は、断面形状が円形の既設管２００を更生する際に用いられるものである。

一方、図１７（ａ）に示す製管装置１は、断面形状が矩形の既設管２００を更生する際に用いられるものであり、成形フレーム２の形状を既設管２００の断面形状に規制する規制フレーム８が更に備えられたものである。

これらの製管装置１は、接合機構部４に備えられたインナーローラ４２とアウターローラ４３とによって帯状部材１００を挟み込み、隣接させた帯状部材１００同士を接合しながら既設管２００の内壁に沿って成形フレーム２と共に周回することによって、帯状部材１００を螺旋状に付加形成して更生管１３０を形成するものであり、一般に「自走式製管機」と称されるものである。

特許第３０７２０１５号公報

これらの製管装置１にて帯状部材１００を螺旋状に巻き回しつつ付加形成していくと、既に形成された更生管１３０が既設管２００内に残置されていく。即ち、既に形成された更生管２００は、その外壁下部を既設管２００の内壁底部に接触させた状態で残置されることになる。

ここで、これらの製管装置１は、アウターローラ４３が帯状部材１００の裏面（更生管１３０の外壁面となる面）に当接する構造となっていることから、アウターローラ４３は、成形フレーム２を持ち上げつつ、更生管１３０の外壁下部と既設管２００の内壁底部とが接触している部位２０１に進入していく必要がある（図１６（ｂ）参照）。

更生管１３０の外壁下部と既設管２００の内壁底部とが接触している部位２０１にアウターローラ４３が進入し損ねて、係る部位２０１において引っ掛かり、接合機構部４の周回移動が停止すると、製管作業が中断される上、アウターローラ４３が破損、変形したり、接合機構部４を駆動させるモータ等が焼付きを起こしたりする。従って、製管作業時において接合機構部４の周回移動が停止すると、その都度、作業員が既設管２００内に入って接合機構部４の引っ掛かりを修正したり、破損、変形した部品を交換したりする作業が必要となる。

特に、図１７（ｂ）に示すように、既設管２００の断面形状が非円形形状である場合にあっては、アウターローラ４３は、ハンチ部分２０２を経由して、更生管１３０の外壁下部と既設管２００の内壁底部とが面接触している部位２０１に進入していく必要があるため、係るハンチ部分２０２において頻繁に接合機構部４の周回移動が停止する。

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、製管作業を円滑に進めることができる新規な製管装置を提供することを目的とする。

本発明の製管装置は、既設管内に連続的に供給される長尺の帯状部材を螺旋状に巻回すことによって、先行する帯状部材の一側縁と周回遅れで後続する帯状部材の他側縁とを隣接させながら、前記一側縁と前記他側縁とを順次接合することによって、前記帯状部材が螺旋状に付加形成された更生管を既設管の管路内に形成する製管装置であって、既設管内に配置される環状の成形フレームと、前記成形フレームの外周に巡らせて配された、更生管の内壁面に接触しながら回転する複数個の回転体と、前記成形フレームに取り付けられた、先行する帯状部材の一側縁と周回遅れで後続する帯状部材の他側縁とを順次接合しながら既設管内壁に沿って周回する接合機構部と、を具備し、前記成形フレームにおける、前記接合機構部の周回方向前方には、既設管に接触しながら回転する転動体を備えた主支持部材が配置され、前記成形フレームにおける、前記主支持部材の周回方向前方には、既設管に接触しながら回転する転動体を備えた副支持部材が配置されてなり、前記主支持部材は、前記成形フレームを既設管内壁から離間させると共に、前記接合機構部を既設管内壁から離間させるものであり、前記副支持部材は、前記成形フレームを既設管内壁から離間させるものであり、前記副支持部材による既設管内壁から前記成形フレームを離間させる離間距離が、前記主支持部材による既設管内壁から前記成形フレームを離間させる離間距離より短く設定されてなることを特徴とする。

本発明の製管装置においては、複数個の副支持部材が、前記主支持部材の周回方向前方において列を成した状態で配置されてなり、各副支持部材による既設管内壁から前記成形フレームを離間させる離間距離が、前記主支持部材に隣接する副支持部材から先頭の副支持部材に向かって段階的に短くなるように設定されてなるものが好ましい態様となる。

本発明の製管装置においては、前記接合機構部の周回方向後方には、既設管に接触しながら回転する転動体を備えた後方支持部材が配置されてなり、前記後方支持部材と前記主支持部材とで二点支持された状態で、前記成形フレームが既設管内壁から離間されると共に、前記接合機構部が既設管から離間されるものが好ましい態様となる。

本発明の製管装置においては、前記主支持部材には、前記転動体を転動させる駆動部が備えられてなるものが好ましい態様となる。

本発明の製管装置においては、前記成形フレームが、複数のリンク体を連結することによって形成されてなり、前記成形フレームの形状を規制する規制フレームが更に具備されてなるものが好ましい態様となる。

本発明の製管装置によれば、製管作業を円滑に進めることができる。

図１は、本発明の製管装置を用いて既設管を更生する状況を模式的に示す説明図である。図２（ａ）は、帯状部材の一例を示す断面図であり、図２（ｂ）及び（ｃ）は、この帯状部材を接合して更生管を形成する工程を示す断面図である。図３は、既設管内に配置されて、更生管を形成している状態の製管装置を示す正面図である。図４は、製管装置の成形フレームを構成するリンク体を示す正面図（ａ）と、平面図（ｂ）である。図５は、製管装置の接合機構部を拡大して示す正面図である。図６は、製管装置における接合機構部を示す側面図である。図７は、製管装置における主支持部材を示す側面図（ａ）と、平面図（ｂ）である。図８は、製管装置における副支持部材を示す側面図（ａ）と、平面図（ｂ）である。図９（ａ）〜（ｃ）は、製管装置を用いて既設管を更生する状態を模式的に示す説明図である。図１０（ａ）は、コネクタを介して接合された他の帯状部材を示す断面図であり、図１０（ｂ）は、帯状部材にコネクタを嵌入する状態を拡大して示す斜視図である。図１１は、既設管内に配置されて、更生管を形成している状態の別の製管装置を示す正面図である。図１２は、別の製管装置における規制フレーム及びローラステーを示す断面図である。図１３は、別の製管装置における主支持部材を示す側面図（ａ）と、平面図（ｂ）である。図１４は、別の製管装置における後方支持部材を示す側面図（ａ）と、平面図（ｂ）である。図１５（ａ）〜（ｅ）は、製管装置を用いて既設管を更生する状態を模式的に示す説明図である。図１６（ａ）は、従来の製管装置の一例を示す正面図であり、図１６（ｂ）は、この製管装置を用いて既設管を更生する状態を模式的に示す説明図である。図１７（ａ）は、従来の製管装置の他の例を示す正面図であり、図１７（ｂ）は、この製管装置を用いて既設管を更生する状態を模式的に示す説明図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明するが、本発明はこの実施形態に限定されるものではない。

まず、本発明の製管装置１を説明するに先立ち、本発明の製管装置１を用いて、既設管２００内に更生管１３０を形成する工程、及び用いられる帯状部材１００を説明する。

図１に示すように、既設管２００内に更生管１３０を形成するにあたっては、帯状部材１００が巻き付けられた巻取ドラム９１を地上に配すると共に既設管２００内に製管装置１を配置する。巻取ドラム９１から繰り出された帯状部材１００は、発進側立坑２１０を介して、製管装置１に供給される。製管装置１は、連続的に供給される長尺の帯状部材１００を螺旋状に巻回すことによって、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の他側縁とを隣接させながら、前記一側縁と前記他側縁とを順次接合することによって、帯状部材１００が螺旋状に付加形成された更生管１３０を順次残置しながら到達側立坑２２０に向かって移動する。製管装置１は、製管装置１の移動方向前方に配置された圧油ユニット９３から供給される圧油によって駆動する。又、圧油ユニット９３は、地上に配された発電機９２から供給される電力によって駆動する。

図２（ａ）に示す帯状部材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。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、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。

接合凸部１０１は、帯状部材１００の裏面（更生管１３０の外壁面となる面）に基端が固定された状態で屹立する支柱部１０４と、支柱部１０４の先端に形成された断面略円形状の嵌入部１０５と、を備える。

接合凹部１０２は、帯状部材１００の内面（更生管１３０の内壁面となる面）側において開口する被嵌入部１０６と、この被嵌入部１０６の外層（帯状部材１００の裏面側）において帯状部材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１０７と、帯状部材１００の幅方向外側に向かって延設され、途中で帯状部材１００の裏面側に向かって屈折する傾斜片１０８と、を備える。

接合凸部１０１と接合凹部１０２との間には、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１０３が長手方向に沿って設けられている。

又、帯状部材１００には、補強材１１０が装着されている。補強材１１０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、帯状部材１００に設けられた複数条の長リブ１０３から選択された、隣接する二条の長リブ１０３間に装着されている。この補強材１１０は、形成される更生管１３０の強度を高めるものである。

帯状部材１００は、後述する製管装置１により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。帯状部材１００の接合は、螺旋状に巻き回すことによって隣接させた二つの帯状部材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を嵌め込むことによって行われる（図２（ｂ）参照）。この際、帯状部材１００の傾斜片１０８は押圧され、隣接する帯状部材１００の長リブ１０３の先端部に嵌め込まれる。これにより、帯状部材１００同士が相互に接合されて更生管１３０が形成される（図２（ｃ）参照）。

［実施形態１］
図３に実施形態１に係る製管装置１を示す。この製管装置１は、既設管２００の断面形状（円形）に応じて円環状に形成された成形フレーム２と、成形フレーム２に回転自在に設けられた複数個の案内ローラ（特許請求の範囲における回転体に相当）３と、成形フレーム２に取り付けられた接合機構部４と、を具備する。

成形フレーム２は、複数個のリンク体２１が連結されることによって円環状に形成されたものであり、案内ローラ３は各リンク体２１に対し回転自在に取り付けられている。

図４（ａ）に拡大して示すように、リンク体２１は、一組のリンクフレーム（第一リンクフレーム２２、第二リンクフレーム２３）が連結軸２４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４（ｂ）に示すように、第一リンクフレーム２２は、対向する一対の第一リンクプレート２２１と、一対の第一リンクプレート２２１を対向させた状態で架橋する第一連結プレート２２２とから構成される。一方、第二リンクフレーム２３は、対向する一対の第二リンクプレート２３１と、一対の第二リンクプレート２３１を対向させた状態で架橋する第二連結プレート２３２とから構成される。

リンク体２１は、第一リンクフレーム２２における一対の第一リンクプレート２２１の各遊端部に、第二リンクフレーム２３における一対の第二リンクプレート２３１の各遊端部をそれぞれ重ね合わせ、連結軸２４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、リンク体２１は、一のリンク体２１における第一連結プレート２２２に他のリンク体２１における第一連結プレート２２２を突き合わせて固定すると共に、一のリンク体２１における第二連結プレート２３２に更に他のリンク体２１における第二連結プレート２３２を突き合わせて固定することによって連結されている。

第一リンクプレート２２１における連結軸２４側の端部には、回動規制片２６が設けられている。また、第二リンクプレート２３１における連結軸２４側の端部には、回動規制片２６に対応する切欠部２７が設けられている。切欠部２７は、連結軸２４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２２、２３の相互の回動動作を、回動規制片２６と切欠部２７とが当接するまでの角度範囲に規制し、リンク体２１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。

案内ローラ３は、各リンク体２１の連結軸２４にそれぞれ回転自在に設けられている。案内ローラ３は、合成樹脂製又は金属製であり、軸受２５を介して連結軸２４回りに回転自在に支持されている。案内ローラ３は、更生管１３０の製管時、更生管１３０の内壁面に接触して回転する。

又、成形フレーム２には屈折リンク５が組み込まれている（図３参照）。屈折リンク５は、その屈折角が調整されることによって、成形フレーム２の形状を規制するものである。屈折リンク５は、一対の連結リンク体５１と、一対のリンク部材５２と、ハンドル５５とを具備する。屈折リンク５は、一のリンク体２１と他のリンク体２１との間に介在されることによって、成形フレーム２に組み込まれている。更に詳しくは、一のリンク体２１及び他のリンク体２１に、それぞれ連結リンク体５１の一端を連結し、各連結リンク体５１の他端に、それぞれリンク部材５２の一端を連結し、各リンク部材５２の他端同士を連結することによって、一対のリンク部材５２同士が屈折された状態で成形フレーム２に組み込まれている。一対のリンク部材５２の各一端には、それぞれ前記リンク体２１に設けられた回動規制片２６と同様の回動規制片５３が設けられている。又、一対の連結リンク体５１の各他端には、それぞれ回動規制片５３に対応する切欠部５４が形成されている。これにより、屈折リンク５の回動範囲が規制される。

屈折リンク５に備えられたハンドル５５は、屈折リンク５の屈曲形状を調整するためのものである。ハンドル５５には、外面にねじが形成された回動軸５６が延設され、その先端部にリンクアーム５７が接続されている。ハンドル５５を回転させると、回動軸５６が軸方向に伸縮し、この伸縮動作を受けたリンクアーム５７が、リンク部材５２を開閉させる。これにより、屈折リンク５の屈折角が調整される。

図３に示すように接合機構部４は、成形フレーム２を構成するリンク体２１に箱体４０が固定されることによって、成形フレーム２に取り付けられている。図５の拡大図に示すように、接合機構部４における箱体４０の内部には、インナーローラ４２と、歯車機構４６とが設けられている。

インナーローラ４２は、箱体４０の外側に突出させて配置されたアウターローラ４３と対になってピンチ部４１を構成する。インナーローラ４２の回転軸及びアウターローラ４３の回転軸は、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６に示すように、インナーローラ４２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。インナーローラ４２は、帯状部材１００の内面に接触して回転する。

一方、アウターローラ４３は、円柱状の軸部４３２周りに、複数の円盤状の第一ローラ４３１と、第２ローラ４３１ａとが、所定の間隔を開けて設けられた形状を有する。製管時において、第一ローラ４３１は、帯状部材１００における補強材１１０が装着されていない長リブ１０３間（若しくは短リブ１０７と長リブ１０３間）に挿入される。一方、第二ローラ４３１ａは、補強材１１０の装着された長リブ１０３間に挿入される。なお、第二ローラ４３１ａには、その外周面に沿って、帯状部材１００の補強材１１０の凸部に嵌り合う凹溝が設けられている。

そして、アウターローラ４３は、帯状部材１００の各長リブ１０３及び短リブ１０７の先端部を軸部４３２の外周面に接触させた状態で回転する。アウターローラ４３の外周面にはローレット加工が施されており、これによってアウターローラ４３は、帯状部材１００に対して滑ることなく回転できる。

歯車機構４６は、箱体４０の側部に設けられた油圧モータ４５を作動させることによって回転する。油圧モータ４５を駆動させると、その出力軸４５１と、インナーローラ４２の回転軸と、アウターローラ４３の回転軸とにそれぞれ固定されて互いに噛み合った歯車機構４６を介して、インナーローラ４２及びアウターローラ４３が互いに逆方向に回転する。製管装置１に供給された帯状部材１００は、インナーローラ４２及びアウターローラ４３の間に挟み込まれることによって送り出される。接合機構部４は、帯状部材１００を送り出しながら、既設管２００の内周に沿って周回する。又、成形フレーム２は、接合機構部４の周回移動に伴って回転する。

なお、箱体４０の外側にはスプリング４０２を有する衝撃吸収部材４０１が設けられている。この衝撃吸収部材４０１は、既設管２００の内面に凹凸等が存在していても、インナーローラ４２とアウターローラ４３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４の周回方向前方には、主支持部材６Ｍが成形フレーム２に対して取り付けられている（図３及び図５参照）。この主支持部材６Ｍは、製管時において、接合機構部４の周回移動に伴って、既設管２００の内周を周回するものであり、この際、前記成形フレーム２を既設管２００の内壁から離間させると共に、前記接合機構部４を既設管２００の内壁から離間させる。

図７に示すように、主支持部材６Ｍは、成形フレーム２に固定された剛性を有する略コ字状のフレーム部６１Ｍと、フレーム部６１Ｍの一端に固定された高さ調整板６２Ｍと、高さ調整板６２Ｍに固定された軸受け部６３Ｍと、軸受け部６３Ｍに軸支された、既設管２００の内面に接して回転する主車輪部（特許請求の範囲における転動体に相当）６４Ｍとを具備する。

図７（ｂ）に示すように、フレーム部６１Ｍは、第一連結プレート２３２に沿って、リンク体２１をまたぐようにして配置され、リンク体２１における対向する一対の第一リンクプレート２３１に溶接されることによって成形フレーム２に固定されている。

高さ調整板６２Ｍは、その片面がフレーム部６１Ｍの一端に溶接されることによってフレーム部６１Ｍに固定されている。高さ調整板６２Ｍには、所定の間隔を開けて、上下方向に延びる三条の長穴部６２１Ｍが形成されている。

軸受け部６３Ｍには、取り付け穴６３１Ｍが、所定の間隔を開けた３箇所に設けられている。取り付け穴６３１Ｍ間の間隔は、高さ調整板６２Ｍに形成された三条の長穴部６２１Ｍ間の間隔と同じ間隔に設定されている。軸受け部６３Ｍにおける各取り付け穴６３１Ｍを、それぞれ高さ調整板６２Ｍに形成された各長穴部６２１Ｍにあてがい、取り付け穴６３１Ｍと長穴部６２１Ｍとを連続させた状態で、ボルトを貫通させてナットで締結すれば、軸受け部６３Ｍが高さ調整板６２Ｍに固定される。従って、長穴部６２１Ｍの長さ分、軸受け部６３Ｍの取り付け位置を変更することができる。

本実施形態においては、高さ調整板６２Ｍに対する軸受け部６３Ｍの取り付け位置を調整することによって、成形フレーム２からの主車輪部６４Ｍの突出高さを設定し、もって、主支持部材６Ｍによる既設管２００の内壁から前記成形フレーム２を離間させる離間距離を調整することができる。

なお、本実施形態においては、フレーム部６１Ｍの他端に更生管１３０の内面に接して回転する補助ローラ６５Ｍが取り付けられており、主支持部材６Ｍを、主車輪部６４Ｍと補助ローラ６５Ｍとで二点支持することによって、主支持部材６Ｍの剛性を高めている。

前記主支持部材６Ｍの周回方向前方には、副支持部材６Ｓが成形フレーム２に取り付けられている（図３及び図５参照）。この副支持部材６Ｓは、製管時において、接合機構部４の周回移動に伴って、既設管２００の内周を周回するものであり、この際、前記成形フレーム２を既設管２００の内壁から離間させるものである。

図８に示すように、この副支持部材６Ｓは、前記主支持部材６Ｍと同様の構成を有する。本実施形態においては、高さ調整板６２Ｓに対する軸受け部６３Ｓの取り付け位置を調整することによって、成形フレーム２からの副車輪部６４Ｓの突出高さを設定し、もって、副支持部材６Ｓによる既設管２００の内壁から前記成形フレーム２を離間させる離間距離が、前記主支持部材６Ｍによる既設管２００の内壁から前記成形フレーム２を離間させる離間距離より短くなるようにしている。

前記構成を有する製管装置１を既設管２００内に配置し、帯状部材１００を連続的に供給すれば、製管装置１に取り付けられた接合機構部４は、帯状部材１００を螺旋状に巻回しながら回転し、隣接させた先行する帯状部材１００の一側縁と周回遅れで後続する帯状部材１００の他側縁とを順次接合することによって、帯状部材１００が螺旋状に付加形成された更生管１３０を形成する。

この際、接合機構部４におけるピンチ部４１は、インナーローラ４２を帯状部材１００の内面に当接させ、アウターローラ４３を帯状部材１００の裏面に当接させて、帯状部材１００を表裏から挟みながら送り出す。接合機構部４は、帯状部材１００を送り出しながら既設管２００の内周に沿って回転する。又、成形フレーム２は、接合機構部４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、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、既に形成された更生管１３０は既設管２００内に残置されていく。即ち、既に形成された更生管１３０の外壁下部と、既設管２００の内壁底部とは接触した状態となり、帯状部材１００の裏面に当接しながら移動するアウターローラ４３は、更生管１３０の外壁下部と既設管２００の内壁底部とが接触している部位２０１に進入していく必要がある。

この点につき、本実施形態に係る製管装置１は、接合機構部４の周回方向前方に、主支持部材６Ｍと副支持部材６Ｓとが設けられていることから、図９（ａ）に示すように、接合機構部４に備えられたアウターローラ４３が更生管１３０の外壁下部と既設管２００の内壁底部とが接触している部位２０１に進入する前に、副支持部材６Ｓに備えられた副車輪部６４Ｓが係る部位２０１に進入する。副支持部材６Ｓによる既設管２００の内壁から前記成形フレーム２を離間させる離間距離を短く設定しておけば、副車輪部６４Ｓは、係る部位２０１に対して比較的スムーズに進入し、係る部位２０１において副支持部材６Ｓによる離間距離に応じた隙間を形成させる。

副車輪部６４Ｓが係る部位２０１に進入した後、主支持部材６Ｍに備えられた主車輪部６４Ｍが係る部位２０１に進入する。主支持部材６Ｍによる既設管２００の内壁から前記成形フレーム２を離間させる離間距離は、副支持部材６Ｓによる既設管２００の内壁から前記成形フレーム２を離間させる離間距離より長いが、係る部位２０１には、先行して進入した副支持部材６Ｓによって既に副支持部材６Ｓの離間距離に応じた隙間が形成されていることから、主車輪部６４Ｍは、係る部位２０１に対してスムーズに進入し、係る部位２０１において主支持部材６Ｍによる離間距離に応じた更に大きな隙間を形成する（図９（ｂ）参照）。

主車輪部６４Ｍが係る部位２０１に進入した後、接合機構部４に備えられたアウターローラ４３が係る部位２０１に進入する。係る部位２０１には、先行して進入した主支持部材６Ｍによって既に相当大きな隙間が形成されていることから、アウターローラ４３は、係る部位２０１に対してスムーズに進入する（図９（ｃ）参照）。接合機構部４は、主支持部材６Ｍによって既設管２００の内壁から離間されているため、接合機構部４に備えられたアウターローラ４３も既設管２００の内壁から離間された状態となる。これより、接合機構部４は、係る部位２０１において引っ掛かることなく回転移動することができ、もって製管作業を円滑に進めることができる。製管作業が円滑に進めば、既設管２００内において人的作業を行う機会が減る。作業員は、専ら地上において自動的に進む製管作業をモニター等で監視するだけ良くなり、製管作業時の安全性が向上する。

なお、主支持部材６Ｍ及び副支持部材６Ｓは、前記のような形態に限られない。例えば、主車輪部６４Ｍ、副車輪部６４Ｓは、軸方向に長さを増したローラ形状であっても、球形状であってもよい。又、主車輪部６４Ｍの外周と副車輪部６４Ｓの外周とに掛けて環状のベルトを巻き回すことによって、主車輪部６４Ｍと副車輪部６４とが共動してベルトを無限軌道で回転させるキャタピラ構造を構築すれば、既設管２００内壁に存する亀裂や不陸を乗り越え易くなる。

本実施形態においては、高さ調整板６２Ｍ、６２Ｓに対する軸受け部６３Ｍ、６３Ｓの取り付け位置を調整することによって、成形フレーム２からの主車輪部６４Ｍ及び副車輪部６４Ｓの突出高さを設定し、もって、副支持部材６Ｓによる既設管２００の内壁から前記成形フレーム２を離間させる離間距離が、主支持部材６Ｍによる既設管２００の内壁から前記成形フレーム２を離間させる離間距離より短くなるようにしているが、例えば、主車輪部６４Ｍの外径を副車輪部６４Ｓの外径より大きくすることによって、主支持部材６Ｍによる隔離距離より副支持部材６Ｓによる隔離距離を短くしても良い。

又、主支持部材６Ｍに、モータなどの駆動部を備えることによって、成形フレームの回転トルクを向上しても良い。なお、駆動部は、副支持部材６Ｓに備えても良い。

更に、本実施形態においては、主支持部材６Ｍ及び副支持部材６Ｓが成形フレーム２に対して取り付けられているが、主支持部材６Ｍが、接合機構部４に隣接させた状態で接合機構部４に対して取り付けられていたり、副支持部材６Ｓが、主支持部材６Ｍに隣接させた状態で主支持部材６Ｍに対して取り付けられていたりしても良い。

帯状部材１００についても、図２に示す形態のものに限定されない。例えば図１０（ａ）及び図１０（ｂ）に示すような接合機序によって接合されるものであってもよい。図１０に示す帯状部材１００は、合成樹脂（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）を長尺状に成形したものであって、複数のリブ１１３が長手方向に沿って形成されており、長尺帯状のコネクタ１４０を用いて側縁部同士が接続されるようになっている。

すなわち、この帯状部材１００の両側縁部にはそれぞれ接合凹部１１２が長手方向に沿って形成されている。また、コネクタ１４０には、帯状部材１００の接合凹部１１２に接合することが可能な２つの接合凸部１４１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、このような形態の帯状部材１００は、その両側縁部の接合凹部１１２の片方にコネクタ１４０の接合凸部１４１の一方を嵌め込んだ状態で、製管装置１により螺旋状に巻回されて更生管１３０を形成する。その巻回過程において、図１０（ａ）及び図１０（ｂ）に示すように、互いに隣接する２つの帯状部材１００のうち、一方の帯状部材１００の接合凹部１１２に、他方の帯状部材１００の接合凹部１１２に嵌め込んだコネクタ１４０の接合凸部１４１を嵌め込むことにより、これら互いに隣接する帯状部材１００を相互に接合することができる。

また、本実施形態においては、接合機構部４の駆動源として油圧モータ４５を採用しているが、これに限られるものではなく、例えば、電動モータや水圧モータなどを用いても良い。

［実施形態２］
図１１に実施形態２に係る製管装置１を示す。この製管装置１は、既設管２００の断面形状（矩形）に応じて略矩形に形成された規制フレーム８と、規制フレーム８に対して複数のローラステー７を介して取り付けられた成形フレーム２と、成形フレーム２に回転自在に設けられた複数個の案内ローラ３と、成形フレーム２に取り付けられた接合機構部４と、を具備する。

規制フレーム８は、図１２の断面図に示すように、略Ｈ字状の断面形状を有し、その外周に沿って規制溝８１が形成されている。規制溝８１は、ローラステー７の基軸７１の一端に対して回転自在に取り付けられた規制ローラ７２が嵌入される部位であり、規制溝８１の開口縁には、規制ローラ７２の抜け止めを図る突出部８２が形成されている。規制溝８１に嵌入された規制ローラ７２は、規制溝８１の底部又は突出部８２と接触することによって回転し、規制溝８１に沿って移動する。

成形フレーム２は、複数個のリンク体２１が連結されることによって環状に形成されたものであり、各リンク体２１には、案内ローラ３が回転自在に設けられている。成形フレーム２は、ローラステー７の基軸７１の他端が固定されることによって、ローラステー７を介して規制フレーム８に取り付けられている。従って、成形フレーム２は、規制フレーム８によって略矩形に規制される。成形フレーム２のその余は、前記実施形態１において説明したものと同様である。

案内ローラ３は、成形フレーム２に対して回転自在に支持されている。案内ローラ３は、更生管１３０の製管時、帯状部材１００の内面及び更生管１３０の内壁面に接触して回転する。案内ローラ３のその余は、前記実施形態１において説明したものと同様である。

接合機構部４は、成形フレーム２を構成するリンク体２１に固定されることによって、成形フレーム２に取り付けられている。接合機構部４のその余は、前記実施形態１において説明したものと同様である。

前記接合機構部４の周回方向前方には、主支持部材６Ｍが成形フレーム２に取り付けられている。この主支持部材６Ｍは、製管時において、接合機構部４の周回移動に伴って、既設管２００の内周を周回するものであり、この際、前記成形フレーム２を既設管２００の内壁から離間させると共に、前記接合機構部４を既設管２００の内壁から離間させるものである。

図１３に示すように、主支持部材６Ｍは、成形フレーム２に固定された剛性を有する略コ字状のフレーム部６１Ｍと、フレーム部６１の一端に固定されたギヤボックス６２０Ｍと、ギヤボックス６２０Ｍに回転力を与えるモータ（特許請求の範囲における駆動部に相当）６３０Ｍと、ギヤボックス６２０Ｍに与えられた回転力が伝達されて回転する主車輪部（特許請求の範囲における転動体に相当）６４Ｍとを具備する。

図１３（ｂ）に示すように、フレーム部６１Ｍは、第二連結プレート２３２に沿って、リンク体２１をまたぐようにして配置され、リンク体２１における対向する一対の第二リンクプレート２３１に溶接されることによって成形フレーム２に固定されている。

ギヤボックス６２０Ｍは、フレーム部６１Ｍの一端に溶接されることによってフレーム部６１Ｍに固定されている。モータ６３０Ｍの回転軸は、ギヤボックス６２０Ｍ中に存する一の歯車６２１Ｍの回転軸に連結されている。一の歯車６２１Ｍは他の歯車６２２Ｍとかみ合っており、更に他の歯車６２２Ｍは、主車輪部６４Ｍの回転軸に配された歯車６２３Ｍとかみ合っている。従って、モータ６３０Ｍを駆動させれば、主車輪部６４Ｍが回転する仕組みとなっている。このように、主支持部材６Ｍに対し、独自の駆動力を付与すれば、成形フレーム２の回転トルクが増し、製管時における成形フレーム２の回転がより円滑となる。

前記主支持部材６Ｍの周回方向前方には、複数個の副支持部材６Ｓが、前記主支持部材６Ｍの周回方向前方において列を成した状態で成形フレーム２に取り付けられている。各副支持部材６Ｓは、いずれも前記実施形態１で説明したものと同様である。

各副支持部材６Ｓは、製管時において、接合機構部４の周回移動に伴って、既設管２００の内周を周回するものであり、この際、前記成形フレーム２を既設管２００の内壁から離間させるものである。前記主支持部材６Ｍに隣接する副支持部材６Ｓによる既設管２００の内壁から前記成形フレーム２を離間させる離間距離は、前記主支持部材６Ｍによる既設管２００の内壁から前記成形フレーム２を離間させる離間距離より短くなるように設定されている。又、各副支持部材６Ｓにより既設管２００の内壁から前記成形フレーム２を離間させる離間距離は、前記主支持部材６Ｍに隣接する副支持部材６Ｓから先頭の副支持部材６Ｓに向かって段階的に短くなるように設定されている。

前記接合機構部４の周回方向後方には、既設管２００の内壁に接触して回転する後方車輪部６４Ｒを備えた後方支持部材６Ｒが成形フレーム２に取り付けられている。図１４に示すように、この後方支持部材６Ｒは、前記副支持部材６Ｓと同様の構成を有する。

この後方支持部材６Ｒは、製管時において、接合機構部４の周回移動に伴って、既設管２００の内周を周回するものであり、この際、前記成形フレーム２を、後方支持部材６Ｒと前記主支持部材６Ｍとで二点支持した状態で既設管２００の内壁から離間させると共に、前記接合機構部４を既設管２００から離間させるものである。

この際、接合機構部４におけるピンチ部４１は、インナーローラ４２を帯状部材１００の内面に当接させ、アウターローラ４３を帯状部材１００の裏面に当接させて、帯状部材１００を表裏から挟みながら送り出す。接合機構部４は、帯状部材１００を送り出しながら既設管２００の内周に沿って回転する。又、成形フレーム２は、接合機構部４の回転に伴って、規制フレーム８によってその形状が規制された状態で回転する。

この一連の機械動作を続けることによって、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、既に形成された更生管１３０は既設管２００内に残置されていく。即ち、既に形成された更生管２００外壁下部と、既設管２００の内壁底部とは接触した状態となり、帯状部材１００の裏面に当接しながら移動するアウターローラ４３は、既設管２００のハンチ部２０２を経由した上で、更生管１３０の外壁下部と既設管２００の内壁底部とが接触している部位２０１に進入していく必要がある。

この点につき、本実施形態に係る製管装置１は、接合機構部４の周回方向前方に、主支持部材６Ｍと複数の副支持部材６Ｓとが列を成した状態で設けられていることから、図１５（ａ）に示すように、接合機構部４に備えられたアウターローラ４３が更生管１３０の外壁下部と既設管２００の内壁底部とが接触している部位２０１に進入する前に、まず、先頭の副支持部材６Ｓに備えられた副車輪部６４Ｓが係る部位２０１に進入する。先頭の副支持部材６Ｓによる既設管２００の内壁から前記成形フレーム２を離間させる離間距離を短く設定しておけば、副車輪部６４Ｓは、係る部位２０１に対して比較的スムーズに進入し、係る部位２０１において先頭の副支持部材６Ｓによる離間距離に応じた隙間を形成させる。

先頭の副支持部材６Ｓに備えられた副車輪部６４Ｓが係る部位２０１に進入した後、後続する別の副支持部材６Ｓに備えられた副車輪部６４Ｓが係る部位２０１に進入する。後続する別の副支持部材６Ｓによる既設管２００の内壁から前記成形フレーム２を離間させる離間距離は、先頭の副支持部材６Ｓによる既設管２００の内壁から前記成形フレーム２を離間させる離間距離より長いが、係る部位２０１には、先行して進入した副支持部材６Ｓによって既に隙間が形成されていることから、後続する別の副支持部材６Ｓに備えられた副車輪部６４Ｓは、係る部位２０１に対してスムーズに進入し、係る部位２０１において後続する別の副支持部材６Ｓによる離間距離に応じたさらに大きな隙間を形成させる（図１５（ｂ）参照）。

別の副車輪部６４Ｓが係る部位２０１に進入した後、主支持部材６Ｍに備えられた主車輪部６４Ｍが係る部位２０１に進入する。主支持部材６Ｍによる既設管２００の内壁から前記成形フレーム２を離間させる離間距離は、別の副支持部材６Ｓによる既設管２００の内壁から前記成形フレーム２を離間させる離間距離より長いが、係る部位２０１には、先行して進入した別の副支持部材６Ｓの離間距離に応じた隙間が形成されていることから、主車輪部６４Ｍは、係る部位２０１に対してスムーズに進入し、係る部位２０１において主支持部材６Ｍによる離間距離に応じたさらに大きな隙間を形成させる（図１５（ｃ）参照）。

主車輪部６４Ｍが係る部位２０１に進入した後、接合機構部４に備えられたアウターローラ４３が係る部位２０１に進入する。係る部位２０１には、先行して進入した主支持部材６Ｍによって既に相当大きな隙間が形成されていることから、アウターローラ４３は、係る部位２０１に対してスムーズに進入する（図１５（ｄ）参照）。接合機構部４は、主支持部材６Ｍによって既設管２００の内壁から離間されているため、接合機構部４に備えられたアウターローラ４３も既設管２００の内壁から離間された状態となる。

又、アウターローラ４３が係る部位２０１に進入した後、後方支持部材６Ｒに備えられた後方車輪部６４Ｒが係る部位２０１に進入する。これによって、前記成形フレーム２は、後方支持部材６Ｒと前記主支持部材６Ｍとで二点支持された状態で既設管２００の内壁から離間させられるから、前記接合機構部４が、一層安定した状態で既設管２００から離間される（図１５（ｅ）参照）。これによって、接合機構部４は、係る部位２０１において引っ掛かることなく回転移動することができ、もって製管作業を円滑に進めることができる。

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、上述の実施例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、ガス管などの既設管を更生する更生管を帯状部材により製管する製管装置として好適に利用することができる。

１製管装置
２成形フレーム
３案内ローラ
４接合機構部
４２インナーローラ
４３アウターローラ
５屈折リンク
６Ｍ主支持部材
６４Ｍ主車輪部
６Ｓ副支持部材
６４Ｓ副車輪部
６Ｒ後方支持部材
６４Ｒ後方車輪部
７ローラステー
８規制フレーム
１００帯状部材
１３０更生管
２００既設管

Claims

既設管内に連続的に供給される長尺の帯状部材を螺旋状に巻回すことによって、先行する帯状部材の一側縁と周回遅れで後続する帯状部材の他側縁とを隣接させながら、前記一側縁と前記他側縁とを順次接合することによって、前記帯状部材が螺旋状に付加形成された更生管を既設管の管路内に形成する製管装置であって、
既設管内に配置される環状の成形フレームと、
前記成形フレームの外周に巡らせて配された、更生管の内壁面に接触しながら回転する複数個の回転体と、
前記成形フレームに取り付けられた、先行する帯状部材の一側縁と周回遅れで後続する帯状部材の他側縁とを順次接合しながら既設管内壁に沿って周回する接合機構部と、
を具備し、
前記成形フレームにおける、前記接合機構部の周回方向前方には、既設管に接触しながら回転する転動体を備えた主支持部材が配置され、
前記成形フレームにおける、前記主支持部材の周回方向前方には、既設管に接触しながら回転する転動体を備えた副支持部材が配置されてなり、
前記主支持部材は、前記成形フレームを既設管内壁から離間させると共に、前記接合機構部を既設管内壁から離間させるものであり、
前記副支持部材は、前記成形フレームを既設管内壁から離間させるものであり、
前記副支持部材による既設管内壁から前記成形フレームを離間させる離間距離が、前記主支持部材による既設管内壁から前記成形フレームを離間させる離間距離より短く設定されてなることを特徴とする製管装置。
請求項１に記載の製管装置において、
複数個の副支持部材が、前記主支持部材の周回方向前方において列を成した状態で配置されてなり、
各副支持部材による既設管内壁から前記成形フレームを離間させる離間距離が、前記主支持部材に隣接する副支持部材から先頭の副支持部材に向かって段階的に短くなるように設定されてなる製管装置。
請求項１又は２に記載の製管装置において、
前記接合機構部の周回方向後方には、既設管に接触しながら回転する転動体を備えた後方支持部材が配置されてなり、
前記後方支持部材と前記主支持部材とで二点支持された状態で、前記成形フレームが既設管内壁から離間されると共に、前記接合機構部が既設管から離間される製管装置。
請求項１ないし３のいずれか一項に記載の製管装置において、
前記主支持部材には、転動体を転動させる駆動部が備えられてなる製管装置。
請求項１ないし４のいずれか１項に記載の製管装置において、
前記成形フレームが、複数のリンク体を連結することによって形成されてなり、
前記成形フレームの形状を規制する規制フレームが更に具備されてなる製管装置。