JP6200307B2 - 製管装置 - Google Patents

Description

本発明は、農業用水管、下水道管、上水道管、又はガス管等の既設管を更生する更生管を形成する製管装置に関する。

老朽化した既設管に対し、プロファイルと呼ばれる長尺帯状のライニング材を用いてその内周面を更生する方法が広く行われている。この方法では、プロファイルを既設管内で螺旋状に巻回し、プロファイルの嵌合部同士を嵌合し、既設管内に新たな管状体を形成する。

例えば、特許文献１、２等に開示された製管装置は、図１６に示すように、成形フレーム３０１と、成形フレーム３０１に回転自在に設けられた複数個の案内ローラ３０２とを備えている。成形フレーム３０１には、複数個のリンク体３０３と、回転自在に連結された屈折リンク３０４と、回転自在に連結された駆動ユニット３０５とが備えられている。

駆動ユニット３０５は、箱体３０６と、箱体３０６に設けられた油圧モータ３０７と、内面ローラ３０８および外面ローラ３０９が組になったピンチローラ３１０と、箱体３０６に回転自在に軸支されたガイドローラ３１１とを備えている。箱体３０６は、剛性を有する箱状に形成され、内部には内面ローラ３０８および外面ローラ３０９を同期回転させる歯車機構が備えられている。

このような製管装置３００では、供給するプロファイル１００に、その供給方向とは逆向きの力（バックテンション）を作用させながら、プロファイル１００の嵌合部同士を内周側から押しつけて嵌合させ、更生管１２０が形成される。また、製管装置３００は、螺旋状としたプロファイル１００を常に巻き絞るように供給しつつ製管するので、形成する更生管１２０の管径を一定に維持することができる。供給するプロファイル１００にバックテンションを作用させていることにより、従来の製管装置に配設されていた外周側のローラ（アウターローラ）が不要な構造とされている。これにより、外側から反力が得られない場合や、既設管の内面に凹凸を生じている場合であっても、そのような状況に関係なく円滑に製管することが可能とされている。

特許第４６７４０８２号公報 特許第５１６６８９６号公報

更生に用いられるプロファイルは、所定の強度および曲げ剛性を有している。そのため、螺旋状に巻き絞るようにプロファイルを供給すると、プロファイルには反力（内部応力）が発生する。すなわち、プロファイルは嵌合時に螺旋経路の外側へ拡がろうとする力を生じているので、プロファイルの嵌合部同士を内周側から押しつける作用と相まって安定的に嵌合状態を形成するものとなる。

ところが、更生する既設管の管径が大きいと、製管装置によって形成する更生管の管径も大きくなり、製管装置の外径も大きくしなければならない。更生管の管径を大きくすると、プロファイルに生じる反力は比較的小さく抑えられる。それゆえ、このような場合には、プロファイルの嵌合部同士が自ら嵌合しようとする作用が弱まってしまうという課題があった。

一方、螺旋状に供給するプロファイルに過大な反力が生じると、製管装置を進行方向に押圧するように作用し、場合によっては製管装置が前方に押し出され、プロファイルの嵌合にずれを生じるやすくなるということが考えられた。そのため、既設管の管径に応じて、プロファイルの嵌合部が安定的かつ確実に嵌合し得るように個別に対策を講じる必要性があった。

本発明は、このような従来の問題点にかんがみてなされたものであり、その目的とするところは、既設管内面と更生管との間にクリアランスが無い状態で製管するにあたり、プロファイルに生じる反力を利用し得て、既設管または更生管の管径にかかわらず精度の高い更生管を安定して形成することのできる製管装置を提供することにある。

前記の目的を達成するための本発明の解決手段は、長尺のプロファイルを螺旋状に巻回しつつ、先行するプロファイルの嵌合部に後続するプロファイルの嵌合部を内周側から押しつけることにより相互に嵌合させて管状に形成する製管装置を前提とする。この製管装置に対し、略環状のフレーム体と、前記フレーム体に設けられ、巻回されたプロファイルの先行部分と後続部分との嵌合領域の内周側に配置される嵌合ローラと、プロファイルを前記嵌合領域の内周側から前記嵌合ローラへ向けて供給する駆動ユニットとを備えさせる。そして、前記駆動ユニットを、前記フレーム体に取り付け、プロファイルを挟んで回転駆動する外面ローラと内面ローラとの対からなる少なくとも一組のピンチローラを有する構成として前記フレーム体の内周側で前記フレーム体に対して回動自在に設け、前記駆動ユニットの回動により、前記嵌合ローラに対する前記ピンチローラの配設位置を変更可能としたことを特徴としている。

このような特定事項により、プロファイルを前記嵌合領域の内周側から嵌合ローラに向けて供給する駆動ユニットにおいて、形成する更生管の管径に応じて嵌合ローラに対する前記ピンチローラの配設位置を設定し、嵌合ローラに対するプロファイルの進入経路を規定することができる。これにより、嵌合ローラに対するプロファイルの進入経路を、製管径が大きい場合には、より鋭角に近い状態となるように供給してプロファイルに反力を生じさせ、プロファイルの嵌合作用を高めて、精度の高い更生管を安定的に形成することが可能となる。反対に、製管径が比較的小さい場合には、プロファイルの進入経路の曲がり具合を緩めて製管装置への作用を抑え、ずれや嵌合不良等を生じることなく製管していくことが可能となる。

また、前記駆動ユニットは前記フレーム体に取り付けられて、前記フレーム体に対して回動自在に設けられたことから、製管装置の構造を大きく変更することなく、駆動ユニットを回動させてプロファイルの進入経路を自在に変更することができ、ピンチローラの配置変更も作業性よく短時間で容易に行うことができる。

より詳細には、前記フレーム体と駆動ユニットとの間には固定部材を配設し、前記固定部材をフレーム体に回動自在に設け、前記固定部材と駆動ユニットとの連結位置を変更可能な構成とすることが好ましい。

これにより、前記固定部材と駆動ユニットとの連結位置を変更する簡単な作業だけで、プロファイルの進入経路を規定したり変更したりすることが可能となり、極めて作業効率がよく、短時間で作業を済ませることができる。

また、前記製管装置において、前記固定部材に、前記駆動ユニットの固定のための複数の連結孔を備えさせることが好ましい。

これにより、前記駆動ユニットと固定部材との結合および分離作業を容易に行うことができ、嵌合ローラに対するピンチローラの配設位置を簡単に変更することが可能となる。

本発明では、環状のフレーム体と、巻回されたプロファイルの先行部分と後続部分との嵌合領域の内周側に配置される嵌合ローラと、プロファイルを前記嵌合領域の内周側から前記嵌合ローラに向けて供給する駆動ユニットとを備えて、嵌合ローラに対するピンチローラの配設位置が変更可能に構成されることから、嵌合ローラに対するプロファイルの進入経路を規定することができ、更生する既設管の管径に関わらず精度の高い更生管を効率よく安定的に形成することが可能となり、その結果、既設管の更生作業に要する期間の短縮化を図ることが可能となる。

本発明の実施形態に係る製管装置を示す正面図である。 前記製管装置におけるリンク体を示し、図２（ａ）は正面図、図２（ｂ）は一部破断して示す平面図である。 前記製管装置における駆動ユニットを一部破断して示す側面図である。 前記駆動ユニットを開放した状態を示す斜視図である。 前記製管装置における嵌合ローラの平面図である。 前記製管装置における駆動ユニットおよび嵌合ローラを示す拡大背面図である。 前記製管装置における駆動ユニットおよび固定部材を示す斜視図である。 前記製管装置におけるプロファイルの供給経路の変化を例示する説明図である。 図９（ａ）〜図９（ｃ）は、それぞれ、前記製管装置において、異なる径の更生管とピンチローラの配設位置の例を模式的に示す説明図である。 本発明に係る製管装置を用いた既設管の更生方法を示す説明図である。 図１１（ａ）および図１１（ｂ）は、それぞれ、本発明の他の実施形態に係る製管装置の一部分を示す拡大正面図である。 本発明のさらに他の実施形態に係る製管装置を示す正面図である。 本発明のさらに他の実施形態に係る製管装置を示す正面図である。 プロファイルの一例を示し、図１４（ａ）はプロファイルを接合する様子を示す説明図、図１４（ｂ）は接合した状態を示す説明図である。 プロファイルの他の例を示し、図１５（ａ）はプロファイルを接合する様子を示す説明図、図１５（ｂ）は接合した状態を示す説明図である。 従来の製管装置を示す正面図である。

以下、本発明に係る製管装置の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

図１は、一実施形態に係る製管装置１の正面図である。図２は、製管装置１におけるリンク体２１を示し、図２（ａ）は正面図、図２（ｂ）はリンクローラ３を一部破断して示した平面図である。

なお、以下の説明においては、製管装置１によって更生管１２０を形成する際の既設管２００内における製管装置１の進行方向を前方、その反対方向を後方と位置づけて説明する。

製管装置１は、長尺帯状のプロファイル１００を既設管２００内に連続的に引き込み、螺旋状に巻回して管状に形成する装置である。プロファイル１００は、その先行する部分と後続する部分とが、製管装置１の外周部に隣接して配置され、プロファイル１００に設けられている嵌合部が相互に嵌合される。これにより、プロファイル１００は管状となり、既設管２００内に残置される。また、後述する図１０に示されるように、製管装置１は、既設管２００の内壁に沿って周方向に回転ながら、既設管２００の軸方向へ進行するので、更生管１２０が付加的に形成される。

例示の形態に係る製管装置１は、円形断面の更生管１２０の施工に用いる自走式の製管装置であって、フレーム体２と、フレーム体２に軸支された複数のリンクローラ３と、フレーム体２の内周側からプロファイル１００を供給する駆動ユニット４と、プロファイル１００の嵌合部を内周側から押圧する嵌合ローラ５とを備えている。

図１に示すように、フレーム体２は、複数のリンク体２１を相互に連結したリンク機構が、プロファイル１００を供給する駆動ユニット４、およびプロファイル１００を管状に嵌合する嵌合ローラ５等の各部材と相互に連結され、略環状に形成されている。

リンク体２１は、図２（ａ）および図２（ｂ）に示すように、一組のリンクフレーム２２、２３が連結軸２４を介して回転自在に連結して形成されている。図２（ｂ）に示すように、一方のリンクフレーム２２（第１リンクフレーム２２）は、対向する一対の第１リンクプレート２２１と、これらの第１リンクプレート２２１を対向させた状態に結合する第１連結プレート２２２とを備えて構成される。他方のリンクフレーム２３（第２リンクフレーム２３）は、対向する一対の第２リンクプレート２３１と、これらの第２リンクプレート２３１を対向させた状態に結合する第２連結プレート２３２とを備えて構成される。

リンク体２１は、第１リンクフレーム２２における一対の第１リンクプレート２２１の各端部に、第２リンクフレーム２３における一対の第２リンクプレート２３１の各端部を、それぞれ重ね合わせ、連結軸２４を介して回転自在に連結して形成されている。リンク体２１は、一つのリンク体２１における第１連結プレート２２２に、他のリンク体２１における第１連結プレート２２２を突き合わせて接合されている。また、一つのリンク体２１における第２連結プレート２３２に、更に他のリンク体２１の第２連結プレート２３２を突き合わせて接合されている。これにより複数のリンク体２１が相互に連結されている。

図２（ａ）に示すように、第１リンクフレーム２２におけるリンクプレート２２１の表面には、連結軸２４を中心として回動規制片２１１が設けられている。第２リンクフレーム２３のリンクプレート２３１の端部には、この回動規制片２１１に対応する切欠部２１２が設けられている。切欠部２１２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２１１と切欠部２１２とが当接するまでの角度範囲に規制し、リンク体２１が内方又は外方へ極端に屈曲することを防止している。

隣接するリンク体２１は、各リンクフレーム２２、２３の連結プレート（第１連結プレート２２２同士、または第２連結プレート２３２同士）を組み合わせて、ボルトナット等（図示せず）を介して着脱自在に連結されている。フレーム体２を直線状に形成できるように、特定の隣接するリンク体２１間において着脱自在となされるならば、残りのリンク体２１については溶接などによって着脱不能に形成されてもよい。

リンク体２１の連結軸２４には、リンクローラ３が設けられている。リンクローラ３は、合成樹脂製又は金属製の円筒体であり、軸受２５を介して連結軸２４の軸回りに回転自在に支持されている。フレーム体２の外周にはプロファイル１００が螺旋状に巻回される。リンクローラ３は、更生管１２０を形成する際に、プロファイル１００および更生管１２０の内面に接触して回転する。

ここで、プロファイル１００は、図１４（ａ）に示すように、帯板状の基板１０１に複数本の断面Ｔ字状のリブ１０２が立設された形状とされている。基板１０１の一方の側縁部には、嵌合部として嵌合凸部１０３が立設されている。基板１０１の他方の側縁部には、基板１０１の厚み分の段部１０４が形成され、嵌合部として嵌合凹部１０５が設けられている。図１４（ｂ）に示すように、段部１０４には、基板１０１の嵌合凸部１０３側の側縁部が納まる。また、嵌合凸部１０３は、隣り合ったプロファイル１００の嵌合凹部１０５に嵌入される。かかるプロファイル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材により長尺状に成形される。

また、プロファイル１００には、金属製の補強材１０６が装着されている。例示する補強材１０６は、帯板状の鋼板を断面略Ｗ字状に折曲して形成されている。補強材１０６はプロファイル１００の隣り合うリブ１０２間に嵌め込まれ、左右の傾斜部分の先端がそれぞれリブ１０２のＴ字部に係止されている。これにより、補強材１０６は、プロファイル１００の長手方向に連続的に配設されている。

プロファイル１００は、製管過程で螺旋状に巻回され、図１４（ａ）に示すように、先行する部分と後続する部分とが互いに隣接する。そして、プロファイル１００の先行部分の嵌合凹部１０５に対し、後続部分の嵌合凸部１０３が内面側（既に巻回されているプロファイル１００の内周側）から嵌め込まれ、相互に接合される。

フレーム体２には、プロファイル１００を引き込み、送り出すための駆動ユニット４が設けられている。図３は、駆動ユニット４を一部破断して、外面ローラ４１と内面ローラ４２とを示した側面図である。

駆動ユニット４は、フレーム体２の外周側に配置される外面ローラ４１と、その内周側に配置される内面ローラ４２とが対となったピンチローラ４３を主体に構成されている。また、駆動ユニット４は、外面ローラ４１と内面ローラ４２とを回転駆動させるモータ４６を備えている。外面ローラ４１と内面ローラ４２とは、減速機（例えば、歯車機構４４の各歯車）を介して、互いに反対方向に回転駆動されている。

図１に示すように、例示の形態に係る駆動ユニット４には、２組のピンチローラ４３が、プロファイル１００の供給ラインに沿って、フレーム体２の内周側に配設されている。

内面ローラ４２および外面ローラ４１は、剛性を有するケーシング４５の内部に備えられており、それぞれの回転軸が回転自在に支持されている。モータ４６の駆動力は、歯車機構４４を介して各ローラの回転軸に伝動され、内面ローラ４２および外面ローラ４１を適宜減速して回転させる。ピンチローラ４３は、内面ローラ４２および外面ローラ４１の間にプロファイル１００を挟み込んで送り出すように回転方向が設定されている。

内面ローラ４２は、合成樹脂製又は金属製の円筒体からなり、その軸方向の長さがプロファイル１００の幅寸法に相当する長さよりも長くなるように形成されている。内面ローラ４２は、プロファイル１００の内面（リブ１０２の立設されていない面）に接触しながら回転する。

外面ローラ４１は、大径ローラ４１１、補強材用大径ローラ４１２、および小径ローラ４１３を備えている。大径ローラ４１１は、プロファイル１００の隣接するリブ１０２間に挿入可能な幅で形成されている。また、補強材用大径ローラ４１２は、複数備えられ、それぞれ、プロファイル１００に装着された補強材１０６の略Ｖ字状の溝に挿入可能な鍔状に形成されている。小径ローラ４１３は、複数備えられ、プロファイル１００のリブ１０２の先端部に接触して回転するよう、大径ローラ４１１および補強材用大径ローラ４１２よりも小径にて形成されている。これにより、外面ローラ４１は、プロファイル１００の外面（リブ１０２の立設された面）に接触しながら滑ることなく回転する。

互いに逆方向に回転するピンチローラ４３（内面ローラ４２および外面ローラ４１）は、プロファイル１００を両面から挟み込み、フレーム体２の内周側から引き込む。２組のピンチローラ４３によって、プロファイル１００の後続する部分は、既に巻回されたプロファイル１００の先行部分に並列するように、連続的にフレーム体２の外周側へ送り出される（図１参照）。

モータ４６は、例えば、図１０に示される油圧ユニット９３から油圧ホースを介して供給される圧油によって駆動し、油圧ユニット９３は、発電機９２から供給される電力によって駆動するように構成される。この場合、油圧ユニット９３から延びる油圧ホースは、回転継手４７を介してモータ４６に接続され、製管装置１の回転に影響なく圧油を供給する。

図４に示すように、駆動ユニット４は、プロファイル１００に対してピンチローラ４３を圧接位置と離間位置との間で開閉するための開閉機構を有する。これにより、駆動ユニット４に設けられたピンチローラ４３は、プロファイル１００に圧接および離間可能となされている。

製管装置１は、このような開閉機構を備えることにより、駆動ユニット４を開放し、プロファイル１００を挟み込んで回転する外面ローラ４１と内面ローラ４２とを、プロファイル１００から離間させることができる。ピンチローラ４３間から離間されたプロファイル１００は、そのまま正面側へ引き出して、駆動ユニット４から容易に取り外すことができる。

また、図１に示すように、駆動ユニット４によるプロファイル１００の送り出し方向の先方には、嵌合ローラ５が配設されている。図５は、製管装置１における嵌合ローラ５を示す平面図である。嵌合ローラ５は、本体部５１と、本体部５１よりも大径である円板状の鍔部５２を有する。嵌合ローラ５は、軸５３回りに回転自在に軸支され、本体部５１の外周面がプロファイル１００の内面に接触する。鍔部５２は、プロファイル１００の一方の側縁部に当接して、プロファイル１００を案内する。

嵌合ローラ５は、既設管２００内において、螺旋状に巻回されたプロファイル１００を先行するプロファイル１００の側縁部に押さえつけ、嵌合凸部１０３と嵌合凹部１０５とを嵌合させて、管状に製管する。嵌合ローラ５は、更生管１２０を構成するプロファイル１００の長手方向に対して直交する向きとなるように配設される。嵌合ローラ５をプロファイル１００に対して直交させる方法としては、例えば、フレーム体２において、隣接する一対のリンク体２１同士の連結部、または隣接するリンク体２１と連結用リンク体２６との連結部のうち、少なくとも１つの連結部において、一方のリンク体２１、２６を、他方のリンク体２１、２６に対して、管軸方向に移動させ、移動させた状態でそれぞれを固定することが好ましい。

駆動ユニット４と嵌合ローラ５との間には、プロファイル１００が外周側へ膨らまないように押さえる外面ガイド６が設けられている。外面ガイド６は、プロファイル１００の内面を案内する小径のガイドローラ６１と、プロファイル１００の外面より外周側に配設されたガイド板６２とを備える。ガイドローラ６１はフレーム体に回転自在に支持されて、プロファイル１００の内面に接触して回転する。ガイドローラ６１とガイド板６２とはプロファイル１００を挟んで対向配置され、駆動ユニット４から嵌合ローラ５へと送られるプロファイル１００の経路を円滑に規制する。

なお、製管装置１には、隣接するリンク体２１の回動を拘束し、相互連結角度を一定に固定する固定部材７が設けられることが好ましい。図１に示すように、特定のリンク体２１、２６に固定部材７が取り付けられている。この固定部材７は、プロファイル１００の嵌合領域の上流側および下流側の両方に複数箇所にわたって配設されている。固定部材７は、嵌め合わされる切欠部２１２に対応する大きさで形成され、回動規制片２１１に対応する凹部を備えている。

図６は、製管装置１における駆動ユニット４の部分を示す拡大背面図であり、図７は駆動ユニット４の部分を背面側から見た斜視図である。

本実施形態において、フレーム体２に回転自在に設けられた段付きローラ４９の周囲には、第１の軸方向フレーム２７が配設されている。第１の軸方向フレーム２７は、段付きローラ４９を支持する連結用リンク体２６に対して一体に接合されている。第１の軸方向フレーム２７は、前後のリンク体２６間に架設されるとともに、段付きローラ４９と平行な方向に配設されている。第１の軸方向フレーム２７は、剛性を有する金属製板材からなり、段付きローラ４９の外周を取り囲むように複数配設されている。

また、嵌合ローラ５の連結軸５３を支持するリンク体２６には、第２の軸方向フレーム２８が一体に接合されている。第２の軸方向フレーム２８は、剛性を有する金属板材からなり、前後のリンク体２６間に架設され、嵌合ローラ５の連結軸５３と平行に配設されている。これらの第１、第２の軸方向フレーム２７、２８には、重量の軽減化を図るため、多数の丸孔が穿設されていることが好ましい。

また、フレーム体２の背面側には、支持フレーム２９が、第１の軸方向フレーム２７および第２の軸方向フレーム２８の間に架け渡すように配設されている。これらの第１、第２の軸方向フレーム２７、２８と、支持フレーム２９とは、フレーム体２の内周側から見て、一方向（図７における図中の右上方向）に開放した略コ字状のフレームを構成している。プロファイル１００は、第１の軸方向フレーム２７の内周側から供給されて、駆動ユニット４を通過し、第２の軸方向フレーム２８の外周側へ導かれる。

駆動ユニット４は、嵌合ローラ５に対するピンチローラ４３の配設位置を変更可能とするための機構を備えている。すなわち、この形態では、図７に示すように、段付きローラ４９の周囲に設けられた第１の軸方向フレーム２７には、フレーム体２の内周側の面に支持片２７１が立設されている。この支持片２７１には所定の長さを有する固定部材８１の一端部が回動自在に連結されている。固定部材８１は複数の連結孔８１１を有しており、他端が駆動ユニット４の背面に連結されている。

また、駆動ユニット４は、嵌合ローラ５に対するピンチローラ４３の配設位置を変更可能となるように、フレーム体２に対して回動自在に設けられている。駆動ユニット４は、フレーム体２に対して外面ローラ４１の回転軸を回動中心とするように取り付けられている。また、固定部材８１１に設けられた連結孔８１１のうち、いずれか一つの連結孔８１１を介して、ボルト等の止着具により固定部材８１１と駆動ユニット４とが結合されている。この固定部材８１１と駆動ユニット４との連結位置によって、フレーム体２に対する駆動ユニット４の固定角度が決定され、嵌合ローラ５に対するピンチローラ４３の配設位置が決定される。

図６および図７では、固定部材８１は、支持片２７１に最も近い位置の連結孔８１１を介して駆動ユニット４と結合されている。この状態の駆動ユニット４を、図７における実線により示している。この状態から、駆動ユニット４を結合する連結孔８１１を変更し、支持片２７１から離れた位置にある他の連結孔８１１を介して駆動ユニット４と固定部材８１とを結合する。

これにより、図８において二点鎖線で示されるように、駆動ユニット４は外周側の外面ローラ４１（嵌合ローラ５寄りの外面ローラ４１）の回転軸を中心に回動されて、フレーム体２に対する駆動ユニット４の固定角度が変更される。また、駆動ユニット４の内部の２組のピンチローラ４３の配設位置が変更される。すなわち、嵌合ローラ５に対するピンチローラ４３の配設位置が変更される。

プロファイル１００は、駆動ユニット４の２組のピンチローラ４３の外面ローラ４１と内面ローラ４２との間を通って嵌合ローラ５に導かれるので、このように駆動ユニット４の固定角度が変更されると、プロファイル１００の嵌合ローラ５への供給経路（進入経路）が変更され、図示するように、嵌合ローラ５に対して緩やかに曲げられた状態から、さらに大きく曲げられた状態で供給するように変更することが可能となる。

既設管２００の管径および形成する更生管１２０の管径が比較的大きい場合には、プロファイル１００をより大きく曲げた状態で嵌合ローラ５へ供給することが好ましい。これによって、プロファイル１００の反力を利用して精度よくプロファイル１００同士を嵌合させることができるからである。反対に、既設管２００の管径および更生管１２０の管径が比較的小さい場合には、プロファイル１００の螺旋経路そのものに曲率を有する形態となることから、嵌合領域の前段部でプロファイル１００を大きく曲げて供給せずともよい。

図９（ａ）〜図９（ｃ）は、形成する更生管１２０の管径によって異なるピンチローラ４３の配設位置の例を模式的に示す説明図である。ピンチローラ４３の配設位置は、例えば、嵌合ローラ５の連結軸５３と、フレーム体２の軸芯（および更生管１２０の軸心）との平行な２直線を含む仮想平面αに対して、嵌合ローラ５の連結軸５３を中心とする中心角７５°までの空間領域内とされることが好ましい。図９（ａ）に示すように更生管１２０が比較的小径である場合よりも、図９（ｂ）に示す更生管１２０さらには図９（ｃ）に示す更生管１２０のように、管径が大きくなるほど、嵌合ローラ５を中心とする中心角が小さくなるようにピンチローラ４３を配設することが好ましい。

これにより、プロファイル１００に内部応力を生じさせ、外周側へ拡がろうとする反力が発生するので、このプロファイル１００の反力と嵌合ローラ５に押圧される作用とが相まって、嵌合凸部１０３と嵌合凹部１０５とが確実に嵌合される。したがって、既設管２００の内面と更生管１２０との間にクリアランスが無い状態で製管するに際して、プロファイル１００を供給する角度および経路が好適な状態で一定に保持され、プロファイル１００に生じる反力を利用し得て、既設管２００および更生管１２０の管径にかかわらず精度の高い更生管を安定して形成することができる。

なお、駆動ユニット４には二組のピンチローラ４３が設けられた形態を例示したが、本発明はこれに限定されず、少なくとも一組のピンチローラ４３が設けられていればよい。そのため、図９では、かかる製管装置１の駆動ユニット４の構成を一組のピンチローラ４３により示している。

（既設管の更生方法）
次に、上述の製管装置１を用いて既設管２００を更生する施工手順について説明する。図１０は、既設管２００の更生方法を示す説明図である。

既設管２００の更生に用いるプロファイル１００は、ドラム９１に巻き取られて施工現場に搬送される。既設管２００の更生に際しては、所定スパンごとに設けられたマンホール２０１、２０２を利用し、プロファイル１００等を既設管２００内に導入して製管していく。更生管１２０の施工は、既設管２００の上流側から下流側に向けて行う。

図１０に示すように、上流側マンホール２０１の地上には、プロファイル１００を巻き重ねた回転台付きドラム９１を設置する。下流側マンホール２０２の地上には、発電機９２を設置する。既設管２００内には、製管装置１および油圧ユニット９３を搬入する。

製管装置１は、フレーム体２が分解可能かつ組み立て可能であることから、上流側マンホール２０１内へ容易に搬入し、組み立てることができる。形成する更生管１２０の管径に合わせて、製管装置１の周長をリンク体２１の個数を増減することにより調整しておく。また、製管装置１のフレーム体２を、既設管２００の内径および使用するプロファイル１００の幅に対応するように調整する。駆動ユニット４や固定部材８１はフレーム体２に後付け可能であるので、リンク体２１等とは別体でマンホール２０１内へ搬入した後、一体に組み付けてもよい。さらに、既設管２００および更生管１２０の管径に応じて、固定部材８１と駆動ユニット４との連結位置を変更し、プロファイル１００の供給経路を規定する。

製管装置１の組み立て作業が完了すると、地上のドラム９１からプロファイル１００をマンホール２０１内へ引き込む。そして、プロファイル１００を、製管装置１のフレーム体２の内周側から、駆動ユニット４のピンチローラ４３（外面ローラ４１および内面ローラ４２）に挟み、挿通させる。

次いで、プロファイル１００をフレーム体２の外周側へ送り出す。また、製管装置１を軸心回りに回転させ、送り出したプロファイル１００をフレーム体２の外周面に２〜３周分、巻回する。これにより、製管開始用の更生管１２０を形成する。

次いで、製管装置１の駆動ユニット４を駆動し、ピンチローラ４３を回転させる。ピンチローラ４３は、プロファイル１００を挟み込んで引き込む。プロファイル１００は、ピンチローラ４３の外面ローラ４１および内面ローラ４２に挟まれて、フレーム体２の内周側から引き込まれ、送り出される。プロファイル１００には、その送り出し方向とは逆向きの力（バックテンション）が作用する。また、ピンチローラ４３にてプロファイル１００を送り込んだ際の反力によって、製管装置１は既に巻かれた更生管１２０の内周面に沿って、送り込み方向とは逆方向に周回移動（公転）する。

ピンチローラ４３により駆動ユニット４に引き込まれたプロファイル１００は、外面ガイド６を経て、プロファイル１００の嵌合領域に配設された嵌合ローラ５に到達する。ここで、既に巻回され張力が付与されているプロファイル１００の先行部分に対し、プロファイル１００の後続部分が嵌合ローラ５の外周面に接触し、内周側から押しつけられる。プロファイル１００の後続部分の嵌合凸部１０３は、プロファイル１００の先行部分の嵌合凹部１０５に隣接して配置され、嵌合ローラ５に押圧される。これにより、プロファイル１００の先行部分と後続部分とが嵌合されて管状となる（図１４参照）。

駆動ユニット４は、フレーム体２に巻かれたプロファイル１００の内周を周回移動しつつ、プロファイル１００の嵌合凹部１０５に、後続するプロファイル１００の嵌合凸部１０３を送り込む。また、嵌合ローラ５の押圧作用によってこれらを順次嵌合して、更生管１２０を付加的に形成する。駆動ユニット４は、プロファイル１００を常に巻き絞るように螺旋状に供給する。

製管装置１は、フレーム体２の外周側にローラ部材を有していないため、既設管２００の内周面に隙間なく更生管１２０を付加形成することができる。また、製管装置１は略環状の構造を有しているので、製管装置１が既設管２００の内部を塞いでしまうことがなく、既設管２００が通水状態であっても更生管１２０を形成することができる。

更生管１２０の前端部が下流側マンホール２０２に到達すると、製管装置１の駆動を停止する。そして、製管装置１を解体し、フレーム体２を分解した状態で下流側マンホール２０２から搬出する。更生管１２０と既設管２００との間隙には、硬化性モルタル等の裏込め材を注入し、硬化させることで、既設管２００の更生が完了する。

（他の実施形態）
本発明に係る製管装置１は、上記実施形態以外にも他の様々な形で実施することができる。そのため、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。

図１１（ａ）および図１１（ｂ）は、本発明の他の実施形態に係る製管装置１の一部分を拡大して示す正面図である。この製管装置１では、嵌合ローラ５に対するピンチローラ４３の配設位置を変更可能とする構成として、駆動ユニット４が、フレーム体２とは別体で形成されてフレーム体２に取り付け具８４を介して着脱可能に設けられている。駆動ユニット４の内部機構は上記実施形態と同様であるが、取り付け具８４を用いた駆動ユニット４の取り付け位置によって、ピンチローラ４３の配設位置が変更可能とされている。

図１１（ａ）および図１１（ｂ）に示す例では、駆動ユニット４はフレーム体２における第１、第２の軸方向フレーム２７、２８や支持フレーム２９等にあらかじめ固定されたものではなく、フレーム体２から分離されて形成されている。かかる駆動ユニット４に対し、取り付け具８４は複数種類の形状で構成されている。

例えば、図１１（ａ）に示す形態では、金属製プレート材からなる取り付け具８４は、駆動ユニット４のケーシング４５の縁部と、第１の軸方向フレーム２７の支持片２７１と、第２の軸方向フレーム２８の端面とにまたがる多角形状に形成されている。第１の軸方向フレーム２７には、フレーム体２の内周側の面に複数の支持片２７１が立設されている。かかる多角形状の取り付け具８４は、駆動ユニット４におけるケーシング４５の外周側の全体を覆うとともに、内周側の略半部を覆う大きさで形成されている。

また、図１１（ｂ）に示す形態では、金属製プレート材からなる取り付け具８４は、駆動ユニット４におけるケーシング４５の外周側の全体を覆うとともに、支持フレーム２９に添う大きさの略「く」の字形状に形成されている。

駆動ユニット４には取り付け具８４との複数の連結孔４５１が設けられている。第１、第２の軸方向フレーム２７、２８、および支持フレーム２９にも、それぞれ図示しない連結孔が設けられている。取り付け具８４には、これらの連結孔に対応する複数の連結孔８４１が対応する箇所に形成されている。取り付け具８４は、フレーム体２と駆動ユニット４との間に架設されて、連結孔４５１、８４１を介してボルト止めする等により相互に緊結され、駆動ユニット４をフレーム体２に固定する。

図１１（ａ）に示すピンチローラ４３の配設位置は、比較的大きい管径の更生管１２０を形成するのに好適であり、プロファイル１００に反力を生じさせて良好に嵌合させることができる。また、図１１（ｂ）に示すピンチローラ４３の配設位置は、比較的小さい管径の更生管１２０を形成するのに好適であり、プロファイル１００に過大な反力を生じさせることなく精度よく製管することができる。

製管装置１の駆動ユニット４を、取り付け具８４を介してフレーム体２に所望の固定角度で取り付けることによって、嵌合ローラ５に対するピンチローラ４３の配設位置の変更を容易に行うことができ、どのような管径の既設管２００にも対応させることが可能となる。取り付け具８４の形状は、これら例示する形状に限らず、多様な形態で形成することができ、これにより駆動ユニット４の多様な取付形態に対応することができる。また、駆動ユニット４がフレーム体２に着脱自在であり、取り付け具８４を介した取り付け作業も簡単に行うことができるので、組み立ておよび解体に要する作業手間がかからず、短時間で作業を終えることができる。

図１２および図１３は、本発明のさらに他の実施形態に係る製管装置を示す正面図である。製管装置１においては、図１２に示すように、フレーム体２の内周側には、駆動ユニット４の前段部にプロファイル１００の供給経路を規定するガイド部材が設けられてもよい。この場合、ガイド部材８２は、螺旋状に供給されるプロファイル１００の螺旋経路に沿う弧状の外形状を有し、断面矩形状または略コ字状のプレート材で構成されている。また、図１３に示すように、ガイド部材８３は回転自在な複数のローラを矩形状に組み付けて、その内側にプロファイル１００の挿通路を形成したものであってもよい。プロファイル１００は、ガイド部材８２、８３に沿って供給されることにより、駆動ユニット４に対して円滑に導かれる。

プロファイル１００を製管装置１の進行方向の前方から駆動ユニット４へ導くように、フレーム体２の内周部にガイド部材８２、８３を配設することにより、プロファイル１００による製管装置１への作用を緩和させるよう調整することができる。すなわち、プロファイル１００に生じる反力を、製管装置１を前方へ押す方向に作用させないように、ガイド部材８２、８３によってプロファイル１００の供給経路を規定する。これにより、プロファイル１００を嵌合する際に位置ずれを防止し、確実に嵌合凸部１０３と嵌合凹部１０５とを嵌合することが可能になる。

また、本発明において、更生管１２０を構成するプロファイル１００は、図１４（ａ）および図１４（ｂ）に示したプロファイル１００に限定されず、補強材１０６が装着されないプロファイルであっても、また他の形状の補強材が装着された構成であってもよい。また、図１５（ａ）および図１５（ｂ）に示すように、隣接する主部材１１１を、長尺帯状の嵌合部材１１５により接合し、更生管１２０を形成する構成のプロファイル１１０であってもよい。主部材１１１は、基板１１２に複数の断面Ｔ字状のリブ１１３を有し、基板１１２の両端部に嵌合溝１１４が形成されている。嵌合部材１１５は、隣接した主部材１１１双方の嵌合溝１１４に嵌め込まれる２条の凸部１１６を有する。このようなプロファイル１１０にあっても、上記と同様の金属製の補強材が装着されてもよい。

本発明は、老朽化した下水道管、上水道管、農業用水管、ガス管などの種々の既設管を、プロファイルを用いて更生するための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 フレーム体
２１ リンク体
２６ 連結用リンク体
２７ 第１の軸方向フレーム
２８ 第２の軸方向フレーム
２９ 支持フレーム
３ リンクローラ
４ 駆動ユニット
４３ ピンチローラ
５ 嵌合ローラ
８１ 固定部材
８４ 取り付け具
１００ プロファイル
１２０ 更生管
２００ 既設管

Claims (3)

1. 長尺のプロファイルを螺旋状に巻回しつつ、先行するプロファイルの嵌合部に後続するプロファイルの嵌合部を内周側から押しつけることにより相互に嵌合させて管状に形成する製管装置であって、
   略環状のフレーム体と、
   前記フレーム体に設けられ、巻回されたプロファイルの先行部分と後続部分との嵌合領域の内周側に配置される嵌合ローラと、
   プロファイルを前記嵌合領域の内周側から前記嵌合ローラへ向けて供給する駆動ユニットとを有し、
   前記駆動ユニットは、前記フレーム体に取り付けられており、プロファイルを挟んで回転駆動する外面ローラと内面ローラとの対からなる少なくとも一組のピンチローラを備えて前記フレーム体の内周側で前記フレーム体に対して回動自在に設けられ、
   前記駆動ユニットの回動により、前記嵌合ローラに対する前記ピンチローラの配設位置が変更され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、
   前記フレーム体と駆動ユニットとの間には固定部材が配設され、該固定部材はフレーム体に回動自在に設けられるとともに、前記駆動ユニットと該固定部材との連結位置が変更可能とされたことを特徴とする製管装置。
3. 請求項２に記載の製管装置において、
   前記固定部材は、前記駆動ユニットを固定するための複数の連結孔を有することを特徴とする製管装置。

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