JP6329260B2 - 巻癖形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、補強材付き帯状部材の巻癖形成装置に関する。

従来から、長尺の帯状部材を螺旋状に巻回して更生管を形成し、この更生管を老朽化した既設管内に敷設して管路を更生することが広く実施されている。帯状部材には、長手方向に連続して複数のリブが設けられており、さらにリブ間に金属製の補強材が装着されたものもある。特に、補強材が装着された帯状部材は、高い剛性を有するので、自立強度の高い更生管を形成するのに好適に用いられている。この種の帯状部材は、予め補強材が装着された状態で巻き取られ、施工現場に搬送される。

補強材付きの帯状部材は、施工する際に施工用のドラム等に納められ、そこから引き出して用いられる。帯状部材は、巻き取られていたときの巻癖がついた状態となっている。帯状部材の巻癖は、ドラムの内周側に巻かれた帯状部材と外周側に巻かれた帯状部材とで曲率が異なり、ドラムから引き出して更生管を形成する過程で徐々に変化する。このような帯状部材は、施工現場でマンホールから導入する際にマンホールの内壁に干渉する可能性があった。帯状部材の巻癖よりも小さな曲率半径の更生管を形成する場合には、帯状部材が元の曲率半径に復元しようとして、更生管が徐々に拡径して形成されてしまい、目標とする管径の更生管を形成することが困難になるという問題点もあった。

このような従来の問題点を解消するため、本出願人は特許文献１に開示されるように、製管作業の前に、帯状部材に対して、所望の螺旋状の形状に変形させるための巻癖形成装置を提案している。

特許第５１５５７５６号公報

従来の巻癖形成装置を用いることで、目標とする管径の更生管を確実に製管することができるものの、次のような課題があり、より一層、作業性よく、迅速に、精度の高い更生管を形成するために、未だ改良の余地があった。

ドラムから帯状部材を連続的に引き出す際、帯状部材は、ドラムの内周側から巻癖形成装置に向けて軸方向に引っ張られる。帯状部材は金属製の補強材を装着して硬質であり、ドラムの手前に距離を設けて設置された巻癖形成装置まで、スムーズに引き出せないことがある。図１１に矢符Ｂにて示すように、螺旋状に巻き重ねられた帯状部材１００はドラムから斜め方向に引き出されるので、帯状部材１００の側縁部が、隣接して巻かれた帯状部材１００の側縁部に引っ掛かりやすい。帯状部材１００同士が引っ掛かってしまうと、先行する帯状部材１００が引っ張られ、円滑に連続的に引き出すことができなくなる。そうすると、巻癖形成装置や製管機を一旦停止させて、手作業で帯状部材１００を修正しなければならなかった。

従来の巻癖形成装置は、ドラムに対して帯状部材の引き出し方向の前方に設置されているので、装置に対する帯状部材の進入角度が絶えず変化する。そのため、巻癖形成装置のピンチローラおよびガイド部等を通過する帯状部材に、過大な負荷がかかりやすい。従来の装置は、ドラムの回転に同調させてリング状のフレームを回転制御することが望ましく、作業者が帯状部材の動きを確認しながらドラムの回転と、巻癖形成装置のフレームの回転とを同時に制御しなければならない煩雑さもあった。

本発明は、上記のような問題点にかんがみてなされたものであり、帯状部材に負荷をかけることなく、帯状部材をスムーズに引き出して所望の形状に変形させることを可能にし、巻癖形成装置や製管機を停止させたり、帯状部材を手作業で修正したりする必要性を生じることなく、連続的かつ安定的に帯状部材を製管機に送り込み、作業効率を高め、更生作業に要する時間の短縮化を図ることのできる巻癖形成装置を提供することを目的としている。

前記の目的を達成するための本発明の解決手段は、管路更生用の帯状部材を、螺旋状の曲げ形状に変形させる巻癖形成装置を対象としている。この巻癖形成装置として、帯状部材に変形を加える本体部と、本体部を帯状部材の保持ユニットに支持する支持体とを備えさせる。帯状部材は、長手方向に沿って補強材が備えられ、保持ユニットの内側に螺旋状に巻き重ねられて、この保持ユニットの軸方向に空洞部を形成している。そして、前記本体部を、前記空洞部に配設して、保持ユニットの内側で帯状部材を引き込んで変形させる構成とし、前記支持体を、保持ユニットに対して回転自在に取り付け、前記本体部が帯状部材を引き込むのに連動して前記保持ユニットの軸心回りに回転する構成としている。

この特定事項により、帯状部材の保持ユニットに対して巻癖形成装置を取り付けて用いることができる。そのため、補強材を備えて硬質な帯状部材であってもスムーズに本体部へ引き込んで変形させることができる。支持体が保持ユニットの軸心回りに回転するので、本体部も空洞部内で回転しながら、帯状部材を引き込む。したがって、帯状部材に過大な負荷がかかったりねじれを生じたりすることなく、帯状部材を螺旋状の曲げ形状に変形することができる。

前記本体部にあっては、前記空洞部内で前記保持ユニットの軸方向に変位自在に支持し、帯状部材の引き込み位置を前記保持ユニットの軸方向に移動させるように構成することが好ましい。

これにより、保持ユニットの内側の帯状部材に合わせて、本体部が前記保持ユニットの軸方向に変位しながら適当な位置で帯状部材を引き込むことができる。

さらに好ましくは、前記本体部に、保持ユニットの内側から帯状部材を引き込んで送り出す駆動ユニットと、駆動ユニットが送り出した帯状部材を径方向内側へ押圧しながら送り、帯状部材に巻癖をつける変形ローラとを備えさせることである。

これにより、駆動ユニットから変形ローラを通して帯状部材に螺旋状の巻癖を連続的に形成することができ、装置全体をコンパクトに形成することができる。

本発明では、上述のように構成したから、帯状部材に過大な負荷をかけることなく、螺旋状の曲げ形状に変形させることができ、更生作業に要する作業性が格段に向上し、作業時間の短縮化を図ることが可能となる。

図１は本発明の実施形態１に係る巻癖形成装置を示す正面図である。 図２は本発明の実施形態１に係る巻癖形成装置を示す側面図である。 図３は前記巻癖形成装置と保持ユニットとを示す正面図である。 図４は図３の側面図である。 図５は前記巻癖形成装置における本体部の動作を示す説明図である。 図６は前記巻癖形成装置を用いて行う既設管の更生方法を示す説明図である。 図７は前記巻癖形成装置を用いて行う既設管の他の更生方法を示す説明図である。 図８は補強材付きの帯状部材の一例を示す断面図である。 図９は前記帯状部材の接合状態を示す断面図である。 図１０は前記保持ユニットの一例を示す斜視図である。 図１１は前記補強材付きの帯状部材を示す説明図である。 図１２は本発明の実施形態２に係る巻癖形成装置を示す正面図である。 図１３は本発明の実施形態２に係る巻癖形成装置を示す側面図である。 図１４は前記巻癖形成装置と保持ユニットとを示す正面図である。 図１５は図１４の側面図である。 図１６は実施形態２に係る巻癖形成装置の本体部を示す正面図である。 図１７は図１６の本体部を示す側面図である。 図１８は実施形態２に係る巻癖形成装置の本体部における変更例を示す正面図である。 図１９は図１８の本体部を示す側面図である。 図２０は実施形態２に係る巻癖形成装置の変形ローラの一例を示す説明図である。 図２１は前記変形ローラの他の例を示す説明図である。 図２２は前記変形ローラのさらに他の例を示す説明図である。 図２３（ａ）および図２３（ｂ）は補強材付きの帯状部材の他の例を示し、図２３（ａ）は断面図、図２３（ｂ）はコネクタによる接合端部を示す拡大斜視図である。

以下、本発明の実施の形態に係る巻癖形成装置について、図面を参照しつつ説明する。

（実施形態１）
巻癖形成装置１は、既設管６の更生に際し、帯状部材１００に対して、保持ユニット４の内側で螺旋状の巻癖をつけるのに用いられる。帯状部材１００は、螺旋状に巻き重ねた状態で保持ユニット４に収容されている。螺旋状の巻癖は、補強材１２０が装着されて剛性が高い帯状部材１００において形成することが求められる。この巻癖の形成は、更生管１３０を製管する前段階で行う。

実施形態に係る巻癖形成装置１を説明するのに先立って、変形させる帯状部材１００の概要と、この帯状部材１００の保持ユニット４について説明する。

（帯状部材）
図８および図９に示すように、帯状部材１００は、長尺体であり、帯状部材本体１１０と補強材１２０とを有する。帯状部材本体１１０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可撓性を有する合成樹脂材料を押出成形して形成され、断面略Ｔ字状のリブ１１１を備える。なお、図８および図９においては、図面を見やすくするために、帯状部材１００には断面を示すハッチングを省略して記載している。

帯状部材本体１１０の一方の側縁部には、接合凸部１１２が設けられている。他方の側縁部には、接合凸部１１２が嵌め込まれる接合凹部１１３と、隣り合ったリブ１１１に嵌め込まれる傾斜片１１４とが設けられている。接合凹部１１３は凹部の反対側に断面略Ｔ字状のリブ１１１が一体に形成されている。

補強材１２０は、帯板状の鋼板からなり、帯状部材本体１１０のリブ１１１間に装着されている。この補強材１２０は、幅方向の中央部が凸状に隆起して折曲され、両側縁部が斜め上方へ折曲されてリブ１１１に係止しうる断面形状に形成されている。帯状部材本体１１０には、予め補強材１２０が装着され、ドラム等に巻き重ねられ、または略円筒状に巻き取り結束された状態で施工現場に搬送される。

帯状部材１００は、リブ１１１の立設された面が外周側になるように製管機５に供給される。その過程で、帯状部材１００は、螺旋状に送られ、図８に示すように、帯状部材１００の先行部分と後続部分とが互いに隣接し、接合凸部１１２と接合凹部１１３とが嵌り合って接合される。さらに、図９に示すように、傾斜片１１４は、隣り合った帯状部材１００のリブ１１１に係止する。これにより、螺旋状の帯状部材１００は、軸方向に連続する管状体となり、更生管１３０が形成される。

（保持ユニット）
図１０に示すように、保持ユニット４は、長尺の帯状部材１００を保持しており、回転しながら帯状部材１００を繰り出すことが可能とされている。

保持ユニット４は、中心部に円形開口４１１を有する一対の鍔フレーム（回転フレーム）４１と、これらの鍔フレーム４１間に架設されて一対の鍔フレーム４１を一体に支持する連結材４２とを備える。連結材４２には、例えば、複数の棒状材または板状材などが用いられ、鍔フレーム４１の外周寄りに、均等に配設される。保持ユニット４には、鍔フレーム４１間に、帯状部材１００が螺旋状に、何層にも巻き重ねられており、中心部には軸方向に空洞部４３が形成されている。

帯状部材１００は、図示しない巻芯部材を中心として螺旋状に巻き取られ、保持ユニット４に収容されたのち、巻芯部材を取り除いて、連結材４２に外周側が保持されている。これにより、保持ユニット４の中心部には、巻芯部材を引き抜き跡の空洞部４３が、軸方向に略円筒状に形成されている。

鍔フレーム４１の円形開口４１１の内周縁部には、環状のレール体４１２が一体的に周設されている（図４参照）。レール体４１２は、少なくとも内周側が断面円弧状の外形状を有して形成されている。保持ユニット４は、回転自在なローラ４４１を備えた基台４４上に載置され、回転自在とされる。

（巻癖形成装置）
図１〜図５に示すように、巻癖形成装置１は、巻癖形成手段を備えた本体部２と、本体部２を保持ユニット４に支持する支持体３とを備えている。

支持体３は、保持ユニット４に取り付けられて、本体部２を保持ユニット４の空洞部４３内に軸方向に変位自在に支持する。図２に示すように、支持体３は、一対の支持フレーム３１と、軸方向に延びる互いに並行な複数本のガイドバー３２と、保持ユニット４に係合する支承部３３とを備えている。

支持フレーム３１は、円環状に形成されたフレーム体であり、保持ユニット４の空洞部４３の内径より小さい外径を有する。一対の支持フレーム３１は、保持ユニット４に対して軸方向の前後両端に配置される。

ガイドバー３２は、前後の支持フレーム３１間に架設されて、軸方向に配設される。例示の形態では、４本のガイドバー３２が、支持フレーム３１間に、周方向に均等な相互間隔を設けて配置されている。

支承部３３は、前後の各支持フレーム３１に対して周方向に均等に配置されている。図１および図２に示す例では、支承部３３として、保持ユニット４の鍔フレーム４１の円形開口４１１の内周縁部に係合するローラ（支持ローラ）３４と、ローラ３４を支持フレーム３１に取り付けるブラケット３５とを備えている。４個のローラ３４は、それぞれ、ブラケット３５を介して支持フレーム３１の内側面に回転自在に支持されている。各ローラ３４は、外周面に凹状の溝を備え、保持ユニット４の鍔フレーム４１のレール体４１２に係止して回転自在とされている。

これにより、図３および図４に示すように、支持体３は、保持ユニット４に取り付けられてローラ３４に支承され、保持ユニット４の軸心回りに回転自在とされている。支持体３は、ローラ３４と鍔フレーム４１とを係合させ、またその係合を外すことで、保持ユニット４に対して取り付け自在および取り外し自在とされている。

巻癖形成装置１の本体部２は、円環状の本体フレーム２１と、本体フレーム２１に設けられた本体保持部２２と、本体フレーム２１の内側に設けられた巻癖形成手段とを有する。

図１に示すように、円環状の本体フレーム２１は、支持フレーム３１の内径よりも小さい外径を有して形成されている。この本体フレーム２１は、複数の本体保持部２２を備えている。本体保持部２２は、本体フレーム２１の４箇所に均等に配置され、外周方向に張り出して設けられている。

例示の形態では、本体保持部２２は、ガイドバー３２を貫通させ、ガイドバー３２を摺動自在に保持する摺動部２２１と、この摺動部２２１を本体フレーム２１に支持する支持プレート２２２とを備える。支持プレート２２２は、本体フレーム２１を挟持するように本体フレーム２１の前後両側面に固定され、本体フレーム２１の外周方向へ張り出して設けられている。これにより、本体保持部２２は、ガイドバー３２に係合され、ガイドバー３２に沿って移動自在とされている。

これにより、図５に示すように、本体部２は、保持ユニット４の内側に配設される。本体部２は、複数本のガイドバー３２に支持されて保持ユニット４の軸方向に変位自在であり、保持ユニット４の空洞部４３内を往復移動することが可能とされている。

本体部２に備えられる巻癖形成手段は、多様な形態により構成することができる。巻癖形成手段の一例として、図１および図２に示す形態では、帯状部材１００を螺旋状に案内するガイド部２３と、ガイド部２３の上流側に配設された第１ピンチローラ２４と、ガイド部２３の下流側に配設された第２ピンチローラ２５とを備えている。これらは、取付ブラケット２９を介して本体フレーム２１に一体に設けられている。

ガイド部２３は、帯状部材１００によって製管される更生管１３０の外径と略同等の曲率半径を有する帯板材からなり、螺旋形の一部を象った略半円状の内面形状に形成されている。ガイド部２３は、内面側に帯状部材１００を沿わせることによって、帯状部材１００にガイド部２３の曲率半径に相当する曲率半径の巻癖をつける。帯状部材１００の補強材１２０は、製管される更生管１３０の曲率半径にほぼ相当する曲率半径を有するように変形する。

ガイド部２３の内面側には、複数の回転ローラや、断面矩形状をなす帯状部材１００の挿通路などの適宜の案内部材が設けられて、帯状部材１００の脱落を防止するように構成されることが好ましい。ガイド部２３の曲率半径としては、製管される更生管１３０の内径と同等以下の曲率半径であってもよい。

ガイド部２３の上流側および下流側のピンチローラ２４、２５は、それぞれ内面ローラ２７と外面ローラ２８とを備えている。これらのピンチローラ２４、２５は、帯状部材１００を内面側と外面側とから挟み込み、回転する。内面ローラ２７は、ガイド部２３の内面側に配置され、円筒状に形成されている。外面ローラ２８は、ガイド部２３の外面側に配置され、周溝または鍔部を有して帯状部材１００のリブ１１１および補強材１２０に嵌り合って回転するように形成されている。

第１ピンチローラ２４または第２ピンチローラ２５の少なくとも一方には、駆動モータ２６が備えられる。例示の形態では、図２に示すように、第１ピンチローラ２４と第２ピンチローラ２５の双方に、それぞれ駆動モータ２６が備えられている。駆動モータ２６によって、内面ローラ２７および外面ローラ２８は、互いに逆方向に回転し、補強材１２０付きの帯状部材１００を挟み込んで、ガイド部２３に引き込み、またガイド部２３から送り出す作用をなす。

駆動モータ２６は、第１ピンチローラ２４のみに設けられた場合は、帯状部材１００をガイド部２３の上流側へ引き込み、その駆動力で下流側へ送るものとなる。第２ピンチローラ２５のみに駆動モータ２６が設けられた場合は、ガイド部２３の下流側で帯状部材１００を挟み込んで送り出し、その駆動力で上流側の帯状部材１００を引き込むものとなる。上流側と下流側の両方に駆動モータ２６が設けられることで、より安定的に帯状部材１００を引き込み、送り出すことができる。

なお、巻癖形成手段としては、帯状部材１００を螺旋状に沿わせるガイド部２３と、ガイド部２３の上流側に配置されて帯状部材１００をガイド部２３に引き取るための送りユニット、またはガイド部２３の下流側に配置されて帯状部材１００をガイド部から送り出すための送りユニットの少なくとも一方を備えた構成であれば、他のどのような構成であってもよい。支持体３のガイドバー３２の本数は４本であるに限らず、３本以下であっても５本以上であってもよい。

（既設管の更生方法）
次に、上述の巻癖形成装置１を用いて行う既設管６の更生方法について説明する。

図６に示すように、既設管６の更生作業は、上流側の発進側マンホール６１から下流側の到達側マンホール６２に向けて行われる。帯状部材１００を保持した保持ユニット４は、発進側マンホール６１の近傍の地上に設置される。保持ユニット４は、回転自在なローラを備えた基台４４上に載置され、回転自在とされている。

製管機５は、発進側マンホール６１を通して既設管６に設置される。製管機５は、既設管６の内側を回転しながら帯状部材１００を螺旋状に巻回し、隣り合った接合凹部１１３と接合凸部１１２とを順次接合して更生管１３０を形成しつつ、既設管６内を下流方向へ進行する。

巻癖形成装置１は、地上の保持ユニット４に内蔵させた状態で使用する。図３および図４に示すように、巻癖形成装置１の支持体３を保持ユニット４に取り付けて、本体部２を保持ユニット４の空洞部４３内に配置する。支持体３については、４個のローラ３４をそれぞれ保持ユニット４の鍔フレーム４１のレール体４１２に係合させて鍔フレーム４１に取り付ける。これにより、支持体３は、ローラ３４群に支承されて、保持ユニット４の円形開口４１１に沿って保持ユニット４の軸心回りに回転自在とされる。支持体３に支持された本体部２も、保持ユニット４の空洞部４３の内側で回転自在とされる。

保持ユニット４の内周側から帯状部材１００を引き出し、巻癖形成装置１の第１ピンチローラ２４、ガイド部２３、および第２ピンチローラ２５に通す。駆動モータ２６を駆動させることで、これらのピンチローラ２４、２５が回転駆動し、帯状部材１００をガイド部２３に沿って引き込み、送り出す。後続する帯状部材１００は、順次、保持ユニット４の空洞部４３の内側で、巻癖形成装置１の本体部２に引き込まれる。

帯状部材１００は、保持ユニット４の内周側から繰り出される際に、その繰り出し位置が、保持ユニット４の空洞部４３の軸方向に往復変位しながら順次繰り出されていく。これに対して、巻癖形成手段を備えた本体部２は、保持ユニット４の空洞部４３の内側に配設されて、軸方向に変位自在に支持されている。このため、図５に示すように、保持ユニット４の内周側から繰り出される帯状部材１００に合わせて、本体部２は、ガイドバー３２に沿って軸方向に変位しながら適当な位置で帯状部材１００を引き込む。帯状部材１００には、無理な力が作用せず、帯状部材１００をスムーズに本体部２へ導くことができる。

図１１に示すように、保持ユニット４の内周側から帯状部材１００を繰り出す際に、従来は帯状部材１００が矢符Ｂ方向に斜めに引き出され、側縁部が隣接する帯状部材１００に引っ掛かりやすいものであった。これに対し、本実施形態に係る巻癖形成装置１では、本体部２が保持ユニット４内で軸方向に変位しつつ帯状部材１００を引き取る。そのため、帯状部材１００は、図１１に示す矢符Ａ方向に引き出され、帯状部材１００同士が引っ掛かるという問題を生じにくい。これにより、帯状部材１００を保持ユニット４の内周側から連続的にスムーズに引き出し、本体部２のガイド部２３へ導くことができ、螺旋状の巻癖を安定的に形成することが可能となる。

図５に示したように、本体部２は、帯状部材１００を引き取る過程で、保持ユニット４の空洞部４３の内側を軸方向に往復移動する。保持ユニット４に保持された帯状部材１００の位置に追従して、本体部２はその位置をガイドバー３２に沿って軸方向に移動し、さらに、帯状部材１００の巻取位置が軸方向に往復された場合には、それに対応して、軸方向に往復移動しつつ帯状部材１００を引き込む。このため、帯状部材１００を連続して本体部２へと引き込むことができる。

本体部２に進入した帯状部材１００は、ガイド部２３に沿って螺旋状に案内されて、第２ピンチローラ２５から送り出され、螺旋状の巻癖がつけられた状態で保持ユニット４から発進側マンホール６１へと導かれる。そして、図６に示すように、帯状部材１００は、螺旋状の巻癖を保って、発進側マンホール６１を通り、既設管６内の製管機５に供給される。

巻癖形成装置１の支持体３は、本体部２が帯状部材１００を引き込み、帯状部材１００を送り出す際の反力によって、帯状部材１００の送り出し方向とは反対方向に回転する。支持体３は、保持ユニット４の鍔フレーム４１にローラ３４を介して回転自在に支持されているので、帯状部材１００の送り出しに同調して保持ユニット４の軸心回りに自在に回転する。支持体３に支持された、保持ユニット４内の本体部２も、支持体３とともに軸心回りに回転する。

このため、既設管６内で回転する製管機５によって更生管１３０が形成されるのに対して、巻癖形成装置１からの帯状部材１００の送り出し量に相対的な過不足がなくなり、帯状部材１００にねじれ等を生じることなく、極めて円滑に帯状部材１００を供給することができる。従来のように、作業者が保持ユニットの回転と巻癖形成装置の回転とを同調させるように制御する必要はなく、帯状部材１００が保持ユニット４から繰り出されるのに任せて、帯状部材１００に無理な力を作用させることなく巻癖を形成し、所望の螺旋形状に安定的に送り出すことができる。

図７に示すように、発進側マンホール６１の底部に製管機５を設置して既設管６を更生する更生方法においても、巻癖形成装置１を好適に使用することができる。この場合、製管機５により形成された更生管１３０の先頭に、索条体７０１を連結する。地上に配置したウィンチ等の牽引治具７０２を駆動し、更生管１３０が形成される速さに合わせて索条体７０１を引き取る。これにより、到達側マンホール６２を介して更生管１３０を下流側へ牽引する。地上の保持ユニット４には、前記と同様に巻癖形成装置１を内蔵させ、所望の巻癖を安定的に形成しながら、製管機５に帯状部材１００を供給することができる。この場合、製管機５を既設管６内に設置できないような口径の小さい既設管６であっても、補強材１２０付きの帯状部材１００を用いて精度よく更生管１３０を形成し、管路を更生することができる。

既設管６の更生作業中に保持ユニット４を交換する場合には、巻癖形成装置１を保持ユニット４から一旦取り外し、新たな帯状部材１００を保持した保持ユニット４に対して巻癖形成装置１を取り付けて使用することができる。更生作業が完了すれば、保持ユニット４から巻癖形成装置１を取り外し、保持ユニット４と巻癖形成装置１とを分離することができる。

以上のように、本発明に係る巻癖形成装置１によれば、保持ユニット４の内周側から繰り出す帯状部材１００に合わせて、本体部２が保持ユニット４内を軸方向に往復移動しながら帯状部材１００を引き込むようにすることができ、帯状部材１００同士の引っ掛かりをなくし、無理な力を作用させることなく、連続的に安定的に巻癖をつけることができる。

したがって、更生作業中に、製管機５等を停止させて、保持ユニット４から繰り出す帯状部材１００を修正する手間を生じず、効率よく作業を進めることができる。巻癖形成装置１は、本体部２が保持ユニット４内を軸心回りに自在に回転するので、保持ユニット４と巻癖形成装置１とを同調させて回転させるための別途の制御手段を必要とせず、製管機５に対して帯状部材１００を過不足なく送ることが可能となり、少ない作業者であっても精度よく更生管１３０を形成することができ、作業時間の短縮化を図ることができる。発進側マンホール６１の地上には、保持ユニット４に対して一体的に巻癖形成装置１を設置することができ、巻癖の形成のためには、保持ユニット４を設置するスペースがあれば足りるので、省スペースでの作業が可能となる。

（実施形態２）
実施形態２係る巻癖形成装置１は、巻癖形成手段を備えた本体部２０と、本体部２０を帯状部材１００の保持ユニット４に支持する支持体３とを備えている。図１４および図１５に示すように、本体部２０は、保持ユニット４の空洞部４３内に配設される本体フレーム１１と、本体フレーム１１に取り付けられた巻癖形成手段とを有する。支持体３および保持ユニット４は、前記実施形態１と同様の構成を有するので、同符号により示して詳細な説明を省略する。

図１２および図１３に示すように、本体部２０は、２本のガイドバー３２に架け渡される本体フレーム１１を備えている。本体フレーム１１は、角パイプ材等の高剛性を有する棒状の鋼材からなり、円環状の支持フレーム３１の外形状に近似する屈曲形状に形成されている。

図１６に示すように、本体フレーム１１の両端部には、ガイドバー３２に摺動自在に取り付けられる２つの摺動部１２を備えている。摺動部１２は、円筒状に貫通する空洞部を備え、ガイドバー３２を貫通させて保持する。本体フレーム１１は、２本のガイドバー３２に接続されて、支持体３のガイドバー３２に沿って軸方向に移動自在とされている。

これにより、本体フレーム１１は、円環状の一対の支持フレーム３１の相互間に配設される。本体部２０は、２本のガイドバー３２に支持されて保持ユニット４の軸方向に変位自在とされ、保持ユニット４の空洞部４３内を往復移動することが可能とされる。

本体部２０は、巻癖形成手段として、保持ユニット４の内周側から帯状部材１００を引き込んで送り出す駆動ユニット７０と、駆動ユニット７０から送り出された帯状部材１００を径方向内側へ押圧しながら送って帯状部材１００に巻癖をつける変形ローラ８０とを備えている。

駆動ユニット７０は、帯状部材１００を表裏両面から挟み込んで回転駆動する外面ローラ７２と内面ローラ７３との対からなる二組のピンチローラ７１を備えている。図１６に示すように、ピンチローラ７１として、外面ローラ７２は外周寄りに配置され、内面ローラ７３は外面ローラ７２の内周側に配置される。

図１７に示すように、駆動ユニット７０には、外面ローラ７２または内面ローラ７３を回転駆動する駆動モータ７４が備えられている。外面ローラ７２と内面ローラ７３とは、減速機（例えば、歯車機構７１１の各歯車）を介して、互いに反対方向に回転する。駆動モータ７４の駆動力は、歯車機構７１１を介して各ローラの回転軸に伝動され、外面ローラ７２および内面ローラ７３を適宜減速して回転させる。

内面ローラ７３は金属製または合成樹脂製の円筒体からなるのに対し、外面ローラ７２は、鍔部７２１を備えている。鍔部７２１は、帯状部材１００の補強材１２０に係合する鍔状に形成されている。鍔部７２１は、外周面にローレット加工が施され、帯状部材１００の外面側（例えば補強材１２０の溝状部）に接触し、滑ることなく回転する。これらの各ローラ７２、７３は、その軸方向の長さが帯状部材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。

駆動ユニット７０は、２つの外面ローラ７２を内側に保持した外面ユニット７５と、２つの内面ローラ７３を内側に保持した内面ユニット７６とが組み合わされて形成されている。図１６および図１７に示すように、外面ユニット７５は、剛性を有するケーシング７５１に外面ローラ７２の回転軸が、軸受を介して回転自在に支持されている。外面ユニット７５には、歯車機構７１１を構成する歯車の一部が収容され、外面ローラ７２の回転軸に固定されている。

内面ユニット７６は、剛性を有するケーシング７６１に、内面ローラ７３の回転軸が、軸受を介して回転自在に支持されている。外面ユニット７５と同様に内面ユニット７６には、歯車機構７１１を構成する歯車の一部が収容され、内面ローラ７３の回転軸に固定されている。これらの歯車は、互いに噛み合って歯車機構７１１を構成し、外面ローラ７２と内面ローラ７３との同期回転を図る。

駆動ユニット７０に設けられた、これら二組のピンチローラ７１は、帯状部材１００に圧接および離間可能とされている。例えば、駆動ユニット７０は、帯状部材１００に対してピンチローラ７１を圧接位置と離間位置との間で開閉することができる。外面ユニット７５に対して内面ユニット７６は、例えば背面側の図示しないヒンジ軸を介して開閉可能とされている。駆動ユニット７０内部の歯車機構７１１の係合離脱は、外面ユニット７５と内面ユニット７６との開閉動作に連動される。

駆動ユニット７０の正面には、外面ユニット７５と内面ユニット７６との閉止状態を保持する閉合部材７７が設けられている。図１６に示すように、閉合部材７７として、コイルばねと抜け止めリングとを装着した連結ボルト７７１が備えられている。この連結ボルト７７１の一端部は、外面ユニット７５の正面部に回動自在に取り付けられ、他端部は、コイルばねを押圧して圧縮させるためのナット７７２が螺合されている。内面ユニット７６には、連結ボルト７７１の受け部が突設されている。連結ボルト７７１の軸部は、受け部に嵌挿されて、ナット７７２が締め込まれることにより、軸方向付勢力が付与されて閉合固定される。

図１７に示すように、外面ユニット７５には、ケーシング７５１の側面が凹状に切り欠かれて、内部のピンチローラ７１へ帯状部材１００を引き込むための導入口７８と、帯状部材１００を送り出すための導出口７９が設けられている。導入口７８および導出口７９は、外面ユニット７５と内面ユニット７６とが組み合わされて閉合されたとき、帯状部材１００の幅よりも大きい一つの開口部を形成する。

これにより、駆動ユニット７０は適宜開閉することができ、帯状部材１００をピンチローラ７１間に配設したり、ピンチローラ７１から外したりする作業を容易に行うことができる。二組のピンチローラ７１が一つの駆動ユニット７０に集約して設けられているので、本体部２０を小型化することができ、保持ユニット４の内側に容易に納めることができる。図１６において、帯状部材１００は、駆動ユニット７０の上流側である図中左側から駆動ユニット７０内に導入され、ピンチローラ７１に挟まれて順次送られ、駆動ユニット７０の下流側である図中右側へ送り出される。

駆動ユニット７０は、取付ブラケット９０を介して本体フレーム１１に取り付けられている。本体フレーム１１が接続されていない他のガイドバー３２には、駆動ユニット７０に対向させてウェイトが備えられ、駆動ユニット７０との重量バランスを図っている。本体フレーム１１は、その正面部に、取付ブラケット９０との取付片１４を有するプレート材１３を一体に装着して形成されている。このプレート材１３には、本体フレーム１１から突出するように、取付片１４が２箇所に延設されている。

取付ブラケット９０は、本体フレーム１１の正面に取り付けられる第１取付板９１と、この第１取付板９１に直交する方向に配設された第２取付板９２とを一体に有する。

図１６に示すように、第１取付板９１は平板状の板状部材であり、駆動ユニット７０の上流側に位置する取付片１４と、その下流側に位置する取付片１４とに対応させて、長孔９１１、９１２を備えている。上流側の長孔９１１は、下流側の長孔９１２よりも長く形成されている。これらの長孔９１１、９１２は、それぞれ円弧形状の貫通孔とされている。

図１７に示すように、第２取付板９２は、第１取付板９１の正面方向に延設された板状部材であり、駆動ユニット７０を固定するための固定孔９２１と長孔９２２とを備える。固定孔９２１は、第２取付板９２における、駆動ユニット７０の上流側に対応する位置に貫通して設けられている。これに対し、長孔９２２は、駆動ユニット７０の下流側に対応する位置に貫通して円弧形状に形成されている。

第２取付板９２は、駆動ユニット７０の外面ユニット７５のケーシング７５１に、固定孔９２１および長孔９２２を介してボルト・ナットにより取り付けられている。第２取付板９２により、長孔９２２の長さの範囲内で駆動ユニット７０の取付位置を変更することができる。例えば、固定孔９２１を中心として駆動ユニット７０を長孔９２２に沿って正面方向へ動かすことで、駆動ユニット７０のピンチローラ７１の向きを変更することができる。ピンチローラ７１の向きが変更可能であることにより、駆動ユニット７０への帯状部材１００の引き込み方向を適宜調整することができる。

第１取付板９１は、本体フレーム１１と駆動ユニット７０との間に配設されて、長孔９１１、９１２を介して各取付片１４に対してボルトおよびナットにより締結されている。第１取付板９１は、長孔９１１、９１２を有するので、これらの長孔９１１、９１２の長さ範囲内でボルト位置を変更することができる。

このため、第１取付板９１の長孔９１１、９１２の長さ範囲内でボルト位置を動かし、第１取付板９１と取付片１４との締結位置を変更することで、本体フレーム１１に対する駆動ユニット７０の取付位置を変えることができる。一方のボルトを支点として他方のボルトをスライドさせて駆動ユニット７０の取付位置を調整することもできる。これにより、例えば、図１６に示す駆動ユニット７０の取付位置から、図１８に示す取付位置へと容易に変更することができる。このように、駆動ユニット７０は、本体フレーム１１に対する取付位置を、保持ユニット４の中心空洞部の内外方向に調整可能とされる。

駆動ユニット７０は、取付ブラケット９０の第２取付板９２に対して、第２取付板９２と駆動ユニット７０とを締結し長孔９２２に沿って規制されたスライドピンによって揺動自在とされてもよい。このように構成されることで、駆動ユニット７０は、二組のピンチローラ７１の回転軸が帯状部材１００の軸方向に対して略直交するように、引き込む帯状部材１００に追従して揺動することが可能となる。

巻癖形成手段としての変形ローラ８０は、駆動ユニット７０から送り出された帯状部材１００を径方向内側へ押圧しながら送り、帯状部材１００に巻癖をつける。図１２および図１３に示すように、変形ローラ８０は、例えば円柱状のローラ体であり、駆動ユニット７０の下流側に備えられている。変形ローラ８０は、ローラ保持部８１にその回転軸が保持されて回転自在とされ、帯状部材１００の外周面側に当接して自在に回転する。例示の形態では、ローラ保持部８１は、駆動ユニット７０の下流側に配設された連結プレート８２の先端部に一体に設けられている。

図１６に示すように、連結プレート８２は、帯状部材１００の送り出し方向に沿って曲面形状に形成された短尺の帯板材である。連結プレート８２は、駆動ユニット７０の導出口７９の近傍に突設された支持部材７５２に、その基端部が回動自在に支持されている。連結プレート８２は、駆動ユニット７０の下流側において、先端部がローラ保持部８１に接続され、ローラ保持部８１を介して変形ローラ８０を支持している。

連結プレート８２の幅方向の両側には、多段調整部材８３が配設されている。多段調整部材８３は、連結プレート８２の幅方向の両側部に配設された２枚の板状部材であり、変形ローラ８０の軸方向の長さに対応する相互間隔で配設されている。多段調整部材８３は、駆動ユニット７０の外側面に接合されるとともに、帯状部材１００の送り出し方向の下流側に向けて延設されている。

例示の形態では、多段調整部材８３は、基端部を中心に回動する連結プレート８２の回動角度範囲に合わせた大きさおよび形状を有する。多段調整部材８３には、連結プレート８２の先端部寄りに、多数の貫通孔８４が均等間隔で設けられている。多段調整部材８３のこれらの貫通孔８４には、連結プレート８２の外面側に幅方向に配設されて連結プレート８２を支持するボルト８５が選択的に挿通される。

すなわち、多段調整部材８３のいずれかの貫通孔８４にボルト８５を貫通させて取り付け、そのボルト軸によって連結プレート８２の外面が支持される。例えば、図１６に示す形態では、多段調整部材８３の複数の貫通孔８４のうち、径方向の内側寄りの貫通孔８４にボルト８５が取り付けられて、回動自在な連結プレート８２の先端部を支持している。これに対して、図１８に示す形態では、多段調整部材８３の径方向の外側寄りの貫通孔８４にボルト８５が取り付けられ、連結プレート８２の先端部を支持している。

連結プレート８２は、駆動ユニット７０の下流側に回動自在に設けられるので、駆動ユニット７０に対する配設方向を変えることができる。このため、連結プレート８２の先端部の変形ローラ８０の回転軸の位置を、保持ユニット４の空洞部４３の外側寄りから内側寄りへと変更することが可能とされている。変形ローラ８０の回転軸が位置変更されることで、駆動ユニット７０から送り出される帯状部材１００の曲げ形状を変更することができる。したがって、連結プレート８２の配設方向を調整することで、帯状部材１００に付与する巻癖の螺旋径を容易に変更することができる。

連結プレート８２の外面側には、連結プレート８２を外方から押圧する角度調整ボルト８７が配設されている。角度調整ボルト８７は、多段調整部材８３に対して幅方向に架設された連結材８６にボルト軸部が螺合されている。角度調整ボルト８７を締め込み、または緩めることで、ボルト軸部の先端部を軸方向に変位させることができる。角度調整ボルト８７を締め込むと、連結プレート８２の外面が押圧され、連結プレート８２の配設方向を微調整することができる。例えば、多段調整部材８３により連結プレート８２を固定した後、さらに、帯状部材１００の巻癖の螺旋径を数ｍｍ〜数十ｍｍ程度調整したい場合に、この角度調整ボルト８７の締め込み量によって、連結プレート８２の位置を調整することができる。

前述のとおり、帯状部材１００は、リブ１１１間に補強材１２０が装着されている。これに対し、変形ローラ８０は、図２０に示すように、円筒状の外周面を有し、帯状部材１００の幅寸法に対応する軸方向長さを有して形成されている。帯状部材１００は、リブ１１１の先端部が変形ローラ８０の外周面に接触するとともに、補強材１２０の凸状部分が変形ローラ８０の外周面に接触する。これにより、駆動ユニット７０から送り出された帯状部材１００を径方向内側へ押圧しながら送って、帯状部材１００に螺旋状の巻癖をつけることができる。

変形ローラ８０は、図２１に示すように、鍔状の大径部８０１と円筒状の小径部８０２とを備えたローラであってもよい。この場合、変形ローラ８０は、大径部８０１が補強材１２０の凹状部分に係合して回転し、帯状部材１００を送りつつ螺旋状に変形させる。大径部８０１は補強材１２０を位置決めするので、帯状部材１００の幅方向にずれるのを防ぎ、帯状部材１００の送り出し方向を一定の方向に規制することができる。

図２２に示すように、変形ローラ８０は、その回転軸に沿って軸方向に摺動可能に設けられてもよい。この場合、変形ローラ８０は、補強材１２０に係合する鍔状の大径部８０１と円筒状の小径部８０２とを有するうえ、回転軸８０３に対して軸受８０４を介して外装されている。これにより、変形ローラ８０は帯状部材１００に確実に接触して回転するとともに、帯状部材１００の幅方向のずれを許容しつつ巻癖をつけるものとなる。したがって、帯状部材１００に無理な力が作用せず、帯状部材１００のねじれや損傷を防ぐことができる。

実施形態２に係る巻癖形成装置１にあっても、実施形態１と同様に、保持ユニット４に内蔵させた状態で使用することができる。すなわち、図１４および図１５に示すように、巻癖形成装置１の支持体３を保持ユニット４に取り付けて、本体部２０を保持ユニット４の空洞部４３内に配置する。保持ユニット４の内周側から帯状部材１００を引き出し、駆動ユニット７０に通す。駆動モータ７４を駆動させることで、ピンチローラ７１が回転駆動し、帯状部材１００を引き込むとともに連結プレート８２へ送り出す。連結プレート８２は、帯状部材１００の先端部を変形ローラ８０へ導く。

帯状部材１００は、駆動ユニット７０に引き込まれる位置が、保持ユニット４の空洞部４３の軸方向に往復変位しながら順次引き込まれる。巻癖形成装置１の本体部２０は、保持ユニット４の空洞部４３の内側で軸方向に変位しながら、適当な位置で帯状部材１００を引き込む。巻癖形成装置１に取り込まれる帯状部材１００には、無理な力が作用せず、帯状部材１００をスムーズに本体部２０へ導くことができ、変形ローラ８０により螺旋状の曲げ形状に変形させることができる。

実施形態２に係る巻癖形成装置１では、変形ローラ８０の駆動ユニット７０に対する配設位置を調整可能とされるので、帯状部材１００に付与すべき螺旋形状の螺旋径に合わせて変形ローラ８０の位置を変更することで、多様な螺旋径の曲げ形状へと一つの装置によって変形させることができる。

本体部２０は、帯状部材１００を引き取る過程で、保持ユニット４の空洞部４３の内側を軸方向に往復移動する。保持ユニット４に保持された帯状部材１００の位置に追従して、本体部２０はその位置をガイドバー３２に沿って軸方向に移動し、さらに、帯状部材１００の巻取位置が軸方向に往復された場合には、それに対応して、軸方向に往復移動しつつ帯状部材１００を引き込む。このため、帯状部材１００を連続して本体部２０へと引き込むことができる。

施工過程で保持ユニット４に納められた帯状部材１００の巻き重ね量は減少する。これに伴い、帯状部材１００を巻癖形成装置１に引き込む際に、帯状部材１００に緩みやたるみが生じたり、ピンチローラ７１への進入角度が変化したりすることが考えられる。その場合には、引き込む帯状部材１００に追従させて、駆動ユニット７０の配設形態を変更し、二組のピンチローラ７１の回転軸が帯状部材１００の軸方向に対して略直交するように調整することができる。すなわち、図１７に示すような駆動ユニット７０の配設形態を、取付ブラケット９０に対する取付位置を変更することで、図１９に示すような駆動ユニット７０の配設形態のように自在に変更することができる。これにより、帯状部材１００を保持ユニット４の内周側から連続的にスムーズに引き出し、本体部２０の駆動ユニット７０へ導くことができ、螺旋状の巻癖を安定的に形成することが可能となる。

変形ローラ８０を経た帯状部材１００は、所望の螺旋形状の巻癖がつけられた状態で保持ユニット４から発進側マンホール６１へと導かれ、既設管６内の製管機５にて管状に形成される。

なお、本発明に係る巻癖形成装置１において、本体部２０に設けられる巻癖形成手段は、上述した構成のものに限られず、帯状部材１００に螺旋状の巻癖をつける手段を具備するものであればどのように構成されてもよい。保持ユニット４としては、例示したような回転するドラム体であるに限らず、帯状部材１００を保持しながら帯状部材１００を円滑に繰り出しまたは送り出す構成であれば、どのような形態のものであってもよい。

補強材１２０を装着した帯状部材１００も、例示したものに限定されず、側縁部の形状、リブの形状、または補強材の形状が異なる、他のどのようなものであってもよい。例えば、図２３（ａ）に示すように、帯状部材２００は、コネクタ２３０により接合される構成であってもよい。この場合、帯状部材２００は、リブ２０１間に補強材２１０を備え、両側縁部に接合凹部２０２が形成されている。図２３（ｂ）に示すように、コネクタ２３０は、隣接した帯状部材２００の接合凹部２０２、２０２にまたがって接合可能な一対の接合凸部２３１を備え、これらの接合凹部２０２に嵌め込まれる。このような帯状部材２００であっても、巻癖形成装置１により螺旋状の巻癖を連続的に形成して、強度の高い更生管１３０を精度よく形成することができる。

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、他の様々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。この出願は、日本特許出願の特願２０１４−１１６２１５号に基づく優先権を請求する。これに言及することにより、その全ての内容は本出願に組み込まれるものである。

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、補強材付きの帯状部材を用いて更生する工法において好適に利用することができる。

１ 巻癖形成装置
２、２０ 本体部
１１、２１ 本体フレーム
２２ 本体保持部
２６ 駆動モータ
３ 支持体
３１ 支持フレーム
３２ ガイドバー
３３ 支承部
３４ ローラ
４ 保持ユニット
４１ 鍔フレーム
４１１ 円形開口
４１２ レール体
４２ 連結材
４３ 空洞部
５ 製管機
６ 既設管
７０ 駆動ユニット
８０ 変形ローラ
８２ 連結プレート
９０ 取付ブラケット
１００ 帯状部材
１１０ 帯状部材本体
１２０ 補強材
１３０ 更生管

Claims (7)

1. 管路更生用の帯状部材を、螺旋状の曲げ形状に変形させる巻癖形成装置であって、
   帯状部材に変形を加える本体部と、
   前記本体部を帯状部材の保持ユニットに支持する支持体とを有し、
   前記帯状部材は、長手方向に沿って補強材が備えられ、保持ユニットの内側に螺旋状に巻き重ねられて、この保持ユニットの軸方向に空洞部を形成しており、
   前記本体部は前記空洞部に配設されて、保持ユニットの内側で帯状部材を引き込んで変形させ、
   前記支持体は、保持ユニットに対して回転自在に取り付けられ、前記本体部が帯状部材を引き込むのに連動して前記保持ユニットの軸心回りに回転することを特徴とする巻癖形成装置。
2. 請求項１に記載の巻癖形成装置であって、
   前記保持ユニットは、円形開口を有する一対の回転フレームと、これらの回転フレーム間に、該保持ユニットの軸方向に設けられた複数の連結材とを備え、前記帯状部材は該連結材の内側に保持され、
   前記支持体は、前記回転フレームの円形開口の縁部に係合する複数の支持ローラを備えることを特徴とする巻癖形成装置。
3. 請求項１または２に記載の巻癖形成装置であって、
   前記本体部は前記空洞部内で前記保持ユニットの軸方向に変位自在に支持され、帯状部材の引き込み位置が前記保持ユニットの軸方向に移動することを特徴とする巻癖形成装置。
4. 請求項３に記載の巻癖形成装置であって、
   前記支持体は、前記空洞部に配設され前記保持ユニットの軸方向に延びる互いに平行な複数本のガイドバーを備え、前記本体部は前記ガイドバーに沿って保持ユニットの軸方向に往復移動することを特徴とする巻癖形成装置。
5. 管路更生用の帯状部材を、螺旋状の曲げ形状に変形させる巻癖形成装置であって、
   帯状部材に変形を加える本体部と、
   前記本体部を帯状部材の保持ユニットに支持する支持体とを有し、
   前記帯状部材は、長手方向に沿って補強材が備えられ、保持ユニットの内側に螺旋状に巻き重ねられて、この保持ユニットの軸方向に空洞部を形成しており、
   前記本体部は、保持ユニットの内側から帯状部材を引き込んで送り出す駆動ユニットと、駆動ユニットが送り出した帯状部材を径方向内側へ押圧しながら送り、帯状部材に巻癖をつける変形ローラとを備え、
   前記本体部は前記空洞部に配設されて、保持ユニットの内側で帯状部材を引き込んで変形させ、
   前記支持体は、保持ユニットに対して回転自在に取り付けられ、前記本体部が帯状部材を引き込むのに連動して保持ユニットの軸心回りに回転することを特徴とする巻癖形成装置。
6. 請求項５に記載の巻癖形成装置であって、
   前記変形ローラは、前記駆動ユニットに対する配設位置を調整可能とされていることを特徴とする巻癖形成装置。
7. 請求項５または６に記載の巻癖形成装置であって、
   前記駆動ユニットの下流側には、帯状部材を前記変形ローラへ導く曲面プレートが設けられ、前記駆動ユニットから変形ローラまでの経路で帯状部材を変形させることを特徴とする巻癖形成装置。

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