JP6635399B1 - 管路敷設装置、及び管路敷設方法 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な工事で管路更新を可能とすることを課題とする。【解決手段】既存管Ｋの内部に新設管Ｎを挿入して敷設する管路敷設装置であって、円筒状の外周刃部１２と円柱状の内周刃部１１とに分離可能であり、正方向及び逆方向に回転可能な切削部１０と、前記既存管Ｋ内に挿入された前記新設管Ｎを前進させるともに、前記切削部１０を前進及び後進させることが可能な駆動部４０と、を備え、前記外周刃部１２における切削方向後側には円筒状の止水ゴム１３が取付けられ、前記外周刃部１２に対して前記新設管Ｎが相対的に前進することによって、前記既存管と前記新設管との間に前記止水ゴム１３が押し込まれることを特徴とする管路敷設装置１００とした。【選択図】図１

Description

本発明は、地中に埋設された既存の管路を新設の管路に更新する管路敷設装置、及び管路敷設方法に関するものである。

道路等の地中には、水道やガス等の管路が埋設されている。古くなった管路は更新する必要があるが、大掛かりな道路工事が必要となる。こうしたことから、近年は、パイプインパイプ工法と呼ばれるような既存管の内部に新設管を挿入して簡易に管路更新を行う技術が用いられている。

特許文献１には、小口径の既存管の内面を切削して管路を更新する装置と方法が記載されている。

特許文献１：特開平５−１７１８９３号公報

しかしながら、特許文献１に記載のものは、既存管の始端と終端の２ヶ所に縦穴を掘る必要があり、工事が大掛かりになるという問題点があった。

本発明は、上記問題点を解決して、簡易な工事で管路更新を可能とすることを課題とする。

上記課題を解決するために本発明は、既存管の内部に新設管を挿入して敷設する管路敷設装置であって、
円筒状の外周刃部と円柱状の内周刃部とに分離可能であり、正方向及び逆方向に回転可能な切削部と、
前記既存管内に挿入された前記新設管を前進させるともに、前記切削部を前進及び後進させることが可能な駆動部と、を備え、
前記外周刃部における切削方向後側には円筒状の止水ゴムが取付けられ、
前記外周刃部に対して前記新設管が相対的に前進することによって、前記既存管と前記新設管との間に前記止水ゴムが押し込まれることを特徴とする管路敷設装置を提供するものである。

この構成により、簡易な工事で管路更新を可能とすることができる。

前記駆動部は、前記外周刃部、前記止水ゴム、及び前記新設管を残して、前記内周刃部を後退させることが可能である構成としてもよい。

この構成により、既存管の始端となる発進竪坑を掘るのみでよく、既存管の終端における到達竪坑は不要で、簡易な工事で管路更新を可能とすることができる。

前記外周刃部は、前記内周刃部に螺合され、当該螺合を解除することにより前記外周刃部と前記内周刃部とは分離可能とされた構成としてもよい。

この構成により、容易に外周刃部と内周刃部とを分離できるため、外周刃部に固定された止水ゴムを新設管とともに残して内周刃部を後退させて管理敷設装置を搬出することができる。

前記駆動部は、反力支持部によって前記既存管又は前記新設管に反力を作用させて前進又は後進させる構成としてもよい。

この構成により、管路敷設装置自身が前進又は後進することができる。

分水栓と前記新設管との接続を行う分水栓接続部を備えた構成としてもよい。

この構成により、新設管と分水栓とを人手を介さずに接続することができる。

前記切削部が切削した切削くずを切削方向後方に搬送する搬送路を備えた構成としてもよい。

この構成により、切削くずを容易に切削方向後方に搬送することができる。

また、上記課題を解決するために本発明は、既存管の内部に新設管を前進させて敷設する管路敷設方法であって、
既存管の一端側に発進堅坑を彫削し、円筒状の外周刃部と円柱状の内周刃部とに分離可能であり正方向及び逆方向に回転可能な切削部と、前記既存管内に挿入された前記新設管を前進させるともに、前記切削部を前進及び後進させることが可能な駆動部とを備えた管路敷設装置を前記既存管路内に挿入する管路敷設装置挿入工程と、
前記管路敷設装置により、
前記外周刃部及び前記内周刃部を回転させて、前記既存管内の異物を切削除去する異物除去工程と、
前記新設管を前記既存管内で前進させる新設管前進工程と、
前記外周刃部に対して前記新設管が相対的に前進することにより、前記外周刃部における切削方向後側に取付けられた円筒状の止水ゴムを前記既存管と前記新設管との間に押し込む止水工程と、を実行した後、
前記外周刃部及び止水ゴムを残して前記管路敷設装置を前記発進堅坑から搬出する管路敷設装置搬出工程と、を備えたことを特徴とする管路敷設方法を提供するものである。

この構成により、簡易な工事で管路更新を可能とすることができる。

本発明の管路敷設装置及び管路敷設方法により、簡易な工事で管路更新を可能とすることができる。

本発明の実施例１における管路敷設装置を説明する側面図である。 本発明の実施例１における管路敷設装置の切削部を説明する正面図である。 本発明の実施例１における管路敷設装置を発進坑から既設管に挿入する様子を説明する図である。 本発明の実施例１における管路敷設装置が前進する様子を説明する第１の図である。 本発明の実施例１における管路敷設装置が前進する様子を説明する第２の図である。 本発明の実施例１における管路敷設装置が前進する様子を説明する第３の図である。 本発明の実施例１における管路敷設装置が前進する様子を説明する第４の図である。 本発明の実施例１における管路敷設装置が新設管を前進させる様子を説明する第１の図である。 本発明の実施例１における管路敷設装置が外周刃部を後進させる様子を説明する第２の図である。 本発明の実施例１における管路敷設装置が外周刃部を後進させる様子を説明する第３の図である。 本発明の実施例１における管路敷設装置が外周刃部に対して新設管を相対的に前進させて止水ゴムを既存管と新設管との間に押し込む様子を説明する図である。 本発明の実施例１における管路敷設装置が後進する様子を説明する第１の図である。 本発明の実施例１における管路敷設装置が後進する様子を説明する第２の図である。 本発明の実施例２における管路敷設装置を説明する側面図である。 本発明の実施例２における管路敷設装置の前進動作を説明する図である。 本発明の実施例３における分水栓接続部を説明する図である。 本発明の実施例３における分水栓に接続後の様子を説明する図である。

本発明の実施例１について、図１〜図１３を参照して説明する。図１は、本発明の実施例１における管路敷設装置を説明する側面図である。図２は、本発明の実施例１における管路敷設装置の切削部を説明する正面図である。図３は、本発明の実施例１における管路敷設装置を発進坑から既設管に挿入する様子を説明する図である。図４は、本発明の実施例１における管路敷設装置が前進する様子を説明する第１の図である。図５は、本発明の実施例１における管路敷設装置が前進する様子を説明する第２の図である。図６は、本発明の実施例１における管路敷設装置が前進する様子を説明する第３の図である。図７は、本発明の実施例１における管路敷設装置が前進する様子を説明する第４の図である。図８は、本発明の実施例１における管路敷設装置が新設管を前進させる様子を説明する第１の図である。図９は、本発明の実施例１における管路敷設装置が外周刃部を後進させる様子を説明する第２の図である。図１０は、本発明の実施例１における管路敷設装置が外周刃部を後進させる様子を説明する第３の図である。図１１は、本発明の実施例１における管路敷設装置が外周刃部に対して新設管を相対的に前進させて止水ゴムを既存管と新設管との間に押し込む様子を説明する図である。図１２は、本発明の実施例１における管路敷設装置が後進する様子を説明する第１の図である。図１３は、本発明の実施例１における管路敷設装置が後進する様子を説明する第２の図である。

（管路敷設装置）
実施例１における管路敷設装置１００は、中に作業員が入れないような比較的小径の既存管の更新が可能となるように、小型であるとともに自立的に切削動作、前進、及び後進ができるように構成している。具体的には、図１に示すように、切削部１０、前方反力支持部２０、後方反力支持部３０、駆動部４０、搬送路５０を備えており、切削部１０と前方反力支持部２０とは接続され、後方反力支持部３０と駆動部４０とは接続されていて、それぞれ一体に前進又は後進させることができる。また、搬送路５０は、切削部１０の前面から切削くずを後方まで搬送可能に延伸している。管路敷設装置１００は、図３に示すように、地中に掘った発進竪坑Ｈから既存管Ｋ内に挿入すると、自立的に前進するとともに新設管Ｎを前進させて自動的に敷設し、自立的に後進して発進立坑から搬出することができる。このため、地中に掘る穴は発進竪坑のみで到達竪坑は不要であり、手軽に低コストの管路敷設工事を行うことができる。

切削部１０は、図２に示すように、円筒状に一列の切削ビット１を有した外周刃部１２と複数の切削ビット１を放射状に有した円柱状の内周刃部１１とで構成されている。駆動部４０のコントロールによって切削部１０全体を正方向に回転させることで外周刃部１２は内周刃部１１に螺合して固定され、一体となって回転することで前方の既存管Ｋ内の異物を切削する。このとき、正方向に回転することにより、外周刃部１２と内周刃部１１とは螺合状態を維持することができる。切削された異物である切削くずは切削部１０前面の開口部５１から搬送路５０へと搬送され最終的に地上のしかるべきところに搬出される。外周刃部１２と内周刃部１１とは、駆動部４０のコントロールで前述の螺合方向とは逆方向に回転することにより、螺合を解除して外周刃部１２と内周刃部１１とを分離することができる。また、外周刃部１２において切削ビット１を有した側とは反対側（管路敷設装置の後進方向Ｂ側）に円筒状の止水ゴム１３（図１１参照）が固定されている。

また、外周刃部１２の前進方向Ｆと反対側（つまり後進方向Ｂ側）における止水ゴム１３の下方には外周刃部ネジ山１２ａを有し、後述するように、新設管ネジ山Ｎａを備えた新設管Ｎの場合に外周刃部１２を正方向に回転させることで新設管Ｎを螺合させることができる。そして、新設管Ｎに螺合した外周刃部１２が回転することで後進して、止水ゴム１３の下方に新設管Ｎが入り込んで、止水ゴム１３を既存管Ｋと新設管Ｎとの間に押し込むことができる。これにより、止水が完了して新設管Ｎの更新が完了する（図１１参照）。

前方反力支持部２０は、硬質ゴムからなるタイヤ状の前方支持タイヤ２１ａ、２１ｂを既存管Ｋ又は新設管Ｎに対して垂直に押圧可能に有し、駆動部４０の制御によって、前方支持タイヤ２１ａ、２１ｂを既存管Ｋ又は新設管Ｎの内壁面に押圧して管路敷設装置１００に対する反力を得ることができる。また、駆動部４０の制御によって、前方支持タイヤ２１ａ、２１ｂを既存管Ｋ又は新設管Ｎの内壁面に押圧しないフリー状態とすることもできる。さらに、駆動部４０の制御によって油圧シリンダ４１ａ、４１ｂが伸長すると、前方支持タイヤ２１ａ、２１ｂがフリー状態であれば、前方支持反力部２０とともに切削部１０を前進方向Ｆに前進させることができる。ここで、前方支持タイヤ２１ａと前方支持タイヤ２１ｂとは互いに１８０°の角度をもって支持されており、この角度で既存管Ｋ又は新設管Ｎの内壁面を押圧できる。

後方反力支持部３０は、硬質ゴムからなるタイヤ状の後方支持タイヤ３１ａ、３１ｂを既存管Ｋ又は新設管Ｎに対して垂直に押圧可能に有し、駆動部４０の制御によって、後方支持タイヤ３１ａ、３１ｂを既存管Ｋ又は新設管Ｎの壁面に押圧して管路敷設装置１００に対する反力を得ることができる。また、駆動部４０の制御によって、後方支持タイヤ３１ａ、３１ｂを既存管Ｋ又は新設管Ｎの内壁面に押圧しないフリー状態とすることもできる。さらに、駆動部４０の制御によって油圧シリンダ４１ａ、４１ｂが圧縮すると、後方支持タイヤ３１ａ、３１ｂがフリー状態であれば、後方支持反力部３０とともに駆動部４０を前進方向Ｆに前進させることができる。また、前方支持タイヤ２１ａ、２１ｂが反力支持状態で、後方支持タイヤ３１ａ、３１ｂがフリー状態で、油圧シリンダ４１ａ、４１ｂが伸長すると、後方支持反力部３０と駆動部４０とを後進方向Ｂに後進させることができる。ここで、後方支持タイヤ３１ａと前方支持タイヤ３１ｂとは互いに１８０°の角度をもって支持されており、この角度で既存管Ｋ又は新設管Ｎの内壁面を押圧できる。

つまり、管路敷設装置１００は、前方反力支持部２０と後方反力支持部３０とを制御することで、既存管Ｋ又は新設管Ｎに反力を作用させて尺取り虫のように、自立的に前進方向Ｆに前進又は後進方向Ｂに後進することができる。なお、本願においては、図１、図３〜図１５のＦで示す方向を前進方向とし、Ｂで示す方向を後進方向とする。

さらに、後方反力支持部３０は新設管支持部３２ａ、３２ｂを有しており、駆動部４０により、新設管支持部３２ａ、３２ｂを新設管Ｎの内壁面を押圧して後方反力支持部３０が前進するときに同時に新設管Ｎを前進方向Ｆに前進させることができる。新設管支持部３２ａ、３２ｂが新設管Ｎに接触する部分はゴム状の弾性体が設けられており、新設管Ｎへのダメージを少なくしている。

駆動部４０は、コンピュータで構成された制御部を有している（図示せず）。この制御部がコントロールすることにより、油圧シリンダ４１ａ、４１ｂを既存管Ｋ又は新設管Ｎに対して平行に伸長又は圧縮させることができる。油圧シリンダ４１ａ、４１ｂが伸長することにより、前方反力支持部２０と後方反力支持部３０との距離が大きくなり、後方反力支持部３０が既存管Ｋ又は新設管Ｎの内壁面に対して押圧して反力を得て、前方反力支持部２０が既存管Ｋ又は新設管Ｎの内壁面に対して押圧しないフリー状態である場合に前方反力支持部２０及び切削部１０を前進方向Ｆへ前進させることができる。反対に、後方反力支持部３０が既存管Ｋ又は新設管Ｎの内壁面に対して押圧しないフリー状態であり、前方反力支持部２０が既存管Ｋ又は新設管Ｎの内壁面に対して押圧して反力を得ている場合に後方反力支持部３０及び駆動部４０を後進方向Ｂへ後進させることができる。

また、制御部がコントロールすることにより、油圧シリンダ４１ａ、４１ｂを圧縮することにより、前方反力支持部２０と後方反力支持部３０との距離が小さくなり、後方反力支持部３０が既存管Ｋ又は新設管Ｎの内壁面に対して押圧して反力を得て、前方反力支持部２０が既存管Ｋ又は新設管Ｎの内壁面に対して押圧しないフリー状態である場合に前方反力支持部２０及び切削部１０を後進方向Ｂへ後進させることができる。反対に、後方反力支持部３０が既存管Ｋ又は新設管Ｎの内壁面に対して押圧しないフリー状態であり、前方反力支持部２０が既存管Ｋ又は新設管Ｎの内壁面に対して押圧して反力を得ている場合に後方反力支持部３０及び駆動部４０を前進方向Ｆへ前進させることができる。

前方反力支持部２０における前方支持タイヤ２１ａ、２１ｂを既存管Ｋ又は新設管Ｎの内壁面に対して押圧するか押圧しないフリー状態とするかは、駆動部４０における制御部によりコントロールすることができる。また同様に、後方反力支持部３０における後方支持タイヤ３１ａ、３１ｂを既存管Ｋ又は新設管Ｎの内壁面に対して押圧するか押圧しないフリー状態とするかは、駆動部４０における制御部によりコントロールすることができる。

このようにして、駆動部４０の制御部が油圧シリンダ４１ａ、４１ｂを伸長又は圧縮させることにより、前方反力支持部２０及び後方反力支持部３０の既存管Ｋ又は新設管Ｎの内壁面への押圧を制御して、尺取虫のように管路敷設装置１００を前進方向Ｆへ前進、又は後進方向Ｂへ後進させることができる。

また、駆動部４０の制御部は、図示しないケーブル等により地上のコンピュータに接続されており、作業員の操作で地上コンピュータから駆動部４０の制御部に指示を与えて油圧シリンダ４１ａ、４１ｂや前方支持タイヤ２１ａ、２１ｂや後方支持タイヤ３１ａ、３１ｂや新設管支持部３２ａ、３２ｂを制御することができる。また、必要に応じて、管路敷設装置１００にカメラを設けて地上で進行方向や既存管Ｋ又は新設管Ｎの内壁面の状態を確認するように構成してもよい。

なお、実施例１においては、前方支持タイヤ、後方支持タイヤ、新設管支持部、及び油圧シリンダをそれぞれ２つ備えるように構成したが、必ずしもこれに限定されず適宜変更が可能である。例えば、いずれか又は全てを３つ以上としてもよい。前方支持タイヤ、後方支持タイヤ、又は新設管支持部を３つ備える構成とした場合、それぞれの間隔を１２０°の間隔をもって配置してもよく、別の角度をもって配置してもよい。また、油圧シリンダに替えて電動シリンダを用いてもよい。

また、実施例１における外周刃部１２は、１つの切削ビット１を一列に円筒状に備える構成としたが、必ずしもこれに限定されず適宜変更が可能である。例えば、２つ以上の切削ビット１を円筒状に備える構成としてもよい。

さらに、実施例１においては、新設管Ｎの先端に新設管ネジ山Ｎａを備え、外周刃部１２に外周刃部ネジ山１２ａを備えるように構成したが、必ずしもこれに限定されず適宜変更が可能である。例えば、新設管Ｎの先端には新設管ネジ山Ｎａを備えてない場合は、新設管支持部３２ａ、３２ｂにより新設管Ｎを前進させて止水ゴム１３を既存管Ｋと新設管Ｎとの間に押し込むように構成してもよい。つまり、外周刃部１２に対して新設管Ｎを相対的に前進させることで、止水ゴム１３を既存管Ｋと新設管Ｎとの間に押し込むように構成すればよい。

（管路敷設方法）
まず、既存管Ｋの一端側に地上から発進堅坑Ｈを彫削して管路敷設装置１００を既存管Ｋ内に挿入する管路敷設装置挿入工程を実行する。そして、新設管Ｎを管路敷設装置１００の後方反力支持部３０における新設管支持部３２ａ、３２ｂに支持させる。本発明の実施例１における管路敷設装置１００は自立的に前進又は後進が可能であるので、地面に掘る穴は発進竪坑Ｈのみでよく、到達竪坑は掘る必要がない。このため、簡易な工事で管路更新を可能とすることができる。

次に、既存管Ｋ内の管路敷設装置１００を前進させるとともに、切削部１０の外周刃部１２と内周刃部１１とをともに正方向に回転させて、既存管Ｋ内の異物を切削して搬送路５０を介して地上に除去する異物除去工程と、新設管Ｎを挿入、前進させる新設管挿入工程を実行する。

異物除去工程及び新設管挿入工程について詳しく説明する。
１． 図４に示すように、後方反力支持部３０の後方支持タイヤ３１ａ、３１ｂを既存管Ｋの内壁面に押圧させて反力を壁面から得る。このとき、新設管支持部３２ａ、３２ｂは新設管Ｎの内壁面を押圧する。新設管Ｎの内壁面に溝があれば、新設管支持部３２ａ、３２ｂを内壁面の溝に引っ掛けるようにしてもよい。このとき、前方反力支持部２０の前方支持タイヤ２１ａ、２１ｂを既存管Ｋの内壁面に押圧しないフリー状態とする。
２． 切削装置１０を回転させて既存管Ｋ内の異物を切削する。切削した切削くずは、開口部５１から搬送路５０を介して地上に除去する。開口部５１から切削くずを搬送するには、開口部５１直後の搬送路５０を構成するポンピングチューブ（図示せず）にモータ等により脈動を与えることにより行う。
３． 図５に示すように、異物の切削、及び切削くずの搬送を行いながら、油圧シリンダ４１ａ、４１ｂを伸長させて前方反力支持部２０及び切削部１０を前進させる。このとき、前方支持タイヤ２１ａ、２１ｂはフリーとしておく。
４． 次に、図６に示すように、前方反力支持部２０の前方支持タイヤ２１ａ、２１ｂを既存管Ｋの内壁面に押圧して内壁面から反力を得るとともに、後方反力支持部３０の後方支持タイヤ３１ａ、３１ｂの内壁面への押圧を解除してフリー状態とする。
５． 図７に示すように、油圧シリンダ４１ａ、４１ｂを圧縮させて後方反力支持部３０及び駆動部４０を前進させる。このとき、新設管支持部３２ａ、３２ｂによって支持されている新設管Ｎはいっしょに前進する。
６． 上記３〜５の新設管挿入工程を繰り返して実行し、管路敷設装置１００と新設管Ｎとを前進方向Ｆへ前進させる。

７． 新設管Ｎが目的の位置まで前進したら、管路敷設装置１００の前進を停止する。
８． 図８に示すように、後方支持タイヤ３１ａ、３１ｂと新設管支持部３２ａ、３２ｂをフリー状態とし、前方支持タイヤ２１ａ、２１ｂが既存管Ｋの内壁面を押圧し、油圧シリンダ４１ａ、４１ｂを伸長させて後方反力支持部３０及び駆動部４０を後進方向Ｂへ後進させる。
９． 図９に示すように、前方支持タイヤ２１ａ、２１ｂをフリーとし、後方支持タイヤ３１ａ、３１ｂを新設管Ｎの内壁面に押圧して反力を得るとともに、新設管支持部３２ａ、３２ｂを新設管Ｎの内壁面に押圧する。
１０． 油圧シリンダ４１ａ、４１ｂを圧縮して前方反力支持部２０及び切削部１０を後進方向Ｂへ後進させることにより、新設管Ｎを前方支持タイヤ２１ａ、２１ｂに到達させる。
１１． 再度、後方支持タイヤ３１ａ、３１ｂと新設管支持部３２ａ、３２ｂをフリー状態とし、前方支持タイヤ２１ａ、２１ｂが既存管Ｋの内壁面を押圧し、油圧シリンダ４１ａ、４１ｂを伸長させて後方反力支持部３０及び駆動部４０を後進方向Ｂへ後進させる。その後、前方支持タイヤ２１ａ、２１ｂをフリー状態とし、後方支持タイヤ３１ａ、３１ｂを新設管Ｎの内壁面に押圧して反力を得るとともに、新設管支持部３２ａ、３２ｂを新設管Ｎの内壁面に押圧する。
１２． 油圧シリンダ４１ａ、４１ｂを圧縮して切削部１０を後進させる。（図９参照）させる。
１３． 切削部１０が新設管Ｎまで到達したら停止し、切削部１０を正方向に回転させて新設管Ｎの先端に設けた新設管ネジ山Ｎａを外周刃部１２に設けた止水ゴム用ネジ山１２ａに螺合させる

１４． 次に実行する止水工程を図１１を参照して詳しく説明する。まず、上述のように、切削部１０を正方向に回転させて新設管Ｎの先端に設けた新設管ネジ山Ｎａを外周刃部１２に設けた止水ゴム用ネジ山１２ａに螺合させるとともに、切削部１０をさらに後進させる（図１１（ａ））。
１５． 切削部１０が正方向に回転を継続するとともに、切削部１０はさらに後進して、外周刃部１２の前進方向Ｆと反対側（つまり後進方向Ｂ側）に設けた止水ゴム１３の端部が新設管Ｎに到達する（図１１（ｂ））。
１６． 切削部１０が正方向に回転を継続することにより、切削部１０はさらに後進して、止水ゴム１３を押上げて既存管Ｋと新設管Ｎとの間に押し込まれる（図１１（ｃ））。これで止水工程が完了する。

１７． 次に、外周刃部１２、止水ゴム１３、及び新設管Ｎを残して管路敷設装置１００を後進方向Ｂに後進させ、発進立坑Ｈから搬出する管路敷設装置搬出工程を実行する。
１８． 管路敷設装置搬出工程を詳しく説明する。図１２に示すように、前方支持タイヤ２１ａ、２１ｂを新設管Ｎの内壁面に押圧して反力を得るとともに、後方支持タイヤ３１ａ、３１ｂ及び新設管支持部３２ａ、３２ｂをフリー状態とする。
１９． 油圧シリンダ４１ａ、４１ｂを伸長させて後方反力支持部３０及び駆動部４０を後進方向Ｂへ後進させる。
２０． 切削部１０を逆方向に回転させて、外周刃部ネジ山１２ｂと内周刃部ネジ山１１ｂの螺合を解除させ、外周刃部１２と内周刃部１１とを分離する。
２１． 次に、図１３に示すように、前方支持タイヤ２１ａ、２１ｂ、及び新設管支持部３２ａ、３２ｂをフリー状態とするとともに、後方支持タイヤ３１ａ、３１ｂを新設管Ｎの内壁面に押圧して反力を得る。この状態で、油圧シリンダ４１ａ、４１ｂを圧縮させて前方反力支持部２０、及び分離後の内周刃部１１を後進方向Ｂへ後進させる。
２２． 前方支持タイヤ２１ａ、２１ｂを新設管Ｎの内壁面に押圧して反力を得るとともに、後方支持タイヤ３１ａ、３１ｂをフリー状態として、油圧シリンダ４１ａ、４１ｂを伸長させて後方反力支持部３０及び駆動部４０を後進方向Ｂへ後進させる。
２３． 上記１９〜２０を繰り返して、管路敷設装置１００が発進立坑Ｈまで到達したら、管路敷設装置１００を地上に搬出して管路敷設装置搬出工程は終了する。

このように実施例１においては、既存管の内部に新設管を挿入して敷設する管路敷設装置であって、
円筒状の外周刃部と円柱状の内周刃部とに分離可能であり、正方向及び逆方向に回転可能な切削部と、
前記既存管内に挿入された前記新設管を前進させるともに、前記切削部を前進及び後進させることが可能な駆動部と、を備え、
前記外周刃部における切削方向後側には円筒状の止水ゴムが取付けられ、
前記外周刃部に対して前記新設管が相対的に前進することによって、前記既存管と前記新設管との間に前記止水ゴムが押し込まれることを特徴とする管路敷設装置により、簡易な工事で管路更新を可能とすることができる。

また実施例１においては、既存管の内部に新設管を前進させて敷設する管路敷設方法であって、
既存管の一端側に発進堅坑を彫削し、円筒状の外周刃部と円柱状の内周刃部とに分離可能であり正方向及び逆方向に回転可能な切削部と、前記既存管内に挿入された前記新設管を前進させるともに、前記切削部を前進及び後進させることが可能な駆動部とを備えた管路敷設装置を前記既存管路内に挿入する管路敷設装置挿入工程と、
前記管路敷設装置により、
前記外周刃部及び前記内周刃部を回転させて、前記既存管内の異物を切削除去する異物除去工程と、
前記新設管を前記既存管内で前進させる新設管前進工程と、
前記外周刃部に対して前記新設管が相対的に前進することにより、前記外周刃部における切削方向後側に取付けられた円筒状の止水ゴムを前記既存管と前記新設管との間に押し込む止水工程と、を実行した後、
前記外周刃部及び止水ゴムを残して前記管路敷設装置を前記発進堅坑から搬出する管路敷設装置搬出工程と、を備えたことを特徴とする管路敷設方法により、簡易な工事で管路更新を可能とすることができる。

本発明の実施例２は、駆動部の構成が実施例１とは異なっている。実施例２について、図１４、図１５を参照して説明する。図１４は、本発明の実施例２における管路敷設装置を説明する側面図である。図１５は、本発明の実施例２における管路敷設装置の前進動作を説明する図である。

実施例２における駆動部２４０は、メインアーム２４１、前方アーム２４２、油圧シリンダ２４３、及び油圧シリンダ２４４を有し、図示しない制御部によりコントロールされる。前方アーム２４２の先端には前方反力支持部２０が軸支されている。前方反力支持部２０は、前方支持タイヤ２１ａ、２１ｂを有し、実施例１と同様に既存管Ｋ又は新設管Ｎの内壁面に押圧して内壁面から反力を受けることができる。また、メインアーム２４１の後進方向Ｂ側先端には後方反力支持部３０が軸支されている。後方反力支持部３０は、後方支持タイヤ３１ａ、３１ｂを有し、実施例１と同様に既存管Ｋ又は新設管Ｎの内壁面に押圧して内壁面から反力を受けることができる。また、実施例１と同様に新設管Ｎを支持する新設管支持部３２ａ、３２ｂを備えている。そして、前方アーム２４２の後方端には油圧シリンダ２４３の一端が接続されるとともにメインアーム２４１の前進方向Ｆ側端部が軸支されている。また、メインアーム２４１は「く」の字に曲がっており、曲がり角内側には油圧シリンダ２４４の一端が軸支されている。メインアーム２４１の後進方向Ｂ側の端部は後方反力支持部３０に軸支され、油圧シリンダ２４４の他端も後方反力支持部３０に軸支されている。

制御部のコントロールにより、油圧シリンダ２４３を圧縮させて前方アーム２４２の先端を前進方向Ｆに伸ばして、前方反力支持部２０と後方反力支持部３０との間の距離を広げることができる（図１４参照）。また逆に、油圧シリンダ２４３を伸長させて前方アーム２４２の先端を後進方向Ｂに折り曲げて、前方反力支持部２０と後方反力支持部３０との間の距離を狭くすることができる（図１５参照）。これらの機能を用いて実施例１と同様に尺取り虫のように管路敷設装置２００を前進方向Ｆへ前進又は後進方向Ｂへ後進させることができる。

油圧シリンダ２４４も制御部によってコントロール可能で、油圧シリンダ２４４を伸長又は圧縮させることでメインアーム２４１及び前方アーム２４２を上下に移動させることができる。つまり、油圧シリンダ２４４を伸長させてメインアーム２４１及び前方アーム２４２を上昇させ、油圧シリンダ２４４を圧縮させてメインアーム２４１及び前方アーム２４２を下降させることができる。これにより、既存管Ｋが平坦ではなく上昇又は下降している場合に対応することができる。

このように実施例２においては、既存管Ｋが上昇又は下降していても管路敷設装置２００を前進方向Ｆへ前進及び後進方向Ｂへ後進させることができる。

本発明の実施例３は、人手を介さずに分水栓に新設管を接続可能とした点で、実施例１及び実施例２と異なっている。図１６、図１７を参照して実施例３について説明する。図１６は、本発明の実施例３における分水栓接続部を説明する図で、既存管Ｋ及び新設管Ｎを断面方向から視ている。図１７は、本発明の実施例３における分水栓に接続後の様子を説明する図である。

実施例３における管路敷設装置３００は、分水栓接続部６０を備えていて、ポリエチレン等の合成樹脂からなる新設管Ｎを熱溶融させることができる。管路敷設装置３００が分水栓Ｄの下方にきたときに、分水栓接続部６０が発熱しながら接続片６１とともに上昇し、新設管Ｎを熱によって溶融させるとともに、接続片６１の一方の端部をポリエチレン等の合成樹脂からなる分水栓Ｄに熱により接合する。また、接続片６１の他方の端部を新設管Ｎに熱で接合する（図１７参照）。分水栓Ｄへの接続が完了すると、分水栓接続部６０は下降して分水栓Ｄへの接続が完了する。

なお、実施例３においては、新設管Ｎの上方にある分水栓Ｄに接続する構成としたが、必ずしもこれに限定されず適宜変更が可能である。例えば、新設管Ｎの下方にある分水栓Ｄに接続する場合は、分水栓接続部６０を回転させて下方に進出させればよいし、新設管Ｎの側方にある分水栓Ｄに接続する場合は、分水栓接続部６０を回転させて側方に進出させればよい。

また、分水栓Ｄのある位置を検出するために、管路敷設装置３００にセンサを搭載して発進竪坑Ｈからの距離を測定するようにしてもよいし、地上から分水栓Ｄのある位置にセンサを設置して管路敷設装置３００の到着を検出するようにしてもよい。

このように実施例３においては、分水栓接続部を管路敷設装置に備えたことにより、人手を介さずに分水栓と新設管との接続を行うことができる。

本発明における管路敷設装置、及び管路敷設方法は、給水管や下水管やガス管などの管路を更新する分野に広く用いることができる。

１：切削ビット １０：切削部 １１：内周刃部
１１ｂ：内周刃部ネジ山 １２：外周刃部 １２ａ：止水ゴム用ネジ山
１２ｂ：外周刃部ネジ山
１３：止水ゴム
２０：前方反力支持部 ２１ａ：前方支持タイヤ ２１ｂ：前方支持タイヤ
３０：後方反力支持部 ３１ａ：後方支持タイヤ ３１ｂ：後方支持タイヤ
３２ａ：新設管支持部 ３２ｂ：新設管支持部
４０：駆動部 ４１ａ：油圧シリンダ ４１ｂ：油圧シリンダ
５０：搬送路 ５１：開口部
６０：分水栓接続部 ６１：接続片
１００：管路敷設装置
２００：管路敷設装置
２４０：駆動部 ２４１：メインアーム ２４２：前方アーム
２４３：油圧シリンダ ２４４：油圧シリンダ
Ｋ：既存管 Ｎ：新設管 Ｎａ：新設管ネジ山 Ｄ：分水栓
Ｇ：地中 Ｈ：発進立坑
Ｆ：前進方向 Ｂ：後進方向

Claims (7)

1. 既存管の内部に新設管を挿入して敷設する管路敷設装置であって、
   円筒状の外周刃部と円柱状の内周刃部とに分離可能であり、正方向及び逆方向に回転可能な切削部と、
   前記既存管内に挿入された前記新設管を前進させるともに、前記切削部を前進及び後進させることが可能な駆動部と、を備え、
   前記外周刃部における切削方向後側には円筒状の止水ゴムが取付けられ、
   前記外周刃部に対して前記新設管が相対的に前進することによって、前記既存管と前記新設管との間に前記止水ゴムが押し込まれることを特徴とする管路敷設装置。
2. 前記駆動部は、前記外周刃部、前記止水ゴム、及び前記新設管を残して、前記内周刃部を後退させることが可能であることを特徴とする請求項１に記載の管路敷設装置。
3. 前記外周刃部は、前記内周刃部に螺合され、当該螺合を解除することにより前記外周刃部と前記内周刃部とは分離可能とされたことを特徴とする請求項１又は２に記載の管路敷設装置。
4. 前記駆動部は、反力支持部によって前記既存管又は前記新設管に反力を作用させて前進及び後進させることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の管路敷設装置。
5. 分水栓と前記新設管との接続を行う分水栓接続部を備えたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の管路敷設装置。
6. 前記切削部が切削した切削くずを切削方向後方に搬送する搬送路を備えたことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の管路敷設装置。
7. 既存管の内部に新設管を前進させて敷設する管路敷設方法であって、
   既存管の一端側に発進堅坑を彫削し、円筒状の外周刃部と円柱状の内周刃部とに分離可能であり正方向及び逆方向に回転可能な切削部と、前記既存管内に挿入された前記新設管を前進させるともに、前記切削部を前進及び後進させることが可能な駆動部とを備えた管路敷設装置を前記既存管路内に挿入する管路敷設装置挿入工程と、
   前記管路敷設装置により、
   前記外周刃部及び前記内周刃部を回転させて、前記既存管内の異物を切削除去する異物除去工程と、
   前記新設管を前記既存管内で前進させる新設管前進工程と、
   前記外周刃部に対して前記新設管が相対的に前進することにより、前記外周刃部における切削方向後側に取付けられた円筒状の止水ゴムを前記既存管と前記新設管との間に押し込む止水工程と、を実行した後、
   前記外周刃部及び止水ゴムを残して前記管路敷設装置を前記発進堅坑から搬出する管路敷設装置搬出工程と、を備えたことを特徴とする管路敷設方法。
   

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