JP6927828B2 - 製管装置および製管方法 - Google Patents
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Description
本発明は、前記事情に鑑み、内周規制体を省略可能で、かつ螺旋管を拡縮径製管可能な製管装置及び製管方法を提供することを目的とする。
前記帯状部材における先行して螺旋状に製管された先行管部の管軸に沿う延伸方向の先端側の管端部の周方向の一部分上に、推進前後方向を前記先行管部の巻回方向に沿わせて配置される装置フレームと、
前記装置フレームに設けられ、前記帯状部材における前記先行管部に続く未製管の後続帯部の縁を、前記先行管部の一周先行する部分の対応縁と嵌合させる製管部と、
前記後続帯部の嵌合時の幅方向である後続帯幅方向を、前記一周先行する部分の前記嵌合時の幅方向である先行帯幅方向に対して角度調整する角度調整手段と、
を備え、前記管端部の周方向における前記一部分以外の部分を当該製管装置から解放させた状態で製管することを特徴とする。
内周規制体で螺旋管の内径を規制する必要が無く、内周規制体を省略することで、製管装置の構成を簡素化できる。既設の下水管等の導水管を螺旋管でライニングして更生する場合は、施工中の流水阻害を緩和できる。
前記製管装置は、前記管端部の周方向における前記一部分以外の部分を当該製管装置から解放させた状態で製管する管端解放型の製管装置である。そのため、当該製管装置は、前掲特許文献1、2のものとは異なり、前記先行管部の管端部の断面(形状、周長、直径)を内周側から規制する内周規制体を有しない非内周規制構造になっている。
管端解放型の製管装置によれば、既設管などの外周規制構造体の内周面に沿って螺旋管を製管するだけでなく、柱体などの内周規制構造体の外周面に沿って螺旋管を製管することもでき、外周規制構造体及び内周規制構造体が無いフリーな状態で螺旋管を製管することもできる。
なお、本明細書において、「拡径」は、螺旋管が円形断面であるとき、直径が大きくなることに限られず、螺旋管が任意の断面であるときの、周長が大きくなること(拡周長)をも含む。「縮径」は、螺旋管が円形断面であるとき、直径が小さくなることに限られず、螺旋管が任意の断面であるときの、周長が小さくなること(縮周長)をも含む。
また、「管端部」とは、先行管部が管軸に沿って延伸されていく方向(延伸方向)の前端の約一周部分を言う。延伸方向の前方を「延伸前方」と称し、延伸方向の後方を「延伸後方」と称す。
前記角度調整手段によって、前記装置フレームの前記装置幅方向が、前記先行帯幅方向に対して角度調整されることが好ましい。
これによって、前記製管フレームひいては製管装置全体の装置幅方向を先行帯幅方向に対して傾けることで、螺旋管を拡縮径できる。詳しくは、装置幅方向が先行帯幅方向に対して延伸前方へ向かって管内外方向の外側へ傾くように、装置フレームひいては製管装置全体を角度調整することで、螺旋管を拡径製管できる。装置幅方向が先行帯幅方向に対して延伸前方へ向かって管内外方向の内側へ傾くように、装置フレームひいては製管装置全体を角度調整することで、螺旋管を縮径製管できる。
操作レバーによって製管装置全体を傾けることで、装置幅方向を先行帯幅方向に対して角度調整できる。これによって、螺旋管を簡単かつ安価な手段で拡縮製管できる。
突っ張り部材を先行管部の内周面に突き当てることで、製管装置全体を先行帯幅方向に対して延伸前方へ向かって外周側へ傾けることができる。これによって、拡径製管できる。突っ張り部材を外周規制体に突き当てることで、製管装置全体を先行帯幅方向に対して延伸前方へ向かって内周側へ傾けることができる。これによって、縮径製管できる。
これによって、前記製管装置全体の装置幅方向は、例えば螺旋管の管軸に沿うように一定に保持するとともに、前記拘束部による前記拘束角度を調節することで、後続帯幅方向を先行帯幅方向に対して角度調整することができる。
前記係合の態様としては、係止、押し当て、引っ掛かけ、挟み付け等が挙げられる。
前記管端ガイド手段が、前記拘束部を含むことが好ましい。
製管装置によって、前記帯状部材における先行して螺旋状に製管された先行管部に続く未製管の後続帯部の縁を、前記先行管部の一周先行する対応縁と嵌合させる工程と、
前記嵌合に伴って、前記製管装置が前記螺旋状の巻回方向に沿って推進される工程と、
前記後続帯部の嵌合時の幅方向である後続帯幅方向を、前記一周先行する部分の前記嵌合時の幅方向である先行帯幅方向に対して角度調整する工程と、
を備え、前記管端部の周方向における前記製管装置が配置された部分以外の部分を前記製管装置から解放させた状態で製管することを特徴とする。
前記角度調整によって、螺旋管を拡径製管したり縮径製管したりできる。
前記製管装置から突出された操作レバーによって前記角度調整を行なうことが、より好ましい。
前記製管装置の拘束部によって、前記後続帯幅方向を、前記製管装置の推進前後方向と直交する装置幅方向に対して可変の拘束角度に拘束し、前記角度調整工程では、前記拘束部による前記拘束角度を調整することにしてもよい。
<第1実施形態>
図1は、老朽化した既設管1を更生している様子を示したものである。既設管1としては、下水道管、上水道管、農業用水管、水力発電用導水管、ガス管等が挙げられる。
既設管1の内壁に更生管9がライニングされる。更生管9は、長尺の帯状部材90によって構成され、螺旋管状になっている。以下、更生管9を適宜「螺旋管9」と称す。
図4(b)及び図4(c)に示すように、螺旋管9における、一周違いに隣接する嵌合部93,94どうしが互いに凹凸嵌合によって接合されている。図4(c)に示すように、螺旋管9における帯状部材90の第1嵌合部93は、延伸方向EDの前方(以下、適宜「延伸前方」と称す。同図において左方)へ向けられ、かつ第2嵌合部94は、延伸方向EDの後方(以下、適宜「延伸後方」と称す。同図において右方)へ向けられている。
前記嵌合時における後続帯部分92kの帯幅方向を後続帯幅方向W92kと称し、一周先行部分91kの帯幅方向を先行帯幅方向W91kと称す。後続帯部分92kは、嵌合によって先行管部91の管端部91eに組み入れられ、管端部91eの巻回方向の新たな先端部分となる。
なお、後述するように、拡縮径時には、装置幅方向WDが管軸L9に対して傾斜され、かつ装置高さ方向HDが管内外方向VDに対して傾斜され得る。
行われる。
図2及び図3において簡略化して示すように、装置フレーム3fは、駆動フレーム15と、ガイドフレーム25を含む。
図2に示すように、駆動フレーム15が、製管装置3における、推進前後方向LDの前側部(図2において左)かつ装置高さ方向HDの表側(図2において上)に配置されている。ガイドフレーム25が、駆動フレーム15から装置高さ方向HDの底部側(外周側、図2において下)、かつ推進前後方向LDの後方(以下「推進後方」)へ向けて延びている。図6に示すように、ガイドフレーム25は、3つのフレーム板25a,25b,25cを含む。これらフレーム板25a,25b,25cは、製管幅方向WD(図6において左右)に並んでいる。
製管部3aは、後続帯部92の一縁(第2嵌合部94)を、先行管部91の一周先行する対向縁(第1嵌合部93)と嵌合させることで、螺旋管9を製管する。図2及び図3に示すように、嵌合は、先行管部91の管端部91eの周方向における製管装置3の配置部分内又はその近くで行われる。
なお、製管装置3に対する嵌合位置すなわち嵌合時帯部分91k,92kの位置は、必ずしも固定されておらず、推進前後方向LDに変動し得る。
図2に示すように、外周ガイド部21aの前後両側部には、コロ21cが設けられている。コロ21cが既設管1の内周に接して転動される。
製管装置3の推進に伴って、前側管端ガイド21と先行管部91との間に摩擦抵抗が発生する。係止部21fによって摩擦抵抗の大きさを適宜調整可能である。
製管装置3の推進前後方向LDにおける管端外周ガイド23の近くか、または管端外周ガイド23上に嵌合時後続帯部分92kが配置されている。
図2に示すように、管端外周ガイド23の前後両側部には、コロ23cが設けられている。コロ23cが既設管1の内周面に接して転動される。
管端ガイド21,22,23を含む管端ガイド手段20(拘束部)によって、嵌合時後続帯部分92kの帯幅方向W92kが、装置幅方向WDに沿うよう拘束されている。
図6に示すように、操作レバー30は、レバー部31と、把持部32を含む。レバー部31の基端部が、連結ボルト33を介して装置フレーム3fに連結されている。レバー部31は、装置フレーム3fから製管装置3の装置高さ方向HDの上方ないしは螺旋管9の管内側へ突出されている。レバー部31の先端部に把持部32が設けられている。
操作レバー30の長さは、好ましくは、作業者が立った姿勢で力を加えやすいような長さに設定されており、例えば50〜150cm程度である。
なお、操作レバー30が、装置フレーム3fに対して角度調整不能に固定されていてもよい。
図2に示すように、駆動ローラ11の駆動によって、後続帯部92を、駆動手段10から管端部91eへ向けて斜めに押し出す。これによって、図4(b)及び(c)に示すように、後続帯部分92kの第2嵌合部94と、先行管部91の一周先行部分91kの第1嵌合部93とが嵌合される(嵌合工程)。このとき、受け部21b,23bが、先行管部91の外周側から前記嵌合力を受ける。
更に、嵌合によって、推進反力が生じ、製管装置3が図3において時計回りに螺旋状に推進される(推進工程)。これによって、製管装置3を自走させながら、既設管1の内面に沿って更生管9を製管できる。
さらに、管端内周ガイド22が、嵌合時後続帯部分92kより推進後方の先行管部91を内周側から押さえることで、前記嵌合部93,94どうしを一層確実に嵌合でき、嵌合が不十分になるのを防止できる。
製管装置3の駆動時には、作業者が操作レバー30を持って製管装置3を支えることができる。したがって、製管装置3の姿勢を安定させた状態で製管を行なうことができる。
すなわち、前記断面変化に応じて、操作レバー30を傾倒操作することで、装置フレーム3fひいては製管装置3全体の幅方向WDを先行帯幅方向W91kに対して角度調整する。すると、管端ガイド手段20によって拘束された後続帯部分92kの幅方向W92kが一周先行部分91kの幅方向W91kに対してなす角度が調整される(角度調整工程)。この結果、螺旋管9を拡径させたり縮径させたりできる。
これによって、既設管1と更生管9との間の隙間が狭くても、製管装置3を延伸前方(図10において左側)へ向かって外周側(図10において下側)へ十分に傾斜させることができる。したがって、後続帯幅方向W92kを、先行帯幅方向W91kに対して、延伸前方へ向かって外周側(図10において下側)へ確実に傾けることができる。
なお、図10における後続帯部分92kは、製管装置3が通過した後の図11の状態では先行管部91に組み入れられて後続帯部分92kではなくなるが、ここでは説明の便宜上、図10において後続帯部分92kであった部分に、そのまま同じ名称及び符号を使用したものである。一周〜数周先行する部分91k,91jについても同様である。
<第2実施形態>
図13及び図14は、本発明の第2実施形態に係る製管装置3Bを示したものである。製管装置3Bには、角度調整手段として、突っ張り部材40(傾け部材)が設けられている。突っ張り部材40は、装置フレーム3fの装置幅方向WDの一側又は他側の外方から管内外方向VDへ突出されている。
なお、第2実施形態の縮径製管時においては、既設管1の管頂付近等では、突っ張りローラ41Bが既設管1から離れる可能性があるが、既設管1の少なくとも管底付近では、重力によって突っ張りローラ41Bを既設管1の内周面に突き当てて縮径作用を得ることができる。
第2実施形態においては、作業者が力を加えなくても、製管装置3Bを傾斜させて、螺旋管9を拡縮製管できる。
拡径用突っ張り部材40A及び縮径用突っ張り部材40Bが、共に、製管装置3Bに常時搭載されていてもよい。拡径製管時は、縮径用突っ張り部材40Bが既設管1に当たらないように退避可能であり、縮径製管時は、拡径用突っ張り部材40Aが先行管部91に当たらないように退避可能であってもよい。
突っ張り部材40は、ローラに限られず、突っ張り棒状であってもよい。
<第3実施形態>
図15及び図16は、本発明の第3実施形態に係る製管装置3Cを示したものである。製管装置3Cにおいては、管端ガイド手段20(後続帯幅方向W92kの拘束部)の管端ガイド22,23に角度調整手段50が組み込まれている。角度調整手段50によって、後続帯幅方向W92kの拘束角度が調整可能になっている。
詳しくは、角度調整機構50は、調整ボルト51,51と、押えフレーム52と、係止部23f,23gを含む。押えフレーム52が、管端内周ガイド22(押え部)における装置高さ方向HDの上方から被さっている。押えフレーム52に管端内周ガイド22が収容されている。管端内周ガイド22の軸部が押えフレーム52に回転可能に連結されて支持されている。
なお、管端内周ガイド22は、嵌合時の後続帯部分92kに対して推進後方(図15及び図16において紙面手前)に少し離れてはいるが近接しているために、管端部91eにおける管端内周ガイド22に直接押し当てられて傾斜された部分の変形が後続帯部分92kにも及び、後続帯部分92kが傾斜される。
図17及び図18は、本発明の第4実施形態に係る製管装置3Dを示したものである。製管装置3Dにおいては、管端ガイド手段20(拘束部)の管端内周ガイド22D(角度調整手段)がテーパ状になっている。テーパ状管端内周ガイド22Dの軸線は、装置幅方向WDに沿っている。
なお、管端内周ガイド22Dは、嵌合時の後続帯部分92kに対して推進後方(図17及び図18において紙面手前)に少し離れてはいるが近接しているために、管端部91eにおける管端内周ガイド22Dに直接押し当てられて傾斜された部分の変形が後続帯部分92kにも及び、後続帯部分92kが傾斜される。
図19〜図21は、本発明の第5実施に係る製管装置3Eを示したものである。図19に示すように、製管装置3Eにおいては、推進前後方向LD(図19の左右)における管端外周ガイド23と同じ位置に角度調整手段70が設けられている。
図20及び図21に示すように、角度調整手段70は、昇降機構72(高さ調整機構)と、係止部材73,74を含む。昇降機構72は、ボルトや直動機構を含み、フレーム板25aに組み込まれている。昇降機構72に係止部材73,74が装置高さ方向HDへ昇降可能に支持されている。内周側係止部材73と外周側係止部材74は、互いに独立して装置高さ方向HDへ昇降可能である。
係止部材73,74どうしの間に先行管部91の管端部91eが挟まれている。係止部材73,74が、管端部91eに係止(係合)されている。係止部材73,74は、管端ガイド手段20(拘束部)の構成要素を兼ねている。
管端外周ガイド23の係止部23fが、一周先行部分91kまたはその近傍部における係止溝95bに係止されている。
なお、図19に示すように、係止ローラ73a及び外周側係止部材74は、嵌合時の後続帯部分92kに対して推進後方(図20及び図21において紙面手前)に少し離れてはいるが近接しているために、管端部91eにおける係止ローラ73a又は外周側係止部材74に直接押し当てられて傾斜された部分の変形が後続帯部分92kにも及び、後続帯部分92kが傾斜される。
例えば、本発明の製管装置は、既設管1の内周に沿う更生管に限られず、種々の螺旋管9の製造に適用できる。本発明の製管装置は、柱状体などの管体の外周面に沿って螺旋管9を製管するものにも適用可能である。外周規制構造体及び内周規制構造体が無いフリーな状態で螺旋管9を製管することもできる。
帯状部材90の剛性が比較的高い場合には、帯状部材90だけで後続帯部92の押し込みに対する抗力を発現できる。その場合、受け部21b,23bを省略できる。
第1実施形態の操作レバー30を、他の実施形態の製管装置3B〜3Eにも設けてもよい。
第2〜第5実施形態(図12〜図21)においても、先行管部91における一周〜数周先行する部分91k,91jを持ち上げた状態で製管してもよい(図10参照)。
帯状部材90の断面形状は、実施形態のものに限定されない。 帯状部材90が、塩ビ等の樹脂製の帯本体とは別体の金属製の補強帯材を有していてもよい。樹脂製の帯本体の外周部に金属製の補強帯材が接合されていてもよい。
W91k 先行帯幅方向
W92k 後続帯幅方向
ED 延伸方向
LD 推進前後方向
HD 装置高さ方向
VD 管内外方向
1 既設管
9 更生管(螺旋管)
90 帯状部材
91 先行管部
91e 管端部
91k 嵌合時一周先行部分
92 後続帯部
92k 嵌合時後続帯部分
3,3B〜3E 製管装置
3f 装置フレーム
3a 製管部
10 駆動手段(駆動部)
20 管端ガイド手段(拘束部)
21 前側管端ガイド
22 後側管端内周ガイド
22D テーパ状管端内周ガイド
23 後側管端外周ガイド
30 操作レバー(角度調整手段)
40,40A,40B 突っ張り部材(角度調整手段)
50 角度調整手段
70 角度調整手段
72 昇降機構(高さ調整機構)
Claims (8)
- 帯状部材を螺旋状に巻回して螺旋管を製管するとともに前記螺旋状の巻回方向に沿って推進される製管装置であって、
前記帯状部材における先行して螺旋状に製管された先行管部の管軸に沿う延伸方向の先端側の管端部の周方向の一部分上に、推進前後方向を前記先行管部の巻回方向に沿わせて配置される装置フレームと、
前記装置フレームに設けられ、前記帯状部材における前記先行管部に続く未製管の後続帯部の縁を、前記先行管部の一周先行する部分の対応縁と嵌合させる製管部と、
前記後続帯部の嵌合時の幅方向である後続帯幅方向を、前記一周先行する部分の前記嵌合時の幅方向である先行帯幅方向に対して角度調整する角度調整手段と、
を備え、前記管端部の周方向における前記一部分以外の部分を当該製管装置から解放させた状態で製管し、
前記製管部が、前記後続帯幅方向を前記装置フレームの推進前後方向と直交する装置幅方向に沿うよう拘束する拘束部を有し、
前記角度調整手段によって、前記装置フレームの前記装置幅方向が、前記先行帯幅方向に対して角度調整されることを特徴とする製管装置。 - 帯状部材を螺旋状に巻回して螺旋管を製管するとともに前記螺旋状の巻回方向に沿って推進される製管装置であって、
前記帯状部材における先行して螺旋状に製管された先行管部の管軸に沿う延伸方向の先端側の管端部の周方向の一部分上に、推進前後方向を前記先行管部の巻回方向に沿わせて配置される装置フレームと、
前記装置フレームに設けられ、前記帯状部材における前記先行管部に続く未製管の後続帯部の縁を、前記先行管部の一周先行する部分の対応縁と嵌合させる製管部と、
前記後続帯部の嵌合時の幅方向である後続帯幅方向を、前記一周先行する部分の前記嵌合時の幅方向である先行帯幅方向に対して角度調整する角度調整手段と、
を備え、前記管端部の周方向における前記一部分以外の部分を当該製管装置から解放させた状態で製管し、
前記製管部が、前記後続帯幅方向を前記装置フレームの推進前後方向と直交する装置幅方向に対して可変の拘束角度に拘束する拘束部を有し、
前記角度調整手段によって、前記拘束部による前記拘束角度が前記装置幅方向に対して角度調整されることを特徴とする製管装置。 - 前記製管部が、前記後続帯部を挟んで前記管端部へ向けて斜めに押し出す一対の駆動ローラと、前記管端部と前記巻回方向へスライド可能に係合される管端ガイド手段を含み、前記管端ガイド手段が、前記拘束部を含むことを特徴とする請求項1又は2に記載の製管装置。
- 前記角度調整手段が、前記装置フレームから突出されて把持可能な操作レバーを含むことを特徴とする請求項3に記載の製管装置。
- 前記角度調整手段が、前記装置フレームにおける前記装置幅方向の一側又は他側の外方から前記先行管部の管内外方向の管外側へ突出されて、前記螺旋管を囲む外周規制体の内周面又は前記先行管部の内周面に当たって突っ張る突っ張り部材を含むことを特徴とする請求項3又は4に記載の製管装置。
- 帯状部材から螺旋管を製管する製管方法であって、
製管装置によって、前記帯状部材における先行して螺旋状に製管された先行管部に続く未製管の後続帯部の縁を、前記先行管部の一周先行する対応縁と嵌合させる工程と、
前記嵌合に伴って、前記製管装置が前記螺旋状の巻回方向に沿って推進される工程と、
前記後続帯部の嵌合時の幅方向である後続帯幅方向を、前記一周先行する部分の前記嵌合時の幅方向である先行帯幅方向に対して角度調整する工程と、
を備え、前記先行管部の管軸に沿う延伸方向の先端側の管端部の周方向における前記製管装置が配置された部分以外の部分を前記製管装置から解放させた状態で製管し、
前記製管装置の拘束部によって、前記後続帯幅方向を、前記製管装置の推進前後方向と直交する装置幅方向に沿うよう拘束し、
前記角度調整工程では、前記製管装置の前記装置幅方向を前記先行帯幅方向に対して角度調整することを特徴とする製管方法。 - 前記推進される工程では、前記製管装置の一対の駆動ローラによって前記後続帯部を挟んで前記管端部へ向けて斜めに押し出し、前記製管装置の管端ガイドを前記管端部と前記巻回方向へスライド可能に係合させるとともに、前記管端ガイドによって前記後続帯部の嵌合時の前記後続帯幅方向を前記装置幅方向に沿うよう拘束することで、前記管端ガイドを前記拘束部とし、
前記製管装置から突出された操作レバーによって前記角度調整を行なうことを特徴とする請求項6に記載の製管方法。 - 帯状部材から螺旋管を製管する製管方法であって、
製管装置によって、前記帯状部材における先行して螺旋状に製管された先行管部に続く未製管の後続帯部の縁を、前記先行管部の一周先行する対応縁と嵌合させる工程と、
前記嵌合に伴って、前記製管装置が前記螺旋状の巻回方向に沿って推進される工程と、
前記後続帯部の嵌合時の幅方向である後続帯幅方向を、前記一周先行する部分の前記嵌合時の幅方向である先行帯幅方向に対して角度調整する工程と、
を備え、前記先行管部の管軸に沿う延伸方向の先端側の管端部の周方向における前記製管装置が配置された部分以外の部分を前記製管装置から解放させた状態で製管し、
前記製管装置の拘束部によって、前記後続帯幅方向を、前記製管装置の推進前後方向と直交する装置幅方向に対して可変の拘束角度に拘束し、
前記角度調整工程では、前記拘束部による前記拘束角度を調整することを特徴とする製管方法。
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