JP7092518B2 - 螺旋管の製管方法、製管装置、及び帯状部材 - Google Patents
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Description
一般に帯状部材は、平帯部と、複数条のリブと、雌嵌合部と、雄嵌合部を有している。リブが平帯部から外面側へ突出されている。平帯部の幅方向の一端部に雌嵌合部が設けられている。平帯部の幅方向の他端部に雄嵌合部が設けられている。
この帯状部材が、雌嵌合部を延伸前方へ向け、かつ雄嵌合部を延伸後方へ向けた状態で、螺旋状に巻回されるとともに、未製管部分の雄嵌合部が、一周先行して製管済の部分の雌嵌合部と嵌合されることによって、螺旋管が漸次延伸製管される。
なお、前記とは逆に、製管時の螺旋管の周長が大きくなろうとする場合、その性質を「拡周性」と称す。拡周性は、螺旋管が円形断面の場合に拡径しようとする拡径性を含む。
本発明は、かかる事情に鑑み、帯状部材を螺旋状に巻回して螺旋管を製管する際、拡周性を付与したり、拡周性及び縮周性を調整したりすることで、周長ないしは管径を拡縮制御可能な製管方法、製管装置、及び帯状部材を提供し、螺旋管を更生管として既設管の内周にライニングする場合には、既設管の断面変化に対応可能な製管方法、製管装置、及び帯状部材を提供することを目的とする。
従来の帯状部材においては、雌嵌合部と雄嵌合部との雌雄嵌合の構造上、雌嵌合部側における単位幅あたりの断面積が、雄嵌合部側における単位幅あたりの断面積より大きくなっていた(特許文献2の図1及び図24等参照)。そのため、帯状部材の延び方向と直交する断面の中立弱軸が、雄嵌合部から雌嵌合部へ向かうにしたがって外面側へ傾く。ここで、中立弱軸とは、前記断面における直交する2つの中立軸のうち断面二次モーメントが最小となるものを云う。製管すると、中立弱軸が、螺旋管の管軸と平行になろうとするために、雌嵌合部側(螺旋管の延伸前方側)が雄嵌合部側よりも内面側へ傾く。これが、従来の螺旋管が縮周(縮径)するメカニズムと考えられる。
前記帯状部材を螺旋状に巻回しながら前記第2嵌合部を第1嵌合部における一周先行する部分と嵌合させ、
前記嵌合前又は嵌合時の帯状部材の断面形状を調整することによって、前記断面における中立弱軸を、前記断面上の第1嵌合部と第2嵌合部とを結ぶ基準幅方向に対して調節することを特徴とする。
帯状部材を巻回して螺旋管にするとき、中立弱軸が管軸と平行になろうとする。したがって、例えば、中立弱軸が基準幅方向に対して第1嵌合部側へ向かって内面側へ傾くように、帯状部材の断面形状を調整することで、螺旋管を周長が一周ごとに大きくなるように製管(以下「拡周製管」と称す。螺旋管が円形断面の場合の拡径製管を含む。)できる。中立弱軸が基準幅方向に対して第1嵌合部側へ向かって外面側へ傾くように、帯状部材の断面形状を調整することで、螺旋管を周長が一周ごとに小さくなるように製管(以下「縮周製管」と称す。螺旋管が円形断面の場合の縮径製管を含む。)できる。この結果、螺旋管の周長を拡縮制御できる。円形断面の螺旋管においては管径を拡縮制御できる。螺旋管を更生管として既設管の内周にライニングする場合には、既設管の断面変化に対応して螺旋管(更生管)を拡縮させながら製管できる。
ここで、「嵌合前」とは、いわゆる嵌合直前(製管装置の駆動ローラを通過する時点又はその前後の時点)はもちろん、製管装置に導入される前の時点であってもよい。螺旋管を既設管の更生に適用する場合には、立坑(マンホール)近傍等に設置したドラムから帯状部材を繰り出し、立坑から更生対象の管路を通って製管装置に導入されるまでの間であってもよい。好ましくは、「嵌合前」は嵌合直前である。
前記基準幅方向は、第1嵌合部における特定位置と、第2嵌合部における前記特定位置と対応する位置(嵌合した時、前記特定位置が配置される位置)とを結ぶ方向を云う。
螺旋管は、円形断面に限られず、非円形断面であってもよい。
断面調整部材を帯本体に装着するか否かを選択することで、帯状部材の断面形状を調整でき、更には中立弱軸を調節でき、螺旋管を拡周製管したり縮周製管したりすることができる。
断面調整部材が、帯状部材の本体部に対して着脱自在であってもよい。
螺旋管の製管装置が、断面調整部材の装着機能ないしは着脱機能を有していてもよい。
作業者の人力で断面調整部材の装着を行ってもよい。
前記断面調整部材を塑性変形させることによって、前記断面形状を調整することが好ましい。
断面調整部材の塑性変形の向き、変形後の形状、変形の度合等を調節することによって、帯状部材の断面形状を調整でき、更には中立弱軸を調節でき、螺旋管を拡周製管したり縮周製管したりすることができる。
塑性変形可能な断面調整部材としては、鋼製の補強帯材が挙げられる。
切除するか否かを選択したり、切除する部位、切除する量等を調節したりすることによって、帯状部材の断面形状を調整でき、更には中立弱軸を調節でき、螺旋管を拡周製管したり縮周製管したりすることができる。
切除する部位は、切除しても螺旋管の性能に与える影響がほとんど無いか小さい部位であることが好ましく、例えば、第1嵌合部及び第2嵌合部とは別の補助的な嵌合部や、リブ等が挙げられる。
前記帯状部材を螺旋状に巻回しながら前記第2嵌合部を第1嵌合部における一周先行する部分と嵌合させる製管部と、
前記嵌合前又は嵌合時の帯状部材の断面形状を調整する断面形状調整手段と、
を備え、前記断面形状の調整によって、前記断面における中立弱軸が、前記断面上の第1嵌合部と第2嵌合部とを結ぶ基準幅方向に対して調節されることを特徴とする。
当該製管装置によれば、断面形状調整手段によって帯状部材の断面形状を調整することによって、螺旋管を拡周製管したり縮周製管したりすることができる。帯状部材を巻回して螺旋管にするとき、中立弱軸が管軸と平行になろうとする。したがって、例えば、中立弱軸が基準幅方向に対して第1嵌合部側へ向かって内面側へ傾くように、帯状部材の断面形状を調整することで、螺旋管を拡周製管できる。中立弱軸が基準幅方向に対して第1嵌合部側へ向かって外面側へ傾くように、帯状部材の断面形状を調整することで、螺旋管を縮周製管できる。
前記断面調整部材によって前記中立弱軸が調節されることが好ましい。
断面調整部材を装着するか否かを選択したり、断面調整部材の装着位置、形状等を調整したりすることで、帯状部材全体の断面を調整でき、更には中立弱軸を調節できる。この結果、螺旋管を拡周製管したり縮周製管したりすることができる。
前記断面形状調整手段が、前記断面調整部材を塑性変形させる塑性変形手段を含むことが好ましい。
塑性変形手段によって、断面調整部材の塑性変形の向き、変形後の形状、変形の度合等を調節することによって、帯状部材全体の断面を調整でき、更には中立弱軸を調節できる。この結果、螺旋管を拡周製管したり縮周製管したりすることができる。
断面調整部材を切除するか否かを選択したり、切除する部位、切除する量等を調節したりすることによって、帯状部材全体の断面を調整でき、更には中立弱軸を調節できる。この結果、螺旋管を拡周製管したり縮周製管したりすることができる。
切除する部位は、例えばリブや補助嵌合部等が挙げられる。
延び方向と直交する断面の一端部に第1嵌合部が設けられ、他端部に第2嵌合部が設けられ、かつ螺旋状に巻回されるとともに前記第2嵌合部が第1嵌合部における一周先行する部分と嵌合される帯本体と、
前記帯本体に設けられ、前記断面における中立弱軸を、前記断面上の第2嵌合部と第1嵌合部とを結ぶ基準幅方向に対して調節する断面調整部材と、
を備えたことを特徴とする。
当該帯状部材によれば、断面調整部材によって、螺旋管を拡周製管したり縮周製管したりすることができる。詳しくは、中立弱軸が基準幅方向に対して第1嵌合部側へ向かって内面側へ傾くような断面形状とすることで、螺旋管を拡周製管できる。中立弱軸が基準幅方向に対して第1嵌合部側へ向かって外面側へ傾くような断面形状とすることで、螺旋管を縮周製管できる。
断面調整部材を帯本体に装着するか否かを選択することで、螺旋管を拡周製管したり縮周製管したりすることができる。
断面調整部材が、帯本体に着脱自在に係合される係合部を有していてもよい。
断面調整部材が、帯本体に接着剤で接合可能であってもよい。
断面調整部材の配置又は分布を調整することによって、螺旋管を拡周製管したり縮周製管したりできる。前記断面調整部材は、補強帯材であってもよい。
断面調整部材の傾きを調整することによって中立弱軸を制御できる。ひいては、螺旋管を拡周製管したり縮周製管したりすることができる。
断面調整部材を塑性変形させることによって、断面調整部材の中立弱軸を調節でき、ひいては帯状部材の中立弱軸を調節できる。この結果、螺旋管を拡周製管したり縮周製管したりすることができる。
これによって、補強帯材を断面調整部材として兼用できる。
前記断面調整部材が、前記帯本体に係止される係止部と、前記係止部に連なるとともに前記リブより突出された調整部材本体とを含み、少なくとも前記調整部材本体が塑性変形可能であることが好ましい。
これによって、調整部材本体の前記突出部分を、例えば製管装置に組み込んだ塑性変形手段や専用の塑性変形手段によって機械的に塑性変形させることができ、中立弱軸を機械的に調整することができる。
<第1実施形態>
図1に示すように、本発明形態は、例えば老朽化した既設管1の更生に適用される。既設管1としては、下水道管、上水道管、水力発電用導水管、農業用水管、ガス管等が挙げ
られる。
なお、既設管1の断面は、全長にわたって一定とは限られず、内径変化部1dや段差1g等の断面変化部が有る場合がある。
既設管1の内壁に螺旋管9(更生管)がライニングされている。螺旋管9は、長尺の帯状部材90によって構成されている。図2に示すように、帯状部材90が、螺旋状に巻回され、かつ一周違いに隣接する縁部どうしが嵌合されることによって、螺旋管9となる。螺旋管9の断面は円形であるが、これに限られず、四角形等の非円形であってもよい。
図4に示すように、帯状部材90は、一定の断面形状を有し、同図の紙面直交方向に延びている。帯状部材90は、帯本体90xと、断面調整部材80を有している。帯本体90xは、平帯部91と、リブ92と、第1嵌合部93と、第2嵌合部94を一体に有し、図4の紙面直交方向へ延びている。帯本体90xの材質は、ポリ塩化ビニル等の合成樹脂にて構成されている。前記樹脂材料を押し出し成形することによって、一定断面の帯本体90xが形成されている。
複数条のリブ92が、平帯部91から外面側(図4において上側)へ突出されている。これらリブ92は、平帯部91の幅方向に互いに間隔を置いて配置されている。各リブ92の断面は、T字状ないしはL字状になっている。なお、リブ92の断面形状は、これに限られず適宜改変できる。
第1嵌合部93は、連結壁93dと、嵌合板部93cと、嵌合凸部93bを一体に有している。連結壁93dが、平帯部91の幅方向の一端部(図4において左端部)から外面側(図4において上方)へ斜めに突出されている。連結壁93dの先端部に嵌合板部93cが連なっている。嵌合板部93cは、平帯部91よりも外面側(図4において上側)にずれて、平帯部91と平行に配置されている。複数条(ここでは2つ)の嵌合凸部93bが、嵌合板部93cから内面側(図4において下方)へ突出されている。隣接する嵌合凸部93bどうし間、及び連結壁93dと嵌合凸部93bとの間に、嵌合溝93aが形成されている。嵌合溝93aは、内面側(同図において下方)へ開口されている。
好ましくは、断面調整部材80の初期断面形状(後記塑性変形される前の形状)は、当該断面調整部材80の幅方向の中心線L8に関して対称になっている。断面調整部材80の高さ寸法H80は、好ましくは幅寸法W80以下である(H80≦W80)。
なお、断面調整部材80の初期断面形状は、適宜改変できる。
好ましくは、断面調整部材80は、鋼製の補強帯材である。
断面調整部材80は、塑性変形可能であり、より好ましくは塑性変形させやすい。
ここで、中立弱軸LN9は、帯状部材90の延び方向と直交する断面の弱軸である。
なお、仮に断面調整部材80が無い場合の中立弱軸、すなわち帯本体90x単独の中立弱軸は、例えば嵌合板部93c,94cどうしの配置関係等のために、第1嵌合部93側へ向かって外面側へ傾く。
図1及び図2に示すように、帯状部材90における製管済の部分、すなわち螺旋管9の延伸方向の前端部9e(図1及び図2において左端の約一周部分)には、製管装置3が配置されている。
図3に示すように、製管装置3は、製管部3aと、塑性変形手段30を備えている。製管部3aは、駆動ローラ11,12と、ガイド21,22,23を含む。一対の前段駆動ローラ11と、一対の後段駆動ローラ12とが、それぞれ軸線を製管装置3の幅方向(図3において紙面直交方向)へ向けて、互いに並んで設けられている。
外周ガイド21,23によって、螺旋管9の延伸前端部9eが外周側からガイドされている。外周ガイド21には、螺旋管9の延伸前端部9eを内周側から押さえるプレート状の押え部材24が付設されている。内周ガイド22によって、螺旋管9の延伸前端部9eが内周側からガイドされている。
図6に示すように、塑性変形手段30は、一対の変形力付与ローラ31,32と、ローラ押引部33を含む。変形力付与ローラ31,32は、自由回転可能なフリーローラである。変形力付与ローラ31,32の軸線は、駆動ローラ11,12の軸線に対して直交されている。2つの変形力付与ローラ31,32が、製管装置3の幅方向(図6において左右)に対峙している。これら変形力付与ローラ31,32どうしの間に、帯状部材90の未製管部分90bにおける断面調整部材80が挟まれている。
なお、塑性変形手段30の配置箇所は、前段駆動ローラ11と後段駆動ローラ12との間に限られず、未製管部分90bの送り方向に沿って前段駆動ローラ11より前段でもよく、後段駆動ローラ12より後段でもよい。
製管装置3によって、帯状部材90から螺旋管9が次のようにして製管される。
図示は省略するが、帯状部材90は、ドラムに巻かれた状態で、既設管1に連なる立坑(マンホール)の近傍に設置される。この帯状部材90が、ドラムから順次繰り出され、立坑から既設管1内(既に製管された螺旋管9の内部)を通って、螺旋管9の延伸前端部9eの製管装置3の駆動ローラ11,12に導入される。
図3に示すように、駆動ローラ11,12の駆動によって、帯状部材90の未製管部分90bが、螺旋管9の延伸前端部9eへ向けて斜めに押し出される。このとき、図1に示すように、未製管部分90bの第1嵌合部93が延伸方向の前方(同図において左)へ向けられ、かつ第2嵌合部94が延伸後方(同図において右)へ向けられる。
前記押し出し力によって、未製管部分90bの第2嵌合部94が、延伸前端部9e上の第1嵌合部93における一周先行する部分と嵌合される。詳しくは、図5(a)及び(b)に示すように、第2嵌合部94の嵌合凸部94bが、螺旋管9の内面側から第1嵌合部93の嵌合溝93aに嵌合される。また、嵌合溝94aに嵌合凸部93bが嵌合される。
嵌合によって反力が生じ、製管装置3が図2において時計まわりに推進される。
このようにして、帯状部材90が、螺旋状に巻回されながら製管される。
図1に示すように、当該帯状部材90を既設管1(外周規制体)の内周にライニングすると、前記拡径作用によって、螺旋管9を既設管1の内周面に押し当てることができる。これによって、螺旋管9の流路断面積をなるべく大きく確保することができ、既設管1の更生後の流路断面積の減少を抑えることができる。
例えば、既設管1の内径変化部1d(図1)等に対応するために、螺旋管9を更に拡径させる必要があるときは、図7に示すように、塑性変形手段30のローラ押引部33によって、変形力付与ローラ31をローラ32側(図7において左側)へ前進させる。これと同期して、ローラ32を後退させる。変形力付与ローラ31は、前進によって前記嵌合前の帯状部材90の断面調整部材80に強く押し当てられ、断面調整部材80の調整部材本体81を第1嵌合部93側(図7において左側)へ傾くように塑性変形させる。
一方、例えば段差1g(図1)等のために、螺旋管9を縮径させる必要があるときは、図10に示すように、塑性変形手段30のローラ押引部33によって、変形力付与ローラ32をローラ31側(図10において右側)へ前進させる。これと同期して、ローラ31を後退させる。変形力付与ローラ32は、前進によって前記嵌合前の帯状部材90の断面調整部材80に強く押し当てられ、断面調整部材80の調整部材本体81を第2嵌合部94側(図10において右側)へ傾くように塑性変形させる。
このように、製管装置3によれば、既設管1の断面変化に応じて、断面調整部材80を塑性変形させて中立弱軸LN9を調節することによって、螺旋管9の管径を制御でき、更には周長を制御できる。
<第2実施形態>
図13~図13は、本発明の第2実施形態を示したものである。図13に示すように、第2実施形態においては、帯状部材90の帯本体90xと断面調整部材80とが当初分離されている。帯本体90xが単独で製管装置3Bへ導入される。断面調整部材80は、帯本体90xとは別経路で製管装置3Bへ導入される。
一対の前段駆動ローラ11によって断面調整部材80と帯本体90xとが挟み付けられることで、嵌合製管前の帯本体90xに断面調整部材80が装着可能である。
案内機構41と駆動ローラ11とによって、装着手段40(断面形状調整手段)が構成されている。
このように、断面調整部材80の装着の有無を選択したり、装着位置を調整したりすることで、帯状部材90全体の断面を調整でき、更には中立弱軸LN9を調節できる。この結果、螺旋管9を拡径製管したり縮径製管したりすることができる。
拡径製管すべき部分と、縮径製管すべき部分と、帯本体90x単独で製管すべき部分との切り替え時には、断面調整部材80を切断する。これによって、帯本体90xにおける断面調整部材80を装着する部分を変更したり、断面調整部材80を装着するか否かを切り替えたりすることができる。
第2実施形態において、断面調整部材80を一対の前段駆動ローラ11間へ案内する操作は、作業者が人力で行ってもよい。その場合、案内機構41を省略してもよい。
図18~図23は、本発明の第3実施形態を示したものである。図18に示すように、第3実施形態の帯状部材70は、平帯部71と、複数のリブ72A,72Bと、雌嵌合部73(第1嵌合部)と、雄嵌合部74(第2嵌合部)と、補助嵌合片75を一体に有している。平帯部71は、平坦になっている。平帯部71の外面から複数条(ここでは2つ)のリブ72Aが突出されている。
雌嵌合部73の外面部(図18において上面部)には、短い断面T字状のリブ72Bが設けられている。
雌嵌合部73における一端側(平帯部71とは反対側)の側方に補助嵌合片75が連なっている。補助嵌合片75は、斜め外方へ延びている。
帯状部材70は、ポリ塩化ビニル等の樹脂を押出成形することによって構成されている。
帯状部材70においては、雌嵌合部73側の部分の断面積が雄嵌合部74側の部分の断面積よりも大きい。そのため、中立弱軸LN9が、基準幅方向W9に対して雌嵌合部73側へ向かって外面側(同図において上方)へ傾いている。
図21において、切除手段50は、製管部3aにおける前段駆動ローラ11と後段駆動ローラ12との間に配置されているが、これに限られず、未製管部分90bの送り方向に沿って前段駆動ローラ11より前段に配置されていてもよく、後段駆動ローラ12より後段に配置されていてもよい。
例えば、切除手段50によってリブ72Bを切除する。或いは、切除手段50によって補助嵌合片75を切除してもよい。
カッター駆動機構52によってカッター51をリブ72Bの高さ方向又は補助嵌合片75の延び方向に位置調節することで、リブ72B又は補助嵌合片75の切除量を調節してもよい。
リブ72B及び補助嵌合片75の何れか一方だけを切除してもよく、図23に示すように、両方を切除してもよい。
このように、切除の有無、切除する部位、切除の量などを調節することによって、中立弱軸LN9を調節することができ、螺旋管9Cを拡径製管したり縮径製管したりすることができる。
図25及び図26は、本発明の第4実施形態を示したものである。第4実施形態においては、帯状部材70の一部が着脱可能(装着自在)になっている。ここでは、補助嵌合片75が、帯状部材70の帯本体70x(補助嵌合片75以外の部分)に対して着脱可能になっており、断面調整部材を構成している。補助嵌合片75の基端部には、係合凸部76が形成されている。帯本体70xにおける補助嵌合片75側の端部には、係合凹部77が形成されている。
補助嵌合片75に係合凹部77が設けられ、帯本体70xに係合凸部76が設けられていてもよい。
図26に示すように、係合凸部76を係合凹部77から外すことで、補助嵌合片75を帯本体70xから分離できる。帯本体70xだけで製管することによって、螺旋管9Cの縮径性を低減したり(図24参照)、拡径性を付与したりできる。
補助嵌合片75に代えて、又は補助嵌合片75に加えて、リブ72Bが帯本体70xに対して着脱自在であってもよく、帯状部材70のその他の部分が着脱自在であってもよい。
例えば、帯状部材90の断面調整ひいては中立弱軸LN9の調整は、嵌合前又は嵌合時に行えばよく、いわゆる嵌合直前(製管装置3の駆動ローラ11,12を通過する時点又はその前後の時点)に限られず、製管装置3に導入される前の時点であってもよい。立坑近傍に設置したドラムから帯状部材90を繰り出し、立坑から製管済の螺旋管9内を通って製管装置3に導入されるまでの間に断面調整ひいては中立弱軸LN9の調節を行ってもよい。
第1実施形態(図3)の変形例として、塑性変形手段30が、製管装置3の製管部3aから離れて、製管部3aとは別に設けられていてもよい。帯状部材90を製管部3aに導入する前に断面調整部材80を塑性変形させて形状調整してもよい。製管部3aにおいて第2嵌合部94と第1嵌合部93を嵌合させるのと同時に断面調整部材80を塑性変形させて形状調整してもよい。
第2実施形態(図13)の変形例として、装着手段40が、製管装置3の製管部3aから離れて設けられていてもよい。帯本体90xを製管部3aに導入する前に断面調整部材80を装着してもよい。製管部3aにおいて第2嵌合部94と第1嵌合部93を嵌合させるのと同時に断面調整部材80を装着してもよい。
第1、第2実施形態において、断面調整部材80の数は、1つに限られず、2以上であってもよい。
第3実施形態(図21)の変形例として、切除手段50が、製管装置3の製管部3aから離れて設けられていてもよい。帯本体90xを製管部3aに導入する前に帯状部材70の一部を切除してもよい。製管部3aにおいて第2嵌合部94と第1嵌合部93を嵌合させるのと同時に帯状部材70の一部を切除してもよい。
第4実施形態の変形例として、補助嵌合片75等の断面調整部材が、帯本体70xに接着剤で接合可能であってもよい。補助嵌合片75等の断面調整部材を接着剤で帯本体70xに接合することで、断面調整してもよい。
第1、第2実施形態において、帯状部材90の帯本体90x(図4、図14)として、第3、第4実施形態の帯状部材70(図18)を適用してもよい。
第3、第4実施形態において、帯状部材70(図18)として、第1、第2実施形態の帯状部材90の帯本体90x(図4、図14)を適用してもよい。
帯状部材ないしは帯本体が、鋼材等の金属にて構成されていてもよい。金属製の螺旋管を製管してもよい。
下水等の流水から採熱するための採熱管を、断面調整部材として兼用させてもよい。
製管装置としては、自走式製管装置に限られず、元押し式や牽引式の製管装置を用いてもよい(特許文献1等参照)。
本発明の帯状部材ひいては螺旋管は、既設の下水道管の更生管用としてだけでなく、上水道管、農業用水管の更生管にも適用でき、更には更生管としてだけでなく、種々の螺旋管として適用できる。
螺旋管の用途によっては、帯状部材の平帯部の内面(図4において下面に相当)は、必ずしも平坦である必要は無い。リブが平帯部の内面側に設けられていてもよい。
図18に示す断面形状の帯状部材70を用意した。
当該帯状部材70の材質は、ポリ塩化ビニルであった。
製管装置3Cにおける切除手段50を省いた製管装置を用いて、帯状部材70から螺旋管9Cを製管した。
螺旋管9Cの内周面の曲率半径は、720mmであった。
螺旋のピッチは、79.2mmであった。
螺旋管9Cの周長は、一周ごとに平均して47mm短くなった。それだけ、螺旋管9Cが製管されるにしたがって縮径された。
更に、有限要素法によって、前記帯状部材70から螺旋管9Cを、内周面の曲率半径720mmで製管した場合における、周長変化をシミュレーションしたところ、一周ごとに51mm短くなるとの解析結果が得られた。
切除後の帯状部材70を、前記切除前と同じ製管装置を用いて製管することで、螺旋管9Cを作製した。
当該切除後の螺旋管9Cの内周面の曲率半径は、切除前のものと同じ720mmであった。
当該切除後の螺旋管9Cの周長は、一周ごとに平均して31mm短くなった。したがって、切除によって、螺旋管9Cの縮径性を緩和できることが確認された。
更に、有限要素法によって、前記切除後の帯状部材70から螺旋管9Cを、内周面の曲率半径750mmで製管した場合における、周長変化をシミュレーションしたところ、一周ごとに26mm短くなるとの解析結果が得られた。したがって、シミュレーションにおいても、実際製管した場合と同様に、切除によって、螺旋管9Cの縮径性が緩和されることが確認された。
断面調整部材80の高さ寸法(図4において上下方向に相当)と幅寸法は、ほぼ1対1であった。
断面調整部材80の厚みは、1.2mmであった。
断面調整部材80の材質は、鋼鉄であった。
帯本体90xの材質は、ポリ塩化ビニルであった。
帯本体90xの幅寸法は、100mmであった。
帯状部材90の内周面には、残り長さを示す表示が1000mm間隔で印字されていた。
螺旋管9の設定曲率半径は、螺旋管9の内周面において470mmとした。
製管は、製管装置3(図3)と実質同様の製管装置で行った。
帯状部材90の幅寸法は、100mmとした。
帯本体90xの材質はポリ塩化ビニルであるものとして、弾性係数等の物性値を設定した。
断面調整部材80の厚みは、1.2mmとした。
断面調整部材80の高さ寸法(図14において上下方向に相当)と幅寸法は、ほぼ1対1とした。
断面調整部材80の材質は鋼鉄であるものとして、弾性係数等の物性値を設定した。
曲げの曲率半径は、螺旋管9の内周面において1500mmとした。
解析によって、中立弱軸LN9が、基準幅方向W9に対して第1嵌合部93側へ向かって内面側へ0.3°傾き、螺旋管9の周長が一周ごとに0.26mm延びることで拡径製管される、との演算結果が得られた。
断面調整部材80の配置以外の解析条件については、実施例3と同じとした。
解析によって、中立弱軸LN9が、基準幅方向W9に対して第1嵌合部93側へ向かって外面側へ3.29°傾き、螺旋管9の周長が一周ごとに23.5mm短くなることで大きく縮径製管される、との演算結果が得られた。
解析によって、中立弱軸LN9が、基準幅方向W9に対して第1嵌合部93側へ向かって外面側へ1.4°傾き、螺旋管9の周長が一周ごとに0.6mm短くなることでやや縮径製管される、との演算結果が得られた。
実施例3~5から、断面調整部材の有無、及び断面調整部材の配置場所を選択して、帯状部材の断面形状を調整することで、螺旋管9を拡縮制御可能であることが確認された。
LN9 中立弱軸
W9 基準幅方向
1 既設管
1d 内径変化部(断面変化部)
1g 段差部(断面変化部)
3, 3B,3C 製管装置
3a 製管部
9,9C 螺旋管(更生管)
30 塑性変形手段(断面形状調整手段)
31,32 変形力付与ローラ
40 装着手段(断面形状調整手段)
41 案内機構
50 切除手段(断面形状調整手段)
51 カッター
70 帯状部材
70x 帯本体
72B リブ(帯状部材の一部)
73 雌嵌合部(第1嵌合部)
74 雄嵌合部(第2嵌合部)
75 補助嵌合片(帯状部材の一部、断面調整部材)
76 係合凸部(係合部)
77 係合凹部(係合部)
80 断面調整部材
81 調整部材本体
82 係止鍔部(係止部)
90 帯状部材
90b 未製管部分
90x 帯本体
93 第1嵌合部
94 第2嵌合部
Claims (15)
- 延び方向と直交する断面の一端部に内面側へ開口された嵌合溝を含む第1嵌合部が設けられ、前記断面の他端部に外面側へ突出された嵌合凸部を含む第2嵌合部が設けられた帯状部材から螺旋管を製管する方法であって、
前記帯状部材を、前記内面側が内周面側となり前記外面側が外周面側となるよう螺旋状に巻回しながら前記第2嵌合部の前記嵌合凸部を前記第1嵌合部の前記嵌合溝における一周先行する部分と嵌合させ、
前記嵌合前又は嵌合時の帯状部材の断面形状を調整することによって、前記断面における中立弱軸を、前記断面上の第1嵌合部と第2嵌合部とを結ぶ基準幅方向に対して調節し、前記調節の工程が、前記中立弱軸が前記基準幅方向に対して前記第1嵌合部側へ向かって前記内面側へ傾いていた帯状部材を、前記中立弱軸が前記基準幅方向に対して前記第1嵌合部側へ向かって前記外面側へ傾くように前記断面形状を調整する工程、又は前記中立弱軸が前記基準幅方向に対して前記第1嵌合部側へ向かって前記外面側へ傾いていた帯状部材を、前記中立弱軸が前記基準幅方向に対して前記第1嵌合部側へ向かって前記内面側へ傾くように前記断面形状を調整する工程を含むことを特徴とする螺旋管の製管方法。 - 前記帯状部材に断面調整部材を装着自在に設けることによって、前記断面形状を調整することを特徴とする請求項1に記載の製管方法。
- 前記帯状部材には塑性変形可能な断面調整部材が設けられており、
前記断面調整部材を塑性変形させることによって、前記断面形状を調整することを特徴とする請求項1又は2に記載の製管方法。 - 前記帯状部材の一部を切除することによって、前記断面形状を調整することを特徴とする請求項1~3の何れか1項に記載の製管方法。
- 延び方向と直交する断面の一端部に内面側へ開口された嵌合溝を含む第1嵌合部が設けられ、他端部に外面側へ突出された嵌合凸部を含む第2嵌合部が設けられた帯状部材から螺旋管を製管する製管装置であって、
前記帯状部材を、前記内面側が内周面側となり前記外面側が外周面側となるよう螺旋状に巻回しながら前記第2嵌合部の嵌合凸部を前記第1嵌合部の前記嵌合溝における一周先行する部分と嵌合させる製管部と、
前記嵌合前又は嵌合時の帯状部材の断面形状を調整する断面形状調整手段と、
を備え、前記断面形状の調整によって、前記断面における中立弱軸が、前記断面上の第1嵌合部と第2嵌合部とを結ぶ基準幅方向に対して調節され、前記断面形状調整手段が、前記調整前は前記中立弱軸が前記基準幅方向に対して前記第1嵌合部側へ向かって前記内面側へ傾いていた帯状部材を、前記中立弱軸が前記基準幅方向に対して前記第1嵌合部側へ向かって前記外面側へ傾くように前記断面形状を調整可能、又は前記調整前は前記中立弱軸が前記基準幅方向に対して前記第1嵌合部側へ向かって前記外面側へ傾いていた帯状部材を、前記中立弱軸が前記基準幅方向に対して前記第1嵌合部側へ向かって前記内面側へ傾くように前記断面形状を調整可能であることを特徴とする螺旋管の製管装置。 - 前記断面形状調整手段が、前記嵌合前の帯状部材に断面調整部材を装着する装着手段を備え、
前記断面調整部材によって前記中立弱軸が調節されることを特徴とする請求項5に記載の製管装置。 - 前記帯状部材には、塑性変形可能な断面調整部材が設けられており、
前記断面形状調整手段が、前記断面調整部材を塑性変形させる塑性変形手段を含むことを特徴とする請求項5又は6に記載の製管装置。 - 前記断面形状調整手段が、前記帯状部材の一部を切除する切除手段を含むことを特徴とする請求項5~7の何れか1項に記載の製管装置。
- 螺旋管となる帯状部材であって、
延び方向と直交する断面の一端部に前記螺旋管の内周面側となる内面側へ開口された嵌合溝を含む第1嵌合部が設けられ、前記断面の他端部に前記螺旋管の外周面側となる外面側へ突出された嵌合凸部を含む第2嵌合部が設けられ、かつ螺旋状に巻回されるとともに前記第2嵌合部の前記嵌合凸部が前記第1嵌合部の前記嵌合溝における一周先行する部分と嵌合される帯本体と、
前記帯本体に設けられ、前記断面における中立弱軸を、前記断面上の第2嵌合部と第1嵌合部とを結ぶ基準幅方向に対して調節する断面調整部材と、
を備え、前記断面調整部材が非装着もしくは未調整であるとしたら前記基準幅方向に対して前記第1嵌合部側へ向かって前記内面側へ傾く前記中立弱軸が、前記断面調整部材の装着もしくは調整によって、前記基準幅方向に対して前記第1嵌合部側へ向かって前記外面側へ傾いているか、または、前記断面調整部材が非装着もしくは未調整であるとしたら前記基準幅方向に対して前記第1嵌合部側へ向かって前記外面側へ傾く前記中立弱軸が、前記断面調整部材の装着もしくは調整によって、前記基準幅方向に対して前記第1嵌合部側へ向かって前記内面側へ傾いていることを特徴とする帯状部材。 - 前記断面調整部材が、前記帯本体に装着自在であることを特徴とする請求項9に記載の帯状部材。
- 前記断面調整部材が、前記第2嵌合部又は前記第1嵌合部側に偏って配置又は分布されていることを特徴とする請求項9又は10に記載の帯状部材。
- 前記断面調整部材が、前記帯本体の外面側へ突出されるにしたがって前記一端部側又は他端部側へ傾けられていることを特徴とする請求項9~11の何れか1項に記載の帯状部材。
- 前記断面調整部材が、塑性変形可能であることを特徴とする請求項9~12の何れか1項に記載の帯状部材。
- 前記断面調整部材が、鋼製の補強帯材であることを特徴とする請求項9~13の何れか1項に記載の帯状部材。
- 前記帯本体にはリブが形成され、
前記断面調整部材が、前記帯本体に係止される係止部と、前記係止部に連なるとともに前記リブより突出された調整部材本体とを含み、少なくとも前記調整部材本体が塑性変形可能であることを特徴とする請求項9~14の何れか1項に記載の帯状部材。
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