JP7235326B2

JP7235326B2 - 作業台車

Info

Publication number: JP7235326B2
Application number: JP2020062670A
Authority: JP
Inventors: 和彦眞田; 満良張; 英男藤森
Original assignee: 東亜グラウト工業株式会社
Priority date: 2020-03-31
Filing date: 2020-03-31
Publication date: 2023-03-08
Anticipated expiration: 2040-03-31
Also published as: JP2023053292A; JP7343240B2; JP2021161684A

Description

本発明は、既設管路の内部で幾つかの異なる作業を行う際に、目的の作業に適した装置を選択的に取り付けることが可能な作業台車に関し、特に、既設管路に破断誘導部を形成する際に利用して有利な作業台車に関するものである。

既設の下水道用の管路では、地盤沈下や地震等の影響を受けて管路に曲がりが生じたり、管路を構成する管に折れなどの破損が生じることがある。下水道用の管路に破損が生じた場合、この破損箇所から地下水が流れ込んで下流側の処理設備に大きな負担を強いることになるばかりでなく、路面陥没の原因にもなるため、速やかに補修する必要があり、膨大な費用が発生する。特に、地震時にマンホール管口部や、管の接続部等に大きな破損が生じるので、管路の地震対策が求められている。

このため、最近では、新設管路の場合、予め管口部に可とう継手を設けることや、既設管路の場合、該管路を構成する管の所定箇所の内周面に溝からなる誘導目地を形成し、この誘導目地に破損の起点を誘導し、地震動を吸収させる工法が耐震策として行われている。

内面に形成した誘導目地を起点として管路が破損した場合、この破損箇所から地下水が管路内に浸入することを阻止する必要がある。このため、誘導目地に対向させて弾性スリーブを配置すると共に該弾性スリーブを高い強度を有する金属スリーブによって管路の内周面に圧接させることで、地下水の誘導目地からの浸入を阻止し得るように構成している（例えば特許文献１参照）。

このように、管路に生じる虞のある破損の位置を規定する部位（破断誘導部）は、誘導目地単独で実現し得るものではなく、弾性スリーブ、金属スリーブなども必要となり、更に誘導目地に充填されるシール材も必要となる。

特開２０１９－２２３４４４号公報

前述したように、既設管路に破断誘導部を構成する場合、誘導目地を形成する作業、誘導目地にシール材を充填する作業、弾性スリーブの内径側に配置された金属スリーブを拡径する作業など、幾つかの作業が必要となる。そして、これら各作業は互いに共通する要素がないため、夫々の作業を独立した装置を利用して行っているのが実情である。

特に、小径管によって敷設された既設管路の場合や、既設管路に形成すべき誘導目地の位置がマンホールの管口から遠く離隔している場合、該管路の内周面に誘導目地を形成し、この誘導目地にシール材を充填し、シール材が充填された誘導目地に対向させて弾性スリーブを配置して金属スリーブを拡径する一連の作業を行うことは容易ではない。

このため、幾つかの作業に共通して利用することができる装置があると有利であり、このような装置の開発が求められている。

本発明の目的は、既設管路の内部で幾つかの異なる作業を行う際に、これらの作業に適した装置を選択的に取り付けることが可能な作業台車を提供することにある。

上記課題を解決するために本発明に係る代表的な作業台車は、マンホールに接続された管路の内部で作業するための作業台車であって、複数のローラーを設けた二つの走行部材と、長手方向の両端に形成された軸部と該軸部の間であって該軸部の軸心から偏心した位置に形成された基台部を有し、前記軸部を介して前記二つの走行部材に回転可能に支持されると共に、前記基台部にマンホールに接続された管路に対して予め設定された作業を行うための作業装置を取り付ける取付座と該取付座を昇降させる昇降部材を設けた弓型フレームと、前記二つの走行部材のうち一方の走行部材に配置され、前記弓型フレームを回転させる駆動モーターと、前記二つの走行部材のうちすくなくとも一方の走行部材に配置され、前記管路の内周面に当接して該走行部材を走行不能とし、又は前記管路の内周面との当接を解除して該走行部材を走行可能とするアウトリガーと、弓型に形成され、長手方向の一方の端部に配置されたカメラと、他方の端部に形成された軸部と、を有し、該軸部を介して前記二つの走行部材のうち他方の走行部材であって前記弓型フレームを支持する側とは反対側に回転可能に支持された支持フレームと、を有するものである。

本発明に係る作業台車では、既設管路を構成する管の内周面に対する幾つかの作業を合理的に行うことができる。

即ち、既設管路を構成する管の内周面に対し予め設定された作業に適した装置を取付座に取り付けた作業台車を、既設管路内に於ける作業すべき位置まで走行させた後、アウトリガーを作動させることで目的の作業位置で固定することができる。そして、昇降部材によって取付座を既設管路の内周面に接近させ、取り付けた装置を稼働させつつ駆動モーターによって弓型フレームを回転させることで、該装置によって内周面に目的の作業を行うことができる。

本実施例に係る作業台車の構成を説明する側面図である。図１のIIａ、IIｂ断面図である。取付座に切削装置を取り付けた作業台車の側面図である。取付座にシール材充填装置を取り付けた作業台車の側面図である。取付座に金属スリーブの拡径装置を取り付けた作業台車の側面図である。図５の平面図である。図５のVII断面図である。既設管路内で作業台車を走行させる部材の例を説明する図である。

本発明に係る作業台車は、既設管路（以下単に「管路」という）を構成する管の内周面に対して幾つかの作業を行う際に、目的の作業に適した装置を選択的に取り付け、該装置を管路の内部に於ける作業位置に移動させることが可能なように構成されている。

作業台車を構成する弓型フレームは、両端に回転中心となる軸部が形成され、この軸部の間に該軸部の軸心から偏心した基台部が形成されている。また、基台部には、作業装置を取り付ける取付座と、この取付座を昇降させる昇降部材が配置されている。このため、予め管路に対する目的の作業を合理的に行うことが可能な作業装置を取付座に取り付けておくことで、昇降部材を操作して作業装置を管路の内周面に対して接近させ、或いは離隔させることが可能である。そして、駆動モーターを操作することで、弓型フレームを軸部を中心として回転させることが可能となる。

従って、予め目的の作業を行うための作業装置を取り付けた作業台車を、管路に於ける目的の作業位置まで移動させておき、作業装置及び昇降部材、駆動モーターを稼働させることで、作業装置による目的の作業を行うことが可能となる。

作業台車を目的の位置まで移動させるための手段は特に限定するものではない。例えば、二つの走行部材の何れかに走行モーターを取り付けて自走し得るように構成しても良く、棒状の部材によって管路内に押し込むことで走行させたり、ワイヤによって引っ張ることで走行させても良い。即ち、自力で走行するか、他力を利用するかを限定するものではない。

本発明に係る作業台車は、取付座に取り付けた作業装置を、管路を構成する管の内周面に対し、接触させ或いは接近させると共に、内周面に沿って回転させることが可能なように構成されている。このため、管の内周面に対し部分的に或いは全周にわたって接触して行う作業、例えば、内周面の清掃、切削、シール材の充填、などの作業を行う際に利用することが好ましい。

以下、本発明に係る作業台車の好ましい実施例について図１、図２を用いて説明する。作業台車Ａは、夫々複数のローラー１０ａ、２０ａを設けた二つの走行部材１０、２０を有しており、これらの走行部材１０、２０に弓型フレーム３０が回転可能に支持されることで構成されている。

本実施例に於いて、作業台車Ａは、図８に示す押込み棒１７によって管路Ｂの内部に押し込まれて走行し、予め設定された作業位置に到達するように構成されている。ここで、押込み棒１７の構成について説明する。押込み棒１７は、単位長さを有する複数の棒状体１７ａを長手方向に接続した本体部と、この本体部の一端にＴ字状に取り付けられたハンドル１７ｂを有して構成されている。

押込み棒１７の本体部を構成する夫々の棒状体１７ａの所定位置には、穴１７ｃが形成されており、この穴１７ｃを後述する一方の走行部材１０の連結部材１２に結合させることで、作業台車Ａとの一体化をはかるように構成されている。また、棒状体１７ａの側面には押込み長さの目安となる目盛１７ｄが形成されており、この目盛１７ｄによって作業台車Ａの管路Ｂに於ける押込み長さを知ることが可能である。

上記の如き押込み棒１７によって作業台車Ａを管路Ｂ内に押込むことが可能であるため、管路Ｂに対する目的の作業位置がマンホールに近いものの、管路Ｂの径が小さく作業員が該管路Ｂに入り込むことができないような場合に利用して有利である。

作業台車Ａの一方の走行部材１０には、弓型フレーム３０を回転させるための駆動モーター１１が配置されている。また、走行部材１０には押込み棒１７を連結するための連結部材１２が突起状に形成されている。この連結部材１２は押込み棒１７が差し込まれて連結し得るように構成されており、所定位置に押込み棒１７と結合し且つ離脱することが可能な、例えばプランジャーのような結合部材１２ａが配置されている。

他方の走行部材２０には管路Ｂの内部を撮影するカメラを内蔵したカメラケース２１が配置されている。このカメラケース２１は、弓型に形成された支持フレーム２２の一方側の端部２２ａに取り付けられている。また、支持フレーム２２の他方側の端部２２ｂは、走行部材２０に設けられた回動支持部２２ｃに対し回動可能に支持されている。支持フレーム２２は、走行部材２０に対し片持梁状に突出して配置されている。このため、支持フレーム２２は、走行部材２０に於ける弓型フレーム３０が配置された側の反対側に配置されている。

特に、カメラケース２１と回動支持部２２ｃは、略同一軸心（好ましくは管路Ｂの中心軸）上に配置されており、且つ支持フレーム２２が弓型に形成されていることから、該支持フレーム２２の弓となる部分が常に前記軸心よりも下方にある。このため、作業台車Ａの傾斜の有無に関わらず、カメラケース２１に内蔵されたカメラによる撮像は、常に管路Ｂの頂部が上方に位置することとなる。即ち、撮影された画像は常に縦方向が鉛直方向と略一致することとなる。

尚、カメラケース２１の内部に配置されたカメラが、常に鉛直方向を認識し得る機能を有するものであると、支持フレーム２２の回動に伴うカメラの姿勢に対応した鉛直方向と、該カメラの機能による鉛直方向との比較により、より正確に鉛直方向を規定した画像を得ることが可能となる。

二つの走行部材１０、２０には夫々アウトリガー１３、２３が配置されている。アウトリガー１３、２３はローラー１０ａ、２０ａが設けられた面の反対側の面に配置されており、これらのアウトリガー１３、２３を作動させたとき、各ローラー１０ａ、２０ａと協働して作業台車Ａを管路Ｂの内周面に固定することが可能である。

弓型フレーム３０は、長手方向の両端であって同一の回転軸３１上に夫々軸部３０ａ、３０ｂが形成されており、これらの軸部３０ａ、３０ｂの間で且つ回転軸３１から偏心した位置に基台部３０ｃが形成されている。軸部３０ａは一方の走行部材１０に形成された回転支持部材１４により回転可能に支持されており、軸部３０ｂは他方の走行部材２０に形成された回転支持部材２４に回転可能に支持されている。

従って、弓型フレーム３０は、回転軸３１と一致した両端の軸部３０ａ、３０ｂを中心として回転し、この回転に伴って基台部３０ｃが偏心回転し得るように構成されている。このため、作業台車Ａを管路Ｂに設置する際に、回転軸３１を管路Ｂの軸心と略一致させることで、弓型フレーム３０を管路Ｂの軸心に略一致させて回転させることが可能となる。

駆動モーター１１による弓型フレーム３０の駆動方式については限定するものではなく、例えばタイミングベルトやチェンなどの通常の伝動機構を利用することで良い。本実施例では、駆動モーター１１に中間軸１１ａを介して歯車１１ｂを取り付けると共に弓型フレーム３０の軸部３０ａに歯車１１ｂと噛合する歯車１１ｃを取り付けることで、駆動モーター１１によって弓型フレーム３０を回転させるように構成している。

弓型フレーム３０の基台部３０ｃには昇降部材３２が配置されており、この昇降部材３２に取付座３３ａが配置されている。図２に示すように、基台部３０ｃは、ウエブ３０ｃ１とフランジ３０ｃ２からなる溝型に形成されており、このウエブ３０ｃ１に昇降部材３２が取り付けられている。また、基台部３０ｃを形成するフランジ３０ｃ２の長手方向の両端に、該フランジ３０ｃ２を利用して軸部３０ａ、３０ｂが形成されている。

昇降部材３２は取付座３３ａを昇降させて該取付座３３ａに取り付けた作業装置を管路Ｂの内周面に対し、接近又は離隔させるものである。このため、この機能を有するものであれば構造を限定するものではなく、例えば圧力流体を供給することで取付座３３ａを昇降させるシリンダーを有する構造を採用することが可能である。

本実施例では、パンタグラフ式のジャッキによって昇降部材３２を構成している。この昇降部材３２は、弓型フレーム３０の基台部３０ｃに於ける走行部材１０側の所定位置に固定片３２ａが固定されており、走行部材２０側に図示しない雌ねじが形成された移動片３２ｂが配置されている。これらの固定片３２ａ、移動片３２ｂには夫々一対のリンク片３２ｃが回動可能に取り付けられている。そして、リンク片３２ｃの固定片３２ａと対向する端部側に取付座３３ａが取り付けられ、移動片３２ｂと対向する端部側に摺動片３３ｂが取り付けられている。

更に、基台部３０ｃには昇降用ねじ３４ａを取り付けた昇降モーター３４が配置されている。昇降用ねじ３４ａは、移動片３２ｂに形成された雌ねじに螺合し、先端部分が固定片３２ａに対して回転可能に支持されている。このため、昇降モーター３４を所望の方向に回転させると、この回転に伴って移動片３２ｂが固定片３２ａに接近或いは離隔する方向に移動し、この移動に伴って取付座３３ａ、摺動片３３ｂが昇降する。このとき、取付座３３ａは管路Ｂの半径方向に略直線的に昇降するが、摺動片３３ｂは管路Ｂの半径方向への昇降に対し、管路Ｂの管軸方向への移動が合成される。従って、摺動片３３ｂは、上昇する際には取付座３３ａに接近し、下降する際には取付座３３ａから離隔する。

従って、作業台車Ａに取り付けるべき作業装置を取付座３３ａに固定すると共に摺動変３３ｂに載置しておき、昇降部材３２を作動させることで、取り付けた作業装置を管路Ｂの半径方向に略直線的に昇降させることが可能である。

また、一方の走行部材１０の所定位置にはカメラ１５が配置されており、前述したカメラケース２１に収容された図示しないカメラと共に、管路Ｂに於ける作業台車Ａの位置や、作業装置の監視、作業の進行の確認を行うことが可能なように構成されている。

尚、図に於いて２５は、走行部材２０に設けたローラー２０ａよりも径の大きいローラーであり、作業台車Ａを管路Ｂ内に走行させる際に障害物が存在していた場合、この障害物を乗り越えることが容易となるように配置されたものである。

上記の如く構成された作業台車Ａでは、昇降部材３２によって取付座３３ａ、摺動片３３ｂを下降させておき、この取付座３３ａに作業装置を取り付けて固定する。その後、連結部材１２に押込み棒１７を連結して作業員が図示しないマンホールから管路Ｂ内に設定された作業位置まで走行させることが可能である。

そして、目的の作業に対応させてアウトリガー１３、２３を作動させて作業台車Ａを管路Ｂの内周面に固定する。その後、作業装置を稼働させつつ昇降部材３２によって作業装置を内周面に接近させることで、目的の作業が開始される。更に、目的の作業に応じて、駆動モーター１１を稼働させて弓型フランジ３０を軸心３１を中心として回転させることで、作業装置を管路Ｂの内周面に沿って移動させつつ、目的の作業を行うことが可能である。

次に、作業台車Ａに目的の作業を行うための作業装置を取り付けた実施例について説明する。先ず、図３に示す作業装置は切削装置Ｃであり、管路Ｂの内周面に誘導目地となる溝を形成する際に利用して有利である。

切削装置Ｃは、管路Ｂの内周面に溝を形成するために、予め設定された幅（厚さ）を有する切削具４１と、切削具４１を駆動する駆動モーター４２とを有しており、この駆動モーター４２はベース板４３に取り付けられている。そしてベース板４３の一方の端部側が昇降部材３２の取付座３３ａに固定されており、他方の端部側が摺動片３３ｂに載置されている。

上記の如く構成された切削装置Ｃでは、作業台車Ａを管路Ｂの内周面に溝を形成すべき位置まで走行させた後、アウトリガー１３、２３によって内周面に固定する。その後、昇降部材３２によってベース板４３を上昇させて切削具４１を管路Ｂの内周面に接近させつつ、駆動モーター４２によって切削具４１を回転させることで、管路Ｂの内周面に対する切削を開始することが可能である。そして、走行部材１０に配置された駆動モーター１１を駆動して弓型フレーム３０を回転させることで、管路Ｂの内周面に全周にわたって溝を形成することが可能である。更に、弓型フレーム３０の回転に伴って昇降部材３２によるベース板４３を上昇させることで、管路Ｂの内周面に所望の深さの溝を形成すること可能である。

図４に示す作業装置はシール材充填装置Ｄであり、切削装置Ｃによって形成された溝にシール材を充填する際に利用して有利である。シール材充填装置Ｄは、シール材充填ガン４６と、シール材充填がん４６に取り付けた充填ノズル４７と、を有しており、このシール材充填ガン４５がベース板４８に取り付けられている。そしてベース板４７の一方の端部側が昇降部材３２の取付座３３ａに固定されており、他方の端部側が擦動部材３３ｂに載置されている。特に、充填ノズル４７の近傍であって該充填ノズル４７の先端部分を視野にいれたカメラ４９が配置されている。

上記の如く構成されたシール材充填装置Ｄでは、カメラ４９によって管路Ｂの内周面に形成された溝を監視しつつ、充填ノズル４７を溝に対向させるように作業台車Ａを走行させる。その後、昇降部材３２によってベース板４８を上昇させて充填ノズル４７を溝に差し込んでシール材を充填する、溝に対するシール材の充填状況を監視しつつ、走行部材１０に配置された駆動モーター１１を駆動して弓型フレーム３０を回転させることで、管路Ｂの内周面に形成された溝にシール材を充填することが可能である。

図５－図７に示す作業装置は拡径装置Ｅであり、例えば管路Ｂの内周面に形成された溝にシール材を充填した後、この溝に対向させて弾性スリーブと金属スリーブを配置し、金属スリーブを拡径させて弾性スリーブを内周面に圧接させるために利用して有利である。具体的には、特許文献１に記載されているように、一次拡径が終了した金属スリーブに設けた楔を互いに接近させるのに伴って金属スリーブを二次拡径するものである。

拡径措置Ｅは、一対の当接部材５１と、この当接片５１を互いに離隔又は接近させる往復駆動部材５２と、当接部材５１の移動方向を案内するガイド部材５３とを有しており、ガイド部材５３がベース板５４に取り付けられている。また、ベース板５４の所定位置には二つのカメラ５５が配置されている。そしてベース板５４の一方の端部側が昇降部材３２の取付座３３ａに固定されており、他方の端部側が摺動片３３ｂに載置されている。特に往復駆動部材５２としての構造を限定するものではないが、油圧シリンダーであることが好ましい、

上記の如く構成された拡径装置Ｅでは、一対の当接部材５１を充分に離隔させた状態で、昇降部材３２によって当接部材５１を金属スリーブの内径よりも低い高さに設定しておき、作業台車Ａを金属スリーブの内部まで走行させる。次に、アウトリガー１３、２３を作動させることなく、昇降部材３２を作動させて夫々の当接部材を図示しない楔に対向させる。その後、往復駆動部材５２を操作して当接部材５１を互いに接近させると、夫々の当接部材５１は楔に当接し、更なる当接部材５１の接近に伴って、楔による金属スリーブの拡径が進行する。そして、金属スリーブが十分に拡径したとき、弾性スリーブを管路Ｂの内周面に圧接させることが可能である。

本発明に係る作業台車は、取付座に異なる作業装置を選択的に取り付けることが可能である。このため、例えば管路の内周面に対する誘導目地の切削や、誘導目地に対するシール材の充填、誘導目地に対向させて弾性スリーブ及び金属スリーブを設置する作業を行う際に利用して有利である。

Ａ作業台車
Ｂ管路
Ｃ切削装置
Ｄシール材充填装置
Ｅ拡径装置
１０、２０走行部材
１０ａ、２０ａ、２５ローラー
１１駆動モーター
１１ａ中間軸
１１ｂ、１１ｃ歯車
１２連結部材
１２ａ結合部材
１３、２３アウトリガー
１４、２４回転支持部材
１５、４９、５５カメラ
１７押込み棒
１７ａ棒状体
１７ｂハンドル
１７ｃ穴
１７ｄ目盛
２１カメラケース
２２支持フレーム
２２ａ、２２ｂ端部
２２ｃ回動支持部
３０弓型フレーム
３０ａ、３０ｂ軸部
３０ｃ基台部
３０ｃ１ウエブ
３０ｃ２フランジ
３１回転軸
３２昇降部材
３２ａ固定片
３２ｂ移動片
３２ｃリンク片
３３ａ取付座
３３ｂ擦動片
３４昇降モーター
３４ａ昇降用ねじ
４１切削具
４２駆動モーター
４３、４８、５４ベース板
４６シール材充填ガン
４７充填ノズル
５１当接部材
５２往復駆動部材
５３ガイド部材

Claims

マンホールに接続された管路の内部で作業するための作業台車であって、
複数のローラーを設けた二つの走行部材と、
長手方向の両端に形成された軸部と該軸部の間であって該軸部の軸心から偏心した位置に形成された基台部を有し、前記軸部を介して前記二つの走行部材に回転可能に支持されると共に、前記基台部にマンホールに接続された管路に対して予め設定された作業を行うための作業装置を取り付ける取付座と該取付座を昇降させる昇降部材を設けた弓型フレームと、
前記二つの走行部材のうち一方の走行部材に配置され、前記弓型フレームを回転させる駆動モーターと、
前記二つの走行部材のうちすくなくとも一方の走行部材に配置され、前記管路の内周面に当接して該走行部材を走行不能とし、又は前記管路の内周面との当接を解除して該走行部材を走行可能とするアウトリガーと、
弓型に形成され、長手方向の一方の端部に配置されたカメラと、他方の端部に形成された軸部と、を有し、該軸部を介して前記二つの走行部材のうち他方の走行部材であって前記弓型フレームを支持する側とは反対側に回転可能に支持された支持フレームと、を有する
ことを特徴とする作業台車。
マンホールに接続された管路に対して予め設定された作業が、該管路の内周面に溝を形成する作業であり、前記弓型フレームの取付座に切削具と該切削具を駆動する駆動部材とを有する切削装置が取り付けられ、
前記昇降部材によって前記取付座を上昇させると共に前記駆動モーターによって弓型フレームを回転させつつ、前記切削装置によって前記管路の内周面の全周にわたって溝を形成し得るように構成されたことを特徴とする請求項１に記載した作業台車。
マンホールに接続された管路に対して予め設定された作業が、該管路の内周面に形成された溝にシール材を充填する作業であり、前記弓型フレームの取付座にシール材充填装置が取り付けられ、
前記昇降部材によって前記取付座を上昇させて前記シール材充填装置を前記管路の内周面に接近させて該内周面に形成された溝にシール材を充填し得るように構成されたことを特徴とする請求項１に記載した作業台車。
マンホールに接続された管路に対して予め設定された作業が、該管路の内周面に形成された溝に対向させて配置された弾性スリーブ、及び該弾性スリーブの内径側に配置され周方向の一方の端部で且つ幅方向の端部に形成された傾斜部に夫々仮止めした楔に周方向の他方の端部に形成された傾斜部を係合させた金属スリーブを、拡径する作業であり、前記弓型フレームの取付座に、前記金属スリーブの傾斜部に仮止めされた夫々の楔に当接する一対の当接部材と、前記当接部材を互いに接近又は離隔させる駆動部材とを有する拡径装置が取り付けられ、
前記拡径装置を前記昇降部材によって前記一対の当接部材を前記金属スリーブの内周面から離隔させた状態で、前記金属スリーブの内側に配置すると共に、該昇降部材によって前記一対の当接部材を前記夫々の楔に対向させた後、前記駆動部材によって該当接部材を前記夫々の楔に当接させると共に該楔を該金属スリーブの端部に形成された傾斜部に沿って互いに接近させることで該金属スリーブを拡径し得るように構成されたものであることを特徴とする請求項１に記載した作業台車。