JPH0583325B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

［産業上の利用分野］ この発明は、地中に埋設した管の内周面をライ
ニングした後の管ライニング材の穿孔装置に関
し、敷設したままの状態で上下水道管、ガス管の
内周面を合成樹脂製のライニング材などでライニ
ングしたのち、分岐した枝管への孔を明けるため
の穿孔装置に関する。更に詳しくは、下水道本管
から枝管を塞いでいるランニング材を自走式台車
に搭載した穿孔装置で孔開けするための穿孔装置
に関する。 ［従来の技術］ 近年上水道の管が老朽化のため腐食、破損し、
このため漏水し貴重な水資源の無駄遣いとなつて
いる。下水道にあつては管外部の地下水、雨水な
どの侵入により管水路の流量が増大し、ひいては
終末処理場の処理能力を上回る事態にもなつてい
る。また、ガス管にいたつては重大事故につなが
る恐れもある。このため既設管を新しい管に取り
替える方法もあるが、工事費の増大、工事期間中
の交通遮断などもあつて、管を敷設したまま管内
周面を合成樹脂製のライニング材などでライニン
グする方法が提案され実施されている。 このとき本管内周面をライニングすると、本管
から分岐している枝管をライニング材が塞ぐこと
になる。このためガス管の枝管のコーテイング被
膜を穿孔する装置として、特開昭58−186600号公
報、特開昭61−44509号公報、実公昭60−15037号
公報等が提案されている。これらの従来技術は、
いずれも本管内に台車を走らせて、台車に積んだ
穿孔装置で孔開けするものである。 ［発明が解決しようとする課題］ しかし、これらのものはガス管の穿孔装置とし
ては優れたものであるが、自走できない、穿孔角
度が変えられない、下水道管などのように比較的
厚いライニング材を穿孔するときは、切削などの
加工の反力が強くて加工時に本管内に本体を固定
できず、加工に耐えられないなどの問題を有して
いて、本質的にライニング材の肉厚が厚い下水道
管の穿孔には用いられない構造である。 特に、前記した従来技術は、本管と角度を成し
て接続された枝管に対して穿孔することは考慮さ
れていない。また、本管に対して下向きの枝管に
穿孔するように設計されてなく、この枝管には穿
孔できない。 この発明の目的は、自走可能であつて、しかも
本管と枝管とが90°以外の角度で連結されている
場合にも対応でき、さらに大きな加工反力にも十
分耐えうる管ライニング材の自走式穿孔装置を提
供することにある。 ［課題を解決するための手段］ 課題を解決するためには次のような手段を採
る。 この発明は、 ａ 車体本体１と、 ｂ この車体本体１を管内で管軸線に沿つて自走
させるために前記車体本体１に回転自在に設け
られた管軸線方向走行車輪５４と、 ｃ この管軸縦方向走行車輪５４を駆動するため
の管軸線方向走行車輪駆動手段５０と、 ｄ 前記車体本体１を管軸線の回りで管内周面を
転動して旋回させるために前記車体本体１に回
転自在に設けられ旋回車輪７０と、 ｅ この旋回車輪７０を駆動するための旋回車輪
駆動手段６１と、 ｆ 前記車体本体１に搭載され、ライニング材に
穿孔するための穿孔手段２０と、 ｇ この穿孔手段２０を管軸線に直角な軸を中心
にして揺動させることによつて穿孔角度を変え
るための穿孔角度制御手段２７，２８，２９，
３０と、 ｈ 穿孔加工時に前記車体本体１を管内に固定す
るためのフレーム固定手段８０と、 ｉ 前記車体本体１に搭載され、前記ライニング
材の穿孔位置を探索して撮像信号を地上に送出
するための撮像手段４０と ｊ を備えている管ライニング材の自走式穿孔装
置である。 ［作用］ 管内を管軸線に沿つて自走式の穿孔装置が走つ
ていく、この走行中に撮像装置が本管から分岐し
た枝管の連結された位置を捜し、枝管の位置が判
明したら台車を止める。次に旋回用の旋回車輪が
ついたフレーム固定手段を作動させて台車本体を
本管内に仮固定する。旋回用の旋回車輪駆動手段
を駆動し旋回車輪を回し、車体本体を旋回させて
穿孔手段を位置合わせする。同時に穿孔角度制御
手段を回転駆動させて、枝管と本管の取り付け角
度に合わせる。穿孔手段を動作させて、孔を開け
る。 ［実施例］ 第１図に示すものは、管ライニング材の自走式
穿孔装置を示す外観図である。この管ライニング
材の自走式穿孔装置は、フレーム１を備えた車体
本体が後述するすべての機器を積載している。フ
レーム１は、板材で作るのも良いし、Ｕ字鋼など
の構造材を溶接して作つても良い。本実施例は、
板材を溶接して製作したものである。 穿孔装置２０ フレーム１の上には、穿孔装置２０、撮像装置
４０、管軸線方向車輪駆動装置５０、旋回車輪駆
動装置６０と、フレーム固定装置８０が搭載され
ている。穿孔装置２０は、第２図にその断面図を
示したように先端に鋸刃を有した円筒刃２１と、
円筒刃２１の中心にはドリル２２が周知のチヤツ
クで着脱自在に固定され備えている。円筒刃２１
は、ピストン軸２３に連結され、ピストン２４に
接続されている。ピストン２４は、その内部に油
圧モータを内臓していて、ピストン軸２３を回転
駆動させ円筒刃２１を回転駆動する。モータは油
圧でなくても通常使われている電気モーターでも
よい。 円筒刃２１は、比較的回転が遅いのでピストン
軸２３に無理な力などの負担がかかることはな
い。円筒刃２１が切削を開始すると、切削の反力
がかかりピストン２４がシリンダ２５内で回転を
始めるので、その回り止めのため回転止め棒２６
がピストン２４と相対的に摺動するように設けら
れている。シリンダ２５の外周面には、揺動軸２
７が固定されていて、この揺動軸２７にはウオー
ムホイール２８がキー止めされている。ウオーム
ホイール２８には、更にウオーム２９が咬み合つ
ている。ウオーム２９は、サーボモータ３０で回
転駆動される。 この揺動は、本管から枝管が角度を成して取り
付けてあつた場合に、揺動させて枝管の角度に合
致させるためのものである。ドリル２２の揺動角
度と枝管の軸線とが一致したらまずドリル２２で
孔を明ける。ドリル２２で孔をあけると、例え枝
管の中心位置から偏芯した位置に孔を明けても小
径の孔なので再び正確な位置にフレーム１の位置
を変えて穿孔位置を修正できる。 撮像装置４０ 撮像装置４０は、通常用いられる工業用のテレ
ビカメラ又は民生用テレビカメラ装置である。狭
い本管内を走ることから多少画質が悪くても比較
的小型のカメラが望ましい。ここから取り出され
る撮像信号は、ケーブルを使つて地上のモニター
で監視される。また、ケーブルを引つ張ることが
敷設された本管の構造上から困難なときは、バツ
テリーを搭載してその電源を使い電波を発信して
これをモニターが受信して監視するのもよい。 このテレビカメラ４１は、ブラケツト４２に回
転自在に取り付けてあり、撮像角度を任意に調節
可能である（図示ぜす）。また必要があれば、こ
の角度調節のため前記穿孔装置２０の揺動軸２７
の角度制御のようにサーボモータを取り付け遠隔
操作で写している角度、位置を１軸または２軸制
御で行うのもよい。本実施例では、比較的焦点振
動が深いカメラを使つたものであるからテレビカ
メラを所定角度にセツトしておくだけで充分であ
る。 管軸線方向走行車輪駆動装置５０ 管軸線方向走行車輪駆動装置５０は、チエーン
スプロケツト５１，５１、チエーン５２、スプロ
ケツト５３，５３を介して管軸線方向走行車輪５
４，５４を各々駆動する。管軸線方向走行車輪５
４，５４は、他の車輪５６とシヤフト５５を通じ
て連結されている。したがつて、同時に４つの車
輪が駆動されることになる。 旋回車輪駆動装置６０ 旋回車輪駆動装置６０は、本管の内部で軸線の
回りに自走式穿孔装置全体を回転、すなわち本管
内周面に沿つて旋回させるものである。旋回モー
タ６１は、スプロケツト６２、チエーン６３、ス
プロケツト６４、シヤフト６５を介して旋回車輪
７０を回転駆動する。この旋回車輪駆動装置６０
は、通常作動しないときは回転させられることは
ないので、チエーン６３はたわんでいる。 このたわみは、アーム６７によつて常時緊張す
る方向にスプリング６８によつて引つ張られてい
る。旋回車輪７０は、合計８個をこの実施例では
備えていて、このうちの２個を連動させて回転さ
せるものである。必要であれば、２個の旋回車輪
７０の駆動のみならず３個以上の旋回車輪７０を
駆動してもよい。 フレーム固定装置８０ フレーム固定装置８０は、自走式穿孔装置全体
を本管内にロツクし、穿孔時の切削力の反力に耐
えるように固定するものである。さらに、管軸線
回りを旋回するとき、旋回車輪７０に適度の加圧
力を与えるものである。本管内周面と、旋回車輪
７０とは適度の摩擦力を生じ本管内周面を転動し
て旋回運動を行う。フレーム固定装置８０のシリ
ンダ８１は、ピストン８３、コイルスプリング８
２を備えている。コイルスプリング８２は、シリ
ンダ８１の中央位置に常時賦勢するように配置さ
れている。 このため油圧がシリンダ８１内に圧油が加圧さ
れていないときは、コイルスプリング８２の力に
よりピストン８３，８３は中央の仕切壁８４に当
接している。したがつて、旋回車輪７０は引つ込
んで管軸線方向走行車輪５４のみが本管の内周面
に接していることになる。 本実施例の作動 本管内を管軸線方向走行車輪駆動装置５０を駆
動してフレーム１全体を移動させる。予め枝管内
から小径の孔が明けてあるのでその位置をモニタ
ーテレビ４１で監視しながら捜す。発見したらそ
の位置で管軸線方向走行車輪駆動装置５０を止め
る。車体が止まつたことを確認すると、フレーム
固定装置８０のシリンダ８１のピストン８３を動
かし、旋回車輪７０を本管内に仮ロツクする。こ
の仮ロツク圧は比較的低圧に押さえる。この状態
を保つたまま旋回車輪７０を駆動させて車体全体
を本管内周面に沿つて旋回させる。次にシリンダ
２５内に圧油を導入すると、円筒刃２１、ドリル
２２が回転されピストン２４は前進する。このピ
ストン２４の前進により、ドリル２２、円筒刃２
１は加工を開始する。 小径の孔に向けてドリル２２をまず入れて、孔
の径を広げる。その広げた孔からその孔の枝管の
中心からの偏芯位置を確認して再度必要があれば
位置決め動作を行い正しい位置決めをして、円筒
刃２１で孔を明ける。孔を明けるときは、フレー
ム固定装置８０のシリンダ８１にかける油圧は若
干高くして車体のロツクを強くして切削力に耐え
るように固定する。 ［他の実施例］ 前記実施例の穿孔装置２０は、機械式の回転切
削工具であるが、本発明の目的から理解されるよ
うに合成樹脂でできたライニング材に孔明けでき
るものであればどんな手段でも可能なことは理解
されるであろう。例えば、ガス切断、加熱切断、
レーザー切断、ジエツト水流による切断など可能
である。前記実施例では、撮像により穿孔を検知
したが孔の位置の検出には音波による方法もあ
る。 すなわち、本管にライニングされて枝管は見え
ないが、ソレノイドコイルで一定の振動を発生さ
せて、振動の変化を電気的に又は人間の耳で判定
し変化があればその部分を枝管と判定する方法で
ある。更に電磁誘導の変化、光を感知して検出す
る方法などがある。現場の状況によつて使い分け
ることが重要である。 ［発明の効果］ 以上詳記したように、この発明は次のような効
果を有する。 ａ 車体本体が自走できるため、人間が入ること
が困難な管路においても、管イニング材の穿孔
を行うことができる。 ｂ 穿孔手段を管軸線と直角な軸を中心に揺動さ
せることによつて穿孔角度を変える穿孔手段を
設けたので、枝管が本管に傾斜角度をもつて連
結されている場合でも、枝管の連結方向に孔を
明けることができる。したがつて、本管と直角
方向に孔を明ける場合のように、枝管の管壁に
傷を付けることがない。またライニング材に複
数の孔を明けることによつて本管と枝管との連
結孔とする場合、車体本体を固定したまま、複
数の孔を明けることができる。 ｃ 管ライニング材の穿孔位置を探索して撮像信
号を地上に送る撮像手段を設けたので、地上で
モニタリングしながら車体本体を穿孔位置に到
達させることができる。 ｄ 車体本体を本管内に固定するフレーム固定手
段を設けたので、大きな切削反力に十分耐える
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の管ライニング材の自走式穿孔
装置の外観を示す図である。第２図は穿孔装置の
駆動部分を示す断面図である。第３図は管ライニ
ング材の自走式穿孔装置を本管内面にロツクする
ためのシリンダの断面図である。 ２０……穿孔装置、４０……撮像装置、５０…
…管軸線方向走行車輪駆動装置、６０……旋回車
輪駆動装置、８０……フレーム固定装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ａ 車体本体１と、 ｂ この車体本体１を管内で管軸線に沿つて自走
   させるために前記車体本体１に回転自在に設け
   られた管軸線方向走行車輪５４と、 ｃ この管軸線方向走行車輪５４を駆動するため
   の管軸線方向走行車輪駆動手段５０と、 ｄ 前記車体本体１を管軸線の回りで管内周面を
   転動して旋回させるために前記車体本体１に回
   転自在に設けられた旋回車輪７０と、 ｅ この旋回車輪７０を駆動するための旋回車輪
   駆動手段６１と、 ｆ 前記車体本体１に搭載され、ライニング材に
   穿孔するための穿孔手段２０と、 ｇ この穿孔手段２０を管軸線に直角な軸を中心
   にして揺動させることによつて穿孔角度を変え
   るための穿孔角度制御手段２７，２８，２９，
   ３０と、 ｈ 穿孔加工時に前記車体本体１を管内に固定す
   るためのフレーム固定手段８０と、 ｉ 前記車体本体１に搭載され、前記ライニング
   材の穿孔位置を探索して撮像信号を地上に送出
   するための撮像手段４０と ｊ を備えている管ライニング材の自走式穿孔装
   置。