JPWO2012108434A1 - 製管装置及び製管方法 - Google Patents

Abstract

製管装置（１）は、複数に分離可能なフレーム（２）と、帯状部材（１００）の先行部分と後続部分とを接合状態で挟み込み、帯状部材（１００）に動力を伝達する駆動ユニット（４）と、帯状部材（１００）を螺旋状に整列させて挟む導入ユニット（５）と、帯状部材（１００）のガイド部材（６）と、を備える。導入ユニット（５）は、少なくとも帯状部材（１００）の後続部分に対しては動力を伝達しないローラ部を含んでいる。駆動ユニット（４）及び導入ユニット（５）は、フレーム（２）の軸心を含む水平面よりも上方位置に配置されている。

Description

本発明は、老朽化した管を更生するための更生管の製管装置及びその製管方法に関する。

従来の製管装置は、油圧モータにより回転する駆動ローラ部を複数箇所に備えて形成されている。更生管は、形成されるにつれてその重量が増加する。また、更生管は既設管に接触するので、形成されるにつれて既設管との摩擦抵抗も増大する。そのため、複数箇所の駆動ローラ部のうち後段の駆動ローラ部では、更生管を回転させるのに要する駆動力が徐々に増大する。これに対し、前段の駆動ローラ部では、初期状態と同じ駆動力で帯状部材を送り込む。その結果、更生管の回転速度と帯状部材の供給速度とに差が発生する。つまり、更生管の形成速度に比して帯状部材が余剰に供給されることとなり、更生管の管径が徐々に大きくなるという問題を生じやすかった。

これに対し、図１８に示す従来の製管装置８は、複数の駆動ローラ部８１、８２のほか、支持部材の上方にテンションローラ部８３が設けられている（例えば、特許文献１参照）。これら複数の駆動ローラ部８１、８２とテンションローラ部８３は、それぞれ個別の油圧モータにより回転駆動される。各油圧モータは、その回転数を相互に異ならせるように制御されている。つまり、帯状部材８５の搬送速度は、駆動ローラ部８１、８２間よりも、テンションローラ部８３と駆動ローラ部８２との間の方が遅く設定されている。これにより、帯状部材８５をマンドレル８４に強制的に圧接させ、更生管の管径を一定とするように意図されている。

特開平１−１５６０４１号公報

ところが、前記従来の製管装置８は、次に述べるような問題点を有しており、未だ改良の余地があった。

前記製管装置８は、駆動ローラ部８１、８２の各油圧モータの駆動力が、テンションローラ部８３の制動力により低下しやすく、形成できる更生管の長さが短いという問題点があった。そのため、前記製管装置８では、複数の油圧モータを同調制御しなければならず、複雑な構造を要することとなっていた。

また、前記製管装置８は、帯状部材８５を外周側から接合して更生管を形成する構造であり、テンションローラ部８３による制動力が少しでも不足すると、搬送する帯状部材８５に緩みを生じ、更生管の管径が徐々に大きくなるという、従来の問題点を解消しきれないものであった。

また、複数の駆動ローラ部８１、８２は、マンドレル８４上に、相互に約１８０度離れて水平対向となる位置に設けられている。製管装置８をマンホール９２のインバート９５に設置しようとすると、駆動ローラ部８１、８２がインバート９５に干渉する。そのため、インバート９５及びインバート９５の周囲を深く掘り下げ、駆動ローラ部８１、８２の収容空間８６を形成しなければならず、作業効率の悪いものであった。

本発明は、このような従来の問題点にかんがみてなされたものであり、複雑な構造とすることなく少ない部品点数で構成し、かつ、所望の管径の更生管を精度よく必要な長さに安定して形成することのできる製管装置及びその製管方法を提供するものである。

本発明は、帯状部材を螺旋状に巻き回して更生管を形成する製管装置であって、周方向に相互に連結し略環状に組まれた複数のプレートと、対向配置された前記プレート間に回転自在に設けられた複数のローラとを備えて、複数に分離可能とされたフレームと、前記フレームに設けられ、前記帯状部材の先行する部分と後続する部分とを螺旋状に整列させた状態で挟み、少なくとも前記帯状部材の後続する部分に対しては動力を伝達しないローラ部を含む構成である、内面ローラ及び外面ローラを有する導入ユニットと、前記フレームに設けられ、前記帯状部材の先行する部分と後続する部分とを接合状態で挟み込み当該帯状部材に動力を伝達する、内面ローラ及び外面ローラを有する駆動ユニットと、前記フレームに設けられ、前記帯状部材をガイドする少なくとも１つのガイド部材と、を備えている。そして、前記導入ユニット及び駆動ユニットは、前記フレームの軸心を含む水平面よりも上方位置に配置されていることを特徴としている。

これにより、導入ユニットは、少なくとも帯状部材の後続部分に対しては動力を伝達せずに螺旋状に整列させる構成となるので、駆動ユニットが帯状部材を円滑に引き込むことができ、駆動ユニットの駆動力が低減することなく活用される。導入ユニットでは、帯状部材の後続部分が前記ガイド部材にガイドされて引き込まれ、帯状部材の先行部分に対してその内周側から隣接するように配置される。この状態で帯状部材が接合され更生管に形成されるので、更生管の管径が徐々に増大する不都合を招くことがなくなり、所望の管径の更生管を精度よく安定的に形成することができる。しかも、駆動ユニットの駆動力を低減させない構成であるので、従来よりもシンプルな装置構造とすることができ、従来よりも長い管長の更生管を効率よく安定的に形成することも可能となる。また、前記フレームは分離可能であるので、マンホールなどの製管位置に分解して搬入することができ、短時間で作業可能となり汎用性も高められる。また、マンホールのインバートに製管装置を設置する場合に、インバートと導入ユニット及び駆動ユニットとが干渉しないので、インバートを切削せずに設置でき、作業効率も向上し、従来の製管装置の問題点を全て解消することができる。

前記製管装置において、前記導入ユニットは、前記帯状部材の先行部分と後続部分とが相互に接合する配置となるように当該帯状部材を位置決めし、または前記帯状部材の先行部分と後続部分とを前記配置に位置決めして相互に接合する構成であることが好ましい。

これにより、互いに隣接した帯状部材を精度よく接合することができ、駆動ユニットによる駆動力が低減することなく伝達されて、管径を増大させず、高い精度での製管が可能となる。

前記製管装置において、前記導入ユニット及び駆動ユニットは、前記帯状部材の供給経路に沿って導入ユニットのあとに駆動ユニットが配置され、前記駆動ユニットは、前記導入ユニットを通して帯状部材の後続部分を引き込む構成であることが好ましい。

これにより、帯状部材が接合されて更生管が形成される過程で、駆動ユニットは更生管となった帯状部材を挟み込み、回転させながら管軸方向に送り出す。また、更生管の送り出しに伴って、帯状部材の後続部分は前記導入ユニットに引き込まれて螺旋状に整列し、精度よく接合可能となるので、安定的に製管し続けることができる。

前記製管装置において、前記駆動ユニットは減速機及びモータを備え、２つのローラを互いに反対方向に回転させる構成であることが好ましい。

これにより、複雑な構造とすることなく２つのローラを回転駆動することができ、モータの駆動力を更生管及び帯状部材に効率よく伝達することができる。

前記製管装置において、前記ガイド部材は、前記フレームの外形よりも内周側に前記帯状部材の供給経路を規定するように前記フレームの複数箇所に配置されることが好ましい。

これにより、帯状部材は、前記フレームの外形よりも内周側を通って供給されるので、既設管やマンホールに干渉せず、スムースに導入ユニットへ導かれる。

前記製管装置において、さらに、前記フレームを浮かせた状態に支持する架台を備えていることが好ましい。

これにより、安定した設置状態を確保できるとともに、既設管やマンホールに帯状部材が接触することによる摩擦抵抗の発生を回避でき、帯状部材をスムースにフレームに巻き付けて精度よく製管することが可能となる。

前記製管装置において、前記フレームは、プレート同士の連結部のうちの少なくとも１箇所に、これらのプレート同士の周方向の間隔を調整する第１の調整機構を備えることが好ましい。

これにより、更生管や既設管の管径に合わせてフレームの外径を設定したり、必要に応じて周長を調整したりすることができ、汎用性が高められる。

前記製管装置において、前記フレームは、プレート同士の連結部のうちの１箇所に、これらのプレート相互間を軸心方向にずらす第２の調整機構を備えることが好ましい。

これにより、帯状部材の幅寸法や更生管の管径などに併せて、帯状部材をフレームに沿って螺旋状にスムースに巻き回すことが可能となり、汎用性が高められる。

また、上述した構成の製管装置を使用した製管方法も本発明の技術的思想の範疇である。つまり、本発明の製管方法は、帯状部材を更生管に形成する製管方法であって、前記更生管を形成するとともに回転させる製管装置を更生対象管路の端部に設置し、前記製管装置に対して、前記更生管の外形延長上の内周側を通る経路により帯状部材を供給し、前記帯状部材を前記供給経路の先方へ送る過程で、帯状部材の先行する部分に対し、その内周側から、その帯状部材の後続部分を送り込んで螺旋状に整列させ、前記整列した帯状部材の先行部分の内周側から、後続部分を接合して更生管を形成し、前記更生管を回転させて、帯状部材の後続部分を前記製管装置に引き込むとともに、前記更生管を管路内へ送り出すことを特徴とする。

これにより、帯状部材の後続部分は、更生管の外形延長上の内周側を通る経路により供給されて帯状部材の先行部分に隣接して配置されるので、その過程で既設管やマンホールに干渉せず、スムースに導かれる。そのため、帯状部材が供給過剰になったり供給不足になったりすることなく、好適に供給することができる。また、帯状部材は、その先行部分に対して後続部分が内周側から接合されるので、形成する更生管の管径が徐々に増大するという不都合を招くことがなく、所望の管径の更生管を精度よく安定的に形成することができる。

前記製管方法において、前記帯状部材は、メイン接合部とサブ接合部とを有する構成であり、前記帯状部材の内周側から先行部分と後続部分のメイン接合部を相互に接合し、次いでサブ接合部を接合することが好ましい。

これにより、帯状部材の接合を２段階で行うことができ、確実な接合が可能になり、強度及び信頼性の高い更生管を形成することができる。

図１は、本発明に係る製管装置を用いて更生する地中管路を示す断面図である。 図２は、一実施形態に係る製管装置を示す斜視図である。 図３は、図２の製管装置の正面図である。 図４は、前記製管装置における、フレームの第１の連結材を示す斜視図である。 図５（ａ）及び図５（ｂ）は前記フレームを示し、図５（ａ）は正面図であり、図５（ｂ）は平面図である。 図６は、前記製管装置における、フレームの第２の連結材を示す斜視図である。 図７は、前記製管装置を構成する導入ユニットを、図３における矢符Ｘ方向から見た側面図である。 図８は、前記製管装置における駆動ユニットを示す説明図である。 図９は、前記製管装置において更生管を形成する様子を示す斜視図である。 図１０は、本発明の製管装置及び製管方法を模式的に示す説明図である。 図１１は、前記製管装置をマンホールのインバートに設置した状態を示す概略斜視図である。 図１２は、他の実施形態に係る製管装置を示す正面図である。 図１３は、図１２の製管装置における導入ユニットを示す説明図である。 図１４は、さらに他の実施形態に係る製管装置及び製管方法を示す斜視図である。 図１５（ａ）及び図１５（ｂ）は帯状部材の一例を示し、図１５（ａ）は接合の様子を示す説明図、図１５（ｂ）は接合した状態を示す説明図である。 図１６は、帯状部材の他の例を示す説明図である。 図１７（ａ）及び図１７（ｂ）は帯状部材のさらに他の例を示し、図１７（ａ）は接合した状態を示す説明図、図１７（ｂ）は帯状部材の接合部を示す斜視図である。 図１８は、従来の製管装置を一部破断して示す正面図である。

本発明に係る製管装置及び製管方法の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

（製管装置）
図１に示すように、製管装置１は、帯状部材１００を連続的に引き込み螺旋状に巻き回す。帯状部材１００は、製管装置１によって隣接して配置されて、相互に接合される。これにより、帯状部材１００は更生管１０を形成するものとなる。また、製管装置１は、更生管１０を周方向に回転させて、既設管９１の軸方向前方へ送り出す。同時に、この更生管１０に、帯状部材１００の後続部分が接合されて、更生管１０が付加的に形成される。

具体的には、図２及び図３に示すように、製管装置１は、フレーム２と、フレーム２に設けられた駆動ユニット４と導入ユニット５とを備えている。

フレーム２は、前後一対とされた環状プレート２１と、これらの環状プレート２１の間に設けられた複数個のローラ３とを備えている。これらの環状プレート２１は、帯状部材１００の幅寸法のほぼ２倍程度の間隔を設けて前後に配置されている。環状プレート２１は、複数のプレート材からなり、複数の連結材２３、２５によって一体に連結されている。

図３に示すように、環状プレート２１は、製管装置１を正面から見て、環状プレート２１の中心を通る水平面を反時計回り方向に若干回転させた傾斜面Ｃによって、上半部２Ａと下半部２Ｂとの二つに分割可能とされている。また、上半部２Ａと下半部２Ｂとの約１８０度隔てた端縁部は、連結材２３又は連結材２５により連結されている。

図４に示すように、第１の連結材２３は、２個一組で構成され、環状プレート２１の端部を接合する前後の接合板２３１と、これらの接合板２３１間を繋ぐ連結板２３２とを備える。接合板２３１には、環状プレート２１を接合する複数のボルト孔が形成されている。連結板２３２は、前後一対の環状プレート２１の間隔を規定する。２つの連結材２３は、連結板２３２において、複数箇所で結合されている。これにより、連結板２３２同士の間は平行に支持されている。

例示の形態では、連結板２３２同士を結合する中央のボルト２３３の締め込み量により、２つの連結材２３の相互間隔を調整することができる。これにより、上半部２Ａと下半部２Ｂとの間隔を調整して連結することができ、フレーム２の周長を調整することができる。ボルト２３３の軸部には、コイルバネを介装させて、２つの連結材２３間に弾発力を生じさせ、調整作業を容易にすることも可能である。

フレーム２には、複数個のローラ３が、周方向に間隔をおいて回転自在に支持されている。図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、ローラ３は、前後の環状プレート２１に架け渡された回転軸３１に、軸受３２を介して回転自在に支持されている。ローラ３は、合成樹脂製または金属製のローラ体からなる。ローラ３は、帯状部材１００の幅寸法のほぼ２倍程度の長さに形成されている。ローラ３は、外周面が環状プレート２１の外周ラインよりもやや外方に位置するように、その外径が設定されている。これにより、ローラ３は、帯状部材１００の平坦な面、すなわち、更生管１０の内周面に接触する。ローラ３は、帯状部材１００をスムースに巻き回すことを可能にし、接触摩擦を可及的に減少させる。

ローラ３は、更生管１０を構成する帯状部材１００のリード角に対し直角となるように配置されている。このため、既設管９１内において、形成した更生管１０を、駆動ユニット４によって前方（製管方向）に向けて送り出すことができる。

これらのローラ３を、帯状部材１００のリード角に対し直角となるように配置するには、例えば、図２及び図３に示すように、フレーム２の上半部２Ａと下半部２Ｂとの連結部のうち、環状プレート２１の中心を通る水平面よりも上方に位置する一方の連結部において、上半部２Ａと下半部２Ｂとを軸心方向にずらして連結する。

図６及び図７は、その一例として、前後一対の環状プレート２１を軸心方向（更生管１０の管軸方向）にずらして連結する調整機構を備えた第２の連結材２５を示している。

第２の連結材２５は、２つの連結体２５１が、相互にスライド可能に結合されて構成されている。各連結体２５１は、環状プレート２１の端部を接合する接合板２５２と、これらの接合板２５２間を繋ぐ連結板２５３とを備える。連結体２５１は、一方は、上半部２Ａを構成する環状プレート２１を結合して相互間隔を保持し、他方は、下半部２Ｂを構成する環状プレート２１を結合して相互間隔を保持する。また、一方の連結体２５１にはスライド溝２５４が設けられ、他方の連結体２５１にはスライド溝２５４に係合するスライダ２５５が設けられている。

第２の連結材２５には、長ボルト２５６が、一方の連結体２５１の端部から他方の連結体２５１の接合板２５２へ当接するように設けられている。長ボルト２５６を回転させることで、連結体２５１のスライド量を調整することができる。また、スライドさせた連結体２５１同士は、スライダ２５５のボルト２５７により、固定することができる。

これにより、上半部２Ａと下半部２Ｂとを連結し、かつ環状プレート２１の管軸方向の相互間隔を保持したまま、連結体２５１を管軸方向に摺動させて調整することができる。つまり、上半部２Ａに対して下半部２Ｂを帯状部材１００の幅寸法に略相当する長さ分、製管方向に移動させることができる。そして、下半部２Ｂを移動させた状態で、上半部２Ａと下半部２Ｂとが連結され、フレーム２が形成されている。

かかるフレーム２は、上半部２Ａ及び下半部２Ｂの上下に二分割した状態でマンホール９２に搬入され、製管位置にて環状に組み立てられる。これにより、短時間で効率よく製管装置１を設置することができる。

フレーム２の上半部２Ａには、駆動ユニット４及び導入ユニット５が設けられている。

これらのうち、駆動ユニット４は、上半部２Ａの略頂部に取り付けられている。駆動ユニット４は、複数個のローラ３に沿うことで内径が規制された螺旋状の帯状部材１００を、両面から挟み込んで送り出す。図８に示すように、駆動ユニット４は、組になった内面駆動ローラ４１及び外面駆動ローラ４２を備える。また、駆動ユニット４は、フレーム２に固定された減速機（例えば、歯車箱４３の歯車４４）を介して、内面駆動ローラ４１と外面駆動ローラ４２とを互いに反対方向に回転駆動させる油圧モータ４５を備える。

内面駆動ローラ４１の回転軸及び外面駆動ローラ４２の回転軸は、更生管１０のリード角に対して軸線方向が直交するように配置されている。また、これらの回転軸は、油圧モータ４５の出力軸とともにそれぞれ歯車箱４３に回転自在に支持されている。これにより、油圧モータ４５を回転駆動すると、その出力軸、内面駆動ローラ４１の回転軸、及び外面駆動ローラ４２の回転軸に、それぞれ固定されて互いに噛み合う歯車４４が、内面駆動ローラ４１及び外面駆動ローラ４２を互いに反対方向に回転させる。内面駆動ローラ４１及び外面駆動ローラ４２は、これらの間に帯状部材１００を挟み込み、フレーム２に設けた複数個のローラ３に沿って前方へ送り出す。

内面駆動ローラ４１の回転軸は、前後の環状プレート２１に回転自在に両端支持されている。外面駆動ローラ４２の回転軸は、前方の環状プレート２１に設けた歯車箱４３に回転自在に片持ち支持されている。

内面駆動ローラ４１は、帯状部材１００の幅寸法のほぼ２倍程度の長さを有する。内面駆動ローラ４１は、鉄などによって円筒状に形成されている。また、内面駆動ローラ４１は、更生管１０の平滑な内周面に対し、外周面が接触して回転するように、その外径が設定されている。

例示する帯状部材１００は、帯板状の基板１０１に複数本の断面Ｔ字状のリブ１０２が設けられている（図１５（ａ）参照）。基板１０１の一方の側縁部には、接合凸部１０３が立設されている。基板１０１の他方の側縁部には、接合凸部１０３が設けられた基板１０１の側縁部が配置できるように、基板１０１の厚み分の段部１０４が形成されている。段部１０４には、接合凸部１０３が嵌入する接合凹部１０５が設けられている。また帯状部材１００には、基板１０１から離れるにつれて接合凹部１０５の突出側に位置するように傾斜された傾斜リブ１０６が形成されていてもよい。傾斜リブ１０６は、隣接した帯状部材１００のリブ１０２に係止する。

外面駆動ローラ４２は、複数個の大径ローラ４２１と、複数個の小径ローラ４２２とを有する。大径ローラ４２１は、帯状部材１００の隣接するリブ１０２間に挿入可能な幅を有し、回転軸に設けられている。大径ローラ４２１の外周面は、帯状部材１００の隣接するリブ１０２間において、帯状部材１００の基板１０１裏面（更生管１０の外周面となる側の面）に接して回転する。

小径ローラ４２２は、帯状部材１００の各リブ１０２の先端面（略Ｔ字部分）に対応させて、回転軸に設けられている。小径ローラ４２２の外周面は、帯状部材１００のリブ１０２先端面に接して回転する。小径ローラ４２２の外周面には、ローレット加工が施されている。これにより、外面駆動ローラ４２は、接合された帯状部材１００（更生管１０）を滑ることなく送り出す。

製管装置１において、駆動ユニット４の内面駆動ローラ４１及び外面駆動ローラ４２を回転させる駆動源は、油圧モータ４５に限定されず、電動モータやエアモータであってもよい。また、減速機としては、歯車４４以外に、チェーンスプロケットなどを利用してもよい。

導入ユニット５は、図２に示すように、フレーム２の上半部２Ａにおける駆動ユニット４の前段に設けられている。導入ユニット５は、螺旋状の帯状部材１００を挟み込み、それらの接合凹部１０５と接合凸部１０３との接合位置へと帯状部材１００を位置決めし、又は位置決めするとともにそれらを接合する。

導入ユニット５は、図２及び図７に示すように、組になった内面ローラ５１及び外面ローラ５２からなる。また、図９に示すように、導入ユニット５は、フレーム２の上半部２Ａにあって、駆動ユニット４の前段に、すなわち、帯状部材１００の送り出し方向の上流側に、取り付けられている。図１０に示すように、導入ユニット５及び駆動ユニット４は、ともにフレーム（及び更生管１０）の軸心を含む水平面Ｈよりも上方位置に配置されている。

内面ローラ５１の回転軸及び外面ローラ５２の回転軸は、更生管１０のリード角に対して軸線方向が直交するように配置されている。内面ローラ５１の回転軸は、前後の環状プレート２１に回転自在に両端支持されている。外面ローラ５２の回転軸は、前方の環状プレート２１に設けた支持部材２７に回転自在に片持ち支持されている。

導入ユニット５は、これらの内面ローラ５１及び外面ローラ５２を回転させる動力源を備えていない。内面ローラ５１及び外面ローラ５２は、それらの間に引き込まれた帯状部材１００を挟み込む。また、帯状部材１００が駆動ユニット４によって引き出されることに伴って、内面ローラ５１及び外面ローラ５２は互いに反対方向に回転する。

内面ローラ５１は、帯状部材１００の幅寸法のほぼ２倍程度の長さを有し、鉄などによって円筒状に形成されている。内面ローラ５１は、更生管１０の平滑な内周面に外周面が接触して回転するように外径が設定されている。これにより、先行する更生管１０の帯状部材１００の接合凹部１０５と、後続する螺旋状の帯状部材１００の接合凸部１０３とが、接合する位置に位置決めされ、さらには接合される。

外面ローラ５２は、前記外面駆動ローラ４２と同様に、複数個の大径ローラ５２１と複数個の小径ローラ５２２とを備えることが好ましい。大径ローラ５２１の外周面は、更生管１０の外周面となる側の帯状部材１００の基板１０１裏面に接して回転し、小径ローラ５２２の外周面は、更生管１０の外周面となる側の帯状部材１００のリブ１０２先端面に接して回転する。小径ローラ５２２の外周面には、ローレット加工が施されている。なお、外面ローラ５２は、内面ローラ５１と同様に、円筒状のローラであってもよい。

駆動ユニット４は、前記のとおり、帯状部材１００が接合された更生管１０を回転しつつ送り出す。これに対し、導入ユニット５は、駆動ユニット４の作動に伴って、帯状部材１００の後続部分を、更生管１０となった帯状部材１００の先行部分と整列させつつ、抵抗を生じることなくスムースに引き込む。フレーム２には、上半部２Ａと下半部２Ｂとを管軸方向にずらして連結することによって、空間が形成されている。帯状部材１００は、この空間を通して導入ユニット５に引き込まれる。これにより、帯状部材１００の後続部分は導入ユニット５から駆動ユニット４へ送られる。

フレーム２には、帯状部材１００を導入ユニット５へ導くための複数のガイド部材６が設けられている。ガイド部材６は、図２及び図９に示すように、複数の棒状体又は板状体を矩形に結合して形成され、その内側に帯状部材１００の大きさに対応する空間を有する。これにより、ガイド部材６は、帯状部材１００の表裏両面と側縁部とを、ぶれないように位置決めする。帯状部材１００は、ガイド部材６に挿通して保持され、導入ユニット５へ案内される。ガイド部材６を構成する棒状体は回転自在なローラであってもよい。また、ガイド部材６は２本のフレーム体をＬ字状に組み付けて、帯状部材１００の端部をガイドする構成であってもよく、上記構成に限定されない。

フレーム２の環状プレート２１には、複数のガイド部材６の一端部がそれぞれ取り付けられている。ガイド部材６は、環状プレート２１に均等に配置されている。帯状部材１００はドラム９４から供給されて、図９及び図１０に示すように、先ず、上半部２Ａに取り付けられたガイド部材６に案内され、続いて下半部２Ｂに設けられた複数のガイド部材６に順に案内される。これにより、帯状部材１００は、フレーム２の外形よりも内周側（すなわち、更生管１０の外形延長上の内周側）に、供給経路をとるものとなる。

導入ユニット５は、ガイド部材６を通して引き込まれてきた帯状部材１００（後続部分）と、回転している更生管１０の帯状部材１００（先行部分）とを、ともに挟み込む。導入ユニット５に引き込まれた帯状部材１００は、導入ユニット５の内面ローラ５１及び外面ローラ５２を互いに反対方向に回転させる。これによって、帯状部材１００及び隣接する更生管１０は、駆動ユニット４に向けて送り出される。

導入ユニット５においては、帯状部材１００が送り出される際、後続する帯状部材１００の接合凸部１０３と、先行する帯状部材１００の接合凹部１０５とが、相互に接合しうる位置に位置決めされる。同時に、これらが相互に接合されて管状に形成される。

なお、導入ユニット５は、帯状部材１００を接合せずに、接合可能な配置に位置決めするだけの構成であってもよい。その場合、導入ユニット５を経た帯状部材１００が駆動ユニット４へ到るまでの過程に、帯状部材１００を接合する別機構を設けることが好ましい。例えば、導入ユニット５と駆動ユニット４との間に、帯状部材１００を接合する一組のローラを備えた後段の接合機構を設けてもよい。また、後述するように、導入ユニット５において帯状部材１００の接合凸部１０３と接合凹部１０５とを接合させ、後段の接合機構において帯状部材１００の傾斜リブ１０６をリブ１０２に係止させる構成としてもよく、上記構成に限定されない。

製管装置１は、フレーム２を架台７に支持した構成とすることが好ましい。図１１に示すように、架台７は、複数本の横架材７１、７２と、複数本の支柱７３とを備える。支柱７３に両端部が支持された横架材７１には、歯車箱４３が固定されている。これにより、製管装置１のフレーム２が支持されている。支柱７３と横架材７１との接続高さを調整することによって、フレーム２を浮かせた状態に支持することができる。

（製管方法）
次に、上述の製管装置１を用いて更生管１０を形成する方法について説明する。

図１に示すように、既設管９１には所定スパンごとにマンホール９２、９３が設けられている。更生管１０は、例えば、既設管９１の一方のマンホール９２から他方のマンホール９３に向けて製管される。ドラム９４及び動力ユニット９６は、発進側マンホール９２側の地上に設置する。図１１に示すように、製管装置１を支持する架台７を、発進側マンホール９２のインバート９５に設置する。

フレーム２は、導入ユニット５及び駆動ユニット４を設けた上半部２Ａと、下半部２Ｂとを、二分割した状態で、発進側マンホール９２に搬入する。フレーム２は、発進側マンホール９２内において環状に組み立てられる。このとき、更生管１０の管径に合わせてフレーム２の外径を設定する。

架台７には、歯車箱４３を介して製管装置１のフレーム２を固定する。このとき、製管装置１の上下方向及び左右方向の位置を調整し、インバート９５に対して製管装置１を浮かせた状態に固定する。動力ユニット９６からの油圧配管は、駆動ユニット４の油圧モータ４５に接続する。

このような準備作業が完了すれば、地上に配置したドラム９４の外周側から帯状部材１００を引き出して発進側マンホール９２内に引き込む。帯状部材１００の先端部を、フレーム２に設けたガイド部材６に挿通させ、製管装置１の導入ユニット５へ導く。また、導入ユニット５の内面ローラ５１及び外面ローラ５２の間に、その帯状部材１００を挿通する。

次いで、駆動ユニット４の内面駆動ローラ４１と外面駆動ローラ４２の間に、帯状部材１００の先端部を挿通し、フレーム２のローラ３の外周側へ送る。この後、油圧モータ４５を回転駆動して、内面駆動ローラ４１と外面駆動ローラ４２とを互いに反対方向に回転駆動させ、挟み込んだ帯状部材１００を送り出す。

送り出された帯状部材１００は、ローラ３に沿って巻き回される。帯状部材１００は螺旋状に巻き回され、帯状部材１００の先端部が再び導入ユニット５に達したとき、その幅に相当する分だけ、到達側マンホール９３側に偏位している。そのため、この帯状部材１００の先端部を、再び、導入ユニット５に挿通させることができる。

このとき、図１５（ａ）及び図１５（ｂ）に示すように、後続側の帯状部材１００の接合凸部１０３を、先行側の帯状部材１００の接合凹部１０５に内周側から嵌め込む（メイン接合部）。同時に、後続する帯状部材１００の基板１０１の側縁部（接合凸部１０３が設けられた側）を、先行する帯状部材１００の段部１０４に配置する。また、後続する帯状部材１００の接合凸部１０３が設けられた側のリブ１０２を、先行する帯状部材１００の傾斜リブ１０６に係止する（サブ接合部）。これにより、隣接する帯状部材１００を接合することができる。

次いで、接合された隣接する帯状部材１００を、駆動ユニット４に挿通して開始用の更生管１０Ａを形成する。すなわち、駆動ユニット４の油圧モータ４５を駆動し、互いに接合された隣接する帯状部材１００を送り出す。さらに、その帯状部材１００を、ローラ３に沿って巻き回して導入ユニット５、駆動ユニット４の順に、複数回通過させて、更生管１０Ａを形成する。

引き続き、製管装置１の駆動ユニット４の油圧モータ４５を駆動させる。内面駆動ローラ４１及び外面駆動ローラ４２は、更生管１０Ａと、これに隣接する帯状部材１００を挟み込んで回転駆動する。これに伴って、更生管１０Ａの後端に連続している帯状部材１００が新たに導入ユニット５に引き込まれる。

導入ユニット５では、更生管１０Ａ、すなわち、螺旋状となって先行する帯状部材１００の接合凹部１０５に、後続する螺旋状の帯状部材１００の接合凸部１０３が、内周側から隣接して配置される。また、先行する帯状部材１００の段部１０４に、後続する帯状部材１００の接合凸部１０３を設けた側の基板１０１の側縁部が配置され、接合される。さらに、先行する帯状部材１００の傾斜リブ１０６に、後続する帯状部材１００の接合凸部１０３を設けた側のリブ１０２が係止される（図１５（ａ）及び図１５（ｂ）参照）。

駆動ユニット４の油圧モータ４５の駆動を継続することにより、互いに反対方向に回転駆動する内面駆動ローラ４１及び外面駆動ローラ４２が、接合された帯状部材１００、すなわち、更生管１０を開始用更生管１０Ａとともに挟み込み、あるいは、更生管１０を挟み込む。そして、開始用更生管１０Ａに付加された更生管１０を、到達側マンホール９３に向けて回転させつつ送り出す。

駆動ユニット４が更生管１０を送り出すと、帯状部材１００の後続部分は、新たに導入ユニット５に引き込まれる。導入ユニット５は、帯状部材１００の先行部分、すなわち、更生管１０となった帯状部材１００の接合凹部１０５に、帯状部材１００の後続部分の接合凸部１０３を位置決めし、接合する。

この間、帯状部材１００は、図９及び図１０に示すように、後続の帯状部材１００は、ガイド部材６に案内されて、更生管１０の外形延長上の内周側を通る経路により供給され続ける。また、後続の帯状部材１００を、この供給経路の先方へ送る過程で、先行する帯状部材１００に対し、その内周側から送り込んで螺旋状に整列させるものとなる。よって、このように整列した帯状部材１００を、常に、先行の帯状部材１００の内周側から接合して更生管１０を形成することができ、この更生管１０が駆動ユニット４により既設管９１内へ送り出される。

製管装置１では、駆動源が駆動ユニット４の油圧モータ４５のみである。製管装置１においては、複数個の油圧モータを同調させるような複雑な制御構造が不要とされる。このため、製管装置１は、極めてシンプルな構造にて構成することができる。したがって、製管装置１を安価に製造することができる。また、導入ユニット５はモータ等の動力部を備えないので、駆動ユニット４に対して過剰に帯状部材１００を供給することもない。このため、帯状部材１００の供給量及び供給速度が好適に維持される。したがって、帯状部材１００の過剰な供給を防ぎ、更生管１０の管径が徐々に大きくなるという現象が回避される。

加えて、製管装置１では、油圧モータ４５の駆動力を減少させるような制動力が発生しない。そのため、制動力の不足に伴う、更生管１０の管径が大きくなる現象を防止できる。しかも、駆動ユニット４の駆動力を全て更生管１０の送り出しに活用することができるため、更生管１０を一時に形成する長さを、従来よりも増加させることが可能となる。

更生管１０は、不陸蛇行する既設管９１に常に接触しながら、製管される。製管装置１には、その更生管１０の横ぶれによる振動が伝達する。このため、固定された製管装置１に対し、更生管１０が上下や左右などに移動しようとする。製管装置１は、駆動ユニット４の内面駆動ローラ４１及び外面駆動ローラ４２の箇所と、導入ユニット５の内面ローラ５１及び外面ローラ５２の箇所との２箇所で、更生管１０を挟み込んで支持している。したがって、製管装置１は、更生管１０の上下動や左右動を抑制することができ、更生管１０が上下方向や左右方向に首振り移動することによって駆動ユニット４から逸脱することを防止できる。

更生管１０を形成する際には、フレーム２のローラ３の周囲に帯状部材１００を巻き回して更生管１０を製管するので、更生管１０の内径は常に規制されている。したがって、帯状部材１００を隣接する帯状部材１００の内周側から接合することができ、更生管１０の管径が徐々に小さくなるという不都合も、発生しない。

製管装置１は、既設管９１の軸心を通る水平面よりも上方位置に、駆動ユニット４及び導入ユニット５が設けられている。すなわち、図１０に示すように、駆動ユニット４及び導入ユニット５は、フレーム２の軸心及び更生管１０の軸心を含む水平面Ｈよりも上方位置に配置されている。このため、マンホール９２のインバート９５に製管装置１を設置する際、駆動ユニット４及び導入ユニット５がインバート９５と干渉することがない。よって、インバート９５及びその周囲を切削したり、切削した部分を修復したりする作業が不要となる。したがって、製管装置１の設置作業や撤去作業を効率的に行うことができ、工期を短縮することができる。

その結果、シンプルな構造の製管装置１を利用して、設定された所望の管径の更生管１０を円滑に形成することができ、従来よりも長い更生管１０を一時に製管することができる。

以上のようにして、既設管９１の更生対象領域の全長にわたって更生管１０を形成した後、更生管１０の端部の帯状部材１００を切断し、製管装置１を分解して発進側マンホール９２から撤去する。これにより、製管作業が終了する。

上記実施形態においては、導入ユニット５において、先行する帯状部材１００の接合凹部１０５と、後続する帯状部材１００の接合凸部１０３とを、相互に位置決めしつつ接合させる場合について説明した。本発明に係る製管装置１及び製管方法においては、これに限定されず、帯状部材１００を必ずしも接合させなくともよい。

例えば、製管装置１に帯状部材１００が引き込まれると、帯状部材１００がドラム９４から繰り出されるが、この際、マンホール９２の近傍において、作業者がドラム９４からの帯状部材１００の引き出し量を製管量に合致するように調整する場合がある。帯状部材１００は、ドラム９４に巻き重ねられていることで、所定の曲率半径に弾性変形している。そのため、作業者は、更生管１０の製管量に合わせて帯状部材１００を過不足なく供給することが困難である。

更生管１０の製管量に対し、帯状部材１００の供給量が不足すると、先行する更生管１０の帯状部材１００に対し、ドラム９４から繰り出された帯状部材１００の後続部分は、その接合凸部１０３が、先行する帯状部材１００の接合凹部１０５から離れる中心方向に移動することになる。そのため、帯状部材１００を接合させることができない場合が考えられる。しかし、このような場合にも、導入ユニット５の外面ローラ５２の大径ローラ５２１は、帯状部材１００の後続部分のリブ１０２間に位置して、先行する帯状部材１００（更生管１０）の接合凹部１０５に、後続する帯状部材１００の接合凸部１０３が対向するように、後続する帯状部材１００を位置決めする。そして、その状態で駆動ユニット４に向けて帯状部材１００を送り出す。

そのため、帯状部材１００の後続部分が先行部分ととも整列した状態で、駆動ユニット４に引き込まれ、駆動ユニット４の内面駆動ローラ４１と外面駆動ローラ４２とが、これらの帯状部材１００を隣接させた状態で挟み込む。これにより、帯状部材１００の接合凹部１０５と接合凸部１０３とを確実に接合し、更生管１０を形成することができる。これにより、駆動ユニット４は、更生管１０を形成するとともに、その更生管１０を回転させながら前方に向けて送り出すことができる。

本発明に係る製管方法において、製管装置１を設置する位置としては、マンホール９２の内部とするほか、立坑や既設管９１の開口端部などであってもよい。

（その他の形態）
本発明に係る製管装置１及び製管方法は、前記の実施形態以外にも他の様々な形で実施することができる。そのため、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、図１２〜図１４に示すような構成であってもよい。

図１２及び図１３に示す製管装置１では、導入ユニット５は、内面ローラ５３及び外面ローラ５４の回転軸を回転駆動させるため、減速機（例えば歯車箱５６の歯車５７）と、油圧モータ５８とを備えている。これにより、内面ローラ５３と外面ローラ５４とは、互いに反対方向に回転駆動されている。

図１３に示すように、内面ローラ５３の回転軸及び外面ローラ５４の回転軸は、油圧モータ５８の出力軸とともにそれぞれ歯車箱５６に回転自在に支持されている。油圧モータ５８を回転駆動すると、その出力軸、内面ローラ５３の回転軸、及び外面ローラ５４の回転軸に、それぞれ固定されて互いに噛み合う歯車５７が、内面ローラ５３及び外面ローラ５４の回転軸を互いに反対方向に回転させる。内面ローラ５３及び外面ローラ５４は、これらの間に帯状部材１００を挟み込み、帯状部材１００の先行部分と後続部分とを螺旋状に整列させる。

導入ユニット５において、外面ローラ５４は、帯状部材１００の後続部分に対しては動力を伝達しないように構成されている。例示の形態では、外面ローラ５４は、ローラ５４Ａとローラ５４Ｂとからなる。ローラ５４Ａは、外面ローラ５４における歯車箱５６寄りの略半部に配置されている。つまり、ローラ５４Ａは、内面ローラ５３との間に、帯状部材１００の後続部分が位置決めされる配置となっている。

ローラ５４Ａ及びローラ５４Ｂは、外面ローラ５２と同様に、複数個の大径ローラ５４１と、複数個の小径ローラ５４２とを有する。このうち、ローラ５４Ａは、小径ローラ５４２の外径が、帯状部材１００のリブ１０２に当接しない大きさに縮径して形成されている。また、ローラ５４Ａの小径ローラ５４２の外周面には、ローレット加工が施されず平滑面に形成されている。これにより、ローラ５４Ａは、内面ローラ５３との間で、帯状部材１００に回転駆動力を伝達することなく挟み込んでいる。これに対し、ローラ５４Ｂは、小径ローラ５４２の外周面にローレット加工が施され、帯状部材１００の先行部分を挟み込んで、回転駆動力を伝達しうる構成とされている。

この形態に係る製管装置１においても、駆動ユニット４に対して帯状部材１００を過剰に供給するということがない。その結果、帯状部材１００の供給量及び供給速度が好適に維持され、更生管１０の管径が徐々に大きくなるという現象を回避し、一定の管径を保持して精度よく製管することができる。

少なくとも帯状部材１００の後続部分に対して動力を伝達しない構成の導入ユニット５として、外面ローラ５４のローラ５４Ａと回転軸との間に軸受を介装した構成であってもよい。同様に内面ローラ５３においても回転軸との間に軸受を介装してもよい。

また、本発明の製管装置１は、図１４に示す形態であってもよい。この製管装置１は、帯状部材１００の先行部分と後続部分とを、より一層確実に接合するため、補助ローラ５９を備えている。補助ローラ５９は、フレーム２の導入ユニット５と駆動ユニット４との間に配設されている。

補助ローラ５９は、フレーム２に取り付けられたベース部５９１、ベース部５９１からフレーム２の外周面に延設された軸部５９２、及び円盤状のローラ５９３を備える。ローラ５９３は、軸部５９２に回転自在に支持されている。ローラ５９３は、図１３に示す大径ローラ５４３と共通の外径により形成されている。ローラ５９３は、隣接した帯状部材１００同士の境界部に位置してサブ接合部を押圧する。すなわち、先行側の帯状部材１００の傾斜リブ１０６を、後続側の帯状部材１００のリブ１０２に係合させる（図１５（ｂ）参照）。

前記のとおり導入ユニット５は、帯状部材１００の先行部分と後続部分とが相互に接合する配置となるように帯状部材１００を位置決めし、相互に接合する。このとき、導入ユニット５においては、図１５（ａ）及び図１５（ｂ）に示すように、帯状部材１００の後続側の接合凸部１０３を、先行する帯状部材１００の接合凹部１０５に内周側から嵌め込む（メイン接合部）。ただし、帯状部材１００のリブ１０２を、先行する帯状部材１００の傾斜リブ１０６に係止する接合（サブ接合部）までが行われていなくともよい。導入ユニット５においてメイン接合部が接合された帯状部材１００は、フレーム２に沿って送り出され、補助ローラ５９に到達する。補助ローラ５９は、ローラ５９３により帯状部材１００のサブ接合部を押圧し、先行部分と後続部分とが確実に接合される。これにより、隣接する帯状部材１００を確実かつ強固に接合することができ、信頼性の高い更生管を形成することができる。

このように、図１４に示す製管装置１では、導入ユニット５及び補助ローラ５９を経て、確実かつ強固に接合された状態の帯状部材１００が、駆動ユニット４へ送られる。駆動ユニット４では、内面駆動ローラ４１と外面駆動ローラ４２とが、接合が完了した状態の更生管１０を挟み込んで掴み、これに回転力を付与する。これにより、更生管１０に確実に回転力を伝達することができ、更生対象管路の端部に配置された製管装置１から、更生管１０を管軸方向に円滑に推進することができる。

また、本発明に係る製管装置１及び製管方法において、更生管１０を構成する帯状部材１００は、図１５（ａ）及び図１５（ｂ）に示した帯状部材１００に限定されず、例えば、図１６に示す形態のものであってもよい。この帯状部材１００Ａは、複数本のリブ１０２にわたって、帯板状の鋼板を断面略Ｗ字状等に折曲した金属板製補強材１１０が装着されている。

また、図１７に示すように、隣接する主帯状部材１２０を、接合材１３０により接合し、更生管を形成するような帯状部材であってもよい。主帯状部材１２０は、基板１２１に複数本の断面Ｔ字状のリブ１２２を有するとともに、基板１２１の両端部に溝１２３がそれぞれ形成されている。接合材１３０は、主帯状部材１２０の溝１２３に嵌まり込む嵌合突条１３１を有している。

本発明は、その精神または主要な特徴から逸脱することなく、他の様々な形で実施することができる。そのため、上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、なんら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。本願は、日本特許出願の特願２０１１−０２４１２２に基づく、この特許出願の内容をここに引用する。

本発明は、帯状部材を用いて更生管を形成する製管装置及びその製管方法に有効に利用することができる。

１ 製管装置
２ フレーム
２１ 環状プレート
３ ローラ
４ 駆動ユニット
４１ 内面駆動ローラ
４２ 外面駆動ローラ
４４ 歯車
４５ 油圧モータ
５ 導入ユニット
５１ 内面ローラ
５２ 外面ローラ
６ ガイド部材
７ 架台
１０ 更生管
１００ 帯状部材

Claims (10)

1. 帯状部材を螺旋状に巻き回して更生管を形成する製管装置であって、
   周方向に相互に連結し略環状に組まれた複数のプレートと、対向配置された前記プレート間に回転自在に設けられた複数のローラとを備えて、複数に分離可能とされたフレームと、
   前記フレームに設けられ、前記帯状部材の先行する部分と後続する部分とを螺旋状に整列させた状態で挟み、少なくとも前記帯状部材の後続する部分に対しては動力を伝達しないローラ部を含む構成である、内面ローラ及び外面ローラを有する導入ユニットと、
   前記フレームに設けられ、前記帯状部材の先行する部分と後続する部分とを接合状態で挟み込み当該帯状部材に動力を伝達する、内面ローラ及び外面ローラを有する駆動ユニットと、
   前記フレームに設けられ、前記帯状部材をガイドする少なくとも１つのガイド部材と、を備え、
   前記導入ユニット及び駆動ユニットは、前記フレームの軸心を含む水平面よりも上方位置に配置されている製管装置。
2. 請求項１に記載の製管装置において、
   前記導入ユニットは、
   前記帯状部材の先行部分と後続部分とが相互に接合する配置となるように当該帯状部材を位置決めし、
   または前記帯状部材の先行部分と後続部分とを前記配置に位置決めして相互に接合する製管装置。
3. 請求項２に記載の製管装置において、
   前記導入ユニット及び駆動ユニットは、前記帯状部材の供給経路に沿って導入ユニットのあとに駆動ユニットが配置され、
   前記駆動ユニットは、前記導入ユニットを通して帯状部材の後続部分を引き込む製管装置。
4. 請求項１に記載の製管装置において、
   前記駆動ユニットは減速機及びモータを備え、２つのローラを互いに反対方向に回転させる製管装置。
5. 請求項１に記載の製管装置において、
   前記ガイド部材は、前記フレームの外形よりも内周側に前記帯状部材の供給経路を規定するように前記フレームの複数箇所に配置された製管装置。
6. 請求項１に記載の製管装置において、
   前記フレームを浮かせた状態に支持する架台を備えている製管装置。
7. 請求項１に記載の製管装置において、
   前記フレームは、プレート同士の連結部のうちの少なくとも１箇所に、これらのプレート同士の周方向の間隔を調整する第１の調整機構を備えている製管装置。
8. 請求項１に記載の製管装置において、
   前記フレームは、プレート同士の連結部のうちの１箇所に、これらのプレート相互の軸心方向のズレを調整する第２の調整機構を備えている製管装置。
9. 帯状部材を更生管に形成する製管方法であって、
   前記更生管を形成するとともに回転させる製管装置を更生対象管路の端部に設置し、
   前記製管装置に対して、前記更生管の外形延長上の内周側を通る経路により帯状部材を供給し、
   前記帯状部材を前記供給経路の先方へ送る過程で、
   帯状部材の先行する部分に対し、その内周側から、その帯状部材の後続部分を送り込んで螺旋状に整列させ、
   前記整列した帯状部材の先行部分の内周側から、後続部分を接合して更生管を形成し、
   前記更生管を回転させて、帯状部材の後続部分を前記製管装置に引き込むとともに、前記更生管を管路内へ送り出す製管方法。
10. 請求項８に記載の製管方法において、
    前記帯状部材は、メイン接合部とサブ接合部とを有し、
    前記帯状部材の内周側から先行部分と後続部分のメイン接合部を相互に接合し、次いでサブ接合部を接合する製管方法。

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