(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
地中に埋設されている埋設管内部を移動可能な本体部と、
前記埋設管の補修領域における所定位置での第１貫通孔および前記第１貫通孔と異なる位置での第２貫通孔を穿孔する穿孔ユニットと、
前記第１貫通孔を通じて、前記埋設管の外部であって前記第１貫通孔周辺の土砂を除去する除去ユニットと、
前記第２貫通孔を通じて、前記埋設管の外部であって前記第２貫通孔周辺に膨張剤を注入する注入ユニットと、を備える埋設管補修装置。
【請求項２】
前記第１貫通孔および前記第２貫通孔のそれぞれは、前記埋設管において相互に対向する位置にある、請求項１記載の埋設管補修装置。
【請求項３】
前記埋設管の前記補修領域が屈曲している場合には、前記第１貫通孔は、前記埋設管の屈曲内側に位置し、前記第２貫通孔は、前記埋設管の屈曲外側に位置する、請求項１又は２記載の埋設管補修装置。
【請求項４】
前記第１貫通孔は、前記除去ユニットによって土砂が除去される除去領域に接続し、前記第２貫通孔は、前記注入ユニットによって膨張材が注入される注入領域に接続する、請求項１から３のいずれか記載の埋設管補修装置。
【請求項５】
前記本体部は、前記埋設管内部を移動可能な車輪を備えている、請求項１から４のいずれか記載の埋設管補修装置。
【請求項６】
前記本体部は、前記埋設管における前記補修領域を決める位置決め制御部を備える、請求項１から５のいずれか記載の埋設管補修装置。
【請求項７】
前記穿孔ユニットは、コアドリル、ドリルおよびホールソーの少なくとも一つを備え、前記埋設管における前記補修領域における前記第１貫通孔と前記第２貫通孔を穿孔する、請求項１から６のいずれか記載の埋設管補修装置。
【請求項８】
前記除去ユニットはノズルを備え、前記除去ユニットは前記第１貫通孔から前記ノズルを突出させて空気圧および水圧の少なくとも一方によって、前記除去領域の土砂を除去する、請求項４から７のいずれか記載の埋設管補修装置。
【請求項９】
前記注入ユニットは、前記除去領域における土砂の除去が行われた後で、前記第２貫通孔を通じて前記注入領域に膨張材を注入する、請求項４から８のいずれか記載の埋設管補修装置。
【請求項１０】
前記注入ユニットは、前記膨張材の注入が行われた後で、前記第１貫通孔を通じて、前記除去領域に充填材を注入する、請求項４から９のいずれか記載の埋設管補修装置。
【請求項１１】
前記膨張材および前記充填材の少なくとも一方は、前記本体部に収容されるもしくは前記本体部に対して供給される、請求項１０記載の埋設管補修装置。
【請求項１２】
前記補修領域を撮像可能な撮像部と、前記補修領域の撮像画像を送信する送信部と、を備える監視ユニットを更に備える、請求項１から１１のいずれか記載の埋設管補修装置。
【請求項１３】
前記本体部から延伸して、前記埋設管の内部形状に合わせて可動する第１アームと、
前記本体部から、前記第１アームと異なる方向に延伸して、前記埋設管の内部形状に合わせて可動する第２アームと、
前記第１アームに接続して、前記埋設管の内壁に接触して移動可能な第１接触部と、
前記第２アームに接続して、前記埋設管の内壁に接触して移動可能な第２接触部と、
前記第１接触部の基準面からの移動距離を第１距離として算出し、前記第２接触部の基準面からの移動距離を第２距離として算出し、前記第１接触部と前記第２接触部との直線距離を第３距離として算出する、距離算出部と、
前記第１接触部が接触する内壁の接線に対して、前記第１アームが形成する角度を、第１角度として算出し、前記第２接触部が接触する内壁の接線に対して、前記第２アームが形成する角度を第２角度として算出する、角度算出部と、
前記第１距離、前記第２距離、前記第３距離、前記第１角度および前記第２角度の少なくとも１つ以上に基づいて、前記埋設管の内部形状を算出する形状算出部と、を更に備える、請求項１から１２のいずれか記載の埋設管補修装置。
【請求項１４】
前記形状算出部は、前記第１距離、前記第２距離、前記第３距離、前記第１角度および前記第２角度に基づいて、前記埋設管の所定位置における微小幅の立体形状を算出し、
前記形状算出部は、連続する複数の前記立体形状に基づいて、前記埋設管の３次元形状を算出する、請求項１３記載の埋設管補修装置。
【請求項１５】
前記形状算出部は、前記３次元形状に含まれる前記第１距離と前記第２距離との差分および第３距離の変化の少なくとも一方に基づいて、前記埋設管の湾曲、屈曲、内径変化および変形の少なくとも一つを算出する、請求項１４記載の埋設管補修装置。
【請求項１６】
前記本体部は、ジャイロ機構を用いて、前記埋設管の湾曲、屈曲、内径変化および変形の少なくとも一つを算出する、請求項１から１２のいずれか記載の埋設管補修装置。
【請求項１７】
地中に埋設されている埋設管内部において前記埋設管を補修する埋設管補修法であって、
前記埋設管の補修領域における所定位置での第１貫通孔および前記第１貫通孔と異なる位置での第２貫通孔を穿孔する穿孔ステップと、
前記第１貫通孔を通じて、前記埋設管の外部であって前記第１貫通孔周辺の土砂を除去する除去ステップと、
前記第２貫通孔を通じて、前記埋設管の外部であって前記第２貫通孔周辺に膨張剤を注入する注入ステップと、を備える埋設管補修方法。
【請求項１８】
前記注入ステップの後で、前記第１貫通孔を通じて、充填材を注入する充填ステップを更に備える、請求項１７記載の埋設管補修方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は地中に埋設された埋設管の形状を算出し、変形や湾曲を起こしている埋設管を掘り起こすことなく自動で補修できる埋設管補修装置および埋設管補修方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
わが国をはじめ、各国において水道管、下水管などの多数の埋設管が、地中に埋設されている。これらの埋設管は、老朽化、地震などの天災、工事振動による人災などの影響を受け、埋設時とその形状を変化させることが多い。例えば、埋設管が湾曲したり、折れ曲がったり、変形したりするなどである。このように、埋設管の形状が変化してしまうと、上水や下水の流れに悪影響が生じたり、水漏れによる故障が生じたりする。
【０００３】
一方で、埋設管は地中に埋設されているので、その状態を地上から確認することはきわめて難しい。勿論、埋設管を掘り出して確認することは、多大な労力を要し、現実的な手法とは言いがたい。
【０００４】
このため、埋設管を掘り出すことなしに、埋設された埋設管の形状を正確に算出することが求められていた。埋設管の形状を算出できることで、埋設管における問題を早期に確認でき、必要な修理や交換を行うことができる。結果として、埋設管の故障によって生じる災害などを防止できる。
【０００５】
このような、埋設管の形状を算出するために、種々の技術が提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４、特許文献５、特許文献６参照）。
【０００６】
一方、埋設管の形状が算出されることで、埋設管の変形や湾曲が検出される。このような埋設管の変形や湾曲がある場合には、補修や修繕が必要である。変形していることで、埋設管内部の流動性や移動性が悪くなったり、埋設管を通る油分が地中に漏れ出してしまったりするなどの問題が生じうるからである。
【０００７】
しかしながら、地中に埋設されている埋設管内部に作業者が入って補修や修繕の作業を行うことは困難である。このため、地中に埋設された埋設管内部に特殊な機器を挿入して埋設管の修理を行う技術も提案されている（例えば、特許文献７、特許文献８、特許文献９参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平７−２３４１２４号公報
【特許文献２】特開平７−３１１０２２号公報
【特許文献３】特開平８−２１９７８２号公報
【特許文献４】特開平９−１４９３２号公報
【特許文献５】特開２００１−１４１４３１号公報
【特許文献６】特開２００５−３４５１１８号公報
【特許文献７】特開２００７−１６９９８７号公報
【特許文献８】特開２００３−１１９８３６号公報
【特許文献９】特開平１１−１３９８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１〜６は、埋設管内部の形状を算出する技術を開示する。種々の技術によって、埋設管内部の形状を算出する方式の提案がなされている。
【００１０】
特許文献１は、管路内部を走行する装置が、管路内部に光を照射し、この照射光の反射波を用いて、管路内部の形状を算出する技術を開示する。
【００１１】
しかしながら、特許文献１の技術では、光の反射を利用するため、装置が大掛かりになると共に受光精度の劣化によって算出精度も劣化する問題がある。また、管路内部の形状を算出することはできるが、２次元あるいは３次元での、管路の湾曲、曲がり、管径変化、内部障害物のそれぞれを算出することができない問題がある。
【００１２】
また、特許文献２は、管路内部を走行する装置が、管路の曲率を算出する技術を開示する。
【００１３】
しかしながら、特許文献２の技術では、管路の曲率を算出できるだけで、管径変化や内部障害物を算出できない。また、各位置における所定の基準線に対する曲率を測定できるだけであるので、左右方向、上下方向といった３次元的な管路の湾曲を算出することが困難である問題を有する。
【００１４】
特許文献３は、管路を走行する２台の装置同士でレーザー光をやり取りし、このレーザー光の揺動によって管路の屈曲を算出する技術を開示する。
【００１５】
しかしながら、特許文献３の技術では、レーザー光のやり取りが可能な範囲での屈曲しか算出できず、屈曲以外の管路の形状を算出することが困難である。加えて、レーザー光のやり取りを基本とするため、装置が大掛かりになると共にレーザー光のやり取りエラーなどの問題も生じさせる。
【００１６】
特許文献４は、特許文献１、３と同様に、照射光を利用して管路内部の形状を算出する技術を開示する。
【００１７】
しかしながら、装置が大掛かりとなったり、管路の湾曲、曲がり、管径変化、内部障害物などの全てを算出できなかったりする問題がある。また、光学系を用いることでの算出精度の劣化も懸念される。
【００１８】
特許文献５は、特許文献４と同様の技術であり、同様の問題を有する。
【００１９】
特許文献６は、管路に配置された装置が電磁波パルスを管路に照射して、管路に含まれる空洞を算出する技術を開示する。
【００２０】
しかしながら、特許文献６の技術では、装置が大掛かりになると共に、ある所定位置での空洞を算出できるが、管路全体に渡って、管路の湾曲、曲がり、管径変化、内部障害物のそれぞれを測定するのには不適である。また、小径の管路以外には適さない問題もある。
【００２１】
また、特許文献７〜９は、埋設管の補修や修繕方法に関する技術を提案している。特許文献７〜９のそれぞれは、埋設管内部に機器を挿入して埋設管内部の補修を行う技術を提案している。
【００２２】
しかしながら、特許文献７〜９のいずれの技術でも、埋設管内部の傷などの修復は可能であるが、屈曲したり変形したりしている埋設管を元のようにまっすぐにすることはできない。また、埋設管の状況を把握するのにあわせた補修を行う事もできない。
【００２３】
以上のように、従来技術は、（１）埋設管の屈曲、湾曲、変形を検出した上で補修すること、（２）変形や湾曲している埋設管を、埋設されている周囲の状況に合わせて元のようにまっすぐに戻す補修を行うこと、（３）補修の状態を視認しながら補修を行うこと、などが困難である問題を有していた。
【００２４】
本発明は、上記課題に鑑み、算出された埋設管の変形、湾曲、屈曲などに対応して、埋設管を掘り起こしたり埋設管内部に作業者が入ったりすることなく、埋設管の変形を補修できる埋設管補修装置および埋設管補修方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
上記課題に鑑み、本発明の埋設管補修装置は、地中に埋設されている埋設管内部を移動可能な本体部と、埋設管の補修領域における所定位置での第１貫通孔および第１貫通孔と異なる位置での第２貫通孔を穿孔する穿孔ユニットと、第１貫通孔を通じて、埋設管の外部であって第１貫通孔周辺の土砂を除去する除去ユニットと、第２貫通孔を通じて、埋設管の外部であって第２貫通孔周辺に膨張剤を注入する注入ユニットと、を備える。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の埋設管補修装置は、作業者が入り込むことのできないような狭い埋設管であっても、埋設管を掘り起こすことなく自動で補修や修繕を行える。
特に、埋設管の周囲を調整することで、埋設管の屈曲や変形を修正できるので、埋設管を取り替えることなく、埋設管の使用寿命を延ばすことができる。特に、埋設管の変形や屈曲を元に戻してまっすぐの状態にできるので、埋設管がその役割を果たせる状態に戻すことができる。
【００２７】
また、埋設管の形状を算出することを基礎として埋設管を自動で補修できるので、埋設管の実際の状況に合わせた補修が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施の形態１における埋設管補修装置の概要図である。
【図２】本発明の実施の形態１における埋設管補修装置の側面図である。
【図３】本発明の実施の形態１における正常状態の埋設管の側面図である。
【図４】本発明の実施の形態１における屈曲状態の埋設管の側面図である。
【図５】本発明の実施の形態１における第１貫通孔の穿孔を示す模式図である。
【図６】本発明の実施の形態１における土砂の除去を示す模式図である。
【図７】本発明の実施の形態１における第２貫通孔を穿孔する状態を示す説明図である。
【図８】本発明の実施の形態１における膨張材の注入を示す説明図である。
【図９】本発明の実施の形態１における埋設管の補修状態を示す説明図である。
【図１０】本発明の実施の形態１における充填材の注入を示す説明図である。
【図１１】本発明の実施の形態２における埋設管補修装置のブロック図である。
【図１２】本発明の実施の形態２における補修領域を検出する状態を説明する説明図である。
【図１３】本発明の実施の形態２における埋設管補修の状態を示す説明図である。
【図１４】本発明の実施の形態２における埋設管補修方法の実施を示す説明図である。
【図１５】本発明の実施の形態３における埋設管補修装置の斜視図である。
【図１６】本発明の実施の形態３における埋設管の形状算出の模式図である。
【図１７】本発明の実施の形態３における埋設管の内径変化算出を説明する模式図である。
【図１８】本発明の実施の形態３における埋設管の湾曲および屈曲の算出を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
本発明の第１の発明に係る埋設管補修装置は、地中に埋設されている埋設管内部を移動可能な本体部と、埋設管の補修領域における所定位置での第１貫通孔および第１貫通孔と異なる位置での第２貫通孔を穿孔する穿孔ユニットと、第１貫通孔を通じて、埋設管の外部であって第１貫通孔周辺の土砂を除去する除去ユニットと、第２貫通孔を通じて、埋設管の外部であって第２貫通孔周辺に膨張剤を注入する注入ユニットと、を備える。
【００３０】
この構成により、埋設管内部に作業者が入ったり埋設管を掘り起こしたりすること無く埋設管の変形を補修できる。加えて、補修された埋設管の状態を維持することもできる。
【００３１】
本発明の第２の発明に係る埋設管補修装置では、第１の発明に加えて、第１貫通孔および第２貫通孔のそれぞれは、埋設管において相互に対向する位置にある。
【００３２】
この構成により、第１貫通孔は、余分な土砂を除去するために用いられ、第２貫通孔は、空隙を充填するために用いられる。結果として、埋設管補修装置は、埋設管の変形を補修しやすくなる。
本発明の第３の発明に係る埋設管補修装置では、第１または第２の発明に加えて、埋設管の補修領域が屈曲している場合には、第１貫通孔は、埋設管の屈曲内側に位置し、第２貫通孔は、埋設管の屈曲外側に位置する。
【００３３】
この構成により、余分な土砂を除去するための第１貫通孔と空隙を充填するための第２貫通孔とが、埋設管の補修において最適に設けられる。この結果、埋設管補修装置は、埋設管の変形を容易に補修できる。
【００３４】
本発明の第４の発明に係る埋設管補修装置では、第１から第３のいずれかの発明に加えて、第１貫通孔は、除去ユニットによって土砂が除去される除去領域に接続し、第２貫通孔は、注入ユニットによって膨張材が注入される注入領域に接続する。
【００３５】
この構成により、埋設管補修装置は、第１貫通孔から除去領域における土砂を除去し、第２貫通孔から空隙を充填できる。
【００３６】
本発明の第５の発明に係る埋設管補修装置では、第１から第４のいずれかの発明に加えて、本体部は、埋設管内部を移動可能な車輪を備えている。
【００３７】
この構成により、埋設管補修装置は、埋設管内部を自由に移動できる。
【００３８】
本発明の第６の発明に係る埋設管補修装置では、第１から第５のいずれかの発明に加えて、本体部は、埋設管における補修領域を決める位置決め制御部を備える。
【００３９】
この構成により、埋設管補修装置は、埋設管の変形位置で確実に補修作業を行える。
【００４０】
本発明の第７の発明に係る埋設管補修装置では、第１から第６のいずれかの発明に加えて、穿孔ユニットは、コアドリル、ドリルおよびホールソーの少なくとも一つを備え、埋設管における補修領域における第１貫通孔と第２貫通孔を穿孔する。
【００４１】
この構成により、埋設管補修装置は、容易に第１貫通孔と第２貫通孔を穿孔できる。加えて、所定の直径にあわせた貫通孔を穿孔できる。
【００４２】
本発明の第８の発明に係る埋設管補修装置では、第４から第７のいずれかの発明に加えて、除去ユニットはノズルを備え、除去ユニットは第１貫通孔からノズルを突出させて空気圧および水圧の少なくとも一方によって、除去領域の土砂を除去する。
【００４３】
この構成により、除去ユニットは、土砂を確実かつ容易に除去できる。
【００４４】
本発明の第９の発明に係る埋設管補修装置では、第４から第８のいずれかの発明に加えて、注入ユニットは、除去領域における土砂の除去が行われた後で、第２貫通孔を通じて注入領域に膨張材を注入する。
【００４５】
この構成により、埋設管補修装置は、空隙によって生じている埋設管の屈曲を修正できる。特に、屈曲外側から膨張材による圧力を掛けることで、埋設管の屈曲を元に戻すことができる。
【００４６】
本発明の第１０の発明に係る埋設管補修装置では、第４から第９のいずれかの発明に加えて、注入ユニットは、膨張材の注入が行われた後で、第１貫通孔を通じて、除去領域に充填材を注入する。
【００４７】
この構成により、埋設管の補修が完了し、補修された埋設管の状態が、その後に渡って維持されるようになる。
【００４８】
本発明の第１１の発明に係る埋設管補修装置では、第１０の発明に加えて、膨張材および充填材の少なくとも一方は、本体部に収容されるもしくは本体部に対して供給される。
【００４９】
この構成により、埋設管補修装置は、埋設管の補修に必要となる膨張材や充填材を不足なく使用することができる。結果として、埋設管の補修作業の効率が向上する。
【００５０】
本発明の第１２の発明に係る埋設管補修装置では、第１から第１１のいずれかの発明に加えて、補修領域を撮像可能な撮像部と、補修領域の撮像画像を送信する送信部と、を備える監視ユニットを更に備える。
【００５１】
この構成により、埋設管補修装置による埋設管の補修状態を確認しながら、埋設管補修装置による補修作業が行える。結果として、埋設管の補修作業の効率が向上する。
【００５２】
本発明の第１３の発明に係る埋設管補修装置では、第１から第１２のいずれかの発明に加えて、本体部から延伸して、埋設管の内部形状に合わせて可動する第１アームと、本体部から、第１アームと異なる方向に延伸して、埋設管の内部形状に合わせて可動する第２アームと、第１アームに接続して、埋設管の内壁に接触して移動可能な第１接触部と、第２アームに接続して、埋設管の内壁に接触して移動可能な第２接触部と、第１接触部の基準面からの移動距離を第１距離として算出し、第２接触部の基準面からの移動距離を第２距離として算出し、第１接触部と第２接触部との直線距離を第３距離として算出する、距離算出部と、第１接触部が接触する内壁の接線に対して、第１アームが形成する角度を、第１角度として算出し、第２接触部が接触する内壁の接線に対して、第２アームが形成する角度を第２角度として算出する、角度算出部と、第１距離、第２距離、第３距離、第１角度および第２角度の少なくとも１つ以上に基づいて、埋設管の内部形状を算出する形状算出部と、を更に備える。
【００５３】
この構成により、埋設管補修装置は、埋設管内部の変形を確実に把握できる。この把握に基づいて、埋設管補修装置は、埋設管の変形を補修できるようになるので、埋設管の補修が確実に行われる。
【００５４】
本発明の第１４の発明に係る埋設管補修装置では、第１３の発明に加えて、形状算出部は、第１距離、第２距離、第３距離、第１角度および第２角度に基づいて、埋設管の所定位置における微小幅の立体形状を算出し、形状算出部は、連続する複数の立体形状に基づいて、埋設管の３次元形状を算出する。
【００５５】
この構成により、埋設管補修装置は、高い精度で、埋設管の変形を検出できる。
【００５６】
本発明の第１５の発明に係る埋設管補修装置では、第１４の発明に加えて、形状算出部は、３次元形状に含まれる第１距離と第２距離との差分および第３距離の変化の少なくとも一方に基づいて、埋設管の湾曲、屈曲、内径変化および変形の少なくとも一つを算出する。
【００５７】
この構成により、埋設管補修装置は、内径変化などの様々な埋設管の変形を検出できる。
【００５８】
本発明の第１６の発明に係る埋設管補修装置では、第１から第１２のいずれかの発明に加えて、本体部は、ジャイロ機構を用いて、埋設管の湾曲、屈曲、内径変化および変形の少なくとも一つを算出する。
【００５９】
この構成により、埋設管補修装置は、簡便な仕組みで、埋設管の変形や変形している位置を検出できる。
【００６０】
以下、図面を用いて、本発明の実施の形態について説明する。
【００６１】
（実施の形態１）
【００６２】
実施の形態１について説明する。
【００６３】
（全体概要）
まず、図１を用いて埋設管補修装置の全体概要について説明する。図１は、本発明の実施の形態１における埋設管補修装置の概要図である。図１は、埋設管２内部に挿入された埋設管補修装置１を示している。なお、本明細書において、埋設管２は、埋設管２を形成する管路の部分および管路同士の継ぎ手の部分の全てを含む概念である。つまり、補修する埋設管２における補修の対象位置は、管路の部分であったり、継ぎ手の部分であったりする。
【００６４】
埋設管補修装置１は、埋設管２内部に投入されて用いられる。埋設管補修装置１は、本体部３、穿孔ユニット４、除去ユニット５、注入ユニット６と、を備える。
【００６５】
本体部３は、埋設管２内部を移動可能とし、埋設管補修装置１の全体的な外形を形作る。本体部３は、穿孔ユニット４、除去ユニット５、注入ユニット６とを格納可能であってもよい。図１では、穿孔ユニット４、除去ユニット５および注入ユニット６が本体部３の外部に出ているが、埋設管２内部を移動する際には、本体部３は、これら穿孔ユニット４、除去ユニット５および注入ユニット６を格納しておいてもよい。
【００６６】
図２は、本体部３にこれらのユニットが格納されている状態を示している。図２は、本発明の実施の形態１における埋設管補修装置の側面図である。
【００６７】
穿孔ユニット４は、埋設管２において補修の対象となる補修領域におけるある位置に第１貫通孔７を穿孔する。更に、穿孔ユニット４は、第１貫通孔７と別の位置に第２貫通孔８を穿孔する。穿孔ユニット４は、単一の部材であって、単一の部材が第１貫通孔７と第２貫通孔８とを穿孔しても良いが、穿孔ユニット４は、複数の部材を備えて、複数の部材の一方が第１貫通孔７を穿孔し、他方が第２貫通孔を穿孔しても良い。
【００６８】
第１貫通孔７は、埋設管２を屈曲させたり湾曲させたりする原因となる土砂が堆積している領域に接続する。一方、第２貫通孔８は、埋設管２を屈曲させたり湾曲させたりする原因となる空隙に接続する。穿孔ユニット４は、埋設管２を屈曲させたり湾曲させたりする原因を作っている埋設管２の外部に接続する貫通孔を穿孔する。
【００６９】
除去ユニット５は、第１貫通孔７を通じて、第１貫通孔７周辺（埋設管２の外部における第１貫通孔７周辺）の土砂を除去する。第１貫通孔７の周辺の土砂を除去することで、埋設管２の屈曲や湾曲を補修する余地が生じる。
【００７０】
注入ユニット６は、第２貫通孔８を通じて、第２貫通孔８周辺（埋設管２の外部における第２貫通孔８周辺）に膨張材を注入する。この膨張材によって、埋設管２を屈曲させたり湾曲させたりしていた原因となる空隙が消滅する。
【００７１】
埋設管補修装置１は、以上の要素を備え、これらの要素を活用することで、埋設管２の屈曲や湾曲を補修できる。
【００７２】
（補修方法）
次に、埋設管補修装置１による埋設管２の補修方法について説明する。
【００７３】
図３は、本発明の実施の形態１における正常状態の埋設管の側面図である。図３における埋設管２は、地中２０においてまっすぐな状態であり、屈曲や湾曲といった問題を生じさせていない。
【００７４】
埋設管２は、複数の管路２１がつなぎ合わされて形成される。このため、複数の管路２１が、継ぎ手２２において接続される。このように、埋設管２は、複数の管路２１が継ぎ手２２によって接続されることで形成される。このため、管路２１そのものに屈曲や破壊が生じなくても、継ぎ手２２において屈曲や湾曲が生じうる。
【００７５】
例えば、地中２０において、継ぎ手２２の周辺に圧力が生じたり空隙が生じたりすることで、継ぎ手２２が折れ曲がってしまうことがある。この継ぎ手２２の折れ曲がりによって、埋設管２が屈曲したり湾曲したりする。
【００７６】
図４は、本発明の実施の形態１における屈曲状態の埋設管の側面図である。図４に示されるとおり、複数の管路２１を接続する継ぎ手２２のある場所が屈曲する。継ぎ手２２の下側において、空隙２０１が生じている。例えば、地震や豪雨などによって生じる圧力によって、継ぎ手２２の下側の土砂が減少することで、空隙２０１が生じる。あるいは、継ぎ手２２の上側から圧力がかかることで、継ぎ手２２が折れ曲がり、この折れ曲がりによって空隙２０１が生じる。
【００７７】
このように、空隙２０１が生じていると継ぎ手２２が折れ曲がり、埋設管２が屈曲した状態となる。埋設管２が屈曲していると埋設管２内部を、下水や上水が通りにくくなる。このため、この屈曲を元に戻す必要がある。
【００７８】
図４に示されるように、屈曲している継ぎ手２２の下側に、空隙２０１が存在すると、屈曲が生じる上に屈曲を元通りにできない。このため、屈曲を補修するには、この空隙２０１を消失させる必要がある。消失とは、空隙２０１が充填されることである。但し、空隙２０１に何らかの素材が充填されるだけでは、屈曲状態は戻らない。屈曲状態が維持されるだけだからである。
【００７９】
このため、屈曲を元に戻して埋設管２をまっすぐな状態に戻し、更に埋設管２の状態を維持するためには、
【００８０】
（１）空隙２０１と反対側の位置における土砂を除去する。
（２）除去された領域が、屈曲した管路２１や継ぎ手２２が戻る領域となる
（３）空隙２０１を埋める。
との手順が施される必要がある。
【００８１】
このような手順によって、管路２１や継ぎ手２２の屈曲が補正されて、埋設管２が補修される。
【００８２】
（第１貫通孔の穿孔）
図５は、本発明の実施の形態１における第１貫通孔の穿孔を示す模式図である。まず、埋設管補修装置１は、埋設管２内部を移動する。このとき、本体部３が備える車輪によって、埋設管２内部を移動できる。埋設管補修装置１は、埋設管２において管路２や継ぎ手２２が屈曲している補修領域に到達すると、その場所に停止する。図５に示される埋設管２の屈曲している位置が、補修領域である。この補修領域に、埋設管補修装置１が停止している。車輪は、埋設管２内部において、本体部３を移動可能にする構造であればなんでもよく、埋設管２の底面に接触して走行する構造でも良いし、埋設管２の全面に車輪を押し付けて走行する構造でも良い。
【００８３】
本体部３は、車輪を備える以外にも、埋設管２内部の位置を操作者に通知する通信手段や位置を把握する位置測位手段を有している。更には、本体部３は、後述の水、膨張材、充填材を収容している。収容している水は除去ユニット５によって土砂の除去に用いられ、収容している膨張材や充填材は、注入ユニット６によって用いられる。
【００８４】
また、本体部３は、埋設管２の内部を移動しながら埋設管２の異常を補修するので、埋設管２の内径にあわせた大きさを有していることが好ましい。埋設管２は、その種類に応じて内径が様々である。小さい内径の埋設管２も大きい内径の埋設管２も存在しうる。このため、本体部３は、埋設管２の内径に応じた複数の種類を有していてもよい。
【００８５】
図５においては、屈曲している継ぎ手２２の下側に空隙２０１が生じている。この空隙２０１によって、継ぎ手２２は、下側に出っ張るように屈曲している。更に、この屈曲に合わせて、屈曲している継ぎ手２２の上側に土砂が溜まっている。この溜まっている土砂によって、継ぎ手２２が下側の空隙２０１に押し付けられることで、埋設管２が屈曲してしまう。
【００８６】
埋設管補修装置１は、まず補修領域におけるある位置に第１貫通孔７を穿孔する。このとき、埋設管補修装置１から突出する穿孔ユニット４が、第１貫通孔７を穿孔する。
【００８７】
第１貫通孔７は、屈曲している埋設管２の屈曲内側（屈曲の折れ曲がっている内側）に位置する。第１貫通孔７は、屈曲している埋設管２の上側に溜まっている土砂を除去するために穿孔される孔である。屈曲を補修するには、屈曲によって折れ曲がっている内側に向けて、埋設管２を押し戻す必要がある。このため、第１貫通孔７は、土砂を除去する必要のある除去領域に接続できるように、屈曲している埋設管２の屈曲内側に穿孔される。
【００８８】
穿孔ユニット４は、本体部３から突出して、埋設管２の内側から埋設管２の壁面に第１貫通孔７を穿つ。ここで、穿孔ユニット４は、コアドリル、ドリルおよびホールソーの少なくとも一つを備え、これらによって埋設管２の壁面に孔を空けることができる。特に、コアドリルを用いることで、埋設管２の壁面に所定の直径を有する孔を空けることができるようになる。
【００８９】
穿孔ユニット４は、通常は本体部３内部に格納されており、埋設管２に孔を穿つ場合に本体部３から突出すればよい。もちろん、最初から穿孔ユニット４が突出しており、補修領域に到達したところで、穿孔ユニット４が第１貫通孔７を穿孔しても良い。あるいは、穿孔ユニット４の基礎部分が本体部３から突出しており、補修領域に到達したところで、基礎部分からドリルが突出して第１貫通孔７を穿孔してもよい。
【００９０】
第１貫通孔７が穿孔されることで、埋設管２内部と余分な土砂を除去したい除去領域とが接続されることになる。この第１貫通孔７を通じて、除去領域に存在する土砂を除去することができるようになる。
【００９１】
（土砂の除去）
次に、第１貫通孔７を通じて、埋設管２が屈曲している屈曲内側に圧力を掛けている余分な土砂が除去される。この余分な土砂が溜まっている領域は、除去領域として定義される。
【００９２】
図６は、本発明の実施の形態１における土砂の除去を示す模式図である。図６に示されるように、埋設管補修装置１は、第１貫通孔７を通じて除去ユニット５を埋設管２の外側に突出させる。埋設管２において、屈曲している屈曲内側の領域に溜まっている土砂は、埋設管２を下側に押し付ける。この押し付けによって埋設管２が屈曲することになる。この土砂を除去することが必要である。このため、土砂が除去されるべきこの領域を除去領域２０２として定義する。図６に示されるように、除去領域２０２は、埋設管２の屈曲内側の領域である。
【００９３】
除去ユニット５は、本体部３に格納されているが、第１貫通孔７が穿たれた後で、穿孔ユニット４を通じて埋設管２の外部に突出する。この突出によって、除去ユニット５は、除去領域２０２に到達する。除去ユニット５は、除去領域２０２の土砂を除去する。
【００９４】
除去ユニット５は、水や溶解液を除去領域２０２に噴射することで、除去領域２０２の土砂を除去する。水や溶解液が噴射されると、除去領域２０２の土砂が吹き飛ばされる。この吹き飛ばされた土砂は、除去領域２０２から他の場所に移動することになるので、除去領域２０２には空隙が生じることになる。この空隙が生じることによって、埋設管２に対して上側からかかっていた圧力が減少する。圧力が減少することで、埋設管２の屈曲を元に戻す余地ができることになる。
【００９５】
なお、除去ユニット５によって除去された土砂は、除去領域２０２以外の場所に移動されれば良いが、第１貫通孔７を通じて埋設管２内部に取り込まれても良い。除去された土砂が埋設管２内部に取り込まれても、埋設管２内部を上水や下水で洗浄することで、これらの土砂は流れ出すからである。例えば、除去領域２０２の周辺に土砂を移動させる余裕がない場合には、除去ユニット５は、第１貫通孔７を通じて除去した土砂を埋設管２内部に取り込む。
【００９６】
また、除去領域２０２の土砂が、水やお湯の噴射では十分に除去できない場合（例えば、非常に硬い岩石質がある場合）には、除去ユニット５は、化学的な溶解液を噴出して、溶融させて除去すればよい。また、水や溶解液だけでなく、除去ユニット５は、空気を噴射することで、除去領域２０２の土砂を除去しても良い。空気圧による除去により、余分な汚泥を生じさせないで済むからである。
【００９７】
また、除去ユニット５は、ノズルを備えており、このノズルから水や溶解液を噴射する。ノズルは、通常は本体部３や除去ユニット５内部に格納されており、除去作業の際に突出することで水、溶解液、空気などを噴射できる。除去ユニット５がノズルを備えることで、水や空気の噴射を細かに制御できるメリットがある。
【００９８】
このように、第１貫通孔７が穿孔された後で、除去ユニット５は、第１貫通孔７を通じて除去領域２０２の土砂を除去できるようになる。除去されることで、埋設管２の屈曲部分に付与されている圧力が減少し、屈曲している埋設管２を元に戻す余地（元に戻すために必要となる空間）が形成できる。
【００９９】
（第２貫通孔の穿孔）
次に、埋設管補修装置１は、第１貫通孔７と別の位置に第２貫通孔８を穿孔する。図７は、本発明の実施の形態１における第２貫通孔を穿孔する状態を示す説明図である。
【０１００】
埋設管補修装置１は、除去領域２０２における土砂の除去が終了すると、屈曲している埋設管２の下側の空隙２０１を埋める作業を行う。この空隙２０１を埋める作業のために、埋設管補修装置１は、第２貫通孔８を埋設管２の壁面に穿孔する。すなわち、第２貫通孔８は、空隙２０１に接続する孔となる（第２貫通孔８は、埋設管２の屈曲外側に位置する）。このように、第２貫通孔８は、空隙２０１に接続する必要があるので、第１貫通孔７と対向する位置に設けられることが多い。空隙２０１は、除去領域２０２と逆側の位置に生じることが多いからである。
【０１０１】
埋設管補修装置１は、第２貫通孔８を穿孔する位置に対して穿孔ユニット４を突出させて第２貫通孔８を穿孔する。穿孔ユニット４は、コアドリル、ドリルおよびホールソーの少なくとも一つを備えており、第１貫通孔７の穿孔と同様にこれらを用いて第２貫通孔８を穿孔する。第２貫通孔８が空けられると、埋設管２内部と空隙２０１とが接続可能となる。この接続によって、埋設管補修装置１は、空隙２０１に対する作業が可能となる。
【０１０２】
なお、第２貫通孔８は、除去ユニット５による土砂の除去が終了した後で穿孔されても良いし、第１貫通孔７が穿孔された後で穿孔されても良い。あるいは、穿孔ユニット４が複数の穿孔部材を備える場合には、穿孔ユニット４は、第１貫通孔７と第２貫通孔８とを、同時に穿孔しても良い。
【０１０３】
（空隙の充填）
第２貫通孔８が穿孔されることで、埋設管補修装置１は、空隙２０１にアクセスできるようになる。空隙２０１が残っていると、埋設管２の屈曲は補修できない。このため、空隙２０１が埋められる必要がある。更に、空隙２０１が埋められる過程で、下側に屈曲している埋設管２を上側に押し戻す必要がある。以上のことから、空隙２０１に膨張材が注入されればよい。空隙２０１に膨張材が注入されることで、空隙２０１が埋められつつ、膨張材の膨張に伴って屈曲している埋設管２が上側に押し戻されるからである。
【０１０４】
埋設管補修装置１は、注入ユニット６を備える。注入ユニット６は、穿たれた第２貫通孔８を通じて、膨張材を空隙２０１に注入する。図８は、本発明の実施の形態１における膨張材の注入を示す説明図である。図８では、注入ユニット６が、空隙２０１に膨張材を注入している。膨張材は、樹脂、合成樹脂などの種々の素材を用いる。
【０１０５】
注入ユニット６は、本体部３に収容されている膨張材６１を空隙２０１に向けて注入する。このとき、注入ユニット６がノズルを備えており、このノズルが第２貫通孔８を通じて埋設管２内部から空隙２０１に到達する。空隙２０１に到達したノズルの先端から膨張材６１が吐出されることで、空隙２０１に膨張材６１が注入される。膨張材６１は、空隙２０１に注入された後で、空隙２０１内部で膨張し、この膨張によって埋設管２を上側に押し上げる。
【０１０６】
図９は、空隙２０１に膨張材６１が充填されて、埋設管２が上側に押し戻された状態を示している。図９は、本発明の実施の形態１における埋設管の補修状態を示す説明図である。
【０１０７】
空隙２０１に注入された膨張材６１は、その性質に応じて空隙２０１内部において膨張を開始する。膨張が進むにつれて、空隙２０１内部で埋設管２を上側に押し上げる。この押し上げによって、埋設管２の屈曲が補修されていく。さらに、埋設管２の屈曲部の上側は、除去ユニット５によって土砂が除去されて空隙が形成されている。このため、埋設管２は、膨張材６１の膨張圧力によって容易に上側に押しあがる。
膨張材６１の膨張が終了すると、埋設管２は屈曲がなくなりまっすぐな状態に補修される。結果として、図９に示されるように、埋設管２は、まっすぐな状態となり、下側の空隙２０１が消失することで、埋設管２が再び下側に屈曲してしまうことを防止できるようになる。このとき、本体部３は、角度検出機能を備えておくことで、埋設管２の屈曲が無くなったことを確認できる。
【０１０８】
注入ユニット６は、膨張材６１の注入が終了すると第２貫通孔８から戻って、本体部３に格納される。
【０１０９】
（充填材の注入）
埋設管２がまっすぐに戻ると、埋設管２の周囲は、埋設管２の屈曲部分の空隙（土砂が除去された領域）のみが残ることになる。この空隙が残ったままであると、まっすぐになった埋設管２が次は、上向きに屈曲することも生じうる。このため、上向きに屈曲することを防止するために、土砂が除去されて生じた空隙を充填する必要がある。
【０１１０】
図１０は、本発明の実施の形態１における充填材の注入を示す説明図である。図１０は、除去された除去領域に充填材６２が注入される様子を示している。
【０１１１】
埋設管補修装置１は、空隙２０１に膨張材６１が注入されて埋設管２がまっすぐになったところで、注入ユニット６を介して除去された領域に充填材６２を注入する。このとき、注入ユニット６は、第１貫通孔７を通じて充填材６２を注入する。充填材６２は、既にその体積が確定している空隙である除去領域に注入されるので、膨張材６１と異なり膨張する素材でなくともよい。空隙２０１に充填する素材は、埋設管２を上側に押し上げる必要があるので、空隙２０１を埋めるだけでなく、空隙２０１から埋設管２を押し上げるために、空隙２０１に注入される素材は、膨張するものが適当である。一方、除去領域２０２に充填される素材は、除去領域２０２に生じている空隙を埋めるだけでよいので、膨張することは必須ではない。このため、充填材６２は、膨張する素材であってもなくてもよい。もちろん、膨張材６１と充填材６２とが同じ素材であってもよい。
【０１１２】
注入ユニット６が、除去領域２０２に生じた空隙に充填材を注入することで、埋設管２の屈曲部分の周辺は、空隙がなくなって、まっすぐに補修された埋設管２の以降の変形や屈曲が防止できる。また、充填材６２は、第２貫通孔８を通じて膨張材６１が空隙２０１に充填された後で、第１貫通孔７を通じて注入される。また、膨張材６１と同様に、充填材６２は、本体部３に収容されておけばよい。あるいは、本体部３に接続される運搬管路によって、外部から膨張材６１と充填材６２とが補給されれば良い。
【０１１３】
以上の手順によって、実施の形態１の埋設管補修装置１は、埋設管２の屈曲や湾曲などの変形を補修できる。
【０１１４】
すなわち、下記の手順を含む埋設管補修方法によって、屈曲や湾曲などの変形した埋設管２を、人力によらず補修できる。
【０１１５】
（１）埋設管２において屈曲や湾曲している補修領域を設定する。
（２）補修領域において屈曲内側に対して第１貫通孔７を穿孔する（なお、屈曲内側は、地中２０における上側であるか下側であるか左右いずれかであるかは、状況次第である）。
（３）第１貫通孔７を通じて、第１貫通孔７周辺（除去領域）の土砂を除去する。
（４）第１貫通孔７と別の位置であって、屈曲外側に対応する位置に第２貫通孔８を穿孔する。
（５）第２貫通孔８を通じて、第２貫通孔８の外部に存在する空隙２０１に膨張材６１を注入する。
（６）膨張材６１の注入によって、埋設管２の屈曲を戻してまっすぐにする。
（７）第１貫通孔７を通じて、土砂が除去されて生じた空隙に充填材を注入する。
（８）充填材６２の注入によって、埋設管２の周囲は埋められて、埋設管２の状態が維持される。
このように、実施の形態１で説明した埋設管補修装置１による埋設管２の補修は、埋設管補修方法として捉えることができる。
【０１１６】
なお、注入ユニット６は、第２貫通孔８を通じて膨張材６１を注入する機能を有していればよいので、穿孔ユニット４と共通の部材であってもよい。穿孔ユニット４がドリルなどの埋設管２を穿孔する部材に加えて、液体や固体を噴出させるノズルを備えておくことで、穿孔ユニット４が第２貫通孔８を穿孔した後で、このノズルを通じて空隙２０１に膨張材６１を注入する。注入ユニット６が穿孔ユニット４と同一部材であることで、第２貫通孔８が穿孔されると即座に膨張材６１が注入できる。
【０１１７】
加えて、穿孔ユニット４は、除去ユニット５と共通の部材であってもよい。除去ユニット５は、第１貫通孔７を通じて、除去領域２０２の土砂を除去する。このとき、除去ユニット５は、空気、水、溶解液などを噴射する機能を発揮するが、穿孔ユニット４によって第１貫通孔７が穿孔されたのに続いて、除去領域２０２の土砂が除去されれば良い。このことから、穿孔ユニット４がノズルを備えており、このノズルが除去ユニット５の機能である空気や水などの噴射を行えばよい。
【０１１８】
更には、穿孔ユニット４、除去ユニット５および注入ユニット６は、共通の部材であってもよい。例えば、穿孔ユニット４が貫通孔を穿つドリルとノズルとを備えておけば、穿孔ユニット４は、第１貫通孔７を穿孔した後で、第１貫通孔７よりノズルを除去領域２０２に挿入して土砂を除去できる。
【０１１９】
また、穿孔ユニット４は、第２貫通孔８を穿孔した後で、第２貫通孔８よりノズルを空隙２０１に挿入して膨張材６１を注入できる。合わせて、穿孔ユニット４は、第１貫通孔７よりノズルを挿入して充填材６２を注入できる。
【０１２０】
このように、穿孔ユニット４がドリルなどの掘削機構とノズルとを備えておくことで、穿孔ユニット４は、貫通孔の形成、土砂の除去および膨張材や充填材の注入を行うことができる。
【０１２１】
以上のように、実施の形態１における埋設管補修装置１および埋設管補修方法は、埋設管２内部に作業者が入り込んだり、埋設管２を掘り起こしたりすること無く、埋設管２の屈曲や湾曲などの変形を補修できる。
【０１２２】
（実施の形態２）
【０１２３】
次に、実施の形態２について説明する。
【０１２４】
実施の形態２では、埋設管補修装置や埋設管補修方法の各部の詳細や変形例などについて説明する。
【０１２５】
（本体部）
本体部３は、埋設管２内部を移動可能である。更に、埋設管２の補修に必要となる穿孔ユニット４、除去ユニット５、注入ユニット６を備える。本体部３は、これらのユニットのそれぞれを格納したり外部に出したりする。このため、本体部３は、格納する機構や空間を備えている。あるいは、本体部３は、これらの各ユニットをその外部表面に取り付けておいてもよい。外部表面に取り付けておいて、各ユニットのそれぞれは、必要な作業時に突出する。また、各ユニットが本体部３によって牽引されて、補修領域において各ユニットが動作しても良い。要するに各ユニットは、本体部３によって補修領域に運搬されて、補修領域において作業のための動作を行えればよい。
【０１２６】
本体部３は、注入ユニット６を通じて注入する膨張材６１や充填材６２を収容する。例えば、本体部３はその内部に収容タンクを設けており、この収容タンクが必要となる膨張材６１や充填材６２を収容する。このとき、膨張材６１と充填材６２とが異なるタンク層に収容されることも好適である。また、本体部３は、埋設管２外部と接続可能な管路を備えており、この管路を通じて膨張材６１や充填材６２の供給を受けても良い。
【０１２７】
本体部３は、移動可能とするために車輪を備える。もちろん車輪だけでなく、クローラやタイヤなどを備えても良い。特に、埋設管２内部は変形している可能性もあるので、クローラなどの走行能力の高い部材が用いられることが好適である。
【０１２８】
また、本体部３は、埋設管２における補修領域において停止できる位置決め制御部を備えておくことが好適である。位置決め制御部は、ジャイロやＧＰＳ機能を備えることで、本体部３（すなわち埋設管補修装置１）を、所定の補修領域で停止させることができる。ジャイロやＧＰＳ機能は、一般的に知られる公知技術が用いられれば実現可能である。あるいは、予め補修領域が検出されている状態であって、補修領域は、埋設管２の入り口（埋設管補修装置１の入り口）より所定の距離に位置することが分かっている場合には、位置決め制御部は、走行距離を測定できる機能を備えておけばよい。この走行距離から、位置決め制御部は、埋設管補修装置１を停止させるべき位置を把握できる。
【０１２９】
あるいは、位置決め制御部は、本体部３の姿勢を検出する姿勢検出部を更に備えていることもよい。埋設管２は、上下方向における勾配や左右方向における進行方向は一定であり、勾配や進行方向に急変が生じる場所は、埋設管２に屈曲や湾曲などの変形が生じていることを示す。位置決め制御部は、この姿勢検出部によって、姿勢の急変する位置を把握し、この位置が埋設管補修装置１の停止位置であると把握する。
【０１３０】
もちろん、本体部３が監視カメラを備えておき、監視カメラの画像に基づいて埋設管補修装置１の停止位置が決定されても良い。監視カメラからの画像が送信されて、作業者がこの画像を監視することで埋設管補修装置１の停止位置を制御してもよい。あるいは、監視カメラからの画像を受け取った位置決め制御部が、画像を判断して、埋設管補修装置１の停止位置を決定しても良い。例えば、画像処理によって、位置決め制御部は、本体部３の動作ベクトルの急激な変化を算出し、この急激な変化を生じさせた位置が停止位置であると判断する。
【０１３１】
また、位置決め制御部は、埋設管補修装置１が埋設管２内部を走行しながら、埋設管２の変形位置（補修領域）を検出することで停止位置を決定しても良い。あるいは、予め埋設管２の変形位置（補修領域）が特定されている場合には、この位置を特定する情報に基づいて停止位置を決定しても良い。
【０１３２】
（補修領域の決定）
図１１は、本発明の実施の形態２における埋設管補修装置のブロック図である。埋設管補修装置１は、位置決め制御部９および姿勢検出部９１を備えている。位置決め制御部９は、上述の通り、埋設管補修装置１の埋設管２内部での停止位置を決定する。
【０１３３】
また、位置決め制御部９は、姿勢検出部９１を備えている。姿勢検出部９１は、本体部３の姿勢を検出する。埋設管２は、複数の管路２１（コンクリート、金属、樹脂などで形成されている）が継ぎ手２２によって接続されているので、特殊な継ぎ手による分岐やカーブなどを除けば、まっすぐに延伸する。このため、埋設管２は、上下方向に生じる勾配、左右方向に生じる進行方向以外の方向性を有さないのが一般的であり、埋設管２内部そのものはまっすぐの状態である。
【０１３４】
姿勢検出部９１は、埋設管２内部を移動する本体部３の姿勢を検出する。例えば、姿勢検出部９１は、本体部３の上下方向の勾配や左右の進行方向のベクトルを検出する。埋設管２に変形が無ければ、姿勢検出部９１は、ベクトルの変化を検出しない。一方、埋設管２に屈曲や湾曲などの変形が生じていれば、勾配や進行方向のベクトルに変化が発生する。姿勢検出部９１は、このベクトルの変化を検出する場合に、この変化を生じさせた位置が変形している位置（すなわち補修の対象となる補修領域）であると判断する。
【０１３５】
図１２は、姿勢検出部９１によって本体部３の姿勢を検出することで、補修領域を検出する様子を示している。図１２は、本発明の実施の形態２における補修領域を検出する状態を説明する説明図である。図１２は、屈曲している埋設管２内部を移動する埋設管補修装置１の移動経路を示している。
【０１３６】
姿勢検出部９１は、本体部３の移動経路における本体部３の姿勢を検出する。姿勢は、動きベクトルや測位などによって検出される。図１２においては、埋設管２は、あるところまではまっすぐの状態を維持しているが、継ぎ手２２において屈曲している。これは、継ぎ手２２の下側に空隙２０１が生じているからである。この空隙２０１によって、継ぎ手２２の上下の圧力バランスが悪くなって屈曲している。
【０１３７】
埋設管２がまっすぐな状態においては、本体部３の移動経路は、破線Ｂのようにまっすぐになるはずである。しかしながら、継ぎ手２２が屈曲しているために、継ぎ手２２の部分で本体部３の移動経路は、実線Ａのように屈曲する。この破線Ｂおよび実線Ａのそれぞれは、本体部３の移動方向のベクトルを示す。姿勢検出部９１は、この移動方向のベクトルから、本体部３の姿勢が急激に変化する位置を検出できる。図１２では、継ぎ手２２の部分で、移動方向のベクトルが急激に変化している（本来あるべき破線Ｂから実線Ａに変化している）ので、この位置において姿勢が急変している。この結果、姿勢検出部９１は、継ぎ手２２の部分が、屈曲や湾曲などの変形位置であることを判断できる。
【０１３８】
姿勢検出部９１がこの移動方向ベクトルの変化を算出することで、埋設管補修装置１は、埋設管２において補修すべき補修領域を検出できる。
【０１３９】
姿勢検出部９１は、検出した補修領域の位置情報を位置決め制御部９に出力する。位置決め制御部９は、受け取った位置情報に基づいて、本体部３の移動を停止させ、補修作業を行える位置に埋設管補修装置１を停止させる。また、姿勢検出部９１は、検出した補修領域の位置情報を、通信手段（無線通信あるいは有線通信であって、公知技術として知られている通信手段）によって埋設管２外部で作業する作業者（作業者が使用する端末）に通知する。この通知に基づいて、作業者が位置決め制御部９の遠隔操作を介して、埋設管補修装置１の作業位置を決定して停止させる。
【０１４０】
姿勢検出部９１は、検出した補修領域の位置情報を制御部１０に出力する。制御部１０は、穿孔ユニット４、除去ユニット５および注入ユニット６の動作を制御する。制御部１０は、姿勢検出部９１から受け取った補修領域の位置を確認し、穿孔ユニット４などを動作させて、実施の形態１で説明したように埋設管２の補修を行う。
【０１４１】
また、姿勢検出部９１は、位置情報を埋設管２外部の作業者（あるいは作業者の端末）に出力する。作業者は、この位置情報に基づいて、位置決め制御部９を遠隔制御して埋設管補修装置１を停止させる。更に、作業者は制御部１０を制御することで、穿孔ユニット４などを動作させて埋設管２の補修を行う。
【０１４２】
以上のように、姿勢検出部９１によって、埋設管補修装置１が補修のために停止すべき位置が検出され、位置決め制御部９による停止制御によって、埋設管補修装置１による埋設管２の補修が実行される。
【０１４３】
（監視ユニット）
埋設管補修装置１を用いた埋設管２の補修においては、作業者の便宜のために、埋設管補修装置１とセットとなる監視ユニットが備えられても良い。
【０１４４】
図１３は、本発明の実施の形態２における埋設管補修の状態を示す説明図である。図１３は、埋設管補修装置１とセットとなり、補修領域や補修領域での補修の状況の画像を撮像して、撮像画像を送信する監視ユニット３０を示している。監視ユニット３０は、埋設管補修装置１および補修領域を撮像できる撮像部３１、撮像した画像を送信する送信部３２と、を備えている。送信部３２は、無線通信および有線通信のいずれかによって撮像した画像を、作業者に送信する。図１３では、有線通信に用いられる信号ケーブル３３が示されている。信号ケーブル３３は、外部の表示手段などと接続しており、撮像画像を送信する。
【０１４５】
作業者は、埋設管２の外部において、送られてくる撮像画像を確認しながら、監視ユニットや埋設管補修装置１を操作する。操作に当たっては、操作端末が用いられる。作業者が遠隔的に操作している状況を図１４に示す。図１４は、本発明の実施の形態２における埋設管補修方法の実施を示す説明図である。
【０１４６】
作業者５０は、埋設管２の外部において操作端末４０を操作することで、埋設管２内部を移動する埋設管補修装置１の動作を制御する。操作端末４０は、表示装置４１を備えており、表示装置４１は、監視ユニット３０から送信されてくる撮像画像を表示する。作業者５０は、表示手段４１に表示される撮像画像を見ながら埋設管補修装置１を制御する。このとき、操作端末４０は、無線通信もしくは有線通信によって、操作端末４０に入力された命令を埋設管補修装置１に出力する。埋設管補修装置１は、自律して動作する以外の動作においては、この操作端末４０から送信される命令に従った動作を行う。
【０１４７】
例えば、操作端末４０は、埋設管補修装置１の制御部１０に命令を信号として出力する。この信号を受けた制御部１０は、埋設管補修装置１を所定位置で停止させたり、穿孔ユニット４などの動作を制御したりする。
【０１４８】
これらの作業においては、実際の補修領域での作業状態が見える状態であることが、適切な補修作業においては好ましい。表示装置４１に監視ユニット４０からの撮像画像が表示されるので、作業者５０は、この画像を確認しながら、適切な命令を埋設管補修装置１に出力できる。例えば、補修領域での作業であるかを確認できるし、補修の進行状態を確認することもできる。監視ユニット３０によって、作業者５０が、補修の状態を確認しながら補修を実施できるようになる。
【０１４９】
作業者５０は、次の手順で埋設管２の変形を補修する。
（１）埋設管補修装置１と監視ユニット３０を、対象となる埋設管２に投入する。作業者５０は、埋設管補修装置１と監視ユニット３０とを、操作端末４０からの命令によって埋設管２内部を移動させる。
（２）埋設管補修装置１は、姿勢検出部９１の動作によって、埋設管２の変形部分を特定する。特定すると、特定できた補修領域の位置情報を、姿勢検出部９１は、操作端末４０に送信する。
（３）作業者５０は、特定された補修領域の位置情報に基づいて、補修領域の撮像画像（監視ユニット３０が撮像する）を、表示手段４１によって確認する。
（４）作業者５０は、確認した画像によっては、埋設管補修装置１の停止位置を制御する。このとき、操作端末４０からの命令信号によって制御する。
（５）作業者５０は、操作端末４０を通じて、埋設管補修装置１に、穿孔ユニット４によって第１貫通孔７を穿孔することを命じる。命令を受けた穿孔ユニット４は、埋設管２の屈曲内側の位置に、第１貫通孔７を穿孔する。
（６）作業者５０は、操作端末４０を通じて、埋設管補修装置１に、除去ユニット５によって除去領域の土砂を除去することを命じる。この命令を受けた除去ユニット５は、第１貫通孔７を通じて空気圧や水圧を掛けることで、除去領域の土砂を除去する。なお、除去の工程を、監視ユニット３０から送信される撮像画像によって、作業者５０は確認できる。
（７）次に、作業者５０は、操作端末４０を通じて、埋設管補修装置１に、穿孔ユニット４によって第１貫通孔７と対向する位置（異なる位置であって、空隙２０１に接続される位置であればよい）に第２貫通孔８を穿孔することを命じる。この命令を受けた穿孔ユニット４は、第２貫通孔８を穿孔する。なお、この穿孔においては、監視ユニット３０から送信される画像を確認しながら、作業者５０は、正確な位置に第２貫通孔８を穿孔できる。
（８）次に、作業者５０は、操作端末４０を通じて埋設管補修装置１に対して、注入ユニット６によって空隙２０１に膨張材６１を注入することを命じる。膨張材６１は、本体部３に収容されていても良いし、供給管路を通じて供給されても良い。この命令を受けた注入ユニット６は、第２貫通孔８を通じて膨張材６１を空隙２０１に注入する。このとき、作業者５０は、監視ユニット３０から送信される撮像画像を確認しながら膨張材６１の膨張に伴う埋設管２の上昇を確認できる。屈曲している埋設管２がまっすぐになったことを確認して（作業者５０が、監視ユニット３０からの画像で確認しても良いし、姿勢検出部９１から送信される本体部３の姿勢の値によって確認しても良い）、膨張材６１の注入が終了する。
（９）次いで、作業者５０は、操作端末４０を通じて埋設管補修装置１に対して、注入ユニット６によって除去領域に充填材６２を注入することを命じる。この命令によって、注入ユニット６は、第１貫通孔７を通じて除去領域に生じた空隙に、充填材を注入する。この充填材６２の注入によって、まっすぐに戻された埋設管２の周囲は、十分に固められることになる。
【０１５０】
以上のように、作業者５０が操作端末４０を通じて、埋設管補修装置１を操作しながら埋設管２の変形を補修できる。もちろん、上述の（１）〜（９）の手順の一部もしくは全部が、埋設管補修装置１によって自動で行われても良い。このように、監視ユニット３０や操作端末４０が備わることで、埋設管２の補修がより容易となる。
【０１５１】
なお、監視ユニット３０は、図１３では、埋設管補修装置１と別の装置となっているが、一体の装置であってもよい。
【０１５２】
以上のように、実施の形態２における埋設管補修装置および埋設管補修方法は、埋設管内部に作業者が入ったり、埋設管を掘り起こしたりすること無く、容易かつ確実に埋設管２の変形を補修できる。
【０１５３】
（実施の形態３）
【０１５４】
次に、実施の形態３について説明する。
【０１５５】
実施の形態３では、埋設管補修装置１が、ジャイロ機構、移動ベクトル、ＧＰＳ機構ではなく、本体部３から延伸するアームによって、埋設管２の変形を検出する機能について説明する。埋設管補修装置１は、埋設管２の変形を補修する以外に、埋設管２の変形を正確に検出できることが好ましい。変形が正確に検出できることで、埋設管２の補修にもメリットを生じる。
【０１５６】
（全体概要）
図１５は、本発明の実施の形態３における埋設管補修装置の斜視図である。
【０１５７】
埋設管補修装置１は、埋設管内部を移動可能な本体部３と、本体部３から延伸するアーム部１０４とを備える。アーム部１０４は、複数のアームを備えており、複数のアームのそれぞれは、埋設管の内壁に接触して移動可能な接触部を備えている。図１５では、アーム部１０４は、第１アーム１０５と第２アーム１０６とを備えている。もちろん、第３アームとなる３つ以上のアームを有していてもよい。アーム部１０４が３以上のアームを備えることで、埋設管補修装置１は、埋設管形状を３次元的に算出しやすくなる。
【０１５８】
アーム部の備える各アームは、本体部３を基準に、傘のように開閉したり伸縮したりして、アームの備える接触部を常に埋設管の内壁に接触させることができる。
【０１５９】
埋設管補修装置１は、距離算出部１２０と角度算出部１２１を更に備える。加えて、埋設管補修装置１は、埋設管の内部形状を算出する形状算出部１２２を備える。なお、距離算出部１２０、角度算出部１２１のそれぞれは、本体部３の内部に備えられてもよいし、アーム部１０４に備えられても良い。また、形状算出部１２２は、本体部３あるいはアーム部１０４の内部に備えられてもよいし、埋設管補修装置１の外部に設けられても良い。
【０１６０】
埋設管補修装置１は、埋設管内部を移動する。この移動の際において、本体部３からアーム部１０４が開閉あるいは伸縮して、複数のアームのそれぞれが有する接触部が、埋設管内壁に接触する。複数のアームのそれぞれは、それぞれが有する接触部が常に埋設管の内壁に接触（物理的に厳密な接触を必要とせず、埋設管の内壁から一定距離を保つ状態でもよい）させるように、開閉あるいは伸縮する。埋設管補修装置１は、複数のアームのそれぞれの開閉や伸縮を利用して、複数の接触部のそれぞれを埋設管の内壁に接触させながら埋設管内部を移動する。
【０１６１】
図１５に示されるように、アーム部１０４から複数のアームが傘のように開閉し、各アームに接続されている接触部は、埋設管２の内壁２３に接触している。このように、埋設管補修装置１は、複数のアームを動作させて複数の接触部のそれぞれを内壁２３に接触させながら、埋設管２内部を移動する。この際に、距離算出部１２０が、接触部の移動距離や接触部同士の距離を算出し、角度算出部１２１が、接触部と内壁２３との角度を算出する。さらに、距離算出部１２０と角度算出部１２１の算出結果に基づいて、形状算出部１２２が埋設管２の形状を算出する。
【０１６２】
埋設管補修装置１は、複数のアームの開閉や伸縮を動作させながら、接触部を内壁３１に常に接触させることで、埋設管２の形状を算出する。
【０１６３】
埋設管補修装置１は、埋設管２内部を移動する。このとき、アーム部１０４から複数のアーム（図１５では、第１アーム１０５と第２アーム１０６も含まれている）が開閉する。複数のアームのそれぞれは、接触部（図１５では、第１接触部１０７と第２接触部１０８が含まれている）を備えており、接触部のそれぞれは、内壁３１に接触している。この接触部の接触状態を保ったまま、埋設管補修装置１は、埋設管２の内部を移動する。
【０１６４】
図１５に示されるように、埋設管補修装置１は、複数のアームを用いて、複数の接触部のそれぞれを常に埋設管２の内壁３１に接触させながら、埋設管２内部を移動する。この移動の際に、距離算出部１２０および角度算出部１２１が、埋設管２の形状を算出するのに必要なデータを収集する。この収集されたデータを元に、形状算出部１２２が、埋設管２の形状を算出する。
【０１６５】
すなわち、埋設管補修装置１は、これらのアーム、アームに取り付けられた接触部、距離算出部１２０、角度算出部１２１、形状算出部１２２を用いることで、移動する埋設管２内部の形状を検出できる。この検出によって、埋設管補修装置１は、埋設管２において変形している位置を特定できるので、補修すべき補修領域を検出できる。検出の結果、埋設管補修装置１は、埋設管２の変形を補修できる。
【０１６６】
（埋設管補修装置による埋設管の形状検出）
【０１６７】
埋設管補修装置１の動作を、第１アーム１０５と第２アーム１０６を例として説明する。図１５は、第１アーム１０５と第２アーム１０６とを示している。
【０１６８】
なお、内壁２３と内壁２４とは、同じ埋設管２の内壁であるが、図を用いた説明を分かりやすくするために、同じ内壁であっても、第１接触部１０７が接触する内壁部分を内壁２３とし、第２接触部１０８が接触する内壁部分を内壁２４として説明する。以降も同様である。
【０１６９】
埋設管補修装置１は、本体部３を備え、本体部３は、埋設管２内部を移動する。この移動に際しては、第１アーム１０５と第２アーム１０６とが、本体部３を基準として傘のように開閉する。第１アーム１０５は第１接触部１０７を備え、第２アーム１０６は、第２接触部１０８を備える。第１アーム１０５は、第１接触部１０７を、内壁３１に接触させるように開閉し、第２アーム１０６は、第２接触部１０８を内壁３２に接触させるように開閉する。なお、第１アーム１０５および第２アーム１０６は、本体部３を基準に開閉するだけでなく、伸縮することによって、第１接触部１０７と第２接触部１０８とを内壁２３、２４に接触させるようにしてもよい。
【０１７０】
距離算出部１２０と角度算出部１２１は、埋設管の形状を算出するのに必要なデータを収集する。このとき、埋設管補修装置１は、第１接触部１０７および第２接触部１０８を、内壁２３、２４に接触させながら移動する。このため、埋設管補修装置１は、埋設管２の内壁２３、２４に沿った接触部からのデータを、常に得ることができる。なお、開閉や伸縮は、第１接触部１０７および第２接触部１０８が備える接触センサーや距離センサーなどによって実現される。また、全ての接触部が常に内壁２３、２４に接触している必要はなく、埋設管補修装置１が、埋設管の形状を算出するに足りるデータを集めることができればよい。
【０１７１】
図１５において、埋設管２のある断面位置を基準面１４０とする。基準面１４０は、任意に定められればよく、例えば埋設管補修装置１が移動を開始した位置を基準面１４０としてもよい。
【０１７２】
距離算出部１２０は、基準面１４０からの第１接触部１０７の移動距離を、第１距離ａとして算出する。更に、距離算出部１２０は、基準面１４０からの第２接触部１０８の移動距離を、第２距離ｂとして算出する。加えて、距離算出部１２０は、第１接触部１０７と第２接触部１０８との間の直線距離を、第３距離Ｌとして算出する。
【０１７３】
角度算出部１２１は、第１接触部１０７が接触する内壁２３の接線に対して、第１アーム１０５が形成する角度を、第１角度αとして算出する。更に、角度算出部１２１は、第２接触部１０８が接触する内壁２４の接線に対して、第２アーム１０６が形成する角度を、第２角度βとして算出する。
【０１７４】
埋設管補修装置１は、第１接触部１０７および第２接触部１０８を常に内壁２３、２４に接触させながら埋設管２内部を移動するので、埋設管補修装置１が、埋設管２内部を移動している間は、距離算出部１２０は、第１距離ａ、第２距離ｂおよび第３距離Ｌを正確に算出できる。同様に、角度算出部１２１も、埋設管補修装置１が埋設管２内部を移動している間は、第１角度αおよび第２角度βを正確に算出できる。
【０１７５】
形状算出部１２２は、第１距離ａ、第２距離ｂ、第３距離Ｌ、第１角度α、第２角度βの少なくとも一つに基づいて、埋設管２の内部形状を算出する。埋設管２の内部形状とは、（１）埋設管の湾曲や屈曲、（２）埋設管の内径変化、（３）埋設管内部の障害物、（４）埋設管の傾斜、などを含む。第１距離ａ、第２距離ｂ、第３距離Ｌ、第１角度α、第２角度βは、埋設管２の（１）〜（４）に係る内部形状を示すデータである。
【０１７６】
形状算出部１２２は、第１距離ａ、第２距離ｂ、第３距離Ｌ、第１角度α、第２角度βの少なくとも一つに基づいて、埋設管２の内部形状を算出できるので、埋設管補修装置１は、埋設管２の内部を移動することで、埋設管２の３次元形状を算出できる。このとき、埋設管補修装置１は、埋設管２の入り口から投入されて移動するので、埋設管２の形状算出のために、埋設管２を掘り起こす必要はない。
【０１７７】
（形状算出の詳細）
次に、形状算出部による、埋設管の形状算出の詳細について説明する。
【０１７８】
図１６は、本発明の実施の形態３における埋設管の形状算出の模式図である。
【０１７９】
形状算出部１２２は、第１距離ａ、第２距離ｂ、第３距離Ｌ、第１角度α、第２角度βに基づいて、埋設管２の所定位置における微小幅の立体形状１５０を算出する。
【０１８０】
なお、図１６では、複数の立体形状１５０が示されているが、図の見易さのために、立体形状の一つに符号「１５０」を付与している。しかしながら、埋設管補修装置１の移動に従って立体形状１５０は、次々と連続的に得られる。この結果、図１６に示されるように、形状算出部１２２は、複数の立体形状１５０を算出できる。
【０１８１】
図１６に示される立体形状１５０は、第１距離ａ、第２距離ｂ、第３距離Ｌ、第１角度α、第２角度βによって算出される。なお、実際には、第１距離ａ、第２距離ｂ、第３距離Ｌ、第１角度α、第２角度βで算出される立体形状であるが、ここでは、説明の簡便のために、図１６に示される立体形状１５０は、平面形状として示している。実際には、第３アームによって、第１アームと第２アームによって算出される第１距離ａ、第２距離ｂ、第３距離Ｌ、第１角度α、第２角度β、第２アームと第３アームとによって算出される第１距離ａ、第２距離ｂ、第３距離Ｌ、第１角度α、第２角度β、第３アームと第１アームとによって算出される第１距離ａ、第２距離ｂ、第３距離Ｌ、第１角度α、第２角度β、から、３次元の微小な立体形状１５０が算出される。
【０１８２】
立体形状１５０は、図１６に示されるとおり、第１距離ａ、第２距離ｂ、第３距離Ｌ、第１角度α、第２角度βによって、その形状が定まる。
【０１８３】
複数の立体形状１５０の一つである立体形状１５０ａを基に説明する。
【０１８４】
立体形状１５０ａでは、第１距離ａと第２距離ｂとで、立体形状１５０ａの幅が示される。また、立体形状１５０ａでは、第３距離Ｌ１と第３距離Ｌ２とで、埋設管２の内径変化が示される。更に、第１角度αと第２角度βとで、立体形状１５０ａの径変化が示される。
【０１８５】
このように、立体形状１５０ａは、第１距離ａ、第２距離ｂ、第３距離Ｌ１、Ｌ２、第１角度α、第２角度βによって、その形状および体積が算出される。形状算出部１２２は、第１距離ａ、第２距離ｂ、第３距離Ｌ、第１角度α、第２角度βを用いて、微小幅の立体形状１５０を連続的に算出する。この連続する複数の微小幅の立体形状１５０は、埋設管２の形状を近似できる。図１６に示される近似形状１６０は、連続する複数の立体形状１５０によって、埋設管２の形状を近似したものである。但し、図面の都合上、図１６においては、二次元で示している。
【０１８６】
この近似形状１６０の算出により、埋設管補修装置１は、埋設管２の形状を把握できる。
【０１８７】
近似形状１６０は、埋設管２の形状の内、（１）埋設管の湾曲や屈曲、（２）埋設管の内径変化、（３）埋設管内部の障害物、（４）埋設管の傾斜、を含んでいる。このため、近似形状１６０によって、埋設管２の形状に含まれる、種々の要素が取得できる。
【０１８８】
形状算出部１２２は、第１距離ａ、第２距離ｂ、第３距離Ｌ、第１角度α、第２角度βに基づいて、近似形状１６０を算出できるが、この近似形状１６０によって、埋設管２の３次元形状を一度に算出してもよいし、近似形状１６０の算出の過程で、埋設管２の形状に含まれる（１）〜（４）の要素のいずれかのみを算出しても良い。
【０１８９】
（内径変化の算出）
【０１９０】
形状算出部１２２は、第３距離Ｌの変化に基づいて、埋設管２の内径変化を算出する。ここで、形状算出部１２２は、「埋設管２の内径が変化した、という現象を把握する」こともできるし、「埋設管２の内径の変化数値を算出する」こともできる。埋設管補修装置１を使用する使用者は、必要に応じて、「変化を把握」したり「変化量を算出」したりすればよい。
【０１９１】
埋設管補修装置１は、埋設管２の内部を移動する。移動に際して、第１アーム１０５は、第１接触部１０７を内壁３１に接触させ、第２アーム１０６は、第２接触部１０８を内壁３２に接触させる。このため、第１接触部１０７と第２接触部１０８とは、埋設管２の内壁に沿って移動することになる。
【０１９２】
距離算出部（図示せず）は、第１接触部１０７と第２接触部１０８との直線距離を、第３距離として算出する。このとき、本体部３の移動に合わせて、距離算出部は、第３距離を算出する。形状算出部（図示せず）は、本体部３の移動によっても、第３距離の値に変化が無ければ、埋設管２の内径に変化はないと判断する。一方、埋設管２の内径に変化がある場合には、本体部３の位置によって、第３距離に相違が生じる。
【０１９３】
例えば、右から左にかけて埋設管２の内径が拡大している場合には、本体部３が右から左に移動するにつれて、算出される第３距離Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３は、次第に大きくなっている。すなわち、
【０１９４】
Ｌ１  ＜  Ｌ２  ＜  Ｌ３
【０１９５】
の関係を、第３距離Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３は有している。
【０１９６】
この第３距離の変化は、埋設管２の内径が、右から左にかけて拡大していることによる。逆に言えば、算出される第３距離Ｌ１，Ｌ２、Ｌ３が、
【０１９７】
Ｌ１  ＜  Ｌ２  ＜  Ｌ３
【０１９８】
の関係を有する場合には、埋設管２の内径が拡大していることが算出される。また、第３距離Ｌ１，Ｌ２、Ｌ３の値から、埋設管２の内径の拡大数値も算出される。
【０１９９】
逆に、本体部３の移動方向に沿って、第３距離が減少していけば、埋設管２の内径が、次第に縮小していることが算出される。あるいは、第３距離が増加と減少を繰り返せば、埋設管２の内径が、増減していることが算出される。
【０２００】
このように、形状算出部は、第３距離の変化に基づいて、埋設管２の内径変化を算出できる。
【０２０１】
また、形状算出部は、第１距離、第２距離、第３距離、第１角度、第２角度の全てを用いて、埋設管２の内径変化を算出しても良い。図１７を用いて、形状算出部が、埋設管２の内径変化を算出する処理を説明する。図１７は、本発明の実施の形態３における埋設管の内径変化算出を説明する模式図である。
【０２０２】
図１７は、埋設管２内部の３箇所において算出された、第１距離、第２距離、第３距離、第１角度、第２角度を示している。
【０２０３】
形状算出部は、Ａｎ−１のベクトルとａｎ−１のベクトルから、次の位置のＡｎのベクトルを算出する。これは、（数１）に示されるとおりである。同様に、形状算出部は、Ｂｎ−１のベクトルとｂｎ−１のベクトルから、次の位置のＢｎのベクトルを算出する。これは（数２）に示されるとおりである。
【０２０４】
【数１】
0005555902.tif 000002
【０２０５】
【数２】
0005555902.tif 000003
【０２０６】
このようにして、第１距離、第２距離、第３距離、第１角度、第２角度で得られるベクトルによって、第１接触部１０７と第２接触部１０８との次の位置を算出できる。この算出される次の位置の座標から、埋設管２の内径変化が算出できる。
【０２０７】
このように、形状算出部は、第３距離、あるいは第１距離、第２距離、第３距離、第１角度、第２角度の全てによって、埋設管２の内径変化を算出できる。
【０２０８】
（埋設管の湾曲、屈曲の算出）
【０２０９】
次に、埋設管の湾曲および屈曲の算出について説明する。
形状算出部は、第１距離、第２距離、第３距離、第１角度、第２角度に基づいて、埋設管２の湾曲や屈曲を算出する。ここで、形状算出部は、図１６に示されるように、連続する微小幅の立体形状に基づいて埋設管２の３次元形状を得ることで、結果的に、埋設管２の湾曲および屈曲を算出しても良い。
【０２１０】
また、形状算出部は、第１距離と第２距離との差分に基づいて、埋設管２の湾曲および屈曲を算出しても良い。図１８は、本発明の実施の形態３における埋設管の湾曲および屈曲の算出を示す模式図である。
【０２１１】
埋設管補修装置１は、埋設管２の内部を移動する。この移動に際して、本体部３から第１アーム１０５と第２アーム１０６とが延伸する。第１アーム１０５は、第１接触部１０７を、埋設管２の内壁２３に常に接触させ、第２アーム１０６は、第２接触部１０８を、埋設管２の内壁２４に常に接触させる。基準面を基準に、第１接触部１０７の移動距離を第１距離ａとし、第２接触部１０８の移動距離を第２距離ｂとする。
【０２１２】
埋設管２が湾曲や屈曲をしていなければ、第１距離ａと第２距離ｂとは、等しくなるはずである。これに対して、図１８に示されるように、埋設管２が湾曲している場合には、第１距離ａと第２距離ｂとの差分が生じる。図１８においては、第１アーム１０５側から第２アーム１０６側に向かって埋設管２が湾曲しているので、湾曲部分では、第１距離ａは、第２距離ｂよりも大きくなる。このため、第１距離ａと第２距離ｂとは、差分を有する。
【０２１３】
形状算出部は、この差分を算出して、埋設管２の湾曲や屈曲を算出する。
【０２１４】
なお、図１８で示される埋設管２の湾曲は、平面方向でも垂直方向でもいずれでもよく、埋設管補修装置１は、いずれの方向への湾曲や屈曲でも算出できる。特に、説明の便宜のために、図１８においては、第１アーム１０５と第２アーム１０６の、２つのアームでの算出の様子を示しているが、第３アームを用いることで、平面方向および垂直方向のいずれにおける湾曲や屈曲でも、埋設管補修装置１は、同時に算出できる。
【０２１５】
また、形状算出部は、第１距離ａと第２距離ｂとに差分が生じていれば、（１）埋設管２が湾曲ないしは屈曲している、との事実を把握できる。更に、第１距離ａと第２距離ｂとの差分量に基づいて、形状算出部は、（２）埋設管２の湾曲ないしは屈曲の量、を算出できる。
【０２１６】
ここで、形状算出部は、第１距離ａと第２距離ｂの差分のみで、（１）埋設管２が湾曲ないしは屈曲している、との事実を把握できる。すなわち、埋設管形状算出部１を用いるシステムが、埋設管２の湾曲ないしは屈曲の事実のみを必要とする場合には、形状算出部は、第１距離ａと第２距離ｂの差分を検出するだけでよい。
【０２１７】
一方、形状算出部は、第１距離ａおよび第２距離ｂの差分量から、（２）埋設管２の湾曲ないしは屈曲の量を算出することもできるし、第１距離、第２距離、第３距離、第１角度、第２角度に基づいて（言い換えると、微小幅の立体形状に基づいて）、（２）埋設管２の湾曲ないしは屈曲の量を算出することもできる。
【０２１８】
前者の場合には、埋設管補修装置１は、第１距離ａと第２距離ｂとの差分量に基づいて、（２）埋設管２の湾曲ないしは屈曲の量、を算出できる。例えば、形状算出部は、埋設管２の本来形状（直径や長さなど）と、第１距離ａおよび第２距離ｂの差分量との関係テーブルを予め備えておく。形状算出部は、この関係テーブルに基づいて、（２）埋設管２の湾曲ないしは屈曲の量を、算出できる。
【０２１９】
後者の場合には、埋設管補修装置１は、第１距離、第２距離、第３距離、第１角度、第２角度に基づいて、埋設管２の３次元形状を算出する過程で、（２）埋設管２の湾曲ないしは屈曲の量を算出できる。この場合には、埋設管２の３次元形状を算出した上で、（２）埋設管２の湾曲ないしは屈曲の量を算出できるので、より高い精度で、算出できる。
【０２２０】
このように、埋設管補修装置１は、仕様や要求に応じて、（１）埋設管２が湾曲ないしは屈曲しているとの事象、（２）埋設管２の湾曲ないしは屈曲の量のいずれか（あるいは両方）を選択的に算出できる。
【０２２１】
以上のように、埋設管補修装置１は、本体部３から延伸するとともに埋設管２の内壁に接触可能なアームを有することで、埋設管２の形状を検出できる。この検出によって、埋設管補修装置１は、埋設管２の変形部分を特定して埋設管２の変形を補修できる。
【０２２２】
なお、埋設管補修装置１は、検出した埋設管２の変形を、実施の形態２で説明した作業者５０が使用する操作端末４０に送信しても良い。
【０２２３】
また、実施の形態１〜３で説明した埋設管補修装置を用いた補修方法や埋設管補修方法は、所定のコンピュータプログラムによって実現されても良い。予めプログラミングされたコンピュータプログラムによって、形成されたプログラムに基づいて、ＣＰＵによってコンピュータが動作することで、実施の形態１〜３で説明した埋設管の補修が実行される。
【０２２４】
以上、実施の形態１〜３で説明された埋設管補修装置は、本発明の趣旨を説明する一例であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲での変形や改造を含む。
【符号の説明】
【０２２５】
１    埋設管補修装置
２    埋設管
２１    管路
２２    継ぎ手
２３、２４    内壁
２０１    空隙
２０２    除去領域
３    本体部
４    穿孔ユニット
５    除去ユニット
６    注入ユニット
６１    膨張材
６２    充填材
７    第１貫通孔
８    第２貫通孔
９    位置決め制御部
９１    姿勢検出部
１０    制御部
３０    監視ユニット
４０    操作端末
４１    表示装置
５０    作業者
１０５    第１アーム
１０６    第２アーム
１０７    第１接触部
１０８    第２接触部
１２０    距離算出部
１２１    角度算出部
１２２    形状算出部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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