(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
既設管を更生するための長尺の帯状部材を巻き回して形成されたプロファイルコイルを円周方向に回転させるためのコイルローラであって、
このコイルローラは、
基台と、
基台に回転軸が軸支され、プロファイルコイルに対し、円周方向への回転力を付与する回転体と、
回転体を回転させるための回転力を出力する駆動源と、
回転体の回転数を決定するフットスイッチが備えられた遠隔操作装置と、
を具備することを特徴とするコイルローラ。
【請求項２】
請求項１に記載のコイルローラにおいて、
基台に回転軸が軸支された回転体が、プロファイルコイルの周縁に接して回転することによって、プロファイルコイルを円周方向に回転させるコイルローラ。
【請求項３】
請求項２に記載のコイルローラにおいて、
回転体の外周部分が、エラストマーによって被覆されてなるコイルローラ。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載のコイルローラにおいて、
駆動源の回転軸にはウォームギヤを配すると共に、回転体の回転軸にはウォームホイールを配し、
ウォームギヤとウォームホイールとを介して、駆動源の回転力が回転体に伝達されるコイルローラ。
【請求項５】
請求項４に記載のコイルローラにおいて、
ウォームギヤのねじれ角が０〜３０度に設定されてなるコイルローラ。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１項に記載のコイルローラにおいて、
駆動源が水密性の外箱によって覆われてなるコイルローラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、既設管を更生するための長尺の帯状部材を巻き回して形成されたプロファイルコイルを円周方向に回転させるためのコイルローラに関する。
【背景技術】
【０００２】
農業用水管、下水道管、上水道管などの既設管が、ひび割れや腐食などを生じたり、老朽化したりした場合の対策の一つとして、長尺の帯状部材を巻き回して形成されたプロファイルコイルを地上に設置すると共に既設管内に製管機を配置し、前記プロファイルコイルから帯状部材を製管機に連続的に供給しながら螺旋状に巻回すことによって、帯状部材が螺旋状に付加形成された更生管を既設管の管路に沿って形成する更生方法が実施されている。
【０００３】
この更生方法においては、帯状部材を螺旋状に巻き回しながら製管するので、プロファイルコイルから引き出した帯状部材にはねじれが生じる。製管が進むにつれて帯状部材にねじれが蓄積されると、帯状部材が折れ曲ったり、破断したりするといった不具合が生じる。
【０００４】
そのため、帯状部材をプロファイルコイルから引き出す際に、プロファイルコイルを円周方向に回転させることによって帯状部材に過剰なねじれが生じないようにする手段が提案されている（例えば、下記特許文献１参照。）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０‐１６６４４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載の発明においては、プロファイルコイルを円周方向に回転させるにあたり、モータによる駆動力を利用する旨が開示されている。これにより、プロファイルコイルを回転させる人的労力は軽減される。
【０００７】
しかしながら、製管作業時における帯状部材のねじれは常に一定でなく、プロファイルコイルの回転状態は帯状部材のねじれ状態に応じて適宜変更する必要がある。
【０００８】
ところが、実際の作業現場において、プロファイルコイルから帯状部材を引き出す作業員は、引き出した帯状部材を両手で捌きつつ、立坑を介して帯状部材を既設管内に順次投入する作業を継続的に行うことから、プロファイルコイルの回転状態を制御する余裕はない。
【０００９】
そのため、プロファイルコイルから帯状部材を引き出す作業員とは別に、プロファイルコイルの回転状態を制御する作業員を配する必要があった。
【００１０】
本発明は、前記技術的課題を解決するために開発されたものであり、長尺の帯状部材を巻き回して形成されたプロファイルコイルから帯状部材を引き出す作業のために配された作業員によってプロファイルコイルの回転状態を制御することを可能にする新規なコイルローラ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】
【００１１】
本発明のコイルローラは、既設管を更生するための長尺の帯状部材を巻き回して形成されたプロファイルコイルを円周方向に回転させるためのコイルローラであって、このコイルローラは、基台と、基台に回転軸が軸支され、プロファイルコイルに対し、円周方向への回転力を付与する回転体と、回転体を回転させるための回転力を出力する駆動源と、回転体の回転数を決定するフットスイッチが備えられた遠隔操作装置と、を具備することを特徴とする。
【００１２】
即ち、本発明のコイルローラにおいては、プロファイルコイルに対し、円周方向への回転力を付与する回転体の回転数の決定につき、フットスイッチが備えられた遠隔操作装置を介して行えるようにしているから、プロファイルコイルから帯状部材を引き出す作業のために配された作業員が、作業を中断することなく遠隔操作装置を足で操作することが可能となる。これより、コイルローラを専門的に操作する作業員が不要となり、省人化が可能となる。
【００１３】
なお、本発明において、「プロファイルコイル」とは、長尺の帯状部材を一端から巻き回し、順に外周に巻足していくことによってコイル状に形成した帯状部材の巻き物を意味する。具体的に例えば、帯状部材を単独で巻き回すことによってコイル状に形成したものや、円筒状のドラムを心材として、このドラムの外周に帯状部材を巻き付けたものなどを挙げることができる。
【００１４】
本発明において、プロファイルコイルに対し、円周方向への回転力を付与する手段については特に限定されるものではない。プロファイルコイルに対し、円周方向への回転力を付与する一般的な手段としては、プロファイルコイルの中心に棒状の回転体を挿入し、この回転体を回転させることによってプロファイルコイルを円周方向に回転させる手段や、プロファイルコイルの周縁に回転体を接触させ、この回転体を回転させることによって、プロファイルコイルを円周方向に回転させる手段などを挙げることができる。
【００１５】
ここで、プロファイルコイルの中心に棒状の回転体を挿入し、この回転体を回転させることによってプロファイルコイルを円周方向に回転させる手段に比べ、プロファイルコイルの周縁に回転体を接触させ、この回転体を回転させることによって、プロファイルコイルを円周方向に回転させる手段は、コイルローラの剛性が確保し易く、しかも比較的低トルクでプロファイルコイルを回転させることができる利点がある。
【００１６】
これより、本発明においては、基台に回転軸が軸支された回転体が、プロファイルコイルの周縁に接して回転することによって、プロファイルコイルを円周方向に回転させることが好ましい。
【００１７】
本発明のコイルローラにおいて、回転体として、基台に回転軸が軸支され、プロファイルコイルの周縁に接して回転する回転体を用いる場合にあっては、回転体の外周部分を、エラストマーによって被覆することが好ましい。回転体の外周部分を、エラストマーによって被覆すれば、プロファイルコイルの外周に接して回転する回転体の摩擦力が向上し、回転開始時や停止時における回転体の空滑りを防止することができる。なお、本発明において「エラストマー」とは、ゴム状の弾力性を有する工業用材料のことを意味し、具体的に例えば、天然ゴムや合成ゴム等の加硫ゴムや、ウレタンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム等の熱硬化性樹脂系エラストマーなどを挙げることができる。
【００１８】
本発明のコイルローラにおいては、駆動源の回転軸にウォームギヤを配すると共に、回転体の回転軸にウォームホイールを配し、ウォームギヤとウォームホイールとを介して、駆動源の回転力が回転体に伝達されるようにすることが好ましい。
【００１９】
ウォームギヤとウォームホイールによる回転力の伝達は、通常の平歯車同士による回転力の伝達と比較して非常にスムーズで、しかも発生する騒音が非常に小さい利点がある。又、ウォームギヤが配された駆動源の回転軸の一回転に対し、ウォームホイールの歯が一齣進む構造のため、回転体の回転数の制御が非常に容易となる。
【００２０】
更に、ウォームギヤとウォームホイールによる回転力の伝達は、その構造上、ウォームギヤの回転をウォームホイールの回転に伝達することは容易である一方で、ウォームホイールの回転をウォームギヤに伝達することは困難である。即ち、ウォームギヤとウォームホイールによる回転力の伝達は、原則的に、ウォームギヤ側からウォームホイール側への一方向の伝達となる。
【００２１】
これより、不測の事態が生じて、プロファイルコイルの回転を停止する必要が生じた場合においても、駆動源の回転を停止すれば、いわゆるセルフストップ機能が働き、直ちに回転体の回転を停止することができる。
【００２２】
この場合、ウォームギヤのねじれ角を０〜３０度に設定すれば、より確実にセルフストップ機能を働かすことができる。
【００２３】
本発明のコイルローラにおいて、駆動源を水密性の外箱によって覆えば、駆動源に水が浸水して不具合が生じることを防止することができ、雨天時においても作業を遂行することが可能となる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明のコイルローラによれば、プロファイルコイルから帯状部材を引き出す作業のために配された作業員が、係る作業を継続しながらプロファイルコイルの回転状態を制御することが可能となる。これより、プロファイルコイルの回転状態を制御するための作業員が不要となり、省人化が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は、帯状部材が螺旋状に付加形成された更生管を既設管の管路に沿って形成している状況を模式的に示す説明図である。
【図２】図２は、コイルローラにプロファイルコイルを載置し、プロファイルコイルから帯状部材を引き出している状態を示す斜視図である。
【図３】図３は、別のコイルローラに別のプロファイルコイルを載置し、プロファイルコイルから帯状部材を引き出している状態を示す斜視図である。
【図４】図４は、更に別のコイルローラに更に別のプロファイルコイルを載置し、プロファイルコイルから帯状部材を引き出している状態を示す斜視図（ａ）及び分解斜視図（ｂ）である
【図５】図５は、ギヤ機構を拡大して示す斜視図である。
【図６】図６は、プロファイルコイルから帯状部材を引き出しながら、遠隔操作装置を作業員が操作している状態を示す説明図である。
【図７】図７は、作業員がフットスイッチを踏み込んでいる状態を示す斜視図であり、図７（ａ）は、フットスイッチを中ほどまで踏み込んでいる状態を示し、図７（ｂ）は、フットスイッチを最下端まで踏み込んでいる状態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明のコイルローラについて、図面を参照しつつ説明する。
【００２７】
図１は、長尺の帯状部材１００を巻き回したプロファイルコイル１０を地上に設置すると共に既設管２０内に製管機３０を配置し、前記プロファイルコイル１０から帯状部材１００を製管機３０に連続的に供給しながら螺旋状に巻回すことによって、帯状部材１００が螺旋状に付加形成された更生管４０を既設管２０の管路に沿って形成している状況を模式的に示す図である。
【００２８】
この際、プロファイルコイル１０はコイルローラ１に載置されており、帯状部材１００をプロファイルコイル１０から引き出しながら、プロファイルコイル１０を円周方向に回転させることによって、帯状部材１００に過剰なねじれが生じないようにしている。
【００２９】
図２に示すように、プロファイルコイル１０は、平行に配置された一対の円盤状のフランジ１１を有し、一対のフランジ１１は、連結ロッド１２によって一定の間隔をあけて相互に平行な状態で支持されている。帯状部材１００は、一対のフランジ１１間に存する空間においてコイル状に巻き回されている。
【００３０】
各フランジ１１の中心部には貫通孔１１ａが各々設けられており、帯状部材１００の巻き回し時及び搬送時には、貫通孔１１ａに円筒状の胴体（図示せず）が挿入されて、各フランジ間に架設状態で取り付けられる。この胴体は、帯状部材１００を巻き回す際の心材となる。
【００３１】
この胴体は、施工現場において貫通孔１１ａから引き抜かれるものであり、胴体が引き抜かれた貫通孔１１ａから帯状部材１００が引き出される。
【００３２】
コイルローラ１は、基台２と、基台２に回転軸３１が軸支され、プロファイルコイル１０の周縁（この場合、フランジ１１の周縁）に接して回転する４つのローラ３とを具備する。
【００３３】
基台２は、上部が開口した箱状の一対の基台本体２１と、一対の基台本体２１を一定の間隔（前記プロファイルコイル１０における一対のフランジ１１の間隔に対応させた間隔）をあけて相互に平行な状態で支持する支持ロッド２２とからなる。
【００３４】
ローラ３は、各基台本体２１に設けられた軸受部２１ａに回転軸が軸支され、プロファイルコイル１０の周縁に接して回転する。本実施形態において、軸受部２１ａは、各基台本体２１の前後２箇所に配されており、各軸受部２１ａに軸支された合計４個のローラ３によって、プロファイルコイル１０を４点で支持し得るように設計されている。
【００３５】
ローラ３は、剛性を確保するために鉄を主体として形成されており、ローラ３の外周部分（即ち、ローラ３におけるプロファイルコイル１０のフランジ１１に接する部分）には、ウレタンゴムが被覆されている。これにより、プロファイルコイル１０に接して回転するローラ３の摩擦力が向上し、プロファイルコイル１０の回転開始時や停止時におけるローラ３の空滑りを防止することができる。
【００３６】
ローラ３のうちの一つ（回転体３ａ）は、駆動源としての電動モータＭによって回転力が付与されており、電動モータＭが回転力を出力することによって、プロファイルコイル１０が円周方向に回転する。他の駆動力が付与されていない３つのローラ３は、プロファイルコイル１０の回転を受けて回転する。
【００３７】
本実施形態において、電動モータＭと、電動モータＭから出力される回転力を回転体３ａに伝達するギヤ機構５は、水密性の外箱４によって覆われている。又、外箱４を貫通する回転体３ａの回転軸３１は、外箱４内においてＯ‐リングを介在させることによってシールされており、雨天時などにおいて発生した水が外箱４内に浸入しないように構成している。
【００３８】
図３は、別のコイルローラ１に別のプロファイルコイル１０を載置し、プロファイルコイル１０から帯状部材１００を引き出している状態を示す斜視図である。
【００３９】
図３に示すプロファイルコイル１０は、帯状部材１００を単独でコイル状に巻き回したものである。
【００４０】
図３に示すコイルローラ１は、基台２と、基台２に回転軸３１が軸支され、プロファイルコイル１０の周縁（この場合、コイル状の帯状部材１００の外周）に接して回転する２本の棒状のローラ３とを具備する。
【００４１】
２本のローラ３は、一定の間隔をおいて平行に立設された基台本体２１にそれぞれ片持ち状態で軸支され、プロファイルコイル１０は２本のローラ３の上に載置される。なお、平行に立設された基台本体２１には、それぞれ一対の支持アーム２３が更に設けられており、プロファイルコイル１０は、一対の支持アーム２３に支えられることによって、安定的にコイルローラ１上に載置される。
【００４２】
２本のローラ３のうちの一方（回転体３ａ）は、駆動源としての電動モータＭによって回転力が付与されており、電動モータＭが回転力を出力することによって、プロファイルコイル１０が円周方向に回転する。他の駆動力が付与されていないローラ３は、プロファイルコイル１０の回転を受けて回転する。
【００４３】
図４（ａ）は、更に別のコイルローラ１に更に別のプロファイルコイル１０を載置し、プロファイルコイル１０から帯状部材１００を引き出している状態を示す斜視図である。
【００４４】
図４（ａ）に示すプロファイルコイル１０は、円筒状の胴体（図示せず）を挟んで一対の円盤状のフランジ１１が平行に配されたものであり、帯状部材１００は、円筒状の胴体に巻き回されている。
【００４５】
図４（ｂ）に示すように、コイルローラ１は、基台２と、基台２に回転軸３１が軸支されて回転する１本の棒状のローラ３とを具備する。
【００４６】
ローラ３は、基台２に片持ち状態で軸支されており、プロファイルコイル１０は、その中心軸にローラ３が挿入されることによってコイルローラ１に支持される。
【００４７】
ローラ３は、駆動源としての電動モータＭによって回転力が付与されており、電動モータＭが回転力を出力することによって、プロファイルコイル１０が円周方向に回転する。即ち、プロファイルコイル１０の中心軸に挿入されたローラ３が、回転体３ａとしての役割を担う。
【００４８】
図５に示すように、電動モータＭの回転力を回転体３ａに伝達するギヤ機構５は、電動モータＭの回転軸Ｍ１に配されたウォームギヤ５１と、回転体３ａの回転軸３１に配されたウォームホイール５２とからなる。電動モータＭの回転に伴って電動モータＭの回転軸Ｍ１に配されたウォームギヤ５１が回転することによって、ウォームギヤ５１と噛み合わされたウォームホイール５２が回転する。ウォームホイール５２の回転に伴って回転体３ａの回転軸３１が回転し、もって回転体３ａが回転する構成となっている。
【００４９】
ここで、ウォームギヤ５１と、ウォームホイール５２とからなるギヤ機構５には、いわゆるセルフストップ機能が働くため、例えば、不測の事態が生じて、プロファイルコイル１０の回転を停止する必要が生じた場合、電動モータＭの回転を停止すれば、直ちに回転体３ａの回転を停止することができる。これより、回転するプロファイルコイル１０の速やかな停止を行うことができ、操作上の安全性が向上する。なお、ウォームギヤ５１のねじれ角を０〜３０度の範囲内に設定すれば、より確実にセルフストップ機能を働かすことができる。
【００５０】
本実施形態においては、電動モータＭに供給される電力は図示しない整流器によって直流に変換されている。そして、本実施形態においては、電動モータＭに供給される直流電流の正負を変更するスイッチ回路を備えることによって、電動モータＭから出力される回転力の正転／逆転の変更を可能にしている。又、本実施形態においては、可変抵抗器（ボリューム）を備えることによって、電動モータＭから出力される回転力の回転数の変更を可能にしている。
【００５１】
図６に示すように、本実施形態においては、遠隔操作装置６に備えられたフットスイッチ６１が、可変抵抗器を操作するスイッチとなっている。
【００５２】
遠隔操作装置６は、電動モータＭへの電力の供給／停止、及び電動モータＭから出力される回転力の正転／逆転を決定する主操作装置（図示せず）に電気的につながっている。電動モータＭから出力される回転力が正転の場合、作業員は、正転用遠隔操作装置６ａにおけるフットスイッチ６１を足で操作する。電動モータＭから出力される回転力が逆転の場合は、逆転用遠隔操作装置６ａにおけるフットスイッチ６１を足で操作する。
【００５３】
本実施形態において用いられる遠隔操作装置６は、作業員Ｓがフットスイッチ６１から足を離している間は電動モータＭから回転力が出力されず、作業員Ｓがペダル状のフットスイッチ６１を踏み込むことによって、電動モータＭから回転力が出力される仕組みとなっている（図７（ａ）参照）。又、フットスイッチ６１を強く踏み込めば、踏み込みの程度に応じて、更に回転数が増加する仕組みとなっている（図７（ｂ）参照）。なお、フットスイッチ６１は、図示しないバネによって、作業員Ｓがフットスイッチ６１から足を離せば、フットスイッチ６１が元の位置に復帰する構造となっている。従って、作業員Ｓがフットスイッチ６１から足を離せば、再び、電動モータＭから回転力が出力されなくなる。
【００５４】
即ち、本実施形態においては、回転体３ａの回転数の増減の決定につき、フットスイッチ６１が備えられた遠隔操作装置６を介して行えるようにしているから、プロファイルコイル１０から帯状部材１００を引き出す作業のために配された作業員Ｓが、作業を中断することなく遠隔操作装置６を足で操作することが可能となる。
【００５５】
本実施形態においては、フットスイッチ６１に対する踏み込みが強くなるにつれて連続的に電動モータＭから出力される回転力の回転数が増加する仕組みとなっているが、例えば、フットスイッチ６１を一回踏み込めば電動モータＭから回転力が出力され、更にもう一回踏み込めば電動モータＭから出力される回転力の回転数が増加するように、段階的に電動モータＭから出力される回転力の回転数が増加する仕組みとしても良い。
【００５６】
又、本実施形態においては、遠隔操作装置６には、駆動ローラ３ａの回転数の増減を決定するフットスイッチ６１のみを配し、電動モータＭへの電力の供給／停止、及び電動モータＭから出力される回転力の正転／逆転の決定は主操作装置によるものとしているが、遠隔装置６において、電動モータＭへの電力の供給／停止、及び電動モータＭから出力される回転力の正転／逆転の決定ができるようにしても良い。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明は、老朽化した下水道管、上水道管、農業用水管、ガス管などの既設管を更生する更生管を帯状部材により製管する際に、好適に利用することができる。
【符号の説明】
【００５８】
１      コイルローラ
２      基台
３ａ    回転体
４      外箱
５      ギヤ機構
６      遠隔操作装置
１０    プロファイルコイル
２０    既設管
３０    製管機
４０    更生管
５１    ウォーギヤ
５２    ウォームホイール
１００    帯状部材
【図１】
0005588258.tif 000002
【図２】
0005588258.tif 000003
【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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