(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の第１貫通孔および前記第１貫通孔と異なる位置の第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貫通孔周辺の領域（以下、「除去領域」という）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貫通孔周辺の空隙に収容袋を挿入して、前記収容袋に膨張剤を注入する注入ユニットと、を備え、
前記空隙に挿入された状態において、前記埋設管に交差する方向における前記収容袋の膨張量は、前記埋設管の平行方向における収容袋の膨張量よりも大きい、埋設管補修装置。
【請求項２】
前記空隙に挿入された状態において、前記埋設管に交差する方向における前記収容袋の膨張率は、前記埋設管の平行方向における前記収容袋の膨張率よりも大きい、請求項１記載の埋設管補修装置。
【請求項３】
前記空隙に挿入された状態において、鉛直方向における前記収容袋の膨張率が、平面方向における前記収容袋の膨張率より大きい、請求項１又は２記載の埋設管補修装置。
【請求項４】
前記空隙に挿入された前記収容袋は、前記膨張剤の注入によって、前記埋設管の延伸方向と交差する方向に膨張する、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から４のいずれか記載の埋設管補修装置。
【請求項６】
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から５のいずれか記載の埋設管補修装置。
【請求項７】
前記本体部は、前記埋設管内部を移動可能な駆動部を備えている、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７のいずれか記載の埋設管補修装置。
【請求項９】
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有する、請求項１から８のいずれか記載の埋設管補修装置。
【請求項１０】
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１から９のいずれか記載の埋設管補修装置。
【請求項１１】
前記注入ユニットは、前記除去領域での土砂の除去が行われた後で、前記第２貫通孔を通じて、前記収容袋を挿入して膨張剤を注入する、請求項１から１０のいずれか記載の埋設管補修装置。
【請求項１２】
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】
前記埋設管の補修の行われる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１２のいずれか記載の埋設管補修装置。
【請求項１４】
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１３のいずれか記載の埋設管補修装置。
【請求項１５】
前記収容袋は、開口部を備え、前記開口部を基準とした縦方向の膨張率が、前記開口部を基準とした横方向の膨張率よりも、１０％以上大きい、請求項１から１４のいずれか記載の埋設管補修装置。
【請求項１６】
前記収容袋は、前記開口部を基準とした縦方向の引き張り強さが、前記開口部を基準とした横方向の引き張り強さよりも、２０％以上大きい、請求項１５記載の埋設管補修装置。
【請求項１７】
前記収容袋は、前記開口部を基準とした縦方向の引き張り強さが前記開口部を基準とした横方向の引き張り強さよりも大きいと共に、前記縦方向の引裂強さが前記横方向の引裂強さよりも小さい、請求項１５又は１６記載の埋設管補修装置。
【請求項１８】
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貫通孔周辺の領域（以下、「除去領域」という）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貫通孔周辺の空隙に収容袋を挿入して、前記収容袋に膨張剤を注入する注入ステップと、を備え、
前記空隙に挿入された状態において、前記埋設管に交差する方向における前記収容袋の膨張量は、前記埋設管の平行方向における収容袋の膨張量よりも大きい、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。近年、水道管の故障や破裂が、隣接するガス管を破壊するなどの重大事故も生じている。
【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の第１貫通孔および第１貫通孔と異なる位置の第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貫通孔周辺の領域（以下、「除去領域」という）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貫通孔周辺の空隙に収容袋を挿入して、収容袋に膨張剤を注入する注入ユニットと、を備え、空隙に挿入された状態において、埋設管に交差する方向における収容袋の膨張量は、埋設管の平行方向における収容袋の膨張量よりも大きい。
【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。
【００２７】
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。
【００２８】
加えて、屈曲や湾曲している埋設管を補修するために、屈曲や湾曲している埋設管を上げたり下げたりする場合に、確実に埋設管の移動を行える。この結果、埋設管の補修が確実かつ高い精度で行われるようになる。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】
【００２９】
【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における埋設管補修装置の動作説明図である。
【図４】本発明の実施の形態１における埋設管補修装置の補修説明図である。
【図５】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６】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７】本発明の実施の形態１における参考技術での埋設管補修の説明図である。
【図８】本発明の実施の形態１における参考技術での埋設管補修の説明図である。
【図９】本発明の実施の形態１における参考技術での埋設管補修の説明図である。
【図１０】本発明の実施の形態１における参考技術での埋設管補修の説明図である。
【図１１】本発明の実施の形態１における参考技術での埋設管補修の説明図である。
【図１２】本発明の実施の形態１における参考技術での埋設管補修の説明図である。
【図１３】本発明の実施の形態１における埋設管補修装置による収容袋の挿入を示す説明図である。
【図１４】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１５】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１６】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１７】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。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
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の第１貫通孔および第１貫通孔と異なる位置の第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貫通孔周辺の領域（以下、「除去領域」という）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貫通孔周辺の空隙に収容袋を挿入して、収容袋に膨張剤を注入する注入ユニットと、を備え、空隙に挿入された状態において、埋設管に交差する方向における収容袋の膨張量は、埋設管の平行方向における収容袋の膨張量よりも大きい。
【００３１】
この構成により、埋設管補修装置は、収容袋の膨張によって、屈曲や湾曲している埋設管の姿勢を修復できる。
【００３２】
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、空隙に挿入された状態において、埋設管に交差する方向における収容袋の膨張率は、埋設管の平行方向における収容袋の膨張率よりも大きい。
【００３３】
この構成により、膨張する収容袋は、屈曲している埋設管を、確実に通常の姿勢に戻すように圧力を掛けるようになる。結果として、埋設管補修装置は、埋設管の屈曲や湾曲を確実に補修できるようになる。
【００３４】
本発明の第３の発明に係る埋設管補修装置では、第１又は第２の発明に加えて、空隙に挿入された状態において、鉛直方向における収容袋の膨張率が、平面方向における収容袋の膨張率より大きい。
【００３５】
この構成により、膨張する収容袋は、屈曲している埋設管を、確実に通常の姿勢に戻すように圧力を掛けるようになる。結果として、埋設管補修装置は、埋設管の屈曲や湾曲を確実に補修できるようになる。
【００３６】
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、空隙に挿入された収容袋は、膨張剤の注入によって、埋設管の延伸方向と交差する方向に膨張する。
【００３７】
この構成により、収容袋は、埋設管２の姿勢を修復する方向に圧力を確実に掛けることができる。
【００３８】
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、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。
【００３９】
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、空隙で収容袋を膨張させ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。
【００４０】
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、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。
【００４１】
この構成により、埋設管の屈曲を補修する方向へ、収容袋の膨張圧力を加えることができる。
【００４２】
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、本体部は、埋設管内部を移動可能な駆動部を備えている。
【００４３】
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。
【００４４】
本発明の第８の発明に係る埋設管補修装置では、第１から第７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。
【００４５】
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。
【００４６】
本発明の第９の発明に係る埋設管補修装置では、第１から第８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有する。
【００４７】
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。
【００４８】
本発明の第１０の発明に係る埋設管補修装置では、第１から第９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。
【００４９】
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。
【００５０】
本発明の第１１の発明に係る埋設管補修装置では、第１から第１０のいずれかの発明に加えて、注入ユニットは、除去領域での土砂の除去が行われた後で、第２貫通孔を通じて、収容袋を挿入して膨張剤を注入する。
【００５１】
この構成により、注入ユニットは、収容袋を通じて、埋設管の湾曲や屈曲を補修できる。
【００５２】
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、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。
【００５３】
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。
【００５４】
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、埋設管の補修の行われる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。
【００５５】
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。
【００５６】
本発明の第１４の発明に係る埋設管補修装置では、第１から第１３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。
【００５７】
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。
【００５８】
本発明の第１５の発明に係る埋設管補修装置では、第１から第１４のいずれかの発明に加えて、収容袋は、開口部を備え、開口部を基準とした縦方向の膨張率が、開口部を基準とした横方向の膨張率よりも、１０％以上大きい。
【００５９】
本発明の第１６の発明に係る埋設管補修装置では、第１５の発明に加えて、収容袋は、開口部を基準とした縦方向の引き張り強さが、開口部を基準とした横方向の引き張り強さよりも、２０％以上大きい。
【００６０】
本発明の第１７の発明に係る埋設管補修装置では、第１５又は第１６の発明に加えて、収容袋は、開口部を基準とした縦方向の引き張り強さが開口部を基準とした横方向の引き張り強さよりも大きいと共に、縦方向の引裂強さが横方向の引裂強さよりも小さい。
【００６１】
これらの構成により、収容袋は、横方向よりも縦方向に膨張しやすくなる。
【００６２】
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。
【００６３】
（実施の形態１）
【００６４】
実施の形態１について説明する。
【００６５】
（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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。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。埋設管補修装置１は、本体部３にこれらのユニットが格納されている状態で、埋設管２内部を移動する。
【００６８】
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。あるいは、穿孔ユニット４は複数の部材を備えており、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。
【００６９】
ここで、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である「除去領域」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が、これら第１貫通孔７と第２貫通孔８とを穿孔することで、埋設管補修装置１は、除去領域および空隙にアクセスをすることが可能となる。
【００７０】
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。すなわち、埋設管２の屈曲や湾曲を生じさせる圧力となっている土砂が除去されることで、埋設管２の屈曲や湾曲を戻すための空間が生じる。
【００７１】
注入ユニット６は、第２貫通孔８を通じて、埋設管２の外部であって第２貫通孔８の周辺の空隙に収容袋を挿入する。更に、注入ユニット６は、この収容袋に膨張材を注入して、空隙内部で収容袋を膨張させる。この膨張によって、空隙を充填しつつ、屈曲や湾曲している埋設管２の姿勢を修復する。このとき、空隙に挿入された状態において、埋設管２に交差する方向における収容袋の膨張量は、埋設管２の平行方向における収容袋の膨張量よりも大きい。
【００７２】
図３は、本発明の実施の形態１における埋設管補修装置の動作説明図である。図３は、屈曲している埋設管２内部であって、屈曲している補修領域に埋設管補修装置１が配置されている状態を示している。埋設管補修装置１は、穿孔ユニット４によって、第１貫通孔７および第２貫通孔８を穿孔する。第１貫通孔７の外部の除去領域２０２では、除去ユニット５が土砂を除去している。この結果、除去領域７は、空隙となっている。
【００７３】
第２貫通孔８の外部には、埋設管２の屈曲の原因となった空隙２０１が存在している。注入ユニット６は、この空隙２０１に収容袋６１を挿入する。注入ユニット６は、この収容袋６１内部に膨張剤を注入する。膨張剤の注入および膨張によって、収容袋６１は、空隙２０１内部で膨張する。この収容袋６１が空隙２０１内部で膨張することで、埋設管２を押し上げる。この押し上げによって、埋設管２は、その屈曲が修正されることになり、埋設管２の変形が補修される。このとき、収容袋６１は、埋設管２に平行方向よりも、埋設管２に交差する方向に対して大きく膨張するので、屈曲している埋設管２の修正が効率的に図られることになる。
【００７４】
収容袋６１が埋設管２と交差する方向に膨張することで、空隙２０１において収容袋６１が埋設管２と交差する方向に埋設管２を押し上げるようになる。図４は、本発明の実施の形態１における埋設管補修装置の補修説明図である。図４に示されるように収容袋６１が鉛直方向に膨張して埋設管２を押し上げる。この押し上げによって、屈曲していた埋設管２の姿勢が修復される。このとき、除去領域２０２の土砂が除去されているので、埋設管２の上昇余地があり、埋設管２の姿勢が修復される。
【００７５】
次に、収容袋が用いられない場合の補修（参考技術）と収容袋が用いられる場合の補修（本発明）との差分を説明しつつ、埋設管補修装置１による補修方法の詳細を説明する。
【００７６】
（収容袋が無い場合との対比）
次に、参考技術として、収容袋を用いない場合の埋設管２の補修方法について説明する。
【００７７】
図５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５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。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ることがある。特に地盤変動や地形変動が生じると、継ぎ手２２における屈曲が生じることがある。
【００７８】
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。
【００７９】
図６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６に示されるとおり、複数の管路２１を接続する継ぎ手２２のある場所が屈曲している。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。
【００８０】
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。参考技術における埋設管補修装置は、収容袋を用いずにこの空隙２０１に膨張剤を直接注入して空隙２０１を充填する。
【００８１】
参考技術における埋設管補修装置１００は、図７から図１２に示されるように、埋設管２の屈曲を補修する。図７〜図１２は、本発明の実施の形態１における参考技術での埋設管補修の説明図である。埋設管補修装置１００は、収容袋６１を用いないことを除けば、穿孔ユニット４、除去ユニット５および注入ユニット６を備えていることは、埋設管補修装置１と同様である。
【００８２】
まず図７に示されるように、埋設管補修装置１００は、埋設管２が屈曲している補修領域に到達する。次に、埋設管補修装置１００は、穿孔ユニット４を用いて第１貫通孔７および第２貫通孔８を穿孔する。次に、図８に示されるように、除去ユニット５は、第１貫通孔７の周囲の除去領域２０２の土砂を除去する。除去領域２０２の土砂が除去されて、屈曲している埋設管２の上昇余地が生じる。
【００８３】
次に、図９に示されるように、注入ユニット６は、第２貫通孔８を通じて空隙２０１に膨張剤を注入する準備を整える。注入ユニット６は、空隙２０１に直接的に膨張剤を注入する。図１０では、注入ユニット６が、空隙２０１に膨張剤を注入している。膨張剤は、空気等に触れることで、その体積を膨張させるので、空隙２０１を充填するようになる。
【００８４】
この膨張によって、図１１に示されるように、屈曲している埋設管２が持ち上げられて、埋設管２の屈曲が修正されるようになるはずである。しかしながら、実際には、膨張剤は、空隙２０１をきれいに充填して埋設管２を持ち上げるのではなく、空隙２０１の周辺に広がってしまい、埋設管２を持ち上げることができないことが多い。すなわち、図１２に示されるような状態になる。空隙２０１を形成して膨張剤を充填するだけでは、埋設管２の屈曲を補修するのは困難であることがある。
【００８５】
（収容袋を用いる本発明の場合）
本発明の埋設管補修装置１は、空隙２０１において膨張剤を充填して埋設管２の姿勢を修正する圧力を生じさせるために、収容袋６１を用いる。この収容袋６１を用いた埋設管補修装置１による処理および各部の詳細について説明する。本発明の埋設管補修装置１による補修の手順は、収容袋６１を注入するところまでは、図７〜図９で説明した手順と同じである。このため、説明のために図７〜図９を重複して用いる。
【００８６】
（埋設管補修装置１の移動）
埋設管補修装置１は、まず補修領域に移動する。このとき、本体部３は、車輪と駆動系統などの駆動部を備えており、この駆動部の働きによって埋設管２内部を移動する。なお、埋設管補修装置１は、露出している埋設管２の端部より挿入されて補修領域まで移動する。
【００８７】
ここで、埋設管補修装置１が到達する補修領域は、予め別の装置等によって検出されていてもよいし、埋設管補修装置１によって検出されても良い。後者の場合には、埋設管補修装置１は、自ら検出した補修対象の補修領域で、補修作業を行う。
【００８８】
駆動部は、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。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。
【００８９】
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。
【００９０】
（第１貫通孔の穿孔）
図７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。
【００９１】
埋設管補修装置１は、まず補修領域における所定位置に第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。
【００９２】
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。図７では、埋設管２の上部に第１貫通孔７が穿孔される。もちろん、屈曲が図７と逆方向になっている場合には、埋設管２の下部に第１貫通孔７が穿孔される。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
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。
【００９６】
（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。土砂の除去は、図８に示されている。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。なお、この土砂を除去すべき領域（この土砂が埋設管２に圧力を加えて、埋設管２が屈曲している）が、除去領域２０２として定義される。
【００９７】
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。
【００９８】
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。
【００９９】
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。
【０１００】
また、除去ユニット５は、ノズルを備えており、このノズルから空気、水、溶解液などを噴射する。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空気、水、溶解液などを噴射できる。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。ノズルからの空気圧および水圧の少なくとも一方で、除去領域２０２の土砂が除去される。
【０１０１】
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。
【０１０２】
（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。第２貫通孔８の穿孔の状態は、図９に示されている。このとき、第２貫通孔８は、第１貫通孔７と対向する位置に穿孔されることも好適である。第２貫通孔８は、収容袋６１の膨張によって埋設管２の姿勢を制御するために設けられる。このため、第１貫通孔７と対向する位置であることで、第２貫通孔８はその役割を果たすことができるようになる。また、第２貫通孔８は、屈曲している埋設管２の屈曲外側に設けられることが好ましい。屈曲外側から収容袋６１の膨張によって埋設管２の姿勢を制御するために、埋設管２を押し上げたり押し下げたりすることが可能となるように、である。すなわち、埋設管２が屈曲している場合には、第１貫通孔７は、埋設管２の屈曲内側に位置し、第２貫通孔８は、埋設管２の屈曲外側に位置する。
【０１０３】
（収容袋による修正）
埋設管補修装置１は、除去領域２０２の土砂の除去作業が終了すると、埋設管２の屈曲の原因となっている空隙２０１を埋めることで埋設管２の屈曲を元に戻す作業を行う。このとき、埋設管補修装置１は、収容袋６１と収容袋６１への膨張剤の注入によって、空隙２０１を埋める（完全に埋めることだけでなく、埋設管２の屈曲を持ち上げる程度に埋めることを含む）。
【０１０４】
図１３は、本発明の実施の形態１における埋設管補修装置による収容袋の挿入を示す説明図である。埋設管補修装置１は、第２貫通孔８が穿孔されたところで、注入ユニット６より収容袋６１を空隙２０１に挿入する。収容袋６１は、予め本体部３に格納されておき、注入ユニット６を通じて挿入されれば良い。注入ユニット６は、収容袋６１内部に膨張剤を注入する。この膨張剤の注入によって収容袋６１が膨張して、屈曲している埋設管２を押し上げる（図１３においては押し上げ）もしくは押し下げる（屈曲方向によって異なる）。もちろん、屈曲方向が左右であれば、左右に従って、膨張する収容袋６１が埋設管２の屈曲を修正する。
【０１０５】
ここで、収容袋６１は、空隙２０１に挿入された場合において、埋設管２に交差する方向における膨張量が、埋設管２の平行方向における膨張量よりも大きいことが好適である。この結果、収容袋６１の膨張は、埋設管２を押し出す方向により働くことになって、収容袋６１は、埋設管２の屈曲や湾曲を、確実に修復できるようになる。仮に、埋設管２の平行方向における膨張量が大きい場合には、収容袋６１は、空隙２０１を拡張するかのように広がるばかりとなって、埋設管２の屈曲を修復する力を生じさせにくい。
【０１０６】
また、空隙２０１に挿入された状態において、埋設管２に交差する方向における収容袋６１の膨張率は、埋設管２の平行方向における収容袋６１の膨張率よりも大きいことも好適である。この結果、収容袋６１は、膨張剤の注入によって、埋設管２との交差方向に大きく膨張することになる。この交差方向への膨張によって埋設管２が屈曲外側から屈曲内側に押し出されるようになり、埋設管２の屈曲が修正される
【０１０７】
あるいは、空隙２０１に挿入された状態において、鉛直方向における収容袋６１の膨張量および膨張率の少なくとも一方が、平面方向における収容袋６１の膨張量および膨張率の少なくとも一方よりも大きいことも好適である。埋設管２が図１３のように下方向に屈曲している場合や上方向に屈曲している場合には、収容袋６１は、鉛直方向に大きく膨張することになって、埋設管２を押し上げたり押し下げたりできる。これにより、埋設管２の屈曲は、確実に修正されるようになる。
【０１０８】
特に、空隙２０１に挿入された状態において、収容袋６１は、膨張剤の注入によって埋設管２の延伸方向と交差する方向に膨張することが好ましい。この場合にも、膨張剤の注入によって膨張する収容袋６１は、埋設管２を屈曲内側に押し出すようになる。この結果、膨張する収容袋６１は、埋設管２の屈曲を確実に修正できる。
【０１０９】
以上のように、収容袋６１の膨張量および膨張率が制御されていることで、収容袋６１の膨張によって、埋設管２の屈曲が確実に補修される。特に、膨張剤が空隙２０１に直接注入される参考技術と異なり、（１）膨張剤が収容袋６１に注入されることで膨張剤が土砂中に混入しない、（２）収容袋６１が埋設管２の屈曲や湾曲を押し戻す方向に大きく膨張することで、空隙２０１の形状や大きさによらず、確実に埋設管２を押し戻す、との２つの作用によって、埋設管補修装置１は、埋設管２の屈曲や湾曲を確実に補修できる。
【０１１０】
以上は、埋設管２が湾曲している場合でも同様である。
【０１１１】
（収容袋６１の特性）
収容袋６１では、埋設管２に交差する方向における膨張量が、埋設管２の平行方向における膨張量よりも大きい。収容袋６１は、空隙２０１に挿入されるが、挿入された状態で、収容袋６１が、埋設管２に交差する方向により大きく膨張することで、屈曲している埋設管２を押し上げるようになるからである。ここで、空隙２０１にどのような状態で収容袋６１が挿入されるかは状況によるが、収容袋６１が備える開口部は、注入ユニット８の口に接続されるので（注入ユニット８から膨張剤が収容袋６１に注入される必要があるため）、収容袋６１は、開口部を上向きにして空隙２０１に挿入されるようになる。もちろん、空隙２０１が埋設管２の上や横である場合には、これに合わせた向きで空隙２０１に挿入されるようになる。後者の場合でも、収容袋６１は、屈曲外側から開口部を基点に遠ざかる方向に収容されるようになる。
【０１１２】
このため、収容袋６１は、開口部から開口部と対向する端部にかけての方向が、埋設管２と交差する方向に沿うようになる。すなわち、収容袋６１は、開口部から縦方向における膨張量（膨張率）が、横方向における膨張量（膨張率）よりも大きいことで、空隙２０１において収容袋６１が埋設管２に交差する方向に、大きく膨張するようになる。
【０１１３】
このように、開口部を基準に縦方向の膨張量（膨張率）が、横方向の膨張量（膨張率）よりも大きい収容袋６１が用いられることで、空隙２０１において、屈曲や湾曲した埋設管２を元に戻す圧力を、確実に生じさせることができるようになる。
【０１１４】
例えば、収容袋６１の縦方向の膨張率（伸び率）は、横方向の膨張率よりも１０％以上大きいことが好適である。縦方向の膨張率が、横方向の膨張率よりも１０％以上大きいことで、空隙２０１において、収容袋６１は埋設管２に交差する方向により膨張しやすくなり、屈曲している埋設管２の屈曲を戻す方向に圧力を掛けやすくなるからである。また、横方向の膨張率が縦方向の膨張率よりも小さいことで、膨張剤が注入されても、埋設管２の平行方向に収容袋６１が膨張することが少なくなり、埋設管２に対する圧力が、分散してしまうことも無くなる。
【０１１５】
あるいは、収容袋６１の縦方向の引き張り強さが、横方向の引き張り強さの２０％以上大きいことも好適である。このような特性を有することで、収容袋６１は、埋設管２と交差する方向により大きく膨張し、埋設管２と平行方向においては膨張しすぎないようになるからである。
【０１１６】
また、収容袋６１の縦方向の引き張り強さが横方向の引き張り強さよりも大きいと共に、収容袋６１の縦方向の引裂強さが横方向の引裂強さよりも小さいことも好適である。収容袋６１は、横方向よりも縦方向に膨張しやすいことが求められる。このとき、引き張り強さについては縦方向が横方向よりも大きく、引裂強さについては横方向が縦方向よりも大きいことで、収容袋６１は、膨張剤の注入に合わせて縦方向に膨張しやすくなる。この結果、屈曲している埋設管２に対して、屈曲を元に戻す方向への圧力が掛かるようになる。
【０１１７】
なお、収容袋６１は、繊維の編み込みによって製造されれば良いが、この場合には、縦方向の密度が横方向の密度よりも大きいことも好適である。
【０１１８】
ここで、埋設管補修装置１は、角度検出機能を備えておくことで、埋設管２の屈曲や湾曲が無くなったことを確認できる。
【０１１９】
（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、土砂が除去された領域のみを空隙として残す。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、次に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。図１４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１４は、空隙となった除去領域に充填材６２が注入される様子を示している。
【０１２０】
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を介して土砂が除去された除去領域２０２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。もちろん膨張する素材でも良い。また、空隙２０１における場合と同様に、収容袋によって除去領域２０２が充填されても良い。
【０１２１】
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。充填材６２は、膨張剤と同様に、本体部３に収容されてもよいし、本体部３に接続される運搬路によって外部から供給されても良い。
【０１２２】
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。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。なお、注入ユニット６は、第２貫通孔８を通じて収容袋６１や膨張剤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に収容袋６１や膨張剤を注入する。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。
【０１２３】
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。
【０１２４】
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。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。
【０１２５】
以上のように、実施の形態１における埋設管補修装置１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。また、実施の形態１で説明した埋設管補修装置１は、埋設管補修方法に適用されることも当然に可能である。
【０１２６】
（実施の形態２）
【０１２７】
次に、実施の形態２について説明する。
【０１２８】
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。
【０１２９】
（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。
【０１３０】
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。
【０１３１】
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。
【０１３２】
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。
【０１３３】
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。
【０１３４】
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。
【０１３５】
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。
【０１３６】
（補修領域の決定）
図１５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。
【０１３７】
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。
【０１３８】
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。
【０１３９】
図１６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１６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り、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。
【０１４０】
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１６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。
【０１４１】
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１６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。
【０１４２】
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。
【０１４３】
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。
【０１４４】
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。
【０１４５】
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。
【０１４６】
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。
【０１４７】
（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。
【０１４８】
図１７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１７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１７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。
【０１４９】
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１８に示す。図１８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。
【０１５０】
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。
【０１５１】
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。
【０１５２】
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。
【０１５３】
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に収容袋６１を挿入することを命じる。更に、注入ユニット６によって、収容袋６１に膨張剤を注入することを命じる。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収容袋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、確実に固定される。
【０１５４】
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。
【０１５５】
なお、監視ユニット３０は、図１７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。
【０１５６】
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。
【０１５７】
以上、実施の形態１〜２で説明された埋設管補修装置、埋設管補修方法は、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】
【０１５８】
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    収容袋
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
【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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