(57)【要約】【課題】抵抗板と、それから垂直に互いに略平行に延びる一対の油圧シリンダを含む埋設管交換装置を記載する。【解決手段】  シリンダは、ケーブル把持部を有する牽引ブリッジを周期的に動作させ、モールを牽引するケーブルに一連の牽引ストロークをさせる。モールは、その後ろにある交換用パイプを、モールにより既に破裂した、亀裂の入った又は拡張した古いパイプに通して牽引する。抵抗板はスロットを備え、シリンダは、モールをほぼ完全に装置内に引き込むことができるような位置に配置される。保持ブリッジは、スロットにまたがって反動プレートに解除可能に取り付けられ、牽引ブリッジの戻りのストロークの際にケーブルを保持するための第２のケーブル把持部の位置決めをする。モールを収容するため、牽引作業の終了時に保持ブリッジを取り外してもよい。頑丈で軽量な構造を開示する。【選択図】図１、図１Ａ
2014503763.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーブルが突出する壁に対して位置決めするための抵抗板と、
前記ケーブルの周期的な係合及び解除に適応したケーブル把持部アセンブリを有する牽引ブリッジと、
前記反動プレートから互いに略平行に延びる一対の油圧シリンダを備え、前記油圧シリンダは、軸方向に一直線に並べられ、対向する端部から突出するシリンダ・ロッド及び取付けロッドをそれぞれ有し、
前記抵抗板及び前記牽引ブリッジは、その内部に凹部が形成され、前記凹部は前記シリンダのそれぞれの端部と嵌合し、前記シリンダを互いに固定するためのロッドを接続することを特徴とする埋設管交換装置。
【請求項２】
前記シリンダ・ロッドは、軸方向に一直線に並べられたねじ切りボルトにより、前記牽引ブリッジの前記凹部内に固定される請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記取付けロッドは、軸方向に一直線に並べられたねじ切りボルトにより、前記反動プレートの前記凹部内に固定される請求項１記載の装置。
【請求項４】
反対側の端部がモールに接続されたケーブルが突出する壁に対して位置決めし、前記モールの通過が可能となる十分な大きさのスロットを有する抵抗板と、
前記反動プレートに略垂直に且つ互いに略平行に延び、非対称で前記スロットの両側に位置する一対の油圧シリンダと、
前記シリンダの反対側の端部で前記シリンダに固定され、前記ケーブルの周期的な把持及び解除に適応したケーブル把持部アセンブリを有する牽引ブリッジを備えた埋設管交換装置。
【請求項５】
前記スロットをまたいで前記抵抗板に解除可能に取り付けられ、前記ケーブルを周期的に把持及び解除するケーブル把持部アセンブリを有する保持ブリッジを更に備えた請求項４記載の装置。
【請求項６】
前記保持ブリッジ及び前記牽引ブリッジは、略対称の構成であり、前記把持部アセンブリへのアクセスに関連して位置的に逆にできるよう取り付けられる請求項５記載の装置。
【請求項７】
前記シリンダはそれぞれ、対向する端部から突出するシリンダ・ロッド及び取付けロッドを有し、前記抵抗板と前記牽引ブリッジは凹部を有し、前記凹部は、軸方向に並べられ、前記シリンダ・ロッドと前記取付けロッドの突出した端部が嵌合する請求項５記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本出願は、２０１０年１２月３日に出願された米国特許仮出願第６１/４５８，９８１号の利益を主張するものであり、その全てが参照によって本願に組み込まれる。
【０００２】
本発明は、所謂パイプ破裂を利用することによる埋設管の交換に関する。特に、本発明は、交換用パイプをほぼ同位置に引き込みながら現場でパイプを破裂させる又は亀裂を入れることにより埋設管を交換するための改良された装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
古いパイプを取り除いて新しいパイプを配置するための溝を掘ることなく、下水管、送水管及びガス管などの埋設管を交換するパイプ破裂は、公知の技術である。パイプ破裂では、古いパイプに破裂又は亀裂を生じさせるため、古いパイプ内を通して破壊用ヘッド又はモールが押される又は引っ張られ、通常はこれと同時に、交換用のパイプが所定の位置に送られる。交換用パイプは、通常柔軟性があり、好ましくは高密度ポリエチレン（high density polyethylene：ＨＤＰＥ）である。
【０００４】
当初、ほとんどのパイプ破砕装置では、必要な力を得るため、ウインチ、滑車及びその他の比較的大きな部品が採用されていた。また、かかる機材は、通常、機材を適切に配置するためにパイプの交換部位のいずれかの端部において比較的大規模な掘削が必要であった。
【０００５】
しかし、その後、米国特許第６，３０５，８８０号に示され記載される例のような設計の進歩により、機材は小型で軽量となった。交換されるパイプのセグメントのいずれかの端部で必要とされるのは小規模な掘削であり、使用にあたり機材を手作業で配置することができた。これにより、住宅地用の取付下水管及び送水管の交換など、小規模な適用へのパイプ破裂の使用が可能となった。
【０００６】
それでも、小規模な適用でのパイプ破砕用装置は、比較的大型で重く複雑なままである。結果として、かかる機材の取り扱いは物理的に難しく、著しい材料及び製造費がかかる。また、牽引工程に必要な力が大きいことから、通常、高圧の油圧が用いられ、製造費が更にかさんでしまう。
【０００７】
したがって、コスト及び複雑性が低く、取り扱い及び配置が容易であり、低圧の油圧での動作が可能なパイプ破砕装置が必要である。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の装置は、上記の要求に応えるものである。新たな組み合わせにおいて作用する幾つかの特徴を用い、使いやすく、比較的低油圧での動作が可能な、比較的軽量で低コストである頑丈な装置を提供する。特に、本発明の装置は、両端から突出するシリンダ・ロッドをそれぞれが有する一対の油圧シリンダを含む。シリンダは、シリンダ・ロッドの隣り合う突出端が反動プレートの嵌合凹部にそれぞれ固定されて互いに略平行に取り付けられ、反動プレートから略垂直に延びている。その反対側の端部で、シリンダ・ロッドは、牽引ブリッジの各嵌合凹部にそれぞれ同様に固定されている。牽引ブリッジは、牽引ストロークの間にはケーブルを固定し、回復ストロークの間にはケーブルをスライド可能に通すケーブル把持部を備えている。反動プレートには、幅広のスロットが形成されており、牽引工程中はケーブルを通し、配置中にはケーブルを横にまわすことができる。シリンダは、スロットを中心に非対称に配置され、それらの間の横方向の距離を最大としている。また、保持ブリッジは、スロットにまたがって反動プレートに設けられ、反動プレートに着脱可能に固定されている。保持ブリッジは、ケーブルと一直線に並んだ第２のケーブル把持部を支持し、回復ストロークの際にケーブルを所定の位置に保持する。牽引作業の終了時には、抵抗板のスロットを通してモールを牽引し、交換用パイプを十分に露出させることができるように、保持ブリッジを取り外してもよい。これにより、交換用パイプを露出させるための更なる掘削が不要となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、所定の位置にある牽引ケーブルを図示するが保持ブリッジは図示しない、本発明の装置の斜視図である。
【図１Ａ】図１Ａは、本発明の装置の一部の断面図である。
【図２】図２は、所定の位置にある牽引ケーブル及び保持ブリッジを示す、本発明の装置の斜視図である。
【図３】図３は、抵抗板のスロットに入り通過するモールの一連の動作を示す、本発明の装置の分解図である。
【図４】図４は、抵抗板のスロットに入り通過するモールの一連の動作を示す、本発明の装置の分解図である。
【図５】図５は、抵抗板のスロットに入り通過するモールの一連の動作を示す、本発明の装置の分解図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１及び図２を参照すると、本発明の装置の好適な形態が描かれている。幅１８〜２４インチ、概ねそれと同じ高さ及び１〜２インチ厚であることが好ましい、抵抗板とも呼ばれる反動プレート１０が示されている。また、反動プレート１０は、スチール又は同等の材料であることが好ましい。反動プレートは、ピット内で交換されるパイプのセグメントの一端に配置され、ピットの壁を支えとし、通常セグメントはピットから外に出される。負荷を分散するために、必要に応じて、木材又は等価の材料を反動プレートとピットの壁の間に配置してもよい。いずれにせよ、反動プレートは、後述するように、装置の他の部品を支持する。取り扱いを容易にすると共に重量を軽減するために、図示するように、反動プレートは、符号が付されていない開口を備えてもよい。
【００１１】
また、反動プレート１０は、牽引ケーブル１９が反動プレートを貫通できるように開口又はスロット２１を更に備える。スロット２１が反動プレート１０の片側を貫いて開口していることから、スロット２１を通るケーブル１９を縫うように通すことなく、反動プレートを適切な位置に配置することができる。また、スロット２１は、十分な幅をもって形成されており、モールとも呼ばれる破壊ヘッドを引き入れ、更には反動プレートを通過させることを可能としている。
【００１２】
ケーブルの牽引力を与えるために、一対の油圧シリンダ１１及び１２が、互いに略平行となるように反動プレートに取り付けられている。シリンダは、いわゆる低圧シリンダであることが好ましく、通常、最大設計圧力は５０００ｐｓｉ以下である。各シリンダは、シリンダの一端から突出するシリンダ・ロッド１１ｂ及び１２ｂをそれぞれ有する。図１及び図２には図示されていないが図１Ａに示される取付けロッドについては後述するが、シリンダ・ロッドと軸方向に一直線となってシリンダからそれぞれ突出している。シリンダを抵抗板に取り付けるために、板上に凹部が形成され、各取付けロッドの基端が凹部に嵌合し収容される。これは図１Ａに示されており、取付けロッド１２ｄが、シリンダの端部に被せられたカップ１２ｅに溶接される。
【００１３】
端部を凹部１２ｆ内の所定の位置にボルトで固定するため、シリンダ・ロッド１１ｂ、１２ｂ及び取付けロッド１２ｄの端部において、ネジ山を付けた軸方向の開口が設けられる。反動プレートへのシリンダ１１及び１２の固定を補助するため、ワッシャ１１ａ及び１２ａを使うこともできる。反動プレートに接続された取付けロッド１１ｂの断面図を図１Ａに示す。取付け及びシリンダ・ロッドの接続は、全ての端部において実質的にここに示される通りであることが理解される。
【００１４】
反動プレートに対して遠位側に位置するシリンダ・ロッドの端部は、牽引ブリッジ１３に固定される。牽引ブリッジ１３は、スチール又は同様の材料であることが好ましく、油圧シリンダ１１及び１２により発生する力をケーブル１９に伝達するように設計されている。反動プレートの場合のように、牽引ブリッジ１３は、一対の凹部を備え、シリンダ・ロッド１１ｂ及び１２ｂのうちどちらかの端部が凹部に嵌合し収容される。また、これも反動プレートの場合のように、シリンダ・ロッドは、牽引ブリッジ１３を通過してロッドの軸方向のネジ山付き開口内に延びるボルト１１ｃにより所定の位置に固定される。
【００１５】
ケーブルを把持するため、牽引ブリッジは、把持機構１４を備えている。把持機構１４は、牽引ストロークの際にはケーブル１９を確実に把持し、回復ストロークの際にはケーブルを解除するために適切であれば、どのようなデザインであってもよい。このための機構は、能動的であっても受動的であってもよく、当業者に周知のものである。かかる機構の一例が、米国特許第６，３０５，８８０号に示され、記載されている。本明細書で説明する実施形態においては、説明された把持機構は、カバープレート１７と共に、所定の位置に保持された一対の細長いチャックフィンガー又はコレット１５を含む。フィンガー上で内側を向いた歯は、バネ・ローダ１６によって付勢されたバネであり、牽引ブリッジが反対方向に動く場合、ケーブルは、牽引ストロークの際には固定され、回復周期中には解除される。
【００１６】
説明した実施形態における油圧接続が、図面に示されている。牽引ストロークの際には、供給ホース２３を介して、シリンダに圧力が供給され、シリンダ１１及び１２の内部ピストン（図示せず）を動かし、これにより、牽引ブリッジが抵抗板１０から離間する。これがケーブルを牽引し、モールが古いパイプを通って破裂又は亀裂を生じさせ、新しいパイプを所定の位置に引き入れる。また、符号２５で示される圧力計も設けられる。次の牽引ストロークを開始するための位置に牽引ブリッジとシリンダを戻すため、供給ホース２７が設けられる。牽引ストロークの終了時には、圧力は、供給ホース２３を介して開放され、供給ホース２７を介して増大される。コネクタ２８及び２９は、ポンプ又は同様の油圧源への接続のために設けられる。別の方法として、戻りのストロークは、バネ機構などによって行われてもよい。
【００１７】
また、図１では示されていないが、好適な実施形態では、保持ブリッジ３３もまた設けられる。図示するように、保持ブリッジは、保持ブリッジ３３がスロット２１をまたがるように抵抗板１０に着脱可能にボルトで留められた底板３４で構成される。また、保持ブリッジ３３は、底板から延び、２つの支持ガセット３７が形成されたケーブル・ガイド・ブロック３５を含む。本分野で公知のように、ケーブル・ガイド・ブロックは、端部が外側に傾斜した中央ケーブル・ガイド・スロットをその内部に有し、ケーブルを整列させたまま補助する。また、ガイドスロット内では、ケーブル保持用把持部アセンブリ３９が支持されている。把持部アセンブリ１４の場合と同様に、把持部アセンブリ３９は、戻りのストロークの際に、つまり、把持部１４がケーブルを解除し、牽引ブリッジ１３が次の牽引ストロークに移るための位置に戻る際に、ケーブルを所定の位置に保持するために適切であれば、どのようなデザインであってもよい。
【００１８】
なお、このとき、牽引ブリッジ１３及び保持ブリッジ３３は、その形状と位置において対称に形成されるのが好ましい。このように、ユーザーの希望に対応するため、いずれかのブリッジの向きを逆にしてもよい。また、保持ブリッジをアセンブリから完全に取り外してもよいことから、モールを、パイプ開口から完全に引き出し、アセンブリ内に引き戻してもよい。これにより、モールの解除が容易となり、新しいパイプの端部に接触するための更なる掘削が不要となる。
【００１９】
一旦、モールが、その後ろにあって所定の位置に牽引される交換用パイプと共に古いパイプを通って引っ張られると、パイプ接続を完了するため、モールを引き抜き、交換用パイプに接触することが必要になる。先行技術のシステムでは、このために、モールからのケーブルの解除、掘削した穴からの牽引装置及びモールの撤去、及び、掘削において交換用パイプの端部を露出させるための更なる堀上げが必要となる頻度が高かった。
【００２０】
本発明の装置では、かかるステップは不要となる。牽引の終了時の一連の動作を図３〜図５に示す。図３において図示されるモール４１は、古いパイプ（図示せず）から引き出され、本発明の装置に引き入れられたところである。この装置が、掘削されたピット内で交換するパイプのセグメントの端部に位置することがわかる。モールは、抵抗板１０のスロット２１を通って引き入れることができるサイズであれば、パイプ交換の分野で公知のいずれの構成であってもよい。本分野で公知のように、通常、モールは、古いパイプを破裂させる又は拡張させるための切頭円錐形状面４３を有するが、破裂させる又は亀裂を入れる工程を更に補助するためにスリッタ刃４６を有してもよい。図示はしないが、接続フランジ４５が牽引ケーブルに接続する。これも図示はしないが、ネジ式コネクタ又はその等価物４７が、モールの後部から延び、交換用パイプと接続する。
【００２１】
図４において、モールは、更に装置内へと牽引されている。なお、保持ブリッジは、モールが装置内を通過できるように、これら最終的な一連の作業の間に取り外される。図５に示す最終位置において、モールは、古いパイプから完全に引き抜かれ、装置内に引き込まれる。これにより、交換用パイプの端部が露出して接触が容易となり、装置及びモールはピットから容易に撤去できる。
【００２２】
上記に記載の装置により、様々な利点がもたらされる。牽引ブリッジ及び抵抗板がピストン・シリンダ・ロッドに直接接続されていることから、最小限の重量で十分な剛性が達成される。把持部アセンブリ内の開閉可能なケーブル経路を併せた抵抗板への取り付けにより着脱可能な保持ブリッジを用いることで、牽引工程の終了時の手順を簡潔化しながら、モールを完全に装置内に引き入れることができる。シリンダの非対称な間隔が、利用可能なシリンダの空間を最大化している。これにより、使用できるシリンダのピストン面積がより大きくなり、適切な牽引力が低圧の油圧で達成できる。最後に、対称となったブリッジを使用することで、ブリッジの位置を「反転」させることができ、多用途性及び作業者の利便性を追加している。
【００２３】
本発明に関する種々の変更は、上述した図面並びに添付図面から当業者には明らかとなろう。かかる変更は、添付の特許請求の範囲に入るものである。
【図１】
2014503763.tif 000003
【図１Ａ】
2014503763.tif 000004
【図２】
2014503763.tif 000005
【図３】
2014503763.tif 000006
【図４】
2014503763.tif 000007
【図５】
2014503763.tif 000008
【国際調査報告】
2014503763.tif 000009