(57)【要約】【課題】線状材に曲がり癖がある場合でも線状材を確実に整列させて巻き乱れを防止すること、線状材の張力が低下したときに線状材が緩まないようにするための構造を簡略化すること。【解決手段】線状材２５を案内して整列させる案内整列機構３３により、巻取りドラム３１が１回転する間に、巻取りドラム３１の軸心３１ａと平行方向へ、線状材２５の径をｄとして（１．１０〜１．２０）×ｄの送り量だけ線状材２５を移動させて整列するように構成するとともに、巻取りドラム３１に巻取られた線状材２５に周方向所定部位において当接する押えローラ３９であって、巻取りドラム３１の全長とほぼ同じ長さの押えローラ３９と、この押えローラ３９を巻取りドラム３１側へ付勢する板バネ４０とを設けて、線状材２５の巻き乱れを確実に防止する。【選択図】　図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
線状材を巻取る為の巻取りドラムと、この巻取りドラムを回転駆動する回転駆動手段と、線状材の巻き乱れを防止する為に線状材を案内して整列させる案内整列機構とを備えた線状材の巻取り装置において、
前記案内整列機構は、巻取りドラムが１回転する間に、巻取りドラムの軸心と平行方向へ、線状材の径をｄとして（１．１０〜１．２０）×ｄの送り量だけ線状材を移動させて整列するように構成したことを特徴とする線状材の巻取り装置。
【請求項２】
前記巻取りドラムに巻取られた線状材に周方向所定部位において当接する押えローラであって、巻取りドラムの全長とほぼ同じ長さの押えローラと、この押えローラを巻取りドラム側へ付勢する付勢手段とを設けたことを特徴とする請求項１に記載の線状材の巻取り装置。
【請求項３】
前記案内整列機構は、前記巻取りドラムに導入される前の線状材を前記軸心とほぼ直交する方向に延びるように保持する線状材保持部材と、この線状材保持部材を前記軸心と平行方向に往復移動駆動する保持部材駆動機構とを有することを特徴とする請求項１又は２に記載の線状材の巻取り装置。
【請求項４】
前記保持部材駆動機構は、前記軸心と平行方向に延びる軸部材と、前記回転駆動手段の回転駆動力を軸部材に伝達する駆動力伝達手段と、軸部材の回転動作を線状材保持部材の前記軸部材の軸心方向への移動に変換する変換機構とを有することを特徴とする請求項３に記載の線状材の巻取り装置。
【請求項５】
前記変換機構は、前記軸部材の表面部に形成された螺旋方向が互いに反対の２本の螺旋溝と、線状材保持部材に設けられ螺旋溝に係合する爪部またはボール部を有することを特徴とする請求項４に記載の線状材の巻取り装置。
【請求項６】
掘進機で掘削されたトンネル内に沿って配設された走行管の中を移動する計測用走行体を牽引する線状材の巻取り装置であることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の線状材の巻取り装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、線状材の巻取り装置に関し、特に、線状材の巻き乱れを確実に防止可能なものに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、牽引用のワイヤやロープ、あるいは通信用又は動力供給用ケーブル等の種々の線状材を巻取る巻取り装置において、巻取りドラムで線状材を巻取る際に、線状材が整列せず乱雑に巻取られたり、線状材の一部が緩んだ状態で巻取られたりして、線状材に巻き乱れが生じる虞がある。このような巻き乱れが生じると、次に線状材を繰り出すときに絡まったり、切れてしまったり、線状材がケーブルの場合には中の芯線が断線したりする。また、線状材が凸凹に巻取られてしまうため、この線状材で種々の被牽引体を牽引する場合には、被牽引体の速度にむらが生じてしまうこともある。そのため、このような線状材の巻き乱れを防止可能な種々の巻取り装置が提案され、あるいは実用化されている。
【０００３】
例えば、特開２００２−７１３０２号公報に記載の巻取り装置は、巻取りドラムが１回転する間に、線状材の径に相当する送り量だけ、巻取りドラムをその軸心方向に移動させるねじ送り機構が設けられており、巻き取りドラムが１回転する間に、前回線状材が巻取られた位置から線状材の径に相当する送り量だけ線状材を送ってから、線状材を整列させて巻取ることができ、線状材が隣の線状材の上に乗り上げた状態で巻取られることがないため、巻き乱れを防止することができる。
【０００４】
また、特開平１０−１２０３７８号公報に記載の巻取り装置は、巻取りドラムの回転と同期して巻取りドラムの軸心方向に移動可能な押え部と、この押え部を巻取りドラム側へ駆動可能なシリンダ装置とを備え、巻取りドラムの駆動モータの電流信号に基づいて検出された線状材の張力が規定値以下になった場合には、シリンダ装置により押え部を巻取りドラム側へ駆動して、押え部により巻取り位置にある線状材を押えて線状材が緩まないようにできるため、線状材の巻き乱れを防止できる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、巻取りドラムにより何回も繰り返し線状材を巻取っていると、特に巻取りドラムの径が小さい場合などに、線状材に曲がり癖がついてしまうことがよくあるが、このように曲がり癖のついた線状材を巻取る場合に、強い張力を線状材に作用させても線状材が真っ直ぐにならないことも多い。ここで、前記前者公報に記載の巻取り装置においては、巻取りドラムが１回転する間に、巻取りドラムが線状材に対して線状材の径に相当する送り量だけしか送られないために、曲がり癖がついたまま線状材が巻取られた場合には、直前に巻取られた線状材に乗り上げるようにして次の線状材が巻取られるため、線状材に巻き乱れが生じる。
【０００６】
また、前記後者公報に記載の巻取り装置においては、巻取りドラムの駆動モータの電流信号に基づいて線状材の張力を検出し、その張力が規定値以下になったときに押え部で線状材を押えるように構成されているが、張力検出手段や、検出された張力の値に基づいて押え部を制御するコントローラが必要となるなど、構成が複雑になる。
本発明の目的は、既に巻取られた線状材に乗り上げないように線状材を整列させて確実に巻き乱れを防止すること、線状材の張力が低下したときでも線状材が緩まないようにするための構造を簡略化すること、等である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１の線状材の巻取り装置は、線状材を巻取る為の巻取りドラムと、この巻取りドラムを回転駆動する回転駆動手段と、線状材の巻き乱れを防止する為に線状材を案内して整列させる案内整列機構とを備えた線状材の巻取り装置において、前記案内整列機構は、巻取りドラムが１回転する間に、巻取りドラムの軸心と平行方向へ、線状材の径をｄとして（１．１０〜１．２０）×ｄの送り量だけ線状材を移動させて整列するように構成したことを特徴とするものである。
【０００８】
この巻取り装置においては、巻取りドラムが駆動モータ等の回転駆動手段により回転駆動されて、この巻取りドラムにより、鋼製のワイヤロープ、繊維製のロープ、紐、通信用又は動力供給用のケーブル等、種々の線状材を巻取ることができる。しかし、線状材が巻取りドラムに巻取られる際に、線状材が巻取りドラムの軸心方向に整列されていないと、既に巻取られた部分に乗り上げるようにして線状材が巻取られてしまい、線状材に巻き乱れが生じる。そこで、このような巻き乱れを防止する為に線状材を案内して整列させる案内整列機構が巻取り装置に設けられている。
【０００９】
この案内整列機構は、巻取りドラムが１回転する間に、巻取りドラムの軸心方向に線状材を所定の送り量だけ移動させて整列させる。ここで、線状材に曲がり癖がなく線状材が真っ直ぐに延びた状態であれば、線状材の径に相当する送り量だけ線状材を前記軸心方向に送るようにすれば、線状材を整列させて巻取ることができる。しかし、線状材に曲がり癖があるために線状材の一部が真っ直ぐでない場合には、線状材に大きな張力をかけて巻取るようにしても、線状材の曲がり癖を解消できない場合も多い。この場合に、線状材の送り量が線状材の径ｄの１．１倍未満であれば、直前に巻取られた線状材の上に次の線状材が乗り上げた状態で巻取られてしまい、線状材に巻き乱れが生じてしまう。
【００１０】
そこで、案内整列機構により、巻取りドラムが１回転する間に、線状材の径をｄとして、（１．１０〜１．２０）×ｄの送り量だけ線状材を巻取りドラムの軸心方向に移動させるようにすれば、線状材に曲がり癖がある場合でも、送り量が線状材の径よりも大きいために、直前に巻取られた線状材に次の線状材が乗り上げて巻取られることがない。
【００１１】
また、送り量が線状材の径ｄの１．２倍を越える値に設定されている場合には、逆に曲がり癖のない真っ直ぐな線状材を巻取る際には、整列した状態で巻取られた線状材の間隔が空いてしまい、巻取られた線状材が巻取りドラムの軸心方向にずれることもあるし、巻取りドラムに幾重にも線状材を巻取る場合には、整列して巻取られた線状材の間に、その上に巻取られた線状材の一部が外側から入り込んでしまったりして結果的に線状材が凸凹に巻取られ、やはり線状材に巻き乱れが生じる虞があるが、線状材の送り量は線状材の径ｄの１．２倍以下であるため、前述のような要因で巻き乱れが生じることもない。
【００１２】
請求項２の線状材の巻取り装置は、請求項１の発明において、前記巻取りドラムに巻取られた線状材に周方向所定部位において当接する押えローラであって、巻取りドラムの全長とほぼ同じ長さの押えローラと、この押えローラを巻取りドラム側へ付勢する付勢手段とを設けたことを特徴とするものである。
【００１３】
線状材の巻取り中に、慣性による被牽引体の速度変化等の種々の要因により、線状材の張力が瞬間的に低下した場合には、巻取り位置にある線状材が緩んで巻き乱れが生じる虞がある。そこで、巻取られた線状材の所定部位に当接する押えローラを付勢部材により巻取りドラム側へ付勢し、押えローラで線状材を常に巻取りドラムに押し付けるように構成することで、線状材の張力が低下しても線状材が緩むのを防止できる。
【００１４】
請求項３の線状材の巻取り装置は、請求項１又は２の発明において、前記案内整列機構は、前記巻取りドラムに導入される前の線状材を前記軸心とほぼ直交する方向に延びるように保持する線状材保持部材と、この線状材保持部材を前記軸心と平行方向に往復移動駆動する保持部材駆動機構とを有することを特徴とするものである。
【００１５】
巻取りドラムに導入される前の線状材は、線状材保持部材により巻取りドラムの軸心とほぼ直交する方向に延びるように保持されており、この状態で、巻取りドラムが１回転すると、線状材保持部材は、保持部材駆動機構により巻取りドラムの軸心と平行な方向に移動駆動されるため、線状材保持部材に保持された線状材も、前記軸心と平行な方向に移動して整列することになる。
【００１６】
請求項４の線状材の巻取り装置は、請求項３の発明において、前記保持部材駆動機構は、前記軸心と平行方向に延びる軸部材と、前記回転駆動手段の回転駆動力を軸部材に伝達する駆動力伝達手段と、軸部材の回転動作を線状材保持部材の前記軸部材の軸心方向への移動に変換する変換機構とを有することを特徴とするものである。
【００１７】
巻取りドラムを回転駆動する回転駆動手段の回転駆動力は駆動力伝達手段により軸部材に伝達され、この軸部材の回転動作は変換機構により線状材保持部材の軸部材の軸心方向への移動に変換されるため、線状材保持部材が軸部材の軸心方向に移動駆動されるとともに、線状材保持部材に保持された線状材も前記軸心と平行な方向に移動して整列することになる。
【００１８】
請求項５の線状材の巻取り装置は、請求項４の発明において、前記変換機構は、前記軸部材の表面部に形成された螺旋方向が互いに反対の２本の螺旋溝と、線状材保持部材に設けられ螺旋溝に係合する爪部またはボール部とを有することを特徴とするものである。回転駆動手段の回転駆動力が駆動力伝達手段により軸部材に伝達されて軸部材が回転すると、線状材保持部材の爪部またはボール部は２本の螺旋溝の何れか一方と係合しつつ螺旋溝に沿って軸部材に対して相対的に前記軸心方向へ移動するため、線状材保持部材も前記軸心方向へ移動することになる。
【００１９】
請求項６の線状材の巻取り装置は、請求項１〜５の何れかの発明において、掘進機で掘削されたトンネル内に沿って配設された走行管の中を移動する計測用走行体を牽引する線状材の巻取り装置であることを特徴とするものである。この巻取り装置においては、線状材に巻き乱れが生じるのを防止することができるため、巻き乱れにより線状材が絡まったり切れたりすることがなく、計測用走行体がトンネル内で停止してしまうこともない。また、線状材が凸凹に巻取られることがないため、計測用走行体を等速で牽引することもできる。さらに、巻き乱れを取り除く作業が不要なため、巻取り装置をトンネル内に配設しても別段の支障が生じない。
【００２０】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について説明する。本実施形態は、上下水道用の比較的小径の覆工管を地中に敷設する管敷設設備において、発進立坑から掘進機で掘削されたトンネル内に沿って配設された走行管の中を移動する、計測用走行体を牽引する線状材の巻取り装置に本発明を適用したものである。
先ず、管敷設設備１について簡単に説明する。
図１に示すように、管敷設設備１は、トンネルＴを掘進する掘進機２、発進立坑１０からトンネルＴ内へヒューム管からなる覆工管１１を押し込む元押し装置３、掘進機２に泥水を送り込む送泥装置４、掘進機２から泥水を排出する排泥装置５、管敷設設備１全体を制御する制御装置６、掘進機２の位置を検出する為の位置検出装置７等を備えている。
【００２１】
掘進機２は、中折れ式の胴部材１２と、先端部に設けられたカッターヘッド１３を備えている。この掘進機２の後方には覆工管１１が順次連なり、覆工管１１は元押し装置３により前方へ押圧される。このとき、覆工管１１により掘進機２も前方へ押し込まれて、掘進機２は発進立坑１０から次の立坑までトンネルＴを掘進する。また、中折れジャッキ（図示略）により掘進方向を変化させることも可能である。このようにして複数の覆工管１１を元押し装置３により前方へ順次押し込みつつ掘進機２によりトンネルＴを掘進することで、トンネルＴ内に覆工管１１が敷設されていく。
【００２２】
送泥装置４は、送泥ポンプ１４により送泥管１５を介して掘進機２に泥水を供給し、一方、排泥装置５は、中継ポンプ１６、排泥ポンプ１７により排泥管１８を介して掘進機２から泥水を排出する。掘削ズリと共に排出された泥水は泥水処理装置１９で処理された後、再び送泥装置４により掘進機２に送られる。
制御装置６は遠隔制御室２０内に配設されており、この制御装置６は、後述の位置検出装置７のジャイロやエンコーダ等から入力された種々の信号に基づいて、掘進機２が所定の経路でトンネルＴを掘進するように、中折れジャッキ等を制御する。
【００２３】
位置検出装置７は、トンネルＴ内に押し込まれた覆工管１１内に配設された断面矩形状の走行管２１と、この走行管２１の中を移動する計測用走行体２２と、この計測用走行体２２を前方へ牽引する為の線状材２５を巻取る本願特有の巻取り装置２３と、通信用のケーブル２６であって、且つ計測用走行体２２を後方へ牽引する為のケーブル２６を巻取る巻取り装置２４とを備えている。
走行管２１は、覆工管１１がトンネルＴ内に押し込まれる毎に、その押し込まれた覆工管１１内に配設されていく。つまり、走行管２１は、発進立坑１０から掘進機２の後端まで延びている。
【００２４】
計測用走行体２２には、その位置を検出する為のジャイロが設けられており、このジャイロで検出された計測用走行体２２の位置の信号は、ケーブル２６を介して制御装置６へ送信される。このジャイロからの信号等に基づいて制御装置６は掘進機２の先端の位置を算出する。
【００２５】
この計測用走行体２２には、計測用走行体２２を牽引する為の線状材２５とケーブル２６が夫々接続されている。線状材２５は、複数のポリエステル製の芯線をナイロンでコーティングしたものであり、その径は非常に細く構成されている（例えば、直径約１．８ｍｍ）。一方、ケーブル２６はその内部に複数の通信用の芯線を含み、線状材２５と比べるとかなり径が太い（例えば、直径約１１．７ｍｍ）。掘進機２の後端部に配設された巻取り装置２３により線状材２５が巻取られると、計測用走行体２２は前方へ牽引され、逆に、発進立坑１０に配設された巻取り装置２４によりケーブル２６が巻取られると、計測用走行体２２は後方へ牽引される。
【００２６】
巻取り装置２４には、図示しないが、繰り出された後のケーブル２６に当接するローラと、このローラの回転数を検出するエンコーダが設けられており、制御装置６はローラの回転数から掘進距離を算出する。また、このようにして算出された掘進距離を予備的に確認する為に、巻取り装置２４の巻取りドラム２７にも、巻取りドラム２７の回転数を検出可能なエンコーダ（図示略）が設けられている。尚、トンネルＴの掘進中には、定期的に（例えば、１又は２以上の覆工管１１をトンネルＴ内に押し込む毎に）計測用走行体２２を走行させて、掘進機２の位置及び掘進距離を計測する。
【００２７】
次に、巻取り装置２３について詳細に説明する。
図２、図３に示すように、巻取り装置２３は、ケース部材３０と、このケース部材３０内に配設され線状材２５を巻取る為の巻取りドラム３１と、この巻取りドラム３１を回転駆動する駆動モータ３２（回転駆動手段）と、線状材２５の巻き乱れを防止する為に線状材２５を案内して整列させる案内整列機構３３とを備えている。
【００２８】
ケース部材３０は、上下左右４枚の板部材３０ａ〜３０ｄと、上下の板部材３０ａ，３０ｂの前端側部分の左右両側に取付けられた２枚の側壁部材３０ｅ，３０ｆとを有する。ケース部材３０の後端には後方開放状に形成された開口３０ｇが設けられ、この開口３０ｇから線状材２５はケース部材３０の内部に導入される。ケース部材３０の後端部には、開口３０ｇから導入された線状材２５を巻取りドラム３１に案内するローラ３４が前後方向の位置を調節可能に設けられている。
【００２９】
図２〜図５に示すように、巻取りドラム３１は、ケース部材３０の内部で左右の側壁部材３０ｅ，３０ｆの間に配設され、この巻取りドラム３１には、回転伝達軸３５が相対回転不能に挿通され、回転伝達軸３５は、ベアリング３６，３７を介して回転可能に左右の側壁部材３０ｅ，３０ｆに支持されている。回転伝達軸３５の左端部には、回転伝達軸３５に対して相対回転不能にギヤ３８が外嵌されている。
【００３０】
ここで、慣性による計測用走行体２２の速度変化等の要因により、巻取りドラム３１で巻取り中の線状材２５の張力が瞬間的に低下した場合、巻取り位置にある線状材２５が緩んで線状材２５に巻き乱れが生じる虞がある。そこで、このように線状材２５が緩むのを防止するために、図６に示すように、巻取りドラム３１に巻取られた線状材２５に周方向の所定部位（前方やや下側の部位）において当接する金属製の押えローラ３９であって、巻取りドラム３１の全長とほぼ同じ長さの押えローラ３９と、この押えローラ３９を巻取りドラム３１側へ付勢する板バネ４０（付勢手段）とが設けられている。
板バネ４０の上端部は、板部材３０ａに３本のボルト４１で固定されている。押えローラ３９は板バネ４０により巻取りドラム３１側に付勢されているため、線状材２５は押えローラ３９により巻取りドラム３１に常時押し付けられた状態である。従って、線状材２５の張力が瞬間的に低下しても、巻取り位置にある線状材２５が巻取りドラム３１から離れて緩むことはない。
【００３１】
図２〜図４に示すように、駆動モータ３２は、側壁部材３０ｅの前側部分に固定され、駆動モータ３２の出力軸４２は、ギヤ４３，４４，４５，３８を介して回転伝達軸３５と連結されているており、駆動モータ３２の回転駆動力は、回転伝達軸３５に伝達されて、巻取りドラム３１を回転駆動する。
【００３２】
次に、案内整列機構３３について説明する。
図４、図５に示すように、案内整列機構３３は、巻取りドラム３１に導入される前の線状材２５を巻取りドラム３１の軸心３１ａとほぼ直交する方向に延びるように保持する線状材保持部材５０と、この線状材保持部材５０を軸心３１ａと平行方向に往復移動駆動する保持部材駆動機構５１とを有する。
【００３３】
図７に示すように、線状材保持部材５０は、側面視略矩形状且つ左右方向の厚さが一定の小片状に形成されている。この線状材保持部材５０の下半部には、巻取りドラム３１に導入される前の線状材２５が挿通して線状材２５が前後方向に延びるように保持する為の保持孔５０ａが、前後方向に貫通状に形成されている。一方、線状材保持部材５０の上半部には、後述する保持部材駆動機構５１の軸部材５４を挿通する為の挿通穴５０ｂが左右方向に貫通状に形成され、さらに、挿通穴５０ｂの後端に連なる連通穴５０ｃが後方開放状に形成されている。この連通穴５０ｃには、軸部材５４の螺旋溝５４ｂ，５４ｃに係合する爪部５２ａを有する係合部材５２が挿入され、係合部材５２はネジ部材５３により抜け止めされている。
【００３４】
図４、図５に示すように、保持部材駆動機構５１は、巻取りドラム３１の軸心３１ａと平行方向に延びる軸部材５４と、駆動モータ３２の回転駆動力を軸部材５４に伝達する駆動力伝達機構５５と、軸部材５４の回転動作を線状材保持部材５０の軸部材５４の軸心５４ａの方向への移動に変換する変換機構５６とを有する。
軸部材５４は筒状部材５７に相対回転可能に内嵌され、軸部材５４は筒状部材５７とともに線状材保持部材５０の挿通穴５０ｂを挿通している。軸部材５４は夫々ベアリング５８，５９を介して左右の側壁部材３０ｅ，３０ｆに回転可能に支持されている。
【００３５】
軸部材５４の表面部には、螺旋方向が互いに反対の２本の螺旋溝５４ｂ，５４ｃが形成されている。筒状部材５７には、軸心５４ａの方向に延びる開口５７ａが形成され、この開口５７ａを介して、挿通穴５０ｂにおいて係合部材５２の爪部５２ａが螺旋溝５４ｂ，５４ｃの何れか一方に係合している。
【００３６】
駆動力伝達機構５５は、回転伝達軸３５に外嵌されたギヤ３８と、軸部材５４の左端部に相対回転不能に外嵌されたギヤ６０とを有する。巻取りドラム３１で線状材２５を巻取る場合に、駆動モータ３２の回転駆動力がギヤ３８に伝達されて、図５の矢印の方向に巻取りドラム３１が回転するときには、その回転駆動力は同時にギヤ６０にも伝達されて軸部材５４も図５の矢印の方向に回転する。
【００３７】
変換機構５６は、軸部材５４の表面部に形成された２本の螺旋溝５４ｂ、５４ｃと、線状材保持部材５０に設けられ螺旋溝５４ｂ，５４ｃに係合する係合部材５２の爪部５２ａとを有する。駆動力伝達機構５５により軸部材５４に駆動モータ３２の回転駆動力が伝達されて軸部材５４が回転すると、爪部５２ａは螺旋溝５４ｂ，５４ｃに沿って軸心５４ａの方向へ軸部材５４に対して相対的に移動する。つまり、線状材保持部材５０が軸部材５４に対して相対的に移動することになる。ここで、爪部５２ａが螺旋溝５４ｂ，５４ｃの何れか一方に沿って軸心５４ａの方向へ移動してその螺旋溝５４ｂ，５４ｃの端部に達すると、爪部５２ａは他方の螺旋溝５４ｂ，５４ｃに係合し、その螺旋溝５４ｂ，５４ｃに沿ってそれまで移動してきた方向とは逆方向に移動することになる。
【００３８】
尚、駆動力伝達機構５５の２つのギヤ３８，６０の歯数の比（ギヤ比）と、螺旋溝５４ｂ，５４ｃの送りピッチにより、巻取りドラム３１が１回転する間の軸部材５４の回転数、つまり、線状材保持部材５０の軸心３１ａ方向への送り量が決定される。
【００３９】
以上説明したように、保持部材駆動機構５１により、線状材２５を巻取りドラム３１の軸心３１ａと直交する方向に延びるように保持した状態の線状材保持部材５０を、軸心３１ａと平行に往復移動駆動して、線状材２５を整列させることができる。但し、巻取り中に線状材２５に巻き乱れが生じるのを防止するためには、巻取りドラム３１が１回転する間の線状材保持部材５０（線状材２５）の送り量が適切な値になるように、駆動力伝達機構５５のギヤ比及び螺旋溝５４ｂ，５４ｃの送りピッチを設定する必要がある。
【００４０】
例えば、巻取りドラム３１が１回転する間に、線状材２５に曲がり癖２５ａがないか、真っ直ぐに伸ばされた状態で巻取られているのであれば、図８の鎖線で示すように、線状材２５の送り量ｐが線状材２５の径ｄに相当する値になるように駆動力伝達機構５５のギヤ比比及び螺旋溝５４ｂ，５４ｃの送りピッチが設定されていれば十分であり、線状材２５を軸心３１ａの方向にｄだけ送ることで線状材２５を巻き乱れなく綺麗に巻取ることができる。
【００４１】
しかしながら、曲がり癖２５ａのある線状材２５を巻取る場合に、曲がり癖２５ａが解消されないまま線状材２５が巻取られていくと、送り量ｐが線状材の径ｄの１．１倍未満であれば、線状材２５が直前に巻取られた線状材２５の上に乗り上げてしまうなどして線状材２５が凹凸に巻取られて巻き乱れが生じるため、線状材２５が絡まったりする虞がある。従って、このような巻き乱れを防止するために、線状材保持部材５０の送り量ｐは、少なくとも線状材２５の径ｄの１．１倍以上にする必要がある。
【００４２】
しかし、この送り量ｐがｄの１．２倍を超える値であると、逆に、曲がり癖２５ａのない真っ直ぐな線状材２５を巻取る際には、整列した状態で巻取られた線状材２５の間隔が空いてしまう。このような状態では、巻取られた線状材２５が軸心３１ａの方向にずれることもあるし、巻取りドラム３１に幾重にも線状材２５を巻取る場合には、整列して巻取られた線状材２５の間に、その上に巻取られた線状材２５の一部が外側から入り込んでしまったりして結果的に線状材２５が凸凹に巻取られ、線状材２５に巻き乱れを生じさせる要因となる。そのため、送り量ｐは線状材の径ｄの１．２倍以下にする必要がある。
以上の理由により、図８の実線で示すように、線状材の送り量ｐは、（１．１０　〜１．２０）　×ｄの範囲で設定されている。
【００４３】
次に、巻取り装置２３の作用・効果について説明する。
この巻取り装置２３により線状材２５を巻取る場合には、駆動モータ３２により巻取りドラム３１が回転駆動され、巻取りドラム３１により線状材２５が巻取られると、同時に、駆動力伝達機構５５により駆動モータ３２の回転駆動力が軸部材５４に伝達されて軸部材５４が回転する。この軸部材５４の回転動作は、変換機構５６により線状材保持部材５０の軸心５４ａの方向への移動に変換されて、線状材２５は線状材保持部材５０により軸心３１ａとほぼ直交する方向に延びるように保持された状態で、軸心３１ａと平行方向へ送られて整列することになる。
【００４４】
ここで、線状材２５の送り量ｐは、（１．１０　〜１．２０）　×ｄの範囲で設定されているため、線状材２５に曲がり癖２５ａがない場合は勿論のこと、線状材２５に曲がり癖２５ａがある場合であっても、既に巻取られた線状材２５の上に乗り上げることないように線状材２５を巻取っていくことができる。さらに、送り量ｐが大きすぎないために、巻取られた線状材２５の間の間隔が大きく空くことがなく、巻取られた線状材２５が軸心３１ａの方向にずれたりすることがないし、巻取りドラム３１に線状材２５を幾重にも重ねて巻取る場合にも、整列して巻取られた線状材２５の間に、その上に巻取られた線状材２５の一部が外側から入りこんだりすることがない。つまり、線状材２５に巻き乱れが生じたり、線状材２５が凸凹に巻取られたりすることがない。
【００４５】
また、線状材２５に大きな張力を作用させて線状材２５を真っ直ぐに伸ばして巻取る必要もないため、巻取りドラム３１の回転駆動力が小さくて済み、駆動モータ３２を小型化することができるし、運転コスト的にも有利である。さらに、比較的弱い回転駆動力で線状材２５を巻取るようにすれば、線状材２５に強い張力が作用せず、線状材２５の寿命を長くすることも可能になる。
【００４６】
さらに、巻取りドラム３１に巻取られた線状材２５に周方向の所定部位において当接する押えローラ３９であって、巻取りドラム３１の全長とほぼ同じ長さの押えローラ３９と、この押えローラ３９を巻取りドラム３１側へ付勢する板バネ４０とが設けられ、線状材２５は押えローラ３９により巻取りドラム３１に常時押し付けられた状態で巻取られていくので、計測用走行体２２の速度変化等の要因により線状材２５の張力が瞬間的に低下しても、線状材２５が巻取りドラム３１から離れて緩むことがない。また、押えローラ３９と板バネ４０からなる簡単な構造で線状材２５が緩むのを防止でき、製作コスト的に有利である。
【００４７】
掘進機２で掘削されたトンネルＴ内に沿って配設された走行管２１の中を移動する計測用走行体２２を牽引する線状材２５の巻取り装置２３に本発明を適用したので、巻き乱れにより線状材２５が絡まったり切れたりすることがなく、計測用走行体２２がトンネルＴ内で停止してしまうこともない。また、線状材２５が凸凹に巻取られることがないため、計測用走行体２２を等速で牽引することもできる。さらに、巻き乱れを取り除く作業が不要なため、巻取り装置２３をトンネルＴを掘進する掘進機２の内部に配設しても別段の支障が生じない。
【００４８】
次に、前記実施形態に種々の変更を加えた変更形態について説明する。但し、前記実施形態と同一のものについては、同一の符号を付して適宜その説明を省略する。
１］ケーブル２６を巻取って計測用走行体２２を後方へ牽引する巻取り装置２４にも、前記実施形態と同様の案内整列機構３３、押えローラ３９等を設けて、ケーブル２６の巻き乱れを防止するように構成することもできる。
２］押えローラ３９を合成ゴム等の弾性変形可能な材質で構成してもよい。この場合には、押えローラ３９が弾性変形して線状材２５の周方向所定部位に確実に密着し、線状材２５を巻取りドラム３１に押し付けるため、線状材２５にやや巻き乱れが生じて線状材２５が凹凸に巻取られた場合でも、巻取り位置の線状材２５が緩むことがない。
【００４９】
３］変換機構５６に関して、前記実施形態の爪部５２ａの代わりに、線状材保持部材５０に螺旋溝５４ｂ，５４ｃに係合するボール部を設け、螺旋溝５４ｂ，５４ｃとボール部により、線状材保持部材５０を軸部材５４の軸心５４ａ方向に移動させるように構成してもよい。
４］コイルばねや、合成ゴムあるいは合成樹脂製の弾性変形可能な付勢部材等、他の種々の付勢手段により押えローラ３９を巻取りドラム３１側に付勢するように構成することもできる。
５］鋼製のワイヤロープ、繊維製のロープ、紐等、線状材の材質、用途を問わず、種々の線状材を巻取る巻取り装置に本発明を適用することは言うまでもない。
【００５０】
【発明の効果】請求項１の発明によれば、案内整列機構は、巻取りドラムが１回転する間に、巻取りドラムの軸心と平行方向へ、線状材の径をｄとして　（１．１０〜１．２０）×ｄの送り量だけ線状材を移動させて整列するように構成したので以下のような効果が得られる。
巻取りドラムが１回転する間に、（１．１０〜１．２０）×ｄの送り量だけ線状材を送ることにより、線状材に曲がり癖がある場合でも、線状材の径ｄの１．１倍以上の送り量だけ線状材を送ることになり、既に巻取られた線状材に乗り上げて線状材が巻取られることがないため、巻き乱れを確実に防止することができる。
【００５１】
一方、前記送り量は、線状材の径ｄの１．２倍以下の値であるため、線状材に曲がり癖がない場合でも、整列して巻取られた線状材の間の間隔はそれほど大きくならない。従って、巻取られた線状材が前記軸心方向にずれることもほとんどないし、巻取りドラムに幾重にも線状材を巻取る場合にも、整列して巻取られた線状材の間に、その上に巻取られた線状材の一部が外側から入り込んでしまうことがないため、線状材が凹凸に巻取られることがなく、巻き乱れを防止することができる。
【００５２】
また、線状材に曲がり癖があっても巻き乱れを防止できるために、線状材に大きな張力を作用させて線状材の曲がり癖を強制的に解消する必要も特にないため、巻取りドラムの回転駆動力が小さくて済み、回転駆動手段を小型化することができるし、運転コスト的にも有利である。さらに、比較的弱い回転駆動力で線状材を巻取るようにすれば、線状材に強い張力が作用せず、線状材の寿命を長くすることも可能になる。
【００５３】
請求項２の発明によれば、巻取りドラムに巻取られた線状材に周方向所定部位において当接する押えローラであって、巻取りドラムの全長とほぼ同じ長さの押えローラと、この押えローラを巻取りドラム側へ付勢する付勢手段とを設けたので、押えローラにより線状材を巻取りドラムに押し付けておくことができ、線状材の張力が低下しても線状材が緩むのを防止できる。また、線状材が緩むのを防止する為の構造が簡単になり、製作コスト的に有利である。その他、請求項１と同様の効果が得られる。
【００５４】
請求項３の発明によれば、案内整列機構は、前記巻取りドラムに導入される前の線状材を前記軸心とほぼ直交する方向に延びるように保持する線状材保持部材と、この線状材保持部材を前記軸心と平行方向に往復移動駆動する保持部材駆動機構とを有するので、巻取りドラムが回転して線状材が巻取られる際に、線状材保持部材は、保持部材駆動機構により巻取りドラムの軸心と平行な方向に移動駆動されるため、線状材保持部材に保持された線状材を、前記軸心と平行な方向に移動させることができる。
【００５５】
請求項４の発明によれば、巻取りドラムを回転駆動する回転駆動手段の回転駆動力は駆動力伝達手段により軸部材に伝達され、この軸部材の回転動作は変換機構により線状材保持部材の軸部材の軸心方向への移動に変換されるため、巻取りドラムにより線状材を巻取る際に、線状材保持部材が軸部材の軸心方向に移動駆動されて、線状材保持部材に保持された線状材を前記軸心と平行な方向に移動させることができる。
【００５６】
請求項５の発明によれば、変換機構は、前記軸部材の表面部に形成された螺旋方向が互いに反対の２本の螺旋溝と、線状材保持部材に設けられ螺旋溝に係合する爪部とを有するので、回転駆動手段の回転駆動力が駆動力伝達手段により軸部材に伝達されて軸部材が回転すると、線状材保持部材の爪部は２本の螺旋溝の何れか一方と係合しつつ螺旋溝に沿って軸部材に対して相対的に前記軸心方向へ移動するため、線状材保持部材及び線状材を前記軸心方向へ移動させることができる。
【００５７】
請求項６の発明によれば、請求項１〜５の何れかに記載の巻取り装置を、掘進機で掘削されたトンネル内に沿って配設された走行管の中を移動する計測用走行体を牽引する線状材の巻取り装置に用いたので以下のような効果が得られる。
即ち、この巻取り装置においては、線状材に巻き乱れが生じるのを防止することができるため、巻き乱れにより線状材が絡まったり切れたりすることがなく、計測用走行体がトンネル内で停止してしまうこともない。また、線状材が凸凹に巻取られることがないため、計測用走行体を等速で牽引することもできる。さらに、巻き乱れを取り除く作業が不要なため、巻取り装置をトンネル内に配設しても別段の支障が生じない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る管敷設設備の構成図である。
【図２】巻取り装置の側面図である。
【図３】巻取り装置の平面図である。
【図４】巻取り装置の要部横断面図である。
【図５】巻取りドラム及び案内整列機構の平面図である。
【図６】押えローラの当接状態を示す図である。
【図７】図４のＶＩＩ−ＶＩＩ　線断面図である。
【図８】線状材の送りを示す図である。
【符号の説明】
Ｔ　　トンネル
２　　　　掘進機
２１　　走行管
２２　　計測用走行体
２５　　線状材
３１　　巻取りドラム
３１ａ　軸心
３２　　駆動モータ
３３　　案内整列機構
３９　　押えローラ
４０　　板バネ
５０　　線状材保持部材
５１　　保持部材駆動機構
５２ａ　爪部
５４ｂ，５４ｃ　螺旋溝
５４ａ　軸心
５４　　軸部材
５５　　駆動力伝達機構
５６　　変換機構
【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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