(57)【要約】【課題】回転融着手段を可撓性鞘管内に搬入しかつ供給管を本支管の所定位置に接続した後は可撓性鞘管内から搬出することが可能な搬送装置を提供する。【解決手段】地表から本支管２に向かって掘削された立孔３に通ずる可撓性鞘管７内に挿入され、供給管９の外周面を支持するローラ部材２７ｂと可撓性鞘管７の内周面に沿って走行するローラ部材２７ａを有しかつ開閉可能な一対のフレーム２３、２４を含むフレーム部材２１と、各フレーム部材の一端側に突設されたアーム部材３１Ｌ、３１Ｒとを備え、アーム部材３１Ｌ、３１Ｒは、伸縮ロッド３３と所定長さの連結ロッド３２ａ、３２ｂが自在継手３７を介して連結された構造を有する。【選択図】　　　　図４
2004125038.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地表から本支管に向かって可撓性鞘管内に挿入され、前記本支管に接合される樹脂製供給管の外周面を支持する支持部材と前記可撓性鞘管の内周面と接する案内部材を有するフレームと、前記フレームの一端側に突設された一対のアーム部材とを備え、前記アーム部材は互いに回動可能に連結された複数のロッド部材を有し、前記ロッド部材は伸縮可能なロッド部材を含むことを特徴とする非開削工法用搬送装置。
【請求項２】
所定長さを有する一対のロッド部材の間に自在継手を介して伸縮可能なロッド部材が連結されていることを特徴とする請求項１記載の非開削工法用搬送装置。
【請求項３】
前記伸縮可能なロッド部材は、一対のスライド部材と各スライド部材を長手方向に沿って案内するガイドピンを有することを特徴とする請求項２記載の非開削工法用搬送装置。
【請求項４】
前記フレームは、前記供給管の進行方向に対して交差する方向から開閉可能な一対のフレーム部材を有し、下部フレームとそこに回動自在に支持される一対の上部フレームと上部フレームをロックするクランプ部材とを有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の非開削工法用搬送装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば道路の開削をせずに地中に埋設されているガス供給管を更新する非開削工法に使用される搬送装置に係わり、特に地表から本支管に向かって掘削された立孔に通ずる可撓性鞘管内に挿入され、ガス供給管を保持した回転融着装置を本支管に向かって搬入及び搬出するために使用される搬送装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
道路下の地中に埋設されている本支管から民地内の需要家にガスを供給するための供給管が老朽化した場合あるいは供給管を新設する場合には、道路の開削をせずに民地側から地中を推進掘削し、そこに供給管を敷設する非開削工法が検討されている。非開削工法については、種々の提案がなされており、特許文献１には、供給管挿入側に立坑を形成しておき、そこに複数の推進体同士を屈曲自在に連結し先端に推進ヘッドを有する推進装置を設置し、立坑から土中に直管を押し込み、直管内に推進体を挿通させながら、直管先端部から推進下手側の屈曲予定経路を屈曲推進させることが記載されている。特許文献２には、埋設管を非開削で地中に敷設する弧状推進法を改良した工法が記載されている。この改良工法は、地上の発進部に設けた推進装置によりパイロット管を軌道制御しながら所定深さまで曲進状に推進してから所要長さまで水平状に推進した後、発進部側において先端に拡掘機構を備えた推進管をパイロット管の外側に嵌挿しながら、推進装置により推進管を非回転で推進し、推進管で押圧して埋設管を拡掘孔部分に引き込み、所定長さまで埋設管を引き込んだ後、パイロット管と推進管を埋設管内に通して発進部側に引き抜いて回収することが記載されている。特許文献３には、可撓性を有する鞘管内に可撓性を有する掘削ロッドを挿通し、掘削ロッド及び鞘管を需要家側より土中に発進し、掘削しながら本支管まで到達させ、その後、掘削ロッドを鞘管から引き抜き、鞘管内にＰＥ管を挿入し、ＰＥ管の先端を本支管と連結することが記載されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平４−３３６１９７号公報（第２−３頁、図１）
【特許文献２】
特開平８−２６１３６１号公報（第３−４頁、図１）
【特許文献３】
特開平１１−１８２７３６号公報（第３頁、図３）
【０００４】
特許文献１に記載された工法によれば、推進体は直管内を挿通され、直管にガイドされて推進されるので、推進装置の蛇行が防止されるが、推進装置を収容できる大きさの立坑が必要であり、民地側に広大なスペースがないと適用できないという問題がある。特許文献２に示す構造によれば、発進部側に立坑を構築する必要はないが、推進管は非回転で拡掘推進されるので、掘削効率が低下し、工期が長くなるという問題がある。特許文献３に記載された工法によれば、立坑が不要となるが、地質によっては掘削ロッドが蛇行することがあり、またＰＥ管の先端と本支管の位置がずれるという問題がある。そこで本発明者等は、上記の問題点を解消するために、特願２００１−３８０８４８号により、地中に埋設されている本支管より分岐されて需要家にガスを供給する供給管を非開削にて埋設する非開削工法として、地表から本支管に向かって立孔を掘削し、そこに本支管の位置情報を検知する検知手段を装入し、需要家側に供給管挿入用ガイド穴を掘削する掘削手段を推進させる推進手段を設置し、検知手段から出力された位置情報に基づいて推進手段の駆動を制御することにより掘削手段を推進させてガイド穴を形成し、ガイド穴を拡径しながら可撓性鞘管を立孔まで到達させ、可撓性鞘管から掘削手段を引抜き、先端に樹脂製継手を有する樹脂製供給管を可撓性鞘管内に挿入し、樹脂製継手を本支管に接合し、樹脂製供給管に穿孔手段を挿通して本支管と樹脂製供給管を連通し、接合部におけるガス漏れの無いことを確認した後に可撓性鞘管を引抜いて立孔と樹脂製供給管の周囲を埋め戻すという工法を提案した。この非開削工法によれば、広大なスペースを必要とせず、短い工期で供給管を埋設することができしかもその供給管を本支管の所定位置に接続することが可能となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者等が提案した非開削工法において、樹脂製継手は、例えば回転融着手段により本支管に接合される。すなわち樹脂製継手を保持した回転融着手段を可撓性鞘管内に搬入し、本支管の所定位置に対して位置決めした後に、回転融着手段を作動させて接合を行った後、回転融着手段を可撓性鞘管内から搬出する。しかるに鞘管は平面及び／又は断面からみて湾曲かつ蛇行した状態で配置されるため、回転融着手段を鞘管の曲がりに対応して搬送させることが必要となる。
【０００６】
従って本発明の目的は、回転融着手段の鞘管内への搬入と鞘管内からの搬出を円滑に行うことができる搬送装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の搬送装置は、地表から本支管に向かって可撓性鞘管内に挿入され、前記本支管に接合される樹脂製供給管の外周面を支持する支持部材と前記可撓性鞘管の内周面と接する案内部材を有するフレームと、前記フレームの一端側に突設された一対のアーム部材とを備え、前記アーム部材は互いに回動可能に連結された複数のロッド部材を有し、前記ロッド部材は伸縮可能なロッド部材を含むことを特徴とするものである。
上記搬送装置において、所定長さを有する一対のロッド部材の間に自在継手を介して伸縮可能なロッド部材が連結されていることが好ましい。
上記搬送装置において、前記伸縮可能なロッド部材は、一対のスライド部材と各スライド部材を長手方向に沿って案内するガイドピンを有することが好ましい。
上記搬送装置において、前記フレームは、前記供給管の進行方向に対して交差する方向から開閉可能な一対のフレーム部材を有し、下部フレームとそこに回動自在に支持される一対の上部フレームと上部フレームをロックするクランプ部材とを有することが好ましい。
本発明によれば、供給管を案内しながら、回転融着手段を本支管の所定位置に押し込むことができ、しかも融着完了後は回転融着手段を引き戻すことが出来るとともに、鞘管の曲がりに対応でき、もって位置ずれのない本支管と供給管の接合を実現することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下本発明の詳細を添付図面により説明する。
図１は本発明の搬送装置が適用される非開削工法の一例を示す工程図である。図１に示す非開削工法は、最初に小孔形成工程（ａ）で少なくとも本支管に通ずる小径の立孔（以下小孔という）を形成する。例えば、オーガで地中の道路側に埋設された本支管に向かって垂直に直径２００ｍｍ程度地面を掘削して立孔を形成し、次いで地表から加圧水を噴射して拡径することにより、本支管及びその周囲に後述の作業を行なうための作業空間である小孔が形成される。その後弧状推進工程（ｂ）で小孔から本支管の位置を確認しながらガイドロッドを弧状（最小半径２ｍ程度）に推進する。次いで拡径及び鞘管挿入工程（ｃ）で先端に拡径ヘッドを備えた可撓性を有する鞘管を挿入し、継手融着工程（ｄ）でガイドロッド及び拡径ヘッドを引き抜いてから先端に樹脂製継手を有する樹脂製供給管を鞘管から投入し、樹脂製継手を本支管に接合した後、必要に応じ気密漏れ検査（ｅ）を行なう。次いで穿孔工程（ｆ）で樹脂製供給管から挿入したカッターにより本支管に穿孔することにより供給管と連通させる。穿孔後検査工程（ｇ）でガス漏れが無いことを確認し、最後に埋戻し工程（ｈ）で小孔及び本支管と供給管の周囲の埋戻しを行なう。
【０００９】
本発明の搬送装置が適用される拡径及び鞘管挿入工程（ｃ）及び継手融着工程（ｄ）の詳細を各々図２及び図３により説明する。
図２に示す拡径及び鞘管挿入工程では、先端に拡径ヘッド８を装着した可撓性を有する鞘管７を推進機６にセットすると共に、鞘管７とガイドロッド５との間にサポート部材１２を介装し、推進機６を駆動することにより拡径ヘッド８で拡径しながら鞘管７を小孔３に向かって前進させる。この工程は、推進ヘッド５ａを高精度（例えば１ｍ±１０ｍｍ）で地中１に埋設された本支管２の近傍に案内する必要があるので、監視装置４により推進ヘッド５ａと本支管２との位置関係を確認しながら、地表に設置された推進機６により、先端に推進ヘッド５ａを有する可撓性をもつガイドロッド５を地中に推進させるものである。推進ヘッド５ａの内部にゾンデ（不図示）を設け、ゾンデが発信するその姿勢や位置に関する情報（交流磁界）が重畳された電磁波を本支管２の内部に設置した受信機４ｄで受信・復調・送信して、これを地上に設けたロケータで受信・解析し、その解析結果に基づいて推進機６の駆動を制御することにより、推進ヘッド５ａの姿勢を制御しながら推進ヘッド５ａを本支管２の近傍に誘導してもよい。
【００１０】
図３に示す継手融着工程（ｄ）では、鞘管７が小孔３に到達した後に、鞘管７を地中１に残しガイドロッド５、推進ヘッド５ａ及び拡径ヘッド８を引き抜いてから次の手順で供給管の挿入と継手融着が行なわれる。まず先端に継手１０を有する供給管９を準備し、その周囲に遠隔操作により駆動される回転融着装置１４を装着する。供給管９と継手１０は、熱可塑性樹脂（例えばポリエチレン）で形成されている。サポート部材１２を介して供給管９を鞘管７内に支持しながら供給管９を鞘管７内に送り込み装置１６で送り込むと共に、芯合せ装置１５を小孔３内に降下させる。監視カメラ４ａで継手１０と芯合せ装置１５が本支管２に近接したことを確認した後、駆動手段１７を操作することにより、芯合せ装置１５で回転融着装置１４の先端を保持し、芯合せ装置１５を本支管２に密着させかつ継手１０を本支管２の所定位置に当接させ、次いで回転融着装置１４を駆動することにより継手１０を本支管２に接続する。なお、図３において、推進ヘッド及び拡径ヘッドにより掘削された土は、ポンプ１８で吸引され次いでタンク１９に回収される。
【００１１】
本発明の搬送装置の構造を図４〜図７により説明する。図４は本発明の実施の形態に係わる搬送装置の斜視図、図５は図４をＸ方向からみた矢視図、図６は図４をＹ方向からみた矢視図、図７は図６のＡ−Ａ線断面図である。搬送装置２０は、上記の継手融着工程（ｄ）において、供給管９の先端に取付けられた継手１０を保持する回転融着装置１４を鞘管４内に送り込み、継手１０を本支管２に融着した後は回転融着装置１４を地表に搬出するために、開閉可能なフレーム部材２１と、その一方の端面に突設されたアーム部材３１Ｌ、３１Ｒを有する。
【００１２】
図４に示すように、略矩形状のフレーム部材２１は、第１フレーム２２とその両端部に連結軸２５を介して回動可能に支持された第２フレーム２３及び第３フレーム２４を有する。フレーム部材２１の内側は、第２フレーム２３及び第３フレーム２４が閉じた時に供給管９が通過しうる大きさの空間（円孔）が形成されるように構成されている。第１フレーム２２は略コ字型形状を有する基部２２ａとその両端部に固着された脚部２２ｂを有する。第２フレーム２３は略Ｌ字型状の基部２３ａとその角部に固着された脚部２３ｂを有し、また第２フレーム２４も略Ｌ字型状の基部２４ａとその角部に固着された脚部２４ｂを有する。第２フレーム２３の端部と第３フレーム２４の端部は相互に補完しうる形状を有し、両者が係合されたときにクランプ部材２６のクランプ片２６ａの端部を溝２４ｄ内に係止することでロックされる。上記脚部２２ｂ、２３ｂ及び２４ｂには、搬送装置を鞘管内に沿って移動させるために移動方向に沿って２個のローラ部材２７ａが軸支されている。また供給管を案内するために、第１フレーム２２の端面には２個のローラ部材２７ｂが軸支され、また第２フレーム２３及び第３フレーム２４の端面にもローラ部材２７ｂが軸支されている。本実施の形態では、各ローラ部材２７ａ及び２７ｂはＺ方向からみて対称に配置されているが、回転融着装置の搬入搬出に支障のない限りこれ以外の配置も可能である。
【００１３】
アーム部材３１Ｌ、３１Ｒは、所定長さを有する一対の連結ロッド３２ａ、３２ｂとその間に介装された伸縮ロッド３３とを有し、連結ロッド３２ａ、３２ｂと伸縮ロッド３３は自在継手３７を介して連結されている。伸縮ロッド３３は、略Ｌ字形状の一対のスライド片３４ａ、３４ｂを直方体上に組合せかつ各スライド片に形成された長穴３５ａ、３５ｂからヒンジピン３６ａ、３６ｂを突設させて構成される。連結ロッド３２ａ、３２ｂと伸縮ロッド３３との結合手段として自在継手３７を採用することにより、図５に示すようにアーム部材３１Ｌ、３１Ｒは途中で折り曲がることが可能となる。すなわち伸縮ロッド３３は連結ロッド３２ａに対して角度θ１だけ折れ曲がり、伸縮ロッド３３は連結ロッド３２ｂに対して角度θ２だけ折れ曲がるので、搬送装置２０は略円弧状（曲率半径Ｒ）の経路を辿って鞘管内を走行することになる。具体的には角度θ１、が約１０°までの範囲で変位することが可能である。また連結ロッド３２ａ、３２ｂ間に上記伸縮ロッド３３を設けることにより、搬送装置２０が湾曲した鞘管内を移動する際に、図６に示すようにアーム部材３１Ｌ、３１Ｒは独立してスライドすることができる。すなわち搬送装置２０が矢印Ｖで示す略円弧状の経路を辿って鞘管内を走行する場合は、アーム部材３１Ｌはアーム部材３１Ｒよりも大回りになるので、伸縮ロッド３３は矢印Ｕ方向に伸長し、一方アーム部材３１Ｒの途中に設けられた伸縮ロッド３３は殆ど伸びない。これに対し搬送装置２０が矢印Ｗで示す略円弧状の経路を辿って鞘管内を走行する場合は、アーム部材３１Ｒはアーム部材３１Ｌよりも大回りになるので、伸縮ロッド３３は矢印Ｕ方向に伸長し、一方アーム部材３１Ｌの途中に設けられた伸縮ロッド３３は殆ど伸びない。このようにアーム部材３１Ｌ、３１Ｒの途中に伸縮ロッド３３を設けることにより、鞘管に曲がりの周差が存在する場合でも、この周差を吸収することが可能となる。従って図５に示す曲率半径Ｒが約２ｍの円弧形状に配設された、内径１６５ｍｍ、長さ５ｍの鞘管内を円滑に通り抜けることができる。さらにスライド片３４ａ、３４ｂは略全長にわたって接触するので（接触面積が大となる）、細長いアーム部材３１Ｌ、３１Ｒの先端に重量の大なる回転融着装置１４を取付けた状態で鞘管内に押し込まれても、アーム部材の座屈や破断を防止することが可能となる。
【００１４】
上記フレーム部材２１の開閉動作を図８〜図１０により説明する。図８はフレーム部材を開いた状態を示す斜視図、図９はフレーム部材を途中まで閉じた状態を示す斜視図、図１０はフレーム部材を完全に閉じた状態を示す斜視図である。アーム部材３１Ｌ、３１Ｒの先端に回転融着装置（不図示）を接続した後、図８に示すように第２フレーム２３及び第３フレーム２４を開放して円弧の中央に供給管９をセットする。次いで図９及び図１０に示すように、第３フレーム２４を反時計方向に回動することによりローラ部材２７ｂを供給管９に当接させた後、第２フレーム２３を時計方向に回動することにより、第２フレーム２３の凸部２３ｃは第３フレーム２４の凹部２４ｄに嵌合され、最後にクランプ部材２６を操作してフレーム部材２１がロックされる。上記のようにフレーム部材２１は開閉自在な構造を有するので、搬送装置を供給管９の周囲に速やかに装着することができる。しかも供給管９は、４個のローラ部材２７ｂで支持されるので、回転融着時に供給管９が確実に保持され、回転融着作業を円滑に行うことができる。
【００１５】
実際の非開削工法では、鞘管の長さは例えば１０ｍ程度になるので、複数の搬送装置２０を準備して次のような作業が行われる。まず推進機６を駆動して搬送装置２０を本支管に向かって所定長さ（アーム長さ）だけ前進させる。次にフレーム部材２１の端面に、別の搬送装置２０のアーム部材２２の先端を固定し、上記と同様の操作（フレーム部材２２の開閉及びロック）を行い、これらの工程を繰り返すことにより、回転融着装置１４は鞘管内を走行される。搬送装置２０は、供給管のセットが容易でありしかも鞘管の曲がりに対応できる構造となっており、さらに供給管の回転をサポートしながら回転融着装置を融着位置まで押し込むことができ、また融着完了後も、回転融着装置を元の位置に引き戻すことができる。
【００１６】
本発明は、図１に示す非開削工法に限らず、小穴形成工程を含まない非開削工法にも適用できることはもちろんである。
【００１７】
【発明の効果】
以上に記述の如く、本発明によれば、回転融着手段を円滑に可撓性鞘管内に搬入し、かつ供給管を本支管の所定位置に接続した後も円滑に可撓性鞘管内から搬出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の非開削工法の工程図である
【図２】図１の弧状推進工程を示す模式図である。
【図３】図１の継手融着工程を示す模式図である。
【図４】本発明の実施の形態に係わる搬送装置の斜視図である。
【図５】図４をＹ方向からみた矢視図である。
【図６】図４をＸ方向からみた矢視図である。
【図７】図６のＡ−Ａ線断面図である。
【図８】フレーム部材を開いた状態を示す斜視図である。
【図９】フレーム部材を途中まで閉じた状態を示す斜視図である。
【図１０】フレーム部材を完全に閉じた状態を示す斜視図である。
【符号の説明】
１：地中
２：本支管
３：小孔
４：監視装置
４ａ：監視カメラ
４ｂ：無線機
４ｃ：モニター
４ｄ：受信器
５：ガイドロッド
５ａ：推進ヘッド
６：推進機
７：鞘管
８：拡径ヘッド
９：供給管
１０：継手
１１：駆動手段
１２：サポート部材
１３：供給管
１４：回転融着装置
１５：芯合せ装置
１６：送り込み装置
１７：駆動装置
１８：ポンプ
１９：タンク
２０：搬送装置
２１：フレーム部材
２２：第１フレーム
２２ａ：基部
２２ｂ：脚部
２３：第２フレーム
２３ａ：基部
２３ｂ：脚部
２３ｃ：凸部
２４：第３フレーム
２４ａ：基部
２４ｂ：脚部
２４ｃ：凹部
２４ｄ：ロック溝
２５：連結軸
２６：クランプ部材
２６ａ：クランプ片
２７ａ、２７ｂ：ローラ部材
３１Ｌ、３１Ｒ：アーム部材
３２ａ、３２ｂ：連結ロッド
３３：伸縮ロッド
３４ａ、３４ｂ：スライド片
３５ａ、３５ｂ：長穴
３６ａ、３６ｂ：ヒンジピン
３７：自在継手
【図１】
2004125038.tif 000003
【図２】
2004125038.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2004125038.tif 000008
【図７】
2004125038.tif 000009
【図８】
2004125038.tif 000010
【図９】
2004125038.tif 000011
【図１０】
2004125038.tif 000012