(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
管体を載せて老朽管内を走行可能な車輪付き管体搬送用台車本体と、該台車本体上に載置される管体前端部内側に装着され外径が該管体の内径と略等しくされた外に凸状の半球体部が上記管体の前端部から台車の進行方向に向かって突出され、かつ管体内部から搬出可能とされた位置調整治具とからなることを特徴とする管体搬送用台車。
【請求項２】
位置調整治具が傘状竜骨構造体若しくは袋状体であって、搬出時に外径が管体内径より小径に縮径して搬出可能とされたことを特徴とする請求項１記載の管体搬送用台車。
【請求項３】
請求項１乃至２記載の管体搬送用台車本体上に載置された位置調整治具を搬送される管体の内部から進行方向前方に突出させ、上記位置調整治具を既に配置されている一つ前の管体の管端に配置された管受け口部奥の管体内部に挿入しつつ管体端部を管受け口に挿入し、管体挿入後に位置調整治具を管体内側から縮径して取り外すことにより搬送される管体とが連結されることを特徴とする管体配置方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、老朽管渠内で管体を連結して新管路を敷設する際に用いられる管体搬送用台車及びこの台車を用いて管体を配置する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、トンネルや老朽管路内（以降、老朽管という）に管体を搬入し、搬入された管体を順次連結させて新管路を敷設する方法として、老朽管内に台車を挿入し、新設管路用の管体を老朽管内に挿入し、次いで連結させる管体を台車に積載して既挿入管体の管端に配置し、既挿入管体と続けて連結させる管体との管軸を人力で芯合わせしてから一方の管端を他方の管端に挿入して連結させる方法が採られている。
【０００３】
しかしながら、この方法では管体の直径が大きかったり比重の大きい管体の場合のように重い場合には、人力による作業が困難であったり別途芯合わせのための治具を作業現場に搬入してそれを用いたりしなければならず、作業手間が掛かったり、工事時間が掛かったりする問題点があった。この問題点を解決する方法の一つとして、特公平７−１１９５５９号公報に、レール上を移動可能な管体搬送用台車の台車本体がレールに直角の方向に移動可能で、かつ台車本体上に設けられた管体保持具が上下に移動可能とされた管体搬送用台車が開示されている。
【０００４】
この台車を用いれば、既に挿入され配置された管体の管軸と、該台車に積載されてそれに続けて連結させる管体の管軸は、管軸の左右のズレは台車本体を左右に移動させることで、上下のズレは台車本体上に設けられた管体保治具を上下に移動させることで芯合わせが可能であるが、台車本体ごとに大重量の管体を動かすため、所要エネルギーが多く必要となる。また台車本体や管体保治具の移動を復動シリンダーで行っているため微妙な位置合わせが困難であるという問題点があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の管体搬送用台車及びそれを用いた管体配置方法は、老朽管内に新管を敷設する際に、老朽管内に搬入されて既に配置された管体（以降、既設管という。）と管体搬入用台車に積載されたそれに続く管体との管軸合わせが不要、若しくは容易に出来る管軸調整治具付き管体搬送用台車を提供し、かつそれを用いた配管の配置方法を提供する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明の請求項１記載の管体搬入用台車（発明１）は、管体を載せて老朽管内を走行可能な車輪付き管体搬送用台車本体と、該台車本体上に載置される管体前端部内側に装着され外径が該管体の内径と略等しくされた外に凸状の半球体部が上記管体の前端部から台車の進行方向に向かって突出され、かつ管体内部から搬出可能とされた位置調整治具とからなることを特徴とする管体搬送用台車である。
【０００７】
請求項２記載の管体搬入用台車（発明２）は、発明１の位置調整治具が傘状竜骨構造体若しくは袋状体であって、搬出時に外径が管体内径より小径に縮径して搬出可能とされたことを特徴とする管体搬送用台車である。
【０００８】
請求項３記載の管体配置方法（発明３）は、発明１乃至２の管体搬送用台車本体上に載置された位置調整治具を搬送される管体の内部から進行方向前方に突出させ、上記位置調整治具を既に配置されている一つ前の管体の管端に配置された管受け口部奥の管体内部に挿入しつつ管体端部を管受け口に挿入し、管体挿入後に位置調整治具を管体内側から縮径して取り外すことにより搬送される管体とが連結されることを特徴とする管体配置方法である。
【００１２】
（作用）
本発明１若しくは２の管体搬送台車には、傘状竜骨構造又は袋状体の位置調整治具が、載置された管体の管端部から台車の進行方向に向かって突出して設けられているので、老朽管内に既に配置された管体の管端部に、積載された管体管端部に設けられた上記位置調整治具が接触し、位置調整治具の竜骨外側若しくは袋状体外面が既に配置された管体の管端部端面部に擦動しつつ押し込まれ、積載された管体の管軸が既に配置された管体の管軸に接近し、更に管が押し込まれ位置調整治具が既に配置された管体の管端部内に挿入されると、互いの管軸同士が一致する。従って、積載された管体の管軸と既に配置された管体の管軸とは管を押し込むだけで自動的に一致し、従って管と管との連結のために特に管軸合わせをしてから押し込む必要がなくなる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を実施の一例の図を参照しながら詳しく説明する。
【００１５】
図１（ａ）は発明１の管体搬送用台車に用いられる傘状竜骨構造体である管体の位置調整治具（以降、傘状位置調整治具という。）の一例の竜骨が拡げられた状態の説明用側面図である。傘状位置調整治具１は湾曲竜骨２の一端がシャフト３の先端に回動可能に取り付けられ、他端が、シャフト３に被嵌してシャフト３に沿って摺動可能な鞘管４から回動可能に取り付けられた支柱５の先端に回動可能に取り付けられている。上記支柱５には支持軸６の一端が回動可能に取り付けられ、支持軸６の他端は鞘管４に回動可能に取り付けられている。
【００１６】
図１（ｂ）は上記傘状位置調整治具１の竜骨２が拡げられる前の状態の説明用側面図である。鞘管４をシャフト３に沿ってシャフト３の端部に向かって摺動させると、支持軸６によって支柱５がシャフト３から遠ざかり、竜骨２が支柱５先端に取り付けられた部分がシャフト３の先端を中心とした円弧を描くように移動して、竜骨２の先端はシャフト３からの距離を大きくされ、図１（ａ）に示されるようにあたかも傘が拡げられたような状態で竜骨先端の外径ａ（図５（ａ）参照）が大きくなる。逆に鞘管４を逆の方向に摺動させると竜骨２はあたかも傘を閉じたような状態ですぼまり竜骨先端を結んだ外径ａが小さくなる。
【００１７】
竜骨２の材質は特に限定されないが、大径で重量の大きな管体の場合には、その重量に耐えるため、鉄、ステンレス、アルミニウム等の金属性のものが好適に用いられ、その断面形状は、円柱形、円筒形、四角柱形、四角筒形、Ｉ字形、Ｈ字形、アングル形等、その材質に応じて曲げ強度が確保される形状であれば良い。支柱５、支持軸６、鞘管４、シャフト３に関しても同様である。
【００１８】
傘状位置調整治具１は、台車に載置される管体の管端部に傘状部分が外側に開くように配置される。即ち、管内にその一部分が挿入された形となっており、傘状部分の竜骨２が既設管の管端壁に接触した時に竜骨２を通して傘状位置調整治具１には曲げ応力掛かり、傘状位置調整治具１の軸、即ちシャフト３が管軸とずれることがある。これを防ぐために、竜骨２に続いて補助骨２１を併用し補助骨２１によってシャフト３の軸ズレ防止するようにされても良い。（図２（ａ）、図２（ｂ）参照）
【００１９】
なお、竜骨２には図１（ｃ）に示されるように、コロ７が設けられている場合もある。コロ７は竜骨２の支柱５に接続されている部分の近傍に設けられており、傘状体が既設管Ｐ２内に挿入される際に、コロ７の回転によって摩擦抵抗が減り挿入がスムースに行われるようになる。また、コロ７はバネ８で支えられていて、コロ７が既設管Ｐ２に当たって押されたら竜骨２に押し込まれるようにされていても良い。このような場合には、挿入時の摩擦抵抗が少なくかつ、挿入後は竜骨２若しくは補助骨２１で位置調整治具１を支えることになり、軸ぶれが少なくなって管軸の芯合わせをより正確なものとすることが可能となる。コロ７の数は必要に応じて適宜増やして設けられれば良い。
【００２０】
図２（ａ）は補助骨２１が併用された傘状位置調整治具１の一例であって、竜骨２が拡げられた状態の説明用側面図である。補助骨２１はその一端を竜骨２が支柱に取り付けられた同じ支点に回動可能に取り付けられ、鞘管４に取り付けられた他の支柱５及び支持軸６でいずれも回動可能に取り付けられている。従って鞘管４がシャフト３の端部方向に摺動されて竜骨２が拡げられた時に、鞘管４に取り付けられた支柱５及び支持軸６により竜骨２と同じ大きさまで拡げられる。
【００２１】
図２（ｂ）は、上記補助骨付き傘状位置調整治具の竜骨が折り畳まれた状態の説明用側面図である。鞘管４をシャフト３の端部から遠ざけることにより竜骨２が折り畳まれ、同時に補助骨２１はシャフト３に平行にシャフト３に近づけられて全体の外径が縮まる。
【００２２】
台車Ｃに載置された管体Ｐ１の管軸と既設管Ｐ２の管軸とはどのようにずれているかは分からないため、竜骨２の数が２本以下では傘状位置調整治具１の竜骨２が既に配置された管体Ｐ１の管端面に接しない恐れがある。従って竜骨２の数は３本以上であれば良く、連結する管体の管径によって適宜適当な数が選ばれて使用されればよい。なお、複数本の竜骨２は、シャフトを中心に均一な間隔の放射状に設けられていることが望ましい。（図３（ａ）、図３（ｂ）、図３（ｃ）、図３（ｄ）参照）
【００２３】
シャフト３にはストッパー９が固定されており、鞘管４はストッパー９の位置以上にシャフト３の先端部側に移動しないようになっている。鞘管４の摺動方法は特に限定されないが、例えば一例として、シャフト３の一部に設けられたネジ溝３１にナット３２をはめ込みナット３２を回転させることで行うことが可能である。この場合、ストッパー９と鞘管４との間にスプリング９１を挿入しておくと、ナット３２を締め回して竜骨２を全開した時にナット３２が強く押し戻されるので、ナット３２の係止力が増して緩み難くなる効果と共に、位置調整治具１を取り外すためにナット３２を弛めた時に、容易に竜骨２の広がった外径を小さくすることが可能となる。
【００２４】
図４は、位置調整治具１が袋状体１０であるものの一例を示す説明図である。
膨らんだ時の断面形状が一端が半球形の円筒状体となる袋状体１０の内部に圧縮空気を圧入し、半球形の側の端部を台車に載置される管体Ｐ１の一端から突出して取り付け、発明１乃至３と同様に使用するものである。
【００２５】
袋状体１０の材質は耐摩耗性に優れたものであれば良く、例えば、ポリエチレン製のポリボード（商品名、積水化学工業（株）製）を多層に積層したシートを加工したもの等が好適に使用できる。また袋状体は、万一の気室破損に備えて、多気室構造であるものが良く、可能であれば４気室以上に分割されたものであることが望ましい。（例：１１，１２，１３，１４）
【００２６】
この位置調整治具１を用いて管の連結を行う際には、既設管Ｐ２の管端部にグリース等の潤滑剤を塗布してから作業を行うと良い。こうすることで、袋状体１０を既設管Ｐ２内に滑らかに挿入が可能となると同時に、袋状体１０と既設管Ｐ２の管端部との擦過により袋状体１０が破損する危険性を減じることが可能となる。
【００２７】
袋状体１０は、前述傘状位置調整治部１と組み合わせて用いられても良い。この場合には、袋状体１０と竜骨２の両方で荷重を支持することになるので、傘状体の竜骨２は単独で用いられるより低強度でも構わない。
【００２８】
図５は、本発明の傘状管体搬送台車Ｃを用いて管を配置する方法の模式図である。管体搬送用台車Ｃに載置されて管体の管端部に進行方向に向かって突出して取り付けられた傘状位置調整治具１の突出された傘状部の外径ａは、既設管Ｐ２の内径Ａと略同じかそれ以下とされており、傘状部の突出長さｂは、既設管Ｐ２の管受け部の長さＢより長くされている。
【００２９】
即ち、台車Ｃを移動させて載置された管体Ｐ１を既設管Ｐ２に近づけると、最初に傘状部の竜骨２が既設管Ｐ２の管受け口端部に当たり（図５（ａ）参照）、竜骨２の外面に沿って傘状位置調整治具１は管受け口内部に挿入される。続いて、台車Ｃが更に移動すれば、傘状位置調整治具１の竜骨２は管受け口奥部の段付き部分に当たり（図５（ｂ）参照）、竜骨２の外面に沿って傘状位置調整治具１は既設管Ｐ２の内部に挿入される。この時に、位置調整治具１を取り付けられた台車Ｃに載置された管体Ｐ１の管端部は、既設管Ｐ２の管受け口に挿入される。
挿入後ナット３２を回転させて鞘管４をシャフト３の端から遠ざけ、あたかも傘を閉じる時のように竜骨２の外径を減じて傘状位置調整治具１を載置された管体Ｐ１から取り外し管体Ｐ１の中を通って外部に取り出す。
【００３０】
図６は揺動防止治具１５を備えた管体搬送台車の正面説明図である。この揺動防止治具１５は、台車Ｃの移動時にその上に載置された管体Ｐ１を安定して支持すると共に、管体Ｐ１を上下に移動可能とされたものである。
【００３１】
図６（ａ）は、揺動防止治具１５がコロであるものの一例を示す正面説明図である。コロ１６を取り付けられたコロ台１７には、コロ１６の軸と直角方向にネジシャフト１８が取り付けられ、ネジシャフト１８をモーターＭで回転させることによりコロ台１７をコロ台１７が載せられたガイドレール１９に沿って移動させるようにされている。このコロ台１７が２台１組となって台車Ｃの進行方向側と後方側とに取り付けられ、管体Ｐ１はコロ台１７の上に載置される。
【００３２】
図６（ａ）において、コロ台１（１７）とコロ台２（１７’）とは独立して移動可能であり、例えばコロ台１（１７）のみを台車Ｃの中央に近づけると載置された管体Ｐ１は管軸を上昇させながらコロ台２（１７’）側に移動し、コロ台１（１７）とコロ台２（１７’）とを同時に台車Ｃの中央に近づけると載置された管体Ｐ１は、管軸を左右に動かさないまま上方に移動される。又、台車Ｃの進行方向の１組のコロ台の間隔を拡げると管体Ｐ１は前下がりとなり、間隔を狭くすると管体Ｐ１は前上がりとなる。台車Ｃの前後の各組のコロ台１７の間隔を同時に狭くすると、管体Ｐ１は台車Ｃと平行に上昇する。このように、コロ台１７を必要な箇所だけ必要な量を移動させると、管端部を既設管の管端の管軸と一致させることが可能となる。また、シャフト１８のネジピッチを小さくするとモーターＭの同じ回転数でもコロ台１７の移動量が少なくなり、移動の微調節が可能となる。
【００３３】
図６（ｂ）は、揺動防止治具が傾斜台２０であるものの一例を示す正面説明図である。傾斜台２０は、上面が台車Ｃの中央に向かって低くなる傾斜面とされ、台車Ｃの進行方向に対して直角の方向にネジシャフト１８が取り付けられ、ネジシャフト１８をモーターＭで回転させることにより傾斜台２０を傾斜台が載せられたガイドレール１９に沿って移動させるようにされている。この傾斜台２０が２台１組となって台車Ｃの進行方向側と後方側とに取り付けられ、管体Ｐ１は傾斜台２０の上に載置される。
【００３４】
傾斜面は台車Ｃの中央に向かって低くなるように設けられ、その傾斜角度は、１０度から８０度まで可能であり、好ましくは２０度から４０度である。１０度未満においては管体Ｐ１の落下の恐れがあり、８０度を超えると管体Ｐ１の位置調整が困難となる。また、傾斜面の上面は、木製若しくはゴム等を貼り付けて管体Ｐ１の傷防止と移動中のズレ防止を行うようにすることが好ましい。
【００３５】
図６（ｂ）において、傾斜台１（２０）と傾斜台２（２０’）とは独立して移動可能であり、例えば傾斜台１（２０）のみを台車Ｃの中央に近づけると載置された管体Ｐ１は管軸を上昇させながら傾斜台２（２０’）側に移動し、傾斜台１（２０）と傾斜台２（２０’）とを同時に台車Ｃの中央に近づけると載置された管体Ｐ１は、管軸を左右に動かさないまま上方に移動される。又、台車Ｃの進行方向の１組の傾斜台の間隔を拡げると管体Ｐ１は前下がりとなり、間隔を狭くすると管体Ｐ１は前上がりとなる。台車Ｃの前後の各組の傾斜台の間隔を同時に狭くすると、管体Ｐ１は平行に上昇する。このように、傾斜台２０を必要な箇所だけ必要な量を移動させると、管端部を既設管の管端の管軸と一致させることが可能となる。また、シャフト１８のネジピッチを小さくするとモーターＭの同じ回転数でも傾斜台２０の移動量が少なくなり、移動の微調節が可能となる。傾斜台の傾斜角度との関係で移動量を変化させれば良いのだが、例えば、モーター１０回転で載置された管体が１ｍｍ程度の上昇若しくは下降するようにされると管軸の芯合わせ時に微調整が容易であり、しかも移動が遅すぎない
【００３６】
図７は、位置調整治具１と揺動防止治具１５とを両方備えた管体搬送用台車Ｃの一例の側面説明図である。本例においては、位置調整治具１は傘状位置調整治具であり、揺動防止治具１５はコロ台形揺動防止治具である。コロ台上に載置された管体の台車進行方向の端部に傘状位置調整治具が取り付けられ、既設管の管端部に台車を移動させた後、コロ台１７を移動させて、載置された管体Ｐ１の管軸と既設管Ｐ２の管軸とを大まかに芯合わせし、その後台車Ｃを既設管Ｐ２側に移動させて位置調整治具１を既設管Ｐ２の管受け口に挿入し、更に載置された管体Ｐ１の管端部を管受け口に挿入して管同士を連結し、連結後位置調整治具１を取り外して管連結工事を終了する。なお、位置調整治具１の取り付け取り外し方法や、揺動防止治具１５の移動方法は発明１乃至６の場合に準じて行われれば良い。
【００３７】
【発明の効果】
このように本発明の管体搬送台車は、既設管と載置間との管軸の芯合わせが不要であるか若しくは容易に微調節が出来るので、管同士の連結作業が特段の注意をしなくても確実に連結でき、従って作業時間が早くなる上、作業が容易であるので所要工数が少なくて済む。また管軸の芯合わせを行う場合でも、動かすべき対象物が管体のみであるので、使用されるエネルギー量が最小限で済む。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）  位置調整治具が竜骨構造であるもの一例の竜骨が拡げられた状態の斜視図。
（ｂ）  位置調整治具の竜骨が拡げられる前の状態の斜視図。
（ｃ）  コロが設けられた竜骨の一例を示す説明図。
【図２】（ａ）  補助骨が併用された位置調整治具の一例の竜骨が拡げられた状態の斜視図。
（ｂ）  補助骨付き位置調整治具の竜骨が折り畳まれた状態の斜視図。
【図３】（ａ）竜骨の数が３本である場合の正面図。
（ｂ）竜骨の数が４本である場合の正面図。
（ｃ）竜骨の数が６本である場合の正面図。
（ｄ）竜骨の数が８本である場合の正面図。
【図４】  位置調整治具が袋状体であるものの一例を示す外観図。
【図５】（ａ）  位置調整治具を用いて管を配置する方法の模式図（挿入直前）。
（ｂ）  位置調整治具を用いて管を配置する方法の模式図（挿入後）。
【図６】（ａ）  揺動防止治具がコロであるものの一例を示す側面図。
（ｂ）  揺動防止治具が傾斜台であるものの一例を示す側面図。
【図７】  位置調整治具と揺動防止治具とを両方備えた管体搬送用台車の一例の正面図。
【符号の説明】
１  位置調整治具
２  竜骨
２１  補助骨
３  シャフト
３１  ネジ溝
３２  ナット
４  鞘管
５  支柱
６  支持軸
７  コロ
８  ばね
９  ストッパー
９１  ストッパー用ばね
１０  袋状位置調整治具
１１，１２，１３，１４  気室
１５  揺動防止治具
１６  コロ
１７，１７’  コロ台
１８  ネジシャフト
１９  コロ台車案内用ガイドレール
２０，２０’  傾斜台
Ｐ１  既設管
Ｐ２  新管
Ｍ  モーター
【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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