(57)【要約】【課題】  下水本管と取付管との接続部のひび割れ、欠損等を操作が簡単で能率よく補修することのできる下水管修復装置およびその方法を提供する。【解決の手段】  台車上に搭載される修復ユニットは周辺突出縁部５２３を有する被覆プレート５２と空気圧によって膨らむブラダー５４とを備えている。被覆プレート５２はピストンによって上昇され下水本管１１の内壁に押し付けられ周辺突出縁部５２３によって充填材圧入空間５２６が形成される。ブラダー５４は取付管１２内に挿入され空気圧によって膨大化され取付管の内壁に密着される。この状態で被覆プレート５２内に充填材を充填材パイプ５２２から圧入すると充填材は充填材圧入空間５２６を介して取付管１２と下水本管１１との隙間から欠損箇所やひび割れ箇所に侵入してその箇所を補修すると同時に充填材圧入空間５２６内の充填材は固化して取付管１２と水道本管１１との接続部に鍔状の補強部１７が形成される。【選択図】  図９
2007332540.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
遠隔装置によって下水本管内を走行する駆動車に連結される下水管修復装置であって、走行用の車輪を備えた台車と該台車に下水本管の軸線方向の回転軸周りに回動自在に取り付けられた下水管修復ユニットよりなり、上記下水管修復ユニットは下水本管内壁に密着されて充填材圧入空間を形成するように湾曲した周辺突出縁部を有すると共に充填材を圧入するための充填材圧入パイプを有する被覆プレート、該被覆プレートを昇降させるための昇降手段および該被覆プレートを貫通して取付管内に挿入され膨大されて該取付管内面に密着するブラダーとを備えていることを特徴とする下水管修復装置。
【請求項２】
上記台車は上記下水管修復ユニットを回転駆動させるための回転駆動手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の下水管修復装置。
【請求項３】
上記下水管修復ユニットは上記台車に設けられた回転駆動手段によって下水本管の中心軸方向に軸線を有する回転軸周りに少なくとも１８０度の範囲で回動可能に支持されていることを特徴とする請求項１または２に記載の下水管修復装置。
【請求項４】
上記被覆プレートの昇降手段としては空気圧または油圧によって駆動されるピストン装置を使用することを特徴とする請求項１に記載の下水管修復装置。
【請求項５】
上記被覆プレートの周辺突出縁部はゴムまたは軟質合成樹脂等の弾性体で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の下水管修復装置。
【請求項６】
上記ブラダーは圧縮空気源に接続するパイプを備えていることを特徴とする請求項１に記載の下水管修復装置。
【請求項７】
上記下水管修復ユニットは上記台車に着脱自在に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の下水管修復装置。
【請求項８】
充填材圧入空間を形成する被覆プレートと該被覆プレートのほぼ中央部を貫通して取付管内に挿入され膨大されて該取付管内面に密着するブラダーとを備えた下水管修復ユニットを回動自在に搭載した台車を遠隔装置によって下水本管内を走行させて修復すべき取付管の位置に誘導する台車誘導工程、上記下水管修復ユニットを回動させて被覆プレートを修復すべき取付管の方向に対峙させる被覆プレート位置設定工程、修復すべき取付管に対峙した被覆プレートを上昇させて修復すべき取付管を含む下水本管内壁に密着させる被覆プレート固定工程、ブラダーに圧縮空気を圧入してブラダーを膨大させて修復すべき取付管内壁にブラダーを密着固定させるブラダー固定工程、上記被覆プレートと下水本管の内壁の間に形成される充填材圧入空間内に充填材を圧入して修復すべき箇所に充填材を注入させる充填材注入工程および注入された充填材が固化した後ブラダーおよび被覆プレートを後退させる撤去工程よりなることを特徴とする下水管修復方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は下水管、特に下水本管と取付管の接続部分に生じたひび割れや破損箇所を修復するための装置およびその修復方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
家庭からの下水管が下水本管に接続する部分でひび割れや漏洩が発生した場合、その修復作業は、人が管内に入れない細い下水管では特に難しい。そのようなケースでは、テレビカメラが取り付けられた下水管用の遠隔操作ロボットが使われる。
【０００３】
ＷＯ９０／０５８７４Ａ１には、遠隔操作ロボットを使用する下水管の修復方法が開示されている。このケースでは、膨張可能なブラダー（風船）が使われ、このブラダーが取付管内に挿入され、そこで膨らまされ、取付管を閉塞する。この状態でカバープレートが取付管の出口の本管内壁に押し当てられる。カバープレートに設けられたパイプから充填剤がカバープレートとブラダーとの間の空間に注入されて、取付管の出口を完全に塞ぐ。充填剤が硬化した後カバープレートを取り外し、取付管の出口を塞いでいる硬化した充填剤をドリルで切削して孔を開ける。
この方法では取付管の出口を一旦充填材で完全に塞いだ後、ドリルで孔を開けるので、作業が複雑で大がかりな装置を必要とする。
【０００４】
そこで、ドリルを使用しない方法が提案された（ＷＯ９１／０８４１７Ａ１参照）。この方法によれば、図１０に示されるように１枚の弾性体プレートをその弾性に抗して筒状に巻いてベルトで締め付けて構成した内壁カバー９２を膨張可能なブラダー９１に被せて取付管内１２に挿入する。そして、ピストン９４で圧着プレート９３を取付管の出口に圧着して出口を塞ぎ、空気圧入パイプ９５より圧縮空気をブラダー９１に吹き込みブラダー９１を膨らませて内壁カバーのベルトを破断させる。内壁カバー９２はその弾性で拡張し取付管１２の内面に密着する。予め内壁カバー９２の表面に接着剤を塗布しておけば、内壁カバー９２は取付管１２の内面に完全に密着する。この状態で内壁カバーの外側と取付管との隙間、すなわち取付管の欠損部に充填剤１６が注入される。なお、１８は土壌部である。
【特許文献１】ＷＯ９０／０５８７４Ａ１
【特許文献２】ＷＯ９１／０８４１７Ａ１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＷＯ９１／０８４１７Ａ１に開示された方法によれば、内壁カバー９２を使用するので取付管内１２に充填材が注入されないので、修復後取付管の出口をドリルで切削して穴を開ける手間が省ける。しかし、この方法では不錆性スチール又は合成樹脂製の内壁カバー９２を埋め込むのでその分だけコストが高くなる、取付管の内径に応じた内壁カバーを予め用意しなければならないので、その準備に手間と時間がかかる等の欠点がある。
また、取付管１２の出口近くの小さな欠損部の場合は注入される充填材１６の量が少ないので、強度が弱く、その部分が再度浸食されて漏洩が発生しやすくなるという欠点もある。
【０００６】
本発明は、下水本管と取付管との接続部のひび割れ、欠損等を操作が簡単で能率よく補修すると共に補修部分の充填材の厚み厚くし再漏洩の発生を極力防止できる下水管修復装置を提供することを第１の目的とする。
【０００７】
本発明は、下水本管と取付管との接続部のひび割れ、欠損等を操作が簡単で能率よく補修すると共に補修部分の充填材の厚み厚くし再漏洩の発生を極力防止できる下水管修復方法を提供することを第２の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の下水管修復装置は、遠隔装置によって下水本管内を走行する駆動車に連結される下水管修復装置であって、走行用の車輪を備えた台車と該台車に下水本管の軸線方向の回転軸周りに回動自在に取り付けられた下水管修復ユニットよりなり、上記下水管修復ユニットは下水本管内壁に密着されて充填材圧入空間を形成するように湾曲した周辺突出縁部を有すると共に充填材を圧入するための充填材圧入パイプを有する被覆プレート、該被覆プレートを昇降させるための昇降手段および該被覆プレートのほぼ中央部を貫通して取付管内に挿入され膨大されて該取付管内面に密着するブラダーとを備えていることを特徴とする。
【０００９】
上記台車には下水管修復ユニットを回転駆動させるための回転駆動手段が備え付けられ、この回転駆動手段によって下水管修復ユニットを下水本管の中心軸方向に軸線を有する回転軸周りに少なくとも１８０度の範囲で回動させることができる。回転駆動手段の動力源としてはステップモーターが用いられ、モーターの回転力はギヤボックスを介して減速された後、台車の回転軸に伝えられる。台車の回転軸は修復ユニットの固定軸に固着されているので、修復ユニットは台車の回転軸の回転に応じて回動させられる。また、場合によっては回転駆動手段を修復ユニット側に設けてもよい。
【００１０】
被覆プレートの昇降手段としては空気圧または油圧によって駆動されるピストン装置が使用される。空気圧または油圧を発生させるコンプレッサは台車または修復ユニットに搭載してもよいが、基地のコンプレッサで加圧した空気または油をパイプで圧送してもよい。
【００１１】
被覆プレートの周辺突出縁部はゴムまたは軟質合成樹脂等の弾性体で構成されているので、この周辺突出縁部を下水本管の内壁に密着させた場合、下水本管と修復プレートとの間に充填材圧入空間が形成される。
【００１２】
下水管修復ユニットは台車に着脱自在に取り付けられている。両者は回転軸を介して結合されているので、回転軸に着脱機構を設ければ両者は容易に着脱自在に構成される。着脱機構としては、回転軸にジョイントを設けて２つに分割できるようにする。一方に回転軸、他方に軸受けを設け、回転軸と軸受けが分離できるように構成する等各種の従来技術を利用することができる。
【００１３】
ブラダーは天然ゴム、合成ゴム等の膨張可能な素材から形成され、圧縮空気を吹き込むと棒状に細長く伸び、取付管の内壁に密着するサイズを有する。空気を抜いて縮んだブラダーはその基部から巻き取るようにして台車の上の箱内に収容するとよい。また、ブラダーの基部は圧縮空気源に通じるパイプに接続されている。
【００１４】
そして、充填材圧入空間を形成する被覆プレートとこの被覆プレートのほぼ中央部を貫通して取付管内に挿入され膨大されて取付管内面に密着するブラダーとを備えた下水管修復ユニットを回動自在に搭載した台車を遠隔装置によって下水本管内を走行させて修復すべき取付管の位置に誘導する台車誘導工程、下水管修復ユニットを回動させて被覆プレートを修復すべき取付管の方向に対峙させる被覆プレート位置設定工程、修復すべき取付管に対峙した被覆プレートを上昇させて修復すべき取付管を含む下水本管内壁に密着させる被覆プレート固定工程、ブラダーに圧縮空気を圧入してブラダーを膨大させて修復すべき取付管内壁にブラダーを密着固定させるブラダー固定工程、被覆プレートと下水本管の内壁の間に形成される充填材圧入空間内に充填材を圧入して修復すべき箇所に充填材を注入させる充填材注入工程および注入された充填材が固化した後ブラダーおよび被覆プレートを後退させる撤去工程を実行することにより、下水管を効率よく修復することができる。
【発明の効果】
【００１５】
（１）本発明の下水管修復装置は、下水本管内壁に密着されて充填材圧入空間を形成するように湾曲した周辺突出縁部を有すると共に充填材を圧入するための充填材圧入パイプを有する被覆プレートを使用するので、充填材圧入空間に充填された充填材が固化して下水本管と取付管の接続部に鍔状の補強部が形成され、この修復部から再漏洩が発生するのを極力防止することができる。 
【００１６】
（２）本発明の下水管修復ユニットは、走行用の車輪を備えた台車に下水本管の軸線方向の回転軸周りに回動自在に取り付けられ、また、下水本管内壁に密着されて充填材圧入空間を形成するように湾曲した周辺突出縁部を有する被覆プレートは昇降手段によって昇降自在に取り付けてられているので、下水本管のサイズや修復すべき取付管の位置に対応して、自由に被覆プレートの方向や高さを設定することができ、迅速に補修工事を行うことができる。
【００１７】
（３）本発明の下水管修復ユニットは、台車に着脱自在に取り付けられているので、下水管のサイズに応じて最適のものを選択使用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
次に実施例によって本発明の最良の実施形態を説明致します。
【実施例１】
【００１９】
図１は、本発明の下水管修復システムの全体像を示すもので、下水管修復装置２０はアンテナ２１、照明装置２２、テレビカメラ２３等を搭載した自走車２に誘導繋引されて下水本管内を走行する。下水管修復装置２０は台車３に搭載された修復ユニット５より構成されている。下水管修復装置２０は基地に置かれたコントロールセンター１からの指令によって自走車２を介し、場合によっては直接操縦される。
【００２０】
先ず、下水本管内を走行する自走車２の照明装置２２とテレビ装置２３によって取付管の不良箇所を探索しながら下水管修復装置２０を現場まで誘導する。コントロールセンター１と自走車２の連絡はアンテナ２１を介して無線で行われるが、有線で信号を送ってもよい。コントロールセンター１にあるコントローラ１９によって自走車２、台車３および修復ユニット５の作動を制御する。また、修復ユニット５の動作に必要な空気や充填材はコントロールセンター１からパイプラインで送られる。
【００２１】
図２は下水本管１１内に導入された下水管修復装置２０を示すもので、３は台車、３２は車輪、３３は台車３と修復ユニット５を結ぶ回転軸、４２は自走車に接続するための繋引具である。
【００２２】
修復ユニット５は基台５１の上に２つの昇降手段５３とブラダー５４を収容するブラダーボックス５４１が搭載されている。５２は被覆プレートであって図３に示すように昇降手段５３の４つのピストンロッド５３２によって支持されている。２つの昇降手段５３には図４に示すようにそれぞれ２つのピストン５３１、５３１が収容されている。
【００２３】
被覆プレート５２は図５および図６に示すように、下水本管１１の内壁のカーブに合わせて全体が湾曲されている。そしてその周囲には周辺突出縁部５２３が設けられ、湾曲した皿状をしている。中央にはブラダー５４が突き抜ける貫通孔５２５が設けられている。また、底面には充填材を導入するための充填材圧入パイプ５２２の出口である圧入孔５２４が開けられている。
【００２４】
台車３は図２および図５に示されるように、下水本管１１に中で４つの車輪３２に支えられて静止、または走行している。修復ユニット５は台車３の回転軸３３によって支持されている。３４は回転軸３３を回転させるためのステップモーターである。また、６１は充填材パイプ、６２は動力線、６３は信号線、６４は空気パイプでいずれもコントロールセンター１に接続されている。
【００２５】
図７は台車３に設けられた回転軸駆動手段３２を示すもので、ステップモーター３４の回転はギヤボックス３５で減速されて歯車３６、３７を介して回転軸３３に伝えられる。回転軸３３は修復ユニット５の固定軸５６とカップリング５７によって接続される。
【００２６】
固定軸５６の先端には角形ロッド５９が突出していて、回転軸３３の先端に設けられた角形溝３９に挿入され、回転軸３３の先端に設けた裸子３８とカップリング５７の内面に設けた裸子溝５８を螺合して両者を結合する。なお、４３は軸受である。
【００２７】
図８は材料、動力、信号等の流れを示す説明図であって、コントロールセンター１にある充填材タンク１５に収容された充填材（セメントモルタル）１６はスラリーポンプ１７によって充填材パイプ６１、電磁弁６５、ジョイント６７、充填材圧入パイプ５２２、圧入孔５２４を経て被覆プレート５２に供給される。電磁弁６５はコントローラ１９によって制御され必要な時期に必要な料の充填材が被覆プレート５２に供給される。
【００２８】
電力は電源１３から動力線６２、スイッチ６６を経てステップモーター３４に供給される。モーター３４はコントローラ１９によって制御され、モーターの回転力はギヤボックス３５で減速され、回転軸３３、カップリング５７、固定軸５６に伝えられ、図５の矢印に示すように修復ユニット５を取付管１２の方向に回転させる。
【００２９】
空気はポンプ１４によって空気パイプ６４、電磁弁１７、ジョイント６９を経て修復ユニット５の空気パイプ５５に送られる。空気パイプ５５から電磁弁７２を経て４つのピストン５３１に送られ、被覆プレート５２を上昇させる。その一部は空気パイプ５５から分岐したパイプ５５６、電磁弁７３を経てブラダー５４に供給される。７４は空気放出管５５７に設けられた電磁弁、７５は空気放出管５５５に設けられた電磁弁である。
【００３０】
１９はコントローラで、信号線６３を経てモーター３４や電磁弁の制御のための制御信号を送る。６８は信号線のジョイントである。
【００３１】
テレビカメラと照明装置を備えた自走車によって修復すべき取付管の所に下水管修復装置２０を誘導し、回転駆動手段３２によって下水管修復ユニット５を回動させて被覆プレート５２を修復すべき取付管１２の方向に対峙させた後、被覆プレート５２を上昇させて修復すべき取付管を含む下水本管内壁に密着させる。次に、ブラダー５４に圧縮空気を圧入してブラダーを膨大させて修復すべき取付管内壁にブラダー５４を密着固定させる。そして、被覆プレート５２と下水本管１１の内壁の間に形成される充填材圧入空間５２６内に充填材１６を圧入する。注入された充填材が固化すると図９に示すように取付管１２の出口の周囲に鍔状の補強部１７が形成される。
【００３２】
この実施例では、電気、、信号、油圧、空気圧を送るための線またはパイプの接続ならびに、充填剤を送るためのパイプの接続は台車側に設けた例を示したが、修復ユニット側に設けても良い。また、修復ユニットを回動させるための回転駆動手段３２は台車３側に設けた例を示したが、修復ユニット５側に設けても良い。
【００３３】
修復作業後、充填剤を送るホースはなるべく下水本管１１内で水で洗浄される。その結果、被覆プレート５２および修復装置２０全体も再使用できるよう、同時にきれいに洗浄される。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本実施例では取付管と水道本管との接続部分の補修について説明したが、もっと長いブラダーを使用し、柔らかいモルタルを使用すれば、取付管の途中にできたひび割れや欠損部の補修を行うこともできる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の下水管修復装置の全体構成図。
【図２】下水本管内に導入した下水管修復装置の正面図。
【図３】図２の平面図。
【図４】被覆プレートを取り除いた修復ユニットの平面図。
【図５】図２の側面図。
【図６】被覆プレートの斜面図。
【図７】回転駆動手段の部分的断面図。
【図８】材料、動力、信号等の流れを示す説明図。
【図９】充填材注入工程を示す説明図。
【図１０】従来技術を示す説明図。
【符号の説明】
【００３６】
１  コントロールセンター
２  自走車
３  台車
５  修復ユニット
５２  被覆プレート
５４  ブラダー
【図１】
2007332540.tif 000003
【図２】
2007332540.tif 000004
【図３】
2007332540.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2007332540.tif 000009
【図８】
2007332540.tif 000010
【図９】
2007332540.tif 000011
【図１０】
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