(57)【要約】【課題】既設配管の一端部側からライニング用配管部材を押し込みながら、既設配管の他端部側からライニング用配管部材を、該配管部材の許容応力以下の一定の牽引荷重をもって引き出し可能とし、ライニング用配管部材の物理的性能の劣化、損傷及び破断を確実に防止して短時間で既設配管内にライニング用配管部材を挿入できる既設配管ライニング用配管部材の牽引装置を提供すること。【解決手段】回転ドラム部材と、該回転ドラム部材を回転駆動するモータ駆動手段と、上記線条部材を上記回転ドラムに巻き取る際に該線条部材に作用する牽引荷重を検出する牽引荷重検出手段とを具備し、上記牽引荷重検出手段により検出される牽引荷重が予め定めた一定値を維持するように、上記既設配管に押し込まれる配管部材の引出し速度又は引出し量を調節しながら該配管部材を牽引するように構成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
既設配管の一端側から合成樹脂製の配管部材を押し込むとともに該既設配管の他端側から上記配管部材の先端部を牽引して上記既設配管の一端から他端にわたり上記配管部材を挿入してライニングするための配管部材の牽引装置において、
既設配管の一端側から押し込まれる配管部材の先端部と接続した線条部材を巻き取る回転ドラム部材と、該回転ドラム部材を回転駆動するモータ駆動手段と、上記線条部材を上記回転ドラムに巻き取る際に該線条部材に作用する牽引荷重を検出する牽引荷重検出手段とを具備し、上記牽引荷重検出手段により検出される牽引荷重が予め定めた一定値を維持するように、上記既設配管に押し込まれる配管部材の引出し速度又は引出し量を調節しながら該配管部材を牽引するように構成したことを特徴とする既設配管ライニング用配管部材の牽引装置。
【請求項２】
荷重検出手段は、既設配管の他端開口の周辺部に設置可能とした支持部材に固着するロードセルであって、該ロードセルの荷重検出部に回転ドラム部材及びモータ駆動手段の双方又はそれらのうちいずれか一方を懸吊するように取り付けたロードセルと、上記回転ドラム部材に線条部材を巻き取る際に上記ロードセルによる検出荷重を示す電気信号を出力する荷重検出回路とにより構成したことを特徴とする請求項１に記載の既設配管ライニング用配管部材の牽引装置。
【請求項３】
更に、荷重検出手段からの荷重検出値と予め定められた荷重設定値との偏差に基づきモータ駆動手段の回転速度を制御する制御手段を設け、既設配管内への配管部材の挿入操作中、上記設定荷重値をもって配管部材を牽引するように構成したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の既設配管ライニング用配管部材の牽引装置。
【請求項４】
既設配管の他端開口の上方の地表部に設置可能とした架台に、支持部材と、上記既設配管の他端開口部分を着脱可能に把持するクランプ機構部と、回転ドラム部材に巻き取られる線条部材が上記既設配管の他端開口から該他端部の中心軸に沿って引き出されるように案内する案内ロール部材とを設けたことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の既設配管ライニング用配管部材の牽引装置。
【請求項５】
既設配管の他端開口の周辺部を掘削して地表面に開口する穴を設け、上記掘削穴の開口部に架台を設置し、上記架台に上記穴の底部に向かって延びる支柱部材を装着するとともに該支柱部材の下方部にクランプ機構部を装着したことを特徴とする請求項４に記載の既設配管ライニング用配管部材の牽引装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、既設配管のライニング用配管部材を既設配管内に挿入するのに好適な既設配管ライニング用配管部材の牽引装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、例えば、ガス配管とか水道配管等が老朽化した場合、地面等を掘削して配管を新しく交換する代わりに、老朽化した既設配管の一端から他端にわたり可撓性を有する配管部材、代表的に、合成樹脂材製コルゲート管を挿入し、該配管部材により既設配管をライニング（裏張り）して更生する方法が採られている。
【０００３】
従来、既設配管の更生にあたり、既設配管の一方の開口端から他方の開口端にわたり挿通された牽引用の線状材の一端部をライニング用の配管部材の先端部と接続した後、既設配管の一端側から配管部材を押し込む操作と、既設配管の他端側から上記線条材の他端を牽引して配管部材を引き出す操作とを交互に繰り返すことにより、既設配管の一端から他端にわたり上記配管部材を挿入してライニングする工法が知られている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００４】
しかしながら、上記従来形式の既設配管ライニング用配管部材の牽引装置においては、既設配管の一端側での配管部材の押し込み操作と、他端側での配管部材の引き出し操作とを交互に行い、配管部材の押し込み量（又は長さ）と引き出し量（又は長さ）とが同等となるように調節しながら既設配管へライニング用配管部材を挿入するようにしたものである。そのため、例えば、既設配管におけるエルボとかベント等の管継手により形成される屈曲部において配管部材の先端部の推進が滞った際、配管部材を所定量引き出そうとすると該配管部材に過大な牽引荷重が加わることとなり、該配管部材は塑性変形し、該配管部材の性能劣化、損傷又は破断等の発生する虞があるという問題があった。
【０００５】
また、既設配管の他端開口の近傍に穴を掘削し、該穴の地表開口の周辺に設置した牽引装置の巻き取りドラムによりライニング用プラスチック管の先端部と接続したワイヤを牽引する際、ワイヤが既設配管の他端開口のエッジ部等に当たって大きな牽引荷重が負荷されることのないように、既設配管の他端開口の中央部から巻き取りドラムに至るワイヤの走行を案内する案内ロールを備えた牽引装置が知られている（例えば、特許文献２を参照）。更にまた、上記牽引装置と同様、既設配管の他端開口の近傍に掘削された穴の地表開口の周辺部に設置するようにした牽引装置がライニング用樹脂管の先端部に接続したワイヤーロープを引き出す際、ワイヤーロープに作用する抵抗力に基づく反力を穴の内壁面部で吸収するようにして牽引装置が穴に転落するのを防止するようにした既設配管ライニング用樹脂管の牽引装置が知られている（例えば、特許文献３を参照）。
【０００６】
しかしながら、上記２つの従来公知の既設配管ライニング用配管部材の牽引装置においては、専ら、既設配管の他端側からライニング用配管部材を牽引することにより既設配管内に引き込む方式のもので、既設配管の一端側からライニング用配管部材を押し込む操作は併用されず、既設配管内への配管部材の送給量又は長さは操作者の経験的な勘に依存するものであり、配管部材の劣化、破損及び破断等の発生を安定して防止できないという問題がある。また、後者の牽引反力を掘削穴の壁面部で分担するようにした牽引装置では、既設配管の他端開口の周辺に、十分な牽引反力を得るために、比較的大きな穴を掘削する必要があり、既設配管内へのライニング用配管部材の挿入作業に多大な準備作業手間を要するという問題がある。
【０００７】
更にまた、従来形式の既設配管ライニング用配管部材の牽引装置全体が比較的大型でかつ製作コストが高価であり、既設配管の更生作業現場で設置作業が厄介であるという問題がある。
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−１８８７５５号公報
【特許文献２】特開平１１−３４４１５４号公報
【特許文献３】特開２００２−２２８０４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は上記問題点に鑑みて創案されたもので、第１の目的は、既設配管の一端部側からライニング用配管部材を押し込みながら、既設配管の他端部側からライニング用配管部材を一定の牽引荷重をもって引き出し可能とし、ライニング用配管部材の物理的性能の劣化、損傷及び破断を確実に防止して短時間で既設配管内にライニング用配管部材を挿入できる既設配管ライニング用配管部材の牽引装置を提供することにある。
【００１０】
本発明のもう１つの目的は、既設配管内にライニング用配管部材を挿入するにあたり、既設配管の他端開口の周辺に掘削する穴、特に、その地表開口は、必要最小限の小さなものとし、牽引装置全体が小型でかつ製作コストが安価であり、既設配管の更生作業現場で簡単かつ迅速に設置することができる既設配管ライニング用配管部材の牽引装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の既設配管ライニング用配管部材の牽引装置は、既設配管の一端側から押し込まれる配管部材の先端部と接続した線条部材を巻き取る回転ドラム部材と、該回転ドラム部材を回転駆動するモータ駆動手段と、上記線条部材を上記回転ドラムに巻き取る際に該線条部材に作用する牽引荷重を検出する牽引荷重検出手段とを具備し、上記牽引荷重検出手段により検出される牽引荷重が予め定めた一定値を維持するように、上記既設配管に押し込まれる配管部材の引出し速度又は引出し量を調節しながら該配管部材を牽引するように構成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の請求項１に記載の牽引装置は、既設配管の一端側から押し込むライニング用配管部材の先端部と接続した線条部材を、モータ駆動される回転ドラムに巻取る際、該線条部材に作用する牽引荷重を検出する牽引荷重検出手段を設け、既設配管へのライニング用配管部材の挿入操作時、牽引荷重検出手段により検出される牽引荷重検出値を監視しながら予め定めた一定の牽引荷重をもってライニング用配管部材を引き出すようにしたから、ライニング用配管部材の物理的諸性能の劣化、破損及び破断を確実に防止できるという優れた作用効果を奏し得る。
【００１３】
本発明の請求項２に記載の牽引装置においては、支持部材に固着したロードセルに、ライニング用配管部材の先端部と接続した線条部材の巻取り回転ドラム部材及び該回転ドラム部材のモータ駆動手段の双方又はそれらのうちいずれか一方を懸吊させて取り付けた簡単な構成の牽引荷重検出手段により、操作者は、既設配管の他端側からライニング用配管部材を引き出す際に印加される牽引荷重をリアルタイムに監視可能であり、ライニング用配管部材に過大な牽引荷重が負荷されるのを確実に阻止することができ、ライニング用配管部材の物理的諸性能の劣化、破損及び破断を確実に防止できるという優れた作用効果を奏し得る。
【００１４】
本発明の請求項３に記載の牽引装置においては、上記線条部材の巻取り回転ドラム部材の駆動モータのトルク出力、言い換えれば、線条部材を介して引張されるライニング用配管部材に印加される牽引力を予め定めた一定値を保持するように巻取り回転ドラム部材の回転速度、したがって、ライニング用配管部材の引出し速度又は引出し量（もしくは長さ）を制御することができ、ライニング用配管部材の物理的諸性能の劣化、破損及び破断を確実に防止できるという優れた作用効果を奏し得る。
【００１５】
本発明の請求項４に記載の牽引装置においては、既設配管の他端開口の上方の地表部に設置可能とした架台に装着したクランプ機構部により、上記既設配管の他端開口部分を把持させて上記架台と一体的に固定する一方、架台に装着された案内ロール部材により、上記既設配管の他端開口から該他端部の中心軸に沿ってライニング用配管部材の先端部と接続した線条部材を引き出すとともに該線条部材を回転ドラム部材に巻き取られるようにして上記線条部材に無用な牽引荷重が負荷されないようにしたから、安定して正確な牽引荷重をもってライニング用配管部材の引き出し操作を行うことができ、ライニング用配管部材の物理的諸性能の劣化、破損及び破断を確実に防止できるという優れた作用効果を奏し得る。
【００１６】
本発明の請求項５に記載の牽引装置においては、既設配管の他端開口の周辺部を掘削して地表面に開口する穴を設け、該穴の開口部に設置可能とした架台に起立状に固定可能とした支柱部材の下方部に上記クランプ機構部を設けたから、上記穴の開口面積は必要最小限の大きさのものとすることができ、既設配管の更生作業現場における準備作業手間を有効に軽減することができる優れた作用効果を奏し得る。また、掘削穴の空間部を有効に利用して装置全体の小型化を有効に図ることができるという優れた作用効果を奏し得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の実施の形態を、その基本的構成概念を示す図１とともに説明する。
上記実施の形態のライニング用配管部材の牽引装置は、既設配管、例えば、地面下に埋設された金属製ガス配管の全長にわたり該既設配管の内径より若干小さい外径を有する配管部材、例えば、既設配管のライニングによる更生工法において一般的に使用される合成樹脂製コルゲート管を挿入してライニングする場合について説明する。
【００１８】
図１に示すように、本発明の実施の形態は、概略、ライニング施工対象の既設配管１の一端側から挿入される合成樹脂製コルゲート管（図示しない）の先端部に接続したワイヤ１２を他端側から牽引するために、該他端開口の周辺部を掘削して設けた穴２の開口縁部に設置可能とした架台３に、既設配管１の他端開口部分を着脱可能に把持するクランプ機構部１０と、既設配管１の他端開口から上記コルゲート管を引出す際に該コルゲート管に加わる牽引荷重を検出可能とした牽引荷重検出部１８とを一体的に装着して構成される。
【００１９】
上記牽引荷重検出部１８は、概略、ロードセル２０と、モータユニット２２と、モータ駆動される回転ドラム２４と、上記ロードセル２０の図示しない半導体歪みセンサと接続した公知の荷重検出回路（図示しない）とにより構成される。
【００２０】
上記ライニング用コルゲート管の先端部に接続したワイヤ１２がモータユニット２２によりチェーンベルト２６を介して回転駆動される回転ドラム２４に巻取られる際、ワイヤ１２を介してライニング用コルゲート管に作用する牽引荷重が荷重検出回路（図示しない）から出力される牽引荷重値を示す電気信号によって検出される。
【００２１】
上記牽引荷重検出部１８のモータユニット２２と電気コードを介して上記牽引装置の近くに配置した制御盤２８が接続される。制御盤２８に内蔵されるマイクロプロセッサ（図示しない）により、上記荷重検出回路から出力される検出信号で示される牽引荷重値と上記ライニング用コルゲート管の許容応力に応じて予め定められた基準値との偏差がゼロと成るようにモータユニット２２の駆動速度が制御される。
【実施例】
【００２２】
以下に、本発明の一実施例の牽引装置を、添付図面（図２〜図５）を参照して説明する。なお、実施例の説明において、図１に示す牽引装置における構成部分と等価の構成部分には同一の数字符号を付して説明する。
【００２３】
図２〜図５に示すように、左右に伸縮可能に梁部材を入れ子式で組み立てて形成した架台３の長さを調整し、締付けハンドル５により架台３の長さが適宜長さに固定し、ライニング対象の既設配管１の他端開口の周辺部を掘削して設けた穴２の開口縁部に設置可能とされる。なお、架台３を設置する地面に、厚みの大きい板体９を敷設して足場を設け、該足場板体９の平坦面上に架台３を設置することにより、架台３を安定して水平姿勢を保持することができる。
【００２４】
架台３に起立状に取り付けられた支柱６の下端部に、バイス１４を用いて構成されたクランプ機構部１０が装着される。支柱６は、上記架台３と同様、２つの筒状金属製支柱部材を用いて入れ子式に上下に伸縮可能に形成され、支柱６の下端部に装着されたクランプ機構部１０の高さ位置を、既設配管１の他端開口部分の高さ位置に合わせて適宜に調整され、締付けハンドル７を介して固定される。
【００２５】
上記クランプ機構部１０の一対のチャッキング部材を用いて形成されたバイス１４により、穴２の空間部に露出した既設配管１の他端開口部分が把持され、露出した他端開口部分を除く大部分が土中に埋設されている既設配管１と架台３とは一体的に固定される。
【００２６】
上記架台３に支持枠体８が固定され、該支持枠体８の上端部にロードセル２０が固着され、該ロードセル２０の図示しない荷重検出部（ボタン）に、サーボモータを用いて構成されたモータユニット２２が自重で吊り下がるように装着される。
【００２７】
上記支持枠体８に、モータユニット２２の下方部に、該モータユニット２２に含まれるサーボモータの出力軸とチェーンベル２６を介して連結された回転ドラム２４が取り付けられる。モータユニット２２のサーボモータを回転駆動することにより、チェーンベルト２６を介して回転ドラム２４は回転駆動される。
【００２８】
上記クランプ機構部１０の先端部に、既設配管１の他端開口部分の中心軸上の前方位置に案内ロール１６が装着される。上記ライニング用コルゲート管（図示しない）の先端部に接続したワイヤ１２は、上記案内ロール１６を介して略垂直上方に配置された回転ドラム２４に向けて案内可能とされる。この構成により、回転ドラム２４にワイヤ１２が巻取られる際、該ワイヤ１２の走行を妨害する障害物との接触を回避しながら回転ドラム２４を回転駆動するモータユニット２２のモータの出力トルクに応じた牽引荷重が上記ライニング用コルゲート管に伝播される。また、支持枠体８には、ボールネジ、ギヤ及びハンドルにより構成され、案内ロール１６のワイヤ走行路の水平位置及び高さ位置を微調整する案内ロール微調整機構部１７が設けられる。
【００２９】
上記牽引荷重検出部１８のロードセル２０に含まれる半導体歪みセンサと接続された公知の図示しない荷重検出回路から、モータユニット２２により回転駆動される回転ドラム２４に巻取られるワイヤ１２を介してライニング用コルゲート管に作用する牽引荷重を示す電気信号が出力される。
【００３０】
上記荷重検出回路は、上記架台３の外方に配置された図示しない制御盤（図１に示すものと同様のもの）と電気コードを介して接続される。該制御盤に内蔵された、例えば、マイクロプロセッサを用いて構成された公知の定トルク制御回路により、上記荷重検出回路から出力される牽引荷重検出値と予め定められた牽引荷重基準値との偏差がゼロとなるように、モータユニット２２により回転駆動される回転ドラム２４の回転速度、したがって、該回転ドラム２４に巻取られるワイヤ１２を介して牽引されるライニング用コルゲート管の牽引速度又は引出し量が制御される。
【００３１】
上記実施例の牽引装置における牽引荷重検出部１８のロードセル２０のひずみ検出部にモータユニット２２を懸吊するように取付けたが、回転ドラム２４を懸吊するように取付けてワイヤ１２を介してライニング用コルゲート管に加えられる牽引荷重を検出するようにしてもよい。また、ライニング用配管部材は、合成樹脂製コルゲート管に限らず、可撓性を有する合成樹脂製配管、二重コルゲート管等の他のライニング用配管部材に対しても上記牽引装置を適用することができる。
【００３２】
次に、上記構成の牽引装置（本発明）と、従来公知の図６及び図７に示す可搬型手動ウインチ３０とを用いて、図５に示す配管３１の全長にわたって合成樹脂製コルゲート管によりライニングするために、該配管３１に合成樹脂製コルゲート管を挿入する実験を行い、両実験結果を比較した一例について説明する。なお、配管３１は、図５に示すように、エルボ管継手が接続された屈曲箇所(1)および(2)並びにベント管継手が接続された屈曲箇所(3)および(4)が含まれ、全長１０ｍ、配管断面積４０Ａを有するものである。
【００３３】
本発明の牽引装置を使用して上記配管３１に合成樹脂製コルゲート管を挿入したところ、ライニング用コルゲート管に物理的性能の劣化、座屈、損傷等の問題が生じることもなく、スムーズに挿入することができた。配管３１への挿入後、ライニング用コルゲート管の外観検査を行ったところ、伸び、破損等の異常は検出されなかった。また、ライニング用コルゲート管の気密性検査を行ったところ、ガス漏れは検出されなかった。
【００３４】
図６及び図７に示す従来から既知の手動ウインチ３０を用いて、配管３１に、上記合成樹脂製コルゲート管と同様の合成樹脂製コルゲート管の挿入を行うにあたり、牽引操作時に、略一定の速度でハンドル３９を手動で回転駆動し、合成樹脂製コルゲート管に負荷を掛けないようにして挿入作業を行ったが、該コルゲート管の先端部が屈曲部(1)および(2)に到達した時、牽引抵抗が増大した。その後、牽引抵抗が増大したため、ハンドル３９の回転駆動力を増大し、コルゲート管を配管３１の全長にわたって挿入する操作を行ったところ、配管３１の牽引側の管端開口から引き出されたコルゲート管に引張による伸びがみられ、該コルゲート管の表面に白化した部分が見られた。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の牽引装置の構成概念を示す図である。
【図２】本発明の実施例の牽引装置の正面図である。
【図３】上記実施例の牽引装置の側面図である。
【図４】上記実施例の牽引装置の平面図である。
【図５】上記実施例の牽引装置と従来既知の手動ウインチとを用いてライニング施工した既設配管経路を示す線図である。
【図６】上記手動ウインチの概略正面図である。
【図７】上記手動ウインチの概略平面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１  既設配管
２  穴
３  架台
４  脚部
６  支柱
８  支持枠体
１０  クランプ機構部
１２  ワイヤ
１４  バイス
１６  案内ロール
１７  案内ロール位置微調整機構部
１８  牽引機構部
２０  ロードセル
２２  サーボモータ
２４  巻取り回転ドラム
２６  チェーンベルト
２８  制御盤
３１  比較実験に使用された配管
【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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