(57)【要約】【課題】  既設管の断面形状が非円形の形状である場合にも、アウターローラやインナーローラの破損等を防止しつつ接合機構部を円滑に周回移動させて、短時間で精度よく管更生作業を行えるようにする。【解決手段】  製管装置１は、既設管２００の内面に沿って周回する周回フレーム２と、周回フレーム２の周回軌道を規定するガイドフレーム３と、帯状部材１００の接合部を接合する接合機構部５とを備える。接合機構部５には、互いに逆方向に回転するインナーローラ５１とアウターローラ５２とが備えられ、アウターローラ５２の回転軸は、インナーローラ５１の回転軸の軸まわりに回動可能に設けられている。【選択図】  図２
2013111870.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
両側縁部に接合部を備える長尺の帯状部材を、螺旋状に巻回し及び接合して管状に形成する製管装置であって、
既設管の内面に沿って周回する周回フレームと、
前記周回フレームの内周側に配設され、該周回フレームの周回軌道を規定するガイドフレームと、
前記周回フレームに取り付けられ、帯状部材の一側縁と周回遅れで隣接した後方の帯状部材の他側縁との双方の接合部を接合する接合機構部とを備え、
前記接合機構部には、前記帯状部材を挟み込んで対をなし、互いに逆方向に回転するインナーローラとアウターローラとが備えられ、
前記アウターローラの回転軸は、前記インナーローラの回転軸の軸まわりに回動可能に設けられていることを特徴とする製管装置。
【請求項２】
請求項１に記載の製管装置において、
前記アウターローラは、前記インナーローラの回転軸に対し揺動自在に設けられた支持部材を介して前記接合機構部に備えられ、前記支持部材は、前記アウターローラの回転軸を回動可能に支持することを特徴とする製管装置。
【請求項３】
請求項２に記載の製管装置において、
前記支持部材は、２本のリンク部材からなる連結リンクを備え、
前記連結リンクは、一端が前記接合機構部に枢着され、他端が前記周回フレームに枢着され、連結点が前記支持部材に摺動可能に設けられていることを特徴とする製管装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一つの請求項に記載の製管装置において、
前記インナーローラの回転軸は、一端部が、前記接合機構部に回転自在に支持され、他端部が、前記接合機構部に固定され当該回転軸と平行に延設された固定フレームに回転自在に支持されていることを特徴とする製管装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一つの請求項に記載の製管装置において、
前記接合機構部は、前記周回フレームの複数箇所に設けられたことを特徴とする製管装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、農業用水管、下水道管、上水道管、ガス管などの既設管内に、長尺の帯状部材を用いてライニング管を形成することにより前記既設管を更生する製管装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
地中に埋設されている老朽化した管を更生するため、両側縁部に接合部を備える帯状部材を用いて既設管内をライニングする更生工法が行われている。この工法では、帯状部材を既設管内に引込み、製管装置によって螺旋状に巻回するとともに、巻回した帯状部材の接合部同士を接合して管状体を形成する。また、この管状体に対して、引き続き帯状部材を巻回及び接合していくことで、付加的に管状体を形成する。
【０００３】
この種の工法においては、例えば特許文献１に開示されているように、製管装置が、剛性を有するガイドフレームと、案内子を介して規制フレームの外周を移動可能な周回フレームとを備えて、多様な断面形状のライニング管を形成することができる。図１２に例示するように、製管装置９には、複数個の案内子９６が、成形フレーム９７と規制フレーム９８との間に介装されている。案内子９６は、成形フレーム９７の軌道を規制フレーム９８の外周に沿って規定する。
【０００４】
既設管２００の更生作業中には、管路内の流体を堰き止めたり迂回させたりする場合がある。その場合、地上の交通に影響があるため、できるだけ短時間で作業を済ませ、精度よくかつ安全に作業することが求められる。しかし、前記従来の製管装置９では、アウターローラ９７１が既設管の内面の凹凸等に接触した場合、製管作業を中断し、アウターローラ９７１が円滑に回転するように修理したり交換したりしなければならず、作業時間が長期化してしまうという問題があった。
【０００５】
また、帯状部材１００を巻回してライニング管を形成するにあたり、既に管状体となった部分と、製管装置９との間で抵抗力を生じやすく、製管装置９が作動しにくくなるおそれがある。このような場合、生じた抵抗力は、図示しないインナーローラとアウターローラ９７１との回転を妨げるように作用する。そうすると、既に形成されたライニング管よりも、大きい径で帯状部材１００が巻回されることになり、製管作業を進めるにつれて除々にライニング管が巻き太る現象を生じるおそれがあった。
【０００６】
そこで、出願人は特許文献２に開示するように、アウターローラが円形断面の既設管の内面に接触せずに円滑に回転することを可能にした製管装置を開発している。この製管装置では、アウターローラが既設管の内面から離れた状態で維持され、既設管内の凹凸等に引っかかる不都合が解消するので、円滑に製管することが可能とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−１４４７４４号公報
【特許文献２】国際公開第２０１１／０１３６３６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
既設管の断面形状が非円形の形状である場合には、製管装置の接合機構部は、既設管のハンチ部又は角部を経由して、ライニング管の外壁下部と既設管の内壁底部とが面接触している部位に進入していく必要がある。しかし、接合機構部の周回軌道が直線からアール形状へ急激に変化するハンチ部等では、接合機構部の駆動状況が変化し、インナーローラと、ともに回転するアウターローラとに作用する負荷が大きく、回転トルクが大きくなり、接合機構部が進入しにくくなる傾向がある。
【０００９】
そのため、既設管のハンチ部では、インナーローラ又はアウターローラが引っ掛かったり、接合機構部の周回移動が停止したりしやすくなり、結果として円滑なライニング管の形成が困難となり、製管作業が中断されるという不都合も生じる場合がある。また、インナーローラやアウターローラに過大な負荷がかかって破損したり、変形したりするおそれもある。したがって、既設管の断面形状のハンチ部では、接合機構部の周回移動を停止させて調整作業を行う必要があった。
【００１０】
そこで本発明は、上記のような問題点にかんがみてなされたものであり、その目的とするところは、既設管の断面形状が非円形の形状である場合にも、アウターローラやインナーローラの破損等を防止しつつ接合機構部を円滑に周回移動させて、製管作業を短時間で精度よく進めることのできる新規な製管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】
前記の目的を達成するための本発明の解決手段は、両側縁部に接合部を備える長尺の帯状部材を、螺旋状に巻回し及び接合して管状に形成する製管装置を前提とする。この製管装置に対し、既設管の内面に沿って周回する周回フレームと、前記周回フレームの内周側に配設され、該周回フレームの周回軌道を規定するガイドフレームと、前記周回フレームに取り付けられ、帯状部材の一側縁と周回遅れで隣接した後方の帯状部材の他側縁との双方の接合部を接合する接合機構部とを備えさせ、前記接合機構部に、前記帯状部材を挟み込んで対をなし、互いに逆方向に回転するインナーローラとアウターローラとを具備させ、前記アウターローラの回転軸を、前記インナーローラの回転軸の軸まわりに回動可能に設けている。
【００１２】
この特定事項により、非円形断面の既設管の製管作業に際し、前記接合機構部が既設管のハンチ部や角部等に差し掛かったとき、前記アウターローラ及びインナーローラに作用する荷重によって、前記アウターローラがインナーローラの回転軸の軸まわりに回動し、過大な負荷を逃がす作用をなす。そのため、当該ハンチ部においても前記接合機構部が円滑に周回移動し、調整作業を要することなく円滑に製管作業を進めることができる。また、前記アウターローラ及びインナーローラの破損や変形を未然に防ぐことができる。
【００１３】
前記製管装置のより具体的な構成として次のものが挙げられる。つまり、前記アウターローラを、前記インナーローラの回転軸に対して揺動自在に設けた支持部材を介して前記接合機構部に備えさせ、前記支持部材を、前記アウターローラの回転軸を回動可能に支持させた構成とすることが好ましい。
【００１４】
これにより、前記接合機構部にアウターローラが安定的に備えられるとともに、アウターローラ及びインナーローラの回転駆動を妨げることなく、アウターローラをインナーローラの回転軸の軸まわりに回転可能に設けることができる。
【００１５】
また、前記構成の製管装置において、前記支持部材には、２本のリンク部材からなる連結リンクを備えさせ、前記連結リンクは、一端を前記接合機構部に枢着し、他端を前記周回フレームに枢着して、連結点を前記支持部材に摺動可能に設けることが好ましい。
【００１６】
これにより、前記支持部材の動作が連結リンクにより規制されて、前記接合機構部に対して一定の範囲内で揺動することとなる。したがって、前記アウターローラがインナーローラの回転軸の軸まわりに揺動しても、アウターローラ及びインナーローラの各回転軸が互いにずれることなく、円滑に帯状部材を送り出す作用を維持することができる。
【００１７】
また、前記構成の製管装置において、前記インナーローラの回転軸は、一端部を、前記接合機構部に回転自在に支持させ、他端部を、前記接合機構部に固定され当該回転軸と平行に延設された固定フレームに回転自在に支持させることが好ましい。
【００１８】
これにより、前記インナーローラの回転軸にかかる荷重を、前記固定フレーム及び接合機構部に分散させ、当該インナーローラを安定的に支持することができる。その結果、前記アウターローラとともに当該インナーローラの破損や変形を防ぐことができ、短時間で円滑に製管作業を進めることが可能となる。
【００１９】
また、前記構成の製管装置において、前記接合機構部は、前記周回フレームの複数箇所に設けられてもよい。
【００２０】
これにより、製管装置として、帯状部材を送り出す駆動力を増加させることができるので、既設管のハンチ部又は角部の内面にあっても周回フレームを良好に周回させることができ、製管作業の推進力を増大させることが可能となる。この場合、複数の接合機構部のいずれにおいても帯状部材の接合がなされる必要はなく、帯状部材を挟み込んで互いに逆方向に回転するインナーローラとアウターローラとの作用により、既に接合された帯状部材の接合部にあっては、接合凸部と接合凹部との嵌合状態がより良好で確かなものとされて、精度よく製管作業を進めることが可能となる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明では、製管装置における接合機構部のアウターローラの回転軸を、前記インナーローラの回転軸の軸まわりに回動可能に設け、また前記インナーローラの回転軸を接合機構部及び固定フレームに支持させるので、既設管の断面形状が非円形の形状である場合にも、アウターローラやインナーローラの破損等を防止しつつ、製管作業を精度よく安定的に進めることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、本発明に係る製管装置を用いて既設管を更生する状況を模式的に示す説明図である。
【図２】図２は、実施形態に係る製管装置を示す正面図である。
【図３】図３は、前記製管装置におけるガイドフレームの断面図である。
【図４】図４は、前記製管装置における周回フレームのリンク体を示し、図４（ａ）は正面図、図４（ｂ）は一部破断して示す上面図である。
【図５】図５は、前記製管装置における接合機構部を一部破断して示す側面図である。
【図６】図６は、前記製管装置における接合機構部を示し、該接合機構部が既設管内面の角部に位置するときの様子を示す正面図である。
【図７】図７は、前記接合機構部及び周回フレームを示す背面図である。
【図８】図８は、前記接合機構部を一部破断して示す上面図である。
【図９】図９は、他の実施形態に係る製管装置を示す正面図である。
【図１０】図１０（ａ）は帯状部材の一例を示す断面図、図１０（ｂ）は帯状部材を接合する様子を示す断面図、図１０（ｃ）は接合された帯状部材を示す断面図である。
【図１１】図１１（ａ）は、他の形態に係る帯状部材を示す断面図であり、図１１（ｂ）は、前記帯状部材を接合する様子を部分拡大して示す斜視図である。
【図１２】図１２は、従来の製管装置の一例を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態に係る製管装置について、図面を参照しつつ説明する。
【００２４】
例示の形態に係る製管装置１は、帯状部材１００を保持して既設管２００の内面に沿って周回する周回フレーム２と、周回フレーム２の内側に配設されて周回フレーム２の周回軌道を規定するガイドフレーム３と、周回フレーム２に取り付けられ、帯状部材１００の接合部を接合する接合機構部５とを備える。
【００２５】
製管装置１を説明するに先立ち、この製管装置１に供給されて、ライニング管１０を構成する帯状部材１００について説明する。
【００２６】
−帯状部材−
図１０（ａ）〜図１０（ｃ）は、帯状部材１００の一例を示し、帯状部材１００の接合部同士を接合する様子を示した断面図である。図１０（ａ）に示す帯状部材１００は、硬質塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレンなどの合成樹脂系材料を長尺帯状に成形して形成され、可撓性を有する。
【００２７】
帯状部材１００は、帯板状の基板１０１の一方の面（ライニング管１０の外周面となる面）に複数条のリブ１０が立設されている。リブ１０２は、先端の断面略Ｔ字状の部分が基板１０１とほぼ平行となるように形成されている。帯状部材１００は、接合部として、一側縁に接合凸部１０３を備え、他側縁に接合凹部１０５を備えている。
【００２８】
帯状部材１００には、接合凹部１０５に隣接して、傾斜リブ１０６が形成されている。また、接合凹部１０５が設けられた部分は、基板１０１の他方の面が、基板１０１の厚み分だけ凹んだ凹部１０４を備えている。凹部１０４には、隣接した帯状部材１００の基板１０１が重ね合わされて、接合凹部１０５に、隣接した帯状部材１００の接合凸部１０３が接合される。
【００２９】
また、帯状部材１００には、補強材１０７が装着されている。補強材１０７は、長手方向に連続した帯板状の鋼板を断面略Ｗ字状に折曲形成したものであり、帯状部材１００に設けられた複数条のリブ１０２から選択された、隣接するリブ１０２間に装着されている。補強材１０７は、形成されるライニング管１０の強度を高める
帯状部材１００は、後述する製管装置１により螺旋状に巻き回される。これにより、先行する帯状部材１００の一側縁と、周回遅れで後続する帯状部材１００の他側縁とが接合される。この場合、図１０（ｂ）に示すように、帯状部材１００の接合は、螺旋状に巻き回すことによって隣接した帯状部材１００の、一方の接合凹部１０５に、他方の接合凸部１０３を嵌め込むことによって行われる。また、図１０（ｃ）に示すように、帯状部材１００の傾斜リブ１０６は押圧され、隣接する帯状部材１００のリブ１０２の先端部に嵌め込まれて係止する。これにより、帯状部材１００同士が相互に接合されてライニング管１０が形成される。
【００３０】
ライニング管を構成する帯状部材１００は、図１１（ａ）及び図１１（ｂ）に示すように、コネクタ１２０を介して接合される帯状部材１００Ａであってもよい。図１１（ａ）は、帯状部材１００Ａを示す断面図であり、図１１（ｂ）は帯状部材１００Ａの接合部及びコネクタ１２０の斜視図である。
【００３１】
この帯状部材１００Ａは、帯状体１１０と、隣接する帯状体１１０の側縁部同士を接合するコネクタ１２０とからなる。帯状体１１０は、基板１１１に複数条のリブ１１２を備え、長尺の帯板状に成形された部材である。帯状部材１００Ａの両側縁部には、凹形状の接合部１１３が、長手方向に沿って連続的に設けられている。接合部１１３は、巻回により帯状体１１０と帯状体１１０とが隣接すると、２つの接合部１１３、１１３は突き合わされて凸形状となる。
【００３２】
コネクタ１１０は、一対の接合凸部１２１、１２１を備える。一対の接合凸部１２１は、１２１は、長手方向に沿って連続的に形成され、突き合わされた帯状体１１０の接合部１１３、１１３の凸形状に対応して形成されている。
【００３３】
帯状部材１００Ａは、製管過程で帯状体１１０、１１０が互いに隣接し、その両側縁部の接合部１１３、１１３にまたがってコネクタ１２０が嵌め込まれ、相互に接合される。
【００３４】
−製管装置−
次に、実施形態に係る製管装置１について説明する。
【００３５】
図１に示すように、製管装置１は、既設管２００内に設置してライニング管１０の形成に用いられる。図２に示すように、製管装置１は、既設管２００内を周回する周回フレーム２と、周回フレーム２の内側に配設され、周回フレーム２の周回軌道を規定するガイドフレーム３と、帯状部材１００を接合する接合機構部５とを備える。
【００３６】
・周回フレーム２
図２及び図４に示すように、周回フレーム２は、一定の幅を有して環状に形成されている。例示の形態の周回フレーム２は、複数個のリンク体２１が連結されて環状に形成されている。
【００３７】
リンク体２１は、図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、一組のリンクフレーム（第１リンクフレーム２２と、第２リンクフレーム２３）が連結軸２４を介して回動自在に連結されている。図４（ｂ）に示すように、第１リンクフレーム２２は、対向する一対の第１リンクプレート２２１と、これらの第１リンクプレート２２１を対向させた状態に結合する第１連結プレート２２２とから構成される。第２リンクフレーム２３は、対向する一対の第２リンクプレート２３１と、これらの第２リンクプレート２３１を対向させた状態に結合する第２連結プレート２３２とから構成される。
【００３８】
リンク体２１は、第１リンクフレーム２２における一対の第１リンクプレート２２１の各端部に、第２リンクフレーム２３における一対の第２リンクプレート２３１の各端部を、それぞれ重ね合わせ、連結軸２４を介して回動自在に連結して形成されている。リンク体２１は、一つのリンク体２１における第１連結プレート２２２に、他のリンク体２１における第１連結プレート２２２を突き合わせて固定される。また、一つのリンク体２１における第２連結プレート２３２に更に他のリンク体２１における第２連結プレート２３２を突き合わせて固定される。
【００３９】
第１リンクプレート２２１における連結軸２４側の端部には、回動規制片２６が設けられている。第２リンクプレート２３１における連結軸２４側の端部には、回動規制片２６に対応する切欠部２７が設けられている。切欠部２７は、連結軸２４の回動中心を中心とする設定半径上の一定範囲にわたって形成されている。これにより、一組のリンクフレーム２２、２３の相互の回動動作を、回動規制片２６と切欠部２７とが当接するまでの角度範囲に規制し、リンク体２１が内方あるいは外方へ極端に屈曲することを防止している。
【００４０】
周回フレーム２の各連結軸２４には、案内ローラ２８が装着されている。案内ローラ２８は、合成樹脂製又は金属製であり、軸受２５を介して連結軸２４の軸回りに回転自在に支持されている。案内ローラ２８は、ライニング管１０の製管時に、ライニング管１０の内面に接触して回転する。
【００４１】
・ガイドフレーム３
図２及び図３に示すように、ガイドフレーム３は、例えば鋼材等の高い剛性を有する材料から形成されている。ガイドフレーム３は、矩形又は馬蹄形等の非円形断面の既設管２００の形状に合わせて、既設管２００の断面形状と略相似形の外形状に形成されている。図２に示す形態では、ガイドフレーム３は、略矩形断面の既設管２００に対応して、略矩形状の外形を有する。ガイドフレーム３は、周方向にいくつかの部分に分解することが可能であり、既設管２００内で略矩形状に組み立てられる。
【００４２】
ガイドフレーム３は、周回フレーム２の内周側に配設される。ガイドフレーム３は、周回フレーム２の幅寸法に比べ、細い幅で形成されている。図３に示すように、ガイドフレーム３は、周回フレーム２に対向するよう外方へ向けて開口する溝３１を有する。
【００４３】
溝３１には、ローラステー４の基軸の両端に回転自在に取り付けられたローラ４２が嵌入される。このガイドフレーム３の溝３１の内側は、ローラステー４の走行路となる。溝３１の開口縁には、ローラ４２の抜け止めを図る突出部３２が形成されている。
【００４４】
ローラステー４は、周回フレーム２をガイドフレーム３の外周に沿うように案内し、周回フレーム２の周回軌道を規定する。かかるローラステー４は、周回フレーム２に複数個が固定されている。各ローラステー４は、ガイドフレーム３と周回フレーム２との間にそれぞれ介装されている。
【００４５】
前述の周回フレーム２は、複数個のリンク体２１が連結されることによって環状に形成されたものであり、各リンク体２１には、案内ローラ２８が回転自在に設けられている。周回フレーム２は、ローラステー４の連結板４１の他端が固定されていることによって、ローラステー４を介してガイドフレーム３に取り付けられている。したがって、周回フレーム２は、その周回軌道が、ガイドフレーム３によって略矩形に規制される。
【００４６】
・接合機構部５
図５〜図８に示すように、接合機構部５は、周回フレーム２に取り付けられている。接合機構部５は、インナーローラ５１とアウターローラ５２とが組となったピンチローラ部を主体に構成されている。
【００４７】
接合機構部５は、図５及び図６に示すように、ギヤボックス５３に、インナーローラ５１及びアウターローラ５２との同期回転を図る歯車機構５４、インナーローラ５１並びにアウターローラ５２の回転駆動源としての油圧モータ５５、及びアウターローラ５２を支持する支持部材６を備えている。
【００４８】
インナーローラ５１は円筒形状を有し、その軸心方向の長さが帯状部材１００の幅寸法に対し、少なくとも２倍以上の長さとなるように設定されている。インナーローラ５１は、帯状部材１００の内面（リブ１０２の立設されていない面）に接触して回転する。
【００４９】
例示の形態では、インナーローラ５１は、その回転軸の両端部が支持されている。すなわち、図８に示すように、インナーローラ５１の回転軸は、一端部が、接合機構部５のギヤボックス５３に、軸受を介して回転自在に支持されている。また、他端部は、インナーローラ５１の回転軸と平行に延設された固定フレーム２９に対し、軸受を介して回転自在に支持されている。
【００５０】
固定フレーム２９は、一端が接合機構部５のギヤボックス５３に接合されて、片持ち状に支持されている。また、固定フレーム２９は、角形鋼管等により形成され、十分な強度を有するとともに、第１及び第２リンクフレーム２２、２３と平行に延設されている。固定フレーム２９の他端は、第１及び第２リンクフレーム２２、２３と同様に、インナーローラ５１の回転軸を回転自在に支持している。例示の形態では、ギヤボックス５３の重心部に固定フレーム２９が安定的に取り付けられている。
【００５１】
ギヤボックス５３の前面部には、油圧モータ５５が設けられている。油圧モータ５５は、図１に示したように、油圧ユニット９３から圧油ホース９３１を介して供給される圧油によって駆動する。油圧ユニット９３は、発電機９５から供給される電力に寄って駆動している。油圧ユニット９３から伸びる圧油ホース９３１は、回転継手を介して油圧モータ５５に接続されている。これにより、周回フレーム２の周回移動に影響することなく、圧油を供給することができる。
【００５２】
油圧モータ５５を駆動することによって、ギヤボックス５３内の歯車機構５４が回転する。すなわち、油圧モータ５５を駆動すると、その出力軸と、インナーローラ５１の回転軸と、アウターローラ５２の回転軸とにそれぞれ固定されて互いに噛み合った複数の歯車を有する歯車機構５４を介して、インナーローラ５１及びアウターローラ５２が互いに逆方向に回転する。
【００５３】
アウターローラ５２は、円柱状の軸部５２３周りに、複数の円盤状の第１ローラ５２１と、第２ローラ５２２とが、所定の間隔を開けて設けられた形状を有する。製管時において、第１ローラ５２１は、帯状部材１００における補強材１０７が装着されていないリブ１０２間に挿入される。一方、第２ローラ５２２は、補強材１０７の装着されたリブ１０２間に挿入される。なお、第２ローラ５２２には、その外周面に沿って、帯状部材１００の補強材１０７の凸部に嵌り合う凹溝が設けられている。
【００５４】
アウターローラ５２は、帯状部材１００の各リブ１０２の先端部を軸部５２３の外周面に接触させた状態で回転する。アウターローラ５２の外周面にはローレット加工が施されており、これによってアウターローラ５２は、帯状部材１００に対して滑ることなく回転できる。
【００５５】
歯車機構５４が駆動されると、インナーローラ５１及びアウターローラ５２は、帯状部材１００を挟み込んで回転し、その反作用でガイドフレーム３に沿って接合機構部５及び周回フレーム２が既設管２００の内周に沿って周回移動する。製管装置１に供給された帯状部材１００は、インナーローラ５１及びアウターローラ５２の間に挟み込まれることによって送り出される。インナーローラ５１の回転軸及びアウターローラ５２の回転軸は、帯状部材１００を螺旋状に供給しようとするリード角に対して軸線方向が直交するように配置されている。
【００５６】
例示の形態において、アウターローラ５２はその回転軸が、インナーローラ５１の回転軸の軸まわりに回動可能に設けられている。図５及び図６に示すように、アウターローラ５２は、インナーローラ５１の回転軸に対し揺動自在に設けられた支持部材６を介して接合機構部５に備えられている。
【００５７】
図５に示すように、支持部材６は、インナーローラ５１の回転軸に対して回動可能とされた第１支持部６１と、この第１支持部６１に結合されて一体的に動作し、アウターローラ５２の回転軸を回動可能に支持する第２支持部６６とを備える。
【００５８】
第１支持部６１は、ギヤボックス５３の前面側に配置された前面板６２、背面側に配置された背面板６３、及び上面側に架設された上面板６４との門型フレームを有する。前面板６２の下端はインナーローラ５１の回転軸に対して回転可能に取り付けられている。例示の形態では、第１支持部６１の前面板６２は、ギヤボックス５３の前面にて、インナーローラ５１の回転軸にすべり軸受６５１を介して回転自在に取り付けられた連結部６５を備えている。背面板６３は、インナーローラ５１の回転軸を挿通させる開口６３１を有する。これにより、第１支持部６１は、接合機構部５のギヤボックス５３の前面及び背面の双方に跨るように配設されている。
【００５９】
第２支持部６６は、ギヤボックス５３の最前面に設けられ、第１支持部６１の前面板６２に取付レール６６３を介して結合されている。この第２支持部６６は、下端部にアウターローラ５２の回転軸を、軸受を介して回転自在に支持するとともに、中間部に開口部６６１を備えて連結部６５と干渉させないように形成されている。さらに、第２支持部６６は支持アーム６６２を備え、連結部６５を回避するように湾曲して形成され、アウターローラ５２の回転軸を軸方向に沿って一体的に支持している。
【００６０】
これにより、支持部材６は、インナーローラ５１の回転軸に対して揺動自在に設けられ、その結果、アウターローラ５２の回転軸を、インナーローラ５１の回転軸の軸まわりに回転可能に支持している。図６に示すように、支持部材６は、アウターローラ５２に作用する応力を受けて、ギヤボックス５３の外側で振り子のように揺動するものとなる。
【００６１】
かかる第１支持部６１の上面板６４と、第２支持部６６の上部との間には、スプリング７１を有する衝撃吸収部材７が設けられている。この衝撃吸収部材７は、既設管２００の内面に凹凸等が存在していても、インナーローラ５１とアウターローラ５２の相互間隔が維持されるように作用する。
【００６２】
また、支持部材６は、２本のリンク部材８１、８２からなる連結リンク８を備えている。図７に示すように、連結リンク８は、ギヤボックス５３の背面側に配設されている。連結リンク８はリンク部材８１の一端が、接合機構部５のギヤボックス５３の背面板に枢着されている。他方のリンク部材８２の一端は、周回フレーム２のリンク体２１に枢着されている。リンク部材８１、８２は、他端が連結点８３で相互に結合されている。
【００６３】
第１支持部６１の背面板６３には、一組の板状材からなるガイド６３２が、インナーローラ５１の回転軸と直交する方向に設けられている。連結リンク８の連結点８３は、第１支持部６１の背面板６３のガイド６３２の内側に、スライダ８３１を介して摺動可能に取り付けられている。これにより、連結リンク８の連結点８３の摺動域が規定されている。連結点８３は、ガイド６３２に沿って、インナーローラ５１の回転軸に直交する方向に摺動する。
【００６４】
したがって、リンク体２１に結合されたリンク部材８２の一端は、１自由度の連鎖により一定の範囲を回転するものとなる。また、連結リンク８の連結点８３の摺動に伴って、支持部材６の揺動角度が一定の範囲に規制される。
【００６５】
以上のような構成の製管装置１によれば、既設管２００の断面形状が非円形の形状である場合に、インナーローラ５１及びアウターローラ５２に作用する荷重に対する十分な耐力を備えさせることができ、かつ、アウターローラ５２をインナーローラ５１に対して一定の範囲で揺動する振り子様に支持することが可能となる。これにより、接合機構部５を円滑に駆動させて、周回フレーム２を周回移動させることが可能となる。よって、ライニング管１０を精度よく形成することができる。
【００６６】
なお、製管装置１は、図９に示すように、接合機構部５の周回方向の前後に、複数の回転支持体２０を設けた構成であってもよい。すなわち、車輪等の回転支持体２０が周回フレーム２に対して取り付けられている。これらの回転支持体２０は、製管時において、接合機構部５の周回移動に伴って、既設管２００の内周面を周回するものであり、この際、周回フレーム２を既設管２００の内面から離間させるとともに、接合機構部５における特にアウターローラ５２を既設管２００の内面から離間させて支持する。また、接合機構部５は、周回フレーム２の複数箇所に設けられていてもよく、これにより帯状部材１００を送り出す駆動力を増加させることができ、既設管２００のハンチ部又は角部の内面にあっても良好な周回が可能となる。この場合、複数箇所の接合機構部５の全てにおいて帯状部材１００の接合を行うのではなく、帯状部材１００を挟み込んで互いに逆方向に回転するインナーローラ５１とアウターローラ５２とによって、既に接合された帯状部材１００の接合凸部１０３と接合凹部１０５との嵌合状態をより確かなものとする作用をなす。
【００６７】
また、本実施形態においては、接合機構部５の駆動源として油圧モータ５５を採用しているが、これに限られるものではなく、例えば、電動モータや水圧モータなどを用いても良い。また、衝撃吸収部材７は、インナーローラ５１とアウターローラ５２の相互間隔が維持される場合には必ずしも設けられる必要はなく、また、かかる相互間隔を維持し得る手段であればどのような構成であってもよい。
【００６８】
−ライニング管の施工方法−
次に、上述の製管装置１を用いて既設管２００を更生する施工手順について説明する。
【００６９】
既設管２００には、所定スパンでマンホール９１、９２が設けられている。図１では、施工対象領域（更生領域）の上流側のマンホールをマンホール９１、下流側のマンホールをマンホール９２として示している。既設管２００の更生工法では、例えば、これらのマンホール９１、９２を利用して、既設管２００内にライニング管１０を形成する。ライニング管１０は、上流側マンホール９１から下流側マンホール９２に向けて製管される。
【００７０】
図１に示すように、更生対象の既設管２００内には、上流側端部に製管装置１及び油圧ユニット９３を搬入し設置する。上流側マンホール９１の地上には、帯状部材１００（もしくは帯状部材１００Ａ）を巻き重ねた回転台付きドラム９４を設置する。下流側マンホール９２の地上には、発電機９５を設置する。
【００７１】
製管装置１は、矩形断面の既設管２００内に、上流側マンホール９１を介して搬入される。製管装置１の周回フレーム２及びガイドフレーム３は、分解可能かつ組み立て可能であることから、上流側マンホール９１内へ容易に搬入することができ、搬入後、組み立てられる。接合機構部５は、周回フレーム２に後付け可能であり、組み立てられた周回フレーム２に取り付けられる。組み立てられた製管装置１では、周回フレーム２がローラステー４を介してガイドフレーム３の拘束を受け、ガイドフレーム３の回りに矩形状に配置される。
【００７２】
このような準備作業が完了すると、地上のドラム９４から帯状部材１００を既設管２００内へ引き込む。そして、帯状部材１００を、製管装置１の接合機構部５のインナーローラ５１とアウターローラ５２との間に挿通させる。
【００７３】
次いで、帯状部材１００を案内ローラ２８の外側へ送り出す。また、送り出した帯状部材１００を既設管２００の内周面との間に挟み込んだ状態で、製管装置１を軸心回りに回転させ、帯状部材１００を周回フレーム２の周囲に２〜３周分、巻回する。これにより、製管開始用のライニング管１０を形成する。
【００７４】
続いて、製管装置１の接合機構部５を駆動し、インナーローラ５１及びアウターローラ５２を回転させる。インナーローラ５１及びアウターローラ５２は、帯状部材１００を挟み込んで送り出す。また、接合機構部５は相対的に帯状部材１００に沿って、その送り出し方向とは逆方向に周回移動（公転）する。周回フレーム２は、ローラステー４を介してガイドフレーム３の形状に沿って矩形状に規制されつつ周回移動する。
【００７５】
接合機構部５では、帯状部材１００がその接合凸部１０３と接合凹部１０５とを嵌合させながら、相互に接合されていく。つまり、先行する帯状部材１００の接合凹部１０５に、周回遅れで後続する帯状部材１００の接合凸部１０３が嵌入する。また、先行する帯状部材１００の凹部１０４に、後続の帯状部材１００の基板１０１の側縁部が重なり合う。帯状部材１００の傾斜リブ１０６は、後続の帯状部材１００のリブ１０２に係止する。これによりライニング管１０を付加形成する。
【００７６】
ここで、周回フレーム２に対し接合機構部５が複数個設けられている場合には、前記のとおり、帯状部材１００を送り出す駆動力を増加させることができる。したがって、製管過程における製管作業を一層確実に進めることができ、製管装置１の推進力も増大させることが可能となり、作業時間の短縮化を図ることができる。
【００７７】
かかる製管過程において、接合機構部５が周回して既設管２００のハンチ部又は角部の内面に到達すると、周回軌道が直線方向から曲線部へと変化するので、インナーローラ５１に作用するトルクが増加する。そのため、インナーローラ５１の周回移動に僅かな遅れが生じる。これに対し、インナーローラ５１の周回軌道の外側を周回するアウターローラ５２は、インナーローラ５１の回転軸の軸まわりに回転自在に支持されていることから、インナーローラ５１の周回移動の速度に左右されず、インナーローラ５１との相互間隔を維持しつつ軸まわりに回転して、増加したトルクを逃がすように作動しつつ周回移動する。
【００７８】
このように、インナーローラ５１が既設管２００のハンチ部又は角部を通過する間、図６に示すように、支持部材６は一定の角度範囲内で揺動し、アウターローラ５２に過大な負荷が作用するのを回避させつつアウターローラ５２を回転自在に支持する。これにより、アウターローラ５２の破損や変形が回避される。また、インナーローラ５１も、回転軸の両端が固定フレーム２９及びギヤボックス５３にそれぞれ支持されているので、ハンチ部等の内面で作用する荷重に対しても、十分な耐力を有し、破損や変形を回避することができる。したがって、接合機構部５の円滑な周回移動が維持されて、安定的に製管作業を進めることができる。
【００７９】
製管作業が円滑に進めば、既設管２００内において人的作業を行う機会を減らすことができる。作業者は、専ら地上において円滑に進む製管作業をモニター等で監視するだけ良くなり、製管作業時の安全性も向上させることができる。
【００８０】
ライニング管１０が下流側マンホール９２に到達すると、製管装置１の駆動を停止する。そして、製管装置１を解体し、分解した状態で下流側マンホール９２から搬出する。ライニング管１０と既設管２００との間隙には、硬化性モルタル等の裏込め材を注入し、硬化させることでこれらが一体化し、既設管２００が更生される。
【００８１】
なお、本発明は、その精神または主要な特徴から逸脱することなく、他の様々な形で実施することができる。そのため、上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、なんら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
本発明は、老朽化した下水道管、上水道管、農業用水管、ガス管などの既設管を、帯状部材を用いて更生するための製管装置として好適に利用することができる。
【符号の説明】
【００８３】
１    製管装置
２    周回フレーム
２１  リンク体
２８  案内ローラ
２９  固定フレーム
３    ガイドフレーム
４    ローラステー
５    接合機構部
５１  インナーローラ
５２  アウターローラ
５３  ギヤボックス
５４  歯車機構
５５  油圧モータ
６    支持部材
６１  第１支持部
６５  連結部
６６  第２支持部
７    衝撃吸収部材
８    連結リンク
１０  ライニング管
１００  帯状部材
１０２  リブ
１０３  接合凸部
１０５  接合凹部
【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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【図９】
2013111870.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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