(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
台車本体上の前後部に高さ調整装置が設けられ、これら前後部の高さ調整装置に跨がって支持梁が、その長手方向が台車の進行方向に沿うように架設されてなると共に台車本体に設けた進行方向変更用の操舵機構を有する管体搬送用台車によって先行の管体の後方位置まで管体を搬送し支持梁を下げて管体を降ろして位置合わせをして、同じ長さの複数本のアームが中央部材を中心として放射状に配置され、その各アームの一端が中央部材に回転自在に連結されているとともに、それらアームに外方に開く向きへの回転力を与えるための回転機構を有する挿入機本体を先行の管体内に配置して回転機構によりアームを外方へ開いて管体を固定し、管体の端部に係止部材を係止させると共に、この係止部材と挿入機本体のアームとを連結部材で連結して、その連結部材に設けられた牽引具により係止部材を挿入機本体側に引き寄せて管体を接続することを特徴とする管体搬送用台車による更生方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、下水道・農業用水路などの既設管内に新設管を挿入する際に使用される管体搬送用台車による更生方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、老朽化した既設管を更生する方法として様々な方法が採られており、最近では、老朽化した既設管の内部に、その既設管よりも口径が一回り小さい新設管を台車を用いて搬送し、既設管内部で接続していく更生方法（以下、パイプインパイプ工法という）が行われている。
【０００３】
パイプインパイプ工法に使用される管体搬送用台車として、実公昭５８−３６９４２号公報に、昇降自在な片持ち式の管保持用棒扞を設けたものが記載されている。しかし、この公報に記載の管体搬送用台車によれば、管保持用棒扞が片持ち式であるので、新設管を保持したときに管保持用棒扞の先端部が撓むことがあり、そのため新設管として重量や口径が大きなものを保持すると、新設管の先端下部が既設管に接触してしまい、新設管が損傷したり、管挿入作業を円滑に行えなくなるという問題がある。
【０００４】
このような問題を解消するため、台車本体上の前後部に高さ調整装置を設けるとともに、それら前後部の高さ調整装置に支持梁を架設し、この支持梁によって新設管を担ぎ上げた状態で既設管内を移動することが可能な構造の管体搬送用台車が提案されている（実開昭６２−１６８７５号公報）。また、管体搬送用台車を、既設管内において移動させる装置として、特開平９−１８６３０号公報に記載されたバッテリーカーがある。
【０００５】
一方、下水道・農業用水路などの既設管内に布設する新設管の１つとして、管体本体の一端に受け口が設けられ、他端に挿し口が設けられた管体が用いられている。このような管体を接続するものとして、伸縮自在で両端部に係止板が設けられた一対の連結部材と、これら連結部材を引き寄せるチェーン及びレバーホイストとを備え、連結部材の一方を、先に布設の管体（先行の管体）の挿し口に、他方の連結部材を後続の管体の受け口にそれぞれ係止し、その後続の管体を先行の管体側に引き寄せ、先行の管体の受け口に後続の管体の挿し口を挿入する管接続用治具が提案されている（特開平７−１１９８６４号公報）。
【０００６】
また、他の接続具として、管内で走行自在な前後一対の台車と、これら台車を接近離反自在に連結する伸縮連結装置と、各台車に膨張自在に設けられ膨張により管内面に圧接自在なバッグ体とを備え、一方の台車を先行の管体内に、他方の台車を後続の管体内に配置し、次いでバッグ体を膨張（大径）させて管体内面に圧接させた状態で、伸縮連結装置の駆動により管体同士を引き寄せる構造の管内面接合機も提案されている（特開平７−１３９６６１号公報）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、特開平７−１１９８６４号公報に記載の管接続用治具によれば、先行の管体の前方側の挿し口に連結部材を係止し、後続の管体の後方側の受け口に連結部材を係止して、これら一対の連結部材を引き寄せて管接続（管挿入）を行う構造であるので、接続を行う２本の管体が屈曲状態で引き寄せられることがあり、このため挿入後の継手部（受け口・挿し口）に段差が生じてしまい、十分な水理性能を確保することができなくなる恐れがある。
【０００８】
また、特開平７−１３９６６１号公報に記載の管内面接合機では、管体内面の湿気によりバッグ体が滑りやすく、管体の受け口に挿し口を挿入する際の作業性の面で問題がある。さらに、これら公報に記載の管内面接合機及び管接続用治具によると、管体の搬送とは別工程で管接続作業を行う必要がある。
【０００９】
本発明はそのような実情に鑑みてなされたもので、管体の搬送と管接続作業を連続した工程で行うことができ、しかも管接続の確実性・作業性を高めることのできる管体搬送用台車による更生方法の提供を目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の管体搬送用台車による更生方法は、台車本体上の前後部に高さ調整装置が設けられ、これら前後部の高さ調整装置に跨がって支持梁が、その長手方向が台車の進行方向に沿うように架設されてなると共に台車本体に設けた進行方向変更用の操舵機構を有する管体搬送用台車によって先行の管体の後方位置まで管体を搬送し支持梁を下げて管体を降ろして位置合わせをして、同じ長さの複数本のアームが中央部材を中心として放射状に配置され、その各アームの一端が中央部材に回転自在に連結されているとともに、それらアームに外方に開く向きへの回転力を与えるための回転機構を有する挿入機本体を先行の管体内に配置して回転機構によりアームを外方へ開いて管体を固定し、管体の端部に係止部材を係止させると共に、この係止部材と挿入機本体のアームとを連結部材で連結して、その連結部材に設けられた牽引具により係止部材を挿入機本体側に引き寄せて管体を接続することによって特徴づけられる。
【００１１】
なお、本発明の管体搬送用台車において、管体挿入機の各アームの先端に、外面が管体内面に密着する形状の密着バーを設けておいてもよい。
【００１２】
本発明の管体搬送用台車による更生方法によれば、台車本体に管体挿入機を設けているので、既設管内での管体の搬送と管接続作業とを連続して行うことができる。
【００１３】
その管接続作業は、挿入機本体を先行の管体内に配置し、複数本のアームを外方に開いて管体内面に挿入機本体を固定した後、後続の管体の受け口に係止部材を係止し、その係止部材を管体内に固定の挿入機本体に引き寄せて行うので、従来の管接続用治具つまり先行の管体の前方側の挿し口に連結部材を係止し、後続の管体の後方側の受け口に連結部材を係止して、それら２本の管体の端部同士を引き寄せる方式のものと比べて、管体の曲がり（後続の管体の屈曲）が生じ難く管接続の確実性が向上する。
【００１４】
ここで、台車本体に設ける管体挿入機は、複数本のアームが中央部材を中心として放射状に配置され、その各アームの一端が中央部材に回転自在に連結されているとともに、それらアームに外方に開く向きへの回転力を与える回転機構を備えているので、その挿入機本体を管体内に配置した状態で、各アームに回転力を与えて傘状に開くと、各アームの先端部（もしくは密着バー）が管体内面に当たった時点でアームによって突っ張り力が働き、その反力により挿入機本体を管体内面に機械構造的に固定することができる。これにより、管体内面に湿気等があっても挿入機本体が滑ることがなくなるので、管接続の作業性が向上する。
【００１５】
しかも、挿入機本体のアームに係止部材を連結しているので、牽引具により係止部材を引き寄せたときに、アームが外方に開く方向（突っ張り側）に回転させることができる。従って、後続の管体を引き寄せると、アームによる突っ張り力が強まるので、挿入機本体の管体内面への固定力が更に高まる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を、以下、図面に基づいて説明する。
【００１７】
図１及び図２はそれぞれ本発明の実施形態の側面図及び正面図である。なお、図２には挿入機本体４０の記載を省略している。
【００１８】
まず、台車本体１０は、互いに対向して配置された前部架台１５及び後部架台１６と、これら前後の架台１５、１６を相互に連結する連結部材１７と、それら前部架台１５及び後部架台１６の下部にそれぞれ２個ずつ設けられた車輪１１・・１１を備えている。台車本体１０の全長は新設管Ｐ2 の管長よりも所定量だけ長く、新設管Ｐ2 内に管体搬送用台車１を通した際に、前後の車輪１１が新設管Ｐ2 の前後端から突き出すようになっている。
【００１９】
前部架台１５及び後部架台１６の上部中央には、それぞれ油圧シリンダをアクチュエータとする高さ調整装置１２、１３が設けられており、これら高さ調整装置１２、１３に跨がって支持梁１４が架設されている。この支持梁１４の長手方向は管体搬送用台車１の進行方向と一致している。
【００２０】
台車本体１０の前部には操舵機構２が設けられており、さらにその前方部に管体挿入機４の挿入機本体４０が設けられている。また、台車本体１０の後部には、先端に車輪３１を有する連結機構３が設けられている。
【００２１】
操舵機構２は、進行方向変更用の左右一対のガイド車輪２１を備えている。これらガイド車輪２１は、台車本体１０の前部架台１５上部から斜め前方（下方）に突き出すブラケット２０の端部に回転自在に装着されている。
【００２２】
左右のガイド車輪２１にはそれぞれ枠２２が設けられている。この各枠２２はガイド車輪２１の車軸の両端に取り付けられている。また、左右のガイド車輪２１の間には連結ロッド２３が橋渡しされており、その連結ロッド２３の両端がそれぞれ連結ピン２３ａ及び連結プレート２２ａを介して左右の枠２２に連結されている。連結ロッド２３には、鉛直方向に延びるガイドバー２４が固定されており、このガイドバー２４を左右方向（横方向）に動かして、連結ロッド２３を左右方向に移動させることにより、左右のガイド車輪２１の向きを変更することができる。
【００２３】
操舵機構２には、ガイドバー２４に操作力を与えるためのねじ棒（右ねじ）２５が設けられている。このねじ棒２５は、ガイド車輪２１の上方に位置しており、支持梁１４の長手方向と直交する方向（横方向）に沿って配置されている。
【００２４】
ねじ棒２５は、ブラケット２０の先端部から上方に延びる支柱２８に軸受２９を介して支持されており、その一端にハンドル２６が取り付けられている。ねじ棒２５には、円板形状のガイドナット２７がねじ込まれており、このガイドナット２７の外周面にガイドバー２４が溶接等により固定されている。なお、ガイドナット２７の下部には、ガイドバー２４とガイドナット２７との固定強度を高めるための補強ステー２４ａが固定されている。
【００２５】
以上の操舵機構２において、ハンドル２６を時計回りに回転操作すると、ガイドナット２７がハンドル２６に近づく側に移動し、これに伴ってガイドバー２４及び連結ロッド２３が移動して、ガイド車輪２１が、正面から見て左側（進行方向に向いて右側）に動き、管体搬送用台車１の進行方向が右側に曲がる。逆に、ハンドル２６を反時計回りに回転操作すると、ガイドナット２７がハンドル２６から遠ざかる側に移動し、これに伴ってガイド車輪２１が、正面から見て右側（進行方向に向いて左側）に動き、管体搬送用台車１の進行方向が左側に曲がる。
【００２６】
なお、以上の操舵機構２の各部材及び台車本体１０の主要部等にはＳＳ材等の鋼材が用いられている。
【００２７】
管体挿入機４は、図３〜図５に示す構造の挿入機本体４０、新設管Ｐ2 の受け口Ｐ21に係止される係止板６（図８）、挿入機本体４０と係止板６とを連結する２本のワイヤ７、及び、各ワイヤ７の途中に設けられた牽引用のレバーホイスト８などによって構成されている。各ワイヤ７の両端はそれぞれ挿入機本体４０の後アーム４３と係止板６にシャクル（図示せず）を介して接続される。
【００２８】
挿入機本体４０は、角パイプ製の中央ロッド４１、４本の前アーム４２・・４２、４本の後アーム４３・・４３、４本の密着バー４４・・４４を備えており、台車本体１０の前部架台１５に支持部材４０ａを介して取り付けられている。
【００２９】
前アーム４２・・４２は、中央ロッド４１を中心として放射状（四方）に配置されており、後アーム４３・・４３も同様に放射状に配置されている。前アーム４２・・４２の各端部は、中央ロッド４１の前端部の４側面に設けられた連結プレート５１ａ・・５１ａに連結ピン５０を介して連結されている。また、後アーム４３・・４３の各端部は、中央ロッド４１の後端部の４側面に設けられた連結プレート５１ｂ・・５１ｂに連結ピン５０を介して連結されており、これら前アーム４２・・４２並びに後アーム４３・・４３は、中央ロッド４１の中心軸を通り中央ロッド４１の各側面と直交する面上に沿って回転可能となっている。
【００３０】
中央ロッド４１の同一の側面に設けられた前アーム４２と後アーム４３の先端は、密着バー４４の端部にそれぞれ連結プレート５２ａ、５２ｂ及び連結ピン５０、５０を介して連結されており、これら前アーム４２、後アーム４３、密着バー４４及び中央ロッド４１によって４節リンク機構が構成されている。
【００３１】
中央ロッド４１の後端部には作動ナット４５が固着されている。この作動ナット４５には、一端にハンドル４７が取り付けられたねじ棒（右ねじ）４６がねじ込まれている。ねじ棒４６の根元部にはカラー４８が差し込まれている。このカラー４８は、４本の後アーム４３・・４３に、それぞれ作動リンク４９・・４９を介して連結されており、これらねじ棒４６、作動ナット４５、カラー４８及び作動リンク４９・・４９によって後アーム４３・・４３の回転機構が構成されている。
【００３２】
中央ロッド４１の下方側に位置する２本の後アーム４３には、それぞれ連結用のワイヤ７を接続するための牽引用プレート５３が設けられており、また、作業者の足置き用の踏み台５５が設けられている。さらに、中央ロッド４１の下方側に位置する２本の前アーム４２及び２本の後アーム４３にそれぞれ車輪５４・・５４が設けられている。なお、各密着バー４４の外面は、新設管Ｐ2 の内面に密着できるように円弧状に加工されている（図３参照）。
【００３３】
以上の構造の挿入機本体４０において、図５に示す状態（縮径状態）から、ハンドル４７を時計回りに回転操作すると、ねじ棒４６の送りによりカラー４８が中央ロッド４１に向けて移動し、これに伴って後アーム４３・・４３並びに前アーム４２・・４２が外方に向けて回転し、４本の密着バー４４・・４４が外方に開いて図４に示す状態（拡径状態）となる。この拡径状態のときに、後アーム４３と密着バー４４との連結点Ｊ2 は、後アーム４３と中央ロッド４１との連結点Ｊ1 よりも後方側にあり、従って、牽引用プレート５３にワイヤ７を接続して、後アーム４３を後方側に引き寄せると、後アーム４３・・４３並びに前アーム４２・・４２を外方に向けて回転させようとする力が作用する。
【００３４】
一方、図４の状態からハンドル４７を反時計回りに回転操作すると、カラー４８が中央ロッド４１から離反する向きに移動し、これに伴って後アーム４３・・４３並びに前アーム４２・・４２が内側に向けて回転して、図５に示す縮径状態に戻る。
【００３５】
そして、本実施形態の管体搬送用台車１は、図１に示すように、支持梁１４によって新設管Ｐ2 を保持した状態で、既設管Ｐ1 内での移動あるいは既設管Ｐ1 への進入を行うことができる。
【００３６】
管体搬送用台車１への新設管Ｐ2 の保持は、高さ調整装置１２、１３を下降させて支持梁１４の高さを低くした状態で、新設管Ｐ2 の中に管体搬送用台車１を通し、新設管Ｐ2 の前後端部の外方に前後の車輪１１・・１１を配置する。次いで高さ調整装置１２、１３を駆動して支持梁１４を上方に持ち上げ、新設管Ｐ2 を支持梁１４によって担ぎ上げるという要領で行う。
【００３７】
また、管体搬送用台車１の移動は、図１に示すようなバッテリーカー１００を用いて行う。バッテリーカー１００は、前輪１０１及び後輪１０２と、前輪１０１を駆動する電動機（図示せず）と、電動機に電力を供給するバッテリー１０３と、前輪１０１と後輪１０２の双方もしくはいずれか一方を操舵する操舵手段１０４と、前輪１０１の前方に設置された昇降機構１０５などによって構成されている。昇降機構１０５には、上部が開口した連結箱１０６が設けられており、その連結箱１０６内に、管体搬送用台車１の連結機構３の車輪３１を配置し、車輪３１が連結箱１０６の底を転動する状態にしておくことで、バッテリーカー１００と管体搬送用台車１とを遊びをもたせた状態で接続することができる。
【００３８】
なお、連結機構３の車輪３１を連結箱１０６に挿入する作業は、昇降機構１０５を下降端まで下げた状態で、バッテリーカー１００を管体搬送用台車１の後部に向けて移動させて、連結機構３の車輪３１の下方に連結箱１０６を配置し、次いで、昇降機構１０５を、車輪３１が連結箱１０６の底に接触するまで上昇させるという要領にて行う。
【００３９】
次に、以上の管体搬送用台車１を用いて新設管Ｐ2 を布設する場合の作業手順の一例を、図６〜図８及び先の図３〜図５を参照しつつ以下に説明する。
【００４０】
まず、前記した要領にて、新設管Ｐ2 を管体搬送用台車１に搭載して、先に布設済みの新設管（先行の新設管Ｐ2 ）の後方位置まで搬送した後、管体搬送用台車１の支持梁１４を下げて新設管Ｐ2 を降ろすとともに、この後続の新設管Ｐ2 と先行の新設管Ｐ2 との位置合わせを行う。
【００４１】
次に、管体搬送用台車１を前進させ、図６に示すように、先行の新設管Ｐ2 内に挿入機本体４０を配置した状態で、挿入機本体４０のハンドル４７を時計回りに操作して、前アーム４２・・４２並びに後アーム４３・・４３を外方に開く。この操作において、４本の密着バー４４・・４４が新設管Ｐ2 の内面に当たった時点で（図７）、各アーム４２・・４２、４３・・４３によって突っ張り力が働き、その反力により挿入機本体４０が新設管Ｐ2 の内面に機械構造的に固定される。なお、挿入機本体４０を先行の新設管Ｐ2 内に配置した後、バッテリーカー１００は後続の新設管Ｐ2 の後方位置に待機させておく。
【００４２】
以上の挿入機本体４０の設置が完了した後、図７及び図８に示すように、後続の新設管Ｐ2 の受け口Ｐ21に係止板６を係止するとともに、その係止板６と、挿入機本体４０の２本の後アーム４３とをそれぞれワイヤ７で連結する。そして、各ワイヤ７に設けたレバーホイスト８を操作して、後続の新設管Ｐ2 を先行の新設管Ｐ2 に引き寄せ、その後続の新設管Ｐ2 の挿し口Ｐ22を先行の新設管の受け口Ｐ21に挿入することによって、これら２本の新設管Ｐ2 を接続する。このような牽引作業において、後アーム４３を後方側に引き寄せると、前記したように、後アーム４３及び前アーム４２を外方に向けて回転させようとする力が作用するので、それらアーム４２、４３によって生じる突っ張り力が強まり、新設管Ｐ2 の内面への密着バー４４の密着強度つまり挿入機本体４０の固定強度がより一層
高くなる。
【００４３】
以上の管接続作業が完了した後、挿入機本体４０のハンドル４７を反時計回りに操作して、挿入機本体４０の管内面への固定を解除し、管体搬送用台車１をバッテリーカー１００によって後退させることによって、１本の新設管Ｐ2 の布設が完了する。
【００４４】
ここで、以上の実施形態において、中央ロッド４１の上方側に位置する後アーム４３にも牽引用プレート５３を設けておけば、新設管Ｐ2 の挿入状況に応じてワイヤ７を接続する後アーム４３を選択することが可能になり、これにより、例えば後続の新設管Ｐ2 が曲がった場合、それを修正しながら挿入作業を行うことが可能となり、管接続の確実性をより一層高めることができる。
【００４５】
なお、以上の実施形態では、挿入機本体の正面図で見て四方に延びる４本のアームを設けた例を示したが、その本数は任意で例えば６本または８本であってもよい。また、中央ロッドの前後に２本のアーム（前アーム４２、後アーム４３）を設けているが、その本数は１本、例えば後アーム４３だけであっても同様な効果を有する管体挿入機を構成することができる。
【００４６】
さらに、以上の実施形態では、アームの端部に密着バーを設けているが、アーム端部の形状を工夫して目的とする固定強度が得られるのであれば、密着バーの構成は省略してもよい。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の管体搬送用台車による更生方法によれば、台車本体に管体挿入機を設けているので、既設管内での管体の搬送と管接続作業とを連続して行うことができる。しかも、管体挿入機の挿入機本体を、放射状に並ぶ複数本のアームが傘状に開く構造として、管体内面に機械構造的に強固に固定するようにしているので、管接続の作業性及び確実性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施形態の側面図である。
【図２】  本発明の実施形態の正面図である。
【図３】  本発明の実施形態に用いる管体挿入機の正面図である。
【図４】  図３のＡ−Ａ矢視図で挿入機本体の拡径状態を示す図である。
【図５】  図３のＡ−Ａ矢視図で挿入機本体の縮径状態を示す図である。
【図６】  本発明の実施形態において新設管を接続する際の手順の説明図である。
【図７】  同じく手順説明図である。
【図８】  管体挿入機を使用状態で示す模式図である。
【符号の説明】
１  管体搬送用台車
１０  台車本体
１１  車輪
１２，１３  高さ調整装置
１４  支持梁
２  操舵機構
２１  ガイド車輪
２４  ガイドバー
２５  ねじ棒
２６  ハンドル
２７  ガイドナット
３  連結機構
３１  車輪
４  管体挿入機
４０  挿入機本体
４１  中央ロッド（中央部材）
４２  前アーム
４３  後アーム
４４  密着バー
４５  作動ナット
４６  ねじ棒
４７  ハンドル
４８  カラー
４９  作動リンク
５０  連結ピン
５１ａ，５１ｂ  連結プレート
５２ａ  ５２ｂ  連結プレート
５３  牽引用プレート
６  係止板
７  ワイヤ（連結部材）
８  レバーホイスト（牽引具）
１００  バッテリーカー
１０６  連結箱
Ｐ1 既設管
Ｐ2 新設管
Ｐ21  受け口
Ｐ22  挿し口
【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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