(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マンホール口に下部開口の中空構造とした支持フレームを設置し、該支持フレーム内に収容してある作業ユニットを下降して該作業ユニットによりマンホール内壁の補修作業を行うマンホール内壁作業機であって、
前記支持フレームの上部に、マンホール口の軸線を中心として回転する旋回テーブルを設け、該旋回テーブルの中心部に対し、上下方向に延びる懸垂ロッドを昇降可能に嵌装すると共に、前記旋回テーブルの回転に従動して共回りするよう係合し、
前記作業ユニットを、ライニング用樹脂を噴射するスプレーガンをマンホール内壁の半径方向に進退動するアームと、作業ユニットの適宜位置から半径方向に対峙するマンホール内壁までの距離を計測する距離計測器と、該距離計測器の計測値に基づき前記スプレーガンが常に一定距離を隔ててマンホール内壁に対峙するよう前記アームの進退動操作を制御する制御装置とにより構成して前記懸垂ロッドの下端部に装着し、
前記懸垂ロッドの円周方向適宜位置に、上下方向に延びるキー溝を凹設すると共に、該キー溝の最深部には、上下方向に連続するラックを刻設し、前記キー溝の浅い部分に対し、旋回テーブル側に固定したキー部材を前記懸垂ロッドの昇降を許容し得るよう嵌挿し、前記ラックに対しては、上下方向に向け回転し得るよう旋回テーブル側に設けられたピニオンを噛合し、
前記懸垂ロッドを介し作業用ユニットを旋回させながら作業用ユニットを昇降させるように構成したことを特徴とするマンホール内壁作業機。
【請求項２】
懸垂ロッドの下端部に、作業ユニットを別の作業ユニットに付け替え得るよう着脱部を構成したことを特徴とする請求項１に記載のマンホール内壁作業機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マンホール内壁作業機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、下水道マンホールにおけるマンホール内壁の表層部は、年数の経過により腐食して劣化する為、劣化した表層部を健全面が現れるまで切削した上でモルタル等により補修を行い、その補修面に耐薬品性に優れた樹脂を吹き付けてライニングを施す必要があるが、従来、このような一連の補修作業は、マンホール内に作業員が侵入して手作業で行うようにしていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、異臭や切削粉塵、樹脂飛沫等が立ち籠める狭いマンホール内で体を支えながら長時間に亘ってマンホール内壁の全域を手作業で補修する作業は極めて苛酷であり、作業員の負担が極めて大きいという問題があった。
【０００４】
また、特に樹脂を吹き付けてライニングを施す作業は、所定の厚さで一様に吹き付けを行うことが難しく、従来の手作業では、樹脂のライニングを均等な厚さで仕上げることができないという問題もあった。
【０００５】
本発明は上述の実情に鑑みてなしたもので、マンホール内壁に樹脂を吹き付けてライニングを施す作業を、作業員の手作業によらず機械的に行い得るマンホール内壁作業機を提供することによって、作業員の負担を軽減し且つ樹脂のライニングを均等な厚さで仕上げ得るようにすることを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、マンホール口に下部開口の中空構造とした支持フレームを設置し、該支持フレーム内に収容してある作業ユニットを下降して該作業ユニットによりマンホール内壁の補修作業を行うマンホール内壁作業機であって、
前記支持フレームの上部に、マンホール口の軸線を中心として回転する旋回テーブルを設け、該旋回テーブルの中心部に対し、上下方向に延びる懸垂ロッドを昇降可能に嵌装すると共に、前記旋回テーブルの回転に従動して共回りするよう係合し、
前記作業ユニットを、ライニング用樹脂を噴射するスプレーガンをマンホール内壁の半径方向に進退動するアームと、作業ユニットの適宜位置から半径方向に対峙するマンホール内壁までの距離を計測する距離計測器と、該距離計測器の計測値に基づき前記スプレーガンが常に一定距離を隔ててマンホール内壁に対峙するよう前記アームの進退動操作を制御する制御装置とにより構成して前記懸垂ロッドの下端部に装着し、
前記懸垂ロッドの円周方向適宜位置に、上下方向に延びるキー溝を凹設すると共に、該キー溝の最深部には、上下方向に連続するラックを刻設し、前記キー溝の浅い部分に対し、旋回テーブル側に固定したキー部材を前記懸垂ロッドの昇降を許容し得るよう嵌挿し、前記ラックに対しては、上下方向に向け回転し得るよう旋回テーブル側に設けられたピニオンを噛合し、
前記懸垂ロッドを介し作業用ユニットを旋回させながら作業用ユニットを昇降させるように構成したことを特徴とするものである。
【０００７】
従って、本発明では、マンホール内壁の補修作業において、補修面に樹脂を吹き付けてライニングを施す際に、作業ユニットを内部に収容した支持フレームをマンホール口に設置し、懸垂ロッドを下降させることにより作業ユニットをマンホール内に下降し、次いで、作業ユニットのアームを外側に進出させて張り出し、スプレーガンをマンホール内壁に対し一定距離を隔てて対峙させた状態としてマンホール内壁への樹脂の吹き付けを開始し、懸垂ロッドを昇降したり、旋回テーブルを回転したりすることによって、作業ユニットの昇降位置や旋回位置を適宜変更してマンホール内壁の全域に亘って樹脂を吹き付けてライニングを施す。
【０００８】
このとき、距離計測器の計測値に基づく制御装置の制御により、スプレーガンが常に一定距離を隔ててマンホール内壁に対峙するようアームが進退動操作されるので、懸垂ロッドがマンホール内壁に対し偏心してしまった場合やマンホール内壁の真円度が低い場合、又はマンホール内壁に凹凸があるような場合であっても、スプレーガンは適宜に進退動してマンホール内壁に対し常に一定距離を維持されることになり、作業ユニットの昇降や旋回を一定速度で行いながら一様な樹脂噴射を行うだけで、極めて容易に均等な厚さのライニングを施すことが可能となる。
【０００９】
次いで、ライニングを施す作業が完了したら、アームを退動させて作業ユニットの内側に引き込み、懸垂ロッドを上昇させることにより作業ユニットを上昇し、該作業ユニットをマンホール口を通して支持フレーム内に収容する。
【００１０】
また、旋回テーブルの中心部に対し懸垂ロッドを昇降可能に嵌装し且つ前記旋回テーブルの回転に従動して共回りするよう係合するにあたっては、前記懸垂ロッドの円周方向適宜位置に、上下方向に延びるキー溝を凹設すると共に、該キー溝の最深部に、上下方向に連続するラックを刻設し、前記キー溝の浅い部分に対し、旋回テーブル側に固定したキー部材を前記懸垂ロッドの昇降を許容し得るよう嵌挿し、前記ラックに対しては、上下方向に向け回転し得るよう旋回テーブル側に設けられたピニオンを噛合する。
【００１１】
このようにした場合、ピニオンを駆動して上下方向に回転すると、該ピニオンに噛合されているラックを介して懸垂ロッドが昇降され、また、旋回テーブルを駆動して回転すると、懸垂ロッドのキー溝に嵌挿されているキー部材により前記旋回テーブルの回転に追従して懸垂ロッドが共回りされる。
【００１２】
また、懸垂ロッドの下端部には、作業ユニットを別の作業ユニットに付け替え得るよう着脱部を構成することが好ましく、このようにすれば、例えばスプレーガンに替えて切削用カッタをアームに装備した別の作業ユニットを懸垂ロッドの下端部に装着することが可能となり、劣化したマンホール内壁の表層部を切削する作業等も機械的に行うことが可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
【００１４】
図１〜図８は本発明の形態の一例を示すもので、図中１はマンホール、２は地面に開口したマンホール口、３はマンホール内壁を示し、前記マンホール口２には、下部開口の中空構造とした支持フレーム４が設置されており、該支持フレーム４内には、前記マンホール内壁３の補修作業を行う為の作業ユニット５が収容されるようになっている。
【００１５】
図１及び図２に示す如く、前記支持フレーム４の上部には、中心部に下方向きに延びるボス部６を備えた旋回テーブル７が、軸受８を介しマンホール口２の軸線Ａを中心として回転自在に設けられており、この旋回テーブル７は、その外周部のギヤ歯９に噛合されているピニオン１０を支持フレーム４側の旋回モータ１１で駆動することにより旋回作動されるようになっている。
【００１６】
更に、前記旋回テーブル７のボス部６には、上下方向に延びる懸垂ロッド１２が昇降自在に嵌挿されており、該懸垂ロッド１２の下端部に、前記作業ユニット５が装着されるようになっている。
【００１７】
ここで、特に図３に詳細を示す如く、前記懸垂ロッド１２の円周方向適宜位置には、上下方向に延びるキー溝１３が凹設されており、該キー溝１３の最深部には、上下方向に連続するラック１４が刻設され、該ラック１４に対しては、旋回テーブル７側に固定された昇降モータ１５により上下方向に向け回転されるピニオン１６が噛合されており、該ピニオン１６を駆動することにより前記懸垂ロッド１２が昇降作動されるようになっている。
【００１８】
また、図１及び図４に示す如く、前記ピニオン１６が配置されている位置の直下には、旋回テーブル７側に固定されたキー部材１７が配置され、該キー部材１７の先端部が、前記キー溝１３の浅い部分に対し前記懸垂ロッド１２の昇降を許容し得るよう嵌挿されており、前記懸垂ロッド１２が旋回テーブル７の回転に従動して共回りするよう係合されている。
【００１９】
尚、前記旋回テーブル７のボス部６の内周面には、懸垂ロッド１２が円滑に摺動されるようベアリングブッシュ１８を装着しておき、また、前記キー溝１３の内側面及びキー部材１７の先端部には、両者の摺動抵抗が緩和されるようメタル材１９，２０を装着しておくことが好ましい（図３及び図４参照）。
【００２０】
一方、図１及び図５に示す如く、前記懸垂ロッド１２の下端部に装着されている作業ユニット５は、ライニング用樹脂を噴射するスプレーガン２１をマンホール内壁３の半径方向に進退動するアーム２２と、制御装置２４下面の適宜位置から半径方向に対峙するマンホール内壁３までの距離を計測する距離計測器２３と、該距離計測器２３の計測値に基づき前記スプレーガン２１が常に一定距離を隔ててマンホール内壁３に対峙するよう前記アーム２２の進退動操作を制御する制御装置２４とにより構成されている。
【００２１】
図６及び図７に示す如く、前記アーム２２は、懸垂ロッド１２の下端部に溶接等により取り付けられたアームホルダ２５内に収納されており、該アームホルダ２５内において、前記アーム２２の基端部に備えたベース部材２６がガイドレール２７に係合され且つスクリューロッド２８に螺着されており、該スクリューロッド２８を前記アームホルダ２５の基端部に装着した伸縮モータ２９でギヤ３０、歯付きベルト３１、ギヤ３２を介して駆動することにより前記アーム２２が進退動されるようになっている。
【００２２】
また、前記スプレーガン２１は、アーム２２の先端部に対しブラケット３３を介して支持されていて前記アームホルダ２５の下方に配置されるようになっている。
【００２３】
更に、前記距離計測器２３は、発振した音波（超音波）や光が反射して戻ってくるまでの往復伝達時間から距離を求める形式のものであり、図示する例においては、距離計測器２３から発振される音波（超音波）や光が、スプレーガン２１による樹脂噴射と干渉しないようにする為、距離計測器２３の向きをスプレーガン２１の噴射位置より側方へ若干ずらした位置に向けており、次に樹脂を吹き付けるべき位置までの距離を先行計測し、制御装置２４により測定位置とスプレーガン２１の噴射位置とのずれを補正してアーム２２の進退動操作を適切に制御するようにしてある。
【００２４】
尚、図中３４は前述した作業ユニット５における各種の電気機器やスプレーガン２１、更には図示しない防塵用散水器に対して給電や樹脂供給、給水を行う為のケーブル類、３５は該ケーブル類３４を作業ユニット５の昇降に対応して巻き取ったり巻き出したりする為に旋回テーブル７上に配置されたドラム、３６は支持フレーム４上部に取り付けられたカバーを示す。
【００２５】
また、特に本形態例においては、懸垂ロッド１２の下端部に、作業ユニット５を後述する別の作業ユニット５’に付け替え得るよう着脱部３７が構成されており、図示する例では、作業ユニット５側に備えた連結用ロッド３８の上端に形成したフランジ部３９と、懸垂ロッド１２の下端に形成したフランジ部４０と、両フランジ部３９，４０を着脱可能に締結する締結具４１とにより着脱部３７を構成してある。
【００２６】
而して、マンホール内壁３の補修作業において、補修面に樹脂を吹き付けてライニングを施す際に、作業ユニット５を内部に収容した支持フレーム４をマンホール口２に設置し、昇降モータ１５でピニオン１６を駆動して懸垂ロッド１２を下降させることにより作業ユニット５をマンホール１内の下限位置まで下降する。
【００２７】
次いで、伸縮モータ２９でスクリューロッド２８を駆動することにより作業ユニット５のアーム２２を外側に進出させて張り出し、スプレーガン２１をマンホール内壁３に対し一定距離を隔てて対峙させた状態としてマンホール内壁３への樹脂の吹き付けを開始し、旋回モータ１１でピニオン１０を駆動して旋回テーブル７を回転することにより、該旋回テーブル７に係合されて共回りする懸垂ロッド１２を介し作業ユニット５を旋回させながら該作業ユニット５を徐々に上昇させ、マンホール内壁３の補修面に対する樹脂のライニングを上方へ螺旋状に施していく。
【００２８】
このとき、距離計測器２３の計測値に基づく制御装置２４の制御により、スプレーガン２１が常に一定距離を隔ててマンホール内壁３に対峙するようアーム２２が進退動操作されるので、懸垂ロッド１２がマンホール内壁３に対し偏心してしまった場合やマンホール内壁３の真円度が低い場合、又はマンホール内壁３に凹凸があるような場合であっても、スプレーガン２１は適宜に進退動してマンホール内壁３に対し常に一定距離を維持されることになり、作業ユニット５の昇降や旋回を一定速度で行いながら一様な樹脂噴射を行うだけで、極めて容易に均等な厚さのライニングを施すことが可能となる。
【００２９】
このようにして、マンホール内壁３の補修面の補修作業が全て完了したら、アーム２２を退動させて作業ユニット５の内側に引き込み、懸垂ロッド１２を上昇させることにより作業ユニット５を上昇し、該作業ユニット５をマンホール口２を通して支持フレーム４内に収容する。
【００３０】
従って上記形態例によれば、マンホール内壁３の補修作業において、補修面に樹脂を吹き付けてライニングを施す作業を、作業員の手作業によらず機械的に行うことができるので、作業員の負担を大幅に軽減することができる。
【００３１】
更に、距離計測器２３の計測値に基づく制御装置２４の制御により、スプレーガン２１が常に一定距離を隔ててマンホール内壁３に対峙するようアーム２２を進退動操作することができるので、懸垂ロッド１２がマンホール内壁３に対し偏心してしまった場合やマンホール内壁３の真円度が低い場合、又はマンホール内壁３に凹凸があるような場合であっても、スプレーガン２１を適宜に進退動させてマンホール内壁３に対し常に一定距離を維持させることができ、作業ユニット５の昇降や旋回を一定速度で行いながら一様な樹脂噴射を行うだけで、極めて容易に均等な厚さのライニングを施すことができ、樹脂のライニングを品質良く仕上げることができる。
【００３２】
また、一般的にマンホール内壁３は、マンホール口２に近い上側部分において上向きに縮径するテーパ形状となっているが、本形態例によれば、作業ユニット５を昇降しながら前記傾斜面に対応するようアーム２２を進退動させるだけでマンホール内壁３の上側部分における傾斜面に対しても容易に均等な厚さのライニングを施すことができる。
【００３３】
更に、作業ユニット５には、該作業ユニット５をマンホール内壁３に対し同心状に位置決めするようなガイド機構を付属させる必要がなく、しかも、作業ユニット５の昇降や旋回についての操作を支持フレーム４側で行うことができるので、狭いマンホール１内に下降して補修作業を行わせなければならない作業ユニット５を極めてコンパクトに構成することができる。
【００３４】
また、特に本形態例においては、懸垂ロッド１２の下端部に着脱部３７が構成されているので、例えば図８に示す如く、スプレーガン２１に替えて切削用カッタ４２をアーム２２に装備した別の作業ユニット５’を懸垂ロッド１２の下端部に付け替えることが可能である。
【００３５】
尚、図８において、図１のものと機能的に相違しないものについては同一の符合を付すことにより説明を省略するが、図８の作業ユニット５’では、アーム２２が相反する水平方向に向けて一対設けられ、該各アーム２２の先端部に、前記切削用カッタ４２がカッタ駆動モータ４３と共に取り付けられており、制御装置２４によりアーム２２の進退動操作が制御されてマンホール内壁３に対し適正な押付力で切削用カッタ４２が押し付けられるようにしてある。
【００３６】
このようにすれば、劣化したマンホール内壁３の表層部を切削する作業も機械的に行うことができ、作業員の負担を更に軽減することができると共に、マンホール内壁作業機としての稼働率を著しく向上することができる。
【００３７】
また、交換用の作業ユニットとしては、図８の作業ユニット５’以外に、スプレーガンから洗浄水を噴射するようにした洗浄作業用の作業ユニット等を採用することも可能である。
【００３８】
尚、本発明のマンホール内壁作業機は、上述の形態例にのみ限定されるものではなく、作業時における作業ユニットの昇降及び旋回の操作については、必ずしも形態例における説明通りに行わなくても良く、所定の昇降位置に保持したまま作業ユニットを旋回させてマンホール内壁の全周に亘り樹脂のライニングを施し、所定の昇降位置での作業が完了する毎に昇降位置を変更して作業を再開するというサイクルを繰り返してマンホール内壁の補修面に対し上下方向に段階的にライニングを施すようにしたり、或いは、所定の旋回位置に保持したまま作業ユニットを昇降させてマンホール内壁の全長に亘り樹脂のライニングを施し、所定の旋回位置での作業が完了する毎に旋回位置を変更して作業を再開するというサイクルを繰り返してマンホール内壁の補修面に対し円周方向に段階的にライニングを施すようにしたりしても良いこと、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００３９】
【発明の効果】
上記した本発明のマンホール内壁作業機によれば、下記の如き種々の優れた効果を奏し得る。
【００４０】
（Ｉ）マンホール内壁の補修作業において、補修面に樹脂を吹き付けてライニングを施す作業を、作業員の手作業によらず機械的に行うことができるので、作業員の負担を大幅に軽減することができる。
【００４１】
（ＩＩ）距離計測器の計測値に基づく制御装置の制御により、スプレーガンが常に一定距離を隔ててマンホール内壁に対峙するようアームを進退動操作することができるので、懸垂ロッドがマンホール内壁に対し偏心してしまった場合やマンホール内壁の真円度が低い場合、又はマンホール内壁に凹凸があるような場合であっても、スプレーガンを適宜に進退動させてマンホール内壁に対し常に一定距離を維持させることができ、作業ユニットの昇降や旋回を一定速度で行いながら一様な樹脂噴射を行うだけで、極めて容易に均等な厚さのライニングを施すことができ、樹脂のライニングを品質良く仕上げることができる。
【００４２】
（ＩＩＩ）作業ユニットには、該作業ユニットをマンホール内壁に対し同心状に位置決めするようなガイド機構を付属させる必要がなく、しかも、作業ユニットの昇降や旋回についての操作を支持フレーム側で行うことができるので、狭いマンホール内に下降して補修作業を行わせなければならない作業ユニットを極めてコンパクトに構成することができる。
【００４３】
（ＩＶ）懸垂ロッドの下端部に、作業ユニットを別の作業ユニットに付け替え得るよう着脱部を構成すれば、例えばスプレーガンに替えて切削用カッタをアームに装備した別の作業ユニットを懸垂ロッドの下端部に装着することができるので、劣化したマンホール内壁の表層部を切削する作業等も機械的に行うことができ、作業員の負担を更に軽減することができると共に、マンホール内壁作業機としての稼働率を著しく向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施する形態の一例を示す縦断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ方向の矢視図である。
【図３】図１のラックに対するピニオンの噛合状態を示す平面図である。
【図４】図１のキー溝に対するキー部材の嵌挿状態を示す断面図である。
【図５】図１のＶ−Ｖ方向の矢視図である。
【図６】図１のアームを進退動する機構の詳細を示す縦断面図である。
【図７】図６のＶＩＩ−ＶＩＩ方向の矢視図である。
【図８】図１の作業ユニットを別の作業ユニットに付け替えた状態を示す縦断面図である。
【符号の説明】
２          マンホール口
３          マンホール内壁
４          支持フレーム
５          作業ユニット
５’        作業ユニット
７          旋回テーブル
１２          懸垂ロッド
１３          キー溝
１４          ラック
１６          ピニオン
１７          キー部材
２１          スプレーガン
２２          アーム
２３          距離計測器
２４          制御装置
３７          着脱部
Ａ            マンホール口の軸線
【図１】
0003865275.tif 000002
【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】
0003865275.tif 000008
【図８】
0003865275.tif 000009