(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鞘管の端部に円環状のシール部を有する圧送ヘッドを装着し、該圧送ヘッドに円環状のシール部を貫通させてパイプを一対のキャタピラの推進力により挿入し、該パイプを圧送ヘッドに供給された高圧空気により軸方向に圧送して鞘管内に布設するに際して、上記シール部の直前のパイプを、当該パイプの周方向に所定間隔を隔てて複数配置されたローラによって、円形に矯正保持するようにしたことを特徴とする鞘管内へのパイプの布設方法。
【請求項２】
鞘管の端部に円環状のシール部を有する圧送ヘッドを装着し、該圧送ヘッドに円環状のシール部を貫通させてパイプを一対のキャタピラの推進力により挿入し、該パイプを圧送ヘッドに供給された高圧空気により軸方向に圧送して鞘管内に布設するに際して、上記シール部の直前および直後のパイプを、当該パイプの周方向に所定間隔を隔てて複数配置されたローラによって、夫々円形に矯正保持するようにしたことを特徴とする鞘管内へのパイプの布設方法。
【請求項３】
鞘管の端部に装着され高圧空気が供給される圧送ヘッドと、該圧送ヘッドに設けられパイプが貫通されるシール部と、該パイプを推進する一対のキャタピラとを有し、該シール部に貫通されたパイプを圧送ヘッドに供給された高圧空気により軸方向に圧送して鞘管内に布設する装置であって、上記シール部の直前に、パイプの周方向に所定間隔を隔てて複数配置されたローラによってパイプを円形に矯正保持する矯正ローラ機構を設けたことを特徴とする鞘管内へのパイプの布設装置。
【請求項４】
鞘管の端部に装着され高圧空気が供給される圧送ヘッドと、該圧送ヘッドに設けられパイプが貫通されるシール部と、該パイプを推進する一対のキャタピラとを有し、該シール部に貫通されたパイプを圧送ヘッドに供給された高圧空気により軸方向に圧送して鞘管内に布設する装置であって、上記シール部の直前および直後に、パイプの周方向に所定間隔を隔てて複数配置されたローラによってパイプを円形に矯正保持する矯正ローラ機構を夫々設けたことを特徴とする鞘管内へのパイプの布設装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鞘管内へのパイプの布設方法および布設装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ファイバケーブルを地下に埋設する場合、ポリエチレン管や鋼管等からなる鞘管と呼ばれる保護管内に布設するのが一般的である。この場合、北海道や東北地方等の寒冷地では、鞘管内に水が浸入して凍結することが考えられる。すると、水から氷への体積膨張によって鞘管内の光ファイバケーブルが圧迫され、ロス増の原因となったり、鞘管が破損する等の可能性がある。かかる不具合は、土中では、氷点下になることは少ないため危険性は少ないものの、橋梁添架部分など、鞘管がむき出しで且つ吹きさらし部分では、冬期気温が低下し、凍結の虞が高いため、特に問題となる。
【０００３】
このため、従来より、このような危険性が存在する鞘管内には、中空パイプ  （以下、凍結障害防止用パイプという）を光ファイバケーブル等と一緒に布設しておき、水から氷への体積膨張をそのパイプの潰れで吸収するようにした技術が実用化されている。かかる凍結障害防止用パイプの鞘管内への布設は、これまで一般に牽引工法で行われてきたが、最近、光ファイバケーブルを鞘管内に空気圧送する工法が脚光を浴びており、凍結障害防止用パイプも同様にして空気圧送したいというニーズが高まっている。これは、別々の手段で布設する場合は、別々の手段を夫々揃える必要があり、不利となるためである。
【０００４】
そこで、本発明者は、凍結障害防止用パイプを空気圧送工法によって鞘管内に布設する技術を研究実験した。かかる実験設備の概要を図６に示す。図示するように、ドラム１に巻き取られた凍結障害防止用パイプ２は、一対の推進キャタピラ３によって送り出され、鞘管４の端部に装着された圧送ヘッド５内に、円環状のシール部（Ｏリング６）を貫通して挿入される。圧送ヘッド５内に挿入された凍結障害防止用パイプ２は、圧送ヘッド５内に供給された高圧空気により軸方向に圧送され、鞘管４内に布設される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような空気圧送工法においては、凍結障害防止用パイプ２が製造メーカでドラム１に巻かれたときに中空なため巻き潰れが生じ、その潰れが圧送ヘッド５内に供給された高圧空気により更に助長されるため、凍結障害防止用パイプ２が図７に示すように楕円状となってしまう。この結果、パイプ２が円環状のＯリング６を通過する際に、パイプ２の短径部ではエア漏れが生じ、長径部では通過抵抗が増大することになり、実際には布設不能になることが判明した。
【０００６】
以上の事情を考慮して創案された本発明の目的は、シール部におけるエア漏れおよび通過抵抗を可及的に小さくでき、パイプを鞘管内にスムーズに布設できる鞘管内へのパイプの布設方法および布設装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成すべく本発明に係る鞘管内へのパイプの布設方法は、鞘管の端部に円環状のシール部を有する圧送ヘッドを装着し、該圧送ヘッドに円環状のシール部を貫通させてパイプを一対のキャタピラの推進力により挿入し、該パイプを圧送ヘッドに供給された高圧空気により軸方向に圧送して鞘管内に布設するに際して、上記シール部の直前のパイプを、当該パイプの周方向に所定間隔を隔てて複数配置されたローラによって、円形に矯正保持するようにしたものである。
【０００８】
また、上記シール部の直前のみならず直後のパイプをも、当該パイプの周方向に所定間隔を隔てて複数配置されたローラによって、夫々円形に矯正保持するようにすれば、完璧を期すことができる。
【０００９】
本発明に係る鞘管内へのパイプの布設装置は、鞘管の端部に装着され高圧空気が供給される圧送ヘッドと、該圧送ヘッドに設けられパイプが貫通されるシール部と、該パイプを推進する一対のキャタピラとを有し、該シール部に貫通されたパイプを圧送ヘッドに供給された高圧空気により軸方向に圧送して鞘管内に布設する装置であって、上記シール部の直前に、パイプの周方向に所定間隔を隔てて複数配置されたローラによってパイプを円形に矯正保持する矯正ローラ機構を設けたものである。
【００１０】
また、上記シール部の直前および直後に、パイプの周方向に所定間隔を隔てて複数配置されたローラによってパイプを円形に矯正保持する矯正ローラ機構を夫々設けてもよい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施形態を図１乃至図２に示す。
【００１２】
この実施形態は、既設の鞘管内に凍結障害防止用パイプを空気圧送工法によって布設するものである。
【００１３】
布設に際しては、先ず、鞘管４の端部に、図示しない圧縮機から高圧空気が供給される圧送ヘッド５を装着する。圧送ヘッド５には、鞘管４との間をシールするシール部（Ｏリング７）と、凍結障害防止用パイプ２との間をシールするシール部（Ｏリング６）とが、取り付けられている。これらＯリング６、７は、圧送ヘッド５内のエア漏れを防止する機能を発揮するものであり、圧送ヘッド５内の高圧に耐えるべく極僅かな変形しか許容できない構造となっている。
【００１４】
他方、凍結障害防止用パイプ２は、地上に置かれたジャッキ８によって回転自在に枢支されたドラム１に巻き付けられており、一対の推進キャタピラ３により推進力が与えられ、上記Ｏリング６を貫通して圧送ヘッド５内に導かれる。ここで、かかる圧送ヘッド５内には上述したように圧縮機から高圧空気が供給されているので、鞘管４内に図１に矢印９で示すように左方から右方への高速空気流が発生している。
【００１５】
かかる高速空気流（矢印９）によって、圧送ヘッド５内に導かれた凍結障害防止用パイプ２は、鞘管４の内周面から浮き上がって鞘管４内周面との摩擦力が軽減された状態で、パイプ２の表面と空気との摩擦力によって、左方から右方に圧送される。これにより、凍結障害防止用パイプ２が鞘管４内を左方から右方に前進し、結果として凍結障害防止用パイプ２が鞘管４内に布設される。
【００１６】
ここで、上記凍結障害防止用パイプ２は、ドラム１に巻かれた状態で巻き潰れが生じており、このまま圧送ヘッド５に入ると高圧空気により潰れが助長され（図７参照）一層きつい楕円に変形する一方、Ｏリング６がそのパイプ２の潰れに追従できないため、圧送ヘッド５の入口の円環状のＯリング６において、楕円の短径部ではＯリング６との間にエア漏れが発生し、長径部ではＯリング６に強く当って大きな推進抵抗となり、前進できなくなる。
【００１７】
そこで、本実施形態では、Ｏリング６の直前に、図２に示すように、凍結障害防止用パイプ２を円形に矯正保持する矯正ローラ機構１０を設けている。矯正ローラ機構１０は、凍結障害防止用パイプ２を囲繞するようにリング状に形成された支持フレーム１１を有する。支持フレーム１１は、圧送ヘッド５に取り付けてもよいが、圧送ヘッド５と別体として地面に設置するようにしてもよい。図中１２は設置台である。
【００１８】
支持フレーム１１の内周面には、凍結障害防止用パイプ２の周方向に所定間隔を隔てて複数配置された円柱状のローラ１３が、それぞれ支持部材１４を介して回転自在に支持されている。ローラ１３は、図例ではパイプ２の周方向に等間隔（６０度間隔）で６個配置されている。支持部材１４の高さ及びローラ１３の直径は、凍結障害防止用パイプ２が本来の円形となったときに、その表面に所定圧で当接する寸法に設定されている。
【００１９】
本実施形態の作用を述べる。
【００２０】
ドラム１から繰り出され一対の推進キャタピラ３により推進力が与えられて圧送ヘッド５に導かれる凍結障害防止用パイプ２は、推進キャタピラ３の部分では巻き潰れにより断面楕円形状となっているが（図７参照）、図２に示す矯正ローラ機構１０を通過するときに各ローラ１３によって本来の円形に矯正保持され、断面円形状となった状態で圧送ヘッド５の入口に設けられたＯリング６を貫通する。
【００２１】
従って、Ｏリング６が断面円形状に矯正保持されたパイプ２によって周方向に亘って略均等に圧縮されることになり、Ｏリング６とパイプ２との間のエア漏れが可及的に小さくなると共に、大きな推進抵抗も発生しない。よって、凍結障害防止用パイプ２のスムーズな推進を実現できる。
【００２２】
また、各ローラ１３は、それぞれ支持部材１４に回転自在に支持されているので、パイプ２の表面に当接してパイプ２を断面円形状に矯正保持する際に、それ程大きな抵抗は発生しない。よって、推進キャタピラ３の推進力によって、十分凍結障害防止用パイプ２を送り出すことができる。
【００２３】
なお、図例では、ローラ１３を６個等間隔で配置したものを示したが、これに限られることはない。すなわち、凍結障害防止用パイプ２を本来の円形に矯正保持できればよく、当該パイプ２の肉厚、材質、直径等により適切な個数および配置を選ぶことができる。
【００２４】
別の実施形態を図３に示す。
【００２５】
この実施形態は、矯正ローラ機構１０ａを構成するローラ１３ａを、図２に示す前実施形態のローラ１３のように円柱状ではなく、凍結障害防止用パイプ２の本来の円形に合致させた鼓状に形成した点のみが前実施形態と異なっており、その他の構成は前実施形態と同様の構成となっている。よって、同様の部品にはａを付けた同一の符号を付してその説明を省略し、以下鼓状ローラ１３ａの作用効果のみを述べる。
【００２６】
本実施形態の如き鼓状ローラ１３ａによれば、線接触でパイプ２を矯正保持することになるため、図２に示す円柱状ローラ１３のように点接触でパイプ２を矯正保持するタイプと比べ、ローラ１３ａの使用本数を減らすことができると共に、確実な円形矯正保持ができる。但し、鼓状ローラ１３ａの場合、パイプ２の直径が異なると、その都度専用のローラ１３ａが必要となる。なお、図３に示す本実施形態では、鼓状ローラ１３ａを４本用いた例を示したが、これに限らず３本でも５本でもよい。
【００２７】
別の実施形態を図４に示す。
【００２８】
この実施形態は、既設の鞘管４内に、凍結障害防止用パイプ２のみならず光ファイバケーブル１５をも、空気圧送工法によって同時に布設するものである。
【００２９】
布設に際しては、先ず、鞘管４の端部に、二個の入口１６、１７と一個の出口１８とを有するＹ字型配管からなる分岐用治具１９の出口１８を装着する。分岐用治具１９には、その出口１８に鞘管４との間をシールするシール部（Ｏリング２０）が装着され、一方の入口１６に凍結障害防止用パイプ２との間をシールするシール部（Ｏリング２１）が装着されている。
【００３０】
次に、分岐用治具１９の他方の入口１７に、図示しない圧縮機から高圧空気が供給される圧送ヘッド２２を装着する。これにより、鞘管４内に図４に矢印２３で示すように左方から右方への高速空気流が発生する。圧送ヘッド２２には、分岐用治具１９との間をシールするシール部（Ｏリング２４）と、光ファイバケーブル１５との間をシールするシール部（Ｏリング２５）とが、取り付けられている。これらＯリング２０、２１、２４、２５は、圧送ヘッド２２および分岐用治具１９内のエア漏れを防止する機能を発揮するものであり、圧送ヘッド２２および分岐用治具１９内の高圧に耐えるべく、極僅かな変形しか許容できない構造となっている。
【００３１】
凍結障害防止用パイプ２は、地上に置かれたジャッキ８によって回転自在に枢支されたドラム１に巻き付けられており、一対の推進キャタピラ３により推進力が与えられ、上記Ｏリング２１を貫通して分岐用治具１９内に導かれる。また、光ファイバケーブル１５は、地上に置かれたジャッキ２６によって回転自在に枢支されたドラム２７に巻き付けられており、一対の推進キャタピラ２８により推進力が与えられ、上記Ｏリング２５を貫通して圧送ヘッド２２内に導かれる。光ファイバケーブル１５と凍結障害防止用パイプ２とは、分岐用治具１９内にて合流する。これら光ファイバケーブル１５と凍結障害防止用パイプ２とは、先端部が包縛され一体化されている。
【００３２】
凍結障害防止用パイプ２が貫通するＯリング２１の直前には、図２または図３に示す前述したものと同様の矯正ローラ機構１０（または１０ａ）が配置されている。矯正ローラ機構１０（または１０ａ）は、前述と全く同様の構成となっているため、詳しい説明を省略する。
【００３３】
以上の構成からなる本実施形態の作用を述べる。
【００３４】
２対の推進キャタピラ３、２８によってそれぞれ推進力が与えられてＯリング２１、２５を貫通して分岐用治具１９内に導かれた光ファイバケーブル１５と凍結障害防止用パイプ２とは、鞘管４内に図４に矢印２３で示すように左方から右方へ流れる高速空気流によって、それぞれ鞘管４の内周面から浮き上がって鞘管４内周面との摩擦力が軽減された状態で、パイプ２表面と空気との摩擦力およびケーブル１５表面と空気との摩擦力によって、左方から右方に圧送される。これにより、凍結障害防止用パイプ２および光ファイバケーブル１５が、鞘管４内を左方から右方に前進し、鞘管４内に布設される。
【００３５】
ここで、ドラム１から繰り出され推進キャタピラ３により推進力が与えられて分岐用治具１９内に導かれる凍結障害防止用パイプ２は、推進キャタピラ３の部分では巻き潰れにより断面楕円形状となっているが（図７参照）、図２または図３に示す矯正ローラ機構１０（または１０ａ）を通過するときに各ローラ１３（または１３ａ）によって本来の円形に矯正保持され、断面円形状となった状態でＯリング２１を貫通する。
【００３６】
従って、Ｏリング２１が断面円形状に矯正保持されたパイプ２によって周方向に亘って略均等に圧縮されることになり、Ｏリング２１とパイプ２との間のエア漏れが可及的に小さくなると共に、大きな推進抵抗も発生しない。よって、凍結障害防止用パイプ２のスムーズな推進を実現できる。なお、光ファイバケーブル１５は充実型であり、ドラム２７による顕著な巻き潰れが生じないため（生じても極僅か）、光ファイバ１５側には矯正ローラ機構１０（または１０ａ）は不要である。
【００３７】
矯正ローラ機構１０（または１０ａ）の各ローラ１３（または１３ａ）は、それぞれ支持部材１４（または１４ａ）に回転自在に支持されているので、パイプ２の表面に当接してパイプ２を断面円形状に矯正保持する際に、それ程大きな抵抗は発生しない。よって、推進キャタピラ３の推進力によって、十分凍結障害防止用パイプ２を送り出すことができる。この結果、光ファイバケーブル１５と凍結障害防止用パイプ２とのスムーズな同時圧送が可能となる。
【００３８】
別の実施形態を図５に示す。
【００３９】
図示するようにこの実施形態は、図２乃至図３に示した矯正ローラ機構１０（または１０ａ）を図１に示すシール部（Ｏリング６）の直前のみならず直後にも配置したものであり、その他の構成は図１に示す実施形態と同様の構成になっている。矯正ローラ機構１０（または１０ａ）をＯリング６の直前のみならず直後にも配置した理由は、凍結障害防止用パイプ２が圧送ヘッド５内に侵入した直後に高圧空気によって潰され、その潰れの影響がＯリング６まで及び、エア漏れや推進抵抗の増大を生ずる可能性が考えられるからである。
【００４０】
本実施形態のようにＯリング６の前後に矯正ローラ機構１０（または１０ａ）を配置すれば、Ｏリング６を通過する凍結障害防止用パイプ２は、Ｏリング６の前後で確実に円形に矯正保持されるので、確実にエア漏れのないスムーズな凍結障害防止用パイプ２の圧送工法を実現できる。なお、凍結障害防止用パイプ２が通過するＯリング６の前後に矯正ローラ機構１０（または１０ａ）を配置する本実施形態に係る構成は、図４に示す実施形態にも適用できることは勿論である。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る鞘管内へのパイプの布設方法および布設装置によれば、シール部を通過するパイプを円形に矯正保持することにより、シール部におけるエア漏れおよび通過抵抗を可及的に小さくできるので、パイプを鞘管内にスムーズに布設できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示すパイプの布設方法および布設装置を示す説明図である。
【図２】図１の II-II線断面図であり、矯正ローラ機構の説明図である。
【図３】別の実施形態を示す矯正ローラ機構の説明図である。
【図４】別の実施形態を示すパイプの布設方法および布設装置を示す説明図である。
【図５】別の実施形態を示すパイプの布設方法および布設装置を示す説明図である。
【図６】本発明者が実験に使用したパイプの布設方法および布設装置を示す説明図である。
【図７】図６の VII-VII線断面図である。
【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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