JP2008132629A - 製管機 - Google Patents

Abstract

【課題】 老朽化して既設管の内周面が配筋されていたり、凹凸があったりする状態であっても、円滑に製管作業を行うことができる製管機を提供する。
【解決手段】 本発明の製管機１は、複数のリンク体２１を相互に連結してなるリンク機構２２と、リンク機構２２のリンク体２１に回転自在に支持され、既に巻回されているプロファイル８の内側面に接触する複数のリンクローラ２３と、プロファイル８同士の接合領域の近傍に位置する接合機構部３とを備えている。接合機構部３は、プロファイル８を外面と内面の両方から挟み込むように外側のアウターローラ３１と内側のインナーローラ３２とを備えている。また、アウターローラ３１のさらに外側には、アウターローラ３１の外周面を覆うアウターローラカバー３３が設けられて、アウターローラ３１と既設管１０の内周面との干渉を回避しうるように構成されている。
【選択図】 図７

Description

本発明は、農業用水管、下水道管、上水道管、ガス管等の既設管の内面にライニング管を形成する既設管のライニング施工方法およびその施工方法に用いられる製管機に関する。

農業用水管、下水道管、上水道管、ガス管などの既設管においては、ひび割れや腐食等により既設管が老朽化した際の対策として、既設管の内周面を合成樹脂等にてライニングすることによって既設管を更生する方法が採られている。

下水道管などの既設管の内面にライニング管を施工する方法としては、両側縁部に嵌合部が形成された長尺のプロファイルを既設管内において螺旋状に製管する方法がある。

例えば、プロファイルを巻いたドラムを地上に設置し、そのドラムからプロファイルを既設管内に配置した自走式の製管機 に連続的に供給し、既設管内においてプロファイルを螺旋状に巻回するとともに、互いに隣接するプロファイルの側縁部（嵌合部）同士を相互に嵌合することによりライニング管を形成する方法が提案されている（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。

このようなライニング施工方法によれば、プロファイルの材質が限定されないので、合成樹脂、特にコスト、成形性、強度などの面でライニング管施工に適した硬質塩化ビニル樹脂を用いることができるという利点がある。

従来から、このようなライニング管の施工方法において、長尺のプロファイルを螺旋状に巻回しながら、互いに接する接合部同士を接合させる製管作業を、環状に配置されたローラと、既設管の内周面を周回移動する接合機構部とを具備した製管機によって行うことが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開平５−１６９５３９号公報

しかし、上記従来の製管機の場合、接合機構部が既設管の内周面を周回移動しながら進行するようになされているため、既設管の内周面に凹凸があるような場合、接合機構部がこの凹凸の中に嵌まり込んで周回移動できなくなり、製管作業が停止してしまうこととなる。特に、老朽化した既設管の内周面の腐食や摩耗が著しい場合には、ライニング管によって更生するだけでなく、既設管の内周面とライニング管の間に配筋を行ったのち、既設管とライニング管との間を裏込め材で充填硬化させることにより、老朽化した既設管の補強も同時に行うようにすることが好ましい。

このような場合、製管機を周回させつつ進行させてライニング管を形成していく際に、配筋された鉄筋に製管機のローラ等が引っ掛かるおそれがある。製管機に鉄筋が引っ掛かってしまうと、その都度、製管機を停止させて製管作業を中断し、作業者が鉄筋と製管機との干渉を解除して製管機を再起させる作業を行う必要が生じる。このような作業は手間がかかって作業効率が劣るだけでなく、危険な作業である上、製管作業を一時中断することで、プロファイル同士の接合部分に緩みが生じてしまうおそれもあった。

そこで、本発明は、このような事情にかんがみてなされたものであって、配筋されたり、凹凸があったりする既設管内での製管機の進行を円滑にするとともに、効率良く安全にライニング管の製管を行うことができるライニング管の製管機を提供することを目的としている。

上記した目的を達成するため、本発明は、両側縁部に接合部を有する長尺のプロファイルを既設管内において螺旋状に巻回し、互いに隣接する接合部同士を接合することによりライニング管を形成するのに用いられる製管機であって、複数のリンク体を相互に連結してなる環状構造のリンク機構と、前記リンク機構のリンク体に回転自在に支持され、既に巻回されているプロファイルの内側面に接触する複数のリンクローラと、巻回されて隣接したプロファイルの接合部同士を接合する接合領域の近傍に位置する接合機構部とを備え、前記接合機構部は、プロファイルを外面と内面の両方から挟み込むためのアウターローラとインナーローラとを備えており、アウターローラのさらに外側には、前記リンク機構の外側に露出したアウターローラの外周面を覆うアウターローラカバーが設けられて、このアウターローラカバーが、アウターローラと既設管の内周面との干渉を回避しうるように構成されていることを特徴とする。

この構成によれば、既設管内においてアウターローラカバーは、製管機の進行に伴って既設管の内周面とアウターローラの外周面との間で、アウターローラの動作に追従することになるので、既設管の内周面とアウターローラとの干渉を回避させるようにすることが可能となる。これにより、既設管の内周面に補強のための配筋がなされた場合においても、配筋とアウターローラとの干渉が回避され、円滑な製管作業を進めていくことが可能になる。

また、本発明では、前記構成の製管機において、アウターローラカバーは、アウターローラの外周面とほぼ等しい曲率の曲面部を備えるとともに、この曲面部から延設された傾斜部とを備えて形成され、アウターローラの外周面に近接して配設されることを特徴とする。

これにより、アウターローラカバーは製管機の進行に伴ってアウターローラの動作に追従して動作することが可能であり、このとき、アウターローラと既設管の内周面との干渉を回避しうるので、円滑に製管作業を進めることができる。また、かかるアウターローラカバーにより、既設管の口径とライニング管の口径にそれほど大きな差を生じず、ライニング管の口径を必要以上に小口径とすることなく更生することが可能となる。
アウターローラカバーの外側面には複数の内接ローラが設けられて、既設管の内周面に沿ってアウターローラカバーが摺動可能に形成されていることを特徴とする。

これにより、既設管の内周面とアウターローラとの間で、アウターローラカバーがよりスムーズな動きをとることが可能となり、効率よく、円滑に製管作業を進めることができる。

また、かかるアウターローラカバーは、辺縁部が前記リンク機構に対して脱着可能な構造を有していることにより、必要に応じてアウターローラカバーを取り付けたり、取り外したりして、製管機の汎用性を高めることができる。

上述のように構成される本発明の製管機によれば、老朽化した既設管の内周面に配筋された状態であっても、また凹凸がある状態であっても、製管機を円滑に進行させて、スムーズに製管作業を行うことができる。また、これにより、作業者の手間が軽減されるとともに、安全性も高められて、効率良くライニング管を製管することが可能となる。

以下、本発明に係るライニング用の製管機を実施するための最良の形態について、図面を参照しつつ説明する。

まず、本発明に係る製管機１により既設管内において螺旋状に巻回されるプロファイルについて説明する。

図１はプロファイルの一例を示す断面図、図２はプロファイルを接合する様子を示す断面図である。

図１に示すプロファイル８は、例えば硬質塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン等の合成樹脂材料を長尺帯状に成形した帯状部材であって、断面略Ｔ字状の複数のリブ８１…８１が長手方向に沿って形成されている。また、プロファイル８の両側縁部には、それぞれ、互いに内外に重なり合って係合する接合凸部８２と接合凹部８３が長手方向に沿って形成されている。

このような構造のプロファイル８は、後述する製管機によって螺旋状に巻回される。そして、この巻回過程において、図２（Ａ）および（Ｂ）に示すように、巻回することで接合凸部８２と接合凹部８３とが互いに隣接し、接合凹部８３に対して接合凸部８２が嵌め込まれて、プロファイル８が全体として管状に形成されていく。老朽化した既設管内において、このように螺旋状に巻回されたプロファイル８は、ライニング管として使用され、既設管の内周面が更生される。

また、図３〜６に示すようなプロファイル８Ａ，８Ｂを用いて既設管の内周面が更生されてもよい。図３，４に例示するプロファイル８Ａも、長尺帯状で、長手方向に沿ってリブ８４が形成されており、また両側縁部に、互いに内外に重なり合って係合する接合凸部８５と接合凹部８６が長手方向に沿って形成されている。接合凸部８５は、リブ８４よりも突設高さが低く形成され、接合凹部８６は接合凸部８５が接合される溝８６１が形成されている。この溝８６１の外側は、リブ８４と同様に断面略Ｔ字状に形成されている。また、接合凹部８６の外縁部には係止片８６２が設けられており、接合凸部８５に隣接するリブ８４１の先端に設けられた係合片８４２に係止しうるように構成されている。そして、図４に示すように、プロファイル８Ａを螺旋状に巻回しながら接合凹部８６の溝８６１に接合凸部８５を嵌め合わせることで、係止片８６２と係合片８４２とが係止し、ライニング管を形成することができるようになっている。

また、図５，６に例示するプロファイル８Ｂも長尺帯状に形成されて、複数のリブ８７を有するものであるが、両側縁部の接合部８８，８８に嵌合材８９を嵌め合わせる点に特徴がある。図示するように嵌合材８９は、断面略Ｕ字状に形成された長尺の副部材である。プロファイル８Ｂの両側縁部の接合部８８，８８は、ともに嵌合材８９が嵌入される凹部となっている。そして、螺旋状に巻回されて隣接した接合部８８，８８は略Ｕ字状の溝を形成し、ここに嵌合材８９が嵌め合わされて接合される構成となっている。

次に、これらのプロファイル８，８Ａ，８Ｂを製管する製管機について説明する。図７〜１０は本発明に係る製管機の一例を示し、図７は既設管の更生対象領域の下流側から上流方向を見たときの製管機の側面図、図８は製管機のアウターローラカバーの側面図、図９は製管機のアウターローラカバーの詳細を示す斜視図、図１０は製管機のインナーローラとリンクローラとの連結構造を示す説明図である。また、図１１は既設管における配筋例を示す断面図、図１２は本発明の製管機によるライニング施工方法の一例を示す説明図である。

例示の形態の製管機１は、円形断面のライニング管の施工に用いる自走式の製管機であって、成形フレーム２とこの成形フレーム２に設置された接合機構部３等を備えている。

成形フレーム２は、複数のリンク体２１…２１を相互に連結してなる環状構造のリンク機構（屈撓自在）２２と、そのリンク機構２２の各リンク体２１に回転自在に支持されたリンクローラ２３…２３によって構成されている。この成形フレーム２の周長は、リンク体２１およびリンクローラ２３…２３の連結数を変更することにより調整することが可能であり、製管を行うライニング管の管径に合わせることができる。

接合機構部３は、製管機１の外側寄りに配置されるアウターローラ３１と、そのアウターローラ３１を回転駆動するギアボックス３４などによって構成されている。

アウターローラ３１は、その内側のインナーローラ３２とにより、プロファイル８を外面と内面の両方から挟み込むように配設されている。図７に示すように、アウターローラ３１の回転軸は、プロファイル８の外面に位置するように、成形フレーム２に添設されたブラケット２４に枢着されている。また、このブラケット２４と成形フレーム２とを接続する接続軸２４１は、ギアボックス３４の側部に延設された受金具３４１を挿通し、スプリング３５を介装させて取り付けられている。これにより、既設管１０内における径方向のアウターローラ３１の動きをスプリング３５の収縮で許容しうるように構成されている。

また、アウターローラ３１のさらに外側には、成形フレーム２の外側に露出したアウターローラ３１の外周面を覆うアウターローラカバー３３が設けられている。

図８，９に示すように、アウターローラカバー３３はアウターローラ３１の回転軸３１１の軸方向に沿って設けられ、アウターローラ３１の外周面を部分的に覆ってアウターローラ３１の外周面とほぼ等しい曲率を有する曲面部３３１と、この曲面部３３１から製管機１の周回方向に延設された傾斜部３３４とを備えた形状で形成されている。また、アウターローラカバー３３の長手方向の両端部（辺縁部）には取付面３３５が設けられている。このようなアウターローラカバー３３が成形フレーム２に備えられていることにより、アウターローラ３１と既設管１０の内周面との干渉を回避しうるように構成されている。

アウターローラカバー３３の曲面部３３１には、開口部３３２が設けられて、この開口部３３２の内側に複数本の内接ローラ３３３…３３３が備えられている。内接ローラ３３３は、回転軸３１１の軸方向に沿って設けられ、アウターローラカバー３３の開口部３３２に枢着されている。例示の形態では、内接ローラ３３３は、アウターローラカバー３３の外側面に４本設けられている。そして、これらの内接ローラ３３３が設けられていることにより、アウターローラカバー３３が既設管の内周面に沿って周回方向に摺動することができるように構成されている。

また、かかるアウターローラカバー３３は、取付面３３５に略Ｕ字状の切欠部３３７があり、この切欠部３３７がアウターローラ３１の回転軸３１１周りに嵌め込まれ、取付穴３３６を介してブラケット２４に対して取り付けられている。アウターローラカバー３３とブラケット２４とは、ボルト等を用いて取着されており、適宜取り外すことも可能な構造となっている。

なお、図示しないが、本発明では、このようなアウターローラカバー３３がブラケット２４とあらかじめ一体に形成されているものであってもよい。

また、図１０に示すように、インナーローラ３２の回転軸３２１およびリンクローラ２３…２３の各回転軸２３１にはそれぞれスプロケット４…４が連結されている。これらスプロケット４…４には環状のチェーン５が巻き掛けられており、接合機構部３のギアボックス３４の駆動により、インナーローラ３２の回転に加えて、リンクローラ２３…２３の全てがインナーローラ３２と同じ向きに回転するように構成されている。

これらのアウターローラ３１、インナーローラ３２、およびリンクローラ２３…２３の回転により、製管機１の全体が既設管１０内を周回移動し、プロファイル８を螺旋状に巻回しながら進行する。これとともに、製管機１の進行過程において既に巻回されているプロファイル８の接合凹部８３に、順次供給されていくプロファイル８の接合凸部８２を、アウターローラ３１およびインナーローラ３２によって、内外の両面から押し付けることにより互いに嵌め込んで接合することができるようになっている。

また、このようなアウターローラ３１等を回転させるギアボックス３４は、油圧ユニット６（図１２参照）から供給される油圧油によって駆動している。さらに、油圧ユニット６は、発電機７（図１２参照）から供給される電源によって駆動している。これら油圧ユニット６のホースや発電機７やコードは、フレキシブルジョイントなどによって接続し、製管機１の回転の影響を受けないようにすることが好ましい。また、プロファイル８を既設管１０内に供給するので、コード・ホース類はプロファイル８と逆の方向（例えば、図１２に示すように既設管１０の上流側）から供給することが好ましい。

次に、かかる製管機１によるライニング管の施工方法について説明する。

例えば図１２に示すように、既設管１０には、マンホール１０１，１０２が所定の間隔で設けられており、更生対象の領域の上流側のマンホール１０１と、下流側のマンホール１０２とを利用して既設管１０内にライニング管を製管する。例示の場合、ライニング管の施工は、既設管１０の上流側から下流側に向けて行われる。

既設管１０としては、断面形状が、円形、矩形、馬蹄形など様々な形状のものが存在する。本実施の形態の説明では、このうち、円形の断面形状からなる既設管１０に本発明を適用した例について示すが、本発明はこれに限らず、矩形、馬蹄形などの断面形状の既設管１０においても利用できるものであり、同様にライニング管も矩形、馬蹄形とすることが可能である。

既設管１０の老朽化によって、既設管１０の内周面の腐食や摩耗が著しい場合には、既設管１０には、プロファイル８によるライニングの前に、既設管１０の内周面に沿って鉄筋９が配設される。図１１に示すように、鉄筋９は既設管１０の管軸方向に配筋された主筋９１と、既設管１０の周方向に環状に配筋されたリング筋９２とで構成されている。例示の形態では、主筋９１は既設管１０の内周面に８本が均等に配置されて、リング筋９２とともに既設管１０の内周面に格子状に配筋されている。

このように配筋された既設管１０の内側に製管機１が設置されてライニング管が形成される。ライニング管の製管には、図１〜６に例示した構造のプロファイル８，８Ａ，８Ｂ等を巻き取ったドラム８０、製管機１、油圧ユニット６、および発電機７などが使用される。

これらのうち、ドラム８０は上流側マンホール１０１の地上部分に設置されており、発電機７は下流側マンホール１０２の地上部分に設置されている。また、製管機１および油圧ユニット６は、上流側マンホール１０１を通じて、更生対象の既設管１０内の上流側端部に搬入・設置しておく。なお、製管機１については、製管を行うライニング管の管径に合わせて、成形フレーム２の周長（リンク体２１およびリンクローラ２３の数）を調整しておく。

次に、地上のドラム８０からプロファイル８を引き出して上流側マンホール１０１内に引き込み、製管機１によりプロファイル８を螺旋状に巻回していく。接合機構部３を駆動させることにより、リンクローラ２３…２３およびインナーローラ３２が回転して製管機１の全体が公転するとともに、供給されるプロファイル８の接合凸部８２と接合凹部８３とが、アウターローラ３１およびインナーローラ３２によって内外から押し付けられて、順次、螺旋状に接合されていく。

このとき、アウターローラ３１にはアウターローラカバー３３が備えられているので、製管機１が公転することによっても、またアウターローラ３１が回転することによっても、鉄筋９と干渉することなく、円滑に製管機１を進行させることができる。

すなわち、製管機１が公転しつつ製管を進めるに際し、リンク機構２２の外側に位置するアウターローラ３１は、既設管１０の内周面の主筋９１に引っ掛かるおそれがあるが、アウターローラカバー３３の傾斜部３３４が管軸方向に配筋された主筋９１をスムーズに乗り越え、主筋９１に引っ掛かることなくアウターローラ３１を回転および公転させることができる。同様に、既設管１０の周方向に配筋されたリング筋９２に対しても、アウターローラカバー３３が、アウターローラ３１が引っ掛かるのを回避する。

また、アウターローラカバー３３の曲面部３３１には、内接ローラ３３３が設けられているので、アウターローラカバー３３の進行自体も妨げられることがなく、非常にスムーズに既設管１０の内周面を進行し、製管作業を進めていくことが可能となる。

これにより、製管機１が既設管１０の内周面を１回転するたびに、プロファイル８が螺旋状に１周回して、プロファイル８の幅に相当する長さのライニング管が形成され、所望の長さのライニング管を得ることができる。このように製管機１の進行がスムーズに行われることにより、製管作業が中断されず、したがってプロファイル８の接合部における緩みを防止して、ライニング管の高い品質と精度を確保することが可能となる。

ライニング管が所定長さ形成されると、ライニング管と既設管１０との間に形成された間隙に、モルタル、セメントミルク等の裏込め材が充填される。既設管１０の内周面には鉄筋９が配筋されているので既設管１０が補強されることになる。したがって、既設管１０の内周面の著しい腐食や摩耗も、かかる更生により強度を増すとともに、継続した使用を可能にすることができるものとなる。

なお、上記の説明において、製管機１のアウターローラカバー３３は曲面部３３１、傾斜部３３４、取付面３３５を有する形状のものを例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、アウターローラ３１の外周面を覆って既設管１０の内周面との干渉を回避しうる形態であればどのような構造であってもよい。

以上のように、本発明に係る製管機１によれば、既設管の内周面の配筋あるいは凹凸等の有無、また老朽度合いによらず、効率よくライニング管を形成して更生することが可能となる。また、既設管に配筋されている場合にも、製管機を円滑に進行させて、製管作業を中断することがないので、作業者が鉄筋と製管機との干渉を解除して製管機を再起させる作業が不要となり、作業効率が高められ、安全に、かつ品質の高いライニング管を形成することができる。

本発明は、農業用水管、下水道管、上水道あるいはガス管などの既設管が、ひび割れや腐食等により老朽化した際に、その既設管を良好に更生するのに好適に利用することができる。

プロファイルの一例を示す断面図である。 図１のプロファイルを接合する様子を示す断面図である。 プロファイルの他の例を示す断面斜視図である。 図３のプロファイルの断面図である。 プロファイルのさらに他の例を示す断面図である。 図５のプロファイルの接合部を示す斜視図である。 本発明に係る製管機の一例を示し、既設管の更生対象領域の下流側から上流方向を見たときの側面図である。 本発明に係る製管機のアウターローラカバーの側面図である。 図８のアウターローラカバーの全体を示す斜視図である。 インナーローラとリンクローラとの連結構造を示す説明図である。 既設管の配筋図である。 本発明の製管機によるライニング施工方法の一例を示す説明図である。

符号の説明

１ 製管機
２ 成形フレーム
２１ リンク体
２２ リンク機構
２３ リンクローラ
２４ ブラケット
３ 接合機構部
３１ アウターローラ
３２ インナーローラ
３３ アウターローラカバー
３３１ 曲面部
３３２ 開口部
３３３ 内接ローラ
３３４ 傾斜部
３３５ 取付面
３４ ギアボックス
４ スプロケット
５ チェーン
６ 油圧ユニット
７ 発電機
８ プロファイル
８１ リブ
８２ 接合凸部
８３ 接合凹部
９ 鉄筋
９１ 主筋
９２ リング筋
１０ 既設管

Claims (4)

1. 両側縁部に接合部を有する長尺のプロファイルを既設管内において螺旋状に巻回し、互いに隣接する接合部同士を接合することによりライニング管を形成するのに用いられる製管機であって、
   複数のリンク体を相互に連結してなる環状構造のリンク機構と、前記リンク機構のリンク体に回転自在に支持され、既に巻回されているプロファイルの内側面に接触する複数のリンクローラと、巻回されて隣接したプロファイルの接合部同士を接合する接合領域の近傍に位置する接合機構部とを備え、
   前記接合機構部は、プロファイルを外面と内面の両方から挟み込むためのアウターローラとインナーローラとを備えており、アウターローラのさらに外側には、前記リンク機構の外側に露出したアウターローラの外周面を覆うアウターローラカバーが設けられて、このアウターローラカバーが、アウターローラと既設管の内周面との干渉を回避しうるように構成されていることを特徴とする製管機。
2. アウターローラカバーは、アウターローラの外周面とほぼ等しい曲率の曲面部を備えるとともに、この曲面部から延設された傾斜部とを備えて形成され、アウターローラの外周面に近接して配設されることを特徴とする請求項１に記載の製管機。
3. アウターローラカバーの外側面には複数の内接ローラが設けられて、既設管の内周面に沿ってアウターローラカバーが摺動可能に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の製管機。
4. アウターローラカバーは、辺縁部が前記リンク機構に対して脱着可能な構造を有していることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の製管機。

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