JP5975721B2

JP5975721B2 - 更生管の製管装置

Info

Publication number: JP5975721B2
Application number: JP2012106952A
Authority: JP
Inventors: 拓郎賀屋; 政浩山崎; 順津田; 知徳山路
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 2012-05-08
Filing date: 2012-05-08
Publication date: 2016-08-23
Anticipated expiration: 2032-05-08
Also published as: JP2013234705A

Description

この発明は、老朽化した下水道管、上水道管、農業用水管、ガス管等の既設管を更生する更生管の製管装置に関するものである。

従来より、老朽化した既設管を更生するため、両側縁部に接合部が形成された帯状部材を既設管内に引込み、螺旋状に巻き回して隣接する帯状部材の接合部同士を互いに接合して更生管を製管するとともに、回転することなく製管された更生管に新たに帯状部材を供給して更生管を既設管の軸心方向に付加形成することが実施されている。例えば、特許文献１に記載されるように、帯状部材を中空円筒状に巻き重ねた輸送ドラムを地上に設置するとともに、既設管内に製管装置を配置し、輸送ドラムから螺旋状に引き出された帯状部材を既設管内の製管装置に導入し、製管装置を既設管の軸心回りに回転させて隣接する帯状部材の接合部同士を接合して更生管を製管し、製管された更生管に新たに帯状部材を供給して更生管を既設管の軸心方向に付加形成することが行われている。

この製管装置１は、図１１に示すように、一対のリンク部材が連結軸を介して回転自在に連結されたリンク体２１を複数個順に連結して略環状に形成された成形フレーム２と、成形フレーム２における各リンク体２１の連結軸にそれぞれ回転自在に支持された複数個の案内ローラ３と、成形フレーム２に設けられ、内面ローラ（図示せず）及び外面ローラ４３を有して隣接する帯状部材１００の接合部同士を接合する接合機構４とから構成されている。そして、接合機構４は、油圧モータ４５の駆動によって内面ローラ及び外面ローラ４３が帯状部材１００を挟み込んで回転することにより更生管Ｓを製管するとともに、その反作用によって更生管Ｓに沿って周回移動する、すなわち、製管装置１が既設管Ｋの軸心を中心として公転するものである。

なお、使用される帯状部材１００は、可撓性を有する合成樹脂、例えば、硬質塩化ビニルを押出成形して形成され、よく知られているように、帯板状の基板１０１の裏面に複数本（実施例においては３本）の断面Ｔ字状の補強リブ１０２が先端を基板１０１と平行に位置して設けられている（図１２参照）。そして、基板１０１の一方の側縁部の裏面に接合凸部１０３が立設され、その他方の側縁部が接合凸部１０３が設けられた基板１０１の側縁部が配置されるように、基板１０１の厚みだけ裏面側に段落ちした段落ち部１０４に形成され、該段落ち部１０４に接合凸部１０３が嵌入し得る接合凹部１０５が設けられている。また、接合凹部１０５に基板１０１から離れるにつれて接合凹部１０５の突出側に位置するように傾斜された傾斜リブ１０６が形成されており、傾斜リブ１０６の先端が帯状部材１００の他方の側縁部を形成している。

なお、この帯状部材１００として、補強リブ１０２間に金属製の補強材２００を装着して強度を高めた補強材付き帯状部材（以下、帯状部材という。）が例示されている。

このような帯状部材１００は、中空円筒状に巻き重ねられて現場に輸送された輸送ドラムの中心部側から引き出され、基板１０１の裏面側、すなわち、補強リブ１０２等が立設された側が外周側になるように既設管Ｋ内に配置された製管装置１に供給され、その接合過程において、図１２（ａ），（ｂ）に示すように、互いに隣接する２つの帯状部材１００，１００のうち、一方の帯状部材１００の接合凸部１０３を他方の帯状部材１００の接合凹部１０５に内側（先行する帯状部材１００の内周側）から嵌め込むことにより、隣接する帯状部材１００，１００を相互に接合して所定の管径の更生管Ｓ（図１１参照）を製管することができる。

この際、後続する帯状部材１００の接合凸部１０３を設けた基板１０１の側縁部が先行する帯状部材１００の段落ち部１０４に配置されるとともに、後続する帯状部材１００の接合凸部１０３を設けた側の補強リブ１０２に先行する帯状部材１００の傾斜リブ１０６が係止される。

このような製管装置１においては、輸送ドラムから引き出された螺旋状の帯状部材１００が既設管Ｋの口径や形状等に基づいて設定された径及びピッチに略維持されて供給される。例えば、輸送ドラムから引き出された螺旋状の帯状部材１００が製管装置１によって更生管Ｓを製管することで消費され、その分製管装置１への帯状部材１００の供給が不足すると、螺旋状の帯状部材１００の径が徐々に小さくなるとともに、ピッチが大きくなり、ついには、帯状部材１００が伸びきって折損するものとなる。逆に、製管装置１への帯状部材１００の供給が過剰になると、螺旋状の帯状部材１００の径が徐々に大きくなり、ついには、帯状部材１００が裏返り、帯状部材１００を元の状態に復旧させるために多くの時間が必要となる。このため、マンホールを臨む地上及びマンホール底部にそれぞれ作業者を配置し、輸送ドラムから引き出される螺旋状の帯状部材１００の流れ及びマンホール底部から既設管Ｋの軸心方向に向かう螺旋状の帯状部材１００の流れをそれぞれ観察し、螺旋状の帯状部材１００の径及びピッチを略一定に維持するように調整しながら帯状部材１００をマンホールに供給し、また、帯状部材を製管装置１に供給している。さらに、更生管Ｓが製管されると、製管された更生管Ｓ内に設定スパンをおいて作業者を配置し、マンホールから供給される螺旋状の帯状部材１００の流れを観察し、螺旋状の帯状部材１００の径及びピッチを略一定に維持するように調整しながら帯状部材１００を製管装置１に向けて供給している。

このように、螺旋状の帯状部材１００を径及びピッチを略一定に維持して製管装置１に供給する際、製管装置１の成形フレーム２には、帯状部材１００を設定された経路に規制して接合機構４に導くガイドが設けられる（例えば、特許文献２参照）。

特開平９−３２９６８号公報特開平１１−１４１７３５号公報

ところで、前述した製管装置のガイドは、４個のローラを方形の各辺に回転自在に支持して構成され、ガイド内において、帯状部材は比較的自由に移動することができる。したがって、ガイドを通過する前後の帯状部材の急激な変化に対応することができなかった。例えば、前述したように、螺旋状の帯状部材は、更生管内を設定された径とピッチに維持されて製管装置に供給されるが、製管装置に設けたガイドを通過すると、製管装置によって製管される更生管の径とピッチに近づくように、帯状部材の螺旋形状（経路）が３次元方向に大きく変化する。すなわち、螺旋状の帯状部材のガイド通過後のピッチはガイド通過前に比較して極端に小さくなり、また、ガイド通過後の径は通過前より大きくなる。したがって、ガイドの前後において、成形フレームの軸心方向に対する帯状部材の流入角、その周方向に対する帯状部材の流入角、さらには、帯状部材のひねり（帯状部材の長手方向回りの傾斜角）が大きく変化する。これに対して、帯状部材は、ガイド内において、自由に移動できることから、ガイドは、接合機構に対する帯状部材の経路を一定に規制することができず、接合機構において、隣接する帯状部材の接合が不十分となったり、接合できない事態が発生する場合があった。このため、製管装置近傍に作業者を配置し、接合機構において帯状部材が円滑に接合できるように、作業者によって螺旋状の帯状部材の径とピッチ、ひねりを調整する必要があった。

この結果、更生管の製管作業に際して多数の作業者が必要となり、コストを増加させるという問題があった。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、作業者による調整作業を必要とすることなく帯状部材の経路を規制して帯状部材を接合機構に供給し、更生管を円滑に製管することのできる更生管の製管装置を提供するものである。

本発明は、両側縁部に接合部を有する帯状部材が既設管内に引込まれ、螺旋状に巻き回されて隣接する接合部同士が互いに接合されてなる更生管の製管装置であって、製管される更生管の周長に対応する周長を有する成形フレームと、前記成形フレームにそれぞれ回転自在に支持された複数個の案内ローラと、前記成形フレームに設けられ、ローラを有して隣接する帯状部材の接合部同士を互いに接合させる接合機構と、前記成形フレームに設けられ、帯状部材を挟み込んで帯状部材の幅方向の移動を阻止する一対又は複数対の内方ガイド及び外方ガイドを有するガイド部材とを備え、対をなす内方ガイド及び外方ガイドが、互いに直交する３軸の各軸にそれぞれ回動自在に支持されるとともに、各軸について設定された回動位置にそれぞれ固定されてなり、螺旋状の帯状部材を、前記ガイド部材を介して成形フレームに対する経路を規制して前記接合機構に供給することを特徴とするものである。

本発明によれば、両側縁部に接合部が形成された帯状部材を引込み、螺旋状に巻き回された隣接する帯状部材の接合部同士を互いに接合して更生管を製管するとともに、製管された更生管に新たに帯状部材を供給して更生管を既設管の軸心方向に付加形成する。すなわち、帯状部材を挟み込んで回転することによる反力によって既設管の軸心回りに周回移動し、隣接する帯状部材の接合部同士を互いに接合して更生管を製管する。

ここで、製管装置の成形フレームにはガイド部材が設けられており、接合機構に供給する帯状部材の経路を一定に規制している。すなわち、ガイド部材の対をなす内方ガイド及び外方ガイドは、互いに直交する３軸の各軸にそれぞれ回動自在に支持されるとともに、各軸について設定された回動位置に固定されており、ガイド部材を経て引き出された帯状部材は、ガイド部材の固定位置において、対をなす内方ガイド及び外方ガイドに挟み込まれて幅方向の移動が阻止されるとともに、成形フレームに対する経路が規制される。

この結果、帯状部材を設定された経路に規制して接合機構に供給することができ、更生管を円滑に製管することができる。したがって、作業者による帯状部材の調整作業が不要となり、コストを削減することができる。

本発明において、前記ガイド部材が成形フレームに１個、又は、周方向に間隔をおいて複数個設けられることが好ましい。これにより、更生管の径に対応して適数個のガイド部材を設けて帯状部材を設定された経路に規制することができる。

本発明において、前記対をなす内方ガイド及び外方ガイドが帯状部材を挟み込んで回転自在な内方ローラ及び外方ローラであることが好ましい。これにより、帯状部材を、摩擦を可及的に低減して安定して送り出すことができる。

本発明において、前記ガイド部材の直交する３軸が成形フレームの軸心と平行な水平軸、水平軸と直交する第１直交軸、第１直交軸と直交する第２直交軸であり、対をなす内方ガイド及び外方ガイドが水平軸及び第２直交軸の各軸にそれぞれ移動自在に支持されるとともに、各軸について設定された移動位置にそれぞれ固定されることが好ましい。これにより、対をなす内方ガイド及び外方ガイドを水平軸及び第２直交軸の各軸に沿って移動させ、各軸について設定された移動位置にそれぞれ固定できることから、成形フレームに対する距離や高さを調整することができる。

本発明において、前記成形フレームに接合機構の前段に位置して外方ガイドローラ及び該外方ガイドローラと対をなして帯状部材を挟み込む内方ガイドローラが回転自在に支持され、該外方ガイドローラが成形フレームに対してその半径方向及び軸心方向にそれぞれ移動自在に支持されるとともに、各方向について設定された移動位置に固定されることが好ましい。これにより、接合機構に供給する帯状部材をその前段に位置して挟み込み、幅方向の移動を阻止することから、接合機構において、先行する帯状部材に対する後続する帯状部材の経路が規制され、更生管をより確実に製管することができる。

本発明において、前記ガイド部材が、水平軸を有して成形フレームのリンク体に固定された取付部材と、取付部材の水平軸を支持する第１軸支部及び第１軸支部と直交する第２軸支部を有し、第１軸支部に水平軸を回動自在かつ移動自在に支持するとともに、水平軸に対して設定された回動位置及び移動位置にそれぞれ固定された第１支持部材と、第１支持部材の第２軸支部に支持された第１直交軸を有するとともに、第１支持部材の第１軸支部及び第２軸支部と互いに直交する支持部を有し、第１支持部材の第２軸支部に第１直交軸を回動自在に支持するとともに、第１支持部材の第２軸支部に対して設定された回動位置に固定された第２支持部材と、１個又は複数個の外方ガイドを有し、第２支持部材の支持部に回動自在かつ移動自在に支持されるとともに、該支持部に対して設定された回動位置及び移動位置にそれぞれ固定された第２直交軸を有する外方フレームと、各外方ガイドと対をなして帯状部材を挟み込む１個又は複数個の内方ガイドを有し、外方フレームに回動自在に支持されるともに、外方フレームに対して固定された内方フレームとから構成されることが好ましい。これにより、互いに直交する水平軸、第１直交軸、第２直交軸それぞれについて、軸回りの回動位置を調整して固定できるとともに、水平軸、第２直交軸それぞれについて、軸に沿う移動位置を調整して固定でき、対をなす外方ガイド及び内方ガイドの位置を調整できる。したがって、対をなす外方ガイド及び内方ガイドを通過する帯状部材の、成形フレームの軸心方向に対する流入角、その周方向に対する流入角及びひねりを調整できる。

本発明によれば、作業者による調整作業を必要とすることなく帯状部材の経路を規制して帯状部材を接合機構に供給し、更生管を円滑に製管することができる。

本発明の更生管の製管装置の一実施形態を示す正面図である。図１の製管装置を構成する成形フレームのリンク体を説明する正面図及び平面図である。図１の製管装置を構成する接合機構が取り付けられた成形フレームのリンク体を一部省略して示す平面図である。図１の製管装置を構成する接合機構を一部破断して示す側面図である。図１の製管装置を構成するガイド部材を示す斜視図である。成形フレームに取り付けたガイド部材を帯状部材とともに示す側面図である。図５のガイド部材の背面図である。図１の製管装置による更生管の製管要領を示す地中管路断面図である。成形フレームに設けた導入ガイドローラを示す正面図である。図９の導入ガイドローラの側面図である。従来の更生管の製管装置を示す斜視図である。更生管を形成する帯状部材の一例の接合工程を説明する断面図である。帯状部材の変形例を示す断面図及び接合状態を一部省略して示す分解斜視図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１には、本発明の更生管の製管装置１の一実施形態が示されている。

この製管装置１は、前述したように、帯状部材１００を螺旋状に案内する成形フレーム２と、成形フレーム２に回転自在に設けられた複数個の案内ローラ３と、成形フレーム２に取り付けられ、隣接する螺旋状の帯状部材１００，１００を互いに接合する接合機構４と、帯状部材１００を設定された経路に規制して下流側に供給するガイド部材５とから構成されている。

成形フレーム２は、図２に示すように、内方側のリンク部材である内方リンクフレーム２２及び外方側のリンク部材である外方リンクフレーム２３を連結軸２４を介して回動自在に連結してリンク体２１を形成し、複数個のリンク体２１を順に連結して略環状に形成したものである。

ここで、各リンク体２１を構成する内方リンクフレーム２２及び外方リンクフレーム２３は、前後に対向する一対のリンクプレート２２１，２３１と、これらの対向する一対のリンクプレート２２１，２３１の一端部間に架設された連結プレート２２２，２３２とからコ字状に形成されている。そして、内方リンクフレーム２２における一対のリンクプレート２２１，２２１の各他端部に、外方リンクフレーム２３における一対のリンクプレート２３１，２３１の各他端部をそれぞれ重ね合わせ、それらを連結軸２４を介して回転自在に連結することにより、リンク体２１を形成する。

また、隣接するリンク体２１，２１は、リンクフレーム２２，２３の連結プレート２２２，２３２及びリンクフレーム２２，２３の連結プレート２２２，２３２を適宜突き合わせ、ボルトナットを介して着脱自在に連結されている。

ただし、成形フレーム２を直線状に形成できるように、特定の隣接する一対のリンク体２１，２１間が着脱できるならば、残りの連結プレート２２２，２３２については、溶接等によって着脱不能に固定しても構わない。

また、内方リンクフレーム２２の一対のリンクプレート２２１，２２１の各他端部には、回動規制片２６を設ける一方、外方リンクフレーム２３の一対のリンクプレート２３１，２３１の各他端部には、前述した回動規制片２６に対応する切欠部２７を連結軸２４の回転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している。これにより、内方リンクフレーム２２に対する外方リンクフレーム２３の回動を、内方リンクフレーム２２の回動規制片２６と外方リンクフレーム２３の切欠部２７とが当接するまでの設定角度範囲に規制し、リンク体２１の内方リンクフレーム２２及び外方リンクフレーム２３が内方あるいは外方に必要以上に屈曲することを防止している。

さらに、内方リンクフレーム２２の対向する一対のリンクプレート２２１，２２１及び外方リンクフレーム２３の対向する一対のリンクプレート２３１，２３１には、後述するガイド部材５の取付部材５１をボルト固定するための取付穴２２ａ，２３ａが形成されている。

案内ローラ３は、各リンク体２１の連結軸２４にそれぞれ回転自在に設けられている。ここで、案内ローラ３は、合成樹脂又は金属よりなり、軸受２５を介して連結軸２４回りに回転自在に支持され、帯状部材１００の平坦な表面、すなわち、更生管Ｓの内周面に接触して回転する。

さらに、案内ローラ３は、既設管Ｋ内において、接合機構４によって互いに接合された隣接する帯状部材１００，１００から製管された更生管Ｓの内周面に接触して周回移動しつつ製管装置１を既設管Ｋの軸心方向に移動させるために、更生管Ｓを構成する帯状部材１００の長手方向に対し回転軸が直交するように配置されている。この案内ローラ３を更生管Ｓを構成する帯状部材１００に対し直交するように配置するには、例えば、成形フレーム２の、接合機構４に隣接する一対のリンク体２１，２１同士の連結部において、一方のリンク体２１を他方のリンク体２１に対して管軸方向に移動させ、移動させた状態でそれぞれ接合機構４に固定すればよい。

なお、リンク体２１のうち、接合機構４が取り付けられるリンク体２１については、案内ローラ３に代えて後述する内面ローラ４２が設けられている他、製管装置１の回転方向に対して接合機構４の後方となるリンク体２１については、帯状部材１００の供給に際して干渉しないように、接合機構４が取り付けられるリンク体２１よりも帯状部材１００の幅だけ更生管Ｓの形成方向とは反対方向に偏位されている（図３参照）。

接合機構４は、図４に示すように、内面ローラ４２及び外面ローラ４３が組になったピンチローラ４１と、成形フレーム２におけるリンク体２１の外方リンクフレーム２３に固定された歯車箱４４の歯車４４１，４４２，４４３を介してピンチローラ４１を回転させる油圧モータ４５とからなり、内面ローラ４２の回転軸及び外面ローラ４３の回転軸は、更生管Ｓのリード角に対して軸心方向が直交するように配置され、油圧モータ４５の出力軸とともにそれぞれ歯車箱４４に回転自在に支持されている。そして、油圧モータ４５を回転駆動することにより、その出力軸、内面ローラ４２の回転軸及び外面ローラ４３の回転軸にそれぞれ固定されて互いに噛み合う歯車４４１，４４２，４４３を介して内面ローラ４２及び外面ローラ４３を互いに逆方向に回転させ、内面ローラ４２及び外面ローラ４３の間に帯状部材１００を挟み込んで送り出すように回転方向が設定されている。

ここで、内面ローラ４２は、帯状部材１００の幅寸法のほぼ２倍程度の長さを有して鋼等によって円筒状に形成され、先行する螺旋状の帯状部材１００と、後続する螺旋状の帯状部材１００とが接合されて互いに隣接する帯状部材１００，１００による更生管Ｓの平滑な内周面に外周面が接触して回転するように外径が設定されている。

また、外面ローラ４３は、先行する螺旋状の帯状部材１００と、後続する螺旋状の帯状部材１００とが接合されて互いに隣接する帯状部材１００，１００において、帯状部材１００の各補強リブ１０２の先端を支持する複数個の小径ローラ４３１を有するとともに、各帯状部材１００の補強リブ１０２，１０２間に配置されるように、帯状部材１００の隣接する補強リブ１０２，１０２間に挿入可能な幅を有する複数個の大径ローラ４３２を有し、小径ローラ４３１の外周面には、ローレット加工が施されている。これにより、外面ローラ４３の小径ローラ４３１は、接合された隣接する帯状部材１００，１００の各補強リブ１０２に対して滑ることなく回転する。すなわち、外面ローラ４３は、互いに接合された隣接する帯状部材１００，１００による更生管Ｓの外周面となる側の帯状部材１００の裏面に接して回転する。

さらに、油圧モータ４５は油圧ユニットＰから圧油ホースを介して供給される圧油によって駆動され、油圧ユニットＰは発電機Ｇから供給される電力によって駆動される（図８参照）。この場合、油圧ユニットＰから延びる圧油ホースは、回転継手を介して油圧モータ４５に接続されており、製管装置１の周回移動（公転）に影響なく圧油を供給することができる。

ガイド部材５は、図５乃至図７に示すように、成形フレーム２における隣接するリンク体２１の外方リンクフレーム２３のリンクプレート２３１（又は内方リンクフレーム２２のリンクプレート２２１）にボルト固定される取付板５１１及び取付板５１１に一体に固定した水平軸５１２を有する取付部材５１と、取付部材５１の水平軸５１２を回動自在に支持する第１軸支部５２ａ及び該第１軸支部５２ａと直交する第２軸支部５２ｂを有し、第１軸支部５２ａに水平軸５１２を回動自在かつ移動自在に支持するとともに、水平軸５１２に対して設定された回動位置及び移動位置にそれぞれボルト固定可能な第１支持部材５２と、第１支持部材５２の第２軸支部５２ｂに支持された第１直交軸５３１を有するとともに、第１支持部材５２の第１軸支部５２ａ及び第２軸支部５２ｂと互いに直交する軸支部５３ａを有し、第１支持部材５２の第２軸支部５２ｂに第１直交軸５３１を回動自在に支持するとともに、第２軸支部５２ｂに対して設定された回動位置にボルト固定可能な第２支持部材５３と、左右方向に間隔をおいてそれぞれ回転自在に支持された２本の外方ローラ５４１を外方ガイドとして有し、第２支持部材５３の支持部５３ａに回動自在かつ移動自在に支持されるとともに、該支持部５３ａに対して設定された回動位置及び移動位置にそれぞれボルト固定可能な第２直交軸５４２を有する外方フレーム５４と、各外方ローラ５４１と対をなして左右方向に間隔をおいてそれぞれ回転自在に支持された２本の内方ローラ５５１を内方ガイドとして有し、外方フレーム５４に回動自在に支持されるとともに、外方フレーム５４に対してボルトナット５４３を介して固定可能な内方フレーム５５とから構成されている。

ここで、内方ローラ５５１は、帯状部材１００の表面に対応して円筒形状に形成され、一方、外方ローラ５４１は、帯状部材１００の裏面に対応して、帯状部材１００の補強リブ１０２先端を支持する小径ローラ５４１１及び小径ローラ５４１１と一体に固定され、帯状部材１００の隣接する補強リブ１０２，１０２間（補強材２００の装着部を除く）に挿入可能な幅を有する複数個の大径ローラ５４１２を有して形成されている。これにより、内方ローラ５５１及び外方ローラ５４１によって挟み込まれた帯状部材１００は、幅方向の移動が阻止される。

また、外方フレーム５４及び内方フレーム５５は、成形フレーム２に対して互いに直交する水平軸５１２、第１直交軸５３１及び第２直交軸５４２の各軸にそれぞれ回動自在に支持されるとともに、各軸についてそれぞれ設定された回動位置に固定され、また、水平軸５１２及び第２直交軸５４２の各軸にそれぞれ移動自在に支持されるとともに、各軸についてそれぞれ設定された移動位置に固定されることから、後述するように、対をなす外方ローラ５４１及び内方ローラ５５１に挟まれて引き出される帯状部材１００は、成形フレーム２との間隔及び高さが調整されて固定されるとともに、成形フレーム２の軸心方向に対する流入角、その周方向に対する流入角及びひねりが調整される。

なお、外方ガイドとして回転自在な外方ローラ５４１を、内方ガイドとして回転自在な内方ローラ５５１をそれぞれ例示したが、帯状部材１００を挟み込んでその幅方向の移動を阻止すればよいことから、ローラ形状に限定されず、また、必ずしも回転させる必要もない。この場合、外方ローラ５４１及び内方ローラ５５１は、樹脂によって形成されているが、樹脂に限らず、金属、ゴム、あるいは、金属及び樹脂（ゴム）の複合材から形成されても構わない。

次に、このように構成された製管装置１を用いて既設管Ｋを更生する施工手順について説明する。

まず、既設管Ｋには所定スパンごとにマンホールＭ、Ｍが設けられており、この例では、施工対象領域（更生領域）の上流側のマンホールを発進側マンホールＭ１、下流側のマンホールを到達側マンホールＭ２とし、これらのマンホールＭ１，Ｍ２を利用して既設管Ｋ内に更生管Ｓを製管する。更生管Ｓの製管は既設管Ｋの発進側マンホールＭ１から到達側マンホールＭ２に向けて行う。

施工前の準備として、更生管Ｓの製管には、帯状部材１００を巻き重ねたドラムＤ（回転台付き）、製管装置１、油圧ユニットＰ、発電機Ｇ等を用意し、図８に示すように、ドラムＤを発進側マンホールＭ１側の地上に設置する一方、発電機Ｇを到達側マンホールＭ２側の地上に設置する。また、製管装置１及び油圧ユニットＰは、発進側マンホールＭ１を通して更生対象となる既設管Ｋ内の上流側端部に搬入して設置する。その際、製管装置１は、案内ローラ３を設けた成形フレーム２、接合機構４、ガイド部材５に分解されて搬入され、その後組み立てられる。次いで、油圧ユニットＰからの圧油ホースを回転継手を介して製管装置１における接合機構４の油圧モータ４５に接続する。

なお、成形フレーム２については、隣接する一対のリンク体２１，２１の連結部の連結を外し、複数個のリンク体２１を１本の列にして搬入し、再び隣接する一対のリンク体２１，２１の連結部を連結して略環状に形成する。

また、製管装置１については、製管する更生管Ｓの管径に対応して、成形フレーム２の周長（リンク体２１の数）を調整するとともに、更生する既設管Ｋの内径及び使用する帯状部材１００の幅に対応する螺旋ピッチとなるように調整しておく。

さらに、接合機構４から約１８０度離れた位置にガイド部材５を固定する。具体的には、各ガイド部材５の取付部材５１を、発進側マンホールＭ１側のリンク体２１の外方リンクフレーム２３（内方リンクフレーム２２）にボルトを介して固定する。次いで、接合機構４において先行する螺旋状の帯状部材１００に後続する帯状部材１００が滑らかに連続する螺旋を形成するように、成形フレーム２へのガイド部材５の固定位置に対応して、取付部材５１の水平軸５１２回りに第１支持部材５２を回動させ、水平軸５１２に対する回動位置、すなわち、成形フレーム２の周方向に対する傾斜角を調整した後、第１支持部材５２の第１軸支部５２ａにボルトをねじ込んで水平軸５１２に対して回動しないように固定する。これにより、帯状部材１００は、ガイド部材５の固定位置において、成形フレーム２の周方向に対する流入角が規制される。

次いで、第１支持部材５２の第２軸支部５２ｂ回りに第２支持部材５３の第１直交軸５３１を回動させ、第２軸支部５２ｂに対する回動位置、すなわち、第１直交軸５３１の軸心を含む水平面に対する傾斜角を調整した後、第１支持部材５２の第２軸支部５２ｂにボルトをねじ込んで第１直交軸５３１が回動しないように固定する。これにより、帯状部材１００は、ガイド部材５の固定位置において、ひねりが規制される。

さらに、第２支持部材５３の軸支部５３ａ回りに外方フレーム５４の第２直交軸５４２を回動させ、軸支部５３ａに対する回動位置、すなわち、第２直交軸５４２の軸心を含む垂直面に対する傾斜角を調整した後、第２支持部材５３の軸支部５３ａにボルトをねじ込んで第２直交軸５４２が回動しないように固定する。これにより、帯状部材１００は、ガイド部材５の固定位置において、成形フレーム２の軸心方向に対する流入角が規制される。

したがって、２対の外方ローラ５４１及び内方ローラ５５１を経て引き出される帯状部材１００は、成形フレーム２に対するガイド部材５の固定位置に基づいて成形フレーム２の軸心方向に対する流入角、その周方向に対する流入角及びひねりが規制される。

この場合、取付部材５１の水平軸５１２に沿って第１支持部材５２を移動させることにより、成形フレーム２に対する軸心方向の距離を調整することができ、また、第２支持部材５３に沿って第２直交軸５４２を移動させることにより、成形フレーム２に対する半径方向の高さを調整することができる。

このような帯状部材１００の、成形フレーム２の軸心方向に対する流入角、その周方向に対する流入角及びひねりは、帯状部材１００のピッチ、製管される更生管Ｓの径、成形フレーム２に対するガイド部材５の取付位置等から予め求めることができ、その結果に基づいて設定された位置にそれぞれ固定すればよい。

このような準備作業が完了すれば、地上に配置したドラムＤの内周側から帯状部材１００を順に引き出して発進側マンホールＭ１を通して既設管Ｋ内に引き込み、製管装置１におけるガイド部材５の外方ローラ５４１上に配置した後、外方フレーム５４に対して内方フレーム５５を回動させ、ボルトナット５４３を介して固定する。次いで、ガイド部材５から引き出した帯状部材１００を接合機構４に導くとともに、接合機構４を経て成形フレーム２に設けた案内ローラ３の外側に送り出す。これにより、帯状部材１００は、内方フレーム５５の内方ローラ５５１及び外方フレーム５４の外方ローラ５４１に挟み込まれ、その幅方向の移動が規制される。また、成形フレーム２に固定されたガイド部材５と接合機構４との位置関係は常に一定となり、ガイド部材５を経て接合機構４に至る帯状部材１００の経路は一定に規制される。

次いで、案内ローラ３の外側に送り出された帯状部材１００を既設管Ｋの内周面との間に送り込んだ状態で製管装置１を既設管Ｋの軸心回りに回転させ、帯状部材１００を成形フレーム２の周囲に数回（１〜３回）巻き回し、開始用更生管Ｓａを製管する。

すなわち、成形フレーム２が周回移動すると、接合機構４は、先行する螺旋状の帯状部材１００の接合凹部１０５に、後続する螺旋状の帯状部材１００の接合凸部１０３を内周側から嵌入するとともに、先行する螺旋状の帯状部材１００の段落ち部１０４に、後続する螺旋状の帯状部材１００の接合凸部１０３が設けられた基板１０１の側縁部を配置し、さらに、先行する螺旋状の帯状部材１００の傾斜リブ１０６に、後続する螺旋状の帯状部材１００の接合凸部１０３が設けられた側の補強リブ１０２を係止させて、隣接する螺旋状の帯状部材１００，１００を互いに接合し、開始用更生管Ｓａを製管する。

この際、接合機構４に供給される帯状部材１００の経路は、ガイド部材５によって規制される。すなわち、ガイド部材５と接合機構４との間は、製管装置１の回転によっても相対的な位置関係は変化しないことから、ガイド部材５を通過した帯状部材１００は、２対の内方ローラ５５１及び外方ローラ５４１に挟み込まれて幅方向の移動が阻止され、また、成形フレーム２に対するガイド部材５の固定位置に基づいて成形フレーム２の軸心方向に対する流入角、その周方向に対する流入角及びひねりを維持して接合機構４に供給される。

開始用更生管Ｓａを製管したならば、製管装置１の接合機構４の油圧モータ４５を回転駆動させることにより、ピンチローラ４１を回転させ、内面ローラ４２及び外面ローラ４３は帯状部材１００を挟み込んで送り出し、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）し、製管装置１は既設管Ｋの軸心回りに公転する。

ピンチローラ４１の回転によって開始用更生管Ｓａに隣接するようにガイド部材５を経て送り込まれた帯状部材１００は、その接合凸部１０３を開始用更生管Ｓａの帯状部材１００の接合凹部１０５に内周側から嵌入させるとともに、開始用更生管Ｓａの帯状部材１００の段落ち部１０４に後続の帯状部材１００の後端側側縁部を配置し、さらに、開始用更生管Ｓａの帯状部材１００の傾斜リブ１０６に後続の帯状部材１００の後端側の補強リブ１０２を係止させて隣接する螺旋状の帯状部材１００，１００を互いに接合し、開始用更生管Ｓａに連続して更生管Ｓを製管する（図８参照）。

このように、接合機構４のピンチローラ４１は、先行する螺旋状の帯状部材１００（更生管Ｓ）に後続する螺旋状の帯状部材１００を接合して更生管Ｓを製管しつつ既設管Ｋの内周面に沿って周回移動することから、結局、製管装置１は、帯状部材１００を更生管Ｓに製管し、その際、既設管Ｋの内周面に沿って移動（公転）するとともに、到達側マンホールＭ２に向けて既設管Ｋの軸心方向に移動する。

すなわち、接合機構４のピンチローラ４１によって隣接する帯状部材１００，１００が互いに接合されて更生管Ｓに製管されるとともに、製管された更生管Ｓは回転することなく既設管Ｋに配置され、その更生管Ｓの到達側マンホールＭ２側に新たに螺旋状の帯状部材１００が供給されて更生管Ｓが到達側マンホールＭ２に向けて既設管Ｋの軸心方向に付加形成される。

この際、ガイド部材５は、製管装置１の成形フレーム２に固定されて接合機構４に対する相対的な位置関係を維持しつつ製管装置１の既設管Ｋの軸心回りの公転に追従して周回移動する。したがって、帯状部材１００は、前述したように、ガイド部材５を経て常に設定された経路に規制されて接合機構４に供給されることになる。これにより、接合機構４において、先行する螺旋状の帯状部材１００に後続する螺旋状の帯状部材１００を確実に接合することができ、更生管を円滑に製管することができる。しかも、これまで作業者が調整していた螺旋状の帯状部材１００の接合機構１００への供給をガイド部材５が実行することから、作業者による調整作業が不要となり、コストを低減できる。

既設管Ｋの施工対象領域の全長にわたって更生管Ｓの製管が終了すれば、更生管Ｓの管端部の帯状部材１００を切断し、次いで、製管装置１を分解し、製管装置１及び油圧ユニットＰ等を撤去する。

すなわち、成形フレーム２が複数のリンク体２１を相互に連結して形成されたものであるから、隣接する一対のリンク体２１，２１の連結部の連結を外すことで、成形フレーム２をリンク体２１の１本の列とすることができ、その状態で到達側マンホールＭ２より引き出すことができる。

ところで、前述した製管装置１には、ガイド部材５とともに、接合機構４の前段に位置して、帯状部材１００を挟み込む１対の内方ガイドローラ６１及び外方ガイドローラ６２からなる導入ガイドローラ６を付設することができる。

具体的には、図９及び図１０に示すように、成形フレーム２におけるリンク体２１の外方リンクフレーム２３（内方リンクフレーム２２）にボルトを介して内方ガイドローラ６１を回転自在に支持する取付部材６３を固定した後、成形フレーム２の半径方向に一対の長孔６４ａを形成するとともに、外方ガイドローラ６２の軸支部６４ｂを有する調整部材６４を取付部材６３に長孔６４ａを通してボルト固定し、さらに、調整部材６４の軸支部６４ｂに、外方ガイドローラ６２を軸受６２１を介して回転自在に支持する支持軸６２２を移動自在に支持するとともに、移動位置を調整して固定するものである。

ここで、内方ガイドローラ６１は、帯状部材１００の表面に対応して円筒形状に形成され、一方、外方ガイドローラ６２は、帯状部材１００の裏面に対応して、帯状部材１００の補強リブ１０２先端を支持する小径ローラ、帯状部材１００の隣接する補強リブ１０２，１０２間に挿入可能な幅を有する大径ローラを有しており、内方ガイドローラ６１及び外方ガイドローラ６２によって挟み込まれた帯状部材１００は、接合機構４の直前において、幅方向の移動が阻止される。

この場合、外方ガイドローラ６２は、成形フレーム２の半径方向に対する固定位置を長孔６４ａを通して取付部材６３に固定することで調整できるとともに、その軸心方向に対する固定位置を調整部材６４の軸支部６４ｂに沿って支持軸６２２を移動させ、軸支部６４ｂに対して固定することで調整できる。

なお、前述した実施形態においては、更生管Ｓを製管する帯状部材１００として、補強材を装着した帯状部材を説明したが、補強材を装着しない帯状部材であってもよく、また、このような帯状部材１００に限定されるものではない。例えば、図１３に示すように、帯状体１１０と、隣接する帯状体１１０，１１０を接合するコネクタ１２０とからなる帯状部材１００Ａであってもよい。

帯状体１１０は、可撓性を有する合成樹脂を押出成形して形成され、帯板状の基板１１１の裏面に複数本の断面Ｔ字状の補強リブ１１２が先端を基板１１１と平行に位置して設けられている。そして、基板１１１の両側縁部には、それぞれ接合凹溝１１３が長手方向に沿って連続的に形成されている。

一方、コネクタ１２０は、隣接する帯状体１１０，１１０が突き合わされた両側縁部の接合凹部１１３，１１３に接合可能な一対の接合凸部１２１が長手方向に沿って連続的に形成されている。

これにより、互いに隣接する帯状体１１０，１１０の前端縁部と後端縁部が突き合わされた状態で、先行する帯状体１１０の後縁側接合凹部１１３及び後続する帯状体１１０の前縁側接合凹部１１３に跨がってコネクタ１２０を帯状体１１０の内周側から嵌め込んで接合することにより、互いに隣接する帯状体１１０，１１０をコネクタ１２０を介して接続することができる。

また、前述した実施形態においては、内方リンクフレーム２２及び外方リンクフレーム２３を連結軸２４を介して回動自在に連結してリンク体２１を形成し、複数個のリンク体２１を順に連結して略環状に形成した成形フレーム２を例示したが、前後対になった複数個の円弧状フレームを連結して成形フレームを形成してもよい。この場合、案内ローラ３は、前後の円弧状フレームに周方向に間隔をおいて回転自在に支持される。

さらに、接合機構４として、内面ローラ４２及び外面ローラ４３を有し、隣接する螺旋状の帯状部材１００，１００を挟み込み、接合凹部１０５及び接合凸部１０３を嵌め込んで接合することにより、更生管Ｓを製管する場合を例示したが、このような接合機構４に限定されない。例えば、詳細には図示しないが、一対のローラからなるピンチローラによって後続する帯状部材を挟み込んで強制的に送り出し、最初に到達した案内ローラにおいて、既設管との間で先行する螺旋状に巻き回された帯状部材の接合凹部に後続する帯状部材の接合凸部を内周側から押し付けて嵌め込み、更生管を製管するようにしてもよい。

この場合、製管装置は、後続する帯状部材を挟み込んで送り出すことにより、その反力で送り込み方向とは逆方向に周回移動（公転）する。

１製管装置
２成形フレーム
２１リンク体
２２内方リンクフレーム
２３外方リンクフレーム
３案内ローラ
４接合機構
４１ピンチローラ
４２内面ローラ
４３外面ローラ
５ガイド部材
５１取付部材
５１２水平軸
５２第１支持部材
５３第２支持部材
５３１第１直交軸
５４外方フレーム
５４１外方ローラ（外方ガイド）
５４２第２直交軸
５５内方フレーム
５５１内方ローラ（内方ガイド）
１００，１００Ａ帯状部材

Claims

両側縁部に接合部を有する帯状部材が既設管内に引込まれ、螺旋状に巻き回されて隣接する接合部同士が互いに接合されてなる更生管の製管装置であって、
製管される更生管の周長に対応する周長を有する成形フレームと、
前記成形フレームにそれぞれ回転自在に支持された複数個の案内ローラと、
前記成形フレームに設けられ、ローラを有して隣接する帯状部材の接合部同士を互いに接合させる接合機構と、
前記成形フレームに設けられ、帯状部材を挟み込んで帯状部材の幅方向の移動を阻止する一対又は複数対の内方ガイド及び外方ガイドを有するガイド部材とを備え、
対をなす内方ガイド及び外方ガイドが、互いに直交する３軸の各軸にそれぞれ回動自在に支持されるとともに、各軸について設定された回動位置にそれぞれ固定されてなり、螺旋状の帯状部材を、前記ガイド部材を介して成形フレームに対する経路を規制して前記接合機構に供給することを特徴とする更生管の製管装置。
請求項１に記載の更生管の製管装置において、前記ガイド部材が成形フレームに１個、又は、周方向に間隔をおいて複数個設けられることを特徴とする更生管の製管装置。
請求項１又は２に記載の更生管の製管装置において、前記対をなす内方ガイド及び外方ガイドが帯状部材を挟み込んで回転自在な内方ローラ及び外方ローラであることを特徴とする更生管の製管装置。
請求項１乃至３の何れか一つに記載の更生管の製管装置において、前記ガイド部材の直交する３軸が成形フレームの軸心と平行な水平軸、水平軸と直交する第１直交軸、第１直交軸と直交する第２直交軸であり、対をなす内方ガイド及び外方ガイドが水平軸及び第２直交軸の各軸にそれぞれ移動自在に支持されるとともに、各軸について設定された移動位置にそれぞれ固定されることを特徴とする更生管の製管装置。
請求項１乃至４の何れか一つに記載の更生管の製管装置において、前記成形フレームに接合機構の前段に位置して外方ガイドローラ及び該外方ガイドローラと対をなして帯状部材を挟み込む内方ガイドローラが回転自在に支持され、該外方ガイドローラが成形フレームに対してその半径方向及び軸心方向にそれぞれ移動自在に支持されるとともに、各方向について設定された移動位置に固定されることを特徴とする更生管の製管装置。
請求項１乃至３の何れか一つに記載の更生管の製管装置において、前記ガイド部材が、水平軸を有して成形フレームのリンク体に固定された取付部材と、取付部材の水平軸を支持する第１軸支部及び第１軸支部と直交する第２軸支部を有し、第１軸支部に水平軸を回動自在かつ移動自在に支持するとともに、水平軸に対して設定された回動位置及び移動位置にそれぞれ固定された第１支持部材と、第１支持部材の第２軸支部に支持された第１直交軸を有するとともに、第１支持部材の第１軸支部及び第２軸支部と互いに直交する支持部を有し、第１支持部材の第２軸支部に第１直交軸を回動自在に支持するとともに、第１支持部材の第２軸支部に対して設定された回動位置に固定された第２支持部材と、１個又は複数個の外方ガイドを有し、第２支持部材の支持部に回動自在かつ移動自在に支持されるとともに、該支持部に対して設定された回動位置及び移動位置にそれぞれ固定された第２直交軸を有する外方フレームと、各外方ガイドと対をなして帯状部材を挟み込む１個又は複数個の内方ガイドを有し、外方フレームに回動自在に支持されるともに、外方フレームに対して固定された内方フレームとから構成されることを特徴とする更生管の製管装置。