JP3838895B2 - 管路更生用シートの位置決め方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地中に埋設された既設管を更生管によってライニングする更生作業において、特に本管における取付管口の周囲に止水部材その他の管路更生用シートを貼着する際の位置決め方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、地中に埋設されている下水用等の既設管路が老朽化した場合には、この管路内面を樹脂製の更生管によりライニングして管路を補強することが行われている。特に既設管の本管に取付管（枝管）が接続されている場合、この両者の接続部分では地盤変動などの影響により老朽化が進んでいることが多く、この接続部分から湧水や雨水等の土中水が本管内に流入し、本管内の水量が許容水量以上に達してしまうおそれがある。つまり図６中に矢印で示すように、本管１と取付管２との間に生じた僅かな隙間から土中水ｗが本管１の内部に流入することになる。
【０００３】
このような漏水箇所を補修するため、本出願人は、塩化ビニルや高密度ポリエチレン等の熱可塑性樹脂製からなる更生管を既設管路内に挿入し、これを加熱および加圧して膨張させ、既設管路内面に密着させることにより、既設管路内面を更生する技術を実用化している。かかる更生作業を実施するにあたり、特に本管と取付管との接続部分においては、例えば図７に示すように、取付管２内に挿入した更生管３を取付管２内で拡径させた後、本管１内に更生管３の先端部を突出させるようにして切除し、その切除端を本管１側から加熱しつつ押し拡げて本管１の内面に沿うように賦形することにより、更生管３の先端部に鍔状のフランジ３１を成形する方法が有効である。
【０００４】
本明細書においては、本管１に接続された取付管２の管端を「取付管口１２」というが、こうして更生管３と一体に形成されたフランジ３１で取付管口１２を被覆することにより、この取付管口１２の周辺から土中水ｗが流入するのを阻止することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記のような更生作業においては、本管１における取付管口１２の周囲と、更生管３の先端部に形成されるフランジ３１の外面との間に、水密性の高い止水部材４を介在させて万全の止水を図ることが望ましい。かかる止水部材４には、例えばブチルゴム等の合成ゴム材料をシート状に形成したものが好適である。
【０００６】
しかしながら、このような粘着性の止水部材４を、作業員が進入できないような細径の管路において、精度良く取付管口１２の周囲に貼着することは容易ではない。また、取付管２が本管１に対して直上からではなく斜め上から接続されているような場合もあり、このような場合は止水部材４の位置決めがさらに困難になる。
【０００７】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、前記のような止水部材、あるいはこれに類する適宜のシート状部材（本明細書においては、これらを総称して「管路更生用シート」という。）を、本管における取付管口の周囲に精度良く貼着することのできる位置決め方法を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の管路更生用シートの位置決め方法は、取付管口と略同径の開口部が予め形成されてなる管路更生用シートを、適度な湾曲弾性を有する押圧板の表面に載置し、この押圧板を、本管内を移動可能な台車上に保持して本管内に搬入し、取付管口近傍にて前記台車を静止させた後、前記押圧板を本管における取付管口の周囲に向けて押圧することにより、管路更生用シートを取付管口の周囲に貼着する管路更生用シートの貼着作業において、押圧板の中央付近に取付管口と略同径の窓孔を形成し、管路更生用シートを押圧板上に載置するに際して管路更生用シートの開口部と前記窓孔とを一致させるとともに、押圧板の
裏面側には、押圧板の窓孔および管路更生用シートの開口部から突出して本管の内面に接触するスプリングセンサを、取付管口の開口面積よりも狭い範囲内に複数本、略平行に設け、これらのスプリングセンサで取付管口の位置を探りながら、押圧板が取付管口に正対するように台車を誘導することを特徴とする。
【００１１】
この発明は、押圧板の中央付近に形成した窓孔と押圧板上に保持した管路更生用シートの開口部を通じて突出するスプリングセンサにより、取付管口の位置を探りながら台車を誘導するように構成されているので、取付管口の位置をその正面から把握することができ、管路更生用シートの開口部が取付管口に一致するように、精度よく台車を位置決めすることが可能になる。加えて、前記スプリングセンサが、取付管口の開口面積よりも狭い範囲内に複数本、略平行に設けられているので、これら複数本のスプリングセンサによって取付管口の位置をさらに正確に検知することができ、管路更生用シートの開口部と取付管口とを、精度よく一致させることができる。
【００１２】
この発明におけるスプリングセンサは、湾曲自在または揺動自在に保持されたセンサピンと、このセンサピンの姿勢を検知する接触式スイッチとを備え、センサピンが本管の内面に接触して湾曲または傾倒した状態から、センサピンが取付管口に進入して直立した状態になると、前記接触式スイッチが電気的信号の変化によって前記状態変化を報知するように形成することができる。かかる構成により、スプリングセンサを経済的な構造で実現することができるとともに、信頼性の高い位置決め作業を行うことができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１５】
＜管路更生用シート＞
まず、本発明に利用される管路更生用シートの一例として、図７に示したような取付管口１２周辺の止水作業に用いられる止水部材を図１に示す。
【００１６】
例示した止水部材４は、適度の伸縮性を有する布状または多孔質状のシート状体４１を芯材とし、その片面または両面に合成ゴム系の粘着材４２を主材としてほぼ均一の厚さで付着させたものである。芯材としては、例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）繊維からなる不織布をはじめとして、ポリエチレンやポリプロピレンその他の合成樹脂からなるシート状体４１、合成樹脂フィルムに多数の孔を形成したものなどを利用することができる。また、合成ゴム系の粘着材４２としては、ブチルゴムをはじめとして、ポリイソブチレン、スチレン・ブタジエンゴム、ポリクロロプレン（ネオプレン）ゴム、ニトリルゴムなどの合成ゴムを粘度の高い溶液状にしたものを利用することができる。これらの合成ゴムは耐蝕性、展延性、接着性等に優れるが、溶液状にするとそれ自体での形状保持力が低下して自重で垂れ落ちたりたるんだりしてしまうので、合成ゴムを芯材に付着させることによりシート状の形状を保持しやすくしている。
【００１７】
この止水部材４は、取付管口１２周辺を環状に止水するため外形が円形に形成されており、その中央には取付管２の内径とほぼ等しい大きさの開口部４３が形成されている。止水部材４の外形は特に円形に限定されるものではないが、矩形その他の多角形状よりは、円形や楕円形、あるいは角丸状のほうが、貼着後に剥がれにくいので好ましい。
【００１８】
＜貼着装置＞
前記のような止水部材４を本管１内に搬入して取付管口１２に貼着するための貼着装置の実施の形態を図２〜図３に示す。
【００１９】
この貼着装置５は、止水部材４を保持するための押圧板５１が、本管１内を移動しうる台車５２上に設けられた昇降支持手段および角度調節手段を介して、台車５２に対し昇降自在に、かつ、その昇降方向を本管１の内周方向に沿って傾倒させうるように保持されたものである。
【００２０】
台車５２は、底部が本管１の内面に沿うように形成されている。底部の四隅近傍には、本管１の内面上を滑りやすい樹脂または金属等の素材からなる略半球状の脚部５３が取り付けられている。この台車５２は、ワイヤ等による牽引誘導で、あるいは適宜の自走手段を介して本管１内を移動し、取付管口１２の近傍に配置される。
【００２１】
台車５２の前後には一対の支持部材５４が相対して立設されている。前後の支持部材５４の上部には、前後の軸心を一致させるようにして軸部材５５および軸受部材５６が取り付けられており、これらによって台車５２の進行方向と平行な回転軸が形成されている。この回転軸には、基台部５７が吊持状態で取り付けられている。基台部５７は、前後の軸部材５５にそれぞれ相対して取り付けられた揺動材５８と、前後の揺動材５８を連結する左右一対の連結ロッド５９により形成され、前記回転軸を中心にして進行方向に対し左右に傾倒しうるように保持されている。また、台車５２の前後いずれかの一端には、基台部５７の傾倒角を変化させるためのモータ６０が取り付けられ、このモータ６０の駆動軸が一方の軸部材５５に結合されている。このモータ６０は、本管１の外部から人為的に制御される。これら前後の支持部材５４と、基台部５７およびモータ６０によって、角度調節手段が構成されている。
【００２２】
基台部５７の前後には、パンタグラフ式のレジートング６１がそれぞれ取り付けられている。レジートング６１は、電車のパンタグラフや伸縮式のマジックハンド等に従来から利用されている機構で、菱形状に交叉してヒンジ連結された複数本のリンクアーム６２を有し、対をなす基端部６３の間隔を拡縮するとリンクアーム６２の交叉角が変化して全体の長さが伸縮する。この貼着装置５に用いられるレジートング６１は、伸長方向を上向きにして、基台部５７の前後にそれぞれ左右で対をなすように設けられている。各基端部６３は、基台部５７の幅方向に細長い基端連結部材６４を介して左右一体に連結されている。各基端連結部材６４は、左右一対の連結ロッド挿通孔６５を有し、これらの連結ロッド挿通孔６５に基台部５７を形成する左右の連結ロッド５９がそれぞれ挿通されいる。
【００２３】
さらに、基端連結部材６４の幅方向中央部には雌ネジ孔６７が形成されて、この雌ネジ孔６７には、基台部５７の幅方向中央に設けられたガイドボルト６８が螺合している。ガイドボルト６８は、基台部５７を形成する前後の揺動材５８間に配置されて、ギヤ６９，７０を介し、基台部５７のほぼ中央に載置されたモータ７１の駆動力を受けて回転するようになっている。また、ガイドボルト６８の両端近傍には。基端連結部材６４に形成された雌ネジに対応する雄ネジがそれぞれ形成されている。これら雌ネジおよび雄ネジは、対をなす基端部６３についてそれぞれ左ネジ７２および右ネジ７３になっている。そのため、ガイドボルとが回転すると、これに螺合した基端連結部材６４は、各レジートング６１の基端部６３の間隔を拡縮するようにして互いに反対方向に移動する。これらレジートング６１、基端連結部材６４、ガイドボルト６８およびモータ７１によって、昇降支持手段が形成されている。
【００２４】
レジートング６１の上端部には、左右のレジートング６１を覆うように形成されたカバー部材７４が取り付けられている。カバー部材７４の側面には、台車５２の進行方向に対し左右斜め上方に向かって突き出した押圧板支持アーム７５が取り付けられている。押圧板支持アーム７５の両端は、カバー部材７４の側面および押圧板５１の裏面四隅近傍にそれぞれヒンジ連結されている。
【００２５】
押圧板５１は、適度な湾曲弾性を有する金属板または樹脂板により形成され、表面側を凸として湾曲するように賦形されている。押圧板５１の表面には、止水部材４を構成する合成ゴム系の粘着材４２を離着自在に保持しうるような離型処理が施されている。押圧板５１の中央近傍には、取付管口１２の径とほぼ同径の窓孔７６が形成されている。そして、止水部材４が、その中央に形成された開口部４３をこの窓孔７６と一致させるようにして押圧板５１上に載置される。
【００２６】
また、押圧板５１の窓孔７６に臨む押圧板５１の裏面側（この例ではモータ７１の上部）には、位置決め用のカメラ７７が取り付けられている。このカメラ７７は、止水部材４に形成された開口部４３と押圧板５１に形成された窓孔７６を通じて本管１の上部内面を撮像し、その撮像データを図示しないケーブルを介して外部のモニタ装置に伝送するようになっている。作業者は、このカメラ７７の撮像データを確認しながら、押圧板５１の窓孔７６が取付管口１２に正対するように台車５２の位置を調節し、さらにモータ６０を操作して押圧板５１の昇降方向を調節することができる。
【００２７】
さらにこの止水部材４の貼着装置５には、押圧板５１を本管１の内面に押圧する際に台車５２を固定する姿勢固定手段が設けられている。この姿勢拘束手段は、本管１に接続された取付管２が本管１の直上ではなく斜め上方に開口している場合、押圧板５１を本管１に対して斜め上方に押圧する際の反力によって台車５２が本管１内で傾斜しようとするのを防止するために設けられている。
【００２８】
姿勢拘束手段は、台車５２の前後に立設された伸縮部材７８により形成されている。伸縮部材７８は、例えば空気圧、ガス圧、油圧等の流体圧により伸縮するシリンダピストン機構を利用したもので、台車５２の前後各部において２本ずつの伸縮部材７８が左右に対をなすように設けられている。伸縮部材７８のシリンダ部分７９は台車５２に不動状態で固定され、ピストンロッド部８０がシリンダ部分７９から上下方向に出没するようになっている。ピストンロッド部８０の上端には、左右で対をなすピストンロッド部８０を一体に連結するようにして、突当部材８１が取り付けられている。突当部材８１の表面は、本管１の内面との間に適度な摩擦力を発揮するように形成されている。
【００２９】
＜貼着作業＞
この貼着装置５を用いた止水部材４の貼着作業は以下のようにして実施される。まず、貼着装置５の押圧板５１上に止水部材４を載置する。このとき、止水部材４の中央に形成された開口部４３と、押圧板５１の窓孔７６とを一致させておく。開口部４３と窓孔７６の径が多少異なる場合には、互いの中心を一致させる。そして、この貼着装置５を本管１内に進入させる。
【００３０】
なお、止水部材４が貼着される本管２の内面は漏水や汚泥等によって濡れていることが多いが、ブチルゴム等の合成ゴム系粘着材４２は表面が水に濡れると粘着力が低下するので、止水部材４の表面には予め水硬化性樹脂を塗布しておくのが好ましい。
【００３１】
作業者は、位置決め用のカメラ７７により取付管口１２の位置を確認しながら、台車５２を本管１内で移動させ、カメラ７７が取付管口１２に正対する位置で台車５２を静止させる。取付管口１２が本管１に対して斜め上方に開口している場合は、角度調節手段を構成するモータ６０を駆動させて、基台部５７の傾倒角を調節する。
【００３２】
こうして台車５２が適正な位置に位置決めされたならば、伸縮部材７８を伸長させて突当部材８１を本管１の内面に突き当て、突っ張り状態で台車５２の姿勢を固定する。
【００３３】
続いて、昇降支持手段を構成するモータ７１を駆動させ、押圧板５１を取付管口１２に向けて上昇させる。押圧板支持アーム７５によって四隅近傍を保持された押圧板５１の通常時における湾曲半径は、図３（ｂ）に示すように、本管１の内法半径よりも小さくなるように設定されている。そして、前記昇降支持手段が作動してカバー部材７４が上昇すると、カバー部材７４は、押圧板支持アーム７５を介して押圧板５１を本管１の内面に押し付ける。すると、押圧板５１は、まずその中央近傍から本管１の内面に当接する。カバー部材７４がさらに上昇すると、本管１内面からの反力を受けた押圧板支持アーム７５が互いの角度を水平に近づけるように回動して、押圧板５１の曲率半径を拡大する。こうして押圧板５１は、中央近傍から両側縁部にかけて徐々に本管１の内面に押し当てられ、図３（ａ）に示すように、止水部材４を本管１の内面に貼着する。
【００３４】
止水部材４が全面にわたって本管１に貼着されたならば、昇降支持手段を構成するモータ７１を反対に駆動させ、押圧板５１を取付管口１２から離反させる。離反時には、カバー部材７４の下降とともに押圧板５１が自身の弾性により曲率管径を縮小させながら、両側縁部から中央近傍にかけて徐々に本管１から離脱する。このような押圧板５１の昇降動作によって、粘着性のあるシート状の止水部材４を、本管１との間に気泡が残らないようにして精度良く本管１に貼着することができる。
【００３５】
＜貼着装置の他の位置決め方法＞
前記した貼着装置５においては、台車５２の位置決め手段としてカメラ７７を採用したが、このカメラ７７に替えてスプリングセンサを採用した貼着装置５Ｂを図４〜図５に示す。
【００３６】
この貼着装置５Ｂでは、押圧板５１の窓孔７６に臨む押圧板５１の裏面側（この例ではモータ７１の上部）に、スプリングセンサ８２が取り付けられている。このスプリングセンサ８２は、押圧板５１の窓孔７６を経由して上方に突出するセンサピン８３と、このセンサピン８３の姿勢を検知する接触式スイッチ８４とを備えている。センサピン８３は、例えば曲げ弾性を有する棒状材からなり、外力が作用しなければ直立し、外力が作用すればその方向に湾曲または傾倒しうるように保持されている。センサピン８３の長さは、貼着装置５Ｂを本管１内に進入させた状態で常時、先端が本管１の内面に接触しうるように設定されている。そして、押圧板５１の窓孔７６が取付管口１２に正対する位置まで移動すると、センサピン８２の先端が取付管口１２に進入して直立する。
【００３７】
接触式スイッチ８４は、センサピン８２が本管１の内面に接触して湾曲または傾倒した状態にあるか、センサピン８２が取付管口１２に進入して直立した状態にあるかを判別しうるように設けられ、前記の状態変化を電気的信号の変化によって外部に報知するようになっている。作業者は、この接触式スイッチ８４から報知される信号を確認しながら台車５２を移動させ、センサピン８３で取付管口１２の位置を探り、押圧板５１の窓孔７６が取付管口１２に正対するように台車５２を位置決めすることができる。
【００３８】
このようなスプリングセンサ８２を用いる場合の位置決め精度を高めるには、以下のような構成が有効である。
【００３９】
まず、本管１の管軸方向（貼着装置５の進行方向）については、センサピン８３が直立した状態に対するセンサピン８３が本管１に接触した状態での先端の変位（図４中の符号ｘ）が、取付管口１２の内径の１／２にほぼ等しくなるように、センサピン８３の長さを設定する。すると、センサピン８３の基部が取付管２の管軸位置にきたときに、ちょうどセンサピン８３の先端が取付管口１２に進入して直立する。これにより、本管１の管軸方向について、取付管口１２の中心近傍を精度よく検出することができる。
【００４０】
また、本管１の径方向（本管１の管軸に直交する方向）については、図５に示すように、押圧板５１の窓孔７６から突出するセンサピン８２を複数本（この例では３本）にして、それら複数本のセンサピン８２を本管１の径方向に沿って配置する。これらのセンサピン８２は、取付管口１２の開口面積よりもやや狭い範囲内に、互いに平行に配置されるようにする。そして、各センサピン８２毎に設けた接触式スイッチ８４によって、各センサピン８３の姿勢を個々に検出する。このような構成によれば、全てのセンサピン８３が取付管口１２内に進入するように台車５２および角度調節手段を操作することにより、押圧板５１の窓孔７６を取付管口１２にほぼ正対させることができる。
【００４１】
このような位置決め方法によって押圧板５１の窓孔７６を取付管口１２に正対させることにより、押圧板５１上に保持された止水部材４を、その開口部４３が取付管口１２に一致するようにして、精度よく本管１の内面に貼着することができる。
【００４２】
なお、以上の説明では取付管口１２の周囲に粘着性の止水部材４を貼着する際の位置決め方法を例示したが、本発明は、かかる止水部材４だけでなく、これに類する他の管路更生用シートを貼着する場合でも適用可能である。
【００４３】
また、本発明の実施にあたって使用される貼着装置は、管路更生用シートを保持する押圧板を備え、その押圧板の中央付近に取付管口と略同径の窓孔が形成されたものであれば、その支持構造や台車等の構造について特に前記実施の形態に限定されるものではない。
【００４４】
【発明の効果】
本発明の管路更生用シートの位置決め方法は、管路更生用シートを保持する押圧板の中央付近に取付管口と略同径の窓孔を形成し、さらに管路更生用シートにも予め開口部を形成してこの開口部を押圧板の窓孔に一致させるとともに、それら窓孔および開口部を通じて、位置決め用のカメラまたはスプリングセンサにより取付管口の位置を確認するように構成されているので、取付管口に対して斜め方向からではなく正面中央から取付管口の位置を把握することができる。したがって、管路更生用シートの開口部が取付管口に正確に一致するように、台車を精度よく誘導して位置決めすることができる。
【００４５】
かかる位置決め方法を用いて管路更生用シートを本管に貼着することにより、既設管路の更生作業や止水作業における作業性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に利用される管路更生用シートの一例として、止水部材の構成を示した一部破断斜視図である。
【図２】本発明に利用される貼着装置の管軸方向の断面構成を示す説明図である。
【図３】図２に示した貼着装置の幅方向の断面構成を示す説明図であり、（ａ）は押圧板が上昇した状態、（ｂ）は押圧板が下降した状態をそれぞれ示す。
【図４】本発明に利用される他の貼着装置の管軸方向の断面構成を示す説明図である。
【図５】図４に示した貼着装置の幅方向の断面構成を示す説明図であり、押圧板が下降した状態を示す。
【図６】既設管への土中水流入を説明する断面図である。
【図７】既設管路における本管と取付管との接続部分を更生する作業の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 本管
１２ 取付管口
２ 取付管
４ 止水部材（管路更生用シート）
４３ 開口部
５１ 押圧板
５２ 台車
７６ 窓孔
７７ カメラ
８２ スプリングセンサ
８３ センサピン
８４ 接触式スイッチ

Claims (2)

1. 取付管口と略同径の開口部が予め形成されてなる管路更生用シートを、適度な湾曲弾性を有する押圧板の表面に載置し、この押圧板を、本管内を移動可能な台車上に保持して本管内に搬入し、取付管口近傍にて前記台車を静止させた後、前記押圧板を本管における取付管口の周囲に向けて押圧することにより、管路更生用シートを取付管口の周囲に貼着する管路更生用シートの貼着作業において、
   押圧板の中央付近に取付管口と略同径の窓孔を形成し、管路更生用シートを押圧板上に載置するに際して管路更生用シートの開口部と前記窓孔とを一致させるとともに、押圧板の裏面側には、押圧板の窓孔および管路更生用シートの開口部から突出して本管の内面に接触するスプリングセンサを、取付管口の開口面積よりも狭い範囲内に複数本、略平行に設け、これらのスプリングセンサで取付管口の位置を探りながら、押圧板が取付管口に正対するように台車を誘導することを特徴とする管路更生用シートの位置決め方法。
2. スプリングセンサは、湾曲自在または揺動自在に保持されたセンサピンと、このセンサピンの姿勢を検知する接触式スイッチとを備え、センサピンが本管の内面に接触して湾曲または傾倒した状態から、センサピンが取付管口に進入して直立した状態になると、前記接触式スイッチが電気的信号の変化によって前記状態変化を報知するように形成されたことを特徴とする請求項１に記載の管路更生用シートの位置決め方法。

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