JP2017053473A - 光照射装置、発光ユニット、光照射装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】製造に要する手間とコストを抑えながら、下水道管などの管きょの径に合わせた製造が可能な光照射装置、発光ユニット、及び、光照射装置の製造方法を提供する。【解決手段】複数の単位部材１１を周方向に結合して構成された概略円筒状の本体９と、本体９の外面に設けられた複数の光源１０と、を備えた発光ユニット４を有し、複数の単位部材１１は、それぞれ、本体９の外面を形成し光源１０が取り付けられたベースプレート１１ａと、ベースプレート１１ａに一体に形成された第１の結合部１１ｂと、ベースプレート１１ａに一体に形成され、隣り合う単位部材１１の第１の結合部１１ｂに係合した第２の結合部１１ｃとを備えるものとする。【選択図】 図２

Description

本発明は、下水道管などの管きょを補修するＦＲＰ内面補修工法に用いられる光照射装置、発光ユニット、及び、光照射装置の製造方法に関する。

従来、ガラス繊維織物に光硬化性樹脂を含浸した筒状の未硬化ライナーを管きょの内周面に密着させ、内側から光を照射して硬化させることで、管きょの内周面を繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）のライナーで覆うＦＲＰ内面補修工法がある。

また、ＦＲＰ内面工法において、管きょ内に挿入され、光硬化性樹脂を含浸した未硬化ライナーに発光ダイオード（ＬＥＤ）等の光を照射する光照射装置がある（例えば、特許文献１）。

発光ダイオード等の指向性の高い光源を用いる場合、ＦＲＰ取付管ライナーから光源までの距離を所定の範囲内に保たなければ、ＦＲＰ取付管ライナーに万遍なく光を照射することができず、樹脂の硬化にムラができてしまう。

そのため、光照射装置において光源を取り付けた発光ユニットは、補修対象となる管きょの径に合わせて製造しなければならない。

特開２０１０−６４２６１号公報

しかしながら、下水道管などの管きょは様々な径のものがあるため、管きょの径に合った光照射装置を製造するのには手間とコストがかかるといった問題がある。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、製造に要する手間とコストを抑えながら、下水道管などの管きょの径に合わせた製造が可能な光照射装置、発光ユニット、及び、光照射装置の製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明は、
管きょ内において光硬化性樹脂を含浸したライナーに光を照射する光照射装置であって、
複数の単位部材を周方向に結合して構成された概略円筒状の本体と、前記本体の外面に設けられた複数の光源と、を備えた発光ユニットを有し、
前記複数の単位部材は、それぞれ、前記外面を形成したベースプレートと、前記ベースプレートに一体に形成された第１の結合部と、前記ベースプレートに一体に形成され、隣り合う前記単位部材の前記第１の結合部に係合した第２の結合部とを備えることを特徴とする光照射装置を提供する。

好ましくは、前記第１の結合部と前記第２の結合部は、前記本体の径方向の寸法に合わせた角度変更が可能に係合している。

また、好ましくは、前記第１の結合部は、前記ベースプレートに対して、隣り合う一方の前記単位部材の側で前記本体の径方向内側に形成されており、
前記第２の結合部は、前記ベースプレートに対して、隣り合うもう一方の前記単位部材の側で前記本体の径方向内側に形成されている。

また、好ましくは、前記第１の結合部は、前記本体の径方向外側に開放したＣ字型断面を有する切り欠き円筒状をしており、隣り合う前記単位部材の前記第２の結合部が内側に挿入されている。

また、好ましくは、前記第１の結合部は前記光源の熱を逃がす放熱フィンを備える。

また、好ましくは、前記単位部材は全長にわたって同一の断面形状をしている。

また、上記課題を解決するため、本発明は、
それぞれ長尺の長方形板状で複数の第１及び第２の単位部材から成り、第１の単位部材と第２の単位部材とを交互に隣り合わせに並置して形成された円筒状本体と、
前記第１及び第２の単位部材それぞれの、一方の長辺部に沿って内径側に内向きに延びて一体に形成された第１の結合部と、他方の長辺部に沿って内径側に内向きに延びて一体に形成され、隣り合う第２及び第１の単位部材の前記第１の結合部と連結された第２の結合部と、
前記第１の単位部材の外径側表面に固設されたＬＥＤと、
から成ることを特徴とする発光ユニットを提供する。

好ましくは、前記第１及び第２の単位部材は全長にわたって同一の断面形状をしている。

また、上記課題を解決するため、本発明は、
複数の単位部材を周方向に結合して構成された概略円筒状の本体と、前記本体の外面に設けられた複数の光源と、を備えた発光ユニットを有し、
管きょ内において光硬化性樹脂を含浸したライナーに光を照射する光照射装置の製造方法であって、
前記外面を形成するベースプレートと、前記ベースプレートに一体に形成された第１の結合部と、前記ベースプレートに一体に形成され、隣り合う前記単位部材の前記第１の結合部に係合する第２の結合部と、を備えた単位部材を複数準備する工程と、
前記管きょの径に合わせて前記単位部材の数を選択する工程と、
選択した数の前記単位部材を周方向に結合して前記本体を構成する工程と、を含むことを特徴とする光照射装置の製造方法を提供する。

本発明によれば、製造に要する手間とコストを抑えながら、下水道管などの管きょの径に合わせた製造が可能な光照射装置、発光ユニット、及び、光照射装置の製造方法を提供することができる。

本願の第１実施形態に係る光照射装置を示す平面図である。 本願の第１実施形態に係る光照射装置の発光ユニットの端面図である。 本願の第１実施形態に係る光照射装置の発光ユニットを構成する単位部材を示す図である。（ａ）は平面図、（ｂ）は端面図である。 本願の第２実施形態に係る光照射装置の発光ユニットの端面図である。

以下、図面を参照しながら本願の実施形態について説明する。

＜第１実施形態＞
図１は、本願の第１実施形態に係る光照射装置１００を示す平面図である。

光照射装置１００は、先頭に配置されたカメラ２と、カメラ２との間に連結部材３を介してカメラ２の後方に取り付けられた複数の発光ユニット４と、連結部材３から径方向外側へ四方に延びるアーム５と、アーム５の先端にそれぞれ取り付けられた車輪６と、複数の発光ユニット４の間で連結部材３により発光ユニット４と連結された温度センサー７と、最後尾の発光ユニット４に接続されたケーブル８と、を有している。

カメラ２は補修対象となる管きょ内を撮影する。作業員は、カメラ２が写し出した映像により、硬化前のライナーに異常がないか等、管きょ内を観察することができる。

連結部材３は、カメラ２、複数の発光ユニット４、及び温度センサー７の間にそれぞれ配置され、これらの部材を相互に連結している。連結部材３は、光照射装置１００が撓むことができるように、各部材に対して角度を変えられるように取り付けられている。

発光ユニット４は、光照射装置１００の内側を通した導線を介してケーブル８から電力の供給を受けて発光し、ライナー１５の光硬化性樹脂を硬化させる。発光ユニット４の詳細については後述する。

車輪６は、連結部材３から四方に延びるアーム５の先端に取り付けられている。車輪６は、地上の作業員などによるケーブル８の操作に応じて光照射装置１００がライナー１５内をスムーズに移動できるようにライナー１５上を走行する。また、車輪６は、発光ユニット４とライナー１５との距離を保つスペーサーとしての役割も果たす。

温度センサー７は、ライナー１５を硬化させる際の管きょ内の温度を測定する。

ケーブル８は、カメラ２、発光ユニット４、及び温度センサー７に電力を供給すると共に、これらの部材と地上のモニターなどの機器との間を電気的に接続している。また、ケーブル８は、地上の作業員等が光照射装置１００を操作するために用いられる。

図２は本願の第１実施形態に係る光照射装置１００の発光ユニット４の端面図である。管きょ内に配置され、発光ユニット４の端部を覆うカバー４ａ（図１参照）を取り外した状態の発光ユニット４の端面を示している。

発光ユニット４は概略円筒状に形成された本体９を有している。本体９の外面には光源として発光ダイオード（ＬＥＤ）１０が取り付けられている。この発光ダイオード１０はケーブル８を介して地上から電力の供給を受け発光する。本体９はポリカーボネートから形成された透明な保護筒１２によって覆われ、保護されている。発光ユニット４の本体９の端部と保護筒１２の端部は、発光ユニット４の端部を覆うカバー４ａ（図１参照）に固定されている。

発光ユニット４の本体９は、同形状をした複数の単位部材１１が周方向に複数結合して実質的に円筒状に構成されている。本第１実施形態においては、単位部材１１を１６個配置している。本体９は、単位部材１１の数を選択することによって径方向の寸法が異なるものを容易に製造することができる。

図２において、光照射装置１００の径方向外側に実線で描かれた円は、管きょの径方向内側部分を構成する配管用銅管１３と管きょの径方向外側部分を構成する配管用鋼管１４を示している。また、光照射装置１００の径方向外側に破線で描かれた円は、ライナー１５を示している。

光照射装置１００は、アーム５の先端に取り付けられた車輪６によって、ライナー１５と発光ユニット４との距離を保ちながら、ライナー１５上をスムーズに移動することができる。また、発光ダイオード１０が取り付けられた円筒状の発光ユニット４の本体９は、単位部材１１の数を適切なものとすることで、管きょの径に適した径方向の寸法を有している。このように構成された光照射装置１００を、管きょ内で順次移動させて発光ユニット４を発光させることで、未硬化のライナー１５に万遍なく光を照射し、ライナー１５全体をムラなく硬化させることができる。

図３は本願の第１実施形態に係る光照射装置１００の発光ユニット４を構成する単位部材１１を示す図である。（ａ）は平面図、（ｂ）は端面図である。

単位部材１１は、光照射装置１００の長手方向に長い棒状をしており、ＬＥＤ基板１６を取り付けたベースプレート１１ａと、ベースプレート１１ａの一方の側に一体に形成された第１の結合部１１ｂと、ベースプレート１１ａの他方の側に一体に形成された第２の結合部１１ｃと、第１の結合部１１ｂに一体に形成された一対の放熱フィン１１ｄ、１１ｅと、を有している。単位部材１１は、金属、プラスチック、セラミックスなど種々の材料から形成することができる。

ベースプレート１１ａは、光照射装置１００の長手方向に長い長方形の板状をしている。発光ユニット４の本体９（図２参照）を構成した際に径方向外側（以下「本体９の径方向外側」とする。）となるベースプレート１１ａの面には、ＬＥＤ基板１６が取り付けられている。ＬＥＤ基板１６には、レンズ１７に覆われた発光ダイオード１０が長手方向に６個並んで取り付けられている。

第１の結合部１１ｂは、断面が略逆Ｃ字型をして、単位部材１１の長手方向に長い棒状をしている。言い換えれば、第１の結合部１１ｂは、全長にわたって軸方向に延びるスリット（開放部）を形成した切り欠き円筒状をしている。第１の結合部１１ｂは、ベースプレート１１ａと略同じ長さを有し、ベースプレート１１ａに沿って略平行で、発光ユニット４の本体９を構成した際に径方向内側（以下「本体９の径方向内側」とする。）となるベースプレート１１ａの面の一方の側に一体に形成されている。このように第１の結合部１１ｂを本体９の径方向内側に配置することで、本体９の外面において、ベースプレート１１ａの面積を広くとり、周方向に隣り合うベースプレート１１ａの間の隙間を狭くすることができる。第１の結合部１１ｂは、スリットが本体９の径方向外側になる向きでベースプレート１１ａに一体に形成されている。つまり、第１の結合部１１ｂは、逆Ｃ字型断面の開放部が本体９の径方向外側となる向きでベースプレート１１ａに一体に形成されている。

第２の結合部１１ｃは、断面が第１の結合部１１ｂよりも小径のＣ字型をして、単位部材１１の長手方向に長い棒状をしている。言い換えれば、第２の結合部１１ｃは、第１の結合部１１ｂよりも径寸法が小さく、全長にわたって軸方向に延びるスリット（開放部）を形成した切り欠き円筒状をしている。第２の結合部１１ｃは、ベースプレート１１ａ及び第１の結合部１１ｂと略同じ長さを有している。第２の結合部１１ｃは、ベースプレート１１ａに沿って略平行で、本体９の径方向内側となるベースプレート１１ａの面の第１の結合部１１ｂとは反対側の部分に一体に形成されている。このように第２の結合部１１ｃを本体９の径方向内側に配置することで、本体９の外面において、ベースプレート１１ａの面積を広くとり、周方向に隣り合うベースプレート１１ａの間の隙間を狭くすることができる。第２の結合部１１ｃは、スリットが本体９の径方向内側になる向きでベースプレート１１ａと一体に形成されている。つまり、第２の結合部１１ｃは、Ｃ字型断面の開放部が本体９の径方向内側となる向きでベースプレート１１ａに一体に形成されている。

第１の結合部１１ｂの内径は、第２の結合部１１ｃが内側に収まる寸法を有している。つまり、第１の結合部１１ｂの内径寸法は、第２の結合部１１ｃの外径寸法と略同じか、第２の結合部１１ｃの外径寸法よりも大きいか、第２の結合部１１ｃの外径寸法よりも僅かに小さいものとすることができる。隣り合う単位部材１１の第２の結合部１１ｃを第１の結合部１１ｂの内側に収容した状態で、隣り合う単位部材１１が相対的に角度を変えられる寸法とすることが望ましい。

第１の結合部１１ｂへの第２の結合部１１ｃの挿入は、第１の結合部１１ｂの端部から第２の結合部１１ｃの端部を挿入し、スライドさせることにより行うことができる。また、第１の結合部１１ｂのスリットに第２の結合部１１ｃを押し込むことで第１の結合部１１ｂを弾性変形させ、スリットを拡幅して第２の結合部１１ｃを挿入した後、第１の結合部１１ｂが弾性復帰するものとしても良い。

一対の放熱フィン１１ｄ、１１ｅは、それぞれ、単位部材１１の長手方向に長い長方形の板状をしており、本体９の径方向内側となる第１の結合部１１ｂの部分に一体に形成されている。一対の放熱フィン１１ｄ、１１ｅは、図３（ｂ）に示すように、長手方向に見たときに第１の結合部１１ｂの略接線方向で本体９の径方向内側に延びるように形成されている。これにより、隣り合う単位部材１１の放熱フィン１１ｄ、１１ｅが干渉しないようにしている（図２参照）。放熱フィン１１ｄ、１１ｅは、発光ダイオード１０が発した熱を放熱する。

以上の構成により、本第１実施形態によれば、第１の結合部１１ｂと第２の結合部１１ｃを係合して複数の単位部材１１を組み合わせるだけで、他の部材を必要とせず、容易に本体９を構成することができる。また、隣り合った単位部材１１は所定の角度範囲内において自由な角度で結合可能なため、周方向に配置する単位部材１１の数を自由に設定することができる。これにより、本第１実施形態によれば、製造に要する手間とコストを抑えながら、下水道管などの管きょの径に合わせた円筒状の発光ユニット４の製造が可能な光照射装置１００を実現することができる。加えて、単位部材１１は全長にわたって同一の断面形状をしているため、発光ユニット４の長さも自由に設定することができる。

次に、本第１実施形態に係る光照射装置１００の製造方法について説明する。本第１実施形態に係る光照射装置１００は、発光ユニット４の本体９の製造工程に特徴を有し、その他の製造工程は従来の光照射装置１００と同様に行うことができる。

発光ユニット４の本体９の製造は、上記単位部材１１を複数準備する工程と、補修対象となる管きょの径に合わせて単位部材１１の個数を選択する工程と、選択した数の単位部材１１を周方向に結合して円筒状の本体９を構成する工程と、を含む。

これにより、製造に要する手間とコストを抑えながら、下水道管などの管きょの内径寸法に合わせた光照射装置１００の製造が可能となる。

＜第２実施形態＞
次に、本願の第２実施形態について図４を参照しながら説明する。本第２実施形態に係る光照射装置は、発光ユニット２０４の本体２０９を除いて、上記第１実施形態と同様である。したがって、重複する説明は省略し、発光ユニット２０４の本体２０９について説明する。

図４は、本第２実施形態に係る光照射装置の発光ユニット２０４の端面図である。上記第１実施形態の図２に対応する。

本第２実施形態に係る発光ユニット２０４の本体２０９は、上記第１実施形態よりも径の大きい管きょ２１８に対応すべく、３２個の単位部材２１１を組み合わせて構成されている。単位部材２１１は、本体２０９の内側に延びる放熱フィンを有さない点において、上記第１実施形態とは異なっている。

光源としての発光ダイオード２１０は、円筒状の本体２０９の周方向において、単位部材２１１に１つおきに取り付けられている。このような構成であっても、発光ダイオード２１０の光がライナー２１５の断面全体に照射されるように発光ユニット２０４の本体２０９の径寸法を設定すれば良い。図４においては、発光ダイオード２１０が光を照射する角度範囲を６０°としている。図４に示すように、各発光ダイオード２１０が照射した光が、管きょ２１８の内周面又はライナー２１５の外周面において重なるように、単位部材２１１の数を選択し、発光ダイオード２１０の配置を決めれば良い。本第２実施形態に係る光照射装置は、上記第１実施形態と同様に製造することができる。

以上のように、本第２実施形態によれば、製造に要する手間とコストを抑えながら、下水道管などの管きょの径に合わせた製造が可能な光照射装置、及び、光照射装置の製造方法を実現することができる。また、単位部材２１１は全長にわたって同一の断面形状をしているため、発光ユニット２０４の長さも自由に設定することができる。

なお、本願発明の理解を助けるため、具体的な実施形態について詳細な説明を行ったが、本願発明はこれに限られず、種々の変更、改良等が可能である。

例えば、単位部材の数は、１６個及び３２個に限られず、３個以上の任意の数とすることができる。

また、複数の単位部材は、上記実施形態のように全て同じ形状をしていることが望ましいが、これに限られない。

また、第１の結合部と第２の結合部は、所定の角度範囲内において任意の角度で単位部材同士を結合できるものであれば、上記実施形態に示したものに限らず、採用することができる。例えば、第１の結合部と第２の結合部のいずれか一方が凸部、もう一方が凹部を形成し、第１の結合部と第２の結合部とで抜き差し蝶番を構成するものとしても良い。

２ カメラ
３ 連結部材
４、２０４ 発光ユニット
４ａ カバー
５ アーム
６ 車輪
７ 温度センサー
８ ケーブル
９、２０９ 本体
１０、２１０ 発光ダイオード
１１、２１１ 単位部材
１１ａ ベースプレート
１１ｂ 第１の結合部
１１ｃ 第２の結合部
１１ｄ、１１ｅ 放熱フィン
１２ 保護筒
１３ 配管用銅管
１４ 配管用鋼管
１５、２１５ ライナー
１６ ＬＥＤ基板
１７ レンズ
１００ 光照射装置
２１８ 管きょ

Claims (9)

1. 管きょ内において光硬化性樹脂を含浸したライナーに光を照射する光照射装置であって、
   複数の単位部材を周方向に結合して構成された概略円筒状の本体と、前記本体の外面に設けられた複数の光源と、を備えた発光ユニットを有し、
   前記複数の単位部材は、それぞれ、前記外面を形成したベースプレートと、前記ベースプレートに一体に形成された第１の結合部と、前記ベースプレートに一体に形成され、隣り合う前記単位部材の前記第１の結合部に係合した第２の結合部とを備えることを特徴とする光照射装置。
2. 前記第１の結合部と前記第２の結合部は、前記本体の径方向の寸法に合わせた角度変更が可能に係合していることを特徴とする請求項１に記載の光照射装置。
3. 前記第１の結合部は、前記ベースプレートに対して、隣り合う一方の前記単位部材の側で前記本体の径方向内側に形成されており、
   前記第２の結合部は、前記ベースプレートに対して、隣り合うもう一方の前記単位部材の側で前記本体の径方向内側に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の光照射装置。
4. 前記第１の結合部は、前記本体の径方向外側に開放した逆Ｃ字型断面を有する切り欠き円筒状をしており、隣り合う前記単位部材の前記第２の結合部が内側に挿入されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の光照射装置。
5. 前記第１の結合部は前記光源の熱を逃がす放熱フィンを備えることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載の光照射装置。
6. 前記単位部材は全長にわたって同一の断面形状をしていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一項に記載の光照射装置。
7. それぞれ長尺の長方形板状で複数の第１及び第２の単位部材から成り、前記第１の単位部材と前記第２の単位部材とを交互に隣り合わせに並置して形成された円筒状本体と、
   前記第１及び第２の単位部材それぞれの、一方の長辺部に沿って内径側に内向きに延びて一体に形成された第１の結合部と、他方の長辺部に沿って内径側に内向きに延びて一体に形成され、隣り合う第２及び第１の単位部材の前記第１の結合部と連結された第２の結合部と、
   前記第１の単位部材の外径側表面に固設されたＬＥＤと、
   から成ることを特徴とする発光ユニット。
8. 前記第１及び第２の単位部材は全長にわたって同一の断面形状をしていることを特徴とする請求項７に記載の発光ユニット。
9. 複数の単位部材を周方向に結合して構成された概略円筒状の本体と、前記本体の外面に設けられた複数の光源と、を備えた発光ユニットを有し、
   管きょ内において光硬化性樹脂を含浸したライナーに光を照射する光照射装置の製造方法であって、
   前記外面を形成するベースプレートと、前記ベースプレートに一体に形成された第１の結合部と、前記ベースプレートに一体に形成され、隣り合う前記単位部材の前記第１の結合部に係合する第２の結合部と、を備えた単位部材を複数準備する工程と、
   前記管きょの径に合わせて前記単位部材の数を選択する工程と、
   選択した数の前記単位部材を周方向に結合して前記本体を構成する工程と、を含むことを特徴とする光照射装置の製造方法。

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