JP3769342B2 - 帯状部材送り込み同期制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、上下水道管又はガス管等の既設の管渠内を自走する製管機に、両側縁部に接合部が形成された長尺の帯状部材（プロファイル）を連続的に供給して、螺旋状に巻回しながら相接する接合部同士を接合させて螺旋管（ライニング管）を形成し、形成したライニング管の前方側に製管機を移動させつつ新たに供給される帯状部材を螺旋状に巻回しながら接合部同士を接合させることによって、新たなライニング管を順次付加形成するライニング施工に係り、より詳細には、製管機に送り込まれる帯状部材の送り込み量を制御するプロファイル送り込み同期制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
本出願人は、管渠内において帯状部材を螺旋状に巻回し、自転可能な製管機によって相互に隣接する帯状部材の側縁部同士を接合させることによってライニング管（管状体）を製造し、そのライニング管により管路内周面をライニングする管路内周面のライニング施工法を提案している（特開平５−１６９５３９号公報参照）。
【０００３】
このライニング施工法によれば、製管されるライニング管の前方に新たに供給される帯状部材をもってライニング管を付加形成するので、長尺のライニング管の製作が可能となる。
【０００４】
ところで、巻き出し装置から製管機までの間の帯状部材については、予め適当にねじりが加えられており、螺旋状のリングができている状態となっているが、製管機が回転してライニング管が形成されるに伴い、帯状部材は逆方向にねじられてリング数が減少していく。そして、さらに製管機が回転してライニング管が形成されると、ついにはリングが無くなり、その後逆回転方向にリング数が増加し、ついにはねじり応力によって帯状部材が破損してしまうことになる。
【０００５】
そのため、このような不具合が発生しないように帯状部材を送り操作する必要があるが、従来のライニング施工法では、このような送り操作（すなわち、製管機までの距離と帯状部材のリング数とが一定の関係となるような操作）を、主として人手によって行っていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
その結果、この先行技術によれば、ライニング管が長尺になる程、製管機とプロファイルの供給源との距離が大きくなり、またプロファイルの自重も累積するため、プロファイルの送りを製管機の回転動作及び進行動作に同調させることが困難になるといった問題があった。そのため、プロファイルの送り操作に円滑性を欠き、施工効率の悪化の要因となっていた。
【０００７】
本発明はこのような問題点を解決すべく創案されたもので、その目的は、プロファイルの送り操作を円滑に行うことのできるプロファイル送り込み同期制御装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の請求項１の帯状部材送り込み同期制御装置は、両側縁部に接合部が形成された長尺の帯状部材を、管渠内を自走する製管機に連続的に供給して、螺旋状に巻回しながら相接する接合部同士を接合させて螺旋管を形成し、このようにして形成した螺旋管の前方側に前記製管機を移動させつつ新たに供給される帯状部材を螺旋状に巻回しながら相接する接合部同士を接合させることによって、新たな螺旋管を順次付加形成するライニング施工において、前記製管機に供給される帯状部材の途中に、帯状部材を前記製管機に送り込む送りローラ部を有する送り駆動装置が配置されるとともに、この送り駆動装置から前記製管機に送り込まれる帯状部材の送り込み量を計測する送り込み量計測手段と、前記螺旋管の形成始端からの形成長を演算又は計測によって求める形成長取得手段とを備え、前記送り込み量計測手段によって計測された送り込み量に、前記形成長取得手段によって演算又は計測された形成始端からの形成長を加えた量だけ、前記送り駆動装置から前記製管機に帯状部材が供給されるように送り込み量を制御するものである。
【０００９】
また、本発明の請求項２の帯状部材送り込み同期制御装置は、請求項１記載するものにおいて、前記送り込み量計測手段は、前記製管機の円周方向に回転するガイドローラに形成された突起部と、回転しない固定部分に取り付けられたリミットスイッチとで形成され、前記ガイドローラが１回転する度に、前記突起部によって前記リミットスイッチが作動することにより、前記ガイドローラの回転数をカウントするものである。
【００１０】
また、本発明の請求項３の帯状部材送り込み同期制御装置は、請求項１記載するものにおいて、前記送り込み量計測手段は、前記製管機の円周方向に回転するガイドローラに取り付けられ、前記螺旋管の表面に検出部が接触するように配置されたエンコーダによって形成されたものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１２】
図３は、本発明のプロファイル送り込み同期制御装置が適用されるライニング管施工工法の説明図である。
【００１３】
両側縁部に接合部が形成された長尺のプロファイル（帯状部材）３をロール状に巻回したプロファイル供給装置４を、縦孔１外に設置し、このプロファイル供給装置４から、縦孔１を通じて管渠２内にプロファイル３を連続的に供給する。
【００１４】
縦孔１に近い管渠２内には、プロファイル供給装置４から供給されるプロファイル３を、自走式の製管機６に供給するための送り駆動装置５が設置されている。
【００１５】
製管機６は、管渠２内において送り駆動装置５の前方側に配置され、送り駆動装置５から供給されるプロファイル３を螺旋状に巻回しながら相接する接合部同士を接合させてライニング管（螺旋管）７を形成する。そして、形成したライニング管７はその場に存置し、存置したライニング管７の前方側に製管機６を移動させつつ新たに供給されるプロファイル３を螺旋状に巻回しながら相接する接合部同士を接合させることによって、新たなライニング管７を順次付加形成するものである。 製管機６のさらに前方側には、自走式の油圧ユニット８が配置されている。この油圧ユニット８は、油圧ホース９により製管機６に製管に要する動力を供給する。
【００１６】
また、製管機６の前方側に位置する縦孔１外に、電源台車１０が配置されている。電源台車１０は、電源ケーブル１１によって油圧ユニット８と送り駆動装置５とに電源を供給する。
【００１７】
図６は、ライニング管施工工法において使用されるプロファイル３の一例を示している。
【００１８】
プロファイル３は、本体が一定厚さの平板状に形成され、その外面３ｊの長手方向に適宜数（本例では８）の突状部３ａが所定の間隔を存して複数列形成されている。また、突状部３ａの先端部にはフランジ３ｂが形成されている。隣接する突状部３ａ，３ａ間は溝部３ｃとなっている。また、内面３ｋ側は実質的に平滑に形成されている。
【００１９】
プロファイル３の両側には、互いに内外に重合して接合する接合部３ｄ，３ｅが形成されている。すなわち、前縁側接合部３ｄの突状部３ａには、本体の内面３ｋ側から外面３ｊ側に凹む凹溝部３ｆが形成されており、後縁側接合部３ｅの突状部３ａの先端部は、凹溝部３ｆに係合する膨出部３ｇに形成されている。
【００２０】
接合時には、同図（ｂ）に示すように、隣接するプロファイル３，３の前縁側接合部３ｄと後縁側接合部３ｅとが重なり合い、前縁側接合部３ｄの凹溝部３ｆに後縁側接合部３ｅの膨出部３ｇが嵌まり込んで接合されることになる。
【００２１】
図７は、送り駆動装置５の概略構造を示す一部断面を含む側面図である。
【００２２】
送り駆動装置５は、台座５１と、この台座５１の後部に立設された支持フレーム５２と、この支持フレーム５２に取り付けられたステータとしての内筒５３ａ及びロータとしての外筒５３ｂの２重構造からなる回転円筒部５３と、この回転円筒部５３の外筒５３ｂを回転駆動する駆動部５４と、回転円筒部５３の外筒５３ｂと一体に回転する送り機構部５５とを主要部材として構成されている。
【００２３】
回転円筒部５３の内筒５３ａには、図示は省略しているが作動流体（油）の流入溝と排出溝とがそれぞれ独立して形成されており、この内筒５３ａに回転可能に嵌装された外筒５３ｂには、図示は省略しているが、作動流体の授受をなすべく、内筒５３ａの流入溝及び排出溝のそれぞれに対応する位置に、流入孔及び排出孔がそれぞれ開設されている。また、内筒５３ａと外筒５３ｂとは、その回転を円滑化すべく前後に回転軸受（図示省略）が配設されている。
【００２４】
回転駆動部５４は、回転円筒部５３の外筒５３ｂの前端外周に取り付けられ、外周に歯車歯５４ｂが形成された大径の歯車板５４ａと、この歯車板５４ａを回転可能に支持し、かつ歯車板５４ａの歯車歯５４ｂと噛み合う案内歯車５４ｃと、この案内歯車５４ｃに連動する油圧モータ５４ｄとで構成されている。
【００２５】
送り機構部５５は、回転円筒部５３の外筒５３ｂの前端に取り付けられる取り付け部５５ａと、この取り付け部５５ａに取り外し可能に取り付けられる枠体５５ｂと、この枠体５５ｂに回転軸が保持された内面ローラ５５ｃ及び外面ローラ５５ｄとの組み合わせからなる送りローラ部５５ｅと、内面ローラ５５ｃ及び外面ローラ５５ｄの各回転軸６６，６７に連動する歯車機構部（図示省略）と、枠体５５ｂの上部に取り付けられ、歯車機構部に連動して内面ローラ５５ｃ及び外面ローラ５５ｄを互いに逆方向（図中に矢符で示す）に回転駆動する油圧モータ５５ｆとで構成されている。
【００２６】
送りローラ部５５ｅは、内面ローラ５５ｃと外面ローラ５５ｄとが互いに管軸方向Ｙに対向して並び、かつ両ローラ５５ｃ，５５ｄの間にプロファイル３を挟着するように所定の間隔を保って配置される。すなわち、内面ローラ５５ｃにプロファイル３（図７には示されていない）の一方の面（表面）を密着し、外面ローラ５５ｄによって外方（図７では下方）から押圧するようになっている。
【００２７】
外面ローラ５５ｄは、円筒状本体５５ｇに所定の間隔を存して複数の輪状鍔部５５ｈが形成されている。これらの輪状鍔部５５ｈは、プロファイル３の隣接する突状部３ａ，３ａ間の溝部３ｃに嵌まり込み、円筒状本体５５ｇの外面は、プロファイル３の突状部３ａの外面に圧接される。また、円筒状本体５５ｇの外面には、ローレット加工が施されており、プロファイル３との滑りを防止している。
【００２８】
図４は、製管機６を正面から見た概略構成図である。
【００２９】
製管機６は、円環状の成形フレーム６１と、この成形フレーム６１の外周部に一定の間隔を存して配設された複数個の案内ローラ６２，６２・・・と、成形フレーム６１の一端開口縁に沿って円周方向に移動可能に取り付けられた接合機構部６３とで構成されており、接合機構部６３は、プロファイル３を挟着する内面ローラ６３ａと外面ローラ６３ｂとで構成されている。接合機構部６３は、油圧ユニット８の油圧モータによって、内面ローラ６３ａ及び外面ローラ６３ｂを互いに逆方向に回転駆動するようになっている。また、外面ローラ６３ｂには、図示は省略しているが、送りローラ部５５ｅの外面ローラ５５ｄと同様に、円筒状本体に輪状鍔部が形成されており、プロファイル３の隣接する突状部３ａ，３ａ間の溝部３ｃに嵌まり込むようになっている。
【００３０】
すなわち、製管機６は、連続的に供給されるプロファイル３を案内ローラ６２，６２・・・回りに螺旋状に巻回するとともに、プロファイル３の相接する側縁部の接合部３ｄ，３ｅを接合機構部６３によって内外に重合させて接合し〔図６（ｂ）参照〕、ライニング管７を形成する。このとき、接合機構部６３は、成形フレーム６１の一端開口縁に沿って円周方向に移動しながらライニング管７を形成するため、製管機６は、形成されたライニング管７の前方側に移動しつつ、新たに供給されるプロファイル３を螺旋状に巻回して新たなライニング管７を順次付加形成することになる。
【００３１】
次に、ライニング管の施工作業について説明する。
【００３２】
プロファイル３を縦孔１に引き込み、縦孔１内においてプロファイル３を手作業にて数回（３回程度）巻回し、ライニング管（これを開始用ライニング管という）７ａを形成する。そして、この開始用ライニング管７ａの内側に製管機６を組み込み、開始用ライニング管７ａの前縁において製管機６の接合機構部６３を所定状態に設置する。すなわち、接合機構部６３の内面ローラ６３ａと外面ローラ６３ｂとを開始用ライニング管７ａの接合部に配置する。
【００３３】
この後、油圧ユニット８の油圧モータを作動して接合機構部６３の内面ローラ６３ａ及び外面ローラ６３ｂを互いに逆方向に回転駆動し、内面ローラ６３ａと外面ローラ６３ｂとの挟着力をもって、新たに供給されるプロファイル３の隣接する接合部３ｄ，３ｅを内外に重合させながら接合して行く。
【００３４】
同時に、外面ローラ６３ｂの輪状鍔部と、プロファイル３の溝部３ｃとの係合案内作用により、製管機６は、形成されるライニング管７の管周方向に接合機構部６３が公転し、かつ全体が管軸方向に前進する。
【００３５】
この工程において、プロファイル３は地上に設置されたプロファイル供給装置４から順次供給される。プロファイル供給装置４は、図３にその構成の一例を示すように、円形軌条４１上に転子４２を介して回転台４３が回転可能に配置されており、この回転台４３に、プロファイル３を繰り出し可能に巻回された巻胴部４４が支持されている。これにより、円形軌条４１上に沿う回転台４３の水平面での回転と、巻胴部４４の鉛直面での回転とが合成されることになる。
【００３６】
つまり、製管動作に伴いプロファイル３はねじれ回転を起こすが、プロファイル供給装置４はこのねじれ回転に同調して回転台４３が回転することになる。
【００３７】
ライニング管７が一定長さに達すると、縦孔１内に送り駆動装置５が設置される。このとき、プロファイル３は送り駆動装置５の内筒５３ａ内に挿入し、送り機構部５５の内面ローラ５５ｃと外面ローラ５５ｄとの間に挿入して挟着する。
【００３８】
この後、製管機６を再び駆動するとともに、送り駆動装置５を駆動する。
【００３９】
送り駆動装置５は、回転駆動部５４の油圧モータ５４ｄの回転を、案内歯車５４ｃ及び歯車板５４ａを介して回転円筒部５３の外筒５３ｂに伝達し、外筒５３ｂに一体に取り付けられた送り機構部５５を回転させる。また、送り機構部５５の油圧モータ５５ｆの回転は、図示しない歯車機構部を介して内面ローラ５５ｃ及び外面ローラ５５ｄに伝達され、内面ローラ５５ｃ及び外面ローラ５５ｄを互いに逆方向に回転させる。プロファイル３は、これら内面ローラ５５ｃ及び外面ローラ５５ｄに挟着されて前方Ｙへと送られ、かつ送り機構部５５自体が回転することによって、ねじれ回転が付与されることになる。
【００４０】
次に、上記構成のライニング管施工工法に適用される本発明のプロファイル送り込み同期制御装置について説明する。
【００４１】
図１は、本発明の実施の一形態であるプロファイル送り込み同期制御装置の電気的構成を示すブロック図である。
【００４２】
後述するリミットスイッチ６５の出力は、カウンタ２１に導かれており、カウンタ２１の出力はライニング管製管量算出部（送り込み量計測手段）２２に導かれている。また、ライニング管製管量算出部２２には、ライニング管７の直径Ｒを予め記憶しているライニング管径設定／記憶部２４の出力が導かれている。
【００４３】
また、ライニング管製管量算出部２２の出力は、製管長算出部（形成長取得手段）２３に導かれているとともに、製管長算出部２３には、ライニング管径設定／記憶部２４の出力と、プロファイル３の幅Ｗを予め記憶しているプロファイル幅設定／記憶部２５の出力とが導かれている。
【００４４】
また、プロファイル送り量算出部２６には、ライニング管製管量算出部２２の出力と製管長算出部２３の出力とが導かれており、プロファイル送り量算出部２６の出力は、プロファイル送りローラ制御部２７に導かれている。そして、プロファイル送りローラ制御部２７からの制御信号に従って送り機構部５５の送りローラ部５５ｅ（内面ローラ部５５ｃ及び外面ローラ部５５ｄ）の回転駆動を制御するようになっている。
【００４５】
リミットスイッチ６５は、図４に示すように、回転しない成形フレーム６１に取り付けられており、これに対向する接合機構部６３に、リミットスイッチ６５と接触してオン作動させるための突起部６４が設けられている。すなわち、接合機構部６３が１回転するごとに突起部６４がリミットスイッチ６５をオン作動し、リミットスイッチと連動して動作するカウンタ２１によって回転数Ｔをカウントするようになっている。
【００４６】
ライニング管製管量算出部２２は、カウンタ２１から得られた回転数Ｔと、ライニング管径設定／記憶部２４に記憶されているライニング管７の直径Ｒとに基づき、下式（１）によって製管に要したプロファイル量Ｐｓを算出する。
【００４７】
【数１】
Ｐｓ＝Ｔ・Ｒ・π ・・・（１）
製管長算出部２３は、ライニング管製管量算出部２２から得られたプロファイル量Ｐｓと、ライニング管径設定／記憶部２４に記憶されているライニング管７の直径Ｒと、プロファイル幅設定／記憶部２５に記憶されているプロファイル３の幅Ｗとに基づき、下式（２）によって製管されたライニング管長Ｌを算出する。
【００４８】
【数２】
Ｌ＝〔Ｐｓ／（Ｒ・π）〕・Ｗ ・・・（２）
プロファイル送り量算出部２６は、ライニング管製管量算出部２２によって算出されたプロファイル量Ｐｓと、製管長算出部２３によって算出されたライニング管長Ｌとに基づき、下式（３）によってプロファイル送り量ＰＬを算出する。
【００４９】
【数３】
ＰＬ＝Ｐｓ＋Ｌ ・・・（３）
プロファイル送りローラ制御部２７は、この算出されたプロファイル送り量ＰＬに応じて送り機構部５５の内面ローラ５５ｃと外面ローラ５５ｄとを制御し、ＰＬの量だけプロファイル３を新たに供給する。この場合、送り駆動装置５から製管機６までの距離が長くなるに従って、その間のプロファイル３のリング数（螺旋回数）を増やす必要があることから、例えば製管機６が４回転すると、送り駆動装置５の送り機構部５５が５回転するように回転制御も行う。
【００５０】
なお、プロファイル送り量ＰＬは、施工上影響がない範囲で誤差があってもよい。また、プロファイル３の送りは、必ずしも連続的に行われる必要はなく、ライニング管７を一定量形成した後、その間にライニング管７の形成に要した送り量ＰＬを断続的に供給してもよい。
【００５１】
なお、上記の実施形態では、成形フレーム６１に取り付けられたリミットスイッチ６５と、接合機構部６３に設けられた突起部６４との係合によって回転数Ｔをカウントするように構成しているが、製管機６の図示しない製管モータを動作させるスイッチと連動して動作するタイマーを設け、このタイマーによって製管モータの稼働時間を計測することにより、その稼働時間から回転数Ｔを算出し、この後上式（１）によって製管に要したプロファイル量Ｐｓを算出するようにしてもよい。
【００５２】
また、製管モータが油圧モータである場合には、油圧伝達部分に圧力センサを取り付け、その圧力値から稼働時間を算出するようにしてもよい。
【００５３】
図２は、本発明の他の実施形態であるプロファイル送り込み同期制御装置の電気的構成を示すブロック図である。
【００５４】
この実施形態では、後述するエンコーダ６７の出力がライニング管製管量算出部２２に導かれている他は、図１に示すブロック構成と全く同様であるので、ここでは詳細な説明を省略する。
【００５５】
エンコーダ６７は、図５に示すように、成形フレーム６１の一端開口縁に沿って円周方向に移動可能に取り付けられた接合機構部６３に取り付けられ（図面では若干離れた状態に図示されている）、形成されたライニング管７の表面に検出部が接触するように配置されている。従って、エンコーダ６７は、製管に要したプロファイル量に応じた信号をライニング管製管量算出部２２に出力することになる。ライニング管製管量算出部２２は、このエンコーダ６７からの信号に基づいて、製管に要したプロファイル量Ｐｓを算出する。
【００５６】
その後の処理は、図１に示したプロファイル送り込み同期制御装置のものと全く同様であるので、ここでは詳細な説明を省略する。
【００５７】
なお、エンコーダ６７は、必ずしもライニング管７の表面（外面）に設置する必要はなく、内面側あるいは製管に応じて駆動するモータ等に設置してもよい。
【００５８】
【発明の効果】
本発明のプロファイル送り込み同期制御装置は、製管機に供給される帯状部材の途中に、帯状部材を製管機に送り込む送りローラ部を有する送り駆動装置が配置されるとともに、この送り駆動装置から製管機に送り込まれる帯状部材の送り込み量を計測する送り込み量計測手段と、螺旋管の形成始端からの形成長を演算又は計測によって求める形成長取得手段とを備え、送り込み量計測手段によって計測された送り込み量に、形成長取得手段によって演算又は計測された形成始端からの形成長を加えた量だけ、送り駆動装置から製管機に帯状部材が供給されるように送り込み量を制御する構成としている。そのため、螺旋管が長尺になったときでも、帯状部材の送りが製管機の回転動作及び進行動作に同調するので、帯状部材の送り操作を円滑に行うことができる。また、人の出入りの出来ない小口径の管渠であっても、送り駆動装置と製管機との同期がとれることから、無人運転が可能となるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態であるプロファイル送り込み同期制御装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の他の実施形態であるプロファイル送り込み同期制御装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図３】本発明のプロファイル送り込み同期制御装置が適用されるライニング管施工工法の説明図である。
【図４】製管機を正面から見た概略構成図である。
【図５】製管機を正面から見た概略構成図である。
【図６】ライニング管施工工法において使用されるプロファイルの一例を示しており、（ａ）はプロファイルの端面図、（ｂ）はプロファイルの隣接する接合部同士を接合した状態を示す端面図である。
【図７】送り駆動装置の概略構造を示す一部断面を含む側面図である。
【符号の説明】
３ プロファイル
４ プロファイル供給装置
５ 送り駆動装置
６ 製管機
７ ライニング管（螺旋管）
３ｄ 前縁側接合部
３ｅ 後縁側接合部
２１ カウンタ
２２ ライニング管製管量算出部（送り込み量計測手段）
２３ 製管長算出部（形成長取得手段）
２６ プロファイル送り量算出部
２７ プロファイル送りローラ制御部
６１ 成形フレーム
６３ 接合機構部
６３ａ 内面ローラ
６３ｂ 外面ローラ
６４ 突起部
６５ リミットスイッチ
６７ エンコーダ
【発明の属する技術分野】
本発明は、上下水道管又はガス管等の既設の管渠内を自走する製管機に、両側縁部に接合部が形成された長尺の帯状部材（プロファイル）を連続的に供給して、螺旋状に巻回しながら相接する接合部同士を接合させて螺旋管（ライニング管）を形成し、形成したライニング管の前方側に製管機を移動させつつ新たに供給される帯状部材を螺旋状に巻回しながら接合部同士を接合させることによって、新たなライニング管を順次付加形成するライニング施工に係り、より詳細には、製管機に送り込まれる帯状部材の送り込み量を制御するプロファイル送り込み同期制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
本出願人は、管渠内において帯状部材を螺旋状に巻回し、自転可能な製管機によって相互に隣接する帯状部材の側縁部同士を接合させることによってライニング管（管状体）を製造し、そのライニング管により管路内周面をライニングする管路内周面のライニング施工法を提案している（特開平５−１６９５３９号公報参照）。
【０００３】
このライニング施工法によれば、製管されるライニング管の前方に新たに供給される帯状部材をもってライニング管を付加形成するので、長尺のライニング管の製作が可能となる。
【０００４】
ところで、巻き出し装置から製管機までの間の帯状部材については、予め適当にねじりが加えられており、螺旋状のリングができている状態となっているが、製管機が回転してライニング管が形成されるに伴い、帯状部材は逆方向にねじられてリング数が減少していく。そして、さらに製管機が回転してライニング管が形成されると、ついにはリングが無くなり、その後逆回転方向にリング数が増加し、ついにはねじり応力によって帯状部材が破損してしまうことになる。
【０００５】
そのため、このような不具合が発生しないように帯状部材を送り操作する必要があるが、従来のライニング施工法では、このような送り操作（すなわち、製管機までの距離と帯状部材のリング数とが一定の関係となるような操作）を、主として人手によって行っていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
その結果、この先行技術によれば、ライニング管が長尺になる程、製管機とプロファイルの供給源との距離が大きくなり、またプロファイルの自重も累積するため、プロファイルの送りを製管機の回転動作及び進行動作に同調させることが困難になるといった問題があった。そのため、プロファイルの送り操作に円滑性を欠き、施工効率の悪化の要因となっていた。
【０００７】
本発明はこのような問題点を解決すべく創案されたもので、その目的は、プロファイルの送り操作を円滑に行うことのできるプロファイル送り込み同期制御装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の請求項１の帯状部材送り込み同期制御装置は、両側縁部に接合部が形成された長尺の帯状部材を、管渠内を自走する製管機に連続的に供給して、螺旋状に巻回しながら相接する接合部同士を接合させて螺旋管を形成し、このようにして形成した螺旋管の前方側に前記製管機を移動させつつ新たに供給される帯状部材を螺旋状に巻回しながら相接する接合部同士を接合させることによって、新たな螺旋管を順次付加形成するライニング施工において、前記製管機に供給される帯状部材の途中に、帯状部材を前記製管機に送り込む送りローラ部を有する送り駆動装置が配置されるとともに、この送り駆動装置から前記製管機に送り込まれる帯状部材の送り込み量を計測する送り込み量計測手段と、前記螺旋管の形成始端からの形成長を演算又は計測によって求める形成長取得手段とを備え、前記送り込み量計測手段によって計測された送り込み量に、前記形成長取得手段によって演算又は計測された形成始端からの形成長を加えた量だけ、前記送り駆動装置から前記製管機に帯状部材が供給されるように送り込み量を制御するものである。
【０００９】
また、本発明の請求項２の帯状部材送り込み同期制御装置は、請求項１記載するものにおいて、前記送り込み量計測手段は、前記製管機の円周方向に回転するガイドローラに形成された突起部と、回転しない固定部分に取り付けられたリミットスイッチとで形成され、前記ガイドローラが１回転する度に、前記突起部によって前記リミットスイッチが作動することにより、前記ガイドローラの回転数をカウントするものである。
【００１０】
また、本発明の請求項３の帯状部材送り込み同期制御装置は、請求項１記載するものにおいて、前記送り込み量計測手段は、前記製管機の円周方向に回転するガイドローラに取り付けられ、前記螺旋管の表面に検出部が接触するように配置されたエンコーダによって形成されたものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１２】
図３は、本発明のプロファイル送り込み同期制御装置が適用されるライニング管施工工法の説明図である。
【００１３】
両側縁部に接合部が形成された長尺のプロファイル（帯状部材）３をロール状に巻回したプロファイル供給装置４を、縦孔１外に設置し、このプロファイル供給装置４から、縦孔１を通じて管渠２内にプロファイル３を連続的に供給する。
【００１４】
縦孔１に近い管渠２内には、プロファイル供給装置４から供給されるプロファイル３を、自走式の製管機６に供給するための送り駆動装置５が設置されている。
【００１５】
製管機６は、管渠２内において送り駆動装置５の前方側に配置され、送り駆動装置５から供給されるプロファイル３を螺旋状に巻回しながら相接する接合部同士を接合させてライニング管（螺旋管）７を形成する。そして、形成したライニング管７はその場に存置し、存置したライニング管７の前方側に製管機６を移動させつつ新たに供給されるプロファイル３を螺旋状に巻回しながら相接する接合部同士を接合させることによって、新たなライニング管７を順次付加形成するものである。 製管機６のさらに前方側には、自走式の油圧ユニット８が配置されている。この油圧ユニット８は、油圧ホース９により製管機６に製管に要する動力を供給する。
【００１６】
また、製管機６の前方側に位置する縦孔１外に、電源台車１０が配置されている。電源台車１０は、電源ケーブル１１によって油圧ユニット８と送り駆動装置５とに電源を供給する。
【００１７】
図６は、ライニング管施工工法において使用されるプロファイル３の一例を示している。
【００１８】
プロファイル３は、本体が一定厚さの平板状に形成され、その外面３ｊの長手方向に適宜数（本例では８）の突状部３ａが所定の間隔を存して複数列形成されている。また、突状部３ａの先端部にはフランジ３ｂが形成されている。隣接する突状部３ａ，３ａ間は溝部３ｃとなっている。また、内面３ｋ側は実質的に平滑に形成されている。
【００１９】
プロファイル３の両側には、互いに内外に重合して接合する接合部３ｄ，３ｅが形成されている。すなわち、前縁側接合部３ｄの突状部３ａには、本体の内面３ｋ側から外面３ｊ側に凹む凹溝部３ｆが形成されており、後縁側接合部３ｅの突状部３ａの先端部は、凹溝部３ｆに係合する膨出部３ｇに形成されている。
【００２０】
接合時には、同図（ｂ）に示すように、隣接するプロファイル３，３の前縁側接合部３ｄと後縁側接合部３ｅとが重なり合い、前縁側接合部３ｄの凹溝部３ｆに後縁側接合部３ｅの膨出部３ｇが嵌まり込んで接合されることになる。
【００２１】
図７は、送り駆動装置５の概略構造を示す一部断面を含む側面図である。
【００２２】
送り駆動装置５は、台座５１と、この台座５１の後部に立設された支持フレーム５２と、この支持フレーム５２に取り付けられたステータとしての内筒５３ａ及びロータとしての外筒５３ｂの２重構造からなる回転円筒部５３と、この回転円筒部５３の外筒５３ｂを回転駆動する駆動部５４と、回転円筒部５３の外筒５３ｂと一体に回転する送り機構部５５とを主要部材として構成されている。
【００２３】
回転円筒部５３の内筒５３ａには、図示は省略しているが作動流体（油）の流入溝と排出溝とがそれぞれ独立して形成されており、この内筒５３ａに回転可能に嵌装された外筒５３ｂには、図示は省略しているが、作動流体の授受をなすべく、内筒５３ａの流入溝及び排出溝のそれぞれに対応する位置に、流入孔及び排出孔がそれぞれ開設されている。また、内筒５３ａと外筒５３ｂとは、その回転を円滑化すべく前後に回転軸受（図示省略）が配設されている。
【００２４】
回転駆動部５４は、回転円筒部５３の外筒５３ｂの前端外周に取り付けられ、外周に歯車歯５４ｂが形成された大径の歯車板５４ａと、この歯車板５４ａを回転可能に支持し、かつ歯車板５４ａの歯車歯５４ｂと噛み合う案内歯車５４ｃと、この案内歯車５４ｃに連動する油圧モータ５４ｄとで構成されている。
【００２５】
送り機構部５５は、回転円筒部５３の外筒５３ｂの前端に取り付けられる取り付け部５５ａと、この取り付け部５５ａに取り外し可能に取り付けられる枠体５５ｂと、この枠体５５ｂに回転軸が保持された内面ローラ５５ｃ及び外面ローラ５５ｄとの組み合わせからなる送りローラ部５５ｅと、内面ローラ５５ｃ及び外面ローラ５５ｄの各回転軸６６，６７に連動する歯車機構部（図示省略）と、枠体５５ｂの上部に取り付けられ、歯車機構部に連動して内面ローラ５５ｃ及び外面ローラ５５ｄを互いに逆方向（図中に矢符で示す）に回転駆動する油圧モータ５５ｆとで構成されている。
【００２６】
送りローラ部５５ｅは、内面ローラ５５ｃと外面ローラ５５ｄとが互いに管軸方向Ｙに対向して並び、かつ両ローラ５５ｃ，５５ｄの間にプロファイル３を挟着するように所定の間隔を保って配置される。すなわち、内面ローラ５５ｃにプロファイル３（図７には示されていない）の一方の面（表面）を密着し、外面ローラ５５ｄによって外方（図７では下方）から押圧するようになっている。
【００２７】
外面ローラ５５ｄは、円筒状本体５５ｇに所定の間隔を存して複数の輪状鍔部５５ｈが形成されている。これらの輪状鍔部５５ｈは、プロファイル３の隣接する突状部３ａ，３ａ間の溝部３ｃに嵌まり込み、円筒状本体５５ｇの外面は、プロファイル３の突状部３ａの外面に圧接される。また、円筒状本体５５ｇの外面には、ローレット加工が施されており、プロファイル３との滑りを防止している。
【００２８】
図４は、製管機６を正面から見た概略構成図である。
【００２９】
製管機６は、円環状の成形フレーム６１と、この成形フレーム６１の外周部に一定の間隔を存して配設された複数個の案内ローラ６２，６２・・・と、成形フレーム６１の一端開口縁に沿って円周方向に移動可能に取り付けられた接合機構部６３とで構成されており、接合機構部６３は、プロファイル３を挟着する内面ローラ６３ａと外面ローラ６３ｂとで構成されている。接合機構部６３は、油圧ユニット８の油圧モータによって、内面ローラ６３ａ及び外面ローラ６３ｂを互いに逆方向に回転駆動するようになっている。また、外面ローラ６３ｂには、図示は省略しているが、送りローラ部５５ｅの外面ローラ５５ｄと同様に、円筒状本体に輪状鍔部が形成されており、プロファイル３の隣接する突状部３ａ，３ａ間の溝部３ｃに嵌まり込むようになっている。
【００３０】
すなわち、製管機６は、連続的に供給されるプロファイル３を案内ローラ６２，６２・・・回りに螺旋状に巻回するとともに、プロファイル３の相接する側縁部の接合部３ｄ，３ｅを接合機構部６３によって内外に重合させて接合し〔図６（ｂ）参照〕、ライニング管７を形成する。このとき、接合機構部６３は、成形フレーム６１の一端開口縁に沿って円周方向に移動しながらライニング管７を形成するため、製管機６は、形成されたライニング管７の前方側に移動しつつ、新たに供給されるプロファイル３を螺旋状に巻回して新たなライニング管７を順次付加形成することになる。
【００３１】
次に、ライニング管の施工作業について説明する。
【００３２】
プロファイル３を縦孔１に引き込み、縦孔１内においてプロファイル３を手作業にて数回（３回程度）巻回し、ライニング管（これを開始用ライニング管という）７ａを形成する。そして、この開始用ライニング管７ａの内側に製管機６を組み込み、開始用ライニング管７ａの前縁において製管機６の接合機構部６３を所定状態に設置する。すなわち、接合機構部６３の内面ローラ６３ａと外面ローラ６３ｂとを開始用ライニング管７ａの接合部に配置する。
【００３３】
この後、油圧ユニット８の油圧モータを作動して接合機構部６３の内面ローラ６３ａ及び外面ローラ６３ｂを互いに逆方向に回転駆動し、内面ローラ６３ａと外面ローラ６３ｂとの挟着力をもって、新たに供給されるプロファイル３の隣接する接合部３ｄ，３ｅを内外に重合させながら接合して行く。
【００３４】
同時に、外面ローラ６３ｂの輪状鍔部と、プロファイル３の溝部３ｃとの係合案内作用により、製管機６は、形成されるライニング管７の管周方向に接合機構部６３が公転し、かつ全体が管軸方向に前進する。
【００３５】
この工程において、プロファイル３は地上に設置されたプロファイル供給装置４から順次供給される。プロファイル供給装置４は、図３にその構成の一例を示すように、円形軌条４１上に転子４２を介して回転台４３が回転可能に配置されており、この回転台４３に、プロファイル３を繰り出し可能に巻回された巻胴部４４が支持されている。これにより、円形軌条４１上に沿う回転台４３の水平面での回転と、巻胴部４４の鉛直面での回転とが合成されることになる。
【００３６】
つまり、製管動作に伴いプロファイル３はねじれ回転を起こすが、プロファイル供給装置４はこのねじれ回転に同調して回転台４３が回転することになる。
【００３７】
ライニング管７が一定長さに達すると、縦孔１内に送り駆動装置５が設置される。このとき、プロファイル３は送り駆動装置５の内筒５３ａ内に挿入し、送り機構部５５の内面ローラ５５ｃと外面ローラ５５ｄとの間に挿入して挟着する。
【００３８】
この後、製管機６を再び駆動するとともに、送り駆動装置５を駆動する。
【００３９】
送り駆動装置５は、回転駆動部５４の油圧モータ５４ｄの回転を、案内歯車５４ｃ及び歯車板５４ａを介して回転円筒部５３の外筒５３ｂに伝達し、外筒５３ｂに一体に取り付けられた送り機構部５５を回転させる。また、送り機構部５５の油圧モータ５５ｆの回転は、図示しない歯車機構部を介して内面ローラ５５ｃ及び外面ローラ５５ｄに伝達され、内面ローラ５５ｃ及び外面ローラ５５ｄを互いに逆方向に回転させる。プロファイル３は、これら内面ローラ５５ｃ及び外面ローラ５５ｄに挟着されて前方Ｙへと送られ、かつ送り機構部５５自体が回転することによって、ねじれ回転が付与されることになる。
【００４０】
次に、上記構成のライニング管施工工法に適用される本発明のプロファイル送り込み同期制御装置について説明する。
【００４１】
図１は、本発明の実施の一形態であるプロファイル送り込み同期制御装置の電気的構成を示すブロック図である。
【００４２】
後述するリミットスイッチ６５の出力は、カウンタ２１に導かれており、カウンタ２１の出力はライニング管製管量算出部（送り込み量計測手段）２２に導かれている。また、ライニング管製管量算出部２２には、ライニング管７の直径Ｒを予め記憶しているライニング管径設定／記憶部２４の出力が導かれている。
【００４３】
また、ライニング管製管量算出部２２の出力は、製管長算出部（形成長取得手段）２３に導かれているとともに、製管長算出部２３には、ライニング管径設定／記憶部２４の出力と、プロファイル３の幅Ｗを予め記憶しているプロファイル幅設定／記憶部２５の出力とが導かれている。
【００４４】
また、プロファイル送り量算出部２６には、ライニング管製管量算出部２２の出力と製管長算出部２３の出力とが導かれており、プロファイル送り量算出部２６の出力は、プロファイル送りローラ制御部２７に導かれている。そして、プロファイル送りローラ制御部２７からの制御信号に従って送り機構部５５の送りローラ部５５ｅ（内面ローラ部５５ｃ及び外面ローラ部５５ｄ）の回転駆動を制御するようになっている。
【００４５】
リミットスイッチ６５は、図４に示すように、回転しない成形フレーム６１に取り付けられており、これに対向する接合機構部６３に、リミットスイッチ６５と接触してオン作動させるための突起部６４が設けられている。すなわち、接合機構部６３が１回転するごとに突起部６４がリミットスイッチ６５をオン作動し、リミットスイッチと連動して動作するカウンタ２１によって回転数Ｔをカウントするようになっている。
【００４６】
ライニング管製管量算出部２２は、カウンタ２１から得られた回転数Ｔと、ライニング管径設定／記憶部２４に記憶されているライニング管７の直径Ｒとに基づき、下式（１）によって製管に要したプロファイル量Ｐｓを算出する。
【００４７】
【数１】
Ｐｓ＝Ｔ・Ｒ・π ・・・（１）
製管長算出部２３は、ライニング管製管量算出部２２から得られたプロファイル量Ｐｓと、ライニング管径設定／記憶部２４に記憶されているライニング管７の直径Ｒと、プロファイル幅設定／記憶部２５に記憶されているプロファイル３の幅Ｗとに基づき、下式（２）によって製管されたライニング管長Ｌを算出する。
【００４８】
【数２】
Ｌ＝〔Ｐｓ／（Ｒ・π）〕・Ｗ ・・・（２）
プロファイル送り量算出部２６は、ライニング管製管量算出部２２によって算出されたプロファイル量Ｐｓと、製管長算出部２３によって算出されたライニング管長Ｌとに基づき、下式（３）によってプロファイル送り量ＰＬを算出する。
【００４９】
【数３】
ＰＬ＝Ｐｓ＋Ｌ ・・・（３）
プロファイル送りローラ制御部２７は、この算出されたプロファイル送り量ＰＬに応じて送り機構部５５の内面ローラ５５ｃと外面ローラ５５ｄとを制御し、ＰＬの量だけプロファイル３を新たに供給する。この場合、送り駆動装置５から製管機６までの距離が長くなるに従って、その間のプロファイル３のリング数（螺旋回数）を増やす必要があることから、例えば製管機６が４回転すると、送り駆動装置５の送り機構部５５が５回転するように回転制御も行う。
【００５０】
なお、プロファイル送り量ＰＬは、施工上影響がない範囲で誤差があってもよい。また、プロファイル３の送りは、必ずしも連続的に行われる必要はなく、ライニング管７を一定量形成した後、その間にライニング管７の形成に要した送り量ＰＬを断続的に供給してもよい。
【００５１】
なお、上記の実施形態では、成形フレーム６１に取り付けられたリミットスイッチ６５と、接合機構部６３に設けられた突起部６４との係合によって回転数Ｔをカウントするように構成しているが、製管機６の図示しない製管モータを動作させるスイッチと連動して動作するタイマーを設け、このタイマーによって製管モータの稼働時間を計測することにより、その稼働時間から回転数Ｔを算出し、この後上式（１）によって製管に要したプロファイル量Ｐｓを算出するようにしてもよい。
【００５２】
また、製管モータが油圧モータである場合には、油圧伝達部分に圧力センサを取り付け、その圧力値から稼働時間を算出するようにしてもよい。
【００５３】
図２は、本発明の他の実施形態であるプロファイル送り込み同期制御装置の電気的構成を示すブロック図である。
【００５４】
この実施形態では、後述するエンコーダ６７の出力がライニング管製管量算出部２２に導かれている他は、図１に示すブロック構成と全く同様であるので、ここでは詳細な説明を省略する。
【００５５】
エンコーダ６７は、図５に示すように、成形フレーム６１の一端開口縁に沿って円周方向に移動可能に取り付けられた接合機構部６３に取り付けられ（図面では若干離れた状態に図示されている）、形成されたライニング管７の表面に検出部が接触するように配置されている。従って、エンコーダ６７は、製管に要したプロファイル量に応じた信号をライニング管製管量算出部２２に出力することになる。ライニング管製管量算出部２２は、このエンコーダ６７からの信号に基づいて、製管に要したプロファイル量Ｐｓを算出する。
【００５６】
その後の処理は、図１に示したプロファイル送り込み同期制御装置のものと全く同様であるので、ここでは詳細な説明を省略する。
【００５７】
なお、エンコーダ６７は、必ずしもライニング管７の表面（外面）に設置する必要はなく、内面側あるいは製管に応じて駆動するモータ等に設置してもよい。
【００５８】
【発明の効果】
本発明のプロファイル送り込み同期制御装置は、製管機に供給される帯状部材の途中に、帯状部材を製管機に送り込む送りローラ部を有する送り駆動装置が配置されるとともに、この送り駆動装置から製管機に送り込まれる帯状部材の送り込み量を計測する送り込み量計測手段と、螺旋管の形成始端からの形成長を演算又は計測によって求める形成長取得手段とを備え、送り込み量計測手段によって計測された送り込み量に、形成長取得手段によって演算又は計測された形成始端からの形成長を加えた量だけ、送り駆動装置から製管機に帯状部材が供給されるように送り込み量を制御する構成としている。そのため、螺旋管が長尺になったときでも、帯状部材の送りが製管機の回転動作及び進行動作に同調するので、帯状部材の送り操作を円滑に行うことができる。また、人の出入りの出来ない小口径の管渠であっても、送り駆動装置と製管機との同期がとれることから、無人運転が可能となるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態であるプロファイル送り込み同期制御装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の他の実施形態であるプロファイル送り込み同期制御装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図３】本発明のプロファイル送り込み同期制御装置が適用されるライニング管施工工法の説明図である。
【図４】製管機を正面から見た概略構成図である。
【図５】製管機を正面から見た概略構成図である。
【図６】ライニング管施工工法において使用されるプロファイルの一例を示しており、（ａ）はプロファイルの端面図、（ｂ）はプロファイルの隣接する接合部同士を接合した状態を示す端面図である。
【図７】送り駆動装置の概略構造を示す一部断面を含む側面図である。
【符号の説明】
３ プロファイル
４ プロファイル供給装置
５ 送り駆動装置
６ 製管機
７ ライニング管（螺旋管）
３ｄ 前縁側接合部
３ｅ 後縁側接合部
２１ カウンタ
２２ ライニング管製管量算出部（送り込み量計測手段）
２３ 製管長算出部（形成長取得手段）
２６ プロファイル送り量算出部
２７ プロファイル送りローラ制御部
６１ 成形フレーム
６３ 接合機構部
６３ａ 内面ローラ
６３ｂ 外面ローラ
６４ 突起部
６５ リミットスイッチ
６７ エンコーダ
Claims (3)
- 両側縁部に接合部が形成された長尺の帯状部材を、管渠内を自走する製管機に連続的に供給して、螺旋状に巻回しながら相接する接合部同士を接合させて螺旋管を形成し、このようにして形成した螺旋管の前方側に前記製管機を移動させつつ新たに供給される帯状部材を螺旋状に巻回しながら相接する接合部同士を接合させることによって、新たな螺旋管を順次付加形成するライニング施工において、
前記製管機に供給される帯状部材の途中に、帯状部材を前記製管機に送り込む送りローラ部を有する送り駆動装置が配置されるとともに、この送り駆動装置から前記製管機に送り込まれる帯状部材の送り込み量を計測する送り込み量計測手段と、前記螺旋管の形成始端からの形成長を演算又は計測によって求める形成長取得手段とを備え、
前記送り込み量計測手段によって計測された送り込み量に、前記形成長取得手段によって演算又は計測された形成始端からの形成長を加えた量だけ、前記送り駆動装置から前記製管機に帯状部材が供給されるように送り込み量を制御することを特徴とする記載の帯状部材送り込み同期制御装置。 - 前記送り込み量計測手段は、前記製管機の円周方向に回転するガイドローラに形成された突起部と、回転しない固定部分に取り付けられたリミットスイッチとで形成され、前記ガイドローラが１回転する度に、前記突起部によって前記リミットスイッチが作動することにより、前記ガイドローラの回転数をカウントすることを特徴とする請求項１記載の帯状部材送り込み同期制御装置。
- 前記送り込み量計測手段は、前記製管機の円周方向に回転するガイドローラに取り付けられ、前記螺旋管の表面に検出部が接触するように配置されたエンコーダによって形成されていることを特徴とする請求項１記載の帯状部材送り込み同期制御装置。
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