JPH071279Y2 - 管内面ライニングチューブの開孔装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、地中埋設管の本管内面
に可撓性チューブをライニングして補修する際、該ライ
ニングによって閉塞された分岐管の分岐開口部を開孔す
るための装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】下水道や上水道等の地中埋設管は、長年
にわたる使用によって管継ぎ目のずれや亀裂、金属管に
おける腐食等が発生し、地下水の流入による下水処理量
の増大や上水汚染、管外への漏水による地盤陥没や上水
損失、樹根の侵入による流通不良、上記腐食による赤水
の発生等の問題が生じてくる。これに対処するには埋設
管を新管に布設替えすることが望ましいが、道路事情や
複雑に入り組んだ地下埋設物や地上構築物等による周辺
事情により、近年に至って地面の開削工事自体が非常に
困難になると共に施工費用も膨大化している。

【０００３】そこで、地中に埋設されたままの既設管の
内面に可撓性チューブをライニングすることにより、布
設替えを行わずに既設管を補修する所謂更生工法が開発
され、実施されている。この更生方法は、堆積物、付着
物、樹根等を除去して管内を清浄化した上で、管内に合
成樹脂の複合フィルム等からなる可撓性チューブを引き
込み、その内部に空気や水を導入して膨張させ、蒸気や
温水等で加熱するか、もしくは非加熱状態のままで管内
面に接着させ、定着させるようにしたものである。しか
るに、このような再生工法では、主管に分岐管が接続さ
れている場合、該分岐管の分岐開口部が可撓性チューブ
で閉塞されるため、その部分を開孔する必要がある。

【０００４】従来、上記のようなチューブライニング後
の分岐開口部を開孔する装置としては、図９に示すよう
に、可撓性チューブＰでライニングされた主管Ａ内に、
加熱コテＷを装備した遠隔操作可能な走行体Ｍを挿入
し、テレビカメラＣで確認しながらケーブルＴを介して
分岐管Ｂの位置まで牽引走行させ、分岐開口部Ｃを閉塞
したチューブＰに加熱コテＷを突入して溶融破断するも
のが知られる。ところが、このような加熱手段による開
孔装置では、チューブＰが溶融しにくい材質である場合
や、下水道本管の分岐管（直径１５０ｍｍ程度）のよう
に分岐開口部の径が大きい場合には適用困難であり、ま
た熱によって周辺の本管内面に付着されたチューブ領域
まで溶融や熱劣化が及ぶという問題があった。

【０００５】上記問題に対処するために本発明者は先
に、分岐開口部のライニングチューブを高圧水の噴射に
よって破断するようにした開孔装置を、実開平３−７１
８９８号として提案している。この開孔装置は、図８に
示すように、牽引式もしくは自走式の走行体１に旋回ノ
ズルヘッド２が回転自在に保持され、このノズルヘッド
２の周囲にその旋回軸線に対し鋭角を成す捻じり方向に
開孔する複数個の噴射孔３…が形成されており、高圧水
供給口４より供給される高圧水を各噴射孔３より噴射し
つつ、その噴射水の反動力で該ノズルヘッド２を高速旋
回させることにより、前記の分岐開口部を閉塞したライ
ニングチューブを円形に破断するものである。なお、図
８中、５は走行体１内の高圧水通路、６は該高圧水通路
５と各噴射孔３…とに連通する環状流路、７は高圧水導
入管である。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】しかしながら、前記提
案に係る開口装置では、旋回ノズルを噴射水の反動力を
利用して旋回させるために噴射水の水圧エネルギー損失
が大きい上、旋回ノズルの高速旋回によりライニンイグ
チューブの環状切断線における単位長さ及び単位時間当
たりの水圧エネルギーの集中度合が小さくなることか
ら、破断効率を充分に高められず、一方では最近のライ
ニンイグチューブが材質及び構造的に極めて多様化する
傾向にあるため、該チューブの種類によっては破断が困
難であったり開孔に長時間を要すると共に、高圧水が遠
心力で飛散するため、該チューブの切り口がシャープに
ならず該開口部での圧損増大を招くという難点があっ
た。

【０００７】本考案は、上述の状況に鑑み、分岐開口部
を閉塞したライニングチューブを高圧水の噴射によって
破断する方式の開孔装置として、チューブの材質や構造
に左右されず、非常に効率よく短時間で確実に該チュー
ブを切断して開孔でき、しかもシャープな切り口が得ら
れ分岐開孔部の圧損を少なくできるものを提供すること
を目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本考案の請求項１に係る管内面ライニングチューブ
の開孔装置は、本管内面に可撓性チューブをライニング
することによって閉塞された分岐管の分岐開口部を開孔
するものであって、牽引手段または自走手段によって本
管内をその長手方向に走行可能な走行体に、揺動ヘッド
が該走行体の走行方向に沿う軸線の回りに揺動可能に搭
載されると共に、該揺動ヘッドに、前記走行体の走行方
向と直交する旋回軸を有する旋回ノズルヘッドと、エア
ー供給口より供給される高圧エアーにより回転する回転
駆動軸とが保持されると共に、高圧水供給口より供給さ
れる高圧水を旋回ノズルヘッドの端部に設けた噴射口に
導く高圧水通路と、前記回転駆動軸の回転を減速して旋
回ノズルヘッドの旋回軸に伝達する減速機構とを備え、
低速旋回する旋回ノズルヘッドの噴射口から噴射される
高圧水により前記分岐開口部の可撓性チューブを円形に
切断するように構成されたものである。

【０００９】また本考案の請求項２は、上記請求項１の
開孔装置において、ノズル駆動ヘッド内に中間軸が回転
自在に保持され、該中間軸がウオームとウオームホイー
ルの噛合を介して旋回ノズルヘッドの旋回軸及び回転駆
動軸にそれぞれ連接して２段減速機構を構成するもので
ある。

【００１０】更に本考案の請求項３は、上記請求項１又
は２の開孔装置において、揺動ヘッドを走行体に対し揺
動定位置で固定するディスクブレーキ機構を具備してな
る構成を採用したものである。

【００１１】

【作用】請求項１によれば、旋回ノズルヘッドをエアー
圧により旋回させるから、この旋回のために高圧水の水
圧エネルギーが消費されることはなく、しかも該ノズル
ヘッドが減速機構を介して低速旋回するから、ライニン
イグチューブの環状切断線における単位長さ及び単位時
間当たりの水圧エネルギーの集中度合が大きく、且つ遠
心力で飛散することもなく、微小領域への極めて高い水
圧の集中により、前記チューブはあたかもガス溶断のよ
うに完全に切断されたシャープな切断線がゆっくりと弧
を描く形で円形に切除され、分岐開口部が開孔される。
また、揺動ヘッドが該走行体の走行方向に沿う軸線の回
りに揺動可能であるから、主管に対する分岐管の周方向
接続位置に応じて旋回ノズルヘッドの向きを自在に設定
できる。

【００１２】請求項２によれば、ウオームとウオームホ
イールの噛合による２段の減速機構により、エアー圧を
利用したノズルヘッドの旋回を容易に低速に設定でき、
且つ減速機構部が簡素で作動の信頼性に優れるものとな
る。

【００１３】請求項３によれば、揺動ヘッドがディスク
ブレーキ機構により走行体に対し揺動定位置で簡単に固
定され、開孔作業中に旋回ノズルヘッドの旋回軸の向き
を分岐開口部の中心に正確に合わせた状態に維持でき
る。

【００１４】

【実施例】図１〜図３は下水本管Ａの内面にライニング
された可撓性チューブＰにより閉塞される分岐管Ｂの分
岐開口部Ｃを開孔するための開孔装置１０を示し、１１
は本管Ａ内を走行可能な走行体、１２は該走行体１１に
搭載れた揺動ヘッド、１３は該揺動ヘッド１２に保持さ
れた旋回ノズルヘッドである。

【００１５】走行体１１は、前後部が反り上がった左右
２本の走行ガイドロッド１４，１４間に取付基台１１ａ
が前部寄りに跨設され、この基台１１ａ上に、後端に揺
動ヘッド１２を固着した前後方向に沿う揺動駆動軸１５
が軸受１５ａ，１５ａを介して回転自在に保持されると
共に、該基台１４の前端に立設された取付板１１ｂを介
して、該揺動駆動軸１５を１２０度の範囲で可逆回転さ
せるエアーロータリーアクチュエーター１６とブレーキ
用エアーシリンダー１７とが取り付けられている。しか
して、アクチュエーター１６の回転軸１６ａの前端には
円板状のブレーキディスク１８ａが固着されており、エ
アーシリンダー１７の伸縮ロッド１７ａに固着した押圧
子１８ｂがブレーキディスク１８ａに圧接することによ
り、回転軸１６ａとこれにカップリング１５ｂを介して
接続した揺動駆動軸１５とが回転不能に固定されるよう
になっている。

【００１６】図４〜図６に示すように、揺動ヘッド１２
には、旋回ノズルヘッド１３の上下方向に沿う旋回軸１
９、左右方向に沿う中間軸２０、前後方向に沿う回転駆
動軸２１が、それぞれ一対のベアリング２２ａ，２２
ａ、２２ｂ，２２ｂ、２２ｃ，２２ｃを介して回転自在
に保持されている。しかして、旋回軸１９に固着された
ウオームホイール２３ａが中間軸２０に固着されたウオ
ーム２４ａに噛合し、更に中間軸２０に固着されたウオ
ームホイール２３ｂが回転駆動軸２１に固着されたウオ
ーム２４ｂに噛合していることにより、回転駆動軸２１
の回転が減速されて中間軸２０に伝達され、この減速さ
れた中間軸２０の回転が更に減速されて旋回軸１９に伝
達されるようになっている。

【００１７】また揺動ヘッド１２の後部には筒状ケース
１２ａが突設され、その中間にベーンタイプのエアモー
ター２５が設けてあり（図１〜図３参照）、このエアモ
ーター２５の回転軸２５ａが筒状ケース１２ａ内に挿通
配置すると共にカップリング２１ａを介してが回転駆動
軸２１に同軸状に連結されている（図６参照）。２５ｂ
はエアモーター２５の排気側に設けた消音器（サイレン
サー）である。しかして、筒状ケース１２ａの先端には
エアー導入口２６が開設されており、この導入口２６に
図１の一点鎖線で示すようにエアーホース２７を接続し
て高圧エアーを供給することにより、エアーモーター２
５が作動して回転軸２５ａ及び回転駆動軸２１が一体回
転し、これに伴って中間軸２０を介して旋回軸１９が二
段減速されて回転し、これと一体に旋回ノズルヘッド１
３が低速旋回する。なお、この旋回速度は通常４〜５分
で１回転する程度に設定される。

【００１８】旋回ノズルヘッド１３は角棒状であって、
図６に示すように、両端部の上面側に筒軸状のノズル部
材２８，２８が螺着されており、中央部に旋回軸１９の
上部を貫通させ、その上端のボルト部１９ａに平ワッシ
ャー２９ａ及びＳワッシャー２９ｂを介してナット２９
を螺合締着することにより、該旋回軸１９に一体回転す
るように連結されている。また旋回軸１９は中空状であ
って内部が高圧水通路３０ａをなし、該通路３０ａは上
端部の通孔３０ｂを介してノズルヘッド１３と旋回軸１
９との間に構成される環状流路３０ｃに連通し、この環
状流路３０ｃはノズルヘッド１２の長手方向に沿う導通
路３０ｄ，３０ｄを経て各ノズル部材２８の噴射口２８
ａに連通している。なお、３１は環状流路３０ｃの上下
部を液密封止するＯリング、１３ａは導通路３０ｄ，３
０ｄの開口端を封止する栓体、３２は旋回軸１９の上下
部と揺動ヘッド１２との間に介装されたオイルシールで
ある。

【００１９】しかして、旋回軸１９の高圧水通路３０ａ
の下端には自在継手型のホース接続部材３３（図１及び
図２参照）が図６の一点鎖線で示すように接続され、該
接続部材３３の高圧水導入口３３ａに図１及び図２の一
点鎖線で示すように高圧水ホース３４を接続することに
より、該ホース３４より導入された高圧水が接続部材３
１→高圧水通路３０ａ→通孔３０ｂ→環状流路３０ｃ→
導通路３０ｄを経て各ノズル部材２８の噴射口２８ａよ
り細線状に噴出する。この噴出圧は、通常６００Ｋｇ／
ｃｍ² 程度に設定される。

【００２０】なお、エアーロータリーアクチュエーター
１６及びエアーシリンダー１７のエアーホース（図示省
略）、エアモーター２５のエアーホース２７、高圧水ホ
ース３４は、図１及び図２の一点鎖線で示すように一本
のケーブル３５にまとめられ、末端において高圧エアー
及び高圧水の供給源に接続される。

【００２１】上記構成の開孔装置１０使用して既設下水
管のライニングチューブを開孔するには、図７に示すよ
うに、走行体１１を一方のマンホールＭ₁ から下水管の
本管Ａ内に入れ、他方のマンホールＭ₂ から同本管Ａ内
に挿入した牽引用ワイヤーＬを走行体１の後端部に接続
する。そしてウインチによりワイヤーＬを引張して走行
体１１を走行させながら、走行体１１に設置したテレビ
カメラや適当なセンサー（図示省略）で分岐管Ｂの分岐
開口部Ｃの位置を検出し、該走行体１１を所要位置で停
止させる。次に、分岐開口部Ｃが真上に位置した通常の
場合には当初の旋回ノズルヘッド１３が上向き姿勢にあ
る状態で、また分岐開口部Ｃが真上でない場合はエアー
ロータリーアクチュエーター１６の作動により揺動ヘッ
ド１２を回転させて旋回ノズルヘッド１３の旋回軸を分
岐開口部Ｃの中心と略同軸上に対向する位置に設定し
て、エアーシリンダー１７の伸長作動により押圧子１８
ａをブレーキディスク１８ａに圧接して揺動ヘッド１２
を固定する。

【００２２】かくして位置設定を行ったのち、エアモー
ター２５を駆動して旋回ノズルヘッド１３を低速旋回さ
せると共に、高圧水ホース３４から高圧水を導入すれ
ば、旋回ノズルヘッド１３の両噴射口２８ａ，２８ａか
ら細線状に噴出する高圧水により、分岐開口部Ｃのライ
ニンイグチューブＰが旋回ノズルヘッド１３の旋回に伴
って２本の円弧状に切断されてゆき、最後に両円弧状の
切断線が繋がって円形に切除され、もって分岐開口部Ｃ
が開孔される。

【００２３】なお、旋回ノズルヘッド１３として長さの
異なるものを着脱交換することにより、径の異なる分岐
開口部Ｃに対応させることが可能である。また、実施例
では走行体をウインチにより牽引しているが、走行体に
車輪を取付けてモーター駆動により自走させるようにし
てもよい。

【００２４】

【考案の効果】請求項１の開孔装置によれば、本管内面
に可撓性チューブをライニングすることによって閉塞さ
れた分岐管の分岐開口部を高圧水で切除して開孔する
際、旋回ノズルヘッドの旋回のための水圧エネルギー損
失がない上に、該ノズルヘッドの低速旋回によりライニ
ンイグチューブの切断部に対する水圧エネルギーの集中
度合が大きく、且つ遠心力で飛散することもなく、微小
領域に極めて高い水圧が集中するから、該チューブをそ
の材質に左右されることなく能率よく短時間にガス溶断
の如きシャープな切り口で円形に切除でき、また揺動ヘ
ッドの回転動作により旋回ノズルヘッドの旋回軸の向き
が主管の周方向に可変であるから、主管に対する分岐管
の周方向接続位置が異なる場合でも支承なく開孔作業を
行える。

【００２５】請求項２の考案によれば、エアー圧を利用
した旋回ノズルヘッドの旋回を容易に低速に設定でき、
且つ減速機構部が簡素で作動の信頼性に優れると共に装
置全体のコンパクト化が容易になるという利点がある。

【００２６】請求項３の考案によれば、揺動ヘッドをデ
ィスクブレーキ機構により走行体に対し揺動定位置で簡
単に固定できるため、旋回ノズルヘッドの旋回軸の向き
が分岐開口部の中心に正確に合う状態を維持しつつ精密
な開孔作業を行えるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本考案の係る一実施例の開孔装置を示す側面
図

【図２】 同開孔装置の平面図

【図３】 同開孔装置の正面図

【図４】 同開孔装置の揺動ヘッドの縦断正面図

【図５】 図４のＶ−Ｖ線の断面矢視図

【図６】 図５のVI-VI 線の断面矢視図

【図７】 同開孔装置による開孔操作を説明する概略説
明図

【図８】 本考案の先行技術に係る開孔装置要部の縦断
面図。

【図９】 従来の開孔装置を示す説明図 Ａ 本管 Ｂ 分岐管 Ｃ 分岐開口部 Ｐ ライニングチューブ １１ 走行体 １２ 揺動ヘッド １３ 旋回ノズルヘッド １５ 揺動駆動軸 １６ エアーロータリーアクチュエーター １７ エアーシリンダー（ディスクブレーキ機構） １８ａ 押圧子（ディスクブレーキ機構） １８ｂ ブレーキディスク（ディスクブレーキ機構） １９ 旋回軸 ２０ 中間軸 ２１ 回転駆動軸 ２３ａ ウオームホイール ２３ｂ ウオームホイール ２４ａ ウオーム ２４ｂ ウオーム ２５ エアーモーター ２６ エアー導入口 ２８ ノズル部材 ２８ａ 噴射口 ３０ａ 高圧水通路 ３０ｂ 通孔（高圧水通路） ３０ｃ 環状流路（高圧水通路） ３０ｄ 導通路（高圧水通路） ３３ａ 高圧水導入口

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 本管内面に可撓性チューブをライニング
   することによって閉塞された分岐管の分岐開口部を開孔
   する装置であって、牽引手段または自走手段によって本
   管内をその長手方向に走行可能な走行体に、揺動ヘッド
   が該走行体の走行方向に沿う軸線の回りに揺動可能に搭
   載されると共に、該揺動ヘッドに、前記走行体の走行方
   向と直交する旋回軸を有する旋回ノズルヘッドと、エア
   ー供給口より供給される高圧エアーにより回転する回転
   駆動軸とが保持されると共に、高圧水供給口より供給さ
   れる高圧水を旋回ノズルヘッドの端部に設けた噴射口に
   導く高圧水通路と、前記回転駆動軸の回転を減速して旋
   回ノズルヘッドの旋回軸に伝達する減速機構とを備え、
   低速旋回する旋回ノズルヘッドの噴射口から噴射される
   高圧水により前記分岐開口部の可撓性チューブを円形に
   切断するように構成されてなる管内面ライニングチュー
   ブの開孔装置。
2. 【請求項２】 ノズル駆動ヘッド内に中間軸が回転自在
   に保持され、該中間軸がウオームとウオームホイールの
   噛合を介して旋回ノズルヘッドの旋回軸及び回転駆動軸
   にそれぞれ連接して２段減速機構を構成する請求項１記
   載の管内面ライニングチューブの開孔装置。
3. 【請求項３】 揺動ヘッドを走行体に対し揺動定位置で
   固定するディスクブレーキ機構を具備してなる請求項１
   又は２に記載の管内面ライニングチューブの開孔装置。