JPH0832380B2 - ライニング管のライニング材の穿孔方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、地中に埋設し老朽化した管の内面をライニ
ングした後のライニング管のライニング材の穿孔方法に
関する。更に詳しくは、敷設したままの上下水道管，ガ
ス管の本管の内周面をライニングした後、分岐した枝管
から本管へ穴明けするライニング管ライニング材の穿孔
方法に関するものである。

［従来技術］ 近年上水道の管が老朽化して腐食，破損のため漏水し
貴重な水資源のむだ遣いになっている。下水道にあって
は管外部の地下水，雨水などの侵入により管水路の流量
が増加し、ひいては終末処理場の処理能力を上回る事態
にもなり問題になっている。また、ガス管にいたっては
重大事故につながる恐れもある。このため概設管を取り
替える方法もあるが、工事費の増大，工事期間中交通を
遮断するなどもあって、管を敷設したまま管内面を合成
樹脂などでライニングする各種方法が提案れている。

ライニングした後のライニング材は、管と管とを連結
した部分の場合、一方の管への分岐部分をふさぐように
なる。このためこの分岐部分を穿孔する各種方法が提案
されている。この中で、ガス管の枝管のコーティング被
膜を穿孔する装置として、特開昭58−186600号公報，特
開昭58−143998号公報，特開昭58−143999号公報などが
知られているが、いずれも本管内に台車を走らせて、台
車に積んだ穿孔装置で穴明けするものである。この種の
穿孔装置は、ガス管の穿孔装置としては優れたものであ
る。更に、本出願人は、特願昭61−229832号（特公平５
−7160号）で熱切断刃で切断する方法を提案した。

［発明が解決しようとする問題点］ しかし、前記したガス管のライニング材の穿孔機は、
操作が複雑で下水道などの土木作業を伴うところでは環
境が悪く扱いが困難である。センサーを備えそのセンサ
ーの信号に基づいて穴加工するので、下水道管のライニ
ング材の場合はライニング材が厚く、かつライニング材
と概設管との間に隙間が生じる場合など枝管部分をセン
サーによって検知することが困難である。また、前記従
来技術はいずれも本管から穿孔するものである。

下水道管などの場合、マンホールの配置の都合など
で、本管から穴明け出来ないことが多い。また、下水道
の流れを止めることなくライニング施工とその前記穿孔
方法が求められる。

本発明の目的は、下水の流れを止めることなくライニ
ング管のライニング材を穿孔する方法を提供することに
ある。

本発明の更に他の目的は、枝管から本管内のライニン
グ管のライニング材を穿孔する穿孔方法を提供すること
にある。

［問題点を解決するための手段］ 前記問題点を解決するため、本発明は次のような手段
を採る。

管と管とを連結して管連結部を構成し該管の一方の管
の内周面をライニング材でライニングした管連結部のラ
イニング材を他方の管から穿孔する方法において、前記
他方の管内に挿入し前記一方の管のライニング材に前記
他方の管の内周径より小径の孔を穿孔する工程と、該小
径の孔に切断用の刃を挿入して該小径の孔の外周からう
ず巻状に拡張しながら前記一方の管の内周径とほぼ同径
の孔を穿孔する工程とからなるライニング管のライニン
グ材の穿孔方法である。

［実施例］ ホールソー穿孔機１ 以下、本発明の実施例を図面とともに説明する。第１
図に示すものは、本発明のライニング管の穿孔方法に使
うホールソー穿孔機１の断面図を示す。ホールソー穿孔
機１は、ライニングされた管の枝管からホールソー穿孔
機１を挿入して使用される穿孔機である。穿孔機１は、
ホールソー2,求心固定部5,求心固定駆動部4,ホールソー
駆動部3,油圧駆動源６などから構成されている。ホール
ソー２は、ライニング材に食い込み孔を明ける穿孔工具
である。求心固定部５は、下水道管の枝管の中心部にホ
ールソー穿孔装置１全体を固定するものである。

求心固定駆動部４は、求心固定部５を油圧駆動装置で
駆動するものである。ホールソー駆動部３は、ホールソ
ー２を回転駆動するための駆動力の伝達と、ホールオー
２を前方に、すなわち回転軸線方向に送り駆動するため
のものである。カップソー11は、円筒状の形をしており
その一端の外周には凹凸状の鋸刃12が形成してある。カ
ップソー11の他端は、ナット13で錐14のねじ部15に固定
してある。錐14の先端は、テーパ状の刃先16が形成して
ある。刃先16は、錐刃12に先行して穿孔しようとするラ
イニング材に食い込み鋸刃12の中心位置を固定して、鋸
刃の切断の安定性を確保するものである。

錐14の刃先16の後端は、ピストン軸20のネジ穴21にね
じ込まれロックナット22により固定されている。ピスト
ン軸20の後端は、大径になっていてピストン23が形成し
てある。ピストン23は、シリンダ24内を後述する油圧又
は空気圧により摺動自在に移動する。ピストン軸20,ピ
ストン23にはその中心線を貫通するように、案内孔25が
形成してある。案内孔25内には、回転軸26がその中心軸
線を通るようにキー27で摺動自在に設けてある。

回転軸26の先端は、ストッパー28が形成してあり、ピ
ストン軸20の軸線方向の移動を規制している。回転軸26
の後端は、大径になっていて継手部29がある。継手部29
には、フレキシブルなワイヤー30が固定してある。この
ワイヤー30はホールソー２に回転駆動を伝えるためのも
のである。なお、本実施例ではワイヤー30は裸線の状態
であるがワイヤーをワイヤーケースに入れたものでも良
い。ピストン41を駆動するため、油圧駆動源６から油圧
が供給口31から油路32を通して油室33に供給される。

油室33に供給された油圧は、ピストン23を駆動し、カ
ップソー２を前方に移動させる。油室33とピストン23を
挾んだ油室34には、供給口35から油圧が供給される。供
給口35からの油圧は、ピストン23を移動させカップソー
２を引っ込める。案内孔24が形成してある本体40は、全
体が円筒状の部材で作られている。本体40の外周には、
ピストン41が移動できないように固定してある。

ピストン41の外周には、固定シリンダ42が設けてあ
る。固定シリンダ42は、ピストン41,本体40の外周上を
軸線方向に油圧力により移動する。固定シリンダ42内に
は、油圧駆動源６から油圧が供給口43から供給され、固
定シリンダ42内の油路44を介して、油室45または油室46
に油圧を導入し、固定シリンダ42を移動させる。この移
動は、後述する求心固定部５の駆動に使われる。

固定シリンダ42の端面には、アーム51が一端を軸52で
揺動自在に設けてある。アーム51の他端は、リンク53の
中間部で軸54を中心に回転自在に軸結合されている。リ
ンク53の一端は、本体40の外周に軸55を中心に揺動自在
に軸結合されている。リンク53の他端は、押圧部材57に
軸56で回転自在に設けてある。押圧部材57は、枝管内の
内周面を押して本体40,すなわちホールソー穿孔機１を
固定するものである。リンク53と同じ長さのものが、リ
ンク53を平行に同様な結合で設けてある。したがって、
本体40,リンク53,53,押圧部材57は、４節の平行リンク
機構を構成する。このリンク機構は、本体40の外周の等
角度に３組形成してある（第２図参照）。

油圧駆動源６は、通常の油圧装置と変わるものではな
い。ポンプ61の切換バルブ62などからなり、前記供給口
43,31,35に供給される。なお、本実施例では油圧を使用
しているが、空圧でも良いことは前記説明から明白であ
る。

鋸刃穿孔機70 第３図に示すものは、本発明の穿孔方法に使用する鋸
刃穿孔機70を示す断面図である。鋸刃穿孔機70は、前記
ホールソー穿孔機１で明けられた孔に挿入して、再度鋸
刃で切断し穴を穿孔し広げるものである。鋸刃穿孔機70
は、先導案内部71,鋸駆動部72,減速機構73,求心固定部7
4,求心固定部駆動部75などからなる。先導案内部71は、
鋸刃穿孔機70を枝管内に押し込み概にホールソー穿孔機
１によって明けられた穴挿入し、固定するためのもので
ある。

鋸駆動部72は、鋸121を往復運動させるために回転運
動を往復運動に変換するための駆動部である。減速機構
73は、フレキシブルワイヤーで伝達される回転運動を減
速し、鋸の旋回運動に変換するものである。求心固定部
74は、鋸刃穿孔機70を枝管内の中心に固定するものであ
る。求心固定駆動部75は、求心固定部74を駆動するシリ
ンダ装置である。

鋸刃穿孔機70の先端には、穴検知筒81が設けてある。
穴検知筒81は、円筒状の形をしており、その先端は球面
82が形成してあり、側面には、鋸刃121を収納する鋸刃
収納溝83が形成してある。穴検知筒81は、フレキシブル
ロッド84に固定してある。このフレキシブルロッド84
は、本例では鋼線をコイル状に巻いたものである。穴検
知筒81と離れた位置には、半球殻状固定筒85が設けてあ
る。フレキシブルロッド84と固定筒85とは、球面継手を
形成している。フレキシブルロッド84に球86中心を通る
孔が挿入されて、球86がロッド84に固定されている。球
86の外周を凹球面を有した球軸受87で回転，揺動自在に
支持している。

固定筒85の外周には、鍔状のストッパ89が設けてあ
る。ストッパ89は、先に明けられた孔の外周に当接して
止まるものである。ストッパ89は、鋸刃穿孔機70の固定
と鋸刃121の切断時の反力の固定を行う。この固定筒85
にも、前記穴検知筒81の鋸刃収容溝83と同一位相に鋸刃
収納溝90が形成してある。更に、固定筒85の先端は、切
り欠き91があり固定筒85を球86を中心に自由に回転でき
るようになっている。ロッド84の後端は、軸受92を有し
ている。軸受92には、回転駆動軸100が設けてあり、ロ
ッド84と回転駆動軸100とは動力を伝達しない構造を有
している。

回転駆動軸100には、キー101を介して、歯車102がキ
ー結合されている（第３図）。歯車102の外周には、３
個の遊星歯車103が噛み合っている（第３図）。更に、
３個の遊星歯車は、内周歯車104に噛み合っている。内
周歯車104は、本体140に固定されるものである。遊星歯
車103,103,103は、歯車106に固定された軸105に回転自
在に設けてある。歯車106は、軸100に回転自在に設けて
ある。これらの歯車102,遊星歯車103,103,103,内周歯車
104,歯車106の機構は、遊星歯車機構を構成し、回転駆
動軸100の回転を減速する。歯車104には、内周歯を有し
た偏心歯車107が噛み合っている。

偏心歯車107は、薄肉円筒108と一体になっている。こ
の減速機構は、ハーモニックドライブイ（登録商標）と
称されている公知の減速機構である。このハーモニック
ドライブは、内周歯車106と偏心歯車107との歯数差と偏
心歯車107の歯数によって減速比が定まる。薄肉円筒108
は、その一端にフランジ109を有している。このフラン
ジ109には、旋回板110がボルト112で固定されている。
旋回板110には、鋸刃保持台113が軸122を中心に揺動自
在に設けてある（第６図）。鋸刃保持台113の一端は、
コイルバネ115で常時開く方向、すなわち回転駆動軸100
と遠くなる方向に押されている。

鋸刃保持台113内には、摺動駒114が摺動溝115内を摺
動自在に設けてある、この摺動駒114には、溝116が摺動
駒114の移動方向と直角方向に設けてある（第７図）。
鋸刃保持台113には、アーム117を介して軸118が固定し
てある。この軸118には歯車119が回転自在に設けてあ
る。歯車119には、フォロワー120が設けてあり、このフ
ォロワー120は溝116に挿入してある。したがって、歯車
119の回転によりフォロワー120が偏心し、摺動駒114を
往復振動させる。摺動駒114には、鋸121が固定してあ
る。

一方、回転駆動軸100には、キー130を介して円板歯車
131が設けてある。円板歯車131の側面には、歯が形成し
てあり、この歯に前記歯車119が噛み合っている。円板
歯車131の歯は、両側面がクラウニングされた歯であ
る。このため、錐歯保持台113が軸122を中心に揺動して
も歯車119の歯と、円板歯車131の歯とはスムースにかみ
合う。本体140には、その軸線方向にリンク固定体141が
固定されている。リンク固定体141の根元部には、リン
ク142の一端が回転自在に設けてあり、他端には押圧固
定部143が軸144により回転自在に取り付けてある。

これと同様のリング145の中間部が、リンク固定体141
の先端に軸142を中心に回動自在に設けてある。リンク1
45の一端も押圧固定部143に軸146を中心に回転自在に設
けてある。リンク145の他端は、固定シリンダ150の先端
に軸151を中心に回動自在に設けてある。リンク141,14
2,145,押圧固定部143とは平行リンク機構を構成してい
る。

この平行リンク機構は、本体140の外周に３組設けて
ある（第４図）。固定シリンダ150には、ピストン157が
組み込まれている。このピストン157は、軸152に固定さ
れている。固定シリンダ150内の油圧供給口153から油路
154を介して油室156,155に油圧を導入することにより固
定シリンダ150を移動させる。この移動によりリンク145
を動かし、鋸刃穿孔機70を枝管内に固定するものであ
る。

ライニング材の穿孔方法 前記したホールソー穿孔機１、鋸刃穿孔機70を用い
て、ライニングされた管の枝管から、ライニング材を穿
孔する方法について述べる。第９図（ａ）に示すよう
に、本管200に枝管201が角度αで入っている場合を示
す。本管200の内周は、管ライニング材202がライニング
されている。この管ライニング材202を枝管201側から穿
孔するものである。

先ず、枝管201内に汚水桝などからホールソー穿孔機
１を挿入する。挿入された、ホールソー穿孔機１の先端
の錐16が、ライニング材202に突き当たる。油室45に油
圧を供給口43から導入し、固定シリンダ42を第１図の左
方に移動させる。固定シリンダ42が移動すると、アーム
51も移動し、軸54を介してリンク53を軸55を中心に図示
時計回転方向に揺動させる。この揺動で押圧部材57が半
径方向に移動する。すなわち、リンク53,53,押圧部材5
7,本体40とは平行リンク機構を構成するので、押圧部材
57は半径方向に移動し、枝管201内面を強く押してホー
ルソー穿孔機１全体を固定する。

ワイヤー30の元に取り付けた回転駆動モータでワイヤ
ー30を回す。この回転は、継手部29,キー27,ピストン軸
20を駆動してカップソー11,錐14を回す。この回転駆動
と同時に、油圧源６の切換バルブ62を切り換えて、供給
口31に油圧を導入し油室33に入れる。ピストン23が移動
し、ホールソー２を押す。錐14の刃先16とカップソ11
は、ライニング材202を穿孔する。穿孔が終了すると、
前記逆の作動でホールソー穿孔１を元に戻す。この結
果、管ライニング材202には、カップソー11の大きさの
穴が穿孔されていることになる。

次に、鋸刃穿孔機70を枝管201内に挿入する。ただ
し、鋸刃穿孔機70の鋸121は、第３図でも示すように、
簡単に切断される材料で作られた輪122でロッド84に止
められている。ホールソー穿孔機70の穴検知筒81がライ
ニング材202の穿孔穴203付近にくると、球面82が穿孔穴
203に挿入される。更に、挿入されると、固定筒85のス
トッパ89が穿孔穴203の周面に突き当たり止められそれ
以上押し込んでもホールソー穿孔機70は移動しない。

この状態になる、油圧供給口153に油圧を導入し、油
室155に油圧を入れる。前記したホールソー穿孔機１の
求心固定部５の作動と同様な作動で、求心固定部74が動
き、鋸刃穿孔機70が中心位置に固定される。フレキシブ
ルワイヤで回転駆動軸100が回転駆動されて、キー101,
歯車102が回される。歯車102の回転は、遊星歯車103,10
3、103を回し、遊星歯車103,103,103は歯車106を回し偏
心歯車107を回す。この偏心歯車107の回転は、フランジ
109,旋回板110を回す。この旋回板110の回転は、遊星歯
車機構と、ハーモニックドライブにり減速されているの
で、鋸刃保持台113をゆっくり回することになる。

一方、回転駆動軸100の回転は、キー130を通して円板
歯車131を回転することになる。この回転は歯車119に伝
えられ、フロワー120に伝えられる。フロワー120は、歯
車119の偏心した位置についているので、摺動駒114の摺
動溝115内を摺動しながら摺動駒114を溝116内を往復運
動する。この往復運動は、鋸121に伝えられ鋸121の往復
運動を開始すると、輪122を切断し、鋸121はコイルバネ
115により外側に開く。鋸121はライニング材202を切断
を開始し、前記回転駆動軸110の回転と複合されて切断
溝は渦巻き状に広がりつつ切断される（第９図
（ａ））。

鋸刃121が除々に広がると、鋸刃121の側面が枝管201
の内周面に接触する。枝管201に接触した鋸刃121は、枝
管201の内周面に接触しながら往復運動を繰り返す。し
たがって、鋸刃121は、枝管201の内周に沿ってライニン
グ材202を切断することになる。この切断時に固定筒85
のストッパ89がライニング材202に固定されているので
切断の反力を受け止める。通常、枝管201と本管200との
接合部は現場の状況もあって、正確に接合されていない
ことがある。

こうした場合、鋸121の弾性により少々枝管201が変形
してもその形状に対応して切断することになる。鋸刃12
1は引っ張り時に切断する。すなわち、第９図（ｃ）の
鎖線の状態となる。鋸刃121が押されると枝管201の内周
面に接触した状態，すなわち実線状態となる。このよう
に往復運動によって、鋸121の経路が違うので、振動が
生じ切断部の切粉のはけが良くなり，効率良く切断がで
きる。

［他の実施例］ 前記したホールソー穿孔機１は、機械的手段で穿孔す
るものであるが、本出願人が先に出願した特願昭61−22
9832号（特公平５−7160号）で記載したような熱切断刃
で穿孔するものでも良い。すなわち、鋸切断穿孔装置70
で切断するのに先行して管ライニング材202に穿孔穴203
を明けるものであればその手段は問わない。

［発明の効果］ 以上詳記したように、本発明は上下水道のライニング
の穿孔作業を曲がっている枝管内からでも枝管の内周面
に沿って忠実に穿孔できる。また、最初に小径の孔を穿
孔して次の大径の穿孔作業を行うので安定した穿孔作業
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はホールソー穿孔機の断面図，第２図は第１図II
−IIからみた図，第３図は鋸刃切断穿孔機の断面図，第
４図は第３図の側面図，第５図は第３図のＶ−Ｖ断面
図，第６図は第３図のVI−VIからみた図，第７図は第３
図のVII−VIIからみた図，第８図は第６図VIII−VIII切
断図，第９図（ａ）はホールソー穿孔機の使用状況を示
す図，第９図（ｂ）は切断形状を示す図，第９図（ｃ）
は鋸刃の切断状況を示す図である。 １……ホールソー穿孔機,2……ホールソー,4……求心固
定駆動部,5……求心固定部,6……油圧駆動源,70……鋸
刃穿孔機,71……先導案内部,72……鋸駆動部,73……減
速機構,74……求心固定部,75……求心固定駆動部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 秋元 栄器 東京都足立区入谷８丁目９番９号 足立建 設工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−232905（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−90088（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−174601（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−187610（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】管と管とを連結して管連結部を構成し該管
   の一方の管の内周面をライニング材でライニングした管
   連結部のライニング材を他方の管から穿孔する方法にお
   いて、前記他方の管内に挿入し前記一方の管のライニン
   グ材に前記他方の管の内周径より小径の孔を穿孔する工
   程と、該小径の孔に切断用の刃を挿入して該小径の孔の
   外周からうず巻状に拡張しながら前記一方の管の内周径
   とほぼ同径の孔を穿孔する工程とからなるライニング管
   のライニング材の穿孔方法。