JPH10160085A - 管内補修機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 補修作業が容易となり短時間で作業を終了さ
せることができる管内補修機の提供。 【解決手段】 走行用ローラ８，１２及び駆動輪１３を
有し、管２内を走行可能な機体６に、補修材料を担持す
る拡縮自在な円筒状のスペーサ１６を設け、このスペー
サの内側かつ半径方向に可動自在に可動圧力部材１８を
配置する。可動圧力部材を介してスペーサを押圧する弾
性力を予め付与させた形状記憶スプリング２１ｂを可動
圧力部材の内側に設け、ヒーター７で加熱する。補修す
べき箇所にて、ヒーター７をＯＮして形状記憶スプリン
グを加熱し伸長させると、可動圧力部材１８がスペーサ
１６を押圧し補修用シート２３を補修箇所に圧し当て、
管内面に補修用シートを接着する。外部からの電源の切
り替えてにより管内の補修作業が迅速かつ容易にでき、
また形状記憶スプリングにより機構が簡略化され、スペ
ーサ内部の熱による部品の劣化がしにくくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、下水管等の損傷部
分を本管の内側から補修する管内補修機に関し、特に、
機構を簡略化しかつ機器の保守を容易にした管内補修機
に関する。

【０００２】

【従来の技術とその課題】従来は補修すべき管内に別の
小半径の管を挿入し、管との隙間をセメント材等で埋め
ていたが高度の技術を必要としていた。またガラス繊維
等に樹脂を含染浸させ、水圧・空気圧で管内に圧着する
方法も知られているが、大量の水、コンプレッサー，熱
風機等の機器等を必要とした。例えば、特開平６−３４
１１６３号公報や特開平７−１２２８７号公報に提案さ
れている管内補修機は、膨張部材の外表面に補修材料を
セットし、補修箇所で膨張部材に圧縮空気を送って膨張
させ、補修材料を圧着させるものである。この種の管内
補修機は膨張部材に圧縮空気を供給するためのコンプレ
ッサーが外部に設置され、このコンプレッサーと管内補
修機との間を接続するためのエア供給用ホースを必要と
する。特に、管内補修機を自動走行させる場合、エア供
給用ホースは負荷となり駆動用モーターも大型化するば
かりでなく、施工完了後においてもエア供給用ホースを
水洗等を行いながら巻取らなければならず、作業効率を
低下させる。本発明の目的は、補修作業が容易となり短
時間で作業を終了させることができる管内補修機を提供
することである。また他の目的は、機構を簡略化でき、
機器の保守が容易となる管内補修機を提供することであ
る。

【０００３】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、請求項１の発明は補修すべき管内面に補修材料を圧
着する管内補修機において、走行用ローラ、駆動輪を有
し、管内を走行可能な機体と、機体に設けられ、補修材
料を担持する拡縮自在な円筒状のスペーサと、スペーサ
の内側かつ該スペーサの半径方向に可動自在に配置さ
れ、該スペーサを内側から押圧し拡径する可動圧力部材
と、可動圧力部材を介してスペーサを押圧する弾性力を
予め付与させるとともに、加熱により伸長させて可動圧
力部材を作動させる形状記憶スプリングを有する可動圧
力部材作動手段と、形状記憶スプリングを加熱するヒー
ターとを備えた構成にある。また請求項２の発明は、請
求項１の発明において、走行用ローラの一部又は全部
に、管内走行時に於ける上下動を押えるスプリング付き
ローラを用いた構成にある。また請求項３の発明は、請
求項１の発明において、可動圧力部材作動手段は可動圧
力部材に対してスペーサを非押圧状態に維持させる初期
状態維持用スプリングを備えた構成にある。また請求項
４の発明は、請求項１の発明において、可動圧力部材作
動手段は可動圧力部材に固定されたスプリング受け部
と、該スプリング受け部に一端側が可動自在に挿入され
た芯材と、該芯材の一端とスプリング受け部の内側との
間に配設された初期状態維持用スプリングと、スプリン
グ受け部に連係された形状記憶スプリングとを備えた構
成にある。また請求項５の発明は、請求項１〜４の発明
において、スペーサは内側からの押圧力が作用していな
いとき縮径状態が維持されるようにした構成にある。ま
た請求項６の発明は、請求項１〜４の発明において、ス
ペーサは可動圧力部材に巻き付けられている構成にあ
る。また請求項７の発明は、請求項１〜４の発明におい
て、可動圧力部材は管内周方向に複数分割された部材に
よって構成されている。また請求項８の発明は、請求項
７の発明において、可動圧力部材はスペーサの内周面と
ぼぼ同じ曲率をもつ円弧状の押圧面を有する構成にあ
る。また請求項９の発明は、請求項７又は８の発明にお
いて、分割された可動圧力部材が４個で構成されてい
る。また請求項１０の発明は、請求項９の発明におい
て、分割された可動圧力部材の内、対向する可動圧力部
材の間に、少なくとも形状記憶スプリングが配設され、
その弾性力を前記両可動圧力部材に作用させるようにし
た構成にある。更に請求項１１の発明は、請求項１の発
明において、ヒーターは補修材料に塗布した熱硬化性接
着剤および形状記憶スプリングの加熱を行うようにした
構成にある。

【０００４】

【発明の作用・効果】請求項１の構成によれば、管内補
修機に搭載された構成手段は外部からの電源の切り替え
て動作させることができるため、管内の補修作業が迅速
かつ容易にできかつ短時間で作業を終了することがで
き、作業効率が向上し補修コストを低減させることがで
きる。また、可動圧力部材作動手段を形状記憶スプリン
グで構成したので、モーター、ギャーを必要とせず、機
構が簡略化されるとともに、スペーサ内部の熱による部
品の劣化がしにくくなり、信頼性が向上する。請求項２
の構成によれば、走行用ローラがスプリングによって管
内面に圧接しているので、管内補修機の中心部が安定し
駆動輪のスリップがなく管内を比較的高速で走行できる
から補修箇所への到達時間が節減され、速乾のエポキシ
等の接着剤が使用可能となる。請求項３の構成によれ
ば、初期状態維持用スプリングを備えることによりヒー
ターをＯＦＦしている常温時において、可動圧力部材を
スペーサに対して非押圧状態に確実に維持することがで
きるからスペーサと管内面との間に所定の間隙を保つこ
とにより、管内補修機の円滑な管内走行を可能にする。
請求項４の構成によれば、可動圧力部材作動手段を構成
する初期状態維持用スプリングと形状記憶スプリングを
コンパクトに組み付けることにより小型化が図れる。請
求項５の構成によれば、スペーサ自体に縮径する性質を
持たせたことにより、縮径の為の別の機構を必要せず機
構を簡略化できる。請求項６の構成によれば、可動圧力
部材の動きにスペーサの拡縮が即応するので、補修材料
に塗布する接着剤として速乾性のものを用いた場合でも
その接着効果を充分発揮させることができる。請求項７
〜９の構成によれば、可動圧力部材を分割構成すること
により、管内面への補修材料の圧着を管内周全体に均一
に行わせることができ、不均一な圧着による接着不良を
防止し確実な接着を可能にする。請求項１０の構成によ
れば、対向する可動圧力部材を１つの形状記憶スプリン
グで作動させることにより機構が簡略化し、保守が容易
になる。請求項１１の構成によれば、ヒーターを形状記
憶スプリングと補修材料の熱硬化性接着材の加熱に兼用
することで、上記請求項１０と同様の効果が得られる。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明の実施形態を図面を参照し
ながら説明する。図１に管内補修機の全体構成を示す。
管内補修機１は補修すべき管２の内部を走行する方向の
前後に位置するフロントプレート３及びリアプレート４
を有し、各プレート３，４は複数のサポートバー５によ
って連結され、機体６を構成している。フロントプレー
ト３とリアプレート４には後述する複数本のヒーター７
が支持されている。

【０００６】フロントプレート３の外側には補修すべき
管の内部において、管内補修機１を安定走行させる為、
３つの走行用ローラ８が所定角度の間隔で配置されてお
り、管内上面に接する走行用ローラ８Ａはスプリングロ
ーラが用いられ、管内下面に接する走行用ローラ８Ｂ，
８Ｃはフロントプレート３に固定されたローラサポート
部材９に支持されている。またフロントプレート３のほ
ぼ中央部分には管内面の補修箇所をモニタする為のテレ
ビ（ＴＶ）カメラ１０が設けられている。ＴＶカメラ１
０は低速回転するギャモーター１１に取り付けられてお
り、ＴＶカメラ１０を回転させて管内面の状態を撮影す
る。リアプレート４の外側には管内上面に接する走行用
ローラとしてのスプリングローラ１２、管内下面に接す
る駆動輪１３が設けられている。駆動輪１３は駆動用モ
ーター１４の回転をギアボックス１５を介して減速して
駆動される。ヒーター７、ＴＶカメラ用ギャモーター１
１、駆動用モーター１４は電源コード（図示せず）を介
して電源装置（図示せず）に接続され、外部からＯＮ−
ＯＦＦされる。ここで、モーター１３は管内補修機１を
前進させたり、あるいは後進させたりする為、可逆モー
ターが使用され、電源装置で前後進駆動制御を行うよう
に構成されている。

【０００７】スプリングローラ８Ａ，１２は、図４に示
すように上方が開放された断面コ字状のローラブラケッ
ト１６にローラ保持体１７をスプリング１８を介在させ
て上下動可能に支持し、このローラ保持体１７にローラ
本体１９を回転自在に取り付けた構造になっている。ロ
ーラ保持体１７は下部側方に突出する鍔部分１７ａを有
し、この鍔部分１７ａがローラブラケット１６の開放部
分に内方に突出した折曲部分１６ａに当接する。ローラ
ブラケット１６とローラ保持体１７との間に配設された
スプリング１８によってローラ保持体１７がローラブラ
ケット１６から常時突出させる方向に付勢されている
為、ローラ保持体１７の動き、つまりローラブラケット
１６に対して突出方向の動きを規制し、ローラ保持体１
７の飛出しを防止する。

【０００８】図１において、フロントプレート３とリア
プレート４の間にはサポートバー５に内接するように円
筒状のスペーサ１６が配設されている。スペーサ１６
は、図５に示すように金属板を円筒状に巻き合わせ、後
述の可動圧力部材に巻き付けられており、その巻き付け
状態で内側から外向きの力を作用させたとき拡径する。
スペーサ１６の内側に力が作用していないときは、図示
の如くサポートバー５に接して管内壁との間に隙間１７
を形成する。スペーサの外表面には補修材料として、例
えばプラスチック等で作られた補修用シートが巻回され
てセットされ、このスペーサの拡径動作によって管内面
に補修用シートを圧し当て接着する。その後、スペーサ
を縮径させるとき、スペーサの外表面と補修用シートと
の剥離性を良くするため、スペーサの外表面にはテフロ
ン加工等を施すことが好ましい。スペーサ１６は管内側
に均一の圧力で補修材料を張り付ける働きをするが、特
に補修材料が軟質シートの場合、接着後に凹凸が生じな
い。

【０００９】スペーサ１６の内側には可動圧力部材１８
が機体６の長手方向に３つのブロックにそれぞれ配置さ
れている。可動圧力部材１８は、図６に示すようにスペ
ーサ１６の内周に４分割されて配置されており、各可動
圧力部材１８Ａ〜１８Ｄの断面は円柱体の一部をその中
心線に平行に切断した形状になっている。各可動圧力部
材の内側には可動圧力部材作動手段が設けられており、
この作動手段によってスペーサ１８の押圧動作が行われ
る。

【００１０】可動圧力部材作動手段の実施例を説明す
る。対向する可動圧力部材１８Ａと１８Ｂのほぼ中央部
分にはスプリング受け部１９Ａと１９Ｂが設けられてい
る。同様に、対向する可動圧力部材１８Ｃと１８Ｄには
可動圧力部材１８Ａ，１８Ｂのスプリング受け部１９
Ａ，１９Ｂとはずれた位置にスプリング受け部１９Ｃと
１９Ｄが設けられている。それぞれのスプリング受け部
１９Ａ〜１９Ｄには、図７に示すように芯材２０が可動
可能に支持されており、その芯材２０にスプリング２１
が巻回されている。スプリング２１はスプリング受け部
１９と芯材の端部間に配設された初期状態維持用スプリ
ング２１ａと、スプリング受け部間に配設され、可動圧
力部材１８をスペーサ１６の内側から外方に向けて押圧
する為の形状記憶スプリング２１ｂからなっている。

【００１１】対向する可動圧力部材１８Ａと１８Ｂ，１
８Ｃと１８Ｄは同じ動作を行うので、以下では可動圧力
部材１８Ａ，１８Ｂのみを説明する。初期状態維持用ス
プリング２１ａは、図７（１）に示す常温時には形状記
憶スプリング２１ｂが縮んだ状態にあるので、芯材２０
をそれぞれのスプリング受け部１９Ａと１９Ｂの内方に
引っ込める力が作用し、つまり伸長した状態にあって可
動圧力部材１８をスペーサ１６の非押圧方向に移動させ
る。また図７（２）に示す加熱時には形状記憶スプリン
グ２１ｂが伸長する為、スプリング受け部１９Ａと１９
Ｂが相反する方向に移動し、可動圧力部材１８Ａと１８
Ｂでスペーサ１６を押圧する。この形状記憶スプリング
２１ａの作用による芯材２０の動きにより、初期維持用
スプリング２１ａは圧縮された状態となり、加熱停止後
に可動圧力部材１８Ａ，１８Ｂを元の位置に復帰させる
力を蓄える。４つの可動圧力部材１８Ａ〜１８Ｄで囲わ
れた空間には棒状ヒーター７が対角配置されており、こ
のヒーター７をＯＮ−ＯＦＦすることによって形状記憶
スプリング２１ｂを加熱し、伸長させる。

【００１２】次に本実施形態による管内を補修する工程
を図１と図８に基づいて説明する。管外において、管内
補修機１のスペーサ１６の外周面に熱硬化性接着剤又は
エポキシ接着剤を塗布した補修用シート２３を巻き付け
セットする（図８（１））。このとき可動圧力部材は形
状記憶スプリングが初期状態の為、スペーサの非押圧状
態にある。管内補修機の補修用シート部分の外径は補修
管内より小さいので、管内補修機は管内を容易に推進で
きる。ＴＶカメラ１０で管内面の様子を確認しながら補
修すべき箇所を探す。補修すべき箇所に到達した後、ヒ
ーター７をＯＮして形状記憶スプリング２１ｂを加熱す
る。形状記憶スプリング２１ｂが伸長すると可動圧力部
材１８がスペーサ１６を押圧し補修用シート２３を補修
箇所に圧し当て、その補修箇所を覆って管内面に補修用
シートを圧着する。このとき接着剤として熱硬化性接着
剤等を用いた場合にはヒーターによってスペーサを介し
て加熱し接着する（図８（２））。補修用シートを接着
した後、ヒーターへの電源を切ることで可動圧力部材の
温度が徐々に下がり形状記憶スプリングが初期状態に戻
る。図８（３）に示す当該補修箇所をＴＶカメラで確認
し、次の補修箇所に管内補修機を前進させる。全ての作
業が完了した段階で管内補修機を後進させ終了する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る管内補修機の実施形態の一部断
面を示す正面図である。

【図２】 図１の左側面図である。

【図３】 図１の右側面図である。

【図４】 スプリングローラの構成を示し、図４（１）
は正面図、図４（２）は側面図である。

【図５】 スペーサの斜視図である。

【図６】 図１のＡ−Ａ断面図である。

【図７】 可動圧力部材作動手段の一つの実施例を示
し、図７（１）は常温時の状態、図７（２）は加熱時の
状態の構成図である。

【図８】 管内補修の工程図である。

【符号の説明】 １…管内補修機、２…補修すべき管、６…機体、７…ヒ
ーター、８…走行用ローラ、１０…ＴＶカメラ、１１…
ギアモーター、１２…走行用ローラ、１３…駆動輪、１
４…モーター、１５…ギアボックス、１６…スペーサ、
１８…可動圧力部材、１９…スプリング受け部、２０…
芯材、２１…初期維持用スプリング、２２…形状記憶ス
プリング、２３…補修用シート

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 補修すべき管内面に補修材料を圧着する
   管内補修機において、 走行用ローラ、駆動輪を有し、前記管内を走行可能な機
   体と、 前記機体に設けられ、前記補修材料を担持する拡縮自在
   な円筒状の金属製スペーサと、 前記スペーサの内側かつ該スペーサの半径方向に可動自
   在に配置され、該スペーサを内側から押圧し拡径する可
   動圧力部材と、 前記可動圧力部材を介して前記スペーサを押圧する弾性
   力を予め付与させるとともに、加熱により伸長させて前
   記可動圧力部材を作動させる形状記憶スプリングを有す
   る可動圧力部材作動手段と、 前記形状記憶スプリングを加熱するヒーターと、を備え
   ていることを特徴とする管内補修機。
2. 【請求項２】 前記走行用ローラの一部又は全部に、管
   内走行時に於ける上下動を押えるスプリング付きローラ
   が用いられていることを特徴とする請求項１記載の管内
   補修機。
3. 【請求項３】 前記可動圧力部材作動手段は可動圧力部
   材に対して前記スペーサを非押圧状態に維持させる初期
   状態維持用スプリングを備えていることを特徴とする請
   求項１記載の管内補修機。
4. 【請求項４】 前記可動圧力部材作動手段は可動圧力部
   材に固定されたスプリング受け部と、 該スプリング受け部に一端側が可動自在に挿入された芯
   材と、 該芯材の一端とスプリング受け部の内側との間に配設さ
   れた前記初期状態維持用スプリングと、 前記スプリング受け部に連係された形状記憶スプリング
   とからなる請求項１記載の管内補修機。
5. 【請求項５】 前記スペーサは内側からの押圧力が作用
   していないとき縮径状態が維持されるように構成されて
   いることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載
   された管内補修機。
6. 【請求項６】 前記スペーサは可動圧力部材に巻き付け
   られていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか
   に記載された管内補修機。
7. 【請求項７】 前記可動圧力部材は管内周方向に複数分
   割された部材によって構成されていることを特徴とする
   請求項１乃至４のいずれかに記載された管内補修機。
8. 【請求項８】 前記可動圧力部材はスペーサの内周面と
   ぼぼ同じ曲率をもつ円弧状の押圧面を有することを特徴
   とする請求項７記載の管内補修機。
9. 【請求項９】 前記分割された可動圧力部材が４個であ
   ること特徴とする請求項７又は８記載の管内補修機。
10. 【請求項１０】 前記分割された可動圧力部材の内、対
    向する可動圧力部材の間に、少なくとも前記形状記憶ス
    プリングが配設され、その弾性力を前記両可動圧力部材
    に作用させることを特徴とする請求項９記載の管内補修
    機。
11. 【請求項１１】 前記ヒーターは補修材料に塗布した熱
    硬化性接着剤および形状記憶スプリングの加熱を行うこ
    とを特徴とする請求項１記載の管内補修機。