JPS63312007A - ライニング管のライニング材の穿孔方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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
グした後の穿孔装置に関する。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、分岐した枝管がら本管へ穴明けするライニング
管の穿孔装置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されている。

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５８−１
４３９９９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　
本管から穴明は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
グ材を穿孔する方法とその装置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
管を穿孔する穿孔方法と穿孔装置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。

第１手段は、管と管とを連結して管連結部を構成し鎖管
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。

第２手段は、回転動力を伝達するフレキシブルワイヤと
、該フレキシブルワイヤの回転を減速する減速機構と、
該減速機構を収容する本体と、該本体の外周に設けられ
管の内周面に押圧し前記本体を管内の中心部に固定する
固定手段と、該固定手段を駆動する駆動手段と、前記減
速機構からの出力軸に取り付けられ前記管軸線を中心に
旋回する鋸刃と、前記フレキシブルワイヤの回転を鋸刃
の往復運動に変換する往復運動変換機構とからなる鋸刃
穿孔装置である。

第３の手段は、管と管とを連結して管連結部を構成し鎖
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、鋸刃の一端を片持ち支持し、前記他方の管の周
壁面に前記片持ち支持した鋸の開放端を弾性的に押圧し
つつ前記鋸を往復運動させて鋸を引っ張り時にライニン
グ材を鋸切断する穿孔方法である。

［実施例］ ホールソー　　Ｐｌ 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、ホールソー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が形成しである。

カップソー１１の他端は、ナツト１３で錐１４のねじ部
１５に固定しである。錐１４の先端は、テーパ状の刃先
１６が形成しである。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。

！ｉ１４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ツト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が形成しである。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が形成しである。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
で摺動自在に設けである。

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０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
である。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：＝　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
しである本体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
ように固定しである。

ピストン４１の外周には、固定シリンダ・１２が設けで
ある。固定シリンダ４２は、ピストン４１、本＃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４
２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５
２で揺動自在に設けである。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で回転自在に設けである。

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
結合で設けである。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
組形成しである（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。

Ｌ及免１」−更 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１ＩＩ
７３．求心固定部７４、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Ｒ
横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ａ７０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が設けである
。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が形成しである。穴検知筒８１は、
フレキシブルロッド８４に固定しである。このフレキシ
ブルロッド８・１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が設けである。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が設けであ
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が形成しである。更に、固定
筒８５の先端は、切り欠き９１があり固定筒８５を球８
６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１０
２がキー結合されている（第３図）、歯車１０２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に回転自在に設けである。

歯車１０６は、軸１００に回転自在に設けである。これ
らの歯車１０２．遊星歯車１０３．ｉ。

３．１０３．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（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である（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である、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であ
る（第７図）。鋸刃保持台ゝ　　　　１１３には、アー
、Ｉ：、　１１７を介して軸１１８が固定しである。こ
の軸１１８には歯車１１９が回転自在に設けである。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は満１１６に挿入しである。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が固定しである。

−・方、回転駆動軸１００には、キー１３０を介して円
板歯車１３１が設けである。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１
２２を中心に揺動しても歯車１１９の歯と、円板歯車１
３１の歯とはスムースにかみ合うつ本体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、リンクド１２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により回動自在に取り付けである。

これと同様のリング１４５の中間部が、リンク固定体１
４１の先端に軸１４２を中心に回動自在に設けである。

リンク１４５の一端も押圧固定部１４３に軸１４６を中
心に回動自在に設けである。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
設けである。リンク１４１，１４２，１４５．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組設けで
ある（第４図）、固定シリンダ１５０には、ピストン１
５７が組み込まれている。このピストン１５７は、軸１
５２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Ｉ！１７０を枝管内に固定するものである。

ライニング材の穿　　゛ 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０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２
０１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４
５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５７、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Ｉｌ
ｌ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１
４の刃先１６とカップソー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
ソー穿孔機１を元に戻す、この結果、管ライニング材２
０２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２
０２の穿孔穴２０３付近にくると、球面８２が穿孔穴２
０３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１０３，１０３，１０３を回し、遊星歯車
１０３．１０３，１０３は歯車１０６を回し偏心歯車１
０７を回す。この偏心歯車１０７の回転は、フランジ１
０９．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より減速さ
れているので、鋸刃保持台１１３をゆっくり回すことに
なる。

一方、回転駆動軸１００の回転は、キー１３０分通して
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、フロソー１２０に伝
えられる。フロソー１２０は、歯車１１９の偏心した位
置についているので、摺動′＠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
。この切断口に固定筒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は止める
。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１２１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６１−２
２９８３２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、ライニングした下水道
管の使用を止めることなく穿孔作業ができる。また、鋸
の弾性を利用して切断するなので、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。

【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■
−■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−■断面図
、第６図は第３図のＶＩ−Ｖｌからみた図、第７図は第
３図の■−■からみた図、第８図は第６図■−■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 ＼＆ 手続補正書（自発） 昭和６２年０７月０９１ ライニング管のライニング材の穿孔方法とその装置３．
１正をする者 事件との関係　　特許出願人 東京部下水道サービス株式会社 ４、代理人　〒１０５

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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。 ２、回転動力を伝達するフレキシブルワイヤと、該フレ
   キシブルワイヤの回転を減速する減速機構と、該減速機
   構を収容する本体と、該本体の外周に設けられ管の内周
   面に押圧し前記本体を管内の中心部に固定する固定手段
   と、該固定手段を駆動する駆動手段と、前記減速機構か
   らの出力軸に取り付けられ前記管軸線を中心に旋回する
   鋸刃と、前記フレキシブルワイヤの回転を鋸刃の往復運
   動に変換する往復運動変換機構とからなる鋸刃穿孔装置
   。 ３、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、孔する方法において、鋸
   刃の一端を片持ち支持し、前記他方の管の周壁面に前記
   片持ち支持した鋸の開放端を弾性的に押圧しつつ前記鋸
   を往復運動させて鋸を引っ張り時にライニング材を鋸切
   断する穿孔方法。