特開 2015-194171 コイル成形体敷設方法、ライニング工法および更生管路

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2015-194171(P2015-194171A)

(43)【公開日】2015年11月5日

(54)【発明の名称】コイル成形体敷設方法、ライニング工法および更生管路

(51)【国際特許分類】

   F16L 1/00 20060101AFI20151009BHJP

   B29C 63/32 20060101ALI20151009BHJP

【ＦＩ】

   F16L1/00 J

   B29C63/32

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2014-71493(P2014-71493)

(22)【出願日】2014年3月31日

(71)【出願人】

【識別番号】505142964

【氏名又は名称】クボタシーアイ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100090181

【弁理士】

【氏名又は名称】山田 義人

(72)【発明者】

【氏名】堀 智明

(72)【発明者】

【氏名】中村 良一郎

(72)【発明者】

【氏名】山本 哲也

(72)【発明者】

【氏名】越智 聡

(72)【発明者】

【氏名】西島 賢太朗

(72)【発明者】

【氏名】原田 孝知

(72)【発明者】

【氏名】尾関 直哉

【テーマコード（参考）】

4F211

【Ｆターム（参考）】

4F211AH43

4F211SA05

4F211SC03

4F211SD06

4F211SJ01

4F211SJ22

(57)【要約】

【構成】 コイル成形体（１０）を形成するコイル用線材（１２）の先端を軸方向に引っ張ると、コイル成形体の螺旋のピッチが大きくなるのでコイル成形体が縮径され、既設管（１００）内に引き込まれる。引き込んだコイル成形体のコイル用線材を先頭から順次掻き寄せることによって、既設管内にコイル用線材の間隔を詰めて配置することができる。
【効果】 コイル成形体を効率よく既設管内に敷設することができる。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

コイル用線材を外径が既設管の内径と同等かやや大きい螺旋状に成形したコイル成形体を前記既設管内に敷設するコイル成形体敷設方法であって、
(a) 前記コイル成形体を形成しているコイル用線材の先端を軸方向に引っ張って、前記コイル成形体を縮径させながら既設管内に、前記先端が前記既設管の一方端に達するまで引き込むステップ、および
(b) 前記既設管内に引き込まれたコイル成形体を、前記先端側から順次掻き寄せて前記コイル用線材の間隔を詰めながら配置するステップを含む、コイル成形体敷設方法。

【請求項2】

請求項１のコイル成形体敷設方法で前記既設管内に敷設されたコイル成形体の内部にライニング材をライニングする、更生方法。

【請求項3】

請求項２の更生方法で更生された、更生管路。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、コイル成形体敷設方法、ライニング工法および更生管路に関し、特にたとえば、コイル成形体を用いて老朽化した既設管内に更生管路を形成する、コイル成形体敷設方法、ライニング工法および更生管路に関する。

【背景技術】

【0002】

この発明の背景となる背景技術の一例が、特許文献１および２に開示されている。この特許文献１および２では、長尺のコイル成形体を、回転力を付与することによって縮径して、既設管内に導入する。

【特許文献1】特開２０１１‐１５８０８７号［F16L 1/00 B29C 63/34 F16L 55/16］

【特許文献2】特開２０１３‐２０２８８７号［B29C 63/32 F16L 1/00］

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

特許文献１および２の技術では、コイル成形体が長尺になると回転力が後ろまで十分伝わらないため、コイル成形体の敷設の効率が低下する。

【0004】

それゆえに、この発明の主たる目的は、新規な、コイル成形体敷設方法、ライニング工法および更生管路を提供することである。

【0005】

この発明の他の目的は、コイル成形体を効率よく既設管内に敷設できる、コイル成形体敷設方法、ライニング工法および更生管路を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、上記の課題を解決するために、以下の構成を採用した。なお、括弧内の参照符号および補足説明などは、本発明の理解を助けるために後述する実施の形態との対応関係を示したものであって、本発明を何ら限定するものではない。

【0007】

第１の発明は、コイル用線材を外径が既設管の内径と同等かやや大きい螺旋状に成形したコイル成形体を既設管内に敷設するコイル成形体敷設方法であって、(a) コイル成形体を形成するコイル用線材の先端を軸方向に引っ張って、コイル成形体を縮径させながら既設管内に、先端が既設管の一方端に達するまで引き込むステップ、および(b) 既設管内に引き込まれたコイル成形体を、先端側から順次掻き寄せてコイル用線材の間隔を詰めながら配置するステップを含む、コイル成形体敷設方法である。

【0008】

第１の発明では、長尺のコイル成形体（１０）を用い、ステップ(a)では、そのコイル成形体の先端すなわちコイル成形体を形成しているコイル用線材（１２）の先端を単純に（回転させないで）軸方向に引っ張る。そうすると、コイル用線材（１２）の螺旋のピッチが大きく（疎らに）なり、コイル成形体（１０）が縮径される。したがって、コイル成形体（１０）を縮径させながら既設管（１００）内に引き込むことができる。そして、ステップ(b)では、たとえば掻き寄せ機（２０）を利用して、縮径して既設管内に引き込まれたコイル成形体を、先端側から順次掻き寄せてコイル用線材の間隔を詰めながら配置することで、既設管（１００）内にコイル成形体（１０）を敷設することができる。

【0009】

第１の発明によれば、コイル成形体に回転力を与えず先端を引っ張るだけなので、コイル成形体をスムーズに既設管内に引き込むことができ、そして少しずつ掻き寄せることで、コイル用線材間の隙間なくコイル成形体を敷設できる。したがって、既設管内にコイル成形体を効率的に敷設することができる。

【0010】

第２の発明は、第１の発明のコイル成形体敷設方法で既設管内に敷設されたコイル成形体の内部にライニング材をライニングする、更生方法である。

【0011】

第２の発明では、第１の発明に従って既設管（１００）内に敷設されたコイル成形体（１０）の内部にライニング材（５０）をライニングする。

【0012】

第２の発明によれば、既設管を効率的に更生することができる。

【0013】

第３の発明は、第２の発明の更生方法で更生された、更生管路である。

【発明の効果】

【0014】

この発明によれば、コイル成形体に回転力を与えずに引っ張るだけなので、コイル成形体をスムーズに既設管内に引き込むことができ、コイル用線材を先頭側から少しずつ掻き寄せることで、コイル用線材間の隙間を詰めてコイル成形体を敷設できる。

【0015】

この発明の上述の目的，その他の目的，特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】図１はこの発明の一実施例を利用したライニング工法に用いられるコイル成形体を示す概略図である。

【図2】図２は実施例のライニング工法においてコイル用線材を掻き寄せるための掻き寄せ機の一例を示す概略図であり、図２（ａ）が正面図、図２（ｂ）が右側面図（前方から見た図）、図２（ｃ）が左側面図（後方から見た図）を示す。

【図3】図３は図１に示すコイル成形体を既設管内に引き込んでいる状態を示す概略図である。

【図4】図４は既設管内に引き込んだコイル成形体のコイル用線材を図２の掻き寄せ機を用いて掻き寄せる初期状態を示す概略図である。

【図5】図５は掻き寄せ機の軸方向アームを伸ばした状態を示す概略図である。

【図6】図６は掻き寄せ機の径方向アームを伸ばした状態を示す概略図である。

【図7】図７は図６の状態で掻き寄せ機の軸方向アームを縮めた状態を示す概略図である。

【図8】図８は掻き寄せが完了した状態を示す概略図である。

【図9】図９は実施例のライニング工法において敷設したコイル成形体の内部にライニング材をライニングした状態を示す概略図である。

【図10】図１０は実施例のライニング工法に用いられるライニング材を示す概略図であり、図１０（ａ）はライニング材の平面図を示し、図１０（ｂ）は断面図を示す。

【図11】図１１は既設管内に引き込んだコイル成形体の掻き寄せ方法の他の例を示す概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

図１を参照して、この発明の一実施例のライニング工法に用いられるコイル成形体１０は、コイル用線材１２を螺旋状に巻いたものであり、コイル成形体１０の外径は、更生すべき老朽化した既設管１００（図１では図示せず。（図３））の内径と同じか、それよりやや大きく設定される。具体的には、この実施例では、既設管１００の内径４５０ｍｍに対して、コイル成形体１０の外径を４６０ｍｍとしている。つまり、実施例では、既設管内径に対してコイル成形体外径は、２．２％大きく設定されている。コイル成形体の１０の外径が小さすぎても大きすぎても既設管の内面にコイル成形体が密着しないなどの不都合が生じるので、発明者等の実験では、コイル成形体１０の外径は既設管１００の内径の１００‐１１０％の範囲であることが望ましいことが分かった。

【0018】

なお、この発明のライニング工法を利用して更生すべき既設管としては種々のものが考えられるが、たとえば、上下水道、ガス、通信ケーブル保護または電力ケーブル保護等の用途の既設管路であってよいし、また、これらの材質は鉄筋コンクリート管（ヒューム管）、陶管、鋳鉄管、鋼管ならびに塩ビ管のような合成樹脂管等の材料で構成されるものであってよい。

【0019】

図１に示すコイル成形体１０すなわちコイル用線材１２は、十分な剛性や弾性を有する材料、たとえばアルミニウム合金、鋼またはステンレス鋼などの金属、合成樹脂、ならびにＧＦＲＰ（ガラス繊維強化プラスチック）やＣＦＲＰ（炭素繊維強化プラスチック）などの繊維強化プラスチックを素材として形成され、この実施例では、コイル成形体１０の素材としてＧＦＲＰが使用される。

【0020】

コイル成形体１０は、長さ方向に直交する断面が横長の長方形状のコイル用線材１２を巻芯（図示せず）などに螺旋状に巻回することによって円筒状に形成される。ただし、コイル成形体１０の成形方法は特に限定されず、繊維強化プラスチック管に螺旋状に切り込みを入れることによってコイル成形体１０を形成するようにしてもよいし、専用の金型に樹脂等を流し込んで成形するようにしてもよい。コイル成形体１０の呼び径は、上述のように既設管の内径に対応するサイズに設定される。

【0021】

図２を参照して、実施例のライニング工法に用いられる掻き寄せ機２０は、側面が変形の８角形に形成されている本体２２を含み、この本体２０の下面（実際には、変形８角形の２面）と上面に、それぞれ軸方向に１対の、固定脚２４が設けられる。それぞれの固定脚２４は固定パッド２４ａとその固定パッド２４ａを径方向に出没させるエアシリンダ２４ｂを含む。固定パッド２４ａはたとえばウレタン樹脂のような弾性樹脂で形成されるが、金属で作ってもよい。固定脚２４は、本体２２すなわち掻き寄せ機２０を、敷設済みのコイル成形体１０の内部の軸方向の適宜の位置に固定するためのものである。つまり、エアシリンダ２４ｂを付勢するとそれのピストンロッドが径方向に押し出され、そのピスンロッドの先端に固着されている固定パッド２４ａが径方向に変位する。したがって、固定パッド２４ａがコイル成形体の内面に強く押し付けられ、その結果反力が生じ、掻き寄せ機２０がコイル成形体の内部の軸方向の適宜の位置に固定される。

【0022】

固定脚２４が設けられた下側の２面には、軸方向において固定脚２４より内側に、それぞれ１対の、車輪２６が取り付けられる。この車輪２６は掻き寄せ機２０を、敷設済みのコイル成形体の内部を通って軸方向に移動させるためのものである。車輪２６は金属製でもよいが、ウレタン樹脂のような弾性樹脂で作られている。

【0023】

本体２２には、本体内部から後方に突出する比較的長いストロークを有するエアシリンダ２８が設けられ、このエアシリンダ２８のピストンロッド３０は本体２２の前方へ突出し、エアシリンダ２８を第１ポート（図示せず）から付勢するとこのピストンロッド３０が本体２２の前方へ押し出され、第２ポート（図示せず）から付勢するとピストンロッド３０が後方へ戻される。このように軸方向に変位するエアシリンダ２８のピストンロッド３０は軸方向に伸縮する軸方向アームとして機能し、それの先端には、取り付け部３４によって、掻き寄せヘッド３２が取り付けられる。

【0024】

掻き寄せヘッド３２は、取り付け部３４の上下に取り付けられた、掻き寄せアーム３６を含む。それぞれの掻き寄せアーム３６は、取り付け部３４に固着されたエアシリンダ３８とこのエアシリンダ３８のピストンロッド４０（これは径方向に伸縮する径方向アームである。）の先端に固着された掻き寄せ部４２を含む。掻き寄せ部４２はたとえば有底の４角筒を含み、その４角筒をピストンロッド４０に被せるように配置し、その底部をピストンロッド４０の先端に固着している。エアシリンダ３８を付勢するとピストンロッド４０すなわち掻き寄せ部４２が径方向へ押し出され、消勢するとピストンロッド４０すなわち掻き寄せ部４２が元に戻される。

【0025】

そして、エアシリンダ３８を付勢した状態で、掻き寄せ部４２をコイル用線材１２の後面に当接させ、ピストンロッド３０を後退させることによって、コイル用線材を本体２２方向へ掻き寄せることができる。

【0026】

なお、掻き寄せ部４２の両側には図２（ｂ）からよくわかるように、車輪４４が取り付けられる。この車輪４４は、上述の車輪２６と同様に、金属製でも樹脂製でもよい。車輪４４はエアシリンダ３８を付勢して掻き寄せアーム３６を径方向外方に伸ばした状態で既設管の内面に接触することによって、その状態で掻き寄せアーム３６を安定させるという役目を果たすとともに、ピストンロッド３０がその先端の掻き寄せヘッド３２の大きな荷重によって撓むのを防止する。また、図７に示すように、エアシリンダ２８のピストンロッド３０によって掻き寄せ部４２を軸方向に後退させるとき、車輪４４により、スムーズな掻き寄せができる。

【0027】

なお、実施例では図２のような掻き寄せ機２０を利用するが、掻き寄せ機の具体的な構成は図２実施例のものに限られるものではないことを指摘しておく。

【0028】

図３に示すように、たとえばヒューム管のような既設管１００は、第１マンホール１０２と第２マンホール１０４との間（１区間）の地中に埋設される。そして、第１マンホール１０２内にローラ１０６を一時的に設置して、このローラ１０６を介してロープ１０８を地上に設置されたウィンチ（図示せず）に結ぶ。ローラ１０６はたとえば、第１マンホール１０２の上端開口縁に引っ掛けた部材にローラ１０６を設けておく、という方法で第１マンホール１０２内に一時的に設置できる。そして、ロープ１０８の後端には、たとえば第２マンホール１０４内において、先導管１１０が連結され、この先導管１１０が既設管１００内に第２マンホール１０４から導入される。

【0029】

そして、地上から第２マンホール１０４内に図１の長尺のコイル成形体１０を投入し、先導管１１０の後ろに図１に示すコイル成形体１０のコイル用線材１２の先端を連結し、その状態でロープ１０８を第１マンホール１０２側から引っ張る。応じて、先導管１１０が第１マンホール１０２側へ引き込まれ、それに連結されているコイル成形体１０のコイル用線材１２の先端も第１マンホール１０２側へ引き込まれる。このとき、先導管１１０をロープ１０８で単純に軸方向に引っ張るだけなので、先導管１１０やコイル成形体１０に何らの回転力も与えられない。他方で、コイル成形体１０のコイル用線材１２の先端を引っ張ることで、図３に示すように、コイル用線材１２の螺旋のピッチが大きく（疎らに）なり、結果的にコイル成形体１０が縮径される。したがって、ロープ１０８を引っ張れば、コイル成形体１０を縮径させて既設管１００内に引き込むことができる。

【0030】

発明者等の実験では、コイル用線材１２の先端をロープ１０８で引っ張ったとき、コイル成形体１０の外径はたとえば４５０ｍｍから４００ｍｍ程度に縮径され、コイル成形体１０の螺旋のピッチが６０‐７０ｃｍとなり、既設管１００内の段差や屈曲、横ずれなどをスムーズに通過した。ただし、引き込み速度は３ｍ／分程度とした。

【0031】

ついで、引き込んだコイル成形体１０の先端側（第１マンホール１０２の直近）のコイル用線材１２を、たとえば第１マンホール１０２に入った作業者が図示しないフックなどの治具を用いて、掻き寄せる。

【0032】

そして、作業者が掻き寄せたコイル成形体１０の部分に図４に示すように、図２に示す掻き寄せ機２０を第１マンホール１０２から導入して載せ、エアシリンダ２４ｂを付勢して固定パッド２４ａをコイル成形体１０の内面に押し付けて、掻き寄せ機２０の本体２２を敷設したコイル成形体１０の内部に固定する。

【0033】

その後、図５に示すように、エアシリンダ２８（図２）を第１ポートから付勢してピストンロッド３０を既設管１００内の前方（矢印Ａの方向。第２マンホール１０４に向かう方向。）に押し出す。そうすると、ピストンロッド３０の先端に取り付けられている掻き寄せヘッド３２が、大きいピッチで開いたコイル用線材１２の後方（第２マンホール１０４側）に移動する。

【0034】

その状態で、次に、図６に示すように、エアシリンダ３８を付勢してピストンロッド４０を径方向すなわち矢印Ｂ方向に伸ばす。そうすると、掻き寄せ部４２が既設管１００の内面に接触する程度まで径方向に変位する。

【0035】

その状態で今度は、エアシリンダ２８を第２ポートから付勢する。すると、ピストンロッド３０が退縮する。応じて、掻き寄せヘッド３２が矢印Ｃ方向すなわち第１マンホール１０２に向かう方向に移動する。上述のように掻き寄せ部４２が既設管１００の内面に接触する程度まで伸びているので、掻き寄せヘッド３２が矢印Ｃ方向に移動するとき、図６に示すように、掻き寄せ部４２がコイル用線材１２の後端面に当接した状態のまま、移動することになり、掻き寄せヘッド３２の矢印Ｃ方向へのさらなる移動に応じて、コイル用線材１２が、既に掻き寄せられて既設管１００の内面に密着して敷設されているコイル成形体１０の端部に当たる。つまり、コイル用線材１２が掻き寄せられ、コイル用線材１２の間隔（螺旋のピッチ）を詰めながら、既設管１００の内面に配置される。

【0036】

そして、コイル用線材１２をこのように掻き寄せる都度、第２マンホール１０４内や地上に残っているコイル成形体１０が、その掻き寄せのためのエアシリンダ２８の拘引力によって、既設管１００内に引き込まれる。

【0037】

その後、掻き寄せアーム３６すなわちピストンロッド４０を縮めて、図５に示すように、掻き寄せヘッド３２をさらに前方へ移動させ、図６および図７の工程を実行する。つまり、図５‐図７の工程を繰り返し実行する。

【0038】

ただし、掻き寄せ工程を数回実行した後には、本体２２の固定を一旦解除して、掻き寄せ機２０を適宜の位置まで前進させて、図４に示すように、本体２２を再び固定する作業が必要となる。

【0039】

そして、第１マンホール１０２から第２マンホール１０４まで掻き寄せを繰り返すことによって、図８に示すように、１区間の既設管１００の内面にコイル成形体１０を隙間なく敷設する。

【0040】

この実施例によれば、コイル成形体１０に回転力を与えずコイル用線材１２の先端を引っ張るだけなので、コイル成形体１０をスムーズに既設管１００内に引き込むことができる。そして、先頭側からコイル用線材１２を少しずつ掻き寄せることで、コイル用線材間の隙間を詰めてコイル成形体を敷設できる。したがって、既設管内にコイル成形体を効率的に敷設することができる。

【0041】

既設管を更生するためには、図９に示すように、既設管内に敷設されたコイル成形体１０の内面にさらにライニング材をライニングしなければならない。一例として、図１０に示すライニング材５０は、縮径加工により周方向の一部が押し込まれた断面略ハート形状を有する縮径管である。ライニング材５０は、たとえば合成樹脂（ポリエチレン、ポリブテン、ポリプロピレン、ナイロン、塩化ビニル等）や繊維強化プラスチックなどで形成することができるが、実施例では、ポリエチレンのライニング材５０を用いる。

【0042】

ライニング材５０は、所定の温度に加熱しかつ加圧されることにより円筒形に復元され、コイル成形体１０の内面に密着して更生管路（ライニング管）を形成する。ライニング材５０は、復元したときの外径がコイル成形体１０の内径と等しいか略等しくなるように設定されている。

【0043】

このライニング材５０は、公知の種々の方法によって製造することができるので、その製造方法の詳細な説明は省略するが、簡単に言えば、所定の径で押出成形された直管に対して、軟化点以上融点以下の範囲における所定の温度（この実施例では、たとえば約１００℃程度）に加熱して、押し板やローラ等を用いて略Ｕ字状の押し込み部分を形成することによって製造される。したがって、ライニング材５０を再び軟化点以上融点以下の温度に加熱し内部から加圧することにより、押し込み部分が外面側へ戻されて、ライニング材５０は既設管内のコイル成形体１０の内部で所定形状（円筒形等）に復元する。

【0044】

なお、上述の実施例では、図４に示す初期状態では作業者がコイル用線材を掻き寄せるものとして説明した。しかしながら、掻き寄せ機２０を第１マンホール１０２内に設置して、初期状態の掻き寄せを行うようにしてもよい。

【0045】

さらに、上述の実施例では、掻き寄せ機２０の掻き寄せヘッド３２は、２つの掻き寄せ部４２を１８０°離れた位置に設けたが、１２０°離れた位置に３つの掻き寄せ部を設けるようにしてもよく、掻き寄せ部の数はそれより多くてもよい。

【0046】

３つの掻き寄せ部を設ける場合、図１１に示すように、順次、２つの掻き寄せ部を同時に作動させると安定してかつ容易に掻き寄せすることができる。図１１の例では、まず、Ｐ１の位置とそれから１２０°離れたＰ２の位置で同時に掻き寄せることで、Ｐ１の位置のコイル用線材１２が既に掻き寄せられて既設管１００の内面に密着して敷設されているコイル成形体１０の端部に当たる。ついで、Ｐ２の位置とＰ２から１２０°離れたＰ３の位置で同時に掻き寄せることで、Ｐ２の位置のコイル用線材１２が既に掻き寄せられて既設管１００の内面に密着して敷設されているコイル成形体１０の端部に当たる。Ｐ３の位置とＰ３から１２０°離れたＰ４の位置で同時に掻き寄せることで、Ｐ３の位置のコイル用線材１２が既に掻き寄せられて既設管１００の内面に密着して敷設されているコイル成形体１０の端部に当たる。以下同様に、１２０°ずらせて２箇所同時に掻き寄せる。このように１２０°毎に掻き寄せると、一度に掻き寄せる線材の長さ（周方向）が、１８０°ずらせた実施例の場合より短くなるので、掻き寄せる力（実施例でいえばエアシリンダ２８の力）が小さくなり、また、掻き寄せが確実にできる。

【0047】

さらに、１回の掻き寄せ動作で掻き寄せるコイル用線材の数（コイルのターン数）は、エアシリンダ２８の拘引力との兼ね合いで任意に設定できる。

【0048】

さらに、実施例の掻き寄せ機２０のような機械を用いず、作業者が手で掻き寄せるようにしてもよい。

【0049】

上述の実施例では、エアシリンダ２４ｂ、２８、３８のように、エア駆動のものを用いた。しかしながら、これらは電気駆動のものでも、油圧駆動のものでもよい。

【0050】

また、上で挙げた寸法などの具体的数値はいずれも単なる一例であり、製品の仕様などの必要に応じて適宜変更可能である。

【符号の説明】

【0051】

１０ …コイル成形体
１２ …コイル用線材
２０ …掻き寄せ機
５０ …ライニング材
１００ …既設管

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】