特開 2018-128047 管内ロボット

(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2018-128047(P2018-128047A)

(43)【公開日】2018年8月16日

(54)【発明の名称】管内ロボット

(51)【国際特許分類】

   F16L 1/00 20060101AFI20180720BHJP

【ＦＩ】

   F16L1/00 J

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】8

(21)【出願番号】特願2017-20178(P2017-20178)

(22)【出願日】2017年2月7日

(71)【出願人】

【識別番号】592057385

【氏名又は名称】株式会社湘南合成樹脂製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100108833

【弁理士】

【氏名又は名称】早川 裕司

(74)【代理人】

【識別番号】100075292

【弁理士】

【氏名又は名称】加藤 卓

(74)【代理人】

【識別番号】100162156

【弁理士】

【氏名又は名称】村雨 圭介

(72)【発明者】

【氏名】神山 隆夫

(72)【発明者】

【氏名】小倉 和明

(57)【要約】

【課題】管内をライニングした後、管ライニング材に溶着されているプラスチックフィルムを効率的に剥ぎ取ることができ、また管ライニング前に必要な作業を行うことができる管内ロボットを提供する。
【解決手段】本管１内を管軸方向に移動する移動体４と、移動体に搭載され管軸を中心に回転する回転部３０と、回転部に取り付けられ管軸に直交する方向に延びる回転部材３４、３５とを備える。回転部材は、その先端が管ライニング後に管ライニング材２に溶着されているプラスチックフィルム２ａに摩擦接触し、あるいは管ライニング前に管内壁面に摩擦接触するような径方向長さに設定される。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

管内に搬送されて管内作業を行う管内ロボットであって、
管内を管軸方向に移動する移動体と、
前記移動体に搭載され管軸を中心に回転する回転部と、
前記回転部に取り付けられ管軸に直交する方向に延びる回転部材と、を備え、
前記回転部材は、その先端が管ライニング後に管ライニング材に溶着されているプラスチックフィルムに摩擦接触し、あるいは管ライニング前に管内壁面に摩擦接触するような径方向長さに設定されることを特徴とする管内ロボット。

【請求項2】

前記回転部材が管周方向に間隔を隔てて複数取り付けられることを特徴とする請求項１に記載の管内ロボット。

【請求項3】

前記回転部材が管軸方向に間隔を隔てて複数取り付けられることを特徴とする請求項１又は２に記載の管内ロボット。

【請求項4】

前記回転部材がワイヤーであることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の管内ロボット。

【請求項5】

前記ワイヤーが多数の金属製の線を撚り合わせてなることを特徴とする請求項４に記載の管内ロボット。

【請求項6】

前記回転部材がチェーンであり、回転部の回転による遠心力によりチェーンが径方向に延びてプラスチックフィルム、あるいは管内壁面に摩擦接触することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の管内ロボット。

【請求項7】

前記チェーンが径方向に延びてプラスチックフィルム、あるいは管内壁面に摩擦接触する部分に金具が取り付けられることを特徴とする請求項６に記載の管内ロボット。

【請求項8】

前記移動体が、後方に取り付けられた高圧洗浄ノズルに高圧水を供給することにより前進されることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の管内ロボット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、下水道などの本管をライニングした後、あるいは本管をライニング前に本管内に搬入されてライニングの前処理を行う管内ロボットに関する。

【背景技術】

【0002】

地中に埋設された下水道管などの本管が老朽化した場合に、本管を掘り出すことなく更生する工法が知られている。この工法では、熱硬化性樹脂を含浸させた管状の管ライニング材が本管内に反転挿入され、圧縮空気などで膨張されて本管内壁面に押圧される。この状態で、ボイラーで加熱された温水を管ライニング材に噴出して管ライニング材が加熱され、熱硬化性樹脂が硬化して、本管がライニングされる。

【0003】

本管ライニングに用いられる管ライニング材は、管状の柔軟な不織布からなる樹脂吸収材に未硬化の熱硬化性樹脂を含浸させたものである。作業者がこの未硬化の樹脂に接触して作業の障害になるのを防止するために、また管ライニング材の型崩れを防止するために、樹脂吸収材の外周面には、気密性の高いポリエチレンなどからなるプラスチックフィルムが溶着される。

【0004】

しかしながら、本管ライニングは、管ライニング材を反転挿入して行われ、その外周面のプラスチックフィルムはライニング後内周面となるので、プラスチックフィルムを剥がさず、そのまま使用し続けると、プラスチックフィルムが剥がれる場合が稀にあり、管路内の下水などの流れを妨げてしまう。そこで、特別にプラスチックフィルムを剥ぎ取る装置が開発されたり、あるいは下記特許文献１に示すように、生分解性のプラスチックフィルムを用いることが行われている。

【0005】

また、本管をライニングする前に、本管内に付着している石灰乳（エフロエッセンス）、モルタルなど、あるいは本管内に堆積した堆積物、あるいは付着物などを除去したり、本管の接合部から侵入した木の根などを除去して、本管をライニングする必要がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００６−２８９７５５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、樹脂吸収材に溶着されたプラスチックフィルムを機械的に引き剥がす場合、硬化した管ライニング材そのものに傷がつかないようにする必要があり、また、本管をライニングする前に本管内の障害物を取り除く作業に特殊なロボットを必要とするという問題があった。

【0008】

本発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、管内をライニングした後、管ライニング材に溶着されているプラスチックフィルムを効率的に剥ぎ取ることができ、また管ライニング前に必要な作業を行うことができる管内ロボットを提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明は、
管内に搬送されて管内作業を行う管内ロボットであって、
管内を管軸方向に移動する移動体と、
前記移動体に搭載され管軸を中心に回転する回転部と、
前記回転部に取り付けられ管軸に直交する方向に延びる回転部材と、を備え、
前記回転部材は、その先端が管ライニング後に管ライニング材に溶着されているプラスチックフィルムに摩擦接触し、あるいは管ライニング前に管内壁面に摩擦接触するような径方向長さに設定されることを特徴とする。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、回転部に取り付けられ管軸に直交する方向に延びる回転部材は、その先端が管ライニング後に管ライニング材に溶着されているプラスチックフィルムに摩擦接触し、あるいは管ライニング前に管内壁面に摩擦接触するような径方向長さに設定されるので、プラスチックフィルムを効率よく剥ぎ取ることができるとともに、管ライニング前に行われる障害物の除去などの作業を効果的に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】管内ロボットの一実施例を示す説明図である。

【図2】図１のＡ−Ａ’線に沿った断面図である。

【図3】管内ロボットの回転部の正面図である。

【図4】（ａ）は管内ロボットの回転部の他の実施例を示す正面図、（ｂ）はその側面図である。

【図5】（ａ）は管内ロボットの回転部の更に他の実施例を示す正面図、（ｂ）はその側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下に本発明を、添付図面に示す実施例に基づいて説明する。本実施例では、管として下水道などの本管を例にして説明するが、他の管、例えば上水道、農業用水路などの他の管にも適用できるものである。

【実施例】

【0013】

図１には、下水道の本管１が図示されており、本管１には、管状の管ライニング材２が反転挿入される。管ライニング材２は、外表面がプラスチックフィルム２ａで被覆され熱硬化性樹脂が含浸された樹脂吸収材からなっており、管ライニング材２が加熱、硬化されて、本管１がライニングされる。管ライニング材２の外表面を覆っていたプラスチックフィルム２ａは反転されると、内表面となるので、本管１がライニングされると、管ライニング材２のプラスチックフィルム２ａは図示したように内側に位置する。

【0014】

プラスチックフィルム２ａを剥がさず、そのまま使用し続けると、プラスチックフィルム２ａが剥がれる場合が稀にあり、本管内の下水などの流れを妨げてしまう場合があるため、管内ロボット３を用いて、プラスチックフィルム２ａを剥ぎ取る作業が行われる。

【0015】

管内ロボット３は、中心に中空の円管（移動体）４を備え、この円管４の前方部には、取付板５ａ、６ａ、７ａ、８ａが固定されている（図２を参照）。取付板５ａ、６ａ、７ａ、８ａにはそれぞれ先端にスライド脚（そり）５〜８を備えた支持板５ｂ、６ｂ、７ｂ、８ｂが取り付けられている。円管４の後方部にも、同様な取付板、支持板が固定され、図１には、取付板９ａ、１０ａと支持板９ｂ、１０ｂが図示されており、他の取付板、支持板は不可視となっている。

【0016】

管内ロボット３は、その円管４が本管１の管軸１ａと同心となっており、またスライド脚５、７が管ライニング材２のプラスチックフィルム２ａの上部内周面に近接し、スライド脚６，８がその下部内周面に接触するように、支持板５ｂ、６ｂ、７ｂ、８ｂ、９ｂ、１０ｂの径方向長さが定められる。

【0017】

また管内ロボット３は、取付板６ａに結合されたロープ１２をウインチなどでマンホール（不図示）から引くことにより前進し、取付板１０ａに結合されたロープ１３を他方のマンホール（不図示）から同様に引くことにより後進し、スライド脚６、８が管ライニング材内面に摺動しながら本管１内を前後動することができる。

【0018】

円管４の前方部内には、エアモータ２０が嵌着される。エアモータ２０はエアホース２１、２２を介して圧縮エアを供給することにより切替レバー（不図示）で正転、逆転が可能になっている。

【0019】

エアモータ２０の回転軸２０ａには、回転盤２４が取り付けられ、回転盤２４にはアタッチメント２５を介してディスク３０が固定される。ディスク３０には、図３に示したように、取付金具３１〜３３を介して複数、例えば３つのワイヤー３４〜３６が等間隔に回転方向に取り付けられる。

【0020】

ワイヤー３４〜３６はいずれも細い金属製の多数の線を撚り合わせて作製される回転部材で、その先端が本管内壁面（本実施例では、管ライニング材でライニングされているので、そのプラスチックフィルム２ａ面）に摩擦接触するまで管軸１ａに直交する方向に延びている。

【0021】

ディスク３０に固定されるワイヤーは、図３では、３つが可視できるが、図１に図示したように、その背後にもそれぞれ１つ取り付けられており、ディスク３０には合計６本のワイヤーが取り付けられる。図１には、取付金具３１に固定されたワイヤー３４の他にワイヤー３７が、また取付金具３５に取り付けられたワイヤー３５の他にワイヤー３８が図示されている。

【0022】

ワイヤー３４〜３８を取り付けたディスク３０と同様な構成は、本管１の管長方向に複数設けることができ、煩雑になるので符号は付されていないが、図１にディスク３０の他に同様な構成が２つ設けられている。ディスク３０と同様な構成を何個設けるかは、設計に応じて増減することができ、その数が増加するほどプラスチックフィルム２ａの剥ぎ取り面積が大きくなり、剥ぎ取り効率を高めることができる。もちろんディスク３０を一つ設けるだけでもよく、また一つのディスクに取り付けるワイヤーの数も、増減することができ、効率は落ちるが１ディスクに１本のワイヤーでもよい。

【0023】

また、円管４の後方部には、高圧洗浄ノズル１５が取り付けられており、矢印で示したように、水を後方に噴射して剥ぎ取られたプラスチックフィルムが除去され、本管１が洗浄される。

【0024】

このように構成された管内ロボット３は、マンホールから本管１の内部に搬入され、高圧洗浄ノズル１５に高圧洗浄車から高圧水を供給することにより前進させる。後進は高圧洗浄車に搭載された巻き取りリールや人力により引っ張ることにより行われる。なお、本管に大きな段差がある場合にはロープ１２、１３で前後に引くことにより管内ロボット３を管軸方向に移動させる。基本動作は、上流から管内ロボット３を後進させ、複数回部分的に作業を行う場合には、高圧水で前進させ、巻き取ることにより後進させる。

【0025】

エアモータ２０を作動すると、回転盤２４、ディスク３０、その他のディスクが回転し、各ディスクに取り付けられたワイヤーが周方向に正方向あるいは逆方向に回転する。各ワイヤーは、その先端が管ライニング材２のプラスチックフィルム２ａと摩擦接触するので、プラスチックフィルム２ａを剥ぎ取ることができる。ワイヤーはいずれも細い金属製の多数の線を撚り合わせて作製されているので、その先端をほぐすことによりブラシ状になるので、剥ぎ取り効果を高めることができる。

【0026】

エアモータ２０を正方向と逆方向に複数回回転させるごとに、管内ロボット３を管長方向に移動させることにより、管ライニング材２のプラスチックフィル２ａを全面的に剥ぎ取ることができる。剥ぎ取られたプラスチックフィルム２ａは高圧洗浄ノズル１５により除去され、本管１が洗浄される。

【0027】

図示されていないが、テレビを搭載することにより、剥ぎ取りが不十分であると判断されたときは、管内ロボット３を前後させて、エアモータ２０を正方向あるいは逆方向に回転させてその部分を再度剥ぎ取るようにすることもできる。なお、管内ロボット３は、橇状の形状をしているが、スライド脚に代えて４輪で駆動される構成にしてもよい。

【0028】

また、ワイヤー３４〜３８を回転させることで、本管ライニング後の管ライニング材２を被覆するプラスチックフィルム２ａだけでなく、本管ライニング前に、本管内に付着している石灰乳（エフロエッセンス）、モルタルなど、あるいは本管内に堆積した堆積物、本管内に侵入した木の根、あるいは付着物などを除去することもできる。この場合には、ワイヤー３４〜３８の径方向長さを、本管内壁面に摩擦接触するような長さに設定しておく。

【0029】

上述した実施例では、回転部材はワイヤーとして構成されたが、図４、図５に示すように、チェーンを用いることができ、図４には、車などの動力伝達に使用されるチェーンが、図５には、小型のリングを繋ぎ合わせたチェーンが図示されている。

【0030】

図４には、アタッチメント２５を介して回転盤２４に取り付けられるディスク４０、４７が図示されている。ディスク４０、４７には、チェーン４１、４２、４３の一端が周方向に等間隔に固定され、チェーン４１、４２、４３の他端（先端）には、図４（ｂ）に図示されているように、台形状の金具４４、４５、４６が取り付けられる。

【0031】

各チェーン４１、４２、４３は、図４（ａ）でチェーン４３が縮小した状態で図示されているように、伸縮自在であるが、ディスク４０、４７が回転すると遠心力で先端の金具４４、４５、４６がプラスチックフィルム２ａに摩擦接触するような長さに設定される。

【0032】

このような構成で、エアモータ２０を正方向あるいは逆方向に回転させると、ディスク４０、４７の回転によりチェーン４１、４２、４３が遠心力により径方向に広がり、その先端に取り付けられた金具４４、４５、４６の上部がプラスチックフィルム２ａに摩擦接触する。金具４４、４５、４６は台形状になっており、その上部は直線状で管軸１ａに平行になっていて、この部分がプラスチックフィルム２ａと摩擦接触するので、その周方向の回転によりプラスチックフィルム２ａを周方向に剥ぎ取ることができる。

【0033】

回転部材がワイヤーの実施例と同様に、エアモータ２０を正方向と逆方向に複数回回転させるごとに、管内ロボット３を管長方向に移動させることにより、管ライニング材２のプラスチックフィルム２ａを全面的に剥ぎ取ることができる。この実施例では、金具４４、４５、４６が金属製の大型部材なので、プラスチックフィルムの剥ぎ取りの他に、本管内に付着している石灰乳（エフロエッセンス）、モルタルなど、あるいは本管内に堆積した堆積物、あるいは付着物などを除去したり、本管の接合部から侵入した木の根などを除去することが可能になる。この場合には、チェーン４１、４２、４３の径方向長さを、金具４４、４５、４６の上部の直線部分が本管１の内壁面に摩擦接触するような長さに設定する。

【0034】

図５は、回転部材として、金属製のリングを繋ぎ合わせたチェーン５１、５２、５３を、周方向に等間隔にアタッチメント２５を介して回転盤２４に取り付けられるディスク５０、５４に張り渡した実施例を示している。チェーン５１、５２、５３の一端はそれぞれディスク５０に取り付けられ、他端はディスク５４に取り付けられる。

【0035】

各チェーン５１、５２、５３は、伸縮自在であるが、ディスク５０、５４が回転すると遠心力で径方向に延び、その一つのリング５１ａ、５２ａ、５３ａがプラスチックフィルム２ａに摩擦接触するような長さに設定される。

【0036】

このような構成で、エアモータ２０を正方向あるいは逆方向に回転させると、ディスク５０、５４の回転によりチェーン５１、５２、５３が遠心力により径方向に広がり、その一つのリング５１ａ、５２ａ、５３ａがプラスチックフィルム２ａに摩擦接触し、その周方向の回転によりプラスチックフィルム２ａを剥ぎ取ることができる。

【0037】

回転部材がワイヤーの実施例と同様に、エアモータ２０を正方向と逆方向に複数回回転させるごとに、管内ロボット３を管長方向に移動させることにより、管ライニング材２のプラスチックフィルム２ａを全面的に剥ぎ取ることができる。この実施例でも、チェーン５１、５２、５３によりプラスチックフィルムの剥ぎ取りの他に、本管内に付着している石灰乳（エフロエッセンス）、モルタルなど、あるいは本管内に堆積した堆積物、あるいは付着物などを除去したり、本管の接合部から侵入した木の根などを除去することが可能になる。この場合には、チェーン５１、５２、５３の径方向長さを、その一つのリングが本管１の内壁面に摩擦接触するような長さに設定する。

【符号の説明】

【0038】

１ 本管
２ 管ライニング材
２ａ プラスチックフィルム
３ 管内ロボット
４ 円管
５、６、７、８ スライド脚
１２、１３ ロープ
１５ 高圧洗浄ノズル
２０ エアモータ
２１、２２ エアホース
２４ 回転盤
２５ アタッチメント
３０ ディスク
３１〜３３ 取付金具
３４〜３８ ワイヤー
４０、４７ ディスク
４１、４２、４３ チェーン
４４、４５、４６ 金具
５０、５４ ディスク
５１、５２、５３ チェーン

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】