(57)【要約】【課題】従来と比較してコストの削減と作業時間の短縮を図ることが可能でバイト等の切削工具の耐久性についても向上し得る内装式パイプ切断装置を提供する。【解決手段】パイプ２の内側に搬入して該パイプ２を内側から切断する内装式パイプ切断装置１に関し、パイプ２の内周面に反力を取ることで自身の中心軸をパイプ２の軸心と同心状に位置決めし得る固定ユニット３と、該固定ユニット３の中心軸を旋回軸として旋回し得るよう固定ユニット３に直列に連結された旋回ユニット４とから成り、固定ユニット３に、該固定ユニット３の中心軸から放射方向の三方向以上に向け相互に連動して均等に進退動するクランプ部材９を等間隔で備え、旋回ユニット４には、パイプ２の内周面を切削するバイト２１（切削工具）を旋回ユニット４の旋回と連動して連続的に送り出す送り出し機構３５を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パイプの内側に搬入して該パイプを内側から切断する内装式パイプ切断装置であって、前記パイプの内周面に反力を取ることで自身の中心軸を前記パイプの軸心と同心状に位置決めし得る固定ユニットと、該固定ユニットの中心軸を旋回軸として旋回し得るよう前記固定ユニットに直列に連結された旋回ユニットとから成り、前記固定ユニットに、該固定ユニットの中心軸から放射方向の三方向以上に向け相互に連動して均等に進退動するクランプ部材を等間隔で備え、前記旋回ユニットには、前記パイプの内周面を切削する切削工具を前記旋回ユニットの旋回と連動して連続的に送り出す送り出し機構を備えたことを特徴とする内装式パイプ切断装置。
【請求項２】
送り出し機構は、切削工具を抱持するホルダと、該ホルダを前記切削工具の旋回軌道の半径方向へ移動し得るよう係合保持して前記旋回ユニットに装備されたガイド部材と、前記ホルダの切削工具と干渉しない部位に先端部を螺合して該ホルダの移動方向と平行に延在し且つ基端部を軸心回りに回転し得るよう前記旋回ユニットに軸支されたスクリューロッドと、前記旋回ユニットの旋回動作からトルクを得て前記スクリューロッドに回転力として伝達するギヤトレインとを備えていることを特徴とする請求項１に記載の内装式パイプ切断装置。
【請求項３】
固定ユニット及び旋回ユニットは、夫々の中心軸及び旋回軸から放射方向の三方向以上に向け張り出し且つその先端部に走行輪を装備したガイドアームを等間隔で備え、全てのクランプ部材を張り出してパイプの内周面に圧接させた状態で前記全てのガイドアームの走行輪が前記パイプの内周面から浮上支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又は２に記載の内装式パイプ切断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パイプの内側に搬入して該パイプを内側から切断するためのパイプ内装式パイプ切断装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、海底に敷設されたパイプ（パイプライン）や、地中に埋設されたパイプを撤去作業等のために切断するにあたっては、外装式のパイプ切断装置をパイプの外周に装着してバイト（切削工具）をパイプ回りに旋回させ、該バイトが前記パイプの周囲を一周旋回する毎にラチェット機構を介し間欠的に前記バイトを前記パイプの半径方向内側へ送り出し、前記バイトが旋回を繰り返すうちに段階的に深く前記パイプの外周を切削していって最終的に切断に到るようにしている。
【０００３】
尚、この種の外装式のパイプ切断装置に関連する先行技術文献情報としては下記の特許文献１等がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１７−１８５６２１号公報
【特許文献２】特開２０１０−１７９３８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、斯かる従来のパイプ切断装置においては、パイプの切断箇所の周囲に外装式のパイプ切断装置を装着させてバイトを旋回させるための作業空間を確保する必要があり、前記パイプの切断箇所の周囲を掘り下げて土砂を大量に撤去しなければならなかったため、大幅なコストの高騰と作業時間の増加を招いてしまうという課題があった。
【０００６】
また、前記バイトが前記パイプの周囲を一周旋回する毎に、その一周分の切削量に相当する押し込み量が前記バイトに一度に付与されることになるため、該バイトの送り出し直後の切削開始時に大きな衝撃が前記バイトに加わり、該バイトの耐久性に悪影響を及ぼす虞れがあった。
【０００７】
本発明は上述の実情に鑑みてなしたもので、従来と比較してコストの削減と作業時間の短縮を図ることが可能でバイト等の切削工具の耐久性についても向上し得る内装式パイプ切断装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、パイプの内側に搬入して該パイプを内側から切断する内装式パイプ切断装置であって、前記パイプの内周面に反力を取ることで自身の中心軸を前記パイプの軸心と同心状に位置決めし得る固定ユニットと、該固定ユニットの中心軸を旋回軸として旋回し得るよう前記固定ユニットに直列に連結された旋回ユニットとから成り、前記固定ユニットに、該固定ユニットの中心軸から放射方向の三方向以上に向け相互に連動して均等に進退動するクランプ部材を等間隔で備え、前記旋回ユニットには、前記パイプの内周面を切削する切削工具を前記旋回ユニットの旋回と連動して連続的に送り出す送り出し機構を備えたことを特徴とするものである。
【０００９】
而して、パイプの切断作業を行うに際しては、該パイプの内部における切断位置に内装式パイプ切断装置を搬入し、ここで各クランプ部材を相互に連動して均等に張り出させると、該各クランプ部材が前記パイプの内周面に圧接し、前記固定ユニットの中心軸が前記パイプの軸心と同心状に位置決めされるので、斯かる状態で旋回ユニットを旋回させると、該旋回ユニットも前記パイプの軸心と同心状に旋回することになり、この旋回ユニットの旋回に連動して連続的に切削工具が送り出されて前記パイプの内周面を徐々に深く切削し、前記切削工具が旋回を繰り返すうちに最終的に前記パイプが切断されることになる。
【００１０】
また、本発明において、送り出し機構は、切削工具を抱持するホルダと、該ホルダを前記切削工具の旋回軌道の半径方向へ移動し得るよう係合保持して前記旋回ユニットに装備されたガイド部材と、前記ホルダの切削工具と干渉しない部位に先端部を螺合して該ホルダの移動方向と平行に延在し且つ基端部を軸心回りに回転し得るよう前記旋回ユニットに軸支されたスクリューロッドと、前記旋回ユニットの旋回動作からトルクを得て前記スクリューロッドに回転力として伝達するギヤトレインとを備えていることが好ましい。
【００１１】
このようにすれば、旋回ユニットの旋回動作から得られたトルクがギヤトレインを介しスクリューロッドに回転力として伝達され、該スクリューロッドが軸心回りに回転することでホルダがガイド部材に案内されつつ移動し、切削工具が前記旋回ユニットの旋回と連動して連続的に送り出されることになり、しかも、前記旋回ユニットを逆向きに旋回させるだけで前記切削工具を前記送り出し機構の逆作動により簡便に引き込むことが可能となる。
【００１２】
更に、本発明において、固定ユニット及び旋回ユニットは、夫々の中心軸及び旋回軸から放射方向の三方向以上に向け張り出し且つその先端部に走行輪を装備したガイドアームを等間隔で備え、全てのクランプ部材を張り出してパイプの内周面に圧接させた状態で前記全てのガイドアームの走行輪が前記パイプの内周面から浮上支持されるように構成されていると良い。
【００１３】
このようにすれば、パイプの内部における切断位置まで内装式パイプ切断装置を搬入するにあたり、下方へ向かう一部のガイドアームにより固定ユニット及び旋回ユニットを支え且つ残りのガイドアームにより転倒防止を図りながら、各走行輪の転動により固定ユニット及び旋回ユニットを円滑に切断位置まで搬入することが可能となり、しかも、前記切断位置で全てのクランプ部材を張り出してパイプの内周面に圧接した状態とすることにより、前記全てのガイドアームの走行輪を前記パイプの内周面から浮上支持させて前記旋回ユニットを支障なく旋回させることが可能となる。
【発明の効果】
【００１４】
上記した本発明の内装式パイプ切断装置によれば、下記の如き種々の優れた効果を奏し得る。
【００１５】
（Ｉ）本発明の請求項１に記載の発明によれば、パイプを内側から切断する内装式パイプ切断装置としているので、前記パイプの切断箇所の周囲に作業空間を確保しなくて済み、該パイプの切断箇所の周囲を掘り下げて土砂を大量に撤去する作業を回避することができて、従来よりもコストの削減と作業時間の短縮を図ることができ、しかも、切削工具を旋回ユニットの旋回と連動して連続的に送り出すことができるので、従来の如き大きな衝撃が切削工具に加わることを未然に回避することができて、該切削工具の耐久性を著しく向上することができる。
【００１６】
（ＩＩ）本発明の請求項２に記載の発明によれば、旋回ユニットの旋回と連動した切削工具の連続的な送り出し機構を簡易な構造で実現することができると共に、前記旋回ユニットを逆方向に旋回させるだけで前記切削工具の引き込みを行うこともでき、これによりパイプの切断作業の中断時等に前記切削工具を簡便に前記パイプの内周面から離脱させて内装式パイプ切断装置を搬出可能な状態に戻すことができる。
【００１７】
（ＩＩＩ）本発明の請求項３に記載の発明によれば、一部のガイドアームにより固定ユニット及び旋回ユニットを支え且つ残りのガイドアームにより転倒防止を図りながら前記固定ユニット及び旋回ユニットを円滑にパイプの内側の切断位置まで搬入することができ、しかも、クランプ部材の張り出しによる位置決め後に全てのガイドアームの走行輪を前記パイプの内周面から浮上支持させて前記旋回ユニットを支障なく旋回させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明を実施する形態の一例を示す断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ方向の矢視図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ方向の矢視図である。
【図４】図１のクランプ部材の作動状況を説明する断面図である。
【図５】図１のギヤトレインの詳細を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
【００２０】
図１〜図５は本発明を実施する形態の一例を示すもので、図中１はパイプ２の内側に搬入して該パイプ２を内側から切断する内装式パイプ切断装置を示し、前記パイプ２の内周面に反力を取ることで自身の中心軸を前記パイプ２の軸心と同心状に位置決めし得る固定ユニット３と、該固定ユニット３の中心軸を旋回軸として旋回し得るよう前記固定ユニット３に直列に連結された旋回ユニット４とにより構成されている。
【００２１】
ここで、図１及び図２に示されている通り、前記固定ユニット３は、前部フレーム５と後部フレーム６とに分割して構成され、該後部フレーム６の胴部に前部フレーム５の胴部がテレスコピック状に摺動自在に嵌挿されており、前記後部フレーム６の胴部後面に装備した油圧シリンダ７により前記前部フレーム５の胴部を前後方向（パイプ２の軸心方向）に進退動し得るようにしてある。
【００２２】
また、前記後部フレーム６の胴部には、その周方向に等間隔で配置された四ヶ所に一対のガイド板８（図３参照）が立設されており、この四ヶ所における各ガイド板８相互の隙間にクランプ部材９が摺動自在に挟持される一方、該クランプ部材９が前部フレーム５の前方位置に装備した円盤状のベースプレート１０の後面外周部にガイドブロック１１を介して連結されている。
【００２３】
この際、クランプ部材９とガイドブロック１１とは、前記クランプ部材９側の長穴１２と前記ガイドブロック１１側のガイドピン１３との係合により連結されるようになっていて、前記固定ユニット３の中心軸から放射方向の四方向に向けた前記クランプ部材９の変位を許容し得るようにしてある。
【００２４】
しかも、前記クランプ部材９の前記各ガイド板８と重複する部位には、固定ユニット３の後方に向かうにつれて中心軸から徐々に離間するよう傾斜したスリット１４が形成されており、該スリット１４を貫通してガイドピン１５により前記クランプ部材９と前記各ガイド板８とが締結され、前記油圧シリンダ７により前部フレーム５の胴部を後部フレーム６の胴部に対し出没させて前記クランプ部材９のスリット１４における前記ガイドピン１５の相対的な位置を変更することにより、全てのクランプ部材９が相互に連動して均等に放射方向へ進退動するようにしてある。
【００２５】
即ち、図４の下半分に示すように、前記油圧シリンダ７により前部フレーム５の胴部を後部フレーム６の胴部に引き込んで前記クランプ部材９のスリット１４の前方に前記ガイドピン１５を相対的に寄せることで全てのクランプ部材９が相互に連動して均等に放射方向に進出し、図４の上半分に示すように、前記油圧シリンダ７により前部フレーム５の胴部を後部フレーム６の胴部から押し出して前記クランプ部材９のスリット１４の後方に前記ガイドピン１５を相対的に寄せることで全てのクランプ部材９が相互に連動して均等に反放射方向に後退するようになっている。
【００２６】
更に、前記固定ユニット３に直列に連結される旋回ユニット４は、図２に示す如き八角形状の旋回プレート１６を主構造として備え且つ該旋回プレート１６と前記前部フレーム５のベースプレート１０との間が前記固定ユニット３の中心軸と同心状に配置された旋回リング１７を介して旋回可能に連結されている。
【００２７】
前記旋回リング１７は、インナーレース１７ａとアウターレース１７ｂとの間に転動体１７ｃを転動自在に抱持した構造を成し、前記インナーレース１７ａと前記アウターレース１７ｂとが相互に低摩擦で相対回転できるようになっており、前記インナーレース１７ａが前記旋回プレート１６の後面外周に固定され且つ前記アウターレース１７ｂが前記ベースプレート１０の前面外周に固定されている。
【００２８】
また、前記インナーレース１７ａの内周面には、全周に亘りギヤ歯１７ｄが形成されるようになっており、該ギヤ歯１７ｄに噛合するピニオン１８ａが前記ベースプレート１０側に装備された油圧モータ１８により駆動されるようにしてある。
【００２９】
ここで、固定ユニット３及び旋回ユニット４には、夫々の中心軸及び旋回軸から放射方向の三方向以上（図示では四方向）に向け張り出し且つその先端部に走行輪１９を装備したガイドアーム２０が等間隔で備えられており、全てのクランプ部材９を張り出してパイプ２の内周面に圧接させた状態で前記全てのガイドアーム２０の走行輪１９が前記パイプ２の内周面から浮上支持されるようになっている。
【００３０】
より具体的には、特に図２及び図３に示されている通り、前記旋回ユニット４における旋回プレート１６の前面外周と、前記固定ユニット３における後部フレーム６の後端外周とに、四本のガイドアーム２０が十文字に配置されて前記パイプ２の内径よりも僅かなクリアランス分だけ小さな外径範囲まで到達するように配設されており、下方へ向かう一部のガイドアーム２０により固定ユニット３及び旋回ユニット４を支え且つ残りのガイドアーム２０により転倒防止を図りながら前記パイプ２の内側を搬送できるようにしてある。
【００３１】
更に、前記旋回ユニット４には、前記パイプ２の内周面を切削するバイト２１（切削工具）を前記旋回ユニット４の旋回と連動して連続的に送り出す送り出し機構３５が備えられており、この送り出し機構３５は、バイト２１を抱持するホルダ２２と、該ホルダ２２を前記バイト２１の旋回軌道の半径方向へ移動し得るよう係合保持して前記旋回ユニット４の旋回プレート１６前面に装備されたガイド部材２３と、前記ホルダ２２における旋回中心寄りの端部にＬ字形に形成された部位（バイト２１と干渉しない部位）に雌ねじ部材２４を介し先端部を螺合して前記ホルダ２２の移動方向と平行に延在し且つ基端部を軸心回りに回転し得るよう前記旋回ユニット４の旋回プレート１６前面中央で軸支されたスクリューロッド２５と、前記旋回ユニット４の旋回動作からトルクを得て前記スクリューロッド２５に回転力として伝達するギヤトレイン２６とを備えている。
【００３２】
ここで、図１及び図４、図５に示す如く、前記ギヤトレイン２６は、前記固定ユニット３における前部フレーム５の胴部前端の中央に固定された回転不可のピニオン２７に対し、前記旋回ユニット４の旋回プレート１６後面に軸支されたギヤ２８が噛合しており、油圧モータ１８により旋回ユニット４が旋回動作することで前記ピニオン２７に噛合した前記ギヤ２８が回転駆動され、これにより得られたトルクがベベルギヤボックス２９を介し直角方向へ転換されて前記スクリューロッド２５に伝達されるようになっている。
【００３３】
尚、前記ベベルギヤボックス２９の入力軸２９ａには、前記ギヤ２８と同軸のピニオン３０と噛合するギヤ３１が外嵌装着され、前記ベベルギヤボックス２９の出力軸２９ｂには、前記スクリューロッド２５がカップリング３２を介して連結されており、前記ベベルギヤボックス２９の内部では、前記入力軸２９ａのかさ歯車３３と前記出力軸２９ｂのかさ歯車３４との噛合によりトルクの伝達方向が直角方向に転換されるようになっている。
【００３４】
このような内装式パイプ切断装置１を用いてパイプ２の切断作業を行うにあたり、該パイプ２の内部における切断位置まで内装式パイプ切断装置１を搬入する必要があるが、下方へ向かう一部のガイドアーム２０により固定ユニット３及び旋回ユニット４を支え且つ残りのガイドアーム２０により転倒防止を図りながら、各走行輪１９の転動により固定ユニット３及び旋回ユニット４を円滑に切断位置まで搬入することが可能となる。
【００３５】
そして、前記パイプ２の内部における切断位置にて油圧シリンダ７により前部フレーム５の胴部を後部フレーム６の胴部に引き込むと、クランプ部材９のスリット１４の前方にガイドピン１５が相対的に寄せられ、全てのクランプ部材９が相互に連動して均等に放射方向に進出して張り出し、該各クランプ部材９が前記パイプ２の内周面に圧接して固定ユニット３の中心軸が前記パイプ２の軸心と同心状に位置決めされることになり、しかも、前記全てのガイドアーム２０の走行輪１９が前記パイプ２の内周面から浮上支持される結果、前記旋回ユニット４を支障なく旋回させることが可能となる。
【００３６】
斯かる状態で油圧モータ１８によりピニオン１８ａを回転駆動してギヤ歯１７ｄを介し旋回ユニット４を旋回させると、該旋回ユニット４が前記パイプ２の軸心と同心状に旋回される一方、前部フレーム５の胴部前端のピニオン２７に噛合したギヤ２８が回転駆動され、これにより得られたトルクがベベルギヤボックス２９を介し直角方向へ転換されて前記スクリューロッド２５に伝達され、該スクリューロッド２５が軸心回りに回転することでホルダ２２がガイド部材２３に案内されつつ移動し、バイト２１が前記旋回ユニット４の旋回と連動して連続的に送り出され、このバイト２１が前記パイプ２の内周面を徐々に深く切削し、旋回を繰り返すうちに最終的に前記パイプ２が切断されることになる。
【００３７】
尚、前記パイプ２の切断過程で何らかの支障が生じて切断作業を中断する場合には、油圧モータ１８によりピニオン１８ａを逆転駆動してギヤ歯１７ｄを介し旋回ユニット４を逆向きに旋回させれば良く、そのようにすれば、前記旋回ユニット４の逆向きの旋回に連動して前記バイト２１が引き込まれ、該バイト２１を前記パイプ２の内周面から離脱させて内装式パイプ切断装置１を搬出可能な状態に戻すことが可能となる。
【００３８】
従って、上記形態例によれば、パイプ２を内側から切断する内装式パイプ切断装置１としているので、前記パイプ２の切断箇所の周囲に作業空間を確保しなくて済み、該パイプ２の切断箇所の周囲を掘り下げて土砂を大量に撤去する作業を回避することができて、従来よりもコストの削減と作業時間の短縮を図ることができ、しかも、バイト２１を旋回ユニット４の旋回と連動して連続的に送り出すことができるので、従来の如き大きな衝撃がバイト２１に加わることを未然に回避することができて、該バイト２１の耐久性を著しく向上することができる。
【００３９】
また、特に本形態例の場合には、旋回ユニット４の旋回と連動したバイト２１の連続的な送り出し機構３５を簡易な構造で実現することができると共に、前記旋回ユニット４を逆方向に旋回させるだけで前記バイト２１の引き込みを行うこともでき、これによりパイプ２の切断作業の中断時等に前記バイト２１を簡便に前記パイプ２の内周面から離脱させて内装式パイプ切断装置１を搬出可能な状態に戻すことができる。
【００４０】
更に、一部のガイドアーム２０により固定ユニット３及び旋回ユニット４を支え且つ残りのガイドアーム２０により転倒防止を図りながら前記固定ユニット３及び旋回ユニット４を円滑にパイプ２の内側の切断位置まで搬入することができ、しかも、クランプ部材９の張り出しによる位置決め後に全てのガイドアーム２０の走行輪１９を前記パイプ２の内周面から浮上支持させて前記旋回ユニット４を支障なく旋回させることができる。
【００４１】
尚、本発明の内装式パイプ切断装置は、上述の形態例にのみ限定されるものではなく、一台の固定ユニットに複数の旋回ユニットが連結されていても良いこと、また、切削工具はバイト以外にも回転カッター等を適宜に選定し得ること、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００４２】
１      内装式パイプ切断装置
２      パイプ
３      固定ユニット
４      旋回ユニット
５      前部フレーム
６      後部フレーム
９      クランプ部材
１９    走行輪
２０    ガイドアーム
２１    バイト（切削工具）
２２    ホルダ
２３    ガイド部材
２５    スクリューロッド
２６    ギヤトレイン
３５    送り出し機構
【図１】
2020168690.tif 000003
【図２】
2020168690.tif 000004
【図３】
2020168690.tif 000005
【図４】
2020168690.tif 000006
【図５】
2020168690.tif 000007