(57)【要約】【課題】簡易な構成で低コストにて供給でき、案内レールを用いないためその設置等の準備に時間を割かれることなく、管切断作業と溝切り作業とを同時に迅速に行うことが可能な管切断加工装置を提供すること。【解決手段】管４０の端部の切断と溝切りとを同時に行う装置であって、２本のホイール軸４ａ、４ｂと複数の連結杆４、４ｃを介して対設された側板２、３を有していて、管４０への固定手段１５−１８、走行手段８、９及び周回駆動手段２０、２１、並びに、管端部の切断・溝切り手段２３、２４の多くの部分が側板２、３間に組み込まれ、装置全体の重心が側板２、３の中間位置にくるように重量バランスが取られる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
管への固定手段と、前記管の外周面に沿っての走行手段及び周回駆動手段と、前記管の端部の切断・溝切り手段とを備えていて、前記管の端部の切断と溝切りとを同時に行う装置であって、
２本のホイール軸と複数の連結杆を介して対設された側板を有していて、前記管への固定手段、走行手段及び周回駆動手段、並びに、管端部の切断・溝切り手段の多くの部分が前記側板間に組み込まれ、装置全体の重心が前記側板の中間位置にくるように重量バランスが取られていることを特徴とする管切断加工装置。
【請求項２】
前記走行手段は、前記側板の下部間前後に備え付けられて、前記管の周面に当接して転動するホイールであり、前記管周面に沿っての進行方向後方側に配備される後方ホイールは、前記ホイール軸の１方の前記側板自体に軸支されていて変位しない固定ホイール軸に取り付けられ、進行方向前方側に配備される前方ホイールは、前記ホイール軸の他方の前記側板に設置された旋回板に軸支された可動ホイール軸に取り付けられ、前記可動ホイール軸は、前記旋回板の旋回端において、小径管用の第１の位置又は大径管用の第２の位置のいずれかの位置に収まる、請求項１に記載の管切断加工装置。
【請求項３】
前記固定手段は、前記連結杆の１つに設置される締め付け具と、一端が前記周回駆動手段に固定され、他端側の任意の部位が前記締め付け具のフックに引っ掛けられる１本のサポートチェーンとから成り、前記締め付け具は、本体ケースと前記本体ケース下部に設置される前記フックと、前記本体ケース上面に設置される調整ハンドルとで構成されていて、前記調整ハンドルを螺進又は螺退させることにより、前記フックを前記本体ケースから出し、あるいは、前記本体ケース内に引き込むことが可能な構成である、請求項１又は２に記載の管切断加工装置。
【請求項４】
前記周回駆動手段は、前記側板間に揺動自在に取り付けられる周回駆動モーターと、前記周回駆動モーターによって回転駆動される駆動ホイールとから成り、前記周回駆動モーターのモーターケースの上部に前記側板において軸支されるモーター取付板が延設され、以て、前記モーターケースが前記側板に対して首振り自在の状態に支持されている、請求項１乃至３のいずれかに記載の管切断加工装置。
【請求項５】
前記切断・溝切り手段は、前記側板間に設置されるカッティング用モーターと、一方の前記側板の外側に配置される円盤状刃物とから成り、前記円盤状刃物は、刃物軸に同心に取り付けられた管切断用の切断刃と管の外周面に周溝を形成するための溝切り刃とを備えたものである、請求項１乃至４のいずれかに記載の管切断加工装置。
【請求項６】
前記切断・溝切り手段は、前記連結杆の１つによって軸支されて旋回可能であり、所望の旋回位置にて固定可能である、請求項１乃至５のいずれかに記載の管切断加工装置。
【請求項７】
前記周回駆動手段により、回転自在に支持された管が回転駆動されて加工される、請求項１に記載の管切断加工装置。
【請求項８】
前記側板の一方又は前記ホイール軸の一方に、案内レールに係合するコロを備えたコロ軸を脱着可能に設けた、請求項１乃至７のいずれかに記載の管切断加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水道工事、土木工事等の工事現場等において、比較的小口径のダクタイル管等の既設埋設管、その他の管の端部を切断し、また同時に、その端縁部に周溝を形成するための管切断加工装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、一般の上水道の送水管は、一定長さの鉄管を連結金物で連結して敷設されるが、その敷設に際しては、敷設場所の地形や鉄管連結時の寸法調整のため、敷設工事現場で管を切断する必要が生じる。また、切断した管の端部付近外周面に、連結金物を接合するための周溝が必要となり、当該切断加工と溝切り加工は一連の作業となる。
【０００３】
従来、上水道管敷設現場における上記切断・周溝加工には、例えば、特公昭５９−９２８８号公報（特許文献１）、特許第２６７６３３１号公報（特許文献２）、特許第３９４４４４１号公報（特許文献３）、特開平８−２５１２７号公報（特許文献４）等に記載されているような切断機が用いられてきた。
【０００４】
上記切断機は、加工する管の外周面に設置され、管を周回できるようにローラー付きチェーン等を用いて管の外周面に保持される。そして、当該切断機が周回するに伴い、その側面に設置されている円盤状刃物で、切断加工と溝切り加工が同時に行われる。その動作の際の周回駆動力は、切断機に備え付けられたキャタピラ装置を介して管に伝えられ、ローラー付きチェーンのローラーが回転することにより、切断機がローラー付きチェーンと共に円滑に周回動作を行う。
【０００５】
ところで、切断位置や溝切り加工位置は、管の中心軸と垂直な面内にあることが求められ、切断機が管を一周して元の位置に戻ったときに、位置ずれが事実上ないと言える状態になることが必要となる。この位置ずれを無くす方法としては、円環状の案内レールを鉄管の外周面に予め設置し、切断機をこの案内レールに沿って周回させるようにする構成が一般的である。上記特許文献２の実施例では、案内レールは取扱いの簡便を図るために分割式とされ、また、当該案内レールに沿って周回するために、切断機に案内車輪が設置されている。
【０００６】
この従来の切断装置を用いた管の切断・溝切り加工作業は、次の工程により行われる。
１）管に案内レールを設置する。
２）切断機を、管外周に配置する。
３）切断機のキャタピラ装置を調整する。
４）キャタピラ装置の一端部にローラー付きチェーンの一端部を取り付ける。
５）ローラー付きチェーンの他端部を管の周りに廻して切断機のフックに引っ掛ける。
６）切断機の案内車輪を案内レールに係合させる。
７）チェーンタイトナーを用いてローラー付きチェーンを強く張る。
８）キャタピラ装置を用いて切断機を周回させる。この周回操作は、刃物を管に接触させない空回り状態で行う。
９）円盤状刃物の切断刃が加工所要位置にあることを確認する。その位置がずれているときは、位置修正した後、再度空回し状態にての周回動作を行う。
１０）ローラー付きチェーンの張力を確認し、弱いときはチェーンタイトナーを操作してその張力調整を行う。
１１）切断刃を管の外周面に当接させて、管の切断加工を開始する。
１２）その状態で切断機を周回させつつ、切断刃による管の切断と溝切り刃による管の溝切り加工を行う。
【０００７】
上記従来の工程においては、特に、切断機の周回前の準備工程である１、３、６、７の工程に多くの時間を割かれるため、全体の作業時間が長くなるという問題がある。
【０００８】
【特許文献１】特公昭５９−９２８８号公報
【特許文献２】特許第２６７６３３１号公報
【特許文献３】特許第３９４４４４１号公報
【特許文献４】特開平８−２５１２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記従来の管切断加工作業における問題に鑑みてなされたもので、簡易な構成で低コストにて供給でき、案内レールを用いないためその設置等の準備に時間を割かれることなく、管切断作業と溝切り作業とを同時に迅速に行うことが可能な管切断加工装置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】
【００１０】
上記課題を解決するための請求項１に記載の発明は、管への固定手段と、前記管の外周面に沿っての走行手段及び周回駆動手段と、前記管の端部の切断・溝切り手段とを備えていて、前記管の端部の切断と溝切りとを同時に行う装置であって、２本のホイール軸と複数の連結杆を介して対設された側板を有していて、前記管への固定手段、走行手段及び周回駆動手段、並びに、管端部の切断・溝切り手段の多くの部分が前記側板間に組み込まれ、装置全体の重心が前記側板の中間位置にくるように重量バランスが取られていることを特徴とする管切断加工装置である。
【００１１】
好ましくは、前記走行手段は、前記側板の下部間前後に備え付けられて、前記管の周面に当接して転動するホイールとされ、前記管周面に沿っての進行方向後方側に配備される後方ホイールは、前記ホイール軸の１方の前記側板自体に軸支されていて変位しない固定ホイール軸に取り付けられ、進行方向前方側に配備される前方ホイールは、前記ホイール軸の他方の前記側板に設置された旋回板に軸支された可動ホイール軸に取り付けられ、前記可動ホイール軸は、前記旋回板の旋回端において、小径管用の第１の位置又は大径管用の第２の位置のいずれかの位置に収まるようにされる。
【００１２】
また、好ましくは、前記固定手段は、前記連結杆の１つに設置される締め付け具と、一端が前記周回駆動手段に固定され、他端側の任意の部位が前記締め付け具のフックに引っ掛けられる１本のサポートチェーンとから成るものとされ、前記締め付け具は、本体ケースと前記本体ケース下部に設置される前記フックと、前記本体ケース上面に設置される調整ハンドルとで構成されていて、前記調整ハンドルを螺進又は螺退させることにより、前記フックを前記本体ケースから出し、あるいは、前記本体ケース内に引き込むことが可能な構成とされる。
【００１３】
また、好ましくは、前記周回駆動手段は、前記側板間に揺動自在に取り付けられる周回駆動モーターと、前記周回駆動モーターによって回転駆動される駆動ホイールとから成るものとされ、前記周回駆動モーターのモーターケースの上部に前記側板において軸支されるモーター取付板が延設され、以て、前記モーターケースが前記側板に対して首振り自在の状態に支持される。
【００１４】
また、好ましくは、前記切断・溝切り手段は、前記側板間に設置されるカッティング用モーターと、一方の前記側板の外側に配置される円盤状刃物とから成るものとされ、前記円盤状刃物は、刃物軸に同心に取り付けられた管切断用の切断刃と管の外周面に周溝を形成するための溝切り刃とを備えたものとされ、前記切断・溝切り手段は、前記連結杆の１つによって軸支されて旋回可能にされ、且つ、所望の旋回位置に固定可能にされる。
【００１５】
本装置による加工方法の一態様では、前記周回駆動手段により、回転自在に支持された管が回転駆動されて加工される。また、前記側板の一方又は前記ホイール軸の一方に、案内レールに係合するコロを備えたコロ軸を脱着可能に設ける使用法もある。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は上述した通りであって、簡易な構成で低コストにて供給でき、案内レールを用いないためにその設置及び案内レールに対する案内車輪の係合等の加工作業前の準備作業に時間を割かれることがなく、管の加工作業を迅速簡便に行うことが可能となり、また、装置の中間位置に重心を配置する重量バランスのために、周回動作が安定して横方向へのずれ動きがなくなり、切断・溝切りの開始端と終了端のずれが防止され、切断機の管軸と垂直な面内走行が実現されて精度の高い切断作業と溝切り作業とを同時に行うことが可能となる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明を実施するための最良の形態を、添付図面に依拠して説明する。本発明に係る管切断加工装置（本装置１）は、切断・溝切り加工する管４０に取り付けられ、管４０の外周面に沿って周回しつつ、管４０の端部の切断と溝切りとを同時に行う装置であって、管４０への固定手段と、管４０の周面に沿っての走行手段及び周回駆動手段と、管４０の端部の切断と溝切りとを同時に行う切断・溝切り手段とを備えて成る。
【００１８】
本装置１は、２本のホイール軸４a、４bと複数の連結杆４、４ｃを介して対置連結された側板２、３を有していて、上記管４０への固定手段、管４０の周面に沿っての走行手段及び周回駆動手段、並びに、管４０端部の切断・溝切り手段の構成部のほとんどの部分が、この側板２、３間（一部は側板２、３の外側面）に組み込まれる。その際、好ましい実施形態においては、本装置１の重心が側板２、３の中間位置にくるように重量バランスが取られて、各部が配置される。
【００１９】
本装置１が管４０の周面に沿って移動するための走行手段は、側板２、３下部間前後に備え付けられて、管４０の周面に当接して転動するホイールである。管４０周面に沿っての進行方向後方側に配備される後方ホイール８は、側板２、３自体に軸支されていて変位しない固定ホイール軸４ａに固定される。一方、進行方向前方側に配備される前方ホイール９は、旋回板１０に軸支された可動ホイール軸４ｂに固定される。旋回板１０は、旋回軸１１を介して側板２、３に軸支されている（図３、図４参照）。
【００２０】
この可動ホイール軸４ｂは、旋回軸１１を軸とする旋回板１０の旋回に伴い、固定ホイール軸４ａに近付く小径管用である第１の位置（図４における実線参照）と、固定ホイール軸４ａから離れる大径管用である第２の位置（図４における仮想線参照）との間を揺動し、旋回板１０の旋回端において、上記第１又は第２の位置に収まる。このように可動ホイール軸４ｂが変位することで、本装置１は、径の異なる管４０についての使用が可能となる。側板２、３には、可動ホイール軸４ｂを上記第１の位置、あるいは、第２の位置に保持するために、可動ホイール軸４ｂが収まる２つの凹陥部１２が形成される（図１、３参照）。図示した例では、可動ホイール軸４ｂは、固定ホイール軸４ａに近い小径管用の凹陥部１２の方に収まっている。
【００２１】
通例、上記後方ホイール８及び前方ホイール９としては、金属製のものが用いられるが、その場合好ましくは、各ホイール８、９の周面に、横滑りを防止するための周溝１４が１又は数本形成される（図６参照）。
【００２２】
本装置１の管４０周面への固定手段は、連結杆４ｃに設置される締め付け具とサポートチェーン１６とから成る。締め付け具は、本体ケース１５と、本体ケース１５下部に設置されるフック１７と、本体ケース１５上面に設置される調整ハンドル１８とで構成されていて、調整ハンドル１８を螺進又は螺退させることにより、フック１７を本体ケース１５から出し、あるいは、本体ケース１５内に引き込むことができるようになっている（図３参照）。
【００２３】
サポートチェーン１６は、一端が後述する周回駆動手段に固定されていて、本装置1の管４０への固定操作時に、その中間部から先端部に至る部分の適宜箇所が、フック１７に引っ掛けられることになる（図３参照）。
【００２４】
本装置１の周回駆動手段は、側板２、３間に揺動自在に取り付けられる周回駆動モーターと、周回駆動モーターによって回転駆動される駆動ホイール２０とから成る。周回駆動モーターはモーターケース２１内に収納されており、モーターケース２１の上部には、側板２、３において軸支される取付板２２が延設されている（図２、４、５参照）。従って、モーターケース２１は、側板２、３に対して首振り自在の状態となっている。
【００２５】
駆動ホイール２０の軸は、モーターケース２１において軸支される。駆動ホイール２０は、管４０の周面に強く当接して管４０を回転させるように作用するものであるので、管４０に対して摩擦抵抗の大きいゴム又は樹脂製とされる。また、駆動ホイール２０の軸には、板状のチェーン取り付け部材２８が回動可能に取り付けられていて、そこにサポートチェーン１６の一端が固定される（図６参照）。
【００２６】
管４０の端部の切断と溝切りとを同時に行うための切断・溝切り手段は、側板２、３間に設置されるカッティング用モーター２３と、一方の側板３の外側に配置される円盤状刃物２４とから成る。円盤状刃物２４は、刃物軸２５に同心に取り付けられた、管４０切断用の切断刃（ダイヤモンドカッタ−）２６と管４０の外周面に周溝４１を形成するための溝切り刃（ダイヤモンドカッター）２７とを備え（特に図５参照）、更に必要に応じ、これらの刃２６、２７の近辺に、位置決めローラー（図示してない）を備えて成る。切断刃２６及び溝切り刃２７は、その切り込みに携わる部分を除き、蓋付き安全カバー３０によって被覆される。
【００２７】
位置決めローラーは、刃物軸２５に軸支されて自由回転し、溝切り刃２７による溝切り深さを規制する。即ち、位置決めローラーは溝切り刃２７よりも小径で、その径差が周溝４１の深さに対応している。従って、溝切り刃２７による加工が進むにつれ、位置決めローラーの周面が次第に管４０の外周面に近付いていく。やがて位置決めローラーの周面が管４０の外周面に当接するに至るが、その状態になると切り込みはそれ以上進まず、その結果、周溝４１は一定の深さのものとなる。
【００２８】
なお、刃物軸２５の回転駆動は、図示した例のように、それに直結したカッティング用モーター２３によって行うだけでなく、フレキシブルシャフトを介して、外部エンジンやモ−タ−等からの動力を伝達することによって行うこともできる。
【００２９】
切断・溝切り手段は、連結杆４ｃに軸支されて旋回可能に支持される。即ち、連結杆４ｃに、カッティング用モーター２３の減速機構部２３ａを挟持する支持ブロック３１を回動可能に取り付ける（特に図２参照）。また、減速機構部２３ａの一部を突出させて、レバー取付部２３ｂを形成し、そこに調整レバー３２の軸を固定する。
【００３０】
側板３には、調整レバー３２の軸を遊挿するための上下方向に長い弧状孔３３が形成され、更に、円盤状刃物２４に隠れて見えないが、カッティング用モーター２３の軸を遊挿するための、やはり上下方向に長い弧状孔が形成される。
【００３１】
調整レバー３２は締付具３２ａを有していて、それを緩めることによって弧状孔３３に沿って摺動可能となり、それを締めることによって弧状孔３３の任意の位置に固定できるようになっている。従って、締付具３２ａを締め、あるいは、緩めることで調整レバー３２を操作することにより、連結杆４ｃに軸支されている切断・溝切り手段を旋回させて、所望の旋回位置に固定することが可能となる。
【００３２】
なお、図中３５は、側板２の外側面に取り付けた操作盤、３６は図示せぬ吸塵機から延びる吸塵ホースである。また、図１、２における４２は、本装置１の方は移動せずに管４０の方が回転動作する使用態様において用いる支持ベースで、４３は支持ベース上において自由回転して管４０を受ける受けローラーであり、また、図６における４４は、管４０が固定されて本装置１の方がその周りを周回動作する使用態様において用いる、管固定具を示している。
【００３３】
上記のとおり、本装置１の場合、それ自体移動せずに管４０の方が回転動作する使用態様と、管４０が固定されて本装置１の方がその周りを周回動作する使用態様とがある。
【００３４】
先ず、前者（主に図１乃至図３参照）の場合から説明すると、その作業工程は、概ね次のとおりとなる。
ａ．加工すべき管４０を支持ベース４２の受けローラー４３上に載置する。
ｂ．旋回板１０を操作して、前方ホイール９を、管４０の径に対応する第１の位置又は第２の位置に移動させた後、本装置１を管４０上に載置する。
ｃ．垂れ下っているサポートチェーン１６を管４０の下をくぐらせて引き出し、その適宜箇所をフック１７に引っ掛ける。
ｄ．刃物２６、２７の加工位置を確認し、必要に応じて本装置１を横方向にずらし動かした後、調整ハンドル１８を回してサポートチェーン１６を軽く締め付ける。
ｅ．周回駆動モーターを始動させ、管４０を少し回転させたところで一旦停止させ、刃物２６、２７の加工位置を確認しつつ、サポートチェーン１６を増し締めする。
ｆ．カッティング用モーター２３を始動して刃物２６、２７の回転を開始させ、刃物２６、２７が管４０に接するまで刃物軸２５をゆっくり下ろし、更に徐々に押下げて切り込みを開始させる。
ｇ．位置決めローラーが管４０に接触して回転しなくなるまで切り込みを続け、調整レバー３２の締付具３２ａを締めつけて刃物軸２５を所望位置に固定する。
ｈ．周回駆動モーターを再びスタートさせ、切断終了前に脱落することになる管４０の切断端を保持する。
ｉ．溝切り終了まで周回を継続させ、溝切り終了後、締付具３２ａを緩めて調整レバー３２上昇させることで刃物軸２５を上端まで引き上げ、締付具３２ａを締めて調整レバー３２を固定する。
【００３５】
上記ｂの工程において、重量のあるモーターケース２１が接地し、また、重心が側板２、３間の中心位置にくる重量バランスとされているため、本装置１は管４０上に比較的安定した状態にて載置することができ、その後の操作が容易となる。また、上記重量バランスのために、サポートチェーン１６が１本であっても周回動作が安定して横方向へのずれ動きがなくなり、切断・溝切りの開始端と終了端のずれが防止される。
【００３６】
このように本装置１は、単に管４０上に載置し、サポートチェーン１６を管４０の下をくぐらせて引き出してフック１７に引っ掛けるだけで管４０に架装でき、次いで調整ハンドル１８を回してサポートチェーン１６を締め付けることで装着完了となる。そしてその後、周回駆動モーターを始動させることで直ちに切断・溝切り作業を開始することが可能となる。
【００３７】
管４０が固定されて本装置１の方がその周りを周回動作する使用態様の場合は、上記ａの工程において、加工すべき管４０を管固定具４４によって固定しておくことが異なるだけで、他の工程は基本的に変わりがない。
【００３８】
上述した例は案内レールを用いないものであるが、上記構成において、側板２の外側面に、案内レールに係合するコロを備えたコロ軸を脱着可能に装備することとすれば（あるいは、固定ホイール軸４ａを延長してコロ軸とすることもできる。）、案内レールを用いる使用方法にも対応できるものとなる。
【００３９】
この発明をある程度詳細にその最も好ましい実施形態について説明してきたが、この発明の精神と範囲に反することなしに広範に異なる実施形態を構成することができることは明白なので、この発明は添付請求の範囲において限定した以外はその特定の実施形態に制約されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の一実施形態の構成を示す正面側斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態の構成を示す背面側斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態の構成における特に固定手段を示す斜視図である。
【図４】本発明の一実施形態の他の使用態様を示す側面図である。
【図５】本発明の一実施形態の他の使用態様を示す側面側斜視図である。
【図６】本発明の一実施形態の他の使用態様を示す正面側斜視図である。
【符号の説明】
【００４１】
１          本装置
２、３      側板
４、４ｃ    連結杆
４ａ        固定ホイール軸
４ｂ        可動ホイール軸
８          後方ホイール
９          前方ホイール
１０        旋回板
１１        旋回軸
１２        凹陥部
１４        周溝
１５        本体ケース
１６        サポートチェーン
１７        フック
２０        駆動ホイール
２１        モーターケース
２２        モーター取付板
２３        カッティング用モーター
２３ａ      減速機構部
２３ｂ      レバー取付部
２４        円盤状刃物
２５        刃物軸
２６        切断刃
２７        溝切り刃
３２        調整レバー
３２ａ      締付具
３３        弧状孔
３５        操作盤
３６        吸塵ホース
４０        管
４１        周溝
４２        支持ベース
４３        受けローラー
４４        管固定具
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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