(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
管を取り巻くように固定される周回案内レールにガイドされつつ、前記管の外周面に沿って相対的に移動して前記管の端部の切断と溝切りを行う装置であって、
基板と、前記基板の一側面側に設置される切込手段と、前記基板の他側面側に設置される走行支持手段とから成り、
前記切込手段は前記基板に枢支されて揺動する揺動カバーと、前記基板に設置されて前記揺動カバーに負荷を加える操作手段と、前記基板と前記揺動カバーとの間に張架されて前記揺動カバーを一旋回方向に付勢する付勢手段と、切断刃と溝切刃とを含んでいて前記揺動カバーと一体に揺動する刃部と、前記揺動カバーに取り付けられていて前記刃部を回転駆動する刃部駆動手段とから成り、
前記走行支持手段は、前記基板自体に設置されて前記管の外周面に当接する一対の転動ホイールと、前記基板に取り付けられる一対の揺動アームのそれぞれに一対、ホイール取付部材を介して前記周回案内レールを挟むように設置されるガイドホイールと、前記揺動アームの端部間に固定される端面板の下部に設置されて前記管の外周面に当接する一対の転動ホイールとから成ることを特徴とする管の切断・溝切り装置。
【請求項２】
前記走行支持手段は更に、一方の前記揺動アームから前記管を巻回して他方の前記揺動アームに掛け渡されるローラーチェーンを含む、請求項１に記載の管の切断・溝切り装置。
【請求項３】
前記一対の揺動アームは、前記基板に対して揺動可能に設置されることにより、両アーム間の開度の選択変更が可能である、請求項１又は２に記載の管の切断・溝切り装置。
【請求項４】
前記端面板として、その下部に設置される前記一対の転動ホイールの間隔の異なるものが複数種用意され、そのうちの所望のものを選択して前記ホイール取付部材の端部間に交換取り付け可能にした、請求項３に記載の管の切断・溝切り装置。
【請求項５】
前記揺動カバーに負荷を加えるための操作手段は、前記揺動カバーに対して無段階に所望の負荷を加えることが可能である、請求項１乃至４のいずれかに記載の管の切断・溝切り装置。
【請求項６】
前記操作手段は、前記基板に取り付けられるアングル材に固定された固定ナットと、前記固定ナットにねじ込まれるねじ杆と、前記ねじ杆を正反回転させる操作杆とから成り、前記ねじ杆の下端が常時前記揺動カバーの上面に当接する、請求項５に記載の管の切断・溝切り装置。
【請求項７】
前記揺動カバーに、その内側に開口するように吸塵パイプを接続可能にした、請求項１乃至６のいずれかに記載の管の切断・溝切り装置。
【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の切断・溝切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、特開平８−２５１２７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）等に記載されているような切断機が用いられてきた。
【０００４】
これらの切断機はいずれも、加工する管を周回できるようにローラー付きチェーンを用いて管の外周面に保持され、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を自動的に同時に行うものである。その周回動作の際の駆動力は、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、切断機は、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、ローラー付きチェーンと共に円滑に周回する。
【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。そこで、多くの場合、この位置ずれを無くすために、管に円環状の周回案内レールが嵌め付けられ、切断機がこの周回案内レールに沿って周回するような構成が採られる（特許文献２参照）。
【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）管に周回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周回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だけでなく、全自動による切断・溝切装置であるため、構造が複雑化して重量も嵩み、当然高価なものとなる。
【０００８】
そこで、人的操作による簡易な構成の切断機も用いられている。それは、言ってみれば電動工具に属するカッターであって、当該切断機を手で保持しつつ、その刃を管の外周面に当てて、管を足で蹴り回しながら行うものである。この切断機は、上記全自動装置に比較してかなりシンプルな構成であって、かなり廉価にて供給し得るものである。
【０００９】
しかし、この簡易な構成の切断機の場合の作業は、中腰の姿勢で片足で体重を支えながら、他方の足で管を蹴り回しつつ行うものであるため、作業者にとって負担が大きく、疲労の溜まるものとなるので、短時間のうちに多くの管の加工を行うことは難しい。また、切断用工具と周溝形成用工具が別であるため、切断と周溝形成とを一連の工程で行うことができず、作業効率面で大きな問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平８−２５１２７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
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
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、作業者に負担のかからない立位による楽な姿勢での作業が可能で、簡単な操作で管端部の切断と周溝形成とを一連の工程で短時間のうちに行うことができ、作業効率がよい管の切断・溝切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】
【００１２】
上記課題を解決するための請求項１に記載の発明は、管を取り巻くように固定される周回案内レールにガイドされつつ、前記管の外周面に沿って相対的に移動して前記管の端部の切断と溝切りを行う装置であって、基板と、前記基板の一側面側に設置される切込手段と、前記基板の他側面側に設置される走行支持手段とから成り、前記切込手段は前記基板に枢支されて揺動する揺動カバーと、前記基板に設置されて前記揺動カバーに負荷を加える操作手段と、前記基板と前記揺動カバーとの間に張架されて前記揺動カバーを一旋回方向に付勢する付勢手段と、切断刃と溝切刃とを含んでいて前記揺動カバーと一体に揺動する刃部と、前記揺動カバーに取り付けられていて前記刃部を回転駆動する刃部駆動手段とから成り、前記走行支持手段は、前記基板自体に設置されて前記管の外周面に当接する一対の転動ホイールと、前記基板に取り付けられる一対の揺動アームのそれぞれに一対、ホイール取付部材を介して前記周回案内レールを挟むように設置されるガイドホイールと、前記揺動アームの端部間に固定される端面板の下部に設置されて前記管の外周面に当接する一対の転動ホイールとから成ることを特徴とする管切断加工装置である。
【００１３】
好ましい実施形態においては、前記走行支持手段は更に、一方の前記揺動アームから前記管を巻回して他方の前記揺動アームに掛け渡されるローラーチェーンを含む。
【００１４】
好ましい実施形態においては、前記一対の揺動アームは、前記基板に対して揺動可能に設置されることにより、両アーム間の開度の選択変更が可能であり、また、前記端面板として、その下部に設置される前記一対の転動ホイールの間隔の異なるものが複数種用意され、そのうちの所望のものを選択して前記ホイール取付部材の端部間に交換取り付け可能にされる。
【００１５】
好ましい実施形態においては、前記揺動カバーに負荷を加えるための操作手段は、前記揺動カバーに対して無段階に所望の負荷を加えることが可能なものとされ、例えば、前記操作手段は、前記基板に取り付けられるアングル材に固定された固定ナットと、前記固定ナットにねじ込まれるねじ杆と、前記ねじ杆を正反回転させる操作杆とから成り、前記ねじ杆の下端が常時前記揺動カバーの上面に当接するものとされる。また、前記揺動カバーは、その内側に開口するようにして吸塵パイプを接続可能に構成される。
【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、加工する管への取り付けが容易であり、取り付け後、作業者は立位にて、単に、操作杆を握持して適時回転させると共に、管の上に片足を載せて前後に動かす動作をするだけで、比較的短時間のうちに、管の切断作業と溝切作業を連続的に行うことができ、しかも、当該作業は、楽な姿勢で、特に力を要せずに行うことができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【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左方向斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態の構成を示す背面側右方向斜視図である。
【図４】本発明の一実施形態の構成を示す底面図である。
【図５】本発明の一実施形態の構成を示す背面側下方向斜視図である。
【図６】本発明の一実施形態の一部部品を取り外した状態の正面側斜視図である。
【図７】本発明の一実施形態における端面板の構成例を示す正面図である。
【図８】本発明に係る管の切断・溝切り装置の管への設置状態を示す斜視図である。
【図９】本発明に係る管の切断・溝切り装置の使用方法を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明を実施するための形態につき、添付図面に依拠して説明する。本発明に係る管の切断・溝切り装置（本装置１）は、管５０を取り巻くように固定される周回案内レール５１にガイドされつつ、管５０の外周面に沿って相対的に移動して管５０の端部の切断と溝切りを連続工程で行う装置であって、基板２と、基板２の一側面側に設置される切込手段と、基板２の他側面側に設置される走行支持手段とから成る。
【００１９】
先ず、切込手段から説明すると、該切込手段は、一端部が基板２に枢支されて揺動する揺動カバー３と、基板２に設置されて揺動カバー３に負荷を加える操作手段と、基板２と揺動カバー３との間に張架されて揺動カバー３を一旋回方向に付勢する付勢手段と、切断刃４と溝切刃５と円形ストッパー６とを含んでいて揺動カバー３と一体に揺動する刃部と、この刃部を回転駆動する刃部駆動手段とから成る。
【００２０】
揺動カバー３は刃部を上方から覆うものであって、その一端部が枢軸７を介して基板２の一側面に枢着される（特に図３参照）。揺動カバー３の他端部には、それを一旋回方向に付勢する付勢手段であるリターンスプリング８の一端部が固定され、リターンスプリング８の他端部は基板２の側面に固定される（特に図２参照）。揺動カバー３は、常時、このリターンスプリング８の作用で上方向に強く引かれた状態になる。揺動カバー３には、必要に応じ、吸塵装置から延びる吸塵ホース９が接続可能にされる（特に図３参照）。
【００２１】
この揺動カバー３の上面に作用して負荷を加える操作手段が、基板２の揺動カバー３よりも上方位置に設置される。この操作手段は、好ましくは、揺動カバー３に対して無段階に所望の負荷を加えることが可能に構成される。そのために該操作手段は、基板２に取り付けられるアングル材１１に固定された固定ナット１２と、固定ナット１２にねじ込まれるねじ杆１３と、ねじ杆１３を正反回転させる操作杆１４とから構成される（図１〜３参照）。
【００２２】
アングル材１１はコの字状であって、その上面１１ａの裏側に上記固定ナット１２が固定され、ねじ杆１３の下部はアングル材１１の下面１１ｂから突出し、その下端が常時揺動カバー３の上面に当接するようにされる。
【００２３】
ねじ杆１３と操作杆１４の連結は、例えば、操作杆１４に、その下端部から適宜長さ上方に延びるスライド溝１５を対称的に一対形成し、ねじ杆１３に、各スライド溝１５にスライド可能に係合するピン１６を突設し、ねじ杆１３に上方から操作杆１４を被せ、ピン１６をスライド溝１５内に進入させて係合させることによる（特に図２、３参照）。
【００２４】
かくして、操作杆１４を回動させるに伴って、ねじ杆１３を回動させることが可能となり、以て、固定されていて回転することのない固定ナット１２に螺合するねじ杆１３が、その回動動作に伴って上下動することとなる。そして、その下降時には、揺動カバー３をリターンスプリング８の引張力に抗して押し下げ、上昇時には、揺動カバー３は、リターンスプリング８の引張力により、ねじ杆１３から離れることなく上方に旋回する。かくして操作杆１４は、後述するように、切込量調整レバーとしての機能を果たすことになる。
【００２５】
揺動カバー３に覆われる刃部は、刃部駆動手段であるモータ１８の側から順に、切断刃４、円形ストッパー６及び溝切刃５が同軸に配列されて、モータ１８の出力軸にセットされる（図４参照）。言うまでもなく、切断刃４と溝切刃５の間隔は、切断後の管５０の端面から周溝５１形成部までの距離に対応し、円形ストッパー６と溝切刃５の径差は、刻設する溝の深さに対応する。
【００２６】
モータ１８は、そのモータケース１９が揺動カバー３に固定されることで、刃部を支持しつつ揺動カバー３と一体に揺動する。２０は、モータケース１９が備えるハンドルであり、本装置１の移動の際等に握持して利用する。
【００２７】
走行支持手段は、基板２自体の下部に設置されて管５０の外周面に当接する一対の転動ホイール２１と、基板２に取り付けられる一対の揺動アーム２２、２３のそれぞれに、周回案内レール５１を挟むように一対設置されるガイドホイール２４、２５と、揺動アーム２２、２３の端部に固定される端面板２６の下部に設置されて、管５０の外周面に当接する一対の転動ホイール２７とから成る。
【００２８】
揺動アーム２２、２３は、上部が基板２に枢支されることにより、揺動可能にされる。基板２の下部両端部には、それぞれ所定間隔置きにボルト孔３０が複数（通例３個）穿設されており、揺動アーム２２、２３の下部に、ボルト孔３０に対応するボルト孔が穿設され、各ボルト孔の裏側に固定ナット２９が固定される（図３参照）。揺動アーム２２、２３は、揺動させてそのボルト孔をボルト孔３０のいずれかに合わせ、それらに開度調整ボルト３１を差し込んで固定ナット２９に強くねじ込むことにより、その揺動位置に固定される。このようにして、加工する管５０の径に合わせて、揺動アーム２２、２３間の開度を調整することが可能となる。
【００２９】
揺動アーム２２、２３の下部には、金属板を屈曲して成るホイール取付部材３２、３３が対称的に設置される。そして、一方のホイール取付部材３２において、一対のガイドホイール２４が周回案内レール５１の幅に対応する間隔にて軸支され、他方のホイール取付部材３３において、一対のガイドホイール２５が周回案内レール５１の幅に対応する間隔にて軸支される。
【００３０】
また、一方のホイール取付部材３２に、ローラーチェーン３８の一端を引掛けるためのフック３４が設置され、他方のホイール取付部材３３に、ローラーチェーン３８の他端を係止するための係止孔３６を有する係止部材３５が設置される。ローラーチェーン３８の一端には、係止孔３６に挿通されるボルト３７が固定されていて、その係止孔３６から突出する部分に緊締用ナット３７ａがねじ付けられる（図８参照）。
【００３１】
図６に示されるように、ホイール取付部材３２、３３の外端面にネジ杆３９が突設される。このねじ杆３９は、端面板２６に穿設されるねじ孔４１に挿通され（図７参照）、そのねじ孔４１から突出する先端部分に摘みナット４０がねじ込まれることにより、端面板２６がホイール取付部材３２、３３間に固定される（図１、７参照）。
【００３２】
上述したように、揺動アーム２２、２３間の開度は、加工する管５０の径に合わせて調整可能にされるが、これに対応して端面板２６も選択交換が可能にされる。そのために端面板２６としては、例えば、図７に示されるように、転動ホイール２７及びねじ孔４１の間隔が異なるものが複数用意される（その数及び位置は、揺動アーム２２、２３の揺動位置決めをする固定ナット２９とボルト孔３０の数及び位置に対応する。）。このように、加工する管５０の径に合わせて転動ホイール２７の間隔が異なる端面板２６に変更することにより、本装置１の安定した周回動作が可能となる。
【００３３】
なお、図中５３は、切断・溝切作業に際して管５０を回転自在に支持する支持ベースであり、管５０は支持ベース５３上面に配置される受けローラー５４上に載置される。受けローラー５４上に載置された管５０は、作業者の片足での蹴り操作で回転させられる。
【００３４】
次いで、上記構成の本装置１の使用方法について説明する。その使用に当たっては、先ず、受けローラー５４上に載置された管５０の端部に、従来の場合と同様の方法により、周回案内レール５１を所定位置に固定する。そして、その管５０の径に対応するように揺動アーム２２、２３間の開度を調整し、また、それに対応する端面板２６を取り付ける。
【００３５】
そして、本装置１を管５０の上に配し、ガイドホイール２４、２５のそれぞれが周回案内レール５１を挟むようにして、基板２下部の転動ホイール２１と端面板２６下部の転動ホイール２７のそれぞれを、管５０の周面に当接させる。その状態で、ローラーチェーン３８の一端のボルト３７を係止部材３５の係止孔３６に通し、緊締ナット３７ａを緩くねじ付ける。そして、ローラーチェーン３８を管５０の下に回し、強く引いてそのフック近接個所をフック３４に引っ掛け、その状態で緊締ナット３７ａを強く締め付けて、ローラーチェーン３８を管５０に確固と巻回する（図８参照）。
【００３６】
このようにして本装置１を管５０の端部に設置した後、作業者は、例えば、左足を管５０の上に載せた体勢で右手で操作杆１４の上部を握り、操作杆１４を回す（図９参照）。操作杆１４を回すと、スライド溝１５とピン１６を介してこれに係止されているねじ杆１３が回され、揺動カバー３の上面に当接しているその先端が揺動カバー３の上面を押す。それにより揺動カバー３は、リターンスプリング８の引張力に抗して、枢軸７を軸に下方に旋回し、やがて、刃部のうちの切断刃４が管５０の周面に当接する。
【００３７】
その状態でモータ１８を作動させると、切断刃４が回転駆動されて、管５０の切断部位の切り込みが開始される。そして、足で管５０を蹴り回していくことで、管５０の全周に渡っての切り込みが進行する。その際、操作杆１４を前後動させつつ管５０を蹴り回していくことにより、スムーズな切り込みが可能となる。また、切り込みを進めるためには切断刃４を徐々に下げていく必要があるので、作業者は、管５０の蹴り回し動作と共に、操作杆１４を回転させる動作を行う。以上の動作を繰り返すことで、管５０の切断作業が完了する。
【００３８】
次いで、更に操作杆１４を回転させて溝切刃５を管５０の外周面に当接させ、上記切断作業の場合と同様にして溝切り作業を行う。この溝切り作業は、溝切刃５より小径の円形ストッパー６が管５０の外周面に当接するまで行われ、その後空回り状態になったところでモータ１８を停止させて、作業終了となる。作業終了後の本装置１の取り外しは、上記取り付けの場合と逆のことを行えばよい。
【００３９】
なお、刃部の軸の回転駆動は、図示した例のように、それに直結したモーター１８によって行う方法の他に、外部エンジンやモ−タ−等からの動力をフレキシブルシャフトを介して伝達する方法によって行うこともできる。また、支持ベース５３上の管５０の回転駆動は、上述したような作業者の足による蹴り回し方法に限らず、他の任意の機械的駆動方法を採用することも可能である。
【００４０】
このように本装置１は、比較的シンプルな構成であって、管５０への取り付けが容易であり、取り付け後、作業者は立位にて、単に、操作杆１４を握持して適時回転させると共に、管５０の上に片足を載せて前後に動かす蹴り動作を行うだけで、比較的短時間のうちに、管５０の切断作業と溝切作業を連続的に行うことができる。しかも、当該作業は、楽な姿勢で、特に力や熟練を要せずに行うことができる、非常に有用なものである。
【００４１】
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。
【符号の説明】
【００４２】
１        本装置
２        基板
３        揺動カバー
４        切断刃
５        溝切刃
６        円形ストッパー
８        リターンスプリング
１３        ねじ杆
１４        操作杆
１５        スライド溝
１６        ピン
１８        モータ
２２、２３      揺動アーム
２４、２５      ガイドホイール
２６        端面板
２７        転動ホイール
３２、３３      ホイール取付部材
３８        ローラーチェーン
５０        管
５１        周回案内レール
５２        周溝
５３        支持ベース
【図１】
0005450163.tif 000002
【図２】
0005450163.tif 000003
【図３】
0005450163.tif 000004
【図４】
0005450163.tif 000005
【図５】
0005450163.tif 000006
【図６】
0005450163.tif 000007
【図７】
0005450163.tif 000008
【図８】
0005450163.tif 000009
【図９】
0005450163.tif 000010