(57)【要約】【課題】  樹脂管の内部に収容されたケーブルなどへの損傷を与えることなく管壁に開口を形成するための樹脂管切削加工装置および方法を提供する。【解決手段】  樹脂管側壁を切削加工する装置である。樹脂製ＦＡ管１２の外周にベアリング２４を介して回動可能に装着される円筒スリーブ２０を備える。当該円筒スリーブ２０に内包される樹脂製ＦＡ管の管壁に向けられる切削刃２８を有する切削機２２を高さ調整可能に前記円筒スリーブ２０に固定する。円筒スリーブ２０の作動範囲の外側で樹脂製ＦＡ管１２の撓み変形を防止する拘束リング４８を設ける。円筒スリーブ２０の摺動移動によって樹脂製ＦＡ管断面形状を一定に保持させ切削刃２８を切削ラインに倣い移動させて樹脂製ＦＡ管側１２の管壁の切削加工をなし、切削ラインに沿って薄皮を残した溝加工を施した後、切削溝で囲まれた領域を打ち抜き、薄皮部分を破砕して開口を形成する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂管側壁を切削加工する装置であって、樹脂管の外周にベアリングを介して回動可能に装着されるスリーブを備え、当該スリーブに内包される樹脂管の管壁に向けられる切削刃を有する切削機を高さ位置調整可能に前記スリーブに固定してなることを特徴とする樹脂管切削加工装置。
【請求項２】
前記スリーブの作動範囲の外側で樹脂管の撓み変形を防止する拘束リングを備えてなることを特徴とする請求項１に記載の樹脂管加工装置。
【請求項３】
樹脂管の側壁を切削加工する方法であって、前記側壁を切削する切削機を樹脂管の全周を囲繞するスリーブに搭載し、スリーブの摺動移動によって樹脂管断面形状を一定に保持させながら切削刃を切削ラインに倣い移動させて樹脂管側壁の切削加工をなすことを特徴とする樹脂管切削加工方法。
【請求項４】
切削時のスリーブ可動範囲の外部位置で樹脂管を拘束リングで締め付けて形状保持を行わせつつ切削加工することを特徴とする請求項３に記載の樹脂管切削加工方法。
【請求項５】
樹脂管の側壁に開口を切削加工するに際して、切削ラインに沿って薄皮を残した溝加工を施した後、切削溝で囲まれた領域を打ち抜くことにより薄皮部分を破砕して開口を形成することを特徴とする樹脂管切削加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は樹脂管切削加工装置および加工方法に係り、特に樹脂管に開口を形成する際に管内に収容しているケーブルなどを傷つけることなく切削加工できる切削加工装置と方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電力ケーブルや通信ケーブル等は塩化ビニル管等の樹脂管により形成された管路に収容されて地下に埋設されている。このようなケーブルを収容した既設管路において、マンホールやハンドホール以外の場所から上記ケーブルを分岐させ、その既設管路を構成する管の途中に分岐管を取り付ける工事を行う場合がある。例えば、トラフ・共用ＦＡ方式の電線共同溝では、トラフ系ケーブルおよび共用ＦＡ（Ｆｒｅｅ  Ａｃｃｅｓｓ）系ケーブルの接続や分岐作業を路上から行うことにより、コンパクト化、浅層化を図ったもので、特に共用ＦＡ方式では、情報通信・放送系の基幹ケーブルをボディ管の１管に集約し、情報通信・放送系の引き込みケーブルを共用ＦＡ管の１管に集約することとしている。この場合、ＦＡ管から利用者へのケーブル引き込みのために、ＦＡ管に分岐管を接続するための工事が行われることになる。
【０００３】
このような工事では、既設管路（ＦＡ管）の周囲の土を掘って配管を露出させ、その管にケーブルを引き出すための分岐管を取り付けるための開口部孔明け作業が最初に行われる。通常、分岐管接続開口は管の長手方向に沿う長穴であり、一般的には、開口に対応する案内穴を有する部分円筒状のケガキゲージ板を添わせて、その案内穴に沿ったマーキングを施し、そのマーキング線に沿ってナイフ等の刃物で管に切り込みを入れて分岐管用開口部を形成している。
【０００４】
しかしながら、上記管路は通常、多数本（数本〜十数本）密集して埋設されているため、周囲の土を掘って露出させても分岐管用開口部を形成する管の周囲には僅かな作業空間しか確保できず、手作業による開口部の形成は困難を極める。しかも塩化ビニル製ではあっても上記管の厚さは９．６ｍｍ±０．７ｍｍもあるため、ナイフ等の刃物を用いた手作業では容易には切れず、そのため管を暖めて軟化させてから切り込みを入れる等の工夫をしているが、作業効率が悪い。特にナイフなどの切削具を利用する場合には、管の内部に収容されているケーブルに刃先で損傷を与える可能性もある。
【０００５】
このため、分岐管用開口部にテンプレートを固定し、テンプレートに形成している開口部に倣うガイド穴に沿って電気カッターを移動しながら、管肉部を切削する方法が提案されている（特許文献１）。また、同じくテンプレートに相当する長穴が形成されたゲージ本体をバンド締めし、既設管にチェーンを巻き掛けて水平台板を有する移動台を取り付けし、水平台板に取り付けた切削機の刃を前記長穴内に向けて突出させ、刃が長穴に沿って移動するように移動台を移動する構成のものもある（特許文献２）。
【特許文献１】特開２００２−３６０１９号公報
【特許文献２】実用新案登録第３０８５４１４公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、従来の方法では、既設管に収容したケーブルなどを損傷しないことが最重要課題であるにも拘わらず、電動カッターによる押付力により切削深さが変化して樹脂管の管肉以上に切削してしまい、内部に収容しているケーブルを傷つけることが多々生じていた。切削機を架台に搭載して切断するようにしても、架台が樹脂管をバンド締めして固定されるため、その締め付け力で管断面が変形してしまい、切削深さが変わってしまうことで収容ケーブルが傷ついてしまう。
【０００７】
本発明は、上記問題点に着目し、樹脂管の内部に収容されたケーブルなどへの損傷を与えることを確実に防止して管壁に開口を形成することができる樹脂管切削加工装置および方法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】
上記目的を達成するために、本発明に係る樹脂管切削加工装置は、樹脂管側壁を切削加工する装置であって、樹脂管の外周にベアリングを介して回動可能に装着されるスリーブを備え、当該スリーブに内包される樹脂管の管壁に向けられる切削刃を有する切削機を高さ位置調整可能に前記スリーブに固定してなることを特徴としている。また、前記スリーブの回動範囲の外側で樹脂管の撓み変形を防止する拘束リングを備えた構成とすればよい。
【０００９】
本発明に係る樹脂管切削加工方法は、樹脂管の側壁を切削加工する方法であって、前記側壁を切削する切削機を樹脂管の全周を囲繞するスリーブに搭載し、スリーブの摺動移動によって樹脂管断面形状を一定に保持させながら切削刃を切削ラインに倣い移動させて樹脂管側壁の切削加工をなすことを特徴とする。また、切削時のスリーブ可動範囲の外部位置で樹脂管を金属または硬質からなる拘束リングで締め付けて形状保持を行わせつつ切削加工するようにすればよい。
【００１０】
更に、本発明に係る樹脂管切削加工方法は、樹脂管の側壁に開口を切削加工するに際して、切削ラインに沿って薄皮を残した溝加工を施した後、切削溝で囲まれた領域を打ち抜くことにより薄皮部分を破砕して開口を形成することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
上記構成によれば、切削機を取り付けたスリーブが切削対象の樹脂管の全周を囲繞した状態でベアリングを介して摺動できるため、樹脂管の変形がスリーブによって拘束されつつ、スリーブに固定した切削機と樹脂管との距離が一定に確保される。これにより、切削刃による切り込み深さがスリーブの移動範囲で常に一定になる。また、特にスリーブの可動範囲の両側で金属リングや硬質樹脂リングなどの拘束リングによって加工範囲内の形状変形を防止するようにすれば、樹脂管の形状が維持される。したがって、切削加工時の切り込み深さを一定にすることができる。切削機はスリーブに対して高さ位置調整可能となっているため、樹脂管の側壁への切り込み深さを任意に設定でき、かつ切削ラインの全体に亘って深さが変動することはない。樹脂管に設定される切削ラインに切削機を倣い移動させる過程で、樹脂管側壁に薄皮を残した切削溝を加工し、その後に切削溝で囲まれた領域を打ち抜くことで、収容ケーブルへの損傷を与えることなく、確実に開口を形成できる効果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に、本発明に係る樹脂管切削加工装置および方法の具体的実施形態について、図面を参照しつつ、詳細に説明する。
図１、４は実施形態に係る切削加工装置を樹脂管へ取り付けた状態を示す側面断面図を示している。この実施形態は、共用ＦＡケーブル方式におけるＦＡ管に分岐管を接続するための開口を形成することに適用したものである。
【００１３】
共用ＦＡケーブル方式では、図２に示すように、情報通信・放送系の基幹ケーブル１１を鞘管に入れてボディ管１０に集約し、情報通信・放送系の引き込みケーブル１３を共用ＦＡ管１２の１管に集約した状態で地下に埋設することとしている。通常、図２、４に示しているように、ボディ管１０は下位に配置され、共用ＦＡ管１２はその直上に配置される。利用者へのケーブル引き込みは、共用ＦＡ管１２の側面に５度だけ斜め上向きに傾けて接続開口１４（図１０参照）を形成し、ここに取り付けた分岐管１５を通じて行われる。したがって、作業は地面を掘削して共用ＦＡ管１２を露出させた状態で行われる。
【００１４】
本実施形態に係る切削加工装置は、塩化ビニル樹脂からなる共用ＦＡ管１２の側壁に前記分岐管の接続用開口１４を切削加工するためのものであるが、図１に示しているように、共用ＦＡ管１２の外周にボールベアリング２４を介して回動可能に装着される円筒スリーブ２０と、当該円筒スリーブ２０に固定された切削機２２とからなる切削ユニット１６によって切削加工するように構成されている。切削機２２は、前記円筒スリーブ２０に内包される共用ＦＡ管１２の管壁に向けられる切削刃２８を有しており、切削機２２を高さ位置調整可能に前記円筒スリーブ２０に固定されて切り込み深さが調整できる。そして、前記円筒スリーブ２０の作動範囲の外側で樹脂管（ＦＡ管１２）の撓み変形を防止する拘束リング４８を備えて構成される。切削加工領域の両端部位置を拘束リング４８で形状保持を行わせ、かつ共用ＦＡ管１２を円筒スリーブ２０で囲繞することで切削時の押付力が発生しても、共用ＦＡ管１２の円筒形状の形状保持を行わせつつ切削加工が行われるのである。
【００１５】
実施形態では、共用ＦＡ管１２の外周面上を縦横に周面に倣って移動できる切削ユニット１６を分岐管接続用開口縁の形状に倣う３次元立体ガイドレール１８に沿って周回移動させることにより、分岐管接続開口を切り抜き加工できるようにしている。
【００１６】
まず、前記切削ユニット１６は、図１、４に示しているように、共用ＦＡ管１２の外周面に装着される金属製（またはＦＡ管１２よりは硬質の樹脂製）からなる円筒スリーブ２０と、当該円筒スリーブ２０の外周面部分に固定される切削機２２を備えている。円筒スリーブ２０は内周面に複数のボールベアリング２４を点在させた構造とされており、共用ＦＡ管１２の外周面と一定の隙間を保ちながら円筒スリーブ２０が転がり接触して管周面に倣って縦横の任意方向に回転や軸方向移動ができるようにしている。実施形態の場合は、円筒スリーブ２０の内面からの突出量が約３ｍｍのボールベアリング２４を取り付けて、１６５．２φの共用ＦＡ管１２と円筒スリーブ２０との間に３ｍｍの隙間を確保するようにして、円筒スリーブ２０が自由に樹脂管の周面に倣って転動できるようにしている。また、金属製の円筒スリーブ２０は共用ＦＡ管１２に着脱できるように半割構造とされ、分割面を合わせてボルト締めにより結合して共用ＦＡ管１２の外周に装着できるようにしている。
【００１７】
上記円筒スリーブ２０に取り付けられる切削機２２にはトリマーを用いており、モータ部２６とその先端軸にチャッキングされる棒状の切削刃（トリマービット）２８が取り付けられている。切削機２２はその棒状の切削刃２８が円筒スリーブ２０の軸芯方向を向くように取り付けられる。このため、半割スリーブの一方にスリーブ半径方向に沿って外方に突出する筒型装着部３０を形成し、筒型装着部３０の筒内に切削機２２の先端切削刃２８から差し入れ、切削刃２８が円筒スリーブ２０の内面から突出するようにして装着される構造となっている。もちろん、筒型装着部３０の奥部に位置するスリーブ壁面は貫通され、切削刃２８が共用ＦＡ管１２の側壁に向けて突出可能としているのは言うまでもない。筒型装着部３０の底部分には高さ調整用の台座３２が内蔵されており、台座３２の高さ寸法を変更することで、切削機２２の前端面に当接して切削刃２８の突出長さを調整できるようにしている。台座３２を高くすれば切削刃２８による切り込み深さが小さくなり、低くすれば大きくなる。高さの変更は台座３２自体を交換したり、薄板を介在させるなどして行えばよい。なお、筒型装着部３０は円筒スリーブ２０の一方の半割部材にネジ止めにより固定されている。切削機２２の装着に際しては、ガイドとガイド溝の嵌合により位置合わせを行って切削機２２を筒内に挿入し、回転することで抜け止めを図るいわゆるバヨネット構造を採用している。
【００１８】
更に、筒型装着部３０には、上部にプレート３４を固定しており、プレート外端面に二本の操作ハンドル３６をネジ込みによって取り付けている。ハンドルをオペレータが手に持って操作することで、この切削ユニット１６の移動を行えるようにしている。また、筒型装着部３０には、上記プレート３４の下位に位置してベアリング３８を介して回転リング４０が設けられている。回転リング４０はベアリング３８によって自由回転可能とされ、後述するガイドレールを転動できるようになっている。
【００１９】
一方、この実施形態に係る切削加工装置は、前記共用ＦＡ管１２に形成すべき分岐管接続用開口１４の開口縁と相似形状の３次元立体ガイドレール１８を設け、前記切削ユニット１６を前記３次元立体ガイドレール１８に沿って周回移動可能としている。図５、６はその平面図と斜視図を示している。３次元立体ガイドレール４２はレール固定具４４を介して共用ＦＡ管１２に固定されるようになっている。レール固定具４４は、前記円筒スリーブ２０の外径寸法より大きい内径を有する半円筒体４６を備え、両端部にはＦＡ管１２の外周へ締め付けることにより半円筒体４６を共用ＦＡ管１２に固定する拘束リング４８を設けたものである。拘束リング４８は２分割構造であり、フランジ結合により円筒スリーブ２０を締め付けて固定される。この拘束リング４８は前記円筒スリーブ２０の作動範囲の外側で樹脂管である共用ＦＡ管１２の撓み変形を防止する。
【００２０】
一対の拘束リング４８に支持される前記半円筒体４６の中央部には長円形状の透過窓５０が形成されており、これは前述した切削ユニット１６が共用ＦＡ管１２に形成すべき分岐管接続用開口１４を切削加工する際の可動範囲と干渉しないようなサイズとされている。
【００２１】
このようなレール固定具４４には上述したように３次元立体ガイドレール４２が設けられている。これは半円筒体４６における長円透過窓５０の周囲に配置された立体形状のものであり、切削ユニット１６の切削刃２８を分岐管接続用開口１４の縁部をトレースさせたときに、切削ユニット１６に設けられている回転リング４０の外縁の軌跡に沿う形状となっている。すなわち、切削ユニット１６はベアリング付きの円筒スリーブ２０によって共用ＦＡ管１２の周面に倣う曲面移動が可能であり、その移動中において棒状の切削刃２８の中心線が常に円筒スリーブ２０の中心軸に向けられた状態となる。この移動時において、回転リング４０の走行面を形成し、かつ当該走行面が切削刃２８と平行な面となるようしつつ、開口１４と相似形状となるように３次元立体ガイドレール４２を形成しているのである。したがって、このような３次元立体ガイドレール４２は仮想円筒面上を軸方向と周方向に移動する連続した周回軌跡を形成する立体形状となる。
【００２２】
上記３次元立体ガイドレール４２に沿わせて切削ユニット１６を走行移動させるが、このとき、円筒スリーブ２０は共用ＦＡ管１２と同心円配置となるため、切削刃２８による共用ＦＡ管１２の側壁の切り込み深さは常に一定となる。この結果、切削機２２を台座３２で位置決めする際、共用ＦＡ管１２の肉厚を少し残すように切り込み深さを設定することにより、切り込みライン全周に亘って常に薄皮一枚分だけ残した切削ラインを形成することができる。これにより、共用ＦＡ管１２に収容しているケーブルを切断するような自体を確実に防止できる。特に、切削ユニット１６の可動範囲の両サイドをレール固定具４４の拘束リング４８によって締め付けて共用ＦＡ管１２の円形状を確保し、かつ拘束リング４８の間で円筒スリーブ２０によっても共用ＦＡ管１２の円形状が確保して共用ＦＡ管１２の形状が撓み変形しないようにしているので、切削機２２による切り込み深さが変動することはない。拘束リング４８は金属性あるいは共用ＦＡ管１２の素材よりは硬質の樹脂材料からなり、加工領域の形状変形を防止する役割をなす。
【００２３】
以上のように構成された分岐管接続開口の切削加工装置は、最初に切削機２２を取り外した状態で、切削ユニット１６における円筒スリーブ２０を共用ＦＡ管１２の外周に取り付ける（図７参照）。そして、３次元立体ガイドレール４２が固定されているレール固定具４４を、透過窓５０の内部に切削ユニット１６が収容されるような状態で、共用ＦＡ管１２に被せ、両端にて拘束リング４８によって締め付け固定する。このとき、分岐管接続用開口１４は共用ＦＡ管１２の真横から５度上向きに傾けた状態とすべき仕様となっているので、簡易水準器などを用いて固定位置を調整する。このような組みつけが終了した後、円筒スリーブ２０の筒型装着部３０に対して切削機２２を装着する。このとき、切削機２２を作動しながら共用ＦＡ管１２の側壁に切削刃２８で穿孔させつつ固定保持を行う。これによって、図８に示すように、作業開始体勢になる。
【００２４】
次いで、操作ハンドル３６を手に持ち、回転リング４０を３次元立体ガイドレール１８に押し当てるように保持しつつ、３次元立体ガイドレール４２に沿って切削ユニット１６を周回移動させて切削加工を施す。この結果、図９に示しているように、共用ＦＡ管１２の外周面に分岐管接続用開口１４に倣った切削溝５２が薄皮５４を残した状態で加工形成される。そして、切削溝５２で囲まれた部位をハンマで打つことにより、図１０に示しているような開口１４が形成される。最後に図１１に示される分岐管５６を取り付けてケーブル引き込み作業ができる状態になる。
【００２５】
このように、本実施形態によれば、切削ユニット１６が円筒スリーブ２０を利用して周回動作ができるようにし、樹脂管である共用ＦＡ管１２の撓み変形による切削深さの変化が生じない構成としているため、管肉に薄皮５４を残した状態で分岐管接続用開口に倣った切削溝５２を加工形成することができ、ＦＡ管１２内の収容ケーブルを傷つけることのない開口１４を形成できるという効果が得られる。切削加工時に切粉が発生するが、円筒スリーブ２０はボールベアリング２４によって切粉の逃げ隙間が確保されているので、切粉による作業上の支障を生じることはない。また、切削ユニット１６は３次元立体ガイドレール４２の内側に配置されているので、共用ＦＡ管１２に隣接されているボディ管が邪魔になることなく加工できる。
【００２６】
更に、本実施形態では、切削領域の外側でレール固定具４４に取り付けてある拘束リング４８が共用ＦＡ管１２の変形拘束をなし、切削領域の形状保持をなしている。かかる状態で切削機２２が円筒スリーブ２０により共用ＦＡ管１２の外周を滑動し、加工時の共用ＦＡ管１２の変形が同時に拘束されるので、切削深さを一定に保持することができ、収容ケーブルへの切削刃２８が達するようなことが確実に防止されるので、安全性の高い切削加工を樹脂管に施すことができる。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明に係る樹脂管切削加工装置および方法は、内部にケーブルなどを収容した樹脂管からなる既設管路に分岐管路用の接続開口を形成することに利用することができ、特に地下埋設ケーブルの引き込み作業に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本実施形態に係る樹脂管切削加工装置の取り付け状態を示す側面図である。
【図２】共用ＦＡ方式の埋設管路の配置状態説明用の斜視図である。
【図３】本実施形態に使用する切断機の平面図である。
【図４】本実施形態に係る樹脂管切削加工装置の樹脂管への取り付け状態を示す正面断面図である。
【図５】本実施形態に使用する３次元立体ガイドレールの平面図である。
【図６】同ガイドレールの斜視図である。
【図７】本実施形態に適用する切削ユニットの取り付け状態を示す斜視図である。
【図８】本実施形態に係る樹脂管切削加工装置の運用状態を示す斜視図である。
【図９】実施形態に係る加工装置により切削されたＦＡ管の部分断面斜視図である。
【図１０】長穴切削後に薄肉部から切り離して分岐管接続開口を明けた状態のＦＡ管の部分断面斜視図である。
【図１１】ＦＡ管の接続開口に分岐管を取り付けた状態の斜視図である。
【符号の説明】
【００２９】
１０………ボディ管、１１………基幹ケーブル、１２………共用ＦＡ管、１３………引き込みケーブル、１４………分岐管接続用開口、１５………分岐管、１６………切削ユニット、１８………３次元立体ガイドレール、２０………円筒スリーブ、２２………切削機、２４………ボールベアリング、２６………モータ部、２８………切削刃、３０………筒型装着部、３２………台座、３４………プレート、３６………操作ハンドル、３８………ベアリング、４０………回転リング、４４………レール固定具、４６………半割円筒体、４８………拘束リング、５０………長円透過窓、５２………切削溝、５４………薄皮、５６………分岐管。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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