(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリート管の内部を走行しながら該コンクリート管の内壁を切削するコンクリート管内壁切削装置であって、
前記内壁を切削するカッタユニットと、
該カッタユニットの自転を防止する自転防止ユニットと、を備え、
前記カッタユニットは、
シャフトが走行方向と平行になるように配置されたモータと、
前記シャフトから半径方向外側に延び、かつ走行方向に対して後傾したアームと、
該アームに取り付けられ、走行方向に対して後傾した切削刃とからなる
ことを特徴とするコンクリート管内壁切削装置。
【請求項２】
コンクリート管の内部を走行しながら該コンクリート管の内壁を切削するコンクリート管内壁切削装置であって、
前記内壁を切削するカッタユニットと、
該カッタユニットの自転を防止する自転防止ユニットと、を備え、
前記カッタユニットは、
シャフトが走行方向と平行になるように配置されたモータと、
前記シャフトから半径方向外側に延び、かつ走行方向に対して後傾したアームと、
該アームに取り付けられた切削刃とからなり、
前記自転防止ユニットは、
前記カッタユニットに連結され、走行方向と平行に配置されたガイド軸と、
該ガイド軸に褶動可能に嵌合された基部と、
該基部に設けられ、前記自転防止ユニットの中心軸を挟んで配置された一対の開閉部材と、
該一対の開閉部材を開閉させるアクチュエータと、
前記一対の開閉部材のそれぞれに設けられ、該一対の開閉部材が開状態となったときに、前記内壁に押し付けられる押付部材と、を備える
ことを特徴とするコンクリート管内壁切削装置。
【請求項３】
前記カッタユニットが前記コンクリート管と同心となるように案内するガイド手段を備え、
前記ガイド手段は、
前記モータのハウジングを挟んで設けられた一対の支持部材と、
該一対の支持部材を互いに近接離間させるアクチュエータと、
前記支持部材の外側に回転可能に設けられたガイド輪とからなる
ことを特徴とする請求項１または２記載のコンクリート管内壁切削装置。
【請求項４】
コンクリート管の内部を走行しながら該コンクリート管の内壁を切削するコンクリート管内壁切削装置であって、
前記内壁を切削するカッタユニットと、
該カッタユニットの自転を防止する自転防止ユニットと、
前記カッタユニットが前記コンクリート管と同心となるように案内するガイド手段と、を備え、
前記カッタユニットは、
シャフトが走行方向と平行になるように配置されたモータと、
前記シャフトから半径方向外側に延び、かつ走行方向に対して後傾したアームと、
該アームに取り付けられた切削刃とからなり、
前記ガイド手段は、
前記カッタユニットの中心軸から放射状に配置された複数のガイドバネからなり、
該ガイドバネは、走行方向に対して後傾する後傾面と、該後傾面の走行方向後側に連接し前記内壁に接触する接触面とを有する板バネである
ことを特徴とするコンクリート管内壁切削装置。
【請求項５】
前記カッタユニットと前記自転防止ユニットとは、屈曲自在な連結部により連結されている
ことを特徴とする請求項１、２、３または４記載のコンクリート管内壁切削装置。
【請求項６】
牽引索が連結される被牽引部を備える
ことを特徴とする請求項１、２、３、４または５記載のコンクリート管内壁切削装置。
【請求項７】
前記被牽引部と前記カッタユニットとは、屈曲自在な連結部により連結されている
ことを特徴とする請求項６記載のコンクリート管内壁切削装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリート管内壁切削装置に関する。さらに詳しくは、下水管等を構成するコンクリート管を補修するため、非開削でその内壁を切削するために用いるコンクリート管内壁切削装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
下水管等のコンクリート管が経年劣化して補修する場合、既設のコンクリート管の内壁を切削して健全面を露出させ、その健全面に新たな再生管部材を構築する再生工法が行われる。また、経年劣化によりコンクリート管の断面形状が例えば楕円形に変形した場合には、内壁を切削して円形に修正することも行われる。こうした再生工法には種々のものがあるが、いずれも、既設コンクリート管の劣化した内壁を切削する必要がある。
また、近年では、地中に埋設されたコンクリート管を掘り起こすことなく、非開削でコンクリート管の補修を行う工法が提案されている。
【０００３】
図１５は、そのような再生工法を図示したものであり、（ａ）は補修前を示しており、Ｍはマンホールであり、二つのマンホールＭ、Ｍの間は複数本のコンクリート管Ｃで接続されている。同図（ｂ）は補修後を示しており、コンクリート管Ｃの内壁に再生管部材Ｒが挿入されている。この再生管部材Ｒを施工するには、その前にコンクリート管Ｃの内壁を数ｍｍ〜数ｃｍの厚さで切削し、劣化した部分を取り除く必要がある。
【０００４】
コンクリート管内壁切削装置の従来技術としては、特許文献１および２がある。
図１６に示すように、特許文献１は、走行ガイドユニット104に同心かつ直列にカッタユニット105を接続しており、旋回軸Ａまわりにカッタユニット105が旋回するものである。走行ガイドユニット104には旋回軸Ａから放射状に、かつ旋回軸Ａに対して直角に延びる複数本のガイドアーム111を取付け、ガイドアーム111の先端部にはコンクリート管101内を走行する走行輪114と、転動方向を変更可能なガイド輪115を取付けている。
カッタユニット105には、旋回軸Ａから放射状に、かつ旋回軸Ａに対して直角に延びるカッタアーム127を取付け、その先端にはカッタ130を装着している。
【０００５】
特許文献２は、特許文献１の基本構造を踏襲するものであるが、ガイドアームの先端には、転動方向を変更可能なガイド輪の代りに全方向に転動自在な球状車輪を装着している。
【０００６】
ところで、図１７に示すように、下水管は、地震や道路工事の振動の影響で隣接するコンクリート管Ｃ、Ｃ同士の継ぎ目Ｊが折れ曲がったり（ａ）、軸方向に離れて隙間ｇができたり（ｂ）、さらに軸と垂直方向にズレて段差ｈができたり（ｃ）することがある。
【０００７】
このような不都合が生じた場合、特許文献１および２の従来技術では次のような問題がある。
（１）ガイドアーム111先端の走行輪114や球状車輪が隙間ｇに落ち込むと走行できなくなる。また、段差ｈを乗り越えることができなくなる。
（２）走行ガイドユニット104とカッタユニット105とは軸心が一直線に固定されていて折れ曲がる自由度がないので、折れ曲がった継ぎ目Ｊに引っ掛って走行できなくなる。
（３）カッタアーム127と旋回軸Ａの交差角が直角であるので、折れ曲がったり隙間ｇができたり段差ｈができたりした継ぎ目Ｊでは、カッタ130の側面（つまり刃ではない部分）がコンクリート管Ｃ、Ｃの端面に当って切削ができなくなる。また、この状態で走行すると、カッタアーム127が折損する等の不具合も生ずる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第３６４１３０９号公報
【特許文献２】特許第３７３９１３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は上記事情に鑑み、コンクリート管の継ぎ目が折れ曲がっていたり、隙間や段差ができたりしていたとしても、内壁の切削が可能なコンクリート管内壁切削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】
【００１０】
第１発明のコンクリート管内壁切削装置は、コンクリート管の内部を走行しながら該コンクリート管の内壁を切削するコンクリート管内壁切削装置であって、前記内壁を切削するカッタユニットと、該カッタユニットの自転を防止する自転防止ユニットと、を備え、前記カッタユニットは、シャフトが走行方向と平行になるように配置されたモータと、前記シャフトから半径方向外側に延び、かつ走行方向に対して後傾したアームと、該アームに取り付けられ、走行方向に対して後傾した切削刃とからなることを特徴とする。
第２発明のコンクリート管内壁切削装置は、コンクリート管の内部を走行しながら該コンクリート管の内壁を切削するコンクリート管内壁切削装置であって、前記内壁を切削するカッタユニットと、該カッタユニットの自転を防止する自転防止ユニットと、を備え、前記カッタユニットは、シャフトが走行方向と平行になるように配置されたモータと、前記シャフトから半径方向外側に延び、かつ走行方向に対して後傾したアームと、該アームに取り付けられた切削刃とからなり、前記自転防止ユニットは、前記カッタユニットに連結され、走行方向と平行に配置されたガイド軸と、該ガイド軸に褶動可能に嵌合された基部と、該基部に設けられ、前記自転防止ユニットの中心軸を挟んで配置された一対の開閉部材と、該一対の開閉部材を開閉させるアクチュエータと、前記一対の開閉部材のそれぞれに設けられ、該一対の開閉部材が開状態となったときに、前記内壁に押し付けられる押付部材と、を備えることを特徴とする。
第３発明のコンクリート管内壁切削装置は、第１または第２発明において、前記カッタユニットが前記コンクリート管と同心となるように案内するガイド手段を備え、前記ガイド手段は、前記モータのハウジングを挟んで設けられた一対の支持部材と、該一対の支持部材を互いに近接離間させるアクチュエータと、前記支持部材の外側に回転可能に設けられたガイド輪とからなることを特徴とする。
第４発明のコンクリート管内壁切削装置は、コンクリート管の内部を走行しながら該コンクリート管の内壁を切削するコンクリート管内壁切削装置であって、前記内壁を切削するカッタユニットと、該カッタユニットの自転を防止する自転防止ユニットと、前記カッタユニットが前記コンクリート管と同心となるように案内するガイド手段と、を備え、前記カッタユニットは、シャフトが走行方向と平行になるように配置されたモータと、前記シャフトから半径方向外側に延び、かつ走行方向に対して後傾したアームと、該アームに取り付けられた切削刃とからなり、前記ガイド手段は、前記カッタユニットの中心軸から放射状に配置された複数のガイドバネからなり、該ガイドバネは、走行方向に対して後傾する後傾面と、該後傾面の走行方向後側に連接し前記内壁に接触する接触面とを有する板バネであることを特徴とする。
第５発明のコンクリート管内壁切削装置は、第１、第２、第３または第４発明において、前記カッタユニットと前記自転防止ユニットとは、屈曲自在な連結部により連結されていることを特徴とする。
第６発明のコンクリート管内壁切削装置は、第１、第２、第３、第４または第５発明において、牽引索が連結される被牽引部を備えることを特徴とする。
第７発明のコンクリート管内壁切削装置は、第６発明において、前記被牽引部と前記カッタユニットとは、屈曲自在な連結部により連結されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
第１発明によれば、切削刃が走行方向に対して後傾しているので、コンクリート管の継ぎ目が折れ曲がったり隙間ができたりしたとしても、切削刃がコンクリート管の端面に引っ掛かることなく、内壁の切削を継続できる。
第２発明によれば、固定部の押付部材を内壁に押し付けることにより基部をコンクリート管に対して固定することができるので、自転防止ユニットに連結されているカッタユニットの自転を防止できる。また、基部がガイド軸に対して褶動するので、カッタユニットの自転を防止しつつ、走行方向への移動が可能となる。
第３発明によれば、ガイド手段が、モータのハウジングの外周に配置されているので、装置を小型化することができる。そのため、直径の小さいコンクリート管においても内壁を切削することができる。
第４発明によれば、走行方向に対して後傾する後傾面を有するガイドバネが備えられているので、コンクリート管の継ぎ目に隙間ができていたとしても、その隙間にガイドバネが落ち込むことなく走行でき、内壁を切削することができる。
第５発明によれば、連結部によってカッタユニットと自転防止ユニットとが屈曲自在に連結されているので、コンクリート管の継ぎ目が折れ曲がっていたとしても、その継ぎ目に引っ掛からずに走行でき、内壁を切削することができる。
第６発明によれば、被牽引部に連結された牽引索により牽引されることによりコンクリート管の内部を走行できるので、自走するための動力が不要である。そのため、装置を小型化することができ、直径の小さいコンクリート管においても内壁を切削することができる。
第７発明によれば、連結部によって被牽引部とカッタユニットとが屈曲自在に連結されているので、コンクリート管の継ぎ目が折れ曲がっていたとしても、その継ぎ目に引っ掛からずに走行でき、内壁を切削することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１実施形態に係るコンクリート管内壁切削装置の側面図である。
【図２】同コンクリート管内壁切削装置のカッタユニットの側面視部分断面図である。
【図３】図１におけるIII-III線矢視断面図であり、（ａ）は上支持部材を下降させた状態の図、（ｂ）は上支持部材を上昇させた状態の図である。
【図４】図１におけるIV-IV線矢視断面図である。
【図５】図１におけるV-V線矢視断面図である。
【図６】（ａ）は図５におけるVIa-VIa線矢視断面図、（ｂ）は図５におけるVIb-VIb線矢視図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係るコンクリート管内壁切削装置の側面図である。
【図８】同コンクリート管内壁切削装置のカッタユニットの側面視部分断面図である。
【図９】同コンクリート管内壁切削装置のカッタユニットに取り付けられるガイド手段の（ａ）正面図、および（ｂ）側面図である。
【図１０】同コンクリート管内壁切削装置の被牽引部の側面視断面図である。
【図１１】同コンクリート管内壁切削装置の自転防止ユニットの側面図である。
【図１２】図１１におけるXII-XII線矢視断面図である。
【図１３】コンクリート管の継ぎ目が折れ曲がっている場合のコンクリート管内壁切削装置の走行の説明図であって、（ａ）図は被牽引部が継ぎ目を通過した状態、（ｂ）図はカッタユニットが継ぎ目に位置する状態、（ｃ）図はカッタユニットが継ぎ目を通過した状態を示す。
【図１４】コンクリート管の継ぎ目に隙間ができている場合のコンクリート管内壁切削装置の走行の説明図であって、（ａ）図は被牽引部のガイドバネが継ぎ目に位置する状態、（ｂ）図は切削刃が継ぎ目に位置する状態を示す。
【図１５】下水管の再生工法の説明図であって、（ａ）図は補修前、（ｂ）図は補修後を示す。
【図１６】従来のコンクリート管内壁切削装置の側面視断面図である。
【図１７】（ａ）図はコンクリート管の継ぎ目が折れ曲がった状態、（ｂ）図はコンクリート管の継ぎ目に隙間ができた状態、（ｃ）図はコンクリート管の継ぎ目に段差ができた状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
（第１実施形態）
図１に示すように、本発明の第１実施形態に係るコンクリート管内壁切削装置Ａは、カッタユニット１０と、そのカッタユニット１０の先端に連結された被牽引部２０と、カッタユニット１０の後端に連結された自転防止ユニット３０とからなる。
【００１４】
コンクリート管内壁切削装置Ａは、被牽引部２０を先頭に下水管等を構成するコンクリート管Ｃの内部に挿入される。そして、被牽引部２０を構成するアイボルト２１にロープやワイヤ等の牽引索（図示せず）の一端を結び、その牽引索の他端をウインチ等で引っ張ることで、被牽引部２０を先頭に図１における矢印方向に走行する。また、コンクリート管Ｃの内部を走行しながら、そのコンクリート管Ｃの内壁Ｗをカッタユニット１０で切削する。
【００１５】
図２に示すように、カッタユニット１０は、電動モータ１１と、電動モータ１１の駆動により回転するシャフト１２と、電動モータ１１とシャフト１２とを連結する減速機１３と、シャフト１２に固設された円盤１４と、円盤１４の外周に配置された複数の切削刃部１５とからなる。
【００１６】
電動モータ１１は、コンクリート管内壁切削装置Ａの走行方向（図２における矢印方向）と平行になるように、横に倒された姿勢で配置されている。また、電動モータ１１のピニオンシャフトとシャフト１２とは遊星歯車減速機１３を介して接続され、電動モータ１１の回転速度を落としてトルクを上げるようにしている。
なお、減速機１３は、遊星歯車減速機に限られず、種々の減速機を採用することができる。また、電動モータ１１に代えて、油圧モータ、空圧モータ等を用いてもよい。
【００１７】
切削刃部１５は、アーム１６と、切削刃台１７と、切削刃１８と、アジャストボルト１９とからなる。アーム１６は、シャフト１２に固設された円盤１４の外周６ヶ所に穿設された孔にボルトで片持ち状に固設され、コンクリート管内壁切削装置Ａの走行方向に対して後傾している。このアーム１６の上面に、長手方向に褶動可能なＬ字形の切削刃台１７が取り付けられており、この切削刃台１７上に切削刃１８が取り付けられている。
【００１８】
また、切削刃台１７の突出部分に穿設したネジ孔にアジャストボルト１９が螺合されており、アジャストボルト１９の一端がアーム１６の端部に当接している。そのため、アジャストボルト１９を回転させることで、切削刃台１７をアーム１６に対して褶動させ、切削刃１８の突出具合を調整できる。
これにより、コンクリート管Ｃの内壁Ｗにおける切削厚さを調整できる。また、切削継続により切削刃１８が摩耗しても、アジャストボルト１９を回転させて切削刃１８を突出させることで、切削刃１８の新たな部分により内壁Ｗを切削できるので、切削厚さを一定に保つことができる。
なお、切削刃１８としては、例えば、超硬、サーメットまたは焼結ダイヤモンドからなる超硬質刃や、ダイヤモンド砥粒を表面に付設または内含するダイヤモンド刃等、種々のものを用いることができる。
【００１９】
図３に示すように、電動モータ１１のハウジング１１ｈの外周には、ハウジング１１ｈを囲むようにガイド手段４０が取り付けられている。ガイド手段４０は、横に倒された電動モータ１１の重量を支える半円環状の下支持部材４１と、電動モータ１１の上部に位置する半円環状の上支持部材４２と、下支持部材４１と上支持部材４２を互いに近接離間させる一対のエアシリンダ４３、４３と、上下の支持部材４１、４２の外側に回転可能に設けられた複数のガイド輪４４とからなる。
【００２０】
下支持部材４１は、上支持部材４２より肉厚に形成されており、上面には円弧状の面が形成されハウジング１１ｈに直接取り付けられている。また、下面には放射状に延びた枝部が複数（本実施形態では４本）設けられ、各枝部の先端にボルトを介してガイド輪４４が設けられている。これらのガイド輪４４は、コンクリート管Ｃの内壁Ｗに常に当接しており、カッタユニット１０の中心軸となるシャフト１２がコンクリート管Ｃと同心となるように案内するとともに、電動モータ１１の重量を支えている。
下支持部材４１の上部両側にはエアシリンダ４３、４３のシリンダを収納する凹部４１ｃ、４１ｃと、この凹部４１ｃ、４１ｃの端から上方に延びる垂直壁４１ｗ、４１ｗが形成されている。
【００２１】
一方、上支持部材４２は、下支持部材４１より肉薄に形成されており、下面には円弧状の面が形成され、上面には放射状に延びた枝部が複数（本実施形態では４本）設けられ、各枝部の先端にボルトを介してガイド輪４４が設けられている。
上支持部材４２の下部両側には、エアシリンダ４３のピストンロッドが当接する当て板４２ｐが、下支持部材４１の垂直壁４１ｗ内に収まる長さに水平に形成されている。なお、垂直壁４１ｗは、当て板４２ｐのガイドの役割も担う。
【００２２】
図３（ａ）に示すように、エアシリンダ４３を収縮させた状態では、上支持部材４２の下面が電動モータ１１のハウジング１１ｈに当接しており、上支持部材４２に設けられたガイド輪４４がコンクリート管Ｃの内壁Ｗから離れている。
そして、図３（ｂ）に示すように、エアシリンダ４３を伸長させると、上支持部材４２の当て板４２ｐが垂直壁４１ｗに沿って上昇し、上支持部材４２の下面が電動モータ１１のハウジング１１ｈから離間し、上支持部材４２に設けられたガイド輪４４がコンクリート管Ｃの上側内壁Ｗに当接する。これにより、カッタユニット１０をコンクリート管Ｃの軸と垂直な方向（図３における紙面に対して平行な方向）に固定することができる。そのため、カッタユニット１０ががたつくことは無く、切削を安定して行うことができる。
【００２３】
なお、エアシリンダ４３は、ハウジング１１ｈを挟んで一対設けられており、上支持部材４２が垂直に上昇するように同期されている。
また、上支持部材４２を昇降させるアクチュエータは、エアシリンダに限られず、油圧シリンダ等種々のアクチュエータを採用できる。
【００２４】
支持部材４１、４２に設けられたガイド輪４４は、コンクリート管内壁切削装置Ａの走行方向（図３における紙面に対して垂直方向）に回転可能となっており、コンクリート管内壁切削装置Ａが牽引されるとガイド輪４４が回転して、スムーズにコンクリート管Ｃ内を走行できるようになっている。なお、上支持部材４２を下降させた状態では、下支持部材４１に取り付けられたガイド輪４４のみによって走行し、上支持部材４２を上昇させ、上支持部材４２に設けられたガイド輪４４を内壁Ｗに接触させた状態では、下支持部材４１および上支持部材４２に取り付けられたガイド輪４４によって走行する。
【００２５】
図２に示すように、被牽引部２０は、アイボルト２１と、本体２２とからなる。カッタユニット１０のシャフト１２の先端には、ベアリングを介して本体２２が配設され、この本体２２にアイボルト２１が取り付けられている。そのため、電動モータ１１の駆動によるシャフト１２の回転によっても、アイボルト２１が回転しないようになっている。
【００２６】
図１に示すように、自転防止ユニット３０は、コンクリート管内壁切削装置Ａの走行方向と平行に配置されたガイド軸３１と、そのガイド軸３１に褶動可能に嵌合された円板状の基部３２と、エアシリンダ３６の作動により開閉する一対の開閉部材３４と、開閉部材３４に取り付けられた押付部材３７とを備える。
【００２７】
ガイド軸３１は所定長さの棒状部材であり、その一端が屈曲自在なジョイント５０を介してカッタユニット１０の電動モータ１１の後端に接続されている。そのため、カッタユニット１０と自転防止ユニット３０とは屈曲自在に連結されている。また、ガイド軸３１の他端には、ロープやワイヤ等の牽引索（図示せず）の一端が結び付けられるアイボルト３８が取り付けられている。
【００２８】
図４に示すように、ガイド軸３１には軸方向の全長に渡ってキー溝３１ｋが形成されている。円板状の基部３２は、そのキー溝３１ｋと嵌合し、ガイド軸３１に対して回動せず、かつガイド軸３１の軸方向に沿って褶動可能に取り付けられている。そのため、基部３２はガイド軸３１に沿って走行方向に褶動可能となっている。
また、図１に示すように、基部３２のカッタユニット１０側にはバネ係止部３３ａが固設され、ジョイント５０のカバーにはバネ台３３ｂが片持ちに固定され、バネ係止部３３ａとバネ台３３ｂとはコイルバネ３３で連結されている。このコイルバネ３３によって基部３２が常にカッタユニット１０側に付勢されている。
【００２９】
基部３２の反対側には、図５に示す左右一対の開閉部材３４ｌ、３４ｒがボルト３４ａ、３４ａにより結合されている。この開閉部材３４ｌ、３４ｒはそれぞれ半馬蹄形を呈しており、上下中央付近には長孔３４ｂが形成されており、ボルト３４ａが長孔３４ｂに通され基部３２に固定されている（図４参照）。
また、図６（ａ）に示すように、一対の開閉部材３４ｌ、３４ｒの下端部には段差が形成されており、互いに重なりあうように配置されている。そして、一対の開閉部材３４ｌ、３４ｒの下端にはそれぞれ長孔３４ｃが形成されており、その長孔３４ｃにピン３４ｄが挿入されている。この長孔３４ｃ、３４ｃおよびピン３４ｄにより、一対の開閉部材３４ｌ、３４ｒが自転防止ユニット３０の中心軸を挟んで対称に開閉するように案内される。
【００３０】
図６（ｂ）に示すように、一対の開閉部材３４ｌ、３４ｒの上端部にはアーム３５、３５が設けられており、一方のアーム３５にエアシリンダ３６のピストンロッド３６ｐが連結され、他方のアーム３５にシリンダ３６ｃが連結されている。そのため、エアシリンダ３６を伸長すれば一対の開閉部材３４ｌ、３４ｒを開状態にすることができ、エアシリンダ３６を収縮すれば一対の開閉部材３４ｌ、３４ｒを閉状態にすることができる。
なお、一対の開閉部材３４ｌ、３４ｒの間には、常に一対の開閉部材３４ｌ、３４ｒを閉じる方向に付勢させるバネを設けてもよい。また、一対の開閉部材３４ｌ、３４ｒを開閉させるアクチュエータは、エアシリンダに限られず、油圧シリンダや、モータ駆動のスライド装置等種々のアクチュエータを採用できる。
【００３１】
図５および図６（ｂ）に示すように、一対の開閉部材３４ｌ、３４ｒの上下中央外側には、ピン３７ｐを介して押付部材３７が回動自在に取り付けられている。ここで、自転防止ユニット３０の中心がコンクリート管Ｃの中心から外れたどの位置にあっても、内壁Ｗに密接できるように、押付部材３７はガタを有して取り付けられている。押付部材３７の外面にはコンクリート管Ｃの内壁Ｗに沿うように円弧状の凸面が形成され、さらに滑り止め用の凹凸が形成されている。
【００３２】
自転防止ユニット３０は、以上のような構成であるから、エアシリンダ３６を伸長し一対の開閉部材３４ｌ、３４ｒを開状態にすれば、押付部材３７が内壁Ｗに押し付けられる。そのため、押付部材３７と内壁Ｗとの摩擦により、基部３２をコンクリート管Ｃに対して固定することができる。また、基部３２はガイド軸３１に対して回転不可能となっているので、基部３２をコンクリート管Ｃに対して固定することにより、ガイド軸３１に連結されているカッタユニット１０の自転を防止できる。
なお、押付部材３７は、開閉部材３４に対して回動自在に取り付けられているので、円弧状の外面が内壁Ｗと面接触するようにその姿勢が変化する。そのため、押付部材３７と内壁Ｗとの摩擦力が大きくなる。
【００３３】
以上のように、切削刃部１５を、切削刃台１７に設けたアジャストボルト１９で切削刃１８の突出を調整できるように構成したので、内壁Ｗの切削による刃こぼれに対して直ぐに対応でき、切削刃１８の切れ味を回復して切削をスムーズに行える。
また、ガイド手段４０によりカッタユニット１０をコンクリート管Ｃの中心へと強制的に導くことができ、コンクリート管Ｃの上下左右の内面全周における切削厚さを一定にできる。
また、コンクリート管Ｃの直径に合わせて拡がる自転防止ユニット３０の開閉部材３４ｌ，３４ｒに、押付部材３７が回動自在に取り付けられているので、自転防止ユニット３０がコンクリート管Ｃの中心から外れたどの位置にあっても、内壁Ｗに密接させることができる。
【００３４】
また、コンクリート管内壁切削装置Ａは、アイボルト２１に連結された牽引索により牽引されることによりコンクリート管Ｃの内部を走行できるので、自走するための動力が不要である。そのため、装置を小型化することができる。また、カッタユニット１０の電動モータ１１が、シャフト１２が走行方向と平行になるように配置されており、切削刃１８が電動モータ１１の周りで回転するように配置されているので、装置を小型化することができる。さらに、ガイド手段４０が、電動モータ１１のハウジング１１ｈの外周に配置されているので、装置を小型化することができる。そのため、直径の小さいコンクリート管Ｃにおいてもコンクリート管内壁切削装置Ａを挿入することができ、内壁Ｗを切削することができる。
【００３５】
つぎに、上記コンクリート管内壁切削装置Ａによる内壁Ｗの切削方法について説明する。
図１に示すように、まず、コンクリート管内壁切削装置Ａをコンクリート管Ｃの内部に挿入する。
つぎに、ガイド手段４０のエアシリンダ４３を伸長し、下支持部材４１および上支持部材４２に取り付けられたガイド輪４４を内壁Ｗに押し付けて、カッタユニット１０をコンクリート管Ｃの軸と垂直な方向に対して固定する。
つぎに、自転防止ユニット３０のエアシリンダ３６を伸長し押付部材３７を内壁Ｗに押し付けて、自転防止ユニット３０をコンクリート管Ｃに対して固定する。
【００３６】
つぎに、電動モータ１１を駆動させ、切削刃１８を電動モータ１１の周りに回転させて内壁Ｗを所定の厚みで切削して健全面を露出させる。あるいは、経年劣化により変形したコンクリート管Ｃを円形に修正する。同時に、アイボルト２１に連結された牽引索をウインチ等で引っ張り、コンクリート管内壁切削装置Ａを走行させる。
このとき、コンクリート管内壁切削装置Ａは、ガイド手段４０により、シャフト１２がコンクリート管Ｃと同心となっているため、内壁Ｗの全周を均等な厚みで切削することができる。また、押付部材３７が内壁Ｗに押し付けられることにより、電動モータ１１の自転を防止できる。また、ガイド軸３１はジョイント５０を介してカッタユニットと連結されているので、基部３２がガイド軸３１に対して褶動し、カッタユニット１０の自転を防止しつつ、走行方向への移動が可能となる。なお、エアシリンダ３６の空気圧を低下させ、押付部材３７の内壁Ｗへの押す力を弱めても、前記と同じ効果が得られる。
【００３７】
自転防止ユニット３０の基部３２はコンクリート管Ｃに対して固定されているので、コンクリート管内壁切削装置Ａの走行にともない、基部３２は相対的にガイド軸３１の後端に向かって褶動する。
基部３２がガイド軸３１の後端に達した場合には、自転防止ユニット３０のエアシリンダ３６を収縮し押付部材３７を内壁Ｗから離間させる。そうすると、基部３２はコイルバネ３３の付勢によりガイド軸３１の前端に移動する。そして、再びエアシリンダ３６を伸長することで、基部３２をコンクリート管Ｃに対して固定できる。このように、自転防止ユニット３０の固定と解除を繰り返しながら、コンクリート管内壁切削装置Ａを走行させて、所定の領域の内壁Ｗを切削する。
【００３８】
なお、コンクリート管Ｃの継ぎ目が折れ曲がっていたり、隙間や段差ができたりしている場合に、そのコンクリート管Ｃの内部にコンクリート管内壁切削装置Ａを走行させると、カッタユニット１０が継ぎ目を通過したときにはジョイント５０が屈曲する。そのため、コンクリート管Ｃの継ぎ目が折れ曲がったり、隙間や段差ができたりしても、コンクリート管内壁切削装置Ａはその継ぎ目に引っ掛からずに走行でき、内壁Ｗを切削することができる。
【００３９】
また、切削刃１８が取り付けられたアーム１６は走行方向に対して後傾しているので、コンクリート管Ｃの継ぎ目が折れ曲がったり、隙間や段差ができたりしても、切削刃１８がコンクリート管Ｃの端面に引っ掛かることなく、内壁Ｗの切削を継続できる。
【００４０】
（第２実施形態）
図７に示すように、本発明の第２実施形態に係るコンクリート管内壁切削装置Ｂは、カッタユニット１０と、カッタユニット１０の先端に連結された被牽引部２０と、カッタユニット１０の後端に連結された自転防止ユニット３０とからなる。カッタユニット１０と被牽引部２０とは、ユニバーサルジョイント５１で連結されており、カッタユニット１０と自転防止ユニット３０とはユニバーサルジョイント５２で連結されている。
なお、ユニバーサルジョイント５１、５２が、特許請求の範囲に記載の連結部に相当する。
【００４１】
コンクリート管内壁切削装置Ｂは、被牽引部２０を先頭に下水管等を構成するコンクリート管Ｃの内部に挿入される。そして、被牽引部２０を構成するアイボルト２１に牽引索の一端を結び、その牽引索の他端をウインチ等で引っ張ることで、被牽引部２０を先頭に図７における矢印方向に走行する。また、コンクリート管Ｃの内部を走行しながら、そのコンクリート管Ｃの内壁Ｗをカッタユニット１０で切削する。
【００４２】
図８に示すように、カッタユニット１０のアーム１６は、第１実施形態におけるカッタユニット１０のアーム１６（図２参照）に比べて、さらにコンクリート管内壁切削装置Ｂの走行方向に対して後傾している。そして、アーム１６に取り付けられた切削刃台１７は、切削刃台１７の先端に取り付けられた切削刃１８が内壁Ｗに接するように長尺となっている。その余の構成は、第１実施形態におけるカッタユニット１０と同一であるので、同一部材に同一符号を付して説明を省略する。
【００４３】
電動モータ１１のハウジング１１ｈの外面には、図９に示すような第１ガイド手段６０が取り付けられている。第１ガイド手段６０は、環状の取付金具６１と、その取付金具に取り付けられたガイドバネ６２とからなる。
取付金具６１は、一対の半円形の部材からなり、その一対の部材でハウジング１１ｈを挟んでボルトナットで締め付けることによりハウジング１１ｈに取り付けられている。
【００４４】
取付金具６１には、６つのガイドバネ６２が放射状に等角度間隔に取り付けられている。ガイドバネ６２は、走行方向（図９（ｂ）における左方向）に対して後傾する後傾面６２ａと、その後傾面６２ａの走行方向後側に連接する接触面６２ｂとを有する板バネである。接触面６２ｂが内壁Ｗに接触し、ガイドバネ６２の弾性力が内壁Ｗに作用するようになっている。そのため、放射状に配置されたガイドバネ６２の弾性力が内壁Ｗの全方向に作用し、カッタユニット１０とコンクリート管Ｃとが同心になるように案内される。
【００４５】
図１０に示すように、被牽引部２０は、本体２２と、本体２２に取り付けられたアイボルト２１とからなる。また、本体２２には、第２ガイド手段７０が取り付けられている。
第２ガイド手段７０は、本体２２に取り付けられた円盤７１と、円盤７１の外周６ヶ所に穿設された孔にボルトで片持ち状に固設された６つのガイドバネ７２とからなる。これらガイドバネ７２は、本体２２の中心軸から放射状に等角度間隔に配置されている。
【００４６】
ガイドバネ７２は、走行方向（図１０における左方向）に対して後傾する後傾面７２ａと、その後傾面７２ａの走行方向後側に連接する接触面７２ｂとを有する板バネである。接触面７２ｂが内壁Ｗに接触し、ガイドバネ７２の弾性力が内壁Ｗに作用するようになっている。そのため、放射状に配置されたガイドバネ７２の弾性力が内壁Ｗの全方向に作用し、被牽引部２０とコンクリート管Ｃとが同心になるように案内される。
【００４７】
前述のごとく、カッタユニット１０と被牽引部２０とは、ユニバーサルジョイント５１で連結されている。より詳細には、カッタユニット１０のシャフト１２の先端には、ベアリングを介して先端部材１２ａが取り付けられており、その先端部材１２ａと被牽引部２０の本体２２とがユニバーサルジョイント５１で連結されている。そのため、カッタユニット１０と被牽引部２０とは屈曲自在に連結されている。
【００４８】
図１１および図１２に示すように、自転防止ユニット３０は、その基部３２に第３ガイド手段８０が取り付けられている。その余の構成は、第１実施形態における自転防止ユニット３０と同一であるので、同一部材に同一符号を付して説明を省略する。
【００４９】
第３ガイド手段８０は、基部３２に取り付けられた６つのガイドバネ８２を備えている。ガイドバネ８２は、基部３２の中心軸から放射状に等角度間隔に取り付けられている。
また、ガイドバネ８２は、走行方向（図１１における左方向）に対して後傾する後傾面８２ａと、その後傾面８２ａの走行方向後側に連接する接触面８２ｂとを有する板バネである。接触面８２ｂが内壁Ｗに接触し、ガイドバネ８２の弾性力が内壁Ｗに作用するようになっている。そのため、放射状に配置されたガイドバネ８２の弾性力が内壁Ｗの全方向に作用し、自転防止ユニット３０とコンクリート管Ｃとが同心になるように案内される。
【００５０】
また、ガイドバネ８２は、その先端が、カッタユニット１０に取り付けられたガイドバネ６２の先端と対向するように設けられている。そして、各ガイドバネ８２の先端と、そのガイドバネ８２に対向する位置に配置されたガイドバネ６２の先端との間には、ワイヤ８３が掛け渡されている。
【００５１】
前述のごとく、カッタユニット１０と自転防止ユニット３０とは、ユニバーサルジョイント５２で連結されている。より詳細には、図１１に示すように、カッタユニット１０の電動モータ１１の後端と自転防止ユニット３０のガイド軸３１とがユニバーサルジョイント５２で連結されている。そのため、カッタユニット１０と自転防止ユニット３０とは屈曲自在に連結されている。
【００５２】
上記コンクリート管内壁切削装置Ｂによる内壁Ｗの切削方法は、第１実施形態に係るコンクリート管内壁切削装置Ａによる内壁Ｗの切削方法とほぼ同様である。ただし、エアシリンダ４３とガイド輪４４で構成されるガイド手段４０に代えて、ガイドバネ６２、７２、８２で構成されたガイド手段６０、７０、８０が備えられているので、エアシリンダ４３を伸縮させる工程は不要である。
【００５３】
つぎに、コンクリート管Ｃの継ぎ目が折れ曲がっている場合の、コンクリート管内壁切削装置Ｂの動作について説明する。
図１３に示すように、コンクリート管Ｃの継ぎ目Ｊが折れ曲がっている場合に、そのコンクリート管Ｃの内部にコンクリート管内壁切削装置Ｂを走行させると、被牽引部２０が継ぎ目Ｊを通過したときにはユニバーサルジョイント５１が屈曲し（図１３（ａ））、カッタユニット１０が継ぎ目Ｊを通過したときにはユニバーサルジョイント５２が屈曲する（図１３（ｃ））。そのため、コンクリート管Ｃの継ぎ目Ｊが折れ曲がっていたとしても、コンクリート管内壁切削装置Ｂはその継ぎ目Ｊに引っ掛からずに走行でき、内壁Ｗを切削することができる。
【００５４】
また、ガイド手段６０、７０、８０のガイドバネ６２、７２、８２は、走行方向に対して後傾する後傾面６２ａ、７２ａ、８２ａを有するので、継ぎ目Ｊが折れ曲がっていたとしても、その折れ曲がりによりできた凹凸を後傾面６２ａ、７２ａ、８２ａで乗り越えることができ、継ぎ目Ｊに引っ掛からずに走行できる。
【００５５】
さらに、図１３（ｂ）に示すように、切削刃１８が取り付けられたアーム１６は走行方向（図１３における左方向）に対して後傾しているので、コンクリート管Ｃの継ぎ目Ｊが折れ曲がっていたとしても、切削刃１８がコンクリート管Ｃの端面に引っ掛かることなく、内壁Ｗの切削を継続できる。ここで、コンクリート管Ｃの端部分においては、その角を取るように斜めに切削する。
【００５６】
なお、ユニバーサルジョイント５１、５２が継ぎ目Ｊから前後にズレている場合（例えば図１３（ｂ））には、ユニバーサルジョイント５１、５２がコンクリート管Ｃの中心から半径方向にズレる。そのため、カッタユニット１０はユニバーサルジョイント５１、５２がずれた方向の内壁Ｗに押し付けられる。しかし、この押付はガイドバネ６２、７２、８２で吸収されるので、コンクリート管内壁切削装置Ｂはスムーズに継ぎ目Ｊを通過することができる。
【００５７】
つぎに、コンクリート管Ｃの継ぎ目に隙間ができている場合の、コンクリート管内壁切削装置Ｂの走行について説明する。
図１４（ａ）に示すように、被牽引部２０に取り付けられたガイドバネ７２は、走行方向に対して後傾する後傾面７２ａを有するので、コンクリート管Ｃの継ぎ目Ｊに隙間ができていたとしても、後傾面７２ａでコンクリート管Ｃの端面を乗り越えることができ、その隙間にガイドバネ７２が落ち込むことなく走行できる。より詳細には、コンクリート管Ｃ１、Ｃ２の継ぎ目Ｊに隙間ができると、コンクリート管Ｃ１の端部に段差が生じる。そこへコンクリート管内壁切削装置Ｂが走行してくると、第２ガイド手段７０の接触面７２ｂが継ぎ目Ｊの隙間に落ちる。しかし、コンクリート管内壁切削装置Ｂが牽引されることによって、後傾面７２ａがコンクリート管Ｃ１の端部の角に当接して滑り、段差を乗り越えることができる。そして、コンクリート管Ｃ１側に進行することができる。
同様に、カッタユニット１０に取り付けられたガイドバネ６２、自転防止ユニット３０に取り付けられたガイドバネ８２も、それぞれ後傾面６２ａ、８２ａを有するので、コンクリート管Ｃの継ぎ目Ｊに隙間ができていたとしても、その隙間にガイドバネ６２，８２が落ち込むことなく走行できる。そのため、内壁Ｗの切削を継続することができる。
【００５８】
また、図１４（ｂ）に示すように、切削刃１８が取り付けられたアーム１６が走行方向に対して後傾しているので、コンクリート管Ｃの継ぎ目Ｊに隙間ができたとしても、切削刃１８がコンクリート管Ｃの端面に引っ掛かることなく、内壁Ｗの切削を継続できる。
【００５９】
コンクリート管Ｃの継ぎ目に段差ができている場合も同様に、ガイドバネ６２、７２、８２によりその段差を乗り越えることができ、段差にガイドバネ６２、７２、８２が引っ掛かることなく走行できる。そのため、内壁Ｗの切削を継続することができる。
また、切削刃１８が取り付けられたアーム１６が走行方向に対して後傾しているので、コンクリート管Ｃの継ぎ目Ｊに段差ができたとしても、切削刃１８がコンクリート管Ｃの端面に引っ掛かることなく、内壁Ｗの切削を継続できる。
【００６０】
（その他の実施形態）
上記第２実施形態に係るコンクリート管内壁切削装置Ｂのガイド手段６０、７０はガイドバネ６２、７２の開放端が走行方向後方を向き、ガイド手段８０はガイドバネ８２の開放端が走行方向前方を向くように設けられているが、その方向に制限はなく、ガイドバネ６２、７２の開放端を走行方向前方に向けて設けてもよいし、ガイドバネ８２の開放端を走行方向後方に向けて設けてもよい。
【００６１】
また、カッタユニット１０と被牽引部２０との間、およびカッタユニット１０と自転防止ユニット３０との間を、それぞれユニバーサルジョイント５１、５２で連結したが、どちらか一方だけユニバーサルジョイントで連結し、他方を直接連結してもよい。
【００６２】
また、上記実施形態において、切削刃１８の突出具合を調整する機構は、切削刃台１７とアジャストボルト１９の組み合わせに限らず、種々の機構を採用することができる。
【００６３】
さらに、上記実施形態において、ガイド手段４０、６０、７０、８０を設けなくてもよい。切削刃１８が内壁Ｗに接触しているので、切削刃１８のみによっても電動モータ１１の重量を支えることができるからである。ただし、ガイド手段４０、６０、７０、８０を設けた方が切削厚さを均一にできるので好ましい。
【符号の説明】
【００６４】
Ａ、Ｂ  コンクリート管内壁切削装置
１０  カッタユニット
１１  電動モータ
１２  シャフト
１３  遊星歯車減速機
１４  円盤
１５  切削刃部
１６  アーム
１７  切削刃台
１８  切削刃
１９  アジャストボルト
２０  被牽引部
２１  アイボルト
２２  本体
３０  自転防止ユニット
３１  ガイド軸
３２  基部
３３  コイルバネ
３４  開閉部材
３５  アーム
３６  エアシリンダ
３７  押付部材
３８  アイボルト
４０  ガイド手段
４１  下支持部材
４２  上支持部材
４３  エアシリンダ
４４  ガイド輪
５０  ジョイント
５１、５２  ユニバーサルジョイント
６０、７０、８０  ガイド手段
６２、７２、８２  ガイドバネ
【図１】
0005789166.tif 000002
【図２】
0005789166.tif 000003
【図３】
0005789166.tif 000004
【図４】
0005789166.tif 000005
【図５】
0005789166.tif 000006
【図６】
0005789166.tif 000007
【図７】
0005789166.tif 000008
【図８】
0005789166.tif 000009
【図９】
0005789166.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
0005789166.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
0005789166.tif 000016
【図１６】
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【図１７】
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