(57)【要約】【課題】切粉が発生せず、既設管の一部を切り取ることが可能な不断流切断システムを提供する。【解決手段】既設管１００に固定される切断機１の本体１０と、本体１０における管軸方向の２つの側面に沿って既設管１００のまわりを周回すると共に転がり回るカッティングホイール２３と、各カッティングホイール２３を既設管１００の径方向に進退可能に保持するリテーナと、各リテーナを本体１０に対し回転可能に保持するリング２０と、各リング２０を既設管１００のまわりを周回させる駆動機構と、各カッティングホイール２３が周回するのに伴ってカッティングホイール２３を既設管１００の中心に向かって進ませる各送り機構とを備え、カッティングホイール２３の全てが既設管１００のまわりの概ね１８０°の範囲にのみ設けられていることを特徴とする。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
既設管に切断機を設置し、当該切断機を密閉ケースにより気密状態で囲繞して、前記既設管の一部を切り取る不断流切断システムであって、
切断される既設管の箇所に固定される切断機の本体と、
前記本体における管軸方向の２つの側面に沿って前記既設管のまわりを周回すると共に転がり回る対の平滑なカッティングホイールと、
前記各カッティングホイールを前記既設管の径方向に進退可能に保持するリテーナと、
前記各リテーナを前記本体に対し回転可能に保持すると共に切断の反力を受けるリングと、
前記各リングを前記既設管のまわりを周回させる駆動機構と、
前記各カッティングホイールが前記既設管のまわりを周回するのに伴って前記カッティングホイールを前記既設管の中心に向かって進ませる各送り機構とを備え、
前記カッティングホイールの全てが既設管のまわりの概ね１８０°よりも小さい範囲にのみ設けられていることを特徴とする不断流切断システム。
【請求項２】
請求項１において、前記各リングの内周側には、前記既設管の表面に接触して、前記カッティングホイールによる切断の反力を受けるローラが回転自在に設けられ、
前記各ローラが、前記既設管の管軸方向における前記対のカッティングホイールの間に配置されている不断流切断システム。
【請求項３】
請求項１もしくは２のシステムを用いた不断流切断工法であって、
前記密閉ケース内において前記リングを周回させることで、前記カッティングホイールを前記既設管のまわりに周回させると共に、前記カッティングホイールの周回に伴って前記送り機構により前記カッティングホイールを既設管の中心に向かって送る切断動作を、複数回繰り返して、前記対のカッティングホイールの間でリング状の切片を生成する工程と、
前記カッティングホイールの全てを前記既設管の概ね中心のレベルまたは中心よりも上方の位置において停止させる工程と、
前記切断機を前記切片と共に前記密閉ケースから取り出す工程とを備えた不断流切断工法。
【請求項４】
既設管に切断機を設置し、当該切断機を密閉ケースにより気密状態で囲繞して、前記既設管の一部を切り取る不断流切断工法であって、
管軸方向に互いに離れた対の平滑なカッティングホイールを、前記密閉ケース内において前記既設管のまわりに周回させると共に、前記カッティングホイールの周回に伴って送り機構により前記カッティングホイールを既設管の中心に向かって送る切断動作を、複数回繰り返して、前記対のカッティングホイールの間でリング状の切片を生成する工程と、
前記カッティングホイールの全てを前記既設管の概ね中心のレベルまたは中心よりも上方の位置において停止させる工程と、
前記切断機を前記切片と共に前記密閉ケースから取り出す工程とを備えた不断流切断工法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスや液体などの圧力流体が流れる既設管の切断に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、不断水で既設管を切断し、該既設管を含む管路における前記既設管の切断箇所にバルブを挿入する不断水バルブ挿入工法は周知である。
【０００３】
かかるバルブ挿入工法は、たとえば、特開昭５５−４４１６７号、同５６−８３６９０号、同５６−１２０８８６号および同５７−４７０８９号に開示されている。
この従来の工法は既設管に切断機を固定し、該切断機および既設管を密閉ケースで囲繞し、左右のバイトを切断機に沿って回転させることで既設管を切断した後、作業用仕切弁を開閉して、前記既設管の切片の代わりにバルブを管路に挿入する。この従来技術では、バイトで切断するから、切粉が発生し、管内に侵入する。
【０００４】
特開平１１−３２５３７７号に開示された切断工法は、一対のカッティングホイールを用いる。しかし、この従来の工法はホイールに多数の粒子が設けられており、そのため、切粉が発生する。しかも、ホイールを密閉ケースと共に回転させるので、既設管がガス用のスチールである場合に、当該既設管に密閉ケースを予め溶接して固着する工法では、採用し得ない。
【０００５】
U.S.P.No. 3,650,547,  U.S.P.No. 3,703,906 およびU.S.P.No. 3,735,775 に開示された従来の切断工法では、既設管を密閉ケースで囲繞する。ついで、該密閉ケースに取り付けたカッティングホイールを、送りネジによって既設管にくい込ませた後、該カッティングホイールを密閉ケースと共に回転させて既設管を切断する。この従来技術ではカッティングホイールを管軸方向に離して配置することは開示されていない。また、切片を取り出すことも開示されていない。
【特許文献１】特開昭５５−４４１６７号公報
【特許文献２】特開昭５６−８３６９０号公報
【特許文献３】特開昭５６−１２０８８６号公報
【特許文献４】特開昭５７−４７０８９号公報
【特許文献５】特開平１１−３２５３７７号公報
【特許文献６】U.S.P.No.3,650,547号明細書
【特許文献７】U.S.P.No.3,703,906号明細書
【特許文献８】U.S.P.No.3,735,775号明細書
【特許文献９】U.S.P.No.3,948,282号明細書
【発明の開示】
【０００６】
したがって、本発明の主目的は、切粉が発生せず、既設管に密閉ケースを予め溶接して固着することが可能で、かつ、既設管の一部を切り取ることが可能な不断流切断システムを提供することである。
また、本発明の他の目的は、前記不断流切断システムを用いた不断流切断工法を提供することである。
【０００７】
前記目的を達成するために、本発明の不断流切断システムは、既設管に切断機を設置し、当該切断機を密閉ケースにより気密状態で囲繞して、前記既設管の一部を切り取る不断流切断システムであって、切断される既設管の箇所に固定される切断機の本体と、前記本体における管軸方向の２つの側面に沿って前記既設管のまわりを周回すると共に転がり回る対の平滑なカッティングホイールと、前記各カッティングホイールを前記既設管の径方向に進退可能に保持するリテーナと、前記各リテーナを前記本体に対し回転可能に保持すると共に切断の反力を受けるリングと、前記各リングを前記既設管のまわりを周回させる駆動機構と、前記各カッティングホイールが前記既設管のまわりを周回するのに伴って前記カッティングホイールを前記既設管の中心に向かって進ませる各送り機構とを備え、前記カッティングホイールの全てが既設管のまわりの概ね１８０°よりも小さい範囲にのみ設けられていることを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、カッティングホイールを用いて既設管の切断を行うので、切粉が発生しない。
また、密閉ケースを回転させる必要がないので、既設管に密閉ケースを予め溶接して固着することが可能である。そのため、既設管がガス用のスチール管である場合に、本システムを好適に用いることができる。
さらに、管軸方向の２つの側面に沿ってカッティングホイールを用いて既設管を切断することにより、既設管の一部を切り取ることができる。
【０００９】
本発明において、「既設管」とは、管内にガスや水のような流体が流れている管をいい、一般に、地中に埋設されていることが多い。
本発明における「カッティングホイール」とは、単一の連続した切レ刃を持つ円盤状のカッタをいう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明において、前記各リングの内周側には、前記既設管の表面に接触して、前記カッティングホイールによる切断の反力を受けるローラが回転自在に設けられ、前記各ローラが、前記既設管の管軸方向における前記左右一対のカッティングホイールの間に配置されているのが好ましい。
この態様によれば、リングのみで反力を受けるのに比べ、カッティングホイールとローラの双方で反力を受けるので、リングと本体との間の摺接構造が精密な構造を要求されない。そのため、施工と切断機のメンテナンスが簡便になり、熟練者でなくても工事が可能となる。
ローラの位置がカッティングホイールよりも切片側に配置されているので、切片の取り出しが可能となる。
【００１１】
一方、本発明の不断流切断工法は、既設管に切断機を設置し、当該切断機を密閉ケースにより気密状態で囲繞して、前記既設管の一部を切り取る不断流切断工法であって、管軸方向に互いに離れた対の平滑なカッティングホイールを、前記密閉ケース内において前記既設管のまわりに周回させると共に、前記カッティングホイールの周回に伴って送り機構により前記カッティングホイールを既設管の中心に向かって送る切断動作を、複数回繰り返して、前記対のカッティングホイールの間でリング状の切片を生成する工程と、前記カッティングホイールの全てを前記既設管の概ね中心のレベルまたは中心よりも上方の位置において停止させる工程と、前記切断機を前記切片と共に前記密閉ケースから取り出す工程とを備えている。
【実施例１】
【００１２】
以下、本発明の一実施例を図面にしたがって説明する。
以下の説明では、既設管として、スチール製のガス管を例示して説明する。
不断流切断システム：
図７に示すように、本システムは、既設管１００に切断機１を設置し、密閉ケース４０により気密状態で囲繞して、既設管１００の一部を切り取るものであり、切断時には、密閉ケース４０の上部に作業用仕切弁４１および作業用タンク４２が設置される。図８に示す密閉ケース４０と既設管１００とは、溶接されて密閉される。
【００１３】
切断機１：
前記切断機１は、図１および図２に示す切断機本体１０と、図７に示すリング２０とを備えている。図６に示すように、切断機本体１０およびリング２０は、それぞれ既設管１００の径方向に２分割されている。
図８に示すように、前記リング２０は、切断機本体１０における管軸方向Ｘの両側面に沿って一対に設けられている。各リング２０は切断機本体１０に対してそれぞれ回転自在に設けられている。図７に示すように、各リング２０には、たとえば、２つのカッティングホイール２３および２つのローラ２４が設けられている。
【００１４】
切断機本体１０：
図１および図２に示すように、切断機本体１０は、上本体部１０ａおよび下本体部１０ｂからなる。上本体部１０ａおよび下本体部１０ｂは、上下から既設管１００を挟み込むように設置された後、ボルト１６により互いに締結される。
切断機本体１０には、切断される既設管１００の箇所に切断機本体１０を固定するための固定ボルト１３が設けられている。固定ボルト１３により、既設管１００に対する切断機本体１０の位置決め（いわゆる芯出し）を行う。
なお、切断機本体１０の下部には、切断された既設管１００の切片を支持する支持具１２が設けられている。
【００１５】
リング２０：
図７に示すように、前記リング２０は回転中心Ｏを中心に１８０°づつ２つに分割されたリング片２０ａ，２０ｂからなる。図４に示すように、分割されたリング片２０ａ，２０ｂは、切断機１の管軸方向Ｘの端部に嵌め込まれた後、ボルト２９により互いに締結される。図５Ａに示すように、リング２０は、切断機１の管軸方向Ｘの両端部に設けられた係合凸部１８に、リング２０の端部２８が係合することにより、既設管１００に固定された切断機１のまわりを回転自在に取り付けられる。
【００１６】
図７に示すように、分割された一方のリング片２０ａには、２個のカッティングホイール２３と１個のローラ２４が設けられている。他方のリング片２０ｂには、２個のローラ２４が設けられている。
【００１７】
カッティングホイール２３：
図５Ａに示すように、前記カッティングホイール２３は、ホイール回転軸２３ａを中心にホイールケース（リテーナの一例）２３ｂに対して回転自在に設けられている。カッティングホイール２３は、平滑な単一の連続した切レ刃を持ち、円盤状に形成されている。前記切レ刃は断面楔状に形成されている。
【００１８】
ホイールケース２３ｂは縦断面コ字状に形成されており、本実施例の場合、リテーナを構成する。前記ホイールケース２３ｂには雄ネジ部２１ｂを持つ送りネジ２１が螺合している。この送りネジ２１はリング片２０ａから突出するブラケット２６に回転自在に支持されている。
一方、ホイールケース２３ｂはリング片２０ａに対し、管の径方向のみに進退可能に図５Ｂのケースホルダ２３０で案内されている。したがって、送りネジ２１が回転すると、ホイールケース２３ｂが径方向に進退する。
なお、ホイール回転軸２３ａはホイールケース２３ｂに軸支されている。
【００１９】
送り機構：
前記送りネジ２１の他端部には、歯車２５が形成されている。切断機本体１０の上本体部１０ａには、前記歯車２５に蹴られるドグ１５が固定されており、リング２０が切断機本体１０に対して回転すると、前記歯車２５がドグ１５の端部に蹴られて送りネジ２１が若干回転される。
したがって、送りネジ２１、歯車２５、ドグ１５およびブラケット２６は、カッティングホイール２３が既設管１００のまわりを周回するのに伴って、カッティングホイール２３を既設管１００の中心に向って進ませる送り機構を構成している。
【００２０】
前記リング２０の回転により、カッティングホイール２３が既設管１００の管軸方向Ｘの２つの側面に沿って該既設管１００のまわりを周回すると共に転がり回り、カッティングホイール２３が既設管１００の中心に向って侵入することにより、既設管１００の切断が可能となる。
【００２１】
ローラ２４：
前記ローラ２４およびボール２４Ｂはリング２０の内周側に設けられている。ローラ２４は、リング２０に取り付けられたローラ回転軸２４ａを中心に回転自在に設けられ、既設管１００の表面に接触して、カッティングホイール２３による切断の反力を受ける。前記ボール２４Ｂはリング２０の内周部分に回転自在に設けられ、既設管１００の外周面に接触して、カッティングホイール２３が既設管１００に接触していないときにリング２０の回転をスムースにする。図５Ａに明示するように、各ローラ２４，２４およびボール２４Ｂ，２４Ｂは、切断機本体１０の管軸方向Ｘにおける前記カッティングホイール２３の間に配置されている。
【００２２】
駆動機構：
図７に示すように、切断機本体１０の上部には、中空シャフト１４内を挿通する駆動ロッドによって第１スプロケット３１を回転するギヤ１１Ｇを収納したギヤボックス１１が固定される。リング２０の周囲には、大径の第２スプロケット３２が形成されている。第１スプロケット３１と第２スプロケット３２との間には、チェーン３３が掛け渡されている。前記駆動ロッドを回転させると、第１スプロケット３１が回転し、チェーン３３を介して第２スプロケット３２が形成されたリング２０が回転される。
したがって、駆動ロッド、ギヤ１１Ｇ、第１スプロケット３１、チェーン３３および第２スプロケット３２等は、リング２０を既設管１００の回りに周回させる駆動機構を構成している。
【００２３】
ここで、既設管１００の切断後、図５の二点鎖線で示す切断線で切断された切片１０１を上方に引き上げる。しかし、カッティングホイール２３が、ホイールケース２３ｂに回転支持されているので、二点鎖線で示す切断線よりも外側、すなわち、切断機本体１０とは反対方向にホイールケース２３ｂの端部が突出する。そのため、切片１０１を引き上げる場合に、ホイールケース２３ｂが既設管１００に当たると、引き上げが不能になる。
【００２４】
前述のように、分割されたリング片２０ａ，２０ｂは、回転中心を中心に１８０°づつ２分割されている。したがって、全てのカッティングホイール２３は、切断機本体１０のまわりの１８０°以内の範囲にのみ設けられている。
そこで、図７に示すように、全てのカッティングホイール２３が既設管１００の中心Ｏないし該中心Ｏよりも上方の位置となるようにリング２０の回転を停止すれば、図７に示すように、ホイールケース２３ｂが既設管１００に引っ掛かることなく切片１０１を引き上げることができる。
【００２５】
不断流切断工法：
切片１０１を生成する工程；
まず、既設管１００に流体（ガス）が流れている状態で、作業者は、図１および図２に示すように、上下本体部１０ａ，１０ｂを既設管１００を挟み込むように設置した後、ボルト１６により該上下本体部１０ａ，１０ｂを互いに締結する。
前記締結後、図１の固定ボルト１３を回転させて、既設管１００に対する切断機本体１０の芯出しを行う。
【００２６】
その後、図５に示す切断機本体１０の係合凸部１８に、リング２０の端部２８が係合するようにリング片２０ａ，２０ｂを切断機本体１０に取り付けた後、ボルト２９により両リング片２０ａ，２０ｂを互いに締結する。この際、ローラ２４およびボール２４Ｂが既設管１００の表面に接触する。
前記締結後、上本体部１０ａにギヤボックス１１を固定すると共に、ギヤボックス１１の第１スプロケット３１と、リング２０の第２スプロケット３２間にチェーン３３を掛け渡し、切断機１を組み立てる。その後、必要に応じて、試し切りを行ってもよい。
【００２７】
その後、図６および図７に示すように、切断機１を密閉ケース４０で囲繞した後、図８に示す既設管１００と密閉ケース４０とを密閉ケース４０の両端４００において溶接する。なお、密閉ケース４０自体も管径方向に２分割されているので、当該分割部分を溶接して一体とする。
【００２８】
その後、ギヤボックス１１に駆動ロッドを取り付けると共に、密閉ケース４０上に作業用仕切弁４１および作業用タンク４２を組み立てる。したがって、密閉ケース４０、作業用仕切弁４１および作業用タンク４２により、切断機１と既設管１００の切断部分付近は密閉され、外気から遮断される。
【００２９】
切断動作；
前記密閉後、駆動ロッドを回転させると、ギヤ１１Ｇを介して第１スプロケット３１が回転し、チェーン３３を介して第２スプロケット３２が設けられたリング２０が回転される。
リング２０が切断機本体１０に対して回転すると、前記歯車２５がドグ１５の端部に蹴られ、送りネジ２１が若干回転される。前述したように、送りネジ２１は、ホイールケース２３ｂに螺合しているので、カッティングホイール２３が既設管１００の中心に向って前進する。
リング２０を切断機本体１０に対して周回させることで、前記送り機構によりカッティングホイール２３を既設管１００の中心に向って送る切断動作を複数回繰り返すことにより、カッティングホイール２３が既設管１００を切り込み、既設管１００が切断されて、対のカッティングホイール２３の間でリング状の切片１０１が生成される。
【００３０】
このように、平滑なカッティングホイール２３が既設管１００のまわりを周回すると共に、転がり回ることにより、カッティングホイール２３が既設管１００に食い込むように切断するので、切粉が発生しない。
【００３１】
ここで、従来のバイトを用いた切断機では、バイトの回転にシャクリが生じ、既設管１００の切断面に凹凸が生じるおそれがあるため、バイトと切断機本体との摺接面を精度良く調整する必要がある。そのため、従来では、既設管１００の切断を行う毎に、熟練工が切断機の分解、清掃、組付を行い、切断機の精度を維持する必要があった。
しかし、本切断機１では、平滑なホイールで切断するので、リング２０と切断機本体１０との間がラフであっても円滑に切断を行うことができる。そのため、メンテナンスが極めて容易になる。
【００３２】
停止工程；
前記切断後、図７に示すように、リング２０を回転させて、全てのカッティングホイール２３を既設管１００の横断面の概ね中心のレベルまたは、前記中心よりも上方の位置において停止させる。
この停止工程により、図５に示すように、切片１０１よりも管軸方向Ｘに長いホイールケース２３ｂが上方に位置するので、切断機１ごと切片１０１を引き上げることが可能となる。
【００３３】
切断機１の取出工程；
その後、図８に示すシャフト１４を引き上げることにより、切断機１を切片１０１と共に密閉ケース４０から作業用タンク４２内に移動させる。該移動後、作業用仕切弁４１の弁体（図示せず）を閉止し、作業用タンク４２ごと切断機１および切片１０１を取り外す。その後、図９Ａおよび図９Ｂに示すように、蓋１０２を密閉ケース４０に取り付ける。
なお、本実施例では、密閉ケース４０に、分岐管１０３が一体に接続されている。
【００３４】
なお、カッティングホイール２３の個数は１以上であればよく、たとえば、図１０Ａに示すように１個であってもよい。
また、図１０Ｂに示すように、ローラ２４を設けなくてもよい。図１０Ｂでは、２個のカッティングホイール２３が既設管１００の回りの概ね１８０°の位置に対向して配置されている。また、ボール２４Ｂは必ずしも設ける必要がない。
さらに、図１０Ｃに示すように、カッティングホイール２３を３個設けてもよい。
また、前述の実施例では、リング２０等を２分割することとしたが、３分割以上であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明は、不断流切断工法に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】図１の左半分は本発明の一実施例を示す図２の切断機本体および既設管のIL-IL 線概略断面図、図１の左半分は図２の同IR-IR 線概略断面図である。
【図２】図２の左半分は切断機本体および既設管を示す概略縦断面図、図２の右半分は同概略側面図である。
【図３】図３の左半分は図４の切断機のIIIL-IIIL 線概略断面図、図３の右半分は同図４の切断機のIIIR-IIIR 線概略断面図である。
【図４】図４の左半分は切断機の概略縦断面図、右半分は同概略側面図である。
【図５】図５Ａは切断機および既設管を示す拡大された縦断面図、図５ＢはVB-VB 線断面図である。
【図６】図６の左半分は図８の切断時の不断流切断システムのVIL-VIL 線概略断面図、図６の右半分は同図８のVIR-VIR 線概略断面図である。
【図７】切断時の不断流切断システムを示すVIR-VIR 線概略断面図である。
【図８】図８の左半分は切断時の不断流切断システムを示す縦断面図、図８の右半分は一部を破断した同概略側面図である。
【図９】不断流切断工法の施工後の概略横断面図および概略縦断面図である。
【図１０】変形例を示すリング部分の概略正面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１：切断機
１１Ｇ：ギヤ（駆動機構の一部）
１５：ドグ（送り機構の一部）
１６：ボルト（送り機構の一部）
２０：リング
２１：送りネジ（送り機構の一部）
２３：カッティングホイール
２３ｂ：ホイールケース（リテーナ）
２４：ローラ
２５：歯車（送り機構の一部）
３１：第１スプロケット（駆動機構の一部）
３２：第２スプロケット（駆動機構の一部）
３３：チェーン（駆動機構の一部）
４０：密閉ケース
１００：既設管
Ｘ：管軸方向
【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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