(57)【要約】【課題】簡単な構造で、管の外周に沿って機械加工を施すことが可能な管の外周加工装置を提供する。【解決手段】挿口４の外周に沿って回転自在に配置された回転フレーム１２と、挿口４の外周に装着されて回転フレーム１２と機械的に連結されることにより回転フレーム１２の回転時に回転フレーム１２を挿口４の軸心方向に対して位置決め状態とさせることが可能なガイドリング１３と、回転フレーム１２に支持されて回転フレーム１２が回転したときに挿口４の周方向に沿って機械加工を施すことが可能なグラインダ１４とを有する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
管の外周に沿って回転自在に配置された回転フレームと、前記管の外周に装着されて前記回転フレームと機械的に連結されることにより前記回転フレームの回転時に前記回転フレームを前記管の軸心方向に対して位置決め状態とさせることが可能なガイドリングと、前記回転フレームに支持されて前記回転フレームが回転したときに前記管の周方向に沿って機械加工を施すことが可能な加工機とを有することを特徴とする管の外周加工装置。
【請求項２】
加工機と回転フレームとの間に緩衝部材が配置されることで、前記加工機に作用する管径方向の衝撃を吸収可能とされていることを特徴とする請求項１記載の外周加工装置。
【請求項３】
回転フレームを管に対して支持する複数のフレーム支持部を有し、前記回転フレームとの間に弾性体が配置されることで前記回転フレームと前記管の外周面との間の寸法変化を吸収可能とされていることを特徴とする請求項１または２記載の外周加工装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は管の外周加工装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、耐震機能を有する鋳鉄管の継手部として、例えば、図６に示すような構造のものがある。すなわち継手部を構成する一方の管の受口１の内周にロックリング収容溝２が形成されており、このロックリング収容溝２に周方向に一つ割りのロックリング３が収容されている。受口１に挿入される他方の管の挿口４の先端部の外周には、先すぼまり状のテーパ面５を有する挿口突部６が形成されており、ロックリング３が収容されている状態の受口１内に挿口４が挿入されて、挿口突部６がロックリング３に受口奥側からかかり合い可能とされている。これにより、受口１と挿口４との間に離脱防止機能が付与されている。また、挿口突部６がロックリング３と受口１における奥端面１ａとの間を移動できる分だけ、挿口４は受口１に対して伸縮自在であり、これにより、受口１と挿口４との間に伸縮機能が付与されている。なお、テーパ面５は、ロックリング３が収容された状態の受口１内に挿口４を挿入する際の案内の役割を果たす。
【０００３】
このような挿口突部６は、通常、管の製造工場において適宜の装置を用いて形成されるが、配管施工現場において、切り管によって挿口突部を有さない管が生じた場合には、この現場において管の外周に新たな挿口突部を形成する必要がある。そこで、配管施工現場において、挿口突部を有さない挿口の外周に、挿口突部を形成する方法を図７を参照しながら説明する。
【０００４】
図７に示すように、まず、溝加工機、例えばグラインダにより、挿口４の外周に沿って環状の外周溝７を形成し、この外周溝７に周方向一つ割りの突部リング８をはめ込む。そして、この突部リング８の両端部に結合ピース（図示は省略）を架設し、この結合ピースと突部リング８の両端部とをブラインドリベットを用いて締結し、挿口４の外周に挿口突部６を形成する。
【０００５】
上述のように、配管施工現場において挿口４の外周に挿口突部６を形成するには、挿口４の外周に環状の外周溝７を形成する必要がある。しかし、図８に示すような、管の一端側が地盤９中に埋設されている状態の挿口４の外周に溝加工を施す際には、挿口４を軸心周りに自在に回転できないため、グラインダを挿口４の周方向に沿ってまっすぐに、すなわち管の軸心方向に対してぶれないように回転させる必要がある。
【０００６】
そこで、上記のような、挿口４を軸心周りに自在に回転させることができない場合には、特許文献１に記載されているような、管の外周に沿って溝加工を施すことが可能な加工装置を用いる。すなわち、この装置は、ローラー付きチェーンが取り付けられてパイプの外周に抱きついた状態で配置された切断機本体を、駆動手段を用いて、パイプの外周に装着されたガイドリングに沿って周方向に移動させ、このときに切断機本体によってパイプの外周に沿って機械加工を施すものである。
【０００７】
【特許文献１】
特開平８−３２３５３２号公報（第４頁、第１図）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に記載された技術では、例えば、切断機本体をパイプに取り付けるためのローラー付きチェーンや、複数の動力伝達軸と無端ベルト等からなる駆動手段等を用いるので、装置全体が複雑な構造となってしまい、結果、装置全体として非常に高価なものになってしまう。
【０００９】
そこで本発明はこのような問題を解決して、簡単な構造で、管の外周に沿って機械加工を施すことが可能な管の外周加工装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために請求項１記載の発明は、管の外周に沿って回転自在に配置された回転フレームと、前記管の外周に装着されて前記回転フレームと機械的に連結されることにより前記回転フレームの回転時に前記回転フレームを前記管の軸心方向に対して位置決め状態とさせることが可能なガイドリングと、前記回転フレームに支持されて前記回転フレームが回転したときに前記管の周方向に沿って機械加工を施すことが可能な加工機とを有するものである。
【００１１】
このような構成によれば、ガイドリングによって管の軸心方向に対して位置決めさせた状態の回転フレームを、例えば手動によって前記管の外周に沿って回転させたときに、この回転フレームに支持された加工機を、この回転フレームとともに管の外周に沿って自在に回転させることができる。これにより、回転フレーム、ガイドリング及び回転フレームに取り付けられた加工機を有しただけの簡単な構造で、管の外周に沿って機械加工を施すことができる。また、加工機を管の外周に沿って自在に移動させることができるので、例えば埋設管のような、軸心周りに自在に回転できない管の外周に対しても機械加工を施すことができる。また、回転フレームがガイドリングによって管の軸心方向に対して位置決めされていることで、加工機を管の周方向に沿って、すなわち軸心方向に対してぶれないように回転させることができる。
【００１２】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の外周加工装置において、加工機と回転フレームとの間に緩衝部材が配置されることで、前記加工機に作用する管径方向の衝撃を吸収可能とされているものである。
【００１３】
このような構成によれば、加工機と回転フレームとの間に緩衝部材が配置されることで、前記加工機に作用する管径方向の衝撃を吸収することができるので、加工機に過負荷が作用することを防止することができる。
【００１４】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の外周加工装置において、回転フレームを管に対して支持する複数のフレーム支持部を有し、前記回転フレームとの間に弾性体が配置されることで前記回転フレームと前記管の外周面との間の寸法変化を吸収可能とされているものである。
【００１５】
このような構成によれば、回転フレームを管に対して支持する複数のフレーム支持部を有し、前記回転フレームとの間に弾性体が配置されることで前記回転フレームと前記管の外周面との間の寸法変化を吸収することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態の管の外周加工装置を用いて、例えば配管施工現場において、挿口の外周に機械加工としての溝加工を施す方法を図１〜図５を参照しながら説明する。なお、従来の技術において用いたものと同様のものには、図６〜図８において使用した符号と同一の符号を付すことで、その詳細な説明を省略する。
【００１７】
図１及び図２に示すように、本発明の実施の形態の管の外周加工装置１０は、挿口４の外周に配置されるとともに内側に設けられた複数の、例えば四つの支持ローラ１１（詳細は後述）により挿口４に対して芯出し状態で支持され、かつ挿口４の外周に沿って回転自在とされた回転フレーム１２と、回転フレーム１２から軸心方向挿口奥側に距離をおいた位置における挿口４の外周に装着されてこの回転フレーム１２と機械的に連結されることで回転フレーム１２をその回転時に挿口４の軸心方向に対して位置決め状態とさせることが可能なガイドリング１３と、回転フレーム１２に支持されてこの回転フレーム１２が回転したときに挿口４の外周にその周方向に沿って機械加工、例えば溝加工を施すことが可能な加工機としてのグラインダ１４とを有する。なお、このグラインダ１４は市販のものを用いている。
【００１８】
詳細には、回転フレーム１２は全体として例えば金属製の薄板により形成されており、環状に形成された環状部１２ａと、この環状部１２ａにおける周方向の一部分が径方向外側に向けて矩形状に突出した矩形部１２ｂとからなる。環状部１２ａにおける周方向の一箇所にはこの回転フレーム１２を周方向に分割する分割部１２ｃが設けられており、この分割部１２ｃと管径方向に向かい合う位置にはヒンジ１５が設けられている。これにより、回転フレーム１２はヒンジ１５を中心に開口して広がることができる。また、この環状部１２ａにおける分割部１２ｃに対応する箇所には一対のフランジ１２ｄが形成されており、この一対のフランジ１２ｄがボルト・ナット１６により互いに締結されている。これにより、回転フレーム１２の内側に挿口４を挿通させなくても、回転フレーム１２を挿口４の外側から被せるようにして挿口４の外周に配置することができる。また、環状部１２ａの外周における、例えば二箇所の位置には、作業者が取り扱い可能な取っ手１２ｅ、１２ｅが設けられている。
【００１９】
また、回転フレーム１２における矩形部１２ｂには、軸心方向挿口奥側に向けてブラケット１２ｆが形成されており、このブラケット１２ｆの端部には、横断面が管径方向内向きに対してコの字状に開口している形状の案内部１７が形成されている。この案内部１７は、その窪んだ部分である凹部１７ａにガイドリング１３がはまり込んだ状態で、かつこのガイドリング１３における軸心方向の両端面と接触した状態でガイドリング１３上に配置されている。これにより、回転フレーム１２とガイドリング１３とが機械的に連結され、回転フレーム１２がガイドリング１３に沿って挿口４の周方向にまっすぐに、すなわち軸心方向にぶれることなく回転することができる。このとき、案内部１７と挿口４の外周との間にローラ１７ｂを配置しておけば、案内部１７が挿口４の外周に沿って円滑に移動することができる。なお、図示は省略するが、ガイドリング１３を周方向に二つ割の構造とすることで、回転フレーム１２の場合と同様に、ガイドリング１３の内側に挿口４を挿通させることなく、このガイドリング１３を挿口４の外側から被せて配置することができる。
【００２０】
また、回転フレーム１２における矩形部１２ｂには、グラインダ１４を挿口４の外周との間で保持可能なグラインダ支持部１８が設けられている。このグラインダ支持部１８は、グラインダ１４の回転刃１４ａを保護するカバー部１４ｂの形状に合わせて円弧状に形成され、かつ横断面がコの字状に形成されてその窪んだ部分である凹部１８ａにカバー部１４ｂをはまり込ませることで前記カバー部１４ｂを管径方向及び軸心方向に対して安定して保持することが可能な回転刃保持部１８ｂと、この回転刃保持部１８ｂから管径方向外向きに突出して形成され、その一部が回転フレーム１２における矩形部１２ｂに形成された丸孔１２ｇから突き出しているとともにおねじが形成されているねじ棒１８ｃと、ねじ棒１８ｃにおける矩形部１２ｂよりも外側に突き出している部分にねじ合わせられるとともに矩形部１２ｂの外面に接触することで、管径方向内向きに対するねじ棒１８ｃのねじ出し量を調整する、すなわち回転刃１４ａによる挿口４の外周への切り込み深さを調整することが可能なナット１８ｄと、回転刃保持部１８ｂと矩形部１２ｂの内側との間においてねじ棒１８ｃが挿通された状態で配置されている緩衝部材としてのコイルバネ１８ｅとを有する。
【００２１】
また、上述したように、環状部１２ａの内周における周方向に一定の距離をおいた四箇所の位置には、挿口４の外周に対して回転フレーム１２を芯出し状態で支持することが可能な支持ローラ１１が設けられており、この支持ローラ１１が挿口４の外周に沿って移動可能であることで、回転フレーム１２を挿口４の外周に対して回転自在とさせることができる。
【００２２】
回転フレーム１２を挿口４に対して支持する支持ローラ１１は、図３及び図４に示すように、筒状の本体部１１ａと、この本体部１１ａにおける管径方向内側の開口部にこの本体部１１ａの内径よりも小径に形成されている爪部１１ｂと、本体部１１ａの内部に配置されるとともに管径方向外側から爪部１１ｂにかかり合い可能なローラ支持板１１ｃと、ローラ支持板１１ｃから管径方向内向きに突出して設けられている回転ローラ１１ｄと、ローラ支持板１１ｃと回転フレーム１２における環状部１２ａの内周との間に配置された弾性体としてのコイルバネ１１ｅとを有する。
【００２３】
このような構成において、挿口４の外周に環状溝７を形成するためには、図１及び図２に示すように、挿口４の外周における所定の位置にガイドリング１３を装着する。そして、回転フレーム１２に取り付けられているグラインダ支持部１８における回転刃保持部１８ｂに、グラインダ１４におけるカバー部１４ｂをはめ込んだ状態で、回転フレーム１２をヒンジ１５を中心に開口させて広げ、回転フレーム１２及びグラインダ１４を挿口４の外周に配置する。このとき、案内部１７における凹部１７ａにガイドリング１３がはまり込むようにする。このように、案内部１７がガイドリング１３により軸心方向に対して位置決めされることから、回転フレーム１２及びグラインダ１４を挿口４の軸心方向の位置に対して位置決めすることができる。
【００２４】
回転フレーム１２及びグラインダ１４を挿口４の外周の所定の位置に配置すると、環状部１２ａにおける一対のフランジ１２ｄをボルト・ナット１６によって互いに締結し、回転フレーム１２及びグラインダ１４が挿口４の外周から脱落しないようにする。なお、支持ローラ１１が、環状部１２ａの内周における周方向に一定の距離をおいた四箇所の位置に設けられていることで、回転フレーム１２を挿口４に対して芯出し状態で支持することができる。
【００２５】
このとき、図３に示すように、挿口４の口径が小さく、環状部１２ａの内側と挿口４の外周との隙間Ｓが最大のＳｍａｘになったときには、支持ローラ１１の本体部１１ａ内に配置されているコイルバネ１１ｅが、環状部１２ａの内側とローラ支持板１１ｃとの間において十分に、すなわちローラ支持板１１ｃが爪部１１ｂに接触するまで十分に伸びることができ、口径の小さい挿口４に対応することができる。これにより、回転フレーム１２を挿口４に対して安定した状態で支持することができる。また、図４に示すように、挿口４の口径が大きく、環状部１２ａの内側と挿口４の外周との隙間Ｓが最小のＳｍｉｎになったときには、回転ローラ１１ｄが取り付けられているローラ支持板１１ｃがコイルバネ１１ｅを圧縮し、このコイルバネ１１ｅを環状部１２ａの内側とローラ支持板１１ｃとの間において十分に縮ませることができるので、口径の大きい挿口４に対応することができる。これにより、回転フレーム１２を挿口４に対して安定した状態で支持することができる。
【００２６】
また、埋設管である挿口４が土圧や交通荷重によりその横断面形状が真円でなくなってしまった場合、たとえば偏平して横断面形状が若干の楕円になってしまった場合であっても、それぞれの支持ローラ１１におけるコイルバネ１１ｅが適宜に、臨機応変にそれぞれの長さに伸縮し、偏平した挿口４に対して回転フレーム１２を芯出し状態に維持することができる。したがって、挿口４の横断面形状が真円でなくなってしまった場合であっても、グラインダ１４をこの挿口４の外周に沿って円滑に回転させることができる。
【００２７】
次に、図１及び図２に示すように、グラインダ１４を作動させて挿口４の外周に回転刃１４ａを接触させつつ、グラインダ支持部１８におけるナット１８ｄを調整してねじ棒１８ｃを管径方向内向きに徐々にねじ出していき、回転刃１４ａが所定の深さに達したときにナット１８ｄの調整を止める。そして、作業者が取っ手１２ｅ、１２ｅを操作して、回転フレーム１２を一定の速度で周方向に回転させることで、回転フレーム１２に支持されたグラインダ１４を挿口４の周方向に一定の速さで回転させ、挿口４の外周に一定の深さの環状溝７を円滑かつ容易に形成することができる。なお、このとき、図５に示すように、挿口４の外周における溝加工が施される部分に、表面凸部１９が存在し、この表面凸部１９にグラインダ１４の回転刃１４ａが接触した場合には、回転刃保持部１８ｂと矩形部１２ｂの内側との間に配置されているコイルバネ１８ｅがこの間において縮むことができるので、グラインダ１４の回転刃１４ａがこの表面凸部１９を乗り越えることができる。これにより、グラインダ１４の回転刃１４ａに過負荷が作用することを防止することができる。したがって、回転刃１４ａの破損等を防止することができるとともに、回転刃１４ａを回転させるモータにも無理な荷重が作用することを防止することができるので、モータの焼損等による故障を防止でき、非常に経済的である。
【００２８】
このようにして挿口４の外周に一定深さの環状溝７を形成すると、後は、図７に示した場合と同様の要領で、この形成した環状溝７に突部リング８をはめ込み、挿口４の外周に挿口突部６を形成する。
【００２９】
以上のように、管の外周加工装置１０における回転フレーム１２を作業者自らが手作業で自在に回転させることができる構成としたことにより、例えば、特許文献１に記載されたような、複数のローラ付きチェーンや駆動装置等を用いる複雑な構造の装置に比べて、非常に少ない部品点数で装置を構成することができ、その結果、非常に簡単な構造で、挿口４の外周に一定深さの環状溝７を形成することができる。しかも、構造が非常に簡単であるため、特許文献１に記載された装置に比べて、装置の製造コストを大幅に安価にすることができる。また、回転刃保持部１８ｂと矩形部１２ｂの内側との間にコイルバネ１８ｅが配置されていることで、上述したように、回転刃１４ａの破損等を防止することができるとともに、回転刃１４ａを回転させるモータにも無理な荷重が作用することを防止することができるので、モータの焼損等による故障を防止でき、非常に経済的である。また、ローラ支持板１１ｃと環状部１２ａの内側との間にコイルバネ１１ｅが配置されていることにより、上述したように、挿口４の口径の違いに容易かつ確実に対応できるとともに、偏平した挿口４にも対応することができる。さらに、管の外周加工装置１０においては市販のグラインダ１４（場合によっては市販の丸のこ盤）を用いることができるため、例えば管の外周加工用の特殊な加工機等を必要とせず、非常に経済的である。
【００３０】
なお、以上の実施の形態においては、管の外周に環状溝７を形成する場合を示したが、挿口４の外周への切り込み深さをより深く調整することで挿口４を切断することができる。また、上記の実施の形態では回転フレーム１２及びガイドリング１３が周方向に分割部を有する場合を示したが、これに限らず、例えば、既に切断された管の外周に環状溝７を形成する場合であれば、管の端部を回転フレーム１２及びガイドリング１３の内側に通せばこの回転フレーム１２及びガイドリング１３を管の外周に配置することができるので、周方向に一体に形成されている回転フレーム１２及びガイドリング１３を用いることができる。さらに、上記の実施の形態では、緩衝部材としてのコイルバネ１８ｅ及び弾性体としてのコイルバネ１１ｅを使用している場合を示しているが、これらのコイルバネ１８ｅ及びコイルバネ１１ｅを用いなくても、回転フレーム１２が金属製の薄板にて形成されていることから、この回転フレーム１２自体が板バネの作用により弾性変形できるようにしておけば、所望の衝撃吸収作用及び寸法変化吸収作用を得ることができる。
【００３１】
【発明の効果】
以上のように本発明によると、ガイドリングによって管の軸心方向に対して位置決めさせた状態の回転フレームを、例えば手動によって前記管の外周に沿って回転させたときに、この回転フレームに支持された加工機を、この回転フレームとともに管の外周に沿って自在に回転させることができる。これにより、回転フレーム、ガイドリング及び回転フレームに取り付けられた加工機を有しただけの簡単な構造で、管の外周に沿って機械加工を施すことができる。また、加工機を管の外周に沿って自在に移動させることができるので、例えば埋設管のような、軸心周りに自在に回転できない管の外周に対しても機械加工を施すことができる。また、回転フレームがガイドリングによって管の軸心方向に対して位置決めされていることで、加工機を管の周方向に沿って、すなわち軸心方向に対してぶれないように回転させることができる。
【００３２】
また、加工機と回転フレームとの間に緩衝部材が配置されることで、前記加工機に作用する管径方向の衝撃を吸収することができるので、加工機に過負荷が作用することを防止することができる。
【００３３】
さらに、回転フレームを管に対して支持する複数のフレーム支持部を有し、前記回転フレームとの間に弾性体が配置されることで前記回転フレームと前記管の外周面との間の寸法変化を吸収することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の管の外周加工装置の正面図である。
【図２】図１に示した装置の側面図である。
【図３】図１に示した装置における支持ローラの断面図である。
【図４】図３に示した支持ローラのコイルバネが縮んだ状態を示す断面図である。
【図５】図１に示した装置において、挿口の外周に表面凸部があるときの状態を示す図である。
【図６】耐震機能を有する管の継手構造の一例を示す断面図である。
【図７】従来の挿口突部の形成方法を示す図である。
【図８】地盤中に挿口が埋設されている状態を示す図である。
【符号の説明】
４    挿口
１２    回転フレーム
１３    ガイドリング
１４    グラインダ
【図１】
2004291148.tif 000003
【図２】
2004291148.tif 000004
【図３】
2004291148.tif 000005
【図４】
2004291148.tif 000006
【図５】
2004291148.tif 000007
【図６】
2004291148.tif 000008
【図７】
2004291148.tif 000009
【図８】
2004291148.tif 000010