(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マンホール口に下部開口の中空構造とした支持フレームを設置し、該支持フレーム内に収容してあるカッタユニットを下降して該カッタユニットによりマンホール内壁の切削作業を行うマンホール内壁切削機であって、
前記支持フレームの上部に、マンホール口の軸線を中心として回転する旋回テーブルを設け、該旋回テーブルの中心部に対し、上下方向に延びる懸垂ロッドを昇降可能に嵌装すると共に、前記旋回テーブルの回転に従動して共回りするよう係合し、
前記カッタユニットを、マンホール内壁の表層部を下方から上方に向けて切削し得るよう上下方向に回転するローラカッタから成るカッタを相反する水平方向に向け進退動する一対のカッタアームと、該各カッタアームのカッタが常に同等の適正な押付力を維持されてマンホール内壁に押し付けられるよう負荷同調するカッタ制御装置とにより構成して前記懸垂ロッドの下端部に装着したことを特徴とするマンホール内壁切削機。
【請求項２】
懸垂ロッドの円周方向適宜位置に、上下方向に延びるキー溝を凹設すると共に、該キー溝の最深部には、上下方向に連続するラックを刻設し、前記キー溝の浅い部分に対し、旋回テーブル側に固定したキー部材を前記懸垂ロッドの昇降を許容し得るよう嵌挿し、前記ラックに対しては、上下方向に向け回転し得るよう旋回テーブル側に設けられたピニオンを噛合したことを特徴とする請求項１に記載のマンホール内壁切削機。
【請求項３】
請求項１に記載のマンホール内壁切削機の運転方法であって、カッタユニットを内部に収容した支持フレームをマンホール口に設置し、懸垂ロッドを下降させることによりカッタユニットをマンホール内に下降し、次いで、カッタユニットの各カッタアームを外側に進出させて張り出し、各カッタをマンホール内壁に押し付けて該マンホール内壁の劣化した表層部の切削作業を開始し、懸垂ロッドを介しカッタユニットを昇降させてマンホール内壁の表層部を上下方向に向け切削し、所定の旋回位置での切削作業が完了したら、各カッタアームを一旦退動させてカッタをマンホール内壁から離し、次いで、旋回テーブルを回転することによりカッタユニットをカッタの幅に見合う寸法分だけ旋回し、然る後に、各カッタアームを再び進出させて同様の切削作業を行い、これ以降は、各旋回位置での切削作業が完了する毎に旋回して切削作業を再開するというサイクルを繰り返してマンホール内壁の表層部を円周方向に段階的に切削していくことを特徴とするマンホール内壁切削機の運転方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マンホール内壁切削機及びその運転方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、下水道マンホールにおけるマンホール内壁の表層部は、年数の経過により腐食して劣化する為、劣化した表層部を健全面が現れるまで切削した上で補修する必要があるが、従来、劣化したマンホール内壁の表層部を切削する作業は、マンホール内に作業員が侵入してディスクグラインダによる手作業で行うようにしていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、異臭や切削粉塵の立ち篭める狭いマンホール内で体を支えながら長時間に亘って約６ｍ余りの深さを有するマンホール内壁の全域を手作業で切削する作業は極めて苛酷であり、作業員の負担が極めて大きいという問題があった。
【０００４】
本発明は上述の実情に鑑みてなしたもので、マンホール内壁の劣化した表層部を切削する作業を作業員の手作業によらず機械的に行い得るマンホール内壁切削機及びその運転方法を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、マンホール口に下部開口の中空構造とした支持フレームを設置し、該支持フレーム内に収容してあるカッタユニットを下降して該カッタユニットによりマンホール内壁の切削作業を行うマンホール内壁切削機であって、
前記支持フレームの上部に、マンホール口の軸線を中心として回転する旋回テーブルを設け、該旋回テーブルの中心部に対し、上下方向に延びる懸垂ロッドを昇降可能に嵌装すると共に、前記旋回テーブルの回転に従動して共回りするよう係合し、
前記カッタユニットを、マンホール内壁の表層部を下方から上方に向けて切削し得るよう上下方向に回転するローラカッタから成るカッタを相反する水平方向に向け進退動する一対のカッタアームと、該各カッタアームのカッタが常に同等の適正な押付力を維持されてマンホール内壁に押し付けられるよう負荷同調するカッタ制御装置とにより構成して前記懸垂ロッドの下端部に装着したことを特徴とするものである。
【０００６】
従って、本発明では、劣化したマンホール内壁の表層部を切削する作業を行う際に、カッタユニットを内部に収容した支持フレームをマンホール口に設置し、懸垂ロッドを下降させることによりカッタユニットをマンホール内に下降し、次いで、カッタユニットの各カッタアームを外側に進出させて張り出し、各カッタをマンホール内壁に押し付けて該マンホール内壁の劣化した表層部の切削作業を開始し、懸垂ロッドを介しカッタユニットを昇降させてマンホール内壁の表層部を上下方向に向け切削し、所定の旋回位置での切削作業が完了したら、各カッタアームを一旦退動させてカッタをマンホール内壁から離し、次いで、旋回テーブルを回転することによりカッタユニットをカッタの幅に見合う寸法分だけ旋回し、然る後に、各カッタアームを再び進出させて同様の切削作業を行い、これ以降は、各旋回位置での切削作業が完了する毎に旋回して切削作業を再開するというサイクルを繰り返してマンホール内壁の表層部を円周方向に段階的に切削していく。
【０００７】
このとき、各カッタアームはカッタ制御装置により負荷同調されてカッタが常に同等の適正な押付力を維持されつつマンホール内壁に押し付けられるので、懸垂ロッドがマンホール内壁に対し偏心してしまった場合やマンホール内壁の真円度が低い場合、又はマンホール内壁に凹凸があるような場合であっても、各カッタは夫々異なるストロークで進出して確実にマンホール内壁に当接し、且つ適正な押付力を維持されて一方のカッタに過負荷がかかるような事態が回避される。
【０００８】
即ち、懸垂ロッドがマンホール内壁に対し偏心してしまった場合やマンホール内壁の真円度が低い場合、又はマンホール内壁に凹凸があるような場合においては、相反する水平方向に向け各カッタアームを同じ距離だけ伸ばしても、一方のカッタだけがマンホール内壁に当接して他方のカッタが到達しなかったり、一方のカッタが他方のカッタよりも強くマンホール内壁に押し付けられてしまったりする不具合が起こり得るが、これらの不具合をカッタ制御装置により未然に回避することが可能となる。
【０００９】
また、各カッタアームに作用する反力が常に同等に維持されて相殺されるので、懸垂ロッドに対し横向きに曲げモーメントが作用することが回避され、前記懸垂ロッドの曲げ変形が防止される。
【００１０】
しかも、一般的にマンホール内壁は、マンホール口に近い上側部分において上向きに縮径するテーパ形状の傾斜面となっているが、カッタとして上下方向に向け回転するローラカッタを採用してマンホール内壁の表層部を上下方向に向け切削するようにしているので、カッタユニットを昇降しながら前記傾斜面に対応するよう各カッタアームを進退動させるだけでマンホール内壁の上側部分における傾斜面に対しても容易に切削作業を行うことが可能となる。
【００１１】
次いで、マンホール内壁の表層部の切削作業が完了したら、各カッタアームを退動させてカッタユニットの内側に引き込み、懸垂ロッドを上昇させることによりカッタユニットを上昇し、該カッタユニットをマンホール口を通して支持フレーム内に収容する。
【００１２】
また、旋回テーブルの中心部に対し懸垂ロッドを昇降可能に嵌装し且つ前記旋回テーブルの回転に従動して共回りするよう係合するにあたっては、前記懸垂ロッドの円周方向適宜位置に、上下方向に延びるキー溝を凹設すると共に、該キー溝の最深部に、上下方向に連続するラックを刻設し、前記キー溝の浅い部分に対し、旋回テーブル側に固定したキー部材を前記懸垂ロッドの昇降を許容し得るよう嵌挿し、前記ラックに対しては、上下方向に向け回転し得るよう旋回テーブル側に設けられたピニオンを噛合することが可能である。
【００１３】
このようにした場合、ピニオンを駆動して上下方向に回転すると、該ピニオンに噛合されているラックを介して懸垂ロッドが昇降され、また、旋回テーブルを駆動して回転すると、懸垂ロッドのキー溝に嵌挿されているキー部材により前記旋回テーブルの回転に追従して懸垂ロッドが共回りされる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下本発明を実施する形態の一例を図面を参照しつつ説明する。
【００１５】
図１〜図６は本発明の一形態例を示すもので、図中１はマンホール、２は地面に開口したマンホール口、３はマンホール内壁を示し、前記マンホール口２には、下部開口の中空構造とした支持フレーム４が設置されており、該支持フレーム４内には、前記マンホール内壁３の切削作業を行う為のカッタユニット５が収容されるようになっている。
【００１６】
図１及び図２に示す如く、前記支持フレーム４の上部には、中心部に下方向きに延びるボス部６を備えた旋回テーブル７が、軸受８を介しマンホール口２の軸線Ａを中心として回転自在に設けられており、この旋回テーブル７は、その外周部のギヤ歯９に噛合されているピニオン１０を支持フレーム４側の旋回モータ１１で駆動することにより旋回作動されるようになっている。
【００１７】
更に、前記旋回テーブル７のボス部６には、上下方向に延びる懸垂ロッド１２が昇降自在に嵌挿されており、該懸垂ロッド１２の下端部に、前記カッタユニット５が装着されるようになっている。
【００１８】
ここで、特に図３に詳細を示す如く、前記懸垂ロッド１２の円周方向適宜位置には、上下方向に延びるキー溝１３が凹設されており、該キー溝１３の最深部には、上下方向に連続するラック１４が刻設され、該ラック１４に対しては、旋回テーブル７側に固定された昇降モータ１５により上下方向に向け回転されるピニオン１６が噛合されており、該ピニオン１６を駆動することにより前記懸垂ロッド１２が昇降作動されるようになっている。
【００１９】
また、図１及び図４に示す如く、前記ピニオン１６が配置されている位置の直下には、旋回テーブル７側に固定されたキー部材１７が配置され、該キー部材１７の先端部が、前記キー溝１３の浅い部分に対し前記懸垂ロッド１２の昇降を許容し得るよう嵌挿されており、前記懸垂ロッド１２が旋回テーブル７の回転に従動して共回りするよう係合されている。
【００２０】
尚、前記旋回テーブル７のボス部６の内周面には、懸垂ロッド１２が円滑に摺動されるようベアリングブッシュ１８を装着しておき、また、前記キー溝１３の内側面及びキー部材１７の先端部には、両者の摺動抵抗が緩和されるようメタル材１９，２０を装着しておくことが好ましい（図３及び図４参照）。
【００２１】
一方、図１及び図５に示す如く、前記懸垂ロッド１２の下端部に装着されているカッタユニット５は、相反する水平方向に向け進退動する一対のカッタアーム２１と、該各カッタアーム２１のカッタ２２が常に同等の押付力でマンホール内壁３に押し付けられるよう負荷同調するカッタ制御装置２３とにより構成されている。
【００２２】
図６に示す如く、前記各カッタアーム２１は、懸垂ロッド１２の下端部に溶接等により取り付けられたアームホルダ２４内に収納されており、該アームホルダ２４内において、前記カッタアーム２１の基端部に備えたベース部材２５がガイドレール２６に係合され且つスクリューロッド２７に螺着されており、該スクリューロッド２７を前記アームホルダ２４の基端部に装着した伸縮モータ２８でギヤ２９，３０を介して駆動することにより前記カッタアーム２１が進退動されるようになっている。
【００２３】
また、前記カッタアーム２１の先端部には、カッタ駆動モータ３１によりギヤ３２，３３を介して駆動されるカッタ２２が装着されており、特に本形態例においては、カッタ２２として、上下方向に向け回転するローラカッタが採用されている。
【００２４】
尚、図中３４は前述したカッタユニット５における各種の電気機器や図示しない防塵用散水器に対して給電や給水を行う為のケーブル類、３５は該ケーブル類３４をカッタユニット５の昇降に対応して巻き取ったり巻き出したりする為に旋回テーブル７上に配置されたドラム、３６は支持フレーム４上部に取り付けられたカバーを示す。
【００２５】
而して、マンホール１内のマンホール内壁３の劣化した表層部を切削する作業を行う際には、カッタユニット５を内部に収容した支持フレーム４をマンホール口２に設置し、昇降モータ１５でピニオン１６を駆動して懸垂ロッド１２を下降させることによりカッタユニット５をマンホール１内の下限位置まで下降する。
【００２６】
次いで、カッタユニット５の各カッタ２２をカッタ駆動モータ３１で駆動すると共に、伸縮モータ２８でスクリューロッド２７を駆動することによりカッタユニット５の各カッタアーム２１を外側に進出させて張り出し、各カッタ２２をマンホール内壁３に押し付けて該マンホール内壁３の劣化した表層部の切削作業を開始する。
【００２７】
本形態例においては、カッタ２２として上下方向に向け回転するローラカッタを採用しているので、カッタユニット５を所定の旋回位置に保持したままカッタユニット５を上昇させてマンホール内壁３の表層部を上方に向け切削し、前記所定の旋回位置での切削作業が完了したら、各カッタアーム２１を一旦退動させてカッタ２２をマンホール内壁３から離し、次いで、旋回モータ１１でピニオン１０を駆動して旋回テーブル７を回転することにより、該旋回テーブル７に係合されて共回りする懸垂ロッド１２を介しカッタユニット５をカッタ２２の幅に見合う寸法分だけ旋回し、然る後に、各カッタアーム２１を再び進出させて張り出し、前記と同様の切削作業を行い、これ以降は、各旋回位置での切削作業が完了する毎に旋回して切削作業を再開するというサイクルを繰り返してマンホール内壁３の表層部を円周方向に段階的に切削していく。
【００２８】
このとき、各カッタアーム２１はカッタ制御装置２３により負荷同調されて各カッタ２２が常に同等の適正な押付力を維持されつつマンホール内壁３に押し付けられるので、懸垂ロッド１２がマンホール内壁３に対し偏心してしまった場合やマンホール内壁３の真円度が低い場合、又はマンホール内壁３に凹凸があるような場合であっても、各カッタ２２は夫々異なるストロークで進出して確実にマンホール内壁３に当接し、且つ適正な押付力を維持されて一方のカッタ２２に過負荷がかかるような事態が回避される。
【００２９】
即ち、懸垂ロッド１２がマンホール内壁３に対し偏心してしまった場合やマンホール内壁３の真円度が低い場合、又はマンホール内壁３に凹凸があるような場合においては、相反する水平方向に向け各カッタアーム２１を同じ距離だけ伸ばしても、一方のカッタ２２だけがマンホール内壁３に当接して他方のカッタ２２が到達しなかったり、一方のカッタ２２が他方のカッタ２２よりも強くマンホール内壁３に押し付けられてしまったりする不具合が起こり得るが、これらの不具合をカッタ制御装置２３により未然に回避することが可能となる。
【００３０】
また、各カッタアーム２１に作用する反力が常に同等に維持されて相殺されるので、懸垂ロッド１２に対し横向きに曲げモーメントが作用することが回避され、前記懸垂ロッド１２の曲げ変形が防止される。
【００３１】
このようにして、マンホール内壁３の表層部の切削作業が全て完了したら、各カッタアーム２１を退動させてカッタユニット５の内側に引き込み、懸垂ロッド１２を上昇させることによりカッタユニット５を上昇し、該カッタユニット５をマンホール口２を通して支持フレーム４内に収容する。
【００３２】
従って上記形態例によれば、マンホール内壁３の劣化した表層部を切削する作業を作業員の手作業によらず機械的に行うことができるので、作業員の負担を大幅に軽減することができる。
【００３３】
更に、切削作業中において、カッタ制御装置２３により各カッタアーム２１を負荷同調させて各カッタ２２を常に同等の押付力でマンホール内壁３に押し付けることができるので、懸垂ロッド１２がマンホール内壁３に対し偏心してしまった場合やマンホール内壁３の真円度が低い場合、又はマンホール内壁３に凹凸があるような場合であっても、各カッタ２２を夫々異なるストロークで進出させて確実にマンホール内壁３に当接させることができ、且つ各カッタ２２の夫々に適正な押付力を維持させて一方のカッタ２２に過負荷がかかるような事態を回避することができる。
【００３４】
また、各カッタアーム２１に作用する反力を常に同等に維持して相殺することができるので、懸垂ロッド１２に対し横向きに曲げモーメントが作用することを回避でき、前記懸垂ロッド１２の曲げ変形を防止することができる。
【００３５】
更に、カッタユニット５には、該カッタユニット５をマンホール内壁３に対し同心状に位置決めするようなガイド機構を付属させる必要がなく、しかも、カッタユニット５の昇降や旋回についての操作を支持フレーム４側で行うことができるので、狭いマンホール１内に下降して切削作業を行わせなければならないカッタユニット５を極めてコンパクトに構成することができる。
【００３６】
また、一般的にマンホール内壁３は、マンホール口２に近い上側部分において上向きに縮径するテーパ形状の傾斜面となっているが、本形態例の如く、カッタ２２として上下方向に向け回転するローラカッタを採用してマンホール内壁３の表層部を上下方向に向け切削するようにすれば、カッタユニット５を昇降しながら前記傾斜面に対応するよう各カッタアーム２１を進退動させるだけでマンホール内壁３の上側部分における傾斜面に対しても容易に切削作業を行うことができる。
【００３７】
尚、本発明のマンホール内壁切削機は、上述の形態例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００３８】
【発明の効果】
上記した本発明のマンホール内壁切削機及びその運転方法によれば、下記の如き種々の優れた効果を奏し得る。
【００３９】
（Ｉ）マンホール内壁の劣化した表層部を切削する作業を作業員の手作業によらず機械的に行うことができるので、作業員の負担を大幅に軽減することができる。
【００４０】
（ＩＩ）切削作業中において、カッタ制御装置により各カッタアームを負荷同調させて各カッタを常に同等の押付力でマンホール内壁に押し付けることができるので、懸垂ロッドがマンホール内壁に対し偏心してしまった場合やマンホール内壁の真円度が低い場合、又はマンホール内壁に凹凸があるような場合であっても、各カッタを夫々異なるストロークで進出させて確実にマンホール内壁に当接させることができ、且つ適正な押付力を維持されて一方のカッタに過負荷がかかるような事態を回避することができる。
【００４１】
（ＩＩＩ）各カッタアームに作用する反力を常に同等に維持して相殺することができるので、懸垂ロッドに対し横向きに曲げモーメントが作用することを回避でき、前記懸垂ロッドの曲げ変形を防止することができる。
【００４２】
（ＩＶ）カッタユニットには、該カッタユニットをマンホール内壁に対し同心状に位置決めするようなガイド機構を付属させる必要がなく、しかも、カッタユニットの昇降や旋回についての操作を支持フレーム側で行うことができるので、狭いマンホール内に下降して切削作業を行わせなければならないカッタユニットを極めてコンパクトに構成することができる。
【００４３】
（Ｖ）一般的にマンホール内壁は、マンホール口に近い上側部分において上向きに縮径するテーパ形状の傾斜面となっているが、カッタとして上下方向に向け回転するローラカッタを採用してマンホール内壁の表層部を上下方向に向け切削するようにしているので、カッタユニットを昇降しながら前記傾斜面に対応するよう各カッタアームを進退動させるだけでマンホール内壁の上側部分における傾斜面に対しても容易に切削作業を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明を実施する形態の一例を示す縦断面図である。
【図２】  図１のＩＩ−ＩＩ方向の矢視図である。
【図３】  図１のラックに対するピニオンの噛合状態を示す平面図である。
【図４】  図１のキー溝に対するキー部材の嵌挿状態を示す断面図である。
【図５】  図１のＶ−Ｖ方向の矢視図である。
【図６】  図１のカッタアームを退動した状態を示す横断面図である。
【符号の説明】
２          マンホール口
３          マンホール内壁
４          支持フレーム
５          カッタユニット
７          旋回テーブル
１２          懸垂ロッド
１３          キー溝
１４          ラック
１６          ピニオン
１７          キー部材
２１          カッタアーム
２２          カッタ
２３          カッタ制御装置
Ａ            マンホール口の軸線
【図１】
0003872545.tif 000002
【図２】
0003872545.tif 000003
【図３】
0003872545.tif 000004
【図４】
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【図５】
0003872545.tif 000006
【図６】
0003872545.tif 000007