(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリート管路の内壁面を走行し得るようにした自走可能な走行体と、該走行体に取付けられた第１の枠体と、該第１の枠体に前記走行体の走行方向と平行な方向へ往復動し得るよう設けられると共に前記コンクリート管路の円周方向へは回動しないようにした第２の枠体と、該第２の枠体にコンクリート管路の円周方向へ回転可能に設けられた回転枠体と、該回転枠体に設けられ且つ回転枠体と共にコンクリート管路の円周方向へ回転しつつ前記第２の枠体と共に走行体の走行方向前方へ移動することによりコンクリート管路の内壁面を切削するようにした切削手段と、該切削手段によるコンクリート管路内壁面の切削時に前記走行体及び第１の枠体をコンクリート管路の内壁面に支持固定し得るようコンクリート管路内壁面に対し近接、離反可能に設けた支持固定手段と、前記回転枠体に円周方向へ所要の間隔で取付けられた複数の振動防止ローラとを備えたことを特徴とするコンクリート管路内壁面の切削機。
【請求項２】
第２の枠体を第１の枠体の走行方向後端側に設けた請求項１に記載のコンクリート管路内壁面の切削機。
【請求項３】
切削手段をコンクリート管路の内壁面に対して近接、離反可能に設けた請求項１又は２に記載のコンクリート管路内壁面の切削機。
【請求項４】
支持固定手段のうち、コンクリート管路没水部の内壁面に対し近接、離反し得るようにした支持固定手段を計画ストロークまで伸長させた際に、切削手段のコンクリート管路円周方向への回転軸心が、略コンクリート管路の軸心と合致するよう構成した請求項１、２又は３に記載のコンクリート管路内壁面の切削機。
【請求項５】
走行体はクローラを有する請求項１、２、３又は４に記載のコンクリート管路内壁面の切削機。
【請求項６】
複数の切削手段を回転枠体に対し放射状に配設した請求項１、２、３、４又は５に記載のコンクリート管路内壁面の切削機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンクリート管路の補修、再生に際し、供用下でコンクリート管路内壁面を管路肉厚が全周に亘り所要の厚さとなるよう切削し得るようにすると共に前進時に覆工体に支持されていなくてもコンクリート管路内壁面をスリップすることなくスムーズに移動し得るようにした、コンクリート管路内壁面の切削機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、下水管路等のコンクリート管路は、硫化水素のような気体が含まれる雰囲気に曝されているため、コンクリート内壁面には経年的に劣化が生じる。このため、コンクリート内壁面の劣化した部分は、下水の流れを止めることなく供用下で補修し再生することが必要となり、この補修及び再生に先立って劣化したコンクリート内壁面には全周に亘り切削する必要がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
コンクリート管路を切削するための従来の切削機としては、新たにコンクリート管路を敷設するために、既設のコンクリート管路を完全に切削し撤去するようにしたものはあるが、既設のコンクリート管路の補修、再生のために当該コンクリート管路の内壁面を所要厚さだけ全周に亘り切削するようにしたものはない。
【０００４】
又、供用下で切削を行う際にはコンクリート管路内壁面はぬめりがあって滑り易いため、切削機は移動に際して自走が困難で、従って移動に際しての反力を覆工体により受けなければならず、施工上の制約が多い。
【０００５】
本発明は上述の実情に鑑み、コンクリート管路の補修、再生に際し、供用下でコンクリート管路内壁面を管路肉厚が全周に亘り所要の厚さとなるよう精密に切削し得るようにすると共に前進時に覆工体に支持されていなくてもコンクリート管路内壁面をスリップすることなくスムーズに移動し得るようにした、コンクリート管路内壁面の切削機を提供することを目的としてなしたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のコンクリート管路内壁面の切削機は、コンクリート管路の内壁面を走行し得るようにした自走可能な走行体と、該走行体に取付けられた第１の枠体と、該第１の枠体に前記走行体の走行方向と平行な方向へ往復動し得るよう設けられると共に前記コンクリート管路の円周方向へは回動しないようにした第２の枠体と、該第２の枠体にコンクリート管路の円周方向へ回転可能に設けられた回転枠体と、該回転枠体に設けられ且つ回転枠体と共にコンクリート管路の円周方向へ回転しつつ前記第２の枠体と共に走行体の走行方向前方へ移動することによりコンクリート管路の内壁面を切削するようにした切削手段と、該切削手段によるコンクリート管路内壁面の切削時に前記走行体及び第１の枠体をコンクリート管路の内壁面に支持固定し得るようコンクリート管路内壁面に対し近接、離反可能に設けた支持固定手段と、前記回転枠体に円周方向へ所要の間隔で取付けられた複数の振動防止ローラとを備えたものである。
【０００７】
本発明においては、コンクリート管路内で停止した切削機の走行体及び第１の枠体は、支持固定手段によりコンクリート管路内の所定位置に固定、支持される。而して回転枠体がコンクリート管路の円周方向へ回転した状態で第２の枠体が第１の枠体に対し走行体の走行方向前方へ移動することにより、コンクリート管路の内壁面は、コンクリート管路の円周方向へ回転しつつ走行体の走行方向前方へ移動する切削手段により切削される。
【０００８】
従って、本発明においては、コンクリート管路の補修、再生に際し、供用下でコンクリート管路内壁面を全周に亘り切削することができ、又、回転枠体に円周方向へ所要の間隔で複数の振動防止ローラを設けてあるため、回転枠体の振動を防止して正確且つ精密にコンクリート管路の内壁面を切削することができる。
【０００９】
又、切削機を次の場所へ移動させる際には、支持固定手段を解放して走行体をコンクリート管路の内壁面底面に着床させ、走行体を走行させる。走行体はコンクリート管路の内壁面に接触するため、コンクリート管路の供用中であっても、切削機はスリップすることなくコンクリート管路内をスムーズに移動することができる。
【００１０】
本発明のコンクリート管路内壁面の切削機において、第２の枠体を第１の枠体の走行方向後端側に設けた場合には、切削屑は切削機の後部側においてコンクリート管路内に落下するため、落下した切削屑の回収を容易且つ迅速に行うことができる。
【００１１】
本発明のコンクリート管路内壁面の切削機において、切削手段をコンクリート管路の内壁面に対して近接、離反可能に設けた場合には、切削機を次の切削位置へ移動する際に切削手段の先端をコンクリート管路の内壁面から離反させることができ、従って切削機の移動時に切削手段がコンクリート管路内壁面に対し摺動せず、その結果、切削手段が破損することがない。
【００１２】
本発明のコンクリート管路内壁面の切削機において、支持固定手段のうち、コンクリート管路没水部の内壁面に対し近接、離反し得るようにした支持固定手段を計画ストロークまで伸長させた際に、切削手段のコンクリート管路円周方向への回転軸心が、略コンクリート管路の軸心と合致するよう構成した場合には、コンクリート管路没水部の内壁面に対し近接、離反し得るようにした支持固定手段を計画ストロークまで伸長させて当該支持固定手段により第１の枠体及び回転枠体をコンクリート管路内壁面に支持固定することにより、切削手段のコンクリート管路円周方向に対する回転軸心とコンクリート管路の軸心は略合致した状態に調整される。従って、コンクリート管路は全周に亘り肉厚が略均等となるよう、精密に切削される。
【００１３】
本発明のコンクリート管路内壁面の切削機において、走行体をクローラとした場合には、走行体はより一層確実にスリップすることなく、コンクリート管路内を移動できる。
【００１４】
本発明のコンクリート管路内壁面の切削機において、複数の切削手段を回転枠体に対し放射状に配設した場合には、コンクリート管路内の流水は隣り合う切削手段の間を滞ることなく流れるため、切削作業を容易に行うことができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照しつつ説明する。
【００１７】
図１〜図７は本発明におけるコンクリート管路内壁面の切削機の実施の形態の一例を示す。
【００１８】
走行体を構成する走行フレーム２には、切削機１がスリップすることなく円滑にコンクリート管路３内を前進し得るよう、走行面がコンクリート管路３の内壁面に面接触し得るようにした左右一対の無端履帯状のクローラ４が、左右でハの字を形成するごとく設けられており、走行フレーム２上には切削機１における走行フレーム２の走行方向Ｄと平行に延在するよう断面形状が角形状の主フレーム５が第１の枠体として設けられている。
【００１９】
主フレーム５の走行フレーム２走行方向Ｄに対し後端側には、第２の枠体として断面形状が角筒状の摺動フレーム６が流体圧ジャッキ７により走行方向Ｄと平行な方向へ摺動し得るよう外嵌されており、摺動フレーム６の走行方向Ｄ後端部には、コンクリート管路３の軸心に対し直交する方向へ拡大する支持板８が第２の枠体の一部として固設されている。主フレーム５及び摺動フレーム６は角筒状であるため、摺動フレーム６が主フレーム５に対し回動することはない。
【００２０】
支持板８の後面には、主フレーム５や摺動フレーム６の軸心Ｌ１と同心になるよう配設した旋回軸受の内輪９が回転しないよう固設され、内輪９に対し回転自在に外嵌した外輪１０には軸心方向から見た形状が略円環状の回転フレーム１１が回転枠体として取付けられている。
【００２１】
回転フレーム１１には、図２に示すごとく軸心方向から見ると放射状となるよう複数組（図２では６組）のスポーク状のカッターユニット１２が切削手段として装着されており、カッターユニット１２は、フレーム１３内に格納した流体圧ジャッキ１４によりブラケット１５を介しコンクリート管路３の径方向外方へ移動し、コンクリート管路３内壁面に当接してコンクリート管路３の内壁面を圧壊により切削するようにしたローラカッター１６を備えている。ローラカッター１６は１箇所当り複数の刃を有し且つローラカッター１６自体の回転軸心Ｌ２はコンクリート管路３の径方向外方へ行くに従い走行フレーム２の走行方向Ｄ後方へ延びるよう傾斜している。このようにするのは、ローラカッター１６によるコンクリート管路３の内壁面の切削を円滑に行うと共に切削時にローラカッター１６がコンクリート管路３内壁面からの反力により回転軸心Ｌ２に対して確実に回転し得るようにするためである。
【００２２】
支持板８における走行フレーム２の走行方向Ｄ前面には、油圧モータのごとき駆動装置１７が設置され、駆動装置１７の出力軸に外嵌したピニオン１８は旋回軸受における外輪１０の外周に刻設したギア１９に噛合している。而して、駆動装置１７を駆動することにより、回転フレーム１１が軸心Ｌ１に対して回転し、その結果、ローラカッター１６は軸心Ｌ１に対し回転すると共に回転軸心Ｌ２に対し回転し、コンクリート管路３の内壁面を切削し得るようになっている。
【００２３】
主フレーム５には、切削作業時に切削反力を支持して切削機１の走行フレーム２、クローラ４、主フレーム５が動かないようにするための複数のアウトリガー２０とグリッパー２１が、軸心方向へ所要の間隔で設けられている。而して、主フレーム５における軸心方向の各位置におけるアウトリガー２０は、図３に示すごとく、主フレーム５の軸心方向から見て左右一対でハの字状になるように配置されると共に流体圧ジャッキ２２によりコンクリート管路３の径方向へ進退動してコンクリート管路３の内壁面に面接触し得るようにしたシュー２３を備えている。
【００２４】
又主フレーム５における軸心方向の各位置におけるグリッパー２１は、図３に示すごとく、主フレーム５の軸心方向から見て左右一対で逆ハの字状になるよう配置されると共に流体圧ジャッキ２４によりコンクリート管路３の径方向へ進退動してコンクリート管路３の内壁面に面接触し得るようにしたシュー２５を備えている。
【００２５】
回転フレーム１１には、図５、図６に示すごとく走行フレーム２の走行方向Ｄ後方側に位置してコンクリート管路３の内壁面の切削作業時に切削機１が振動するのを防止し得るよう、回転フレーム１１の円周方向へ所要の間隔で複数組のローラユニット２６が設けられている。すなわち、各ローラユニット２６においては、回転フレーム１１の後方へ向け突出するよう回転フレーム１１にブラケット２７が固設され、各ブラケット２７には、回転フレーム１１の回転方向へ向け所要の間隔で２個の円筒形状のガイド部材２８が設けられ、ガイド部材２８には、回転フレーム１１の径方向へ進退動し得るようロッド２９が嵌入されている。
【００２６】
２本のロッド２９の回転フレーム１１径方向外方側先端には、ロッド２９をつなぐがごとく支持板３０が固設され、支持板３０に装着したブラケット３１には、回転軸心Ｌ３が主フレーム５や摺動フレーム６の軸心Ｌ１と平行となるよう振動防止ローラ３２が回転自在に枢着されている。
【００２７】
ロッド２９のガイド部材２８と支持板３０との間には、振動防止ローラ３２をコンクリート管路３側へ付勢するためのコイルバネ３３が巻装されており、又ガイド部材２８と支持板３０との間には、ロッド２９間に位置するよう、マグネスケール等の長さ検出器３４が取付けられ、振動防止ローラ３２がコンクリート管路３の内壁面に接触することにより、切削されたコンクリート管路３の内径を検出し得るようになっている。
【００２８】
支持板８には、図７に示すごとくカッターユニット１２におけるコンクリート管路３の円周方向に対する回転角度を検出するための角度検出器３５が駆動装置１７とは異なる位置に設置され、角度検出器３５の出力軸に外嵌したピニオン３６は旋回軸受の旋回可能な外輪１０に刻設したギア１９に噛合している。而して、角度検出器３５により所定のカッターユニット１２のコンクリート管路３円周方向に対する位置を検出し得るようになっている。
【００２９】
なお、図１、図４中３７はコンクリート管路３の内壁面の切削時にローラカッター１６に冷却水を噴射する冷却水噴射手段、図２中、３８はコンクリート管路３内を流れる下水である。
【００３０】
次に、本発明の実施の形態に示す切削機１によりコンクリート管路３の内壁面を切削する場合の手順について説明する。
【００３１】
コンクリート管路３の軸心方向へ所定の間隔で設けた立坑のうち、装置発進側となる立坑に予め切削機１発進用の台枠を設けておき、立坑の天板に設けた開口から切削機１の各部品を立坑内に搬入して前記台枠上に載置し、該台枠上で切削機１を組立てる。
【００３２】
組立てられた切削機１は切削機１の走行方向へ向って下り勾配に傾斜させられた台枠を自走し、コンクリート管路３内へ発進させられ、下水３８の流れている供用中のコンクリート管路３内へ送り込まれる。切削機１をコンクリート管路３内へ発進させて送り込む際には、アウトリガー２０やグリッパー２１のシュー２３，２５は流体圧ジャッキ２２，２４によりコンクリート管路３内の内壁面から離反し、ローラカッター１６もコンクリート管路３の内壁面から離反しているため、切削機１はスムーズにコンクリート管路３内へ走行し、進入することができる。
【００３３】
又、この際、切削機１はコンクリート管路３の内壁面に面接触し得るクローラ４によりコンクリート管路３内を走行するため、供用下においてぬめりのあるコンクリート管路３内をスリップせずにスムーズに移動することができる。
【００３４】
切削機１がコンクリート管路３内の所定位置まで進入したら、アウトリガー２０の流体圧ジャッキ２２を作動させてシュー２３をコンクリート管路３における内壁面下部側に左右でハの字状になるよう接触させると共に、グリッパー２１の流体圧ジャッキ２４を作動させてシュー２５をコンクリート管路３における内壁面上部側に左右で逆ハの字になるよう接触させ、切削機１を、クローラ４がコンクリート管路３の内壁面から離反した状態でコンクリート管路３内に固定する。
【００３５】
コンクリート管路３内の下水３８が流れている内壁面は劣化していないため、アウトリガー２０の流体圧ジャッキ２２を計画ストロークまで伸長させ、シュー２３をコンクリート管路３の内壁面に押付け、クローラ４をコンクリート管路３の内壁面底部から浮上させれば切削機１の回転フレーム１１の回転中心は、コンクリート管路３の軸心と合致するようにしてあるため、回転フレーム１１のコンクリート管路３に対する心合せは容易且つ確実に行われる。
【００３６】
切削機１がコンクリート管路３内に固定されたら流体圧ジャッキ７をストロークエンドまで伸長させて摺動フレーム６を主フレーム５に対し最後方まで移動させ、切削作業時にローラカッター１６が最大ストロークの範囲で切削を行い得るようセットする。又この際、ローラユニット２６の振動防止ローラ３２はコイルバネ３３により付勢されてコンクリート管路３の内壁面に当接している。
【００３７】
次にカッターユニット１２の流体圧ジャッキ１４を作動させてローラカッター１６をコンクリート管路３の径方向に対し規程半径まで延ばし、ローラカッター１６の先端をコンクリート管路３の切削すべき内壁面に近接させ、しかる後駆動装置１７を駆動する。このため、ピニオン１８によりギア１９を介して外輪１０が回転し、回転フレーム１１がコンクリート管路３の軸心に対して回転する。
【００３８】
そうすると、ローラカッター１６は、コンクリート管路３の軸心に対し回転を開始するため、流体圧ジャッキ７を切削機１の走行方向Ｄの前方側（切削方向）へ引き、ローラカッター１６の先端によりコンクリート管路３における内壁面の切削すべき端面に力を与え、内壁面の切削を行う。１回で切削する範囲は例えば図１に示すＳとなる。
【００３９】
切削の際には、ローラカッター１６の過熱を防止するため冷却水噴射手段３７によりローラカッター１６には冷却水が噴射される。又各流体圧ジャッキや駆動装置への油圧の供給は、例えば図示してない台車に搭載した油圧パワーユニットにより行われる。
【００４０】
ローラカッター１６によりコンクリート管路３の内壁面が規定距離（図１のＳ）切削されたら、引続き駆動装置１７により回転フレーム１１を回転させつつ図６に示す長さ検出器３４を用いてコンクリート管路３における内壁面の切削箇所の内径を測定し、又、図７に示す角度検出器３５によりコンクリート管路３の内径を測定した位置を基準位置からの角度として検出する。測定した結果は計測記録として残す。
【００４１】
所定箇所でのコンクリート管路３が所定寸法に切削されたら、流体圧ジャッキ２２によりローラカッター１６をコンクリート管路３の内壁面側から離反させ、アウトリガー２０及びグリッパー２１の流体圧ジャッキ２２，２４によりシュー２３，２５をコンクリート管路３の内壁面から離反させ、クローラ４をコンクリート管路３の内壁面に着床させ、クローラ４により切削機１を更にコンクリート管路３に対して規定距離前進させる（盛替え）。而して、切削機１が次の切削場所へ移動したら、そこで前述の場合と同様の手順によりコンクリート管路３の内壁面が切削される。
【００４２】
本発明の実施の形態においては、コンクリート管路３の補修、再生に際し、コンクリート管路３の供用中においてもカッターユニット１２のローラカッター１６によりコンクリート管路３の内壁面を全周に亘り切削することができる。
【００４３】
又、切削によりコンクリート管路３の内壁面底面に落下した切削屑は、切削機１の走行方向Ｄ後方において容易且つ迅速に回収することができる。
【００４４】
更に、切削機１は、コンクリート管路３の内壁面に面接触するクローラ４を駆動することにより走行するため、切削機１はスリップすることなくスムーズに移動することができる。
【００４５】
又更に、コンクリート管路３内の流水は、回転フレーム１１の円周方向へ隣り合うカッターユニット１２，１２間を流れるため、コンクリート管路３内の流水は滞ることなく流れ、従って切削作業を容易に行うことができる。
【００４６】
更に又、切削時には、アウトリガー２０の流体圧ジャッキ２２を計画ストロークまで伸長させることにより、カッターユニット１２のコンクリート管路３内壁面に対する回転軸心とコンクリート管路３の軸心を容易且つ確実に略合致するよう調整することができるうえ、振動防止ローラ３２により回転フレーム１１の振動を防止できるため、コンクリート管路３は肉厚が全周に亘り所要の厚さとなるよう精密に切削される。
【００４７】
なお、本発明は上述の実施の形態に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で種々変更を加え得ることは勿論である。
【００４８】
【発明の効果】
本発明のコンクリート管路内壁面の切削機によれば、下記のごとき種々の優れた効果を奏し得る。
【００４９】
（Ｉ）請求項１〜６の何れにおいてもコンクリート管路の補修、再生時に、コンクリート管路の供用中においても切削手段によりコンクリート管路の内壁面を全周に亘り切削することができ、又、回転枠体の振動を防止して正確且つ精密にコンクリート管路の内壁面を切削することができる。
【００５０】
（ＩＩ）請求項２の場合には、切削されてコンクリート管路内壁面底部に落下した切削屑を走行体の走行方向後方において容易且つ迅速に回収することができる。
【００５１】
（ＩＩＩ）請求項３の場合は、走行体はスリップすることなく、スムーズにコンクリート管路内を移動することができる。
【００５２】
（ＩＶ）請求項４の場合は、切削手段のコンクリート管路周方向に対する回転軸心とコンクリート管路の軸心との心合せを容易且つ確実に行うことができるため、コンクリート管路は全周に亘り肉厚が略均一となるよう精密に切削することができる。
【００５３】
（Ｖ）請求項５の場合は、走行体はより一層確実にスリップすることなく、コンクリート管路内を移動できる。
【００５４】
（ＶＩ）請求項６の場合には、コンクリート管路内の流水は滞ることなく流れるため、切削作業を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のコンクリート管路内壁面の切削機の実施の形態の一例を示す側面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ方向矢視図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ方向矢視図である。
【図４】図１のＩＶ−ＩＶ方向矢視図である。
【図５】本発明のコンクリート管路内壁面の切削機に適用する振動防止用ローラユニットの縦断面図である。
【図６】図５のＶＩ−ＶＩ方向矢視図である。
【図７】本発明のコンクリート管路内壁面の切削機に適用する角度検出器を示す概要図である。
【符号の説明】
１  切削機
２  走行フレーム（走行体）
３  コンクリート管路
４  クローラ
５  主フレーム（第１の枠体）
６  摺動フレーム（第２の枠体）
８  支持板（第２の枠体）
１１  回転フレーム（回転枠体）
１２  カッターユニット（切削手段）
２０  アウトリガー（支持固定手段）
２１  グリッパー（支持固定手段）
３２ 振動防止ローラ
Ｄ  走行方向
【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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