(57)【要約】【課題】既設管の軸芯が湾曲している場合であっても、一定の切り残し代を確保して管内に突出する不要部分を切削する。【解決手段】切削装置１は、複数個の車輪２２を有して既設管内を走行可能な走行台車２と、走行台車２に前後両端が軸芯方向回りに回転自在に軸支され、旋回モータ７を介して既設管Ｓの周方向に旋回可能な旋回フレーム３と、旋回フレーム３に昇降機構６を介して昇降自在に設けられたガイドフレーム４と、ガイドフレーム４に前後両端が軸芯方向回りに回転自在に軸支され、切削モータ８を介して回転可能な切削刃５とから構成される。これにより、回転する切削刃５を既設管Ｓの内周面に近接する位置に上昇させるとともに既設管Ｓの周方向に旋回させて既設管Ｓ内に突出する不要部分を切削除去することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
既設管内に搬入されて、既設管内に突出する不要部分を切削除去する管内不要部分の切削装置であって、複数個の車輪を有して既設管内を走行可能な走行台車と、走行台車に前後両端が軸芯方向回りに回転自在に軸支され、旋回モータを介して既設管の周方向に旋回可能な旋回フレームと、旋回フレームに昇降機構を介して昇降自在に設けられたガイドフレームと、ガイドフレームに前後両端が軸芯方向回りに回転自在に軸支され、切削モータを介して回転可能な切削刃とから構成され、回転する切削刃を既設管の内周面に近接する位置に上昇させるとともに既設管の周方向に旋回させて既設管内に突出する不要部分を切削除去することを特徴とする管内不要部分の切削装置。
【請求項２】
請求項１記載の管内不要部分の切削装置において、前記ガイドフレームに既設管の内周面に沿って摺接可能なガイドを設けることを特徴とする管内不要部分の切削装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の管内不要部分の切削装置において、走行台車の前後各端にそれぞれ既設管の天頂部に支持可能なアウトリガを設けることを特徴とする管内不要部分の切削装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、既設管内に突出する不要部分を切削除去する管内不要部分の切削装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、地中に埋設された下水用管路は、マンホール間を連通する埋設本管と、埋設本管に接続された複数本の取付管とから構成され、取付管は、通常、地表付近に設けられた桝と、埋設本管に形成された取付管口とを連通するように設けられる。この取付管は、埋設本管やマンホールとは異なり、管径が小さく、簡易的に構成されているため、老朽化に伴って内面に破損や亀裂が生じることが多い。また、施工当初は堅固に取り付けられていた埋設本管と取付管との接続箇所も、その後の地盤変動などにより弛んで破損することがあり、その際には、破損や亀裂した箇所から雨水や湧き水等が埋設本管内に浸入し、埋設本管の許容水量を超えるおそれがある。
【０００３】
このため、老朽化した取付管については、ライニング管を取付管内に挿入し、取付管を取付管口とともに更生することが提案されている。この取付管の更生方法においては、取付管の長さよりも余裕を持ったライニング管を取付管内に挿入することから、埋設本管内にライニング管が一部突出し、取付管口を更生するに際して、埋設本管に一部突出したライニング管を除去する必要がある。
【０００４】
このようなライニング管の不要部分を除去する装置としては、前後に固定部と、固定部に対し旋回自在な切断部を備え、切断部の鋸歯を上昇させて往復移動させ、ライニング管を切断する特許文献１に記載される発明や、フレームに対して旋回自在、かつ、起伏自在なアームの先端に回転自在な削孔刃を設け、ライニング管を切削する特許文献２に記載される発明が知られている。
【特許文献１】特許第２８８３７８３号公報
【特許文献２】特許第２７５２５１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１の除去装置においては、鋸歯が片持ち支持されるとともに、剛性が小さいため、撓みが発生し、平行に切断することが困難である。これにより、切り残し代が一定でなく、場所によっては切り残し代が大きくなる、あるいは、切断対象以外の箇所を切断するおそれがある。また、鋸歯は、固定部とは離隔した切断部に設けられているため、埋設本管の軸芯が上下方向あるいは左右方向に湾曲している場合には、アウトリガを介して固定部を固定した位置での管内中心と、鋸歯の旋回中心とがずれてしまうことから、ライニング管を一定の切り残し代を残して切断できないばかりか、切断対象以外の箇所を切断するものとなる。さらには、既設管の断面形状が真円でない場合、例えば、断面楕円形状の場合、鋸歯は、旋回モータによって旋回し、円運動を行うことから、ライニング管は円弧状に切断され、長軸方向の切り残し代と短軸方向の切り残し代に大小が発生することを避けることができないものである。
【０００６】
また、特許文献２の切断除去装置においては、削孔刃をフレームに対して旋回自在に、かつ、起伏自在なアームの先端に設けていることから、アームの起伏角度によって削孔刃の回転半径が変化し、オペレータの技量が十分でない場合、ライニング管を十分に切削できない、あるいは、切削対象以外の箇所も切削するおそれがある。
【０００７】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、既設管の軸芯が湾曲している場合であっても、一定の切り残し代を確保して管内に突出する不要部分を切削し、除去することのできる管内不要部分の切削装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、既設管内に搬入されて、既設管内に突出する不要部分を切削除去する管内不要部分の切削装置であって、複数個の車輪を有して既設管内を走行可能な走行台車と、走行台車に前後両端が軸芯方向回りに回転自在に軸支され、旋回モータを介して既設管の周方向に旋回可能な旋回フレームと、旋回フレームに昇降機構を介して昇降自在に設けられたガイドフレームと、ガイドフレームに前後両端が軸芯方向回りに回転自在に軸支され、切削モータを介して回転可能な切削刃とから構成され、回転する切削刃を既設管の内周面に近接する位置に上昇させるとともに既設管の周方向に旋回させて既設管内に突出する不要部分を切削除去することを特徴とするものである。
【０００９】
本発明によれば、切削装置を既設管内に搬入して走行させ、既設管内に突出する不要部分と切削刃がその旋回方向で対向する位置に到達すれば、切削装置の走行を停止した後、昇降機構を駆動させ、旋回フレームに対してガイドフレームを上昇させる。切削刃が既設管の内周面に対して設定間隔をおいて上昇すれば、昇降機構の駆動を停止した後、切削刃を切削モータを介して回転させるとともに、旋回フレームを旋回モータを介して既設管の内周面に沿って旋回させる。これにより、旋回フレームに対して昇降機構を介して一定高さ位置にあるガイドフレーム、すなわち、切削刃も、回転状態で既設管の内周面に沿って周回移動し、既設管内に突出する不要部分に接触して切削を開始する。そして、切削刃の周回移動によって既設管内に突出する不要部分を切削刃によって切削し、除去する。
【００１０】
この結果、回転する切削刃は、既設管内に突出する不要部分を既設管の内周面から一定の切り残し代を残して切削することができる。また、既設管の軸芯が湾曲している場合であっても、切削刃がその旋回方向に不要部分と対向する位置まで走行させて切削することから、切削位置での旋回フレームの旋回軸は、既設管の軸芯方向とほぼ一致し、不要分以外の箇所を切削することはない。
【００１１】
本発明において、前記ガイドフレームに既設管の内周面に沿って摺接可能なガイドを設けることが好ましい。これにより、ガイドの先端から一定間隔をおいて切削刃を回転させることができ、既設管内に突出する不要部分を既設管の内周面から一定の切り残し代を確実に残して切削することができる。また、合わせて、ガイドが既設管の内周面に沿って摺接するように昇降機構を昇降制御することにより、既設管の断面形状が円形以外の形状であっても、既設管の内周面に追従してガイドを摺接させることが可能となり、回転しつつ周回移動する切削刃によって既設管内に突出する不要部分を既設管の内周面形状に関係なくその内周面から一定の切り残し代を確実に残して切削することができる。
【００１２】
この場合、ガイドとしては、回転自在なローラを用いることが望ましい。
【００１３】
本発明において、走行台車の前後各端にそれぞれ既設管の天頂部に支持可能なアウトリガを設けることが好ましい。これにより、既設管内に突出する不要部分が突出する箇所を既設管の軸芯方向の前後で挟む位置に走行台車が移動しないように固定することができ、切削刃による不要部分の切削作業を円滑に行うことができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、既設管の軸芯が湾曲している場合であっても、一定の切り残し代を確保して管内に突出する不要部分を切削し、除去することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１６】
図１には、本発明の管内不要部分の切削装置１の一実施形態が示されている。
【００１７】
この実施形態においては、埋設本管を既設管Ｓとし、取付管Ｔにライニングされたライニング管Ｌの一部が埋設本管内に突出する部分を不要部分として切削除去する場合について説明する。
【００１８】
この切削装置１は、既設管Ｓ内を走行自在な走行台車２と、走行台車２に周方向に旋回自在に設けられた旋回フレーム３と、旋回フレーム３に昇降自在に設けられたガイドフレーム４と、ガイドフレーム４に回転自在に設けられた切削刃５とから構成されている。
【００１９】
走行台車２は、台車フレーム２１の左右にそれぞれ複数個の車輪２２を回転自在に軸支して形成され、台車フレーム２１の前後各端には、詳細には図示しないが、ライニング管Ｌによってライニングされた取付管Ｔを挟む上流側マンホールおよび下流側マンホールから引き込まれた台車牽引用ワイヤが連結されている。そして、走行台車２の台車フレーム２１にそれぞれ連結された台車牽引用ワイヤを上流側マンホールあるいは下流側マンホールからウインチを介して巻き取って牽引することにより、走行台車２を下流側マンホールに向けて、あるいは、上流側マンホールに向けて走行させることができる。
【００２０】
また、走行台車２の台車フレーム２１には、その前後各端に支持ポスト２３が立設されており、支持ポスト２３には、図示しないジャッキシリンダを介して伸縮自在なアウトリガ２４が設けられている。したがって、ジャッキシリンダを伸長作動させることにより、アウトリガ２４を格納位置から作業位置に伸長させることができ、その接地部２４１を既設管Ｓの天頂部に突き当てて既設管Ｓに対して走行台車２を移動しないように支持することができる。
【００２１】
さらに、台車フレーム２１には、一端側の支持ポスト２３に近接して支持台２５が設けられている。
【００２２】
旋回フレーム３は、昇降機構６が配設された旋回フレーム本体３１の前後各端にそれぞれ旋回ポスト３２を立設して形成され、各旋回ポスト３２には、軸芯方向に延びる回転軸３３がそれぞれ設けられている。そして、旋回フレーム３の各回転軸３３は、走行台車２の台車フレーム２１の他端側に立設された支持ポスト２３および一端側に立設された支持台２５にそれぞれ回転自在に軸支されている。また、旋回フレーム３の一端側回転軸３３は、台車フレーム２１の支持台２５に設置された旋回モータ７の出力軸に一体に連結されている。したがって、旋回モータ７を正逆回転駆動させることにより、旋回フレーム３を既設管Ｓの内周面に沿って時計回り方向、あるいは、反時計回り方向に旋回させることができる。
【００２３】
一方、昇降機構６は、中間部が回動自在に軸支されてＸ字状に交差する一対のリンク６１と、一方のリンク６１と旋回フレーム３の旋回フレーム本体３１間に配設されたリフトシリンダ６２とから構成される従来公知のものであって、各リンク６１の同一側の一端が旋回フレーム３の旋回フレーム本体３１および後述するガイドフレーム４のガイドフレーム本体４１にそれぞれ回動自在に軸支されるとともに、各リンク６１の同一側の他端が旋回フレーム３の旋回フレーム本体３１およびガイドフレーム４のガイドフレーム本体４１にそれぞれ軸芯方向に摺動自在に設けられている。したがって、リフトシリンダ６２を伸縮作動させることにより、一対のリンク６１の同一側の他端が軸芯方向に摺動してそれらの交差角度が変化することにより、旋回フレーム３に対してガイドフレーム４を上昇させ、あるいは、下降させることができる。
【００２４】
ガイドフレーム４は、ガイドフレーム本体４１の前後各端にそれぞれガイドポスト４２を立設して形成され、各ガイドポスト４２には、軸芯方向に延びる切削刃５の回転軸５１がそれぞれ回転自在に軸支されている。そして、ガイドフレーム４の一方のガイドポスト４２には、切削モータ８が設置されており、この切削モータ８の出力軸が、切削刃５の回転軸５１と一体に連結されている。したがって、切削モータ８を回転駆動させることにより、切削刃５を回転させることができる。また、ガイドフレーム４の各ガイドポスト４２には、切削刃５の外周面を越えて上方に突出するガイド４３が設けられており、このガイド４３を既設管Ｓの内周面に沿って摺接させることにより、切削刃５の外周面と既設管Ｓの内周面との間隔を一定に保つことができる。この場合、ガイド４３としては、既設管Ｓの内周面に沿って抵抗なく移動できるように、ローラを採用することが好ましい。
【００２５】
ここで、切削刃５としては、図２に示すように、一定のネジレ角を有する複数の刃５ｘを円周上に形成したプレーンカッター（岡崎精工株式会社製のＭＣＯ工具参照）を挙げることができるが、その他、リーマ、パイプカッター、エンドミルなどを採用することもできる。
【００２６】
なお、切削刃５はキー溝を有し、回転軸５１とキーを介して一体に連結されている。
【００２７】
ここで、アウトリガ２４のジャッキシリンダ、昇降機構６のリフトシリンダ６２および旋回モータ７や切削モータ８としては、油圧アクチュエータを利用することが好ましい。圧油を発生させるためには、詳細には図示しないが、地上に設けたパワーユニットを介して油圧ポンプを駆動させ、発生させた圧油を油圧ホースを通して既設管Ｓ内に導入し、各アクチュエータに供給すればよい。
【００２８】
次に、このように構成された切削装置１を用いて既設管Ｓの内部に突出するライニング管Ｌの不要部分を切削除去する手順について、図３を参照して説明する。
【００２９】
なお、ライニング管Ｌの不要部分の切削除去作業は、既設管Ｓの内周面の高圧水洗浄およびテレビカメラによる管内調査が行われた後に実行される。
【００３０】
切削装置１は、発進側マンホール内に搬入されて組み立てられる。この場合、アウトリガ２４および昇降機構６はそれぞれ格納位置に下降され、既設管Ｓ内を走行するに際して支障のない高さ位置に保持されるとともに、既設管Ｓの内部に一部突出しているライニング管Ｌと干渉しないように、旋回モータ７を駆動して、例えば、走行方向に向けて時計回りに設定角度旋回されている（図３（ａ）参照）。
【００３１】
次いで、切削装置１を到達側マンホール側に向けて走行させる。具体的には、到達側マンホールにおいて、ウインチを駆動して台車牽引用ワイヤーを巻き取り、取付管Ｔにライニングされたライニング管Ｌを軸芯方向の前後で前後のアウトリガ２４，２４が挟む位置に達するまで到達側マンホールに向けて切削装置１を走行させる。そして、既設管Ｓの内部に突出しているライニング管Ｌの一部に切削刃５が旋回方向で対向する位置に達すれば、切削装置１の移動を停止させる。その後、アウトリガ２４のジャッキシリンダを伸長作動させることにより、アウトリガ２４を上昇させ、その接地部２４１を既設管Ｓの天頂部に突き当てて切削装置１が移動しないように支持する。
【００３２】
切削装置１を作業位置に停止させたならば、昇降機構６のリフトシリンダ６２を伸長作動させることにより、Ｘ字状に交差する一対のリンク６１を旋回フレーム３の旋回フレーム本体３１から立ち上げ、ガイドフレーム４を旋回フレーム３に対して上昇させる。これにより、ガイドフレーム４のガイドポスト４２に設けられたガイド４３の先端が既設管Ｓの内周面に当接する。ここで、昇降機構６のリフトシリンダ６２は、ガイド４３が既設管Ｓの内周面に当接した伸長状態に保持される。
【００３３】
具体的には、詳細には図示しないが、リフトシリンダ６２のピストン側室に接続される伸長側管路には、圧油の圧力が一定以上に上昇すると、圧油をオイルリザーバにバイパスさせる圧力制御弁が配設されている他、リフトシリンダ６２のピストン側室に接続される伸長側管路とピストンロッド側室に接続される縮小側管路との間にバイパス回路が接続されるとともに、該バイパス回路には、伸長側管路の圧油の圧力が一定以上に上昇した場合に、伸長側管路から縮小側管路に圧油をバイパスさせるバイパス弁が設けられている。
【００３４】
これにより、リフトシリンダ６２が伸長作動を継続するように切換制御されている場合において、リフトシリンダ６２のピストン側室に接続される圧油の圧力が一定以上に上昇すると、伸長側管路に配設されている圧力制御弁が圧油をオイルリザーバにバイパスさせることにより、それ以上の圧力の上昇が防止され、その伸長状態を保持することができる。
【００３５】
一方、リフトシリンダ６２のピストン側室の圧力が一定以上に上昇した場合には、リフトシリンダ６２のピストン側室に接続される伸長側管路からバイパス管路のバイパス弁に圧油の圧力が作用してバイパス弁が開放され、リフトシリンダ６２のピストン側室の圧油をバイパス回路、リフトシリンダ６２のピストンロッド側室に接続される縮小側管路を経てオイルリザーバにバイパスさせることにより、リフトシリンダ６２を縮小させて、そのピストン側室の圧力を一定に低下させることができる。
【００３６】
前述したように、ガイド４３が既設管Ｓの内周面に当接すれば、切削モータ８を回転駆動させることにより、切削刃５を回転させるとともに、旋回モータ７を図３において、既設管Ｓの内周面に沿って反時計回り方向に旋回させる。これにより、回転する切削刃５は、既設管Ｓの内周面に沿って周回移動し、既設管Ｓの内方に突出しているライニング管Ｌに周方向から接触し、ライニング管Ｌの切削を開始する（図３（ｂ）参照）。そして、旋回モータ７の駆動によるガイドフレーム４の周回移動に伴って切削刃５は徐々にライニング管Ｌを切削し、ガイドフレーム４が設定角度だけ周回移動すれば、既設管Ｓの内方に一部突出しているライニング管Ｌの切削を終了する（図３（ｃ）参照）。
【００３７】
この場合、ガイド４３が既設管Ｓの内周面に沿って摺接することから、ガイド４３の先端から一定間隔をおいて回転する切削刃５は、既設管Ｓの内方に突出しているライニング管Ｌを、ガイド４３の先端と切削刃５の外周面との差に相当する長さを残して切削するものとなる。
【００３８】
この結果、ライニング管Ｌの切り残し代が場所によって大きくなったり、小さくなったりすることがなく、また、切削対象以外の箇所を切削することもなく、一定の切り残し代を残して切削することができる。また、既設管Ｓがその軸芯方向の上下方向や左右方向に湾曲している場合であっても、切削装置１は、切削対象のライニング管Ｌを挟んだ位置に固定されるため、切削位置での旋回フレーム４の旋回軸は、軸芯方向とほぼ一致し、切削対象以外の箇所を切断してしまうこともない。
【００３９】
さらに、既設管Ｓの断面形状が円形状でない場合であっても、例えば、断面楕円形状の既設管Ｓであっても、図４に示すように、その内周面にガイド４３が一定の当接力で摺接するように、昇降機構６のリフトシリンダ６２が伸縮して追従させる、すなわち、ガイドフレーム４を昇降させることができ、断面円形状以外の既設管Ｓであっても、既設管Ｓの内方に突出しているライニング管Ｌを、ガイド４３の先端と切削刃５の外周面との差に相当する一定の長さを残して切削することができるものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の管内不要部分の切削装置の一実施形態を説明する概略図である。
【図２】切削刃の一例を示す側面図、正面図である。
【図３】図１の切削装置によるライニング管の切削工程を模式的に示す説明図である。
【図４】図１の切削装置によるライニング管の切削工程を既設管が断面楕円形状である場合を模式的に示す説明図である。
【符号の説明】
【００４１】
１  切削装置
２  走行台車
２４  アウトリガ
３  旋回フレーム
４  ガイドフレーム
４３  ガイド
５  切削刃
６  昇降機構
７  旋回モータ
８  切削モータ
Ｓ  既設管
Ｔ  取付管
Ｌ  ライニング管
【図１】
2009148852.tif 000003
【図２】
2009148852.tif 000004
【図３】
2009148852.tif 000005
【図４】
2009148852.tif 000006