(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体管の外周面に密封状態に外装した切断工具を備えた回転スリーブを回転させて、該回転スリーブにより囲まれた前記流体管を切断する不断水切断装置であって、
前記回転スリーブの外周にチェンの一端を固定して巻回し、該チェンの他端を駆動装置により牽引駆動させて該回転スリーブとともに回転する切断工具により流体管を切断するようにしたことを特徴とする不断水切断装置における回転スリーブの駆動装置。
【請求項２】
前記チェンは、前記切断工具を挟んで回転スリーブの両側に配置され、前記回転スリーブに対し同一方向に巻回されている請求項１に記載の不断水切断装置における回転スリーブの駆動装置。
【請求項３】
前記チェンは、前記切断工具を挟んで回転スリーブの両側に配置され、前記回転スリーブに対し互いに逆方向に巻回されている請求項１に記載の不断水切断装置における回転スリーブの駆動装置。
【請求項４】
前記回転スリーブは、流体管の外周面に外装保持されたハウジングの円周上に軸支された複数のローラにより内周面ないし両端が案内支持されている請求項１〜３の何れかに記載の不断水切断装置における回転スリーブの駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば水道管やガス管等の既設流体管を切断する不断水切断装置における回転スリーブの駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の従来の不断水切断装置は、切断工具を挿通する作業孔を有する回転スリーブを、流体管の外周面に外装し、回転スリーブと一体回転する切断工具を作業孔より挿入して流体管の中心に向かって送り込むとともに、前記回転スリーブを回転させて、回転スリーブにより囲まれた前記流体管を切断するようになっている。
【０００３】
具体的には、回転スリーブの外周面に回転不能として軸着されて所定間隔で配置される複数（例えば４個）の従動スプロケットに無端状のチェンを巻回すると共に、該チェンを、回転スリーブの下方に配置されたギヤードモータ等の駆動源によって回転駆動される駆動スプロケットに巻回し、ギヤードモータの駆動によって回転スリーブを回転駆動しつつ切断工具の軸方向の切削送りにより流体管の切断加工が行われている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の不断水切断装置では、流体管の切断時にギヤードモータの駆動によって回転スリーブを回転駆動する際に、駆動スプロケットと複数の従動スプロケット間との間に巻回されるチェンの張り側の長さが刻々変化するため、一定の張力が得られなくなる。
【０００５】
従って、加工時における切断工具に作用する切削抵抗の変動により、切断工具に変動負荷が生ずるため摩耗が促進するだけでなく破損することで切断工具の寿命が著しく短縮する問題を有している。
【０００６】
更に、切削加工が断続的な送りにより行われるため、流体管の切断加工が終了した際に切断端部にバリが生じ、加工精度も低下する問題を有していた。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、切断工具に円滑な切削送り与え、延いては切断工具の寿命を延ばすことができ、しかも切断端部の加工精度の向上を図ることが可能な不断水切断装置における回転スリーブの駆動装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するために、本発明の不断水切断装置における回転スリーブの駆動装置は、流体管の外周面に密封状態に外装した切断工具を備えた回転スリーブを回転させて、該回転スリーブにより囲まれた前記流体管を切断する不断水切断装置であって、前記回転スリーブの外周にチェンの一端を固定して巻回し、該チェンの他端を駆動装置により牽引駆動させて該回転スリーブとともに回転する切断工具により流体管を切断するようにしたことを特徴としている。
この特徴によると、回転スリーブの外周に一端を固定して巻回されたチェンの他端を駆動装置により牽引することで、チェンの張り側の張力が一定となることから、切断工具に一定の切削抵抗が得られて円滑な切削送りが得られ、延いては切断工具の寿命を延ばすとともに切断端部の加工精度を向上することができる。
【０００９】
本発明の不断水切断装置における回転スリーブの駆動装置は、前記チェンが、切断工具を挟んで回転スリーブの両側に配置され、前記回転スリーブに対し同一方向に巻回されていることが好ましい。
このようにすれば、回転スリーブの回転時に左右のバランスがとれるので、切断工具の安定した切削送りを得ることが可能となる。
【００１０】
本発明の不断水切断装置における回転スリーブの駆動装置は、前記チェンが、前記切断工具を挟んで回転スリーブの両側に配置され、前記回転スリーブに対し互いに逆方向に巻回されていることが好ましい。
このようにすれば、切断工具に正逆方向の送りを与えることができる。
【００１１】
本発明の不断水切断装置における回転スリーブの駆動装置は、前記回転スリーブが、流体管の外周面に外装保持されたハウジングの円周上に軸支された複数のローラにより内周面ないし両端が案内支持されているのが好ましい。
このようにすれば、加工時における回転スリーブの軸方向ないし半径方向の振れを防止することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本発明の不断水切断装置を伸縮可撓化装置に適応した例について、図１〜図３を参照して説明する。図１は既設流体管が切断工具によって切断された状態を示す不断水切断装置の一部切欠側面図、図２は図１のＡ−Ａ断面図、図３は不断水切断装置の一部を拡大した図１のＢ部拡大断面図である。
【００１３】
図１において、１は、地盤１２を掘削して所要長さに亘り露出させた既設流体管、例えばスチール製の水道管であって、上昇位置にセットされている、例えばエンドミル等の切削工具２により切断される。図３に示すように、水道管１の外周に回転自在に支持されている回転スリーブ３の最上端のケーシング３−１は、切削工具２を流体管１の中心に向けて進退させ、且つ回転させる駆動機構を備えた切断工具駆動ハウジング４とネジ結合されている。また、回転スリーブ３の最下方のケーシング３−２は半割り構造の円筒状のケーシングであり、円周上の一部は半径方向に突出して、中心部には切削工具２が挿通可能な作業孔３ａが穿設されている。
【００１４】
水道管１の切断時には、特に図示しないが切削工具２が作業孔３ａ内を上下に移動可能となっており、切削工具２の水道管１の中心に向かう下降移動によって水道管１の外周部を貫通した後、切削工具２を工具の軸線回りに回転させながら、回転スリーブ３と共に水道管１の回りに１回転することにより、水道管１は切断されるようになっている。
【００１５】
一方、水道管１適所の外周面には、上下２分割構造の球状ガイドスリーブ１３と直管状ガイドスリーブ１４が、互いに所定寸法左右に離間して外嵌され、それらの両端開口部を前記水道管１の外周面に溶接するとともに、２分割された上下の突合わせ面を溶接することにより、密封状に固着されている。
【００１６】
左右のガイドスリーブ１３，１４間の水道管１の周囲には、上下２分割構造の円筒形をなすスチール製の左右１対の筐体１５、１５が、互いの対向面間に所要の環状隙間が形成されるとともに、水道管１の外周面との間にも環状空間Ｓが形成されてようにして外嵌され、上下の突合わせ面を溶接することにより一体化されている。
【００１７】
切削工具２を保持する回転スリーブ３は、両筐体１５中央の外周に回転可能に液密に摺接保持されており、右方の筐体１５の外側端部には直管状ガイドスリーブ１４の外周面に摺接して液密にシールするパッキン１６を収容保持したパッキンホルダ２４が設けられ、このパッキンホルダ２４は直管状ガイドスリーブ１４の外周面に軸方向移動自在に支持されている。
【００１８】
右方の直管状ガイドスリーブ１４は、直円筒形をなし、その内側端部には環状ストッパ１４ａが形成されると共に、外側端部の外周には上下２分割構造の環状固定治具２０が止着されている。
【００１９】
この環状固定治具２０は、板金状の溶接構造であって、直管状ガイドスリーブ１４に装着される環状ベース２０ａと、環状ベース２０ａの内側端部の外周に立ち上げたフランジ２０ｂと、更にフランジ２０ｂ外周に内側に向けて突設接合された筒体２０ｃと、この筒体２０ｃの内側端部に垂直に接合された側板２０ｄと、この側板２０ｄに、内側に向けて突設させて回転自在に軸支された振れ止めローラ２２とから構成されている。
【００２０】
また、筒体２０ｃの内側には、外周端部に短寸のフランジ２４ａが突設したパッキンホルダ２４が軸方向移動自在に収容されており、このパッキンホルダ２４は、パッキンホルダ２４外周のフランジ２４ａが水道管１の軸心側に向けて突設した側板２０ｄの下端とフランジ２０ｂを螺挿した押しボルト２３によって狭持されて軸方向に位置決めされている。このようにして、右方の筐体１５は、右方の直管状ガイドスリーブ１４上に摺動可能に保持されるパッキンホルダ２４により回転不能に支持されている。
【００２１】
同様にして、直円筒形をなす左方の筐体１５は、外側端部に左方の球状ガイドスリーブ１３の外周面に摺接して液密にシールするパッキン１６を収容保持したパッキンホルダ２５が設けられ、このパッキンホルダ２５は両端に環状ストッパ１３ｂが連設された左方の球状ガイドスリーブ１３の球面１３ａのほぼ中間部にパッキン１６が摺接した状態で支持されている。そして、球状ガイドスリーブ１３の外側端部の環状ストッパ１３ｂ外周には上下２分割構造の環状固定治具１８が図示しないボルトで止着されている。
【００２２】
この環状固定治具１８は、板金状の溶接構造であって、球状ガイドスリーブ１３の外側端部の環状ストッパ１３ｂ外周に装着される環状ベース２６ａと、環状ベース２６ａの外周に立ち上げたフランジ２６ｂと、更にフランジ２６ｂ外周に内側に向けて突設接合された筒体２６ｃと、この筒体２６ｃの内側端部に垂直に接合された側板２６ｄと、この側板２６ｄに、内側に向けて突設させて回転自在に軸支された振れ止めローラ２２とから構成されている。
【００２３】
また、筒体２６ｃの内側には、外周端部に短寸のフランジ２５ａが突設したパッキンホルダ２５が軸方向移動自在に収容されており、このパッキンホルダ２５は、パッキンホルダ２５外周のフランジ２５ａが管軸側に向けて突設した側板２６ｄの下端と環状ベース２６ａの内側端部によって狭持され、ボルト２８により軸方向に位置決めされている。
【００２４】
上記のように、両外側端部がそれぞれ球状ガイドスリーブ１３ないし直管状ガイドスリーブ１４上にパッキンホルダ２４、２５によって支持されるように構成された左右一対の筐体１５、１５の外周上面には、上下２分割構造の回転スリーブ３が、両筐体１５のフランジ１５ａに遊嵌することにより、管軸方向への移動を規制されて回転可能に外嵌され、かつ回転スリーブ３が摺動可能に支持される両筐体１５、１５の外周面はシール部材（パッキン）５０により液密にシールされている。
【００２５】
上記パッキン５０は、両筐体１５に対し摺動抵抗の小さい硬質ゴム等が好ましく、回転スリーブ３を筐体１５回りに回転させる際の抵抗を小さくするとともに、パッキン５０がよじれるなどして損傷するのが防止されている。
【００２６】
回転スリーブ３の周壁中央には作業孔３ａが穿設され、その上方の開口端部には、図２、図３に示す仕切弁装置１０と、その上部に切断工具駆動機構５とが密封状態で取付けられ、下方の開口端部は水道管１の外周部近傍まで延びている。仕切弁装置１０は、作業孔３ａと連通する管路を開閉可能な弁体８と、これをねじ送りにより管路と直交する方向に進退移動させる移動機構９とを備えている。
【００２７】
図２に示すように、切断工具駆動機構５は、回転工具であるエンドミルを水道管１の中心に向けて進退移動させるねじ送り式の昇降機構６と、エンドミル２を回転駆動させる油圧モータ７とを備えている。
【００２８】
次に、本発明の回転スリーブの駆動装置につき、図３〜図６を参照して説明する。図４は図３のＣ部拡大断面図、図５の（ａ）は環状支持体の側面図、（ｂ）は環状支持体の正面図であり、図６は環状支持体の部分斜視図である。尚、上記実施形態に係る構成部材と同一構成部材については同一符号を付し重複する説明を省略する。
【００２９】
図に示す３５は環状支持体を示し、この環状支持体３５は、回転スリーブ３の両側にあって回転スリーブ３の両端外周に外方に向けて突出するように取付けられている。この環状支持体３５は、回転スリーブ３に取付けるための取付け片３０ａを内側に突設した２つ割り構造であって、中央にチェン３６を挿通させるための切欠きが形成されたフランジＦを介して環状に接合されたサポートリング３０と、サポートリング３０の外周に取付けられ、外周にチェン３６の両側をガイドするチェンガイド３８ａ、３８ｂを取付けたガイドリング３２とから構成されている。
【００３０】
両環状支持体３５の外側端部は、サポートリング３０の内周面が環状固定治具１８、２０に軸支された複数の振れ止めローラ２２により回転自在に支持されており、フランジＦ近傍にはそれぞれチェンガード４０が取付けられている。
【００３１】
これらチェンガード４０は、チェン３６の上部を覆うように下向き断面コ字型でガイドリング３２の円弧と同じ円弧状に形成され、一端にチェン３６の一端を固定する固定部４２が設けられている。
【００３２】
すなわち、図５及び図６に示すように、チェンガード４０の固定部４２に一端が固定されたチェン３６が、チェンガイド３８ａ、３８ｂに案内された状態でガイドリング３２の外周に一巻きされると、二巻き目のチェン３６は一端が固定されたチェン３６の上部に重ねて巻き付けられる。そこで、この二巻き目のチェン３６が重ねて巻き付けられる一巻き目のチェン３６上部は、チェンガード４０によって保護されるようになっている。
【００３３】
図１において、地盤１２上に敷設したベース板４６における回転スリーブ３の下方には、管軸と平行をなす駆動軸４５の両端部が、ブラケット３７，３７により図示しない軸受けにより回転自在に軸支され、駆動軸４５の両端部には二巻き目のチェン３６の一端を連結し、回転によりチェン３６を巻き付けて牽引駆動するための１対の駆動ドラム４４が固定されている。この駆動軸４５は、その左端部をギヤードモータ３９の回転軸３９ａに取り付けることにより、緩速で回転させられるようになっている。
【００３４】
次に、上記不断水切断装置により流体管を切断して伸縮可撓化する方法について説明する。まず、図１に示すように、地盤１２を掘削して露出させた水道管１に、左右のガイドスリーブ１３，１４、筐体１５，１５、回転スリーブ３の順に取り付けたのち、ガイドスリーブ１３，１４の両側方の水道管１を、ベース板４６に立設した左右１対の支持体４８により支持する。
【００３５】
ついで、図３に示すように、両ガイドスリーブ１３，１４の外方端部外周に環状固定治具１８、２０を装着し、これら環状固定治具１８、２０によってパッキンホルダ２４、２５を位置決め支持することにより、筐体１５，１５を環状隙間が形成されるように対向配置し、対向配置される筐体１５，１５の外周面にパッキン５０を介して回転スリーブ３を支持する。
【００３６】
そして、回転スリーブ３の作業孔３ａの上方開口部に、仕切弁装置１０と切断工具駆動機構５とを取り付けたのち、回転スリーブ３の両端に環状支持体３５の内側端部を取付け、その外側端部を環状固定治具１８、２０に軸支された複数の振れ止めローラ２２により回転自在に支持する。
【００３７】
次に、回転スリーブ３の下方のベース板４６上に、ギヤードモータ３９や１対の駆動ドラム４４を設置するとともに、環状支持体３５を構成する両ガイドリング３２外周の一部に一対のチェン３６の一端を固定し、その他端を両駆動ドラム４４にチェン３６を掛け回す。
【００３８】
次いで、環状支持体３５を図２に示す状態において、人力または駆動装置を使用して時計回りにゆっくり旋回させて、環状支持体３５を旋回させた状態では、チェン３６は図５及び図６に示すように、環状支持体３５の外周面に一巻き以上巻回された状態となり、駆動ドラム４４を初期状態まで回転させてチェン３６に張りを持たせた状態とする。
【００３９】
この状態において、油圧モータ７を作動させてエンドミル２を回転させるとともに、昇降機構６の上端に取り付けたハンドル（図示略）を回転させてエンドミル２を水道管１の上端面に向かって下降させる。
【００４０】
エンドミル２の先端部により水道管１の上端を油圧モータ７により穿孔すると同時に、ギヤードモータ３９により１対の駆動ドラム４４を同時に回転駆動させて両チェン３６を牽引することで、回転スリーブ３を一定方向に１回転させる。この際、回転スリーブ３両端の環状支持体３５は、複数の振れ止めローラ２２により軸方向の動きが拘束された状態で円滑に旋回され、管軸方向のがた付きを防止している。
【００４１】
このように、回転スリーブ３を緩動で回転させると、水道管１は、エンドミル２の外径の幅で切断される。
【００４２】
切断加工が完了すると、切断装置５を取り外して図示しない止水栓取付装置を装着したのち弁体８を開放し、回転スリーブ３の作業孔３ａ内に止水栓を圧入して密封する。ついで、止水栓取付装置及び仕切弁装置１０を取り外し、回転スリーブ３の作業孔３ａの上方開口面に抜け止め板を止着する。
【００４３】
最後に、環状固定治具１８，２０を取り外すことで、切り離された水道管１が可撓状態で支持されることとなり、その上下方向等の相対変位量が大となっても破損する恐れが解消され、回転スリーブ３の外周面に取り付けられたチェン３６、ベース板４６、ギヤードモータ３９、１対の駆動ドラム４４等の駆動系等を撤去し、露出させた水道管１を埋め戻せば、工事は終了する。
【００４４】
このように、本実施形態に係る不断水切断装置における回転スリーブの駆動装置によれば、回転スリーブ３の外周に一端を固定して巻回されたチェン３６の他端を１対の駆動ドラム４４に巻き付けて一方向に回転駆動することで、チェン３６の張り側の張力が一定となることから、エンドミル２に一定の切削抵抗が得られて円滑な切削送りが得られ、延いてはエンドミル２の寿命を延ばすとともに切断端部の加工精度を向上することができる。
【００４５】
また、チェン３６が、エンドミル２を挟んで回転スリーブ３の両側に配置される回転スリーブ３に対し同一方向に巻回されているので、回転スリーブ３の回転時に左右のバランスがとれることから、エンドミル２の安定した切削送りを得ることが可能となる。
【００４６】
次に、別の実施形態では、上記の実施形態において、エンドミル２を挟んで回転スリーブ３の両側に配置される一対のチェン３６が、回転スリーブ３に同一方向に巻回されるのに対し、回転スリーブ３に対し互いに逆方向に巻回されるように構成されている。
【００４７】
このようにすれば、環状支持体３５をギヤードモータ３９の駆動を利用して初期状態に設定することができるだけでなく、切断工具２に正逆方向の送りを与えることができる。
【００４８】
【発明の効果】
本発明は以下の効果を奏する。
【００４９】
（ａ）請求項１項の発明によれば、回転スリーブの外周に一端を固定して巻回されたチェンの他端を駆動装置によりチェンの張り側の張力が一定となることから、切断工具に一定の切削抵抗が得られて円滑な切削送りが得られ、延いては切断工具の寿命を延ばすとともに切断端部の加工精度を向上することができる。
【００５０】
（ｂ）請求項２項の発明によれば、回転スリーブの回転時に左右のバランスがとれるので、切断工具の安定した切削送りを得ることが可能となる。
【００５１】
（ｃ）請求項３項の発明によれば、切断工具に正逆方向の送りを与えることができる。
【００５２】
（ｄ）請求項４項の発明によれば、加工時における回転スリーブの軸方向ないし半径方向の振れを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】既設流体管が切断工具によって切断された状態を示す不断水切断装置の一部切欠側面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】不断水切断装置の一部を拡大した図１のＢ部拡大断面図である。
【図４】図３のＣ部拡大断面図である。
【図５】（ａ）は環状支持体の側面図、（ｂ）は環状支持体の正面図である。
【図６】環状支持体の部分斜視図である。
【符号の説明】
１                        流体管（水道管）
２                        エンドミル（切削工具）
３                        回転スリーブ
３ａ                      作業孔
３−１、３−２            ケーシング
４                        切断工具駆動ハウジング
５                        切断工具駆動機構
６                        昇降機構
７                        油圧モータ
８                        弁体
９                        移動機構
１０                      仕切弁装置
１２                      地盤
１３                      球状ガイドスリーブ
１３ａ                    球面
１３ｂ                    環状ストッパ
１４                      直管状ガイドスリーブ
１４ａ                    環状ストッパ
１５                      筐体
１６                      パッキン
１８                      環状固定治具
２０                      環状固定治具
２０ａ                    環状ベース
２０ｂ                    フランジ
２０ｃ                    筒体
２０ｄ                    側板
２２                      ローラ
２３                      ボルト
２４                      パッキンホルダ
２４ａ                    フランジ
２５                      パッキンホルダ
２５ａ                    フランジ
２６ａ                    環状ベース
２６ｂ                    フランジ
２６ｃ                    筒体
２６ｄ                    側板
２８                      ボルト
３０                      サポートリング
３０ａ                    取付け片
３２                      ガイドリング
３５                      環状支持体
３６                      チェン
３７，３７                ブラケット
３８ａ                    チェンガイド
３９                      ギヤードモータ
３９ａ                    回転軸
４０                      チェンガード
４２                      固定部
４４                      駆動ドラム
４５                      駆動軸
４６                      ベース板
４８                      支持体
５０                      パッキン
Ｆ                        フランジ
Ｓ                        環状空間
【図１】
0003831226.tif 000002
【図２】
0003831226.tif 000003
【図３】
0003831226.tif 000004
【図４】
0003831226.tif 000005
【図５】
0003831226.tif 000006
【図６】
0003831226.tif 000007