(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリート管の中心に配置される軸受部材から該コンクリート管の半径方向に突き出した３本の支持脚を設けてなる対向一対の支持フレームと、上記各支持フレームの上記軸受部材により両端部が回転自在に支持されたガイドフレームと、上記ガイドフレームにガイド手段を介して取付けられた切断機支持フレームと、該切断機支持フレームに取付けられた切断機とからなり、上記一方の支持フレームの軸受部材に上記ガイドフレームをその中心軸周りに回転させ上記切断機により周方向の切断を行う周方向駆動用の伝達手段を設け、上記ガイド手段に上記切断機支持フレームを管軸方向に移動させて切断を行う管軸方向駆動用の伝達手段と、半径方向に移動させて切込みを行う半径方向駆動用の伝達手段を設け，上記切断機支持フレームを該切断機の円形刃の向きが管軸方向又は周方向のいずれか一方を向くように、又は上記両方向のいずれか一方を択一的に向くように上記ガイド手段に取付けてなるコンクリート管内面切断機。
【請求項２】
上記のガイド手段が、上記ガイドフレームにその長さ方向と平行に取付けられたねじ軸と、該ガイドフレームにその長さ方向にスライド自在に嵌合された管軸方向ガイド部材と、該管軸方向ガイド部材と一体で上記ねじ軸に螺合されたナットと、該管軸方向ガイド部材と一体の切込み方向ガイド部材とにより構成され、上記切断機支持フレームが上記の切込み方向ガイド部材にスライド自在に嵌合され、上記の管軸方向駆動用の伝達手段が上記のねじ軸の一端に設けられ、上記の半径方向駆動用の伝達手段が上記の切込み方向ガイド部材に設けられた請求項１に記載のコンクリート管内面切断機。
【請求項３】
上記の一対の支持フレーム、ガイドフレーム、切断機支持フレーム及び切断機が組み立て分解自在である請求項１又は２に記載のコンクリート管内面切断機。
【請求項４】
上記の切断機に１枚又は複数枚の円形刃が選択的に取付けられた請求項１から３のいずれかに記載のコンクリート管内面切断機。
【請求項５】
上記の切断機の周方向、管軸方向及び半径方向の各駆動用の伝達手段が、それぞれ人力又は動力のいずれかである請求項１から４のいずれかに記載のコンクリート管内面切断機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、地盤中に埋設された推進管等のコンクリート管をその内面側から切断するコンクリート管内面切断機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
地盤中に埋設されたコンクリート管路の一部に、地盤沈下対策、地震対策等のために可撓部を構築する工事が必要になる場合がある。この工事を行う場合は、作業者がマンホールからコンクリート管路の内部に入り、可撓部構築部分に一定幅の溝を周方向に形成しなければならない。
【０００３】
上記の溝を形成する作業として従来から行われている方法は、管路の内部に入った作業者が、手持ち式の切断機によってコンクリート管路の内面に多数の切り目を入れたのち、その切り目にバールの先端部を差し込んでこじることにより順次コンクリート片を剥離するという方法であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のように手持ち式の切断機によって切断を行う作業は、非能率的であるばかりでなく、コンクリート管路の天井面を切断する作業が甚だ困難な作業となる問題があった。
【０００５】
そこで、この発明は作業者の負担が少なく、かつ能率的に切断作業ができるようにしたコンクリート管内面切断機を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、この発明は、コンクリート管の中心に配置される軸受部材から該コンクリート管の半径方向に突き出した３本の支持脚を設けてなる対向一対の支持フレームと、上記各支持フレームの上記軸受部材により両端部が回転自在に支持されたガイドフレームと、上記ガイドフレームにガイド手段を介して取付けられた切断機支持フレームと、該切断機支持フレームに取付けられた切断機とからなり、上記一方の支持フレームの軸受部材に上記ガイドフレームをその中心軸周りに回転させ上記切断機により周方向の切断を行う周方向駆動用の伝達手段を設け、上記ガイド手段に上記切断機支持フレームを管軸方向に移動させて切断を行う管軸方向駆動用の伝達手段と、半径方向に移動させて切込みを行う半径方向駆動用の伝達手段を設け，上記切断機支持フレームを該切断機の円形刃の向きが管軸方向又は周方向のいずれか一方を向くように、又は上記両方向のいずれか一方を択一的に向くように上記ガイド手段に取付けてなる構成としたものである。
【０００７】
なお、上記のガイド手段が、上記ガイドフレームにその長さ方向と平行に取付けられたねじ軸と、該ガイドフレームにその長さ方向にスライド自在に嵌合された管軸方向ガイド部材と、該管軸方向ガイド部材と一体で上記ねじ軸に螺合されたナットと、該管軸方向ガイド部材と一体の切込み方向ガイド部材とにより構成され、上記切断機支持フレームが上記の切込み方向ガイド部材にスライド自在に嵌合され、上記の管軸方向駆動用の伝達手段が上記のねじ軸の一端に設けられ、上記の半径方向駆動用の伝達手段が上記の切込み方向ガイド部材に設けられた構成をとることができる。
【０００８】
上記の一対の支持フレーム、ガイドフレーム、切断機支持フレーム及び切断機が組み立て分解自在である構成や、上記の切断機に１枚又は複数枚の円形刃が選択的に取付けられた構成をとることができる。
【０００９】
なお、上記の切断機の周方向、管軸方向及び半径方向の各駆動用の伝達手段が、それぞれ人力又は動力のいずれかである構成をとることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいてこの発明の実施形態を説明する。
【００１１】
図１及び図２に示すように、実施形態のコンクリート管内面切断機は、一対の支持フレーム１、１’、その支持フレーム１、１’間において回転自在に支持されたガイドフレーム２、そのガイドフレーム２に取付けられた切断機取付けフレーム３、及びその切断機支持フレーム３に取付けられた切断機４とからなる。
【００１２】
上記の各支持フレーム１、１’は、それぞれ中心部に軸受部材５、５’を有し、その各軸受部材５、５’の周りの等分位置に３本の支持脚６がコンクリート管７の半径方向に放射状に設けられる（図３参照）。各支持脚６は、ピン８により軸受部材５、５’に連結された中間脚部９、その中間脚部９に入れ子式に挿入され長さ調節穴の部分でピン１１により連結された先端脚部１２、及び先端脚部１２に設けられたねじジャッキ１３とからなる。但し、管径に合う長さの支持脚６を製作しておけば、中間脚部９と先端脚部１２を入れ子式にする必要はなく、一体に連結した構成にすることができる。
【００１３】
上記の一方の支持フレーム１の軸受部材５は中心部にラジアル軸受１４が設けられ、そのラジアル軸受１４にガイドフレーム２の一端の軸部２ａが回転自在に嵌合支持される。
【００１４】
他方の支持フレーム１’の軸受部材５’は、図５に示すように、ラジアル軸受１４’の内輪と一体の継手軸１５がその両側に突き出して設けられ、上記の一方の軸受部材５側に突き出した端部にガイドフレーム２の他端の軸部２ｂが挿通され、ピン１６により着脱自在に連結される。反対側に突き出した継手軸１５の端部が、該軸受部材５’に一体に設けられたウオーム減速機１７の出力軸に結合される。
【００１５】
ウオーム減速機１７の入力軸には、周方向駆動用の伝達手段として周方向駆動用六角軸１８が結合される。またその六角軸１８に隣接して回転阻止用ストッパーノブ１９が進退自在に設けられ、そのストッパーノブ１９の先端を上記の六角軸１８に押し当てることにより、該六角軸１８及びこれに連結された上記各部材の回転が阻止される。
【００１６】
上記のガイドフレーム２は、角パイプ部２ｃの両端部に前記の軸部２ａ，２ｂを一体に設けたものであり、その角パイプ部２ｃの上面に長さ方向のねじ軸２１が該ガイドフレーム２と平行に配置され、その両端部が軸受２２、２２’により回転自在に支持される。上記の支持フレーム１’側の軸受２２’から突き出したねじ軸２１の端部に、管軸方向駆動用の伝達手段としての管軸方向駆動用六角軸２３が結合される。
【００１７】
また、上記のガイドフレーム２には上記のねじ軸２１より低い位置において、これと所要の間隙をもってガイド手段２４の角筒形の軸方向ガイド部材２５が軸方向にスライド自在に嵌合される（図１、図６参照）。この軸方向ガイド部材２５の上面にナット２６が固着され、そのナット２６に前記のねじ軸２１が螺合される。
【００１８】
また、上記の軸方向ガイド部材２５の一側面に上下方向の角穴を有する半径方向ガイド部材２７が設けられる。このガイド部材２７にはギアボックス２８が付設され、角軸でなる切断機支持フレーム３が上下動自在に挿通される。ギアボックス２８の内部にはウオーム減速機２９が設けられ（図３参照）、そのギアボックス２８の入力軸に半径方向駆動用の伝達手段としての半径方向駆動用六角軸３１が結合される。
【００１９】
上記の切断機支持フレーム３はその一側面にラック３２が上下方向に設けられ、そのラック３２とかみ合うピニオン３３が切断機支持フレーム３の内部に設けられる（図３参照）。該ピニオン３３の回転軸は上記ウオーム減速機２９の出力軸に結合される。
なお、上記の半径方向ガイド部材２７に、半径方向移動阻止用ストッパーノブ３４が進退自在に設けられ、これが上記のラック３２に係合すると切断機４の半径方向の移動が阻止される。
【００２０】
上記の切断機支持フレーム３の中心にねじ軸３５が上下動自在に挿通され、該フレーム３の下端から突き出した上記ねじ軸３５の下端部に切断機４が取り付けられる。即ち、切断機４の上面には取付け板３６が固着され、その取付け板３６に上記ねじ軸３５が螺合されるねじ３６ａが設けられると共に、そのめねじ３６ａの周りに切断機支持フレーム３の下端が嵌合する四角形の位置決め凹所３７が設けられる。上記のめねじ３６ａに螺合されたねじ軸３５の下端部に取付け板３６の下方からナット４０を締結することにより、ねじ軸３５を取付け板３６に強固に固定する。ねじ軸３５の上端部は切断機支持フレーム３の上方に突き出し、その突き出した部分にナット３９を螺合してねじ軸３５を引き上げることにより切断機支持フレーム３の下端部を上記の位置決め凹所３７に嵌合させ、切断機４をその支持フレーム３に回動不可の状態に固定する。
【００２１】
上記のナット３９を緩めてねじ軸３５と共に切断機４をその支持フレーム３に対して下降させると、支持フレーム３の下端部が位置決め凹所３７から外れるので、切断機４をねじ軸３５を中心に９０°回転させることにより円形刃３８の向きをガイドフレーム２と平行の管軸方向と、これと直角の周方向の２方向を択一的に設定することができる。
【００２２】
上記の円形刃３８はダイヤモンド等で製作される。図示の場合１枚のものを示しているが、図３において一点鎖線で示すように２枚を用いる場合、或いは２枚以上を用いる場合がある。
【００２３】
その他、図中、４１は切断機４のエアーモータに加圧エアーを供給するエアーホース、４２は円形刃３８の部分に冷却水を供給する給水ホースである。
【００２４】
実施形態のコンクリート管内面切断機は以上のようなものであり、次にその操作方法を説明する。
【００２５】
先ず、操作前の準備として、一方の支持フレーム１をマンホールを経てそのマンホールに通じているコンクリート管７の内部の所定位置に運び込み、該支持フレーム１の軸受部材５の中心がコンクリート管７の中心に一致するように調整しつつ、各支持脚６の先端部のねじジャッキ１３をコンクリート管７の内面に突張って固定させる。
【００２６】
次に、ガイドフレーム２、切断機支持フレーム３、切断機４をマンホール（図示省略）に搬入し、該マンホール内でガイドフレーム２のガイド手段２４に切断機支持フレーム３を差し込み、そのラック３２にピニオン３３をかみ合わせ、半径方向駆動用六角軸３１を回転させて最後まで差し込み、更に半径方向移動阻止用ストッパーノブ３４を操作して切断機４が落下しないように固定する。次に、これらの組立て体をコンクリート管７内に運び込み、そのガイドフレーム２の一端部を上記の軸受部材５に差し込む。
【００２７】
次に、他方の支持フレーム１’をマンホールを経てコンクリート管７の内部に運び込み、上記のガイドフレーム２の他端を軸受部材５’に差し込み、各ねじジャッキ１３をコンクリート管７の内面に仮りに突張らせる。次に、周方向駆動用六角軸１８を回転させて継手軸１５とガイドフレーム２とのピン穴を一致させてピン１６を差し込む。その上で、軸受部材５’の中心がコンクリート管７の中心と一致するように調整しつつねじジャッキ１３をコンクリート管７の内面に突張って固定させる。
【００２８】
次に、エアーホース４１、給水ホース４２を切断機４の所定位置に接続して準備を完了する（図２の状態）。
【００２９】
以上の準備を完了したのち、管軸方向の切断を行う場合は、コンクリート管７内の作業者が、手動ハンドル４３を半径方向駆動用六角軸３１に差し込み、半径方向移動阻止用ストッパーノブ３４を緩めて上記の手動ハンドル４３を操作して刃３８をコンクリート管３７の内面に接近させる。
【００３０】
ここで手動ハンドル４３を周方向駆動用六角軸１８に付け替え、ガイドフレーム２と共に切断機４を旋回させて円形刃３８が管内面に干渉しないことを確認する。更に円形刃３８による最初の切断位置（周方向の位置）を決定し、回転阻止用ストッパーノブ１９で固定する。
【００３１】
次に、手動ハンドル４３を上記の半径方向駆動用六角軸３１に付け替え、半径方向移動阻止用ストッパーノブ３４を緩め、給水ホース４２から円形刃３８に給水を行うと共に、切断機４の円形刃３８を回転させる。手動ハンドル４３を操作すると切断機４が下降し、円形刃３８がコンクリート管７の半径方向に切り込む結果、その内壁が外周側鉄筋４５位置の内方で所定の深さｔだけ切込まれる（図７（ａ）参照）。切込みが終わると円形刃３８をその深さの位置に固定すべくスッパーノブ３４により切断機支持フレーム３を固定する。
【００３２】
次に、手動ハンドル４３を管軸方向駆動用六角軸２３に付け替え、切断機４を駆動しながらコンクリート管７の管軸方向に移動を行い、管軸方向の切り目Ａ1 を切断する（図７（ａ）参照）。
【００３３】
切り目Ａ1 の切断を完了すると、切断機４を駆動したまま手動ハンドル４３を逆転させて切り目Ａ1 を通って元の位置に戻すか、一端持ち上げて切り目Ａ1 から離して元の位置に戻す。元の位置において、ストッパーノブ３４を緩め、手動ハンドル４３を半径方向駆動用六角軸３１に付け替えて、これの操作により刃３８を切り目Ａ1 から引き上げ、該ストッパーノブ３４を固定する。
【００３４】
次に、回転阻止用ストッパーノブ１９（図２参照）を緩めて、手動ハンドル４３を周方向駆動用六角軸１８に付け替えて切断機４を周方向に回動させ、次の切断位置に移動させる。その上で、前記の切り目Ａ1 と同様の操作により次の切り目Ａ2 を切断する。
【００３５】
以下同様にして、次の切り目Ａ3 からＡn まで全周にわたり一定間隔で切断を行う。
【００３６】
上記の切り目Ａ1 からＡn を形成したのち、切断機支持フレーム３上のナット３９を緩めて切断機４を若干下降させて、切断機支持フレーム３の角軸を位置決め凹所３７から分離させる。切断機４を９０°回転させた上でナット３９を締付けると再び位置決め凹所３７に切断機支持フレーム３の角軸が嵌合する。これにより、円形刃３８の向きが周方向を向く。
【００３７】
しかる後に、前記と同様に、手動ハンドル４３を半径方向駆動用六角軸３１に差し込み、ストッパーノブ３４を緩めて該手動ハンドル４３を操作して刃３８をコンクリート管７の内面に接近させる。ここで手動ハンドル４３を周方向駆動用六角軸１８に付け替えて操作することにより、ガイドフレーム２と共に切断機４を旋回させ、円形刃３８が管内面に干渉しないことを確認する。更に円形刃３８による最初の切断位置（管軸方向の位置）を決定し、ストッパーノブ１９で固定する。
【００３８】
次に、手動ハンドル４３を上記の半径方向駆動用六角軸３１に付け替え、ストッパーノブ３４を緩め、給水ホース４２から円形刃３８の部分に給水を行うと共に、切断機４を駆動する。手動ハンドル４３を操作すると、切断機４の下降に伴い円形刃３８が半径方向に移動し、コンクリート管７の内壁を外周側鉄筋の内方位置までの所定の深さｔだけ切込みを行う。切込みが終わるとストッパーノブ３４により切断機取付けフレーム３をその位置に固定する。
【００３９】
次に、手動ハンドル４３を周方向駆動用六角軸１８に付け替え、ストッパーノブ１９を緩めて該手動ハンドル４３を操作してコンクリート管７の周方向に切断を行い、周方向の切り目Ｂ1 を切断する。以下同様にして切り目Ｂn までの切断を行うと、コンクリート管７の内周面に碁盤目状の切り目が形成される（図７（ａ）参照）。これらの切り目Ａ1 〜Ａn 、Ｂ1 〜Ｂn にバールの先端を差し込んでこじると、コンクリート片が鉄筋４５の切断片と共に剥離され、周方向に一定幅の凹溝４６が形成される（図８参照）。
【００４０】
なお、周方向の切り目Ｂ１〜Ｂn は、管軸方向の切り目Ａ1 〜Ａn に比べ切断抵抗が大きいことから、粗いピッチで設けるようにしてもよい。また、切断機４の刃３８の数が複数枚の場合は、一度に複数本の切り目が形成される。
【００４１】
コンクリート管７の内面に設ける切り目は、必ずしも上記のような碁盤目状の切り目である必要はなく、管軸方向の切り目Ａ1 〜Ａn のみ、或いは周方向の切り目Ｂ1 〜Ｂn のみの切り目であっても、バールに加える力は大きくなるが剥離は可能である。
【００４２】
なお、以上はコンクリート管７の内面に、その全周にわたる凹溝４６を形成するする場合について述べたが、内面の一部に凹所を形成する場合は、管軸方向の切り目と周方向の切り目をそれぞれ部分的に形成するだけでよい。また、場合によっては、各切り目をコンクリート管７の内面から外面に達する深さＴに形成することもある。
【００４３】
また、上記の実施形態では切削機４を周方向、管軸方向、半径方向に駆動させる駆動源を人力によっているが、周方向駆動用六角軸１８、管軸方向移動用六角軸２３及び半径方向駆動用六角軸３１の部分にエアーモータ等のに動力源を取付け、その動力源を遠隔制御して各軸を駆動するようにすることもできる。
【００４４】
【発明の効果】
以上のように、この発明によると、支持フレーム、ガイドフレーム及び切断機支持フレームを介して取付けた切断機を、手動又は遠隔操作によりコンクリート管内面を移動させながらその内面に切り目を自動的に形成できる便利さがあり、コンクリート管内への凹溝形成の作業労力の大幅な軽減を図ると共に、作業能率を向上することができる。
【００４５】
また、上記の各部材を組立分解自在の構成とすることにより、コンクリート管内への搬入搬出が容易であると共に、比較的小径のコンクリート管路の内部においても使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態の分解斜視図
【図２】同上の使用状態の断面図
【図３】図２のIII −III の断面図
【図４】同上の他の使用状態における断面図
【図５】同上の一部拡大断面図
【図６】実施形態の一部斜視分解図
【図７】（ａ）コンクリート管の斜視断面図
（ｂ）（ａ）図の一部拡大断面図
【図８】コンクリート管の一部断面図
【符号の説明】
１、１’  支持フレーム
２  ガイドフレーム
２ａ．２ｂ  軸部
２ｃ  角パイプ部
３  切断機取付けフレーム
４  切断機
５、５’  軸受部材
６  支持脚
７  コンクリート管
８  ピン
９  中間脚部
１１  ピン
１２  先端脚部
１３  ねじジャッキ
１４、１４’  ラジアル軸受
１５  継手軸
１６  ピン
１７  ウオーム減速機
１８  周方向駆動用六角軸
１９  回転阻止用ストッパーノブ
２１  ねじ軸
２２、２２’  軸受
２３  管軸方向駆動用六角軸
２４  ガイド手段
２５  管軸方向ガイド部材
２６  ナット
２７  半径方向ガイド部材
２８  ギヤボックス
２９  ウオーム減速機
３１  半径方向駆動用六角軸
３２  ラック
３３  ピニオン
３４  半径方向移動阻止用ストッパーノブ
３５  ねじ軸
３６  取付け板
３７  位置決め凹部
３８  円形刃
３９  ナット
４０  ナット
４１  エアーホース
４２  給水ホース
４３  手動ハンドル
４５  鉄筋
４６  凹溝
【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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【図８】
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