JP2000015509A - カッター及びこれを用いた管ライニング材の穿孔方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 水に濡れても高い切削効率を確保するととも
に、各構成部品の空転を確実に防ぐことができるカッタ
ーを提供すること。 【構成】 管路のライニングに供された管ライニング材
に管路内から穿孔を施す穿孔機の駆動軸（出力軸）８ａ
の端部に脱着可能に取り付けられるカッター１を、円錐
状の切削歯２ａを備える先端切削部材２とリング状のワ
イヤーブラシ３及び円筒状の固定スペーサ４を回転軸方
向に組み付けるとともに、これらの先端切削部材２とワ
イヤーブラシ３及び固定スペーサ４の空転を阻止する回
り止め部（凹凸嵌合部、非円形嵌合部、キー嵌合部）を
形成して構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、穿孔機の駆動軸端
に脱着可能に取り付けられるカッターとこれを用いて実
施される管ライニング材の穿孔方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】下水管等の管路が老朽化した場合、該管
路にライニングを施してこれを補修する管ライニング工
法が知られている。

【０００３】ところで、下水管等の本管には枝管が合流
しているため、管ライニング材を用いて本管をライニン
グした場合には管ライニング材が枝管開口部を塞いでし
まう。このため、本管内に導入された管内作業ロボット
を地上から遠隔操作し、該管内作業ロボットに取り付け
られた穿孔機のカッターを回転駆動して管ライニング材
の枝管開口部を塞ぐ部分を本管内から穿孔する作業が必
要であった。

【０００４】そこで、本発明者等は管ライニング材の穿
孔に適したカッターを先に提案した（特許第２６０００
４８号参照）。ここで、そのカッターを図１４に基づい
て説明する。

【０００５】即ち、図１４はカッター１０１の断面図で
あり、該カッター１０１は、切削面を外側にして回転軸
方向（図１４の上下方向）に配される上下２枚の円板状
サンディングディスク１０２，１０３の間に、その外周
面が切削面を成すリング板状の支持板１０４を挟み込
み、上側のサンディングディスク１０２の中心部に突出
するようにテーパ型リーマ１０５を取り付け、該テーパ
型リーマ１０５と前記サンディングディスク１０２，１
０３及び支持板１０４を回転軸方向に脱着可能に組み付
けて構成されている。

【０００６】而して、このように構成されるカッター１
０１を用いて管ライニング材に穿孔を施す場合、先ず、
カッター１０１のテーパ型リーマ１０５によって管ライ
ニング材に小さな孔を開ければ、その後の上下方向の切
削はサンディングディスク１０２，１０３の上下面で可
能となり、前後左右方向（横方向）の切削は支持板１０
４の外周面で行うことができるため、非円形の孔も容易
に、且つ、正確に開けることができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、地上に開口
する桝内から枝管内に僅かに流入する地下水等の浸入水
がカッター１０１に触れ、切削粉が水に濡れてカッター
１０１のサンディングディスク１０２，１０３に目詰ま
りが発生し、切削効率が低下して切削に長時間を要する
他、切削抵抗が大きくなってネジ固定式のサンディング
ディスク１０２，１０３や支持板１０４等が空転して本
来の機能を発揮し得ないという問題があった。

【０００８】本発明は上記問題に鑑みてなされたもの
で、その目的とする処は、水に濡れても高い切削効率を
確保するとともに、各構成部品の空転を確実に防ぐこと
ができるカッターとこれを用いた管ライニング材の穿孔
方法を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、管路のライニングに供され
た管ライニング材に管路内から穿孔を施す穿孔機の駆動
軸端に脱着可能に取り付けられるカッターを、円錐状の
切削歯を備える先端切削部材とリング状のワイヤーブラ
シ及び円筒状の固定スペーサを回転軸方向に組み付ける
とともに、これらの先端切削部材とワイヤーブラシ及び
固定スペーサの空転を阻止する回り止め部を形成して構
成したことを特徴とする。

【００１０】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記回り止め部を凹凸嵌合、非円形嵌合又
はキー嵌合によって構成したことを特徴とする。

【００１１】請求項３記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記先端切削部材の切削歯をリーマ又はワ
イヤーブラシで構成したことことを特徴とする。

【００１２】請求項４記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記ワイヤーブラシの外径を前記先端切削
部材の切削歯の外径と同一若しくはそれよりも最大５０
ｍ／ｍ大きく設定したことを特徴とする。

【００１３】請求項５記載の発明は、管路内に導入され
た管内作業ロボットに取り付けられた穿孔機のカッター
を回転駆動して管ライニング材の枝管開口部を塞ぐ部分
に管路内から穿孔を施す管ライニング材の穿孔方法にお
いて、円錐状の切削歯を備える先端切削部材とリング状
のワイヤーブラシ及び円筒状の固定スペーサを回転軸方
向に組み付けるとともに、これらの先端切削部材とワイ
ヤーブラシ及び固定スペーサの空転を阻止する回り止め
部を形成して構成されるカッターを回転駆動して該カッ
ターの前記先端切削部材の切削歯で前記管ライニング材
に円孔を穿設し、該円孔の周囲をカッターの前記ワイヤ
ーブラシで切削して管ライニング材の枝管開口部を塞ぐ
部分を穿孔することを特徴とする。

【００１４】請求項６記載の発明は、請求項５記載の発
明において、前記管ライニング材の枝管開口部を塞ぐ部
分に地上から小径の仮孔を穿設した後、地上から枝管内
にＴＶカメラを挿入し、該ＴＶカメラによって枝管内を
モニタリングしながら前記穿孔機のカッターによって管
ライニング材の枝管開口部を塞ぐ部分に管路内から穿孔
を施すことを特徴とする。

【００１５】従って、請求項１〜４記載のカッターを用
いて実施される請求項５又は６記載の発明によれば、管
ライニング材はカッターの先端切削部材の切削歯とワイ
ヤーブラシによって切削され、これらの先端切削部材の
切削歯とワイヤーブラシは従来のカッターのサンディン
グディスクに比して目詰まりを起こしにくいため、枝管
内に地下水等の浸入水が流入してこれがカッターにかか
ったために切削粉が水に濡れたとしても、カッターの先
端切削部材の切削歯とワイヤーブラシに目詰まりが発生
せず、カッターには高い切削効率が確保されて管ライニ
ング材に対する所要の穿孔作業が短時間に効率良く行わ
れるとともに、切削抵抗が小さく抑えられる。

【００１６】又、カッターには回り止め部が形成され、
この回り止め部によって先端切削部材とワイヤーブラシ
及び固定スペーサの空転が確実に阻止されるため、これ
らの構成部品がその本来の機能を十分発揮することがで
きる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。

【００１８】図１は本発明に係るカッターの縦断面図、
図２は図１のＡ−Ａ線断面図、図３は図１のＢ−Ｂ線断
面図、図４は図１のＣ−Ｃ線断面図である。

【００１９】本発明に係るカッター１は、円錐状の切削
歯２ａを備える先端切削部材２の軸２ｂの外周にリング
状のワイヤーブラシ３と円筒状の固定スペーサ４を順次
嵌め込み、これらを固定ネジ５によって回転軸方向（図
１の上下方向）に組み付けて構成されている。

【００２０】ところで、本実施の形態では、前記先端切
削部材２の切削歯２ａはリーマで構成されており、該切
削歯２ａの中央部分から一体に延出する軸２ｂはその断
面形状が図２〜図４に示すように非円形（円形の相対向
する部分をカットして平坦とした形状）となるように成
形されている。そして、この軸２ｂには下方が開口する
ネジ孔２ｃが形成されている。

【００２１】又、前記ワイヤーブラシ３はハウジング６
に多数本の金属ワイヤー７を径方向に植設して構成され
ており、ハウジング６の下面の同一円周上には４つの円
孔状の嵌合孔６ａが等角度ピッチ（９０°ピッチ）で穿
設されている。

【００２２】更に、前記固定スペーサ４の中央部分には
前記先端切削部材２の軸２ｂが嵌合する非円形断面の嵌
合孔４ａ（図１及び図４参照）が貫設されており、同固
定スペーサ４の上面の同一円周上には４つの円柱状突起
４ｂ（図１及び図３参照）が突設されている。そして、
これらの突起４ｂは前記ワイヤーブラシ３のハウジング
６に穿設された前記嵌合孔６ａに嵌合しており、これら
の凹凸嵌合によってワイヤーブラシ３と固定スペーサ４
との回り止めがなされ、先端切削部材２の断面非円形の
軸２ｂが固定スペーサ４の断面非円形の嵌合孔４ａに嵌
合（非円形嵌合）することによって先端切削部材２と固
定スペーサ４との回り止めがなされている。

【００２３】尚、カッター１においては、ワイヤーブラ
シ３の外径は先端切削部材２の切削歯２ａの外径と同一
若しくはそれよりも最大５０ｍ／ｍ大きく設定される。

【００２４】而して、カッター１の組み立てに際して
は、先端切削部材２の軸２ｂにワイヤーブラシ３を通
し、その下方から固定スリーブ４を嵌め込んでその嵌合
孔４ａに先端切削部材２の軸２ｂを嵌合させるととも
に、該固定スリーブ４の突起４ｂをワイヤーブラシ３の
ハウジング６に形成された嵌合孔６ａに嵌合させ、その
後、前記固定ネジ５を先端切削部材２に形成された前記
ネジ孔２ｃにネジ込むことによって前述のように先端切
削部材２とワイヤーブラシ３及び固定スペーサ４が回転
軸方向に組み付けられてカッター１が構成される。そし
て、このカッター１においては、前述のように先端切削
部材２とワイヤーブラシ３及び先端切削部材２と固定ス
ペーサ４との回り止めは凹凸嵌合と非円形嵌合によって
それぞれなされている。

【００２５】以上のように構成されるカッター１は、図
１に示すように、モータ８の出力軸（駆動軸）８ａの端
部に脱着可能に取り付けられる。即ち、カッター１の取
り付けに際しては、その固定スペーサ４の軸心部に形成
された取付孔４ｃにモータ８の出力軸８ａの端部が嵌め
込まれ、出力軸８ａに嵌着されたキー９を固定スペーサ
４に形成されたキー溝４ｄに嵌合すること（キー嵌合）
によって固定スペーサ４と出力軸８ａとの回り止がなさ
れるとともに、固定スペーサ４に螺合する固定ネジ１０
を締め付けることによってカッター１が出力軸８ａの端
部に確実に固定される。尚、モータ８としては、油圧モ
ータ、エアーモータ、電動モータ等の任意のものを使用
することができる。

【００２６】次に、以上のように構成されるカッター１
を用いて実施される管ライニング材の穿孔方法を図５〜
図９に基づいて説明する。尚、図５〜図９は本発明に係
る管ライニング材の穿孔方法をその工程順に示す断面図
である。

【００２７】図５において、１１は本管、１２は本管１
１に合流する小径の枝管であり、本管１１の内周面は公
知の工法によって管ライニング材１３によるライニング
が施されている。この場合、管ライニング材１３は本管
１１の枝管開口部（枝管１２が本管１１に開口する部
分）を塞いでいるため、その塞いでいる部分を穿孔して
枝管１２を本管１１に連通させる必要があり、この管ラ
イニング材１３の穿孔作業を本発明に係る前記カッター
１を用いて以下の手順で行う。

【００２８】即ち、図５において、１４は本管１１内に
導入された管内作業用ロボットであり、該管内作業用ロ
ボット１４の先端部には穿孔機１５が取り付けられてい
る。この穿孔機１５は、油圧シリンダ１６と、該油圧シ
リンダ１６によって上下動可能に支持された前記モータ
８と、該モータ８の出力軸８ａの端部に着脱可能に取り
付けられた本発明に係る前記カッター１とで構成されて
いる。尚、前記管内作業用ロボット１４の上部にはＴＶ
カメラ１７が設置されており、該ＴＶカメラ１７は地上
に設置された不図示のモニター装置に電気的に接続され
ている。

【００２９】而して、管ライニング材１３の穿孔作業に
際しては、管内作業用ロボット１４に設置された前記Ｔ
Ｖカメラ１７によって本管１１内を地上でモニタリング
しながら、穿孔機１５の位置を調整し、図５に示すよう
にカッター１の中心を管ライニング材１３の枝管開口部
を塞ぐ部分の略中心位置にセットした後、穿孔機１５の
モータ８を駆動すると、これの出力軸８ａの端部に取り
付けられたカッター１が回転駆動される。

【００３０】上記状態において、穿孔機１５の油圧シリ
ンダ１６を駆動してモータ８とカッター１を一体的に上
動させると、図６に示すように、カッター１の先端切削
部材２の円錐状の切削歯（リーマ）２ａによって管ライ
ニング材１３の一部が孔開けされる。そして、カッター
を更に上動させると、図７に示すように管ライニング材
１３はカッター１のワイヤーブラシ３の外周面によって
切削され、管ライニング材１３にはワイヤーブラシ３の
外径と同径の円孔が穿設される。

【００３１】次に、カッター１のワイヤーブラシ３の外
周面を管ライニング材１３の円孔に当接させた状態で図
８に示すようにカッター１を横方向（前後及び左右方
向）に移動させれば、図９に示すように管ライニング材
１３の枝管開口部を塞ぐ部分は枝管開口部の形状に沿う
孔１３ａが開けられ、この孔１３ａを介して枝管１２は
本管１１に連通せしめられる。

【００３２】以上のように、本実施の形態では、管ライ
ニング材１３はカッター１の先端切削部材２の切削歯
（リーマ）２ａとワイヤーブラシ３によって切削され、
これらの先端切削部材２の切削歯（リーマ）２ａとワイ
ヤーブラシ３は従来のカッターのサンディングディスク
に比して目詰まりを起こしにくいため、枝管１２内に地
下水等の浸入水が流入してこれがカッター１にかかった
ために切削粉が水に濡れたとしても、カッター１の先端
切削部材２の切削歯（リーマ）２ａとワイヤーブラシ３
に目詰まりが発生せず、カッター１には高い切削効率が
確保されて管ライニング材１３に対する所要の穿孔作業
が短時間に効率良く行われる。

【００３３】又、カッター１の先端切削部材２の切削歯
（リーマ）２ａとワイヤーブラシ３に目詰まりが発生し
ないために切削抵抗が小さく抑えられ、更に、本発明に
係るカッター１においては前述のように先端切削部材２
とワイヤーブラシ３及び先端切削部材２と固定スペーサ
４との回り止めは凹凸嵌合と非円形嵌合によってそれぞ
れなされ、又、カッター１（固定スペーサ４）とモータ
８の出力軸８ａとの回り止めはキー嵌合によってなされ
ているため、カッター１及び該カッター１の構成部品で
ある先端切削部材２とワイヤーブラシ３及び固定スペー
サ４の空転が防がれ、カッター１はその本来の機能を十
分発揮することができる。

【００３４】尚、管ライニング材１３の穿孔機１５によ
る穿孔作業に先立ち、図１０に示すように地上に設置さ
れたモータ１８の回転動力を撓曲自在なフレキシブルシ
ャフト１９を介してホルソー２０に伝達して該ホルソー
２０を回転駆動し、このホルソー２０を枝管１２内に挿
入して該ホルソー２０で管ライニング材１３の枝管開口
部を塞ぐ部分に地上から小径の仮孔１３ｂ（図１１参
照）を穿設した後、図１１に示すように地上から枝管１
２内にＴＶカメラ２１を挿入し、該ＴＶカメラ２１によ
って枝管１２内をモニタリングしながら前記穿孔機１５
のカッター１によって前述と同様にして管ライニング材
１３の枝管開口部を塞ぐ部分に本管１１内から穿孔を施
すようにしても良い。

【００３５】又、本実施の形態に係るカッター１におい
ては、先端切削部材２の切削歯２ａをリーマによって構
成したが、切削歯２ａを図１２に示すようにワイヤーブ
ラシで構成しても良い。

【００３６】更に、図１３に示すように、カッター１の
先端切削部材２の切削歯２ａの底面に複数の突起２ｄを
突設し、これらの突起２ｄをワイヤーブラシ３のハウジ
ング６の上面に形成された係合孔６ｂに係合させること
によって先端切削部材２とワイヤーブラシ３との回り止
めを行うようにしても良い。尚、図１１においては図１
に示したと同一要素には同一符号を付している。

【００３７】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、請求項１
〜４記載のカッターを用いて実施される請求項５又は６
記載の発明によれば、管ライニング材はカッターの先端
切削部材の切削歯とワイヤーブラシによって切削され、
これらの先端切削部材の切削歯とワイヤーブラシは従来
のカッターのサンディングディスクに比して目詰まりを
起こしにくいため、枝管内に地下水等の浸入水が流入し
てこれがカッターにかかったために切削粉が水に濡れた
としても、カッターの先端切削部材の切削歯とワイヤー
ブラシに目詰まりが発生せず、カッターには高い切削効
率が確保されて管ライニング材に対する所要の穿孔作業
が短時間に効率良く行われるとともに、切削抵抗が小さ
く抑えられるという効果が得られる。

【００３８】又、カッターには回り止め部が形成され、
この回り止め部によって先端切削部材とワイヤーブラシ
及び固定スペーサの空転が確実に阻止されるため、これ
らの構成部品がその本来の機能を十分発揮することがで
きるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るカッターの縦断面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。

【図３】図１のＢ−Ｂ線断面図である。

【図４】図１のＣ−Ｃ線断面図である。

【図５】本発明に係る管ライニング材の穿孔方法を示す
断面図である。

【図６】本発明に係る管ライニング材の穿孔方法を示す
断面図である。

【図７】本発明に係る管ライニング材の穿孔方法を示す
断面図である。

【図８】本発明に係る管ライニング材の穿孔方法を示す
断面図である。

【図９】本発明に係る管ライニング材の穿孔方法を示す
断面図である。

【図１０】本発明に係る管ライニング材の穿孔方法の別
形態を示す断面図である。

【図１１】本発明に係る管ライニング材の穿孔方法の別
形態を示す断面図である。

【図１２】本発明に係るカッターの変形例を示す先端切
削部材の側面図である。

【図１３】本発明の別形態に係るカッターの縦断面図で
ある。

【図１４】従来のカッターの縦断面図である。

【符号の説明】

１ カッター ２ 先端切削部材 ２ａ 切削歯 ２ｂ 軸 ２ｄ 突起 ３ ワイヤーブラシ ４ 固定スペーサ ４ａ 嵌合孔 ４ｂ 突起 ６ ハウジング ６ａ，６ｂ 嵌合孔 ８ モータ ８ａ 出力軸（駆動軸） ９ キー １１ 本管（管路） １２ 枝管 １３ 管ライニング材 １４ 管内作業ロボット １５ 穿孔機 １８ モータ １９ フレキシブルシャフト ２０ ホルソー ２１ ＴＶカメラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 592004301 株式会社オール 埼玉県所沢市林１丁目194番地の４ (72)発明者 神山 隆夫 神奈川県平塚市代官町31番27号株式会社湘 南合成樹脂製作所内 (72)発明者 横島 康弘 茨城県結城郡石下町大字篠山175−３有限 会社 横島内 (72)発明者 遠藤 茂 茨城県つくば市花畑２−12−４株式会社ゲ ット内 (72)発明者 青木 啓之 埼玉県所沢市林１丁目194番地の４株式会 社オール内 Ｆターム(参考） 3C036 AA02 AA19

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 管路のライニングに供された管ライニン
   グ材に管路内から穿孔を施す穿孔機の駆動軸端に脱着可
   能に取り付けられるカッターであって、 円錐状の切削歯を備える先端切削部材とリング状のワイ
   ヤーブラシ及び円筒状の固定スペーサを回転軸方向に組
   み付けるとともに、これらの先端切削部材とワイヤーブ
   ラシ及び固定スペーサの空転を阻止する回り止め部を形
   成して構成されることを特徴とするカッター。
2. 【請求項２】 前記回り止め部は、凹凸嵌合、非円形嵌
   合又はキー嵌合によって構成されることを特徴とする請
   求項１記載のカッター。
3. 【請求項３】 前記先端切削部材の切削歯は、リーマ又
   はワイヤーブラシで構成されることを特徴とする請求項
   １記載のカッター。
4. 【請求項４】 前記ワイヤーブラシの外径は、前記先端
   切削部材の切削歯の外径と同一若しくはそれよりも最大
   ５０ｍ／ｍ大きく設定されていることを特徴とする請求
   項１記載のカッター。
5. 【請求項５】 管路内に導入された管内作業ロボットに
   取り付けられた穿孔機のカッターを回転駆動して管ライ
   ニング材の枝管開口部を塞ぐ部分に管路内から穿孔を施
   す管ライニング材の穿孔方法において、 円錐状の切削歯を備える先端切削部材とリング状のワイ
   ヤーブラシ及び円筒状の固定スペーサを回転軸方向に組
   み付けるとともに、これらの先端切削部材とワイヤーブ
   ラシ及び固定スペーサの空転を阻止する回り止め部を形
   成して構成されるカッターを回転駆動して該カッターの
   前記先端切削部材の切削歯で前記管ライニング材に円孔
   を穿設し、該円孔の周囲をカッターの前記ワイヤーブラ
   シで切削して管ライニング材の枝管開口部を塞ぐ部分を
   穿孔することを特徴とする管ライニング材の穿孔方法。
6. 【請求項６】 前記管ライニング材の枝管開口部を塞ぐ
   部分に地上から小径の仮孔を穿設した後、地上から枝管
   内にＴＶカメラを挿入し、該ＴＶカメラによって枝管内
   をモニタリングしながら前記穿孔機のカッターによって
   管ライニング材の枝管開口部を塞ぐ部分に管路内から穿
   孔を施すことを特徴とする請求項５記載の管ライニング
   材の穿孔方法。