JP2002530210A - パイプの清掃および再生技術のためのフライス装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、パイプ清掃および再生技術のためのフライス装置に関する。発明にかかるフライス装置は電気的な制御や駆動エネルギーを必要とせず、油圧または空気圧で位置決め可能な空気圧切削ヘッド（１）を有する。従って、フライス装置は、パイプ内の条件に耐えることができ、切削ヘッドは連続的に位置決め可能である。本発明によれば、パイプ内でクランプするための、星形に配置された空気圧で伸長可能なシリンダ（１２）を備えたＨ字形クランプ本体（１４）と、枢軸回転可能なフライスエンジン（３）支持部とによって、必要なカーブ対処能力が得られる。クランプ本体（１４）内の必要な可動部品すべてに、油圧オイルおよび／または圧縮空気の作用を加えることにより、ならびに、フライス装置が小型で堅牢な形態を持つようにこれらの部品を特殊な構成で一体化することにより、前述の状態において信頼度の高いフライス装置が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 本発明は、特許請求項１の導入部にあるように、障害物や再生物質を切削除去
すなわち拡孔除去するために、パイプ清掃および再生技術に用いられるフライス
装置に関する。

【０００２】 パイプ清掃技術の先行技術において、数多くの各種フライス装置が知られてい
る。これらの装置は、貫通・突出・接続パイプへの固体堆積物や、その他例えば
根の様に成長した排水管障害物の除去に用いられる。米国特許第４００９０６３
号および第４０６７２１１号に記載されるような内ライナー付パイプ再生技術に
おいて、最終的な加工作業を行なうためにフライス装置が必要となる。この作業
のため、例えば米国特許第４５７７３８８号や第５３７８０９２号に記載されて
いるような、接続パイプの側面流入箇所において内ライナーを開口することを目
的とする、遠隔制御フライス装置がしばしば用いられる。これにより、自走式ベ
ース装置、または、一体型あるいは独立型テレビカメラと、各種工具を受け取る
ために回転可能なヘッドを備えた移動自在なアームとを有する制御ロッドによっ
て、手動で位置決め可能なベース装置のいずれかが用いられる。これらの装置を
パイプ清掃またはパイプ再生に使用する場合、内外のテレビモニタリングをしな
がら行なわれる。これらの装置を操作するためには、高度な経験と技術が必要と
される。更に、装置の機械的設計や制御関連の設計が複雑であるため、製造コス
トが高くなる。このことにより、実施において、その使用法と操作に対して制限
が課せられる。また、パイプ内における通常の作業条件下では、特に電気機械部
品の場合、故障しやすさは避けられない。このことは、これらの装置の主な欠点
、すなわち、パイプ内のカーブに対処する能力の欠如により増幅され、これらの
フライス装置の利用可能性が制限される。

【０００３】 ここに、本発明は、救済策を提供することを目的とする。請求項において特徴
づけられる本発明は、妥当な製造コストで且つ幅広い用途において、パイプ清掃
および再生技術のために簡単に操作でき、しかもカーブに対処することのできる
堅牢なフライス装置を提供するという課題を解決する。

【０００４】 これまでに提案されてきた種類の、すなわちフライス装置へ電磁的に動力を供
給するものとは異なり、本発明の特に堅牢且つ簡素な設計は、電気的な制御や駆
動電力を用いることなく作動させることができる。したがって、短絡やクリープ
電流による故障を避けることができる。このことは、本発明により、エアモータ
により駆動されるフライス装置を、油圧シリンダによって、油圧または空気圧で
、その垂直軸上を無段式に変位可能に設けることにより達成できる。本発明によ
れば、エアモータは、平行案内溝を内部に設けたＵ字形金属シートの間にスライ
ド可能にクランプされる。フライス装置の設定対象物に応じて、Ｕ字金属シート
の平行に延在する案内溝は、いかなる形状のカーブをも形作ることができるが、
好ましくは、フライス装置の位置に対して２０〜６０°の範囲の傾斜角を持つ直
線であることが望ましい。本発明によれば、スライド可能な支持部を備えたＵ字
金属シート内にクランプされたエアモータは、回転の２つの中心を介して、油圧
シリンダのストロークロッドに連結されている。油圧シリンダのストロークロッ
ドが引き伸ばされると、フライス装置は、Ｕ字金属シートの案内溝に沿って、径
方向外側に枢軸回転し、したがって、側面流入部内で充分に距離をおいて動作さ
せることができる。ここに提案された種類の、フライス装置の制御および位置決
めに関する利点は、ひとつには、移動経路が無段式に可変且つ正確であり、反力
に対し顕著な柔軟性を備えることであり、もうひとつには、運転の操作が簡単で
あり且つ感覚を用いていることである。本発明によれば、油圧方式の場合には、
フライス装置の油圧シリンダを、閉じた系の圧力ホースを介して、第二の油圧シ
リンダに連結することが提案される。ここで、フライス刃を移動させるために必
要な油圧流体の量と油圧流体の圧力は、最も簡単な場合には、手動レバーまたは
手動回転ハンドルにより発生することができる。純粋に空気圧方式の場合、空気
圧シリンダは圧縮空気によって作動される。最も要求が厳しい場合には、コンピ
ューター支援制御システムにより油圧シリンダを制御することができる。フライ
ス刃のカーブに対処する能力を向上させるには、Ｕ字金属シートを、案内溝の最
下点に対して直径方向反対側に位置する軸支点を介して、クランプ本体に対して
枢軸回転できるように設計し、且つ、復元ばねを設ける。フライス刃の径方向枢
軸回転のために提案される油圧または空気圧シリンダは、クランプ本体に収容さ
れている。クランプ本体の目的は、切削作業において発生する力を吸収し、切削
ヘッドの案内の高度な安定性による正確な作業を可能とすることである。カーブ
に対処する能力が必要とされるため、本発明によれば、クランプ本体を、上面お
よび側面から見た時にＨ字形になるように設計することが提案される。細い中央
部を有するＨ字形の設計によって、カーブに対処する能力が与えられる。切削作
業において発生する力を吸収するために、クランプ本体は、内側パイプ内にクラ
ンプされる。これは、上面および側面から見てＨ字形の垂直脚部を呈する放射状
に配置された空気圧シリンダによって行なわれる。放射状に配置された空気圧シ
リンダの数は、両側に３個、好ましくは、片側ごとに４〜６個である。細い中心
部によって互いに分離された放射状に配置された空気圧シリンダに対して圧縮空
気を与えて動作させる際、先端部に皿状のクランプ爪を備えたピストンロッドが
径方向に延び、したがって、パイプの内壁に対してクランプ本体をクランプする
。皿状クランプ爪の代わりに、それぞれ２つの対向する空気圧シリンダを連結す
るスキッドを設けることも可能である。これは、クランプ爪が詰まる恐れがある
場合にひどく破損するようなパイプの場合に、特に好ましい。圧縮空気の供給が
できない場合に、クランプ本体がきつく詰まるのを防ぐために、空気圧シリンダ
に復元ばねが設けられる。

【０００５】 本発明のさらなる重要な特徴は、クランプ本体の設計と、その内部に形成され
た空気圧シリンダの配置、油圧又は空気圧シリンダの配置、及び各シリンダへの
供給導管の配置にある。クランプ本体の細い中央部は、本発明によれば、前方領
域に、水平に配置された油圧または空気圧ピストンを含み、その内側にボーリン
グ孔を有し、フライスモータの支持部に連結されている。油圧または空気圧ピス
トンは、両側において、ストロークロッドに対する封止のためのＯリングを含む
狭い中間部を除き、若干切削されている。すなわち、背面側においてはピストン
面の形成のため、前面側においては復元ばねの受容のためである。ピストン領域
は、狭い中間部の外径と、ストロークロッドの内径との直径の差により形成され
る。フライスモータの圧縮空気供給は、ストロークロッドと油圧ピストンの内側
ボーリング孔を通って流れる。このように設計されたシリンダの、圧縮空気の供
給に対する封止は、ピストン端部のＯリングによって行なわれる。本発明によれ
ば、復元ばねは、圧力によって作動されるピストン面に対向して設けられ、圧力
が減少すると、フライス刃に付勢して開始位置に戻す。本発明によれば、Ｈ字形
クランプ本体は、細い中心部において若干大きな直径を持つボーリング孔を備え
て形成され、その長手方向のボーリング孔内に、上述の、軸方向に変位可能且つ
回転自在なストロークロッドを収容し、このストロークロッドは、その両端に設
けた２つのＯリングによって、上述の油圧または空気圧シリンダを囲み、環境に
対して封止している。本発明によれば、ストロークロッドは、そのジャケット壁
に長手方向に延在する２つのボアを有している。その一方は、、径方向ボアによ
ってチューブのジャケット壁を外側に向けて貫通し、細い中央部にある環状ギャ
ップを介して、放射状に配置された空気圧シリンダに圧縮空気を供給する。第２
の長手方向ボアは、チューブのジャケット壁の大きな壁厚の部分を貫通し、ピス
トン領域に対応する環状ギャップを介して、油圧または空気圧シリンダに作用を
及ぼすために用いられる。本発明によれば、フライスモータのＵ字形支持部は、
この長手方向に変位可能且つ回転可能なストロークロッドによって、油圧ピスト
ンを越えて連結されているため、フライス刃は、ねじり剛性制御ロッドまたはリ
ンク装置を介して、手動もしくは、信号線を介して移動制御装置を利用して、２
軸において作動させることができる。第三の軸の制御は、前述したように、油圧
または空気圧シリンダを用いて油圧または空気圧ホースを介して行なわれる。本
発明によれば、クランプ本体の背面側閉鎖部は、２つの圧縮空気接続部と油圧流
体のための、または、３つの圧縮空気接続部のための対応する継ぎ手を持つ連結
部品によって構成されている。より精密な動作のためには、本発明によれば、３
つの平歯車を有する伝動装置を介して、コントロールロッド、または移動制御装
置との連結のためのリンク装置を減速（gear down）させる。直列に噛合する３
つの歯車を有する伝動装置を選択することにより、制御ロッドによる時計方向の
回転の際に、切削ヘッドは反時計方向の移動を行なう。

【０００６】 以下、本発明を、一実施例を示す図面を参照して、さらに詳細に説明する。

【０００７】 図には、障害物を切削除去するため、あるいは、内ライナー再生にしたがって
接続パイプの側面流入口を開口するための、パイプ清掃およびパイプ再生技術に
用いられるフライス装置が示され、この装置は、その基本設計として、径方向外
側に星型に配した４つの空気圧シリンダを両端に設けたＨ字形のクランプ本体１
４と、正面側に設けられフライスモータ３を備えたモータ支持部４と、背面側に
設けられ手動操作ハンドル３１によってフライス装置を制御するためのリンク装
置２１および制御及び動力供給線への連結のための連結部２２を備えた伝動ハウ
ジング１９を備えている。

【０００８】 図１、２および３は、フライス装置の実施例の長手方向断面図、Ａ−Ａ線断面
図、側面図をそれぞれ示し、フライスモータ３はリンク装置２１を介して２軸に
おいて制御することができる。第３の軸は、油圧または空気圧で制御される。カ
ーブに対処できるリンク装置２１すなわちねじりシフト制御ロッド２１の回転運
動は、ギアハウジング１９内の駆動平歯車２６に連結されたユニバーサルジョイ
ント２０を介して、および、案内平歯車２７を介して従動平歯車２８に減速伝動
される。従動平歯車２８は、内部貫通孔を有するとともにクランプ本体１４をそ
の中心において貫通して突出するストロークロッド１７に剛体的に搭載されてい
る。そのヘッドにはフライスモータ３を備えた支持部９が搭載されている。した
がって、リンク装置２１の回転は、平歯車対２６および２８によって対応して減
速されつつ、フライスモータ３に直接伝達される。ストロークロッド１７は、ク
ランプ本体１４内にその両端においてＯリングによって封止され、回転自在且つ
制限範囲内で軸方向に並進可能である。その範囲は、クランプ本体１４の背面側
と、クランプ本体に対して回転１１に抗してロック１８によって径方向に固定さ
れた２部分からなる伝動ハウジングの前面側の間の距離により限定されている。
フライス装置のカーブに対処する能力を減少させないために、この距離は大きす
ぎてはならない。ストロークロッド１７は内孔を有し、その前部には内孔を備え
たピストン１６を有し、その長さはストロークロッド１７の長さの約半分であり
、また、その前面領域は圧力ばね１５を受容するため、切削によって縮小されて
いる。ピストン１６は、長手方向の中央において、ストロークロッドに対する封
止のはたらきをするＯリングを受容するために、若干大きい直径を有する。ピス
トン１６の後端部は、切削によって直径が若干減少し、ストロークロッド１７内
で並進可能に配置され、その端部において第２のＯリングによって封止されてい
る。ピストン１６の２つの外径のあいだの直径差によって、ピストン１６が油圧
または空気圧で運動するための有効リング状領域が得られる。ピストン１４はそ
の前面側で、ストロークボルト７および案内ボルト６を介して、モータ支持部４
に取り付けられている。

【０００９】 ピストン１６が圧力によって作動されると、モータ支持部４は軸方向前方に移
動し、Ｕ字形支持部９の径方向外側に３０°の角度だけ上向きに平行に延在する
案内溝Ａ内にスライド可能にクランプされたフライスモータ３を、付勢する。ピ
ストン１６は油圧または空気圧で動作するため、ピストン１６およびフライスモ
ータ３を、無段式に変位させて中間位置におくことができる。カーブに対処する
能力を増加させるため、Ｕ字形サポート９は、枢軸支持部１０によって、案内溝
Ａの最下点に対して直径方向反対側に位置づけられるピボットピン８を介して軸
方向に枢軸回転可能に設計されている。枢軸支持部１０と支持部９の間に延在し
、これら２つの部分を引き寄せる引っ張りばね２９は、カーブへの対処が済んだ
後で、支持部９を復旧させるものである。

【００１０】 Ｈ字形クランプ本体１４は、２×４個のキューブ状に設計された空気圧シリン
ダハウジングを備え、それぞれが蓋１３を有し、細い中央部によって分離されて
鏡面反転星形配置として配置されている。空気圧シリンダハウジングの内側はス
トロークロッド１７に達するまで円筒状に穴があけられている。ひとつのシリン
ダにつき２つの圧力ばね３０を受容するため、シリンダ内壁は、長手方向におい
て反対側に位置する２つの側において、圧力ばね３０の直径に対応する半径をも
って、内側シリンダジャケット壁を貫通して、穿溝されている。これら長手方向
の溝の長さは、圧力ピストン１２の回転を阻止するために、２つの溝に一種のロ
ック状態 で係合する手段の厚さと、圧力ばね３０の全長から、蓋内の対応する
穴に配置された圧力ばね３０部分の部分長を差し引いた長さと、によって決定さ
れる。蓋１３は圧力ピストン１２を受容するため、内側に穴を有し、蓋１３に対
してＯリングにより圧力ピストンを封止する。蓋１３は、溝に対して９０°の位
置に配された２つのねじによって、クランプ本体に固定搭載されている。圧力ピ
ストン１２は、そのピストンヘッドに、１８０°ずれて配置された２つの伸張部
を、回転阻止として、且つ、端面突き当て部として有する。これらは、溝の削り
取られた形の中に、遊びをもって一種のロック状態 で嵌合するように設計され
ている。圧力ばね３０はそれぞれ、回転阻止のために圧力ピストン１２をロック
する手段と、圧力ばね３０を受容するための蓋１３内の穴の底との間に配置され
ている。各圧力ピストン１２の上部は、ねじによってピストンヘッドに取り付け
られた好ましくは耐摩耗性プラスチック材料からなる皿状クランプ爪によって閉
鎖されている。

【００１１】 連結部２２に取り付けられた圧縮空気ホース２３を介して、フライスモータ３
に圧力空気が供給される。フライスモータ３のための圧縮空気は、ピストン１６
の内孔を越えて、ストロークロッド１７の内孔を通り、さらにホース５によって
フライスモータ３に到達する。Ｈ字形クランプ本体１４における軽量ピストンを
クランプするための圧縮空気の供給は、連結部２２に連結されるとともにフライ
スモータ３の圧縮空気を供給するためのホース２３に囲まれた空気圧ホース２５
を通り、ストロークロッドジャケット壁１７の長手方向の孔を通って行われる。
この孔は、クランプ本体１４の細い中央部の領域においてストロークロッドジャ
ケット壁１７を径方向外側に向かって貫通し、これにより、８個のピストンすべ
てが、細い中間部の若干大きい孔により形成されるクランプ本体の環状ギャップ
を等しく通過して等しく動作する。フライスモータ３が径方向枢軸回転離隔運動
を行うために必要な油圧流体または圧縮空気の供給は、フライスモータ３への圧
縮空気供給のためのホース２３に囲まれた油圧流体・圧縮空気導入管２４を通り
、ストロークロッド１７のジャケットの長手方向の孔を通って、ピストン１６の
前部と圧力ばね１５を受容するために多めに切削された位置においてストローク
ロッドジャケット壁１７を貫通して、ピストン１６の背面側に到達する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 フライス装置の長手方向断面図である。

【図２】 フライス装置のＡ−Ａ線断面図である。

【図３】 フライス装置の上面図である。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 クランプ本体（１４）の前端部に取り付けられた空気駆動式
   フライスモータ（３）と、ユニバーサルジョイント（２０）を介して前記クラン
   プ本体（１４）の背面側に連結され、前記フライスモータ（３）をその可動軸に
   おいて外部から手動で制御するための制御ロッドすなわちリンク装置からなるパ
   イプの清掃および再生技術のためのフライス装置において、前記フライス装置は
   、制御電力や駆動電力なしに作動され、前記フライスモータ（３）は、径方向外
   側に無段式に変化可能な油圧または空気圧シリンダ（１６、１７）により回動点
   （６、７）を介してその垂直軸上で油圧または空気圧で位置決めされ、前記クラ
   ンプ本体（１４）はＨ字形状を有するとともに、細い中心部と、パイプの内壁に
   おいてクランプするための、縦部に星型に配置された空気圧シリンダ（１２）と
   を有し、前記油圧または空気圧シリンダ（１６、１７）は、前記クランプ本体内
   で回転自在且つ軸方向に変位可能なストロークロッド（１７）として設計されて
   いることを特徴とするフライス装置。
2. 【請求項２】 前記フライスモータ（３）は、平行案内溝（Ａ）が内部に形
   成されたＵ字形支持部（９、９’）の間でスライドするようにクランプされ、前
   記平行案内溝（Ａ）はいかなるカーブ形状をもとり得るが、前記フライス装置の
   位置に対して２０〜４５°の範囲の傾斜角を持つ直線であることが好ましいこと
   を特徴とする、請求項１に記載のフライス装置。
3. 【請求項３】 前記クランプ本体（１４）に対してカーブに対処する能力を
   向上させるために、前記Ｕ字形支持部（９、９’）は、回転の軸中心（８）と、
   復元のための引っ張りばね（２９）を備えて枢軸回転可能に設計されていること
   を特徴とする、請求項２に記載のフライス装置。
4. 【請求項４】 前記油圧または空気圧ピストン（１６）は復元のための圧力
   ばね（１５）を備えたことを特徴とする請求項１に記載のフライス装置。
5. 【請求項５】 前記クランプ本体（１４）は、圧縮空気をピストン（１２）
   に作用させるために、その細い中心部に、直径の若干大きい孔を有し、これによ
   り、前記ストロークロッド（１７）の外径との間で環状ギャップを形成したこと
   を特徴とする請求項１に記載のフライス装置。
6. 【請求項６】 前記ストロークロッド（１７）は、その内側に、前記フライ
   スモータ（３）への圧縮空気ラインとして穴ぐりされ、前記ストロークロッド（
   １７）のジャケットは、油圧流体または圧縮空気（ｃ）を前記油圧または空気圧
   シリンダ（１６）に、および、圧縮空気（Ｂ）を前記ピストン（１２）に供給す
   るための２つの長手方向孔（２４、２５）を有することを特徴とする請求項１に
   記載のフライス装置。
7. 【請求項７】 前記クランプ本体（１４）内に星型に配置された２×３〜６
   個のピストンは、自動復元のための圧力ばね（３０）を備えて設計されているこ
   とを特徴とする請求項１に記載のフライス装置。
8. 【請求項８】 圧縮空気導管としての前記ピストン（１６）は、外側ジャケ
   ット壁を貫通して、ストロークボルト（７）の前方に達し、前記フライスモータ
   （３）への可撓性導管（５）に連結される長手方向孔を内側に有することを特徴
   とする、請求項１に記載のフライス装置。
9. 【請求項９】 後側カバーを形成する連結部（２２）は、前記ピストン（１
   ２）に圧縮空気を供給するため、および前記ピストン（１６）に油圧流体または
   圧縮空気を供給するための２つの接続部と、これら２つの接続部を囲み、前記フ
   ライスモータ（３）の圧縮空気を供給するためのホース（２３）を備えて設計さ
   れることを特徴とする請求項１に記載のフライス装置。
10. 【請求項１０】 連結されたリンク装置（２２）による制御動作は、ハウジ
    ング（１９）に収容された、直列配置３輪平歯車伝動装置（２６、２７、２８）
    によって減速され、前記ストロークロッド（１７）に、同期的回転として伝達さ
    れることを特徴とする請求項１に記載のフライス装置。