JP2004209326A

JP2004209326A - 管内面の清掃機械

Info

Publication number: JP2004209326A
Application number: JP2002379287A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Sato; 政昭佐藤; Hitoshi Chiba; 仁千葉; Shigetaka Doi; 重孝土井
Original assignee: Kajima Corp
Current assignee: Kajima Corp
Priority date: 2002-12-27
Filing date: 2002-12-27
Publication date: 2004-07-29
Anticipated expiration: 2022-12-27
Also published as: JP4238025B2

Abstract

【課題】管内面の清掃手段として、現場作業員等の人力に頼るものから、機械化を主とする手段とすることにより、該作業員における困難な清掃作業を解消し、省力化を図るとともに、管内面の清掃を速やかに行うことを可能とし、該管内面の清掃に要する時間が大幅に短縮され、工事全体として経費の削減を図ること。
【解決手段】内面に物質が固化・凝固等により付着する管に使用する清掃機械において、基台と、管を基台上に固定する手段と、管の内部に挿入するロッド５と、該ロッドを管内面の長手方向に進退するように駆動させる駆動手段とからなり、該ロッドはロッド先端に固定したビット６と管内ガイド７を有することを特徴とする。
【選択図】図９

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、排水管やその他の管に生じる管内の目詰まりを清掃する管内面の清掃機械に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、例えばトンネル工事等の多量の水が噴出する工事の排水設備には多くの排水管を使用して当該水を所定場所へ移送し排出しているが、該排水管には水の他に土砂等を補強するために使用したモルタル及び土砂等が管内に入り込み、それらモルタル及び土砂等が排水管内において固化、凝固し、該排水管内の水路の目詰まりを起こしている。
【０００３】
上記のような場合、該管内面の固化物を取り除く作業が必要となるが、上記管内面の目詰まりを清掃するには、作業員がユニッククレーン等のクレーンで吊り上げ、その状態で管の外周壁面をハンマー等で打撃し、該管内面に詰まっている固化物を下方側より少しずつ取り除いていた。
また、他の手段として、トンネル工事等の場合は、トンネル削孔用に使用する空圧用のレッグハンマーを改良して、管内面に詰まっている固化物を取り除いていた。
【０００４】
しかし、上記管内面に詰まっている固化物を取り除く手段は、その多くが現場作業員の人的作業に頼るもので、それら固化物を取り除くには多くの時間と経費を費やし、工事全体として経費がかさむ原因となっていた。
【０００５】
また、上記固化物の取り除き手段は、管内面において乾燥した固化物を強制的に粉砕しての取り除きとなるので、粉塵が多量に発生し、現場環境や周辺の環境を悪化させる原因となっていた。
更に、管内面の１／２以上に目詰まりが生じている場合は、滅失扱いとなり返納することができず廃棄処分となるため、この点からも経費増大の要因となっていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の観点から、排水管等を含め各種管の管内面の清掃手段として、現場作業員等の人力に頼るものから、機械化を主とする手段とすることにより、該作業員における困難な清掃作業を解消し、省力化を図るとともに、管内面の清掃を速やかに行うことを可能とし、当該管内面の清掃に要する時間が、例えばトンネル工事等の場合は給排水設備工事等の遅れの原因となることがなく、工事全体として経費の削減を図ることを目的とするものである。
【０００７】
また、清掃機械のビット部分からジェット水を噴射させることにより、固化物を軟化或いは除去して管内面の清掃を容易とし及び粉塵の発生を抑え工事の環境面での改善を図ることができる管内面の清掃機械を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的のため下記の具体的な管内面の清掃機械を採用している。
内面に物質が固化・凝固等により付着する管に使用する清掃機械において、基台と、管を基台上に固定する手段と、管の内部に挿入するロッドと、該ロッドを管内面の長手方向に進退するように駆動させる駆動手段とからなり、該ロッドはロッド先端に固定したビットと管内ガイドを有する管内面の清掃機械を特徴とする。
【０００９】
清掃機械に管を固定する手段がクランプバーである管内面の清掃機械を特徴とする。
【００１０】
また、上記ビットは、ロッドを軸として放射状方向に適数枚の刃により形成し、該刃の板面はビットの軸方向から見て湾曲形状に構成してなる管内面の清掃機械を特徴とする。
【００１１】
更に、上記ビット近接位置に噴射ノズルを形成し、ロッドを通じて供給された水を管内にシェット水として噴射するように構成してなる管内面の清掃機械を特徴とする。
【００１２】
また、上記管内ガイドはロッドを軸として放射状方向に適数枚の突出片により形成し、該突出片によって形成される回転径はビットの刃によって形成される回転径とほぼ同一径となるように構成した管内面の清掃機械を特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１、図２及び図３は、本発明をトンネル工事用の排水管を例にとり、当該管内面の清掃機械の全体を示す一実施例の概略図である。
図１は、トンネル工事用排水管内清掃機械１と、パイプパレット２上に載置された排水管Ａとの関係を示す平面図を示し、図２は同正面図、図３（ａ）は側面図及び同（ｂ）はドリフター部の側断面図を示している。
【００１４】
トンネル工事用排水管内清掃機械１は、適数本の排水管Ａを載置するパイプパレット２と、清掃機械を据え付けるウエイト３、該ウエイト３上の端部に設置されるドリフター４、該ドリフター４により回転するロッド５、該ロッド５の先端側に固定したビット６及び該ビット６に近接した後方位置のロッド５に取り付けた管内ガイド７とより構成している。
【００１５】
上記パイプパレット２には、トンネル工事等の多量の水を噴出する工事の排水設備として使用することによりモルタルや土砂等の固化物が管内に詰まり、固化、凝固した状態の多数の排水管Ａを載置し、該排水管Ａがその開口端部をウエイト３上に配設したビット６の位置と対向する位置へ順次移動させることができるように構成している。
【００１６】
該ビット６と対向する該排水管Ａの長手方向にはクランプバー８を適数個構成し、該クランプバー８により排水管Ａを所定位置に固定することができるように形成している。
該クランプバー８による排水管Ａの固定により、該排水管Ａの開口端部より管内にビット６が挿入され、該管内においてビット６が高速回転しても該排水管Ａが移動することはない。
【００１７】
該ウエイト３には、トンネル工事用排水管内清掃機械本体が設置され、当該設置位置は、上記排水管Ａの開口端部に一致する対向位置にビット６が配設されるように以下に示す様々な装置が構成されている。
【００１８】
該ドリフター４は、図３（ｂ）に示すように、該ウエイト３に形成されたガイドフレーム９上を摺動するスライドフレーム１０に固定されている。
また、該ガイドフレーム９の内側にはフィードシリンダー１１が配設されている。
【００１９】
図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、上記ウエイト３上のドリフター４の詳細及びその動きを示した図で、該フィードシリンダー１１の先端には前方シープ１２が形成され、後端には後方シープ１３が固定されている。また、フィードシリンダー１１の後部はウエイト３の端部に固定され、ロッド１４が延びることによりフィードシリンダー１１は前方へ延出する。
【００２０】
他方、ガイドフレーム９の先端側にはワイヤー１５が固定され、該ワイヤー１５は後方シープ１３を巻回してスライドフレーム１０の後端に固定されている。また、スライドフレーム１０の先端部に固定されたワイヤー１６は、前方シープ１２を巻回してフィードシリンダー１１下方のウエイト３に形成されたコッタピン１７に固定される。
【００２１】
上記ワイヤー１５、１６の長さは一定とされているので、フィードシリンダー１１が前方へ押し出されるとワイヤー１６によりスライドフレーム１０が前方へ摺動することになる。ドリフター４はスライドフレーム１０に固定されているので同様に前方へ移動することになる。
【００２２】
図５は、ドリフター４’、スライドフレーム１０’、フィードシリンダー１１’、前方シープ１２’、後方シープ１３’及びワイヤー１５’、１６’等の関係を示した他の実施例である。
【００２３】
該ロッド５は、弾性のある耐久性材料を使用した長尺部材で、該排水管Ａの長さに対応した部材としている。該ロッド５は長尺のため、当該部材を支持するために適宜位置に受け部材１８を形成する。本実施例では中間受け部材１８’及び先端受け部材１８”とを構成し、ロッド５の配設位置の特定、ロッド５のたわみ防止及びロッドの回転を可能としている。該受け部材１８は、移動自在とすることにより最適位置に設置換えすることが可能である。
【００２４】
該ロッド５の先端部にはビット６を固定する。該ビット６の詳細は図６の正面図及び図７の側面図に示している。本実施例では、ビット６は３枚刃１９よりなり、ロッド５を軸として放射状方向に形成し、且つ該刃１９は固化物を粉砕する先端部の粉砕部と粉砕された固化物を抱持し後方へ移動する板面部とより形成し、該板面部は排水管Ａ内の固化物の粉砕時の抵抗を少なくするため回転方向に対してなだらかな凹部を形成する湾曲形状を構成している。
該ビット６の刃１９の回転径は、清掃される排水管Ａの内径とほぼ同一径とされる。
【００２５】
また、ロッド５の先端部に配設されたビット６の後方位置となるビット部分のロッド５には、ジェット水噴射ノズル２０が形成され、別途箇所（図示せず）より圧力が付与された水がロッド５を通じてジェット水として該ジェット水噴射ノズル２０より噴射される。
【００２６】
該噴射ノズル２０から噴射するジェット水により排水管Ａ内に詰まったモルタルや土砂等の固化物を軟化或いは除去することになる。上記噴射水により軟化或いは一部が除去された固化物は上記ビット６の刃１９の回転により該排水管Ａの内壁より容易に引き剥すことが可能となる。
【００２７】
更に、排水管Ａより分離された固化物は板面部に抱持されて後方に移送され、上記排水管Ａ内で発生するジェット水による水圧により当該水と共に排水管Ａの開口端部より排出されることになる。
【００２８】
上記排水管Ａ内のモルタルや土砂等の固化物は、ジェット水の噴射により十分なる水が付与されて水と共に排出されることになるので、該固化物の粉砕により粉塵が発生するおそれはない。
【００２９】
上記ビット６に近接した後方位置には図７の側面図及び図８の正面図に示すように、管内ガイド７を形成している。本実施例での管内ガイド７は、ロッド５部分を軸とし、該軸より放射状に４枚の突出片２１として形成している。
該管内ガイド７となる突出片２１の径は、上記ビット６の刃１９の回転径とほぼ同一径とされる。従って、上記径は排水管Ａの内径とほぼ同一径とされる。
【００３０】
図９（ａ）は、排水管Ａ内のビット部分を示す側断面図を示しているが、管内ガイド７が存在しないため、ロッド５の回転力により該ビット部分には遠心力が作用し、当該遠心力が直接排水管Ａの内壁に伝わり、粉砕中の該排水管Ａの振動を大きくする。
【００３１】
他方、図９（ｂ）は、上記管内ガイド７がビット６の近接後方位置に形成されているので、該管内ガイド７がビット６の位置する先端側に発生する遠心力を分担し、ビット６の回転を安定化させることができ、排水管Ａ内の固化物の粉砕中の該排水管Ａの振動を防止することが可能となる。
【００３２】
図１０（ａ）は、ビット６の回転により排水管Ａ内の固化物を清掃し、該排水管Ａの貫通位置となる他端部に達した状態を示している。
該ビット６により固化物の粉砕が進み他端部に至ると、該ビット６はその勢いにより該排水管Ａの開口端部から外方へ突出する状態を生じることがあるが、ロッド５の径とビット６の刃１９の大きさには大幅な相違があるため、排水管Ａより突出したビット６はその自重により該排水管Ａの下端側へ外れ落ちることになる。当該状態から排水管Ａへの挿入口側となる開口端部側へ該ビット６を自動的に引き戻すことは該ビット６が管端に当接して不可能であり、作業員が該ビット６を管内に戻す作業を行うことになる。
【００３３】
他方、図１０（ｂ）に示すように、ビット６の近接後方位置に排水管Ａの内径と略同一径の管内ガイド７が配設されている場合は、該ビット６が排水管Ａの他端部より外方へ突出した状態となっても該管内ガイド７によりロッド５の位置をそのままの状態で保持することができ、該排水管Ａ内の清掃後において、該ビット６側を排水管Ａ内を通じて挿入口側へ引き戻すことが可能となる。
【００３４】
なお、図２に示す番号２２は安全カバーを示し、トンネル工事用排水管内清掃機械１の各種装置の上面及び正・背面側を被覆し作業者の安全を確保している。
【００３５】
上記実施例では本発明の管内面の清掃機械をトンネル工事用排水管内面の清掃機械として説明したが、本発明の対象となる管は、トンネル工事用排水管、或いは他の排水管に限定されるものではなく、様々な管に適用することが可能であることは言うまでもない。
【００３６】
【発明の効果】
上記構成よりなる本発明の管内面の清掃機械は、ビットの回転力により管内のモルタルや土砂等の固化物を除去することができるので、粉砕除去能力が大幅に増加した。
【００３７】
また、固化物の除去に際してはジェット水を噴射させながら行うので、該固化物を軟化させ或いはその噴射力により該固化物を除去することが可能であり、管内より固化物を取り除くことが容易となった。更に、固化物に水が十分に浸み込むことになり、該固化物の分離に際して粉塵が舞うことがなく、環境面上極めて優れたものとなった。
【００３８】
また、管内の狭隘な場所に噴射水が多量に噴射されることになるので管内圧力が高まり、分離された固化物が水と共に管の開口部より排水されることになり、効率良く管内の分離固化物を取り除くことが可能となった。
【００３９】
更に、ビットの近接後方位置に管内ガイドを配設したので、ビットによる管内面の清掃後において、例えビットが管の他端開口部外へ突出したとしても、該管内ガイドによりビットの位置を保持することができ、その状態で挿入側の開口端部側へ該ビットを引き戻すことが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の管内面の清掃機械の平面図である。
【図２】本発明の管内面の清掃機械の正面図である。
【図３】（ａ）本発明の管内面の清掃機械の側面図である。
（ｂ）本発明の管内面の清掃機械の側断面図である。
【図４】（ａ）ドリフターの移動を示す側面図である。
（ｂ）ドリフターの移動を示す側面図である。
（ｃ）ドリフターの移動を示す側面図である。
【図５】ドリフター部の他の実施例の側面図である。
【図６】ビットの正面図である。
【図７】ビット部分の側面図である。
【図８】管内ガイドの正面図である。
【図９】（ａ）管内面をビットで清掃している状態の一実施例である。
（ｂ）管内面をビットで清掃している状態の他の一実施例である。
【図１０】（ａ）管内面をビットで清掃した最終状態の一実施例である。
（ｂ）管内面をビットで清掃した最終状態の他の一実施例である。
【符号の説明】
１・・・・・トンネル工事用排水管内清掃機械
２・・・・・パイプパレット
３，３’・・ウエイト
４，４’・・ドリフター
５・・・・・ロッド
６・・・・・ビット
７・・・・・管内ガイド
８・・・・・クランプバー
９・・・・・ガイドフレーム
１０，１０’・スライフレーム
１１，１１’・フィードシリンダー
１２，１２’・前方シープ
１３，１３’・後方シープ
１４，１４’・ロッド
１５，１５’・ワイヤー
１６，１６’・ワイヤー
１７，１７’・コッターピン
１８・・・・・受け部材
１９・・・・・刃
２０・・・・・噴射ノズル
２１・・・・・突出片
２２・・・・・安全カバー

Claims

内面に物質が固化・凝固等により付着する管に使用する清掃機械において、基台と、管を基台上に固定する手段と、管の内部に挿入するロッドと、該ロッドを管内面の長手方向に進退するように駆動させる駆動手段とからなり、該ロッドはロッド先端に固定したビットと管内ガイドを有することを特徴とする管内面の清掃機械。
清掃機械に管を固定する手段がクランプバーであることを特徴とする請求項１に記載の管内面の清掃機械。
ビットは、ロッドを軸として放射状方向に適数枚の刃により形成し、該刃の板面はビットの軸方向から見て湾曲形状に構成してなることを特徴とする請求項１又は２に記載の管内面の清掃機械。
ビット近接位置に噴射ノズルを形成し、ロッドを通じて供給された水を管内にシェット水として噴射するように構成してなることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１に記載の管内面の清掃機械。
管内ガイドはロッドを軸として放射状方向に適数枚の突出片により形成し、該突出片によって形成される径はビットの刃によって形成される回転径とほぼ同一径となるように構成したことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１に記載の管内面の清掃機械。