JP2013079520A - コンクリート管内壁切削装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】内壁Wを切削するカッタユニット10と、カッタユニット10の自転を防止する自転防止ユニット30とを備え、カッタユニット10は、シャフト12が走行方向と平行になるように配置されたモータ11と、シャフト12から半径方向外側に延び、かつ走行方向に対して後傾したアーム16と、アーム16に取り付けられた切削刃18とからなる。コンクリート管Cの継ぎ目Jが折れ曲がったり隙間ができたりしたとしても、切削刃18がコンクリート管Cの端面に引っ掛かることなく、内壁Wの切削を継続できる。
【選択図】図1
Description
また、近年では、地中に埋設されたコンクリート管を掘り起こすことなく、非開削でコンクリート管の補修を行う工法が提案されている。
図16に示すように、特許文献1は、走行ガイドユニット104に同心かつ直列にカッタユニット105を接続しており、旋回軸Aまわりにカッタユニット105が旋回するものである。走行ガイドユニット104には旋回軸Aから放射状に、かつ旋回軸Aに対して直角に延びる複数本のガイドアーム111を取付け、ガイドアーム111の先端部にはコンクリート管101内を走行する走行輪114と、転動方向を変更可能なガイド輪115を取付けている。
カッタユニット105には、旋回軸Aから放射状に、かつ旋回軸Aに対して直角に延びるカッタアーム127を取付け、その先端にはカッタ130を装着している。
(1)ガイドアーム111先端の走行輪114や球状車輪が隙間gに落ち込むと走行できなくなる。また、段差hを乗り越えることができなくなる。
(2)走行ガイドユニット104とカッタユニット105とは軸心が一直線に固定されていて折れ曲がる自由度がないので、折れ曲がった継ぎ目Jに引っ掛って走行できなくなる。
(3)カッタアーム127と旋回軸Aの交差角が直角であるので、折れ曲がったり隙間gができたり段差hができたりした継ぎ目Jでは、カッタ130の側面(つまり刃ではない部分)がコンクリート管C、Cの端面に当って切削ができなくなる。また、この状態で走行すると、カッタアーム127が折損する等の不具合も生ずる。
第2発明のコンクリート管内壁切削装置は、第1発明において、前記自転防止ユニットは、前記カッタユニットに連結され、走行方向と平行に配置されたガイド軸と、該ガイド軸に褶動可能に嵌合された基部と、該基部に設けられ、前記自転防止ユニットの中心軸を挟んで配置された一対の開閉部材と、該一対の開閉部材を開閉させるアクチュエータと、前記一対の開閉部材のそれぞれに設けられ、該一対の開閉部材が開状態となったときに、前記内壁に押し付けられる押付部材と、を備えることを特徴とする。
第3発明のコンクリート管内壁切削装置は、第1または第2発明において、前記カッタユニットが前記コンクリート管と同心となるように案内するガイド手段を備え、前記ガイド手段は、前記モータのハウジングを挟んで設けられた一対の支持部材と、該一対の支持部材を互いに近接離間させるアクチュエータと、前記支持部材の外側に回転可能に設けられたガイド輪とからなることを特徴とする。
第4発明のコンクリート管内壁切削装置は、第1または第2発明において、前記カッタユニットが前記コンクリート管と同心となるように案内するガイド手段を備え、前記ガイド手段は、前記カッタユニットの中心軸から放射状に配置された複数のガイドバネからなり、該ガイドバネは、走行方向に対して後傾する後傾面と、該後傾面の走行方向後側に連接し前記内壁に接触する接触面とを有する板バネであることを特徴とする。
第5発明のコンクリート管内壁切削装置は、第1、第2、第3または第4発明において、前記カッタユニットと前記自転防止ユニットとは、屈曲自在な連結部により連結されていることを特徴とする。
第6発明のコンクリート管内壁切削装置は、第1、第2、第3、第4または第5発明において、牽引索が連結される被牽引部を備えることを特徴とする。
第7発明のコンクリート管内壁切削装置は、第6発明において、前記被牽引部と前記カッタユニットとは、屈曲自在な連結部により連結されていることを特徴とする。
第2発明によれば、固定部の押付部材を内壁に押し付けることにより基部をコンクリート管に対して固定することができるので、自転防止ユニットに連結されているカッタユニットの自転を防止できる。また、基部がガイド軸に対して褶動するので、カッタユニットの自転を防止しつつ、走行方向への移動が可能となる。
第3発明によれば、ガイド手段が、モータのハウジングの外周に配置されているので、装置を小型化することができる。そのため、直径の小さいコンクリート管においても内壁を切削することができる。
第4発明によれば、走行方向に対して後傾する後傾面を有するガイドバネが備えられているので、コンクリート管の継ぎ目に隙間ができていたとしても、その隙間にガイドバネが落ち込むことなく走行でき、内壁を切削することができる。
第5発明によれば、連結部によってカッタユニットと自転防止ユニットとが屈曲自在に連結されているので、コンクリート管の継ぎ目が折れ曲がっていたとしても、その継ぎ目に引っ掛からずに走行でき、内壁を切削することができる。
第6発明によれば、被牽引部に連結された牽引索により牽引されることによりコンクリート管の内部を走行できるので、自走するための動力が不要である。そのため、装置を小型化することができ、直径の小さいコンクリート管においても内壁を切削することができる。
第7発明によれば、連結部によって被牽引部とカッタユニットとが屈曲自在に連結されているので、コンクリート管の継ぎ目が折れ曲がっていたとしても、その継ぎ目に引っ掛からずに走行でき、内壁を切削することができる。
(第1実施形態)
図1に示すように、本発明の第1実施形態に係るコンクリート管内壁切削装置Aは、カッタユニット10と、そのカッタユニット10の先端に連結された被牽引部20と、カッタユニット10の後端に連結された自転防止ユニット30とからなる。
なお、減速機13は、遊星歯車減速機に限られず、種々の減速機を採用することができる。また、電動モータ11に代えて、油圧モータ、空圧モータ等を用いてもよい。
これにより、コンクリート管Cの内壁Wにおける切削厚さを調整できる。また、切削継続により切削刃18が摩耗しても、アジャストボルト19を回転させて切削刃18を突出させることで、切削刃18の新たな部分により内壁Wを切削できるので、切削厚さを一定に保つことができる。
なお、切削刃18としては、例えば、超硬、サーメットまたは焼結ダイヤモンドからなる超硬質刃や、ダイヤモンド砥粒を表面に付設または内含するダイヤモンド刃等、種々のものを用いることができる。
下支持部材41の上部両側にはエアシリンダ43、43のシリンダを収納する凹部41c、41cと、この凹部41c、41cの端から上方に延びる垂直壁41w、41wが形成されている。
上支持部材42の下部両側には、エアシリンダ43のピストンロッドが当接する当て板42pが、下支持部材41の垂直壁41w内に収まる長さに水平に形成されている。なお、垂直壁41wは、当て板42pのガイドの役割も担う。
そして、図3(b)に示すように、エアシリンダ43を伸長させると、上支持部材42の当て板42pが垂直壁41wに沿って上昇し、上支持部材42の下面が電動モータ11のハウジング11hから離間し、上支持部材42に設けられたガイド輪44がコンクリート管Cの上側内壁Wに当接する。これにより、カッタユニット10をコンクリート管Cの軸と垂直な方向(図3における紙面に対して平行な方向)に固定することができる。そのため、カッタユニット10ががたつくことは無く、切削を安定して行うことができる。
また、上支持部材42を昇降させるアクチュエータは、エアシリンダに限られず、油圧シリンダ等種々のアクチュエータを採用できる。
また、図1に示すように、基部32のカッタユニット10側にはバネ係止部33aが固設され、ジョイント50のカバーにはバネ台33bが片持ちに固定され、バネ係止部33aとバネ台33bとはコイルバネ33で連結されている。このコイルバネ33によって基部32が常にカッタユニット10側に付勢されている。
また、図6(a)に示すように、一対の開閉部材34l、34rの下端部には段差が形成されており、互いに重なりあうように配置されている。そして、一対の開閉部材34l、34rの下端にはそれぞれ長孔34cが形成されており、その長孔34cにピン34dが挿入されている。この長孔34c、34cおよびピン34dにより、一対の開閉部材34l、34rが自転防止ユニット30の中心軸を挟んで対称に開閉するように案内される。
なお、一対の開閉部材34l、34rの間には、常に一対の開閉部材34l、34rを閉じる方向に付勢させるバネを設けてもよい。また、一対の開閉部材34l、34rを開閉させるアクチュエータは、エアシリンダに限られず、油圧シリンダや、モータ駆動のスライド装置等種々のアクチュエータを採用できる。
なお、押付部材37は、開閉部材34に対して回動自在に取り付けられているので、円弧状の外面が内壁Wと面接触するようにその姿勢が変化する。そのため、押付部材37と内壁Wとの摩擦力が大きくなる。
また、ガイド手段40によりカッタユニット10をコンクリート管Cの中心へと強制的に導くことができ、コンクリート管Cの上下左右の内面全周における切削厚さを一定にできる。
また、コンクリート管Cの直径に合わせて拡がる自転防止ユニット30の開閉部材34l,34rに、押付部材37が回動自在に取り付けられているので、自転防止ユニット30がコンクリート管Cの中心から外れたどの位置にあっても、内壁Wに密接させることができる。
図1に示すように、まず、コンクリート管内壁切削装置Aをコンクリート管Cの内部に挿入する。
つぎに、ガイド手段40のエアシリンダ43を伸長し、下支持部材41および上支持部材42に取り付けられたガイド輪44を内壁Wに押し付けて、カッタユニット10をコンクリート管Cの軸と垂直な方向に対して固定する。
つぎに、自転防止ユニット30のエアシリンダ36を伸長し押付部材37を内壁Wに押し付けて、自転防止ユニット30をコンクリート管Cに対して固定する。
このとき、コンクリート管内壁切削装置Aは、ガイド手段40により、シャフト12がコンクリート管Cと同心となっているため、内壁Wの全周を均等な厚みで切削することができる。また、押付部材37が内壁Wに押し付けられることにより、電動モータ11の自転を防止できる。また、ガイド軸31はジョイント50を介してカッタユニットと連結されているので、基部32がガイド軸31に対して褶動し、カッタユニット10の自転を防止しつつ、走行方向への移動が可能となる。なお、エアシリンダ36の空気圧を低下させ、押付部材37の内壁Wへの押す力を弱めても、前記と同じ効果が得られる。
基部32がガイド軸31の後端に達した場合には、自転防止ユニット30のエアシリンダ36を収縮し押付部材37を内壁Wから離間させる。そうすると、基部32はコイルバネ33の付勢によりガイド軸31の前端に移動する。そして、再びエアシリンダ36を伸長することで、基部32をコンクリート管Cに対して固定できる。このように、自転防止ユニット30の固定と解除を繰り返しながら、コンクリート管内壁切削装置Aを走行させて、所定の領域の内壁Wを切削する。
図7に示すように、本発明の第2実施形態に係るコンクリート管内壁切削装置Bは、カッタユニット10と、カッタユニット10の先端に連結された被牽引部20と、カッタユニット10の後端に連結された自転防止ユニット30とからなる。カッタユニット10と被牽引部20とは、ユニバーサルジョイント51で連結されており、カッタユニット10と自転防止ユニット30とはユニバーサルジョイント52で連結されている。
なお、ユニバーサルジョイント51、52が、特許請求の範囲に記載の連結部に相当する。
取付金具61は、一対の半円形の部材からなり、その一対の部材でハウジング11hを挟んでボルトナットで締め付けることによりハウジング11hに取り付けられている。
第2ガイド手段70は、本体22に取り付けられた円盤71と、円盤71の外周6ヶ所に穿設された孔にボルトで片持ち状に固設された6つのガイドバネ72とからなる。これらガイドバネ72は、本体22の中心軸から放射状に等角度間隔に配置されている。
また、ガイドバネ82は、走行方向(図11における左方向)に対して後傾する後傾面82aと、その後傾面82aの走行方向後側に連接する接触面82bとを有する板バネである。接触面82bが内壁Wに接触し、ガイドバネ82の弾性力が内壁Wに作用するようになっている。そのため、放射状に配置されたガイドバネ82の弾性力が内壁Wの全方向に作用し、自転防止ユニット30とコンクリート管Cとが同心になるように案内される。
図13に示すように、コンクリート管Cの継ぎ目Jが折れ曲がっている場合に、そのコンクリート管Cの内部にコンクリート管内壁切削装置Bを走行させると、被牽引部20が継ぎ目Jを通過したときにはユニバーサルジョイント51が屈曲し(図13(a))、カッタユニット10が継ぎ目Jを通過したときにはユニバーサルジョイント52が屈曲する(図13(c))。そのため、コンクリート管Cの継ぎ目Jが折れ曲がっていたとしても、コンクリート管内壁切削装置Bはその継ぎ目Jに引っ掛からずに走行でき、内壁Wを切削することができる。
図14(a)に示すように、被牽引部20に取り付けられたガイドバネ72は、走行方向に対して後傾する後傾面72aを有するので、コンクリート管Cの継ぎ目Jに隙間ができていたとしても、後傾面72aでコンクリート管Cの端面を乗り越えることができ、その隙間にガイドバネ72が落ち込むことなく走行できる。より詳細には、コンクリート管C1、C2の継ぎ目Jに隙間ができると、コンクリート管C1の端部に段差が生じる。そこへコンクリート管内壁切削装置Bが走行してくると、第2ガイド手段70の接触面72bが継ぎ目Jの隙間に落ちる。しかし、コンクリート管内壁切削装置Bが牽引されることによって、後傾面72aがコンクリート管C1の端部の角に当接して滑り、段差を乗り越えることができる。そして、コンクリート管C1側に進行することができる。
同様に、カッタユニット10に取り付けられたガイドバネ62、自転防止ユニット30に取り付けられたガイドバネ82も、それぞれ後傾面62a、82aを有するので、コンクリート管Cの継ぎ目Jに隙間ができていたとしても、その隙間にガイドバネ62,82が落ち込むことなく走行できる。そのため、内壁Wの切削を継続することができる。
また、切削刃18が取り付けられたアーム16が走行方向に対して後傾しているので、コンクリート管Cの継ぎ目Jに段差ができたとしても、切削刃18がコンクリート管Cの端面に引っ掛かることなく、内壁Wの切削を継続できる。
上記第2実施形態に係るコンクリート管内壁切削装置Bのガイド手段60、70はガイドバネ62、72の開放端が走行方向後方を向き、ガイド手段80はガイドバネ82の開放端が走行方向前方を向くように設けられているが、その方向に制限はなく、ガイドバネ62、72の開放端を走行方向前方に向けて設けてもよいし、ガイドバネ82の開放端を走行方向後方に向けて設けてもよい。
10 カッタユニット
11 電動モータ
12 シャフト
13 遊星歯車減速機
14 円盤
15 切削刃部
16 アーム
17 切削刃台
18 切削刃
19 アジャストボルト
20 被牽引部
21 アイボルト
22 本体
30 自転防止ユニット
31 ガイド軸
32 基部
33 コイルバネ
34 開閉部材
35 アーム
36 エアシリンダ
37 押付部材
38 アイボルト
40 ガイド手段
41 下支持部材
42 上支持部材
43 エアシリンダ
44 ガイド輪
50 ジョイント
51、52 ユニバーサルジョイント
60、70、80 ガイド手段
62、72、82 ガイドバネ
Claims (7)
- コンクリート管の内部を走行しながら該コンクリート管の内壁を切削するコンクリート管内壁切削装置であって、
前記内壁を切削するカッタユニットと、
該カッタユニットの自転を防止する自転防止ユニットと、を備え、
前記カッタユニットは、
シャフトが走行方向と平行になるように配置されたモータと、
前記シャフトから半径方向外側に延び、かつ走行方向に対して後傾したアームと、
該アームに取り付けられた切削刃とからなる
ことを特徴とするコンクリート管内壁切削装置。 - 前記自転防止ユニットは、
前記カッタユニットに連結され、走行方向と平行に配置されたガイド軸と、
該ガイド軸に褶動可能に嵌合された基部と、
該基部に設けられ、前記自転防止ユニットの中心軸を挟んで配置された一対の開閉部材と、
該一対の開閉部材を開閉させるアクチュエータと、
前記一対の開閉部材のそれぞれに設けられ、該一対の開閉部材が開状態となったときに、前記内壁に押し付けられる押付部材と、を備える
ことを特徴とする請求項1記載のコンクリート管内壁切削装置。 - 前記カッタユニットが前記コンクリート管と同心となるように案内するガイド手段を備え、
前記ガイド手段は、
前記モータのハウジングを挟んで設けられた一対の支持部材と、
該一対の支持部材を互いに近接離間させるアクチュエータと、
前記支持部材の外側に回転可能に設けられたガイド輪とからなる
ことを特徴とする請求項1または2記載のコンクリート管内壁切削装置。 - 前記カッタユニットが前記コンクリート管と同心となるように案内するガイド手段を備え、
前記ガイド手段は、
前記カッタユニットの中心軸から放射状に配置された複数のガイドバネからなり、
該ガイドバネは、走行方向に対して後傾する後傾面と、該後傾面の走行方向後側に連接し前記内壁に接触する接触面とを有する板バネである
ことを特徴とする請求項1または2記載のコンクリート管内壁切削装置。 - 前記カッタユニットと前記自転防止ユニットとは、屈曲自在な連結部により連結されている
ことを特徴とする請求項1、2、3または4記載のコンクリート管内壁切削装置。 - 牽引索が連結される被牽引部を備える
ことを特徴とする請求項1、2、3、4または5記載のコンクリート管内壁切削装置。 - 前記被牽引部と前記カッタユニットとは、屈曲自在な連結部により連結されている
ことを特徴とする請求項6記載のコンクリート管内壁切削装置。
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