JP2017087343A - 外管切断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】鋼管や鋳鉄管にインサーションされたＰＥ管の分岐作業を行うために、ＰＥ管を傷付けずに鋼管などを切除することができる管体切断装置に関する。【解決手段】外管の軸方向に離間した位置で外管の壁面に外嵌し固定される左右一対の環状枠体に固定され、外管の軸線方向に沿って軸方向移動ガイド部材を配置し、該軸方向移動ガイド部材によりガイドされて切削装置を軸方向に移動して外管を切断し、また環状枠体に外管の外周面と同心大径に形成された周回ガイド部材を設け、外管の外壁面上を、外管の軸線を中心とした周方向に移動する回転装置に前記切削装置を連結して前記周回ガイド部材にガイドされた状態で周回方向に切断して、外管の壁面を四角形に切断して内管を露出することができる。【選択図】図２

Description

本発明は、鋼管や鋳鉄管などの金属管にインサーションされたＰＥ管などの樹脂管の分岐作業を行うために、前記樹脂管を傷付けずに金属管を切除することができる外管切断装置に関するものである。

従来、金属管を切断する装置として、特開２０１５−４３５の管体切断装置では、管体の軸心を中心にした周方向に外嵌し、管体の外周壁を挟圧して固定される環状枠体と、該環状枠体に設けられて管体の外周面と同心円形状に形成されたガイドレールと、該ガイドレールに摺動自在に掛止められ、ガイドレールに沿って管体の外周壁上を周回する回転装置と、該回転装置に着脱自在に連結されて、管体の外周壁を切断する切削具を有する切削装置と、該切削装置に設けられて、前記切削具を管体の外周壁に離間した位置から外周壁に穿孔する位置まで移動させる深度調整手段とを備え、
前記回転装置が、管体の外周壁に捲回されるチエンと、該チエンに噛合するスプロケットと、該スプロケットを回転駆動させる回転軸と、該回転軸をチエン緊張方向に移動させる昇降軸とを備え、チエンを緊張させた状態で、チエンに沿って回転装置を管体の外周壁に沿って周回させてなる構成が開示されている。
上記構成では、切削装置が管体を周回して管体を切断することはできるが、鋼管や鋳鉄管などの金属管にＰＥ管がインサーションされた管体においては、容易にＰＥ管の分岐作業を行うことはできなかった。
即ち、金属の経年管の入替技術として、非開削でＰＥ管に更新する工法としてＰＥインサーション工法が知られており、工事の日数や費用の削減や、道路の掘削が少なくてすむことから周辺環境に与える影響を緩和することができる。
しかし、ＰＥ管を分岐する必要が生じた場合に、ＰＥ管を傷つけずに必要な個所だけ外管を切取るには手間がかかるという問題点があった。

特開２０１５−４３５号公報

この発明が解決しようとする問題点は、鋼管や鋳鉄管などの金属製の外管（既設管）にインサーションされたＰＥ管などの樹脂製の内管（新設管）から分岐作業を行うために、切削具を前記外管の軸線方向に沿って移動させて２本の略平行な切断線を形成し、次いで、切削具を前記一対の切断線の両端を結ぶように外管の周方向に沿って切断線を形成して、前記切断線で囲まれた金属製の外管の一部を切除して樹脂製の新設管を露出させ、分岐作業をしうるようにした管体切断装置を提供することにある。

本発明は、上記課題を解決するために、
樹脂製の内管を内蔵した金属製の外管と、
該外管の軸心を中心にした周方向に外嵌した状態で、外管の軸方向に離間した位置で外管の壁面に固定される左右一対の第１および第２環状枠体と、
該一対の環状枠体にそれぞれ固定され、外管の外側で外管の軸線方向に沿って外管と平行に配置された軸方向移動ガイド部材と、
外管の軸心を中心にした周方向に外嵌した状態で外管の外壁面に固定される第３環状枠体に設けられて、外管の外周面と同心大径に形成された周回ガイド部材と、
外管の周壁に穿孔乃至切断するための切削深度方向に昇降可能な切削刃を有し、前記軸方向移動ガイド部材にガイドされた状態で軸方向に移動しうる切削装置と、
外管の外壁面上を、外管の軸線を中心とした周方向に移動可能な回転装置とからなり、
該回転装置に前記切削装置を着脱可能に連結した状態で、回転装置または切削装置を前記周回ガイド部材にガイドされた状態で周回方向に移動しうることを特徴とする。
前記第３環状枠体は、第１環状枠体およびまたは第２環状枠体であってもよい。
切削装置には、切削刃が内管に接しないように切削刃と内管の間に挿入される保護部材が設けられていることが好ましい。

本発明の管体切断装置では、外管の壁面を軸線を中心にして周回させて壁面を分断させたり、壁面の一部のみを四角形に切断して切り剥がすことができる。
即ち、後者の場合には、同一の切断装置を用い、外管の軸方向に移動させて順次に左右一対の切断線を形成し、前記切断装置を外管の周回方向に移動させて前記一対の軸方向の切断線の両端側を外管の周回方向に切断して切断線をつなげて四角形に切り取ることができる。
これにより外管に内蔵された内管の一部を露出させて、簡単な構造で、内管の分岐作業が行えるようにした。

環状枠体の正面図である。 環状枠体の側面図である。 軸方向移動ガイド部材による切削装置の移動を示す平面図である。 同背面図である。 同側面図である。 回転装置による切削装置の周回方向への移動を示す正面図である。 同側面図である。 保護部材に使用状態を示す説明図である。 管体切断装置で外管を切断する一例を示すもので、外管の壁面を四角形に切断した状態の斜視図である。 管体切断装置で外管を切断する一例を示すもので、外管を軸線の前後で切り取った状態の斜視図である。

以下に、この発明の管体切断装置の好適実施例について図面を参照しながら説明する。

管体切断装置１は、図２、図３、図５に示すように、外管Ｐ１の周回方向に着脱可能に固定されて軸方向に離間した左右一対の第１および第２環状枠体２、３と、該第１、第２環状枠体２，３間に固定されて後述の切断装置７を軸方向に移動させる軸方向移動ガイド部材４と、外管Ｐ１の周回方向に着脱可能に固定された第３環状枠体５と、該第３環状枠体５に形成された周回ガイド部材としての周回ガイドレール６と、外管Ｐ１を切断する切削刃７ａを有する切断装置７と、該切断装置７に着脱自在に連結されて外管Ｐ１に沿って周回する回転装置８とからなっている。

［環状枠体］
本実施例で使用する環状枠体２，３は、図１に示すように、ヒンジＨに枢着された一対の半円形状の枠体構成部２０Ａ、２０Ｂと、各枠体構成部２０Ａ、２０Ｂを着脱可能に固着して略リング状に形成する一対の連結部２１ａ、２１ｂとからなっている。
枠体構成部２０Ａ、２０Ｂは、外管Ｐ１を外側から挟み込んで連結し、外管Ｐ１の外周壁１０に挟圧し固定される。

また、リング状に組み立てられた環状枠体２、３には、軸心を中心に周方向に形成される突条の周回ガイドレール６が形成されている。
従って、枠体構成部２０Ａ、２０Ｂには、略半分に分割された周回ガイドレール６の構成片が形成されており、更に外管Ｐ１の壁面１０に挟圧するための管体チャック部（図示せず）を設けてもよい。

上記周回ガイドレール６を設けない場合は、環状枠体は第１環状枠体２、第２環状枠体３としてのみ使用することになる。
上記周回ガイドレール６を設けた場合は、前記第１環状枠体２、第２環状枠体３とは別体の第３環状枠体５として用いる。
該第３環状枠体５は、第１環状枠体２または第２環状枠体３として兼用することもできるので、使用する環状枠体を２本に減らすことができる。

［軸方向移動ガイド部材］
前記一対の第１環状枠体２と第２環状枠体３は、外管Ｐ１の切断予定箇所（四角形）の両端側に対応する位置に離間して固定される。
軸方向移動ガイド部材４は、図２から図４に示すように、前記第１環状枠体２と第２環状枠体３にそれぞれ固定された支持脚４１を介して支持された基台部４２に、外管Ｐ１の外側で外管Ｐ１の軸線方向に沿って外管Ｐ１の外壁と平行に移動可能なガイドレール部４３が設けられている。

図示例で、ガイドレール部４３は、基台部４２に回転可能に軸受４４されて外管Ｐ１の軸線と平行に伸びる寸切りボルト４５を有し、該寸切りボルト４５の先端に回転ハンドルＨにより回転される回転軸部４６が設けられている。
上記寸切りボルト４５には、該寸切りボルト４５の回転で前記軸線方向に螺進退する移動体４９が螺合している。

この移動体４９には、後述の切削装置７を着脱可能に係止部の一方４７が形成されており、切削装置７に設けられた係止部の他方４８と係合することができる。
そこで、前記ハンドルＨを回転して寸切りボルト４５を回転させ、移動体４９を螺進させることで、切削装置７を外管Ｐ１の軸線方向に移動させることができるので、外管Ｐ１に軸線に沿った切断線を形成することができる。

そして、次に、前記切断線と平行な切断線を形成するために、前記第１環状枠体２と第２環状枠体３の外管Ｐ１に対する固定位置を軸線を中心にした周方向に所定角度回転させて再度固定し、または、軸方向移動ガイド部材４の支脚部４１の前記第１環状枠体２と第２環状枠体３に対する固定位置を軸線を中心にした周方向に変位した位置で再度、第１環状枠体２と第２環状枠体３に固定する。
この位置で、前記と同様に切削装置７を軸方向に移動させて前記切断線と平行に離間した切断線を形成する。

［第３環状枠体］
次に、外管Ｐ１の軸線方向に伸びる２本の切断線の両端側を繋げるように切断するために、第３環状枠体５と回転装置８とを用いる。
ここで第３環状枠体５は、前述のように第１環状枠体２、第２環状枠体３と兼用する構造としてもよく、その場合は、外管Ｐ１に固定された第１環状枠体２、第２環状枠体３をそのまま第３環状枠体５として用いてもよい（図１参照）。

［回転装置］
回転装置８は、前記特開２０１５−４３５の図３〜図５で例示したような公知の回転装置を用いることができる（図５参照）。
この回転装置８は、筐体９０内に回転機構８Ａとチエン緊張機構８Ｂとを備えている。
回転機構８Ａは、ウォーム８１ａを有して筐体９０内に設けられた支持台８０に水平に軸支された回転軸８１と、該ウォーム８１ａに噛合するウォームホイール８２とを有している。
前記ウォーム８１ａの回転軸８１の両端側は支持台８０の両端に突出されており、前記回転軸８１を手動で回転操作しうる手動ハンドル（図示せず）を両側で接続しうるように設けられている。

前記ウォームホイール８２の回転軸８３には、同軸上に左右一対で駆動スプロケット８４が設けられている。
該各駆動スプロケット８４には、外管Ｐ１の外壁に捲回される無端のチエンＣがそれぞれ噛合している（図５ではチェンＣの一部を省略して図示している）。

一方、前記筐体９０の下部には、筐体９０の前後に左右一対のガイドローラ８５がそれぞれ軸支されており、該ガイドローラ８５の回転軸８６と同軸上に前記チエンＣが掛け止められる従動スプロケット８７が取り付けられている。
そこで、チエンＣを外管Ｐ１の外壁に捲回し、該外壁にガイドローラ８５が接して転動し、回転装置８の周回に際して摩擦力が生じないようにしている。

従って、前記ハンドルＨにより回転軸８１を手動で回転操作すると、ウォーム８１ａが回転し、これと連動してウォームホイール８２が回転するので駆動スプロケット８４を駆動回転することができ、外管Ｐ１に巻回されたチエンＣに沿って回転装置８を外管Ｐ１の外周壁に沿って周回させることができる。

［チエン緊張機構］
前記支持台８０には、上方に延びて筐体９０の上面に軸受されて先端が配置される昇降軸８８が設けられており、チエン緊張機構８Ｂとなっている。
図示例では、昇降軸８８は中央と左右の３個所に設けられている。
該昇降軸８８の先端にハンドルを接続して昇降軸８８を正逆回転させることで、支持台８０を昇降させ前記チエンＣを外管Ｐ１に巻回した状態で緊張させることができる。

この回転装置８の筐体９０の一方の側壁には、前記周回ガイドレールに掛け止められて摺動自在な摺動片部９１が一体に形成されており、摺動片部９１が摺動子となって周回ガイドレール６に規制されて回転装置８を外管Ｐ１の外壁に沿って同心状に周回する際の旋回軌跡を示すガイドとなる。
回転装置８の筐体９０の他方の側壁には、切削装置７を係合し着脱可能に固定して、回転装置８と一体になって切削装置７を周回させるための係合部が形成されている。

上記構成からなっているので、第３環状枠体５をその周回ガイドレール６が外管Ｐ１の軸心を中心にした同心状の環状突条となるように固定し、この周回ガイドレール６に回転装置８の摺動片部９１を摺動可能に掛止める。
回動装置８は、チエンＣを外管Ｐ１の外周壁に捲回し、緊張させる。
そして、ガイドローラ８５が外管の外壁上を転動して、回転装置８を周回ガイドレール６に沿ってスムーズに所定の角度だけ周回させる。
これにより、外管Ｐ１の壁面を四角形に切り取って、開口Ｋを形成することができる（図８（ａ）参照）
また、前述のように、外管Ｐ１の軸線に沿って直線状に切断して１本の切断線を形成し、該直線の切断線の両端でそれぞれ外管Ｐ１の軸線に沿った周方向に沿って１回転させれば、外管Ｐ１を分断して開口Ｋ’を形成することができる（図８（ｂ）参照）。

［切削装置］
次に、切削装置７は、外管Ｐ１を軸線方向に移動して切断し、また軸線を中心とした周回方向に移動して切断するための切断刃７ａを有している。
本実施例では、切削刃７ａはエンドミルからなっているので、刃の先端の形状を変えることで、外管Ｐ１の管肉の切断面を所定の角度に形成することができ、切断と同時に開先加工を行うことができる。
また、切断に際して、エンドミルの外管Ｐ１内への突出が少ないので、内管Ｐ２を傷つけにくい。
上記切削刃７ａは、モータ７１の出力軸７１ａに形成された傘歯歯車列Ｇを介して回転駆動させる。

また、モータ７１と切削刃７ａを支持する支持体６２は昇降調節ネジ６３によって切削装置７内で切削深度方向に昇降させることができ、前記切削刃７ａを外管Ｐ１の外方から外管Ｐ１の軸心方向に移動させる深度調整手段６２が設けられており、前記昇降調節ネジ６３の先端が操作可能に外方に設けられている。

そこで、ハンドルを用いて前記昇降調節ネジ６３を回転させることで、支持体５２を介して切削刃７ａを外管Ｐ１の離間位置から外管Ｐ１内に突入する位置まで昇降させ穿孔させることができる。
また、この切削装置７には、回転装置８に切削装置７を着脱可能に連結させる一対の係合部がそれぞれ設けられている。

また、切削装置７には、切削刃７ａが内管Ｐ２に接触しないように切削刃７ａと内管Ｐ２の間に挿入される保護部材６５が設けられている（図７参照）。
保護部材６５は、直線状に伸びて切削装置７に高さ調整可能に固定される基軸部６６ａと、該基軸部６６ａから横向きに折れ曲がる折曲り部６６ｂと、該折曲り部６６ｂから下方に伸び先端が前記折曲り部６６ｂと同じ方向に折れ曲がる刃先保護部６６ｃとからなっている。

保護部材６５は、切削刃７ａの進行方向と逆方向に配置される。
この保護部材６５は、切削装置７の保護部材保持部７５に前記基軸部６６ａが高さ調整可能に保持される（図７参照）。
保護部材保持部７５は、図示例では固定位置に設けられるが、切削刃７ａを中心に任意の角度に旋回しうるように設けられていてもよい。

従って、切削刃７ａが外管Ｐ１に穿孔し、その孔を広げた段階で、前記保護部材の先端を挿入して刃先保護部６６ｃを切削刃７ａの真下に配置し、その状態で外管Ｐ１を直線状または外管Ｐ１の軸線を中心にした周方向に任意角度あるいは３６０度移動させることで、外管の壁面を四角形に切り離したり、外管Ｐ１を軸線方向に切り分けていくことで内管Ｐ２を傷つけずに外管Ｐ１だけを切断することができる。
なお、本実施例では、回転装置８に周回ガイドレール６に掛け止められる摺動片部９１を設けたが、切削装置７に摺動片部を設けてもよい。
なお、本実施例で各ハンドルＨは、共通のネジに螺着して回転しうる共用のものを用いたが、それぞれ個別の寸法のものであってもよい。
その他、要するにこの発明の要旨を変更しない範囲で種々設計変更しうること勿論である。

１ 管体切断装置
２，３ 第１および第２環状枠体
４ 軸方向移動ガイド部材
５ 第３環状枠体
６ 周回ガイドレール
７ 切削装置
７ａ 切削刃
８ 回転装置
６５ 保護部材
Ｐ１ 外管（鋼管、鋳鉄管など）
Ｐ２ 内管（ＰＥ管）

Claims (3)

1. 樹脂製の内管を内蔵した金属製の外管と、
   該外管の軸心を中心にした周方向に外嵌した状態で、外管の軸方向に離間した位置で外管の壁面に固定される左右一対の第１および第２環状枠体と、
   該一対の環状枠体にそれぞれ固定され、外管の外側で外管の軸線方向に沿って外管と平行に配置された軸方向移動ガイド部材と、
   外管の軸心を中心にした周方向に外嵌した状態で外管の外壁面に固定される第３環状枠体に設けられて、外管の外周面と同心大径に形成された周回ガイド部材と、
   外管の周壁に穿孔乃至切断するための切削深度方向に昇降可能な切削刃を有し、前記軸方向移動ガイド部材にガイドされた状態で軸方向に移動しうる切削装置と、
   外管の外壁面上を、外管の軸線を中心とした周方向に移動可能な回転装置とからなり、
   該回転装置に前記切削装置を着脱可能に連結した状態で、回転装置または切削装置を前記周回ガイド部材にガイドされた状態で周回方向に移動しうることを特徴とする管体切断装置。
2. 前記第３環状枠体は、第１環状枠体およびまたは第２環状枠体を兼用するものであることを特徴とする請求項１に記載の管体切断装置。
3. 切削装置には、切削刃が内管に接しないように先端が切削刃と内管の間に挿入される保護部材が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の管体切断装置。

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