JP2020168690A - Interior type pipe cutting device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、パイプの内側に搬入して該パイプを内側から切断するためのパイプ内装式パイプ切断装置に関するものである。 The present invention relates to a pipe-internal pipe cutting device for carrying into a pipe and cutting the pipe from the inside.
従来、海底に敷設されたパイプ(パイプライン)や、地中に埋設されたパイプを撤去作業等のために切断するにあたっては、外装式のパイプ切断装置をパイプの外周に装着してバイト(切削工具)をパイプ回りに旋回させ、該バイトが前記パイプの周囲を一周旋回する毎にラチェット機構を介し間欠的に前記バイトを前記パイプの半径方向内側へ送り出し、前記バイトが旋回を繰り返すうちに段階的に深く前記パイプの外周を切削していって最終的に切断に到るようにしている。 Conventionally, when cutting a pipe (pipeline) laid on the seabed or a pipe buried in the ground for removal work, etc., an external pipe cutting device is attached to the outer circumference of the pipe and a bite (cutting) is performed. The tool) is swiveled around the pipe, and each time the cutting tool swirls around the pipe, the cutting tool is intermittently sent inward in the radial direction of the pipe via a ratchet mechanism, and the step is performed while the cutting tool repeatedly swirls. The outer circumference of the pipe is cut deeply to finally reach the cutting.
尚、この種の外装式のパイプ切断装置に関連する先行技術文献情報としては下記の特許文献1等がある。
The following
しかしながら、斯かる従来のパイプ切断装置においては、パイプの切断箇所の周囲に外装式のパイプ切断装置を装着させてバイトを旋回させるための作業空間を確保する必要があり、前記パイプの切断箇所の周囲を掘り下げて土砂を大量に撤去しなければならなかったため、大幅なコストの高騰と作業時間の増加を招いてしまうという課題があった。 However, in such a conventional pipe cutting device, it is necessary to mount an external pipe cutting device around the cutting portion of the pipe to secure a working space for turning the bite, and the cutting portion of the pipe Since it was necessary to dig into the surrounding area and remove a large amount of earth and sand, there was a problem that the cost would rise significantly and the working time would increase.
また、前記バイトが前記パイプの周囲を一周旋回する毎に、その一周分の切削量に相当する押し込み量が前記バイトに一度に付与されることになるため、該バイトの送り出し直後の切削開始時に大きな衝撃が前記バイトに加わり、該バイトの耐久性に悪影響を及ぼす虞れがあった。 Further, every time the cutting tool makes a round turn around the pipe, a pushing amount corresponding to the cutting amount for the one turn is given to the cutting tool at a time, so that at the start of cutting immediately after the cutting tool is fed out. A large impact may be applied to the cutting tool, which may adversely affect the durability of the cutting tool.
本発明は上述の実情に鑑みてなしたもので、従来と比較してコストの削減と作業時間の短縮を図ることが可能でバイト等の切削工具の耐久性についても向上し得る内装式パイプ切断装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is possible to reduce the cost and the working time as compared with the conventional case, and it is possible to improve the durability of cutting tools such as cutting tools. The purpose is to provide the device.
本発明は、パイプの内側に搬入して該パイプを内側から切断する内装式パイプ切断装置であって、前記パイプの内周面に反力を取ることで自身の中心軸を前記パイプの軸心と同心状に位置決めし得る固定ユニットと、該固定ユニットの中心軸を旋回軸として旋回し得るよう前記固定ユニットに直列に連結された旋回ユニットとから成り、前記固定ユニットに、該固定ユニットの中心軸から放射方向の三方向以上に向け相互に連動して均等に進退動するクランプ部材を等間隔で備え、前記旋回ユニットには、前記パイプの内周面を切削する切削工具を前記旋回ユニットの旋回と連動して連続的に送り出す送り出し機構を備えたことを特徴とするものである。 The present invention is an internal pipe cutting device that carries into the inside of a pipe and cuts the pipe from the inside, and by applying a reaction force to the inner peripheral surface of the pipe, its own central axis is set to the axis of the pipe. It consists of a fixed unit that can be positioned concentrically with the fixed unit and a swivel unit that is connected in series to the fixed unit so that it can swivel around the central axis of the fixed unit as a swivel axis. Clamp members that move in and out evenly in three or more directions from the axis to the radial direction are provided at equal intervals, and the swivel unit is equipped with a cutting tool for cutting the inner peripheral surface of the pipe. It is characterized by having a delivery mechanism that continuously sends out in conjunction with turning.
而して、パイプの切断作業を行うに際しては、該パイプの内部における切断位置に内装式パイプ切断装置を搬入し、ここで各クランプ部材を相互に連動して均等に張り出させると、該各クランプ部材が前記パイプの内周面に圧接し、前記固定ユニットの中心軸が前記パイプの軸心と同心状に位置決めされるので、斯かる状態で旋回ユニットを旋回させると、該旋回ユニットも前記パイプの軸心と同心状に旋回することになり、この旋回ユニットの旋回に連動して連続的に切削工具が送り出されて前記パイプの内周面を徐々に深く切削し、前記切削工具が旋回を繰り返すうちに最終的に前記パイプが切断されることになる。 Therefore, when cutting the pipe, the internal pipe cutting device is carried into the cutting position inside the pipe, and the clamp members are interlocked with each other to be evenly projected. The clamp member is in pressure contact with the inner peripheral surface of the pipe, and the central axis of the fixed unit is positioned concentrically with the axial center of the pipe. Therefore, when the swivel unit is swiveled in such a state, the swivel unit also becomes said. The pipe will rotate concentrically with the axis of the pipe, and the cutting tool will be continuously sent out in conjunction with the rotation of the rotation unit to gradually and deeply cut the inner peripheral surface of the pipe, and the cutting tool will rotate. The pipe is finally cut while repeating the above.
また、本発明において、送り出し機構は、切削工具を抱持するホルダと、該ホルダを前記切削工具の旋回軌道の半径方向へ移動し得るよう係合保持して前記旋回ユニットに装備されたガイド部材と、前記ホルダの切削工具と干渉しない部位に先端部を螺合して該ホルダの移動方向と平行に延在し且つ基端部を軸心回りに回転し得るよう前記旋回ユニットに軸支されたスクリューロッドと、前記旋回ユニットの旋回動作からトルクを得て前記スクリューロッドに回転力として伝達するギヤトレインとを備えていることが好ましい。 Further, in the present invention, the feeding mechanism engages and holds the holder holding the cutting tool and the holder so as to be able to move in the radial direction of the turning trajectory of the cutting tool, and is equipped with a guide member in the turning unit. The tip is screwed into a portion of the holder that does not interfere with the cutting tool, extends parallel to the movement direction of the holder, and is pivotally supported by the swivel unit so that the base end can rotate about the axis. It is preferable to include a screw rod and a gear train that obtains torque from the turning operation of the turning unit and transmits it to the screw rod as a rotational force.
このようにすれば、旋回ユニットの旋回動作から得られたトルクがギヤトレインを介しスクリューロッドに回転力として伝達され、該スクリューロッドが軸心回りに回転することでホルダがガイド部材に案内されつつ移動し、切削工具が前記旋回ユニットの旋回と連動して連続的に送り出されることになり、しかも、前記旋回ユニットを逆向きに旋回させるだけで前記切削工具を前記送り出し機構の逆作動により簡便に引き込むことが可能となる。 In this way, the torque obtained from the turning operation of the turning unit is transmitted to the screw rod as a rotational force via the gear train, and the holder is guided to the guide member by rotating the screw rod around the axis. It moves and the cutting tool is continuously delivered in conjunction with the rotation of the swivel unit, and moreover, the cutting tool can be easily fed by the reverse operation of the feeding mechanism simply by swiveling the swivel unit in the opposite direction. It becomes possible to pull in.
更に、本発明において、固定ユニット及び旋回ユニットは、夫々の中心軸及び旋回軸から放射方向の三方向以上に向け張り出し且つその先端部に走行輪を装備したガイドアームを等間隔で備え、全てのクランプ部材を張り出してパイプの内周面に圧接させた状態で前記全てのガイドアームの走行輪が前記パイプの内周面から浮上支持されるように構成されていると良い。 Further, in the present invention, the fixed unit and the swivel unit are all provided with guide arms projecting from their respective central axes and swivel axes in three or more directions in the radial direction and equipped with traveling wheels at their tip portions at equal intervals. It is preferable that the traveling wheels of all the guide arms are floated and supported from the inner peripheral surface of the pipe in a state where the clamp member is projected and pressed against the inner peripheral surface of the pipe.
このようにすれば、パイプの内部における切断位置まで内装式パイプ切断装置を搬入するにあたり、下方へ向かう一部のガイドアームにより固定ユニット及び旋回ユニットを支え且つ残りのガイドアームにより転倒防止を図りながら、各走行輪の転動により固定ユニット及び旋回ユニットを円滑に切断位置まで搬入することが可能となり、しかも、前記切断位置で全てのクランプ部材を張り出してパイプの内周面に圧接した状態とすることにより、前記全てのガイドアームの走行輪を前記パイプの内周面から浮上支持させて前記旋回ユニットを支障なく旋回させることが可能となる。 In this way, when the internal pipe cutting device is carried to the cutting position inside the pipe, the fixing unit and the swivel unit are supported by a part of the downward guide arms, and the remaining guide arms prevent the pipe from tipping over. The rolling of each traveling wheel makes it possible to smoothly carry the fixed unit and the swivel unit to the cutting position, and at the cutting position, all the clamp members are projected and pressed against the inner peripheral surface of the pipe. As a result, the traveling wheels of all the guide arms can be floated and supported from the inner peripheral surface of the pipe, and the swivel unit can be swiveled without any trouble.
上記した本発明の内装式パイプ切断装置によれば、下記の如き種々の優れた効果を奏し得る。 According to the internal pipe cutting device of the present invention described above, various excellent effects can be obtained as described below.
(I)本発明の請求項1に記載の発明によれば、パイプを内側から切断する内装式パイプ切断装置としているので、前記パイプの切断箇所の周囲に作業空間を確保しなくて済み、該パイプの切断箇所の周囲を掘り下げて土砂を大量に撤去する作業を回避することができて、従来よりもコストの削減と作業時間の短縮を図ることができ、しかも、切削工具を旋回ユニットの旋回と連動して連続的に送り出すことができるので、従来の如き大きな衝撃が切削工具に加わることを未然に回避することができて、該切削工具の耐久性を著しく向上することができる。
(I) According to the invention according to
(II)本発明の請求項2に記載の発明によれば、旋回ユニットの旋回と連動した切削工具の連続的な送り出し機構を簡易な構造で実現することができると共に、前記旋回ユニットを逆方向に旋回させるだけで前記切削工具の引き込みを行うこともでき、これによりパイプの切断作業の中断時等に前記切削工具を簡便に前記パイプの内周面から離脱させて内装式パイプ切断装置を搬出可能な状態に戻すことができる。
(II) According to the invention according to
(III)本発明の請求項3に記載の発明によれば、一部のガイドアームにより固定ユニット及び旋回ユニットを支え且つ残りのガイドアームにより転倒防止を図りながら前記固定ユニット及び旋回ユニットを円滑にパイプの内側の切断位置まで搬入することができ、しかも、クランプ部材の張り出しによる位置決め後に全てのガイドアームの走行輪を前記パイプの内周面から浮上支持させて前記旋回ユニットを支障なく旋回させることができる。 (III) According to the third aspect of the present invention, the fixed unit and the swivel unit can be smoothly supported by a part of the guide arms and the remaining guide arms can prevent the fixed unit and the swivel unit from tipping over. It can be carried to the cutting position inside the pipe, and after positioning by overhanging the clamp member, the traveling wheels of all the guide arms are lifted and supported from the inner peripheral surface of the pipe to rotate the swivel unit without any trouble. Can be done.
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1〜図5は本発明を実施する形態の一例を示すもので、図中1はパイプ2の内側に搬入して該パイプ2を内側から切断する内装式パイプ切断装置を示し、前記パイプ2の内周面に反力を取ることで自身の中心軸を前記パイプ2の軸心と同心状に位置決めし得る固定ユニット3と、該固定ユニット3の中心軸を旋回軸として旋回し得るよう前記固定ユニット3に直列に連結された旋回ユニット4とにより構成されている。
1 to 5 show an example of an embodiment of the present invention, and FIG. 1 shows an internal pipe cutting device that carries the
ここで、図1及び図2に示されている通り、前記固定ユニット3は、前部フレーム5と後部フレーム6とに分割して構成され、該後部フレーム6の胴部に前部フレーム5の胴部がテレスコピック状に摺動自在に嵌挿されており、前記後部フレーム6の胴部後面に装備した油圧シリンダ7により前記前部フレーム5の胴部を前後方向(パイプ2の軸心方向)に進退動し得るようにしてある。
Here, as shown in FIGS. 1 and 2, the
また、前記後部フレーム6の胴部には、その周方向に等間隔で配置された四ヶ所に一対のガイド板8(図3参照)が立設されており、この四ヶ所における各ガイド板8相互の隙間にクランプ部材9が摺動自在に挟持される一方、該クランプ部材9が前部フレーム5の前方位置に装備した円盤状のベースプレート10の後面外周部にガイドブロック11を介して連結されている。
Further, on the body of the
この際、クランプ部材9とガイドブロック11とは、前記クランプ部材9側の長穴12と前記ガイドブロック11側のガイドピン13との係合により連結されるようになっていて、前記固定ユニット3の中心軸から放射方向の四方向に向けた前記クランプ部材9の変位を許容し得るようにしてある。
At this time, the
しかも、前記クランプ部材9の前記各ガイド板8と重複する部位には、固定ユニット3の後方に向かうにつれて中心軸から徐々に離間するよう傾斜したスリット14が形成されており、該スリット14を貫通してガイドピン15により前記クランプ部材9と前記各ガイド板8とが締結され、前記油圧シリンダ7により前部フレーム5の胴部を後部フレーム6の胴部に対し出没させて前記クランプ部材9のスリット14における前記ガイドピン15の相対的な位置を変更することにより、全てのクランプ部材9が相互に連動して均等に放射方向へ進退動するようにしてある。
Moreover, a
即ち、図4の下半分に示すように、前記油圧シリンダ7により前部フレーム5の胴部を後部フレーム6の胴部に引き込んで前記クランプ部材9のスリット14の前方に前記ガイドピン15を相対的に寄せることで全てのクランプ部材9が相互に連動して均等に放射方向に進出し、図4の上半分に示すように、前記油圧シリンダ7により前部フレーム5の胴部を後部フレーム6の胴部から押し出して前記クランプ部材9のスリット14の後方に前記ガイドピン15を相対的に寄せることで全てのクランプ部材9が相互に連動して均等に反放射方向に後退するようになっている。
That is, as shown in the lower half of FIG. 4, the body of the front frame 5 is pulled into the body of the
更に、前記固定ユニット3に直列に連結される旋回ユニット4は、図2に示す如き八角形状の旋回プレート16を主構造として備え且つ該旋回プレート16と前記前部フレーム5のベースプレート10との間が前記固定ユニット3の中心軸と同心状に配置された旋回リング17を介して旋回可能に連結されている。
Further, the
前記旋回リング17は、インナーレース17aとアウターレース17bとの間に転動体17cを転動自在に抱持した構造を成し、前記インナーレース17aと前記アウターレース17bとが相互に低摩擦で相対回転できるようになっており、前記インナーレース17aが前記旋回プレート16の後面外周に固定され且つ前記アウターレース17bが前記ベースプレート10の前面外周に固定されている。
The
また、前記インナーレース17aの内周面には、全周に亘りギヤ歯17dが形成されるようになっており、該ギヤ歯17dに噛合するピニオン18aが前記ベースプレート10側に装備された油圧モータ18により駆動されるようにしてある。
Further,
ここで、固定ユニット3及び旋回ユニット4には、夫々の中心軸及び旋回軸から放射方向の三方向以上(図示では四方向)に向け張り出し且つその先端部に走行輪19を装備したガイドアーム20が等間隔で備えられており、全てのクランプ部材9を張り出してパイプ2の内周面に圧接させた状態で前記全てのガイドアーム20の走行輪19が前記パイプ2の内周面から浮上支持されるようになっている。
Here, the fixed
より具体的には、特に図2及び図3に示されている通り、前記旋回ユニット4における旋回プレート16の前面外周と、前記固定ユニット3における後部フレーム6の後端外周とに、四本のガイドアーム20が十文字に配置されて前記パイプ2の内径よりも僅かなクリアランス分だけ小さな外径範囲まで到達するように配設されており、下方へ向かう一部のガイドアーム20により固定ユニット3及び旋回ユニット4を支え且つ残りのガイドアーム20により転倒防止を図りながら前記パイプ2の内側を搬送できるようにしてある。
More specifically, as shown in FIGS. 2 and 3, four lines are formed on the front outer circumference of the
更に、前記旋回ユニット4には、前記パイプ2の内周面を切削するバイト21(切削工具)を前記旋回ユニット4の旋回と連動して連続的に送り出す送り出し機構35が備えられており、この送り出し機構35は、バイト21を抱持するホルダ22と、該ホルダ22を前記バイト21の旋回軌道の半径方向へ移動し得るよう係合保持して前記旋回ユニット4の旋回プレート16前面に装備されたガイド部材23と、前記ホルダ22における旋回中心寄りの端部にL字形に形成された部位(バイト21と干渉しない部位)に雌ねじ部材24を介し先端部を螺合して前記ホルダ22の移動方向と平行に延在し且つ基端部を軸心回りに回転し得るよう前記旋回ユニット4の旋回プレート16前面中央で軸支されたスクリューロッド25と、前記旋回ユニット4の旋回動作からトルクを得て前記スクリューロッド25に回転力として伝達するギヤトレイン26とを備えている。
Further, the
ここで、図1及び図4、図5に示す如く、前記ギヤトレイン26は、前記固定ユニット3における前部フレーム5の胴部前端の中央に固定された回転不可のピニオン27に対し、前記旋回ユニット4の旋回プレート16後面に軸支されたギヤ28が噛合しており、油圧モータ18により旋回ユニット4が旋回動作することで前記ピニオン27に噛合した前記ギヤ28が回転駆動され、これにより得られたトルクがベベルギヤボックス29を介し直角方向へ転換されて前記スクリューロッド25に伝達されるようになっている。
Here, as shown in FIGS. 1, 4, and 5, the
尚、前記ベベルギヤボックス29の入力軸29aには、前記ギヤ28と同軸のピニオン30と噛合するギヤ31が外嵌装着され、前記ベベルギヤボックス29の出力軸29bには、前記スクリューロッド25がカップリング32を介して連結されており、前記ベベルギヤボックス29の内部では、前記入力軸29aのかさ歯車33と前記出力軸29bのかさ歯車34との噛合によりトルクの伝達方向が直角方向に転換されるようになっている。
A
このような内装式パイプ切断装置1を用いてパイプ2の切断作業を行うにあたり、該パイプ2の内部における切断位置まで内装式パイプ切断装置1を搬入する必要があるが、下方へ向かう一部のガイドアーム20により固定ユニット3及び旋回ユニット4を支え且つ残りのガイドアーム20により転倒防止を図りながら、各走行輪19の転動により固定ユニット3及び旋回ユニット4を円滑に切断位置まで搬入することが可能となる。
When cutting the
そして、前記パイプ2の内部における切断位置にて油圧シリンダ7により前部フレーム5の胴部を後部フレーム6の胴部に引き込むと、クランプ部材9のスリット14の前方にガイドピン15が相対的に寄せられ、全てのクランプ部材9が相互に連動して均等に放射方向に進出して張り出し、該各クランプ部材9が前記パイプ2の内周面に圧接して固定ユニット3の中心軸が前記パイプ2の軸心と同心状に位置決めされることになり、しかも、前記全てのガイドアーム20の走行輪19が前記パイプ2の内周面から浮上支持される結果、前記旋回ユニット4を支障なく旋回させることが可能となる。
Then, when the body portion of the front frame 5 is pulled into the body portion of the
斯かる状態で油圧モータ18によりピニオン18aを回転駆動してギヤ歯17dを介し旋回ユニット4を旋回させると、該旋回ユニット4が前記パイプ2の軸心と同心状に旋回される一方、前部フレーム5の胴部前端のピニオン27に噛合したギヤ28が回転駆動され、これにより得られたトルクがベベルギヤボックス29を介し直角方向へ転換されて前記スクリューロッド25に伝達され、該スクリューロッド25が軸心回りに回転することでホルダ22がガイド部材23に案内されつつ移動し、バイト21が前記旋回ユニット4の旋回と連動して連続的に送り出され、このバイト21が前記パイプ2の内周面を徐々に深く切削し、旋回を繰り返すうちに最終的に前記パイプ2が切断されることになる。
In such a state, when the
尚、前記パイプ2の切断過程で何らかの支障が生じて切断作業を中断する場合には、油圧モータ18によりピニオン18aを逆転駆動してギヤ歯17dを介し旋回ユニット4を逆向きに旋回させれば良く、そのようにすれば、前記旋回ユニット4の逆向きの旋回に連動して前記バイト21が引き込まれ、該バイト21を前記パイプ2の内周面から離脱させて内装式パイプ切断装置1を搬出可能な状態に戻すことが可能となる。
If some trouble occurs in the cutting process of the
従って、上記形態例によれば、パイプ2を内側から切断する内装式パイプ切断装置1としているので、前記パイプ2の切断箇所の周囲に作業空間を確保しなくて済み、該パイプ2の切断箇所の周囲を掘り下げて土砂を大量に撤去する作業を回避することができて、従来よりもコストの削減と作業時間の短縮を図ることができ、しかも、バイト21を旋回ユニット4の旋回と連動して連続的に送り出すことができるので、従来の如き大きな衝撃がバイト21に加わることを未然に回避することができて、該バイト21の耐久性を著しく向上することができる。
Therefore, according to the above embodiment, since the internal
また、特に本形態例の場合には、旋回ユニット4の旋回と連動したバイト21の連続的な送り出し機構35を簡易な構造で実現することができると共に、前記旋回ユニット4を逆方向に旋回させるだけで前記バイト21の引き込みを行うこともでき、これによりパイプ2の切断作業の中断時等に前記バイト21を簡便に前記パイプ2の内周面から離脱させて内装式パイプ切断装置1を搬出可能な状態に戻すことができる。
Further, particularly in the case of this embodiment, the
更に、一部のガイドアーム20により固定ユニット3及び旋回ユニット4を支え且つ残りのガイドアーム20により転倒防止を図りながら前記固定ユニット3及び旋回ユニット4を円滑にパイプ2の内側の切断位置まで搬入することができ、しかも、クランプ部材9の張り出しによる位置決め後に全てのガイドアーム20の走行輪19を前記パイプ2の内周面から浮上支持させて前記旋回ユニット4を支障なく旋回させることができる。
Further, the fixed
尚、本発明の内装式パイプ切断装置は、上述の形態例にのみ限定されるものではなく、一台の固定ユニットに複数の旋回ユニットが連結されていても良いこと、また、切削工具はバイト以外にも回転カッター等を適宜に選定し得ること、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。 The internal pipe cutting device of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and a plurality of swivel units may be connected to one fixed unit, and the cutting tool is a cutting tool. Of course, other than that, a rotary cutter or the like can be appropriately selected, and various changes can be made without departing from the gist of the present invention.
1 内装式パイプ切断装置
2 パイプ
3 固定ユニット
4 旋回ユニット
5 前部フレーム
6 後部フレーム
9 クランプ部材
19 走行輪
20 ガイドアーム
21 バイト(切削工具)
22 ホルダ
23 ガイド部材
25 スクリューロッド
26 ギヤトレイン
35 送り出し機構
1 Internal
22
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Cited By (4)
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