JP2815685B2

JP2815685B2 - 管内面研削装置

Info

Publication number: JP2815685B2
Application number: JP20109890A
Authority: JP
Inventors: 登始夫明坂
Original assignee: 株式会社イセキ開発工機
Priority date: 1990-07-31
Filing date: 1990-07-31
Publication date: 1998-10-27
Anticipated expiration: 2013-10-27
Also published as: JPH0487763A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、コンクリート製、プラスチック製等の管の
内面を研削するための装置に関する。

（従来の技術）従来、管の内面を研削するため、円盤状の砥石をその
中心軸線の周りに自転させかつ偏心軸線の周りに公転さ
せることができる研削装置がある（実公昭49−1830
2）。

（発明が解決しようとする課題）前記従来の研削装置によれば、自転する砥石の周面が
その公転中に管の内面に接し、これにより管の内面が研
削される。

ところで、例えば地中に埋設された既設管の内径拡
大、管の側部を貫通して管内に伸びる枝管の端部のよう
な突起の除去等を目的として管の内面を研削することが
あり、このような目的のためにする研削作業においては
研削量が膨大なものとなる。

前記従来の研削装置にあっては、砥石は単位時間当た
りの研削能力が小さく、また、消耗が激しいため、研削
を完了するまでに長時間を要し、また、砥石の頻繁な取
り替えを必要とする。

本発明の目的は、管の内径拡大、管内に伸びる枝管の
端部のような突起の除去のためにする管の内面の研削を
短時間で行なうことができる研削装置を提供することに
ある。

（課題を解決するための手段、発明の作用および効果）本発明に係る研削装置は、放射方向へ伸びかつ周方向
へ互いに間隔をおかれた複数の突出部を有する本体と、
前記本体に回転可能に支承された、偏心軸部を有する回
転軸と、前記本体の一端部に固定された、前記回転軸の
駆動手段と、前記本体と他端部側に配置されかつ前記回
転軸の偏心軸部にその軸線の周りに回転可能に取り付け
られた回転体と、前記回転体の周りに互いに間隔をおい
て配置されかつ前記回転体に固定された複数のカッタ
と、前記本体および前記回転体に設けられた互いに噛み
合う内歯車および外歯車であって前記回転軸の中心軸線
および前記偏心軸部の軸線の周りに回転可能である内歯
車および外歯車とを含む。

本発明によれば、前記駆動手段を作動させて前記回転
軸を回転させると、前記回転体とともに複数のカッタが
前記回転軸の中心軸線の周りに公転し、また、互いに噛
合する前記内歯車および外歯車のために前記カッタが前
記偏心軸部の軸線の周りに自転する。前記カッタは、該
カッタの公転力および自転力によって、前記カッタの公
転半径より小さい内径を有する管の内部において前記管
の内面に切削作用を及ぼすことができる。切削作用を及
ぼすとき、前記本体から伸びる複数の突出部が前記管の
内面に接して前記本体の回転を阻止する。前記カッタの
公転により、前記管の周方向における前記カッタの切削
作用位置が順次に変化し、また、前記自転により、切削
作用を及ぼすカッタが順次に交代する。その結果、前記
管の内面は各カッタの切削作用を順次に受けて掬い取ら
れるように研削される。このように、切削作用を及ぼす
カッタは常に一つであるため、カッタに付与すべき回転
力は比較的小さい。また、カッタは砥石に比べて、一時
に多量の研削が可能であり、管の内径の拡大、管内に伸
びる枝管の端部のような突起の除去等を短時間で行なう
ことができる。さらに、カッタは砥石に比べて摩耗が少
なく、したがって、取り替えの頻度は少ない。

本発明に係る研削装置は前記管内をその軸線方向に牽
引して移動させることができる。周方向に間隔をおかれ
た前記突出部は前記本体の回転に対する阻止能力が高
く、他方、軸線方向への阻止能力は低い。

各カッタに前記本体の側に向けられた面を有する刃先
を与えることにより、前記研削装置の移動方向前方すな
わち前記本体の側における前記管の未研削の内面を前記
本体の案内面としてその移動経路を前記管の軸線に沿っ
た正確なものとしつつ、前記移動方向における後方で前
記管の内面を研削することができる。この例は、特に、
前記管の内径の増大のためにする場合に適する。この場
合には、前記本体と前記カッタとの間に前記本体に向け
て前記回転体の回転方向へ螺線状に伸びる螺旋溝を設け
ることが望ましい。前記螺線溝は、研削装置の移動方向
前方へ飛び散る研削片を前記螺旋溝に沿って後方へ送る
作用をなし、これにより、研削装置の移動を阻害するお
それのある前記回転体と前記管との間への前記研削片の
堆積を防止することができる。

前記カッタの刃先は前記本体と反対の側に向けられた
面を有するものとすることができる。これによれば、前
記研削装置を前記本体から前記回転体の側へ向けて牽引
するとき、管の内面の研削が前記本体の移動方向前方で
行なわれるため、前記本体から放射方向に伸びる突出部
が前記管の内部の枝管端部に衝突することはなく、前記
枝管端部の除去のための円滑な研削が可能である。

前記突出部の少なくとも一つを液圧によって前記放射
方向へ移動可能とし、また、前記駆動手段を液圧モータ
で構成し、前記突出部と前記液圧モータとを同一の圧液
供給管に接続することができる。これによれば、前記カ
ッタに及ぼされる掘削抵抗すなわち前記回転軸の回転ト
ルクの増大に応じて前記本体の回転抵抗を高めることが
できる。

（実施例）第１図、第２図および第３図を参照すると、本発明に
係る研削装置10が、想像線で示すコンクリート製の管、
プラスチック製の管のような管Ｔの内面の研削のために
その内部に配置され、ロープやワイヤＷを介して管Ｔの
軸線方向（矢印方向）へ引張られて移動される。

研削装置10は、本体12と、本体12に回転可能に支承さ
れた回転軸14（第３図）と、回転軸14をその中心軸線の
周りに回転、駆動するための駆動手段16と、回転軸14に
取り付けられた回転体18と、回転体18に固定された、管
Ｔの内面に切削作用を及ぼすための複数のカッタ20とを
含む。

本体12は全体に円筒状を呈し、大きく分けて三つの部
分から成る。すなわち、基部22と、基部22から放射方向
すなわち管Ｔの内周面に向けて伸び、周方向へ互いに間
隔をおかれた複数の突出部24,26と、歯車形成部28とか
ら成る。

基部22には、その一端部に、複数のボルト29を介し
て、駆動手段16、図示の例では油圧モータのような液圧
モータが固定されており、回転軸14の中心軸線Ａ上を伸
びる液圧モータ14の出力軸30が回転軸14の一端部に設け
られた穴に挿入されかつキー32を介して接続されてい
る。基部22の一端部には、また、該一端部から回転軸14
の中心軸線Ａと平行に伸びる一対のロッド34が固定され
ている。両ロッド34の先端部は連結板36で相互に連結さ
れている。連結板36にはこれを貫通する孔に抜き挿し可
能のピン38を介してＵ字部材40が連結されている。Ｕ字
部材40に、研削装置10に引張力を与えるためのワイヤＷ
の一端が接続されている。基部22にはさらにその一端部
および頂部に開放しかつ基部22の軸線方向へ伸びる溝42
が設けられている。溝42には突出部24の一部が受け入れ
られている。

前記複数の突出部はその全てが本体12と一体をなすよ
うに形成することができる。しかし、図示の例のよう
に、少なくとも一つの突出部24を本体12とは別の部材で
形成しかつこれを放射方向へ可動とするとともに、残り
の突出部26、例えば一対の突出部26を基部22と一体に形
成することが望ましい。これにより、研削装置10を、種
々の内径を有する管Ｔに適合させることができる。一の
可動の突出部24と、一対の突出部26とは、基部22の横断
面でみて互いに120度の角度を成している。図示の例で
は、さらに、突出部26と同様の一対の突出部27が、歯車
形成部28と一体に、一対の突出部26と同じ角度位置に設
けられている。各突出部24,26,27の放射方向における端
面は、任意の半径を有する円筒面あるいは平面の一部か
ら成る。各突出部24,26,27の幅寸法または周方向長さ寸
法は、本体12の軸線方向における長さ寸法に比べて小さ
い。前記幅寸法を比較的小さいものとすることにより、
各突出部24,26,27が管Ｔの内面に接するときに生じる摩
擦力に関して、管Ｔの周方向には大きくまた管Ｔの軸線
方向には小さいものとすることができる。

第４図に示すように、基部22の溝42に受け入れられた
突出部24は、その両側方に配置された一対の取付部材44
および該取付部材を経て基部22にねじ込まれた複数のボ
ルト46を介して基部22に取り付けられている。突出部24
および各取付部材44には、前記放射方向へ互いに間隔を
おいて相対する段部48,50がそれぞれ設けられており、
突出部24はその段部48が取付部材44の段部50に突き当た
るまで前記放射方向へ移動可能である。

突出部24には、その内部を、長手方向（前記軸線方
向）に伸びる通路52が設けられている。突出部24の一端
に開放する通路52は、突出部24の他端に至る手前で終端
している。突出部24には、また、その長手方向に間隔を
おいて一対の穴54が設けられている。各穴54は、突出部
24の前記放射方向における内方端（第３図および第４図
において下端）で開放しかつ通路52と連通しており、ま
た、通路52の直径より大きい直径を有する。各穴54に
は、その一部を占めるプラグ56が圧入されている。

突出部24は、通路52に圧液を供給することにより、前
記放射方向へ移動させることができる。通路52に供給さ
れた前記圧液は、プラグ56を反力支持体として突出部24
に対して前記放射方向外方に圧力を及ぼす。前記圧液の
供給のため、第１図および第２図に示すように、圧液モ
ータ16に接続された可撓性の圧液供給管58に設けられた
分岐部59から分岐して伸びる分岐管60が突出部24に接続
され、通路52に連通している。これによれば、突出部24
の通路52に供給される圧液の圧力が、液圧モータ16に供
給される圧液の圧力の大きさに対応して増減する。した
がって、液圧モータ16の出力すなわち回転軸14の負荷の
増減またはカッタ20の切削抵抗の増減に応じて、突出部
24が管Ｔに及ぼす圧力が変化する。その結果、カッタ20
の切削抵抗に対応した、管Ｔに対する本体12の回転抵抗
を得ることができる。圧液モータ16を駆動するために圧
液供給管58から液圧モータ16に供給された圧液は、液圧
モータ16に接続された圧液排出管61を介して排出され
る。なお、前記駆動手段は、前記圧液モータに代えて、
例えば電動モータを用いることができる。

歯車形成部28は、複数のボルト62を介して基部22の他
端部に固定されている。歯車形成部28は、基部22と反対
側に小径の端部64を有し、端部64の外周に複数の歯車す
なわち外歯車66が設けられている。外歯車66のピッチ円
の中心は中心軸線Ａ上にあり、その一部が、回転体18に
設けられた後記内歯車と互いに噛み合っている。

一対のころ軸受68を介して本体の基部22および歯車形
成部28において支承された回転軸14は、歯車形成部28か
ら突出しかつ回転体18を経て伸びる偏心軸部70を有す
る。回転体18は、大径の円筒面を有する一端部と小径の
円筒面を有する他端部とから成り、前記一端部および他
端部において、一対のころ軸受72を介して偏心軸部70に
その軸線（偏心軸線）Ｂの周りに回転可能に取り付けら
れている。したがって、回転軸14が回転するとき、回転
体18はころ軸受72とともに回転軸の中心軸線Ａの周りに
回転すなわち公転する。また、回転体18の前記一端部の
内周面に内歯車74が設けられている。内歯車74の歯数は
外歯車66の歯数より多く、また、内歯車74のピッチ円の
中心は偏心軸線Ｂ上にある。このことから、回転体18が
公転するとき、内歯車74の一部が外歯車66の一部と噛み
合い、また、外歯車66は静止しているため、回転体18が
偏心軸線Ｂの周りに回転すなわち自転する。このときの
自転速度は、公転速度より小さい。公転速度より大きい
自転速度を得るには、図示の例とは逆に、歯車形成部28
に内歯車をまた回転体18に外歯車を設ければよい。回転
体18は、その自転速度がその公転速度より小さいものに
設定されるとき、この逆に設定する場合に比べて大きい
トルクを発生する。

複数のカッタ20は、回転体18の前記小径の他端部の周
囲に配置されかつこれに複数のボルト75で固定された環
状体76の周面に周方向へ互いに間隔をおいて配置されか
つ環状体76に固定されている。各カッタ20の刃先は、第
１図、第２図および第５図から見て取れるように、回転
体18または環状体76の周方向すなわち回転体18の回転方
向（第５図に示す矢印方向）に向けられた面78と、本体
12の側に向けられた面80とを有する。

第１図〜第５図に示す研削装置10は、特に、管Ｔの内
径の拡大を目的として行なう管内面の研削に適し、その
適用のため、未研削の管Ｔの内径より大きい公転半径を
有する。前記公転半径は、研削によって拡大された後に
おける管Ｔの内径に等しい。管Ｔの内面の研削は、研削
装置10を管Ｔ内で第２図に示す矢印方向（左方向）に移
動させかつカッタ20を第５図に示す矢印方向（反時計方
向）に公転および自転をさせながら行なう。各カッタ20
の刃先が二つの面78,80を有するため、管Ｔはその半径
方向および研削装置の進行方向に向けて研削される。回
転体18とともに公転および自転をする複数のカッタ20
は、その各々が、順次に管Ｔの内面に対して切削作用を
及ぼす。各カッタ20の切削作用のために、管Ｔはその内
面の一部が掬い取られまたは抉り取られる。回転体18の
公転は任意のカッタ20の管Ｔに対する周方向位置を変化
させ、また、回転体18の自転は切削作用を及ぼすカッタ
20を交代させる。複数のカッタ20は、その全部が一斉に
ではなく、その各々が順次に切削作用を及ぼすため、切
削抵抗は小さい。したがって、前記切削抵抗に対抗する
反力もまた小さく、前記したような突出部24,26,27をも
って所要の反力を得ることができる。回転に対する比較
的小さい反力を与える突出部24,26,27は、また、管Ｔに
対する軸線方向への抵抗もまた小さい。このため、研削
装置10を小さい力で牽引することができる。さらに、前
記反力を与える突出部24,26,27がカッタ20に先行するた
め、突出部24,26,27は未研削の平滑な周面に沿って案内
され、これにより、回転軸の中心軸線Ａがほぼ管Ｔの軸
線上に維持され、管Ｔをその肉厚がほぼ一定になるよう
に研削することができる。

削り取られた破片Ｚは研削装置10の後方に取り残さ
れ、研削終了後、例えば水を噴射させて管内から除去す
ることができる。

ところで、研削中、前記破片がカッタ20の前方すなわ
ちカッタ20と本体12との間に飛び散り、これが回転体18
と管Ｔとの間に堆積して研削装置10の移動を阻害しない
ように、回転体18のカッタ20と本体12との間の部分に螺
旋溝82が設けられている。螺線溝82は回転体18の回転方
向へ本体12に向けて伸びている。このため、回転体18の
回転中、螺旋溝82に飛び込む前記破片は螺旋溝82を経て
後方へ送られる。また、回転体18の軸線方向への緩衝の
ために、本体の歯車形成部28の大径の一端部81に設けら
れた穴に前記軸線方向に伸びるコイルばね83が配置さ
れ、また、一端部81にその軸線方向に滑動可能に嵌合さ
れたコイルばね83に接するリング85に回転体18の一端部
が当接されている。

なお、必要に応じて、研削装置10をその牽引方向と反
対の方向へ移動させることができるように、回転体18か
ら突出する回転軸14の他端部84に、一対のころ軸受86を
介して、その周りに回転可能に端部材88が取り付けられ
ている。回転軸の他端部84の軸線は中心軸線Ａに等し
い。端部材88はその先端に、ロープ、ワイヤＷ（第６
図）等を通すＵ字部材40（第６図）の連結のためのピン
38（第６図）を通すことができる穴を有するブラケット
90が設けられている。

次に、第６図および第７図を参照すると、管Ｔにその
側部で接続され、管Ｔの内部に終端する枝管Ｓの端部の
ような突起を除去するのに適する研削装置100が示され
ている。

研削装置100は、突出部24,26,27が第１図〜第５図に
示す例におけるより大きい放射方向長さを有すること、
カッタ20の公転半径が管Ｔの半径に等しいかまたはこれ
よりわずかに大きいこと、カッタ20の刃先が、本体12の
側ではなく本体12と反対の側すなわち端部材88の側へ向
けられた面102を有すること、および、前記螺旋溝が設
けられていないことを除き、研削装置10と同じ構成を有
する。説明の重複を避けるため、研削装置100の主要部
に、研削装置10の説明に用いたと同じ符号を付すに止め
る。

この研削装置100は、カッタ20を公転および自転させ
る間に、端部材90に連結されたワイヤＷで図上において
右方に牽引される。カッタ20の刃先がその回転方向に向
けられた面78と、牽引方向に向けられた面102とを有す
ることから、管Ｔの内面の一部を成す枝管Ｓの端部を管
Ｔ本来の内面に沿って切削し、これを除去することがで
きる。切削破片Ｚは研削装置100の進行方向後方に残
り、これは、研削の終了後、水を管Ｔ内に噴出させて取
り除くことができる。

いずれの例においても、管Ｔの内面の研削を行なう
際、研削装置に対しては比較的小さい牽引力を付与すれ
ば足りる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明に係る研削装置の平面図お
よび正面図、第３図および第４図はそれぞれ第１図の線
３−３および線４−４に沿って得た縦断面図および横断
面図、第５図は右側面図、第６図および第７図は他の研
削装置の例の第３図および第４図と同様の縦断面図およ
び横断面図である。 10,100:研削装置、12:本体、 14:回転軸、16:液圧モータ（駆動手段）、 18:回転体、20:カッタ、 24,26,27:突出部、 58,60:圧液供給管、 66,74:外歯および内歯、 78,80,102:刃先面、 82:螺旋溝、90:端部材。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】放射方向へ伸びかつ周方向へ互いに間隔を
おかれた複数の突出部を有する本体と、前記本体に回転
可能に支承された、偏心軸部を有する回転軸と、前記本
体の一端部に固定された、前記回転軸の駆動手段と、前
記本体の他端部側に配置されかつ前記回転軸の偏心軸部
にその軸線の周りに回転可能に取り付けられた回転体
と、前記回転体の周りに互いに間隔をおいて配置されか
つ前記回転体に固定された複数のカッタと、前記本体お
よび前記回転体に設けられた互いに噛み合う内歯車およ
び外歯車であって前記回転軸の中心軸線および前記偏心
軸部の軸線の周りに回転可能である内歯車および外歯車
とを含む、管内面研削装置。
【請求項２】各カッタは、前記回転体の回転方向に向け
られた面と、前記本体の側に向けられた面とを有する刃
先を備える、請求項（１）に記載の管内面研削装置。
【請求項３】各カッタは、前記回転体の回転方向に向け
られた面と、前記本体と反対の側に向けられた面とを有
する刃先を備え、また、前記回転体から突出する前記回
転軸の端部にその周りに回転可能の端部材が取り付けら
れている、請求項（１）に記載の管内面研削装置。
【請求項４】前記回転体は、前記本体と前記カッタとの
間に設けられた螺旋溝であって前記本体に向けて前記回
転体の回転方向へ螺線状に伸びる螺旋溝を有する、請求
項（１）に記載の管内面研削装置。
【請求項５】前記突出部の少なくとも一つが液圧によっ
て前記放射方向へ移動可能であり、また、前記駆動手段
が液圧モータから成り、液圧作動の前記突出部と前記液
圧モータとは同一の圧液供給管に接続されている、請求
項（１）に記載の管内面研削装置。