JP3428236B2 - 研磨機構付きカッター - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ホットタップ工法
などにより、穿孔機で本管を穿孔すると同時に、本管の
穿孔した内面を研磨することのできるカッターに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来公知のホットタップ工法は、本管の
管内を流れる流体の圧力を下げずに、本管から分岐管の
分岐取出しや、本管の遮断工事が可能な工法である。

【０００３】この工法は、次のようにして実施される。
すなわち、図４に示す上部フィッティング５２と下部フ
ィッティング５３からなるフィッティング５１を、図５
に示すように、本管５０を覆うようにして当接させ、各
接合部を、溶接５４して本管５０に取付ける。

【０００４】そうすると、フィッティング５１は本管５
０に密閉して取付けられる。次に、上部フィッティング
５２のフランジの上に、図６に示すゲートバルブ５９を
載せて、ボルトで結合して組み付ける。

【０００５】そして、前記ゲートバルブ５９の上に、さ
らに、図６に示す穿孔機６５をボルトで結合して組み付
ける。次に、ゲートバルブ５９のハンドル６０を回転さ
せて、ゲートバルブ５９を開ける。

【０００６】そして、穿孔機６５のカッター６６を駆動
軸６８で回転させながら降下させると、カッター６６
は、本管５０の上部を図６に示すように穿孔する。そし
て、本管５０の上部の穿孔が終ったら、カッター６６の
回転を停止させて、穿孔機６５の内部にカッター６６を
引上げて回収し、ゲートバルブ５９を閉じて、穿孔機６
５をゲートバルブ５９より取除く。

【０００７】そして、必要に応じ、図示してない公知の
装置により、本管５０内の切粉を取除く。次に、ゲート
バルブ５９の上に、図８に示すストッピングマシン７３
を、ストッパ７４がストッピングマシン７３内に内蔵さ
れた状態で取り付けて、ゲートバルブ５９を開く。

【０００８】そして、前記ストッピングマシン７３は、
上下摺動可能に設けた中心軸７５の下端に図７に示すス
トッパ７４を取付けて形成してあり、このストッパ７４
は、ストッピングマシン７３に内蔵された上部の位置か
ら、図８に示す下降位置に移動できるように形成してあ
る。

【０００９】そして、前記ストッパ７４は、図７に示す
ように中心軸７５の下端に取付けたヘッド７６を備えて
おり、このヘッド７６は板状に形成され、中央部に板状
に形成されたヨーク７７の一端部がピン７８で回動自在
に軸着してある。そして、前記ヘッド７６の下部は、ヨ
ーク７７が回動するとき、後記するゴムカップ７９がヘ
ッド７６の下部に引掛らないように、斜めに切欠いてあ
る。

【００１０】そして、前記ヨーク７７とローラ取付部８
０の間には、肉厚で円板状に形成されたゴムカップ７９
が一体的に結合され、ローラ取付部８０の先端部には、
ローラ８１が回転自在に設けてある。

【００１１】さらに、前記ヘッド７６には、図示してい
ない停止部が設けてあり、この停止部にヨーク７７の側
部が当接して、ヨーク７７がヘッド７６に対して、図７
に示すように、垂直でなく一方に傾いて停止するように
形成してある。

【００１２】そして、外部からストッピングマシン７３
の中心軸７５を操作して、図７に示すように、ヘッド７
６からヨーク７７が少し傾斜して垂下している状態で、
ストッパ７４を降下させると、ローラ８１が本管５０の
内底面に接触する。

【００１３】そこで、さらに、中心軸７５の降下を続け
ると、ヨーク７７がピン７８を中心にして回動し、ゴム
カップ７９が、図８に示す位置に近い位置となるように
本管５０の内面を閉鎖する方向に移動する。

【００１４】ここで、前記ゴムカップ７９は、本管５０
の内径より大きい外径に形成してある。そして、中心軸
７５の降下を、さらに、続行するとヘッド７６の先端が
本管５０の内底面に接触し、ゴムカップ７９が本管５０
の内面全体を密閉して閉鎖するようになっている。これ
で、本管５０内の流れは停止し、本管５０の遮断作業が
完了する。

【００１５】前記遮断の施工箇所を、図９に示すよう
に、本管５０の離れた２箇所に実施すれば、その施工箇
所の間の本管５０の流れは停止する。そして、前記施工
箇所の間の位置で、本管５０の分岐工事、取替え工事等
が可能となる。そして、前記分岐工事等が完了した後
は、ストッピングマシン７３の中心軸７５を上昇させて
ゴムカップ７９を、本管５０の内面より離脱させれば、
本管５０内の流れが復活する。

【００１６】そして、ストッパ７４をストッピングマシ
ン７３内に引上げて回収し、ゲートバルブ５９を閉じて
ストッピングマシン７３を、ゲートバルブ５９から外ず
す。さらに、図示してないが、ゲートバルブ５９に、公
知のプラグ締め機を取付けて、上部フィッティング５２
にプラグを取付ければ、ゲートバルブ５９を取外ずすこ
とができ、本管５０の内部の流体を漏洩させずに工事が
完了する。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】前記ホットタップ工法
による本管５０の穿孔においては、切削された本管５０
の穿孔面に切削傷８７が発生し、穿孔面が粗くなり、ス
トッパ７４のゴムカップ７９を本管５０内に挿入して本
管５０内の流れ止めるとき、切削傷８７でゴムカップ７
９に傷がつき、シール性能が劣化することがあった。

【００１８】すなわち、穿孔機６５においては、カッタ
ー６６と駆動源を結ぶ駆動軸６８が設けられている。そ
して、本管５０を穿孔するときは、長く伸びた駆動軸６
８で、駆動源から離れた位置にある本管５０を穿孔して
いる。

【００１９】前記の如く駆動源とカッター６６が離れて
いると、カッター６６の回転は不均一となり、本管５０
の穿孔面に図１１・１２に示すような切削傷８７がつ
き、穿孔面が粗くなるのである。図１２は図１１のＡＡ
断面を示したものである。

【００２０】さらに、カッター６６の刃先６７は図１０
に示す如く、一定のピッチに設けられているため、刃先
６７の動きはカッター６６が本管５０を穿孔し、一回転
する間に、切削→切削中止→切削→切削中止の繰り返し
をする断続切削をすることとなる。

【００２１】そして、一般に断続切削をすれば、表面加
工精度が低下するのが常であり、これによっても本管５
０の穿孔面が粗くなる。このようにして、粗くなった本
管５０の穿孔面には、本管５０の軸方向に添って切削傷
８７が発生するのである。

【００２２】そして、ゴムカップ７９を本管５０の内部
に挿入するとき、ゴムカップ７９は図１３に示す如く、
本管５０の穿孔面の切削傷８７を略直角に横切ってい
く。図１４はそのときの縦断面の端面図を示すものであ
る。そして、このときに、ゴムカップ７９の外周が損傷
し、シール不良が生じるのである。

【００２３】本発明は、前記事項に鑑みなされたもので
あり、ホットタップ工法などにより、本管を穿孔すると
き、本管内に挿入するストッパのゴムカップを損傷する
ような切削傷のない穿孔面に穿孔できるカッターとする
ことを課題とする。

【００２４】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、円筒状の
カッター本体１と、前記カッター本体１の下部に設けら
れ前記カッター本体１の下方に突出する切削刃２と、前
記切削刃２に設けられた切削用刃先３と、前記切削刃２
に設けられた研磨用砥粒４とを備え、前記切削用刃先３
は前記カッター本体１における回転方向の前部側に設け
られ、前記研磨用砥粒４は前記回転方向における前記切
削用刃先３よりも後部側に設けられ、前記研磨用砥粒４
の下端が前記切削用刃先３の下端と略同一の水平面上又
はそれよりも上方にあり、前記研磨用砥粒４の前記カッ
ター本体１における半径方向の外側部が、前記切削用刃
先３の前記半径方向における外側表面５より外側に突出
していることを特徴とする。

【００２５】第２の発明は、円筒状のカッター本体１
と、前記カッター本体１の下部に設けられ前記カッター
本体１の下方に突出する切削刃２と、前記切削刃２に設
けられた切削用刃先３と、前記切削刃２、２間に設けら
れた研磨専用刃１２と、前記研磨専用刃１２に設けられ
た研磨用砥粒４とを備え、前記切削用刃先３は前記カッ
ター本体１における回転方向の前部側に設けられ、前記
研磨用砥粒４は前記回転方向における前記切削用刃先３
よりも後部側に設けられ、前記研磨用砥粒４の下端が前
記切削用刃先３の下端と略同一の水平面上又はそれより
も上方にあり、前記研磨用砥粒４の前記カッター本体１
における半径方向の外側部が、前記切削用刃先３の前記
半径方向における外側表面５より外側に突出しているこ
とを特徴とする。

【００２６】そして、本発明の研磨機構付きカッター
も、カッター本体１の切削刃２に設けた切削用刃先３
で、本管５０を穿孔すると、本管５０の穿孔面に切削傷
８７が発生する。

【００２７】しかしながら、本発明は、切削刃２、又は
切削刃２・２間に設けた研磨専用刃１２に、研磨用砥粒
４を設け、この研磨用砥粒４は、半径方向（カッター本
体１の半径方向・以下同じ）の側部を、切削用刃先３の
半径方向の外側表面５より半径方向の側方に突出させて
設けてあるので、本管５０の穿孔面に発生した切削傷８
７は、研磨用砥粒４で研磨される。

【００２８】したがって、本管５０の穿孔面は滑らかに
なり、ホットタップ工法などにおいて本管５０内に挿入
するストッパ７４のゴムカップ７９を、損傷するような
切削傷８７のない穿孔面に形成できる。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下図に基づいて本発明の実施の
形態の説明をする。図１及び図２は、本発明の実施の一
形態の説明用の図である。

【００３０】この実施の形態の研磨機構付きカッター
は、鋼製の円筒状のカッター本体１を設け、このカッタ
ー本体１の上端部中央に駆動用軸６を立設してあり、こ
の駆動用軸６は、図示してない駆動源に接続するように
形成してある。

【００３１】このカッター本体１の下部には、下方に突
出する多数の切削刃２が設けてあり切削刃２の前部（回
転方向の）には、超硬合金で形成された切削用チップが
ろう付けされて、切削用刃先３を形成している。

【００３２】また、切削刃２の切削用刃先３を形成する
切削用チップの設けられた部分の後方には、切削用刃先
３を形成する切削用チップの後部に接して、研磨用砥粒
４が接着して設けてあるが、この研磨用砥粒４は、切削
用チップの近くで切削用チップに接しないようにして設
けることも可能である。

【００３３】そして、前記研磨用砥粒４は、下端が切削
用刃先３を形成する切削用チップの下端よりも上方とな
るようにして設けてあるが、この研磨用砥粒４は、下端
が切削用刃先３を形成する切削用チップの下端よりも下
方に突出しない、切削用刃先３を形成する切削用チップ
の下端と、研磨用砥粒４の下端が、略同一水平面上にあ
るように形成することも可能である。

【００３４】そして、前記研磨用砥粒４は、半径方向
（カッター本体１の半径方向）の側部を、切削用刃先３
を形成する切削用チップの半径方向（カッター本体１の
半径方向）の外側表面５より半径方向の側方に突出させ
て（図２の（ａ）（ｂ））設けたものである。

【００３５】前記実施の形態では、切削刃２に切削用チ
ップを設けて、これを切削用刃先３としているが、切削
用刃先３は、切削刃２に切削用チップを設けないで、切
削刃２の先端を切削用刃先３に形成することも可能であ
る。

【００３６】そして、切削刃２の先端を切削用刃先３に
形成する場合は、カッター本体１の研磨用砥粒４を設け
る部分を凹所に形成するとよい。この実施の形態の研磨
機構付きカッターで本管５０の上部を穿孔する場合に、
研磨機構付きカッターの外径が、本管５０の内径より小
径に形成された研磨機構付きカッターで、本管５０の上
部を穿孔する場合と、研磨機構付きカッターの外径が本
管５０の内径と略同一に形成された研磨機構付きカッタ
ーで、本管５０の上部を穿孔する場合がある。

【００３７】そして、前記いずれの場合にも、カッター
本体１で本管５０の上部を穿孔すると、穿孔面には、図
１１及び図１２に示される切削傷８７と同様の切削傷が
発生する。

【００３８】しかしながら、本管５０の穿孔面に切削傷
を発生させる切削用刃先３に続いて、研磨用砥粒４が穿
孔面を摺動し研磨する。そして、研磨機構付きカッター
の外径が、本管５０の内径より小径である場合には、カ
ッター本体１の切削用刃先３で、本管５０の上部を完全
に穿孔した後も、カッター本体１の下降を続けられるの
で、本管５０の穿孔面は、前面が研磨用砥粒４によって
研磨され、穿孔面は滑らかになる。

【００３９】一方、研磨機構付きカッターの外径が本管
５０の内径と略同一の場合には、カッター本体１が、本
管５０の上部の穿孔を完了したところで、穿孔を終わ
る。これは、そうしないと、カッター本体１で、本管５
０の下側の内面を切削することになるからである。

【００４０】したがって、研磨機構付きカッターの外径
が、本管５０の内径と略同一の場合には、研磨用砥粒４
の下端が、切削用刃先３の下端と略同一の水平面上にあ
るように形成し、切削用刃先３による穿孔の終了と共
に、研磨用砥粒４での穿孔面の研磨も完了できるように
する。

【００４１】図３は、別の実施の形態の説明用の図であ
り、以下先の実施の形態と同様の部分は同一の符号を用
い説明を一部省略した。この実施の形態は、円筒状のカ
ッター本体１の下部に、一定のピッチで多数の切削刃２
を設け、この切削刃２の間に一定のピッチで多数の研磨
専用刃１２を設けたものである。

【００４２】そして、切削刃２には切削用刃先３を形成
する切削用チップを設け、研磨専用刃１２には研磨用砥
粒４を設けてあり、研磨用砥粒４は、半径方向（カッタ
ー本体１の半径方向）の側部を、切削用刃先３の半径方
向の外側表面５より半径方向の側方に突出させて設けて
ある。

【００４３】そして、この研磨機構付きカッターは、研
磨用砥粒４の下端が、切削用刃先３の下端と略同一の水
平面上にあるように形成してあるが、この研磨用砥粒４
も、下端が切削用刃先３の下端より上方となるように設
けることもできるものである。

【００４４】

【発明の効果】本発明は、カッター本体１の切削刃２、
又は切削刃２・２間に設けた研磨専用刃１２に、研磨用
砥粒４を設け、この研磨用砥粒４の半径方向（カッター
本体１の半径方向以下同じ）の側部を、切削用刃先３の
半径方向の外側表面５より半径方向の側方に突出させて
設けたものである。

【００４５】したがって、本管５０を穿孔するとき、切
削用刃先３によって本管５０の穿孔面に発生する切削傷
は、切削用刃先３に続いて穿孔面を摺動する研磨用砥粒
４によって研磨され、本管５０の穿孔面は滑らかにな
る。よって、ホットタップ工法などにおいて、本管５０
内に挿入するストッパ７４のゴムカップ７９を、損傷す
るような切削傷のない穿孔面に形成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態のカッター本体の正面図

【図２】本発明の実施の一形態の切削刃を示す図で、
（ａ）は斜視図、（ｂ）は先端の端面図

【図３】本発明の別の実施の形態のカッター本体の正面
図

【図４】従来公知の手段に用いられるフィッティングの
斜視図

【図５】従来公知の手段に用いられる、本管にフィッテ
ィングを装着した斜視図

【図６】従来公知の手段に用いられる穿孔機の装着状態
を示す一部省略し一部断面とした図

【図７】従来公知の手段に用いられる、ストッパの側面
図

【図８】従来公知の手段に用いられる、ストッピングマ
シンの装着状態を示す一部省略し一部断面とした図

【図９】従来公知の手段に用いられる、ストッピングマ
シンを２箇所に装着した状態を示す一部省略し一部断面
とした図

【図１０】従来公知のカッターの正面図

【図１１】従来公知の手段で穿孔された本管の断面図

【図１２】従来公知の手段で穿孔された本管を示す図で
図１１のＡ−Ａ線の端面図

【図１３】従来公知の手段で穿孔された本管に、ストッ
パを装着する状態を示す一部断面とした側面図

【図１４】従来公知の手段で穿孔された本管に、ストッ
パを装着する状態を示す一部断面とした端面図

【符号の説明】

１ カッター本体 ２ 切削刃 ３ 切削用刃先 ４ 研磨用砥粒 ５ 外側表面 ６ 駆動用軸 １２ 研磨専用刃 ５０ 本管 ５１ フィッティング ５２ 上部フィッティング ５３ 下部フィッティング ５４ 溶接 ５９ ゲートバルブ ６０ ハンドル ６５ 穿孔機 ６６ カッター ６７ 刃先 ６８ 駆動軸 ７３ ストッピングマシン ７４ ストッパ ７５ 中心軸 ７６ ヘッド ７７ ヨーク ７８ ピン ７９ ゴムカップ ８０ ローラ取付部 ８１ ローラ ８７ 切削傷

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 根本 実 神奈川県横浜市鶴見区小野町88番地 日 本鋼管工事株式会社内 (72)発明者 内田 佳邦 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日本鋼管株式会社内 (72)発明者 宮田 秀雄 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日本鋼管株式会社内 (56)参考文献 特開 昭59−81011（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−84109（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B23B 51/04 B23B 41/08 B23B 51/08

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円筒状のカッター本体１と、 前記カッター本体１の下部に設けられ前記カッター本体
   １の下方に突出する切削刃２と、 前記切削刃２に設けられた切削用刃先３と、 前記切削刃２に設けられた研磨用砥粒４とを備え、 前記切削用刃先３は前記カッター本体１における回転方
   向の前部側に設けられ、 前記研磨用砥粒４は前記回転方向における前記切削用刃
   先３よりも後部側に設けられ、 前記研磨用砥粒４の下端が前記切削用刃先３の下端と略
   同一の水平面上又はそれよりも上方にあり、 前記研磨用砥粒４の前記カッター本体１における半径方
   向の外側部が、前記切削用刃先３の前記半径方向におけ
   る外側表面５より外側に突出していることを特徴とする
   研磨機構付きカッター。
2. 【請求項２】 円筒状のカッター本体１と、 前記カッター本体１の下部に設けられ前記カッター本体
   １の下方に突出する切削刃２と、 前記切削刃２に設けられた切削用刃先３と、 前記切削刃２、２間に設けられた研磨専用刃１２と、 前記研磨専用刃１２に設けられた研磨用砥粒４とを備
   え、 前記切削用刃先３は前記カッター本体１における回転方
   向の前部側に設けられ、 前記研磨用砥粒４は前記回転方向における前記切削用刃
   先３よりも後部側に設けられ、 前記研磨用砥粒４の下端が前記切削用刃先３の下端と略
   同一の水平面上又はそれよりも上方にあり、 前記研磨用砥粒４の前記カッター本体１における半径方
   向の外側部が、前記切削用刃先３の前記半径方向におけ
   る外側表面５より外側に突出していることを特 徴とする
   請求項１に記載の 研磨機構付きカッター。