JP3653236B2 - 舗装面の切削装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、舗装面の切削装置に関し、さらに詳しくは、マンホールの設置工事、ガス管や水道管などの配管の埋設工事、および既に埋設されている配管の補修や点検工事等において、工事用の穴を形成するために舗装面を切断する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、舗装されている路面にマンホールを新たに設置する工事や、舗装された路面の下にガス管や水道管等の配管を埋設する工事、または既に埋設されている配管の補修や点検などの工事を行う際には、路面に施されているアスファルトやコンクリート舗装を一旦壊して地面を露出させる必要がある。
【０００３】
このとき、舗装面を壊す範囲は、工事後の再舗装された舗装面の美観を保つためや再舗装の費用を少なくするために、最小限に止める必要があり、このため、舗装面を円形に切断するのが最も好ましい。
特に、マンホールの設置工事においては、舗装面をマンホールの設置位置と同心状に切断することが望まれる。
そして、このように舗装面を円形に切断することにより、工事後の本補修の際に、補修用合材の転圧を均一に行うことが容易にもなる。
【０００４】
従来、塗装面を円形に切断するには、以下のような方法が用いられている。
すなわち、第１の方法は、加熱により軟化したアスファルト舗装面にリング部材を圧入してアスファルト舗装面を切断する方法であり、第２の方法は切断対象となる外径で形成されたリングカッターをアスファルト舗装面に進入させて切断する方法である。
図８は第１の方法を示しており、同図において、アスファルト舗装面ＧＬをバーナＡによって加熱して柔らかくした後、図９に示されるように、所要の径を有する鋼鉄製の円筒形リングＢをアスファルト舗装面ＧＬに圧入して切断する。
図１０は第２の方法を示しており、下端縁に切削刃Ｃ１が形成された円筒形のカッタＣを用いて舗装面を円形に刳り貫いて切断する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、第１の方法では、加熱などの施工に要する時間が長く、また、切断面が粗くなるという問題を有している。
さらに、形成される丸穴の径が、現場に用意された円筒形リングＢの径によって決まってしまい、任意に丸穴の径を設定することが出来ないという問題を有している。
また、第２の方法では、カッタＣが消耗部品であって高価であるとともに、大型で重量も重いために、このカッタＣによって切断を行うために大型の動力源と専用車両が必要となり、その設置や撤去に要する時間と労力が非常に大きくなるという問題を有している。
さらに、第１の方法と同様に、形成される丸穴の径が、現場に用意されたカッタＣの径によって決まってしまい、任意に丸穴の径を設定することが出来ないという問題を有している。
【０００６】
一方、上述した従来の切削工法では、円筒形リングやリングカッターを用いることが主であるので、切削される形状も丸穴に限られてしまう。このため、切削する箇所に対応した形状の切削面を容易に得られないのが現状である。
【０００７】
本発明の目的は、上記従来の切削装置における問題に鑑み、切削箇所に対応した形状の切削面を容易に形成することが可能な構成を備えた舗装面の切削装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、請求項１記載の発明は、舗装面の任意の位置に固定されて支点となる支点部材と、上記支点部材が延長方向の端部に設けられ、この端部と対向する端部には上記支点部材を中心とする半径で描かれる円周上を移動可能な基台と、上記基台に対して傾動可能に設けられている切断用駆動源支持部材と、上記切断用駆動源支持部材と一体化されている切断用駆動源と、上記切断用駆動源に対して着脱可能に設けられて回転駆動される回転刃とを備え、上記回転刃は、回転軸に沿った断面で直線状の刃面を有して該刃面を側面として上記支点に対して外側に膨出する円錐台状をなし、上記刃面によって舗装面を切削するように上記切断駆動源に装着されると共に、当該回転刃の表裏両面および周面に切削刃が設けられていることを特徴としている。
【０００９】
請求項２記載の発明は、前述した舗装面の切削装置において、上記回転刃は、上記刃面が舗装面に対して垂直に進入して前記舗装面に垂直の切削面を形成することを特徴としている。
【００１１】
請求項３記載の発明は、前述した舗装面の切削装置において、上記切削刃は、上記表裏各面で周方向に沿って等間隔に上記刃面を縦断する所定幅の切削面が配設されていることを特徴としている。
【００１２】
請求項４記載の発明は、前述した舗装面の切削装置において、上記回転刃の周面には、上記切削刃毎における周方向の略中央に切り込み部が設けられていることを特徴としている。
【００１３】
請求項５記載の発明は、前述した舗装面の切削装置において、上記切断用駆動源支持部材は、上記支点部材からの半径、刃の径の少なくとも一つに応じて傾斜角を変更可能であることを特徴としている。
【００１７】
【作用】
本発明では、回転刃が移動する際、回転刃は、回転軸に沿った断面で直線状の刃面を有して該刃面を側面として支点に対して外側に膨出する円錐台状をなし、該刃面の舗装面に沿った傾斜方向が該刃面の進行方向と交差するように切断駆動源に装着されているので、図２（Ｂ）に示すように、移動方向の力Ｆ１と刃面に作用する土中からの抵抗力Ｐとの合力Ｇが刃面の傾斜方向に沿うことになり、回転刃の進行を円滑に行うことができる。これにより、切削される丸穴の径に関係なくしかも大がかりな設備を要することなく簡単な操作により迅速な切削作業を行うことが可能になる。また、回転刃を、舗装面に対して進入方向が垂直になる角度に設定することで、垂直断面の掘削が可能になる。
【００１８】
また、回転刃の表裏両面に切削刃が設けられているので、回転刃を挟んだ切削面の両面の仕上げが可能であり、仕上げ処理を省くことができる。
【００１９】
また、本発明では、切削刃が表裏各面で周方向に沿って等間隔により上記刃面を縦断する所定幅の切削面が配設されているので、切削抵抗の軽減に加えて、摩擦熱による刃の耐久性の低下を抑制することができる。
【００２０】
また、本発明は、上記切断用駆動源支持部材が、上記支点部材からの半径、刃の径の少なくとも一つに応じて傾斜角を変更できるので、切削される舗装面での丸穴の径や刃の大きさ、いわゆる、刃幅や刃の径に関係なく回転刃の進入を容易にして切り込みやすくできるとともに切削面が不用意に拡がらないようにすることができ、舗装面で回転刃により切削される溝の幅を小さくして切削屑の発生量を少なくすることができる。
【００２１】
また、本発明では、支点部材を中心とした円周上を移動する回転刃の回転方向を舗装面との対向周面が基台の移動方向と平行する方向に設定しているので、回転刃が舗装面に当接して進入する際に発生する土中からの反力と基台を進行させる力とをバランスさせることができる。これにより、回転刃を基台の進行方向に沿った回転方向とした場合と違って、回転刃が舗装面内に食い込み始めた際の急激な移動を阻止して暴走するのを未然に防止できる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、図示実施例により本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明実施例による切削装置の構成を説明するための模式図である。同図において、切削装置１は、操作ハンドル２を備えた基台３の側面に一体化されて舗装面ＧＬと平行することが可能な支点支持部材４を備えている。
支点支持部材４はその延長方向一端が基台３に固定される一方、延長方向他端に舗装面に対して突き刺すことができる支点部材５が着脱可能に設けられている。支点部材５は、図１（Ｂ）に示すように、支点支持部材４において延長方向に沿って複数形成されている支持穴４Ａのいずれかに装填されて固定されるようになっており、支持穴４Ａは、後述する回転刃による切削半径を設定できる位置にそれぞれ形成されている。
支持穴４Ａの近傍には、半径の表示部が数値表示により設けられており、支点部材５を挿入する位置を選択しやすい状態とされている。
【００２４】
基台３には、支軸３Ａを介して傾動可能に支持された切断用駆動源支持部材６が設けられており、切断用駆動源支持部材６には、後述する回転刃７の切断用駆動源をなす電動モータ８が取り付けられるようになっている。電動モータ８の出力軸には回転刃７が交換可能に取り付けられている。
【００２５】
図１乃至図３において回転刃７は、傾斜状の刃面を有したものに相当し、支点部材５の位置によって設定される半径により描かれる円周（図３において、符号Ｌで示す）を挟んで外側に膨出する面７Ａを有しており、回転軸に沿った断面で直線状の刃面を有してこの刃面を側面として円錐台状をなしている。回転刃７の表裏各面には図２及び図３に示すように、周方向に沿って等間隔で配設された領域内にダイヤモンドチップが埋設された切削面７Ａ１が形成されており、この切削面７Ａ１は、舗装面への進入部である周縁（図２中、符号７Ａ２で示す部分）にも設けられている。さらに、回転刃７の周面には、周方向で各切削面７Ａ１毎の略中央に切り込み部（図２中、符号７Ａ３で示す）が形成されており、切削時での抵抗軽減と摩擦熱の放熱面とするようになっている。
【００２６】
回転刃７は、図４に示すように、切削装置の進行方向Ｆに対して舗装面ＧＬとの接触位置で同じ方向に移動する方向（図４において符号Ｃで示す方向）に回転するようになっており、換言すれば、基台３の進行方向を反転させる方向に回転するようになっている。これにより、丸穴を切削するために基台３が移動する方向と回転刃７が舗装面内に進入する際に受ける土中からの反力が作用する方向とが相反する方向で発生することでバランスさせることができるので、基台３の移動方向に回転刃７が回転する場合と違って、回転刃７が舗装面内に入り込んだ際の急激な速度上昇を生じるような進行が防がれ、切削装置１の暴走が防止でされる。
【００２７】
図１において、基台３には、底面が開放されたカバー９がその底面周縁を取り付けられて一体化され、回転刃７の上方空間を覆うようになっている。
回転刃７の上方空間には、吸引口部材１０が対向して設けられ、吸引開口部材１０は、ホース１１によって外部に設置された集塵部材１２及び吸引ポンプ１３にそれぞれ連通している。
図１において、符号１４は基台３の下部周辺を外部と遮断するスカート部材を示しており、回転刃７による切削時に切削位置から発生する粉塵を外部に漏洩させにくくしている。
【００２８】
本実施例は以上のような構成であるから、電動モータ８に装着される回転刃７の刃面形態に応じた切削面の形状を設定することができる。
図２に示したように、傾斜面の刃面を有する回転刃７が装着された場合の切削面の形成は次の通りである。
舗装面における切削該当個所において支点支持部材４における支持穴４Ａのうちで、切削半径に該当する位置の支持穴４Ａに支点部材５が挿入されて固定され、支点部材５が舗装面に突き刺される。
回転刃７は、図３に示すように、舗装面ＧＬに対して進入方向が垂直となる角度（図３中、符号Ｓ１で示す垂直線が得られる角度）に設定される。このため、切断用駆動源支持部材６は、回転刃７の進入角度が得られるように基台３に対して傾動されて角度を調整される。
回転刃７の進入角度の調整は、基台３に装備されている支軸３Ａを中心にして切断用駆動源支持部材６を傾け、その傾斜状態を維持することで可能となる。
【００２９】
切断用駆動源支持部材４は、回転刃７の進入角度を舗装面ＧＬに対して垂直にする場合に加えて、支点支持部材４の支持穴４Ａのうちの最小径の支持穴４Ａの位置よりもさらに小さい径の丸穴を切削する場合にも傾動される。この場合には、支点部材５を中心とした半径よりも内側に回転刃７の周縁が入り込むことができる角度（図３中、符号Ｓ２で示す角度）に設定される。これにより、図３において符号Ｒで示すように、支点支持部材４の支持穴４Ａの位置によって得られる最小半径よりも小さい半径Ｒ１の円周が得られる丸穴を切削することができる。傾動させる場合としては、上述した切削半径に限らず、刃の大きさつまり刃幅や刃の径に応じて行うことも可能であり、いずれの場合にも舗装面に対して刃の進入を容易に行えるようにして切り込みやすくことができる。
【００３０】
舗装面に対向した回転刃７は、図４に示すように、切削装置１の進行方向Ｆと反対側に基台３，換言すれば切削装置１を進行させる方向に回転しているので、進行方向と同じ方向に回転した場合のような急激な速度上昇が防がれて舗装面内での進入が円滑化される。しかも、図２（Ｂ）に示すように、回転刃７は円錐台状の形状により舗装面内で移動する過程において切削装置１（刃面）の進行（移動）方向の力Ｆ１と膨出面に作用する土中からの抵抗力Ｐとの合力Ｇが刃面の舗装面に沿った傾斜方向に沿っていることになり、これにより、円滑な移動が行われることになり、切削に要する労力及び時間が低減されることになる。
【００３１】
次に、図１に示した構成における一部変形例について説明する。図５および図６は、図１に示した構成の一部を変形した構成を示す図であり、同図に示した例は、図１に示した構成での回転刃７の傾斜状態を設定する際に、基台３そのものを傾けるようにしたことを特徴としている。なお、図５，６において、図１に示した構成部材と同じものは同符号により示してある。図５において、切断用駆動源支持部材６が摺動可能に設けられている。切断用駆動源支持部材６は、操作ハンドル２と平行して設けられている今一つの操作ハンドル１５に嵌合しているガイド部材１６によって今一つの操作ハンドル１５に平行して図示矢印の方向に摺動することができ、摺動位置は、今一つの操作ハンドル１５の近傍に設けられた数値表示部材１７によって識別できるようになっている。
【００３２】
基台３の下面にはその隅部に車輪１８が基台３に対して着脱可能に設けられており、その車輪１８のうちで回転刃７の進行方向に直交する基台３の幅方向の一方が他方に対して外径を異ならせたものと交換できるようになっており、一方の車輪１８を他方に比べて大径の車輪に交換することで基台３を傾斜させることができるようになっている。
図５に示す状態は、基台３の幅方向両側の車輪１８同士が同径の場合であり、この場合には、地面に対する回転刃７の進行方向として、地面と直角な方向に進行して、図中、符号Ｐ１で示すような壁面を有する穴が形成できる回転刃７の設置角度が設定されている。
図６に示す状態は、車輪１８の一方、図６に示す例では、支点部材５の支点側に位置する車輪（便宜上、符号１８’で示す）が他方の車輪１８に対して大径とされた場合であり、この場合には、地面に対する回転刃７の進行方向として、地面に対して進行方向前方側、つまり、図中、符号Ｐ１’で示すように、進行するに従い進行方向前方側が縮径する壁面を有する穴が形成できる回転刃７の設置角度が設定される。
【００３３】
このような構成において、基台３の傾斜角度に応じて切削される穴の形態が、図５に示すように円柱状となる場合と、図６に示すように先すぼみ状となる場合とが選択できる。
図６に示す先すぼみ状の穴を形成する場合には、図１に示した支軸３Ａを介した切断用駆動源支持部材６の傾動とは異なり、車輪の一方１８’を他方よりも大径のものに交換する。
基台３の傾斜角は、図示しないが水準器などにより識別されるようになっている。なお、水準器でなく、操作ハンドル２に紐などで垂下られた錘と角度表示板とを設けておき、錘が垂下方向に対する角度表示板での紐の位置とで傾斜角度を識別するようにしても良い。
図６に示した先すぼみ状の穴が形成される場合には、形成された穴の壁面が傾斜面、特に、深くなるに従い縮径しているので、埋め戻しの際に充填されるアスファルトの表層部を受ける受け面が構成できる。これにより、表層部が地中に向けて滑落するのを防止できるので路面の陥没を抑制することが可能となる。
回転刃７の進入角度を変更する場合としては、図６に示した場合と逆方向に傾ける場合もある。
【００３４】
駆動源である電動モータ８に対して交換される回転刃７は、上記傾斜線状の刃面を有する回転刃以外に直線状の刃面を有したものがあり、この回転刃７が装着された際には、刃面が傾斜面の場合と違って土中からの抵抗が刃面両側に均等に作用し、回転刃７の進行方向が最も大きくなる。従って、このよう直線状の刃面を有する回転刃７による切削時には切削面が直線状となる。この場合には、半径中心は不要であるので、図５において二点差鎖線で示したように、支点支持部材４は折り畳まれた状態を維持する。
図７は、交換可能な回転刃７の組み合わせにより形成される切削面を示しており、図７（Ａ）は、直線上の刃面を有した回転刃７を用いた場合を、（Ｂ）は図１および図５に示した傾斜面を有する回転刃７を用いた場合を、（Ｃ）は傾斜面を有した回転刃７を用いて回転刃７の傾斜角度を調整して正円時よりも傾斜角を小さくした場合を示し、（Ｄ）は、（Ａ）と（Ｂ）とを組み合わせた場合をそれぞれ示している。
【００３５】
図５においては、基台３と支点支持部材４とがヒンジ結合されて起倒可能に設けられている。
つまり、基台３に対して支点支持部材４は、蝶番１９によって起倒可能に支持されており、切削作業時には倒すことで、また、作業終了時や運搬時には、図５中、二点鎖線で示すように、起こすことで基台３側に向けて折り畳むことができる。これにより、基台３側に向けて折り畳まれると、支点支持部材４が側方に張り出すことがないので、運搬時などに邪魔になることがない。
【００３６】
図５においては、回転刃７の上方空間を覆う吸引開口部材１０に対してホース１１とは別に今一つの排気部材２０が連結されており、排気部材２０は一方の開口が切削用駆動源である電動モータ８の放熱窓８Ａの近傍に位置し、他方が吸引開口部材１０の外部に位置している。
この構成においては、電動モータ８からの排気によって吸引開口部材１０内で乱流が発生する場合にその乱流の原因となる排気を外部に排出することができる。これにより吸引開口部材１０内で乱流が発生した場合に切削位置から発生した切削粉がホース１１に対して到達しにくくなるのを防止することができる。この結果、切削粉を両校に改修することができるので、吸引開口部材１０内から切削粉が外部に漏洩するのを確実に防止することができる。
【００３７】
【発明の効果】
本発明によれば、回転刃が移動する際、回転刃は、回転軸に沿った断面で直線状の刃面を有して該刃面を側面として支点に対して外側に膨出する円錐台状をなし、該刃面の舗装面に沿った傾斜方向が該刃面の進行方向と交差するように切断駆動源に装着されているので、刃面の移動方向の力Ｆ１と刃面に作用する土中からの抵抗力Ｐとの合力Ｇが刃面の傾斜方向に沿うことになり、回転刃の進行を円滑に行うことができる。これにより、切削される丸穴の径に関係なくしかも大がかりな設備を要することなく簡単な操作により迅速な切削作業を行うことが可能になる。また、回転刃を、舗装面に対して進入方向が垂直になる角度に設定することで、垂直断面の掘削が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明実施例による切削装置の構成を説明するための模式図であり、（Ａ）は全体を示す図、（Ｂ）は（Ａ）中、符号（Ｂ）で示した箇所の平面図である。
【図２】図１に示した切削装置に用いられる回転刃の構成を示す図であり（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は平面図である。
【図３】図２に示した回転刃の端面図である。
【図４】回転刃の回転方向を説明するための模式図である。
【図５】図１に示した構成の一部変形例を説明するための図である。
【図６】図５に示した構成の一態様を説明するための図である。
【図７】図５に示した構成の切削装置により形成される切削面の形状を示す図である。
【図８】舗装面の切削工法の従来例の一つを説明する図である。
【図９】図８に示した工法における手順の一つを説明する図である。
【図１０】舗装面の切削工法についての従来例の他の例を示す図である。
【符号の説明】
１ 切削装置
２ 操作ハンドル
３ 基台
４ 支点支持部材
４Ａ 支持穴
５ 支点部材
６ 切断用駆動源支持部材
７ 回転刃
７Ａ、７Ｂ 切削面
８ 切断用駆動源である電動モータ
１８ 車輪
１８’ 外径の異なる車輪
Ｒ、Ｒ１ 支点位置から切削刃に至る半径
Ｆ 進行方向
Ｃ 回転刃の回転方向
Ｐ１ 地面と直角な壁面
Ｐ２ 地面に対して先すぼみ状の壁面

Claims (5)

1. 舗装面の任意の位置に固定されて支点となる支点部材と、上記支点部材が延長方向の端部に設けられ、この端部と対向する端部には上記支点部材を中心とする半径で描かれる円周上を移動可能な基台と、上記基台に対して傾動可能に設けられている切断用駆動源支持部材と、上記切断用駆動源支持部材と一体化されている切断用駆動源と、上記切断用駆動源に対して着脱可能に設けられて回転駆動される回転刃とを備え、
   上記回転刃は、回転軸に沿った断面で直線状の刃面を有して該刃面を側面として上記支点に対して外側に膨出する円錐台状をなし、上記刃面によって舗装面を切削するように上記切断駆動源に装着されると共に、
   当該回転刃の表裏両面および周面に切削刃が設けられていることを特徴とする舗装面の切削装置。
2. 上記回転刃は、舗装面に対して進入方向が垂直になる角度に設定されることを特徴とする請求項１に記載された舗装面の切削装置。
3. 上記切削刃は、上記表裏各面で周方向に沿って等間隔に上記刃面を縦断する所定幅の切削面が配設されていることを特徴とする請求項１又は２に記載された舗装面の切削装置。
4. 上記回転刃の周面には、上記切削刃毎における周方向の略中央に切り込み部が設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載された舗装面の切削装置。
5. 上記切断用駆動源支持部材は、上記支点部材からの半径、刃の径の少なくとも一つに応じて傾斜角を変更可能であることを特徴とする請求項１に記載された舗装面の切削装置。

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