JP3746650B2 - 既設管の切断装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、既設管の切断装置に関し、さらに詳しくは、非開削による既設管の撤去時に用いられる切断装置の刃先復帰機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
既設管路の老朽化、または住居の取壊し等の理由から既設管路の撤去が行われることがある。
既設管の撤去工法の一つには、既設管の一端を掴み、その掴んだ側の端部を牽引することで前進させ、地中から既設管を引き抜く方法がある。
【０００３】
上述の方法では、老朽管等の既設管を引き抜くための作業用ピットとなる立坑を掘削し、その立坑内に引き抜き装置を配置すると共に引き抜かれた既設管を切断するためのカッターが配置され、引き抜き装置によって端部を掴まれた既設管が、所定ストロークで引き抜かれるとカッターによって立坑内に露出した部分が切断される工程を繰り返して地中内にある既設管を撤去するようになっている。
既設管が撤去された後の空洞部は、例えば、砂や流動化埋め戻し材が充填されて地盤の陥没が防止されたり、あるいは、新たな管路が設けられて更新される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記方法による既設管撤去の際には、次のような問題があった。
既設管を引く抜く際には、土中圧によって既設管と土砂との間に大きな摩擦抵抗が発生するため、この摩擦抵抗に勝る牽引駆動力が必要となる。
既設管に作用する摩擦抵抗に勝るようにすることを目的として牽引駆動力を大きくすると、既設管の途中が継手によって連結されているような場合、継手部の位置で既設管が抜け外れることがある。従来では、継手部の位置で抜け外れたことを検出するということがないので、抜け外れた既設管が地中に残置されたままとなり、既設管の全長に渡っての撤去が行えない虞がある。
そこで、道路下に埋設されている既設管を撤去するような場合には、地面を開削して既設管を露出させる場合がある。
しかし、開削作業を行う場合には、その作業の間、交通が遮断されたり、埋め戻し作業などの付帯作業を必要とすることから作業効率を上げることが望まれる。
そこで、開削作業の効率を上げるには、開削作業に要する労力や設備が大掛かりとなりがちであり、これによって、作業コストが上昇するという問題がある。しかも、民地内に残置されている老朽管などの既設管を撤去する場合には、家屋が築造されている関係上、開削そのものを行うことが困難である。
【０００５】
一方、開削をしない代わりに、既設管内に挿入できる回転刃を備えた内面カッターを用いることも考えられる。このような構成によれば、既設管内面からの切断作業であるので、上述した種々の弊害を解消できる。
しかし、回転刃により既設管を切削するには、回転刃の刃先を既設管の内面に適正に当て、その状態から切り込み深さを変化させて切削が行われる。
ところで、既設管の肉厚分の切り込みが行われて切断が終了すると内面カッターを既設管路内から撤去することになるが、カッター刃の刃先が元の状態に復帰していないと内面カッターを管内から引き抜くことができない場合がある。特に、刃先が管内面に引っかかったりしていると、その状態を解消することができず、内面カッターが位置している既設管を別な工具を用いて切開するなどの新たな作業が必要となったり、あるいはカッター刃を取り出すためにわざわざ開削することもある。しかし、内面カッターを用いる作業は非開削作業であるので、既設管の切開や新たな開削などの作業を行うことは作業工数の増加によるコスト上昇の原因となる。
【０００６】
本発明の目的は、上記既設管の撤去時に実行される切断に用いられる装置における問題に鑑み、既設管内で切断作業が終了した時点で内面カッターの引き抜き撤去を容易にかつ確実に行えるようにして作業工数の増加を防止できる構成を備えた既設管の切断装置を提供することにある。
【０００７】
【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、地中に埋設されている既設管を引き抜いて撤去するために既設管の一部をカッターにより切断する構造を備えた既設管の切断装置において、上記カッターは、上記既設管の一端から挿入される回転駆動軸と、この回転駆動軸により回転駆動される拡径および縮径可能なカッター刃と、上記回転駆動軸を駆動する駆動源とを備え、上記カッター刃は、上記既設管内面に刃先が接離する方向へ揺動可能な揺動部材で構成され、上記刃先と反対側の揺動端が、上記回転駆動軸の一方向回転によって当該回転駆動軸とともに軸方向に移動する拡径および縮径駆動部材により押し動かされることで上記刃先を上記既設管の内面に向け揺動させる構成とされ、上記回転駆動軸には、上記一方向回転の逆回転によって軸方向に移動する復帰部材が設けられ、該復帰部材は、上記カッター刃の刃先と反対側の揺動端に形成されている押圧片部と対向するテーパ部を有し、上記復帰部材の移動によって上記テーパ部が上記押圧片部を押圧することで、上記刃先を上記既設管の内面から離れる向きに揺動させ、上記カッター刃を縮径させることを特徴としている。
【０００８】
請求項２記載の発明は、上記復帰部材は、上記回転駆動軸の軸方向で上記カッター刃の刃先と反対側の揺動端をはさんで上記拡径および縮径駆動部材と反対側に配置され、該拡径および縮径駆動部材の拡径部が上記カッター刃から遠ざかるのに連動して上記揺動端の押圧片部を押し動かし、カッター刃の刃先を既設管の内面から離間させることを特徴としている。
【０００９】
【作用】
請求項１および２記載の発明では、カッター刃を既設管の内面に接離させる方向に揺動させる部材である拡径および縮径駆動部材とは別に、カッター刃の刃先と反対側の揺動端に対向してその揺動端を押し動かすことでカッター刃の刃先を既設管内面から離間させる復帰部材が回転駆動軸に連動可能に設けられているので、拡径して刃先を管内面に接触させて切断したカッター刃の刃先を縮径位置に強制的に復帰させることができる。これにより、刃先が管内面に引っかかったりしていても強制的に縮径されるので、カッター刃と管内面との干渉をなくしてカッター刃を管内から容易に引き出すことが可能となる。
【００１０】
【実施例】
以下、図示実施例により本発明の詳細を説明する。
図１は、本発明実施例による既設管の切断装置を用いた撤去作業の状態を示す模式図であり、同図において既設管１の撤去時には、切断装置に相当する切断装置２が既設管１の一端から挿入されて切断位置にて切断作業が行われる。
切断作業に用いられる切断装置２は、本実施例の場合、既設管１の端部外側に位置して後述するカッター３の回転駆動源となる電動モータ４と、電動モータ４の出力軸を入力軸とする減速ギヤボックス５と、減速ギヤボックス５の出力側に連結されて後述するカッター刃９を回転駆動する軸に相当する可撓性軸６とを備え、可撓性軸６の先端にカッター３が連結されている。
【００１１】
可撓性軸６は、図２に示すように、複数の層状に倦装されたワイヤ群が用いられ、そのうちの内層に位置するワイヤ群は中芯ワイヤ群６Ａとして構成され、この中芯ワイヤ群６Ａの外層に位置するワイヤ群は外筒ワイヤ群６Ｂとして構成されている。
ワイヤ群のうち中芯ワイヤ群６Ａは、後述するカッター３の拡径および縮径駆動部材８に一端が連結され、他端が減速ギヤボックス５の出力軸に連結されている。
外筒ワイヤ群６Ｂが減速ギヤボックス５の出力軸に一端が連結され、他端が後述するカッター３のカッター刃支持部材７に連結されている。
可撓性軸６を構成する中芯ワイヤ群６Ａは外筒ワイヤ群６Ｂよりも小径とされ、外筒ワイヤ群６Ｂ内に挿通されて回転自在とされている。このため。周速は外筒ワイヤ群６Ｂよりも小さくなる関係とされている。この周速の違いに関しては、後述するカッター刃９の回転速度と既設管１への切り込み速度、いわゆる、カッター刃９の送り速度との関係に基づき設定される。
また、各ワイヤ群において減速ギヤボックス５の出力軸と後述する回転支持部材７と拡径および縮径駆動部材８とにそれぞれ連結されるワイヤは、巻き締め方向への回転が行われるように倦装方向が設定されている。これにより、中芯ワイヤ群６Ａおよび外筒ワイヤ群６Ｂが回転した場合には巻き締められることでワイヤ群の延長方向で緩みがなくなりトルク伝達のロスが低減される。
【００１２】
カッター３は、図３に構成が示されている。
図３は、カッター３に装備されているカッター刃９の縮径時と拡径時とを中心線を境にして上下に表したものであり、中心線の上側が縮径時であり、そして、中心線の下側が拡径時である。
図３（Ａ）において、カッター３には、カッター刃９の回転支持部材７とカッター刃９の拡径および縮径駆動部材８を備えている。
回転支持部材７は、中心部にねじ棒１０が挿通されており、そのねじ棒１０は軸方向の途中が回転支持部材９内に固定されたナット部７Ａに螺合して回転することができる。ねじ棒１０はナット部７Ａによって、回転すると軸方向に移動できるように支持されている。
回転支持部材７の一端には、図３（Ｂ）に示すように、周方向に沿って等分位置に後述するカッター刃９を突没させることができる開口部７Ｂが設けられており、開口部７Ｂ間にはカッター刃９の基部が枢支さている。
【００１３】
カッター刃９は、図３（Ｂ）に示すように、ねじ棒１０の周方向で３分割位置にそれぞれ配置されており、基部に有する支軸９Ａが回転支持部材７に枢支されることで揺動することができ、揺動端には、図３（Ｂ）に示すように、切れ刃としての所定角度、および図３（Ａ）に示すように、縮径時に管壁部から抜ける際の抜き勾配をそれぞれ設定された切削刃が形成されている。
【００１４】
図３（Ａ）において拡径および縮径駆動部材８は、回転支持部材７のガイド部７Ｂ側に位置する軸方向一端に外周面がテーパーコーン形状をなす拡径部８Ａが固定されている。
拡径部８Ａはカッター刃９の揺動端内側に対向しており、大径部がカッター刃１０の揺動端に対向するとカッター刃９を径方向に押し動かして拡径方向に移動させることができる。
拡径および縮径駆動部材８の軸方向他端には、図３（Ａ）に示すように、ピン１１が挿通されており、このピン１１が可撓性軸６の中芯ワイヤ部６Ａと連結されている回転体１２に形成された孔１２Ａに挿通されて一体化されている。これにより、ねじ棒１０は、回転支持部材７側が回転できない状態であっても単独で回転することができるようになっている。
【００１５】
一方、ねじ棒１０の軸方向においてカッター刃９の支軸９Ａを挟んで拡径および縮径駆動部材８の拡径部８Ａと反対側の位置には、カッター刃９を縮径状態に復帰させるための復帰部材２０が一体化されている。
復帰部材２０は、カッター刃９の支軸９Ａを挟んで刃先と反対側の揺動端に形成されている押圧片部９Ｂと対向するテーパコーン部２０Ａを有する駒部材で構成されている。
テーパーコーン部２０Ａは、拡径および縮径駆動部材８の拡径部８Ａがカッター刃９の内面から遠ざかる方向にねじ棒１０が移動するに従って拡径する勾配面が形成されている。このため、拡径部８Ａがカッター刃９の内面から遠ざかる方向にねじ棒１０が移動した際には、カッター刃９の押圧片部９Ｂがテーパーコーン部２０Ａによって押し動かされ、カッター刃９の刃先が既設管１の内面から離間する方向にカッター刃９が揺動する。
【００１６】
本実施例は以上のような構成であるから、切断位置に向けて可撓性軸６が挿入され、カッター３が位置決めされると電動モータ４が始動されて既設管１の切断を開始することができる。
電動モータ４が非作動時には、カッター刃９が弾性体の付勢により縮径しているが、電動モータ４が始動されると可撓性軸６を介してカッター刃９が拡径される。
つまり、可撓性軸６のうち、回転体１２に連結されてねじ棒１０と一体化されている中芯ワイヤ群６Ａは回転支持部材７に連結されている外筒ワイヤ群６Ｂよりも周速が大きいので、ねじ棒１０を迅速に回転させて拡径および縮径駆動部材８の拡径部８Ａをカッター刃９の揺動端に対向させる。これにより、回転支持部材７によって揺動可能に支持されているカッター刃９は、自らの回転に加えて拡径部８Ａの押圧動作による拡径動作によって既設管１を切削していく。
【００１７】
既設管１の切断作業が終了すると、電動モータ４が今までとは反対方向に再始動されてねじ棒１０が今までとは逆方向に移動する。
ねじ棒１０が上記のような移動を行うと、拡径および縮径駆動部材８の拡径部８Ａがカッター刃９の内面から遠ざかり、これに代わって復帰部材２０がカッター刃９の押圧片部９Ｂに対向当接し、押圧片部９Ｂを押し動かす。これにより、カッター刃９は、刃先が既設管１の内面から離間させる方向に揺動することになるので、仮に、既設管１の周壁に刃先が引っかかった状態であっても、その刃先が強制的に周壁から離され、いわゆる、カッター刃９が縮径状態に復帰することができる。
【００１８】
カッター刃９が縮径状態に復帰すると、既設管１内からカッター３を引き出すことができるので、カッター３を容易に回収して既設管１の引き抜き作業に移行することができる。
【００１９】
【発明の効果】
請求項１および２記載の発明によれば、カッター刃を既設管の内面に接離させる方向に揺動させる部材である拡径および縮径駆動部材とは別に、カッター刃の刃先と反対側の揺動端に対向してその揺動端を押し動かすことでカッター刃の刃先を既設管内面から離間させる復帰部材が回転駆動軸に連動可能に設けられているので、拡径して刃先を管内面に接触させて切断したカッター刃の刃先を縮径位置に強制的に復帰させることができる。これにより、刃先が管内面に引っかかったりしていても強制的に縮径されるので、カッター刃と管内面との干渉をなくしてカッター刃を管内から容易に引き出すことが可能となる。この結果、切断後に切断装置が管内に残置されるようなことがないので、管の切開や取り出しのための開削などの作業をなくして作業時間の増大化を防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明実施例による既設管の切断装置を用いる撤去作業状態を説明するための模式図である。
【図２】本発明実施例による切断装置に持ちられる軸部の構成を説明するための図であり、（Ａ）は中芯ワイヤ群を、（Ｂ）は外筒ワイヤ群を示している。
【図３】本発明実施例による切断装置の要部構成を説明するための図であり、（Ａ）は側面視による断面図、（Ｂ）は（Ａ）中、符号（Ｂ）で示す方向の矢視図である。
【符号の説明】
１ 既設管
２ 切断装置
３ カッター
４ 回転駆動源をなす電動モータ
５ 減速ギヤボックス
６ 回転駆動軸に相当する可撓性軸
６Ａ 中芯ワイヤ群
６Ｂ 外筒ワイヤ群
７ 回転支持部材
７Ｂ ガイド部
８ 拡径および縮径駆動部材
８Ａ 拡径部
９ カッター刃
１０ ネジ棒
２０ 復帰部材
２１ テーパーコーン部

Claims (2)

1. 地中に埋設されている既設管を引き抜いて撤去するために既設管の一部をカッターにより切断する構造を備えた既設管の切断装置において、
   上記カッターは、上記既設管の一端から挿入される回転駆動軸と、この回転駆動軸により回転駆動される拡径および縮径可能なカッター刃と、上記回転駆動軸を駆動する駆動源とを備え、
   上記カッター刃は、上記既設管内面に刃先が接離する方向へ揺動可能な揺動部材で構成され、上記刃先と反対側の揺動端が、上記回転駆動軸の一方向回転によって当該回転駆動軸とともに軸方向に移動する拡径および縮径駆動部材により押し動かされることで上記刃先を上記既設管の内面に向け揺動させる構成とされ、
   上記回転駆動軸には、上記一方向回転の逆回転によって軸方向に移動する復帰部材が設けられ、該復帰部材は、上記カッター刃の刃先と反対側の揺動端に形成されている押圧片部と対向するテーパ部を有し、上記復帰部材の移動によって上記テーパ部が上記押圧片部を押圧することで、上記刃先を上記既設管の内面から離れる向きに揺動させ、上記カッター刃を縮径させることを特徴とする既設管の切断装置。
2. 上記復帰部材は、上記回転駆動軸の軸方向で上記カッター刃の刃先と反対側の揺動端をはさんで上記拡径および縮径駆動部材と反対側に配置され、該拡径および縮径駆動部材の拡径部が上記カッター刃から遠ざかるのに連動して上記揺動端の押圧片部を押し動かし、カッター刃の刃先を既設管の内面から離間させることを特徴とする請求項１記載の既設管の切断装置。

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