JP3899594B2

JP3899594B2 - Wall cutting method and wall cutting machine

Info

Publication number: JP3899594B2
Application number: JP15991097A
Authority: JP
Inventors: 幹市郎山野
Original assignee: 石川島播磨重工業株式会社
Priority date: 1997-06-17
Filing date: 1997-06-17
Publication date: 2007-03-28
Anticipated expiration: 2017-06-17
Also published as: JPH115214A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、壁面切削方法及び壁面切削機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、下水道マンホールにおけるマンホール内壁の表層部は、年数の経過により腐食して劣化する為、劣化したマンホール内壁の表層部を健全面が現れるまで切削した上で補修する必要があるが、従来、劣化した表層部を切削する作業は、マンホール内に作業員が侵入してディスクグラインダによる手作業で行うようにしていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、異臭や切削粉塵の立ち籠める狭いマンホール内で体を支えながら長時間に亘って約６ｍ余りの深さを有するマンホール内壁の全域を手作業で切削する作業は極めて苛酷であり、作業員の負担が肉体的にも精神的にも極めて大きかった為、斯かる切削作業を機械化して作業員の負担を軽減することが考えられているが、マンホール内壁の表面には凹凸があり、しかも、マンホール内壁の上側部分は上向きに徐々に縮径するコニカル形状となっているので、マンホール内壁に対しカッタを押し付けてマンホール内壁の表面形状に沿わせてカッタを移動しながら機械切削する過程でカッタに過負荷がかかったり、空転が生じる等といった不具合が発生する虞れがあり、カッタを常に同等な押付力でマンホール内壁に押し付け得るようにする具体的な手段の提供が望まれている。
【０００４】
本発明は上述の実情に鑑みてなしたもので、マンホール内壁等の壁面を機械切削する際に、カッタに過負荷がかかったり、空転が生じる等といった不具合を回避し得る壁面切削方法及び壁面切削機を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載の発明は、カッタを壁面に押し付けて該壁面の表面形状に沿わせて移動させながら機械切削する際に、カッタトルクを監視して該カッタトルクが所定の基準トルクより大きければカッタを退動し且つ小さければカッタを進出させ、しかも、その進退動の速度を基準トルクとカッタトルクとの差が大きくなるほど速く制御し、更に、カッタトルクが前記基準トルクより高く設定されたトルクを超えた際にカッタの進退動の制御を緊急停止することを特徴とする壁面切削方法、に係るものである。
【０００６】
このようにすれば、カッタを壁面に押し付けて該壁面の表面形状に沿わせて移動させる過程で、カッタトルクが所定の基準トルクを超えた時にカッタが退動されてカッタトルクが低減され、カッタトルクが所定の基準トルクを下まわった時にカッタが進出されてカッタトルクが高められるので、カッタトルクが常に所定の基準トルクに維持されるようカッタが進退動されることになり、しかも、その進退動の速度を基準トルクとカッタトルクとの差が大きくなるほど速く制御するようにしているので、緊急性を要する時ほどカッタが速い速度で進退動されてカッタトルクが早急に基準トルクに戻されることになる。更に、万一、カッタトルクが前記基準トルクより高く設定されたトルクを超えた際には、カッタの進退動の制御が緊急停止され、切削が中断される。
【０００７】
また、本発明の請求項２に記載の発明は、カッタユニットを壁面の表面形状に沿い移動し得るよう支持し且つ前記カッタユニットに装備したカッタを前記壁面に向け進退動し得るよう構成した壁面切削機であって、カッタを駆動するカッタ駆動モータの電圧値を入力してカッタトルクを監視し、該カッタトルクが所定の基準トルクより大きければカッタを退動し且つ小さければカッタを進出させるようカッタを進退動操作するカッタ進退モータを制御し、しかも、その進退動の速度を基準トルクとカッタトルクとの差が大きくなるほど速く制御し、更に、カッタトルクが前記基準トルクより高く設定されたトルクを超えた際にカッタの進退動の制御を緊急停止するようにした制御装置を備えたことを特徴とする壁面切削機、に係るものである。
【０００８】
斯かる壁面切削機によれば、カッタをカッタ駆動モータにより駆動しながらカッタ進退モータによりカッタユニットから進出させて壁面に押し付け、カッタユニットを壁面の表面形状に沿わせて移動させつつ前記カッタにより壁面の機械切削を行うと、カッタ駆動モータの電圧値に基づいて制御装置によりカッタトルクが監視され、カッタトルクが所定の基準トルクを超えた時に前記制御装置からの制御を受けたカッタ進退モータによりカッタが退動されてカッタトルクが低減され、カッタトルクが所定の基準トルクを下まわった時に前記制御装置からの制御を受けたカッタ進退モータによりカッタが進出されてカッタトルクが高められるので、カッタトルクが常に所定の基準トルクに維持されるようカッタが進退動されることになり、しかも、その進退動の速度を基準トルクとカッタトルクとの差が大きくなるほど速く制御するようにしているので、緊急性を要する時ほどカッタが速い速度で進退動されてカッタトルクが早急に基準トルクに戻されることになる。更に、万一、カッタトルクが前記基準トルクより高く設定されたトルクを超えた際には、カッタの進退動の制御が緊急停止され、切削が中断される。
【０００９】
更に、本発明の請求項３に記載の発明は、前述した壁面切削機において、カッタユニットを、該カッタユニットの移動方向及びカッタの進出方向に対し弾撥力に抗して退動し得るよう弾性緩衝機構を介して支持したことを特徴とするものである。
【００１０】
このようにすれば、壁面の大きな凹凸や該壁面の表面形状の急激な変化等によって、カッタがカッタユニットの移動方向及びカッタの進出方向に対し壁面側から過剰な反力を受け、カッタ進退モータによるカッタの退動操作で間に合わないほどの急激なカッタトルクの増加が起こり得る状況になったとしても、弾性緩衝機構に設定された弾撥力の予圧バネ特性を超えるような大きな反力に対しては、カッタユニット全体がカッタユニットの移動方向及びカッタの進出方向に退動して前記反力を緩衝することが可能となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
【００１２】
図１〜図８は本発明を実施する形態の一例を示すもので、図中１はマンホール、２は地面に開口したマンホール口、３はマンホール内壁（壁面）を示し、前記マンホール口２には、下部開口の中空構造とした支持フレーム４が設置されており、該支持フレーム４内には、前記マンホール内壁３の切削作業を行う為のカッタユニット５が収容されるようになっている。
【００１３】
図１及び図２に示す如く、前記支持フレーム４の上部には、中心部に下方向きに延びるボス部６を備えた旋回テーブル７が、軸受８を介しマンホール口２の軸線Ａを中心として回転自在に設けられており、この旋回テーブル７は、その外周部のギヤ歯９に噛合されているピニオン１０を支持フレーム４側の旋回モータ１１で駆動することにより旋回作動されるようになっている。
【００１４】
更に、前記旋回テーブル７のボス部６には、上下方向に延びる懸垂ロッド１２が昇降自在に嵌挿されており、該懸垂ロッド１２の下端部に、前記カッタユニット５が装着されるようになっている。
【００１５】
ここで、前記懸垂ロッド１２の円周方向適宜位置には、上下方向に延びるキー溝１３が凹設されており、該キー溝１３の最深部には、上下方向に連続するラック１４が刻設され、該ラック１４に対しては、旋回テーブル７側に固定された昇降モータ１５により上下方向に向け回転されるピニオン１６が噛合されており、該ピニオン１６を駆動することにより前記懸垂ロッド１２が昇降作動されるようになっている。
【００１６】
また、図１及び図３に示す如く、前記ピニオン１６が配置されている位置の直下には、旋回テーブル７側に固定されたキー部材１７が配置され、該キー部材１７の先端部が、前記キー溝１３の浅い部分に対し前記懸垂ロッド１２の昇降を許容し得るよう嵌挿されており、前記懸垂ロッド１２が旋回テーブル７の回転に従動して共回りするよう係合されている。
【００１７】
尚、前記旋回テーブル７のボス部６の内周面には、懸垂ロッド１２が円滑に摺動されるようベアリングブッシュ１８を装着しておき、また、前記キー溝１３の内側面及びキー部材１７の先端部には、両者の摺動抵抗が緩和されるようメタル材１９，２０を装着しておくことが好ましい（図３参照）。
【００１８】
一方、図１に示す如く、前記懸垂ロッド１２の下端部には、後述する弾性緩衝機構２３を介してカッタユニット５が装備されており、該カッタユニット５には、一対のカッタアーム２１が相反する水平方向に向け進退動し得るよう備えられている。
【００１９】
特に図４に詳細を示す如く、前記各カッタアーム２１はアームホルダ２４内に収納されており、該アームホルダ２４内において、前記カッタアーム２１の基端部に備えたベース部材２５がガイドレール２６に係合され且つスクリューロッド２７に螺着されており、該スクリューロッド２７を前記アームホルダ２４の基端部に装着したカッタ進退モータ２８でギヤ２９，３０を介して駆動することにより前記カッタアーム２１が進退動されるようになっており、該カッタアーム２１の先端部には、カッタ駆動モータ３１によりギヤ３２，３３を介して駆動されるカッタ２２が装備されている。
【００２０】
更に、図中３７はカッタユニット５の制御装置を示し、該制御装置３７は、図５に示す如く、カッタ駆動モータ３１の電圧値３８を入力してカッタトルクを監視し、該カッタトルクが所定の基準トルクより大きければカッタ２２を退動し且つ小さければカッタ２２を進出させるようカッタ進退モータ２８を制御し、しかも、その進退動の速度を基準トルクとカッタトルクとの差が大きくなるほど速く制御するように構成されており、より具体的には、制御装置３７からの制御指令３９により電源４０からの投入電力を調整する電力制御盤４１が制御されるようにしてある。
【００２１】
図６は前記制御装置３７に用いる制御用関数の具体例を示しており、例えば、カッタ２２の定格トルクを１Ｔ_Mとした場合に、これより若干低い０.９Ｔ_M程度を基準トルクとし、カッタトルクが０.９Ｔ_Mより大きくなるに従いカッタ２２の退動速度が速くなり、カッタトルクが０.９Ｔ_Mより小さくなるに従いカッタ２２の進出速度が速くなるようにしてあるが、その退動速度及び進出速度は、カッタ進退モータ２８に無理な負荷をかけない−Ｖａ及びＶａを夫々上限速度としており、しかも、カッタトルクが１.５Ｔ_M程度を超えた際には、カッタ２２の進退動の制御を緊急停止して切削を中断するようにしてある。
【００２２】
また、本形態例において、懸垂ロッド１２の下端部とカッタユニット５との間に介在されている弾性緩衝機構２３は、各アームホルダ２４ごとに個別に設けられ、カッタユニット５の移動方向（懸垂ロッド１２による上昇方向又は下降方向）及びカッタ２２の進出方向（図１中に実線で示した手前側のカッタ２２については図中の左方向）に対し前記カッタユニット５を所定の弾撥力に抗して退動し得るようになっており、アームホルダ２４を下面に一体に装着した下部フレーム４２と、懸垂ロッド１２の下端部に制御装置３７と共に一体に装着された上部フレーム４３と、該上部フレーム４３及び前記下部フレーム４２を連結する中間フレーム４４とにより構成されている。
【００２３】
ここで、上部フレーム４３に対し中間フレーム４４は、水平ガイド部４５を介して水平方向に移動自在に連結されており、且つ水平バネ４６によりカッタ２２の進出方向に所定の弾撥力で付勢されている。
【００２４】
図７は前記水平バネ４６に設定された弾撥力の予圧バネ特性を示しており、切削時にカッタユニット５がマンホール内壁３側から受ける水平方向反力が所定の大きさＦ₁を超えた場合にだけ圧縮変位して上部フレーム４３に対し中間フレーム４４を退動し得るようになっている。
【００２５】
尚、水平バネ４６のバネ変位量が限界のＳ₁に達した際には、図示しないリミットスイッチ等によりカッタ２２の進退動の制御を緊急停止して切削を中断し得るようにしておくと良い。
【００２６】
また、中間フレーム４４に対し下部フレーム４２は、昇降ガイド部４７を介して上下方向に移動自在に連結されており、且つ自重支持バネ４８により前記昇降ガイド部４７に上方にも下方にも移動し得るような余裕が残るように支持され、この自重支持バネ４８により設定された下部フレーム４２と中間フレーム４４との相対的な上下方向の位置関係が、互いに逆向きに所定の弾撥力を設定された上向バネ４９と下向バネ５０とにより保持されるようになっている。
【００２７】
即ち、前記上向バネ４９と下向バネ５０とは、中間フレーム４４側に取り付けられたシリンダ５１，５２内に抱持され、該シリンダ５１，５２内には、下部フレーム４２側に下端を固定して上方に延びるピストンロッド５３，５４が挿通されており、前記上向バネ４９は、シリンダ５１に対しピストンロッド５３が相対的に上昇する時にのみ該ピストンロッド５３の所定部位に係合して追従するピストン５５をシリンダ５１内の下端に押し付けるよう付勢し、一方、前記下向バネ５０は、シリンダ５２に対しピストンロッド５４が相対的に下降する時にのみ該ピストンロッド５４の所定部位に係合して追従するピストン５６をシリンダ５２内の上端に押し付けるよう付勢している。
【００２８】
図８は前記上向バネ４９と下向バネ５０とに設定された弾撥力の予圧バネ特性を示しており、図８の上半分に図示する上向バネ４９の予圧バネ特性は、カッタユニット５を懸垂ロッド１２により下降しながら切削を行う際に、カッタユニット５がマンホール内壁３側から受ける上向き反力が所定の大きさＦ₂を超えた場合にだけ圧縮変位して中間フレーム４４に対し下部フレーム４２を上昇（カッタユニット５の移動方向に対し退動）し得るようになっており、一方、図８の下半分に図示する下向バネ５０の予圧バネ特性は、カッタユニット５を懸垂ロッド１２により上昇しながら切削を行う際に、カッタユニット５がマンホール内壁３側から受ける下向き反力が所定の大きさＦ₂を超えた場合にだけ圧縮変位して中間フレーム４４に対し下部フレーム４２を下降（カッタユニット５の移動方向に対し退動）し得るようになっている。
【００２９】
尚、前述した水平バネ４６の場合と同様に、上向バネ４９及び下向バネ５０のバネ変位量が限界のＳ₂に達した際には、図示しないリミットスイッチ等によりカッタ２２の進退動の制御を緊急停止して切削を中断し得るようにしておくことが好ましい。
【００３０】
また、図中３４は前述したカッタユニット５における各種の電気機器や図示しない防塵用散水器に対して給電や給水を行う為のケーブル類、３５は該ケーブル類３４をカッタユニット５の昇降に対応して巻き取ったり巻き出したりする為に旋回テーブル７上に配置されたドラム、３６は支持フレーム４上部に取り付けられたカバーである。
【００３１】
而して、マンホール１内のマンホール内壁３の劣化した表層部を切削する作業を行う際には、カッタユニット５を内部に収容した支持フレーム４をマンホール口２に設置し、昇降モータ１５でピニオン１６を駆動して懸垂ロッド１２を下降させることによりカッタユニット５をマンホール１内に下降し、次いで、カッタユニット５の各カッタ２２をカッタ駆動モータ３１で駆動すると共に、カッタ進退モータ２８でスクリューロッド２７を駆動することによりカッタユニット５の各カッタアーム２１を外側に進出させて各カッタ２２をマンホール内壁３に押し付け、カッタユニット５を懸垂ロッド１２によりマンホール内壁３の表面形状に沿わせて昇降させつつ前記各カッタ２２によりマンホール内壁３の劣化した表層部を切削し、該マンホール内壁３の円周方向に対しカッタユニット５が位置決めされている旋回位置での切削作業が完了したら、各カッタアーム２１を一旦退動させてカッタ２２をマンホール内壁３から離し、次いで、旋回モータ１１でピニオン１０を駆動して旋回テーブル７を回転することにより、該旋回テーブル７に係合されて共回りする懸垂ロッド１２を介しカッタユニット５をカッタ２２の幅に見合う寸法分だけ旋回し、然る後に、各カッタアーム２１を再び進出させて張り出し、前記と同様の切削作業を行い、これ以降は、各旋回位置での切削作業が完了する毎に旋回して切削作業を再開するというサイクルを繰り返してマンホール内壁３の表層部を円周方向に段階的に切削していく。
【００３２】
このとき、カッタ２２をマンホール内壁３に押し付けて該マンホール内壁３の表面形状に沿わせて移動させる過程で、カッタ駆動モータ３１の電圧値３８に基づいて制御装置３７によりカッタトルクが監視され、該制御装置３７からの制御指令３９により電源４０からの投入電力を調整する電力制御盤４１が制御されることになり、カッタトルクが所定の基準トルクを超えた時に前記制御装置３７からの制御を受けたカッタ進退モータ２８によりカッタ２２が退動されてカッタトルクが低減され、カッタトルクが所定の基準トルクを下まわった時には前記制御装置３７からの制御を受けたカッタ進退モータ２８によりカッタ２２が進出されてカッタトルクが高められるので、カッタトルクが常に所定の基準トルクに維持されるようカッタ２２が進退動されることになり、しかも、その進退動の速度を基準トルクとカッタトルクとの差が大きくなるほど速く制御するようにしているので、緊急性を要する時ほどカッタ２２が速い速度で進退動されてカッタトルクが早急に基準トルクに戻されることになる。
【００３３】
また、特に本形態例においては、カッタユニット５を、該カッタユニット５の移動方向及びカッタ２２の進出方向に対し弾撥力に抗して退動し得るよう弾性緩衝機構２３を介して支持するようにしているので、マンホール内壁３の大きな凹凸や該マンホール内壁３の表面形状の急激な変化等によって、カッタ２２がカッタユニット５の移動方向及びカッタ２２の進出方向に対しマンホール内壁３側から過剰な反力を受け、カッタ進退モータ２８によるカッタ２２の退動操作で間に合わないほどの急激なカッタトルクの増加が起こり得る状況になったとしても、弾性緩衝機構２３に設定された弾撥力の予圧バネ特性を超えるような大きな反力に対しては、カッタユニット５全体がカッタユニット５の移動方向及びカッタ２２の進出方向に退動して前記反力を緩衝する。
【００３４】
従って上記形態例によれば、カッタ２２をマンホール内壁３に押し付けて該マンホール内壁３の表面形状に沿わせて移動させる過程で、カッタトルクを監視しながら該カッタトルクが常に一定になるようにカッタ２２を進退動させて制御することができるので、前記マンホール内壁３に凹凸や表面形状の変化があっても、カッタ２２に過負荷がかかったり、空転が生じる等といった不具合を未然に回避することができ、カッタ２２を常に同等な押付力でマンホール内壁３に押し付けて良好に機械切削を行うことができる。
【００３５】
また、特に本形態例に示した如く、マンホール内壁３の劣化した表層部を切削する作業に適用した場合には、劣化した表層部が健全部より硬度低下して削れ易くなっているので、カッタ２２を常に同等な押付力でマンホール内壁３に押し付けるように維持するだけで、マンホール内壁３の厚さ方向に劣化進行のばらつきがある劣化部位を、その劣化進行のばらつきに応じて健全面が現れるまで確実に切削することができ、補修後のマンホール内壁３の強度を一様に仕上げることが可能となる。
【００３６】
更に、カッタユニット５を弾性緩衝機構２３を介して支持するようにすれば、該弾性緩衝機構２３に設定された弾撥力の予圧バネ特性を超えるような大きな反力に対し、カッタユニット５全体がカッタユニット５の移動方向及びカッタ２２の進出方向に退動して前記反力を緩衝することができるので、カッタ２２に過負荷がかかるような事態を一層確実に回避することができる。
【００３７】
尚、本発明の壁面切削方法及び壁面切削機は、上述の形態例にのみ限定されるものではなく、マンホール内壁以外のコンクリート壁面、更にはレンガ、石材等から成る壁面の切削作業にも使用できること、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。
【００３８】
【発明の効果】
上記した本発明の壁面切削方法及び壁面切削機によれば、下記の如き種々の優れた効果を奏し得る。
【００３９】
（Ｉ）本発明の請求項１及び２に記載の発明によれば、カッタを壁面に押し付けて該壁面の表面形状に沿わせて移動させる過程で、カッタトルクを監視しながら該カッタトルクが常に一定になるようにカッタを進退動させて制御することができるので、前記壁面に凹凸や表面形状の変化があっても、カッタに過負荷がかかったり、空転が生じる等といった不具合を未然に回避することができ、カッタを常に同等な押付力で壁面に押し付けて良好に機械切削を行うことができる。
【００４０】
（ＩＩ）本発明の請求項３に記載の発明によれば、壁面の大きな凹凸や該壁面の表面形状の急激な変化等によって、カッタがカッタユニットの移動方向及びカッタの進出方向に対し壁面側から過剰な反力を受け、カッタ進退モータによるカッタの退動操作で間に合わないほどの急激なカッタトルクの増加が起こり得る状況になったとしても、弾性緩衝機構に設定された弾撥力の予圧バネ特性を超えるような大きな反力に対し、カッタユニット全体がカッタユニットの移動方向及びカッタの進出方向に退動して前記反力を緩衝することができるので、カッタに過負荷がかかるような事態を一層確実に回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施する形態の一例を示す断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ方向の矢視図である。
【図３】図１のキー溝に対するキー部材の嵌挿状態を示す断面図である。
【図４】図１のカッタアームの進退動機構を示す断面図である。
【図５】図１の制御装置の制御系統図である。
【図６】図１の制御装置に用いる制御用関数の具体例を示すグラフである。
【図７】図１の水平バネに設定された弾撥力の予圧バネ特性を示すグラフである。
【図８】図１の上向バネ及び下向バネに設定された弾撥力の予圧バネ特性を示すグラフである。
【符号の説明】
３マンホール内壁（壁面）
５カッタユニット
２２カッタ
２３弾性緩衝機構
２８カッタ進退モータ
３１カッタ駆動モータ
３７制御装置
３８電圧値[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a wall surface cutting method and a wall surface cutting machine.
[0002]
[Prior art]
In general, the surface layer of the manhole inner wall in sewer manholes is corroded and deteriorates over the years, so it is necessary to repair the deteriorated manhole inner wall surface by cutting until a healthy surface appears. The work of cutting the surface layer was performed manually by a disc grinder after an operator entered the manhole.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, manual cutting of the entire inner wall of a manhole with a depth of about 6 m over a long time while supporting the body in a narrow manhole with a strange odor or cutting dust is extremely severe. Since the burden on the worker was very large both physically and mentally, it is considered to reduce the burden on the worker by mechanizing such cutting work, but the surface of the inner wall of the manhole is uneven, Moreover, since the upper part of the inner wall of the manhole has a conical shape that gradually decreases in diameter upward, in the process of mechanical cutting while pressing the cutter against the inner wall of the manhole and moving the cutter along the surface shape of the inner wall of the manhole There is a risk of problems such as overloading the cutter or causing idling, so that the cutter can always be pressed against the inner wall of the manhole with the same pressing force. Providing specific means of it is desired.
[0004]
The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and a wall surface cutting method and wall surface cutting that can avoid problems such as overloading the cutter and idling when the wall surface such as the inner wall of a manhole is machine-cut. The purpose is to provide a machine.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
According to the first aspect of the present invention, when the cutter is pressed against the wall surface and is machined while being moved along the surface shape of the wall surface, the cutter torque is monitored and the cutter torque is set to a predetermined reference torque. If it is larger, the cutter is moved backward, and if it is smaller, the cutter is advanced, and the speed of the forward / backward movement is controlled faster as the difference between the reference torque and the cutter torque becomes larger , and the cutter torque is set higher than the reference torque. The wall surface cutting method is characterized in that the control of the forward / backward movement of the cutter is urgently stopped when the torque is exceeded .
[0006]
In this way, in the process of pressing the cutter against the wall surface and moving it along the surface shape of the wall surface, when the cutter torque exceeds a predetermined reference torque, the cutter is retracted and the cutter torque is reduced. When the torque falls below the predetermined reference torque, the cutter is advanced and the cutter torque is increased. Therefore, the cutter is moved forward and backward so that the cutter torque is always maintained at the predetermined reference torque. Since the speed of movement is controlled faster as the difference between the reference torque and the cutter torque becomes larger, the cutter is moved back and forth at a faster speed as urgentness is required, and the cutter torque is quickly returned to the reference torque. become. In addition, if the cutter torque exceeds a torque set higher than the reference torque, the control of the forward / backward movement of the cutter is stopped urgently and cutting is interrupted.
[0007]
According to a second aspect of the present invention, there is provided a wall surface configured to support the cutter unit so that the cutter unit can move along the surface shape of the wall surface, and to move the cutter mounted on the cutter unit forward and backward toward the wall surface. A cutter is a cutter that inputs a voltage value of a cutter driving motor that drives the cutter and monitors the cutter torque. If the cutter torque is larger than a predetermined reference torque, the cutter is retracted, and if the cutter torque is smaller, the cutter is advanced. Controls the cutter advancing / retreating motor that moves the cutter back and forth, and also controls the speed of the advancing / retreating faster as the difference between the reference torque and the cutter torque increases , and the cutter torque is set higher than the reference torque. those of the wall cutter, characterized in that it comprises a control device which is adapted to emergency stop the control of the forward and backward movement of the cutter when exceeded
[0008]
According to such a wall surface cutting machine, while the cutter is driven by the cutter drive motor, the cutter advances and retracts to advance from the cutter unit and press it against the wall surface, and the cutter unit moves along the surface shape of the wall surface while moving the cutter unit along the wall surface. When the machine cutting is performed, the control unit monitors the cutter torque based on the voltage value of the cutter drive motor, and when the cutter torque exceeds a predetermined reference torque, the cutter advance / retreat motor controlled by the control unit controls the cutter torque. Since the cutter torque is reduced by the retraction of the cutter, the cutter torque is reduced, and when the cutter torque falls below a predetermined reference torque, the cutter is advanced by the cutter advancing / retreating motor controlled by the control device. The cutter will be moved forward and backward so that is always maintained at the predetermined reference torque. Since the speed of the forward / backward movement is controlled faster as the difference between the reference torque and the cutter torque becomes larger, the cutter torque is quickly moved to the reference torque as the cutter is moved forward / backward at a faster speed as the urgency is required. Will be returned. In addition, if the cutter torque exceeds a torque set higher than the reference torque, the control of the forward / backward movement of the cutter is stopped urgently and cutting is interrupted.
[0009]
Furthermore, the invention according to claim 3 of the present invention is such that, in the above-described wall cutting machine, the cutter unit can be retracted against the resilience in the moving direction of the cutter unit and the advancing direction of the cutter. It is supported through an elastic buffer mechanism.
[0010]
By doing so, the cutter is subjected to an excessive reaction force from the wall surface side with respect to the moving direction of the cutter unit and the advancing direction of the cutter due to a large unevenness of the wall surface or a sudden change in the surface shape of the wall surface. Even if it becomes a situation where the cutter torque can be increased suddenly due to the retreating operation of the cutter, the large reaction force exceeding the preload spring characteristics of the elastic force set in the elastic buffer mechanism As a result, the entire cutter unit can move back in the moving direction of the cutter unit and the advancing direction of the cutter to buffer the reaction force.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0012]
1 to 8 show an example of an embodiment for carrying out the present invention, in which 1 is a manhole, 2 is a manhole opening in the ground, 3 is a manhole inner wall (wall surface), A support frame 4 having a hollow structure with a lower opening is installed, and a cutter unit 5 for cutting the inner wall 3 of the manhole is accommodated in the support frame 4.
[0013]
As shown in FIGS. 1 and 2, a swivel table 7 having a boss portion 6 extending downward in the center at the upper portion of the support frame 4 rotates about the axis A of the manhole port 2 via a bearing 8. The swivel table 7 is swiveled by driving a pinion 10 meshed with the gear teeth 9 on its outer peripheral portion by a swivel motor 11 on the support frame 4 side. .
[0014]
Further, a suspension rod 12 extending in the vertical direction is fitted into the boss portion 6 of the swivel table 7 so as to be movable up and down, and the cutter unit 5 is attached to the lower end portion of the suspension rod 12. ing.
[0015]
Here, a key groove 13 extending in the vertical direction is recessed at an appropriate position in the circumferential direction of the suspension rod 12, and a rack 14 continuous in the vertical direction is formed in the deepest part of the key groove 13. The rack 14 is engaged with a pinion 16 that is rotated in the vertical direction by an elevating motor 15 fixed to the turntable 7 side, and the suspension rod 12 is driven by driving the pinion 16. It can be moved up and down.
[0016]
Further, as shown in FIGS. 1 and 3, a key member 17 fixed to the turntable 7 side is disposed immediately below the position where the pinion 16 is disposed, and the tip end portion of the key member 17 has The suspension rod 12 is inserted into a shallow portion of the key groove 13 so as to allow the suspension rod 12 to move up and down, and the suspension rod 12 is engaged to rotate together with the rotation of the turntable 7.
[0017]
A bearing bush 18 is attached to the inner peripheral surface of the boss portion 6 of the swivel table 7 so that the suspension rod 12 can slide smoothly, and the inner surface of the key groove 13 and the key member 17 are provided. It is preferable to attach the metal materials 19 and 20 to the front end portion of the metal plate so that the sliding resistance between them is reduced (see FIG. 3).
[0018]
On the other hand, as shown in FIG. 1, a cutter unit 5 is mounted on the lower end portion of the suspension rod 12 via an elastic buffer mechanism 23 to be described later, and a pair of cutter arms 21 are opposed to the cutter unit 5. It is equipped to move forward and backward in the horizontal direction.
[0019]
In particular, as shown in detail in FIG. 4, each of the cutter arms 21 is housed in an arm holder 24, and a base member 25 provided at a base end portion of the cutter arm 21 is provided in the arm holder 24 with a guide rail 26. The cutter arm is engaged with the screw rod 27 and is driven through gears 29 and 30 by a cutter advancing / retracting motor 28 attached to the base end of the arm holder 24. 21 is advanced and retracted, and a cutter 22 driven by a cutter drive motor 31 via gears 32 and 33 is provided at the tip of the cutter arm 21.
[0020]
Further, reference numeral 37 in the figure denotes a control device for the cutter unit 5, and the control device 37 inputs the voltage value 38 of the cutter drive motor 31 and monitors the cutter torque as shown in FIG. The cutter advancing / retreating motor 28 is controlled so as to retract the cutter 22 if it is larger than the reference torque and advance the cutter 22 if it is smaller, and the speed of the advancing / retreating is controlled faster as the difference between the reference torque and the cutter torque becomes larger. More specifically, a power control panel 41 that adjusts input power from the power supply 40 is controlled by a control command 39 from the control device 37.
[0021]
Figure 6 shows a specific example of the control function used in the control device 37, for example, the rated torque of the cutter 22 when the 1T _M, a reference torque slightly lower 0.9 T _M about this, the cutter torque faster retracted speed of the cutter 22 in accordance greater than 0.9 T _M, but the cutter torque are as advance speed of the cutter 22 becomes faster in accordance smaller than 0.9 T _M, and the retracting speed The advancing speed does not place an excessive load on the cutter advancing / retracting motor 28 -Va and Va are upper limit speeds, respectively, and when the cutter torque exceeds about 1.5 T _M , the advancing / retreating control of the cutter 22 is controlled. The cutting is interrupted by emergency stop.
[0022]
Further, in this embodiment, the elastic buffer mechanism 23 interposed between the lower end portion of the suspension rod 12 and the cutter unit 5 is provided for each arm holder 24 individually, and the movement direction (suspension of the cutter unit 5). The cutter unit 5 is made to have a predetermined resilience with respect to the ascending direction or descending direction by the rod 12 and the advancing direction of the cutter 22 (the front side cutter 22 shown by the solid line in FIG. 1 is the left direction in the figure). A lower frame 42 in which the arm holder 24 is integrally attached to the lower surface, an upper frame 43 integrally attached to the lower end of the suspension rod 12 together with the control device 37, An upper frame 43 and an intermediate frame 44 connecting the lower frame 42 are configured.
[0023]
Here, the intermediate frame 44 is connected to the upper frame 43 through a horizontal guide portion 45 so as to be movable in the horizontal direction, and is urged by a horizontal spring 46 in the advancing direction of the cutter 22 with a predetermined elastic force. Has been.
[0024]
Figure 7 shows the preload spring characteristics of the set repulsive force to the horizontal spring 46, when the horizontal reaction force cutter unit 5 receives from the manhole inner wall 3 side during cutting exceeds a predetermined magnitude F ₁ The intermediate frame 44 can be moved backward with respect to the upper frame 43 by compressing and displacing only.
[0025]
Incidentally, it is preferable when the spring displacement of the horizontal spring 46 reaches S ₁ limits, keep adapted to interrupt the cutting and emergency stop control of forward and backward movement of the cutter 22 by a limit switch or the like (not shown) .
[0026]
In addition, the lower frame 42 is connected to the intermediate frame 44 so as to be movable in the vertical direction via an elevating guide portion 47, and is moved upward and downward to the elevating guide portion 47 by its own weight support spring 48. The lower frame 42 and the intermediate frame 44 set by the self-weight support springs 48 are supported so as to leave a margin that can be obtained, and the predetermined vertical resilience is set in the opposite direction relative to each other. The upward spring 49 and the downward spring 50 are held.
[0027]
That is, the upward spring 49 and the downward spring 50 are held in cylinders 51 and 52 attached to the intermediate frame 44 side, and the lower ends are fixed to the lower frame 42 side in the cylinders 51 and 52. The upwardly extending piston rods 53 and 54 are inserted, and the upward spring 49 is engaged with a predetermined portion of the piston rod 53 only when the piston rod 53 is raised relative to the cylinder 51. The following piston 55 is urged to be pressed against the lower end in the cylinder 51, while the downward spring 50 is engaged with a predetermined portion of the piston rod 54 only when the piston rod 54 is lowered relative to the cylinder 52. The following piston 56 is urged to press against the upper end in the cylinder 52.
[0028]
FIG. 8 shows the preload spring characteristics of the resilience set for the upward spring 49 and the downward spring 50. The preload spring characteristics of the upward spring 49 shown in the upper half of FIG. When cutting is performed with the suspension rod 12 being lowered by the suspension rod 12, the cutter unit 5 is compressed and displaced only when the upward reaction force received from the manhole inner wall 3 side exceeds a predetermined magnitude F _2. The lower frame 42 can be lifted (retracted with respect to the moving direction of the cutter unit 5). On the other hand, the preload spring characteristic of the downward spring 50 shown in the lower half of FIG. When cutting while being lifted by the rod 12, the cutter unit 5 is compressed and displaced only when the downward reaction force received from the manhole inner wall 3 side exceeds a predetermined magnitude F _2, and lower than the intermediate frame 44. The frame 42 can be lowered (retracted with respect to the moving direction of the cutter unit 5).
[0029]
As in the case of the horizontal spring 46 described above, when the amount of spring displacement of the upward spring 49 and the downward spring 50 reaches the limit S ₂ , the cutter 22 is moved forward and backward by a limit switch (not shown). It is preferable that the control can be urgently stopped so that the cutting can be interrupted.
[0030]
In the figure, reference numeral 34 denotes cables for supplying and supplying water to various electrical devices in the cutter unit 5 described above and a dust-proof sprinkler (not shown), and reference numeral 35 denotes the cables 34 corresponding to raising and lowering of the cutter unit 5. A drum 36 arranged on the turntable 7 for winding and unwinding is a cover attached to the upper portion of the support frame 4.
[0031]
Thus, when cutting the deteriorated surface layer of the manhole inner wall 3 in the manhole 1, the support frame 4 in which the cutter unit 5 is accommodated is installed in the manhole port 2, and the pinion is moved by the lift motor 15. The cutter unit 5 is lowered into the manhole 1 by driving the suspension rod 12 and driving the suspension rod 12. Then, each cutter 22 of the cutter unit 5 is driven by the cutter drive motor 31, and the screw rod is driven by the cutter advance / retreat motor 28. 27, each cutter arm 21 of the cutter unit 5 is moved outward to press each cutter 22 against the manhole inner wall 3, and the cutter unit 5 is moved up and down along the surface shape of the manhole inner wall 3 by the suspension rod 12. While cutting the deteriorated surface layer portion of the manhole inner wall 3 with the respective cutters 22, the manho When the cutting operation at the turning position where the cutter unit 5 is positioned with respect to the circumferential direction of the inner wall 3 is completed, each cutter arm 21 is once retracted to separate the cutter 22 from the manhole inner wall 3, and then the turning motor 11, the pinion 10 is driven to rotate the swivel table 7, so that the cutter unit 5 is swung by a dimension corresponding to the width of the cutter 22 via the suspension rod 12 that is engaged with the swivel table 7 and rotates together. Thereafter, each cutter arm 21 is extended again and extended, and the same cutting operation as described above is performed. Thereafter, the cutting operation is revolved every time the cutting operation at each revolving position is completed, and the cutting operation is resumed. The surface layer part of the manhole inner wall 3 is cut stepwise in the circumferential direction by repeating the above.
[0032]
At this time, in the process of pressing the cutter 22 against the manhole inner wall 3 and moving it along the surface shape of the manhole inner wall 3, the control device 37 monitors the cutter torque based on the voltage value 38 of the cutter drive motor 31, The power control panel 41 for adjusting the input power from the power supply 40 is controlled by the control command 39 from the control device 37, and when the cutter torque exceeds a predetermined reference torque, the control device 37 receives the control. The cutter 22 is retracted by the cutter advance / retreat motor 28 to reduce the cutter torque, and when the cutter torque falls below a predetermined reference torque, the cutter 22 advances by the cutter advance / retreat motor 28 controlled by the control device 37. Since the cutter torque is increased, the cutter 22 is always maintained at a predetermined reference torque. The forward / backward speed is controlled faster as the difference between the reference torque and the cutter torque becomes larger, so that the cutter 22 moves forward / backward at a faster speed when urgentness is required. As a result, the cutter torque is quickly returned to the reference torque.
[0033]
Further, particularly in the present embodiment, the cutter unit 5 is supported via the elastic buffer mechanism 23 so that it can move back against the elastic force in the moving direction of the cutter unit 5 and the advancing direction of the cutter 22. Therefore, the cutter 22 is excessive from the manhole inner wall 3 side with respect to the moving direction of the cutter unit 5 and the advancing direction of the cutter 22 due to a large unevenness of the manhole inner wall 3 and a sudden change in the surface shape of the manhole inner wall 3. Even if a situation in which a sudden increase in the cutter torque is not possible due to the retraction operation of the cutter 22 by the cutter advancing / retreating motor 28 due to a strong reaction force, the elasticity of the elastic shock absorbing mechanism 23 is set. For a large reaction force exceeding the preload spring characteristics, the entire cutter unit 5 moves backward in the moving direction of the cutter unit 5 and the moving direction of the cutter 22. Buffering the reaction force.
[0034]
Therefore, according to the above embodiment, in the process of pressing the cutter 22 against the inner wall 3 of the manhole and moving it along the surface shape of the inner wall 3 of the manhole, the cutter torque is constantly kept constant while monitoring the cutter torque. 22 can be controlled by advancing and retreating, so that even if the manhole inner wall 3 is uneven or has a change in surface shape, problems such as overloading the cutter 22 or idling are avoided. The cutter 22 is always pressed against the manhole inner wall 3 with the same pressing force, and the machine cutting can be performed satisfactorily.
[0035]
In particular, as shown in the present embodiment, when applied to the work of cutting the deteriorated surface layer portion of the manhole inner wall 3, the deteriorated surface layer portion is harder than the sound portion because it is harder to be cut. By simply maintaining 22 to be pressed against the manhole inner wall 3 with the same pressing force, a deteriorated portion having a variation in deterioration in the thickness direction of the manhole inner wall 3 appears as a sound surface according to the variation in the deterioration progress. Thus, the strength of the repaired manhole inner wall 3 can be finished uniformly.
[0036]
Furthermore, if the cutter unit 5 is supported via the elastic buffer mechanism 23, the cutter unit 5 as a whole is against the large reaction force exceeding the preload spring characteristic of the elastic force set in the elastic buffer mechanism 23. However, since the reaction force can be buffered by moving backward in the moving direction of the cutter unit 5 and the advancing direction of the cutter 22, it is possible to more reliably avoid a situation in which the cutter 22 is overloaded.
[0037]
In addition, the wall surface cutting method and wall surface cutting machine of the present invention are not limited to the above-described embodiments, and can be used for cutting concrete wall surfaces other than manhole inner walls, and also wall surfaces made of bricks, stones, etc. Of course, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
[0038]
【The invention's effect】
According to the above-described wall surface cutting method and wall surface cutting machine of the present invention, various excellent effects as described below can be obtained.
[0039]
(I) According to the first and second aspects of the present invention, in the process of pressing the cutter against the wall surface and moving it along the surface shape of the wall surface, the cutter torque is always monitored while monitoring the cutter torque. Since the cutter can be controlled to move forward and backward so that it becomes constant, even if the wall surface is uneven or the shape of the surface is changed, problems such as overloading the cutter and slipping can be avoided. The cutter can always be pressed against the wall surface with an equivalent pressing force, and good machine cutting can be performed.
[0040]
(II) According to the invention described in claim 3 of the present invention, due to the large unevenness of the wall surface, a sudden change in the surface shape of the wall surface, etc., the cutter moves to the wall surface side with respect to the moving direction of the cutter unit and the advancing direction of the cutter. Even if there is a situation in which the cutter torque may increase suddenly in time due to excessive reaction force from the cutter, the cutter retraction operation by the cutter advance / retreat motor will cause the preload of the elastic force set in the elastic cushioning mechanism. The entire cutter unit can retreat in the moving direction of the cutter unit and the advancing direction of the cutter to buffer the reaction force against a large reaction force exceeding the spring characteristics, so that the cutter is overloaded. The situation can be avoided more reliably.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a view taken in the direction of arrows II-II in FIG.
3 is a cross-sectional view showing a state in which a key member is inserted into the key groove of FIG. 1. FIG.
4 is a cross-sectional view showing an advancing / retracting mechanism of the cutter arm of FIG. 1. FIG.
FIG. 5 is a control system diagram of the control device of FIG. 1;
6 is a graph showing a specific example of a control function used in the control device of FIG. 1;
7 is a graph showing the preload spring characteristic of the resilience set for the horizontal spring of FIG. 1; FIG.
8 is a graph showing the preload spring characteristics of the resilience set for the upward spring and the downward spring in FIG. 1. FIG.
[Explanation of symbols]
3 Manhole inner wall (wall surface)
5 Cutter unit 22 Cutter 23 Elastic buffer mechanism 28 Cutter advance / retreat motor 31 Cutter drive motor 37 Controller 38 Voltage value

Claims

When machine cutting while pressing the cutter against the wall surface and moving it along the surface shape of the wall surface, the cutter torque is monitored, and if the cutter torque is greater than a predetermined reference torque, the cutter is retracted and if smaller, the cutter is moved. In addition, the forward / backward speed of the cutter is controlled to increase as the difference between the reference torque and the cutter torque increases , and when the cutter torque exceeds a torque set higher than the reference torque, the forward / backward movement of the cutter is controlled. A wall surface cutting method characterized by urgently stopping the control of the wall.

A wall surface cutting machine configured to support the cutter unit so as to move along the surface shape of the wall surface, and to move the cutter mounted on the cutter unit toward and away from the wall surface, the cutter driving motor driving the cutter The cutter torque is monitored by inputting a voltage value, and the cutter advancing / retracting motor is operated to move the cutter forward and backward so that the cutter moves backward if the cutter torque is larger than a predetermined reference torque and smaller. The speed of the forward / backward movement is controlled faster as the difference between the reference torque and the cutter torque increases , and when the cutter torque exceeds a torque set higher than the reference torque, the control of the forward / backward movement of the cutter is urgently stopped. A wall surface cutting machine comprising a control device adapted to do this.

The wall surface cutting according to claim 2, wherein the cutter unit is supported via an elastic buffering mechanism so that the cutter unit can retreat against the repelling force with respect to the moving direction of the cutter unit and the advancing direction of the cutter. Machine.