JP4293413B2 - 不断水切断工法における流体弁設置方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流体管を密封ハウジングで覆って不断水状態で所定長さ切断し、次いで当該切断部に流体弁を挿入設置する不断水切断工法における流体弁設置方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の不断水切断工法における流体弁設置方法は、例えば図７に示すように、流体管０１の中央に、密封状態で流体管０１を切断できる密封ケーシング０２で覆い、切断機（図示せず）で流体管０１の流体弁Ｖの挿入部に相当する２箇所の切断箇所Ｓ１，Ｓ２を直管状に切断する。
【０００３】
その後、切断片を密封ケーシング０２外に取り出し切断機を取り外し、流体弁Ｖを挿入機によりその切断部のところに挿入する。流体弁Ｖ挿入後は流体管０１の２箇所の切断箇所Ｓ１、Ｓ２との密封を図るために、移動密封環０５を移動操作して流体弁Ｖと流体管０１との接続部を密封する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の流体弁設置方法においては、流体管０１を直管状に切断しているために、その切断片の移動空間は切断切り刃の隙間分しかなく、回収のため切断片を引き上げるのに手間取っていた。また流体弁Ｖ挿入時も位置合わせしながら切断部に挿入しなければならず、流体弁Ｖの据え付けも人手を要し煩わしいものであった。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、流体管の切断片を容易に引き上げることができ、しかも流体弁の挿入作業も簡便に行える不断水切断工法における流体弁設置方法を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するために、本発明の不断水切断工法における流体弁設置方法は、流体管の互いに離間した切断個所にスリーブを挿嵌固定し、該スリーブの対面する内側の流体管にシール管を回動自在に挿嵌し、前記スリーブと前記シール管を連結筒体で連結し、該スリーブに取り付けられた流体管切断装置の押切りカッターの回動により切断部の断面において上方部から下方部に向かい漸次狭小となるように切断してテーパ状の切断面を形成し、その後、前記スリーブの流体管に対する固定を解除し、当該スリーブを管軸方向の両外側に向けて移動し、前記切断箇所の切断部をシール管によってシールし、次いで、前記流体管切断装置を取り外して前記シール管の外周を密封ケーシングで覆ってシール管を管軸方向に退避させて切断片を取り出し、その後、前記テーパ状の切断面と相応するテーパ状フランジ面を両端に有し、該テーパ状フランジ面にシールリングが取り付けられた流体弁を前記切断部へ挿入した状態で直接シールリングを切断部のテーパ状の切断面に密着させて前記流体管に固定し、その後、前記密封ハウジングを取り外すことを特徴としている。
この特徴によると、切断部がその断面において上方部から下方部に向かい漸次狭小となるようにテーパ状に切断されているので、切断片の上方への取り出しが容易に行え、また、流体弁の両端にテーパ状の切断面と相応するテーパ状フランジ面を形成しているので、流体弁を上方より押し込むだけで切断部に対して密着させることができる。
【０００７】
また、テーパ状フランジ面にシールリングを取り付けることで、より確実に流体管と流体弁との密封が図れる。
【０００８】
また、押切りカッターで流体管を切断するので切断粉の発生が抑えられ、スイーパ工法等による切り屑回収作業を施す必要がない。
【００１０】
本発明の不断水切断工法における流体弁設置方法は、前記押切りカッターが円周部に複数の押切り刃を備えていることが好ましい。
このようにすれば、押切り刃同士が反力受けとなるのでより安定した切断が実現でき、しかも刃数が複数あるので短時間での切断が可能となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の不断水切断工法における流体弁設置方法について、図１〜図６を参照して説明する。図１は本発明の不断水状態で流体弁を設置する際に使用される流体管切断装置の断面図、図２は流体管切断装置により流体管が切断される状態を示す断面図、図３は流体管切断装置に使用されるキッカー機構を備えた押し切りカッターの刃物台を示す部分拡大図、図４は図３のＡ−Ａに沿った回転規制部材の断面図、図５は図３に示す歩進機構の断面図であり、図６は流体管切断装置により不断水状態でテーパ状に切断された流体管に流体弁を挿入した状態を示す断面図である。
【００１２】
最初に本発明の流体弁設置方法を実施するために用いられる流体管切断装置につき説明する。
【００１３】
図１において、１は、地盤２を掘削して所要長さに亘り露出させた切断対象である既設流体管、例えばスチール製の水道管であって、該水道管１の所定位置に不断水状態で流体弁Ｖを挿入するために流体弁Ｖ両端に対応する位置を切断する流体管切断装置４ａ、４ｂが水道管１の管軸方向に所定間隔離間した２箇所にそれぞれ配設される。
【００１４】
流体管切断装置４ａ、４ｂは、切断される水道管１の外周を液密にシールする２つ割りのスリーブ５ａ、５ｂが水道管１に固定され、切断後はその固定が解除されて管軸方向に摺動できるように挿嵌されている。これらスリーブ５ａ、５ｂの向き合う内側の端部外周にはそれぞれ連結筒体Ｐ１、Ｐ２の一端が回転可能に係合し、連結筒体Ｐ１、Ｐ２の他端には水道管１の外周に挿嵌されて切断後の水道管１の切断部３６ａ、３６ｂをシールするシール管５ａ′、５ｂ′が接続されている。
【００１５】
連結筒体Ｐ１、Ｐ２の外周には、カッタ―ホルダ８及び押さえローラ１６のホルダ１８のみが管軸方向に通過できる挿通孔が形成され、カッタ―ホルダ８及び押さえローラ１６のホルダ１８が切断時に回転すると、その回転と共に連れ周りする。
【００１６】
これらスリーブ５ａ、５ｂには、水道管１を切断するための切断工具が管軸方向に向けて進退移動可能に取付けられており、この切断工具は、例えば超鋼工具材で円板状に形成されて外周が断面尖端状に形成された押切り刃６と押さえローラ１６で構成された押切りカッター３を使用する。
【００１７】
離間配置したスリーブ５ａ、５ｂには、水道管１の管軸に対し直交する仮想垂直面に対し、上方部から下方部に向かい漸次狭小となるように互いに僅かに傾斜した環状斜板１０ａ、１０ｂが固定されており、環状斜板１０ａ、１０ｂに形成される環状案内面に環状ホルダ１４が回転可能に保持されている。
【００１８】
環状ホルダ１４には管軸中心方向に移動自在の刃物台１２が取付けられると共に、刃物台１２には押切り刃６を回転可能に支持したカッタ―ホルダ８が取着されている。
【００１９】
切断される水道管１を挟んで押切り刃６の対向位置に押さえローラ１６が配置されており、この押さえローラ１６は、環状ホルダ１４のカッタ―ホルダ８と対向する側に取付けられたホルダ１８に回転自在に軸支され、押切り刃６による加工時に生ずる反力を支持している。
【００２０】
各環状斜板１０ａ、１０ｂのには減速機付きの電動モータ２２が取付けられており、電動モータ２２の出力軸に固定されたピニオンギヤ２０には環状ホルダ１４の外周に形成されたリングギヤが噛合しており、電動モータ２２の回転によりピニオンギヤ２０を介して環状ホルダ１４が回転するようになっている。
【００２１】
また、各環状斜板１０ａ、１０ｂには後述するキッカー機構２４が固定されると共に、刃物台１２の上端にはキッカー機構２４に対応するように歩進機構２５が装着されている。
【００２２】
そこで、環状ホルダ１４の回転と共にカッタ―ホルダ８が回転して、刃物台１２上部の歩進機構２５がキッカー機構２４を通過する際に、歩進機構２５を作動させることで押切り刃６を管軸中心方向に所定量移動することができる。
【００２３】
図３に示すように、キッカー機構２４は、送りノックピン２４′が刃物台１２側に向かって突出しており、環状ホルダ１４の回転に伴って刃物台１２がキッカー機構２４を通する度に、送りノックピン２４′が歩進機構２５の星形部材３０に形成した星形の被駆動部材３０ａと係合することで、この星形部材３０は、ｑ−ｑ′軸まわりに回転される。星形の被駆動部材３０ａはギヤのように周囲に凹凸部が形成されていて、その凹凸部の形状と数によって送りノックピン２４′との係合に基づく星形部材３０の回動量が定まるようになっている。
【００２４】
歩進機構２５は、星形部材３０と、回転規制部材３２と、歩進ネジ部材３４とで構成され、回転規制部材３２は、図４に示す星形凹凸部３２ａと、圧縮バネ３２ｂにより星形凹凸部３２ａの方に付勢されたボール３２ｃとから成り、ボール３２ｃは星形凹凸部３２ａの円周上に形成された複数の凹部３３の一つと嵌合している。
【００２５】
また、被駆動部材３０ａの星形状と星形凹凸部３２ａの星形状は一義的に関連ずけられていて、被駆動部材３０ａの星形状は歩進ネジ部材３４の間欠回転駆動量を決定し、星形凹凸部３２ａの星形状は星形部材３０が間欠駆動されるときにボール３２ｃが星形凹凸部３２ａの凹部３３に丁度嵌合する位置となるよう構成されている。
【００２６】
バネ３２ｂとボール３２ｃはバネハウジング３２ｂ′内に収納され、バネ力がバネハウジング３２ｂ′の後端に配置した調整ネジ３２ｄにより調節できるようになっている。そして、バネハウジング３２ｂ′は刃物台１２の頂部に設けた支持部材１２ａに螺合しロックナット３２ｅにより緩むことなく固着されている。
【００２７】
図５において、星形部材３０は歩進ネジ部材３４とキー結合し、歩進ネジ部材３４は刃物台１２に摺動自在に保持されているカッターホルダ８に形成した雌ねじ部３４′に螺合していると共に、刃物台１２の頂部に設けた軸受け３５に回動自在に支持されている。
【００２８】
送りノックピン２４′により被駆動部材３０ａを介して星形部材３０が一定角度回転すると、この星形部材３０の下方に設けられている星形凹凸部３２ａもバネ３２ｂの付勢力に抗してボール３２ｃを押し下げながら一体的に同角度回転する。このとき、ボール３２は星形凹凸部３２ａの隣の凹部３３に再び嵌合するように設定されているから、星形部材３３とキー結合した歩進ネジ部材３４も、一定回転した後はその移動が拘束される。
【００２９】
歩進ネジ部材３４が一定量回転すると、雌ねじ部３４′を介してカッターホルダ８が半径方向に移動し、カッターホルダ８に取り付けられている押切り刃６に水道管１の管軸に向く予め設定された１回転分の食い込み量を与えることができる。
【００３０】
このように、キッカー機構２４の作動の度に、回転規制部材３２により歩進ネジ部材３４が確実に停止するので、正確な食い込み量を得ることができる。そして、キッカー機構２４の作動に対する歩進ネジ部材３４の回動量を変えるには、星形状が異なる各種の星形部材３０を準備して、歩進ネジ部材３４に所望の星形部材３０を交換することで達成することができる。
【００３１】
次に、上記のように構成された流体管切断装置を使用して既設の水道管を不断水状態で切断する方法、並びに切断された箇所に流体弁を設置する方法につき図１〜図６を参照して説明する。
【００３２】
先ず、図１に示すように、既設の水道管１の互いに離間した切断個所にスリーブ５ａ、５ｂを挿嵌固定すると共に、スリーブ５ａ、５ｂの対面する内側の水道管１にシール管５ａ′、５ｂ′を回動自在に挿嵌し、スリーブ５ａ、５ｂとシール管５ａ′、５ｂ′は連結筒体Ｐ１、Ｐ２で連結される。
【００３３】
次にスリーブ５ａ、５ｂに流体管切断装置４ａ、４ｂが取付けられる。すなわち、スリーブ５ａ、５ｂ外周に固定された環状斜板１０ａ、１０ｂの上端外周にキッカー機構２４を取付けると共に、環状斜板１０ａ、１０ｂの環状案内面に環状ホルダ１４を回転可能に保持する。
【００３４】
この環状ホルダ１４に歩進機構２５を取付けた刃物台１２及びこの刃物台１２に押切り刃６を回転可能に支持したカッターホルダ８を取着する。また、この環状ホルダ１４の、水道管１の管軸線を挟んでカッターホルダ８と対向する位置に、押さえローラ１６を回転可能に支持したホルダ１８を取付ける。
【００３５】
そして、各環状斜板１０ａ、１０ｂの上部に取付けた電動モータ２２の出力軸に固定されたピニオンギヤ２０を環状ホルダ１４外周のリングギヤに噛合することで、スリーブ５ａ、５ｂ外周に流体管切断装置４ａ、４ｂが水道管１に設置される。
【００３６】
そこで、電動モータ２２を起動させることで、ピニオンギヤ２０を介して環状ホルダ１４が緩動回転し、この環状ホルダ１４と共に押切り刃６乃至押さえローラ１６が水道管１の周りを環状斜板１０ａ、１０ｂの斜面に沿って斜めに回転する。
【００３７】
キッカー機構２４を基準としてカッターホルダ８が１回転してキッカー機構２４の送りノックピン２４′が歩進機構２５の星形部材３０に形成した星形の被駆動部材３０ａと係合することで星形部材３０は、ｑ−ｑ′軸まわりに回転され、この回転量によって押切り刃６が水道管１の外周に対し所定量食い込む。
【００３８】
このように、カッターホルダ８が１回転する度にキッカー機構２４が作動して、押切り刃６が水道管１の管軸方向に移動し、これを繰り返すことで水道管１は斜めに切断される。
【００３９】
次に、水道管１の所定間隔離間した軸方向の２箇所が斜めに切断されると、押切り刃６が水道管１の外方に引き上げられる。次いで、スリーブ５ａ、５ｂの水道管１に対する固定が解除されると、これらスリーブ５ａ、５ｂを図示しない移動装置により切断片１ａに対し管軸方向の両外側に向けてそれぞれ移動させ、上記２箇所の切断部３６ａ、３６ｂをシール管５ａ′、５ｂ′によってシールする。
【００４０】
次いで、切断工具類を取り外した状態で切断片１ａを含む各シール管５ａ′、５ｂ′の外周が図示しない密封ケーシング７（図６参照）で覆われる。そこで、搬出装置により切断された水道管１の切断片１ａを把持した状態で、シール管５ａ′、５ｂ′を外側に退避させてこの切断片１ａを取り出し、その後、図６に示すように、水道管１の２箇所のテーパ状切断面と相応するテーパ状フランジ面を有する流体弁Ｖを、切断部３６ａ、３６ｂ間に密着挿入する。このように切断部３６ａ、３６が上方部から下方部に向かい漸次狭小になるようにテーパカットされているから、切断片１ａの上方への搬出、流体弁Ｖの挿入が楽である。
【００４１】
流体弁Ｖの両側外周には外側端部にフランジＦ１、Ｆ２を設けた移動密封環１５が移動可能に挿嵌されると共に、流体弁Ｖの両端にはシールリングＲ１、Ｒ２が取り付けられている。
【００４２】
流体弁Ｖが水道管１内に位置決めされると、密封ケーシング７外部の操作装置９に設けた係止爪９ａ、９ｂを移動密封環１５のフランジＦ１、Ｆ２に係止し、この移動密封環１５を軸方向両外側に向けて移動することで、流体弁Ｖと切断部３６ａ、３６ｂがシールリングＲ１、Ｒ２を介して確実に密封され、最後に密封ケーシング７を取り外すことで一連の流体弁設置作業が完成する。
【００４３】
シールリングを管軸方向に移動させる代わりに、シールリングの肉厚を大きくして、流体弁を上方より下方に向けて挿入した状態で直接シールリングと切断部とが密着するように構成してもよい。この場合流体弁が抜け出さないように水道管に固定する必要がある。
【００４４】
上記の流体弁設置方法によれば、テーパ状フランジ面にシールリングＲ１、Ｒ２が取り付けられているので、流体弁Ｖの垂直方向の移動により水道管１流体弁Ｖとの密封がより確実となる。更に、水道管１が押切りカッター３の回転により切断されるので、切断粉の発生が抑えられ、スイーパ工法等による切り屑回収作業を施す必要がなくなる。また、押切り刃６の対向端側に押さえローラ１６を有しているので、押切り切断に際し、押さえローラ１６が反力を受けとなるので、確実且つ安定に切断することができる。
【００４５】
尚、前述した実施形態では、押さえローラ１６に対し管軸を挟んで対向位置に単一の押切り刃６を配置した例に付き説明したが、押さえローラ１６を取り除いて押切り刃６を複数円周上に配置して揺動運動させながら切断するようにしてもよい。この場合、各押し切りカッターの各刃同士が反力受けとなり切断作業がより安定するだけでなく、複数の押切り刃により加工能率を向上させることができる。
【００４６】
更に、上記の実施形態では、一対の流体管切断装置によって斜めに切断された水道管１の２箇所をシール管によってシールし、切断片を含む各シール管の外周を密封ケーシングで覆った状態で切断片と流体弁を交換する例について説明したが、最初に、水道管の管軸方向に所定間隔離間した２箇所の切断箇所に流体管切断装置を装着すると同時にそれらの外周を開閉弁を設けた密封ケーシングで覆った状態で水道管を切断した後、この切断片を流体弁と交換することも可能であり、交換後の流体弁のテーパ状フランジ面と水道管の２箇所のテーパ状切断面は上記の実施形態と同様にシールされる。
【００４７】
【発明の効果】
本発明は以下の効果を奏する。
【００４８】
請求項１の発明によれば、切断部がその断面において上方部から下方部に向かい漸次狭小となるようにテーパ状に切断されているので、切断片の上方への取り出しが容易に行え、また、流体弁の両端にテーパ状の切断面と相応するテーパ状フランジ面を形成しているので、流体弁を上方より押し込むだけで切断部に対して密着させることができる。
【００４９】
また、テーパ状フランジ面にシールリングを取り付けることで、より確実に流体管と流体弁との密封が図れる。
【００５０】
また、押し切りカッターで流体管を切断するので切断粉の発生が抑えられ、スイーパ工法等による切り屑回収作業を施す必要がない。
【００５２】
請求項２の発明によれば、押し切り刃同士が反力受けとなるのでより安定した切断が実現でき、しかも刃数が複数あるので短時間での切断が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の不断水状態で流体弁を設置する際に使用される流体管切断装置の断面図である。
【図２】流体管切断装置により流体管が切断される状態を示す断面図である。
【図３】流体管切断装置に使用されるキッカー機構を備えた押し切りカッターの刃物台を示す部分拡大図である。
【図４】図３のＡ−Ａに沿った回転規制部材の断面図である。
【図５】図３に示す歩進機構の断面図である。
【図６】流体管切断装置により不断水状態でテーパ状に切断された流体管に流体弁を挿入した状態を示す断面図である。
【図７】従来の流体管切断装置により不断水状態でテーパ状に切断された流体管に流体弁を挿入した状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 既設流体管（水道管）
１ａ 切断片
２ 地盤
３ 押切りカッター（切断工具）
４ａ、４ｂ 流体管切断装置
５ａ、５ｂ スリーブ
５ａ′、５ｂ′ シール管
６ 押切り刃
７ 密封ケーシング
８ カッターホルダ
９ 操作装置
９ａ、９ｂ 係止爪
１０ａ、１０ｂ 環状斜板
１２ 刃物台
１２ａ 支持部材
１４ 環状ホルダ
１５ 移動密封環
１６ 押さえローラ
１８ ホルダ
２０ ピニオンギヤ
２２ 電動モータ
２４ キッカー機構
２４′ ノックピン
２５ 歩進機構
３０ 星形部材
３０ａ 被駆動部材
３２ 回転規制部材
３２ａ 星形凹凸部
３２ｂ 圧縮バネ
３２ｂ′ バネハウジング
３２ｃ ボール
３２ｄ 調整ネジ
３２ｅ ロックナット
３２ 星形部材
３３ 凹部
３４ 歩進ネジ部材
３４′ 雌ねじ部
３６ａ、３６ｂ 切断部
Ｆ１、Ｆ２ フランジ
Ｐ１、Ｐ２ 連結筒体
Ｒ１、Ｒ２ シールリング
Ｖ 流体弁
【発明の属する技術分野】
本発明は、流体管を密封ハウジングで覆って不断水状態で所定長さ切断し、次いで当該切断部に流体弁を挿入設置する不断水切断工法における流体弁設置方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の不断水切断工法における流体弁設置方法は、例えば図７に示すように、流体管０１の中央に、密封状態で流体管０１を切断できる密封ケーシング０２で覆い、切断機（図示せず）で流体管０１の流体弁Ｖの挿入部に相当する２箇所の切断箇所Ｓ１，Ｓ２を直管状に切断する。
【０００３】
その後、切断片を密封ケーシング０２外に取り出し切断機を取り外し、流体弁Ｖを挿入機によりその切断部のところに挿入する。流体弁Ｖ挿入後は流体管０１の２箇所の切断箇所Ｓ１、Ｓ２との密封を図るために、移動密封環０５を移動操作して流体弁Ｖと流体管０１との接続部を密封する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の流体弁設置方法においては、流体管０１を直管状に切断しているために、その切断片の移動空間は切断切り刃の隙間分しかなく、回収のため切断片を引き上げるのに手間取っていた。また流体弁Ｖ挿入時も位置合わせしながら切断部に挿入しなければならず、流体弁Ｖの据え付けも人手を要し煩わしいものであった。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、流体管の切断片を容易に引き上げることができ、しかも流体弁の挿入作業も簡便に行える不断水切断工法における流体弁設置方法を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するために、本発明の不断水切断工法における流体弁設置方法は、流体管の互いに離間した切断個所にスリーブを挿嵌固定し、該スリーブの対面する内側の流体管にシール管を回動自在に挿嵌し、前記スリーブと前記シール管を連結筒体で連結し、該スリーブに取り付けられた流体管切断装置の押切りカッターの回動により切断部の断面において上方部から下方部に向かい漸次狭小となるように切断してテーパ状の切断面を形成し、その後、前記スリーブの流体管に対する固定を解除し、当該スリーブを管軸方向の両外側に向けて移動し、前記切断箇所の切断部をシール管によってシールし、次いで、前記流体管切断装置を取り外して前記シール管の外周を密封ケーシングで覆ってシール管を管軸方向に退避させて切断片を取り出し、その後、前記テーパ状の切断面と相応するテーパ状フランジ面を両端に有し、該テーパ状フランジ面にシールリングが取り付けられた流体弁を前記切断部へ挿入した状態で直接シールリングを切断部のテーパ状の切断面に密着させて前記流体管に固定し、その後、前記密封ハウジングを取り外すことを特徴としている。
この特徴によると、切断部がその断面において上方部から下方部に向かい漸次狭小となるようにテーパ状に切断されているので、切断片の上方への取り出しが容易に行え、また、流体弁の両端にテーパ状の切断面と相応するテーパ状フランジ面を形成しているので、流体弁を上方より押し込むだけで切断部に対して密着させることができる。
【０００７】
また、テーパ状フランジ面にシールリングを取り付けることで、より確実に流体管と流体弁との密封が図れる。
【０００８】
また、押切りカッターで流体管を切断するので切断粉の発生が抑えられ、スイーパ工法等による切り屑回収作業を施す必要がない。
【００１０】
本発明の不断水切断工法における流体弁設置方法は、前記押切りカッターが円周部に複数の押切り刃を備えていることが好ましい。
このようにすれば、押切り刃同士が反力受けとなるのでより安定した切断が実現でき、しかも刃数が複数あるので短時間での切断が可能となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の不断水切断工法における流体弁設置方法について、図１〜図６を参照して説明する。図１は本発明の不断水状態で流体弁を設置する際に使用される流体管切断装置の断面図、図２は流体管切断装置により流体管が切断される状態を示す断面図、図３は流体管切断装置に使用されるキッカー機構を備えた押し切りカッターの刃物台を示す部分拡大図、図４は図３のＡ−Ａに沿った回転規制部材の断面図、図５は図３に示す歩進機構の断面図であり、図６は流体管切断装置により不断水状態でテーパ状に切断された流体管に流体弁を挿入した状態を示す断面図である。
【００１２】
最初に本発明の流体弁設置方法を実施するために用いられる流体管切断装置につき説明する。
【００１３】
図１において、１は、地盤２を掘削して所要長さに亘り露出させた切断対象である既設流体管、例えばスチール製の水道管であって、該水道管１の所定位置に不断水状態で流体弁Ｖを挿入するために流体弁Ｖ両端に対応する位置を切断する流体管切断装置４ａ、４ｂが水道管１の管軸方向に所定間隔離間した２箇所にそれぞれ配設される。
【００１４】
流体管切断装置４ａ、４ｂは、切断される水道管１の外周を液密にシールする２つ割りのスリーブ５ａ、５ｂが水道管１に固定され、切断後はその固定が解除されて管軸方向に摺動できるように挿嵌されている。これらスリーブ５ａ、５ｂの向き合う内側の端部外周にはそれぞれ連結筒体Ｐ１、Ｐ２の一端が回転可能に係合し、連結筒体Ｐ１、Ｐ２の他端には水道管１の外周に挿嵌されて切断後の水道管１の切断部３６ａ、３６ｂをシールするシール管５ａ′、５ｂ′が接続されている。
【００１５】
連結筒体Ｐ１、Ｐ２の外周には、カッタ―ホルダ８及び押さえローラ１６のホルダ１８のみが管軸方向に通過できる挿通孔が形成され、カッタ―ホルダ８及び押さえローラ１６のホルダ１８が切断時に回転すると、その回転と共に連れ周りする。
【００１６】
これらスリーブ５ａ、５ｂには、水道管１を切断するための切断工具が管軸方向に向けて進退移動可能に取付けられており、この切断工具は、例えば超鋼工具材で円板状に形成されて外周が断面尖端状に形成された押切り刃６と押さえローラ１６で構成された押切りカッター３を使用する。
【００１７】
離間配置したスリーブ５ａ、５ｂには、水道管１の管軸に対し直交する仮想垂直面に対し、上方部から下方部に向かい漸次狭小となるように互いに僅かに傾斜した環状斜板１０ａ、１０ｂが固定されており、環状斜板１０ａ、１０ｂに形成される環状案内面に環状ホルダ１４が回転可能に保持されている。
【００１８】
環状ホルダ１４には管軸中心方向に移動自在の刃物台１２が取付けられると共に、刃物台１２には押切り刃６を回転可能に支持したカッタ―ホルダ８が取着されている。
【００１９】
切断される水道管１を挟んで押切り刃６の対向位置に押さえローラ１６が配置されており、この押さえローラ１６は、環状ホルダ１４のカッタ―ホルダ８と対向する側に取付けられたホルダ１８に回転自在に軸支され、押切り刃６による加工時に生ずる反力を支持している。
【００２０】
各環状斜板１０ａ、１０ｂのには減速機付きの電動モータ２２が取付けられており、電動モータ２２の出力軸に固定されたピニオンギヤ２０には環状ホルダ１４の外周に形成されたリングギヤが噛合しており、電動モータ２２の回転によりピニオンギヤ２０を介して環状ホルダ１４が回転するようになっている。
【００２１】
また、各環状斜板１０ａ、１０ｂには後述するキッカー機構２４が固定されると共に、刃物台１２の上端にはキッカー機構２４に対応するように歩進機構２５が装着されている。
【００２２】
そこで、環状ホルダ１４の回転と共にカッタ―ホルダ８が回転して、刃物台１２上部の歩進機構２５がキッカー機構２４を通過する際に、歩進機構２５を作動させることで押切り刃６を管軸中心方向に所定量移動することができる。
【００２３】
図３に示すように、キッカー機構２４は、送りノックピン２４′が刃物台１２側に向かって突出しており、環状ホルダ１４の回転に伴って刃物台１２がキッカー機構２４を通する度に、送りノックピン２４′が歩進機構２５の星形部材３０に形成した星形の被駆動部材３０ａと係合することで、この星形部材３０は、ｑ−ｑ′軸まわりに回転される。星形の被駆動部材３０ａはギヤのように周囲に凹凸部が形成されていて、その凹凸部の形状と数によって送りノックピン２４′との係合に基づく星形部材３０の回動量が定まるようになっている。
【００２４】
歩進機構２５は、星形部材３０と、回転規制部材３２と、歩進ネジ部材３４とで構成され、回転規制部材３２は、図４に示す星形凹凸部３２ａと、圧縮バネ３２ｂにより星形凹凸部３２ａの方に付勢されたボール３２ｃとから成り、ボール３２ｃは星形凹凸部３２ａの円周上に形成された複数の凹部３３の一つと嵌合している。
【００２５】
また、被駆動部材３０ａの星形状と星形凹凸部３２ａの星形状は一義的に関連ずけられていて、被駆動部材３０ａの星形状は歩進ネジ部材３４の間欠回転駆動量を決定し、星形凹凸部３２ａの星形状は星形部材３０が間欠駆動されるときにボール３２ｃが星形凹凸部３２ａの凹部３３に丁度嵌合する位置となるよう構成されている。
【００２６】
バネ３２ｂとボール３２ｃはバネハウジング３２ｂ′内に収納され、バネ力がバネハウジング３２ｂ′の後端に配置した調整ネジ３２ｄにより調節できるようになっている。そして、バネハウジング３２ｂ′は刃物台１２の頂部に設けた支持部材１２ａに螺合しロックナット３２ｅにより緩むことなく固着されている。
【００２７】
図５において、星形部材３０は歩進ネジ部材３４とキー結合し、歩進ネジ部材３４は刃物台１２に摺動自在に保持されているカッターホルダ８に形成した雌ねじ部３４′に螺合していると共に、刃物台１２の頂部に設けた軸受け３５に回動自在に支持されている。
【００２８】
送りノックピン２４′により被駆動部材３０ａを介して星形部材３０が一定角度回転すると、この星形部材３０の下方に設けられている星形凹凸部３２ａもバネ３２ｂの付勢力に抗してボール３２ｃを押し下げながら一体的に同角度回転する。このとき、ボール３２は星形凹凸部３２ａの隣の凹部３３に再び嵌合するように設定されているから、星形部材３３とキー結合した歩進ネジ部材３４も、一定回転した後はその移動が拘束される。
【００２９】
歩進ネジ部材３４が一定量回転すると、雌ねじ部３４′を介してカッターホルダ８が半径方向に移動し、カッターホルダ８に取り付けられている押切り刃６に水道管１の管軸に向く予め設定された１回転分の食い込み量を与えることができる。
【００３０】
このように、キッカー機構２４の作動の度に、回転規制部材３２により歩進ネジ部材３４が確実に停止するので、正確な食い込み量を得ることができる。そして、キッカー機構２４の作動に対する歩進ネジ部材３４の回動量を変えるには、星形状が異なる各種の星形部材３０を準備して、歩進ネジ部材３４に所望の星形部材３０を交換することで達成することができる。
【００３１】
次に、上記のように構成された流体管切断装置を使用して既設の水道管を不断水状態で切断する方法、並びに切断された箇所に流体弁を設置する方法につき図１〜図６を参照して説明する。
【００３２】
先ず、図１に示すように、既設の水道管１の互いに離間した切断個所にスリーブ５ａ、５ｂを挿嵌固定すると共に、スリーブ５ａ、５ｂの対面する内側の水道管１にシール管５ａ′、５ｂ′を回動自在に挿嵌し、スリーブ５ａ、５ｂとシール管５ａ′、５ｂ′は連結筒体Ｐ１、Ｐ２で連結される。
【００３３】
次にスリーブ５ａ、５ｂに流体管切断装置４ａ、４ｂが取付けられる。すなわち、スリーブ５ａ、５ｂ外周に固定された環状斜板１０ａ、１０ｂの上端外周にキッカー機構２４を取付けると共に、環状斜板１０ａ、１０ｂの環状案内面に環状ホルダ１４を回転可能に保持する。
【００３４】
この環状ホルダ１４に歩進機構２５を取付けた刃物台１２及びこの刃物台１２に押切り刃６を回転可能に支持したカッターホルダ８を取着する。また、この環状ホルダ１４の、水道管１の管軸線を挟んでカッターホルダ８と対向する位置に、押さえローラ１６を回転可能に支持したホルダ１８を取付ける。
【００３５】
そして、各環状斜板１０ａ、１０ｂの上部に取付けた電動モータ２２の出力軸に固定されたピニオンギヤ２０を環状ホルダ１４外周のリングギヤに噛合することで、スリーブ５ａ、５ｂ外周に流体管切断装置４ａ、４ｂが水道管１に設置される。
【００３６】
そこで、電動モータ２２を起動させることで、ピニオンギヤ２０を介して環状ホルダ１４が緩動回転し、この環状ホルダ１４と共に押切り刃６乃至押さえローラ１６が水道管１の周りを環状斜板１０ａ、１０ｂの斜面に沿って斜めに回転する。
【００３７】
キッカー機構２４を基準としてカッターホルダ８が１回転してキッカー機構２４の送りノックピン２４′が歩進機構２５の星形部材３０に形成した星形の被駆動部材３０ａと係合することで星形部材３０は、ｑ−ｑ′軸まわりに回転され、この回転量によって押切り刃６が水道管１の外周に対し所定量食い込む。
【００３８】
このように、カッターホルダ８が１回転する度にキッカー機構２４が作動して、押切り刃６が水道管１の管軸方向に移動し、これを繰り返すことで水道管１は斜めに切断される。
【００３９】
次に、水道管１の所定間隔離間した軸方向の２箇所が斜めに切断されると、押切り刃６が水道管１の外方に引き上げられる。次いで、スリーブ５ａ、５ｂの水道管１に対する固定が解除されると、これらスリーブ５ａ、５ｂを図示しない移動装置により切断片１ａに対し管軸方向の両外側に向けてそれぞれ移動させ、上記２箇所の切断部３６ａ、３６ｂをシール管５ａ′、５ｂ′によってシールする。
【００４０】
次いで、切断工具類を取り外した状態で切断片１ａを含む各シール管５ａ′、５ｂ′の外周が図示しない密封ケーシング７（図６参照）で覆われる。そこで、搬出装置により切断された水道管１の切断片１ａを把持した状態で、シール管５ａ′、５ｂ′を外側に退避させてこの切断片１ａを取り出し、その後、図６に示すように、水道管１の２箇所のテーパ状切断面と相応するテーパ状フランジ面を有する流体弁Ｖを、切断部３６ａ、３６ｂ間に密着挿入する。このように切断部３６ａ、３６が上方部から下方部に向かい漸次狭小になるようにテーパカットされているから、切断片１ａの上方への搬出、流体弁Ｖの挿入が楽である。
【００４１】
流体弁Ｖの両側外周には外側端部にフランジＦ１、Ｆ２を設けた移動密封環１５が移動可能に挿嵌されると共に、流体弁Ｖの両端にはシールリングＲ１、Ｒ２が取り付けられている。
【００４２】
流体弁Ｖが水道管１内に位置決めされると、密封ケーシング７外部の操作装置９に設けた係止爪９ａ、９ｂを移動密封環１５のフランジＦ１、Ｆ２に係止し、この移動密封環１５を軸方向両外側に向けて移動することで、流体弁Ｖと切断部３６ａ、３６ｂがシールリングＲ１、Ｒ２を介して確実に密封され、最後に密封ケーシング７を取り外すことで一連の流体弁設置作業が完成する。
【００４３】
シールリングを管軸方向に移動させる代わりに、シールリングの肉厚を大きくして、流体弁を上方より下方に向けて挿入した状態で直接シールリングと切断部とが密着するように構成してもよい。この場合流体弁が抜け出さないように水道管に固定する必要がある。
【００４４】
上記の流体弁設置方法によれば、テーパ状フランジ面にシールリングＲ１、Ｒ２が取り付けられているので、流体弁Ｖの垂直方向の移動により水道管１流体弁Ｖとの密封がより確実となる。更に、水道管１が押切りカッター３の回転により切断されるので、切断粉の発生が抑えられ、スイーパ工法等による切り屑回収作業を施す必要がなくなる。また、押切り刃６の対向端側に押さえローラ１６を有しているので、押切り切断に際し、押さえローラ１６が反力を受けとなるので、確実且つ安定に切断することができる。
【００４５】
尚、前述した実施形態では、押さえローラ１６に対し管軸を挟んで対向位置に単一の押切り刃６を配置した例に付き説明したが、押さえローラ１６を取り除いて押切り刃６を複数円周上に配置して揺動運動させながら切断するようにしてもよい。この場合、各押し切りカッターの各刃同士が反力受けとなり切断作業がより安定するだけでなく、複数の押切り刃により加工能率を向上させることができる。
【００４６】
更に、上記の実施形態では、一対の流体管切断装置によって斜めに切断された水道管１の２箇所をシール管によってシールし、切断片を含む各シール管の外周を密封ケーシングで覆った状態で切断片と流体弁を交換する例について説明したが、最初に、水道管の管軸方向に所定間隔離間した２箇所の切断箇所に流体管切断装置を装着すると同時にそれらの外周を開閉弁を設けた密封ケーシングで覆った状態で水道管を切断した後、この切断片を流体弁と交換することも可能であり、交換後の流体弁のテーパ状フランジ面と水道管の２箇所のテーパ状切断面は上記の実施形態と同様にシールされる。
【００４７】
【発明の効果】
本発明は以下の効果を奏する。
【００４８】
請求項１の発明によれば、切断部がその断面において上方部から下方部に向かい漸次狭小となるようにテーパ状に切断されているので、切断片の上方への取り出しが容易に行え、また、流体弁の両端にテーパ状の切断面と相応するテーパ状フランジ面を形成しているので、流体弁を上方より押し込むだけで切断部に対して密着させることができる。
【００４９】
また、テーパ状フランジ面にシールリングを取り付けることで、より確実に流体管と流体弁との密封が図れる。
【００５０】
また、押し切りカッターで流体管を切断するので切断粉の発生が抑えられ、スイーパ工法等による切り屑回収作業を施す必要がない。
【００５２】
請求項２の発明によれば、押し切り刃同士が反力受けとなるのでより安定した切断が実現でき、しかも刃数が複数あるので短時間での切断が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の不断水状態で流体弁を設置する際に使用される流体管切断装置の断面図である。
【図２】流体管切断装置により流体管が切断される状態を示す断面図である。
【図３】流体管切断装置に使用されるキッカー機構を備えた押し切りカッターの刃物台を示す部分拡大図である。
【図４】図３のＡ−Ａに沿った回転規制部材の断面図である。
【図５】図３に示す歩進機構の断面図である。
【図６】流体管切断装置により不断水状態でテーパ状に切断された流体管に流体弁を挿入した状態を示す断面図である。
【図７】従来の流体管切断装置により不断水状態でテーパ状に切断された流体管に流体弁を挿入した状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 既設流体管（水道管）
１ａ 切断片
２ 地盤
３ 押切りカッター（切断工具）
４ａ、４ｂ 流体管切断装置
５ａ、５ｂ スリーブ
５ａ′、５ｂ′ シール管
６ 押切り刃
７ 密封ケーシング
８ カッターホルダ
９ 操作装置
９ａ、９ｂ 係止爪
１０ａ、１０ｂ 環状斜板
１２ 刃物台
１２ａ 支持部材
１４ 環状ホルダ
１５ 移動密封環
１６ 押さえローラ
１８ ホルダ
２０ ピニオンギヤ
２２ 電動モータ
２４ キッカー機構
２４′ ノックピン
２５ 歩進機構
３０ 星形部材
３０ａ 被駆動部材
３２ 回転規制部材
３２ａ 星形凹凸部
３２ｂ 圧縮バネ
３２ｂ′ バネハウジング
３２ｃ ボール
３２ｄ 調整ネジ
３２ｅ ロックナット
３２ 星形部材
３３ 凹部
３４ 歩進ネジ部材
３４′ 雌ねじ部
３６ａ、３６ｂ 切断部
Ｆ１、Ｆ２ フランジ
Ｐ１、Ｐ２ 連結筒体
Ｒ１、Ｒ２ シールリング
Ｖ 流体弁
Claims (2)
- 流体管の互いに離間した切断個所にスリーブを挿嵌固定し、該スリーブの対面する内側の流体管にシール管を回動自在に挿嵌し、前記スリーブと前記シール管を連結筒体で連結し、該スリーブに取り付けられた流体管切断装置の押切りカッターの回動により切断部の断面において上方部から下方部に向かい漸次狭小となるように切断してテーパ状の切断面を形成し、その後、前記スリーブの流体管に対する固定を解除し、当該スリーブを管軸方向の両外側に向けて移動し、前記切断箇所の切断部をシール管によってシールし、次いで、前記流体管切断装置を取り外して前記シール管の外周を密封ケーシングで覆ってシール管を管軸方向に退避させて切断片を取り出し、
その後、前記テーパ状の切断面と相応するテーパ状フランジ面を両端に有し、該テーパ状フランジ面にシールリングが取り付けられた流体弁を前記切断部へ挿入した状態で直接シールリングを切断部のテーパ状の切断面に密着させて前記流体管に固定し、その後、前記密封ハウジングを取り外すことを特徴とする不断水切断工法における流体弁設置方法。 - 前記押切りカッターは円周部に複数の押切り刃を備えていることを特徴とする請求項１に記載の不断水切断工法における流体弁設置方法。
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