JP4675674B2 - ホールカッター - Google Patents

Description

本発明は、既設の流体管路例えば水道管を切断、あるいは穿孔するのに使用するホールカッターに関する。

従来、既設の流体管路に穿孔する場合、下端周縁部に複数の切削刃を設置した円筒状のカッターボデーを持ったホールカッターを使用している。穿孔切削した際に発生する切りくずが管内に入り込まないように前記切りくずを回収するカッターとして、円筒状のカッターボデーの下端周縁に複数の切削刃を間隔をおいて配設し、前記カッターボデーの外周に筒体を装着し、カッターボデーと筒体との間には、前記切削刃間に開口する切りくず収納室を形成したホールカッターが考えられている（特許文献１参照）。

実用新案出願公告 昭６２−３６５６８号公報

しかしながら、特許文献１にあっては、大きな孔を穿孔する場合や管の上下に１ストロークで孔を穿孔する場合には、カッターボデーが管内断面に突出して管内の流体の流れを阻害したり、あるいは、管を切断する場合などにおいては、カッターボデーが管内を閉塞してしまうという問題があった。

本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、管体を切断、あるいは穿孔する場合においてその管内の流れを閉塞することなく、切削した切りくずを確実に回収することのできるホールカッターを提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明の請求項１に記載のホールカッターは、
円筒状の内筒部材と、内筒部材の外側に切りくず収納部を形成する隙間を有して取り付けられる外筒部材とよりなる筒体と、筒体の上部に設けられ、回転かつ送り運動が可能に支持された回転軸の端部が取り付けられる上板と、筒体の下端の周縁部に複数配設された切削チップと、によって構成されるホールカッターであって、
前記筒体の下端は、前記隙間が閉塞されるとともに、前記切りくず収納部に連通し前記切削チップにより切削された切りくずを該切りくず収納部に送るための開口部が設けられ、前記切りくず収納部は、切削チップの前後に設けられた隔壁により切削チップごとに独立して形成されており、筒体の外周側と内周側とをつなぐとともに前記隔壁により前記切りくず収納部とは隔離された貫通孔が設けられていることを特徴としている。
この特徴によれば、切削チップの前後に設けられた隔壁により内筒部材と外筒部材との隙間に切削チップごとに独立した切りくず収納部が形成され、筒体の下端で隙間が閉塞されているので、切削チップにより削られて発生した切りくずは、開口部より切りくず収納部に収納され、ホールカッターの回転、送り運動によって順次繰り返され蓄積されていき、他の切削チップの開口部から落ちることがなく確実に収納され回収することがで、貫通孔が設けられているので管内面に筒体があっても、管内の流れは貫通孔を通って上流から下流に流れるので管を閉塞することがない。

本発明の請求項２に記載のホールカッターは、請求項１に記載のホールカッターであって、前記貫通孔は、前記切りくず収納部と交互に設けられていること特徴としている。
この特徴によれば、貫通孔が切りくず収納部と交互に設けられているので、貫通孔が筒体の全周に亘りほぼ均等に表れ、回転しているホールカッターがどの位置で止まっても管の流れを阻害することがなくなる。

本発明の請求項３に記載のホールカッターは、請求項１または２に記載のホールカッターであって、前記貫通孔は、前記切りくず収納部とともに回転方向に対して後方に傾斜して設けられていることを特徴としている。
この特徴によれば、貫通孔が切りくず収納部とともに回転方向に対して後方に傾斜して設けられているので、開口部の後方に切りくず収納部が形成されることになり、切削により発生し、刃部のすくい面に沿って後方に送られる切りくずがスムーズに切りくず収納部に収納され、収納、蓄積された切りくずは開口部より外にでることなく確実に収納回収することができ、また、回転による流水の通過面積の変化少なくなり損失水頭の減少を計ることができる。

本発明の実施例を以下に説明する。

図１ないし図７は、本発明の一実施例を示すもので、図１（ａ）は、本発明に係るホールカッターの上面図、（ｂ）は、ホールカッターの正面図である。図２は、ホールカッターの底面図、図３（ａ）は、開口部近辺を示した図２のＡ−Ａ断面、（ｂ）は、筒体下端の閉塞状態を示した図２のＢ−Ｂ断面、（ｃ）は切削チップの形状を示した図２のＣ−Ｃ断面である。図４（ａ）は、内筒部材の上面図、（ｂ）は、内筒部材の正面図である。図５は、センタードリルの先端に取り付けられる刃物部の断面図である。図６は、ホールカッターを設置した状態を示す断面図であり、図７は、ホールカッターで管を切断した状態を示す断面図である。

図１及び図２に示す符号１はホールカッターを示し、ホールカッター１は上板２と筒体３と切削チップ４とで形成されており、その中心には回転軸１０ａにホールカッター１を取り付ける際にも使用されるセンタードリル５が設置されている。

上板２は、円盤状に形成され、中央に作業ケース１０の回転軸１０ａに接続される接合部２ａを有し、その中心にはセンタードリル５が挿入される中央孔２ｂが孔設されている。接合部２ａの周りに切りくずを補足し、水を通すフィルター２ｃが等間隔に複数設けられた上板２は、筒体３の上端部の内側に突出して形成されたフランジ部６ｇに六角孔付ボルト２ｄによって着脱自在に取り付けられている。

筒体３は、切りくず収納部３ａ、集積部３ｂおよび貫通孔３ｃを形成する内筒部材６とその外側に設置される外筒部材７とよりなる。

内筒部材６は、図４に示すように中空の円筒状をなし、切りくず収納部３ａを形成する凹部６ａが設けられた下部と、集積部３ｂを形成する上部よりなる。

凹部６ａは、円筒状の内筒壁６ｂと、切削チップ４の前後に立設される隔壁６ｃにより形成され、ホールカッター１の回転方向後ろ向きに傾斜して上方に向かって細長く設けられている。また、凹部６ａの幅は、上方に行くにしたがって広くなるように設定されている。

凹部６ａと凹部６ａとの間には、貫通孔３ｃを形成する孔６ｄが孔設されている。孔６ｄもホールカッター１の回転方向後ろ向きに傾斜して上方に向かって細長く設けられている。

上板２、外筒部材７とともに集積部３ｂを形成する円盤状の内上板６ｅが凹部６ａの上部に設けられている。内上板６ｅの中央にはセンタードリル５が貫通する中空の円柱部材６ｉが立設されている。

内筒部材６の最上部には、上板２を取り付けるドーナッツ状のフランジ部６ｇが支持壁６ｆに支えられて設置されており、フランジ部６ｇには、上板２を取り付けるねじ孔６ｈが等間隔で螺設されている。支持壁６ｆは、円柱部材６ｉを中心にして放射状に伸び、凹部６ａごとに集積部３ｂを形成するように等間隔で立設されている。

外筒部材７は、中空の円筒状に形成され、内筒部材６の外径とほぼ同じ内径を有し、内筒部材６の孔６ｄに相対する位置に同形の孔７ａが孔設されており、内筒部材６に外筒部材７が取り付けられて、孔６ｄと孔７ａとで貫通孔３ｃを形成する。

図２、図３に示すように、筒体３の下端周縁部には複数の切削チップ４が等間隔で取り付けられている。切削チップ４の刃部は、切れ刃４ａ、すくい面４ｂ、逃げ面４ｃからなり、切削チップ４は、内筒部材６と外筒部材７との下端部に跨いで取り付けられ、切削チップ４の切れ刃４ａからすくい面４ｂにかけて切りくず収納部３ａに連通する開口部４ｄが開設され、開口部４ｄ以外の筒体３の下端部は閉塞部材３ｄにより閉塞されている。

内筒部材６の凹部６ａと、外筒部材７の内周面および閉塞部材３ｄによって形成された空間に切削チップ４ごとの切りくず収納部３ａが設けられている。

ホールカッター１では、前述した内筒部材６の外周に外筒部材７を取り付け、下端に複数の切削チップ４と閉塞部材３ｄを等間隔に配設し、上端に上板２を六角孔付ボルト２ｄで設置することにより、内筒壁６ｂと隔壁６ｃと外筒部材７の内周面および閉塞部材３ｄとで切りくず収納部３ａが形成され、また、内上板６ｅと外筒部材７の内周面および上板２とで集積部３ｂが形成され、切りくず収納部３ａと集積部３ｂは、凹部６ａの上端で連絡する。

このホールカッター１で水道管Ｐを切断すると、切削チップ４の切れ刃４ａで切削した切りくずは、すくい面４ｂに沿って開口部４ｄより切りくず収納部３ａに収納され、蓄積される。このとき切りくず収納部３ａがホールカッター１の回転方向に対して後方に傾斜して設けられているので、切りくず収納部３ａは開口部４ｄの後方に広く形成されることになり、切削により発生し、刃部のすくい面４ｂに沿って後方に送られた切りくずがスムーズに切りくず収納部３ａに収納され、さらに収納、蓄積された切りくずは開口部４ｄより外にでることなく確実に収納回収することができる。

貫通孔３ｃが形成されているので切断中にホールカッター１が流体管Ｐを閉塞することがなく、貫通孔３ｃを通して上流から下流に通水することができる。

また、切りくず収納部３ａが開口部４ｄより奥に向かって広くなるので、切りくずが詰まって収納できなくなることを防ぐことができ、また、開口部４ｄより外に出ようとする切りくずの動きに対して狭く形成されるので、その動きを防止することができる。

上部に形成された集積部３ｂに切りくず収納部が連絡しているので、切削された切りくずが順次切りくず収納部を通って集積部３ｂに集められるので、内筒部材６と外筒部材７との隙間に設けられた狭い切りくず収納部に詰まることなく、より多くの切りくずを収容し回収することができる。

センタードリル５は、一方の先端に刃物部５ａが取り付けられ、他方には回転軸１０ａにホールカッター１を取り付ける際に使用されるねじ部５ｅが螺設されていて、中間部の水道管Ｐを切断したときに水道管Ｐ内で管の上端に近い位置より下方に数個のフック５ｆが設置されている。

フック５ｆは、略コ字形をなし、両端部がセンタードリル５の軸方向と軸直角方向とに向くように回動可能に取り付けられていて、軸直角方向を向いたときにセンタードリル５の外径より突出するように設定されている。フック５ｆの両端部は、刃物部５ａで孔設した孔を通過するときにはセンタードリル５の軸方向を向き、孔を通過すると軸直角方向を向いて、ホールカッター１を上昇させたときに水道管Ｐの切片に係合することができる構造となっている。

このセンタードリル５は、ホールカッター１による水道管の切断に際しての位置決め用のドリルであり、中空円筒の刃物部５ａをその軸線の回りで旋回させるとともに、先端の切れ刃５ｂを水道管に当て付けて穿孔すると、切れ刃５ｂによって生成された切りくずは、切れ刃５ｂのすくい面５ｃに沿って上昇する。この上昇した切りくずは、中空円筒の刃物がカバー５ｄによって包囲されているために、外部に飛び散ることなくすべて中空円筒の刃物部５ａ内に捕捉される。さらに中空円筒の刃物部５ａの先端側の開口は、穿孔によって生じた工作物の円柱状の残片によって閉塞されるので、穿孔後も円柱状の残片を刃物から抜き取らないかぎり、前記した切りくずが中空円筒の刃物部５ａから外部に出ることがないようになっている。

次に、以上のように構成されたホールカッター１を用いて水道管Ｐを切断する工程を図６および図７に基づいて説明する。図６には、既設の水道管Ｐにバルブを挿入するために水道管Ｐを切断する装置が取付けられた状態の断面図が示されている。

各構成部材を図６に基づいて説明すると、前述のようにＰは流体管路としての水道管であって、この水道管Ｐには、水道管Ｐを上下から包囲できる上下２分割の包囲ケース８が水封状態で取付けられる。実施例の包囲ケース８を溶接構造体としたため図面では一体に表示されている。そしてこの包囲ケース８の上部には開閉ケース９が、この開閉ケース９の上部には作業ケース１０がそれぞれ取付けられる。なお、作業ケース１０の上部には適宜所定の機能、例えばホールカッター１の回転駆動や送り出しを行う機構が内装されている。

開閉ケース９には包囲ケース８と作業ケース１０を仕切る仕切弁９ａが設けられている。仕切弁９ａには図示されていないロッドが取付けられており、ロッドの操作により仕切弁９ａを包囲ケース８と作業ケース１０の連通、遮断に用いることができる。

ホールカッター１は包囲ケース８、開閉ケース９及び作業ケース１０内を昇降し、水道管Ｐを切断するカッターであって、その上方でモーター等で回転される回転軸１０ａに接続されている。また、開閉ケース９の所定位置には開閉弁を有する水抜き用のドレーン９ｂが設けられている。

ホールカッター１は、上板２の接続部２ａを回転軸１０ａの下端と嵌合させたのち、センタードリル５のねじ部５ｅを内筒部材６の円柱６ｉの中を貫通させて回転軸１０ａ下端の雌ねじ部に螺合させて取り付けられている。

各ケースを水道管Ｐに取付け、仕切弁９ａを移動させ包囲ケース８と作業ケース１０とが連通状態にした後にモーター等を駆動させ、回転軸１０ａを介してホールカッター１を回転させながらゆっくり下降させていく。この時、ドレーン９ｂの開閉弁は開放させておく。

先ずセンタードリル５が水道管Ｐに到達し、上部周壁が確実に穿孔され、ホールカッター１全体の位置決定が行われる。この時、前述のように切りくずは全て中空円筒の刃物部５ａ内に収容され、さらに円柱状の残片が、その開口を閉塞するように保持されるため、切りくずが水道管Ｐ内に流出してしまうことはない。

センタードリル５により水道管Ｐの上部周壁が穿孔されると、ドレーン９ｂが開放状態にあるのと、各ケース８、９、１０内と水道管Ｐ内との間に気圧差が生じているため、その切削された部分から水道管Ｐ内の水が流出し始め、各ケース８、９、１０内に水が充満し、ドレーン９ｂより排水される。

さらに、ホールカッター１を下降させ、ホールカッター１による切断が始ると、切削チップ４により生じる切りくずは、すくい面４ｂを伝うようにして切りくず収納部３ａ内に収容される。水道管Ｐから流出した水の流れがドレーン９ｂ方向にできるため、ホールカッター１の内部にも、開口部４ｄから流入し、切りくず収納部３ａ、集積部３ｂ、フィルター２ｃと通って流出し、ドレーン９ｂにいたる流れが生じる。この流れに乗って切りくずは、切りくず収納部３ａおよび集積部３ｂに逐次集積される。

切りくずは切削が順次繰り返されて蓄積されていき、切りくず収納部３ａが独立して設けられているので他の切削チップの開口部４ｄから落ちることがなく確実に収納され回収することができる。

ホールカッター１に貫通孔３ｃが形成されているので水道管Ｐ内の水は、ホールカッター１の上流側の貫通孔３ｃよりホールカッター１の内部に入り、下流側の貫通孔３ｃより水道管Ｐ内に流れていき、流体の流れが止まることがない。また、貫通孔３ｃが傾斜しているので、ホールカッター１が回転中であっても、水の通過面積の変化が少なく、損失水頭の変化を少なくすることができる。

管底部をセンタードリル５が穿孔し、ついで管底部をホールカッター１で切削切断し水道管Ｐの周壁の切断が完全に終了すると、図７のように切片Ｐａがホールカッター１内に収容され、ホールカッター１内のセンタードリル５に設けられたフック５ｆによって落下が防止される。ホールカッター１の回転が止まっても、水道管Ｐ内の水は、ホールカッター１の上流側の貫通孔３ｃよりホールカッター１の内部に入り、下流側の貫通孔３ｃより水道管Ｐ内に流れていき、流体の流れが止まることがない。
そしてこの状態のままホールカッター１を上昇させ、仕切弁９ａ及びドレーン９ｂを閉塞すると共に、作業ケース１０内の水を抜きとった後、前記作業ケース１０を取外すことにより、不断水工法による水道管Ｐの切断作業は終了する。

切断作業の終了後に回収した切りくずをホールカッター１より排出するには、はじめに切片Ｐａをセンタードリル５から除去し、センタードリル５を緩めて回転軸１０ａより引き抜くことによりホールカッター１を作業ケース１０から取り外す。つぎに六角孔付ボルト２ｄを抜き上板２を筒体３より外す集積部３ｂが開口するので、開口より切りくずを容易にホールカッター１の外に排出することができる。

以上、本発明の実施例を図面により説明してきたが、本発明の具体的な構成はこれに限定されるものではない。具体的な構成はこれら実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。

例えば、上記実施例では、集積部３ｂが支持壁６ｆにより切削チップ４ごとに分割されていたが、一体であってもよく、また、切削チップ４の２つ分あるいは３つ分ごとに分割されていてもよい。

また、上記実施例では、外筒部材７は内筒部材６に固設されていたが、着脱自在に取り付けられていてもよい。

また、上記実施例では、ドレーン９ｂは開閉ケース９に設けられていたが、包囲ケース８や作業ケース１０に設けられていてもよく、複数であってもよい。

また、上記実施例では、包囲ケース８は２分割であったが３分割以上であってもよく、それぞれが溶接で接合されていたがボルト・ナットで接合を行ってもよい。

本発明の一実施例におけるホールカッターの（ａ）は上面図、（ｂ）は正面図である。 ホールカッターの底面図である。 （ａ）は、開口部近辺を示した図２のＡ−Ａ断面図、（ｂ）は、筒体下端の閉塞状態を示した図２のＢ−Ｂ断面図、（ｃ）は切削チップの形状を示した図２のＣ−Ｃ断面図である。 （ａ）は、内筒部材の上面図、（ｂ）は、内筒部材の正面図である。 センタードリルの先端に取り付けられる刃物部の断面図である。 ホールカッターを設置した状態を示す断面図である。 ホールカッターで管を切断した状態を示す断面図である。

符号の説明

１ ホールカッター
２ 上板
２ａ 接続部
２ｂ 中央孔
２ｃ フィルター
２ｄ 六角孔付ボルト
３ 筒体
３ａ 切りくず収納部
３ｂ 集積部
３ｃ 貫通孔
３ｄ 閉塞部材
４ 切削チップ
４ａ 切れ刃
４ｂ すくい面
４ｃ 逃げ面
４ｄ 開口部
５ センタードリル
５ａ 刃物部
５ｂ 切れ刃
５ｃ すくい面
５ｄ カバー
５ｅ ねじ部
６ 内筒部材
６ａ 凹部
６ｂ 内筒壁
６ｃ 隔壁
６ｄ 孔
６ｅ 内上板
６ｆ 支持壁
６ｇ フランジ部
６ｈ ねじ孔
６ｉ 円柱部材
７ 外筒部材
７ａ 回転軸
８ 包囲ケース
９ 開閉ケース
９ａ 仕切弁
９ｂ ドレーン
１０ 作業ケース
１０ａ 回転軸
Ｐ 水道管
Ｐａ 切片

Claims (3)

1. 円筒状の内筒部材と、内筒部材の外側に切りくず収納部を形成する隙間を有して取り付けられる外筒部材とよりなる筒体と、筒体の上部に設けられ、回転かつ送り運動が可能に支持された回転軸の端部が取り付けられる上板と、筒体の下端の周縁部に複数配設された切削チップと、によって構成されるホールカッターであって、
   前記筒体の下端は、前記隙間が閉塞されるとともに、前記切りくず収納部に連通し前記切削チップにより切削された切りくずを該切りくず収納部に送るための開口部が設けられ、前記切りくず収納部は、切削チップの前後に設けられた隔壁により切削チップごとに独立して形成されており、筒体の外周側と内周側とをつなぐとともに前記隔壁により前記切りくず収納部とは隔離された貫通孔が設けられていることを特徴とするホールカッター。
2. 前記貫通孔は、前記切りくず収納部と交互に設けられている請求項１に記載のホールカッター。
3. 前記貫通孔は、前記切りくず収納部とともに回転方向に対して後方に傾斜して設けられている請求項１または２に記載のホールカッター。

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