JPH01222810A - 管の加工方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、管の内面の突起物または前記管を切削する管
の加工方法および装置に関し、特に下水道の本管のよう
な第１の管に接続された取付管のような第２の管の、前
記第１の管内への突起部を除去すべく前記突起物を切削
する技術、および、第１の管と第２の管とを連通させる
穴を第１の管の側から第１の管に穿つべく前記第１の管
を切削する技術として好適な管の加工方法および装置に
関する。

（従来の技術） 下水道管、上水道管、ガス管、電力線用管、電話線用管
等の既設管を再生する方法として、既設管内に新たな管
を配置する方法、既設管の内面にコーティング、ライニ
ングを施す方法等が提案され、実施されている。これら
の再生方法によりば、既設管の内部に新たな管が既設管
と実質的に一体に設けられる。

取付管か木管内への突出している下水道管のように、突
起物が管内に存在する既設管を前記方法により既設管を
再生するに際しては、既設管内の突起物を予め除去する
必要がある。しかし、既設管の内面形状が通常円形であ
ることから、前記突起物を正しくに切除することが難し
い。

また、面記再土方法により再生された管は、枝管が新た
な前記管により閉塞されるため、既設管に連通されてい
た枝管の管口を再生された管内に開口させる穴を穿つ作
業を行なう必要がある。この場合、枝管の軸線が再生さ
れた管の軸線と直交していると、カッタを再生された管
の半径方向へ伸びる軸線の周りに回転させるのみでは、
枝管の管口に対応する穴を正確に穿つことができない。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は、突起物または管を正確に切削することができ
る、管の加工方法および装置を提供することを目的とす
る。

（課題を解決するための手段） 本発明の加工方法は、管の内面の突起物または前記管を
切削する管の加工方法であって、前記管の軸線の方向へ
伸びる軸線または前記管の半径方向へ伸びる軸線の周り
に回転されて被切削物を切削する手段を、前記管内にあ
って前記切削手段の回転軸線の周りに回転させつつ、前
記回転軸線が前記管に沿って伸びる軸線の周りに角度的
に変位するとともに前記管の軸線の方向へ変位するよう
に、前記切削手段を移動させて前記被切削物を切削する
ことを含むことを特徴とする。

本発明の加工装置は、管の内面の突起物または前記管を
切削する管の加工装置であって、前記管の軸線の方向へ
伸びる軸線または前記管の半径方向へ伸びる軸線の周り
に回転されて被切削物を切削する手段と、該切削手段を
前記管内にあって前記切削手段の回転軸線の周りに回転
させつつ、前記回転軸線が前記管に沿って伸びる軸線の
周りに角度的に変位するとともに前記管の軸線の方向へ
変位するように、前記切削手段を移動させる駆動手段と
を含むことを特徴とする。

（発明の作用効果） 切削手段は、切削手段の回転軸線が管に沿って伸びる軸
線の周りに角度的に変位するとともに前、配管の軸線の
方向へ変位するように、移動される。このため、被切削
部の直径寸法より小さい直径寸法の回転軌跡を描く切削
手段を用いることができる。

切削手段の回転軸線の角度的変位量と第１の管の軸線方
向への変位量とが同一であると、切削手段の運動軌跡は
円形になる。これに対し、角度的変位量が軸線方向への
変位量より大きいと、切削手段の運動軌跡は第１の管の
周方向へ伸びる長袖を有するに長い楕円になる。また、
角度的変位量が軸線方向への変位量より小さいと、切削
手段の運動軌跡は第１の管の軸線方向へ伸びる長軸を有
する楕円になる。

角度的変位量が最大値になるタイミングと軸線方向への
変位量が最大になるタイミングとを調節することにより
、前記楕円の長袖の方向を設定することができる。また
、角度的変位量と軸線方向への変位量との相対的な値を
調節することにより、任意な形状および大きさの楕円と
することができる。

本発明によれば、突起物を切削するときは、突起物を管
の内面付近まで確実に切削することができ、また、穴を
穿つべく管を切削するときは、穿つべく六の形状の対応
した穴を穿つことができる。

（実施例） 以下、図面に示す本発明の実施例について説明する。

先ず、第１図〜第４図に示す加工装置１０の実施例につ
いて説明する。

加工装＠１０は、地中に埋設された第１の管１２内に移
動可能に配置される。第１の管１２は、図示の例では、
既設管１４と、該既設管の内側に配置された合成樹脂製
の管１６とから成る。

既設管１４と管１６とは、両者の間の空間を埋めるセメ
ント、接着剤等、硬化性の充填剤により一体的に接合さ
れている。

既設管１４には、枝管のような第２の管１８が接続され
ている。しかし、第２の管１８の管口は、管１６および
前記充填剤により閉塞されている。加工装置１０は、カ
ッタ２０により管１６および前記充填剤を切削すること
により、第２の管１８の管口を管１６内に開口させるた
めに用いられる。

加工装置１０は、架台２２を含む。架台２２は第１の管
１２の軸線方向へ伸びる長尺の一対の滑動部材２４を備
え、画情動部材２４は複数の連結部材２６により相互に
連結されている。

架台２２にはケーシング２Ｂが据付けられており、該ケ
ーシング内には複数の多枝管（図示せず）が収容されて
いる。ケーシング２８には、後述する各種の駆動機構お
よびシリン夛機構への作動流体の供給を制御する複数の
電磁弁３０が据付けられている。各電磁弁には、作動油
、圧縮空気等の作動流体および電力が地上に設置された
作動流体源および電源から供給される。

架台２２には、また、カッタ２０を第１の管１２の軸線
に沿う軸線の周りに角度的に回転させる第１の駆動機構
３２と、カッタ２０を第１の管１２の軸線の方向へ移動
させる第２の駆動機構３４とが配置されている。第１の
駆動機構３２は、第１の管１２の軸線方向へ移動可能の
出力軸と、該出力軸をこれの軸線の周りに角度的に回転
させるアクチュエータとを備える、油圧で作動される４
動型の機構で構成されている。これに対１し、第２の駆
動機構３４は、ピストンロッドがこれの軸線の周りに回
転可能の複動型の油圧シリンダ機構で構成されている。

第２の駆動機構３４のピストンロッドは第１の駆動機構
３２の出力軸に連結されている。

前記のような第１および第２の駆動機構３２゜３４とし
ては、たとえば、油圧ストローク・ロータリーアクチュ
エータの名称で市販されている、第１および第２の駆動
機構３２．３４の機能を備えた複動型油圧作動機構を用
いることができる。

第２の駆動機構３４の出力軸３６は、架台２２に支持さ
れた軸受部材３８を回転および滑動可能に貫通する。出
力軸３６の先端部には、カッタ２０を第１の管１２の半
径方向に移動させる第３の駆動機構４０が取り付けられ
ている。第３の駆動機構４０は、第５図および第６図に
示すように、上下方向へ伸びるように出力軸３６に固定
されたガイドレール４２を備える。ガイドレール４２に
は、上方に開口するケース４４がガイドレール４２に沿
って移動可能に支持さゎている。

ケース４４には、該ケースをガイドレール４２に対し上
下方向へ移動させるように、上下方向へ伸びるシリンダ
機構４６が配置されている。シリンダ機構４６のシリン
ダ室はケース４４に形成され、ピストンロッドはガイド
レール４２の下端部に連結されている。ケース４４の上
部の開口は、蓋４８により閉鎖されている。

ケース４４には、カッタ２０をシリンダ機構４６の軸線
の周りすなわち第１の管１２の半径方向へ伸びる軸線の
周りに回転させる第４の駆動機構５０が支持されている
。第４の駆動機構５０は、第５図および第６図に示すよ
うに、カッタ２０を支持すべく上下方向へ伸びるように
ケース４４および蓋４８に回転可能に支持されたシャフ
ト５２を備える。該シャフトには、ケース４４に支持さ
れた油圧モータのような回転源５４の回転が複数の傘歯
車５６．５８を介して伝達される。

カッタ２０は、第７図および第８図に示すように、それ
ぞれが上面と側面とに刃部を備える複数のビット６０を
備える。中央に配置された複数のビット６０は、十字状
に基部６２から上方へ伸びる部材６４に取り付けられて
いる。これに対し、他のビット６０は、基部６２の端部
から上方へ伸びる部材６６に取り付けられている。各ビ
ット６０は、カッタ２０が回転されたとき、各ビット６
０の上面の刃部で円錐形の切削面を形成しかつ各ビット
６０の回転軌跡の最大直径寸法が第２の管１８の内径寸
法より小さくなるように配置されている。

基部６２には、該基部から下方へ伸びる雄ねじ部６８が
設けられている。雄ねじ部６８は、第６図に示すように
、カッタ２０をシャフト５２に取り付けるべく、シャフ
ト５２に設けられたねじ穴７０にねじ込まれる。

加工装置１０は、さらに、第１図および第２図に示すよ
うに、第１の管１２に対する架台２２の位置を解除可能
に固定するシリンダ機構７２を含む。該シリンダ機構７
２のシリンダは、これの−端において軸受部材３８に枢
軸連結されている。

これに対し、シリンダ機構７２のピストンロッドは、平
行な一対のリンク７４の一方に枢軸連結されている。リ
ンク７４の一端部は軸受部材３８に枢慟連結され、他端
部は滑動部材２４と平行に伸びる長尺部材７６に枢軸連
結されている。

なお、第１、第２、第３および第４の駆動機構３２，３
４．４０および５０は、六ルスモータ等の電気的な駆動
源を備える他の機構で構成してもよい。また、シリンダ
機構７２の代りに、ソレノイド機構、サーボモータのよ
うな電気的な駆動源を備える機構を用いてもよい。

加工装置１０を制御する制御装置９０は、第９図に示す
ように、駆動機構３２，３４，４０゜５０およびシリン
ダ機構７２の油圧機器に個々に対応された電磁弁３０ａ
、３０’ｂ、３０ｃ。

３０ｄ、３０ｅと、油圧ポンプを備える油圧源９２と、
各電磁弁を制御する制御盤９４とを含む。電磁弁３０ａ
、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ。

３０ｅは、制御盤９４により制御されて作動油の流路を
切り換える方向切換弁である。

制御盤９４は、各電磁弁に個々に対応された複数の切換
スイッチを備える。各電磁弁は、対応する切換スイッチ
により、作動油の流路を切り換える。

なお、第８図において、実線は作動油の流路を示し、点
線は電流の流路を示す。

切削に先立って加工装置１０は、先ず、シリンダ機構７
２が収縮された状態で第１の管１２に連通ずる竪坑から
第１の管１２内に配置され、次いでロープおよびウィン
ナにより、カッタ２０が第２の管１８の管口と対面する
位置に移動される。

加工装置１０を所定の位置まで移動させるには、たとえ
ば、管１４を設ける前に前記竪坑から第２の管１８の管
口までの距離を計測しておき、加工装置１０を前記距離
だけ移動させればよい。

加工装置１０が所定の位置に移動されると、電磁弁３０
ｅが制御盤９４により制御されて、シリンダ機構７２が
伸長される。これにより、長尺部材７６が第１の管１２
の内面に押圧されるから、加工装置１０は、第１の管１
２に対して移動不能に維持される。

なお、第２の管１８の管口に対応する部位が第１の管１
２内から監視可能の場合には、テレビジョンカメラおよ
びこれの出力信号を受けるモニタを用いて、カッタ２０
が第２の管１８の管口の中央部に配置されるように、加
工装置１ｏの位置決めをすることが好ましい。これは、
前記モニタを監視しつつ、制御盤９４を利用して電磁弁
３０ａ、３０ｂを制御し、第１および第２の駆動機構３
２．３４を作動させることにより行なうことができる。

切削時、第４の駆動機構５０が作動されつつ第３の駆動
機構４０のシリンダ機構４６が伸長される。これにより
、カッタ２０が第１の管１２の半径方向へ伸びる軸線の
周りに回転されつつ該軸線に沿って上昇されるから、第
１の管１２の、第２の管１４の管口を閉鎖している部位
に穴が穿たれる。

次に、シリンダ機構４６が伸長された状態で、第４の駆
動機構５０が作動されつつ第１および７１ｇ２の駆動機
構３２．３４が少なくとも一回、好ましくは繰り返し作
動される。これにより、カッタ２０が第１の管１２の軸
線方向部よび第１の管１２の周方向へそれぞれ少なくと
も一回往復移動されるから、前記穴が拡大される。

切削時、カッタ２０の回転軸線の角度的変位量と第１の
管１２の軸線の方向への変位量とが＋ｑ　−になるよう
にカッタ２０を第１および第２の駆動機構３２．３４に
より移動させると、カッタ２０の運動軌跡は円形になる
。これに対し、前記角度的変位量が第１の管１２の軸線
の方向への前記変位量より大きくなるようにカッタ２０
を第１および第２の駆動機構３２．３４により移動させ
ると、カッタ２０の運動軌跡は第１の管１２の周方向へ
伸びる楕円形となる。また、前記角度的変位量が第１の
管１２の軸線の方向への前記変位量より小さくなるよう
にカッタ２０をを第１および第２の駆動機構３２．３４
により移動させると、カッタ２０の前記運動軌跡は第１
の管１２の軸線の方向へ伸びる楕円形となる。

前記角度的変位量が最大になるタイミングと、軸線方向
への変位量が最大になるタイミングとを調節することに
より、前記楕円の長字句方向を任意に設定することがで
きる。また、角度的変位量と軸線方向への変位量とを調
節することにより、カッタ２０の運動軌跡を任意な形状
および大きさの楕円とすることができる。このため、加
工装置１０によれば、任意な形状および大きさの穴を穿
つことができる。

上記の切削過程の間、被切削部をテレビジョンカメラお
よびモニタにより監視してもよい、この場合、各駆動機
構およびシリンダ機構は、制御盤９４を利用して手動で
制御してもよい。しかし、各駆動機構およびシリンダ機
構をコンピュータにより制御すれば、熟練を必要とする
ことなく穿孔することができるから好適である。

なお、第１および第２の駆動機構３２．３４の駆動源と
してパルスモータを用いる場合、第４の駆動機構５０を
作動させつつ第１および第２の駆動機構３２．３４を繰
り返し作動させつつ、？＄１の管１２に沿って伸びる軸
線の周りにおけるカッタ２０の角度的変位量および第１
の管１２の軸線方向へのカッタ２０の変位量を漸増させ
ることが好ましい。このようにすれば、前記穴を漸次拡
大することかできる。

加工装置１０を、第１の管１２内への第２の管１８の突
出部１８ａのような突起物の除去装置として用いる場合
には、第１０図および第１１図に示すように、所定の厚
さ寸法を有する円板状の回転軌跡を描くカッタ２０ａを
用いる。カッタ２０ａは、これの回転軸線の周りに回転
されたときの回転軌跡の最大直径寸法が被切削部のそれ
より小さくなる形状および寸法を有する。このようなカ
ッタ２０ａとしては、複数のビットを備えるカッタを用
いてもよいし、また、砥石状のものであってもよい。

突起物の切削時も、加工装置１０は穴を穿つときと同様
に作動される。これにより、カッタ２０ａが、第１およ
び第２の駆動機構３２゜３４により、カッタ２０の回転
軸線の周りに回転されつつ、第１の管１２の軸線に沿う
軸線の周りに角度的に回転されるとともに、第１の管１
２に沿う方向へ移動されるから、突起物を第１の管１２
の内面付近まで確実に切削することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の加工装置の一実施例を示す平面図、第
２図は第１図の加工装置の正面図、第３図は第２図の３
−３線に沿って得た断面図、！４図は第２図の４−４線
に沿って得た断面図、第５図は第１図の加工装置の先端
部をカッタを取り外した状態で示す平面図、第６図は第
５図の６−６線に沿って得た断面図、第７図はカッタの
一実施例を示す平面図、第８図は第７図のカッタの正面
図、第９図は制御装置の一実施例を示す図、第１０図は
穿孔装置を突起物の切削に用いる場合の一実施例を示す
図、第１１図は第１０図に招ける１　１−１１線に沿っ
て得た断面図である。 １０：加工装置、　　　１２：第１の管、１８：第２の
管、　　　２０．２０ａ：カッタ、３２．３４，４０，
５０：駆動機構、 ７２ニジリンダ機構、９０：制御装置、８２油圧源、　
　　　　９４：制御盤。 代理人　弁理士　松　永　宣　行 第３図 第４図 Ｄ］ ■」 第７図 第８図 第９図 第１Ｏ図 ＩＩ」 第１１図

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）管の内面の突起物または前記管を切削する管の加
   工方法であって、前記管の軸線の方向へ伸びる軸線また
   は前記管の半径方向へ伸びる軸線の周りに回転されて被
   切削物を切削する手段を、前記管内にあって前記切削手
   段の回転軸線の周りに回転させつつ、前記回転軸線が前
   記管に沿って伸びる軸線の周りに角度的に変位するとと
   もに前記管の軸線の方向へ変位するように、前記切削手
   段を移動させて前記被切削物を切削することを含む、管
   の加工方法。
2. （２）前記切削手段により前記被切削物を切削する間、
   前記切削手段を前記管の半径方向外方へ移動させること
   を含む、請求項（１）に記載の加工方法。
3. （３）管の内面の突起物を切削する管の加工方法であっ
   て、前記管の軸線の方向へ伸びる軸線または前記管の半
   径方向へ伸びる軸線の周りに回転されて前記突起物を切
   削する手段を、前記管内にあって前記切削手段の回転軸
   線の周りに回転させつつ、前記回転軸線が前記管に沿っ
   て伸びる軸線の周りに角度的に変位するとともに前記管
   の軸線の方向へ変位するように、前記切削手段を移動さ
   せて前記突起物を切削することを含む、管の加工方法。
4. （４）管の内側から該管に穴を穿つべく前記管を切削す
   る管の加工方法であって、前記管の半径方向へ伸びる軸
   線の周りに回転されて前記管を切削する手段を、前記管
   内にあって前記切削手段の回転軸線の周りに回転させつ
   つ、前記回転軸線が前記管の軸線に沿って伸びる軸線の
   周りに角度的に変位するとともに前記管の軸線の方向へ
   変位するように、前記切削手段を移動させて前記管を切
   削することにより、前記管に前記穴を穿つことを含む、
   管の加工方法。
5. （５）管の内面の突起物または前記管を切削する管の加
   工装置であって、前記管の軸線の方向へ伸びる軸線また
   は前記管の半径方向へ伸びる軸線の周りに回転されて被
   切削物を切削する手段と、該切削手段を前記管内にあっ
   て前記切削手段の回転軸線の周りに回転させつつ、前記
   回転軸線が前記管に沿って伸びる軸線の周りに角度的に
   変位するとともに前記管の軸線の方向へ変位するように
   、前記切削手段を移動させる駆動手段とを含む、管の加
   工装置。
6. （６）前記駆動手段は、前記回転軸線が前記管に沿って
   伸びる軸線の周りに角度的に変位するように、前記切削
   手段を移動させる第１の駆動機構と、前記回転軸線が前
   記管の軸線方向へ変位するように、前記切削手段を移動
   させる第２の駆動機構と、前記切削手段を前記管の半径
   方向外方へ移動させる第３の駆動機構と、前記切削手段
   を前記管内にあって前記切削手段の回転軸線の周りに回
   転させる第４の駆動機構とを含む、請求項（５）に記載
   の加工装置。
7. （７）管の内面の突起物を切削する管の加工装置であっ
   て、前記管の軸線の方向へ伸びる軸線または前記管の半
   径方向へ伸びる軸線の周りに回転されて前記突起物を切
   削する手段と、該切削手段を前記管内にあって前記切削
   手段の回転軸線の周りに回転させつつ、前記回転軸線が
   前記管に沿って伸びる軸線の周りに角度的に変位すると
   ともに前記管の軸線方向へ変位するように、前記切削手
   段を移動させる駆動手段とを含む、管の加工装置。
8. （８）管の内側から該管に穴を穿つべく前記管を切削す
   る管の加工装置であって、前記管の半径方向へ伸びる軸
   線の周りに回転されて前記管を切削する手段と、該切削
   手段を前記管内にあって前記切削手段の回転軸線の周り
   に回転させつつ、前記回転軸線が前記管の軸線に沿って
   伸びる軸線の周りに角度的に変位するとともに前記管の
   軸線の方向へ変位するように、前記切削手段を移動させ
   る騒動手段を含む、管の加工装置。