JP3746650B2 - 既設管の切断装置 - Google Patents
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Description
【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)
- 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。 - 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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