JPH02296096A - 配管、トンネル等の管の内面加工装置 - Google Patents

配管、トンネル等の管の内面加工装置

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JPH02296096A
JPH02296096A JP1114282A JP11428289A JPH02296096A JP H02296096 A JPH02296096 A JP H02296096A JP 1114282 A JP1114282 A JP 1114282A JP 11428289 A JP11428289 A JP 11428289A JP H02296096 A JPH02296096 A JP H02296096A
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明坂 登始夫
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    • B08CLEANING
    • B08BCLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B9/00Cleaning hollow articles by methods or apparatus specially adapted thereto 
    • B08B9/02Cleaning pipes or tubes or systems of pipes or tubes
    • B08B9/027Cleaning the internal surfaces; Removal of blockages
    • B08B9/04Cleaning the internal surfaces; Removal of blockages using cleaning devices introduced into and moved along the pipes
    • B08B9/043Cleaning the internal surfaces; Removal of blockages using cleaning devices introduced into and moved along the pipes moved by externally powered mechanical linkage, e.g. pushed or drawn through the pipes
    • B08B9/047Cleaning the internal surfaces; Removal of blockages using cleaning devices introduced into and moved along the pipes moved by externally powered mechanical linkage, e.g. pushed or drawn through the pipes the cleaning devices having internal motors, e.g. turbines for powering cleaning tools

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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、例えば上下水道管、ガス管、電線管等の配管
の内壁やトンネルの内壁等を切削、研削、清掃等する配
管、トンネル等の管の内面加工装置に関するものである
〈従来の技術〉 上下水道管等の作業としては、例えば(a)管路内に突
出した異物除去作業、(b)管路内壁面上の異物除去作
業、(c)管路内壁そのものの研削、部分切削作業、(
d)管路そのもののり新作業等がある。
上記(a)の作業としては、例えば下水管内に延びた木
の根の除去作業等がある。
また、上記(b)の作業としては、例えば老巧化した下
水管の補修(ライニング)に際して行われる前処理作業
としての管内壁の全般的な清掃、付着物の除去、錆の除
去作業等がある。
また、上記(C)の作業としては、例えば下水管に部分
的に補修材を取りつける際の前処理として管壁への溝加
工作業等がある。
また、上記(d)の切断作業としては、例えば据え付は
式の工作機械では加工不可能な場所での管切断作業があ
る。
〈発明が解決しようとする課題〉 しかし、従来提案された管内の作業装置としては、例え
ば特開昭57−47090号公報に開示された回転ワイ
ヤーブラシを用いて、内部の新しい層を露出するものや
、あるいは管路内の突起物を切除するものであり、上記
(a)〜(d)の作業を一台の装置で処理することが出
来ず、各作業に応じて作業装置を準備しなければならな
かった。
本発明は上記従来技術の課題を解決するためになされた
もので、その目的とするところは、清1帝、研削、切削
等に至る各種の作業が可能な配管、トンネル等の管の内
面加工装置を提供することである。
く課題を解決するための手段〉 上記課題を解決するだめの本発明の配管、トンネル等の
管の内面加工装置は、配管、トンネル等の内壁の切削、
研削等を行う作業部材を具備した作業ヘッドと、前記作
業部材を回転駆動すると共に、配管、トンネル等の内壁
の周方向に沿って全周にわたり移動させる駆動機構と、
前記駆動機構により前記作業ヘッドを配管、トンネル等
の内壁の半径方向に移動させると共に、その移動量を制
御する切込制御機構とを具備して、配管、トンネル等の
軸方向に移動出来るように構成したことを特徴としてい
る。
また、配管、トンネル等の内部を移動する台車に、配管
、トンネル等の内壁を切削、研削等する作業部材を具備
した作業ヘッドと、前記作業部材を回転駆動すると共に
、配管、トンネル等の内壁の周方向に沿って全周にわた
り移動させる駆動機構と、前記駆動機構により前記作業
ヘッドを配管、トンネル等の内壁の半径方向に移動させ
ると共に、その移動量を制御する切込制御機構と、前記
作業ヘッドと前記駆動機構と前記切込制御機構を前記台
車に対して配管、トンネル等の軸方向に移動させる送り
機構とを装備したことを特徴としている。
また、前記駆動機構と前記切込制御機構と前記送り機構
の駆動源を、油圧手段により構成したことを特徴として
いる。
〈作用〉 作業部材の軸線を中心とした回転を行いながら作業部材
が管内壁の周囲を移動する。このとき、作業部材の種類
、半径方向の移動量および管の軸線方向の移動量を適宜
変更することにより、管内の異物の除去及び管壁の清掃
、研削、切削等が行われる。
〈実施例〉 以下、本発明の配管、トンネル等の管の内面加工装置の
一実施例としての下水道管路内壁処理装置を図面を参照
して説明する。
第1図及び第2図(A)〜(C)は下水道管路内壁処理
装置全体を示しており、第1図は配管内に配置した状態
の内壁処理装置全体を示す側面図、第2図(A)は同内
壁処理装置の側面図、同図(B)は同図(A)のnb−
nb線矢視図、同図(C)は同図(A)のl1c−Ir
e線矢視図である。
まず、第1図及び第2図(A)〜(C)を参照して装置
全体の概略を説明する0図中符号10は台車で、作業部
材(フライスカッタ)20aを具備した作業ヘッド20
と、駆動機構30と、切込制御機構40と、送り機構5
0とが搭載されている。
ここで、前記台車IOは、例えば補修すべき下水管等の
管路60内に配置されて、ケーブル7Qa、70bによ
り牽引されて補修箇所に滑りながら移動するもので、補
修箇所に到達後、その前端例の支持台部11の外周部に
周方向に適宜間隔をおいて配置したアウトリガ80によ
り補修位置に固定される。
なお、一方のケーブル70aは止め金具71を介して台
車IOの後端部12側に固定された送り機構50に連結
され、また他方のケーブル70bは牽引装置72を介し
て台車lOの前端部側に配置された作業へラド20に連
結されている。
また、前記送り機構50は、第3図に示すように油圧ジ
ヤツキにより構成されており、そのピストンロンド50
aを同図の二点鎖線に示すように前進させることによっ
て、作業へラド20、駆動機構30、切込制御機構40
が台車10に対して第1図の矢印A方向に移動する。
次に、前記作業へラド20と、駆動機構30と、切込制
御機構40について第4図乃至第7図を参照して詳細に
説明する。
駆動機構30は、前記台車10上に装備される本体ケー
ス31と、この本体ケース31の軸方向一端側位置(第
4図左側)に配置固定された駆動源となる油圧モータ3
2と、ケース本体31内に回転可能に装備されて油圧モ
ータ32により回転駆動されるシャフト33と、ケース
本体31の軸方向一端部の拡径部31a内に配置された
差動歯車機構34とから構成されている。
ここで、シャフト33の軸方向一端部(第4図左側)に
は、スリーブ継手35を介して油圧モータ32の駆動軸
32aが連結されている。また、シャフト33の軸方向
一端寄り位置(第4図左側)には、差動歯車機構34の
太陽歯車となる歯車部33aが設けられている。また、
シャフト33の軸方向他端部(同図右側)には、前記作
業ヘッド20が配置されている。
また、差動歯車機構34は、二つの遊星歯車機構部分か
ら構成されている。すなわち、拡径部31a内に固定し
た内歯車34aと、この内歯車34aと前記歯車部(太
陽歯車)33aとの間に配置された遊星歯車34bと、
この遊星歯車34bと歯車部33aとを連結する腕に相
当する外側スリーブ34cとにより第1の遊星歯車機構
部分が構成されている。また、拡径部31a内に回転可
能に配置した内歯車34dと、この内歯車34dと前記
歯車部(太陽歯車)33aとの間に配置された遊星歯車
34eと、この遊星歯車34eと歯車部33aとを連結
する腕に相当する内側スリーブ34【により第2の遊星
歯車機構部分が構成されている。そして、内歯車34a
、34dの歯数は互いに同じに設定され、また遊星歯車
34b、34eの歯数も互いに同じに設定されている。
前記外側スリーブ34cは、軸受36.36を介して前
記ケース本体31内にシャフト33と同軸状に回転可能
に配置されており、その一端部側(第4図左側)で歯車
軸34C′を介して前記遊星歯車34bを回転可能に支
持している。また、前記内側スリーブ341は、外側ス
リーブ34cの内側に位置していて、軸受37.37を
介して前記ケース本体31内にシャフト33と同軸状に
回転可能に支持されている。
そして、前記内側スリーブ341の一端部側(第4図左
側)で歯車軸34r′を介して前記遊星歯車34eを回
転可能に支持している。
また、前記内歯車34dには、前記切込制御機構40の
駆動軸44に取付けた歯車45が噛合して、切込間″4
n機構40により内歯車34dが所定回転数(所定回転
角度)回転するようになっている。
作業へラド20は、ヘッドカバー21と、このヘッドカ
バー21内に装備された歯車機構22とから構成されて
いる。
ここで、前記へラドカバー21は、第4図及び第6図(
A)に示すように、カバー本体21aと、このカバー本
体21aに対して回転出来るように嵌め込まれた円板状
カバ一部21bとから構成されているや この円板状カバ一部21bには、第4図に示すように前
記外側スリーブ34cの軸方向他端部が固定されていて
、該外側スリーブ34cによりシャフト33の軸心を中
心に回転されるようになっている。
そして、円板状カバ一部21bの中心21b’(第6図
(A)参照)は、シャフト33から所定距離はなれてい
る。
したがって、円板状カバ一部21bがシャフト33を中
心に回動すると、カバー本体21aは該円板状カバ一部
21bとの嵌合面21a′をガイドとして相対的に回動
し、シャフト33と中心21b′との距離及び円板状カ
バ一部21bの回転角度に応じて管路60の半径方向に
移動する。
すなわち、円板状カバ一部21bは、カバー本体21a
(フライスカッタ20a)を管路60内壁の半径方向に
移動させる偏心カム部材として作用するようになってい
る。
また、前記歯車機構22は、第4図及び第6図(A)に
示すように、前記シャフト33の軸方向他端部に固定さ
れた歯車23と、カバー本体21aに回転可能に取付け
られた歯車軸24に固定された歯車25と、これら歯車
23、歯車25に噛合する歯車26とから構成されてい
る。
そして、歯車軸24には、第4図に示すように前記フラ
イスカッタ20aが固定されている。また、歯車26は
軸26aに回転可能に支持されている。この軸26aに
は、一端が前記外側スリーブ34f・に固定されたアー
ム27の他端に回動可能に連結されていると共に、一端
が軸24に回動可能に取付けられたアーム28の他端が
回動可能に連結されている。
なお、一方のアーム27は、第6図(A)に示すように
、円板状カバ一部21bに固定したストッパー29によ
って回動量が規制されるようになっている。
切込制御機構40は、前記ケース本体31の拡径部31
aのモータベース31bに固定されていて、第7図に示
すように、油圧シリンダ41と、この油圧シリンダ41
のピストン41aの直線運動を回転運動に変換する変換
機構42と、ピストン41aのストロークを調整する調
整ネジ43とから構成されている。
ここで、前記変換機構42は、前記ピストン41aに形
成した雌ネジ部42aと、この雌ネジ部42aに螺合す
る雄ネジ部42bとから構成されていて、油圧によりピ
ストン41aを直線運動させると、ネジ作用により雄ネ
ジ部42bが回転運動して、前記駆動軸44(歯車45
)を回転駆動する。なお、雄ネジ部42bは軸受46に
より軸方向に移動しないようにして回転可能に支持され
ている。
また、前記調整ネジ43は、前記油圧シリンダ41の端
部に設けたネジガイド41bに螺合して軸方向に移動可
能になっており、前記ピストン41aのストロークを調
整して、前記歯車45の回転数を可変する。
次に、このように構成された作業ヘッド20、駆動機構
30、切込制御機構40の作用を、第5図および第6図
(A)、(B)を参照して説明する。
まず、第5図及び第6図(A)を参照して、駆動機構3
0により作業ヘッド20を動作させて、フライスカッタ
20aを回転駆動すると共に、フライスカッタ20aを
管路60内壁の周方向に沿って全周にわたり移動させる
場合について説明する。
油圧モータ32を動作させると、これによりシャフト3
3が回転して、このシャフト33の回転が歯車23.2
6を介して歯車25に伝達されてフライスカッタ20a
が回転する。
また、シャフト33の回転により遊星歯車34bが自転
すると共に、内歯車34aに規制されて太陽歯車である
歯車部33aの回りを公転することにより、外側スリー
ブ34cが回転する。一方、内歯車34dは切込制御機
構40の歯車45によりロックされた状態にあるため、
遊星歯車34eも同様に自転すると共に、内歯車34d
に規制されて太陽歯車である歯車部33aの回りを公転
することにより、内側スリーブ34「も外側スリーブ3
4cと同じ回転数で回転する。
このとき、内側スリーブ34fからアーム27.28を
介してカバー本体21aに伝達される回転速度と外側ス
リーブ34cから円板状カバ一部21bに伝達される回
転速度が同一であるから、ヘッドカバー21、すなわち
カッター20aはシャフト33との間の距離を同一に維
持した状態で管路60内壁の円周方向に沿って全周にわ
たり回転する。
次いで、フライスカッタ20aを管路60内壁の半径方
向に移動させる場合を説明する。
この場合、油圧モータ32の他に、切込制御機構40を
動作して歯車45を所定数回転させると、内歯車34d
が回転するため、遊星歯車34eの公転速度が変化する
。、このため、外側スリーブ34cと内側スリーブ3t
rとの間に相対的な速度差が発生する。
したがって、外側スリーブ34cの回転速度に応じて円
板状カバ一部21bがシャフト33を中心に回転し、同
時に内側スリーブ34fの回転速度に応じてアーム27
が回転する。このとき、円板状カバー部21bの回転速
度とアーム27の回転速度との間には相対的な速度差が
発生していることから、この回転速度の差に応した回転
力が軸26a、アーム28を介して本体カバー21aに
伝達される。このため、本体カバー21aには、シャフ
ト33を中心とした回転と、円板状カバ一部21bの中
心21b′を中心とした回転とが合成されて作用し、こ
れによってヘッドカバー21.すなわちフライスカッタ
ー20aを第6図(B)に示すように、初期状態を示す
実線位置から二点鎖線位置まで移動させることが出来る
この結果、フライスカンタ20aが管路60内壁の半径
方向に移動して該内壁に切り込む。
ここで、切込制御機構40の調整ネジ43によりピスト
ン41aのストロークを調整して歯車45の回転数を変
えると、内歯車34dの回転数が変わって、外側スリー
ブ34cと内側スリーブ34f間の回転数の差が変わる
ため、円板状カバ一部21bのカバー本体21aに対す
る回転角度が変わり、これによりカバー本体21aの半
径方向の移動量が変わる。
なお、第6図(B)の二点鎖線は、カバー本体21aが
管路60内壁の半径方向に最も移動した状態(最大移動
状B)を示している。
前記アウトリガ80は、第8図(A)、(B)に示すよ
うに、油圧シリンダ81を具備して、この油圧シリンダ
81のピストン口・2182部分に固定されている。
油圧シリンダ81を動作させると、第8図(B)の二点
鎖線に示すように、ピストンロッド82によりアウトリ
ガ80が突出し、これによりアウトリガ80が管路60
内壁を押圧し、台車IOを管路60内に固定する。
また、前記牽引装置72は、第9図に示すように、前記
作業ヘッド20に固定される固定部72aと、この固定
部?2aに固定された取付軸72bと、この取付軸72
bを回転可能に支持する支持スリーブ72cと、この支
持スリーブ72cに連結固定された牽引金具72dとか
ら構成されており、該牽引金具72dに前記ケーブル7
0bが連結されている。
ここで、支持スリーブ72cは、シャフト33の軸心と
一致しており、作業ヘッド20の回転により固定部72
a、取付軸72bが回転しても、それに伴って回転しな
いようになっており、このためケーブル70bが涙しら
れるようなおそれがない。
次に、上記実施例の内壁処理装置により管路60内壁に
溝を加工する場合について説明する。
予め、テレビカメラ等の検査装置で管路60内の補修箇
所を確認しておく、そして、台車IOをケーブル70a
、70bにより牽引して補修箇所に移動させる0次いで
、アウトリガ80の油圧シリンダ81を動作させ、アウ
トリガ80を管路60の内壁に押しつけて、台車10を
固定する。このとき、シャフト33の中心軸を管路60
の中心軸に一致させる。また、送り機構50のピストン
ロッド50aを後退させておこのように準備した後、駆
動機構30の油圧モータ32を動作させて、シャフト3
3を回転させると、前述の如くフライスカッタ20aが
回転駆動すると共に、管路60の内壁に沿って周方向に
全周にわたり移動して、該内壁を切削する。
この切削動作中に、切込制御機構40の油圧シリンダ4
1を動作させて、歯車45を介して差動歯車機構34の
内歯車34dを回転させると、外側スリーブ34cと内
側スリーブ3Lrとの間に回転数の差が生し、これによ
り前述の如くフライスカッタ20aが管路60内壁の半
径方向に移動し、フライスカッタ20aが該内壁に切り
込む。
フライスカッタ20aにより管路60内壁が所定深さま
で切削されたら、送り機構50を動作させて、フライス
カッタ20aを管路60の軸方向に移動させる。
これにより、管路60の補修箇所に全周にわたって所定
深さの溝が形成される。したがって、この溝内に漏水止
めの補修管を配置すると、補修管の内周面と管B60の
内周面とを一致させることが出来る。
なお、上記内壁処理装置により管路60内に突出した木
の根を切断する場合には、木の根の切断用カッターを作
業部材として歯車軸24に固定すればよい。
また、管路内壁を清掃したり、該内壁の付着物を除去し
たり、該内壁に発生した錆を除去する場合には、作業部
材として、例えば清掃用のブラシや研削用のグラインダ
砥石等を歯車軸24に固定すればよい。
また、管路60自体を切断する場合には、作業部材とし
て円盤状カッターを歯車軸24に固定すればよい。
本実施例の内壁処理装置では、作業部材を交換すること
により各種作業が行なえる上に、次のような効果がある
すなわち、駆動機構30、切込制御機構40の駆動源と
して油圧モータ32、油圧シリンダ41を使用し、また
送り機構50を油圧ジヤツキにより構成したので、電動
モータを使用する場合のように漏電の危険がなく、火花
等によって爆発する危険のある雰囲気中での作業が安全
に行なえる。
また、油圧を利用しているため、嵩張らずに大きなトル
クが得られ、装置全体を小型化することが出来、作業者
が入ることの出来ない管路60内での作業に適している
また、作業ヘッド20に偏心カム部材としての円板状カ
バ一部21bを設けて、この円板状カバ一部21bをカ
バー本体21aに対して回転させることによりフライス
カッタ20aを管路60内壁の半径方向に移動させてい
るため、1m樽が複雑にならずに済む。
また、駆動機構30の差動歯車機構34に設けた内歯車
34dを切込制御機構40で回転させることにより、外
側スリーブ34cと内側スリーブ34f間に回転数の差
を持たせて、円板状カバ一部21bをカバー本体21a
に対して所定角度回転しているため、円板状カバ一部2
1bを回転させる装置が大掛かりにならずに済む、換言
すると、フライスカッタ20aを回転駆動すると共に、
該フライスカッタ20aを周方向に移動させるi横を利
用してフライスカッタ20aを半径方向に移動させてい
るため、フライスカッタ20aを半径方向に移動させる
In、横を別個に設ける必要がなく、装置が小型になる
なお、本発明は上記実施例に限られるものではなく、次
のようにしてもよい。
まず、駆動機構30、切込制御機構40、送り機構50
の駆動源については、水圧等を利用してもよく、また使
用する場所によっては電動モータを利用してもよい。
また、作業ヘッド20、駆動機構30、切込制御機構4
0等を移動させる機構としては、台車10の他に、例え
ば工作機械の送りヘッドやトンネル掘削用の送り機構等
を利用してもよい。
作業へフド20、駆動機構30、切込制御機構40を工
作機械の送りヘッドに搭載した場合には、金属パイプの
内面切削等の作業を行うことが出来る。
また、台車lOに車輪を取付けて、自走出来るように構
成してもよい。
また、台車10に検査用のテレビカメラを搭載するよう
に構成してもよい。
〈発明の効果〉 以上説明したように本発明によれば、配管、トンネル等
の内壁の切削、研削等を行う作業部材を具備した作業ヘ
ッドと、前記作業ヘッドを動作させて作業部材を回転駆
動すると共に、配管、トンネル等の内壁の周方向に沿っ
て全周にわたり移動させる駆動機構と、前記駆動機構に
より前記作業ヘッドを配管、トンネル等の内壁の半径方
向に移動させると共に、その移動量を制御する切込制御
機構とを具備して、配管、トンネル等の軸方向に移動出
来るように構成したので、作業部材を交換することによ
り、清掃、研削、切削等に至る各種の作業が可能である
また、前記駆動機構と前記切込制御機構と前記送り機構
の駆動源を、油圧手段により構成した場合には、漏電の
危険がなく、火花等によって爆発する危険のある雰囲気
中での作業が安全に行なえる上に、嵩張らずに大きなト
ルクが得られ、装置全体を小型化することが出来る。
【図面の簡単な説明】
第1図乃至第9図は本発明の配管、トンネル等の管の内
面加工装置の一実施例としての下水道管路内壁処理装置
を示しており、第1図は配管内に配置した状態の内壁処
理装置全体を示す側面図、第2図(A)は同内壁処理装
置の側面図、同図(B)は同図(A)のn b−n b
線矢視図、同図(C)は同図(A)のl1c−11c線
矢視図、第3図は送り機構の断面図、第4図は駆動機構
と作業ヘッド部分の拡大縦断面図、第5図は同駆動機構
と作業ヘッドの動力伝達を説明する説明図、第6図(A
)はへラドカバーを切除して示した作業ヘッドの側面図
、同図(B)は作業ヘッドの動作を説明する説明側面図
、第7図は切込制御機構の拡大縦断面図、第8図(A)
はアウトリガの平面図、同図(B)は同アウトリガの断
面図、第9図は牽引装置の拡大縦断面図である。 10は台車、20は作業ヘッド、20aは作業部材(フ
ライスカッタ)、21はへラドカバー、21aはカバー
本体、21bは円板状カバ一部、30は駆動機構、32
は油圧モータ、33はシャフト、34は差動歯車機構、
40は切込制′4′f5機構、4Iは油圧シリンダ、5
0は送り機構である。 出1人 株式会社 イセキ開発工機

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)配管、トンネル等の内壁の切削、研削等を行う作
    業部材を具備した作業ヘッドと、 前記作業部材を回転駆動すると共に、配管、トンネル等
    の内壁の周方向に沿って全周にわたり移動させる駆動機
    構と、 前記駆動機構により前記作業ヘッドを配管、トンネル等
    の内壁の半径方向に移動させると共に、その移動量を制
    御する切込制御機構と を具備して、配管、トンネル等の軸方向に移動出来るよ
    うに構成したことを特徴とする配管、トンネル等の管の
    内面加工装置。
  2. (2)配管、トンネル等の内部を移動する台車に、配管
    、トンネル等の内壁を切削、研削等する作業部材を具備
    した作業ヘッドと、 前記作業部材を回転駆動すると共に、配管、トンネル等
    の内壁の周方向に沿って全周にわたり移動させる駆動機
    構と、 前記駆動機構により前記作業ヘッドを配管、トンネル等
    の内壁の半径方向に移動させると共に、その移動量を制
    御する切込制御機構と、 前記作業ヘッドと前記駆動機構と前記切込制御機構を前
    記台車に対して配管、トンネル等の軸方向に移動させる
    送り機構と を装備したことを特徴とする配管、トンネル等の管の内
    面加工装置。
  3. (3)前記駆動機構と前記切込制御機構と前記送り機構
    の駆動源を、油圧手段により構成したことを特徴とする
    請求項(1)、(2)記載の配管、トンネル等の管の内
    面加工装置。
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