JPH06155143A - 小口径管の切断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 狭隘な場所あるいは高所等における小口径管
を内側から手動あるいは遠隔操作によって切断する装置
を提供する。 【構成】 カッター刃の押しつけ反力支持用回転軸１
と、該回転軸１に偏心させて挿通したカッター刃送り軸
３と、該カッター刃送り軸３に装着したカッター刃２を
管４内に挿入し、外部から回転軸１を回転させる動力伝
達部材５と、スプリングを使用したカッター刃送り用蓄
力手段８と、この蓄力手段８のカッター刃押しつけ力を
カッター刃送り軸３を介してカッター刃２に伝達するカ
ッター刃押しつけ力伝達部材１０とによって構成し、蓄
力手段８に蓄積した弾性でカッター刃２を常時管４の内
周に押し付けて切断を行なう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は再処理工場溶解槽接続小
口径配管あるいは原子炉圧力容器接続小口径配管等の切
断装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図４は第１の従来技術の例を示す図で、
図４において、５１はディスクカッター、５２は油圧シ
リンダ、５３は油圧ピストン、５４は配管等の被切削
物、５５はローラ、５６は駆動軸、５７は油圧ホース、
５８は油圧ユニット、５９は油圧モータ、６０は減速
機、６１は公転、６２は自転である。

【０００３】まず、ディスクカッター５１、油圧シリン
ダ５２、油圧ピストン５３およびローラ５５等によって
カッターヘッドを構成し、該カッターヘッドを被切断物
（以下、配管という。）５４内に挿入し、ディスクカッ
ター５１を切断部に位置させる。カッターヘッドは油圧
ホース５７を内設し油圧モータ５９および減速機６０に
回動自在に連結された駆動軸５６に連結されている。油
圧モータ５９の上流側には高圧の作動油を供給する油圧
ユニット５８が配設されている。

【０００４】ディスクカッター５１が所定の位置にある
ことを確認したのち、油圧ホース５７を通じて圧力油を
各油圧シリンダ５２に供給して油圧ピストン５３を配管
５４側に押し出す。それに伴なってディスクカッター５
１が配管５４の内面に当接し、更に圧力油を供給するこ
とによってディスクカッター５１の反対側に配設された
単数または複数のローラ５５が反対側の配管内面に当接
する。この状態で圧力油を油圧モータ５９に供給するこ
とにより駆動軸５６が回転（公転６１）し、それに伴な
ってカッターヘッドが同方向に回転する。ディスクカッ
ター５１およびローラ５５は配管５４の内面に油圧によ
って押しつけられていることにより、ディスクカッター
５１およびローラ５５は駆動軸５６と同方向に公転しつ
つ逆方向に転動回転（自転６２）し、配管５４の切断動
作が開始される。

【０００５】配管５４が切断されるのに伴なってディス
クカッター５１の配管内面への押しつけ圧力が低下して
来るが、油圧ユニット５８から圧力油を常に油圧シリン
ダ５２内に供給することにより、ディスクカッター５１
は常に一定の圧力で配管５４に押しつけられて切断動作
を継続する。

【０００６】配管５４の切断が完了したのち、油圧シリ
ンダを逆方向に動作させる。それに伴なってディスクカ
ッター５１およびローラ５５は配管５４の中央部方向に
その位置を変える。次に駆動軸５６を配管５４の外部方
向に引き出すことによりカッターヘッドも配管５４外に
引き出され、配管５４の切断作業が完了する。

【０００７】図５は第２の従来技術の例を示す図で、特
願昭６３−２２１１７４号に記載された鋼管切断装置の
断面図である。該第２の従来技術の例は、前記第１の従
来技術の例が、それ以前のインサイド・ロータリー・デ
ィスクカッターが主として土木建設工事において使用さ
れ、外径４００mm〜１５００mmと大口径で、しかも垂直
方向に設置された配管を対象にしていたものを、外径３
００mmと比較的小さい口径で尚かつ水平方向に設置され
た配管にも適用し得るように工夫したものであったが、
それでも未だ構造が複雑で大型であったものを小型軽量
化し、遠隔操作による鋼管切断を可能にする目的で提案
された装置である。

【０００８】図５において、偏心軸７１の軸心が回転軸
７２の軸心と一致するよう刃物送り軸７３の位相をセッ
トし、この状態で回転軸７２を鋼管７４内に挿入すれ
ば、反力メタル７５を介して回転軸７２の先端部に取設
されたカッター刃７６が切断所望位置に臨むことにな
る。

【０００９】上記の状態で回転軸７２に対して刃物送り
軸７３を自転させ、回動したカッター刃７６の周囲を鋼
管７４の内周面に圧接させれば、反力メタル７５のカッ
ター刃７６と反対側の外周面が鋼管７４の内面に圧接
し、反力メタル７５を介して回転軸７２がカッター刃７
６の反力支持となる。この状態で回転軸７２を回転させ
ると、クラッチを介して刃物送り軸７３が同方向へ回動
し、カッター刃７６の刃先が鋼管７４の内周面を転動し
て行き、この内周面に切れ目をつける。

【００１０】回転軸７２を所定数回転させると、刃物送
り軸７３を所要角度だけ自転させ、カッター刃７６を鋼
管７４に対して送り込み、再び回転軸７２に回転を与え
て切断を行ない、回転軸７２の所定回転ごとに刃物送り
軸７３を少しづつ自転させてカッター刃７６の送り込み
を繰返せば、カッター刃７６による鋼管７４の切り込み
が進行し、刃物送り軸７３を１８０°自転させた位相で
カッター刃７６は最大の突出状態になり、鋼管７４の切
断が完了することになる。切断完了後は、偏心軸７１の
軸心が回転軸７２の軸心に一致するよう刃物送り軸７３
を回転させ、回転軸７２を残った鋼管７４内から抜取
る。図５において、８０は回転軸７２回転用のアクチュ
エータ、８１は昇降フレーム、８２は旋回アクチュエー
タ、８３，８６は傘歯車、８４は回転フレーム、８５は
平歯車、８７，９１は起伏用軸、８８は中間軸、８９は
歯車、９０は起伏用アクチュエータである。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】このように上記従来の
技術においても、配管内にカッターヘッドを送り込み、
油圧シリンダ等のアクチュエータによってカッター刃を
配管内に押しつけて回転させることによって配管を内部
から切断し、あるいはそれを遠隔操作によって行なうこ
とが可能であった。しかしながら上記従来の技術は、い
ずれもカッターヘッドの大きさが比較的大きく、該カッ
ターヘッドを配管内に挿入して切断することにより、必
然的に適用し得る配管が比較的大きいものに限定される
とともにその構造が複雑であると云う不具合を有してい
た。

【００１２】本発明はこのような現状に鑑みてなされた
もので、簡単な構成によって小口径管にも適用し得るほ
か遠隔操作による切断も容易になし得る切断装置を提供
することを課題としている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記のような課題を解決
するため、本発明は、切断せんとする管内に一端側を挿
入する回転軸に、この回転軸の軸中心と偏心する位置を
軸方向に貫通するカッター刃送り軸を回転可能に設け、
前記回転軸の一端側から突出するカッター刃送り軸の先
端にこのカッター刃送り軸の軸中心と偏心するカッター
刃を取付け、前記回転軸の管外に位置する他端側に、回
転駆動機の回転を回転軸に伝える動力伝達部材を設け、
前記回転軸の他端側とカッター刃送り軸の後端側との間
に、回転軸に対してカッター刃送り軸に回転を与える弾
性を蓄積し、かつカッター刃送り軸と係脱自在となるカ
ッター刃送り用蓄力手段を設けた構成を採用したもので
ある。

【００１４】

【実施例１】以下本発明の実施例を添付図面の図１乃至
図３に基づいて説明する。

【００１５】図１と図２は本発明に基づく第１の実施例
を示す図で、図１は小口径管の切断装置の要部を示す断
面図、図２は全体形状を示す一部破断外観図である。図
１と図２において、１はカッター刃押しつけ反力支持用
回転軸（以下、回転軸という。）、２はカッター刃、３
はカッター刃送り軸、４は切断対象の管、５は動力伝達
部材、６はベルト、７はスプリング、８はカッター刃送
り用蓄力手段、９は調整ノブ、１０はカッター刃押しつ
け力伝達部材、１１は切込トルク固定ノブ、１２は回転
軸の軸中心、１３はカッター刃送り軸の軸中心、１４は
カッター刃の軸中心、１５はモータである。

【００１６】回転軸１は切断対象の管４の内径よりも僅
かに小さい外径に形成されており、回転軸１の内部軸方
向には回転軸１の軸中心１２から偏心させた位置にカッ
ター刃送り軸３を挿通するための貫通孔１ａが形成さ
れ、回転軸１の一端は管４内に挿入され、他端部は管４
外にあって動力伝達部材５とピンやキー等によって係合
される。動力伝達部材５はモータ１５等の回転駆動機に
よって発生される動力をベルト６等によって回転軸１に
伝達する部材である。

【００１７】回転軸１に形成された貫通孔１ａに挿着さ
れるカッター刃送り軸３の管４内側先端部には回転軸の
軸中心１２とカッター刃送り軸の軸中心１３との偏心量
と同じ値だけカッター刃送り軸の軸中心から偏心させて
カッター刃２が取り付けられている。

【００１８】動力伝達部材５の管４外側にはカッター刃
送り軸３を挿通させてカッター刃送り用蓄力手段８が配
設され、該カッター刃送り用蓄力手段８と動力伝達部材
５とはスプリング７を介して係合されている。カッター
刃送り用蓄力手段８の管４外側には更にカッター刃押し
つけ力伝達部材１０がカッター刃送り軸３を挿通させて
配設されており、該カッター刃押しつけ力伝達部材１０
はピン２４等によってカッター刃送り軸３に固定されて
いるとともに、切込トルク固定ノブ１１を有するピン２
１とカッター刃押しつけ部材８の孔２２との嵌合によっ
てカッター刃押しつけ部材８に係合している。

【００１９】

【作用１】管４の切断は次の手順によって実施する。ま
ず切込トルク固定ノブ１１を引き出してカッター刃押し
つけ力伝達部材１０を回転軸１に対して回転自在な状態
にしてカッター刃送り軸３を回動し、カッター刃２の軸
中心１４が回転軸１の軸中心１２にあるように位置させ
る。この状態でカッター刃２が切断予定位置に達するま
で管４内に挿入する。

【００２０】次にカッター刃押しつけ力伝達部材１０を
回動させてカッター刃送り軸３を回転させ、先端に偏心
状態で取付けたカッター刃２を管４の内面に当接させ
る。次に調整ノブ９によってカッター刃送り用蓄力手段
８を回転させてスプリング７を回転伝達部材５との間で
十分に開き、スプリング７に弾性を蓄積し、その状態で
切込トルク固定ノブ１１のピン２１をカッター刃送り用
蓄力手段８の孔２２に押し込むことによってカッター刃
押しつけ力伝達部材１０とカッター刃送り用蓄力手段８
とを係合する。切込トルク固定ノブ１１は上記両部材
８，１０を確実に係合するように図１に示すようにスプ
リング２３等を利用するとより安全である。

【００２１】これによってスプリング７に蓄積した復元
力はカッター刃押しつけ力伝達部材１０に伝達され、該
部材１０はカッター刃送り軸３と強固に係合されている
ことにより、カッター刃送り用蓄力手段８に捩り力が作
用してこれがカッター刃送り軸３に伝達され、管４内側
先端部に取り付けられたカッター刃２を常に管４の内面
に押しつける。

【００２２】この状態でモータ１５を駆動させることに
より動力伝達部材５にベルト６を介して動力が伝達さ
れ、図１に示す切断装置全体が回転して管４の切断が行
なわれる。その際カッター刃２はカッター刃送り用蓄力
手段８の弾性により、管４の切断進行と共に外方へ移動
し、カッター刃２の管４への押しつけ力の反力がカッタ
ー刃送り軸３を介して回転軸１に作用するが、回転軸１
は管４の内径よりも僅かに小さい外径に形成されている
ことによりカッター刃２は十分な押しつけ力を保持した
状態で切断作業を継続し、管４の切断を完了する。

【００２３】管４の切断が完了したのち、上記切断開始
時と逆の手順によってカッター刃送り軸３を回動させて
カッター刃の軸中心１４を回転軸１の軸中心１２に一致
させ、カッター刃２を管４の中心部に位置させたのち管
外に引き出して切断作業を完了する。

【００２４】

【実施例２】図３は本発明に基づく第２の実施例を示し
ている。この第２の実施例の切断装置は、第１の実施例
よりも少し大径の小口径管を切断すると共に、管径の変
化に対して部分的な取替えで対応することができる構造
になっている。

【００２５】なお、この第２の実施例において、先に述
べた第１の実施例と同一部分については同一符号を付す
ことによって説明に代える。

【００２６】図３において、回転軸１及びカッター刃送
り軸３を短かくしてその先端側寄りの途中を支持プレー
ト３１で回転自在に保持すると共に、回転軸１の先端に
円筒状の延長軸３２を、ねじ結合等の手段により同軸心
状の配置で着脱自在となるよう連結し、延長軸３２の先
端部と途中には反力支持用のガイドローラ３３が取替え
可能に装着され、カッター刃送り軸３の先端にはトーシ
ョン軸３４が継手３５を介して着脱自在となるよう同軸
心状に連結されている。

【００２７】上記延長軸３２及びトーション軸３４は、
短尺のものを各々継手を用いて順次継足すことにより、
必要な長さに設定され、延長軸３２に対してトーション
軸３４は偏心した配置になっている。

【００２８】前記支持プレート３１の前面には、センタ
ーサポートパイプ３６が回転軸１と同軸心状の配置とな
るようボルトで着脱自在に固定され、このセンターサポ
ートパイプ３６の根元側外周に該パイプ３６を挿入した
管４の端部を受けるリング３７が位置調整可能に固定さ
れている。

【００２９】センターサポートパイプ３６の外径は管４
の内径に適合し、ガイドローラ３３の外径も管４の内径
より僅かに小さく設定され、切断せんとする管４の内径
の変化に対しては、センターサポートパイプ３６とガイ
ドローラ３３を各々管４の内径に適合するものに取替え
ればよい。

【００３０】前記トーション軸３４の先端にカッター刃
取付台３８が装着され、この取付台３８はトーション軸
３４に固定した固定台３９と、この固定台３９にトーシ
ョン軸３４の半径方向への位置調整が自在となるよう取
付けた可動台４０の組合せからなり、可動台４０の一方
端部寄りにカッター刃２が回動自在に取付けられてい
る。

【００３１】従って、可動台４０の位置調整を行なうこ
とにより、トーション軸３４に対するカッター刃２の偏
心量を管４の内径に合わせて自由に設定することができ
る。

【００３２】この第２の実施例においては、カッター刃
送り軸３の後端をカッター刃押しつけ力伝達部材１０か
ら後方に突出する角軸４１とし、この角軸４１に着脱自
在となるよう係合するハンドル４２によってカッター刃
送り軸３を回転させ、カッター刃２の軸中心１４を回転
軸１の軸中心１２側にあるようにセットできるようにし
ている。

【００３３】また、蓄力手段８は、回転軸１に外嵌固定
した円板８ａとカッター刃送り軸３に外嵌固定した円板
８ｂとをスプリング７によって結合し、スプリング７の
内側には回転軸１に対して外嵌する多数のフリー円板８
ｃを配置すると共に、前記円板８ｂとカッター刃押しつ
け力伝達部材１０の間に、カッター刃送り軸３に対して
フリーとなる円板８ｄを設け、この円板８ｄと円板８ａ
を複数本のロッド８ｅで結合すると共に、円板８ｄと重
なるカッター刃押しつけ力伝達部材１０に切込トルク固
定ノブ１１を取付け、円板８ｄに切込トルク固定ノブ１
１のピン２１が係脱する多数の孔２２を同心円状に設け
た構造になっている。

【００３４】この蓄力手段８にカッター刃２の回動力を
蓄力させるには、延長軸３２を管４内に挿入した状態
で、切込トルク固定ノブ１１を引いてカッター刃押しつ
け力伝達部材１０と円板８ｄの結合を解き、ハンドル４
２でカッター刃送り軸３を回動させると、カッター刃２
が管４の内面に当接するまでの回動において、円板８ｂ
が一体に回動することによりスプリング７を巻締め又は
開き、復元弾性を蓄積するので、この状態で切込トルク
固定ノブ１１を孔２２に係止すれば、スプリング７の復
元力がカッター刃２に回動力として付与されることにな
る。

【００３５】

【作用２】第２の実施例における管４の切断は次の手順
によって実施する。

【００３６】まず、切断せんとする管４の内径に適合し
た外径のセンターサポートパイプ３６とガイドローラ３
３を選び、センターサポートパイプ３６を支持プレート
３１の前面に回転軸１と同軸心状の配置となるよう固定
し、回転軸１の先端に所定長さの延長軸３２を接続し、
その外側にガイドローラ３３を取付けると共に、カッタ
ー刃送り軸３に接続したトーション軸３４のカッター刃
取付台３８を操作し、カッター刃２の偏心量を管４の内
径に合わせて設定しておく。

【００３７】次に、切欠トルク固定ノブ１１を引き出
し、カッター刃押しつけ力伝達部材１０を回転自在な状
態にしてカッター刃送り軸３を回動し、カッター刃２の
軸中心１４を回転軸１の軸中心１２側に位置させ、この
状態でカッター刃２からトーション軸３４を管４内に挿
入し、管４の端部をセンターサポートパイプ３６とリン
グ３７の間に嵌込んで押当てればカッター刃２が切断予
定位置に達する。

【００３８】この後は、先に述べた第１の実施例と同様
にカッター刃送り軸３の回動によるカッター刃２の管４
の内面への当接、カッター刃送り用蓄力手段８の回動に
よるスプリング７の弾性蓄積、カッター刃送り用蓄力手
段８とカッター刃押しつけ力伝達部材１０の係合、カッ
ター刃２の管４の内面への押しつけ後の動力伝達部材５
の回動を順次行なうことにより、ガイドローラ３３を反
力としてカッター刃２により管４を切断する。

【００３９】

【発明の効果】このように本願発明は上記実施例におい
て説明したように、下記に示す効果を奏する。

【００４０】 配管内に挿入するのはカッター刃と、
カッター刃送り軸と、カッター刃送り軸を挿通させる回
転軸のみであることにより、従来成し得なかった小口径
の配管の切断が可能になる。

【００４１】 構成が極めて簡潔であることにより、
遠隔操作が容易、確実に行ない得る。

【００４２】 設備費および稼働費を著しく低減させ
得る。

【００４３】 切断が切削ではなく押し切り形式によ
って行なわれることにより切り粉の発生がなく、配管が
放射性を有するような場合においても高い安全性を維持
した切断を行ない得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明に基づく小口径管の切断装置の第１の
実施例を示す断面図である。

【図２】本願発明に基づく小口径管の切断装置の第１の
実施例を示す一部破断外観図である。

【図３】本発明に基づく小口径管の切断装置の第２の実
施例を示す断面図である。

【図４】第１の従来技術の例を示す図である。

【図５】第２の従来技術の例を示す図である。

【符号の説明】

１ 回転軸 ２ カッター刃 ３ カッター刃送り軸 ４ 管 ５ 動力伝達部材 ６ ベルト ７ スプリング ８ カッター刃送り用蓄力手段 ９ 調整ノブ １０ カッター刃押しつけ力伝達部材 １１ 切込トルク固定ノブ １２ 回転軸の軸中心 １３ カッター刃送り軸の軸中心 １４ カッター刃の軸中心 １５ モータ ５１ ディスクカッター ５２ 油圧シリンダ ５３ 油圧ピストン ５４ 配管 ５５ ローラ ５６ 駆動軸 ５７ 油圧ホース ５８ 油圧ユニット ５９ 油圧モータ ６０ 減速機 ６１ 公転 ６２ 自転 ８０ アクチュエータ ８１ 昇降フレーム ８２ 旋回アクチュエータ ８３，８６ 傘歯車 ８４ 回転フレーム ８５ 平歯車 ８７，９１ 起伏用軸 ８８ 中間軸 ８９ 歯車 ９０ 起伏用アクチュエータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 桜井 菊雄 寝屋川市成田町９番23号 (72)発明者 阿部 忠 東京都江東区南砂２丁目４番25号 川崎重 工業株式会社東京設計事務所内 (72)発明者 佐藤 瓊介 千葉県野田市二ツ塚118番地 川崎重工業 株式会社野田工場内 (72)発明者 中山 康成 千葉県野田市二ツ塚118番地 川崎重工業 株式会社野田工場内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 切断せんとする管内に一端側を挿入する
   回転軸に、この回転軸の軸中心と偏心する位置を軸方向
   に貫通するカッター刃送り軸を回転可能に設け、前記回
   転軸の一端側から突出するカッター刃送り軸の先端にこ
   のカッター刃送り軸の軸中心と偏心するカッター刃を取
   付け、前記回転軸の管外に位置する他端側に、回転駆動
   機の回転を回転軸に伝える動力伝達部材を設け、前記回
   転軸の他端側とカッター刃送り軸の後端側との間に、回
   転軸に対してカッター刃送り軸に回転を与える弾性を蓄
   積し、かつカッター刃送り軸と係脱自在となるカッター
   刃送り用蓄力手段を設けた小口径管の切断装置。