JP5379891B1 - シールリング溝加工機 - Google Patents

Abstract

【課題】
内部に作業員が立ち入れない小径からなる既設の金属製配管あるいはパイプ等の内面についた錆を削り、溝加工等の加工を施すシールリング溝加工機を提供する。
【解決手段】
支柱部間の空隙間１２を先端部６１と操作部２１との間を支柱部１１に支持されながら摺動可能に取り付けられるとともに、先端は支柱部１１外周面よりも外方に突設した掘削部７２を有する刃物台７１と、
先端部６１及び操作部２１の外周からは、設置される配管内面に押圧することで配管と固定可能に、伸縮自在に設けられる係止部２２、係止部６２とからなり、
係止部２２、係止部６２で配管内面に固定された状態で、刃物台７１ごと支柱部１１を回転させることで掘削部７２先端で配管内面に加工を加えるシールリング溝加工機。
【選択図】図１

Description

本発明は、シールリング溝加工機に係る。詳細には、配管あるいはパイプ等の内面を加工するシールリング溝加工機に係る。更に詳細には、内部に作業員が立ち入れない小径からなる既設の金属製配管あるいはパイプ等の内面についた錆を削り、あるいは溝加工等の加工を施すシールリング溝加工機に係る。

特許文献１に記載の「既設マンホール等の取付管継手部の内部からの修理装置および現場打ちマンホール等の傾斜角を自在とする大口径管継手部の構造」は、「既設マンホール等の取付管継手部の内部からの修理と現場打ちマンホール等の傾斜角を自在とする大口径管継手部の新規な装置，構造」の提供を解決課題とするものである。

この発明は、「既設のマンホールやカルバート，本管等の側面孔と取付管との間の継手部の修理に際して、マンホール等の内部空間にて該側面孔部分の全周を切削して開削側面孔を形成し、該開削側面孔内に中ぐり部を有す円形の金属鍔体と該鍔体の中ぐり部に金属筒体を嵌挿し、中間部分にて溶接一体化してなる鍔付筒体継手を内側から挿嵌し、該継手の金属筒体の内側にゴム輪を掛け止め嵌入し、該金属筒体の外側から該ゴム輪内に取付管の管端部を嵌入し、該ゴム輪を拡開リングと締付けバンドにて金属筒体と取付管に圧着し、且つ該金属筒体の外側の開削側面孔内を弾性目地材の充填にて閉塞することを特徴とする既設マンホール等の取付管継手部の内部からの修理装置にある。」ものである。

特開２００２−３０９５９９号公報

特許文献１記載の「既設マンホール等の取付管継手部の内部からの修理装置および現場打ちマンホール等の傾斜角を自在とする大口径管継手部の構造」は、孔部分の全周を切削するものではあるが、対象はマンホール等の取付管継であって、人がマンホール等の内部に入って加工可能なものを対象とする。
しかし、内部に作業員が立ち入れないような配管内部の径が小さい既設の金属製配管あるいはパイプ等の内面を削る等加工するシールリング溝加工機では、内部に作業員が立ち入れず、特許文献１記載の発明とは、そもそも分野を異にするものである。
すなわち、内部に作業員が立ち入れないような配管内部の径が小さい既設の金属製配管あるいはパイプ等の内面を削る等加工するシーリング溝加工は、従来行われていなかった課題を有する。
内部に作業員が立ち入れないような配管内部の径が小さい既設の金属製配管あるいはパイプ等の内面を削る等加工するシールリング溝加工を人力で行うと、加工対象物を作業し易い向きに調整する必要があり、連結した配管の切断、架台の準備等の付帯する作業が膨大になり、コストがかかる課題を有する。

本発明の目的は、内部に作業員が立ち入れないような配管内部の径が小さい既設の金属製配管あるいはパイプ等の内面を削る等加工を施すシーリング溝加工を可能とする課題を解決する手段を提供することである。
更に、火力発電所や各種プラントで行われている定期点検工事で必要とされる配管の内部加工に使用するシーリング溝加工を可能とする課題を解決する手段を提供することである。

本発明のシールリング溝加工機は、
相互に間隔を空けて空隙部を設けて対向させて配管内に設置される支柱部と、
支柱部の一端に取り付けられる先端部と、
支柱部の他端に取り付けられる操作部と、
支柱部間の空隙間を先端部と操作部との間を支柱部に支持されながら摺動可能に取り付けられるとともに、先端は支柱部外周面よりも外方に突設した掘削部を有する刃物台と、
先端部及び操作部の外周からは、設置される配管内面に押圧することで配管と固定可能に、伸縮自在に設けられる係止部とからなり、
係止部で配管内面に固定された状態で、刃物台ごと支柱部を回転させることで掘削部先端で配管内面に加工を加えるシールリング溝加工機、
を備える。

本発明によれば、内部に作業員が立ち入れないような配管内部の径が小さい既設の金属製配管あるいはパイプ等の内面を削る等加工するシーリング溝加工を可能とする。

この発明の実施の形態に係るシールリング溝加工機の全体斜視図である。 この発明の実施の形態に係るシールリング溝加工機における操作部の一部拡大斜視図である。 この発明の実施の形態に係るシールリング溝加工機における操作部内部の一部拡大斜視図である。 この発明の実施の形態に係るシールリング溝加工機の操作部付近の斜視図である。 この発明の実施の形態に係るシールリング溝加工機の操作部付近の内部構造図である。 この発明の実施の形態に係るシールリング溝加工機の操作部付近の斜視図である。 この発明の実施の形態に係るシールリング溝加工機の操作部付近の内部構造図である。 この発明の実施の形態に係るシールリング溝加工機の刃物台の内部構造図である。 この発明の実施の形態に係るシールリング溝加工機における先端部の斜視図である。 この発明の実施の形態に係るシールリング溝加工機における先端部と支柱部先端部との結合状態をあらわす斜視図である。 この発明の実施の形態に係るシールリング溝加工機における先端部内部の一部拡大斜視図である。 この発明の他の実施の形態に係るシールリング溝加工機における操作部下の支柱部の斜視図である。

この発明の実施の一形態を、この発明に係る実施の形態に係るシールリング溝加工機の実施の形態をあらわす図１乃至図１１及び、他の実施の形態をあらわす図１２に基づいて説明する。
１１は、シールリング溝加工機の支柱部である。支柱部１１は、２の板状部分からなる支柱部１１ａ、支柱部１１ｂに分かれている。支柱部１１ａ、支柱部１１ｂは、それぞれ断面略コ字型の板状体からなる。図６に図示されるように、支柱部１１ａ、支柱部１１ｂは、それぞれの開口部を相互に対向させて、間隔を空けて空隙部１２を設けた上で、長手方向に組み合わせて取り付けることで、全体として円柱状の支柱部１１とする。
支柱部１１ａ、支柱部１１ｂの先端側は、図１０に図示されるように先端円盤１３にそれぞれ固定される。

２１は、操作部である。操作部２１は、全体としては盤状体からなり、支柱部１１ａ、支柱部１１ｂからなる支柱部１１の一端に、この実施の形態をあらわす各図においては、支柱部１１の上部にベアリングを介して取り付けられる。そのため、操作部２１は、支柱部１１ａ、支柱部１１ｂからなる支柱部１１に対して支柱部１１の長手方向中心を回転中心として回転可能である。
操作部２１の外周には、外方向に突出する係止部２２が、等間隔に4個設けられる。係止部２２は、内部にそれぞれ空間が設けられ、空間内に爪２３は収納される。
２４は送りネジである。図３に図示されるように、送りネジ２４は、ウォームギヤ２５と噛み合わされるように組み込まれる。送りネジ２４の上面には、図３に図示されるように、六角穴２６を設けられる。爪２３を伸縮させるときは、六角穴２６をレンチ等で回すことで、送りネジ２４を回転させる。すると、送りネジ２４と噛み合うウォームギヤ２５が回転され、爪２３は、空間内に収納され、あるいは空間内から外方に突出せせる伸縮操作をする。ウォームギヤ２５を組むことで小さなトルクから大きな力を発生させることが出来る。

操作部２１の外周の等間隔の４か所には、それぞれ計４本の爪２３が設けてあり、独立して伸縮する。この爪２３を外方に突出させ配管内に突っ張らせることで固定し、取り付けられる配管内面へのチャッキング操作を行う。
係止部２２は、図１に図示されるように、支柱部１１の全体として円筒状からなる円筒外周面よりも突設させてなる。
係止部２２は、配管にバランスよく押圧できれば良いので、設ける数は４個に限らない。

図１、図４等に図示されるように、操作部２１上面には、第１ハンドル４１および第２ハンドル５１が設置される。
第１ハンドル４１は、支柱部１１ａ、支柱部１１ｂ間の空隙部１２に取り付けられる刃物台７１を、空隙部１２の長手方向に移動させる縦送りハンドルである。
第１ハンドル４１は、縦送り用シャフト４２に取り付けられる。縦送り用シャフト４２は、空隙部１２内に空隙部１２の長手方向に沿って支柱部１１内側面に、図７においては上下方向に設置される。
刃物台７１側面には、縦送り用シャフト４２と噛み合うネジが設けられており、縦送り用シャフト４２の回転に伴い、刃物台７１は空隙部１２内を図６図中上下動する。
第１ハンドル４１と縦送り用シャフト４２と刃物台７１で、連結していてハンドルを回すと刃物台が上下する縦送り機構を構成する。

第２ハンドル５１は、刃物台７１を、空隙部１２の空隙から、先端を支柱部１１の全体として円筒状からなる円筒外周面よりも、突設させる横送りハンドルである。図５に図示されるように、第２ハンドル５１には、横送りハンドルシャフト５２が回転軸として取り付けられる。横送りハンドルシャフト５２には、ギヤ５３が取り付けられる。ギヤ５３と噛み合うスプラインシャフト側ギヤ５４には、スプラインシャフト５５が貫通される。

８１はモータである。この実施の形態では、油圧モータからなる。モータ８１は、操作部２１の上面に取り付けられる。８２は、支柱駆動用ワォームギヤである。支柱駆動用ワォームギヤ８２は、図１等に図示されるように、上部は、操作部２１の上面にベアリングを介して取り付けられる。支柱駆動用ワォームギヤ８２下部は、支柱部１１ａ、支柱部１１ｂからなる支柱部１１に固定される。そのため、支柱駆動用ワォームギヤ８２は、支柱部１１を回転中心として、図１に矢示されるように、操作部２１と相対的に回転移動可能である。
支柱駆動用ワォームギヤ８２は、モータ８１と噛み合わされ、モーター８１の駆動により回転され、支柱駆動用ワォームギヤ８２に乗せられて固定された、第１ハンドル４１及び第２ハンドル５１とともに操作部２１に対して相対的に移動する。

６１は、先端部である。先端部６１は、全体としては盤状体からなり、支柱部１１ａ、支柱部１１ｂからなる支柱部の先端に、先端円盤１３、ボールベアリングを介して取り付けられる。
先端部６１の外周には、外方向に突出する係止部６２が、等間隔に4個設けられる。各係止部６２は、内部にそれぞれ空間が設けられ、空間内に爪６３は収納される。
係止部６２に設けられた爪６３は、突出状態では、支柱部１１の全体として円筒状からなる円筒外周面よりも突設される。
６４は送りネジである。送りネジ６４は、ウォームギヤ６５と噛み合わされるように組み込まれる。送りネジ６４の上面には六角穴６６を設けられる。爪６３を伸縮させるときは、上面に設けられる六角穴６６をレンチ等で回すことで、送りネジ６４を回転させる。すると、送りネジ６４と噛み合うウォームギヤ６５を回転され、爪６３は、空間内に収納され、あるいは、空間から外方に突出させる伸縮操作をする。ウォームギヤ６５を組むことで小さなトルクから大きな力を発生させることが出来る。

先端部６１には、４本の爪６３が設けてあり、独立して伸縮する。この爪を配管内に突っ張らせることで取り付けられる配管内面へのチャッキング操作を行い、シールリング溝加工機を配管内に固定する。
係止部６２は、配管にバランスよく押圧できれば良いので、設ける数は４個に限らない。
先端部６１は、図１０に図示されるように、先端円盤１３を介して支柱部１１ａ、支柱部１１ｂからなる、支柱部１１の他端に取り付けられる。更に、先端円盤１３と先端部６１とは、ベアリングを介して取り付けられているため、先端円盤１３、支柱部１１ａ、支柱部１１ｂ第１ハンドル４１および第２ハンドル５１は、先端部６１に対して支柱部１１の長手方向中心を回転中心として回転可能である。

図８に図示されるように、刃物台７１には、両先端には支柱部１１より突設したバイト７５が設けられた掘削部７２をそれぞれ設けられる。刃物台７１は、支柱部１１ａ、支柱部１１ｂ間の空隙間１２に、先端部６１と操作部２１との間を移動可能に取り付けられる。
刃物台７１側面には、縦送り用シャフト４２と噛み合うネジが設けられ、縦送り用シャフト４２の回転に伴い、刃物台７１は空隙部１２内を図６図中上下動するよう、支柱部１１ａ、１１ｂに支持されながら摺動可能に取り付けられる。
図８に図示されるように、スプラインシャフト５５は、刃物台７１を貫通しギヤ７３と噛み合わされる。ギヤ７３には、刃物台７１の長手方向に設置され先端で掘削部７２、７２に取り付けられる掘削部シャフト７４が取り付けられる。

第２ハンドル５１、横送りハンドルシャフト５２、ギヤ５３、スプラインシャフト側ギヤ５４と、刃物台７１側のギヤ７３、掘削部シャフト７４等で、横送り機構を構成する。横送り機構では、第２ハンドル５１を回すとギヤ５３、スプラインシャフト側ギヤ５４を介してスプラインシャフト５５が回転する。それによってチャッキングの爪２３と同様の仕組みで刃物台７１横送りネジである掘削部シャフト７４の回転軸へ動力を変換する。
そのため、スプラインシャフト５５が回転すると、掘削部７２は先端が支柱部１１より突設した外方へ突出したり、あるいは逆に支柱部１１内部に収納されたりする伸縮作動をする。
この実施の形態では、孔の端面から約２００ｍｍ〜９５０ｍｍの範囲での加工が可能である。

次に、この発明の実施の形態に係るシールリング溝加工機の配管内への設置方法について説明する。
配管は、火力発電所や各種プラントで行われている定期点検工事で必要とされる配管であり、設置場所はそれら配管の内部である。シールリング溝加工機に配管の内部のような狭い場所、例えば、配管の内径が３５０ｍｍ径〜５００ｍｍ径のサイズに取付け可能である。
まず、先端部６１を配管内に挿入し、チャッキングして配管内に取り付ける。チャッキング作用は、先端部６１に設けられた４本の爪である係止部６２を配管内に突っ張る事で固定する。
次いで、図１０に図示されるように、刃物台７１が挟まれた支柱部１１ａ、支柱部１１ｂの先端側に先端円盤１３を介して先端部６１を固定することで、支柱部１１と上の盤である操作部２１を下の盤である先端部６１にドッキングする。次いで、操作部２１のある係止部２２の爪２３を配管内面に４本の爪である係止部２２の爪２３を配管内に突っ張り固定することで、チャッキングは完了する。

次いで、縦送り機構による、刃物台７１の先端部６１と操作部２１との間の摺動作動について説明する。
第１ハンドル４１は、空隙部１２内に空隙部１２の長手方向側面、図７においては上下方向に設置される縦送り用シャフト４２に取り付けられ、刃物台７１側面には、縦送り用シャフト４２と噛み合うネジが設けられている。そのため、第１ハンドル４１の回転操作により、縦送り用シャフト４２は回転し、その回転に伴い、刃物台７１は空隙部１２内を図６図中上下動するので、第１ハンドル４１と縦送り用シャフト４２と刃物台７１で、連結していてハンドルを回すと刃物台が上下する。

次いで、横送り機構による、刃物台７１に設けられた掘削部７２の外方への伸縮作動を説明する。
第２ハンドル５１、横送りハンドルシャフト５２、ギヤ５３、スプラインシャフト側ギヤ５４等で、横送り機構を構成しており、第２ハンドル５１を回すとギヤ５３、スプラインシャフト側ギヤ５４を介してスプラインシャフト５５が回転する。それによって操作部２１におけるチャッキングの爪２３と同様の仕組みで刃物台７１横送りネジである掘削部シャフト７４の回転軸へ動力を変換する。
掘削部７２の外方への伸縮作動により、刃物台７１先端の掘削部７２を、支柱部１１の全体として円筒状からなる円筒外周面から突設させたり、円筒外周面内への収納方向に移動したりする。

次いで、掘削部７２による配管内面の掘削作業について説明する。
モータ８１を駆動する。すると、支柱駆動用ワォームギヤ８２は、モータ８１と噛み合わされているため、モータ８１の駆動により支柱駆動用ワォームギヤ８２は、回転される。支柱駆動用ワォームギヤ８２上部に乗せられて固定された、第１ハンドル４１及び第２ハンドル５１はとともに操作部２１に対して相対的に移動する。
支柱部１１の図中上下は、操作部２１及び先端部６１と、ベアリングを介して連結されているので、係止部２２で配管内面にキャッチングされた操作部２１及び係止部６２で配管内にキャッチングされた先端部６１は、それぞれ配管内面に固定されたまま、それ以外の、刃物台７１を含め、支柱１１全体を配管内で回転させる。

そのため、掘削部７２を含めた筒全体が配管内面で回転する。そこで、掘削部７２のバイト７５で配管内部を掘削加工し、パイプ内部を削って溝を掘る。
この実施の形態では、孔の端面から約２００ｍｍ〜９５０ｍｍの範囲での加工可能であり、刃物である掘削部７２を２枚取付けられるので加工スピードを上げることが可能となった。

従来の機械ではリングの除去のみ可能で、孔内部の溝加工は出来なかった為、人が入って手作業で仕上げていた。この実施の形態では、火力発電所や各種プラントで行われている定期点検工事で発生する加工に使用することが可能で、配管の内部のような狭い場所での加工を行う事が可能となる。配管内部にはめられているリングを切削して除去する加工と、除去した後に溝を掘る加工を行うこともできる。そして、従来の機械と比べると非常にコンパクトとすることが可能である。

図１２に図示する、他の実施の形態では、ワイヤレスカメラ９１を刃物台７１に設置している。ワイヤレスカメラを装着し、直接目視できない場所でもモニターで確認する事が出来る。

支柱部１１ａ、支柱部１１ｂ表面に補強用の凹凸を設けても良い。
更に、刃物台７１の上にレーザー測定器を取り付けて配管内径測定と芯出しに使用してもよい。
刃物台７１に取り付けたレーザー測定器で配管内側までの距離を等間隔に4点測定し、それぞれの距離を等しくなるようにチャッキングの爪２３、爪６３を調整する。その結果、シールリング溝加工機機械本体の芯が配管に合わせて出すことができる。
このチャッキングの爪２３、爪６３の調整作業を刃物台７１を先端部側に近付けた時と操作部側に近付けた時、それぞれで行う事により、倒れ方向の芯も配管に合わせる事ができる。
さらに、レーザー測定器による測定は、加工後の内径寸法の測定にも使用する。
配管から、シールリング溝加工機を取り外すときは、取付時と逆の点順で行う。

１１ 支柱部
１２ 空隙間
２１ 操作部
２２ 係止部
６１ 先端部
６２ 係止部
７１ 刃物台
７２ 掘削部

Claims (1)

1. 相互に間隔を空けて空隙部を設けて対向させて配管内に設置される支柱部と、
   支柱部の一端に取り付けられる先端部と、
   支柱部の他端に取り付けられる操作部と、
   支柱部間の空隙間を先端部と操作部との間を支柱部に支持されながら摺動可能に取り付けられるとともに、先端は支柱部外周面よりも外方に突設した掘削部を有する刃物台と、
   先端部及び操作部の外周からは、設置される配管内面に押圧することで配管と固定可能に、伸縮自在に設けられる係止部とからなり、
   係止部で配管内面に固定された状態で、刃物台ごと支柱部を回転させることで掘削部先端で配管内面に加工を加えるシールリング溝加工機。

Images