JPH0919815A - 帯状切屑除去カッター - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ホットタップ工法により、本管を穿孔すると
き、穿孔した開口部より帯状切屑を離脱できるカッター
とする。 【解決手段】 円筒状のカッター本体１の下端に設けた
切削刃２の下端部近くに、切削刃２の外側表面５より側
方に突出する砥石１２を設け、砥石１２はばね１７の弾
発力に抗して内側に押込まれ、ばね１７の弾発力で外側
に押出されるように形成した管穿孔用の帯状切屑除去カ
ッター。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ホットタップ工法
などにより、本管を穿孔したとき発生する帯状切屑を本
管より離脱させることのできるカッターに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来公知のホットタップ工法は、本管の
管内を流れる流体の圧力を下げずに、本管からの分岐管
の分岐取出しや、本管の遮断工事が可能な工法である。

【０００３】この工法は、次のようにして実施される。
すなわち、図５に示す上部フィッティング５２と下部フ
ィッティング５３からなるフィッティング５１を、図６
に示すように、本管５０を覆うようにして当接させ、各
接合部を溶接５４して本管５０に取付ける。

【０００４】そうすると、フィッティング５１は本管５
０に密閉して取付けられる。次に、上部フィッティング
５２のフランジの上に、図７に示すゲートバルブ５９を
載せて、ボルトで結合して組み付ける。

【０００５】そして、前記ゲートバルブ５９の上に、さ
らに、図７に示す穿孔機６５をボルトで結合して組み付
ける。次に、ゲートバルブ５９のハンドル６０を回転さ
せて、ゲートバルブ５９を開く。

【０００６】そして、穿孔機６５のカッター６６を駆動
軸６８で回転させながら降下させると、カッター６６
は、本管５０の上部を図７に示すように穿孔する。そし
て、本管５０の上部の穿孔が終ったら、カッター６６の
回転を停止させて、穿孔機６５の内部にカッター６６を
引き上げて回収し、ゲートバルブ５９を閉じて、穿孔機
６５をゲートバルブ５９より取り除く。

【０００７】そして、必要に応じ、図示してない公知の
装置により、本管５０内の切粉を取り除く。次に、ゲー
トバルブ５９の上に、図９に示すストッピングマシン７
３を、ストッパ７４がストッピングマシン７３内に内蔵
された状態で取付けて、ゲートバルブ５９を開く。

【０００８】そして、前記ストッピングマシン７３は、
ストッピングマシン７３に、上下摺動可能に設けた中心
軸７５の下端に、図８に示すストッパ７４を取付けて形
成してあり、このストッパ７４は、ストッピングマシン
７３に内蔵された上部の位置から、図９に示す下降位置
に移動できるように形成してある。

【０００９】そして、前記ストッパ７４は、図８に示
す、中心軸７５の下端に取付けたヘッド７６を備えてお
り、このヘッド７６は板状に形成され、中央部に、板状
に形成されたヨーク７７の一端部が、ピン７８で回動自
在に軸着してある。そして、前記ヘッド７６の下部は、
ヨーク７７が回動するとき、後記するゴムカップ７９が
ヘッド７６の下部に引っ掛からないように、斜めに切り
欠いてある。

【００１０】そして、前記ヨーク７７とローラ取付部８
０の間には、肉厚で円板状に形成されたゴムカップ７９
が一体的に結合され、ローラ取付部８０の先端部には、
ローラ８１が回転自在に設けてある。

【００１１】さらに、前記ヘッド７６には、図示してな
い停止部が設けてあり、この停止部にヨーク７７の側部
が当接して、ヨーク７７がヘッド７６に対して、図８に
示すように、垂直でなく一方に傾いて停止するように形
成してある。

【００１２】そして、外部からストッピングマシン７３
の中心軸７５を操作して、図８に示すように、ヘッド７
６からヨーク７７が少し傾斜して垂下している状態で、
ストッパ７４を降下させると、ローラ８１が本管５０の
内底面に接触する。

【００１３】そこで、さらに、中心軸７５の降下を続け
ると、ヨーク７７がピン７８を中心にして回動し、ゴム
カップ７９が、図９に示す位置に近い位置となるよう
に、本管５０の内面を閉鎖する方向に移動する。

【００１４】そして、前記ゴムカップ７９は、本管５０
の内径より大きい外径に形成してある。そして、中心軸
７５の降下を、さらに続行するとヘッド７６の先端が本
管５０の内底面に接触し、ゴムカップ７９が本管５０の
内面全体を密閉して閉鎖するようになっている。これ
で、本管５０内の流れは停止し、本管５０の遮断作業が
完了する。

【００１５】前記遮断の施工箇所を、図１０に示すよう
に、本管５０の離れた２箇所に実施すれば、その施工箇
所の間の本管５０の流れは停止する。そして、前記施工
箇所の間の位置で、本管５０の分岐工事、取り替え工事
等が可能となる。

【００１６】そして、前記分岐工事等が完了した後は、
ストッピングマシン７３の中心軸７５を上昇させてゴム
カップ７９を、本管５０の内面より離脱させれば、本管
５０内の流れが復活する。

【００１７】そして、ストッパ７４をストッピングマシ
ン７３内に引き上げて回収し、ゲートバルブ５９を閉じ
てストッピングマシン７３を、ゲートバルブ５９から外
す。さらに、図示してないが、ゲートバルブ５９に、公
知のプラグ締め機を取り付けて、上部フィッティング５
２にプラグを取付ければ、ゲートバルブ５９を取り外す
ことができ、本管５０の内部の流体を漏洩させずに工事
が完了する。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】前記ホットタップ工法
による本管５０の穿孔においては、カッター６６の外径
が、図１１の（ｂ）に示すように、本管５０の内径より
小さなものを使用する。これは、本管５０の穿孔におい
て、本管５０の上部のみを開孔するためである。

【００１９】このために、本管５０を穿孔すると、穿孔
完了後に、図１１の（ａ）に示すように、本管５０の穿
孔した内面に、帯状切屑８６が接続したままとなること
がある。

【００２０】この帯状切屑８６は、幅がカッター６６の
刃先６７の幅と同じで、厚さが０．２ｍｍ位、長さが、
本管５０の口径が４００ｍｍの場合に、３０ｍｍ位の長
さのものである。

【００２１】この帯状切屑８６の発生は、図１２の
（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、カッター６６の刃先
６７が、本管５０の上部を切削して、本管５０の内面を
最後に切り上がるときに、被切削部の厚さが薄くなる
と、被切削部が刃先６７に押されて屈曲し、図１２の
（ｃ）に示すように、切削しきれずに残留して発生する
ものである。

【００２２】そして、この帯状切屑８６は、図１３に示
すように、穿孔した開口部の最後の切削部に付着したま
まとなって発生するもので、その後の工程で、ストッピ
ングマシン７３で、本管５０内を遮断するときに、遮断
性能に不良を発生させる原因となるものである。

【００２３】すなわち、ストッピングマシン７３のスト
ッパ７４が降下して、ゴムカップ７９が本管５０の内面
に密着して挿入されるときに、ゴムカップ７９の外径が
本管５０の内径より大きいために、本管５０の穿孔した
開口部に付着している帯状切屑８６を、ゴムカップ７９
が引っ掛けてしまい、図１４に示すように、本管５０の
内面とゴムカップ７９の間に、帯状切屑８６が介在して
しまい、本管５０内の流体を完全に遮断できないことと
なる。

【００２４】本発明は、前記事項に鑑みなされたもので
あり、ホットタップ工法などにより、本管を穿孔すると
き、穿孔した開口部より帯状切屑を離脱させることので
きるカッターとすることを課題とする。

【００２５】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、円筒状の
カッター本体１の下部に、下方に突出する多数の切削刃
２を設け、切削刃２のうち、少なくとも一部の切削刃２
の下端部近くに、切削刃２の外側表面５より側方に突出
する砥石１２を設け、この砥石１２は、砥石１２を支持
するばね１７の弾発力に抗して、カッター本体１の半径
方向の内側に押込まれ、ばね１７の弾発力によって、カ
ッター本体１の半径方向の外側に押出されるように形成
して帯状切屑除去カッターとした。

【００２６】第２の発明は、第１の発明の帯状切屑除去
カッターにおいて、砥石１２に代えて、穿孔すべき管よ
り高硬度の鋼で形成した研削体を備えた帯状切屑除去カ
ッターとした。

【００２７】そして、本発明の帯状切屑除去カッター
も、カッター本体１の切削刃２で本管５０を穿孔する
と、切削刃２が本管５０を貫通して、本管５０の内面を
最後に切り上がるとき（図１１の（ｂ）で点線で示され
た位置と同様の位置に切削刃２が達したとき）、図１２
の（ｃ）に示す、カッター６６による穿孔と同様に、被
切削部の厚さが薄くなる。

【００２８】そうすると、この薄くなった被切削部は刃
先に押されて屈曲し、切削しきれずに帯状切屑となり、
この帯状切屑が本管５０の穿孔した内面に接続したまま
ということもある。

【００２９】そうすると、本発明のカッター本体１は、
切削刃２のうち、少なくとも一部の切削刃２の下端部近
くに、切削刃２の外側表面５より側方に突出する砥石１
２、或は研削体を設けているので、図１２の（ｃ）に示
すカッター６６の刃先６７と同様に、本管５０を穿孔し
た切削刃２が、さらに降下すると、切削刃２の外側表面
５より側方に突出した砥石１２、或は研削体が、本管５
０の穿孔した内側に、切削しきれずに残留している帯状
切屑を研削して除去する。

【００３０】つまり、より具体的に述べると、前記砥石
１２或は研削体は、砥石１２或は研削体の前部（先端部
１５側）が、本管５０の穿孔した部分の内面に当接して
いるときは、穿孔した部分の内面に前部を押されて、ば
ね１７の中央部を内側に押し込んで、砥石等嵌入孔３内
に押し込まれる。

【００３１】そして、砥石１２或は研削体の先端部１５
が、本管５０の穿孔した部分の内面から外れて下方とな
ると、砥石１２或は研削体は、ばね１７に押されて切削
刃２の外側表面５より側方に突出し、これによって本管
５０の穿孔した部分の内面に接続して残留している帯状
切屑を研削し、除去する。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下図に基づいて本発明の実施の
形態の説明をする。図１〜図３は本発明の実施の一形態
の説明用の図である。

【００３３】この実施の形態の帯状切屑除去カッターの
カッター本体１は、高速度工具鋼製で、円筒状に形成さ
れ、上端部中央に駆動軸６を立設したものである。この
カッター本体１の下部には、従来公知のカッターと同様
に、下方に突出する多数の切削刃２が、一定のピッチで
円周上に等分に設けられている。

【００３４】そして、前記切削刃２のうち、半数の切削
刃２、すなわち、一つ置きの切削刃２には、下端部近く
に砥石１２が設けてある。さらに、この砥石１２は、一
部の切削刃２のみに、或は、全部の切削刃２に設けるこ
とも可能である。

【００３５】そして、前記砥石１２の取付けは、切削刃
２の下端部近くに、円形の砥石等嵌入孔３を、切削刃２
の外側表面５から、切削刃２の内側面に貫通するように
形成して、この砥石等嵌入孔３に砥石１２を嵌入して行
っており、さらに、前記砥石等嵌入孔３には、切削刃２
の内側面に近い位置に環状溝４を設けてある。

【００３６】前記砥石等嵌入孔３に嵌入される砥石１２
は、図３の（ｃ）に示されるように、先端が円錐形に形
成された鋼製で円形の固定軸１３を形成し、この固定軸
１３の円錐形の部分と、円形の部分の表面に、砥石粒子
１４を接着して付着させてある。

【００３７】そして、前記固定軸１３には、砥石１２の
先端部１５と反対側に突出する小径の取付軸１６を設
け、この取付軸１６には、砥石１２を支持するばね１７
が取付けて設けてある。

【００３８】そして、前記ばね１７は、ばね鋼製で細長
い板状に形成され、中央部に設けた孔に、前記砥石１２
の取付軸１６を挿入して溶接して固定してある。そし
て、前記ばね１７は、先端部が前記切削刃２に設けた環
状溝４の円弧と略同一の半径の円弧状に形成された弧状
部１８に形成され、さらに、前記ばね１７の先端部は、
固定軸１３と反対の側に突出するように弯曲されてい
る。

【００３９】そして、前記ばね１７の両端の弧状部１８
・１８間の直線距離は、前記環状溝４の直径より、やや
小さく、かつ、嵌入孔３の内径より大きく形成してあ
る。そして、前記砥石１２は、砥石１２を砥石等嵌入孔
３に嵌入し、砥石１２に設けたばね１７を、砥石等嵌入
孔３に設けた環状溝４に嵌合して、切削刃２に取付けて
いる。

【００４０】そして、前記砥石１２は、先端部１５が切
削刃２の外側表面５より側方に突出するようにして設け
てあり、さらに、この砥石１２は、砥石１２の先端部１
５を押圧することにより、砥石１２を支持するばね１７
の弾発力に抗して、カッター本体１の半径方向の内側に
押し込まれるように形成してある。

【００４１】さらに、前記砥石１２は、ばね１７の弾発
力によって、カッター本体１の半径方向の外側に押出さ
れるように形成してある。この実施の形態の帯状切屑除
去カッターは、カッター本体１の切削刃２で本管５０を
穿孔し、砥石１２が本管５０の穿孔された部分に達する
と、まず砥石１２の円錐形の部分の周縁部が、本管５０
の穿孔された部分に当接する。

【００４２】そして、さらに、切削刃２による切削が進
行して切削刃２が下降すると、砥石１２は、円錐形の部
分の中間部、さらに、円錐形の部分の先端部１５の近く
が本管５０の穿孔された部分に当接するように移動す
る。

【００４３】そして、砥石１２は、その移動に伴って、
前記ばね１７の中央部を内側に押し込みながら、砥石等
嵌入孔３内に徐々に押し込まれ、砥石１２が本管５０の
穿孔された部分の端部に引っ掛かることなく移動する。

【００４４】切削刃２による本管５０の上部の穿孔が進
行し、切削刃２が本管５０の上面全部を貫通して、本管
５０の上面の内面を最後に切り上がるとき（図１１の
（ｂ）で点線で示された位置と同様の位置に切削刃２が
達したとき）、図１２の（ｃ）に示すカッター６６によ
る穿孔と同様に、被切削部の厚さが薄くなる。

【００４５】そうすると、この薄くなった被切削部は刃
先に押されて屈曲し、切削しきれずに帯状切屑となり、
この帯状切屑が本管５０の穿孔した内面に接続したまま
ということになる。

【００４６】そこで、切削刃２がさらに下降し、砥石１
２の前部が本管５０の穿孔した内面から外れると、砥石
１２はばね１７で押されて切削刃２の外側表面５より側
方に突出する。

【００４７】そして、この砥石１２が本管５０を穿孔し
たとき穿孔の内側に、切削しきれずに残留している帯状
切屑を研削して除去する。そして、前記の如くして除去
された帯状切屑は、本管５０の内底部に落下する。

【００４８】そこで、本管５０の穿孔後に、カッター本
体１を穿孔機６５内に引き上げて、ゲートバルブ５９を
閉ざし、ゲートバルブ５９から穿孔機６５を外す。そし
て、ゲートバルブ５９に、切粉や帯状切屑除去用の磁石
と、覗窓の設けられた従来公知の切粉等の除去具を取付
けて、切粉等を除去する。

【００４９】したがって、ホットタップ工法により、本
管５０を穿孔した後、本管５０をストッピングマシン７
３のストッパ７４で閉鎖するとき、ストッパ７４に設け
た閉鎖用のゴムカップ７９が、本管５０の穿孔の内側に
残留している帯状切屑によって損傷する虞れがないもの
である。

【００５０】また、カッター本体１の切削刃２で本管５
０を穿孔した後で、この穿孔の内側を砥石１２、或は研
削体が接触して摺動するので、本管５０の穿孔した内側
は、研磨された状態となり滑らかになる。

【００５１】したがって、本管５０内にゴムカップ７９
を挿入するとき、本管５０の穿孔した内面でゴムカップ
７９が傷つけられる虞れがなく、さらに、ゴムカップ７
９によるシール性能も向上する。

【００５２】図４は別の実施の形態を示すものであり、
この実施の形態は、一つの切削刃２に、複数個の砥石１
２を設けたものである。また、第２の発明の実施の形態
として、図示してない実施の形態がある。

【００５３】この実施の形態は、図１〜図３に示す帯状
切屑除去カッターと略同様の構成を備えたものであり、
相違する構成は、図１〜図３に示すものが、固定軸１３
の表面に砥石粒子１４を接着して付着させて砥石１２を
形成しているのに対し、前記第２の発明の実施の形態
は、前記砥石１２に相当する部分を、ＪＩＳ Ｇ ４４
０３の高速度工具鋼で形成した研削体にしたものであ
る。

【００５４】そして、高速度工具鋼で形成した研削体
は、安価に形成できると共に、他の物に衝突した場合に
も欠ける虞れが少ないものである。

【００５５】

【発明の効果】本発明は、切削刃２の下端部近くに、切
削刃２の外側表面５より側方に突出する砥石１２、或は
研削体を設け、この砥石１２をばね１７で支持したもの
である。

【００５６】したがって、本管５０をカッター本体１で
穿孔したとき、穿孔の内側に切削しきれずに残留してい
る帯状切屑を、前記砥石１２、或は研削体で除去するこ
とができる。

【００５７】したがって、ホットタップ工法により、本
管５０の上部を穿孔した後、本管５０をストッピングマ
シン７３のストッパ７４で閉鎖するとき、ストッパ７４
に設けた閉鎖用のゴムカップ７９が、本管５０の穿孔の
内側に残留している帯状切屑によって損傷する虞れがな
いものである。

【００５８】また、カッター本体１の切削刃２で本管５
０を穿孔した後で、この穿孔の内側を、砥石１２、或は
研削体が接触して摺動するので、本管５０の穿孔の内側
は研磨された状態となり滑らかになる。

【００５９】したがって、本管５０内にゴムカップ７９
を挿入するとき、本管５０の穿孔した内面でゴムカップ
７９が傷つけられる虞れがなく、さらに、ゴムカップ７
９によるシール性能も向上するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態のカッター本体の正面図

【図２】本発明の実施の一形態のカッター本体の要部の
断面図で、図１のＡ−Ａ線の切削刃のみを断面して拡大
した図

【図３】本発明の実施の一形態の砥石の拡大した図で
（ａ）と（ｂ）は斜視図で（ｃ）は断面図

【図４】本発明の別の実施の形態の切削刃の拡大した図

【図５】従来公知の手段に用いられる、フィッティング
の斜視図

【図６】従来公知の手段に用いられる、本管にフィッテ
ィングを装着した斜視図

【図７】従来公知の手段に用いられる、穿孔機の装着状
態を示す一部省略し一部断面とした図

【図８】従来公知の手段に用いられる、ストッパの側面
図

【図９】従来公知の手段に用いられる、ストッピングマ
シンの装着状態を示す一部省略し一部断面とした図

【図１０】従来公知の手段に用いられる、ストッピング
マシンを２箇所に装着した状態を示す一部省略し一部断
面とした図

【図１１】従来公知の手段による、本管の穿孔状態を示
す一部省略し一部断面とした図で、（ａ）は側面図、
（ｂ）はその要部の正面図

【図１２】従来公知の手段による、本管の穿孔状態の要
部を（ａ）（ｂ）（ｃ）で順に示した拡大断面図

【図１３】従来公知の手段で穿孔された本管の断面図

【図１４】従来公知の手段で穿孔された本管に、ストッ
パを装着した状態を示す一部省略し一部断面とした図

【符号の説明】

１ カッター本体 ２ 切削刃 ３ 砥石等嵌入孔 ４ 環状溝 ５ 外側表面 ６ 駆動軸 １２ 砥石 １３ 固定軸 １４ 砥石粒子 １５ 先端部 １６ 取付軸 １７ ばね １８ 弧状部 ５１ フィッティング ５２ 上部フィッティング ５３ 下部フィッティング ５４ 溶接 ５９ ゲートバルブ ６０ ハンドル ６５ 穿孔機 ６６ カッター ６７ 刃先 ６８ 駆動軸 ７３ ストッピングマシン ７４ ストッパ ７５ 中心軸 ７６ ヘッド ７７ ヨーク ７８ ピン ７９ ゴムカップ ８０ ローラ取付け部 ８１ ローラ ８６ 帯状切屑

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 根本 実 神奈川県横浜市鶴見区小野町88番地 日本 鋼管工事株式会社内 (72)発明者 内田 佳邦 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 宮田 秀雄 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円筒状のカッター本体１の下部に、下方
   に突出する多数の切削刃２を設け、切削刃２のうち、少
   なくとも一部の切削刃２の下端部近くに、切削刃２の外
   側表面５より側方に突出する砥石１２を設け、この砥石
   １２は、砥石１２を支持するばね１７の弾発力に抗し
   て、カッター本体１の半径方向の内側に押込まれ、ばね
   １７の弾発力によって、カッター本体１の半径方向の外
   側に押出されるように形成した帯状切屑除去カッター。
2. 【請求項２】 請求項１記載の帯状切屑除去カッターに
   おいて、砥石１２に代えて、穿孔すべき管より高硬度の
   鋼で形成した研削体を備えた帯状切屑除去カッター。