JP2007530295A - パイプ切断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】支持ロールを、切断の際の支えにするために、パイプ径にかかわらず単一の駆動部及び／又は制御機構を用いて、パイプ表面に対して支持ロールを移動し、ロックする、改良されたパイプ切断装置を提供する。
【解決手段】本発明はパイプ切断装置に関する。このパイプ切断装置は、本体と、本体に回転自在に軸受支持され、中心回転軸Ｃ及び切断対象としてのパイプを受容するため径方向に関して横方向に開口している切断間隙２を有するカッタヘッド１と、パイプを本体に対しては非可動状態で中心回転軸Ｃ上に固定するためのパイプ固定要素８とを備えている。カッタヘッド１には、切断工程中にパイプを支持するための支持ロール２１が設けられている。
【選択図】図２

Description

本発明は、パイプ切断装置に関する。このパイプ切断装置は、本体と、本体に回転自在に軸受支持され、中心回転軸及び切断対象としてのパイプを受けるため径方向に関して横方向に開口している切断間隙を有するカッタヘッドと、パイプを本体に対しては非可動状態で中心回転軸上に固定するためのパイプ固定要素と、切断工程中にパイプをカッタヘッド内で支持するための支持ロールと、カッタヘッド内に設けられた縁部が鋭利にされた円板状の切断ブレードとを備え、切断ブレードはカッタヘッドの回転中、中心回転軸に向かって前進し、パイプを非切削（切り屑が生じないような）方式で切断する様にされている。

この種のパイプ切断機は下記特許文献１及び下記特許文献２により公知である。後者のパイプ切断機は相対回転を行うようにされた２個の同軸ギヤを備え、その内１個のギヤに切断ブレードが装着されている。切断ブレード及び複数個の支持ロールはいずれも別体のモータ駆動部によって切断位置まで搬送され、逆転モータ駆動部によって定位置まで戻される必要がある。これは、装置の動作を妨げ、複雑化してしまう。
米国特許第４，１１１，３４６号明細書 米国特許第６，０６５，２１２号明細書

本発明の目的は、支持ロールを、切断の際の支えにするために、パイプ径にかかわらず単一の駆動部及び／又は制御機構を用いて、パイプ表面に対して支持ロールを移動し、ロックする、改良されたパイプ切断装置を提供することにある。

この目的は、添付の特許請求の範囲の請求項１に明記された本発明の特徴に基づき達成される。本発明の好ましい実施形態の詳細な具体例は、従属請求項に明記されている。

本発明の一実施形態を添付図面を参照して以下に詳述する。
図１に示すパイプ切断装置は、ハンドル４及び５が装備され、カッタヘッド１を回転自在に軸受（ベアリング）支持する本体を備えている。カッタヘッド１は中心回転軸Ｃ（図２）と、径方向に関して横方向に開口した切断間隙（２）とを有している。中心回転軸Ｃは切断間隙２を通って延び、切断間隙２は切断対象としてのパイプを受ける。

本装置には、カッタヘッド１を収容し、切断間隙２を開閉する保護カバー３が設けられている。保護カバー３を矢印Ａの方向に前後に変位させることが可能であり、それによってカバー３の縁部にあるハンドル又は握り棒３ａはカッタヘッドハウジングの開口部を横切って端から端へと移動する。本装置はまた、供給（サービス）接続部６と動作スイッチ７とを有している。

切断対象としてのパイプは、固定要素８によって中心回転軸Ｃに固定することができる。固定要素８は２個のジョー８を備えている。２個のジョー８は駆動ねじによって互いに近接・隔離する直線方向に搬送可能である。よって、切断対象としてのパイプは、装置本体に対しては非可動状態でカッタヘッド１の中心回転軸Ｃ上に固定される。
図２はカッタヘッドの動作に関して本質的な構成要素を示している。カッタヘッドは本体１１を備えており、本体１１には、軸Ｃの周りを限られた距離分だけ回転できるよう、スロット付クランク板１２が設けられている。スロット付クランク板１２には、支持ロール２１用のスイングアーム１６をアクスル（軸）１８を中心として回動させる円弧状の案内スロット１５が設けられている。第２の支持ロール２１用のスイングアーム１７は、スイングアーム１６とスイングアーム１７との間の噛み合い係合によりそれに沿ってアクスル２０の周りを回動する。縁部が鋭利にされた円板状の切断ブレード２２が、カムアーム２３の端部に軸受けを用いて回転自在に支持されている。カムアーム２３はアクスル２３ｃの周りを回動してブレード受け部２３ｂ内に進入するように軸受支持されている。カムアーム２３はばね荷重に逆らい、ブレード受け部２３ｂに対して相対的に限られた距離だけアクスル２３ｃの周りを回動できる。この限られた距離は、切断対象としてのパイプの最大壁厚（肉厚）と同寸かそれよりもやや大きい。スロット付クランク板１２に設けられた円弧状の案内スロット２３ａは、回転するに従って（カッタヘッド本体１１とスロット付クランク板１２とが相対的に回動するに従って）、ブレード受け部２３ｂがブレード２２を、案内スロット１５に応じた支持ロール２１の変位量と実質的に同等な距離だけ中心軸Ｃに向かって搬送するような形状に設計されている。ブレード２２は、先に支持ロール２１をパイプ表面と衝突させるために、やや遅れて後を辿る必要がある。

この支持ロール２１およびブレード２２を接近させる動作は、スロット付クランク板１２の凹部１４に係合している引き抜き装置１３を用いて実現される。凹部１４及び引き抜き装置１３のそれぞれ互いに対応する斜面並びに引き抜き装置１３の半径方向への可動性により、引き抜き装置１３は支持ロール２１がパイプ表面と衝突する際に凹部１４から抜け出ることができる。この様に、スロット付クランク板１２の回動は、支持ロール２１がパイプ表面と衝突すると常に自動的に停止する。つまり、接近と回動の停止とは、パイプ径にかかわらず単一の駆動部及び／又は制御機構を用いて自動的に行われる。ここで説明中の手動動作式切断装置において、引き抜き装置１３は好ましくは保護カバー３の変位Ａと関連付けられて（リンクして）、保護カバー３が一方向へ変位すると支持ロール２１と切断ブレード２２とを切断即時可能位置にまで搬送し、保護カバー３が反対方向へ変位すると支持ロール２１と切断ブレード２２とを定位置（待機位置）にまで返送する。この様に、カバー３を解放すると、引き抜き装置１３は凹部１４に嵌合する押し出し装置となり、スロット付きクランク板１２を距離Ａ’分だけ本体１１に対して相対的に戻す。

図２及び図３を参照して、支持ロール２１が、径の異なるパイプの表面を支持した場合に、いかなる変位位置においても自動的に自らをロックする方法を以下に説明する。スロット付クランク板１２に設けられた長手形状を有する穴部の側部には、歯付アーク（円弧部）２８が設けられており、歯付アーク２８は本体１１の開口部２９を通って延びるクランク板シャフト３０に装着されたギヤ３１と噛み合い係合している。そのため、スロット付クランク板１２が、本体１１に対して相対的に回動されて支持ロール２１をパイプ表面に向かって搬送するに従って、歯付アーク２８はクランク板シャフト３０を回転させる。クランク板シャフト３０の周囲にはフリーホイールクラッチ３２が設けられ、クランク板シャフト３０の一方向への回転を可能とするが、反対方向への回転は阻止される。この様に、クランク板シャフト３０とフリーホイールクラッチ３２とは、支持ロール２１がパイプ表面と衝突するいかなる位置においても、スロット付クランク板１２をロックするように機能する。

以下に説明するパイプ切断工程の後、支持ロール２１とブレード２２とが定位置が戻れるようにするには、クランク板シャフト３０を解放して正逆両方向に回転するようにしなければならない。ここで図示されている実施形態においてフリーホイールクラッチ３２は、外部表面の周方向に（複数個の）凹部３４が設けられたシリンダ３３によって取り囲まれている。凹部３４のいずれか１個が静止シリンダ３７ａの穴部に設けられたロック用ボール３５を受けることができる。シリンダ３７ａは、ロック用ボール３５が凹部３４から抜けることを阻止する位置でばね３８によって保持されるピストン３７を収容する。ピストン３７のピン３９が、解放板４０の斜面によって構成される溝に受けられる。解放板４０の回転に応じて、ピストン３７はピン３９により、ロック用ボール３５が凹部３６に進入可能となる位置にまで押し出され、それによってクランク板シャフト３０は正逆両方向に回転可能となる。また、引き抜き／押し出し装置１３が凹部１４に嵌合してスロット付クランク板１２を定位置（矢印Ａ’）にまで回転させる前に、クランク板シャフト３０を解放して回転させる適当な連結機構を用いて、解放板４０の回転動作をカバー３の開放動作から伝達することも可能である。図３において、参照符号１１ａ及び１１ｂは、カッタヘッド１用のカバー板をそれぞれ示している。

図２を参照して、引き続き切断動作中のブレード２２の前進について説明する。上述した様に、支持ロール２１を一旦切断即時可能位置にまで動かすと、カッタヘッド１の回転が動作スイッチ７によって開始される。カッタヘッドと並んで星形ピニオン２６が設けられており、星形ピニオン２６は戻り止２７と衝突すると、カッタヘッドが一回転するごとに１ポイント分だけ回転する。星形ピニオン２６はその軸上に、カムホイール２５のスピンドル２４を低速で回転させるねじを有し、それによってカムアーム２３はカムホイール２５によってアクスル２３ｃの周りを漸次回動させられ、ブレード２２を中心軸Ｃに向かって前進させる。この様に、カムアーム２３はばね荷重に逆らい、ブレード受け部２３ｂに対して上記限られた距離だけ回動する。

支持ロール２１用の上述した移動機構１２〜２０及びロック機構２８〜４０を実現する、数多くの構造上のオプションがあげられる。支持ロールを径の異なるパイプの表面に向かって移動させ、ロックさせるために、従来はパイプ径毎の個別設定を必要としていたが、本発明では、単一の駆動部及び／又は制御機構をこのために用いることができるということが極めて重要である。

携帯型工具としての、本発明のパイプ切断装置を示している。 軸方向から視たパイプ切断装置のカッタヘッドの主要部を示している。 パイプ切断装置のカッタヘッドの一部の断面を示している。 パイプを即時切断可能な状態にある図２のカッタヘッドを示している。 構成要素が図４とは異なる位置にあり、図４に示すものとは径の異なるパイプを即時切断可能な状態にある図２のカッタヘッドを示している。 構成要素が図４および図５とは異なる位置にあり、図４および図５に示すものとは径の異なるパイプを即時切断可能な状態にある図２のカッタヘッドを示している。 支持ロールと切断ブレードとが定位置（待機位置）にある図２のカッタヘッドを示している。

Claims (4)

1. 本体と、前記本体に回転自在に軸受支持され、中心回転軸（Ｃ）及び切断対象としてのパイプを受けるため径方向に関して横方向に開口している切断間隙（２）を有するカッタヘッド（１）と、当該パイプを前記本体に対しては非可動状態で前記中心回転軸（Ｃ）上に固定するためのパイプ固定要素（８）と、切断工程中に当該パイプを前記カッタヘッド（１）内で支持するための支持ロール（２１）と、前記カッタヘッド（１）内に設けられ、縁部が鋭利にされた円板状の切断ブレード（２２）とを備え、前記切断ブレード（２２）は前記カッタヘッド（１）の回転中、前記中心回転軸（Ｃ）に向かって前進し、当該パイプを非切削方式で切断する様にされており、
   前記カッタヘッド（１）に前記支持ロール（２１）用の移動／ロック機構（１２〜２０、２８〜４０）が設けられていて、前記支持ロール（２１）を、前記切断の際の支えにするために、切断対象としてのパイプの径にかかわらず、単一の駆動部及び／又は制御機構を用いてパイプ表面に対して、移動し、ロックすることを特徴とするパイプ切断装置。
2. 前記移動／ロック機構（１２〜２０、２８〜４０）が、
   前記回転軸（Ｃ）の周りを前記カッタヘッド（１）に対して相対的に回転自在なスロット付クランク板（１２）であって、前記支持ロール（２１）用のスイングアーム（１６）を回動させる円弧状の案内スロット（１５）を有するスロット付クランク板（１２）と、
   ギヤ（３１）を有するクランク板シャフト（３０）であって、パイプの表面に向かって前記支持ロール（２１）を移動させるために前記スロット付クランク板（１２）が回されたときに当該クランク板シャフト（３０）を回転させるために、前記ギア（３１）が前記スロット付クランク板（１２）の歯付アーク（２８）と噛合しているクランク板シャフト（３０）と、
   前記クランク板シャフト（３０）と関連付けられて前記クランク板シャフト（３０）の前記回転運動を可能とするフリーホイールクラッチ（３２）であって、反対方向への回転運動を阻止し、それによって前記支持ロール（２１）が切断対象としてのパイプの表面と衝突するいかなる位置においても、前記スロット付クランク板（１２）をロックするフリーホイールクラッチ（３２）とを備えていることを特徴とする請求項１に記載の切断装置。
3. 当該切断装置はハンドル（４、５）を有する携帯型工具であって、前記カッタヘッド（１）を収容して前記切断間隙（２）を開閉する変位可能な保護カバー（３）を有しており、前記保護カバー（３）の変位（Ａ）が前記支持ロールの前記移動／ロック機構（１２〜２０、２８〜４０）に伝達されて、一方向のその変位（Ａ）により前記支持ロール（２１）と前記切断ブレード（２２）とを切断即時可能位置にまで移動させ、反対方向のその変位（Ａ）により前記支持ロール（２１）と前記切断ブレード（２２）とを前記切断間隙（２）が空き状態である定位置にまで戻すことを特徴とする請求項１または２に記載の切断装置。
4. 前記フリーホイールクラッチ（３２）を、適宜選択的に、その外周縁部でロックして回転しないようにするか、または前記フリーホイールクラッチ（３２）を解放して正逆両方向に回転させるためのクランプ機構（３４〜４０）が、前記フリーホイールクラッチ（３２）を取り囲んでいることを特徴とする請求項２または３に記載の切断装置。