JP2005103627A

JP2005103627A - パイプ切断機

Info

Publication number: JP2005103627A
Application number: JP2003343659A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Haraga; 健一原賀; Kazuyoshi Watanabe; 和義渡辺; Yasuo Koba; 八寿郎木場
Original assignee: JFE Engineering Corp; JFE Koken Co Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp; JFE Koken Co Ltd
Priority date: 2003-10-01
Filing date: 2003-10-01
Publication date: 2005-04-21

Abstract

【課題】簡便でしかも低廉な手法により、パイプを高い精度で所定の傾斜角度で切断する。
【解決手段】切断されるパイプの外周面に装着されるガイドと、このガイドにより進行方向が拘束されつつ、前記パイプの外周面を周方向に自走する自走体と、この自走体に搭載され、この自走体から前記パイプの切断される切断位置に向けて延びる切断手段とを備え、前記ガイドを、前記パイプの軸方向に対して所定の角度に傾けてこのガイドを前記パイプに装着させる角度決定部と、この角度決定部と平行に延び、前記自走体を走行させる車輪の進行方向を拘束するガイドレールとで構成し、前記切断手段を、その先端が前記走行体から一定の距離に保持されて前記切断位置に向けられているよう構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、パイプをその軸方向に対して所定の角度傾けて切断するためのパイプ切断機に関する。

パイプ同士の軸方向を相互に傾けて接続する手法の１つに、接続する一方のパイプの端部を、その軸方向に対して所定の角度傾けて切断し、この切断面に他方のパイプを接続する方法がある。

従来、パイプに斜めに傾く切断面を形成する場合、人手により切断する手法が用いられていた。人手による切断では、例えば、パイプの外周面に、切断しようとする軌跡に沿って線をけがき、このけがき線に沿って作業者がガス切断する等の方法が採られていた。また、図７に示すような手法もある、この図７に示す手法では、パイプＰの外周面に取り付けられるガイド１００と、ガイド１００に進行方向が拘束されつつパイプの外周面を周方向に自走する走行体１０１とを備えている。また、走行体１０１には、伸縮ホルダ１０３が設けられ、この伸縮ホルダ１０３によって切断用のトーチ１０２が走行体１０１の側方に保持されている。このパイプ切断機では、ガイド１００をパイプＰの軸方向に対して直交する向きに取り付け、走行体１０１を当該ガイド１００に沿って軸方向に対して直交する方向に走行させる。そして、走行体１０１の走行に伴い、伸縮ホルダ１０３を伸縮させることでトーチ１０２の先端を移動させてパイプに斜めの切断面を形成させている。

さらに、斜めの切断面をパイプに形成する手法として、特許文献１に記載の装置を使用した方法がある。この特許文献１に開示の装置では、架台の中央部に管材を載置する昇降台を設け、この昇降台を上下に昇降自在に設けている。また、昇降台の両側部に立設された左右の支柱体と、これら両支柱体に水平軸心回りで揺動自在に支持された環状支持体と、この環状支持体の揺動角を設定する角度設定装置とを当該装置に設けている。そして、環状支持体に旋回自在に支持された旋回リングを設け、この旋回リングに切断機を設置し、切断機の切断に伴い管材をその軸方向に対して所定の角度傾けて切断している。

この装置によると、管材を斜めに切断する場合、管材を昇降台上に載置するとともに、昇降台を上昇させて切断機に対応する高さに移動させる。その後、切断機が設けられた環状支持体を所定の切断面に合うように揺動させ、そして切断機が直接支持された旋回リングを旋回装置により旋回させる。かかる作用を通じて管材を斜めに切断している。

特開平７−０２４５６９号公報

しかし、人手によりパイプを切断する場合、作業者の技量に左右され、切断面の仕上げにばらつきが生じてしまう。また、切断面を均一な平面に仕上げることも困難であった。また、図７に示す、トーチ１０２を保持する伸縮ホルダ１０３を伸縮させることで、パイプＰに傾斜角のある切断面を形成する方式では、伸縮ホルダ１０３の伸縮と自走体１０１の走行との対応を取りつつ伸縮長さを制御する必要があるが、この制御が困難である。高い精度でこの制御を行うとなると、装置が高価になるばかりか、取り扱いが複雑となってしまう。一方、特許文献１に記載された装置では、精度良くパイプを切断できるが、装置が大がかりとなり、また高価となってしまう。

そこで、本発明では、簡便でしかも低廉な手法により、パイプを高い精度で所定の傾斜角に切断できる装置を提供する。

本発明では、上記課題を解決するために、切断されるパイプの外周面に装着されるガイドと、前記ガイドにより進行方向が拘束されつつ、前記パイプの外周面を周方向に自走する自走体と、前記自走体に搭載され、この自走体から前記パイプの切断される切断位置に向けて延びる切断手段と、を備え、前記ガイドは、前記パイプの軸方向に対して所定の角度に傾けてこのガイドを前記パイプに装着させる角度決定部と、この角度決定部と平行に延び、前記自走体を走行させる車輪の進行方向を拘束するガイドレールとを有し、前記切断手段は、その先端が前記走行体から一定の距離に保持されて前記切断位置に向けられているパイプ切断機を採用した。

本発明によれば、パイプに形成される切断面の傾斜角を前記角度決定手段で最初に設定しておけば、その後に、複雑な制御を行うことなく、単に自走体をガイドレールに沿わせて自走させるだけでパイプに斜めの切断面を形成できる。このため、装置の構造を簡素化し、また低廉に抑えることができる。

なお、本発明では上記パイプ切断機において、前記角度決定部は、その内面と切断される前記パイプの外周面との間に所定の隙間が形成される径を有するリング状の本体と、この本体と前記パイプの外周面との間の部分を前記パイプの半径方向に伸縮可能に設けられ、前記パイプの周方向の所定位置にて前記本体を前記パイプに支持させる支持体とを備えたことを特徴としている。

リング状の本体とパイプとの間に隙間を設けることで、本体をパイプに干渉させることなく本体をパイプの軸方向に対して斜めに傾けることができる。そして、本体を傾けた後、支持体で本体をパイプに対して支持させれば、その後も、本体の傾斜した状態を維持させておくことができる。これにより、パイプの軸方向に対して傾斜した切断面をパイプに形成できる。

また、本発明では、上記パイプ切断機において、前記ガイドレールは、前記走行体の車輪がはめ込まれる車輪溝を有する一方で、前記走行体には、この走行体を走行せしめる３つの車輪が設けられ、この中の２つの車輪がこの走行体の一方の側部に設けられ、これら２つの車輪が前記車輪溝にはめ込まれていることを特徴としている。

自走体は、ガイドレールによってその進行方向が拘束されるが、パイプに精度の高い切断面を形成するには、自走体が確実にガイドレールに沿って移動することが必要である。本発明のように、３つの車輪のうち２つの車輪をガイドレールの車輪溝にはめ込ませることで、強い拘束力を自走体に付与し、自走体を所望の軌跡で移動させることができる。

本発明によれば、ガイドをパイプの軸方向に対して所定の角度傾けて装着すれば、自走体がガイドに沿って自走する。このような自走体に切断手段を取り付けているのでパイプに傾斜した切断面をコストをかけず、しかも精度良く形成できる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の一実施形態にかかるパイプ切断機１を示している。このパイプ切断機１は、切断しようとするパイプＰの外周面に配されて使用される。パイプ切断機１は、パイプＰの外周面に装着される環状のガイド２と、このガイド２の側部に配され、ガイド２によって案内されてパイプＰの外周面を周方向に自走する自走体１０とを備えている。

ガイド２は、図２に示すように、パイプＰに形成される切断面Ｓの傾斜角を決定するための角度決定部３と、この角度決定部３の側部にてパイプＰの中心側に向けて張り出すガイドレール８とから構成されている。角度決定部３は、リング状の本体４と、この本体４をパイプＰの外周面に保持させる複数の支持体５とから構成されている。

本体４は、その内面と装着させるパイプＰの外周面との間に隙間が形成されるようにその径及び肉厚が形成されている。また、本体４には、その周方向を四等分する位置に、内外を貫通するねじ孔が形成されている。支持体５は、これらねじ孔の位置に配置される。

支持体５は、図３に示すように、本体４とパイプＰの間に配される、円錐台状に形成されたベース部６と、本体４の外周から本体４のねじ孔を通してベース部６の上面にねじ込まれる蝶ねじ７とから構成されている。ベース部６はその下面がパイプＰの外周面に接地され、その上面がパイプＰの半径方向外側に向けられる。ベース部６の中心部には、半径方向外側に向けられた上面から中心軸に沿ってねじ孔が形成されている。蝶ねじ７は、頭部とねじ部とから形成さている。この蝶ねじ７は、本体４の外面側からねじ部が本体４のねじ孔に挿入され、さらに先方がベース部６に形成されたねじ孔にねじ込まれる。

一方、角度決定部３の側部に設けられたガイドレール８は、その外周面に車輪溝９が周方向に延びるように形成されている。この車輪溝９は、後に説明するように、自走体１０の車輪１２がはめ込まれる溝である。

なお、角度決定部３を構成する支持体は、図４に示すように構成してもよい、この支持体５Ａは、円錐台に形成されたベース部６Ａと、このベース部６Ａと一体に構成されたボルト７Ａと、本体４の外周面にてボルト７Ａのねじ部にねじ込まれるナット７ｃとから構成されている。ボルト７Ａはその頭部７ａがベース部６Ａの上端と一体に形成されており、ねじ部７ｂが半径方向外側に向けて延びている。ねじ部７ｂは、本体４の内側からねじ孔にねじ込まれており、その上端が本体４の外周面から突出している。そして、ナット７ｃをねじ部７ｂの突出した部分にねじ込んで、ガイドをパイプの外周面に支持させるように構成されている。

自走体１０は、この自走体１０をパイプＰの外周面に接地される車輪１２の取り付けられた走行ベース１１と、この自走体１０に駆動力を付与する駆動機構１５とから構成されている。また、この自走体１０にはパイプＰを切断するためのガス切断用のトーチ３０が取り付けられている。

この自走体１０は３輪構造が採用されており、走行ベース１１には、ガイド２側の側面に２つの車輪１２が、走行ベース１１の前後に並べられて取り付けられている一方で、逆側の側面には１つの車輪１２が取り付けられている。ガイド２側の２つの車輪１２は、ガイドレール８に形成された車輪溝９にその外周縁がはめ込まれる一方で、これと逆側の車輪１２は、その周縁がパイプＰの外周面に接地されている。

また、走行ベース１１には上方に向けて延びる複数の支柱１３が設けられており、駆動機構１５は、この支柱１３に固定されている。駆動機構１５は、支柱１３に固定されたギヤボックス１６と、ギヤボックス１６のギヤに噛み合わされると共に、パイプＰの外周面に巻き付けられるチェーン１７と、ギヤボックス１６と連動され、ギヤボックス１６内のギヤを回転駆動させるためのハンドル１８とを備えている。ギヤボックス１６の中央には、ギヤ歯を半径方向側に向けて突出させているギヤが設けられており、チェーン１７はこのギヤ歯と噛み合っている。

駆動機構１５は、ハンドル１８が回転され、これに伴いギヤボックス１６内のギヤが回転される。すると、ギヤボックス１６の中央に設けられたギヤの歯が、パイプＰの外周面に巻き付けられたチェーン１７に順次噛み合わされて、自走体１０をパイプＰの周方向に送り出す。これにより、自走体１０は、パイプＰの外周面を自走する。

そして、パイプＰを切断するガス切断用のトーチ３０は、自走体１０の側方に延びるホルダ２０によって保持されている。トーチ３０を保持するホルダ２０は、トーチ３０と自走体１０との距離を一定に維持するものであり、その基部が自走体１０の支柱１３に取り付けられており、その先端がガイド２を越えてパイプＰの端縁側まで延びている。トーチ３０は、噴射口３０ａを下側に向け、ホルダ２０の先端に固定されている。

このトーチ３０には、ガス等をこのトーチ３０に送り込むためのホース３２が接続されている。ホース３２は、トーチ３０の後端から自走体１０の上部に向けて延びており、ホース３２の他端側には、継手３１が接続されている。自走体１０を構成する支柱１３の上部には、水平に配された支持バー２１が取り付けられており、継手３１は、この支持バー２１に取り付けられている。この継手３１は、図示しない、ガス供給部や酸素供給部などに接続されており、これらガス供給部や酸素供給部から供給されたガスや酸素をトーチ３０に中継している。

以上の構成を備えたパイプ切断機１によれば、パイプＰは、図１及び図５に示すように、その軸方向に対して所定の角度傾けられて切断される。

まず、ガイド２をパイプＰの軸方向と直交する端面Ｐａに対して所望の角度θだけ傾けてパイプＰの外面に装着する。ガイド２をパイプＰの軸方向に対して傾ける際には、支持体５のベース部６がパイプＰの外周面とむやみに干渉することを防止するため、支持体５を本体４側へ引き上げておく。所望の角度に当該ガイド２を傾けた後、支持体５の蝶ねじ７をねじ込ませてベース部６の下面をパイプＰの外周面に当接させて、ガイド２をパイプＰに固定させる。これにより、パイプＰに形成しようとする切断面Ｓと平行をなしてガイド２がパイプＰの外周面に装着される。

次いで、自走体１０の駆動機構１５を構成するチェーン１７をパイプＰの外周面に巻き付けて、自走体１０をパイプＰ外周面に拘束させる。この際、走行ベース１１のガイド２側に設けられた車輪１２の２つをガイドレール８に形成された車輪溝９にはめ込ませる。

その後、継手３１を支持バー２１に取り付けると共にホルダ２０の先端にトーチ３０を取り付ける。トーチ３０は、その先端がパイプＰの外周面に向けられるように、下方に向けて取り付けられる。また、トーチ３０は、その先端がパイプＰに形成しようとする切断面Ｓの位置に確実に向けられるように調整されて取り付けられる。なお、トーチ３０と継手３１とを結ぶホース３２が自走体１０のハンドル１８や、ガイド２等と干渉する場合には、結束バンドなどを用いて、これらホース３２を自走体１０の支持バー２１や支柱１３に結束させると良い。

一方、継手３１は、図示しないガス供給部や酸素供給部に接続される。なお、切断しようとするパイプＰの径や肉厚に応じて、トーチ３０に供給するガスや酸素の量を予め調整しておく。

その後トーチ３０を点火し、パイプＰの外周面に向けて炎を照射する。この炎によりパイプＰにはその内外を貫通する穴が形成される。そして、パイプＰに形成されるこの穴の形成具合に対応させて、ハンドル１８を回して自走体１０を徐々に周方向に自走させる。これをパイプＰの全周にわたり行うことで、パイプＰはその軸方向に分離されるように切断される。自走体１０の進行方向を拘束するガイド２は、予めパイプＰの軸方向と直交するパイプＰの端面Ｐａに対して所定の角度θが形成されるように斜めに傾けられているので、自走体１０をガイド２に沿って１周させれば、切断面Ｓはその法線Ｈの方向がパイプＰの軸方向に対して所定の角度θに傾くように形成される。

なお、走行ベース１１の片側面に設けられた２つの車輪１２双方がガイド２の車輪溝９にはめ込こまれている。このため、自走体１０の進行方向は、ガイド２の傾きに拘束されやすく、自走体１０は確実に所定の傾きに傾けられてパイプＰの外周面を進行する。

以上、ガイドの側方に走行体を配置したパイプ切断機を例に説明したがこれに限定されるものではない。

図６は他の実施形態にかかるパイプ切断機４０を示している。この実施形態にかかるパイプ切断機４０では、ガイド４１の外周面に走行体が直接搭載されている。

ガイド４１は環状に形成された本体４２と、その周方向における所定の位置に配される支持体（不図示）とから構成されている。ガイド４１の本体４２は、パイプＰの軸方向に対して所定の角度傾けられて支持体によりパイプＰの外周面に装着されている。このタイプのガイド４１は、これ自体が角度決定部としての機能を有している。

また、本体４２の外周面には、その幅方向の両端部が矩形状に切り欠かれたガイドレール４３，４３が形成されており、本体４２の外周面は、幅方向の中央部４４が半径方向外側に向けて若干突出している。

一方、自走体５０は、自走ベース５１と、自走ベース５１から上方に延びる支柱５３に取り付けられた駆動機構５５とを備えている。また、自走体５０には、パイプＰを切断するためのトーチ６０が自走体５０の側方に固定されるようにして取り付けられている。

自走ベース５１の下面には、その幅方向の中央部に車輪５２，５２が左右に並べられて取り付けられている。車輪５２，５２の内縁同士の間隔は、本体４２の外周面にて突出している中央部４４の幅とほぼ一致しており、これら車輪５２，５２は、ガイド４１の両側に矩形状に切り欠かれて形成されたガイドレール４３，４３にはめ込まれる。

駆動機構５５は、自走ベース５１から延びている支柱５３に固定されているギヤボックス５６と、支柱５３に固定されて、このギヤボックス５６内のギヤを回転駆動させるためのハンドル５８と、ガイド４１の外周面に巻き付けられると共に、ギヤボックス５６のギヤと噛み合わされるチェーン５７とを備えている。ハンドル５８とギヤボックス５６内のギヤとは、互いに連動するように噛み合っており、ギヤボックス５６内のギヤはハンドル５８の回転に伴い回転駆動される。また、ギヤボックス５６の外周面から半径方向外側にギヤ歯が張り出しているギヤには、ガイド４１の外周面に巻き付けられているチェーン５７が噛み合わされる。ギヤボックス５６の外周面からギヤ歯が張り出しているギヤは、ハンドル５８の回転に伴い回転される。このため、ハンドル５８を回転させることにより、ギヤの歯はチェーン５７と順次噛み合わされる。ギヤの歯がチェーン５７と順次噛み合わされることにより、自走体５０は、ガイド４１の周方向に送り出され、ガイド４１の外周面を周方向に自走する。

そして、パイプＰを切断するためのトーチ６０は、自走体５０の側方に延びるホルダ６５によって自走体５０との距離が一定に維持されるように保持されている。このホルダ６５は、その基部が自走ベース５１の側部に取り付けられており、パイプＰの端縁側まで延びている。そして、トーチ６０はその噴射口６０ａが下側に向けられて、ホルダ６５の先端に固定されている。また、トーチ６０には、ガス等をこのトーチ６０に送り込むためのホース６１が接続されている。ホース６１は、トーチ６０の後端から自走体５０の上部に向けて延びており、ホース６１の他端側には、継手６２が接続されている。また、自走体５０を構成する支柱５３の上部には、水平に配された支持バー５９が取り付けられており、継手６２は、この支持バー５９に取り付けられている。この継手６２も、図示しない、ガス供給部や酸素供給部などに接続されている。

以上の構成を備えたパイプ切断機４０では、図６に示すように、角度決定部として機能するガイド４１をパイプＰの軸方向に対して所定の角度傾けてパイプＰの外周面に固定する。この図６に示す例では、軸方向と直交するパイプＰの端面Ｐａに対して角度θ傾けられる。その後、傾けられたガイド４１の外周面にチェーン５７を使用して自走体５０を装着させる。また、自走体５０に切断手段としてのトーチ６０を取り付ける。トーチ６０を取り付ける際には、その先端をパイプＰの切断とする位置に正確に向ける。

その後、トーチ６０を点火する。トーチ６０から照射される炎により、パイプＰには、内外を貫通する穴が形成される。この穴の形成具合に対応させて、ハンドル５８を回転させ、自走体５０をパイプＰの周方向に自走させる。これをパイプＰの周方向の全周について行えば、パイプＰには、所定の角度に傾く切断面Ｓが形成される。この図６に示す例では、切断面ＳはパイプＰの軸方向と直交するパイプＰの端面Ｐａに対して角度θ傾けられて形成される。

なお、図１に示すタイプのパイプ切断機及びこの図６に示すタイプのパイプ切断機のいずれについても、トーチによるパイプの穴開けと、自走体の自走との対応を極めて容易に制御できるため、切断面は凹凸の少ない滑らかな面となる。また、自走体の走行する軌跡は、ガイドにより拘束されるため、精度の高い傾斜角に切断面を形成できる。

本発明の一実施形態にかかるパイプ切断機を示す正面図。図１に示すパイプ切断機に使用されているガイドの正面図。図２に示すガイドがパイプに装着された状態を示すガイドの斜視図。図２及び図３に示すガイドの支持体とは別の実施形態にかかる支持体を示す図。パイプ切断機を使用してパイプを切断している様子を示す図。図１に示すパイプ切断機とは別の実施形態にかかるパイプ切断機の正面図。従来から使用されているパイプ切断機の一例を示す図。

符号の説明

１，４０パイプ切断機
２，４１ガイド
３角度決定部
８，４３ガイドレール
１０，５０自走体
１１，５１走行ベース
１５，５５駆動機構
３０，６０トーチ（切断手段）

Claims

切断されるパイプの外周面に装着されるガイドと、
前記ガイドにより進行方向が拘束されつつ、前記パイプの外周面を周方向に自走する自走体と、
前記自走体に搭載され、この自走体から前記パイプの切断される切断位置に向けて延びる切断手段と、
を備え、
前記ガイドは、前記パイプの軸方向に対して所定の角度に傾けてこのガイドを前記パイプに装着させる角度決定部と、この角度決定部と平行に延び、前記自走体を走行させる車輪の進行方向を拘束するガイドレールとを有し、
前記切断手段は、その先端が前記走行体から一定の距離に保持されて前記切断位置に向けられていることを特徴とするパイプ切断機。
前記角度決定部は、その内面と切断される前記パイプの外周面との間に所定の隙間が形成される径を有するリング状の本体と、この本体と前記パイプの外周面との間の部分を前記パイプの半径方向に伸縮可能に設けられ、前記パイプの周方向の所定位置にて前記本体を前記パイプに支持させる支持体とを備えたことを特徴とする請求項１に記載のパイプ切断機。
前記ガイドレールは、前記走行体の車輪がはめ込まれる車輪溝を有する一方で、
前記走行体には、この走行体を走行せしめる３つの車輪が設けられ、この中の２つの車輪がこの走行体の一方の側部に設けられ、これら２つの車輪が前記車輪溝にはめ込まれていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のパイプ切断機。