JP2009531187A - パイプの切断方法および装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、精密で真直な切断および開先加工を可能とし、パイプのサイズを問わず使用でき、切断により生じる切りくずを完全に除去することで、パイプの汚染を緩和可能なパイプ切断方法および装置を提案する。本装置は、ハウジングと；ハウジング上に個別に配置され、互いの距離を任意に調節可能な一対のガイド主部と；ガイド主部上に配設され、切断すべきパイプを配置可能な一対のガイドロールと；手動または自動的にガイドロールを回転させ、パイプの回転を可能とする回転手段と；ハウジング側面に配設され、切断ハンドルおよびカッターを具え、該ハンドルをヒンジ周辺にピボットして、パイプの下端部を切断するものとし、また、該カッターを切断ハンドルの先端に設けるものとした切削工具を具える。

Description

本発明は切断方法および装置に関するものであり、より詳細には、パイプ切断用の方法であって、パイプの精密な真直切断および開先加工を可能とし、パイプのサイズに関わらず対応できるパイプ切断方法と、該方法を実施するための装置に関するものである。

技術背景

当業者にとって周知のように、様々な産業分野で広く使用されているパイプ切断用装置は、パイプを支持・固定するダイス、パイプ切断用カッター、およびカッターを回転させるためのモータにより構成される。パイプ切断装置は、カッターの種類によって砥石切断装置と、鋸式切断装置とに分類される。

高速回転する砥石切断ホイールによってパイプを切断する砥石切断装置においては、砥石切断ホイールの漸次下方移動によるパイプ切断時に、パイプ（ワークピース）の抵抗を受けるため、高精度の真直切断を得ることができない。加えて、切断から生じる切りくずによってパイプが汚染され、また発火を生じ、これによって作業安全性を脅かすことに繋がり、労働者環境の悪化を招く。

鋸式切断装置においては、切りくずによる悪影響についてはある程度緩和できるものの、パイプ上で回転して漸次下方移動する鋸盤によるパイプ切断時に、ワークピースの抵抗を受けるため、高精度な真直切断を得ることができない。さらに適切な開先加工を得るための後処理も必要となる。

砥石切断装置および鋸式切断装置では、切断に際してカッター（砥石切断ホイールおよび鋸盤）を使用するので、ワークピースを切断するためには、ワークピースの直径よりも大きな直径を持ったカッターが必要となる。カッターの直径がワークピースの直径よりも小さい場合、最初にパイプの一部分を切断し、それからカッターを定位置に保ちながらパイプを回転させて残り部分を切断する態様で切断が行われる。この場合、作業者の安全性は著しく脅かされるうえに、パイプを真直に切断できないため、後処理が必要となる。砥石切断装置または鋸式切断装置を用いて、直径の大きなパイプを切断する場合、かかる装置は、パイプの直径に対応した大きさである必要があるため、これらは一部の大規模工場でのみ使用可能であって、ほとんどの産業建設現場では使用不可能である。

ガス切断装置は、直径の大きなパイプを切断するものとして広く使用されてきた。ガス切断装置では、可燃性ガスと空気の混合気を発火させて高温の熱気を得てから、パイプを構成する金属を高圧火炎で溶かして切断する。ガス切断装置の問題点は、パイプの切断端部で急速な酸化が発生すること、切りくずがパイプの汚染を引き起こすこと、パイプ切断時に生じる火花と高熱によって発火が生じる危険性があること、また、パイプ表面に施され、パイプの腐食を抑えるめっきの材料を燃焼させてしまうことである。これに加えて、ガス切断装置は、銅製パイプ、ステンレスパイプおよびアルミニウムパイプの切断に使用することができない、これらは高い熱伝導性を有するためである。

従って、本発明は、従来技術にあったこのような課題を解決しようとする取り組みから生まれたものであり、本発明の目的は、あらゆるサイズの円形パイプを単一の装置によって切断することができ、パイプの精密且つ真直な切断および開先加工を可能とし、安全でクリーンな作業環境を実現させるパイプの切断方法、および該切断方法を実施するための装置を提案することである。

上記目的を達成するための、本発明による一態様によれば、本発明は、切断すべき円形パイプを互いの距離を調節可能な一対のローラ上に設置した後、円形パイプの一部をカッターで切断し、さらに、該ローラを回転させることによって、円形パイプを回転させながらカッターで切断することを可能とした、パイプ切断方法を提供する。

本発明による他の態様によれば、本発明は、ハウジングと；該ハウジング上に個別に配置されてあって、互いの距離を調節可能な一対のガイド主部と；該ガイド主部上に配設されてあって、切断すべきパイプを配置可能な一対のガイドロールと；手動または自動的に該ガイドロールを回転させ、パイプの回転を可能とする回転手段；並びに、ハウジング側面に配設されており、切断ハンドルおよびカッターを具えた切削工具であって、該ハンドルをヒンジ周辺にピボットして、パイプの下端部を切断するものとし、また、該カッターを切断ハンドルの先端に設けるものとした、切削工具を具えた、パイプ切断装置を提供する。

本発明による他の形態によれば、前記パイプ切断装置は、さらに、距離調節手段を具え、その距離調節手段は、ハウジングの前面に距離調節ハンドルと、この距離調節ハンドルから延びる距離調節シャフトを具えるものとし、該シャフトに２つのネジ部を互いに逆方向に配設することによって、ガイド主部を固定できるものとした装置である。

本発明による他の形態によれば、前記パイプ切断装置は、さらに、固定手段を具え、その固定手段が、ローラチェーンを有し、該チェーンの一端をハウジングの後面に固定するとともに、他方の端をパイプハウジングの前面に延ばし、さらに、その固定手段が、固定ハンドルを有し、該ハンドルがハウジングの前面に配置され、該ローラチェーンを引く手段であるものとした装置である。

本発明によるさらに他の形態によれば、前記切削工具は、保持装置を具え、切断ハンドルの回転を選択的に制止可能とする。

本発明によるさらに他の形態によれば、基準ローラは、ガイド主部と切断装置との間に配置されており、弾性支持されることによって、パイプ切断面の高さを調整可能とする。

以下に、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施例に従うパイプ切断装置について記述する。

図１に示すように、本発明に従う切断装置１００は、底面に複数個の車輪１００を持ったハウジング１１０と、ハウジングの上面に形成されて円形パイプPを支持する一対のガイドロール１２６および１２７と、ガイドロール１２６および１２７上に設置した円形パイプPを固定する固定手段１４０と、円形パイプPを回転させる回転手段１５０および１５５と、円形パイプPを切断する切削工具１６０を具える。

一対のガイド主部１２０および１２１をハウジング１１０の上面に配置し、ガイドロール１２６および１２７を搭載するとともに、ガイド主部１２０および１２１の互いの距離を調節可能とした。

より詳細には、ガイド溝１１４が、ハウジング１１０上の面を内側に窪ませることによって形成されており、さらに、該ガイド溝１１４と係合し得るガイド突起１２２が、一対のガイド主部１２０および１２１に形成されている。ガイドロール１２６および１２７は、ガイド主部１２０および１２１の上端に搭載され、回転可能である。

ガイド主部１２０および１２１を操作するための距離調節ハンドルは、ハウジング１１０の前面に設置され、距離調節手段１３０の一部と成っており、これによってガイド主部１２０および１２１の互いの距離を調節可能とした。

図２は距離調節手段１３０を示す。図２に示すように、細く延びる距離調節シャフト１３４が、距離調節ハンドル１３２の後面に形成されている。この距離調節シャフトは、ハウジング１１０内を通過して延び、ガイド主部１２０および１２１にネジ結合する。２つのネジ部１３５および１３６を距離調節シャフト１３４に、互いに逆向きに形成し、ガイド主部１２０および１２１とのネジ結合を可能とした。換言すれば、距離調節シャフト１３４のある部分が右回りのネジ形状であるとき、距離調節シャフト１３４の他部分は左回りのネジ形状となっている。ハウジング１１０を通過する距離調節シャフトの一部分を、距離調節シャフト１３４がハウジング１１０から外れるのを抑制するような構造とした。これにより、距離調節ハンドル１３２を時計回りまたは半時計回りに回転させることで、ガイド主部１２０および１２１を近づけたり、離したりできるものとした。

図３は、図１の固定手段１４０を示す図である。一対のガイドロール１２６および１２７上に設置した、円形パイプP固定用の固定手段１４０について、以下に、図３を参照しつつ、記述する。

固定手段１４０は、ハウジング１１０の前面に配した固定ハンドル１４２と、この固定ハンドル１４２に接続してあって円形パイプPの周囲に巻きつけられるローラチェーン１４８とから構成される。ローラチェーン１４８の一端をハウジング１１０の後面に固定し、ローラチェーン１４８の他方の端を円形パイプPに巻きつけて、ハウジング１１０の前面に延ばした。ローラ１４９を、ローラチェーン１４８の両端部を除くローラチェーン１４８の中間部全体に与えることによって、円形パイプPの周囲にローラチェーン１４８を巻きつけて、該円形パイプＰを固定した場合であっても、ローラチェーン１４８にローラ１４９があることによって、該円形パイプＰを回転させられるものとした。

固定ハンドル１４２は手動操作によってローラチェーン１４８を引っ張る機能を持つ。固定シャフト１４３は固定ハンドル１４２の後面に形成されてあり、ハウジング１１０内に延びる。移動プレート１４４は、縦向きに配置されてあり、固定シャフト１４３とギヤ噛合する。連結要素１４５は、移動プレート１４４の前面に形成されて、ハウジング１１０の前面方向に突き出しており、ローラチェーン１４８先端部に挿入される。こうすることで、固定ハンドル１４２を時計回りまたは反時計回りで回転させとき、移動プレート１４４が、ギヤの噛合を介して上下に動くので、連結要素１４５を挿入されたローラチェーン１４８を緩めたり締め付けたりできる。より好適には、固定ハンドル１４２は、ローラチェーン１４８に対して、専ら、引張または開放するという機能のみ果たすものである。

次に、回転手段１５０および１５５について記述する。

回転手段１５０および１５５は、ガイドロール１２６および１２７と、固定手段１４０で固定した円形パイプPとを回転させる役割を果たす。回転手段は、自動回転手段１５０と手動回転手段１５５から成る。まず、自動回転手段１５０について記述する。

図４に示すように、自動回転手段１５０においては、スプロケット１５１が全てのガイドロール１２６に形成され、駆動モータおよび駆動スプロケット１５４が、ハウジング１１０内に設置されており、チェーン１５２を介してスプロケット１５１に連結することによって、ガイドロール１２６を、駆動モータの駆動を介して自動的に回転可能なものとした。

図１に示すように、手動回転手段１５５においては、手動ハンドル１５６がハウジング１１０の前面上に与えられてあり、手動ハンドル１５６とガイドロール１２６とが、チェーンまたはギヤ等の連結手段（図無し）を介して互いに連結しており、手動ハンドル１５６を用いてガイドロール１２６を回転可能とする。この際、好適には、カッター１６８によるパイプの回転を防止するための装置（図無し）を配設する。

以下に、図５を参照にして、切削工具について記述する。

図５に示すように、切削工具１６０をハウジング１１０の側面に配設して、パイプPを切断するものとした。切断装置１６０は、以下によって構成される、すなわち、切断用のハンドル（１６２）であって、ハウジング１１０の側面にヒンジ留めされ、前端部をハウジング１１０の前面をはみ出して成る切断ハンドル１６２と、切断ハンドル１６２の後端に固定したカッター１６８と、カッター１６８を回転させる駆動モータ（図無し）、並びに、駆動モータおよびカッター１６８を互いに連動させるための動力伝達手段である。カッター１６８の回転切替スイッチ１６４は、切断ハンドル１６２の前端部１６３に与えられる。その際、好適には、カッター１６８をガイドロール１２６および１２７の中間に配置して、カッター１６８の中心と、ガイドロール１２６および１２７上に設置する円形パイプPの中心とが、互いに同一垂線上に整列するものとする。より好適には、切断ハンドル１６２の、外側に露出した前端部１６３を除く部分と、駆動モータと、動力伝達手段とを、ケース１６９内に内包させるものとする。ここで、前記動力伝達装置は、チェーン、ギヤおよびベルトを含み得るものである。

保持装置（図無し）を、ヒンジ１６６と切断ハンドル１６２の前端部１６３との間に配設することで、切断ハンドル１６２の操作を滑らかにするとともに、切断ハンドル１６２の回転を随意に中断可能とした。

好適には、切断ハンドル１６０に、カッターの回転速度を制御する装置を設ける。

さらに、数多くの安全装置が必要とされる。すなわち、カッター１６８の高速回転に鑑み、コントロールセクションを動力供給部と駆動モータとの間に制御備えることが可能であり、作業状況に応じてカッター１６８の回転を制御することができる。例えば、カッター１６８に過度の負荷がかかっていながら、スイッチがONのままであるとき、カッター１６８の回転を自動停止させることが可能である。さらに、スイッチがONである間の作業状況に応じて、カッター１６８の回転を停止可能とすることも考えられる。

本発明による切断装置１００は、ガイド主部１２０および１２１と切削工具１６０との間に基準ローラ１８０を具え、該ローラは、円形パイプPのサイズに関係なく円形パイプPを切断するための補助的な手段として機能する。

図１および図６に示すように、基準ローラ１８０は一対のガイドロール１２１および１２７間の正確な中点に位置する。基準ローラ１８０は、ガイドロール１２６および１２７上に設置する円形パイプPの座高、または、カッター１６８の切断高さを、整える機能を持つ。基準ローラは、切削工具１６０の動作の基準点を設置する働きをし、高弾性バネ１８１によって弾性支持されている。

基準ローラ１８０のより詳細な機能について記述すれば、基準ローラ１６８は垂直方向に反復運動するカッター１６８の上死点および下死点に関わる。すなわち、基準ローラ１８０の標準高さをカッター１６８の上死点よりも僅かに低く設定し、さらに基準ローラ１８０の最小高さをカッター１６８の下死点よりも僅かに高く設定することである。

円形パイプPをガイドロール１２６および１２７上に配置するとき、円形パイプPの最下部高さ、すなわち円形パイプPの切断に係る部分が、円形パイプPの直径に依存してその高さを変えるため、ガイド主部１２０および１２１を動かして、円形パイプPの切断すべき部分の高さをカッター１６８の切断高さと一致させることが必要となる。その際、図６に示すように、直径の大きな円形パイプPをガイドロール１２６および１２７上に設置すると、円形パイプPの切断部分が基準ローラ１８０の上端部よりも高く位置してしまう。この場合、距離調節手段１３０を用いて、ガイド主部１２０および１２１の両主部間距離を遠ざけ、円形パイプPを下降させることによって、図７に示すように、円形パイプPの切断部分を、基準点となる基準ローラ１８０と接触させることが可能である。これとは反対に、直径の小さな円形パイプPをガイドロール１２６および１２７上に設置すると、図８に示すように、円形パイプPの切断部分が基準ローラ１８０を押し下げるため、基準ローラ１８０が下死点よりも低いところまで動く。この場合は、距離調節手段１３０を用いて、ガイド主部１２０および１２１の両主部間距離を近づけ、円形パイプPを上昇させることによって、図９に示すように、円形パイプPの切断部分を、基準点となる基準ローラ１８０と接触させることが可能である。

また一方では、本発明による切断装置１００は、切断作業のみならず、開先加工も可能とする。

図１０に示すように、本発明による切断装置１００にあっては、切断終了後、切断面に開先加工を施せるように、カッター１６８を取り外し、開先刃１６８’を切削工具１６０に取り付けることが可能である。さらにその後、円形パイプPの切断面端部を開先刃１６８’に接触させてから、切削工具１６０と自動または手動回転手段１５０および１５５を操作することによって、円形パイプPの開先加工を行うことができる。

開先加工したパイプPは、開先部Bを互いに接触させて、溶接することによって互いに連結可能である。

以上に記述したことから明白であるように、本発明による切断装置にあっては、円形パイプPをガイドロール上に設置し、ローラチェーンによって固定した後、パイプ下端部が切削工具によって切断し、さらに、ガイドロールを回転させて連続的に切断作業を進行可能とすることによって、パイプ切断部を、精密で真直な切断面とすることを可能にするとともに、迅速に開先加工を行うことができるようになる。

本発明による切断装置は、手動・自動のどちらでも使用可能であり、パイプのサイズに関わらず使用可能であり、さらに比較的大径のパイプの切断に関して従来型の切断装置よりも好適である。

加えて、パイプの材質を一切制限することがなく使用可能であり、切りくずを完全に取り除くことができるので、パイプの汚染を低減させることができ、さらに、発火の危険性や環境汚染を解消することができる。

図および明細書中において、本発明の一般的に好適な実施例を公開した中で、特定の用語を使用したが、これらは一般的な意味として、表現上の目的のみで使用したものであって、限定を与えるものではなく、本願発明の範囲については添付した特許請求の範囲に示す。

本発明に従う切断装置の図である。 図１における距離調節手段の図である。 図１における固定手段の図である。 図１におけるガイドロール回転用の自動回転手段の図である。 図１における切削工具の図である。 基準ローラの作用を示す図である。 基準ローラの作用を示す図である。 基準ローラの作用を示す図である。 基準ローラの作用を示す図である。 本発明に従う切断装置を用いたパイプの開先加工を示す状態図である。 開先加工後の円形パイプの様子を示す図である。

Claims (7)

1. 切断すべき円形パイプを互いの距離を調節可能な一対のローラ上に設置した後、円形パイプの一部をカッターで切断し、さらに、該ローラを回転させることによって、円形パイプを回転させながらカッターで切断することを可能としたパイプ切断方法。
2. ハウジング（１１０）と；
   ハウジング（１１０）上に個別に配置されてあって、互いの距離を調節可能な一対のガイド主部（１２０、１２１）と；
   ガイド主部（１２０、１２１）上に配設されており、切断すべきパイプ（P）を配置可能な一対のガイドロール（１２６、１２７）と；
   手動または自動的にガイドロール（１２６、１２７）を回転させ、パイプ（Ｐ）の回転を可能とする回転手段（１５０、１５５）と；
   ハウジング（１１０）側面に配設されており、切断ハンドル（１６２）およびカッター（１６８）を具え、該ハンドルをヒンジ（１６６）周辺にピボットして、パイプ（P）の下端部を切断するものとし、また、該カッターを切断ハンドル（１６２）の先端に設けるものとした切削工具（１６０）とを具えた：
   パイプ切断装置。
3. 請求項２に記載のパイプ切断装置において、さらに；
   距離調節手段（１３０）を具え、その距離調節手段（１３０）は、ハウジング（１１０）の前面に距離調節ハンドル（１３２）と、この距離調節ハンドル（１３２）から延びる距離調節シャフト（１３４）とを含むものとし、該シャフトに２つのネジ部（１３５、１３６）を互いに逆方向に配設することによって、ガイド主部（１２０、１２１）を固定できるものとしたパイプ切断装置。
4. 請求項２に記載のパイプ切断装置において、さらに、
   固定手段（１４０）を具え、その固定手段（１４０）は、ローラチェーン（１４８）を有し、該チェーンの一端をハウジング（１１０）の後面に固定するとともに、他端をパイプ（Ｐ）ハウジング（１１０）の前面に延ばし、さらに、固定ハンドル（１４２）を有し、該ハンドルがハウジング（１１０）の前面に配置され、該ローラチェーン（１４８）を引くものとした、パイプ切断装置。
5. 請求項４に記載のパイプ切断装置において、固定シャフト（１４３）が固定ハンドル（１４２）の後面に形成されて、ハウジング（１１０）内に延び、縦方向移動プレート（１４４）が、固定シャフト（１４２）とギヤ噛合し、さらに、連結要素（１４４）が、縦方向移動プレート（１４４）の前面に形成されてハウジング１１０の前面の方向に突き出し、ローラチェーン（１４８）内に挿入されるものとした、パイプ切断装置。
6. 請求項２に記載のパイプ切断装置において、切削工具（１６０）に保持装置を配設し、切断ハンドル（１６２）の回転を選択的に制止可能とした、パイプ切断装置。
7. 請求項２に記載の装置において、基準ローラ（１８０）を、ガイド主部（１２０、１２１）と切削工具（１６０）との間に配設し、弾性支持することによって、パイプ（Ｐ）の切断面の高さを調節可能とした、パイプ切断装置。

Images