JP3703843B2 - チューブ端切断工具 - Google Patents

Description

発明の背景
１．発明の分野
本発明は、切断工具、特に、突き合わせて溶接等により連結する準備でのチューブの端を直角に切断するための携帯可能な工具に関する。
２．従来技術の説明
種々の分野において、端部を突き合わせた状態で一緒に溶接もしくは他の方法で連結されるチューブ端からばり並びに／もしくは粗いエッジを除去することが一般に行われている。金属ででき直角端を有するチューブが自動突き合わせ溶接されるときに、チューブの端部は、完全で均一な接続を果たすように、適当に切断されていなければならいなことは極めて重要である。
ベンチミルマシンでチューブ端を直角に切断することは一般的ではあるが、離れた場所もしくは規定された作業スペース内でチューブの端部を直角に切断することが度々必要である。この目的のために、種々の携帯可能なチューブ端切断工具が、米国特許Ｎｏ．３，２２８，２６８並びに４，６５５，１０８に開示されている携帯可能な切断工具により示されるように、開発されている。一般的に、このような既知の携帯可能な切断工具は、中にパワー従動チューブカッターが回転可能に装着された主本体と、直角に切断されるチューブの端部をクランプするための機構と、チューブの端部と係脱するようにチューブカッターを選択的に変位させる装置とを具備する。
このような既知の携帯可能なチューブ端切断工具は、満足できるような機能は有するけれども、コンパクトで汎用性があり、また、例えば、予めアクセス可能な制御により機能をより高めることができる携帯可能なチューブ切断工具がこの分野ではさらに要求されている。
発明の概要
本発明は、主工具本体内に回転可能に設けられた工具シャフトと、チューブ受け／クランプユニットと、前記工具シャフトの一端に支持された切断具がこのチューブ受け／クランプユニット内に取着されたチューブの端部と除々に係合して端部を切断するように主工具本体に対して工具シャフト変位させる機構とを具備するチューブ切断工具を提供する。
さらに詳しく説明すると、工具シャフトは、主工具本体内に位置された複数のベアリングユニットにより回転可能に装着され、また、主工具本体内で長手方向にシャフトと変位可能にするスプライン接続を介してパワー駆動ユニットと相互接続されている。このパワー駆動ユニットは、使用者の独自の好みに応じて、もくしは使用の間のスペースまたは他の制限による必要性として主工具本体の対向した横方向側部に選択的に配置され得る。前記チューブ受け／クランプユニットは、チューブ状のワークピースの端部を把持したり放したりするように選択的に操作され得るコレットを有する。また、工具シャフトは、変位させる機構の内スリーブ部材に対して回転可能であるけれども、内スリーブ部材に取着された駆動ハンドルの手動による移動が工具シャフトの長手方向の位置を調節するのに使用され得るように、内スリーブ部材に装着されている。内スリーブ部材は、主工具本体に取着された外スリーブ部材内で回転並びに摺動可能に位置されている。駆動ハンドルは、駆動部材が移動の間に案内されるように外スリーブ部材に形成されたカムスロットを貫通して延びている。また、この駆動ハンドルは、外スリーブ部材の周りに回転可能に配置された保護カバースリーブに形成され、長手方向に延びたスロットを貫通して延びている。
本発明の切断工具に設けられたチューブ受け／クランプユニットには、切断具が中に延びている切断領域にアクセスでき、かつチューブの切断屑を除去可能なように、周方向に互いに離間された複数のポートが、好ましくは、設けられている。
本発明の切断工具のさらなる態様並びに効果は、幾つかの図面で対応する部材は同じ参照符号を付けた以下の図面に関連した本発明の好ましい実施の形態の以下の詳細な説明からより容易に明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明のチューブ端切断工具の斜視図である。
図２は、図１のチューブ端切断工具の他方からの斜視図である。
図３は、図１の３−３線に沿った断面図である。
図４は、図３のＩＶ−ＩＶ線に沿った部分断面図である。
図５は、図１のＶ−Ｖ線に沿った部分断面図である。
図６は、本発明のチューブ端切断工具に組み入れられる変位ユニットの部分斜視図である。
図７は、第１の動作位置での図６に示す変位ユニットを概略的に示す上面図である。
図８は、第１の動作位置での図６に示す変位ユニットを概略的に示す側面図である。
図９は、第２の動作位置での図６に示す変位ユニットを概略的に示す上面図である。
図１０は、第２の動作位置での図６に示す変位ユニットを概略的に示す側面図である。
図１１は、第３の動作位置での図６に示す変位ユニットを概略的に示す上面図である。
図１２は、第３の動作位置での図６に示す変位ユニットを概略的に示す側面図である。
好ましい実施の形態の詳細な説明
図１並びに図２において、本発明のチューブ端切断工具は符号２で示されており、これは、ほぼ円筒形状の主工具本体５と、この主工具本体のダイイチの端部に形成され、クランプアーム１６により調節されるチューブ受け／クランプユニット１４と、手で係合可能なハンドル１９の形態の駆動部材により制御される変位ユニット１８と、パワー駆動ユニット２１とを有する。操作の間に工具２を適当に支持するために、前記主工具本体５は、ベース板２２に好ましくは取着される。前記パワー駆動ユニット２１は、符号２５で示すコードを介してパワーが供給される電動モータ（図示せず）をこの好ましい実施の形態では収容したハウジング２３を有する。この電動モータは、トリガースイッチ２７に手で与えられた力に応じて種々の速度で好ましくは出力し得る。このパワー駆動ユニット２１は、特別な内部構造並びに作動は、本発明の一部とはみなされないので、これ以上の説明は省略する。
図３に示すように、前記主工具本体５は、内部キャビテイ３５を有し、ここから工具シャフト３７が突出している。この工具シャフト３７は、選択的に着脱可能な切断具４４を支持するように設定された工具キャリア４２の所で終端した第１の長手方向端部３９と、第２の長手方向端部４６と、中間部４９とを有する。この中間部４９には、キー部材５５により駆動スリーブ５７のスプライン部５６に回転可能に連結されたキー部５２が形成されている。また、この駆動スリーブ５７は、第１並びに第２のベアリングユニット６０，６１により主工具本体５に回転可能に支持されている。各ベアリングユニット６０，６１は、駆動スリーブ５７に支持された内レース６４と、内部キャビテイ３５内で主工具本体５に支持された外レース６６と、これら内並びに外レース６４，６６間に設けられた複数のロール部材６８とを有する。また、この駆動スリーブ５７には、環状フランジ７０が形成され、この環状フランジには、互いに周方向に離間された複数の締付け具（１つが符号７５で示されている）により、ギア７３が取着されている。好ましい実施の形態においては、ギア７３は、ウオームギアであり、また、締付け具は、環状ランジ７０内に螺入されている。
図４に最も良く示すように、前記パワー駆動ユニット２１は、このユニット２１のハウジング延出部７８内に回転可能に配置された出力シャフト７７を有する。この出力シャフト７７は、先端部８１と支持部８０との間に、一緒に回転するようにスプラインで係合された駆動ギア８３を有する。この駆動ギア８３は、ハウジング延出部７８に形成された開口８４を介して突出しており、また軸方向に互いに離間したベアリングスリーブ８５，８６により出力シャフト７７に対して軸方向に留められている。図示するように、駆動ギア８３は、ギア７３と歯合しており、両者でウオームギアセットを規定している。勿論、ヘリカルギアセットの使用を含む他の形式の駆動伝達機構が利用できることは容易に理解できよう。この駆動機構によって、トリガースイッチ２７によるパワー駆動ユニット２１の動作に基づいて出力シャフト７７と、駆動ギア８３、そして、駆動スリーブ５７とギア７３とによる駆動ギア８３との相互接続によって、工具シャフト３７とが回転される。
図１，２並びに４に最も良く示すように、互いにアラインメントされた１対のアパチャー８７，８８が主工具本体５の支持ベース９２の対向端側９０，９１に、夫々形成されている。図示の好ましい実施の形態においては、前記アパチャー８７，８８は、互いに等しく、かつ、パワー駆動ユニット２１のハウジング延出部７８の直径よりも僅かに大きい直径を有する。このような構成において、パワー供給ユニット２１は、１対のアパチャー８７，８８の所望の一方内の出力シャフト７７と、駆動ギア８３とハウジング延出部７８とを最初に挿入することにより、支持ベース９２の対向端側９０，９１の一方に支持され得る。主工具本体５内への挿入の程度は、ハウジング延出部７８（図４参照）の一部として形成された環状フランジ９３により規定され、またハウジング延出部７８は、支持ベース９２を介してハウジング延出部７８内に延びた設定ねじ９４により所望の位置に留められる。
図１，３並びに５に最も良く示されるように、チューブ受け／クランプユニット１４は、好ましくは、主工具本体５の一部として一体的に鋳造され、主工具本体５へのパワー駆動ユニット２１の取着部近くの第１の端部１１８と、第２の端部１２０とを備えた中空のハウジング部１１６を有する。この第２の端部１２０には、第１の弓形のクランプ部材１２４から形成されたコレット１２２により規定されたチューブクランプが設けられている。また、このクランプ部材１２４は、手動で係合可能なヘッド１２８と第２の弓形のクランプ部材１２９とを備えたねじ付き留め具１２７によりハウジング部１１６に取着されている。前記第１の弓形のクランプ部材１２４と第２の弓形のクランプ部材１２９とは、一緒になって、切断具４４の方に開口し、中心に位置するチューブ受け開口１３２を規定している。
前記第２の弓形のクランプ部材１２９は、チューブ受け開口１３２のサイズを選択的に調節するために、第１の弓形のクランプ部材１２４に対して変位可能になっている。この目的のために、第２の弓形のクランプ部材１２９は、図３に最も良く示されているように、ハウジング部１１６内に、これとの間で径方向の間隙を保っようにして、配置されている。第２の弓形のクランプ部材１２９は、クランプアーム１６の手動回転により、チューブ受け開口１３２のサイズを調節するように変位可能となっている。クランプアーム１６と第２の弓形のクランプ部材１２９との間の特別な相互接続は、後で詳述する。
図３に示すように、チューブ受け／クランプユニット１４は、ハウジング部１１６の第２の端部１２０に形成されたボア１４０内にねじ込まれ、外周にねじが形成されたスリーブ１３８を有している。このスリーブ１３８は、また、クランプアーム１６にのベース１４５に形成された開口１４３中にもねじ込まれており、ピン（図示せず）のような既知の手段によりベース１４５に回転しないようにして取着されている。ヘッド１５０、シャンク１５２並びにねじ付き端部１５５を有するボルト１４８が、クランプアーム１６の回転により第２の弓形クランプ部材１２９が径方向に変位してチューブ受け開口１３２のサイズを変更するように、クランプアーム１６と第２の弓形クランプ部材１２９とを相互接続するために設けられている。さらに詳しく説明すると、前記ボルト１４８のシャンク１５２は、ねじ付きスリーブ１３８中を延びてねじ付き端部１５５が第２の弓形クランプ部材１２９内で螺合している。一方、ヘッド１５０は、ベース１４５の凹所１５８内に延びて、ねじ付きスリーブ１３８の上端（図示せず）と係合している。
このような構成において、ねじ付きスリーブ１３８は、ハウジング部１１６の第２の端部１２０と第２の弓形クランプ部材１２９との両方に対して、クランプアーム１６と一体的にボルト１４８のシャンク１５２の回りで回転可能となっている。このねじ付きスリーブ１３８とハウジング部１１６との間の、これらのねじ係合による相対的な回転により、第２の弓形のクランプ部材１２９は、チューブ受け開口１３２のサイズを調節するように第１の弓形のクランプ部材１２４に対して変位される。この回転を容易にするために、クランプアーム１６には、このクランプアーム１６にねじもしくは他の手段により取着されたボール形状のグリップ部１６２ちが好ましくは形成されている。かくして、チューブ１６５の端部が、第１並びに第２の弓形のクランプ部材１２４，１２９間のチューブ受け開口１３２内に位置させて、クランプアーム１６を回転することにより、チューブ１６５を第１並びに第２の弓形のクランプ部材１２４，１２９間にしっかりと固定することができる。
前記ハウジング部１１６の第１の端部１１８には、周方向に互いに離間した複数のポート１６８が設けられている。これらポート１６８は、チューブ端切断工具の動作の間に発生するチューブ１６５の屑を除去することができるように、また、切断具４４を工具キャリア４２に装着するのに使用される２セットのねじ１７０，１７１をアクセスできるように、ハウジング部１１６内の切断領域を見れるようにしている。図面では正確には示されていないが、切断具４４は、図３に最も良く示すように工具シャフト３７の端部３９からの軸方向の突出を可能にしながら、切断具４４の切断部材が前記両セットのねじ１７０，１７１が支持ベースの一部と係合するように、ほぼＴ字形状をした切断ヘッド支持ベースを有する。
切断具４４がチューブ１６５の端部と選択的に係合できるように主工具本体５に対して工具シャフト３７を位置付けるのに使用される変位ユニット１８を、特に、図２，３並びに６ないし１２を参照して説明する。この変位ユニット１８は、複数の留め具１８３（図２並びに６）により主工具本体５に固定的に取着された外スリーブ部材１８０と、この外スリーブ部材１８０内に摺動並びに回転可能に装着された内スリーブ部材１８６とを有する。この外スリーブ部材１８０には、図６の一部切断部並びに図７，９，１１に仮想線で最も良く示されるように、これを貫通して延びた角度付けスロット１８８か形成されている。一方、内スリーブ部材１８６には、手動で係合可能な駆動ハンドル１９の端部１９３が螺入されるねじ孔１９１が形成されている。
上記夫々の図に明確に示すように、駆動ハンドル１９は、角度付けスロット１８８を貫通し、また、外スリーブ部材１８０の回りに回転可能に装着されたカバースリーブ１９７を貫通して延びている。実際に駆動される前記ハンドル１９は、小径の部分（参照符号を付していない）を有し、この回りには、スロット１８８内に配置された内スリーブ部材１８６上に配置された支持リング１９８が設けられている。さらに詳細に説明すると、前記カバースリーブ１９７には、細長いスロット１９９が形成されており、これを駆動ハンドル１９が貫通している。前記スロット１８８の長手方向の長さは、他方のスロット１９９の長手方向の長手さとほぼ等しい。さらに、スロット１８８に長手方向の長さは、後で詳述するように、切断具４４の変位範囲と同様に、外スリーブ部材１８０に対する内スリーブ部材１８６の長手方向の全可能変位量を規定している。図７ないし１２は、スロット１８８，１９９内での駆動ハンドル１９の移動の全範囲を明確に示す。本質的に、スロット１８８は、駆動ハンドル１９のためのカム案内を規定し、また、カバースリーブ１９７は、安全性のために設けられており、スロット１８８から内スリーブ部材１８６内に異物が侵入するのを最小にしている。駆動ハンドル１９の繰作を容易にするために、手動で係合可能なノブ２００が、図１ないし３に明確に示すように、ねじにより装着されている。
主工具本体５に対して工具シャフト３７を長手方向に変位させるように、駆動ハンドル１９による外スリーブ部材１８０に対する内スリーブ部材１８６の回転並びに軸方向の変位のために、内スリーブ部材１８６はベアリングユニット２０５（図３）を介して工具シャフト３７に接続されている。さらに詳述すると、このベアリングユニット２０５は、留め取付け部材２０９により内スリーブ部材１８６に取着された外レース２０７と、工具シャフト３７の第２の長手方向端部４６に形成された環状棚部２１４に位置付けられた内レース２１２と、これら内並びに外レース２１２，２０７間に夫々介在された複数のローラ部材１６とを有する。好ましい実施の形態において、内レース２１２は、内レース２１２と当接する留め部材２１７により工具シャフト３７の環状棚部２１４に装着されている。この留め部材２１７は、ボルト２１９により第２の長手方向端部４６に取着されている。このボルト２１９は、主工具本体５から離れた側の変位ユニット１８の端部を閉じるように適用された端部キャップ２２３が取り外されたときに、図３に最も良く示すように、内スリーブ部材１８６を介して容易にアクセス可能である。この端部キャップ２２３は、図２にこの目的のために符号２２５で示さるようなねじ留め具により外スリーブ部材１８０にスナップ結合もしくは強固に取着され得る。
上記構成において、特に、変位ユニット１８の構造並びに工具シャフト３７との相互接続と同様に、工具シャフト３７と関連して装着並びに駆動機構において、チューブ端切断工具は、僅かの予めアクセス可能な制御部材の位置を変更することにより円滑かつ安全に動作可能なコンパクトで汎用性のある工具を構成する。
本発明の好ましい実施の形態について説明されたが、種々の変更並びに／もしくは変形が、本発明の精神から逸脱しないで本発明の工具になされ得ることは容易に理解できよう。例えば、本発明はチューブの端部を直角に切断するのに使用されるように特に記載されたが、チューブの端部のテーパ付けや面取り等の金属チューブに種々の他の切削作業を果たすために本発明の工具に使用され得る。さらに、工具は、必要とするような適当なカッターを使用して、同様に、合成樹脂チューブの平坦化、テーパ付け、面取りにも利用され得る。一般に、本発明は、以下の請求項の範囲により規定されるように意図しているのみである。

Claims (17)

1. 自身の第１と第２の互いに対向し開口が形成された側部の間に延びた内部キャビテイを規定した主工具本体と、
   チューブ端の切断具を支持する工具キャリアを規定した第１の長手方向端部と、第２長手方向端部と、中間部とを有し、この内部キャビテイ内で延びた工具シャフトと、
   前記内部キャビテイ内で前記工具シャフトを回転可能に支持する手段と、
   前記主工具本体に対して工具シャフトを選択的に回転するように工具シャフトに駆動的に接続された駆動ユニットと、
   第１並びに第２のクランプ部材により規定されたチューブ受け開口を有し、前記主工具本体の第１の側部に支持されたチューブ受け／クランプユニットとを具備し、このチューブ受け開口は、切断されるチューブの端部がチューブ受け開口内に挿入され得、かつ前記両クランプ部材がチューブ受け開口内でチューブの端部をクランプするように変位可能なように、チューブ受け開口のサイズを調節するように互いに選択的に移動可能なように前記第１並びに第２のクランプ部材により規定されており、また、
   前記主工具本体の第１の側部に固定された外部材と、この外部材内に摺動可能に配置された内部材とを有し、前記内部キャビテイ内で前記工具シャフトを変位させるための機構を具備し、前記内部材は、工具シャフトに対して相対的に回転するするように工具シャフトの前記第２の長手方向端部に接続されており、かくして、内部材の摺動により前記工具シャフトが長手方向に変位されて、前記工具キャリアにより支持されかつ前記駆動ユニットにより回転される切断具が、前記チューブ受け開口内に取着されたチューブの端部と除々に係合して切断し、また、この変位させるための機構は、前記外部材に対して内部材を回転並びに摺動させるように、これら内部材と外部材との間で作用するカム手段を有する、チューブの端部に切断動作を果たす携帯可能なチューブ切断工具。
2. 前記内部材は、前記外部材内で回転可能に配置されている請求項１に規定されたチューブ切断工具。
3. 前記カム手段は、前記外部材の一部を貫通し、角度付けされたスロットと、駆動部材とを有し、この駆動部材は、前記スロット内で移動することにより、外部材に対しての前記内部材の回転並びに摺動を可能にするようにスロットを貫通し、内部材に取着されている、請求項１に規定されたチューブ切断工具。
4. 前記外部材の周りで延びて外部材に対して回転可能なカバースリーブをさらに具備し、このカバースリーブは、前記駆動部材が貫通し長手方向に延びたスロットを有する請求項４に規定されたチューブ切断工具。
5. 前記駆動部材は、手動で係合可能なハンドルを有する請求項５に規定されたチューブ切断工具。
6. 前記内部材と、前記工具シャフトの第２の長手方向端部との間に設けられ、内部材の摺動を工具シャフトの長手方向の変位に直接変更させる第１のベアリング集合体をさらに具備する請求項２に規定されたチューブ切断工具。
7. 前記第１のベアリング集合体は、前記工具シャフトの第２の長手方向端部に装着された内レースと、前記内部材に装着された外レースと、これら内レースと外レースとの間に介在された複数のローラ部材とを有する請求項７に規定されたチューブ切断工具。
8. 前記工具シャフトの第２の長手方向端部に着脱可能に取着された留め部材をさらに具備し、この留め部材は、前記内レースを工具シャフトに装着させる、請求項８に規定されたチューブ切断工具。
9. 前記駆動ユニットは、前記内部キャビテイ内に配置され、工具シャフトが貫通した駆動スリーブを有し、この駆動スリーブは、前記工具シャフトの中間部に駆動的に接続されている、請求項１に規定のチューブ切断工具。
10. 前記駆動スリーブは、前記工具シャフトが駆動スリーブに対して長手方向に変位可能なように、前記中間部に接続されたスプラインである請求項１０に規定されたチューブ切断工具。
11. 前記内部キャビテイ内で前記工具シャフトを回転可能に支持する手段は、前記主工具本体と駆動スリーブとの間で駆動する少なくとも１つのベアリングユニットを有する請求項１０に規定されたチューブ切断工具。
12. 前記駆動ユニットは、出力シャフトと、この出力シャフトに支持された駆動ギアと、この駆動ギアと歯合し前記駆動スリーブに支持された従動ギアとを備えたパワー駆動ユニットをさらに有する請求項１０に規定されたチューブ切断工具。
13. 前記主工具本体は、前記内部キャビテイ内に開口し、また内部キャビテイにほぼ垂直に延びた軸に沿うように互いにアラインメントされたアパチャーが夫々形成された第３並びに第４の側部をさらに有し、そして、前記出力シャフトは、これらアラインメントされたアパチャーの一方を介して前記主工具本体内に選択的に挿入されている請求項１３に規定されたチューブ切断工具。
14. 前記駆動ユニットに支持されたハウジング端をさらに具備し、このハウジング端内に前記出力シャフトが配置され、また、このハウジング端は、前記アパチャーの選択された１つの中に着脱可能に配置されている、請求項１４に規定されたチューブ切断工具。
15. 前記ハウジング端を主工具本体に着脱可能に取着させるための留め手段をさらに具備する請求項１５に規定されたチューブ切断工具。
16. 前記ヂューブ受け／クランプユニットは、前記第１の長手方向端部が延出するように中に配設された内部切断領域を規定し、また、このヂューブ受け／クランプユニットは、このユニットを貫通して延び、前記切断領域に開口した少なくとも１つのポートを備えたハウジング部を有する、請求項２に規定されたチューブ切断工具。
17. 前記ハウジング部には、周方向に互いに離間した複数のポートが設けられている請求項１７に規定されたチューブ切断工具。

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