JP5106923B2

JP5106923B2 - パイプ切断装置

Info

Publication number: JP5106923B2
Application number: JP2007146408A
Authority: JP
Inventors: 宏浅倉
Original assignee: 有限会社Ａｅシステム
Priority date: 2007-06-01
Filing date: 2007-06-01
Publication date: 2012-12-26
Anticipated expiration: 2027-06-01
Also published as: JP2008296339A

Description

本発明は、パイプをその内部側から切断するパイプ切断装置に関する。

マンションなどの天井部位に配置した換気扇が経年使用によって故障した場合、新たな換気扇に交換する作業を行うが、通常、換気扇の型などが変更されて周辺部の改修工事が必要となる。例えば、天井部に配置した塩化ビニール製ダクトを通して換気が行われる構造では、ダクトとの接続部となる換気扇の排気口の位置が変更になっている場合、これまで使用していたダクトを加工することなく新たな換気扇を取り付けることができないため、ダクトの換気扇側端部を所定の長さで切断し、その後、その新たな端部と新しい換気扇の換気口との間を変形可能な蛇腹ダクトで接続し、この蛇腹ダクトの変形によって両者の位置ずれを吸収するようにしている。このような従来の改修工事において、ダクトの切断は、取り外した換気扇部分の開口部を利用して作業者が手を入れ、カッターなどを用いてダクトを構成するパイプの外周部から切断するようにしたり、作業者が天井部分に入り込んでパイプの外周部から切断するようにしていたが、いずれの場合も狭隘作業となり、周辺構造によってはパイプの切断作業が難しく交換作業が困難となっていた。

これに対して、パイプの内部側から挿入して切断するパイプ切断装置を使用すれば、狭隘作業を解消して交換作業を容易にすることができる。従来のこの種のパイプ切断装置として、切断するパイプに対して大幅に外径の小さな回転刃を用い、これを保持した回転軸をパイプ内で環状に駆動するようにしたもの（特許文献１を参照）や、地中にほぼ垂直に埋設したパイプを切断するために、パイプの端部に複雑な自動調心軸受を設け、この自動調心軸受に保持した回転軸の挿入側先端部に取り付けた回転刃を公転しながらパイプを切断するようにしたもの（特許文献２を参照）が知られている。

実公平５−８０６１９号公報登録実用新案第３０１３１６４号

しかしながら、従来のパイプ切断装置は、特許文献１に示されたものでは回転刃を取り付けた回転軸をパイプ内で環状に駆動するために複数本の回転軸を有する複雑な構成となってしまい、換気扇交換作業などのように狭隘な場所での使用は不可能である。また、特許文献２に示されたものでは、パイプの端部に複雑な自動調心軸受を取り付けなければならず、同様に換気扇交換作業などのように狭隘な場所での使用は不可能である。

本発明の目的は、パイプの切断をパイプの内部側から行うことができ、かつ構造が簡単で狭隘部での作業にも適したパイプ切断装置を提供することにある。

本発明は上記目的を達成するために、一端部が回転駆動装置に連結される回転軸の他端部に、切断対象のパイプの内径よりも小さな外径を有する回転刃を取り付け、この回転刃を前記パイプ内に挿入して、回転軸の回転による回転刃の回転によって前記パイプの内側からそれを切断するパイプ切断装置において、
前記回転軸の前記一端部側に前記回転軸と共に回転しないように取り付けられ、前記パイプの端面に接触してその端面に沿って前記回転軸の中心軸と直交する方向に手動によって摺動自在であって、これにより上記回転軸をその中心軸と直交する方向に移動させることを可能にし、且つ前記パイプ内への前記回転刃の挿入長さを規制する端部規制板と、
前記端部規制板を前記パイプの前記端面に接触しながら前記回転軸の中心軸と直交する方向へ手動によって摺動させて上記回転軸をその中心軸と直交する方向に移動させたときに、前記回転刃をこの直交する方向と逆の直交する方向へ移動可能としたてこの原理の支点機能を有すると共に、前記パイプの外側方向への前記回転刃の移動範囲を制限するように前記回転刃と前記端部規制板間に位置する前記回転軸に取り付けた支点部材とを有したことを特徴とする。

本発明によるパイプ切断装置によれば、一本の回転軸に回転刃、支点部材および端部規制板を取り付けた簡単な構造で、パイプの内径よりも多少小さな外径を有する回転刃側を先頭にして簡単に挿入配置することができ、また、端部規制板はパイプとの結合関係を持たない当接による接触であるから、狭隘部でも簡単に配置してパイプの内側から切断することができる。しかも、回転刃と端部規制板間に支点部材を有しているため、てこの原理を利用して端部規制板の上下左右の動きを回転刃の上下左右の動きに容易に変換してパイプ径よりも多少小さな外径を持つ回転刃によって切断することができ、同時に支点部材によって回転刃の動きをある程度の範囲内に制限することができるので、パイプの外周部に位置する構成物を不本意にも損傷させることなく、簡単な構成で精度良く切断を行うことができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図４は、本発明のパイプ切断装置を使用する工事部の一例として換気扇設置部の断面図である。
マンションなどの天井１０の上部空間１１には、排気ダクトを形成する塩化ビニール製パイプ１２と、天井開口部１３から挿入配置して固定した換気扇１４とが配置され、換気扇１４の排気口１５にパイプ１２の端部が挿入されて接続されている。新しい換気扇に交換する場合、先ず、古い換気扇１４を取り外す。通常、古い換気扇１４の排気口１５の位置と新しい換気扇の排気口の位置が異なるために、単純に、新しい換気扇の排気口にパイプ１２の端部を挿入接続することはできない。そこで、パイプ１２の接続側端部から所定の位置を詳細を後述するパイプ切断装置を使用して切断し、この新しい端部と新しい換気扇の排気口間を蛇腹ダクトによって連結する必要がある。

図１は、上述したパイプ１２の切断に使用する本発明の一実施の形態によるパイプ切断装置の断面図である。
このパイプ切断装置は、直径１００ｍｍのパイプ１２を切断する場合に使用するものとして例示しており、パイプ１２の換気扇側端部から挿入配置した状態を示している。パイプ１２のほぼ中心部には外径１０ｍｍ、軸長３５０ｍｍ程度の回転軸１が挿入配置され、その挿入側端には回転刃２が固定されている。具体的には、回転軸１の外周部の軸方向全体には雄ねじ部が形成され、この雄ねじ部に螺合した一対のナット３ａ，３ｂによって回転刃２を挟み込んで回転軸１と回転部２が一体的に回転するように固定している。この回転刃２は、図２の正面図に示すようにパイプ１２の内径よりも多少小さな外径を有する円盤状に構成してパイプ１２内に挿入可能にしている。

一方、回転軸１の反挿入側端には図示しない回転駆動装置に連結する連結部４があり、その連結部４の近傍には、回転軸１を回転させた場合でも一体的に回転せずにその状態を保持することができるように平板状の端部規制板５を設けている。具体的には、端部規制板５の中央部に回転軸１の外径よりも多少大きな内径を有する貫通孔を形成し、回転軸１に形成した雄ねじ部にナット６ａを螺合し、次いで端部規制板５の貫通孔を螺合関係を持たない回転軸１に挿入し、その後、ばね機能を持つワッシャーまたはばねを介してナット６ｂを螺合し、こうして一対のナット６ａ，６ｂ間に多少移動可能で、かつ回転軸１とは螺合関係を持たない端部規制板５を取り付けている。このため、端部規制板５はナット６ａ，６ｂ間で多少の揺動が可能となっており、端部規制板５をパイプ１２の端面に圧接させた状態を保持しながら回転軸１の回転を許すことができる。

しかも、端部規制板５は、図３に示したようにパイプ１２の外径よりも大きな軸長、例えば１５０ｍｍの長さを有し、軸方向の丁度中間に回転軸１を挿入した貫通孔を有している。このため、端部規制板５をパイプ１２の端面に圧接しながら端部規制板５をパイプ１２の端面に沿って、すなわち図３の紙面に沿って上下左右方向に移動させることができる。この移動は、後述する説明から分かるように支点部材７がパイプ１２の内面に接触することによって制限されるので、さほど大きなものとはならない。しかし、端部規制板５を上述のように移動させたとしても、回転軸１との螺合関係がないため回転軸１の回転時でも端部規制板５が回転することはなく、その位置を容易に保持することができる。

上述した端部規制板５は、回転軸１の連結部４に回転駆動装置を連結し、この連結状態を保持しながら回転駆動装置を回転軸１に押し付けたとき、パイプ１２の端面に圧接されることになる。この端部規制板５がパイプ１２の端面に圧接された時点で、回転軸１および回転部２がパイプ１２内に挿入される最終位置が規制されるので、パイプ１２の切断長は端部規制板５と回転刃２間の距離によって決定することができる。ここでは、端部規制板５と回転刃２間の距離を３５０ｍｍとしているが、パイプ１２の切断長は、ナット６ａ，６ｂを緩めて端部規制板５を回転軸１の軸方向に移動させることによって任意に決定することができる。

また回転軸１の軸方向における回転刃２と端部規制板５の中間には、回転軸１に対して揺動可能で、かつ回転軸１と共に回転しないように螺合関係を持たない支点部材７を取り付けている。この支点部材７の取り付け構造を具体的に説明すると、この支点部材７の中心部に回転軸１の外径よりも多少大きな内径の中心孔９を有する金属製軸受け部を設け、この中心孔９に螺合関係を持たない回転軸１を挿入した後、支点部材７の両側に位置する回転軸１の雄ねじ部にナット８ａ，８ｂを螺合させると共に、このナット８ａ，８ｂ間に支点部材７の金属製軸受け部の幅よりも多少大きな間隔を保持させている。このように支点部材７の軸方向両側でナット８ａ，８ｂとの間にそれぞれ多少の間隙ｇを有する構成であるために、支点部材７は定常状態で回転軸１の軸線に直行する平面に図示のように位置するが、この平面に対してある程度の傾きを持つように揺動可能となっている。

また支点部材７は、外周部にゴムなどの弾性部材を持つタイヤ状に構成されて回転刃２とほぼ同様の外径になされて、回転軸１の軸方向における回転刃２と端部規制板５間に位置するため、パイプ１２の内面に少なくともその一部が接触してこれら回転刃２と端部規制板５に対して支点の役割を果たすことになる。例えば、上述したように端部規制板５をパイプ１２の端面に圧接した状態でその端面に沿って図３に示した位置よりも上方に摺動させると、回転軸１は支点部材７をほぼ支点として傾き、自由端側の回転刃２はその反対側に相当する位置よりも下方へ移動してパイプ１２の内面に接触する。また端部規制板５をパイプ１２の端面に圧接した状態で、その端面に沿って図３に示した位置よりも下方に摺動させると、回転軸１は支点部材７をほぼ支点として傾き、自由端側の回転刃２は、その反対側に相当する位置よりも上方へ移動してパイプ１２の内面に接触する。

パイプ１２内に挿入した回転刃２は、その外径がパイプ１２の内径よりも若干小さくされると共に、同程度の外径を有する支点部材７が近傍に位置するため、図示の定常状態ではパイプ１２の内面に僅かに接する状態であり、この状態で回転軸１を介して回転刃２を回転させてもパイプ１２の全周部を有効に切断することにはならない。しかしながら、上述したように支点部材７によって端部規制板５の動きを回転刃２の動きに変換することができるので、回転刃２をパイプ１２の全周部を有効に切断するように移動することができるようになる。

このようにして回転刃２の外径がパイプ１２の内径よりも若干小さく構成してパイプ１２内にパイプ切断装置を挿入して使用する方式であるにも拘わらず、パイプ１２の内部側から回転刃２の回転によってパイプ１２を全周にわたって切断することが可能となる。このパイプ切断装置は、基本的には回転軸１に回転刃２と、支点部材７と、端部規制板５とを取り付けたものであるため、非常に簡単な構成であり、狭隘部でも回転軸１をパイプ１２内に挿入し、端部規制板５をパイプ１２の端面に当接させるだけであるから、非常に簡単に配置することができる。しかも、支点部材７を有しているため、てこの原理を利用して端部規制板５の上下左右の動きを回転刃２の上下左右の動きに容易に変換することができ、また、同時に支点部材７によって回転刃２の動きをある程度の範囲に制限することができる。

つまり、もし支点部材７がなく、端部規制板５をパイプ１２の端面に押しつけた状態で作業者が手にした回転駆動装置を駆動して連結部４を上下左右に動かしてしまった場合、回転軸１は端部規制板５を支点とすることになり、回転駆動装置との連結部４から端部規制板５までの長さと、端部規制板５から回転刃２までの長さの比に応じて、回転刃２が上下左右に大きく動いてしまう。これは回転刃２がパイプ１２の外周部へ大きく飛び出るのを許すことになり、パイプ１２の外周部に位置する何等かの構成物を損傷させることになってしまう。しかし、上述したパイプ切断装置は回転刃２と端部規制板５間に支点部材７を有するため、この支点部材７によって回転刃２の上下左右の動きをある程度の範囲に制限することができるので、パイプ１２の外周部に位置する構成物を不本意にも損傷させることなく、安全に作業を行うことができるようになる。

次に、上述したパイプ切断装置を用いてパイプ１２を切断する作業について説明する。
先ず、パイプ１２の換気扇側の端部に端部規制板５を当接させたとき回転刃２がパイプ１２の切断位置となるように、例えば、端部規制板５と回転刃２間の距離を３５０ｍｍに調整する。その後、端部規制板５と回転刃２の丁度中間に支点部材７が位置するように調整する。

その後、図４に示した古い換気扇１４を取り外した後の天井開口部１３からパイプ切断装置を挿入し、さらにパイプ１２内に回転刃２側から図１のように挿入する。パイプ１２の換気扇側の端部に端部規制板５を当接させた状態を片手で抑えながら、回転軸１の反挿入側に形成した連結部４に回転駆動装置を係合連結し、回転駆動装置を作動させて回転軸１を回転させる。このとき、片手で抑えた端部規制板５をパイプ１２の端面に押圧しながら上下左右に移動させると、回転刃２は支点部材７を支点にして端部規制板５とは逆の方に動き、しかも、支点部材７とパイプ１２の内面との接触によって上下左右の移動範囲が制限されながら動くことになる。

この回転刃２の回転しながらの移動によって、パイプ１２の内面の全周部に接触して切断して行く。回転部２がパイプ１２の内面に接触する際に、反作用によって異なる方向に力を受けて回転刃１は暴れるが、上述したように支点部材７の中心孔９が回転軸１の外径より多少大きいことと、ナット８ａ，８ｂと支点部材７間に間隙ｇが存在すること、その外周部材質がパイプ１２の内面に接触することなどによって、支点部材７は多少上下左右に移動可能で、かつ揺動可能であるため、急峻な回転刃２の動きは支点部材７の揺動によって吸収または減衰され、また上述した端部規制板５の取り付け部に設けたばね機能によって端部規制板５への衝撃は和らげられる。このように暴れ現象による回転部２の動きは支点部材７によってある範囲内に制限され、また端部規制板５への衝撃を吸収することができるので、回転部２の暴れ現象が発生した時点でも端部規制板５に大きな力を加えることなく、回転刃２によってパイプ１２の全周部を有効に切断することができる。

この切断作業は、端部規制板５をパイプ１７の端面に圧接した状態で行うため、回転刃２までの距離はほぼ一定に保持され、パイプ１７の切断面は全周方向にずれることなくきれいに切断される。また、上述したように端部規制板５は支点部材７によって回転刃２側からの急峻な衝撃を受けないので、作業者は、端部規制板５をパイプ１２の端面に押圧した状態を片手で容易に保持でき、しかも、パイプ１２の端面に沿って端部規制板５を容易に上下左右に摺動させることができる。このとき作業者が力を加える方向は、回転軸１の連結部４と回転駆動装置との連結を保持する方向であるから、一人の作業者によって容易に行うことができる。このようにして、天井部での狭隘作業であるにも拘わらず、切断作業を容易に行うことができる。

また回転刃２の外径、支点部材７の外径やその許容された揺動範囲、回転軸１の軸方向における支点部材７の位置などを適正に設定することによって、回転部２はほぼパイプ１２のみを切断して外周部に大きく突出することがないように規制することができるので、天井の周囲に存在する構造物を損傷することはない。従って、狭隘作業でありながらも、作業を安全に行うことができる。

上述したようにパイプ１２の端部を切断した後、図５に示したように切断したパイプ１２の端部に中間接続用のニップル１６の一端部を挿入し、このニップル１６の他端部に蛇腹ダクト１７を挿入した後、この接続外周をテーピング１８によって固定する。次いで、新しい換気扇１９の排気口１５に蛇腹ダクト１７の他端部を連結しながら、新しい換気扇１９を開口部１４から挿入し固定する。

このように換気扇交換のためにパイプ１２の端部を切断する作業は、従来のように作業者が天井裏に入ったり、狭隘部から腕を伸ばしてパイプ１２の外周面側から切断する必要がなくなり、基本的には一本の回転軸１に回転刃２、支点部材７および端部規制板５を取り付けた簡単な構成のパイプ切断装置をパイプ１２の端部から内部に挿入し、単に端部規制板５をパイプの端面に当接しただけで切断作業を行える状態にすることができる。このためパイプ切断装置は、従来のような狭隘作業を伴いながらの複雑な連結関係を完成させる必要がないので、極めて簡単に設置することができる。しかも、支点部材７を使用しているため、端部規制板５の動きをこの支点部材７によって回転刃２の動きに容易に変換することができるので、パイプ１２の内径よりも多少小さな外径を有する回転刃２を使用しながら、パイプ１２を内面側から効率的に全周を切断することができる。また、支点部材７はパイプ１２の内面との接触によって動きを規制されるので、これによって回転刃２の不所望な動きを制限することができ、回転刃２の飛び出し過ぎを防止して周辺の構成部材を傷つけたりすることなく作業を安全に行うことができる。

上述した本発明によるパイプ切断装置の実際の使用に際して、回転刃２と端部規制板５間に設けた支点部材７は、揺動可能に回転軸１に取り付ける。これは、例えば、支点部材７の中心孔９を回転軸１の外径より多少大きくし、ナット８ａ，８ｂと支点部材７間に間隙ｇが存在するようにし、ゴムやその他の弾性部材を少なくとも一部に使用してその材質を利用するようにして実現することができる。このような支点部材７の使用により、パイプ１２の切断時に生じる急峻な回転刃２の動きを支点部材７の揺動などによって緩和し、端部規制板５側への衝撃をある程度吸収することができる。このため、端部規制板５からの回転刃２の操作を容易にすると共に、端部規制板５をパイプ１２の端面に圧接保持する作業者の安全性を高めることができる。

また、上述した本発明によるパイプ切断装置の実際の使用に際して、回転刃２と端部規制板５間に設けた支点部材７は、少なくとも外周部をゴムなどの弾性部材で構成したタイヤ状としたものを使用する。このような支点部材７は汎用性のある市販のもので容易に構成することができる。このような支点部材７の使用により、端部規制板５の上下左右への動きに対してパイプ１２の内面に効果的に接触して支点として機能し、しかも回転刃２側からの衝撃に対してもパイプ１２の内面との接触状態を受けて揺動したりして、効果的に衝撃を吸収することができる。

さらに、上述した本発明によるパイプ切断装置の実際の使用に際して、支点部材７は回転刃２と端部規制板５との中間に配置しているが、望ましくは回転刃２と端部規制板５とのほぼ真ん中付近に位置させるようにする。このような支点部材７の位置により、支点部材７の揺動を容易にし、回転部２をパイプ１２の内面全周に接触または切断する位置へ移動させるために端部規制板５の上下左右へ移動する力を小さくし、また回転刃２の不所望な移動を容易に制限することができる。

図６は、本発明による他の実施の形態によるパイプ切断装置を示す断面図であり、先の実施の形態との同等物には同一符号を付けて詳細な説明を省略する。
この実施の形態では、端部規制板５のパイプ挿入側面にパイプ１２の内側に位置する移動範囲規制部材２０を設けている。上述したように端部規制板５は、パイプ１２の端面に圧接した状態で上下左右に移動することによって回転刃２をパイプ１２の内面に接触するように移動させてパイプ１２の切断を行うが、回転刃２の上下左右における移動範囲は支点部材７によっても規制される。そのため、パイプ１２の切断長および回転軸１の軸長などが決まっている場合、経験的にも端部規制板５の上下左右への動きは既知であるから、その範囲での端部規制板５の移動となるように移動を規制する移動範囲規制部材２０を設ける。

端部規制板５としては、図３に示したように板状であるためその長手方向上下に一対の移動範囲規制部材２０を設けているため、端部規制板５の移動は上下方向のみで規制されることになるが、例えば、端部規制板５を円盤状にした場合、環状に連続した突起または離散的であるが全体としては環状の突起のように移動範囲規制部材２０を形成することができる。この場合、端部規制板５の移動はこの移動範囲規制部材２０によって上下左右方向で規制されることになる。このような移動範囲規制部材２０は、端部規制板５の動きを制限するので、不必要に端部規制板５を移動させてしまうことを防止し、作業者の負担を軽減することができる。この説明からも分かるように端部規制板５としては、種々の形状を採用することができるが、換気扇工事用のパイプ切断装置として使用する場合は、図５に示した開口部１４からの狭隘作業となるので、開口部１４からの挿入が容易な大きさで、作業者が所定位置に保持しやすい形状を選定すると良い。

上述した各実施の形態において、回転軸１としては、その全長にわたって外周部に雄ねじ部を形成したものを使用しているため、パイプ１７の切断長が異なる場合、ナット６ａ，６ｂを緩めて端部規制板５の位置を変えることによって容易に調整することができる。また、この調整後に、支点部材７もナット８ａ，８ｂを緩めて最適な位置へ容易に移動することができる。しかし、他の実施の形態として、パイプ１２の軸方向の切断長がある程度決まっている場合のように、端部規制板５および支点部材７に対応する部分のみに雄ねじ部を形成した回転軸１としても良いし、また、パイプ長や切断長が決まった専用のパイプ切断装置とする場合には回転軸１に支点部材７および端部規制板５を位置調整ができないように取り付けても良い。

また上述した各実施の形態において、支点部材７としてはタイヤ状のものを使用したが、その他の形状および構造のもの、例えば、ほぼ球状の支点部材７としても良い。

本発明によるパイプ切断装置は、換気扇の交換作業に伴う排気ダクト形成用のパイプ１２を切断する場合について説明したが、その他の工事にも適用することができる。また、切断するパイプ１２は、塩化ビニール製パイプだけでなく金属製パイプの切断にも使用することができる。

本発明の一実施の形態によるパイプ切断装置の使用状態を示す部分断面図である。図１に示したパイプ切断装置の要部である回転刃を示す正面図である。図１に示したパイプ切断装置の他の要部である端部規制板を示す正面図である。図１に示したパイプ切断装置を使用する換気扇交換工事における交換前状態の換気扇配置部を示す部分断面図である。図１に示したパイプ切断装置を使用する換気扇交換工事における交換後状態の換気扇配置部を示す部分断面図である。本発明の他の実施の形態によるパイプ切断装置の使用状態を示す部分断面図である。

符号の説明

１回転軸
２回転刃
４連結部
５端部規制板
６ａ，６ｂナット
７支点部材
８ａ，８ｂナット
１２パイプ

Claims

一端部が回転駆動装置に連結される回転軸の他端部に、切断対象のパイプの内径よりも小さな外径を有する回転刃を取り付け、この回転刃を前記パイプ内に挿入して、回転軸の回転による回転刃の回転によって前記パイプの内側からそれを切断するパイプ切断装置において、
前記回転軸の前記一端部側に前記回転軸と共に回転しないように取り付けられ、前記パイプの端面に接触してその端面に沿って前記回転軸の中心軸と直交する方向に手動によって摺動自在であって、これにより上記回転軸をその中心軸と直交する方向に移動させることを可能にし、且つ前記パイプ内への前記回転刃の挿入長さを規制する端部規制板と、
前記端部規制板を前記パイプの前記端面に接触しながら前記回転軸の中心軸と直交する方向へ手動によって摺動させて上記回転軸をその中心軸と直交する方向に移動させたときに、前記回転刃をこの直交する方向と逆の直交する方向へ移動可能としたてこの原理の支点機能を有すると共に、前記パイプの外側方向への前記回転刃の移動範囲を制限するように前記回転刃と前記端部規制板間に位置する前記回転軸に取り付けた支点部材とを有したことを特徴とするパイプ切断装置。