JP5435312B2 - 管材穴開け工具 - Google Patents

Description

本発明は、管材穴開け工具に関するものである。

周知のとおり、建築資材などに使用される金属製の管材は、金属製であるが故に加工し難いため、現場に持ち込む前に予め希望通りの加工を施すことが好ましいが、現場に持ち込んで実際に設置しなければどの部分を加工すればよいのか判明しない事態が多々生じる。このため、現場において金属製の管材を容易に加工できる工具が多数開発されており、当該工具の中には金属製の管材に対して穴開け加工を施すことに特化したものがある。

例えば、後出特許文献１には、貫通孔を有する設置部からＵ字状をなすアーム部を介して前記設置部と左右に対向する位置に貫通孔を有するダイ保持部を設けて成る本体と、前記貫通孔に設置部側から嵌入されたダイと、前記貫通孔の他方の側から嵌入された前記ダイを固定する為のダイ固定ナットと、前記設置部に貫通穿設された貫通孔に摺動自在に装着されたパンチホルダ軸と、このパンチホルダ軸の先端に固着されたパンチと、前記パンチホルダ軸の後端に枢支ピンによって枢支されかつ操作ハンドルを延設した連結ブロックと、前記本体の設置部と連結ブロックとを固定支点ピンと可動支点ピンによって連結する一対の揺支アームと、前記本体の設置部の上方にピンにより回動自在に装着されたストリッパと、前記本体のアーム部に固定ねじにより固着され少なくとも１個以上の円孔を穿設した位置決め部材とから成る、手動パンチが開示されている。

実開昭６０−６６６２９号公報

ところが、前記特許文献１に開示された手動パンチにおいては、軽量化を目的として厚みが薄い金属板によって形成された管材に対して穴を開けようとすると、パンチの押圧によって管材が変形してしまうという問題点があった。

そこで、本発明者は、管材を変形させることなく、該管材に対して穴開け加工を施すことができる管材穴開け工具を得ることを技術的課題として、その具現化をはかるべく、試行錯誤的に試作・実験を重ねた結果、管材を支持する支持本体と該支持本体に対して移動可能に取り付けられる穴開け刃とを有し、支持本体に支持された管材に対して穴開け刃を差し込むことができる管材穴開け工具において、支持本体を、管材を支持する一対の支持片と該一対の支持片に支持された管材と対向するように両支持片間に位置付けられる支持面とを備えるように構成し、穴開け刃を支持本体に対して一方の支持片から他方の支持片に向かって移動可能に取り付け、穴開け刃に他方の支持片と対向する面を先端から元端側に向かって傾斜させた側面視先鋭状の刃先を設け、刃先を構成する傾斜面を支持面と対面するように位置付ければ、管材を変形させることなく、該管材に対して穴開け加工を施すことができるという刮目すべき知見を得、前記技術的課題を達成したものである。

前記技術的課題は、次の通りの本発明によって解決できる。

すなわち、本発明に係る管材穴開け工具は、管材を支持する支持本体と該支持本体に対して移動可能に取り付けられる穴開け刃とを有し、支持本体に支持された管材に対して穴開け刃を差し込むことができる管材穴開け工具であって、支持本体は管材を支持する一対の支持片と該一対の支持片に支持された管材と対向するように両支持片間に位置付けられる支持面とを有しており、穴開け刃は支持本体に対して一方の支持片から他方の支持片に向かって移動可能に取り付けられており、穴開け刃に他方の支持片と対向する面を先端から元端側に向かって傾斜させた側面視先鋭状の刃先が設けられており、刃先を構成する傾斜面が支持面と対面するように位置付けられているものである。

また、本発明は、前記管材穴開け工具において、穴開け刃に他方の支持片と対向する全面を先端から元端側に向かって傾斜させた側面視先鋭状の刃先が設けられているものである。

また、本発明は、前記いずれかの管材穴開け工具において、刃先の傾斜面が側面視凹状に湾曲しているものである。

本発明によれば、穴開け刃に他方の支持片と対向する面を先端から元端側に向かって傾斜させた側面視先鋭状の刃先を設け、刃先を構成する傾斜面を支持板と対面するように位置付けたので、穴開け刃の刃先が管材の壁面に対して差し込まれる過程において、刃先を構成する傾斜面が刃先によって切断された壁面を支持面側に押し続けることになり、当該壁面に対して負荷を集中させることができ、また、当該壁面は支持面によって支持されているため、変形が防止され、管材全体の変形も軽減される。

従って、本発明の産業上利用性は非常に高いといえる。

実施の形態１に係る管材穴開け工具を示した一部省略斜視図である。 図１に示す管材穴開け工具の両ハンドルを開いた状態を示した一部省略側面図である。 図１に示す管材穴開け工具の両ハンドルを閉じた状態を示した一部省略側面図である。 図２に示す管材穴開け工具を示した一部省略断面図である。 刃先部分を示した説明図である。 実施の形態１に係る管材穴開け工具の使用方法を説明した一部省略部分断面図である。 実施の形態１に係る管材穴開け工具の使用方法を説明した一部省略部分断面図である。 実施の形態１に係る管材穴開け工具の使用方法を説明した一部省略部分断面図である。 実施の形態１に係る管材穴開け工具の使用方法を説明した一部省略部分断面図である。 穴開け刃による管材の穴開け加工の過程を示した説明図である。 実施の形態２の変形例１に係る刃先部分を示した説明図である。 実施の形態２の変形例２に係る刃先部分を示した説明図である。

以下、本発明の実施の形態を説明する。

実施の形態

本実施の形態に係る管材穴開け工具１は、図１〜図４に示すように、管材を支持する支持本体２と、支持本体２に対して移動可能に取り付けられる穴開け刃３と、穴開け刃３と並ぶように位置付けられる遮蔽板４とを有している。そして、支持本体２には、一方のハンドル５が連結固定されており、穴開け刃３には、リンク構造６を介して他方のハンドル７が連結されている。なお、図１〜図４においては、両ハンドルの持ち手側が一部省略されている。

支持本体２は、一方のハンドル５に固定される偏平部８から二股状に突出した一対の支持片９，１０を備えている。そして、偏平部８には、一方のハンドル５が固定された元端側から一対の支持片９，１０が突出した先端側へと伸びる長孔１１が形成されていると共に、リンク構造６の動きを規制するための突起１２が立ち上がっており（図２参照）、一対の支持片９，１０の間に位置するように支持板１３がネジ止めによって固定されている。なお、支持板１３は、一対の支持片９，１０の突出方向へ幅広の支持面４３を向けるように配置されている（図１参照）。

一対の支持片９，１０は、偏平部８から同一方向に同一長さ突出しており、両支持片９，１０の互いに対向する面は平行に位置付けられている。そして、両支持片９，１０には、図４に示すように、突出方向に対して垂直に貫通するガイド孔１４，１４が形成されており、両支持片９，１０に形成されたガイド孔１４，１４は、両支持片９，１０の間に設けられた管材支持空間１５を挟んで同軸上に位置付けられている。なお、一対の支持片９，１０における一方の支持片９のガイド孔１４には常に穴開け刃３が通された状態となり、他方の支持片１０のガイド孔１４には穴開け刃３が管材に対して穴開け加工を施す工程中のみ通された状態となる。そして、他方の支持片１０のガイド孔１４には、穴開け刃３を通すことができる内径を有する円筒状のダイス１６（「ダイス」は、管材の壁面を刃先の軸線方向から目視した場合における外形状に切断するための補助具であり、当該外形状と同じ内形状を有している。）が管材支持空間１５側から差し込まれている。

穴開け刃３は、両支持片９，１０に形成されたガイド孔１４，１４に対して移動可能に通されており、長尺状の軸部１７と該軸部１７の先端に取り付けられる刃先部１８とから構成されている。軸部１７は、一方の支持片９から上部を突出させるようにガイド孔１４に差し込まれており、ガイド孔１４から突出した上部の上端部がリンク構造６に連結されている。また、刃先部１８には、図５の（ａ）に示すように、円筒状の部材の他方の支持片１０と対向する全面を先端から元端側に向かって傾斜させてなる刃先２０が形成されており、刃先２０は、傾斜面１９を正面として側面から目視した場合に先端に向かって先細りした先鋭状に形成されている（図５の（ｂ）参照）。なお、刃先２０を構成する傾斜面１９を側面から目視すると凹状に湾曲した形状になっている。そして、刃先部１８は、図４に示すように、刃先２０の傾斜面１９を支持板１３の支持面４３と対面させるように軸部１７に固定されている。なお、軸部１７と刃先部１８とは、軸部１７の刃先部１８と対向する面に形成された嵌合凹部２１に刃先部１８の軸部１７と対向する面に形成された嵌合凸部２２を挿入し、軸部１７の側面から締付ネジ（図示せず）を差し込むことによって嵌合凹部２１に挿入された嵌合凸部２２を締め付けて固定されている。従って、軸部１７の側面から締付ネジを取り外すことにより、軸部１７に対して刃先部１８を容易に取り替えることができる。

遮蔽板４は、側面視Ｌ状に形成されており、一方の支持片９における穴開け刃３の上部が突出する面と平行に位置付けられる固定部２３と、固定部２３から垂直に伸びて両支持片９，１０の先端面に沿うように配置される遮蔽部２４とから構成されている。なお、固定部２３は、穴開け刃３の上部の上端面に先端部がネジ止めされており、これにより、遮蔽板４は穴開け刃３の移動に連動して移動する。また、遮蔽部２４は、長手方向へ走る長孔２５を有しており、長孔２５には、一方の支持片９における先端面へ差し込まれる一対のガイドピン２６，２６が通されている。

リンク構造６は、図１に示すように、同一構成のリンク機構２７，２７が支持本体２を挟むように両側に配置された構造となっている。そして、リンク機構２７，２７は、図２及び図３に示すように、一方側の端部２８が他方のハンドル７に連結される略Ｌ字状の第一リンク部材２９と一方側の端部３０が穴開け刃３の上部に回動可能に軸止めされるＬ字状の第二リンク部材３１とから構成されており、第一リンク部材２９と第二リンク部材３１とは、他方側の端部３２，３３同士が回動可能に連結されている。また、支持本体２には、偏平部８に形成された長孔１１に回転体３４が移動可能に嵌め込まれており（図４参照）、両リンク機構２７，２７は、それぞれのリンク機構２７を構成する第一リンク部材２９の角部３５同士を回転体３４に対して回動可能に軸止めすることによって連結されている。そして、第一リンク部材２９の回転体３４に対する回動や第二リンク部材３１の穴開け刃３に対する回動は、支持本体２の偏平部８から立ち上がる突起１２によって規制されている。

なお、第二リンク部材３１は、第一リンク部材２９よりも支持本体２の先端側に配置されている。そして、第一リンク部材２９は、他方のハンドル７に連結された一方側の端部２８から鈍角に屈曲する角部３５を介して第二リンク部材３１に連結された他方側の端部３２へと伸びており、一方側の端部２８と角部３５との間には、両ハンドル５，７の接触を防止するためのストッパ３６が突出している。また、第二リンク部材３１は、穴開け刃３の上部に連結された一方側の端部３０から直角に屈曲する角部３７を介して第一リンク部材２９に連結された他方側の端部３３へと伸びており、他方側の端部３３と角部３７との間は、管材支持空間１５を避けるように穴開け刃３に対して平行に位置付けられている。

次に、本実施の形態に係る管材穴開け工具１の使用方法を図６〜図９に基づいて説明する。なお、図６〜図９は、両ハンドル５，７及びリンク構造６以外を断面で示した部分断面図であり、両ハンドルの持ち手側が一部省略されている。

先ず、図６に示すように、一方のハンドル５に対して他方のハンドル７を最大角度開くと、第一リンク部材２９は、角部３５が支持本体２に形成された長孔１１の元端側に位置付けられ、他方側の端部３２が支持本体２から立ち上がる突起１２に接触した状態となる。これにより、第一リンク部材２９は、角部３５を回転軸とした回動が支持本体２から立ち上がる突起１２に規制される状況下において他方側の端部３２を支持本体２に対して最も上方側（図６中、上側）に位置付ける。これに伴って、第一リンク部材２９と連結された第二リンク部材３１を介して穴開け刃３や遮蔽板４が支持本体２に対して最も上方側（図６中、上側）に位置付けられる。

この時、穴開け刃３の刃先２０は、一方の支持片９に形成されたガイド孔１４内に納められており、遮蔽板４は、両支持片９，１０の間に形成される隙間を遮蔽しない。よって、この状態において、両支持片９，１０の間に形成された隙間から管材支持空間１５に管材３８を嵌め込み、管材３８を両支持片９，１０にて支持する。これにより、管材３８における一方の支持片９と対向する壁面４０、他方の支持片１０と対向する壁面３９、及び支持板１３に対向する壁面４１は、それぞれ対向する部材の面と密着して或いは僅かな隙間を設けて平行に位置付けられた状態となる。

次に、図７に示すように、一方のハンドル５に対して他方のハンドル７を最大角度開いた状態から僅かに閉じると、第一リンク部材２９は、支持本体２に形成された長孔１１の元端側に位置付けられた角部３５を回転軸として回動し、他方側の端部３２が僅かに支持本体２の下側（図７中、下側）に移動する。これに伴って、第一リンク部材２９と連結された第二リンク部材３１を介して穴開け刃３や遮蔽板４が僅かに支持本体２の下側（図７中、下側）に移動する。

この時、穴開け刃３の刃先２０は、一方の支持片９に形成されたガイド孔１４から下方に突出して管材３８における一方の支持片９と対向する壁面４０に接触し、遮蔽板４は、両支持片９，１０の間に形成された隙間を僅かに遮蔽し、管材３８における両支持片９，１０の間から覗く壁面４２と密着して或いは僅かな隙間を設けて平行に位置付けられるように対向する。これにより、穴開け刃３の刃先２０によって管材３８における一方の支持片９と対向する壁面４０が押え付けられた際に管材３８が断面菱形状に拉げることが防止される。

次に、図８に示すように、一方のハンドル５に対して他方のハンドル７を最大角度開いた状態から更に閉じると、第一リンク部材２９は、支持本体２に形成された長孔１１の元端側に位置付けられた角部３５を回転軸として回動し、他方側の端部３２が更に支持本体２の下側（図８中、下側）に移動する。これに伴って、第一リンク部材２９と連結された第二リンク部材３１を介して穴開け刃３や遮蔽板４が更に支持本体２の下側（図８中、下側）に移動する。

この時、穴開け刃３の刃先２０は、一方の支持片９に形成されたガイド孔１４から突出して管材３８における一方の支持片９と対向する壁面４０を貫き、遮蔽板４は、両支持片９，１０の間に形成された隙間を更に遮蔽し、管材３８における両支持片の間から覗く壁面４２と密着して或いは僅かな隙間を設けて平行に位置付けられるように対向する。

なお、穴開け刃３の刃先２０が管材３８における一方の支持片９と対向する壁面４０を貫く過程を図１１に基づいて詳説する。なお、図１０の（ａ）〜（ｄ）において、上側に記載された断面図は穴開け刃３、管材３８及び支持面４３の位置関係を示したものであり、下側に記載された平面図は上側の断面図の位置関係において穴開け刃３によって管材３８の壁面４０に開けられた穴の形状を示したものである。

先ず、図１０の（ａ）に示すように、穴開け刃３が管材３８の壁面４０に刃先２０を接触させた状態から更に刃先方向へ移動すると、管材３８の壁面４０に対して刃先２０の先鋭状に形成された先端が差し込まれる。次に、図１０の（ｂ）に示すように、穴開け刃３が管材３８の壁面４０に刃先２０の先端を差し込んだ状態から更に刃先方向へ移動すると、管材３８の壁面４０に対して刃先２０が最大幅の位置まで差し込まれるまでは、管材３８の壁面４０が、刃先２０の傾斜面１９に押されて管材３８の内側へ押し込まれながら刃先２０の外形に合わせて切断される。次に、図１０の（ｃ）に示すように、穴開け刃３が管材３８の壁面４０に刃先２０を最大幅の位置まで差し込んだ状態から更に刃先方向へ移動すると、管材３８の壁面４０に対して刃先２０全体が差し込まれるまでは、管材３８の壁面４０が、刃先２０の傾斜面１９に押されて管材３８の内側へ押し込まれながら刃先２０の最大幅に合わせて裂ける。最後に、図１０の（ｄ）に示すように、穴開け刃３が管材３８の壁面４０に刃先２０全体を差し込んだ状態から更に刃先方向へ移動すると、管材３８の壁面４０が、穴開け刃３の外周面に押されて管材３８の内側へ折り込まれながら刃先２０の最大幅に合わせて僅かに裂ける。このように、穴開け刃３の刃先２０が管材３８の壁面４０に対して差し込まれる過程においては、常に刃先２０を構成する傾斜面１９が切断された壁面４０を管材３８の内側及び支持面４７側に押し続けるため、管材３８の傾斜面１９と対面する壁面４１に対して上下方向に負荷が掛かり、当該壁面４１が変形し易くなるが、当該壁面４１は支持面４３と接触することによって変形が阻止される。

最後に、図９に示すように、一方のハンドル５に対して他方のハンドル７を最小角度閉じると、第一リンク部材２９は、支持本体２に形成された長孔１１の元端側に位置付けられた角部３５を該長孔１１の先端側へ移動させながら該角部３５を回転軸として回動し、一方側の端部２８と角部３５との間から突出するストッパ３６が他方のハンドル７に接触する。これにより、第一リンク部材２９は、角部３５を回転軸とした回動が他方のハンドル７に規制される状況下において他方側の端部３２を最も支持本体２の下側（図９中、下側）に位置付ける。これに伴って、第一リンク部材２９と連結された第二リンク部材３１を介して穴開け刃３や遮蔽板４が最も支持本体２の下側（図９中、下側）に移動する。

この時、穴開け刃３の刃先２０は、一方の支持片９に形成されたガイド孔１４から突出して管材３８における他方の支持片１０と対向する壁面３９を貫いた後、他方の支持片１０に形成されたガイド孔１４に差し込まれ、遮蔽板４は、両支持片９，１０の間に形成された隙間を完全に遮断し、管材３８における両支持片９，１０の間から覗く壁面４２と密着して或いは僅かな隙間を設けて平行に位置付けられるように対向する。これにより、一対の支持片９，１０によって支持される管材３８の各壁面が該各壁面と平行な面によって囲まれた状態となる。なお、管材３８の穴開け刃３によって貫かれた壁面３９は、壁面３９が対向する他方の支持片１０のガイド孔１４に差し込まれたダイス１６の働きによって穴開け刃３における刃先部１８の刃先２０を軸方向から目視した外形状に合わせて完全に打ち抜かれ、打ち抜かれた壁面３９は他方の支持片１０のガイド孔１４から下方へと排出される。

なお、管材支持空間１５から穴開け加工が施された管材３８を取り外す場合には、再度、一方のハンドル５に対して他方のハンドル７を最大角度開くことにより、穴開け刃３の刃先２０を一方の支持片９に形成されたガイド孔１４内に納め、遮蔽板４を両支持片９，１０の間に形成される隙間を遮蔽しないように位置付ければよい。

実施の形態２．

本実施の形態は前記実施の形態１における穴開け刃の刃先部の変形例であり、図１１及び図１２において、図１〜図１０と同一符号は同一又は相当部分を示している。

変形例１：図１１の（ａ）は変形例１に係る刃先部の斜視図を示しており、図１１の（ｂ）は変形例１に係る刃先部の側面図を示している。変形例１に係る刃先部１８は、四角柱状の部材の先端面を先端から元端側に向かって二段階の角度に分けて角度を緩めながら傾斜させてなる刃先４４が形成されており、刃先４４は、傾斜面４５を正面として側面から目視した場合に先端に向かって先細りした先鋭状に形成されている（図１１の（ｂ）参照）。なお、刃先４４を構成する傾斜面４５を側面から目視するとＶ字状に屈曲した形状になっている。

本変形例に係る刃先部１８においては、管材に対して略四角形状の穴を開口することができる。

変形例２：図１２の（ａ）は変形例２に係る刃先部の斜視図を示しており、図１２の（ｂ）は変形例２に係る刃先部の平面図を示している。変形例２に係る刃先部１８は、円柱状の部材の先端面の半分を先端から元端側に向かって傾斜させると共に先端面の残り半分を傾斜させることなく刃先４６が形成されており、刃先４６の一部は、傾斜面４７を正面として側面から目視した場合に先端に向かって先細りした先鋭状に形成されている。なお、刃先４６を構成する傾斜面を側面から目視するとＶ字状に屈曲した形状になっている。

本変形例に係る刃先部１８においても、前記実施の形態１と同様に管材に対して略Ｕ字状の穴を開口することができる。

なお、前記各実施の形態においては、支持本体に対して穴開け刃を移動させるための動力として、一対のハンドルの手動による開閉を利用しているが、当該動力はこれに限定されず、例えば、油圧を利用して支持本体に対して穴開け刃を移動させてもよい。

また、前記実施の形態１においては、一対の支持片の両支持片に対してガイド孔を形成し、一対の支持片によって支持された管材に対して穴開け刃が貫通するような構造を採用しているが、一方の支持片に対してのみガイド孔を形成し、一対の支持片によって支持された管材に対して穴開け刃が貫通することなく差し込まれる構造を採用してもよい。

また、前記実施の形態１においては、穴開け加工を施す対象となる管材が断面四角形状であるため、支持面の形状を平坦にしたが、支持面の形状は管材の形状に合わせて変更することが好ましい。

また、穴開け刃の刃先の形状は前記実施の形態に係る刃先の形状に限定されず、他の形状のものであってもよい。

また、前記実施の形態１においては、他方の支持片にダイスを設けているが、ダイスを設けなくても管材の他方の支持片と対向する壁面に対して穴開け加工を施すことができる。また、他方の支持片のガイド孔に穴開け刃の刃先が通された状態において、刃先の傾斜面に対向するガイド孔の内面の一部又は全部を該刃先の元端側から離すように形成すれば、管材の他方の支持片と対向する壁面に対して穴開け加工が施された際に、壁面が刃先によって完全に切断されず、一部が繋がった状態で切断されるため、端材が発生せず、作業効率が向上する。

１ 管材穴開け工具
２ 支持本体
３ 穴開け刃
４ 遮蔽板
５ 一方のハンドル
６ リンク構造
７ 他方のハンドル
８ 偏平部
９ 一方の支持片
１０ 他方の支持片
１１ 長孔
１２ 突起
１３ 支持板
１４ ガイド孔
１５ 管材支持空間
１６ ダイス
１７ 軸部
１８ 刃先部
１９ 傾斜面
２０ 刃先
２１ 嵌合凹部
２２ 嵌合凸部
２３ 固定部
２４ 遮蔽部
２５ 長孔
２６ ガイドピン
２７ リンク機構
２８ 一方側の端部
２９ 第一リンク部材
３０ 一方側の端部
３１ 第二リンク部材
３２ 他方側の端部
３３ 他方側の端部
３４ 回転体
３５ 角部
３６ ストッパ
３７ 角部
３８ 管材
３９，４０，４１，４２ 壁面
４３ 支持面
４４ 刃先
４５ 傾斜面
４６ 刃先
４７ 傾斜面

Claims (3)

1. 管材を支持する支持本体と該支持本体に対して移動可能に取り付けられる穴開け刃とを有し、支持本体に支持された管材に対して穴開け刃を差し込むことができる管材穴開け工具であって、支持本体は管材を支持する一対の支持片と該一対の支持片に支持された管材と対向するように両支持片間に位置付けられる支持面とを有しており、穴開け刃は支持本体に対して一方の支持片から他方の支持片に向かって移動可能に取り付けられており、穴開け刃に他方の支持片と対向する面を先端から元端側に向かって傾斜させた側面視先鋭状の刃先が設けられており、刃先を構成する傾斜面が支持面と対面するように位置付けられていることを特徴とする管材穴開け工具。
2. 穴開け刃に他方の支持片と対向する全面を先端から元端側に向かって傾斜させた側面視先鋭状の刃先が設けられている請求項１記載の管材穴開け工具。
3. 刃先の傾斜面が側面視凹状に湾曲している請求項１又は２のいずれかに記載の管材穴開け工具。
   

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