JP6101409B2 - 管体切断装置 - Google Patents

Description

本発明は、鋼管等の管体を切断するに際して、切削具を管体の軸心方向へ移動させて管体に穴をあけ、上記切削具を管体の外周に沿って移動させることで管体を切断する構造の改良に関する。

従来、鋼管等の管体の切断装置として、例えば特開平９−１０３９０８号では、固定管体の所定部分の外周上に管体切断装置を設置するとともに、管体およびこの管体切断装置を筐体で包囲して不断水の管体切断作業に利用される管体切断装置であって、前記管体切断装置は、回転駆動される回転工具と、枠体に固定され前記回転工具を管体中心に向けた軸方向に移動させる軸方向切削移動手段と、前記固定管体の所定部分の外周上を前記軸方向切削移動手段とともに旋回移動可能に設けられ、前記回転工具を前記管体の円周方向に切削移動させる旋回切削移動手段と、管体切断後に前記回転工具を切断部より管体切断装置側へ離反移動させる退避手段とで構成された管体切断装置が提案されている。

しかし、上記構成は、筐体で包囲して不断水の管体切断作業に利用される管体切断装置であって、管体切断装置の枠体に軸方向切削移動手段を設け、同時に、軸方向の移動手段とは別に前記回転工具を切断部より管体切断装置側へ離反移動させる退避手段を設ける必要があり、装置が大型化する必要があった。
また、従来例では、管体に巻回装着された一対の案内チエン上を案内移動される駆動ユニットの両側に係止して駆動ユニットを管体の外周に牽引張架する牽引チエンを用いているが、管体切断装置は大型の重量物となるので前記チエンでは十分に支持できず、管体の軸心を中心に管体切断装置を管体の外周に沿って正確に円運動させることは困難であり、回転工具を複数個所に分けて部分的に切断せざるを得なかった。

特開平９−１０３９０８号公報

本発明が解決しようとする問題点は、管体の外周壁に沿って切削具を円形に周回して管体を切断することができる管体切断装置の改良に関する。

本発明は、管体の外周壁面上を周回する回転装置と、該回転装置に連結されて、管体の外周壁を切断する切削具を有する切削装置と、前記管体に着脱可能に固定される枠体に、管体の外周面と同心円状に形成されたガイドレールを有し、前記管体に切削装置と隣接して配置された周回ガイド部とからなって、
前記回転装置が、ウォームを有して筐体内に設けられた支持台に水平に軸支された回転軸の両端が回転操作具を外方から接続可能に配置された回転軸と、該ウォームに噛合するウォームホイールと、該ウォームホイールの回転軸と同軸に設けられた駆動スプロケットと、該駆動スプロケットに掛け止められて管体の外周壁に捲回されるチエンと、前記筐体の下部に軸支されたガイドローラと、該ガイドローラの回転軸と同軸に設けられて前記チエンが掛け止められる従動スプロケットと、前記支持台を昇降させる回転軸の先端を筐体の外方に設けて昇降操作具を接続可能とし、該回転軸を昇降させてチエンの緊張度合いを調整可能なチエン調整部と、回転装置の外方に突出してガイドレールに掛け止められて摺動自在な摺動部と、切削装置を係合する係合受部とからなっており、
前記チエンを緊張させた状態で、チエンに沿って回転装置を管体の外周壁に沿って周回しうることを特徴とする。

本発明の管体切断装置は、管体の外周壁面上を周回する回転装置と、該回転装置に連結されて管体の外周壁を切断する切削具を有する切削装置と、前記管体に固定され管体の外周面と同心円状に形成されたガイドレールを有するガイド部とからなっており、周回ガイド部のガイドレールで回転装置と切削装置の周回軌跡を一定に保ちながら、切削具を管体の外周壁に沿って一周させることで管体を切断することができる。
また、管体に、切削装置に隣接して周回ガイド部を配置し、切削装置に設けた摺動部をガイドレールに沿って移動させることで、回転装置の周回に連動して移動する切削装置の周回軌跡をぶれることなく正確にガイドすることができる。

環状枠体の側面図である。 同正面図である。 同回転機構を示す側面図である。 同側面図である。 回転装置の正面図である。 切削装置の正面図である。 周回ガイド部を回転装置に隣接させた管体切断装置の平面図である。 同正面図である。 実施例２の切削装置側から見た側面図である。 同回転装置に周回ガイド部を接続した状態の平面図である。 同管体切断装置の正面図である。

以下に、この発明の管体切断装置を鋼管の切断に適用した場合の好適実施例について図面を参照しながら説明する。

管体切断装置１は、鋼管Ｐに固定される周回ガイド部２と、該周回ガイド部２にガイドされ鋼管Ｐの外周壁１０に沿って回転する回転装置３と、該回転装置３に連結されて鋼管Ｐを切断する切削装置５とからなっている（図７〜１０参照）。

［環状枠体］
図１〜図２に示す周回ガイド部２は、ガイドレール２２を有する環状枠体２０からなっている。
本実施例で、環状枠体２０は、ヒンジＨに枢着された一対の半円形状の枠体構成部２０Ａ、２０Ｂと、各枠体構成部２０Ａ、２０Ｂを着脱可能に固着して略リング状に形成する一対の連結部２１ａ、２１ｂとからなっている。
枠体構成部２０Ａ、２０Ｂは、鋼管Ｐを外側から挟み込んで連結し、鋼管Ｐの外周壁１０に固定される。

ここで前記連結部２１ａ、２１ｂは公知の固定手段を用いることができるが、図示例では、一方の連結部２１ａが一方の枠体構成部２０Ａに枢着された係脱可能な係止軸部となっており、他方の連結部２１ｂが他方の枠体構成部２０Ａに形成されて前記係止軸部が係止位置に傾倒した際に受け入れて凹凸係合する係止受部からなっており、図示例では、前記係止軸部を着脱可能な緊締具Ｈ１により締め付けることで、連結部２１ａ、２１ｂ間を緊締固着することができる。

リング状に組み立てられた周回ガイド部２には、軸心を中心に周方向に形成される環状溝からなるガイドレール２２と、該ガイドレール２２と並行し略等間隔に配置された管体チャック部２３とを設けている。
従って、枠体構成部２０Ａ、２０Ｂには、略半分に分割されたガイドレール２２と管体チャック部２３とが形成されている。

管体チャック部２３は、周回ガイド部２の外周壁から軸心方向に伸び、鋼管Ｐの外周壁１０に向かって螺進退する加圧軸２４と、該加圧軸２４の先端で鋼管Ｐの外周壁に衝合する衝合片２５とからなっている。
そして、前記加圧軸２４の外方の端部は、周回ガイド部２の外周壁に形成されたナット部２６から外方へ突出しているので、該加圧軸２４を螺進退する回転操作具Ｈ２により進退させて、鋼管Ｐを強固にチャックすることができる。
回転操作具Ｈ２は、加圧軸２４に着脱自在であるので、締付後は外しておく。

［回転装置］
回転装置３は、図３〜図５に示すように、筐体４０内に回転機構３Ａとチエン緊張機構３Ｂとを備えている。
回転機構３Ａは、ウォーム３１ａを有して筐体４０内に設けられた支持台３０に水平に軸支された回転軸３１と、該ウォーム３１ａに噛合するウォームホイール３２とを有している。
前記ウォーム３１ａの回転軸３１の両端側は支持台３０の両端に突出されており、前記回転軸３１を手動で回転操作しうる回転操作具Ｈ３を両側で接続しうるように設けられている。

前記ウォームホイール３２の回転軸３３には、同軸上に左右一対で駆動スプロケット３４が設けられている。
該各駆動スプロケット３４には、鋼管Ｐの外周壁に捲回されるチエンＣがそれぞれ噛合している。

一方、前記筐体４０の下部には、筐体４０の前後に左右一対のガイドローラ３５がそれぞれ軸支されており、該ガイドローラ３５の回転軸３６と同軸上に前記チエンＣが掛け止められる従動スプロケット３７が取り付けられている。
そこで、チエンＣを鋼管Ｐの外周壁１０に捲回し、該外周壁１０にガイドローラ３５が接して転動し、回転装置３の周回に際して摩擦力が生じないようにしている。

従って、前記回転操作具Ｈ３により回転軸３１を手動で回転操作すると、ウォーム３１ａが回転し、これと連動してウォームホイール３２が回転するので駆動スプロケット３４を駆動回転することができ、鋼管Ｐに巻回されたチエンＣに沿って回転装置３を鋼管Ｐの外周壁１０に沿って周回させることができる。

［チエン緊張機構］
前記架台３０には、上方に延びて筐体４０の上面に軸受されて先端が配置される昇降軸３８が設けられており、チエン緊張機構３Ｂとなっている。
図示例では、昇降軸３８は中央と左右の３個所に設けられている。
該昇降軸３８の先端に昇降操作具Ｈ４を接続して昇降軸３８を正逆回転させることで、架台３０を昇降させ前記チエンＣを鋼管Ｐに巻回した状態で緊張させることができる。

この回転装置３の筐体４０の一方の側壁には摺動部６が形成されている。
該摺動部６は、前記側壁から水平に延び、先端で垂下する断面が略倒立Ｌ状に形成された摺動片部からなっており、垂下する片７が摺動子となってガイドレール２２に沿って摺動可能となっている。
ここで、ガイドレール２２は断面が凹溝状となっているので、前記片７の先端が凹溝に嵌合し片７の側壁が凹溝の外周壁に接して掛止められて、環状の凹溝に沿って摺動する。
従って、回動装置３が鋼管Ｐの外周壁１０に沿って周回する際に、周回軌跡が規制されて回転装置３の動きを鋼管Ｐの外周壁に沿って正確な旋回軌跡に沿ってガイドすることができる。

回転装置３の筐体４０の他方の側壁には、後述の切削装置５を係合して着脱可能に固定して、回転装置３と一体になって切削装置５を周回させるための係合受部４２が形成されている。

［切削装置］
次に、切削装置５は、図６に示すように、鋼管Ｐの軸心方向に移動して外周壁１０を穿孔すると共に、鋼管Ｐの軸心を中心に周方向に移動して外周壁１０を切断することができる切削具５０を有している。
該切削具５０は、モータ５１の出力軸５１ａに形成された傘歯歯車列Ｇを介して回転駆動させる。

また、モータ５１と切削具５０を支持する支持体５２は昇降調節ネジ５３によって切削装置５内で昇降させることができ、前記切削具５０を鋼管Ｐの外方から鋼管Ｐの軸心方向に移動させる深度調整手段５２が設けられており、前記昇降調節ネジ５３の先端が操作可能に外方に設けられている。

そこで、昇降回転操作具Ｈ５を用いて前記昇降調節ネジ５３を回転させることで、支持体５２を介して切削具５０を鋼管Ｐの離間位置から鋼管Ｐに突入する位置まで昇降させることができる。
また、この切削装置５の筐体５５の一側には、前記係合部４２に係合して、回転装置３に切削装置５を一体に連結させる着脱可能な係合部５４が設けられている。

本実施例では、図７〜図８に示すように、鋼管Ｐの外周壁１０に、周回ガイド部２、回転装置３、切削装置５の順に配置される。
即ち、周回ガイド部２をそのガイドレール２２が鋼管Ｐの軸心を中心にした同心状の環状溝となるように固定し、このガイドレール２２に回転装置３の摺動片部６を摺動可能に掛止める。

回動装置３は、チエンＣを鋼管Ｐの外周壁に捲回（図４参照）し、緊張させる。 そして、ガイドローラ３５が外周壁１０上を転動して、回転装置３をガイドレール２２に沿ってスムーズに周回させる。

回動装置３には、切削装置５が連結されて連動するので、深度調整手段５２で切削具５０の位置を調整しながら鋼管Ｐの外周壁に沿って１回転させることで、鋼管Ｐを切断することができる。
なお、各種操作具Ｈ１〜Ｈ５は、それぞれのネジを有する軸の頭部を共通とすることで、同一の操作具を使用することができる。

この発明では、図９〜１１に示すように、鋼管Ｐの外周壁１０上で、回転装置３、周回ガイド部２、切削装置５の順に配置してもよい。
即ち、上記配列の場合、前記実施例と同様に、回転装置３の係合部４２に切削装置５の係合部５４が着脱可能に連結されている（図１０参照）。

一方、周回ガイド部２は、回転装置３と切削装置５の間、図示例では、切削装置の下方で鋼管Ｐに固定されている。
即ち、切削装置５の筐体は底面が鋼管Ｐより離間した上方に配置されるように、前記回転装置３の係合部４２に切削装置５の係合部５４が連結されている。
そして、上記中空位置に保持された切削装置５の筐体底面から切削具５０の先端が下方へ伸びている。

そして、前記回転装置３の外側（切削装置５との連結側）で、且つ切削装置５の切削具５０の内側となる位置で周回ガイド部２が鋼管Ｐに取り付けられて固定される。
その際、前記切削装置５の筐体底面は周回ガイド部２とは接することがない適度な隙間が設けられる位置となっている。

周回ガイド部２は、環状枠体２０とガイドレール２２からなっており、前記実施例１と同様の構成でもよいが、本実施例では、環状枠体２０が、複数（図示例では２つ）に分割された一対の枠体構成部２０Ａ、２０Ｂとからなっており、各枠体構成部２０Ａ、２０Ｂの両端にネジ穴を有する鍔部２８が突設されており、対向する枠体構成部２０Ａ、２０Ｂの鍔部２８のネジ穴を整合してネジなどの固定金具２９を緊締して鋼管Ｐの所定位置に固定している。

この枠体構成部２０Ａ、２０Ｂには、それぞれ外周方向に伸びる突部２２Ａ、２２Ｂが形成されており、両者が組み合わされて１条の環状レールとなってガイドレール２２として機能する。

一方、回転装置３には、筐体４０の一方の側壁（切削装置５寄り）には、その下部に前記ガイドレール２２に対応する摺動部６が形成されている。
本実施例では、摺動部６は、前記回転装置３の側壁から突出する突軸６ａと、前記ガイドレール２２を中央の空間に嵌合して、ガイドレール２２に沿って周回する左右一対の摺動構成片部７とからなっており、該摺動構成片部７は周回方向の両端側を前記ガイドレール２２より高く突出させ、その部分で前記突軸６ａによって一体に固定されている。
上記摺動部６は、要するに回転装置３から突出して、ガイドレール２２に周回方向に沿って摺動可能に取り付けられるものであれば、その他の公知の構造を用いることができる。

従って、回動装置３が鋼管Ｐの外周壁１０に沿って周回する際に、回動装置３と一体に連動する切削装置５は、周回ガイド部２によって周回軌跡が規制されるが、切削具５０に近い位置で旋回軌跡をガイドすることができ、揺れの発生を抑えて正確に鋼管Ｐを切断することができる。
その他の構成は前記実施例１と同様であるので、その説明を省略する。

この発明では、回転装置の回転駆動や、切削具の深度調整を手動の操作具により行う場合を例示したが、自動的に回転する操作手段を用いてもよい。
また、管体は鋼管に限らず各種素材であってもよい。
また、ガイドレールと摺動部とは、摺動部の周回をガイドする構成あればよく、ガイドレールが環状の凹部であれば摺動部は凹部にガイドされて摺動する突部であればよく、ガイドレールが環状の突部であれば摺動部はこれに外嵌する凹部であってもよく、ガイドレールとこれにガイドされて摺動する摺動部の公知構成に置き換えてもよい。
その他、この発明は、上記実施例に限定されるものではなく、要するにこの発明の要旨を変更しない範囲で種々設計変更しうること勿論である。

１ 管体切断装置
２ 周回ガイド部
３ 回転装置
３Ａ 回転機構
３Ｂ チエン緊張機構
５ 切削装置
６ 摺動部（摺動片部）
７ 垂下する片
１０ 鋼管の外周壁
２０ 環状枠体
２２ ガイドレール
２３ 管体チャック部
２４ 加圧軸
２５ 衝合片
２６ ナット部
２７ 回転操作部
３０ 支持台
３１ 回転軸
３１ａ ウォーム
３２ ウォームホイール
３３ 回転軸
３４ 駆動スプロケット
３５ ガイドローラ
３７ 従動スプロケット
３８ 昇降軸
４０ 筐体
５０ 切削具
５１ モータ
５２ 深度調整手段
５３ 調整軸
５４ 係合部
５５ 筐体
Ｈ１ 緊締具

Claims (6)

1. 管体の外周壁面上を周回する回転装置と、
   該回転装置に連結されて、管体の外周壁を切断する切削具を有する切削装置と、
   前記管体に着脱可能に固定される枠体に、管体の外周面と同心円状に形成されたガイドレールを有し、前記管体に切削装置と隣接して配置された周回ガイド部とからなって、
   前記回転装置が、ウォームを有して筐体内に設けられた支持台に水平に軸支された回転軸の両端が回転操作具を外方から接続可能に配置された回転軸と、該ウォームに噛合するウォームホイールと、該ウォームホイールの回転軸と同軸に設けられた駆動スプロケットと、該駆動スプロケットに掛け止められて管体の外周壁に捲回されるチエンと、前記筐体の下部に軸支されたガイドローラと、該ガイドローラの回転軸と同軸に設けられて前記チエンが掛け止められる従動スプロケットと、前記支持台を昇降させる回転軸の先端を筐体の外方に設けて昇降操作具を接続可能とし、該回転軸を昇降させてチエンの緊張度合いを調整可能なチエン調整部と、回転装置の外方に突出してガイドレールに掛け止められて摺動自在な摺動部と、切削装置を係合する係合受部とからなっており、
   前記チエンを緊張させた状態で、チエンに沿って回転装置を管体の外周壁に沿って周回しうることを特徴とする管体切断装置。
2. 切削装置が、切削刃を回転させるモータと、前記切削刃を昇降させて切削深度を調整する深度調整手段の昇降軸と、回転装置の係合受部に着脱自在に係合する係合部とからなっており、前記昇降軸を昇降操作する昇降回転操作具を外方から接続可能にしていることを特徴とする請求項１に記載の管体切断装置。
3. 枠体が環状枠体からなっており、該環状枠体がガイドレールと、管体チャック部とを平行に並んで配置してなり、
   管体チャック部が、管体の外周壁に向かって進退する加圧軸と、該加圧軸の先端で管体の外周壁に衝合する衝合片とからなっており、前記加圧軸を加圧方向に操作する回転操作具を外方から接続可能になっており、
   上記環状枠体は、ヒンジに枢着された一対の半円形状の枠体構成部と、該枠体構成部を着脱可能に固着する連結部とからなることを特徴とする請求項１または２に記載の管体切断装置。
4. 環状枠体が、複数に分割された枠体構成部を、ボルト等の固定具で着脱可能に固定してなることを特徴とするる請求項３に記載の管体切断装置。
5. 周回ガイド部のガイドレールが断面溝状または断面凸形状からなっており、摺動部が、回転装置から外方へ突出してガイドレールに掛け止められて摺動する摺動片部からなっていることを特徴とする請求項１に記載の管体切断装置。
6. 周回ガイド部のガイドレールが断面溝状からなっており、摺動部が、切削装置から外方へ突出してガイドレールの溝に掛け止められて摺動する摺動片部からなっていることを特徴とする請求項１に記載の管体切断装置。

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