JP6267393B1 - 配管用穴明け工具、当該穴明け工具を用いた配管の接合方法 - Google Patents

Abstract

【課題】冷媒配管等の配管をろう付けにより接合するに際し、かかる配管に窒素等の非酸化性ガスを注入するための穴を形成するための配管用穴明け工具について、使用者が手で握って作業ができるコンパクトな構成であることに加えて、バリが生じにくく、配管の内部に削りカスやバリのカスが残ることを防止する配管用穴明け工具を提供すること。【解決手段】本発明に係る配管用穴明け工具１は、配管Ｐの内部から外部に向かって、配管Ｐの壁面に対して直交するように上方に凸刃１２を押し当てて穴明けが行われるので、穴Ｈは、配管Ｐの壁面に対して直交するように形成され、バリが生じにくい加工となるとともに、穴明け時の削りカスやバリのカスが配管Ｐの外部に排出され、これらが配管Ｐの内部に残ることを防止することができる。加えて、本発明に係る配管用穴明け工具１は、構成部材が比較的少ない上、使用者がハンドル部３，４を握って作業できるコンパクトな構成で操作性がよく、また、簡便な手段で穴Ｈを明けることができるので、作業性も良好である。【選択図】図９

Description

本発明は、配管用穴明け工具、当該穴明け工具を用いた配管の接合方法に関する。さらに詳しくは、空調設備に用いられる銅管等の配管に穴を明けるための配管用穴明け工具、当該穴明け工具を用いた配管の接合方法に関する。

空気調和、具体的には、温度や湿度、及び空気清浄度等の室内環境の調整等をするための建築設備である空調設備（空気調和設備、空気調和装置とも呼ばれる。）の設置にあたっては、室外ユニットや室内ユニットを設置箇所に据付けた後、これらのユニット間を連結するために、２本あるいはそれ以上の銅管からなる冷媒配管（以下、単に「配管」とする場合もある。）を接合ないし接続する必要がある。

配管工事における配管の接合については、まず、接合しようとする２本の配管のうちいずれか一方の配管の端部を拡径化（大径化）して拡径部を形成した上で、かかる拡径部に他方の配管の端部を挿入し、接合対象部（組み合わせた２本の配管の端部の間隙等。以下、単に「２本の配管の端部の間隙等。」とする場合がある。また、後記する図１２等の接合対象部Ｊを参照。）をろう付けして接合する。ここで、ろう付けは、接合対象部に溶融状態のろう材を流し込んだ後冷却してろう付け部を形成することにより行われる。図１８は、ろう付けによる従来の配管の接合の一例を示した図であり、端部に拡径部Ｗが形成された一方の配管Ｐ１と、他方の配管Ｐ２（他方の配管Ｐ２の端部には拡径部Ｗが形成されていない。）の端部の接合対象部にろう付け部Ｂを形成し、２本の配管Ｐ１，Ｐ２を接合している構成を示している。

一方、配管の接合を行うにあたり、配管の内部に空気が存在する状態でろう付けを行うと、配管の内面に酸化皮膜（いわゆる煤（すす）のこと。）が形成され、空調設備を使用する際に、配管の内部を流れる熱交換媒体によって酸化皮膜が配管の内面から剥離することとなる。その結果、配管の内面から剥離した酸化皮膜が、配管中に異物が混入するのと同様に、熱交換媒体を汚染したり、配管中の狭い箇所を封鎖したりする。これにより、空調設備の性能が低下したり、空調設備ないしそれらを構成する機器の故障の原因となったりするという問題を引き起してしまい、空調設備が正常な運転を行うことができず、問題となっていた。

このような問題に対して、窒素ボンベを持参しておき、ろう付けを行うのに先立って、持参した窒素ボンベを用いて配管の内部に窒素をパージして配管の内部の空気を窒素置換する作業が、ろう付け作業の前工程としてなされることがあった（例えば、特許文献１参照。）。かかる文献に開示される配管の接合方法によれば、配管の内部の空気が窒素ガス等で置換された状態でろう付けが行われるため、配管の内面に酸化皮膜が形成されてしまうことを防止することができ、その結果、空調設備の性能の低下や、空調設備が故障したりするという問題が解決されると考えられる。

特許第３２８４７２０号公報

ここで、配管の内部に窒素等の非酸化性ガスをパージし、配管内部の空気を非酸化性ガスで置換するに際しては、配管におけるろう付け部を形成する箇所の近くに穴（開口穴）を形成して、かかる穴から局所的に窒素を注入する工法が実施されている。

かかる工法では、ろう付け部を形成する部分（接合対象部）の付近ごとに配管に穴を形成し、また、かかる穴は、配管の壁面に対して直交するように形成する必要があった。配管に穴を明ける（穴を開けるとも現される。以下同じ。）ための装置として、大がかりないしは複雑な装置を用いた場合には操作等が面倒であり、作業内容の習熟にも時間を要するため、手に持って作業できる、コンパクトな構成の穴明け工具が望まれていた。しかし、従来使用されている簡易なペンチ様の穴明け工具では、穴明け刃を配管に対して垂直に入れにくく、穴が配管の壁面に対して断面視で斜めに形成されてしまうとともに、バリの発生が避けられなかった。

ここで、バリの発生は、施工に際して配管に保温材をスライドしながら被せるにあたって保温材に傷が付き、その結果として保温効果や耐久性の低下を招くことになっていた。また、形成時にバリが生じると、接合箇所への溶接材料の流入が確認しにくくなるため、バリの発生を抑える必要があった。

加えて、これまで提供されていた穴明け工具は、配管の外部から内部に向かって打ち抜かれるものであるが、配管の外部から内部に向かって打ち抜いた場合には、配管の内部に削りカスやバリのカスが配管の内部に残る場合があった。一方、削りカス等が配管の内部に残ると、配管の内面に酸化皮膜が形成されるのと同じこととなり、熱交換媒体に影響する等、前記したような問題が残るため、削りカスやバリのカスが配管の内部に残ることを防ぐことができる穴明け工具の提供が求められていた。

本発明は前記のような問題を解決するためになされたものであり、空調設備の設置に用いられる冷媒配管等の配管をろう付けにより接合するに際し、かかる配管に窒素等の非酸化性ガスを注入するための穴を形成するための配管用穴明け工具について、使用者が手で握って作業ができるコンパクトな構成であることに加えて、バリが生じにくく、配管の内部に削りカスやバリのカスが残ることを防止する配管用穴明け工具を提供することにある。

また、当該穴明け工具を用いた配管の接合方法について、配管をろう付けにより接合する際の、配管の内面における酸化皮膜の発生を防止することのできる配管の接合方法を提供することにある。

前記の課題を解決するために、本発明に係る配管用穴明け工具は、配管の壁面に穴を明けるための配管用穴明け工具であって、前記配管を挿入可能な、棒状の台座部と、前記台座部に、先端を上方に向けて取り付けられる突起状の凸刃と、穴明け対象の前記配管の壁面を、前記凸刃との間で挟むために、前記凸刃の上方で当該凸刃と対面し、当該凸刃を嵌合可能な凹部を備えたダイと、前記ダイを前記凸刃に対して遠近自在に上下させることが可能な、棒状部材または板状部材からなる一対のハンドル部と、を備えることを特徴とする。

本発明に係る配管用穴明け工具は、前記した本発明において、前記一対のハンドル部が、前記台座部を固定する本体部に固定される固定ハンドル部と、前記本体部に支点部を介して取り付けられ、当該支点部を支点とし、先端が回動自在とされた移動ハンドル部と、を備え、前記移動ハンドル部の先端と前記ダイが一体化されており、前記移動ハンドル部の先端の回動が、前記ダイの上下運動となって、前記ダイが前記凸刃に対して遠近自在に上下されることを特徴とする。

本発明に係る配管用穴明け工具は、前記した本発明において、前記移動ハンドル部の先端と前記ダイは、前記上下運動に対して直交する方向に、前記本体部に形成された固定ピン移動穴の内部に配置される固定ピンを介して一体化され、前記移動ハンドル部の先端の回動が前記固定ピンの上下運動とされ、当該固定ピンの上下運動により、前記ダイが上下されることを特徴とする。

本発明に係る配管用穴明け工具は、前記した本発明において、前記台座部が略円柱形状であり、外径がφ４〜１２ｍｍであることを特徴とする。

本発明に係る配管用穴明け工具は、前記した本発明において、前記凸刃が略円柱形状であることを特徴とする。

本発明に係る配管用穴明け工具を用いた配管の接合方法は、２本の配管の端部同士をろう付けで接合する配管の接合方法であって、接合しようとする２本の配管のうち、一方の配管の端部に拡径化された拡径部が形成されており、前記２本の配管の一方に対して、前記した本発明の配管用穴明け工具を用いて、外部に現れる開口穴を明ける穴明け工程と、前記２本の配管のうち一方の配管の拡径部が形成された端部に他方の配管の端部を挿入し、前記開口穴から非酸化性ガスを前記２本の配管の内部に導入するガス導入工程と、ろう付けにより前記２本の配管の端部同士を接合するとともに、前記開口穴を閉塞するろう付け接合工程と、を含むことを特徴とする。

本発明に係る配管用穴明け工具を用いた配管の接合方法は、前記した本発明において、前記穴明け工程における穴明けが、前記拡径部になされることを特徴とする。

本発明に係る配管用穴明け工具を用いた配管の接合方法は、前記した本発明において、前記ガス導入工程における、前記２本の配管のうち一方の配管の拡径部が形成された端部に、他方の配管の端部を、前記他方の配管により前記開口穴を隠さないように挿入し、前記開口穴から非酸化性ガスを前記２本の配管の内部に導入した後、前記他方の配管の端部をさらに挿入し、前記他方の配管により前記開口穴を隠すようにすることを特徴とする。

本発明に係る配管用穴明け工具は、配管の内部から外部に向かって、配管の壁面に対して直交するように上方に凸刃を押し当てて穴明けが行われるので、穴は、配管の壁面に対して直交するように形成され、バリが生じにくい加工となるとともに、穴明け時の削りカスやバリのカスが配管の外部に排出され、これらが配管の内部に残ることを防止することができる。加えて、本発明に係る配管用穴明け工具は、構成部材が比較的少ない上、使用者がハンドル部を握って作業できるコンパクトな構成で操作性がよく、また、簡便な手段で穴を明けることができるので、作業性も良好である。

また、本発明に係る配管用穴明け工具を用いた配管の接合方法によれば、２本の配管がろう付けにより接合されるため、配管同士がろう付け部を介して強固に接合されるとともに、穴明け工程において、本発明に係る配管用穴明け工具により配管に開口穴を形成しているため、操作性や作業性が良好であるとともに、バリが生じにくく、穴明け時の削りカスやバリのカスが配管の外部に排出され、これらが配管の内部に残ることを防止できるという前記した本発明の効果を享受することができる。そして、ガス導入工程において、２本の配管の内部が非酸化性ガスで置換されるので、後工程のろう付け接合工程において、配管の内面に酸化皮膜が形成されることを防止することができるとともに、酸化皮膜の形成に起因して、空調設備の性能が低下したり、空調設備ないしそれらを構成する機器の故障の原因となったりするという問題を回避することができる。

配管用穴明け工具の一態様を示した斜視図である。 配管用穴明け工具の一態様を示した正面図である。 配管用穴明け工具の一態様を示した正面図である。 ダイの上下運動を説明するための図である。 ダイの上下運動を説明するための図である。 図１において、台座部に配管を挿入した状態を示した斜視図である。 配管の穴明け工程を示した図である。 配管の穴明け工程を示した図である。 配管の穴明け工程を示した図である。 配管の穴明け工程を示した説明図である。 移動部近傍の内部構造の一例を示した図である。 接合対象となる２本の配管を示した図である。 一方の配管の拡径部が形成された端部に他方の配管の端部を挿入した状態の一例を示した図である。 図１３において、他方の配管の端部をさらに挿入した状態を示した図である。 一方の配管の拡径部が形成された端部に他方の配管の端部を挿入した状態の他の例を示した図である。 図１４に示した構成に対してろう付けを行った例を示した図である。 図１５に示した構成に対してろう付けを行った例を示した図である。 ろう付けによる従来の配管の接合の一例を示した図である。

（Ａ）配管用穴明け工具１について：
以下、本発明に係る配管用穴明け工具１の一態様について説明する。
図１は、配管用穴明け工具１の一態様を示した斜視図、図２及び図３は、配管用穴明け工具１の一態様を示した正面図（図２は、固定ハンドル部の持ち手側３１と移動ハンドル部と持ち手側４１の間が開いており、凸刃１２とダイ２１の間が開いている状態（以下、「開いた状態」とする場合もある。）であり、図３は、固定ハンドル部の持ち手側３１と移動ハンドル部の持ち手側４１との間が閉じており、凸刃１２とダイ２１の間が閉じている状態（以下、「閉じた状態」とする場合もある。））、をそれぞれ示している。また、図１ないし図３中、１は配管用穴明け工具、１１は台座部、１２は凸刃、２１はダイ、２２は凹部、３は固定ハンドル部、４は移動ハンドル部、をそれぞれ示す。

（１）配管用穴明け工具１の構成：
本発明に係る配管用穴明け工具１（以下、単に「穴明け工具１」とする場合がある。）は、配管Ｐの壁面に穴Ｈ（後記する図８ないし図１６等を参照。）を明けるための配管用穴明け工具１であり、配管Ｐを挿入可能な、棒状の台座部１１と、台座部１１に、先端を上方に向けて取り付けられる突起状の凸刃１２と、穴明け対象の配管Ｐの壁面を、凸刃１２との間で挟むために、凸刃１２の上方で凸刃１２と対面し、凸刃１２を嵌合可能な凹部２２を備えたダイ２１と、ダイ２１を凸刃１２に対して遠近自在に上下させることが可能な、棒状部材または板状部材からなる一対のハンドル部３，４と、を基本構成として備える。また、穴明けは、穴明け対象の配管Ｐの壁面を、対面する凸刃１２と凹部２２の間に入れて挟み、凸刃１２を凹部２２に嵌合することにより行われる。

穴明け工具１を構成する各部材は、鋼材等の金属材料等、所望の材料で形成することができ、穴明け工具１を構成する棒状の台座部１１は、穴明け時に配管Ｐ（図６ないし図１０等を参照。）に挿入され、穴明け時に配管Ｐの保持等が行われ、本実施形態では、略円柱形状のものを示している。一方、台座部１１の形状は略円柱形状に限定されず、例えば、角柱形状、多角柱形状等の任意の形状を使用することができるが、断面が円形状となる配管Ｐが穴明け対象となることから、略円柱形状とすることが好ましい。

台座部１１は、本実施形態では、平面視略逆Ｌ字形状（図２等参照。Ｌ字が上下逆さ（１８０°回転）した形状を示す。）の板状部材からなる本体部１３に固定して取り付けられている態様を示している。台座部１１は、本体部１３に対して、ボルト１５を用いて取り付けられている。具体的には、ボルト１５が通過可能なように穴明けされた本体部１３の当該穴（図示しない。）に固定用のボルト１５を挿入し、ボルト１５の先端を、ネジ山が切られてボルト１５による固定が可能とされた台座部１１の先端に挿入して、ネジ止め（ボルト止め）固定するようにすればよい。

穴明け工具１は、特に限定はないが、概ねφ６ｍｍ以上の配管Ｐの穴明けに対応可能であり、台座部１１のサイズ（太さ）は、穴Ｈを明ける対象の配管Ｐのサイズ（例えば、配管Ｐの外径や壁面の厚さ等。）により適宜決定すればよいが、形状が略円柱形状の場合、概ね、外径をφ４〜１２ｍｍ程度、長さを、２０〜４０ｍｍ程度とすることがそれぞれ好ましいが、特にこの範囲には限定されない。

棒状の台座部１１には、先端を上方（上方、及び上方の反対側の下方は、図１等の矢印方向を参照。）に向けて、突起状の凸刃１２が取り付けられている。凸刃１２は、後記するダイ２１の凹部２２に嵌合可能な形状とされており、本実施形態にあっては、上方に向いた先端が平坦とされた略円柱形状の態様を示している。凸刃１２のサイズは、後記する凹部２２のサイズと同様、形成される穴Ｈのサイズと対応するので、穴Ｈのサイズ等により決定すればよいが、例えば、凸刃１２の形状を略円柱形状とする場合には、外径を概ねφ１〜４ｍｍ、長さを１〜４ｍｍとすることが好ましいが、特にこの範囲には限定されない。

台座部１１に対して凸刃１２が取り付けられる位置は、棒状の台座部１１の先端から、概ね２〜７ｍｍとすることが好ましい。かかる範囲に凸刃１２を取り付けることにより、穴Ｈを形成する部分の位置決めが効率よく実施される等、作業が安定して行われることになる。

なお、図１等に示すように、本実施形態にあって、台座部１１には、略リング形状の位置決め部１４が取り付けられており、例えば、台座部１１に挿入される配管Ｐの先端の位置決めを行うことができる。また、配管Ｐの外径が比較的大きい（位置決め部１４を挿入可能な大きさ等。）場合には、位置決め部１４を配管Ｐに挿入するようにしてもよい。位置決め部１４は、例えば、図示しないボルト等により台座部１１に対して固定することができる。

本実施形態にあっては、平面視略逆Ｌ字形状の本体部１３の内側に、目盛りが付された目盛り部１６が取り付けられている。目盛り部１６は、例えば、配管Ｐを台座部１１に挿入した状態で、配管Ｐの先端を目盛り部１６の目盛りに宛てがう等することにより、配管Ｐの穴明けをする位置等を特定しやすくなる。

ダイ２１は、穴明け対象の配管Ｐの壁面を、凸刃１２との間で挟むために、前記した凸刃１２と対面するように、凸刃１２の先端に対して上方に位置し、ダイ２１には、凸刃１２と対面し、かかる凸刃１２を嵌合可能な凹部２２が形成されている。凸刃１２と凹部２２がこのように配置されることで、穴明けの際には、配管Ｐの壁面に凸刃１２が直交するように上方に押し当てられ、凹部２２と嵌合することになる。

本発明の穴明け工具１では、配管Ｐの内部に挿入される台座部１１に取り付けられた突起状の凸刃１２と、配管Ｐの外部であり、凸刃１２の上方に位置するダイ２１に形成された凹部２２を凸刃１２に対して近づけることで、凸刃１２を配管Ｐの壁面に対して直交するように上方に押し当て、配管Ｐの内部から配管Ｐの壁面を突き抜いて穴を明けた上で、凸刃１２と凹部２２が嵌合される。本発明に係る穴明け工具１は、このように、配管Ｐの内部から外部に向かって、配管Ｐの壁面に対して直交するように上方に凸刃１２を押し当てて穴明けが行われるので、穴Ｈは、配管Ｐの壁面に対して直交するように形成され、バリが生じにくい加工となるとともに、穴明け時の削りカスやバリのカスが配管Ｐの外部に排出され、これらが配管Ｐの内部に残ることを防止することができる。

凹部２２が形成されたダイ２１は、上方のダイ固定部２３、及び本体部１３に対して上下に移動可能に取り付けられた移動部２４が一体化されて形成されている。本実施形態において、ダイ２１、ダイ固定部２３、移動部２４はいずれも略円柱形状で形成され、移動部２４は、移動部２４が移動するための貫通穴が形成された、平面視略逆Ｌ字形状の本体部１３に上下移動が可能となるように挿入されている。

移動部２４及び一体化されるダイ２１等の上下方向への移動は、本体部１３に固定されて取り付けられた固定ハンドル部３と、支点部２５を支点として、先端が支点を介して回動可能に取り付けられた移動ハンドル部４によって行われる。本発明の穴明け工具１は、構成部材が少ないことに加えて、このように、使用者がハンドル部（固定ハンドル部３、移動ハンドル部４）を握って作業できるためコンパクトな構成であり操作性がよい。なお、本発明における「固定ハンドル部３」の「固定」、「移動ハンドル部４」の「移動」は、本体部１３に対して固定される、あるいは移動できるように取り付けられていることを指す。

固定ハンドル部３は、本体部１３の側端から延びるように、台座部１１を固定する本体部１３に固定されて取り付けられている棒状部材であり（図２等を参照。）、本実施形態にあっては、略円柱形状の棒状部材を、所定の形状に加工した態様を示している。

移動ハンドル部４は、２枚の板状部材により、本体部１３を両側から挟むようにネジ２５１で止めることにより取り付けられ、かかるネジ止めの部分（支点部２５）を支点として、移動ハンドル部の先端４２（持ち手側４１と反対側を指す。以下同じ。）が回動自在とされている。また、固定ピン２６が、その軸方向が、ダイ２１の上下運動に対して直交する方向に、本体部１３に形成された固定ピン移動穴２７（図４及び図５を参照。）の内部に配置されている。移動ハンドル部の先端４２は、本体部１３に挿入された移動部２４と固定ピン２６を介して一体化されており、移動部２４と一体化されているダイ２１も、固定ピン２６を介して移動ハンドル部の先端４２と一体化されることになる。かかる一体化により、支点部２５を支点とした移動ハンドル部の先端４２の回動が、固定ピン２６の上下運動とされるとともに、固定ピン２６の上下運動が、移動部２４及び一体化されるダイ２１等の上下運動に変換され、ダイ２１が凸刃１２に対して遠近自在に上下されることになる。

図４及び図５は、ダイ２１の上下運動を説明するための図である。なお、図４及び図５にあっては、移動ハンドル部４と移動部２４を一体化する固定ピン２６の上下運動が分かるように、移動部２４の全体が現れるように図示している。加えて、本体部１３に形成されているが、移動ハンドル部４で隠れて図１ないし図３には現れていない固定ピン移動穴２７も現れるようにする一方、部材を一部省略して図示している。

図４に示すように、固定ハンドル部の持ち手側３１と移動ハンドル部の持ち手側４１との間が開いた状態にあっては、移動ハンドル部の先端４２は上方に位置している。開いた状態にあっては、移動ハンドル部の先端４２に取り付けられた固定ピン２６も、本体部１３に形成された略楕円状の貫通穴である固定ピン移動穴２７（図４及び図５に示した本体部１３における、黒色で塗りつぶした部分。）において上方に位置し、同様に、固定ピン２６を介して一体化された移動部２４、ダイ固定部２３及びダイ２１も、凸刃１２が取り付けられた台座部１１に対して上方とされ、台座部１１に取り付けられた凸刃１２と、ダイ２１（及びダイ２１に形成された凹部２２。）の間が開いている状態となる。

かかる開いた状態から、移動ハンドル部の持ち手側４１を固定ハンドル部の持ち手側３１に近づけ、移動ハンドル部の持ち手側４１と固定ハンドル部の持ち手側３１の相対的な間隔を狭めることにより、支点部２５を支点として、移動ハンドル部の先端４２が下方に回動され、移動ハンドル部の先端４２に取り付けられた固定ピン２６が、固定ピン移動穴２７の内部で下方に移動し、固定ピン２６を介して一体化された移動部２４、ダイ固定部２３及びダイ２１も、凸刃１２が取り付けられた台座部１１に向かうように下方に動き、台座部１１に取り付けられた凸刃１２と、ダイ２１（及びダイ２１に形成された凹部２２。）の間が閉じた状態となり、図５に示すように、凸刃１２とダイ２１に形成された凹部２２が嵌合される。

凸刃１２と嵌合される凹部２２の深さは、前記した凸刃１２の長さに対応して決定すればよく、例えば、２〜８ｍｍとすることが好ましいが、特にこの範囲には限定されない。また、凹部２２の内径は、前記した凸刃１２の形状を略円柱状とする場合には、φ１．１〜４．５ｍｍとし、凸刃１２と凹部２２のクリアランスが、概ね０．０５〜０．２５ｍｍ程度となるようにすることが好ましい（より好ましくは０．０５〜０．２ｍｍ）が、クリアランス等は配管Ｐの材質等により左右されることもあり、特にこの範囲には限定されない。

なお、ダイ２１の先端は、穴明け対象である、断面が円形状の配管Ｐの壁面と接触することを考慮し、凸刃１２の先端に向かって凹となるアーチ状とされていることが好ましい（後記する図９も参照。）。また、穴明け対象の配管Ｐの厚さを考慮し、移動ハンドル部４を閉じた状態であっても、凸刃１２が取り付けられた台座部１１と、ダイ２１の先端は接触せず、１〜４ｍｍの隙間（クリアランス）が形成されていることが好ましい。

（２）配管Ｐの穴明け方法の一例：
図６は、図１において、台座部１１に配管Ｐを挿入した状態を示した斜視図である。また、図７、図８及び図１０は、台座部１１に配管Ｐを挿入した状態における、配管Ｐの穴明け工程を示した図である。なお、図９は、図８において、黒太字矢印の方向から見た図である。なお、図９において、本体部１３等一部の部材は載せていない。

本発明に係る配管用穴明け工具１を用いた配管Ｐの穴明け方法の一例について、図７ないし図１０を用いて説明する。まず、図７に示すように、固定ハンドル部の持ち手側３１と移動ハンドル部の持ち手側４１との間を開いた状態とし、凸刃１２とダイ２１の間が開いている状態で、穴明け対象の配管Ｐを台座部１１に挿入し、配管Ｐの壁面を突起状の凸刃１２と、凹部２２を備えたダイ２１の間に配置する。

配管Ｐの壁面を凸刃１２とダイ２１の間に配置したら、移動ハンドル部の持ち手側４１を固定ハンドル部の持ち手側３１に動かし、両ハンドルの持ち手側３１，４１の間が閉じた状態とする。これにより、支点部２５を支点として、移動ハンドル部の先端４２が下方に回動し、かかる先端４２に取り付けられた固定ピン２６が固定ピン移動穴２７（図４及び図５参照。）の内部で下方に移動される。また、固定ピン２６を介して一体化された移動部２４も下方に移動される。

移動部２４の下方の移動により、移動部２４と一体化されているダイ固定部２３及びダイ２１も、凸刃１２が取り付けられた台座部１１に向かうように下方に動き、凸刃１２とダイ２１が相対的に近づき、図８及び図９に示すように、台座部１１に取り付けられた凸刃１２が配管Ｐの内部から配管Ｐの壁面に対して直交するように上方に、配管Ｐの壁面を打ち抜くことになる。そして、凸刃１２とダイ２１に形成された凹部２２が嵌合され、凸刃１２とダイ２１の間が閉じた状態とされ、穴（開口穴）Ｈが形成され、穴明けが行われる。

このようにして穴Ｈが形成され、穴明けが終わったら、図１０に示すように、固定ハンドル部の持ち手側３１と移動ハンドル部の持ち手側４１との間を開いて、凸刃１２とダイ２１の間が開いている状態に戻し、穴Ｈが形成された配管Ｐを、穴Ｈが明けられた部分を凸刃１２から取り外し、台座部１１から配管Ｐを抜き取るようにする。

図１１は、移動部２４近傍の内部構造の一例を示した図である。穴明けにおける削りカスやバリのカスは、前記したように、凸刃１２が配管Ｐの内部から外部に向かって上方に壁面を打ち抜くため、配管Ｐの外部に排出され、場合によって凹部２２の中に削りカス等が残ることになる。例えば、図１１に示すように、凹部２２から繋がるように、一体化されている移動部２４、ダイ固定部２３及びダイ２１の内部を貫通する貫通孔２８２を形成するとともに、かかる貫通孔２８２の内部に、凹部２２の内部にも達する棒状部材２８１を取り付けた削りカス除去部材２８を取り付け、かかる削りカス除去部材２８により削りカス等を凹部２２の外部に押し出すことができる。なお、このような貫通孔２８２を形成した場合、凹部２２は貫通孔２８２と繋がり、底面のないものとなるが、本発明にあっては、そのような底面のないものも含めて凹部２２とする。

以上説明した本発明に係る配管用穴明け工具１によれば、配管Ｐの内部から外部に向かって、配管Ｐの壁面に対して直交するように上方に凸刃１２を押し当てて穴明けが行われるので、穴Ｈは、配管Ｐの壁面に対して直交するように形成され、バリが生じにくい加工となるとともに、穴明け時の削りカスやバリのカスが配管Ｐの外部に排出され、これらが配管Ｐの内部に残ることを防止することができる。加えて、本発明に係る配管用穴明け工具１は、構成部材が少ない上、使用者がハンドル部３，４を握って作業できるためコンパクトな構成となり操作性がよく、また、簡便な手段で穴Ｈを明けることができるので、作業性も良好である。

（Ｂ）配管用穴明け工具１を用いた配管Ｐの接合方法：
次に、（Ａ）で挙げた配管用穴明け工具１を用いた配管Ｐの接合方法の一態様を説明する。配管用穴明け工具１を用いた配管Ｐの接合方法（以下、単に「配管Ｐの接合方法」とする場合がある。）は、例えば、２本の配管Ｐ１，Ｐ２の端部同士をろう付けで接合する配管Ｐ１，Ｐ２の接合方法であって、接合しようとする２本の配管Ｐ１，Ｐ２のうち、一方の配管Ｐ１の端部に拡径化された拡径部Ｗが形成されており、２本の配管Ｐ１，Ｐ２の一方に対して、本発明に係る配管用穴明け工具１を用いて、外部に現れる開口穴Ｈを明ける穴明け工程と、２本の配管Ｐ１，Ｐ２における一方の配管Ｐ１の拡径部Ｈが形成された端部に他方の配管Ｐ２の端部を挿入して、開口穴Ｈから非酸化性ガスを２本の配管Ｐ１，Ｐ２の内部に導入するガス導入工程と、ろう付けにより２本の配管Ｐ１，Ｐ２の端部同士を接合するとともに、開口穴Ｈを閉塞するろう付け接合工程と、を基本工程として含む。

（１）接合対象の配管Ｐについて：
接合対象となる２本の配管Ｐ１，Ｐ２は、例えば、冷媒配管等に用いられる銅管や、アルミニウム、ステンレス等の金属管、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル等の合成樹脂等の各種管材が挙げられるが、管材の種類は特に限定はされない。かかる配管Ｐ１，Ｐ２は、２本の配管Ｐ１，Ｐ２のうち一方の配管Ｐ１の端部が拡径（径を拡げて大きくする。）されて拡径部Ｗが形成されているものである。図１２は、接合対象となる２本の配管Ｐ１，Ｐ２を示した図であり、端部に拡径部Ｗが形成された配管（一方の配管Ｐ１）と、拡径部Ｗが形成されていない他方の配管Ｐ２を示している。

配管Ｐの拡径化（拡径部Ｗの形成）の手段については、特に制限はなく、所定の治具や工法（例えば、バルジ加工（バルジ成形）等。）を用いた従来公知の手段を用いることができ、端部があらかじめ拡径化された配管Ｐを用いるようにしてもよい。また、図示しないが、筒状の接合部材を別途用意し、かかる接合部材を一方の配管Ｐの端部に取り付けて、拡径部Ｗとしても問題はない。

拡径部Ｗの長さＬ（図１２参照。配管Ｐ１の内部の長さＬを指す。）は、作業性等を考慮すれば、５〜５０ｍｍの範囲内とすることが好ましいが、特にこの範囲には制限されない。また、拡径部Ｗの内径は、概ね、挿入される他方の配管Ｐ２の外径より１〜５ｍｍ（端部間のクリアランスが０．５ｍｍ〜２．５ｍｍとなる。）程度大きくなるようにすればよいが、特にこの範囲には制限されない。

（２）穴明け工程：
穴明け工程は、後記するガス導入工程で非酸化性ガスを２本の配管Ｐ１，Ｐ２の内部に導入するための開口穴Ｈを形成する工程であり、かかる開口穴Ｈは、前記した本発明に係る配管用穴明け工具１により形成される。本発明に係る穴明け工具１で開口穴Ｈを形成することにより、バリが生じにくく、生じたバリのカス等も配管Ｐの外部に排出されるとともに、開口穴Ｈが簡易な手段で形成できる等、操作性や作業性が良好であるといった前記した本発明の奏する効果を享受することができる。なお、配管Ｐに対する穴明け方法は、前記した（Ａ）（２）に一例を載せたので、説明を省略する。

開口穴Ｈは、拡径化された配管（一方の配管Ｐ１）の拡径された部分（拡径部Ｗ）や、拡径されない配管（他方の配管Ｐ２）の所定の位置（例えば、端部やその近辺等。）に形成すればよいが、例えば、開口穴Ｈを拡径部Ｗに形成することにより、かかる開口穴Ｈが、後工程であるろう付け工程で、ろう材が接合対象部Ｊ（２本の配管Ｐ１，Ｐ２の端部の間隙等。）に適切に流し込まれたかを確認するための窓となるため好ましい。

（３）ガス導入工程：
ガス導入工程は、２本の配管Ｐ１，Ｐ２における一方の配管Ｐ１の拡径部Ｗが形成された端部に他方の配管Ｐ２の端部を挿入して、開口穴Ｈから非酸化性ガスを２本の配管の内部に導入し、充満させる工程である。２本の配管Ｐ１，Ｐ２の内部に非酸化性ガスを導入することによって、２本の配管Ｐ１，Ｐ２の内部が、酸素を含んだ空気から、空気と比較して酸化力の低い非酸化性ガスで置換されることになる。このように、配管Ｐ１，Ｐ２の内部が非酸化性ガスで置換されるので、後工程のろう付け接合工程において、配管Ｐ１，Ｐ２の内面に酸化皮膜が形成されることを防止することができるとともに、酸化皮膜の形成に起因して、空調設備の性能が低下したり、空調設備ないしそれらを構成する機器の故障の原因となったりするという問題を回避する。

２本の配管Ｐ１，Ｐ２は、一方の配管Ｐ１の拡径部Ｗが形成された端部に他方の配管Ｐ２の端部を挿入して組み合わされ、２本の配管Ｐ１，Ｐ２の端部の間隙が接合対象部Ｊとされる。図１３は、一方の配管Ｐ１の拡径部Ｗが形成された端部に他方の配管Ｐ２の端部を挿入した状態の一例（開口穴Ｈを一方の配管Ｐ１の拡径部Ｗに形成した例。）を示した図である。図１３にあるように、まず、拡径部Ｗが形成され、かかる拡径部Ｗに開口穴Ｈが明けられた一方の配管Ｐ１の端部に他方の配管Ｐ２を、他方の配管Ｐ２（の端部や胴部）により開口穴Ｈを隠さない（内部より塞がない）ように挿入した状態で、開口穴Ｈから非酸化性ガスを２本の配管Ｐ１，Ｐ２の内部に導入することが好ましい。

なお、他方の配管Ｐ２により開口穴Ｈを「隠さない」とは、例えば、拡径部Ｗに開口穴Ｈを形成した場合にあっては、開口穴Ｈから一方の配管Ｐ１の内部を覗いた際（開口穴Ｈから真下を覗くようにした際。以下同じ。）、他方の配管Ｐ２の壁面が見えない（確認できない）状態をいい、同様に、他方の配管Ｐ２により開口穴Ｈを「隠す」とは、開口穴Ｈから一方の配管Ｐ１の内部を覗いた際、他方の配管Ｐ２の壁面が見える（確認できる）状態をいう。

このように、他方の配管Ｐ２を、開口穴Ｈを隠さないように挿入した状態で非酸化性ガスを導入するようにすることにより、非酸化性ガスが外部に漏れることを抑えることができる。これに対して、非酸化性ガスを導入する前に、他方の配管Ｐ２により開口穴Ｈを隠すところまで挿入した場合には、導入した非酸化性ガスが拡径部Ｗと他方の配管Ｐ２の端部の間から漏れてしまう可能性がある。

そして、非酸化ガスの導入が終わったら、図１４に示すように、他方の配管Ｐ２の端部をさらに挿入し、他方の配管Ｐ２により開口穴Ｈを隠す（内部より塞ぐ）ようにすればよい。図１４は、図１３において、他方の配管Ｐ２の端部をさらに挿入した状態を示した図である。

他方の配管Ｐ２の端部を、他方の配管Ｐ２により開口穴Ｈを隠さないように挿入した状態で、開口穴Ｈから非酸化性ガスを２本の配管の内部に導入した後に、他方の配管Ｐ２の端部をさらに挿入することで他方の配管Ｐ２により開口穴Ｈを隠すようにすれば、開口穴Ｈの下方には他方の配管Ｐ２の壁面が存在することになる。その後のろう付け接合工程（後記）でろう付け部Ｂが形成された場合に、ろうが配管Ｐの内部に侵入することを防止することができる。一方、後記する図１５のように、開口穴Ｈを他方の配管Ｐ２に形成した場合には、開口穴Ｈの下方は他方の配管Ｐ２の内部となるため、ろう付け部が形成される際、開口穴Ｈからろうが配管Ｐ（他方の配管Ｐ２）の内部に侵入する可能性がある。

図１５は、一方の配管Ｐ１の拡径部Ｗが形成された端部に他方の配管Ｐ２の端部を挿入した状態の他の例（開口穴Ｈを他方の配管Ｐ２に形成した例。）を示した図である。図１５は、開口穴Ｈを他方の配管Ｐ２に形成した例であり、他方の配管Ｐ２に形成された開口穴Ｈが一方の配管Ｐ１により隠れない状態で組み合わされており、この状態で非酸化性ガスを２本の配管Ｐ１，Ｐ２の内部に導入することが好ましい。

本工程で使用可能な非酸化性ガスとしては、窒素ガス、アルゴンガス等の不活性ガス、燃焼ガス（排気ガス）等を用いることができる。温度が高い燃焼ガス（排気ガス）を導入すれば、ろう付け部分も予熱されることになる。また、燃焼ガス（排気ガス）を導入することにより、設置箇所に窒素ボンベを持参する必要もない等、作業の効率化を図ることができる。

なお、ガス導入工程及びろう付け接合工程においては、２本の配管Ｐ１，Ｐ２における開放端（接合されない側の端のこと。以下同じ。）に、所定の孔が形成された図示しない栓が取り付けられていることが好ましい。かかる栓を取り付けることにより、２本の配管Ｐ１，Ｐ２の内部に外気（空気）が導入されるのを抑えながら、２本の配管Ｐ１，Ｐ２の内部に非酸化性ガスを効率よく導入することができる。かかる栓は、開放端に所定のテープを貼付して、かかるテープに所定の孔を形成するようにしてもよい。

（４）ろう付け接合工程：
ろう付け接合工程は、ろう付けにより、２本の配管Ｐ１，Ｐ２を接合することに加え前記開口穴Ｈを閉塞するものである。ろう付けは、２本の配管Ｐ１，Ｐ２の接合対象部Ｊ（２本の配管Ｐ１，Ｐ２の端部の間隙等。図１２、図１４及び図１５を参照。）に、溶融状態のろう材を流し込み、冷却することによってろう付け部Ｂを形成することにより実施される。図１６は、図１４に示した構成に対してろう付けを行った例を示した図、図１７は、図１５に示した構成に対してろう付けを行った例を示した図である。

また、溶融状態のろう材は、外部に現れた開口穴Ｈにも流し込まれ、開口穴Ｈも閉塞される。これにより、開口穴Ｈの存在による密閉度等の劣化もない。

なお、ろう材によるろう付けは、例えば、２本の配管Ｐ１，Ｐ２の端部が組み合わされている部分及びその周辺をバーナー等で加熱した状態等で実施すれば、ろう材が効率よく溶融状態となり好ましい。

以上説明したように、本発明に係る配管Ｐの接合方法は、２本の配管Ｐ１，Ｐ２がろう付けにより接合されるため、配管Ｐ１，Ｐ２同士がろう付け部Ｂを介して強固に接合されるとともに、穴明け工程において、本発明に係る配管用穴明け工具１により配管Ｐ１，Ｐ２に開口穴Ｈを形成しているため、操作性や作業性が良好であるとともに、バリが生じにくく、穴明け時の削りカスやバリのカスが配管Ｐ１、Ｐ２の外部に排出され、これらが配管Ｐ１、Ｐ２の内部に残ることを防止できるという前記した本発明の効果を享受することができる。そして、ガス導入工程において、２本の配管Ｐ１、Ｐ２の内部が非酸化性ガスで置換されるので、後工程のろう付け接合工程において、配管Ｐ１、Ｐ２の内面に酸化皮膜が形成されることを防止することができるとともに、酸化皮膜の形成に起因して、空調設備の性能が低下したり、空調設備ないしそれらを構成する機器の故障の原因となったりするという問題を回避する。

なお、以上説明した態様は、本発明の一態様を示したものであって、本発明は、前記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の構成を備え、目的及び効果を達成できる範囲内での変形や改良が、本発明の内容に含まれるものであることはいうまでもない。また、本発明を実施する際における具体的な構造及び形状等は、本発明の目的及び効果を達成できる範囲内において、他の構造や形状等としても問題はない。本発明は前記した各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形や改良は、本発明に含まれるものである。

例えば、前記した実施形態では、台座部１１をボルト１５により本体部１３に固定して一体化した態様を示したが、例えば、台座部１１と本体部１３を１つの部材で一体的に形成する等、ボルト１３を用いずに台座部１１と本体部１３を一体化してもよい。

また、配管Ｐの接合方法において、他方の配管Ｐ２に開口穴Ｈを形成した場合として、図１５及び図１７に示すように、他方の配管Ｐ２に形成した開口穴Ｈが外部に現れた状態でろう付けを行った例を挙げて説明したが、例えば、図１５の状態で、開口穴Ｈから非酸化性ガスを導入した後、他方の配管Ｐ２の端部をさらに挿入し、開口穴Ｈが一方の配管Ｐ１の拡径部Ｗで見えなくなった（外部に現れない）状態で、ろう付け接合工程を行うようにしてもよい。

なお、本発明に係る配管Ｐの接合は、２本の配管Ｐ１，Ｐ２の接合を前提とされているが、３本以上の配管Ｐを接合する際にも用いることができ、本発明の範囲にも含まれるものである。

その他、本発明の実施の際の具体的な構造及び形状等は、本発明の目的を達成できる範囲で他の構造等としてもよい。

本発明は、空調設備に用いられる銅管等の配管の接合手段として有利に使用することができ、産業上の利用可能性は高いものである。

１ 配管用穴明け工具（穴明け工具）
１１ 台座部
１２ 凸刃
１３ 本体部
１４ 位置決め部
１５ ボルト
１６ 目盛り部
２１ ダイ
２２ 凹部
２３ ダイ固定部
２４ 移動部
２５ 支点部
２５１ ネジ
２６ 固定ピン
２７ 固定ピン移動穴
２８ 削りカス除去部材
２８１ 棒状部材
２８２ 貫通孔
３ 固定ハンドル部
３１ 固定ハンドル部の持ち手側
４ 移動ハンドル部
４１ 移動ハンドル部の持ち手側
４２ 移動ハンドル部の先端
Ｂ ろう付け部
Ｗ 拡径部
Ｈ 穴（開口穴）
Ｊ 接合対象部
Ｌ 拡径部の長さ
Ｐ 配管
Ｐ１ 一方の配管（拡径部が形成される配管）
Ｐ２ 他方の配管（拡径部が形成されない配管）

Claims (8)

1. 配管の壁面に穴を明けるための配管用穴明け工具であって、
   前記配管を挿入可能な、棒状の台座部と、
   前記台座部に、先端を上方に向けて取り付けられる突起状の凸刃と、
   穴明け対象の前記配管の壁面を、前記凸刃との間で挟むために、前記凸刃の上方で当該凸刃と対面し、当該凸刃を嵌合可能な凹部を備えたダイと、
   前記ダイを前記凸刃に対して遠近自在に上下させることが可能な、棒状部材または板状部材からなる一対のハンドル部と、
   を備えることを特徴とする配管用穴明け工具。
2. 前記一対のハンドル部が、前記台座部を固定する本体部に固定される固定ハンドル部と、前記本体部に支点部を介して取り付けられ、当該支点部を支点とし、先端が回動自在とされた移動ハンドル部と、を備え、
   前記移動ハンドル部の先端と前記ダイが一体化されており、
   前記移動ハンドル部の先端の回動が、前記ダイの上下運動となって、前記ダイが前記凸刃に対して遠近自在に上下されることを特徴とする請求項１に記載の配管用穴明け工具。
3. 前記移動ハンドル部の先端と前記ダイは、前記上下運動に対して直交する方向に、前記本体部に形成された固定ピン移動穴の内部に配置される固定ピンを介して一体化され、
   前記移動ハンドル部の先端の回動が前記固定ピンの上下運動とされ、
   当該固定ピンの上下運動により、前記ダイが上下されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の配管用穴明け工具。
4. 前記台座部が略円柱形状であり、外径がφ４〜１２ｍｍであることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の配管用穴明け工具。
5. 前記凸刃が略円柱形状であることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の配管用穴明け工具。
6. ２本の配管の端部同士をろう付けで接合する配管の接合方法であって、
   接合しようとする２本の配管のうち、一方の配管の端部に拡径化された拡径部が形成されており、
   前記２本の配管の一方に対して、請求項１ないし請求項５のいずれに記載の配管用穴明け工具を用いて、外部に現れる開口穴を明ける穴明け工程と、
   前記２本の配管のうち一方の配管の拡径部が形成された端部に他方の配管の端部を挿入し、前記開口穴から非酸化性ガスを前記２本の配管の内部に導入するガス導入工程と、
   ろう付けにより前記２本の配管の端部同士を接合するとともに、前記開口穴を閉塞するろう付け接合工程と、
   を含むことを特徴とする配管用穴明け工具を用いた配管の接合方法。
7. 前記穴明け工程における穴明けが、前記拡径部になされることを特徴とする請求項６に記載の配管用穴明け工具を用いた配管の接合方法。
8. 前記ガス導入工程における、前記２本の配管のうち一方の配管の拡径部が形成された端部に、他方の配管の端部を、前記他方の配管により前記開口穴を隠さないように挿入し、
   前記開口穴から非酸化性ガスを前記２本の配管の内部に導入した後、前記他方の配管の端部をさらに挿入し、前記他方の配管により前記開口穴を隠すようにすることを特徴とする請求項７に記載の配管用穴明け工具を用いた配管の接合方法。

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