特開 2022-170096 切断装置および切断方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022170096

(43)【公開日】2022-11-10

(54)【発明の名称】切断装置および切断方法

(51)【国際特許分類】

   B26D 3/16 20060101AFI20221102BHJP

   B23D 21/00 20060101ALI20221102BHJP

   B26D 7/02 20060101ALI20221102BHJP

   B26D 1/02 20060101ALI20221102BHJP

   B26D 1/14 20060101ALI20221102BHJP

【ＦＩ】

B26D3/16 A

B23D21/00 520Z

B23D21/00 520B

B26D7/02 E

B26D1/02 C

B26D1/14 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021075988

(22)【出願日】2021-04-28

(71)【出願人】

【識別番号】509306971

【氏名又は名称】岩井 靖憲

(71)【出願人】

【識別番号】520072763

【氏名又は名称】岩井 裕一

(74)【代理人】

【識別番号】100174816

【弁理士】

【氏名又は名称】永田 貴久

(72)【発明者】

【氏名】岩井 靖憲

(72)【発明者】

【氏名】岩井 裕一

【テーマコード（参考）】

3C021

3C027

【Ｆターム（参考）】

3C021CC02

3C027MM03

3C027MM07

(57)【要約】      （修正有）

【課題】径が大きい樹脂管や鋳鉄管等であっても、短時間で容易に切断可能な切断装置を提供する。
【解決手段】管を切断するための切断装置１００であって、管を載置させた状態で回転することにより当該管を回転させるローラー部材１１０と、ローラー部材１１０を回転させるモーター１２０と、管に接触する方向へ移動可能な回転刃１３０と、回転刃１３０が管に接触する箇所の当該管の同一円周上のいずれかの箇所を切削可能な切削刃１４０と、を備えることを特徴とする。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

管を切断するための切断装置であって、
前記管を載置させた状態で回転することにより当該管を回転させるローラー部材と、
前記ローラー部材を回転させるモーターと、
前記管に接触する方向へ移動可能な回転刃と、
前記回転刃が前記管に接触する箇所の当該管の同一円周上のいずれかの箇所を切削可能な切削刃と、を備えることを特徴とする切断装置。

【請求項2】

前記管の内側を押圧する押圧部材を備えていることを特徴とする請求項１に記載の切断装置。

【請求項3】

前記ローラー部材は、表面にローレット加工が施されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の切断装置。

【請求項4】

前記回転刃は、前記管に対して略垂直に配置される円盤形状であることを特徴とする請求項１～請求項３のいずれかに記載の切断装置。

【請求項5】

前記回転刃は、貫通孔を有していることを特徴とする請求項４に記載の切断装置。

【請求項6】

前記ローラー部材は、１対のベアリング間に軸支されている支持部材に固定されており、当該支持部材は少なくとも２本設けられていることを特徴とする請求項５に記載の切断装置。

【請求項7】

前記支持部材は、２軸のギア間を通るチェーン部材で連結されていることを特徴とする請求項６に記載の切断装置。

【請求項8】

前記管を上方から押さえる上押圧部材を備えることを特徴とする請求項１～請求項７のいずれかに記載の切断装置。

【請求項9】

管を切断する切断装置が実行する切断方法であって、
前記管を回転させるローラー部材に当該管を載置する載置工程と、
前記ローラー部材を回転させることによって当該ローラー部材に載置した管を回転させる回転工程と、
前記回転する管に回転刃を接触させて切れ込みを入れる回転刃制御工程と、
前記回転刃によって設けられた切れ込みの箇所に切削刃を接触させて前記管を切削する切削刃制御工程と、を含むことを特徴とする切断方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、樹脂管や鋳鉄管等の管を切断する切断装置および切断方法に関する。

【背景技術】

【0002】

一般的に、樹脂管や鋳鉄管等は、水道管、下水道における種々の管、ガス管、および灌漑用水管など幅広い分野に使用されている。

【0003】

一方で、このような樹脂管や鋳鉄管等は、施工時および廃棄時等において、加工や切断に時間がかかるという問題が指摘されている。

【0004】

そこで、グラインダーの刃で樹脂製の管等を切断するパイプ切断用治具が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】実用新案登録第３１０５３６５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、特許文献１に記載のパイプ切断用治具は、肉厚が薄い樹脂管を切断するものであるため、径が大きい（肉厚が厚い）樹脂管や鋳鉄管等に使用した場合、切断するのが困難であった。具体的には、径が大きい樹脂管の場合、グラインダーの刃が途中までしか喰い込まないため切断できない。また、鋳鉄管等の場合、表面を削って溝のようなものができる程度で切断することができなかった。

【0007】

それ故に、本発明は、上記のような課題に鑑みてなされたものであって、本発明の目的の１つは、径が大きい樹脂管や鋳鉄管等であっても、短時間で容易に切断可能な切断装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記目的を達成するために、本発明は、少なくとも以下のような構成を備え、もしくは手順を実行する。なお、以下の説明において、本発明の理解を容易にするために図面に示されている符号等を付記する場合があるが、本発明の各構成要素は、図面に示されているものに限定されるものではなく、当業者が技術的に理解しうる範囲にまで広く解釈されるべきものである。

【0009】

本発明の一局面に係る切断装置は、管を切断するための切断装置であって、前記管を載置させた状態で回転することにより当該管を回転させるローラー部材と、前記ローラー部材を回転させるモーターと、前記管に接触する方向へ移動可能な回転刃と、前記回転刃が前記管に接触する箇所の当該管の同一円周上のいずれかの箇所を切削可能な切削刃と、を備えることを特徴とする。
かかる構成により、径が大きい樹脂管や鋳鉄管等であっても、短時間で容易に切断することができる。これは、回転刃と切削刃の両方を使用するためである。具体的には、回転刃が管の表面に溝のような切り目を入れる。そして、切削刃によって溝のように切り目の部分を削っていくことにより、短時間で容易に切断することができる。なお、回転刃は、切り目を入れるだけではなく、切り目の箇所を通るので、一種のガイドレールとしての役目も果たしている。

【0010】

また、好ましくは、前記管が回転する際、当該管の内側を押圧する押圧部材を備えていることを特徴とする。
かかる構成により、管を安定して回転させることができる。

【0011】

また、好ましくは、前記ローラー部材は、表面にローレット加工が施されていることを特徴とする。
かかる構成により、より確実に管を回転させることができる。これは、管が回転する際にローラー部材の上で管が滑るのを防止することができるためである。

【0012】

また、好ましくは、前記回転刃は、前記管に対して略垂直に配置される円盤形状であることを特徴とする。
かかる構成により、管が左右にズレたりすることなく一定の箇所をスムーズに回転するため、短時間で容易に切断することができる。

【0013】

また、好ましくは、前記回転刃は、貫通孔を有していることを特徴とする。
かかる構成により、摩擦熱等により発生した回転刃の温度上昇を抑えることができる。

【0014】

また、好ましくは、前記ローラー部材は、１対のベアリング間に軸支されている支持部材に固定されており、当該支持部材は少なくとも２本設けられていることを特徴とする。
かかる構成により、安定して管を載置することができるため、安定して管を回転させることができる。

【0015】

また、好ましくは、前記支持部材は、２軸のギア間を通るチェーン部材で連結されていることを特徴とする。
かかる構成により、よりスムーズに管を切断することができる。これは、２軸のギアを設けることによって、各ローラー部材の速度を調節することで管をスムーズに回転させることができるためである。また、モーターが一つであっても全てのローラー部材を回転させることができるため構造をよりシンプルにすることができる。

【0016】

また、本発明の一局面に係る切断方法は、管を切断する切断装置が実行する切断方法であって、前記管を回転させるローラー部材に当該管を載置する載置工程と、前記ローラー部材を回転させることによって当該ローラー部材に載置した管を回転させる回転工程と、前記回転する管に回転刃を接触させて切れ込みを入れる回転刃制御工程と、前記回転刃によって設けられた切れ込みの箇所に切削刃を接触させて前記管を切削する切削刃制御工程と、を含むことを特徴とする。
かかる構成により、径が大きい樹脂管や鋳鉄管等であっても、短時間で容易に切断することができる。

【発明の効果】

【0017】

以上のように、本発明によれば、径が大きい樹脂管や鋳鉄管等であっても、短時間で容易に切断可能な切断装置および切断方法を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明の一実施形態に係る切断装置１００を示す斜視図である。

【図2】本発明の一実施形態に係る切断装置１００に樹脂管１０を配置した状態を示す斜視図である。

【図3】本発明の一実施形態に係る切断装置１００の押圧部材１５０が樹脂管１０を押圧している様子を示す図である。

【図4】樹脂管１０を載置するための台座１７０を示す図である。

【図5】樹脂管１０を載置するための台座１７０の配置を示す図である。

【図6】本発明の一実施形態に係る切断装置１００によって樹脂管１０を切断する様子を示す図である。

【図7】本発明の一実施形態に係る切断装置１００のチェーン部材の配置を示す図である。

【図8】本発明の一実施形態に係る切断装置１００の回転刃の形状を示す図である。

【図9】本発明の一実施形態に係る切断装置１００が実行する切断方法Ｓ２００の処理の流れを示すフローチャートである。

【図10】樹脂管１０を上方から押さえる上押圧部材１８０を取り付けた状態を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、本発明の各実施形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。なお、以下で説明する実施形態は、あくまで、本発明を実施するための具体的な一例を挙げるものであって、本発明を限定的に解釈させるものではない。

【0020】

図１は、本発明の一実施形態に係る切断装置１００を示す斜視図であり、図２は、本発明の一実施形態に係る切断装置１００に樹脂管１０を配置した状態を示す斜視図である。図１および図２において、切断装置１００は、ローラー部材１１０と、モーター１２０と、回転刃１３０と、切削刃１４０とを備えており、押圧部材１５０によって樹脂管１０を保持している。なお、ローラー部材１１０は、一対のベアリング１６０の間に軸支されている支持部材１６１に固定されており、当該支持部材１６１は、２軸のギア１６２の間を通るチェーン部材１６３で連結されている。

【0021】

ローラー部材１１０は、円筒型の形状をしており４本設けられている。ローラー部材１１０が４本であると、より安定して樹脂管１０を載置することができる。なお、ローラー部材１１０は、２本でも樹脂管１０を載置することができるため２本でも構わない。

【0022】

ローラー部材１１０の表面には、ローレット加工が施されているため、樹脂管１０が滑りにくい構造となっている。これにより、ローラー部材１１０が回転した際、樹脂管１０が空回りするのを防止している。なお、ローレット加工とは、表面部分に細かい凹凸の加工を施すことである。

【0023】

モーター１２０は、ローラー部材１１０を回転させるものである。具体的には、モーター１２０が一対のベアリング１６０の間に軸支されている支持部材１６１を回転させることにより、支持部材１６１に固定されているローラー部材１１０が回転する仕組みとなっている。モーター１２０は市販品であり、１分間に約７０回転するものである。モーター１２０に直接繋がっている支持部材１６１は、１分間に約７０回転するが、もう片方の支持部材１６１は１分間に６３回転する。モーター１２０と直接繋がっていない支持部材１６１は、２軸のギア１６２の間を通るチェーン部材１６３により回転数を下げて回転するためである。このように、片方の支持部材１６１の回転速度を調節（遅く）することにより、樹脂管１０をより確実に回転させている。

【0024】

回転刃１３０は、回転刃保持具１３１に保持されており、第１締付具１３２によって角度を変更することができる。具体的には、第１締付具１３２に設けられた取手部分を回転させることで回転刃保持具１３１を動かすことができる構造となっている。これによって、回転刃１３０を樹脂管１０に接触する方向に移動することが可能となっており、回転刃１３０で樹脂管１０に切れ込みを入れることができる。また、回転刃保持具１３１は、第１支柱１３３に支持されており、高さを自由に設定することができる。

【0025】

切削刃１４０は、切削刃固定具１４１に固定されており、回転刃１３０と対向する位置に配置されている。切削刃固定具１４１は、第２締付具１４２によって角度を変更することができる。具体的には、第２締付具１４２を回転させることで切削刃固定具１４１の角度を調節することができる。これによって、切削刃１４０を樹脂管１０に喰い込ませるように動かすことが可能となっている。また、切削刃１４０は、回転刃１３０が切れ込みを入れた箇所を切削する刃であるため、回転刃１３０と樹脂管１０とが接触する箇所の同一円周上のいずれかの箇所に移動可能なように配置する必要がある。回転刃１３０と切削刃１４０とを樹脂管１０の同一円周上に移動可能なように配置することで両方の刃（回転刃１３０と切削刃１４０）で切断することができるため、径が大きい樹脂管１０や鋳鉄管等であっても、短時間で容易に切断することができる。

【0026】

切削刃１４０は、彫刻刀の平刀のような形状をしており、超硬合金で形成されている。超硬合金で形成されているため、樹脂管１０だけではなく、鋳鉄管等でも削ることができる。

【0027】

押圧部材１５０は、円筒型の形状をしており、樹脂管１０の内部を押圧している。押圧部材１５０は円筒形の形状をしているため、樹脂管１０が回転するのと連動して回転する構造となっている。これにより、樹脂管１０が回転した際でも樹脂管１０が左右にブレないように保持している。

【0028】

押圧部材１５０の押圧する力は、第３締付具１５１によって調節することができる。具体的には、第３締付具１５１を回転させることによって押圧する力を調節することができる。

【0029】

図３は、本発明の一実施形態に係る切断装置１００の押圧部材１５０が樹脂管１０を押圧している様子を示す図である。図３のように押圧部材１５０が樹脂管１０を押圧し保持している。なお、図３において示す樹脂管１０は、切断された後の樹脂管１０を記載している。また、図３において各部材が回転する方向について矢印を記載して示している。

【0030】

図４は、樹脂管１０を載置するための台座１７０を示す図であり、図５は、台座１７０の配置位置の一例を示す図である。台座１７０を使用することにより、樹脂管１０が長い場合であっても樹脂管１０の両端を支えることができる。これにより、切断装置１００が傾いたり、倒れたりするのをより確実に防ぐことができる。なお、台座１７０は高さを調節することができるため、使用する際、適時高さを調節すれば良い。

【0031】

図６は、本発明の一実施形態に係る切断装置１００によって樹脂管１０を切断する様子を示す図である。回転刃１３０および切削刃１４０を樹脂管１０の中心軸Ｏの方向に動かすことによって、回転刃１３０および切削刃１４０を樹脂管１０に喰い込ませることができる。回転刃１３０および切削刃１４０が樹脂管１０に喰い込むとその箇所に溝ができる。回転刃１３０はその溝の箇所に嵌り込み、ガイドレールの役目も果たす。その状態で切削刃１４０をさらに中心軸Ｏの方向に動かすことによって溝の箇所を削りとっていくことによって樹脂管１０を切断することができる。なお、樹脂管１０の中心軸Ｏとは、樹脂管１０の長手方向に対して垂直な断面における中心となる軸のことを示している。

【0032】

図７は、本発明の一実施形態に係る切断装置１００のチェーン部材１６３の配置を示す図である。チェーン部材１６３は、２本の支持部材１６１を連結しており、片方の支持部材１６１が回転するともう片方の支持部材１６１を回転させるものである。なお、チェーン部材１６３は、２軸のギア１６２の間を通っていることにより、支持部材１６１の回転速度を調節している。これにより、各ローラー部材１１０の速度を調節することができる結果、より確実に樹脂管１０を回転させることができる。

【0033】

次に、図８によって回転刃１３０の構造を詳細に説明する。図８は、本発明の一実施形態に係る切断装置１００の回転刃１３０の形状を示す図である。回転刃１３０は、円盤形状をしている。回転刃１３０は、樹脂管１０に対して略垂直に配置され、当該樹脂管１０の外周面の表面に喰い込んでいく刃部分の角度は１０度程度である。なお、回転刃１３０の刃部分の角度としては、１０度～２０度が好ましい。回転刃１３０の刃部分の肉厚が薄いと破損し易くなるが、樹脂管１０の外周面の表面に喰い込んでいく際の抵抗が小さくなり、樹脂管１０の切断時間を短縮することができる。回転刃１３０の刃部分の角度は、切断対象となる管の厚さおよび素材による強度等に応じて、適切なものを選択すればよい。また、回転刃１３０に焼き入れを施すことによって強度を増しておけば、刃部分の角度が１０度の肉厚が薄い刃でも破損する可能性を軽減することができる。

【0034】

なお、回転刃１３０は貫通孔１３４を有しても良い。回転刃１３０が樹脂管１０に喰い込んでいくと摩擦により回転刃１３０の温度が上昇する。それによって回転刃１３０が痛む要因となるため、貫通孔１３４を設けて熱を逃がす構造としても構わない。

【0035】

図９は、本発明の一実施形態に係る切断装置１００が実行する切断方法Ｓ２００の流れを示すフローチャートである。図９において、切断装置１００が実行する切断方法Ｓ２００は、載置工程Ｓ２１０と、回転工程Ｓ２２０と、回転刃制御工程Ｓ２３０と、切削刃制御工程Ｓ２４０と、を含む。これらの工程によって、樹脂管１０を切断する。なお、回転刃１３０および切削刃１４０は、樹脂管１０が切断されるまで中心軸Ｏの方向に動くよう制御し続ける。

【0036】

載置工程Ｓ２１０では、ローラー部材１１０に樹脂管１０を載置する。また同時に、押圧部材１５０を樹脂管１０の内部に配置する。なお、押圧部材１５０の圧力は、第３締付具１５１によって調整できるため、適切な圧力がかかるように調節を行う。また、樹脂管１０が長い場合、必要に応じて台座１７０を使用する。

【0037】

回転工程Ｓ２２０では、モーター１２０によってローラー部材１１０を回転させ、当該ローラー部材１１０に載置した樹脂管１０を回転させる。

【0038】

回転刃制御工程Ｓ２３０では、回転する樹脂管１０の中心軸Ｏの方向に回転刃１３０を動かすよう制御し、樹脂管１０に切れ込みを入れる。具体的には、第１締付具１３２のハンドル部分を回転させ回転刃保持具１３１を動かすことによって回転刃１３０を樹脂管１０の中心軸Ｏの方向に動かして樹脂管１０に接触させて切れ込みを入れる。さらに回転刃１３０を樹脂管１０の中心軸Ｏの方向に動かすことによって回転刃１３０を樹脂管１０により喰い込ませていくことができる。なお、樹脂管１０の径が小さい場合（直径が１００ｍｍ以下）であれば、回転刃１３０だけで切断することができる。なお、直径が２００ｍｍ以上の樹脂管１０であると回転刃１３０だけでは切断することができず切削刃１４０も用いて切断する。直径が２００ｍｍ以上の樹脂管１０であると回転刃１３０だけでは切断することができないが、回転刃１３０が一定程度喰い込むため、回転刃１３０は樹脂管１０の同一円周上を通り続けることになる。換言すれば、回転刃１３０がガイドレールの役目を果たす。

【0039】

切削刃制御工程Ｓ２４０では、回転刃１３０によって設けられた切れ込みの箇所に切削刃１４０を接触させて樹脂管１０を切削するように切削刃１４０を制御している。具体的には、第２締付具１４２を動かすことによって切削刃１４０を樹脂管１０の中心軸Ｏの方向に動かすことによって、回転刃１３０によって設けられた切れ込みの箇所に切削刃１４０を動かしている。これによって切削刃１４０により、樹脂管１０を切削することができる。切削刃１４０によって、溝を形成するように樹脂管１０を切削することによって樹脂管１０を切断することができる。また、樹脂管１０が回転している際、回転刃１３０が一種のガイドレールの役目を果たしているため、同じ箇所を切削することができる。

【0040】

図１０は、樹脂管１０を上方から押さえる上押圧部材１８０を取り付けた状態を示す図である。上押圧部材１８０を設けることでローラー部材１１０に載置した樹脂管１０をより確実に保持することができる。なお、上押圧部材１８０は、第２支柱１８１に取り付けられている。

【0041】

本実施形態では、切断する対象を樹脂管１０としたが、切断する対象の管はこれに限定されるものではなく、例えば、鋳鉄管、鋼鉄管などであっても構わない。本発明の一実施形態に係る切断装置１００および切断方法Ｓ２００は、水道管、下水道における種々の管、ガス管、および灌漑用水管など幅広い分野に利用することができることは言うまでもない。

【0042】

なお、本実施形態では、管の切断装置１００として説明してきたが、管同士を溶接する際に使用しても構わない。具体的には、２つの管を載置し、継ぎ目を溶接する。管を回転させると溶接しやすいためである。

【0043】

以上、本発明の各実施形態についての具体的な説明を行った。上記説明は、あくまで一実施形態としての説明であって、本発明の範囲はこの一実施形態に留まらず、当業者が把握可能な範囲にまで広く解釈されるものである。

【産業上の利用可能性】

【0044】

本発明は、水道管、下水道における種々の管、ガス管、および灌漑用水管の切断等に有用である。

【符号の説明】

【0045】

１０ 樹脂管
１００ 切断装置
１１０ ローラー部材
１２０ モーター
１３０ 回転刃
１３１ 回転刃保持具
１３２ 第１締付具
１３３ 第１支柱
１３４ 貫通孔
１４０ 切削刃
１４１ 切削刃固定具
１４２ 第２締付具
１５０ 押圧部材
１５１ 第３締付具
１６０ ベアリング
１６１ 支持部材
１６２ ２軸のギア
１６３ チェーン部材
１７０ 台座
１８０ 上押圧部材
１８１ 第２支柱
Ｓ２００ 切断方法
Ｓ２１０ 載置工程
Ｓ２２０ 回転工程
Ｓ２３０ 回転刃制御工程
Ｓ２４０ 切削刃制御工程
Ｏ 中心軸

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】