特開 2022-72545 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】P2022072545

(43)【公開日】2022-05-17

(54)【発明の名称】切断装置および切断方法

(51)【国際特許分類】

   B23D 21/00 20060101AFI20220510BHJP

   B26D 3/16 20060101ALN20220510BHJP

【ＦＩ】

B23D21/00 510A

B23D21/00 510C

B26D3/16 D

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020182047

(22)【出願日】2020-10-30

(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

(57)【要約】      （修正有）

【課題】切断時の騒音や破片の飛散が少なく、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】本発明の切断装置は、管１０を切断する切断装置であって、管１０の外周面に沿って取り付けられる構造であって、ブレード１１１とブレード１１１を保持するブレード保持具１１２とを備える切断機構部１１０と、切断機構部１１０を管１０の外周に沿って移動させる駆動装置１２０と、ブレード保持具１１２を動かすことにより、ブレード１１１を管１０に喰い込むように管１０の中心側に向かって動くよう制御する制御機構部１３０と、を備えることを特徴とする切断装置。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

管を切断する切断装置であって、
前記管の外周面に沿って取り付けられる構造であって、ブレードと前記ブレードを保持するブレード保持具とを備える切断機構部と、
前記切断機構部を前記管の外周に沿って移動させる駆動装置と、
前記ブレード保持具を動かすことにより、前記ブレードを前記管に喰い込むように前記管の中心側に向かって動くよう制御する制御機構部と、を備えることを特徴とする切断装置。

【請求項2】

前記制御機構部は、前記切断機構部が前記管の外周に沿って移動するに伴って回転する回転板であり、前記回転板は、前記ブレード保持具と螺合可能なネジ部を有し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】

前記切断機構部が前記管の外周に沿って移動するに伴って、前記回転板と接触することで前記回転板を回転させる回転支持具を備えることを特徴とする請求項２に記載の切断装置。

【請求項4】

前記ブレードは、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１～３のいずれかに記載の切断装置。

【請求項5】

前記切断機構部を構成するプレートは、前記管に対して略垂直に配置され、前記管の外周に沿って湾曲している形状であることを特徴とする請求項１～４のいずれかに記載の切断装置。

【請求項6】

前記プレート間には、連結具が設けられていることを特徴とする請求項１～５のいずれかに記載の切断装置。

【請求項7】

前記駆動装置は油圧ポンプであって、前記油圧ポンプのピストンロッドが伸縮することによって前記切断機構部を前記管の外周に沿って回転させることを特徴とする請求項１～６のいずれかに記載の切断装置。

【請求項8】

前記油圧ポンプは、前記切断機構部に引っ掛けるためのフック部を有していることを特徴とする請求項７に記載の切断装置。

【請求項9】

前記切断機構部に軸支され、前記プレートの幅より大きく、前記ブレードの直径より小さい、前記管の外周面を転動可能な規制部材を備えることを特徴とする請求項１～８のいずれかに記載の切断装置。

【請求項10】

管を切断する切断装置が実行する切断方法であって、
ブレードと前記ブレードを軸支するブレード保持具とを備える切断機構部を前記管の外周面に取り付ける取付け工程と、
駆動装置によって、前記切断機構部を前記管の外周面に沿って移動させる駆動工程と、
制御機構部によって、前記切断機構部を前記管の外周面に沿って回転させるに伴って前記ブレード保持具を動かすことにより、前記ブレードが前記管に喰い込むように前記管の中心側に動くよう制御する制御工程と、を含み、
前記駆動工程と前記制御工程とを繰り返すことによって前記管を切断する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、鋳鉄管および鋼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、鋳鉄管および鋼鉄管は、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。近年では、強靭性が高く衝撃にも強いことから、ダクタイル鋳鉄管が広く普及している。

【0003】

一方で、このような鋳鉄管および鋼鉄管は、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、作用点、力点、および支点の関係を利用したシンプルな構造で、鋳鉄管を切断可能な切断装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。また、解体作業機に取り付けられている破砕装置においても、上記シンプルな構造が採用されている（特許文献２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】実用新案登録第３１９３１３０号公報

【特許文献2】特開２００５‐２９０７３３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に記載の鋳鉄管の切断装置は、作用点、力点、および支点の関係を利用したシンプルな構造、つまり管を挟み込んで破砕する形で切断するため、切断時の騒音や破片が飛散するなどの問題が生じていた。

【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、切断時の騒音や破片の飛散が少なく、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、管を切断する切断装置であって、前記管の外周面に沿って取り付けられる構造であって、ブレードと前記ブレードを保持するブレード保持具とを備える切断機構部と、前記切断機構部を前記管の外周に沿って移動させる駆動装置と、前記ブレード保持具を動かすことにより、前記ブレードを前記管に喰い込むように前記管の中心側に向かって動くよう制御する制御機構部と、を備えることを特徴とする切断装置。
かかる構成により、本発明の一局面に係る切断装置は、切断時の騒音や破片の飛散が少なく、短時間で容易に切断することができる。

【0010】

また、好ましくは、前記制御機構部は、前記切断機構部が前記管の外周に沿って移動するに伴って回転する回転板であり、前記回転板は、前記ブレード保持具と螺合可能なネジ部を有していることを特徴とする。
かかる構成により、本発明の一局面に係る切断装置は、切断機構部が回転するに伴って回転板を回転させることにより、ブレードを管に喰い込ませることができる。換言すれば、切断機構部を回転させるだけで管を切断できるため、半自動的切断装置と言える。これは、ブレード保持具と螺合する回転板が回転することにより、ブレードを保持するブレード保持具を動かすことができるためである。

【0011】

また、好ましくは、前記切断機構部が前記管の外周に沿って移動するに伴って、前記回転板と接触することで前記回転板を回転させる回転支持具を備えることを特徴とする。
かかる構成により、本発明の一局面に係る切断装置は、より簡易に回転板を回転させることができる。これは、回転板に接触するように回転支持具を設置するだけでよく、他の動力等を設ける必要がないためである。

【0012】

また、好ましくは、前記ブレードは、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、本発明の一局面に係る切断装置は、ブレードは管の外周面をスムーズに転動するため、切断時の騒音や破片の飛散が少なく、より確実に、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、前記切断機構部を構成するプレートは、前記管に対して略垂直に配置され、前記管の外周に沿って湾曲している形状であることを特徴とする。
かかる構成により、本発明の一局面に係る切断装置は、プレートが湾曲している形状のため、ブレードの転動を阻害することを軽減し、より確実に管を切断することができる。

【0014】

また、好ましくは、前記プレート間には、連結具が設けられていることを特徴とする。
かかる構成により、本発明の一局面に係る切断装置は、強度を向上させることができる。

【0015】

また、好ましくは、前記駆動装置は油圧ポンプであって、前記油圧ポンプのピストンロッドが伸縮することによって前記切断機構部を前記管の外周に沿って回転させることを特徴とする。
かかる構成により、本発明の一局面に係る切断装置は、切断時の騒音を軽減することができるとともに、小型化も実現できる。

【0016】

また、好ましくは、前記油圧ポンプは、前記切断機構部に引っ掛けるためのフック部を有していることを特徴とする。
かかる構成により、本発明の一局面に係る切断装置は、より確実に切断機構部を回転させることができる。

【0017】

また、好ましくは、前記切断機構部に軸支され、前記プレートの幅より大きく、前記ブレードの直径より小さい、前記管の外周面を転動可能な規制部材を備えることを特徴とする。
かかる構成により、本発明の一局面に係る切断装置は、規制部材によってプレートがブレードの転動を阻害することを軽減するため、より確実に管を切断することができる。

【0018】

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、ブレードと前記ブレードを軸支するブレード保持具とを備える切断機構部を前記管の外周面に取り付ける取付け工程と、駆動装置によって、前記切断機構部を前記管の外周面に沿って移動させる駆動工程と、制御機構部によって、前記切断機構部を前記管の外周面に沿って回転させるに伴って前記ブレード保持具を動かすことにより、前記ブレードが前記管に喰い込むように前記管の中心側に動くよう制御する制御工程と、を含み、前記駆動工程と前記制御工程とを繰り返すことによって前記管を切断することを特徴とする。
かかる構成により、本発明の一局面に係る切断方法によれば、切断時の騒音や破片の飛散が少なく、短時間で容易に切断することができる。

【発明の効果】

【0019】

以上のように、本発明によれば、切断時の騒音や破片の飛散が少なく、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】

【0020】

【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を構成する各部材を取り外した様子を示す分解斜視図である。

【図3】本発明の一実施形態に係る切断装置１００を構成する各部材を示す図である。

【図4】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5】本発明の一実施形態に係る切断装置１００において、油圧ポンプ１２０のピストンロッド１２２が収縮している様子を示す図である。

【図6】本発明の一実施形態に係る切断装置１００において、油圧ポンプ１２０のピストンロッド１２２が伸張している様子を示す図である。

【図7】切断機構部１１０に配置されているブレード１１１の形状を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

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。

【0022】

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を構成する各部材を取り外した様子を示す分解斜視図である。図１および図２において、切断装置１００は、切断機構部１１０と、油圧ポンプ（駆動装置）１２０と、回転板（制御機構部）１３０とを備えており、固定具２０を用いて切断対象となる鋳鉄管１０に固定されている。また、切断装置１００は、切断機構部１１０が鋳鉄管１０の外周に沿って移動する際、回転板１３０と接触することで回転板１３０を回転させる回転支持具３０を備えている。また、切断機構部１１０が鋳鉄管１０の周りを正確に周回させるためのガイドローラー４０を備えている。なお、固定具２０には、油圧ポンプ１２０と回転支持具３０とガイドローラー４０が取り付けられている。

【0023】

切断機構部１１０は、ブレード１１１とブレード１１１を保持するブレード保持具１１２を有しており、ブレード１１１を押圧するように鋳鉄管１０に喰い込ませることで鋳鉄管１０を切断するものである。ブレード１１１及びブレード保持具１１２は、２枚のプレート１１３の間に配置されている。また、２枚のプレート１１３の間には、鋳鉄管１０がプレート１１３に接触しないように規制部材１１４が設けられている。また、切断機構部１１０の強度を向上させるための連結具１１５が設けられている。なお後述で説明するが、連結具１１５は、切断機構部１１０の強度を向上させるだけでなく、フック部１２１を引っ掛けるものとなっている。

【0024】

油圧ポンプ１２０は、切断機構部１１０を鋳鉄管１０に沿って移動させるためのものである。なお、油圧ポンプ１２０は切断機構部１１０に引っ掛けて移動させるためのフック部１２１を有している。なお、引っ掛ける場所は、切断機構部１１０の連結具１１５に引っ掛ける。連結具１１５に引っ掛けると、より確実に切断機構部１１０を移動させることができる。また、フック部１２１を引っ掛ける際は、ピストンロッド１２２を伸ばした状態で引っ掛けて、ピストンロッド１２２が縮んだ状態で取り外す。こうすることにより、切断機構部１１０を一方向に回転させることができる。

【0025】

回転板１３０は、切断機構部１１０のブレード保持具１１２と連結しており、回転板１３０が回転するとブレード保持具１１２が動き、ブレード１１１を鋳鉄管１０の中心側に動くように制御する。これにより、ブレード１１１を鋳鉄管１０に喰い込ませることができる。なお、中心側とは、鋳鉄管１０を輪切りにした場合の断面の中心に近づく方向のことを示している。

【0026】

回転支持具３０は固定具２０に固定されており、回転板１３０の突起部に接触するように固定されている。そのため、切断機構部１１０が回転するに伴い、回転板１３０の突起部と回転支持具３０とが接触することによって、回転板１３０を回転させることができる。なお、回転板１３０は中央に窪みが設けられており、その箇所に六角レンチが嵌ることができる構造をしている。そのため、窪みに六角レンチを嵌めて回転することで、手動でも回転板１３０を回転させることができる。

【0027】

ガイドローラー４０は固定具２０に固定されており、切断機構部１１０を一定の箇所を回転させるために設けられている。ガイドローラー４０を設けることにより、切断機構部１１０が鋳鉄管の周りを周回する際、左右にブレない。なお、ガイドローラー４０にはローラーが取り付けられており、切断機構部１１０のプレート１１３と接触した際、回転する構造となっている。ローラーを設けることにより、スムーズに切断機構部１１０を回転させることができる。

【0028】

図３は、本発明の一実施形態に係る切断装置１００を構成する各部材を示す図である。
図３（Ａ）に示すように切断機構部１１０は、ブレード１１１、ブレード保持具１１２、プレート１１３、規制部材１１４、連結具１１５を備えている。なお、切断機構部１１０は、図３（Ｂ）に示すように、３つのパーツに分解することが可能な構造をしているため、鋳鉄管１０に取り付けるのが容易な構造となっている。図３（Ｃ）は、油圧ポンプ１２０を示す図である。油圧ポンプ１２０のフック部１２１は軸支されているため、回動可能な構造をしている。この構造により、切断機構部１１０の連結具１１５に取り付け及び取り外しが容易となっている。図３（Ｄ）は、回転板１３０及びブレード保持具１１２を示す図である。回転板１３０は、ブレード保持具１１２と螺合可能なネジ部１３１を有しており、ブレード保持具１１２と連結している。回転板１３０が回転するとブレード保持具１１２と螺合していくことにより、回転板１３０と連結している箇所との距離が変わるため、ブレード１１１の位置を変えることができる。換言すると、回転板１３０を回転させることによって、ブレード１１１を鋳鉄管１０の中心側に近づくように動くよう制御することができる。なお、ブレード保持具１１２は、２枚のプレート１１３の間に配置される軸によって軸支されており、この軸を支点に回動する。そのため、梃子の原理のような形でブレード１１１を鋳鉄管１０の中心側に動かせるため、より確実にブレード１１１を鋳鉄管１０に喰い込ませることができる構造をしている。なお、回転板１３０は、切断機構部１１０の一部に組み込まれている。

【0029】

図４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の処理の流れを示すフローチャートである。図４において、切断装置１００が実行する切断方法Ｓ２００は、取付け工程Ｓ２１０と、駆動工程Ｓ２２０と、制御工程Ｓ２３０と、とを含み、鋳鉄管１０が切断されるまで（切断判定工程Ｓ２４０）、駆動工程Ｓ２２０および制御工程Ｓ２３０が繰り返される。

【0030】

取付け工程Ｓ２１０において、切断機構部１１０を鋳鉄管１０の外周面に取り付ける。なお、切断機構部１１０は、ガイドローラー４０に沿うように取り付ける。

【0031】

駆動工程Ｓ２２０では、油圧ポンプ１２０を伸縮駆動させることによって切断機構部１１０を鋳鉄管１０に沿って移動させる。より具体的には、油圧ポンプ１２０のピストンロッド１２２を伸ばした状態でフック部１２１を連結具１１５に引っ掛けた状態で縮めることを繰り返すことにより、切断機構部１１０をＡ方向に回転させる。

【0032】

制御工程Ｓ２３０では、回転板１３０が回転することでブレード保持具１１２を動かすことでブレード１１１を鋳鉄管１０の中心側に動くよう制御し、ブレード１１１を鋳鉄管１０に喰い込ませている。より具体的には、駆動工程Ｓ２２０において切断機構部１１０を移動させると回転板１３０が回転支持具３０と接触することにより、回転板１３０が回転する。回転板１３０が回転することでブレード保持具１１２の動きを制御している。換言すれば、切断機構部１１０を回転させれば鋳鉄管１０を切断することができるため、半自動化を実現していると言える。

【0033】

図５は、本発明の一実施形態に係る切断装置１００において、油圧ポンプ１２０のピストンロッド１２２が収縮している様子を示す図であり、図６は、本発明の一実施形態に係る切断装置１００において、油圧ポンプ１２０のピストンロッド１２２が伸張している様子を示す図である。図５において、油圧ポンプ１２０のピストンロッド１２２が収縮している状態でフック部１２１を取り外し、ピストンロッド１２２が伸張した状態でフック部１２１を取り付けた後にピストンロッド１２２を収縮させ、切断機構部１１０を回転させるということを繰り返すことで、Ａ方向に切断機構部１１０をゆっくりと回転させる。

【0034】

切断機構部１１０を回転させて移動させるに伴い、回転板１３０も回転支持具３０に接触し回転する。これにより、ブレード１１１が鋳鉄管１０の中心側に近づく。その結果、ブレード１１１が鋳鉄管１０に喰い込むことにより、鋳鉄管１０を切断する。

【0035】

なお、プレート１１３は鋳鉄管１０に対して略垂直に配置され、当該鋳鉄管１０の外周に沿って湾曲している形状である。プレート１１３が湾曲形状であると、切断機構部１１０を回転させた際、鋳鉄管１０と接触することをより確実に防ぐことができる。

【0036】

プレート１１３が鋳鉄管１０の外周面に当接することを防止するための施策として、規制部材１１４が設けられている。規制部材１１４は、プレート１１３の軸に軸支され、プレート１１３の幅よりも大きく複数のブレード１１１の直径よりも小さいものである。その結果、プレート１１３が鋳鉄管１０の外周面に当接することを回避しつつ、当該規制部材１１４が鋳鉄管１０の外周面を転動するため、ブレード１１１もよりスムーズに鋳鉄管１０の外周面を転動することができる。

【0037】

なお、規制部材１１４は、切断対象となる鋳鉄管１０の厚さおよび素材、切断機構部１１０の大きさや形状、およびブレード１１１の大きさや配置に応じて適切な位置および個数を配置すればよい。

【0038】

図７は、切断機構部１１０に配置されているブレード１１１の形状を示す図である。図７において、ブレード１１１は、概ね円盤形状であるところ、鋳鉄管１０に対して略垂直に配置され、当該鋳鉄管１０の外周面の表面に喰い込んでいく刃部分の角度は、概ね４０度程度である。

【0039】

ブレード１１１の刃部分の肉厚が薄くなり過ぎると破損し易くなるものの、鋳鉄管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、鋳鉄管１０の切断時間を短縮することができる。ブレード１１１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に応じて、および切断に費やすことができる時間に応じて、適切なものを選択すればよい。具体的には、高炭素鋼を使用するのが好ましい。また、ブレード１１１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４０度未満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。

【0040】

なお、複数のブレード１１１の直径は全て同一であるが、配置される位置に応じて異なる直径のブレード１１１を用いても構わない。

【0041】

以上のように、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によれば、容易に鋳鉄管を切断することができる。

【0042】

また、刃を高速に回転させて鋳鉄管１０を切断しているのではなく、ブレード１１１を鋳鉄管１０の外周面を転動させて押圧するように徐々に切断しているため、切断時の騒音や破片の飛散が少なく、また摩擦による火花も飛散することが少ない。

【0043】

なお、本実施形態では、駆動装置として油圧ポンプ１２０を用いたが、これに限定されるものではなく、切断機構部１１０を回転させることができれば、その他の駆動装置を使用しても構わない。例えば、騒音に制限がない場所であれば、モータ等を用いても構わない。

【0044】

本実施形態では、切断する対象を鋳鉄管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、鋼鉄管、樹脂製の管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。

【0045】

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】

【0046】

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】

【0047】

１０ 鋳鉄管
２０ 固定具
３０ 回転支持具
４０ ガイドローラー
１００ 切断装置
１１０ 切断機構部
１１１ ブレード
１１２ ブレード保持具
１１３ プレート
１１４ 規制部材
１１５ 連結具
１２０ 油圧ポンプ（駆動装置）
１２１ フック部
１２２ ピストンロッド
１３０ 回転板（制御機構部）
１３１ ネジ部
Ｓ２００ 切断方法
Ｓ２１０ 取付け工程
Ｓ２２０ 駆動工程
Ｓ２３０ 制御工程
Ｓ２４０ 切断判定工程

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】