(57)【要約】  管状又は丸棒状のワークピースに機械加工を施す機械加工装置（１００）は、フレーム要素（１０２）、機械加工ユニット（１０４）、及びねじ軸（１１０）を有し、ねじ軸（１１０）は、回転可能でありかつ軸線方向に固定された形式でフレーム要素に取り付けられ、右巻きのねじ山を備える第１部分（１１０ａ）、及び左巻きのねじ山を備える第２部分（１１０ｂ）を有する。第１部分は、少なくとも１つの第１支持要素（１０６ａ）を備え、第２部分は、少なくとも１つの第２支持要素（１０６ｂ）を備え、支持要素間の互いの距離は、支持要素、例えばホイールがワークピースに接触するとともにワークピースの機械加工時に機械加工装置（１００）を支持しかつガイドするように、ねじ軸の回転に応じて調節可能である。支持要素、例えばホイール（１０６ａ，１０６ｂ）の少なくとも一方は、ワークピースの表面に沿った機械加工装置の移動に応じて、支持要素の軸線まわりに回転可能に構成される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
管状又は丸棒状のワークピース（１０８）に機械加工、特に、切断、スコーリング、及び面取りのうちの少なくとも１つの機械加工を施す機械加工装置（１００）であって、
フレーム要素（１０２）、及び機械加工ユニットを前記フレーム要素に取り付ける取付デバイスを有し、
前記機械加工ユニットのツール部材が前記ワークピース（１０８）に近づくか又は前記ワークピース（１０８）から離れるように、前記ツール部材を前記フレーム要素（１０２）に対して移動させる調節要素をさらに備えており、
前記フレーム要素（１０２）は、回転可能でありかつ軸線方向に固定された形式のねじ軸（１１０）を備えており、
前記ねじ軸（１１０）の第１部分（１１０ａ）は、右巻きのねじ山を有し、前記ねじ軸（１１０）の第２部分（１１０ｂ）は、左巻きのねじ山を有しており、
前記第１部分（１１０ａ）は、少なくとも１つの第１支持要素（１０６ａ）を備え、前記第２部分（１１０ｂ）は、少なくとも１つの第２支持要素（１０６ｂ）を備えており、
前記支持要素間の互いの距離（１０７）は、前記ワークピースの機械加工中に前記支持要素（１０６ａ，１０６ｂ）が前記ワークピース（１０８）に接触するとともに前記機械加工装置を支持しかつガイドするように、好ましくは前記ねじ軸（１１０）が回転されるのと一緒に調節可能であり、
前記第１及び第２支持要素（１０６ａ，１０６ｂ）の少なくとも一方は、ワークピースの表面に沿った前記機械加工装置の移動に応じて、前記少なくとも一方の支持要素の軸線まわりに回転可能に構成されることを特徴とする、機械加工装置。
【請求項２】
前記軸線まわりに回転可能に構成される前記支持要素（１０６ａ，１０６ｂ）は、少なくとも１つのホイール、若しくは一組のホイール、又は回転軸線において伸長された、好ましくは可撓性を有するロールである、請求項１に記載の機械加工装置。
【請求項３】
前記第１部分に関連付けられる前記第１支持要素、及び前記第２部分に関連付けられる前記第２支持要素の双方は、少なくとも１つのホイール、若しくは一組のホイール、又は回転軸線において伸長されたロールである、請求項１または２に記載の機械加工装置。
【請求項４】
前記第１部分に関連付けられる前記第１支持要素は、少なくとも１つのホイールを有しており、
前記第２部分に関連付けられる前記第２支持要素は、少なくとも１つのホイールを有しており、
前記ホイール間には、前記ホイール間の距離の概ね全長にわたって前記ワークピースの表面に接触するように構成された、好ましくは可撓性を有するロール又はバンドが設けられる、請求項１〜３のいずれか１つに記載の機械加工装置。
【請求項５】
前記支持要素の少なくとも１つは、ワークピースの表面に沿ってスライド可能に構成されたスキー、若しくはスライド、又は他の支持要素である、請求項１または２に記載の機械加工装置。
【請求項６】
前記支持要素（１０６ａ，１０６ｂ）は、前記ワークピース（１０８）に接触するときの横方向の摩擦が縦方向（１０２ａ）の摩擦よりも大きくなるように構成される、請求項１〜５のいずれか１つに記載の機械加工装置。
【請求項７】
前記機械加工ユニット（１０４）は、作動中において、前記機械加工ユニットのツール部材（１０４ａ）が前記フレーム要素（１０２）の支持面の外側で前記ワークピース（１０８）に接触するように、前記機械加工装置の前記フレーム要素に取り付けられる、請求項１〜６のいずれか１つに記載の機械加工装置。
【請求項８】
前記フレーム要素（１０２）に関連付けられた前記機械加工ユニットの長軸線に対する前記支持要素の少なくとも１つの角度を調節する調節要素をさらに有する、請求項１〜７のいずれか１つに記載の機械加工装置。
【請求項９】
前記機械加工装置がハンドツールである、請求項１〜８のいずれか１つに記載の機械加工装置。
【請求項１０】
前記機械加工ユニットの前記ツール部材は、切断鋸、若しくは切断ディスク、又は機械加工されるワークピースの端部の面取り用のツール、又はそれらの組み合わせである、請求項１〜９のいずれか１つに記載の機械加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、管状又は丸棒状のワークピースに機械加工、特に、切断のみならずスコーリング（ｓｃｏｒｉｎｇ）、面取り（ｂｅｖｅｌｉｎｇ）、又はそれら両方の機械加工を施す機械加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
管状又は丸棒状のワークピースに機械加工、例えば、切断若しくは切削、又はワークピースの端部の面取りを施す従来技術として多種多様なツールが公知である。従来技術による例示的なツールとして、ワークピースを切断する回転ディスクを有するアングルグラインダー（ａｎｇｌｅ  ｇｒｉｎｄｅｒ）が挙げられる。その回転ディスクはワークピースの端部の面取りにも用いることができる。
【０００３】
しかしながら、それらツールの問題点は、例えば、いかにしてパイプの全体にわたって直線状の切断結果を生じさせるかということである。具体的には、切断ツールがパイプ表面に沿って進められるときに、オペレーターが例えば最終段階で是正措置を取らなければならない結果として切断ラインが曲がってしまうことのないように、いかにして終点を始点と正確に一致させるかということである。公知のデバイスの他の問題点は、支持部材が存在しないため、切断及び面取りが特に不便であるということである。多くの場合、切断箇所又は面取り結果は平滑ではないので、そのギザギザ部分又は鋭利な刃先によってパイプの据付工程でパイプシールが損傷し、例えば、配管システム内にリーク箇所を生じさせ得る。
【０００４】
また、従来技術は、上述した問題点の一部を解消することを意図するデバイスを開示している。例えば、本出願人による下記特許文献１は、前記ワークピースの周囲を回転可能な状態で締め付けるように構成されたクランプ機構を含む装置について記載している。そのクランプ機構は、特に、フレーム要素、及びフレーム要素から延伸する第１アーム及び第２アームを含み、それらアームは、一端部においてクランプ機構のフレーム要素に関節接合される。各アームは、ワークピースの表面に接触する少なくとも１つの支持ホイールを備える支持軸が取り付けられる自由端を有する。クランプ機構は、それらデバイスによって円形断面を有するワークピースの周囲を締め付けることができる。
【０００５】
前記装置は、小型及び中型のパイプ寸法の機械加工、特に、大きな切断力を用いた機械加工に有利であったので、クランプ機構は、側方に固定された機械加工ユニットを保持していた。従って、クランプ機構は、例えば直線状の切断結果を得ることができた。ただし、大きな寸法のワークピースに機械加工を施す工程では、ワークピースの周囲に広がるアームの関節のうちのクランプ機構のフレーム要素にアームを取り付ける関節間の距離が少なくともワークピースの直径と等しい距離だけ互いに離間される必要があるので、パイプ寸法が大きい場合には問題が生じる。それに伴い、例えば、直径１０００ｍｍのワークピースに機械加工を施す場合には、クランプ機構のフレームの全長が１０００ｍｍを幾分上回っている必要があるので、装置が非常に重厚で扱いにくいものになってしまい、さらに、安全な手作業に適していないので危険なものになってしまう場合が多い。実際に、従来技術には、種々の直径のワークピースに対応する種々のサイズの器具を用いるという代替手段も存在していたが、その代替手段は、少なくとも２つ又は３つの異なるサイズの部品からなる器具を必要とするため、当然に高価である。
【０００６】
また、例えば薄肉のスパイラル溶接管のような薄肉のワークピースに機械加工を施す場合には、ワークピースの周囲を締め付けるクランプ機構がワークピースを圧迫して変形させるので、直線状の切断結果を得ることが困難になるか又は不可能になることすらある。
【０００７】
さらに、従来技術の器具では、機械加工又は切削の深さを最適値に調節する工程が難しい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】フィンランド特許第１１８０７６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、従来技術に関連する欠点を解消するか、又は少なくとも軽減することである。一実施形態によると、本発明は管状又は丸棒状のワークピースに機械加工を施す機械加工装置を提供することを意図しており、本発明と同一の機械加工装置はあらゆる直径サイズの管状又は丸棒状のワークピースに機械加工、特に、切断、面取り、又はそれら両方を施すことができる。本発明の他の目的は、例えば、Ｏリングによるシール又は外付けの把持要素のための溝をワークピースの表面に容易に機械加工できるようにすることである。本発明のさらなる目的は、コンパクトサイズであり、扱いやすいハンドツールを提供することである。本発明のさらに追加の目的は、それらのみに限定されないが、例えば、スパイラル溶接管、その他の薄肉金属管、及びプラスチック管に機械加工を施すことができる、シンプルな構造の機能的な機械加工装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の目的の一部は、請求項１に記載された機械加工装置により達成される。
【００１１】
本発明の機械加工装置は、装置を対象とする請求項である請求項１に示された事項によって特徴付けられる。
【００１２】
本発明の一実施形態によると、管状又は丸棒状のワークピースに機械加工、例えば、切断、又はワークピースの端部の面取りを施す機械加工装置は、フレーム要素と、機械加工ユニットをフレーム要素に取り付ける取付デバイスと、を有する。機械加工ユニットは、例えば従来技術から公知の取付デバイス、例えばボルト又はスライドトラック（ｓｌｉｄｅ  ｔｒａｃｋ）を例えば用いて機械加工装置のフレーム要素に取り付けることができる。機械加工ユニットは、好ましくは、直線状の切断結果を得るために機械加工ユニットの位置がフレーム要素の長軸線方向において調節可能にされるように、機械加工装置のフレーム要素に取り付けることができる。機械加工装置は、前記機械加工ユニットのツール部材がワークピースに近づくか又はワークピースから離れるようにツール部材をフレーム要素に対して移動させる調節要素、例えば、ヒンジ、スライドトラック、又は同様の調節要素を備える。従って、例えばワークピースを切断する工程では、機械加工ユニットがワークピースに向かって移動されるか、又は機械加工ユニットによって回転されるツール部材、例えば、切断鋸、切断ディスク、及び面取りディスクのうちの少なくとも１つが少なくともワークピースに向かって移動される。
【００１３】
本発明によると、フレーム要素は、回転可能でありかつ軸線方向に固定された形式のねじ軸を備え、ねじ軸は、第１部分において右巻きのねじ山を有し、第２部分において左巻きのねじ山を有する。さらに、前記第１部分は、少なくとも１つの第１支持要素を備え、前記第２部分は、少なくとも１つの第２支持要素を備える。それら支持要素間の互いの距離は、それら支持要素に関連付けられた調節デバイスの動作を通じたねじ軸の回転に応じて調節可能とされる。注目すべきは、ねじ軸の第１部分及び第２部分に対応する支持要素が、ねじ軸の回転に応じて同時に移動するように構成されることが好ましい点である。支持要素間の互いの距離は、ワークピースに機械加工が施されるときに機械加工装置がワークピースの外表面又は外面に沿って切断ラインの方向に回転することができるように、さらに好ましくは、機械加工装置のフレーム要素がワークピースに接触することも機械加工装置が切断結果に対して横方向にスリップすることもないように、丸棒状のワークピースの直径に応じて調節可能とされることが好ましい。
【００１４】
さらに、支持要素間の互いの距離はツール部材の距離を調節するために利用することができるので、ツール部材が最も低い地点において機械加工の対象物と正確に最適な接触状態をなすように、例えば、前記ワークピースが切断されるべきものである場合にはワークピースを切断することができるように、或いは、例えばＯ字形状のシールリング用の適切な深さの非貫通溝に対応する表面を切削することができるように、ツール部材の距離を調節することが可能になる。切削の深さを調節することにより、機械加工ユニット内で小さい直径のツールを使用することが可能になる。小さい直径のツールの利点の１つとして、例えば、切削力を受けても容易に変形されない点が挙げられる。
【００１５】
本発明の好ましい一実施形態によると、支持要素は、機械加工工程においてワークピースに接触するように、そして、ワークピースが機械加工されている間に機械加工装置を直接支持しかつガイドするように構成される。支持要素の少なくとも一方は、ワークピースの表面に沿って機械加工装置を移動させる間に支持要素の軸線まわりに回転することができるように設計される。そのタイプの支持要素はホイールであることが最も好ましい。一実施形態によると、ホイールは、作動方向には回転するが反対方向には回転しないようにクランプされることが最も好ましいので、最適な切断結果又は面取り結果を提供する正しい方向にツール部材を作動させるよう機械加工装置の操作者を導くラチェット機構を備えていてもよい。
【００１６】
一実施形態によると、軸線まわりに回転可能に構成される支持要素は、少なくとも１つのホイール、若しくは一組のホイール、又は支持要素の回転軸線において伸長されたロールを有する。そのロールは、可撓性を有するロール、例えば弾性を有するロールであることが最も好ましい。さらに、一実施形態によると、前記第１部分に関連付けられる第１支持要素、及び前記第２部分に関連付けられる第２支持要素の双方は、少なくとも１つのホイール、若しくは一組のホイール、又は支持要素の回転軸線において伸長されたロールを有する。好ましい他の一実施形態によると、ねじ軸の第１部分及び第２部分の少なくとも一方は、互いに離間された２つのホイールを備え、それらホイールは、それらホイールの軸線まわりに回転可能に構成される。
【００１７】
本発明の一実施形態によると、前記第１部分に関連付けられる第１支持要素は、少なくとも１つのホイールを備え、前記第２部分に関連付けられる第２支持要素は、少なくとも１つのホイールを備える。一実施形態によると、それらホイール間には、それらホイール間の距離の概ね全長にわたってワークピースの表面に接触するように構成されるロール又はバンドが設けられる。そのロール又はバンドは、可撓性を有するロール又はバンド、例えばゴム製のロール又はバンドであることが最も好ましい。
【００１８】
一実施形態によると、支持要素の少なくとも１つは、ワークピースの表面に沿ってスライド可能にされたスキー（ｓｋｉ）、若しくはスライド（ｓｌｉｄｅ）、又は他の支持要素である。
【００１９】
支持要素は、ワークピースに接触しているときの横方向の摩擦が、縦方向、例えばパイプの切断ラインの方向の摩擦よりも大きくなるように構成されることが好ましい。それは、例えばホイールを用いることによって達成され、ホイールは、ゴム製のホイールであることが最も好ましい。
【００２０】
本発明の一実施形態によると、機械加工装置は、前記フレーム要素に関連付けられた機械加工ユニットの長軸線に対する少なくとも１つの支持要素の角度を調節する調節要素をさらに備える。従って、機械加工装置のフレーム要素の長軸線に対する機械加工ユニットの角度、又は少なくとも機械加工ユニットに関連付けられたツール部材の角度を、例えば、直線状の切断結果が得られるように調節することができる。
【００２１】
機械加工ユニットは、機械加工工程の間に機械加工ユニットのツール部材が前記フレーム要素の支持面の外側でワークピースと接触するように、機械加工装置のフレーム要素に取り付けられることが最も好ましいので、ワークピースに機械加工を施すツール部材をワークピースにアクセスさせる別個の開口部を機械加工装置のフレーム要素に設ける必要がなくなる。
【００２２】
機械加工ユニットは、鋸、切断ディスク若しくは切断ブレード、又はワークピースの端部の面取り用の機器の形態のツール部材、又はそれらの組み合わせ、特に、切断鋸、及び面取り用の機器の組み合わせを有していてもよい。従って、機械加工ユニットは、切断及び面取りを同時に行うことができる。注目すべきは、本発明によると、支持要素間の距離を適切に調節することで、切削深さが最適化されるとともにワークピースの全周にわたって均一化される点である。
【００２３】
本発明は、従来技術に対する明らかな利点を提供する。先ず、本発明による機械加工装置は小型であり、さらに、本発明と同一の機械加工装置は、特に、小さい直径及び非常に大きい直径のパイプの機械加工に用いることができる。そして、ワークピースの直径が大きい場合も直線状の切断結果を容易に得ることができるほか、例えば、機械加工ユニットと機械加工装置のフレーム要素の長軸線との間の角度を調節することにより、特に、ブレードの摩耗、ワークピースの材質、又は機械加工装置の操作者に起因する諸要素を容易に補正することができる。そして、特に、支持要素がホイールによって構成される本発明の機械加工装置を用いることによって、最も好ましくは、３つ又は４つのホイールが支持要素を組成する本発明の機械加工装置を用いることによって、１つのホイールがスパイラル溶接管の接合部分を通過するときに少なくとも１つのホイールが平坦面に存在することになるので、スパイラル溶接管の機械加工を直接達成することができる。
【００２４】
機械加工が施されるパイプはプラスチック管であってもよく、適切なツール部材を使用することによって、切断及び面取りの両方を本発明の機械加工装置を用いて１つの工程で行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の好ましい一実施形態に係る例示的な機械加工装置を示す。
【図２】本発明の好ましい一実施形態に係る作動状態の例示的な機械加工装置を示す。
【図３】本発明の好ましい一実施形態に係る例示的な機械加工装置を上から眺めた状態を示す。
【図４】本発明の好ましい一実施形態に係る例示的な機械加工装置を斜め下方から眺めた状態を示す。
【図５】本発明の好ましい実施形態に係る作動状態の例示的な機械加工装置を斜め上方から眺めた状態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
図面の詳細な説明
以下では、添付図面を参照しながら本発明の好ましい実施形態についてもう少し具体的に説明する。
【００２７】
図１及び図５は、ツール部材１０４ａが旋回可能なガード１０４ｂによって覆われた輸送状態の例示的な機械加工装置１００を図示しており、図２は、ツール部材１０４ａの少なくとも一部がガード１０４の外部に露出されるように旋回可能なガード１０４ｂが回転されている作動状態の機械加工装置１００を図示している。機械加工装置１００は、ツール部材１０４ａを回転させる機械加工ユニット１０４に加えて、フレーム要素１０２を有する。さらに、例示的な機械加工装置は、機械加工中にワークピース１０８に接した状態で機械加工装置１００を支持する少なくとも１つの第１支持要素１０６ａ、及び少なくとも１つの第２支持要素１０６ｂを有する。機械加工装置は、ツール部材１０４ａがワークピース１０８に近づくか又はワークピース１０８から離れるようにツール部材１０４ａをフレーム要素１０２に対して移動させる調節要素、例えばヒンジ又はスライドトラックをさらに備える。従って、例えば、ワークピース１０８の切断、面取り、又はそれら両方の工程では、ツール部材１０４ａが、図２に示されるようにワークピース１０８に向かって移動される。ツール部材１０４ａの軌跡は、公知の器具を用いて当然に調節し若しくは制限することができるか、又は調節しかつ制限することができる。
【００２８】
機械加工ユニット１０４の横方向の位置（α）は、図３から分かるように、機械加工装置が管状のワークピース１０８の外面に沿って移動されるときに例えば直線状の切断結果１０８ａを得ることができるように、機械加工装置１００のフレーム要素１０２の長軸線１０２ａに対して調節可能にされている。機械加工装置は、横方向の角度の大きさを表示するスケール（α）を含んでいてもよい。また、機械加工装置は、支持要素間の距離及び支持要素の直径を明示する指示要素１１３、例えばインジケーター及びスケールを含んでいてもよく、例えば、切断又はスコーリングの観点での前記調節は、支持要素の直径に従って最適化される。さらに、特に図３に表されるように、機械加工ユニット１０４は、機械加工時に、機械加工ユニットのツール部材１０４ａが前記フレーム要素の支持面の外側でワークピース１０８に接触するように、機械加工装置のフレーム要素１０２に取り付けられるように構成されるので、機械加工装置のフレーム要素１０２にツール部材のための別個の開口部を設ける必要はない。
【００２９】
図４は、例示的な機械加工装置１００及び機械加工装置のフレーム要素１０２を斜め下方から眺めた状態を図示しており、フレーム要素１０２は、回転可能でありかつ軸線方向に固定された形式のねじ軸１１０を備える。ねじ軸１１０の第１部分１１０ａは、右巻きのねじ山を有し、ねじ軸１１０の第２部分１１０ｂは左巻きのねじ山を有する。本発明の好ましい一実施形態によると、第１部分１１０ａは、２つのホイール形状を有する支持要素１０６ａを担持しており、第２部分１１０ｂは、２つのホイール形状を有する支持要素１０６ｂを担持している。それら支持要素１０６ａ，１０６ｂは、適切な連結要素１１２ａ，１１２ｂ、例えば図４に示されているクレードル型の連結要素を介してねじ軸の各部分１１０ａ，１１０ｂに取り付けることができる。それらクレードル型の連結要素は、ねじ軸のねじ山に適合するねじ部を備えることが好ましい。その結果、支持要素１０６ａ，１０６ｂ間の互いの距離が、ねじ軸１１０に連結された調節要素１１０ｃを介したねじ軸１１０の回転に応じて調節可能にされる。
【００３０】
本発明の特に好ましい一実施形態によると、機械加工装置１００のフレーム要素１０２は、ねじ軸の各部分１１０ａ，１１０ｂに取り付けられる２つの別個の連結要素１１２ａ，１１２ｂを有しており、各々の連結要素は、２つの別個のホイール１０６ａ，１０６ｂ（支持要素）を有する。それらホイールの角度は、フレーム要素１０２とともに機械加工ユニット及びツール部材１０４ａが直線状に移動するように、好ましくは調節済みであるか又は調節可能とされている。そうすることによって、例えば、機械加工装置が管状又は丸棒状のワークピースの外面に沿って移動されるときに、切断ラインの終点を始点と一致させることが可能になる。本実施形態によると、クレードル型の連結要素１１２ａ，１１２ｂ間の距離とともにホイール１０６ａ，１０６ｂ間の距離１０７が、ねじ軸１１０の回転に応じて調節可能とされている。
【００３１】
上述した内容は、本発明の解決方法のいくつかの実施形態にすぎない。本発明に係る原理は、特許請求の範囲によって明確化される保護範囲内で、例えば、特定の実施形態の詳細及び適用分野に関して当然に変更可能である。特に、支持要素、例えばホイールの個数は、ワークピースの外面の全範囲に及ぶ直線状の加工ラインを得るためには、図示されるように４つであることが特に有利であるが、支持要素の個数は４つより大きくてもよいし、４つより小さくてもよい。
【図１】
2013542082.tif 000003
【図２】
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【図３】
2013542082.tif 000005
【図４】
2013542082.tif 000006
【図５】
2013542082.tif 000007
【国際調査報告】
2013542082.tif 000008
2013542082.tif 000009
2013542082.tif 000010