(57)【要約】切断工具並びに装着システムは、ワークピースに装着されるように配設された工具キャリアと、この工具キャリアにより支持された切断工具アッセンブリと、この切断工具アッセンブリに接続されワークピースの外面の外形に従うように位置されたトラックアッセンブリとを有している。切断工具アッセンブリは、長軸を中心として回転されるように配設された切断工具と、この切断工具に回転入力動作を与えるように接続並びに配設された工具駆動メカニズムとを有している。この切断工具は、ワークピースの壁厚を貫通するようにワークピースを切断して、このワークピースの切断端面に面取り面を与えるために、切断工具の回転軸線に沿いかつこの回転軸線の横方向に送られるように、工具駆動システムに取着されている。
2008504137.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークピース上に装着されるように配設される工具キャリアと、
この工具キャリアにより支持された切断工具アッセンブリと、
この切断工具アッセンブリに接続され、前記ワークピースの外面の外形に従うように配設された少なくとも１つのトラックアッセンブリとを具備し、
前記切断工具アッセンブリは、長軸線を中心として回転されるように配設された切断工具と、この切断工具に回転入力動作を与えるように接続並びに配設された工具駆動システムとを有しており、前記切断工具は、前記ワークピースの壁厚を貫通してワークピースを切断するために、切断工具の回転軸線に沿いかつ回転軸線の横方向に送られるように、前記工具駆動システムに取着されている切断工具並びに装着システム。
【請求項２】
前記工具キャリアは、ワークピースに係合するほぼ環状の支持用のハウジング部材と、このハウジング部材に対して回転するようにハウジング部材の一端部に装着された工具用のキャリアリング部材とを有している請求項１の切断工具並びに装着システム。
【請求項３】
前記工具キャリアは、ワークピースの表面に装着されるように構成された少なくとも１つのトラック部材を有しており、このトラック部材は、トラック部分と、このトラック部分の長手方向に沿って支持されたラック部分とを有し、このラック部分は、移送パスを規定している請求項１の切断工具並びに装着システム。
【請求項４】
前記トラック部材に乗せられ、このトラック部材により案内されるように構成されたキャリッジアッセンブリと、
このキャリッジアッセンブリに、これを駆動するように係合し、キャリッジアッセンブリを前記トラック部材に沿って駆動させるように配設されたキャリッジ駆動メカニズムとをさらに具備する請求項３の切断工具並びに装着システム。
【請求項５】
前記切断工具は、前記ワークピースのエッジに沿ってベベルを与えるように配設された面取りビットである請求項１の切断工具並びに装着システム。
【請求項６】
前記トラックアッセンブリは、このトラックアッセンブリの高さ方向に延びた少なくとも２つのシャフトを有するトラックアッセンブリ用ハウジングと、
互いに対向した第１の端部と第２の端部とを有する支持体と、
この支持体の第１の端部に装着されたトラック部材と、
このトラック部材が、前記トラックアッセンブリハウジングから離れて方向付けられるように、前記支持体を、所定の方向へと前記トラックアッセンブリハウジングに対して付勢する複数のばねとを有しており、
前記支持体には、この支持体の長手方向の軸に沿って延びている長手方向のスロットと、前記支持体の長手方向の軸に沿って延びている少なくとも２つの透孔とが形成されており、前記ハウジングのシャフトの各々は、前記支持体が、前記アッセンブリのハウジング中に摺動可能に装着されるように、支持体の対応した前記孔を貫通して延びている請求項１の切断工具並びに装着システム。
【請求項７】
前記トラックアッセンブリは、近接したワークピースの表面に対する垂直なパスに沿って前記トラックアッセンブリを移動させるように、前記支持体に関連した送りメカニズムをさらに有している請求項６の切断工具並びに装着システム。
【請求項８】
前記トラックアッセンブリは、前記トラックアッセンブリハウジングに接続された保持部材をさらに有しており、この保持部材は、前記支持体に対して垂直に方向付けられ、支持体の前記長手方向のスロットを貫通して延びている請求項６の切断工具並びに装着システム。
【請求項９】
前記トラック部材は、ホイールである請求項６の切断工具並びに装着システム。
【請求項１０】
前記トラックアッセンブリは、前記切断工具アッセンブリに対して平行となる関係で装着されている請求項６の切断工具並びに装着システム。
【請求項１１】
前記ホイールの回転軸線は、前記切断工具の回転軸線に横方向で交差している請求項９の切断工具並びに装着システム。
【請求項１２】
ワークピースに装着されるように配設される工具キャリアと、
この工具キャリアにより支持された切断工具アッセンブリとを具備し、
この切断工具アッセンブリは、長軸を中心として回転されるように配設された切断工具と、この切断工具に回転入力動作を与えるように接続並びに配設された工具駆動システムとを有しており、前記切断工具は、前記ワークピースの壁厚を貫通してこのワークピースを切断するために、切断工具の回転軸線に沿いかつ回転軸線の横方向に送られるように、前記工具駆動システムに取着され、また、前記駆動工具は、これの回転軸線に対して、面取り用の外形を有している切断工具並びに装着システム。
【請求項１３】
前記切断工具アッセンブリに接続され、前記ワークピースの外面の外形に従って配設された少なくとも１つのトラックアッセンブリをさらに具備している請求項１２の切断工具並びに装着システム。
【請求項１４】
前記トラックアッセンブリは、このトラックアッセンブリの高さ方向に延びた少なくとも２つのシャフトを有するトラックアッセンブリ用ハウジングと、
互いに対向した第１の端部と第２の端部とを有する支持体と、
この支持体の第１の端部に装着されたトラック部材と、
このトラック部材が、前記トラックアッセンブリ用ハウジングから離れて方向付けられるように、前記支持体を、所定の方向へと前記トラックアッセンブリ用ハウジングに対して付勢する複数のばねとを有し、
前記支持体には、この支持体の長手方向の軸に沿って延びている長手方向のスロットと、前記支持体の長手方向の軸に沿って延びている少なくとも２つの透孔とが形成されており、ハウジングの前記シャフトの各々は、前記支持体が、前記アッセンブリハウジング中に摺動可能に装着されるように、支持体の対応した前記孔を貫通して延びている切断工具並びに装着システム。
【請求項１５】
前記トラック部材は、ホイールである請求項１４の切断工具並びに装着システム。
【請求項１６】
前記トラックアッセンブリは、前記切断工具アッセンブリに対して平行となる関係で装着されている請求項１４の切断工具並びに装着システム。
【請求項１７】
前記工具キャリアは、ワークピースに係合するほぼ環状の支持用のハウジング部材と、このハウジング部材に対して回転するようにハウジング部材の一端部に装着された工具用のキャリアリング部材とを有する工具キャリアを備えている請求項１２の切断工具並びに装着システム。
【請求項１８】
前記工具キャリアは、ワークピースの表面に装着されるように構成された少なくとも1つのトラック部材を有しており、このトラック部材は、トラック部分と、このトラック部分の長手方向に沿って支持されたラック部分とを有し、このラック部分は、移送パスを規定している請求項１２の切断工具並びに装着システム。
【請求項１９】
面取りの外形を有し、工具の長手方向の軸線を中心として回転されるように駆動される切断工具を回転可能に支持している少なくとも1つの切断工具アッセンブリを具備し、前記切断工具は、ワークピースの中心軸線を中心として、切断工具の回転軸線の横方向へと所定の移送パスに沿って切断面に移動されるように装着される、中空のワークピースを切断するための方法であって、この方法は、
前記切断工具を回転させて、前記ワークピースの壁厚の少なくとも一部分を貫通するように前記切断工具をこれの回転軸線に沿って送ることと、
前記ワークピースを切断するように、前記移送パスに沿って前記切断工具アッセンブリを移動させることと、
前記切断工具アッセンブリが、前記移送パスに沿って移動されるのに従って、前記ワークピース中への前記切断工具の深さを変えることとを有する方法。
【請求項２０】
前記切断工具は、第1に、前記ワークピースの壁厚全体を貫通するように駆動され、従って壁厚全体を貫通し、前記切断工具アッセンブリは、前記移送パスに沿って移動される請求項１９の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
多くの携帯用の切断工具が、平面若しくは湾曲面を有するワークピースを切断する技術分野で知られている。パイプの切断に関して、固定の機械工具の使用が適切でない若しくは可能でない分野において、携帯用のパイプ切断工具が代表的に使用されている。通常のパイプ切断工具のタイプは、米国特許第４，４１８，５９１号並びに第４，６６５，７８２号に開示されているもののような携帯用の旋盤、若しくは、米国特許第５，５１５，７５６号に開示されているもののようなローラ・カッターモジュールを含んでいる。
【背景技術】
【０００２】
一般に、通常の携帯用のパイプ切断工具は、所定の軸を中心として回転駆動されるか、クランプ又はマンドレルによりパイプに固定するように支持された固定又は回転の切断工具を支持した回転工具ヘッドを有している。通常は、一点(single-point)工具が、パイプが切断されるまで、各パスの少量の材料を除去するようにパイプの周り若しくは中に送られる。このため、厚壁の場合には、かなりの時間が費やされる。
【０００３】
通常のパイプ切断工具において、スムーズで正確な機械動作が、工具の高荷重時に果たされることができ、このとき、ベアリングアッセンブリが、この機械動作の間に発生される破片若しくは他のごみから全く汚されることがないように、切断工具を配設並びに支持することが課題となっている。径方向並びにスラスト方向への高荷重は、ステンレス合金若しくは他の硬質材料で形成された壁厚のパイプを高速で機械処理する間に生じ、このような機械の荷重には、大きくて複雑な工具支持アッセンブリの使用が必要である。
【０００４】
知られたパイプ切断工具は、代表的に、所定の範囲内のパイプサイズに適合するように設計されている。さらに、このような工具は、パイプだけを切断することに限定され、従って、平坦又は弓状の面に切断処理を果たす多用性に欠けている。
【０００５】
ワークピース、特に比較的大きなパイプを切断するための他の知られた方法は、ワークピースの表面に沿って切断工具を案内並びに送るための駆動トラックを有するトラックガイドシステムの使用を含んでいる。この分野で知られた通常のトラックシステムは、米国特許第４，２９７，０６１号に開示されているもののような、ワークピースを囲むようにしっかりと装着される大きな構造のトラックシステム、米国特許第５，４０３，１３３号に開示されているもののような、ワークピースに直接支持されない構造部材に接続されたトラックシステム、若しくは、米国特許第４，５７０，５４２号並びに６，４９４，３０７号に開示されているもののような、磁石又は吸着カップによりワークピースに直接装着される軽量のトラックシステムを含んでいる。しかし、通常の切断工具並びにトラックシステムが、ワークピースから容易に若しくは迅速に着脱可能でないことは判っている。代わって、通常のトラックシステムは、高速かつ高荷重の機械処理の厳格さに耐える強固さが十分でない。
【０００６】
前述の方法の１つを使用して切断されるパイプを用意する場合、パイプの切断端面は、代表的に、このような面を他のパイプに溶接可能なように面取りされる。パイプの端面に面取り面を与える多くの工具があるが、このような工具は、代表的に、切断と同時にパイプの端面に面取りを与えるようにはなっていない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従って、機械の高荷重に耐える程度に十分に強固であり、ワークピースにしっかりと取着されるように構成されているが、十分に携帯可能な切断工具並びに切断キャリアを提供することが望ましい。また、チューブ状、平形、若しくは弓状の様々なワークピースに適合し、このようなワークピースを最短時間で正確に切断することのできる切断工具並びにトラックガイドシステムを提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、ワークピースの切断と面取りを同時に果たすための切断工具アッセンブリ並びに工具キャリアを提供している。この切断工具アッセンブリ並びに工具キャリアは、機械の高荷重に耐えるのに十分に強固であるが、ワークピースから迅速に着脱可能であるようになっている。
【０００９】
本発明の一実施形態に従えば、前記工具キャリアは、ワークピースに装着されるように構成されたトラックアッセンブリと、互いに接続された複数のトラック部材からなるマルチセグメントのトラックアッセンブリとを有している。各トラック部材は、少なくとも１つのトラック部分と、このトラック部分の長手方向の長さに沿って支持されたトラック部分とを有している。
【００１０】
前記工具キャリアの他の実施形態に従えば、工具キャリアは、ワークピースに係合するほぼ環状の支持用のハウジング部材と、このハウジング部材に対して回転するようにハウジング部材の一端部に装着された工具用のキャリアリング部材とを有している。
【００１１】
本発明の特徴に従えば、前記切断工具アッセンブリは、ワークピースの壁厚を貫通してワークピースを切断するために、長軸を中心として回転されて、切断工具の回転軸線に沿いかつ回転軸線の横方向に送られるように位置された切断工具を有している。この切断工具アッセンブリは、回転入力動作を切断工具に与えるように接続並びに配設された工具駆動システムをさらに有している。
【００１２】
前記切断工具アッセンブリの変形例に従えば、切断工具は、切断工具の回転軸線に対して、面取りの平坦な外形を有している。他の変形例では、切断工具は、通常のエンドミル、面取りの組み合わせ外形部、標準的な「Ｊ字タイプ」のジョイントプレパレーション(joint preparation)、若しくは組み合わせの「Ｊ字タイプ」のジョイントプレパレーションを有することができる。
【００１３】
本発明の他の特徴に従えば、切断工具並びに装着システムは、ワークピースの外面の外形に従って配設された切断工具アッセンブリから延びているトラックアッセンブリを有している。切断工具は、トラックアッセンブリにより調節され、完全に円形でないチューブ並びにパイプに対して、均一な切断のワークピースの面を機械処理し、切断されたチューブ若しくはパイプの端面にベベルを与える。
【００１４】
トラックアッセンブリの変形例に従えば、トラックアッセンブリのハウジングには、このハウジング内に摺動可能に装着された支持部材が設けられている。この支持部材はトラック部材を支持し、このトラック部材は支持部材の一端部のところで接続されている。複数のばねが、トラック部材がトラックアッセンブリのハウジングから離れて方向付けられるように、所定の方向へとトラックアッセンブリのハウジングに対して支持部材を付勢する。
【００１５】
本発明は、平型並びに弓状のワークピースを切断するための方法を有している。少なくとも１つの切断工具は、ワークピースの一部分の周りを所定の移送パスに沿って移動するように、ワークピースに支持されている。本発明の一方法に従えば、切断工具は、近接したワークピースの面に対してほぼ横方向に位置された面取りの外形を有する切断工具を回転可能に支持している。この切断工具は、ワークピースの壁圧を貫通するように径方向に送られ、次に、移送パスに沿って１回の通過でワークピースを切断するように移送パスに沿って送られる。このようなパスは、工具がパイプの軸を中心として回転される場合、切断面を規定する。切断工具が回転されているとき、切断工具の深さは、切断工具アッセンブリが、切断されるワークピースの端面の均一なプレパレーションを確実にするように移送パスに沿って移動されるのに従って、ワークピースの近接面に対して変更される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明のこれら並びに他の特徴、態様、並びに効果は、以下の説明、添付の請求項、並びに添付の図面を考慮してより良く理解されるであろう。
【００１７】
Ａ．概要
本発明の様々な実施形態は、同じ参照符号が同じ部材を示している添付図面に関連して以下の説明を読むことにより、良く理解されることができる。
【００１８】
様々な変形並びに他の構造が開示され得るが、特定の図示の実施形態が、図面に示され、以下に詳細に説明されるであろう。しかし、開示された特定の実施形態に対する開示内容に限定するという意図はなく、開示内容の精神並びに範囲内にあり、かつ添付された請求項により規定された全ての変更、他の構造、組み合わせ、並びに、これらと同等のものを全てカバーすることが意図されていることは理解されるべきである。
【００１９】
所定の用語が、記載された趣旨を有するように本発明に特に規定されていない限り、特別に若しくは間接的に、そのような用語の平易または通常の趣旨以上に、そのような用語の趣旨を限定することを意図していないことは理解されるべきである。
【００２０】
特定の機能を果たす「ための手段」、若しくは特定の機能を果たす「ための工程」を明確に記載していない請求項のいずれの部材は、３５ＵＳＣ第１１２条第６項に明記されているような「手段」若しくは「工程」の条項の意味に解釈されない。
【００２１】
Ｂ．実施形態の環境並びに背景
本発明の実施形態は、パイプ、チューブ、又はプレートのようなワークピースへの適用する内容で説明されている。以下に説明されるように、切断工具アッセンブリは、本出願の譲受人により共有され、かつ参照により本明細書に組み込まれる１９８３年１２月６日に特許された米国特許第４，４１８，５９１号、並びに１９８７年５月１９日に特許された米国特許第４，６６５，７８２号に記載されているようなスプリットフレーム形式の携帯用の機械のような工具キャリアに装着されることができる。代わって、この切断工具アッセンブリは、２００４年２月１２に出願された先願の米国出願１０/７７６，１８１号に記載されているトラックシステムに装着されることができる。本出願はこの出願の一部継続出願である。
【００２２】
この出願の説明に従えば、溶接のために切断並びに配置されるワークピースは、このワークピースの端部が、同様に準備された他のワークピースの相補的な端部と一致するように面取りされるように準備される。これらワークピースは、チューブ状の金属部分として主に記載されているが、本発明の意図する原理に従えば、プレート状のワークピースが利用されることもでき、この場合、ワークピースの当接部分は、溶接若しくは他の結合又は準備の動作に適するこれらワークピース間に適切なトータルベベル角度を有するように準備されている。
【００２３】
Ｃ．本発明の様々な実施形態
図１並びに２は、本発明の一実施形態に従った切断工具並びにトラックシステム１０の図を示している。この切断工具並びにトラックシステム１０は、複数のトラック部材で形成されたマルチセグメントのトラックアッセンブリ１４を有している。このトラックアッセンブリは、切断工具アッセンブリ１２を移送するキャリッジアッセンブリ１８を支持するように配設されている。このキャリッジアッセンブリは、このキャリッジアッセンブリ１８をトラックアッセンブリ１４に沿って変位させるためのキャリア駆動メカニズム１６に接続されている。
【００２４】
この実施形態では、各トラック部材は、湾曲面を有するワークピースにほぼ適合するように十分な可撓性を有することができるトラック部分３４を有している。好ましくは、このトラック部分３４は、トラック部分３４が、ワークピースの外形に一致するように直接曲げられることができる程度の可撓性を有している。また、このトラック部分３４は、上面と下面と側面とを有し、ほぼ矩形の断面を有することができる。このようなトラック部分３４は、説明されるトラック部分の目的を達成するのに適した可撓性で高強度のカーボンスチール若しくは他の材料で形成されることが好ましい。
【００２５】
前記トラック部分３４の上面には、このトラック部分の長手方向に沿って実質的に延びているラック部分３８が取着されている。一実施形態では、このラック部分３８は、端と端とが接続した関係(end-to-end relationship)でトラック部分３４の長手方向に沿って一般に組み合わされた複数のラックセグメントを有することができる。これに代わって、他の実施形態では、ラック部分３８は、トラック部分３４とほぼ同じ長さを有する一体成形体で形成されることができる。このラック部分３８は、前記キャリア駆動メカニズム１６の駆動ピニオン４０と係合するように構成された複数の歯を有している。このラック部分３８は、トラック部分３４に、溶接されるか、適切な取着部材により取着されるか、他の適切な手段により固着されることができる。このラック部分３８は、後述されるラック部分の目的を達成するのに適した可撓性で高強度のカーボンスチール若しくは他の材料で形成されることが好ましい。
【００２６】
前記トラック部分３４の下面には、複数の支持孔４４が形成されたベース部分を有する複数の支持体３０が取着されている。これら支持体３０は、溶接若しくは適切な留め具の使用を含む通常の方法で、トラック部分３４の下面に取着されることができる。
【００２７】
この実施形態に従えば、前記支持体３０は、ワークピースに取り付けられた取着部材３２上に位置されることによりワークピースにしっかりと支持されるように構成されている。各取着部材３２は、ワークピースに溶接されるように設けられた支持プレート６０を有することができ、この支持プレートは、支持体３０の下部を実質的に受けるような構成並びにディメンションを有している。取着部材３２は、支持体３０の支持孔４４により受け入れられて、適切な留め具によりこれら支持孔と係合するように構成された複数のスタッド５８を有することができる。
【００２８】
図１並びに２に示され、図１０ないし１３を参照してより充分に説明されるような実施形態では、前記トラックアッセンブリ１４の各トラック部材は、端と端とが接続した関係で、本発明の他のトラック部材と組み合わされるように構成されている。この端と端とが接続した関係は、互いに隣接したトラック部材のトラック部分が、切断工具用の単一の移送パスを規定するように、横方向が互いに隣接して位置されることを規定している。従って、各トラック部材のトラック部分３４は、相互ロックのさねはぎ、スロットとタブとのジョイント、バヨネット式コネクタ、若しくは、ねじ込みタイプのコネクタのようなコネクタ部材を有することができる。これらコネクタ部材は、隣接したトラック部分の対応したコネクタ部材に接続されるように、各トラック部分３４の両端部に設けられている。
【００２９】
図１は、前記トラック部分３４に装着可能な位置付けガイド１２８を示しており、この位置付けガイドは、ワークピースの切断面の中心線の位置を示すピンを有している。
【００３０】
図３に示されている実施形態では、前記取着部材３２は、スタッド溶接ガンによりワークピースに直接溶接された複数のスタッド５８を有することができる。これらスタッドは、前記支持孔４４中に受け入れられて、適切な留め具により支持体３０に取着されるように構成されている。スタッド溶接ガンの例は、米国特許第６，０２５，５６９号並びに第６，４７６，３３９号に開示されている。
【００３１】
図２に示されている実施形態では、前記キャリア駆動メカニズム１６は、駆動ピニオン４０に接続された高トルクモータ（図示されず）を収容するモータハウジング１２０を有している。この高トルクモータは、電気的、流体的、圧空的、若しくは他の利用可能なエネルギーにより駆動されることができる。このキャリア駆動メカニズム１６は、モータハウジング１２０内に支持されたギア減速システム（図示されず）を備えることができる。このギア減速システムは、入力回転駆動動作を前記駆動ピニオン４０に伝達するように、高トルクモータの使用を可能にしている。例えば、キャリア駆動メカニズム１６は、Anchor Lamina Inc.,により製造され、かつ部品番号がＡ-１２５である液圧モータを有することができ、この液圧モータは、Boston Gear Co.,により製造され、かつ部品番号がＷＡ-７１８-２００-Ｇであるギア減速機に接続されている。このようなキャリア駆動メカニズムは、本技術分野で良く知られているコンポーネントを有しており、このようなアッセンブリは、本発明の範囲を超えることなく利用されることができる。
【００３２】
図１並びに２に示されている実施形態では、前記切断工具アッセンブリ１２は、ほぼ垂直な外形を有し、かつキャリッジアッセンブリ１８に支持されたアングルプレート４８に取着されている。このアングルプレート４８は、キャリッジアッセンブリ１８に対してほぼ垂直な位置で切断工具アッセンブリ１２を支持するように一般に構成されている。しかし、このアングルプレート４８は、ほぼ垂直な外形を有するようには限定されてはおらず、アングルプレートの適切な外形が、切断工具アッセンブリ１２をキャリッジアッセンブリ１８に位置付けるために利用され得ることは理解されるであろう。図４並びに５は、上面並びに下面を有するほぼ平坦なプラットホーム８２と、このプラットホーム８２の両側から下方に延出した一対の対向フランジ８４，８６とを有するデッキキャリッジ８０を備えたキャリッジアッセンブリ１８の一実施形態を示している。これら対向フランジ８４，８６は、プラットホーム８２に一体的に形成されても良いし、フランジ８６で例示されているように、適切な留め具で接続されても良い。プラットホーム８２の上面は、工具アッセンブリ１２とキャリッジアッセンブリ１８とを接続するように構成されたアングルプレート４８を支持するように位置されている。プラットホーム８２の下面には、カム従動節機構６４，６６が設けられている。さらに、プラットホーム８２の下面は、トラックアッセンブリ１４に支持されたときにラック部分３８を受けるような構成並びにディメンションを有し、かつプラットホームの長さに沿って規定された長手方向の溝部８８を有している。前記デッキキャリッジ８０は、少なくとも２つの調節可能なベアリングアッセンブリ２８を支持するように設けられている。これらベアリングアッセンブリは、プラットホーム８２のねじ孔１３０を貫通して突出して、トラックアッセンブリ１４のトラック部分３４の上面に乗るように構成されている。
【００３３】
図５並びに６に示されている実施形態では、前記調節可能なベアリングアッセンブリ２８は、デッキキャリッジ８０により受け入れられて支持されるように示されている。各ベアリングアッセンブリ２８は、ヘッド部１３２、並びにスリーブ部材７０を貫通して延びているねじ込み式の先端部を有するピン部材７２と、ベアリング７８を支持している１つ以上の皿ばね７４（例えば、円錐状の圧縮タイプのばね）とを備えている。このピン部材７２のヘッド部１３２は、スリーブ部材７０の内側ショルダー部１３４に当接するように構成されている。このスリーブ部材７０は、前記ねじ孔１３０に係合した雄ねじを有している。このスリーブ部材７０の雄ねじに係合するように構成された保持用のナット７６が設けられており、このナットは、前記デッキプラットホーム８２の上面に設けられている。
【００３４】
前記皿ばね７４は、スリーブ部材７０とベアリング７８との間に配置されると、わずかに変形される。前記保持用のナット７６がデッキプラットホーム８２に対して締め付けられると、前記ベアリングアッセンブリ２８は、所定の位置でキャリッジアッセンブリに取着される。保持用のナット７６が緩められた場合、ベアリングアッセンブリ２８は、トラック部分３４に対して選択的に緩められても良いし締め付けられても良い。
【００３５】
図４，５，並びに７に示されているように、前記カム機構の一実施形態は、デッキキャリッジ８０のフランジ８４，８６から垂直に突出した軸を有する複数のカム従動節６６を有している。これらカム従動節は、トラック部分３４の下面に当接するように構成されている。カム機構は、また、両フランジ８４，８６の一方から平行に突出した軸を有する少なくとも１つのカム従動節６４を有することができる。このカム従動節は、トラック部分３４の側面に接触するように構成されている。
【００３６】
前記フランジ８４，８６の一方に形成されたスロット１４０中に調節可能に接続され、このフランジ８４，８６にほぼ平行に延びた軸を有する少なくとも１つの調節可能なカム従動節６８が、設けられることができる。この調節可能なカム従動節６８は、トラック部分３４に対して所望の位置に配置されると、フランジ８４，８６に対する設定ねじにより、所定の位置にロックされることができる。一般に、この所望の位置とは、調節可能なカム従動節６８が、デッキキャリッジ８０をトラック部分３４の側面に引き寄せ、従ってデッキキャリッジ８０とトラック部分３４との間の遊びをなくすような位置のことである。
【００３７】
ここに開示された特定のカム機構は、工具アッセンブリ１２を搬送するキャリッジアッセンブリ１８が、移送パス１００に沿って駆動されている間、このキャリッジアッセンブリ１８が、トラック部分３４にしっかりと保持されるように、適切な力をトラック部分３４に与えるのであれば、知られた原則に従って変更されることができる。
【００３８】
図８に示されている一実施形態に従えば、前記切断工具アッセンブリ１２は、長軸線Ｘ−Ｘを中心として回転可能であり、かつスピンドルハウジング５４内に配置されたスピンドル５６を有している。このスピンドルハウジング５４は、前記アングルプレート４８に取着されたスピンドル支持部５２内に摺動可能に配置されている。スピンドル５６は、通常のエンドミル、面取りビット、若しくは他の適切な回転切断用の工具のような切断工具２４を受けるために設けられており、この切断工具は、適切なクランプ機構若しくは留め具によりスピンドル５６に取着されている。工具駆動メカニズム４６が、適切な回転動作伝達装置、即ちギアアッセンブリ２６に接続され、このギアアッセンブリは、長軸Ｘ−Ｘを中心とした回転入力動作をスピンドル５６に与えるように、このスピンドル５６に接続されている。適切なベアリングが、スピンドルハウジング５４内での回転動作のためにスピンドル５６を支持し、かつこのスピンドルハウジング５４に対する軸方向の変位を可能にするように設けられている。このような切断工具アッセンブリは、本技術分野で良く知られており、このような通常のアッセンブリは、本発明の範囲を超えることなく利用されることができる。前記駆動メカニズム４６は、電気的、液圧的、若しくは圧空的に駆動されることができる。
【００３９】
前記ギアアッセンブリ２６の一実施形態は、ギア機構を収容している静止のギアハウジング１１６を有し、前記スピンドルハウジング５４に支持されることができる。このギア機構は、前記工具駆動メカニズム４６と一緒に回転するようにこの工具駆動メカニズムに動作的に接続された駆動ギア１２２を有することができる。この駆動ギア１２２は、伝達ギア１２４と係合するように設けられることができ、また、この伝達ギアは、スピンドルと一緒に回転するようにスピンドル５６の基端部に、これと同心円状に支持された回転可能なコンポーネント、即ちギア１２６に係合されることができる。このようなギアアッセンブリは、本技術分野でよく知られており、このようなアッセンブリは、本発明の範囲を超えることなく利用されることができる。
【００４０】
図９を参照すると、送りメカニズム２２の一実施形態は、ねじ込み形式の先端部と基端部とを有する送りねじ１０２を有している。この送りねじは、ギアボックスアッセンブリハウジング１１６にしっかりと取着された上側プレート１０４と、前記アングルプレート４８のショルダー部６８にしっかりと取着された下側プレート１０６とを貫通して延びるように設けられている。送りねじ１０２は、上側プレート１０４上に設けられたフランジブッシング１１４を貫通して延び、かつ上側プレート１０４内に設けられたラチェットディバイス１０８に接続されるように構成されることができる。送りねじ１０２の基端部は、上側プレート１０４の上方に設けられた送りレバー３６に接続され、送りねじ１０２の先端部は、下側プレート１０６内に取着されたねじ形式のフィードナット１１２に接続されている。適切なベアリング１１８が、上側プレート１０４と下側プレート１０６との中に送りねじ１０２を支持させるために使用されることができる。
【００４１】
前記送りレバー３６は、送りねじ１０２をフィードナット１１２のねじに沿って前進させるように回動され、従ってスピンドル５６をアングルプレート４８のショルダー部６８に移動させるように設けられている。前記送りメカニズム機構は、工具ヘッドをワークピースに向けて前進させるように、知られた工具機械の原理に従って変位されることができる。
【００４２】
本発明に従ったトラックに支持された工具の様々なサブアッセンブリの好ましい実施形態が説明されたが、その動作の特徴並びに効果が後述される。
【００４３】
図１に示されているように、前記トラックアッセンブリ１４は、パイプ５０の外周上に支持されている。特に、トラック部分３４とラック部分３８とは、中心軸線を有するパイプ５０の外周面の一部分の周りに支持並びに曲げられている。トラックアッセンブリ１４は、パイプに溶接された支持プレート６０を有する取着部材３２によりパイプ５０に接続され、この取着部材は、トラック部分３４に接続された支持体３０を受けている。図示されているように、装着スタッド５８が、支持体３０の支持孔４４を貫通して延び、適切な留め具により取着されている。駆動メカニズム１６は、工具アッセンブリ１２を装着したキャリッジアッセンブリ１８に取着され、ピニオン４０がラック部分３８と噛み合うようにラックアセンブリ１４上に位置される。
【００４４】
前記スピンドル５６は、送りメカニズム２２により適切な位置へと移動されたように示されており、従って、切断工具２４は、工具駆動メカニズム４６により、長軸Ｘ−Ｘを中心として回転可能に駆動される。この切断工具２４は、これの回転軸線に沿ってパイプ５０の壁厚を貫通するように径方向に送られ、キャリッジ駆動メカニズム１６により、移送パス１００をトラック部分３４に沿って切断工具の回転軸線の横方向に駆動され、この結果、パイプ材を除去してパイプ５０を切断する。
【００４５】
図２の実施形態に示されているように、前記切断工具２４は、回転軸線を中心として最初に回転されてパイプの壁を貫通するエンドミルである。次に、切断工具アッセンブリ１２が、１回の通過で移送パスに沿って駆動され、この結果、ワークピースの厚さを貫通したエンドミルの外形の切断エッジにより、パイプ５０の一部分を切断する。
【００４６】
図１０ないし１３を参照すると、本発明は、ワークピース５０に沿って端と端とが接続した関係で連続的に組み合わされることができる複数のトラック部材９０，９２を有することができる。図１０は、第１並びに第２のトラックエリア９４，９６にそれぞれ位置された第１並びに第２のトラック部材９０，９２を示している。これらトラック部材は、第１並びに第２のトラック部材９０，９２の一端部が、横方向で互いに隣接して移送パス１００を規定するように、端と端とが接続した関係で組み合わされている。図１１は、第１のトラック部材９０の第１のトラックエリア９４からの取り外しを示している。取着部材３２が、第３のトラックエリア９８で、ワークピース５０に適切に支持され、取着部材３２は、また、第１のトラックエリア９４から取り外される。図１２は、第１のトラック部材９０が、第３のトラックエリア９８全体に渡って配置されるのを示している。図１３は、第３のトラックエリア９８に配置された取着部材３２に支持され、従って第２のトラック部材９２に対して移送パス１００の長さ方向に延びた第１のトラック部材９０を示している。上述されたプロセスは、ワークピースの長さ方向の外周面、即ち外径面全体に渡って果たされることができる。
【００４７】
本発明の他の実施形態に従えば、図１４並びに１５は、切断工具アッセンブリ２１６とトラック装着システム２１２とを示している。この切断工具アッセンブリ２１６は、この実施形態が面取りビット２２２を用いていることを除いて、図１並びに２に示された実施形態に関連して上述されたタイプの一般的なものである。上述されたエンドミルと同様に、この面取りビット２２２は、長軸を中心として回転されるように位置され、また、工具駆動メカニズム２２０が、回転入力動作を面取りビット２２２に与えるように位置されている。この面取りビット２２２は、工具駆動メカニズム２２０により駆動されるスピンドル２１８によって装着されている。この面取りビットは、ワークピース２１４の壁厚を貫通するようにワークピースを切断するために、ビットの回転軸線に沿いかつ回転軸線の横方向に送られることができる。
【００４８】
前記切断工具アッセンブリ２２０に動力を与えるための空気源若しくは他の電源に接続されるように構成された適切な入口２３６が設けられている。かくして、以前に説明された他の実施形態と同様に、切断工具アッセンブリ２２０は、トラック部分２１３と、ワークピース２１４に取着された複数の支持部２１５とを有するトラックシステム２１２により、ワークピース２１４に装着されるように位置されている。キャリッジアッセンブリ２３８が、上述されたものに類似した形式のトラック部分２１３に沿って切断工具アッセンブリ２２０を駆動させるために用いられている。しかし、他の駆動システムが、当業者の目的にかなったトラック部分２１３に沿って切断工具アッセンブリ２２０を移送するために用いられ得ることは理解されるであろう。アングルプレート２３２若しくは他の適切な取着手段が、切断工具２１６をキャリッジアッセンブリ２３８に接続するために設けられている。
【００４９】
かくして、以前に説明された他の実施形態とは異なり、この実施形態は、切断工具アッセンブリ２２０に接続され、かつワークピース２１４の外面の形状に従って配置された少なくとも１つのトラックアッセンブリ２２３を有している。このトラックアッセンブリ２２３は、ワークピースの切断端面に沿って均一のベベルを確実にするために設けられている。このトラックアッセンブリは、また、ワークピース、特にパイプ若しくはチューブを切断するときに、均一の切断深さを確実にするために利用されることもできる。
【００５０】
図１６に示されている一実施形態に従えば、前記トラックアッセンブリ２２３は、ハウジング２２８を有し、このハウジングは、ハウジングの高さ方向に延びた少なくとも２つのシャフト２４４を有している。互いに対向した第１の端部と第２の端部とを規定した支持体２２４が設けられている。この支持体には、これの長手方向に沿って延びている長手方向のスロット２２７が形成されている。この支持体２２４には、この支持体２２４の長手方向の軸に沿って延びている少なくとも２つの透孔２２９がさらに形成されている。これら透孔は、シャフト２４４にそれぞれ装着されるように構成されている。支持体２２４は、これらシャフト２４４により、アッセンブリハウジング２２８内に摺動可能に装着されている。さらに、保持部材２５２が、トラックアッセンブリハウジング２２８に接続され、前記支持体２２４に対して垂直に方向付けられている。この保持部材は、前記長手方向のスロット２２７を貫通して延び、従って、ハウジング２２８に対する支持体２２４の移動を制限している。
【００５１】
前記支持体の第１の端部には、トラック部材２２６が装着されている。このトラック部材２２６は、ワークピースの表面に沿って回転するように構成された回転可能なホイールであることが好ましい。このトラック部材２２６が、トラックアッセンブリハウジング２２８から離れて方向付けられるように、複数のばね部材２４２が、支持体２２４を、所定の方向へとトラックアッセンブリハウジング２２８に対して付勢するように位置されている。図１６に示されているように、これらばね部材２４２は、前記シャフト１４４の各々と同軸であることが好ましく、支持体２２４とハウジング２２８との間に配置されている。
【００５２】
適切な工具前進機構が、前記支持体２２４をワークピースの表面２１４に接離させるように設けられている。例えば、図１６の実施形態に示されているように、通常のスターホイール２３４が、支持体２２４をワークピースの表面２１４に接離するように前進させるために、スピンドルディバイス２４６と共働して使用されることができる。
【００５３】
図１４並びに１５に示されているように、前記トラックアッセンブリ２２３は、トラック部材２２６の回転軸線が、面取りビット２２０の回転軸線に横方向で交差するように配置されることが好ましい。これは、切断ポイントでの切断並びにベベルの進路を確実にし、従って、面取りビットの適切な切断深さ並びに均一なベベルを確実にするためである。さらに、トラックアッセンブリ２２３は、切断工具アッセンブリ２１６に対して平行となる関係で装着されることが好ましい。
【００５４】
本発明が、ここに説明されたトラックアッセンブリに限定されず、他のトラックディバイスが、ワークピースの均一な切断若しくは面取りを確実にするために用いられ得ることに注意すべきであろう。このようなトラックディバイスは、光学、機械、及び電気のセンサと、レーザー走査ディバイスとを使用した通常のトラック手段を有している。
【００５５】
図１７並びに１８は、本発明に従った他の実施形態を示しており、この切断工具アッセンブリ２２０とトラックアッセンブリ２２３とは、１９８３年１２月６日に特許された米国特許第４，４１８，５９１号と、米国特許第４，６６５，７８２号に開示されているもののようなスプリットフレーム式の携帯用の機械２４７に装着されている。このスプリットフレーム式の携帯用の機械２４７は、ワークピースに係合したほぼ環状の支持ハウジング部２４８と、ハウジング部の一端部にこのハウジング部に対して回転するように装着された工具用のキャリアリング部２５０とを有している。
【００５６】
前記切断工具アッセンブリ２１６は、図１７並びに１８に示されているもののように、中空のワークピースに取着されるように構成され、かつ携帯用のヘッドと固定の工具本体とを有するスプリットフレーム式の携帯用の機械２４７上を移動するように装着されることができる。しかし、この切断工具アッセンブリ２１６は、ワークピースにクランプ留めされ、かつこのワークピースの周りで切断アッセンブリ２１６を移送するためのシステムを備えるようになっている他の適切なディバイス上を移動するように装着されることができる。
【００５７】
図１４ないし１８に示されている実施形態に従えば、前記面取りビットは、パイプ若しくはチューブの端部を面取りする当業者に知られた様々な形状を有することができる。一例には、図１９に示されている平坦なベベル面取りビット、若しくは、図２０に示されている「Ｊ型タイプ」の面取りビットがある。平坦なベベル面取りビットは、外形２６２を与えている面取りヘッド２６０に接続されたシャフト２５８を有し、また、「Ｊ型タイプ」の面取りビットは、外形２６８を与えている面取りヘッド２６６に接続されたシャフト２６４を有している。さらに、他の面取りビットは、組み合わせ(compound)ベベル、若しくは「Ｊ型タイプ」の組み合わせベベルを有することができる。
【００５８】
図２１並びに２２に例示された本発明の方法に従えば、少なくとも１つの切断工具アッセンブリ２１８が設けられており、このアッセンブリは、所定の移送パスに沿って移動するようにワークピースの少なくとも一部分の周りに装着されている。例えば、２つの切断工具アッセンブリ２１８が、パイプ若しくはチューブのような中空のワークピース２１４の中心軸線の周りを移送パスＴに沿って移動するように回転可能に位置されることができる。
【００５９】
各切断工具アッセンブリ２１８は、工具の長手方向の軸Ｘ−Ｘを中心として回転するように駆動され、かつ回転可能に支持された面取りビット２２２を有している。この面取りビットは、ワークピースの中心軸線の周りを回転軸線に対して横方向へと所定の移送パスＴに沿って移動するように装着されている。回転駆動において、切断工具アッセンブリ２１８の各々のエンドミル２２２は、これの長手方向の軸に沿ってワークピース２１４の壁厚を径方向で貫通する。切断工具アッセンブリ２１８は、面取りビット２２２の側部が、移送パスＴに沿って1回の通過でワークピースの壁を切断するように、移送パスＴに沿って移動される。
【００６０】
この説明された方法は、ワークピースの均一な切断並びに面取りを確実にするように、上記のトラックアッセンブリを用いることが好ましい。
【００６１】
本発明の好ましい複数の実施形態が上述されたが、様々な変更が、請求項に規定されたような本発明の範囲から逸脱することなく当業者により実施形態に果たされ得ることと、様々な実施形態が、他の実施形態と互換可能に使用され得ることとは理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】ワークピースに支持された切断工具の一実施形態を示した斜視図である。
【図２】図１の切断工具を示した正面図である。
【図３】図１のトラックアッセンブリの一実施形態の断面図を示している。
【図４】図２のＩ−Ｉ線に沿って切断された断面図である。
【図５】図４に従ったキャリッジアッセンブリの調節可能なベアリングアッセンブリの断面図である。
【図６】図５に従った調節可能なベアリングアッセンブリの分解斜視図である。
【図７】図２のＩＩ−ＩＩ線に沿って切断された断面図である。
【図８】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿って切断された断面図である。
【図９】図２の送りメカニズムの断面図である。
【図１０】ワークピース上でのトラック部材の他のトラック部材に隣接した異なる位置への移動を示した概略的な斜視図である。
【図１１】ワークピース上でのトラック部材の他のトラック部材に隣接した異なる位置への移動を示した概略的な斜視図である。
【図１２】ワークピース上でのトラック部材の他のトラック部材に隣接した異なる位置への移動を示した概略的な斜視図である。
【図１３】ワークピース上でのトラック部材の他のトラック部材に隣接した異なる位置への移動を示した概略的な斜視図である。
【図１４】ワークピースに支持されたトラックアッセンブリに装着されている切断工具の他の実施形態を示している斜視図である。
【図１５】図１４のトラックアッセンブリに装着された切断工具の上面図である。
【図１６】図１４のトラックアッセンブリの一実施形態を示している正面図である。
【図１７】ワークピースに支持されたスプリットフレーム式の工具キャリアに装着された切断工具の一実施形態を示している斜視図である。
【図１８】図１７のスプリットフレーム式の工具キャリアに装着された切断工具を示している側面図である。
【図１９】切断工具の一実施形態の正面図である。
【図２０】切断工具の一実施形態の正面図である。
【図２１】本発明の方法に従った切断動作を実施する工程を示している概略図である。
【図２２】本発明の方法に従った切断動作を実施する工程を示している概略図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【国際調査報告】
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