(57)【要約】  パイプ等を切断・処理するための動力付き工具で、動力源、及び端部に切断するパイプを受け入れるための開口部を有する。切断作業中はパイプ周辺をカッタとローラが回転する。工具筐体にはカッタ、ローラ、異なる回転速度の二つのギヤトレーンが収容される。ギヤトレーンは回転駆動用とパイプ切断用である。回転駆動用は逆回転でカッタとローラを待機位置に戻し、次の切断作業に備える。動力取出装置を二つ備え、パイプの処理を行う。【選択図】      図１【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体（10、11）と、突出するギヤ歯（80）とを有し、前記筐体に共通軸心Aを中心に回転可能に備えられ、それぞれのギヤトレーンに含まれる二つのスパーギヤ（16、17）と、該スパーギヤを回転させるために前記筐体に備えられたモータ（33）とを含み、前記筐体と前記スパーギヤには径方向に延びるギャップ（52）がそれぞれに設けられており、該ギャップはすべてが被加工物（14）の挟持用の前記共通軸心と平行な一方向においてのみ整列させられ、前記スパーギヤにはカムスロット（61、69、58、67）が設けられ、さらに、前記スパーギヤ（17）が前記スパーギヤ（16）と回転可能な駆動関係を有するように、該カムスロットを通り前記スパーギヤに接続されるカムフォロワシャフト（56、66）と、該カムフォロワシャフト（56）に支持される切刃（22）と、該カムフォロワシャフト（66）に支持されるローラ（64）とを含み、前記スパーギヤ（17）の前記スパーギヤ（16）とは異なる回転速度で回転し、それにより前記カムスロット内で、前記共通軸心の径方向に前記カムフォロワシャフトが移動することで、該切刃と該ローラが、前記被加工物の挟持及び切断のために前記ギャップ内に突出する、動力付き被加工物切断工具であって、
前記スパーギヤ（16、17）が、それぞれ、前記共通軸心を通り、径方向の端から反対側の端に至る長さの、スパーギヤ歯ピッチ径D-1、D-2を有し、該スパーギヤ（17）の該スパーギヤ歯ピッチ径D-1の該長さが、該スパーギヤ（16）の該スパーギヤ歯ピッチ径D-2の該長さとは異なるために、該スパーギヤ（17）が該スパーギヤ（16）とは異なる回転速度で回転する動力付き被加工物切断工具。
【請求項２】
前記ギヤトレーンの間に配置され、該ギヤトレーン間で回転力を伝達し、前記スパーギヤ（16、17）間でも回転力を伝達するように作動するクラッチ（81）をさらに含む、請求項1に記載の動力付き被加工物切断工具。
【請求項３】
前記二つのギヤトレーンが、前記スパーギヤ（16、17）、さらに、互いにピッチ径の異なる二つの別のギヤ（44、77）を備え、それぞれ複数のギヤにより構成され、
該別のギヤ（44、77）を回転可能に接続し、前記スパーギヤ（16、17）の前記異なる回転速度を発生させるために、前記二つのギヤトレーンに回転可能に接続されるクラッチ（81）を、
さらに含む、請求項1に記載の動力付き被加工物切断工具。
【請求項４】
前記クラッチに含まれ、前記クラッチを経由して伝達される作動摩擦抵抗制御回転動作を発生させるための摩擦部材（116）と、
前記摩擦部材の作動摩擦抵抗を変更し、前記ギヤの相対回転速度を制御するための、前記摩擦部材で作動する可動調整器と、
をさらに含む、請求項3に記載の動力付き被加工物切断工具。
【請求項５】
前記別のギヤ（44、77）のピッチ径が、それぞれ前記スパーギヤ（16、17）の前記スパーギヤ歯ピッチ径D-1、D-2と同様な関係にあり、互いに異なる、請求項3に記載の動力付き被加工物切断工具。
【請求項６】
前記スパーギヤ（16、17）に回転可能に接続され、径方向内向きで、差動回転方向と同様の湾曲方向に、弓形に延びるカムスロット（59、68）を有するカム板（18）をさらに含む、請求項1に記載の動力付き被加工物切断工具。
【請求項７】
前記ギヤトレーンの一に含まれる前記ギヤ（158）の一が、付属工具（151、152）を回転が伝達可能に取り付けられる動力取出装置としての、前記筐体（10）外に露出するシャフト（160）に回転可能に接続される、請求項1に記載の動力付き被加工物切断工具。
【請求項８】
前記筐体に窓部（141）が設けられ、該筐体内に配置された前記被加工物の目視が可能で、それにより前記切刃（22）を前記被加工物の切断位置に合わせることができる、請求項1に記載の動力付き被加工物切断工具。
【請求項９】
前記スパーギヤ（16、17）間の差動回転を制御するために、二段階に分けて作動させるトリガ（83）をさらに含み、作動の第1段階は前記切刃及び前記ローラが前記被加工物に接触するまで移動する準備段階であり、第2段階において該被加工物の切断を開始する、請求項1に記載の動力付き被加工物切断工具。
【請求項１０】
前記被加工物を切断する第2段階を開始するための、前記スパーギヤ（16、17）に作用するクラッチ（81）をさらに含む、請求項9に記載の動力付き被加工物切断工具。
【請求項１１】
前記スパーギヤ（16、17）及び前記筐体（10）を互いに係合させるため、該筐体内で該スパーギヤの径方向支持部として機能する、突起と溝を組み合わせた円形の迫台（27、29、28、31）を有する、請求項1に記載の動力付き被加工物切断工具。
【請求項１２】
前記ギヤトレーンが、それぞれスパーギヤ（16、17）とギヤ歯で接続する別のギヤ（44、77）を含み、
該別のギヤ（44、77）の間に配置され、該スパーギヤ（16、17）の回転を制御し、それにより前記ギヤすべての一回転当たりの前記被加工物の切断速度を制御するように作動するクラッチ（81）を、
さらに含む、請求項1に記載の動力付き被加工物切断工具。
【請求項１３】
前記クラッチが、前記別のギヤ（44、77）の間に配置され、該別のギヤ（44、77）間で回転を伝達するように作動する摩擦部材（132）を含み、
前記筐体の外部に設けられ、該摩擦部材に接続されて該別のギヤ（44、77）に対する該摩擦部材の摩擦効果を変更し、それにより該別のギヤ（44、77）間の回転の伝達を変更するための手動調整器（128）を、
さらに含む、請求項12に記載の動力付き被加工物切断工具。
【請求項１４】
前記筐体に移動可能に設けられ、前記被加工物と係合し、切断作業中、係合したまま案内する被加工物ガイド（148、149）をさらに含む、請求項1に記載の動力付き被加工物切断工具。
【請求項１５】
前記切刃（22）及び前記ローラ（64）と接続され、該切刃及び該ローラを前記被加工物の方向に径方向移動させるフィードギヤ（17、77）と、
接続が解除された場合に、該フィードギヤに回転可能に接続される回転駆動ギヤ（16、44）と、
前記駆動ギヤの非回転時、該フィードギヤに作用し、該切刃及び該ローラを前記被加工物に接触するまで移動させ、それにより被加工物の大きさを求める回転駆動力制御部（84、101、103）と、
をさらに含む、請求項1に記載の動力付き被加工物切断工具。
【請求項１６】
前記フィードギヤ（17）と係合解放可能に接続され、該フィードギヤ（17）を回転の初期位置で一時的に保持し、切断するパイプを挟持するための戻り止（86）をさらに含む、請求項1に記載の動力付き被加工物切断工具。
【請求項１７】
筐体（10、11）と、突出するギヤ歯（80）とを有し、前記筐体に共通軸心Aを中心に回転可能に備えられ、それぞれのギヤトレーンに含まれる二つのスパーギヤ（16、17）と、該スパーギヤを回転させるために前記筐体に備えられたモータ（33）とを含み、前記筐体と前記スパーギヤには径方向に延びるギャップ（52）がそれぞれに設けられており、該ギャップはすべてが被加工物（14）の挟持用の前記共通軸心と平行な一方向においてのみ整列させられ、前記スパーギヤにはカムスロット（61、69、58、67）が設けられ、さらに、前記スパーギヤ（17）が前記スパーギヤ（16）と回転可能な駆動関係を有するように、該カムスロットを通り前記スパーギヤに接続されるカムフォロワシャフト（56、66）と、該カムフォロワシャフト（56）に支持される切刃（22）と、該カムフォロワシャフト（66）に支持されるローラ（64）とを含み、前記スパーギヤ（17）の前記スパーギヤ（16）とは異なる回転速度で回転し、それにより前記カムスロット内で、前記共通軸心の径方向に前記カムフォロワシャフトが移動することで、該切刃と該ローラが、前記被加工物の挟持及び切断のために前記ギャップ内に突出する、動力付き被加工物切断工具であって、
回転速度差動機構を制御するための、前記スパーギヤ（16、17）に作用するクラッチ（81）と、
前記筐体（10）の外部に設けられ、前記被加工物の切断中に、前記クラッチの調整を行う手動調整器（128）と、
を含む動力付き被加工物切断工具。
【請求項１８】
筐体（10、11）と、突出するギヤ歯（80）とを有し、前記筐体に共通軸心Aを中心に回転可能に備えられ、それぞれのギヤトレーンに含まれる二つのスパーギヤ（16、17）と、該スパーギヤを回転させるために前記筐体に備えられたモータ（33）とを含み、前記筐体と前記スパーギヤには径方向に延びるギャップ（52）がそれぞれに設けられており、該ギャップはすべてが被加工物（14）の挟持用の前記共通軸心と平行な一方向においてのみ整列させられ、前記スパーギヤにはカムスロット（61、69、58、67）が設けられ、さらに、前記スパーギヤ（17）が前記スパーギヤ（16）と回転可能な駆動非動作関係を有するように、該カムスロットを通り前記スパーギヤに接続されるカムフォロワシャフト（56、66）と、該カムフォロワシャフト（56）に支持される切刃（22）と、該カムフォロワシャフト（66）に支持されるローラ（64）とを含み、前記スパーギヤ（17）の前記スパーギヤ（16）とは異なる回転速度で回転し、それにより前記カムスロット内で、前記共通軸心の径方向に前記カムフォロワシャフトが移動することで、該切刃と該ローラが、前記被加工物の挟持及び切断のために前記ギャップ内に突出する、動力付き被加工物切断工具であって、
前記筐体において回転可能なギヤ（158）と、
該ギヤ（158）により回転させられ、前記筐体外に露出し、動力取出装置として機能し、コーン（151）とブラシ（152）を駆動して切断後のパイプの処理を行うためのシャフト（159）と、
を含む動力付き被加工物切断工具。
【請求項１９】
前記筐体に設けられ、前記ギヤ（158）及び前記シャフト（159）を支持し、該ギヤ（158）を操作して、回転駆動関係を前記モータと前記スパーギヤ（17）との間で切り換え、パイプの切断用と処理用とのいずれかを選択するための、切換用支持部材（157）をさらに含む、請求項18に記載の動力付き被加工物切断工具。
【請求項２０】
前記フィードギヤ（17）と係合解放可能に接続され、該フィードギヤ（17）を回転の初期位置で一時的に保持し、切断するパイプを挟持するための戻り止（86）をさらに含む、請求項19に記載の動力付き被加工物切断工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動力付きパイプカッタ、特に携行可能で人の手で操作できるパイプカッタ及び処理工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
携行型パイプカッタ及び処理工具の類はすでに広く知られており、建築現場や制約のある場所で行われるパイプ（チューブ）の切断に有用である。このようなパイプカッタは、たとえば米国特許第6,065,212号で開示されている。
【特許文献１】米国特許第６０６５２１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明と従来のパイプカッタの違いは、従来品はカッタの供給が連続してできない、切断するパイプ（チューブ）の径が多岐に渡ると自動的に設定ができない、カッタの供給時にパイプに衝撃を与えてしまい、安定した供給ができないという点である。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、パイプの直径が複数種類の場合でも自動的に調整可能な動力付きパイプカッタである。本発明は自動センタリングガイドを備えており、これは切断装置部分をパイプの中心まで移動させる際に用いられる。また、パイプが挟持されると、目視でカッタの位置を調整する機能もある。切断作業時、回転毎に刃の深さを変えることができ、さらに切断作業中でも変更できる。プラスチックや銅などの多様な材料、また、それらよりもっと硬い鋼やチタンなどの材料を切断する場合でも切り屑が出ない。
【０００５】
カッタは、パイプガイド、内部を見るための開口部とともにアクセスヘッドを備え、パイプの着脱が容易にできる。また、切断するパイプのまわりを回転する回転ヘッドを備えている。さらに切刃、パイプ抑えローラを備え、これらは一体的に、自動的かつ連続的に径方向に移動する。すなわち、パイプとの距離の調節が可能となっている。この径方向送り装置を係合させる前に、カッティングヘッドの回転の初期段階で、パイプ径の計測が自動的に短時間で行われる。さらに、パイプが切断される毎に、すぐに逆回転して切刃や支えローラを戻し、整列位置で自動的に停止して、次のパイプの切断に備える。
【０００６】
カッタの送り量は調節可能であり、切断速度を変えることができ、硬さの異なるパイプ材料にも対応できる。回転を得るための電源は内蔵バッテリを用いるが、別の工具を用いた外部電源も使用可能であり、装置に短時間で接続できるようになっている。パイプへの切刃の送りは自動的に行われる。これはクラッチを利用して送り駆動装置を動作させる。送り駆動装置に伝達するトルクを調節して送り量を加減する。このように切断作業においては、駆動装置によりパイプ周辺で切刃を移動させ、送り装置により切刃を径方向内向きに移動させ、パイプに接近させる。切断時の位置決めは自動で行われる。たとえば、コントロールボタンを一度押すだけで行うことも可能である。
【０００７】
切断作業前には、自動的にパイプ受け入れモードになり、パイプを挟持し、切断作業の準備が整う。切断作業後は、再び自動的に次のパイプを受け入れる状態に戻る。
【０００８】
本発明のパイプカッタは操作が容易であり、パイプの切断速度が速く、切断面も滑らかで円形を保ち、仕事場等の狭い場所で用いられる。また、回転駆動用及び切断駆動用のギヤトレーン（歯車列）が1つずつ備えられている。それぞれの駆動速度は異なり、切断速度が駆動速度より遅れるようにされ、回転毎に切刃がカムでパイプの方向に押出されるようになっている。
【０００９】
本発明に係るパイプカッタには動力取出装置が備えられており、パイプデバリング工具やパイプ用回転ブラシ等の外部接続機器（回転駆動付属機器）を使用することができる。それらにより切断されたパイプは、はんだ付け等の、その後の作業に備えて処理される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
パイプ切断用の刃や、切断するパイプを挟持しパイプの長軸に対し自動的に同心に位置決めする支持用のローラ等は従来技術としてすでに知られている。また、切断時と逆方向に回転させると自動的に挟み口が開きパイプを受け入れ、さらにパイプ切断時、自動的にパイプの中心に来るような工具も考えられている。以下では、図面を参照しながら、本発明に係る工具について説明する。
【００１１】
切刃はパイプの軸心周りを回転する。刃の深さは回転毎に調節され、硬質の材料から成るパイプと軟質の材料から成るパイプとで、回転毎の差し込まれる量を変えることができる。詳細は本発明者による米国特許第6,065,212号に開示されている。
【００１２】
図1は本発明のパイプカッタである。パイプカッタは筐体左部10及び筐体右部11により構成され、組み立て後は、本体・頭部12及びハンドル部13に分けられる。ハンドル部13はパイプカッタの使用者により把持され、頭部12は被加工物であるパイプ14を挟持するために用いられる。パイプ14は軸心Aで示される図1の上下方向すなわちパイプ14の軸心方向に対して直角の方向に切断される。図1では、作業時の位置に固定されているパイプ14が描かれているが、作業後は切断される。
【００１３】
図3は、パイプカッタの構成部品である回転駆動用スパーギヤ16及びカッタフィード構造を示している。カッタフィード構造にはカッタフィード用スパーギヤ17、及びカムの働きをするカッタ制御板（カム板）18が備えられている。スパーギヤ16はギヤ上部19及びギヤ下部21から構成され、それらは複数のピン20により整列させられている。スパーギヤ16により、図3の部品全体が、縦方向の軸心Aを中心に回転する。二つのギヤから成るスパーギヤ16に、回転可能とされるパイプ切断用円形カッタ（切刃）22が支持され収容される。スパーギヤ16が軸心Aを中心に回転すると、パイプカッタ14に接触している切刃22は、摩擦で転がるように回転し、径方向内向きに移動してパイプ14の切断を始める（後述）。
【００１４】
スパーギヤ17はスパーギヤ16と同様、軸心方向から見た場合、円形を成しており、ギヤ歯のピッチ円から外向きに突出する平歯を備えているが、その一部において切り欠きが形成されている。ギヤ上部19及びギヤ下部21はその形状が鏡像関係にある。それらはスパーギヤ16を構成し、スパーギヤ16は回転駆動ギヤとして機能する。ギヤ上部19及びギヤ下部21を合わせたギヤ歯の高さ（幅）が、スパーギヤ16のギヤ歯の高さ（幅）に相当する。
【００１５】
スパーギヤ17及びギヤ上部19、ギヤ下部21、カム板（カッタ制御板）18を合わせた構造が、完成した一つの部品を構成する。これらは互いに当接させられて軸心方向に積み重ねられ、複数のピン23により整列させられている。また、これらは本体12に対し、相対回転可能に備えられている。このように、筐体左部10及び筐体右部11の組立により生じるキャビティ24及び26に、これらの部品が収容され回転可能に支持される。筐体左部10及び筐体右部11には円形の支え溝（迫台）27及び28が設けられ、また、カム板18及びスパーギヤ17は軸心方向に突出する隆起部（迫台）29及び31を有しており、それぞれが回転時の案内溝としての支え溝27及び28と嵌合させられ、カム板18及びスパーギヤ17を支持する支持板として機能する。言い換えると、これらは軸心方向に迫り出した円形肩状の迫台（せりだい）、あるいは「さねはぎ」（片方の材の突起を他方の材の溝に差し込む接合法）の体を成している。筐体左部10及び筐体右部11は当接させられ、ねじ32などのねじにより互いに固定されている。
【００１６】
本体12には、可逆モータ33、及びモータ33に給電するためのバッテリ34が適切に備えられており、モータ33は逆回転も可能である。また、ハンドル部13には転極器35が適切に備えられており、電気的にモータ33と接続され、必要に応じて逆回転させる。モータ33は本体12の取付部36に取付可能で、バッテリ34はハンドル部13の底部37に取り付けることができる。モータ33には回転を伝えるためのピニオン39が備えられており、本体12のギヤ41と係合されている。モータ33、バッテリ34を使用せずに、回転力を発生させる装置等の動力源を外部接続させてギヤ41を回転させることもできる。外部動力源は図示されていないが、従来品が使用可能である。
【００１７】
ギヤ41は、本体12に回転可能に備えられているシャフト42に形成されている。ギヤ41はウォームギヤ部分も有し、ウォームホイール43と係合されている。煩雑にしないためにウォームホイール43の歯は図示しない。従来品が使用可能で、詳細な説明は省略する。
【００１８】
ギヤ44は筐体左部10の円形のキャビティ46に回転可能に収容され、ウォームホイール43の（図1における）上方に取り付けられている。ギヤ44とウォームホイール43は、ピン20と同様の（図示しない）ピン等により、回転可能に接続されている。中間ギヤ47及び48は、それぞれ支柱49及び51に回転可能に取り付けられ、それぞれが直径方向により大きなギヤ44及び16と係合されており、ギヤ44の回転をスパーギヤ16に伝達する。中間ギヤ47及び48は、スパーギヤ16の外周沿いに離隔して備えられている。スパーギヤ16のギャップ52が通過する際にも、中間ギヤ47あるいは48のいずれかがスパーギヤ16に係合することになる。このギャップ52は、スパーギヤ17、カム板18、筐体左部10、筐体右部11にも径方向に渡り形成されており、前述のように、軸心Aの方向に延伸するパイプ14を収容する。
【００１９】
スパーギヤ16には径方向に延びる方形の開口部53が形成されており、シャフト（カムフォロワシャフト）56を有する切刃支持部54を収容する。支持部54に保持される切刃22は、ピン57により回転可能とされる。シャフト56の両端はそれぞれ、スパーギヤ17及びカム板18に形成された弓形のスロット（カムスロット）58及び59に嵌合される。また、シャフト56はスパーギヤ16の径方向に延びるスロット（カムスロット）61も貫通する。支持部54は直方体形を成し、スパーギヤ16に形成されている直方体形の開口部53に嵌合される。支持部54が開口部53と同じ直方体形を成しているため、収容された状態で安定して切刃22を支持する。このようにして、精密に製造され、製造が容易であるような、筐体左部10及び筐体右部11を有し、スパーギヤ16が形成されている装置が提供される。
【００２０】
スパーギヤ16には径方向に延びる直方体形の開口部62も形成されており、それは開口部53と径方向に対称に位置し、同様の形状で同様の構成とされている。直方体形を成す支持ブロック63は、開口部62内に嵌合、安定的に収容され、ギャップ52内で四つのローラ64を回転可能に支持し、パイプ14を押圧する。スパーギヤ16が回転すると、切刃22がパイプ14に向かって押出され切断が始まり、切断作業中、ローラ64はパイプ14を外周で保持しつつ回転する。支持ブロック63はシャフト（カムフォロワシャフト）66を有し、シャフト66の両端はそれぞれ、スパーギヤ17及びカム板18に形成された弓形のスロット（カムスロット）67及び68に嵌合される。また、シャフト66はスパーギヤ16の径方向に延びるスロット（カムスロット）69も貫通させられる。スパーギヤ17が回転すると、カム板18も同時に回転し、スパーギヤ17の回転速度がスパーギヤ16と異なる場合、シャフト56及び66は三本のスロット内をそれぞれ摺動させられ、切刃22とローラ64は径方向に移動する。
【００２１】
スパーギヤ17及びカム板18は、間に挟まれたスパーギヤ16の弓形のスロット72を貫通する複数のねじ71により一体的に回転する。図3に示すような、軸心方向に離隔させるスペーサ73がスパーギヤ17とカム板18の間に挟まれる。スペーサ73は、スパーギヤ16に設けられたスロット75を通り延伸させられ、締結されたねじ71を用いてギヤ上部19及びギヤ下部21が密着しないようにすることもできる。整列しているピン23が、スパーギヤ17とカム板18の間で延伸させられ、弓形のスロット58及び59、スロット67及び68が安定して整列させられる。
【００２２】
スパーギヤ17、スパーギヤ16、カム板18、切刃22を有する切刃構造、ローラ64を有するローラ構造が、パイプカッタ頭部構造（本体12）を構成する。本体12は、回転駆動機構と切刃フィード機構を有する。ギヤ44から、中間ギヤ47及び51、スパーギヤ16までのギヤトレーンが、スパーギヤ17とは異なる回転速度で駆動可能とされている。スパーギヤ16とスパーギヤ17との間はシャフト56及び66を介して駆動力が伝達され、カム板18も回転させる。シャフト56及び66は回転に際してスパーギヤ16に設けられた径方向に延びるスロット61及び69に案内され、弓形のスロット58及び59、67、68にも案内される。これらのスロットはカムとして、シャフト56及び66はカムフォロワとして機能する。
【００２３】
スパーギヤ17とカム板18の回転は、二つの中間ギヤ76により制御される。中間ギヤ76は、筐体に支持される支柱49及び51に回転可能に設けられ、スパーギヤ17と係合され、ギャップ52が通過する際にも、二つのうちのいずれかがスパーギヤ17に係合することになる。ギヤ（コマンドカットフィードリングギヤ）77は本体に回転可能に設けられており、スパーギヤ17とカム板18における円形の隆起部29及び31同様、回転可能に案内される。スパーギヤ17は二つの中間ギヤ76と係合されている。ギヤ44もリングギヤの形状であり、コマンド回転駆動ギヤとして機能する。後述するように、ギヤ44と77は、連動して回転するように接続することができる。
【００２４】
スパーギヤ16とスパーギヤ17は歯数が異なるようにされている。図4に示すように、スパーギヤ16の歯数はスパーギヤ17の歯数より多い。同様に、ギヤ44の歯数はギヤ77の歯数より多い。たとえば、歯数が60のスパーギヤ16と59のスパーギヤ17、51のギヤ77と52のギヤ44との組合せが可能である。こうした歯数は全ギヤ周に関係してくるので、歯数を数える場合は各ギヤの全周を考慮する必要があり、ギャップ52も歯があるものとして数える。スパーギヤ16とスパーギヤ17の歯数の多少関係も、ギヤ44とギヤ77の多少関係も変更することはできないが、それぞれのギヤの組合せの中で、また、組合せ間で、歯数を逆に設定することは可能である。二つのギヤの各組合せ内での、単なる、必要とされる回転速度の差の問題であり、回転運動の不足の問題である。中間ギヤ47と48で歯数は同じであるが、二つの中間ギヤ76の歯数よりも少なく設定されている。これら四つの中間ギヤはすべてそれぞれ、隣接の歯面において歯数の差は一致し、隣接のギヤとそれぞれ係合している。歯形はすべて同じとされる。
【００２５】
前述のギヤの差は、各ギヤのピッチ円の直径の差につながる。本件ではスパーギヤ17よりもスパーギヤ16のピッチ円の直径のほうが大きい。スパーギヤ17のピッチ円の直径D-1、及びスパーギヤ16のピッチ円の直径D-2を図8及び図9に示す。ギヤ歯80等において、平歯車のピッチ円の直径の測り方は通常の方法が採られる。この差のために、スパーギヤ16とスパーギヤ17が相対回転をする。すなわち、スパーギヤ17の回転はスパーギヤ16の回転よりも遅く、切刃22とローラ64を同じ変位量だけ径方向に移動させる。本件の切断作業では、図4における時計回りに回転させられる。
【００２６】
弓形のスロット58及び59、67、68はすべて、径方向外縁部の位置"O"から径方向内縁部の位置"I"に至る。これらのスロットはすべて湾曲した形状をしており、内縁部の位置"I"は、パイプ14切断のために回転する際、弓形スロットの中で先頭に来る位置である。図10における時計回りが回転方向である。
【００２７】
モータ33の逆回転によりギヤ部分を反時計回りに回転させることが可能である。それにより、筐体左部10及び筐体右部11の内部、図3に示すパイプカッタ頭部（切断装置部分）の、全ギヤ及びカム板18はそれらのギャップ52が揃った状態に戻される。すなわち、パイプ14の挟持が可能なようにギャップ52を設け、次の切断作業に備える。
【００２８】
スパーギヤ16とスパーギヤ17、及びギヤ77とギヤ44は、各ピッチ円の直径同様、前述のように歯数の多少を逆転させることができる。それぞれ上側にあるギヤの歯数を増やすことができる。図1及び図2でわかるように、そのとき、スロット58と59、スロット67と68は別の側の方向に調整する必要があり、さらに切断装置部分は、前述の切刃22とローラ64が径方向に移動する場合とは、回転方向が逆とされる。ギヤ歯の多少、それに伴うピッチ円の直径の関係において必要なのは、ギヤの歯数の違い、及びそれに伴うピッチ円の直径の違いのみである。本発明のギヤトレーンでは、小スパーギヤ17の回転は低速になる。
【００２９】
スパーギヤ16より低速回転のスパーギヤ17をさらに制御するのに、図5、図6、図7に示す回転クラッチ81がフィードギヤの駆動ギヤトレーンに用いられる。本体12には電気式スイッチ82が備えられており、スイッチ82に接続されるスライダブルブラケット83を使用者が指で押圧し、シフタ（回転駆動力制御部）84をともに移動させる。モータ33は、バッテリ34あるいは外部電源装置から電力を得る。前述の下部のギヤトレーンを介して、スパーギヤ16が時計回りに回転する。図1、図2、図23に示すように、回転ストッパ86、すなわち「戻り止め」が、回動可能に支柱49に備えられており、カム板18の突起88と係合するためのノッチ87が設けられ、カム板18の回転を制御する。筐体左部10には調整ねじ89が設けられており、その先端が回転ストッパ86に接触させられ、支柱49を軸心とする回転ストッパ86の時計回りの回転を所定の位置で止める役目をする。また、筐体に備えられた部材91内に収容された従来品の圧縮ばねがボール90を付勢し、もう一つの「戻り止め」として機能する。ボール90は回転ストッパ86に対して押圧されるが固定はされていないので、支柱49を軸心に回転ストッパ86が回動可能とされており、図23に示す位置で係合される。すなわち、回転ストッパ86は反時計回りに回動可能であり、調整ねじ89から離れる方向に回動し、カム板18が時計回りに回転可能となる。わずかな動きで、カム板18を図23に示す初期位置に戻される。
【００３０】
回転ストッパ86は部分的な回転可能にカム板18を保持し、切刃22及びローラ64がパイプ14に接触するまでは回転しないようにされている。また、カム板18とつながるスパーギヤ17も同様に保持していることになる。パイプ14が接触すると、スパーギヤ17とカム板18が軸心Aを中心にスパーギヤ16と同じ速度で回転させられる。そして、スパーギヤ77も回転し始めるが、二つのギヤトレーンは歯数が異なるので、ギヤ77は駆動ギヤ44とは異なる速度で回転する。ギヤ77が回転すると、クラッチ81も軸心Bを中心に回転する。
【００３１】
ギヤ77の内側にはスプライン歯92があり、ギヤ44の内側にもスプライン歯93がある。クラッチ81は外側にスプライン歯96及び97があり、スプライン歯97は、図示するように、それぞれスプライン歯92及び93とスプライン係合している。図1及び図5に示すように、クラッチ81は、本体12にねじで取り付けられているカバープレート98を有している。同じく図1及び図5に示すように、クラッチ81には、本体12に取り付けられ、中心を通る支柱99が備えられており、筐体左部10の開口部95及びカバープレート98の開口部100に取り付けられている。支柱99は、長軸Bの方向に上下にわずかながら移動可能で、それに伴い、軸心方向に取り付けられたクラッチ81も上下に移動する。この動きにより、クラッチ81のスプライン歯96及び97は、ギヤ77及び44に設けられたスプライン歯92及び93とそれぞれ係合状態または非係合状態となる。非係合状態では、スプライン歯（クラッチスプライン）92及び93は支柱99の回転とは無関係に回転可能となる。
【００３２】
クラッチ81のスプライン歯96及び97が下方の位置に来ると、それぞれ、ギヤ77及び44に設けられたスプライン歯92及び93と係合し、クラッチ81はギヤ77及び44の回転に合わせて回転する。クラッチ81の頂部にはプレート102が備えられており、支柱99の上に置かれ、軸心方向には移動可能であるが、共に回転することはない。プレート102には連動するようにコントロールアーム（回転駆動力制御部）101が接続されている。コントロールアーム101は、トリガブラケット84内のスロット（回転駆動力制御部）103まで延伸させられており、可動とされている。
【００３３】
初期の引き量以上にトリガ（スライダブルブラケット）83が引かれると、コントロールアーム101とプレート102が軸心Bまわりを回動する。図1に示すように、プレート102頂部には三つのカム突起104が離間して設けられている。また、カバープレート98には径方向に延びる三本の溝106が設けられており、カム突起104同様、周方向において離間させられている。カム突起104と、下方に開口するカバープレート98の溝106は嵌合可能で、嵌合した場合、プレート102は、他のクラッチ81部分より上方に上がることになる。トリガ83が引かれ、プレート102が回転すると、カム突起104は溝106から出て、プレート102の下面107に接触する。その結果、プレート102は下方にあるクラッチ81の上面108に押圧される。これにより、前述のスプライン係合が実施される。
【００３４】
スプライン歯96は上部圧力プレート109と一体とされており、スプライン歯97は下部圧力プレート111と一体とされている。図6及び図7に示すように、プレート109及び111はフランジ付きスリーブ113に取り付けられる。スリーブ113は下方に下がることになり、その下面112は筐体左部10の開口周辺部114に当接させられる。プレート109とプレート111の間にはフリクションインサート（摩擦パッド）116が挿入され、プレート109とワッシャ118の間には板ばね117が挿入される。その結果、両プレートは互いの方向に付勢され、摩擦伝動で回転が伝わる。ワッシャ118とスナップリング119により、部材全体は下向きに保持される。そして前述のように、摺動しながら回転を繰り返す。回転時の摺動量は摩擦パッド（摩擦部材）116の作動状態に依存する。最大摺動量は、ギヤの歯数の違いに対する角度相当量に等しい。すなわち、歯数60につき1の違いである場合には、角度相当量は6度となる。
【００３５】
パイプ14の切断が完了すると、使用者はシフタ84のトリガ（エクステンションブラケット）83を離す。すると、位置121に配されたスプリングプランジャのばねの力に抗しながらシフタ84は後退させられる。それにより、コントロールアーム101がカムプレート102を回転させ、位置114に備えられた図示しないばねにより軸心方向に付勢されて、上方のスリーブ113に作用し、溝106と嵌合する位置まで戻す。それは同時に、コマンドドライブギヤ44とコマンドフィードギヤ77の連結状態を解除することになる。極性変更でモータ33の回転を逆にすると、コマンドドライブギヤ44とスパーギヤ16の回転が逆になる。その結果、切刃22とローラ64が径方向外向き、すなわちそれぞれのスロットの外側端部まで移動させられ、スパーギヤ17とカム板18は反時計回りに回転させられる。カム板18の突起88が回転ストッパ86と係合する位置まで回転すると、回転ストッパ86により回転は止まり、位置52の五つのギャップはすべて同じ位置に並ぶ。その結果、挟持していた状態が開放された状態に変わり、次のパイプ14の受け入れ、及び切断作業に備える。
【００３６】
回転ストッパ86が急に回転を止めた場合にモータ33が壊れないようにするためには、スイッチを逆にする位置に、電流を監視する回路を加える必要がある。物理的な仕組みは図18及び図23に示す。
【００３７】
クラッチ81が係合されず、安定した回転駆動が次に伝達されないと、切刃22とローラ64は径方向内向きに移動し、パイプ14に当接される。スパーギヤ17はスパーギヤ16より小さいので、スパーギヤ17の回転はスパーギヤ16より遅く、そのために、切刃22とローラ64はパイプ14の切断が始まると径方向に移動させられる。クラッチ81が係合されると抵抗が発生し、スパーギヤ16とスパーギヤ17間で回転が減り、切刃22とローラ64を径方向内向きに所望の位置まで移動させることができる。
【００３８】
図15は調節可能なトルククラッチである。前述のスリーブと同様なねじ切りスリーブ113の上端に締結された調整ナット126により、ばね圧縮力や摩擦力を備えることができる。図15のねじ切りスリーブ113は、前述のスリーブに調整ナット126用のねじ山が切られたものである。調整ナット126及びねじ切りスリーブ113には止めねじ127を用いることができる。止めねじ127を使用すれば、所望の位置で調整ナット126を固定しておくことができる。
【００３９】
図16及び図17、図18、図22は、機能を追加したパイプカッタである。連続的に調節可能なクラッチシステム、逆回転時に掛かるモータへの過負荷を防止する機械的な仕組み、図に示すようなパイプデバリングコーンやクリーニングブラシ等の外部駆動機器に用いる動力出力口（動力取出装置）を備える。デバリングコーンの大きさはパイプ14の内径に合わされており、クリーニングブラシは軸心方向に延びる開口部115中にパイプ14を収容し、その外部をブラシによりクリーニング（ブラッシング）する。クラッチシステム（回転クラッチ）81には筐体を挟んで外側に調整ノブ（手動調整器）128があり、板ばねに抗して取り付けられている。調整ノブ128は、ねじ切り部分を有する固定シャフト131に取り付けられ、キー溝125及び130にキー（止めピン）を差し込み、筐体左部10に固定され得る。キー（図示しない）は従来品が使用可能である。クラッチに手を加えて、ギヤ44とギヤ77間で摩擦力を発生させることもできる。スプライン歯がコマンドギヤ77のスプライン歯と係合する接続ギヤ97に取り付けられたスリーブ113に、複数の摩擦平板132が通されている。摩擦平板132は、シャフト131を軸心に適切に回転可能なシャフト圧力板133と、コマンドドライブギヤ44と接続され適切に回転可能なギヤ圧力板に挟まれている。図に示すように、そのギヤ圧力板タング134がスプライン溝と係合し回転する。
【００４０】
前述のように、アクチュエータ板102は下方に下がり、クラッチが接続状態になり、ギヤ77とギヤ44が接続される。摩擦圧力量、及び伝達トルク、さらに切断フィード量は、調整ノブ128により完全に調整可能である。切断作業中でもフィード量の変更が可能である。図22では、摩擦圧力板及び周辺の装置が拡大されて示されている。
【００４１】
繰り返しになるが、前述のように、パイプカッタのトリガを引くと、アクチュエータ板98が下方に動き、コマンドギヤ77及びスプラインギヤ96は下方に押圧され、接続ギヤ97と係合し、ギヤ44とギヤ77がクラッチ係合することになる。調整ノブ128により、切断作業のために伝達されるトルク量が調整可能である。
【００４２】
図16及び図17、図18に示されるように、筐体上面には筐体左部10から筐体右部11に渡り、筐体窓（窓部）141が設けられ、パイプカッタ内が見られるようになっている。図では示されていないが、上面の窓141には透明な部品が嵌め込まれており、内部を見る際に覆いとして機能する。パイプ14に切断個所を示す印142を付けることも可能であり、印142と切刃22の位置を合わせてパイプ14とパイプカッタの相対位置を調節すれば、正確な長さに切断できる。切刃22面は窓141と並べられ、回転し、窓141に隣接して位置させられる。パイプカッタ内を見ると、ギャップ52はすべて印142と同じ位置に並べられるのがわかる。
【００４３】
図17及び図18に示されるように、筐体に設けられた二個所の開口部（側面窓）146及び147にそれぞれ摺動可能にガイド（被加工物ガイド）148及び149が嵌め込まれている。筐体左部10及び筐体右部11のそれぞれに設けられた開口部146及び147に、二組の線対称の形状をしたガイド148及び149が嵌め込まれている。ガイド148及び149は可動に備えられた、薄いが頑丈な板状部材であり、それぞれの開口窓の両側面に設けられた、筐体のスライドスロットに移動可能に取り付けられている。筐体の各側に一組ずつ設けられ、互いの方向に移動・摺動可能、すなわち、パイプ14の軸心Aに対して径方向に移動可能とされる。ばね150はガイド148及び149に当接し、ガイド148及び149は軸心Aの方向に付勢され、パイプ14を挟持する。ガイド148及び149はそれぞれV字部155を有し、パイプ14を確実に挟持するので、パイプ14がパイプカッタから外れない状態が維持される。
【００４４】
図16及び図17、図18、図23は、本体の動力を利用する機能追加機器を複数備えたパイプカッタである。デバリングコーン（付属工具、コーン）151とクリーニングブラシ（付属工具、ブラシ）152は、回転可能に本体に支持され、本体の動力を利用して駆動し、それぞれパイプ14のデバリング及びブラッシングを行う。図18に示すように、モータ33からの動力でシャフト156を軸心に回転可能に備えられたマイタ歯車153及びピニオン154が回転させられ、ギヤ166が回転させられる。また、図23に示すように、シャフト156を軸心に回動可能な筐体内回動ブラケット（切換用支持部材）157が備えられ、シャフト156を軸心に左右に回動可能とされている。ブラケット157は、回転可能なマウンティングシャフト159に備えられ駆動する中間ギヤ158を回転可能に支持する。図23に示すように、シャフト159の内部は六角形の空洞160とされる。図23の回動位置では、両端がそれぞれ筐体外部まで突出しており、図18の開口部165等の、筐体の両側に設けられた開口部と軸線が一致し、デバリングコーン151やクリーニングブラシ152等の有する六角形のシャフトが嵌め込まれ、それぞれが同時に回転駆動力を伝達するように接続される。図を見やすくするために、前述の構成に追加されたギヤ166及び158は破線で示す。ギヤ166は常に中間ギヤ158と係合している。
【００４５】
レバー161は筐体外部に、支柱162を軸心として回動可能に取り付けられている。レバー161には、四角形状部分163が筐体内に設けられ、ブラケット157と同じ平面上に配置される。四角形状部分の角が、ブラケット157の端164に当接し、図の回動位置ではブラケット157を左の方向へ回動させる。すなわち、レバー161を回動させると、ブラケット157が回動し、中間ギヤ158をギヤ166かコマンドドライブギヤ44のいずれかと係合させる。デバリングコーン151とクリーニングブラシ152を片側ずつに接続させるなど、所望の付属機器を開口部165に取り付けることができる。
【００４６】
圧縮ばね164がブラケット157に適切に作用し、中間ギヤ153を付勢してギヤ44と係合させる。レバー161を図示する位置まで回すと、切断するための駆動力が伝達されなくなる。切断作業が終了すると、前述のように、パイプカッタは反転モードに変わり、装置頭部（本体）の駆動が急に停止しても、中間ギヤ158が非係合状態となり、ブラケット157をばね167の付勢力に抗して元の位置に戻し、モータが損傷しないようにされる。この構成が、従来の監視用電子回路の替わりとなる。
【００４７】
図1及び図11、図12、図13に示すように、円形の径方向迫台171及び172により互いに摺動可能に嵌合され、迫台173及び174により嵌合されることで、積み重ねられているスパーギヤ16及びスパーギヤ17、カム板18は、一体的にカッタヘッド構造を構成している。前述のように、これらは互いに順次、軸心方向に重ねられた構造をしている。このように、ヘッドは径方向に並べられ、構成部品は軸心方向に当接し、互いに関連する部品がすべて密に積み重ねられている。
【００４８】
以上、いくつかの態様について図面を参照して詳細に説明したが、本発明は更に別の態様でも実施でき、本発明の特許請求の範囲は添付の特許請求項に反映されている。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明に係るパイプカッタの、側面から見た分解斜視図である。
【図２】図１のパイプカッタの一部を抜き出した、側面から見た拡大分解側面斜視図である。
【図３】図２の一部を抜き出した分解斜視図である。
【図４】図３の部材の平面図である。
【図５】図１の一部を抜き出した、下方から見た斜視図である。
【図６】図５の部材の側面図である。
【図７】図６の7-7断面図である。
【図８】図３の一部の部材の側面図である。
【図９】図３の一部の部材の側面図である。
【図１０】図３の一部分の側面図である。
【図１１】図８の11-11断面図である。
【図１２】図９の12-12断面図である。
【図１３】図１０の13-13断面図である。
【図１４】図３の部材の分解斜視図である。
【図１５】図５のクラッチ部分の別の実施例を示す斜視図である。
【図１６】部材を追加した本発明に係るパイプカッタの、上方から見た斜視図である。
【図１７】部材を追加した本発明に係るパイプカッタの、側面から見た斜視図である。
【図１８】図１６及び図１７に示すパイプカッタの、下方から見た分解斜視図である。
【図１９】図１のクラッチ部分の別の実施例を示す側面図である。
【図２０】図１９の20-20断面図である。
【図２１】図１９の部材の分解斜視図である。
【図２２】図１６のパイプカッタの一部を示す拡大22-22断面図である。
【図２３】図１８のパイプカッタの一部を示す拡大平面図である。
【図１】
2008531315.tif 000002
【図２】
2008531315.tif 000003
【図３】
2008531315.tif 000004
【図４】
2008531315.tif 000005
【図５】
2008531315.tif 000006
【図６】
2008531315.tif 000007
【図７】
2008531315.tif 000008
【図８】
2008531315.tif 000009
【図９】
2008531315.tif 000010
【図１０】
2008531315.tif 000011
【図１１】
2008531315.tif 000012
【図１２】
2008531315.tif 000013
【図１３】
2008531315.tif 000014
【図１４】
2008531315.tif 000015
【図１５】
2008531315.tif 000016
【図１６】
2008531315.tif 000017
【図１７】
2008531315.tif 000018
【図１８】
2008531315.tif 000019
【図１９】
2008531315.tif 000020
【図２０】
2008531315.tif 000021
【図２１】
2008531315.tif 000022
【図２２】
2008531315.tif 000023
【図２３】
2008531315.tif 000024
【国際調査報告】
2008531315.tif 000025