JP6147597B2

JP6147597B2 - 管体切断装置

Info

Publication number: JP6147597B2
Application number: JP2013149353A
Authority: JP
Inventors: 英史谷口
Original assignee: Fuji Machine Works Co Ltd
Current assignee: Fuji Machine Works Co Ltd
Priority date: 2013-07-18
Filing date: 2013-07-18
Publication date: 2017-06-14
Anticipated expiration: 2033-07-18
Also published as: JP2015020236A

Description

この発明は、円筒形の管体を軸方向に直交する面で切断する管体切断装置に関する。

所定長さの円筒形の管体の切断に用いられる管体切断装置として、管体の外周面に当接する切断用バイトを管体の内部に向かって管体の半径方向に移動させるものがある。

ところが、切断用バイトを管体の外周面から内部に向かって移動させる装置で強度の弱い薄肉の管体を切断しようとすると、薄肉の管体が半径方向に変形し、製品の真円度が低下する。

そこで、管体の切断に用いられる従来の管体切断装置として、管体の外周面に接触させて外刃を配置するとともに管体の内部に内刃を配置し、内刃を回転させつつ一部が管体の外側に露出する状態で外刃の内周面に沿って移動させる装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

特許第４２６４９０８号公報

しかし、外刃及び内刃を用いた従来の管体切断装置では、外刃の内周面を管体の外周面に全周にわたって接触させておく必要があり、外刃の内径は管体の外径に一致していなければならない。このため、単一の管体切断装置で外径の異なる管体を切断するためには、管体の外径に応じた内径の複数の外刃を準備しておき、切断すべき管体の外径に応じて外刃を取り換える必要があり、所謂段取換えに長時間を必要とする問題がある。

この発明の目的は、切断すべき管体の外径が変化した場合にも外刃を交換する必要を無くし、段取換えを短時間化できる管体切断装置を提供することにある。

この発明の管体切断装置は、外刃、内刃、管体保持部材、回転支持部材、内刃駆動部材を備えている。外刃は、切断すべき管体の最大の外径よりも大きい円の少なくとも一部を呈する内周面を備え、内周面が管体の外周面に対向するように位置する。内刃は、切断すべき管体の最小の内径よりも小さい外径の回転体であり、一方の側面が外刃の一方の側面である切断面との間に管体の厚さに応じた間隙を設けて配置される。管体保持部材は、管体の一端部を管体の軸方向に直交する面内で移動自在に保持する。回転支持部材は、外刃の内周面と管体の外周面とが相対的に回転するように外刃及び管体保持部材を支持する。内刃駆動部材は、内刃が回転しつつ外刃の内周面の半径方向及び外刃の内周面の円周方向に沿って移動するように内刃を駆動する。

管体保持部材が保持する管体の外周面に外刃の内周面を接触させ、管体内部に内刃を配置した状態で、内刃駆動部材によって内刃を回転させつつ内刃の外周面の一部が管体の外部に露出するように半径方向及び円周方向に移動させる。管体の外周面と外刃の内周面とが相対的に回転しながら接触状態を維持しつつ、管体が軸方向に直交する面内を移動し、管体が外刃と内刃との間で切断される。内径が内刃の外径よりも大きく、外径が外刃の内周面の径よりも小さい範囲内で任意のサイズの管体が、外刃を交換することなく切断される。

この発明によれば、内径が内刃の外径よりも大きく、外径が外刃の内周面の径よりも小さい範囲内で任意の径の管体を、外刃を交換することなく切断できる。切断すべき管体の外径が変化した場合にも外刃を交換する必要を無くし、段取換えを短時間化できる。

この発明の第１の実施形態に係る管体切断装置の側面断面図である。同管体切断装置の要部の配置状態を示す外観図である。（Ａ）〜（Ｈ）は、同管体切断装置による管体の切断動作を示す図である。この発明の第２の実施形態に係る管体切断装置の側面断面図である。（Ａ）〜（Ｈ）は、同管体切断装置による管体の切断動作を示す図である。

以下に、この発明の実施形態に係る管体切断装置について、図面を参照して説明する。

図１に示すように、この発明の第１の実施形態に係る管体成形装置１０は、一例として金属製の円筒形の管体１００を管体１００の軸方向Ｘに直交する平面に沿って切断する。管体切断装置１０は、外刃１、内刃２、管体保持部材３、外刃支持部材４、内刃駆動部材５を備えている。

外刃１は、切断すべき管体１００の最大の外径よりも大きい径の内周面１１を有する環状体である。外刃１は、外刃支持部材４に軸受４１を介して回転自在に支持されている。外刃支持部材４は、この発明の回転支持部材であり、軸方向Ｘに沿って移動自在にして図示しないフレームに取り付けられている。外刃支持部材４は、外刃１の一方の側面である切断面１２が、軸方向Ｘにおける切断位置に位置するように、フレームにおいて位置決めされる。

内刃２は、切断すべき管体１００の最小の内径よりも小さい外径の回転体である。内刃２は、回転軸２１を軸方向Ｘに平行にして内刃駆動部材５に支持されている。内刃駆動部材５は、内刃２に回転を供給する回転駆動部５１、及び内刃２を外刃１の内周面の半径方向及び外刃１の内周面の周方向に沿って移動させる移動駆動部５２を備えている。内刃駆動部材５は、軸方向Ｘに移動自在にして図示しないフレームに取り付けられている。内刃駆動部材５は、内刃２の一方の側面２１と外刃１の切断面１２との間に、管体１００の厚さに応じた間隔が形成される位置に位置するように、フレームにおいて位置決めされる。

管体保持部材３は、管体１００の一端部を保持するチャック部３１、チャック部３１を軸方向Ｘに直交する面内における水平方向に移動自在に保持する水平保持部３２、水平保持部３２を軸方向Ｘに直交する面内における垂直方向に移動自在に保持する垂直保持部３３を備えている。したがって、管体保持部材３に保持された管体１００は、その実方向に直交する面内で自由に移動できる。チャック３１は、管体１００の回転を規制して保持し、水平保持部３２に回転を規制して保持される。

図２に示すように、外刃１は、管体１００の切断時に、内周面１１を全周にわたって管体１００の外周面に対向させて配置される。内刃２は、管体１００の切断時に、全体が管体１００の内部に位置するように配置される。

管体切断装置１０による管体１００の切断時には、管体保持部材３のチャック部３１に管体１００の一端部を保持させ、外刃１の切断面１２が軸方向Ｘにおける切断位置に位置するように外刃支持部材４をフレーム上で移動させる。さらに、管体１００の外周面の一部が外刃１の内周面１１に接触するように、管体保持部材３の水平保持部３２及び垂直保持部３３を動作させる。次に、内刃２の側面２１と外刃１の切断面１２との間に、管体１００の厚さに応じた間隔が形成されるように、内刃駆動部材５をフレーム上で移動させる。このとき、内刃２を管体１００の内部に位置させる。この状態が、図３（Ａ）に示す初期状態である。

図３（Ａ）に示す初期状態から、内刃駆動部材５の回転駆動部５１によって内刃２を矢印Ｒ１方向に回転させつつ、図３（Ｂ）に示すように、内刃２を外刃１の内周面１１の半径方向に沿って管体１００の外側に向かって移動させ、同時に内刃２を外刃１の内周面１１の周方向である矢印Ｒ２方向に沿って移動させる。

図３（Ｃ）に示すように、内刃２の外周面の一部が管体１００の外側に露出すると、内刃２の管体１００の外側への移動を停止させ、図３（Ｄ）〜（Ｇ）に示すように、内刃２を回転させながら外刃１の内周面１１の周方向に沿って移動させる。

図３（Ｂ）〜（Ｇ）に示すように、内刃２を回転させながら矢印Ｒ２方向に移動させると、内刃２との接触によって管体１００が外刃１の内周面１１の周方向に沿って矢印Ｒ３方向に移動する。このとき、管体１００は、一端部を管体保持部材３のチャック部３１によって回転を規制された状態で保持されており、管体１００の軸回りの回転を生じない。一方、外刃１は、切断面１２と内刃２の一方の側面との接触によって外刃１の軸回りに矢印Ｒ２方向に回転する。

この結果、外刃１の切断面１２と内刃２の一方の側面との間に挟持される管体１００の部分は、管体１００の周面に沿って徐々に移動し、外刃１の切断面１２と内刃２の一方の側面とから作用する剪断力によって管体１００が徐々に切断される。

内刃２の外周面の一部が管体１００の外部に露出した位置から内刃２が矢印Ｒ２方向に沿って少なくとも３６０度の角度範囲にわたって移動すると、管体１００が全周にわたって切断される。この後、内刃２を、回転又は回転停止させた状態で、図３（Ｈ）に示すように、外刃１の半径方向に移動させた後、図３（Ａ）に示す初期状態の位置に移動させる。

このように、管体１００を全周にわたって切断する間に、外刃１の内周面１１は一部のみにおいて管体１００の外周面に接触していればよく、管体１００の全周にわたって外周面に接触している必要はない。このため、管体切断装置１０では、内径が内刃２の外径よりも大きく、かつ外径が外刃１の内径よりも小さい範囲で、任意のサイズの管体１００を切断することができる。管体１００のサイズの変更時に外刃１を交換する必要がなく、段取換えを簡略化、短時間化することができる。

なお、管体切断装置１０では、外刃１を管体１００の外周面に全周にわたって対向する内周面１１を備えた環状に形成したが、内刃２の回転及び移動にともなって外刃１がその内周面１１に沿って回転することから、外刃１が必ずしも環状を呈する必要はなく、外刃１を環状体の一部のみで形成することもできる。

また、管体切断装置１０は、内刃２に回転力及び移動力を供給する回転駆動部５１及び移動駆動部５２のみを駆動手段として備えているが、外刃支持部材４が外刃１に回転力を供給するものであってもよい。

図４に示すように、この発明の第２の実施形態に係る管体切断装置１１０は、管体保持部材３の水平保持部３２にチャック部３１を回転自在に支持する回転支持部材３４を備え、外刃支持部材４に外刃１を固定的に保持させた点で、管体切断装置１０と異なる。管体切断装置１１０のその他の構成は、管体切断装置１０と同様である。

図５（Ａ）〜（Ｈ）に示すように、管体切断装置１１０による管体１００の切断時には、内刃２の回転及び移動にともなって、管体１００が軸回りに矢印Ｒ４方向に回転しつつ外刃１の内周面に沿って矢印Ｒ３方向に移動し、外刃１は回転しない。

管体切断装置１１０によっても、内刃２の外周面の一部が管体１００の外部に露出した位置から内刃２が矢印Ｒ２方向に沿って少なくとも管体１００の外周面の周長以上の範囲にわたって移動すると、管体１００が全周にわたって切断される。

なお、管体切断装置１１０は、内刃２に回転力及び移動力を供給する回転駆動部５１及び移動駆動部５２のみを駆動手段として備えているが、回転支持部材３４が管体１００とともにチャック部３１に回転力を供給するものであってもよい。

また、外刃１及び管体１００の両方を回転自在に支持することもできる。この場合に、外刃１及び管体１００の両方に回転力を供給するようにしてもよい。

上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１−外刃
２−内刃
３−管体保持部材
４−外刃支持部材（回転支持部材）
５−内刃駆動部材
３４−回転支持部材

Claims

切断すべき管体の最大の外径よりも大きい円の少なくとも一部を呈する内周面を備え、内周面が前記管体の外周面に対向するように位置する外刃と、
切断すべき管体の最小の内径よりも小さい外径の回転体であり、一方の側面が前記外刃の一方の側面である切断面との間に前記管体の厚さに応じた間隙を設けて配置される内刃と、
前記管体の一端部を前記管体の軸方向に直交する面内で移動自在に保持する管体保持部材と、
前記外刃の内周面と前記管体の外周面とが相対的に回転するように前記外刃及び前記管体保持部材を支持する回転支持部材と、
前記内刃が回転しつつ前記外刃の内周面の半径方向及び前記外刃の内周面の円周方向に沿って移動するように前記内刃を駆動する内刃駆動部材と、
を備え、
前記回転支持部材は、前記外刃をその内周面に沿って回転自在に支持する外刃支持部材である管体切断装置。
前記回転支持部材は、前記管体をその軸回りに回転自在に支持する請求項１に記載の管体切断装置。