JPH0966414A - 鋼管の切断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 鋼管の切断装置に関し、切断ストロークが長
くかつ鋼管径変更に追随できる切断精度の高い切断装
置。 【解決手段】 被切断鋼管外周に同心円状の中空状スピ
ンドルとその外周に設けた歯車で主軸を構成し、その先
端部にカムプレート機構を嵌合し、カムプレート表面に
設けたカム溝をデイスクカッターを担持するデイスクホ
ルダーを貫通するカムフォロアー軸がスライドするよう
構成し主軸側部に設けたデイスクカッター送り機構と連
結した遊星歯車群で同期された回転力をカムプレートに
与えて主軸と相対回転することでデイスクカッターによ
り鋼管の切断を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鋼管の切断装置に
関するものであり，特に，ロータリーデイスクタイプの
鋼管の切断装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ステンレス鋼管および電縫鋼管の切断機
は、最近の高速化に伴い様々なタイプのものが開発され
ており、特に、高性能切断機としてロータリーデイスタ
イプの鋼管切断機が専ら開発の主流として脚光を浴びて
いる。その例として鋼管外周部を貫通するスピンドルに
固定され、鋼管外周部の円周方向に同心円状に配置され
た複数のデイスカッターを配置して切断する装置が最も
一般的である。

【０００３】しかしながら、従来のロータリーデイスタ
イプの鋼管切断機において鋼管へのデイスクカッターの
押圧はデイスクカッター押圧用駆動源ウエッジとカッタ
ーホルダーとは斜面摺動により動力を伝達してデイスク
カッターを鋼管周面に押圧したり、また引き離しに際し
てはスピンドルとカッターホルダーとの間に圧縮コイル
バネを内蔵して圧縮コイルバネの反撥力でデイスクカッ
ターを鋼管周面から引き離すような構造を採用してい
る。従って、デイスクカッターの押圧においては摺動斜
面のような複雑な機構が必要であり、また、引き離しは
圧縮コイルバネ内蔵部が必要となり切断機自身が大きく
なるという欠点を有している。また、摺動斜面を利用す
る場合には、スライド量が大きくとれないためにデイス
クカッターの切断ストロークが短くなり必然的に被切断
鋼管の径の許容範囲が狭くなってしまうという欠点があ
り、そのために被切断鋼管の径が変わる毎にカッターホ
ルダーを交換したり、ネジで位置を変更したりする必要
があった。更に、被切断用鋼管の管径毎にデイスクカッ
ターの待機位置の調整が難しいためより安価で切断精度
の高い簡便なロータリーデイスタイプの鋼管切断機が望
まれていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述のよう
な従来の摺動斜面や圧縮コイルバネというような複雑な
構造を回避し、ロータリーデイスタイプの鋼管切断機の
主軸先端部分に複数のデイスクカッターを主軸と同心円
状のカムプレート、中間デイスタ等を介して取り付け、
更に、デイスクカッターの押圧および引き離しを主軸側
部に設けた遊星歯車群を適切に回転駆動させることによ
り切断ストロークが長くとれ被切断用鋼管径の変更にも
追随可能なロータリーデイスタイプの鋼管の切断装置を
提供するものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記問題点を
解決すべくなされたものであり、被切断鋼管の周囲に同
心円状の中空スピンドルと、その外周部に嵌合、固着さ
れた主歯車からなる主軸と、該主軸側部に設けたデイス
クカッター送り機構と、主軸からの回転力を伝達および
同期可能な遊星歯車群と、前記主軸先端部に主軸と同心
円状でかつ表面に螺旋状のカム溝を複数個設けたカムプ
レート、中間デイスク、デイスクホルダーおよびデイス
クカッターを担持したスライドブロック、およびカムフ
ォロアー軸で構成されるカムプレート機構と、前記遊星
歯車群から前記カムプレート機構に伝達される回転力が
主軸の回転力と相対回転するように構成したロータリー
デイスタイプの鋼管の切断装置を要旨とするものであ
り、更に、前記カムプレート機構が、前記カムプレート
表面にデイスクカッターのストロークを決定するための
外周から内周に向かって湾曲した螺旋状の複数のカム溝
を設け、前記中間デイスクおよびスライドブロックを貫
通するカムフォロアー軸の端部が前記カム溝に嵌合し、
前記カム溝に沿って回動するよう構成されたロータリー
デイスタイプの鋼管の切断装置を要旨とするものであ
る。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明は、上記のような構成をと
ることにより、主軸とは別に設けたデイスクカッター送
り機構と主軸からの回転力を伝達および同期可能な遊星
歯車群およびそれに連結するカムプレート機構により主
軸の回転方向と相対回転させることでデイスクカッター
に管径の中心方向への切断に必要な切断力を与えること
が出来、かつ被切断鋼管の管径が変化に対応してデイス
クカッターの待機位置を自由に調整することができるも
のである。

【０００７】また、主軸および遊星歯車群に連結され回
動するカムプレート機構のカムプレート表面に設けた複
数の螺旋状カム溝を設けることににより、このカム溝内
を摺動するカムフォロー軸に接続されたデイスクカッタ
ーの切断ストロークが著しく長くすることができ、しか
も被切断鋼管の中心方向への推力を与えることで被切断
鋼管の切断を容易にし、かつ管径が変化しても容易に追
随可能で切断することができる。

【０００８】

【実施例】以下に図面によって本発明の鋼管の切断装置
を具体的に説明する。図１は、本発明によるロータリー
デイスクタイプの鋼管の切断装置を示す側面断面図であ
り、図２は、本発明によるカムプレート機構の詳細を示
す側面断面図である。図３は、図１のＡ−Ａ断面におけ
る正面図を示したものである。以下に各図面に基づいて
本発明の鋼管の切断装置を詳細に説明する。

【０００９】図１において、鋼管切断機のケーシング１
の中央部に被切断用鋼管２を貫通するスピンドル３と、
その外周部に嵌合し固着された主歯車Ａで主軸４を構成
し、前記スピンドル３の外側をＶベルトシープ５にかけ
たＶベルト６により外部モーター７（図３）の動力源か
ら動力を得て主軸４を回転駆動させる。前記スピンドル
３の先端外周部にはカムプレート機構８がカムプレート
９，中間デイスク１０，スライドブロック１１、デイス
クホルダー１２、デイスクカッター１３の順に取り付け
られ、これらを主軸と一体的に回転駆動させる。

【００１０】一方，主軸４の側部には，デイスクカッタ
ー回転送り機構１３を設け，主軸４の回転力が前記デイ
スクカッター回転送り機構１４内に設けた遊星歯車群１
５を経由し前記カムプレート機構８を同期回転させる。
被切断鋼管２の切断時にはデイスクカッター回転送り機
構１４のＡＣサーボモーター１６を別に回転駆動させ、
遊星歯車群１５を経由しカムプレート機構に伝達され主
軸と相対回転するよう構成され、鋼管の切断を可能とす
る構造としている。このデイスクカッター回転送り機構
１４は，外部に設けたデイスクカッター回転送り用のＡ
Ｃサーボモーター１６の回転駆動力が減速機１７および
カップリング１８を介して回転送り軸１９を回転させ、
遊星歯車群１５に伝達される。この遊星歯車群１５の回
転は、前記太陽歯車Ｓを回転駆動させ、キャリアＨを介
して歯車Ｂを回転駆動させる。この歯車Ｂは、主軸４と
単列円錐ころ軸受けを介した同心円状の歯車であり、主
軸４の回転とは単列円錐ころ軸受けを介して回転する。
前記カムプレート機構８は、この歯車Ｂの先端部に嵌
合、固着されており前記歯車Ｂと一体回転し、前述の遊
星歯車群１５での減速比に合わせて同期回転可能であ
り、前記カムプレート９、中間デイスク１０，スライド
ブロック１１、デイスクホルダー１２、デイスクカッタ
ー１３が主軸４と相対回転し、鋼管２の切断が可能とな
る。

【００１１】次に、前述のカムプレート機構８の構成に
ついて具体的に説明する。このカムプレート機構６は、
本発明で最も特徴的部分であり、図２および図３にその
詳細構造を示してある。前記カムプレート機構８は、円
盤状のカムプレート９，円盤状の中間デイスク１０，矩
形状のスライドブロック１１、デイスクホルダー１２お
よびデイスクカッター１３の構成から成り、前記カムプ
レート９の円盤端部が歯車Ｂの端部に固着されているた
めデイスクカッター回転送り機構１４と一体回転する。
前記カムプレート９の表面にはデイスクカッター１２の
ストロークを決定するための外周から内周に向けた螺旋
状の複数、好ましくは３個のカム溝２０(a,b,c) がそれ
ぞれ設けてあり、前述のデイスクカッター１２のストロ
ークは、螺旋の外周位置と内周位置の差となる。

【００１２】本発明においては、このストロークが約７
０ｍｍと長く設計されているため、従来のデイスクカッ
ター装置に比較して鋼管径が大きく変化しても、このス
トローク分だけ鋼管径に追随して切断可能であるという
利点を持っている。前記カムプレート９の複数の螺旋状
のカム溝２０(a,b,c) 側に僅かの間隙を隔てて円盤状の
中間デイスク１０が隣接して設けてある。この中間デイ
スク１０の表面部には先端部にデイスクホルダー１２内
にデイスクカッター軸２２を中心に回転可能なデイスク
カッター１３を担持した複数、好ましくは３個の矩形状
のスライドブロック１１がピン等の手段で固定されてい
る。この中間デイスク１０と各スライドブロック１１の
連結は、一端がスライドブロック側１１に固定され、も
う一端のカムプレート９側には周囲にベアリング機能を
持つ自由回転部分を有する複数、好ましくは３個のカム
フォロアー軸２１であり、このベアリング機能を持つ自
由回転部が前述のカムプレート９の表面に設けたカム溝
２０(a,b,c) にそれぞれ嵌合し、前記カム溝をガイドと
してその長さ分だけ各スライドブロック１１、デイスク
ホルダー１２およびデイスクカッター１３が前記中間デ
イスク１０と共にスライドするよう構成されている。ま
た、デイスクカッター１３は、スライドブロック１１に
デイスクホルダー１２を介して固定されているためデイ
スクカッター１３の動きが被切断鋼管に対し直角方向に
のみ摺動するような構成によりデイスクカッター１３は
被切断鋼管表面に喰い込み切断が可能になる。

【００１３】上述のように構成されたカムプレート機構
８の回転駆動は、ＡＣモーター７の回転力がＶベルトシ
ープ５およびＶベルト６を経て主軸４を回転駆動させ、
次いで主軸４と噛み合う遊星歯車Ｉおよび遊星歯車Ｄが
回転し太陽歯車Ｓ（通常は固定されている。）に連結さ
れたキャリアＨを回転させ、このキャリアＨに噛み合う
歯車Ｂとこれに固着されたカムプレート９が減速比１：
１で回転駆動する。

【００１４】被切断鋼管の切断時には、デイスクカッタ
ー回転送り機構１４のＡＣサーボモーター１６を回転駆
動させ、その回転力が減速機１７、カップリング１８を
介して回転送り軸１９に伝達され、次いでその回転力が
太陽歯車Ｓで必要量だけ同期され、この同期回転力が遊
星歯車Ｄ、キャリアＨ、歯車Ｂを順次回転させることに
より同期された回転力がカムプレート９が主軸４の回転
と相対回転する。カムプレート９が主軸４の回転と相対
回転すると、カムプレート９上に設けたカム溝２０(a,
b,c) に嵌合するカムフォロアー軸２１はスライドブロ
ック１１、デイスクホルダー１２およびデイスクカッタ
ー１３を伴って前記各カム溝２０(a,b,c)の外側の面を
摺動し、更に被切断鋼管２に対し直角方向にのみ摺動し
て被切断鋼管表面にデイスクカッター１３の刃先が３方
向より喰い込んで切断を行う。この場合、カムプレート
９のカム溝２０(a,b,c) の接戦に対する傾斜は、太陽歯
車Ｓの回転数に対しカッターホルダー１２の送り量を一
定に保つため螺旋の半径が小さくなる程その傾斜を大き
くしている。

【００１５】被切断鋼管の切断が終了した場合には、カ
ムプレート９の回転を主軸４と同一方向に回転駆動させ
ることによりデイスクカッター１３を被切断鋼管表面か
ら離すことで一連の切断作業が終了する。このような動
作を繰り返すことにより連続的に送りこまれる被切断鋼
管の送り速度に同期して一定長さで切断することができ
る。

【００１６】

【発明の効果】上述したように、本発明は従来の鋼管切
断機に比較して被切断鋼管の径毎にディスクカッターの
待機位置を機械的に調整する必要がなくなり、自由に決
定できるためデイスクカッターを研磨して管径が小さく
なっても被切断鋼管外径に対して一定の距離で待機する
ことが可能である。また、螺旋状のカム溝を採用するこ
とによって送りストロークも長くとれるのでガイドリン
グにおける内径を大きくとることができるという利点が
ある。更に、早送り、切断送り、早戻し等の切り替えが
簡単にでき、速度も自由にセッテングできるという利点
を有するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるロータリーデイスクタイプの鋼管
の切断装置を示す側面断面図。

【図２】本発明によるカムプレート機構の詳細を示す側
面断面図。

【図３】図１を９０°回転させた正面図。

【符号の説明】

１…ケーシング ２…被切断鋼管 ３…スピンドル ４…主軸 ５…Ｖベルトシープ ６…Ｖベルト ７…外部モーター ８…カムプレート機構 ９…カムプレート １０…中間デイスク １１…スライドブロック １２…デイスクホルダー １３…デイスクカッター １４…デイスクカッター送り機構 １５…遊星歯車群 １６…ＡＣサーボモーター １７…減速機 １８…カップリング １９…回転送り軸 ２０…カム溝（ａ，ｂ，ｃ） ２１…カムフォロアー軸 ２２…デイスクカッター軸 Ａ…主歯車 Ｂ…歯車 Ｄ…遊星歯車 Ｈ…キャリア Ｉ…遊星歯車 Ｓ…太陽歯車

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被切断鋼管の周囲に同心円状の中空スピ
   ンドルと、その外周部に嵌合、固着された主歯車からな
   る主軸と、該主軸側部に設けたデイスクカッター送り機
   構と、主軸からの回転力を伝達および減速可能な遊星歯
   車群と、前記主軸先端部に主軸と同心円状でかつ表面に
   螺旋状のカム溝を複数個設けたカムプレート、中間デイ
   スク、デイスクホルダーおよびデイスクカッターを担持
   したスライドブロック、およびカムフォロアー軸で構成
   されるカムプレート機構と、前記遊星歯車群から前記カ
   ムプレート機構に伝達される回転力が主軸の回転力と相
   対回転するように構成したことを特徴とするロータリー
   デイスタイプの鋼管の切断装置。
2. 【請求項２】 前記カムプレート機構が、カムプレート
   表面にデイスクカッターのストロークを決定するための
   外周から内周に向かって湾曲した螺旋状の複数のカム溝
   を設け、前記中間デイスク、スライドブロックを貫通す
   るカムフォロアー軸の端部が前記カム溝に嵌合し、前記
   カム溝に沿って回動するよう構成されたことを特徴とす
   る特許請求の範囲１記載のロータリーデイスタイプの鋼
   管の切断装置。