JP2001096421A - Pipe cutter - Google Patents

Pipe cutter

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JP2001096421A
JP2001096421A JP27507099A JP27507099A JP2001096421A JP 2001096421 A JP2001096421 A JP 2001096421A JP 27507099 A JP27507099 A JP 27507099A JP 27507099 A JP27507099 A JP 27507099A JP 2001096421 A JP2001096421 A JP 2001096421A
Authority
JP
Japan
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pipe
cutting
gear
sun gear
axis
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP27507099A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toru Irie
入江  徹
Shinji Ota
真志 太田
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Sango Co Ltd
Original Assignee
Sango Co Ltd
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Publication date
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Publication of JP2001096421A publication Critical patent/JP2001096421A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a pipe cutter that can easily cut pipes of various diameters via smooth and appropriate drive control on its cutting tools relative to the pipes. SOLUTION: A support member 24 with an internal gear 24a is disposed at the tip end of an outer pipe 21 of a main spindle 2, a sun gear 23a is arranged at the tip end of an inner pipe 23 of the main spindle 2, and a plurality of planet gears 25 are placed in mesh with the sun and internal gears 23a and 24a. The shafts of the planet gears 25 fixedly carry a plurality of arm members 27, on which a plurality of cutting tools 28 are supported. Driving or rotating the outer and inner pipes 21 and 23 in the same direction with a rotational difference caused in between, relative to a pipe supported against rotation causes each planet gear 25 to rotate and at the same time revolve about the sun gear 23a, with the result that each arm member 27 is swung and each cutting tool 28 is moved radially as it is revolved to cut the pipe.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はパイプ切断装置に関
し、特に、回転不能に支持したパイプに対し、刃具を公
転駆動してパイプを切断するパイプ切断装置に係る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pipe cutting device and, more particularly, to a pipe cutting device for cutting a pipe by driving a cutting tool to revolve a non-rotatably supported pipe.

【0002】[0002]

【従来の技術】パイプ切断装置として、種々の形式のも
のが知られており、例えば特開昭57−75721号公
報には、パイプを回転不能に支持した状態でカッターを
公転駆動してパイプの切断を行なうパイプカッターが開
示されている。同公報には、パイプ材料の切断とバリ取
りを能率よく一連に行なうことを目的とし、回転駆動可
能に設けたスピンドルの前端にヘッド本体を取付け、ヘ
ッド本体には揺動レバーによりスピンドルの半径方向に
向けて移動可能にディスクカッター及びバリ取り用バイ
トを備え、パイプ材料をチャックに把持してスピンドル
の軸芯に沿って前方に供給するキャレッジを位置固定可
能に設け、チャックをスピンドルの軸線方向に移動させ
るチャック移動機構を連結し、チャックのバリ取り位置
を規制するストッパを所定位置に進退可能に設ける旨、
記載されている。
2. Description of the Related Art Various types of pipe cutting devices are known. For example, Japanese Unexamined Patent Publication No. 57-75721 discloses a cutter for revolving a pipe in a state where the pipe is non-rotatably supported. A pipe cutter for cutting is disclosed. The publication aims at efficiently cutting and deburring a pipe material in a series, with a head body attached to the front end of a spindle which is rotatably driven, and the head body is rotated in a radial direction of the spindle by a swing lever. A disk cutter and a deburring tool are provided so as to be movable toward, and a carriage that grips the pipe material and feeds it forward along the axis of the spindle is provided so that the position can be fixed, and the chuck is moved in the axial direction of the spindle. Connecting the chuck moving mechanism to move, and providing a stopper for regulating the deburring position of the chuck so as to be able to advance and retreat to a predetermined position;
Has been described.

【0003】また、特開昭59−69212号公報に
は、ミーリングカッターを自転させながら被切断パイプ
のまわりを公転させる鋼管切断機が開示されている。同
公報には、ウォーム駆動の回転スリーブの一端に面板を
一体的に装着し、この面板の片側にモータ駆動のリング
ギヤを回転自在に取付け、面板の他側には半径方向に作
動可能な複数個のカッターヘッドを設け、該カッターヘ
ッドの内部にリングギヤの回転をミーリングカッターに
伝える連動機構を設ける旨、記載されている。
[0003] Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-69212 discloses a steel pipe cutting machine that revolves around a pipe to be cut while rotating a milling cutter. In this publication, a face plate is integrally attached to one end of a worm-driven rotating sleeve, a motor-driven ring gear is rotatably mounted on one side of the face plate, and a plurality of radially operable rings are mounted on the other side of the face plate. Is described, and an interlocking mechanism for transmitting the rotation of the ring gear to the milling cutter is provided inside the cutter head.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上記特開昭57−75
721号公報に記載の装置においては、パイプ回りを公
転するディスクカッターによって、パイプを所定長さに
切断すると共に、公転するバイトによって、切断面を仕
上げ切削することとしており、公転中にディスクカッタ
ー及びパイプの軌道径を変更することもできるが、切断
対象のパイプの外径が制限され、比較的小径のパイプの
みを対象とせざるを得ない。これは、回転するヘッド本
体の外側にディスクカッターの径方向駆動手段が配置さ
れている関係上、ディスクカッターの最外径が制限を受
けるためである。従って、大径のパイプを切断するため
には、ディスクカッターの径方向駆動手段を径方向の外
側に移動させる必要があるので、必然的に装置の大型化
を招くことになる。
Problems to be Solved by the Invention
In the apparatus described in Japanese Patent No. 721, the pipe is cut to a predetermined length by a disk cutter revolving around the pipe, and the cut surface is finish-cut by the revolving cutting tool. Although the diameter of the track of the pipe can be changed, the outer diameter of the pipe to be cut is limited, and only the pipe having a relatively small diameter must be targeted. This is because the outermost diameter of the disk cutter is limited due to the arrangement of the radial driving means of the disk cutter outside the rotating head body. Therefore, in order to cut a large-diameter pipe, it is necessary to move the radial driving means of the disk cutter outward in the radial direction, so that the size of the apparatus is inevitably increased.

【0005】しかも、ディスクカッターの径方向駆動手
段としては、ヘッド本体に組み込まれたラック・アンド
・ピニオンが用いられているので、ディスクカッターの
ストロークを長く設定することができず、切断可能なパ
イプ径の範囲(最大径と最小径の差)を大きく設定する
ことはできない。更に、径方向駆動手段の具体的構成
も、ヘッド本体の外側に配置された複雑な機構であるの
で、ディスクカッターの慣性モーメントに対抗する強度
が要求されるだけでなく、許容回転数が制限されるので
切断作業時間を短縮することができず、装置の耐久性と
いう点からも問題が残る。これに対処するには、各部の
補強等が必要になり、運転エネルギー効率の悪化、重
量、コストの増加を惹起することになる。
Moreover, since the rack and pinion incorporated in the head body is used as the radial driving means of the disk cutter, the stroke of the disk cutter cannot be set long, and the pipe can be cut. The diameter range (difference between the maximum diameter and the minimum diameter) cannot be set large. Further, since the specific configuration of the radial driving means is also a complicated mechanism arranged outside the head body, not only is strength required to oppose the moment of inertia of the disk cutter, but also the allowable rotational speed is limited. Therefore, the cutting operation time cannot be shortened, and a problem remains in terms of durability of the apparatus. To cope with this, it is necessary to reinforce each part and the like, which causes deterioration of operating energy efficiency and increases in weight and cost.

【0006】また、特開昭59−69212号公報に記
載の装置においてはカッターのみを設けることとしてい
るが、その径方向駆動手段は上記の特開昭57−757
21号公報に記載の装置同様、ヘッドの外側に配置され
るものであるため、前述の問題を解決し得るものではな
い。
In the apparatus described in Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 59-69212, only a cutter is provided.
Similar to the device described in JP-A-21, it is arranged outside the head, and therefore cannot solve the above-mentioned problem.

【0007】そこで、本発明は、刃具を公転駆動してパ
イプの切断を行なうパイプ切断装置において、種々の径
のパイプに対し、円滑且つ適切に刃具を駆動制御し、容
易にパイプを切断し得るパイプ切断装置を提供すること
を課題とする。
Accordingly, the present invention provides a pipe cutting apparatus for cutting a pipe by revolvingly driving a cutting tool, which can smoothly and appropriately drive and control the cutting tool for pipes of various diameters to easily cut the pipe. It is an object to provide a pipe cutting device.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明のパイプ切断装置は、請求項1に記載のよう
に、内管及び外管の二重管から成る主軸と、前記外管の
先端部に設け前記外管の軸を中心に前記外管と共に回転
する支持部材であって、前記外管の軸を中心とする内歯
歯車を備えた支持部材と、前記内管の先端部に設け前記
内管の軸を中心に前記内管と共に回転する太陽歯車と、
該太陽歯車の軸を中心に前記支持部材に対して回転可能
に支持する回転体と、該回転体に対して回転可能に支持
すると共に、前記太陽歯車及び前記内歯歯車に噛合し、
自転しながら前記太陽歯車の軸を中心に公転する複数の
遊星歯車と、該複数の遊星歯車の各々の軸に固定し、該
各々の軸を中心に前記複数の遊星歯車の公転面に平行な
面上で揺動する複数の腕部材と、該複数の腕部材の各々
に支持し、前記複数の遊星歯車と共に前記太陽歯車の軸
を中心に公転する複数の刃具と、前記内管及び前記外管
を同方向に回転駆動し、且つ前記内管と前記外管との間
に回転差が生起されるように前記内管及び前記外管を相
対的に回転駆動する駆動手段を備え、回転不能に支持し
たパイプに対し、前記複数の刃具を公転駆動すると共に
径方向に駆動するように構成したものである。而して、
前記内管及び前記外管を相対的に回転駆動することによ
り前記内管と前記外管との間に生起される回転差に応じ
て、前記複数の刃具の公転軌道径を制御することができ
る。尚、刃具としては例えば丸刃を用い、この丸刃を複
数の腕部材の各々に対して回転可能に支持するとよい。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a pipe cutting apparatus comprising: a main shaft comprising a double pipe of an inner pipe and an outer pipe; A support member provided at the distal end of the outer tube and rotating with the outer tube around the axis of the outer tube, the support member including an internal gear around the axis of the outer tube; and a distal end portion of the inner tube. A sun gear provided with the inner tube and rotating with the inner tube around the axis of the inner tube;
A rotating body that rotatably supports the support member around the axis of the sun gear, and rotatably supports the rotating body, meshes with the sun gear and the internal gear,
A plurality of planetary gears that revolve around the axis of the sun gear while rotating, and are fixed to the respective axes of the plurality of planetary gears, and are parallel to the revolving surfaces of the plurality of planetary gears about the respective axes. A plurality of arm members swinging on a surface, a plurality of blade tools supported by each of the plurality of arm members, revolving around the axis of the sun gear together with the plurality of planetary gears, the inner tube and the outer tube A driving means for driving the pipes to rotate in the same direction and for relatively rotating the inner pipe and the outer pipe so that a rotation difference is generated between the inner pipe and the outer pipe; The plurality of cutting tools are driven to revolve and to be driven in a radial direction with respect to the pipe supported by the pipe. Thus,
By relatively rotating the inner pipe and the outer pipe, the orbital diameters of the plurality of cutting tools can be controlled in accordance with a rotation difference generated between the inner pipe and the outer pipe. . Note that, for example, a round blade may be used as the blade, and the round blade may be rotatably supported on each of the plurality of arm members.

【0009】前記パイプ切断装置において、請求項2に
記載のように、前記複数の腕部材を各々の中間部で前記
複数の遊星歯車の各々の軸に固定し、前記複数の腕部材
の各々の一端部に前記刃具を支持すると共に、前記複数
の腕部材の各々の他端部に加工具を装着するとよい。
In the pipe cutting device, the plurality of arm members may be fixed to respective shafts of the plurality of planetary gears at respective intermediate portions, and each of the plurality of arm members may be fixed. It is preferable that the cutting tool is supported at one end and a processing tool is attached to the other end of each of the plurality of arm members.

【0010】上記の加工具としては、切断面に対し切削
加工を行なうためのバイト等があり、これを前記複数の
腕部材の各々の他端部に固定し、あるいは回転可能に支
持する。而して、前記刃具によるパイプ切断時の回転方
向とは逆の方向に、前記内管及び前記外管を相対的に回
転駆動することにより、前記内管と前記外管の相対速度
に応じて前記加工具の公転軌道径を制御し、前記パイプ
の切断面に対する切削加工等、所望の加工を行なうこと
ができる。
As the above-mentioned processing tool, there is a cutting tool or the like for performing a cutting process on a cut surface, which is fixed to the other end of each of the plurality of arm members or rotatably supported. Thus, by relatively rotating the inner pipe and the outer pipe in a direction opposite to the rotation direction at the time of cutting the pipe by the cutting tool, according to the relative speed of the inner pipe and the outer pipe. By controlling the diameter of the orbit of the processing tool, desired processing such as cutting on the cut surface of the pipe can be performed.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】上記の構成になるパイプ切断装置
の実施形態を図面を参照して説明する。図1は本発明の
一実施形態に係るパイプ切断装置を示し、比較的小径の
パイプ11を切断する場合の状態を示すものである。パ
イプ11は、本実施形態においては金属製のパイプであ
るが、その材料の種類は問わない。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a pipe cutting apparatus having the above configuration will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a pipe cutting apparatus according to an embodiment of the present invention, and shows a state in which a pipe 11 having a relatively small diameter is cut. Although the pipe 11 is a metal pipe in the present embodiment, the type of the material does not matter.

【0012】本実施形態のパイプ切断装置は、ベース1
上に一対のガイドレール5が固定され、このガイドレー
ル5に沿って筐体20が移動可能に配置されている。こ
の筐体20の下部にはボールソケット7が固定され、こ
れに螺合する螺子軸(ボールスクリュー)8が、ベース
1上にガイドレール5と平行に配置され、サーボモータ
9によって回動可能に支持されている。而して、サーボ
モータ9によって螺子軸8が回転駆動されると、筐体2
0はガイドレール5に沿って移動するように構成されて
いる。
The pipe cutting device according to the present embodiment comprises a base 1
A pair of guide rails 5 is fixed on the upper side, and the housing 20 is movably arranged along the guide rails 5. A ball socket 7 is fixed to a lower portion of the housing 20, and a screw shaft (ball screw) 8 screwed to the ball socket 7 is disposed on the base 1 in parallel with the guide rail 5, and is rotatable by a servomotor 9. Supported. When the screw shaft 8 is rotationally driven by the servo motor 9, the housing 2
0 is configured to move along the guide rail 5.

【0013】そして、主軸2がベース1と平行な平面上
に配置され、その中心軸を中心にベアリング3,4等を
介して回動自在に筐体20に支持されている。図1に示
すように、主軸2は円筒状の外管21と内管23によっ
て二重管に構成されており、後述する変速機構50に連
結されている。
The main shaft 2 is disposed on a plane parallel to the base 1, and is supported by the housing 20 so as to be rotatable about bearings via bearings 3, 4 and the like. As shown in FIG. 1, the main shaft 2 is formed as a double pipe by a cylindrical outer pipe 21 and an inner pipe 23, and is connected to a transmission mechanism 50 described later.

【0014】本実施形態における切断対象のパイプ11
の外径は、内管23の内径より小径とされており、パイ
プ11は内管23の中空部を貫通するように配置され、
クランプ装置(図示せず)によって回転不能に支持され
ている。つまり、パイプ11は内管23の中心軸と同軸
に配置され、内管23に対し所定の空隙を以ってフロー
ティング支持されており、従って、主軸2はパイプ11
回りを回転することができる。
The pipe 11 to be cut in the present embodiment
Is smaller than the inner diameter of the inner tube 23, and the pipe 11 is disposed so as to pass through the hollow portion of the inner tube 23.
It is non-rotatably supported by a clamping device (not shown). That is, the pipe 11 is arranged coaxially with the central axis of the inner pipe 23 and is floatingly supported by the inner pipe 23 with a predetermined gap.
Can rotate around.

【0015】主軸2の外管21は歯車列22aを介して
プーリ22bに連結され、このプーリ22bがベルト
(図示せず)を介してモータ等(図示せず)に連結され
ており、外管21はこのモータ等によって回転駆動され
る。外管21の先端には支持部材24が固定されてお
り、外管21が回転駆動されると支持部材24が外管2
1の中心軸を中心に回転する。支持部材24の外周には
内歯歯車24aが一体的に形成されており、従って内歯
歯車24aは外管21と共にその中心軸を中心に回転駆
動される。一方、内管23は、外管21及び支持部材2
4に対して回動可能に支持されている。そして、内管2
3の先端部には太陽歯車23aが一体的に形成されてい
る。従って、太陽歯車23aは内管23と共にその中心
軸を中心に回転駆動される。
The outer tube 21 of the main shaft 2 is connected to a pulley 22b via a gear train 22a, and the pulley 22b is connected to a motor or the like (not shown) via a belt (not shown). The motor 21 is driven to rotate by this motor or the like. A support member 24 is fixed to the tip of the outer tube 21, and when the outer tube 21 is driven to rotate, the support member 24
1 rotates about the central axis. An internal gear 24a is integrally formed on the outer periphery of the support member 24. Therefore, the internal gear 24a is driven to rotate together with the outer tube 21 about its central axis. On the other hand, the inner pipe 23 includes the outer pipe 21 and the support member 2.
4 is rotatably supported. And inner pipe 2
The sun gear 23a is integrally formed at the tip of the third gear 3a. Accordingly, the sun gear 23a is driven to rotate about the central axis together with the inner tube 23.

【0016】更に、図2に示すように太陽歯車23a及
び内歯歯車24aに噛合する3個の遊星歯車(代表して
25で表す)が設けられている。また、支持部材24に
は回転体26がその中心軸を中心に回転可能に支持され
ており、回転体26に対し3個の遊星歯車25が回転可
能に支持されている。これら遊星歯車25及び回転体2
6は環状の押え板24bによって支持部材24内に保持
されている。尚、回転体26は各遊星歯車25の相対的
な位置関係を規定するもので、本実施形態では円板状に
形成されているが、各遊星歯車25の相対的な位置関係
を決めることができるものであればどのような形状に形
成してもよい。而して、太陽歯車23aと内歯歯車24
aが後述するように回転駆動されると、遊星歯車25は
自転しながら太陽歯車23aの軸を中心に公転するよう
に構成されている。
Further, as shown in FIG. 2, three planetary gears (represented by 25) meshing with the sun gear 23a and the internal gear 24a are provided. The support member 24 supports a rotating body 26 rotatably about its central axis, and the three planetary gears 25 are rotatably supported on the rotating body 26. These planetary gear 25 and rotating body 2
Reference numeral 6 is held in the support member 24 by an annular pressing plate 24b. The rotating body 26 defines a relative positional relationship between the planetary gears 25. In the present embodiment, the rotating body 26 is formed in a disk shape. However, the relative positional relationship between the planetary gears 25 may be determined. Any shape may be used as long as it can be formed. Thus, the sun gear 23a and the internal gear 24
When a is rotated as described later, the planetary gear 25 is configured to revolve around the axis of the sun gear 23a while rotating.

【0017】遊星歯車25の各々の軸25aには腕部材
(代表して27で表す)が固定されており、腕部材27
は遊星歯車25と共に回転体26に平行な面上を回動す
るように構成されている。腕部材27の各々の先端部に
は3個の刃具(本実施形態では丸刃カッターであり、代
表して28で表す)が夫々支持軸29を中心に回転可能
に支持されている。而して、後述するように太陽歯車2
3aと内歯歯車24aが相対的に回転駆動されると、遊
星歯車25の自転に伴い、軸25aを中心に腕部材27
が揺動して刃具28が径方向に移動しながら、太陽歯車
23aの軸を中心に公転するように構成されている。
An arm member (represented by reference numeral 27) is fixed to each shaft 25a of the planetary gear 25.
Is configured to rotate together with the planetary gear 25 on a plane parallel to the rotating body 26. At each tip of the arm member 27, three cutting tools (in the present embodiment, a round blade cutter, which is represented by 28) are rotatably supported on support shafts 29, respectively. Thus, as will be described later, the sun gear 2
When the gear 3a and the internal gear 24a are driven to rotate relative to each other, the rotation of the planetary gear 25 causes the arm member 27 to rotate around the shaft 25a.
Swings and the cutting tool 28 moves in the radial direction, and revolves around the axis of the sun gear 23a.

【0018】ここで、上記の各歯車の作動を図2を参照
して説明する。先ず、刃具28が径方向に移動しない通
常の回転時は、太陽歯車23a、内歯歯車24a及び遊
星歯車25は中心軸回りを同速度で時計方向に回転して
いる。前述のように、太陽歯車23aと内歯歯車24a
は遊星歯車25を介して連結されているので、太陽歯車
23aと内歯歯車24aの間に回転速度差が生ずると、
それによって遊星歯車25が回転する。即ち、太陽歯車
23aの時計方向の回転速度Vsaが内歯歯車24aの同
方向の回転速度Vraより速くなると、遊星歯車25は反
時計方向に回転する。逆に、内歯歯車24aの時計方向
の回転速度Vraが太陽歯車23aの同方向の回転速度V
saより速くなると、遊星歯車25は時計方向に回転す
る。そして、太陽歯車23aと内歯歯車24aが等速度
で回転している場合には、遊星歯車25は回転を停止し
た状態で公転軌道上を公転し、腕部材27は揺動しな
い。
Here, the operation of each gear will be described with reference to FIG. First, during normal rotation in which the blade 28 does not move in the radial direction, the sun gear 23a, the internal gear 24a, and the planetary gear 25 rotate clockwise around the central axis at the same speed. As described above, the sun gear 23a and the internal gear 24a
Are connected via the planetary gear 25, so that when a rotation speed difference occurs between the sun gear 23a and the internal gear 24a,
Thereby, the planetary gear 25 rotates. That is, when the clockwise rotation speed Vsa of the sun gear 23a becomes faster than the same rotation speed Vra of the internal gear 24a, the planetary gear 25 rotates counterclockwise. Conversely, the clockwise rotation speed Vra of the internal gear 24a is the same as the rotation speed Vra of the sun gear 23a in the same direction.
When the speed becomes faster than sa, the planetary gear 25 rotates clockwise. When the sun gear 23a and the internal gear 24a are rotating at a constant speed, the planetary gear 25 revolves on the revolving orbit with the rotation stopped, and the arm member 27 does not swing.

【0019】このように、太陽歯車23a及び内歯歯車
24aが同方向に回転している場合でも、回転速度差を
生じさせることによって遊星歯車25を回転させること
ができるので、刃具28の径方向移動が可能となる。そ
して、前述のように太陽歯車23aと内歯歯車24aは
それぞれ主軸20の内管23と外管21に連結されてい
るので、図1に示す変速機構50によって内管23と外
管21の間に回転速度差が生ずるように制御することに
よって、遊星歯車25の回転を制御することができる。
As described above, even when the sun gear 23a and the internal gear 24a are rotating in the same direction, the planetary gear 25 can be rotated by generating a difference in rotation speed. Movement becomes possible. As described above, the sun gear 23a and the internal gear 24a are connected to the inner pipe 23 and the outer pipe 21 of the main shaft 20, respectively, so that the transmission mechanism 50 shown in FIG. The rotation of the planetary gear 25 can be controlled by controlling the rotation speed difference to occur.

【0020】上記の外管21及び内管23が連結される
変速機構50は、外管21と内管23との間に回転差
(回転速度差)が生起されるように外管21及び内管2
3を相対的に回転駆動する差動機構であり、本発明の駆
動手段を構成する。本実施形態の変速機構50は撓み噛
み合い式駆動装置を用いたもので、図1に示すように、
外管21と内管23に夫々係合される一対の外輪51,
52と、これらの内面に形成された同一の歯数の歯溝に
噛合し、これらと異なる歯数の歯形が形成された可撓性
の歯車輪53と、この歯車輪53を回動可能に支持し外
輪51,52の歯溝と相対する2箇所で噛合するように
配置するウェーブ形成輪54が設けられている。このウ
ェーブ形成輪54は駆動用減速モータ55によって回転
駆動される。外輪51,52は夫々支持歯車56,57
に支持され、支持歯車56と噛合する駆動歯車58が外
管21に取付けられ、支持歯車57と噛合する従動歯車
59が内管23に取付けられている。
The speed change mechanism 50 to which the outer pipe 21 and the inner pipe 23 are connected to each other has a rotation difference (rotational speed difference) between the outer pipe 21 and the inner pipe 23 so that the outer pipe 21 and the inner pipe 23 are generated. Tube 2
3 is a differential mechanism for relatively rotating and driving the driving mechanism 3 and constitutes the driving means of the present invention. The speed change mechanism 50 of the present embodiment uses a bending-meshing type driving device, and as shown in FIG.
A pair of outer rings 51 respectively engaged with the outer pipe 21 and the inner pipe 23,
52, a flexible gear wheel 53 meshing with the same number of tooth grooves formed on the inner surface thereof, and having a tooth profile having a different number of teeth, and a rotatable gear wheel 53. A wave forming wheel 54 is provided which is supported and arranged so as to mesh with two places opposed to the tooth spaces of the outer rings 51 and 52. The wave forming wheel 54 is driven to rotate by a drive reduction motor 55. Outer rings 51 and 52 are supported gears 56 and 57, respectively.
The drive gear 58 meshed with the support gear 56 is attached to the outer tube 21, and the driven gear 59 meshed with the support gear 57 is attached to the inner tube 23.

【0021】上記の撓み噛み合い式駆動装置は、例えば
ハーモニックドライブとして知られているので(例え
ば、インターネット情報http://www.hds.co.jp/hdss.ht
m )、作動原理の説明は省略するが、駆動用減速モータ
55の駆動に応じて外輪51,52間に回転速度差が生
起されるように構成されている。而して、図示しないモ
ータ等によって外管21が回転駆動されると、支持部材
24(内歯歯車24a)が回転すると共に、外輪51,
52間の差動により内管23の回転速度が加減速され
て、外管21に対し相対的な回転速度差を生じる。そし
て内管23を介して太陽歯車23aが回転駆動され、内
歯歯車24aと太陽歯車23aの相対速度に応じて遊星
歯車25が回転し、各腕部材27が揺動して各刃具28
が内管23の中心軸(即ちパイプ11の中心軸)に対し
径方向移動することとなる。即ち、内管23と外管21
が相対的に回転駆動されると、内歯歯車24aと太陽歯
車23aが相対的に回転し、両者間の回転速度差に応じ
て各刃具28の公転軌道径が制御される。
The above-mentioned flexible mesh drive is known as, for example, a harmonic drive (for example, Internet information http://www.hds.co.jp/hdss.ht).
m) Although the description of the operation principle is omitted, the rotation speed difference is generated between the outer wheels 51 and 52 in accordance with the driving of the driving reduction motor 55. When the outer tube 21 is rotationally driven by a motor or the like (not shown), the support member 24 (the internal gear 24a) rotates and the outer ring 51,
The rotational speed of the inner tube 23 is accelerated or decelerated by the differential between the two, and a rotational speed difference relative to the outer tube 21 is generated. Then, the sun gear 23a is rotationally driven through the inner tube 23, the planetary gear 25 is rotated according to the relative speed between the internal gear 24a and the sun gear 23a, and each arm member 27 swings and each cutting tool 28
Moves radially with respect to the central axis of the inner pipe 23 (that is, the central axis of the pipe 11). That is, the inner pipe 23 and the outer pipe 21
Are relatively rotated, the internal gear 24a and the sun gear 23a relatively rotate, and the orbital diameter of the revolving orbit of each cutting tool 28 is controlled in accordance with the rotational speed difference between the two.

【0022】尚、上記の刃具28は断続的な衝撃を和ら
げるため複数個設けられるが、本実施形態のように三個
の刃具28を等間隔に配置するのが理想的である。変速
機構50としては上記の撓み噛み合い式駆動装置に限ら
ず、遊星歯車機構等、他の差動機構を用いることとして
もよい。上記モータ9,55等はコントローラ(図示せ
ず)に電気的に接続され、このコントローラから各モー
タに対し制御信号が出力され、数値制御されるように構
成されている。
Although a plurality of blades 28 are provided to reduce intermittent impacts, it is ideal that three blades 28 are arranged at equal intervals as in this embodiment. The speed change mechanism 50 is not limited to the above-described bending-meshing drive device, and may use another differential mechanism such as a planetary gear mechanism. The motors 9, 55 and the like are electrically connected to a controller (not shown), and a control signal is output from the controller to each motor to perform numerical control.

【0023】上記の構成になるパイプ切断装置の作動を
説明すると、図1において、先ず内管23内にパイプ1
1が挿通され、内管23に対し所定の空隙を以って内管
23の中心軸と同軸に配置され、クランプ装置(図示せ
ず)により回転不能の状態で保持される。このとき、各
刃具28はパイプ11の外周面よりも外側に退避してい
る。
The operation of the pipe cutting apparatus having the above configuration will be described. In FIG.
1 is inserted, is disposed coaxially with the center axis of the inner tube 23 with a predetermined gap with respect to the inner tube 23, and is held in a non-rotatable state by a clamp device (not shown). At this time, each cutting tool 28 is retracted outside the outer peripheral surface of the pipe 11.

【0024】次に、筐体20がガイドレール5に沿って
駆動され、所定の切断箇所に各刃具28が位置した状態
で停止される。この状態から、主軸2が回転駆動され、
支持部材24(内歯歯車24a)が主軸2を中心に回動
すると共に、変速機構50を介して太陽歯車23aが回
転駆動され、太陽歯車23aと内歯歯車24aの回転速
度差に応じて遊星歯車25が回転する。これにより、各
腕部材27が揺動し、その先端部の各刃具28がパイプ
11の中心軸に向かって径方向に駆動される。而して、
各刃具28はそれ自体回転(即ち、自転)すると共に、
パイプ11回りを回転(即ち、公転)しながら、図3に
示す位置に至るまで径方向に駆動され、パイプ11が切
断される。
Next, the housing 20 is driven along the guide rail 5 and stopped with the cutting tools 28 positioned at predetermined cutting locations. From this state, the main shaft 2 is driven to rotate,
The support member 24 (the internal gear 24a) rotates about the main shaft 2 and the sun gear 23a is rotationally driven via the transmission mechanism 50, and the planetary gear is driven according to the rotational speed difference between the sun gear 23a and the internal gear 24a. The gear 25 rotates. Accordingly, each arm member 27 swings, and each cutting tool 28 at the distal end thereof is driven in the radial direction toward the central axis of the pipe 11. Thus,
Each blade 28 rotates itself (that is, rotates),
While rotating (or revolving) around the pipe 11, it is driven in the radial direction until it reaches the position shown in FIG. 3, and the pipe 11 is cut.

【0025】以上のように、本実施形態においては、同
径の円周軌跡上を等間隔で公転する複数の刃具28によ
って、パイプ11の中心軸方向に常に均一の押圧力が付
加され、パイプ11の中心軸を中心として(軸心の周囲
で)押圧力がバランスするので、パイプ11が片側に押
圧されたり刃具28が離れたりすることがなく、正確に
位置決めされ、円滑な切断作動が行なわれる。
As described above, in the present embodiment, a uniform pressing force is always applied in the direction of the central axis of the pipe 11 by the plurality of blades 28 revolving at equal intervals on a circumferential locus having the same diameter. Since the pressing force is balanced about the center axis of the pipe 11 (around the axis), the pipe 11 is accurately positioned without being pressed to one side and the cutting tool 28 is not separated, and a smooth cutting operation is performed. It is.

【0026】また、本実施形態によれば、刃具28の径
方向移動量、移動速度、移動力(即ち、押圧力)は上記
の遊星歯車機構を構成する各歯車のギア比と腕部材27
の長さ(レバー比)によって決まるので、設定が限定さ
れず設定の自由度が大きい。しかも、刃具28を駆動す
る機構が各歯車の噛合のみによって伝達される機構であ
り、摺動部は存在しないので、円滑に作動し、良好なエ
ネルギー効率を得ることができる。
Further, according to the present embodiment, the radial movement amount, the movement speed, and the movement force (ie, the pressing force) of the cutting tool 28 are determined by the gear ratio of each gear constituting the planetary gear mechanism and the arm member 27.
Is determined by the length (lever ratio), so that the setting is not limited and the degree of freedom of setting is large. In addition, since the mechanism for driving the blade 28 is a mechanism transmitted only by meshing of the gears, and there is no sliding portion, the mechanism operates smoothly and good energy efficiency can be obtained.

【0027】次に、切断対象のパイプが内管23の内径
より大径である場合の本実施形態のパイプ切断装置によ
る切断作動について説明する。図4及び図5は、内管2
3の内径より大径のパイプ12に対するパイプの切断状
況を示すもので、この場合にはパイプ12は主軸2の内
管23内に挿入できないので、図4に示すように、パイ
プ12の切断側の端部が支持部材24の前方に位置する
ように配置され、パイプ12の中心軸が主軸2と同軸と
なるように位置決めされる。
Next, a description will be given of a cutting operation by the pipe cutting device of the present embodiment when the pipe to be cut has a diameter larger than the inner diameter of the inner pipe 23. FIG. 4 and FIG.
3 shows a cutting state of the pipe with respect to the pipe 12 having a diameter larger than the inner diameter of the pipe 3. In this case, since the pipe 12 cannot be inserted into the inner pipe 23 of the main shaft 2, as shown in FIG. Is positioned so as to be located in front of the support member 24, and is positioned such that the central axis of the pipe 12 is coaxial with the main shaft 2.

【0028】本実施形態における刃具28は、図5にお
いて最大で各軸25aを結ぶ円周近傍迄、径方向に退避
することができるので、内管23より大径のパイプ12
であっても、装置に変更を加えることなく、また、従来
装置のようなヘッド回りのモーメント増大に起因する弊
害を懸念する必要もなく、容易に切断することができ
る。この場合において、パイプ12の端面から支持部材
24迄の距離は、刃具28と回転体26との間の軸方向
距離によって規定されるので、支持軸29の長さを予め
長く設定しておくことが望ましい。
The cutting tool 28 in the present embodiment can retreat in the radial direction up to the vicinity of the circumference connecting the respective shafts 25a in FIG.
Even in this case, the cutting can be easily performed without making any change to the apparatus and without having to worry about the adverse effect caused by the increase in the moment around the head as in the conventional apparatus. In this case, since the distance from the end face of the pipe 12 to the support member 24 is determined by the axial distance between the cutting tool 28 and the rotating body 26, the length of the support shaft 29 should be set in advance. Is desirable.

【0029】図6及び図7は、本発明の他の実施形態に
係るパイプ切断装置によってパイプ11を切断する状況
を示すもので、本実施形態の各腕部材27は、その中間
部で各遊星歯車25の軸25aに固定されている。そし
て、各腕部材27の一端に前述の実施形態と同様の刃具
28が回動自在に支持されているが、本実施形態では更
に各腕部材27の他端に研削用のバイト30が装着され
ている。尚、各腕部材27の固定位置は、図6では略中
点であるが、両端以外の中間部であればどの位置でもよ
い。その他の構成は前述の実施形態と同様である。
FIGS. 6 and 7 show a state in which a pipe 11 is cut by a pipe cutting device according to another embodiment of the present invention. The gear 25 is fixed to a shaft 25a. A blade 28 similar to that of the above-described embodiment is rotatably supported at one end of each arm member 27. In this embodiment, a cutting tool 30 is further attached to the other end of each arm member 27. ing. The fixing position of each arm member 27 is substantially the middle point in FIG. 6, but may be any position as long as it is an intermediate portion other than both ends. Other configurations are the same as those of the above-described embodiment.

【0030】而して、先ず図6に示すように、パイプ1
1に対し刃具28によってパイプの切断が行なわれた
後、内管23及び外管21が、刃具28によるパイプの
切断時の回転方向とは逆の方向に、相対的に回転駆動さ
れ、両者間、ひいては内歯歯車24aと太陽歯車23a
に回転速度差が生ずると、各腕部材27が刃具28によ
るパイプの切断時の回転方向とは逆の方向に揺動し、図
6に示すように、各バイト30がパイプ11の中心軸に
向かって径方向に駆動される。これにより、各バイト3
0はパイプ11の中心軸を中心に回転しながら、図7に
示す位置に至るまで径方向に駆動され、パイプ11の切
断面に対し切削加工が行なわれる。
First, as shown in FIG.
After the pipe has been cut by the cutting tool 28, the inner pipe 23 and the outer pipe 21 are relatively driven to rotate in a direction opposite to the rotation direction at the time of cutting the pipe by the cutting tool 28. , The internal gear 24a and the sun gear 23a
When a rotational speed difference occurs, each arm member 27 swings in a direction opposite to the rotation direction when the pipe is cut by the cutting tool 28, and as shown in FIG. It is driven in the radial direction. Thus, each byte 3
0 is driven in the radial direction until it reaches the position shown in FIG. 7 while rotating about the center axis of the pipe 11, and the cutting surface of the pipe 11 is cut.

【0031】尚、内管23の内径より大径のパイプ12
に対し切断及び切削を行なう場合も基本的には上記と同
様であり、図8に示すように、各腕部材27の他端に研
削用のバイト30を装着することにより、パイプ12の
切断後、バイト30によってパイプ12の切断面に対し
切削加工を行なうことができる。
The pipe 12 having a diameter larger than the inner diameter of the inner pipe 23
When the cutting and cutting are performed on the pipe 12, the cutting is basically performed in the same manner as described above. As shown in FIG. With the cutting tool 30, the cutting surface of the pipe 12 can be cut.

【0032】以上のように、本実施形態によれば、パイ
プの切断工程の終了後に支持部材24の回転を止めるこ
となく、直ちにパイプ11,12の切断面の研削仕上げ
を行なうことができるので、良好な作業効率で所定長さ
のパイプを形成することができる。もちろん、別途、切
削装置を用意する必要もない。尚、加工具としてはバイ
ト30に限らず、例えば細密研削仕上げ用の砥石(図示
せず)や各種転造用工具等(図示せず)を用いることと
してもよい。また、腕部材27の形状次第で、3個以上
の加工具を取付け、適宜選択し、腕部材27を回動させ
て所望の加工を行なうように構成することもできる。
As described above, according to the present embodiment, the cut surfaces of the pipes 11 and 12 can be immediately ground and finished without stopping the rotation of the support member 24 after the end of the pipe cutting step. A pipe of a predetermined length can be formed with good work efficiency. Of course, there is no need to separately prepare a cutting device. The working tool is not limited to the cutting tool 30, and for example, a grindstone (not shown) for fine grinding finish, various rolling tools (not shown), and the like may be used. Further, depending on the shape of the arm member 27, three or more processing tools may be attached, appropriately selected, and the arm member 27 may be rotated to perform desired processing.

【0033】[0033]

【発明の効果】本発明は上述のように構成されているの
で以下に記載の効果を奏する。即ち、請求項1に記載の
パイプ切断装置によれば、種々の径のパイプに対し、複
数の刃具を円滑且つ適切に駆動制御し、短時間で効率的
にパイプを切断することができる。特に、大径のパイプ
から小径のパイプまで、刃具の公転軌道径をパイプ径に
拘らず適宜設定することができる。しかも、刃具の径方
向移動量、移動速度、押圧力の設定の自由度が大きく、
各歯車の噛合のみによって伝達されるので、円滑に作動
し、良好なエネルギー効率を得ることができる。
Since the present invention is configured as described above, the following effects can be obtained. That is, according to the pipe cutting device of the first aspect, the plurality of cutting tools can be smoothly and appropriately driven and controlled for pipes of various diameters, and the pipes can be cut efficiently in a short time. In particular, the diameter of the orbit of the cutting tool from a large-diameter pipe to a small-diameter pipe can be appropriately set regardless of the pipe diameter. In addition, the degree of freedom in setting the radial movement amount, movement speed, and pressing force of the cutting tool is large,
Since the power is transmitted only through the meshing of the gears, the gear operates smoothly and good energy efficiency can be obtained.

【0034】また、請求項2に記載のパイプ切断装置に
おいては、刃具によるパイプの切断時と反対方向に遊星
歯車が回転するように、内管と外管の回転方向を含めた
相対速度調整を行なうことによって、パイプの切断直後
に例えば切断面の研削仕上げを行なうことが可能とな
り、良好な作業効率、エネルギー効率を得ることができ
る。また、大径のパイプから小径のパイプまで、刃具及
び加工具の公転軌道径をパイプ径に拘らず適宜設定する
ことができる。
Further, in the pipe cutting device according to the second aspect, the relative speed adjustment including the rotation direction of the inner pipe and the outer pipe is adjusted so that the planetary gear rotates in the direction opposite to the direction when the pipe is cut by the cutting tool. By doing so, it becomes possible to perform, for example, grinding and finishing of the cut surface immediately after cutting the pipe, and it is possible to obtain good work efficiency and energy efficiency. In addition, the diameter of the orbit of the cutting tool and the processing tool from a large-diameter pipe to a small-diameter pipe can be appropriately set regardless of the pipe diameter.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施形態に係るパイプ切断装置の全
体を示す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing an entire pipe cutting device according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施形態に係るパイプ切断装置の支
持部材及び歯車列を示す断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a support member and a gear train of the pipe cutting device according to one embodiment of the present invention.

【図3】本発明の一実施形態に係るパイプ切断装置によ
り比較的小径のパイプを切断する時の刃具の状態を示す
正面図である。
FIG. 3 is a front view showing a state of a cutting tool when a pipe having a relatively small diameter is cut by the pipe cutting device according to the embodiment of the present invention.

【図4】本発明の一実施形態に係るパイプ切断装置によ
り比較的大径のパイプを切断する時の刃具の状態を示す
側面図である。
FIG. 4 is a side view showing a state of a cutting tool when a pipe having a relatively large diameter is cut by the pipe cutting device according to the embodiment of the present invention.

【図5】本発明の一実施形態に係るパイプ切断装置によ
り比較的大径のパイプを切断する時の刃具の状態を示す
正面図である。
FIG. 5 is a front view showing a state of a cutting tool when a pipe having a relatively large diameter is cut by the pipe cutting device according to the embodiment of the present invention.

【図6】本発明の他の実施形態に係るパイプ切断装置に
より比較的小径のパイプを切断した後の刃具及びバイト
の状態を示す正面図である。
FIG. 6 is a front view showing a state of a cutting tool and a cutting tool after cutting a pipe having a relatively small diameter by a pipe cutting device according to another embodiment of the present invention.

【図7】本発明の他の実施形態に係るパイプ切断装置に
よるパイプに対する切削加工時のバイトの状態を示す正
面図である。
FIG. 7 is a front view showing a state of a cutting tool when cutting a pipe by a pipe cutting device according to another embodiment of the present invention.

【図8】本発明の他の実施形態に係るパイプ切断装置に
より比較的大径のパイプを切断する時の刃具及びバイト
の状態を示す正面図である。
FIG. 8 is a front view showing a state of a cutting tool and a cutting tool when cutting a pipe having a relatively large diameter by a pipe cutting device according to another embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 主軸, 11,12 パイプ, 21 外管, 2
3 内管,23a 太陽歯車, 24 支持部材,24
a 内歯歯車,25 遊星歯車, 27 腕部材, 2
8 刃具, 29 支持軸,30 バイト, 50 変
速機構
2 Main shaft, 11, 12 pipe, 21 outer pipe, 2
3 inner tube, 23a sun gear, 24 support member, 24
a internal gear, 25 planetary gear, 27 arm member, 2
8 cutting tools, 29 support shafts, 30 bytes, 50 speed change mechanism

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 内管及び外管の二重管から成る主軸と、
前記外管の先端部に設け前記外管の軸を中心に前記外管
と共に回転する支持部材であって、前記外管の軸を中心
とする内歯歯車を備えた支持部材と、前記内管の先端部
に設け前記内管の軸を中心に前記内管と共に回転する太
陽歯車と、該太陽歯車の軸を中心に前記支持部材に対し
て回転可能に支持する回転体と、該回転体に対して回転
可能に支持すると共に、前記太陽歯車及び前記内歯歯車
に噛合し、自転しながら前記太陽歯車の軸を中心に公転
する複数の遊星歯車と、該複数の遊星歯車の各々の軸に
固定し、該各々の軸を中心に前記複数の遊星歯車の公転
面に平行な面上で揺動する複数の腕部材と、該複数の腕
部材の各々に支持し、前記複数の遊星歯車と共に前記太
陽歯車の軸を中心に公転する複数の刃具と、前記内管及
び前記外管を同方向に回転駆動し、且つ前記内管と前記
外管との間に回転差が生起されるように前記内管及び前
記外管を相対的に回転駆動する駆動手段を備え、回転不
能に支持したパイプに対し、前記複数の刃具を公転駆動
すると共に径方向に駆動するように構成したことを特徴
とするパイプ切断装置。
1. A main shaft comprising a double tube of an inner tube and an outer tube;
A support member provided at a tip portion of the outer tube and rotating together with the outer tube around the axis of the outer tube, a support member provided with an internal gear around the axis of the outer tube; A sun gear provided at the tip of the shaft and rotating together with the inner pipe about the axis of the inner pipe, a rotating body rotatably supported on the support member about the axis of the sun gear, and a rotating body. A plurality of planetary gears rotatably supported with respect to each other, mesh with the sun gear and the internal gear, revolve around the axis of the sun gear while rotating, and a shaft of each of the plurality of planetary gears. A plurality of arm members that are fixed and swing on a plane parallel to the revolving surface of the plurality of planetary gears around the respective axes, and supported by each of the plurality of arm members, together with the plurality of planetary gears A plurality of cutting tools revolving around the axis of the sun gear, and the inner pipe and the outer pipe are set in the same direction. A pipe rotatably driven, and driving means for relatively rotating the inner pipe and the outer pipe so that a rotation difference is generated between the inner pipe and the outer pipe; In contrast, the pipe cutting device is configured so that the plurality of cutting tools are driven to revolve and are driven in a radial direction.
【請求項2】 前記複数の腕部材を各々の中間部で前記
複数の遊星歯車の各々の軸に固定し、前記複数の腕部材
の各々の一端部に前記刃具を支持すると共に、前記複数
の腕部材の各々の他端部に加工具を装着したことを特徴
とする請求項1記載のパイプ切断装置。
2. The plurality of arm members are fixed to respective shafts of the plurality of planetary gears at respective intermediate portions, and the cutting tool is supported at one end of each of the plurality of arm members. The pipe cutting device according to claim 1, wherein a processing tool is attached to each of the other ends of the arm members.
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