JP2002066835A

JP2002066835A - 鋼管切断装置及び切断方法

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Publication number: JP2002066835A
Application number: JP2001120740A
Authority: JP
Inventors: Kenji Jitsuhara; 憲二實原
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-06-13
Filing date: 2001-04-19
Publication date: 2002-03-05

Abstract

(57)【要約】【課題】従来の鋼管切断装置では、鋼管を固定して輪
切りにする構造であることから、直径付近での切断時に
振動が大きくなり、騒音や帯鋸の刃こぼれが生じる原因
となっていた。【解決手段】鋼管を回転させながら切断する装置であ
り、切断具と、鋼管の後端部を支持する端部支持装置
と、該端部支持装置を鋼管の軸方向に移動可能に支持す
る送り装置と、該鋼管の切断部近傍を支持する回転支持
装置とによって構成する。また、鋼管を回転させながら
切断する方法であって、切断具で鋼管の外周面全域に切
込みを入れ、該鋼管の回転を停止させて該鋼管の内周面
側まで貫通させて切り込んだ後、再度該鋼管を回転させ
て切断する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鋼管を回転させな
がら切断する装置及びその方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、金属材料の切断装置には種々
の構造のものがある。一般的には、材料の一側から他側
に向かって切断刃を移動させて切断する方法で行われて
いる。切断刃としては、無端状の帯鋸や周囲に鋸刃を設
けた円盤状のカッタなどが利用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
切断装置では鋼管の切断に種々の問題を有している。例
えば、帯鋸盤は鋼管を固定して輪切りにする構造である
ことから、極めて無駄が多い。特に、直径付近での切断
時には鋼管の振動が大きくなり、騒音の発生のみなら
ず、帯鋸の刃こぼれが生じる要因となっていた。また、
鋼管は中空構造であることから、鋼管の内部に切粉が溜
まってしまい、該切粉によって刃の寿命が著しく低下す
ることになる。

【０００４】さらに、従来の装置による鋼管切断の致命
的な欠点として、所定の寸法通りに切断することができ
ないことがある。これは、切断刃の移動面に対して鋼管
を鉛直に支持することが難しいためである。通常、鋼管
はバイス等で挟み付けて固定されるものの、切断時にお
ける振動によって鋼管の軸心が振られてしまい、寸法誤
差が生じることになる。このことは、鋼管の肉厚が薄い
場合や、長さが短い場合により顕著となる。従って、従
来では幾分寸法を大きめに切断せざるを得ないのが実情
であり、材料の無駄のみならず、切断した鋼管をさらに
切削して所定の寸法に加工しなければならない手間が生
じていた。また、鋼管をバイス等で挟み付けると、該鋼
管が変形してしまうことがあった。

【０００５】

【課題を解決するための手段】そこで本発明者は上記問
題に鑑み鋭意研究の結果、本発明を成し得たものであ
り、その特徴とするところは、物の発明にあっては、鋼
管を回転させながら切断する装置において、鋼管の側方
に配し該鋼管に向かって移動可能に支持した切断具と、
鋼管の後端部を支持する端部支持装置と、該端部支持装
置を該鋼管の軸方向に移動可能に支持する送り装置と、
該鋼管の切断部近傍を支持する回転支持装置と、によっ
て構成したものであって、該端部支持装置と該回転支持
装置の少なくともいずれかを回転駆動することにある。

【０００６】方法の発明にあっては、鋼管を回転させな
がら切断する方法であって、鋼管を回転させながら切断
具で外周面全域に切り込みを入れた後、該鋼管の回転を
停止させ、該切断具の刃を該鋼管の内周面側に貫通する
まで送り込んだ後、その状態で再度該鋼管を回転させて
切断することにある。

【０００７】ここで、本明細書中でいう「切断具」と
は、鋼管の側方に配し、回転させた該鋼管の一部に送り
込むことによって、該鋼管を切断する装置をいう。例え
ば、帯鋸や円盤状のメタルソーなどである。切断具は、
回転する鋼管の外周面を支持する回転支持装置の近傍で
鋼管の周囲に設ける。一般的には一台でよいが、複数台
配置してもよい。本発明のように鋼管を回転させながら
切断する装置では、切断具を任意の位置に配することが
できる。ただ、鋼管を所定の位置で支持する部分の近傍
に設ければ、変形した鋼管に対しても切り込み量を常に
一定にすることができる。また、鋼管の下方部に設けれ
ば切粉が鋼管の中に入り込まず、切断刃を傷めない利点
がある。このため、鋼管を下方から可回転に支持する回
転支持装置の近傍である、鋼管の直下やこれのやや側方
部に切断具を設けることによって、上述した条件を満足
することができる。

【０００８】鋼管を回転させ、切断具の刃の切り込みを
徐々に大きくして、鋼管が切断される。一般的には、鋼
管を１回転乃至３〜４回転させて切断する。本発明に係
る鋼管切断方法では、先ず刃を鋼管内周面に貫通させな
いで外周面側に切り込みを入れた段階で、一旦鋼管の回
転を停止させる。回転停止の状態で、切断具の刃を鋼管
の内周面側に貫通するまで切り込ませる。そして、この
状態で再度該鋼管を回転させて一気に切断を完了させる
方法である。この方法の目的は、鋼管を切断した後、切
断部にバリが生じないようにするためであり、バリの発
生による後加工を行わなくてもよいようにするためであ
る。

【０００９】本発明方法としては、切断具の刃の送り量
を一定にして、所定の送り量、或いは所定の時間経過後
に鋼管の回転を停止させ、所定の送り量、或いは所定の
時間経過後に回転を再開させる。この他、鋼管の回転を
一旦停止させた後、刃の送り量を大きくして貫通までの
時間を短縮させてもよい。また、再開後の回転数を大き
くすることも可能である。

【００１０】「端部支持装置」とは、鋼管を軸心周りに
可回動に支持するもので、該鋼管の後端部外周面の一部
に接当、端部の一部を挟持、内周面に張設などの方法で
該鋼管を回転可能に支持する装置をいう。例えば、鋼管
端部の一部の内周面と外周面を少なくとも２つのローラ
で挟み付ける他、鋼管の外周面の少なくとも２ヶ所以上
を挟み付けたり、内周面の少なくとも２ヶ所以上に張設
する場合などである。鋼管の外周面側に配したローラ
は、単独で支持させる他、２つのローラに無端ベルトを
架設して接当させるようにすれば、支持をより確実にす
ることができる。

【００１１】端部支持装置は、鋼管を単に可回動に支持
する他、モータ等で回転駆動させてもよい。鋼管の切断
部近傍を支持する回転支持装置も回転駆動させる場合
は、これらを電気的に同調させる他、端部支持装置側の
駆動源にトルクモータなどを利用すれば、該回転支持装
置を主にした鋼管の回転に追従させることができる。鋼
管の後端部とは、一つの鋼管を複数に切断する場合に、
切断後次の切断位置まで送り込むときの最後尾となる部
分である。

【００１２】「送り装置」とは、端部支持装置を支持し
て鋼管の軸方向に移動させる装置をいう。つまり、送り
装置は端部支持装置をほぼ水平方向に移動可能に支持す
ることにより、所定の位置で鋼管の後端部を可回動に支
持するものである。これの移動は、切断する鋼管を本発
明装置にセットするとき、該鋼管に端部支持装置を装着
する場合や、鋼管を所定の切断長さに送り込む場合など
に行う。例えば、送り装置としての台車等に端部支持装
置を設け、鋼管の軸方向に配したレール等に沿ってモー
タ等で移動させ、所定の位置でロックして鋼管を可回動
に支持する場合である。

【００１３】送り装置を移送させる駆動源は、特に限定
するものではなく、電動モータ、油圧モータ、油圧シリ
ンダなどである。移送手段としては、ラック、チェー
ン、ギア、ネジなどである。鋼管の送り長さは、サーボ
モータなどを利用して送り装置自体の送りで決定した
り、他の部材で送り長さを決定し、この部材を基準にし
て送るなどの方法が考えられる。所定位置に移動した送
り装置は、別途設けたロック装置で固定したり、移送手
段にウォームギアなどを利用して、これのロック機能を
利用して固定する。

【００１４】「回転支持装置」とは、鋼管の切断部近傍
に設け、切断する鋼管を可回転に支持する装置をいう。
例えば、ローラなどを鋼管の外周面の複数箇所に接当さ
せ、該鋼管が放射方向に移動しないように回転支持す
る。鋼管は、この回転支持装置と端部支持装置によって
軸回転する状態に支持され、この状態で切断具で切断す
る。

【００１５】回転支持装置は、鋼管を切断するときに該
鋼管を回転する状態に支持するものであるが、例えば、
鋼管をセットするときや切断位置に送り込むときなど、
邪魔にならないように、該回転支持装置を構成するロー
ラの少なくとも一部を上下方向や左右方向に移動できる
ようにする。例えば、下部固定支持装置と上部可動支持
装置に分け、該上部可動回転装置を移動できるようにす
る。

【００１６】切断具は、回転支持装置の近傍に設ける。
特に、回転支持装置の下部固定支持装置など一定位置に
固定されたローラの近傍に設けることにより、鋼管の径
が変わった場合や鋼管が変形している場合などでも、切
断具の刃との絶対位置がほとんど変わらないため、安定
した切り込みを行うことができる。

【００１７】「送り支持装置」とは、鋼管を軸方向に移
動させる際に支持する装置をいう。これは、鋼管のセッ
トや切断位置に送るときなどに用いるもので、昇降可能
に支持し鋼管切断時などには下降させておく。また、送
り支持装置に代えて、回転支持装置の一部のローラを利
用するようにしてもよい。つまり、回転支持装置の下部
固定支持装置など、鋼管を下から支持するローラを送り
支持装置とする場合である。回転支持装置として使用す
る場合と、送り支持装置として使用する場合では、ロー
ラの回転方向が異なることから、ローラに代えてボール
で支持したり、ローラをキャスタのように支持して外力
によって任意に方向転換できるようにしてもよい。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示す発明の
実施の形態に基づいて詳細に説明する。

【００１９】図１は本発明に係る鋼管切断装置１の実施
の形態の一例を示すもので、鋼管Ｐの後端部を支持する
端部支持装置２と、鋼管Ｐに向かって移動可能に支持し
た切断具３、そして鋼管Ｐの切断部近傍を支持する回転
支持装置４とによって構成し、鋼管Ｐを回転させながら
切断する装置である。端部支持装置２は、モータで回転
駆動して鋼管Ｐを回転させるもので、レール５に沿って
移動可能に支持した送り装置６に設けている。従って、
鋼管Ｐはその後端部を端部支持装置２で支持された状態
で、切断具３による所定の切断位置に送り込まれる。

【００２０】端部支持装置２は、図２に示すように鋼管
Ｐ後端部内周面に張設する構造のもので、鋼管Ｐの前端
部を回転支持装置４で可回転に支持して回転させる。本
例の鋼管Ｐの切断方法は、先ず切断具３の帯鋸７を降下
させて鋼管Ｐの厚さ以上に切断する。そして、この状態
で端部支持装置２で鋼管Ｐを回転させて、輪切りに切断
する方法である。これは、鋼管Ｐを一回転させて切断す
る方法であるが、帯鋸７を徐々に降下させながら鋼管Ｐ
を回転させて切断する方法でも良い。通常、鋼管Ｐを３
〜４回転させて切断する。

【００２１】送り装置６は、例えば図３のようにチェー
ン８をモータＭ１で駆動して、レール５に沿って移動さ
せるようにする。この送り装置６で端部支持装置２を移
動させ、鋼管Ｐを軸方向に送り込む。また、本例では鋼
管Ｐを所定の寸法に切断するために、位置決め装置９を
設けている。この位置決め装置９は、所定の位置に固定
し、これに鋼管Ｐの前端部を接当させることによって、
帯鋸７からの寸法を決定するものである。

【００２２】鋼管Ｐの切断位置を決定した後、端部支持
装置２で鋼管Ｐを回転させて切断する。鋼管Ｐの切断位
置は帯鋸７と回転装置２との距離によって決定されるた
め、鋼管Ｐの後端面を接当させる固定部１０を端部支持
装置２に設けている。鋼管Ｐを固定部１０に接当させた
状態で回転させることにより、より正確な寸法に切断す
ることが可能となる。

【００２３】鋼管Ｐを固定部１０に確実に接当させるよ
うにするため、鋼管Ｐを該固定部１０方向に付勢するた
めの案内機能を設けるのが好ましい。案内機能は、例え
ば図４に示すように回転支持装置４のローラＲの向きを
振ることによって、鋼管Ｐが回転しながら固定部１２側
に送られるようにしたものである。本例では、回転支持
装置４の上部側のローラＲの向きを振って設けている
が、下部側のローラＲの向きを振ってもよい。

【００２４】鋼管Ｐを軸方向に移動させる場合など、鋼
管Ｐの支持を解除させるため、回転支持装置４は図５
（ａ）のように下部固定支持装置４１と上部可動支持装
置４２とによって構成し、該上部可動支持装置４２を昇
降可能に設けている。そして、同図（ｂ）のように鋼管
Ｐの軸方向に回動するローラを備えた送り支持装置１１
を昇降可能に設け、鋼管Ｐを回転支持装置４の下部側の
ローラＲから浮かすようにしている。

【００２５】鋼管Ｐは、図６に示すように加工する鋼管
ＰをワイヤＷで吊って鋼管切断装置１にセットする。こ
の場合、送り支持装置１１を上昇させておいて鋼管Ｐの
前端部を載置させ、鋼管Ｐを吊った状態で端部支持装置
２を装着する。端部支持装置２を装着した後、予め設定
しておいた位置決め装置９に、鋼管Ｐの前端面が接当す
るまで送り装置６で送り込む。この状態で送り支持装置
１１を下降させると共に、回転支持装置４の上部側のロ
ーラＲを下降させて鋼管Ｐを支持して切断準備が完了す
る。

【００２６】本例に示した端部支持装置２は、図７
（ａ）に示すように支持板２０に均等に回動する支持脚
２１を設け、各支持脚２１を鋼管Ｐの内周面に接当させ
て固定する構造である。この構造にすると、鋼管Ｐの中
心軸に自動的に合致できるだけでなく、支持脚２１のス
トロークが大きく取れるため、径の異なる鋼管Ｐに対し
ても容易に対応させることができる。

【００２７】各支持脚２１を均等に回動させるための手
段としては、例えば同図（ｂ）に示すように傘歯車の組
み合わせで行う。これは、作動側傘歯車２２の内部にネ
ジ棒２３を螺合させ、該作動側傘歯車２２を駆動側傘歯
車２４で回転させて該ネジ棒２３を軸方向に移動させて
支持脚２１を回動させる構造である。この場合、作動側
傘歯車２２は回動可能に支持された歯車受２５に可回転
に支持することによって、ネジ棒２３の移動による振れ
に対応させている。この歯車受２５は、駆動側傘歯車２
４を可回転に支持するベアリング２６を設けた枠体７に
回動可能に設けられ、作動側傘歯車２２と駆動側傘歯車
２４の位置関係を保持した状態で回動する。従って、こ
のように廃した複数の駆動側傘歯車２４のシャフトをモ
ータＭ２でチェーン駆動させることにより、各支持脚２
１を均等に回動させることが可能となる。また、支持脚
２１としては、周面にローレット加工を施したローラを
設けるなど、鋼管Ｐの内周面に接当させる部分に滑り止
め機能を設けてもよい。

【００２８】端部支持装置２としては、前述したものの
他図８に示すような鋼管Ｐの後端部を挟持して回転させ
る構造のものでもよい。この回転装置２は、メインフレ
ーム３０にドラム３１と、該ドラム３１方向に押圧付勢
して設けた２つの外接ローラ３２とによって構成したも
のである。

【００２９】図９（ａ）（ｂ）（ｃ）は、本発明に係る
鋼管切断装置１の実施の形態のさらに他の例を示すもの
で、回転支持装置４の下部固定支持装置４１と上部可動
支持装置４２の夫々の２つのローラＲに無端ベルト１２
を架設して回転駆動させるようにしたものである。端部
支持装置２は図８に示した構造のもので、鋼管Ｐを下方
から支持する２つの外接ローラ３２に、無端ベルト１２
を架設して回転駆動させている。尚、本例の端部支持装
置２は、外接ローラ３２を固定してドラム３１を該外接
ローラ３２方向にバネで押圧付勢させている。また、本
例ではドラム３１を図の矢印方向に振ることによって、
鋼管Ｐを固定部１０方向に付勢させている。

【００３０】回転支持装置４の下部固定支持装置４１と
上部可動支持装置４２は、夫々回転駆動させているが、
これらの同調は電気的に行ってもよく、或いは駆動源を
一つにして機械的に連結して駆動させてもよい。また、
本例では上述したようにトルクモータで端部支持装置２
を回転駆動させて、回転支持装置４の回転に同調させて
いる。

【００３１】図１０は本発明に係る鋼管切断方法の実施
の形態の一例を示すもので、先ず同図（ａ）のように鋼
管Ｐを回転させて切断具３を送り込み、該鋼管Ｐの外周
面全域に切込みを入れる。そして、同図（ｂ）のように
鋼管Ｐの回転を止めて、切断具３の刃を該鋼管Ｐの内周
面側に貫通するまで送り込む。刃を貫通させた後は、そ
の状態で同図（ｃ）のように鋼管Ｐを再度回転させるこ
とにより、該鋼管Ｐの切断面にバリがほとんど発生する
ことなく、切断することができる。

【００３２】

【発明の効果】以上のように本発明に係る鋼管切断装置
は、鋼管を回転させながら切断する装置において、鋼管
の側方に配し該鋼管に向かって移動可能に支持した切断
具と、鋼管の後端部を支持する端部支持装置と、該端部
支持装置を該鋼管の軸方向に移動可能に支持する送り装
置と、該鋼管の切断部近傍を支持する回転支持装置と、
によって構成したものであって、該端部支持装置と該回
転支持装置の少なくともいずれかを回転駆動することに
より、高い精度で簡単確実に、しかも短時間で鋼管を切
断することができる。特に、本発明装置は鋼管を回転さ
せながら切断する場合にありがちな放射方向及び軸方向
のブレを無くすようにしたことにより、切断具による切
断位置と鋼管との間にズレが生じず、精度が高くしかも
効率よく切断することができる。

【００３３】また、本発明に係る鋼管の切断方法は、鋼
管を回転させながら切断する方法であって、鋼管を回転
させながら切断具で外周面全域に切り込みを入れた後、
該鋼管の回転を停止させ、該切断具の刃を該鋼管の内周
面側に貫通するまで送り込んだ後、その状態で再度該鋼
管を回転させて切断することにより、切断面にバリをほ
とんど発生させることなく、高い精度で短時間で切断す
ることができる。従って、切断後の鋼管にバリ取り作業
などの工程のみならず、切断後の寸法を調整するための
切削や研削作業も一切不要となるなど極めて有益な効果
を有するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る鋼管切断装置の実施の形態の一例
を示す平面図である。

【図２】図１に示した鋼管切断装置の正面図である。

【図３】本発明に係る鋼管切断装置の実施の形態の他の
例を示す平面図である。

【図４】回転支持装置の実施の形態の他の例を示す側面
図である。

【図５】（ａ）は回転支持装置の実施の形態のさらに他
の例を示す正面図、（ｂ）は図３に示した鋼管切断装置
の側面図である。

【図６】本発明に係る鋼管切断装置へ鋼管をセットする
方法の実施の形態の一例を示す側面図である。

【図７】（ａ）は図２に示した回転装置の作動状態を示
す正面図、（ｂ）は（ａ）の作動構造の一例を示す部分
断面図である。

【図８】回転装置の実施の形態の他の例を示す正面図で
ある。

【図９】本発明に係る鋼管切断装置の実施の形態のさら
に他の例を示すもので、（ａ）は側面図、（ｂ）は
（ａ）の正面図、（ｃ）は（ａ）の平面図である。

【図１０】（ａ）（ｂ）（ｃ）は、夫々本発明に係る鋼
管切断方法の実施の形態の一例を示す概略正面図であ
る。

【符号の説明】

１鋼管切断装置２端部支持装置３切断具４回転支持装置５レール６送り装置７帯鋸８チェーン９位置決め装置１０固定部１１送り支持装置１２無端ベルトＰ鋼管ＲローラＷワイヤ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】鋼管を回転させながら切断する装置にお
いて、鋼管の側方に配し該鋼管に向かって移動可能に支
持した切断具と、鋼管の後端部を支持する端部支持装置
と、該端部支持装置を該鋼管の軸方向に移動可能に支持
する送り装置と、該鋼管の切断部近傍を支持する回転支
持装置と、によって構成したものであって、該端部支持
装置と該回転支持装置の少なくともいずれかを回転駆動
することを特徴とする鋼管切断装置。
【請求項２】端部支持装置は、鋼管の外周面に接当さ
せる２つの支持ローラと、該支持ローラ側にバネで押圧
させ該鋼管の内周面に接当させるドラムとによって構成
したものである請求項１記載の鋼管切断装置。
【請求項３】端部支持装置は、２つの支持ローラに無
端ベルトを架設したものである請求項２記載の鋼管切断
装置。
【請求項４】回転支持装置は、鋼管の切断部近傍の外
周面を挟み付けて支持するもので、下部固定支持装置及
び上部可動支持装置とによって構成したものである請求
項１記載の鋼管切断装置。
【請求項５】下部固定支持装置及び上部可動支持装置
は、２つのローラに無端ベルトを架設して回転駆動する
ものである請求項４記載の鋼管切断装置。
【請求項６】切断具は、鋼管の下方部に配したもので
ある請求項１記載の鋼管切断装置。
【請求項７】昇降可能に支持され、該鋼管の軸方向に
転動するローラを備えた送り支持装置を、回転支持装置
近傍の鋼管下方部に配したものである請求項１記載の鋼
管切断装置。
【請求項８】鋼管を回転させながら切断する方法であ
って、鋼管を回転させながら切断具で外周面全域に切り
込みを入れた後、該鋼管の回転を停止させ、該切断具の
刃を該鋼管の内周面側に貫通するまで送り込んだ後、そ
の状態で再度該鋼管を回転させて切断することを特徴と
する鋼管切断方法。