JP2002137114A - パイプ材の切断方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 剪断によりパイプ材を切断する。 【解決手段】 被切断パイプ材Ｗの固定刃側の切り残し
部Ｗ１と可動刃側の切り落とし部Ｗ２の中空部に固定心
金４１と可動心金４２を挿入し、両心金４１、４２の先
端を切断線に合わせて、心金を挿入したまま剪断する。
被切断パイプ材Ｗの先端をストッパ３０に当てて切断
し、切断後ストッパ３０と可動心金４２を後退させ、切
り落とされたパイプ材を開放する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば光通信用パ
ッケージ等に使用される角パイプなどを切断する切断装
置にかかるものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、円形パイプを切断する場合には、
パイプ外周を自転しながら公転する円形カッタを備えた
パイプカッタを使用してパイプに切り込みを入れて切断
する方法が多く採られている。しかしながら、この方法
ではパイプ内部にバリがでるので、これを除去する手間
が掛かる。また、角パイプではこのようなカッターは使
用できない。

【０００３】そこで従来は、角パイプなどは切断鋸刃や
切断砥石を用いて切断された。しかし、このような切断
では、切断時の発熱を押さえて切断するため切断時間が
長くかかり、生産性が低いだけでなく、鋸刃や砥石の厚
さ分の切り代が無駄になり材料歩留まりが低下して、特
に高価な材料ではコストが著しく上昇した。

【０００４】一方、剪断による切断によれば切り代の無
駄がなく生産性が高いが、パイプ材では剪断の際に変形
するので、従来剪断によるパイプ材の切断は困難であっ
た。特に薄肉パイプ材や軟質金属のパイプ材は剪断によ
る切断は不可能であった。

【０００５】これを解決する切断方法として特開昭６１
−６１７０９号公報記載の発明が開示されている。この
発明は、被切断パイプ材の中空部に樹脂材を挿入して、
この樹脂材とともに剪断して切断し、切断後樹脂材をパ
イプ材から取り出すものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開昭６１−６１７０９号公報記載の方法は、樹脂材の挿
入、取り出しの工数が掛かる上、取り出した樹脂材は廃
棄されるので、コストが増すという難点があった。

【０００７】そこで本発明は、上記問題点を解決して、
特に角型パイプ材において、変形がなく歩留りの高い、
剪断によるパイプ材の切断方法と切断装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のパイプ材の切断方法と切断装置は、可動刃
と固定刃を摺動させてパイプ材を剪断により切断する切
断方法及び装置において、被切断パイプ材の固定刃側の
切り残し部と可動刃側の切り落とし部に、それぞれ該パ
イプ材の中空部にほぼ充実する固定心金と可動心金を挿
入し、両心金の先端を切断線に合わせて、心金を挿入し
たまま剪断することを特徴とするものである。

【０００９】ここでいう切断線とは被切断パイプ材が切
断される位置、即ち固定刃と可動刃の接する線をいい、
切り残し部とは被切断パイプ材の素材側をいい、切り落
とし部とは所定の長さに切断される部品となる部をい
う。即ち、本発明のパイプ材の切断方法と切断装置は、
パイプ材の中空部にほぼ充実する固定心金と可動心金を
それぞれ切り残し部と切り落とし部に挿入し、両心金の
先端を切断線に合わせて可動刃を固定刃に摺動させて剪
断するので、剪断の際にパイプ形状を中空部に挿入した
心金が支えてパイプ材の変形を防止して切断できる。こ
のように剪断により切断するので、刃物の移動がパイプ
材の肉厚だけですみ、切断の発熱も少ないので高速切断
が可能になる。また、切り代もないので材料歩留まりが
高い。さらに、心金は連続使用できるので、前記特開昭
６１−６１７０９号公報記載の樹脂の心材を挿入する方
法に比して生産性が高くコストが低減できる。

【００１０】上記の場合、前記固定心金と可動心金の突
き合わせ部が切刃を構成することが望ましい。こうすれ
ば、可動刃が固定刃に摺動してパイプ材が切断される際
に、パイプ材は可動刃と固定刃の刃先の間だけでなく、
可動刃と固定心金の刃先と、可動心金と固定刃の刃先の
間でも剪断されるので、パイプの変形がなく綺麗な切断
面が得られる。

【００１１】また、本発明のパイプ材切断装置は、被切
断パイプ材の中空部に挿入された固定心金をその先端を
切断線に合わせて保持する固定心金保持手段と、切断時
に切り落とし部の長さを設定するヘッドを有し、切断後
に該ヘッドが切断線から離間するように被切断パイプ材
の軸方向に移動可能に可動刃に支持されたストッパと、
切断時にその先端を切断線に保持して被切断パイプ材の
切り落とし部中空部に挿入し、切断後に該切り落とし部
を分離するように軸方向に移動可能に前記ストッパに支
持された可動心金とを備えたことを特徴とするものであ
る。

【００１２】そのために、被切断パイプ材を切断刃物部
に送り込む材料送り手段を備え、待機時に前記ストッパ
のヘッドを前記切り落とし部の長さに位置させ、前記可
動心金の先端を切断線に位置させ、前記材料送り手段に
より前記中空部に固定心金が挿入された被切断パイプ材
をその先端が前記ストッパのヘッドに当たるまで送り込
んで前記可動刃を駆動してパイプ材を切断し、前記スト
ッパと前記可動心金を軸方向に移動して前記切り落とし
部を分離した後、前記ストッパと前記可動心金を前記待
機位置に復帰させるように駆動制御する制御手段を備え
ることが連続切断作業を行って生産性を上げるために望
ましい。

【００１３】即ち、このような構成により下記の動作が
自動的に行われる。まず、被切断パイプ材に固定心金を
挿入して、その心金の先端を固定刃と可動刃の摺動面、
即ち切断線において固定心金保持手段により固定する。
次にストッパを固定刃と可動刃の摺動面、即ち切断線か
ら所定の距離の位置に移動し、材料送り手段により被切
断パイプ材の先端をストッパのヘッドに当てるように送
り出す。これにより、切り落とされる切断材即ち部品の
所定長さが決定される。次に、ストッパに移動可能に支
持された可動心金の先端を切断線に合わせてストッパに
固定する。そして、可動刃を固定刃に摺動させてパイプ
材を切断する。すると、ストッパは被切断パイプ材の先
端に接したまま可動心金とともに切断方向に移動し切断
が完了する。パイプ材の切断が完了すると可動刃が待機
位置に復帰する。同時に、ストッパが軸線方向に移動し
て、ストッパと可動刃の背面との間にパイプ材の切り落
とし長さを超える空間を形成する。このとき、通常切り
落としされたパイプ材は可動心金に嵌まったままであ
る。ここで可動心金を後退させると切り落としされたパ
イプ材は可動心金から抜けて分離される。なお、切り落
としされたパイプ材が可動刃側に残る場合は、切残し側
のパイプ材により押し出されて分離される。

【００１４】可動刃が待機位置に復帰し、前記動作が行
われて切り落としされたパイプ材が分離されると、スト
ッパと可動心金も待機位置に復帰し、次の切断される被
切断パイプ材をストッパが当たるまで移動して、上記の
動作が繰り返される。上記動作が制御手段により自動的
に行われる。このような構成により、パイプは変形する
ことなく、綺麗な切断が連続的に迅速に行われる。

【００１５】前記被切断パイプ材が角形パイプ材の場合
は該角形の対角線に直交して切断することが望ましい。
角形パイプ材の場合に角形の一辺に直交して切断する
と、その辺は肉厚に沿って剪断されるが他の辺は長さ方
向に剪断されることになり、綺麗な切断が困難である。
本発明のように角形の対角線に直交して切断することに
より、すべての辺が肉厚方向に剪断されることになり綺
麗な切断ができる。

【００１６】本発明のパイプ材切断装置は、光通信用パ
ッケージ用部品の切断などに好適である。光通信用パッ
ケージ用部品としてはコバールなど高合金材の長方形断
面パイプが使用されている。この合金は切削性が悪いの
で切削による切断の場合工数がかかり、かつ軟らかいの
で変形しやすい。本発明の方法と装置によれば、切断時
間が短く綺麗に切断ができるので、生産性に優れコスト
低減が可能になる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図示の１実施形態
により具体的に説明する。図１は本発明実施形態のパイ
プ材切断装置の横断面図、図２は図１のＡ−Ａ矢視断面
図である。図３は制御手段の構成を示すブロック図であ
る。本発明のパイプ材切断装置は、とくに角形のパイプ
の切断に適するので、以下本実施形態は長方形のパイプ
切断について説明する。

【００１８】これらの図において、ダイセット１の下プ
レート２には４本の支柱４が植設されている。この支柱
４に上プレート３に設けられた４個のスリーブ５に挿入
されたブッシュ６が嵌挿され、支柱４に摺動して上プレ
ート３が下プレート２に対して上下移動されるようにな
っている。下プレート２は図示しないプレスのベースに
固定され、上プレート３は同プレスのラム７に固定され
て、ラム７の移動により上プレート３が上下動駆動され
る。

【００１９】下プレート２には、固定刃支持台１１がボ
ルト１３により固定され、この固定刃支持台１１に固定
刃１２がボルト１４により固定されている。上プレート
３には可動刃支持台２１とブラケット２４とがプレート
２５により一体にされてボルト２７により固定されてい
る。可動刃支持台２１に可動刃２２がボルト２３により
固定されている。そして、可動刃２２の刃先が固定刃１
２に摺接して移動し被切断パイプ材Ｗ（以下ワークとい
う）を切断する。以下、この可動刃２２と固定刃１２の
接点の線Ｙ−Ｙを切断線という。

【００２０】固定刃１２は、長方形断面のワークＷの外
形よりやや大きい孔型の刃先を有し、この孔型にワーク
を通して切断する。可動刃２２の刃先は、ワークの長方
形断面の２辺に相当する逆Ｖ字形刃先を有している。そ
して、これらの刃先線は、図２に示すように、ワークの
長方形断面の対角線に直交して切断する向きにされてい
る。これは、長方形断面の辺に直交して切断すると、そ
の辺は肉厚方向に剪断されるが、他の辺は長さ方向に剪
断されるので綺麗な切断ができないという欠点を排除す
るためである。

【００２１】可動刃支持台２１とブラケット２４との間
に２本のガイドバー２６が設けられ、ストッパ３０がガ
イドバー２６に摺動可能に支持されている。そして、ブ
ラケット２４に固定されたシリンダ３５によりロッド３
６を介して駆動され、ワークの軸線方向に往復移動する
ようになっている。シリンダ３５のロッド３６が一杯に
伸びたときのストッパ３０の位置は、ロッド３６の反対
側のストッパ位置ねじ３３に螺合するナット３４を調整
することにより設定されるようになっている。即ちシリ
ンダ３５のロッド３６が一杯に伸びたとき、ストッパ３
０のヘッド３１と切断線との間隔を所定の距離にして、
ワークＷの先端をヘッド３１に当てて切断すると切り落
とし部Ｗ２が所定の部品の長さになるようにされる。

【００２２】また、ストッパ３０には、可動心金４２が
ワークの軸線方向に摺動可能に支持され、ロッド３８を
介してシリンダ３７により軸方向に往復移動駆動され
る。可動心金４２の位置は、シリンダ３７のロッド３８
の反対側の心金位置ねじ３９に螺合するナット４０を調
整することにより設定されるようになっている。これに
より、心金位置ねじ３９を調整してロッド３８が一杯に
伸びたとき、可動心金４２の先端が切断線に来るように
調節される。

【００２３】固定刃１２に対して可動刃２２の反対側の
延長部にブラケット（固定心金保持手段）４３がプレス
ベースに固定されている。固定心金４１は、先端４１ａ
が切断線に位置するようにして、支持棒４１ｂの他端４
１ｃがブラケット４３に挿通された脱着可能なピン４４
により保持されている。

【００２４】ワークＷは、ブラケット４３のピン４４を
抜いて図のＢ側から固定心金４１に嵌装される。そし
て、ワークＷはフィードロール４６などの材料送り手段
により切断刃側に送られるようになっている。

【００２５】固定心金４１と可動心金４２は、ワークの
中空部にほぼ充実する断面形状をなし、その先端４１ａ
と４２ａが切刃を構成するようにして工具鋼で作られて
いる。なお、固定心金は図１に示すように心金４１に支
持棒４１ｂを装着するようにしてもよい。心金の作用に
ついては後述する。

【００２６】制御手段５０は、図３に示すように、入力
部５２に入力設定された信号により、ＣＰＵ５１が可動
刃駆動（プレス駆動）５３、フィードロール（材料送り
手段）４６、ストッパ駆動（シリンダ）３５、可動心金
駆動（シリンダ）３７を以下の動作がされるように駆動
制御する。

【００２７】以下、上記構成の本発明のパイプ材の切断
装置の動作について説明する。まず図３の制御手段５０
の入力部５１から必要な数値をＣＰＵ５１に入力する。
そして待機位置で、ストッパ位置ねじ３３を調整して、
ストッパ３０のヘッド３１が切断線から所定のパイプ部
品の長さになるようにし、心金位置ねじ３９を調整して
可動心金４２の先端４２ａが切断線に位置するようにす
る。このとき可動刃２２の刃先線２２ａは固定刃１２の
刃先孔型１２ａの上縁よりやや上の位置にある。

【００２８】次に、ワークＷの中空部に固定心金４１を
挿入し、このワークの先端を固定刃１２の刃型孔型に挿
入した後、固定心金４１の支持棒４１ｂの他端４１ｃを
ピン４４によりブラケット４３に固定する。すると、固
定心金４１の先端４１ａが切断線に位置し待機位置の可
動心金４２の先端と一致するようになる。

【００２９】以上の準備を終えて作業をスタートする
と、制御手段５０の指令により、固定心金４１に嵌装さ
れたワークＷはフィードロール（材料送り手段）４６に
より図のＢ方向に送り出され、先端が固定刃１２から突
き出てストッパ３０のヘッド３１に当たる。これによ
り、切り落とし部のワークＷ₂ は切断線から所定長さ繰
り出され、ワークの切断線から先の中空部には可動心金
４２が挿入された状態になる。

【００３０】続いて制御手段５０の指令により、可動刃
駆動手段５３、即ち図示しないプレス機のラム７により
上プレート３が押し下げられると、可動刃２２と固定刃
１２との接触点でワークＷが切断される。このとき、ス
トッパ３０と可動心金４２も可動刃とともに切断方向に
移動する。この際の切断の機構を図４に示す。図に示す
ように、固定心金４１と可動心金４２はワークの中空部
に充実する形状を有し、その先端は切刃を構成している
ので、ワークには可動刃２２の刃先２２ａと固定心金４
１の刃先４１ａの間と、可動刃心金４２の刃先４２ａと
固定刃１２の刃先１２ａとの間に剪断力が働き、これに
よりワークは切断される。また、図２に示すように、ワ
ークの長方形断面の対角線が切断方向に直交するように
置かれているので、ワークのどの位置でも辺の肉厚方向
に剪断され、ワークは変形することなく綺麗に切断され
る。また、ワークは剪断により切断されるので、可動刃
はほぼワークの肉厚に等しい距離移動すればよく、可動
刃のストロークを小さくすることができ、装置が小型で
切断速度を大きくすることができる。

【００３１】切断が完了すると可動刃２２は上昇して待
機位置に復帰する。ここで、制御手段５０の指令によ
り、シリンダ（ストッパ駆動手段）３５によりストッパ
３０が図１のＢ方向に移動され、ストッパ３０のヘッド
３１と可動刃２２の背との距離がワークの切り落とし部
Ｗ２の長さより大きくなる位置で停止する。そして、シ
リンダ（可動心金駆動手段）３７により可動心金４２が
図のＢ方向に移動され、可動心金４２に残ったワークの
切り落とし部Ｗ２は可動心金４２から分離されて落下
し、図示しない回収箱に収納される。

【００３２】こうして一個のワークが切断されると、再
びストッパ３０と可動心金４２は待機位置に復帰し、図
示しないワーク送り出し手段により次のワークＷが送り
出されて、前記動作が繰り返される。以上の動作は、制
御手段５０により自動的に行われるので、連続切断が可
能で生産性が向上する。

【００３３】以上述べたように、本発明のパイプ材の切
断方法と装置によれば、中空パイプ材のワークの固定刃
側の切り残し部と可動刃側の切り落とし部に、ワークの
中空部にほぼ充実する固定心金と可動心金を挿入し、両
心金の先端を切断線に合わせて、心金を挿入したまま剪
断するので、パイプの変形がなく綺麗な切断面が得られ
る。また、剪断により切断するので、切断刃による切断
のように、切り代がなく材料の歩留まりがよい。また剪
断刃のストロークは小さくても良いので、装置が小形化
でき装置のコストが安い。

【００３４】また、固定心金と可動心金の突き合わせ部
が切刃を構成しているので、可動刃が固定刃に摺動して
パイプ材が切断される際に、パイプ材は可動刃と固定刃
の刃先の間だけでなく、可動刃と固定心金の刃先と、可
動心金と固定刃の刃先の間でも剪断され、パイプの変形
がなく綺麗な切断面が得られる。また、心金は摩耗する
まで使用できるので、中空部に樹脂材を挿入して切断す
るなどの方法に比してコストが安い。

【００３５】また、本発明のパイプ材切断装置は、可動
心金を移動可能に支持してワークの軸方向に往復移動す
るストッパを設けており、これらの動作が制御手段によ
り駆動制御されて下記の動作が自動的に行われる。ま
ず、ワークに固定心金を挿入して心金の先端を切断線に
固定し、ワークの先端をストッパに当てて切断部分の長
さを設定する。次に、可動心金の先端を切断線に合わせ
て固定し、パイプ材を切断する。ワークの切断が完了す
ると、ストッパと可動心金は軸線方向に移動して切り落
としパイプ材を分離する。上記の動作が自動的に繰り返
され、パイプは変形することなく、綺麗な切断が迅速に
行われるので生産性が高い。

【００３６】また、ワークが角形パイプ材の場合は、そ
の対角線に直交して切断されるので、角形断面のすべて
の辺が肉厚方向に剪断されることになり綺麗な切断がで
きる。

【００３７】本発明のパイプ材切断装置は、光通信用パ
ッケージ用部品の切断などに好適である。光通信用パッ
ケージ用部品としてはコバールなど高合金材の長方形断
面パイプが使用されている。この合金は、切削性の悪い
ので切削による切断の場合工数がかかり、かつ軟らかい
ので変形しやすい。本発明の方法と装置によれば、切断
時間が短く、綺麗に切断ができるので、コスト低減が可
能になる。

【００３８】なお、本実施形態では長方形断面のワーク
の切断について説明したが、本発明のパイプ材の切断装
置は丸パイプ材の切断についても利用できるものであ
る。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように本発明のパイプ材切
断装置は、パイプ材を剪断により切断するので、切削に
よる切断に比し材料歩留まりがよく、簡易な機構で、角
パイプ材などが綺麗に切断できる。このため、生産性が
高く装置のコストが安いので、従来困難であった、光通
信用パッケージ用部品としてのコバールなどの軟質で変
形しやすく、かつ難削性である各パイプなどの切断コス
トが低減でき、これらの原価低減に寄与できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明実施形態のパイプ材切断装置の横断面
図である。

【図２】 図１のＡ−Ａ矢視断面図である。

【図３】 本発明実施形態のパイプ材切断装置の制御手
段の構成を示すブロック図である。

【図４】 本発明実施形態の剪断の機構を説明する図で
ある。

【符号の説明】

１ ダイセット、２ 下プレート、３ 上プレート、４
支柱、５ スリーブ、６ ブッシュ、７ プレスラ
ム、１１ 固定刃支持台、１２ 固定刃、１３、１４
ボルト、２１ 可動刃支持台、２２ 可動刃、２３ ボ
ルト、２４ ブラケット、２５ プレート、２６ ガイ
ドバー、２７ ボルト、３０ ストッパ、３１ ヘッ
ド、３３ ストッパ調整ねじ、３４ ナット、３５ シ
リンダ（ストッパ駆動手段）、３６ ロッド、３７ シ
リンダ（心金駆動手段）、３８ ロッド、３９ 心金調
整ねじ、４０ ナット、４１ 固定心金、４２ 可動心
金、４３ ブラケット、４４ ピン、４６ フィードロ
ール（材料送り手段）、Ｗ ワーク（被切断パイプ材）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中嶋 祐 島根県安来市恵乃島町114番地１ 株式会 社安来製作所安来精密内 (72)発明者 篠原 憲二 東京都江戸川区東小松川４丁目57番10号 株式会社能率機械製作所内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 可動刃と固定刃を摺動させてパイプ材を
   剪断により切断する切断方法において、被切断パイプ材
   の固定刃側の切り残し部と可動刃側の切り落とし部に、
   それぞれ該パイプ材の中空部にほぼ充実する固定心金と
   可動心金を挿入し、両心金の先端を切断線に合わせて、
   心金を挿入したまま剪断することを特徴とするパイプ材
   の切断方法。
2. 【請求項２】 可動刃と固定刃を摺動させてパイプ材を
   剪断により切断する切断装置において、被切断パイプ材
   の固定刃側の切り残し部と可動刃側の切り落とし部に、
   それぞれ該パイプ材の中空部にほぼ充実する固定心金と
   可動心金を挿入し、両心金の先端を切断線に合わせて、
   心金を挿入したまま剪断することを特徴とするパイプ材
   切断装置。
3. 【請求項３】 前記固定心金と可動心金の突き合わせ部
   が切刃を構成することを特徴とする請求項２に記載のパ
   イプ材切断装置。
4. 【請求項４】 被切断パイプ材の中空部に挿入された固
   定心金をその先端を切断線に合わせて保持する固定心金
   保持手段と、切断時に切り落とし部の長さを設定するヘ
   ッドを有し、切断後に該ヘッドが切断線から離間するよ
   うに被切断パイプ材の軸方向に移動可能に可動刃に支持
   されたストッパと、切断時にその先端を切断線に保持し
   て被切断パイプ材の切り落とし部中空部に挿入し、切断
   後に該切り落とし部を分離するように軸方向に移動可能
   に前記ストッパに支持された可動心金とを備えたことを
   特徴とする請求項２または３に記載のパイプ材切断装
   置。
5. 【請求項５】 被切断パイプ材を切断刃物部に送り込む
   材料送り手段を備え、待機時に前記ストッパのヘッドを
   前記切り落とし部の長さに位置させ、前記可動心金の先
   端を切断線に位置させ、前記材料送り手段により前記中
   空部に固定心金が挿入された被切断パイプ材をその先端
   が前記ストッパのヘッドに当たるまで送り込んで前記可
   動刃を駆動してパイプ材を切断し、前記ストッパと前記
   可動心金を軸方向に移動して前記切り落とし部を分離し
   た後、前記ストッパと前記可動心金を前記待機位置に復
   帰させるように駆動制御する制御手段を備えたことを特
   徴とする請求項４に記載のパイプ材切断装置。
6. 【請求項６】 前記被切断パイプ材は角形パイプ材であ
   り、該角形の対角線に直交して切断することを特徴とす
   る請求項２から５のいずれかに記載のパイプ材切断装
   置。
7. 【請求項７】 前記被切断パイプ材の部品は光通信用パ
   ッケージであることを特徴とする請求項６に記載のパイ
   プ材切断装置。