JP2006502872A - 管切断用の組立体 - Google Patents

Abstract

管切断組立体は向かい合う一対の回転自在な切断ホイール（６，１８）を有しており、外側切断ホイールは、管壁（５）に切り込むため、回転自在な管（３）と係合するよう移動自在である。各切断ホイール（６，１８）には、管壁（５）に係合するよう構成され、向かい合う切断ホイールによって圧縮自在な周縁弾性リング（１０，２２）が設けられている。この結果、管端部の望ましくない変形が排除される。

Description

本発明は、回転自在な管、とりわけ、通風配管に用いられる螺旋巻ロックシーム管（helically-wound lock-seam tube）を切断するための組立体に関する。

このような管切断組立体は、多くの場合、螺旋巻ロックシーム管の製造装置に組み込まれている。これらの装置においては、金属ストリップ（metal strip）が、形成ヘッド（forming head）内において螺旋状に巻かれて管状となり、螺旋状ロックシームにより接合される。このような装置または管形成機の基本的な例が、ＧＢ−Ａ−２，２１３，７４８（図１）およびＵＳ−Ａ−４，７０６，４８１（図１５）に示されている。管切断組立体は形成ヘッドの下流側に据え付けられている。

当業者によって多くの場合にスリッター（slitter）として参照される、このタイプの公知な管切断組立体は、通常、一対の向かい合った回転自在な切断ホイールを備えている。一対の切断ホイールは、管壁に係合させられ、回転する管を協働して切断または分断する。第１切断ホイールは管の内側に設けられ、第２切断ホイールは管の外側に設けられる。管が切断される場合、外側切断ホイールは管の外側面と係合させられ、その切断縁部（切断刃）は内側切断ホイールの切断縁部（切断刃）に対抗して管壁に切り込んでいく。このような管切断組立体の例が、ＵＳ５，６３６，５４１およびこれに対応するＥＰ７４９，７８７（とりわけ図１３および図１４を見よ）に開示されている。ＵＳ５，６３６，５４１およびＥＰ７４９，７８７は、参照することによりここに組み込まれる。

通常の状況下においては、これらの公知な管切断組立体は非常によく機能する。しかしながら、ある切断作用においては、切断される管の端部が望ましくないように変形される。このことが、切断された管を端部から見た図１に示されている。このような端部における管壁の望ましくない変形は、厚壁管において、２つの切断ホイールが高速で管壁に係合させられる場合に、ときおり生じる。同様の障害は、管の回転速度と切断ホイールの回転速度とが同期していない場合に、生じ得る。螺旋巻ロックシーム管を切断する場合に、問題はとりわけよく起こる。螺旋状ロックシームが、切断される管の端部の変形を次々に引き起こし得る切断ホイール間の切断箇所において、「がたつきを生じさせるような衝突（bump）」をもたらすからである。

切断される管の端部における変形は、端部から管内に挿入される様々な管状の部品を管に連結することを困難にする。金属製シートからなる螺旋状ロックシーム管を含んだ通風ダクトシステムを据え付ける場合、ベンド（bends）のような継手（fittings）、Ｔ字部品、レジューサ（reducer）、および他の連結部材が通風ダクトに連結される。これらの継手がダクトに適合しないとすると、取付工らは手作業で端部変形を取り除かなければならず、最悪の場合、ダクトをスクラップとして廃棄しなければならない。

発明の概要

本発明の目的は、従来技術に対して改良された新たな管切断組立体を提供すること、およびこれを用いることによって上述した問題を排除または少なくとも抑制することである。

この目的は、特許請求の範囲の請求項１において特定されるような特徴を有する管切断組立体、従属項において特定される好ましい実施の形態により、達成される。

管切断組立体の少なくとも１つの切断ホイールに設けられた周縁弾性部材により、切断作用は非常にスムースとなり、管の切断端部において変形が生じない。移動自在な切断ホイールが切断箇所において管と係合させられる場合、周縁弾性部材は圧縮され管壁への衝撃を効率的に吸収する。したがって、切断される管の端部に負荷される変形力は、従来技術の管切断機と比べて減じられる。

好ましい実施の形態においては、切断ホイールの両方が、切断箇所における管壁との係合のための周縁弾性部材を有している。この実施の形態は、管壁の両側へのダンピング効果（damping effect）とともに対称な切断作用をもたらす。変形力は両側において減じられる。

好ましくは、周縁弾性部材は、関連する切断ホイールの切断縁部に対して放射方向内側にオフセットされている。この結果として、各弾性部材の周縁面は、向かい合う切断ホイールの向かい合う管支持面によって支持される。このことは非常にスムースな切断作用をもたらし、非常にスムースな切断作用は、切断される管の端部における変形の危険性を軽減させる。

最も好ましくは、各周縁弾性部材が、関連する切断ホイールの正面に取り付けられた環状弾性部材を有する。弾性部材のこの形態は、単純かつ良好なダンピング効果をもたらすので、好都合である。

好ましい実施の形態において、環状弾性要素は、関連する切断ホイールの正面に、前記正面に取り付けられるクランプディスクを用いて取り付けられる。この取付手法は、単純であり、改良された切断組立体を用いて既存の管形成機の性能を容易に向上させることができるという特有の利点を有している。好ましくは、クランプディスクは前記正面に、関連する切断ホイールの回転軸と同軸の中央締付ねじを用いて取り付けられる。環状弾性要素のこのような取付は、非常に安定しており、取り扱いも容易である。

本発明の別の態様においては、周縁弾性部材は、関連する切断ホイールの周縁凹部内に取り付けられる。この形態により、切断操作中に、バランスの良いダンピング効果が達成される。周縁弾性部材の両側における切断ホイールの周縁面が、切断箇所において管壁を支持することができる。これにより、スムースに切断することができる。

好ましい実施の形態において、周縁弾性部材は、関連する切断ホイールの切断縁部の放射方向外側に配置される周縁面を有する環状要素からなっている。この形態は、最初の切断衝撃のダンピング効果をもたらし、このことは、切断される管の端部における変形の危険性を軽減する。最も好ましくは、この実施の形態の環状弾性要素は、クランプディスクを用いて周縁凹部内に取り付けられる。

周縁弾性部材はポリマー材料からなることが好ましい。

発明を実施するための好ましい形態

現時点における好ましい実施の形態を例として図示した添付の概略図を参照しながら、本発明および本発明の利点が以下にさらに記載される。

図１は、円形断面を有した従来技術の管１であって、切断された端部に望ましくない変形２が加えられた管１を示している。変形２は内方へのへこみとして示されている。しかしながら、従来技術の切断作用は、同様に、小さな切り込みやばり返りのような他のタイプの変形を引き起こし得る。

図２は、本発明の第１の態様による管切断組立体を示している。導入部において論じたタイプの管形成機によって製造された金属シートからなる螺旋状ロックシーム管（helically-wound lock-seam tube）３としての管は、管切断組立体によって、切断または分断される。管３は、概略的に示されている螺旋状のロックシーム（lock seam）４を有している。ロックシーム４は、例えば０．４〜０．５ｍｍの肉厚を有する管壁５から、外方に突出している。

本質的に公知な方法において、管３は中心軸Ｃを中心として回転させられ、形成ヘッド（forming head、図示せず）から矢印Ａの方向へ移動させられる。

管切断組立体は、管３の内側に配置され、管３の中心軸Ｃと平行な回転軸Ｒ１を中心として回転自在な第１切断ホイール６を備えている。円形状からなる内側切断ホイール６は、周縁切断縁部（周縁切断刃）７と、管壁５と係合させられる周縁管支持面８と、を有している。内側切断ホイール６の正面９に、ここでは環状要素またはリング１０の形式をとった、周縁弾性部材が取り付けられている。周縁弾性部材は、好ましくは、ポリマー材料からなっている。弾性リング１０は、ホイール６の回転軸Ｒ１と同軸上に配置される中心締付ねじ１２によりホイール６の正面９に締め付けられて固定される円形クランプディスク１１によって、押し付けられて固定されている。

内側切断ホイール６の回転をもたらす構成部はそれ自体公知であり、構成部についての詳細な説明を省く。しかしながら、完全を期すため、これらの構成部が、ナット１４に保持されるとともに、ハウジング１６に収納されスペーサ１７によって離間させられた複数のベアリング１５によって支えられるシャフト１３を有していることを述べておく。

管切断組立体は、管３の外側に配置され、管３の中心軸Ｃと平行な回転軸Ｒ２を中心として回転自在な向かい合う第２切断ホイール１８を、さらに備えている。外側切断ホイール１８は円形からなり、内側切断ホイール６と同様な形態となっている。したがって、外側ホイール１８は、周縁切断縁部（周縁切断刃）１９と、周縁管支持面２０と、正面２１と、を有している。ポリマー材料からなることが好ましい弾性リング２２は、ホイール１８の回転軸Ｒ２と同軸の締付ねじ２４により締め付けられて固定される円形クランプディスク２３によって、正面２１に押し付けられて固定されている。

外側切断ホイール１８の回転をもたらす構成部は、内側ホイール６用のものと同様であり、構成部についての詳細な説明を省く。

外側切断ホイール１８は管３の中心軸Ｃに対して直交する方向に移動自在であり、対向する切断ホイール６，１８同士がホイール６，１８間の切断箇所Ｌにおいて切断のために係合するようになっている。この移動（矢印Ｂ）をもたらすための手段２５は公知のタイプのものであり、概略的に示すに留まっている。

本発明の第１の態様による管切断組立体の作用を以下に記載する。

管３は回転させられ、また矢印Ａの方向に移動させられる。管３が切断または分断させられる場合、回転中である下側すなわち外側の切断ホイール１８が持ち上げられ、管壁５の外側面と係合するようになる。外側ホイール１８の切断縁部１９が管壁５内へ切り込んでいき、この間、外側ホイール１８の管支持面２０は管壁５の外側面に当接する。この切断しながらの移動中に、内側切断ホイール６（内側切断ホイール６は回転中であるが、切り込み方向Ｂに対しては静止している）は、外側ホイール１８を支持および補助する。内側切断ホイール６の切断縁部７は、内側から管壁５に切り込んでいき、管支持面８は管壁５の内側面に当接する。

切断作用が進むにつれて、各切断縁部７，１９および各管支持面８，２０はそれぞれ弾性リング１０，２２を押圧し、弾性リング１０，２２は圧縮される。弾性リング１０，２２の圧縮により、管３の切断は非常にスムースになり、「がたつきを生じさせるような衝突（bump）」は生じない。弾性リング１０，２２は横方向への切断力を取り除き、管３の安定した切断をもたらし、管３の切断された端部において変形は生じない。

このようにして、管壁５は、内側ホイール６の弾性リング１０の周縁面１０ａと、外側ホイール１８の周縁管支持面２０との間で押圧される。また同時に、管壁５は、外側ホイール１８の弾性リング２２の周縁面２２ａと、内側ホイール６の周縁管支持面８との間で押圧される。

弾性リング１０，２２が効果的にロックシーム４の突出を補うため、ロックシームが切断箇所Ｌを通過する場合であっても何ら障害が生じない。したがって、従来技術の管切断機におけるロックシーム４にともなう前述の問題は排除される。ロックシームは切断ホイール６，１８間において「がたつきを生じさせるような衝突（bump）」引き起こすことはない。

弾性リング１０，２２は、両方とも、関連するホイール６，１８の切断縁部７，１９に対して放射方向内側にオフセットされている。言い換えると、周縁面１０ａ，２２ａは切断縁部７，１９から内側に少し離れて設けられている。この結果、切断縁部７，１９は、管３の切断された端部における望ましくない変形を避けるため、弾性リング１０，２２が圧縮される前に、間壁５への切り込みを開始することができる。このことは、非常にスムースな切断作用をもたらし、管端部は完全に円形の断面を有するようになる。

図３は、本発明の第２の態様の管組立体を示している。この構成の基となる基本的な思想は上述したものと同一である。しかしながら、切断ホイールの形態がいくらか異なる。

外側切断ホイール３０は、ここでは環状リング３１の形式をとった周縁弾性部材を有している。周縁弾性部材は、好ましくはポリマー材料からなっており、ホイール３０の周縁凹部３２内取り付けられている。弾性リング３１は、外側ホイール３０の回転軸Ｒ２と同軸上に配置されるねじ３４により締め付けられて固定されるクランプディスク３３によって、凹部３２内に押さえつけられて固定されている。弾性リング３１の周縁面３１ａは、外側ホイール３０の周縁切断縁部（周縁切断刃）３５の放射方向外側に配置されている。このことは、切断作用において、弾性リング３１が最初に管壁５に係合することを意味している。これにより、弾性リング３１の圧縮が始まる。

内側切断ホイール３６は弾性部材を有していないが、２つの周縁切断縁部（終戦切断刃）３７，３８を有しており、周縁切断縁部３７，３８間に周縁管支持面３９が設けられている。操作において、外側ホイール３０が手段２５により持ち上げられ（矢印Ｂ）、切断箇所Ｌにおいて管壁５と係合するようになる。切断縁部３５，３７，３８は協働して管３を切断し、弾性リング３１は管支持面３９により圧縮される。注意されるべきは、弾性リング３１に隣接したクランプディスク３３の周縁縁部４０が、この圧縮中に、切断縁部（切断刃）として機能することである。管３は、スクラップとして管３の「リング」をあとに残しながら、２箇所で切断される。

外側切断ホイール３０およびクランプディスク３３の周縁面３０ａ，３３ａは、管壁５に対する管支持面または管補助面として機能し、これにより、切断作用を高める。

２つのホイール３０，３６の回転をもたらす構成部は第１の構成と同様であり、詳細な説明は省略する。

既存の管形成機の付属品として用いること、および新たな管形成機へ据え付けて用いることのいずれも可能であることは、本発明による管切断組立体の利点である。

最後に、強調されておくべきは、本発明が上述した実施の形態に決して限定されるものではなく、添付の特許請求の範囲に表現されているような発明思想の範囲内で修正が可能なことである。向かい合う切断ホイールの一方または両方に、切断作用中に圧縮される周縁弾性部材が設けられてもよい。さらに、外側ホイールが移動自在であることが好ましいのではあるが、向かい合う切断ホイールの一方または両方が管の中心軸を横切る方向に移動自在であってもよい。

図１は、従来技術の管切断機によって切断された管であって、管壁が望ましくなく変形させられた管の端面図である。 図２は、本発明の第１の態様による管切断組立体の断面図である。 図３は、本発明の第２の態様による管切断組立体の断面図である。

Claims (11)

1. 中心軸（Ｃ）を中心として回転自在であるとともに管壁（５）を有する管（３）を切断するための組立体において、
   管の内側に配置され、管の中心軸と平行な回転軸（Ｒ１）を中心として回転自在な第１切断ホイール（６；３６）であって、管壁（５）と係合させられる周縁切断縁部（７；３７）および周縁管支持面（８；３９）を有する第１切断ホイール（６；３６）と、
   管の外側に配置され第１切断ホイール（６；３６）と向かい合い、管の中心軸と平行な回転軸（Ｒ２）を中心として回転自在な第２切断ホイール（１８；２０）であって、管壁（５）と係合させられる周縁切断縁部（１９；３５）および周縁管支持面（２０；３０ａ）を有する第２切断ホイール（１８；３０）と、
   切断箇所（Ｌ）で管壁（５）に切り込むため、管の中心軸に直交する切断方向（Ｂ）において、切断ホイール（６，１８；３０，３６）を管壁（５）に切断するように係合させる手段（２５）と、
   を備え、
   少なくとも１つの切断ホイール（６，１８；３０）が、切断箇所（Ｌ）で管壁（５）と係合するように構成されるとともに、向かい合う切断ホイールの管支持面（８，２０；３９）によって圧縮自在な周縁弾性部材（１０，２２；３１）を有する
   ことを特徴とする組立体。
2. 切断ホイール（６，１８）の各々が、切断ホイール（６、１８）の正面（９，２１）に設けられ、管壁（５）と係合するように構成された周縁面（１０ａ，２２ａ）を有する周縁弾性部材（１０，２２）を有する
   ことを特徴とする請求項１に記載の組立体。
3. 各周縁弾性部材（１０，２２）は、関連する切断ホイール（６，１８）の切断縁部（７，１９）に対して放射方向内側にオフセットされている
   ことを特徴とする請求項２に記載の組立体。
4. 前記少なくとも１つの周縁弾性部材は、関連する切断ホイール（６，１８）の正面（９，２１）に取り付けられた環状弾性部材（１０，２２）を有する
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の組立体。
5. 環状弾性要素（１０，２２）は、関連する切断ホイール（６，１８）の正面（９，２１）に、前記正面に取り付けられるクランプディスク（１１，２３）を介して取り付けられる
   ことを特徴とする請求項４に記載の組立体。
6. クランプディスク（１１，２３）は前記正面（９，２１）に、関連する切断ホイール（６，１８）の回転軸（Ｒ１，Ｒ２）と同軸の中央締付ねじ（１２，２４）を介して取り付けられる
   ことを特徴とする請求項５に記載の組立体。
7. 前記少なくとも１つの周縁弾性部材（３１）は、関連する切断ホイール（３０）の周縁凹部（３２）内に取り付けられる
   ことを特徴とする請求項１に記載の組立体。
8. 前記少なくとも１つの周縁弾性部材は、関連する切断ホイール（３０）の切断縁部（３５）に対して放射方向外側に配置される周縁面（３１ａ）を有する環状弾性要素（３１）である
   ことを特徴とする請求項７に記載の組立体。
9. 前記少なくとも１つの周縁弾性部材（３１）は、クランプディスク（３３）を介して周縁凹部（３２）内に取り付けられる
   ことを特徴とする請求項７または８に記載の組立体。
10. 前記少なくとも１つの周縁弾性部材（１０，２２；３１）はポリマー材料からなる
    ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の組立体。
11. 請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の管切断組立体を備えた
    ことを特徴とする管製造装置。

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