JP2007307645A

JP2007307645A - 熱交換器用チューブの製造ラインに用いる切断装置

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Publication number: JP2007307645A
Application number: JP2006137687A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Mori; 博明森; Ikuo Nakamura; 郁夫中村
Original assignee: Mori Machinery Corp
Current assignee: Mori Machinery Corp
Priority date: 2006-05-17
Filing date: 2006-05-17
Publication date: 2007-11-29
Anticipated expiration: 2026-05-17
Also published as: JP4880356B2

Abstract

【課題】チューブの生産能力を向上させつつ、装置全体の小型化及び駆動原の小型化を図り、管部材及びチューブの変型やバリの発生を抑えたチューブの製造ラインにおける切断装置を提供する。
【解決手段】熱交換器用チューブの製造ラインに用いられ、連続的に送り出される管部材を保持するガイド１と、前記ガイド１に保持された管部材を回転しながら切断する切断刃２とからなり、前記切断刃２が前記管部材の側縁に対して凹な半円弧状刃21,21を上下対称に一対有し、前記半円弧状刃21,21が交わる中央突出部22を形成する切断装置において、切断刃２の回転に同期して回転するカム３を設け、前記カム３がガイド１を押す又は引くと前記ガイド１が保持する管部材を切断刃２の回転半径方向に変位させ、前記切断刃２の中央突出部22が管部材の幅方向軸線を通過させる熱交換器用チューブの製造ラインに用いる切断装置である。
【選択図】図１

Description

本発明は、連続的に送り出される金属板材をロール成形して熱交換器用チューブを作り出す製造ラインに用いられる切断装置に関する。

例えば自動車のラジエター、ヒータコア、インタークーラー、コンデンサ等の熱交換器の構成要素である熱交換器用チューブ（以下、チューブと略する）は、非常に多数の需要があることから、製造ラインの生産能力の向上が今なお求められている。熱交換器用チューブの製造ラインは、例えば連続的に送り出される金属製の板材をロール成形して連続する管部材を作り出し、前記管部材を製品単位に切断してチューブを製造する。ここで、チューブの生産能力を左右する要素の一つとして、ロール成形後の管部材を製品単位に切断する切断装置の能力がある。

例えば、特許文献１に見られる切断装置は、連続的に送り出される管部材を保持するガイドと、前記ガイドに保持された管部材を回転しながら切断する切断刃とからなる。特許文献１の例示ではガイドが図示されていないが、回転する切断刃に対して管部材を一時的に保持しなければ切断刃の切断によって管部材又はチューブが変形してしまうため、ガイドは必要である。この切断装置は、具体的な装置構成、切断する管部材の素材、断面形状又は大きさ等によっても異なるが、最大600回/分の切断回数を誇る。また、板材又は管部材を送り出す移送ローラ等の駆動原を利用して切断刃を回転させることができるため、チューブの送り出しと切断とを同期させやすい利点がある。

特開2003-062632号公報（段落［0044］、図４）

金属製の板材をロール成形して得られる管部材は、両側縁が断面半円弧状の扁平な断面形状である。これに対し、切断装置の切断刃は、前記管部材の側縁に対して凹な半円弧状刃を上下対称に一対有し、前記半円弧状刃が交わる中央突出部を形成している。この切断刃は、上下対称な前記刃により、管部材に対する刃の圧力を上下に等しくし、そして切り屑を上下対称に発生させることを目的としている。これから、中央突出部の周回軌道が、管部材の幅方向軸線に沿って管部材の側縁中央に突き当たり、そのまま前記幅方向軸線に沿って直線状に進む直線軌道となれば、理想的な切断刃による切断が実現され、管部材を綺麗に切断できる。ここで、「幅方向軸線」とは、断面半円弧状の両縁を結ぶ管部材の幅方向に延びる軸線を意味する。

ところが、特許文献1に見られる切断装置の切断刃は中央突出部が円弧軌道を描いて周回することから、どうしても切断刃の中央突出部を管部材の幅方向軸線に沿って進めることができない。このため、チューブの幅が大きくなると、チューブの幅方向軸線と中央突出部の円弧軌道とのずれが大きくなるので、前記ずれを小さくするため、切断刃の回転半径を大きくする必要があった。これは、装置全体の大型化を招くほか、切断刃を回転軸に対して支持する回転アームを大きくして、大きな出力を有する駆動源（電動モータ等）を要求する結果を招いていた。

また、切断刃の回転半径をいくら大きくしても、中央突出部の円弧軌道が改められるわけではないので、切断刃の中央突出部が管部材の側縁中央に突き当てれば、管部材の途中で前記中央突出部が管部材の幅方向軸線から外れるし、逆に中央突出部が管部材の途中で管部材の幅方向軸線に沿えば、管部材の側縁中央に前記中央突出部を突き当てることができない。すなわち、どうしても切断刃が断面半円弧状の側縁の斜め下方から突き当てられるので、切断に際して管部材又はチューブに偏った応力が加わり、前記管部材又はチューブを変形させかねなかった。これから、特許文献1に見られる切断装置は、600回/分の切断数が上限とされていた。

このほか、特許文献1に見られる切断装置は、管部材を挿通する開口を設けたガイドが用いられるが、前記開口が管部材を挿通させるために管部材の断面形状より僅かに大きく形成されているため、切断刃による切断によって切断されて作られるチューブの端面にバリを発生させていた。このバリは、極僅かなものであるが、熱交換器の支持部材であるプレートの挿入孔へ密にチューブを差し込む際に邪魔となることから、作られたチューブの端面からバリを除去する作業を必要としていた。これは、熱交換器の製造ライン全体から見て、生産能力を低下させる原因となっていた。

しかし、既述したように、今なお、より高いチューブの生産能力が求められている。そこで、回転する切断刃を用いる切断装置を基本としながら、まずチューブの生産能力を向上させること、すなわち単位時間当たりの切断数を600回/分より高くすることを主眼としつつ、装置全体の小型化及び駆動原の小型化を図り、切断に際する管部材及びチューブの変型を抑制すると共に、バリの発生を抑えた綺麗な端面の形成を実現することを目的として、チューブの製造ラインにおける切断装置について検討を加えることにした。

検討の結果開発したものが、熱交換器用チューブの製造ラインに用いられ、連続的に送り出される管部材を保持するガイドと、前記ガイドに保持された管部材を回転しながら切断する切断刃とからなり、前記切断刃が前記管部材の側縁に対して凹な半円弧状刃を上下対称に一対有し、前記半円弧状刃が交わる中央突出部を形成する切断装置において、切断刃の回転に同期して回転するカムを設け、前記カムがガイドを押す又は引くと前記ガイドが保持する管部材を切断刃の回転半径方向に変位させ、前記切断刃の中央突出部を管部材の幅方向軸線に沿って移動させる切断装置である。

本発明の切断装置は、高速に回転する切断刃を前記切断刃の回転半径方向に変位させるのではなく、前記切断刃の回転に同期して回転するカムによりガイドを切断刃の回転半径方向に変位させる。管部材は、前記ガイドに保持されるため、ガイドと共に切断刃の回転半径方向に変位し、前記管部材の幅方向軸線も切断刃の回転半径方向に変位する。これにより、円弧軌道に従う切断刃の中央突出部は、切断刃の回転半径方向に変位する管部材の幅方向軸線に沿って進むことができ、切断に際する管部材又はチューブの変型を抑制又は防止できる。

本発明に用いるガイドは、開口を設けた従来同様の構成でもよい。しかし、既述したように、管部材と開口とに僅かな隙間が形成されるため、管部材の変位がガイドの変位と一致しない虞があるほか、前記隙間に起因するバリの発生を抑制できない。そこで、本発明の切断装置に用いるガイドは、切断刃の回転半径方向内側に位置する内クランプと、切断刃の回転半径方向外側に位置する外クランプとから構成し、カムが内クランプを押す又は引くと前記内クランプが切断刃の回転半径方向外向きに変位し、前記内クランプが管部材を外クランプに押し付けて前記内クランプ及び外クランプにより管部材を挟持し、カムが内クランプを押さない又は引かないと前記内クランプが切断刃の回転半径方向内向きに変位し、前記内クランプを外クランプから遠ざけて前記内クランプ及び外クランプから管部材を解放する構成にするとよい。少なくとも内クランプは、カムが前記内クランプを押さない又は引かない状態で初期位置へ確実に復帰させるため、切断刃に向けて付勢しておくことが好ましい。

内クランプ及び外クランプからなるガイドは、カムが内クランプを押さない又は引かない状態では、内クランプが切断刃の回転半径方向内向きに変位した状態では内クランプ及び外クランプが離れ、それぞれが管部材に対して隙間を形成する。しかし、カムが内クランプを押す又は引いた状態では、内クランプが切断刃の回転半径方向外向きに変位して、内クランプが管部材を押し上げて外クランプに前記管部材を押し付けると共に、前記内クランプ及び外クランプにより管部材を挟持する。これにより、管部材は内クランプの変位と確実に一致するほか、内クランプが切断刃の回転半径方向外向きに変移した状態で内クランプ及び外クランプは共に管部材に密着しているので、バリを発生させずに管部材を切断できる。

上記ガイドは、例えば外クランプを位置固定し、内クランプが前記外クランプに管部材を押し付けてもよい。また、内クランプ及び外クランプを中央突出部の円弧軌道の接線と平行にし、内クランプを切断刃の回転半径方向に平行移動させてもよい。しかし、外クランプを位置固定すると、内クランプの変位量によって管部材を圧潰したり、隙間を形成してバリの発生を招いてしまう。また、内クランプを切断刃の回転半径方向に平行移動させる場合、回転刃の回転に同期して平行移動を繰り返す内クランプが中央突出部の円弧軌道の接線に対して平行を失う虞がある。

そこで、切断刃の回転半径方向内側に位置し、揺動自在な内クランプと、切断刃の回転半径方向外側に位置し、揺動自在な外クランプとから構成し、カムが内クランプを押す又は引くと前記内クランプが切断刃の回転半径方向外向きに回転し、前記内クランプが管部材を外クランプに押し付けて前記内クランプ及び外クランプが管部材により挟持し、カムが内クランプを押さない又は引かないと前記内クランプが切断刃の回転半径方向内向きに回転し、前記内クランプを外クランプから遠ざけて前記内クランプ及び外クランプから管部材を解放する構成のガイドにするとよい。内クランプ及び外クランプは、カムが内クランプを押さない又は引かない状態でそれぞれ初期位置へ確実に復帰させるため、切断刃に向けて付勢しておくことが好ましい。

切断刃に向けて付勢された揺動自在な内クランプ及び外クランプは、カムが押す又は引く内クランプはもちろん、内クランプが管部材を押し付ける外クランプも揺動することから、管部材を圧潰する虞はなく、内クランプ及び外クランプを共に管部材に密着させることができる。また、前記内クランプ及び外クランプは、それぞれ揺動軸で一端を位置固定された状態で切断刃の回転半径方向に揺動するので、中央突出部の円弧軌道の接線に対して平行を失う心配がない。内クランプ及び外クランプの各揺動軸は別に設けてもよいが、内クランプ及び外クランプが平行になって管部材を挟持することが望ましいので、両者の揺動軸を共通にし、同様に揺動させるとよい。

ここで、管部材は揺動する内クランプにより外クランプに押し付けられることから、厳密には内クランプが揺動する範囲で捻られることになる。しかし、前記内クランプの揺動は管部材の幅方向軸線と中央突出部の円弧軌道とのずれの範囲で済み、製造ラインにわたって非常に長尺な管部材に対して捻られる大きさはごく僅かである。また、内クランプ及び外クランプの揺動半径を十分大きくすれば、内クランプの揺動角を小さくでき、内クランプの揺動は切断刃の回転半径方向の平行移動と変わらない。これから、管部材が捻られることの問題は実質的に生じなく、揺動する内クランプ及び外クランプに挟持された管部材の幅方向軸線が中央突出部の円弧軌道に合わせて変位させることができる。

本発明の切断装置は、従来同種の切断装置に比べて、単位時間当たりの切断数を高めることができ、チューブの製造ラインの生産能力を上げることができる。また、ガイドが保持する管部材の幅方向軸線と切断刃の中央突出部の円弧軌道とのずれは、前記ガイドが切断刃の回転半径方向に変位することによって吸収できるため、従来同種の切断装置に比べて切断刃の回転半径を小さくすることができ、装置全体の小型化及び駆動原の小型化を実現できる。更に、従来同種の切断装置と異なり、ガイドを内クランプ及び外クランプで構成することにより、管部材とガイドとの隙間を形成せずに済み、バリの発生を抑えることができる。このように、本発明は、生産能力の向上、装置全体及び駆動原の小型化、そして得られるチューブの品質をも改善する効果をもたらす。

以下、本発明の実施形態について図を参照しながら説明する。図１〜図７は本例の切断装置を管部材の送り出し方向上流側（図７中右側）から見た各正面図であり、図１はガイド１が管部材を通過させている段階、図２はガイド１が管部材を挟持した段階、図３は切断刃２が管部材を切断開始した段階、図４は切断刃２が管部材を途中まで切断した段階、図５は切断刃２が管部材を切断し終わった段階、そして図６はガイド１が管部材を解放した段階をそれぞれ表わしている。また、図７は図１相当段階における切断装置の側面図、図８は図１中Ａ矢視部拡大図、図９は図３相当段階における切断刃２と管部材との関係を表した部分拡大図、図10は図４相当段階における切断刃２と管部材との関係を表した部分拡大図であり、図11は図５相当段階における切断刃２と管部材との関係を表した部分拡大図である。図示の便宜上、各図は管部材及びチューブの図示を省略しているが、内クランプ11及び外クランプ12の内凹部111及び外凹部121により形成される扁平な断面形状が、管部材及びチューブの断面形状に一致する。

本例の切断装置は、図１及び図７に見られるように、連続的に送り出される管部材を保持するガイド１と、前記ガイド１に保持された管部材を回転しながら切断する切断刃２とから構成される。切断刃２は、管部材の側縁に対して凹な半円弧状刃21,21を上下対称に一対有し、前記半円弧状刃21,21が交わる中央突出部を形成した構造で、前記半円弧状刃21,21及び中央突出部を回転方向下流側に向け（図１中左向き）、回転盤23の取付部231から半径方向に突出して取り付けられる。ここで、本発明の切断装置は、管部材の幅方向軸線Ｌと切断刃２の中央突出部22の円弧軌道Ｒとのずれ（図９〜図11参照）を、ガイド１に保持された管部材が切断刃２の回転半径方向に変位することによって吸収することから、切断刃２の回転半径を小さくでき、回転盤23を小型化できる。これは、装置全体の小型化及び駆動原の小型化の効果をもたらす。本例の回転盤23は、前記取付部231に点対称な位置関係にバランサー232を設け、切断刃２を取付部231に取り付けた回転盤23が回転する際の回転軸233とモーメント軸との一致を図っている。カム３は、前記回転軸233に取り付けられ、切断刃２に同期して回転する。

ガイド１は、切断刃２の回転半径方向内側に位置し、揺動自在な内クランプ11と、切断刃２の回転半径方向外側に位置し、揺動自在な外クランプ12とから構成される。内クランプ11及び外クランプ12から構成されるガイド１は、図７に見られるように、切断刃２を挟んで管部材の送り出し方向上流側及び下流側に一対設けられる。内クランプ11は、カム３により押し上げられるまで外クランプ12から離れており、内クランプ11及び外クランプ12の内凹部111及び外凹部121の間を管部材がそのまま通過する。しかし、後述するように、内クランプ11が切断刃２の回転半径方向外向きに押されると、内クランプ11の内凹部111に嵌まった管部材が切断刃２の回転半径方向外向きに押されて外クランプ12の外凹部121に嵌まり、内クランプ11及び外クランプ12の内凹部111及び外凹部121により管部材を挟持する。

内クランプ11は、切断刃２の回転半径方向外向きに開いた正面視Ｕ字状の部材であり、管部材（＝チューブ）の断面形状を幅方向軸線Ｌに沿って半割し、かつ上向きに開いた内凹部111を前記部材の中間部に設けている。この内クランプ11は、切断刃２の回転方向上流側（図１中右側）にあたる内支持端部112に揺動軸113を設け、切断刃２の回転方向下流側（図１中左側）にあたる内揺動端部114と切断刃２の回転半径方向外側に配した装置本体４との間に内クランプ用バネ115を介装し、前記内揺動端部114と回転軸233に取り付けたカム３のカム周面31上を転がる倣いローラ116を設けている。これにより、内クランプ11は、前記内クランプ用バネ115によって切断刃２の回転半径方向内向きに付勢されながら、カム３のカム周面31に押される倣いローラ116に従って切断刃２の回転半径方向に変位する。

外クランプ12は、上記内クランプ11に架け渡される正面視長方形状の部材であり、管部材（＝チューブ）の断面形状を管部材の幅方向軸線Ｌに沿って半割し、かつ下向きに開いた外凹部121を前記部材の中間部に設けている。外クランプ12は、切断刃２の回転方向上流側（図１中右側）にあたる外支持端部122を、内クランプ11の揺動軸113に取り付けている。これにより、内クランプ11及び外クランプ12の揺動が等しくなる。また、外クランプ12は、切断刃２の回転方向下流側（図１中左側）にあたる外揺動端部124と切断刃２の回転半径方向外側に配した装置本体４との間に外クランプ用バネ125を介装している。そして、前記外揺動端部124に対し、切断刃２の回転半径方向内側より係合するストッパ41を前記装置本体４に設けている。これにより、外クランプ12は、前記外クランプ用バネ125によって切断刃２の回転半径方向内向きに付勢されながらストッパ41に外揺動端部124を係合して内クランプ11から離れ、切断刃２の回転半径方向に変位した内クランプ11が管部材を押し上げることにより、切断刃２の回転半径方向に変位する。

カム３は、図８に見られるように、内クランプ11に設けた倣いローラ116が沿うカム周面31の一部かつ切断刃２の回転方向下流側（図１中左側）に、切断刃２の回転方向上流側から下流側に向けて凸凹を連続的かつ円滑に連ねた押し上げ面32を形成している（図８中カム周面31を表わす仮想線と対照）。説明の便宜上、図１〜図６では太下線を引いている。切断刃２に同期して回転するカム３は、前記押し上げ面32以外のカム周面31が倣いローラ116を押し上げることはない。このため、内クランプ11は内クランプ用バネ115に押されて切断刃２の回転半径方向内向きに回転し、内クランプ11を外クランプ12から遠ざけて、内クランプ11及び外クランプ12から管部材を解放している（図１、図６及び図７の各段階）。しかし、押し上げ面32が倣いローラ116に至ると、前記押し上げ面32によって内クランプ11は押し上げられて切断刃２の回転半径方向外向きに回転し、内クランプ11が管部材を外クランプ12に押し付けて前記内クランプ11及び外クランプ12により管部材を挟持する（図２〜図５の各段階）。

カム３の押し上げ面32は、内クランプ11を切断刃２の回転半径方向外向きに変位させ、内クランプ11により管部材を外クランプ12に押し付け、内クランプ11及び外クランプ12により管部材を挟持させると共に、内クランプ11及び外クランプ12により挟持した管部材を回転半径方向外向き及び内向きに変位させ、切断刃２の中央突出部22が管部材の幅方向軸線Ｌに沿って移動させる。ここで、内クランプ11及び外クランプ12による管部材の挟持だけなら、内クランプ11を回転半径方向外向きに変位できればよい。しかし、切断刃２の中央突出部22が描く円弧軌道Ｒと管部材の幅方向軸線Ｌとの差は、切断刃２が管部材の切断を開始した段階と切断を終えた段階とが最も大きく、例えば前記幅方向軸線Ｌが前記円弧軌道Ｒの接線又は接線に近接する管部材の幅方向中間で最も小さくなる。これから、切断刃２の中央突出部22が描く円弧軌道Ｒと管部材の幅方向軸線Ｌとの差が変化するのに合わせ、管部材を挟持した内クランプ11及び外クランプ12を、切断刃２の回転半径方向外向き及び内向き両方に変位させる必要がある。このため、カム３の押し上げ面32は凸凹の繰り返しとなる。

具体的なカム３の押し上げ面32の凸凹は、例えば内クランプ11及び外クランプ12が管部材を解放した際における内クランプ11及び外クランプ12の位置関係、内クランプ11及び外クランプ12の変位態様を決める揺動軸113の位置関係や内クランプ11及び外クランプ12の揺動半径、前記内クランプ11及び外クランプ12と切断刃２の中央突出部22の円弧軌道Ｒとの位置関係、切断する管部材の幅及び厚みのほか、管部材の送り出し速度や切断刃２の回転速度等の相関によって決定される。内クランプ11及び外クランプ12が管部材を解放した際における内クランプ11及び外クランプ12の位置関係によっては、カム３により外クランプ12を切断刃２の回転半径方向内向きに引いて管部材を内クランプ11及び外クランプ12で挟持し、また変位させることもある。

本例の押し上げ面32は、図８に見られるように、切断刃２の回転方向上流側から順に低い凸面、高い凸面、そして低い凸面を順に並べ、管部材の幅方向軸線Ｌが中間位置で切断刃２の中央突出部22の円弧軌道Ｒと一致するように、内クランプ11及び外クランプ12が挟持する管部材を切断刃２の回転半径方向に変位させる。この押し上げ面32は、切断刃２の回転方向上流側の低い凸面の範囲で、内クランプ11を押し上げて前記内クランプ11及び外クランプ12により管部材を挟持させる。また、押し上げ面32は、高い凸面及び切断刃２の回転方向下流側の低い凸面の範囲で、回転する切断刃２の中央突出部22が管部材の幅方向軸線Ｌに一致するように、管部材を押し上げて切断刃２の回転半径方向上向きに回転させ、内クランプ用バネ115及び外クランプ用バネ125の反発により管部材を押し下げて再び回転半径方向下向きに下降させる。

本例の切断装置による管部材の切断について説明する。本例では、管部材の切断刃２の回転半径方向の変位を垂直方向の昇降とし、回転する切断刃２の垂直位置を正弦変化として、前記垂直位置の頂点が管部材の幅方向軸線Ｌの中間に一致させている。まず、内クランプ11に設けた倣いローラ116に押し上げ面32が達しない段階では、図１に見られるように、外クランプ12はストッパ41に掛止される範囲で下降し、また内クランプ11は倣いローラ116がカム周面31に沿って転がる範囲で下降し、外クランプ12から離れている。このため、管部材は内凹部111及び外凹部121のいずれにも接することなく、送り出される。切断刃２の回転が進み、カム３の押し上げ面32における切断刃２の回転方向上流側にある低い凸面が倣いローラ116に達すると、図２に見られるように、前記低い凸面が倣いローラ116を介して内クランプ11を押し上げ、内クランプ11が下方から管部材を外クランプ12に押し付けて、前記内クランプ11及び外クランプ12により管部材を挟持する。前記内クランプ11及び外クランプ12は、管部材の外面に内凹部111及び外凹部121を密着させて挟持していることから、管部材と内凹部111及び外凹部121との隙間がなく、切断に際する管部材及びチューブの端面におけるバリの発生を抑えることができる。

更に切断刃２の回転が進み、前記切断刃２の中央突出部22が管部材の側縁に達する段階に至ると、図３及び図９に見られるように、カム３の押し上げ面32における中央の高い凸面の上り斜面が、倣いローラ116を介して内クランプ11を、そして内クランプ11及び外クランプ12が挟持する管部材を介して外クランプ12を押し上げ始める。そして、管部材の幅方向軸線Ｌが切断刃２の回転半径方向外側に変位し、切断刃２の中央突出部22と前記幅方向軸線Ｌとが一致する側縁のＣ₁点、すなわち前記側縁の中間に中央突出部22が突き当たり、管部材の切断が開始される。ここで、管部材の側縁の中間に突き当たる切断刃２の姿勢は傾斜しているが、中央突出部22を中心とする上下一対の半円弧状刃21,21は切断刃２の姿勢と無関係に等しく管部材を切断していくことになるため、切断刃２の姿勢は問題にならない。

切断刃２の垂直位置は正弦変化することから、上記管部材の側縁に突き当たった中央突出部22を突き当てた段階から切断刃２の回転が進むと、前記中央突出部22は上昇していく。これから、図４及び図10に見られるように、前記中央突出部22の上昇に合わせ、カム３の押し上げ面32における中央の高い凸面の頂上までの上り斜面が、倣いローラ116を介して内クランプ11を、そして内クランプ11及び外クランプ12が挟持する管部材を介して外クランプ12を、切断刃２の中央突出部22の正弦変化に応じて押し上げ続ける。すなわち、管部材の幅方向軸線Ｌは、切断刃２の中央突出部22の上昇に合わせて切断刃２の回転半径方向外向きに変位させる。こうして、切断刃２の中央突出部22は、切断刃２に従って円弧軌道Ｒを描いているものの、管部材との関係では上記Ｃ₁点から幅方向軸線Ｌに沿って進み、切断刃２が垂直位置の頂点に達したとき、幅方向軸線Ｌの中間Ｃ₂点に一致させることができる。

垂直位置の頂点に達した切断刃２は、今度は垂直位置を下げ始め、中央突出部22も下降していく。これから、図５及び図11に見られるように、前記中央突出部22の下降に合わせ、カム３の押し上げ面32における中央の高い凸面の頂上からの下り斜面が、内クランプ用バネ115及び外クランプ用バネ125による内クランプ11及び外クランプ12の押し下げを許し、管部材を切断刃２の回転半径方向内向きに変位させる。こうして、切断刃２の中央突出部22は、切断刃２に従って円弧軌道Ｒを描いているものの、管部材との関係では上記Ｃ₂点から幅方向軸線Ｌに沿って進んで側縁に達したとき、切断刃２の中央突出部22と前記幅方向軸線Ｌとが一致する側縁のＣ₃点、すなわち前記側縁の中間から突き出ていき、管部材の切断が終了する。

切断刃２による管部材の切断後、内クランプ11及び外クランプ12が前記管部材を解放すれば、１回の切断作業が完了する。本例では、管部材の切断後、直ちに内クランプ11を及び外クランプ12が管部材を解放するのではなく、図６に見られるように、カム３の押し上げ面32における切断刃２の回転方向下流側の低い凸面が倣いローラ116を介して内クランプ11を、そして内クランプ11及び外クランプ12が挟持する管部材を介して外クランプ12を少し押し上げて、各内クランプ用バネ115及び外クランプ用バネ125を少し圧縮した後、前記内クランプ用バネ115及び外クランプ用バネ125による内クランプ11及び外クランプ12の押し下げを利用して、内クランプ11を外クランプ12から突き放している。これにより、切断を終えた管部材を確実に内クランプ11及び外クランプ12から解放している。

本発明と同じく回転する切断刃２を用いていた同種切断装置は、管部材又はチューブの変形を避けるため、最大600回/分の切断回数であった。また、管部材を挿通させるだけのガイド１を用いていたため、バリの発生が抑制できなかった。しかし、本発明の切断装置は、上述したところから明らかなように、管部材の幅方向軸線Ｌに沿って切断刃２の中央突出部22が進むほか、内クランプ11及び外クランプ12が管部材の外面に密着して挟持することから、管部材の変形は抑制又は防止され、バリの発生も抑制又は防止できるので、切断回数を600回/分より高めることができる（具体的な切断回数は、装置全体の構成や駆動原の能力によって左右される）。このようにして、本発明の切断装置は、従来同種の切断装置に比べて、単位時間当たりの切断数を高めることができ、チューブの製造ラインの生産能力を上げることができる。

ガイドが管部材を通過させている段階にある本例の切断装置を管部材の送り出し方向上流側から見た正面図である。ガイドが管部材を挟持した段階にある本例の切断装置を管部材の送り出し方向上流側から見た正面図である。切断刃が管部材を切断開始した段階にある本例の切断装置を管部材の送り出し方向上流側から見た正面図である。切断刃が管部材を途中まで切断した段階にある本例の切断装置を管部材の送り出し方向上流側から見た正面図である。切断刃が管部材を切断し終わった段階にある本例の切断装置を管部材の送り出し方向上流側から見た正面図である。ガイドが管部材を解放した段階にある本例の切断装置を管部材の送り出し方向上流側から見た正面図である。図１相当段階における切断装置の側面図である。図１中Ａ矢視部拡大図である。図３相当段階における切断刃と管部材との関係を表した部分拡大図である。図４相当段階における切断刃と管部材との関係を表した部分拡大図である。図５相当段階における切断刃と管部材との関係を表した部分拡大図である。

符号の説明

１ガイド
11 内クランプ
12 外クランプ
２切断刃
21 半円弧状刃
22 中央突出部
23 回転盤
３カム
31 カム周面
32 押し上げ面
４装置本体
41 ストッパ
Ｌ管部材の幅方向軸線
Ｒ中央突出部の円弧軌道

Claims

熱交換器用チューブの製造ラインに用いられ、連続的に送り出される管部材を保持するガイドと、前記ガイドに保持された管部材を回転しながら切断する切断刃とからなり、前記切断刃が前記管部材の側縁に対して凹な半円弧状刃を上下対称に一対有し、前記半円弧状刃が交わる中央突出部を形成する切断装置において、切断刃の回転に同期して回転するカムを設け、前記カムがガイドを押す又は引くと前記ガイドが保持する管部材を切断刃の回転半径方向に変位させ、前記切断刃の中央突出部を管部材の幅方向軸線に沿って移動させることを特徴とする熱交換器用チューブの製造ラインに用いる切断装置。
ガイドは、切断刃の回転半径方向内側に位置する内クランプと、切断刃の回転半径方向外側に位置する外クランプとから構成し、カムが内クランプを押す又は引くと前記内クランプが切断刃の回転半径方向外向きに変位し、前記内クランプが管部材を外クランプに押し付けて前記内クランプ及び外クランプにより管部材を挟持し、カムが内クランプを押さない又は引かないと前記内クランプが切断刃の回転半径方向内向きに変位し、前記内クランプを外クランプから遠ざけて前記内クランプ及び外クランプから管部材を解放する請求項１記載の熱交換器用チューブの製造ラインに用いる切断装置。
ガイドは、切断刃の回転半径方向内側に位置し、切断刃に向けて付勢された揺動自在な内クランプと、切断刃の回転半径方向外側に位置し、切断刃に向けて付勢された揺動自在な外クランプとから構成し、カムが内クランプを押す又は引くと前記内クランプが切断刃の回転半径方向外向きに回転し、前記内クランプが管部材を外クランプに押し付けて前記内クランプ及び外クランプが管部材により挟持し、カムが内クランプを押さない又は引かないと前記内クランプが切断刃の回転半径方向内向きに回転し、前記内クランプを外クランプから遠ざけて前記内クランプ及び外クランプから管部材を解放する請求項１記載の熱交換器用チューブの製造ラインに用いる切断装置。