JP2013059845A - パイプ材の切断方法及びその切断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】肉厚の変化を生じさせることなく，しかも切断面を綺麗にしながらパイプ材を切断し得るパイプ材の切断方法を提供する。
【解決手段】環状に配列した複数のカット型１２ａ，１２ｂを半径方向内向きに作動することにより，切断領域Ａのスリット付きパイプ材１を縮径変形させながら，芯型８の内刃１８と環状配列の複数のカット型１２ａ，１２ｂの外刃１９ａ，１９ｂとの剪断作用によりスリット付きパイプ材１を切断する。
【選択図】 図８

Description

本発明は，パイプ材の外周側に配設される外刃と，パイプ材の内周側に配設される内刃との半径方向に沿う相対移動に伴ない剪断作用によりパイプ材を切断するパイプ材の切断方法及びその切断装置の改良に関する。

かゝるパイプ材の切断方法及び装置は，下記特許文献１に開示されているように既に知られている。

特開２００８−２００７６５号公報

特許文献１に開示されるように，従来のパイプ材の切断方法及び装置は，外刃を環状の固定刃とし，内刃をパイプ材の周方向に配列される複数の分割刃とし，その分割刃群を固定刃に対して半径方向外向きに作動することで，分割刃群側のパイプ材を拡径させながら固定刃及び分断刃群に剪断作用を発揮させてパイプ材を切断するものである。こうした切断方法及び装置では，分割刃群の半径方向外向きの移動により分割刃の相互間に隙間ができるため，綺麗な切断面を得ることが困難な上，切断される側のパイプ材は，半径方向外向きに移動する分割刃群により拡径され，肉厚が減少するという不都合が生じる。

本発明は，かゝる事情に鑑みてなされたもので，肉厚の変化を生じさせることなく，しかも切断面を綺麗にしながらパイプ材を切断し得るパイプ材の切断方法及びその切断装置を提供することを目的とする。

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は，切断すべきパイプ材として，外周に有する一条のスリットの幅を増減させるように変形し得るスリット付きパイプ材を用意し，このスリット付きパイプ材に所望長さの切断領域を設定する工程と，前記切断領域以外の領域でスリット付きパイプ材の内周面に，一端外周縁に環状の内刃を有する芯型を嵌合して，前記内刃を前記切断領域の内端位置に合わせながら前記スリットの幅を一定寸法に広げた状態にスリット付きパイプ材を保持する工程と，一端内周縁に円弧状の外刃を有する複数のカット型を，その外刃を前記切断領域の内端位置に合わせながら該切断領域のスリット付きパイプ材の外周面上に相互に一定間隔をおいて環状に配列する工程と，環状に配列した前記複数のカット型を半径方向内向きに作動することにより，前記切断領域のスリット付きパイプ材を縮径変形させながら，前記内刃及び外刃に剪断作用を発揮させて前記切断領域の内端位置でスリット付きパイプ材を切断する工程とを含むことを第１の特徴とする。

また本発明は，第１の特徴のパイプ材の切断方法を実施するためのパイプ材の切断装置であって，前記芯型と協働して前記切断領域以外のスリット付きパイプ材を押えるように一対の下部及び上部保持型を備え，その下部保持型を下部弾性部材を介して下型ホルダに支持する一方，上部保持型を，前記下型ホルダに対して昇降し得る上型ホルダに上部弾性部材を介して支持し，前記切断領域のスリット付きパイプ材の外周面上に配置される一対の下部カット型及び上部カット型を前記下型ホルダ及び上型ホルダにそれぞれ固定して取り付け，前記下型ホルダに対して前記上型ホルダを下降させることによって，前記下部及び上部弾性部材を圧縮変形させて，前記下部及び上部保持型のスリット付きパイプ材に対する保持力を強めると共に，前記切断領域のスリット付きパイプ材を縮径変形させながら，前記内刃及び外刃に剪断作用を発揮させて前記切断領域の内端位置でスリット付きパイプ材を切断するように，前記上部カット型を前記下部カット型に対して作動するようにしたことを第２の特徴とする。

本発明の第１の特徴によれば，環状に配列した複数のカット型を半径方向内向きに作動することにより，切断領域のスリット付きパイプ材を縮径変形させながら，芯型の内刃と環状配列の複数のカット型外刃との剪断作用によりスリット付きパイプ材を切断するので，切断領域のスリット付きパイプ材の縮径時には，そのスリットの幅の縮小を伴なうことで，スリット付きパイプ材に座屈による皺の発生や，肉厚の変化を防ぐことができ，しかもその切断時には，環状配列の複数のカット型の外刃は，相互間に殆ど隙間が無い環状を呈することになって良好な剪断作用を発揮することができ，これらにより綺麗な切断面を得ることができる。

本発明の第２の特徴によれば，芯型と，一対の下部及び上部カット型を有する構造簡単な切断装置によりスリット付きパイプ材を，皺や肉厚の変化を生じさせることなく綺麗に切断することができる。

本発明のパイプ切断方法及び装置により切断すべきスリット付きパイプ材の斜視図。 本発明の実施形態に係るパイプ切断装置の縦断正面図（図３の１−１線断面図）で，ワークとしてのスリット付きパイプ材をセットした状態を示す。 図２の３−３線断面図。 図２の４−４線断面図。 上記ワークの押え込み状態を示す，図２との対応図。 図５の６−６線断面図。 図５の７−７線断面図。 上記ワークの切断終了状態を示す，図２及び図５との対応図。 図８の９−９線断面図。 図８の１０−１０線断面図。 本発明の別の実施形態を示す，三個以上のカット型の横断面図。

本発明の実施の形態を添付図面に基づいて以下に説明する。

先ず，図１において，切断すべきパイプ材として，外周に有する一条のスリット２の幅を増減させるように変形し得るスリット付きパイプ材１が用意される。このスリット付きパイプ材１には所望長さの切断領域Ａが設定される。

次に，このスリット付きパイプ材１を切断するパイプ切断装置について説明する。

先ず図２〜図３において，パイプ切断装置５は，プレス機械のボルスタ（図示せず。）に支持される下型ホルダ６と，同プレス機械のスライド（図示せず。）に支持される上型ホルダ７とを有する。下型ホルダ６には，芯型８，下部保持型１０及び下部カット型１２ａが配設され，プレス機械のスライドに支持される上型ホルダ７には，上部保持型１１及び上部カット型１２ｂが配設される。下型ホルダ６の上面には，鉛直方向に延びる複数のガイドポスト１３，１３…が立設され，これらガイドポスト１３，１３…が摺動自在に嵌合して，上型ホルダ７の昇降姿勢を安定させる複数のガイドボス１４，１４…が上型ホルダ７に固設される。

前記芯型８は，スリット付きパイプ材１の内周面に嵌合して，そのスリット２を所定幅に開いた状態に保持するように形成されたもので，その一端部周縁には環状の内刃１８が形成される。この芯型８の外周面には，上記スリット２を貫通して，下型ホルダ６の，鉛直方向に延びる支持孔１５に摺動自在に嵌装される支持ロッド８ａが一体に突設される。

前記下部保持型１０は，下部弾性部材１６を介して下型ホルダ６に上下動可能に支持され，また前記上部保持型１１は，上部弾性部材１７を介して上型ホルダ７に上下動可能に支持されるもので，これら下部及び上部保持型１０，１１の対向面には，前記芯型８と協働してスリット付きパイプ材１の周壁を内外から挟圧，保持する半円筒状の保持面１０ａ，１１ａが形成される。

下部保持型１０の下型ホルダ６に対する上下動は，下部保持型１０に設けられる鉛直方向の複数の下部支持孔１５を，下型ホルダ６の上面に立設される一対の下部ガイド・ストッパボルト２１，２１に摺動自在に嵌合することで規制され，また上部保持型１１の上型ホルダ７に対する上下動は，この上部保持型１１に設けられる鉛直方向の複数の上部支持孔１５を，上型ホルダ７の下面に立設される一対の上部ガイド・ストッパボルト２２，２２に摺動自在に嵌合することで規制される。その際，下部及び上部保持型１０，１１は，それぞれの一端面が前記芯型８の内刃１８と略面一となるように配置される。実際には，スリット付きパイプ材１の材質や切断面精度，刃の耐久性等を考慮して，下部及び上部保持型１０，１１の各一端面と芯型８の内刃１８との間には適当な微小クリアランスが設定される。

前記下部カット型１２ａは，下型ホルダ６の上面に固定して取り付けられ，また前記上部カット型１２ｂは，上型ホルダ７の下面に固定して取り付けられるもので，その際，下部カット型１２ａは，下部保持型１０の一端面に摺動自在に当接配置され，また上部カット型１２ｂは，上部保持型１１の一端面に摺動自在に略当接配置される。こゝでも実際には，スリット付きパイプ材１の材質や切断面精度，刃の耐久性等を考慮して，上部カット型１２ｂと上部保持型１１との対向面間には適当な微小クリアランスが設定される。

これら下部及び上部カット型１２ａ，１２ｂは，上型ホルダ７が前記下降限界まで下降したとき，互いに当接させる対向面を有しており，それらの対向面には，切断領域Ａのスリット付きパイプ材１を押圧，縮径させ得る半円筒状の押圧面２０ａ，２０ｂが形成される（図１０参照）。更にこれら半円筒状の押圧面２０ａ，２０ｂの，前記下部及び上部保持型１０，１１側の内周縁には半円状の外刃１９ａ，１９ｂが形成される。

而して，下部及び上部カット型１２ａ，１２ｂが互いに対向面を当接させたとき（図１０参照），押圧面２０ａ，２０ｂは，切断領域Ａのスリット付きパイプ材１を，その外径が芯型８の外径と一致するように縮径することができ，同時に半円状の外刃１９ａ，１９ｂは，芯型８即ち内刃１８の外径と一致する隙間の無い環状を呈するようになっている。

上記パイプ切断装置５を使用してスリット付きパイプ材１を切断する方法を次に説明する。

先ず，図１に示すように，切断すべく用意したスリット付きパイプ材１に，前述のように所望長さの切断領域Ａを設定する。

次に，図２に示すように，上型ホルダ７を上昇位置に保持した状態において，上記スリット付きパイプ材１を矢印Ｐに沿って前進させて芯型８の後端側からその外周面に嵌合していくと，スリット２が所定幅に開きながら，芯型８の支持ロッド８ａを受け入れていく。そしてスリット付きパイプ材１の外周面下半周を下部保持型１０の保持面１０ａに支承させながら，スリット付きパイプ材１の切断領域Ａを芯型８の内刃１８より外方へ張り出させて，切断領域Ａの内端位置を内刃１８に合わせる。

そこで，図５〜図７に示すように，上型ホルダ７を下降させると，上部保持型１１も下降してその保持面１１ａが芯型８との対応位置でスリット付きパイプ材１の外周面上半周に当接する。

上型ホルダ７が更に下降すると，下部及び上部弾性部材１６，１７が圧縮され，その反発力が下部及び上部保持型１０，１１に加わることで，下部及び上部保持型１０，１１は，芯型８と協働してスリット付きパイプ材１を強固に挟持しながら更に下降していく。即ち，下部及び上部保持型１０，１１，スリット付きパイプ材１，芯型８の四者が一体となって下降する。

一方，切断領域Ａのスリット付きパイプ材１は，その下降により下部カット型１２ａに近づき，また上部カット型１２ｂは上型ホルダ７の下降により切断領域Ａのスリット付きパイプ材１に近づいていく。こうして下部及び上部カット型１２ａ，１２ｂは，切断領域Ａのスリット付きパイプ材１の外周面を押圧して，スリット２の幅の縮小を伴ないつゝそれを縮径させていく。

したがって，下部及び上部カット型１２ａ，１２ｂの半円状の外刃１９ａ，１９ｂは，芯型８の内刃１８に向かいながらスリット付きパイプ材１をその外周側から剪断していき，その剪断終了位置では，図８〜図１０に示すように，下部及び上部カット型１２ａ，１２ｂが対向面を相互に当接させて両外刃１９ａ，１９ｂを相互に隙間が無い環状に配置させる。かくして，スリット付きパイプ材１は切断領域Ａの内端位置で切断される。そして上型ホルダ７の下降は，下部及び上部カット型１２ａ，１２ｂ同士が当接することで停止する。

切断後，上型ホルダ７を上昇させれば，図２〜図４に示すように，上部カット型１２ｂは下部カット型１２ａから遠く離間し，下部及び上部保持型１０，１１は，下部及び上部弾性部材１６，１７の復元力により当初位置に戻ることになる。

しかる後，切断された切断領域Ａのスリット付きパイプ材１を取り出し，芯型８上に残ったスリット付きパイプ材１を，新たに設定した切断領域Ａの長さ分だけ，スリット付きパイプ材１を矢印Ｐに沿って前進させ，以後，上記と同様な作業を繰り返す。

次に，図１１に示す本発明の第２実施形態について説明する。

この第２実施形態は，各内周縁に外刃１９ａ〜１９ｆを有する六個のカット型１２ａ〜１２ｆをスリット付きパイプ材１の切断領域Ａ外周に配列して，これらを半径方向内向きに作動して，芯型８の内刃１８との協働による剪断作用により切断領域Ａのスリット付きパイプ材１を切断するようにしたもので，その他の構成は前実施形態と同様であるので，図１１中，前実施形態と対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する。

上記のように，本発明のパイプ材の切断方法によれば，環状に配列した複数のカット型１２ａ，１２ｂ；１２ａ〜１２ｆを半径方向内向きに作動することにより，切断領域Ａのスリット付きパイプ材１を縮径変形させながら，芯型８の内刃１８と環状配列の複数のカット型１２ａ，１２ｂ；１２ａ〜１２ｆの外刃１９ａ，１９ｂ；１９ａ〜１９ｆとの剪断作用によりスリット付きパイプ材１を切断するので，切断領域Ａのスリット付きパイプ材１の縮径時には，そのスリット２の幅の縮小を伴なうことで，スリット付きパイプ材１に座屈による皺の発生や肉厚の変化を防ぐことができ，しかもその切断時には，環状配列の複数のカット型１２ａ，１２ｂ；１２ａ〜１２ｆの外刃１９ａ，１９ｂ；１９ａ〜１９ｆは，相互間に殆ど隙間が無い環状を呈することになって良好な剪断作用を発揮するので，綺麗な切断面を得ることができる。

また本発明のパイプ材の切断装置５によれば，芯型８と，一対の下部及び上部カット型１２ａ，１２ｂを有する簡単な構造によりスリット付きパイプ材１を，皺や肉厚の変化を生じせることなく綺麗に切断することができる。

尚，所望寸法に切断されたスリット付きパイプ材１は，スリット２に臨む両側端を溶接することにより，通常のパイプに構成することができる。

本発明は上記実施形態に限定されるものではなく，その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。例えば，切断領域のスリット付きパイプ材の周囲に配列するカット型は複数であればよく，その数を問わない。

Ａ・・・・・・切断領域
１・・・・・・スリット付きパイプ材
６・・・・・・下型ホルダ
７・・・・・・上型ホルダ
８・・・・・・芯型
１０・・・・・下部保持型
１１・・・・・上部保持型
１２ａ，１２ｂ・・・カット型（下部，上部カット型）
１６・・・・・下部弾性部材
１７・・・・・上部弾性部材
１８・・・・・内刃
１９ａ，１９ｂ・・・外刃

Claims (2)

1. 切断すべきパイプ材として，外周に有する一条のスリット（２）の幅（Ｓ）を増減させるように変形し得るスリット付きパイプ材（１）を用意し，このスリット付きパイプ材（１）に所望長さの切断領域（Ａ）を設定する工程と，
   前記切断領域（Ａ）以外の領域でスリット付きパイプ材（１）の内周面に，一端外周縁に環状の内刃（１８）を有する芯型（８）を嵌合して，前記内刃（１８）を前記切断領域（Ａ）の内端位置に合わせながら前記スリット（２）の幅（Ｓ）を一定寸法に広げた状態にスリット付きパイプ材（１）を保持する工程と，
   一端内周縁に円弧状の外刃（１９ａ，１９ｂ）を有する複数のカット型（１２ａ，１２ｂ）を，その外刃（１９ａ，１９ｂ）を前記切断領域（Ａ）の内端位置に合わせながら該切断領域（Ａ）のスリット付きパイプ材（１）の外周面上に相互に一定間隔をおいて環状に配列する工程と，
   環状に配列した前記複数のカット型（１２ａ，１２ｂ）を半径方向内向きに作動することにより，前記切断領域（Ａ）のスリット付きパイプ材（１）を縮径変形させながら，前記内刃（１８）及び外刃（１９ａ，１９ｂ）に剪断作用を発揮させて前記切断領域（Ａ）の内端位置でスリット付きパイプ材（１）を切断する工程とを含むことを特徴とする，パイプ材の切断方法。
2. 請求項１記載のパイプ材の切断方法を実施するためのパイプ材の切断装置であって，
   前記芯型（８）と協働して前記切断領域以外のスリット付きパイプ材（１）を押えるように一対の下部及び上部保持型（１０，１１）を備え，その下部保持型（１２ａ）を下部弾性部材（１６）を介して下型ホルダ（６）に支持する一方，上部保持型（１２ｂ）を，前記下型ホルダ（６）に対して昇降し得る上型ホルダ（７）に上部弾性部材（１７）を介して支持し，
   前記切断領域（Ａ）のスリット付きパイプ材（１）の外周面上に配置される一対の下部カット型（１２ａ）及び上部カット型（１２ｂ）を前記下型ホルダ（６）及び上型ホルダ（７）にそれぞれ固定して取り付け，
   前記下型ホルダ（６）に対して前記上型ホルダ（７）を下降させることによって，前記下部及び上部弾性部材（１６，１７）を圧縮変形させて，前記下部及び上部保持型（１０，１１）のスリット付きパイプ材（１）に対する保持力を強めると共に，前記切断領域（Ａ）のスリット付きパイプ材（１）を縮径変形させながら，前記内刃（１８）及び外刃（１９ａ，１９ｂ）に剪断作用を発揮させて前記切断領域（Ａ）の内端位置でスリット付きパイプ材（１）を切断するように，前記上部カット型（１２ｂ）を前記下部カット型（１２ａ）に対して作動するようにしたことを特徴とする，パイプ材の切断装置。

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