JP3404058B2 - 薄肉金属パイプの切断装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】この発明は、薄肉厚の金属パイプ
やその金属パイプの外周に合成樹脂被膜を形成した薄肉
厚の合成樹脂被覆金属パイプを所定の長さに切断する切
断装置に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】一般に、押出装置によって金属パイプの
外周に合成樹脂を押出し被覆する被覆金属パイプの製造
設備においては、押出装置から被覆金属パイプが所定長
さ押出されるとその押出し路に設けた切断装置により切
断して一定長さの被覆金属パイプを形成している。 【０００３】被覆金属パイプの切断には、鋸歯を用いる
切断方式、丸ナイフを用いる切断方式、第１カット刃物
によって被覆金属パイプを接線方向に切欠き、その切欠
きに第２カット刃物を挿入して切り込み切断するダブル
カット切断方式が従来から知られている。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】ところで、上記いずれ
の切断方式も、被覆金属パイプの切断面に変形やバリが
生じるという問題がある。 【０００５】この発明は上記の問題点を解決し、金属パ
イプや被覆金属パイプを変形やバリを生じさせることな
く円滑に切断できるようにすることを技術的課題として
いる。 【０００６】 【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、この発明においては、円形に配置され、端面内周
縁が固定刃とされた複数のコレットを内径方向に移動さ
せて金属パイプを挟持する一対のコレットチャックと、
そのコレットチャックと同軸上に配置され、コレットチ
ャックを中心に回転自在に支持された筒状のロータと、
そのロータの端面に支持された軸を中心として揺動自在
に支持された刃物ホルダと、その刃物ホルダに支持さ
れ、先端の突切刃に設けられたすくい面の両側に切り刃
を形成した突切りバイト状の刃物と、前記ロータを１回
転以上回転させる回転駆動手段と、ロータの回転初期に
刃物の突切り刃が金属パイプ内に食い込む位置まで刃物
ホルダを揺動させ、ロータが回転停止するまで刃物を食
い込み状態に保持するカム機構とから成り、前記一対の
コレットチャックはコレットの端面が対向する配置とさ
れ、そのコレットの対向端面間に刃物の厚みに相当する
間隔を設け、上記コレットの端面間に上記刃物を設けた
構成を採用したのである。 【０００７】 【作用】上記の構成から成る切断装置は、金属パイプを
一対のコレットチャックで挟持し、ロータが回転駆動さ
れる初期にカム機構の作動により刃物ホルダを内方向に
揺動させて刃物の突切り刃を金属パイプに突き刺し、突
切り刃が金属パイプの肉厚を貫通する状態に刃物を保持
して金属パイプを中心に刃物を１回転以上回転させ、コ
レットチャックのコレットの端面内周縁の固定刃と刃物
の切刃とで金属パイプを剪断する。 【０００８】 【実施例】以下、この発明の実施例を添付図面に基づい
て説明する。 【０００９】図１は、この発明に係る切断装置を押出し
装置から押出しされる被覆金属パイプ（以下、金属パイ
プという）の押出し路に設けた例を示す。金属パイプＡ
は図１の矢印方向に一定の速度で移動する。 【００１０】金属パイプＡの移動路にはギヤボックス１
が設けられ、そのギヤボックス１は、図２に示すよう
に、金属パイプＡの移動方向に長い一対のレール２に沿
って移動自在に支持されている。 【００１１】図１乃至図３に示すように、ギヤボックス
１の金属パイプ侵入側の側面には複数のガイドポスト３
が設けられ、そのガイドポスト３に沿ってサイドブラケ
ット４が移動自在に支持されている。ガイドポスト３に
は位置決め板５が固定され、その位置決め板５にねじ係
合したボルト６の締付けによってサイドブラケット４は
固定されている。 【００１２】ギヤボックス１およびサイドブラケット４
のそれぞれには金属パイプＡを外径から挟持する一対の
コレットチャック１０ａ、１０ｂが設けられている。 【００１３】ここで、ギヤボックス１に設けられたコレ
ットチャック１０ａとサイドブラケット４に設けられた
コレットチャック１０ｂは同一であるため、ここではギ
ヤボックス１側のコレットチャック１０ａを説明し、サ
イドブラケット４側のコレットチャック１０ｂについて
はギヤボックス１のコレットチャック１０ａと同一部品
に同一符号を付して説明を省略する。 【００１４】図５および図６に示すように、コレットチ
ャック１０ａは、筒状のコレットホルダ１１を有し、そ
のコレットホルダ１１の内側に設けられた円形配置の複
数のコレット１２をコレットホルダ１１の先端部内周に
設けたフランジ１３とコレットホルダ１１の内側に設け
た筒状のコレット位置ホルダ１４とによって軸方向に移
動するのを防止し、コレットホルダ１１とコレット位置
ホルダ１４との間に筒状のコレットシフタ１５をスライ
ド自在に設け、このコレットシフタ１５を軸方向に移動
させ、コレットシフタ１５の先端部内周に設けたテーパ
面１５ａがコレット１２の外周に設けたテーパ面１２ａ
を押圧する作用により、各コレット１２を内方向に移動
させて金属パイプＡを外側から挟持するようにしてい
る。 【００１５】また、コレットシフタ１５の後退時に、コ
レット１２の端面間に設けたスプリング１６により各コ
レット１２を外径方向に移動させて金属パイプＡの挟持
を解除するようにしている。 【００１６】上記の構成から成る一対のコレットチャッ
ク１０ａ、１０ｂは、図１に示すように、金属パイプＡ
と同軸上に配置され、各コレットホルダ１１がギヤボッ
クス１およびサイドブラケット４に取付けられてコレッ
ト１２が対向する配置とされている。その対向するコレ
ット１２の対向端面間には所要の間隙が設けられてい
る。また、コレットチャック１０ａ、１０ｂのコレット
位置ホルダ１４の端部は、ギヤボックス１の他側面およ
びサイドブラケット４の一側面に形成したブラケット１
７ａ、１７ｂの孔１８に挿通され、ナット１９およびパ
イプガイド２０の締付けによって各コレット位置ホルダ
１４はブラケット１７、１８に固定されている。 【００１７】ブラケット１７、１８のそれぞれには二股
状のシフトアーム２１ａ、２１ｂが、支点シャフト２２
を中心に揺動自在に支持され、そのシフトアーム２１
ａ、２１ｂの先端部に設けたローラ２３（図３参照）が
コレットシフタ１５の後端部に設けた溝１５ｂ内に嵌
り、上記支点シャフト２２を中心とするシフトアーム２
１ａ、２１ｂの揺動と、スプリング２４の弾力とによっ
てコレットシフタ１５は軸方向に移動される。 【００１８】ここで、シフトアーム２１ａ、２１ｂを揺
動させるため、図１に示すように、ガイドポスト３に平
行に配置されたカムシャフト２５をギヤボックス１によ
って回転自在に支持し、そのカムシャフト２５に２個の
クランプ用カム２６ａ、２６ｂを取付けて回り止めし、
一方のクランプ用カム２６ｂをカムシャフト２５に対し
て相対的にスライド自在とし、そのスライド自在のクラ
ンプ用カム２６ｂをサイドブラケット４で回転自在に支
持し、各シフトアーム２１ａ、２１ｂには対応するクラ
ンプ用カム２６ａ、２６ｂのカム面２７と接触するカム
フォロワ２８を取付け、シフトアーム２１ａ、２１ｂに
連結したスプリング２４によってカムフォロワ２８をク
ランプ用カム２６ａ、２６ｂのカム面２７に接触させ、
クランプ用カム２６ａ、２６ｂの回転によってシフトア
ーム２１ａ、２１ｂを揺動させるようにしている。 【００１９】前記ギヤボックス１の内側において、コレ
ットホルダ１１の外側には軸受３０を介して筒状のロー
タ３１が回転自在に支持されている。ロータ３１の外周
にはロータギヤ３２が設けられ、そのロータギヤ３２に
刃物回転用ギヤ３３が噛合している。刃物回転用ギヤ３
３は図４に示す入力ギヤ３４の回転が伝達される。 【００２０】ここで、入力ギヤ３４は、図示省略してク
ラッチの作動により２回転すると停止するようになって
おり、その入力ギヤ３４の回転によってロータ３１は１
回転以上回転するようになっている。実施例では、入力
ギヤ３４の２回転当り、ロータ３１を１ 1/4回転させる
ようにしている。 【００２１】ロータ３１の端面には間隔ピース３５を介
して環状板３６が取付けられている。ロータ３１と環状
板３６との間には、図８に示すように、カムブロック３
７が設けられ、そのカムブロック３７の一端部を固定し
たブロック軸３８の両端部はロータ３１および環状板３
６によって回転自在に支持されている。 【００２２】ブロック軸３８の一端部は環状板３６を貫
通し、その環状板３６から外側に突出する一端部に刃物
ホルダ３９が取付けられている。 【００２３】刃物ホルダ３９は、ホルダ本体４０と、そ
のホルダ本体４０にボルト止めされた刃物押え４１とか
ら成り、ホルダ本体４０に形成した刃物取付溝４２に板
状の刃物４３の後端部が嵌合され、刃物押え４１の取付
けによって刃物４３が固定されている。 【００２４】刃物４３は、図７に示すように、突切りバ
イト状をなし、先端の突切り刃４４には所要角度のすく
い角が設けられ、そのすくい面４５は凹入状の円弧面と
され、上記すくい面４５の両側エッジが切刃４６とされ
ている。 【００２５】また、刃物４３の厚みは、前記一対のコレ
ット１２の対向端面間に形成された間隔と略等しく、刃
物４３の両側面とコレット１２の端面内周縁間に微少な
隙間が設けられている。この隙間は金属パイプＡの肉厚
の３％以下とされている。 【００２６】上記刃物４３はカム機構５０の作動によっ
てブロック軸３８を中心に揺動される。 【００２７】カム機構５０は、図１に示すように、ロー
タ３１の外側に軸受５１を介して筒状のインサイドカム
５２を回転自在に設け、そのインサイドカム５２の内周
に図７で示すように、凹部５３を有する円筒形のカム面
５４を形成し、刃物ホルダ３９に連結したスプリング５
５の弾力によりカムブロック３７の他端に設けたカムフ
ォロワ５６を上記カム面５４に接触させ、インサイドカ
ム５２の回転によってブロック軸３８を中心に刃物４３
を揺動させるようにしている。 【００２８】ここで、図１に示すように、インサイドカ
ム５２の外周にはギヤ５７が設けられ、そのギヤ５７と
噛合するピニオンギヤ５８と同軸上にカウンタギヤ５９
が取付けられている。カウンタギヤ５９は前記入力ギヤ
３４と噛合している。したがって、入力ギヤ３４が回転
すると、インサイドカム５２が前記ロータ３１と同方向
に回転する。その回転量は入力ギヤ３４の２回転当り1/
4 回転とされている。 【００２９】前記ロータ３１のロータギヤ３２にはカム
シャフト２５に取付けたクランプ作動ギヤ６０が噛合
し、ロータ３１が１ 1/4回転すると、カムシャフト２５
は１回転するようになっている。 【００３０】実施例で示す切断装置は上記の構造から成
り、図１の鎖線で示す金属パイプＡは一対のコレットチ
ャック１０ａ、１０ｂ中心位置を挿通して同図の矢印方
向移動し、その金属パイプＡの先端が予め設定された位
置まで進むと、入力ギヤ３４が２回転して停止する。 【００３１】入力ギヤ３４の回転により、ロータ３１お
よびインサイドカム５２が異なる速度でもって同方向に
回転する。上記ロータ３１の回転は、クランプ作動ギヤ
６０を介してカムシャフト２５に伝達される。 【００３２】カムシャフト２５の回転により、そのカム
シャフト２５と共に一対のクランプ用カム２６ａ、２６
ｂが回転し、シフトアーム２１ａ、２１ｂは、支点シャ
フト２２を中心に揺動してコレットシフタ１５、１５を
図５の矢印方向に移動させる。コレットシフタ１５の移
動によってコレット１２が縮径し、一対のコレットチャ
ック１０ａ、１０ｂが金属パイプＡを挟持する。その挟
持によって切断装置の全体がレール２に沿って金属パイ
プＡと共に移動する。 【００３３】一方、ロータ３１の回転によって、図９
(イ) に示す刃物４３が金属パイプＡの周囲を回り始め、
同時にインサイドカム５２も同方向に回転する。その回
転初期において、カムブロック３７のカムフォロワ５６
はインサイドカム５２のカム面５４の凹部５３に嵌り込
んでいるため、刃物４３の突切り刃４４は金属パイプＡ
に対して非接触の状態にある。 【００３４】ロータ３１とインサイドカム５２の相互間
において、ロータ３１の回転速度はインサイドカム５２
の回転速度より速いため、ロータ３１とインサイドカム
５２の相対的な回転速度差により、カムブロック３７の
カムフォロワ５６は凹部５３から抜け出し始め、図９
(ロ) に示すように、刃物４３がブロック軸３８を中心に
して内方向に揺動する。 【００３５】カムフォロワ５６が円筒形カム面５４にの
り上げると、刃物４３の突切り刃４４は図１０(イ) で示
すように、金属パイプＡに突き刺さり、金属パイプＡの
厚みを貫通して金属パイプＡの内部に臨む。 【００３６】凹部５３から抜け出したカムフォロワ５６
は円筒形カム面５４に沿って転動するため、刃物４３は
図１０(イ) の姿勢を保って金属パイプＡの周囲を回転
し、その回転によって金属パイプＡが切断される。 【００３７】このとき、刃物４の厚みは一対のコレット
１２、１２の対向面間に形成された間隙と略同じ寸法で
あるため、コレット１２の端面内周縁が固定刃としての
機能を発揮し、その固定刃と刃物４３のすくい面４５の
両側の切刃４６とによる剪断作用により金属パイプＡは
切断される。このため、切り口にバリを生じることは殆
どない。 【００３８】上記のような金属パイプＡの切断時、刃物
４３の厚みに相当する幅の切り屑が発生し、その切り屑
ａはすくい面４５に沿って曲がり、うず巻き状に成形さ
れる。 【００３９】ロータ３１は入力ギヤ３４の２回転当り１
1/4回転し、刃物４３はそのロータ３１と同じ回転する
ため、ロータ３１の１ 1/4回転によって完全に切断され
る。 【００４０】また、インサイドカム５２は入力ギヤ３４
の２回転当り1/4 回転するため、入力ギヤ３４が２回転
して停止すると、図１０(ロ) で示すようにインサイドカ
ム５２は９０°回転して停止し、そのインサイドカム５
２のカム面５４に設けた凹部５３にカムフォロワ５６が
対向し、刃物ホルダ３９に連結したスプリング５５の弾
力によりカムブロック３７がブロック軸３８を中心に揺
動してカムフォロワ５６が凹部５３に嵌まり、刃物４３
は金属パイプａから離れ、切断が完了する。 【００４１】また、入力ギヤ３４が２回転すると、カム
シャフト２５は１回転するため、一対のクランプ用カム
２６ａ、２６ｂの凹部２９がカムフォロワ２８と対向
し、スプリング２４は支点シャフト２２を中心にシフト
アーム２１ａ、２１ｂを揺動させる。その揺動によって
コレットシフタ１５が後退し、一対のコレットチャック
１０ａ、１０ｂは金属パイプＡの挟持をを解除する。 【００４２】なお、刃物４３の交換に際しては、図１に
示すボルト６を緩め、サイドブラケット４をガイドポス
ト３に沿ってギヤボックス１から離反する方向に移動さ
せる。 【００４３】 【発明の効果】以上のように、この発明においては、ロ
ータの回転始めに刃物を内方向に揺動させて先端の突切
り刃をコレットチャックで挟持された金属パイプに突き
差し、突切り刃が金属パイプ内に臨む状態を保持して刃
物を金属パイプの周囲を１回転以上させるようにしたの
で、金属パイプを完全に切断することができると共に、
コレットの端面内周縁のエッジを固定刃とし、その固定
刃と刃物のすくい面の両側切り刃とで金属パイプを剪断
する切断であるため、切断抵抗がきわめて小さく、切り
口にバリを発生させることなくきわめて円滑に切断する
ことができる。また、切り屑はすくい面に沿って曲がっ
てうず巻状になるため、切り屑の回収も容易である。

【図面の簡単な説明】 【図１】この発明に係る切断装置の一実施例を示す縦断
正面図 【図２】図１のII−II線に沿って断面図 【図３】図１のIII −III 線に沿った断面図 【図４】図１のIV−IV線に沿った断面図 【図５】同上のコレットチャックの詳細を示す断面図 【図６】(イ) は図５のVI−VI線に沿った断面図、(ロ) は
その作動状態を示す断面図 【図７】同上の刃物取付部を拡大して示す側面図 【図８】図７のVIII−VIII線に沿った断面図 【図９】(イ) 、(ロ) は金属パイプの切断動作を段階的に
示す断面図 【図１０】(イ) 、(ロ) は金属パイプの切断状態を段階的
に示す断面図 【符号の説明】 １０ａ、１０ｂ コレットチャック １２ コレット ３１ ロータ ３９ 刃物ホルダ ４３ 刃物 ４４ 突切り刃 ４５ すくい面４４ ４６ 切刃 ５０ カム機構

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 円形に配置され、端面内周縁が固定刃と
   された複数のコレットを内径方向に移動させて金属パイ
   プを挟持する一対のコレットチャックと、そのコレット
   チャックと同軸上に配置され、コレットチャックを中心
   に回転自在に支持された筒状のロータと、そのロータの
   端面に支持された軸を中心として揺動自在に支持された
   刃物ホルダと、その刃物ホルダに支持され、先端の突切
   り刃に設けられたすくい面の両側に切刃を形成した突切
   りバイト状の刃物と、前記ロータを１回転以上回転させ
   る回転駆動手段と、ロータの回転初期に刃物の突切り刃
   が金属パイプ内に食い込む位置まで刃物ホルダを揺動さ
   せ、ロータが回転停止するまで刃物を食い込み状態に保
   持するカム機構とから成り、前記一対のコレットチャッ
   クはコレットの端面が対向する配置とされ、そのコレッ
   トの対向端面間に刃物の厚みに相当する間隔を設け、上
   記コレットの端面間に上記刃物が設けられていることを
   特徴とする薄肉金属パイプの切断装置。