JP4019955B2 - パイプ切断装置およびパイプ切断方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、二重突切り法によりパイプを切断するパイプ切断装置およびパイプ切断方法の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
パイプの切断においては、切刃による切断力によってパイプにゆがみやつぶれなどが生じるほかに、切り口の面精度の面でも問題がある。このような問題を改善するパイプの切断技術として、パイプを切断する切断用切刃と、当該切断用切刃を突っ込むためのスリットを先行して形成するプリカット切刃とを用いてパイプを切断する二重突切り法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
特許文献１に記載された二重突切り法では、プリカット切刃を進退移動させてパイプにスリットを形成し、プリカット切刃がパイプより離れた後に、切断用切刃をスリットに突っ込んでパイプの切断を行っている。
【０００４】
プリカット切刃は、パイプの外周面のうちスリットが形成される断面弧形状のプリカット部に向けて進退移動される。例えば、断面略矩形形状を有するパイプの場合には、角部に形成された角アール部がプリカット部に相当し、断面円形状を有するパイプの場合には、外周面の一部がプリカット部に相当することになる。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−２６３３１５号公報 （図１４）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
パイプの軸線と、プリカット部に食い込んでスリットを形成するプリカット切刃の切刃部との相対的な位置関係は、予め定められている。パイプ切断時には、定められ相対的な位置関係となるように、パイプは位置決め固定されている。プリカット部（矩形パイプの場合の角アール部、円形パイプの場合の外周面など）の曲率半径が一定であれば、プリカット部における切刃部の食込み量が変化することはない。
【０００７】
しかしながら、パイプの成形条件などによりプリカット部の曲率半径が変化した場合には、プリカット部における切刃部の食込み量が変化する。矩形パイプの場合であれば、角アール部の直径が小さくなると角部が切刃部に近づくことから、食込み量が大きくなる。
【０００８】
食込み量が変化すると、特に許容範囲よりも大きくなると、後工程である切断用切刃による突切り切断時に、パイプが変形したり、切屑が付着したりして、切り口の面精度などの切断品質が低下する虞がある。
【０００９】
本発明は、上記従来技術に伴う課題を解決するためになされたものであり、プリカット部における切刃部の食込み量の最大値を制限することを通して、切断品質の向上を図り得るパイプ切断装置およびパイプ切断方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、下記する手段により達成される。
【００１１】
本発明は、パイプを切断する切断用切刃を突っ込むためのスリットを形成するプリカット切刃を、前記パイプの外周面のうち前記スリットが形成される断面弧形状のプリカット部に向けて進退移動自在に設けてなるパイプ切断装置において、
前記プリカット切刃は、
前記プリカット部に食い込んで前記スリットを形成する切刃部と、
前記切刃部よりも前記プリカット部に向かう先端側に配置され、前記プリカット部における前記切刃部の食込み量の最大値を制限するために前記プリカット部を押し潰す予備成形を行うプリ成形部と、を有していることを特徴とするパイプ切断装置である。
【００１２】
また、本発明は、パイプを切断する切断用切刃を突っ込むためのスリットを形成するプリカット切刃を、前記パイプの外周面のうち前記スリットが形成される断面弧形状のプリカット部に向けて進退移動させて、前記スリットを予め形成しておくパイプ切断方法において、
前記プリカット切刃を前記プリカット部に向けて前進移動する際に、前記プリカット部に食い込んで前記スリットを形成する切刃部よりも前記プリカット部に向かう先端側に配置したプリ成形部により、前記プリカット部を押し潰す予備成形を行い、前記プリカット部における前記切刃部の食込み量の最大値を制限するようにしたことを特徴とするパイプ切断方法である。
【００１３】
【発明の効果】
本発明に係るパイプ切断装置およびパイプ切断方法によれば、プリカット部における切刃部の食込み量の最大値を制限することを通して、切断品質の向上を図ることが可能となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を参照しつつ説明する。
【００１５】
図１（Ａ）は、本発明の実施形態に係るパイプ切断装置１０の概略構成を示す斜視図、図１（Ｂ）は、パイプ切断装置１０の要部を示す部分拡大図である。
【００１６】
図１に示すように、本発明の実施形態に係るパイプ切断装置１０は、二重突切り法によりパイプ２０を切断するものであり、パイプ２０を切断する切断用切刃３０と、切断用切刃３０を突っ込むためのスリット２１（図４（Ａ）（Ｂ）を参照）を先行して形成するプリカット切刃４０とを、有している。
【００１７】
プリカット切刃４０は、パイプ２０の外周面のうちスリット２１が形成される断面弧形状のプリカット部２２に向けて進退移動自在に設けられている。プリカット切刃４０の進退移動は、ガイド４１によりガイドされる。
【００１８】
切断用切刃３０も同様に、プリカット部２２に向けて進退移動自在に設けられている。切断用切刃３０は、プリカット切刃４０がパイプ２０より離れた後に、スリット２１に突っ込まれる。切断用切刃３０の進退移動は、ガイド３１によりガイドされる。プリカット切刃４０および切断用切刃３０は、例えば昇降盤の昇降動作に連動して進退移動するように構成されている。
【００１９】
図示例のパイプ２０は、断面略矩形形状を有するパイプである。矩形パイプ２０の場合には、プリカット部２２は角部に形成された角アール部であり、図示例では左上の角アール部２３をプリカット部２２に設定してある。
【００２０】
パイプ切断装置１０は、上ダイ５１と、当該上ダイ５１に対して相対的に接近離反移動自在な下ダイ５２とを有する。上下のダイ５１、５２には、凹部５１ａ、５２ａが形成されている。パイプ２０を凹部５１ａ、５２ａ内に配置した後に型締すると、パイプ２０は、その平坦面に凹部５１ａ、５２ａの内面が圧接することにより挟持される。ダイ５１、５２よりも図中右手前側に突出した部分が切断される部分であり、切断長さに応じてダイ５１、５２からの突出量が調整される。
【００２１】
プリカット切刃４０は、図１（Ｂ）にも拡大して示すように、プリカット部２２に食い込んでスリット２１を形成する切刃部４２と、切刃部４２よりもプリカット部２２に向かう先端側に配置され、プリカット部２２における切刃部４２の食込み量の最大値を制限するためにプリカット部２２を押し潰す予備成形を行うプリ成形部４３と、を有している。
【００２２】
プリ成形部４３が進退移動する際の第１の軌跡Ｔ１は、切刃部４２の刃先が進退移動する際の第２の軌跡Ｔ２を中心にして、パイプ２０が位置する側とは反対側に位置し、プリ成形部４３は、切刃部４２の食込み量が前記最大値を超える場合に、プリカット部２２を押し潰す予備成形を行う機能を発揮する。食込み量の最大値は、第１の軌跡Ｔ１と第２の軌跡Ｔ２との間隔、つまり、プリ成形部４３と切刃部４２の刃先との段差寸法４４により設定される。
【００２３】
なお、食込み量に許容される最大値の具体的な値は、パイプ２０の材質、プリカット部２２の曲率半径、プリカット部２２の肉厚などに応じて、切断シミュレーションあるいはトライアンドエラーにより、予め定められている。
【００２４】
図示例のプリカット切刃４０は、さらに、切刃部４２とプリ成形部４３との間に配置されるとともにスリット２１を形成するのに伴って生じる切屑を排出する逃げ溝４５を有している。
【００２５】
本実施形態の作用を説明する。
【００２６】
図２（Ａ）〜（Ｃ）および図３（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明の作用の説明に供する図であり、図２（Ａ）〜（Ｃ）は、プリカット部２２をなす左上の角アール部２３の半径が設計値よりも小さく、プリ成形部４３が進退移動する際の第１の軌跡Ｔ１を超えて角アール部２３が存在する場合の作用の説明に供する図、図３（Ａ）〜（Ｃ）は、プリカット部２２をなす角アール部２３の半径が設計値に略等しく、プリ成形部４３が進退移動する際の第１の軌跡Ｔ１を超えて角アール部２３が存在していない場合の作用の説明に供する図である。また、図４（Ａ）は、図２に示した場合に形成されるスリット２１を示す断面図、図４（Ｂ）は、図３に示した場合に形成されるスリット２１を示す断面図、図４（Ｃ）は、対比例の場合に形成されるスリット１２１を示す断面図である。
【００２７】
まず、パイプ２０を、切断長さに応じてダイ５１、５２からの突出量を調整して上下のダイ５１、５２の凹部５１ａ、５２ａ内に配置する。その後、上下のダイ５１、５２を型締めし、パイプ２０を挟持する。パイプ２０は、角アール部の曲率半径が設計値からずれている場合であっても、パイプ２０の軸線と、プリカット切刃４０の切刃部４２との相対的な位置関係が一定となるように、位置決め固定される。プリカット切刃４０は、後退限の待機位置に待機している。
【００２８】
次いで、プリカット切刃４０は、昇降盤の下降動作に連動して、プリカット部２２である左上の角アール部２３に向けて前進移動する。プリカット切刃４０の前進移動は、ガイド４１によりガイドされる。プリカット切刃４０の進入角度は、例えば４５度である。
【００２９】
ここで、図２（Ａ）に示すように、パイプ２０の成形条件などによりプリカット部２２の曲率半径が変化し、角アール部２３の半径が設計値よりも小さくなると、プリ成形部４３が進退移動する際の第１の軌跡Ｔ１を超えて角アール部２３が存在することになる。この場合には、切刃部４２の食込み量が、プリ成形部４３と切刃部４２の刃先との段差寸法４４により定まる最大値を超えることになる。
【００３０】
図２（Ｂ）に示すように、かかる場合には、プリ成形部４３のパンチ機能により予備成形される。つまり、角アール部２３のうち第１の軌跡Ｔ１を超えて存在する部分は、プリカット切刃４０の前進移動に伴い、プリ成形部４３により押し潰される。なお、角アール部２３の外面側が押し潰されるのに伴って内面側も押し潰され、パイプ２０の内方側に肉が若干寄せられる。
【００３１】
図２（Ｃ）に示すように、プリカット切刃４０がさらに前進してプリ成形部４３による予備成形が完了すると、プリカット切刃４０の前進移動に伴い、切刃部４２が角アール部２３食い込み、切断用切刃３０を突っ込むためのスリット２１が形成される。プリ成形部４３により予備成形がなされているため、切刃部４２の食込み量が最大値を超えることはなく、所定の深さＤａのスリット２１を形成することができる（図４（Ａ）参照）。
【００３２】
図３（Ａ）（Ｂ）に示すように、プリカット部２２をなす角アール部２３の半径が設計値に略等しく、プリ成形部４３が進退移動する際の第１の軌跡Ｔ１を超えて角アール部２３が存在していない場合には、プリカット部２２に対する予備成形を行う必要はないため、プリ成形部４３は、いわゆる空振りの状態となる。
【００３３】
図３（Ｃ）に示すように、プリカット切刃４０がさらに前進すると、プリカット切刃４０の前進移動に伴い、切刃部４２が角アール部２３食い込んでスリット２１が形成される。切刃部４２の食込み量は最大値を超えることはなく、所定の深さＤｂのスリット２１を形成することができる（図４（Ｂ）参照）。スリット２１の深さＤａとＤｂとは略等しい。
【００３４】
スリット２１形成時には切屑が発生するが、切屑の逃げ場がないと、パイプ２０を変形させるだけで、プリカットつまりスリット２１の形成ができない虞がある。これに対して本実施形態では、プリカット切刃４０に逃げ溝４５を形成してあるため、図２（Ｃ）および図３（Ｃ）に示すように、スリット２１を形成するのに伴って生じる切屑２４は、逃げ溝４５から確実に排出される。このため、パイプ２０を変形させることなく、所望のプリカットを実現できる。
【００３５】
プリカット切刃４０が前進限位置に達してプリカットが終了すると、プリカット切刃４０は、ガイド４１によりガイドされながら後退移動し、待機位置に復帰する。
【００３６】
その後、切断用切刃３０は、角アール部２３に向けてガイド３１によりガイドされながら前進移動し、先行して形成されたスリット２１に突っ込まれる。切断用切刃３０がさらに前進することにより、パイプ２０が切断される。
【００３７】
パイプ２０の切断後、切断用切刃３０は、ガイド３１によりガイドされながら後退移動し、待機位置に復帰する。このような一連の動作により、二重突切り法によるパイプ２０の切断が完了する。
【００３８】
角アール部２３のうち第１の軌跡Ｔ１を超えて存在する部分に対する予備成形を行わない対比例の場合には、図４（Ｃ）に示すように、形成されたスリット１２１の深さＤｃは、実施形態の場合よりも深くなる。スリット１２１の深さＤｃが深過ぎると、スリット１２１が角アール部１２３を貫通したり、スリット１２１の底部と角アール部１２３の内面との間の肉厚が薄くなり過ぎたりする。このため、後工程である切断用切刃３０による突切り切断時に、パイプが変形したり、切屑が付着したりして、切り口の面精度などの切断品質が低下する。
【００３９】
これに対して、本実施形態では、角アール部２３における切刃部４２の食込み量の最大値を制限することを通して、切断品質の向上を図り得る。
【００４０】
以上説明したように、本実施形態のプリカット切刃４０は、プリカット部２２における切刃部４２の食込み量の最大値を制限するためにプリカット部２２を押し潰す予備成形を行うプリ成形部４３を有しているので、プリカット部２２の曲率半径が多少変化しても、切刃部４２の食込み量を安定させることができる。プリカット部２２における切刃部４２の食込み量の最大値を制限することを通して、パイプ２０が変形したり、切屑が付着したりすることはなく、切り口の面精度などの切断品質を向上できる。また、プリ成形部４３をプリカット切刃４０に設けたことから、予備成形のみを行う専用の部材を設ける必要はなく、簡素な構造かつ進退移動という簡単な動作で、切断品質の向上に寄与できる。
【００４１】
また、プリカット切刃４０は、切刃部４２とプリ成形部４３との間に配置されるとともにスリット２１を形成するのに伴って生じる切屑２４を排出する逃げ溝４５をさらに有するため、スリット２１を形成するのに伴って生じる切屑２４を逃げ溝４５から確実に排出して、切断品質の向上を一層図ることができる。
【００４２】
また、プリ成形部４３が進退移動する際の第１の軌跡Ｔ１は、切刃部４２の刃先が進退移動する際の第２の軌跡Ｔ２を中心にして、パイプ２０が位置する側とは反対側に位置し、プリ成形部４３は、切刃部４２の食込み量が最大値を超える場合に予備成形を行うので、簡素な構造かつ進退移動という簡単な動作で、切刃部４２の食込み量の最大値を制限でき、切断品質の向上に寄与できる。
【００４３】
また、パイプ２０は断面略矩形形状を有するパイプ２０であり、プリカット部２２は角部に形成された角アール部２３であるので、車両部品などに多数使用されている矩形パイプ２０の切断品質の向上を図ることができる。
【００４４】
また、プリカット切刃４０をプリカット部２２に向けて前進移動する際に、プリカット部２２に食い込んでスリット２１を形成する切刃部４２よりもプリカット部２２に向かう先端側に配置したプリ成形部４３により、プリカット部２２を押し潰す予備成形を行い、プリカット部２２における切刃部４２の食込み量の最大値を制限するようにしたパイプ２０切断方法であるので、パイプ２０が変形したり、切屑が付着したりすることはなく、切り口の面精度などの切断品質を向上できる。
【００４５】
なお、パイプ製造時にプリカット部２２をなす角アール部２３の半径がばらつく場合を例示したが、パイプの固定位置がばらつくことによっても、切刃部４２の食込み量が安定しなくなる。本発明によれば、パイプ固定時の位置誤差に起因した食込み量の変動も抑えることができるため、パイプを高精度に位置決めしなくても、切断品質を向上できる。このため、パイプ切断装置１０におけるパイプ固定機構の簡素化を図り得る。
【００４６】
また、断面略矩形形状を有するパイプ２０を例示したが、本発明は、断面円形状を有するパイプを切断する場合にも適用可能である。円形パイプの場合には、パイプの成形条件によりプリカット部をなす外周面の一部の曲率半径が設計値よりも大きくなると、プリ成形部４３が進退移動する際の第１の軌跡Ｔ１を超えて外周面の一部が存在することになる。また、上述したパイプの固定位置がばらつくことによっても、第１の軌跡Ｔ１を超えて外周面の一部が存在することもある。このような場合であっても、上述した矩形パイプ２０の場合と同様に、第１の軌跡Ｔ１を超えて存在する部分は、プリ成形部４３により押し潰されるので、プリカット部２２における切刃部４２の食込み量の最大値を制限することを通して、切断品質の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１（Ａ）は、本発明の実施形態に係るパイプ切断装置の概略構成を示す斜視図、図１（Ｂ）は、パイプ切断装置の要部を示す部分拡大図である。
【図２】 図２（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明の作用の説明に供する図であり、プリカット部をなす左上の角アール部の半径が設計値よりも小さく、プリ成形部が進退移動する際の第１の軌跡を超えて角アール部が存在する場合の作用の説明に供する図である。
【図３】 図３（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明の作用の説明に供する図であり、プリカット部をなす角アール部の半径が設計値に略等しく、プリ成形部が進退移動する際の第１の軌跡を超えて角アール部が存在していない場合の作用の説明に供する図である。
【図４】 図４（Ａ）は、図２に示した場合に形成されるスリットを示す断面図、図４（Ｂ）は、図３に示した場合に形成されるスリットを示す断面図、図４（Ｃ）は、角アール部のうち第１の軌跡を超えて存在する部分に対する予備成形を行わない対比例の場合に形成されるスリットを示す断面図である。
【符号の説明】
１０…パイプ切断装置
２０…断面略矩形形状を有するパイプ（パイプ）
２１…スリット
２２…プリカット部
２３…プリカット部をなす角アール部
２４…切屑
３０…切断用切刃
３１…ガイド
４０…プリカット切刃
４１…ガイド
４２…切刃部
４３…プリ成形部
４５…逃げ溝
５１、５２…上下のダイ
Ｔ１…プリ成形部が進退移動する際の第１の軌跡
Ｔ２…切刃部の刃先が進退移動する際の第２の軌跡

Claims (5)

1. パイプを切断する切断用切刃を突っ込むためのスリットを形成するプリカット切刃を、前記パイプの外周面のうち前記スリットが形成される断面弧形状のプリカット部に向けて進退移動自在に設けてなるパイプ切断装置において、
   前記プリカット切刃は、
   前記プリカット部に食い込んで前記スリットを形成する切刃部と、
   前記切刃部よりも前記プリカット部に向かう先端側に配置され、前記プリカット部における前記切刃部の食込み量の最大値を制限するために前記プリカット部を押し潰す予備成形を行うプリ成形部と、を有していることを特徴とするパイプ切断装置。
2. 前記プリカット切刃は、前記切刃部と前記プリ成形部との間に配置されるとともに前記スリットを形成するのに伴って生じる切屑を排出する逃げ溝をさらに有していることを特徴とする請求項１に記載のパイプ切断装置。
3. 前記プリ成形部が進退移動する際の第１の軌跡は、前記切刃部の刃先が進退移動する際の第２の軌跡を中心にして、パイプが位置する側とは反対側に位置し、前記プリ成形部は、前記切刃部の食込み量が前記最大値を超える場合に前記予備成形を行うことを特徴とする請求項１に記載のパイプ切断装置。
4. 前記パイプは断面略矩形形状を有するパイプであり、前記プリカット部は角部に形成された角アール部であることを特徴とする請求項１に記載のパイプ切断装置。
5. パイプを切断する切断用切刃を突っ込むためのスリットを形成するプリカット切刃を、前記パイプの外周面のうち前記スリットが形成される断面弧形状のプリカット部に向けて進退移動させて、前記スリットを予め形成しておくパイプ切断方法において、
   前記プリカット切刃を前記プリカット部に向けて前進移動する際に、前記プリカット部に食い込んで前記スリットを形成する切刃部よりも前記プリカット部に向かう先端側に配置したプリ成形部により、前記プリカット部を押し潰す予備成形を行い、前記プリカット部における前記切刃部の食込み量の最大値を制限するようにしたことを特徴とするパイプ切断方法。

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