JP4180085B2 - カッター - Google Patents

Description

本発明は、パイプ等を切断する際に用いられるカッターに関する。

カッターは様々な被切断材を切断する際に用いられており、被切断材の形状や材質に応じて、カッターの刃先構造が工夫されている。その一例として、被切断材がガラス板、半導体ウエハー、セラミックス等の脆性材料である場合に用いられるものとして、ディスク状ホイールの円周部に沿ってＶ字形の刃を有し、Ｖ字形の刃を形成する際に、刃の稜線部である刃先が多角形の形状となるように加工した脆性材料基板用カッターホイールが特許文献１に記載されている。

特許文献１に記載のカッターは、板状の被切断材を切断することを前提として刃先構造が工夫されたものであり、その用途において効果を有するものである。一方、これとは形状の異なる被切断材、例えば、パイプ状の被切断材を切断する際には、切断加工時にカッターから被切断材に作用する力が異なるため、精度良く切断するためには、異なる観点から刃先構造を検討する必要がある。

特開２００２−１２１０４０号公報

パイプ状の被切断材を切断する際に通常用いられているカッターの切刃の構造を図４に示す。
図４（ａ）に示す切刃５１においては、円板状の基板５２の中心部に取付孔５３が設けられ、基板５２の外周部が先鋭化されて刃先５４として機能する。切刃５１を側面から見ると、図４（ｂ）に示すように、刃先５４を対称軸として、その両側に、基板５２の中央部の厚みが厚くなるような傾斜面５５が形成されている。すなわち、従来の切刃５１においては、外周部に形成された刃先５４より中心側に近づくに従って、刃先５４を挟んで両側で同じように肉厚が厚くなる構造となっている。

このような切刃でパイプ状の被切断材を切断すると、被切断材５６の切断面５７が図４（ｃ）に示すように、傾斜面となってしまい、水平な断面が得られない。このような切断面を有するパイプを接合すると、接合面の間に隙間を生じてしまい、また、切断時にバリが発生するため、バリの除去に手間がかかることが問題となっていた。

パイプ状のものは様々な分野に使用されているが、特に、エアコンディッショナのように、冷媒等のガスがパイプを通じて流動する装置では、パイプとパイプとの継ぎ目、あるいは、ラッパ状に開口したフレアとパイプとの接続部においてガスが漏れると、自然環境を損ねることとなる。この継ぎ目においてガスが漏れないようにするためには、パイプを切断する際に切断面がほぼ完全な水平面をなすように切断されることが必要となる。

本発明は、以上の問題点を解決するためになされたもので、パイプ状の被切断材を切断する際に、切断面がほぼ完全な水平面をなすように切断することが可能なカッターを提供することを目的とする。

以上の課題を解決するために、本発明のカッターは、円板形状をなす基板の外周部が刃先となる切刃を有するカッターにおいて、この切刃を側面から見たときに、一方の側は水平面をなし、他方の側は中央部の厚みが厚くなるような傾斜面をなす切刃を有することを特徴とする。

切刃を側面から見たときに、一方の側が水平面となっていることによって、刃先の水平面の水平度が被切断材にも維持されるようになるため、被切断材の切断面は、ほぼ完全な水平面が得られる。また、片側に傾斜面を設けることによって、片側の肉厚を厚くして機械的強度が確保されるため、この部分が切断の際の切刃の強度をサポートするように機能する。従って、刃先の強度を維持しつつ、切断面をほぼ完全な水平面とすることができる。

本発明においては、前記傾斜面の傾斜角度が、前記水平面に対して７°以上であることを特徴とする。
傾斜面の傾斜角度が水平面に対して７°未満であると、切刃の厚みが薄くなり、強度が保たれなくなるため好ましくない。

本発明においては、前記切刃の切り込み深さを調整するためにハンドルを操作する際に、前記切刃の位置が段階的に固定される手段を有することを特徴とする。
切刃の位置が段階的に固定されるため、ハンドルを持ってカッターを回転させて被切断材を切断する際に、切刃の位置がずれることがない。そのため、切刃の位置ずれによる切断面の精度の低下を防ぐことができる。

本発明においては、前記切刃の位置が段階的に固定される手段は、前記切刃が取り付けられた支軸の拡径部に等間隔に凹部が設けられ、接触ピンがこの凹部と合致する位置で段階的に停止する機構によるものであり、前記接触ピンは球体とばね部材とを有し、先端側に配置された球体がばね部材の弾性力により出没することを特徴とする。
支軸の拡径部に設けられた凹部と接触ピンとは、接触ピンの先端側に配置された球体の点接触によって接触するため、長期間使用しても摩耗が少なく、耐用性が高い。

本発明によると、パイプ状の被切断材を切断する際に、切断面がほぼ完全な水平面をなすように切断することが可能なカッターを実現することができる。

以下に、本発明をその実施形態に基づいて説明する。
図１に、本発明の実施形態に係るカッターの切刃の構造を示す。図１（ａ）は切刃の正面図、図１（ｂ）はその側面図である。
図１（ａ）において、切刃１は円板状の基板２の中心部に取付孔３が設けられてなるものであり、基板２の外周部が先鋭化されて刃先４として機能するものである。取付孔３には回転を滑らかにするためにベアリングを装着することができる。切刃１を側面から見ると、図１（ｂ）に示すように、刃先４の一方の側は水平面５をなし、他方の側は基板２の中央部の厚みが厚くなるような傾斜面６をなしている。

すなわち、本発明のカッターにおける切刃１おいては、刃先４を挟んで片側のみに傾斜面６が設けられているため、切刃１を側面から見たときに非対称な形状となっている点に大きな特徴がある。このような非対称な形状となっている限りにおいて、図１（ｃ）に示すように、切刃１の外周寄りの傾斜角度を大きくしてもよい。このようにすると、切刃１がパイプ状の被切断材と接触するときの切り込みが安定する。

図１（ｄ）に、切刃１を用いてパイプ状の被切断材を切断したときの切断面を示す。図１（ｄ）において、パイプ状の被切断材のうち、切断後に使用する方の被切断材７の側に、切刃１の水平面５が当たるようにして切断すると、その切断面８ａは水平面となる。その一方、パイプ状の被切断材のうち、切断後に廃棄する方の被切断材９の側には、切刃１の傾斜面６が当たるため、その切断面８ｂは傾斜面となる。すなわち、本発明の切刃１を用いると、切刃１が非対称な形状であることから、使用する方の切断面８ａのみを水平面とすることができ、合理的な切断が可能である。

また、片側に設けられた傾斜面６によって、片側の肉厚を厚くして機械的強度が確保されるため、切断の際の切刃１の強度がサポートされる。
傾斜面６の傾斜角度θは、７°以上としている。また、長期間の使用によってもこの傾斜角度を維持できるようにするために、切刃１を構成する金属の硬度をロックウェル硬度で６２以上６４以下とするのが好ましい。また、比較的粘りのある金属を用いることが好ましい。

次に、この切刃を用いたカッターについて説明する。
図２に、本発明の実施形態に係るカッターの構造を示す。
図２に示すカッター１０おいて、切刃１は支軸１１の先端側に取り付けられ、支軸１１の他端はアーム１２を介してハンドル１３の内部において保持されており、ハンドル１３の回転に伴って、支軸１１は矢印方向に可動となっている。切刃１と対向するように、アーム１２には２つのベアリング１４が設けられており、切刃１とベアリング１４との間に、紙面に垂直な方向が長手方向となるようにパイプ状の被切断材を挟みこみ、カッター１０を図中の矢印方向に回転させて被切断材を切断する。

図３に、ハンドル１３の内部の詳細を示す。図３（ａ）において、支軸１１は、ハンドル１３内において拡径部２１を有しており、この拡径部２１の表面には、等間隔に凹部２２が設けられている。拡径部２１の表面に接触するように、接触ピン２３が配置されており、この接触ピン２３は保持部材２４によってハンドル１３内に保持されている。

図３（ｂ）に接触ピン２３の外観を示し、図３（ｃ）に接触ピン２３の内部構造を示す。
接触ピン２３は、耐摩耗性の高い金属からなる球体２５が接触ピン本体２６の先端側に埋め込まれた構造であり、接触ピン本体２６の外周にはねじが切られており、これによって保持部材２４にねじ固定されている。接触ピン本体２６の内部において、球体２５の後方にはばね部材２７が配置され、このばね部材２７はねじ部材２８によって押し込まれる構造となっている。

切断作業中に切断の進行に伴って、切刃１を被切断材の方向に押し込むためにハンドル１３を回転すると、これに伴って支軸１１は回転しながら切刃１に近づく方向に移動するが、支軸１１の拡径部２１には、等間隔に凹部２２が設けられているため、接触ピン２３は凹部２２と合致する位置で一端停止する。この状態からさらにハンドル１３を回転すると、球体２５はばね部材２７を押し込んだ状態で拡径部２１に沿って移動し、隣の凹部２２と合致する位置に来たときに、球体２５はばね部材２７の弾性力によって押し出されて凹部２２と合致する位置で停止する。

これにより、ハンドル１３の回転に伴って切刃１の位置が段階的に固定されるようになり、ハンドル１３を持ってカッター１０を回転させて被切断材を切断する際に、切刃１の位置がずれることがない。そのため、切刃１の位置ずれによる切断面の精度の低下を防ぐことができる。
球体２５は点接触によって拡径部２１の凹部２２と接触するため、摩耗しにくく耐用性が高い。また、球体２５の後方にはばね部材２７が配置され、このばね部材２７はねじ部材２８によって押し込まれる構造となっているため、ねじ部材２８の位置を調整することによってばね部材２７の長さを調整して、ばね部材２７の持つ弾性力を調整することができる。そのため、ねじ部材２８の位置調整によって、ハンドル１３の回転のしやすさを簡便に調整することができる。

本発明は、パイプ状の被切断材を切断する際に、切断面がほぼ完全な水平面をなすように切断することが可能なカッターとして利用することができ、特に、銅製パイプのように比較的柔らかい材質のパイプを切断する際に有効である。エアコンディッショナ用の配管に用いられるパイプを切断する等の用途に利用することができる。

本発明の実施形態に係るカッターの切刃の構造を示す図である。 本発明の実施形態に係るカッターの構造を示す図である。 ハンドルの内部の詳細を示す図である。 パイプ状の被切断材を切断する際に通常用いられているカッターの切刃の構造を示す図である。

符号の説明

１ 切刃
２ 基板
３ 取付孔
４ 刃先
５ 水平面
６ 傾斜面
７ 切断後に使用する方の被切断材
８ａ、８ｂ 切断面
９ 切断後に廃棄する方の被切断材
１０ カッター
１１ 支軸
１２ アーム
１３ ハンドル
１４ ベアリング
２１ 拡径部
２２ 凹部
２３ 接触ピン
２４ 保持部材
２５ 球体
２６ 接触ピン本体
２７ ばね部材
２８ ねじ部材

Claims (2)

1. 円板形状をなす基板の外周部が刃先となる切刃を有し、前記切刃と対向するベアリングとの間に被切断材を挟み込んだ状態で回転して被切断材を切断するカッターにおいて、この切刃を側面から見たときに、一方の側は水平面をなし、他方の側は中央部の厚みが厚くなるような傾斜面をなし、前記傾斜面は直線的に傾斜し、その外周寄りの傾斜角度を大きくした切刃を有し、前記切刃の切り込み深さを調整するためにハンドルを操作する際に、前記切刃の位置が段階的に固定される手段を有し、前記切刃の位置が段階的に固定される手段は、前記切刃が取り付けられた支軸がハンドル内において有する拡径部の表面に等間隔に凹部が設けられ、接触ピンがこの凹部と合致する位置で段階的に停止する機構によるものであり、前記接触ピンは、支軸の長手方向に対して垂直な方向から支軸を押し込むものであって、前記接触ピンは、球体が接触ピン本体の先端側に埋め込まれた構造であり、前記接触ピン本体の外周にはねじが切られて保持部材にねじ固定されてハンドル内に保持されており、前記接触ピン本体の内部において前記球体の後方にばね部材が配置され、このばね部材はねじ部材によって押し込まれる構造となっており、ねじ部材の位置を調整することによってばね部材の長さを調整してばね部材の持つ弾性力を調整し、先端側に配置された球体がばね部材の弾性力により出没することを特徴とするカッター。
2. 前記傾斜面の傾斜角度が、前記水平面に対して７°以上であることを特徴とする請求項１記載のカッター。

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