JP4742667B2 - プレス切断装置及びプレス切断方法 - Google Patents

Description

本発明は、鋼管などのプレス切断装置、及び、プレス切断方法に関する。

従来、丸形鋼管や、角形鋼管などを切断加工する際には、プレス切断装置が使用される。例えば、特許文献１に示されるように、プレス切断装置は、拘束用刃（下刃）と、切断用刃（上刃）と、押圧手段等で構成される。このような構成のプレス切断装置では、拘束用刃に拘束保持された鋼管などの被切断物を、押圧手段を用いて切断用刃で押圧し、切断用刃と被切断物との間に発生する剪断力により、被切断物を切断する。

上記プレス切断装置に具備される切断用刃は、板状の刃本体の一側端縁に先細り形状の刃先が、また、他側端部に押圧手段への取付部が、いずれも一体的に形成されたものである。
特開２００２−４６０９４号公報

上記特許文献１でも示されるように、一般に、プレス切断装置に具備される切断用刃は、縦横比が１に近く、略ホームベースプレート状に形成される。これは、切断用刃の刃板面は被切断物の切断断面より大きいことが必要であるが、プレス切断装置の被切断物は丸形鋼管や角形鋼管などの切断断面の縦横比が１に近いものであり、この必要な大きさをカバーするためには、刃に短尺方向と長尺方向とを備える必要性に乏しかったからである。また、切断用刃として必要とされる強度を備えるためには、該切断用刃は、必然的に縦横比が１に近く、略ホームベースプレート状になるのである。

しかし、液圧成形加工等では、複雑な断面形状を有する管状部材が成形され、その断面形状は必ずしも縦横比が１に近いものとはならず、断面形状に長尺方向と短尺方向とを備えることがある。このような管状部材を切断する際にもプレス切断装置が使用される。

例えば、プレス切断装置にて切断する被切断物の切断断面が長尺方向と短尺方向とを有する場合、縦横比が１に近い略ホームベースプレート状の切断用刃を備えるとすれば、被切断物の切断断面の長尺方向をカバーする大きさとするために、切断用刃が大きなものとなる。その結果、剛性が低下し、また、プレス切断装置全体が大きくなってコストが嵩むことが、推測される。

そこで、長尺方向と短尺方向とを有する切断断面の被切断物をプレス切断する場合に、その長尺方向が少なくとも被切断物の切断断面の長尺方向をカバーする大きさである、縦長又は横長の切断用刃を用いることが、考え得る。
この場合、プレス切断装置全体のコンパクト化を考慮すれば、被切断物を切断する際に切断用刃が移動する方向（以下、『プレス方向』と記載する）に縦長である切断用刃を用い、被切断物の長尺方向をプレス方向として切断することが好ましい。プレス方向と略直交する方向に長尺（すなわち、横長）の切断用刃を用いることもできるが、プレス切断装置の設置面積が大きくなってしまうからである。さらに、被切断物の長尺方向をプレス方向と略直交する方向にして切断すると、被切断物の剛性の低い方向からの切断となり、切断面が潰れて切断品質が悪化することとなるからである。

ところが、単純に、切断用刃をプレス方向に縦長形状のものとすれば、切断用刃の長尺方向の剛性が不足する。切断用刃の剛性が不足すれば、切断時に切断用刃が振れたり、反ったりして、切断クリアランスが不安定となり、切断形状精度、質の低下が懸念される。この対策として、潤滑剤を多用したり、切断用刃の刃先形状を変更して切断能力を向上させたり、高剛性の材料を用いて切断用刃を形成して剛性を向上させたりすることも可能ではあるが、刃先形状の変更では剛性不足に対応することはできず、また、切刃の材質を剛性の高い超鋼材に変更しても、超鋼材は衝撃や曲げに弱く切断用刃には適さない。

そこで、本発明では、上記従来技術に鑑み、長尺方向と短尺方向とを有する切断断面の被切断物をプレス切断する場合に適し、切断用刃の移動方向に長尺である切断用刃を備えても、切断時に切断用刃が振れたり撓んだり反ったりすることのないプレス切断装置及び切断方法について提案する。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、請求項１においては、被切断物を拘束する拘束用刃と、該被切断物を切断する切断用刃とを具備するプレス切断装置であって、前記切断用刃が、一端縁に先細り形状の刃先を形成した刃板部と、該刃板部の刃先を挟んだ左右両側端部に設けられ、且つ、被切断物を切断する際の切断用刃の移動方向に伸延する柱状の補強部とを、備えて成るものである。

請求項２においては、前記切断用刃のうち、刃先を含む切断用刃の刃板部の一部分を、切断用刃の他の部分に対して、着脱可能に構成したものである。

請求項３においては、前記拘束用刃に、被切断物の切断部を拘束する拘束部と、切断用刃を前記補強部とともに挿通可能であって、被切断物を切断する際の切断用刃の移動方向に伸延する溝状のガイド部とを形成したものである。

請求項４においては、被切断物の切断部近傍を拘束用刃で拘束し、被切断物を切断する切断用刃を、一端縁に先細り形状の刃先を形成した刃板部と、該刃板部の刃先を挟んだ左右両側端部に設けられ、且つ、被切断物を切断する際の切断用刃の移動方向に伸延する柱状の補強部とを備えて構成し、前記拘束用刃に形成された、被切断物を切断する際に切断用刃が移動する方向に伸延する溝状のガイド部に、切断用刃の刃先を挟んで左右両側端部を前記補強部とともに嵌入し、前記切断用刃をガイド部内で移動させて、被切断物を切断するものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

請求項１においては、切断用刃の剛性を向上させることができる。従って、長尺方向と短尺方向とを有する断面形状の被切断物を切断する際に、被切断物を切断する際に切断用刃が移動する方向に長尺な切断用刃としても、該切断用刃の剛性不足による反りや撓みや折れなどを防止することができる。

請求項２においては、切断用刃のうち、摩耗により他の部分より早く消耗する刃先を含む切断用刃の一部分のみを交換することができるので、切断用刃を新調したときと同様の効果を安価に得ることができる。また、刃先を磨ぐなどのメンテナンス時にも、刃先を含む切断用刃の一部分が分離できるので、取り扱いやすくなる。

請求項３においては、拘束用刃に形成したガイド部によって、切断時の切断用刃の移動方向が被切断物の切断方向に規制されるので、該切断用刃が振れたり撓んだり反ったりすることなく、移動することができ、良好に被切断物を切断できる。

請求項４においては、切断用刃の剛性を向上させることができる。従って、長尺方向と短尺方向とを有する断面形状の被切断物を切断する際に、被切断物を切断する際に切断用刃が移動する方向に長尺な切断用刃としても、該切断用刃の剛性不足による反りや撓みや折れなどを防止することができる。また、拘束用刃に形成したガイド部によって、切断時の切断用刃の移動方向が被切断物の切断方向に規制されるので、該切断用刃が振れたり撓んだり反ったりすることなく、移動することができ、良好に被切断物を切断できる。

次に、発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明の実施例１に係るプレス切断装置の構成を示す図、図２はプレス切断装置の構成を示す正面一部断面図、図３は切断用刃の正面図である。図４は切断用刃の斜視図である。
図５は実施例２に係る切断用刃を示す斜視図である。
図６は実施例３に係る切断用刃を示す斜視図である。
図７は実施例４に係る切断用刃を示す斜視図、図８は実施例４に係る切断用刃を示す正面図である。
図９は実施例５に係るプレス切断装置の構成を示す斜視図である。

図１及び図２に示す如く、本発明に係るプレス切断装置１０は、切断用刃１１と、拘束用刃１２とが具備される。切断用刃１１は、図示せぬ押圧手段に取り付けられ、該押圧手段により切断用刃１１が、拘束用刃１２によって拘束された被切断物３０に接しながら押し下げられることにて、該被切断物３０が切断される。

以下、被切断物３０の切断時に切断用刃１１が移動する方向を『プレス方向』と表現し、本実施例においては、このプレス方向を上下方向とする。従って、本実施例においては、切断用刃１１がいわゆる上刃であり、拘束用刃１２がいわゆる下刃（下型）となる。なお、プレス切断装置の形態によっては、プレス方向が左右方向や斜め方向となることもある。

まず、本発明の実施例１に係るプレス切断装置１０に備える切断用刃１１（１１Ａ）の構造について、詳細に説明する。

図３及び図４ａに示すように、本発明の実施例１に係る切断用刃１１（１１Ａ）は、プレス方向に長尺な板状の刃板部２２と、補強部２３・２３とが備えられる。

前記刃板部２２は、切断用刃１１の刃の本体を成す部分であって、被切断物３０の切断断面の長尺方向長さ以上の長さを有し、且つ、同じく短尺方向幅以上の幅を有する平板状体であって、その下端縁には刃先２１が形成される。切断時においては、刃先２１にて切断された被切断物３０の切断断面が刃板部２２の表裏両面に接する。なお、刃板部２２の厚み（刃厚）は限定されないが、例えば、２．５ｍｍ〜４ｍｍ程度とすることができる。

なお、前記刃先２１は、刃板部２２のうち、被切断物３０に当接して該被切断物３０を切断する部分であり、本実施例においては左右略中央部の尖端に向かってテーパが形成された先細り形状とされる。刃板部２２において最初に刃先２１が被切断物３０に当接し、これに押圧手段により押圧力が加えられることにて、被切断物３０が剪断破断し、切断される。

前記補強部２３・２３は、切断用刃１１に切断用刃として機能するために十分な剛性を備えるためのものであって、前記刃板部２２の刃先２１を挟んで左右両側端部に設けられる。すなわち、切断用刃１１に設けられた補強部２３・２３にて、切断時に切断用刃１１が反ったり撓んだり振れたりすることのないように、切断用刃１１に剛性が備えられる。

なお、実施例１に係る切断用刃１１（１１Ａ）では、刃板部２２の左右両側部において、該刃板部２２が形成する平面に対して略直交方向に突出する柱状のリブ（起立部）を該刃板部２２と一体的に形成して、補強部２３・２３としており、切断用刃１１は平面視略Ｈ字状に形成される。但し、切断用刃１１では、刃板部２２の左右両側部において表裏いずれか一面側にリブを形成して、切断用刃１１を平面視略コ字状（図４ｂ）やクランク状（図４ｃ）のものとすることもできる。

続いて、拘束用刃１２の構造について、詳細に説明する。

前記拘束用刃１２は、図１ａに示すように、左右略対称な右構成体１２Ｒと左構成体１２Ｌとの左右分割構成とされており、図１ｂに示すように、右構成体１２Ｒと左構成体１２Ｌとで被切断物３０を左右から挟み込んで、拘束用刃１２で被切断物３０を拘束保持する。被切断物３０は拘束用刃１２により、少なくとも切断面の前後を含む切断部分周辺を拘束される。

前記右構成体１２Ｒ及び左構成体１２Ｌには、その合わせ面において、被切断物３０を挟持するための拘束部１２ｂ・１２ｂが形成される。該拘束部１２ｂ・１２ｂは、被切断物３０の断面形状に合わせて形状が決定され、右構成体１２Ｒ及び左構成体１２Ｌで被切断物３０を挟み込んだときに、拘束部１２ｂ・１２ｂにて画成される空間に被切断物３０が挿通されるとともに、被切断物３０の切断部分が移動不能に拘束される。

前記右構成体１２Ｒ及び左構成体１２Ｌには、補強部２３及び刃板部２２の一部を含む切断用刃１１の側部を挿入可能なガイド部１２ａがそれぞれ形成される。該ガイド部１２ａは、切断用刃１１の一側端部が嵌入可能であって、切断時に切断用刃１１が移動する方向に伸延する溝状に形成される。

被切断物３０を切断する際には、図１ｂ及び図２に示すように、切断用刃１１の補強部２３・２３を含む左右両側が、拘束用刃１２に形成されたガイド部１２ａ・１２ａに挿入されて該ガイド部１２ａ・１２ａを摺動することにより、切断用刃１１が反ったり撓んだり振れたりしないようにその移動が規制される。

続いて、本発明の実施例２に係る切断用刃１１（１１Ｂ）について説明する。
上記実施例１に係る切断用刃１１（１１Ａ）では、刃板部２２と補強部２３・２３とが
一体成形されたものであるが、切断用刃１１の刃板部２２と補強部２３・２３とを予め別部材として成形したのち、これらを接合して切断用刃１１として一体的に形成することもできる。

図５に示す、実施例２に係る切断用刃１１（１１Ｂ）では、平板状の刃板部２２の左右
両側端面に、柱状の補強部２３・２３を溶接や蝋付けにて固定して、一体的な切断用刃１１が構成される。このように、切断用刃１１において、刃板部２２と、補強部２３・２３とを別体として成形し、これらを接合して一体的なものとすることで、各部材の成形金型が簡易なものとなり、また、切断用刃１１の形状の自由度を高めることができる。

続いて、本発明の実施例３に係る切断用刃１１（１１Ｃ）について説明する。
切断用刃１１に備える補強部２３・２３は、刃板部２２の左右両側端面に該刃板部２２が形成する平面に対して略直交方向に柱状体を形成又は固定したものに限定されない。

図６に示す、実施例３に係る切断用刃１１（１１Ｃ）は、下端縁に刃先２１を形成した平板状の刃板部２２と、該刃板部２２の左右両側端部に別部材としての補強板３１・３１・・をボルト及びナット等の締結手段３２・３２・・にて締結されて成る補強部２３・２３とで、構成される。上記実施例１や実施例２に係る切断用刃１１と比較して、実施例３に係る切断用刃１１は、部品点数は増加するものの、成形が簡易である。

続いて、本発明の実施例４に係る切断用刃１１（１１Ｄ）について説明する。
切断用刃１１は、摩耗する刃先部分と、この刃先部分を着脱可能とする他の部分とで、構成することができる。

実施例４に係る切断用刃１１（１１Ｄ）は、図７及び図８に示すように、カセット３５と、該カセット３５に着脱可能に固定された刃体３７とで、構成される。
切断用刃１１では、使用により刃先２１が摩耗し、他の部分と比較して早く消耗する。従って、他の部分と比較して寿命の短い刃先２１を含む切断用刃１１の一部分を、交換可能とすることによって、切断用刃１１を新調したときと同様の効果を安価に得ることができる。また、刃先２１を磨ぐなどのメンテナンス時にも、刃先２１を含む切断用刃１１の
一部分が刃体３７として分離できるので、取り扱いやすくなる。

前記切断用刃１１を構成するカセット３５は、刃板部３５ａと、該刃板部３５ａの左右
両側端部に形成された補強部３５ｂ・３５ｂとによって、平面視略Ｈ字状に形成される。補強部３５ｂ・３５ｂは、刃板部３５ａよりも下方に延出し、刃板部３５ａと補強部３５ｂ・３５ｂとによって、刃体３７を取り付ける刃体取付部３５ｃが画成される。

前記刃体取付部３５ｃにおいて、補強部３５ｂ・３５ｂには、刃体３７の側端部を挿通して該刃体３７を挟持固定する固定溝３５ｅが形成される。また、補強部３５ｂ・３５ｂには、その断面のうち略半分が固定溝３５ｅと重複する位置に、係止孔３５ｄが形成される。

一方、前記刃体３７は、略ホームベースプレート形状の平板であって、その下端縁には、左右略中央部の尖端に向かってテーパが形成された先細り形状の刃先２１が形成される。そして、刃体３７の両側部には、カセット３５の刃体取付部３５ｃの固定溝３５ｅに挿入したときに係止孔３５ｄと重複する位置に、略半円状の切欠３７ａ・３７ａが形成される。

上述のカセット３５に刃体３７を取り付ける際には、カセット３５の刃体取付部３５ｃの固定溝３５ｅに刃体３７の両側部を挿入し、刃体３７と刃板部３５ａとが当接するまで移動させる。そして、係止孔３５ｄ・３５ｄに係止ピン３６を挿通されれば、刃体３７の切欠３７ａ・３７ａに係止ピン３６・３６が嵌り、刃体３７が係止ピン３６・３６にてカセット３５の刃体取付部３５ｃから落脱しないように係止される。

続いて、本発明の実施例５に係るプレス切断装置１０について説明する。
上記実施例１に示すように、一部材としての拘束用刃１２に、切断用刃１１を挿通してその移動をガイドするガイド部１２ａ・１２ａと、被切断物３０を拘束する拘束部１２ｂとを形成することもできるが、拘束用刃１２を、ガイド部１２ａを備えた部分と、拘束部１２ｂを備えた部分とに分割して構成することもできる。

実施例５に係るプレス切断装置１０に具備される切断用刃１１（１１Ｅ）は、図９に示すように、下端縁に刃先４１が形成された平板状の切断用刃４２である。
一方、拘束用刃１２（１２Ｂ）は、溝状のガイド部４４形成した柱状のガイド部材４３と、被切断物３０を拘束する拘束部４７を備えた拘束用部材４６との、それぞれ独立した部材で構成される。

前記ガイド部材４３には、切断用刃１１の側端部を挿通可能な溝状のガイド部４４が形成され、一組のガイド部材４３・４３は、そのガイド部４４・４４同士を対峙するように配置される。また、ガイド部材４３・４３の間には、被切断物３０の切断部の少なくとも前後を拘束するように拘束部材４６・４６が配置される。拘束部材４６は、平板状であって、左右の分割片にて被切断物３０を挟み込み該被切断物３０を固定する構成とされる。

そして、拘束用刃１２を構成する拘束部材４６・４６の間において、ガイド部材４３・４３のガイド部４４・４４に、切断用刃１１の側端部がそれぞれ嵌入され、該切断用刃１１が下方へ押し下げられることによって、被切断物３０が切断される。
切断時には、切断用刃１１の側端部がガイド部材４３・４３のガイド部４４・４４を摺動することによって、切断用刃１１の振れや反りや撓みが防止され、良好な切断クリアランスが得られる。

前記プレス切断装置１０では、多種断面形状の被切断物３０を切断する際に、被切断物３０の断面形状に応じて、該被切断物３０を拘束する拘束部材４６を取り替えれば、ガイド部材４３は同一のものを利用することができる。従って、多種断面形状の被切断物３０に対して安価に対応することができる。

本発明の実施例１に係るプレス切断装置の構成を示す図。 プレス切断装置の構成を示す正面一部断面図。 切断用刃の正面図。 切断用刃の斜視図。 実施例２に係る切断用刃を示す斜視図。 実施例３に係る切断用刃を示す斜視図。 実施例４に係る切断用刃を示す斜視図。 実施例４に係る切断用刃を示す正面図。 実施例５に係るプレス切断装置の構成を示す斜視図。

１０ プレス切断装置
１１ 切断用刃
１２ 拘束用刃
１２ａ ガイド部
２１ 刃先
２２ 刃板部
２３ 補強部

Claims (4)

1. 被切断物を拘束する拘束用刃と、該被切断物を切断する切断用刃とを具備するプレス切断装置であって、
   前記切断用刃が、
   一端縁に先細り形状の刃先を形成した刃板部と、
   該刃板部の刃先を挟んだ左右両側端部に設けられ、且つ、被切断物を切断する際の切断用刃の移動方向に伸延する柱状の補強部とを、備えて成る
   ことを特徴とするプレス切断装置。
2. 前記切断用刃のうち、
   刃先を含む切断用刃の刃板部の一部分を、切断用刃の他の部分に対して、着脱可能に構成した、
   請求項１に記載のプレス切断装置。
3. 前記拘束用刃に、
   被切断物の切断部を拘束する拘束部と、
   切断用刃を前記補強部とともに挿通可能であって、被切断物を切断する際の切断用刃の移動方向に伸延する溝状のガイド部とを形成した、
   請求項１又は請求項２に記載のプレス切断装置。
4. 被切断物の切断部近傍を拘束用刃で拘束し、
   被切断物を切断する切断用刃を、一端縁に先細り形状の刃先を形成した刃板部と、該刃板部の刃先を挟んだ左右両側端部に設けられ、且つ、被切断物を切断する際の切断用刃の移動方向に伸延する柱状の補強部とを備えて構成し、
   前記拘束用刃に形成された、被切断物を切断する際に切断用刃が移動する方向に伸延する溝状のガイド部に、切断用刃の刃先を挟んで左右両側端部を前記補強部とともに嵌入し、
   前記切断用刃をガイド部内で移動させて、被切断物を切断する
   ことを特徴とするプレス切断方法。

Images