JP6072971B1 - 管切断機 - Google Patents

Abstract

【課題】 大径の管も短時間で効率的に切断でき、しかも構造が簡単で小型、軽量な経済性、耐久性に優れた管切断機を提供する。【解決手段】 管１０をその中心線に直角に切断する管切断機であって、切断すべき管１０の中心線に直角な面をｘ−ｙ面、前記管１０の中心を座標の原点として、ｙ軸の両側にｘ軸方向で刃先がオーバーラップするように対向配置された一対の回転鋸刃２０，２０と、一対の回転鋸刃２０，２０がｘ軸上及びその近傍ですれ違うように、一対の回転鋸刃２０，２０をｙ軸方向で逆方向に直進駆動する直進駆動機構５０と、一対の回転鋸刃２０，２０がｘ軸上及びその近傍ですれ違う際に刃先の干渉を回避するべく、ｙ軸方向の直進駆動力の一部をｘ軸方向に変更して、一対の回転鋸刃２０，２０をｙ軸から離れる外側へ移動させる動力方向変換機構４６及び４７とを具備する。【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば製管ラインに走行式切断機等として使用される管切断機に関し、より具体的には、回転鋸刃にミーリングカッターを用い、その回転鋸刃を回転させながら管と直角な面内で移動させて、その管を切断する管切断機に関する。ここにおける管切断機は走行式の他、定置式を含む。また、以下の説明では、切断すべき管と直角な面をｘ−ｙ面と称する。

製管ラインでは、連続的に製造される管を定寸に切断するために走行式切断機が使用される。走行式切断機は、製造される管と同期して走行しながら、回転鋸刃を管と直角な面内で移動させて、その管を切断する。

そのような管切断機として、特許文献１には、複数の回転鋸刃を回転させながら管の外周面に沿って旋回させる方式の切断機が開示されている。ここにおける切断方式は、回転鋸刃の管周方向の旋回移動が公転運動であることから公転式と呼ばれており、公転式のなかでも特に、回転鋸刃をｘ−ｙの２軸方向に位置制御することからｘ−ｙ方式と呼ばれている。

ｘ−ｙ方式以外の公転式切断方式としては、回転鋸刃を先端部に支持した揺動アームを、管が貫通する面板の周方向複数位置に取付けて、揺動アームの揺動角度と面板の回転角度とを制御するθ−θ方式や、回転鋸刃を管が貫通する面板の周方向複数位置に半径方向に移動可能に取付けて、回転鋸刃の半径方向位置と面板の回転角度とを制御するＲ−θ方式がある。

公転式切断機の利点は、管径に対して比較的小径の回転鋸刃と、その回転鋸刃の小さな移動ストロークとにより高速切断を行える点である。この利点のために、公転式切断機は定置式切断機の他、製管ラインにおける走行式切断機等として用いられている。

特許第３４２２５７６号公報

公転式切断機の欠点としては、複数の回転鋸刃をｘ−ｙ面で２方向に位置制御する必要があることから、駆動機構及び位置制御機構が複雑化及び大型化し、必然的に重量も嵩み、コスト高となり、故障も生じやすくなることがある。

公転式とは別に、１枚の回転鋸刃を回転させながら、管の直径方向に直線的に移動させる直進式（Ｒ方式）もある。構造が単純であるが、回転鋸刃の半径が、管の直径より十分に大きくなければならないため、回転鋸刃の大径化による切断精度の低下等が問題となる。

本発明の目的は、大径の管も短時間で精度よく効率的に切断でき、しかも構造が簡単で小型、軽量な経済性、耐久性に優れた管切断機を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の管切断機は、管をその中心線に直角に切断する定置式又は走行式の管切断機であって、
切断すべき管の中心線に直角な面をｘ−ｙ面、前記管の中心を座標の原点として、ｙ軸の両側にｘ軸方向で刃先がオーバーラップするように対向配置された一対の回転鋸刃と、
前記一対の回転鋸刃がｘ軸上及びその近傍ですれ違うように、一対の回転鋸刃をｙ軸方向で逆方向に直進駆動する直進駆動機構と、
前記一対の回転鋸刃がｘ軸上及びその近傍ですれ違う際に刃先の干渉を回避するべく、ｙ軸方向の直進駆動力の一部をｘ軸方向に変更して一対の回転鋸刃の少なくとも一方をｙ軸から離れる外側へ移動させる動力方向変換機構とを具備する。

本発明の管切断機においては、ｘ−ｙ面内のｙ軸の両側にｘ軸方向で刃先がオーバーラップするように対向配置された一対の回転鋸刃が、ｙ軸方向で逆向きに直進駆動される。また、ｘ軸上及びその近傍で一対の回転鋸刃がすれ違う際に、ｙ軸方向の直進駆動力の一部がｘ軸方向に変換されて、一対の回転鋸刃がｙ軸から離れる方向、すなわち外側へ離反移動することにより、一対の回転鋸刃の刃先同士の干渉が回避される。

本発明の管切断機は、ｘ−ｙ面内のｙ軸の両側にｘ軸方向で刃先がオーバーラップするように配置された一対の回転鋸刃を、ｙ軸方向で逆向きに直進駆動すると共に、そのｙ軸方向の直進駆動力を利用して刃先の干渉を回避するので、比較的大径の管も短時間で効率的にしかも高精度に切断できる。しかも構造が簡単であるので小型、軽量であり、経済性、耐久性に優れる。

本発明の第１実施形態を示す管切断機の正面図である。 本発明の第２実施形態を示す管切断機の正面図である。 本発明の第３実施形態を示す管切断機の正面側からの斜視図である。 同管切断機の正面側からの斜視図で、正面側が開放された状態を示す。 同管切断機の背面図からの斜視図である。 同管切断機の背面側からの斜視図で、主要構成部分を示す。

以下に本発明の実施形態を説明する。

まず、第１実施形態の管切断機を図１により説明する。

第１実施形態の管切断機は、管１０をその中心線に直角に切断する管切断機であって、切断すべき管１０の中心線に直角な面をｘ−ｙ面、前記管の中心を座標の原点として、ｙ軸の両側にｘ軸方向で刃先がオーバーラップするように配置された一対の回転鋸刃２０，２０と、一対の回転鋸刃２０，２０がｘ軸上及びその近傍ですれ違うように、一対の回転鋸刃２０，２０をｙ軸方向で逆方向に直進駆動する直進駆動機構５０と、一対の回転鋸刃２０がｘ軸上及びその近傍ですれ違う際に刃先の干渉を回避するべく、ｙ軸方向の直進駆動力の一部をｘ軸方向に変更して一対の回転鋸刃２０，２０の少なくとも一方（ここでは両方）をｙ軸から離れる外側へ移動させる動力方向変換機構４６及び４７とを具備している。

上記構成によれば、ｘ−ｙ面内のｙ軸の両側にｘ軸方向で刃先がオーバーラップするように配置された一対の回転鋸刃２０，２０が、ｙ軸方向で逆向きに直進駆動される。また、ｘ軸上及びその近傍で一対の回転鋸刃２０，２０がすれ違う際に、ｙ軸方向の直進駆動力の一部がｘ軸方向に変換されて、一対の回転鋸刃２０，２０の両方がｙ軸から離れる外側へ離反移動することにより、一対の回転鋸刃２０，２０の刃先同士の干渉が回避される。

こうして管１０が切断されるので、大径の管１０も短時間で効率的にかつ高精度に切断される。しかも構造が簡単であるので、装置が小型、軽量であり、経済性、耐久性が良好である。

次に、第２実施形態の管切断機を図２により説明する。

第２実施形態の管切断機は、管１０をその中心線に直角に切断する管切断機であって、切断すべき管１０の中心線に直角な面をｘ−ｙ面、前記管の中心を座標の原点として、ｙ軸の両側にｘ軸方向で刃先がオーバーラップするように配置された一対の回転鋸刃２０，２０と、一対の回転鋸刃２０，２０がｘ軸上及びその近傍ですれ違うように、一対の回転鋸刃２０，２０をｙ軸方向で逆方向に直進駆動する直進駆動機構５０と、一対の回転鋸刃２０がｘ軸上及びその近傍ですれ違う際に刃先の干渉を回避するべく、ｙ軸方向の直進駆動力の一部をｘ軸方向に変更して一対の回転鋸刃２０，２０の少なくとも一方（ここでは一方）をｙ軸から離れる外側へ移動させる動力方向変換機構４６及び４７とを具備している。

上記構成によれば、ｘ−ｙ面内のｙ軸の両側にｘ軸方向で刃先がオーバーラップするように配置された一対の回転鋸刃２０，２０が、ｙ軸方向で逆向きに直進駆動される。また、ｘ軸上及びその近傍で一対の回転鋸刃２０，２０がすれ違う際に、ｙ軸方向の直進駆動力の一部がｘ軸方向に変換されて、一対の回転鋸刃２０，２０の一方がｙ軸から離れる外側へ離反移動することにより、一対の回転鋸刃２０，２０の刃先同士の干渉が回避される。

こうして管１０が切断されるので、大径の管１０も短時間で効率的にかつ高精度に切断される。しかも構造が簡単であるので、装置が小型、軽量であり、経済性、耐久性が良好である。

次に、第３実施形態の管切断機を図３〜図６により説明する。なお、図１は図３〜図６に示された管切断機の主要構成部分を示す。

第３実施形態の管切断機は、例えば電縫管製造ラインの出口において、当該ラインから連続的に排出される管を、当該管と共に走行しながら切断する走行式切断機として使用される。

本実施形態の管切断機は、図３〜図６に示すように、管１０を、そのパスセンター（すなわち中心線）の両側に対向配置された回転鋸刃２０，２０により切断するものである。以下の説明では、管１０のパスセンター（すなわち中心線）に直角な平面をｘ−ｙ面とし、ｘ軸を水平線、ｙ軸を水平線に対する垂直線で鉛直線、ｚ軸を管１０のパスセンター（すなわち中心線）とする。また、図３及び図４における手前側をライン出側、すなわち管１０の排出側で正面側と称し、先奥側をライン入側、すなわち管１０の進入側で背面側と称する。

この管切断機は、ｘ−ｙ面内の特にｙ軸の両側にｘ軸方向で刃先がオーバーラップするように対向配置された回転鋸刃２０，２０と、両側の回転鋸刃２０，２０がｘ軸上及びその近傍ですれ違うように、両側の回転鋸刃２０，２０をｙ軸方向で逆方向に直進駆動する直進駆動機構５０と、両側の回転鋸刃２０がｘ軸上及びその近傍ですれ違う際に、ｙ軸方向の直進駆動力の一部をｘ軸方向に変更して一対の回転鋸刃２０，２０をｙ軸から離れる方向（すなわち外側）へ離反移動させる動力方向変換機構と、切断される管１０を固定するクランプ機構６０とを具備している。

両側の回転鋸刃２０，２０は、管１０のパスセンター（すなわちｚ軸）を包囲する四角形のフレーム３０内に配置されており、より詳しくは、フレーム３０内に配置された両側の鋸刃ユニット４０，４０に、ｘ軸方向で刃先がオーバーラップするように搭載されている。

フレーム３０は、ｚ軸を上下から挟む上下一対の水平部材３１，３１と、ｚ軸を両側から挟む左右一対の垂直部材３２，３２と、これらの内側に固定された四角形で垂直な背板３３と、上下の水平部材３１，３１を正面側で連結する両側の連結棒３４，３４とを有しており、背板３３の中央部には管１０が通過する開口３５が設けられている。

フレーム３０の正面側の開口部は、両側の連結棒３４，３４の外側に配置された両側の閉塞板３６，３６と、連結棒３４，３４の内側に配置された両開き状の開閉扉３７，３７とにより閉塞されている。両開き構造の開閉扉３７，３７は、管１０が通過する開口３８と、クランプ機構６０の特に後述する前クランプ６０Ａが配置される空間とを残して、フレーム３０の正面側の開口部を閉塞する一方、両側の連結棒３４，３４をヒンジ軸として開閉動作を行う。

そして、このフレーム３０は、背面側の背板３３、正面側の閉塞板３６，３６及び両開き構造の開閉扉３７，３７と共に、切粉回収ボックスを構成する。また、開閉扉３７，３７の一方は、後で詳しく説明するが、前記前クランプ６０Ａの支持体を兼ねる。

両側の鋸刃ユニット４０，４０は、パスセンターであるｚ軸の両側に対向配置されており、いずれも、ｙ軸方向に移動可能な第１可動体４１と、ｘ軸方向に移動可能な第２可動体４２との組み合わせにより構成されている。

第１可動体４１は、フレーム３０内の背板３３のライン出側、すなわち正面側に位置しており、その背板３３の正面側の表面に取付けられた２本のｙ軸方向の直線ガイド４３により、ｙ軸方向に移動自在に支持されている。そして、前記直進駆動機構５０により、ｙ軸方向で逆方向に且つ対称的に同期駆動される。

前記直進駆動機構５０は、フレーム３０内の背板３３の背面側からフレーム３０の上側にかけて配置されており、両側の鋸刃ユニット４０，４０の特に第１可動体４１，４１をｙ軸方向で逆方向に対称的に同期駆動する。

詳しく説明すると、直進駆動機構５０は、背板３３の背面側に垂直に且つ回転自在に支持された両側のスクリュウロッド５１，５１と、両側のスクリュウロッド５１，５１に螺合する両側のボールネジ５２，５２とを有しており、両側のボールネジ５２，５２が背板３３の正面側に支持された第１可動体４１，４１と連結されると共に、両側のスクリュウロッド５１，５１が、フレーム３０上に配置されたモータ５３及び連結軸５４により同期して逆方向に回転駆動されることにより、両側の第１可動体４１，４１を前記のとおりｙ軸方向で逆方向に対称的に同期駆動する。

すなわち、第１可動体４１，４１の一方がフレーム２０内の上側の待機位置から下側の待機位置へ向けて下降するときに、他方がフレーム３０内の下側の待機位置から上側の待機位置へ向けて上昇する。これにより、両側の鋸刃ユニット４０，４０は、回転鋸刃２０，２０と共にｙ軸方向で逆方向に且つ対称的に直進駆動されて、ｘ軸上及びその近傍ですれ違う。

一方、第２可動体４２は、第１可動体４１の正面側に配置されており、ｙ軸に近い内側部分に、前記回転鋸刃２０をその回転駆動機２１と共に支持している。回転駆動機２１は、ここでは油圧モータであり、その正面側には回転鋸刃２０が、減速機構を介することなく連結（すなわち直結）されている。

第２可動体４２は、第１可動体４１の正面側に、鋸刃付勢機構である弾性部材４６を介して取付けられており、より具体的には、第１可動体４１の正面側の表面に取付けられた２本のｘ軸方向の直線ガイド４４により、ｘ軸方向に移動自在に支持されると共に、同じく２本のｘ軸方向のロッド４５に装着されたコイルスプリング状の弾性部材４６により内側へ付勢されている。そして、第２可動体４２が可動域の内側の限界位置に、付勢力により弾性的に保持されている状態で、鋸刃ユニット４０，４０における回転鋸刃２０，２０は、それぞれの刃先をｘ軸方向でオーバーラップさせる。

背板２３の正面側の表面には、パスセンターであるｚ軸を挟んでガイド機構である湾曲ガイド４７，４７が対称的に突設されている。個々の湾曲ガイド４７はｘ軸上にあり、外側へ凸の弧状のガイド面４８を有している。

詳しく説明すると、第２可動体４２の一部は、背面側の第１可動体４１を貫通して第１可動体４１の更に背面側に突出し、第１可動体４１の背面側に配置された接触子４９を支持している。接触子４９は、ガイド機構である湾曲ガイド４７のガイド面４８に当接するローラであり、鋸刃ユニット４０がｘ軸上及びその近傍を通過するとき当該ガイド面４８に案内されて外側へ変位する。

この第２可動体４２の外側への変位により、鋸刃ユニット４０は、ｘ軸上及びその近傍を通過する際に、弾性部材４６による付勢力に抗して外側へ弧状に退避移動して、両側の回転鋸刃２０，２０が干渉する事態を回避する。

これから分かるように、両側の回転鋸刃２０，２０がｘ軸上及びその近傍ですれ違う際に、ｙ軸方向の直進駆動力の一部をｘ軸方向に変換して、鋸刃ユニット４０，４０内の第２可動体４２，４２を外側へ離反移動させることにより、回転鋸刃２０，２０がｘ軸上及びその近傍ですれ違う際の刃先の干渉を回避するのが、前記動力方向変換機構であり、いずれの側においても、鋸刃ユニット４０内に鋸刃付勢機構として設けられた弾性部材４６と、背板２３の正面側の表面にガイド機構として設けられた湾曲ガイド４７との組み合わせにより構成されている。

前記クランプ機構６０は、フレーム３０内の背板３３より正面側に設けられた前後一対の前クランプ６０Ａ及び後クランプ６０Ｂを含む。前後一対の前クランプ６０Ａ及び後クランプ６０Ｂは、回転鋸刃２０，２０の配置面であり切断面であるｘ−ｙ面の前後（すなわち正面側及び背面側）にそれぞれ配置されている。

正面側の前クランプ６０Ａは、回転鋸刃２０，２０による切断面より正面側、特にその切断面に近い位置において管１０を上下から挟持固定するものであり、具体的には、その挟持のための上下のクランプヘッド６１Ａ，６１Ａと、上下のクランプヘッド６１Ａ，６１Ａを上下から支持する垂直な棒状の支持部材６２Ａ，６２Ａと、支持部材６２Ａ，６２Ａを垂直方向で案内する上下の案内部材６３Ａ，６３Ａと、上下の案内部材６３Ａ，６３Ａに対して支持部材６２Ａ，６２Ａを上下各方向に各付勢する上下のスプリング６４Ａ，６４Ａとを備えている。

そして、前クランプ６０Ａの特に案内部材６３Ａ，６３Ａは、両開き構造の開閉扉３７，３７の一方、ここでは向かって右側の開閉扉３７の内側縁部に取付けられている。これにより、右側の開閉扉３７を閉状態から開状態へ移行させると、前クランプ６０Ａが右側の連結棒３４を中心として正面側へ旋回移動して、回転鋸刃２０，２０の正面側を開放する。

一方、背面側の後クランプ６０Ｂは、回転鋸刃２０，２０による切断面より背面側、特にその切断面に近い位置において管１０を上下から挟持固定するもので、回転鋸刃２０，２０を駆動する回転駆動機２１，２１の間に配置されている。この後クランプ６０Ｂは、上下のクランプヘッド６１Ｂ，６１Ｂと、上下のクランプヘッド６１Ｂ，６１Ｂを上下から支持する垂直な棒状の支持部材６２Ｂ，６２Ｂと、支持部材６２Ｂ，６２Ｂを垂直方向で案内する上下の案内部材６３Ｂ，６３Ｂとを有し、上下の案内部材６３Ｂ，６３Ｂはフレーム３０に支持されている。

そして、フレーム３０の上下に設けた前後で共用のシリンダー６５，６５が、同じく前後で共用の昇降ヘッド６６，６６を介して前クランプ６０Ａの支持部材６２Ａ，６２Ａ、及び後クランプ６０Ｂの支持部材６２Ｂ，６２Ｂを上下から押圧することにより、管１０が切断面の正面側及び背面側の切断面に近い各位置で、前クランプ６０Ａのクランプヘッド６１Ａ，６１Ａ及び後クランプ６０Ｂのクランプヘッド６１Ｂ，６１Ｂにより、上下から挟持固定される。

ここで、後クランプ６０Ｂにおける上下の支持部材６２Ｂ，６２Ｂは上下の昇降ヘッド６６，６６と結合されているが、前クランプ６０Ａにおける上下の支持部材６２Ａ，６２Ａは、前クランプ６０Ａの正面側への旋回移動を許容するために、上下の昇降ヘッド６６，６６とは非結合状態である（縁切りされている）。

この結合・非結合のため、上下の昇降ヘッド６６，６６が元の位置へ復帰したとき、後クランプ６０Ｂにおける上下の支持部材６２Ｂ，６２Ｂは元の位置へ復帰駆動されるが、前クランプ６０Ａにおける上下の支持部材６２Ａ，６２Ａは、上下の昇降ヘッド６６，６６による元の位置への復帰駆動がなされない。これに代わって、上下のスプリング６４Ａ，６４による付勢力により、上下の支持部材６２Ａ，６２Ａが元の位置への復帰動作を行う。

次に、第３実施形態の管切断機による管切断動作を説明する。

待機状態では、両側の鋸刃ユニット４０，４０の一方は上側の待機位置にあり、他方は下側の待機位置にある。また、前クランプ６０Ａにおける上下のクランプヘッド６１Ａ，６１Ａ、及び後クランプ６０Ｂにおける上下のクランプヘッド６１Ｂ，６１Ｂは、共に上下に開いた状態にある。また、両開き構造の開閉扉３７，３７は閉状態である。

切断すべき管１０が当該切断機に挿通されると、上下のシリンダー６５，６５が作動して、前クランプ６０Ａにおける上下のクランプヘッド６１Ａ，６１Ａ、及び後クランプ６０Ｂにおける上下のクランプヘッド６１Ｂ，６１Ｂを閉じる方向へ駆動する。これにより管１０が切断面の前後で上下から挟持され固定される。

管１０が固定されると、両側の回転鋸刃２０，２０が回転を始める。これと共に、両側の鋸刃ユニット４０，４０が、それぞれの待機位置から他方の待機位置へ向けて直進移動を開始する。すなわち、鋸刃ユニット４０，４０の一方が、上側の待機位置から下側の待機位置へ向けて下降を始め、他方が下側の待機位置から上側の待機位置へ向けて上昇を始める。

これにより、両側の鋸刃ユニット４０，４０に各搭載された両側の回転鋸刃２０，２０は、ｘ軸を挟んで対称位置（すなわち上側の待機位置と下側の待機位置）からｘ軸に向かって直進し、ｘ軸上及びその近傍ですれ違って反対側の対称位置（すなわち下側の待機位置と上側の待機位置）へ向かう。両側の回転鋸刃２０，２０はｘ軸方向でそれぞれの刃先がオーバーラップする位置に配置されているので、２枚の回転鋸刃２０，２０のｙ軸方向の直進動作により管１０が短時間で効率よく切断される。

両側の回転鋸刃２０，２０がｘ軸上及びその近傍ですれ違うとき、そのままでは刃先同士が干渉するが、鋸刃ユニット４０，４０内でコイルスプリング状の弾性部材４６，４６により内側へ付勢された両側の第２可動体４２，４２が、両側の湾曲ガイド４７，４７に案内されることにより、付勢力に抗して外側へ退避移動するので、その干渉は回避される。

かくして、管１０が両側の回転鋸刃２０，２０により切断される。管１０の切断に伴って発生する切粉は、切粉回収ボックスであるフレーム３０内に回収され、周囲への飛散が防止される。

本実施形態の管切断機の構成上、機能上の特徴は以下のとおりである。

両側の回転鋸刃２０，２０がｘ軸方向で外側へ退避する動作は、ｙ軸方向の直進駆動力を利用、すなわちｘ軸方向に変換することにより行われるので、この退避動作に新たな動力、駆動源を必要としない。すなわち、必要な動力は、基本的に両側の回転鋸刃２０，２０を回転させるための回転駆動力と、ｙ軸方向の直進駆動力だけである。このため、両側の回転鋸刃２０，２０はｘ−ｙ面で２方向に駆動されるにもかかわらず、駆動機構が簡素となる。

回転鋸刃２０，２０は、管１０の全体を切断するのではなく、管１０の約半分を切断するだけであるので、管１０の全体を切断する場合と比べて切断時間が短縮される。また、回転鋸刃２０，２０の半径が小さくなり、このことも、構造の簡素化に寄与する。

両側の回転鋸刃２０，２０が管１０の周囲を旋回せず、ｙ軸方向に直進駆動されることは、回転鋸刃２０，２０の移動域が狭いことを意味するので、前述した駆動機構の簡素化と共同で、当該管切断機の小型化、軽量化に寄与する。

回転鋸刃２０，２０の一方が上側の待機位置から下側の待機位置へ下降し、他方が下側の待機位置から上側の待機位置へ上昇した後、次の切断では回転鋸刃２０，２０の一方が下側の待機位置から上側の待機位置へ上昇し、他方が上側の待機位置から下側の待機位置へ下降する。これにより、次の切断に備えた回転鋸刃２０，２０の元の位置への復帰動作が不要となり、切断工程の短縮が可能となる。

両側の回転鋸刃２０，２０がｘ軸上及びその近傍ですれ違うとき、外側に退避移動するが、ｘ軸上では管１０の横幅が最大となるので、両側の回転鋸刃２０，２０が管１０から外れる事態が効果的に回避される。このため、回転鋸刃２０，２０が兼用できる管径の範囲が広がり、回転鋸刃２０，２０の直径、ひいてはその種類を少なくすることができる。すわわち、当該管切断機の特徴の一つとして、種々の口径の管１０を切断できることがあり、回転鋸刃２０，２０の外径、湾曲ガイド４７，４７のガイド面形状、更には前クランプ６０Ａにおける上下のクランプヘッド６１Ａ，６１Ａ、及び後クランプ６０Ｂにおける上下のクランプヘッド６１Ｂ，６１Ｂの接触面形状等を最適化することにより、兼用範囲を広く設定することが可能となる。

回転鋸刃２０，２０による切断面の正面側は他の機器との干渉がないため、切断面に近い位置で前クランプ６０Ａによる管１０の固定が可能となるが、切断面の背面側は回転鋸刃２０，２０を搭載する鋸刃ユニット４０，４０との干渉が懸念されるため、切断面に近い位置での後クランプ６０Ｂによる管１０の固定は容易でない。

しかるに、本実施形態の管切断機では、両側の回転鋸刃２０，２０は、管１０の周囲を旋回せず、ｙ軸方向に直進駆動され、ｘ軸方向では外側へ退避移動する。このため、両側の鋸刃ユニット４０，４０間に、ｙ軸方向に延びる直線状の空間が形成可能となる。一方、前クランプ６０Ａ及び後クランプ６０Ｂは、クランプ方向がｙ軸方向であるため、ｙ軸方向に長い設計となっている。このため、両側の鋸刃ユニット４０，４０間に、管クランプ機構６０の特に後クランプ６０Ｂが配置可能となり、切断面の前後とも、切断面に近い位置で管１０を固定することが可能となる。

すなわち、両側の鋸刃ユニット４０，４０の直線駆動方向（両側の回転鋸刃２０，２０の直線駆動方向と同じ）と後クランプ６０Ｂのクランプ方向とが同じであるため、切断面の前後とも、切断面に近い位置で管１０を固定することが可能となり、結果、管１０が強固に固定されることにより、管１０の切断効率が上がり、回転鋸刃２０，２０の使用寿命が長くなる。

加えて、本実施形態の管切断機では、前クランプ６０Ａのクランプ方向もｙ軸方向で、後クランプ６０Ｂのクランプ方向と同じであるため、前後で共用の上下のシリンダー６５，６５及び昇降ヘッド６６，６６により開閉駆動される。このため、クランプ機構６０の駆動機構が簡素となる。

前クランプ６０Ａは、開閉扉３７，３７の一方（ここでは向かって右側の開閉扉３７）に取付けられているので、開閉扉３７，３７を閉状態から開状態へ移行させると、前クランプ６０Ａが右側の連結棒３４を中心として正面側へ旋回移動することにより、回転鋸刃２０，２０の正面側が開放される。これにより、フレーム３０の一部を分解せずとも回転鋸刃２０，２０の交換作業が可能となる。このため、回転鋸刃２０，２０の交換作業が容易である。

フレーム３０の正面側では、クランプ機構６０を作動させることにより、上下の水平部材３１，３１に離反方向の反力が作用するが、上下の水平部材３１，３１が連結軸３４，３４により連結されているので、軽量化を維持しつつ、必要な強度が確保される。両側の連結軸３４，３４は開閉扉３７，３７のヒンジ軸を兼ねているので、これもフレーム３０の軽量化に寄与する。

加えて、回転鋸刃２０，２０の回転駆動機２１，２１はここでは油圧モータである。油圧モータは軽量である上に、トルクが大きいので、減速機を介さずに回転鋸刃２０，２０をダイレクトドライブできる。これによる小型化により、両側の鋸刃ユニット４０，４０間に形成される空間が大きくなり、後クランプ６０Ｂの配置が容易になるので、この観点からも装置の小型化、軽量化が推進される。

加えて、前記油圧モータにより回転鋸刃２０，２０を回転速度が一定で駆動し、直進駆動機構５０により回転鋸刃２０，２０の昇降速度を可変制御するならば、回転鋸刃２０，２０の刃先寿命を延ばすことが可能となる。

したがって、第３実施形態の管切断機も又、大径の管１０も短時間で効率的に切断できる。しかも構造が簡単であるので小型、軽量であり、経済性、耐久性に優れる。

なお、本実施形態では、ｘ−ｙ面内のｘ軸を水平線、ｙ軸を水平線に対する垂直線で鉛直線としているが、これに限らない。ｙ軸を水平線、ｘ軸を水平線に対する垂直線で鉛直線としてもよい。２軸の方向は、ｘ−ｙ面内の直角な２方向という意味である。

また、動力方向変換機構は、本実施形態では、鋸刃ユニット４０内に鋸刃付勢機構として設けられた弾性部材４６と、背板２３の正面側の表面にガイド機構として設けられた湾曲ガイド４７との組み合わせにより構成されているが、鋸刃付勢機構とガイド機構との組み合わせに限るものではなく、ガイドレールを用いたものでもよい。

動力方向変換機構に関連して、第２図に図示された第２実施形態では、一対の回転鋸刃２０，２０のうちの、外側へ離反移動しない方の回転鋸刃２０においても、鋸刃付勢機構としての弾性部材４６が図示されているが、ガイド機構と共にこの鋸刃付勢機構を省略して、回転鋸刃２０をｘ軸方向で固定することも当然可能である。

１０ 管
２０ 回転鋸刃
２１ 回転駆動機
３０ フレーム
３１ 水平部材
３２ 垂直部材
３３ 背板
３４ 連結棒
３５ 開口
３６ 閉塞板
３７ 開閉扉
４０ 鋸刃ユニット
４１ 第１可動体
４２ 第２可動体
４３，４４ 直線ガイド
４５ ロッド
４６ 弾性部材（鋸刃付勢機構）
４７ 湾曲ガイド（ガイド機構）
４８ ガイド面
４９ 接触子
５０ 直進駆動機構
５１ スクリュウロッド
５２ ボールネジ
５３ モータ
５４ 連結軸
６０ クランプ機構
６０Ａ 前クランプ
６０Ｂ 後クランプ
６１Ａ，６１Ｂ クランプヘッド
６２Ａ，６２Ｂ 支持部材
６３Ａ，６３Ｂ 案内部材
６４Ａ スプリング
６５ シリンダー
６６ 昇降ヘッド

Claims (9)

1. 管をその中心線に直角に切断する定置式又は走行式の管切断機であって、
   切断すべき管の中心線に直角な面をｘ−ｙ面、前記管の中心を座標の原点として、ｙ軸の両側にｘ軸方向で刃先がオーバーラップするように対向配置された一対の回転鋸刃と、
   前記一対の回転鋸刃がｘ軸上及びその近傍ですれ違うように、一対の回転鋸刃をｙ軸方向で逆方向に直進駆動する直進駆動機構と、
   前記一対の回転鋸刃がｘ軸上及びその近傍ですれ違う際に刃先の干渉を回避するべく、ｙ軸方向の直進駆動力の一部をｘ軸方向に変換して一対の回転鋸刃の少なくとも一方をｙ軸から離れる外側へ移動させる動力方向変換機構と
   を具備する管切断機。
2. 請求項１に記載の管切断機において、
   前記動力方向変換機構は、一対の回転鋸刃の少なくとも一方をｙ軸へ近づく内側へ付勢して内側の移動限に弾性的に保持する鋸刃付勢機構と、
   一対の回転鋸刃がｘ軸上及びその近傍ですれ違う際に一対の回転鋸刃の少なくとも一方を付勢力に抗して外側へ退避移動させるガイド機構とを含む管切断機。
3. 請求項２に記載の管切断機において、
   前記ガイド機構は、外側へ凸の湾曲ガイドを含む管切断機。
4. 請求項１に記載の管切断機において、
   前記回転鋸刃は油圧モータにより駆動される管切断機。
5. 請求項４に記載の管切断機において、
   前記油圧モータは回転鋸刃と直結される管切断機。
6. 請求項１に記載の管切断機において、
   更に、一対の回転鋸刃による切断面の正面側及び背面側にそれぞれ配置されて管を固定する前クランプ及び後クランプを具備する管切断機。
7. 請求項６に記載の管切断機において、
   前記後クランプは、回転鋸刃の直進駆動方向であるｙ軸方向で管をクランプする管切断機。
8. 請求項７に記載の管切断機において、
   前記前クランプ及び後クランプは、共に、回転鋸刃の直進駆動方向であるｙ軸方向で管をクランプする管切断機。
9. 請求項６に記載の管切断機において、
   一対の回転鋸刃の移動域を覆うことにより、管の切断に伴って発生する切粉を回収する切粉回収ボックスを具備しており、
   当該切粉回収ボックスは正面側の開口部を開閉する開閉扉を有すると共に、その開閉扉にて前記前クランプを支持する管切断機。

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