JP6373120B2 - 型材切断工具 - Google Patents

Description

本発明は、レースウェイやダクターチャンネル、軽量型鋼といった、金属製の長尺部材を、施工現場などにおいて手動で正確に切断するための切断工具に関する発明である。

アングルなどの金属製型材を手動で切断する切断工具には、より小さな力で大きな切断力を実現することができる切断工具として、例えば特許文献１に記載の切断装置が知られている。特許文献１に記載された発明は、固定刃の上に被切断物を配置し、その上方から可動刃を下降させて被切断物を切断する構造のものである。具体的な構造として、固定刃と可動刃は一端部で軸着することによって開閉可能で、被切断物を挿入することができるようにしている。また、可動刃に大きな力を作用させる構造として、偏心カム機構を利用している。
特許文献２に記載の発明は、ハウジングに固定された固定刃と、原動機によって駆動される可動刃で構成し、固定刃及び可動刃に被切断物の断面形状と一致する挿通孔を穿設しておき、固定刃と可動刃の挿通孔の位置を一致させた状態で被切断物を挿通し、可動刃を原動機によって移動させることによって被切断物を切断するものである。

特開２００５−２８５０５号公報 特開平９−１６８９４５号公報

特許文献１に開示された発明では、被切断物全体を一方向からのせん断作用で切断する。このようなものでは、レースウェイのように、折曲部、特に折り返し部分のある断面形状の型材を切断しようとする場合には、折り返し部分が押し潰されてしまい、きれいに切断することができない可能性がある。
特許文献２に記載の発明では、固定刃と可動刃の挿通孔を一致させた状態で被切断物を挿通させ、その状態でせん断作用を行うため、被切断物に変形を発生する虞はない。切断後には、バネによって可動刃を旧位置復帰させるようにしているが、旧位置に復帰するためのバネ及びバネ受け台は、可動刃の下方位置に配置している。そのため、必然的に固定刃の位置はバネ構造の分だけ高い場所に位置することになる。このようなものでは、被切断物をセットする場合に被切断物を手で持ち上げ、持ち上げた状態で固定刃と可動刃の挿通孔に挿入する必要があり、作業が困難であるという欠点があった。すなわち、なるべく被切断物を持ち上げる高さを低くするのが作業上有利である。また、手動で型材などの金属製部材を切断する工具を実現する場合、なるべく小さな力で被切断物を切断するようにするのが好ましい。

上記、従来技術の欠点に鑑み、本発明は手動操作によってレースウェイやダクターチャンネル、軽量型鋼といった、金属製の長尺部材において、断面形状に変形を生じさせることなく、なるべく小さな力で切断することができ、しかも被切断物の取り扱いに際して、被切断物を高く持ち上げる必要がなく、被切断物の切断作業を確実かつ能率的に行うことができる型材切断具を実現することを目的とするものである。

上記目的を達成する、請求項１記載の発明は、固定刃２と可動刃３が前後に重なり合うように配置し、手動ハンドル４の操作によって可動刃３を上下動させるとともに、固定刃２と可動刃３のそれぞれに被切断物の端面形状と一致する貫通孔５、６を穿設し、被切断物Ａを固定刃の貫通孔５と可動刃３の貫通孔６を貫通させて可動刃３を手動ハンドル４によって降下させ、固定刃２と可動刃３のせん断作用よって被切断物Ａを切断するものである。

固定刃２は、本体１の下部位置に固定する。固定刃２の直前位置に本体１の可動刃ガイド部７に沿って上下方向に移動可能な可動刃３を配置する。可動刃３はその上端部にバネ受け部８を設け、本体１の一部と前記バネ受け部８との間に上方に向けて付勢するバネ９、９を配置し、可動刃３を休止状態において上方に移動させて固定刃２の貫通孔５と可動刃３の貫通孔６の位置を一致させるようにする。
本体１の上部には、押しスライドガイド部10に沿って上下方向に移動可能であって可動刃３の上端に当接する押しスライド11を配置する。そして、手動ハンドル４によって押しスライド11を下方に押圧することによって、被切断物を切断するものである。

請求項２記載の発明は、上記切断工具における押しスライドの具体的構造に関するものである。すなわち、本体１上部において上下方向に移動可能な押しスライド11には、方形の窓孔12を穿設し、この窓孔12に横方向移動可能な方形のスライドブロック13を装着する。スライドブロック13には軸受け孔14を穿設する。押しスライドを操作するための手動ハンドル４の先端には、円柱状のクランク軸15を固定する。円柱状のクランク軸を本体１に軸支させるとともに、クランク軸の前端面に偏心カム16を突出形成し、この偏心カム16を前記スライドブロック13の軸受け孔14に嵌合させ、手動ハンドル４の回動動作によってスライドブロック11を上下方向に移動可能とする。スライドブロック11を下方に移動させ、スライドブロック11に押されて可動刃３を下降させることである。

請求項３記載の発明は、固定刃２及び可動刃３に穿設する貫通孔５、６のうち、固定刃２に穿設する貫通孔５を被切断物Ａの入口側に向けて広がるテーパ孔とすることである。

なお、前端面に偏心カム16を突出形成する円柱状のクランク軸15には、クランク軸15と直交する方向の貫通孔17に手動ハンドル４の先端部を貫通させるとともに、クランク軸15の後端面中心位置に固定ネジ18を螺着するネジ孔19を形成しておく。そして、ネジ孔19に螺着する固定ネジ18は、パイプ状の手動ハンドル４の手前の壁面を貫通させ、内奥の壁面に押圧して固定することによって、一本のボルトを締付けることによってクランク軸に円筒状の手動ハンドル４を簡単かつ確実に固定することができる。

請求項１記載の発明によれば、手動操作によってレースウェイやダクターチャンネルといった型鋼を被切断物Ａとして、変形させることなく手動操作によって確実に切断することができる。このとき、被切断物Ａを固定刃及び可動刃にセットする作業においては、貫通孔５、６に対して被切断物を水平に挿入する必要がある。このとき、本発明では本体の下部において被切断物の挿入作業を行うことができるため、被切断物を大きく持ち上げる必要がなく、小さな労力で比較的容易に行うことができる効果がある。

請求項２記載の発明によれば、手動ハンドル４によって可動刃３を上下方向に移動させ、小さな力で大きな押し下げ力を実現することができ、被切断物を確実に切断することができる。本発明では、比較的低い位置において固定刃２と可動刃３に穿設した被切断物の断面形状と一致する貫通孔５、６に、被切断物Ａを貫通させ、偏心カムを備えた手動ハンドル４の回動操作によって可動刃を移動させる。そして、可動刃の移動距離は比較的短く、手動ハンドルの無理のない比較的小さな角度の回動操作によって大きな力の切断作用を実現することができる。このとき、被切断物のセット位置が比較的低い位置にあるため、セットのし易さと、小さな力による回動操作の相乗効果によって極めて作業性のよい型材切断工具を実現することができる。

請求項３記載の発明によれば、被切断物の先端を固定刃２の貫通孔５に合わせて挿入する作業の際、貫通孔５が挿入側に向けて外広がりであるため、被切断物を容易に挿入し、能率的に作業を行うことができる効果がある。さらに、貫通孔５をテーバ形状にすることで、切断時に固定刃が被切断物に食い込み易くなる。換言すれば切り刃となる固定刃の貫通孔周縁が鋭角となって、刃物としての掬い角形成されることになり小さな力で鋭利に切断することができることになる。

図１は、本発明型材切断工具の分解斜視図、 図２は、本体の上蓋及び下蓋を省略した正面図、 図３は、図２のIII‐III線断面図、 図４は、可動刃が上昇位置にある場合の正面図、 図５は、可動刃が下降途中にある状態の正面図、 図６は、可動刃が下降した状態の正面図、 図７は、被切断物の切断作業前の斜視図、 図８は、被切断物を切断している状態の斜視図、 図９は、被切断物の切断が完了した状態の斜視図、 図１０は、固定刃及び可動刃に穿設した貫通孔部分の断面図、 図１１は、クランク軸と手動ハンドルの接続部分の分解状態の断面図、 図１２は、図１１の組み立て状態の断面図、 図１３は、図１２の横断面図である。

以下、本発明に係る型材切断工具の実施形態を添付の図面に基づいて説明する。図１は、本発明型材切断工具の実施形態を示す分解斜視図、図２は、本体の上蓋及び下蓋を省略した正面図である。

支持台22によって垂直状態に維持される本体１は、一定厚みの略方形のブロック状であって、下半部の左右両側に一定高さで、上下方向の移動を案内する可動刃ガイド部７、７を、上半部の左右両側に一定高さで、上下方向の移動を案内する押しスライドガイド部10、10を形成している。本体１の下半部には、方形で段付きの窓孔24を設け、この窓孔24に固定刃２を装着している。固定刃２は、窓孔24の段部24aに嵌まり込んで、その外表面は、本体の表面と面一となるようにしている。すなわち、窓孔24の段部24aの高さと固定刃２の厚みを一致させている。

固定刃２の前方には可動刃３を配置している。可動刃３は、本体１の表面を摺動するように、可動刃ガイド部７、７に案内されて固定刃２の直前を上下方向に移動可能としている。そして、固定刃２と可動刃３にはそれぞれ、切断しようとするレースウェイなどの被切断物Ａの端面形状(断面形状)と近似の形状で、被切断物が通過するクリアランスを備えた貫通孔５及び６を穿設している。より正確には、貫通孔の形状は被切断物の形状に比較して僅かにずらせて形成し、切断時において刃と被切断物の当接位置、すなわち切断位置が順次移動し、小さな力で被切断物を切断することができるようにしている。
貫通孔５及び６は、可動刃３が上方に移動したセット位置において、固定刃２の貫通孔５の位置と可動刃３の貫通孔６の位置が一致し、被切断物を最も挿入し易いようにしている。すなわち、可動刃３はバネ９、９の力によって上方に付勢されて、貫通孔５と６が一致する位置に係止され、休止状態となっている。

可動刃を上方に付勢する構造として、可動刃３の上端部に、水平方向に延びる平板であって、両端部が可動刃３の側方に突出するバネ受け部８を固定している。そして、図１や図２から理解されるように、本体の一部、具体的には可動刃ガイド部７の上端面7aと、前記バネ受け部８の側方に突出している突出部の下面との間にバネ９、９を配置し可動刃３を上方に付勢するようにしている。前記バネ受け部８の上面は、本体１の上半部に形成した押しスライドガイド部10の下端に支受され(図２参照)、可動刃２は、固定刃２の貫通孔５と可動刃３の貫通孔６の位置が一致する定位置に保持され、その位置から下方への移動のみが許容される。

本体1の上半部には、前記固定刃３のバネ受け部８上面を押圧する押しスライド11を配置している。押しスライド11は、略方形枠状であって、下辺に押圧突起11aを形成し、該押圧突起11aが可動刃３の上辺、すなわち、バネ受け部８の上面に当接し、押しスライド11が下方に押されるとバネ９、９の弾発力に抗して可動刃３を下方に移動させ貫通孔３、５を貫通している被切断物Ａを切断する。

押しスライド11の窓孔12には、スライドブロック13を配置している。スライドブロック13は、略正方形(四隅に面取りを施している)であって中心部に円形の軸受け孔14を穿設してあり、押しスライド11の窓孔12に嵌合して左右方向にのみスライド可能に装着している。

本体１の上半部には、クランク軸15が嵌合するクランク軸嵌合孔23を穿設し、円柱状のクランク軸15を手動ハンドル４で回動させる。円柱状のクランク軸15の前端面には、偏心カム16を前方に向けて突出形成している。前方に向けて突出している偏心カム16は、本体１の前方に位置する押しスライド11に嵌合しているスライドブロック13の軸受け孔14に嵌合させている。偏心カム16の前面であって、クランク軸の中心位置には、前方に向けて支持軸25を突出させるとともに、本体の上半部の前面には上蓋20をビス26、26によって固定し、中心位置には前記クランク軸の支持軸25が嵌合する支持孔27を穿設し、支持軸25の先端部を支持孔27から前方に突出させている。支持孔27の前方に突出する支持軸25にはクランク軸15が脱落しないように抜け止めリング28を装着している。

上記構成とすることによって、手動ハンドル４によってクランク軸15を回動させると、偏心カム16に嵌合しているスライドブロック13が、上下方向と左右方向に移動し、左右方向の移動は押しスライド11の窓孔12を左右に遊動し、上下方向の移動によって押しスライド11を上下方向に移動させる。このとき、手動ハンドル４による回動動作が、偏心カム16により押しスライド11の僅かな寸法の上下方向の運動に変換されるため、手動ハンドルによって非常に大きな力で可動刃３を駆動することになる。
本体１の下半部前面には、ビス29、29によって下蓋21を固定している。下蓋21には、固定刃２の貫通孔５、可動刃３の貫通孔６を通過した被切断物Ａが通過する窓孔30を設けている。

図10は、固定刃２及び可動刃３の断面図である。図10の(イ)に示すように、固定刃２及び可動刃３に穿設する貫通孔５、６は、固定刃２に穿設する貫通孔５を被切断物Ａの入口(挿入)側に向けて広がるテーパ孔としている。これに対して、可動刃３に穿設する貫通孔６は、被切断物Ａの端面形状に近く比較的クリアランスが少ない形状に形成している。固定刃２に穿設する貫通孔５の被切断物Ａの出口側の形状は、可動刃３に穿設する貫通孔６と同じもしくは微妙に小さな(被切断物との間にクリアランスの少ない) 形状とする。上記構成とすることによって、図10の(イ)に矢印で示すように、被切断物Ａを挿入するときに開口部分が大きく挿入し易い。被切断物Ａを貫通孔５に挿入すると、テーパ孔がガイドとなってクリアランスの少ない、孔の内奥に案内され、可動刃３の貫通孔６に誘導され、被切断物Ａのセット作業を円滑に行うことができる。

被切断物Ａを、貫通孔５と６に貫通させたときに、貫通孔６の入口と貫通孔５の出口において、被切断物Ａとの間のクリアランスが少ないと、図10の(ロ)に矢印で示すように可動刃３を移動させるとき、可動刃３の上下方向の移動寸法が少ない状態で被切断物を鋭利に切断することが可能となる。
特に、貫通孔５がテーバ孔であると切断刃となる貫通孔の周縁が鋭角的に形成され、切れ味が向上することになる。
固定刃２の貫通孔５に形成するテーパ角度αは限定されるものではなく、特に大きな角度とする必要もない。本発明者らの実験によれば、テーパ角度αが、２度程度のテーパ孔とすることによって、作業性の良好な結果が得られた。ちなみに、この時の固定刃２及び可動刃３の厚みは10mmであった。

前端面に偏心カム16を突出形成するクランク軸15に手動ハンドル４を取付ける構造として、一本のボルトで簡単かつ確実に組み立てることができる構造を工夫した。すなわち、図11に示すように前方に偏心カム16を突出させる太い軸径のクランク軸15の軸部に、軸方向と直交する方向にクランク軸よりも細径である円筒状の手動ハンドル４が嵌挿される直径の貫通孔17を穿設する。
クランク軸15の後端面の中心には、クランク軸の軸方向に、貫通孔17に向けて貫通するネジ孔19を螺設する。ネジ孔19には、固定ネジ18を螺着するとともに手動ハンドル４の壁面には、固定ネジ18が通過する一個の貫通孔31を穿設してある。

上記構造のクランク軸を組み立てるには、クランク軸15の貫通孔17に手動ハンドル４の先端部を挿入し、クランク軸15後端のネジ孔19に、固定ネジ18を螺着する。これにより、図12に示すように固定ネジ18は、手動ハンドル４の貫通孔31を貫通し、固定ネジ18の先端でパイプ状の手動ハンドル４の貫通孔31の対向壁面を押圧する。したがって、図12、図13に示すように、固定ネジ18を締付けるだけの容易な操作によって、長尺ハンドルから得られる大きな梃子の力にも耐え得ることができる、クランク軸に手動ハンドルを強固に固定する構造を容易にかつ安価に実施することができる。

本発明に係る型材切断工具によって、レースウェイなどの型材を切断する工程を説明する。図７に示す手動ハンドル４を上方に回動させた待機状態、すなわち休止状態では、図４に示すように、バネ９、９の弾発力によって可動刃３が上方に押し上げられ、図10の(イ)に示すように固定刃２の貫通孔５の位置と、可動刃３の貫通孔６の位置が一致した状態にある。

図７に示す状態で、固定刃側から被切断物Ａを固定刃２の貫通孔５に挿入すると、被切断物Ａは、固定刃２の貫通孔５から可動刃３の貫通孔６に挿通される。そして、図８に示すように、被切断物Ａを切断するべき寸法だけ先方に突出させる。この状態で、手動ハンドル４を回動させ、図５及び図10の(ロ)に示すように貫通孔と被切断物のクリアランス寸法だけ可動刃を降下させることによって切断の準備が完了する。

図８に示す切断の準備状態から、図９に示すように手動ハンドルを回動させると、図６に示すように可動刃３が下方に移動し、被切断物Ａが所定の寸法に切断される。
手動ハンドル４の回動動作によって、偏心カム16は支持軸25を中心として回動し、スライドブロック13を下方に移動させる。これによって押しスライド11が下方に移動し、かつ可動刃３を下方に移動させるのであるが、偏心カムを利用することによって小さな力で、大きな切断力を実現することができる。

本発明においては、可動刃３を上方に押し上げるためのバネ９が、可動刃の側方位置にあって、可動刃の上端に固定したバネ受け部８を下から押し上げるように作用している。そのため、例えば可動刃そのものを下から押し上げるように、可動刃の下にバネを配置する構造のものに比較して、可動刃３及び固定刃２を低い位置に配置することができる。
型材の切断作業において、被切断物Ａである型材の準備作業、すなわち図７に示す状態にセットする作業は、被加工物Ａを固定刃２の貫通孔５の位置まで持ち上げ、かつ貫通孔５に被加工物の先端を挿入する必要がある。

上記、切断の準備作業において貫通孔５、６に対して被切断物を水平に挿入する作業、すなわち、重い被加工物を水平状態に持ち上げ、持ち上げた状態で貫通孔５に位置を合わせ行って被加工物Ａの先端を水平方向に挿入する作業は、持ち上げる高さによってより困難性を伴うことになる。本発明では、固定刃２、可動刃３の位置を比較的低い位置に配置することができたため、作業性が向上することになる。
特に、固定刃２の貫通孔が被切断物の入り口側に向けて広がるテーパ孔とした場合は、被切断物Ａを貫通孔に挿入し易く、セットする作業をより能率的に行うことができるとともに、切れ刃となる貫通孔５の周縁が鋭利となり、小さな力で容易に切断作業を行うことができることになる。

１…本体、 ２…固定刃、 ３…可動刃、 ４…手動ハンドル、 ５、６…貫通孔、 ７…可動刃ガイド部、 7a…上端面、 ８…バネ受け部、 ９…バネ、 10…押しスライドガイド部、 11…押しスライド、 11a…押圧突起、 12…窓孔、 13…スライドブロック、 14…軸受け孔、 15…クランク軸、 16…偏心カム、 17…貫通孔、 18…固定ネジ、 19…ネジ孔、 20…上蓋、 21…下蓋、 22…支持台、 23…クランク軸嵌合孔、 24…窓孔、 24a…段部、 25…支持軸、 26…ビス、 27…支持孔、 28…抜け止めリング、 29…ビス、 30…窓孔、 31…貫通孔、 Ａ…被切断物。

Claims (3)

1. 固定刃と可動刃が前後に重なり合うように配置し、手動のハンドル操作によって可動刃を上下動させるとともに、固定刃と可動刃のそれぞれに被切断物の端面形状と一致する貫通孔を穿設し、被切断物を固定刃の貫通孔と可動刃の貫通孔を貫通させて可動刃を手動ハンドルによって降下させ、固定刃と可動刃のせん断作用よって被切断物を切断する切断工具において、
   本体の下部位置に固定刃を固定し、該固定刃の直前位置に本体の可動刃ガイド部に沿って上下方向に移動可能な可動刃を配置し、該可動刃はその上端部にバネ受け部を設け、本体の一部と前記バネ受け部との間に上方に向けて付勢するバネを配置し、可動刃を休止状態において上方に移動させて固定刃の貫通孔と可動刃の貫通孔の位置を一致させるようにし、
   本体の上部には、押しスライドガイド部に沿って上下方向に移動可能であって可動刃の上端に当接する押しスライドを配置し、該押しスライドを手動ハンドルによって下方に押圧することを特徴とする型材切断工具。
2. 本体上部において上下方向に移動可能な押しスライドには、方形の窓孔を穿設し、該窓孔に横方向移動可能な方形のスライドブロックを装着し、該スライドブロックには軸受け孔を穿設するとともに、手動ハンドルの先端に固定する円柱状のクランク軸を本体１に軸支させ、該円柱状のクランク軸の前端面に偏心カムを突出形成し、該偏心カムを前記スライドブロックの軸受け孔に嵌合させ、手動ハンドルの回動動作によってスライドブロックを上下方向に移動可能とすることを特徴とする請求項１記載の型材切断工具。
3. 固定刃及び可動刃に穿設する貫通孔のうち、固定刃に穿設する貫通孔を被切断物の入口側に向けて広がるテーパ孔とすることを特徴とする請求項１又は２記載の型材切断工具。

Images