JP7009582B1 - 樹脂被覆金属部材の切断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】樹脂被覆金属部材（ワーク）の樹脂部の焼けや毛羽立ちおよび金属バリの発生を防止し、高品質の樹脂被覆金属部材を作製できる、簡易な切断装置を提供する。【解決手段】所定の刃先角を備えた第１刃先１１および第２刃先１２を有する可動刃物１０と、片刃で所定の刃先角を備えた固定刃先２１を有する固定刃物２０と、可動刃物の係止部に当接可能な支軸部３２と、可動刃物の移動を案内する案内部３１と、ワーク受け部を備え、第１刃先は固定刃先から離間する向きに所定の傾き角で構成され、第２刃先と固定刃先は互いが対向して構成され、ワークＷの切断は、可動刃物が移動して係止部１３が支軸部に当接するまでの第１切断プロセスと、可動刃物が支軸部を回転軸として固定刃物に近接する向きに回転する第２切断プロセスとで行われる。【選択図】図３

Description

本発明は、樹脂被覆金属部材の切断装置に関する。

樹脂被覆金属部材の切断装置として、たとえば、特許文献１に記載の医療用薄肉チューブの切断装置が知られている。この切断装置は、ワークとなる薄肉チューブを横切りするものである。ワークは一対のローラと円形カッタとの間に配置される。ワークの横切りは、一対のローラでワークを回転させながら、円形カッタ（刃物）をワークに押し付けることによって行われる。この切断装置は、ワークの中空部分に芯棒を挿入することによって、ワークの潰れが防止される。また、この切断装置は、ワークと円形カッタの切断刃の両方を回転させることによって、ワークの切断面におけるバリの発生が防止される。ワークとなる薄肉チューブは、たとえば、外径が５ｍｍ～１５ｍｍ、肉厚が０．１ｍｍ～２．０ｍｍであり、その材質はポリエチレン、ポリプロピレンまたはポリ塩化ビニルなどの半硬質樹脂である。

特開平１０－１７９７４３号公報

近年、金属質の芯材に樹脂が被覆された薄肉チューブ（樹脂被覆金属チューブ）が提供されるようになった。たとえば、樹脂被覆金属チューブは、薄肉の金属帯材を螺旋状に形成した芯材が、樹脂で被覆されている。たとえば、樹脂被覆金属チューブは、上記芯材の内周側と外周側の両方が、同質の樹脂で被覆されている。たとえば、樹脂被覆金属チューブは、上記芯材の内周側と外周側の両方が、互いに異質の樹脂で被覆されている。このような金属質の芯材を有する樹脂被覆金属チューブは十分に高強度化されているため、従来の薄肉チューブ（特許文献１参照）と比べて、横切りがより難しくなった。また、従来の切断装置（特許文献１参照）の場合、ワークを構成する単一の材質（半硬質樹脂）に適する刃物を選定すれば切断面の焼けや毛羽立ちの発生などの不具合が防止できた。しかし、上記した樹脂被覆金属チューブの場合、硬質の芯材（金属部）と軟質の被覆樹脂（樹脂部）が共存することに起因して、従来の単一の材質からなる薄肉チューブと比べて、横切りが特段に難しくなった。

たとえば、ワークとなる樹脂被覆金属チューブを横切りする場合、硬質の金属部を確実に切断するには、硬質の金属部に適する刃物を選定する必要がある。ワークの切断に際して、刃物とワークとの間に摩擦が発生するが、このとき発生する摩擦熱は、一般的に、切断対象の材質に適さない刃物の方が大きいと考えられる。つまり、ワークの切断に際して発生する摩擦熱は、硬質の金属部に適する刃物を用いたことに起因して、樹脂部の方がより多く発生すると考えられる。そのため、硬質の金属部に適する刃物を用いた場合、ワークの樹脂部の切断面に焼けや毛羽立ちが発生するおそれがある。一方、軟質の樹脂部に適する刃物を選定すれば、樹脂部の焼けや毛羽立ちの発生は防止できると考えられる。しかし、ワークの金属部の切断に際して、軟質の樹脂部に適する刃物を用いたことに起因して、刃物が損傷する、金属部が切断できない、または金属部の切断面にバリ（金属バリ）が発生するなどの不具合が発生するおそれがある。なお、金属バリは、脱落せずに樹脂部の切断面に食い込んで残存し、あるいは、脱落して樹脂部の表面に食い込んで残存し、樹脂被覆金属チューブの品質不良の原因となる。

この発明の目的は、上記した樹脂被覆金属チューブなどの樹脂被覆金属部材を横切りにする場合に、樹脂部の焼けや毛羽立ちおよび金属バリの発生を防止し、高品質の樹脂被覆金属部材を作製できる、簡易な構成の切断装置を提供することである。

発明者らは、ワークとなる樹脂被覆金属チューブを横切りしたときの挙動などを詳細に検討し、ワークを構成する金属部および樹脂部のそれぞれに適する刃物形状および切断方法を選択する思想を導入することによって、上記課題が解決できることを見出し、この発明に想到することができた。

この発明に係る切断装置は、金属部が樹脂部で被覆された樹脂被覆金属部材をワークとする切断装置であって、５度以上４０度以下の刃先角を備えた直線状の第１刃先と、片刃で６０度以上９０度未満の刃先角を備えた直線状の第２刃先と、を有する可動刃物と、片刃で６０度以上９０度以下の刃先角を備えた直線状の固定刃先を有する固定刃物と、前記可動刃物に設けられた係止部に当接可能な支軸部と、前記可動刃物の移動を案内する案内部と、前記ワークが設置されるワーク受け部と、を備え、前記第１刃先は前記固定刃先から離間する向きに５度以上３０度以下の傾き角を有するように構成され、前記第２刃先と前記固定刃先とは互いが対向するように構成され、前記ワークの切断は、前記可動刃物が前記ワークに向かって移動して前記係止部が前記支軸部に当接するまでの第１切断プロセスと、前記可動刃物が前記支軸部を回転軸として前記固定刃物に近接する向きに回転する第２切断プロセスとにより行われ、前記第１切断プロセスにおいて前記第１刃先による前記ワークの樹脂部の切断が開始され、前記第２切断プロセスにおいて前記第２刃先と前記固定刃先との噛み合いによる前記ワークの切断が終了する。

この発明に係る切断装置は、前記ワーク受け部において、前記ワークを、前記可動刃物の前記第１刃先の当接による揺動が可能となるように設置することが好ましい。

この発明に係る切断装置は、前記ワークは、前記金属部が螺旋状の金属帯材であってよい。この場合、この発明に係る切断装置は、前記ワーク受け部において、前記ワークを、前記金属帯材の螺旋の隙間の延在方向と前記固定刃先の延在方向とが合致するように位置決めすることが好ましい。

この発明によれば、上記した樹脂被覆金属チューブなどの樹脂被覆金属部材を横切りにする場合に、樹脂部の焼けや毛羽立ちおよび金属バリの発生を防止し、高品質の樹脂被覆金属部材を作製できる、簡易な構成の切断装置を提供することができる。

樹脂被覆金属部材の一例であって、端面（切断面）が円筒形状の樹脂被覆金属チューブを模式的に示す図である。 樹脂被覆金属部材の一例であって、端面（切断面）が四角形状の樹脂被覆金属平線を模式的に示す図である。 この発明に係る切断装置の実施形態の一例であって、図１に示すワークＷを切断対象とし、可動刃物が待機位置（Ｘ２側）に停止している状態を示す図である。 図３に示す切断装置をＸ１側から見た図であって、部分的に断面を含む図である。 図３に示す可動刃物の第１刃先の断面を部分的に拡大して示す図である。 図３に示す可動刃物の第２刃先および固定刃物の固定刃先のそれぞれの断面を、部分的に拡大して示す図である。 第１切断プロセスを説明するために示す図であって、可動刃物が待機位置（Ｘ２側）からワークＷに向かって移動（Ｘ１側に移動）し、可動刃物の第１刃先がワークＷの樹脂部分の切断を開始した状態を示す図である。 第１切断プロセスを説明するために示す図であって、可動刃物がさらにＸ１側に移動した状態を示す図である。 第２切断プロセスを説明するために示す図であって、可動刃物がＺ１側に向うように回転し、可動刃物の第２刃先と固定刃物の固定刃先とが噛み合って、ワークＷの切断が終了した状態を示す図である。 図２に示すワークＷを切断対象とし、第１切断プロセスにおいて、可動刃物が図８に示す場合と同様な位置に達した状態を示す図である。

この発明に係る切断装置は、金属部が樹脂部で被覆された樹脂被覆金属部材をワークとする切断装置であって、ワークの横切りが可能である。

この発明に係る切断装置は、５度以上４０度以下の刃先角を備えた直線状の第１刃先と、片刃で６０度以上９０度未満の刃先角を備えた直線状の第２刃先と、を有する可動刃物を備える。

この発明に係る切断装置は、片刃で６０度以上９０度以下の刃先角を備えた直線状の固定刃先を有する固定刃物を備える。

この発明に係る切断装置は、可動刃物に設けられた係止部に当接可能な支軸部と、可動刃物の移動を案内する案内部と、ワークが設置されるワーク受け部と、を備える。

可動刃物の第１刃先は、固定刃物の固定刃先から離間する向きに、５度以上３０度以下の傾き角を有するように構成されている。

可動刃物の第２刃先と、固定刃物の固定刃先とは、互いが対向するように構成されている。

この発明に係る切断装置によるワークの切断は、可動刃物がワークに向かって移動して係止部が支軸部に当接するまでの第１切断プロセスと、可動刃物が支軸部を回転軸として固定刃物に近接する向きに回転する第２切断プロセスとにより行われ、第１切断プロセスにおいて第１刃先によるワークの樹脂部の切断が開始され、第２切断プロセスにおいて第２刃先と固定刃先との噛み合いによるワークの切断が終了する。

以下、この発明に係る切断装置の実施形態の一例を、切断対象となる樹脂被覆金属部材の具体例を挙げて、適宜図面を参照して説明する。なお、この発明に係る切断装置および切断対象は、ここに例示する構成に限定するものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれると解することが相当である。また、特段の断りがない限り、この発明に係る樹脂被覆金属部材の切断装置の実施形態を「切断装置」と称し、切断対象となる樹脂被覆金属部材を「ワーク」と称する。また、切断装置やワークを構成する各部の呼称および各部に付す符号は、特段の断りがない限り、共用する。

まず、この発明に係る切断装置のワークとなる樹脂被覆金属部材の具体例を、図１および図２に示す。

図１に示すワークＷは、樹脂被覆金属部材の一例であって、端面（切断面）が円筒形状の樹脂被覆金属チューブ（薄肉チューブ）である。このワークＷは、芯材Ｗｍと、この芯材Ｗｍを被覆する樹脂部Ｗｐとにより構成されている。樹脂部Ｗｐは、第１樹脂部Ｗｐ１と、第２樹脂部Ｗｐ２とにより構成されている。このワークＷは、たとえば、０．１ｍｍ以上２ｍｍ以下の肉厚である。このワークＷは、たとえば、１．５ｍｍ以上１５ｍｍ以下の外径である。このワークＷは、たとえば、医療用カテーテルワーヤーのガイドチューブ、電気配線用や通信用などのノイズ対策や防湿対策のための外装チューブなどとして使用されるものであってよい。なお、このワークＷは、後述する図３から図９に示すワークＷに対応する。

芯材Ｗｍは、ワークＷを構成する金属部である。芯材Ｗｍは、ばね用ステンレス鋼などからなる金属帯材が螺旋状に形成されたものである。芯材Ｗｍの螺旋形状は、たとえば、１．５ｍｍ超１５ｍｍ未満の外径で、０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下のピッチである。なお、このピッチに適する厚さの可動刃物１０、たとえば、ワークＷと接触する部位のＹ方向の寸法（厚さ）が０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下の可動刃物１０を用いることが好ましい。芯材Ｗｍとなる金属帯材は、たとえば、０．０１ｍｍ以上１．８ｍｍ以下の厚さで、０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下の幅である。

樹脂部Ｗｐは、ワークＷを構成する樹脂部である。樹脂部Ｗｐは、ワークＷを構成する金属部（芯材Ｗｍ）の表面を被覆している。樹脂部Ｗｐは、熱可塑性樹脂からなる第１樹脂部Ｗｐ１と、熱可塑性樹脂からなる第２樹脂部Ｗｐ２とで構成されている。第１樹脂部Ｗｐ１は、たとえば、０．０２ｍｍ以上１ｍｍ以下の肉厚である。第２樹脂部Ｗｐ２は、たとえば、０．０２ｍｍ以上１ｍｍ以下の肉厚である。第１樹脂部Ｗｐ１および第２樹脂部Ｗｐ２は、同材質であってもよいし、異材質であってもよい。第１樹脂部Ｗｐ１および第２樹脂部Ｗｐ２の材質は、それぞれ、たとえば、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）、ＰＡ（ポリアミド）またはＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロチレン）などのフッ素樹脂などであってよい。

また、図２に示すワークＷは、樹脂被覆金属部材の一例であって、端面（切断面）が四角形状の樹脂被覆金属平線である。このワークＷは、芯材Ｗｍと、この芯材Ｗｍを被覆する樹脂部Ｗｐとにより構成されている。樹脂部Ｗｐは、第１樹脂部Ｗｐ１と、第２樹脂部Ｗｐ２とにより構成されている。このワークＷは、たとえば、０．１ｍｍ以上５ｍｍ以下の肉厚である。このワークＷは、たとえば、０．５ｍｍ以上１５ｍｍ以下の幅である。このワークＷは、たとえば、電気配線用や通信用などの平線として使用されるものであってよい。なお、このワークＷは、後述する図１０に示すワークＷに対応する。

芯材Ｗｍは、ワークＷを構成する金属部である。芯材Ｗｍは、ばね用ステンレス鋼などからなる金属帯材である。芯材Ｗｍとなる金属帯材は、たとえば、０．０３ｍｍ以上５ｍｍ未満の厚さで、０．３ｍｍ以上１５ｍｍ未満の幅である。

樹脂部Ｗｐは、ワークＷを構成する樹脂部である。樹脂部Ｗｐは、ワークＷを構成する金属部（芯材Ｗｍ）の表面を被覆している。樹脂部Ｗｐは、熱可塑性樹脂からなる第１樹脂部Ｗｐ１と、熱可塑性樹脂からなる第２樹脂部Ｗｐ２とで構成されている。第１樹脂部Ｗｐ１は、たとえば、０．０２ｍｍ以上１ｍｍ以下の肉厚である。第２樹脂部Ｗｐ２は、たとえば、０．０２ｍｍ以上１ｍｍ以下の肉厚である。第１樹脂部Ｗｐ１および第２樹脂部Ｗｐ２は、同材質であってもよいし、異材質であってもよい。第１樹脂部Ｗｐ１および第２樹脂部Ｗｐ２の材質は、それぞれ、たとえば、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）、ＰＡ（ポリアミド）またはＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロチレン）などのフッ素樹脂などであってよい。

次に、この発明に係る切断装置の実施形態の一例を、図３から図９に示す。

図３から図９に示す切断装置１は、金属部が樹脂部で被覆された樹脂被覆金属部材をワークＷとする樹脂被覆金属部材の切断装置である。この切断装置１は、ワークＷの横切りが可能である。なお、ここでいう「横切り」とは、ワークＷの長手方向と交差する方向に切断することを意図する。

この切断装置１は、５度以上４０度以下の刃先角を備えた直線状の第１刃先１１と、片刃で６０度以上９０度未満の刃先角を備えた直線状の第２刃先１２と、を有する可動刃物１０を備える。この切断装置１は、片刃で６０度以上９０度以下の刃先角を備えた直線状の固定刃先２１を有する固定刃物２０を備える。この切断装置１は、可動刃物１０に設けられた係止部１３に当接可能な支軸部３２と、可動刃物１０の移動を案内する案内部３１と、ワークＷが設置されるワーク受け部３３と、を備える。

切断装置１において、可動刃物１０の第１刃先１１は、固定刃物２０の固定刃先２１から離間する向き（Ｚ２方向）に、５度以上３０度以下の傾き角α（図８参照）を有して直線状に構成されている。可動刃物１０の第１刃先１１は、所定の刃先角γ１（図５参照）を備え、その直線状の刃先線１１ａ（図５参照）がＺ１側に配置される。第１刃先１１の刃先角γ１は、５度以上４０度以下に構成される。たとえば、ワークＷが比較的軟質である場合、第１刃先１１が鋭利であるほど、すなわち刃先角γ１が小さくなるほど、その第１刃先１１に加える荷重が比較的小さくてもワークＷへの切り込み性や食い込み性が良好になる。この観点から、この発明では、可動刃物１０の第１刃先１１の刃先角γ１を４０度以下とする。これにより、後述する第１切断プロセスにおいて、可動刃物１０のＸ１側への移動による第１刃先１１の樹脂部Ｗｐへの切り込みや食い込みを容易かつ滑らかにすることができる。その結果、ワークＷの横切りにおける樹脂部Ｗｐでの摩擦熱が小さくなり、樹脂部Ｗｐにおける焼けや毛羽立ちの発生を抑制することができる。

また、ワークＷの樹脂部Ｗｐへの切り込み性や食い込み性を高めるには、第１刃先１１がカミソリ刃のように極鋭利であるほど、すなわち刃先角γ１がより小さいほど、有利である。しかし、刃先角γ１が過度に小さいと第１刃先１１の機械的強さが低下し、機械的強さの不足に起因して第１刃先１１の損傷が発生するおそれがある。この観点から、この発明では、可動刃物１０の第１刃先１１の刃先角γ１を５度以上とする。

可動刃物１０の第１刃先１１の刃先形態は、５度以上４０度以下の刃先角γ１を備えている限り、両刃でも片刃でも構わない。なお、両刃である第１刃先１１は、第１刃先１１を構成する可動刃物１０のＹ１側の側面がＹ１側に傾き、Ｙ２側の側面がＹ２側に傾き、いずれの側面もＺ方向に対して平行にならないように配置される。また、片刃である第１刃先１１は、第１刃先１１を構成する可動刃物１０のＹ１側の側面が、Ｙ１側に傾くか、またはＹ２側の側面がＹ２側に傾くか、いずれか一方の側面がＺ方向に対して平行になるように配置される。両刃の刃先角は、同等の機械的強さを有する片刃の刃先角よりも小さくなる。この観点から、可動刃物１０の第１刃先１１の刃先形態を両刃とし、より小さい刃先角を備える第１刃先１１によって、ワークＷの樹脂部Ｗｐへの切り込み性や食い込み性を高めることが好ましい。

切断装置１において、可動刃物１０の第２刃先１２は、直線状の刃先線１２ａ（図６参照）を有し、Ｚ方向において、固定刃物２０の固定刃先２１に対して、互いが対向するように構成されている。可動刃物１０の第２刃先１２は、片刃で所定の刃先角γ２（図６参照）を備え、その刃先線１２ａがＺ１側に配置される。可動刃物１０の第２刃先１２は、片刃である。片刃である可動刃物１０は、第２刃先１２を構成する可動刃物１０のＹ１側の側面が、Ｚ方向に対して平行になるように配置される。これにより、片刃である第２刃先１２は、後述する第２切断プロセルにおいて可動刃物１０がＺ１方向へ回転した際に、第２刃先１２を構成する可動刃物１０のＹ１側の側面が固定刃先２１に衝突することがない。

可動刃物１０の第２刃先１２は、片刃で、刃先角γ２が６０度以上９０度未満に構成される。片刃である第２刃先１２の刃先角γ２が９０度以上であると、後述する第２切断プロセスにおいて第２刃先１２と固定刃物２０の固定刃先２１とが噛み合う前に第２刃先１２を構成する可動刃物１０のＺ１側の側面がワークＷに当接するため、ワークＷを潰すおそれがある。この観点から、この発明では、片刃である第２刃先１２の刃先角γ２を９０度未満とする。なお、この発明では、可動刃物１０の第２刃先１２の刃先角γ２の上限を９０度未満としているが、第２刃先１２の刃先角γ２を９０度からどの程度小さく設定するかは、ワークＷの外径や厚さを考慮して決めればよい。

また、第２刃先１２の刃先角γ２が６０度以上であると、第２刃先１２の機械的強さを十分に高くすることができるため、第２刃先１２と固定刃先２１との噛み合いによって硬質の芯材Ｗｍ（金属部）へ加える荷重（切断力）を大きくすることができる。この切断力が大きいほど硬質の芯材Ｗｍの切断性（切れ味）が向上する。この観点から、この発明では、可動刃物１０の第２刃先１１の刃先角γ２を６０度以上とする。

これにより、後述する第２切断プロセスにおいて、第２刃先１２の芯材Ｗｍへの切り込みを確実かつ滑らかにすることができるし、第２刃先１２と固定刃先２１との噛み合いを確実かつ滑らかにすることができる。その結果、ワークＷの横切りにおける芯材Ｗｍ（金属部）からの金属バリの発生を抑制することができるし、第２刃先１２による芯材Ｗｍの潰れの発生も抑制ことができる。

切断装置１において、固定刃物２０の固定刃先２１は、直線状の刃先線２１ａ（図６参照）を有し、可動刃物１０の直線状の第２刃先１２と互いが対向するように配置され、可動刃物１０の第２刃先１２との噛み合いが可能に構成されている。なお、固定刃物２０の固定刃先２１に対して、可動刃物１０の第１刃先１１は固定刃先２１から離間する向き（Ｚ２方向）に傾いている。固定刃物２０の固定刃先２１は、片刃で、６０度以上９０度以下の刃先角γ３（図６参照）を備える。固定刃物２０の固定刃先２１は、片刃である。片刃である固定刃物２０は、固定刃先２１を構成する固定刃物２０のＹ２側の側面が、Ｚ方向に対して平行になるように、またはＹ１側に少し傾くように、配置される。これにより、片刃である固定刃先２１は、後述する第２切断プロセルにおいて可動刃物１０がＺ１方向へ回転した際に、第２刃先１２を構成する可動刃物１０のＹ１側の側面に衝突することがない。

固定刃物１０の固定刃先２１は、片刃で、刃先角γ３が６０度以上９０度以下に構成される。片刃である固定刃先２１の刃先角γ３が９０度を超えると、後述する第２切断プロセスにおいて固定刃先２１と可動刃物１０の第２刃先１２とが噛み合う前に固定刃先２１を構成する固定刃物２０のＺ２側の側面がワークＷに当接するため、ワークＷを潰すおそれがある。この観点から、この発明では、片刃である固定刃先２１の刃先角γ３を９０度以下とする。

また、固定刃先２１の刃先角γ３が６０度以上であると、固定刃先２１の機械的強さを十分に高くすることができるため、固定刃先２１と第２刃先１２との噛み合いによって硬質の芯材Ｗｍ（金属部）へ加える荷重（切断力）を大きくすることができる。この切断力が大きいほど硬質の芯材Ｗｍの切断性（切れ味）が向上する。この観点から、この発明では、固定刃物２０の固定刃先２１の刃先角γ３を６０度以上とする。

切断装置１において、係止部１３は可動刃物１０に設けられ、支軸部３２および案内部３１は可動刃物１０以外に設けられる。係止部１３は、可動刃物１０に固定され、可動刃物１０のＸ方向への移動によってＸ方向へ移動する。案内部３１は、可動刃物１０以外に固定され、可動刃物１０のＸ方向への移動を滑らかに案内する。支軸部３２は、可動刃物１０以外に固定され、可動刃物１０のＸ方向への移動中に係止部１３に当接する。係止部１３の支軸部３２への当接により、可動刃物１０のＸ方向への移動が停止する。係止部１３および支軸部３２は、それぞれ、互いが当接する部位を有する。たとえば、係止部１３に円弧状の凹面を有する部位を設けるとともに、支軸部３２に係止部１３の凹面の形状に対応する円弧状の凸面を有する部位を設けることにより、互いを滑らかに当接させることができる。また、係止部１３および支軸部３２は、それぞれ、互いが当接した状態でのＹ軸回りの回転（揺動）を可能にする部位を有する。たとえば、図３に示すように、係止部１３の凹面を半円状に構成し、支軸部３２の凸面を係止部１３の凹面の半径に対応する半径を有する円筒状に構成することにより、係止部１３および支軸部３２は、それぞれ、互いが当接した状態でのＹ軸回りの滑らかな回転（揺動）が可能になる。

切断装置１において、ワーク受け部３３（図４参照）には、ワークＷが設置される。ワーク受け部３３において、ワークＷは、所定の位置での切断（横切り）が可能となるように、適切に位置決めされる。なお、ワークＷの外回りが円形状の場合（図１参照）、ワーク受け部３３において、可動刃物１０のＸ方向への移動により第１刃先１１がワークＷに当接した際にワークＷの揺動を可能とするように、ワークＷを設置することが好ましい。たとえば、ワーク受け部３３のワークＷを載置する部位に、ワークＷの円形状の外回りに対応するように、ワークＷの円形状の凸面の曲率半径よりも少し小さい曲率半径を有する円形状の凹面を含む溝部を設けることが好ましい。このような構成を有する溝部がワーク受け部３３に設けられていると、その溝部においてワークＷを位置決めすることにより、可動刃物１０の第１刃先１１がワークＷに当接した際にワークＷを溝部の中で揺動させることができる。これにより、可動刃物１０の第１刃先１１のワークＷへの当接またはワークＷの樹脂部Ｗｐへの食い込みに起因して発生しやすい、ワークＷの切断面の樹脂部Ｗｐの焼けや毛羽立ちの発生を抑制する効果を高めることができる。

また、ワークＷの芯材Ｗｍが螺旋状の場合（図１参照）、ワーク受け部３３において、ワークＷを、芯材Ｗｍを構成する金属帯材の螺旋の隙間の延在方向と、固定刃物２０の固定刃先２１の延在方向（Ｘ方向）とが合致するように位置決めすることが好ましい。たとえば、ワーク受け部３３にＸＹテーブルなどの移動装置を組み込めば、ワークＷのＸ方向およびＹ方向への移動調整が容易である。これにより、ワーク受け部３３において、芯材Ｗｍを構成する金属帯材の螺旋の隙間の延在方向を固定刃物２０の固定刃先２１の延在方向（Ｘ方向）に合致させたワークＷの位置決めを容易に行うことができる。この場合、たとえば、人が拡大鏡で確認しながらＸＹテーブルを操作する移動装置であってよい。あるいは、たとえば、ＣＣＤカメラなどの撮像機器と、その撮像データの処理装置と、その処理データに基づくＸＹテーブルの移動制御装置などを備えて、ＸＹテーブルを自動的に操作する移動装置であってよい。

次に、図３および図９に示す切断装置１を用いた、図１に示すワークＷの切断プロセスについて説明する。

切断装置１によるワークＷの切断は、第１切断プロセスと第２切断プロセスとで構成される。

切断装置１の第１切断プロセスは、可動刃物１０がワークＷに向かって移動し、すなわちＸ１方向へ移動し、可動刃物１０に設けられた係止部１３が可動刃物１０以外に設けられた支軸部３２に当接するまでのプロセスである。第１切断プロセスでは、可動刃物１０の第１刃先１１によるワークＷの樹脂部Ｗｐの切断が開始される。第１切断プロセスにおいて、可動刃物１０が図３に示す待機位置から図８に示す位置までＸ１方向に移動する間に、可動刃物１０の第１刃先１１がワークＷの外側の樹脂部Ｗｐ２に当接し、さらに樹脂部Ｗｐ２に切り込む。このとき、可動刃物１０の適切な刃先角γ１および適切な傾き角αを有する第１刃先１１は、ワークＷの樹脂部Ｗｐに焼けや毛羽立ちを発生させることなく、またワークＷの金属部（芯材Ｗｍ）に金属バリを発生させることなく、ワークＷに滑らかに切り込み、ワークＷを滑らかに切断することができる。

なお、ワーク受け部３３において、ワークＷを、芯材Ｗｍを構成する金属帯材の螺旋の隙間の延在方向と、固定刃物２０の固定刃先２１の延在方向（Ｘ方向）とが合致するように位置決めしておくと、ワークＷの樹脂部Ｗｐ２に切り込んだ第１刃先１１が金属帯材の螺旋の隙間に滑らかに入り込むことができる。このように位置決めされたワークＷであると、可動刃物１０の第１刃先１１は、ワークＷの樹脂部Ｗｐ２に切り込んだ後に芯材Ｗｐに当接することなく、ワークＷの樹脂部Ｗｐ２を滑らかに切り進むことができる。なお、可動刃物１０の第１刃先１１が金属帯材の螺旋の隙間に入り込まない場合でも、適切な刃先角γ１（図５参照）と適切な傾き角α（図８参照）を有する第１刃先１１は、ワークＷの樹脂部Ｗｐ２に切り込んだ後に芯材Ｗｍを切断しつつ樹脂部Ｗｐ２を切り進むことができる。

ワークＷは、上記した第１切断プロセスにおいて、Ｘ１方向へ移動した可動刃物１０の第１刃先１１によって、Ｚ１側の一部の樹脂部Ｗｐ１、芯材Ｗｍおよび樹脂部Ｗｐ２を残して切断される。

続く、切断装置１の第２切断プロセスは、係止部１３が支軸部３２に当接したためにＸ１方向へ移動を停止した可動刃物１０が、支軸部３２を回転軸として固定刃物２０に近接する向きに回転する、すなわちＺ１方向に回転するプロセスである。第２切断プロセスでは、可動刃物１０の第２刃先１２と固定刃物２０の固定刃先２１との噛み合いにより、ワークＷの切断が終了する。つまり、第２切断プロセスでは、上記した第１切断プロセスにおいて切り残されたワークＷのＺ１側の一部の樹脂部Ｗｐ１、芯材Ｗｍおよび樹脂部Ｗｐ２を切断し、ワークＷの切断が終了する。

第２切断プロセスにおいて、可動刃物１０が図８に示す状態から図９に示す状態になるまで、支軸部３２を回転軸として点Ｐ回りにＺ１方向に回転（揺動）する間に、可動刃物１０の第２刃先１２が固定刃物の固定刃先２１と噛み合うことによって、ワークＷのＺ１側の一部の樹脂部Ｗｐ１、芯材Ｗｍおよび樹脂部Ｗｐ２を切断する。このとき、可動刃物１０の片刃で適切な刃先角γ２を有する第２刃先１２と、固定刃物１０の片刃で適切な刃先角γ３を有する固定刃先２１とが、滑らかに噛み合って、この噛み合いの間に、ワークＷの樹脂部Ｗｐに焼けや毛羽立ちを発生させることなく、またワークＷの金属部（芯材Ｗｍ）に金属バリを発生させることなく、ワークＷを滑らかに切り進みつつ完全に切断することができる。

第２切断プロセス終了後、可動刃物１０は、支軸部を回転軸として点Ｐ回りにＺ２方向に回転（揺動）して図８に示す状態に戻り、さらに、Ｘ２方向へ移動して図３に示す待機位置へ戻る。これにより、切断装置１によるワークＷの切断プロセスが完了する。

次に、切断装置１を用いた、図２に示すワークＷの切断プロセスについて説明する。なお、便宜上、図２に示すワークＷ（樹脂被覆金属平線）を「平線Ｗ」とし、図１に示すワークＷ（樹脂被覆金属チューブ）を「チューブＷ」とする。

切断装置１による平線Ｗの切断は、チューブＷの場合と実質的に同様であって、上記したチューブＷの第１切断プロセスおよび第２切断プロセスで構成される。平線Ｗの場合、図１０に示すように、第１切断プロセスにおいて、可動刃物１０の第１刃先１１が、平線Ｗの上側（Ｚ２側）の樹脂部Ｗｐ１に当接し、樹脂部Ｗｐ１を切り進む。この第１切断プロセスによって、平線Ｗの樹脂部Ｗｐ１の大部分が切断され、樹脂部Ｗｐ１には焼けや毛羽立ちが発生することがない。なお、平線Ｗの第１切断プロセスにおける図１０に示す状態は、チューブＷの第１切断プロセスにおける図８に示す状態に対応する。

続いて、切断装置１による平線Ｗの切断は、チューブＷの場合と同様に第２切断プロセスが行われる。第２切断プロセスにおいて、可動刃物１０の第２刃先１２と固定刃物２０の固定刃先２１とが噛み合うことにより、平線Ｗの樹脂部Ｗｐ１の切り残し部分と金属部（芯材Ｗｍ）と下側（Ｚ１側）の樹脂部Ｗｐ２とが切断され、金属部（芯材Ｗｍ）から金属バリが発生することなく、また樹脂部Ｗｐ２には焼けや毛羽立ちが発生することがない。これにより、平線Ｗの切断が終了する。この後、可動刃物１０が図３に示す待機状態に戻り、平線Ｗの切断が完了する。

切断装置１において、可動刃物１０の第１刃先１１は、５度以上４０度以下の刃先角γ１（図５参照）を備えた直線状の刃先である。第１刃先１１の刃先角γ１は、好ましくは２５度以下（５度以上）、より好ましくは１５度以下（５度以上）とする。第１刃先１１の刃先角γ１が２５度以下（５度以上）、より好ましくは１５度以下（５度以上）であると、第１刃先１１の刃幅がより狭隘になる。そのため、第１刃先１１によるワークＷの樹脂部Ｗｐへの切り込み幅がより狭隘になって、第１刃先１１による樹脂部Ｗｐへの切り込みがより滑らかになる。これにより、ワークＷの樹脂部Ｗｐ（特に外側の樹脂部Ｗｐ２）の焼けや毛羽立ちの発生の抑制効果をより高めることができる。

切断装置１において、可動刃物１０の第１刃先１１は、固定刃物２０の固定刃先２１から離間する向き（Ｚ２方向）に、５度以上３０度以下の傾き角α（図８参照）を有する。第１刃先１１の傾き角αは、好ましくは、２５度以下（５度以上）とする。第１刃先１１の傾き角αが２５度以下（５度以上）であると、第１刃先１１の刃先線の延在方向がよりＸ方向に近づき、第１刃先１１がワークＷの樹脂部Ｗｐへ当接する角度（剪断角）がより小さくなる。そのため、第１刃先１１が樹脂部Ｗｐへ切り込む力をより小さくすることができる。なお、第１刃先１１の傾き角αが大きいほど、第１刃先１１の刃先線の延在方向がＺ方向に近づくため、上記剪断角が大きくなる。これにより、ワークＷの樹脂部Ｗｐ（特に外側の樹脂部Ｗｐ２）の焼けや毛羽立ちの発生の抑制効果をより高めることができる。

切断装置１において、可動刃物１０の第２刃先１２は、片刃で６０度以上９０度未満の刃先角γ２（図６参照）を備えた直線状の刃先である。第２刃先１２の刃先角γ２は、好ましくは、８７度以下（６０度以上）とする。第２刃先１２の刃先角γ２が８７度以下（６０度以上）であると、第２刃先１２の刃幅がより狭隘になる。そのため、第２刃先１２によるワークＷの樹脂部Ｗｐおよび金属部（芯材Ｗｍ）への切り込み幅がより狭隘になって、第２刃先１２による樹脂部Ｗｐおよび金属部（芯材Ｗｍ）への切り込みがより滑らかになる。これにより、ワークＷの樹脂部Ｗｐにおける焼けや毛羽立ちの発生、およびワークＷの金属部（芯材Ｗｍ）における金属バリの発生の抑制効果をより高めることができる。なお、ワークＷへの切り込みは可動刃物１０の第２刃先１２の刃先角γ２が小さいほど滑らかになるが、後述する第２刃先１２と固定刃物２０の固定刃先２１とのクリアランスを適切に調整することによって、ワークＷの滑らかな切断が可能になる。

切断装置１において、固定刃物２０の固定刃先２１は、片刃で６０度以上９０度以下の刃先角γ３（図６参照）を備えた直線状の刃先である。固定刃先２１の刃先角γ３は、好ましくは７０度以上（９０度未満）、より好ましくは８０度以上（９０度未満）とする。固定刃先２１の刃先角γ３が７０度以上（９０度未満）、より好ましくは８０度以上（９０度未満）であると、固定刃先２１の機械的強さがより高まる。そのため、固定刃先２１と第２刃先１２との噛み合いによるワークＷの樹脂部Ｗｐおよび金属部（芯材Ｗｍ）の切断をより安定に行うことができる。これにより、ワークＷの樹脂部Ｗｐにおける焼けや毛羽立ちの発生、およびワークＷの金属部（芯材Ｗｍ）における金属バリの発生の抑制効果をより高めることができる。

切断装置１において、可動刃物１０の第２刃先１２と固定刃物２０の固定刃先２１は、互いの片刃を構成する刃先線同士が対向し、互いの刃先線が滑らかに噛み合うように構成されている。なお、可動刃物１０の第２刃先１２と固定刃物２０の固定刃先２１との噛み合いのクリアランスは、ワークＷの金属部の切断性を高める観点で、０ｍｍ（実質的にクリアランスがない非圧接状態）が良いが、クリアランスの調整が難しくなる。そのため、クリアランスを僅かにプラス側に調整するのが良く、たとえば、０ｍｍ以上＋０．０１ｍｍ以下（実質的にクリアランスがある状態）が好ましく、より好ましくは０ｍｍ以上＋０．００５ｍｍ以下（クリアランスがより小さい状態）である。なお、クリアランスをマイナス側に調整すると刃先同士が圧接状態になるため、刃先同士の噛み合いに不具合を生じるおそれがある。第２刃先１２と固定刃先２１との噛み合いのクリアランスは、ワークＷの大きさや材質などの諸条件を考慮し、必要に応じて上記範囲内に調整すればよい。

１ 切断装置
１０ 可動刃物
１１ 第１刃先
１１ａ 刃先線
１２ 第２刃先
１２ａ 刃先線
１３ 係止部
２０ 固定刃物
２１ 固定刃先
２１ａ 刃先線
３０ 装置ベース
３１ 案内部
３２ 支軸部
３３ ワーク受け部
Ｗ ワーク
Ｗｍ 芯材（金属帯材）
Ｗｐ 樹脂部
Ｗｐ１ 第１樹脂部
Ｗｐ２ 第２樹脂部
Ｐ 点
θ 回転角
γ１ 刃先角（第１刃先）
γ２ 刃先角（第２刃先）
γ３ 刃先角（固定刃先）
α 傾き角

Claims (4)

1. 金属部が樹脂部で被覆された樹脂被覆金属部材をワークとする切断装置であって、
   ５度以上４０度以下の刃先角を備えた直線状の第１刃先と、片刃で６０度以上９０度未満の刃先角を備えた直線状の第２刃先と、を有する可動刃物と、
   片刃で６０度以上９０度以下の刃先角を備えた直線状の固定刃先を有する固定刃物と、
   前記可動刃物に設けられた係止部に当接可能な支軸部と、
   前記可動刃物の移動を案内する案内部と、
   前記ワークが設置されるワーク受け部と、を備え、
   前記第１刃先は前記固定刃先から離間する向きに５度以上３０度以下の傾き角を有するように構成され、
   前記第２刃先と前記固定刃先とは互いが対向するように構成され、
   前記ワークの切断は、前記可動刃物が前記ワークに向かって移動して前記係止部が前記支軸部に当接するまでの第１切断プロセスと、前記可動刃物が前記支軸部を回転軸として前記固定刃物に近接する向きに回転する第２切断プロセスとにより行われ、
   前記第１切断プロセスにおいて前記第１刃先による前記ワークの樹脂部の切断が開始され、前記第２切断プロセスにおいて前記第２刃先と前記固定刃先との噛み合いによる前記ワークの切断が終了する、
   樹脂被覆金属部材の切断装置。
2. 前記ワーク受け部において、前記ワークを、前記可動刃物の前記第１刃先の当接による揺動が可能となるように設置する、請求項１に記載の樹脂被覆金属部材の切断装置。
3. 前記ワークは、前記金属部が螺旋状の金属帯材である、請求項１または２に記載の樹脂被覆金属部材の切断装置。
4. 前記ワーク受け部において、前記ワークを、前記金属帯材の螺旋の隙間の延在方向と前記固定刃先の延在方向とが合致するように位置決めする、請求項３に記載の樹脂被覆金属部材の切断装置。
   
   

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