JPH06254713A - 管体切断機および管体切断溝切機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 歯車手段の使用を必要最小限に抑えて、高精
度かつ静粛なバイト送りを実現する。 【構成】 歯車１２及び差動歯車１３の回転によって、
それぞれスピンドル５及びスライド板１６が従動して回
転せしめられる。この場合、歯車１２と差動歯車１３の
回転数差に基づいて、スライド板１６はスピンドル５の
偏心円筒面Ｓ′上を徐々に回転変位する。この回転変位
は、スライド板１６と一体的に連結されたバイト１４、
２０の半径方向位置をも変化せしめる。したがってバイ
ト１４、２０は、高速回転しつつ徐々に管体に向かって
移動し、やがて管体を切断する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、固定された管体に対し
てほぼ同心的に回転するバイトを備えた管体切断機およ
び管体切断溝切機に関する。

【０００２】

【従来の技術】実公昭４２−７１１号公報に開示された
従来の管体切断機は、図８に示すような構成を備えてい
る。この場合、プーリ１０４を一端に固定した伝動歯車
１０５が機枠１０３に架設されており、この機枠１０３
の側面突起部には、伝動歯車１０５と噛み合う歯車１０
８が遊嵌されており、この歯車１０８には、歯車１１７
を備える本体１１５がボルト１１６によって固定されて
いる。この本体１１５には、縦孔１１１内に嵌装された
バイト送り出し駒１１０と、軸１１４を介して一体の歯
車１１２、１１３が備えられており、この歯車１１２、
１１３は、それぞれ、バイト送り出し駒１１０のラック
部及び歯車１１７の内歯と噛み合っている。

【０００３】機枠１０３には、空室１２０を貫通するよ
うに、軸１２１が架設されており、この軸１２１には、
空室１２０内において、クラッチ１２４を備えた摺動体
１２５がキーを介して相対回転不可に取り付けられてい
る。この摺動体１２５は、ばね１２３によって一方へ付
勢されるとともに、その外周溝には、ハンドル１２６と
一体のカム１２７が係合している。また、軸１２１の外
端部には、歯車１１７の外歯と噛み合う差動歯車１０７
が一体的に固定されるとともに、歯車１０８と噛み合う
歯車１０６が回動可能に嵌装されており、歯車１０６
は、摺動体１２５のクラッチ１２４と係合可能なクラッ
チ１２２を一体に備えている。この場合、差動歯車１０
７の歯数は、歯車１０６の歯数よりも僅かに多くなって
いる。

【０００４】なお、１０２は、管体１０１を取り付ける
ための取付ボルト、１１８は、歯車１１７を遊嵌するた
めの本体１１５の突起、そして１０９は、バイト送り出
し駒１１０に取り付けたバイトである。

【０００５】この管体切断機は、以下のように作用す
る。

【０００６】まず、管体１０１を取付ボルト１０２を介
して機枠１０３に固定した後、プーリ１０４を原動機に
よって回転駆動すると、プーリ１０４の回転は、歯車１
０５、歯車１０８及び歯車１０６に伝達される。歯車１
０８が回転すると、それと一体の本体１１５も回転し、
したがって歯車１１７及び歯車１０７も本体１１５に追
従して自由に回転することになる。

【０００７】次に、ハンドル１２６を操作して、カム１
２７を回動させると、摺動体１２５は、ばね１２３によ
って、図８において、左方へ移動する。これによって、
摺動体１２５のクラッチ１２４は、歯車１０６のクラッ
チ１２２と係合するので、歯車１０６の回転は、摺動体
１２５を介して軸１２１に伝達され、さらには軸１２１
に固定されている差動歯車１０７にも伝達される。差動
歯車１０７は、これに噛み合っている歯車１１７を、歯
車１０８及び本体１１５と比較して僅かに異なる回転数
で回転させるために、歯車１１７は、本体１１５に対し
て相対的に極めて小さな速度で回転変位する。

【０００８】この歯車１１７の相対的な回転変位に基づ
いて、バイト送り出し駒１１０は、歯車１１３及び１１
２を介して、半径方向内側へ徐々に移動せしめられる。
したがって、バイト送り出し駒１１０と一体のバイト１
０９は、管体１０１の回りを回転しながら、管体１０１
を徐々に切断する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この公知の構
造では、バイト送りが、多数の歯車手段１１７、１１
３、１１２、１１０を介して行われているので、歯列の
噛み合い、並びに歯列の不可避的な製作誤差に基因し
て、必然的に送り動作にがたつきが生じ、結果的に、バ
イトの破損、切断精度の低下、さらには騒音発生を招い
ていた。

【００１０】本発明は、このような問題点に着目してな
されたもので、歯車手段の使用を必要最小限に抑えて、
高精度かつ静粛なバイト送りを実現することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の構成は、切断すべき管体を固定的に保持す
る本体に、環状のスピンドルが、管体に対して同心的に
回動可能に支承されており、スピンドルの周囲には、ス
ピンドルの回転軸線に対して同心的な同心円筒面と、ス
ピンドルの回転軸線に対して偏心した偏心円筒面が形成
されていて、同心円筒面には、スピンドルに対して不動
の歯車と、スピンドルに対して回動可能な差動歯車とが
互いに隣接して嵌装されており、偏心円筒面には、バイ
トを保持する切断ユニットと一体のスライド板が嵌装さ
れており、スライド板と差動歯車は、直径方向に沿って
延びるキー手段を介して互いに相対回動不可に連結され
ており、偏心円筒面に摺接するスライド板の内周面は、
キー手段を通過する直径方向に短軸を有する楕円形もし
くは長円を成していて、この短軸は、偏心円筒面の直径
にほぼ等しく、前記長軸は、偏心円筒面の直径よりも少
なくとも偏心距離の２倍分長くなっており、駆動に際し
ては、歯車及び差動歯車が、互いに僅かな回転数差をも
って回転せしめられることを特徴としている。

【００１２】

【作用】歯車及び差動歯車の回転によって、それぞれス
ピンドル及びスライド板が従動して回転せしめられる。
この場合、歯車と差動歯車の回転数差に基づいて、スラ
イド板は、スピンドルの偏心円筒面上を徐々に回転変位
する。この回転変位は、スライド板と一体的に連結され
たバイトの半径方向位置をも変化せしめる。したがっ
て、バイトは、高速回転しつつ、徐々に管体に向かって
移動し、やがて管体を切断する（請求項１）。

【００１３】切断ユニットのバイトに対して直径方向で
向い合う位置の僅かに内側に溝切バイトを取り付けるよ
うにすると、バイトで管体を切断した後もしくはその前
に、スライド板の回転により、切断された管体の内側周
縁に溝が形成される（請求項４）。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００１５】図１には、管体切断機の縦断面が示されて
おり、図４には、管体切断機の主要部の構成が示されて
いる。管体固定具１を備える本体２には、切断すべき管
体３を通過させるための通過孔４を有する環状のスピン
ドル５が、固定された管体３に対して同心的に回動可能
に支承されている。この場合、管体固定具１は、環状ス
クリュー６と、半径方向に移動可能な締付け部材７とか
ら構成されている。スピンドル５の周囲には、スピンド
ル５の回転軸線Ｏに対して同心的な同心円筒面Ｓと、ス
ピンドル５の回転軸線Ｏに対して偏心距離ｅだけ偏心し
た偏心円筒面Ｓ′（その中心軸線を符号Ｏ′で示す。）
が形成されている。このスピンドル５は、例えば図３に
示すように、互いに嵌合する基本円管８と偏心円管９と
をロックピン１０で結合することによって製作すること
ができる。

【００１６】スピンドル５の同心円筒面Ｓには、ロック
ピン１１を介して一体的に結合された環状の歯車１２
と、スピンドル５並びに歯車１２に対して相対回動可能
な環状の差動歯車１３とが互いに隣接して配置されてい
る。この差動歯車１３の歯数と歯車１２の歯数は同一で
はなく、この実施例の場合、例えば、差動歯車１３の歯
数は、歯車１２の歯数よりも１つだけ多い。

【００１７】スピンドル５の偏心円筒面Ｓ′には、切断
バイト１４を保持する切断ユニット１５と一体のスライ
ド板１６が嵌装されている。スライド板１６と差動歯車
１３は、直径方向に沿って延びる２つのキー１７及びキ
ー溝１８から成るキー手段を介して互いに相対回動不可
に連結されている。スピンドル５の偏心円筒面Ｓ′に滑
らかに摺接するスライド板１６の内周面Ｔは、図２に示
すように、２つのキー溝１８を通過する直径方向に短軸
を有する楕円形もしくは長円を成している。この楕円形
の短軸は、偏心円筒面Ｓ′の直径にほぼ等しく、楕円形
の長軸は、偏心円筒面Ｓ′の直径よりも、少なくとも偏
心円筒面Ｓ′の偏心距離ｅの２倍程度長くなっている。
なお、スライド板１６の脱落を防止するために、スピン
ドル５の端部には、抜け止めフランジ１９が突設されて
いる。

【００１８】切断ユニット１５には、好ましくは、切断
バイト１４に対して直径方向で向かい合う位置に、溝切
バイト２０が、溝切ユニット２１を介して、半径方向に
沿って移動可能に取り付けられている。この溝切バイト
２０は、切断バイト１４に対して回転軸線Ｏ方向に沿っ
て若干ずらして内側に配置されている（図１参照）。溝
切ユニット２１に支承された倣いローラ２２は、それが
管体３の表面に当接した際に、溝切ユニット２１のそれ
以上の半径方向の移動を阻止して、溝切バイト２０によ
る適正な切削を保証するためのものである。このような
構成によれば、管体３の切断と同時に、溝切加工を実施
することができる。

【００１９】切断バイト１４及び溝切バイト２０は、好
ましくは、２つのキー手段とスピンドル５の回転軸線Ｏ
とを含む平面内に配置されている。この構成によれば、
各バイト１４、２０の半径方向の移動は、後述するよう
に、常にスピンドル５の回転軸線Ｏ、即ち管体３の中心
軸線を含む平面内で行われる。なぜなら、２つのキー手
段は、管体３の中心軸線を常に指向しているからであ
る。

【００２０】なお、歯車１２及び差動歯車１３には、そ
れぞれ第１及び第２ピニオン２３、２４が噛み合ってお
り、第１ピニオン２３は、駆動ケーシング２５に支承さ
れた駆動軸２６に一体的に固着されており、第２ピニオ
ン２４は、駆動軸２６に相対回動可能に支承されてい
る。この第２ピニオン２４は、駆動軸２６の端部に軸方
向に移動可能であるが相対回動不可に装着された始動ク
ラッチ２７を介して、駆動軸２６と任意に結合可能であ
る。また、駆動軸２６は、駆動ケーシング２５内におい
て、ウオーム２８と噛み合うウオーム歯車２９を相対回
動可能に支承するとともに、始動クラッチ２７とほぼ同
様のクラッチ３０を備えている。

【００２１】管体３を切断する際の作業工程は、以下の
通りである。

【００２２】まず、管体固定具１を備える本体２内に管
体３を挿通した後に、環状スクリュー６のハンドル挿入
孔３１にハンドル（図示せず）を差し込んで、環状スク
リュー６を回すと、締付け部材７が、半径方向内側へ移
動して、管体３を締付け固定する。

【００２３】次に、例えば電動機によりウオーム２８を
高速回転させた後に、クラッチ３０を連結させると、ウ
オーム歯車２９及び駆動軸２６を介して第１ピニオン２
３が回転せしめられ、これによって、第１ピニオン２３
と噛合する歯車１２及び歯車１２と一体のスピンドル５
が高速で回転する。この場合、差動歯車１３と噛み合っ
ている第２ピニオン２４は、なんら拘束されることなく
自由に空転し得るので、差動歯車１３、スライド板１６
及び切断ユニット１５は、摩擦力に基づいて、スピンド
ル５及び歯車１２に従動して同速度で回転する。したが
って、スピンドル５とスライド板１６との間には、相対
回転が生じないので、切断バイト１４と溝切バイト２０
は、単にスピンドル５の回転軸線Ｏの回りで回転するの
みで、半径方向に変位することはない。

【００２４】次に、始動クラッチ２７を図１において右
側へ移動させて、第２ピニオン２４と駆動軸２６をクラ
ッチ板３２、３３の係合を介して連結すると、第１ピニ
オン２３と第２ピニオン２４は互いに同じ速度で回転す
る。しかし、第２ピニオン２４と噛み合っている差動歯
車１３の歯数は、歯車１２の歯数よりも僅かに多い〓
（この場合１つ）ので、この差動歯車１３は、歯車１２
よりもほんの少しだけ遅い速度で回転することになる。
こうして、差動歯車１３にキー手段を介して結合された
スライド板１６は、スピンドル５の偏心円筒面Ｓ′の回
りを非常に遅い速度で回転することになる。

【００２５】図５、６、７には、スライド板１６とスピ
ンドル５の種々の位置関係が明瞭に示されている。この
場合、各図において、スピンドル５はスライド板１６に
対して相対的に静止している。

【００２６】図５に示した初期位置において、スライド
板１６の楕円形内周面Ｔの短軸は、スピンドル５の同心
円筒面Ｓに対する偏心円筒面Ｓ′の偏心方向（即ち、回
転軸線Ｏと中心軸線Ｏ′を結ぶ直線の方向）に沿って延
びており、したがってキー手段を構成するキー溝１８、
切断バイト１４及び溝切バイト２０も、同様に偏心方向
に沿って整列している。また、スライド板１６の楕円形
内周面Ｔの長軸は、前記偏心方向に対して直角に延びて
いる。この場合、切断バイト１４は、管体５の表面から
最も離れており、溝切バイト２０は管体５の表面とに若
干食い込んだ状態で接触している。それゆえ、この初期
位置においては、溝切バイト２０による溝切り切削加工
だけが行われている。

【００２７】次に、図６に示すように、スライド板１６
がスピンドル５に対して９０°回転変位すると、スライ
ド板１６の楕円形内周面Ｔの短軸は、前記偏心方向に対
して直角に位置する。図６の回転位置においては、切断
バイト１４は、図５と比較して、偏心距離ｅだけ管体３
に接近しており、溝切バイト２０は、同様に管体３の表
面に当接している。それゆえ、この状態では、切断バイ
ト１４と溝切バイト２０が、同時に管体３に切削加工を
施している。

【００２８】図７に示すように、スライド板１６がスピ
ンドル５に対して更に９０°回転変位すると、スライド
板１６の楕円形内周面Ｔの短軸は、再び前記偏心方向と
整合する。図７の回転位置において、切断バイト１４
は、図６と比較して、更に偏心距離ｅだけ管体に接近し
ている。この場合、切断バイト１４の先端は、すでに管
体３の壁部を貫通しており、それゆえ、管体３は切断さ
れている。ただし、この状態において、溝切バイト２０
による管体３の切削をなお継続するか否かは、管体切断
機の使用者にとって任意である。

【００２９】ここで示された実施例では、まず溝切バイ
ト２０で管３の溝切りが実行され、その後に管３の切断
が行われるタイプを示したが、管３の切断後に溝切りを
実行することも可能である。その場合、図５の状態より
例えば５５．７度傾けた状態すなわち、溝切バイト２０
もバイト１４も管３に接していない状態から差動歯車１
３を始動すればよい。

【００３０】スピンドル５に対するスライド板１６のい
ずれの回転位置においても、スライド板１６の短軸は、
スピンドル５の回転軸線Ｏを通過して延びている。なぜ
なら、スライド板１６のキー溝１８は、スピンドル５の
同心円筒面Ｓの回りを回転する差動歯車１３のキー１７
との係合によって、常にスピンドル５の回転軸線Ｏを指
向しているからである。それゆえ、スライド板１６と一
体に配置された切断バイト１４及び溝切バイト２０も、
スピンドル５の回転軸線Ｏ、つまりは管体３の中心軸線
を指向している。

【００３１】以上、実施例を図面により説明したが、具
体的な構成は実施例に限られるものではなく、本発明の
要旨を逸脱しない範囲における変更や追加等があっても
本発明に含まれる。

【００３２】

【発明の効果】本発明によれば、管体切断機のバイト送
り構造に、従来の歯車手段に代えて、スピンドルの偏心
円筒面に滑らかに摺接するスライド板の構成を適用して
いるために、歯車の噛合に基因するがたつきや騒音が解
消されて、極めて静粛かつ円滑なバイト送りが実現され
る。それゆえ、バイトによる溝切り切削加工も極めて高
精度に行われ、バイトの破損も十分に回避される。ま
た、差動歯車の歯数の変更によりバイトの送り速度も自
由に選択でき、管の切断と溝切り切削加工とが一連の工
程で一気に達成される。

【００３３】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による管体切断機の実施例の縦断面図で
ある。

【図２】本発明の管体切断機に使用されるスライド板と
切断ユニットの正面図である。

【図３】本発明の管体切断機に使用されるスピンドルの
正面図である。

【図４】本発明による管体切断機の主要部の斜視図であ
る。

【図５】スピンドルに対するスライド板の回転位置を説
明する概略図である。

【図６】スピンドルに対するスライド板の回転位置を説
明する概略図である。

【図７】スピンドルに対するスライド板の回転位置を説
明する概略図である。

【図８】従来の管体切断機の縦断面図である。

【符号の説明】

１ 管固定具 ２ 本体 ３ 管体 ４ 通過孔 ５ スピンドル ６ 環状ス
クリュー ７ 締付け部材 ８ 基本円
管 ９ 偏心円管 １０ ロック
ピン １１ ロックピン １２ 歯車 １３ 差動歯車 １４ 切断
バイト １５ 切断ユニット １６ スラ
イド板 １７ キー １８ キー
溝 １９ 抜け止めフランジ ２０ 溝切
バイト ２１ 溝切ユニット ２２ 倣い
ローラ ２３ 第１ピニオン ２４ 第２
ピニオン ２５ 駆動ケーシング ２６ 駆動
軸 ２７ 始動クラッチ ２８ ウオ
ーム ２９ ウオーム歯車 ３０ クラ
ッチ ３１ ハンドル挿入孔 ３２ クラ
ッチ板 ３３ クラッチ板

フロントページの続き (72)発明者 衣川 雅也 大阪府大阪市中央区平野町四丁目１番２号 大阪瓦斯株式会社内 (72)発明者 森田 徹 大阪府大阪市中央区平野町四丁目１番２号 大阪瓦斯株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 切断すべき管体を固定的に保持する本体
   に、環状のスピンドルが、管体に対して同心的に回動可
   能に支承されており、スピンドルの周囲には、スピンド
   ルの回転軸線に対して同心的な同心円筒面と、スピンド
   ルの回転軸線に対して偏心した偏心円筒面が形成されて
   いて、同心円筒面には、スピンドルに対して不動の歯車
   と、スピンドルに対して回動可能な差動歯車とが互いに
   隣接して嵌装されており、偏心円筒面には、バイトを保
   持する切断ユニットと一体のスライド板が嵌装されてお
   り、スライド板と差動歯車は、直径方向に沿って延びる
   キー手段を介して互いに相対回動不可に連結されてお
   り、偏心円筒面に摺接するスライド板の内周面は、前記
   キー手段を通過する直径方向の短軸とそれと略直角方向
   の長軸を有する楕円形もしくは長円を成していて、この
   短軸は、偏心円筒面の直径にほぼ等しく、前記長軸は、
   偏心円筒面の直径よりも少なくとも偏心距離の２倍分長
   くなっており、駆動に際しては、歯車及び差動歯車が、
   互いに僅かな回転数差をもって回転せしめられることを
   特徴とする管体切断機。
2. 【請求項２】 前記バイトは、前記キー手段と前記スピ
   ンドルの回転軸線を含む平面内に配置されている請求項
   １に記載の管体切断機。
3. 【請求項３】 前記スピンドルは、基本円管と、基本円
   管に嵌着された偏心円管とによって構成されている請求
   項１又は２に記載の管体切断機。
4. 【請求項４】 前記切断ユニットには、前記バイトに対
   して直径方向で向かい合う位置の僅かに内側に溝切バイ
   トが取り付けられている請求項１又は２又は３に記載の
   管体切断溝切機。