JPH0811012A - 開先切断用回転刃物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 鋼管の切断と開先加工を同時に行ない得ると
共に、鋼管の切断のみにも適用可能な開先切断用回転刃
物を提供すること。 【構成】 断面錐状の担持部３を備えた円板状刃物基盤
２の、該錐状担持部３の傾斜状担持面４に開先切削用チ
ップ刃６を固着し、かつ該錐状担持部３の周縁から先端
に切込み用チップ刃１１を固着した切込み板縁１０を延
出したから、開先切断加工と、単純な切断とを選択的に
行ない得る。また、切込み板縁１０の端部に、切込み用
チップ刃１１の刃物装着溝１３を両側面で交互に所定角
度間隔で形成し、この取付け座面に固定した切込み用チ
ップ刃１１の刃先を刃物装着溝１３の開口から突出し、
切込み板縁１０の刃物装着位置を除く主周縁は該切込み
板縁１０の肉厚がそのまま維持され、かつ刃物装着位置
では、切込み板縁１０のほぼ半分程度の肉厚が維持され
て、所要の機械的強度を保持できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、鋼管の所定寸法の切断
と、該切断端面に傾斜面を形成する開先加工を行なうた
めの開先切断用回転刃物に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】通常、鋼管の端面には、該鋼管の端面相
互の接合のために開先ｆ（図２参照）が形成される。こ
の開先ｆにより、当接部で溶着金属を埋める埋入溝を生
じ、溶接が容易に行なわれる。従来は、この開先加工
を、鋼管を所定寸法に切断した後に、別途行なうように
していた。ところでこのような手段にあっては切断加工
と開先加工の二工程を順次施す必要があり、切断用機械
と開先加工用機械とを必要として場所をとり、しかも機
械間で鋼管の移動供給を行なう必要があった。従って、
鋼管は最大10トンもあり、大重量であるため作業負担が
大きく、さらには、各機械毎に新たな位置決めを行なう
必要がある等、極めて面倒であった。

【０００３】そこで、本発明者は断面錐状の先端部を備
えた円板状刃物基盤の、該傾斜面に開先切削用チップ刃
を固着し、かつ該錐状端部に切込み用チップ刃を固着し
てなる開先切断用回転刃物を既に提案した（特願平5ー12
8449）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、実際の鋼管
の切断加工にあっては、上述のように開先を施す必要の
ある場合もあるが、単純に所定寸法の鋼管を得ればよか
ったり、非接合端面を形成する場合等のように、開先加
工を不要とするような場合もある。しかるに上述の構成
の回転刃物にあっては、開先加工が不要な切断加工には
兼用できず、このような場合には従来の切削刃を用いる
ほかはなかった。

【０００５】本発明は、先に提案した開先切断用回転刃
物をさらに改良し、鋼管の切断と開先加工を同時に行な
い得ると共に、鋼管の切断のみにも適用可能な構成を提
供することを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、断面錐状の担
持部を備えた円板状刃物基盤の、該錐状担持部の傾斜状
担持面に開先切削用チップ刃を固着し、かつ該錐状担持
部の周縁からほぼ均一な肉厚の円弧状切込み板縁を延出
し、該切込み板縁の端部に、先端側へ開口し、かつ肉厚
のほぼ半分の深さの刃物装着溝を、切込み板縁の両側面
で交互に所定角度間隔で複数個形成し、各刃物装着溝の
取付け座面に切込み用チップ刃を固着して、その刃先を
切込み板縁の円弧端縁から突出したことを特徴とする開
先切断用回転刃物である。

【０００７】

【作用】上述の構成にあって、切込み板縁の端部には、
切込み用チップ刃の刃物装着溝が両側面で交互に所定角
度間隔で形成され、この取付け座面に固定した切込み用
チップ刃の刃先を刃物装着溝の開口から突出し、而し
て、表裏の刃物装着溝に夫々固定した切込み用チップ刃
により当該刃先の先端の二倍の厚で、鋼管ｗの周面に切
込み切削が施され、鋼管を所定長さに切削することが可
能となる。

【０００８】この構成にあっては、切込み板縁の刃物装
着位置を除く主周縁は該切込み板縁の肉厚がそのまま維
持され、かつ刃物装着位置では、切込み板縁のほぼ半分
程度の肉厚が維持されて、所要の機械的強度を保持で
き、切込み板縁が薄肉であっても、その破損が可及的に
抑止される。

【０００９】またこの構成にあって、鋼管の開先切断加
工を行なう場合には、切込み深さを錐状担持部に至るま
でとして、まず回転刃物の先端に固着された切込み用チ
ップ刃により切込み、かつ、刃物基盤の傾斜面に取付け
られた開先切削用チップ刃により、該傾斜状担持面の角
度を開先角度として開先加工を施する。このため、該刃
物により鋼管はその切断と開先加工を同時に行なわれ
る。

【００１０】一方、切断のみを行なう場合には、錐状担
持部に至るまで切込み板縁の切込み用チップ刃を切込ん
で、その切断を行なう。

【００１１】

【実施例】本発明に係る回転刃物１の構成を図１〜３に
従って説明する。

【００１２】この回転刃物１は断面錐状の担持部３を備
えた回転刃物基盤２に、複数個の開先用チップ刃６及び
切込み用チップ刃１１を固着して構成される。

【００１３】すなわち、前記刃物基盤２の錐状担持部３
の傾斜状担持面４は、複数の刃物装着溝５が形成され、
この刃物装着溝５にスローアウエイチップ等からなる開
先用チップ刃６を螺子固着する。この各開先用チップ刃
６は径方向で干渉するようにし、該傾斜状担持面４の径
方向にわたって、いずれかの開先用チップ刃６が切削加
担するようにして後述するように鋼管ｗを傾斜状に切削
し、その切断に伴って、鋼管ｗ端面に開先加工を施すよ
うにする。

【００１４】また刃物基盤２の錐状担持部３の周縁から
はほぼ均一な肉厚の円弧状切込み板縁１０が延出し、該
切込み板縁１０の周端部に切込み用チップ刃１１を固着
して、その刃先を切込み板縁１０の円弧端縁から突出し
てなる。

【００１５】すなわち、この切込み板縁１０の端部に
は、切込み用チップ刃１１の刃物装着溝１３が両側面で
交互に所定角度間隔で形成されている。この刃物装着溝
１３は先端側へ開口し、その取付け座面１２は図３で示
すように中心線Ｌに沿って形成され、中心面と一致させ
るようにしている。また刃物装着溝１３には、取付け座
面１２と、周方に連続してざぐり１４を形成し、回転刃
物１を図１矢線へ回転することにより、研削屑を前記ざ
ぐり１４内に回収し得るようにして、円滑な切削を可能
としている。尚、このように、ざぐり１４を錐状担持部
３の側面に形成していることにより、切込み板縁１０の
周縁を整一な円弧とすることができ、後述するように、
その機械的強度を保持し得るものとなっている。

【００１６】そしてこの取付け座面１２に切込み用チッ
プ刃１１を固定し、その刃先を刃物装着溝１３の開口か
ら突出し、切込み板縁１０の円弧端縁に臨ませている。
この固定は、切込み用チップ刃１１に形成した螺子座孔
１５から、ビス１６を取付け座面１２に形成した螺子孔
１７に螺合することにより行なっている。

【００１７】而して、この表裏の刃物装着溝１３に夫々
固定した切込み用チップ刃１１，１１により当該刃先の
先端の二倍の厚で、鋼管ｗの周面に切込み切削が施さ
れ、鋼管ｗを所定長さに切削することが可能となる。

【００１８】この構成にあっては、切込み板縁１０の刃
物装着位置を除く主周縁は該切込み板縁１０の肉厚がそ
のまま維持され、かつ刃物装着位置では、切込み板縁の
半分程度の肉厚が維持されて、切込み板縁１０の周縁で
所要の肉厚機械的強度を保持でき、切込み板縁１０が薄
肉であっても、その破損が可及的に抑止される。

【００１９】尚、切込み用チップ刃１１による切断のみ
を可能とするために、切込み板縁１０の径方向の長さ
は、鋼管ｗの肉厚以上とする。このため、種々の肉厚の
異なる鋼管ｗの切断を可能とするために、該切込み板縁
１０の長さは３０ｍｍ以上の比較的長く設定される。

【００２０】この回転刃物１は、刃物基盤２の中心に形
成した取付け孔１５に前記取付軸６６を挿通することに
より、後述する揺動アーム６５に固定される。

【００２１】またこの回転刃物１により切断される鋼管
ｗは、200 角〜750 角の断面正方形からなり、切断長さ
は、通常0.1m〜16m である。

【００２２】次に上述の回転刃物１を用いた開先切断装
置の一実施例を図４〜１１に従って説明する。

【００２３】この開先切断装置には、図４で示すように
複数の支持ロール６１により回転環体６０が回動可能に
支持されている。そして、前記回転環体６０の外周面に
は歯車６２ａが設けられ、回動モータ６３の駆動軸に固
着した歯車６２ｂを歯車６２ａに噛み合わせて、回動モ
ータ６３により、回転環体６０を半回転させるようにし
ている。この回転制御はリミッスイッチ６９ａで回転環
体６０に突設した係合子６９ｂを検知することにより制
御される。

【００２４】前記回転環体６０には揺動軸６４に支持さ
れた二片の揺動アーム６５が点対称位置に支持されてい
る。そして、該揺動アーム６５の端部で軸受筒６７（図
６参照）により回転刃物１の取付軸６６を支持し、該取
付軸６６の後端縁に固着した傘歯車に、前記揺動アーム
６５の後面に固定した切断モータ６８の駆動軸に固着し
た傘歯車を噛み合わせることにより、前記切断モータ６
８の駆動に伴って、回転刃物１を自転させるようにして
いる。

【００２５】一方、前記揺動アーム６５には、取付軸６
６と同心位置で、支軸６９により軸支腕７０の一端を支
持している。この軸支腕７０には、その両側面に形成し
た直線ガイド７１，７１に軸受片７３を嵌装しており、
該直線ガイド７１，７１に沿って支持した送り螺子７２
に軸受片７３を螺装することにより、送り螺子７２の送
り作用により該軸受片７３を直線ガイド７１，７１に沿
って移動可能としている。また軸受片７３には鋼管ｗの
側面に圧接して倣い回転する倣いロール８０が支軸８１
により遊転可能に支持されている。さらに軸受片７３に
は該鋼管ｗの側面に圧接して倣い回転する倣いロール８
０が支軸８１により遊転可能に支持されている。そし
て、前記送り螺子７２の端部に固着した傘歯車を、軸支
腕７０の側面に支持した短尺状の連係軸７４の傘歯車に
螺装している。この連係軸７４は、軸方向にスパイラル
溝が形成された連動軸７５ａに枢支されている。

【００２６】また前記揺動アーム６５には、取付けフレ
ーム７９により、サーボモータからなる切込み深さの調
整モータ７７と、該調整モータ７７の駆動軸と歯車を介
して噛み合う連係軸７８が支持されており、前記連動軸
７５に外嵌して、スパイラル溝の噛み合いにより相対的
軸方向移動を可能とした連動筒７５ｂを前記連係軸７８
の他端に枢支している。この連動軸７５ａ，連動筒７５
ｂとは、伸縮性軸接手７５を構成する。

【００２７】かかる構成にあって、前記切断モータ６８
を駆動させると、連係軸７８，伸縮性軸接手７５及び連
係軸７４が回転し、送り螺子７２の回転により軸受片７
３が直線ガイド７１，７１に沿って移動して、前記倣い
ロール８０の支軸８１の位置が変わって、前記回転刃物
１との偏位量を調整し得るようになる。また各枢支部の
屈折作用と、伸縮性軸接手７５の伸縮作動により軸支腕
７０及びフレーム７９に対する相対変位が可能となる。

【００２８】前記揺動アーム６５には、回転環体６０に
傾動可能に枢支した油圧シリンダ８５のロッド８６の先
端が枢支され、これにより揺動アーム６５は、揺動軸６
４を中心に傾動する。この油圧シリンダ８５の付勢力に
より、倣いロール８０は鋼管ｗの側面に圧接することと
なる。

【００２９】この回転刃物１は、刃物基盤２の中心に形
成した取付け孔１５に前記取付軸６６を挿通することに
より、揺動アーム６５に固定される。

【００３０】次に、かかる構成の作動につき説明する。

【００３１】断面矩形状の鋼管ｗを図示しない供給用コ
ンベヤに載せ、中央制御装置接続された入力装置により
鋼管ｗの大きさ、板厚、回転環体６０の回転角度を設定
する。

【００３２】さらには、この鋼管ｗを切断のみを行な場
合に、開先切断加工を行なう場合のいずれかに対応し
て、回転刃物１による鋼管ｗへの切込み深さを決定す
る。

【００３３】この深さは、回転刃物１と倣いロール８０
の偏心に基づく、該回転刃物１と倣いロール８０の周面
の変位差によるものである。このため、前記調整モータ
７７を駆動して、連動軸７５等の回転にともない送り螺
子７２を回動し、倣いロール８０の支軸８１を移動する
ことにより、回転刃物１の食い込み深さを調整する。

【００３４】従って、図２の鎖線ｙのように、切断と開
先加工を同時に行なう場合には、前記変位差が、回転刃
物１から錐状担持部３に至る長さとする。また、図２の
鎖線ｘのように、単に切断する場合には、前記変位差を
切込み板縁１０までの長さとし、かつ鋼管ｗの肉厚を越
える長さとする。すなわち、開先切断加工を施すか、単
に切断するかの選択は調整モータ７７の駆動制御により
容易に設定し得ることとなる。

【００３５】かかる調整をあらかじめ行なった後、供給
用コンベヤから鋼管ｗを送り込み、切断位置から所定切
断寸法分移動した停止位置で鋼管ｗを保持する。この停
止位置は、鋼管ｗの前記端縁をリミットスイッチ等で検
知する等の測長手段により、容易に設定し得る。

【００３６】尚、この鋼管ｗの供給を可能とするため
に、あらかじめ、油圧シリンダ８５はロッドが収縮位置
となり、図８で示すように、該揺動アーム６５は、回転
環体６０の円周方向に沿った退避位置となっており、こ
の状態では、回転刃物１が当然ながら退避していると共
に、軸支腕７０が倣い切込み装置６と同心の軸支腕７０
に一端を支持され、かつ他端を連動軸７５に支持されて
垂持状態となっており、該倣いロール８０も支軸８１を
回転刃物１の取付軸６６より外側に偏位した位置となっ
て退避している。そして、図示しない構成により、前記
回転環体６０の中心と鋼管ｗの中心がほぼ一致する位置
に固定する。

【００３７】この状態で切断モータ６８を駆動して回転
刃物１を回転すると共に、油圧シリンダ８５を駆動し
て、そのロッドを伸出する。これにより、前記回転環体
６０に一端を支持された揺動アーム６５が、図９のよう
に傾動し、鋼管ｗの側面に、倣いロール８０が外接する
と共に、回転刃物１の先端が該鋼管ｗの側面に圧接し、
さらに回転刃物１の回転と油圧シリンダ８５の圧力とに
より切込み用チップ刃１１が鋼管ｗの側面に食い込む。
そして鋼管ｗは開先用チップ刃６により傾斜状担持面４
に倣って切削されていく。この過程で、軸支腕７０は、
回転刃物１と同一支点位置の取付軸６６を支点として、
図１０のように反時計方向へ回動し、鋼管ｗ側面に対し
て直交して、安定位置となる。このとき、前記連動軸７
５は連動筒７６内に侵入し、軸支腕７０の傾動を可能と
する。

【００３８】このように、図１０で示すように、油圧シ
リンダ８５の圧力により軸支腕７０は鋼管ｗ側面に対し
て直交位置となり、この位置で回転刃物１と倣いロール
８０の各支点を結ぶ線分が鋼管ｗ側面に対して直交する
位置関係となり、この位置で最大切込み深さとなる。こ
の深さは、上述したように、回転刃物１と倣いロール８
０の偏心に基づく、該回転刃物１と倣いロール８０の周
面の変位差と等しい。

【００３９】このように回転刃物１が図１０のように所
定切込み深さとなると、回動モータ６３が駆動し、回転
環体６０が昇降板１４の円孔１４ａに倣って、支持ロー
ル６１で支持されながら190 度回転し、この間に倣いロ
ール８０は鋼管ｗの周面に接触して倣い移動し、この倣
いロール８０による位置決め作動によって、回転刃物１
は上述の最大切込み深さを維持しながら鋼管ｗの周面に
沿って切込み切削する。このとき鋼管ｗの角部でも図１
１で示すように、回転刃物１と倣いロール８０の各支点
を結ぶ線分も、該角部に沿って回動するから、その位置
関係は鋼管ｗの周面に対して一定となり、同一深さで切
込み切削が施される。そして該回転環体６０の190 度回
転により鋼管ｗの切断が完了することとなる。

【００４０】かかる切断状態にあって、開先切断加工に
あっては、図２の鎖線ｙのように鋼管ｗは前記切込み用
チップ刃１１により切断されると共に、切込み用チップ
刃１１に配設した開先用チップ刃６により、前記断面は
傾斜状担持面４に倣った角度で開先ｆが形成される。従
って、該回転刃物１により鋼管ｗは一度に切断と開先加
工が施され、従前のように切断機械と開先加工機の二台
を要することがなく、このため、装置間の移送や二度手
間となる鋼管ｗの再供給を行なう必要がない。

【００４１】また、図２の鎖線ｘのように切込み用チッ
プ刃１１で切断のみを行なった場合には、鋼管ｗは開先
をｆを形成されず、直交状の断面が形成される。そして
かかる切断後に再び鋼管ｗは所定切断長だけ前送される
こととなる。

【００４２】

【発明の効果】本発明は、断面錐状の担持部を備えた円
板状刃物基盤の、該錐状担持部の傾斜状担持面に開先切
削用チップ刃を固着し、かつ該錐状担持部の周縁から先
端に切込み用チップ刃を固着した切込み板縁を延出した
から、開先切断加工を行なう場合には、切込み深さを錐
状担持部に至るまでとし、単純に切断する場合には、そ
の切込み深さを切込み板縁までとすることにより、鋼管
の切断と開先加工を同時に行なったり、切断のみを行な
ったり等の切断加工を一枚の開先切断用回転刃物によ
り、選択的に行なうことができ、この種の開先切断を可
能とする回転刃物の有用性を向上し得る優れた効果があ
る。

【００４３】また、切込み板縁の端部に、切込み用チッ
プ刃の刃物装着溝を両側面で交互に所定角度間隔で形成
し、この取付け座面に固定した切込み用チップ刃の刃先
を刃物装着溝の開口から突出し、而して、表裏の刃物装
着溝に夫々固定した切込み用チップ刃により当該刃先の
先端の二倍の厚で、鋼管ｗの周面に切込み切削を施すよ
うにしたものであるから、切込み板縁の刃物装着位置を
除く主周縁は該切込み板縁の肉厚がそのまま維持され、
かつ刃物装着位置では、切込み板縁のほぼ半分程度の肉
厚が維持されて、所要の機械的強度を保持でき、切込み
板縁が薄肉であっても、その破損が可及的に抑止され
る、等の優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】回転刃物１の正面図である。

【図２】回転刃物１の縦断側面図である。

【図３】回転刃物１の先端部の拡大縦断側面図である。

【図４】開先切断装置の要部を示す正面図である。

【図５】同上の側面図である。

【図６】一部を示す平面図である。

【図７】要部の拡大正面図である。

【図８】回転刃物１の待機状態を示す概念図である。

【図９】回転刃物１の切込み開始状態を示す概念図であ
る。

【図１０】回転刃物１の倣い切込み装置６の切込み加工
を示す概念図である。

【図１１】回転刃物１の倣い切込み装置６の鋼管ｗの角
部の切込み加工を示す概念図である。

【符号の説明】

１ 回転刃物 ２ 刃物基盤 ３ 錐状担持部 ４ 傾斜状担持面 ６ 開先用チップ刃 １０ 切込み板縁 １１ 切込み用チップ刃 １３ 刃物装着溝 １４ ざぐり ６０ 回転環体 ６３ 回動モータ ６４ 揺動軸 ６５ 揺動アーム ６８ 切断モータ ７７ 調整モータ ８０ 倣いロール ｗ 鋼管 ｆ 開先

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】断面錐状の担持部を備えた円板状刃物基盤
   の、該錐状担持部の傾斜状担持面に開先切削用チップ刃
   を固着し、かつ該錐状担持部の周縁からほぼ均一な肉厚
   の円弧状切込み板縁を延出し、該切込み板縁の端部に、
   先端側へ開口し、かつ肉厚のほぼ半分の深さの刃物装着
   溝を、切込み板縁の両側面で交互に所定角度間隔で複数
   個形成し、各刃物装着溝の取付け座面に切込み用チップ
   刃を固着して、その刃先を切込み板縁の円弧端縁から突
   出したことを特徴とする開先切断用回転刃物。