JPS6248416A - 回転式棒状材切断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 Ｒ皿辺旦狗 ［産業上の利用分野］ 本発明は回転式棒状材切断装置に関し、詳しくは遠心力
を用いて刃部を移動させ棒状材の切断を好適に行なう回
転式棒状材切断装置に関する。

［従来の技術］ 従来より、棒状材、例えば丸棒や丸パイプ等を切断する
のに、パイプ等を固定しておいて、この外周に刃部、例
えばディスクカッタ等を押し当てながら周回させ、パイ
プ等の切断を行なうものが知られている。こうした切断
装置では、刃部を周回させると共に、これを徐々に棒状
体の外周から軸心方向へと移動させてゆく必要があり、
特公昭４５−６５８９号公報の「内温型素材切断用装置
」の如く、刃部の移動を、回転するカッタヘッド上のウ
ェイト等に働く遠心力を用いて実用しようとするものが
提案されている。

［発明が解決しようとする問題点］　６かかる従来の回
転式棒状材切断装置では、遠心力を用いて刃部を移動さ
せ棒状材に押し当てて切断を行なうので、取扱いが必ず
しも容易ではないという問題があった。即ち、カッタヘ
ッドが急激に回転すると刃部が高速で移動して棒状材に
当接する為、刃部の欠損を引き起こしたり、回転数が低
いと切断に必要以上の時間がかかつてしまうといった問
題である。

また、棒状材の材質によっては刃部を押しつける力を変
更しなければならないが、こうした回転数の制御を毎回
性なうことは煩雑な手間を必要とし、作業効率を低下さ
せるといった問題もあった。

そこで本発明は上記問題を解決するこを目的としてなさ
れ、種々の棒状材を好適に切断する回転式棒状材切断装
置を提供するものである。

発明の構成 ［問題点を解決するための手段］ かかる目的を達成すべく、本発明は問題点を解決するた
めの手段として次の構成をとった。即ち、駆動手段によ
って回転され、該回転の軸心に透孔を有するカッタヘッ
ドと、 該透孔に挿通される棒状材を上記カッタヘッドの略軸心
に合わせて支承する支承手段と、上記カッタヘッド上に
設けられ、上記棒状材に押し当てられて該棒状材の切断
を行なう刃部と、を備えた回転式棒状材切断装置におい
て、上記カッタヘッドの回転によって生じる遠心力に応
じて外周方向へ移動するウェイトと、該ウェイトの移動
に伴って上記刃部を軸心方向へ移動する刃部移動手段と
、を上記カッタヘッドに備えると共に、 切断される棒状材に応じて予め定められた条件で、上記
回転されるカッタヘッドの回転数を制御する回転数制御
手段を設けたことを特徴とする回転式棒状材切断装置の
構成がそれである。

［作用］ 上記構成を有する本発明の回転式棒状材切断装置は、カ
ッタヘッドの回転数を切断される棒状材に応じて予め定
められた条件で制御すると共に、該カッタヘッドの回転
によりカッタヘッド上のウェイトがうける遠心力によっ
て、刃部が軸心方向へ移動するよう構成されている。従
って、刃部は棒状材の切断に最適の押圧力もしくは周速
で棒状材に当接され、刃部がその外周部を周回すること
によって棒状材を切断するように動く。

ここで切断される棒状材に応じて予め定められるカッタ
ヘッドの回転の条件としては、カッタヘッドの回転数の
上昇率等が考えられ、材質や径。

肉厚等の異なる複数の棒状材に対して個々に条件を記憶
しておき、使用者の指示に応じてそのひとつを選択して
切断を行なうよう構成すれば、遠心力を用いた刃部の移
動・抑圧を棒状材に合わせて容易かつ正確に行なうよう
働く。尚、ウェイトに生じる遠心力はウェイトの質問及
び回転角速度によって異なるので切断する棒状材の径や
肉厚あるいは材質等により、その質問やカッタヘッド上
の軸心からの位置（即ち、ウェイトが受ける回転角速度
）を切断される棒状材に応じて予め所定の範囲に設定し
ておくことも考えられる。

棒状材として配管用鋼管等を切断する場合には、刃部と
してディスクカッタを用いることができる。

切削工具等と較べてディスクカッタは切粉を生じること
なく低い周速度（回転体としては低い回転数）でパイプ
を切断するよう働く。

また、刃部、ウェイト及び刃部移動手段を複数組設け、
棒状材外周の互いに対応する位置に刃部が当接するよう
構成すれば、複数の刃部は、切断時間を短かくするよう
働く。一方、複数の刃部を棒状材の異なる位置に当接さ
せれば、棒状材を同時に複数箇所で切断するよう働かせ
ることもできる。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。

第１図は本発明の一実施例としてのパイプカツ夕の斜視
図である。パイプカッタは、軸心に透孔を有し、該透孔
にパイプＷを挿通させ、図示しないバイス等の支承手段
でパイプＷを支承している。

パイプＷの切断は切削ヘッド１のスピンドル２の先端に
取付けられたカッタヘッド３により行なわれ、モータ４
の駆動力がベルト５を介してスピンドル２に伝達されカ
ッタヘッド３が回転される。

第２図はカッタヘッド３の断面図、第３図は第２図のＡ
矢視図、第４図は第２図のＢ−８断面図であるが、図示
するようにカッタヘッド３はスピンドル２にボルト６で
強固に固定されている。上記スピンドル２は、ベアリン
グ７ａでハウジング７に軸支されている。また、カッタ
ヘッド３には、複連する２組のカッタ８ａ　、　８ｂが
設けられている。

カッタヘッド本体９にベアリング１０により軸支された
２本の回動軸１１ａ、１１ｂが設けられ、該回動軸１１
ａ、１１ｂの一端はカッタヘッド本体９の一方より外部
に突き出され、該突き出し部分にスリ割りを利用してカ
ッタ３ａ、８ｂの各アーム１２ａ、１２ｂが固定されて
いる。該アーム１２ａ、１２ｂの上記回動軸１１ａ、１
１ｂを挾んだ一端にはディスク型カッタ１３ａ、１３ｂ
がピン１４ａ、１４ｂにより各々回動自在に取り付けら
れている。ウェイト１５ａ、１５ｂは上記カッタヘッド
本体９の凹部に埋設され、かつウェイト１５ａ、１５ｂ
の一端に上記回動輪１１ａ、１１ｂが各々嵌挿され、か
つ止メピン１６ａ、１６ｂにより固着されている。また
、ウェイト１５ａ。

１５ｂはバネ１７ａ、１７ｂ及びカッタヘッド本体９に
取り付けられたボルト１８ａ、１８ｂにより、常に回動
軸１１ａ、ｉ”１ｂを中心として軸心方向にバネ力によ
り押し付けられる。

上述したように、カッタ８ａのディスク型カッタ１３ａ
はアーム１２ａを介して回動軸１１ａに固定され、回動
軸１１ａは止メピン１６ａによりウェイト１５ａに固着
されている。従って、カッタヘッド３の回転によってウ
ェイト１５ａが受ける遠心力が、バネ１７ａによる押圧
力に打ち勝ち、ウェイト１５ａが外周方向へ移動すると
、ディスク型カッタ１３ａは透孔の軸心方向へ移動する
のでおる。カッタ８ｂに関しても同様である。尚、ウェ
イｌ−１５ａ、１５ｂは、カッタヘッド３の回転が停止
すると、バネ力によってストッパボルト１９ａ、１９ｂ
により一定位置に係止される。

次に本実施例の電気系統を第５図に示すブロック図を用
いて説明する。図において、制御回路１００は回転式棒
状材切断装置の回転数を制御する回路である。制御回路
１００は、データの入出力や演算等を行なう周知の中央
処理ユニット（ＣＰｔＪ）１０１、処理用のプログラム
や各種の定数等が格納された読出専用メモリ（ＲＯＭ）
１０２、一時的に制御用のデータを読み書きするランダ
ムアクセスメモリ（ＲＡＭ＞１０３、電源断後も図示し
ないバッテリによるバックアップをうＣプて各種設定値
を記憶するバックアツプＲＡＭ１０４等を備えて、入出
力回路等と共に論理演算回路として構成されている。

入出力回路としては、パイプ切断時のディスク型カッタ
１３ａ、１３ｂの周速等を設定するターミナル１０５の
キーボード１０５ａやモータ起動スイッチ１０５ｂ等か
らの入力を受付けると共に表示部１０５Ｃに種々の情報
を表示するターミナル入力回路１０６と、カッタヘッド
３を回転さぜるモータ４を駆動する為の駆動信号を出力
するモータ駆動出力回路１０７がおる。尚、上記のＣＰ
Ｕ１０１．ＲＯＭ１０２等の素子や入出力回路等はコモ
ンバス１０８により相互に接続されている。

次に上述した制御回路１００において行なわれる処理に
ついて、第６図のフローチャートに拠って説明する。

パイプカッタは電源が投入されると、まずターミナル１
０５から切断されるパイプＷに関する情報の入力が行な
われる。例えばパイプＷの材質。

外径、肉厚等に関して予め設定が行なわれておれば、タ
ーミナル１０５の表示部１０５ｃに表示された設定済の
条件の中から、キーボード１０５ａを操作して切断する
パイプＷの条件に合致するものを選択すればよい。また
、新規なパイプであればその諸条件を新たに登録するの
である。

ＣＰＵ１０１は、選択もしくは登録されたパイプＷの条
件に従って、バックアツプＲＡＭ１０４内に予め記憶し
ておいたカッタヘッド３の回転数の制御値等を読み出し
た後、ステップ２００より第６図の制御ルーチンを開始
する。尚、本実施例では、外径２２ｍｍの配管用鋼管の
切断を行なうことから、最終的な回転数として１５０ｐ
ｐｍとなるような回転数上昇のデータが選択された。

まず、ステップ２００では、パイプカッタの動作モード
の判断が行なわれる。ここで動作モードとは、ターミナ
ル１０５の起動スイッチ１０５ｂがオンの状態にあるか
オフの状態にあるかを示すものである。起動スイッチが
オン状態となるとステップ２１０へ進む。ステップ２１
０ではモータ４が起動される。続いてステップ２２０へ
と進む。

ステップ２２０では、予めターミナル１０５から設定さ
れた条件に従って、モータ４の回転数の制御が行なわれ
る。続くステップ２３０では起動スイッチの状態を判断
するが、パイプＷの切断が終了し使用者によって起動ス
イッチ１０５ｂがオフ状態とされるまでステップ２２０
．２３０の処理・判断を繰返しながら、モータ４の回転
数の制御を行なうのでおる。尚、ステップ２３０の判断
において、起動スイッチがオフ状態にされていれば、処
理はステップ２４０へ進んで、モータ４を停止させ、Ｅ
ＮＤへ扱けて本制御ルーチンを終了する。

上記のステップ２２０の回転数制御が繰返し実行されて
いる場合の、ディスク型カッタ１３ａ。

１３ｂの動作について説明する。スピンドル２がモータ
４により回転すると、スピンドル２に接合されたカッタ
ヘッド本体９も同時に回転し、カッタヘッド本体９上の
ウェイト１５ａ、１５ｂには次式で示される遠心力Ｆが
作用する。

Ｆ＝ｍａω ここで、ｍはウェイト１５ａ、１５ｂの質問、ａは回転
中心からウェイト１５ａ、１５ｂの重心までの距離、ω
はウェイト１５ａ、１５ｂの角速度である。カッタヘッ
ド３の回転数が次第に上昇し、ウェイト１５ａ、１５ｂ
に加わる遠心力Ｆが大きくなってバネ１７ａ、１７ｂに
よる押圧力に打ら勝つと、ウェイト１５ａ、１５ｂは外
周方向に移動を開始する。第７図（Ａ＞に示した回転数
ＮＯがこれに相当する。カッタヘッド３の回転数が上昇
すると、ディスク型カッタ１３ａの刃先の位置は、既述
したように、初期位置ＸＯから次第に軸心へと移動して
ゆく。刃先は、回転数ＮｏｕｔではパイプＷの外周の位
置Ｘ０ｕｔまで、回転数ＮｉｎではパイプＷの内周の位
＠）（ｉｎまで移動し、回転数が高まるに従って、軸心
に近接する。

従って、第７図（Ｂ）に示すように、モータ４の回転数
を次第に上昇させてゆくと、時間ｔ１でディスク型カッ
タ１３ａ、１３ｂ軸心方向へ移動を開始し、時間ｔ２で
パイプＷの外周にディスク型カッタ１３ａ、１３ｂの刃
先が接し、切断が開始される。時間ｔ３では、ディスク
型カッタ１３ａ、１３ｂの刃先は、仮想的にはパイプＷ
の肉厚を突扱けるが、実際にはパイプＷが存在するので
、時間ｊ４（回転数Ｎａ＞で切断が終了した。尚、本実
施例では、切断時の回転数（Ｎ４）は約１３Ｑｒｐｍ、
ディスク型カッタ１３ａ、１３ｂ刃先の周速は０．２ｍ
　／ｓｅｃ程度であった。

以上説明したように、本実施例のパイプカッタはカッタ
ヘッド３の回転によりウェイト１５ａ。

１５ｂに生じる遠心力によってディスク型カッタ１３ａ
、１３ｂをパイプＷに押し当てて回転さｖ１パイプＷを
切断することができる。

しかもディスク型カッタ１３ａ、１３ｔ）をパイプＷに
押し当てる力は、パイプＷに応じて予め記憶しておいた
条件に従ってカッタヘッド３の回転　　数を制御するこ
とによって自在にコントロールされるので、パイプの径
や材質等の違いによる切削条件の違いに容易に対応する
ことができる。例えば、銅やアルミニウムのように鋼材
と較べて柔かい材料を切断する場合には、第７図（Ｂ）
に破線で示すように、ディスク型カッタ１３ａ、１３ｂ
をパイプＷの外周に柔かく滑かに接触させることも容易
に実現することができる。このように、パイプＷの変形
やパリ等を生じることなく、種々の条件のパイプを好適
に切断することが可能となる。

以上本発明の一実施例について説明したが、本発明はこ
の実施例に何等限定されるものではなく、例えばディス
ク型カッタに変えてバイトを取りイ」け切断するような
構成や、ウェイト１５ａ、１５ｂの質量９型心の位置を
適宜選択して大口径や小口径の棒状材の切断を行なう構
成をとるなど、本発明の要旨を逸脱しない範囲において
、種々なる態様で実施し１ｑることは勿論である。

発明の効果 以上詳述したように、本発明の回転式棒状材切断装置は
、カッタヘッドの回転によって生じる遠心力を利用して
刃部を軸心方向に移動させると共に、回転数制御手段に
よって切断される棒状材に応じて予め定められた条件で
カッタヘッドの回転数を制御して棒状材を好適に切断す
ることが極めて容易となるという優れた効果を奏する。

従って、回転するカッタヘッド上に刃部を移動させる特
別なアクチュエータ等を必要とせず、部品点数を低減し
て装置構成を著しく簡略化していながら、刃部の動きや
棒状材への押圧力を自在に制御できるので棒状材の切断
を最適に行なうことができる。

この結果、信頼性やメンテナンス性も向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る一実施例の斜視図、第２図は本発
明に係る一実施例の切断部の断面図、第３図は第２図の
Ａ矢禍図、第４図は第２図のＢ−Ｂ断面図、第５図は本
実施例の電気系統の構成を示すブロック図、第６図は本
実施例の制御回路において行なわれる制御ルーチンの一
例を示すフローチャート、第７図（Ａ）、（Ｂ）は各々
ディスク型ヘッドの回転数の制御の様子を示すグラフ、
である。 ３・・・カッタヘッド　　　　４・・・モータ８ａ、３
ｂ・・・カッタ ９・・・カッタヘッド本体 １１ａ、１１ｂ・・・回動軸 １２ａ、１２ｂ−・・アーム １３ａ、１３ｂ・・・ディスク型カッタ１５ａ、１５ｂ
・・・ウェイト

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　駆動手段によって回転され、該回転の軸心に透孔を
   有するカッタヘッドと、 該透孔に挿通される棒状材を上記カッタヘッドの略軸心
   に合わせて支承する支承手段と、 上記カッタヘッド上に設けられ、上記棒状材に押し当て
   られて該棒状材の切断を行なう刃部と、を備えた回転式
   棒状材切断装置において、 上記カッタヘッドの回転によって生じる遠心力に応じて
   外周方向へ移動するウェイトと、該ウェイトの移動に伴
   って上記刃部を軸心方向へ移動する刃部移動手段と、を
   上記カッタヘッドに備えると共に、 切断される棒状材に応じて予め定められた条件で、上記
   回転されるカッタヘッドの回転数を制御する回転数制御
   手段を設けたことを特徴とする回転式棒状材切断装置。 ２　回転数制御手段は、切断される棒状材に応じてカッ
   タヘッドの回転数の上昇率を含む回転条件を記憶する記
   憶手段と、該記憶された複数の回転条件のひとつを選択
   して上記カッタヘッドの回転数を制御する選択制御手段
   と、を備えた特許請求の範囲第１項記載の回転式棒状材
   切断装置。