JP4850002B2 - 管材切断装置 - Google Patents

Description

本発明は、管材を切断する管材切断装置に関するものである。

従来、金属管を切断する装置として、特許文献１に示されるような管材切断装置が提案されている。この管材切断装置は、図８に示されるように、装置本体５１の上面に設けられた２つの駆動ローラ部材５２で、管材５３を回転させて、略円盤形状のカッタホイール５４を押し下げ、管材５３をカッタホイール５４と駆動ローラ部材５２で挟んで、管材５３を切断する装置であるが、外径の異なる管材５３にも対応するために、カッタホイール５４を押し下げる、押下機構５５が昇降可能となっている。

この押下機構５５は、図９に示されるように、支柱５６内に装着されてスライド部材５７を上方に付勢するスライドばね５８と、スライド部材５７に取り付けられてスライド部材５７の上昇をロックするラチェット部材５９と、カッタホイール５４を管材５３位置まで押し下げるレバーハンドル６１から構成されている。ラチェット部材５９は支柱５６の前面側に形成されたラチェット溝６２とスライド部材５７に枢着されるラチェット爪５９ａとからなり、ラチェット爪５９ａはラチェット爪５９ａを時計回り方向に付勢するばね６４によりラチェット溝６２に圧着係止されているが、ラチェット爪５９ａ形状はスライド部材５７に押し下げる力が加わった際にはラチェット爪５９ａはラチェット溝６２から外れて下降を許すが、スライドばね５８によりスライド部材５７に上昇力が加えられた状態ではラチェット爪５９ａはラチェット溝６２に食い込んで上昇は許さないようになっている。

レバーハンドル６１を押し上げる方向に持ち上げると、レバーハンドル６１の基端に設けられた突起６１ａが、ラチェット部材５９に設けられた解除突起５９ｂを押圧し、ラチェット部材５９が回動して、ラチェット爪５９ａとラチェット溝６２の食い込みが外れてスライド部材５７が昇降自在となり、カッタホイール１１を管材の外径に合わせることが可能となる。

レバーハンドル６１を押し下げる方向に回動させると、レバーハンドル６１の基端に設けられたカム６１ｂが、スライド部材５７に軸支点６７に軸支されている遊動アーム６６を押圧し、遊動アーム６６が軸支点６７を中心に回動し、カッタホイール５４が下降する構造となっている。

しかしながら、この押下機構５５は多数の部品から構成されることから、コスト高になり、また装置重量が重くなってしまうという問題があった。

この管材切断装置には、カッタホイール５４と同軸に切断補助用押さえローラ６５が軸支されている。この切断補助用押えローラ６５は、カッタホイール５４が、管材５３である被加工物の肉厚を越えて切り込まれて被加工物に対する回転駆動力が失われた際、駆動ローラ部材５２に被加工物を押し付けて回転力を被加工物に与えるものである。カッタホイール５４と切断補助用押えローラ６５との外径差は被加工物の略肉厚分であればよく、最大加工径と最小加工径では肉厚は異なるがその差は弾性を有する切断補助用押えローラ６５により吸収するものである。しかしながら、被加工物の異なる肉厚を切断補助用押さえローラ６５の弾性で吸収していたので吸収幅が狭く、厚肉の管材を切断することができず、異なる肉厚の管材に十分に対応することができないという問題があった。

一方で、この管材切断装置の側部には、図８に示されるように、管材の切断断面のバリを取り、仕上げを良好とするために、駆動ローラ５２と連動して回転駆動するリーマ７０か設けられているが、このリーマ７０は、管材切断装置から突出しているので、全幅が大きくなってしまうという問題があった。また、このリーマ７０は錐形状であり、切断された管材を手で持って、回転するリーマ７０に管材の切断面を斜めに当てて、管材の切断面を順次当ててバリを取るので、バリ取り作業が煩雑となるという問題があった。
特開２００４−９２７５号公報

本発明は、上記した従来の問題点を解決し、部品点数を削減し、コスト高にならず、軽量・小型で、異なる肉厚の管材に十分に対応することができ、バリ取り作業が簡易な管材切断装置を提供する。

上記課題を解決するためになされた本発明は、 装置本体上部に設けられた、被加工物を受けて回転させる駆動ローラ部材と、本体に立設された支柱と、この支柱に昇降可能に取り付けられたスライド部材と、前記スライド部材に回転可能に取り付けられた略円盤形状のカッタホイールを有し、被加工物を前記駆動ローラ部材と前記カッタホイールで挟んで被加工物を外周面から切断する管材切断装置において、前記支柱にラックを設け、前記スライド部材の上部の第１支点にリンク部材を回動自在に軸支し、前記リンク部材の前記ラック側先端の第２支点に、前記ラックと係合し、第２支点をピッチ円の中心とするピニオンギアが形成されたハンドルを軸支し、所定のハンドル位置からハンドルを押し下げると、前記ラックと前記ピニオンギアが係合し、前記スライド部材が下降するが、所定のハンドル位置からハンドルを押し上げると、前記ラックと前記ピニオンギアの係合が外れ、スライド部材が昇降自在になることを特徴とするものである。

なお、ハンドルにリンク部材と当接する突起を設け、ハンドルを押し上げ、前記突起がリンク部材と当接すると、ハンドルが第１支点を中心に回動して、ラックとギアの係合が外れ、スライド部材が昇降自在となることが好ましい。

また、スライド部材は、上方に付勢されていることが好ましい。

また、スライド部材に、その先端が下方に付勢されるアームを回動自在に軸支し、このアームの先端に切断補助用押さえローラを回転可能に軸支することが好ましい。

駆動ローラと連動して回転駆動される、円錐面に少なくとも１つの刃が設けられた略円錐形状のリーマを、このリーマの先端が装置本体から突出しないように、装置本体の内部に配設することが好ましい。

支柱にラックを設け、スライド部材の上部の第１支点にリンク部材を回動自在に軸支し、リンク部材の前記ラック側先端の第２支点に、前記ラックと係合し、第２支点をピッチ円の中心とするピニオンギアが形成されたハンドルを軸支したので、従来に比べ部品点数の削減が可能となり、コスト削減に寄与しつつ、装置の軽量化も可能となる。

ハンドルにリンク部材と当接する突起を設けると、ハンドルを押し上げ、前記突起がリンク部材と当接すると、ハンドルが第１支点を中心に回動して、ラックとギアの係合が外れ、スライド部材が昇降自在となるので、管材の外径に合わせて、スライド部材を昇降させることが可能となり、異なる外径の管材を切断することが可能となる。また、従来に比べ部品点数の削減が可能となり、コスト削減に寄与しつつ、装置の軽量化も可能となる。

スライド部材を、上方に付勢するように構成すると、ハンドル押し上げる向きに回動させる一動作で、瞬時に復帰状態になるので、作業毎にサイズ（外径）の異なる被加工物であっても、切断後は瞬時に復帰状態にすることができ、この状態からスライド部材を押し下げるように、ハンドルを操作するだけで、管材を切断することができ、連続した管材の切断下降に要する時間を短縮することができ、生産性を向上させることが可能となる。

スライド部材に、その先端が下方に付勢されるアームを回動自在に第３支点で軸支し、このアームの先端に切断補助用押さえローラを回転可能に軸支すると、異なる肉厚の被切断材を切断することが可能となる。

リーマを駆動ローラと連動して回転駆動するように構成すると、リーマを回転駆動するための電動モータを設ける必要がなく、軽量で小型な管材切断装置を提供することが可能となる。また、リーマの先端が装置本体から突出しないように、装置本体の内部に配設すると、装置本体の外郭がリーマの回転を保護する安全カバーの役割を果たし、安全である。また、リーマが装置本体から突出していないので足等でリーマの先端を引っかけることがない、安全な管材切断装置を提供することが可能となり、また、軽量で小型な管材切断装置を提供することが可能となる。また、リーマを、円錐面に少なくとも１つの刃が設けられた略円錐形状のリーマとすると、管材を切断後に、管材をリーマにリーマの回転軸方向に向かって当てるだけでバリ取り作業が完了し、従来と比べて簡単且つ確実にバリを取ることが可能となる。

以下に、図面を参照しつつ本発明の好ましい実施の形態を示す。
図１は本発明の実施の形態を示す管材切断装置の側面図であり、図２は本発明の実施の形態を示す管材切断装置の正面図であり、図３は図１の反対側から見た管材切断装置の側面図であり、図４は図１のＡ−Ａ断面の断面図であり、ギアの構成を示している。図１において、１は箱形形状をした装置本体である。この装置本体１の上部は開口していて、駆動ローラ２と従動ローラ３が同じ高さに並設して、装置本体１の上部に回転可能に軸支されている。駆動ローラ２と従動ローラ３は、同一もしくはほぼ同じ外径の金属円筒である。駆動ローラ２と従動ローラ３は、互いに近設していて、駆動ローラ２と従動ローラ３の間の凹部で、管材である被加工物を受けるようにしている。これらの駆動ローラ２と従動ローラ３の表面には、後述するカッタホイール１１が介入することができる凹溝２ａ、３ａが形成されている。

駆動ローラ２は、図４に示されるように、複数のギアを介して、電動モータ５で回転駆動される。複数のギアは、電動モータ５を減速する第１のギア２１と、この第１のギア２１と噛合して減速する第２のギア２２、この第２のギア２２と噛合して減速する第３のギア２３と、この第３のギア２３と噛合し増速する、駆動ローラ２と同軸に設けられた第４のギア２４から構成されている。

一方で、従動ローラ３は、電動モータ５で回転駆動されずに、装置本体１に回転可能に軸支されている。

装置本体１には、電動モータ５に電源を投入・遮断するトグルスイッチ６が取り付けられている。

装置本体１の駆動ローラ２の後方には、円柱形状の支柱７が立設されている。この支柱７の駆動ローラ２側の外表面には、ラック７ａが形成されている。支柱７には、この支柱７を抱擁する抱擁部８ａと、この抱擁部８ａから駆動ローラ２側に水平に突設されたアーム部８ｂから構成されるスライド部材８が昇降可能に取り付けられている。このアーム部８ｂの先端部分は、管材切断装置の幅方向に２股になっている。

図５に示されるように、支柱７の上部には、長手方向を高さ方向とする長穴７ｂが設けられ、この長穴７ｂ及びスライド部材８を貫通する支軸１９が、長穴７ｂ内をスライド可能に取り付けられている。支柱７の内部には、コイルスプリング１０が設けられ、このコイルスプリング１０は圧縮された状態で、その下端が支柱７を貫通する軸７ｃと当接し、その上端がスライド部材８を貫通する支軸１９と当接し、スライド部材８を上方に弾発付勢している。

図６に図１のＢ−Ｂ断面図を示す。図５及び図６に示されるように、スライド部材８のアーム部８ｂの２股部分の間に、カッタホイール１１が回転可能に軸支されている。このカッタホイール１１の外縁は、図６に示されるように、鋭角な刃状になっている。カッタホイール１１の中心軸線と各種径の異なる被加工物の中心軸線とは常に垂直面上にあるように構成されている。このように構成することにより、カッタホイール１１の被加工物への押し付け力は的確に、駆動ローラ２及び従動ローラ３から構成される駆動ローラ部材へ伝達され、被加工物がスリップしたり、駆動ローラ部材から脱落したりすることがないようにしている。

スライド部材８のアーム部８ｂの両側には、その先端を下側にむけた略Ｌ字形状のアーム１２が、回動可能に、アーム部８ｂの先端と基端の間の第３支点４３で軸支されている。アーム１２の先端は、第３支点４３に取り付けられたトーションスプリング１３で、常に下側に付勢されている。アーム１２の先端は、管材切断装置の幅方向に２股になっていて、そのアーム１２の先端には、ウレタンや合成ゴム等の柔軟な材料で成形された、略円柱形状の切断補助用押さえローラ１４が、回転可能に軸支されている。

カッタホイール１１と切断補助用押さえローラ１４は、図１に示されるように、管材切断装置の前後方向に関しては、ほぼ同軸にしてあるが、図２に示されるように、上下方向に関しては、切断補助用押さえローラ１４の回転軸方が、カッタホイール１１の回転軸より僅かに下側にしてあり、切断補助用押さえローラ１４の下端の方が、カッタホイール１１の下端より僅かに、下側になるよう構成している。

図１に示されるように、スライド部材８の上部の第１支点４１には、断面形状が略コの字形状のリンク部材１５が、その開口部をカッタホイール１１側に向けて、スライド部材８を抱擁するように、前述した支軸１９によって回動自在に軸支されている。

リンク部材１５のラック７ａ側先端の第２支点４２には、パイプ形状のハンドル１６が回動可能に軸支されている。このハンドル１６の先端には、合成樹脂等の柔軟な材料で成型された、グリップ１６ａが取り付けられている。ハンドル１６の軸支部には、第２支点４２をピッチ円の中心とするピニオンギア１６ｂが設けられている。このピニオンギア１６ｂは、支柱７に設けられたラック７ａと係合する。

ハンドル１６の、第２支点４２よりもややハンドル１６の先端側の両側には、突起１６ｃが管材切断装置の幅方向に突設されている。この突起１６ｃは、ハンドル１６を押し上げて回動させると、リンク部材１５の突起受１５ａと当接するように構成されている。

このように構成したので、突起１６ｃがリンク部材１５の突起受１５ａと当接する所定のハンドル位置からハンドル１６を押し上げると、ラック７ａとピニオンギア１６ｂの係合が外れ、スライド部材が昇降自在になる。一方で、所定のハンドル位置からハンドル１６を押し下げると、ラック７ａとピニオンギア１６ｂが係合し、スライド部材８が下降する。

次に、本発明の管材切断装置の作用について説明する。駆動ローラ２と従動ローラ３から構成される駆動ローラ部材上に、管材である被加工物を載せる。ハンドル１６を押し上げて回動させると、ハンドル１６に突設された突起１６ｃが、リンク部材１５の突起受１５ａと当接する。ハンドル１６は、突起１６ｃと突起受１５ａが当接する所定のハンドル位置までは、第２支点４２を中心に回動するが、突起１６ｃと突起受１５ａが当接した後に（所定のハンドル位置）、さらにハンドル１６を押し上げると、ハンドル１６の第２支点４２を中心とする回動が抑止され、ハンドル１６は第１支点４１を中心に回動する。ハンドル１６が、第１支点４１を中心に回動すると、ハンドル１６に設けられたピニオンギア１６ｂと支軸７に設けられたラック７ａとの係合が外れ、（図７の状態）スライド部材８が昇降自在となる。

被加工物の外径に合わせて、切断補助用押さえローラ１４の先端が被加工物に接触するまでスライド部材８を下降させる。この状態でハンドル１６を押し下げて回動させると、ピニオンギア１６ｂとラック７ａが係合する。さらにハンドル１６を押し下げて回動させると、ピニオンギア１６ｂが回動し、順次ラック７ａと噛み合うので、スライド部材８が下降し、被加工物が駆動ローラ部材と切断補助用押さえローラ１４で挟まれた状態となる。

この状態で、トグルスイッチ６を操作して、電源を投入して、駆動ローラ２を回転させる。

さらにハンドル１６を押し下げて回動させると、スライド部材８が下降し、スライド部材８に軸支されているカッタホイール１１も下降する。一方で、切断補助用押さえローラ１４は、被加工物と当接しているので、下降することはできず、切断補助用押さえローラ１４及アーム１２は、第３支点４３を中心にスライド部材８に対して上方に回動する。すると、カッタホイール１１の下端が、切断補助用押さえローラ１４の下端より相対的に突出して、カッタホイール１１が被加工物に接触する。

更にハンドル１６を押し下げると、カッタホイール１１は被加工物を強く押圧し、被加工物とローラ部材との摩擦力が高まり、被加工物に強い回転力が加えられ、被加工物はスリップすることなく確実に回転される。

カッタホイール１１の被加工物への切り込みに応じてハンドル１６を押し下げて切り込みを行ってゆき、カッタホイール１１が被加工物の肉厚を超える切り込みが行われると、カッタホイール１１と駆動ローラ部材により被加工物への回転力の伝達が行われなくなる。しかし、切断補助用押えローラ１４は被加工物を押圧するので、被加工物には強い回転力が加えられることとなる。これによりカッタホイール１１は肉厚を越えて被加工物の切断を続行されることとなり、切断補助用押えローラ１４に押圧されて被加工物が略一回転すると被加工物は切り落とされることとなる。

このように、ハンドル１６を押し下げると、切断補助用押さえローラ１４が第３支点４３を中心にスライド部材８に対して上方に回動して、カッタホイール１１の被加工物への切り込みに応じて、切断補助用押さえローラ１４が追従して、被加工物を押さえるので、厚肉の被加工物も切断することが可能となり、異なる肉厚の被加工物にも十分対応することが可能となる。

管材の切断作業が終了して、ハンドル１６を押し上げる向きに回動させると、前述したように、ピニオンギア１６ｂとラック７ａの係合が外れ、スライド部材８は上方に付勢されているので、図５に示されるように、支軸１９が長穴７ｂの上端と当接する位置までスライド部材８は自動的に上方に持ち上がり、瞬時に復帰状態になる。このように、ハンドル１６を押し上げる向きに回動させる一動作で、瞬時に復帰状態になるので、作業毎にサイズ（外径）の異なる管材を切断する場合であっても、切断後は瞬時に復帰状態にすることができ、この状態からスライド部材８を押し下げるように、ハンドル１６を操作するだけで、管材を切断することができ、連続した管材の切断下降に要する時間を大幅に短縮することができ、生産性を向上させることが可能となる。

次に、バリ取り用のリーマについて説明する。切断後の管材の切断面にはバリが発生する。そのため、図３や図４に示されるように、装置本体１の側面にはリーマ１７が設けられている。このリーマ１７は、円錐面に少なくとも１つの刃が設けられた略円錐形状のリーマであり、実施形態では、１つの刃１７ａが設けられている。このリーマ１７を包容するように、底部を有する円筒形状の切粉カバー１７ｂが配設され、切粉の飛散を防止している。図４に示されるように、リーマ１７は、第３のギア２３と同軸に設けられた軸２３ａにチャックされて、駆動ローラ２と連動して回転駆動される。このように、駆動ローラ２を駆動する第３のギア２３にリーマ１７をチャックしたので、リーマ１７を駆動するための電動モータを設ける必要がない。なお、第３のギア２３は第４のギア２４よりギア比が大きいので、リーマ１７の回転速度はギア２の回転速度より遅い。

図４に示すように、リーマ１７は、リーマ１７の先端が装置本体１から突出しないように、装置本体１の内部に配設されている。このように、リーマ１７の先端が装置本体１から突出しないように構成したので、装置本体１の外郭がリーマの回転を保護する安全カバーの役割を果たし、安全である。また、装置本体１からリーマ１７が突出していないので、足等でリーマ１７を引っかけることがなく、安全である。また、全幅が大きくなることがない。

管材を切断後は、管材の切断面をリーマ１７に、リーマ１７の回転軸方向に向かって当てるだけで、管材の切断面のバリ取り作業が完了する。

以上、現時点において、もっとも、実践的であり、かつ好ましいと思われる実施形態に関連して本発明を説明したが、本発明は、本願明細書中に開示された実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲および明細書全体から読み取れる発明の要旨あるいは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う管材切断工具もまた技術的範囲に包含されるものとして理解されなければならない。

本発明の実施の形態を示す管材切断装置の側面図である。 本発明の実施の形態を示す管材切断装置の正面図である。 図１の反対側からみた管材切断装置の側面図である。 ギアの構成図である。 ハンドル部の断面図である。 図１のA−A断面図である。 管材切断装置の使用状態図である。 従来の管材切断装置の正面図である。 従来の管材切断装置の加圧機構部の詳細図である。

符号の説明

１ 装置本体
２ 駆動ローラ
２ａ 凹溝
３ 従動ローラ
３ａ 凹溝
５ 電動モータ
６ トグルスイッチ
７ 支柱
７ａ ラック
７ｂ 長穴
７ｃ 軸
８ スライド部材
８ａ 抱擁部
８ｂ アーム部
９ 第１支軸
１０ コイルスプリング
１１ カッタホイール
１２ アーム
１３ トーションスプリング
１４ 切断補助用押さえローラ
１５ リンク部材
１５ａ 突起受
１６ ハンドル
１６ａ グリップ
１６ｂ ピニオンギア
１６ｃ 突起
１７ リーマ
１７ａ 刃
１７ｂ 切粉カバー
１９ 支軸
２１ 第１のギア
２２ 第２のギア
２３ 第３のギア
２３ａ 軸
２４ 第４のギア
４１ 第１支点
４２ 第２支点
４３ 第３支点
５１ 装置本体
５２ 駆動ローラ部材
５３ 管材
５４ カッタホイール
５５ 押下機構
５６ 支柱
５７ スライド部材
５８ スライドばね
５９ ラチェット部材
５９ａ ラチェット爪
５９ｂ 解除突起
６１ レバーハンドル
６２ ラチェット溝
６３ ラチェット爪
６４ ばね
６５ 切断補助用押さえローラ
６６ 遊動アーム
７０ リーマ

Claims (5)

1. 装置本体上部に設けられた、被加工物を受けて回転させる駆動ローラ部材と、本体に立設された支柱と、この支柱に昇降可能に取り付けられたスライド部材と、前記スライド部材に回転可能に取り付けられた略円盤形状のカッタホイールを有し、被加工物を前記駆動ローラ部材と前記カッタホイールで挟んで被加工物を外周面から切断する管材切断装置において、前記支柱にラックを設け、前記スライド部材の上部の第１支点にリンク部材を回動自在に軸支し、前記リンク部材の前記ラック側先端の第２支点に、前記ラックと係合し、第２支点をピッチ円の中心とするピニオンギアが形成されたハンドルを軸支し、所定のハンドル位置からハンドルを押し下げると、前記ラックと前記ピニオンギアが係合し、前記スライド部材が下降するが、所定のハンドル位置からハンドルを押し上げると、前記ラックと前記ピニオンギアの係合が外れ、スライド部材が昇降自在になることを特徴とする管材切断装置。
2. ハンドルにリンク部材と当接する突起を設け、ハンドルを押し上げ、前記突起がリンク部材と当接すると、ハンドルが第１支点を中心に回動して、ラックとギアの係合が外れ、スライド部材が昇降自在となることを特徴とする請求項１に記載の管材切断装置。
3. スライド部材は、上方に付勢されていることを特徴とする請求項２に記載の管材切断装置。
4. スライド部材に、その先端が下方に付勢されるアームを回動自在に軸支し、このアームの先端に切断補助用押さえローラを回転可能に軸支したことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の管材切断装置。
5. 駆動ローラと連動して回転駆動される、円錐面に少なくとも１つの刃が設けられた略円錐形状のリーマを、このリーマの先端が装置本体から突出しないように、装置本体の内部に配設したことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の管材切断装置。

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