管体切断方法及び管体切断装置
【課題】静止した金属製薄肉管体の端部を、切断面に切り屑の残留や半径方向の変形を生じさせることなく、切断することができるようにする。
【解決手段】円筒形管体１００の外周面１０１に当接する内周面１１と円軸方向Ｘに直交する刃面１２とを有する外刃１、及び円筒形管体１００の内周面１０２に対向する円形の外周面２１と軸方向Ｘに直交する刃面２２とを有する内刃１を、刃面１２及び刃面２２が切断面ＣＰで互いに対向するように配置する。内刃２を、自転可能に支持するとともに、中心２３から所定長さ１だけ偏心した軸２４周りに最大径Ｄ２が円筒形管１００体の外径Ｄ１より大きい円軌道２５上を移動させつつ、外周面２２が円筒形管体１００の内周面１０２に当接しない位置から円軌道２５が全周にわたって円筒形管体１００の外側に露出する位置まで半径方向に移動させる。
【解決手段】円筒形管体１００の外周面１０１に当接する内周面１１と円軸方向Ｘに直交する刃面１２とを有する外刃１、及び円筒形管体１００の内周面１０２に対向する円形の外周面２１と軸方向Ｘに直交する刃面２２とを有する内刃１を、刃面１２及び刃面２２が切断面ＣＰで互いに対向するように配置する。内刃２を、自転可能に支持するとともに、中心２３から所定長さ１だけ偏心した軸２４周りに最大径Ｄ２が円筒形管１００体の外径Ｄ１より大きい円軌道２５上を移動させつつ、外周面２２が円筒形管体１００の内周面１０２に当接しない位置から円軌道２５が全周にわたって円筒形管体１００の外側に露出する位置まで半径方向に移動させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、それぞれの刃面が切断位置を挟んで配置された外刃及び内刃によって円筒形管体を軸方向に直交する方向に切断する管体切断方法、及びこの管体切断方法を用いて円筒形管体を切断する管体切断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
円筒形管体製品には、内燃機関の排気マニホールドのように、管体の軸方向における中間部分に曲げ加工、拡管加工、縮管加工等の変形加工を施した薄肉金属製の管体がある。このような管体は、中間部分の変形加工時に端部に、チャック機構等によって端部を挟持され、端部に損傷を生じる。このため、管体は、中間部分の変形加工後に、損傷した端部を切断して除去する必要がある。
【０００３】
円筒形管体の端部を切断する際には、円筒形管体を回転させ、切削用のバイトを円筒形管体の半径方向に沿って移動させる方法が考えられる。ところが、円筒形管体が軸方向における中間部分で曲げ加工よって傾斜している場合には、円筒形管体を回転させることが困難になる。
【０００４】
そこで、従来の管体切断装置として、支持体に複数の円盤状の切断刃を管体の半径方向に移動自在にして支持し、この支持体を円筒形管体の軸廻りに回転させつつ複数の切断刃を互いに近接させて静止した円筒形管体を切断するものが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１３０６４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、従来の管体切断装置を薄肉の円筒形管体の切断に用いると、切断面に切り屑の残留や半径方向の変形を生じ易く、切り屑を取り除く作業や拡管作業等の後加工が必要になる問題がある。
【０００７】
この発明の目的は、静止した円筒形管体の端部を、切断面に切り屑の残留や半径方向の変形を生じさせることなく、切断することができる管体切断方法及び管体切断装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明の管端切断装置は、外刃、内刃、第１の支持体、第２の支持体、スライダ、フレーム、駆動機構を備えている。外刃は、円筒形管体の外周面に全周にわたって当接する内周面、及び円筒形管体の軸方向に直交する第１の刃面を備えている。内刃は、円筒形管体の内周面に全周にわたって対向する円形の外周面、及び軸方向に直交する第２の刃面を備えている。第１の支持体は、外刃を、第１の刃面が軸方向における所定の切断面に位置するように支持する。第２の支持体は、円柱形状を呈し、内刃を、第２の刃面が第１の刃面に切断面で軸方向に対向する状態で、且つ第２の支持体の中心から偏心した軸廻りに回転自在に支持する。スライダは、第２の支持体を回転自在に支持する。フレームは、スライダを、内刃の外周面が外刃の内周面の内側に位置する初期位置と第２の支持体の回転軸が外刃の内周面の中心に一致する切断位置との間で、軸方向に直交する方向に沿って往復移動自在に支持する。
【０００９】
駆動機構は、第１〜第４の工程を順に実行する。第１の工程では、スライダが初期位置にある状態で第２の支持体の回転を開始させる。第２の工程では、第２の支持体が回転している状態でスライダを切断位置まで移動させる。第３の工程では、スライダが切断位置にある状態で且つ内刃の外周面が外刃の内周面の外側に位置している状態で第２の支持体を少なくとも１回転させる。第４の工程では、第２の支持体の回転を停止させてスライダを初期位置まで移動させる。
【００１０】
この構成では、外刃の第１の刃面と内刃の第２の刃面とが、円筒形管体の軸方向における所定の切断面で互いに対向するように配置される。駆動機構の第１の工程では、内刃の外周面が外刃の内周面の内側に位置する状態で、第２の支持体の回転が開始される。内刃は、第２の支持体に偏心した位置に支持されており、第２の支持体の回転にともなって外周面を徐々に外刃の内周面に接近させていく。
【００１１】
駆動機構の第２の工程では、第２の支持体の回転が継続された状態で、スライダが初期位置から切断位置に向かって移動する。スライダが切断位置に達した時に、第２の支持体の回転軸が外刃の内周面の中心に一致する。内刃は、第２の支持体による円軌道上の移動とともに、スライダの切断位置への移動によっても、外周面を外刃の内周面の位置に接近させる。外周面が外刃の内周面に全周にわたって当接するように円筒形管体を配置すると、内刃は、円筒形管体を内周面から外周面に向かって切り込む。
【００１２】
駆動機構の第３の工程では、この状態で、第２の支持体が１回転以上回転する。内刃はその半径に第２の支持体に対する偏心量を加えた長さの半径を最大半径とする円軌道であって外刃の内周面と同心上の円軌道に沿って移動する。内刃の半径、初期位置で内刃が外周面を外刃の内周面の位置から最も離間した距離、及び切断すべき円筒形管体の厚さを考慮して、内刃の円軌道の最大径が円筒形管体の外側に露出するように第２の支持体における内刃の偏心量を決定することで、円筒形管体が外刃の第１の刃面と外刃の第２の刃面との間で切断される。
【００１３】
この構成において、駆動機構は、単一の駆動源の回転を、第２の支持体に伝達する回転伝達部材、及びスライダの往復直線動作に変換してスライダに伝達するスライダ用変換伝達部材を含むものとすることが好ましい。
【００１４】
第２の支持体の回転及びスライダの往復移動を単一の駆動源によって動作させることができる。
【００１５】
また、第１の支持部材は、軸方向に直交する方向に２分割に形成された第１及び第２の外刃を軸方向に直交する方向に沿って互いに離間及び接合する位置に往復移動自在に支持するものとし、駆動機構は、駆動源の回転を第１及び第２の外刃の往復直線動作に変換して第１及び第２の外刃に伝達する外刃用変換伝達部材をさらに含むものとすることが好ましい。
【００１６】
第１及び第２の外刃の内周面を円筒形管体の外周面に容易に当接させることができるとともに、第１及び第２の外刃の離間、接合を第２の支持体の回転及びスライダの往復移動を単一の駆動源によって動作させることができる。
【発明の効果】
【００１７】
この発明によれば、静止した金属製薄肉管体の端部を、切断面に切り屑の残留や半径方向の変形を生じさせることなく、切断することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】（Ａ）〜（Ｃ）は、この発明の実施形態に係る管体溶接方法における外刃及び内刃の配置状態を説明する側面断面図、内刃が初期位置にある時の正面断面図、及び内刃が切断位置にある時の正面断面図である。
【図２】（Ａ）及び（Ｂ）は、この発明の実施形態に係る管体切断装置の側面図及び正面図である。
【図３】（Ａ）〜（Ｃ）は、同管体切断装置の第１の支持体の近接時の平面図、近接時の正面図及び離間時の正面図である。
【図４】（Ａ）及び（Ｂ）は、同管体切断装置の第２の支持体の側面断面図及び正面図である。
【図５】（Ａ）〜（Ｃ）は、同管体切断装置のスライダの初期位置の平面図、初期位置の正面図及び切断位置の正面図である。
【図６】（Ａ）〜（Ｈ）は、同管体切断装置による管端切断時の駆動機構の動作を説明する図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に、この発明の実施形態の管体切断方法及び管体切断装置を、図面を参照して説明する。この発明の管体切断方法は、図１（Ａ）に示すように、外刃１及び内刃２を用いて外径Ｄ１の円筒形管体１００をその軸方向Ｘにおける所定の切断面ＣＰで切断する。
【００２０】
外刃１は、円筒形管体１００の外周面１０１に全周にわたって当接する内周面１１、及び軸方向Ｘに直交する第１の刃面１２を備えている。内刃２は、円筒形管体１００の内周面１０２に全周にわたって対向する円形の外周面２１、及び軸方向Ｘに直交する第２の刃面２２を備えている。内刃２は、中心２３廻りに自転可能に支持されている。
【００２１】
図１（Ｂ）に示すように、円筒形管体１００の切断開始前には、内刃２をその外周面２１が外刃１の内周面１１の内側に位置させておく。円筒形管体１００を外刃１と内刃２との間に挿入できるようにするためである。内刃２をその中心２３から距離Ｌ１だけ偏位した偏心位置２４廻りに回転させると、内刃２は直径Ｄ２を最大径とする円軌道２５に沿って公転する。距離Ｌ１は、内刃２の半径Ｒ、及び初期状態における外刃１の内周面１１と内刃２の外周面２１との最大距離Ｌ３に基づいて、直径Ｄ２が外刃１の内径（円筒形管体１００の外径）Ｄ１よりも大きくなるように設定されている。
【００２２】
内刃２を、図１（Ｂ）に示す状態で円軌道２５に沿って矢印Ｍ方向に公転させつつ、図１（Ｃ）に示す状態まで、円軌道２５の偏心位置２４を軸方向Ｘに直交する矢印方向Ｙ１に向かって外刃１の中心１３まで距離Ｌ２だけ移動させる。この移動中に、内刃２は、外周面２１の一部を円筒形管体１００の外側に露出させ、刃面２２と外刃１の刃面１２との間での円筒形管体１００の切断を開始する。
【００２３】
図１（Ｃ）に示す状態では、内刃２は、刃面２２と円筒形管体１００及び刃面１２との間の接触抵抗によって矢印Ｎ方向に自転しつつ、外刃１の中心１３を中心とする円軌道２５に沿って公転する。内刃２を円軌道２５に沿って矢印Ｍ方向に１周以上公転させることで、刃面１２と刃面２２との間で円筒形管体１００が全周にわたって切断することができる。
【００２４】
この管体切断方法では、円筒形管体１００の内部に配置した内刃２が、自転しつつ徐々に円筒形管体１００の外側に露出し、外刃１の第１の刃面１２と内刃２の第２の刃面２２との間で円筒形管体１００を全周に渡って切断する。このため、円筒形管体１００の切断後の端面が円滑になり、拡管やバリ取り等の後処理を行う必要がない。
【００２５】
図２（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、この発明の実施形態に係る管体切断装置１０は、上述の管体切断方法を用いて薄肉円筒形管体１００の管端を切断するものである。このため、管体切断装置１０は、上述の外刃１及び内刃２に加えて、第１の支持体３、第２の支持体４、スライダ５、フレーム６、駆動機構７を備えている。
【００２６】
外刃１は、第１の支持体３は、外刃１を、第１の刃面１２が軸方向Ｘにおける所定の切断面ＣＰに位置するように支持する。第２の支持体４は、円柱形状を呈し、外刃１の背面側で、内刃２を、第２の刃面２２が第１の刃面１２に切断面ＣＰで軸方向Ｘに対向する状態で、且つ第２の支持体４の中心から偏心した軸廻りに回転自在に支持する。
【００２７】
スライダ５は、第２の支持体４を回転自在に支持する。フレーム６は、スライダ５を、内刃２の外周面２１が外刃１の内周面１１の内側に位置する初期位置と第２の支持体４の回転軸が外刃１の内周面１１の中心に一致する切断位置との間で、軸方向Ｘに直交する方向Ｙに沿って往復移動自在に支持する。
【００２８】
駆動機構７は、モータ７１、クランプ用カム７２、切断用カム７３、駆動ギア７４を備えている。モータ７１は、この発明の駆動源であり、第２の支持体４の背面側でフレーム６に固定されている。モータ７１の回転軸７１１には、クランプ用カム７２、切断用カム７３及び駆動ギア７４が、前面側から背面側に向かってこの順に、同軸上に固定されている。
【００２９】
図３（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、第１の支持体３は、第１移動部材３１、第２移動部材３２、第１アーム３３、第２アーム３４、カムフォロワ３５，３６、スプリング３７を備えている。
【００３０】
外刃１は、軸方向Ｘに直交する方向Ｙに沿って第１外刃１Ａ及び第２外刃１Ｂの２分割に構成されている。第１移動部材３１及び第２移動部材３２は、それぞれ第１外刃１Ａ及び第２外刃１Ｂを個別に保持している。
【００３１】
第１アーム３３及び第２アーム３４は、それぞれの上端部にカムフォロワ３５，３６を軸支しており、それぞれの下端部を第１移動部材３１及び第２移動部材３２に個別に固定されている。カムフォロワ３５，３６は、外周面をクランプ用カム７２のカム面に当接させている。
【００３２】
スプリング３７は、第１移動部材３１及び第２移動部材３２の間で、第１外刃１Ａ及び第２外刃１Ｂを上下に挟む２箇所のそれぞれに２本ずつ配置されており、第１移動部材３１及び第２移動部材３２を互いに離間する方向に付勢している。
【００３３】
第１移動部材３１及び第２移動部材３２は、それぞれの上下２箇所に貫通孔３１１，３２１が形成されている。貫通孔３１１，３２１には、フレーム６に方向Ｙに沿って水平に固定された上下２本のガイド軸６１が貫通している。第１移動部材３１及び第２移動部材３２は、ガイド軸６１によって方向Ｙに往復移動自在にしてフレーム６に支持されている。
【００３４】
クランプ用カム７２は、この発明の外刃用変換伝達部材であり、互いに回転対称形状のカム面７２Ａ，７２Ｂを備えている。カム面７２Ａ，７２Ｂは、何れも円周の一部に直線部分を備えており、両者の直線部分は互いに１８０度の回転対称位置に配置されている。したがって、クランプ用カム７２の回転により、カムフォロワ３５，３６は、カム面７２Ａ，７２Ｂの円弧部分及び直線部分に同時に当接する。
【００３５】
図３（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、カムフォロワ３５，３６が、カム面７２Ａ，７２Ｂの円弧部分に当接しているクランプ状態では、第１移動部材３１及び第２移動部材３２は、スプリング３７の弾性力に抗して互いに最も近接した位置にある。この時、第１外刃１Ａ及び第２外刃１Ｂは互いに当接し、両者の間に円筒形管体１００の外径と同一の内径の内周面が形成される。
【００３６】
図３（Ｃ）に示すように、カムフォロワ３５，３６が、カム面７２Ａ，７２Ｂの直線部分に当接している初期状態では、第１移動部材３１及び第２移動部材３２は、スプリング３７の弾性力によって互いに最も離間した位置にある。この時、第１外刃１Ａ及び第２外刃１Ｂは互いに離間し、両者の間に円筒形管体１００を容易に挿入することができる。
【００３７】
図４（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、第２の支持体４は、内挿体４１、中間体４２、外装体４３から構成されている。内挿体４１は、前面側にフランジ部４１１を有する円柱形状を呈し、前面側に内刃２を固定した保持部材４６が収納される凹部４１２が前面側に形成され、背面と凹部４１２との間に貫通孔４１３が形成されている。貫通孔４１３には、固定ボルト４５が背面側から挿入される。固定ボルト４５は、保持部材４６に螺合して保持部材４６を内挿体４１に固定する。
【００３８】
中間体４２は、背面側にフランジ部４２１を有する円筒形状を呈し、内挿体４１に外嵌する。中間体４２は、前面側端部及び背面側端部にベアリング４２２，４２３を備えている。中間体４２は、内挿体４１の背面側に形成されたネジ部４１４に螺合するロックナット４２４により、内挿体４１に固定される。
【００３９】
外装体４３は、前面側にフランジ部４３１を有する円筒形状を呈し、内部に内挿体４１及び中間体４２をベアリング４２２，４２３を介して回転自在に収納する。外装体４３の内周部は外周部に対して長さＬ１だけ偏心した位置に形成されている。したがって、内刃２は、第２の支持体４に、長さＬ１だけ偏心した位置で、内挿体４１及び中間体４２と一体的に回転自在に支持される。
【００４０】
外装体４３の背面側端部には、ロックナット４３２を介して従動ギア４４が固定されている。従動ギア４４は、この発明の回転伝達部材である駆動ギア７４に噛合しており、モータ７の回転軸７１の回転が駆動ギア７４を介して伝達される。外装体４３の回転角度は、図示しないエンコーダによって検出される。このエンコーダの検出角度に基づいてモータ７１の回転が制御される。
【００４１】
図５（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、スライダ５は、本体５１、アーム５２，５３を備えている。本体５１は、第２の支持体４を回転自在に支持する。本体５１には、貫通孔５１１が上下２箇所に形成されている。貫通孔５１１には、フレーム６に支持された２本のガイド軸６２がそれぞれ貫通する。本体５１は、フレーム６に方向Ｙに沿って往復移動自在に支持されている。
【００４２】
アーム５２，５３は、下端部を本体５１に固定されており、上端にカムフォロワ５４，５５を軸支している。カムフォロワ５４，５５は、外周面を切断用カム７３のカム面７３Ａ，７３Ｂに当接させている。
【００４３】
この発明のスライダ用変換伝達部材である切断用カム７３のカム面７３Ａ，７３Ｂは、カムフォロワ５４，５５を互いの間隔を変化させることなく、方向Ｙに沿って往復移動させるように、小円弧部と大円弧部とを直線で接続した形状にされている。カム面７３Ａは、９０度の角度範囲が小円弧部で形成されており、略２３０度の角度範囲が大円弧部で形成されている。カム面７３Ｂは、９０度の角度範囲が大円弧部で形成されており、略２３０度の角度範囲が小円弧部で形成されている。切断用カム７３が回転すると、本体５１が第２の支持体４とともに方向Ｙに沿って往復移動する。
【００４４】
図５（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、カムフォロワ５４がカム面７３Ｂの大円弧部に当接し、カムフォロワ５５がカム面７３Ａの小円弧部に当接している状態では、スライダ５は初期位置に位置している。
【００４５】
図５（Ｃ）に示すように、カムフォロワ５４がカム面７３Ｂの小円弧部に当接し、カムフォロワ５５がカム面７３Ａの大円弧部に当接している状態では、スライダ５は切断位置に位置している。
【００４６】
これによって、フレーム６におけるスライダ５の往復移動範囲は、内刃２の外周面２１が外刃１の内周面１１の内側に位置する初期位置と第２の支持体４の回転軸が外刃１の内周面１１の中心に一致する切断位置との間に設定されている。
【００４７】
図２に示したように、第１の支持体３において第１移動部材３１及び第２移動部材３２を方向Ｙに沿って往復移動させるクランプ用カム７２、スライダ５を方向Ｙに沿って往復移動させる切断用カム７３、第２の支持体４の従動ギア４４に回転を伝達する駆動ギア７４は、何れもモータ７の回転軸７１に固定されている。
【００４８】
したがって、外刃１による円筒形管体１００のクランプ動作、内刃２の方向Ｙに沿う往復移動、内刃２を偏心支持する第２の支持体４の回転が、単一のモータ７１の回転によって行われる。モータ７１の回転により、クランプ用カム７２及び切断用カム７３は、図３（Ｂ）及び（Ｃ）並びに図５（Ｂ）及び（Ｃ）に示す矢印Ｎ方向に回転する。
【００４９】
クランプ用カム７２、切断用カム７３及び第２の支持体４の回転位置は、スライダ５が初期位置にある時に、第１の支持体３の支持部材３１と支持部材３２とが最も離間し、内刃２が図６（Ａ）に示す位置にあるように設定されている。したがって、切断用カム７３が図５（Ｂ）に示す回転位置にある時に、クランプ用カム７２は図３（Ｃ）に示す回転位置にある。図６（Ａ）に示す内刃２の位置は、第２の支持体４の回転による円軌道上で、内刃２の外周面２１が外刃１の内周面１１から最も離間した位置（図６（Ｂ）に示す位置）よりも所定回転角度だけ上流側の位置である。
【００５０】
管体切断装置１０によって薄肉円筒形管体１００の管端を切断する場合には、図６（Ａ）に示すようにスライダ５が初期位置にある状態で、円筒形管体１００の管端を管体切断装置１０の前面側から挿入する。円筒形管体１００の挿入位置を規定するガイドを、第１の支持体３の前面側に配置してもよい。
【００５１】
駆動機構７は、この発明の第１の工程で、図６（Ａ）に示す状態からモータ７１の回転を開始する。第２の支持体４が回転を開始し、内刃２が矢印Ｍ方向の公転を開始するとともに、クランプ用カム７２の回転によって第１の支持体３１及び第２の支持体３２が互いに近接する方向への移動を開始する。内刃２が、図６（Ｂ）に示す位置に達した時に、図３（Ｂ）に示すように第１の支持体３１及び第２の支持体３２が最も近接し、第１外刃１Ａ及び第２外刃１Ｂが円筒形管体１００をクランプし、外刃１の内周面１１が円筒形管体１００の外周面に全周にわたって当接する。
【００５２】
駆動機構７は、この発明の第２の工程で、外刃１による円筒形管体１００のクランプが完了した後に、切断用カム７３の回転によってスライダ５が初期位置から切断位置に向かって矢印Ｙ１方向に移動を開始する。内刃２の外周面２１は、第２の支持体４の回転によって円筒形管体１００の内周面１０２に近接するだけでなく、スライダ５が矢印Ｙ１方向に移動することによっても円筒形管体１００の内周面１０２に近接していく。内刃２は、外周面２１が円筒形管体１００の内周面１０２に当接した時から矢印Ｎ方向に回転しつつ、図６（Ｃ）に示すように円筒形管体１００の外側に露出させ、刃面２２と外刃１の刃面１２との間で円筒形管体１００の切断を開始する。
【００５３】
駆動機構７は、この発明の第３の工程で、第２の支持体４を、内刃２の一部が円筒形管体１００の外側に露出した位置から、少なくとも１回転させることで、図６（Ｄ）〜（Ｆ）に示すように、内刃２は矢印Ｎ方向に自転しつつ矢印Ｍ方向に公転し、刃面１２と刃面２２との間で円筒形管体１００が全周にわたって切断される。
【００５４】
クランプ用カム７２、切断用カム７３及び第２の支持体４の回転位置は、第２の支持体４が図６（Ｇ）及び（Ｈ）に示す状態を経て図６（Ａ）に示す状態まで２回転した時に、スライダ５が切断位置から初期位置への矢印Ｙ２方向の復動を完了し、支持部材３１と支持部材３２とが最も離間する位置への移動を完了するように設定されている。駆動機構７は、この発明の第４の工程で、第２の支持体４が２回転した時にモータ７１の回転を停止する。
【００５５】
管体切断装置１０では、円筒形管体１００の管端を挿入してモータ７１の回転を開始する操作のみにより、円筒形管体１００の管端を切断することができる。しかも、外刃１による円筒形管体１００のクランプ及びクランプ解除、内刃２の公転、及び内刃２の往復移動を、単一のモータ７１の回転によって行うことができる。
【００５６】
管体切断装置１０は、円筒形管体１００において軸方向の残すべき部分の外側を外刃１によってクランプするとともに軸方向の除去すべき部分に内側から内刃２を当接させ、軸方向に直交する外刃１の刃面１２と内刃２の刃面２２との間で円筒形管体１００を切断する。このため、比較的小径の薄肉円筒形管体の管端を、静止させた状態で、切断面の変形やバリの残留を生じることなく円滑に切断することができる。
【００５７】
上記の実施形態はいずれも一例であり、この発明はこれらに限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々の変更を加えることが可能である。
【００５８】
例えば、円筒形管体１００から切断された管端部分を背面側から前面側に向けて押し出すイジェクタをスライダ５１の前面に配置し、このイジェクタを動作させるソレノイド等をモータ７１の回転停止後に動作させるようにしてもよい。切断された管端部分は、イジェクタによって第１外刃１Ａと第２外刃１Ｂとの間に落下する。
【００５９】
また、モータ７１の回転を第２の支持体４に伝達する部材として、駆動ギア７４及び従動ギア４４に代えてタイミングベルトやチェーンを用いることもできる。
【符号の説明】
【００６０】
１−外刃
２−内刃
３−第１の支持体
４−第２の支持体
５−スライダ
６−フレーム
７−駆動機構
１０−管体切断装置
１００−円筒形管体
【技術分野】
【０００１】
この発明は、それぞれの刃面が切断位置を挟んで配置された外刃及び内刃によって円筒形管体を軸方向に直交する方向に切断する管体切断方法、及びこの管体切断方法を用いて円筒形管体を切断する管体切断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
円筒形管体製品には、内燃機関の排気マニホールドのように、管体の軸方向における中間部分に曲げ加工、拡管加工、縮管加工等の変形加工を施した薄肉金属製の管体がある。このような管体は、中間部分の変形加工時に端部に、チャック機構等によって端部を挟持され、端部に損傷を生じる。このため、管体は、中間部分の変形加工後に、損傷した端部を切断して除去する必要がある。
【０００３】
円筒形管体の端部を切断する際には、円筒形管体を回転させ、切削用のバイトを円筒形管体の半径方向に沿って移動させる方法が考えられる。ところが、円筒形管体が軸方向における中間部分で曲げ加工よって傾斜している場合には、円筒形管体を回転させることが困難になる。
【０００４】
そこで、従来の管体切断装置として、支持体に複数の円盤状の切断刃を管体の半径方向に移動自在にして支持し、この支持体を円筒形管体の軸廻りに回転させつつ複数の切断刃を互いに近接させて静止した円筒形管体を切断するものが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１３０６４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、従来の管体切断装置を薄肉の円筒形管体の切断に用いると、切断面に切り屑の残留や半径方向の変形を生じ易く、切り屑を取り除く作業や拡管作業等の後加工が必要になる問題がある。
【０００７】
この発明の目的は、静止した円筒形管体の端部を、切断面に切り屑の残留や半径方向の変形を生じさせることなく、切断することができる管体切断方法及び管体切断装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明の管端切断装置は、外刃、内刃、第１の支持体、第２の支持体、スライダ、フレーム、駆動機構を備えている。外刃は、円筒形管体の外周面に全周にわたって当接する内周面、及び円筒形管体の軸方向に直交する第１の刃面を備えている。内刃は、円筒形管体の内周面に全周にわたって対向する円形の外周面、及び軸方向に直交する第２の刃面を備えている。第１の支持体は、外刃を、第１の刃面が軸方向における所定の切断面に位置するように支持する。第２の支持体は、円柱形状を呈し、内刃を、第２の刃面が第１の刃面に切断面で軸方向に対向する状態で、且つ第２の支持体の中心から偏心した軸廻りに回転自在に支持する。スライダは、第２の支持体を回転自在に支持する。フレームは、スライダを、内刃の外周面が外刃の内周面の内側に位置する初期位置と第２の支持体の回転軸が外刃の内周面の中心に一致する切断位置との間で、軸方向に直交する方向に沿って往復移動自在に支持する。
【０００９】
駆動機構は、第１〜第４の工程を順に実行する。第１の工程では、スライダが初期位置にある状態で第２の支持体の回転を開始させる。第２の工程では、第２の支持体が回転している状態でスライダを切断位置まで移動させる。第３の工程では、スライダが切断位置にある状態で且つ内刃の外周面が外刃の内周面の外側に位置している状態で第２の支持体を少なくとも１回転させる。第４の工程では、第２の支持体の回転を停止させてスライダを初期位置まで移動させる。
【００１０】
この構成では、外刃の第１の刃面と内刃の第２の刃面とが、円筒形管体の軸方向における所定の切断面で互いに対向するように配置される。駆動機構の第１の工程では、内刃の外周面が外刃の内周面の内側に位置する状態で、第２の支持体の回転が開始される。内刃は、第２の支持体に偏心した位置に支持されており、第２の支持体の回転にともなって外周面を徐々に外刃の内周面に接近させていく。
【００１１】
駆動機構の第２の工程では、第２の支持体の回転が継続された状態で、スライダが初期位置から切断位置に向かって移動する。スライダが切断位置に達した時に、第２の支持体の回転軸が外刃の内周面の中心に一致する。内刃は、第２の支持体による円軌道上の移動とともに、スライダの切断位置への移動によっても、外周面を外刃の内周面の位置に接近させる。外周面が外刃の内周面に全周にわたって当接するように円筒形管体を配置すると、内刃は、円筒形管体を内周面から外周面に向かって切り込む。
【００１２】
駆動機構の第３の工程では、この状態で、第２の支持体が１回転以上回転する。内刃はその半径に第２の支持体に対する偏心量を加えた長さの半径を最大半径とする円軌道であって外刃の内周面と同心上の円軌道に沿って移動する。内刃の半径、初期位置で内刃が外周面を外刃の内周面の位置から最も離間した距離、及び切断すべき円筒形管体の厚さを考慮して、内刃の円軌道の最大径が円筒形管体の外側に露出するように第２の支持体における内刃の偏心量を決定することで、円筒形管体が外刃の第１の刃面と外刃の第２の刃面との間で切断される。
【００１３】
この構成において、駆動機構は、単一の駆動源の回転を、第２の支持体に伝達する回転伝達部材、及びスライダの往復直線動作に変換してスライダに伝達するスライダ用変換伝達部材を含むものとすることが好ましい。
【００１４】
第２の支持体の回転及びスライダの往復移動を単一の駆動源によって動作させることができる。
【００１５】
また、第１の支持部材は、軸方向に直交する方向に２分割に形成された第１及び第２の外刃を軸方向に直交する方向に沿って互いに離間及び接合する位置に往復移動自在に支持するものとし、駆動機構は、駆動源の回転を第１及び第２の外刃の往復直線動作に変換して第１及び第２の外刃に伝達する外刃用変換伝達部材をさらに含むものとすることが好ましい。
【００１６】
第１及び第２の外刃の内周面を円筒形管体の外周面に容易に当接させることができるとともに、第１及び第２の外刃の離間、接合を第２の支持体の回転及びスライダの往復移動を単一の駆動源によって動作させることができる。
【発明の効果】
【００１７】
この発明によれば、静止した金属製薄肉管体の端部を、切断面に切り屑の残留や半径方向の変形を生じさせることなく、切断することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】（Ａ）〜（Ｃ）は、この発明の実施形態に係る管体溶接方法における外刃及び内刃の配置状態を説明する側面断面図、内刃が初期位置にある時の正面断面図、及び内刃が切断位置にある時の正面断面図である。
【図２】（Ａ）及び（Ｂ）は、この発明の実施形態に係る管体切断装置の側面図及び正面図である。
【図３】（Ａ）〜（Ｃ）は、同管体切断装置の第１の支持体の近接時の平面図、近接時の正面図及び離間時の正面図である。
【図４】（Ａ）及び（Ｂ）は、同管体切断装置の第２の支持体の側面断面図及び正面図である。
【図５】（Ａ）〜（Ｃ）は、同管体切断装置のスライダの初期位置の平面図、初期位置の正面図及び切断位置の正面図である。
【図６】（Ａ）〜（Ｈ）は、同管体切断装置による管端切断時の駆動機構の動作を説明する図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に、この発明の実施形態の管体切断方法及び管体切断装置を、図面を参照して説明する。この発明の管体切断方法は、図１（Ａ）に示すように、外刃１及び内刃２を用いて外径Ｄ１の円筒形管体１００をその軸方向Ｘにおける所定の切断面ＣＰで切断する。
【００２０】
外刃１は、円筒形管体１００の外周面１０１に全周にわたって当接する内周面１１、及び軸方向Ｘに直交する第１の刃面１２を備えている。内刃２は、円筒形管体１００の内周面１０２に全周にわたって対向する円形の外周面２１、及び軸方向Ｘに直交する第２の刃面２２を備えている。内刃２は、中心２３廻りに自転可能に支持されている。
【００２１】
図１（Ｂ）に示すように、円筒形管体１００の切断開始前には、内刃２をその外周面２１が外刃１の内周面１１の内側に位置させておく。円筒形管体１００を外刃１と内刃２との間に挿入できるようにするためである。内刃２をその中心２３から距離Ｌ１だけ偏位した偏心位置２４廻りに回転させると、内刃２は直径Ｄ２を最大径とする円軌道２５に沿って公転する。距離Ｌ１は、内刃２の半径Ｒ、及び初期状態における外刃１の内周面１１と内刃２の外周面２１との最大距離Ｌ３に基づいて、直径Ｄ２が外刃１の内径（円筒形管体１００の外径）Ｄ１よりも大きくなるように設定されている。
【００２２】
内刃２を、図１（Ｂ）に示す状態で円軌道２５に沿って矢印Ｍ方向に公転させつつ、図１（Ｃ）に示す状態まで、円軌道２５の偏心位置２４を軸方向Ｘに直交する矢印方向Ｙ１に向かって外刃１の中心１３まで距離Ｌ２だけ移動させる。この移動中に、内刃２は、外周面２１の一部を円筒形管体１００の外側に露出させ、刃面２２と外刃１の刃面１２との間での円筒形管体１００の切断を開始する。
【００２３】
図１（Ｃ）に示す状態では、内刃２は、刃面２２と円筒形管体１００及び刃面１２との間の接触抵抗によって矢印Ｎ方向に自転しつつ、外刃１の中心１３を中心とする円軌道２５に沿って公転する。内刃２を円軌道２５に沿って矢印Ｍ方向に１周以上公転させることで、刃面１２と刃面２２との間で円筒形管体１００が全周にわたって切断することができる。
【００２４】
この管体切断方法では、円筒形管体１００の内部に配置した内刃２が、自転しつつ徐々に円筒形管体１００の外側に露出し、外刃１の第１の刃面１２と内刃２の第２の刃面２２との間で円筒形管体１００を全周に渡って切断する。このため、円筒形管体１００の切断後の端面が円滑になり、拡管やバリ取り等の後処理を行う必要がない。
【００２５】
図２（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、この発明の実施形態に係る管体切断装置１０は、上述の管体切断方法を用いて薄肉円筒形管体１００の管端を切断するものである。このため、管体切断装置１０は、上述の外刃１及び内刃２に加えて、第１の支持体３、第２の支持体４、スライダ５、フレーム６、駆動機構７を備えている。
【００２６】
外刃１は、第１の支持体３は、外刃１を、第１の刃面１２が軸方向Ｘにおける所定の切断面ＣＰに位置するように支持する。第２の支持体４は、円柱形状を呈し、外刃１の背面側で、内刃２を、第２の刃面２２が第１の刃面１２に切断面ＣＰで軸方向Ｘに対向する状態で、且つ第２の支持体４の中心から偏心した軸廻りに回転自在に支持する。
【００２７】
スライダ５は、第２の支持体４を回転自在に支持する。フレーム６は、スライダ５を、内刃２の外周面２１が外刃１の内周面１１の内側に位置する初期位置と第２の支持体４の回転軸が外刃１の内周面１１の中心に一致する切断位置との間で、軸方向Ｘに直交する方向Ｙに沿って往復移動自在に支持する。
【００２８】
駆動機構７は、モータ７１、クランプ用カム７２、切断用カム７３、駆動ギア７４を備えている。モータ７１は、この発明の駆動源であり、第２の支持体４の背面側でフレーム６に固定されている。モータ７１の回転軸７１１には、クランプ用カム７２、切断用カム７３及び駆動ギア７４が、前面側から背面側に向かってこの順に、同軸上に固定されている。
【００２９】
図３（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、第１の支持体３は、第１移動部材３１、第２移動部材３２、第１アーム３３、第２アーム３４、カムフォロワ３５，３６、スプリング３７を備えている。
【００３０】
外刃１は、軸方向Ｘに直交する方向Ｙに沿って第１外刃１Ａ及び第２外刃１Ｂの２分割に構成されている。第１移動部材３１及び第２移動部材３２は、それぞれ第１外刃１Ａ及び第２外刃１Ｂを個別に保持している。
【００３１】
第１アーム３３及び第２アーム３４は、それぞれの上端部にカムフォロワ３５，３６を軸支しており、それぞれの下端部を第１移動部材３１及び第２移動部材３２に個別に固定されている。カムフォロワ３５，３６は、外周面をクランプ用カム７２のカム面に当接させている。
【００３２】
スプリング３７は、第１移動部材３１及び第２移動部材３２の間で、第１外刃１Ａ及び第２外刃１Ｂを上下に挟む２箇所のそれぞれに２本ずつ配置されており、第１移動部材３１及び第２移動部材３２を互いに離間する方向に付勢している。
【００３３】
第１移動部材３１及び第２移動部材３２は、それぞれの上下２箇所に貫通孔３１１，３２１が形成されている。貫通孔３１１，３２１には、フレーム６に方向Ｙに沿って水平に固定された上下２本のガイド軸６１が貫通している。第１移動部材３１及び第２移動部材３２は、ガイド軸６１によって方向Ｙに往復移動自在にしてフレーム６に支持されている。
【００３４】
クランプ用カム７２は、この発明の外刃用変換伝達部材であり、互いに回転対称形状のカム面７２Ａ，７２Ｂを備えている。カム面７２Ａ，７２Ｂは、何れも円周の一部に直線部分を備えており、両者の直線部分は互いに１８０度の回転対称位置に配置されている。したがって、クランプ用カム７２の回転により、カムフォロワ３５，３６は、カム面７２Ａ，７２Ｂの円弧部分及び直線部分に同時に当接する。
【００３５】
図３（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、カムフォロワ３５，３６が、カム面７２Ａ，７２Ｂの円弧部分に当接しているクランプ状態では、第１移動部材３１及び第２移動部材３２は、スプリング３７の弾性力に抗して互いに最も近接した位置にある。この時、第１外刃１Ａ及び第２外刃１Ｂは互いに当接し、両者の間に円筒形管体１００の外径と同一の内径の内周面が形成される。
【００３６】
図３（Ｃ）に示すように、カムフォロワ３５，３６が、カム面７２Ａ，７２Ｂの直線部分に当接している初期状態では、第１移動部材３１及び第２移動部材３２は、スプリング３７の弾性力によって互いに最も離間した位置にある。この時、第１外刃１Ａ及び第２外刃１Ｂは互いに離間し、両者の間に円筒形管体１００を容易に挿入することができる。
【００３７】
図４（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、第２の支持体４は、内挿体４１、中間体４２、外装体４３から構成されている。内挿体４１は、前面側にフランジ部４１１を有する円柱形状を呈し、前面側に内刃２を固定した保持部材４６が収納される凹部４１２が前面側に形成され、背面と凹部４１２との間に貫通孔４１３が形成されている。貫通孔４１３には、固定ボルト４５が背面側から挿入される。固定ボルト４５は、保持部材４６に螺合して保持部材４６を内挿体４１に固定する。
【００３８】
中間体４２は、背面側にフランジ部４２１を有する円筒形状を呈し、内挿体４１に外嵌する。中間体４２は、前面側端部及び背面側端部にベアリング４２２，４２３を備えている。中間体４２は、内挿体４１の背面側に形成されたネジ部４１４に螺合するロックナット４２４により、内挿体４１に固定される。
【００３９】
外装体４３は、前面側にフランジ部４３１を有する円筒形状を呈し、内部に内挿体４１及び中間体４２をベアリング４２２，４２３を介して回転自在に収納する。外装体４３の内周部は外周部に対して長さＬ１だけ偏心した位置に形成されている。したがって、内刃２は、第２の支持体４に、長さＬ１だけ偏心した位置で、内挿体４１及び中間体４２と一体的に回転自在に支持される。
【００４０】
外装体４３の背面側端部には、ロックナット４３２を介して従動ギア４４が固定されている。従動ギア４４は、この発明の回転伝達部材である駆動ギア７４に噛合しており、モータ７の回転軸７１の回転が駆動ギア７４を介して伝達される。外装体４３の回転角度は、図示しないエンコーダによって検出される。このエンコーダの検出角度に基づいてモータ７１の回転が制御される。
【００４１】
図５（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、スライダ５は、本体５１、アーム５２，５３を備えている。本体５１は、第２の支持体４を回転自在に支持する。本体５１には、貫通孔５１１が上下２箇所に形成されている。貫通孔５１１には、フレーム６に支持された２本のガイド軸６２がそれぞれ貫通する。本体５１は、フレーム６に方向Ｙに沿って往復移動自在に支持されている。
【００４２】
アーム５２，５３は、下端部を本体５１に固定されており、上端にカムフォロワ５４，５５を軸支している。カムフォロワ５４，５５は、外周面を切断用カム７３のカム面７３Ａ，７３Ｂに当接させている。
【００４３】
この発明のスライダ用変換伝達部材である切断用カム７３のカム面７３Ａ，７３Ｂは、カムフォロワ５４，５５を互いの間隔を変化させることなく、方向Ｙに沿って往復移動させるように、小円弧部と大円弧部とを直線で接続した形状にされている。カム面７３Ａは、９０度の角度範囲が小円弧部で形成されており、略２３０度の角度範囲が大円弧部で形成されている。カム面７３Ｂは、９０度の角度範囲が大円弧部で形成されており、略２３０度の角度範囲が小円弧部で形成されている。切断用カム７３が回転すると、本体５１が第２の支持体４とともに方向Ｙに沿って往復移動する。
【００４４】
図５（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、カムフォロワ５４がカム面７３Ｂの大円弧部に当接し、カムフォロワ５５がカム面７３Ａの小円弧部に当接している状態では、スライダ５は初期位置に位置している。
【００４５】
図５（Ｃ）に示すように、カムフォロワ５４がカム面７３Ｂの小円弧部に当接し、カムフォロワ５５がカム面７３Ａの大円弧部に当接している状態では、スライダ５は切断位置に位置している。
【００４６】
これによって、フレーム６におけるスライダ５の往復移動範囲は、内刃２の外周面２１が外刃１の内周面１１の内側に位置する初期位置と第２の支持体４の回転軸が外刃１の内周面１１の中心に一致する切断位置との間に設定されている。
【００４７】
図２に示したように、第１の支持体３において第１移動部材３１及び第２移動部材３２を方向Ｙに沿って往復移動させるクランプ用カム７２、スライダ５を方向Ｙに沿って往復移動させる切断用カム７３、第２の支持体４の従動ギア４４に回転を伝達する駆動ギア７４は、何れもモータ７の回転軸７１に固定されている。
【００４８】
したがって、外刃１による円筒形管体１００のクランプ動作、内刃２の方向Ｙに沿う往復移動、内刃２を偏心支持する第２の支持体４の回転が、単一のモータ７１の回転によって行われる。モータ７１の回転により、クランプ用カム７２及び切断用カム７３は、図３（Ｂ）及び（Ｃ）並びに図５（Ｂ）及び（Ｃ）に示す矢印Ｎ方向に回転する。
【００４９】
クランプ用カム７２、切断用カム７３及び第２の支持体４の回転位置は、スライダ５が初期位置にある時に、第１の支持体３の支持部材３１と支持部材３２とが最も離間し、内刃２が図６（Ａ）に示す位置にあるように設定されている。したがって、切断用カム７３が図５（Ｂ）に示す回転位置にある時に、クランプ用カム７２は図３（Ｃ）に示す回転位置にある。図６（Ａ）に示す内刃２の位置は、第２の支持体４の回転による円軌道上で、内刃２の外周面２１が外刃１の内周面１１から最も離間した位置（図６（Ｂ）に示す位置）よりも所定回転角度だけ上流側の位置である。
【００５０】
管体切断装置１０によって薄肉円筒形管体１００の管端を切断する場合には、図６（Ａ）に示すようにスライダ５が初期位置にある状態で、円筒形管体１００の管端を管体切断装置１０の前面側から挿入する。円筒形管体１００の挿入位置を規定するガイドを、第１の支持体３の前面側に配置してもよい。
【００５１】
駆動機構７は、この発明の第１の工程で、図６（Ａ）に示す状態からモータ７１の回転を開始する。第２の支持体４が回転を開始し、内刃２が矢印Ｍ方向の公転を開始するとともに、クランプ用カム７２の回転によって第１の支持体３１及び第２の支持体３２が互いに近接する方向への移動を開始する。内刃２が、図６（Ｂ）に示す位置に達した時に、図３（Ｂ）に示すように第１の支持体３１及び第２の支持体３２が最も近接し、第１外刃１Ａ及び第２外刃１Ｂが円筒形管体１００をクランプし、外刃１の内周面１１が円筒形管体１００の外周面に全周にわたって当接する。
【００５２】
駆動機構７は、この発明の第２の工程で、外刃１による円筒形管体１００のクランプが完了した後に、切断用カム７３の回転によってスライダ５が初期位置から切断位置に向かって矢印Ｙ１方向に移動を開始する。内刃２の外周面２１は、第２の支持体４の回転によって円筒形管体１００の内周面１０２に近接するだけでなく、スライダ５が矢印Ｙ１方向に移動することによっても円筒形管体１００の内周面１０２に近接していく。内刃２は、外周面２１が円筒形管体１００の内周面１０２に当接した時から矢印Ｎ方向に回転しつつ、図６（Ｃ）に示すように円筒形管体１００の外側に露出させ、刃面２２と外刃１の刃面１２との間で円筒形管体１００の切断を開始する。
【００５３】
駆動機構７は、この発明の第３の工程で、第２の支持体４を、内刃２の一部が円筒形管体１００の外側に露出した位置から、少なくとも１回転させることで、図６（Ｄ）〜（Ｆ）に示すように、内刃２は矢印Ｎ方向に自転しつつ矢印Ｍ方向に公転し、刃面１２と刃面２２との間で円筒形管体１００が全周にわたって切断される。
【００５４】
クランプ用カム７２、切断用カム７３及び第２の支持体４の回転位置は、第２の支持体４が図６（Ｇ）及び（Ｈ）に示す状態を経て図６（Ａ）に示す状態まで２回転した時に、スライダ５が切断位置から初期位置への矢印Ｙ２方向の復動を完了し、支持部材３１と支持部材３２とが最も離間する位置への移動を完了するように設定されている。駆動機構７は、この発明の第４の工程で、第２の支持体４が２回転した時にモータ７１の回転を停止する。
【００５５】
管体切断装置１０では、円筒形管体１００の管端を挿入してモータ７１の回転を開始する操作のみにより、円筒形管体１００の管端を切断することができる。しかも、外刃１による円筒形管体１００のクランプ及びクランプ解除、内刃２の公転、及び内刃２の往復移動を、単一のモータ７１の回転によって行うことができる。
【００５６】
管体切断装置１０は、円筒形管体１００において軸方向の残すべき部分の外側を外刃１によってクランプするとともに軸方向の除去すべき部分に内側から内刃２を当接させ、軸方向に直交する外刃１の刃面１２と内刃２の刃面２２との間で円筒形管体１００を切断する。このため、比較的小径の薄肉円筒形管体の管端を、静止させた状態で、切断面の変形やバリの残留を生じることなく円滑に切断することができる。
【００５７】
上記の実施形態はいずれも一例であり、この発明はこれらに限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々の変更を加えることが可能である。
【００５８】
例えば、円筒形管体１００から切断された管端部分を背面側から前面側に向けて押し出すイジェクタをスライダ５１の前面に配置し、このイジェクタを動作させるソレノイド等をモータ７１の回転停止後に動作させるようにしてもよい。切断された管端部分は、イジェクタによって第１外刃１Ａと第２外刃１Ｂとの間に落下する。
【００５９】
また、モータ７１の回転を第２の支持体４に伝達する部材として、駆動ギア７４及び従動ギア４４に代えてタイミングベルトやチェーンを用いることもできる。
【符号の説明】
【００６０】
１−外刃
２−内刃
３−第１の支持体
４−第２の支持体
５−スライダ
６−フレーム
７−駆動機構
１０−管体切断装置
１００−円筒形管体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒形管体の外周面に全周にわたって当接する内周面と前記円筒形管体の軸方向に直交する第１の刃面とを有する外刃、及び前記円筒形管体の内周面に全周にわたって対向する円形の外周面と前記軸方向に直交する第２の刃面とを有する内刃を、前記第１の刃面及び前記第２の刃面が前記軸方向における所定の切断面で互いに対向するように配置し、
前記内刃を、自転可能に支持するとともに、その中心から所定長さだけ偏心した軸周りに最大径が前記円筒形管体の外径より大きい円軌道上を移動させつつ、その外周面が前記円筒形管体の内周面に当接しない位置から前記円軌道が全周にわたって前記円筒形管体の外側に露出する位置まで半径方向に移動させる管体切断方法。
【請求項２】
円筒形管体の外周面に全周にわたって当接する内周面、及び前記円筒形管体の軸方向に直交する第１の刃面を備えた外刃と、
前記円筒形管体の内周面に全周にわたって対向する円形の外周面、及び前記軸方向に直交する第２の刃面を備えた内刃と、
前記外刃を、前記第１の刃面が前記軸方向における所定の切断面に位置するように支持する第１の支持体と、
円柱形状を呈する第２の支持体であって、前記内刃を、前記第２の刃面が前記第１の刃面に前記切断面で前記軸方向に対向する状態で、かつ前記第２の支持体の中心から偏心した軸廻りに回転自在に支持する第２の支持体と、
前記第２の支持体を回転自在に支持するスライダと、
前記スライダを、前記内刃の外周面が前記外刃の内周面の内側に位置する初期位置と前記第２の支持体の回転軸が前記外刃の内周面の中心に一致する切断位置との間で、前記軸方向に直交する方向に沿って往復移動自在に支持するフレームと、
前記スライダが前記初期位置にある状態で前記第２の支持体の回転を開始させ、前記第２の支持体が回転している状態で前記スライダを前記切断位置まで移動させ、前記スライダが前記切断位置にある状態で且つ前記内刃の外周面が前記外刃の内周面の外側に位置している状態で前記第２の支持体を少なくとも１回転させた後、前記スライダを前記初期位置まで移動させる駆動機構と、を備えた管体切断装置。
【請求項３】
前記駆動機構は、単一の駆動源と、前記駆動源の回転を前記第２の支持体に伝達する回転伝達部材と、前記駆動源の回転を前記スライダの往復直線動作に変換して前記スライダに伝達するスライダ用変換伝達部材と、を含む請求項１又は２に記載の管体切断装置。
【請求項４】
前記外刃は、前記軸方向に直交する方向に２分割に形成された第１及び第２の外刃からなり、
前記第１の支持部材は、前記第１及び第２の外刃を前記軸方向に直交する方向に沿って互いに離間及び接合する位置に往復移動自在に支持し、
前記駆動機構は、前記駆動源の回転を前記第１及び第２の外刃の往復直線動作に変換して前記第１及び第２の外刃に伝達する外刃用変換伝達部材をさらに含む請求項３に記載の管体切断装置。
【請求項１】
円筒形管体の外周面に全周にわたって当接する内周面と前記円筒形管体の軸方向に直交する第１の刃面とを有する外刃、及び前記円筒形管体の内周面に全周にわたって対向する円形の外周面と前記軸方向に直交する第２の刃面とを有する内刃を、前記第１の刃面及び前記第２の刃面が前記軸方向における所定の切断面で互いに対向するように配置し、
前記内刃を、自転可能に支持するとともに、その中心から所定長さだけ偏心した軸周りに最大径が前記円筒形管体の外径より大きい円軌道上を移動させつつ、その外周面が前記円筒形管体の内周面に当接しない位置から前記円軌道が全周にわたって前記円筒形管体の外側に露出する位置まで半径方向に移動させる管体切断方法。
【請求項２】
円筒形管体の外周面に全周にわたって当接する内周面、及び前記円筒形管体の軸方向に直交する第１の刃面を備えた外刃と、
前記円筒形管体の内周面に全周にわたって対向する円形の外周面、及び前記軸方向に直交する第２の刃面を備えた内刃と、
前記外刃を、前記第１の刃面が前記軸方向における所定の切断面に位置するように支持する第１の支持体と、
円柱形状を呈する第２の支持体であって、前記内刃を、前記第２の刃面が前記第１の刃面に前記切断面で前記軸方向に対向する状態で、かつ前記第２の支持体の中心から偏心した軸廻りに回転自在に支持する第２の支持体と、
前記第２の支持体を回転自在に支持するスライダと、
前記スライダを、前記内刃の外周面が前記外刃の内周面の内側に位置する初期位置と前記第２の支持体の回転軸が前記外刃の内周面の中心に一致する切断位置との間で、前記軸方向に直交する方向に沿って往復移動自在に支持するフレームと、
前記スライダが前記初期位置にある状態で前記第２の支持体の回転を開始させ、前記第２の支持体が回転している状態で前記スライダを前記切断位置まで移動させ、前記スライダが前記切断位置にある状態で且つ前記内刃の外周面が前記外刃の内周面の外側に位置している状態で前記第２の支持体を少なくとも１回転させた後、前記スライダを前記初期位置まで移動させる駆動機構と、を備えた管体切断装置。
【請求項３】
前記駆動機構は、単一の駆動源と、前記駆動源の回転を前記第２の支持体に伝達する回転伝達部材と、前記駆動源の回転を前記スライダの往復直線動作に変換して前記スライダに伝達するスライダ用変換伝達部材と、を含む請求項１又は２に記載の管体切断装置。
【請求項４】
前記外刃は、前記軸方向に直交する方向に２分割に形成された第１及び第２の外刃からなり、
前記第１の支持部材は、前記第１及び第２の外刃を前記軸方向に直交する方向に沿って互いに離間及び接合する位置に往復移動自在に支持し、
前記駆動機構は、前記駆動源の回転を前記第１及び第２の外刃の往復直線動作に変換して前記第１及び第２の外刃に伝達する外刃用変換伝達部材をさらに含む請求項３に記載の管体切断装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−１７１０４４（Ｐ２０１２−１７１０４４Ａ）
【公開日】平成２４年９月１０日（２０１２．９．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−３５３６１（Ｐ２０１１−３５３６１）
【出願日】平成２３年２月２２日（２０１１．２．２２）
【出願人】（３９１０４０１３５）株式会社富士機械工作所 (12)
【公開日】平成２４年９月１０日（２０１２．９．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月２２日（２０１１．２．２２）
【出願人】（３９１０４０１３５）株式会社富士機械工作所 (12)
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