(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内側に切断される管が通されるフレームに、前記管の軸方向に直交する面内を移動して前記管の切断を行なう回転カッタを備えたカッタヘッドを、前記管の軸方向に直交する面内で水平方向に延びるＸ軸ガイドレール、前記管の軸方向に直交する面内で上下方向に延びるＹ軸ガイドレールを介し取り付けると共に、前記回転カッタを、前記カッタヘッドの前記Ｘ軸ガイドレール及びＹ軸ガイドレール側に設け、前記回転カッタによる前記管の切断位置の近傍で前記管を挟圧して保持するクランプを、当該クランプによるクランプ位置が前記切断位置に近づくように前記フレームに設けて、前記回転カッタによる前記管の切断時に発生する切断力による応力の伝達経路が、前記切断位置から前記回転カッタ、前記カッタヘッド、前記Ｘ軸ガイドレール、前記Ｙ軸ガイドレール、前記フレームを経て前記クランプ位置に至るように形成されるようにしたことを特徴とする管切断機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はミーリングカッタによって管の切断を行なう管切断機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図３、図４に基づいてミーリングカッタを用いた従来の管切断機を説明する。図３には従来の管切断機の全体構成を表す側面、図４には図３中のＩＶ−ＩＶ線矢視の一部断面を示してある。
【０００３】
図３、図４に示すように、台車フレーム１には管２を挟んで一対のカッタ装置３が設けられ、カッタ装置３には管２の切断を行う回転カッタとしてのブレード４が設けられている。カッタ装置３を挟んで管２の流れ方向上流側（図３中左側）には入側クランプ５が設けられ、流れ方向下流側（図３中右側）には出側クランプ６が設けられている。入側クランプ５のフレーム７と出側クランプ６のフレーム８はステー９によって連結されている。入側クランプ５のフレーム７及び出側クランプ６のフレーム８にはそれぞれ油圧シリンダ１０によって駆動される一対のクランプピース１１が設けられ、管２の切断時に一対のクランプピース１１によって管２がカッタ装置３の両側でクランプされる。
【０００４】
図３、図４に示すように、一対のカッタ装置３は管２に対して接近離反（Ｘ軸方向）するカッタフレーム１２を備え、カッタフレーム１２はＸ軸駆動装置１３によって管２に対して接近離反動される。Ｘ軸駆動装置１３は、台車フレーム１に固定されたモータ１４の駆動によって回転するねじ軸１５を備え、ねじ軸１５には雌ねじ１６が螺合し、カッタフレーム１２に雌ねじ１６が固定されている。つまり、モータ１４の駆動によりねじ軸１５が回転し、ねじ軸１５の回転により雌ねじ１６を介してカッタフレーム１２がＸ軸方向に往復動される。カッタフレーム１２にはカッタヘッド１７が図４中上下方向（Ｙ軸方向）に往復移動自在に支持されており、カッタヘッド１７はＹ軸駆動装置１８によって図４中上下方向に往復移動される。Ｙ軸駆動装置１８は、カッタフレーム１２に固定されたモータ１９の駆動によって回転する竪ねじ軸２０を備え、竪ねじ軸２０には雌ねじ２１が螺合し、カッタヘッド１７に雌ねじ２１が固定されている。つまり、モータ１９の駆動により竪ねじ軸２０が回転し、竪ねじ軸２０の回転により雌ねじ２１を介してカッタヘッド１７がＹ軸方向に往復動される。カッタヘッド１７にはブレード駆動モータ２２が設けられ、ブレード駆動モータ２２の駆動によってブレード４が回転されるようになっている。
【０００５】
上述した管切断機の作用を説明する。油圧シリンダ１０の駆動によりクランプピース１１で管２を挟持し、管２をカッタ装置３の両側（入側、出側）でクランプする。ブレード駆動モータ２２の駆動によってブレード４を回転させ、Ｘ軸駆動装置１３によるカッタフレーム１２のＸ軸方向の移動と、Ｙ軸駆動装置１８によるカッタヘッド１７のＹ軸方向の移動とを組み合わせ、図５に示したように、回転するブレード４を管２の外周に沿って移動させる。これにより、管２はびびり等が抑えられた状態で最小切込み代にて切断される。電縫管製造設備に上述した管切断機が設置された場合、台車フレーム１が造管速度に同期して走行し、造管と共に管２の切断が行われる。オフラインで管２の切断を行う場合、台車フレーム１を床面に固定して管２の切断が行われる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述した管切断機では、カッタ装置３のフレーム１２と入側クランプ５及び出側クランプ６のフレーム７，８とがそれぞれ間隔を置いて独立して設けられているので、管切断機の設置スペースが管２の流れ方向に長くなってしまう。また、切削点Ｍにおける切削力Ｆによって生じる反力が、カッタ装置３、Ｙ軸駆動装置１８、カッタフレーム１２、Ｘ軸駆動装置１３、台車フレーム１、フレーム７，８及びクランプピース１１を経てクランプ点Ｎに伝わる。このように、応力の伝達経路（応力線）が多数の部材を経由しているため、応力線が長くなり、応力線が経由する部材、特に、フレーム７，８及びカッタフレーム１２を切削力Ｆによって生じる反力によって発生するモーメントに耐えうる剛性にする必要がある。このため、フレーム７，８及びカッタフレーム１２が大型になり、剛性増大のためのステー９を設けなければならず、コストが嵩み管切断機が大型化して設置スペースが非常に広くなってしまう。
【０００７】
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、コンパクトな構成で高剛性を維持することができる管切断機を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明の構成は、内側に切断される管が通されるフレームに、前記管の軸方向に直交する面内を移動して前記管の切断を行なう回転カッタを備えたカッタヘッドを、前記管の軸方向に直交する面内で水平方向に延びるＸ軸ガイドレール、前記管の軸方向に直交する面内で上下方向に延びるＹ軸ガイドレールを介し取り付けると共に、前記回転カッタを、前記カッタヘッドの前記Ｘ軸ガイドレール及びＹ軸ガイドレール側に設け、前記回転カッタによる前記管の切断位置の近傍で前記管を挟圧して保持するクランプを、当該クランプによるクランプ位置が前記切断位置に近づくように前記フレームに設けて、前記回転カッタによる前記管の切断時に発生する切断力による応力の伝達経路が、前記切断位置から前記回転カッタ、前記カッタヘッド、前記Ｘ軸ガイドレール、前記Ｙ軸ガイドレール、前記フレームを経て前記クランプ位置に至るように形成されるようにしたことを特徴とする。
【０００９】
【作用】
フレームに管の切断を行なう回転カッタを備えたカッタヘッドを設けると共に同じくフレームに管を固定保持するクランプを設け、カッタヘッドとフレームの間に回転カッタを設けたことにより、クランプ装置用もしくはカッタ装置用のフレームが不要になり、切削反力によって発生する応力の伝達経路が短くなってモーメントが小さくなり、フレームを大型にすることなく高剛性を維持することができる。
【００１０】
【実施例】
図１には本発明の一実施例に係る管切断機の全体構成を表す側面、図２にはカッタヘッドの詳細状況を表す平面を示してある。
【００１１】
図１に示すように、管３１は図示しないテーブルロールに案内されて送られるようになっている。フレーム３２の入側（図１中右側）及び出側（図１中左側）それぞれには、上下及び左右（図１には上下、図２には左右を示してある）にはクランプとしてのクランプヘッド３３が設けられ、クランプヘッド３３にはクランプピース３４が管３１の中心軸に向って接近動自在（上下、左右動）に支持されている。クランプピース３４は油圧シリンダ３５によって駆動され、入側及び出側でそれぞれ二対のクランプピース３４によって管３１が挟圧される。クランプヘッド３３が支持されているフレーム３２の入側の内側には管３１を挟んで一対のカッタヘッド３６が設けられ、カッタヘッド３６には駆動モータ４２によって駆動回転される回転カッタとしてのブレード３７が設けられている。カッタヘッド３６は管３１の軸方向に直交する面内で互いに直交する二方向に移動自在となっている。
【００１２】
即ち、図１、図２に示すように、フレーム３２には上下方向（紙面に垂直な方向：Ｙ軸方向）に延びるＹ軸ガイドレール３８が設けられ、Ｙ軸ガイドレール３８にはＹ軸ガイドレール３８に沿って移動自在な移動ベース３９が支持されている。フレーム３２にはＹ軸ガイドレール３８と平行なねじ軸４０が設けられ、ねじ軸４０は図示しない駆動モータの駆動によって回転される。ねじ軸４０には雌ねじ部４１が螺合しており、雌ねじ部４１は移動ベース３９に固定されている。つまり、移動ベース３９は、図示しない駆動モータの駆動によって回転されるねじ軸４０によって雌ねじ部４１を介してＹ軸ガイドレール３８に沿ってＹ軸方向に移動される。
【００１３】
一方、図１、図２に示すように、移動ベース３９には左右方向（Ｘ軸方向）に延びるＸ軸ガイドレール４３が固定され、Ｘ軸ガイドレール４３にはサドル４４が移動自在に支持されている。サドル４４にはカッタヘッド３６が設けられ、駆動モータ４５によりサドル４４を介してカッタヘッド３６はＸ軸ガイドレール４３に沿って往復動される。即ち、移動ベース３９には駆動モータ４５が固設されており、移動ベース３９にはＸ軸ガイドレール４３と平行なねじ軸４６が設けられ、ねじ軸４６は駆動モータ４５の駆動によって回転されるようになっている。ねじ軸４６には雌ねじブラケット４７が螺合し、雌ねじブラケット４７はカッタヘッド３６に固定されている。つまり、カッタヘッド３６は、駆動モータ４５の駆動によって回転されるねじ軸４６によって雌ねじブラケット４７及びサドル４４を介してＸ軸ガイドレール４３に沿ってＸ軸方向に移動される。移動ベース３９のＹ軸方向の移動及びサドル４４のＸ軸方向の移動を組み合わせることによって回転するブレード３７を管３１の外周に沿って管３１に直交する面内で移動させることができる。
【００１４】
上述した管切断機の作用を説明する。油圧シリンダ３５の駆動によりクランプピース３４で管３１を挟持し、管３１をカッタヘッド３６の両側（入側、出側）でクランプする。駆動モータ４２の駆動によってブレード３７を回転させ、移動ベース３９のＹ軸方向の移動及びサドル４４のＸ軸方向の移動を組み合わせることにより、カッタヘッド３６を管３１の周囲で移動させる。これにより、回転するブレード３７が管３１の外周に沿って移動して管３１が最小切込代で切断される。本実施例の管切断機では、切削点Ｍとクランプ点Ｎの距離が短いので、管３１の切断時における切削反力は、カッタヘッド３６、サドル４４、Ｘ軸ガイドレール４３、移動ベース３９、Ｙ軸ガイドレール３８、フレーム３２及びクランプピース３４を経てクランプ点Ｎに伝わる。このように、応力の伝達経路（応力線）は従来の管切断機に比べて大幅に短くなり、応力線上に介在する部材が少なくなる。また、フレーム３２内における切削反力による曲げモーメントで発生する応力及び歪み量が小さくなり、フレーム３２の断面係数が小さくてよい。
【００１５】
従来の管切断機と同様に、電縫管製造設備に上述した管切断機が設置された場合、フレーム３２が造管速度に同期して走行し、造管と共に管３１の切断が行われる。オフラインで管３１の切断を行う場合、フレーム３２を床面に固定して管３１の切断が行われる。
【００１６】
【発明の効果】
本発明の管切断機は、一つのフレームに管の切断を行なう回転カッタを備えたカッタヘッドと管を固定保持するクランプとを設けたので、クランプ装置用もしくはカッタ装置用のフレームが不要になり、切削反力によって発生する応力の伝達経路が短くなってモーメントが小さくなり、フレームを大型にすることなく高剛性を維持することができる。この結果、装置全体がコンパクトになり設備スペースが小さくなる。また、切削点とクランプ点との距離が短くなるため、切削反力による応力線が短くなり、応力線上に介在するフレームの剛性が高まる。この結果、安定した切削が可能となって回転カッタの寿命が長くなり、しかも、フレームが小型化されて製造コストの低減か図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る管切断機の全体構成を表わす側面図。
【図２】カッタヘッドの詳細を表す平面図。
【図３】従来の管切断機の全体構成を表す側面図。
【図４】図３中のＩＶ−ＩＶ線矢視の一部断面図。
【図５】カッタヘッドの移動状況説明図。
【符号の説明】
３１  管
３２  フレーム
３３  クランプヘッド
３４  クランプピース
３６  カッタヘッド
３７  ブレード
３８  Ｙ軸ガイドレール
３９  移動ベース
４０  ねじ軸
４１  雌ねじ部
４２  駆動モータ
４３  Ｘ軸ガイドレール
４４  サドル
４５  駆動モータ
４６  ねじ軸
４７  雌ねじブラケット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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