(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
パイプ（Ｗ）に芯金（１）を挿入して一体的に回転させるとともに、パイプ（Ｗ）の外周にロールカッタ（２）を押し付けてパイプ（Ｗ）を切断する装置において、芯金（１）にパイプ（Ｗ）の内径まで拡径可能な拡径部（３）を設けるとともに、該拡径部（３）に隣接して芯金（１）の細径部（１０ａ）を設け、該細径部（１０ａ）の外周に弾性体（１１）を配設し、ロールカッタ（２）は切断面（２ａ）が回転軸（Ｘ4 ）に対して傾斜した片刃であって、刃先が拡径部（３）と弾性体（１１）の境界に位置し、刃先の傾斜面側が弾性体（１１）側に位置していることを特徴とするパイプ切断装置。
【請求項２】
拡径部（３）の外周面に別の弾性体（１２Ａ、１２Ｂ）を設けたことを特徴とする請求項１記載のパイプ切断装置。
【請求項３】
パイプ（Ｗ）の軸（Ｘ1 ）と平行な軸（Ｘ2 ）（Ｘ3 ）の回りに回転可能で、かつパイプ（Ｗ）の外周に接離可能な受けロール（１９）（２０）を、パイプ（Ｗ）の軸（Ｘ1 ）方向で拡径部（３）に対向する位置に配設したことを特徴とする請求項２記載のパイプ切断装置。
【請求項４】
拡径部（３）はコレット・チャック様の機構であって、軸（Ｘ1 ）に直角な断面が十字形で軸（Ｘ1 ）方向にテーパ状のテーパ軸（４）と、テーパ軸（４）と相対的に摺動可能でかつ半径方向に移動可能な四つのコレット（５Ａ）（５Ｂ）（５Ｃ）（５Ｄ）からなり、対向する二つのコレット（５Ａ）（５Ｂ）が略半月形であるとともに、他の二つのコレット（５Ｃ）（５Ｄ）が前記半月形のコレット（５Ａ）（５Ｂ）の間を芯金の半径方向に移動可能で、拡径時には四つのコレット（５Ａ）（５Ｂ）（５Ｃ）（５Ｄ）の外周がパイプ（Ｗ）の内径に接する円を形成することを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のパイプ切断装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は薄肉パイプの切断に好適なパイプ切断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
パイプの定尺切断では、支持ロールでパイプを支持し、ロールカッタをパイプに押しつけて切断するロール切断法が周知である（中村正信著、日刊工業新聞社、昭和５７年刊、パイプ加工法、第２章参照）が、パイプ切断面において、パイプが内側に座屈してたれ（ばり）を生じる欠点があり、特に薄肉管で顕著である。
【０００３】
そこで、パイプ切断面におけるパイプの内側へのたれが発生しないようにするためのパイプ切断方法及びパイプ切断装置が特開平４−２９４９２２号公報で提案されている。
【０００４】
このものは、図５に示すようにパイプＷの内部に芯金１を挿通し、パイプＷの切断部の両側を固定し、スピン・カッターの中心方向へ収束するロールカッタ２によりパイプの外周側から所定深さまで切込み、そして切込み部の両側を引っ張って切込み部を分離してパイプを切断する。こうすることで、パイプ切断面においてパイプの内側にパイプ壁が座屈してたれが発生するのを防止している。
【０００５】
この特開平４−２９４９２２号公報に記載の従来技術では、パイプＷの肉厚が０．５ｍｍの場合に外周から０．４ｍｍの深さだけ切り込み、パイプＷの内周面の０．１ｍｍの厚み分はテンション・シリンダにより引っ張って分離、切断する例をあげている。
【０００６】
パイプＷの切り込み部の両側を引っ張って切り込み部を分離してパイプを切断するには、パイプＷを図５のロールカッタ２の左側でつかむ第１の切断チャックと、ロールカッタ２の右側でつかむ第２の切断チャックを設け、両チャックでパイプＷをつかみ、第２の切断チャックを図示右方へテンション・シリンダで引っ張って、パイプを分離、切断する。
【０００７】
第１の切断チャックは芯金１が挿入されている部分をパイプＷの外周からつかみ、また第２の切断チャックは芯金１が挿入されていない部分をパイプＷの外周からつかむ。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
特開平４−２９４９２２号記載の前記従来技術では、パイプＷの切り込み部の両側を引っ張ってパイプを分離、切断するために第１、第２のチャックのようにパイプをつかむ機構や、第２のチャックを移動させるテンション・シリンダ及びこれらの制御装置等を必要として、装置が複雑になるばかりでなく、第２のチャックでパイプＷをつかむときに、パイプの剛性が小さい薄肉パイプでは、パイプが変形してしまうという問題点があった。
【０００９】
このようなパイプの変形は、肉厚だけに影響を受けるのではなく、パイプの径も考慮したパイプの剛性が小さい程発生し易い。
図５の従来技術では、パイプＷの肉厚が０．４ｍｍと薄くても、パイプＷの内径が肉厚の４倍程度であるため、比較的大きな剛性が期待できるが、同じ肉厚でも、パイプの内径が４０〜５０ｍｍ程度になると、内径が肉厚の１００〜１２５倍にもなるので、剛性が小さくなって、第２の切断チャックでつかむときに変形してしまうという問題点がある。
【００１０】
そこで本発明はこれらの問題点を解消できるパイプ切断装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段とその作用】
前記目的を達成するために、請求項１の発明は、パイプ（Ｗ）に芯金（１）を挿入して一体的に回転させるとともに、パイプ（Ｗ）の外周にロールカッタ（２）を押し付けてパイプ（Ｗ）を切断する装置において、
芯金（１）にパイプ（Ｗ）の内径まで拡径可能な拡径部（３）を設けるとともに、該拡径部（３）に隣接して芯金（１）の細径部（１０ａ）を設け、該細径部（１０ａ）の外周に弾性体（１１）を配設し、ロールカッタ（２）は切断面（２ａ）が回転軸（Ｘ4 ）に対して傾斜した片刃であって、刃先が拡径部（３）と弾性体（１１）の境界に位置し、刃先の傾斜面側が弾性体（１１）側に位置していることを特徴とするパイプ切断装置である。
【００１２】
この発明では、芯金（１）にパイプ（Ｗ）を挿入して、拡径部（３）を拡径し、芯金（１）と一体的にパイプ（Ｗ）を回転させ、その外周にロールカッタ（２）を押し付けてパイプ（Ｗ）を切断する。
【００１４】
更に、パイプ（Ｗ）の切断時にロールカッタ（２）の刃先が弾性体（１１）を押してパイプ（Ｗ）の内径より更に半径方向に入り、刃先の傾斜面側がパイプ（Ｗ）の切断された部分を軸（Ｘ1 ）方向へ押し離す。
【００１５】
請求項２の発明は、拡径部（３）の外周面に別の弾性体（１２Ａ、１２Ｂ）を設けたことを特徴とするものである。
この発明では、拡径した芯金（１）の拡径部（３）とパイプ（Ｗ）の内周との間で別の弾性体（１２Ａ、１２Ｂ）が圧縮されて、拡径部（３）とパイプ（Ｗ）に強く接触する。そのため、この弾性体の摩擦でパイプ（Ｗ）と芯金（１）との相対回転が抑制される。
【００１６】
請求項３の発明は、請求項２のパイプ切断装置において、パイプ（Ｗ）の軸（Ｘ1 ）と平行な軸（Ｘ2 ）（Ｘ3 ）の回りに回転可能で、かつパイプ（Ｗ）の外周に接離可能な受けロール（１９）（２０）を、パイプ（Ｗ）の軸（Ｘ1 ）方向で拡径部（３）に対向する位置に配設したことを特徴とするものである。
【００１７】
この発明では、受けロール（１９）（２０）を移動して、芯金（１）を挿通したパイプ（Ｗ）の外周に接触させることで、切断時のパイプ（Ｗ）の位置を保持する。
【００１８】
請求項４の発明は、請求項１〜３の何れかのパイプ切断装置において、
拡径部（３）はコレット・チャック様の機構であって、軸（Ｘ1 ）に直角な断面が十字形で軸（Ｘ1 ）方向にテーパ状のテーパ軸（４）と、テーパ軸（４）と相対的に摺動可能でかつ半径方向に移動可能な四つのコレット（５Ａ）（５Ｂ）（５Ｃ）（５Ｄ）からなり、対向する二つのコレット（５Ａ）（５Ｂ）が略半月形であるとともに、他の二つのコレット（５Ｃ）（５Ｄ）が前記半月形のコレット（５Ａ）（５Ｂ）の間を芯金の半径方向に移動可能で、拡径時には四つのコレット（５Ａ）（５Ｂ）（５Ｃ）（５Ｄ）の外周がパイプ（Ｗ）の内径に接する円を形成することを特徴とするものである。
【００１９】
この発明では、、芯金（１）をパイプ（Ｗ）に挿入したあと、テーパ軸（４）を軸（Ｘ１  ）方向に相対移動させると、テーパ軸（４）がコレット（５Ａ）（５Ｂ）（５Ｃ）（５Ｄ）と摺動し、先ず、半月形のコレット（５Ａ）（５Ｂ）を半径方向に移動させ、次に他の二つのコレット（５Ｃ）（５Ｄ）も半径方向に移動させて拡径して四つのコレットの外周がパイプ（Ｗ）の内周に押しつけられる。この状態では、コレット（５Ａ）（５Ｂ）（５Ｃ）（５Ｄ）の外周がパイプ（Ｗ）の内周の全体に圧接される。
【００２０】
【実施例】
図１〜図４の実施例において、２は切断面２ａが回転軸Ｘ４  に対して傾斜した片刃のロールカッタである。
【００２１】
１は芯金で、パイプＷの軸Ｘ１  に直角な断面が十字形で軸Ｘ１  方向にテーパ状のテーパ軸４と、該テーパ軸４と相対的に摺動可能でかつ半径方向に移動可能な四つのコレット５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄからなるコレットチャック様の拡径部３と、テーパ軸４を貫通し、かつテーパ軸４を保持する操作軸６と、操作軸６に嵌合したカラー７と、操作軸６の図示右端に螺着された連結軸８と、操作軸６や連結軸８と同軸に配設された円筒形の芯金駆動軸９と、該駆動軸９に螺着した第１のテーパ軸ケース１０と、該ケース１０の左端細径部１０ａに嵌合する環状のウレタンゴム１１と、コレット５Ａ〜５Ｃの外周の溝に配設したＯリング様のウレタンゴム１２Ａ、１２Ｂと、操作軸６に摺動可能に嵌合する第２のテーパ軸ケース１３と、操作軸６の先端（左端）に固着したばねケース１４と、該ばねケース１４と前記第２のテーパ軸ケース１３の間に介装されて第２のテーパ軸ケース１３を介してコレット５Ａ〜５Ｄを右方へ付勢する第１のばね１５と、芯金駆動軸９の右端部に圧入されてその内側を連結軸８が貫通するスリーブ１６と、連結軸８の右端に固着したリテーナ１７と芯金駆動軸９の右端とリテーナ１７の間に装着した第２のばね１８等よりなる。
【００２２】
第２のばね１８は圧縮コイルばねで、前記第１のばね１５の荷重よりはるかに大きな荷重であり、第１のばね１５に抗して操作軸６、テーパ軸４、カラー７、連結軸８及びリテーナ１７を右方に移動させるものであるが、通常は図示されていない油圧シリンダでリテーナ１７を左方に押して図１、図２の位置に操作軸６、テーパ軸４、カラー７、連結軸８等を一体的に移動させている。
【００２３】
なお、芯金駆動軸９は図示されていない軸受により、軸Ｘ１  方向図示位置に回転可能に軸承されているが、軸方向には移動しない。また、芯金駆動軸９は図示されていない油圧モータで駆動されて芯金１全体が回転するようになっている。
【００２４】
１９と２０は自由に回転できる受けロール（いわゆるフリー・ロール）で、それぞれ軸Ｘ２  、Ｘ３  の周りに回転可能である。
拡径部３を構成する十字形のテーパ軸４は、前後方向に突出する突条４Ａ、４Ｂと、上下方向に突出する突条４Ｃ、４Ｄを有し、これらの突条４Ａ、４Ｂ、４Ｃ及び４Ｄは軸Ｘ１  方向に延びているが、図１、図４（ａ）で、軸Ｘ１  の右方にいく程突条の高さが低くなってテーパ状になっている。但し、これら突条のテーパ面は、円錐面ではなく、各突条４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄの先端（つまり半径方向先端）が軸Ｘ１  に対して傾斜した平面で形成されている。
【００２５】
一対のコレット５Ａと５Ｂは、テーパ軸４を挟んで前後に対向して配設され、軸Ｘ1 の左方向から見た形状が略半月形をしており、軸Ｘ1 に近い側つまり半径方向の中心側に軸Ｘ1 方向に傾斜して延びる角溝をそれぞれ有する。そして、この角溝が前記テーパ軸４の突条４Ａ、４Ｂに摺動可能に嵌合している。
【００２６】
また、一対のコレット５Ｃと５Ｄは、テーパ軸４を挟んで上下に対向して配設され、軸Ｘ1 に近い側つまり半径方向の中心側に軸Ｘ1 方向に傾斜して延びる角溝をそれぞれ有する。そして、この角溝がテーパ軸４の前記突条４Ｃ、４Ｄに摺動可能に嵌合している。
【００２７】
このように、テーパ軸４の４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄの外側にそれぞれ摺動可能に嵌合した四つのコレット５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄとテーパ軸４とで拡径部３が構成され、コレット５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄの外周に形成した２本の溝にＯリング状のウレタンゴム１２Ａ、１２Ｂが配設されて、コレット５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄをテーパ軸４の突条４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄに押しつけて、拡径部３の外径を縮めている（図１、図３）。
【００２８】
図１、図３のように、拡径部３の外径が縮んだ縮径時には、コレット５Ｃと５Ｄが、コレット５Ａ、５Ｂのくぼみに嵌まり込んだ状態（図３）にある。
また、縮径時には、テーパ軸４の突条４Ｃの上端面（テーパ面）と４Ｄの下端面（テーパ）は、コレット５Ｃと５Ｄの溝の底面との間に隙間がある（図１参照）。
【００２９】
パイプＷを切断するには、図１に示すように、パイプＷを左方から芯金１に嵌め（又は、芯金１をパイプＷに挿入し）て、連結軸８の右端のリテーナ１７を左方に押していた油圧シリンダの油圧を抜くと、リテーナ１７が、第２のスプリング１８の力で符号１７′の位置へ移動する（図２）。
【００３０】
すると操作軸６がテーパ軸４とばねケース１４を伴って右方へ動き、テーパ軸４が拡径部３を拡径する。このとき、先ず最初に突条４Ａ、４Ｂがコレット５Ａ、５Ｂを芯金の半径方向に押して移動させ、途中から突条４Ｃ、４Ｄがコレット５Ｃ、５Ｄを芯金の半径方向に押して移動させることで、コレット５Ｃと５Ｄは、コレット５Ａ、５Ｂのくぼみから出て、上下方向に拡径する。
【００３１】
そして四つのコレット５Ａ〜５Ｄの円弧状外周部がパイプＷの内周に当接してパイプＷをチャッキングする。このとき、リング状のウレタンゴム１２Ａ、１２ＢはパイプＷの内周とコレット５Ａ〜５Ｄの外周溝の間で圧縮されて縮む。
【００３２】
操作軸６の右方向移動につれて、ばねケース１４が第２のテーパ軸ケース１３を介して四つのコレット５Ａ〜５Ｄを右方に押して、コレット５Ａ〜５Ｄの右端面を第１のテーパ軸ケース１０に強く押しつける。このときの押しつけ荷重は、第２のばね１８の荷重から第１のばね１５の荷重を差し引いたものである。
【００３３】
こうしてパイプＷを芯金１に嵌めてチャッキングしたあと、受けロール１９、２０を上昇させてパイプＷの外周に当て、図示されていない油圧モータで芯金駆動軸９をパイプＷと一体的に回転させる。
【００３４】
そしてロールカッタ２を下降させて切り込み、パイプＷを切断する。
ロールカッタ２の刃先はパイプＷを切断してウレタンゴム１１まで進行し、ロールカッタ２の傾斜した切断面２ａが、切断されたワークＷを軸Ｘ１  方向（右方向）に押し離す。
【００３５】
パイプ切断後は、ロールカッタ２を上昇させて元の位置（図１、図３）に戻す。そして受けロール１９、２０も元の位置に戻して、前記油圧シリンダを作動させて、テーパ軸４をコレット５Ａ〜５Ｄに対して左方に相対移動させて拡径部３を弾性体としてのウレタンゴム１２Ａ、１２Ｂで縮径する。
【００３６】
その後、芯金１をパイプＷに対して相対移動させてパイプＷを芯金１から外す。
なお、受けロール１９、２０は拡径部３に対向する位置に配設され、ロールカッタ２はその刃先が拡径部３と弾性体としてのウレタンゴム１１との境界に位置し、刃先の傾斜面側が弾性体１１側に位置している。
【００３７】
またコレット５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄは拡径時に、これら四つのコレットの外周がパイプＷの内周に接するように、拡径時の外径をパイプＷの内径に合わせてある。
【００３８】
【発明の効果】
本発明のパイプ切断装置は上述のように構成されているので、大径の薄肉パイプのように剛性の小さいパイプでも、たれの発生がない。
【００３９】
また、ロールカッタの刃先をパイプの内径よりも内側まで進行でき、パイプが確実に切断され、パイプや刃先のずれにも悪影響されず、真円度の低い一般の薄肉パイプにも適用可能である。
【００４０】
また、図５の従来技術のように、切り込み部の両側を引っ張ってパイプを分離するための前記第２の切断チャックが不要となるので第２の切断チャックによりパイプが変形することもなくなる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の一部を示す上部縦断正面図である。
【図２】図１の芯金の残りの部分を示す上部縦断面図である。
【図３】図１の実施例のＡ−Ａ断面視図である。
【図４】本発明の実施例で、パイプ切断時の態様を示す図で、（ａ）は同図（ｂ）のＢ−Ｂ断面視図、（ｂ）は上部縦断正面図である。
【図５】従来技術を説明する図である。
【符号の説明】
１…芯金
２…ロールカッタ
２ａ…切断面
３…拡径部
４…テーパ軸
４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄ…突条
５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄ…コレット
１０ａ…細径部
１１…弾性体（ウレタンゴム）
１２Ａ、１２Ｂ…別の弾性体（ウレタンゴム）
１９、２０…受けロール
Ｘ１  、Ｘ２  、Ｘ３  、Ｘ４  …軸
Ｗ…パイプ
【図１】
0003580601.tif 000002
【図２】
0003580601.tif 000003
【図３】
0003580601.tif 000004
【図４】
0003580601.tif 000005
【図５】
0003580601.tif 000006