(57)【要約】【課題】パイプ状の被切断材等を切断する際に、切断面がほぼ完全な平坦面をなすように切断することが可能であり、切断工数を削減するとともに切断工程で廃棄される部分を少なくして、資源の節約を可能にした切刃およびカッターを提供する。【解決手段】切刃１は、円形状の２つの端面５ａ、５ｂを有し、切刃１を側面から、すなわち、端面５ａと端面５ｂとを結ぶ線に対して垂直な方向から見たときに、端面５ａと端面５ｂとは互いに平行な平坦面となっている。また、端面５ａと端面５ｂとに挟まれた領域において、端面５ａの外周端２０ａから基板２の中央部２１に向かって、中央部２１寄りの厚みが厚くなるような傾斜面を６ａ有するとともに、端面５ｂの外周端２０ｂから基板２の中央部２１に向かって、中央部２１寄りの厚みが厚くなるような傾斜面６ｂを有している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円形状の２つの端面を有する基板の外周部が刃先となる切刃であって、第一の端面と第二の端面とを結ぶ線に対して垂直な方向から見たときに、第一の端面と第二の端面とは互いに平行な平坦面であり、前記第一の端面と前記第二の端面とに挟まれた領域において、前記第一の端面の外周端から基板の中央部に向かって、中央部寄りの厚みが厚くなるような第一の傾斜面を有するとともに、前記第二の端面の外周端から基板の中央部に向かって、中央部寄りの厚みが厚くなるような第二の傾斜面を有することを特徴とする切刃。
【請求項２】
前記第一の傾斜面は、中央部側から外周部側に向かって直線的に傾斜し、外周部側においては外周端に近づくに従って連続的に傾斜角度が大きくなるように形成されるとともに、前記第二の傾斜面は、中央部側から外周部側に向かって直線的に傾斜し、外周部側においては外周端に近づくに従って連続的に傾斜角度が大きくなるように形成されていることを特徴とする請求項１記載の切刃。
【請求項３】
請求項１または２に記載の切刃が支軸の一端に取り付けられ、前記切刃と対向するベアリングとの間に被切断材を挟み込んだ状態で、前記切刃の外周部が前記被切断材に対して接触しながら回転して被切断材を切断するカッター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パイプ等を切断する際に用いられる切刃と、この切刃を備えたカッターに関する。
【背景技術】
【０００２】
パイプ状の被切断材を切断する際に通常用いられているカッターの切刃の構造を図５に示す。
図５（ａ）に示す切刃５１においては、円板状の基板５２の中心部に取付部５３が設けられ、基板５２の外周部が先鋭化されて刃先５４として機能する。切刃５１を側面から見ると、図５（ｂ）に示すように、刃先５４を対称軸として、その両側に、基板５２の中央部の厚みが厚くなるような傾斜面５５が形成されている。すなわち、従来の切刃５１においては、外周部に形成された刃先５４より中心側に近づくに従って、刃先５４を挟んで両側で同じように肉厚が厚くなる構造となっている。
【０００３】
このような切刃でパイプ状の被切断材を切断すると、被切断材５６の切断面５７が図５（ｃ）に示すように、傾斜面となってしまい、水平な断面が得られない。このような切断面を有するパイプを接合すると、接合面の間に隙間を生じてしまい、また、切断時にバリが発生するため、バリの除去に手間がかかることが問題となっていた。
【０００４】
パイプ状のものは様々な分野に使用されているが、特に、エアコンディッショナのように、冷媒等のガスがパイプを通じて流動する装置では、パイプとパイプとの継ぎ目、あるいは、ラッパ状に開口したフレアとパイプとの接続部においてガスが漏れると、冷却効率が低下するばかりでなく、自然環境を損ねることとなる。この継ぎ目においてガスが漏れないようにするためには、パイプを切断する際に切断面が傾斜しないほぼ完全な平坦面をなすように切断されることが必要となる。
特許文献１には、一方の側は平坦面をなし、他方の側は傾斜面をなすようにして、刃先の形状を非対称にした切刃が図示されている。
【０００５】
しかし、特許文献１には、切断面を水平な断面とすることに関して何ら記載されておらず、特許文献１において図示されている切刃の形状は、このような意図のもとに書かれているものとは考えられない。また、特許文献１に図示されているような、被切断材と接触する部位が先鋭的な切刃では、被切断材を切断しようとしたときに、被切断材と切刃との接触面積が微小であるために、切刃が被切断材を充分に支持することができず、切刃の接触位置が切断途中でずれてしまい、被切断材に対してらせん状の切跡を残すのみで、適正に切断することができない。
【０００６】
本発明者は、このような問題点を解決するために、一方の側は平坦面をなし、他方の側は傾斜面をなすようにして、刃先の形状を非対称にした切刃について更なる検討を行い、その発明の内容が特許文献２、特許文献３に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】実開昭５９−５１２４８号公報
【特許文献２】特許第４１８００８５号公報
【特許文献３】特許第４０７０８０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献２、特許文献３に記載されている切刃を用いてパイプ状の被切断材を切断したときの切断面を図６に示す。
図６において、パイプ状の被切断材に対して、切断後に使用する方の被切断材６７の側に、切刃の平坦面が当たるようにして切断すると、その切断面６８ａは平坦面となる。その一方、パイプ状の被切断材のうち、切断後に廃棄する部分を有する側６９には、切刃の傾斜面が当たるため、その切断面６８ｂは傾斜面となる。すなわち、この切刃を用いると、切刃が非対称な形状であることから、使用する方の切断面６８ａを平坦面とすることができる。
【０００９】
しかし、この切刃による切断では、１回の切断作業で、切断面が平坦面となるパイプを１つしか得ることができず、さらに平坦な切断面を有するパイプを得るためには、１回目の切断作業で得られる、廃棄する部分を有する側６９に対して再度切断作業を行う必要があり、作業工数が増えてしまう。また、再度の切断に際しては、作業者が、廃棄する部分を有する側６９を手で保持して作業することが必要であり、作業性を確保する必要性から、両端の切断面が傾斜面となる部分、すなわち廃棄される部分の長さが長くなってしまい、資源の節約という観点から好ましくない。
【００１０】
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、パイプ状の被切断材等を切断する際に、切断面がほぼ完全な平坦面をなすように切断することが可能であり、切断工数を削減するとともに切断工程で廃棄される部分を少なくして、資源の節約を可能にした切刃およびカッターを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
以上の課題を解決するために、本発明の切刃は、円形状の２つの端面を有する基板の外周部が刃先となる切刃であって、第一の端面と第二の端面とを結ぶ線に対して垂直な方向から見たときに、第一の端面と第二の端面とは互いに平行な平坦面であり、前記第一の端面と前記第二の端面とに挟まれた領域において、前記第一の端面の外周端から基板の中央部に向かって、中央部寄りの厚みが厚くなるような第一の傾斜面を有するとともに、前記第二の端面の外周端から基板の中央部に向かって、中央部寄りの厚みが厚くなるような第二の傾斜面を有することを特徴とする。
【００１２】
この構造の切刃を用いて切断することにより、１回の切断作業で、切断面が傾斜しない平坦面となる２つの切断片を得ることができ、切断作業効率が向上するとともに、切断工程で廃棄される部分を少なくすることができ、資源の節約が可能となる。
【００１３】
本発明においては、前記第一の傾斜面は、中央部側から外周部側に向かって直線的に傾斜し、外周部側においては外周端に近づくに従って連続的に傾斜角度が大きくなるように形成されるとともに、前記第二の傾斜面は、中央部側から外周部側に向かって直線的に傾斜し、外周部側においては外周端に近づくに従って連続的に傾斜角度が大きくなるように形成されていることが好ましい。
【００１４】
切刃をこのような構造とすることにより、切断時に切刃が被切断材と接触する際に、切刃と被切断材との接触面積を広く確保することができ、傾斜面が被切断材を支持する支持面として充分機能することができる。そのため、被切断材に対する刃先の接触位置のすべりを防止することができ、適正な切断が可能となる。
【００１５】
本発明のカッターは、上記の切刃が支軸の一端に取り付けられ、前記切刃と対向するベアリングとの間に被切断材を挟み込んだ状態で、前記切刃の外周部が前記被切断材に対して接触しながら回転して被切断材を切断することを特徴とする。
【００１６】
上記の切刃を用いることにより、１回の切断作業で、切断面が傾斜しない平坦面となる２つの切断片を得ることが可能なカッターを実現することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によると、パイプ状の被切断材等を切断する際に、切断面がほぼ完全な平坦面をなすように切断することが可能であり、切断工数を削減するとともに切断工程で廃棄される部分を少なくして、資源の節約を可能にした切刃およびカッターを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態に係る切刃の構造を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係るカッターの構造を示す図である。
【図３】切刃を用いてパイプ状の被切断材を切断したときの切断面を示す図である。
【図４】切刃の切断メカニズムを説明する図である。
【図５】従来の切刃の構造を示す図である。
【図６】特許文献２、特許文献３に記載されている切刃を用いてパイプ状の被切断材を切断したときの切断面を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に、本発明をその実施形態に基づいて説明する。
図１に、本発明の実施形態に係る切刃の構造を示す。図１（ａ）は切刃の正面図、図１（ｂ）はその側面図である。
図１（ａ）において、切刃１は円板状の基板２の中心部に取付部３が設けられてなるものであり、基板２の外周部が刃先４として機能するものである。取付部３には回転を滑らかにするためにベアリングを装着することができる。
【００２０】
図１（ｂ）に示すように、切刃１は、円形状の２つの端面５ａ、５ｂを有し、切刃１を側面から、すなわち、端面５ａと端面５ｂとを結ぶ線に対して垂直な方向から見たときに、端面５ａと端面５ｂとは互いに平行な平坦面となっている。ここで、端面５ａと端面５ｂとを結ぶ線とは、端面５ａと端面５ｂとを最短距離で結ぶ線、すなわち、端面５ａと端面５ｂとのいずれに対しても垂直な線をいう。
また、端面５ａと端面５ｂとに挟まれた領域において、端面５ａの外周端２０ａから基板２の中央部２１に向かって、中央部２１寄りの厚みが厚くなるような傾斜面を６ａ有するとともに、端面５ｂの外周端２０ｂから基板２の中央部２１に向かって、中央部２１寄りの厚みが厚くなるような傾斜面６ｂを有している。端面５ａの外周端２０ａと端面５ｂの外周端２０ｂとの間隔は、３ｍｍ〜４ｍｍ程度としている。
傾斜面６ａと傾斜面６ｂとは、接続部３０により接続されて、連続した面が形成されており、この接続部３０によって、２つの刃先４が一体物として形成される構造となっている。また、接続部３０より外周側には、空隙部３３が形成される構造となる。
【００２１】
図１（ｂ）に示す、傾斜面６ａ、６ｂの傾斜角度θは、７°以上としている。ここで傾斜角度とは、図示するように、平坦面５ａ、５ｂから傾斜面６ａ、６ｂに向かって測った角度のことをいう。
また、切断時の切刃の欠けを防止するために、切刃の材料として比較的粘りのある金属、例えばクロムモリブデン鋼を用いることが好ましい。
【００２２】
図１（ｃ）、図１（ｄ）に、図１（ｂ）に示す切刃１の部分拡大図を示す。
図１（ｃ）に示すように、切刃１において、傾斜面６ａは、基板２の中央部２１側から外周部２２ａ側に向かって直線的に傾斜する面３１ａを有し、外周部２２ａ側においては、外周端２０ａに近づくに従って連続的に傾斜角度が大きくなるように形成された傾斜面３２ａを有している。同様に、図１（ｄ）に示すように、傾斜面６ｂは、基板２の中央部２１側から外周部２２ｂ側に向かって直線的に傾斜する面３１ｂを有し、外周部２２ｂ側においては、外周端２０ｂに近づくに従って連続的に傾斜角度が大きくなるように形成された傾斜面３２ｂを有している。
【００２３】
次に、この切刃を用いたカッターについて説明する。
図２に、本発明の実施形態に係るカッターの構造を示す。
図２に示すカッター１０おいて、切刃１は支軸１１の先端側に取り付けられ、支軸１１の他端はアーム１２を介してハンドル１３の内部において保持されており、ハンドル１３を操作することによって、支軸１１は矢印に示す方向に可動となっている。アーム１２には切刃１と対向する位置に、２つのベアリング１４が切刃１と対向するように設けられており、切刃１とベアリング１４との間に、紙面に垂直な方向が長手方向となるようにパイプ状の被切断材を挟みこみ、切刃１とベアリング１４との間に被切断材を挟み込んだ状態で、切刃１の外周部が被切断材に対して接触しながら回転するように、カッター１０を回転して被切断材を切断する。
【００２４】
図３に、切刃１を用いてパイプ状の被切断材を切断したときの切断面を示す。
図３において、パイプ状の被切断材に対して、矢印Ｃの位置に切刃１の端面５ａが当たるようにし、矢印Ｄの位置に切刃１の端面５ｂが当たるようにして切断する。端面５ａは平坦面であるため、その切断面８ａは平坦面となる。同様に、端面５ｂは平坦面であるため、その切断面８ｄは平坦面となる。ここで、切断面８ａと切断面８ｄとが平坦面であるとは、被切断材の長手方向に対して垂直な面であることをいう。
【００２５】
その一方、切断後に廃棄する部分９の側には、切刃１の傾斜面６ａと傾斜面６ｂが当たるため、その切断面８ｂと切断面８ｃは傾斜面となる。廃棄する部分９の長さは、切刃１の２つの端面５ａ、５ｂの間隔に相当するため、極めて短くすることができ、資源の節約に寄与する。具体的には、２つの端面５ａ、５ｂの間隔を３ｍｍ〜４ｍｍと設定すると、廃棄する部分９の長さは、３ｍｍ〜４ｍｍとなり、極めて短くなる。
また、１回の切断作業で、切断面が平坦面となる２つの切断片７ａ、７ｂを得ることができ、切断作業効率が向上する。
【００２６】
図４に、パイプを切断する場合を例として、切刃１の切断メカニズムについて説明する。
被切断材であるパイプは、図３に示す矢印Ｃの位置で、切刃１の外周寄り先端部５ｄに接触し、切刃１はパイプの周囲を回転しながらパイプに切刃１の外周寄り先端部５ｄが食い込むことによって切断が進行する。すなわち、切断初期において、切刃１の外周寄り先端部５ｄは、切断の際に支点として機能する。
【００２７】
切刃１を形成する平坦面５ａと傾斜面６ａのうち、平坦面５ａがパイプを切断する切断面として機能し、傾斜面６ａがパイプを支持する支持面として機能する。切断の進行に伴って、支点は傾斜面６ａの矢印Ａに沿って移動する。
このように、外周部が先鋭的でなく、切刃１とパイプとの接触面積が、外周寄り先端部５ｄによって広く確保されるため、傾斜面６ａがパイプを支持する支持面として充分に機能することができる。そのため、パイプ等の被切断材に対する刃先の接触位置のすべりを防止することができ、平坦面５ａの矢印Ｂの方向に切断を進行することができる。
【００２８】
さらに、図１（ｃ）に示すように、傾斜面６ａは、基板２の中央部２１側から外周部２２ａ側に向かって直線的に傾斜する面３１ａを有し、外周部２２ａ側においては、外周端２０ａに近づくに従って連続的に傾斜角度が大きくなるように形成された傾斜面３２ａを有していることにより、一旦刃先が被切断材に食い込んだ後は、急速に傾斜角度が小さくなるため、被切断材が切刃１から受ける負荷を抑制することができ、被切断材に損傷を与えることなく、切刃１の傾斜面６ａが切断の際の支点として有効に機能する。
【００２９】
また、切断の進行によって刃先が摩耗しても、傾斜面６ａ側が摩耗するようになり、その結果平坦面５ａは平坦な状態で維持される。そのため、切断面がほぼ完全な平坦面をなすような切断状態を持続することができる。
以上の切断のメカニズムは、図３に示す矢印Ｄの位置での平坦面５ｂと傾斜面６ｂについても同様である。
また、特許文献１、特許文献２に記載の切刃は、形状が非対称であるのに対して、本発明の切刃は、全体としての形状が対称であるため、被切断材を切断する際の被切断材の支持という点では有利な構造を有している。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明は、パイプ状の被切断材等を切断する際に、切断面がほぼ完全な平坦面をなすように切断することが可能であり、切断工数を削減するとともに切断工程で廃棄される部分を少なくして、資源の節約を可能にした切刃およびカッターとして利用することができる。特に、エアコンディッショナのように、冷媒等のガスがパイプを通じて流動する装置において、パイプとパイプとの継ぎ目、あるいは、ラッパ状に開口したフレアとパイプとの接続部の形成の際に有効に利用できる。
【符号の説明】
【００３１】
１  切刃
２  基板
３  取付部
４  刃先
５ａ、５ｂ  平坦面
５ｄ  外周寄り先端部
６ａ、６ｂ  傾斜面
７ａ、７ｂ  切断片
８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ  切断面
９  切断後に廃棄する部分
１０  カッター
１１  支軸
１２  アーム
１３  ハンドル
１４  ベアリング
２０ａ、２０ｂ  外周端
２１  中央部
２２ａ、２２ｂ  外周部
３０  接続部
３１ａ、３１ｂ  直線的に傾斜する面
３２ａ、３２ｂ  傾斜面
３３  空隙部
【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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【図６】
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