(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の速度で連続供給される管体を所定の長さに順次切断する切断機構と、その切断機構で管体を切断する際に該管体内に挿入されるマンドレルとを備え、上記切断機構で切断した管体を上記マンドレルに順次嵌合保持させるようにしたことを特徴とする管体の連続切断処理装置。
【請求項２】
前記切断機構に、造管工程で製造された管体をそのまま連続供給するようにした請求項１記載の管体の連続切断処理装置。
【請求項３】
前記マンドレルを交換可能に複数本設け、いずれかのマンドレルに順次嵌合保持させた管体が所定個数に達したとき、別のマンドレルに切り替えて順次嵌合保持させるように構成した請求項１または２記載の管体の連続切断処理装置。
【請求項４】
前記マンドレルに順次嵌合保持させた管体を、次の加工工程に自動供給するようにした請求項１〜３のいずれかに記載の管体の連続切断処理装置。
【請求項５】
前記切断機構は、切断すべき管体の内側と外側とに配置される切断刃を備え、その管体の内側に配置される切断刃を前記マンドレルに保持させるようにした請求項１〜４のいずれかに記載の管体の連続切断処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば内燃機関の排気管や消音器等に用いられる金属製の管体やその他各種の管体を連続的に切断して回収もしくは次工程に導く等の処理を行う管体の連続切断処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば内燃機関の排気管や消音器等に用いられる管体は、造管工程において金属薄板等の長尺の板材を順次筒状に丸めながら該板材の幅方向両端部を互いに突き合わせる共に、その突き合わせ部を順次溶接して製造するのが一般的である。また上記のようにして製造した管体は、上記の造管工程とは独立に設けた切断工程で順次所定の長さに切断し、その切断した管体は回収容器等に順次回収して次位の加工工程等に搬送もしくは移送するようにしている。
【０００３】
ところが、上記のような造管工程や切断工程および加工工程等の各工程を各々独立に実行すると、その各工程への管体の供給作業や各工程から排出される管体の回収作業も各々独立に行う必要があり、それらの作業に多大な労力と時間を要すると共に、それらの作業を自動化するのが困難である等の問題があった。
【０００４】
特に、切断工程で短く切断した管体を回収容器等にランダムに落下させて回収すると、次の加工工程においては回収容器等に回収した管体を順次所定の向きに揃えながら加工機に供給する必要があり、作業が煩雑であると共に、自動化するには可成り複雑な供給装置が必要で製造コストや管理・維持コストが増大する等の不具合がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の問題点に鑑みて提案されたもので、管体の造管工程から加工工程、特に切断工程で切断した管体を回収もしくは次の加工工程に導く等の処理を連続的に容易かつ迅速に行うことのできる管体の連続切断処理装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために本発明による管体の連続切断処理装置は、以下の構成としたものである。
【０００７】
即ち、所定の速度で連続供給される管体を所定の長さに順次切断する切断機構と、その切断機構で管体を切断する際に該管体内に挿入されるマンドレルとを備え、上記切断機構で切断した管体を上記マンドレルに順次嵌合保持させるようにしたことを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示す実施形態に基づいて具体的に説明する。図１は本発明による管体の連続切断処理装置の一実施形態を示す平面図である。
【０００９】
図において、Ｐは金属薄板よりなる管体で、本実施形態においては造管工程で製造された管体Ｐをそのまま連続的に本装置内に導くようにしたもので、その造管工程は、図２に示すように長尺帯状の金属薄板Ｐ１をロール成形等により順次管状に丸め、その丸めた金属薄板Ｐ１の幅方向両端部を溶接機Ｗ等で順次溶接して管体Ｐを製造するように構成されている。
【００１０】
その造管工程で製造された管体Ｐは、図１に示す切断機構１に送り込まれて順次所定の長さに切断される構成であり、その切断機構１には図に省略した駆動手段によって一対の案内レール３に沿って図で左右方向に移動する機体フレーム２が設けられている。その機体フレーム２には、図１および図３に示すように上記管体Ｐを挿入する筒状のセンターシャフト４がボルト５等で一体的に取付けられ、そのセンターシャフト４の先端にリング状の固定外刃１１が図４（ａ）に示すようにボルト１１ａ等で脱着交換可能に取付けられている。
【００１１】
上記センターシャフト４の周面には、図３に示すようにベアリング６を介してカムユニット７が回転可能に設けられ、そのカムユニット７に一体的に設けたカムユニットギア７ａとかみ合う駆動ギア８を図に省略した駆動モータで回転させることによって上記カムユニット７がセンターシャフト４の周囲を所定の速度で回転するように構成されている。
【００１２】
また上記カムユニット７には、それと一体に回転する一対のカムドライバ１０・１０が図で左右方向に進退可能に設けられ、その両カムドライバ１０に一体的に設けたリング状のカム駆動プレート１３を、ローラ１４およびスライダ１５ａ・１５ｂを介して油圧シリンダ１６により進退移動させることによって上記両カムドライバ１０・１０が図で左右方向に進退動するように構成されている。
【００１３】
上記各カムドライバ１０・１０の一端側には、図４に示すようにそれぞれ前記センターシャフト４内に挿入される管体Ｐの軸線方向に対して所定の角度傾斜した屈曲部１０ａが設けられ、その屈曲部１０ａに係合する傾斜孔１７ａを有するカムプレート１７にリング状の可動外刃１２がボルト１２ａ等で脱着交換可能に取付けられている。
【００１４】
その可動外刃１２は、常時は前記の固定外刃５に隣接して並んだ状態に配置され、上記各カムドライバ１０・１０を図で左右方向に進退動したとき前記屈曲部１０ａと傾斜孔１７ａとのカム作用でカムプレート１７とともに前記管体Ｐの軸線方向と直角方向に移動して管体Ｐに対して偏心した状態に変位するように構成されている。図中、１８，１９は上記カムプレート１６の両側に設けたガイド部材である。
【００１５】
一方、前記の切断機構１に送り込まれた管体Ｐ内には、図１に示すようにマンドレル２０を挿入するもので、本実施形態においては２本のマンドレル２０・２０が交換可能に設けられている。その各マンドレル２０は回転アーム２３に取付けられ、その回転アーム２３をモータ２４により軸受箱２５内の減速機構等を介して回動させることによって交互に交換する構成である。
【００１６】
上記両マンドレル２０・２０と回転アーム２３およびモータ２４等は、前記の案内レール３・３に沿って図１で左右方向に移動する可動台２６上に載置され、その可動台２６に設けた雌ねじ孔（不図示）に螺合するねじ杆２７をモータ２８で回転させることによって、上記可動台２６とともに両マンドレル２０・２０が図で左右方向の任意の位置に移動し得るように構成されている。
【００１７】
上記各マンドレル２０の先端部には、前記固定外刃１１と可動外刃１２との協働で管体Ｐを切断する固定内刃２１と可動内刃２２とが設けられ、その固定内刃２１は図５に示すように各マンドレル２０の先端部に固定して取付けられ、可動内刃２２は各マンドレル２０の先端部外周面にゴム等の弾性体２９を介してマンドレル２０の軸芯に対して偏心可能に取付けられている。
【００１８】
管体Ｐを切断する際、上記固定外刃１１と可動外刃１２とは、前記切断機構１の機体フレーム２を案内レール３に沿って移動することによって、切断機構１内に所定の速度で供給される管体Ｐの切断位置に常時位置するように構成され、上記固定内刃２１と可動内刃２２とは、固定外刃１１と可動外刃１２の内方に位置した状態で前記可動台２７とともに案内レール３に沿って上記管体Ｐと固定外刃１１および可動外刃１２と同期して移動するように構成されている。
【００１９】
そして切断時は、前記駆動モータによるカムユニット７の回転でカムドライバ１０およびカムプレート１７とともに可動外刃１２を回転させると同時に、前記油圧シリンダ１６によりカムドライバ１０・１０を図で左方に移動させ、それによってカムプレート１７とともに可動外刃１２を管体Ｐに向かって移動させて偏心させると共に、それに伴って管体Ｐを介して可動内刃２２を偏心させることによって管体Ｐを切断するものである。
【００２０】
図６は上記の固定外刃１１と可動外刃１２および固定内刃２１と可動内刃２２による切断状況を示すもので、同図（Ａ）〜（Ｄ）はカムプレート１７と可動外刃１２および可動内刃２２を前記図４（ｂ）と同方向から見た図、同図（ａ）〜（ｄ）はその部分拡大図である。なお上記各図は管体Ｐの径や厚さ等をやや誇張して示したものである。
【００２１】
切断開始時、管体Ｐとカムプレート１７および可動外刃１２と可動内刃２２とは図６（Ａ）および（ａ）の状態にあり、その状態でカムプレート１７および可動外刃１２が同図（Ｂ）のように回転しながら管体Ｐに向かって移動すると、同図（ｂ）のように可動外刃１２と固定内刃２１との剪断作用で管体Ｐの外周側の一部が切断されると同時に、可動外刃１２の移動で管体Ｐを介して可動内刃２２が僅かに偏心して、その可動内刃２２と固定外刃１１との剪断作用で管体Ｐの内周側の一部が切断される。
【００２２】
引き続き、カムプレート１７および可動外刃１２が同図（Ｃ）のように回転しながら管体Ｐに向かって移動すると、同図（ｃ）のように管体Ｐの外周側と内周側が更に深く切断され、カムプレート１７および可動外刃１２が同図（Ｄ）の位置まで回転しながら更に管体Ｐに向かって移動すると、同図（ｄ）のように管体Ｐの横断面全面が切断されるものである。なお切断後はカムドライバ１０・１０およびカムプレート１７が元の位置に復帰して可動外刃１２および可動内刃２２も元の状態に復帰する。
【００２３】
次に、上記の連続切断処理装置を用いて管体Ｐを順次所定の長さに切断する場合の手順等について説明する。図７はその切断プロセスの一例を示すもので、以下順を追って説明する。
【００２４】
なお管体Ｐは、本実施形態においては前述のように造管工程で製造されたものをそのまま本装置内に送り込むようにしたもので、該管体Ｐは常時所定の速度ｖで図で左側から右側に向かって移動する。
【００２５】
一方、固定外刃１１と可動外刃１２は、前記機体フレーム２を図に省略した駆動制御手段によって移動制御することによって常時管体Ｐの切断位置にあるようよう構成されている。すなわち上記固定外刃１１と可動外刃１２が所定の切断位置にあってその切断位置での切断作業が終了した後は、次の切断位置に移動し、管体Ｐとともに図で右方に移動するように構成されている。
【００２６】
また固定内刃２１と可動内刃２２とを有する２つのマンドレル２０・２０の一方は上記管体Ｐと同一軸線上にあって、当初は図７（ａ）のように上記管体Ｐから離間した所定の退避位置に停止した状態にある。
【００２７】
その状態で、上記管体Ｐおよび固定外刃１１と可動外刃１２とが所定位置まで移動してきたところで、同図（ｂ）のように上記マンドレル２０に設けた固定内刃２１と可動内刃２２とが前記可動台２７とともに管体Ｐに向かって前進し、該管体Ｐの所定の切断位置のやや手前側で停止する。
【００２８】
次いで、上記管体Ｐとともに固定外刃１１と可動外刃１２が、同図（ｂ）のように上記マンドレル２０に設けた固定内刃２１と可動内刃２２の外周位置まで移動したところで、切断開始指令が発せられ、上記固定外刃１１と可動外刃１２および固定内刃２１と可動内刃２２が管体Ｐと一体に図で右方に移動しながら管体Ｐの切断動作が実行される。
【００２９】
上記の切断動作が終了して同図（ｄ）の位置まで移動したところで、固定外刃１１と可動外刃１２は次の切断位置に移動し、固定内刃２１と可動内刃２２とは次の切断位置のやや手前側で停止する。そして上記と同様に固定外刃１１と可動外刃１２がそれぞれ同図（ｅ）のように固定内刃２１および可動内刃２２の外周位置まで移動したところで、切断開始指令が発せられて切断動作が実行されるもので、これを繰り返すことによって管体Ｐが順次所定長さに切断され、その切断された短管体Ｐａはマンドレル２０に嵌合した状態で該マンドレル上に回収されていく。
【００３０】
そして所定本数、図の場合は図７（ｐ）のように５本の短管体Ｐａが切断されたところで、マンドレル２０を所定の退避位置まで後退させ、前記モータ２４により回転アーム２３を回転させて他方のマンドレルと切り替えて該マンドレル上に上記と同様の要領で順次切断した管体Ｐを回収するものである。上記の動作は全て自動で行うことができる。
【００３１】
上記のようにしてマンドレル２０上に回収した短管体Ｐａは、図に省略した払い出し機構等によってマンドレル２０から払い出せばよく、その払い出された短管体Ｐａは回収容器等に回収してもよいが、例えば次の加工工程等への供給用搬送ベルトなどの給送手段上に払い出すようにすれば、次工程への短管体Ｐａの供給動作および次工程での加工作業をも含めて自動化することが可能となる。
【００３２】
また上記実施形態のように造管工程で製造された管体Ｐをそのまま切断機構１に供給して切断すると、材料のロスを少なくすることができる。例えば従来一般に行われているように造管工程で製造された管体Ｐを予め所定長さ（例えば５ｍ程度）に切断してから切断機構１に供給して所定長さの短管状に切断すると、端部に必然的に端数が出て材料のロスが生じるが、上記のように造管工程で製造された管体Ｐをそのまま切断機構１に供給して切断すると、材料ロスが殆ど生じることなく、素材の利用効率や歩留りを大幅に向上させることができる。
【００３３】
なお上記のような造管工程で製造された管体Ｐを予め所定長さに切断してから切断機構１に供給するようにしてもよく、又その場合、前記固定外刃１１と可動外刃１２および固定内刃２１と可動内刃２２は移動させることなく、管体Ｐのみを移動させて供給することもできる。
【００３４】
また上記実施形態は管体を切断する手段として、固定外刃１１と可動外刃１２および固定内刃２１と可動内刃２２を用いたが、必ずしもこれに限られるものではなく、従来公知の各種の切断機構等を用いることができる。
【００３５】
さらに上記実施形態は、マンドレル２０を２本設けたが、３本以上設けてもよく、また図示例は１つのマンドレル２０に切断した短管体Ｐａを５個回収するようにしたが、その回収個数は適宜変更可能である。
【００３６】
【発明の効果】
以上のように本発明による管体の連続切断処理装置は、上記のように所定の速度で連続供給される管体Ｐを所定の長さに順次切断する切断機構１と、その切断機構１で管体Ｐを切断する際に該管体Ｐ内に挿入されるマンドレル２０とを備え、上記切断機構１で切断した短管体Ｐａを上記マンドレル２０に順次嵌合した状態で回収するようにしたから、例えば造管工程で製造された管体Ｐをそのまま連続して所定長さに切断することが可能となる。即ち、例えば造管工程で予め所定の長さに形成された管体Ｐを切断する場合には、該管体Ｐを間欠的に供給搬送しながら切断できるが、造管工程で製造された管体をそのまま連続して切断する場合には間欠搬送することは殆ど不可能であるが、本発明によれば、そのような場合にも良好に切断できるものである。
【００３７】
また所定の長さに切断した短管体Ｐａをマンドレル２０に順次嵌合した状態で回収するようにしたから、前記従来のように回収容器等にランダムに落下回収する場合のように、管体がばらついたり、落下時に管体表面が傷つく等のおそれがなく、良好に回収することができる。しかも、上記管体はマンドレル上に向きが揃った状態で回収されるので、例えば払い出し機構等で次の加工工程等にそのまま供給すれば、別途向きの揃え作業を行うことなく、容易・迅速に加工することが可能となる等の効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による管体の連続切断処理装置の一実施形態を示す一部横断平面図。
【図２】（ａ）および（ｂ）は造管工程の一例を示す平面図および側面図。
【図３】切断機構の拡大横断平面図。
【図４】（ａ）は上記切断機構の一部の拡大横断平面図。
（ｂ）は（ａ）におけるｂ−ｂ線断面図。
【図５】（ａ）は固定内刃と可動内刃の配置構成を示す一部縦断側面図。
（ｂ）は（ａ）におけるｂ−ｂ線断面図。
【図６】切断機構による管体の切断状況の説明図。
【図７】管体の切断プロセスの一例を示す工程説明図。
【符号の説明】
１  切断機構
２  機体フレーム
３  案内レール
４  センターシャフト
７  カムユニット
１０  カムドライバ
１１  固定外刃
１２  可動外刃
１７  カムプレート
２０  マンドレル
２１  固定内刃
２２  可動内刃
２３  回転アーム
２６  可動台
Ｐ  管体
【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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【図７】
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