JP2831103B2 - 管体切断装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、管体内に挿入されるカッターでこの管体を
所定の長さごとに切断するとともに、前記カッターの偏
心量を調整可能な管体切断装置に関する。

［従来の技術］ 従来から、ベローズパイプ等の管体を、所定の長さご
とに自動的に切断するための装置が使用されている。た
とえば、回転駆動されるスピンドルの先端部に、その軸
線を偏心してホルダが固定されるとともに、このホルダ
に偏心してカッターが装着されており、このカッターが
管体内で回転駆動されることによって、前記管体をその
内周部から切断するよう構成された装置が知られている
（実公昭58−44979号公報参照）。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、前記の従来技術では、スピンドルに対
するカッターの偏心量が一定であるため、切断される管
体の直径が異なる場合に、このスピンドルに装着するホ
ルダを交換しなければならず、作業が煩雑であるととも
に、管体の種類に応じて複数のホルダを用意しなければ
ならないという問題がある。

さらに、カッターがスピンドルに対して偏心して装着
されるため、特に長尺な管体を切断するべく長尺なホル
ダを用いると、十分な剛性を確保することが困難なもの
となってしまう。

本発明はこの種の問題に鑑みてなされたものであり、
管体の直径の変更にも容易に対応することができるとと
もに、長尺な管体を自動的にかつ高精度に切断可能に構
成される管体切断装置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］ 前記の課題を解決するために、本発明は、回転駆動さ
れるスピンドルと、 前記スピンドル内に偏心して軸支される内部スピンド
ルと、 管体内に挿入されるカッターが設けられるとともに、
前記内部スピンドル内に偏心して軸支されるホルダと、 前記スピンドルと前記内部スピンドルとを一体的に回
転させるとともに、前記内部スピンドルを前記スピンド
ルに対し回動させて、前記スピンドルの軸線に対する前
記ホルダの軸線の偏心量を調整可能な偏心機構と、 を備え、 前記偏心機構は、前記スピンドル内にその軸線方向に
進退自在にかつ一体的に回転自在に挿入されるととも
に、前記内部スピンドルとリード溝を介して係合する回
動軸と、 前記回動軸を軸線方向に進退変位させて、前記リード
溝を介し前記内部スピンドルを前記スピンドルに対して
回動させるアクチュエータと、 を備えることを特徴とする。

［作用］ 上記のように構成される本発明に係る管体切断装置で
は、被切断物である管体内にカッターが挿入され、スピ
ンドルの回転作用下に内部スピンドルを介してこのカッ
ターが偏心運動し、前記管体の切断作業が行われる。そ
して、切断される管体の直径が変更される際には、偏心
機構の作用下にスピンドルの軸線に対するホルダの軸線
の偏心量が調整され、この管体の直径の変更に容易に対
応することができる。

［実施例］ 本発明に係る管体切断装置について実施例を挙げ、添
付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。

第２図および第３図において、参照符号10は、本実施
例に係る管体切断装置を示す。この管体切断装置10は、
基台12上で矢印Ｘ方向に進退自在に配設されるカッター
ヘッド14と、このカッターヘッド14に設けられて回転駆
動されるスピンドル16と、被切断物である管体Ｗ内に挿
入されるとともに前記スピンドル16の軸線に対し偏心し
た軸線で回転可能なカッター18と、前記管体Ｗの外周部
を少なくとも二個所で位置決めを保持する分割型クラン
プブロック20と、前記クランプブロック20に前記カッタ
ー18の回転位置に対応して設けられ前記カッター18と共
働して管体Ｗを切断するための環状の固定刃22とを備え
る。

基台12上には、クラップブロック20の両側にあって一
対のベース24が設けられ、このベース24上にサーボモー
タ26の回転作用下に矢印Ｘ方向に進退自在にカッターヘ
ッド14が配設される。このカッターヘッド14に回転駆動
源28が固定され、この回転駆動源28に係合するベルト30
がスピンドル16に同軸的に固定されているプーリ部32に
架け渡される。

第１図に示すように、カッターヘッド14に回転自在に
配設されるスピンドル16には、その回転中心（軸線Ａ）
に対し所定の間隔だけ偏心（軸線Ｂ）して第１偏心孔部
34が形成される。この第１偏心孔部34の端部に小径な第
２偏心孔部36が連通するとともに、この第２偏心孔部36
にキー溝38が連通する。

カッターヘッド14に、スピンドル16と内部スピンドル
（後述する）とを一体的に回転させるとともに、前記内
部スピンドルをスピンドル16に対し回動させる偏心機構
39が設けられる。この偏心機構39は、スピンドル16内の
第２偏心孔部36にその一端が挿入される回動軸40を備
え、その一端にキー溝38に係合するキー42が設けられ
る。この回転軸40の他端は、カッターヘッド14に固定さ
れたアクチュエータであるシリンダ44のスピンドルロッ
ド44aに係合するスライド部材46に回転自在に支持され
る。回動軸40には、第１偏心孔部34および第２偏心孔部
36と同軸上（軸線Ｂ）にリード溝付孔部48が形成され、
このリード溝付孔部48および第１偏心孔部34に内部スピ
ンドル50が配設される。

この内部スピンドル50は、メタル軸受52等を介してス
ピンドル16内に回転自在に支持されるとともに、その一
端部に回動軸40のリード溝付孔部48に係合するリード軸
54が設けられる。内部スピンドル50には、その軸線Ｂに
対しスピンドル16の軸線Ａと同一間隔だけ偏心した位置
に軸線Ｃを有する第３偏心孔部56が形成され、この第３
偏心孔部56にホルダスピンドル58が回転自在に支持され
る。

このホルダスピンドル58の端部には、ビス60を介して
カッターホルダ62が同軸的に固定されるとともに、この
カッターホルダ62に所定間隔離間して一対のディスク状
カッター18が取着される（第１図および第４図参照）。

第５図に示すように、クランプブロック20は、管体Ｗ
を配置するための下側ブロック70と、アクチュエータで
あるシリンダ72の作用下に前記下側ブロック70に対し揺
動自在な上側ブロック74とを備える。この下側ブロック
70の両端部には、管体Ｗの両端小径部を保持すべく半円
状でかつ前側が切り欠かれた支持面76が設けられ、さら
にこの管体Ｗを所定の長さに切断すべく環状固定刃22を
構成するとともに前記管体Ｗの位置決めクランプ機能を
有する第１半円状切刃78a乃至78dが所定間隔離間して設
けられる。各第１半円状切刃78a乃至78dの間には、半円
状を呈し管体Ｗの位置決め保持を行う硬質プラスチック
製のクランプ部材80a乃至80cが配設される。

上側ブロック74は、支軸82を介して揺動自在に支持さ
れており、その上部側に固定されたクランプアーム84に
シリンダ72のピストンロッド86が係合する。この上側ブ
ロック74には、下側ブロック70と同様に固定刃22を構成
し第１半円状切刃78a乃至78dに対応した第２半円状切刃
88a乃至88dが形成されるとともに、クランプ部材80a乃
至80cに対応して半円状クランプ部材90a乃至90cが固定
され、さらに一対の支持面76に対応する位置に一対の保
持用板ばね（弾性体）92が装着される。

クランプブロック20の下方に、切断後の管体Ｗをコン
ベア98に送り出すための払出機構100が装着される。こ
の払出機構100は、下側ブロック70に設けられている第
１半円状切刃78a乃至78dとクランプ部材80a乃至80cとの
間に形成された溝部101a乃至101fに配設され、支軸102
を介して一体的に揺動自在な爪部104a乃至104fを備え
る。この爪部104a乃至104fは、板体106に一体的に固定
されるとともに、この板体106に係止ピン108が固定され
る。この係止ピン108には、揺動アーム110が係合自在で
あり、この揺動アーム110に係合するアクチュエータと
してのシリンダ112の作用下に爪部104a乃至104fが支軸1
02を支点にして揺動自在に構成される。

前記爪部104a乃至104fは、管体Ｗが載置される部位を
円弧状に形成されるとともに、支軸102側に指向して直
線状を呈しており、その表面には管体Ｗが容易に滑るよ
うにテフロン処理が施されている。

クランプブロック20を挟んでコンベア98の反対側に
は、管体Ｗを投入するためのシュート120が配設され、
さらにこのシュート120とクランプブロック20との間に
管体Ｗを保持して昇降並びに水平移動可能な搬送機構12
2が配置されている（第３図参照）。

次に、このように構成される管体切断装置10の動作に
ついて説明する。

まず、シュート120の最先端に位置する管体Ｗが、搬
送機構122を介してクランプブロック20側に搬送されて
くる。ここで、予めシリンダ72の駆動作用下にクランプ
アーム84を介して側ブロック74が上方向に揺動されてお
り、このクランプブロック20側に搬送されてくる管体Ｗ
は、下側ブロック70を構成する前側が切り欠かれた支持
面76にその両端部を位置決めされるとともに、第１半円
状切刃78a乃至78dおよびクランプ部材80a乃至80cに位置
決め配置される。

次に、シリンダ72を介し上側ブロック74が支軸82を支
点にして下方向に揺動変位し、下側ブロック70に係合す
る。このため、管体Ｗは、第１半円状切刃78a乃至78dと
第２半円状切刃88a乃至88d並びにクランプ部材80a乃至8
0cとクランプ部材90a乃至90cとによりその外周面を押圧
保持され、さらに板ばね92によりその両端部が支持面76
に押圧支持される。これによって、管体Ｗの位置決め保
持がなされるとともに、第１半円状切刃78a乃至78dと第
２半円状切刃88a乃至88dとを介して環状の固定刃22が構
成されるに至る。

ここで、払出機構100を構成する爪部104a乃至104f
は、下側ブロック70の溝部101a乃至101fに対応して位置
決めされており、それぞれの円弧状を呈する表面部に管
体Ｗの外周面が係合自在である。

一方、各カッターヘッド14において、回動軸40が原位
置、すなわち、第１図中、実線に示す位置に位置決めさ
れることにより、内部スピンドル50に対し偏心して支持
されているカッターホルダ62の軸線Ｃが、スピンドル16
の軸線Ａと一致している。

そこで、各カッターヘッド14がサーボモータ26の駆動
作用下にベース24に案内されて管体Ｗの両端部側に近接
変位し、各カッター18が、この管体Ｗの両端部から内方
に進入して固定刃22に対応する位置に位置決めされる。
次に、回転駆動源28の駆動作用下にベルト30およびプー
リ部32を介してスピンドル16が所定の方向に回転駆動さ
れ、このスピンドル16にキー溝38およびキー42を介して
係合する回動軸40が、スライド部材46に支持された状態
で回転される。この回動軸40の回転が、内部スピンドル
50に伝達されるとともに、シリンダ44を介してスライド
部材46と回動軸40とが管体Ｗ側に所定の距離だけ変位さ
れる（第１図中、二点鎖線参照）。このため、回動軸40
のリード溝付孔部48に嵌合するリード軸54が、内部スピ
ンドル50と一体的にスピンドル16に対して所定の角度だ
け回動する。従って、第６図に示すように、内部スピン
ドル50に偏心して支持されているカッターホルダ62の軸
線Ｃが、スピンドル16の軸線Ａと一致する位置から円弧
状の軌跡Ｙに沿って変位する。すなわち、回転駆動され
るスピンドル16の軸線Ａに対しカッター18の軸線Ｃの偏
心量が徐々に大きくなり、このカッター18が、管体Ｗを
その内周部から切断するに至る。

カッター18による管体Ｗの切断作業が完了した後、シ
リンダ44を駆動してスライド部材46と回動軸40とを一体
的に退避動作させると、この回動軸40に係合するリード
軸54が前記とは逆方向に回転し、カッターホルダ62の軸
線Ｃがスピンドル16の軸線Ａ側に変位する。このため、
カッター18が管体Ｗの中心方向に変位し、その軸線Ｃが
軸線Ａに一致するに至る。そして、回転駆動源28を滅勢
させるとともに、サーボモータ26を駆動させて、それぞ
れのカッターヘッド14を管体Ｗから離間する方向に変位
させる。

前記切断作業において三分割された管体Ｗは、クラン
プブロック20を構成するクランプ部材80a乃至80cおよび
90a乃至90cに保持されるとともに、その不要な両端部は
板ばね92により前側が切り欠かれた支持面76に保持され
ている。従って、絶断終了後の管体Ｗがクランプブロッ
ク20から落下して、カッター18を損傷させるという問題
が解消される。

そして、カッター18が管体Ｗの両側から外方に後退し
た後、シリンダ72を介し上側ブロック74が上方に揺動変
位されると、板ばね92により支持面76に保持されていた
切断後の両側に位置する不要管体Ｗが、自重落下により
外部に排除される。

次に、払出機構100を構成するシリンダ112の駆動作用
下に揺動アーム110、係止ピン108および板体106を介し
て爪部104a乃至104fが一体的に揺動変位し、これらの爪
部104a乃至104fに配置されている三本の管体Ｗは、コン
ベア98側に送り出される。

この場合、本実施例では、カッター18が管体に対し進
退移動される際にこのカッター18の軸線、すなわち、カ
ッターホルダ62の軸線Ｃがスピンドル16の軸線Ａと一致
しているため、このカッター18が不要に管体Ｗを損傷さ
せることがない。しかも、管体Ｗに対応してカッターホ
ルダ62が長尺となっても、その軸線Ｃがスピンドル16の
軸線Ａと同軸上に配置可能なため、カッターヘッド14全
体としての剛性を確保することができる。

さらに、切断される管体Ｗの直径が変更される際に
は、偏心機構39を構成するシリンダ44を介して進退され
るスライド部材46の変位量を変更させて、回動軸40と内
部スピンドル50との相対変位量、すなわち、この内部ス
ピンドル50のスピンドル16に対する回転角度を変更させ
ればよい。これにより、直径の異なる管体Ｗに対応した
準備作業が極めて簡単にかつ迅速に遂行され、種々の管
体Ｗの切断作業を、可及的に効率化させることができる
という効果が得られる。

［発明の効果］ 以上のように、本発明に係る管体切断装置では、次の
ような効果乃至利点を有する 被切断物である管体内に挿入されたカッターが、スピ
ンドルの回転作用下に内部スピンドルを介して偏心運動
し、前記管体の切断作業が行われる一方、このカッター
を管体に対して進退変位させる際には前記カッターが偏
心されないため、管体等が不要に損傷することを可及的
に阻止することができる。

さらに、切断される管体の直径が変更される際には、
偏心機構の作用下にスピンドルの軸線に対するホルダの
軸線の偏心量が調整され、これによりホルダの交換を行
うことなく前記管体の直径の変更に容易にかつ迅速に対
応することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る管体切断装置の要部縦断面図、 第２図は前記管体切断装置の概略正面図、 第３図は前記管体切断装置の概略側面図、 第４図は前記管体切断装置を構成するカッターヘッドの
正面図、 第５図は前記管体切断装置を構成するクランプブロック
の斜視説明図、 第６図は前記管体切断装置を構成するスピンドル、内部
スピンドルおよびカッターホルダの軸線の説明図であ
る。 10……管体切断装置 14……カッターヘッド 16……スピンドル 18……カッター 20……クランプブロック 39……偏心機構 40……回動軸 44……シリンダ 46……スライド部材 50……内部スピンドル 58……ホルダスピンドル 62……カッターホルダ 100……払出機構

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−71916（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−191720（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−136714（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B23D 21/14

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転駆動されるスピンドルと、 前記スピンドル内に偏心して軸支される内部スピンドル
   と、 管体内に挿入されるカッターが設けられるとともに、前
   記内部スピンドル内に偏心して軸支されるホルダと、 前記スピンドルと前記内部スピンドルとを一体的に回転
   させるとともに、前記内部スピンドルを前記スピンドル
   に対し回動させて、前記スピンドルの軸線に対する前記
   ホルダの軸線の偏心量を調整可能な偏心機構と、 を備え、 前記偏心機構は、前記スピンドル内にその軸線方向に進
   退自在にかつ一体的に回転自在に挿入されるとともに、
   前記内部スピンドルとリード溝を介して係合する回動軸
   と、 前記回動軸を軸線方向に進退変位させて、前記リード溝
   を介し前記内部スピンドルを前記スピンドルに対して回
   動させるアクチュエータと、 を備えることを特徴とする管体切断装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の管体切断装置において、前
   記アクチュエータはシリンダであり、 前記シリンダのピストンロッドに、前記回動軸を回転自
   在に軸支するスライド部材が設けられることを特徴とす
   る管体切断装置。