JP2006110691A

JP2006110691A - 丸鋸切削装置

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Publication number: JP2006110691A
Application number: JP2004302034A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Ide; 強井出
Original assignee: Kanefusa Corp
Current assignee: Kanefusa Corp
Priority date: 2004-10-15
Filing date: 2004-10-15
Publication date: 2006-04-27
Anticipated expiration: 2024-10-15
Also published as: TW200615067A; JP3829258B2; WO2006040894A1; TWI344402B

Abstract

【課題】丸鋸のフランジと干渉するワーク載置台を不要として、直径の小さな丸鋸を使用し得る切断装置を提供する。
【解決手段】切断装置のワーク切断位置近傍に、パイプ１２の一方の側部１２ａを当接支持する固定バイス８４と、該固定バイス８４に対し進退自在に移動可能で、前進時に該パイプ１２の他方の側部１２ｂを当接支持する可動バイス８６とが配設される。また、前記ワーク切断位置の上方に、該ワーク切断位置へ到来したパイプ１２の上部が当接して上方規制を行ない、該パイプ１２に作用する負荷の支持を行なうワーク支持部７８が設けられる。前記両バイス８４,８６でパイプ１２の両側部１２ａ,１２ｂを挟持し、更に、ワーク支持部７８によって上方への位置決めがなされた状態で、該パイプ１２の下方より丸鋸１０が上昇して切断が行なわれる。
【選択図】図１

Description

この発明は、切削装置に関するものであり、更に詳細には、バイスによって挟持されたワークに向けて回転切削工具を上昇させて該ワークを切削する切削装置の改良に関するものである。

例えば、ワークとしてのパイプを丸鋸で切断する従来の丸鋸切断装置には、パイプをワーク載置台に載置し、切断位置を挟んで左右に各対で設けた固定バイスおよび可動バイスで該パイプを挟持し、丸鋸をパイプ上方から下降させて切断するものがある。このように、丸鋸を下降させて切断する場合は、切断の進行につれて切粉の一部がパイプの内側下方に堆積するので、該パイプの下半分を切断する際に、該丸鋸の歯が、堆積した切粉を巻き込みながらパイプ切断を行なうことになってしまう。このため切粉がパイプ切断面に傷を付けたり、丸鋸の歯を欠損させたりする問題があった。

そこで、特許文献１に示すように、丸鋸をパイプの下方から上昇させて切断することで、前記問題に対処した丸鋸切断装置が知られている。図８は、この切断装置１４の切断動作領域を拡大して示す概略図であって、パイプ１２をワーク載置台１６に載置し、固定バイス１８および可動バイス２０、更には上方からの下方押付けバイス(図示せず)で挟持して切断位置に固定した状態で、丸鋸８を適宜の駆動手段により該パイプ１２の下方側から上昇させて切断を行なうようになっている。なお、前記ワーク載置台１６、固定バイス１８および可動バイス２０には、切断時において丸鋸１０の通過を許容し得るよう、該丸鋸８の鋸厚よりも僅かに大きいスリットが形成されている。この切断装置１４は、パイプ１２の下方から上方へ向けて切断が進行するため、切断時に生ずる切粉の一部がパイプ内部に堆積することになる。しかし、丸鋸８はパイプ１２の下からパイプ内に侵入する方式を採用しているから、前記切粉は丸鋸８の両側に分かれて位置することになり、該丸鋸８の歯が堆積した切粉を巻き込みながらパイプ切断を続ける可能性は低くなり、従って前記の問題を好適に解決し得るものである。
特開平８−３３６７１９号公報

丸鋸を丸鋸切断装置の回転軸に取付けるには、一対のフランジで該丸鋸を両側からサンドイッチして行なわれる。しかし、図８で述べた丸鋸８をワーク下方から上昇させる型式の切断装置１４では、該丸鋸８を挟んでいるフランジ２２の外周が、丸鋸上昇中の早い段階で前記ワーク載置台１６の裏面に干渉してしまう。そこでワーク載置台１６の裏面には、前記フランジ２２の接近を最大限に許容する退避部(盗み部)２４を陥凹状に形成してあるが、その場合でも、従来の丸鋸を下降させるタイプのものに比べて、丸鋸８の直径を大きくせざるを得なかった。

すなわち、図８に示すように、パイプ１２を完全に切断するのに要する丸鋸８の半径Ｒは、少なくとも前記フランジ２２の半径ｒ、ワーク載置台１６の盗み部２４の厚みβおよびパイプ１２の直径αの和より大きいものでなければならず、ワーク上方から丸鋸８を下降させる型式の切断装置のものに比べて、必然的に前記盗み部２４の厚みβの分だけ丸鋸径が大きくなってしまう。このように丸鋸径が増大すると、その剛性が低下したり、製造コストが増大したりする問題を生ずる。また、丸鋸径が大きくなると、切断時における丸鋸８の側面振れが増大し、パイプ１２の切断精度が低下する欠点も指摘される。更に、丸鋸径が大きくなれば鋸厚も大きくなり、このためパイプの切断代が増加して多数の切断ピースを得る場合に不経済となる欠点がある。

そこで本発明は、回転切削工具をワークの下方から上昇させるタイプの切削装置において、切削時のワークの上下方向の位置規制を該ワークの上方とすることで、フランジと干渉するワーク載置台を不要として、直径の小さな回転切削工具を使用し得るようにした切削装置を提供することを目的とする。

前記課題を克服し、所期の目的を達成するため、本発明に係る切削装置は、
ワーク切削位置近傍でワークに一方の側部を当接支持する固定バイスと、該固定バイスに対し進退自在に移動可能であって、前進時に該ワークの他方の側部を当接支持する可動バイスとを備え、両バイスにより挟持されたワークに向けて回転切削工具を上昇させて該ワークを切削する切削装置において、
前記ワーク切削位置の上方に位置し、該ワーク切削位置へ到来したワークの上部が当接して上方規制が行なわれると共に、該ワークに作用する負荷の支持を行なうワーク支持部を設けたことを特徴とする。

本発明に係る切削装置によれば、ワークの上部に当接して位置を規制するワーク支持部をワーク切削位置の上方位置に設けたので、フランジとの干渉が懸念されたワーク載置台を必要としなくなり、回転切削工具を小さなものとすることができる。これにより、回転切削工具の剛性が向上すると共に製造単価が抑制され、更に側面振れを抑えることが可能となる。また、小径の回転切削工具を使用し得るので、該切削工具の厚みも薄くなり、切削時に生ずる切削屑等が減少して、多数のワークを切削する際の経済性が向上する等の利点がある。

また、前記ワーク支持部を切削装置のビーム等に設けることで、該ワーク支持部の剛性が向上し、ワークを高い位置精度で支持できるので、切断精度、殊に切断直角度の向上が図られる。更に、図８に示す従来の切削装置で使用した切削工具と同じ大きさのものを用いた場合には、より大きなワークを切削することが可能となる。

次に、本発明に係る切削装置につき、好適な実施例を挙げて、添付図面を参照して以下に説明する。なお、実施例では、中空パイプ(ワーク)を丸鋸で切断する丸鋸切断装置を例示するが、その応用範囲はこれに限定されるものでなく、中実鋼材や木材等の切断・切削にも採用し得る。またワークを切削する回転切削工具としては、コールドソーやチップソー等の丸鋸に限定されず、所要中心角の間隔で半径方向に延出する刃部を設けた諸種の回転工具が使用される。

実施例に係る切断装置２６は、図２および図３に示すように、装置本体の基台部２８と、丸鋸１０および丸鋸昇降駆動部を備えた切断機構３２と、パスラインＰＬ上のパイプ１２を一定のピッチで切断位置へ間欠的に送り出す送材機構３４と、ワーク切断位置の上方を水平に延在し、後述するワーク支持部７８が下面に設けられるビーム３６とから基本的に構成されている。なお、実施例に示す基台部２８、送材機構３４および切断機構３２については、以下に説明するものに限定される訳でなく、従来公知のものを適宜採用可能である。

(固定バイスについて)
切断装置２６に立設された支柱５６,５６に水平に架設される前記ビーム３６は、鋼材等の剛性が高い材料を材質とし、その下方に丸鋸１０によるパイプ１２の切断部が位置するようになっている。すなわち、図１および図４に示すように、前記ビーム３６の下面には、ワーク切断位置でパイプ１２の一方の側部１２ａを当接支持する固定バイス８４と、該固定バイス８４に対し進退自在に移動可能であって、前進時に該パイプ１２の他方の側部１２ｂを当接支持する可動バイス８６とが設けられている。この固定バイス８４のワーク当接面は、ビーム３６の下面に、前記可動バイス８６へ向けて僅かに斜め下方へ傾斜している。また、図６に示すように、固定バイス８４の中央位置には、鋸厚より僅かに大きいスリット８４ａが設けられて、丸鋸１０の通過を許容し得るようになっており、その結果として、該固定バイス８４がパイプ１２の側部１２ａに当接する部位に、２つの傾斜当接面９８,９８が形成されて、該パイプ１２の水平方向への規制を行なうようになっている。

(可動バイスについて)
図１および図３に示すように、前記可動バイス８６は、前記ビーム３６の下面において長手方向に沿って進退自在に移動し得るようになっている。また、図６の平面図に示すように、前記可動バイス８６には、丸鋸１０の侵入を許容するスリット８６ａが形成されて略コ字状になっており、その端部に前進時にパイプ１２と当接する２つの当接面９０,９０が設けられている。図１に示すように、この当接面９０,９０にも、前記固定バイス８４側へ斜めに指向する傾斜が付されている。すなわち、前記固定バイス８４側の当接面９８,９８にも可動バイス８６側の当接面９０,９０にも、相互に近接する緩い傾斜が付されており、両バイス８４,８６でパイプ１２を挟持した際に、該パイプ１２を上方へ押し上げる合成力が作用するようになっている。これによりパイプ１２は、後述のワーク支持部７８に確実に押し当てられる。

前記可動バイス８６は、図４および図６に示すように、シリンダ９２のピストン９４に接続され、ビーム３６の長手方向に沿って進退自在に移動し得るようになっている。なお、実施例では、可動バイス８６のパイプ当接側にスリット８６ａを設けた場合を示したが、丸鋸１０の通過領域を挟んで左右に該可動バイス８６,８６を夫々設けるようにしてもよい。また、可動バイス８６を進退移動させる機構については、図示のシリンダ９２に限られず、各種のリニアアクチュエータを採用し得る。

(ワーク支持部について)
図１および図３に示すように、前記ビーム３６の下面には、ワーク切断位置へ到来したパイプ１２の上部を当接させて上方規制を行なうと共に、該パイプ１２に作用する強大な負荷を支持するワーク支持部７８が設けられている。すなわちワーク支持部７８は、固定バイス８４の下方に開放している水平部分に設けられ、切断位置へ到来したパイプ１２の上部を該ワーク支持部７８に当接させることで、該パイプ１２の上方への位置決めがなされる。従って、切断時においてパイプ１２は、前記固定バイス８４および可動バイス８６によって、水平方向への支持がなされると共に、前記ワーク支持部７８によって上方への規制がなされ、これにより該パイプ１２は切断位置に確実に固定保持される。

前記ワーク支持部７８は、丸鋸１０がパイプ１２を切断する際、該パイプ１２に作用する上方への大きな負荷を支持するものであるが、該ワーク支持部７８を剛性を有する前記ビーム３６の下面に設けることで、切断時にパイプ１２に加わる負荷を確実に受け止めることができる。なお、図５に示すように、前記ワーク支持部７８にはスリット状の切込み部９６が形成されているので、上昇した丸鋸１０の侵入が許容される。実施例では、前記固定バイス８４の水平部分にワーク支持部７８を形成した場合を示したが、該固定バイス８４とは別に、前記ビーム３６の一部として直接形成したり、ビーム状の剛性を有するワーク支持部７８を独立的に設けたりしてもよい。

(切断機構について)
丸鋸１０をパイプ１２の下方から上昇させる切断機構３２は、図３、図５および図６に示す如く、基台部２８に立設した一対の支持部材３８,３８と、丸鋸１０および丸鋸用モータ４０を備え、両支持部材３８,３８に支軸４２を介して揺動可能に支持された揺動部４４と、該揺動部４４を昇降機構４６を介して揺動させることで丸鋸１０に昇降を与えるモータ３０とから構成されている。

前記揺動部４４は、断面が略平行四辺形状をなし、その一端側に丸鋸１０を有するギヤボックス４８と、該ギヤボックス４８の下方に設けた丸鋸用モータ４０とから構成され、これらは前記モータ３０によって一体的に垂直方向に所要中心角だけ揺動するようになっている。また、図２に示すように、丸鋸用モータ４０の回転は、プーリ５０,５０およびＶベルト５２からなる減速機構５４に伝達され、該減速機構５４から更にギヤボックス４８を経て所要の回転速度に減速された後、丸鋸１０の回転軸に伝えられる。

前記昇降機構４６は、図３に示す如く、前記支柱５６に支軸５７を介して揺動可能に配設したモータ支持ケース５８と、前記ギヤボックス４８の底面に固定され、支軸５９を介してナット１００を回動自在に軸支するフォーク６０と、前記モータ支持ケース５８内のモータ３０の出力軸に連結されると共に、前記ナット１００に螺挿したボールスクリュー６２とから構成されている。そして、前記モータ３０がボールスクリュー６２を回転させることで、前記ナット１００に軸線方向への進退移動を与え、これにより該ナット１００を軸支しているフォーク６０に上下方向の送りを付与して、図３の支軸４２を中心に前記揺動部４４を垂直方向に円弧を描いて揺動させる。すなわち、揺動部４４に設けた丸鋸１０は、該揺動部４４と共に一体的に上昇・下降することになる。

(送材機構について)
前記パイプ１２を切断位置に送る送材機構３４は、図２および図４に示すように、パスラインＰＬ上のパイプ１２を一定のピッチで切断位置へ間欠的に送る送材用送りバイス６４と、該パスラインＰＬの上流側に設けられ、パイプ１２の下端部を挟持する送材用補助バイス６８と、該送材用補助バイス６８の上流側に設けられて、該パイプ１２の径に合わせてパスラインＰＬの高さ位置を調節する送りローラ７２とから構成されている。すなわち、前記送材用送りバイス６４は、切断装置２６のパスラインＰＬと平行な側壁部７４の上方に設けられて、パイプ１２を挟持して一定のピッチで下流側へ送るよう往復運動するようになっている。また、図５の左側面図に示すように、前記送材用送りバイス６４と隣接する位置には、パイプ１２を昇降させる昇降フレーム７６が設けられて、該パイプ１２を前記ワーク支持部７８へ確実に当接させ得るようになっている。

前記送材用補助バイス６８は、常には、図５に示すようにパスラインＰＬの上流側に待機しており、切断作業の進行に伴なってパイプ１２が短くなり、前記送りローラ７２からパイプ１２の後端が離脱した際に、該パイプ１２の後端部を保持するようになっている。また、前記パスラインＰＬの上流側に設けられる前記送りローラ７２は、パイプ１２を所定の高さに保持すると共に、該パイプ１２をスムーズに送出し得るようになっている。なお、この送りローラ７２は、切断するパイプ１２の直径に合わせて、高さ調節可能に構成されている。なお、図５の符号８０は切断後のパイプ１２を下方へ案内するシュートを示し、該シュート８０に案内されたパイプ１２は、下方に配設された収集ボックス８２に収集される。更に、このシュート８０は、図示しない移動手段により、丸鋸１０が下降した際に、該丸鋸１０の上方を越えて装置の内部へ臨む位置に移動し得るようになっている。すなわち、図７に示すように、シュート８０を水平方向へ進退自在に移動可能として、丸鋸１０下降後に該シュート８０の上端側が、該丸鋸１０の上方を越えて装置の内部へ侵入可能とすることで、切断終了時に生ずるパイプ１２の切れ端１０２を該シュート８０でキャッチして、該切れ端１０２が装置中へ落下するのを防止するようになっている。

(実施例の作用)
次に、実施例に係る切断装置２６の作用について説明する。先ず始めに、前記送材機構３４にパイプ１２をセットして、パスラインＰＬ上に配置する。この時、切断するパイプ１２の径に合わせて、前記送りローラ７２の高さ位置を調節する。前記昇降フレーム７６が上昇してパイプ１２を持ち上げ、前記送材用送りバイス６４が該パイプ１２を挟持して所定量だけ該パイプ１２を切断位置へ送出する。このとき、前記パイプ１２の上流側は、送りローラ７２によって支持されているので、該パイプ１２はスムーズにパスライン上を移動することができる。なお、この時点においては、前記送材用補助バイス６８はパイプ１２を開放して待機状態にある。

パイプ１２がワーク切断位置に送出されると、前記可動バイス８６が前進して、該パイプ１２は両バイス８４,８６の当接面９０,９８によって挟持される。この時、図１に示すように、前記当接面９０,９８は、相互に向けて傾斜しているので、パイプ１２は上方へ押し上げられ、前記ワーク支持部７８に確実に当接される。すなわち、前記パイプ１２は、前記固定バイス８４および可動バイス８６により水平方向の位置決めがなされると共に、剛性の高いビーム３６に設けられた前記ワーク支持部７８によって上方への規制がなされるので、従来のワーク載置台１６を用いなくても該パイプ１２は確実にワーク切断位置に固定される。

パイプ１２がワーク切断位置に固定されると、図３に示すように、前記モータ３０がボールスクリュー６２を回転させる。このボールスクリュー６２の回転により、ナット１００を軸支しているフォーク６０の送りがなされ、前記揺動部４４が支軸４２を中心に揺動することで丸鋸１０は上昇を始める。そして、図６に示すように、丸鋸１０が固定バイス８４および可動バイス８６のスリット８４ａ,８６ａ間へ侵入して、パイプ１２の切断が開始される。この時、パイプ１２の切断の際に生じる大きな負荷は、剛性が高いビーム３６に設けられたワーク支持部７８によってしっかりと支持されているので、該パイプ１２が振動することなく、高度な切断精度を保つことができる。そして、図５に示すように、丸鋸１０が前記ワーク支持部７８の切込み部９６に臨んで、パイプ１２が完全に切断されると、切断されたパイプ１２は前記シュート８０に案内されて、収集ボックス８２に収集される。

すなわち、実施例に係る切断装置２６は、従来使用していたワーク載置台１６を必要としないので、丸鋸１０のフランジ２２が干渉することがなく、丸鋸１０を小さくすることができる。これにより、使用する丸鋸１０の剛性が向上すると共に、製造単価が抑制され、更に側面振れを抑えることが可能となる。また、小径の丸鋸１０を使用し得るので、該丸鋸１０の厚みも薄くなり、切断時に生ずる切断屑等が減少するために、多数のパイプ１２を切断する際の経済性が向上する。

なお、パイプ１２の切断中に前記送材用送りバイス６４は該パイプ１２を開放して上流側へ所定量だけ移動させ、再び該パイプ１２を挟持する。パイプ１２が切断されると、前記可動バイス８６が後退し、両バイス８４,８６によって挟持されたパイプ１２は開放される。これと同時に、前記モータ３０はボールスクリュー６２を逆方向へ回転させて、丸鋸１０は切削位置から下降する。そして送材用送りバイス６４は、前記パイプ１２の送出を再開する。切断が進行して、パイプ１２の末端が送りローラ７２から離脱した際には、送材用補助バイス６８がパイプ１２の端部近傍を挟持して該パイプ１２に追従する。なお、図７に示すように、パイプ１２の最終切断が終了して、丸鋸１０が下降すると、図示しない駆動手段によって前記シュート８０が左方向へ水平移動され、該シュート８０の上端側が丸鋸１０の上方へ臨むことになる。次いで可動バイス８６を開放側へ移動させれば、パイプ１２の切れ端１０２は両バイス８４,８６から開放されて落下し、該シュート８０によりキャッチされる。このため、切れ端１０２が装置中へ落下するのが防止される。

実施例に係る切断装置の切断動作領域を拡大した概略正面図である。実施例に係る切断装置の全体を、斜め後方から観察した斜視図である。実施例に係る切断装置の正面図である。実施例に係る切断装置の平面図である。実施例に係る切断装置の左側面図である。図１におけるVI‐VI線断面図である。図５に示す切断装置の切断動作領域を拡大した左側面図である。従来の切断装置における切断動作領域を拡大した概略正面図である。

符号の説明

１２パイプ(ワーク)
１２ａ側部
１２ｂ側部
７８ワーク支持部
８４固定バイス
８６可動バイス

Claims

ワーク切削位置近傍でワーク(12)の一方の側部(12a)を当接支持する固定バイス(84)と、該固定バイス(84)に対し進退自在に移動可能であって、前進時に該ワーク(12)の他方の側部(12b)を当接支持する可動バイス(86)とを備え、両バイス(84,86)により挟持されたワーク(12)に向けて回転切削工具(10)を上昇させて該ワーク(12)を切削する切削装置において、
前記ワーク切削位置の上方に位置し、該ワーク切削位置へ到来したワーク(12)の上部が当接して上方規制が行なわれると共に、該ワーク(12)に作用する負荷の支持を行なうワーク支持部(78)を設けた
ことを特徴とする切削装置。