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▶ ラットゥーンド アンド シーオー ジーエムビーエイチの特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6187838
(24)【登録日】2017年8月10日
(45)【発行日】2017年8月30日
(54)【発明の名称】７重切断用のクランプシステム
(51)【国際特許分類】
B23Q 3/06 20060101AFI20170821BHJP
B25B 1/24 20060101ALI20170821BHJP
B23D 47/04 20060101ALI20170821BHJP
【ＦＩ】
B23Q3/06 304C
B25B1/24 A
B23D47/04 F
【請求項の数】10
【全頁数】12
(21)【出願番号】特願2016-505762(P2016-505762)
(86)(22)【出願日】2014年3月25日
(65)【公表番号】特表2016-520437(P2016-520437A)
(43)【公表日】2016年7月14日
(86)【国際出願番号】EP2014056005
(87)【国際公開番号】WO2014166737
(87)【国際公開日】20141016
【審査請求日】2016年1月8日
(31)【優先権主張番号】102013103486.1
(32)【優先日】2013年4月8日
(33)【優先権主張国】DE
(73)【特許権者】
【識別番号】509197346
【氏名又は名称】ラットゥーンド アンド シーオー ジーエムビーエイチ
(74)【代理人】
【識別番号】100091683
【弁理士】
【氏名又は名称】▲吉▼川 俊雄
(74)【代理人】
【識別番号】100179316
【弁理士】
【氏名又は名称】市川 寛奈
(72)【発明者】
【氏名】ラットゥーンド，ウルリッヒ
【審査官】
山本 忠博
(56)【参考文献】
【文献】
特開平１０−２２５８１９（ＪＰ，Ａ）
【文献】
実開平０６−０２４８６３（ＪＰ，Ｕ）
【文献】
米国特許第４４７５６０７（ＵＳ，Ａ）
【文献】
欧州特許出願公開第０３１８３００（ＥＰ，Ａ２）
【文献】
米国特許第０３８７７６９０（ＵＳ，Ａ）
【文献】
米国特許第６１２８９７６（ＵＳ，Ａ）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｂ２３Ｑ ３／０６，
Ｂ２５Ｂ １／２４，
Ｂ２３Ｄ ４５／００−５９／０４，２１／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
長手方向（Ｌ）に揃えられ、長手方向（Ｌ）に対して垂直な断面が束の形に並置されており、長手方向（Ｌ）に対して垂直な断面が全て円形であり、長手方向（Ｌ）に対して垂直な断面のそれぞれの直径の差が０．２ｍｍ以内である７本の縦長異形材（１、２、３、４、５、６、７）を回転しないように固定するクランプ装置であり、一方のクランピングジョー（１１）と他方のクランピングジョー（１２）とを備え、これらのクランピングジョーは互いに移動して開閉動作を行うことができ、前記一方のクランピングジョー（１１）には、前記長手方向（Ｌ）に対し横方向へ少なくとも部分的に前記一方のクランピングジョー（１１）に対して移動可能な底面側の接触面（１３ｃ）を有する一方の固定部（１３）が、７本のうち２本の前記縦長異形材（２、３）のために設けられており、前記他方のクランピングジョー（１２）には、７本のうち他の４本の前記縦長異形材（１、４、５、６）に接触する他方の固定部（１４）が設けられている、クランプ装置。
【請求項2】
前記一方の固定部（１３）及び前記他方の固定部（１４）は、前記長手方向（Ｌ）に対して垂直な断面が、それぞれの前記クランピングジョー（１１、１２）の中に窪み状に形成されていることを特徴とする、請求項１に記載のクランプ装置。
【請求項3】
前記一方の固定部（１３）及び／又は前記他方の固定部（１４）は、断面が角柱に形成されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載のクランプ装置。
【請求項4】
前記移動可能な接触面（１３ｃ）が、前記一方の固定部（１３）の中に少なくとも１つのスプリングエレメント（４０、４１）を有していることを特徴とする、請求項１、２又は３に記載のクランプ装置。
【請求項5】
前記一方のクランピングジョー（１１）の中に２つの弾性エレメント（４０、４１）が設けられており、前記弾性エレメント（４０、４１）の間には、前記一方の残りのクランピングジョー（１１）に対する、前記底面側の接触面（１３ｃ）の位置固定領域（４２）が設けられていることを特徴とする、請求項４に記載のクランプ装置。
【請求項6】
長手方向（Ｌ）に配置された回転軸（Ｄ）を中心に回転可能に支持されているとともに、傾斜可能な接触面（１３ｃ）を有している補正ピース（３０）を特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載のクランプ装置。
【請求項7】
前記他方の固定部（１４）が、６０°よりも大きい角度で互いに接近する２つの他方の側面の接触面（１４ａ、１４ｂ）を有していることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載のクランプ装置。
【請求項8】
７本の縦長異形材（１、２、３、４、５、６、７）が前記クランプ装置（１０）の中に配置され、中心の縦長異形材（７）が６本の縦長異形材（１、２、３、４、５、６）によって環状に取り囲まれており、前記傾斜可能な底面側の接触面（１３ｃ）に接している２本の縦長異形材（２、３）は、前記クランプ装置（１０）が締付け状態にあっても互いに接触していないことを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載のクランプ装置。
【請求項9】
締付け状態において、前記中心の縦長異形材（７）が、前記傾斜可能な底面側の接触面（１３ｃ）に接する前記２つの縦長異形材（２、３）に接触し、前記他方の底面側の接触面（１４ｃ）に隣り合う前記２本の縦長異形材（５、６）に接触し、締め付け状態の前記クランピングジョー（１１、１２）の間にある空隙（１５）に沿って通る前記２つの縦長異形材（１、４）には接触していないことを特徴とする、請求項８に記載のクランプ装置。
【請求項10】
前記一方の固定部（１３）が前記補正ピース（３０）を備えており、前記一方の固定部（１３）が、締付け状態において前記縦長異形材（１、２、３、４、５、６、７）のいずれとも接触しない側面の接触面（１３ａ、１３ｂ）を有していることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載のクランプ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、長手方向に揃えて並置した７本の縦長異形材用のクランプ装置に関する。
【背景技術】
【0002】
縦長異形材、詳細には金属製縦長異形材又は金属パイプの長さ指定切断を行うには、高精度の切断を実現するために、縦長異形材を切断プロセス中に固定する必要がある。４重切断の場合、同時に４本のパイプをクランプシステムを用いて固定することが知られている。最新のパイプ加工機械は、１時間に約１１，０００本のパイプを４重切断によって切断することが可能である。
【0003】
左右対称の固定部を持つ周知のクランプ装置における問題点は、７重切断用に拡張することが容易にはできないことである。なぜなら、パイプには必ず０．１〜０．２ｍｍの範囲で直径に変動があり、また正確な円形から逸脱しているため、単純な六角締め、すなわち断面が正確に六角形の固定部では、７本のうちの一本又は複数のパイプが固定されずに、切断時に一緒に回転するおそれがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
従って、本発明の課題は、長さ指定切断を行うために長手方向に並置された７本の縦長異形材を回転しないように固定できる、冒頭に述べたクランプ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0005】
この課題は、一方のクランピングジョーと他方のクランピングジョーとを備える、冒頭に述べたクランプ装置によって解決され、これらのクランピングジョーは互いに移動して開閉動作を行うことができ、一方のクランピングジョーには、長手方向に対し横方向へ少なくとも部分的に一方のクランピングジョーに対して移動可能な底面側の接触面を有する一方の固定部が、７本のうち２本の縦長異形材のために設けられており、他方のクランピングジョーには、７本のうち他の４本の縦長異形材に接触する他方の固定部が設けられている。
【0006】
移動可能な接触面は、さまざまなやり方で実施されていてよい。移動可能な接触面は、その全体が一方のクランピングジョーに対して可動であってよいが、接触面の１つ、２つ又は多数の領域ないし部分が一方のクランピングジョーに対して可動であってもよい。また、この接触面は、長手方向に対して横方向に、好ましくは垂直に作用する少なくとも１つの弾性エレメントを有していてもよい。もう１つの実施形態では、接触面が長手方向に対し横方向に傾斜又は回転することができる。この接触面は、本発明に基づき、一方の固定部の移動可能な底面側の接触面領域から、好ましくはそれに直接向かい合う他方の固定部の底面側の接触面領域までの距離が変更可能であることによって、好ましくは断面が円形の縦長異形材部分の外径変動を補正するように形成されている。
【0007】
一方のクランピングジョーに配置された、長手方向に対し横方向に少なくとも部分的に移動可能な接触面が、７本のうち２本の縦長異形材のために設けられており、他方のクランピングジョーに設けられた他方の固定部は、７本のうち他の４本の縦長異形材に接触するために設けられている。７本の縦長異形材は長手方向に揃えられ、長手方向に対して垂直な断面が束の形に並置されている。いくつかの縦長異形材同士は接触し、その他は接触していない。
【0008】
縦長異形材とは、詳細には金属製の縦長異形材であり、とくに金属パイプを意味している。
【0009】
本発明に基づき、７本の縦長異形材用の固定部は、正確で剛性の高い角柱の六角形とは異なっているため、同時に７本の縦長異形材を回転しないように固定することが可能となる。
【0010】
縦長異形材は、好ましくは長手方向に対して垂直な断面が全て円形である。断面が円形の異形材は、とくに一般に流通している。この場合、円形とは、約０．２ｍｍの範囲で僅かな偏差があることも意味している。
【0011】
他方のクランピングジョーは、有利には７本のうち４本の縦長異形材に接触する他方の固定部を有し、これらの４本の縦長異形材は、締付け動作中に他方の固定部の他方の側面の接触面と接触している。
【0012】
好ましくは、一方の固定部及び有利には他方の固定部も、ほぼ角柱に形成されている。これにより、回転しない固定が改善される。
【0013】
本発明のとくに好ましい発展形態では、長手方向の回転軸を中心に回転可能に支持されている補正ピースが設けられており、この補正ピースは傾斜可能な接触面を有している。この傾斜可能な接触面は、同時に、好ましくはほぼ角柱の固定部の底面側の接触面も形成している。
【0014】
有利には、他方の固定部が、他方のクランピングジョーの締付け方向とは逆方向に６０°よりも大きい角度で互いに接近する２つの他方の側面の接触面を有している。これにより、７本のパイプの直径変動が小さい場合でも、４本の縦長異形材は、常に、他方の側面の接触面に接している。
【0015】
好ましくは、７本の縦長異形材がクランプ装置の中に配置され、中心の縦長異形材が６本の縦長異形材によって環状に取り囲まれており、傾斜可能な接触面に接している２本の縦長異形材は、クランプ装置が締付け状態にあっても互いに接触していない。これにより、長手方向に対して垂直に配置されている横方向の断面において、閉じられた力の流れは形成されない。
【0016】
好ましくは、締付け状態において、中心の縦長異形材が、傾斜可能な底面側の接触面に接する２つの縦長異形材に接触し、他方の底面側の接触面に隣り合う２本の縦長異形材に接触し、締付け状態のクランピングジョーの間にある空隙に沿って通る２つの縦長異形材には接触していない。
【0017】
とくに有利には、一方の固定部が補正ピースを備えており、この一方の固定部が、締付け状態において縦長異形材のいずれとも接触しない側面の接触面を有している。
【0018】
本発明に基づく縦長異形材の配置により、縦長異形材を回転しないように固定することが可能になる。
【0019】
次に、１４の図に示した２つの実施例に基づいて本発明を説明する。
【図面の簡単な説明】
【0020】
【図1a】鋸刃を備えた、従来技術による４本パイプ用クランプ装置の斜視図である。
【図2a】鋸刃を備えた、本発明に基づく第１の実施形態による７本パイプ用クランプ装置の斜視図である。
【図11】本発明に基づくクランプ装置の第２の実施形態の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0021】
１回の切断プロセスで同時に複数のパイプ１、２、３、４、５、６、７を切断すれば、パイプ切断機の生産性能を大幅に向上させることができる。
【0022】
図 １ａ及び１ｂは周知のクランプ装置１０を示し、このクランプ装置を使って、長手方向Ｌに揃えて並置した４本のパイプ１、２、３、４を回転しないように同時に固定することが可能である。このクランプ装置は、それぞれ１つの漏斗型固定部１３、１４を備える２つのクランピングジョー１１、１２を有している。２つのクランピングジョー１１、１２は、互いに移動して開閉動作を行うことができる。パイプ１、２、３、４は、２つのクランピングジョー１１、１２にパイプ１、２、３、４の長手方向Ｌに対して垂直に形成された溝１６の中に、鋸刃２０を挿入することによって切断される。
【0023】
通常、４本のパイプ１、２、３、４は互いが正確に同じ直径を有しているわけではなく、また、パイプ１、２、３、４はそれぞれが正確に円形に形成されているわけでもない。図１ａ及び１ｂのクランプ装置１０によって４本のパイプ１、２、３、４を回転しないように固定する場合、これらの２つの偏差は重要ではない。直径に差異がある場合又は長手方向Ｌに対して垂直な断面が正確な円形から逸脱している場合でも、４本のパイプ１、２、３、４は、互いに鏡面対称に形成された２つの漏斗型固定部１３、１４によって、常に、回転しないように同時に固定することができる。
【0024】
難しいのは、図２ａ、２ｂによる７本のパイプ１、２、３、４、５、６、７用のクランプ装置１０に拡張した場合である。互いに左右対称に形成された固定部１３、１４を有するクランプ装置を７本のパイプ１、２、３、４、５、６、７に用いると、通常、パイプ１、２、３、４、５、６、７のいずれか１本（多くは中央のパイプ７）は、回転しないように固定されなくなってしまう。
【0025】
図２ａ、２ｂは、長手方向Ｌに対して垂直に設けられている締付け方向Ｓにそれぞれ往復移動可能な２つのクランピングジョー１１、１２を備える、７本のパイプ１、２、３、４、５、６、７用の第１の実施形態における本発明に基づくクランプ装置１０を示しており、一方のクランピングジョー１１は一方の固定部１３を有し、他方のクランピングジョー１２は他方の固定部１４を有しており、両方の固定部１３、１４は正確に鏡面対称に設計されていない。一方のクランピングジョー１１は、長手方向Ｌに配置された回転軸Ｄを中心に回転可能に支持されている補正ピース３０を有している。
【0026】
図３は、一方のクランピングジョー１１と他方のクランピングジョー１２を備える、図２ｂで示した本発明に基づくクランプ装置１０の側面拡大図である。両方のクランピングジョー１１、１２の間にある空隙１５は、図３の締付け状態においても形成されている。両方のクランピングジョー１１、１２は接触するのではなく、空隙１５によって完全に分離されている。
【0027】
図３に示されている７本のパイプは、正確に同じ直径の断面を相互に有している。第１のパイプ１と第４のパイプ４は直接空隙１５に配置されており、第２のパイプ２と第３のパイプ３は移動可能な底面側の接触面１３ｃに接触し、第５のパイプ５と第６のパイプ６は底面側の接触面１４ｃに隣り合って配置されている。
【0028】
パイプ１、２、３、４、５、６、７は、この場合、全て正確な円形に形成されている。本発明に基づき、中心のパイプ７を環状に取り囲む６本のパイプ１、２、３、４、５、６に沿って、円形に閉じていない締付け力の流れが形成される。図３では、第２のパイプ２と第３のパイプ３は接触していない。図３及び以下の図でも、第１のパイプ１と第７のパイプ７、ならびに第４のパイプ４と第７のパイプは互いに接触していないため、それらの間で力の伝達は発生しない。
【0029】
他方の固定部１４は、長手方向Ｌに対して垂直な断面が角柱形に形成されており、締付け力方向Ｑとは逆の方向に６０°よりも大きい角度で互いに接近する２つの側面の接触面１４ａ、１４ｂ、及びこの２つの他方の側面の接触面１４ａ、１４ｂの間に配置されている他方の底面側の接触面１４ｃが設けられている。
【0030】
一方の固定部１３は、その両側の接触面１３ａ、１３ｂの間に、クランピングジョー１１に対して移動可能な底面の接触面１３ｃを有している。一方の固定部１３は、同様にほぼ角柱形に形成されており、間隙１５から見て間隔が同じ場合、側面の接触面１３ａ、１３ｂの間隔は、２つの他方の側面の接触面１４ａ、１４ｂの間隔よりも大きい。
【0031】
移動可能な底面の接触面１３ｃは、補正ピース３０の回転軸Ｄに従って移動する。回転軸Ｄに対して垂直な断面において、移動可能な底面の接触面１３ｃは、円形の補正ピース３０から切り離されたセグメントピースの切断線と一致する。
【0032】
締付け方向Ｓに沿った、他方の側面の接触面１４ａ、１４ｂの高さは、第２及び第３のパイプ２、３に補正ピース３０から加えられる締付け力Ｆが、第１のパイプ１又は第４のパイプ４を介して垂直に、他方の固定部１４の他方の側面の接触面１４ａ、１４ｂのそれぞれに送られるように寸法が決められている。しかし、第１のパイプ１と第２のパイプ２ならびに第３のパイプ３と第４のパイプ４は、一方の固定部１３の側面の接触面１３ａ、１３ｂには接触していない。従って、一方の固定部１３の側面の接触面１３ａ、１３ｂは、実際の締付け動作には重要ではないが、締付けの直前と直後には、中心のパイプ７と共にほぼ環状に配置されている７本のパイプ１、２、３、４、５、６、７を保持する。締付け力Ｆが増加すると、パイプ１、２、３、４、５、６、７は、この配置から図３に示されている位置に自然に移動する。
【0033】
さらに、第５のパイプ５と第６のパイプ６は他方の固定部１４の他方の底面側の接触面１４ｃに接触しておらず、また第７のパイプ７と第１のパイプ１との間に接触はなく、同じく第７のパイプ７と第４のパイプ４との間にも接触はない。図３の矢印は、締め付けられた状態にある７本のパイプ１、２、３、４、５、６、７にかかる締付け力を示している。
【0034】
その他の図４〜１０は、図３に示された７本のパイプ１、２、３、４、５、６、７の配置を示しているが、それぞれの図でパイプ１、２、３、４、５、６、７のうち１本を選択して、そのパイプの直径がその他のパイプ１、２、３、４、５、６、７よりも小さくなっており、その他のパイプは各図において互いに同じ直径を有している。
【0035】
図４は図３のパイプ配置を示しているが、間隙１５に隣接している第１のパイプ１は、パイプ２〜７よりも小さい直径を有している。この場合もパイプ１、２、３、４、５、６、７にかかる締付け力の流れが矢印によって示されており、移動可能な底面側の接触面１３ｃに接触するパイプ２及び３は互いに接触していないため、相互の力の伝達は不可能であることが明らかである。さらに、他方の固定部１４の他方の底面側の接触面１４ｃに隣り合う第５のパイプ５と第６のパイプ６は、他方の底面側の接触面１４ｃから少し離されている。図４は、７本のパイプ１、２、３、４、５、６、７のそれぞれが強く固定されていることを示している。
【0036】
図５は、第２のパイプ２の直径が小さい、７本のパイプ１、２、３、４、５、６、７の配置を示している。
【0039】
全てのケースにおいて、補正ピース３０の傾斜により、締付け力Ｆが、第２のパイプ２にも、第３のパイプ３にも確実に加えられる。
【0040】
図７は、第４のパイプ４の直径が小さい場合の配置を示している。ここでも、補正ピース３０が回転軸Ｄを中心に時計回りに少し回転しており、このことは、補正ピース３０が反時計回りに回転している図４の、いわば逆配置に相当する。
【0041】
図８及び９は、第５のパイプ５又は第６のパイプ６の直径が小さい場合の配置を示している。ここでも、補正ピース３０がそれぞれ相応に傾斜しており、両方のケースにおいて、パイプ５、６のいずれも他方の固定部１４の他方の底面側の接触面１４ｃには直接接触していない。
【0042】
全てのケースにおいて、他方の固定部１４の他方の側面の２つの接触面１４ａ、１４ｂの間の相対角度が６０°よりも大きいことにより、中心のパイプ７は、空隙１５に隣り合う２つのパイプ１及び４と接触しないことが保証されている。
【0043】
図１０は、第７のパイプ７の直径が小さい場合の配置を示している。ここでも、第２のパイプ２と第３のパイプ３は接触していない。
【0044】
図１１には、互いに並行に束の形に配置された７本の縦長異形材部分であり、好ましくは断面が円形の金属パイプ１、２、３、４、５、６、７に用いる本発明に基づくクランプ装置１０の第２の実施形態を示している。図１２によれば、第２の実施形態は、移動可能な接触面１３ｃが、２つの弾性エレメント４０、４１を有している点が第１の実施形態とは異なっている。弾性エレメント４０、４１は、ワイヤーカット加工によってクランピングジョー１１に一体形成されているスプリングトングの端部である。２つのスプリングトング４０、４１の端部は互いに向き合っており、底面側の接触面１３ｃの位置固定領域４２によって相互に離されている。スプリングエレメント４０、４１ならびに底面側の接触面１３ｃの位置固定領域４２が一緒になって、移動可能な底面側の接触面１３ｃを形成している。固定部１３の反対側を向くスプリングトング４０、４１の側面は、それぞれ、固定部１３から突き出た突出部４３の形でストロークリミッターを有している。突出部４３とクランピングジョー１１の壁との間には、この図では確認できない空隙１５がある。２つのスプリングトング４０、４１は、回転可能に支持されている補正ピース３０とは異なり、互いに独立して作用する従って、７本の縦長異形材部分１、２、３、４、５、６、７を回転しないように正確に固定することが可能となる。これら２つのスプリングエレメントは、一体形成でクランピングジョー１１からワイヤーカットされた弾性トングの端部である。
【符号の説明】
【0045】
１ パイプ２ パイプ
３ パイプ
４ パイプ
５ パイプ
６ パイプ
７ パイプ
１０ クランプ装置
１１ クランピングジョー
１２ クランピングジョー
１３ 固定部
１３ａ側面の接触面
１３ｂ側面の接触面
１３ｃ移動可能な／傾斜可能な底面側の接触面
１４ 固定部
１４ａ側面の接触面
１４ｂ側面の接触面
１４ｃ底面側の接触面
１５ 空隙
１６ 溝
２０ 鋸刃
３０ 補正ピース
４０ 弾性／スプリングエレメント
４１ 弾性／スプリングエレメント
４２ 位置固定領域
４３ 突出部
Ｄ 回転軸
Ｆ 締付け力
Ｌ 長手方向
Ｑ 締付け力の方向
Ｓ 締付け方向