JP2004314282A

JP2004314282A - 押出成形品の切断システム

Info

Publication number: JP2004314282A
Application number: JP2003115265A
Authority: JP
Inventors: Takaharu Goto; 隆治後藤
Original assignee: Neomax Co Ltd; Hitachi Metals Kiko Co Ltd
Current assignee: Hitachi Metals Ltd; Neomax Kiko Co Ltd
Priority date: 2003-04-21
Filing date: 2003-04-21
Publication date: 2004-11-11

Abstract

【課題】押出された成形体を連続的に切断するとともに、切断時に生じる成形の乱れを製品部に残さないような切断システムを提供する。
【解決手段】成形品に沿って設定された速度で移動する複数の切断刃を有する押出成形品の切断システムであって、製品部長さＬと、切断時に生じる成形乱れ長さｒをもとにした不用部長さＲからなる切断単位長さ（Ｌ＋Ｒ）を設定し、切断動作開始時における最下流切断刃の位置を、切断時に成形乱れ部が発生する金型の所定位置を基準として、前記切断単位長さの整数倍の位置になるように設定したことを特徴する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、押出成形品の切断システムに係り、特にプラスチックマグネットロールに好適な切断システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
押出成形法は、例えば磁石粉末と樹脂成分からなる組成物を投入し、溶融して金型へ搬送し、金型から所定の形状に押出す成形方法であり、連続成形であるため生産性に優れている。また、他の成形法では成形することが困難な薄肉、長尺品を成形することが可能であり、電子写真装置に用いられるマグネットロールなどの製造に用いられている。この優れた成形能力を生かすためには、成形体の押出し速度に合わせて連続的に所定寸法に切断することが重要であり、切断技術として、例えば特開平５−３０９６２９号公報（特許文献１）が開示されている。
【０００３】
特許文献１は、磁石粉末と樹脂成分からなるボンド磁石の押出成形用切断技術であって、押出機に接続された金型から冷却固化されて押し出された磁石成形物の押出速度を検知する検知手段と、磁石成形物を切断する切断手段とを有する切断装置、および押出機に接続された金型から冷却固化されて押し出された磁石成形物の押出速度を検知し、前記押出速度と切断部位を同期させながら切断手段により切断する切断方法が開示されており、ボンド磁石に要求される寸法精度に低コストで切断することが可能となる、と説明されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平５−３０９６２９号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、押出機は数％の吐出ばらつきがあり、これは成形物の押出速度に影響を与えるため必ずしも一定の押出速度で成形されていない。これに対し、上記特許文献１は、金型で冷却固化された磁石成形物の押出速度をエンコーダ等で直接検知することにより押出速度の変動を常に検知し、押出速度に同期して切断することにより寸法ばらつきの少ない切断を行なうことが可能であり、また、切断を押出速度に同期させて行なうことにより切断中に磁石成形物に余分な応力がかからないことから切断中の磁石成形物の割れ、欠け等の破損を生じることがない、と説明している。しかし、押出し速度の検出値に合わせて切断機を移動させるような通常のフィードバック制御では、緩やかな速度変動に対してはある程度の精度で追従できるが、瞬間的な変動には遅れが発生して偏差が大きくなり、精度よく追従することはできない。従って、いくら成形体の速度を直接検出しても、常時精度良く切断機を同期して移動させることは不可能である。
【０００６】
このため、切断時に、速度の違いに起因する圧縮力や引張り力、或いは切削に起因する振動などが生じると、固化された成形体を通じて上流に伝わり、金型出口付近の柔らかな成形体に蛇腹状、波打ち状の成形の乱れが生じることがある。このような成形の乱れ部分は、磁気的にも乱れているため、マグネットロールのように、円周方向に磁極が形成されて軸方向に均一な磁気特性が要求される製品には含まれてはならず、成形の乱れがない部分だけを製品部とし、かつ生産性の高い切断システムが望まれている。
【０００７】
従って本発明は、押出された成形体を連続的に切断するとともに、切断時に生じる成形の乱れを製品部に残さないような切断システムを提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、成形品に沿って設定された速度で移動する複数の切断刃を有する押出成形品の切断システムであって、製品部長さＬと、切断時に生じる成形乱れ長さｒをもとにした不用部長さＲからなる切断単位長さ（Ｌ＋Ｒ）を設定し、切断動作開始時における最下流切断刃の位置を、切断時に成形乱れ部が発生する金型の所定位置を基準として、前記切断単位長さの整数倍の位置になるように設定したことを特徴としている。
本発明においては、成形体端部を検出して切断開始指令を出すセンサを、切断動作開始時における最下流切断刃の位置から前記切断単位長さ分下流に設置することが好ましい。
また、本発明は、押出し成形品としてプラスチックマグネットロールを対象とすることができる。マグネットロールは円周方向に磁極が形成されて軸方向に均一な磁気特性が要求されるため、製品に成形の乱れ部分が含まれないように切断することができ、好適である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、プラスチックマグネットロールの製造を例に説明する。図１は本発明の切断システムの概念図、図２は切断機を説明するための図、図３は切断動作を説明するための図である。
図１において、成形体１は押出し成形機２から連続的に下流に向かって押出され、途中の冷却装置、脱磁装置などで処理されたのち切断機４に導かれ、所定の製品長さに切断される。押出し成形機２は、投入された磁石粉末と樹脂成分を加熱・溶融して配向金型３へ搬送し、配向金型３で円筒状に成形するとともに所定の磁気配向を施す。切断機４は、走行する成形体１を支持するガイド部と、成形体１を同時に複数本に切断する切断ユニット５と、切断された成形体を収納するトレイ７とを有している。
【００１０】
図２において、切断ユニット５は成形体１の長手方向及び切断方向の２軸方向に移動でき、長手方向移動はサーボモータで制御され、成形体１の押出し速度に合わせた速度に設定することができ、移動開始位置（スタート点）及び速度の設定は容易に行うことができる。ｎ枚（ｎ≧２、本図では４枚）の切断刃６が、回転軸に製品長さ寸法ｓに合わせた間隔で取り付けられており、左端と右端の切断刃間寸法が製品部長さＬ（本図ではＬ＝３×ｓ）となる。切断ユニット５は、成形体１とほぼ同期して下流に向かって移動しながら切断するが、切断時に、上流の配向金型３の出口付近の柔らかい成形体に、長さｒにわたって成形乱れが生じる。
【００１１】
図１に示すように、切断機４は、配向金型３から途中の所定処理装置の長さ離れた位置に設置されるが、切断ユニット５のスタート点は、配向金型３出口付近の成形乱れ発生部位の後端部Ｋを基準にし、左端の切断刃６が切断単位長さ（Ｌ＋Ｒ）のＮ倍（Ｎは自然数）離れた位置になるように設定される。この位置設定は、容易に数値制御で行うことができる。切断単位長さのうち、Ｌは上記製品部長さで、Ｒは製品として用いない不用部長さである。不用部長さＲは、成形乱れ部Ｍの長さｒをもとにして、成形乱れ部の長さバラツキや切断ユニットとの速度変動等を考慮して、Ｒ＞ｒとなるようにな値に設定する。また、図２において、切断ユニット５がスタート点にある時、その先端側（図２では左端）の切断刃６から、左側に（Ｌ＋Ｒ）離れた位置に切断開始指令センサ８を設ける。さらに左側の所定位置には払出し開始指令センサ９を設ける。
【００１２】
次に、図２、３をもとに、切断動作について説明する。
切断機４のガイド部を走行する成形体１の先端が切断開始指令センサ８で検出されると、スタート点にあった切断ユニット５は、成形体のアイテム等に応じて既知の公称押出し速度と同速度になるように設定された速度で左方（下流）に移動しながら、切断刃６を回転させて下降し成形体１を切断し、切断完了後上昇する。その後、所定の戻り速度で右行してスタート点に戻り、切断の１サイクルが終了する。切断ユニット５の速度は、成形体にほぼ同期するように予め設定されるが、実際の押出し速度を検出したフィードバック制御は行わないため、成形体には乱れ部が発生しやすい。
【００１３】
成形乱れ部Ｍは、実際に切断刃６が成形体１に接触してから離れるまでの間に発生するので、切断動作開始後、成形乱れ部Ｍが形成されるまでには切断ユニット５の切断速度に係る所定時間経過分、成形体１は配向金型３からさらにａだけ押出され、切断ユニット５もほぼａだけスタート点から左側に移動している。このため、切断完了時の切断刃６の左端の位置が、配向金型３出口付近の成形乱れ発生部位の後端部Ｋから、（Ｌ＋Ｒ）寸法のＮ倍（Ｎは自然数）離れた位置となるようにするのがよい。従って、切断ユニット５のスタート点の位置を（Ｌ＋Ｒ）×Ｎ−ａとなるように設定したり、Ｒがａの按分値を十分包含するような値に設定してあれば、（Ｌ＋Ｒ）×Ｎのままでよい。
以降、理解を容易にするために、切断開始指令センサ８から切断指令が出ると瞬時に切断が完了する、として説明する。なお、上記寸法Ｌは、左端と右端の切断刃の内側間寸法であるが、これも理解を容易にするために、切断刃は幅がないものとして説明する。
【００１４】
図３（ａ）は、切断動作開始直前の切断刃６と成形体１の状態を示す図であり、切断ユニット５と切断開始指令センサ８の間にある成形体は、その前の切断サイクルで３つの長さｓの製品に切り離されている。製品部の全長はＬに等しいので、最右端（後端）製品部の端面と最左端切断刃６との距離が不用部長さＲであり、この間の成形体１に成形乱れ部Ｍが含まれる。
図３（ｂ）は、切断完了直後の成形体１を示す図である。切断ユニット５の下方の切断刃６で挟まれた製品部長さＬが３分割され、長さｓの製品に切り離される。今回の切断サイクルで切断された最前端の製品と前の切断サイクルで切断された最後端の製品との間が、成形乱れ部Ｍを有する不用部Ｒであり、この切断サイクルで製品部から切り離されることになる。
【００１５】
図３（ｃ）は、その後成形体１がさらに押されて、先端が払出し開始指令センサ９で検知される位置にきた時を示す。このセンサ信号を受け、図示しない払出し装置が作動し、（Ｌ＋Ｒ）長さの成形体、即ち３本の製品部と一つの不用部とをトレイ７へ排出する。図３（ｄ）にその後の成形体１を示す。成形体１は引続いて押出し成形されているので、やがて図３（ａ）の状態へとなる。このように、図３（ａ）〜（ｄ）の状態が繰返されながら切断が継続されていく。
【００１６】
以上、ＬやＲについては切断刃の厚さを無視して説明したが、実際には厚さによる誤差分はＲ寸法の余裕代に含めるようにすればよい。また、製品種類が変わり製品長さがｓ＋Δｓとなった場合は、切断ユニット５のスタート点を、Δｓ×（ｎ−１）×Ｎだけ変更すればよく、この位置設定は数値で簡単に行うことができる。また、これに合わせて、切断開始指令センサ８の位置も、Δｓ×（ｎ−１）だけ調整すればよい。また、同時に分離される製品は全て同一長さでなくてもよい。また、切断開始指令センサ８の位置も（Ｌ＋Ｒ）の整数倍としてもよい。
【００１７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明により連続的に押出される成形品を、簡単な制御動作で継続して、切断時に生じる成形乱れ部を製品に残さないように切断することができるので、所定長さの押出し成形品を生産性高く製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の切断システムの概念図。
【図２】切断機を説明するための図。
【図３】切断動作を説明するための図。
【符号の説明】
１…成形体、２…押出し成形機、３…配向金型、
４…切断機、５…切断ユニット、６…切断刃、
７…トレイ、８…切断開始指令センサ、
９…払出し開始指令センサ、Ｍ…成形体乱れ部、
Ｋ…成形乱れ発生部位の後端部、ｓ…製品長さ

Claims

成形品に沿って設定された速度で移動する複数の切断刃を有する押出成形品の切断システムであって、
製品部長さＬと、切断時に生じる成形乱れ長さｒをもとにした不用部長さＲからなる切断単位長さ（Ｌ＋Ｒ）を設定し、
切断動作開始時における最下流切断刃の位置を、切断時に成形乱れ部が発生する金型の所定位置を基準として、前記切断単位長さの整数倍の位置になるように設定したことを特徴とする押出成形品の切断システム。
成形体端部を検出して切断開始指令を出すセンサを、切断動作開始時における最下流切断刃の位置から前記切断単位長さ分下流に設置したことを特徴とする請求項１記載の押出成形品の切断システム。
押出し成形品が、プラスチックマグネットロールである請求項１又は２記載の押出成形品の切断システム。