JP2005177950A - 弾性材の切断方法及び切断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】弾性材Ｗを切断するための方法及び装置として、装置側での調整及び維持管理が容易であり、弾性材Ｗに切り残しが生じることもないようにする。
【解決手段】材料支持台２上へ弾性材Ｗを配し、材料支持台２を弾性的にバックアップさせた状態のまま切断刃３を下降させて弾性材Ｗを押し潰した状態にし、材料支持台２を切断刃３の刃先３ａ延長方向へスライドさせる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ゴム製のチューブなどの弾性材を切断する際に採用可能な切断方法及び切断装置に関するものである。

ゴムローラの部品等とされるゴム製チューブに代表されるような一定断面を有した弾性材は、押出成形工程から加硫工程を経た後、所定長さに切断するための切断工程へと送られるが、このような切断工程では切断効率を高めたり弾性材に皺などの欠陥が発生するのを防止したりするなどの各種工夫がなされている（例えば、特許文献１など参照）。
ところで、図５及び図６は切断工程で多用されている一般的な押し切り方式の切断装置１００を示している。この切断装置１００は、材料支持台１０１とこれに突き当て可能な切断刃１０２とこれら両者を相互近接離反させる切断機構部１０３とを有したもので、材料支持台１０１には、切断刃１０２の刃先１０２ａと当接可能になる刃受け部１０４が設けられている。

従って、材料支持台１０１上に複数本の弾性材Ｗを並べ置き、切断機構部１０３に設けられるエアシリンダなどの駆動部１０５の作動で切断刃１０２を下降させ、その刃先１０２ａで弾性材Ｗを押し潰しながら、この切断刃１０２を材料支持台１０１上の刃受け部１０４へ当接させることで、最終的に弾性材Ｗを切断するというものであった。
材料支持台１０１上に設けられる刃受け部１０４としては、ゴムや樹脂などの軟質材料で形成した場合、切断刃１０２と同等の堅さを有する材料で形成した場合、切断刃１０２と同等堅さ材料としたうえでその下敷きにウレタンゴム等のクッション材を設けた場合など、種々の工夫がなされていた。
特開平１１−３００６８６号公報

上記した従来の切断装置１００の中にあって、材料支持台１０１の刃受け部１０４に軟質材料を用いた場合は、刃受け部１０４に刃物傷がつくためにその交換を頻繁に行わなければならず、交換時の装置停止に拘わる装置稼働効率の低下やランニングコストの高コスト化の面で不都合があった。また、刃受け部１０４に生じる刃物傷に切断滓が付着し、これが弾性材Ｗ側へ付着したり周辺環境を害したり切断刃１０２に付着して切れ味が落ちたりする欠点に繋がっていた。更に、刃受け部１０４に切断刃１０２が食い込んで刃先１０２ａが刃受け部１０４に当接した状態に至っても（切断位置に達しても）弾性材Ｗに切り残しが生じるということがあった。

一方、刃受け部１０４として、切断刃１０２と同等堅さの材料を用いた場合では、これら刃受け部１０４と切断刃１０２の刃先１０２ａとの突き当て状態を隙間無く密接的なものとさせるための調整及び維持管理が困難であると共に、この調整に長時間を費やすことになる。言うまでもなく、この調整が不十分であると、やはり弾性材Ｗに切り残しが生じるということに繋がっていた。また、切断刃１０２の刃先１０２ａが早期摩耗したり偏摩耗したりするということもあり、これらのことも弾性材Ｗの切り残しに繋がっていた。
刃受け部１０４の下敷きとしてクッション材を設ける場合も、刃受け部１０４と切断刃１０２との突き当て状態を隙間無く密接的なものとさせるための調整及び維持管理が困難であると共にこの調整に長時間を費やすことになる点では、同じであった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、装置側での調整及び維持管理が容易であり、弾性材に切り残しが生じることもないようにした弾性材の切断方法及び切断装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明は次の手段を講じた。
即ち、本発明に係る弾性材Ｗの切断方法は、材料支持台２上へ弾性材Ｗを配置し、この材料支持台２又はこれの上方で刃先３ａを下へ向けて待機する切断刃３の少なくとも一方を同他方へ向けて弾性的にバックアップさせ、その状態のままこれら材料支持台２と切断刃３とを相互近接させてゆく。そして、材料支持台２上へ切断刃３を可及的に近接させることで切断刃３の刃先３ａにより弾性材Ｗを押し潰した状態とさせる。そして、この可及的近接状態を維持させたまま、材料支持台２又は切断刃３の少なくとも一方を切断刃３における刃先３ａの長手方向へ横スライドさせるというものである。

このようにすると、恰も、まな板上で包丁を引きながら食材を切るときのように、材料支持台２上に置かれた弾性材Ｗを切断刃３で引き切りすることになり、弾性材Ｗを綺麗に切断できることになる。また弾性材Ｗの確実な切断ができる。
一方、本発明に係る弾性材Ｗの切断装置は、材料支持台２と、これに突き当て可能な切断刃３と、これら両者を相互近接離反させる切断機構部４とを有したものである。そして、材料支持台２又は切断刃３の少なくとも一方に対して、同他方への突き当て状態を押圧付勢するバックアップ機構１０が設けられている。

例えば、材料支持台２に対してバックアップ機構１０を設けるのであれば、この材料支持台２が切断刃３へ向けた押し上げ付勢作用を奏するようになる。反対に、切断刃３に対してバックアップ機構１０を設けるのであれば、この切断刃３が材料支持台２へ向けた押し下げ付勢作用を奏するようになる。
まずこのような構成にて材料支持台２に対する切断刃３の隙間の無い密接状態を可能にする。すなわち、材料支持台２や切断刃３が多少斜めに傾いていたとしても、これら両者が当接し合う作用でその傾き状態が互いに平行する状態へと矯正されるものである。

このようなバックアップ機構１０は、切断刃３における刃先３ａの長手方向に沿って互いに所定間隔で振り分け配置された複数の縦置きバネ２５により形成されたものとすればよい。このようにすることで、材料支持台２であれ切断刃３であれ、切断刃３の長手方向での傾き状態を矯正させる作用が確実に得られることになる。
バックアップ機構１０について、材料支持台２を切断刃３へ向けて押し上げ付勢する状態で設けられたものとする場合であれば、この材料支持台２は、上面に切断刃３と当接可能な刃受け部５が設けられた上部体１２と、下部にバックアップ機構１０が設けられた下部体１３とに上下分割されているものとすることができる。

そして、これら上部体１２と下部体１３との間の分割面は、この材料支持台２に切断刃３が突き当てられた時に材料支持台２に生じる押し下げ作用を上部体１２の横スライド作用へ変換させる傾斜カム面１５として形成する。
このようにすると、切断刃３を材料支持台２へ当接させることで、材料支持台２の上部体１２が横スライドを起こし、結果、この材料支持台２（上部体１２）上で支持された弾性材Ｗに対して、上記した本発明に係る切断方法が実施されることになる。
この場合、材料支持台２には、切断刃３の突き当てによって上部体１２が横スライドしたのを元位置へ戻す方向へ当該上部体１２を横押し付勢するサイドリターン機構２０を設けておくのが好適である。

これにより、材料支持台２に対する切断刃３の当接力が解除されたときには、材料支持台２が自動的に自己復帰することになり、繰り返し動作に控えることができる。すなわち、この切断装置としての連続稼働が可能になる。

本発明に係る弾性材Ｗの切断方法及び切断装置では、装置側での調整及び維持管理が容易であり、弾性材Ｗに切り残しが生じることもない。

以下、本発明の実施の形態を、図面に基づき説明する。
図１乃至図４は、本発明に係る弾性材Ｗの切断方法及び切断装置１の一実施形態を示している。この切断装置１は、弾性材Ｗを支持可能に設けられた材料支持台２に対し、その上方に切断刃３が設けられ、この切断刃３が、切断機構部４によって材料支持台２までの上下間をガイドされつつ上下動可能になっている。切断刃３は刃先３ａを下向きにした状態にあり、これに対して材料支持台２の上面には、切断刃３が下降したときにその刃先３ａによる突き当て状態を当該刃先３ａの長手方向全体で隙間の無い密接的なものにするための刃受け部５が設けられている。

この刃受け部５は、特にその形成材料が限定されるわけではないが、切断刃３と同等の堅さを有する材料によって形成しておけばよい。例えば、切断刃３の刃先３ａを一般的な材質として多用されるＳＫＨ５１とする場合、刃受け部５はＳ４５ＣやＳＫ３などを選択することができる。切断刃３の刃先３ａにステライトを用い、刃受け部５にＳ５５Ｃを用いることも可能である（この組み合わせは図５及び図６で示した従来装置では不適とされていた）。
また切断機構部４には、エアシリンダなどの駆動部６が設けられ、切断刃刃３の上下動が機械的に行われるようになっている。

なお、弾性材Ｗはゴム製チューブであるものとし、材料支持台２はこの弾性材Ｗを複数本（図例では１０本以上とした）横並べに並べた状態で支持できる長さを有したものとした。そのため、切断刃３についても、その刃先３ａは材料支持台２上で支持される全ての弾性材Ｗに及ぶような長手方向寸法を有しているものとしてある。そして、これらに関連して切断刃３はその長手方向の中心部で枢支軸７を介して切断機構部４の駆動部６と接続され、この枢支軸７を支点として首振り自在な状態に保持されるものとしてある。この枢支軸７を支点とした首振りによっても、材料支持台２の刃受け部５と切断刃３の刃先３ａとを当接させたときにはこれら両者の突き当て状態をある程度平行に沿わせる作用が得られることになるが、この機構自体は従来も採用されており、これだけでは従来の問題点に対して根本的な解決にはならない。

本発明に係る切断装置１において、材料支持台２には、これ全体を切断刃３へ向けて押し上げ付勢するためのバックアップ機構１０が設けられている。またこの材料支持台２は、上部体１２と下部体１３とに上下分割されている。従って、上部体１２にはその上面に上記した刃受け部５が設けられ、また下部体１３にはその下部にバックアップ機構１０が設けられていることになる。
材料支持台２において、上部体１２と下部体１３との間の分割面は、材料支持台２の長手方向において、その一方側（図１左側）では下部体１３よりも上部体１２の方が上下寸法が大きくなり、他方側（図１右側）では上部体１２よりも下部体１３の方が上下寸法が大きくなる方向で傾いた傾斜カム面１５として形成されている。この傾斜カム面１５には、上部体１２と下部体１３との横滑りをガタツキや脱出がない状態で円滑にガイドできるガイド部材１６が介設されている。

従ってこの傾斜カム面１５では、材料支持台２に対してその上方から切断刃３が突き当てられることにより上部体１２に押し下げ作用が生じたときに、この押し下げ作用を横向きに変換して上部体１２に横スライド作用を付与させるようになる。本実施形態では、材料支持台２の全長を５００ｍｍとして、傾斜カム面１５の傾きを３度〜５度とした。
なお、このように上部体１２が横スライドした後であって且つ切断刃３による下向きの押し下げ作用が解除されたときに、この上部体１２を横スライド前の元位置へ戻すようにするため、上部体１２を横押し付勢するサイドリターン機構２０が設けられている。

このサイドリターン機構２０は、上部体１２の側面に対して横置きバネ２１を当接させ、この横置きバネ２１を側方に設けられる側壁２２（又はブラケットなど）で受けるようにすることで形成されている。このサイドリターン機構２０には更に、上部体１２が上記した戻り動作をする際に下部体１３が連れ動きをしてしまうこと（一緒に同一方向へ横スライドすること）が無いように、この下部体１３を上記横置きバネ２１とは逆向きに横押しする補助横置きバネ２３が設けられている。この補助横置きバネ２３も、下部体１３の側方に設けられる側壁２４（又はブラケットなど）で受けるようになっている。

バックアップ機構１０は、材料支持台２の下部体１３に対しその長手方向（切断刃３における刃先３ａの長手方向に同じ）に沿って互いに所定間隔をおいて複数（図例では３本）の縦置きバネ２５が振り分け配置され、これら縦置きバネ２５を基礎床２６で受けるようにすることで形成されている。すなわち、材料支持台２はこれら縦置きバネ２５で押し上げ付勢されることになるのであって、換言すれば、材料支持台２は基礎床２６上で疑似浮上状態に保持されていることになる。
なお、材料支持台２の下面には、各縦置きバネ２５の相互間にストッパー２７が垂設されている。これらストッパー２７は、切断刃３が上方で待機するなど材料支持台２が無負荷状態にあるときには基礎床２６から浮き上がった状態となり、切断刃３によって材料支持台２に押し下げ作用が付加されて縦置きバネ２５が所定量の沈み込みをしたときには基礎床２６に当接して、その沈み込み量を所定範囲内に制限するようになっている。

このようなバックアップ機構１０が設けられていることにより、材料支持台２が切断刃３による押し下げ作用を受けてその刃先３ａの長手方向で傾いたとしても、その傾き状態は刃先３ａと平行すべく直ちに矯正される。
次に、このような構成を具備した切断装置１の稼働状況に基づいて、本発明に係る切断方法を説明する。材料支持台２上へ弾性材Ｗを所定に配置し、切断刃３を下降させてゆく。このとき、例えば図１中に二点鎖線で示すように切断刃３が傾いていたとする。切断刃３がこのような状況にあっても、図４に示すように、切断刃３の一部が材料支持台２又はその上の弾性材Ｗに対して当接し、これに押し下げ作用を付加するようになった時点で、材料支持台２はバックアップ機構１０による押し上げ付勢力を伴いつつも、切断刃３によって強い押し下げ作用を受けた部分では深く、それ以外では浅く沈み込むようになる。そのことにより、この材料支持台２の刃受け部５と切断刃３の刃先３ａとが互いに平行する状態へ向けて姿勢を矯正されることになる。

材料支持台２の沈み込みはストッパー２７が基礎床２６に当接した時点で止まるので、いずれ材料支持台２は基礎床２６から所定高さで固定され、切断刃３の刃先３ａがこの状態に倣うことになる。なお、バックアップ機構１０の押し上げ付勢力（縦置きバネ２５のバネ力）が強い場合には、ストッパー２７が基礎床２６に当接しないうちに材料支持台２の刃受け部５と切断刃３の刃先３ａとが平行状態になることもあり得る。
このようにして切断刃３の刃先３ａで材料支持台２上の弾性材Ｗを押し潰してゆき、材料支持台２の刃受け部５に対して切断刃３の刃先３ａが可及的に接近した状態になると、材料支持台２の上部体１２の全長にわたり略均等に押し下げ作用が与えられるので、図３に示すように、材料支持台２は、下部体１３上で上部体１２が傾斜カム面１５に沿って横スライドを起こすようになる。

そのため、材料支持台２上に配された各弾性材Ｗは、切断刃３における刃先３ａの長手方向へ横スライドされるようになる。すなわち、この状況は恰も、まな板上で包丁を引きながら食材を切るときのように、弾性材Ｗが引き切りされることになり、その結果、弾性材Ｗは綺麗に切断される。
そこで切断刃３を上昇させると、材料支持台２に対する切断刃３による当接力が解除されることに伴い、材料支持台２では、サイドリターン機構２０の作用によって上部体１２が下部体１３上で横スライドする前の元位置へ向けて自動的に自己復帰する。以後、このような一連の動作が１サイクルとして所要回だけ繰り返される。

このような弾性材Ｗの切断方法であると、切断刃３の押し下げに必用とされる駆動源を省力化できるものであり、例えば従来装置で駆動部１０５（エアシリンダ）に０．８ＭＰａのエア圧が必用とされていたとすると、本発明に係る切断装置１の駆動部６（同じくエアシリンダ）では０．４ＭＰａで十分となるといった効果があった。
ところで、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、実施の形態に応じて適宜変更可能である。
例えば、切断のための動作としては、切断刃３側を固定して材料支持台２側を上下動させるようにしてもよい。

また切断刃３に対して横スライドを可能な構造にすることも可能である。
弾性材Ｗとしての形状、材質、一動作で切断する個数などは何ら限定されるものではない。

本発明に係る切断装置の一実施形態を示した正面図である。 図１のＡ−Ａ線拡大断面図である。 図１の切断装置による切断状況を示した正面図である。 図１の切断装置において切断刃が傾いていた場合の切断状況を示した正面図である。 従来の切断装置を示した正面図である。 図５のＢ−Ｂ線拡大断面図である。

符号の説明

１ 切断装置
２ 材料支持台
３ 切断刃
３ａ 刃先
４ 切断機構部
５ 刃受け部
１０ バックアップ機構
１２ 上部体
１３ 下部体
１５ 傾斜カム面
２０ サイドリターン機構
２５ 縦置きバネ
Ｗ 弾性材

Claims (5)

1. 材料支持台（２）上へ弾性材（Ｗ）を配置し、この材料支持台（２）又はこれの上方で刃先（３ａ）を下へ向けて待機する切断刃（３）の少なくとも一方を同他方へ向けて弾性的にバックアップさせた状態のまま、これら材料支持台（２）と切断刃（３）とを相互近接させてゆき、材料支持台（２）上へ切断刃（３）を可及的に近接させることで切断刃（３）の刃先（３ａ）により弾性材（Ｗ）を押し潰した状態とさせ、この可及的近接状態を維持させたまま、材料支持台（２）又は切断刃（３）の少なくとも一方を切断刃（３）の刃先（３ａ）の長手方向へ横スライドさせることを特徴とする弾性材の切断方法。
2. 材料支持台（２）とこれに突き当て可能な切断刃（３）とこれら両者を相互近接離反させる切断機構部（４）とを有し、材料支持台（２）又は切断刃（３）の少なくとも一方には同他方への突き当て状態を押圧付勢するバックアップ機構（１０）が設けられていることを特徴とする弾性材の切断装置。
3. 前記バックアップ機構（１０）は、切断刃（３）における刃先（３ａ）の長手方向に沿って互いに所定間隔で振り分け配置された複数の縦置きバネ（２５）によって形成されていることを特徴とする請求項２記載の弾性材の切断装置。
4. 前記バックアップ機構（１０）は材料支持台（２）を切断刃（３）へ向けて押し上げ付勢する状態で設けられており、この材料支持台（２）は、上面に切断刃（３）と当接可能な刃受け部（５）が設けられた上部体（１２）と、下部にバックアップ機構（１０）が設けられた下部体（１３）とに上下分割されていると共に、これら上部体（１２）と下部体（１３）との間の分割面はこの材料支持台（２）に切断刃（３）が突き当てられた時に材料支持台（２）に生じる押し下げ作用を上部体（１２）の横スライド作用へと変換させる傾斜カム面（１５）として形成されていることを特徴とする請求項２又は請求項３記載の弾性材の切断装置。
5. 前記材料支持台（２）には、切断刃（３）の突き当てによって上部体（１２）が横スライドしたのを元位置へ戻す方向へ当該上部体（１２）を横押し付勢するサイドリターン機構（２０）が設けられていることを特徴とする請求項４記載の弾性材の切断装置。

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