JP2005349569A - ストランド切断機の切断装置およびストランド切断機 - Google Patents

Abstract

【課題】稼動中の回転軸の熱膨張による刃先間の変化を防止するとともに、刃先の磨耗による刃先間の変化に対応した微調整をすることができるストランド切断機の切断装置およびストランド切断機を提供する。
【解決手段】切断装置１０は、回転軸２０に取り付けた回転体３０に装着された回転刃体３１に固定刃体４０を対向させ、固定刃体４０側からストランドを挿入してペレット状に切断するストランド切断機の切断装置１０において、回転軸２０の温度を調整するための温度調整手段６０，７０，７１，７２，８０を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、回転軸に取付けた回転体に装着された回転刃体に固定刃体を対向させ、固定刃体側からストランドを挿入してペレット状に切断するストランド切断機の切断装置およびストランド切断機に関する。

従来、この種のストランド切断機として一般的に知られているものに、樹脂製のストランドを送出し装置によって切断装置の固定刃体上に送り出すとともに、回転体に複数の刃板を設けた回転刃体によって切断してペレット化するものがある。このようなストランド切断機においては、固定刃体の刃先と回転刃体の刃先との刃先間隙を調整することはペレットの品質維持や安全の面で極めて重要である。

この刃先間隙の調整を行うものの例として、特許文献１に開示されたストランド切断装置がある。このストランド切断装置は、ストランドの進行方向に対して直交する刃先を有する固定刃体と、固定刃体の刃先に直交する回転軸の先端に固着されているとともに前面に放射状に複数の刃板が配置された回転刃体を備え、回転軸は固定刃体の片側に対して間隔をおいて対向する支持部材に軸受機構を介して回転自在に支持されている。支持部材は、一対のガイドプレートによって回転軸の軸方向と同方向へ直線移動自在に案内されており、同方向へ支持部材とともに回転刃体を直線移動させて、固定刃体の刃先と刃板の刃先との間の隙間を調整したのち、止めボルトにより固定することができる。これにより、固定刃体の刃先と回転刃体における各刃板の刃先との間の隙間の調整作業を簡易かつ安全に行えるようにしている。

特開２００１−６２８２９号公報

しかしながら、回転軸は温度によって膨張したり、収縮したりして長さが変化するので、回転軸に取付けられた回転刃体の刃先と固定刃体の刃先との刃先間隙は、回転軸の温度によって変わってしまうという問題が有る。例えば、冬の日中に刃先間の調整を行うと、翌朝は、回転刃体の刃先と固定刃体の刃先とが接触してしまうことが多い。これは、日中に刃先間の調整を行ったときの回転軸の温度よりも朝の回転軸の温度が低くなったために、回転軸が収縮して長さが短くなり、その分だけ回転刃体の刃先が固定刃体の刃先に接近したためである。このような不具合を避けるためには、ストランド切断機を稼動する直前に刃先間の調整を行えばよいが、稼動直後はペレットの品質に問題はないが、回転軸を支持しているベアリングが熱を持ち始めると不良品が多くなってしまう。これは、ベアリングの温度上昇とともに回転軸の温度も上昇して回転軸が膨張したことによる。

このため上記の特許文献１および従来は、回転軸の温度上昇に伴う熱膨張分を考慮して刃先間調整を行っていたが、稼動中に生じる回転刃の磨耗によっても刃先間の大きさが微妙に変化するので、ペレットの品質を維持するためにはこの変化に対応して刃先間調整をすることが必要になる。

ところが、従来はこのような回転刃の磨耗に起因する刃先間の変化に対応した微調整をすることができないという問題点が有った。

本発明は、以上のような従来技術が有する問題点に着目してなされたもので、稼動中の回転軸の熱膨張による刃先間隙の変化を防止するとともに、刃先の磨耗による刃先間隙の変化に対応した微調整をすることができるストランド切断機の切断装置およびストランド切断機を提供することを目的としている。

前述した目的を達成するための本発明の要旨とするところは、次の各項の発明に存する。
［１］ 回転軸（２０）に取り付けた回転体（３０）に装着された回転刃体（３１）に固定刃体（４０）を対向させ、固定刃体（４０）側からストランドを挿入してペレット状に切断するストランド切断機の切断装置（１０）において、
前記回転軸（２０）の温度を調整するための温度調整手段（６０，７０，７１，７２，８０）を有することを特徴とするストランド切断機の切断装置（１０）。

［２］ 前記温度調整手段（６０，７０，７１，７２，８０）は、前記回転軸（２０）の端部（２０ａ，２０ｂ）に形成された、温度調整媒体が供給され、排出される温度調整部（８０）を有することを特徴とする項［１］に記載のストランド切断機の切断装置（１０）。

［３］ 前記回転軸（２０）を支持するベアリング（５１）を内装したベアリングケース（５０）を有し、
前記温度調整手段（６０，７０，７１，７２，８０）は、
前記ベアリングケース（５０）に形成された、温度調整媒体が供給され、排出される温度調整流路（７０，７１，７２）ないし前記ベアリングケース（５０）内に挿着された棒ヒーター（６０）を有することを特徴とする項［１］または［２］に記載のストランド切断機の切断装置（１０）。

［４］ 前記温度調整部（８０）が形成された前記回転軸（２０）の端部は、前記回転軸（２０）の両端部（２０ａ，２０ｂ）のうち前記回転軸（２０）が前記ベアリング（５１）に支持された部分に近い方の端部であることを特徴とする項［３］に記載のストランド切断機の切断装置（１０）。

［５］ 前記温度調整媒体は、圧縮空気、水ないし油であることを特徴とする項［１］，［２］，［３］または［４］に記載のストランド切断機の切断装置（１０）。

［６］ 項［１］，［２］，［３］，［４］または［５］のいずれか１項に記載の切断装置（１０）を備えたストランド切断機。

前記本発明は次のように作用する。
前記ストランド切断機の切断装置（１０）およびストランド切断機によれば、稼動前に温度調整手段（６０，７０，７１，７２，８０）によって予め回転軸（２０）を所定の温度まで加熱しておき回転軸（２０）を熱膨張させておく。温度調整手段（６０，７０，７１，７２，８０）は、例えば、ベアリングケース（５０）内に挿着した棒ヒーター（６０）、あるいは、ベアリングケース（５０）に形成された温度調整流路（７０，７１，７２）、さらに、回転軸（２０）の端部（２０ａ）に形成された温度調整部（８０）である。これら温度調整流路（７０，７１，７２）や温度調整部（８０）には、加熱し、または、冷却した温度調整媒体を必要に応じて供給口から供給したり、排出口から排出したりすることができる。温度調整媒体は、例えば、圧縮空気や、水や、油などの流体である。

上記の所定の温度は、通常の稼動中にベアリング（５１）が発生する熱によりベアリング（５１）自身が達する温度よりも高い温度である。この所定の温度に回転軸（２０）の温度を上げ、この状態で回転刃体（３１）の刃先（３１ａ）と固定刃体（４０）の刃先（４０ａ）との刃先間隙を調整する。回転軸（２０）の温度はベアリング（５１）の温度よりも高いので、回転軸（２０）は稼動中にさらに熱膨張することがなく、したがって、熱膨張に起因する回転刃体（３１）と固定刃体（４０）との刃先間隙の変化を防ぐことができる。

しかしながら、稼動中に回転刃体（３１）の刃先（３１ａ）が磨耗してくると、回転刃体（３１）と固定刃体（４０）との刃先間隙が広がってくる。この場合には、棒ヒーター（６０）による回転軸（２０）の加熱と、上記の温度調整流路（７０，７１，７２）や温度調整部（８０）による回転軸（２０）の加熱または冷却とによって刃先間隙の変化に対応した微調整をすることができる。

また、切断装置（１０）が配置された環境の温度変化等によってベアリング（５１）から発生する熱が高くなり、回転軸（２０）に熱膨張が生じてしまう場合にも、温度調整流路（７０，７１，７２）や温度調整部（８０）に供給したり、排出したりする温度調整媒体の温度や量を変えることによって回転軸（２０）の温度を下げて熱膨張分による刃先間隙の変化に対応した微調整をすることができる。

特に、温度調整部（８０）は、回転軸（２０）の一方の端部（２０ａ）に形成されているので、加熱または冷却された温度調整媒体の供給および排出をすることによって直接に回転軸（２０）を加熱したり、冷却したりできる。したがって、刃先間隙の微調整をより効果的に行うことができる。特に、回転軸（２０）が前記ベアリング（５１）に支持された部分に近い方の端部に形成することにより高い温度調整効果が得られる。

本発明に係る切断装置およびストランド切断機によれば、温度調整手段によって回転軸を予め所定の温度にまで上げてから回転刃体と固定刃体との刃先間隙を調整することができるので、所定の温度を稼動中に発生する熱によってベアリングが達する温度よりも高くしておくことにより、回転軸には更なる熱膨張が起こらないので、熱膨張に起因する回転刃体と固定刃体との刃先間の変化を防ぐことができる。

また、温度調整手段による回転軸の加熱と冷却とが可能なので、刃先の磨耗による刃先間の変化が起こってもこれに対応した微調整をすることができる。

さらに、稼動中の回転軸に熱膨張が生じてしまう場合にも、温度調整手段に冷却した温度調整媒体を供給したり、排出したりすることによって回転軸の温度を下げることができるので、熱膨張による刃先間隙の変化に対応した微調整をすることができる。

以下、図面に基づき本発明を代表する実施の形態を説明する。
図１〜図３は本発明の一実施の形態を示している。
図１は、本発明の一実施の形態に係るストランド切断機の切断装置を示している。本実施の形態に係るストランド切断機の切断装置１０は、ストランド切断機の一部を構成する装置である。切断装置１０は、回転軸２０に取り付けられた円板状の回転体３０に装着された刃板の回転刃体３１に固定刃体４０を対向させて成り、固定刃体４０体側から所定方向（矢印Ａ方向）にストランドを挿入して、回転する回転刃体３１と固定刃体４０とによってペレット状に切断するものである。

回転軸２０は、一方の端部２０ａにベルト車２１が取り付けられている。このベルト車２１と図示省略した動力部とにはベルト（図示せず）が掛渡されており、ベルト車２１は動力部によって回転駆動される。

回転軸２０のもう一方の端部２０ｂが軸受１１０に支持されている。また、回転軸２０は、回転体３０が取り付けられている部分と端部２０ａとの中間部分がベアリング５１によって支持されている。このベアリング５１は、ベアリングケース５０に収納されている。これらによって支持されている回転軸２０は、熱膨張する際には軸受１１０側に延びる。

回転体３０は、回転軸２０に沿って取付け位置を変えることができる。回転体３０の両平坦面のうち、固定刃体４０を臨む面の周縁部に沿って、複数の回転刃体３１が等間隔に装着されている（図４参照）。回転体３０のもう一方の面には回転体３０を回転軸２０に沿った所望の位置に固定するための固定部材３２が固設されている。この固定部材３２は、締付けボルト３３を緩めたり、締め付けたりすることによって回転体３０を回転軸２０に沿って移動させたり、回転軸２０に固定したりすることができる。

固定刃体４０は、ベース４２が図示省略した据付面に固設されている。固定刃体４０の刃先４０ａが回転刃体３１を臨んでおり、回転体３０が回転すると回転刃体３１の刃先３１ａが固定刃体４０の刃先４０ａの前方で該刃先４０ａと交差する（図２および図３参照）。

ベアリングケース５０は、回転体３０寄りの端部内に回転軸２０を支持するためのベアリング５１を内蔵している。ベアリングケース５０のもう一方の端部内には棒ヒーター６０（温度調整手段）が挿着されている。この棒ヒーター６０は、回転軸２０の温度を上げるためのものである。

ベアリングケース５０には、温度調整媒体が供給されたり、排出されたりしてベアリングケース５０および回転軸２０の温度を調整するための温度調整流路７０（温度調整手段）がベアリング５１を内蔵している端部に形成されている。また、棒ヒーター６０が挿着されている端部にも同様の温度調整流路７１（温度調整手段）が形成されている。さらに、ベアリングケース５０の長手方向にも同様の温度調整流路７２（温度調整手段）が形成されている。

これら温度調整流路７０，７１，７２は、ベアリングケース５０の壁部を該壁部の厚さよりも小さい径に刳り貫いた、壁部内の空間である。この温度調整流路７０，７１，７２には、図示省略した供給口と排出口とを有する。

回転軸２０には、端部２０ａに温度調整部８０が形成されている。この温度調整部８０にも温度調整媒体が供給されたり、排出されたりする。これらの温度調整流路７０，７１，７２や温度調整部８０に供給される温度調整媒体は流体であり、例えば、圧縮空気、水、油等である。温度調整流路７０，７１，７２や温度調整部８０は、例えば図示省略した管部材等を介して温度調整媒体供給装置（図示せず）に連結されており、温度調整媒体供給装置から加熱された温度調整媒体や冷却された温度調整媒体、あるいは、常温の温度調整媒体が供給される。

図２および図３に示すように、固定刃体４０を間にして回転体３０とは反対側には、切断装置１０によって切断するストランドを固定刃体４０に送り出すための送出し装置９０が配設されている。送出し装置９０には、ストランドを上下から挟んで矢印Ａ方向に送り出す上部引取ローラ９１および下部引取ローラ９２を備えている。
上部引取ローラ９１は表面がゴムで被覆されており、下部引取ローラ９２は鉄製のローラである。しかしながら、少なくとも一方がゴムで被覆されていればストランドを送ることができる。また、いずれか一方は、図示省略した動力部により回転駆動される。上部引取ローラ９１の枢軸９３は図示省略した昇降機構に支持されており、上部引取ローラ９１はストランドの量に応じて上下に移動することができる。

次に、本実施の形態に係るストランド切断機の切断装置１０の動作について説明する。
切断装置１０の稼動前に固定刃体４０の刃先４０ａと回転刃体３１の刃先３１ａとの刃先間隙を調整するに当たり、先ず、固定部材３２の締付けボルト３３を緩めておき、回転体３０が回転軸２０に沿って移動可能な状態にしておく。この状態で棒ヒーター６０、温度調整流路７０，７１，７２、温度調整部８０などによって回転軸２０を所定の温度まで加熱して回転軸２０を熱膨張させる。この際、この所定の温度は、通常の稼動中にベアリング５１が発生する熱によりベアリング５１が達する温度よりも高い温度である。具体例として、ベアリング５１の高速回転時の発熱温度が４５℃であり、ベアリング５１に使用するグリスの劣化温度が８０℃である場合には、これらの中間の温度、例えば、７０℃を所定の温度とすればよい。

次に、この所定の温度に回転軸２０の温度を保持した状態で回転体３０の位置を調整して、回転刃体３１の刃先３１ａと固定刃体４０の刃先４０ａとの刃先間隙を所望の間隔にしてから、固定部材３２の締付けボルト３３を締めて回転体３０を回転軸２０に固定すればよい。回転軸２０の温度はベアリング５１の温度よりも高いので、回転軸２０は稼動中にベアリング５１による加熱を受けることがなく、ベアリング５１からの加熱による熱膨張は起こらない。したがって、稼動中の熱膨張に起因する回転刃体３１の刃先３１ａと固定刃体４０の刃先４０ａとの刃先間隙の変化を防ぐことができる。

切断するストランドは、送出し装置９０の上部引取ローラ９１と下部引取ローラ９２とに挟まれて固定刃体４０側から回転刃体３１側に向けて（矢印Ａ方向）送り出される。回転刃体３１は回転体３０に装着されて回転しているので、回転に伴って固定刃体４０の刃先４０ａと各回転刃体３１の刃先３１ａとの間でストランドが切断される。

ストランドの切断量が多くなるにしたがって、回転刃体３１の刃先３１ａの磨耗度合いが大きくなる。したがって、刃先３１ａと固定刃体４０の刃先４０ａとの刃先間隙が広がってくる。この間隙の広がりが大きくなると切断物に不良品が発生するようになる。このような場合には、棒ヒーター６０による回転軸２０の加熱と、ベアリングケース５０に形成した温度調整流路７０，７１，７２ないし回転軸２０の端部２０ａに形成した温度調整部８０への温度調整媒体供給装置からの温度調整された温度調整媒体の供給および排出による回転軸２０の加熱や冷却と、を調整して回転軸２０の温度を所定の温度から下げればよい。この冷却により、回転軸２０は縮むので、刃先３１ａが刃先４０ａに接近することになる。この刃先３１ａの接近量を調整することにより、稼動中における刃先の磨耗によって生じる刃先間隙の変化に対応した微調整をすることができる。

また、切断装置１０を設置した環境の温度が上昇した場合、上記の所定の温度をベアリング５１の発熱温度に近い温度に設定した場合、その他の原因によって、ベアリング５１から発生する熱が高くなって、回転軸２０に熱膨張が生じてしまい刃先間隙が広がってしまうようなことも想定できる。このような場合でも、ベアリングケース５０の温度調整流路７０，７１，７２や回転軸２０の温度調整部８０に温度調整媒体を供給したり、排出したりすることによって回転軸２０の温度を下げることができるので、熱膨張による刃先間隙の変化に対しても微調整をすることができる。

なお、温度調整流路７０，７１，７２は、ベアリングケース５０の壁面に形成した溝でもよい。また、これら温度調整流路７０，７１，７２は、図示した形状や本数および方向に限られない。

また、回転軸２０を加熱したり冷却したりする手段としては、上記の回転軸２０の端部２０ａに直接に形成された温度調整部８０だけでもよい。

また、同様の温度調整流路を回転軸２０のもう一方の端部２０ｂに形成してもよい。少なくとも、回転軸２０がベアリング５１に支持された部分に近い方の端部に形成すると効果的である。

また、棒ヒーター６０やベアリングケース５０の温度調整流路７０，７１，７２や回転軸２０の温度調整部８０の全てを備えるのではなく、いずれかの組合わせで備えてもよい。

以上のような切断装置１０を備えたストランド切断機は、熱膨張に起因する回転刃体３１と固定刃体４０との刃先間の変化を防ぐことができ、刃先の磨耗による刃先間の変化が起こってもこれに対応した微調整をすることができるので、高い品質を維持してストランドの切断をすることができる。

本発明の一実施の形態に係るストランド切断機の切断装置を示す平面図である。 本発明の一実施の形態に係るストランド切断機の切断装置と送出し装置とを示す側面図である。 本発明の一実施の形態に係るストランド切断機の切断装置と送出し装置とを示す側面図である。 図３における回転刃体を示す正面図である。

符号の説明

１０・・・切断装置
２０・・・回転軸
２０ａ・・・端部
２０ｂ・・・端部
２１・・・ベルト車
３０・・・回転体
３１・・・回転刃体
３１ａ・・・刃先
３２・・・固定部材
３３・・・締付けボルト
４０・・・固定刃体
４０ａ・・・刃先
４２・・・ベース
５０・・・ベアリングケース
５１・・・ベアリング
６０・・・棒ヒーター
７０・・・温度調整流路
７１・・・温度調整流路
７２・・・温度調整流路
８０・・・温度調整部
９０・・・送出し装置
９１・・・上部引取ローラ
９２・・・下部引取ローラ
９３・・・枢軸
１１０・・・軸受

Claims (6)

1. 回転軸に取り付けた回転体に装着された回転刃体に固定刃体を対向させ、固定刃体側からストランドを挿入してペレット状に切断するストランド切断機の切断装置において、
   前記回転軸の温度を調整するための温度調整手段を有することを特徴とするストランド切断機の切断装置。
2. 前記温度調整手段は、前記回転軸の端部に形成された、温度調整媒体が供給され、排出される温度調整部を有することを特徴とする請求項１に記載のストランド切断機の切断装置。
3. 前記回転軸を支持するベアリングを内装したベアリングケースを有し、
   前記温度調整手段は、
   前記ベアリングケースに形成された、温度調整媒体が供給され、排出される温度調整流路ないし前記ベアリングケース内に挿着された棒ヒーターを有することを特徴とする請求項１または２に記載のストランド切断機の切断装置。
4. 前記温度調整部が形成された前記回転軸の端部は、前記回転軸の両端部のうち前記回転軸が前記ベアリングに支持された部分に近い方の端部であることを特徴とする請求項３に記載のストランド切断機の切断装置。
5. 前記温度調整媒体は、圧縮空気、水ないし油であることを特徴とする請求項１，２，３または４に記載のストランド切断機の切断装置。
6. 請求項１，２，３，４または５のいずれか１項に記載の切断装置を備えたストランド切断機。

Images