JP2010064177A - 金属製薄板ドラムの切断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ドラムを自動的に供給できる金属製薄板ドラムの切断装置を提供する。
【解決手段】ドラム供給手段３と、ドラム保持部材４と、ドラム保持部材４に保持されているドラム２を切断する刃具５とを備え、ドラム２を所定幅毎に周方向に切断する金属製薄板ドラムの切断装置１であって、ドラム供給手段３は、下流側端部が上流側端部より低位置にあり、ドラム２が自重により上流側から下流側に転動して搬送される傾斜搬送路１１と、傾斜搬送路１１の下流側に設けられた転動制御手段１５と、傾斜搬送路１１から払い出されるドラム２を載置する載置部材１２と、載置部材１２に載置されたドラム２をドラム保持部材４により保持される位置に移動させる移動手段１３とを備える。ドラム供給手段３は、傾斜搬送路１１が上下方向に複数段設けられ、相互に隣接する傾斜搬送路１１は、互いに逆方向の傾斜を備えると共に、ドラム２が通過可能な間隔を存して設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、金属製の薄板により円筒状に形成されたドラムを所定幅毎に周方向に切断して無端帯状の金属リングを形成する金属製薄板ドラムの切断装置に関するものである。

例えば、自動車の無段変速機に採用される動力伝達用のベルトにおいては、環状に重ね合わせて配列された複数のエレメントを一体に結束するために、複数の金属製リング部材を積層してなる積層リングが用いられる。この種の積層リングを構成する前記金属製リング部材として、矩形状の金属製薄板の両端縁を溶接接合して形成された円筒状のドラムを所定幅毎に周方向に輪切り状に切断することによって形成された無端帯状の金属リング（以下、単に「金属リング」と略記することがある）が用いられる。

従来、円筒状のドラムを所定幅毎に周方向に切断して前記金属リングを形成する際に、該ドラムの一端部をクランプして指示する一方、図４（ａ）に示す回転砥石４１を前記ドラムの他端部の外周面に当接し、該砥石４１を該ドラムの周方向に移動させることにより切断する装置が知られている。しかし、前記砥石４１を用いて前記ドラムを切断する場合には、該砥石４１の研削部４２が平面であるために、該研削部４２の幅に相当する研削代が必要とされ、１つのドラムから得られる金属リングの歩留まりが低くなるという問題がある。

そこで、前記砥石に代えて、前記ドラムの内周面に切刃ロールを当接してせん断することにより、該ドラムを輪切り状に切断する装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、前記ドラムの外周面に、図４（ｂ）に示すように、先端が鋭角状の山形形状となった押切刃具４３を当接して片側から押し切ることにより、該ドラムを輪切り上に切断する装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。押切刃具４３は、前記山形形状において、稜部４４の両側の斜面４５，４５が研削面となっている。

しかしながら、前記従来のドラムを輪切り状に切断する装置では、１つのドラムの切断処理が終了した後、新たなドラムを手動で供給する必要があるので、ドラム供給を自動化することが望まれる。
特開２００１−３５３６１２号公報 特開２００５−２５４３５５号公報

本発明は、上述の事情に鑑み、ドラムを自動的に供給することができる金属製薄板ドラムの切断装置を提供することを目的とする。

かかる目的を達成するために、本発明の金属製薄板ドラムの切断装置は、金属製の薄板により円筒状に形成されたドラムを保持すると共に回転自在に備えられたドラム保持部材と、該ドラム保持部材に該ドラムを供給するドラム供給手段と、該ドラム保持部材に保持されている該ドラムの切断位置に当接されて、該ドラムを切断する回転自在の刃具とを備え、該ドラムを所定幅毎に周方向に切断して無端帯状の金属リングを形成する金属製薄板ドラムの切断装置であって、該ドラム供給手段は、下流側端部が上流側端部より低位置にあり、載置された複数の該ドラムが自重により上流側から下流側に転動して搬送される傾斜搬送路と、該傾斜搬送路の下流側に設けられ、該ドラムの転動を制御する転動制御手段と、該傾斜搬送路の下流側端部から所定の間隔を存して設けられ、該傾斜搬送路から払い出される該ドラムを載置する載置部材と、該載置部材に載置された該ドラムを該ドラム保持部材により保持される位置に移動させる移動手段とを備えることを特徴とする。

本発明の切断装置では、金属製の薄板により円筒状に形成されたドラムを前記ドラム保持部材に保持すると共に、該ドラムの切断位置に前記刃具を当接させることにより該ドラムを所定幅毎に周方向に切断して、無端帯状の金属リングを形成する。この間、他の前記ドラムは、前記ドラム供給手段の傾斜搬送路上に載置されて、該傾斜搬送路上に待機せしめられている。

前記傾斜搬送路は、下流側端部が上流側端部より低位置にあるので、該傾斜搬送路上に載置された前記ドラムは、自重により上流側から下流側に転動して搬送されるようになっているが、前記待機中の該ドラムは、前記転動制御手段によりその転動を阻止されている。そして、前記ドラムは、前記転動制御手段が転動阻止を解除することにより、前記傾斜搬送路上を転動して、該傾斜搬送路の下流側端部から前記載置部材上に払い出される。前記載置部材上に払い出された前記ドラムは、前記移動手段により、前記ドラム保持手段により保持される位置に移動される。

従って、本発明の切断装置によれば、前記ドラムを前記ドラム保持手段により保持される位置に自動的に供給することができる。

また、本発明の金属製薄板ドラムの切断装置において、前記ドラム供給手段は、前記傾斜搬送路が上下方向に複数段設けられ、相互に隣接する該傾斜搬送路は、互いに逆方向の傾斜を備えると共に、上段側傾斜搬送路の下流側端部から下段側傾斜搬送路の上流側に落下した前記ドラムが通過可能な間隔を存して設けられていることが好ましい。

前記ドラム供給手段によれば、前記上段側傾斜搬送路に載置された前記ドラムは、該上段側傾斜搬送路を転動して下流側端部から自然落下した後、前記下段側傾斜搬送路の上流側で受け止められる。前記下段側傾斜搬送路は、前記上段側傾斜搬送路とは逆方向に傾斜しているため、前記受け止められたドラムは、該上段側傾斜搬送路を転動する場合とは逆方向に転動して搬送される。この時、相互に隣接する前記傾斜搬送路は、前記ドラムが通過可能な間隔を存して設けられているため、前記下段側傾斜搬送路に受け止められた該ドラムは、前記上段側傾斜搬送路に干渉されることなく上流側から下流側に転動して搬送される。

従って、前記ドラム供給手段は、上下方向に複数段設けられている前記傾斜搬送路の最も上段側傾斜搬送路の上流側から、最も下段側の傾斜搬送路の下流側へ、ドラムを自重により転動させて搬送することができるため、同一床面積において、より多くのドラムを前記ドラム供給手段に載置することができる。

次に、添付の図面を参照しながら本発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。図１は本実施形態の金属製薄板ドラムの切断装置の構成を示す説明的断面図、図２は図１のII−II線断面図、図３は図１の装置における金属製薄板ドラムに対する刃具の当接状態を示す説明図である。

図１に示すように、本実施形態の切断装置１は、金属製薄板ドラム２を所定幅毎に周方向に切断するために用いられるものであって、ドラム２を供給するドラム供給手段３と、ドラム２を保持するドラム保持部４と、ドラム２の切断位置の内周面及び外周面に当接されてドラム２を切断する１対のローリングカッター５ａ，５ｂと、ローリングカッター５ａ，５ｂを駆動するカッター駆動部６と、ドラム２の切断により形成された無端帯状の金属リング７を払い出す払出し手段８とを備えている。本実施形態の切断装置１において、ローリングカッター５ａ，５ｂは、図４（ｂ）に示す押切刃具４３と同一の形状を備えている。

ドラム供給手段３は、複数のドラム２を転動させて搬送する搬送路１１と、搬送路１１から供給されるドラム２を載置する載置部材１２と、載置部材１２に載置されているドラム２をドラム保持部４方向に押し出すサーボシリンダ１３とを備えている。

載置部材１２は、下段側の傾斜搬送路１１ａの下流側端部との所定の間隔を存して設けられている。載置部材１２は、傾斜搬送路１１ａの下流側端部から自然落下するドラム２を受け止めて載置するために、内周面がドラム２の外径に一致する半円筒状体とされ、傾斜搬送路１１ａ側が開放されている。

サーボシリンダ１３は、載置部材１２の側方に備えられており、シリンダロッド１６の先端に備えられた当接部材１７を、載置部材１２上に載置されたドラム２の端部に当接して、ドラム２をドラム保持部４方向に押し出すようになっている。当接部材１７は周縁部に設けられた複数のロッド１７ａがサーボシリンダ１３のフランジ部１３ａに挿通されることにより、ドラム２の端部に垂直に当接されるように姿勢を維持している。

ドラム保持部４は、サーボシリンダ１３により押し出されたドラム２の外周面に圧接される圧接部材１８と、ドラム２の外周面に対して圧接部材１８を進退させるコレット１９とを備えている。尚、ドラム保持部材４は、ドラム２に対するローリングカッター５ａ，５ｂの当接状態を示すため、一部を切り欠いて断面として示している。圧接部材１８は、サーボシリンダ１３と反対側の端部の外周面に、サーボシリンダ１３側から反対側に向かって拡径するテーパ面１８ａを備え、図示しない付勢手段によりドラム２の外周面から離間する方向に付勢されている。一方、コレット１９は、内周面にサーボシリンダ１３側から反対側に向かって拡径するテーパ面１９ａを備え、テーパ面１９ａはテーパ面１８ａに摺接している。コレット１９は、シリンダ２０のシリンダロッド２０ａに取着された係合部材２０ｂに係合され、シリンダ２０により前後動自在とされている。

コレット１９は、シリンダ２０により前進せしめられると、サーボシリンダ１３と反対側に移動して、テーパ面１９ａを介してテーパ面１８ａを押圧し、圧接部材１８をドラム２の外周面に圧接させる。また、コレット１９は、シリンダ２０により後退せしめられると、サーボシリンダ１３の側に移動して、テーパ面１９ａによるテーパ面１８ａの押圧を解除する。このとき、圧接部材１８は、図示しない付勢手段の付勢力によりドラム２の外周面から離間する方向に移動される。

圧接部材１８の外周面にはギヤ２１が設けられており、圧接部材１８はドラム２の外周面に圧接している状態で、ギヤ２１がモータ２２の回転軸に取着されたギヤ２２ａに噛合することにより、モータ２２の回転に伴ってドラム２を回転させる。

カッター駆動部６は、ドラム保持部４に保持されたドラム２のサーボシリンダ１３と反対側の端部に対面するように設けられ、ネジ軸２３を備えるバックプレート２４を備えている。ネジ軸２３はドラム保持部４と反対側の端部にギヤ２３ａが取着されており、ギヤ２３ａはサーボモータ２５の回転軸に取着されたギヤ２５ａに噛合している。サーボモータ２５は、正逆両方向に回転可能であり、ネジ軸２３はサーボモータ２５の回転に伴って正方向または逆方向に回転する。

一方、ネジ軸２３のドラム保持部４側の端部は支持プレート２６に接続されており、支持プレート２６は図示しないボールネジ機構により、ネジ軸２３の回転に従って進退自在とされている。支持プレート２６は端部近傍に設けられた複数のロッド２６ａがバックプレート２４に挿通されることにより、ドラム２の端部に垂直になるように姿勢を維持している。

支持プレート２５のドラム保持部４側の面には、両端部に支持部材２７ａ，２７ｂが立設され、支持部材２７ａ，２７ｂにネジ軸２８が枢支されている。ネジ軸２８は、支持部材２７ａ側の端部に取着されたギヤ２９が、支持部材２７ａに取着されたサーボモータ３０の回転軸に取着されたギヤ３０ａに噛合している。サーボモータ３０は、正逆両方向に回転可能であり、ネジ軸２８はサーボモータ３０の回転に伴って正方向または逆方向に回転する。

ネジ軸２８の支持部材２７ａ側にはボールネジ部３１ａが取着され、ボールネジ部３１ａは支持プレート２５のドラム保持部４側の面に設けられたガイドレール３２に跨設されて、ネジ軸２８の回転に伴ってガイドレール３２上を移動自在とされている。そして、ボールネジ部３１ａ上に、ドラム２の外周面に当接されるローリングカッター５ａを回転自在に支持するカッター保持部材３３ａが設けられている。

一方、ネジ軸２８の支持部材２７ｂ側にはボールネジ部３１ｂが取着され、ボールネジ部３１ｂはガイドレール３２に跨設されて、ネジ軸２８の回転に伴ってガイドレール３２上を移動自在とされている。そして、ボールネジ部３１ｂ上に、ドラム２の内周面に当接されるローリングカッター５ｂを回転自在に支持するカッター保持部材３３ｂが設けられている。

また、ネジ軸２８は、支持部材２７ａ側のネジ軸２８ａと、支持部材２７ｂ側のネジ軸２８ｂとでネジの向きが逆になっている。この結果、ボールネジ部３１ａ，３１ｂは、ネジ軸２８の回転に伴って、互いに近接し、あるいは互いに離間する方向に移動する。

次に、本実施形態の切断装置１の作動について説明する。

切断装置１では、まず、ドラム供給手段３により供給されたドラム２が載置部材１２上に載置されると、サーボシリンダ１３が駆動されてシリンダロッド１６の先端に設けられた当接部材１７がドラム２の方向に前進し、ドラム２の一方の端部に当接する。サーボシリンダ１３は、さらにシリンダロッド１６を前進させて、当接部材１７を介してドラム２をドラム保持部材４の方向に押し出し、ドラム２の他方の端部がローリングカッター５ａ，５ｂにより切断される所定の位置までドラム２を移動させた後、停止する。このとき、圧接部材１８は、ドラム２と干渉しない位置に待避している。

次に、ドラム２が前記所定の位置まで移動されたならば、シリンダ２０が駆動されて、コレット１９を前進させる。このようにすると、コレット１９のテーパ面１９ａが圧接部材１８のテーパ面１８ａを押圧するので、圧接部材１８がドラム２の外周面に圧接され、ドラム２が圧接部材１８により保持される。

このとき、ローリングカッター５ａ，５ｂは、ドラム２に当接しない間隔を存して離間されており、さらにドラム２の外方（図１ではドラム２の右側）に待避している。

そこで、次に、サーボモータ２５が駆動され、支持プレート２６をドラム２の方向に移動させることにより、カッター支持部材３３ａ，３３ｂに支持されたローリングカッター５ａ，５ｂをドラム２方向に移動させる。サーボモータ２５は、ローリングカッター５ａ，５ｂが、ドラム２の端部から金属リング７の幅に相当する間隔を存する所定の切断位置に達したならば、停止される。

次に、サーボモータ３０が駆動される。このとき、ネジ軸２８は、支持部材２７ａ側のネジ軸２８ａと、支持部材２７ｂ側のネジ軸２８ｂとでネジの方向が逆になっているので、ボールネジ部３１ａが支持部材２７ａから離間する方向に移動すれば、ボールネジ部３１ｂも支持部材２７ｂから離間する方向に移動する。この結果、ボールネジ部３１ａ，３１ｂ上に設けられたカッター支持部材３３ａ，３３ｂに支持されたローリングカッター５ａ，５ｂが互いに近接する方向に移動され、ローリングカッター５ａがドラム２の外周面に当接されると共に、ローリングカッター５ｂがドラム２の内周面に当接される。

またこのとき、モータ２２が駆動されることにより、圧接部材１８に保持されているドラム２が回転駆動される。そこで、ドラム２に当接されているローリングカッター５ａ，５ｂはドラム２と連れ回りしながら、ボールネジ部３１ａ，３１ｂにより、図３に示すようにさらに近接せしめられる。

このようにすると、ドラム２の肉は、山形形状となっているローリングカッター５ａ，５ｂの両側の軸方向に逃げるため、ローリングカッター５ａ，５ｂの間が肉薄となる。そして、ローリングカッター５ａ，５ｂの間隙が０．１ｍｍ程度以下になるとドラム２が自然に破断し、金属リング７が得られる。得られた金属リング７は、払出し手段８に保持された後、払出される。

次に、シリンダ２０が駆動されて、コレット１９が後退せしめられると、圧接部材１８が図示しない付勢手段の付勢力により、ドラム２から離間する方向に移動し、圧接部材１８によるドラム２の保持が解除される。すると、サーボシリンダ１３により、ドラム２が先に切断された金属リング７の幅に相当する長さだけ、ドラム保持部材４の方向に押し出され、ドラム２の端部がローリングカッター５ａ，５ｂにより切断される所定の位置まで移動される。そして、前述と全く同一の手順により、ドラム２が圧接部材１８により保持され、ドラム２の端部がローリングカッター５ａ，５ｂにより切断される。

前述の手順は、ドラム２の軸方向の長さが金属リング７の幅より短くなるまで繰り返され、１つのドラム２の切断処理が終了する。１つのドラム２の切断処理が終了したならば、再びストッパ１５のピン１５ａが出没され、新たなドラム２が供給されて、前述の手順が繰り返される。

次に、ドラム供給手段３について詳細に説明する。

搬送路１１は、図２に示すように、下流側端部が上流側端部より低位置にある傾斜搬送路１１ａ，１１ｂを上下方向に２段に備えており、傾斜搬送路１１ａ，１１ｂは、互いに逆方向の傾斜を備えると共に、上段側傾斜搬送路１１ｂの下流側端部から下段側傾斜搬送路１１ａの上流側に落下した前記ドラムが通過可能な間隔を存して設けられている。下段側の傾斜搬送路１１ａの上流側端部には、反転部材１４が上段側の傾斜搬送路１１ｂの下流側端部との間にドラム２の外径に相当する距離を存して立設されている。一方、下段側の傾斜搬送路１１ａの下流側端部にはストッパ１５が設けられており、ストッパ１５は、出没自在のピン１５ａを突出させることによりドラム２の転動を阻止するようになっている。

切断装置１におけるドラム供給手段３は、まず、傾斜搬送路１１上に、傾斜搬送路１１ｂの上流側から複数のドラム２が載置される。傾斜搬送路１１ｂ上のドラム２は、自重により上流側から下流側へと転動して搬送される。前記転動により傾斜搬送路１１ｂの下流側端部から自然落下したドラム２は、反転部材１４により移動方向を反転されて、傾斜搬送路１１ａに受け止められて載置される。このとき、最も下流側のドラム２は、ストッパ１５によりその転動が阻止される。

次に、ストッパ１５のピン１５ａを没入させることにより、傾斜搬送路１１ａ上のドラム２のうち、最も下流側にある１個を転動させ、載置部材１２上に自然落下させて載置する。このとき、サーボシリンダ１３のシリンダロッド１６の先端に設けられた当接部材１７は、サーボシリンダ１３のフランジ１３ａに当接される位置に待避しているので、載置部材１２上に自然落下するドラム２は当接部材１７に衝突することなく、載置部材１２上に載置される。また、最も下流側のドラム２が転動すると、傾斜搬送路１１ａ，１１ｂ上の他のドラム２も続いて転動するが、ピン１５は最初の１個のドラム２が通過すると直ちに突出するので、残りのドラム２の載置部材１２上への自然落下は阻止される。従って、本実施形態の切断装置１では、ドラム供給手段３により、ドラム２を自動的に供給することができる。

本実施形態の切断装置１では、下段側の傾斜搬送路１１ａの上流側端部に反転部材１４が立設されているが、反転部材１４を設けずに、上段側の傾斜搬送路１１ｂから自然落下したドラム２が、下段側の傾斜搬送路１１ａに受け止められた後、その傾斜により自然に移動方向が反転するようにしてもよい。

また、本実施形態の切断装置１では、搬送路１１は、傾斜搬送路１１ａ，１１ｂを２段に備えているが、３段以上に備えていてもよい。

また、本実施形態の切断装置１において、ストッパ１５は、傾斜搬送路１１ａの下流側端部に出没自在のピン１５ａを備えているが、ドラム２の転動を阻止することができるものであれば他の部材であってもよく、その位置も制限されるものではない。

本発明の金属製薄板ドラムの切断装置の構成を示す説明的断面図。 図１のＩＩ−ＩＩ線断面図。 図１の装置における金属製薄板ドラムに対する刃具の当接状態を示す説明図。 刃具の形状を示す説明図。

符号の説明

１…切断装置、２…ドラム、３…ドラム供給手段、４…ドラム保持部材、５ａ，５ｂ…ローリングカッター（刃具）、７…金属リング、１１…傾斜搬送路、１２…載置部材、１３…サーボシリンダ（移動手段）、１５…ストッパ（転動制御手段）。

Claims (2)

1. 金属製の薄板により円筒状に形成されたドラムを保持すると共に回転自在に備えられたドラム保持部材と、該ドラム保持部材に該ドラムを供給するドラム供給手段と、該ドラム保持部材に保持されている該ドラムの切断位置に当接されて、該ドラムを切断する回転自在の刃具とを備え、該ドラムを所定幅毎に周方向に切断して無端帯状の金属リングを形成する金属製薄板ドラムの切断装置であって、
   該ドラム供給手段は、下流側端部が上流側端部より低位置にあり、載置された複数の該ドラムが自重により上流側から下流側に転動して搬送される傾斜搬送路と、
   該傾斜搬送路の下流側に設けられ、該ドラムの転動を制御する転動制御手段と、
   該傾斜搬送路の下流側端部から所定の間隔を存して設けられ、該傾斜搬送路から払い出される該ドラムを載置する載置部材と、
   該載置部材に載置された該ドラムを該ドラム保持部材により保持される位置に移動させる移動手段とを備えることを特徴とする金属製薄板ドラムの切断装置。
2. 前記ドラム供給手段は、前記傾斜搬送路が上下方向に複数段設けられ、相互に隣接する該傾斜搬送路は、互いに逆方向の傾斜を備えると共に、上段側傾斜搬送路の下流側端部から下段側傾斜搬送路の上流側に落下した前記ドラムが通過可能な間隔を存して設けられていることを特徴とする請求項１記載の金属製薄板ドラムの切断装置。

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