JP2016135521A - 切断機 - Google Patents

Abstract

【課題】昇降駆動装置により昇降する昇降スライダの往復運動を可動刃側に、断続的に伝達することができる係脱可能な伝達装置を備えた切断機の提供。
【解決手段】本発明の切断機は、固定刃３１と、可動刃３２と、昇降方向に移動可能な昇降スライダ１２と、昇降スライダを昇降方向に往復運動させる昇降駆動装置１０とを備えた切断機である。昇降スライダの下部に設けられる伝達部２３と、昇降スライダと可動刃と間に設けられ、伝達部と当接可能な第１の位置と伝達部に当接しない第２の位置とに進退移動し、第１の位置にあるとき、昇降スライダの下降移動を可動刃に伝達可能な被伝達部材２２と、被伝達部材を進退移動させる係脱用駆動体２０Ａとを備えた伝達装置２０を備え、被伝達部材及び伝達部は、対向する当接部が２以上の段を有する段状当接部に形成され、第１の位置に位置したとき、互いに当接するように構成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、棒状の素材を所定の長さに切断する切断機に関する。更に詳しくは、昇降駆動装置側の往復運動を可動刃側に、断続的に伝達することができる係脱可能な伝達装置を備えた切断機に関する。

金属部品である鍛工品（鍛造品）を製造するには、先ずその素材である棒状定尺素材（例えば、断面円形、多角形状の棒鋼定尺素材であり、以下棒材と称す）から、その一部品単位の必要分量に相当する体積分を切り出す必要がある。言い換えると、棒材よりビレット（金属片、鋼片）と称する必要長さのものを切断して取り出すことが必要である。この素材取り方法には種々の方法があるが、その一方法に通称シャーせん断と称されるプレス式切断がある。

このようなビレットを切断する機械の一つとして、固定刃に対して可動刃を進退移動させて行う切断機が知られている。例えば、昇降盤及び固定盤に各々高硬度座片を埋設し、この高硬度座片上に切断刃の基端を支承させている切断機に関する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。また、従来の電動せん断機に設置されているクラッチ機構に変えて、エアシリンダにより水平方向に往復動する摺動子が設けられた電動せん断機に関する技術も知られている（例えば、特許文献２参照）。さらに、スライダの昇降運動を可動刃に間欠駆動させる機構として、揺動ヘッドのヘッド本体は、スライダの下端部に、揺動軸が保持されることにより垂下及び傾倒可能に支持され、揺動ヘッドの揺動駆動源の動力が遮断された時に、揺動ヘッドの加圧面を可動刃の昇降軌道から退避する方向へ付勢する退避機構を備えた棒材切断機に関する技術も知られている（例えば、特許文献３参照）。

実公昭３８−１６４９２号公報 実開昭４８−１７７８４号公報 特許第５３３９５１５号公報

しかしながら、特許文献１、２に記載された技術では、クランク軸、偏心カムの回転位置の検出がされていないため、自動棒材送出装置、ビレット搬出装置等を付設し、連続的に棒材切断を行う自動化を図ることが困難であるという問題点が生じていた。また、特許文献２の技術では、摺動子がエアシリンダのロッドに枢支部材を以て枢支連結されているため、ガイド、摺動子、シリンダ等を昇降移動するラムの下面に取り付けなければならないとともに機体内に設ける必要があり、組立・調整作業、メンテナンス作業等がやりにくく、シリンダも昇降移動するため配管処理等にも工夫が必要であった。

さらに、特許文献３に記載された技術は、棒材切断の自動化を行うことができる。しかし、この技術の棒材切断機は、揺動ヘッドをスライダの昇降が可動刃に対して作用する有効位相（垂下姿勢）と作用しない無効位相（傾倒姿勢）に回転させて行うため、垂下姿勢の角度位置がほんの少しずれることにより、揺動ヘッドが反発離脱し、スライダの昇降を可動刃側に伝達することに不具合が生じ、確実な切断作業を行うことが困難になるおそれがあるという問題点が生じていた。また、この棒材切断機も、揺動駆動源、ユニバーサルジョイント、シャフト等が、スライダの下部に取り付けられる構成のものであった。

一方、切断機では、可動刃の切断速度を高速化することが要望されており、高速化を図った切断機においても、高精度、高信頼性が図れる切断機の開発が要望されている。言い換えると、連続して確実な切断作業を行うために、昇降スライダの昇降方向の往復運動を可動刃側に断続的に伝達する機構を、簡素な構成で、伝達動作の信頼性高く、かつ、組立、メンテナンス等の作業が容易にした切断機の開発が要望されている。

本発明は、前述したような問題点を解決するためになされたものであり、次のような目的を達成する。
本発明の目的は、昇降駆動装置側の昇降方向の往復運動を可動刃側に、断続的に伝達することができ、しかも、確実に係脱可能な伝達装置を備えた切断機を提供することにある。

本発明の他の目的は、係脱可能な伝達装置の主要部を、切断機本体の外側に設け、組立・調整、メンテナンス等の作業を容易に行えるようにした切断機を提供することにある。

本発明は、前述した目的を達成するために次の手段を採る。
本発明１の切断機は、
切断機本体に設けられる固定刃と、棒材を切断するために、前記固定刃に対して移動可能な可動刃と、前記切断機本体に、昇降方向に移動可能に設けられる昇降スライダと、前記昇降スライダを前記昇降方向に往復運動させるための昇降駆動装置とを備えた切断機であって、前記昇降スライダの下部に設けられる伝達部と、前記昇降スライダと前記可動刃との間に設けられ、前記伝達部と当接可能な第１の位置と前記伝達部に当接しない第２の位置とに進退移動可能な部材であって、前記第１の位置にあるとき、前記昇降スライダの下降移動を前記可動刃に伝達可能な被伝達部材と、前記被伝達部材を進退移動させるための係脱用駆動体とを有する伝達装置を備え、前記被伝達部材及び前記伝達部は、対向する当接部が２以上の段を有する段状当接部に形成され、前記第１の位置に位置したとき、前記被伝達部材の段状当接部と前記伝達部材の段状当接部とが互いに当接するように構成されていることを特徴とする。

本発明２の切断機は、
切断機本体に設けられる固定刃と、棒材を切断するために、前記固定刃に対して移動可能な可動刃と、前記切断機本体に、昇降方向に移動可能に設けられる昇降スライダと、前記昇降スライダを前記昇降方向に往復運動させるための昇降駆動装置とを備えた切断機であって、前記昇降スライダの下部に設けられる伝達部と、前記昇降スライダと前記可動刃との間に設けられ、前記伝達部と当接可能な第１の位置と前記伝達部に当接しない第２の位置とに進退移動可能な部材であって、前記第１の位置にあるとき、前記昇降スライダの下降移動を前記可動刃に伝達可能な被伝達部材と、前記被伝達部材を進退移動させるための係脱用駆動体とを有する伝達装置を備え、前記被伝達部材の被駆動係合部と、前記係脱用駆動体の係合部とは、前記昇降方向に移動可能に、かつ、前記進退移動する方向に係合されているものであることを特徴とする。

本発明３の切断機は、
切断機本体に設けられる固定刃と、棒材を切断するために、前記固定刃に対して移動可能な可動刃と、前記切断機本体に、昇降方向に移動可能に設けられる昇降スライダと、前記昇降スライダを前記昇降方向に往復運動させるための昇降駆動装置とを備えた切断機であって、前記昇降スライダの下部に設けられる伝達部と、前記昇降スライダと前記可動刃との間に設けられ、前記伝達部と当接可能な第１の位置と前記伝達部に当接しない第２の位置とに進退移動可能な部材であって、前記第１の位置にあるとき、前記昇降スライダの下降移動を前記可動刃に伝達可能な被伝達部材と、前記被伝達部材を進退移動させるための係脱用駆動体とを有する伝達装置を備え、前記被伝達部材の被駆動係合部と、前記係脱用駆動体の係合部とは、前記昇降方向に移動可能に、かつ、前記進退移動する方向に係合されているものであり、前記被伝達部材及び前記伝達部は、対向する当接部が２以上の段を有する段状当接部に形成され、前記第１の位置に位置したとき、前記被伝達部材の段状当接部と前記伝達部材の段状当接部とが互いに当接するように構成されていることを特徴とする。

本発明４の切断機は、本発明２又は３において、
前記被駆動係合部は平面視Ｔ字状又は略Ｔ字状をした溝が前記昇降方向に延びたＴ溝であり、前記係合部は前記Ｔ溝に嵌り込むＴ字状に形成された部位であることを特徴とする。

本発明５の切断機は、本発明１から４において、
前記係脱用駆動体は、圧力流体の供給によりピストンロッドが進退移動する流体圧シリンダ、サーボモータの駆動によりロッドが進退移動する電動シリンダ、及び、サーボモータとボールねじ機構による送り駆動体から選択される１種であることを特徴とする。

本発明６の切断機は、本発明５において、
前記係脱用流体圧シリンダには、前記ピストンロッドが前記第１の位置又は前記第２の位置に移動したとき、当接する際に加わる荷重を緩和させるとともに位置決めを行うストッパが設けられていることを特徴とする。

本発明７の切断機は、本発明１から６において、
前記固定刃を固定するための基台と、前記基台に対して前記昇降方向に移動可能に設けられ、前記可動刃が取り付けられる昇降ラムとを備え、前記基台と前記昇降ラムとの間には、前記基台に対して前記昇降ラムを押し上げるためのラム押上装置が設けられていることを特徴とする。

本発明８の切断機は、本発明７において、
前記ラム押上装置は、前記可動刃を囲むように複数の位置に設けられ、圧力流体が供給されることにより前記昇降ラムを押し上げるラム押上用流体圧シリンダ、又は、弾発力を用いて前記昇降ラムを押し上げるラム押上用弾発装置であることを特徴とする。

本発明９の切断機は、本発明８において、
前記ラム押上用流体圧シリンダ、又は、前記ラム押上用弾発装置は、前記昇降ラムの外方側の複数の位置に設けられているものであることを特徴とする。

本発明１０の切断機は、本発明１から９において、
前記昇降駆動装置は、昇降用駆動体の回転運動を、前記昇降スライダの前記昇降方向の往復運動に変換するための偏心機構を備え、前記昇降用駆動体の回転を、前記偏心機構を介して前記昇降スライダを前記昇降方向に往復運動させるものであり、前記偏心軸体の回転角度位置が検出可能な回転角度位置検出器と、予め設定された所望の回転角度位置に、前記偏心軸体が位置したとき、前記係脱用駆動体に、前記被伝達部材を前記第１の位置又は前記第２の位置に移動させる制御を行う制御装置とを備えていることを特徴とする。

本発明１１の切断機は、本発明１から１０において、
前記可動刃による前記棒材の切断は、前記昇降スライダの前記往復運動の下至点近傍の所定の範囲で行うことを特徴とする。

本発明１２の切断機は、本発明１から１１において、
前記可動刃による前記棒材の切断開始は、前記可動刃の速度が０．４ｍ／ｓ乃至１．５ｍ／ｓの範囲で行うことを特徴とする。

本発明の切断機は、昇降駆動装置側の往復運動を可動刃側に、断続的に伝達することができる伝達装置を、係脱可能な伝達部と被伝達部材、被伝達部材を進退移動させる係脱用駆動体とからなる簡素の構成にし、かつ、伝達部と被伝達部材とが当接する当接部の受圧面積を適正にすることで、伝達動作の高信頼性を図ることができる。

また、この切断機は、昇降駆動装置の昇降用駆動体を高い回転数で回転運動させても、伝達装置の伝達部と被伝達部材とを係脱させて、１回毎、複数回に１回のように、断続的に伝達することで、確実に、可動刃側に伝達することができ、可動刃の刃物速度を高速化を図ることができる。また、この切断機は、従来の刃物速度より高い刃物速度（例えば、０．４ｍ／ｓ以上）で切断を行えるため切断精度の向上が図れる。さらに、このような高速切断を行うことで、高速脆性を利用して切断できるため、従来の切断機では切断が困難とされていた材料の切断を行うことができる。

また、この切断機は、係脱用駆動体に対して、被伝達部材が昇降方向に移動可能に係合されているため、昇降スライダの下降移動に合わせて被伝達部材も下降移動できるようになっている。そのため、この切断機は、被伝達部材を進退移動させるための係脱用駆動体等を、切断機本体の外側に設けることができる構成になっていて、組立・調整、メンテナンス等の作業を容易に行うことができる。さらに、この切断機は、係脱用駆動体等が昇降移動しない構成のため、安全性の向上も図れる。

また、この切断機において、被伝達部材、及び、伝達部に段状当接部が形成されている構成のものは、段状当接部を有していない被伝達部材、伝達部で構成されているものに比べ、係脱用駆動体の移動ストロークが少なくてよいため移動時間を短縮でき、さらなる高速切断を行うことができる。また係脱用駆動体の小型化が図れる。

図１は、本発明の切断機の実施の形態を示す正面図である。 図２（ａ）は、本実施の形態の切断機に設けられた係脱可能な伝達装置を説明するための図であって、伝達部に対して被伝達部材が非係合（離隔した）状態の部分図、図２（ｂ）は、図２（ａ）をＡ方向から矢視した矢視図であって、係脱用駆動体と被伝達部材との係合関係を示す図、図２（ｃ）は、図２（ａ）の一部をＢ−Ｂ線で切断して断面で示した部分図である。 図３は、本実施の形態の切断機に設けられた係脱可能な伝達装置を説明するための図であって、伝達部と被伝達部材とが係合した状態の部分図である。 図４は、切断機における固定刃と可動刃の関係を示すために一部断面にして示した部分図である。 図５は、昇降駆動装置、伝達装置、ラム押上装置、及び、制御装置を模式的に示した説明図である。 図６は、この切断機における昇降スライダ、可動刃、伝達装置との関係を説明するための動作チャートである。

以下、本発明の切断機の実施の形態を図面に基づき説明する。
図１は、本発明の切断機の実施の形態を示す正面図である。 図２（ａ）は、この切断機に設けられた係脱可能な昇降運動の伝達装置を説明するための図であって、伝達部に対して被伝達部材が離脱した状態の部分図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）をＡ方向から矢視した矢視図であって、係脱用駆動体と被伝達部材との係合関係を示す図、図２（ｃ）は、図２（ａ）の一部をＢ−Ｂ線で切断して断面で示した部分図である。図３は、この切断機に設けられた係脱可能な伝達装置を説明するための図であって、昇降運動の伝達部と被伝達部材とが係合した状態の部分図である。図４は、この切断機における固定刃と可動刃の関係を説明するために一部断面にして示した部分図である。図５は、昇降駆動装置、伝達装置、ラム押上装置、及び、制御装置を模式的に示した説明図である。図６は、この切断機における昇降スライダ、可動刃、伝達装置との関係を説明するための動作チャートである。

図１から図５に従って、切断機１の構成を説明する。切断機１は、切断機本体５、昇降駆動装置１０、係脱可能な伝達装置２０、固定刃３１、可動刃３２を備えた素材切断機構３０、ラム押上装置４０等から構成されている。
切断機本体５には、昇降スライダ１２が、切断機本体５に形成された案内部５ａ、５ａに案内され昇降方向（図２、３に示す矢印Ｙ方向）に移動可能に設けられている。昇降スライダ１２は、正面視額縁状をした部材であって、矩形状をした空間部が形成されている。この空間部には、水平方向に移動可能に水平スライダ１４が設けられている。水平スライダ１４は、案内部１２ａ、１２ａに案内されて水平方向（図２、３における矢印Ｘ方向）に移動する。水平スライダ１４には、穴部１２ｂが形成されている。この穴部１２ｂには、偏心軸体１３の偏心軸部１３ｂが嵌り込んでいる。偏心軸体１３は、支軸部１３ａが切断機本体５に図示しない軸受部を介して回転可能に支持されている。偏心軸部１３ｂの中心ｃ２は、支軸部１３ａの中心ｃ１に対して、偏心量ｅ分偏心するように形成されている。

図５に従って、昇降駆動装置１０について説明を行う。昇降用駆動体であるモータ１５の出力軸には一方のプーリ１６が設けられている。偏心軸体１３の支軸部１３ａのうち一方には、他方のプーリ１７が設けられている。一方のプーリ１６と他方のプーリとの間には、ベルト１８が掛け渡されている（図５参照）。モータ１５、一方のプーリ１６、ベルト１８、他方のプーリ１７を介して偏心軸体１３を回転させると、支軸部１３ａの中心ｃ１を中心にして偏心軸体１３は回転する。このとき、偏心軸部１３ｂの中心ｃ２は、中心ｃ１を中心とする偏心量ｅの偏心回転運動を行う。そのため、水平スライダ１４は水平方向（図２、３に示す矢印Ｘ方向）に移動する。

また、昇降スライダ１２は昇降方向（図２、３に示す矢印Ｙ方向）に移動する。言い換えると、昇降スライダ１２は、水平スライダ１４を介して、偏心軸体１３の回転角度位置に対応して昇降方向の往復運動（以下、昇降運動と記載）を行う。モータ（昇降用駆動体）１５、ベルト・プーリ機構１６〜１８、偏心軸体１３、水平スライダ１４等が昇降スライダ１２を昇降させる昇降駆動装置１０を構成している。なお、この実施の形態の説明では、ベルト・プーリ機構で説明を行っているが、モータ１５の回転を偏心軸体１３に伝達できる機構であればよく、例えば、歯車機構、スプロケット・チェーン機構などであってもよい。

偏心軸体１３の支軸部１３ａの他方には、偏心軸体１３の回転角度位置を検出するために、回転角度位置検出器（例えば、アブソリュート方式のエンコーダ）５１が設けられている。回転角度位置検出器５１は接続ケーブルを介して制御装置５０の制御部５２に接続され、回転角度検出器５１から出力された出力信号は、制御装置５０の制御部５２に入力される（図５参照）。制御部５２は、回転角度検出器５１からの角度情報を元に、制御部５２に予め設定された所望の角度位置に位置したとき、ＯＮ／ＯＦＦ信号（オン／オフ信号）を出力する。このような技術は、例えば特公平７−４０２０５号公報等に記載されているものであり、この説明では詳細な説明を省略する。

切断機本体５には、昇降スライダ１２の昇降運動を後述する可動刃３２に、選択的に、断続して伝達するために係脱可能な昇降運動の伝達装置２０が設けられている。伝達装置２０は、昇降スライダ１２の下面に取り付けられた伝達部である伝達部材２３と、この伝達部材２３と係脱可能であり、係合状態にあるとき昇降運動が伝達される被伝達部材２２と、被伝達部材２２を第１の位置である前進位置（係合位置）、第２の位置である後退位置（非係合位置）に進退移動させる係脱用駆動体である係脱用流体圧シリンダ（以下、係脱用シリンダと記載）２０Ａ等から構成されている。

昇降スライダ１２の下面には、昇降運動の伝達装置２０の一方の側を構成し、係脱動作の固定側を構成する部位である伝達部材（伝達部）２３が設けられている。この実施の形態では、昇降スライダ１２に伝達部材２３がボルト（図示せず）で取り付けられている。係脱用シリンダ２０Ａは、圧力源５５から供給される所定の圧力に加圧された作動流体である圧力流体（例えば、圧縮空気）の供給方向を方向切換弁２９で切り換えることによりピストンロッド２５が進退移動する。すなわち、係脱用シリンダ２０Ａは、方向切換弁２９のソレノイド２９ａを励磁するとピストンロッド２５は後退位置に移動し、方向切換弁２９のソレノイド２９ｂを励磁するとピストンロッド２５は前進位置に移動する（図５参照）。

伝達部材２３は、下面に複数の段（例えば、２段）が形成された段状当接部２３ａが形成されている部材である。被伝達部材２２は、昇降運動の伝達装置２０の他方の側を構成し、係脱動作の可動側を構成する部材である。被伝達部材２２には、上面に複数の段（例えば、２段）が形成された段状当接部２２ｃが形成されている。被伝達部材２２が係脱用シリンダ２０Ａにより、伝達部材２３と係合する前進位置に位置したとき、被伝達部材２２の段状当接部２２ｃと伝達部材２３の段状当接部２３ａが当接して係合可能となる。被伝達部材２２が係脱用シリンダ２０Ａにより後退位置に位置したとき、被伝達部材２２の段状当接部２２ｃと伝達部材２３の段状当接部２３ａとは所定の寸法ｄ離れた状態となり、係合することがない（図２参照）。

段状当接部２２ｃと段状当接部２３ａには、昇降スライダ１２の伝達部材２３側から被伝達部材２２を介して可動刃３２側に伝達するのに問題が生じることがない受圧面積が形成されている。この伝達部材２２と被伝達部材２３は、当接部の形状が平面視矩形状をしているため受圧面積の形成が容易である。段数が３段以上の場合でも、平面視の受圧面積を同一またはほぼ同一にすれば問題はない。また、段状当接部２２ｃと段状当接部２３ａが、このような受圧面積を有するようにしていることで、被伝達部材２３が前進位置に位置決めされる際、この位置決めに多少の誤差が生じても、常に、確実な伝達が行えるような構成になっている。

このように、段状当接部２２ｃが形成されている被伝達部材２２、段状当接部２３ａが形成されている伝達部材２３は、段状当接部を有していない被伝達部材、伝達部材（伝達部）で構成されているものに比べ、係脱用シリンダ２０Ａの移動ストロークが少なくてよいため移動時間を短縮でき、さらなる高速切断を行うことができる。また、係脱用シリンダ２０Ａの移動ストロークを短くすることができるので係脱用シリンダ２０Ａの小型化が図れる。

係脱用シリンダ２０Ａは、ヘッドカバー２１ａ、ロッドカバー２１ｂ、シリンダチューブ２１ｃ、タイロッド２１ｄ、ナット２１ｅ等からなるシリンダ本体２１と、シリンダチューブ２１ｃの内周部を摺動するピストン（図示せず）が設けられたピストンロッド２５等から構成されている（図２、３参照）。切断機本体５の側面部には、シリンダ取付部材２４がボルト２４ａで固定されている。シリンダ本体２１は、シリンダ取付部材２４にボルト２４ｂで固定されている。

ピストンロッド２５の一方の端部側には、平面視Ｔ字状の係合部２５ａが形成されている。この係合部２５ａは、被伝達部材２２の他方の端部側に形成された被駆動係合部である平面視Ｔ字状のＴ溝部２２ａに係合するものである（図２（ｂ）参照）。被伝達部材２２とピストンロッド２５とは、ピストンロッド２５が、前進位置と後退位置の間を進退移動する方向（ピストンロッドの軸線方向）には係合状態を維持しながら、昇降方向には相対的に移動可能な構成となっている。ピストンロッド２５の他方の端部側にはねじ部が形成され、ナット２８がねじ込まれ、止めねじ（図示せず）で固定されている。なお、この実施の形態の説明では、係合部と被駆動係合部の形状をＴ字状のもので説明を行っているが、これに限定されることはない。係合部と被駆動係合部は、ピストンロッドが急速な進退移動を行っても係合部と被駆動係合部との進退移動方向の係合状態を維持可能であるとともに、昇降方向に相対移動できる形状のものであればよいことはいうまでもない。例えば、係合部が円筒状のもので被駆動係合部が円筒穴状のもの、係合部が平面視あり型のもので被駆動係合部があり溝のものなどであってもよい。

ナット２８の一方の側の端面には、前進側ストッパ２７がボルト２８ａで取り付けられている。前進側ストッパ２７は硬質ゴム製の部材であり、ピストンロッド２５が前進位置側に移動したときに、位置決めを行うとともに当接する際に加わる荷重を緩和するための部材である。シリンダ本体２１の一方の側の端面には、後退側ストッパ２６がボルト（図示せず）で取り付けられている。後退側ストッパ２６は、硬質ゴム製の部材であり、ピストンロッド２５が後退位置側に移動したときに、位置決めを行うとともに当接する際に加わる荷重を緩和するための部材である。

この切断機１は、係脱用シリンダ２０Ａのピストンロッド２５に対して、被伝達部材２２が昇降方向に移動可能に係合されているため、昇降スライダ１２の下降移動に合わせて被伝達部材２２も下降移動できるようになっている。このように構成されているため、被伝達部材２２を進退移動させるための係脱用シリンダ２０Ａ等は、切断機本体５の外側に設けることが可能であり、組立・調整、及び、メンテナンス等の作業が容易に行え、作業性が向上する。

伝達部材２３の下方には、平面視円形の昇降ラム３８が設けられている。切断機本体５の中央には、ラム案内部材３９がボルト３９ａで固定されている。ラム案内部材３９は、昇降ラム３８の外周面３８ａを案内支持して、昇降ラム３８を昇降方向に移動可能にしている部材である。
昇降ラム３８の上面には、側面視Ｔ字状のＴ溝部３８ｂが形成されている。Ｔ溝部３８ｂは、被伝達部材２２の両側面に形成された案内部２２ｂ、２２ｂを案内するためのものである（図２（ｃ）参照）。言い換えると、被伝達部材２２は、昇降ラム３８のＴ字状の案内部であるＴ溝部３８ｂに、案内部２２ｂ、２２ｂが案内され、ピストンロッド２５の軸線方向（ピストンロッド２５が、前進位置と後退位置の間を進退移動する方向）に移動可能になっている。

図２、図３に従って、昇降スライダ１２、伝達部材２３、被伝達部材２２、及び、係脱用シリンダ２０Ａとの関係について説明を行う。
図２は、被伝達部材２２が後退位置に位置している状態を示している。昇降スライダ１２は、偏心軸体１３が回転運動しているとき、上至点における中心ｃ２と下至点における中心ｃ２’との間を昇降方向に往復運動する。図２では、昇降スライダ１２が上至点に位置している状態を実線で示し、下至点に位置して状態を２点鎖線で示している。被伝達部材２２が後退位置に位置しているときには、昇降スライダ１２が下至点に位置しても、伝達部材２３と被伝達部材２２とが所定の寸法ｄ分離れていて当接しないため、昇降スライダ１２の往復運動は、昇降ラム３８側に伝達されることがない。この状態のとき、切断機１は、いわゆる空打ちをしている状態となる。

図３は、被伝達部材２２が前進位置に位置している状態を示している。昇降スライダ１２は、偏心軸体１３が回転運動しているとき、上至点における中心ｃ２’と下至点における中心ｃ２との間を昇降方向に往復移動する。図２では、昇降スライダ１２が上至点に位置している状態を２点鎖線で示し、下至点に位置して状態を実線で示している。

被伝達部材２２が前進位置に位置しているときには、昇降スライダ１２が下至点側に移動するとき、伝達部材２３の段状当接部２３ａと被伝達部材２２の段状当接部２２ｃとが当接する。昇降スライダ１２は、後述する押上シリンダ４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃによる押し上げ力に抗して、被伝達部材２２、昇降ラム３８等を下方側に押圧して移動させる。この昇降ラム３８の移動が、可動刃取付部材３４、可動刃３２に伝達され、可動刃３２による切断を行うことになる。

図４に示すように、昇降ラム３８の下方には、可動刃取付部材３４が固定されている。可動刃取付部材３４には可動刃３２が固定されている。また、切断機本体５の下方側には基台３７が設けられている。基台３７には、固定刃３１が設けられている。基台３７には、棒状の素材Ｂを案内するための案内部が設けられている。素材Ｂは図示しない素材送り出し装置により、素材ストッパ３３に当接するまで基台３７の案内部に挿入される。素材ストッパ３３に当接されている素材Ｂは、可動刃３２が下降移動することで、固定刃３１と可動刃３２との間に作用するせん断力で切断される。切断された素材は、搬出シュート３５により切断機１の外部に搬出される。

基台３７と昇降ラム３８との間には、昇降ラム３８を常時上昇側に押し上げているラム押上装置４０が設けられている。ラム押上装置４０は、この実施の形態では、ラム押上用流体圧シリンダ（以下、押上シリンダと記載）４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃで構成されている。押上シリンダ４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃは、昇降ラム３８を囲むように複数（この形態では、前部側に１つ、後部側に２つ）設けられている。押上シリンダ４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃは、昇降ラム３８の外方に設け、メンテナンス等の作業を容易にしている。

基台３７の前部側（図４における左側）には、シリンダ取付部材４５がボルト４５ａで固定されている（図１、４参照）。シリンダ取付部材４５には、押上シリンダ４０Ａのシリンダ本体４１が、図示しないボルトで固定されている。シリンダ本体４１のシリンダ室４１ｂには、ピストン４２が挿入されている。シリンダ本体４１とピストン４２との間には、シール部材（例えば、ウェアリング、パッキン）４１ａが設けられており、シリンダ室４１ｂを密封している。

可動刃取付部材３４には、ステー部材４４がボルト４４ａで固定されている。ピストン４２は、シリンダ室４１ｂに、所定の圧力に加圧された作動流体である圧力流体（例えば、圧縮空気）が供給されることで、ステー部材４４を介して可動刃取付部材３４、昇降ラム３８を上方に常時押し上げている。すなわち、圧力源５５から供給される圧力流体を、方向切換弁４９を介して押上シリンダ４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃに、常時、供給している。この圧力流体の供給を停止する場合には、ソレノイド４９ａを励磁して供給方向を切り換える。可動刃取付部材３４には、上面にラム側ストッパ３６が設けられており、このラム側ストッパ３６がラム案内部材３９の下面に当接することで、昇降ラム３８、可動刃取付部材３４等は昇降方向における上昇側の位置（上端位置）が定められている。

基台３７の後部側（図４における右側）には、押上シリンダ４０Ｂ、４０Ｃが、正面視対称の位置に設けられている（図１、４参照）。押上シリンダ４０Ｂ、４０Ｃは、基台３７にボルト４１ｃ、４１ｃで固定されている。押上シリンダ４０Ｂ、４０Ｃのピストン４２は、可動刃取付部材３４に固定されたプレート４６を上方に常時押し上げている。言い換えると、可動刃取付部材３４、昇降ラム３８は、押上シリンダ４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃが共働して上方に常時押し上げている。なお、押上シリンダ４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃは、基台３７等に取り付ける取り付け部の構造が異なるだけで、シリンダとしての内部構造は同一であるので、この実施の形態の説明では、押上シリンダ４０Ｂ、４０Ｃの内部構造について説明を省略している。

図６に従って、この切断機における切断動作の説明を行う。なお、この実施の形態の説明では、説明の都合上、昇降スライダ１２が上至点に位置している回転角度位置を０°、下至点に位置している回転角度位置を１８０°として説明を行う。また、この説明では、説明の都合上、切断動作と空打ち動作を交互に行うものとしている。

昇降駆動装置１０のモータ１５は、偏心軸体１３を所定の回転数（例えば、１００〜１４０ｒｐｍ）で回転させている。この偏心軸体１３の回転により、昇降スライダ１２は、上至点と下至点との間を昇降する往復運動を繰り返している。すなわち、昇降スライダ１２は、上至点である回転角度位置０°から下至点である回転角度位置１８０°まで下降移動し、その後、下至点（回転角度位置１８０°）から上至点［回転角度位置３６０°（０°）］まで上昇移動する往復運動を繰り返している。

昇降スライダ１２が上至点（０°位置）にある状態から説明を行う。この状態のとき、昇降ラム３８等は押上シリンダ４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃにより押し上げられ、ラム側ストッパ３６がラム案内部材３９の下面に当接している。従って、伝達部材（伝達部）２３の下面と昇降ラム３８の上面との間は、所定の間隔分、離隔している。

上至点（０°位置）から回転位置検出器５１から出力信号が制御部５２に予め設定された所定の回転角度位置（例えば、９０°位置）に達したと制御部５２が判断したとき、制御部５２は方向切換弁２９のソレノイド２９ｂを励磁するとともにソレノイド２９ａを消磁し、係脱用シリンダ２０Ａのピストンロッド２５を前進位置に移動させる。このピストンロッド２５が前進位置にあるとき、伝達部材２３の段状当接部（下面）２３ａと被伝達部材２２の段状当接部（上面）２２ｃとが係合可能になる。昇降スライダ１２が下降移動すると、伝達部材２３の段状当接部２３ａと被伝達部材２２の段状当接部２２ｃとが当接し、昇降スライダ１２の下降移動が昇降ラム３８、可動刃３２側に伝達される。このとき、被伝達部材２２は、昇降スライダ１２と一体のようになって下降移動する。また、昇降スライダ１２は、押上シリンダ４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃの押し上げ力に抗して押圧し、ピストン４２を伸長位置から縮小位置に押し下げる。すなわち、可動刃３２は、ラム側ストッパ３６がラム案内部材３９に当接している上端位置から下至点まで下降移動する。このとき、可動刃３２は固定刃３１と共働して素材Ｂの切断を行う。すなわち、可動刃３２と固定刃３１とは、可動刃３２が、上端位置から下至点に移動する際の下至点近傍の所定の範囲（例えば、下至点に対して１０ｍｍ手前の位置から下至点に対して１．０ｍｍ手前の位置の範囲）に移動したときに切断を開始する。

下至点（１８０°位置）を過ぎると、昇降スライダ１２は、上至点側に上昇移動する。昇降スライダ１２が上昇すると、昇降ラム３８、可動刃３２等は、押上シリンダ４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃの押し上げ力により押し上げられ、ラム側ストッパ３６がラム案内部材３９に当接する上端位置まで移動する。昇降スライダ１２は、さらに上昇移動し、伝達部材２３の段状当接部２３ａと被伝達部材２２の段状当接部２２ｃとは離隔する。制御部５２は、予め設定された所定の回転角度位置（例えば、２７０°位置）に達したと判断したとき、方向切換弁２９のソレノイド２９ａを励磁するとともにソレノイド２９ｂを消磁し、係脱用シリンダ２０Ａのピストンロッド２５を後退位置に移動させる。

切断動作を行わない場合、ピストンロッド２５及び被伝達部材２２は後退位置にあるため、伝達部材２３と被伝達部材２２とは係合することがない。従って、昇降スライダ１２は、昇降方向に往復運動を行っているが、その往復運動は、昇降ラム３８、可動刃３２側には伝達されることがない。従って。可動刃３２は、押上シリンダ４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃの押し上げ力の作用により、上端位置に位置決めされている状態を維持する。

この切断機１は、高い切断速度での切断を行うため、昇降スライダ１２の昇降運動と完全に一致した連続切断を行うと、素材Ｂの送り出し動作等との関係において、送り速度が間に合わず、切断長の寸法が不安定になる場合がある。その場合には、図６に示すように、切断動作と空打ち動作を交互に繰り返す断続切断を行うとよい。また、複数回の切断動作と１回の空打ち動作、１回の切断動作と複数回の空打ち動作を行うように動作させてもよい。

この切断機１は、昇降駆動装置１０に駆動される昇降スライダ１２の往復運動を可動刃３２側に、断続的に伝達するための伝達部材２３と被伝達部材２２とが係脱可能な伝達装置２０を、伝達部材２３、被伝達部材２２、係脱用シリンダ２０Ａとからなる簡素の構成で、かつ、伝達部材２３と被伝達部材２２とが当接する部位の受圧面積を適正にすることができ、伝達動作の高信頼性を図ることができる。

また、この切断機１は、昇降駆動装置１０のモータ１５により偏心軸体１３を高い回転数で回転運動させても、伝達装置２０の伝達部材２３と被伝達部材２２とを係脱させて、１回毎、複数回に１回のように断続的に伝達することができる。このように、この切断機１は、昇降スライダ１２の往復運動を可動刃３２側に、確実に、伝達することができるため、可動刃３２の刃物速度の高速化を図ることができる。また、この切断機１は、従来の刃物速度より高い刃物速度（例えば、０．４ｍ／ｓ以上）で切断を行えるため切断精度の向上が図れる。さらに、この切断機１は、このような高速切断を行うことで、高速脆性を利用して切断できるため、従来の切断機では切断が困難とされていた材料の切断を行うことができる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこの実施の形態に限定されないことはいうまでもない。例えば、伝達部と被伝達部材とは平面状の当接部が形成されているものであってもよい。この場合、被伝達部材は、直方体状又は略直方体状のものであるとよい。また、伝達部は、昇降スライダに一体に形成された部位であってもよい。さらに、ラム押上装置は、コイルバネ、または、生ゴム等の弾発力を用いて昇降ラムを押し上げるラム押上用弾発装置であってもよい。また、係脱用駆動体は、サーボモータを利用して進退移動させる駆動体［例えば、サーボモータの駆動によりロッドが進退移動する電動シリンダ（電動アクチュエータ、サーボシリンダなどとも称す）、サーボモータとねじ機構またはボールねじ機構とにより駆動される送り駆動体］等であってもよい。さらに、係脱用駆動体は、カム機構により被伝達部材を進退移動させるものであってもよい。

１…切断機
５…切断機本体
１０…昇降駆動装置
１２…昇降スライダ
１３…偏心軸体
１４…水平スライダ
１５…モータ（昇降用駆動体）
２０…伝達装置
２０Ａ…係脱用流体圧シリンダ（係脱用駆動体）
２１…シリンダ本体
２２…被伝達部材
２２ｃ…段状当接部
２３…伝達部
２３ａ…段状当接部
２５…ピストンロッド
２６…後退側ストッパ
２７…前進側ストッパ
３０…素材切断機構
３１…固定刃
３２…可動刃
３３…素材ストッパ
３４…可動刃取付部材
３６…ラム側ストッパ
３８…昇降ラム
３９…ラム案内部材
４０…ラム押上装置
４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ…ラム押上用流体圧シリンダ
４１…シリンダ本体
４２…ピストンロッド
５０…制御装置
５１…回転位置検出器
５２…制御部

Claims (12)

1. 切断機本体に設けられる固定刃（３１）と、
   棒材を切断するために、前記固定刃に対して移動可能な可動刃（３２）と、
   前記切断機本体に、昇降方向に移動可能に設けられる昇降スライダ（１２）と、
   前記昇降スライダを前記昇降方向に往復運動させるための昇降駆動装置（１０）とを備えた切断機であって、
   前記昇降スライダの下部に設けられる伝達部（２３）と、
   前記昇降スライダと前記可動刃と間に設けられ、前記伝達部と当接可能な第１の位置と前記伝達部に当接しない第２の位置とに進退移動可能な部材であって、前記第１の位置にあるとき、前記昇降スライダの下降移動を前記可動刃に伝達可能な被伝達部材（２２）と、
   前記被伝達部材を進退移動させるための係脱用駆動体（２０Ａ）とを有する伝達装置（２０）を備え、
   前記被伝達部材（２２）及び前記伝達部（２３）は、対向する当接部が２以上の段を有する段状当接部に形成され、前記第１の位置に位置したとき、前記被伝達部材の段状当接部と前記伝達部材の段状当接部とが互いに当接するように構成されている
   ことを特徴とする切断機。
2. 切断機本体に設けられる固定刃と、
   棒材を切断するために、前記固定刃に対して移動可能な可動刃と、
   前記切断機本体に、昇降方向に移動可能に設けられる昇降スライダと、
   前記昇降スライダを前記昇降方向に往復運動させるための昇降駆動装置とを備えた切断機であって、
   前記昇降スライダの下部に設けられる伝達部と、
   前記昇降スライダと前記可動刃と間に設けられ、前記伝達部と当接可能な第１の位置と前記伝達部に当接しない第２の位置とに進退移動可能な部材であって、前記第１の位置にあるとき、前記昇降スライダの下降移動を前記可動刃に伝達可能な被伝達部材と、
   前記被伝達部材を進退移動させるための係脱用駆動体とを有する伝達装置を備え、
   前記被伝達部材の被駆動係合部（２２ｃ）と、前記係脱用駆動体の係合部（２５ａ）とは、前記昇降方向に移動可能に、かつ、前記進退移動する方向に係合されているものである
   ことを特徴とする切断機。
3. 切断機本体に設けられる固定刃と、
   棒材を切断するために、前記固定刃に対して移動可能な可動刃と、
   前記切断機本体に、昇降方向に移動可能に設けられる昇降スライダと、
   前記昇降スライダを前記昇降方向に往復運動させるための昇降駆動装置とを備えた切断機であって、
   前記昇降スライダの下部に設けられる伝達部と、
   前記昇降スライダと前記可動刃と間に設けられ、前記伝達部と当接可能な第１の位置と前記伝達部に当接しない第２の位置とに進退移動可能な部材であって、前記第１の位置にあるとき、前記昇降スライダの下降移動を前記可動刃に伝達可能な被伝達部材と、
   前記被伝達部材を進退移動させるための係脱用駆動体とを有する伝達装置を備え、
   前記被伝達部材の被駆動係合部と、前記係脱用駆動体の係合部とは、前記昇降方向に移動可能に、かつ、前記進退移動する方向に係合されているものであり、
   前記被伝達部材及び前記伝達部は、対向する当接部が２以上の段を有する段状当接部に形成され、前記第１の位置に位置したとき、前記被伝達部材の段状当接部と前記伝達部材の段状当接部とが互いに当接するように構成されている
   ことを特徴とする切断機。
4. 請求項２又は３に記載された切断機において、
   前記被駆動係合部（２２ａ）は平面視Ｔ字状又は略Ｔ字状をした溝が前記昇降方向に延びたＴ溝であり、前記係合部（２５ａ）は前記Ｔ溝に嵌り込むＴ字状に形成された部位である
   ことを特徴とする切断機。
5. 請求項１から４のいずれか１項に記載された切断機において、
   前記係脱用駆動体は、圧力流体の供給によりピストンロッドが進退移動する流体圧シリンダ、サーボモータの駆動によりロッドが進退移動する電動シリンダ、及び、サーボモータとボールねじ機構による送り駆動体から選択される１種である
   ことを特徴とする切断機
6. 請求項５に記載された切断機において、
   前記流体圧シリンダには、前記ピストンロッドが前記第１の位置又は前記第２の位置に移動したとき、当接する際に加わる荷重を緩和させるとともに位置決めを行うストッパが設けられている
   ことを特徴とする切断機。
7. 請求項１から６のいずれか１項に記載された切断機において、
   前記固定刃を固定するための基台と、
   前記基台に対して前記昇降方向に移動可能に設けられ、前記可動刃が取り付けられる昇降ラムとを備え、
   前記基台と前記昇降ラムとの間には、前記基台に対して前記昇降ラムを押し上げるためのラム押上装置（４０）が設けられている
   ことを特徴とする切断機。
8. 請求項７に記載された切断機において、
   前記ラム押上装置は、前記可動刃を囲むように複数の位置に設けられ、圧力流体が供給されることにより前記昇降ラムを押し上げるラム押上用流体圧シリンダ、又は、弾発力を用いて前記昇降ラムを押し上げるラム押上用弾発装置である
   ことを特徴とする切断機。
9. 請求項８に記載された切断機において、
   前記ラム押上用流体圧シリンダ、又は、前記ラム押上用弾発装置は、前記昇降ラムの外方側の複数の位置に設けられているものである
   ことを特徴とする切断機。
10. 請求項１から９のいずれか１項に記載された切断機において、
    前記昇降駆動装置は、昇降用駆動体の回転運動を、前記昇降スライダの前記昇降方向の往復運動に変換するための偏心機構を備え、前記昇降用駆動体の回転を、前記偏心機構を介して前記昇降スライダを前記昇降方向に往復運動させるものであり、
    前記偏心軸体の回転角度位置が検出可能な回転角度位置検出器（５１）と、予め設定された所望の回転角度位置に、前記偏心軸体が位置したとき、前記係脱用駆動体に、前記被伝達部材を前記第１の位置又は前記第２の位置に移動させる制御を行う制御装置とを備えている
    ことを特徴とする切断機。
11. 請求項１０に記載された切断機において、
    前記可動刃による前記棒材の切断は、前記昇降スライダの往復運動の下至点近傍の所定の範囲で行う
    ことを特徴とする切断機。
12. 請求項１から１１のいずれか１項に記載された切断機において、
    前記可動刃による前記棒材の切断開始は、前記可動刃の速度が０．４ｍ／ｓ乃至１．５ｍ／ｓの範囲で行う
    ことを特徴とする切断機。

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