JP2019123062A

JP2019123062A - 切断装置のストッパ

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Publication number: JP2019123062A
Application number: JP2018006708A
Authority: JP
Inventors: 博康塩川; Hiroyasu Shiokawa; 俊夫越智; Toshio Ochi
Original assignee: Manyo Co Ltd
Current assignee: Manyo Co Ltd
Priority date: 2018-01-18
Filing date: 2018-01-18
Publication date: 2019-07-25
Anticipated expiration: 2038-01-18
Also published as: JP7031853B2

Abstract

【課題】一定長さの長尺素材を所定寸法に切断する切断装置の端材処理において、高速な端材処理が可能な切断装置のストッパを提供する。【解決手段】ビレット１２１が所定個数剪断されると、ピストン６２２が上端位置に移動して、ストッパ６７が上端位置に退避する。ストッパ６７の退避ストロークＳ３（本発明の実施の形態のストッパ装置６では２０ミリに設定）は、接触面６７４の上下方向の最大高さＳ１よりも大きく設定されている。従って、端材１２２の外周部の上方側は、ストッパ６７の左端面６７３よりも下側に位置する。次に、図示しない棒材送り機構を作動して後続の棒材１２を右方向に送り出し、後続の棒材１２の先端で端材１２２を送り出す。図示しない棒材送り機構をその後も継続して作動すれば、後続の棒材１２の先端で端材１２２が押し出され、図示しない回収シュートに排出される。【選択図】図３

Description

本発明は、棒鋼、線材等の被切断材の切断装置のストッパに関する。更に詳しくは、棒鋼、線材等の一定長さの長尺素材を、部品等の素材として所定長さに切断するとき、最後に端材が発生するので、その端材を処理する切断装置のストッパに関する。

棒鋼、線材等の一定長さの長尺素材を、機械部品等の素材として切断装置で切断していくと、最後に端材が発生する。この端材は、部品素材としては使用できないので、廃棄物として、取り除く必要がある。このための端材の各種の処理方法が提案されている（特許文献１、特許文献２）。一方、自動車部品に代表されるように、加工コストを削減するために、加工速度の高速化が要請されている。この要請は、棒鋼、線材等の切断装置でも例外ではない。

棒鋼、線材等の切断装置において、切断長さを調整するためにストッパの位置を変更する方法として、ネジでストッパの位置を変更する機構がある。また、ストッパをサーボモータで位置制御する機構も知られている。しかしながら、このサーボモータで位置制御する機構は、端材処理のためにストッパを後退させて端材を排出し、端材処理が終了したら再度ストッパを前進させる工程を行う時間が必要である。本発明者の知見では、この端材処理に２０秒程度かかる。

特開平５−２５３７３６号公報特開平１１−２５４２２８号公報

本発明は、以上のような背景で発明されたものであり、以下の目的を達成するものである。本発明の目的は、一定長さの長尺素材を所定寸法に切断する切断装置の端材処理において、高速な端材処理が可能な切断装置のストッパを提供することにある。

本発明は、前記課題を解決するために、次の手段を採る。
即ち、本発明１の切断装置のストッパは、送り出された被切断材を支承するために機体に取り付けられた固定刃と、前記機体に前記固定刃に対して移動可能に取り付けられ、前記固定刃との間に作用する剪断力で前記被切断材を剪断する可動刃と、前記被切断材を剪断するとき、前記被切断材の前記可動刃側の反対側を押圧して前記可動刃との間で挟むための押圧面を有し、前記可動刃の移動方向と平行な方向に移動可能に設けられた下支え部材と、前記被切断材を前記固定刃及び前記可動刃に送るための被切断材送り機構と、前記被切断材送り機構により送られた前記被切断材の先端を受け止めるためのストッパとからなる切断装置において、前記ストッパは、前記被切断材の送り方向に直交する方向に前記ストッパを駆動するためのストッパ第１駆動手段を有していることを特徴とする。

本発明２の切断装置のストッパは、本発明１において、前記ストッパは、ねじ軸とナットによる送りねじ機構により前記被切断材の送り方向に平行な方向に前記ストッパを駆動するためのストッパ第２駆動手段を有していることを特徴とする。
本発明３の切断装置は、本発明１又は２において、前記第１駆動手段は流体圧シリンダであることを特徴とする。

本発明４の切断装置のストッパは、本発明３において、前記ストッパの前記被切断材に接触する接触面の下部は、前記被切断材の断面形状の一部分に類似した形状で切り欠いてあることを特徴とする。
本発明５の切断装置のストッパは、本発明４において、前記断面形状が円形であり、前記類似した形状は円弧形状であることを特徴とする。

本発明の切断装置のストッパは、端材を排出する時には、棒材の送り方向に直交する方向にストッパを短い距離だけ駆動すれば、端材がストッパの当接面よりも下側になる。従って、ストッパの退避ストロークＳ３が短くて済むため、端材を排出する時間を短縮することが可能となる。

図１は、本発明の実施の形態の切断装置を示す縦断面図である。図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。図３は、切断装置のストッパ装置を示す縦断面図である。図４は、棒材を剪断した状態を示す図３相当図である。図５は、下支え部材は剪断位置を保持し、可動刃と固定刃側押圧部材が上昇した状態を示す図４の後工程である。図６は、棒材が前進して剪断後のビレットを押し出した状態を示す図５の後工程である。図７は、ストッパが上昇し、棒材が前進して端材を押し出している途中の状態を示す図６の後工程である。図８は、棒材がさらに前進して端材を排出した状態を示す図７の後工程である。図９は、図３のＢ矢視図であって、ストッパと棒材との接触状態を示す説明図であり、図９（ａ）は大径棒材剪断時の状態を示す説明図、図９（ｂ）は端材処理時の状態を示す説明図、図９（ｃ）は小径棒材剪断時の状態を示す説明図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の実施の形態の切断装置を示す縦断面図、図２は図１のＡ−Ａ断面図、図３は切断装置のストッパ装置を示す縦断面図である。図１から図３に示すように、本発明の実施の形態の切断装置１は、棒材送り機構（被切断材送り機構）（図示せず）によってストッパ装置６側に長尺の棒材（被切断材）１２を送り、固定刃３と可動刃４との相対移動動作による剪断力で剪断してビレットを製造するものである。切断装置１のベース１１には機体２がボルトで固定され（図示せず）、この機体２に固定刃３と可動刃４が組み込まれている。

機体２の軸心部に固定された中空円筒状の保持筒２１の右端面の保持穴２３には、固定刃３がボルト３１、３１によって固定されている。図２に示すように、固定刃３は半円形状に形成され、その上面に半円形状の刃部３２が形成されている。図１に示すように、保持筒２１の軸心部には中空円筒状のガイドブッシュ２２が固定され、このガイドブッシュ２２に案内されて棒材１２がストッパ装置６側に円滑に送られる。

可動刃４は半円形状に形成され、その下面に半円形状の刃部４１が形成されている。可動刃４は、固定刃３に対して隣接して配置され、図１の上下方向に移動可能となっている。可動刃４は、図示しない可動刃押圧駆動装置によって上下方向に進退移動する。可動刃４を図１の上下方向に移動し、固定刃３の刃部３２と、可動刃４の刃部４１との間の剪断力で棒材１２を剪断し、ビレットを成形する。可動刃４の下部には、図１に示すように、棒材１２（及び剪断されたビレット）を支えるための下支え部材５が図１の上下方向に移動可能に設けられている。下支え部材５は、図示しない下支え部材押圧駆動装置によって上下方向に進退移動する。この下支え部材５のビレット受け部（押圧面）５１は、断面が半円形状に形成されている。下支え部材５は、可動刃４が下降したとき、棒材１２の剪断が終了するまでは、可動刃４の押圧力に比例した支承力で棒材１２（及び剪断されたビレット）を支承するものである。

図１、図２に示すように、固定刃３の上部には、半円形状の固定刃側押圧部材７が取り付けられている。固定刃側押圧部材７の下面には、半円形状の押圧部７１が形成されていて、押圧部７１で棒材１２の外周部を上方側から押圧し、固定刃３と押圧部７１とが協働して、棒材１２を上下方向及び横方向に拘束しながら挟持して押圧する。固定刃側押圧部材７には、固定刃３の上面との間に、バネ部材７２、７２が設けられている。バネ部材７２、７２は、固定刃側押圧部材７を、バネ部材７２、７２の付勢力により常時上方側へ押し上げて、固定刃側押圧部材７を棒材１２から離れる方向（反押圧方向）に常時付勢している。そのため、棒材１２が固定刃３の刃部３２上を通過するときには、棒材１２の周囲に隙間が形成されるようにしている。

固定刃側押圧部材７の上面には、図２で右上がりの押圧部材側傾斜面７３が形成されている。押圧部材側傾斜面７３の傾斜角度は６度に形成されている。機体２には固定刃側押圧部材７の上部にクランプロック７４が図２の左右方向に移動可能に取り付けられている。クランプロック７４の下面には、図２で右上がりのクランプブロック側傾斜面７５が形成されている。クランプブロック側傾斜面７５の傾斜角度は、押圧部材側傾斜面７３の傾斜角度と同一に形成されている。機体２にはクランプロック７４の右側にシリンダ７６が取り付けられ、シリンダ７６のピストンロッド７７の左端部がクランプブロック７４の右端部の雌ねじにねじ込まれて固定されている。従って、シリンダ７６を作動すると、クランプブロック７４が図２の左右方向に移動する。

図示しない電磁弁を後退（押圧）側に切り換え、シリンダ７６を後退方向（図２の右方向）に作動すると、ピストンロッド７７を介してクランプブロック７４が図２の右方向に移動する。クランプブロック７４のクランプブロック側傾斜面７５で固定刃側押圧部材７の押圧部材側傾斜面７３を押し下げ、固定刃側押圧部材７の押圧部７１で棒材１２を押圧してクランプする。クランプブロック側傾斜面７５及び押圧部材側傾斜面７３の傾斜角度は、６度に形成されている。この傾斜角度は、押圧部材側傾斜面７３とクランプブロック側傾斜面７５との間の摩擦角よりも小さな角度に形成されている。従って、棒材１２の剪断時に大きな反力が固定刃側押圧部材７に作用しても、クランプブロック７４、ピストンロッド７７は、その楔の増力効果により左方向（アンクランプ方向）には戻らない。従って、剪断時の棒材１２の跳ね上がりが解消され、剪断精度が向上し安定したビレットが製造できる。

図１、図３に示すように、ストッパ装置６は可動刃４の前面（図１、図３の右側）に配置されている。すなわち、ストッパ装置６のベース６１が切断装置１の機体２の前面に図示しないボルトで固定され、このベース６１のガイド面６１１にスライド部材６２が摺動可能に載置されている。スライド部材６２は棒材１２の送り方向に平行な方向に摺動可能に載置されている。スライド部材６２の右端面にはねじ軸６３の左端部がボルト６３１で固定されている。ねじ軸６３は、棒材１２の送り方向に平行な方向に配置されている。ベース６１の右端面にはナット６４が軸受け６４１によって回転可能に軸支され、ナット６４内面に形成された雌ねじ６４２がねじ軸６３の右端にねじ込まれている。ナット６４の右端面にはプーリ６５１が固定されている。ベース６１の上端面に取り付けられたモータ（例えばサーボモータ）６５２には、その出力軸６５３にプーリ６５４が固定され、ベルト６５５によってプーリ６５１とプーリ６５４が連結されている。モータ６５２を駆動すると、ナット６４が回転し、ねじ軸６３とスライド部材６２が棒材１２の送り方向に平行な方向に駆動される。ねじ軸６３とナット６４による送りねじ機構が、ストッパ第２駆動手段を構成している。

スライド部材６２の左端面にはストッパ取付部材６６が棒材１２の送り方向に直交する方向（図３の上下方向）に摺動可能に支持されている。スライド部材６２には流体圧シリンダ６２１が形成され、流体圧シリンダ６２１にはピストン６２２が図３の上下方向に摺動可能に内嵌している。ピストンロッド６２３がピストン６２２と一体的に形成され、ピストンロッド６２３の上端がスライド部材６２から上方に突出している。ピストンロッド６２３の上端とストッパ取付部材６６の上端が連結板６２４で連結されている。連結板６２４とストッパ取付部材６６の上端面との間には、厚さＴ１（本発明の実施の形態のストッパ装置６では厚さＴ１は１８ミリに設定）のスペーサ６２５が介在している。従って、ピストン６２２が上下方向に移動すると、ストッパ取付部材６６が上下方向に移動する。

図３、図９（ａ）に示すように、ストッパ取付部材６６の左端面にはストッパ６７がボルトで取り付けられている。ストッパ６７の下面６７１は、半径がＲ１の半円形状に形成されている。すなわち、流体圧シリンダ６２１が、棒材１２の送り方向に直交する方向にストッパ６７を駆動するためのストッパ第１駆動手段を構成している。下面６７１の半径Ｒ１は、棒材１２の半径Ｒ２よりも若干大きな寸法に形成されている。本発明の実施の形態のストッパ装置６では、下面６７１の半径Ｒ１は３５ミリで、断面が円形の棒材１２の半径Ｒ２は３０ミリに設定されている。棒材１２の剪断動作を開始する前に、剪断する棒材１２の直径に応じて、固定刃３、固定刃側押圧部材７、ガイドブッシュ２２、可動刃４、下支え部材５、スペーサ６２５を同時にセットで交換する。

次に、本発明の実施の形態の切断装置１の剪断動作を説明する。まず、モータ６５２を駆動してナット６４を回転し、スライド部材６２を棒材１２の送り方向に平行な方向に駆動して、ストッパ６７の左端面６７３を所定の位置に位置決めする。次に、図３に示すように、ピストン６２２を下端位置に移動して、ストッパ６７を下端位置に位置決めする。次に、図示しない棒材送り機構を作動して長尺の棒材１２を図３の右方向に送り出し、棒材１２の先端（図３で棒材１２の右端）をストッパ６７の左端面（当接面）６７３に当接させて、棒材１２を所定長さだけ送り出す。棒材１２の先端がストッパ６７の左端面６７３に接触すると、棒材１２とストッパ６７の左端面６７３との接触面（図９（ａ）のハッチング部）６７４は半月形状になる。接触面６７４の上下方向の最大高さＳ１は、本発明の実施の形態のストッパ装置６では、１０ミリに設定されている。

次に、シリンダ７６を図２の右方向に移動し、クランプブロック７４のクランプブロック側傾斜面７５で固定刃側押圧部材７の押圧部材側傾斜面７３を押し下げ、図４に示すように、固定刃側押圧部材７の押圧部７１で棒材１２を押圧してクランプする。次に、図４に示すように、下支え部材５が上昇して、下支え部材５のビレット受け部５１で棒材１２の外周部を下方側から支承する。次に、図４に示すように、可動刃４が図１の下方向に移動（剪断ストロークＳ２）して、棒材１２を剪断すれば、所定長さのビレット１２１が切り出される。図９（ａ）に示すように、剪断ストロークＳ２（本発明の実施の形態のストッパ装置６では１５ミリに設定）は、接触面６７４の上下方向の最大高さＳ１よりも大きく設定されている。従って、ビレット１２１の外周部の上方側は、ストッパ６７の左端面６７３よりも下側に位置する。

次に、図５に示すように、可動刃４が図５の上方向に移動する。同時に、シリンダ７６が図２の左方向に移動し、クランプブロック７４のクランプブロック側傾斜面７５が固定刃側押圧部材７の押圧部材側傾斜面７３から離れ、固定刃側押圧部材７の押圧部７１が棒材１２の外周から離れる。下支え部材押圧駆動装置は下支え部材５を図４の剪断終了位置に保持する。従って、下支え部材５のビレット受け部５１は、ビレット１２１の外周部の下方側を支承した状態で、ビレット１２１を図４の剪断終了位置に保持した状態を維持する。

次に、図６に示すように、図示しない棒材送り機構を作動して棒材１２を図６の右方向に送り出し、棒材１２の先端でビレット１２１を押し出し、図示しない回収シュートに排出する。ビレット１２１はストッパ６７の左端面６７３よりも下側に位置するため、ストッパ６７の下面６７１を通過して回収シュートに排出される。その後、棒材１２の右端はストッパ６７の左端面６７３に当接して、棒材１２が所定長さだけ送り出される。上記した図３から図６の動作を繰り返して、棒材１２から所定長さのビレット１２１を所定個数剪断する。

ビレット１２１が所定個数剪断されると、図７に示すように、ピストン６２２が上端位置に移動して、ストッパ６７が上端位置に退避する。図９（ｂ）に示すように、ストッパ６７の退避ストロークＳ３（本発明の実施の形態のストッパ装置６では２０ミリに設定）は、接触面６７４の上下方向の最大高さＳ１よりも大きく設定されている。従って、端材１２２の外周部の上方側は、ストッパ６７の左端面６７３よりも下側に位置する。次に、図示しない棒材送り機構を作動して後続の棒材１２を図７の右方向に送り出し、後続の棒材１２の先端で端材１２２を送り出す。図８に示すように、図示しない棒材送り機構をその後も継続して作動すれば、後続の棒材１２の先端で端材１２２が押し出され、図示しない回収シュートに排出される。

図９（ｃ）は棒材１２の半径Ｒ３が図９（ａ）よりも小径の１５ミリになった場合の段取り換え方法について図示している。すなわち、図９（ｃ）に示すように、図９（ａ）のスペーサ６２５を厚さＴ２が３３ミリのスペーサ６２６に交換する。このように設定すれば、小径の棒材１２とストッパ６７の左端面６７３との接触面の上下方向の最大高さＳ１を、図９（ａ）と同一の１０ミリに設定することが可能となる。すなわち、スペーサ６２５を厚さが異なるスペーサ６２６に交換するだけで、直径の異なる棒材１２に対応できるため、段取り換えが容易になる。

本発明の実施の形態の切断装置は、端材を排出する時には、棒材の送り方向に直交する方向にストッパを短い距離だけ駆動すれば、端材がストッパの左端面（当接面）よりも下側になる。従って、ストッパの退避ストロークＳ３が短くて済むため、端材を排出する時間を短縮することが可能となる。また、棒材とストッパの左端面（当接面）との接触面が半月形状になるため、接触面積が確保されて、ストッパの耐久性を確保することが可能となる。さらに、棒材とストッパの左端面（当接面）との接触面が半月形状になるため、ストッパの退避ストロークＳ３を短くすることが可能となる。

以上、本発明の実施例を説明したが、本発明はこの実施例に限定されることはない。例えば、前述した実施例では、ストッパを流体圧シリンダで被切断材の送り方向に直交する方向に駆動しているが、モータで駆動してもよい。さらに、前述した実施例では、被切断材の断面形状が円形であるが、矩形、六角形等の非円形の断面形状でもよい。

１…切断装置
１１…ベース
１２…棒材（被切断材）
１２１…ビレット
１２２…端材
２…機体
２１…保持筒
２２…ガイドブッシュ
２３…保持穴
３…固定刃
３１…ボルト
３２…刃部
４…可動刃
４１…刃部
５…下支え部材
５１…ビレット受け部
６…ストッパ装置
６１…ベース
６１１…ガイド面
６２…スライド部材
６２１…流体圧シリンダ
６２２…ピストン
６２３…ピストンロッド
６２４…連結板
６２５…スペーサ
６２６…スペーサ
６３…ねじ軸
６３１…ボルト
６４…ナット
６４１…軸受け
６４２…雌ねじ
６５１…プーリ
６５２…モータ
６５３…出力軸
６５４…プーリ
６５５…ベルト
６６…ストッパ取付部材
６７…ストッパ
６７１…下面
６７３…左端面（当接面）
６７４…接触面
７…固定刃側押圧部材
７１…押圧部
７２…バネ部材
７３…押圧部材側傾斜面
７４…クランプブロック
７５…クランプブロック側傾斜面
７６…シリンダ
７７…ピストンロッド

Claims

送り出された被切断材を支承するために機体に取り付けられた固定刃と、
前記機体に前記固定刃に対して移動可能に取り付けられ、前記固定刃との間に作用する剪断力で前記被切断材を剪断する可動刃と、
前記被切断材を剪断するとき、前記被切断材の前記可動刃側の反対側を押圧して前記可動刃との間で挟むための押圧面を有し、前記可動刃の移動方向と平行な方向に移動可能に設けられた下支え部材と、
前記被切断材を前記固定刃及び前記可動刃に送るための被切断材送り機構と、
前記被切断材送り機構により送られた前記被切断材の先端を受け止めるためのストッパと
からなる切断装置において、
前記ストッパは、前記被切断材の送り方向に直交する方向に前記ストッパを駆動するためのストッパ第１駆動手段を有している
ことを特徴とする切断装置のストッパ。
請求項１に記載の切断装置のストッパにおいて、
前記ストッパは、ねじ軸とナットによる送りねじ機構により前記被切断材の送り方向に平行な方向に前記ストッパを駆動するためのストッパ第２駆動手段を有している
ことを特徴とする切断装置のストッパ。
請求項１又は２に記載の切断装置のストッパにおいて、
前記第１駆動手段は流体圧シリンダである
ことを特徴とする切断装置のストッパ。
請求項３に記載の切断装置のストッパにおいて、
前記ストッパの前記被切断材に接触する接触面の下部は、前記被切断材の断面形状の一部分に類似した形状で切り欠いてある
ことを特徴とする切断装置のストッパ。
請求項４に記載の切断装置のストッパにおいて、
前記断面形状が円形であり、前記類似した形状は円弧形状である
ことを特徴とする切断装置のストッパ。