JP3004976B1

JP3004976B1 - 紙管切断装置

Info

Publication number: JP3004976B1
Application number: JP29313498A
Authority: JP
Inventors: 竜治矢田
Original assignee: 三ツ矢鉄工株式会社
Priority date: 1998-10-15
Filing date: 1998-10-15
Publication date: 2000-01-31
Anticipated expiration: 2018-10-15
Also published as: JP2000117686A

Abstract

【要約】【課題】紙管を切り口美しく、且つ切断作業の能率を
向上する。【解決する手段】紙管６に嵌まって紙管６を支持する
切芯７と、該切芯７に直交してスライドする移動台２
と、該移動台２上に切芯７と直交する面内に配備され移
動台２の前進によって切芯に接触可能な丸刃３と、移動
台２を駆動する往復駆動装置とによって構成され、往復
駆動装置は、サーボモータ４等の高精度で回転を制御で
きる高精度制御モータでネジ軸43を正、逆回転させ、該
ネジ軸43の推力によって移動台２を前進又は後退移動さ
せるものであり、丸刃３が切芯７に接触することによ
り、高精度制御モータの正、逆回転の切換の信号を送っ
て、該モータを制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する分野】本発明は、切芯に嵌まって回転し
ている紙管を所定長さに切断する装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の斯種切断装置は、鋼製切芯に嵌ま
って回転している紙管に対して、エアーシリンダにて丸
刃を紙管に押圧して行っている。丸刃が紙管の肉厚を越
えて切芯に衝突したとき丸刃と切芯との間が電気的に導
通して、制御回路を動作させてエアーシリンダのピスト
ンロッドが引っ込み、丸刃が後退する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記の如く、丸刃が切
芯に衝突することにより、電気信号を得て丸刃を紙管か
ら離す様にしており、丸刃と切芯の衝突を和らげるため
に、クッション作用のあるエアーシリンダによって丸刃
の往復を制御することが常識とされ、又、その様に実施
されてきた。但し、エアーシリンダは、ピストンロッド
に大きな負荷が作用するとピストンロッドの突出しが阻
止され或いは前進速度が遅くなる。

【０００４】従って、丸刃が紙管に食い込むまでは、丸
刃は高速で紙管側に前進し、紙管に衝突して食い込む
と、その抵抗のために丸刃の前進が停止したかの様に遅
くなり、シリンダ内の空気圧が該抵抗に打ち勝つと丸刃
の前進を速め、丸刃が紙管内面に達してからは抵抗が極
端に小さくなり、紙管内面と切芯との０.６mm程度の僅
かなクリアランス分を高速で前進して切芯に衝突するの
である。丸刃が紙管の肉厚を貫通して紙管の内面に達す
るまでに、紙管の前進速度が変化すると、図４、図５に
示す如く、紙管(６)の切れ口に段(61)が生じて荒れてし
まい、商品価値を損なう。

【０００５】又、紙管の切断時間を短縮するには、シリ
ンダのパワーを大きくして、ピストンロッドの突出し速
度を速くすればよいが、この場合、丸刃が紙管に食い込
む際の衝撃及び、丸刃が切芯に衝突する際の衝撃が大き
過ぎて、丸刃の損傷を早めるため、結果的に切断時間を
短縮することは困難である。実際には、外径７６.２m
m、肉厚１５mmの紙管の切断に要する時間は、丸刃が元
の待機位置に戻る時間を含めて５秒程度を要し、これ以
上に短縮することは前記問題が生じるため困難であっ
た。

【０００６】本発明は、丸刃の往復駆動はエアーシリン
ダに限るという常識を覆して、モータ駆動とし、丸刃の
紙管に対する切込速度を一定にして、紙管の切り口を荒
らすことなく美しく切断でき、且つ紙管を高速切断して
も丸刃の損傷を可及的に抑えることのできる紙管切断装
置を明らかにするものである。

【０００７】

【課題を解決する手段】本発明の紙管切断装置は、紙管
(６)を支持する切芯(７)と、該切芯(７)に直交して基台
(１)上をスライドする移動台(２)と、該移動台(２)上に
切芯(７)と直交する面内に配備され移動台(２)の前進に
よって切芯に接触可能な丸刃(３)と、移動台(２)に接続
手段(５)を介して連繋され該移動台を往復駆動する往復
駆動装置とによって構成され、往復駆動装置(40)は、サ
ーボモータ(４)等の高精度で正逆回転の切換制御ができ
る高精度制御モータにネジ軸(43)を連繋し、前記接続手
段(５)の内ネジ筒(53)に該ネジ軸(43)を螺合して構成さ
れ、接続手段(５)はネジ部を具えた連結軸(51)を移動台
(２)に突設し、該連結軸(51)に強力バネ(55)及び保持板
(52)を嵌めてナット(54)を締め付けてバネ(55)を圧縮
し、該保持板(52)に前記内ネジ筒(53)を固定して構成さ
れ、丸刃(３)が切芯(７)に接触することにより電気的導
通を図って、高精度制御モータの正、逆回転の制御を行
う。

【０００８】

【作用及び効果】ネジ軸(43)の回転によって生じるネジ
推力により、丸刃(３)を前進させて紙管(６)を切断する
ため、丸刃(３)はネジ軸(43)の回転とリード角に対応し
て一定の速度で滑らかに紙管(６)の肉厚を通過し、切り
口を荒らすことなく美しく切断できる。

【０００９】又、丸刃(３)が紙管(６)に当たるまでの
間、紙管(６)の肉厚を通過する間、更には紙管(６)の内
面から切芯までの間は同じ速度で移動し、且つネジ軸(4
3)による摩擦の小さな回転による滑らかで安定した移動
台(２)のスライドにより、丸刃(３)の前進速度を速めて
も、前記の如く、従来のシリンダのパワーを大きくして
丸刃(３)の前進速度を速める場合の様な問題が生じるこ
とはなく、切断作業の能率を上げることができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】紙管切断装置は、図１、図２に示
す如く、基台(１)上に一端を支持して切芯(７)を水平に
配備している。切芯(７)の支持側には切芯(７)に嵌めた
紙管(６)を強制的に回転させる回転駆動装置(図示せず)
が配備されている。基台(１)には、切芯(７)に直交して
スライド可能に調整用案内台(11)が配備され、基台(１)
に突設したブラケット(21)を回転可能に貫通したネジ軸
(23)が該調整用案内台(11)に螺合され、ネジ軸(23)の先
端に設けた手回しハンドル(22)の回転操作により、調整
用案内台(11)は切芯(７)に対する前後位置の調整、即
ち、後記する丸刃(３)が紙管(６)に当接するまでの距離
を調整できる。

【００１１】調整用案内台(11)上に該台(11)の移動方向
に沿って軌条(12)が設けられ、該軌条(12)に移動台(２)
がスライド可能に配備される。移動台(２)上には、刃支
持台(31)を介して切芯(７)と直交する面内で回転可能に
丸刃(３)が取り付けられている。刃支持台(31)は、該丸
刃(３)が正しく切芯(７)に直交し且つ切芯(７)の軸心と
丸刃(３)の中心の高さが一致する様に微調節する機構
(図示せず)が連繋されている。

【００１２】更に、丸刃(３)には、エアーシリンダ(32)
の駆動による刻み送り装置(33)が連繋され、該刻み送り
装置(33)は、丸刃(３)が紙管(６)を切断する際には、丸
刃(３)の回転を阻止し、丸刃(３)の切れ味が鈍り或いは
切芯(７)との衝突部の損傷が大きくなれば、１ピッチ毎
回転させて、切れ味を保つ役割を成す公知の機構であ
る。

【００１３】移動台(２)には往復駆動装置(40)が連繋さ
れる。往復駆動装置(40)は、基台(１)上に突設したブラ
ケット(44)にサーボモータ(４)を固定し、該サーボモー
タ(４)の回転軸(41)にカップリング(42)を介してネジ軸
(43)を接続し、移動台(２)に設けた接続手段(５)上の内
ネジ筒(53)に該ネジ軸(43)を貫通螺合する。内ネジ筒(5
3)は、ネジ軸(43)との係合部は摩擦ボール列で形成され
ており、内ネジ筒(53)とネジ軸(43)とによって、摩擦係
数及びクリアランスが小さくて円滑に回転或いはスライ
ドが実現できる所謂ボールネジを構成している。

【００１４】接続手段(５)は、図３に示す如く、移動台
(２)の後端に先端にネジ部を具えた連結軸(51)を突設
し、該連結軸(51)に強力バネ(55)及び保持板(52)を嵌
め、ナット(54)を締め付けてバネ(55)を圧縮すると共
に、保持板(52)に前記内ネジ筒(53)を固定している。

【００１５】上記接続手段(５)のバネ(55)は、丸刃(３)
が切芯(７)に当接する際のクッションとなるものである
が、サーボモータ(４)は正逆回転の切換を高精度に行う
ことができること及びバネ(55)の撓み代が大き過ぎると
紙管切断時の負荷によって、バネ(55)が撓んで安定した
切断が望めないことにより、撓み代は、多くても０.５m
m程度でよい。

【００１６】サーボモータ(４)の制御は、丸刃(３)が紙
管(６)の肉厚を越えて切芯(７)に当接したときに丸刃
(３)と切芯(７)との間が電気的に導通して、制御回路
(図示せず)を動作させてサーボモータ(４)を逆回転させ
る様になっている。

【００１７】然して、切芯(７)に紙管(６)を嵌め、紙管
(６)を回転させる。サーボモータ(４)によってネジ軸(4
3)を回転させ、そのネジ推力により、移動台(２)を前進
させて丸刃(３)を紙管(６)に食い込ませて切断する。こ
の様に、本発明では、丸刃(３)の往復移動はエアーシリ
ンダに限るという常識を覆し、ネジ軸(43)の回転によっ
て生じるネジ推力により、丸刃(３)を前進させて紙管
(６)を切断するため、丸刃(３)はネジ軸(43)の回転とリ
ード角に対応して一定の速度で滑らかに紙管(６)の肉厚
を通過し、切り口を荒らすことなく美しく切断できる。

【００１８】又、丸刃(３)が紙管(６)に当たるまでの
間、紙管(６)の肉厚を通過する間、更には紙管(６)の内
面から切芯までの間は同じ速度で移動し、ボールネジに
よるガタつきのない摩擦の小さな回転による滑らかで安
定した移動台(２)のスライドにより、丸刃(３)の前進速
度を速めても、前記の如く、従来のシリンダのパワーを
大きくして丸刃(３)の前進速度を速める場合の様な問題
が生じることはなく、切断作業の能率を上げることがで
きる。

【００１９】外径７６.２mm、肉厚１５mmの紙管(６)を
切断するのに要する時間は、丸刃(３)が紙管(６)に当た
る間での距離を４mm程度に設定し、丸刃(３)が切芯(７)
に達して元位置に戻るまでの時間を含めて、１.５秒程
度とすることができた。従来のエアーシリンダ駆動の場
合、５秒以下に短縮することは困難であったことからす
れば、実に３倍以上に作業能率を高めることができた。

【００２０】

【００２１】尚、丸刃(３)の往復駆動装置(40)の駆動源
は、サーボモータ(４)に限らず、正逆の切換が高精度に
制御できるモータであれば種類を問わない。本発明は、
上記実施例の構成に限定されることはなく、特許請求の
範囲に記載の範囲で種々の変形が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】紙管切断装置の正面図である。

【図２】紙管切断装置の平面図である。

【図３】移動台とサーボモータの連結部分の正面図であ
る。

【図４】従来の切断装置による紙管の切り口の正面図で
ある。

【図５】図４Ａ−Ａ線に沿う断面図である。

【符号の説明】

(１) 基台 (２) 移動台 (３) 丸刃 (４) サーボモータ (43) ネジ軸

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】紙管(６)を支持する切芯(７)と、該切芯
(７)に直交して基台(１)上をスライドする移動台(２)
と、該移動台(２)上に切芯(７)と直交する面内に配備さ
れ移動台(２)の前進によって切芯に接触可能な丸刃(３)
と、移動台(２)に接続手段(５)を介して連繋され該移動
台を往復駆動する往復駆動装置とによって構成され、往
復駆動装置(40)は、サーボモータ(４)等の高精度で正逆
回転の切換制御ができる高精度制御モータにネジ軸(43)
を連繋し、前記接続手段(５)の内ネジ筒(53)に該ネジ軸
(43)を螺合して構成され、接続手段(５)はネジ部を具え
た連結軸(51)を移動台(２)に突設し、該連結軸(51)に強
力バネ(55)及び保持板(52)を嵌めてナット(54)を締め付
けてバネ(55)を圧縮し、該保持板(52)に前記内ネジ筒(5
3)を固定して構成され、丸刃(３)が切芯(７)に接触する
ことにより電気的導通を図って、高精度制御モータの
正、逆回転の制御を行う紙管切断装置。