JP4039694B2 - 回転切断装置およびその方法 - Google Patents

Description

発明の技術分野
本発明は、帯状材を切断する装置に関し、特に帯状材のシートが装置を通過でき、装置は据え付けであり、せん断部材が断続的に操作でき所定の間隔に材料を切断する回転切断装置に関する。
従来の技術
移動する帯状材を切断することは様々な方法で行われてきた。ある比較的原始的な方法では、移動する帯状材は、せん断刃の丁度手前で一時的に停止し、せん断刃が操作される。せん断刃の上流では、帯状材は移動し続け、波うつ。せん断刃が開かれると、帯状材は前に再び通過し、波うたなくなる。他のシステムでは、レールに取付けられた上下のせん断ダイスの組を有し、せん断刃は帯状材の軸に沿って前後に移動できた。上下のせん断ダイスの帯状材に対する速度を加速すれば、帯状材を停止させずに上下のせん断ダイスを閉じることができた。せん断ダイスを開いて上げ、停止させ、次の切断のために開始位置に戻す。これらのシステムは効果的であったが、機構が複雑かつ高価であった。各切断の位置を正確に決めることもまた難しかった。さらに、所定の長さよりも短く切断することはできなかった。せん断ダイスが各切断ごとに１回前後に移動しなければならないという事実からである。
米国特許第２，４４５，１７４号では、所定の位置にて帯状材を切断する回転刃を有していた。しかし、これらの回転刃により切断される長さを制御するのは困難であった。なぜなら、切断される長さは回転刃ドラムの直径および歯車により変更を要する帯状材の速度に大きく左右されるからであった。
明らかに、回転切断装置においては、帯状材を所定の位置で切断し、その位置は調節され予め設定でき、切断の間隔がとても比較的短い距離においても操作でき、機構の複雑さを最小限にする必要がある。
発明の開示
前記の改良すべき点を達成するという観点から、移動する帯状材のシートを所定の長さに切断する回転切断装置を含み、かかる回転切断装置は、一組の下方および上方の切断用のロールと、前記ロール（帯状材のシートがその間を通って移動する間隙を前記ロールは決定する）を噛み合わせ同期して回転させる歯車手段と、前記上下のロールを同期して回転させるように操作する選択的操作可能手段と、前記下方および上方のロールの一方にあり、切断位置を決定する止め具と、前記下方および上方のロールの他方にあり、移動可能な切断刃と、前記切断刃を前記止め具に近づけ、遠ざけるように移動させる手段と、を備え、前記切断刃は前記止め具に対してわずかにずれがあり、前記切断刃は前記止め具に接して移動し、前記切断刃と前記止め具がせん断することで帯状材を切断することを特徴とする。
本発明は、さらに移動可能な前記切断刃は、前記ロールの他方を貫通して延びる少なくとも３本のプランジャに接続され、カム手段は前記プランジャ上にあり、カム操作手段は前記下方および上方のロールの他方の外側に位置し、前記カム手段と連動し、前記ロールの回転により前記カム手段を前記カム操作手段と噛み合わせ、前記プランジャが前記切断刃を前記止め具に向かって進ませるようにすることを提供する。
本発明は好ましくは、前記切断用のロールを、モータやクラッチ手段のような動力操作手段により、始動させ停止させる手段を備え、前記動力操作手段は前記切断装置の上流に位置する長さ計測手段に接続され、前記長さ計測手段は前記帯状材の長さを計測し、前記動力操作手段に信号を送ることを特徴とすることを提供する。
もし、前記切断刃は前記止め具に対しわずかなせん断角をもって取付けられることにより、前記帯状材の一方で切断を始め、他方まで継続させることになれば有利である。
前記２個のロールは好ましくは比較的小さいことにより、始動と停止を容易にできるようにし、切断位置を正確にできるようにする。
前記切断刃の操作は、切断が完了してすぐに、さらに１回引っ込められることにより、前記帯状材の上流端が前記ロールの間を障害なく通過できるようにしたものである。
発明の特徴となる新規性のある様々な特徴は、添付された請求の範囲に、より著しく記載され、かつ本開示の一部をなす。本発明、その操作上の利点およびその利用により得られる特別な物のより良い理解のために、添付された図面と説明に図示され記載された本発明の好ましい実施の形態を参照する必要がある。
【図面の簡単な説明】
図１は本発明を図示した回転切断装置および幻視的な作業対象たる細い材料をあらわす斜視図である。
図２は図１の２−２断面図であり、作業対象たる細い材料がその間を通過するときの不活動状態の２個のロールを示している。
図３は図２に対応する断面図であり、２個のロールが回転し、切断刃の切断動作を示している。
図４は図３に対応する断面図であり、切断が完了した丁度その後に、ロールが９０度回転し、停止している状態を示している。
図５は本発明を図示した切断装置の正面図である。
最初に図１を参照する。図１はおよそ１０と示されている切断装置を図示し、切断装置は、Ｗと示されている作業対象たる帯状材を、Ｐと示されている長さに切断する装置である。
典型的には、切断装置は操作ラインと共に位置し、典型的な帯状材の巻きを支持する、巻きをほどくもの（アンコイラ）を含み、張力発生器、伸ばし器、平坦器を含んでも含まなくてもよく、それらは全て帯状材を成形する技術において周知である。これらの設備の部分は金属の帯状材の技術においては典型的である。しかし、他の材料と共に、切断装置は様々な他の用途に用いることができ、帯状材が平坦なシートで与えられても、帯状材が非金属であっても用いることができる。
切断装置の目的は、帯状材が比較的速い速度で連続的に移動している状況で、帯状材の残りから先頭の部分Ｐを切断し、部分Ｐを使用、形成、販売あるいは処分することにある。部分Ｐは正確に所定の長さに切断されねばならない。切断装置は容易に部分Ｐがどのような所望の長さにも切断できるように制御および調節できることが求められ、必要とあらば、切断ごとに変更できることも求められる。
切断装置は部分的には、下方および上方のロール１２、１４からなり、ロール１２、１４はスタンド１６、１８の間に取付けられ、歯車２０、２２による同期操作のため共に接続されている。
ロール１２、１４の上流には長さセンシング部材２４が位置し、長さ信号を生成するため適当な中央処理装置（ＣＰＵ）２６に接続されていてもよい。ＣＰＵ２６は制御可能であり、帯状材の所定の長さが計測された後に切断信号を送信する。切断されるべき部分Ｗの長さはＣＰＵに、周知の方法で、プログラムしておくことができる。
本発明の実施の形態の上方のロール１４は断面がおよそ楕円形であり、上方のロール１４における２ヵ所の頂部２８、３０が滑らかな、やや円筒状の表面を有している。止め具３２が頂部２８に取付けられ、その目的は後述する。
止め具３２は滑らかなせん断面３４を決定し、それはロールの中心から放射状にあり、終端は刃になっている。
止め具３２は頂部２８のおよそ直角の切り欠き３６に取付けられ、ボルト３８により取り外すことができるように固定され、時に応じて修理点検するために取り外せるようにしている。並びに、頂部２８のせん断面３４は平面部４０と共に形成されており、その理由は後述する。
本実施の形態の下方のロール１２もまた断面がおよそ楕円形であり、下方のロール１２における２ヵ所の頂部４２、４４が滑らかな、やや円筒状の表面を有している。しかし、下方のロール１２は中央に径に沿ったスロット４５と共に形成されている。スロット４５はロールの長手方向に沿ってロール内の所定の深さにまで延びている。径に沿ったスロットに通じて、本実施の形態では、３個の穴４６、４８、５０（図５）があり、スロットから貫通して延び、ロールの反対側に開口している。スロットの内部には移動可能な切断刃５２があり、スロット４５の外に、内にスライドできる。切断刃５２は本実施の形態では、３本の操作ロッド５４上にあり、操作ロッド５４は３個の穴４６、４８、５０を貫通して延びる。操作ロッドはカラー５６と共に形成され、カラー５６は止める役割を果たしている。
穴の内部には、復帰バネ５８があり、操作ロッドを引っ込んだ位置に戻す機能を果たし、それにより切断刃５２がスロット４５に戻る。
操作ロッド５４の各々の自由端には、カム肩部６０がある。カム肩部はカムローラ６２に乗るようにされている。カムローラ６２は回転できるように、スライドできるカム棒６４（図５）に沿って間隔を開けて取付けられている。カム棒６４は本実施の形態では下方のロールの下に位置している。カム棒は３個の操作傾斜部６６と共に形成されている。スライド可能な制御棒６８は移動できるように基部７０に固定されている。基部７０にはスタンド１８、２０もまた固定されている。ボルト７２は制御棒６８のすきまのある開口部（図示せず）に延びており、制御棒６８が前後にスライドできるようにしている（図５）。操作シリンダ７４は基部７０に取付けられ、操作シリンダ７４は制御棒６８に接続されるピストンロッド７６を有する。制御棒６８の傾斜部７７はカム棒６４の操作傾斜部６６に噛み合う。操作シリンダ７４は適宜な手段により動力を与えられてもよく、カム棒６４に対し前後に制御棒６８を移動させるように操作する。
一方向に移動させれば、カム棒６４を上に上げ、他の方向に動かせば、カム棒６４が下に下がる。カム棒６４のかかる動作により、カムローラ６２がカム肩部６０と噛み合いあるいは噛み合わなくなる。
下方のロールが回転するにつれて、カムローラがカム肩部に噛み合い、下方のロールを貫く操作ロッドを動かし、切断刃をスロットから伸ばす。下方のロールが回転し続けるに従い、カムローラはカム肩部から外れ、復帰バネにより操作ロッドと切断刃が引っ込む。
歯車の位置は、下方のロールと上方のロールにある切断刃と止め具が互いに所定の位置で帯状材の反対側で噛み合う（図３）ような位置である。カムローラが切断刃をスロットから外に動かすにつれ、切断刃は止め具の滑らかな放射状の切断面に沿ってスライドし、せん断の動作がなされる。図４に記載されているように、切断刃はわずかに一方から他方に傾斜しており、帯状材の一方から他方により良い切断がされるようにしている。
ロールを操作、始動、停止させるために、任意の適宜な動力操作手段を用いることができる。図１にはＣＰＵからの信号により始動、停止できるＤＣモータ８０が示されている。これは、切断用のロールを操作するための単純かつ高効率の手段である。しかし、クラッチとブレーキのシステム、またはクラッチのみが望ましい場合もあり、それらは周知であり説明の必要はない。ＣＰＵ２６からの切断信号を受信して、動力操作手段は操作して歯車を回転させる。
所定の短い時間に、ロールが回転し切断がされた後に、動力を一時停止し、ロールが停止すると、帯状材はロールの間を障害なく通過し続けられる。ロールは図２に示す位置に停止させることができ、作業対象たる帯状材は自由にロールを通過できる。かわりに、ロールを、切断位置から９０度回転した、図４に示す位置に停止させることができる。
ロールは、多くの場合に、この方法で断続的に操作できる。他の場合において、ロールは所定の減速された速度で連続的に回転させることができる。この場合は、操作シリンダをカム棒が落下するように操作して、切断刃に切断動作をさせないようにする。たとえロールが回転していても、ロールの間隙が帯状材が通過するのに充分なので、帯状材は障害なくロールの間を通過し続けられる。切断信号を受信すると、操作シリンダは制御棒を操作し、カム棒を上に上げるように操作する。これにより、カムローラは上がり、カム肩部に噛み合い、切断動作が引き起こされる。
切断装置の操作方法は既述の記載から自明である。
既述の記載は例示するためだけに提示した本発明の望ましい実施の形態である。本発明は、記載のあるような特別の特徴に限定されず、添付の請求の範囲に含まれる全ての変形を含む。

Claims (9)

1. 一組の下方おび上方の切断用ロール（１２、１４）を有し、帯状材のシートがその間を通って移動する間隙を前記ロールは決定し、前記ロールの一方が帯状材を切断するための移動可能な切断刃を有し、前記下方および上方のロールを同期して操作し同期して回転させる手段を備えた、移動する帯状材Ｗのシートを所定の長さに切断する切断装置（１０）において、
   前記下方および上方のロールの一方（１４）に固定された位置に取付けられ、切断位置を決定する固定された止め具（３２）と、
   前記下方および上方のロールの他方（１２）に移動可能に保持された複数の操作ロッド（５４）と、
   前記下方および上方のロールの他方（１２）に対して移動可能な切断刃（５２）と、
   前記下方および上方のロールの他方の外側に位置し、前記複数の操作ロッド（５４）を前記下方および上方のロールの他方（１２）に対して移動させることが可能なカム操作手段（６２）と、
   前記下方および上方のロールの他方（１２）の近傍に配置され、前記カム操作手段（６２）を支持し、前記下方および上方のロールの他方（１２）に対して移動可能な取付手段（６４）と
   前記取付手段（６４）に対して移動可能で、前記取付手段を前記下方および上方のロールの他方（１２）に対して移動させることが可能なスライド手段（６８）と、
   前記スライド手段（６８）を２つの位置の間で移動させる動力操作手段（７４）と、を備え、
   前記スライド手段（６８）が前記２つの位置の内の一方に位置し、前記カム操作手段（６２）と前記複数の操作ロッド（５４）とが連動し、前記操作ロッド（５４）が前記切断刃を前記止め具の方向に移動させるとき、前記切断刃は前記帯状材を切断し、
   前記スライド手段（６８）が前記２つの位置の内の他方に移動するとき、前記カム操作手段（６２）と前記複数の操作ロッド（５４）との連動が解除され、前記下方および上方のロールの他方（１２）は前記切断刃を収納することを特徴とする切断装置。
2. 前記切断用のロール（１２、１４）を、動力操作手段（８０）により、始動させ停止させる手段を備え、前記動力操作手段（８０）は前記切断装置の上流に位置する長さ計測手段（２４）に接続され、前記長さ計測手段（２４）は前記帯状材の長さを計測し、前記動力操作手段に信号を送信することを特徴とする請求項１に記載の切断装置。
3. 前記切断刃（５２）は前記止め具（３２）に対し予め設定されたせん断角で取付けられることにより、前記帯状材の一方で切断を始め、他方まで継続させることを特徴とする請求項１に記載の切断装置。
4. 前記２個のロール（１２、１４）は、切断位置が正確に調整される予め決められた直径を有し、それらが始動及び停止されることを特徴とする請求項１に記載の切断装置。
5. 切断が完了してすぐに、前記切断刃（５２）が前記カム操作手段（６２）により解放されることにより、前記帯状材の上流端が前記ロール（１２、１４）の間を障害なく通過できるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の切断装置。
6. 前記ロール（１２、１４）には２個の頂部（２８、３０、４２、４４）が明確に存在し、前記止め具（３２）は前記ロールの一方の一つの頂部（２８）に位置し、スロット（４５）と前記切断刃（５２）は前記ロールの他方の頂部（４２）に位置することを特徴とする請求項１に記載の切断装置。
7. 前記ロールの他方（１２）を径に沿って貫通し、前記操作ロッド（５４）が内部にある貫通開口部（４６）と、
   前記ロールの他方に前記操作ロッドが引っ込む位置に前記操作ロッドを偏らせる手段と、
   を備えたことを特徴とする請求項２に記載の切断装置。
8. 前記止め具の前記ロールの一方（１４）が一つの頂部における直角の肩部（３６）を明確に決定し、固定手段（３８）は前記止め具を前記肩部に固定し、前記止め具（３２）は修理点検のために取り外し可能であることを特徴とする請求項７に記載の切断装置。
9. 移動する帯状材Ｗのシートを切断する方法であって、前記帯状材が一組の下方および上方の切断用のロール（１２、１４）を通過することにより前記帯状材を所定の長さに切断し、前記帯状材のシートがその間を通って移動する間隙を前記ロールは決定し、移動可能な前記切断刃（５２）は、前記ロールの他方を貫通して延びる複数の操作ロッド（５４）に接続され、カム手段（６０）は前記操作ロッド上にあり、前記下方および上方のロールの他方の外側に位置するカム操作手段（６２）は前記カム手段と連動するものであり、移動可能な前記切断刃（５２）は、前記ロールの他方を貫通して延びる複数の操作ロッド（５４）に接続され、カム操作手段（６２）が取付手段（６４）に取付けられ、前記操作ロッド（５４）上の前記カム肩部（６０）に噛み合うことも噛み合わないことも可能であり、スライド手段（６８）は前記取付手段（６４）および傾斜手段（６６、７７）に対し移動可能であり、スライド手段（６８）の動きにより前記取付手段（６４）を上下し、動力操作手段（７４）は前記スライド手段（６８）を２つの位置の間で移動させる、帯状材の切断方法において、
   断続的に前記下方および上方のロール（１２、１４）を操作して同期して回転させ、前記下方および上方のロールの一方に止め具（３２）を位置させ、止め具に切断位置を決定させ、前記下方および上方のロールの他方に移動可能な切断刃（５２）を位置させ、前記カム手段は前記カム操作手段と噛み合い、前記操作ロッドが前記切断刃を前記止め具に向かって進ませ、前記切断刃は前記止め具に対してわずかにずれがあり、前記切断刃は前記止め具に接して移動し、前記切断刃と前記止め具がせん断することで帯状材を切断する段階を特徴とし、
   前記切断用のロールを、動力操作手段（８０）により、始動させ停止させる段階であって、前記動力操作手段（８０）は前記切断装置の上流に位置する長さ計測手段（２４）に接続され、前記長さ計測手段（２４）は前記帯状材の長さを計測し、前記動力操作手段に信号を送るものである段階と、
   前記スライド手段（６８）を時間との関連で操作して前記ロールを操作して前記カム操作手段（６２）を前記操作ロッドのカム手段（６０）と噛み合わせ、前記切断刃を前記止め具に動かして、前記帯状材をせん断する段階と、
   前記スライド手段（６８）が前記２つの位置の内の他方に移動するとき、前記カム操作手段（６２）と前記複数の操作ロッド（５４）との連動が解除され、前記下方および上方のロールの他方（１２）は前記切断刃を収納する段階とを備えたことを特徴とする帯状材の切断方法。

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