JP4208347B2

JP4208347B2 - 押出成形体の切断装置

Info

Publication number: JP4208347B2
Application number: JP17352499A
Authority: JP
Inventors: 学大須賀; 友彦中西; 均上村
Original assignee: Denso Corp; Nippon Soken Inc
Current assignee: Denso Corp; Soken Inc
Priority date: 1999-06-21
Filing date: 1999-06-21
Publication date: 2009-01-14
Anticipated expiration: 2019-06-21
Also published as: JP2001001330A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、押出成形体の切断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
軟質の材料を成形する方法として押出成形が広く知られており、セラミックス、合成樹脂等の成形加工に適用されている。例えば、排気ガス浄化用の触媒の担体として用いられるセラミックスハニカム構造体の製造に適用されている。押出成形では、成形前の練った状態の材料が成形装置にて所定の断面形状を与えられて押し出されてくる。この連続的に押し出されてくる成形体は、切断装置により所定の長さに切断される。切断装置は、押出成形体を切断するワイヤがフレームに張設され、該フレームを押出成形体の切断方向に移動することでワイヤにより押出成形体を切断する。この時、切れ味が悪いと切断面の変形や潰れを生じるので切断装置には切れ味のよいものが望ましい。例えば、上記セラミックスハニカム構造体はセル壁厚が１００μｍ以下になってくるとかなり保形性が低下するので、切れ味は重要である。
【０００３】
特公平４−６０４０２号公報には、所定間隔をおいて配設した１対のプーリーに切断用のワイヤを懸架し、ワイヤに張力を与えた状態でワイヤの両端を交互に引っ張る往復移動機構を設け、ワイヤを長さ方向に交互に往復運動させることにより、ワイヤの切断動作に引き切り動作を付加して切断抵抗を小さくして切れ味の向上を図ったものがある。また、特開昭６３−６７１０５号公報には、切断用のワイヤを、一端をスプリングと接続するともに他端にバイブレータ等の振動子を接続し、引き切り動作をさせるようにしたものがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特公平４−６０４０２号公報、上記特開昭６３−６７１０５号公報記載の技術では、引き切りの効果を高めるべく、ワイヤの往復運動のストロークを長くしたり、または速度を速くすると、ワイヤの張力が変動してワイヤの撓みが大きくなる。この結果、撓み方向の運動成分の影響で切断抵抗が大きくなるという問題がある。
【０００５】
そこで本発明は、ワイヤに撓みを生じることなく切れ味のよい押出成形体の切断装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明では、押出成形体を切断するワイヤを押出成形体と交叉する方向にフレームに張設し、該フレームを押出成形体の切断方向に移動させてワイヤにより押出成形体を切断する構成とする。さらに、上記フレームを、押出成形体の切断方向に移動自在な基台部と、基台部に上記ワイヤに沿う方向に微小移動自在に支持されたフレーム本体部とを有する構成とする。上記ワイヤの両端をフレーム本体部に固定せしめる。フレーム本体部を上記ワイヤに沿う方向に往復運動せしめる駆動手段を具備せしめる。
【０００７】
ワイヤを直接駆動することなく押出成形体と交叉する方向に往復運動せしめることができるので、ワイヤの往復運動のストロークを長くしたり、または速度を速くしても、ワイヤに撓みを生じず、保形性の低い押出成形体に対してもすぐれた切れ味を発揮することができる。
【０００８】
請求項２記載の発明では、上記フレーム本体部を上記基台部に上記ワイヤに沿う方向に揺動自在に軸支せしめる。上記駆動手段によるフレーム本体部に対する駆動作用点を上記フレーム本体部の軸支点から偏心せしめ、その偏心量を上記ワイヤと上記軸支点との間隔よりも小さく設定する。
【０００９】
駆動手段により駆動作用点に与えられる往復運動がワイヤ位置において増幅されるから、駆動手段を小型化することができる。
【００１０】
請求項３記載の発明では、上記基台部と上記フレーム本体部とを弾性部材により結合する。
【００１１】
弾性部材が弾性変形する範囲内でフレーム本体部が上記ワイヤに沿う方向に微小移動自在となるとともに、弾性部材のバネ作用により駆動手段がフレーム本体部を効率よく往復運動させることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１、図２、図３、図４に本発明の押出成形体の切断装置を示す。切断装置は、図１中、手前側から押し出されてゆく断面円形の押出成形体８を所定長さに切断するもので、押出成形体８と交叉する方向（図１中左右方向）に張設され押出成形体８を切断するワイヤ２を有する切断機構１と、切断機構１を押出成形体８の切断方向（図１中上下方向）に送るためのガイド７とからなる。なお図例では押出成形体８は排ガス浄化用触媒等に用いられるセラミックスハニカム構造体である。
【００１３】
切断機構１は、ワイヤ２の張設用のフレーム３を備えている。フレーム３は、ステンレススティール等の剛性材を矩形の平板状に成形した基台部３１とフレーム本体部３２とが重なるように、かつ押出成形体８と交叉するように配設されてなる。また、基台部３１とフレーム本体部３２とは後述する回転軸３３、結合部材５により結合している。基台部３１、フレーム本体部３２には、それぞれ押出成形体８の切断方向に、押出成形体８径よりも幅広の切り欠き３０１，３０２が形成され、押出成形体８が通過可能としてある。また、ガイド７にも、押出成形体８の切断方向に、押出成形体８径よりも幅広の切り欠き７０１が形成され、押出成形体８が通過可能としてある。
【００１４】
フレーム本体部３２には、上記切り欠き３０２をはさんで対向する位置にそれぞれワイヤ支持ピン４が突設し、両ワイヤ支持ピン４の間にワイヤ２が張設してある。ワイヤ２の両端部は、これをそれぞれワイヤ支持ピン４に数回巻き付けた後、上から図略の接着テープを貼ることでワイヤ支持ピン４に固定され、ワイヤ２が一定の張力を発生するようになっている。ワイヤ２には極細のタングステン線等が用いられる。なお、ワイヤ２のワイヤ支持ピン４への固定は、接着テープの他、公知の機械的な固定手段が用いられ得る。
【００１５】
基台部３１は、ガイド７の基台部３１との対向面に切断方向に形成した溝７０１に摺動自在に保持され、フレーム３が押出成形体８の切断方向に移動できる。基台部３１の端壁には把手３１１が設けてあり、作業者が切断機構１を動かすことができる。
【００１６】
回転軸３３は、ワイヤ２中点位置から上記切断方向に下ろした垂線上位置に押出成形体８の押し出し方向に設けてあり、フレーム本体部３２が回転軸３３位置を軸支点としてワイヤ２に沿う方向に揺動するようになっている。
【００１７】
結合部材５は、基台部３１とフレーム本体部３２との間の扁平空間に設けてある。結合部材５はゴム等の棒状の弾性体５１の両端から弾性体５１の軸線に沿ってネジ部５２，５３が突出したもので、ネジ部５２，５３により基台部３１、フレーム本体部３２と結合する。結合部材５がフレーム本体部３２の回転軸３３回りの回転角度範囲を制限し、フレーム本体部３２は、弾性体５１が撓み変形する微小範囲内でのみワイヤ２に沿う方向に移動可能である。
【００１８】
結合部材５は合計４箇所に設けられている。この４つの結合部材５の配置場所は、回転軸３３位置よりもワイヤ２側に略均等に分散してあり、基台部３１とフレーム本体部３２とを結合する上で回転軸３３に過剰な負担がかからないようになっている。なお、結合部材５の取付け数は結合強度の点から多い方がよいが、多すぎるとフレーム本体部３２の移動範囲を減じてしまうので、３か４程度が望ましい。
【００１９】
また、フレーム本体部３２には、回転軸３３から偏心した位置に駆動手段たる振動発生部６が設けてある。振動発生部６はフレーム本体部３２を駆動するもので、フレーム本体部３２にネジ止めされたモータ６１と、その軸端部に固定された偏心ディスク６２とから構成してある。偏心ディスク６２は、モータ６１のシャフトに同軸に取り付けられた真円ディスク６２１の周縁からアーム部６２２が伸び、その先端にウェイト６２３が取り付けられたもので、偏心ディスク６２の重心はモータ６１の軸心（回転中心）からウェイト６２３の分偏心している。この偏心ディスク６２の重心は、モータ６１への通電により回転した時に、モータ６１の回転中心周りを公転運動するようになっている。モータ６１の回転数は、かかる偏心ディスク６２の重心の公転運動によりフレーム本体部３２が振動する程度に高速域に設定される。なお、偏心ディスクは図例のものだけではなく、その重心位置と回転中心とが不一致なものであればよい。
【００２０】
本発明の切断装置の作動について説明する。作業者は、モータ６１に通電した状態でフレーム３の把手３１１を引き切断機構１を切断方向に移動させる。切断機構１の移動に伴ってワイヤ２が押出成形体８を切断する。
【００２１】
さて、偏心ディスク６２の重心が公転運動するのに伴い、フレーム本体部３２は振動するが、フレーム本体部３２の運動は、上記のごとく回転軸３３を中心とするワイヤ２に沿う方向の移動に規定されているから、フレーム本体部３２は実質的にワイヤ２に沿う方向にのみ往復運動（振動）せしめられるだけである。しかして、フレーム本体部３２と一体のワイヤ２もその長さ方向にのみ振動する。ワイヤ２はワイヤ支持ピン４に固定されているからワイヤ２の張力は一定であり、振動振幅や周波数が大きくなってもワイヤ２に撓み等を生じることはない。しかもフレーム本体部３２と基台部３１とは弾性体５１を介して結合しているから、弾性体５１の撓みによるバネ作用で振動発生部６の発生する駆動力がフレーム本体部３２の振動に効率よく変換され、ワイヤ２の振動は安定的に行われる。
【００２２】
押出成形体８の切断時には、ワイヤ２の運動に振動発生部６の作用で引き切りの運動が加わるが、上記のごとく、ワイヤ２は押出成形体８と交叉する方向にのみ振動し、撓みによる押出成形体８の押出方向の振動成分が生じないから、すぐれた切れ味を発揮する。
【００２３】
なお、図５に示すように、振動発生部６によるフレーム本体部２の駆動作用点（モータ６１の取付け位置）を、その回転軸３３位置からの偏心量Ｌ2 が、ワイヤ２と回転軸３３との間隔Ｌ1 よりも短くなるように設定してあるので、振動発生部６により上記駆動作用点に与えられた振動がワイヤ２位置においてＬ1 ／Ｌ2 倍に増幅され、小型の振動発生部６でもワイヤ２の往復運動に対して大きなストローク（振動振幅）を与えることができる。
【００２４】
本発明の切断装置により、セル壁厚０．０６ｍｍ、セルピッチ０．９ｍｍ、外径φ１００ｍｍのハニカム構造体を切断し、図６に示すように切断面のつぶれ変形について調査した結果を示す。なお、判定は、つぶれ変形量が１ｍｍ未満の場合を○、１ｍｍ以上が×とした。ワイヤ２はφ０．０５ｍｍのものを用い、上記Ｌ1 ／Ｌ2 ＝３とした。表中、本発明の実施例と比較する比較例を併せて示した。比較例１は実施例の構成から回転軸３３を外し、ワイヤ２にその長さ方向に限定されない自由な振動が生じるようにしたものであり、比較例２は実施例の構成においてモータ６１をオフにし、ワイヤ２に振動を与えないようにして実質的に最も単純な構成としたものである。
【００２５】
結果は、表１より知られるように、ワイヤ２の振動数６０Ｈｚ、振幅４ｍｍの実施例１では、つぶれ変形量は０．８ｍｍであり、振動数６５Ｈｚ、振幅６．５ｍｍの実施例２では、つぶれ変形量は０．３ｍｍであり、いずれもセル壁厚０．１ｍｍ以下のハニカム構造体８をきれいな切断面で切断することができた。一方、ワイヤに振動を与えない比較例２では、つぶれ変形量は６．５ｍｍに達した。このように、上記各実施例は優れた切れ味を発揮する。また、振動増幅作用のない比較例１では、モータ６１の駆動条件が比較例２と同じであっても振動振幅は２ｍｍで、つぶれ変形量は実施例２よりも大きい２．５ｍｍであり、本実施形態の構成によれば、振動増幅作用により小型のモータ６１でもすぐれた切れ味が得られることが分かる。
【００２６】
【表１】

【００２７】
なお、図例では、モータ６１により偏心ディスク６２を回転しフレーム本体部３２を振動させているが、他の構成でもよい。図７、図８は他の駆動手段を取り付けたフレーム本体部３２であり、駆動手段としてバイブレータ６Ａが取り付けてある。バイブレータ６Ａは、振動方向がフレーム本体部３２の揺動方向となるように取付け向きが決めてあり、フレーム本体部３２をワイヤ２に沿う方向に振動せしめる。バイブレータ６Ａには電気式の他、エア式のもの等が用いられ得る。
【００２８】
また、フレーム本体部を効率よく振動させる弾性部材をフレームの基台部とフレーム本体部との間の扁平空間に設けることで、基台部とフレーム本体部間の結合強度を高める作用が得られるようにしているが、基台部とフレーム本体部間が回転軸の単独結合で強度上の問題がなければ、あるいは他の手段により補強が可能であれば、弾性部材を他の場所に設けることもできる。例えば基台部にフレーム本体部の側方位置に突出する突出部を設け、この突出部とフレーム本体部との間に、フレーム本体部の揺動方向に伸縮するスプリングを弾性部材として設ける。
【００２９】
また、図例では、フレーム本体部を基台部に対して揺動せしめることで、フレーム本体部がワイヤに沿う方向に往復運動するようにしているが、フレーム本体部が基台部をワイヤに沿う方向に一次元移動自在なステージとして載置される構成でもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の押出成形体の切断装置の平面図である。
【図２】図１におけるＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。
【図３】図１におけるＡ矢視図である。
【図４】本発明の押出成形体の切断装置の切断機構の分解図である。
【図５】本発明の押出成形体の切断装置の切断機構の正面図である。
【図６】押出成形体の切断部の図である。
【図７】本発明の押出成形体の切断装置の変形例を示すフレーム本体部の正面図である。
【図８】図７におけるＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿う断面図である。
【符号の説明】
１切断機構
２ワイヤ
３フレーム
３１基台部
３２フレーム本体部
３３回転軸
４ワイヤ支持ピン
５結合部材（弾性部材）
５１弾性体
５２，５３ネジ部
６振動発生部（駆動手段）
６１モータ
６２偏心ディスク
６Ａバイブレータ（駆動手段）
７ガイド
８押出成形体

Claims

押出成形体を切断するワイヤを押出成形体と交叉する方向にフレームに張設し、該フレームを押出成形体の切断方向に移動させてワイヤにより押出成形体を切断する押出成形体の切断装置において、上記フレームを、押出成形体の切断方向に移動自在な基台部と、基台部に上記ワイヤに沿う方向に微小移動自在に支持されたフレーム本体部とを有する構成とし、上記ワイヤの両端をフレーム本体部に固定せしめ、かつ、上記フレーム本体部を上記ワイヤに沿う方向に往復運動せしめる駆動手段を具備することを特徴とする押出成形体の切断装置。
請求項１記載の押出成形体の切断装置において、上記フレーム本体部を上記基台部に上記ワイヤに沿う方向に揺動自在に軸支せしめ、上記駆動手段によるフレーム本体部に対する駆動作用点を上記フレーム本体部の軸支点から偏心せしめ、その偏心量を上記ワイヤと上記軸支点との間隔よりも小さく設定した押出成形体の切断装置。
請求項１または２いずれか記載の押出成形体の切断装置において、上記基台部と上記フレーム本体部とを弾性部材により結合した押出成形体の切断装置。