JP4609887B2 - ワイヤ式切断機 - Google Patents

Description

本発明は、連続して押し出される陶磁器原料の粘土、パンや麺類の生地といった食品の原料、プラスチック製品の原料といった可塑性材料をカットするのに好適利用可能なワイヤ式切断機に関する

可塑性材料を切断する切断機では、特許文献１に記載のように、カッタホルダにワイヤを緊張し、その緊張されたワイヤで構成したカッタ刃が広く用いられており、例えば特許文献２に記載のように、カッタ刃を、被切断物の移動経路上に固定配置し、被切断物をその被切断物の移動方向に切断したり、特許文献３に記載のように、被切断物の移動方向と交差する方向へ動かして所定長さに寸断する二通りの切断方式が知られている。

カッタ刃にはピアノ線のように極細で強靱なワイヤが利用されており、ワイヤの両端はいずれの切断方式においても、緩まないようにしっかりと固定され、切断や摩耗した場合は、ワイヤのみを張り換えてホルダを再利用することが可能になっている。

特開２００２−２３４０２７号公報 特開２００１−３１５１８７号公報 特開２０００−１１７７３２号公報 特開平９−１３６３２０号公報

従来のワイヤ式切断機においては、いずれの切断方式も、ワイヤは両側に引っ張られた固定状態にあり、ワイヤと被切断物とのいずれが動くかといった相対的な違いはあるものの、押し付け作用のみで切断しているので、切り口は押し潰されて型崩れし、切断面には肌荒れが生じていた。
切断面の精度が要求される場合、例えば切断面がハニカム状の製品において型崩れは致命的である。
又ワイヤは、被切断物に対して同一箇所が繰り返し接触するので、その接触する部分の摩耗が激しく、頻繁に張り換えしなくてはならない。
更に、ワイヤに付着した切り屑がかさぶた状に固まると、その固まったかさぶた状の切り屑で、切断面が傷付いてしまう虞れがある。
尚、ワイヤ式の切断機としては、特許文献４に記載のようにワイヤを走行させるタイプもあるが、そのようなタイプでは駆動手段が別途必要である。

本発明は、従来のワイヤ式切断機に生じていた上記欠点に鑑み、その欠点を効果的に解消することに成功したワイヤ式切断機であって、その構成は、立設された二本の支柱間に、カッターフレームを前記支柱の上下方向へ強制的に昇降移動可能ならしめて架設し、前記二本の支柱のうち一方の支柱の上端部に第一のプーリを、他方の支柱の下端部に第二のプーリをそれぞれ設けると共に、前記カッターフレームにおける前記一方の支柱側であって前記上下方向で前記第二のプーリよりも上方に設けた第三のプーリと、前記カッターフレームにおける前記他方の支柱側であって前記上下方向で前記第三のプーリよりも上方に設けた第四のプーリと、がそれぞれ前記カッターフレームと共に前記上下方向へ昇降移動し、前記第一のプーリから、前記第三のプーリと、前記第二のプーリと、前記第四のプーリとを経て、前記第一のプーリに戻る順にワイヤをループ掛けし、前記カッターフレームを前記上下方向の下方側へ降下させて、前記ループ掛けされたワイヤを、前記第二のプーリに巻き掛けられた部分を支点にして、前記第三のプーリ側より前記第二のプーリ側へ移動させながら被切断物に押し付けることを特徴とする。

そして 前記カッターフレームに、前記一方の支柱側で前記上下方向の下方側へ延びる延長部を連設し、その延長部に前記第三のプーリを取り付けたり、前記支柱に沿って移動する前記ワイヤの送り出し経路に、ワイヤに接触し、ワイヤの送り出し動作でワイヤに付着した切り屑を除去するクリーナを付設したり、互いに異なるプーリ同士間、或いはプーリとワイヤ間の通電状態をモニタし、通電の遮断を検知したら断線の可能性あることを警告する断線検出手段を設けることができる。

カッターフレームの下降によって、第四のプーリと第三のプーリとが下方へ移動すると、ループ掛けされているワイヤは、第三のプーリに巻き掛けられている部分が下に引っ張られる一方で、第二のプーリに巻き掛けられている部分が下方へ緩められるため、張力が一定に保たれたままで変形し、第三と第二のプーリ間に掛け渡された部分（カッタ刃として機能する部分）は、第二のプーリに巻き掛けた部位を支点として第三のプーリに巻き掛けられた部位が下に移動すると共に、第三のプーリ側から第二のプーリ側へと送り出される。
その結果、ワイヤは切断操作の度に順次送り出され、カッタ刃として利用される部分のローテーションが図られる。
よって被切断物は、ノコギリのように引きながら（押しながら）切断されることになり、単なる押し切りに比べて型崩れを起こしにくくなるし、切断面も滑らかになる。

本発明に係るワイヤ式切断機を図面に基づいて説明する。
図１及び図２は、混練押し出し機の押し出し口延長上に配置して、混練押し出し機から連続して押し出される可塑性材料を定寸裁断するワイヤ式切断機を示したもので、基台１上にはローラコンベヤ２が設置されており、そのローラコンベヤ２を跨ぐように、門型フレーム３が取り付けられている。
門型フレーム３は、左右一対の支柱３ａ，３ｂの上端同士を水平ビーム３ｃにて連結して構成されており、支柱３ａ、３ｂ間には、カッタフレーム４が昇降自在に組み付けられている。

前記カッタフレーム４は、片方の支柱３ａ側下方に延長部４ａが連設された横向きのＬ字状を呈しており、シリンダ５によって強制的に昇降移動されるようになっている。
前記二本の支柱３ａ，３ｂのうち一方の支柱３ａの上部には第一のプーリ６が、他方の支柱３ｂの下部には第二のプーリ７が設けられており、カッターフレーム４における一方の支柱３ａ側の延長部４ａ下位置には第三のプーリ８が、他方の支柱３ｂ側には第四のプーリ９がそれぞれ設けられている。 7yh8
前記第三のプーリ８は延長部４ａの下位置に、又第四のプーリはカッタホルダ４の延長部ではない部分に設けられているので、これら第三のプーリ８の位置と第四のプーリ９の位置とは、同じカッターフレーム４に取り付けられてはいるが、互いに上下関係にある。

そしてそれら第一、第二，第三及び第四のプーリ６，７，８，９には、第一のプーリ６から、第三のプーリ８、第二のプーリ７、第四のプーリ９とを経て第一のプーリ６に戻る順に、ステンレス製のワイヤ１０がループ掛けされている。
前記第二のプーリ７の取り付けには、門型フレーム３に対して絶縁構造が採用されている。
尚図２に示す符号１１はローラコンベア２上を搬送されてきた可塑性材料である被切断物１２の先端位置を検知し、被切断物の搬送を一旦停止させるための移動可能なストッパであり、定寸切断する場合に利用される。

シリンダ５の動作によってカッタフレーム４が昇降移動されると、第三のプーリ８と第四のプーリ９とはカッタフレーム４と共に上下移動するが、第二のプーリ７と第三のプーリ８とは、それぞれ定位置に停止したままで動かないので、それら第一、第二，第三及び第四のプーリ６，７，８，９にループ掛けされているワイヤ１０は、一定の張力が保たれた状態で第一と第二のプーリ６、７の動きに従って変形する。

次に切断動作を説明する。
ローラコンベヤ２上に連続して送り出されてくる被切断物１２に対し、シリンダ５の動作によりカッタフレーム４を下降させると、ワイヤ１０には、図３〜図４に示すように、第三のプーリ８によって下方へ引っ張り力が作用し、一方、第四のプーリ９は第三のプーリ８の動きに追従して下がるので、ワイヤ１０は第二のプーリ７から第四のプーリ９を経て第一のプーリ６方向へたぐり寄せられ、図面上、左回り方向へ移動しながら変形する。

よって前記ループ掛けされたワイヤ１０の第二のプーリ７と第三のプーリ８との間に緊張されている部分（カッタ刃として機能する部分）は、第三のプーリ８側より第二のプーリ７側へと移動しながら、第２のプーリ７に巻き掛けられた部分を支点にして、第三のプーリ８に巻き掛けられた部分が下がるように動作して被切断物１２に押し付けられる。
つまりこの動作を包丁にたとえると、刃を滑らせながら押し付ける場合に相当するので、切り口が型崩れせず、切断面はなめらになる。
又、ワイヤ１０が緊張方向へ移動することにより、被切断物１２との接触部分も移動するので、カッタ刃として機能する部分のローテーションも実行される。

カッタフレーム４が引き上げられると、ワイヤ１０が第四のプーリ９によって上方へ引っ張られ、その際第三のプーリ８は第四のプーリ９の動きに追従して上がるので、ワイヤ１０は第三のプーリ８から第二のプーリ７を経て第四のプーリ９方向へたぐり寄せられ、カッタフレーム４が降ろされた場合と同様に、図面上、左回り方向へ移動しながら変形する。
つまり、ワイヤ１０はカッタフレーム４が昇降移動する度に左回り方向へ循環されるのである。

実施例のカッタフレームは、ギロチンのように真下に降りるよう動作されるが、カッタフレームは水平移動させるようにもできるし、定位置に引張させておいて、通過する被切断物をカットする装置に、ローテーションのみを目的として採用することもできる。

カッタフレームの昇降移動は、シリンダ以外に、ラックピニオン機構やネジ送り機構を利用したり、吊り下げたカッタフレームを自重により自然落下させるようにもできる。

実施例に示すワイヤ式切断機には、支柱３ａに沿って移動するワイヤ１０の送り出し経路上に、ワイヤ１０に接触し、ワイヤ１０の送り出し動作でワイヤに付着した切り屑を除去するスポンジ製のクリーナ１３が付設されていて、ワイヤ１０が通過する際に、ワイヤ１０に付着した切り屑が拭い取られるようになっている。
尚このクリーナ１３は複数箇所に設けたり、スポンジ以外に、ブラシを採用することもできる。

又、このワイヤ式切断機は、前記したように門型フレーム３に対して第二のプーリ７は絶縁されているが、その第二のプーリ７と第三のプーリ８間にはワイヤ１０が緊張されているので、そのワイヤ１０によって、第二のプーリ７と第三のプーリ８間は通電状態にある。
そこでこの実施例では、第二のプーリ７と第三のプーリ８間の通電状態をモニタし、通電の遮断を検知したら断線の可能性あることを警告する断線検出手段が設置されていて、ワイヤの断線が検知されると切断作業が自動的にストップするようになっている。
尚、断線検出手段は、プーリとワイヤ間にも同じように設置できる。

本発明のワイヤ式切断機は、カッタフレームを移動させることによって、ワイヤを押し付け動作するのみならず、送り動作もするので、ワイヤの送り機構を設けることなくローテーションが図られ、きれいな切断面を得ることができる。
そして本発明のワイヤ式切断機のワイヤには、ステンレス以外の金属、或いは合成樹脂を採用することができ、切断対象は可塑性材料に限定されるものではないし、テンションプーリを付加することもできる。

本発明に係るワイヤ式切断機の正面図である。 本発明に係るワイヤ式切断機の側面図である。 切断動作の説明図である。 切断動作の説明図である

符号の説明

１・・基台、２・・ローラコンベヤ、３・・門型フレーム、３ａ，３ｂ・・支柱、３ｃ・・水平ビーム、４・・カッタフレーム、５・・シリンダ、６・・第一のプーリ、７・・第二のプーリ、８・・第三のプーリ、９・・第四のプーリ、１０・・ワイヤ、１１・・ストッパ、１２・・被切断物、１３・・クリーナ。

Claims (4)

1. 立設された二本の支柱間に、カッターフレームを前記支柱の上下方向へ強制的に昇降移動可能ならしめて架設し、前記二本の支柱のうち一方の支柱の上端部に第一のプーリを、他方の支柱の下端部に第二のプーリをそれぞれ設けると共に、
   前記カッターフレームにおける前記一方の支柱側であって前記上下方向で前記第二のプーリよりも上方に設けた第三のプーリと、前記カッターフレームにおける前記他方の支柱側であって前記上下方向で前記第三のプーリよりも上方に設けた第四のプーリと、がそれぞれ前記カッターフレームと共に前記上下方向へ昇降移動し、
   前記第一のプーリから、前記第三のプーリと、前記第二のプーリと、前記第四のプーリとを経て、前記第一のプーリに戻る順にワイヤをループ掛けし、
   前記カッターフレームを前記上下方向の下方側へ降下させて、前記ループ掛けされたワイヤを、前記第二のプーリに巻き掛けられた部分を支点にして、前記第三のプーリ側より前記第二のプーリ側へ移動させながら被切断物に押し付けることを特徴とするワイヤ式切断機。
2. 前記カッターフレームに、前記一方の支柱側で前記上下方向の下方側へ延びる延長部を連設し、その延長部に前記第三のプーリが取り付けられている請求項１に記載のワイヤ式切断機。
3. 前記支柱に沿って移動する前記ワイヤの送り出し経路に、ワイヤに接触し、ワイヤの送り出し動作でワイヤに付着した切り屑を除去するクリーナを付設した請求項１又は２に記載のワイヤ式切断機。
4. 互いに異なるプーリ同士間、或いはプーリとワイヤ間の通電状態をモニタし、通電の遮断を検知したら断線の可能性あることを警告する断線検出手段を設けた請求項１〜３のいずれかに記載のワイヤ式切断機。

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