JP4721406B2

JP4721406B2 - 線状部材の定長切断方法及び装置

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Publication number: JP4721406B2
Application number: JP2005057048A
Authority: JP
Inventors: 豊高須賀
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2005-03-02
Filing date: 2005-03-02
Publication date: 2011-07-13
Anticipated expiration: 2025-03-02
Also published as: JP2006239723A

Description

本発明は、生ゴムで被覆されたコード等の線状部材を一定長毎に切断する装置及び方法に関し、特に高速かつ高精度な切断を可能にしたものである。

従来、直線状の搬送路に沿って連続的に送られる線状部材を一定長に切断する装置としては、図４に示すように、線状部材Ｃの先端を初期位置Ｘ₁₀にてチャック装置101で掴み、一定のテンションを保ちながら直線的に引き出していき、位置Ｘ₁₁迄一定距離Ｌ₁₀引き出した時点で位置Ｘ₁₁にて図示されていないカッタにより線状部材Ｃを切断し、切断後はチャック装置101を初期位置Ｘ₁₀に戻す動作を繰り返すようにしたものがある（特許文献１参照）。また、文献に記載されたものではないが、図５に示すように、ベルトコンベア110により搬送されている線状部材Ｃを所定の位置Ｘ₁₂にて、図示されていないカッタにより切断するようにしたものもある。
特開平１０−１９３０１９号公報

しかしながら、特許文献１に開示された切断装置では、チャック装置101を一定距離移動させ、切断後に一定距離逆方向に移動させる往復運動を行うため、時間的なロスが大きい。一方、ベルトコンベアの搬送は一方向であるため、往復動作による時間的ロスはないが、高速で搬送させた場合、線状部材Ｃとコンベア110の表面との間の相対条件の変動（生ゴムで被覆されたコードの場合、常に摩擦係数が変化している）により、切断された線状部材Ｃの長さにバラツキが発生するおそれがある。

本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、その目的は、直線状の搬送路に沿って送られる線状部材の定長切断を行うときの時間的ロスを低減して高速化すると共に、切断長のバラツキを防止することである。

請求項１に係る発明は、線状部材を直線状の搬送路に沿って引き出し、一定長毎に切断する方法であって、第１のチャック手段による掴み代に相当する距離だけ切断手段を前記引き出し方向と逆方向へ移動させる工程と、第２のチャック手段及び切断手段を前記引き出し方向へ移動させて前記線状部材を引き出す工程と、前記第１のチャック手段を前記引き出し方向と逆方向へ移動させる工程と、前記第１のチャック手段が前記掴み代を保持できる位置になったときに前記第１のチャック手段、切断手段及び第２のチャック手段の移動を停止させる工程と、前記第１のチャック手段が前記掴み代を保持する工程と、前記第２のチャック手段が前記線状部材を解放する工程と、第１のチャック手段により前記線状部材を引き出す工程と、前記切断手段及び第２のチャック手段を前記引き出し方向と逆方向へ移動させる工程と、前記第１のチャック手段と前記切断手段との間隔が前記一定長になったときに前記第１のチャック手段、切断手段及び第２のチャック手段の移動を停止させる工程と、前記第２のチャック手段により前記線状部材を保持する工程と、前記切断手段により前記線状部材を切断する工程とを繰り返すことを特徴とする線状部材の定長切断方法である。
請求項２に係る発明は、請求項１記載の線状部材の定長切断方法において、前記線状部材を引き出すときは、前記第１のチャック手段と前記第２のチャック手段及び切断手段とを同時に移動させることを特徴とする線状部材の定長切断方法である。
請求項３に係る発明は、請求項２記載の線状部材の定長切断方法において、前記線状部材を引き出すときは、前記第１のチャック手段と前記第２のチャック手段及び切断手段とを同速度で移動させることを特徴とする線状部材の定長切断方法である。
請求項４に係る発明は、線状部材を直線状の搬送路に沿って引き出し、一定長毎に切断する装置であって、前記搬送路に沿って往復移動可能であり、かつ前記線状部材を解放自在に保持する第１のチャック手段と、前記搬送路に沿って、前記第１のチャック手段に対し、前記線状部材の引き出し方向の後方側を往復移動可能であり、かつ前記線状部材を解放自在に保持する第２のチャック手段と、前記搬送路に沿って、前記第１のチャック手段と前記第２のチャック手段との間を往復移動可能な切断手段と、前記第１のチャック手段、前記第２のチャック手段、及び前記切断手段を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記第２のチャック手段に前記線状部材を保持させるとともに、前記第１のチャック手段による前記線状部材の掴み代に相当する距離だけ前記切断手段を前記引き出し方向と逆方向へ移動させ、前記第２のチャック手段を前記引き出し方向へ移動させるとともに、前記切断手段を前記引き出し方向へ、前記第１のチャック手段を前記引き出し方向と逆方向へ移動させ、前記第１のチャック手段が前記掴み代を保持できる位置に到達したとき、前記第１のチャック手段、前記第２のチャック手段及び前記切断手段の移動を停止させ、前記第１のチャック手段に前記掴み代を保持させるとともに、前記第２のチャック手段に前記線状部材を解放させ、前記第１のチャック手段を前記引き出し方向へ移動させるとともに、前記第２のチャック手段及び前記切断手段を前記引き出し方向と逆方向へ移動させ、前記第１のチャック手段と前記切断手段との間隔が前記一定長になったとき、前記第１のチャック手段、前記第２のチャック手段及び前記切断手段の移動を停止させ、前記第２のチャック手段に線状部材を保持させ、前記切断手段に前記線状部材を切断させることを特徴とする線状部材の定長切断装置である。

本発明によれば、第１のチャック手段と第２のチャック手段とを反対方向に往復移動させることで、単一のチャック手段のみを往復移動させていた従来装置よりも短時間で定長切断を行うことができるので、時間的ロスを低減し、高速化を実現できる。また、第２のチャック手段の移動による送り（引き出し）と第１のチャック手段の移動による送り（引き出し）からなる２度送りにより、送りが平均化されるため、高速送り時には非常に重要な安定したテンション制御が可能となる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は本発明の実施形態に係る定長切断装置の構成を説明するための図である。この定長切断装置10は、送り出し装置31から定テンションで連続的に供給される線状部材を一定長毎に切断し、受取装置30へ渡すように構成したものである。以下の説明では、線状部材の送り方向を前方と言う。

この定長切断装置10は、前後（図では左右）一対のフレーム11，12と、フレーム11，12間に両端が固定されたガイドレール13と、フレーム11に固定されたモータＭと、前端がモータＭの回転軸に接続され、後端がフレーム12に取り付けられた軸受（図示せず）に支持され、かつガイドレール13に沿って配置されたネジ軸14とを備えている。ネジ軸14には、その中心の前方側に前方ボールネジ14Ａが形成され、後方側に後方ボールネジ14Ｂが形成されている。ここで、前方ボールネジ14Ａと後方ボールネジ14Ｂとはネジ山の切られ方が互いに逆（例えば前方ボールネジ14Ａは左ネジ、後方ボールネジ14Ｂは右ネジ）である。また、前方ボールネジ14Ａには、それに嵌合したボールナットを有し、前方ボールネジ14Ａの正逆回転に応じて、ガイドレール13に案内されながらネジ軸14の中心の前方側（図では左側）を前後に移動するスライダ16が取り付けられ、後方ボールネジ14Ｂには、それに嵌合したボールナットを有し、後方ボールネジ14Ｂの正逆回転に応じて、ガイドレール13に案内されながらネジ軸14の中心の後方側を前後に移動するスライダ18が取り付けられている。さらに、スライダ18の前方には、スライダ18とエアシリンダ19で接続され、かつガイドレール13に案内されながらネジ軸14の中心の右側を前後に移動するスライダ17が取り付けられている。ここで、スライダ17は、スライダ18とは異なり、ネジ軸14を通す孔は形成されているが、後方ボールネジ14Ｂに嵌合するボールナットを備えていない。スライダ16、17、18には、それぞれ前方チャック１、カッタ２、後方チャック３が固定されている。

モータＭの正逆回転により、スライダ17及び18をネジ軸14の中心に対して図１で前後に対称かつ同時に進退させることができる。また、モータＭの正逆回転とは独立してエアシリンダ19のピストンロッドを伸縮させることにより、スライダ17及び18の移動時及び停止時の何れにおいても、スライダ18の位置とは独立してスライダ17の位置を変化させることができる。

前方チャック１及び後方チャック３は、それぞれエアシリンダを内蔵しており、その空気圧を制御することで、それぞれの先端に配置されている保持部材１Ａ及び３Ａを開閉させ、図示されていない線状部材を掴んだり、離したりすることができる。カッタ２はエアシリンダを内蔵しており、その空気圧を制御することで、切断刃２Ａを駆動し、図示されていない線状部材を切断することができる。

モータ１３、前方チャック１、カッタ２、後方チャック３、及びエアシリンダ19は、それぞれモータドライバ20、チャックドライバ21、カッタドライバ22、チャックドライバ23、及びシリンダドライバ24により駆動され、各ドライバはコントローラ25から供給される制御信号により制御される。また、コントローラ25は受取装置30及び送り出し装置31の制御も行う。さらに、図示されていないが、送り出し装置31から定長切断装置10まで線状部材の搬送路が直線上に形成され、搬送路には線状部材のセンサが配置されている。コントローラ25はセンサの出力を監視することで線状部材の先端部等の搬送位置を把握し、各ドライバに必要な制御信号を送るように構成されている。

以上の構成を備えた定長切断装置の動作について、図２のフローチャート及び図３のタイミング図を参照しながら説明する。
まず、図３（ａ）に示すように、コントローラ25は、前方チャック１、カッタ２、及び後方チャック３が、それぞれの初期位置Ｘ₀、Ｘ₁及びＸ₂に設定されるように、モータＭを回転させるための制御信号をモータドライバ20に供給する（ステップＳ１）。このとき、エアシリンダ19の長さはＬ₅（＝シリンダ戻り寸法）に設定されている。この初期位置では、前方チャック１、カッタ２、及び後方チャック３が互いに最も接近しており、ネジ軸14の中心に近い状態である。また、線状部材Ｃの先端は前方チャック１の初期位置Ｘ₀で停止している。さらに、エアシリンダ19のシリンダ出寸法はＬ₆であり、Ｌ₆とＬ₅との差（Ｌ₆−Ｌ₅）であるシリンダストロークＬ₄がＸ₀とＸ₁との差に等しい。

次に、コントローラ25は、チャックドライバ21に制御信号を送り、前方チャック１が線状部材Ｃの先端部を保持するように制御する。さらに、図３（ｂ）に示すように、前方チャック１が初期位置Ｘ₀の前方（図１、３の左方）へ線状部材Ｃの切断長Ｌ₁の1/2であるＬ₂移動した位置Ｘ₃に到達する迄ネジ軸14をモータＭにより回転させるための制御信号をモータドライバ20に供給する。このとき、後方チャック３は、初期位置Ｘ₂から後方へＬ₃（＝Ｌ₂）移動して、位置Ｘ₄に到達する。また、コントローラ25は、モータドライバ20に制御信号を送ると同時に、シリンダドライバ24に対して、エアシリンダ19のピストンロッドをシリンダ戻り寸法からシリンダ出寸法へ伸長させるための制御信号を送る。これにより、後方チャック３が位置Ｘ₄に到達したとき、カッタ２はその前方Ｌ₆（＝Ｌ₄＋Ｌ₅）の位置Ｘ₅に存在するようになる（以上ステップＳ２）。

次いで、図３（ｃ）に示すように、コントローラ25は、チャックドライバ23に制御信号を送り、後方チャック３が線状部材Ｃを保持するように制御すると共に、受取装置30に制御信号を送り、そのチャック４，５が線状部材Ｃをそれぞれ前方チャック１、カッタ２の近傍の内側の位置で保持するように制御する（ステップＳ３）。

次に、チャック４，５による保持動作を確認した後に、図３（ｄ）に示すように、コントローラ25は、カッタドライバ22に制御信号を送り、カッタ２が線状部材Ｃを切断するように制御し、同時にチャックドライバ21に制御信号を送り、前方チャック１が線状部材Ｃの先端を解放するように制御する（ステップＳ４）。これにより、一定の切断長Ｌ₁で切断された線状部材は、線状部材Ｃの搬送路から分離されて、受取装置30に渡される。ここで、Ｌ₁＝Ｌ₂＋Ｌ₃＋Ｌ₄＋Ｌ₅−Ｌ₆＝Ｌ₂＋Ｌ₃＝２Ｌ₂＝２Ｌ₃である。

次いで、図３（ｅ）に示すように、前方チャック１の掴み代（例、20mm）を確保するために、コントローラ25は、シリンダドライバ24に対して、エアシリンダ19のピストンロッドをシリンダ出寸法からシリンダ戻り寸法へ短縮させるための制御信号を送り、カッタ２の位置が後方チャック３の位置Ｘ₄の前方Ｌ₅の位置Ｘ₆になるように制御する（ステップＳ５）。このとき、線状部材Ｃは後方チャック３に保持されているため、線状部材Ｃの先端位置はＸ₅の位置から変化せず、カッタ２の位置のみＸ₆の位置へ移動する。

次に、図３（ｆ）に示すように、コントローラ25は、前方チャック１、カッタ２、及び後方チャック３が各々の初期位置迄移動するように、モータＭを回転させるための制御信号をモータドライバ20へ供給する（ステップＳ６）。これで図３（ａ）と同じ状態になるので、以後ステップＳ２から繰り返すことで、順次一定長さＬ₁で切断された線状部材Ｃを受取装置30に渡すことができる。

以上説明したように、本実施形態に係る一定長切断装置は、前方チャック１及び後方チャック３を対称的に移動させることにより、線状部材Ｃを切断長Ｌ₁の1/2ずつ２段階に分けて送るので、下記（１）〜（３）の利点を有する。
（１）２度送りにより、送りが平均化されるため、高速送り時には非常に重要な安定したテンション制御が可能となる。
（２）送り方向の中心位置（Ｘ₀及びＸ₂）を基準にして前後に等長に送る中心振分けの定長送りであるため、線状部材Ｃの切断長Ｌ₁を変更する場合は、前後のボールネジ14Ａ，14Ｂの送り量を変更するのみで簡単に中心振分けに対応できる。このとき、受取装置30は、一対のチャック４、５の間隔を中心振分けにより切断長Ｌ₁に応じて調節するだけでよいため、中心振分けの受渡しに有利である。これに対し、図４のような送り方向の後端を基準にした送りの場合は、切断長を変更すると、切断された線状部材の中心位置が変化するため、受取装置30の位置を線状部材の中心位置に応じて移動調整することが必要となる。
（３）送り量が1/2であるため、送り時間が短縮されるので、高速切断動作が可能となる。

本発明の実施形態に係る定長切断装置の構成を説明するための図である。本発明の実施形態に係る定長切断装置の動作を示すフローチャートである。本発明の実施形態に係る定長切断装置の動作を示すタイミング図である。従来の定長切断装置の一例を示す図である。従来の定長切断装置の別の一例を示す図である。

符号の説明

１・・・前方チャック、２・・・カッタ、３・・・後方チャック、10・・・定長切断装置、25・・・コントローラ、30・・・受取装置、31・・・送り出し装置。

Claims

線状部材を直線状の搬送路に沿って引き出し、一定長毎に切断する方法であって、
第１のチャック手段による掴み代に相当する距離だけ切断手段を前記引き出し方向と逆方向へ移動させる工程と、
第２のチャック手段及び切断手段を前記引き出し方向へ移動させて前記線状部材を引き出す工程と、
前記第１のチャック手段を前記引き出し方向と逆方向へ移動させる工程と、
前記第１のチャック手段が前記掴み代を保持できる位置になったときに前記第１のチャック手段、切断手段及び第２のチャック手段の移動を停止させる工程と、
前記第１のチャック手段が前記掴み代を保持する工程と、
前記第２のチャック手段が前記線状部材を解放する工程と、
第１のチャック手段により前記線状部材を引き出す工程と、
前記切断手段及び第２のチャック手段を前記引き出し方向と逆方向へ移動させる工程と、
前記第１のチャック手段と前記切断手段との間隔が前記一定長になったときに前記第１のチャック手段、切断手段及び第２のチャック手段の移動を停止させる工程と、
前記第２のチャック手段により前記線状部材を保持する工程と、
前記切断手段により前記線状部材を切断する工程と
を繰り返すことを特徴とする線状部材の定長切断方法。
請求項１記載の線状部材の定長切断方法において、
前記線状部材を引き出すときは、前記第１のチャック手段と前記第２のチャック手段及び切断手段とを同時に移動させることを特徴とする線状部材の定長切断方法。
請求項２記載の線状部材の定長切断方法において、
前記線状部材を引き出すときは、前記第１のチャック手段と前記第２のチャック手段及び切断手段とを同速度で移動させることを特徴とする線状部材の定長切断方法。
線状部材を直線状の搬送路に沿って引き出し、一定長毎に切断する装置であって、
前記搬送路に沿って往復移動可能であり、かつ前記線状部材を解放自在に保持する第１のチャック手段と、
前記搬送路に沿って、前記第１のチャック手段に対し、前記線状部材の引き出し方向の後方側を往復移動可能であり、かつ前記線状部材を解放自在に保持する第２のチャック手段と、
前記搬送路に沿って、前記第１のチャック手段と前記第２のチャック手段との間を往復移動可能な切断手段と、
前記第１のチャック手段、前記第２のチャック手段、及び前記切断手段を制御する制御手段と
を備え、
前記制御手段は、
前記第２のチャック手段に前記線状部材を保持させるとともに、前記第１のチャック手段による前記線状部材の掴み代に相当する距離だけ前記切断手段を前記引き出し方向と逆方向へ移動させ、
前記第２のチャック手段を前記引き出し方向へ移動させるとともに、前記切断手段を前記引き出し方向へ、前記第１のチャック手段を前記引き出し方向と逆方向へ移動させ、
前記第１のチャック手段が前記掴み代を保持できる位置に到達したとき、前記第１のチャック手段、前記第２のチャック手段及び前記切断手段の移動を停止させ、
前記第１のチャック手段に前記掴み代を保持させるとともに、前記第２のチャック手段に前記線状部材を解放させ、
前記第１のチャック手段を前記引き出し方向へ移動させるとともに、前記第２のチャック手段及び前記切断手段を前記引き出し方向と逆方向へ移動させ、
前記第１のチャック手段と前記切断手段との間隔が前記一定長になったとき、前記第１のチャック手段、前記第２のチャック手段及び前記切断手段の移動を停止させ、
前記第２のチャック手段に線状部材を保持させ、前記切断手段に前記線状部材を切断させる
ことを特徴とする線状部材の定長切断装置。