JP4826178B2 - 切断装置および切断方法 - Google Patents

Description

本発明は、切断装置および切断方法に関し、さらに詳しくは、中空部を有する被保持体を保持して切断する切断装置および、この切断装置を用いた切断方法に関する。

従来から、たとえば管状の被保持体を保持して切断するための構造が提案されている。

たとえば、特許文献１には、中空筒状部材から外方に突出可能な複数の突出部材を設け、軸部材の軸方向への移動を利用してカム機構により突出部材を外方に突出させ、管状部材を内側から把持した状態でカッターで切断可能な管状部材の切断装置が記載されている。

しかし、特許文献１に記載の構成では、被保持体を保持するための機構として、中空筒状部材に加えて複数の突出部材が必要になり、部品点数の増加や構造の複雑化を招いている。
特開２００１−１５０３８５号公報

本発明は上記事実を考慮し、少ない部品点数および簡単な構造で、被保持体を保持して切断可能な切断装置と、この切断装置を用いた切断方法を得ることを課題とする。

請求項１に記載の発明では、中空部を有する被保持体に対し前記中空部内に配置される円筒状の保持部材と、前記保持部材の軸方向に沿って軸方向中央部に形成されると共に前記保持部材の周方向に間隔をあけて形成された複数のスリットによって、前記スリットの間の部分が径方向外側へ膨出可能となるように前記保持部材に設けられた低剛性部と、前記保持部材の内部に配置され前記保持部材を前記低剛性部において部分的に外側へ押圧可能な押圧部を備えた押圧部材と、前記押圧部材に対して相対的に移動可能な移動部材と、前記移動部材の移動を前記押圧部の前記保持部材に対する押圧方向の移動に変換する変換手段と、前記保持部材の前記スリットが形成されていない軸方向両端部において周方向に沿って形成された逃げ溝と、前記逃げ溝に対し前記保持部材の径方向外側から接近し、保持部材に保持された被保持体を切断可能なカッターと、を有することを特徴とする。

保持部材を被保持体の中空部に配置し、さらに押圧部材を保持部材の内部に配置した状態で移動部材を移動させる。この移動は、変換手段によって、押圧部の保持部材に対する押圧方向の移動に変換されるため、押圧部が保持部材の低剛性部を部分的に内部から外側に押圧する。このように、押圧部が保持部材の低剛性部を部分的に内部から外側に押圧すると、保持部材はこの低剛性部において、部分的に外側へ膨出する。そして、膨出により、保持部材は中空部内から被保持体に圧着して、被保持体を保持する。
保持部材には、逃げ溝が形成されている。保持部材が被保持体を保持した状態で、逃げ
溝に対しカッターを保持部材の径方向外側から接近させることで、被保持体を切断することができる。また、切断時に、カッターを、保持部材に接触しないように逃げ溝に逃がすことができる。
逃げ溝は、保持部材の軸方向両端部、すなわちスリットが形成されていない部分に形成されているので、カッターでの被保持体の切断時に、被保持体を保持部材によって周方向で均一に保持した状態で切断できる。

このように、本発明では、保持部材に低剛性部を設けることで、保持部材自体を部分的に外側へ膨出させている。従来のように、保持部材とは別体の突出部材等を設ける必要がないので、部品点数が少なくなり、構造も簡単になる。

請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の切断装置における前記保持部材で前記被保持体を保持する保持工程と、前記保持工程により前記被保持体を保持した前記保持部材と、この保持部材に保持された被保持体とを前記周方向に回転させる回転工程と、前記回転工程により前記周方向に回転する前記保持部材の前記逃げ溝に前記カッターを接近させて前記被保持体を逃げ溝の位置で切断する切断工程と、を有することを特徴とする。

この切断方法では、保持工程において、保持部材により被保持体を保持する。そして、回転工程では、被保持体を保持した保持部材を周方向に回転させる。これにより、被保持体も保持部材に周方向に回転する。次に、切断工程により、保持部材に逃げ溝にカッターを接近させて、被保持体を逃げ溝の位置で切断する。

請求項１に記載の保持装置を用いており、保持装置の部品点数が少なく、構造も簡単である。しかも、逃げ溝は、保持部材の軸方向両端部、すなわちスリットが形成されていない部分に形成されている。このため、切断工程において、被保持体を保持部材によって周方向に均一に保持した状態で切断できる。

本発明は上記構成としたので、少ない部品点数および簡単な構造で、被保持体を保持して切断できる。

図１及び図３には、本発明の第１実施形態の保持装置１２が示されている。また、図２及び図４には、この保持装置１２を備えた切断装置４２が示されている。保持装置１２は、たとえば電子写真方式の画像記録装置に用いられるベルトやローラ（以下、これらを総称して「被保持体」という）を保持するために使用される。そして、これらの被保持体を保持した状態で、切断装置４２によって、被保持体の所定箇所を切断する。なお、本発明では、被保持体として、少なくとも中空部を有するものを前提としている。以下では、被保持体の具体例として、定着ベルト（画像保持体上に画像形成材料を定着させるためのベルト）７２を採り上げる。この定着ベルト７２は、無端の帯状に形成されており、内部が中空部７４となっている。

図１に示すように保持装置１２は、円筒状の保持用パイプ１４を有している。保持用パイプ１４は、定着ベルト７２の中空部７４に挿入可能な外径とされている。

保持用パイプ１４の軸方向両端にはキャップ１６、１８が装着されており、保持用パイプ１４の両端が閉塞されている。

保持用パイプ１４の両端近傍には周方向に沿った逃げ溝２０、２２が構成されている。この逃げ溝２０、２２は、後述するように切断装置４２のカッター５８で定着ベルト７２の軸方向両端近傍を切断するときに、カッター５８が接触しないように「逃げ」として作用する。

保持用パイプ１４の軸方向中央部には、軸方向に沿ったスリット２４が周方向に所定間隔をあけて形成されており、スリット２４間に拡径部２６が構成されている。本実施形態では、スリット２４を周方向に９０度の中心角で４本形成している。このスリット２４によって、保持用パイプ１４の軸方向中央部での剛性が局所的に低下されているため、保持用パイプ１４の内部から外側に向かう力が拡径部２６に作用すると、保持用パイプ１４は軸方向中央において局所的に拡径される（図３参照）。

保持用パイプ１４内には、ホルダ２８が収容されている。ホルダ２８は、スリット２４が形成されていない箇所（図１では保持用パイプ１４の右側端部近傍）において保持用パイプ１４の内面に接触する基部２８Ａと、この基部２８Ａから保持用パイプ１４の中央に向かって延出された弾性片２８Ｂ、および弾性片２８Ｂの先端に形成され、拡径部２６に接触する押圧部２８Ｃを含んで構成されている。図１（Ａ）からも分かるように、弾性片２８Ｂは、スリット３０によって周方向に４つに分けられており、それぞれが、拡径部２６と一対一で対応している。また、押圧部２８Ｃも、拡径部２６と一対一で対応している。弾性片２８Ｂは、基部２８Ａとの境界部分を中心として径方向外側に弾性変形可能とされており、この弾性変形で、押圧部２８Ｃが拡径部２６を径方向外側に押圧する。

４つの基部２８Ａおよび弾性片２８Ｂの中央には、軸部材３２の一端側の挿入部３２Ａが挿入されている。弾性片２８Ｂおよび挿入部３２Ａにはテーパー３４、３６が形成されており、軸部材３２が矢印Ｍ１方向に移動すると、この力が、弾性片２８Ｂを径方向外側へ移動させる力に変換されるようになっている。

軸部材３２の中央には小径部３２Ｂが構成されており、キャップ１８の挿通孔１８Ｈに挿通されている。軸部材３２の他端側には挿通孔１８Ｈよりも大径の大径部３２Ｃが構成されており、軸部材３２の矢印Ｍ１方向への移動用を、大径部３２Ｃがキャップ１８に接触することで制限している。なお、挿入部３２Ａも挿通孔１８Ｈより大径に形成されており、軸部材３２の矢印Ｍ１と反対方向への移動をキャップ１８に接触して制限する。

図２に示すように、切断装置４２は、キャップ１６に装着されるキャップカバー４４と、軸部材３２の中央の凹部３２Ｈに差し入れられる回転センター４６とを有している。回転センター４６は、エアシリンダ４８からの押圧力を受けて矢印Ｍ１方向へと移動し、キャップカバー４４との間で、保持装置１２を軸方向に挟持する。

キャップカバー４４には、モータ５０の回転力が、ベルト５２および駆動軸５４を介して伝達されるようになっている。したがって、キャップカバー４４と回転センター４６とで保持装置１２が挟持された状態で、モータ５０の駆動により、保持装置１２を周方向に回転させることができる。

保持装置１２の側方には、切断ユニット５６が配置されている。切断ユニット５６は、２つの逃げ溝２０、２２のそれぞれに対応したカッター５８と、このカッター５８を一定の間隔で保持するホルダ６４を備えている。ホルダ６４には、ボールネジ６０が螺合されており、モータ６２の駆動によってホルダ６４が矢印Ｍ２方向に移動し、カッター５８が保持装置１２に対して接離する。

なお、キャップカバー４４は、保持用パイプ１４の軸方向には固定されており、エアシリンダ４８からの押圧力が回転センター４６を介して作用しても、保持用パイプ１４が不用意に移動しないようになっている。

次に、本実施形態の保持装置１２および切断装置４２の作用を説明する。

この切断装置４２を使用して定着ベルト７２を切断する場合には、図３に示すように、切断前の定着ベルト７２を保持装置１２で保持する。

すなわち、まず、エアシリンダ４８が回転センター４６から離間している状態で、定着ベルト７２の中空部７４に保持用パイプ１４を挿入する。

つぎに、保持装置１２をキャップカバー４４と回転センター４６の間に配置し、回転センター４６をエアシリンダ４８で押圧する。これにより、保持装置１２がキャップカバー４４と回転センター４６の間で挟持される。

また、この押圧によって軸部材３２がホルダ２８に対して矢印Ｍ１方向に移動すると、テーパー３４、３６の作用によって、弾性片２８Ｂが矢印Ｍ３方向（径方向外側）へと弾性的に広がる。これにより、押圧部２８Ｃに押された各拡径部２６も矢印Ｍ３方向へと移動し、保持用パイプ１４は軸方向中央において局所的に拡径される。すなわち、保持用パイプ１４の軸方向中央部分が外側に膨出して、定着ベルト７２に内側から圧着し保持する。

このようにして、定着ベルト７２を保持した状態で、モータ５０の駆動により保持装置１２を回転させる。また、モータ６２を駆動して、カッター５８を保持装置１２に接近させる。これにより、逃げ溝２０、２２の箇所において、定着ベルト７２を切断することができる。定着ベルト７２を回転させながら切断することで、切断ユニット５６を回転させる必要がなくなるので、構造を簡略化できる。

切断後は、モータ６２を逆転させてカッター５８を保持装置１２から離間させると共に、モータ５０の回転を停止する。さらに、エアシリンダ４８の押圧力を解消して回転センター４６をキャップカバー４４から離間させれば、弾性片２８Ｂが矢印Ｍ３と反対の方向へ弾性復元し、保持用パイプ１４も、軸方向中央部分が外側に膨出していない状態となって、定着ベルト７２を保持しなくなるので、定着ベルト７２を保持装置１２から抜き出すことができる。

さらに次の定着ベルト７２の両端を切断する場合には、上記と同様にして定着ベルト７２を保持し、切断すればよい。このように、複数の定着ベルト７２を順次切断する場合でも、保持装置１２への定着ベルト７２の装着及び取り外しを容易に行えるので、全体的な作業工程の単純化及び作業時間の短縮化を図ることができる。

以上の説明から分かるように、本実施形態では、保持用パイプ１４自体の一部を外側に膨出させて、被保持体である定着ベルト７２を保持するようにしている。従来のように、保持用パイプ１４とは別体の突出部材等を設ける必要がないので、部品点数が少なくて済み、構造も簡単になる。

なお、上記では、保持用パイプ１４を拡径する構造として、スリット２４によって剛性を局所的に低下させる、低剛性部である拡径部２６を構成するようにしているが、スリット２４に代えて、たとえば保持用パイプ１４を局所的に薄肉とし、その部分の剛性を低下させるようにしてもよい。ただし、薄肉にする構成と比較して、スリット２４を設ける構成のほうが加工が簡単であり、低コストで加工できる。また、スリット２４の長さ、幅あるいは本数等を変えることで、保持用パイプ１４が拡径する長さや幅、さらには拡径時に定着ベルト７２を保持する保持力も調整可能となる。

本発明において、ホルダ２８の材質は特に限定されないが、弾性片２８Ｂの弾性変形をを確実にする観点からは、金属や硬質の樹脂等を適用できる。また、ホルダ２８の一部または全部をゴム製とすれば、スリット３０を形成しなくても、弾性変形によって押圧部２８Ｃを矢印Ｍ３方向（図３参照）へ移動させることができる。

また、本発明の保持装置で保持可能な被保持体としても、上記の定着ベルト７２に限定されない。すなわち、中空部を有する被保持体であれば、保持部材（保持用パイプ１４）を中空部に配置して保持できる。保持部材の形状や構成も、上記した保持用パイプ１４に限定されず、中空部の形状は大きさに合わせて、より的確に保持可能なものとすればよい。

同様に、本発明の加工装置としても、被保持体を切断するものに限定されず、たとえば表面加工や表面処理等を行うものでもよい。

本発明の第１実施形態の保持装置が被保持体である定着ベルトの中空部に配置された状態を示し、（Ｂ）は軸方向断面図、（Ａ）は（Ｂ）のＡ−Ａ線断面図である。 本発明の第１実施形態の切断装置を示す概略構成図である。 本発明の第１実施形態の保持装置が被保持体である定着ベルトを保持した状態を示し、（Ｂ）は軸方向断面図、（Ａ）は（Ｂ）のＡ−Ａ線断面図である。 本発明の第１実施形態の切断装置を、保持装置が被保持体である定着ベルトを保持した状態で示す部分断面図である。

符号の説明

１２ 保持装置
１４ 保持用パイプ（保持部材）
１６ キャップ
１８ キャップ
１８Ｈ 挿通孔
２０ 逃げ溝
２４ スリット
２６ 拡径部（低剛性部）
２８ ホルダ（押圧部材）
２８Ａ 基部
２８Ｂ 弾性片
２８Ｃ 押圧部
３０ スリット
３２ 軸部材（移動部材）
３２Ａ 挿入部
３２Ｂ 小径部
３２Ｃ 大径部
３２Ｈ 凹部
３４ テーパー（変換手段）
３６ テーパー（変換手段）
４２ 切断装置
４４ キャップカバー
４６ 回転センター
４８ エアシリンダ（移動手段）
５０ モータ
５２ ベルト
５４ 駆動軸
５６ 切断ユニット（加工手段）
５８ カッター
６０ ボールネジ
６２ モータ
７２ 定着ベルト
７４ 中空部

Claims (2)

1. 中空部を有する被保持体に対し前記中空部内に配置される円筒状の保持部材と、
   前記保持部材の軸方向に沿って軸方向中央部に形成されると共に前記保持部材の周方向に間隔をあけて形成された複数のスリットによって、前記スリットの間の部分が径方向外側へ膨出可能となるように前記保持部材に設けられた低剛性部と、
   前記保持部材の内部に配置され前記保持部材を前記低剛性部において部分的に外側へ押圧可能な押圧部を備えた押圧部材と、
   前記押圧部材に対して相対的に移動可能な移動部材と、
   前記移動部材の移動を前記押圧部の前記保持部材に対する押圧方向の移動に変換する変換手段と、
   前記保持部材の前記スリットが形成されていない軸方向両端部において周方向に沿って形成された逃げ溝と、
   前記逃げ溝に対し前記保持部材の径方向外側から接近し、保持部材に保持された被保持体を切断可能なカッターと、
   を有することを特徴とする切断装置。
2. 請求項１に記載の切断装置における前記保持部材で前記被保持体を保持する保持工程と、
   前記保持工程により前記被保持体を保持した前記保持部材と、この保持部材に保持された被保持体とを前記周方向に回転させる回転工程と、
   前記回転工程により前記周方向に回転する前記保持部材の前記逃げ溝に前記カッターを接近させて前記被保持体を逃げ溝の位置で切断する切断工程と、
   を有することを特徴とする切断方法。

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