JP5848988B2

JP5848988B2 - 横型帯鋸盤

Info

Publication number: JP5848988B2
Application number: JP2012039831A
Authority: JP
Inventors: 健吾上原
Original assignee: Amada Machine Tools Co Ltd; Amada Holdings Co Ltd
Current assignee: Amada Co Ltd; Amada Machine Tools Co Ltd
Priority date: 2012-02-27
Filing date: 2012-02-27
Publication date: 2016-01-27
Anticipated expiration: 2032-02-27
Also published as: JP2013173210A

Description

本発明は、無端状の帯鋸刃を循環走行させつつ、搬送方向へ搬送位置決めされた被切断材に対して切断加工を行う横型帯鋸盤に関する。

近年、横型帯鋸盤について種々の開発がなされており（特許文献１参照）、先行技術に係る横型帯鋸盤の構成等について説明すると、次のようになる。

先行技術に係る横型帯鋸盤は、被切断材を支持する基台を具備しており、この基台には、上下方向へ延びたメインコラムが立設されており、基台におけるメインコラムから搬送方向に直交する搬送幅方向に離隔した位置には、上下方向へ延びたサブコラム（ナローガイド）が立設されている。また、メインコラムとサブコラムに亘って、鋸刃ハウジングが上下方向へ移動可能に設けられており、この鋸刃ハウジングにおける搬送幅方向の一方側の上部及び下部は、メインコラムに上下方向へ移動可能に案内支持されており、鋸刃ハウジングにおける搬送幅方向の他方側の下部は、搬送幅方向に平行な軸（軸心）周りの回転を規制された状態でサブコラム（ナローガイド）に上下方向へ移動可能に案内支持されている。更に、鋸刃ハウジングには、一対の鋸刃ホイールが回転可能かつ搬送幅方向に離隔して設けられており、一対の鋸刃ホイールは、帯鋸刃を巻回して支持するものである。

従って、一対の鋸刃ホイールを回転させて、帯鋸刃を循環走行させつつ、鋸刃ハウジングを下方向（切込み方向）へ移動させる。これにより、搬送方向へ搬送位置決めされた被切断材に対して切断加工を行うことができる。

特開２００９−２９７８１３号公報

ところで、被切断材の切断加工中において上方向の切削反力（背分力）が変動し、その変動が鋸刃ハウジングの固有振動数に近くなると、鋸刃ハウジングが共振して搬送方向に平行な方向の自励振動を励起する。また、鋸刃ハウジングが前述のようにメインコラム及びサブコラムに案内支持されていることもあり、鋸刃ハウジングの搬送幅方向の他方側の上コーナ部において、鋸刃ハウジングの自励振動による搬送方向に平行な方向の変位が特に顕著になる。そのため、被切断材の切断加工中に、鋸刃ハウジングの搬送方向に平行な方向の振動（自励振動）が大きくなると、被切断材に対して適切な切断加工を継続して行うことが困難になるという問題がある。

そこで、本発明は、前述の問題を解決することができる、新規な構成の帯鋸盤を提供することを目的とする。

本発明の特徴は、無端状の帯鋸刃を循環走行させつつ、搬送方向へ搬送位置決めされた被切断材に対して切断加工を行う横型帯鋸盤において、被切断材を支持する基台と、前記基台に立設され、上下方向（鉛直方向）へ延びたメインコラムと、前記基台における前記メインコラムから前記搬送方向に直交する搬送幅方に離隔した位置に立設され、上下方向へ延びたサブコラム（ナローガイド）と、前記メインコラムと前記サブコラムに亘って上下方向へ移動可能に設けられ、前記搬送幅方向の一方側の上部及び下部が前記メインコラムに上下方向へ移動可能に案内支持され、前記搬送幅方向の他方側の下部が前記搬送幅方向に平行な軸（軸心）周りの回転を規制された状態で前記サブコラムに上下方向へ移動可能に案内支持された鋸刃ハウジングと、前記鋸刃ハウジングに回転可能かつ前記搬送幅方向に離隔して設けられ、前記帯鋸刃を巻回して支持する一対の鋸刃ホイールと、前記鋸刃ハウジングの前記搬送方向に平行な方向の振動を抑制する振動抑制機構と、を具備し、前記振動抑制機構は、前記鋸刃ハウジングにおける前記搬送幅方向の他方側の上部に設けられた固定ブラケットと、前記固定ブラケットに設けられ、前記サブコラムに対して接近離反する方向へ位置調節可能に構成された可動ブラケットと、前記可動ブラケットに回転自在に設けられ、前記サブコラムを押圧する押圧ローラと、前記鋸刃ハウジングから前記押圧ローラに伝達される振動（前記搬送方向に平行な方向の振動）を減衰する減衰要素と、前記サブコラムの鉛直方向に対する角度誤差（前記鋸刃ハウジングの上下方向の移動中における前記鋸刃ハウジングと前記サブコラムとの距離変化）を吸収可能なバネ要素と、を備えたことを要旨とする。

なお、本願の明細書及び特許請求の範囲において、「案内支持され」とは、直接的に案内支持されることの他に、別部材を介して間接的に案内支持されることを含む意である。また、「設けられ」とは、直接的に設けられたことの他に、別部材を介して間接的に設けられたことを含む意である。

本発明の特徴によると、まず、前記可動ブラケットを前記サブコラムに対して接近離反する方向へ位置調節して、前記押圧ローラによって前記サブコラムを押圧する。そして、一対の前記鋸刃ホイールを回転させて、前記帯鋸刃を循環走行させつつ、前記鋸刃ハウジングを下方向（切込み方向）へ移動させる。これにより、前記搬送方向へ搬送位置決めされた被切断材に対して切断加工を行うことができる。なお、被切断材に対して切断加工を行った後は、前記鋸刃ハウジングを上方向へ移動させて、適宜の待機位置に復帰させておく。

ここで、被切断材の切断加工中、前記鋸刃ハウジングの前記搬送幅方向の他方側の上部において、前記減衰要素によって前記鋸刃ハウジングから前記押圧ローラに伝達される振動を減衰することにより、前記鋸刃ハウジングの前記搬送方向に平行な方向の振動（自励振動）を十分に抑制することができる。また、前記バネ要素によって前記サブコラムの鉛直方向に対する角度誤差（組付け誤差）を吸収できるため、前記鋸刃ハウジングを上下方向へ安定的に移動させることができる。

本発明によれば、前記鋸刃ハウジングを上下方向へ安定的に移動させつつ、前記鋸刃ハウジングの前記搬送方向に平行な方向の振動を十分に抑制できるため、被切断材に対して適切な切断加工を継続して安定的に行うことができる。

図１は、図４における矢視部Iの拡大図である。図２は、本発明の実施形態に係る横型帯鋸盤の正面図である。図３は、図２におけるIII-III線に沿った図である。図４は、図２におけるIV-IV線に沿った図である。図５は、振動対象物である鋸刃ハウジング等をモデル化した図である。図６は、本発明の実施形態の変形例１に係る振動抑制機構を示す図であって、図１に相当する図である。図７は、本発明の実施形態の変形例２に係る振動抑制機構を示す図であって、図１に相当する図である。図８（ａ）は、本発明の実施形態に係る横型帯鋸盤による切断加工中における時間と鋸刃ハウジングの搬送方向に平行な方向の変位（振幅）との関係を示す図、図８（ｂ）は、本発明の実施形態に係る横型帯鋸盤による切断加工中における鋸刃ハウジングの加速度を周波数分析した結果を示す図である。図９（ａ）は、振動抑制機構を省略した比較例に係る横型帯鋸盤による切断加工中における時間と鋸刃ハウジングの搬送方向に平行な方向の変位（振幅）との関係を示す図、図９（ｂ）は、比較例に係る横型帯鋸盤による切断加工中における鋸刃ハウジングの加速度を周波数分析した結果を示す図である。

本発明の実施形態について図１から図５を参照して説明する。なお、図面中、「ＦＦ」は、前方向、「ＦＲ」は、後方向、「Ｌ」は、左方向、「Ｒ」は、右方向、「Ｕ」は、上方向、「Ｄ」は、下方向をそれぞれ指してある。

図２から図４に示すように、本発明の実施形態に係る横型帯鋸盤１は、無端状の帯鋸刃Ｂを循環走行させつつ、搬送方向（前方向）へ搬送位置決めされた被切断材Ｗに対して切断加工を行うものである。そして、本発明の実施形態に係る横型帯鋸盤１の具体的な構成は、以下のようになる。

横型帯鋸盤１は、搬送方向に直交する搬送幅方向（左右方向）に延びた基台３を具備しており、この基台３は、被切断材Ｗを支持する加工テーブル５を備えている。また、被切断材を加工テーブル５に固定するため、基台３の上側には、被切断材Ｗを挟持する本体バイス機構７が設けられており、この本体バイス機構７は、本体固定バイス９、及びこの本体固定バイス９に対向しかつ搬送幅方向へ移動可能な本体可動バイス１１を備えている。

基台３には、上下方向（鉛直方向）へ延びたメインコラム１３が立設されており、このメインコラム１３には、上下方向へ延びたＬＭガイド１５が設けられている。また、基台３におけるメインコラム１３から搬送幅方向に離隔した位置には、上下方向へ延びたサブコラム１７が立設されており、このサブコラム１７の下部には、上下方向へ延びたガイドレール１９が設けられている。

メインコラム１３とサブコラム１７に亘って、鋸刃ハウジング２１が上下方向へ移動可能に設けられている。また、鋸刃ハウジング２１の正面側部分における搬送幅方向の一方側（右側）の上部及び下部には、ＬＭスライダ２３，２５がブラケット２７，２９を介してそれぞれ設けられており、一対のＬＭスライダ２３，２５は、ＬＭガイド１５に上下方向へ移動可能に案内支持されるものである。換言すれば、鋸刃ハウジング２１の正面側部分における搬送幅方向の一方側の上部及び下部は、メインコラム１３に一対のＬＭスライダ２３，２５及びＬＭガイド１５等を介して上下方向へ移動可能に案内支持されている。更に、鋸刃ハウジング２１の正面側部分における搬送幅方向の他方側（左側）の下部には、一対の規制ローラ３１，３３が搬送方向に平行な軸心周りに回転可能にブラケット３５を介して設けられており、一対の規制ローラ３１，３３は、ガイドレール１９を搬送方向に平行な方向（前後方向）から挟持するようになっている。換言すれば、鋸刃ハウジング２１の正面側部分における搬送幅方向の他方側の下部は、一対の規制ローラ３１，３３及びガイドレール１９等を介して搬送幅方向に平行な軸（軸心）周りの回転を規制された状態でサブコラム１７に上下方向へ移動可能に案内支持されている。そして、基台３におけるメインコラム１３に隣接した位置には、鋸刃ハウジング２１を昇降させるハウジング用油圧シリンダ３７が立設されている。なお、鋸刃ハウジング２１の搬送幅方向に平行な軸周りの回転を規制する手段として一対の規制ローラ３１，３３を用いているが、その他、適宜の手段を用いても構わない。

鋸刃ハウジング２１には、一対の鋸刃ホイール３９，４１が回転可能かつ搬送幅方向に離隔して設けられており、一対の鋸刃ホイール３９，４１は、帯鋸刃Ｂを巻回して支持するものである。また、一方の鋸刃ホイール３９は、帯鋸刃Ｂに張力を付与するために搬送幅方向へ位置調節可能になっている。そして、鋸刃ハウジング２１の適宜位置には、一対の鋸刃ホイール３９，４１を回転させるホイール用モータ（図示省略）が設けられている。

鋸刃ハウジング２１における一対の鋸刃ホイール３９，４１の間には、一対の鋸刃ガイド４３，４５が搬送幅方向に離隔して設けられており、一対の鋸刃ガイド４３，４５は、帯鋸刃Ｂの歯先が下側を向くように帯鋸刃Ｂを捻った状態で切削方向へ案内するものである。また、一方の鋸刃ガイド４３は、搬送幅方向へ位置調節可能になっている。

鋸刃ハウジング２１の正面側部分における搬送幅方向の他方側の上部には、鋸刃ハウジング２１の搬送方向に平行な方向の振動を抑制する振動抑制機構４７が設けられている。そして、振動抑制機構４７の構成の詳細は、次のようになる。

図１に示すように、鋸刃ハウジング２１の正面側部分における搬送幅方向の他方側の上部には、平面視Ｌ型形状の固定ブラケット４９が設けられており、この固定ブラケット４９には、可動ブラケット５１が前後方向へ揺動可能に連結軸（連結ボルト）５３を介して設けられている。また、可動ブラケット５１はサブコラム１７に対して接近離反する前後方向へ位置調節可能に構成されている。具体的には、固定ブラケット４９には、前後方向に沿って円弧に延びたガイド溝５５が形成されており、可動ブラケット５１には、調節ボルト５７がガイド溝５５に挿通した状態で螺合して設けられてあって、この調節ボルト５７の頭部は、固定ブラケット４９のガイド溝５５の周縁を押圧するようになっている。

可動ブラケット５１には、サブコラム１７を押圧する押圧ローラ５９が搬送幅方向に平行な軸心周りに回転自在（回転可能）に設けられている。また、鋸刃ハウジング２１と固定ブラケット４９との間には、弾性変形可能な防振パット６１が介在されている。そして、防振パット６１は、鋸刃ハウジング２１から押圧ローラ５９に伝達される搬送方向に平行な方向の振動を減衰する減衰要素としての機能、及びサブコラム１７の鉛直方向に対する組付け誤差（換言すれば、鋸刃ハウジング２１の上下方向の移動中における鋸刃ハウジング２１とサブコラム１７との距離変化）を吸収可能なバネ要素としての機能をそれぞれ有している。なお、押圧ローラ５９を弾性変形可能にし、押圧ローラ５９が減衰要素としての機能及びバネ要素としての機能を有するようすることもでき、この場合には振動抑制機構４７の構成から防振パット６１を省略しても構わない。

なお、振動対象物である鋸刃ハウジング２１等をモデル化すると、図５に示すようになる。ここで、図５において、ｍは、鋸刃ハウジング２１の質量、Ｇは、鋸刃ハウジング２１の重心位置、ｃは、防振パット６１の減衰要素としての機能、ｋは、防振パット６１のバネ要素としての機能、ｋ₀は、サブコラム１７と基台３との間のバネ要素、Ｆｔは、切削反力（背分力）、θは、鋸刃ハウジング２１の鉛直方向に対する角度誤差をそれぞれ表している。

続いて、本発明の実施形態の作用及び効果について説明する。

まず、可動ブラケット５１をサブコラム１７に対して接近離反する前後方向へ位置調節して、押圧ローラ５９によってサブコラム１７を押圧する。次に、被切断材Ｗを搬送方向へ搬送位置決めし、本体バイス機構７によって被切断材Ｗを挟持して加工テーブル５に対して固定する。そして、ホイール用モータの駆動により一対の鋸刃ホイール３９，４１を回転させて、帯鋸刃Ｂを循環走行させつつ、ハウジング用油圧シリンダ３７の作動により鋸刃ハウジング２１を下方向（切込み方向）へ移動させる。これにより、搬送方向へ位置決めした被切断材Ｗに対して切断加工を行うことができる。なお、被切断材Ｗに対して切断加工を行った後は、ハウジング用油圧シリンダ３７の作動により鋸刃ハウジング２１を上方向へ移動させて、適宜の待機位置に復帰させておく。

ここで、被切断材Ｗの切断加工中、鋸刃ハウジング２１の搬送幅方向の他方側の上部において、防振パット６１の減衰要素としての機能によって鋸刃ハウジング２１から押圧ローラ５９に伝達される振動を減衰することにより、鋸刃ハウジング２１の搬送方向に平行な方向の振動（自励振動）を十分に抑制することができる。また、防振パット６１のバネ要素としての機能によってサブコラム１７の鉛直方向に対する角度誤差（組付け誤差）を吸収きるため、鋸刃ハウジング２１を上下方向へ安定的に移動させることができる。

従って、本発明の実施形態によれば、鋸刃ハウジング２１を上下方向へ安定的に移動させつつ、鋸刃ハウジング２１の搬送方向に平行な方向の振動を十分に抑制できるため、被切断材Ｗに対して適切な切断加工を継続して安定的に行うことができる。

（変形例１）
本発明の実施形態の変形例１について図６を参照して説明する。なお、図面中、「ＦＦ」は、前方向、「ＦＲ」は、後方向、「Ｌ」は、左方向、「Ｒ」は、右方向、「Ｕ」は、上方向、「Ｄ」は、下方向をそれぞれ指してある。

図６に示すように、本発明の実施形態の変形例１にあっては、前述の振動抑制機構４７に代えて振動抑制機構６３を用いており、以下、振動抑制機構６３の構成のうち、振動抑制機構４７と異なる部分についてのみ説明する。なお、振動抑制機構６３の構成要素のうち、振動抑制機構４７の構成要素と対応するものについては図面中に同一番号を付する。

鋸刃ハウジング２１の正面側部分における搬送幅方向の他方側の上部には、平面視コ字形状の固定ブラケット６５が設けられている。また、固定ブラケット６５には、可動ブラケット６７が設けられており、この可動ブラケット６７は、サブコラム１７に対して接近離反する前後方向へ位置調節可能に構成されている。具体的には、固定ブラケット６５には、前後方向に沿って直線状に延びた複数のガイド溝６９が形成されており、可動ブラケット６７には、複数のガイドボルト７１が対応するガイド溝６９に挿通した状態で螺合して設けられている。また、固定ブラケット６５の一部（突出片）６５ａには、可動ブラケット６７の一部（突出片）６７ａに押圧する調節ボルト７３が螺合して設けられている。なお、各ガイドボルト７１の頭部が固定ブラケット６５のガイド溝６９の周縁を押圧するようになっていても構わない。

そして、本発明の実施形態の変形例１においても、前述と同様の作用を奏する。

（変形例２）
本発明の実施形態の変形例２について図７を参照して説明する。なお、図面中、「ＦＦ」は、前方向、「ＦＲ」は、後方向、「Ｌ」は、左方向、「Ｒ」は、右方向、「Ｕ」は、上方向、「Ｄ」は、下方向をそれぞれ指してある。

図７に示すように、本発明の実施形態の変形例２にあっては、前述の振動抑制機構４７に代えて振動抑制機構７５を用いており、以下、振動抑制機構７５の構成のうち、振動抑制機構４７と異なる部分についてのみ説明する。なお、振動抑制機構７５の構成要素のうち、振動抑制機構４７の構成要素と対応するものについては図面中に同一番号を付する。

可動ブラケット５１は、サブコラム１７よりも後方向へ突出してあって、可動ブラケット５１の先端部には、押圧ローラ５９と協働によりサブコラム１７を挟持する補助ローラ７７が搬送幅方向に平行な軸心回りに回転自在に設けられている。

なお、本発明は、前述の実施形態の説明に限られるものではなく、例えば、鋸刃ハウジング２１の正面側部分がメインコラム１３及びサブコラム１７に上下方向へ移動可能に案内支持され、かつ鋸刃ハウジング２１の正面側部分に振動抑制機構４７が設けられる代わりに、鋸刃ハウジング２１の背面側部分がメインコラム１３及びサブコラム１７に上下方向へ移動可能に案内支持され、かつ鋸刃ハウジング２１の背面側部分に振動抑制機構４７が設けられる等、その他、種々の態様で実施可能である。また、本発明に包含される権利範囲は、これらの実施形態に限定されないものである。

ホイール用電動モータに５０Ｈｚのパルスを印加した状態で、本発明の実施形態に係る横型帯鋸盤１による切断加工中における時間と鋸刃ハウジング２１の搬送方向に平行な方向の変位（振幅）との関係、及び鋸刃ハウジングの加速度を周波数分析した結果をまとめると、図８（ａ）（ｂ）に示すようになった。また、振動抑制機構４７を省略した比較例に係る横型帯鋸盤を用い、ホイール用電動モータに５０Ｈｚのパルスを印加した状態で、比較例に係る横型帯鋸盤による切断加工中における時間と鋸刃ハウジング２１の搬送方向に平行な方向の変位との関係、及び鋸刃ハウジング２１の加速度を周波数分析した結果をまとめると、図９（ａ）（ｂ）に示すようになった。つまり、振動抑制機構４７を具備することにより、鋸刃ハウジング２１の搬送方向に平行な方向の変位及び加速度が共に十分に減少することが確認された。

Ｗ被切断材
１横型帯鋸盤
３基台
５加工テーブル
１３メインコラム
１５ＬＭガイド
１７サブコラム（ナローガイド）
１９ガイドレール
２１鋸刃ハウジング
２３ＬＭスライダ
２５ＬＭスライダ
３１規制ローラ
３３規制ローラ
３７ハウジング用油圧シリンダ
３９鋸刃ホイール
４１鋸刃ホイール
４３鋸刃ガイド
４５鋸刃ガイド
４７振動抑制機構
４９固定ブラケット
５１可動ブラケット
５５ガイド溝
５７調節ボルト
５９押圧ローラ
６１防振パット
６３振動抑制機構
６５固定ブラケット
６７可動ブラケット
６９ガイド溝
７１ガイドボルト
７３調節ボルト
７５振動抑制機構
７７補助ローラ

Claims

無端状の帯鋸刃を循環走行させつつ、搬送方向へ搬送位置決めされた被切断材に対して切断加工を行う横型帯鋸盤において、
被切断材を支持する基台と、
前記基台に立設され、上下方向へ延びたメインコラムと、
前記基台における前記メインコラムから前記搬送方向に直交する搬送幅方に離隔した位置に立設され、上下方向へ延びたサブコラムと、
前記メインコラムと前記サブコラムに亘って上下方向へ移動可能に設けられ、前記搬送幅方向の一方側の上部及び下部が前記メインコラムに上下方向へ移動可能に案内支持され、前記搬送幅方向の他方側の下部が前記搬送幅方向に平行な軸周りの回転を規制された状態で前記サブコラムに上下方向へ移動可能に案内支持された鋸刃ハウジングと、
前記鋸刃ハウジングに回転可能かつ前記搬送幅方向に離隔して設けられ、前記帯鋸刃を巻回して支持する一対の鋸刃ホイールと、
前記鋸刃ハウジングの前記搬送方向に平行な方向の振動を抑制する振動抑制機構と、を具備し、
前記振動抑制機構は、
前記鋸刃ハウジングの前記搬送幅方向の他方側の上部に設けられた固定ブラケットと、
前記固定ブラケットに設けられ、前記サブコラムに対して接近離反する方向へ位置調節可能に構成された可動ブラケットと、
前記可動ブラケットに回転自在に設けられ、前記サブコラムを押圧する押圧ローラと、
前記鋸刃ハウジングから前記押圧ローラに伝達される振動を減衰する減衰要素と、
前記サブコラムの鉛直方向に対する角度誤差を吸収可能なバネ要素と、を備えたことを特徴とする横型帯鋸盤。
前記減衰要素及び前記バネ要素は、前記鋸刃ハウジングと前記固定ブラケットとの間に介在されかつ弾性変形可能な防振パットであることを特徴とする請求項１に記載の横型帯鋸盤。
前記押圧ローラが弾性変形可能であって、前記減衰要素及び前記バネ要素としての機能を有することを特徴とする請求項１に記載の横型帯鋸盤。
前記振動抑制機構は、
前記可動ブラケットに回転自在に設けられ、前記押圧ローラと協働により前記サブコラムを挟持する補助ローラと、を備えたことを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれかの請求項に記載の横型帯鋸盤。